(57)【要約】【課題】ヘルメットに、損傷をさらに防止することができる衝撃追跡能力を与えることにある。【解決手段】衝撃を追跡するためのヘルメットであって、該ヘルメットは、少なくとも１つのセンサと、前記センサと通信するプロセッサと、前記プロセッサと通信する記憶ファイルとを有し、前記センサは、ヘルメットに加えられた力を測定し、測定された力を示す信号を前記プロセッサに送るヘルメット。前記プロセッサは、前記測定された力を示す信号を受け取り、前記測定された力を所定値と比較し、前記測定された力が、前記所定値を越えた場合には、前記測定された力を記録するデータが前記記憶ファイルに送られることを特徴とするヘルメット。【選択図】図１１
2015152602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃を追跡するためのヘルメットであって、該ヘルメットは、少なくとも１つのセンサと、前記センサと通信するプロセッサと、前記プロセッサと通信する記憶ファイルとを有し、前記センサは、ヘルメットに加えられた力を測定し、測定された力を示す信号を前記プロセッサに送り、前記プロセッサは、前記測定された力を示す信号を受け取り、前記測定された力を所定値と比較し、前記測定された力が、前記所定値を越えた場合には、前記測定された力を記録するためのデータが前記記憶ファイルに送られることを特徴とするヘルメット。
【請求項２】
前記測定された力が、前記所定値を越えない場合には、事故なしと考えられて、前記測定された力を記録するデータが前記記憶ファイルに送られないことを特徴とする請求項１記載のヘルメット。
【請求項３】
前記記憶ファイルに送られるデータは、損傷のタイプ、損傷の位置、および損傷の時刻のうちの１つのまたはそれ以上を含むことを特徴とする請求項１または２記載のヘルメット。
【請求項４】
前記測定された力は、ヘルメットの着用者の頭部に加えられた回転力であり、前記データは、前記測定された力の力の値を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項５】
前記測定された力は、ヘルメットの着用者の頭部に加えられた衝撃力であり、前記データは、前記測定された力の力の値を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項６】
衝撃を追跡するためのヘルメットであって、該ヘルメットは、少なくとも１つのセンサと、前記センサと通信するプロセッサと、前記プロセッサと通信する記憶ファイルと、前記プロセッサと通信するアラームシステムとを有し、前記センサは、ヘルメットに加えられた力を測定し、測定された力を示す第１の信号を前記プロセッサに送り、前記プロセッサは、前記測定された力を示す第１の信号を受け取り、前記測定された力を所定値と比較し、前記測定された力が、前記所定値を越えた場合には、アラームを作動させるための第２の信号が前記アラームシステムに送られることを特徴とするヘルメット。
【請求項７】
前記測定された力が、前記所定値を越えない場合には、ヘルメットに加えられた力の詳細を含むデータが前記記憶ファイルに送られることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項８】
前記記憶ファイルに送られるデータは、損傷のタイプ、損傷の位置、および損傷時刻のうちの１つのまたはそれ以上を含むことを特徴とする請求項６または７記載のヘルメット。
【請求項９】
前記記憶ファイルは記録を更新し、前記データは記録に記憶され、記録は、所定値を越えた検出されたその後の測定された力に応じて追加のデータが受け取られたときに、繰り返し更新され、データは、検索可能であることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項１０】
アラームが作動される場合に、損傷のタイプ、損傷の位置、および損傷時刻のうちの１つのまたはそれ以上を示すデータが前記記憶ファイルに送られることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項１１】
前記プロセッサのアルゴリズムは、衝撃履歴を示す累積値を計算し、前記累積値は、閾値と比較され、前記累積値が前記閾値を越えた場合には、アラームを起動させるための第３の信号が前記アラームに送られることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項１２】
前記測定された力は、前記プロセッサによって、前記所定値よりも小さい閾値と比較され、前記測定された力が前記閾値よりも小さい場合には、事故なしと計算されて、前記プロセッサによって前記記憶ファイルにデータは送られないことを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項１３】
衝撃を追跡するためのヘルメットであって、該ヘルメットは、少なくとも１つのセンサと、前記センサと通信するプロセッサと、前記プロセッサと通信する記憶ファイルと、前記プロセッサと通信する損傷追跡システムとを有し、前記センサは、ヘルメットに加えられた力を測定し、測定された力を示す第１の信号を前記プロセッサに送り、前記プロセッサは、前記測定された力を示す第１の信号を受け取り、前記測定された力を所定値と比較し、前記測定された力が、前記所定値を越えた場合には、前記損傷追跡システムを作動させるための第２の信号が前記損傷追跡システムに送られることを特徴とするヘルメット。
【請求項１４】
前記測定された力が、前記所定値を越えない場合には、事故なしと考えられて、前記損傷追跡システムは作動されないことを特徴とする請求項１３に記載のヘルメット。
【請求項１５】
前記損傷追跡システムは、ヘルメットの着用者に指令を送るトランスミッタを含み、着用者の応答は、前記プロセッサに入力され、前記プロセッサによって評価されることを特徴とする請求項１３または１４に記載のヘルメット。
【請求項１６】
着用者の入力が所定のパラメータ設定内に入らない場合には、前記プロセッサによって、アラームを起動させるための信号が前記アラームシステムに送られ、前記プロセッサへの着用者の入力がパラメータ設定を満足する場合には、前記アラームシステムに信号は送られないことを特徴とする請求項１５に記載のヘルメット。
【請求項１７】
前記測定された力は、前記所定値を越えない場合には、ヘルメットに加えられた力の詳細を含むデータが前記記憶ファイルに送られ、損傷のタイプ、損傷の位置、損傷の時刻、および、ヘルメットの着用者の頭部に加えられた力の力の値のうちの１つまたはそれ以上を含むことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項１８】
前記測定された力は、初め、前記所定値よりも小さい閾値と比較され、前記測定された力が、前記閾値よりも小さい場合には、事故なしと計算されて、前記プロセッサによって前記記憶ファイルに信号は送られないことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項記載のヘルメット。
【請求項１９】
本体と、内面および外面を備えたアウターシェルと、複数の衝撃吸収体とをさらに有し、衝撃吸収体はアウターシェルの内部に配置され、複数の衝撃吸収体は、第１衝撃吸収特性を有する少なくとも第１衝撃吸収体と、第２衝撃吸収特性を有する少なくとも第２衝撃吸収体とを有し、第２衝撃吸収特性は第１衝撃吸収特性とは異なっており、前記第１衝撃吸収特性は第２衝撃吸収特性より小さい付勢閾値を与え、第１組および第２組の衝撃吸収体の付勢はヘルメットに加えられる衝撃力に応じて定められることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項記載のヘルメット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、出典を明示することによってその内容全体を各々本願の開示内容の一部とする２０１４年５月１０日に出願された米国仮特許出願第６１／９９１，４６３号および２０１４年２月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／９４０，４０７号の利益を主張する。
