(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両肩に肩ハーネスを着用し、頭部にヘルメットを着用し、頭部とヘルメットの組み合わせの水平レベル重心がほぼ乗員の目のレベルにある車両乗員のための頭部・首部支持装置であって、
（ａ）乗員に関して前部分と後部分とを含む堅い拘束手段であって、前部分は乗員の胴部と両肩にぴったり合う輪郭を有し、後部分は乗員の首部と両肩の背部にぴったり合う輪郭を有し、前部分と後部分は乗員の反対側に負荷支承表面を有し、肩ハーネスの肩ベルトは、乗員が車両に確実に固定された時、堅い拘束手段の前部分と後部分との負荷支承表面と接触している、堅い拘束手段、
（ｂ）拘束手段の後部分から少なくとも頭部とヘルメットの組み合わせの水平レベル重心の近くおよび乗員の首部近くに延びる、拘束手段の上に取り付けられた堅くて高いカラーであって、乗員が前方向と横方向の視野を得るための頭部の動きを可能にする、堅くて高いカラー、および
（ｃ）カラーとヘルメットとの間に取り付けられたつなぎ手段であって、ほぼ水平の平面内にある拘束部をヘルメットとカラーとの間に設け、通常の車両運転中または衝突時にはカラーは力をつなぎ手段から拘束手段へ伝達し、拘束手段の負荷支承表面は力を拘束手段から肩ハーネスの肩ベルトへ伝達して、肩ハーネスが拘束手段とカラーを通じてつなぎ手段に抵抗をもたらすことを可能にし、これによって胴部に関する頭部の動きと、車両運転中または衝突のときに疲労と負傷の原因になる可能性のある、乗員の首部に伝達される力を減少させる、つなぎ手段
を含む頭部・首部支持装置。
【請求項２】
拘束手段の前部分と後部分が、負荷支承表面を形成して肩ハーネスの肩ベルトを受け入れる溝形材を有する請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項３】
溝形材が、肩ハーネスの肩ベルトが乗員の首部に向かって内側に動くことを防止する内側リップを有する請求項２に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項４】
通常の車両運転時には、カラーが乗員のヘルメットから離間している請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項５】
拘束手段とカラーが一体部片である請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項６】
カラーとヘルメットの間で、頭部とヘルメットの組み合わせの水平レベル重心の近くに、つなぎ手段が取り付けられている請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項７】
つなぎ手段が、乗員の各肩の近くでカラーの対向側に連結された２本のストラップである請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項８】
ストラップの長さが、乗員の頭部の左右回転運動を可能にする長さである請求項７に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項９】
ストラップが、ヘルメットの開口部を通ってヘルメットの外側とカラーの外側表面とに沿って延び、カラーの第１開口部を通ってカラーの内側表面に沿って、カラーの第２開口部を通って戻る請求項７に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１０】
ストラップの第１端が、該第１端がヘルメットの開口部を通って動かないように広げられた部分を有する請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１１】
後部分は、後部分の底が乗員の背部で両肩の近くに接触し、負荷支承表面を有する後部分の最上部が乗員の両肩から離間する厚さを有する請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１２】
拘束手段の後部分が、装置の重量を軽減するように中空になっている請求項１１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１３】
後部分の負荷支承表面は、後部分の負荷支承表面における肩ハーネスの肩ベルトが乗員の両肩の最上部水平レベルとほぼ平行になるように位置決めされている請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１４】
