(57)【要約】【課題】誤作動を生ずることなくエアバッグを瞬時に作動させることのできる人体用エアバッグ装置を提供する。【解決手段】角速度センサによって検出される角速度の絶対値が所定の角速度よりも大きくなると、記憶部に記憶されていた角速度値を最新の検出時から所定時間前まで積分し、その積分値の絶対値が所定の値よりも大きく、且つ加速度センサによって検出される加速度が所定の加速度よりも小さい場合に、エアバッグ１を膨張させるようにしたので、実際の転倒のように角速度が徐々に増加する場合と、転倒以外の急激な姿勢の変化のように角速度が瞬間的に増加する場合とを角速度の積分値に基づいて精度良く判別することができ、転倒以外の動作に対する誤動作防止に極めて効果的である。また、誤作動防止のために判定時間を意図的に遅らせる必要もないので、エアバッグ１を瞬時に膨張させることができる。
2010090317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の所定部位に対応するように設けられたエアバッグと、
エアバッグを膨張させる膨張手段と、
加速度を検出する加速度センサと、
角速度を検出する角速度センサと、
角速度センサによって検出された角速度値を記憶する角速度記憶手段と、
角速度センサによって検出される角速度の絶対値が所定の値よりも大きくなった場合に、角速度記憶手段によって記憶されていた角速度値を最新の検出時から所定範囲だけ前の検出時まで積分し、その積分値の絶対値が所定の値よりも大きく、且つ加速度センサによって検出される加速度の絶対値が所定の値よりも小さい場合にエアバッグを膨張させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする人体用エアバッグ装置。
【請求項２】
人体の所定部位に対応するように設けられたエアバッグと、
エアバッグを膨張させる膨張手段と、
加速度を検出する加速度センサと、
角速度を検出する角速度センサと、
角速度センサによって検出された角速度値を記憶する角速度記憶手段と、
加速度センサによって検出される加速度の絶対値が所定の値よりも小さい状態が所定時間以上継続した場合にエアバッグを膨張させ、または角速度センサによって検出される角速度の絶対値が所定の値よりも大きくなった場合に、角速度記憶手段によって記憶されていた角速度値を最新の検出時から所定範囲だけ前の検出時まで積分し、その積分値の絶対値が所定の値よりも大きい場合にエアバッグを膨張させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする人体用エアバッグ装置。
【請求項３】
前記角速度記憶手段を、最新の検出時から前記所定範囲だけ前の検出時までに検出した角速度値のみを記憶するように構成した
ことを特徴とする請求項１または２記載の人体用エアバッグ装置。
【請求項４】
前記エアバッグ、膨張手段及び角速度センサを人体の前後左右のうち少なくとも二方向に対応するように設け、
前記制御手段を、前記角速度値の積分値の絶対値が所定の値よりも大きくなった方向に対応するエアバッグを膨張させるように構成した
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の人体用エアバッグ装置。
【請求項５】
前記加速度センサに、少なくとも３軸方向の加速度を検出する加速度センサを用いた
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の人体用エアバッグ装置。
【請求項６】
前記角速度センサに、少なくとも３軸方向の角速度を検出する角速度センサを用いた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の人体用エアバッグ装置。
【請求項７】
前記エアバッグが設けられ、人体に着用可能な衣服状の着用体を備えた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の人体用エアバッグ装置。
【請求項８】
前記着用体に人体に着用可能なハーネス型安全帯を設けた
ことを特徴とする請求項７記載の人体用エアバッグ装置。
【請求項９】
前記エアバッグが設けられ、人体に着用可能なハーネス型安全帯を備えた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の人体用エアバッグ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高齢者、病人、障害者等が転倒した際の衝撃、或いは工事現場等の高所作業者が落下した際の衝撃から人体を保護するための人体用エアバッグ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、日常生活や業務中においては、例えば歩行中につまずいて転倒したり、或いは急な発病により転倒する場合があり、このような場合は転倒時の衝撃により外傷を負うことが多い。特に、高齢者は身体能力が低下しているため、僅かな段差や軽い衝突等によっても転倒し易く、転倒した場合は腰部、大腿部、頭部等を損傷するおそれがある。また、例えば癲癇の患者の場合、発作を起こすと意識を失って転倒することがあるため、その際に頭部等を強打する危険性がある。【０００３】