【０００２】
本発明はヘルメットに関し、より詳しくは、衝撃履歴を追跡する内蔵能力および／または脳損傷のための内蔵試験能力を有するヘルメットに関する。ヘルメットはまた、変化する衝撃吸収性を有することができる。
【背景技術】
【０００３】
スポーツにおける頭部損傷はますます多くなっている。このような損傷の発生が増大する理由の一部は、ヘルメットが間違った安心感を与え、したがってフットボールのようなコンタクト（接触）スポーツにおいて攻撃的に使用されることにある。２つのヘルメットが同時に破壊すると全部の力の伝達が生じ、このため脳震盪を引き起こし、より重大な頭部損傷を招く。
【０００４】
また、現在使用されているヘルメットは重くて不快感を増長する。このような不快感により、間違った安心感が更に増長され、ヘルメットの重さと保護との間の誤った相関関係を生じさせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヘルメットに、損傷をさらに防止することができる衝撃追跡能力を与えることが有利であろう。これにより、着用者の状態を評価するため、評価のための頭部衝撃に関するデータを記憶することが可能になるであろう。
【０００６】
現在使用されているヘルメットは或る程度の衝撃吸収性を有する作りになっているが、このような衝撃吸収性は、衝撃力に応じて変化するものではない。頭部損傷を軽減させる改善されたヘルメットに対する要望が存在している。ヘルメットの重さおよび／または剛性を増加させることなくこのような損傷軽減能力を付与することも有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、従来技術の問題および欠点を解消する。１つの観点では、本発明は、衝撃を追跡するためのヘルメットであって、該ヘルメットは、少なくとも１つのセンサと、前記センサと通信するプロセッサと、前記プロセッサと通信する記憶ファイルとを有するヘルメットが提供される。前記少なくとも１つのセンサは、ヘルメットに加えられた力を測定し、測定された力を示す信号を前記プロセッサに送り、前記プロセッサは、前記測定された力を示す信号を受け取り、前記測定された力を所定値と比較し、前記測定された力が、前記所定値を越えた場合には、前記測定された力を記録するためのデータが前記記憶ファイルに送られる。
【０００８】
いくつかの実施形態では、前記測定された力が、前記所定値を越えない場合には、事故なしと考えられて、前記測定された力を記録するデータが前記記憶ファイルに送られない。
【０００９】
いくつかの実施形態では、前記記憶ファイルに送られるデータは、損傷のタイプ、損傷の位置、および損傷の時刻のうちの１つのまたはそれ以上を含む。前記測定された力は、ヘルメットの着用者の頭部に加えられた回転力および／または衝撃力であるのがよく、前記データは、前記測定された力の力の値を含むのがよい。いくつかの実施形態では、前記記憶ファイルは記録を更新し、前記データは記録に記憶される。いくつかの実施形態では、記録は、所定値を越えた検出されたその後の測定された力に応じて追加のデータが受け取られたときに、繰り返し更新され、データは、評価のために検索可能である。
【００１０】
ヘルメットは、いくつかの実施形態では、第１衝撃吸収特性を有する少なくとも第１衝撃吸収体と、第２衝撃吸収特性を有する少なくとも第２衝撃吸収体とを有する複数の衝撃吸収体を含み、第２衝撃吸収特性は第１衝撃吸収特性とは異なっており、前記第１衝撃吸収特性は第２衝撃吸収特性より小さい付勢閾値を与え、第１組および第２組の衝撃吸収体の付勢はヘルメットに加えられる衝撃力に応じて定められる
【００１１】
本発明のもう１つの観点によれば、衝撃を追跡するためのヘルメットであって、該ヘルメットは、少なくとも１つのセンサと、前記センサと通信するプロセッサと、前記プロセッサと通信する記憶ファイルと、前記プロセッサと通信するアラームシステムとを有するヘルメットが提供される。前記少なくとも１つのセンサは、ヘルメットに加えられた力を測定し、測定された力を示す第１の信号を前記プロセッサに送る。前記プロセッサは、前記測定された力を示す第１の信号を受け取り、前記測定された力を所定値と比較し、前記測定された力が、前記所定値を越える場合には、アラームを作動させるための第２の信号が前記アラームシステムに送られる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、前記測定された力が、前記所定値を越えない場合には、ヘルメットに加えられた力の詳細を含むデータが前記記憶ファイルに送られる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、前記記憶ファイルに送られるデータは、損傷のタイプ、損傷の位置、および損傷の時刻のうちの１つのまたはそれ以上を含む。前記測定された力は、ヘルメットの着用者の頭部に加えられた回転力および／または衝撃力であるのがよく、前記データは、前記測定された力の力の値を含むのがよい。いくつかの実施形態では、前記記憶ファイルは記録を更新し、前記データは記録に記憶される。いくつかの実施形態では、記録は、所定値を越える検出されたその後の測定された力に応じて追加のデータが受け取られたときに、繰り返し更新され、データは、評価のために検索可能である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、前記測定された力は、初め、前記所定値よりも小さい閾値と比較され、前記測定された力が、前記閾値よりも小さい場合には、事故なしと計算されて、前記プロセッサによって前記記憶ファイルに信号は送られない。
【００１５】
いくつかの実施形態では、アラームが作動される場合に、損傷のタイプ、損傷の位置、および損傷の時刻のうちの１つのまたはそれ以上を示すデータが前記記憶ファイルに送られる。
【００１６】
ヘルメットは、前記プロセッサにアルゴリズムを含むのがよく、前記プロセッサのアルゴリズムは、衝撃履歴を示す累積値を計算し、前記累積値は、閾値と比較され、前記累積値が前記閾値を越えた場合には、アラームを起動させるための第３の信号が前記アラームに送られる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ヘルメットは、本体と、内面および外面を備えたアウターシェルと、複数の衝撃吸収体とをさらに有し、衝撃吸収体はアウターシェルの内部に配置され、複数の衝撃吸収体は、第１衝撃吸収特性を有する少なくとも第１衝撃吸収体と、第２衝撃吸収特性を有する少なくとも第２衝撃吸収体とを有し、第２衝撃吸収特性は第１衝撃吸収特性とは異なっており、前記第１衝撃吸収特性は第２衝撃吸収特性より小さい付勢閾値を与え、第１組および第２組の衝撃吸収体の付勢はヘルメットに加えられる衝撃力に応じて定められる。
【００１８】
本発明のもう１つの観点によれば、衝撃を追跡するためのヘルメットであって、該ヘルメットは、アラームシステムと、少なくとも１つのセンサと、前記センサと通信するプロセッサと、前記プロセッサと通信する記憶ファイルとを有するヘルメットが提供される。前記少なくとも１つのセンサは、ヘルメットに加えられた力を測定し、測定された力を示す第１の信号を前記プロセッサに送る。前記プロセッサは、前記測定された力を示す第１の信号を受け取り、前記測定された力を所定値と比較し、前記測定された力が、前記所定値を越えた場合には、損傷追跡システムを作動させるための第２の信号が損傷追跡システムに送られる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、前記測定された力が、前記所定値を越えない場合には、事故なしと考えられて、損傷追跡システムは作動されない。
