KR101329402B1 - 목 보호 장치 - Google Patents

Abstract

착용자의 몸통에 착용되고 목 주위에 실질적으로 강성의 폐쇄된 구조물을 포함하는 목 보호대(12)와 같은 목 보호 장치는 헬멧(10)의 하측 가장자리와 상측 지지 표면 사이의 간격을 감소시킴으로써 보호 장치의 형태를 일시적으로 변형시키기 위한 수단을 포함하고, 이에 따라 몸통을 향하여 보호 장치에 가해지는 압박력을 위한 보충 전달 경로가 형성된다.

Description

목 보호 장치{PROTECTING DEVICE FOR THE NECK}

본 발명은 목 보호 장치에 관한 것이다.

몇몇이지만 전적으로는 아닌 라이딩 상황에서 치명적인 경추 손상을 야기할 수 있는 기회를 감소시키도록 설계된 현존하는 장치가 공지되었다. 이러한 장치는 라이더의 목 주위에 착용되고, 압박력을 위한 대안의 하중 경로를 제공하기 위해 라이더의 헬멧의 하측 가장자리와 협력한다. 올바르게 착용 시, 이러한 장치는 압박력의 크기를 감소시킬 수 있고, 라이더가 염려하는 척추 손상과 같은 그 외의 모든 상해를 방지하는 것을 돕는다.

이러한 장치의 실례는 Leatt씨의 WO 2005051251호에 공개된다. 이러한 문헌에서, 분기되고 그 뒤 목 주위에 배열될 수 있는 둥글고 상당한 강성의 칼라에 의해서 보호 기능이 제공된다. 이러한 장치는 착용 시 구조물이 고정된다.

출원인의 논문에 따르면, 라이더의 목이 손상되는 주요한 원인은 라이더가 위에서 아래로 떨어질 때 라이더의 머리가 몸통으로 짓눌려 떨어져서(squash), 종종 압박력으로 인하여 목에 손상이 야기된다. 한편, 머리의 윗부분이 직접적으로 땅에 떨어진다면, 목의 골절의 위험성이 상당히 증가된다. 그러나, 머리의 측면으로 충돌 시, 골절의 위험성이 감소된다. 이는 라이더의 목으로 전달되는 힘의 크기가 감소되기 때문이며, 즉 비교적 작은 힘이 목으로 전달된다.

손상 중증도는 지면 위에서의 속도가 아니라 떨어지는 높이에 의해 주요하게 의존된다. 55 cm(1'10")보다 높은 높이로부터 머리끝으로 덜어지는 경우 심지어 이를 저지하려고 할지라도 목이 골절되기에 충분할 수 있다.

따라서, 목 골절을 방지하기 위한 단지 하나의 방법은 전체적인 압박력을 감소시키고, 이를 위한 방법은 목 주위에 대안의 하중 경로를 제공하는 것이다. 그러나, 지금까지 이러한 보호 방법에 있어서의 가장 큰 문제점은 머리의 몇몇 동작을 허용하기 위해(오토바이를 탈 때 필수적) 장치의 상측 표면과 헬멧의 가장자리에 간격이 제공되어야 한다는데 있다. 불행하게도, 이러한 간격은 최상의 하중 전달을 저하시키고 효율성을 제한한다. 종종 자동으로 수행되지는 않지만 충돌 시 헬멧과 보호대 사이에 접촉(또는 매우 작은 간격)이 이루어지도록 해야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급된 문제점을 줄이고, 향상된 효율성을 갖는 목 보호 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 목 보호 장치, 바람직하게 목 보호대에 의해 구현되며, 이러한 장치는 착용자의 몸통에 착용되고 목 주위에 실질적으로 강성의 폐쇄된 구조물을 포함하며, 상기 보호 장치는 헬멧의 하측 가장자리와 상측 지지 표면 사이의 간격을 감소시킴으로써 보호 장치의 형태를 일시적으로 변형시키기 위한 수단을 포함하고, 이에 따라 몸통을 향하여 보호 장치에 가해지는 압박력을 위한 보충 전달 경로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

최적의 보호 기능을 제공하기 위해, 헬멧은 충돌 전 보호대와 접촉되어야 한다. 상기 언급된 바와 같이, 이를 위해 라이더가 상당한 노력을 하지 않고 종종 발생되지도 않고 통상적이지도 않다.

