JPH0134068B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、スキーぐつに作用する力およびトル
クを検出してアナログ電気信号を導出する力トラ
ンスジユーサと、上記電気信号をその大きさおよ
び持続時間に基いてスキーヤの脚に掛るストレス
を示すストレス値に変換する電子回路またはマイ
クロプロセツサと、上記ストレス値を許容ストレ
ス値に相当するスレツシユホールド値と比較して
ストレス値がスレツシユホールド値を超えた時に
ビンデイングの解除を開始する解除信号を発生す
る比較回路とを備えた形式の電子式安全スキービ
ンデイングに関するものである。 本発明の電子式安全スキービンデイングは、ス
キーぐつのつまさき部分およびかかと部分に垂直
に作用するそれぞれ検出する垂直力検出手段と、
スキーぐつに作用するトルクを検出するトルク検
出手段と、上記垂直力検出手段によつて検出され
る垂直力の大きさおよび持続時間と上記トルク検
出手段によつて検出されるトルクの大きさおよび
持続時間とに基いてスキーヤの脚に掛るストレス
を示すストレス値を発生するストレス値発生手段
と、許容ストレス値を与える許容ストレス値手段
と、上記ストレス値発生手段からのストレス値と
上記許容ストレス値手段からの許容ストレス値と
を比較してストレス値が許容ストレス値を超えた
ときにスキービンデイングの解除を開始するため
の解除信号を発生する解除信号発生手段と、上記
トルク検出手段によつて検出されるトルクが零で
あるときに、上記垂直力検出手段によつてそれぞ
れ検出される各垂直力の方向が同じ向きであつて
所定時間にわたつて持続するならば、上記垂直力
によつてそれぞれ検出される各垂直力に基いてス
キーヤの体重を表示する体重値を発生する体重値
発生手段と、上記体重値発生手段によつて体重値
に従つて上記許容ストレス値手段によつて与えら
れる許容ストレス値を変更する許容ストレス値変
更手段と、を備えていることをその構成上の特徴
とするものである。 安全スキービンデイングを満足に機能させるた
めには、このビンデイングを個々のスキーヤに対
して特定の解除値に調整しなければならない。こ
の解除値は必要とする保持力によつて著しく左右
されるものであり、そしてこの保持力は準静荷重
の下でスキーヤの脚に安全に受け入れることので
きる力よりも小さくなければならない。この力は
脛骨の頂部の直径を測定することにより得られる
経験的な値を基準として決定することもできる
し、或いはスキーヤの体重に基いて充分正確に決
定することもできる。 近代の安全スキービンデイングは、スキーヤの
脚が保持力以上の力を受けた時に常に解除が行な
われるのではなく、この様な力が非常に長時間作
用するまでビンデイングが解除されない様に設計
されている。解除の基準はエネルギであり、即ち
脚に安全に受け入れることのできるモーメタム
（運動量）であるのが好ましい。というのは、例
えば力のサージによつて生じ保持力よりも相当に
大きな力ピークを有するストレスは解除させる必
要がないからである。 スキー滑走中の大部分の事故は、スキービンデ
イングを購入した時に調整を誤つたか、或いは例
えば前以つてチエツクせずに新たなシーズンに使
用した時の様に充分な手入れを怠つたかのいずれ
かによつて、正しく調整されていないスキービン
デイングが基因するものである。 このため、本発明の目的は、ビンデイングを予
め調整するしないに拘りなく、スキーヤに適した
解除値に常にセツトされる電子式安全スキービン
デイングを提供することである。 この目的は、本発明によれば、前記で初めに述
べた種類の安全スキービンデイングにおいて、力
トランスジユーサで感知される力の中で垂直の方
向に同じ向きに作用する力を、これらの力が作用
する時間中にトルクが検出されない時に、検出す
る様な電気回路を設け、そして上記の力が準静的
である場合には上記電気回路は上記の力をスキー
ヤの体重として検出し、そして更に、スキーヤの
制御力によるトルクに従い上記測定されたスキー
ヤの体重に基いて解除値をセツトする別の電気回
路を設けることによつて達成される。本発明によ
る安全スキービンデイングは、スキーヤが前部力
トランスジユーサと後部力トランスジユーサとの
間にほぼ対称的に立つた時にスキーヤの体重を感
知し、従つてこれらのトランスジユーサには同じ
方向の荷重として、典型的に実質的に静荷重であ
る体重が比較的長時間これらの力トランスジユー