【００２０】
いくつかの実施形態では、衝撃追跡システムは、ヘルメットの着用者に指令を送るトランスミッタを含み、着用者の応答が、プロセッサに入力され、プロセッサによって評価される。指令は、着用者が従うべき視覚的指示、および／または着用者が従うべき音声指示であるのがよい。衝撃追跡システムは、着用者に指令を表示するデータ表示器を含むのがよい。表示器は、ヘルメットの顔面カバー上に設けられるのがよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、着用者の入力が所定のパラメータ設定内に入らない場合には、アラームを起動させるための信号が、プロセッサによって、アラームシステムに送られ、着用者の入力が所定のパラメータ設定を満たす場合には、信号は、アラームシステムに送られず、損傷追跡システムは、必要ならば、後の作動のためにリセットされる。
【００２２】
ヘルメットは、好ましくは、ヘルメットに取り付けられた電源を含む。
【００２３】
いくつかの実施形態では、前記測定された力は、初め、前記所定値よりも小さい閾値と比較され、前記測定された力が、前記閾値よりも小さい場合には、事故なしと計算されて、前記プロセッサによって前記記憶ファイルに信号は送られない。いくつかの実施形態では、前記測定された力が、前記所定値を越えない場合には、ヘルメットに加えられた力の詳細を含むデータが前記記憶ファイルに送られる。前記記憶ファイルに送られるデータは、損傷のタイプ、損傷の位置、および損傷の時刻のうちの１つのまたはそれ以上を含むのがよい。前記測定された力は、ヘルメットの着用者の頭部に加えられた回転力および／または衝撃力であるのがよく、前記データは、前記測定された力の力の値を含むのがよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、記憶ファイルは記録を更新し、前記データは記録に記憶され、記録は、所定値を越える検出されたその後の測定された力に応じて追加のデータが受け取られたときに、繰り返し更新され、データは、検索可能である。
【００２５】
アルゴリズムが、プロセッサに設けられるのがよく、前記プロセッサのアルゴリズムは、衝撃履歴を示す累積値を計算し、前記累積値は、閾値と比較され、前記累積値が前記閾値を越えた場合には、アラームを起動させるための第３の信号が前記アラームに送られる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、ヘルメットは、内面および外面を備えたアウターシェルと、複数の衝撃吸収体とを含み、衝撃吸収体はアウターシェルの内部に配置され、複数の衝撃吸収体は、第１衝撃吸収特性を有する少なくとも第１衝撃吸収体と、第２衝撃吸収特性を有する少なくとも第２衝撃吸収体とを有し、第２衝撃吸収特性は第１衝撃吸収特性とは異なっており、前記第１衝撃吸収特性は第２衝撃吸収特性より小さい付勢閾値を与え、第１組および第２組の衝撃吸収体の付勢はヘルメットに加えられる衝撃力に応じて定められる。
【００２７】
上記のヘルメットは、いくつかの実施形態では、変化する衝撃吸収体を含むのがよい。いくつかの実施形態では、衝撃吸収体は圧縮性発泡材料からなる。いくつかの実施形態では、衝撃吸収体は空気ポケットを形成する空気セルからなる。空気セルには、力を減衰させ、圧力閾値を越えたときに圧力を解放する逃がし弁を設けることができる。いくつかの実施形態では、第１組の衝撃吸収体は第１高さを有し、第２組の衝撃吸収体は第２高さを有し、第１高さは第２高さより大きい。
【００２８】
上記のヘルメットは、エネルギを側部に解放するためにヘルメットの本体に対してスピンまたは回転するアウターシェルを含むのがよい。アウターシェルは、ヘルメットへの衝撃を偏向するために低摩擦外面を有するのがよい。
【００２９】
上記のヘルメットは、第３組の衝撃吸収体を含んでもよく、第３組の衝撃吸収体は、ヘルメットに加えられる衝撃力の大きさに応じて連続負荷を与えるように、第１組の衝撃吸収体の応力吸収勾配および第２組の衝撃吸収体の応力吸収勾配とは異なる応力吸収勾配を有する。
【００３０】
以下の添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】硬いアウターシェルおよび柔らかいインナーパッドを備えた従来技術のヘルメットを示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態によるヘルメットのインナー（内側）ライナの第１実施形態を示す正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのインナーライナを示すべく一部を除去した本発明の第１実施形態のヘルメットを示す拡大正面図である。
【図３】図２Ｂのヘルメットを示す側面図である。
【図４Ａ】回転可能なアウターボディを備えた本発明によるヘルメットの他の実施形態を示す側面図であり、衝突前のヘルメットを示すものである。
【図４Ｂ】ヘルメットの前方領域で衝突したときの図４Ａのアウターボディの回転を示す側面図である。
【図４Ｃ】ヘルメットの後方領域で衝突したときの図４Ａのアウターボディの回転を示す側面図である。
【図５Ａ】均等サイズの衝撃吸収体を備えた本発明によるヘルメットのインナーライナの他の実施形態を示す正面図である。
【図５Ｂ】高さの異なる衝撃吸収体を備えた本発明によるヘルメットのインナーライナの更に別の実施形態を示す正面図である。
【図６】ヘルメットに小さい衝撃力が加えられたときの効果を示す図５Ｂのインナーライナの正面図である。
【図７】ヘルメットに中程度の衝撃力が加えられたときの効果を示す図５Ｂのインナーライナの正面図である。
【図８】ヘルメットに大きい衝撃力が加えられたときの効果を示す図５Ｂのインナーライナの正面図である。
【図９】ヘルメット内に挿入可能なインナーライナを備えた本発明によるヘルメットの他の実施形態を示す斜視図である。
【図１０Ａ】本発明によるインナーライナを備えたモーターサイクル用ヘルメットを示す斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明によるインナーライナを備えた自転車用ヘルメットを示す斜視図である。
【図１０Ｃ】本発明によるインナーライナを備えた野球用ヘルメットを示す斜視図である。
【図１１】ヘルメット／頭部への回転運動および直接的衝撃が測定され、衝撃の履歴を提供するためにヘルメット内に記憶される本発明の衝撃追跡ヘルメットの第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図１２】ヘルメット／頭部への回転運動および直接的衝撃が測定され、かかる測定された値が所定値または累積所定値を越えた場合に、アラームが起動される本発明の衝撃追跡ヘルメットの第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図１３】回転運動または直接的衝撃が所定値を越えた場合に、脳損傷を評価するための損傷追跡システムが起動／作動される本発明の衝撃追跡ヘルメットの第３の実施形態を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】回転運動または直接的衝撃が、初めの測定時または累積計算時に、所定値を越えた場合に、脳損傷を評価するための損傷追跡システムが起動／作動される本発明の衝撃追跡ヘルメットの第４の実施形態を示すフローチャートである。