따라서, 본 발명은 사고가 발생되지 않을 경우 머리를 자유롭게 움직이지만 사고가 발생되는 경우 머리와 어깨 사이에 간격이 제공되지 않거나 아주 작은 간격만이 제공될 수 있도록 한다. 이에 따라, 이에 따라 헬멧과 보호대가 충돌 시 접촉된 상태로 유지되는 것이 보장됨에 따라 라이딩 시 라이더에게 최대한의 편안함이 제공되며, 충돌 시 최대로 보호된다.

적합한 감지 수단은 충돌/위험 상태를 감지하고, 상기 일시적으로 변형시키는 수단을 작동시킨다. 바람직하게, 공지된 센서(가속도계, 자이로스코프, 지구 자장 센서, 등등)가 장착된 전자 회로가 이용된다. 추가 가능한 실시예에 따라, 감지 시스템은 단지 목이 상해의 위험성이 있을 때만 작동된다. 이는, 위험성이 낮은 충돌의 경우를 시스템이 식별할 수 있고 이에 따라 작동되지 않음을 의미한다.

본 발명의 장치는 등 보호대 또는 무릎 보호대와 동일한 방식으로 작동되지 않는다. 이러한 장치들은 변형과 압박에 의한 에너지를 흡수하도록 설계된 재료로 구성된다. 본 발명의 장치는 상기의 원리와 상반되게 작동되는데, 즉 본 발명의 장치는 최소한의 압박력에 따라 하중을 전달하고, 밀리미터 단위로 중요하다. 예를 들어, 18 mm 내지 23 mm의 간격에 따라 치명적인 경추 손상인지 혹은 아닌지의 차이가 결정된다.

본 발명의 선호되는 변형예는 하기의 구성 단독으로 혹은 하기의 구성들의 조합으로 이용되는데,

-상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단은 사용 중 몸통을 향하는 장치의 표면상에 배치되고 배치 후 보다 구체적으로 하나 또는 이보다 많은 팽창가능한 챔버를 팽창시킴으로써 목 보호대와 몸통 사이의 간격을 감소시킬 수 있는 배치가능한 수단을 포함한다. 본 발명은 상기 수단을 매우 경량이고 콤팩트하며 신속 응답가능한 상태로 제공하기 위해 공지되고 신뢰성 있는 팽창 기술을 이용할 수 있다. 물론, 속도도 주요 요인이다.

- 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단은, 30N/mm의 강성 또는 이보다 큰 강성을 가지는, 몸통과 상기 목 보호 장치 사이의 보충 접촉 구조물(supplementary contact structure)을 형성하기에 적합하다. 이러한 수치는 압박 하중(compressive load)을 감소시키기에 충분한 것으로 입증되었다.

-상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단은 머리를 향하여 상기 목 보호대를 들어올리도록 설계된다. 이는 착용자의 치수에 의존하여 조절될 수 있지만 통상적으로 40-80mm의 높이다. 목 주위에 변형된 형태를 대칭 구조로 유지시키는 것이 추가로 선호되며, 이에 따라 몸통으로 최적의 하중 전달이 보장되며, 따라서 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단은 헬멧과 목 보호대 사이의 간격이 최소화되거나 또는 제거되도록 목 보호대 아래에서 하중 전달 수단을 팽창시키도록 설계된다.

-상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단은 형태가 변형되기 전의 위치에 대하여 몸통으로부터 적어도 60 mm 정도 목 보호대를 들어올리도록 설계된다. 이러한 증분 높이는 대부분의 헬멧에 적합한 것으로 입증되었다.

-상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단의 표면을 가열 또는 냉각시키기 위한 수단을 포함한다. 재성형 과정 동안(reshaping), 변형시키기 위한 상기 수단은 선택된 실시예에 의존하여 착용자에 대해 바람직하지 못하거나 또는 착용자를 위해할 수 있는 고온 또는 저온에 도달될 수 있다. 이는 불편함과 상해를 방지한다. 바람직하게, 절연 챔버 재료가 이용된다.

