WO2010090317A1 - 人体用エアバッグ装置 - Google Patents

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WO2010090317A1
WO2010090317A1 PCT/JP2010/051805 JP2010051805W WO2010090317A1 WO 2010090317 A1 WO2010090317 A1 WO 2010090317A1 JP 2010051805 W JP2010051805 W JP 2010051805W WO 2010090317 A1 WO2010090317 A1 WO 2010090317A1
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angular velocity
airbag
value
human body
acceleration
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PCT/JP2010/051805
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French (fr)
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内田　光也
田中　理
潔 深谷
拓巳 吉村
俊世 田村
高橋　幸利
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株式会社プロップ
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B35/00—Safety belts or body harnesses; Similar equipment for limiting displacement of the human body, especially in case of sudden changes of motion
    • A62B35/04—Safety belts or body harnesses; Similar equipment for limiting displacement of the human body, especially in case of sudden changes of motion incorporating energy absorbing means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/015—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with shock-absorbing means
    • A41D13/018—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with shock-absorbing means inflatable automatically

Definitions

  • the present invention relates to an air bag device for a human body for protecting a human body from, for example, an impact when an elderly person, a sick person, a handicapped person or the like falls, or an impact when a worker at a high place such as a construction site falls. .
  • a person may fall over while walking or fall due to sudden illness, and in such a case, the person is often injured by an impact at the time of the fall.
  • elderly people since elderly people have low physical ability, they easily fall over even with slight steps or light collisions. If they fall over, there is a risk of damaging the waist, thighs, head, and the like.
  • a seizure if a seizure occurs, the patient may lose consciousness and fall, and there is a risk of hitting the head or the like at that time.
  • the acceleration detected by the acceleration sensor is smaller than a predetermined acceleration.
  • the angular velocity may be generated in any direction during the fall, and the angular velocity detected by the angular velocity sensor.
  • the air bag is inflated only when the air pressure exceeds a predetermined angular velocity. In this case, since the angular velocity may instantaneously become larger than the predetermined angular velocity due to a sudden change in posture, it is determined that the vehicle has fallen only if the fall determination condition continues for a predetermined time or longer. The occurrence is reduced.
  • the operation time until the airbag is inflated is fixed to a predetermined setting time. Cannot be operated instantaneously and may not be in time for the fall. Further, if the operation time is set short, a sufficient time for discriminating an instantaneous operation other than a fall cannot be ensured, and a malfunction is likely to occur. Therefore, when trying to cope with various falling situations, there remains a problem that it is difficult to set the time until the airbag is activated.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a human body airbag device that can instantly operate an airbag without causing malfunction. .
  • an air bag device for a human body of the present invention includes an air bag provided so as to correspond to a predetermined part of the human body, an inflating means for inflating the air bag, and an acceleration sensor for detecting acceleration.
  • the angular velocity sensor for detecting the angular velocity the angular velocity storage means for storing the angular velocity value detected by the angular velocity sensor, and the angular velocity storage means when the absolute value of the angular velocity detected by the angular velocity sensor is larger than a predetermined value.
  • the absolute value of the integration value is larger than the predetermined value
  • the absolute value of the acceleration detected by the acceleration sensor is And a control means for inflating the airbag when it is smaller than the predetermined value.
  • the angular velocity value stored in the storage unit is integrated until a predetermined range before the latest detection, and the airbag inflates when the integrated value is larger than the predetermined value.
  • the airbag inflates when the integrated value is larger than the predetermined value.
  • the human body air bag device of the present invention includes an air bag provided so as to correspond to a predetermined part of the human body, an inflating means for inflating the air bag, and an acceleration for detecting acceleration.
  • the airbag When the airbag is inflated or the absolute value of the angular velocity detected by the angular velocity sensor is larger than a predetermined value, the angular velocity value stored by the angular velocity storage means is within a predetermined range from the latest detection time. And a control means for inflating the airbag when the absolute value of the integrated value is larger than a predetermined value. Eteiru.
  • the acceleration When the state where the absolute value is smaller than the predetermined value (free fall state) continues for a predetermined time or more, the airbag is inflated.
  • the airbag apparatus for a human body of the present invention a case where the angular velocity gradually increases like an actual fall and a case where the angular velocity momentarily increases like a sudden posture change other than a fall are accurate. Since it can be discriminated, it is extremely effective in preventing malfunctions for operations other than falling. In addition, since it is not necessary to intentionally delay the determination time to prevent malfunction, the airbag can be inflated instantaneously.