そこで、このような転倒事故から人体を保護するものとして、加速度センサによって検出した加速度が所定の加速度よりも小さく、角速度センサによって検出した角速度が所定の角速度よりも大きくなると、エアバッグを膨張させて転倒時の衝撃を吸収するようにした人体用エアバッグ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
このエアバッグ装置では、人体が転倒等により自由落下と同等の状態になると、加速度センサによって検出される加速度が所定の加速度よりも小さくなるが、これだけで転倒したと判定すると、飛び跳ねた場合や僅かな段差を飛び越えたときなど、転倒以外の動作によって加速度が所定の加速度よりも小さくなることがあるため、この条件に加え、転倒時に何れかの方向に角速度が生じ、角速度センサによって検出される角速度が所定の角速度よりも大きくなった場合のみエアバッグを膨張させるようにしている。この場合、急激な姿勢の変化により瞬間的に角速度が所定の角速度よりも大きくなる場合もあるため、前記転倒の判定条件が所定時間以上連続した場合のみ転倒したと判定することにより、誤作動の発生を少なくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、誤作動防止のために判定時間を意図的に遅らせるようにした場合は、エアバッグが膨張するまでの作動時間が所定の設定時間に固定されるため、作動時間を長く設定すると、エアバッグを瞬時に作動させることができず、転倒までに間に合わなくなる場合がある。また、作動時間を短く設定すると、転倒以外の瞬間的な動作を判別するための時間を十分に確保することができず、誤作動を生じやすくなる。従って、多様な転倒状況に対応させようとした場合、エアバッグを作動させるまでの時間の設定が困難になるという課題が残されていた。【０００７】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、誤作動を生ずることなくエアバッグを瞬時に作動させることのできる人体用エアバッグ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の人体用エアバッグ装置は、前記目的を達成するために、人体の所定部位に対応するように設けられたエアバッグと、エアバッグを膨張させる膨張手段と、加速度を検出する加速度センサと、角速度を検出する角速度センサと、角速度センサによって検出された角速度値を記憶する角速度記憶手段と、角速度センサによって検出される角速度の絶対値が所定の値よりも大きくなった場合に、角速度記憶手段によって記憶されていた角速度値を最新の検出時から所定範囲だけ前の検出時まで積分し、その積分値の絶対値が所定の値よりも大きく、且つ加速度センサによって検出される加速度の絶対値が所定の値よりも小さい場合にエアバッグを膨張させる制御手段とを備えている。【０００９】
これにより、記憶部に記憶されていた角速度値を最新の検出時から所定範囲だけ前まで積分し、その積分値が所定の値よりも大きい場合にエアバッグが膨張することから、実際の転倒のように角速度が徐々に増加する場合と、転倒以外の急激な姿勢の変化のように角速度が瞬間的に増加する場合とを角速度の積分値に基づいて精度良く判別することができるとともに、誤作動防止のために判定時間を意図的に遅らせる必要もない。【００１０】
また、本発明の人体用エアバッグ装置は、前記目的を達成するために、人体の所定部位に対応するように設けられたエアバッグと、エアバッグを膨張させる膨張手段と、加速度を検出する加速度センサと、角速度を検出する角速度センサと、角速度センサによって検出された角速度値を記憶する角速度記憶手段と、加速度センサによって検出される加速度の絶対値が所定の値よりも小さい状態が所定時間以上継続した場合にエアバッグを膨張させ、または角速度センサによって検出される角速度の絶対値が所定の値よりも大きくなった場合に、角速度記憶手段によって記憶されていた角速度値を最新の検出時から所定範囲だけ前の検出時まで積分し、その積分値の絶対値が所定の値よりも大きい場合にエアバッグを膨張させる制御手段とを備えている。【００１１】
これにより、前述の作用に加え、例えば高所から直立姿勢で落下した場合など、転倒時のような体の傾きを伴わず、角速度の積分値が所定の値よりも大きくならない場合でも、加速度の絶対値が所定の値よりも小さい状態（自由落下状態）が所定時間以上継続した場合にはエアバッグが膨張する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の人体用エアバッグ装置によれば、実際の転倒のように角速度が徐々に増加する場合と、転倒以外の急激な姿勢の変化のように角速度が瞬間的に増加する場合とを精度良く判別することができるので、転倒以外の動作に対する誤動作防止に極めて効果的である。また、誤作動防止のために判定時間を意図的に遅らせる必要もないので、エアバッグを瞬時に膨張させることができる。【００１３】
