(57)【要約】  保護ヘルメットは、内側層と、空間によって内側層から離隔している外側層とを備える。中間層は、内側層と外側層の間の空間に配置され、保護ヘルメットに付与される力に応じて非線形に変形する衝撃吸収材を備える。例えば、衝撃吸収材は、各々、内側層に近接する一端と外側層中間部に近接する他端とを有する複数のフィラメントを含み、フィラメントは、ヘルメットに付与される力に応じて、非線形に変形するように構成される。
2018509536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側シェルと、
前記内側シェルに対して脱着可能に連結された圧縮部と、を備え、
前記圧縮部は、
内側層と、
前記内側層との間の空間により、前記内側層から離隔している外側層と、
前記内側層及び前記外側層の間の前記空間に配置されるとともに、衝撃吸収材を備えた中間層と、を含む、ヘルメット。
【請求項２】
請求項１に記載のヘルメットにおいて、
前記衝撃吸収材は、ヘルメットに付与される外力に応じて非線形に変形するように構成される複数のフィラメントを備え、各々のフィラメントは、前記内側層に近接する一端と、前記外側層に近接する他端とを有するヘルメット。
【請求項３】
請求項２に記載のヘルメットにおいて、
前記複数のフィラメントは、前記内側層に近接する一端と、媒介層に近接する他端とを備えた前記個々のフィラメントを含み、
前記衝撃吸収材は、追加の複数のフィラメントを備え、前記追加の複数のフィラメントは、前記媒介層に近接する一端と、前記外側層に近接する他端とを有する個々のフィラメントを備え、前記追加の複数のフィラメントの前記フィラメントは、前記圧縮部に付与される外力に応じて非線形に変形するように構成されるヘルメット。
【請求項４】
請求項３に記載のヘルメットにおいて、
前記衝撃吸収材は、さらに、前記複数のフィラメントと前記追加の複数のフィラメントの間に配置された他の複数のフィラメントを備え、前記他の複数のフィラメントの各フィラメントは、前記複数のフィラメントのうちの１つ以上のフィラメントの前記他端に近接する一端と、前記追加の複数のフィラメントのうちの１つ以上のフィラメントの前記一端に近接する他端とを有するヘルメット。
【請求項５】
請求項１に記載のヘルメットにおいて、
前記衝撃吸収材は、複数のリブを備え、前記複数のリブの個々のリブは、前記内側層に近接する一縁部と、媒介層に近接する他縁部と、長手方向軸とを有するシートを備えるヘルメット。
【請求項６】
請求項１に記載のヘルメットにおいて、
前記衝撃吸収材は、
個々のリブが、前記内側層に近接する一縁部、媒介層に近接する他縁部、及び長手方向軸を有するシートを備えた複数のリブと、
個々のリブが、前記媒介層に近接する一縁部、前記外側層に近接する他縁部、及び追加長手方向軸を備えた追加の複数のパラレルリブと、を備え、
前記複数のリブの前記リブのうちの少なくとも１つの前記長手方向軸は、前記追加の複数のパラレルリブのうちの少なくとも１つのリブの前記追加長手方向軸とは平行でなく、
前記複数のリブの前記リブ及び前記追加の複数のパラレルリブの前記リブは、前記ヘルメットに付与される外力に応じて、非線形に変形するように構成されるヘルメット。
【請求項７】
請求項１に記載のヘルメットにおいて、
フェイスマスクを脱着可能に受け入れるように構成された前記内側シェルに取り付けられるフレームをさらに備えるヘルメット。
【請求項８】
請求項１に記載のヘルメットにおいて、
前記内側シェルは、熱可塑性材料を含むヘルメット。
【請求項９】
装着者の頭部に合致するサイズ及び形状に形成される内側層と、
空間によって前記内側層から離隔している外側層と、
前記内側層及び前記外側層の間の前記空間に配置された中間層と、を備え、
前記中間層は、
個々のフィラメントが、前記内側層に近接する一端及び媒介層に近接する他端を備える複数のフィラメントと、
追加の複数のフィラメントと、を備え、
前記複数のフィラメントの個々のフィラメントは、前記媒介層に近接する一端及び前記外側層に近接する他端と有し、前記複数のフィラメントと前記追加の複数のフィラメントのうちの少なくとも１方は、前記ヘルメットに付与される外力に応じて、非線形に変形するように構成されるヘルメット。
【請求項１０】
請求項９に記載のヘルメットにおいて、
前記中間層は、前記複数のフィラメント及び前記追加の複数のフィラメントの間に配置された他の複数のフィラメントをさらに備え、前記他の複数のフィラメントの各フィラメントは、前記複数のフィラメントのうちの１つ以上のフィラメントの前記他端に近接する一端と、前記追加の複数のフィラメントのうちの１つ以上のフィラメントの前記一端に近接する他端とを有するヘルメット。
【請求項１１】
請求項９に記載のヘルメットにおいて、
前記複数のフィラメントは、前記追加の複数のフィラメントとは異なる座屈強度を有するヘルメット。
【請求項１２】
請求項９に記載のヘルメットにおいて、
