JP6255472B2 - 緩衝材を使用する保護パッド - Google Patents

Description

保護パッドは、従来、人体または物体が受ける衝撃力を制限するために使用される。保護パディングは、例えば、保護面および衝撃点間にある発泡状材料に依存している。従来の発泡体は、高温洗濯等の繰り返し洗浄に関する制限、嵩高性および製造上の制限を引き起こす場合がある。

本発明の実施形態は、衝撃シェルおよび緩衝材を備える保護パッドに係る。緩衝材は、複数の接続部材によって形成可能であり、複数の延長部材によって衝撃シェルから離間し、緩衝格子および衝撃シェル間に延在する。緩衝材は、追加的または代替的にシート状形体によって形成可能であり、複数の延長部材によって衝撃シェルから離間し、固体シートおよび衝撃シェル間に延在する。緩衝材は、衝撃シェルによって緩衝材上に分散する衝撃力の一部を吸収する。緩衝材の幾何学的形状は、保護パッドの特定の位置において、所望のレベルの衝撃減衰性が達成されるよう、適切に設定することができる。緩衝材は、衝撃シェルに固着することができ、結合フレームを経由して、衝撃シェルの外周部沿いに組み込まれる。結合フレームは、衝撃シェル内にオーバーモールドしてもよく、衝撃シェルの外周部および外周部に近接する複数の穿孔に沿っている。

この概要は、特許請求の範囲に記載した本発明の特徴を要約するものではあるが、その主要な特徴や本質的な特徴を特定することを意図しておらず、本発明の技術的範囲を確定する手段として個別的に使用することを意図するものでもない。

本発明の実施態様に係る例示的な保護パッドを示す。 本発明の実施態様に係る保護パッドの内側斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る保護パッドの正面側斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る保護パッドの背面側斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る緩衝格子の斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る例示的な保護パッドの一部の側面輪郭図を示す。 本発明の実施態様に係る、接続部材の各交点において大きさが共通である延長部材および延長部材ボイドを有する緩衝格子構成を示す。 本発明の例示的な実施態様に係る、大きさが類似する四つの接続部材を備える緩衝格子構成を示す。 本発明の実施態様に係る、大きさが異なる複数の延長部材および延長部材ボイドを備える緩衝格子構成を示す。 本発明の実施態様に係る、複数の接続部材および複数の延長部材を備え、組み合わせてボイドを形成する緩衝格子構成を示す。 本発明の例示的実施態様に係る、湾曲した接続／接合部材を備える緩衝格子構成を示す。 本発明の例示的実施態様に係る有機形状の接続部材を備える緩衝格子構成を示す。 本発明の例示的実施態様に係る有機形状かつ直線形状の接続部材を備える緩衝格子構成を示す。 本発明の実施態様に係る保護パッド部分の天縁から底縁を向いて示す図である。 本発明の実施態様に係る、衝撃シェルにおいて例示的なチャンネルと嵌合して、部分間を結合する、緩衝格子上の例示的な突起を示す。 本発明の実施態様に係る、衝撃シェルにおいて一つ以上の受けチャンバを通じて結合部材として作用する緩衝格子上の例示的な突起を示す。 本発明の実施態様において、外周部に沿うガスケット状のフィット性を利用して衝撃シェルと結合する緩衝格子の断面図である。 本発明の実施態様に係る、緩衝格子との一体型ストラップを有する例示的な保護パッドを示す。 本発明の実施態様に係る、シート状形体で形成された緩衝材の斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る衝撃シェルにおける代替実施形態の正面側斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る保護パッドの例示的衝撃シェルにおける、他の正面側斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る、衝撃シェルの外周部の周りにさらに結合フレームを備える、図２１に示した衝撃シェルの正面側斜視図を示す。 本発明の実施態様に係る、図２２における切断線２３−２３に沿った保護パッドの断面図である。 本発明に係る図２２における切断線２４−２４に沿った衝撃シェルの水平断面図である。 本発明に係る、固着された保護パッドに加えて、図２２に示した保護衝撃シェルを備える保護パッドの切断線２４−２４に沿った水平断面図である。 本発明の実施態様に係る、複数の長方形角柱の延長部材が相互接続型接合部材の格子から延在する、緩衝材の内表面を示す。 本発明の実施態様に係る、緩衝材の外層に結合するスキン層に沿った図２６における緩衝材の内表面を示す。 本発明の実施態様に係る、位置を合わせて結合した図２６の緩衝材および図２７のスキン層における外表面斜視図である。 本発明の実施態様に係る図２２に示した衝撃シェルおよび結合フレームの切断線２９−２９に沿った断面図である。

以下、添付図面に示す例示的実施形態について、本発明はさらに詳細に記述される。なお、これら図面は参照によって本明細書に組み入れられる。

本発明の実施形態の主題は、法定要件を満たす特異性をもって記載される。しかしながら、記述自体は本特許の範囲の限定を意図するものではない。むしろ、発明者らは、特許請求された主題を他の方法で具現化もして、異なる構成要件または他の本技術あるいは将来の技術と併せて、本書類に記載の構成要件に類似する構成要件の組み合わせを備えることを考えた。

本発明は、衝撃シェルおよび緩衝材を備える保護パッドに係るものである。緩衝材は、複数の接続部材から形成可能であり、複数の延長部材によって衝撃シェルから離間される。緩衝材は、追加的または代替的にシート状形体から形成可能であり、複数の延長部材によって衝撃シェルから離間され、固体シートおよび衝撃シェル間に延在する。緩衝材は、衝撃シェルによって緩衝材上に分散する衝撃力の一部を吸収する。緩衝材の幾何学的形状は、保護パッドの特定の位置において所望のレベルの衝撃減衰性が達成されるよう、適切に設定することができる。緩衝材は、衝撃シェルに固着することができ、結合フレームを経由して、衝撃シェルの外周部に沿って組み込まれる。結合フレームは、衝撃シェル内にオーバーモールドしてもよく、衝撃シェルの外周部および外周部に近接する複数の穿孔に沿っている。

したがって、一実施態様において、本発明は保護パッドを提供する。この保護パッドは、衝撃シェルを備え、外部表面と反対の内部表面とを有する。衝撃シェルは、外周部を有し、少なくとも部分的に、内側縁、反対の外側縁、天縁、および反対の底縁によって、定義される。衝撃シェルはさらに、（１）外部表面から内部表面まで延在し、衝撃シェルにおいて近接する一つ以上の外周部分の周辺にある複数の穿孔と、（２）少なくとも外周部の一部を囲み、衝撃シェルの複数の穿孔にわたって延在する結合フレームとを備える。保護パッドは、緩衝格子を備え、衝撃シェルの内部表面に近接して、結合フレームに固着している。緩衝格子は、エラストマ材料から形成される。緩衝格子は、（１）外表面および反対の内表面を有する複数の相互接続型接合部材と、（２）内表面を超えて延在し、衝撃シェルの内部表面に向かう複数の延長部材と、を備える。

他の実施態様において、本発明は、保護パッドを提供し、第一の材料から形成される衝撃シェルを備える。衝撃シェルは、外部表面および反対の内部表面を備える。衝撃シェルの内部表面は、外表面方向に向かって外方に、内側縁から外側縁に延在する曲線輪郭を有する。衝撃シェルはさらに、外周部を備え、少なくとも部分的に、内側縁、反対の外側縁、天縁および反対の底縁によって定義される。追加的に、衝撃シェルはさらに、複数の穿孔を備え、衝撃シェルの外周部周辺にある。

本例では、保護パッドはさらに、緩衝格子を備え、衝撃シェルの内部表面に近接する。
緩衝格子は、第二の材料から形成され、第一の材料とは異なる。緩衝格子は、（１）外表面と反対の内表面とを有する複数の相互接続型接合部材と、（２）外表面および内表面間に延在し、複数の接合部材によって形成される複数のボイドと、（３）緩衝格子の内表面および衝撃シェルの内部表面間に延在する複数の延長部材と、を備える。保護パッドはさらに、結合フレームを備え、少なくとも衝撃シェルの外周部の一部を囲み、外部表面から内部表面までの複数の穿孔を通過する。結合フレームは、第二の材料から形成される。緩衝格子は、結合フレームを経由して衝撃シェルに固着する。