後部分の内側が乗員の首部に適応するための切欠きを有する請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１５】
負荷支承表面が、負荷支承表面と肩ベルトとの間の摩擦力を増加する摩擦材料を備えている請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１６】
後部分から延びて首部の各側において乗員の胴部前面を下がる２つの正面部分がある請求項１に記載の頭部・首部支持装置。
【請求項１７】
乗員を車両に確実に固定するための肩ベルトを備えた肩ハーネスを有する高性能車両の乗員の首部を保護するための方法であって、
（ａ）乗員の頭部のためにヘルメットを提供すること、
（ｂ）乗員に関する前部分と後部分とを含む堅い拘束手段であり、前部分は乗員の胴部と両肩にぴったり合う輪郭を有し、後部分は乗員の首部と両肩の背部にぴったり合う輪郭を有し、前部分および後部分が乗員の胴部とは反対の側に負荷支承表面を有する堅い拘束手段と、拘束手段の後部分から少なくとも頭部とヘルメットとの組み合わせの水平レベル重心の近くおよび乗員の首部近くに上向きに延びる、拘束手段の上に取り付けられた堅くて高いカラーと、カラーとヘルメットとの間に取り付けられたつなぎ手段とを有する、頭部・首部支持手段を提供すること、
（ｃ）拘束手段の前部分が乗員の胴部に隣接し、拘束手段の後部分が乗員の首部と両肩に隣接するように、乗員の両肩の上に首部支持手段を位置決めすること、
（ｄ）ヘルメットを乗員の頭部の上に位置決めすること、
（ｅ）ほぼ水平の平面内にある拘束部をヘルメットとカラーとの間に設けるつなぎ手段を、首部支持装置のカラーとヘルメットとの間に取り付けること、および、
（ｆ）肩ハーネスの肩ベルトが首部支持装置の拘束手段の前部分と後部分の負荷支承表面に隣接して接触するように、乗員の周りに肩ハーネスを確実に固定することであって、通常の車両運転中または衝突時にはカラーは力をつなぎ手段から拘束手段へ伝達し、拘束手段の負荷支承表面は力を拘束手段から肩ハーネスの肩ベルトへ伝達して、肩ハーネスが拘束手段とカラーを通じてつなぎ手段に抵抗をもたらすことを可能にし、これによって胴部に関する頭部の動きと、車両運転中または衝突のときに疲労と負傷の原因になる可能性のある、乗員の首部に伝達される力を減少させる、固定すること
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、高性能車両において使用するための改良された頭部・首部支持装置に関する。本発明は特に、車両の乗員の肩上に取り付けられる改良された頭部・首部支持装置であって、この装置を通じて力を乗員の首部から離して車両の肩ハーネスへ移転する作用をする改良された頭部・首部支持装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
本発明は、Ｈｕｂｂａｒｄの米国特許第４６３８５１０号に記載の本出願人の古い頭部・首部支持装置を改良することである。Ｈｕｂｂａｒｄの米国特許第４６３８５１０号は、運転者のヘルメットと頭部・首部支持装置のカラーとの間に取り付けられたつなぎを有する頭部・首部支持装置を開示している。この頭部・首部支持装置は、乗員の肩の背部周囲と、首の近くと、乗員の胸部前方上とにぴったり合ったカラーと一体化したヨークを有する。ヨークには開口部があるので、乗員は開口部を通じて頭を置くことによって頭部・首部支持装置を付けることができる。本出願人による当初の装置における別の実施形態では、ヨークは前面にスロットを備えているので、乗員は首の周りに装置を滑らせることによって、背部から装置を付けることができる。当初の頭部・首部支持装置は、約３００人のレースカーやレース用ボートの乗員のために作られた。これらの乗員の中には衝突した者もいくらかいたが、頭部や首部に重傷を負ったという報告はない。これらの乗員の多くは、かれらの頭部・首部支持装置が頭部や首部の負傷を減少または排除するものと信じている。
【０００３】
当初の頭部・首部支持装置に伴う主な問題点は、頭部・首部支持装置のカラーとヨークが曲がることによってつなぎからの負荷が抵抗を受けなければならないことである。このために、乗員のヘルメットの底部と乗員の胴部との間の空間を占める実質的なカラー・ヨーク構造が必要である。当初の頭部・首部支持装置は効果的に機能して首部の負荷と頭部の加速を低下させるが、乗員のヘルメットの底部を害することが多い。