【図１４Ｂ】回転運動または直接的衝撃が、初めの測定時または累積計算時に、所定値を越えた場合に、脳損傷を評価するための損傷追跡システムが起動／作動される本発明の衝撃追跡ヘルメットの第４の実施形態を示すフローチャートである。
【図１５】図１１のシステムを示す概略ブロックダイアグラムである。
【図１６】図１２のシステムを示す概略ブロックダイアグラムである。
【図１７】図１３のシステムを示す概略ブロックダイアグラムである。
【図１７Ａ】図１３および図１７の衝撃追跡システムを示す概略ブロックダイアグラムである。
【図１８】追跡システムおよび表示器スクリーンを有するヘルメットの一実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、従来技術によるフットボール用ヘルメットを示す。ヘルメット１０は、硬いアウターシェル１２と、該シェル１２の内部の軟らかいパッドとを有している。ヘルメット１０は比較的重く、脳損傷を軽減する試みでの頭部緩衝は、軟らかいパッドを頼りにしている。しかしながら、ヘルメットが重いため、ヘルメットの着用を煩わしいものとしかつ不快にしている。また、ヘルメットが重いことは、運動パフォーマンスにも悪影響を与える。
【００３３】
また、ヘルメット内部のパッドは、特に、重いヘルメットは着用者に間違った保護感覚を与えるため、頭部に十分な保護を与えない。この間違った保護感覚、しばしば、頭部により大きな損傷を与えることにつながる。なぜならば、着用者は相手に対する直接的な力としてヘルメットを使用し、直接的な衝撃をヘルメットに受けるように、ヘルメットが攻撃的に使用されるからである。
【００３４】
また、従来技術のヘルメットに設けることができるパッドの量は、ヘルメットのサイズにより制限される。なぜならば、厚いパッドを使用すると内部空間が一層狭くなり、更に大きくかつ煩わしいヘルメットになってしまうからである。また、このような付加的パッドおよびクッションを追加するならば、力の如何に係わらず全ての衝撃に対処できるのに十分なものとする必要がある。したがって、ヘルメットは、小さい衝撃力に対処する必要がなくても、ヘルメット全体に亘って厚いクッションを有するように設計する必要がある。また、もしもヘルメットが専ら最大衝撃力のためのみに設計されるならば、ヘルメットの剛性が大きくなって、使用者の頭部上で「ガタガタ揺れる」ものとなってしまうであろう。
【００３５】
変化する衝撃吸収性を備えたヘルメット
本発明は、損傷防止の有効性を犠牲にすることのない軽量ヘルメットを有利に提供する。これは、ヘルメットを内張りする、高さの異なる衝撃吸収体（衝撃吸収部材）により達成される。また、いくつかの実施形態では、ヘルメットは、或る衝撃力を受けたときにアウターシェルがヘルメット本体に対してスピンして、衝撃力を更に分散させるように設計されている。
【００３６】
ここで図面（幾つかの図面を通して、同様なコンポーネンツは同じ参照番号で示されている）を参照すると、図２Ａ〜図３には、本発明のヘルメットの第１実施形態が示されている。ヘルメットは、その全体が参照番号２０で示されかつ慣用のフェースガード２２を有している。ヘルメット２０の内側には、本発明の衝撃吸収特徴を形成するインナーライナ３０が設けられている。インナーライナ３０は、アウターシェル２４の内面に取付けられる上面３２と、衝撃吸収体４０が取付けられる下面３４とを有している。
【００３７】
図２Ａ〜図３の実施形態における衝撃吸収体４０は、加えられる力を受入れかつ分散させるのに十分な可撓性および剛性を有する圧縮性発泡材料で形成されている。衝撃吸収体４０は、高さおよび圧縮性を変えることができ、したがって、異なる作用閾値を有する異なる衝撃吸収特性を得ることができる。図２Ａ〜図３の実施形態では、３つのサイズの衝撃吸収体が設けられ、最小高さｈ１の衝撃吸収体４０ａは第１衝撃吸収特性を有し、最大高さｈ３の衝撃吸収体４０ｃは第２衝撃吸収特性を有し、中間高さｈ２の衝撃吸収体４０ｂは第３衝撃吸収特性を有している。高さｈ２は、高さｈ１より大きくかつ高さｈ３より小さい。衝撃吸収体４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、総称して衝撃吸収体４０と呼ぶことにする。図面の明瞭化のため、全図面に亘って、衝撃吸収体４０ａ、４０ｂ、４０ｃの幾つかのみが示されている。高さの異なる４つ以上の衝撃吸収体を設けることもできることは理解されよう。高さの異なる２つのみの衝撃吸収体を設けることを考えることもできる。いずれにせよ、ライナは、少なくとも１つの衝撃吸収体、好ましくは第１衝撃吸収特性を有する第１組の衝撃吸収体と、少なくとも１つの他の衝撃吸収体、好ましくは第１衝撃吸収特性とは異なる第２衝撃吸収特性を有する第２組の衝撃吸収体とを有する。また、衝撃吸収体４０は、図２Ａ〜図３に示した交互のパターンとは異なるパターンまたはグルーピングで構成できる。前述のように、衝撃吸収体４０は、十分な衝撃力を受けたときに圧縮される圧縮性発砲材料で形成できる。しかしながら、他のクッション材料を考えることもできる。
【００３８】
図５Ｂに示す代替実施形態では、インナーライナ４８の衝撃吸収体５０は、最小高さｇ１の衝撃吸収体５０ａと、最大高さｇ３の衝撃吸収体５０ｃと、高さｇ１より大きくかつ高さｇ３より小さい中間高さｇ２の衝撃吸収体５０ｂとからなる。衝撃吸収体５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、総称して衝撃吸収体５０と呼ぶことにする。図面の明瞭化のため、図５Ｂには衝撃吸収体５０ａ、５０ｂ、５０ｃの幾つかのみが示されている。この実施形態では、衝撃吸収体は、図２Ａに示したような発泡体材料ではなく空気セルからなり、空気セルには逃がし弁を設けることができる。図５Ａの衝撃吸収特徴は、他の全ての点で図２Ａの衝撃吸収特徴と同じであり、図２Ｂに示したヘルメットと同様なヘルメットに使用される。理解されようが、図２Ａの実施形態に関して前述したように、交互パターンで配置された、高さの異なる３つの衝撃吸収体の組を示したが、高さの異なる衝撃吸収体の異なる数の組および／または異なるパターンを考えることもできる。
【００３９】
図６〜図８には、異なる大きさの力がヘルメットに衝突したときに生じる事象が示されている。図６〜図８には図５Ｂのインナーライナ４８が示されているが、図２Ａのインナーライナ３０も図６〜図８に示したインナーライナと同じ態様で機能しかつ反応する。高さの異なる衝撃吸収体５０（衝撃吸収体４０と同様）は異なる応力吸収勾配、したがって異なる付勢閾値を有し、かつ衝撃力の強さに応じて連続的な負荷を受ける。したがって、図６に示すように比較的小さい衝撃力がヘルメットに加えられる場合には、少数の衝撃吸収体のみ、すなわち最も可撓性が大きくかつ最も付勢閾値が小さい衝撃吸収体５０ｃのみが付勢される。図７に示すように、より大きな衝撃力がヘルメットに加えられる場合には、最大高さの衝撃吸収体５０ｃおよび中間高さの衝撃吸収体５０ｂの両方が影響を受けかつ付勢される。図８に示すように、更に大きい衝撃力が加えられる場合には、衝撃吸収体５０ａ、すなわち最小高さ、最小の可撓性および最大の付勢閾値を有する衝撃吸収体５０ａもまた付勢される。すなわち、この衝撃力を吸収しかつ分散させるため、全てのサイズの吸収体５０が付勢される。このように構成すれば、衝撃力を吸収するのに必要な衝撃吸収体のみが付勢されることになり、一連の小さい衝撃吸収体は、さもなくば、必要とされる以上にヘルメット内で場所を取らずかつヘルメットの重さを軽減させることができる。衝撃吸収体４０も、衝撃吸収体５０と同様に、すなわち衝撃力に応じて付勢されることに留意されたい。
【００４０】
図６〜図８には、多数または全ての衝撃吸収体５０が衝撃を受けているところが示されているが、衝撃に応じて、衝撃吸収体５０ａ、５０ｂ、５０ｃのうちの或るものだけが影響を受けることは理解されよう。例えば或る場合には、衝撃を受けた領域内の衝撃吸収体のみが影響を受けかつ付勢される。十分に大きい衝撃を受けたときは、ライナ４８の全ての衝撃吸収体が影響を受けかつ付勢されるようにすることもできる。このことは、ライナ３０および衝撃吸収体４０並びに他の衝撃吸収体、例えば後述の衝撃吸収体６０、７０にも適用できる。