本発明の第三の実施態様も、保護パッドを提供し、剛性の衝撃シェルを備え、外部表面および反対の内部表面を有し、内側縁および反対の外側縁間に湾曲する。衝撃シェルは、さらに、衝撃シェルの外周部周辺に複数の穿孔を備える。複数の穿孔は、複数の穿孔を含んだ結合フレームを受けるよう構成されるので、結合フレームは、熱可塑性エラストマから形成され、衝撃シェル上にオーバーモールドされる。結合フレームは、複数の穿孔を含むことで、衝撃シェルの外部表面から内部表面までの穿孔を通過する。保護パッドはさらに、緩衝格子を備え、結合フレームにおいて剛性の衝撃シェルの内部表面と結合する。緩衝格子は、結合フレームと同じ熱可塑性エラストマから形成される。緩衝格子は、（１）外表面および反対の内表面を有する複数の相互接続型接合部材と、（２）複数の円筒形状の延長部材とを備え、それぞれの複数の円筒形状延長部材は、相互接続型接合部材の内表面から、遠心端まで延在する。

本発明の実施形態の概要を簡潔に記述したので、以下により詳細に記述する。

保護パッドは、身体または物体の一つ以上の部分を保護するものである。例えば、本明細書で開示する一つ以上の実施態様を実行する保護パッドを利用して、保護および／または力緩衝機能を様々な体の部位に提供する。例えば、すね当て、ニーパッド、ヒップパッド、腹部パッド、チェストパッド、ショルダーパッド、アームパッド、エルボーパッド、および頭部の保護を実施するもの（ヘルメット等）があるが、これらには限定されない。加えて、本発明の概念は、無生物（ポスト、壁、車等）に利用される。それゆえ、本明細書で開示する実施態様は、様々な場所の様々な状況において役立つことができる。

保護パッドは、本明細書で開示するように、着用者の関連部分にかかる衝撃力の影響を減少するための製品である。例えば、本明細書で開示する特徴を利用するすね当てに関して、保護パッドを使用することで、使用者の脛部上に伝わるエネルギーの知覚レベルを減じることができる。知覚に関するこの変化は、様々な方法で達成することができる。例えば、衝撃点に加えられるエネルギーは、剛性の衝撃シェルを通す等して、より広い表面積にわたって分散することができる。さらに、散逸／吸収材料は、衝撃力の一部を吸収および／または散逸するための圧縮性機能を付与することができる。従来、発泡材料を用いて、この吸収型機能性を提供することができる。しかしながら、発泡状材料は、いくつかの欠点を有する可能性があり、例えば、洗濯に対する不良反応（繰り返し洗いをすると、壊れやすい、または防御性を失う傾向にある等）、内表面から外表面の水分および空気の移動不能、または重量の問題等である。

それゆえ、本発明の実施態様は、従来の保護パッドに関連するいくつかの欠点を減少しつつ、保護パッドの少なくともいつくかの利点（エネルギー分散またはエネルギー吸収等）を提供することを意図するものである。

図１は、本発明の実施態様に係る例示的な保護パッド１００を示す。例えば、保護パッド１００は、着用者の脚に装着時のひざ当てとして示されている。本例において、ひざ当て保護パッド１００は、天縁１１０，底縁１１２，外側縁１０８および内側縁（図示せず）を有する。保護パッド１００は、内側縁から外側縁１０８にかけて湾曲し、着用者の脚の脛部を中心に湾曲した外（および内部）表面を形成する。

図１に示される保護パッドは、さらに、第一のストラップ１１４および第二のストラップ１１６を備える。図１８について詳細に後述されるように、ストラップは、緩衝材の一部として形成することができる。さらに、ストラップは、第一の側部（例えば内側側部）から延在し、反対の側部（例えば外側側部）上に結合することができる。ストラップの結合は、衝撃シェル１０１および／または緩衝材の一部で生じさせることができる。

図１の保護パッド１００は、複数のストラップを利用して着用者の脚に固定しているように示されているが、代替的な固定機構を実行することができる。例えば、保護パッドは、他の衣類のポケットによって所定位置に維持され、恒久的／一時的に一つ以上の製品（ズボン、靴下、シャツおよびガードル等）、仮止接着剤およびスリーブ状製品等に結合される場合がある。以下で詳述されるように、保護パッド１００が衝撃力でわずかに動く（滑る、移る、圧縮する、変形する等）ことができると、本明細書で開示する実施態様によって達成された利点を提供することができる。それゆえ、固定機構は移動型としてもよい。

図２は、本発明の実施態様に係る保護パッド１００の内側側面図である。特に、衝撃シェル１０１を示している。衝撃シェル１０１は、少なくとも（多機能間における）分配機能を保護パッド１００に提供する。例えば、衝撃シェル１０１は、ポリマー（ポリプロピレン、織製ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド等）、炭素繊維、金属（アルミニウム、チタニウム等）、天然材料（竹等）およびその他の材料などの剛性の材料から形成される。さらに、複数の材料を使って、衝撃シェル１０１を形成することができる。例えば、シート状材料を積層することで、衝撃シェルを形成して様々な特性を有することができる。加えて、すね当ての様々な領域は、異なる材料で（外周部の領域に沿うよりも、密度が高い部分／種類の材料の中心線に沿って）形成することができる。さらに、複数の独立部分は、組み合わせて、衝撃シェルを形成することができる。各独立部分は、一種以上の材料から形成可能であり、これらは互いに類似する材料または異なる材料とすることができる。

衝撃シェル１０１は、本例において、湾曲した外部表面１０２を有して示されており、内側縁１０６から外側縁にかけて湾曲している。例示的な実施態様において、内部表面（図示せず）は湾曲するが、外部表面１０２（外表面）とほぼ平行状態である。しかしながら、曲線の長さに沿って衝撃シェル１０１の厚さが変化することを踏まえると、内部表面と外部表面１０２とは平行ではない（例えば、共通の半径を有する）場合がある。さらに、例示的な実施態様において、内側縁１０６および外側縁間に延在する長さにわたって、一貫性のある曲線輪郭は達成されず、装着時に下にある体の部位の有機形状に基づいている。それゆえ、本明細書で開示するように、衝撃シェル（および後述される緩衝材）の湾曲する性質は、連続的に不変である曲線に制限されないが、代わりに、一般的な曲線状の実施態様が、着用者の下にある部分に対する保護を実行する。

図３は、本発明の実施態様に係る保護パッド１００の正面側斜視図である。保護パッド１００は、前方に面する衝撃シェル１０１の外部表面１０２と共に描かれている。衝撃シェル１０１は、前述したように、外周部を有し、少なくとも部分的に、天縁１１０，外側縁１０８，底縁１１２および内側縁１０６によって定義されている。本明細書で使用されているように、内側および外側という用語は、相対用語であり、単に第一の側縁および第二の側縁の概念を伝えることを意図するに過ぎない。この専門用語を使って、左右対称化に対する認識をもたらし、身体の左側部分（例えば左脚）用の保護パッドや、身体の右側部分（例えば右脚）用の保護パッドに使用することができる。

図示されていないが、衝撃シェル（および／または保護パッドの他の部分）は、二つ以上の部分から形成可能である。例えば、第一の部分は衝撃シェルの外側部分を形成し、第二の部分は衝撃シェルの内側部分を形成する。二つの部分は、可撓性を有して結合可能であり、一つ以上の材料および／または機構を使用する。例示的な実施態様において、下にある緩衝材は、少なくとも結合機構の一部を形成することができ、所望の相対的な向きにおいて第一の部分および第二の部分を維持する。さらに、第一の部分は、第一の材料から形成可能であり、第二の部分は、第二の材料から形成可能である。例えば、保護パッド上の位置は、衝撃力に対してさらに大きな信頼性を要するので、衝撃位置になりにくい箇所に第二の部分を形成する第二の材料と比べ、信頼性があって密度が高い第一の材料から形成可能である。材料、大きさ、位置を調整することで、耐久性、軽量化、通気性等、様々な利益を達成可能である。

図４は、本発明の実施態様に係る保護パッド１００の背面側斜視図である。本例において、緩衝材２０１を図示している。緩衝材２０１は、複数の接合部材２０２を備え、相互接続型部材の網状組織を形成し、組み合わせることで格子状構造を形成する。例えば、メッシュ状の幾何学的パターンは、接合部材によって形成可能である。接合部材の様々な幾何学的構成は、図７〜図１０についてより詳細に後述される。

