JP5749182B2 - スポーツ用保護具のためのエネルギー吸収および置換構造 - Google Patents

Description

本発明は、概して、スポーツ競技中に身体に与えられる衝撃から個人の身体を保護するための、身体保護具に関するものである。

身体保護具は、コンタクトスポーツを行う人々が怪我を防ぐために身に付けるのが一般的である。そうしたコンタクトスポーツでは、様々な状況下で怪我が発生しうる。そうした状況の例には、タックルをするとき、他の選手にぶつかったとき、地面に倒れた場合や他の選手の用具があたった場合、試合で使用されるボールそのものがあたったときなどがある。もちろん、コンタクトスポーツと関係のない場合も含め、ほかの状況で起こる怪我についても、防具によりそれが軽減あるいは防がれることもある。

身体保護具は、身体に与えられる衝撃エネルギーを吸収するよう、かなりの量のフォームパッドを使用している。さらに、衝撃力がフォームパッドのより広い領域に分散されるよう、フォームパッドは主として硬質プラスティック製の硬い丈夫なシェルカバーに覆われているのが一般的である。当技術分野で周知のように、こうした力の分散方法では、フォームパッドは衝撃エネルギーをほんの一部しか吸収できない。

硬いシェルカバーの使用における欠点は、エネルギー吸収および置換の限定的能力と、利用者のとっての柔軟性の欠如である。もうひとつの欠点は、フォームパッドと硬いシェルカバーの併用により、保護具にかなりの重量が加わることである。エネルギー吸収および置換は怪我を防ぐために必要とされ、柔軟で軽量な運動用品は利用者が自由に動けることで知られていることから、硬いシェルカバー、そのエネルギー吸収および置換特性の欠如、柔軟性の欠如、付加重量はすべて望ましくない結果である。

そのため、強い衝撃によるエネルギーを吸収および置換できる、柔軟かつ比較的軽量な身体保護具に対するニーズが存在する。
保護具はまた、コンタクトスポーツの競技中の怪我から、身体の他の部分を保護するためでもある。そうした保護具にはすね当て、肩パッド、ひざ当て、ひじ当て、ヒップパッドなどがある。上記のスポーツ用すね当て等のそうした保護具は一般的にプラスティック製カバーの付いたフォームパッドでできており、上記と同様の欠点を有している。

そのため、強い衝撃によるエネルギーを吸収および置換でき、柔軟で比較的軽量の、各身体部位を守る防具に対するニーズもまた存在する。

そのため、本発明の目的は、運動選手の各身体部位に、より保護能力の高い保護具を提供することである。
本発明の別の目的は、耐久性があり、長期にわたり相当な数の衝撃に耐えることのできる保護具を提供することである。

本発明の別の目的は、衝撃によるエネルギーを吸収および置換できる防具を提供することである。
本発明の別の目的は、柔軟かつ軽量で、使用者に一層の動きの自由を与える防具を提供すること、および着用時に消費されるエネルギーを少なくすることである。

上記およびその他の本発明の目的に従い、スポーツ用防具のすね当ては、使用者の身体に与えられた衝撃からの保護のために提供される。スポーツ用すね当てには、すねの骨の曲線に沿った、すねを保護する帯状の剛性材が内側にあり、より軟質なゴム様の素材からなる帯状の剛性材を配置および維持するクモの巣状の可とう体が外側にあり、それらが一体となった構造はスプリングのように機能し、内側の帯状の剛性材を適正な位置に置き、使用者に圧力をかけない。

こうした要素の組み合わせが使用者の身体に加わった衝撃エネルギーの吸収および置換を可能にする。
本発明の利点は、肌、ひざ、ひじ、その他の部位に怪我をさせるような力から使用者が保護されることである。

本発明の他の利点は、使用者が行っている活動により多くのエネルギーを注げるよう、最軽量なことである。
本発明のさらなる利点は、柔軟であり、より大きな動きの自由を使用者に与えることである。

本発明の他の利点は、添付図および添付の請求の範囲と併せ、好適実施態様の詳細な説明に照らして考えれば明白となるだろう。
本発明のより完全な理解のためには、添付図面にさらに詳しく例証されており、本発明の例として下記に記載されている実施態様を参照のこと。

すね当てに組み込まれた、エネルギー吸収および置換構造の正面斜視図。 すね当てに組み込まれた、エネルギー吸収および置換構造のもう一つの斜視図。 図2に描写されたすね当てに組み込まれた、エネルギー吸収および置換構造の断面図。 各部品に分かれたすね当てに組み込まれた、エネルギー吸収および置換構造の斜視図。

