JP6802174B2 - ヘルメット - Google Patents
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Description
振子型緩衝システムは、外側からヘルメットの外殻面だけでなくヘルメットの内部にも印加されるトルクに反応する。斜めからの衝撃時、緩衝システムは、トルクが最初にヘルメットの外殻に印加されたとき、ヘルメット内にトルクが伝播するのを待つ代わりに即座に反応する。対照的に、既存のシステムは、ヘルメットの内部に遅れて印加されるトルクにのみ反応する。
ここで、Fは衝撃力、tは力の印加時間(衝撃相互作用時間)、mはヘルメットの質量、Δvは速度変化を表す。言い換えると、ヘルメットは衝撃の相互作用時間全体にわたって衝撃力を吸収するために機能する。
Claims (44)
- ヘルメットであって、
硬質の外殻と、
前記硬質の外殻の内面と接触する圧縮性ライナーと、
前記圧縮性ライナーの内面と接触するコンフォートライナーであって、少なくとも前記圧縮性ライナーを通って画定される少なくとも1つの緩衝穴が、長軸を中心として第1の端部から第2の端部まで延在し、長軸が前記硬質の外殻、前記圧縮性ライナーおよび前記コンフォートライナーを通って延びている、コンフォートライナーと、
対応する緩衝穴に配置される少なくとも1つのエネルギー緩衝装置であって、第1の端部から第2の端部まで長軸と共軸に延び、前記硬質の外殻から内側に間隔をおいて配置されかつ対応する緩衝穴内で横方向に変位可能であるつり下げられた振子塊と、振子塊に弾性的に結合されると共に振子塊から内側に間隔をおいて配置された頭部安定手段とを有し、頭部安定手段はヘルメットの着用者の頭部と係合するように構成されている、少なくとも1つのエネルギー緩衝装置と、を備え、
前記硬質の外殻に対して外側から第1の方向に加えられた斜めの力に応じて、前記硬質の外殻、前記圧縮性ライナー、前記コンフォートライナーおよび前記対応する緩衝穴が、それらの間で相互に横変位することなく第1の方向に共に変位するように構成されており、前記緩衝穴の中心は前記振子塊から離れて第1の方向に横変位するが、前記頭部安定手段は静止状態を保つ、ヘルメット。 - 前記少なくとも1つのエネルギー緩衝装置がさらに、
前記対応する緩衝穴に対して固着される外側固定具と、
前記外側固定具を前記振子塊に弾性的に結合する外側可撓首部と、
前記振子塊に接続される内側可撓首部と、
前記内側可撓首部において前記振子塊に弾性的に結合され、該内側可撓首部と前記頭部安定手段との間に延在する弾性部材と、を含む、請求項1に記載のヘルメット。 - 前記弾性部材が、長手方向および横方向において長軸と位置合わせされる中立位置を有し、長軸に沿ってその長さを減少させるように中立位置から長手方向に圧縮可能であり、長軸に沿ってその長さを増加させるように長手方向に拡張可能であり、その両端を互いに横方向に変位させるように長軸の周りで可撓である、請求項2に記載のヘルメット。
- 前記外側固定具、前記振子塊、前記頭部安定手段、前記弾性部材のそれぞれが各自の剛性を有し、前記外側固定具が前記振子塊、前記弾性部材、前記頭部安定手段よりも高い剛性を有する、請求項3に記載のヘルメット。
- 前記少なくとも1つのエネルギー緩衝装置が、ゴム、ポリウレタン、ウレタンフォーム、膨張性非ニュートン流体、および粘弾性非ニュートンシリコーンのうちの少なくとも1つから成る、請求項1に記載のヘルメット。
- 前記外側固定具が該外側固定具を通る少なくとも1つの通気穴を画定し、前記対応する緩衝穴に空気を通過させる、請求項2に記載のヘルメット。
- 衝撃時に前記外殻に対して外側から加えられた前記斜めの力に応じて、前記振子塊が前記緩衝穴に対して横方向に変位して、前記弾性部材が長軸に対して斜めに偏向する、請求項3に記載のヘルメット。