例示的な緩衝材２０１は、衝撃シェル１０１が受ける衝撃力に対して緩衝効果を発揮する。例えば、緩衝材２０１は、衝撃エネルギーが保護パッド１００の着用者に伝達する前に、該エネルギーの一部を吸収および／または散逸することができる。この緩衝、散逸および／または吸収の効果は、様々な特性を通して到達することができる。例えば、エラストマ材料は、例示的な実施態様において、緩衝材２０１を形成する。エラストマ材料は、熱可塑性エラストマ、熱硬化性エラストマ、ゴム、合成ゴムおよび低ヤング率および高降伏ひずみを証明するその他の材料を含んでもよい。エラストマ材料の例として、オハイオ州エイボンレイクにあるポリワン株式会社製のＧＬＳ３１１−１４７という熱可塑性エラストマを含むが、これに制限されない。例示的なエラストマは、０．８〜８．７ＭＰａの引張強度（降伏点２３℃）、１６〜５６のショア硬度（Ａ）、および最大１２００％（約１０００％、８００％等）の破断伸度（２３℃における）を発揮することができる。しかしながら、例示的な範囲を提供しつつも、追加的材料は、一つ以上の提供された特性において、一つ以上の提供された範囲よりも多くの、または少ない特性を発揮して、同様に／代替的に利用することができる。さらに、代替材料を使用することもできる。

材料の適切な選択により衝撃エネルギーを散逸、緩衝、および／または吸収するうえに、接合部材を幾何学的に組織化することで、衝撃力の知覚レベルを減じるよう促進することもできる。図７〜図１０に関連して後述されるように、厚さ、長さ、ボイドの大きさおよびボイドの幾何学的形状は、いずれも衝撃エネルギーの知覚レベルに影響を及ぼすことがある。例えば、格子構造を形成する接合部材が長ければ長いほど、さらに可撓性を有して変形に対する耐性が弱い「よりルーズな」格子となり得る。同様に、接合部材間のダイヤモンド形状のボイドは、斜行する方向において、三角形状のボイドよりも変形し易い場合がある。格子の斜行は、軸線を持たない衝撃力（例えば、衝撃シェルへの接線方向の衝撃など）を吸収するのにより効果的であり得る。加えて、緩衝格子を形成する接合部材が厚ければ厚いほど、緩衝材は変形しにくくなり、それゆえ着用者が緩衝特性を知覚することが減る場合がある。さらに、後述されるように、延長部材のオフセット、延長部材の断面形状および／または延長部材ボイドの大きさ／形状は、いずれも衝撃力の知覚レベルに影響を及ぼすことがある。

図４の緩衝材２０１は、外表面２０４を示し、複数の相互接続型接合部材２０２によって形成される。接合部材２０２は、射出成型等、共通の製造過程において形成可能であるので、接合部材全体で、緩衝材２０１の格子網を形成する。接合部材２０２は、ボイド２１６等の複数のボイドを定義する。ボイド２１６は、接合部材の外表面２０４および内表面２０６（図示せず）にわたって延在する。例えば、二つ以上の接合部材が二次元形状を形成するとき、本質的な有機形状および／または本質的な直線形状であってもよく、複数のあるうちの一つの接合部材の一部にも占有されていない内部ボイドを、例示的なボイドとする。

二つ以上の接合部材の交点において、図５について詳細に後述されるように、延長部材２０８を配置することができる（が、全ての実施態様においてではない）。さらに、一つ以上の延長部材に関して、延長部材ボイド２１４は、延長部材および接合部材の外表面２０４にわたって延在してもよい。延長部材と同様に、延長部材ボイドは詳細に後述される。

外表面２０４は、例示的な実施態様において、使用者接触面を形成する。例えば、装着時に、外表面２０４は、（例えば、使用者の体に隣接して）使用者に接触している場合がある。しかしながら、一つ以上の追加的製品（例えば、靴下、ズボンの脚、スリーブ、裏地、吸水材料、接着剤、粘着材等）は、外表面２０４と、使用時の着用者の体との間に配設してもよい。それゆえ、「使用者接触面」という用語は、一般的に、使用状態時に向いている方向を説明するが、使用者の直接接触を要することには制限されない。

図４に示されているように、緩衝材２０１は、一般的に、衝撃シェル１０１の幾何学的形状である内部表面に適合することができる。例えば、衝撃シェル１０１が内部表面に曲線輪郭を有する場合、緩衝材２０１は、内部表面への結合時に、類似する曲線輪郭を呈する。しかしながら、緩衝材２０１における一つ以上の幾何学的属性は、図１４において後述されるように、異なる輪郭（例えば、延長部材による可変オフセット、接合部材の可変厚さ、緩衝材および内部表面間の結合点、等）を取り入れることができる。

延長部材２０８は、緩衝材２０１の内表面（図６における２０６）から、外方に、衝撃シェル１０１の内表面（図６における１０４）に向かって延在することができる。延長部材ボイドは、少なくとも、延長部材の一部を通って延在することができる。例えば、延長部材ボイド２１４は、空間のキャビティであり、緩衝材２０１の外表面を通過し、延長部材のオフセット長を介して、延長部材の遠心端を出る。しかしながら、延長部材ボイドは、延長部材および／または接続部材の一部に延在するに過ぎない場合がある。さらに、延長部材ボイドは、一つ以上の延長部材には存在しない場合もある。延長部材に関して、延長部材ボイドは、任意の形状、大きさ、および／または向きを有することができる。例えば、延長部材ボイドは、関連する延長部材に類似する断面形状を有してもよい。加えて、延長部材ボイドは、関連する延長部材とは異なる断面形状を有してもよい。断面形状の例として、円形状、楕円形状、長方形状、本質的な有機形状、星形形状、三角形状または任意の他の形状を含むが、これらに限定されない。

延長部材ボイドは、クランブルゾーン型の機能性を導入して、衝撃減衰特性を向上させることができる。例えば、ボイド状の空間を含むことで、緩衝材２０１（延長部材および／または接続部材）の一部が変形して、衝撃力を吸収することのできる範囲を提供する。さらに、延長部材ボイドを含むことで、質量を低減するという選択肢の提供が可能となり、その結果生まれる保護パッドの有用性と望ましさを向上することができる。またさらに、延長部材ボイドは、チャンネルを提供し、ボンディング剤を衝撃シェルに導入することで、衝撃シェルおよび緩衝材を結合状態に維持することができる。

図４は、四つの例示的な結合点１１８，１２０，１２２および１２４を示す。結合点は、緩衝材が衝撃シェルに結合される位置を含んでもよい。例えば、結合点は、ボンディング剤、超音波溶接、メカニカルファスナ、圧縮管継手、衝撃シェルにわたって延在する突起等を表すことができる。四つの例示的な結合点を示しつつも、結合点はいずれの数および／または位置であっても利用可能である。さらに、結合点というよりは、むしろ結合範囲であり、様々な形状、大きさおよび方向に及ぶ（例えば、直線形状、外周部、輪郭形状等）ことが想定される。

例示的な実施態様において、緩衝材は、衝撃シェルと結合可能であり、一つ以上の結合点（または範囲）においてオーバーモールド過程を経て形成する。例えば、衝撃シェルと異なる材料（例えば熱可塑性エラストマ）は、緩衝材が結合されるべき範囲において、衝撃シェルにオーバーモールドしてもよい。例えば、衝撃シェルの内表面は、ＴＰＥ膜（または緩衝材との結合に適する任意の材料）にてオーバーモールドされてもよい。緩衝材は、ＴＰＥ材料から形成可能であり、衝撃シェルのＴＰＥ膜との超音波溶接が可能である。ＴＰＥ膜は、下にある衝撃シェル材料の能力が衰退するときに、緩衝材と結合可能な材料を提供することができる。

図５は、本発明の実施態様に係る、格子で形成された緩衝材の斜視図である。内表面２０６は、多くの例示的な延長部材２０８，延長部材ボイド２１４および接合部材２０２間のボイド２１６に沿って露出されている。オフセット２１０の概念も図示されている。オフセット２１０は、延長部材が内表面２０６から延在する長さである。このオフセット距離は、緩衝格子の接続部材と衝撃シェルとの間に圧縮性ボイドを形成することができる。延長部材２０８は、円筒形状を有して図示されているが、いずれの形状でも実行可能である。例えば、格子またはシート状形体から延在する基底を有する円錐形状、基底によって形成された遠心端を有する円錐形状、（任意の位置に基底を有する）ピラミッド形状、球形状、角柱形状、直方体形状および任意数面体形状等である。さらに、有機形体とすることもできる。また、複数種の形状／形体を組み合わせることもできる。

図６は、本発明の実施態様に係る、例示的な保護パッドの一部における輪郭図である。衝撃シェル１０１は、図６の下位部分を形成して図示されている。例示的な実施態様において、少なくとも一つ以上の位置において、内表面１０４は、延長部材２０８等、延長部材の遠心端２１２を有して結合される。前述のように、衝撃シェルに接触することのできる緩衝材２０１の部分は、衝撃シェルに結合することはできない場合がある。例えば、緩衝材は、衝撃シェルの湾曲した内表面にわたって、張力の下に配置する（例えば延伸する）ことができるので、内表面は、緩衝材２０１から離れて湾曲する場合がある。本例において、延長部材２０８の遠心端は、衝撃力が緩衝材の弾性特性に打ち勝つ十分な力となるとき、衝撃シェルの内表面と接触してもよく、順番に追加的張力を付与することで、緩衝材を延伸させ、少なくとも部分的に、衝撃シェルの形状に適合させることを可能とする。さらに、遠心端以外の緩衝材の部分は、衝撃シェルと結合することが想定される（例えば、外周部の要素、延長部材の突起等）。