サにそれぞれ与えられるので、垂直方向の加速に
よる動荷重によつて誤つた体重測定が生じること
はない。正しい体重測定に対する別の規準はねじ
りがないことであり、この様なねじりはスキーヤ
が実質的な静荷重を力トランスジユーサに与えな
いことを示唆するものである。一般に、スキーヤ
の体重は準静的体重測定中に前部力トランスジユ
ーサ及び後部力トランスジユーサに対してほぼ等
しく分布されると仮定することができる。或いは
又、前部及び後部の力トランスジユーサで測定さ
れた力の和を形成して、前部及び後部力トランス
ジユーサに与えられる不等化荷重がトルクとして
検出されないようにして体重の測定を行なつても
よい。 体重とはみなし得ない力ピークを除去するた
め、相当の時間に亘つて測定を行ない、そしてこ
の時間中に急激に変化しない力のみを体重による
力と考える。 力トランスジユーサで測定された体重はアナロ
グ−デジタルコンバータによつてデジタル信号に
変換することができる。この変化は所定の時定数
に基いて所定の時間内で行なわれる。この変化の
際に、測定された体重に相応するデジタル信号
は、特定数によつて予め定められた時間中その測
定値が急激な変動を示さない時にのみ処理され
る。 本発明による安全スキービンデイングは、力ト
ランスジユーサが体重による更に大きな準静的作
用力を感知した時に自動的にそれ自体を更に大き
なスレツシユホールド値へと調整する。スキーヤ
が片方の脚で立ちそしてスキーヤの体重が片方の
ビンデイングのみに準静荷重を与える時に最大の
解除値に相当するスレツシユホールド値に達す
る。 スレツシユホールド値の第１の調整は、スキー
ヤがビンデイングに足を踏み込む時、或いはその
直後にスキーヤの体重による荷重が最初にビンデ
イングに与えられる時に行なわれる。 短時間しか与えられない荷重は体重荷重として
検出されないので、誤つたセツテイングを生じる
動荷重は排除される。 準静的体重測定値が更に大きな値を指示した時
には、前のスレツシユホールド値が新たなものに
取り替えられ、これは前の小さいスレツシユホー
ルド値を修正することになる。スレツシユホール
ド値を増加させる様な体重測定値の増大は、スキ
ーヤがビンデイングに足を踏み込む段階及びスキ
ー開始段階中にスキーヤの全体重が片方の脚にか
からないように両脚に均一に荷重をかけ、ビンデ
イングがまだ最大の解除値にセツトされていない
という事実によるものである。 スキーヤの体重に加えて、スキーヤの能力が所
要の解除値に対する別の規準となる。競技者の様
に非常に熟練したスキーヤによつてスキー滑走中
に与えられる制御力は、スキーヤの体重から計算
された解除値を越えることがある。一方、あまり
熟練していないスキーヤによつて与えられる制御
力はスキーヤの体重に対応する解除値より小さ
い。このため、スキーヤの能力に応じてスキーヤ
の体重による解除値よりも大きな又は小さな解除
値にスキービンデイングをセツトすることが望ま
しい。 そこで、本発明の更に別の特徴によれば、スキ
ー滑走中に作用する力サージによるトルクのレン
ジと、脚に対して危険である様な大きさ及び時間
で作用するトルクのレンジとの間のトルクを制御
力によるトルクとして検出する様な電気回路が設
けられ、この電気回路においてスレツシユホール
ド値が、検出された制御力によるトルクに従つ
て、体重によるスレツシユホールド値より大きい
値又は小さい値にセツトされる。 体重による静荷重とは異なり、制御力はスキー
ぐつからスキーに伝達されるトルクを生じる。こ
れらのトルクは水平方向、垂直方向及び斜め方向
に発生される。制御力以外の力サージによる短時
間トルクと、もはや制御力ではなくて脚の骨折を
生じる様な準静的ねじり力である長時間トルクと
を区別しなければならない。本発明によれば、ス
キー滑走中に生じる悪影響のない力サージと、危
険な程長時間作用するトルクとの間のレンジに含
まれるトルクのみが、解除スレツシユホールド値
に作用する制御力として検出される。 制御力に基いて解除スレツシユホールド値を調
整することにより、本発明による安全ビンデイン
グは各々のスキーヤの能力及び技能に応じてセツ
トされる。 例えば、スキーヤがスキー滑走中に彼の体重に
相当する解除スレツシユホールド値より小さい制
御力しか必要としない場合には、スレツシユホー
ルド値が低くされて不要な解除のおそれがなくさ
れるが、ビンデイングはスキーヤの体重に相当す
る解除値より小さな解除値にセツトされる。 本発明の更に別の特徴によれば、各々のスレツ