  • the airbag device of the present invention in addition to the above-described effects, for example, in the case of a fall that does not involve body inclination, such as when falling, such as when falling in an upright posture from a high place. Since the airbag can be inflated, it is extremely advantageous not only when the vehicle falls down, but also when the human body is protected from an impact when falling from a high place.
  • the front view of the airbag apparatus for human bodies which shows the 1st Embodiment of this invention
  • Front view of the buttocks Rear view of airbag device for human body Front side development view of airbag device for human body
  • Rear view of airbag device for human body showing inflated state of airbag Rear perspective view of airbag
  • Block diagram showing the control system Schematic showing the direction of acceleration
  • Schematic showing the direction of angular velocity
  • Flow chart showing operation of control unit Diagram showing storage range of angular velocity Diagram showing an example of change in angular velocity
  • the figure which shows the other example of the change of angular velocity Schematic showing the action when falling Schematic showing the action when falling
  • Front view showing an example of wearing an airbag device for a human body
  • the block diagram of the control system which shows the 2nd Embodiment of this invention Schematic plan view of airbag Flow chart showing operation of control unit Schematic showing the operation when
  • 1 to 17 show a first embodiment of the present invention.
  • the airbag device for a human body of this embodiment includes an airbag 1 that can be inflated so as to cover the head, back, and buttocks of the human body, a wearing body 2 provided with the airbag 1, and an inflation that inflates the airbag 1.
  • the control unit 7 is configured to operate the inflator 3 based on the detection signals of the sensors 4 and 5 and the acceleration value of the storage unit 6.
  • the airbag 1 is made of a highly airtight and durable fabric (for example, wholly aromatic polyester), and is formed into a bag shape by sewing or heat-sealing such fabric.
  • the airbag 1 includes a first airbag portion 1a that covers the head of the human body A from the rear side to both sides, a second airbag portion 1b that covers the buttocks of the human body A from the rear side to both sides, It consists of a third airbag part 1c that covers the back of the human body A from the head to the buttocks, and each airbag part 1a, 1b, 1c is formed integrally with each other.
  • the 1st and 2nd airbag parts 1a and 1b are connected via the 3rd airbag part 1c.
  • the wearing body 2 is formed in a vest-like garment that can be worn on the upper body of the human body A, and the airbag 1 is stored in a contracted state on the back side thereof.
  • a flap 2a that covers the first airbag portion 1a is provided on the upper portion of the wearing body 2, and the flap 2a jumps up by the expansion of the first airbag portion 1a.
  • the back surface of the wearable body 2 is provided with two tacks 2b extending in the vertical direction in the width direction, and when the second and third airbag portions 1a are inflated, the back side of the wearable body 2 is widened by the respective tacks 2b. To spread.
  • a waist belt 2c is provided on the inner side of the wearing body 2, and a sensor storage portion 2d for storing the sensors 4, 5 and the like is provided in the center of the waist belt 2c.
  • a pair of left and right cold insulating material storage portions 2 e are provided inside the wearing body 2, and the cold insulating material storage portions 2 e are disposed on the back side of the wearing body 2.
  • the wearable body 2 is provided with a detachable collar 2f, and the collar 2f is buttoned to the wearable body 2.
  • FIG. 4 in order to show the inner surface side of the wearing body 2, the state which cut
  • Each inflator 3 has a known configuration in which, for example, a cylinder filled with a compressed fluid is opened by an explosive explosion, and each inflator 3 is connected to both sides in the width direction of the second airbag portion 1b. Each inflator 3 ignites gunpowder by the current of the battery 8, and the battery 8 is attached to the trunk belt 2c.
  • the acceleration sensor 4 is composed of, for example, a well-known triaxial acceleration sensor, and detects accelerations of the human body A in the front-rear direction (X-axis), left-right direction (Y-axis), and vertical direction (Z-axis).
  • the angular velocity sensor 5 includes, for example, a well-known triaxial angular velocity sensor, and detects angular velocities around the human body A in the front-rear direction (X-axis), left-right direction (Y-axis), and vertical direction (Z-axis). ing.
  • the storage unit 6 is connected to the angular velocity sensor 5 via the control unit 7 and stores only the angular velocity value detected from the latest angular velocity detection to a predetermined time T. That is, the storage unit 6 stores the angular velocity value detected within a predetermined time T (for example, 1 second) as shown in FIG. 11 and stores the latest angular velocity value (the broken line portion in the figure). Detection value) is deleted.
  • a predetermined time T for example, 1 second
  • the control unit 7 is constituted by a microcomputer, and is connected to the inflator 3, the acceleration sensor 4, the angular velocity sensor 5, the storage unit 6, and the battery 8.
  • the circuit board, the electrical components, and the sensors 4 and 5 constituting the control unit 7 are stored in the control unit 7a, and the control unit 7a is stored in the sensor storage unit 2d of the wearing body 2.
