JP6257880B2 - 荷重伝達ベルト - Google Patents

Description

本発明は、荷物保持具と共に使用して荷物保持具からユーザの臀部に荷重を伝達するための荷重伝達ベルトに関する。

荷物保持具の一種であるリュックサックが最初に紹介されたとき、ユーザの上にそれらを保持する手段は肩ひもだけであった。つまり、リュックサックの荷重は、ユーザの肩のみに作用し、その重心を後方に移動させる。これを補償するために、ユーザは、リュックサックを身につけたときに前傾する必要がある。傾斜した姿勢での歩行は、ぎこちなくて骨が折れるので、ユーザはより簡単に疲労して、怪我をしたり必要な距離の往来が不可能になる。

上記問題を解決するために、ユーザの上により均等に荷物の重量を分散させるリュックサックが紹介された。そのようにする１つの方法は、ヒップフィンの導入であった。これらは、使用中ユーザの臀部に当たるような位置に、リュックサックのフレームに堅固に取り付けられたパッドを有する硬い構成要素によって実現される。リュックサックの荷重は、フレームを通してユーザの肩と臀部の両方に伝えられる。臀部は低い位置であるので、この配置はユーザの重心を安定させる。

硬いフィンは、荷重伝達の問題の部分的な解決を提供するが、硬いフィンは、ユーザの快適性という意味では不利益をもたらす。加えて、骨盤の大きさは、人によって異り、骨盤が円錐台形であると考えると、円錐の側面の角度および円錐の外周が人によって、特に男性と女性とでは異なる。したがって、硬いフィンは、多くの骨盤の大きさに適合しない。

この問題を解決するために、柔軟な臀部ベルトが紹介された。柔軟な臀部ベルトは、硬いフィンに比べて快適性の向上をもたらすが、硬さの欠如は、それが効率的に荷重を伝達しないことを意味する。

改良された臀部ベルトは、ＵＳ６５３６６４１に開示されており、臀部ベルトは、２つの堅固なプレートを有し、一方がベルトの長さに沿ってリュックサックとの接続部の両側に延伸する。また、ＥＰ０５７０１９２は、リュックサックとの接続部の両側においてベルトに配設された堅固なプラスチックのウェブを開示する。

つまり、これらは、ユーザの臀部への荷重の効率的な伝達と、ユーザに与えられる快適性とのバランスを見つけるのに必要とされる。これらは、快適性の増加が臀部ベルトの柔軟性の増加を意味し、しばしば、それが荷重伝達性能を低下させ、またその逆にもなるので、通常、２つの相反する要求であると考えられる。

本発明は、ユーザにとって快適であり、広範な骨盤の大きさに適合するが、荷物保持具からユーザの臀部の前部および後部の両方への動荷重の伝達の促進を提供するような荷重伝達ベルトを提供することによって、快適性および荷重伝達の促進の相反すると考えられる要求を満足することを目的とする。

したがって、本発明の第１の局面は、荷物保持具と共に使用して該荷物保持具からユーザの臀部に荷重を伝達するための荷重伝達ベルトであって、
前記ベルトの長さに沿って配置された複数の荷重伝達要素を有し、
前記荷重伝達要素は、それぞれ、少なくとも１つの隣接する前記荷重伝達要素に回転ジョイントによって接続され、前記回転ジョイントは、前記ベルトの長さを横断する回転軸を定めて、前記荷重伝達ベルトがユーザの体を取り囲むことを許容する、荷重伝達ベルトを提供する。

荷重伝達要素は、使用中に、荷物保持具から、荷重伝達要素の位置に並んだユーザの臀部の部分への効率的な荷重伝達を提供するが、回転ジョイントは、それぞれの荷重伝達要素が必要な量だけ回転してユーザの骨盤の大きさに適合することを許容する。この構成は、荷重伝達ベルトが広範なベルト形状を有することを許容する。回転ジョイントの提供は、荷重伝達要素を実施的に柔軟にすることによって提供される動きの自由度に代わる、動きの自由度を提供する。これは、荷物保持具からユーザへの荷重の伝達が犠牲にされないことを意味する。

ＵＳ６５３６６４１およびＥＰ０５７０１９２に開示された臀部ベルトは、回転ジョイントによって接続された荷重伝達要素を有していない。実際に、従来技術のベルトは、本発明により提供されるような、如何なる形態の関節接続された部分も有していない。代わりに、従来技術のベルトは、蝶番のような公知のものを提供する。つまり、荷重伝達要素自体が曲がってユーザの体の形状に適合する。従来技術のベルトのそのような荷重伝達要素は、本発明の荷重伝達要素よりも柔軟でなければならず、つまり、それらは、低い剛性を有する必要がある。荷重伝達要素の剛性の低下は、本発明によって達成されるのと同レベルの荷重の伝達を達成できない。加えて、従来技術の荷重伝達ベルトの快適性は、従来技術のベルトが快適性と荷重伝達の両方を達成するように荷重伝達要素の柔軟性を犠牲にする必要があるので、本発明と比べて低い。

荷重伝達ベルトは、使用中に、ユーザのヒップを取り囲むように配置され、荷重伝達ベルトの長さは、ユーザの臀部の周りを取り囲む方向に測定されるようなものであり、その長さは、ベルトの一端の留め具からベルトの他端の留め具までが測定される。ベルトが荷物保持具と共に使用されるとき、荷物保持具の荷重の大半、それ故、基本的な荷重の方向は、荷重伝達ベルトの長さを横断する方向である。横断方向は、ベルトの幅を横切る方向である。横断方向は、ベルトの長さに直角であっても直角でなくてもよい。荷重伝達は、横断方向に必要な剛性を有するように形成されている荷重伝達要素によって達成される。剛性は、通常、堅固な構成要素を使用して達成される。