シユホールド値付近にあつて制御力によるトルク
として検出される様なトルクに応答してスレツシ
ユホールド値が変えられることはない。その時セ
ツトされているスレツシユホールド値に近いトル
クが制御力として検出された場合には、このトル
クはビンデイングを非常に大きなスレツシユホー
ルド値にセツトせしめることがなく、しかも極端
な値として記録されることもない。 本発明の更に別の特徴によれば、力トランスジ
ユーサにより測定された力は時間に対する力増加
の勾配に基いて積分又は加算され、スレツシユホ
ールド値と比較さるべき解除値が計算される。こ
の場合、急速に増加する力は、ゆつくりと増加す
る力よりも緩やかな速度で積分される。ビンデイ
ングの信頼性ある解除は、スレツシユホールド値
に基くだけでなく、スレツシユホールド値に達す
るか又はそれを越えるまでに経過する時間には基
いている。急傾斜を滑走するスキーヤは、比較的
振巾が大きく周波数が高い力サージを受ける。悪
影響のないこれら低エネルギの力サージは積分し
て解除を生じてはならないので、積分して解除値
を求める時間インターバルを大きくとることがで
きる。これと反対に、振巾が小さくても周波数が
低い様な力サージがあつた時には、これらの力は
通常大きなエネルギを有していて危険性が大きい
のでやがて解除値に達することになる。このた
め、この様な力サージは急速に積分して解除値を
求めねばならない。 力サージの危険性に対する規準は力増加の勾配
であり、即ち測定された力の増加率である。大き
な割合で増加する力は短い力サージを指示し、こ
れは悪影響のない種類のものであり、解除を生じ
ることはない。一方、徐々に力が増加する様なス
トレスは急速に積分して解除値を求めねばならな
い。 本発明のスキービンデイングの作動は、次に述
べる様な或る予め選択された条件に合致する時に
スキーヤの体重を自動的に測定することに基くも
のである。すなわち、 １ Fzトランスジユーサにおける前部及び後部
モジユールの両方が下向き力即ち体重を検出
し、従つて第４図の一般に認められた様式で示
されたMyモーメントが記録されない。 ２ Fyトランスジユーサの前部及び後部のFyモ
ジユールのいずれにも著しい信号が発生しな
い。 ３ 上記１及び２の条件が、予め選択された時
間、おそらく１ないし３秒間安定状態に維持さ
れる。 ４ 新たな値が現在の値より大きい場合にのみ体
重信号が記憶される。 体重の検出はいつでも行なうことができるが、
スキーヤが最初に動作を始める時が好ましい。然
し乍ら、何らかの理由で体重測定条件が満足され
ない場合には、システムはプロセツサを作動させ
るため予め選択された最小の初期スレツシユホー
ルドを使用する。トランスジユーサの応答はリニ
アであるから、前部及び後部モジユールの両方が
下向きにストレスを受ける限り、Fzトランスジ
ユーサの前部および後部の両モジユールの和をと
ることによつて体重が正確に測定される。 解除スレツシユホールドの初期値に拘りなく、
スキーヤがMyモーメント又はMzモーメントの
いずれかにおける操縦信号を発生し始めるや否
や、この解除スレツシユホールドに対して頻繁な
変更が行なわれ、この変更の方向及び大きさは操
縦信号の強さ及び時間特性によつて決定される。
それらが全て固有の解除スレツシユホールド
（THDREL）から作られる以下の３つの重要な
スレツシユホールドレベルによつて、“操縦窓”
が構成される。 １ 下限スレツシユホールドレベル この値より小さい信号は重要性のない信号と
考えられ、それ故スレツシユホールドの変更は
行なわれない。 ２ 中間スレツシユホールドレベル この第２のレベルは現在の操縦信号がスレツ
シユホールドの増加を生じさせるか減少を生じ
させるかを判断するものである。下限レベルよ
りは大きいがこの中間レベルよりは小さい信号
は“弱”信号と考えられ、それ故解除スレツシ
ユホールドの大きさを減少させる。この中間レ
ベルよりは大きいが後述の上限レベルよりは小
さい信号は“強”信号と考えられ、スレツシユ
ホールドの大きさを増大せしめる。 ３ 上限スレツシユホールドレベル 操縦信号がこの上限レベルより大きい時には
スレツシユホールドの変更は行なわれない。 操縦信号の強さに拘りなく、信号が下限レベ
ル以下に下がるまでスレツシユホールドの変更
は行なわれない。これはプロセツサにより正し
い大きさの信号を使用することを確保するため