  • the control unit 7a is connected to each inflator 3 via a power supply lead wire (not shown).
  • the human body airbag device configured as described above is used by wearing the wearable body 2 on the human body A of the user as shown in FIG. At that time, if the user falls, the inflator 3 is activated and the airbag 1 is inflated instantaneously. Thereby, the head, buttocks, and back of the human body A are covered with the airbag 1. At that time, when the user falls backward, the impact on the buttocks of the human body A is absorbed by the second airbag portion 1b as shown in FIG. 14, and the head of the human body A as shown in FIG. And the impact on the back is absorbed by the first and third airbag portions 1a and 1c.
  • control unit 7 When a main switch (not shown) is turned on (S1), accelerations Gx, Gy, Gz are detected by the acceleration sensor 4 (S2), and angular velocities ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z are detected by the angular velocity sensor 5 (S3).
  • the angular velocities ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z are stored in the storage unit 6 (S4). At this time, when the latest angular velocity value is stored in the storage unit 6, the oldest angular velocity value is deleted from the storage unit 6.
  • the angular velocity value stored in the storage unit 9 is determined from the time of the latest angular velocity detection.
  • the acceleration reference value Gi is set to a value equal to or lower than the gravitational acceleration, and when the human body A is in a state equivalent to free fall due to a fall or the like, the absolute value
  • the angular velocity value is integrated up to a predetermined time T before the latest angular velocity is detected and corresponds to the inclination angle.
  • the malfunction is reduced. That is, when the vehicle actually falls, the angular velocity value gradually increases before the angular velocity becomes larger than the reference value ⁇ 1 as shown in FIG. 12, but in a sudden change in posture other than the fall, as shown in FIG.
  • the airbag 1 is inflated instantaneously.
  • the acceleration sensor 4 that detects the acceleration in the triaxial direction of the human body A and the angular velocity sensor 5 that detects the angular velocity around the three axes of the human body A are provided.
  • the airbag 1 can effectively protect elderly people and sick people from accidental falls.
  • the airbag 1 when the absolute value of the angular velocity detected by the angular velocity sensor 5 becomes larger than the predetermined angular velocity, the angular velocity value stored in the storage unit 6 is integrated from the latest detection time until a predetermined time T, and the integrated value Since the airbag 1 is inflated when the absolute value of the airbag is larger than a predetermined value and the absolute value of the acceleration detected by the acceleration sensor 4 is smaller than the predetermined acceleration, the actual fall is caused. It is possible to accurately determine when the angular velocity gradually increases and when the angular velocity increases momentarily, such as a sudden change in posture other than a fall, based on the integrated value of the angular velocity. It is extremely effective in preventing malfunctions. In addition, since it is not necessary to intentionally delay the determination time to prevent malfunction, the airbag 1 can be inflated instantaneously, and various falling situations can be dealt with accurately.
  • the capacity of the storage unit 6 can be reduced, the size of the storage unit 6 can be reduced, Cost reduction can be achieved.
  • first, second, and third airbag portions 1a, 1b, and 1c of the airbag 1 cover the head, buttocks, and back of the human body A, of course, in the case of a fall that causes a buttocks. This is also effective for falls that hit the head, such as when a patient with epilepsy loses consciousness and falls.
  • the airbag 1 is provided on the garment-like wearable body 2 that can be worn on the human body A, the wearable body 2 can be easily worn like a garment, and the wearable body 2 is formed in a vest type. Can be worn without losing appearance.
  • the cold insulating material in the cold insulating material storage portion 2e, it can be comfortably used even in hot weather such as summer.
  • the heel portion 2f can be removed from the worn body 2 and washed, so that it is not necessary to wash the entire worn body 2 and is extremely advantageous in practical use.
  • a triaxial acceleration sensor is used as the acceleration sensor 4 and a triaxial angular velocity sensor is used as the angular velocity sensor 5, but a biaxial sensor or a plurality of uniaxial sensors may be used.
  • a multi-axis sensor may be configured by providing a plurality of 3-axis sensors.
  • the airbag 1 which integrally formed the airbag part 1a, 1b, 1c which covers the head of the human body A, a buttocks, and a back was shown, these airbag parts are formed in a different body mutually. Or only a part thereof may be provided. Furthermore, if an air bag portion covering the front of the head is provided, the impact on the face can be absorbed when the vehicle falls forward.
  • the angular velocity value is integrated from the latest detection time to a predetermined range until the predetermined time T.
  • the angular velocity value is predetermined from the latest detection time.