【０００４】
関連技術も、車両の乗員が使用するためのさまざまな形式の頭部支持装置を開示している。例としては、Ｐａｔｔｅｒｓｏｎの米国特許第４９０９４５９号、Ａｄａｍｓ他の同第４９２３１４７号、およびＭｏｎｓｏｎ他の同第５２６７７０８号が挙げられる。
【０００５】
Ｐａｔｔｅｒｓｏｎは、乗員のヘルメットを車両シートに連結する頭部拘束装置を開示している。頭部拘束部は、単一の力を頭部に加えて頭部が水平前方運動を拘束する拘束ストラップと、頭部を直立に保持するためのヘルメット上のストラップ組立品とを有する。拘束ストラップは、頭部を頭部とヘルメットの中間近くに直接引き戻す。拘束ストラップは、減速が所定のレベルを超過したときに力を加えるだけである。ストラップをヘルメットに取り付けることによって、ヘルメットを垂直軸の周りに約１８０°回転させることができる。拘束部を乗員の胴部に連結して、頭部と胴部を同時に引きもどすこともできる。乗員が車両を出るためには拘束部を外さなければならない。
【０００６】
Ａｄａｍｓ他は、Ｇが高い加速中に車両の乗員を前方位置に維持する車両用シートインサートを開示している。このシートインサートは、前方傾き姿勢中に乗員の頭部を支持するための頭部支持装置を有する。頭部支持部材拘束コードが設けられていて、乗員の前方傾き中に頭部支持装置の動きを拘束する。ヘルメットの頂部と底部は、ヘルメット頂部の後ろと上にある頭部支持部材に拘束される。頭部支持部材は、加速によって下向きになる乗員の頭部の動きに抵抗することを目的とする。シートインサートはまた、脊柱をその自然の曲率に支持するための頭部支持部材に連結された背板組立品も含む。背板組立品は、車両のシートに関して前方に旋回することができる。背板は、脊柱から背板組立品へ、最終的には車両の既存のシートへＧを減らした重量を移転させることができる。シートインサートは乗員をシートに関して拘束するもので、また胴部の拘束を頼みにして、頭部を胴部に関して拘束するための頭部拘束部と両立できるものでなければならない。
【０００７】
Ｍｏｎｓｏｎ他は、身体支持装置に取り付けることのできる頭部支持器具を開示している。この器具は、ｙ−ｚ面では固定されているがｘ軸の周りに回転可能であるように身体支持装置に取り付けることのできるビームハウジングを含む。ｘ軸は、本人の顔を通って頭部の後ろに延びるものとして定義される。ｙ軸は、耳から耳へ横方向に延びるものとして定義され、そしてｚ軸は頭部の頂から垂直に本人のあご先を通って延びるものとして定義される。Ｕ形剛性ビームがビームハウジングのチャネルに取付け可能であるから、ビームはｘ−ｙ平面内に堅く保持されるが、ｘ軸の周りに回転させることができる。ヘルメットをｘ−ｚ平面内で剛性ビームに関して支持するが、ｙ軸の周りにヘルメットが回転できるように、ヘルメットアタッチメントが設けられている。
【０００８】
軽量で乗員に容易に取り付けられ、乗員の可動性と快適さを阻害することなく、力を乗員の頭部と首部から離して車両の支持ハーネスへ移転させる、頭部・首部支持装置の必要性が残っている。
【０００９】
（発明の概要）
本発明は、高性能車両において使用するための改良された頭部・首部支持装置である。この装置は拘束ヨークおよびカラーを含む。拘束ヨークは、乗員の両肩から乗員の胴部に沿って下向きに延びる２つの前部分を有する。拘束ヨークはまた、乗員の首部と両肩の後ろに延びる後部分も含む。装置のカラーは、乗員の頭部の後ろで拘束ヨークの後部分から上向きに延び、つなぎによって乗員のヘルメットに連結されている。ヨークの前部分と後部分は負荷支承表面を備えている。車両の肩ハーネスの肩ベルトは、装置が肩ベルトと乗員の間にあるように装置を乗員に取り付けると、負荷支承表面の上で拘束ヨークの前部分と後部分を覆って延びる。カラーはヘルメットからの力をつなぎを通じて拘束ヨークのカラーに移転するように作用し、拘束ヨークは負荷支承表面を通じて力を肩ハーネスの肩ベルトに移転し、これによって力が乗員の首部へ伝達することを減少させる。
【００１０】
本発明の実質と利点は、添付の図面と下記の説明を参照することによってさらに明らかになろう。