前記内側層は、１つ以上のスリットを含むヘルメット。
【請求項１３】
請求項１２に記載のヘルメットにおいて、
前記内側層における一スリットの対向する側同士の部分を互いに複数接近させることにより、前記装着者の前記頭部に前記内側層を締め付けるように構成された締付部をさらに備えるヘルメット。
【請求項１４】
請求項１２に記載のヘルメットにおいて、
前記内側層は、熱可塑性材料を含むヘルメット。
【請求項１５】
装着者の頭部の一部を実質的に囲むように構成されたシェル、及び
前記装着者の前記頭部を前記ヘルメットに付与される力から守るように構成された変形可能発泡体クッションを備えた内側層と、
空間によって前記内側層から離隔している外側層と、
衝撃吸収材を含み、前記内側層及び前記外側層を離隔している空間に配置される中間層と、を備えるヘルメット。
【請求項１６】
請求項１５に記載のヘルメットにおいて、
前記変形可能発泡体クッションは、熱成形可能発泡体を含むヘルメット。
【請求項１７】
請求項１５に記載のヘルメットにおいて、
前記ヘルメットの内部面に配置されるとともに、前記ヘルメットの装着者の額に接触するように配置される追加発泡体クッションをさらに備え、前記追加発泡体は熱成形可能発泡体を含まないヘルメット。
【請求項１８】
請求項１５に記載のヘルメットにおいて、
前記変形可能発泡体クッションは、前記シェルに対して脱着可能に連結されるヘルメット。
【請求項１９】
請求項１５に記載のヘルメットにおいて、
前記衝撃吸収材は、前記ヘルメットに付与される外力に応じて非線形に変形するように構成される複数のフィラメントを備え、各々のフィラメントは、前記内側層に近接する一端と前記外側層に近接する他端とを有する、ヘルメット。
【請求項２０】
請求項１９に記載のヘルメットにおいて、
前記複数のフィラメントは、前記内側層に近接する一端と媒介層に近接する他端とを備える前記個々のフィラメントを含み、前記衝撃吸収材は、追加の複数のフィラメントを備え、前記追加の複数のフィラメントは、前記媒介層に近接する一端と、前記外側層に近接する他端とを有する個々のフィラメントを備え、前記追加の複数のフィラメントの前記フィラメントは、前記ヘルメット部に付与される外力に応じて、非線形に変形するように構成されるヘルメット。
【請求項２１】
請求項１５に記載のヘルメットにおいて、
前記内側層は、１つ以上のスリットを含み、前記ヘルメットは、前記内側層における一スリットの対向する側同士の部分を互いに複数接近させることにより、前記装着者の前記頭部に前記内側層を締め付けるように構成された締付部をさらに備えるヘルメット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、保護ヘルメット全般に関連し、特に、非線形変形要素を含む保護ヘルメットに関連する。
【背景技術】
【０００２】
高校生からプロフェッショナルまで様々なレベルのフットボールのチーム及びリーグにとって、スポーツ関連の外傷性脳損傷と、具体的には、脳震盪は、大きな懸念事項である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような損傷は、サイクリングやスキー等、その他のアクティビティへの参加者にとっても重大な懸念事項である。現在のヘルメットは、真っすぐ又は斜めの力によって生じ得る脳震盪よりも、主として表面的な頭部損傷から装着者を保護するものであるため、現在のヘルメット技術では、装着者を脳震盪から保護するのには不十分である。さらに、ほとんどの従来のヘルメットは、付与される力を線形に吸収し、その付与される力の大部分を装着者の頭部に伝えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
保護ヘルメットは、内側層と、空間によって内側層から離隔している外側層とを備える。中間層は、内側層及び外側層の間に配置され、保護ヘルメットに付与される力に応じて、非線形に変形する衝撃吸収材を含む。例えば、衝撃吸収材は、各々が内側層に近接する一端と外側層接触面に近接する他端とを有する複数のフィラメントを含み、フィラメントは、ヘルメットに付与される力に応じて、非線形に変形するように構成される。いくつかの実施形態において、衝撃吸収材により、ヘルメットを、付与される力に応じて局所的且つ弾性的に変形させる。衝撃吸収材中のフィラメントの組成、数、及び形状を変えること、若しくは、外側層又は内側層の組成及び形状を変えることにより、ヘルメットの変形を異なる実装に合わせてカスタマイズできる。例えば、衝撃吸収材中のフィラメントは、ヘルメットの変形をカスタマイズするように、別の実施形態において、異なる形状を有するか、又は異なる材料を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本開示の多くの態様は、以下の図面を参照すると、より良く理解することができる。図中の構成要素は、必ずしも寸法を表すものでない。代わりに、本開示の原則を明確に示すことに主眼をおいている。