延長部材２０８は、衝撃シェル１０１の内表面１０４から、緩衝材２０１の接合部材２０２によって形成された内表面２０６に延在して図示されている。また、延長部材ボイド２１４は、緩衝材２０１の全厚にわたって延在するように図示されている。さらに、ボイドも、衝撃シェルにわたって延在してもよいので、通気チャンネルが形成されることができる。衝撃シェル１０１にわたって延在するボイド（図示せず）は、延長部材ボイドに対応する場合があり、および／または、該ボイドは延長部材ボイドに対応しない（位置を合わせない）場合もあるので、代わりに質量低減および／または通気性という選択肢を、外部表面１０２から内表面１０４にまで提供する。

オフセット２１０は、図示の延長部材間にばらつきのないまま示されている。しかしながら、オフセット距離は、図１４について後述されるように、特別な延長部材に伴って可変とすることができる。

外部表面１０２および内表面１０４間の厚さは、衝撃シェル１０１に対して一定のままで図示されているが、厚さは可変とすることもできる。さらに、一種の連続材料で衝撃シェル１０１を形成する例が図示されているが、複数種の材料も使用可能である。同様に、緩衝材２０１の外表面２０４と内表面２０６との間に延在する厚さは、一定のままで図示されている。しかしながら、厚さは位置に応じて可変とすることもできる。さらに、延長部材２０８は、略平行な輪郭側部を有するものとして図示されている。しかしながら、任意の相対的な向きが使用可能である。例えば、テーパー状輪郭とすれば、屈撓距離を有しつつ耐圧縮性を高めることができる。

図２７〜図２８について詳細に後述されるように、スキン層６０２は、（図２８で示されるように、）緩衝材２０１の一つ以上の部分上で、緩衝材２０１の外表面２０４に固着することができる。スキン層６０２は、外表面６０４および内表面６０６を有する。外表面６０４とは、例示的な装着実施態様において、皮膚接触（例えば着用者接触）面である。

スキン層６０２は、外表面２０４に適用される薄い層または膜であってもよく、装着時の着用者にとって、より好ましい皮膚接触面を提供する。例えば、スキン層は、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）から形成可能である。ＴＰＥの同種の例には、スチレンブロックコポリマ、ポリオレフィンブレンド、エラストマアロイ（ＴＰＥ−ｖまたはＴＰＶ）、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性コポリエステルおよび熱可塑性ポリアミドを含む。加えて、スキン層は、フロッキング過程からか、または代替のラミネート、デカールおよび材料から形成可能である。

図７〜図１３は、本発明の実施態様に係る、緩衝材の延長部材、延長部材ボイドおよび接続部材における例示的構成を示す。特に、図７においては、本発明の実施態様に係る、接続部材の各交点において共通の大きさを持つ延長部材２０８および延長部材ボイド２１４を有するダイヤモンド状の接合部材２０２（接続部材）の構成を示す。結果として生じるボイド２１６は、長方形状のボイドであり、四つの主要な縁を有し、接合部材２０２によって定義される。

図８は、本発明の例示的実施態様に係る、大きさが類似する四つの接続部材９１２，９１４，９１６および９１８を備える緩衝格子構成を示す。さらに、大きさ／形状が類似する延長部材（９０２，９０４，９０６および９０８）は、大きさが類似する接続部材の交点に配置される。緩衝格子はまた、二つの追加的接続部材９２０および９２２を備え、延長部材９０８および９０４から延在する。接続部材９２０および９２２は、延長部材９１０によって確認可能な位置に接合される。上記の構成の結果として、三角ボイド９２４は、接続部材９１２，９１４，９２０および９２２間に形成される。三角ボイドは、三角形の固有の幾何学的特性を長方形状と比較した結果、外側方向において、（例えば、保護パッドの接線方向の衝撃等）変形に対する耐性をさらに提供することができる。

二つの接続部材９２０および９２２が図示されているが、単一の接続部材でも延長部材９０４および９０８間の距離を広げることができる。同様に、延長部材は、一つ以上の接続部材に沿った任意の位置に配置することができる。さらに、接続部材は個別要素として記述されているが、緩衝格子の接続部材は、個別部分なしで連続形成された要素で構成することもできる。

図９は、本発明の実施態様に係る、大きさが異なる複数の延長部材と延長部材ボイドとを備える緩衝格子構成を示す。例えば、緩衝格子は、第一の延長部材１００２，第二の延長部材１００４および第三の延長部材１００６を備えることができる。第一の延長部材１００２および第二の延長部材１００４は、共通の円筒形状を共有するが、直径は異なる。第一の延長部材１００２は、第二の延長部材１００４より大きい直径を有する。例示的な実施形態において、第一の延長部材は、直径がより大きいことで、圧縮に対するさらなる耐性を提供することができる。それゆえ、そのような特性が所望される保護パッド上の位置（例えば、縁、骨格構造付近、軟部組織構造付近、予想される衝撃点付近等）に適している場合がある。逆に言えば、第二の延長部材１００４は、高い相対的衝撃吸収度が所望される位置にあることが望ましい場合がある。第一の延長部材１００２および第二の延長部材１００４はともに、大きさが類似する延長部材ボイド１００８および１０１０を共有する。さらに、延長部材ボイドの深さも断面の大きさに影響を与えることなく可変とすることができる。

第三の延長部材１００６の大きさは、第一の延長部材１００２に類似する。しかしながら、第三の延長部材１００６の延長部材ボイド１０１２は、延長部材ボイド１００８および１０１０と比べて大きい。延長部材ボイドがより大きいと、延長部材が変形するための空間の容積をより大きく提供することができ、結果として衝撃力吸収度をさらに高めることができる。

要素（例えば、接続部材、延長部材、および延長部材ボイド等）の大きさ、形状および組み合わせは、任意の順序、方式、および／または関係であってもよい。それゆえ、特定例が図示されているが、これらの要素の任意の組み合わせを互いに関連して用いることで、緩衝材の一つ以上の部分を形成することができる。

図１０は、本発明の実施態様に係る、複数の接続部材１１００，１１１２，１１１６および１１１８と、複数の延長部材１１０２，１１０４，１１０６および１１０８を備え、組み合わせてボイド１１２０を形成する緩衝格子構成を示す。この例示的な構成において、接続部材１１１８および１１１６の長さは類似しており、接続部材１１１０および１１１２より長い。その結果、ボイド１１２０はダイヤモンド形状となる。

図１１は、本発明の例示的実施態様に係る、湾曲した接続／接合部材を備える緩衝格子構成を示す。特に、図１１は、二つの接続部材１１２２および１１２４を示し、延長部材２０８から延在して別の延長部材に終端するので、その結果ボイド１１２６となる。ボイド１１２６は、少なくとも部分的に、湾曲した接続部材によって定義される。接続部材１１２２は、接続部材１１２４と左右対称に湾曲して図示されているが、いずれの形状（例えば、直線形状、有機形状またはいずれの組み合わせ）であっても使用することができる。さらに、図１３について後述されるように、直線形状と有機形状の接続部材同士を組み合わせて同時に使用することができる。本明細書で開示する他のボイドの形状および接続部材の形状について、任意の大きさ、向きおよび最終形状は、どんな組み合わせであっても、いずれかの位置において実行可能であり、衝撃力減衰等、所望の緩衝結果を達成する。

図１２は、本発明の例示的実施態様に係る、有機形状の接続部材を備える緩衝格子構成を示す。図１２は、接続部材１２０２，１２０４および１２０６等の様々な形状および大きさを有する複数の接続部材を備える。直線状の接続部材を利用して、第一の延長部材から第二の延長部材まで延在することができるが、接続部材１２０２等の有機的な接続部材は、一つ以上の湾曲、屈曲または、他の変動を取り入れ、純粋な直線状の実施態様を超えて接続部材の長さを延長することができる。有機形体を加えると、追加的緩衝特性を提供することができ、衝撃の際に緩衝格子における追加的な動きを可能にする。