荷重伝達要素は、ベルトの使用中にユーザの臀部の前部に対応する部分に延伸してもよい。多くの荷物保持具は、ユーザの背中（後部）に配置されるようにデザインされている。臀部の前部に対応するベルトの部分への荷重伝達要素の提供は、人の背中から臀部の前部への荷重伝達を可能にする。これは、荷重、および、それによる背中の腰部の圧迫を軽減する。

好ましくは、荷重伝達要素は、蛇行した形状を形成するように接続される。１つの実施形態において、荷重伝達要素は、ｕ字型およびｎ字型であってもよい。好ましくは、荷重伝達要素は、ｕ字型およびｎ字型であり、蛇行した形状を有するように接続される。

蛇行した形状は、隣接するｕ字型およびｎ字型の荷重伝達要素によって形成できる。つまり、ｕ字型の荷重伝達要素の一端は、ｎ字型の荷重伝達要素の一端に接続する。蛇行した形状は、ｕ字型の要素とｎ字型の要素との接続によりｕ字型の要素とｎ字型の要素との交互の連続を形成することによって延長できる。

有利にも、ｕ字型およびｎ字型の荷重伝達要素の蛇行した形状は、荷重伝達要素の部分をベルトの長さを横断する方向に沿って配置する結果をもたらす。荷重伝達要素の部分の荷物保持具からの荷重の本質的な方向への配置は、荷物保持具から荷重伝達ベルトへの荷重の伝達を改善する。

蛇行した形状は、それが軽量であるため、さらに有利である。ユーザは、荷物保持具を使用して重い荷物を長時間保持するかもしれない。したがって、荷物保持具および荷重伝達ベルトの重量に対してなし得る低減は、荷物保持具を保持するときにユーザが経験する疲労の量を低減する。

蛇行した形状は、また、構成が容易である。これは、荷重伝達ベルトの製造を簡素にする。

好ましくは、荷重伝達要素は、プラスチックまたは金属からなる。

荷重伝達要素の蛇行した形状は、従来技術の荷重伝達ベルトと比べて、荷重伝達ベルトの剛性を増大させる。使用中、（荷物保持具を用いる）多くの場合、荷物保持具の荷重は、荷重伝達ベルトを荷重が作用する方向と反対方向に変形させる。図１８を参照すると、試験において、荷重伝達ベルトは、自身の最短の長さに、ユーザの臀部の周りに配置されるループを形成する閉じた姿勢に固定される。荷物保持具は、平面の上に配置されている。荷重伝達ベルト１５の中心から、荷重の作用方向と反対方向で荷重伝達ベルトから直角に、１０ｃｍの距離Ｄが測定された。そして、調整されたバネのバランスが、荷重伝達ベルトに、または、荷重伝達ベルトを通してフック止めされ、荷物保持具が不動に保持される間、バネのバランスが引っ張られて、荷重伝達ベルトを１０ｃｍの距離だけ変形させる。本発明の荷重伝達ベルトは、４ｋｇ超の変形荷重（つまり、１０ｃｍの変形を生じさせるのに必要な荷重）を有する。試験した従来技術の荷重伝達ベルトの変形荷重は、３ｋｇ未満であった。本発明の好ましい実施形態は、３ｋｇ超の変形荷重を有する。

好ましくは、ベルトは、リンク部材を使用して荷物保持具に接続される。リンク部材は、ベルトの中央に配置されてもよい。この場合、荷重伝達要素は、リンク部材の両側に配置される。荷重伝達要素が蛇行した形状を有する場合、蛇行した形状も、リンク部材の両側に配置される。

蛇行した形状または他の荷重伝達要素は、荷重伝達要素の横断部分の間の間隔が、蛇行した形状またはベルトに沿って等間隔になるように製造または構成されてもよい。横断部分の均等な間隔は、荷重を荷重伝達ベルトの周りに均等に分配する。使用中に、ユーザの臀部の周りに荷重を均等に分配することは、背中の腰の部分への大きな負荷を防止し、快適性の向上と疲労の制限の意味でユーザにとって有益である。

ベルトの長さを横断する蛇行した形状の一部分は、回転ジョイントの回転軸と一致する中心軸を有してもよい。そのような構成は、有利にも、簡単な回転ジョイント、例えばピボットジョイントの使用を可能にする。

回転ジョイントは、蛇行した形状および蛇行していない形状の両方に適用できるピボットジョイントであってもよい。選択的に、ピボットジョイントは、オス・メスコネクタによって形成される。代案として、ピボットジョイントは、スリーブにより接続される２つのオス型コネクタにより形成される。回転ジョイントのオス・メスコネクタおよび２つのオス型コネクタの両方の構成は、耐久性ジョイントを形成する。コネクタは、荷重伝達要素自体の中に形成してもよい。これは、荷重伝達要素の簡単な交換を可能にする。

荷重伝達ベルトは、荷重伝達ベルトの長さに延伸するパネルを有してもよい。荷重伝達ベルトは、さらにユーザの快適性を向上させるためにパッドが設けられてもよい。パネルは、ベルトのための発泡材であり得るパッドを収容してもよい。荷重伝達要素は、荷重伝達ベルトのパネルに接続されてもよい。パネルは、ベルトの長さ方向に沿って配向された荷重伝達要素の部分において、荷重伝達要素に接続してもよい。ｕ字型およびｎ字型の荷重伝達要素の場合、接続は、ｕ字型の要素の底部とｎ字の要素の頂部とでなされてもよい。回転ジョイントは、ユーザが荷重伝達要素の１つを容易に交換できるようにしてもよい。代案として、荷重伝達要素は、パネルの中に完全に収容されていてもよい。

さらに快適性を向上させるために、好ましくは、荷重伝達要素は、ベルトの長さを横断する方向に、ベルトの端部に向かうのではなく、ベルトの中央に向かってより長い距離を延伸する。使用中、この構成は、荷重伝達ベルトによって覆われるユーザの体の前側の部分を少なくする。

荷物保持具は、例えば、リュックサック、赤ん坊用しょいこ、ベルトパックのいずれかであってもよい。荷物保持具は、また、例えば、呼吸装置のような背負う装置であってもよい。