- 前記外殻に外側から加えられた前記斜めの力に応じて、前記振子塊が前記ヘルメットの着用者の頭部と係合する前記頭部安定手段に対して横方向に変位する、請求項7に記載のヘルメット。
- 前記加えられた斜めの力に応じて、前記振子塊が前記緩衝穴内で横方向に振動して、衝撃のエネルギーの放散を促進する、請求項8に記載のヘルメット。
- 前記加えられた斜めの力に応じて、前記振子塊が前記緩衝穴の内面に接触する、請求項8に記載のヘルメット。
- 前記振子塊が前記圧縮性ライナーと接する、請求項10に記載のヘルメット。
- 前記弾性部材の角変位が、衝撃のエネルギーを部分的に放散させる、請求項7に記載のヘルメット。
- 停止状態において、前記振子塊が前記緩衝穴から横方向に離して配置される、請求項1に記載のヘルメット。
- 複数の緩衝穴にそれぞれ配置される複数の緩衝装置と、
前記複数の緩衝装置を共に連結する複数の可撓ストラップと、
をさらに備える、請求項2に記載のヘルメット。 - 各ストラップの各端が、前記頭部安定手段の一つにそれぞれ連結される、請求項14に記載のヘルメット。
- 複数の緩衝穴にそれぞれ配置される複数の緩衝装置と、
前記複数の緩衝装置を共に連結する複数の非弾性ストラップと、
をさらに備える、請求項2に記載のヘルメット。 - 前記複数の緩衝装置が少なくとも5つの緩衝装置を含み、1つの緩衝装置が前記ヘルメットの冠部に配置され、4つの緩衝装置が前記冠部の周囲に正方形パターンで配置される、請求項14に記載のヘルメット。
- 前記弾性部材が管状である、請求項2に記載のヘルメット。
- 前記少なくとも1つのエネルギー緩衝装置が、前記硬質の外殻に接触した状態で前記第1の端部から前記コンフォートライナーにおける前記第2の端部まで長手方向に延び、前記振子塊が該第1の端部と第2の端部の中間に位置する、請求項1に記載のヘルメット。
- 前記振子塊が、前記長軸を中心とする円形ディスクであり、前記対応する緩衝穴内で前記外側可撓首部から外側に延びる、請求項2に記載のヘルメット。
- ヘルメットであって、
硬質の外殻と、
前記硬質の外殻の内面と接触する圧縮性ライナーと、
前記圧縮性ライナーの内面と接触するコンフォートライナーであって、緩衝穴が長軸に沿って長手方向に前記硬質の外殻、前記圧縮性ライナー、前記コンフォートライナーを通って画定される、コンフォートライナーと、
前記緩衝穴に配置され、前記外殻から前記コンフォートライナーまで長手方向に延在する振子型緩衝システムと、を備え、
前記振子型緩衝システムが、
前記外殻に装着される外側圧縮性ディスクと、
前記外側圧縮性ディスクに結合されるシャフトまたはロッドであって、シャフトまたはロッドに結合される内側圧縮性ディスクまで長手方向内方に延在するシャフトまたはロッドと、
前記圧縮性ライナーに装着される前記内側圧縮性ディスクと、
前記内側圧縮性ディスクに弾性的に結合され、前記内側圧縮性ディスクから長手方向かつ内側に間隔をおいて配置され、前記ヘルメットの着用者の頭部と係合するように構成される頭部安定手段と、を備える、ヘルメット。 - 前記シャフトまたはロッドが剛体であるまたは圧縮性を有する、請求項21に記載のヘルメット。
- 前記外側圧縮性ディスクと前記内側圧縮性ディスクが、前記緩衝穴の内面に装着される、請求項21に記載のヘルメット。
- 前記内側圧縮性ディスクと前記頭部安定手段との間に延在する弾性部材をさらに備え、前記弾性部材が前記コンフォートライナー内の空間に埋め込まれる、請求項21に記載のヘルメット。
- 前記弾性部材が、長手方向および横方向において長軸と位置合わせされる中立位置を有し、長軸に沿ってその長さを減少させるように中立位置から長手方向に圧縮可能であり、長軸に沿ってその長さを増加させるように長手方向に拡張可能であり、その両端を互いに横方向に変位させるように長軸の周りで可撓である、請求項24に記載のヘルメット。