【図１】図１（ａ）は、一実施形態に係る保護ヘルメットの斜視図である。図１（ｂ）は、一実施形態に係る保護ヘルメットの斜視断面図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）は、一実施形態に係る保護ヘルメットの中間層のために構成されたフィラメントの種々の実施形態を示している。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、一実施形態に係る保護ヘルメットの中間層の一部の変形を示している。
【図４】図４（ａ）は、一実施形態に係る保護ヘルメットの側面図である。図４（ｂ）は、一実施形態に係る保護ヘルメットの等角投影図である。図４（ｃ）は、一実施形態に係る保護ヘルメットの展開等角投影図である。
【図５】一実施形態に係る保護ヘルメットの中間層及び衝撃吸収材の断面図である。
【図６】一実施形態に係る保護ヘルメットの中間層及び衝撃吸収材の斜視図である。
【図７】一実施形態に係る保護ヘルメットの内側層の斜視図である。
【図８】一実施形態に係る保護ヘルメットの断面側面図である。
【図９】一実施形態に係る保護ヘルメットの展開図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
内側層及び外側層の間に中間層を有する保護ヘルメット
【０００７】
図１（ａ）は、保護ヘルメット１０１の一実施形態の斜視図であり、図１（ｂ）は、保護ヘルメット１０１の斜視断面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示される実施形態において、ヘルメット１０１は、外側層１０３と、内側層１０５と、外側層１０３及び内側層１０５の間の空間１０７とを備える。複数のフィラメント１１１を備える中間層１０９は、外側層１０３及び内側層１０５の間の空間１０７に配される。図示の実施形態において、フィラメント１１１は、外側層１０３に隣接する外面１１３と、内側層１０５に隣接する内面１１５との間に延在し、少なくとも空間１０７の幅全体にわたる。しかしながら、あるいくつかの実施形態において、ヘルメット１０１は、外側層１０３を有さず、フィラメント１１０、又は図２（ａ）〜図３（ｄ）とともに以下にさらに説明する他の非線形圧縮部は、内側層１０５から延びる。パッド１１７は、内側層１０５の内部面に隣接して配され、ヘルメット１０１の装着者（図示せず）の頭部に快適に合致するように構成されてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、ヘルメット１０１の外側層１０３は、単一のひとつながりのシェルである。しかしながら、外側層１０３は、他の実施形態において、異なる構成を有してもよい。外側層１０３及び内側層１０５の双方は、外側層１０３及び内側層１０５へ適度な剛性を与えるように、硬質のプラスチック材料を含んでもよい。しかしながら、外側層１０３は、付与される力に晒される時、局所的に変形するのに十分なしなやかさを有する。あるいくつかの実施形態において、内側層１０５は、飛翔体又は強い衝撃によって頭蓋骨骨折や血腫を生じることを防ぐため、外側層よりも比較的剛性が高い。いくつかの実施形態において、内側層１０５は、外側層１０３に比べて、少なくとも５倍の剛性を備える。外側層１０３は、ビームの長手方向軸が外側層１０３の表面と平行になるように、柔軟に接続及び配置された複数の変形可能なビームも備えてもよい。いくつかの実施形態において、変形可能なビームは、各々、少なくとも１つの他の変形可能なビームと、少なくとも１つのフィラメント１１１とに対して柔軟に接続される。
【０００９】
フィラメント１１１は、ヘルメット１０１に付与される力に応じて、非線形に変形するように構成された、細い円柱状又は縦長の構造を備える。このような構造は、高いアスペクト比を有し得る。例えば、フィラメント１１０のアスペクト比は、３：１〜１０００：１である。フィラメント１１１の非線形の変形は、ヘルメット１０１に真っすぐに付与される高い衝撃力や、ヘルメット１０１に対して斜めに付与される高い衝撃力に対しての保護を向上するものである。より具体的には、フィラメント１１１は、付与される力に応じて座屈を生じるように構成されるが、ここでの座屈は、高い圧縮応力に晒された時のフィラメント１１１の突発な機能不全によって特徴付けられる。すなわち、フィラメント１１１を含む材料が耐え得る最大圧縮応力を下回る圧縮応力にフィラメント１１０が晒された場合、フィラメント１１１は機能しなくなる。フィラメント１１１は、弾性変形するように構成されてもよく、その場合、フィラメント１１０に付与される圧縮応力が取り除かれた時、フィラメント１１１は、その初期形状に戻る（又は、その初期形状に実質的に戻る）。
【００１０】