また、本発明の他の人体用エアバッグ装置によれば、前述の効果に加え、例えば高所から直立姿勢で落下した場合など、転倒時のような体の傾きを伴わない墜落の場合にもエアバッグを膨張させることができるので、転倒時のみならず、高所から落下した際の衝撃から人体を保護する場合にも極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す人体用エアバッグ装置の正面図
【図２】衿部の正面図
【図３】人体用エアバッグ装置の背面図
【図４】人体用エアバッグ装置の正面側展開図
【図５】エアバッグの膨張状態を示す人体用エアバッグ装置の背面図
【図６】エアバッグの背面側斜視図
【図７】制御系を示すブロック図
【図８】加速度の方向を示す概略図
【図９】角速度の方向を示す概略図
【図１０】制御部の動作を示すフローチャート
【図１１】角速度の記憶範囲を示す図
【図１２】角速度の変化の一例を示す図
【図１３】角速度の変化の他の例を示す図
【図１４】転倒時の動作を示す概略図
【図１５】転倒時の動作を示す概略図
【図１６】人体用エアバッグ装置の着用例を示す正面図
【図１７】本発明の他の制御例における角速度の変化の一例を示す図
【図１８】本発明の第２の実施形態を示す制御系のブロック図
【図１９】エアバッグの概略平面図
【図２０】制御部の動作を示すフローチャート
【図２１】前方転倒時の動作を示す概略図
【図２２】後方転倒時の動作を示す概略図
【図２３】本発明の第３の実施形態を示す制御系のブロック図
【図２４】エアバッグの概略平面図
【図２５】制御部の動作を示すフローチャート
【図２６】本発明の第４の実施形態を示す人体用エアバッグ装置の正面図
【図２７】人体用エアバッグ装置の背面図
【図２８】制御部の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１乃至図１７は本発明の第１の実施形態を示すものである。
【００１６】
本実施形態の人体用エアバッグ装置は、人体の頭部、背中及び臀部を覆うように膨張可能なエアバッグ１と、エアバッグ１が設けられた着用体２と、エアバッグ１を膨張させる膨張手段としての一対のインフレータ３と、加速度を検出する加速度センサ４と、角速度を検出する角速度センサ５と、加速度センサ４によって検出された加速度値を記憶する角速度記憶手段としての記憶部６と、各センサ４，５の検出信号及び記憶部６の加速度値に基づいてインフレータ３を作動させる制御部７とから構成されている。
【００１７】
エアバッグ１は、気密性及び耐久性の高い生地（例えば、全芳香族ポリエステル）からなり、このような生地を縫製または熱融着することによって袋状に形成されている。エアバッグ１は、人体Ａの頭部を後方から両側方に亘って覆う第１のエアバッグ部１ａと、人体Ａの臀部を後方から両側方に亘って覆う第２のエアバッグ部１ｂと、人体Ａの背中を頭部から臀部に亘って覆う第３のエアバッグ部１ｃとからなり、各エアバッグ部１ａ，１ｂ，１ｃは互いに一体に形成されている。この場合、第１及び第２のエアバッグ部１ａ，１ｂは第３のエアバッグ部１ｃを介して連通している。
【００１８】
着用体２は人体Ａの上半身に着用可能なベスト型の衣服状に形成され、その背面側にはエアバッグ１が収縮状態で収納されている。着用体２の上部には第１のエアバッグ部１ａを覆うフラップ２ａが設けられ、フラップ２ａは第１のエアバッグ部１ａの膨張により跳ね上がるようになっている。また、着用体２の背面には上下方向に延びるタック２ｂが幅方向二箇所に設けられ、第２及び第３のエアバッグ部１ａが膨張すると、着用体２の背面側が各タック２ｂにより幅方向に広がるようになっている。着用体２の内側には胴ベルト２ｃが設けられ、胴ベルト２ｃの中央には各センサ４，５等を収納するセンサ収納部２ｄが設けられている。また、着用体２の内側には左右一対の保冷材収納部２ｅが設けられ、保冷材収納部２ｅは着用体２の背面側に配置されている。更に、着用体２には着脱可能な衿部２ｆが設けられ、衿部２ｆは着用体２にボタン止めされている。尚、図４では、着用体２の内面側を現すために、着用体２の両肩部分を一点鎖線部分で切り離した状態を図示している。
【００１９】
各インフレータ３は、例えば圧縮流体を封入したボンベを火薬の爆発によって開封する周知の構成からなり、それぞれ第２のエアバッグ部１ｂの幅方向両側に接続されている。各インフレータ３はバッテリ８の電流により火薬に着火するようになっており、バッテリ８は胴ベルト２ｃに取付けられている。
【００２０】
加速度センサ４は、例えば周知の３軸加速度センサからなり、人体Ａの前後方向（Ｘ軸）、左右方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）の加速度をそれぞれ検出するようになっている。
【００２１】
角速度センサ５は、例えば周知の３軸角速度センサからなり、人体Ａの前後方向（Ｘ軸）、左右方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）の軸周りの角速度をそれぞれ検出するようになっている。
【００２２】
記憶部６は制御部７を介して角速度センサ５に接続され、最新の角速度検出時から所定時間Ｔ前までに検出した角速度値のみを記憶するようになっている。即ち、記憶部６では、図１１に示すように所定時間Ｔ内（例えば１秒間）に検出される角速度値を記憶し、最新の角速度値を記憶すると、最も古い角速度値（図中破線部分の検出値）を消去するようになっている。
【００２３】