-착용자가 일시적으로 변형시키기 위한 수단을 제거하는 수단을 포함한다. 이는 사고 후 라이더가 정확하고 위험하지 않은 자세를 취할 수 있는데 도움이 되며, 또한 라이더는 형태가 변형된 목 보호대 없이 재차 차량을 탈 수 있다. 바람직하게, 제거를 위한 수단은 단지 일시적으로 변형시키기 위한 수단이 목 보호대의 형태를 변형시킨 후에만 작동될 수 있도록 설계되며, 이에 따라 오작동이 방지된다.

목 보호대는 최적의 상태로 헬멧의 접하는 상측의 연속적이고 평평한 표면을 포함한다. 이는, 상기 표면이 어깨 위에서 완만한 'n'자 형태로 만곡되지만 완벽히 평활하게 형성되어 헬멧의 가장자리에서 임의의 부분들이 맞물리는 것이 방지된다. 이는 압박 손상 시, 단지 압박만이 방지되고 머리는 그 외의 다른 방향으로 자유롭게 이동될 수 있으며, 이는 평활한 표면에 따라 구현된다.

본 발명의 상기 및 그 외의 다른 특징은 도면에 따르는 하기 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 휴지 위치에 있는 목 보호대의 측면도.
도 2는 형태 변형 이후 목 보호대의 측면도.

예를 들어, 오토바이 타는 사람과 같이 헬멧(10)을 착용한 착용자가 이의 몸통과 팔(A)에 목 보호대(neck brace, 12)를 착용한 상태가 도면에 부분적으로 도시된다. 상기 목 보호대는 등에 접한 후방 부분(B), 가슴에 접한 전방 부분(F) 및 목 주위에 링을 형성하는 상기 전방 부분과 후방 부분 사이의 환형 부분(M)으로 구성된다.

목 보호대(12)는 수직 축에 대해 대칭을 이룬다(목 보호대의 우측 부분이 좌측 부분과 동일함). 환형 부분(M)은 헬멧(10)에 대해 평평하고 실질적으로 수평의 표면(S)을 제공하는 2개의 만곡되고 평평한 세그먼트(14)(도 1 및 도 2에서 볼 때)로 구성된다. 목 보호대(12)가 정상적으로 착용될 때, 헬멧(10)과 표면(S) 사이에 공극, 수직 공간 또는 대략 55 mm의 간격(△)이 형성된다.

각각의 세그먼트(14) 아래에 패딩(padding, 16)이 배열되는데, 이러한 패딩은 통상적으로 착용자의 어깨 위에 놓인다. 각 패딩(16)의 내측 또는 측면 상에 팽창가능하고( 일반적인 에어 백과 같은 구조를 가진) 챔버(18)가 제공되며, 이러한 챔버의 체적은 전자 및 프로세싱 유닛(PU)에 의해 조절된다. 유닛(PU)은 부품'B' 상의 유닛의 후방에 배치된 센서와 연결되거나 또는 착용자(U)에 대한 갑작스러운 사고의 충격(gravity)을 감지하고 측정할 수 있도록 통상적으로 블록(SNS)으로 도시된 착용자(U)의 슈트 및/또는 차량 상에 배치된 그 외의 다른 센서에 무선 연결될 수 있다. 이를 위해, 유닛(PU)을 프로그래밍하는 적합하고 공지된 알고리즘이 이용될 수 있다.

작동 중, 유닛(PU)은 센서(SNS)에 의해 착용자(U)의 상태(위치와 움직임) 및/또는 라이딩 상태를 지속적으로 조절한다. 이러한 유닛이 차량으로부터 탑승자(U)의 충돌, 충격 또는 잠재적으로 강력한 좌석 이탈(probable violent unseating)을 감지할 때, 유닛(PU)은 세그먼트(15) 하부에서 팽창되는 챔버(18)의 전개(팽창)를 명령한다(도 2에 도시됨). 이에 따라 체적이 증가되어 목 보호대(12)의 형태가 변형되고, 목 보호대는 도 1에 도시된 이의 유휴 위치에 대해 들어 올려져서 간격(△)이 감소된다. 이러한 팽창은 대략 40-80ms정도로 수행되며, 이에 따라 착용자의 목에 실질적인 부상이 가해지기 전 더 이르게 헬멧(10)이 표면(S)과 접하게 됨을 알 수 있을 것이다. 간격(△)이 감소됨에 따라(대략 60-80mm), 헬멧(10)은 짧은 시간 후 목 보호대(12)와 접하고, 이러한 의도된 접촉을 통해 헬멧(10)은 전달 경로(헬멧(10)->표면(S)->챔버(18)->몸통(도 2에서 화살표 2로 도시됨))를 통해 헬멧에 가해지는 외부 충격을 방출시킬 수 있다.

