JP2002531719A

JP2002531719A - 保護ヘルメット

Info

Publication number: JP2002531719A
Application number: JP2000586194A
Authority: JP
Inventors: カタリンオブレジャ
Original assignee: カタリンオブレジャ
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2002-09-24
Also published as: CN1149024C; CN1334707A; MXPA01005864A; DE69924637T2; DE69924637D1; BR9915989A; WO2000033689B1; WO2000033689A1; AU1566600A; US6604246B1; AU765483B2; EP1137350B1; CA2354161A1; EP1137350A1; ATE292398T1

Abstract

(57)【要約】本発明は、頭の解剖学及び脳神経学の知識に適応した、頭蓋及び脳の保護のためのヘルメットに関する。本発明は、激しい衝撃の際の頭蓋の最大抵抗領域の前でのヘルメットのシェルの形の崩れ又は割れによるエネルギーの高い吸収、及び様々の硬さ又は密度を持ちかつ頭蓋の種々の領域の抵抗に適応している中間キャップによる頭蓋のよりよい保護により、頭蓋及び脳の損傷及び後遺的な脳神経の乱れを減少することを目的とする。本発明のヘルメットは、一体形（フルフェイス）又は非一体形（オープンフェイス）であることができ、特に、民生用（モーターバイク：テスト用，レース競技及び日々の使用；車：テスト用，レース競技；自転車：レース競技及び日々の使用；他のスポーツ：ローラスケーティング，スケートボード・ライディング，ウインタースポーツ；工業的環境下）として利用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、頭の解剖学的知識及び脳神経学上の知識に適合した、頭蓋及び脳
の保護ヘルメットに関する。

【０００２】頭骨は２つの構成部分を有している。即ち、脳を包む頭蓋及び顔の骨格を形成
する顔骨である。本発明は主に、頭蓋を覆うヘルメットの部分に関する。

【０００３】保護ヘルメットは生体機構学上の安全性の要求に答えるべき２つの構成要素を
備えている。１．外面側の殻（以後、シェルと呼ぶ）。これは衝撃の際に、外部衝撃に関与し
た表面よりもより大きな表面に、エネルギーを散逸することを、確保する。これ
はまた、事故に際に、ヘルメットの貫通に対する増加した抵抗及び種々の表面上
でのヘルメットのスライディングを、確保する。２．中間に位置するキャップ（以後、キャップと呼ぶ）。これは衝撃の際に、そ
の圧縮性潰れによりエネルギーを吸収することを意図している。保護ヘルメットはまた、使用者の使用感を向上させるためのコンフォート・ス
タッフイングと呼ばれる内面側部分の構成要素を備えている。ある種のヘルメットはまた、中間部のシェルを供えている。この明細書に用い
られるシェルの語句は、外面側のシェル及び他の中間部のシェルのいずれをもカ
バーする。

【０００４】モーターバイク利用者（及び類似）のためのヘルメットの場合には、大きく向
上している抵抗材料の使用により、シェルは、高度の脳神経学的な危険性を備え
た衝撃（ＩＮＲ）の場合でさえ、受けた殆ど全てのエネルギーをその表面上に散
逸しかつ中間位置のキャップに伝達する。自転車利用者（及び類似）のためのヘ
ルメットの場合には、非常にフレキシブル／ソフトな材料の使用により、シェル
は、生体機構学的な機能は確保しない、又は実質的に確保しない。これら全ての
場合において、中間キャップによる部分的なエネルギーの吸収の後、残りの動的
エネルギーは頭蓋に伝達されて、最終的に脳に達する。結果する直後の脳神経の
乱れは、脳に伝達されるエネルギーがより高いほど、より大きくなる。高度の脳
神経学的な危険性を備えた衝撃（ＩＮＲ）により、人は、最新デザインのヘルメ
ットを使用したにも拘わらず、人を脳神経の乱れ（一時的又は永久的な）に曝し
た衝撃を知ることとなる。

【０００５】現在のヘルメットはいくつかの問題点を備えている。１．受け入れられる限度以上に厚み及び容量を増すことなく、いかにしてその効
果を向上させるか。その容量及び厚みの増加は、よりよき使用感をなくすこと及
び首の筋肉の疲れの他、周囲への視覚及び聴覚の減少により、それ自身事故を引
き起こすだろう。一方、ヘルメットの容量及び／又は重量の過度の増加は、容易
にその使用の減少を招く。２．いつ頭を最もよく保護すべきか。即ち、激しい衝撃（稀）のときか又は中庸
な衝撃（しばしば）のときか。コーナー（Corner）（１９８７）,ミル（Mills）
（１９９１）,スミス（Smith）（１９９３）により発刊された研究は、もし現在
のヘルメットが激しい衝撃をよりよく押さえるようにデザインされておれば、硬
くて、中庸なエネルギーの衝撃の際にはあまり効果的でないだろうということを
示している。３．現在のヘルメットの他の不利益な点は、そのキャップの硬さが頭蓋の種々の
領域の抵抗に適合していないという事実に関係する。頭蓋の種々の曲率半径及び
頭蓋の縫合部の存在に由来した頭蓋の厚みの違い（前側こめかみ領域では２ミリ
メートル以下であり、頭骨頭頂領域では殆ど１０ミリメートル）により、頭蓋抵
抗は領域が異なれば大きく変わる。本発明の目的は、頭蓋のもっとも大きな抵抗領域の前でのヘルメットのシェル
の形の崩れ及び割れを起こし，及び頭蓋の種々の領域の抵抗に適応した種々の硬
さ及び密度を有する中間キャップを提供して、激しい衝撃の際に大きなエネルギ
ー吸収を起こさせて、頭蓋及び脳の損傷及び脳神経の乱れの後遺障害を減少させ
ることにある。