制御部７はマイクロコンピュータによって構成され、インフレータ３、加速度センサ４、角速度センサ５、記憶部６及びバッテリ８に接続されている。制御部７を構成する回路基板や電装部品及び各センサ４，５は制御ユニット７ａに収納され、制御ユニット７ａは着用体２のセンサ収納部２ｄ内に収納されている。また、制御ユニット７ａは電力供給用のリード線（図示せず）を介して各インフレータ３に接続されている。
【００２４】
以上のように構成された人体用エアバッグ装置は、図１６に示すように着用体２を使用者の人体Ａに着用して使用する。その際、使用者が転倒した場合には、インフレータ３が作動し、エアバッグ１が瞬時に膨張する。これにより、人体Ａの頭部、臀部及び背中がエアバッグ１によって覆われる。その際、使用者が後方に転倒した場合には、図１４に示すように人体Ａの臀部への衝撃が第２のエアバッグ部１ｂによって吸収され、図１５に示すように人体Ａの頭部及び背中への衝撃が第１及び第３のエアバッグ部１ａ，１ｃによって吸収される。
【００２５】
次に、図１０のフローチャートを参照し、制御部７の動作について説明する。まず、図示しないメインスイッチがオンにされると（Ｓ１）、加速度センサ４によって加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz を検出するとともに（Ｓ２）、角速度センサ５によって角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を検出し（Ｓ３）、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を記憶部６に記憶する（Ｓ４）。その際、最新の角速度値を記憶部６に記憶すると、最も古い角速度値を記憶部６から消去する。次に、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz の何れかの絶対値｜Ωxyz ｜が所定の基準値Ωａよりも大きい場合は（Ｓ５）、記憶部９に記憶されている角速度値を最新の角速度検出時から所定時間Ｔだけ前まで積分した積分値ΣΩx ，ΣΩy ，ΣΩz を算出し（Ｓ６）、その何れかの絶対値｜ΣΩxyz ｜が所定の基準値Ωi よりも大きく（Ｓ７）、加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz の何れかの絶対値｜Ｇxyz ｜が所定の基準値Ｇi よりも小さい場合には（Ｓ８）、各インフレータ３を作動してエアバッグ１を膨張させる（Ｓ９）。
【００２６】
前記加速度の基準値Ｇi は重力加速度以下の値に設定されており、人体Ａが転倒等により自由落下と同等の状態になると、検出値の絶対値｜Ｇxyz ｜が基準値Ｇi よりも小さくなる。これだけで転倒したと判定すると、飛び跳ねた場合や僅かな段差を飛び越えたときなど、転倒以外の動作によって加速度が基準値Ｇi よりも小さくなることもある。そこで、転倒時には何れかの方向に角速度が生ずるため、加速度の絶対値が基準値Ｇi よりも小さく、且つ角速度の絶対値が基準値Ωa よりも大きい場合のみ転倒したと判定することにより、誤作動が少なくなる。
【００２７】
また、このような場合でも、急激な姿勢の変化により瞬間的に前述の条件を満たす場合もあるため、角速度値を最新の角速度検出時から所定時間Ｔだけ前まで積分して傾き角度に相当する積分値を算出し、その絶対値｜ΣΩxyz ｜が所定の基準値Ωi よりも大きい場合のみ転倒したと判定することにより、誤作動がより少なくなる。即ち、実際に転倒した場合は、図１２に示すように角速度が基準値Ω1 よりも大きくなる前から角速度値が徐々に増加するが、転倒以外の急激な姿勢の変化では、図１３に示すように角速度値が基準値Ωa よりも大きくなる直前に瞬間的に増加するため、角速度値の積分値を判定条件に加えることにより、転倒と転倒以外の動作との判別精度が高まる。この場合、最新の角速度検出時から所定時間Ｔだけ過去の角速度値を積分した積分値に基づいて作動条件が判定されることから、誤作動防止のために判定時間を意図的に遅らせる必要がなく、加速度及び角速度が判定条件を満たせばエアバッグ１が瞬時に膨張する。
【００２８】
尚、角速度の積分によって角度を求める場合は、角速度センサ５のオフセット成分が加算され、角度変化がないにも拘わらず積分値が大きくなるという問題があるが、本実施形態では積分範囲を所定時間Ｔのみとし、最新の角速度値を記憶するごとに最も古い角速度値を消去していくため、角速度センサ５のオフセット成分は一定の値となり、静止状態でも積分値が増大することがない。
【００２９】
このように、本実施形態によれば、人体Ａの３軸方向の加速度を検出する加速度センサ４と、人体Ａの３軸周りの角速度を検出する角速度センサ５とを備えているので、多方向への転倒を確実に検知することができ、エアバッグ１によって高齢者や病人等を不慮の転倒事故から効果的に保護することができる。
【００３０】