である。 以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実
施例について説明する。 第１図及び第２図 各図面において、区別を容易にするため機能ブ
ロツク図に番号が付けられている。第１図は機能
の目的並びに装置の他の回路網との関係を説明す
るのに用いられる。この特定の実施例の作動につ
いての詳細は第２図に関する説明に述べられてい
る。 ブロツク１ “システムクロツク”及びそれに関連したデコ
ード回路網はプロセツサを作動させるのに必要な
全ての基本的なタイミングを与え、そしてあらゆ
る事象が正しい時間に正しい順序で生じることを
保証する。又、これは、有効な“体重測定”イン
ターバルのための遅延を満足させるに必要な時間
の測定も与える。この目的のためタイミング信号
は“体重検出回路網”（ブロツク４）に送られる
ように示されている。第２図においては、この機
能はシステムクロツク（発振器）、遅延を与える
遅延カウンタ、及び遅延が満足された時に１つの
パルスを発生する単安定回路Ｍ１として示されて
いる。 ブロツク２ Fzトランスジユーサ（前部及び後部Fzモジユ
ール）は下向き力が現われた時に或る極性の電圧
を発生し、そして上向き力が発生した時に逆極性
の電圧を発生する。従つて、Myモーメントが生
じた時には、その方向に基いて、前部及び後部の
Fzモジユールの信号が逆の極性を有するが、“体
重”状態が存在する場合には前部及び後部の両
Fzモジユールの信号は同じ極性を有する。これ
が生じると、体重検出回路網（ブロツク４）は
“体重測定”インターバルが進行中であることが
分る。第２図において、この機能は“後部Fz”
回路及び“前部Fz”回路網、Fz信号を使用可能
なレベルへと増大する各増巾器Ａ１及びＡ２、並
びに互いに逆極性を有する前部及び後部Fzモジ
ユール信号から生じる“Myモーメント”信号を
与える差動増巾器Ａ３とで構成される。 ブロツク３ 前部および後部Fyモジユールは通常のスキー
滑走信号として、“Mzモーメント”信号を与える
が、有効“体重測定”インターバルの期間中に
は、このMzモーメント信号をゼロに近ずけるこ
とがシステムにより要求される。従つて、Fyモ
ジユールから体重検出回路網（ブロツク４）への
入力がこの状態を確保する。第２図を参照すれ
ば、増巾器Ａ４及びＡ５はFyモジユールからの
信号を増巾し、そして増巾器Ａ６は後述する体重
検出回路網（ブロツク４）で測定される。“Mzモ
ーメント”信号を与える。 ブロツク４ この体重検出回路網は、“体重測定”インター
バルに対する基本的な条件（即ち、正しいFz、
Mz及び時間）が満足させられると直ちに、ブロ
ツク５に対する“サンプル・ホールド”指令及び
“Ａ／Ｄ変換”指令を発生する。ブロツク５のサ
ンプル・ホールド回路網はＡ／Ｄコンバータへの
入力を“平滑”にして変換インターバル期間中の
偽せの信号変動によるエラーをなくするために使
用される。第２図を参照すれば、増巾器Ａ７は加
算増巾器であり、増巾器Ａ１及びＡ２からの信号
（２つのFzモジユール信号）を加算する。２つの
信号が同じ極性であれば、増巾器Ａ７は大きな出
力を与え、そして２つの信号が互いに逆極性であ
ればこれら信号は互いに打ち消されるので、この
場合増巾器Ａ７からの出力はほとんどまたは全く
なくなる。増巾器Ａ８は窓比較器として構成さ
れ、ダイオードＤ１ないしＤ４は±Vdの窓電圧
を与えるもので、ダイオードＤ１及びＤ３はMy
モーメントを検出し、またダイオードＤ２及びＤ
４はMzモーメントを検出する。両モーメントが
±Vdの窓電圧内にあれば、増巾器Ａ８は“高”
レベル出力を発生し、この出力せアンドゲートの
第１の入力を可能化させて“体重測定”条件(1)及
び(2)を満足させる。又、ブロツク１の時間遅延カ
ウンタも可能化される。 “体重測定”条牛(3)はブロツク１の時間遅延機
能によつて起生させられ、そして単安定回路Ｍ１
は増巾器Ａ８の出力が所要の時間中高レベル状態
のまゝである場合にパルスＴ１を発生する。この
信号はアンドゲートの第２入力を可能化させる。 “体重測定”の条件(4)及び最終的条件は比較器
として構成された増巾器Ａ９によつて与えられ
る。増巾器Ａ９は固有の解除スレツシユホールド
を注視していて、これを増巾器Ａ７からの体重信
号と比較する。増巾器Ａ７からの信号が現在の解
除スレツシユホールドの値より大きい場合には、
増巾器Ａ９の出力が高レベルとなり、アンドゲー
トの第３入力を可能化させる。アンドゲートの３