第２の局面において、本発明は、第１の局面の荷重伝達ベルトの荷重伝達要素を提供する。

第３の局面において、本発明は、第１の局面の荷重伝達ベルトを有する荷物保持具を提供する。

第３の局面の荷物保持具は、例えば、リュックサック、赤ん坊用しょいこ、ベルトパックのいずれかであってもよい。荷物保持具は、また、荷物保持具は、例えば、呼吸装置のような背負う装置であってもよい。

第１の選択肢において、第３の局面の荷物保持具は、さらに、
フレームと、
荷重伝達ベルトとフレームとの間を接続するロータリコネクタと、
荷重伝達ベルトとフレームとの間を接続するヒンジコネクタとを含み、
ロータリコネクタは、ベルトがロータリ回転軸の周りに回転することを許容し、ヒンジコネクタは、ベルトがヒンジ回転軸の周りに回転することを許容し、ヒンジ回転軸は、ロータリ回転軸と直角である。

人（ユーザ）は歩くので、彼らの臀部は左右に揺れる。ロータリコネクタの提供は、有利にも、荷重伝達ベルトが臀部の上下動を伴う回転を可能にする一方、ヒンジコネクタは、ユーザが前傾したときにベルトが同じ姿勢に留まることを可能にする。ロータリコネクタの提供は、ヒンジコネクタとは異なり、ベルトが２つの自由度のそれぞれで独立して動くことを可能にする。この各自由度における動きの独立性は、それが荷物保持具からユーザへのアンバランスな荷重の伝達を生じる動きを防止するので、重要である。したがって、本発明の荷物保持具は、ユーザの操作感を向上させる。

従来技術の荷物保持具は、ピボット点を通して１自由度のみを提供するか、ボール・ソケットジョイントの使用を通して３自由度を提供する。ピボットジョイントは、ユーザが前傾しているときのヒンジコネクタの利点が実現されないので、本発明と比べて不利である。

ボール・ソケットジョイントは、人が歩くときに、ベルトがどの方向にも自由に回転するので、本発明と比べて不利である。すなわち、ベルトは、人体の周りに回転可能であり、これは、ユーザが歩く間に荷物保持具の荷重をユーザの背中に対して前後の位置の間で揺り動かす。つまり、荷物保持具の荷重は、左右に揺れ動き、人体の周りをユーザの長手（高さ）方向の軸の周りに回転する。これは、荷物保持具を使用する際のアンバランスな感覚を形成する。本発明では、ユーザが歩行する間のベルトの回転運動の大半がロータリ回転軸の周りのものであり、ボール・ソケットジョイントで経験するような望まない動きを防止する。また、独特なヒンジコネクタおよびロータリコネクタの提供は、ユーザの高さに対する長手方向の軸の周りの回転の防止が、ユーザが片側に急に屈曲、例えば、岩をよじ登るときに、（荷物が体の回りに回転するので）荷物保持具がユーザを引き下ろす感覚を防ぐので、有益である。

さらに有利にも、人が歩くときに荷物保持具により保持された荷物の望まざる動き（体の回りに荷物が回転すること）を防止するが、歩行時に要求された範囲の（ロータリ回転軸の周りの）動きを許容することは、ある距離を移動するのに必要なエネルギを従来の荷物保持具と比べて低減すことを意味する。本発明の荷重伝達ベルトと組み合わせた、荷物保持具と荷重伝達ベルトとの間の前述の接続の提供は、ユーザの動作の効率をさら改善し、従来技術の荷物保持具と比較したときに、ある距離を移動するために必要なエネルギ入力を低減する。この組み合わせは、荷物保持具が従来技術の荷物保持具よりも重い荷物を保持するために使用され得るようにする。

要するに、本発明は、荷物保持具と荷重伝達ベルトとの間の、ユーザが要求する動きの範囲内での荷重伝達ベルトの制限のない動きを（荷物保持具に動きを伝達することなく）可能にし、同時に望まざる動きを防止する接続を提供する。これは、改善されたバランスと増大したユーザのエネルギ効率とをもたらす。

ある実施形態において、ロータリコネクタは、荷重伝達ベルトがロータリ回転軸の周りに３６０°以上、時計回りおよび反時計回りの両方向に回転することを許容する。荷重伝達ベルトは、一方向に所定角度回転でき、そして、その回転は、反対方向に逆転することができる。同じ実施形態において、ヒンジコネクタは、荷重伝達ベルトがヒンジ回転軸の周りに１８０°以上回転することを許容する。この場合、ロータリ回転軸および／またはヒンジ回転軸の周りの動きの実際の制限は、ユーザの体の生理機能だけである。

好ましくは、ロータリ回転軸は、ヒンジ回転軸の上にオフセットされている。選択的に、ロータリコネクタとピボットコネクタとは、接続される。この場合、ロータリ回転軸は、歩行中のユーザの臀部の揺動がヒンジにおいてコネクタに伝達されるように、ヒンジ回転軸の上にオフセットされ得る。これは、ヒンジコネクタをロータリ回転軸の周りに回転させる。有利にも、このオフセット配置は、ユーザの臀部からロータリコネクタへの動きの伝達を改善する。さらに追加または代替の選択肢は、ロータリ回転軸を荷重伝達ベルトの中央からオフセットすることである。有利にも、ロータリ回転軸の荷重伝達ベルト中央からのオフセットは、ベルトが単なる回転運動よりも揺動して動くことを許容し、揺動は臀部の自然な動きにより近い。