この場合、角速度センサ５によって検出される角速度の絶対値が所定の角速度よりも大きくなると、記憶部６に記憶されていた角速度値を最新の検出時から所定時間Ｔ前まで積分し、その積分値の絶対値が所定の値よりも大きく、且つ加速度センサ４によって検出される加速度の絶対値が所定の加速度よりも小さい場合に、エアバッグ１を膨張させるようにしたので、実際の転倒のように角速度が徐々に増加する場合と、転倒以外の急激な姿勢の変化のように角速度が瞬間的に増加する場合とを角速度の積分値に基づいて精度良く判別することができ、転倒以外の動作に対する誤動作防止に極めて効果的である。また、誤作動防止のために判定時間を意図的に遅らせる必要もないので、エアバッグ１を瞬時に膨張させることができ、多様な転倒状況に的確に対応することができる。
【００３１】
更に、最新の角速度検出時から所定時間Ｔ前までに検出した角速度値のみを記憶部６に記憶するようにしたので、記憶部６の容量を小さくすることができ、記憶部６の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００３２】
また、エアバッグ１の第１、第２及び第３のエアバッグ部１ａ，１ｂ，１ｃによって人体Ａの頭部、臀部及び背中を覆うようにしたので、尻餅をつくような転倒の場合は勿論のこと、例えば癲癇の患者が発作により意識を失って転倒した場合など、頭まで打つような転倒にも効果的である。
【００３３】
更に、人体Ａに着用可能な衣服状の着用体２にエアバッグ１を設けたので、衣服を着るように容易に装着することができ、しかも着用体２はベスト型に形成されているので、見栄えを損なうことなく着用することができる。この場合、保冷材収納部２ｅに保冷材を収納することにより、夏場などの暑いときでも快適に使用することができる。また、衿汚れが生じた場合には、衿部２ｆを着用体２から取外して洗濯することができるので、着用体２ごと洗濯する必要がなく、実用に際して極めて有利である。
【００３４】
尚、前記実施形態では、加速度センサ４に３軸加速度センサを用いるとともに、角速度センサ５に３軸角速度センサを用いたものを示したが、２軸のセンサや複数の１軸センサを用いたり、或いは３軸センサを複数ずつ設け、より多軸のセンサを構成するようにしてもよい。
【００３５】
また、前記実施形態では、人体Ａの頭部、臀部及び背中を覆うエアバッグ部１ａ，１ｂ，１ｃを一体に形成したエアバッグ１を示したが、これらのエアバッグ部を互いに別体に形成したり、或いはその一部のみを備えるようにしてもよい。更に、頭部の前方を覆うエアバッグ部を設けるようにすれば、前方に転倒した場合など、顔面への衝撃を吸収することができる。
【００３６】
また、前記実施形態では、高齢者や病人等の転倒を想定した例を示したが、例えば工事現場等の高所作業者が着用することにより、高所から落下した場合の落下衝撃を吸収することもできる。
【００３７】
更に、前記実施形態では、角速度値を最新の検出時から所定範囲として所定時間Ｔ前まで積分するようにしたものを示したが、図１７に示すように、角速度値を最新の検出時から所定範囲として所定の検出回数ｍ（例えば１０００回）だけ前まで積分するようにしてもよい。即ち、ｎ番目（ｎ＝１，２，３，…）に検出された角速度値をΩn とすると、ｎ−ｍ番目の角速度値Ωn-m から最新の角速度値Ωn までを積分するようになっている。この場合、記憶部６を、所定の検出回数ｍだけ角速度値を記憶し、最新の角速度値を記憶すると、最も古い角速度値を消去するようにしてもよい。
【００３８】
図１８乃至図２２は本発明の第２の実施形態を示すもので、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００３９】
本実施形態では、人体Ａの前側に配置される前側エアバッグ９と、人体Ａの後側に配置される後側エアバッグ１０とを備え、他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４０】
前側エアバッグ９及び後側エアバッグ１０は、第１の実施形態と同様の着用体２に設けられており、前側エアバッグ９は主に人体Ａの顔面及び胸部を覆うように形成されている。後側エアバッグ１０は第１の実施形態のエアバッグ１と同等の構成からなり、人体Ａの後頭部、背中及び臀部を覆うように形成されている。また、各エアバッグ９，１０はそれぞれ専用のインフレータ３によって膨張するようになっており、各インフレータ３は制御部７に接続されている。
【００４１】
ここで、図２０のフローチャートを参照し、制御部７の動作について説明する。尚、以下のＹ軸周りの角速度は、図９における反時計回り（人体の前方傾斜）をプラス値、時計回り（人体の後方傾斜）をマイナス値とする。
【００４２】
まず、図示しないメインスイッチがオンにされると（Ｓ１０）、加速度センサ４によって加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz を検出するとともに（Ｓ１１）、角速度センサ５によって角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を検出し（Ｓ１２）、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を記憶部６に記憶する（Ｓ１３）。その際、最新の角速度値を記憶部６に記憶すると、最も古い角速度値を記憶部６から消去する。