【００１１】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は、車両の乗員の両肩および乗員の頭部におけるヘルメットを覆う肩ハーネスと、乗員のほぼ目のレベルで頭部とヘルメットの組み合わせの水平レベル重心とを有する、車両の乗員用の頭部・首部支持装置であって、乗員に関して前部分と後部分とを含む堅い拘束手段であり、前部分は乗員の胴部と両肩にぴったり合う輪郭を有し、後部分は乗員の首部と両肩の背部にぴったり合う輪郭を有し、前部分および後部分は乗員とは反対の側に負荷支承表面を有し、肩ハーネスの肩ベルトは、乗員が車両の中に確実に固定されているときは堅い拘束手段の前部分と後部分の負荷支承表面と接触している、堅い拘束手段と、拘束手段の後部分から少なくとも頭部とヘルメットとの組み合わせの水平レベル重心の近くおよび乗員の首部近くに延びる、拘束手段の上に取り付けられた堅くて高いカラーであって、乗員の前方向および横方向の視野を確実に固定するために頭部を動かすことができるようにする、堅くて高いカラーと、カラーとヘルメットとの間に取り付けられたつなぎ手段であって、ほぼ水平の平面内にある拘束部をヘルメットとカラーとの間に設け、通常の車両運転中または衝突時にはカラーは力をつなぎ手段から拘束手段へ伝達し、拘束手段の負荷支承表面は力を拘束手段から肩ハーネスの肩ベルトへ伝達して、肩ハーネスが拘束手段とカラーを通じてつなぎ手段に抵抗をもたらすことを可能にし、これによって胴部に関する頭部の動きと、車両運転中または衝突のときに疲労と負傷の原因になる可能性のある乗員の首部に伝達される力を減少させる、つなぎ手段とを含む頭部・首部支持装置に関する。
【００１２】
さらに本発明は、乗員を車両に確実に固定するための肩ベルトを備えた肩ハーネスを有する高性能車両の乗員の首部を保護するための方法であって、乗員の頭部のためにヘルメットを提供すること、乗員に関する前部分と後部分とを含む堅い拘束手段であり、前部分は乗員の胴部と両肩にぴったり合う輪郭を有し、後部分は乗員の首部と両肩の背部にぴったり合う輪郭を有し、前部分および後部分が乗員とは反対の側に負荷支承表面を有する堅い拘束手段と、拘束手段の後部分から少なくとも頭部とヘルメットとの組み合わせの水平レベル重心の近くおよび乗員の首部近くに上向きに延びる、拘束手段の上に取り付けられた堅くて高いカラーと、カラーとヘルメットとの間に取り付けられたつなぎ手段とを有する、頭部・首部支持手段を提供すること、拘束手段の前部分が乗員の胴部に隣接し、拘束手段の後部分が乗員の首部と両肩に隣接するように、乗員の両肩の上に首部支持手段を位置決めすること、ヘルメットを乗員の頭部の上に位置決めすること、ほぼ水平の平面内にある拘束部をヘルメットとカラーとの間に設けるつなぎ手段を、首部支持装置のカラーとヘルメットとの間に取り付けること、および、肩ハーネスの肩ベルトが首部支持装置の拘束手段の前部分と後部分の負荷支承表面に隣接して接触するように、乗員の周りに肩ハーネスを確実に固定することであって、通常の車両運転中または衝突時にはカラーは力をつなぎ手段から拘束手段へ伝達し、拘束手段の負荷支承表面は力を拘束手段から肩ハーネスの肩ベルトへ伝達して、肩ハーネスが拘束手段とカラーを通じてつなぎ手段に抵抗をもたらすことを可能にし、これによって胴部に関する頭部の動きと、車両運転中または衝突のときに疲労と負傷の原因になる可能性のある乗員の首部に伝達される力を減少させる、乗員の周りに肩ハーネスを確実に固定することを含む方法に関する。
【００１３】
図２から図８までに、本発明による頭部・首部支持手段１０を示す。図１と図９は、車両（図示せず）の運転者または他の乗員１００に取り付けられた本発明の首部支持装置１０を示す。装置１０は、一体物としてともに形成された拘束ヨーク１２とカラー１１を含む。拘束ヨーク１２はＵ形状を呈し、後部分１２Ｃから外向きに延びる一対の前部分すなわち脚１２Ａ、１２Ｂを有する。前部分１２Ａ、１２Ｂは、後部分１２Ｃから前方に延びている。拘束ヨーク１２の底表面は、乗員１００の両肩１０２および胴部１０４または胸部の前面１０４Ａと合致するような輪郭を有する（図５、図６）。拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃの内表面は、乗員の首１０６に適応するために前部分１２Ａ、１２Ｂの間にノッチ１２Ｄを有する。拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃは、後部分１２Ｃの底部が乗員１００の背部に沿って両肩１０２の後ろで下に延びるが、後部分１２Ｃの頂部は両肩１０２の上に間隔をあけるような厚さを有する（図１）。拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃは、装置１０の重量を減らすように中空であることが好ましい（図７、図８）。