ロータリコネクタは、実質的に単一の軸の周りの回転だけを許容する。好ましい実施形態において、ロータリコネクタは、ハウジングとハウジングのキャビティ内に配置されたハブとを含む。ハウジングは、ハブとハウジングとが互いに相対回転できるような寸法である。このロータリコネクタの構成は、１自由度の動き、つまり、ロータリ回転軸の周りの回転を許容するだけである。相対回転運動は、ハウジングが荷物保持具に対して固定されており、ハウジングのキャビティ内でのハブの回転により提供されてもよい。代案として、ハブが荷物保持具に対して固定され、ハウジングが回転してもよい。ハブは円盤であってもよい。有利にも、このロータリコネクタの構成は、荷物保持具のフレームからの突出が少ない形状を有する。例えば、フレームからの突出は、本構成のロータリコネクタの方が、ボール・ソケットジョイントよりも少ない。

好ましくは、ヒンジは、ハブの上に位置する。ヒンジをハブに配置することは、荷物保持具から荷重伝達ベルトへの荷重の伝達を改善する。選択的に、ヒンジおよびハブは、単一の接続要素として形成されてもよい。そのような構成は、ロータリコネクタおよびヒンジコネクタの製造の容易性をさらに改善する。選択的に、ヒンジは、ハブの上に配置され、ロータリ回転軸はヒンジ回転軸の上にオフセットされてもよい。この場合、ヒップベルトは、臀部の自然な動きにより近い修正した揺動を伴うように動く。

荷物保持具は、さらに、荷重伝達ベルトをハブに連結するリンク部材を含んでもよい。

第２の選択肢において、第３の局面の荷物保持具は、
フレームと、
前記荷重伝達ベルトと前記フレームとの間のロータリコネクタとをさらに含み、
前記ロータリコネクタは、ハウジングと前記ハウジングのキャビティの中に配置されたハブとを含み、前記ハブおよび前記ハウジングはロータリ回転軸の周りに互いに対して回転可能であり、前記ロータリ回転軸は、前記荷重伝達ベルトの中央の上にオフセットされてもよい。

有利にも、このロータリコネクタの構成は、実質的に１自由度の動き、つまり、ロータリ回転軸の周りの回転のみを許容する。これは、ユーザが歩くときに荷物保持具の荷重が前後の位置の間を揺動することを防止する。この利点は、従来技術の単純なピボットジョイントまたはボール・ソケットジョイントでは達成されない。

有利にも、ロータリ回転中心の荷重伝達ベルトの中央の上へのオフセットは、ロータリ回転軸の周りの単純な回転動作よりも揺動を生み出す。揺動は、臀部の自然な動きにより近い。

荷物保持具は、荷重伝達ベルトを回転円盤に連結するリンク部材を含んでもよい。

第３の選択肢において、第３の局面の荷物保持具は、
フレームと、
前記荷重伝達ベルトと前記フレームとの間のロータリコネクタとを有し、
前記ロータリコネクタは、
ハウジング、および、前記ハウジングのキャビティの中に配置されたハブと、
前記荷重伝達ベルトを前記ハブまたは前記ハウジングに接続するリンク部材とを含んでもよい。

有利にも、このロータリコネクタの構成は、実質的に１自由度の動き、つまり、ロータリ回転軸の周りの回転のみを許容する。これは、ユーザが歩くときに荷物保持具の荷重が前後の位置の間を揺動することを防止する。この利点は、従来技術の単純なピボットジョイントまたはボール・ソケットジョイントでは達成されない。

選択的に、リンク部材は、ロータリ回転軸の下にオフセットされる。リンク部材は、有利にも、荷物保持具から荷重伝達ベルトへ荷重を伝達し、また、臀部の動きによりもたらされる荷重伝達ベルトの回転運動をロータリコネクタに伝達する。リンク部材のロータリ回転軸からのオフセットは、ベルトの動きを臀部の自然な動きにより近い修正された揺動に修正する。

第２および第３の局面の荷物保持装置は、さらに、荷重伝達ベルトとフレームとの間にヒンジコネクタを含み、ヒンジは、ベルトがヒンジ回転軸の周りに回転することを許容し、ヒンジ回転軸は、ロータリ回転軸と直角であってもよい。

第１の局面に関して説明したように、ロータリコネクタの提供は、ヒンジコネクタと違って、ベルトが２つの回転軸の周りに独立して動くことを許容する。このそれぞれの自由度での動きの独立は、それがユーザにアンバランスな荷重を伝達することになる動きを防止するので、重要である。したがって、本発明の荷物保持具は、ユーザの操作感を向上しある距離を歩くためにユーザに要求されるエネルギ入力を低減する。

ある実施形態において、ロータリコネクタは、荷重伝達ベルトがロータリ回転軸の周りに時計回りおよび反時計回りの両方向に３６０°以上回転することを許容する。荷重伝達ベルトは、一方向に所定角度回転でき、そして、反対方向に逆転できる。ある実施形態において、ヒンジコネクタは、荷重伝達ベルトがヒンジ回転軸の周りに１８０°以上回転することを許容する。この場合、ロータリ回転軸および／またはヒンジ回転軸の周りの動きの制限は、ユーザの体の生理機能だけである。

荷物保持具の荷重伝達ベルトの中央からオフセットされたロータリ回転軸を有する第１および第３の局面の実施形態のために、ロータリ回転軸が、使用時に、ユーザが歩くときの臀部の揺動についての回転軸に対応するように位置決めされることが望ましい。好ましくは、ロータリ回転軸は、荷重伝達ベルトの中央の上に、６ｃｍから１０ｃｍの間の距離だけオフセットされる。

以下の特徴は、ヒンジコネクタを有する本発明の第１、第２および第３の局面の荷物保持具に追加またはなし得る変更である。

リンク部材は、棒であってもよい。リンク部材は、１つの棒であってもよく、また、代案として、リンク部材は、１以上の棒であってもよい。好ましくは、ヒンジは１以上の棒を受け入れる寸法の穴である。