  • the storage unit 6 may store the angular velocity value for a predetermined number of detections m, and when the latest angular velocity value is stored, the oldest angular velocity value may be deleted.
  • FIGS. 18 to 22 show a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment.
  • a front airbag 9 disposed on the front side of the human body A and a rear airbag 10 disposed on the rear side of the human body A are provided, and other configurations are the same as those of the first embodiment. .
  • the front airbag 9 and the rear airbag 10 are provided on the same wearing body 2 as that in the first embodiment, and the front airbag 9 is formed so as to mainly cover the face and chest of the human body A. .
  • the rear airbag 10 has the same configuration as the airbag 1 of the first embodiment, and is formed so as to cover the back of the human body A, the back, and the buttocks.
  • Each airbag 9, 10 is inflated by a dedicated inflator 3, and each inflator 3 is connected to the control unit 7.
  • of any one of the accelerations Gx, Gy, Gz becomes smaller than the predetermined reference value Gi (S14), and any one of the angular velocities ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z
  • the inflator 3 of the bag 9 is operated to inflate the front airbag 9 (S18). Further, when the integral value ⁇ y of the angular velocity around the Y axis is equal to or less than the plus value of the reference value ⁇ iy in step S17 and the integral value ⁇ y is smaller than the minus value of the reference value ⁇ iy (S19), as shown in FIG. It is determined that the human body A has fallen backward, and the inflator 3 of the rear airbag 10 is operated to inflate the rear airbag 10 (S20).
  • step S20 if the integral value ⁇ y of the angular velocity around the Y-axis is greater than or equal to the negative value of the reference value ⁇ iy in step S20, it is determined that the direction of the overturn is unknown, and the front and rear airbags 9, 10 Both are expanded (S21).
  • the bag is inflated.
  • This condition is the same as when the “absolute value” of the integrated value ⁇ y of the angular velocity value with respect to the detection direction of the angular velocity sensor 5 is larger than the reference value ⁇ iy. That is, as another control example, when the absolute value of the integral value ⁇ y of the angular velocity value is larger than a predetermined reference value ⁇ iy, it is determined whether the integral value ⁇ y is a positive value or a negative value.
  • the front airbag 9 may be inflated, and in the case of a negative value, the rear airbag 10 may be inflated.
  • the front airbag 9 and the rear airbag 10 corresponding to the front-rear direction of the human body are provided, and the absolute value of the integrated value ⁇ y of the angular velocity value is larger than the predetermined reference value ⁇ iy. Since the airbag corresponding to the changed direction is inflated, only the front airbag 9 is inflated when the human body falls forward, and only the rear airbag 10 is inflated when the human body falls backward. be able to. In other words, the used airbag device that has been inflated can be reused by replacing the inflator 3, but in the present embodiment, only the airbag corresponding to the direction in which it falls is inflated. Of the side airbags 9 and 10, only the inflator 3 of the inflated airbag needs to be replaced, and the maintenance cost for reuse can be reduced.
  • FIG. 23 to FIG. 25 show a third embodiment of the present invention, and the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.
  • the left airbag 11 disposed on the left side of the human body A and the right airbag 12 disposed on the right side of the human body A are provided.
  • the configuration is the same as in the first and second embodiments.
  • the left airbag 11 and the right airbag 12 are provided on the wearing body 2 similar to the first embodiment, and are formed so as to cover the side surface of the human body A.
  • the airbags 9, 10, 11, and 12 are inflated by dedicated inflators 3, and each inflator 3 is connected to the control unit 7.
  • angular velocities around the X-axis are positive values for counterclockwise rotation (left inclination of the human body) and negative values for clockwise rotation (right inclination of the human body) as viewed from the front of the human body in FIG.
  • a counterclockwise direction (frontal inclination of the human body) in FIG. 9 is a positive value
  • a clockwise direction (rearward inclination of the human body) is a negative value.
  • step S38 After the front airbag 9 is inflated in step S38, or in step S37, if the integral value ⁇ yY of the angular velocity around the Y axis is equal to or less than the plus value of the reference value ⁇ iy, the integral value ⁇ y is equal to the reference value ⁇ iy.
  • the negative value S39
  • the inflator 3 of the rear airbag 10 is operated to inflate the rear airbag 10 (S40).
  • step S40 if the integral value ⁇ y of the angular velocity around the Y axis is greater than or equal to the negative value of the reference value ⁇ iy, the angular velocity around the X axis is integrated.
  • the value ⁇ x is larger than the plus value of the predetermined reference value ⁇ ix (S41)
  • the left airbag 11 is inflated by operating the inflator 3 of the left airbag 11. (S42).
  • the integral value ⁇ x is equal to the reference value ⁇ ix.