- 前記振子型緩衝システムが、ゴム、ポリウレタン、ウレタンフォーム、膨張性非ニュートン流体、および粘弾性非ニュートンシリコーンのうちの少なくとも1つから成る、請求項21に記載のヘルメット。
- 前記シャフトまたはロッド、前記内側圧縮性ディスク、および前記外側圧縮性ディスクが、共軸に配列される、請求項22に記載のヘルメット。
- 停止状態において、前記内側圧縮性ディスクが、前記緩衝穴と共軸に配列され、かつ、該緩衝穴内で非圧縮状態である、請求項21に記載のヘルメット。
- 複数の緩衝穴にそれぞれ配置される複数の振子型緩衝システムと、
前記複数の振子型緩衝システムを共に連結する複数の可撓ストラップと、
複数の頭部安定手段と、
をさらに備える、請求項21に記載のヘルメット。 - 各可撓ストラップのそれぞれの端部が、前記複数の頭部安定手段の1つに接続される、請求項29に記載のヘルメット。
- 前記硬質の外殻に対して外側から第1の方向に加えられた斜めの力に応じて、前記硬質の外殻、前記圧縮性ライナー、前記コンフォートライナーおよび前記緩衝穴が、それらの間で相互に横変位することなく第1の方向に共に変位するように構成されており、前記内側圧縮性ディスクは第1の方向とは反対の第2の方向に圧縮されるが、前記頭部安定手段は静止状態を保つ、請求項21に記載のヘルメット。
- 前記加えられた斜めの力に応じて、前記シャフトまたはロッドが前記第2の方向に横変位し、前記内側および外側圧縮性ディスクが該第2の方向において横方向に圧縮される、請求項31に記載のヘルメット。
- 前記加えられた斜めの力に応じて、圧縮された前記内側圧縮性ディスクが前記緩衝穴内で横方向に振動して、衝撃のエネルギーの放散を促進する、請求項31に記載のヘルメット。
- ヘルメットであって、
外殻と、
前記外殻の内面と接触する圧縮性ライナーと、
前記圧縮性ライナーの内面と接触するコンフォートライナーであって、前記圧縮性ライナーおよびコンフォートライナーの少なくとも一方を通って画定される少なくとも1つの緩衝穴が、前記圧縮性ライナーを貫通する長手方向に延びる中央軸を有しかつ該中央軸を中心に延在する、コンフォートライナーと、
対応する緩衝穴に配置される少なくとも1つのエネルギー緩衝装置であって、第1の端部と第1の端部から長手方向に離間した第2の端部とを有し、第1の端部と第2の端部との間で対応する緩衝穴と共軸に長手方向に延び、第1の端部と第2の端部との間に位置する振子塊を有し、振子塊は長手方向に延びる前記中央軸を横断する方向において対応する緩衝穴内で変位可能である、少なくとも1つのエネルギー緩衝装置と、を備え、
前記少なくとも1つのエネルギー緩衝装置が、
前記対応する緩衝穴に対して固着される外側固定具と、
前記外側固定具を前記振子塊に弾性的に結合する外側可撓首部と、
前記振子塊に結合され、前記振子塊から長手方向かつ内側に間隔をおいて配置され、前記ヘルメットの着用者の頭部と係合するように構成される頭部安定手段と、
前記振子塊を前記頭部安定手段に弾性的に結合する内側可撓首部と、を備え、
前記外殻に対して外側から第1の方向に加えられた斜めの力に応じて、前記外殻、前記圧縮性ライナー、前記コンフォートライナーおよび前記対応する緩衝穴が、それらの間で相互に横変位することなく第1の方向に共に変位するように構成されており、前記緩衝穴の中心は前記振子塊から離れて第1の方向に横変位するが、前記頭部安定手段は静止状態を保つ、ヘルメット。 - 前記少なくとも1つのエネルギー緩衝装置がさらに、