図には明確に示されていないが、延長部材を、接続部材の厚さの増加として表すことができ、接続部材に沿った異なる位置における厚さと比較している。例えば、接続部材１２０４沿いでは、上方に湾曲した中心部分の真ん中等の部分において奥行きが増し、図６のオフセット２１０について前述したように、効果的にオフセットを形成する。換言すれば、接続部材の厚さが変化することで、少なくとも接続部材の内表面の一部は、衝撃シェルの内（例えば最も近い）表面からのオフセットが可能である。

図１３は、本発明の例示的実施態様に係る、有機形状の接続部材、および直線形状の接続部材を備える緩衝格子構成を示す。特に、図１３が示すことには、長さおよび形状が異なる接続部材は、組み合わせて使用することができる。例えば、接続部材１３０２は、直線形状であるが、最終的に延長する長さは、やや有機形状である接続部材１３０４に類似する。同様に、さらなる追加的接続部材１３０６は、共通の延長部材２０８からの距離をさらに延長することができる。さらに、いずれの幅、厚さ、長さ、形状、断面形状、材料、色およびそれらの組み合わせであっても、緩衝格子の例示的実施態様において実行可能である。

図１４は、本発明の実施態様に係る、保護パッド部分の天縁から底縁を向いて示している。保護パッドは、衝撃シェル１０１および緩衝材２０１を備える。本例において、衝撃シェル１０１は、外部表面１０２に向かって外方に湾曲する。衝撃シェルの曲線は、半径１２０６によって定義可能であり、軸線１２０１上の虚点１２１２から延在する。

緩衝材２０１の形成は、延長部材を備え、異なるオフセット距離を与えることができる。例えば、第一のオフセット１４０２は、第二のオフセット１４０４より大とすることができる。衝撃シェルの形状に応じて、オフセットに変動を導入して、（例えば、不規則に湾曲している衝撃シェルを補う）緩衝材において、一定して湾曲している外表面２０４を提供することができる。代替的に、オフセット距離の変動を使って、不規則に湾曲する輪郭を緩衝材２０１の外表面２０４上に導入することで、着用者の有機形状をより良く形成することができる。さらに、オフセット距離を変えることで、所望の衝撃減衰特性を、（例えば、軟部組織接触範囲に沿った、骨領域に沿った、等の）効果的な位置で達成することができる。

さらに、図１４で示すように、共通する曲線の中心を共有している衝撃シェル１０１および緩衝材２０１とは異なり、オフセットの中心（例えば１２１２および１２１０）を利用することができる。例示的な実施態様において、オフセットの中心は、延長部材（例えば１２０２）のオフセット長に対応している。さらなる例示的実施態様において、緩衝材２０１の半径１２０８は、位置に応じて可変である。例えば、回転時の軸線１２０１からの屈撓角度が大きくなるにつれて、半径は増大する場合がある。本例において、（たとえ）屈撓角度が同等でも半径１２０６をより小さくする場合には、オフセット１４０２は、オフセット１４０４より大とすることができる。

結果的に、接続部材、延長部材、延長部材ボイド、ボイド、オフセット、曲線輪郭、材料等における変動は、衝撃シェルおよび緩衝材を備える保護パッドにおいて実行される様々な実施態様に全面的に役立つことができる。保護パッド組織は特別な実施形態を参照して上述されているが、修正や変動によって、以下の請求項によって提供される意図された技術的保護範囲を逸脱することなく、上述した保護パッド組織を作ることができると理解されるべきである。

図１５は、本発明の実施態様に係る、部分間結合をするための衝撃シェルにおいて、例示的なチャンネルと嵌合するために緩衝材上にある例示的な突起を示す。前述のように、緩衝材２０１は、様々な異なる機構および手段を通して、衝撃シェル１０１と結合することができる。例えば、図１５に示されるように、一つ以上のチャンネルは、衝撃シェル１０１において形成可能であり、緩衝材から延在する一つ以上の突起を受けるのに機能的である。チャンネルは、衝撃シェル１０１の外周部に沿って、衝撃シェル１０１の内部部分に沿って、または衝撃シェルの内表面等、衝撃シェルの任意の他の部分に沿って延在することができる。長さ、形状（断面および衝撃シェルの表面沿いの両方）、大きさおよび位置は可変であり、選択肢の範囲を含んで実行される。例えば、第一の形状を有する第一のチャンネルは、衝撃シェルの第一の部分に沿って延在することができ、大きさ、形状および／または長さの異なる第二のチャンネルは、衝撃シェルの第二の部分に沿って、または通して延在することができる。

図１５には、異なるチャンネルが例示されている。例えば、長方形断面チャンネル１５０４，Ｔ字形状断面チャンネル１５０８，とげ付断面チャンネル１５１２および拡大Ｔ字形状断面チャンネル１５１６が提供される。例示的実施態様において追加的形体を採択することも可能である。

異なる突起は、緩衝材から延在して例示されている。例えば、長方形断面突起１５０２，Ｔ字形状突起１５０６，とげ付突起１５１０および丸型突起１５１４が提供される。

突起とチャンネルとの組み合わせによって、異なる機能的利点を提供することができる。例えば、長方形突起１５０２および長方形チャンネル１５０４は、減結合実施態様を可能にしつつも、緩衝材および衝撃シェル間における左右動を防ぐべく移動調節することができる。Ｔ字形状突起１５０６およびＴ字形状チャンネル１５０８は、チャンネルと非平行である力による減結合に対して、高い耐性を提供することができる。しかしながら、この配置において、摺動動作による衝撃シェルから緩衝材の減結合が可能となり、突起をチャンネル内に誘導する。丸型突起１５１４を調節して、拡張／圧縮することで、とげ付断面チャンネル１５１２またはＴ字形状の断面チャンネル１５１６等の受けチャンネルの一部を塞ぐことができる。本例では、丸型突起を部分的に圧縮して、受けチャンネル１５１２のとげ状延長部に膨張することができる。同様に、丸型突起１５１４は、最終的に、Ｔ字状形状をとることができ、受けチャンネル形体１５１６内に圧縮される。この圧縮型フィットは、緩衝材と衝撃シェルとの間の減結合に対する耐性を提供することができる。

緩衝材から延在する突起と、衝撃シェルで形成されるチャンネルに関する記述が集中しているが、一つ以上の突起は衝撃シェルから延在可能であり、一つ以上のチャンネルは、緩衝材で形成可能である。さらに、突起は、延在するベース材料（例えば緩衝材料）と一体形成することができる。加えて、突起は、異なる材料からでも、または異なる過程においてでも形成することができる。

図１６は、本発明の実施態様に係る、衝撃シェルにおいて一つ以上の受けチャンバを通して結合部材として作用するための緩衝材上の例示的な突起を示す。ある長さに亘って延在するチャンネルとは異なり、受けチャンバ１６０６および１６１０は、受け材料内にあるキャビティであり、受けた突起１６０８および／または１６１２を維持することができ、いくつかの例においてはリベット状接続に準ずる場合がある。例えば、受けチャンバ１６０６は、突起１６０８の埋込一体化を可能とし、衝撃シェル１０１を通して緩衝材２０１から延在してもよい。結合関係を維持するために、突起１６０８は、ステム１６０２で形成され、断面は突起の頭部より小さい。頭部は、本例においては、丸みを帯びているので、受けチャンバの挿入孔に挿入しやすくなっており、該挿入孔はステム１６０２によって占領されている。埋め込み型頭部が図示されているが、例示的実施態様において埋め込み型頭部は設けなくともよい。

突起１６１２の頭部分は、突起１６０８とは異なる断面形状を示している。ステム部分１６０４は、受けチャンバ挿入孔を通して、受けチャンバ１６１０の埋め込み部分に延在する。埋め込み部分は外表面に延在して図示されているが、受けチャンバは、代わりに衝撃シェル内のボイドであってもよく、外表面まで延在せず、その後衝撃シェルの均一な外表面を出現させることができる。

図１５について前述したように、突起および受けチャンバは、例示的な実施態様において、緩衝材２０１または衝撃シェル１０１のどちらかにおいて形成可能である。

図１７は、本発明の実施態様に係る、衝撃シェルに結合して、外周部沿いのガスケット状のフィット性を利用する緩衝材の断面図である。緩衝材２０１および衝撃シェル１０１の断面図は、ガスケット状結合を使用するための、少なくとも二つの異なる機構を表す。ガスケット状結合は、衝撃シェル１０１の内表面から外部表面１０２までの一部の緩衝材２０１の延長部を含む。これは、リップ部分１７１２によって達成可能であり、外周部等の緩衝材の一部に沿って延在し、縁外周部等の衝撃シェルの一部の周辺に延在する。緩衝材２０１は、受けチャンネル１７１４を形成可能であり、衝撃シェルの外周部縁が維持される。本例において、衝撃シェルの内表面は、緩衝材の内表面に近接してもよく、また衝撃シェルの外部表面１０２は外周部分に沿ったリップ部分１７１２に近接してもよい。結果として、この例示的な実施態様において、リップ部分は衝撃シェルの一部を包囲し、緩衝材と衝撃シェルとの間に結合を形成する。