以下の説明は、上記の図と同様に本書の総評に関わるものである。
前述のとおり、図1は本スポーツ用保護具のエネルギー吸収および置換構造の正面斜視図である。図1では、この構造はスポーツ用すね当てに搭載されている (1)。この構造には、柔軟なクモの巣状の可とう体に覆われた帯状の剛性材が含まれる。

図2は 本構造のもうひとつの透視図である。
次に、前述の全てと一致して、図3は衝撃およびエネルギー吸収構造を説明する、すね当ての断面図である。高い衝撃およびエネルギー吸収力をもたらすクモの巣状の可とう体 (1) に収められた帯状の剛性材 (2) 。描写の通り、この構造はポリカーボネート等の弾力性のある硬質素材からなる帯状の剛性材 (2) と、ゴム様の素材からなるクモの巣状の可とう体 (1) で形成されており、両者がオーバーモールドプロセスで結合され、完全な構造を成している。従来の技術とは異なり、クモの巣状の構造 (1) は、帯状の剛性材 (2) を配置および維持するため使用されている。前述のように、こうした形状により最大限の衝撃およびエネルギー吸収が可能となる。

好ましい形態においては、クモの巣状の可とう体(1) は帯状の剛性材(2) を望ましい位置に維持するのに役立つ。
内側の帯状の剛性材 (2) は保護したい領域の輪郭に沿っている。外側のクモの巣状の可とう体 (1) は軟質ゴムのような素材からなり、内側の帯状の剛性材 (2) を望ましい位置に維持する外骨格のような働きをする。

帯状の剛性材(2) の最大限に効率の良い利用を目的としている。さらに図4では、帯状の剛性材 (2) が最小になっており、大きさが保護したい領域と同じに過ぎないことが示されている。縦横のサイズは様々であり、保護したい領域により決められる。例証を目的として、クモの巣状の可とう体 (1) は帯状の剛性材(2) と合せて、スプリングのように作用し、吸収と消散を行う。

結合されて一つに組立てられ、著しく力を分散および拡散させるシステムとなり、これまでにない方法で衝撃の副作用を弱める。
重要なことに、スプリングのような設計とゴムのような特性が連動して作用するクモの巣状の可とう体 (1) は、この構造が最下部に下がる、あるいはエネルギー吸収能力が上限に達することを防ぐ。その上、この組立には、与えられた力が取り除かれると瞬間的に作用する完全な復元力がある。さらに、この構造により、組立の外側部分が最初の力を受け止め、 クモの巣状の可とう体 (1) がその力を使用者に向けて分散させることが可能になる。この組立はそれ自体が独特な方法で縮み、力を吸収し、受けた衝撃エネルギーを置換する。

図4では、部品に分かれた組立が示されている。単一の剛構造が受けた力の全てを吸収しようとするのとは異なり、この結合構造により、帯状の剛性材 (2) およびクモの巣状の可とう体 (1) が一体となって機能することが可能になっている そのため、本発明の組立により、吸収されるエネルギーをかなり増大することが可能になる。ゆえに、スポーツ用すね当てに具現化された本発明に関して、クモの巣状の構造が痛みや怪我の発生率を低下させている。

スポーツ用すね当てに使われている発明の説明は、例証のみを目的としており、衝撃およびエネルギー吸収構造は、肩パッド、ひざ当て、ひじ当て、ヒップパッドやその他のスポーツ用保護具でも使用が可能。

本発明の組立を構成する2つの装置の一方が他方に衝突した場合、一方の装置だけでも得られる有益な結果を上回り、本発明により吸収および消散されるエネルギーの度合いがさらに高まる点にも注意すべきである。

ラクロス、サッカー、フットボールやホッケーといった多くのコンタクトスポーツでは、ひざとひざ、あるいはひじとひじなどの衝突が起こるのは一般的であり、競技に参加する選手全員が本発明を使用するならば、怪我の発生率は著しく低下するだろう。

本発明とその適用に関しては、本発明を、柔軟性や動きの自由を提供するというよりも、硬くて制限的であり、動きを妨げるスポーツ用保護具等の従来技術から区別することが重要である。本発明の目的は、無制限の動きの自由を可能にすると同時に、怪我の予防や使用者の安全を目的とし、エネルギーを吸収および置換することである。本システムは、それ自体がすべての主要スポーツの規則全てに適合し、同様のことがどんな身体活動に関しても当てはまる。