【００１４】
前部分１２Ａ、１２Ｂに沿って前部分１２Ａ、１２Ｂに隣接する後部分１２Ｃの上にある拘束ヨーク１２の上表面は、拘束ヨーク１２の最上表面において溝形材の形状をなす負荷支承表面１４を備えている（図２、図３）。負荷支承表面１４は、前部分１２Ａ、１２Ｂに沿って、乗員１００の両肩１０２の上における前部分１２Ａ、１２Ｂに隣接する後部分１２Ｃにおいて、ヨーク１２の上表面の形状に追随する。拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃの厚さによって、拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃに隣接する負荷支承表面１４が乗員１００の両肩１０２の後ろにあって本質的に両肩１０２と同じ垂直レベルにあることが可能になる（図１、図９）。負荷支承表面１４の内縁は、肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａが滑って負荷支承表面１４から離れて乗員１００の首部１０６に向かうことを防止するように、隆起したリップ１６を備えることが好ましい。負荷支承表面１４の幅は、肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａの幅よりも大きなことが好ましい。負荷支承表面１４は、肩ベルト１１０Ａが負荷支承表面１４の上で滑らないようにし、力を負荷支承表面１４から肩ハーネス１１０へうまく移転させる、摩擦材料１８を備えることが好ましい。ベルト支承表面１４の断面は平坦であることが好ましい。
【００１５】
カラー１１は、これが乗員１００の頭部１１２の背後で延びるように、前部分１２Ａ、１２Ｂの間で拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃから延びている。カラー１１は、少なくとも乗員１００の頭部およびヘルメットの組合せ水平レベル重心（ＨＨＣＧ）へ上向きに延びている（図１）。カラー１１は、乗員１００の頭部１１２とヘルメット１０８の形状に追随するために彎曲していることが好ましい。カラー１１は、乗員１００の両肩１０２に隣接してカラー１１の左側と右側に一対の内側開口部２０Ａと外側開口部２０Ｂとを備えている。開口部２０Ａ、２０Ｂによって、つなぎまたはストラップ１５を、頭部・首部支持装置１０のカラー１１と乗員１００の上に位置するヘルメット１０８との間に連結することができる。開口部２０Ａ、２０Ｂは細長くて、つなぎ１５の幅および厚さよりもわずかに大きな幅および厚さを有することが好ましい。好ましい実施形態では、ヘルメット１０８とは反対側のカラー１１の外表面において、開口部２０Ａ、２０Ｂに隣接してカラー１１の左側と右側にループ２２が備わっている。ループ２２によってつなぎ１５をカラー１１に確実に固定することができる。つなぎ１５は、ヘルメット１０８の左側と右側における開口部１０８Ａからカラー１１の左側と右側における一対の開口部２０Ａ、２０Ｂを通じて延びているので、つなぎ１５は開口部分２０Ａ、２０Ｂの周りに巻きつけられて、開口部分２０Ａ、２０Ｂに確実に固定される。
【００１６】
図１０〜図１２に示すように別の実施形態では、つなぎ２１５は、ヘルメット１０８の開口部１０８Ａを通じてヘルメット１０８の外表面に沿って、またループ２２の下をカラー１１の外表面に沿って延びている。次いでつなぎ２１５はカラー１１の内側開口部２０Ａの中に延び、カラー１１の内表面に沿って戻り、カラー１１の外側開口部２０Ｂを通ってループ２２の下で出ている。つなぎ２１５の第１端２１５Ａは、ヘルメット１０８の開口部１０８Ａを通って外れないように広げられている（図１２）。
【００１７】
つなぎ１５または２１５は、ヘルメット１０８の左側と右側に備えられている。つなぎ１５または２１５は同一であることが好ましい。つなぎ１５または２１５は、乗員１００の頭部１１２が左右に回転移動できるように連結されている。好ましい実施形態では、つなぎ１５または２１５は固定長を有している。つなぎ１５または２１５の長さは、頭部１１２の多少の可動性を可能にするが疲労および潜在的に負傷しやすい頭部の動きを防ぐような長さである。つなぎ１５または２１５の長さは、乗員１００が視野を増やすために頭部１１２を回転する能力が得られるような長さであることが好ましい。乗員１００は、前方向と横方向の視野を得るように頭部１１２を動かせることが好ましい。