次に、加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz の何れかの絶対値｜Ｇxyz ｜が所定の基準値Ｇi よりも小さくなり（Ｓ１４）、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz の何れかの絶対値｜Ωxyz ｜が所定の基準値Ωa よりも大きくなった場合は（Ｓ１５）、記憶部９に記憶されている角速度値を最新の角速度検出時から所定時間Ｔだけ前まで積分した積分値ΣΩx ，ΣΩy ，ΣΩz を算出し（Ｓ１６）、Ｙ軸周りの角速度の積分値ΣΩy が所定の基準値Ωiyのプラス値よりも大きい場合は（Ｓ１７）、図２１に示すように人体Ａが前方に転倒したものと判定し、前側エアバッグ９のインフレータ３を作動して前側エアバッグ９を膨張させる（Ｓ１８）。また、ステップＳ１７においてＹ軸周りの角速度の積分値ΣΩy が基準値Ωiyのプラス値以下であって、積分値ΣΩy が基準値Ωiyのマイナス値よりも小さい場合は（Ｓ１９）、図２２に示すように人体Ａが後方に転倒したものと判定し、後側エアバッグ１０のインフレータ３を作動して後側エアバッグ１０を膨張させる（Ｓ２０）。更に、ステップＳ２０においてＹ軸周りの角速度の積分値ΣΩy が基準値Ωiyのマイナス値以上の場合は、何れの方向に転倒したか不明であると判定し、前側及び後側エアバッグ９，１０の両方を膨張させる（Ｓ２１）。
【００４３】
尚、本実施形態では、角速度センサ５の検出方向に対する角速度値の積分値ΣΩy が基準値Ωiyのプラス値よりも大きい場合と、積分値ΣΩy が基準値Ωiyのマイナス値よりも小さい場合に、エアバッグを膨張させるようにしているが、この条件は、角速度センサ５の検出方向に対する角速度値の積分値ΣΩy の「絶対値」が基準値Ωiyよりも大きくなった場合と同じことである。即ち、他の制御例として、角速度値の積分値ΣΩy の絶対値が所定の基準値Ωiyよりも大きくなった場合に、積分値ΣΩy がプラス値かマイナス値かを判定し、プラス値の場合は前側エアバッグ９を膨張させ、マイナス値の場合は後側エアバッグ１０を膨張させるようにしてもよい。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、人体の前後方向にそれぞれ対応する前側エアバッグ９及び後側エアバッグ１０を備え、角速度値の積分値ΣΩy の絶対値が所定の基準値Ωiyよりも大きくなった方向に対応するエアバッグを膨張させるようにしたので、人体が前方に転倒したときは前側エアバッグ９のみを膨張させ、人体が後方に転倒したときは後側エアバッグ１０のみを膨張させることができる。即ち、エアバッグが膨張した使用後のエアバッグ装置は、インフレータ３を交換すれば再利用することができるが、本実施形態では転倒した方向に対応するエアバッグのみが膨張するので、前側及び後側エアバッグ９，１０のうち膨張したエアバッグのインフレータ３のみを交換すればよく、再利用する際のメンテナンス費用を安価にすることができる。
【００４５】
図２３乃至図２５は本発明の第３の実施形態を示すもので、第１及び第２の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００４６】
本実施形態では、前側エアバッグ９及び後側エアバッグ１０に加え、人体Ａの左側に配置される左側エアバッグ１１と、人体Ａの右側に配置される右側エアバッグ１２とを備え、他の構成は第１及び第２の実施形態と同様である。
【００４７】
左側エアバッグ１１及び右側エアバッグ１２は、第１の実施形態と同様の着用体２に設けられており、人体Ａの側面を覆うように形成されている。また、各エアバッグ９，１０，１１，１２はそれぞれ専用のインフレータ３によって膨張するようになっており、各インフレータ３は制御部７に接続されている。
【００４８】
ここで、図２４のフローチャートを参照し、制御部７の動作について説明する。尚、以下のＸ軸周りの角速度は、図９において人体の前方から見て反時計回り（人体の左方傾斜）をプラス値、時計回り（人体の右方傾斜）をマイナス値とし、以下のＹ軸周りの角速度は、図９における反時計回り（人体の前方傾斜）をプラス値、時計回り（人体の後方傾斜）をマイナス値とする。
【００４９】
まず、図示しないメインスイッチがオンにされると（Ｓ３０）、加速度センサ４によって加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz を検出するとともに（Ｓ３１）、角速度センサ５によって角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を検出し（Ｓ３２）、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を記憶部６に記憶する（Ｓ３３）。その際、最新の角速度値を記憶部６に記憶すると、最も古い角速度値を記憶部６から消去する。次に、加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz の何れかの絶対値｜Ｇxyz ｜が所定の基準値Ｇi よりも小さくなり（Ｓ３４）、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz の何れかの絶対値｜Ωxyz ｜が所定の基準値Ωa よりも大きくなった場合は（Ｓ３５）、記憶部９に記憶されている角速度値を最新の角速度検出時から所定時間Ｔだけ前まで積分した積分値ΣΩx ，ΣΩy ，ΣΩz を算出し（Ｓ３６）、Ｙ軸周りの角速度の積分値ΣΩy が所定の基準値Ωiyのプラス値よりも大きい場合は（Ｓ３７）、人体Ａが前方に転倒したものと判定し、前側エアバッグ９のインフレータ３を作動して前側エアバッグ９を膨張させる（Ｓ３８）。