穴とハブとは、１つの構成要素としてモールド成形されてもよい。代案として、穴とハブとは、互いにスナップ止めされる別々の構成要素として形成されてもよい。さらなる代案として、穴とハブとは、接続部材を使用して互いに接続される別々の構成要素として形成されてもよい。接続部材は、例えば、ボルト、セルフタッピングねじ、キャプティブナットまたはリベットであり得る。リンク部材が２本以上の棒を有する実施形態において、２本の棒は、穴の中で接続されてもよい。代案として、ジョイントは、オス−メスコネクタを使用して形成されてもよい。さららなる代案または追加として、ジョイントは、２本の棒を接続する嵌め合いチューブを使用して形成されてもよい。嵌め合いチューブは、プラスチックからなってもよい。

以下の特徴は、本発明の第１、第２または第３の局面のいずれかの追加の特徴である。

荷物保持具は、さらに、荷物保持具をユーザの肩に支持するための２つの肩ひもを含んでもよい。

荷物保持具は、金属製またはプラスチック製フレーム要素を使用して構成してもよい。代案として、荷物保持具のフレームは、プラスチックシートで構成されてもよい。任意に、フレームは、金属製またはプラスチック製の要素で補強されたプラスチックシートで構成されてもよい。好ましくは、フレームは、回転接続部に収束して、荷物保持具から荷重伝達ベルトへの効率のよい荷重伝達を可能にする。有利にも、そのようなフレーム構成は、荷重をベルトに効率よく伝達するが、軽量である。さらにフレームの重量を少なくするために、フレーム部材は、管状であってもよい。

選択的に、フレームは湾曲できる。ロータリコネクタの下のフレームの下部は、荷重伝達ベルトから遠ざかるように曲がってもよい。そのような湾曲は、フレームに対するベルトの動きの自由度を向上させる。

荷物保持具は、さらに、荷重伝達ベルトを荷物保持具の後部に接続する固定ひもを含んでもよい。固定ひもは、ユーザが、彼らの歩行および／または快適さの要求に合わせて、或いは、一緒に回転することを防ぐために、ロータリ回転軸の周りの動きの範囲を設定できるように、調節可能であってもよい。

本発明の実施形態は、添付の図面を参照して例示の方法として説明される
荷物保持具の概略背面図である。 図１の荷物保持具のフレームの概略図である。 図２のフレームの概略図である。 図２および３のフレームのフレーム要素の中央の接続の概略図である。 図２および３のフレームの概略側面図である。 図１の荷物保持具のロータリコネクタおよびヒンジコネクタの概略分解側面図である。 図６のロータリコネクタの背部構成要素の概略側面図である。 図６のロータリコネクタの前部構成要素の概略側面図である。 図６のロータリコネクタおよびヒンジコネクタのハブの概略図である。 ヒンジコネクタを通したリンク部材の配置を示す図６のロータリコネクタおよびヒンジコネクタの概略正面図である。 図６のヒンジコネクタを通したリンク部材の配置の選択的工程の概略図である。 図６のヒンジコネクタを通したリンク部材の配置の選択的工程の概略図である。 図６のヒンジコネクタを通したリンク部材の配置の選択的工程の概略図である。 図６のロータリコネクタおよびヒンジコネクタの概略側面図である。 図６および１４ロータリコネクタおよびヒンジコネクタの概略正面図である。 図１の荷物保持具の荷重伝達ベルトの概略図である。 図１６の荷重伝達ベルトの荷重伝達要素の概略分解図である。 本発明の荷物保持具において行われた荷重伝達ベルトの荷重分配の測定のための試験の概略図である。

図１は、この実施例ではリュックサックである荷物保持具１０の概略背面図である。本実施例のリュックサックは、３２ｋｇ以上の荷物を保持できる。リュックサックは、その中に図１には不図示のフレーム１８が配設された２つの背面パネル１１および１４を有する。フレームは、リュックサックのヒンジに延伸し、リュックサックの堅固な支持を提供する。図１には不図示の荷物保持要素が、フレームに固定され、リュックサックの前側に延伸する。図１に部分的に図示する２本の肩ひも１２が、リュックサックの上部におけるフレームとの接続部から、リュックサックの背部の下側部分に延伸する。使用中に、肩ひもは、ユーザの肩にリュックサックを支持する。荷重伝達ベルト１５は、リュックサックの下側部分に配置され、リュックサックからユーザの臀部に荷重を伝達するために、使用中にベルトがユーザの臀部を取り囲むように配置され得る。ロータリコネクタ１６およびヒンジコネクタ３４（ヒンジコネクタは図１では不図示）は、荷重伝達ベルトをフレームに接続する。ロータリコネクタは、荷重伝達ベルトの上６から１０ｃｍの間に配置されている。背面パネル１４は、フレームと、肩ひもとフレームとの接続部と、ロータリコネクタおよびヒンジコネクタのフレームとの接続部を覆うように延伸する。

図２および３を参照すると、フレーム１８は、６本の管状の棒１９を含む。フレーム構造は、湾曲した管状の棒１９ａがフレームの上部を形成し、湾曲した管状の棒１９ｂがフレームの下部を形成するようになっている。両側のフレームは、それぞれ２本の棒１９ｃ，１９ｄ，１９ｅおよび１９ｆを使用して、それぞれの側部がフレームで囲まれた容積の中央部に集まり得るように構成されている。フレームの上側領域においてフレームの側部を形成する棒１９ｅおよび１９ｆは、フレームの側部の棒が背中の腰部に対応する領域に集中できるように、フレームの下側領域においてフレームの側部を形成する棒１９ｃおよび１９ｄよりも長さが長い。上部および下部の棒は、コネクタ２０を用いて側部の棒に接続されている。それぞれのコネクタ２０は、フレームの管状の棒をきつく受け入れる大きさの穴を有する。集中する側部の棒は、ロータリコネクタ１６のハウジングの背部構成要素２２を使用して隣接する。背部構成要素は、長い側部の棒および短い側部の棒をきつく受け入れるように形成された２つの穴２４を有する。図４を参照すると、棒は、穴の中の突起に対応して、組み立て時に係合する棒の凹部２６を使用して穴の中に保持される。図５を参照すると、フレームの側部の管状の構成要素は、フレームを接続するロータリコネクタ１７の下のフレームの下側領域が荷重伝達ベルトから離れるように折れ曲がるよう湾曲している。