つなぎ１５または２１５は、頭部１１２の回転運動を中心のいずれの側にも約４５°に制限することが好ましい。つなぎ１５または２１５は、固定的ではあるが多少フレキシブルにカラー１１に確保されている。つなぎ１５または２１５は、比較的伸びない繊維質ストラップ材料で作られることが好ましい。つなぎ１５または２１５は、つなぎ１５または２１５が本質的に、組み合わせた頭部とヘルメットの重心（ＨＨＣＧ）における水平面または水平レベルの近くに位置するように、カラー１１とヘルメット１０８との間に連結されている。拘束ヨーク１２およびカラー１１は、カーボンファイバ複合物または高耐衝撃性プラスチック材料などの、軽量で耐久性の堅くて曲がらない材料で作られることが好ましい。
【００１８】
使用
本発明の装置１０は、拘束ヨーク１２の前部分１２Ａ、１２Ｂが乗員１００の胸部または胴部１０４の前面１０４Ａに沿って下方に延び、拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃが乗員１００の首部１０６と両肩１０２の背後に延び、カラー１１が乗員１００の頭部１１２の背後に本質的に垂直に上向きに延びるように、乗員１００に取り付けられている。好ましい実施形態では、カラー１１は乗員１００のヘルメット１０８から離間している。装置１０は、乗員１００の首部１０６が拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃの切欠き１２Ｄに隣接するように取り付けられる。好ましい実施形態では、乗員１００の胴部１０４の前面１０４Ａに隣接する拘束ヨーク１２の前部分１２Ａ、１２Ｂは、装置１０が乗員１００に確実に保持されて、乗員１００が車両に座っているときには、車両の水平軸１１４によって定義されるような水平との角度αが約３０°〜５０°になるように位置決めされる（図１）。
【００１９】
乗員１００が車両に確実にベルトで固定されると、装置１０は肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａによって正しい位置に確実に保持される。装置１０は、肩ベルト１１０Ａによって車両の乗員１００に確実に固定されるだけである。これによって、乗員１００は装置１０を除去することなく車両を出ることができる。肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａは、拘束ヨーク１２が肩ベルト１１０Ａと乗員１００との間にあり、負荷支承表面１４は乗員の両肩１０２の上と背後にあって、乗員の両肩１０２と背もたれ（図示せず）との間にあるように、拘束ヨーク１２の負荷支承表面１４に沿って延びている（図１、図９）。拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃにおける負荷支承表面１４は、後部分１２Ｃに隣接する肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａが乗員１００の両肩１０２の最上部水平レベルとほぼ平行になるように、位置決めされている。肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａは拘束ヨーク１２を、通常の車両運転時と衝突時の両方において、乗員１００の胴部１０４の前面１０４Ａおよび肩部１０２と接触した状態で確実に保持する。装置１０のカラー１１は、つなぎ１５または２１５によって乗員１００の頭部１１２におけるヘルメット１０８に連結されている。つなぎ１５または２１５のヘルメット１０８への連結は、装置１０全体を前方へ、装置１０の後部分１２Ｃとカラー１１とを上方へ引っ張ることになる。さらに、つなぎ１５または２１５によって行使される力は、頭部・首部支持装置１０の最上部の近くと、頭部・首部支持装置１０を乗員１００の胴部１０４に保持している肩ハーネス１１０の上にあるので、頭部・首部支持装置１０の後部分１２Ｃは、上方と前方に回転する傾向があり、ヨーク１２の後部分１２Ｃにおける負荷支承表面１４上で肩ベルト１１０Ａからの下向きと後向きとの力によって抵抗を受ける。衝突時には、つなぎ１５または２１５はヘルメット１０８から頭部・首部支持装置１０のカラー１１への張力を支える。
【００２０】