【０００６】本発明のヘルメットのシェル及びキャップは，これらの問題を解決することを
可能にする。本発明のヘルメットのシェルは、ＩＮＲ（高度の脳神経学的な危険
性を備えた衝撃）の際に、好ましくは人間の頭蓋の最大抵抗領域の前で形の崩れ
及び割れを生じさせる能力を備えている。このようにして吸収又は消費されたエ
ネルギーは、頭従ってまた頚椎に伝達されるエネルギーの減少を確保する。頚椎
の損傷に伴う四肢麻痺後遺障害の危険も従ってまた減少する。形の崩れ又は割れはそれぞれ、低い機械抵抗レイヤー（layer）（ＬＲＬ）又
は低い機械抵抗ゾーン(zone)（ＬＲＺ）を含むシェルの領域で起こる。低エネル
ギーの衝撃では、本発明のシェルは、現在のモーターバイクのヘルメットのシェ
ルの場合と同じ原理で機能する。この視点によりＬＲＺ及びＬＲＬは圧力容器の
“逃がし弁”として機能する。

【０００７】衝撃の際に頭蓋のもろい領域及び抵抗領域上での異なった圧力分布を得るため
に、本発明のヘルメットのキャップは、様々のかつ頭蓋の種々の領域の抵抗に適
応した密度又は硬さを有している。このようにして本発明のヘルメットは人間の
頭蓋のもろい領域の前で低い圧縮潰れ抵抗（柔らかい）領域を持ち、かつ人間の
頭蓋の最大の抵抗の領域の前で高い圧縮潰れ抵抗（硬い）領域を持ったキャップ
を提供する。このキャップの硬い領域及び柔らかい領域の論理的分布を通じて、
人は同一の容量及び重量でありながら、従来の利用できるヘルメットよりもはる
かに効果的なヘルメットを得ることができる。

【０００８】シェルの形の崩れ又は割れは重要な生体機構学上の結果をもたらす。１．衝撃の起っている時間（ｔ）が増加する。２．ヘルメットによって吸収されるエネルギー（ΔＥ１＋ΔＥ２）が増加するの
で、頭の受ける動的エネルギー（Ｅｃ３）（Ｅｃ＝ｍＶ²／２）が減少する。Ｅｃ１＝衝撃前の全ての動的エネルギー ΔＥ１＝シェルによって吸収されるエネルギー ΔＥ２＝キャップによって吸収されるエネルギーＥｃ３＝Ｅｃ１―（ΔＥ１＋ΔＥ２）Ｅｃ３が減少しｔが増加するので、平均加速度（ａ）が減少する。（ａ＝Ｖ／ｔ＝（２Ｅｃ３／ｍ）^1/2／ｔ）基準衝撃の吸収を評価するために用いられる頭の損傷条件（ＨＩＣ）は、単純
化した形で以下に表現される：ＨＩＣ＝ｄＶ^2.5／ｄｔ^1.5＝（ｄＶ²／ｄｔ）（ｄＶ／ｄｔ）^1/2 これは動的エネルギー（ｄＶ²）に比例し、衝撃の際のエネルギー伝達の時間
（ｄｔ）に逆比例する。これは、すでに述べた理由により、衝撃がよりよく吸収
されながら、減少する。

【０００９】ここに開示される実施の形態は、例示としてのみ与えられ、限定的なものでは
ない。開示される種々の例示の間の種々の組合せ及びそれらの変形がまた考えら
れる。

【００１０】ヘルメットのシェルに関して、実際的解決法の２つのグループ及びいくつかの
例が開示される：Ａ割れは、好ましくは衝撃位置から離れた、低い抵抗ゾーン（ＬＲＺ）の亀
裂によって起こる。Ｂ形の崩れは、好ましくは衝撃位置の前の、低い抵抗レイヤー（ＬＲＬ）の
圧縮性潰れによって起こる。