少なくとも１組のフィラメント１１１は、外側層１０３が内側層１０５から離れるのを阻止する引張強度を備えて構成されてもよい。例えば、内側層１０５に対して外側層１０３が横方向に移動する間、引張強度を有するフィラメント１１１は、内側層１０５に対して外側層１０３の横方向の動きに対抗する力を発揮する。いくつかの実施形態において、更なる引張強度を与えるため、ワイヤ、ゴムバンド、又はその他の要素が、フィラメント１１１に組み込まれるか、又はこれに連結される。
【００１１】
図１（ｂ）に示される通り、フィラメント１１１は、外側層１０３に直接取り付けられるか、又は内側層１０５に直接取り付けられてもよい。いくつかの実施形態において、フィラメント１１１のうちの少なくともいくつかは、その一端において自由であり、他端は、隣接面に連結される。例えば、フィラメント１１１の一端は、外側層１０５の表面に連結され、フィラメント１１１の他端が自由となる。他の例として、フィラメント１１１の一端は、内側層１０５の表面に連結され、フィラメント１１１の他端が自由となる。フィラメント１１１の柔軟性により、外側層１０３を内側層１０５に対して横方向に移動させる。いくつかの実施形態において、フィラメント１１１は、任意で、一端又は両端に回転部材を含み、回転部材を外側層１０３又は内側層１０５における対応するソケット内に回転可能にフィットさせ、フィラメント１１１を外側層１０３又は内側層１０５に連結するように構成される。いくつかの実施形態において、フィラメント１１１の少なくともいくつかは、内面１１５に、外面１１３に、又は内面１１５及び外面１１３に対して鉛直（又は実質的に鉛直）である。
【００１２】
別の実施形態において、種々の材料がフィラメント１１１を備えてもよい。フィラメントを含む材料の例には、発泡体、エラストマー材料、ポリマー材料、又はそれらの任意の組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態において、フィラメント１１１は、形状記憶材料又は自己回復材料を含む材料を含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態において、フィラメント１１１は、異なる方向に異なるせん断特性を発揮してもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態において、ヘルメット１０１は、付与される力に応じて、局所的且つ弾性的に変形するように構成される。例えば、約１００〜５００ポンドの静的力をヘルメット１０１に付与した時、外側層１０３及び中間層１０９は、約０．７５〜２．２５インチ、変形する。フィラメント１１１の組成、数、及び形状を変えること、又は外側層１０３及び内側層１０５の組成及び形状を変えることにより、ヘルメット１０１の変形性を種々の実施形態に合わせて調整できるようにする。
【００１４】
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、ヘルメット１０１の中間層１０９に対して構成されたフィラメントの種々の実施形態を示している。図２（ａ）を参照すると、複数のフィラメント２１１ａは、正多角形の断面形状を有する。個々のフィラメント２１１ａは、高さ２０１、幅２０３、及び隣接するフィラメント２１１ａとの間の間隔２０５を有する。図２（ｂ）は、内側表面２１５に連結された一端と、自由である他端とを有するフィラメント２１１ｂを示している。図２（ｃ）において、１つ以上のフィラメント２１１ｃの一部（例えば、１つ以上のフィラメント２１１ｃの中央部分）は、複数のフィラメント２１１ｃの一端がスパイン２０７から反対方向へ外側に向かってそれぞれ延びるように、スパイン２０７に連結される。図２（ａ）〜図２（ｃ）に示される通り、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃは、円柱形、六角形（逆ハチの巣状）、四角形、不規則な多角形、ランダム等を含む任意の好適な形状を有してもよい。さらに、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃと内面２１５又はスパイン２０７との間の接続点を変更して、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃの直交異方特性をカスタマイズ又は変更してもよい。同様に、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃの高さ２１０、幅２０３、及び間隔２０５のうちの１つ以上、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃを備える１つ以上の材料、又はフィラメント２１１ａ〜２１１ｃ間の空間における材料を変えて、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃの直交異方特性をカスタマイズしてもよい。