次に、ステップＳ３８において前側エアバッグ９を膨張させた後、またはステップＳ３７においてＹ軸周りの角速度の積分値ΣΩy が基準値Ωiyのプラス値以下であった場合、積分値ΣΩy が基準値Ωiyのマイナス値よりも小さいときは（Ｓ３９）、人体Ａが後方に転倒したものと判定し、後側エアバッグ１０のインフレータ３を作動して後側エアバッグ１０を膨張させる（Ｓ４０）。続いて、ステップＳ４０において後側エアバッグ１０を膨張させた後、またはステップＳ３９においてＹ軸周りの角速度の積分値ΣΩy が基準値Ωiyのマイナス値以上であった場合、Ｘ軸周りの角速度の積分値ΣΩx が所定の基準値Ωixのプラス値よりも大きい場合は（Ｓ４１）、人体Ａが左方に転倒したものと判定し、左側エアバッグ１１のインフレータ３を作動して左側エアバッグ１１を膨張させる（Ｓ４２）。次に、ステップＳ４２において左側エアバッグ９を膨張させた後、またはステップＳ４１においてＸ軸周りの角速度の積分値ΣΩx が基準値Ωixのプラス値以下であった場合、積分値ΣΩx が基準値Ωixのマイナス値よりも小さいときは（Ｓ４３）、人体Ａが右方に転倒したものと判定し、右側エアバッグ１２のインフレータ３を作動して右側エアバッグ１２を膨張させる（Ｓ４４）。更に、ステップＳ４３においてＸ軸周りの角速度の積分値ΣΩx が基準値Ωixのマイナス値以上の場合であって、角速度Ωx ，Ωy の何れの絶対値｜Ωxy｜も基準値Ωix，Ωiy以下の場合は（Ｓ４５）、何れの方向に転倒したか不明であると判定し、全てのエアバッグ９，１０，１１，１２を膨張させる（Ｓ４６）。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、人体の前後左右の各方向にそれぞれ対応する前側、後側、左側及び右側エアバッグ９，１０，１１，１２を備えているので、第２の実施形態のように前後方向のみならず、左右方向に人体が転倒した場合にも、前後左右の各方向に対応するエアバッグのみを膨張させることができる。
【００５１】
この場合、角速度値の積分値ΣΩixy の絶対値が所定の基準値Ωixyよりも大きくなった方向に対応するエアバッグを膨張させるようにしているので、例えば左斜め前方に転倒し、前方の角速度値の積分値ΣΩiyと左方の角速度値の積分値ΣΩixとがそれぞれ基準値Ωixy よりも大きくなった場合は、前側エアバッグ９及び左側エアバッグ１１がそれぞれ膨張するので、斜め方向への転倒に対しても使用者を十分に保護することができる。
【００５２】
図２６乃至図２８は本発明の第４の実施形態を示すもので、第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００５３】
本実施形態の人体用エアバッグ装置は、エアバッグ１が設けられた着用体１３と、着用体１３に装着されたハーネス型安全帯１４とを備え、他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５４】
着用体１３は、第１の実施形態と同様、人体の上半身に着用可能なベスト型の衣服状に形成され、その背面側にはエアバッグ１が収縮状態で収納されている。着用体１３の内側にはハーネス型安全帯１４を固定するための複数の固定部１３ａが設けられ、各固定部１３ａは、例えば面ファスナによってハーネス型安全帯１４のベルト部を固定するようになっている。
【００５５】
ハーネス型安全帯１４は、人体の上半身側に装着される上側ベルト部１４ａと、人体の下半身側に装着される下側ベルト部１４ｂとを備えた周知の構成からなり、上側ベルト部１４ａに連結されたロープのフックを作業現場の親綱等に掛けて使用するものである。上側ベルト部１４ａは着用体１５の内側に配置され、各固定部１３あによって着用体１３に固定されている。
【００５６】
以上のように構成された人体用エアバッグ装置は、着用体１３をハーネス型安全帯１４と共に使用者の人体に着用して使用する。その際、使用者が転倒した場合、または高所から落下した場合には、インフレータ３が作動し、エアバッグ１が瞬時に膨張する。
【００５７】
ここで、図２８のフローチャートを参照し、制御部７の動作について説明する。まず、図示しないメインスイッチがオンにされると（Ｓ５０）、加速度センサ４によって加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz を検出するとともに（Ｓ５１）、角速度センサ５によって角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を検出し（Ｓ５２）、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz を記憶部６に記憶する（Ｓ５３）。その際、最新の角速度値を記憶部６に記憶すると、最も古い角速度値を記憶部６から消去する。