【００１１】ＬＲＺ（低い抵抗ゾーン）はシェルの厚み内に配置される。ＬＲＬ（低い抵抗レ
イヤー）はシェルの厚みに対して外付けで配置される。ＬＲＬ（低い抵抗レイヤ
ー）はシェルの内側及び外側の表面の一方又は双方に配置される。ＬＲＺ（低い
抵抗ゾーン）又はＬＲＬ（低い抵抗レイヤー）は好ましくは、人間の頭蓋の最大
の機械的抵抗領域の少なくとも２つ又は４つの前に集められる。中央ライン領域
及び前方こめかみ領域には好ましくは、上位縦方向の洞及び中央髄膜の血管の損
傷の危険を減少するために、それらは存在しない。これらの器官は、その存在位
置により、特に、近傍で頭蓋の割れが起きたときに出血の大きな危険に曝され、
一方、頭蓋のこれらの領域はもろい。

【００１２】図1は、保護ヘルメットの頭蓋に対応した部分の左側面図を、非限定的例とし
て、示す。頭蓋のもろい領域は、前方こめかみ領域（１）,中央ライン及びその
近傍領域（２）,特にその前方（３）及び後方（４）に示される。頭蓋の最高抵
抗領域は、代わりに、２つの前側側方柱状部（５）,２つの後側耳部柱状部（６
）及び2つの頭骨頭頂部（７）で示される。

【００１３】低抵抗ゾーン又は低抵抗レイヤーは、シェルの全表面積の２０％以下であって
もよい。いくつかのＬＲＺ（低い抵抗ゾーン）又はＬＲＬ（低い抵抗レイヤー）
は互いに重なり合ってもよくまた互いに10ミリメートル以下の距離にあってもよ
く、また換気口や固定孔（あご紐，バイザー等）から10ミリメートル以下の距離
にあってもよく、従ってこのようにして空間的低抵抗グループ（ＳＬＲＧ）を形
成することができる。ＬＲＺ（低い抵抗ゾーン）又はＬＲＬ（低い抵抗レイヤー
）はシェルの端即ち前端（ＦＥＳ），側端（ＬＥＳ）又は後端（ＰＥＳ）に至っ
てもよく、またこれらから５ミリメートル以下の距離にあってもよい。頭にヘルメットを位置させた状態での、シェルの最も高い点は、シェルの中心
（ＣＳ）を示す。頭蓋を包むシェルの大円（the large circumference of the s
hell）を以後、シェル大円（ＬＣＳ）と呼ぶ。その方向はほぼ水平である。前方
側において、それは、フルフェイス・ヘルメット及び他の種類のヘルメットに対
して、シェルの前端（ＦＥＳ）に一致し、またそれは、シェルの前端（ＦＥＳ）
を含む平面とシェルの外表面との交差線によって定義される。

【００１４】低抵抗ゾーン（ＬＲＺ）それぞれのＬＲＺ（低い抵抗ゾーン）は、最小の亀裂又はせん断抵抗の点を有
している。この点は以後、低抵抗ゾーン（ＬＲＺ）の“最小抵抗点”（ＰｍＲ）
と呼ぶ。ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）のＰｍＲ（最小抵抗点）は好ましくは、ＬＲＺ
（低抵抗ゾーン）のうち、ＣＳ（シェルの中心）からみて最も遠い位置の３分の
１の部分内にある。それぞれのＬＲＺ（低抵抗ゾーン）は、その形状から、ＩＮ
Ｒの際に起こるシェルの割れの方向に対応する最小抵抗の方向を有している。こ
の方向は以後、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の“最小抵抗の方向”（ＤｍＲ）と呼ぶ
。ＤｍＲ（最小抵抗の方向）とＬＣＳ（シェル大円）との間の角度は好ましくは
、６０°と１２０°との間である。ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）は種々の大きさの表面積とすることができる。表面の
最大の径（長さ）は、その最小の径（幅）よりも少なくとも２０倍大きいことが
可能である。ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）のＤｍＲ（最小抵抗の方向）はしばしば、
それ自身の長さ方向に対応している。この結果、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の長さ
方向とＬＣＳ（シェル大円）とのなす角度は好ましくは、６０°と１２０°との
間である。

【００１５】一例として、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）は、シェルの表面の少なくとも一方（内
面側又は外面側）上にくぼみ又は溝を設けてシェルの厚みを減少させることによ
って、得ることができる。くぼみ又は溝の深さ及び表面は、変化させることがで
き、又は徐々に変化させることができる。シェルの端に平行な各断面と共に、く
ぼみ又は溝の寸法は、徐々に変化させることができる。深さは少なくともいくつ
かの位置において、ヘルメットの端に平行な断面上でＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の
近傍で測られるシェル厚みの５０％を超えることができる。それらの深さは少なくともいくつかの位置において、シェルの厚みの１００％
であってもよく、即ち、開口（ＣＳ）を形成していてもよい。ＣＳ（開口）の長
さは、少なくとも２０倍その幅よりも大きいことが可能である。開口の長さは７
０ミリメートル以上であることができる。シェルの中心を通る線上で測られたＣ
Ｓ（開口）の長さは、７ミリメートル以下であることができ、特にシェルの端（
ＦＥＳ（前端），ＬＥＳ（側端）又はＰＥＳ（後端））に接触、又は少なくとも
５ミリメートル以下の距離にあるＣＳ（開口）又はシェルの他のＣＳ（開口）（
例えば換気口又は固定孔）又は他の低抵抗ゾーン又はレイヤーから１０ミリメー
トル以下の距離にあるＣＳ（開口）に対してはそうであることができる。少なく
ともＣＳ（開口）のひとつの径は、３ミリメートル以下であってもよい。

