【発明の詳細な説明】
背部防御装置
技術分野
本発明は、保護用衣類に関し、特に、衝撃による傷害を防止又は緩和するため
の背部防御装置に関する。
技術的背景
医学的な規範に基づいて安全システムの設計を理解するために、ヒトの構造及
びそれに対する傷害のメカニズムを理解する必要がある。
図１を参照する。同図には、ヒトの脊柱10の側面図が示されている。脊柱は、
椎骨と呼ばれる一連の骨からなる可撓性及び屈曲性を有する柱である。ヒト１人
につき33個の椎骨を有している。これらは、その位置に従って５つのタイプに分
けられる。即ち、頸椎、背椎（胸椎）、腰椎、仙椎、尾椎に分けられる。頸椎は
７個（C1〜C7）、胸椎は12個（D1〜D12）、腰椎は５個（L1〜L5）、仙椎は５個
、及び尾椎は４個（C1〜C7）存在する。既知であるように、成人では仙椎及び尾
椎の範囲は一般に一体化しており、２つの骨、即ち仙骨1及び尾骨2を形成してい
る。それ以外の椎骨は、一般に別個の状態にとどまる。
各椎骨は、２つの本質的部分、即ち、前側固体部分（椎体）及び後側部分（椎
弓）から構成される。椎弓は、２つの茎部(pedicle)と２つの板(lamina)から形
成されており、これらは７つの突起、即ち、４つの関節突起、２つの横突起、及
び１つ
の棘突起を支持している。
図２を参照する。同図は、第７頸椎C7の平面図を示している。同図から分かる
ように、板3は、互いに結合することにより神経弓(neural arch)を完成させる２
つの幅広の骨板である。板3は椎孔5を収容及び画定する。椎孔5は脊髄を保護す
る働きをする。棘突起4は板3の接合部から後方に突出し、筋肉及び靭帯を取り付
ける働きをする。第７頸椎C7の独特の特徴は、長く突出した棘突起4が存在する
ことにある。このため、第７頸椎C7は「椎骨突起」を呼ばれることが多い。
図３を参照する。同図には胸椎30の側面図が示されている。同図から分かるよ
うに、各々の板3は、幅広で、厚く、かわら状のものである。胸椎30の場合、椎
孔5は小さくて円形の形状（図示せず）を有している。胸椎の棘突起4は、長くて
横断面が三角形で、斜め下方に向いており、結節端(tubercular extremity)で終
端している。
図４を参照する。同図には腰椎40の平面図が示されている。同図から分かるよ
うに、各々の板3は幅広で短く、椎孔5は三角形である。棘突起4は厚くて幅広で
ある。
図１から分かるように、棘突起4は突出したものであり、第７頸椎C7から第５
腰椎L5までが特に突出している。従って、本書で「背部」と称する場合には胸椎
及び腰椎の全てと第７頸椎C7とを含むものと理解されたい。
棘突起4は、それ自体と背部の皮膚表面との間に殆ど組織を有していないので
、その突出した延長部が、背部へ打ち込まれる
杭として作用することが多く、その結果、椎骨の骨折、圧縮、及び脱臼が生じる
ことになる。椎骨が変位すると、その椎骨が脊髄を締め付け、脊髄が切断される
ことになり得る。
背部には多様なタイプの傷害が生じる可能性がある。本発明に関しては、力学
及び生体力学が調査された幾つかのタイプの背部傷害が存在する。
背部への傷害のメカニズムは、３つの基礎的な点で、即ち、圧縮、屈曲-伸張
、及び直接的外傷で考察することができる。
圧縮は、脊柱に直列に負荷が加わった場合に生じる。例えば、図１に示すよう
に、力16が脊柱10に対して直列に加わった場合に圧縮傷害が生じる。脊柱10の椎
骨に対する傷害は、衝撃が加わった際の脊柱の相対的な位置によって決まる。図
23に示すように脊柱10が屈曲状態に曲がっている場合、負荷は殆ど椎体（例えば
、図２〜図４に示す椎体17）によって伝達される。その結果として、図23に示す
ように圧縮骨折201が生じる。椎骨の靭帯が接触状態を維持するので、脊髄10の
損傷の結果として神経傷害が生じることはまれである。この稀薄性の例外が生じ
るのは、衝撃の結果として椎間板が脊椎管中に突出した場合である。この場合に
は、脊髄の圧縮が生じ、一般に神経に損傷を与えることになる。
図24に示すように脊柱10が曲がっている場合には、圧縮負荷16は、小関節面(f
acet)202及び棘突起4によって伝達される。脊柱が曲がって伸張している場合に
は、靭帯が断裂する可能性が一層高くなる。これにより、不安定な状態が生じ、
これは、脊
髄10の圧縮及びその結果としての神経の損傷に通ずるものとなる。更に、椎体17
が破壊されると、その後側部分が一層大きな影響を受けて骨折203が生じる可能
性が高くなる。骨折203による破片は、脊椎管に入る可能性が高い。それらの破
片は、脊髄を圧縮して神経に損傷を与えることが多い。
背部に対する傷害の第２のタイプのメカニズムは、屈曲伸張(flexion-extensi
on)によるものである。図25に示すように屈曲伸張による傷害は、自動車事故の
結果として生じることが多い。これは搭乗者のシートベルトによる拘束に起因す
るものである。脊柱10に沿って加えられた牽引力18によって後側靭帯204が伸張
されることになる。牽引力18はまた、図26に示すように椎弓の一部を骨折及び分
断させる（符号205参照）可能性がある。この伸張による脊髄の損傷に加え、図2
7に示すように椎骨20の位置ずれによって脊髄が損傷を受ける可能性がある。位
置ずれ206は、椎骨の骨折並びに脊髄の損傷を引き起こすものとなる。
図28に示すような伸張のみによる傷害はまれである。その主な理由は、前側椎
骨靭帯210が強靭なことにある。小関節面202及び棘突起4の組み合わせ構造は回