胴部１０４に関して頭部が前方移動することによる（ブレーキをかけた場合、または車両の前部が何物かに当たった場合などの）車両の後方加速または正面衝突では、拘束ヨーク１２は車両に関して前方に移動し、カラー１１の最上部とともに回転し、頭部／ヘルメット拘束力によって底部に関して前方に移動することになる。拘束ヨーク１２が前方へ移動する傾向は、本発明の装置１０なしでも通常に起こるものと全く同じ方式で肩ベルト１１０Ａによって抑制されることになる。装置１０の後部が上昇するように装置１０の最上部が前方に回転する傾向は、両肩１０２の最上部と後部に隣接する拘束ヨーク１２の負荷支承表面１４上で下向きおよび後向きに作用する肩ベルト１１０Ａによって抑制される。この回転抑制も、拘束ヨーク１２の前方下部がリブケージの下部に負荷をかけることを減少する。乗員１００の身体も車両に関して前方に移動する傾向がある。乗員１００の胴部１０４は、肩ハーネス１１０および拘束ヨーク１２からの後向きの力によって拘束される。肩ハーネス１１０は、乗員の両肩１０２の上、ひざの周り、および両脚の間の肩ベルト１１０Ａを含む。頭部・首部支持装置１０は、肩ハーネス１１０によって乗員１００の胴部１０４の上で適所に保持される。頭部１１２は前方へ動き続ける傾向があるが、つなぎ１５または２１５を通じて加えられる力の結果として胴部１０４とともに動くことは抑制される。したがって、車両は後向きに加速され、頭部１１２、胴部１０４、および拘束ヨーク１２は車両に関して前方に動き、胴部１０４と拘束ヨーク１２は肩ハーネス１１０によって抑制され、頭部１１２とヘルメット１０８が胴部１０４とともに動くことは装置１０によって抑制される。頭部１１２とヘルメット１０８とを拘束する力は主として装置１０を通じて肩ベルト１１０Ａに運ばれる。頭部１１２を抑制するつなぎ力は首部１０６の負荷を減少させる。したがって、これらのつなぎ力は、首部１０６に対する疲れの強制を減少し、また装置１０がない場合に存在することのある負荷による負傷の潜在可能性を減少する。つなぎ１５または２１５はまた、乗員１００の頭部と首部が胴部１０４に関して極端に動くことを防止する。つなぎ１５または２１５からの負荷は、カラー１１と拘束ヨーク１２とを通じて胴部１０４と肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａとに伝達される。負荷支承表面１４に取り付けられた摩擦材料１８は、負荷支承表面１４上に肩ベルト１１０Ａから後向きに作用する摩擦力を増加する。この方法で、負荷支承表面１４は頭部・首部支持装置１０を効果的に拘束して、乗員１００の頭部１１２が胴部１０４とともに動くことを抑制するつなぎ力を支える。
【００２１】
正面衝突の場合には、乗員１００に対する加速力と拘束力は主として水平である。水平つなぎ１５または２１５は、乗員の頭部１１２が乗員の胴部１０４とともに動いて、胴部は乗員の首部１０６に加えられる力を減少させ、この力は頭部１１２と首部１０６の負傷の原因となり得るような、乗員の頭部１１２の動きを抑制する。つなぎ１５または２１５は、側方の視野に頭部を回転させることによる頭部の動きと加速も低下させる。肩ベルト１１０Ａは、乗員１００の両肩１０２の近くと背後において負荷支承表面１４に下向きと後向きの負荷を加えて、頭部・首部支持装置１０のカラー１１と乗員１００のヘルメット１０８との間に作用するつなぎ力を打ち消す。負荷支承表面１４上における肩ベルト１１０Ａからの負荷は、装置１０とつなぎ１５または２１５とを通じて作用し、乗員１００の胴部１０４に関する乗員１００の頭部１１２の前方移動に抵抗する。頭部・首部支持装置１０は乗員の胴部１０４と肩ハーネス１１０との間にあるので、ヘルメットを着けた頭部１１２を拘束する力は、頭部・首部支持装置１０を通じて乗員の胴部１０４と肩ハーネス１１０に伝達される。
【００２２】
前方加速度を伴う後面衝突では、乗員１００は、背もたれの角度が原因で前後に動く傾向がある。頭部１１２を支持する構造は胴部１０４の前面１０４Ａと共に後方へ動く。肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａによる摩擦は、乗員１００の胴部１０４が肩ハーネス１１０に関して前方に動くときに、乗員１００を減速する。装置１０は乗員の肩１０２と肩ベルト１１０Ａとの間にあって、肩ベルト１１０Ａからの力を増し、乗員１００が背もたれを上に滑動すると、下向きの力をさらに増す。したがって、頭部・首部支持装置１０によって後面衝突時に乗員１００の上胴部１０４の拘束が改善される。
【００２３】