【００１６】他の例として、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）は、シェルの厚み内にガスの気泡，又
はシェルの他の部分と異なった又は同様の材料からなる他の構造を、内包させる
ことによっても作ることができる。剛体材料の場合、内包はまた、シェルの少な
くともひとつの表面側に配置させることができる。この状況は、選択された材料
で満たされた溝，くぼみ又はＣＳ（開口）に対応する。このようにして、シェル
の厚み内における物質の欠如は少なくとも部分的に、シェルの２つの表面側では
少なくとも部分的にシェルの主コンポーネントによってカバーされながら、シェ
ルの厚みの８０％よりも少ない厚みの領域を持っている金属の内包によって占め
られることができる。

【００１７】これらの例（他の構造）の１つは、シェルの厚み内に、高い剛性，硬さ及び機
械的抵抗を有する、種々の形の扁平な構造を内包することによって示される。そ
れらは金属の構造又は樹脂，ポリマー又は複合材料のような他の材料から作られ
ることができる。後でさらに述べるように、抵抗性あるファイバーがシェルの亀
裂の強さを補強するために用いられるときの複合材料とは反対に、ここに述べる
剛性構造の使用は、亀裂強さを減少させ、その結果、激しい衝撃の際、衝撃点か
ら離れた位置でかつ最適の方向に生成された割れの発生を許す。一方、それらは
、それらのゾーンの直接の衝撃に対する抵抗を増す。そのような構造は種々の厚みをとることができ、好ましくは０．５ミリメート
ルと３ミリメートルとの間である。それはまた、いくつかの位置において、シェ
ルの厚みと等しくすることができ、しかしシェルの厚みを越さないことが好まし
い。そのような構造に対応するシェルの表面は様々であることができ、好ましく
は０．３ｃｍ²と５ｃｍ²との間である。そのような構造を含むシェルのセグメン
トの表面は、シェルの全表面の１０％よりも少なくすることができる。これらの構造は、その最大の寸法（長さ）に垂直でありかつ互いに１０ミリメ
ートルより長く離れている，少なくとも２つの断面において、１ｍｍ²〜３ｍｍ² であってもよい。それらはそれらの断面において、楕円又は多角形形状であるこ
とができる。好ましくは、それらは金属から作られ、かつそれらは、平面上、二
等辺三角形の形状であり、シェルの端（rim）に接触し又は５ミリメートルより
小さい距離に位置させ、より厚いベース側をシェルの大円に平行に位置させてい
る。

【００１８】他の例として、複合材料から製作されたシェルに対して、ＬＲＺ（低抵抗ゾー
ン）はまた、型への樹脂又はポリマーの注入前に、ファイバー（炭素，ガラス，
アラミド，金属）の密度又は方向の変更によっても、得ることができる。低抵抗
ゾーンは、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の傍の領域に比してファイバーの密度の少な
くとも５０％の減少によって、得ることができる。他の例として、低抵抗ゾーン
は、非ラジアルで長寸のファイバーの密度を、それらのファイバーの方向に平行
でありかつＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の傍に位置するファイバーの密度に比して、
少なくとも３０％又は５０％の減少によって、得ることができる。非ラジアルファイバーとは、ＬＣＳ（シェル大円）と７０°より少ない角度ま
たは１１０°より大きな角度で交差するファイバーをいう。長寸のファイバーと
は、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の境界を少なくとも１０ミリメートル延びているフ
ァイバーをいう。他の例は、最小抵抗の方向を任意の角度，好ましくは３０°〜１５０°の角度
で横切る長寸のファイバーの５０％より多くを切断することにある。長寸のファ
イバーの密度の減少は、それらの方向に平行または１０°より低い角度でかつＬ
ＲＺ（低抵抗ゾーン）の傍に位置するのファイバーの少なくとも５０％であるこ
とができる。これらのＬＲＺ（低抵抗ゾーン）において、任意の角度で最低抵抗
の方向を横切る長寸のファイバーは、存在しない、又は切断により妨害されるこ
とができる。他の変形例として、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の最低抵抗の方向を横
切るファイバーの追加的レイヤー（layer）が、樹脂又はポリマーの注入前に、
ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の傍に加えられる。他の例は、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の傍の領域に、ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）の
長さ方向と３０°〜１５０°の角度をなして、追加的なファイバーの梁を内包さ
せることである。ＬＲＺ（低抵抗ゾーン）を得る他の例は、、ＬＲＺ（低抵抗ゾ
ーン）内のファイバーの７５％より多くを、最低抵抗の方向即ちＬＲＺ（低抵抗
ゾーン）の長さ方向に平行に、配置することである。