転に抗する。従って、靭帯強度と回転抗力との組み合わせにより、多くの傷害を
防止することができる。しかし、伸張が圧縮又は直接的な衝撃と組み合わされる
と、破壊的な障害が生じる可能性がある。典型的には、椎弓及び靭帯が故障する
と、脊髄が直接衝撃を受けることになる。その結果として、典型的には脊髄内出
血が生じることになる。脊髄は、椎孔５内に収容されているので、その血液によ
り圧
迫されることになる。その圧迫に起因して血液の流れが欠如し、その結果、神経
に損傷を与えることになる。
背部に対する傷害の第３のメカニズムは、直接外傷である。脊柱に横方向に直
接加えられた力は、２つの重要な結果を招き、即ち、第１に、椎間靭帯並びに椎
骨全体が故障して横方向変位及び脊髄圧縮又は切断が可能な状態となってしまい
、第２に、椎弓の故障及び脊髄の衝撃の結果として脊髄内に出血が生じて限られ
た空間内が血液で一杯になり、その結果として神経への血液の流れが妨げられて
神経に損傷を与えることになる。
オートバイの運転者は一般に、圧縮、伸張、及び直接衝撃による傷害を最も受
けやすいものである。屈曲及び牽引による傷害は、自動車の搭乗者の場合ほど多
く生じることはない。これは、オートバイの運転者の下半身がシートベルトによ
って拘束されないからである。
圧縮力は、頭蓋骨と骨盤との間に剛性構造体を設けずに防止することが困難な
ものであるが、衝撃は、椎体の前側部分により負荷が伝達されるように伸張を防
止することにより低減させることが可能である。
伸張もまた制限又は防止すべきである。これは、脊柱が伸張位置にある場合に
は、直接の横方向の力が脊髄に損傷を与える可能性が一層高いからである。
直接の横方向の力による衝撃は、その負荷を一層大きな面積にわたって分散さ
せ、その力を棘突起以外の方向に向けることにより、低減させることが可能であ
る。
図５を参照する。同図は、背部を上側から見た断面図である。同図では、説明
を容易にするために多数の解剖学的構造の詳細が省略されている。図示のように
、椎骨20は、２つの板3、棘突起4、及び椎孔5からなる。椎孔5内には脊髄6が位
置する。図示のように、肋骨13及び筋肉12は皮膚11により覆われている。
背部に対する傷害の第１の生体力学を図６に示す。傷害は、背部、特に棘突起
4への衝撃によって生じる。棘突起4は非常に大きく突出しているので、力14によ
り示すような背部への衝撃力を受ける恰好のターゲットとなる。更に、棘突起4
の先端8を保護する組織が僅かしかないので、挙行突起4への直接の衝撃に対する
保護が殆ど存在しない。
図６に示すように、棘突起4への衝撃は、板3における椎骨20の破壊を生じさせ
ることが多い。棘突起4に激しい衝撃が加えられた際には、図示のように板3が破
壊されるのが普通である。これにより、棘突起4が脊髄6内へ突出することになる
。
脊髄6は、堅い骨の部屋である椎孔5内に収容されているので、棘突起4が脊髄6
内へ突出する際に圧縮される。従って、脊髄6内の神経への血液の供給が一般に
遮断される。これにより更なる傷害が生じることになる。不幸なことに、このタ
イプの傷害の多くは永久的なものとなる。棘突起4からの脊髄6への衝撃により、
血液の供給が遮断されるだけでなく、組織及び神経の損傷が生じる可能性がある
。
背部に対する傷害の第２の生体力学では、板3は破壊されないが、部位303で、
即ち、椎弓が椎骨20の椎体17に結合する部位で
椎弓が破壊される。このタイプの傷害では、椎弓が椎体17に対して押しつけられ
て椎骨20の圧縮が生じるため、脊髄が圧縮されることが多い。
背部に対する傷害の第３の生体力学を図７に示す。図示のように、力15は、背
部、特に棘突起4に対して横方向に加えられる。これにより、各々の板3が破壊さ
れることになる。力15によって加えられる破壊及び圧力により、棘突起4が脊髄6
に対して押しつけられることになる。この場合も、脊髄6は、椎孔5内に収容され
ているが故に行き場がなくなり、血液の供給の遮断並びに脊髄6の神経及び組織
に対する損傷が生じることになる。
背部を傷害から保護するために、装置が考案された。実際に、オートバイレー
スを催す殆どの団体は、背部の防御装置を必要としている。現在、一般には２タ
イプの背部防御装置が用いられている。
第１のタイプの背部防御装置23を図８に示す。この背部防御装置23は、パッド
21と、そのパッド21に取り付けられたプラスチックシート22とから構成されてい
る。パッド21は典型的には、発泡材料もしくは織物又はそれらの組み合わせから
なる。この背部防御装置23はある程度の保護は提供するが、脊柱の保護を目的と
したものではない。従って、棘突起4に関する救済は提供されない。背部に衝撃
が加えられた場合、その衝撃力は、依然として背部防御装置23を介して棘突起4
へ直接伝達されてしまう。従って、衝撃力は、周囲の組織及び解剖学的構造には
殆ど伝達されない。周囲の組織及び解剖学的構造に対する損傷は一般に
は軽いものとなる。
また、シート22は可撓性材料からなる。これは、当該装置の装着者の脊柱の通
常の曲がりを可能とするためである。可撓性材料は、負荷が加わった際にひずみ
及び変形が生じ易いものである。従って、所望されるほど力は脊柱10から分散さ
れない。
更に、プラスチックシート22の可撓性質により、背部の側部への衝撃も棘突起
4に伝達され得る。従って、例えば、力24は、プラスチックシート22を介して棘
突起4に対して上下方向に伝達される。シート22を省略すれは、力24の棘突起4へ
の伝達は生じない。この場合には、力24は、筋肉組織12及び肋骨13に対して直接
