JP7061535B2 - 衝撃迂回機構 - Google Patents
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Description
本願は6月30日出願の米国仮出願第61/503,054号に基づく優先権を主張し、当該出願の開示内容全体が本願に援用されるものとする。
本発明は衝撃迂回機構に関する。より具体的には、本発明は、保護用装具(例えば、ヘルメットまたはボディアーマー)に搭載した時に、事故、スポーツ、労災の怪我、転倒、および暴力に関連する怪我を防ぐように設計された機構に関する。
様々なヘルメット設計がある。それぞれ特定種類の活動に適している。一般的に、ヘルメット構造は、剛質のアウターシェル、衝撃吸収ライナー、フィットパディング、および留め具システムで構成されている。アウターシェルの役割は、ヘルメット内部へのあらゆる貫通を防ぐとともに、衝撃荷重をライナー全体に均一に分散することである。ライナーの機能は、衝撃のエネルギーを吸収することである。衝撃荷重を分散させると、ライナーのエネルギー吸収能力が増大する。衝撃が生じるとアウターシェルは瞬時に停止する。しかし、ヘルメット内部では、ライナーに当たるまで頭が動き続ける。ライナーの役割は、頭を「やさしく」停止させることである。換言すれば、ライナーの主要な役割は、装着者の頭の並進加速度の絶対値を低減することである。硬いライナー程、事故の最中に脳にかかる衝撃荷重が多くなり、より軟らかいライナー程、脳に伝わる衝撃が少なくなる。
ある局面において、事故(例えば、車、バイク、自転車など)、スポーツ活動(例えば、ホッケー、フットボール、スキー、リュージュ、クライミングなど)、労災の怪我、転倒、および暴力に関連する怪我を防ぐ衝撃迂回機構が提供される。
下層と、
前記下層に対して隣接して配置され且つ機械的に接続された上層であって、前記上層は前記下層から遠くに配置された衝撃面を有し、前記上層および前記下層は互いに対して動くことができ、前記衝撃面は平面状または非平面状である上層と、を備え、
前記上層および前記下層は、上層の衝撃面上の衝撃点に斜め衝撃力がかかった際に前記上層が前記下層に対してズレるように構成されており、
前記斜め衝撃力は、前記衝撃面上の前記衝撃点における平面上に投影される平行成分を有するベクトルであり、
前記平面は、非平面状衝撃面に対して接線方向であるか、あるいは、平面状衝撃面に一致し、
前記下層に対する前記上層の前記ズレは、前記斜め衝撃力の前記ベクトルの前記平行成分から生じる運動エネルギーを迂回および放散させ、これにより、回転加速度を低減する、衝撃迂回機構。
ある局面において、衝撃迂回機構が提供される。ある実施形態において、衝撃迂回機構は、
下層と、
前記下層に対して隣接して配置され且つ機械的に接続された上層であって、前記上層は前記下層から遠くに配置された衝撃面を有し、前記上層および前記下層は互いに対して動くことができ、前記衝撃面は平面状または非平面状である上層と、を備え、
前記上層および前記下層は、上層の衝撃面上の衝撃点に斜め衝撃力がかかった際に前記上層が前記下層に対してズレるように構成されており、
前記斜め衝撃力は、前記衝撃面上の前記衝撃点における平面上に投影される平行成分を有するベクトルであり、
前記平面は、非平面状衝撃面に対して接線方向であるか、あるいは、平面状衝撃面に一致し、
前記下層に対する前記上層の前記ズレは、前記斜め衝撃力の前記ベクトルの前記平行成分から生じる運動エネルギーを迂回および放散させ、これにより、回転加速度を低減する、衝撃迂回機構である。
特にヘルメットの一部領域のみを覆う追加装着物として機構16を簡単に設置できること、
潤滑材20をハードシェル12から分離することにより、長期使用によって起こり得るハードシェル12の劣化を防ぐとともに設置を容易にし、これにより、機構16が任意の種類のハードシェルに使用可能となること、および、
下層18に衝撃迂回材料を使用することにより、衝撃荷重をより効率的に軽減し、これにより、装着者の頭の直線加速度を低減できること。
Claims (20)
- 保護用装具に結合可能な衝撃迂回機構(16)であって、前記衝撃迂回機構(16)は、
前記保護用装具の表面の一部に結合可能な下層(18)と、
上層(22)と、を備え、
前記上層(22)は前記上層の周囲と前記下層の周囲が連結する部分を介して前記下層(18)に対して隣接して配置され且つ機械的に接続され、
前記上層における連結していない部分は、前記上層の周囲と前記下層の周囲が連結する部分の内側において前記下層における連結していない部分とは連結していない状態にあり、
前記上層(22)は前記下層(18)から遠くに配置された衝撃面を有し、
前記上層(22)における前記連結していない部分および前記下層(18)における前記連結していない部分は互いに対してズレることができ、
前記上層(22)および前記下層(18)は前記保護用装具の前記表面の領域よりも小さく、
前記上層(22)の前記衝撃面上の衝撃点にかかる斜め衝撃力に反応して前記上層(22)における前記連結していない部分は前記下層(18)における前記連結していない部分および前記保護用装具の前記表面に対してズレるように構成されており、