図６は、図１のリュックサックのロータリコネクタおよびヒンジコネクタの概略分解側面図である。ロータリコネクタは、１つに接続（この実施例ではネジ接続）されてハウジングを形成する背部構成要素２２および前部構成要素３０により形成され、ハウジングは、その中に本実施例では円盤であるハブ３２を配置できるキャビティを有する。キャビティは、ハブがキャビティ内で回転自在であるような寸法である。図７および８を参照すると、スクリュ接続は、背部構成要素の前側のネジを設けたリム４０と前部構成要素のネジを設けた凹部４２とによって形成され、リムが円盤（ハブ）の径よりも大きな径を有し、ネジを設けたリムが凹部の中にねじ込まれることで、スクリュ接続を完成する。代案の実施形態において、ネジを設けたリムが前部構成要素上にあり、ネジを設けた凹部が背部構成要素上にあってもよい。代案の接続方法を使用して、ハウジングの前部構成要素と背部構成要素とを接続してもよい。

ハブ３２は、ハウジングのキャビティ内に、前部構成要素の外周の周りに延伸し、ハブよりも小さい内径を有するリップ４３により支持されている。有利にも、このリップは、使用中のハブの広範な側方移動を防止し、その動きを単一の回転軸の周りの回転に制限する。しかしながら、それ以上の制限を加えない、ハウジングのキャビティの内側のハブ３２の使用は、この実施例において、ハブが時計回りおよび反時計回りの両方に３６０°、回転回数の制限なく自由に回転できることを意味する。

ハウジングの背部構成要素２２および前部構成要素３０、並びに、ハブ３２は、高強度、低摩擦または自己潤滑プラスチックで製造されてもよい。好ましいプラスチックはポリアミドを含む。

図６を再度参照すると、ヒンジコネクタ３４は、ロータリコネクタのハブ３２の上に形成されている。ヒンジコネクタは、アーチ３４により形成された穴３８に受け入れられたリンク部材３６により形成されている。図６に示した実施例では、ハブおよび穴は、プラスチックのモールド成形により単一の構成要素として形成されている。代案の構成では、穴は、ハブに接続可能な分離されたアーチ状の構成要素として形成されてもよく、その例は図９に示される。この例において、ハブ３２は、階段状の側部を有する長方形の穴４４が形成されている。この分離されたアーチ状の構成要素は、階段状の脚部４７および４８を有する。アーチ状の構成要素の脚部は、穴の側部の階段状部分４６と係止し合い、ハブの穴にアーチ状の構成要素を固定する。つまり、アーチ状の構成要素は、ハブにスナップ止めされる。しかしながら、代案として、アーチ状の構成要素は、ボルト、セルフタッピングスクリュ、キャプティブナットまたはリベットを使用してハブに接続されてもよい。例えば、穴の一方の長辺側の２本のボルトと他方の長辺側の３本のボルトとの５本のボルトでアーチ状の構成要素をハブに取り付けてもよい。

穴３８に受け入れられるリンク部材３６は、単一の構成要素または２つの接続可能な部分として形成できる。リンク部材が２つの接続可能な部分として形成されている場合、２つの部分は、図１０に示すように、穴の中で接続できる。接続は、オス・メスコネクタ５０を使用して、或いは代案としてネジを使用して行うことができる。さらなる代案として、図１１から１３に示すように、リンク部材の接続可能な部分は、管状のコネクタ５２を使用して接続できる。管状のコネクタ５２は、プラスチックで形成でき、リンク部材の２つの部分を一体に保持するように、それらの端部の外側にきつく嵌る大きさにできる。管状のコネクタは、穴３８の中で、リンク部材と共に自由に回転できる大きさでもある。代案の接続方法において、２つの部分は、２つのオス型コネクタの周りに嵌合する管状のコネクタにより接続されてもよい。

図１４および１５を参照すると、使用中にロータリコネクタ１６は、リンク部材３６がロータリ回転軸３３の周りに回転することを許容し、その回転動作は矢印Ｂで示されている（図１５参照）。ヒンジコネクタ３４は、リンク部材３６がヒンジ回転軸３５の周りに回転することを許容する。ヒンジ回転軸の周りのリンク部材の動きは、矢印Ａで示されている（図１４参照）。ロータリ回転軸は、ヒンジ回転軸の上にオフセット３７されている。

図１６に示すように、リンク部材３６は、ロータリコネクタ１６およびヒンジコネクタ３４を荷重伝達ベルト１５に接続する。荷重伝達ベルトは、その外周が点線５５で図示され、ベルトの境界の形状を画定するパネルを有する。選択的に、パネルは、例えば発泡したパッドが設けられて、ユーザの快適性を向上させてもよい。

ベルトは、中心軸５３および長さＬを有する。長さＬは、ベルトの一端の留め具（不図示）からベルトの他端の留め具までを測定する。留め具の位置は、好ましくは調節可能である。例えば、留め具は、荷重伝達ベルトに調節可能なひもを使用して取り付けられる。したがって、ベルトの長さは可変である。パネルには一繋がりの荷重伝達要素５４が接続されている。この例では、４つの荷重伝達要素がリンク部材３６の両側に接続されているが、他の例ではリンク部材の両側の荷重伝達要素の数は異なり得、リンク部材の両側に２つ、３つまたは５つ以上の荷重伝達要素があり得る。荷重伝達要素は、一繋がりに接続されるが異なる荷重伝達要素を形成するように、それぞれ別々に形成される。それぞれの荷重伝達要素の間のジョイント５７（図６では明確性のために１つのジョイントだけ符号を図示）は、回転可能である。一繋がりの荷重伝達要素は、関節接続を有する荷重伝達ベルトを形成する。