伝達されることになり、これによる損傷は一般に一層軽いものとなる。従って、
この背部防御装置23は、その未装着時には生じることのない障害を引き起こすも
のとなり得る。
第２のタイプの背部防御装置を図９ないし図11に示す。
図９において、背部防御装置25はプラスチックシート22及びパッド21からなる
。しかし、この背部防御装置25のプラスチックシート22は、空洞27を与えるよう
にその輪郭が形成されている。空洞27は、最大高さが約１cm、開口幅が約８cmと
なっている。
この背部防御装置25の平面図を図10に示す。図示のように、背部防御装置25は
、パッド21にストラップ26が取り付けられたものである。そのパッド21には複数
のプラスチックシート22も取り付けられている。プラスチックシート22は一般に
はびょうによってパッド21に取り付けられる。プラスチックシート22は、
背部を保護するための連続体を形成するように積み重ねられる。破線31で示すよ
うに、プラスチックシート22のテール部分32（図11参照）は、輪郭33によって与
えられる空洞27（図11参照）中に係合する。
図11は、プラスチックシート22の下側をびょうを除いて示したものである。図
示のように、プラスチックシート22は、空洞27を与えるための輪郭33を有してい
る。更に、テール部分32は、別のプラスチックシート22と積み重ねるために使用
される。
残念ながら、テール部分32が空洞27中に配置されるため、棘突起4の救済量が
低減されてしまう。空洞27中の位置によっては、プラスチックシート22が重ねら
れているために救済が提供されない部分がある。実際に、プラスチックシート22
が重ねられている空洞27中の幾つかの位置では、棘突起4に対して水平・垂直方
向の何れの方向にも救済が提供されないことになる。従って、背部防御装置23に
関する問題と同一の問題が、背部防御装置25にも存在する。その上、空洞27によ
って提供される救済の量は、激しい衝撃から棘突起4を保護するには不十分なも
のとなる。
背部防御装置25に関する別の問題を図12に示す。同図において、脊柱10が後方
41に曲がると、背部防御装置25も後方41に曲がる。背部防御装置25が互いに連結
されずに積み重ねられているので、図12に背部防御装置25の一部を示すように、
後方41に曲がった際にテール部分32が脊柱10と接触するのを防止するメカニズム
が存在しない。テール部分32が棘突起4に対して押圧されて、上述の幾つかの傷
害が生じることがある。従って、衝撃
力は脊柱10の小面積に向けられ、即ち、力は縁部34に集中し、脊柱10に対して加
えられる。更に、棘突起4に対するテール部分32からの力により、椎骨20からの
棘突起4の分断、椎骨20の椎骨変位、又は椎骨20の骨折が生じる可能性がある。
これは、背部防御装置25の未装着時には生じることのない障害である。更に、背
部防御装置25のプラスチックシート22が相互に連結されていないので、脊柱10の
過伸張を防止するためのメカニズムが存在しない。
発明の開示
本発明は背部防御装置を提供するものである。背部防御装置は、衝撃による背
部の椎骨への傷害の危険性を低減させるために装着者によって使用されるもので
ある。従って、本発明は、装着者の背部への衝撃により生じる障害を防止し又は
緩和させるためのものである。
本発明の背部防御装置は、ヒトの胴体に装着するように設計されたものである
。この背部防御装置は、人の脊柱に追従すべきものである。この背部防御装置は
、衝撃による背部の椎骨の破損を防止するよう設計されている。本発明の目的は
、脊柱10の椎骨への負荷を軽減させる回避策により椎骨の変位及びその骨折を防
止し又は緩和させることにある。特に、棘突起4が突出しているので、それらは
背部に衝撃が加わった際に負荷が加えられる可能性が高いものとなる。これは一
般に椎骨変位及び骨折を引き起こすものとなる。従って、本発明は、棘突起4へ
の負荷を防止することを目的とする。
棘突起を覆うための各防御部材の内側輪郭の頂部は、側部の衝撃が棘突起に通
常は圧力を加えることがないよう十分に幅広でなければならない。更に、その内
側輪郭の最上部の高さは、背部に直接に衝撃が加えられた際に棘突起が衝撃を受
けることがなく背部防御装置が変形しないように十分に高くなければならない。
背部の脊柱の各棘突起に適合する凹部の輪郭を提供することにより、棘突起に
直接の衝撃を加えることなく堅い保護用材料によって各棘突起を衝撃から保護す
ることが可能となる。背部に被った直接の衝撃により棘突起の損傷が生じること
が多い。更に、本発明の背部防御装置の内側輪郭は、横方向の移動のための幅も
提供する。この幅によって、背部防御装置の位置ずれが許容される一方、棘突起
を衝撃から保護するための十分な凹部が依然として提供される。背部防御装置が
不適正な使用によって衝撃の最中に変位し、又は位置ずれが生じた場合には、内
側輪郭の幅により、棘突起の保護のための拡張されたチャネルが提供される。
ヒトはそれぞれ肉体的に異なることが理解されよう。このため、本発明による
背部防御装置は、異なる肉体的特徴への適応を可能にする広い許容性を有するも
のである。従って、背部防御装置の内側輪郭の垂直高さ及び水平幅は、異なる肉
体的特徴に適応可能なものである。しかし、殆どのヒトにとって、垂直高さは５
cmで十分である。また、本発明による背部防御装置は、好適実施例では、第７頸
椎から第５腰椎までを保護するのに十