前記衝撃迂回機構(16)は、前記保護用装具及び/又はその構成要素の前記表面の一部に結合可能であり、
前記上層(22)および前記下層(18)は可撓性があることから、前記衝撃迂回機構(16)は結合時に前記保護用装具の前記表面と適合するものであり、
前記下層(18)における前記連結していない部分に対する前記上層(22)における前記連結していない部分の前記ズレは、前記斜め衝撃力のベクトルの平行成分から生じる運動エネルギーを迂回および放散させ、これにより、前記保護用装具の回転加速度と直線加速度を低減する、衝撃迂回機構(16)。 - 前記上層および前記下層の間には、潤滑材(20)が存在し、
前記潤滑材(20)は、自己潤滑性の前記上層と、自己潤滑性の前記下層と、前記上層および前記下層の間にある独立した潤滑材と、これらの組み合わせと、からなる群から選択される、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。 - 前記上層(22)上に前記斜め衝撃力がかかった結果として前記下層(18)における前記連結していない部分に対して横方向に前記上層(22)における前記連結していない部分がズレるように前記下層(18)および前記上層(22)が構成されている、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)および前記下層(18)は、弾性の材料からなる、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記弾性の材料は、熱硬化性プラスチック、熱可塑性物質、または熱硬化性エラストマーからなる群より選択される、請求項4に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記下層(18)は、異なる形状の複数の区画からなり、且つ、連続的または非連続的にランダムまたは均一なパターンに配置されている、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)および前記下層(18)は共に複合または積層材料を備えている、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)は埋め込まれた粒子によって強化されている、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)および前記下層(18)の少なくとも一方は、ダイラタントを含んでいる、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)及び下層(18)の少なくとも一方は、繊維材料を含む、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記衝撃迂回機構(16)は、前記衝撃迂回機構(16)を前記保護用装具の表面に結合できるように構成された剥離紙付き粘着材又は機械的留め具を更に備える、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記衝撃迂回機構(16)は、使用者の体の一部に着用するように構成された保護用装具に結合可能である、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記保護用装具は、ヘルメット(10)である、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)または前記下層(18)の前記表面は、広告、ロゴ、商標、許可証ラベル、警告ラベル、シリアルナンバーを表示するように構成される、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)または前記下層(18)は、暗い条件での前記衝撃迂回機構の視認性を向上させるように構成された発光材料を更に含む、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記下層(18)は、前記保護用装具の剛質シェル(12)の外表面に結合可能である、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層(22)は、可塑化フォームでできている、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 複数の衝撃迂回機構(16)が前記保護用装具に結合している、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記上層は、前記下層と同じ構成及び材料特性を有する、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
- 前記保護用装具は、着脱可能な衣料品であり、衝撃、要因又は他の害から物体を保護する構成である、請求項1に記載の衝撃迂回機構(16)。
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