【００４１】
図５Ａの実施形態では、インナーライナ６１の衝撃吸収体６０は同じ高さを有するが、異なる材料を用いることにより、衝撃吸収性を変化させている。図５Ａの実施形態は、材料の軽さを変えることにより、前述の実施形態におけるようにコンパクトにできるという同じ長所を達成できる。この実施形態は、衝撃吸収性を変化させることによる長所を有しており、比較的小さい衝撃力が加えられたときには一部の衝撃吸収要素（すなわち、最大の可撓性および圧縮性を有する衝撃吸収体）が付勢され、より大きい力が加えられるとより多くの衝撃吸収体（より小さい可撓性および圧縮性を有する衝撃吸収体を含む）が付勢される。このような変化する衝撃吸収性は、図２Ａおよび図５Ｂの実施形態と同様なパターンを用いて達成でき、異なる衝撃吸収特性を有する３組の衝撃吸収体、例えば、第１の可撓性および圧縮性を有する第１組と、異なる可撓性および圧縮性（例えばより小さい可撓性および圧縮性）を有する第２組と、更に異なる可撓性および圧縮性（例えば更に小さい可撓性および圧縮性）を有する第３組とを交互のパターンで配置する。前述の実施形態におけるように、異なる衝撃吸収体の組数を異ならせること、および異なる衝撃吸収体の配置パターンを異ならせることも考えられる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、本願に開示する種々の実施形態の衝撃吸収体として発泡体のような材料を使用できる。或いは、衝撃吸収体として流体を使用し、頭部への衝撃効果を低減させるため、圧力が圧力閾値を越えたときに圧力を解放する逃がし弁を設けることができる。逃がし弁は力を減衰できかつ変化する衝撃吸収特性を有する衝撃吸収体を得るべく異なる閾値で圧力を解放させる。他の実施形態では、或る衝撃吸収体に発泡体のような圧縮性表面を設けることができ、他の衝撃吸収体には流体を使用して逃がし弁を設けることができる。
【００４３】
したがって、本発明による衝撃吸収体は、種々の形状、種々の高さおよび／または種々の材料を用いて種々の力に適合させ、種々の保護を行うことができる。衝撃吸収体は、交互に配置するか、種々のパターンで一緒にグループ化することができる。衝撃吸収体は、変化する衝撃吸収特性を有する２つ以上の組に配置し、均一または不均一に分布させることができる。各組の衝撃吸収体の数は同数でもよいし、各組で異ならせることもできる。
【００４４】
上記衝撃吸収特徴を有するインナーライナは、例えばヘルメット２０に取付けられる着脱不可能なコンポーネントとして提供できる。或いは、図９の実施形態に示すように、衝撃吸収体７０を備えたインナーライナ７１を、慣用ヘルメット８０内に挿入可能な別コンポーネントとして作り、これを例えば接着、クリップ止めまたは他の既知の種々の方法によりヘルメットに取付けることもできる。図９に示すライナ７１は図２Ａの衝撃吸収体を有するが、本願に開示の他の衝撃吸収体、例えば衝撃吸収体５０または６０を備えた他のライナを着脱可能なインナーライナとして提供できる。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態におけるヘルメットのアウターシェルは、ヘルメット本体に対して回転可能に構成できる。この構成は、直接打撃を最小にすべく、力を偏向させることを補助する。これは例えば図４Ｂおよび図４Ｃに示されており、図４Ｂには、方向矢印により示す前方衝撃力によってアウターボディ８４がインナーライナ８６に対して回転されたところが示され、図４Ｃには、後方衝撃力が加えられたときのアウターボディ８４の回転が示されている。本願に開示の他の実施形態のヘルメット（衝撃吸収体と組合わされたヘルメット）のアウターシェルも、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように回転できるようにヘルメット本体に対して回転可能に取付けることができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、上記いずれかのヘルメットの外表面に低摩擦コーティングまたは低摩擦層を設けることにより低摩擦外表面にするか、滑り易さを増強した外表面にして、直接打撃を逸らせまたは偏向させる補助をするように構成できる。すなわち、低摩擦外表面は、ヘルメットに加えられる力を偏向させる。
【００４７】
他のスポーツおよび他の用途のヘルメットを考えることもできる。図１０Ａ〜図１０Ｃには、永久的に取付けられるものであるか、図９に示す着脱可能なものであるかを問わず本発明のインナーライナおよび衝撃吸収体のいずれかを備えた種々のヘルメットの例が示されている。図１０Ａはモーターサイクル用ヘルメット１００を示し、図１０Ｂは自転車用ヘルメット１１０を示し、図１０Ｃは野球バッターのヘルメット１３０を示す。例えばラクロス用ヘルメットおよびフィールドホッケー用ヘルメットを含む他のヘルメットを考えることもできる。
【００４８】
衝撃追跡性を備えたヘルメット
図１１−図１４は、衝撃追跡能力を有する本発明のヘルメットの種々の実施形態のフローチャートを示し、図１５−図１７は、図１１−図１４のシステムの概略ブロックダイアグラムである。これらの実施形態のヘルメットは、上記の図１−図１０の変化する衝撃吸収特徴のヘルメットと組み合わせて使用することができ、あるいは、上記の変化する衝撃吸収特徴を備えないヘルメットと組み合わせて使用することができる。いずれの場合にも、図１１−図１８に開示されているヘルメットは、着用者への更なる損傷を防止するために着用者の衝撃履歴を追跡し、記憶する。
【００４９】
図１８は、以下で詳細に説明する衝撃を測定するためのセンサおよび損傷追跡システムを収容するヘルメットを例示として示している。図１８はまた、上述した変化する衝撃吸収特性を提供するための、図５Ｂの衝撃吸収体に対応する３組の衝撃吸収体を示す。上記のその他の衝撃吸収体を使用することもできる。しかしながら、代替実施形態では、図１−図１０のかかる衝撃吸収体は使用されず、図１１−図１８のヘルメットでは、在来の衝撃吸収体が使用されるであろう。上記の衝撃吸収体を備えたまたは備えない図１０Ａ−図１０Ｃの種々のタイプのヘルメット、および、他の用途のヘルメットはまた、本発明のセンサ、記憶ファイル、および衝撃追跡システムを収容することができることに留意されたい。
【００５０】
ここで、本発明の衝撃追跡ヘルメットの第１の実施形態について説明すると、ヘルメットに設けられるシステムは、図１５の概略ブロックダイアグラムおよび図１１のフローチャートに示されている。この実施形態では、ヘルメットの着用者の履歴は、ヘルメット内で追跡され、記録される。すなわち、ヘルメットの衝撃に関する情報は、選手の経歴と結び付けられ、個人に対してタグコード化されることができる。フローチャートに示されているように、外部衝撃、例えば、頭部に対する直接の殴打の形態、または、回転力、例えば、頭部に対するジャーキング運動の形態であることがある力がヘルメットに加えられたときに、ヘルメット内のセンサは、かかる力を検出し、測定する。１つまたはそれ以上のセンサを設け、ヘルメット内または上の種々の位置に配置するのがよい。
【００５１】
センサ１１２（図１５）によって頭部回転が検出された場合には、センサは、測定された回転力を示す信号をプロセッサ１００に送る。プロセッサ１００は、測定された回転力Ｒ２を示す信号を受け取り、そこで、信号は、所定または閾値Ｒ１と比較される。回転力値Ｒ２が、かかる所定値Ｒ１を越えない場合には、「事故なし(non-event)」と決定（計算）され、プロセッサ１００によって信号は記憶ファイル１１４に送られない。これにより、着用者に実際のまたは累積的な作用を有しない頭部の小運動は、記憶ファイル（メモリ）に加えられず、将来の比較分析を歪めない。