図１６および１７に示すように、それぞれの荷重伝達要素５４は、「ｕ」型または「ｎ」型であり、交互に接続されて蛇行した形状を形成する。図１７を参照すると、蛇行した形状は、ｎ型の荷重伝達要素５４ａの一端がｕ型の荷重伝達要素５４ｂの一端に接続されることで形成される。この場合、ジョイントは、メス型コネクタ５８に受け入れられるオス型コネクタ５６によって形成されたピボットジョイントである。蛇行した形状は、一繋がりの荷重伝達要素にさらなるｕ型およびｎ型の荷重伝達要素を接続することによって延長され得る。ｕ型およびｎ型の荷重伝達要素のオス型コネクタおよびメス型コネクタによって形成されたピボットジョイントは、回転可能なジョイントである。他の例では、ピボットジョイントは、２つのオス型コネクタと、両方のオス型コネクタの上に位置するスリーブとによって形成される。

再度図１６を参照すると、荷重伝達要素５４の荷重伝達ベルト１５の長さに沿った配置は、荷重伝達要素がベルトの長さを横断する方向Ｔの部分を有するようなものである。この場合、横断方向は、ベルトの長さと直角である。しかしながら、横断方向は長さ方向に交差し、横断が直角である必要はない。この例の蛇行した形状は、「ｎ」の脚部および「ｕ」の腕部がベルトの長さを横断する。荷重伝達要素は、隣接する荷重伝達要素が接続されたときに荷重伝達要素の横断部が等間隔になるように形成されている。荷重伝達要素を接続するピボットジョイントは、やはりベルトの長さを横断する回転軸を定める。実際に、荷重伝達要素のオス型コネクタおよびメス型コネクタ（或いは代案として２つのオス型コネクタ）は、回転軸が荷重伝達要素の横断部と一致することを意味する。

この例には示されていないが、荷重伝達要素５４は、荷重伝達ベルトの中央に向かう荷重伝達要素がベルトの端部における荷重伝達要素よりも横断方向Ｔに大きな距離を延伸するように寸法を定めて配置され得る。この構成は、ユーザの快適性を向上する。

それぞれの荷重伝達要素５４は、金属チューブで形成されてもよく、或いは、プラスチック、選択的に強化プラスチックで形成されてもよい。

既に説明したように、リンク部材３６は、荷重伝達ベルトをロータリコネクタ１６およびヒンジコネクタ３４に接続する。リンク部材は、リンク部材と２つの荷重伝達要素５４との間のジョイントを使用して荷重伝達ベルトに接続される。１つの例では、リンク部材は、ヒンジコネクタの中央に接続された２つの構成要素で形成される。リンク部材の各構成要素は、荷重伝達ベルトの片側に延伸し、ｎ型の荷重伝達要素に接続する。ジョイントは、ｎ型の荷重伝達要のメス型コネクタに受け入れられているリンク部材の上のオス型コネクタによって形成された回転ジョイントである。代案として、リンク部材のメス型コネクタは、荷重伝達要素のオス型コネクタを受け入れ得る。

図１３を参照すると、安全パネル５１が、荷重伝達ベルト１５のパネルに取り付けられてもよい。安全パネルは、リンク部材３６の縁とよく似た形状である。この場合、安全パネルは、側辺がリンク部材の形状に倣う台形である。安全パネルのリンク部材に対するぴったりした大きさは、リンク部材を補強してリンクメンバーの２つの構成要素が分離することを防止する。

荷重伝達要素５４は、パネルに接続した輪、例えば編んだ輪を使用して、荷重伝達ベルト１５のパネルに固定できる。荷重伝達要素５４は、輪を通して取り付けられる。好ましくは、輪は、ｎ型の荷重伝達要素の頂部およびｕ型の荷重伝達要素の底部に配置される。このように、荷重伝達要素を接続する回転ジョイントは、簡単に使用できる。したがって、荷重伝達要素の簡単な交換または修理が可能である。輪は、構成要素の分離を防ぐように、荷重伝達要素をさらに固定する大きさにできる。代案の例において、荷重伝達要素は、パネルに完全に覆われ、パネルが構成要素の分離を防止する。

使用中には、肩ひもはユーザの肩の上に配置され、荷重伝達ベルトは、ユーザの臀部の周りに配置される。肩ひもは、リュックサック１０からユーザの肩に荷重を伝達し、荷重伝達ベルトは、リュックサックからユーザの臀部に荷重を伝達する。

リュックサック１０を背負って（または背負わずに）ユーザが歩行するとき、彼らの臀部は左右に揺れる。荷重伝達ベルト１５とフレーム１８との間へのロータリ接続の提供は、ユーザの臀部の動きに伴うロータリ回転軸３３の周りの回転を可能にする。人は、リュックサックを背負っている間にしばしば屈曲または傾斜しなければならず、ヒンジコネクタの提供は、リンク部材３６がヒンジ回転軸３５の周りに回転することを許容して、人が前傾したときにベルトが設定された位置に留まることを可能にし、ユーザの快適性およびバランスの両方を向上させる。

ロータリコネクタおよびヒンジコネクタは、人が歩いているときのベルトの回転が実質的にロータリ回転軸３３の周りになり、人が前傾しているときのベルトの回転が実質的にヒンジ回転軸の周りなるように、互いに異なって形成される。

人が歩行しているときのベルト１５の動きは、臀部の動きに近似した改善された揺動である。この動きは、ロータリ回転軸３３の周りの回転と、（この場合ヒンジコネクタによる）ロータリコネクタのリンク部材の接続のオフセット３７と、ロータリコネクタのベルトの中央５３からのオフセットとの組み合わせによって生成される。

荷物保持具１０（この場合リュックサック）の荷重は、原則的にベルトの横断方向Ｔに一致するユーザの高さ方向である。荷重伝達要素５４の原則的な荷重の方向と同じ向きの配置は、リュックサックから荷重伝達ベルト１５に荷重を効率よく伝達する。回転ジョイント５７は、荷重伝達ベルトの長さＬに沿った柔軟性を提供し、その柔軟性が荷重伝達要素の剛性を低下することなく、ベルトがユーザの臀部を取り囲むことを可能にし、荷重伝達の如何なる悪化も防止する。回転ジョイントによって提供された柔軟性は、ベルトが広範な骨盤の大きさに快適に適合することを可能にし、ベルトがユーザの臀部と共に動くことを許す。