このカスタマイズにより、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃの変形特性を中間層１０９の異なる領域間で変えて、中間層１０９の異なる領域に所望の変形特性を持たせるようにする。フィラメント２１１ａ〜２１１ｃは、大きな弾性変形を含ませることのできる任意の材料から作製されてもよい。フィラメント２１１ａ〜２１１ｃを作製する材料の例には、発泡体、弾性発泡体、プラスチック等が含まれる。さらに、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃ間の空間に、気体、液体、又は複合流体を充填して、中間層１０９の全体的材料特性をさらにカスタマイズしてもよい。例えば、フィラメント２１１ａ〜２１１ｃ間の空間には、気体、液体（例えば、せん断減粘性液体又はせん断増粘性液体）、ゲル（例えば、せん断減粘性ゲル又はせん断増粘性ゲル）、発泡体、ポリマー材料、又はそれらの任意の組み合わせが充填されてもよい。
【００１５】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、外面３１３と、内面３１５と、外面３１３及び内面３１５の間に延びる複数のフィラメント３１１とを有する中間層３０９の変形を示している。図３（ａ）は、外力の付与のない中間層３０９を示している。図３（ｂ）において、下方への力が外面３１３に付与されており、フィラメント３１１の一部に変形を生じている。図３（ｃ）は、接線方向の力に応じた、内面３１５に対する外面３１３の平行移動を示している。図３（ｄ）において、外面３１３に対して付与された鉛直及び接線方向の力がフィラメント３１１を変形させている。外面３１３のより大きな領域に亘って分布する斜め又は接線方向の力ｔが、結果として、フィラメント３１１のせん断を生じるか、又はフィラメント３１１の一部の局所座屈を生じることがある。
【００１６】
あるいくつかの実施形態において、保護ヘルメットは、内側層に対して脱着可能に取り付けられた圧縮部を備え、圧縮団結が、安全及び快適のために必要であれば、再調整又は交換される。図４（ａ）は、保護ヘルメット４０１の一実施形態の側面図である。図４（ｂ）は、保護ヘルメット４０１の等角投影図であり、図４（ｃ）は、保護ヘルメット４０１の等角展開図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照すると、保護ヘルメット４０１は、装着者の頭部に合致するサイズ及び形状に形成されてもよい内側シェル４０６と、内側シェル４０６に対して脱着可能に取り付けられる圧縮部４０２とを備える。内側シェル４０６は、内側層４０３と、内側層４０３から空間で離隔される外側層４０４と、内側層４０３及び外側層４０５の間の空間に配置される中間層４０５とを備える。中間層４０５は、衝撃吸収材を備え、これは、図１〜図３（ｄ）とともに上述した複数のフィラメント１１１であってもよい。圧縮部４０２は、圧縮部４０２を内側層４０３に対して脱着可能に連結することのできる任意の装置又は技術により、内側層に取り付けることができる。圧縮部４０２を内側層４０３に対して脱着可能に連結する装置の例には、ねじ、面ファスナ、接着剤等が含まれる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、保護ヘルメットは、さらに、内側シェル４０６に取り付けられるフレーム４０７を備える。フレーム４０７は、ヘルメット４０１に対して追加の構造剛性を与えてもよい。あるいくつかの実施形態において、フレーム４０７は、装着者の顔面を保護するためのフェイスマスク又はフェイスガードを受け入れ及び固定するように構成される。
【００１８】
図９は、保護ヘルメット９０１の一実施形態の展開図である。図９に示される実施形態において、保護ヘルメット９０１は、装着者の頭部に合致するサイズ及び形状に形成される内側シェル９０３と、内側シェル９０３に対して脱着可能に取り付けられる圧縮部９０４と、外側層９０５とを備える。圧縮部９０４は、衝撃吸収材を備える。パッド９０２は、内側層９０３に隣接して配され、パッド９０２は、装着者の頭部に快適に合致するように構成される。いくつかの実施形態において、保護ヘルメット９０１は、外側層９０５に取り付けられるフェイスマスク９０６と、内側層に取り付けられる顎部ストラップ９０７とをさらに備える。あるいくつかの実施形態において、保護ヘルメット９０１は、また、保護ヘルメット９０１を装着者の頭部に快適に固定するために、装着者の頬に接触及び合致するように構成されたパッド９０８を含む。
【００１９】
中間層構成