챔버(18)는 충돌 시 다소 변형될 수 있지만 힘 전달 동안에는 함몰되지 않아야 하며, 즉 적절한 강도(적절한 내부 공기압이 충분함)를 가져야 한다.

Claims (13)

1. 착용자의 몸통에 착용되고 목 주위에서 폐쇄되고 강성을 가진 구조를 가지며 정상적인 착용시 착용자에 의해 착용된 헬멧(10)의 하측 가장자리와 상측 지지 표면(S) 사이에 간격(△)을 형성하는 목 보호대(12)로서, 헬멧(10)의 하측 가장자리와 상측 지지 표면(S) 사이의 간격(△)을 감소시키기 위해 목 보호대(12)의 형태를 일시적으로 변형시키기 위한 수단(18)을 포함하며, 착용자에 대한 사고의 충격(gravity)을 감지하는 감지 수단(SNS)을 포함하고, 충격 또는 위험 상황이 상기 감지 수단(SNS)에 의해 감지될 때 상기 목 보호대(12)의 형태를 일시적으로 변형시키기 위한 수단(18)을 작동시켜서 헬멧(10)의 하측 가장자리와 상측 지지 표면(S) 사이의 간격(△)을 감소시키고 몸통을 향해 목 보호대(12)에 가해지는 압박력을 전달하기 위한 보충 전달 경로를 형성하기 위한 제어 유닛(PU)을 포함하는 목 보호대(12)에 있어서,
   상기 목 보호대(12)의 형태를 일시적으로 변형시키기 위한 수단(18)은, 에어백 구조를 가지고 팽창될 수 있는 한 개이상의 챔버(18)를 포함하고, 헬멧(10)의 하측 가장자리와 접촉하는 목 보호대의 상측 지지 표면(S)은 강성의 표면인 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상측 지지 표면(S)은 착용자의 어깨 위에서 완만한 'n'자 형태로 만곡되며, 상기 상측 지지 표면은 완벽히 평활하게 형성되는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
4. 제 1 항에 있어서, 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단(18)은 사용 중 몸통을 향하는 장치의 표면상에 배치되고 배치 후 상기 목 보호대를 상향으로 들어올릴 수 있는 배치가능한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
5. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단(18)은, 30N/mm의 강성 또는 이보다 큰 강성을 가지는, 몸통과 상기 목 보호대(12) 사이의 보충 접촉 구조물을 형성하는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
6. 제 1 항에 있어서, 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단(18)은 형태가 변형되기 전의 위치에 대하여 몸통으로부터 적어도 60 mm의 높이로 목 보호대를 들어올리는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
7. 제 1 항에 있어서, 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단의 표면을 가열 또는 냉각시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
8. 제 7 항에 있어서, 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단은 절연 챔버 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
9. 제 1 항에 있어서, 착용자가 사용 후 일시적으로 변형시키기 위한 수단(18)을 제거하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
10. 제 9 항에 있어서, 제거를 위한 수단은 상기 일시적으로 변형시키기 위한 수단이 목 보호대의 형태를 변형시킨 후에만 작동되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
11. 제 1 항에 있어서, 일시적으로 변형시키기 위한 수단은 목 주위에 대칭 구조로 배열되는 압박력을 위한 2개이상의 보충 전달 경로를 형성하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
12. 제 1 항에 있어서, 감지 수단(SNS)은 목 보호대(12)의 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).
13. 제 1 항에 있어서, 감지 수단(SNS)은 가속도계, 자이로스코프, 지구 자장 센서로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 목 보호대(12).

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