そうした全ての場合において、前述の様々なスポーツ競技および危険な活動に対して効果を挙げるよう、帯状の剛性材は、予め決められた通りの多様な素材およびサイズで製作される。ゆえに、ダイビング、水泳、アイスホッケー、ローラーホッケー、ローラースケート、スケートボード、フィールドホッケー、サッカー、ラクロス、フットボール、室内フットボール、体操、野球、カーレース、オートバイレース、サイクリング、そして陸上競技等の活動において、この組立は保護装置として使用できる。

本発明の帯状の剛性材は、組立に接触するヒトやモノによる、予測可能な力を吸収および消散させるよう、調整することができる。そのため、硬いシェルやフォーム等で作られた従来のパッドよりも、特定のニーズに対する適応能力が大幅に向上している。

帯状の剛性材の幅もまた、特定のニーズに従い変えられるよう意図されている。いずれの場合にも、帯状の剛性材は保護したい領域に合わせてサイズを変えることができ、適用時には常に安全にフィットするようになっている。

さらに、衝撃およびエネルギー吸収構造は、予め決められたサイズで様々に製作することができ、前述の様々なスポーツ競技および危険な活動において、組立が効果を発揮するよう作用する。そうした場合、衝撃およびエネルギー吸収構造を使用することにより、必要なパッドや素材の量が著しく減少し、ゆえに望ましい保護を行うために必要な重量が低下する。

説明と図に関しては、本発明は具体化されている通りに図面で説明され、かつ記載されており、ここに示された細部に限定されることを目的としていない。なぜなら、本発明の精神から逸脱することなく、当該技術の熟練者が、 図面で説明された装置の形式や細部に様々な削除、修正、代用、変更を加えうると理解されるからである。

さらに分析することもなく、前述により、従来の技術の観点からは、本発明の一般的あるいは特定の側面にあたる特徴を構成する特性を除外することなしに、人々が容易に、様々な用途に適合させられるという本発明の趣旨は明らかである。特許状による保護を求める特許の請求範囲は、添付の請求範囲のとおりである。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
［形態１］
単位体積当たりでより多くの力を吸収および消散させるべく作用する軽量で柔軟な構造をつくることを目的に、オーバーモールドプロセスに組合わされたゴム様の可とう体に戦略的に配置および維持された帯状の剛性材から成る、クモの巣状の組立を使用した衝撃およびエネルギー吸収構造；スプリングのような設計とゴムのような特性が連動して作用するクモの巣状の可とう体は、この構造が最下部に下がる、あるいはエネルギー吸収能力が上限に達することを防ぐ点は重要である。 その上、この組立には与えられた力が取り除かれると瞬間的に作用する完全な復元力がある。さらに、この構造により、組立の外側部分が最初の力を受け止めて、 クモの巣状の可とう体 (1) がその力を使用者に向けて分散させ、また、受けた衝撃をより多く吸収および消散させることが可能。
［形態２］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、組立がスポーツ用すね当ての予め決められた領域に組み込まれている。
［形態３］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、衝撃およびエネルギー吸収構造が、胸当て、肩パッド、ひざ当て、そしてひじ当てや前腕パッドから成るグループから選択された用具に関連して使用される。
［形態４］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、ダイビング、水泳、アイスホッケー、ローラーホッケー、ローラースケート、スケートボード、フィールドホッケー、サッカー、ラクロス、フットボール、室内フットボール、ボクシング、レスリング、体操、野球、カーレース、オートバイレース、サイクリング、そして陸上競技等からなるグループから選択された活動において使用される。
［形態５］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、クモの巣状の構造により必要なパッド量が減少し、ゆえに重量を減らし柔軟性を高めている。
［形態６］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、それに接触する地面やヒト、モノによる、予測可能な力を吸収および消散させるよう調整されている。
［形態７］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造で、本構造では、帯状の剛性材はポリマー材料から作られている。
［形態８］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、クモの巣状の可とう体がゴム様の素材で製作されている。
［形態９］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、帯状の剛性材とクモの巣状の可とう体がひとつのオーバーモールドプロセスに結合されている。
［形態１０］
形態1に記載された衝撃およびエネルギー吸収構造：本構造は、前述の様々なスポーツ競技および危険な活動に対して効果を挙げるよう、本構造は、予め決められた通りの多様な素材およびサイズで製作される。

Claims (18)