（車両の側面に物体が当たった場合などの）横向き加速の場合に、例示の目的で、車両は左側に曲がるか車両右側へ物体が衝突した場合に左側に加速され、車両に対する力と動きが出現すると想定しよう。胴部１０４はシートとハーネス１１０によって拘束されている。ヘルメット１０８と頭部１１２は、左側のつなぎ１５または２１５における張力によって、また右側におけるカラー１１との接触によって、胴部１０４と共に左ヘ加速するように拘束される。つなぎ１５または２１５は、側方への動きによってヘルメットを着けた頭部１１２も後方へ動いてカラー１１の中へ入る。側方への加速では、ヘルメットを着けた頭部１１２からのカラー１１上の負荷は、拘束ヨーク１２の最上部を回転させて加速方向（この例では最上部から右へ）から逸らせる傾向がある。拘束ヨーク１２は右肩１０２の上に下向きに動き、左肩１０２からは上向きに離れる傾向がある。この回転の傾向は、拘束ヨーク１２と右肩１０２との間の力、および左側では拘束ヨーク１２と肩ハーネス１１０との間の力によって抵抗を受ける。頭部１１２、ヘルメット１０８、および装置１０はまた右へ動く傾向がある。この動きは、右側では肩ハーネス１１０によって、またある程度は、拘束ヨーク１２の左側の負荷支承表面１４上の肩ベルト１１０Ａによって、またカラー１１と上肩１０２および首部１０６との間の接触によって抵抗を受ける。
【００２４】
こうして、頭部１１２、ヘルメット１０８、首部１０６、および胴部１０４の、前方向、後方向、または側方向の成分を有する加速は、上述の機械的応答の組合せによって拘束される。
【００２５】
負荷支承表面１４は乗員の両肩１０２の最上部から後向きに延びているので、レースのときには、これらの負荷支承表面１４は肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａの下に位置する。肩ベルト１１０Ａは、負荷支承表面１４の縁の下で装置１０の後部分１２Ｃにおいて車両に確実に固定することができるので、頭部・首部支持装置１０の負荷支承表面１４は、乗員１００がレースを行っている間は肩ベルト１１０Ａによって負荷を受け、頭部・首部支持装置１０のこの負荷は、乗員の両肩１０２に伝達されてシートの中に乗員１００を抑えつけるのに役立つ。
【００２６】
負荷支承表面１４は、つなぎ１５または２１５から頭部・首部支持装置１０を通じて肩ベルト１１０Ａへ向かう力の負荷経路を提供する。頭部・首部支持装置１０を通る負荷経路は、曲げ抵抗用の当初の頭部・首部支持装置（米国特許第４６３８５１０号）では必要であったヘルメット１０８と肩ベルト１１０Ａとの間の材料を、頭部・首部支持装置１０から除去することを可能にする。本発明の頭部・首部支持装置１０は小型で操作が容易であり、これによって乗員１００は頭部・首部支持装置１０とヘルメット１０８との間にほとんど邪魔を伴わずに着用することができる。
上述の説明は本発明の単なる例示であり、本発明は上述の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  乗員１００の両肩１０２の上に取り付けられ、つなぎ１５によってヘルメット１０８に連結された頭部・首部支持装置１０の側面図。
【図２】  拘束ヨーク１２およびカラー１１を示す、頭部・首部支持装置１０の前面図。
【図３】  拘束ヨーク１２およびカラー１１を示す、頭部・首部支持装置１０の側面斜視図。
【図４】  拘束ヨーク１２およびカラー１１を示す、頭部・首部支持装置１０の背面斜視図。
【図５】  拘束ヨーク１２およびカラー１１を示す、頭部・首部支持装置１０の底部右側斜視図。
【図６】  拘束ヨーク１２およびカラー１１を示す、頭部・首部支持装置１０の底部左側斜視図。
【図７】  拘束ヨーク１２の後部分１２Ｃを示す、図２における線７−７に沿った断面図。
【図８】  負荷支承表面１４の上に摩擦材料１８を備えた拘束ヨーク１２の前部分１２Ｂを示す、図２における線８−８に沿った断面図。
【図９】  負荷支承表面１４の上に肩ハーネス１１０の肩ベルト１１０Ａの位置調整部を有する、乗員１００に取り付けた頭部・首部支持装置１０の側面図。
【図１０】  代替品のつなぎ２１５によってヘルメット１０８に連結された頭部・首部支持装置１０の斜視図。
【図１１】  頭部・首部支持装置１０とヘルメット１０８との間に連結された代替品のつなぎ２１５を示す部分図。
【図１２】  頭部・首部支持装置１０とヘルメット１０８との間に連結された代替品のつなぎ２１５を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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