【００５２】
しかしながら、測定された力の値Ｒ２が、所定値Ｒ１を越えた場合には、損傷出来事を構成し、以下のデータ：1)損傷のタイプ、2)損傷の正確な位置、3)損傷のデータ日時、4)力の値、の１つまたはそれ以上、好ましくはすべてを記録するために、そのデータが記憶ファイル１１４に送られる。この情報が記録された後に、既存の記録に、この情報、すなわち、損傷および力のタイプ、位置、日／時を加えるため、記憶ファイルは更新され、そのため、累積的な記録を維持することができ、それによって、着用者の履歴が追跡される。例えば、損傷（または衝撃）の位置を記録することによって、使用者が、頭部の同じ領域に、単独では深刻ではないかもしれないが、累積的な観点からは重要で厄介なことがある繰り返しの損傷（または衝撃）を受けたかどうかを決定することができる。同様に、損傷が短期間後に発生した場合には、これは、より長期間後に発生した場合に比べて、使用者により大きなリスクを与える。多数の衝撃力に亘る合計値は、重大なリスクに移行し得る。かくして、記憶ファイルは、記録中にそのデータを含めるように記録を更新する。その後、測定された力が所定値を越えたことに応答して追加のデータが受け取られたときに、記録は繰り返し更新される。記録は、任意の一定の時刻に、選手の損傷履歴をメモリから検索し、検討し、評価し、更なる損傷を防止するための必要な措置を取ることを可能にする。
【００５３】
図１１および図１５のシステムおよび方法を続けて説明すると、外力（衝撃）がセンサ１１２によって検出された場合には、センサ１１２は、測定された衝撃力Ｆ２を示す信号をプロセッサ１００に送る。プロセッサ１００は、測定された力Ｆ２を示す信号を受け取り、そこで、測定された力Ｆ２は、所定または閾力値Ｆ１と比較される。力Ｆ２が所定値Ｆ１を越えない場合には、「事故なし(non-event)」と決定（計算）され、信号は記憶ファイル１１４に転送されない。これにより、着用者に実際のまたは累積的な作用を有しない頭部に対する小衝撃は、メモリに加えられず、将来の比較分析を歪めない。
【００５４】
しかしながら、測定された力の値Ｆ２が、所定値Ｆ１を越えた場合には、損傷事故を構成し、以下のデータ：1)損傷のタイプ、2)損傷の正確な位置、3)損傷のデータ日時、4)力の値、の１つまたはそれ以上、好ましくはすべてを記録するために、そのデータが記憶ファイル１１４に転送される。この情報が記録された後に、既存の記録に、この情報、すなわち、損傷および力のタイプ、位置、日／時を加えるため、記憶ファイルは更新され、そのため、累積的な記録を維持することができる。かかる記録および記憶は、回転力の評価について上記で特定された利点を有する。このようにして、任意の一定の時刻に、選手の損傷履歴をメモリから検索し、検討し、評価し、更なる損傷を防止するための必要な措置を取ることができる。
【００５５】
ヘルメットおよびヘルメットに収容された衝撃追跡システムの代替実施形態が、図１２のフローチャートおよび図１６の概略ブロックダイアグラムに示されている。このシステムおよび方法は、着用者およびその他の者に、脳損傷の危険または潜在的な危険に対する警告を行うようにヘルメットに設けられたアラームシステム１２４を含む。さらに、衝撃および損傷の累積的な作用を計算するための累積的な計算が実行される。システムのアラームは、単一の衝撃事故によって起動されることができ、または、１つまたはそれ以上の測定された出来事／衝撃の累積的計算によって起動されることができる。
【００５６】
さらに詳しくは、センサ１１２が、図１１の実施形態にあるように、頭部回転、および／またはヘルメットに加えられた外力を検出し、測定する。測定された回転力Ｒ４は、第１の信号によりプロセッサ１２０に送られる。プロセッサ１２０、測定された回転力Ｒ４を示す信号を受け取り、そこで、測定された回転力Ｒ４は、所定または閾値Ｒ３と比較される。（Ｒ４は、図１１のＲ２と同じであっても、あるいは、別の値であってもよいことに留意されたい。）  閾値Ｒ３は、図１１の実施形態のＲ１と同じであっても、あるいは、異なっていてもよい。測定された回転力Ｒ４が閾値Ｒ３を越えた場合には、アラームを起動させるための第２の信号が、プロセッサ１２０によってアラームシステム１２４に送られる。アラームは、音声アラーム、例えば、警告音、または、視覚的アラーム、例えば、ヘルメット内で光る光若しくはＬＥＤのような種々の形態のものでよい。同様に、センサ１１０は、ヘルメットに加えられた外的衝撃力Ｆ４を検出し、センサ１１０は、力を測定し、測定された外力Ｆ４を示す第１の信号をプロセッサ１２０に送り、そこで、測定された外力Ｆ４は、所定または閾値Ｆ３と比較される。Ｆ４は、図１１のＦ２と同じであっても、あるいは、別の値であってもよいことに留意されたい。閾値Ｆ３は、図１１の実施形態の閾値Ｆ１と同じであっても、あるいは、異なっていてもよい。測定された力Ｆ４が閾値Ｆ３を越えた場合には、アラームを起動させるための第２の信号が、アラームシステム１２４に送られる。
【００５７】
測定された回転力Ｒ４または測定された外力Ｆ４が、それぞれ、所定値Ｒ３またはＦ３を越えない場合には、累積的計算を可能にするために、そのデータが記憶ファイル１２２に送られる。ヘルメット内のデータ記憶ファイル１２２は、以下のデータ（パラメータ）：1)損傷のタイプ、2)損傷の正確な位置、3)損傷のデータおよび日時、4)力の値、の１つまたはそれ以上、好ましくはすべてを記録するために、更新され、次いで、これらのパラメータの各々の累積合計がファイルに記憶される。一旦、着用者の損傷出来事の個人履歴を代表するこれらの出来事／パラメータの各々の累積値が発生されると、この累積値は、安全累積値に対比される所定または閾値と比較される。プロセッサ１２０は、これらの計算を実行し、それらを各パラメータに対する個々の累積値と比較し、または、パラメータの１つまたはそれ以上の組み合わせに基づく値を計算するためのアルゴリズムを含む。例えば、これらのパラメータの任意の１つ、例えば、衝撃／損傷の頻度の累積値が、かかる頻度の閾累積値を越えた場合には、アラームを起動させるための信号が送られる。他方、累積値のいずれもが閾値を越えない場合には、アラームは起動されないが、記憶ファイルは新しいデータで更新され続け、それにより、アラーム状況が保証されているかどうかを評価するために、後の衝撃に応答して新しいデータが受け取れたときに値を再計算することができる。累積値のいずれもがそのパラメータの特定の閾値を越えないとしても、いくつかの実施形態では、２つまたはそれ以上の組み合わせが一緒に「事故」として計算され、アラームを起動し得ることに留意されたい。かくして、累積値の２つまたはそれ以上の組み合わせが「事故」を起動し、それによって、アラームシステム１２４を作動させるか否かを評価するために、アルゴリズムに従って、パラメータ（データ）の組み合わせを評価することができる。
【００５８】
図１２のシステムは、代替実施形態では、頭部回転Ｒ４または衝撃力Ｆ４が、値Ｒ３およびＦ３を越え、アラームが起動された場合に、これらの値は記憶ファイルに転送されて、発生された累積計算において考慮されるように構成することができることにも留意されたい。これにより、アラームを起動させる力が衝撃履歴の一部のままであることが確保される。かくして、この実施形態では、図１２のフローチャートは、（第１の決定ボックスに応答して）アラームを起動させるための信号を送ることに加えて、記録を更新するために記憶ファイルに送られるデータも示す矢印を含むであろう。
【００５９】