あるいくつかの実施形態において、保護ヘルメットの内側層及び外側層の間の中間層は、個々の衝撃吸収材を複数層備える。このような中間層は、衝撃を最適に吸収し、衝撃時のピーク加速を低減することにより、より長期に亘って、装着者のヘルメットと頭部への衝撃を分散させる、非線形力変位曲線を提供する。種々の実施形態において、中間層は、多重に積み重ねられた複数組のフィラメントを含み、複数組のフィラメントは互いに異なる力学的特性、組成、及び配置を有することで非線形力変位曲線を提供する。例えば、複数組のフィラメントの各々は、異なる硬度を有し、付与される力の様々な変動レベルに応じて、非線形に変形する。
【００２０】
図５は、圧縮部５０１の断面を示している。図５に示される例において、圧縮部５０１は、内側層５０８と、内側層５０８から離間して配置され、内側層５０８及び外側層５０２の間に空間を規定する外側層５０２と、内側層５０８及び外側層５０２の間の空間に配置され、衝撃吸収材を備える中間層５０９とを備える。本実施形態において、中間層５０９は、各々、外側層５０２に近接する一端及び媒介層５０４に近接する他端を有する複数のフィラメント５０３と、各々、追加媒介層５０６に近接する一端及び内側層５０８に近接する他端を備える追加の複数のフィラメント５０５とを備える。さらに、中間層５０３は、複数のフィラメント５０３と追加の複数のフィラメント５０５の間に配置された他の複数のフィラメント５０７を備え、他の複数のフィラメント５０７の各フィラメントが、媒介層５０４に近接する一端及び追加媒介層５０６に近接する他端を有する。複数のフィラメント５０３、追加の複数のフィラメント５０５、及び他の複数のフィラメント５０７のフィラメントは、圧縮部５０１に付与される外力に応じて、非線形に変形するように構成される。図５に示される通り、複数のフィラメント５０３、追加の複数のフィラメント５０５、及び他の複数のフィラメント５０７のフィラメントは、異なる直径を有してもよく、異なる硬度及び／又は座屈強度を提供してもよい。あるいくつかの実施形態において、異なる複数組のフィラメントは、例えば、２０１４年１１月５日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０６４１７３号に記載の変動配置形状及び材料を有するが、その内容全体を参照としてここに組み込む。図５は、３組の複数のフィラメントを含む圧縮部５０１の例を示しているが、種々の実施形態において、中間層５０９は、任意の組数の複数のフィラメントを有してもよく、それら自身の媒介層を有してもよい。
【００２１】
あるいくつかの実施形態において、保護ヘルメット又は圧縮部は、複数のリブを備える。例えば、中間層は、複数のリブを備え、ここでは個々のリブが、内側層に近接する第１縁部と、媒介層に近接する第２縁部と、長手方向軸とを有するシートを備える。図６は、保護ヘルメット又は圧縮部の中間層の展開等角投影図である。図６の例において、中間層は、複数のリブ６０４を備え、個々のリブは、内側層６０５に近接する一の縁部６０９と、媒介層６０３に近接する他の縁部６０８と、長手方向軸とを有するシートを備える。図６の例における中間層は、追加の複数のパラレルリブ６０２をさらに備え、個々のリブは、媒介層６０３に近接する一の縁部６０７と、外側層に近接する他の縁部６０６と、長手方向軸とを備える。複数のリブ６０４のうちの少なくとも１つのリブの長手方向軸は、追加の複数のパラレルリブ６０２の少なくとも１つのリブの長手方向軸と平行ではなく、複数のリブ６０４及び／又は追加の複数のパラレルリブ６０２のリブは、ヘルメット又は圧縮部に付与される外力に応じて、非線形に変形するように構成される。別の実施形態において、複数のリブ６０４の複数のリブの長手方向軸と追加の複数のパラレルリブ６０２の複数のリブの軸との間の角度は、任意の好適な値を有してもよい。種々の実施形態において、例えば、複数のリブ６０４の複数のリブの長手方向軸と追加の複数のパラレルリブ６０２の複数のリブの軸との間の角度は、１〜１０度、１〜１５度、１〜２０度、１〜３０度、１〜４０度、１〜５０度、１〜６０度、１〜７０度、１〜８０度、及び１〜９０度の範囲で変えることができる。図６は、複数のリブ６０４及び追加の複数のパラレルリブ６０２を含む中間層の例を示しているが、種々の実施形態において、中間層は、任意の組数の複数のリブ（例えば、１組の複数のリブ、２〜５組の複数のリブ、５組以上の複数のリブ等）を含んでもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態において、異なる複数組のリブは、他の複数組のリブと、異なる配置、材料、及び密度を有する。例えば、図６において、複数のリブ６０４は、追加の複数のパラレルリブ６０２の複数のリブと、異なる配置を有するか、又は異なる材料で作製された複数のリブを含む。他の例として、複数のリブ６０４は、追加の複数のパラレルリブ６０２と比較して、リブの密度が高い。複数のリブの配置、材料、及び密度を変えることにより、複数のリブの力学的特性（例えば、硬度）を変更することができ、異なる複数組のリブが異なる力学的特性を有するようにし、保護ヘルメット又は圧縮部に付与される外力の変動に応じて、非線形に変形できるようにする。上述の通り、保護ヘルメット又は圧縮部の中間層にこのような異方性の層を積層することにより、保護ヘルメット又は圧縮部に全体的な等方性吸収挙動を持たせる。