分な相互に連結された背部防御部材を備えている。しかし、実施例を変更して一
層多数又は少数の椎骨を保護するようにすることも可能である。
各々の背部防御部材は相互に連結されている。これは、本発明による背部防御
装置の前後方向の曲がり量を制限するためである。本発明による背部防御装置は
、通常の曲がりを可能とするのに十分な許容性を相互連結用の柱部と孔部との間
に有しているが、後方へ激しく引っ張られて過伸張が生じることになる背部の動
きを抑制することができる。人間の背部の撓み量は各個人によって異なる。人に
よっては一層堅いタイプの背部防御装置を必要とする一方、一層高い可動性を許
容する背部防御装置を使用することができる人もいる。従って、本発明による背
部防御装置は、背部の広範な種類の尖った関節(angular articulation)に備える
ものである。本発明の防御部材が相互連結されるという特徴により、装着者の背
部への衝撃に起因する負荷を隣接部分又は防御部材間に分散させることが可能に
なる、ということが理解されよう。
本発明の別の目的は、負荷を周囲構造に伝達して負荷を分配することにより脊
柱を保護することにある。これは、背部に対する傷害を防止する一方、周囲の解
剖学的構造及び組織に生じ得る傷害を防止するためである。
本発明の更に別の目的は、棘突起の高さを受容できる連続的なチャネルを提供
することにより、脊柱を保護することにある。衝撃を受けている際の連続的なチ
ャネルの完全性を維持するた
めに、本発明は保護プレート相互の直接接続を提供する。この保護プレート相互
の直接接続は、本書に記載の柱部及び孔部、及びストラップを含む機械的手段に
より達成することができる（しかし、これに限られたものではない）。
特に、衝撃による負荷を棘突起から離れる方向に向けることにより、脊柱に対
する傷害の危険性が低減される。相対的なトレードオフが存在し、即ち、負荷を
分散させることによって、脊柱に対する傷害の危険性が低減し、周辺組織及び解
剖学的構造に対する傷害の危険性が増大する。しかしながら、筋肉組織及び肋骨
は、損傷を受けた場合には、脊柱の傷害と比べて一層荒廃の少ないタイプの傷害
を受けることになるので、本発明は、これをコスト的にメリットのある効果的な
トレードオフとして実現させることにした。更に、衝撃を広い面積に分散させる
ことにより、人体の任意の一部分に対する負荷が軽減される。従って、重い傷害
となる可能性もまた低減される。
本発明は、曲面形状の相互連結プレートを備えている。これらの特徴は、伸張
傷害を緩和させるものである。例えば、脊柱10の中間部分に負荷が加えられた際
に背部が伸張状態となる。本発明の曲面形状は棘突起4のための凹部を提供する
ので、力は脊柱10以外の部分へと向けられる。従って、脊柱10が伸張する可能性
は一層低くなる。また、本発明は、相互に連結されたプレートを提供するので、
力は脊柱10以外の場所へ分散される。相互連結プレートはまた、脊柱10の各部と
ほぼ平行な牽引力に抗することにより、脊柱10の伸張を制限する。
本発明は、背部の保護を所望する者であれば誰でも使用可能であるが、オート
バイの使用者に特に適している。しかし、本発明は、スポーツや娯楽用乗物での
使用、又は日常の着用等を含む広範な種類の用途で使用可能であることが理解さ
れよう。前記の日常の着用に関する用途は、傷害又は衝撃による背部への危険性
が高い人、例えば、骨粗鬆症の人、既に脊柱を損傷している人、又は、その他の
食事性(aliment)の背部への影響を受ける人といった人々を対象とするものであ
る。
本発明による背部防御装置はまた、その着用者の衣服と一体的に作製すること
もまた可能である。
本発明の実施例では、背部防御装置を形成するプレートは、ストラップの組み
合わせによって共にヒンジ止めされる。そのストラップが隣接するプレートに取
り付けられて、前方への曲げが許容される一方、後方への曲げは制限される。ま
た、ストラップは、各プレートを１つに結合させるものとなる。
本発明のその他の特徴については、「本発明の最適実施態様」の欄に記載され
て明らかとなっている。
図面の簡単な説明
本発明の完全なる理解のため、以下の「本発明の最適実施態様」の欄における
詳細な説明では、添付図面を参照する。同図面において、
図１は、ヒトの脊柱を示す側面図、
図２は、第７頸椎を示す平面図、
図３は、胸椎を示す側面図、
図４は、腰椎を示す平面図、
図５は、ヒトの椎骨とその周囲の解剖学的構造及び組織とを示す断面図、
図６及び図７は、脊柱及び脊髄に対する傷害の生体力学を示す断面図、
図８及び図９は、従来の背部防御装置を使用した場合を示す断面図、
図10及び図11は、図９の従来の背部防御装置を示す図、
図12は、図９の従来の背部防御装置を使用した場合を示す側面図、
図13は、本発明による背部防御パッドを示す平面図、
図14は、本発明による背部防御部材を示す側面図、
図15は、図14の背部防御部材を正面側の斜め上から見て示す斜視図、
図16は、本発明による相互に連結された複数の背部防御部材を示す平面図、
図17は、本発明による背部防御装置の部分を示す平面図、
図18は、本発明による背部防御部材をその背部への装着状態で示す断面図、
図19は、本発明による背部防御部材を示す底面図、
図20は、本発明が直接の衝撃から棘突起を保護する態様を示す断面図、
図21は、本発明が横方向の衝撃から棘突起を保護する態様を示す断面図、
図22は、本発明が曲げに起因する背部の張力に対する保護を行う態様を示す断
面図、
図23は、圧縮骨折を示す側面図、