【００１９】低抵抗ゾーンはまた、互いに１０ミリメートルより小さい距離に位置するいくつ
かのオリフィスからなることができる。

【００２０】他の例として、シェルは、セグメントからなることができる。セグメントはシ
ェルの中心（ＣＳ）に向かって一体化されることができ、従ってこのようにして
、製作過程の始めにおいて、ひとつの多角形の一部分を実現する。少なくとも部
分的に組合されなければならないセグメントの数は様々であることができ、好ま
しくは２と５との間である。セグメントは、つなぎ合せ部においてＬＲＺ（低抵
抗ゾーン）を得ながら、組み合わされる。これらのつなぎ合せ部の亀裂強さは、
様々であることができ、好ましくは隣のシェルのセグメントの亀裂強さの３０％
と７０％との間である。スタンピング（stamping），熱間接合（Hot joining）
，接着物質の使用又は少なくとも部分的に取り外し可能かつ調節可能なフック機
構の適用が考えられる。フック機構は、部分的に取り外し可能であり、組合され
るセグメントの一方に固定され、調節可能であり、従ってこのようにして“ブレ
スレット（bracelet）”構造を形作ることができる。それらはシェルの他の部分
と同時に製作することができ、又はそれらは何らかの技術過程（スタンピング（
stamping），接合（joining），シェルの厚みの部分的又は完全な突入）によっ
て後で付け加えられることができる。フック機構は、組合される２つのセグメン
トから切り離されることができ、従ってこのようにして“ブリッジ（bridge）”
構造を形作ることができる。フック機構は、シェルのひとつの面，好ましくは内
面側上に配置されることができる。この変形例は特に、セグメントがシェルの中
心に向かって一体化される時に適用される。他の変形例として、フック機構は、
シェルの両面に配置されることができる。それらの交互の接合（断面における内
面側と外面側，表面上における右側と左側）により、それらはユニットの一体性
を確保する。

【００２１】他の例として、シェルの相対的な低抵抗ゾーンは、頭蓋のもろい領域の前に位
置するシェルの領域の強化によって、得ることができる。頭蓋のもろい領域の前のシェルの強化は、金属，プラスチック，複合材料又は
他の材料から作られた剛性のあるかつ抵抗性のある構造の使用によって得ること
ができる。頭蓋のもろい領域の前のシェルの強化は、シェルの強化される領域に位置する
開口（オリフィス）に向かって又強化される領域の周囲に向かって、シェルの曲
率半径を、徐々に或いは急に減少させ、その結果、頭蓋の抵抗領域の前に集めら
れかつ５ミリメートルよりも大きなシェルのくぼみを得ることにより、得ること
ができる。

【００２２】ヘルメットのシェルはまた、その長さがその幅よりも少なくとも２０倍よりも
大きい開口（オリフィス）を持つことができる。

【００２３】低抵抗レイヤー（ＬＲＬ）ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）の構造は、密な状態又は隙間がたくさんある状態で
あることができる。ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）の構造は、シェルの残りの部分と
同時に製作することができ、又は最新の技術で製作されたシェルの表面に二次的
に固定することができる。この２番目の例において、低抵抗レイヤーは、シェル
に直接に接触して、又は少なくともひとつのエネルギー吸収構造を介在して、取
り付けられることができる。ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）は、断面図においてシェルといくつかの点で接触す
るＵ型又はＭ型，又は断面図においてシェルとただひとつの点で接触するＴ型又
はＬ型の折り曲げられた構造によって得ることができる。用いられる材料の厚み
は、様々であることができ、また直に位置するシェルの厚みの７５％よりも小さ
くすることができる。ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）の厚みは、５ミリメートルを超
えることができ、また１０ミリメートルさえも超えることができる。それぞれの
ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）で覆われるシェルの表面の大きさは、０．５ｃｍ²と
３０ｃｍ²との間で様々であることができる。少なくともＬＲＬ（低抵抗レイヤ
ー）の３分の２は、３ｃｍ²と１５ｃｍ²との間の表面を持ってもよい。シェルの残りの部分と同一，類似又は異なった材料を、それらの製作のために
用いることができる。それらは好ましくは、シェルの残りの部分に対して用いら
れるポリマー又は樹脂と同一であるだろう。ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）はそうす
ることにより、注入金型の修正によってシェルの残りの部分と同時に製作される
ことができる。他の例として、それらは、独立して製作されることができる。ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）はまた、シェルに固定されたフックを持つことがで
きる。ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）は、シェルの外面側又は内面側表面と接触して、又
はシェルから離れて中間キャップの厚み内に、配置することができる。最後に示
した例において、ＬＲＬ（低抵抗レイヤー）は、激しい衝撃の際、シェルと頭と
の間の中間キャップの圧縮性潰れの後、シェルと接触に至ることができる。