荷重伝達要素５４の蛇行した形状は、それが軽量で構成しやすいので有益である。さらに、それは、荷重伝達ベルト１５の部分の中の荷重伝達要素の等間隔配置を簡単に可能にし、ベルトの臀部の後側部分と前側部分の両方の周りへの荷重の均等な分配をもたらし、ユーザの快適性の向上にさらに貢献する。

本発明は、上述の例示的実施形態に関連して説明したが、多くの均等な改変および変更がこれらの開示を与えられた当業者には明らかである。したがって、上述の本発明の例示的実施形態は、説明のためであって、限定のためではないと考えられる。上述の実施形態の多様な変形が、本発明の範囲から逸脱することなくなされてもよい。

Claims (21)

1. 荷物保持具と共に使用され、前記荷物保持具からユーザの臀部に荷重を伝達する荷重伝達ベルトであって、
   前記荷重伝達ベルトの長さに沿って配置された複数の荷重伝達要素を有し、
   前記荷重伝達要素は前記荷重伝達ベルトの中央のリンク部材の両側に２つ又はそれ以上配置され、
   前記荷重伝達要素は、それぞれ、少なくとも１つの隣接する前記荷重伝達要素に回転ジョイントによって接続され、前記回転ジョイントは、前記荷重伝達ベルトの長さを横断する回転軸を有する、荷重伝達ベルト。
2. 前記荷重伝達要素は、蛇行した形状を形成するように接続されている、請求項１に記載の荷重伝達ベルト。
3. 前記荷重伝達要素は、ｕ字型およびｎ字型である、請求項２に記載の荷重伝達ベルト。
4. 前記蛇行した形状の一部分は、前記荷重伝達ベルトの長さを横断し、前記横断する部分のそれぞれの中心軸が、それぞれの前記回転ジョイントの回転軸に一致する、請求項２または３に記載の荷重伝達ベルト。
5. 前記回転ジョイントは、ピボットジョイントである、請求項１から４のいずれかに記載の荷重伝達ベルト。
6. 前記荷重伝達ベルトの中央側の前記荷重伝達要素は、前記荷重伝達ベルトの端部側の前記荷重伝達要素よりも、前記荷重伝達ベルトの長さを横断する方向に、大きな距離を延伸する、請求項１から５のいずれかに記載の荷重伝達ベルト。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の荷重伝達ベルトの荷重伝達要素。
8. 請求項１から６のいずれかに記載の荷重伝達ベルトを有する荷物保持具。
9. フレームと、
   前記荷重伝達ベルトと前記フレームとの間のロータリコネクタと、
   前記荷重伝達ベルトと前記フレームとの間のヒンジコネクタとを有し、
   前記ロータリコネクタは、前記荷重伝達ベルトがロータリ回転軸の周りに回転することを許容し、前記ヒンジコネクタは、前記荷重伝達ベルトがヒンジ回転軸の周りに回転することを許容し、前記ヒンジ回転軸は、前記ロータリ回転軸と直角である、請求項８に記載の荷物保持具。
10. 前記ロータリ回転軸は、前記ヒンジ回転軸の上にオフセットされている、請求項９に記載の荷物保持具。
11. 前記ロータリ回転軸は、前記荷重伝達ベルトの中央の上にオフセットされている、請求項９または１０に記載の荷物保持具。
12. 前記ロータリコネクタは、ハウジングと、前記ハウジングのキャビティの中に配置されたハブとを含む、請求項９から１１のいずれかに記載の荷物保持具。
13. 前記ヒンジは、前記ハブの上に配置されている、請求項１２に記載の荷物保持具。
14. 前記荷重伝達ベルトの前記リンク部材は、前記荷重伝達ベルトを前記ハブに接続する、請求項１２または１３に記載の荷物保持具。
15. フレームと、
    前記荷重伝達ベルトと前記フレームとの間のロータリコネクタとを有し、
    前記ロータリコネクタは、ハウジングと、前記ハウジングのキャビティの中に配置されたハブとを含み、前記ハブと前記ハウジングとがロータリ回転軸の周りに互いに対して回転でき、前記ロータリ回転軸が前記荷重伝達ベルトの中央の上にオフセットされている、請求項８に記載の荷物保持具。
16. 前記荷重伝達ベルトの前記リンク部材は、前記荷重伝達ベルトを前記ハブに接続する、請求項１５に記載の荷物保持具。
17. フレームと、
    前記荷重伝達ベルトと前記フレームとの間のロータリコネクタとを有し、
    前記ロータリコネクタは、ハウジングと、前記ハウジングのキャビティの中に配置されたハブとを含み、前記ハブと前記ハウジングとがロータリ回転軸の周りに互いに対して回転でき、
    前記荷重伝達ベルトの前記リンク部材は、前記荷重伝達ベルトを前記ハブ又は前記ハウジングに接続する、請求項８に記載の荷物保持具。
18. 前記リンク部材は、前記ロータリ回転軸の下にオフセットされている、請求項１７に記載の荷物保持具。
19. 前記荷重伝達ベルトと前記フレームとの間のヒンジコネクタをさらに含み、前記ヒンジコネクタは、前記荷重伝達ベルトがヒンジ回転軸の周りに回転することを許容し、前記ヒンジ回転軸は、前記ロータリ回転軸と直角である、請求項１５から１８のいずれかに記載の荷物保持具。
20. 前記リンク部材は、１以上の棒であり、前記ヒンジコネクタは、前記リンク部材を受け入れる大きさの穴を有する、請求項１４または１９に記載の荷物保持具。
21. 前記フレームは、前記ロータリ回転軸に集まっている、請求項１５から２０のいずれかに記載の荷物保持具。

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