前記外側可撓首部と振子塊との間で弾性的に結合されるシャフトまたはロッドであって、中立位置において、シャフトまたはロッドが結合される前記振子塊に対して、長手方向内側および前記中央軸と共軸に延在するシャフトまたはロッドをさらに含む、請求項34に記載のヘルメット。 - 前記振子塊が、前記中央軸を中心に位置し、かつ、前記対応する緩衝穴内で前記シャフトまたはロッドから外側に延びる、請求項35に記載のヘルメット。
- 弾性部材が、前記内側可撓首部と頭部安定手段との間に延び、長手方向および横方向において長手方向に延びる前記中央軸と位置合わせされる中立位置を有し、前記中央軸に沿ってその長さを減少させるように中立位置から長手方向に圧縮可能であり、前記中央軸に沿ってその長さを増加させるように長手方向に拡張可能であり、その両端を互いに横方向に変位させるように前記中央軸の周りで可撓である、請求項34に記載のヘルメット。
- ヘルメットであって、
外殻と、
前記外殻の内面と接触する圧縮性ライナーと、
前記圧縮性ライナーの内面と接触するコンフォートライナーであって、少なくとも前記圧縮性ライナーを通って画定される少なくとも1つの緩衝穴が、長軸を中心として第1の端部から第2の端部まで延在し、長軸が前記外殻、前記圧縮性ライナーおよび前記コンフォートライナーを通って延びている、コンフォートライナーと、
対応する緩衝穴に配置される少なくとも1つのエネルギー緩衝装置であって、前記外殻から内側に間隔をおいて配置されたつり下げられた振子塊を有し、振子塊は中立位置にあるときに前記緩衝穴の内面と接触し、中立位置において前記振子塊の中心は長軸と共軸にあり、前記振子塊の中心は、対応する緩衝穴の長軸に対して横方向に変位可能である、少なくとも1つのエネルギー緩衝装置と、
前記振子塊に弾性的に結合され、前記振子塊から内側に間隔をおいて配置され、前記ヘルメットの着用者の頭部と係合するように構成される頭部安定手段と、を備え、
前記外殻に対して外側から第1の方向に加えられた斜めの力に応じて、前記外殻、前記圧縮性ライナー、前記コンフォートライナーおよび前記対応する緩衝穴は、それらの間で相互に横変位することなく第1の方向に共に横変位するように構成されており、前記緩衝穴の中心は前記振子塊の中心から離れて第1の方向に横変位するが、前記頭部安定手段は静止状態を保つ、ヘルメット。 - 前記中立位置において前記振子塊が前記圧縮性ライナーと係合する、請求項38に記載のヘルメット。
- 前記振子塊が、前記斜めの力に応じて、前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記圧縮性ライナーに当たって圧縮するように構成された圧縮性材料から形成される、請求項39に記載のヘルメット。
- 前記少なくとも1つのエネルギー緩衝装置が、
前記対応する緩衝穴に対して固着される外側固定具と、
前記外側固定具を前記振子塊に弾性的に結合する外側可撓首部と、
前記振子塊に接続される内側可撓首部と、
前記内側可撓首部において前記振子塊に弾性的に結合され、該内側可撓首部と前記頭部安定手段との間に延在する弾性部材と、を含む、請求項38に記載のヘルメット。 - 前記弾性部材が、長手方向および横方向において長軸と位置合わせされる中立位置を有し、長軸に沿ってその長さを減少させるように中立位置から長手方向に圧縮可能であり、長軸に沿ってその長さを増加させるように長手方向に拡張可能であり、その両端を互いに横方向に変位させるように長軸の周りで可撓である、請求項41に記載のヘルメット。
- 前記加えられた斜めの力に応じて、前記弾性部材が前記内側可撓首部の周りで偏向して、長軸に対して斜めに偏向する、請求項41に記載のヘルメット。
- 前記加えられた斜めの力に応じて、前記振子塊の中心が、前記ヘルメットの着用者の頭部と係合する前記頭部安定手段に対して横方向に変位する、請求項38に記載のヘルメット。
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