【００２４】キャップの厚み内に含まれるシェルのＬＲＬ（低抵抗レイヤー）は、それらの
硬さ又は密度がキャップの硬さ又は密度よりも高いので、キャップのそれらの領
域における圧縮性潰れ抵抗を増す。本発明の他の例として、キャップの厚み内に含まれるシェルのＬＲＬ（低抵抗
レイヤー）の機能は、頭蓋の最大抵抗領域の前で高い圧縮性潰れ抵抗（硬い）の
領域を持ち，人間の頭蓋のもろい領域の前で低い圧縮性潰れ抵抗（柔らかい）の
領域を持つ、キャップそれ自身によって提供されることができる。

【００２５】技術的解決の第１のカテゴリーは、頭蓋の最大抵抗領域の前でのキャップの硬
さ又は密度の増加に関し、また、キャップの厚み内に、又はキャップの厚みを超
えて、その外面側表面かつシェルのそばに又はその内面側表面かつ頭のそばに、
又はシェルに固定され又はその一部として、又はコンフォート・スタッフィング
に固定され又はその一部として、基本のキャップの材料よりもより硬い種々の構
造を使用することに関する。これらの硬い構造は、圧縮性潰れの際に、キャップ
の基本の材料よりもよりエネルギーを吸収することができる。このようにして、
この明細書で用いられるキャップの語句は、衝撃の際に圧縮性潰れによるエネル
ギー吸収を意図したヘルメットの何らかの構造に対応し、語句の伝統的な意味で
の中間キャップに対応するのみではない。

【００２６】非限定的な１つの例として、頭蓋の最大抵抗領域の前での圧縮性潰れ抵抗の増
加は、次の２つによって、得ることができる。（その１）同じ材料での密度の変更、又は異なった硬さの膨張材料の使用であ
る。 −このようにして、人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に位置するキャップは、少
なくともその厚みの外部４分の１に、キャップの残りの部分の密度又は硬さより
も少なくとも４０％高い密度又は硬さを持つことができる。 −他の例として、人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に位置するキャップは、少な
くともその厚みの外面側４分の１に、頭蓋のもろい領域の前に位置するキャップ
の内面側部分の密度又は硬さよりも少なくとも６０％高い密度又は硬さを持つこ
とができる。 −他の例として、人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に位置するキャップは、少な
くともその厚みの外面側半分に、頭蓋のもろい領域の前に位置するキャップの内
面側部分の密度又は硬さよりも少なくとも１００％高い密度又は硬さを持つこと
ができる。

【００２７】キャップが異なった密度を持つ同じ材料で製作されたセグメントからなる場合
、硬さの概念は、密度の概念と一致する。これとは反対の場合又は後述のように
内包が用いられる場合には、硬さの概念は、密度の概念よりも、本発明によって
求められる結果によりよく対応する。

【００２８】（その２）プラスチック材料，ガラス，金属又は他のものから作られ、キャッ
プの基礎の材料の硬さよりもより高い硬さを持ち、激しい衝撃の際潰れる構造を
少なくとも部分的にキャップの厚み内に含ませることである。これらの構造は種
々の形（球状，キューポラ形状，Ｕ形状，Ｔ形状，Ｍ形状）を持つことができ、
少なくとも５ミリメートルより大きな一寸法を持つことができる。これらの構造の硬さは好ましくは、キャップの基本材料の硬さよりも少なくとも
５０％高い。これらの構造は、人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に集められる。 −ひとつの例として、人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に位置するキャップの外
面側半分に配置される内包（inclusions）の密度は少なくとも、人間の頭蓋のも
ろい領域の前に位置するキャップの内面側半分に配置される内包の密度の２倍よ
りも高い。

【００２９】技術的解決の第２のカテゴリーは、人間の頭蓋のもろい領域の前に位置するキ
ャップの圧縮性潰れ抵抗の減少に関する。非限定的な１つの例として、人間の頭
蓋のもろい領域の前の潰れ抵抗の減少は、キャップの少なくともひとつの表面に
溝，又はキャップの厚み内に空間（cavities）を十分に配置することによって得
ることができる。このようにして、頭蓋のもろい領域の前のキャップは、少なく
ともひとつの表面に溝を持ち、又は厚み内に空間を持ち、かつこれらの溝又は空
間は、人間の頭蓋の最大抵抗領域の前にはあまり設けられていない又は存在しな
い。溝は、少なくとも頭蓋に垂直なひとつの断面において、キャップの波状の面
（corrugated aspect）を生成する。 −ひとつの例として、溝又は空間の容積は、人間の頭蓋のもろい領域の前では
、頭とヘルメットの外殻シェルとの間で限定される容積の２０％よりも大きく、
人間の頭蓋の最大抵抗領域の前では、頭とヘルメットの外殻シェルとの間で限定
される容積の２０％よりも小さい。 −他の例として、キャップの溝又は空間の容積は、頭蓋のもろい領域の前では
、頭とヘルメットの外殻シェルとの間で限定される容積の５０％と１００％との
間である。