追加的な例示的実施態様において、突起部分１７０４は衝撃シェル１０１を通して延在し、さらにリップ部分１７０８に嵌合することができる。例えば、突起部分の遠心端部分は、リップ部分１７０８の内部分１７０６に結合する（例えば、溶接、仮留めまたは化学的固定等）ことができる。突起１７０４は、リップ部分１７０８を通して延在し、メカニカルファスナを形成することができるとも考えられる。さらに、突起１７０４は、恒久的または一時的に衝撃シェルに結合され、衝撃シェルを通して延在することができる。

突起１７０４は、衝撃シェル（または緩衝材）に対して任意の位置に配置可能である。例えば、突起１７０４（および任意の数の類似する突起）は、外周部に沿って配置され、任意の位置で受けチャンネル１７１４を通過することができる。追加的に、突起は、（緩衝材と類似する、および／または異なる）いずれの形状、大きさ、長さ、材料であってもよく、任意の位置に配置することもできる。

図１８は、本発明の実施態様に係る、緩衝材と一体型のストラップを有する例示的保護パッドを示す。衝撃シェル１０１の外部表面１０２は、外側側部１０８から延在する第一のストラップ１８０２および第二のストラップ１８０４を有して示されている。例示的な実施態様において、第一のストラップ１８０２および第二のストラップ１８０４は、モーション線１８１０および１８２０によって示されるように、保護パッドの反対側部（例えば内側側部）まで延在することができる。各ストラップは、保護パッドに固定可能であり、保護パッドを使用者の装着位置に維持する。

第一のストラップは、閉突起１８０６を含む。閉突起１８０６は、内表面等の表面を超えて延在するストラップ１８０２の一部として図示されている。衝撃シェルは、閉突起を受けるための受けキャビティ１８０８を有することができる。形状、大きさ、および突起、チャンネル、チャンバ等の類に関して図１５および図１６において記述された類似概念は、受けキャビティ１８０８および／または閉突起１８０６に適用することができる。閉突起は、受けキャビティ内でフィット可能であり、例えば分離可能な所望の結合状態でストラップ１８０２を維持する。

同様に、第二のストラップ１８０４は、代替配置を有して図示されており、第一の閉突起１８１２および第二の閉突起１８１４を有する。それぞれの受けキャビティ１８１６および１８１８は、（例えば、衝撃シェル上で、緩衝材上で、および／または組み合わせて形成された）保護パッドの反対側部上に形成され、閉突起を受ける。閉突起と受けキャビティとをどのように組み合わせても使用可能である。さらに、（例えば、面状材料、スナップ、ボタン、クリップ、レーシング等の）追加的成分を、同様に、または代替的に使って、ストラップを保護パッドに結合することができる。

ストラップ１８０２および１８０４に関して、ストラップは緩衝材の一部として形成することができる。例えば、共通する形成（例えば成型）作業において、各ストラップは、緩衝材の形成に使用されるものと同じ材料から形成される。さらに、ストラップは、接続部材として判断可能であり、保護パッドの縁部分から延在することができる。また、内側側部および外側側部による図１８の説明が求められているが、ストラップは保護パッドのいずれの部分においても発端または終端することができる。さらには、ストラップは直線形状で図示されているが、任意の形状、大きさ、および向きとすることができる。

また、緩衝材から延在する突起を有するというよりは、むしろ、突起を代替的または追加的に衝撃シェル（内表面または外表面どちらでも）から延在させることができる。さらに、ストラップのサイズ調整は、一連の受けキャビティまたは突起によって達成可能であり、ストラップおよび／または衝撃シェルの一部に沿って延在させることができる。例えば、一連の受けキャビティは、衝撃シェルの外表面に沿って延在しており、ストラップの長さに沿って延在する二つ以上の突起によって合致可能なパターンを有することができる。

図１９は、本発明の実施態様に係る、シート状形体１９０１で形成される緩衝材の斜視図である。シート状形体１９０１の内表面１９０６は、多くの例示的な延長部材１９０８および延長部材ボイド１９１４に沿って露出している。オフセット１９１０の概念も図示されている。オフセット１９１０は、延長部材が内表面１９０６から延在する長さである。

本例において、外表面１９０４は、内表面１９０６の反対側にある。内表面１９０６と外表面１９０４との間に延在する材料の厚さは、位置に応じて可変であり、弾性、衝撃力減衰性等の多様な物理的性質を達成する。本例において、シート状形体１９０１は、内表面１９０６と外表面１９０４との間に延在するボイドを含まなくてもよい。しかしながら、一つ以上の延長部材ボイド１９１４は、一つ以上の延長部材１９０８の遠心端から、延長部材を通して、さらにシート状形体１９０１を通して延在することができる。本例において、延長部材ボイドは、外表面１９０４を通して延在し、外表面１９０４において開口を形成することができる。この開口は、空気および／または水分の移動を促進するのに効果的であり得る。さらに、開口は、使用者と緩衝材との間におけるより良い接触面を促進するのに効果的であり得る。

図２０は、本発明の実施態様に係る、保護パッドの衝撃シェルにおける追加的な例示的実施形態を示す正面側斜視図である。衝撃シェル２０００は、前方に面する外部表面１０２を有して図示されている。衝撃シェル２０００はまた、外周部を有し、少なくとも部分的に、天縁１１０，外側縁１０８，底縁１１２および内側縁１０６によって定義される。さらに、衝撃シェル２０００は、衝撃シェル２０００の外周部に沿った複数の穿孔または切欠を備える。穿孔は、外周部を通して形状および大きさを均一とし、または図示のとおり異ならせることができる。例えば、穿孔は、円状穿孔２００２，三角形穿孔２００６または長方形穿孔２００４、あるいは適切な、または使用可能な他の所望の任意形状とすることができる。穿孔は、一貫して均一の大きさである場合もあれば、大きさに応じて衝撃シェル２０００の外周部周辺の異なる範囲で使用される場合もある。さらに、穿孔は、図示のとおり均一に間隔を空けて配置される場合もあれば、衝撃シェル２０００の外周部周辺において異なる間隔で配置される場合もある。本明細書で開示するように、穿孔は衝撃シェルを通して、外部表面から内部表面まで延在する。後述されるように、穿孔は、オーバーモールドされる材料が成型過程中に通過できる範囲を提供して、固着された結合フレームを形成することができる。

図２１は、例示的な衝撃シェルの外部表面を示している。例えば、図２１に示す衝撃シェル２１００は、衝撃シェル２０００の例示的実施形態である。衝撃シェル２１００は、複数の穿孔を有して図示され、天縁１１０および底縁１１２沿いの穿孔２１１０，外側縁１０８および内側縁１０６沿いの穿孔２１２０，さらに衝撃シェル２１００の四隅に対応する穿孔２１３０がある。衝撃シェル２１００において提供される複数の穿孔は、一般的な長方形状を有して示される。加えて、複数の円状穿孔も、底縁に近接して図示されている。例示的な円状穿孔は２９０２である。前述のように、穿孔は、いずれの大きさ、形状、位置であってもよい。さらに、大きさ、形状、位置のいかなる組み合わせであっても、本発明の実施態様において利用可能である。

例示的な実施態様において、穿孔２１１０は、天縁２１１２，底縁２１１６，外側縁２１１４および内側縁２１１８を有して図示されている。複数の穿孔２１１０，２１２０および２１３０は、衝撃シェル２１００の外周部に沿って、かつ近接して設けられる。複数の穿孔は、例示的な実施態様において、衝撃シェル２１００の中心よりも、天縁１１０，外側縁１０８，底縁１１２および／または内側縁１０６の付近に設けてもよい。例えば、硬質シェルの天縁１１０付近の穿孔２１１０を見てみると、穿孔２１１０の天縁２１１２は、少なくとも１ｍｍから１ｃｍは、対応する硬質シェルの天縁１１０から離れていてもよい。さらに、天縁２１１２は、例示的実施態様において、底縁２１１６から少なくとも１ｍｍから１ｃｍは離れ、外側縁２１１４は、内側縁２１１８から少なくとも５ｍｍから５ｃｍは離れていてもよい。類似する長さであれば、代替的な穿孔（例えば、円状穿孔の周縁等）の他の縁に適用することができる。