図24は、伸張圧縮骨折を示す側面図、
図25は、脊柱の伸張を示す側面図、
図26は、分断力による骨折を示す側面図、
図27は、脊柱の位置ずれを示す側面図、
図28は、伸張圧縮による傷害を示す側面図、
図29は、本発明の相互連結のための代替実施例を示す断面図、
図30は、本発明による共にヒンジ止めされた背部防御部材を示す説明図、
図31は、本発明による背部防御装置を示す平面図、
図32は、本発明による背部防御装置の代替実施例を示す平面図、
図33及び図34は、図32の背部防御装置の一部を示す断面図、
図35は、本発明による一体式ストラップを示す平面図である
符号は、上記の図面全体を通して、本発明の同一又は等価な部分を意味するも
のとなっている。
本発明の最適実施態様
図13を参照する。同図には、本発明によるパッド121が示されている。パッド1
21は、装着者への取り付け用のストラップ126を備えている。パッド121は、織物
もしくは発泡パッド又はそれらの組み合わせから構成することができる。ケブラ
ー製の頑丈な織物が好ましい。本発明の好適実施例では、チャネル124が、
パッド121に設けられる。このチャネル124はパッド121の中央に配置される。チ
ャネル124は、装着者の背部の一連の棘突起4に従うものとなる。チャネル124の
使用については、後で一層詳細に説明することとする。
図14を参照する。同図には、背部防御部材122の正面が示されている。背部防
御部材（又はプレート）122は、内側輪郭127と外側輪郭147とを有している。背
部防御部材122はまた、以下で説明するように孔部129も備えている。
背部防御部材122は、堅いプラスチック材料から作製することが可能である。
背部防御部材122は、炭素繊維又はケブラー材料から作成することが可能である
。背部防御部材122は、効果的に負荷を広面積に伝達するように、即ち、負荷を
分散させるように、剛性を有するものとなる。また、背部防御部材122に用いる
材料は、耐伸張性を有するものとなる。これにより、プレートの伸張並びに変形
が緩和される。
図15を参照する。同図には、背部防御部材122を正面の斜め上から見たものが
示されている。同図から分かるように、孔部129は背部防御部材122内へと延びて
いる。従って、背部防御部材122は、孔部129のための各空洞を画定する。背部防
御部材122はまた、相互連結用柱部130も備えている。
図29を参照する。同図に示すように、柱部130及び孔部129は、背部に向かって
曲げることが可能である。これにより、一層前方への曲げが可能となる一方、後
方への曲がりが制限される。このようにして曲げを可能にすることにより、背部
防御部材12
2の縁部301が脊柱10に圧力を加えることがなくなる。
図16を参照する。同図には、複数の背部防御部材122A〜122Dが示されている。
図示のように、孔部129は、背部防御部材122A〜122D内へと延びている。孔部129
は柱部130を受容するためのものである。更に、孔部129は、随意選択的に凹部14
2を備えることが可能である。更に、柱部130は、随意選択的にタブ141を備える
ことが可能である。このタブ141は、前記凹部142と係合させるためのものである
。このようにして、図示のように、背部防御部材122Cを、背部防御部材122Bと相
互連結するよう所定位置にスナップ係合させることが可能となる。しかし、相互
連結は、柱部130と孔部129との係合により生じるものである、ということを理解
されたい。背部防御部材122はパッド121に取り付けられるので、柱部130を孔部1
29に連結するための更に別の連結機構は必要ない。
本発明により提供されるような連続的なトンネルの完全性を維持するために、
背部防御部材122A〜122Dを互いに直接に接続する必要がある、ということを理解
されたい。本書で説明するように、柱部及び孔部は、背部防御部材122A〜122Dを
互いに直接に接続するための機械的手段として用いることが可能であるが、それ
以外のタイプの直接的な機械式の取り付けを用いることも可能である、というこ
とが理解されよう。
上述のように、背部防御部材122が相互連結されるので、複数の背部防御部材1
22のうちの１つに加えられた負荷は、それに隣接する背部防御部材にも伝達され
る。このようにして、負荷は、
複数の背部防御部材122に伝達され、これにより、負荷が一層分散されることに
なる。従って、脊柱10以外の場所に力を伝達させることが可能となる。
柱部及び孔部を２つずつのみ示したが、１つずつ、又は３つずつ以上の柱部及
び孔部を用いることも可能である。増設された柱部及び孔部は、加えられた力の
分散に資するものとなる。
更に、タブ141及び凹部142等の固定手段により背部防御部材122を相互連結さ
せることによって、脊柱10の伸張を緩和させることが可能になる、ということを
理解されたい。また、背部防御部材122が相互連結されるので、複数の背部防御
部材122は、脊柱10の圧縮を緩和させることが可能となる。
一連の背部防御部材122のうちの最初の背部防御部材122Dは、空洞129を有する
必要はない。従って、破線で示すように、背部防御部材122Dの孔部129Dは随意選
択的なものである。
背部防御部材122Aの柱部130もまた随意選択的なものである。背部防御部材122
Aは、複数の背部防御部材122のうちの最後の部材である。背部防御部材122Aが最
後の部材であるため、柱部130Aは随意選択的なものとなる。好適実施例では、柱
部130は最後の部材については省略される。