次に、加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz の何れかの絶対値｜Ｇxyz ｜が所定の基準値Ｇi よりも小さくなった場合は（Ｓ５４）、所定時間ｔ（例えば０．０１秒）だけ時間待ちした後（Ｓ５５）、カウンタ値Ｎ（初期値＝０）に「１」を加える（Ｓ５６）。ここで、カウンタ値Ｎが所定の設定値Ｎ1 に達しておらず（Ｓ５７）、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz の何れかの絶対値｜Ωxyz ｜が所定の基準値Ωa よりも大きい場合は（Ｓ５８）、記憶部９に記憶されている角速度値を最新の角速度検出時から所定時間Ｔだけ前まで積分した積分値ΣΩx ，ΣΩy ，ΣΩz を算出し（Ｓ５９）、その何れかの絶対値｜ΣΩxyz ｜が所定の基準値Ωi よりも大きい場合には（Ｓ６０）、人体が転倒したものと判定し、インフレータ３を作動してエアバッグ１を膨張させる（Ｓ６１）。また、前記ステップＳ５８において角速度Ωx ，Ωy ，Ωz の何れの絶対値｜Ωxyz ｜も基準値Ωa 以下の場合は、前記ステップＳ５１に戻り、ステップＳ５１〜Ｓ５８の動作を繰り返す。その際、前記ステップＳ５４において絶対値｜Ｇxyz ｜が所定の基準値Ｇi 以上になった場合は、カウンタ値Ｎを「０」にリセットする（Ｓ６２）。また、前記ステップＳ５７においてカウンタ値Ｎが設定値Ｎ1 になった場合には（｜Ｇxyz ｜＜Ｇi の状態が所定時間以上継続した場合）、人体が直立状態で落下したものと判定し、インフレータ３を作動してエアバッグ１を膨張させる（Ｓ６１）。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、角速度Ωx ，Ωy ，Ωz の何れの絶対値｜Ωxyz ｜も基準値Ωa 以下の場合であっても、加速度Ｇx ，Ｇy ，Ｇz の何れかの絶対値｜Ｇxyz ｜が所定の基準値Ｇi よりも小さくなった状態が所定時間以上継続した場合にはエアバッグ１を膨張させるようにしたので、人体が直立状態で落下した場合のように、転倒時のような体の傾きを伴わない墜落の場合にもエアバッグ１を膨張させることができ、転倒時のみらならず、高所から落下した際の衝撃から人体を保護する場合に極めて有利である。
【００５９】
また、着用体１３にハーネス型安全帯１４が設けられているので、例えば工事現場等の高所作業者が着用する場合、ハーネス型安全帯１４として用いることができ、安全帯を使用する高所作業用に極めて有利である。
【００６０】
尚、前記第４の実施形態では、第１の実施形態と同様、一つのエアバッグ１を備えたものを示したが、第３または第４の実施形態のように前後左右の少なくとも二方向に対応するエアバッグを備え、転倒方向に対応するエアバッグを膨張させるようにしてもよい。
【００６１】
また、前記実施形態では、エアバッグ１を備えた着用体１３にハーネス型安全帯１４を装着したものを示したが、着用体を備えず、ハーネス型安全帯にエアバッグを設けたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…エアバッグ、２…着用体、３…インフレータ、４…加速度センサ、５…角速度センサ、６…記憶部、７…制御部、９…前側エアバッグ、１０…後側エアバッグ、１１…左側エアバッグ、１２…右側エアバッグ、１３…着用体、１４…ハーネス型安全帯、Ａ…人体。
【図１】
2010090317.tif 000003
【図２】
2010090317.tif 000004
【図３】
2010090317.tif 000005
【図４】
2010090317.tif 000006
【図５】
2010090317.tif 000007
【図６】
2010090317.tif 000008
【図７】
2010090317.tif 000009
【図８】
2010090317.tif 000010
【図９】
2010090317.tif 000011
【図１０】
2010090317.tif 000012
【図１１】
2010090317.tif 000013
【図１２】
2010090317.tif 000014
【図１３】
2010090317.tif 000015
【図１４】
2010090317.tif 000016
【図１５】
2010090317.tif 000017
【図１６】
2010090317.tif 000018
【図１７】
2010090317.tif 000019
【図１８】
2010090317.tif 000020
【図１９】
2010090317.tif 000021
【図２０】
2010090317.tif 000022
【図２１】
2010090317.tif 000023
【図２２】
2010090317.tif 000024
【図２３】
2010090317.tif 000025
【図２４】
2010090317.tif 000026
【図２５】
2010090317.tif 000027
【図２６】
2010090317.tif 000028
【図２７】
2010090317.tif 000029
【図２８】
2010090317.tif 000030
【国際調査報告】
2010090317.tif 000031
2010090317.tif 000032