図１２のシステムのいくつかの実施形態では、所定値Ｒ３およびＦ３は、図１１のＲ１およびＦ１とは異なる、すなわち、Ｒ１およびＦ１よりも大きいことに留意されたい。すなわち、かかる実施形態では、この第１の（より小さい）所定値が越えられたか否かを決定するための比較分析がまずプロセッサ１２０によってなされる。もし越えられていれば、次いで、Ｒ３およびＦ３との比較がなされ、図１２の上記のステップが適用される。しかしながら、かかる実施形態では、力Ｒ４またはＦ４がこのより小さい値Ｒ１、Ｆ１を越えない場合には、図１１のシステムステップにおけるように事故なしと考えられ、データは転送されず、それによって、身体的作用に悪影響を有しない頭部への小衝撃は、記憶ファイル記録に転送されず、いかなる損傷計算および評価からも除かれる。第１の所定値に関する図１１のステップと同じこれらのステップは、明確化のために図１２のフローチャートからは除かれていることに留意されたい。他方、力Ｒ４またはＦ４が第１の所定値Ｒ１またはＦ１を越えた場合には、これは、「事故」を構成し、次いで、図１２の第１の決定ボックスに従って、所定値Ｒ３、Ｆ３と比較される。
【００６０】
図１３および図１４の代替実施形態は、ヘルメットの着用者の損傷を現場で評価することができる損傷追跡システムを提供する。すなわち、ヘルメットは、着用者の焦点／集中能力を評価する目追跡システム、使用者が自身の身体の一部を動かす言語指令セットに従うことができるか否かを決定する運動追跡システム、質問および／または指令への応答を確認する言語試験システム、および、刺激ガスまたは液体の臭い試験発生器を含む、着用者を試験するその他の形態のような種々の方法によって、脳損傷パターンを評価するソフトウェアを収容する。使用者が、許容される予め設定された基準／パラメータ内で指令を実行しないことによって損傷評価試験に失格した場合には、アラームが起動されて、着用者およびその他の者に、十分な脳損傷、例えば、振盪が生じたことを警告する。したがって、ヘルメットはそれ自身、「現場医師」として機能することができる。図１４の実施形態における損傷試験は、上で詳細に説明した損傷出来事、深刻度、および頻度の累積にも関連されている点で、図１３の実施形態における損傷試験と異なっていることに留意されたい。
【００６１】
初めに、図１３の実施形態について説明すると、図１１の実施形態におけるように、１つまたはそれ以上のセンサが、ヘルメットに加えられた頭部回転および／または外力を検出して測定する。測定された回転力は、センサ１３４（図１７）によってプロセッサ１３０に送られる。プロセッサ１３０は、測定された回転力Ｒ６を示す信号を受け取り、そこで、信号は、所定または閾値Ｒ５と比較される。回転力値Ｒ６が、かかる所定値Ｒ５を越えない場合には、「事故なし(non-event)」と考えられ、損傷追跡システム１３８は始動されない。Ｒ６およびＦ６は、図１２の実施形態のＲ４およびＦ４と同じであっても、あるいは、他の値でもよいことに留意されたい。さらに、閾値Ｒ５およびＦ５は、図１２のＲ３およびＦ３と同じであっても、異なっていてもよい。
【００６２】
他方、測定された回転力Ｆ６または測定された外力Ｆ５が、それぞれ、所定または閾値Ｒ５、Ｆ５を越えた場合には、システムを始動（作動）させるための信号が、損傷追跡システム１３８に送られる。損傷追跡システムは、図１７Ａのブロックダイアグラムに概略的に示されている。システム１３８は、プロセッサ１５０と、指令を着用者に送るトランスミッタ１５２とを含む。着用者は、指令に応答し（入力１５６）、応答は、評価のためにプロセッサ１５０に入力される。応答をプロセッサ１５０に入力する着用者に視覚的な指令またはプロンプト（指示）を提供するデータ表示器１５４を設けてもよい。
【００６３】
さらに詳しくは、損傷追跡システム１３８が始動（作動）されるときに、使用者に手または足を動かせとの視覚的指令のような指令またはプロンプトが、着用者（使用者）に与えられ、または、使用者は、表示器スクリーン１５４のような種々のスクリーンに視覚を集中するように指示される。着用者が指令に従うことができ、試験パラメータを満足するならば、アラームは始動されず、必要ならば、損傷追跡システム１３８は、後の始動のためにリセットされる。しかしながら、使用者が、許容されるパラメータ内で指令に従うことができない場合には、アラームまたは他の表示器を始動させるための信号が、アラームシステム１４０に送られる。アラームは、音声または視覚のような種々の形態であってよく、例えば、警告音が聞こえ、またはヘルメット内でＬＥＤ光が光るものであってよい。
【００６４】
図１１のシステムと同じように、損傷のタイプ、損傷の位置、損傷の日／時、力の値を記録するために記憶ファイル１３６を設けるのがよい。
【００６５】
図１４Ａ、図１４Ｂの実施形態（フローチャートの長さのために２枚の図１４Ａ−１４Ｂに含まれている）では、損傷追跡システムは、a)初期測定衝撃力、または、b)特定のパラメータの累積計算、によって始動される。すなわち、１つの見方では、図１４Ａ、図１４Ｂのシステムは、図１２のシステムにおけるように累積履歴を計算し、必要ならば、図１３のシステムにおけるような初期測定値に依存せずに、これらの累積履歴計算を使用して損傷追跡システムを始動させる点で、図１３のシステムと異なっている。もう１つの見方では、図１４Ａ、図１４Ｂのこの実施形態は、累積計算は、単独では、アラームを始動させるのには十分でなく、代わりに、使用者の運動技能、焦点、聴力等の試験を利用して損傷の深刻度を検出し、試験に対する着用者の応答が不十分である場合に、アラームが起動される。これにより、現場損傷評価が提供され、始動は、累積履歴だけでなく、損傷の深刻度を代表する着用者の機能的能力の測定にも基づくものであるので、アラームの早すぎる始動を回避することができる。
【００６６】
さらに詳しくは、前の実施形態におけるように、図１４Ａ、図１４Ｂの代替実施形態および方法では、センサが、ヘルメットに加えられた頭部回転および／または外力を検出して測定する。測定された回転力は、第１の所定または閾値と比較される。センサ（例えば、図１７の回転センサ１３４）からプロセッサに送られた測定された回転力が、閾値を越えない場合には、プロセッサから損傷追跡システム（例えば、図１７の損傷追跡システム１３８）にデータは送られず、「事故なし」と計算されるので、着用者に対する試験を作動させる損傷追跡システムは始動されない。しかしながら、図１２のシステムと同じように、データ、例えば、損傷のタイプ、損傷の位置、損傷の日／時、力の値等は、データ（パラメータ）を記録する記録を更新するために、記憶ファイルに送られる。同様に、センサ（例えば、図１７の力センサ１３２）によって測定された外力は、プロセッサによって所定または閾値と比較される。測定された力が閾値を越えない場合には、プロセッサによって損傷追跡システム（例えば、図１７の損傷追跡システム１３８）にデータは送られず、「事故なし」と計算されるので、着用者に対する試験を作動させる損傷追跡システムは始動されない。しかしながら、図１２のシステムと同じように、データ、例えば、損傷のタイプ、損傷の位置、損傷の日／時、力の値等は、データ（パラメータ）を記録する記録を更新するために、記憶ファイルに送られる。かくして、測定された回転または衝撃力が、所定値を越えない場合には、図１２の実施形態に関連して上述したのと同じように、損傷のタイプ、損傷の位置、損傷の日／時、回転または衝撃力の値の累積計算を実行するために、データは記憶ファイルに送られない。一旦、これらのパラメータの各々の累積合計が計算されると、着用者の損傷出来事の個人履歴を代表するこれらのパラメータの各々の累積値および累積値の組み合わせが発生され、この累積値は、累積値を評価するアルゴリズムに従って安全累積値に対比される所定または閾値と比較され、各パラメータの累積値の組み合わせは、図１２のシステムにおいて上述したように、この組み合わせが深刻な損傷を提示しているかどうかを評価するために、累積値の組み合わせを評価するアルゴリズムに従って安全累積値の組み合わせに対比される所定または閾値と比較される。安全累積値または組み合わせ値を代表する閾値を越えた場合には、損傷追跡システムを始動させるための信号が送られ、システムは、上述した図１３および図１７の実施形態におけるように作動し、着用者が試験に合格しない、すなわち、着用者に送られたプロンプトまたは指令を満足しない場合には、十分な脳損傷を示すものであるので、アラームまたは表示器を起動させる。累積値または組み合わせ値が閾値を越えない場合には、損傷追跡システムは起動されないが、記憶ファイルは、その後の力衝撃に追加するために新しいデータで更新され続け、それにより、後日アラーム状況が保証されているかどうかを評価するために、値を再計算することができる。