つの入力が全て高レベルであると、アンドゲート
の出力は高レベルとなり、ブロツク５に指令入力
を与える。 ブロツク５ 第１図には、サンプル・ホールド及びＡ／Ｄコ
ンバータが１つのブロツクで示されている。Ａ／
Ｄコンバータは体重のアナログ値をそのデジタル
等価量に変換する。この場合デジタル等価量が最
も有利である。というのは、アナログメモリ作用
で経験する質の低下を生じることなく長時間記憶
を維持することができるからである。第２図を参
照すれば、ブロツク４からの指令信号はT1秒間
続き、そして先ずスイツチSW１を閉成してキヤ
パシタＣ１を充電しそして体重信号を記憶させ
る。このサンプル・ホールド作用は前記したよう
にＡ／Ｄコンバータへなめらかな入力を与える。
時間Ｔ１の終りにＡ／Ｄコンバータが作動させら
れ、そのデジタル出力はブロツク６のＤ／Ａコン
バータに送られる。 ブロツク６ 第１図及び第２図の両方を参照すれば、ブロツ
ク５のＡ／Ｄコンバータがその変換サイクルを終
了すると、“変換終了”（EOC）パルスが変換さ
れたデジタルデータがブロツク６のＤ／Ａコンバ
ータの入力にラツチさせる。今やシステムはスキ
ーヤの体重に対する安定した長時間記憶を保証さ
れる。Ｄ／Ａコンバータの出力はブロツク９の加
算増巾器の１方の入力に供給され、そしてこの加
算増巾器は解除スレツシユホールドの固有値を形
成する。 ブロツク７ 第１図及び第２図の両方を参照すれば、予めロ
ードを与えることができるアツプ／ダウンカウン
タは（体重測定に先立つて電源をオンにした時
に）初期解除スレツシユホールドを与え、そして
前記したようなスレツシユホールド変更を行なわ
せるため操縦窓を監視するのに用いられる。 このアツプ／ダウンカウンタへの入力は、ｎビ
ツトのデジタルワードと、スレツシユホールドの
ロード指令と、“可能化”、“Ｕ／Ｄ”及び“クロ
ツク”（CLK）と示された３つの制御入力とを含
む。この後者の３つの入力はそれぞれブロツク１
２，１４及び１５から送られ、そしてこれら各入
力は前記した様に操縦信号の大きさに基いて活性
化される。然し乍ら、一般に、“可能化”入力は
アツプ／ダウンカウンタを作動させるか否かを決
定し、“クロツク”ポートが負に向う遷移に当つ
てＵ／Ｄポートが“高レベル”であれば、カウン
タにカンウトアツプを行なわせ、“低”レベルで
あればカウントダウンを行なわせる。 ブロツク８ 第１図及び第２図を参照すれば、ブロツク８は
ブロツク９の加算増巾器に第２の入力を与える
Ｄ／Ａコンバータである。スキーヤの体重が測定
されていなかつた場合には、ブロツク９への作動
入力がこの入力だけとなり、システムはこの値に
基いて解除スレツシユホールドに対する処理機能
を開始する。体重が測定されると直ちに、合成信
号がその特定のスキーヤに対する正しい解除スレ
ツシユホールドを与える。スキーヤが自分の体重
を測定できなかつた場合には、この機能によつて
スキーヤの操縦信号を監視することにより結局の
ところ正しい解除スレツシユホールドに調整され
る。その後“体重測定”がうまく行なわれた場合
には、ブロツクのアツプ／ダウンカウンタに最小
解除スレツシユホールドをロードし直すことによ
つて正しい和が形成される。 ブロツク９ 第１図及び第２図を参照すれば、このブロツク
は体重信号を最小解除スレツシユホールドと合成
して固有の解除スレツシユホールドを与える加算
機能ブロツクである。このブロツク９の出力は操
縦窓を発生する信号レベルを与える。次第に小さ
くなる３個の信号レベル、即ち上限レベル、中間
レベル及び下限レベルは、この全く同じ解除スレ
ツシユホールドに対する変更量を決定する操縦窓
を定める。解除スレツシユホールドはブロツク２
１の積分器にも送られ、モーメントのレベル、す
なわちモーメントの大きさがこれ以上になると危
険な状態に応答して積分が開始されるモーメント
のレベルを与える。 ブロツク１０ 第１図において、操縦窓回路網として形成され
たブロツク１０は解除スレツシユホールド（従つ
て操縦窓）の許容レンジを、スキーヤの体重及
び／又は能力に拘りなく、決して最大上限または
最小下限を越えないように構成し確保する機能を
有する。一般的に云えば、これらの限界は、それ
より小さいと普通の健全な者は誰も危険にさらさ
れず、そしてそれより大きいと普通の健全な者の
大部分が確実に危険にされされるような値にセツ
トされる。ブロツク１０の出力はブロツク１２に
送られ、このブロツク１２は操縦窓を修正するた