【００３０】非限定的なひとつの例として、本発明のヘルメットのキャップは、膨張させた
ポリスチレン，膨張させたポリエチレン，膨張させたポリプロピレン，ポリウレ
タン・フォーム又は他の製品及びこれらの材料の間の組合せから作ることができ
る。

【００３１】本発明のヘルメットは、一体形（フルフェイス）又は非一体形（オープンフェ
イス）であることができ、特に民生用（モーターバイク：テスト用，レース競技
及び日々の使用；車：テスト用，レース競技；自転車：レース競技及び日々の使
用；他のスポーツ：ローラスケーティング，スケートボード・ライディング，ウ
インタースポーツ；また工業的環境下での使用）としてデザインされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】保護ヘルメットの頭蓋に対応した部分の左側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号９９／１２３４５ (32)優先日平成11年10月４日(1999．10．4) (33)優先権主張国フランス（ＦＲ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (71)出願人 211，ｒｕｅＲｏｂｅｓｐｉｅｒｒｅ， 93170 Ｂａｇｎｏｌｅｔ，Ｆｒａｎｃｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】そのシェルが、脳神経学的危険を伴う激しい衝撃の際、形の
崩れ又は割れを通じてエネルギーを吸収しかつ、人間の頭蓋の主な抵抗柱状部，
即ち前側側方柱状部（５），後側耳部柱状部（６）及び頭骨頭頂部（７）の前に
集められている，低抵抗レイヤー又は低抵抗ゾーンを持ち、その中間キャップ（以後、キャップという）が、上記頭蓋の６つの最大抵抗領
域の少なくとも２つの前で高い圧縮性潰れ抵抗（硬い）領域を持っていることを特徴とする保護ヘルメット。
【請求項２】そのシェルの低抵抗ゾーン又はレイヤーは、中央ライン周辺
２）及び前方こめかみ領域（１）では存在せず、そのキャップは、前方こめかみ領域（１），中央ライン（２）及びその近傍領
域，特に前方（３）及び後方（４）で代表される、人間の頭蓋のもろい領域の前
に低潰れ抵抗（柔らかい）領域を持っていることを特徴とする請求項１に記載のヘルメット。
【請求項３】シェルの低抵抗ゾーン又はレイヤーは、シェルの表面の２０
％よりも小さい大きさを覆うことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘルメッ
ト。
【請求項４】シェルの低抵抗ゾーン又はレイヤーの少なくとも一部は、換
気口や固定孔のような開口（オリフィス）や他の低抵抗ゾーン又はレイヤーから
１０ミリメートルより小さな距離の位置，又はシェルの端から５ミリメートルよ
り小さな距離の位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３に記載のヘ
ルメット。
【請求項５】シェルの外面側表面と内面側表面との並行性を変える、即ち
くぼみ又は溝を設けて低抵抗ゾーンの厚みを減らすことを特徴とする請求項１〜
４に記載のヘルメット。
【請求項６】くぼみ又は溝の深さは様々であることを特徴とする請求項５
に記載のヘルメット。
【請求項７】シェルのくぼみ又は溝の深さは、少なくともいくつかの位置
で、低抵抗ゾーンの傍らのシェルの厚みの５０％と１００％との間であることを
特徴とする請求項５又は６に記載のヘルメット。
【請求項８】シェルの全厚みを貫く物は、シェルの中心を通る線上におい
て７ミリメートルよりも小さな長さであることを特徴とする請求項７に記載のヘ
ルメット。
【請求項９】シェルのくぼみ又は溝の表面の大きさは様々であることを特
徴とする請求項５〜８に記載のヘルメット。
【請求項１０】シェルの低抵抗ゾーンは、その厚み内に、ガス気泡又はシ
ェルの残りの部分に用いられる材料と異なる又は同様の材料から作られる他の構
造を含ませることにより得られることを特徴とする請求項１〜４に記載のヘルメ
ット。
【請求項１１】シェルの厚み内における物質の欠如は少なくとも部分的に
、シェルの２つの表面側では少なくとも部分的にシェルの主コンポーネントによ
ってカバーされながら、シェルの厚みの８０％よりも少ない厚みの領域を持って
いる金属の内包によって占められることを特徴とする請求項５〜１０に記載のヘ
ルメット。
【請求項１２】そのシェルが複合材料から作られており、かつ低抵抗領域
は、非ラジアルファイバー（シェルの大円（ヘルメットの前端を含む平面とシェ
ルの外表面との交差線として定義される）と７０°より小さく又は１１０°より
大きな角度で交差する方向のもの）及び長寸のファイバー（低抵抗ゾーンの境界
をそれぞれ少なくとも１０ミリメートル超えて延びるもの）の密度を、上記方向
と平行でかつシェルの他の近くの領域に位置するファイバーの密度に比して、少
なくとも３０％の減少させることによって得られていることを特徴とする請求項