【００６７】
換言すると、図１４Ａ、図１４Ｂの実施形態では、閾値を越えた場合に、図１２におけるように、次のステップとしてアラームを起動させる代わりに、損傷追跡システム１３８は、アラームを起動する必要があるかどうかを確認するために作動される点以外は、図１２と同じように、累積値が計算され、閾値と比較される。損傷追跡システムは、図１３に関して上述したのと同じであってよく、簡単化のために、ここでは繰り返さない。累積値を計算し、それらの累積値を独立に、または組み合わせとして評価するアルゴリズムを設けることは、図１２に関して上述したのと同じであってよく、簡単化のために、ここでは繰り返さないことに留意されたい。
【００６８】
他方、センサ（例えば、センサ１３２）から測定された回転力が、閾または所定値を越えた場合（図１４Ａの第１の決定ボックス参照）には、図１３に関連して上述したように、着用者に対する試験を作動させるための信号がプロセッサから損傷追跡システムに送られる。同様に、センサ（例えば、センサ１３４）からの測定された力が、閾または所定値を越えた場合（図１４Ａ）には、着用者に対する試験を作動させるための信号がプロセッサから損傷追跡システムに送られる。追跡システムは、着用者の運動、力／集中、聴力等が許容されるパラメータに適合するかどうかを決定するために、着用者の運動、力／集中、聴力等を試験し、適合しない場合には、アラームを起動させ、または、その他の表示器を作動させて、十分な損傷が起こったことを、着用者またはその他の者に警告する。
【００６９】
測定された力が、損傷追跡システムを起動する閾値を越えた場合に、好ましくは、後のメモリからの検索および評価のために履歴を記録する記憶ファイルに、データ（例えば、損傷のタイプ、損傷の位置、損傷の日、力の値）が送られる。
【００７０】
かくして、上記のヘルメットは、メモリから容易に接近可能な着用者の情報／履歴を収容する。追跡システムは、フィールド医師を有利に代替することができる。追跡システムは、例えば、ヘルメット上のプレキシグラス顔面プロテクタ上に配置することができ、あるいは、ヘルメットの前面のゴーグルタイプのめがね内に組み込むことができる。図１８は、追跡システムが顔面プロテクタ上に配置されている例を示す。
【００７１】
力センサ／トランスデューサを、ヘルメットの任意の部分の衝撃を監視するようにヘルメットの種々の領域に配置することができる。
【００７２】
図１１−図１４Ｂに概略的に示されたシステムを提供することに加えて、本発明はまた、図１１−図１４Ｂのフローチャートに示されたステップを含むヘルメット上の衝撃を追跡するための方法を含むことができる。
【００７３】
プロセッサは、アナログおよび／またはデジタル信号を操作するマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、あるいは、その他の装置を使用して作ることができる。メモリモジュール、例えば、記憶ファイルは、プロセッサが作動指示を実行する間に、記憶機能を実行する。ここに開示されたシステムは、ワイヤレスであってよい。
【００７４】
圧力、電池、ソーラ運動エネルギ等のような、ここに開示されたヘルメットに動力を供給するための種々の方法がある。
【００７５】
上記のヘルメットはさらに、損傷追跡システムの作動中、着用者の反応を見ることができるように、１つまたはそれ以上のカメラを含んでもよい。カメラは、着用者が、何を視覚化しているかを見るように着用者と整合し、着用者の目と整合し、および／または、着用者の背後から、あるいは、両側から見る追加のカメラが設けられてよい。
【００７６】
上述したように、衝撃および／または損傷追跡システムを備えたヘルメットはまた、随意には、図１−図１０のヘルメットにあるような衝撃吸収性を変化させるおよび／または衝撃を拡散および分散させる構造を含んでもよい。例えば、１つの実施形態では、上述したように、逃がし弁を備えた複数の空気セルがヘルメット内に位置決めされている。セルは、それらの衝撃吸収機能が衝撃の程度に応じて始動されるように異なる特性を有してよい。代替的には、衝撃吸収体は、上述したように、異なる可撓性／圧縮性を備えた圧縮可能な発砲体で構成されてもよい。アウターシェルもまた、随意には、ヘルメットへの直接打撃力を減少させるために低摩擦表面を含んでよい。アウターシェルはまた、随意には、アウターボディーに対してスピンしてもよい。かくして、変化する衝撃吸収性を備えた図１−図１０のヘルメットは、随意には、図１１−図１８のシステムのいずれをも備えてよい。
【００７７】
限定なく、例えば、図１０Ａ，図１０Ｂ、図１０Ｃに示されているようなフットボール、ホッケー、ラクロス、自転車、モーターサイクル等のような種々のスポーツおよび活動用のヘルメットが考えられる。
【００７８】
上記説明は多くの具体的構成を含んでいるが、これらの具体例は本発明の範囲を制限するものと解釈すべきではなく、本発明の好ましい実施形態の単なる例示であると解釈すべきである。当業者ならば、特許請求の範囲の記載により定められた範囲および精神内にある他の多くの可能な変更を考え得るであろう。
【符号の説明】
【００７９】
２０  ヘルメット
１００、１２０、１３０、１５０  プロセッサ
１１０、１３２  力センサ
１１２、１３４  回転センサ
１１４、１２２、１３６  記憶ファイル
１２４、１４０  アラームシステム
１３８  損傷追跡システム
【図１】
2015152602.tif 000003
【図２Ａ】
2015152602.tif 000004
【図２Ｂ】
2015152602.tif 000005
【図３】
2015152602.tif 000006
【図４Ａ】
2015152602.tif 000007
【図４Ｂ】
2015152602.tif 000008
【図４Ｃ】
2015152602.tif 000009
【図５Ａ】
2015152602.tif 000010
【図５Ｂ】
2015152602.tif 000011
【図６】
2015152602.tif 000012
【図７】
2015152602.tif 000013
【図８】
2015152602.tif 000014
【図９】
2015152602.tif 000015
【図１０Ａ】
2015152602.tif 000016
【図１０Ｂ】
2015152602.tif 000017
【図１０Ｃ】
2015152602.tif 000018
【図１１】
2015152602.tif 000019
【図１２】
2015152602.tif 000020
【図１３】
2015152602.tif 000021
【図１４Ａ】
2015152602.tif 000022
【図１４Ｂ】
2015152602.tif 000023
【図１５】
2015152602.tif 000024
【図１６】
2015152602.tif 000025
【図１７】
2015152602.tif 000026
【図１７Ａ】
2015152602.tif 000027
【図１８】
2015152602.tif 000028
【外国語明細書】
2015152602000001.pdf