めにブロツク７のアツプ／ダウンカウンタが何時
可能化又は不能化されるかを決定する。 第２図を参照すれば、この機能は“Ａ”、“Ｂ”
及び“Ｃ”と示された３つのボツクスを用いて行
なわれる。体重で決定される解除スレツシユホー
ルド（又は体重が測定されない場合は最小解除ス
レツシユホールド）がボツクス“Ａ”によつて用
いられ、このボツクスは最大許容値であると考え
られるパーセンテージだけ解除スレツシユホール
ドを増加させ、ボツクス“Ｂ”は解除スレツシユ
ホールドをこの値より小さい信号は実質的に重要
性がないと考えられる値に或るパーセンテージだ
け減少させ、そして窓比較器であるボツクス
“Ｃ”は、ブロツク１２のオアゲードを介してブ
ロツク７のアツプ／ダウンカウンタを不能化する
ことによつてレンジ外の信号が解除スレツシユホ
ールドの修正を行なうことを防止する。 ブロツク１１，１１，１３，１４及び１５ 第１図及び第２図の両方を参照すれば、前に述
べた様に、固有の解除スレツシユホールド
（THDREL）のアナログ等価量は今や３つの
別々の処理レベル即ち上限レベル、中間レベル及
び下限レベルに分割される。これら各解除スレツ
シユホールドの大きさ（THDRELから導出され
る）はそれぞれTHDRELより小さい所定値にセ
ツトされ、それらの値は固有の解除スレツシユホ
ールドに基いて選択されたものであつて、実際に
は非リニアな関係にあり、その特性は人間の脚が
どれだけの力に耐え得るかという最新の技術的解
明に基くものである。第２図を参照すれば、これ
らの機能は問題となるレベルより大きなモーメン
トを検出する３個の比較器を用いて行なわれる。
ブロツク１１上限レベル比較器においては、操縦
信号が上限レベルを越える場合にはその出力が高
レベルとなり、ブロツク１２のラツチの出力が高
レベルになるので、ブロツク７のアツプ／ダウン
カウンタの“可能化”入力が高レベルとなつてこ
のカウンタを不能化させ、従つて何の変更も生じ
ないブロツク１３の中間レベル比較器においては
操縦信号が中間レベルを越える場合にはその出力
が高レベルになるので、ブロツク１４のラツチの
出力が高レベルとなり、ブロツク７のアツプ／ダ
ウンカウンタはそれが最終的にクロツクされた時
にカウントアツプを行なう。ブロツク１５の下限
レベル比較器において、操縦信号が下限レベルよ
り下つた時はその出力は低レベルとなり、この出
力の負に向う縁は、若しブロツク１４のラツチの
出力が高レベルであればブロツク７のアツプ／ダ
ウンカウンタをカウントアツプにクロツクし、そ
して若しブロツク１４のラツチの出力が低レベル
であればアツプ／ダウンカウンタをカウントダウ
ンにクロツクする。ブロツク１５の出力が決して
高レベルにならない場合には、何も生じない。 ブロツク１６ 操縦信号が増加する割合もスキーヤの技能を検
出する上で重要である。高速度で滑る上達したス
キーヤは一般に鋭利な信号を発生するが、技術が
優れているのでこれら信号の大きさは熟練度の低
いスキーヤの発生する信号程大きくない。従つて
勾配検出器によつてこれらの各技能を決定し、そ
れを行なう際に解除特性に対する付加的な影響が
プロセツサの性能に含ませられる。第２図を参照
すれば、ブロツク１６の単安定回路Ｍ２が下限レ
ベル信号の先縁を検出し、有効モーメント信号が
発生され、そして所定の単位時間例えば１ミリ秒
のパルスＴ２が発生される。このパルスＴ２によ
つてスイツチSW２が閉じる。絶対値回路網（及
びキヤパシタＣ２への経路）はそのインピーダン
スが最小であるように設計されており、それ故キ
ヤパシタＣ２は全く（或いはほとんど）エラーを
生じることなるモーメント信号の電圧の増加に追
従する。従つてパルスＴ２が終わりそしてスイツ
チSW２が開くと、キヤパシタＣ２の電圧は入力
モーメント信号に対する平均電圧／ミリ秒の増加
率を表わすことになる。パルスＴ２の長さは、お
そらく10ミリ秒ないし１秒程度である下限レベル
信号の予想される長さよりも短くなるように選定
される。従つて、モーメント信号Vgはその得度
及び長さに基いてミリボルト／秒ないしボルト／
秒の値を有し、その勾配はブロツク１９のＤ／Ａ
コンバータの出力で示された固有の勾配と比較さ
れる。新たな勾配が固有の勾配より大きい場合に
は、増巾器Ａ１０の出力が高レベルとなるので、
ブロツク１７の勾配アツプ／ダウンカウンタのア
ツプ／ダウンポートを高レベルにセツトし、そし
てパルスＴ２が終つた時にアツプ／ダウンカウン