【００２３】
図１、図４（ａ）〜図４（ｃ）、及び図５とともに上述した保護ヘルメット又は圧縮部において、内側層は、大きな領域に亘って力を分布させ、装着者の頭部に付与される圧力を低減し、装着者を頭蓋骨骨折及び血腫から保護する。従来のヘルメットに対して、本明細書に記載の保護ヘルメット又は圧縮部は、従来のヘルメットに比較して、装着者の頭蓋骨により近い内側層を有し、装着者の頭部と内側層の距離を縮める。このように距離を縮めることにより、特に、内側層の剛性が比較的高く、柔軟でない時、装着者の頭部の広範に亘って快適にフィットする内側層の形状を決定するのがより困難となる。本明細書に記載の保護ヘルメット又は圧縮部の内側層を装着者の頭部によりフィットさせるためには、種々の実施形態において、内側層は、１つ以上のスリットを備える。内側シェルを部分的に取り除くことにより、ヘルメットの装着、着用、及び取外し時に、シェルがより容易に曲がり個々の装着者の頭部サイズ及び形状になじむようにする（例えば、広げる）。
【００２４】
図７は、本技術に係る保護ヘルメットの内側層の一実施形態を示している。図７に示される例において、内側層７０１は、複数のスリット７０２を備え、比較的剛性の高い内側シェルに柔軟性を持たせる。別の実施形態において、これらのスリット７０２は、異なる幅を有する。複数のスリット７０２の幅は、０．１〜２ｃｍ、０．５〜１．５ｃｍ、及び０．７５〜１．２５ｃｍの範囲に含まれる。あるいくつかの実施形態において、スリットは、例えば、スポーツ活動で使用されるシューズのクリートの寸法より小さい。
【００２５】
さらに他のいくつかの実施形態において、保護ヘルメットは、内側層７０１を含み、内側層７０１は、装着者の頭部を快適に実質的に包み込むサイズ及び構成を備えた、複数のスリット７０２を有し、保護ヘルメットは、内側層７０１における一スリット７０２の両側の部分同士を互いに複数接近させることにより、装着者の頭部に内側層７０１を締め付けるように構成された締付部も含む。締付部は、内側層７０１における一スリット７０２の対向する側同士の部分を複数接近させることができる任意の装置であってもよい。締付部に使用される装置の例として、ねじ切りねじ、ケーブル、引きひも、スリット７０２のいずれかの側に取り付けられる可撓性バンド、ラチェット機構等が含まれる。
【００２６】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の保護ヘルメットの内側層は、付与される力に応じて容易に変形しない、比較的硬い、すなわち剛性の高い材料を含む。比較的剛性の高い内側層を有することにより、保護ヘルメットに付与される力を分布させることで装着者を保護する一方で、内側層の剛性は、広範に亘る頭部のサイズ及び形状に保護ヘルメットをフィットさせることを一層困難にしてしまう。種々の頭部サイズ及び形状に内側層をより良くフィットさせるために、いくつかの実施形態において、内側層は、熱可塑性材料を含む。熱可塑性材料の例として、ポリウレタン、ポルカプロラクトン、ポリプロピレン、プリエーテルブロックアミド、及びそれらの組み合わせが含まれる。熱可撓性材料は、溶融温度と加熱歪み温度との間の温度まで加熱され、その温度において圧力を付与されることにより、変形されてもよい。熱可塑性材料は、加熱歪み温度より低い温度で冷却された時、変形した熱可塑性材料の形状は、熱可塑性材料によってほぼ維持される。従って、内側層が熱可塑性材料を含む場合、熱可塑性材料の加熱歪み温度を上回る温度まで内側層を加熱し、内側層に圧力を付与することにより、内側層を、装着者の頭部に個々にフィットさせる。例えば、内側層を備える熱可塑性材料の加熱歪み温度を上回る温度に内側層を加熱した後、内側層を含む保護ヘルメットは、装着者の頭部に載せられ、内側シェルを装着者の頭部に個々にフィットさせる。
【００２７】
あるいくつかの実施形態において、本明細書に記載の保護ヘルメットの内側層は、装着者の頭部の一部を実質的に囲むように構成されたシェルと、装着者の頭部をヘルメットに対して付与される力から守るように配置及び構成された変形可能発泡体クッションとを備える。種々の実施形態において、変形可能発泡体クッションは、加熱成形可能な発泡体であってもよい。例えば、加熱成形可能な折畳は、プラスチック転移温度（「軟化温度」とも称する）を上回る温度で低減する弾性係数を有する発泡体である。従って、加熱成形可能な発泡体は、軟化温度を上回る温度への加熱時に軟化し、加熱成形可能な発泡体を、軟化温度を上回る温度で成形させる。加熱成形可能な発泡体が軟化温度を下回る温度に冷却される時、加熱成形可能な発泡体は、軟化温度を上回る温度において成形された形状を保持する。本明細書に記載の保護ヘルメットは、さらに、保護ヘルメットの内部面に配置され、ヘルメットの装着者の額に接触するように構成された追加発泡体クッションを含んでもよく、追加発泡体クッションは加熱成形可能な発泡体を含まない。