チャネル157は、内側輪郭127によって形成される。チャネル157は、複数の背
部防御部材122A〜122Dを通って延びる破線で示されている。
図17に示すように、背部防御部材122は、パッド121に取り付けることができる
。背部防御部材122は、びょう、エポキシ系接
着剤、又は当業界で周知の他の手段によって取り付けることができる。図示のよ
うに、チャネル124はチャネル157に対応するものである。チャネル124は、その
上にチャネル157を配置するように作製される。図示のように、背部防御部材122
は、チャネル157と干渉しないように離れた位置で相互連結される。従って、チ
ャネル157によって連続的な「トンネル」が提供される。
図18を参照する。同図には、背部及び背部防御装置125の断面が示されている
。図示のように、チャネル157は、連続的な開口からなる。チャネル124は、垂直
高さ135を増大させて図示してある。内側輪郭127の高さ135は、衝撃時に棘突起
に十分な凹部を提供するためのものである。更に、幅137は、衝撃時に背部防御
装置125が変移した場合にリーウェイ(leeway:余裕)を提供するためのものである
。従って、背部防御装置125が方向160に移動した場合には、棘突起4に十分な凹
部の高さ135を依然として提供することができる許容可能な移動が存在する。ま
た、凹部の高さ135の量は、チャネル124がパッド121に含まれるか否かによって
決まる。チャネル124がパッド121に含まれる場合には、更なる高さ136によって
内側輪郭127の最上部までの総高さ135が増大する。本発明の好適実施例では、高
さ135が約３〜５cm、幅137が約７〜10cmとなる。
図19を参照する。同図には、背部防御部材122の底面が示されている。図示の
ように、内側輪郭127によりチャネル157が画定される。
図20及び図21を参照する。背部防御装置125に負荷が加えられ
た際に、上述の傷害の生体力学で説明したように棘突起4が脊髄6へ押し込まれる
のを緩和させるのに十分な凹み量が存在する。従って、図20に示すように背部防
御装置125に負荷14が加えられると、力のほこ先が棘突起4を外して筋肉組織12及
び肋骨13へと分配される。このため、背部防御装置125によって、背部に重い障
害が生じる危険性が低減される。更に、図21に示すように、横方向の力15が背部
防御装置125に加えられてその背部防御装置125の移動が生じた場合にも、その背
部防御装置125によって、棘突起4に衝撃を与える危険性が低減され、負荷15の力
の殆どは、筋肉組織12及び肋骨13へと移される。
更に、図22に示すように、相互連結された背部防御部材122は、後方の張力を
受けて過伸張が生じる危険性を低減させることができる。
上述のように背部防御部材122はパッド121に取り付けられる。従って、柱部13
0が孔部129内に収容されるので、柱部130は、後方に曲がった際に装着者に対し
て押し込まれることがなくなるだけでなく、後方及び前方の曲がりを制限するも
のとなる。柱部130は、空洞129内に相互連結させることができるので、背部防御
装置125の後方及び前方の曲がり量は、孔部129の内周と係合した際の柱部130の
外周の許容性によって制限されることになる。従って、背部160が方向161に押さ
れた場合には、各背部防御部材122毎の柱部130と孔部129との係合により、背部
防御装置125の弧状(arcuate)動作162が制限される。柱部130及び孔部129の係合
は、弧状動作、即ち通常の曲がりは許容するものである。
しかし、人によっては曲がる度合いが多かったり少なかったりするので、許容可
能な弧状動作の量は、それに対応して調節することが可能となっている。好適実
施例では、後方への曲がりが背部の所定部分で完全に排除される一方、前方への
曲がりは45度に制限される。
また、柱部130及び孔部129は、係合の際に滑動するよう曲線状に形成すること
が可能であり、曲面形状、例えば図29に示すような曲面形状によって後方への曲
がりを制限することが可能となる。このようにして、柱部130の外周と孔部129の
内周との間に必要とされる差が低減される。
別の相互連結手段、例えば図30に示す背部防御部材122に取り付けられたヒン
ジ310、又は、図16に示す凹部142及びタブ141を使用することができ、背部防御
部材122はパッド121に取り付けられる必要はない。従って、背部防御部材は、織
物への取り付けとは別個に存在することが可能である。代替的には、背部防御部
材は、ジャケットその他の衣料に縫いつけることが可能である。
図31を参照する。同図には、衣料326に取り付けられた背部防御装置325が示さ
れている。図示のように、背部防御装置325は、背部防御部材311〜315を備えて
いる。背部防御部材311,312は、背部防御部材313〜315よりも大きい。背部防御
部材が大きいほど、負荷力の分散が一層確実となる。
背部防御装置325は、背部の曲げ能力に従って設計される。背部防御部材311,3
12は胸椎を保護するためのものである。胸椎は、
装着者による大きな曲げを許容するものではないので、胸椎の保護には一層少数
で一層大きな背部防御部材が使用される。背部防御部材313〜315は腰椎L1〜L5を
保護するためのものである。腰椎は、装着者による大きな曲げを許容するものな
ので、腰椎の保護には一層多数で一層幅の狭い背部防御部材が使用される。ただ
し、脊髄の保護のみが所望される場合には、腰椎の保護を省略することができる