タは１カウントだけカウントアツプする。 これに対して、増巾器Ａ１０の出力が低レベル
であれば、ブロツク１７のアツプ／ダウンカウン
タは１カウントだけカウントダウンする。この様
にして、固有の勾配はスキーヤの要求を満たすよ
うに永続的に高分解能で調整される状態にある。
下限レベル信号が終わると、スイツチSW３が閉
じてキヤパシタＣ２が放電して次の操縦信号に対
する用意ができる。 ブロツク１７ この勾配アツプ／ダウンカウンタはブロツク１
６の説明にも含まれたが、これはブロツク７の操
縦アツプ／ダウンカウンタと同様に作動する。
又、このブロツク１７のアツプ／ダウンカウンタ
はモーメント信号が上限レベルを越えた時に不能
化され、勾配に対する変更は行なわれない。 ブロツク１８ この実施例においては、Myモーメント及び
Mzモーメントは＋又は−のいずれかである。第
２図を参照すれば、各絶対値回路網は信号を正の
極性にだけ変換し、そしてダイオードＤ５及びＤ
６は２つのモーメント信号の中の大きい方（危険
な方）の信号だけをプロセツサで処理できる様に
する。このモーメント信号は次いでブロツク１６
の勾配回路網及びブロツク１０の窓比較器に送ら
れて操縦信号の取調べが行なわれる。各モーメン
トを個々に処理することがビンデイングの開発に
おける従来の標準的な考え方であつて、いずれの
方法も効果的であり、色々に組合わされたねじり
荷重に耐える脚の丈夫さに関係する経験的な証拠
に基いていずれかの方法が用いられる。 ブロツク１９ 第１図及び第２図を参照すれば、このブロツク
１９は勾配信号のアナログ等価量を与えるＤ／Ａ
コンバータである。このブロツク１９はここに示
す実施例では第３のＤ／Ａコンバータを表わして
いる。Ａ／Ｄコンバータを１つだけ使用して３つ
の信号をこのコンバータにマルチプレクスし次い
でアナログ出力をサンプル・ホールド回路網に記
憶することもできる。最も少ない量の電子機能及
び電力入力を使用する解決策は、どんな特定の設
計においても用いられる解決策である。 ブロツク２０ 加算増巾器の機能を有するこのブロツク２０は
解除スレツシユホールド（THDREL）信号及び
勾配（GRADIENT）信号を結合して、解除が起
生する最終電圧を決定する。第２図を参照すれ
ば、増巾器Ａ１１の出力は解除比較ブロツク２２
の増巾器Ａ１３の一方の入力接続されている。増
巾器Ａ１３のこの入力への信号が増加した場合
に、増巾器Ａ１３は解除指令を与えるためには、
ブロツク２１の積分器Ａ１２は所望の結果を得る
ため増巾器Ａ１３を作動させるに充分な電圧を発
生するため長い時間積分を行なわねばならない。
即ち、勾配が大きい程（操縦信号が鋭利である
程）、解除を起生させるために長い時間所定のモ
ーメントを作用させることが必要となる。 ブロツク２１ ブロツク２１は信号の大きさ及び時間の両方の
関数として解除規準を決定するために積分機能を
行なうものである。このブロツク２１は２つの入
力を有しており、第１の入力は操従モーメントで
あるが、積分器は第２の入力が解除スレツシユホ
ールドを越えない限り応答しない。積分器の出力
が増加する割合は操縦モーメントの大きさと解除
スレツシユホールドの値との差の関数となる。第
２図を参照すれば、増巾器Ａ１２は差の積分器と
して構成され、キヤパシタＣ４及び抵抗Rinは積
分の時定数、即ちその値が所定の解除曲線特性に
基いて選定された積分時定数を決定する。操縦モ
ーメント（＋）が解除スレツシユホールド（＋）
より大きい限り、増巾器Ａ１２の出力は２つの入
力の差に基いた割合で負の方向に動く。 これとは反対に、操縦モーメントの大きさが解
除スレツシユホールドより小さい値に低下する
と、積分器の出力がその方向を変えそしてその積
分値はその差に基いた割合でゼロに向つて戻る。
増巾器Ａ１２の出力がゼロに達した時（即ち正に
ならない時）、積分を確実に停止せしめるために、
ダイオードＤ７は正の電圧に対してキヤパシタＣ
４を“短絡”させることにより出力が正に向わな
いようにする。 ブロツク２２ 前記した様に、ブロツク２２は解除比較器とし
て機能し、THDREL信号及びGRADIENT信号
より成る規準解除スレツシユホールドよりもブロ
ツク２１の積分器の出力が大きい時に解除指令を
発生する。 第３図 操縦窓変化がグラフで示されている。勾配レベ
ルの変化も同様にグラフで示されている。 時間１ ビンデイングはラツチされているが、体重信号
の条件はまだ満足されておらず、従つてプロセツ