【００２８】
図８は、装着者の頭部の一部を実質的に囲むように構成されたシェル８０４と、装着者の頭部をヘルメット８０１に付与される力から守るように構成された変形可能発泡体クッション８０５とを備える内側層を含むヘルメット８０１の一実施形態の断面図である。さらに、図８に示されるヘルメット８０１の実施形態は、内側層から空間によって離隔している外側層８０２と、内側層及び外側層８０２の間の空間に配置された中間層８０３とを含む。中間層８０３は、衝撃吸収材を含む。図８に示される例において、衝撃吸収材は、複数のフィラメントを備える。ヘルメット８０１は、また、図８に示される通り、フェイスマスク８０８と、顎部ストラップ８０７とを含んでもよい。
【００２９】
図８に示される実施形態において、ヘルメット８０１は、また、ヘルメット８０１の内部面に配置され、ヘルメット８０１を着用するユーザの額に接触するように構成された追加発泡体クッション８０６も含む。変形可能発泡体クッション８０５とは異なり、追加発泡体クッション８０６は、加熱成形可能な発泡体を備えない。追加発泡体クッション用として加熱成形可能でない発泡体を有することにより、装着者の額を既知の基準位置に維持させ、一方でヘルメット８０１は、ヘルメット８０１の後方及び両側における発泡体クッション８０５を構成する加熱成形可能な発泡体を介して、ヘルメット８０１の後方における装着者の頭部サイズ又は形状の違いを解消する。装着者の頭部への両側からの力は、たいてい対称であるが、装着者の頭部の前方及び後方のへの配置及び力は通常対称ではないため、装着者の頭部にヘルメット８０１がフィットした場合、装着者の頭部は、フィットしている間、前方に押されて追加発泡体クッション８０６押し付けられる。これにより、装着者の眼とヘルメット８０１の前方開口との間の距離を保って、装着者にヘルメット８０１の前方の開口からの良好な視界を維持させる。あるいは、追加発泡体クッション８０６は、ヘルメット８０１の内部面に配置され、装着者の頭部の後方に接触するように構成される。
【００３０】
ヘルメットを装着者の頭部にフィットさせるために、装着者の頭部に合致するサイズ及び形状に形成される内部面を有するヘルメットを提供する。ヘルメットは、ヘルメットの内部に配置された加熱成形可能な発泡体を備えた変形可能発泡体クッションを含む。加熱成形可能な発泡体が加熱され、装着者の頭部はヘルメット内に挿入され、変形可能発泡体クッションを構成する加熱成形可能な発泡体の変形を生じさせ、ヘルメットを装着者の頭部にフィットさせる。加熱成形可能な発泡体は、ヘルメットの内部面に合致する形状を有する加熱要素を使用して加熱され、加熱要素から変形可能発泡体クッションに熱を伝達するように構成される。従って、装着者の頭部に合致するサイズ及び形状に形成される内部面を有し、ヘルメットの内部に配置された加熱成形可能な発泡体を備える変形可能発泡体クッションを有したヘルメットは、ヘルメットの内部面に合致する形状を有して、加熱要素から変形可能発泡体クッションに熱を伝達するように構成された加熱要素を使用して加熱成形可能な発泡体を加熱することにより、装着者の頭部にフィットしてもよい。加熱成形可能な発泡体を加熱した後、加熱成形可能な発泡体を加熱しつつ、ヘルメットが装着者の頭部に載せられる。加熱された加熱成形可能な発泡体が装着者の頭部によって変形することにより、ヘルメットを装着者の頭部にフィットさせる。
【００３１】
まとめ
以上の本発明の実施形態の説明は、例示を目的とするものであり、網羅的なものでなく、又は、本発明を開示の精密な形態に限定することを意図するものでない。当業者は、以上の開示に照らして、多数の修正及び変更が可能であることを理解することができる。
【００３２】
最後に、本明細書において使用した言語は、主として、読み易さ及び教示を目的として選択されたものであり、発明の主題を正確に記述又は制限するために選択されたものでない。従って、本発明の範囲は、この詳細な説明に限定されるものでなく、本願のクレームによって限定されるものである。従って、本発明の実施形態の開示は、以下のクレームに規定の本発明の範囲の例示を意図したものであり、限定を意図したものでない。
【００３３】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１５年３月２３日出願の米国仮出願第６２／１３６，９６９号の利益を主張するものであり、その内容全体を参照としてここに組み込む。
【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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【国際調査報告】
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