。更に、背部防御装置325を使用して第７頸椎C7を保護することも可能である。
一般に脊髄6は背部の全長にわたって延びるものではないことが理解されよう
。実際に、脊髄6は、胸椎D1〜D12の真下で終端することが多い。その下方で脊髄
6は終端し、ニューロンをシナプスと接続するように軸索が延びている。軸索は
、ニューロン及びシナプスと再接続を行うように成長することができるので、脊
髄が存在しない下側背部を保護することは重要ではない。更に、背部防御装置32
5は、背部の所定領域を保護する１つの背部防御部材のみから構成することが可
能である。
図32を参照する。同図には、本発明による背部防御装置350の代替実施例が示
されている。背部防御装置350は、複数の背部防御プレート351A〜351Cを備えて
いる。これらの３つのプレート351A〜351Cが背部防御装置350を形成するが、こ
の背部防御装置350は、それよりも少数又は多数のプレートから作成することが
可能であることが理解されよう。背部防御プレート351A〜351Cは、ストラップ35
2,353によって互いに直接にヒンジ止めされている（図33及び図34参照）。内側
ストラップ352は外側ストラッ
プ353と交互にすることができる。例えば、中間プレート351Bは、２つの外側ス
トラップ353及び２つの内側ストラップ352に対し、４つの外側ストラップ353を
備えている。しかし、背部防御プレート351A〜351Cは、図32に示すような交互の
ストラップ352,353を必要とするものではなく、実際にそれ以外の態様を用いる
ことが可能である。
背部防御プレート351A〜351Cは、上部輪郭線356で示すような連続的なトンネ
ルを形成するように輪郭形成されている点で、背部防御プレート122（図16参照
）と同様のものである。最上部の背部防御プレート351Aは、随意選択的に、切り
取り輪郭357を設けることにより、装着者の首及び／又は頭部、及びそれらの動
きに適応するように輪郭形成することが可能である。
この場合も、本発明により衝撃時に連続的なトンネルの完全性を維持すると共
に所望の可撓性を許容するために、背部防御プレート351A〜351Cは、それぞれが
互いに機械的且つ直接的に接続されなければならない、ということが理解されよ
う。本発明の一実施例としてストラップを使用したが、それ以外の機械的手段を
本発明に従って使用することが可能である。
図33を参照する。同図には、背部防御装置350の一部が断面で示されている。
図示のように、右側の背部防御プレート351Rは、左側の背部防御プレート351Lに
対して内側方向362に回動する。この方向362は、装着者の身体に向かう方向360
の成分を有している。従って、背部防御装置350は、装着者の前方への曲げ（撓
み）動作を可能にするものである。
図34を参照する。同図には、図33の背部防御装置350の一部の断面が示されて
いるが、この場合には背部防御プレート351Rは内側へ曲がっていない。張力スト
ラップ354は、重い背部傷害を回避するために後方への曲がりを防止し又は緩和
させるものである。
ストラップ352,353は、接着剤や成型等によって背部防御プレート351A〜351C
に取り付けられる。ストラップ354は、接着剤や縫製等によってストラップ352,3
53に取り付けられる。図33では、ストラップ352,353は、輪郭364,366に沿って背
部防御プレート351L,351Rに取り付けられる。詳細には、ストラップ352は輪郭36
4に沿って取り付けられ、ストラップ352は輪郭366に沿って取り付けられる。ス
トラップ354は、位置367で、即ちストラップ352,353とストラップ354との界面で
、ストラップ352,353の両者に取り付けられる。ストラップ352〜354は別々のス
トラップとすることも一体的に形成することも可能である。例えば、図35には、
一体的に形成された織物ヒンジ365が示されている。図示のように、張力ストラ
ップ354にはストラップ352,353が取り付けられている。ストラップ352,354は、
折り目線363で示すように折り返される。次いで、ストラップ352,353は、図32に
示したように背部防御プレート351A〜351C間に挿入され、上述のようにして取り
付けられる。ストラップ352,353はまた、上述のようにして張力ストラップ354に
取り付けることも可能である。
図32に示す背部防御装置350を形成する材料に関しては、背部防御プレート351
A〜351Cをハニカム状のアルミニウムから構成
し、ストラップ352〜354をケブラーから構成した。しかし、他の適当な材料を使
用して本発明を実施することも可能である。
特定の好適実施例及びその特徴に関して本発明の図示及び説明を行ってきたが
、請求の範囲に記載の本発明の思想及び範囲から逸脱することなくそれらの実施
例の形態及び詳細に様々な変更及び修正を加えることが可能であることは当業者
にとって自明である。本明細書で例示的に開示した本発明は、本明細書で特に開
示していない構成要素なしで実施可能なものである。
【手続補正書】特許法第１８４条の８
【提出日】１９９５年１２月１４日
【補正内容】
請求の範囲
１．内側輪郭を有する複数の曲面プレートであって、連続的なトンネルを形成す
るように互いに整列されており、前記連続的なトンネルが、前記内側輪郭によっ
て画定され、ヒトの脊柱の少なくとも一部に対応し、及びヒトの脊柱の棘突起の
高さを受容可能となっている、前記複数の曲面プレートと、