１〜４に記載のヘルメット。
【請求項１３】シェルの低抵抗ゾーンは、シェルの低抵抗ゾーンの傍らに
位置する他の領域に比して、ファイバーの密度の少なくとも５０％の減少によっ
て得られることを特徴とする請求項１２に記載のヘルメット。
【請求項１４】そのシェルが、少なくともひとつの、互いに１０ミリメー
トルよりも小さな距離に位置するいくつかのオリフィスからなる低抵抗ゾーンを
有することを特徴とする請求項１〜４に記載のヘルメット。
【請求項１５】シェルの低抵抗ゾーンが、シェルのセグメント間のつなぎ
合せ部によって構成されることを特徴とする請求項１〜４に記載のヘルメット。
【請求項１６】つなぎ合せ部が、少なくとも部分的に、少なくとも部分的
に取外し可能，調節可能なフック機構の取付けによって得られることをことを特
徴とする請求項１５に記載のヘルメット。
【請求項１７】シェルの相対的低抵抗ゾーンが、頭蓋のもろい領域の前に
位置するシェルの領域の強化によって得られることを特徴とする請求項１〜４に
記載のヘルメット。
【請求項１８】頭蓋のもろい領域の前のシェルの強化が、金属，プラスチ
ック，複合材料又は他の材料から作られた剛性のあるかつ抵抗性のある構造の使
用によって得られることを特徴とする請求項１７に記載のヘルメット。
【請求項１９】頭蓋のもろい領域の前のシェルの強化が、強化される領域
の周囲に向かってシェルの曲率半径を減少させ、従って頭蓋の抵抗領域の前に集
められかつ５ミリメートルより大きい大きさのシェルのくぼみを得ることによっ
て得られることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のヘルメット。
【請求項２０】シェルの低抵抗レイヤーは、Ｕ形，Ｍ形，Ｔ形，Ｌ形の密
な状態の折曲げ構造であることを特徴とする請求項１〜４に記載のヘルメット。
【請求項２１】シェルの低抵抗レイヤーは、隙間の多い構造であることを
特徴とする請求項１〜４に記載のヘルメット。
【請求項２２】低抵抗レイヤーは、キャップの厚み内に含まれており、従
ってキャップの高い潰れ抵抗領域を構成していることを特徴とする請求項２０又
は２１に記載のヘルメット。
【請求項２３】内包の硬さ又は密度は、キャップの基本の材料の硬さ又は
密度よりも少なくとも５０％高く、かつ頭蓋の最大抵抗領域の前のキャップの外
面側半分に位置する内包の密度は少なくとも、頭蓋のもろい領域の前のキャップ
の内面側半分に位置する内包の密度の２倍よりも高いことを特徴とする請求項２
２に記載のヘルメット。
【請求項２４】人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に位置するキャップは、少
なくともその厚みの４分の１に、キャップの残りの部分の密度又は硬さよりも少
なくとも４０％高い密度又は硬さを有していることを特徴とする請求項１又は２
に記載のヘルメット。
【請求項２５】人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に位置するキャップは、少
なくともその厚みの４分の１に、頭蓋のもろい領域の前に位置するキャップの内
面側部分の密度又は硬さよりも少なくとも６０％高い密度又は硬さを有している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘルメット。
【請求項２６】人間の頭蓋の最大抵抗領域の前に位置するキャップは、少
なくともその厚みの半分に、頭蓋のもろい領域の前に位置するキャップの内面側
部分の密度又は硬さよりも少なくとも１００％高い密度又は硬さを有しているこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のヘルメット。
【請求項２７】高い圧縮性潰れ抵抗を持ちかつ激しい衝撃の際により多く
のエネルギーを蓄えることができる，より密度の高い又はより硬い構造が、ヘル
メットのコンフォート・スタッフィングと共に実施されることを特徴とする請求
項２４〜２６に記載のヘルメット。
【請求項２８】頭蓋のもろい領域の前に位置するキャップが、少なくとも
そのひとつの表面に溝を持ち、又はその厚み内に空間（cavities）を持ち、かつ
これらの溝又は空間は、頭蓋の最大抵抗領域の前では、より少なく又は存在しな
いことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘルメット。
【請求項２９】キャップの溝又は空間の容積が、頭蓋のもろい領域の前で
は、頭とヘルメットの外部シェルとで限定される容積の２０％よりも多く、頭蓋
の最大抵抗領域の前では、頭とヘルメットの外部シェルとで限定される容積の２
０％よりも少ないことを特徴とする請求項２８に記載のヘルメット。
【請求項３０】キャップの溝又は空間の容積が、頭蓋のもろい領域の前で
は、頭とヘルメットの外部シェルとで限定される容積の５０％と１００％との間
であることを特徴とする請求項２８に記載のヘルメット。