1. 構造であって、
   剛性材を含む中間部分であって、前記中間部分が前記構造の長手方向寸法に沿って延在する、中間部分と、
   身体表面に接触するように構成される外側部分であって、前記外側部分が複数のリブにより前記中間部分に結合され、前記複数のリブが前記身体表面から離して前記中間部分を配置させるように構成される、外側部分と
   を含み、
   前記構造が衝撃時にエネルギーを吸収および置換するように構成され、
   前記外側部分が広い端部および狭い端部を含み、前記広い端部は、前記狭い端部より幅が広く、前記複数のリブの各々が同じ角度方向で前記外側部分の前記広い端部に向かって前記中間部分から延在する、
   構造。
2. 前記中間部分、前記外側部分および前記複数のリブが複数の空隙を画定する、請求項１に記載の構造。
3. 前記外側部分および前記中間部分の各々が幅を有し、前記外側部分の幅が前記中間部分の幅より広い、請求項１に記載の構造。
4. 前記剛性材が前記外側部分および前記複数のリブより相対的に高い剛性を有する、請求項１に記載の構造。
5. 前記外側部分上に配置されるかまたは前記外側部分に結合される少なくとも１つの固定タブをさらに含み、前記少なくとも１つの固定タブが第２の構造を受けるように構成され、その結果、前記第２の構造が前記構造により受けられるときに、前記構造が使用者の身体上の定位置で保持され得るようになる、請求項１に記載の構造。
6. 前記中間部分が前記剛性材の外部に配置される外側層をさらに含み、前記外側層が外側表面を画定し、前記剛性材が内側表面を画定する、請求項１に記載の構造。
7. 前記外側層が前記剛性材上にオーバーモールドされる、請求項６に記載の構造。
8. 前記剛性材がポリカーボネート材料を含む、請求項１に記載の構造。
9. 前記外側部分が、可撓性材料およびゴム状材料からなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の構造。
10. 前記剛性材が第１の材料を含み、前記外側部分および前記複数のリブが第２の材料を含み、前記第１の材料が前記第２の材料より相対的に高い剛性を有する、請求項１に記載の構造。
11. 前記構造がスポーツ用サポーターとして構成される、請求項１に記載の構造。
12. 前記構造がすね当てとして構成される、請求項１に記載の構造。
13. 前項構造が、使用者の肩、使用者のすね、使用者のひざ、使用者のひじ、および、使用者のヒップからなる群から選択される領域において、使用者の身体上に配置されるように構成される、請求項１に記載の構造。
14. 構造であって、
    剛性材を含む中間部分であって、前記中間部分が前記構造の長手方向寸法に沿って延在する、中間部分と、
    身体表面に接触するように構成される外側部分であって、前記外側部分が複数のリブにより前記中間部分に結合され、前記複数のリブが前記身体表面から離して前記中間部分を配置させるように構成される、外側部分と
    を含み、
    前記中間部分、前記外側部分および前記複数のリブが複数の空隙を画定し、
    前記剛性材が前記外側部分および前記複数のリブより相対的に高い剛性を有し、
    前記構造が衝撃時にエネルギーを吸収および置換するように構成され、
    前記外側部分が広い端部および狭い端部を含み、前記広い端部は、前記狭い端部より幅が広く、前記複数のリブの各々が同じ角度方向で前記外側部分の前記広い端部に向かって前記中間部分から延在する、
    構造。
15. 前記剛性材が第１の材料を含み、前記外側部分および前記複数のリブが第２の材料を含み、前記第１の材料が前記第２の材料より相対的に高い剛性を有する、請求項１４に記載の構造。
16. 前記構造がすね当てとして構成される、請求項１４に記載の構造。
17. すね当てであって、
    剛性材を含む中間部分であって、前記中間部分が前記すね当ての長手方向寸法に沿って延在する、中間部分と、
    身体表面に接触するように構成される外側部分であって、前記外側部分が複数のリブにより前記中間部分に結合され、前記複数のリブが前記身体表面から離して前記中間部分を配置させるように構成される、外側部分と
    を含み、
    前記中間部分、前記外側部分および前記複数のリブが複数の空隙を画定し、
    前記すね当てが衝撃時にエネルギーを吸収および置換するように構成され、
    前記外側部分が広い端部および狭い端部を含み、前記広い端部は、前記狭い端部より幅が広く、前記複数のリブの各々が同じ角度方向で前記外側部分の前記広い端部に向かって前記中間部分から延在する、
    すね当て。
18. すね当てであって、
    前記外側部分上に配置されるかまたは前記外側部分に結合される少なくとも２つの固定タブであって、前記少なくとも２つの固定タブが構造を受けるように構成され、その結果、第２の構造が前記すね当てによって受けられるときに、前記すね当てが使用者の身体上の定位置で保持され得るようになる、少なくとも２つの固定タブ
    をさらに含む、請求項１７に記載のすね当て。

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