  • the negative value S43
  • the right airbag 12 is inflated by operating the inflator 3 of the right airbag 12 (S44).
  • the front, rear, left, and right airbags 9, 10, 11, and 12 respectively corresponding to the front, rear, left, and right directions of the human body are provided, so that the second embodiment
  • the airbag corresponding to the front-rear, left-right direction can be inflated.
  • the airbag corresponding to the direction in which the absolute value of the integral value ⁇ ixy of the angular velocity value is larger than the predetermined reference value ⁇ ixy is inflated.
  • the front airbag 9 and the left airbag 11 are inflated, respectively. Even the user can be sufficiently protected.
  • FIG. 26 to FIG. 28 show a fourth embodiment of the present invention, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the airbag device for a human body of the present embodiment includes a wearing body 13 provided with the airbag 1 and a harness-type safety belt 14 attached to the wearing body 13, and other configurations are the same as those of the first embodiment. It is.
  • the wearable body 13 is formed in a vest-like garment that can be worn on the upper body of the human body as in the first embodiment, and the airbag 1 is stored in a contracted state on the back side thereof.
  • a plurality of fixing portions 13a for fixing the harness-type safety belt 14 is provided inside the wearing body 13, and each fixing portion 13a fixes the belt portion of the harness-type safety belt 14 with a hook-and-loop fastener, for example. ing.
  • the harness-type safety belt 14 has a known configuration including an upper belt portion 14a attached to the upper body side of the human body and a lower belt portion 14b attached to the lower body side of the human body, and is connected to the upper belt portion 14a.
  • the rope hook is used by hanging it on a master rope at the work site.
  • the upper belt portion 14a is disposed on the inner side of the wearing body 15 and is fixed to the wearing body 13 by each fixing portion 13.
  • the airbag device for a human body configured as described above is used by wearing the wearable body 13 together with the harness-type safety belt 14 on the human body of the user. At that time, when the user falls or falls from a high place, the inflator 3 is activated and the airbag 1 is inflated instantaneously.
  • control unit 7 When a main switch (not shown) is turned on (S50), accelerations Gx, Gy, Gz are detected by the acceleration sensor 4 (S51), and angular velocities ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z are detected by the angular velocity sensor 5 (S52). The angular velocities ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z are stored in the storage unit 6 (S53). At this time, when the latest angular velocity value is stored in the storage unit 6, the oldest angular velocity value is deleted from the storage unit 6.
  • step S58 If the absolute values
  • step S57 If the counter value N reaches the set value N1 in step S57 (if the state of
  • the airbag 1 is inflated, so that the human body falls in an upright state, as in the case of a fall.
  • the airbag 1 can be inflated even in the case of a crash that does not involve a tilting of the body, which is extremely advantageous not only when the vehicle falls over, but also when protecting the human body from an impact when falling from a high place.
  • zone 14 is provided in the wear body 13, for example, when a high place worker, such as a construction site, wears, it can be used as the harness-type safety belt
  • the one including the airbag 1 is shown.
  • the front and rear, right and left are at least two directions.
  • a corresponding airbag may be provided, and the airbag corresponding to the falling direction may be inflated.
  • the wearing body 13 provided with the airbag 1 is shown with the harness-type safety belt 14 attached thereto, but the wearing body is not provided and the harness-type safety belt is provided with an airbag. May be.
  • SYMBOLS 1 Air bag, 2 ... Wearing body, 3 ... Inflator, 4 ... Acceleration sensor, 5 ... Angular velocity sensor, 6 ... Memory

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Abstract

【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。

Description

人体用エアバッグ装置
　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。
　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。
　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。）。
　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。
特開２００８－２２９４３号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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 衿部の正面図 人体用エアバッグ装置の背面図 人体用エアバッグ装置の正面側展開図 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 エアバッグの背面側斜視図 制御系を示すブロック図 加速度の方向を示す概略図 角速度の方向を示す概略図 制御部の動作を示すフローチャート 角速度の記憶範囲を示す図 角速度の変化の一例を示す図 角速度の変化の他の例を示す図 転倒時の動作を示す概略図 転倒時の動作を示す概略図 人体用エアバッグ装置の着用例を示す正面図 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 本発明の第２の実施形態を示す制御系のブロック図 エアバッグの概略平面図 制御部の動作を示すフローチャート 前方転倒時の動作を示す概略図 後方転倒時の動作を示す概略図 本発明の第３の実施形態を示す制御系のブロック図 エアバッグの概略平面図 制御部の動作を示すフローチャート 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 人体用エアバッグ装置の背面図 制御部の動作を示すフローチャート
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。

Claims (9)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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