衝撃シェル２１００の例示的実施形態における複数の穿孔は、係止チャンネルとして作用し、衝撃シェル２１００の全外周部（または、追加的な例示的実施態様における外周部の一部）周辺の場所において結合フレームの形成および係止を可能にする。衝撃シェル２１００の外周部周辺の結合フレームは、別の適切な方法によって形成可能であり、射出成型または任意の他の適切な技術を含む。例えば、結合フレームは衝撃シェル２１００の両側部上に形成可能であり、複数の穿孔２１１０，２１２０および２１３０を結合フレーム材料で塞ぎ、効果的に結合フレームを係止して穿孔を塞ぐ材料を、衝撃シェルと相互接続し、その結果衝撃シェル２１００の両側部上に結合フレームを形成する。例えば、図２２で後述されるように、衝撃シェル２１００は、結合フレーム２２１０を有し、衝撃シェル２１００の外周部周辺に形成され、図２２において衝撃シェル２２００として示される。

図２２は、本発明の実施態様に係る、一体型結合フレームを有する衝撃シェルを示す。結合フレーム２２１０は、緩衝材（図示せず）と同じ弾性材料を備えることができる。代替的な実施態様において、結合フレームは、緩衝材と適合性のある材料で形成可能であるので、緩衝材および結合フレーム２２１０は互いに固着可能である。結合／固着をすることで、熱または超音波による融着を達成することができ、本発明の実施態様によると、熱または超音波で活性化された接着剤層、エポキシ、グルー、メカニカルファスナおよび他の結合機構は、緩衝材および結合フレーム２２１０を共に固着するために使用することができる。

結合フレーム２２１０を、衝撃シェル２１００の外周部周辺に形成することで、例えば、衝撃シェルをモールド内に配置して、選択した弾性材料で所望範囲を塞ぐことで、衝撃シェル２２００を形成することができる。図２１の複数の穿孔２１１０，２１２０，２１３０および／または２９０９における各穿孔に、材料を通流させて塞ぐことができるので、層は、外部表面１０２および／または内部表面（図示せず）上の外周部周辺に形成可能である。穿孔を塞ぐことで、衝撃シェルに対する結合フレームのための効果的な係止機構を形成し、衝撃シェルの穿孔を通して結合フレームを組み込むことができる。換言すると、図２４、図２５および図２９の断面図で示されるように、結合フレームを形成する材料は、穿孔を通って、天面から底面までの外周部周辺に延在し、一体型結合フレームを形成する。

さらに、いくつかの穿孔に近接して（例えば切断線２３−２３の近接で）複数の寸法的特徴が図示されているが、結合フレームは、一つ以上の表面上で（例えば寸法的特徴を欠いて）実質的に平坦とすることができる。この平坦な実施態様によれば、例示的な実施態様において、結合表面および／または外観を、均一性を持って提供することができる。切断線２９−２９は、図２９で示される断面を特定しており、実質的な平表面であって、図２１の円状穿孔２９０２に近接している。

図２３は、本発明の実施態様に係る、図２２における切断線２３−２３に沿う断面２３００を示す。断面２３００は、図２２に示す衝撃シェル２２００の天縁の部分であり、結合フレーム２２１０の構造を詳細に示している。例えば、一旦結合フレーム２２１０がモールドされるか、または衝撃シェル２１００の外周部周辺に形成されると、結合フレーム２２１０は、内部面構造２３１０，外部面構造２３３０および頂面２３２０を有する。図２３を参照すると、結合フレーム２２１０を備える弾性材料は、穿孔２１１０に通流し、本例において示された結合フレームを形成する際に使用する特別なモールドに応じて、結合フレーム２２１０は、内部面構造２３１０を形成可能とし、高さ２３５０および穿孔２１１０より幅広である幅２３６０を有する。さらに、結合フレーム２２１０は、外部面構造２３３０を形成可能であり、高さ２３７０および幅２３９０を有する。結合フレーム２２１０の総厚２３９５は、穿孔２１１０内の、または頂面２３２０におけるいずれの地点においても測定可能である。２３９５の総厚には、例示的な実施態様において、内部面構造２３１０の高さ２３５０，衝撃シェル２１００の厚さおよび外部面構造の高さ２３７０を含んでもよい。

結合フレーム２２１０は、モールドすることで、山部と谷部を有するので、（図示のように）外部面構造２３３０上の見栄えが良くなり、訴求効果を生み出すことができ、または、モールドすることで、滑らかな様相を有し、均一な面構造を外部面構造２３３０および／または内部面構造２３１０に形成することができる。例示的な実施態様において、外部面構造は、材料が通過する下層穿孔に類似する形状である必要は無い。例えば、結合フレームは、一つ以上の幾何学的特徴を有し、表面上（例えば外部面構造）に可視的に形成され、大きさ、形状、および／または特徴に近接する衝撃シェル内の穿孔の数は異なる。例示的な実施態様において、複数の下層穿孔は、円状であってもよく、対応近接する結合フレームの特徴は非円状であってもよい。

図２４は、本発明の実施態様に係る、図２２における切断線２４−２４に沿う衝撃シェル２２００の水平断面２４００を示す。断面２４００を参照すると、断面における衝撃シェル２２００の外周部は、結合フレーム２２１０によって完全に囲まれており、材料が、衝撃シェル２１００の外部表面１０２から、複数の穿孔２１１０，２１２０および２１３０を通して、内表面１０４にオーバーフローすることで、所定位置に係止される。

図２５は、本発明の実施態様に係る、図２２における切断線２４−２４に沿う衝撃シェル２２００の水平断面２５００と、表面２５１０において結合フレーム２２１０を経由して衝撃シェル２２００に固着する緩衝材２５５０を示す。

図２６は、本発明の実施態様に係る、複数の長方形角柱型延長部材２６０２が相互接続型接合部材の格子から延在する、緩衝材２６００の内表面を示す。緩衝材２６００は、天縁２６１０，底縁２６１２，外側縁２６０８および内側縁２６０６を備える。図４について前述したように、接合部材は、射出成型等の共通する製造過程において形成可能であるので、接合部材全体が、緩衝材２６００の格子網を形成している。接合部材は、複数のボイドを定義する。ボイドは、接合部材の外表面および内表面にわたって延在する。

二つ以上の接合部材の交点において、延長部材２６０２等の延長部材を配置することができる。さらに、一つ以上の延長部材に関して、延長部材ボイドは、少なくとも延長部材の一部にわたって延在することができる。しかしながら、図示のように、延長部材ボイドは、例示的実施態様において、緩衝材の内表面にわたって延在しなくてもよい。

延長部材２６０２は、例示的実施態様において、緩衝材の内表面から、衝撃シェルの内表面に向かって外方に延在することができる。延長部材２６０２は、長方形角柱の形体で図示されており、格子構造から外方に延在している。前述したように、延長部材は、いずれの大きさ、形状および密度であってもよい。さらに、延長部材ボイドについても、いずれの大きさおよび形状であってもよい。前述のように、延長部材２６０２の延長部材ボイドは、延長部材２６０２の内表面から、緩衝材の外表面に向かって延在する。しかしながら、延長部材ボイドは、本例において、緩衝材の外表面にわたって延在しない。緩衝材の外表面を維持することによって、例示的な実施態様において、適切な表面を設けることができ、該表面上にスキン層を結合することも可能である。

図示の実施態様において、延長部材は、本質的には長方形角柱（例えば直方体）である。長方形角柱という幾何学的形状は、緩衝材の衝撃減衰性のための潜在的利益を提供しており、延長部材が長方形角柱であるがゆえに、様々な面にできた角度交点に基づいている。この面上にできた角度交点により、例示的な実施態様において、衝撃力を減衰するために意図的に変形する位置が設けられる。

図２７は、本発明の実施態様に係り、緩衝材２６００の外表面（図２７には示さず）と結合されるスキン層２７００に加えて、図２６の緩衝材２６００の内表面を示す。図６について前述したように、スキン層は、緩衝材２６００等の緩衝材の外表面における一つ以上の部分と結合することができる。

スキン層２７００は、いずれの大きさおよび／または形状においても形成可能である。例示的実施態様において、スキン層２７００は、結合された格子の幾何学的形状に似せて形成される。それゆえ、一つ以上のボイドは、緩衝材２６００の格子構造にわたって延在し、大きさの類似するボイドに対応させることができ、図２８において後述されるように、スキン層２７００にわたって延在する。