前記複数の曲面プレートのうちの少なくとも２つの隣接する曲面プレートの間
に連続的なトンネルを維持するために、前記複数の曲面プレートの各々を互いに
直接に取り付けると共に、背部防御装置の曲がりを制限する、機械的な相互連結
手段とを備えており、この機械的な相互連結手段がストラップからなることを特
徴とする、背部防御装置。
２．内側輪郭を有する複数の曲面プレートであって、連続的なトンネルを形成す
るように互いに整列されており、前記連続的なトンネルが、前記内側輪郭によっ
て画定され、ヒトの脊柱の少なくとも一部に対応し、及びヒトの脊柱の棘突起の
高さを受容可能となっている、前記複数の曲面プレートと、
前記複数の曲面プレートのうちの少なくとも２つの隣接する曲面プレートの間
に連続的なトンネルを維持するために、前記複数の曲面プレートの各々を互いに
直接に取り付けると共に、背部防御装置の曲がりを制限する、機械的な相互連結
手段とを備えており、この機械的な相互連結手段が、孔部に挿入された柱部から
なることを特徴とする、背部防御装置。
３．内側輪郭を有する複数の曲面プレートであって、連続的な
トンネルを形成するように互いに整列されており、前記連続的なトンネルが、前
記内側輪郭によって画定され、ヒトの脊柱の少なくとも一部に対応し、前記連続
的なトンネルの少なくとも一部に沿った前記連続的なトンネルの高さが少なくと
も３cmである、前記複数の曲面プレートと、
前記複数の曲面プレートの各々を互いに直接に取り付けると共に前記複数の曲
面プレートのうちの少なくとも２つの隣接する曲面プレート間に連続的なトンネ
ルを維持する相互連結手段とを備えていることを特徴とする、背部防御装置。
４．前記連続的なトンネルの少なくとも一部に沿った前記連続的なトンネルの高
さが少なくとも３〜５cmである、請求項３に記載の背部防御装置。
５．衝撃による力を装着者の棘突起以外の場所へ向けるための背部防御装置であ
って、
複数のプレートと、
前記複数のプレートを互いに取り付ける相互連結手段であって、装着者への接
近方向の前記複数のプレートの互いの曲げ動作を可能にする一方、装着者からの
離間方向の前記複数のプレートの互いの曲げ動作を厳しく制限する、前記相互連
結手段とを備えており、
前記複数のプレートが、内側輪郭を有しており、装着者の棘突起に対応する連
続的なトンネルを形成するように互いに整列されており、前記トンネルが、装着
者の棘突起の高さを受容するのに十分な高さを提供することを特徴とする、背部
防御装置。
６．衝撃による力を装着者の棘突起以外の場所へと向けるための背部防御装置で
あって、
複数のプレートと、
前記複数のプレートを互いに取り付けるストラップ手段であって、装着者への
接近方向の前記複数のプレートの互いの曲げ動作を可能にする一方、装着者から
の離間方向の前記複数のプレートの互いの曲げ動作を厳しく制限する、前記スト
ラップ手段とを備えており、
前記複数のプレートが、内側輪郭を有しており、装着者の棘突起に対応する連
続的なトンネルを形成するように互いに整列されており、前記トンネルが、装着
者の棘突起の高さを受容するのに十分な高さを提供することを特徴とする、背部
防御装置。
７．前記ストラップ手段が、内側ストラップ、外側ストラップ、及び張力ストラ
ップからなる、請求項６に記載の背部防御装置。
８．前記内側ストラップ、前記外側ストラップ、及び前記張力ストラップが一片
の材料として作製される、請求項７に記載の背部防御装置。
９．前記内側ストラップ及び前記外側ストラップが前記複数のプレートのうちの
隣接するプレート間に取り付けられ、それらの内側ストラップ及び外側ストラッ
プが互いに平行に取り付けられ、前記張力ストラップが前記複数のプレートの下
方で前記内側ストラップ及び前記外側ストラップに取り付けられる、請求項７に
記載の背部防御装置。
10．衝撃による力を棘突起以外の場所へ向けるための背部防御
装置であって、
第１の柱部と第１の凹領域を両定する内側輪郭とを備えた第１のプレートと、
内側輪郭及び外側輪郭を有する第２のプレートであって、前記外側輪郭が第１
の孔部を画定し、前記内側輪郭が第２の凹領域を画定する、前記第２のプレート
とを備えており、
前記第１のプレートが、前記第１の柱部を前記第１の孔部内に位置決めして前
記第２のプレートと相互連結されており、
更に、前記第１の孔部内に係合する前記第１の柱部を用いて前記第１のプレー
トを前記第２のプレートと相互連結する連結手段を備えていることを特徴とする
、背部防御装置。
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フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，
ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ
Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ
，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，
ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ
Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ
，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