サには所定の最小解除スレツシユホールドが確立
される。 時間２ 体重測定条件が満足され、体重測定信号がＡ／
Ｄコンバータをトリガしそして新たな解除スレツ
シユホールドがストアされる。 時間３ 操縦信号が発生されるが非常に小さなもので下
限レベルを越えず、従つて何の変化も生じない。 時間４ 操縦信号が発生され、その値は下限レベル及び
中間レベルよりも大きなものである。それに応じ
てこの信号の終りに（この信号が下限レベルより
下つた時に）、解除スレツシユホールドが増加さ
れる。 時間５ 下限レベル及び中間レベルの両方を超える様な
別の操縦信号が発生され、そしてこの信号の終り
に再び解除スレツシユホールドが増加される。 時間６ 次の操縦信号は下限レベルより大きいが中間レ
ベルより小さいものであり、今度はこの信号の終
りに解除スレツシユホールドが減少される。 時間７ グラフに示された最後の操縦信号は上限レベル
を超え、従つて積分装置が作動され、その結果
（解除又は解除なし）に拘りなく、解除スレツシ
ユホールドの変化は行なわれない。 ここに開示した操縦の考え方が実施され、そし
てマーカーエレクトロニツクビンデイングシステ
ム（Marker Electronic Binding System）で評
価された時に所望の結果が観察された。前記した
システムに対して多数の変型、例えば次に述べる
様な変型が可能であることに注意されたい。 (1) THDCNT及びGRADIENTが変化する（入
力操縦信号により）割合を、モーメント信号の
実際の大きさに基いたものにすることができ
る。従つて大きなモーメント及び／又は大きな
勾配に対しては、カウンタのステツプ数を信号
の大きさに関連させて（リニアに又は非リニア
に）増加させることができる。 (2) 各信号（THDREL及びGRADIENT）の変
更を信号が下限レベル値を越える時間全体に亘
つて変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本システムのブロツク図、第２図は本
システムの１つの実施例を示す回路図、第３図は
本システムの作動を示すグラフ、そして第４図は
力及びモーメントの方向を示すスキーぐつの軸方
向表示である。 １……システムクロツク、２……Fzトランス
ジユーサ（モジユール）、３……Fyモジユール、
４……体重検出回路網、５……サンプル・ホール
ド及びＡ／Ｄコンバータ、６……Ｄ／Ａコンバー
タ、７……アツプ／ダウンカウンタ、８……Ｄ／
Ａコンバータ、９……加算器、１０……操縦窓回
路網、１１……上限レベル比較器、１３……中間
レベル比較器、１５……下限レベル比較器、１６
……勾配回路網、１７……勾配アツプ／ダウンカ
ウンタ、１８……絶対値回路網、１９……Ｄ／Ａ
コンバータ、２０……加算増巾器、２１……積分
器、２２……解除比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スキーぐつのつまさき部分およびかかと部分
   に垂直に作用する力をそれぞれ検出する垂直力検
   出手段と；スキーぐつに作用するトルクを検出す
   るトルク検出手段と；前記垂直力検出手段によつ
   て検出される垂直力の大きさおよび持続時間と前
   記トルク検出手段によつて検出されるトルクの大
   きさおよび持続時間とに基いてスキーヤの脚に掛
   かるストレスを示すストレス値を発生するストレ
   ス値発生手段と；許容ストレス値を与える許容ス
   トレス値手段と；前記ストレス値発生手段からの
   ストレス値と前記許容ストレス値からの許容スト
   レス値とを比較して前記ストレス値が前記許容ス
   トレス値を超えたときにスキービンデイングの解
   除を開始するための解除信号を発生する解除信号
   発生手段と、前記トルク検出手段によつて検出さ
   れるトルクが零であるときに、前記垂直力検出手
   段によつてそれぞれ検出される各垂直力の方向が
   同じ向きであつて所定時間にわたつて持続するな
   らば、前記垂直力検出手段によつてそれぞれ検出
   される各垂直力に基いてスキーヤの体重を表示す
   る体重値を発生する体重値発生手段と；前記体重
   値発生手段によつて発生される体重値に従つて前
   記許容ストレス値手段によつて与えられる許容ス
   トレス値を変更する許容ストレス値変更手段と；
   を備えている、ことを特徴とする電子式安全スキ
   ービンデイング。