例示的なアライメント点は、例示的目的のために特定される。アライメント点は、スキン層２７００と緩衝材２６００の図示されていない表面とがどのようにして位置を合わせるのかについての理解を促進する。例えば、スキン層２７００は、アライメント点２７０２，２７０４，２７０６，２７０８および２７１０を示す。緩衝材２６００は、緩衝材２６００の外表面（図２７には示さず）上の固着点に関連する例示的固着点２７０３，２７０５，２７０７，２７０９および２７１１を示す。スキン層２７００と緩衝材２６００の外層（図２７に示さず）との結合時に、例示的な実施態様において、固着点２７０２，２７０４，２７０６，２７０８および２７１０は、外表面に関連する固着点２７０３，２７０５，２７０７，２７０９および２７１１と相対的に位置合わせをする。

図２８は、本発明の実施態様に係る、位置を合わせて結合した図２６の緩衝材２６００および図２７のスキン層２７００における外表面斜視図である。図２７と同じ状況を設けるために、スキン層の固着点（２７０２，２７０４，２７０６，２７０８および２７１０等）が、図２８において複製されている。位置合わせに基づき、接続部材間のボイドと、スキン層２７００内のボイドとは位置が揃い、本例においては、ボイドを含んで関節を成すという利益を生む。さらに、スキン層２７００は、緩衝材２６００の表面全体にわたって延在しない。スキン層は、緩衝材２６００の位置に配置可能であり、脛骨領域および／または装着時の着用者に接触する主要な部分に近接している。

図２９は、図２２における切断線２９−２９に沿う緩衝格子２５５０，衝撃シェル，結合フレーム２２１０における断面図である。図示のように、結合フレーム材料は穿孔２９０２（図２１）にわたって延在し、衝撃シェルの外部表面１０２および内表面１０４の両方を囲む。結合フレーム２２１０は、衝撃シェルの外周縁を越えて、少なくとも穿孔２９０２から延在するので、結合フレーム２２１０は、外部表面から内部表面まで衝撃シェルの外周部を囲むことができる。

前述したように、結合フレーム２２１０は、緩衝材２５５０の材料と類似する材料から形成可能であり、緩衝材２５５０と結合する。続けて、衝撃シェルは、例示的な実施態様において、結合フレーム２２１０を経由して緩衝材２５５０と結合する。さらに前述したように、緩衝材２５５０と結合フレーム２５５０との結合は、接着剤、溶解過程または他の結合機構によって達成することができる。

本明細書に開示された概念は、パッドの概念について記述し、特にすね当てパッドを図示しているが、本概念は、あらゆる力減衰の応用に及ぶものである。例えば、前述のように、本明細書で開示した特徴は、ヘルメット、衣類、バリヤ、アーマおよびその他の応用に関して利用可能である。

Claims (20)

1. 保護パッドであって、
   外部表面および反対の内部表面、内側縁および反対の外側縁、ならびに天縁および反対の底縁を有する衝撃シェルであって、前記の内側縁、外側縁、天縁および底縁は、少なくとも部分的に、前記衝撃シェルの外周部を定義し、さらに、少なくとも前記外周部の一部を囲む結合フレームであって、前記衝撃シェルの前記反対の内部表面に対して配置された内部面構造を有する結合フレームを備える前記衝撃シェルと；
   前記衝撃シェルの前記内部表面に近接し、前記結合フレームに固着する緩衝格子であって、前記緩衝格子は弾性材料製であり、（１）外表面および反対の内表面を有する複数の相互接続型接合部材と、（２）前記内表面を超えて、前記衝撃シェルの前記内部表面に向かって延在する複数の延長部材であって、前記緩衝格子にわたって密度が変化する延長部材とを備える前記緩衝格子と；
   を備える保護パッド。
2. 前記衝撃シェルは、ａ）剛性ポリマー材料、ｂ）織成ポリマー材料およびｃ）炭素繊維系材料のうちから選択される少なくとも一種の材料から形成されている、請求項１に記載の保護パッド。
3. 前記弾性材料は、熱硬化性または熱可塑性のエラストマである、請求項１に記載の保護パッド。
4. 前記複数の相互接続型接合部材は、連続する部分として形成されている、請求項１に記載の保護パッド。
5. 前記結合フレームは、前記緩衝格子と同じ弾性材料から形成されている、請求項１に記載の保護パッド。
6. 前記緩衝格子は、熱融着および超音波溶接のうち少なくとも一つによって、前記結合フレームに固着されている、請求項５に記載の保護パッド。
7. 前記緩衝格子は、接着剤層によって、前記衝撃シェルを囲む前記結合フレームに固着されている、請求項５に記載の保護パッド。
8. 前記接着剤層は、圧力、化学物質、熱および／または光に反応して、前記緩衝格子および前記結合フレームに固着されている、請求項７に記載の保護パッド。
9. 前記複数の相互接続型接合部材は、第一の長さを有する第一の部材と、第二の長さを有する第二の部材とを備え、前記第一の長さが前記第二の長さよりも長い、請求項１に記載の保護パッド。
10. 前記複数の相互接続型接合部材の前記外表面に固着されたスキン層をさらに備える、請求項１に記載の保護パッド。
11. 前記複数の延長部材は、円筒形状または長方形状の柱体である、請求項１に記載の保護パッド。
12. 保護パッドであって：
    第一の材料から形成される衝撃シェルであって、（１）外部表面および反対の内部表面を備え、ここで、前記衝撃シェルの前記内部表面は、曲線輪郭を有しており、内側縁から反対の外側縁まで前記外表面の方向において外方に延在し、さらに、（２）少なくとも部分的に、前記内側縁、前記反対の外側縁、天縁および反対の底縁によって定義される外周部備える前記衝撃シェルと；
    前記衝撃シェルの前記内部表面に近接する緩衝格子であって、前記緩衝格子は、前記第一の材料とは異なる第二の材料で形成され、（１）外表面および反対の内表面を有する複数の相互接続型接合部材と、（２）前記外表面と前記内表面との間に延在し、前記複数の接合部材によって形成される複数のボイドと、（３）前記緩衝格子の前記内表面と前記衝撃シェルの前記内部表面との間に延在する複数の延長部材であって、前記複数の延長部材の各々は、前記緩衝格子が衝撃力によって前記衝撃シェルの前記曲線輪郭に適合するときに前記衝撃シェルの前記内部表面に接触する遠心端を有する、延長部材とを備える前記緩衝格子と；
    少なくとも前記外周部の一部を囲む結合フレームであって、第二の材料から形成される前記結合フレームとを備え、前記緩衝格子は、前記結合フレームを経由して前記衝撃シェルと固着する保護パッド。
13. 前記複数の相互接続型接合部材は均一の厚さで形成され、これら相互接続型接合部材から前記複数の延長部材が延在する、請求項１２に記載の保護パッド。
14. 前記複数のボイドのうち第一のボイドは、前記複数の相互接続型接合部材のうち少なくとも二つの相互接続型接合部材によって形成されている、請求項１３に記載の保護パッド。
15. 前記複数の延長部材は、第一の延長部材および第二の延長部材を備え、前記第一の延長部材は、前記第二の延長部材よりも断面積が小さい、請求項１３に記載の保護パッド。
16. 前記複数の延長部材は、第一の延長部材を備え、第一の延長部材ボイドを有して、前記第一の延長部材の遠心端から、前記複数の相互接続部材における前記内表面に向かって延在する、請求項１３に記載の保護パッド。
17. 前記複数の延長部材は、前記衝撃シェルの前記内部表面と接触する第一の遠心端を含む第一の延長部材と、前記衝撃シェルの前記内部表面に隣接する第二の遠心端を含む第二の延長部材とを含む、請求項１２に記載の保護パッド。
18. 保護パッドであって：
    外部表面および反対の内部表面を有し、内側縁と反対の外側縁との間で湾曲する剛性の衝撃シェルであって、結合フレームが熱可塑性エラストマ製である、前記衝撃シェルと；
    前記衝撃シェルの前記結合フレームにおいて、前記剛性の衝撃シェルの前記内部表面と結合する緩衝格子であって、前記緩衝格子は、前記結合フレームと同じ熱可塑性エラストマ製であり、（１）外表面および反対の内表面を有する、複数の相互接続型接合部材と、（２）複数の延長部材とを備え、これら複数の延長部材がそれぞれ、前記相互接続型接合部材の前記内表面から、前記剛性の衝撃シェルの前記内部表面に隣接する遠心端まで延在する前記緩衝格子と；
    前記複数の相互接続型接合部材の外層の少なくとも一部と結合するスキン層と；
    を備える保護パッド。
19. 前記結合フレームは、前記剛性の衝撃シェル上にオーバーモールドされている、請求項１８に記載の保護パッド。
20. 前記結合フレームは、前記剛性の衝撃シェルの前記内部表面で外周部の周辺に延在する、請求項１８に記載の保護パッド。

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