JP2016047971A - helmet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、頭部を外部からの衝撃に対して保護するためのヘルメットに関し、より詳細には、軽量でかつ快適性に優れるヘルメットに関する。 The present invention relates to a helmet for protecting the head against an impact from the outside, and more particularly to a helmet that is lightweight and excellent in comfort.
落下物や転倒などによる衝撃や外部からの打撃に対して頭部を保護するための保護帽として、ヘルメットやヘッドギアがあるが、ヘルメットは頭部を保護するという機能面では優れているものの、日常的に装着するには重量があるため、特定用途(例えば自動二輪車の運転等)にのみ使用される。一方、要介護人等に装着されるヘッドギアは、軽量で日常的に装着することを想定したものであるが、転倒などによる頭部の保護を目的としているため、衝撃緩衝材もヘルメットに使用されるような高密度発泡スチロール等ではなくスポンジ状の材料が使用されている。このように頭部保護性能に特化させようとすると、保護帽のアウターシェルの厚みを厚くし、かつ高密度発泡スチロール等の衝撃緩衝材を一定以上の厚さで配置する必要があるため、どうしても重量化してしまうという問題がある。 There are helmets and headgear as protective caps to protect the head against impacts from falling objects and falls and external blows, but helmets are excellent in terms of functionality to protect the head, but everyday Since it is heavy to wear, it is used only for specific purposes (for example, driving a motorcycle, etc.). On the other hand, the headgear worn by care recipients, etc., is assumed to be lightweight and worn on a daily basis, but because it aims to protect the head due to falls, shock cushioning materials are also used for helmets Sponge-like materials are used instead of high-density foamed polystyrene. In this way, when trying to specialize in the head protection performance, it is necessary to increase the thickness of the outer shell of the protective cap and to dispose impact cushioning materials such as high-density foamed polystyrene with a certain thickness or more. There is a problem that the weight is increased.
上記のような問題に対して、特許文献1には、日常的に装着できるような軽量の保護帽であって、布製の帽子の内側に装着することができるインナー型保護帽が開示さており、インナー型保護帽として、繊維強化複合材料で形成されたキャップ状の帽体と、この帽体の内側に設けたクッション性シート状物とを備えた構造が開示されている。例えば、特許文献1に開示されている保護帽の一実施形態では、キャップ状の帽体は、Eガラスローブングにポリプロピレン樹脂を含浸させたテープ状のプリプレグを長さ35mmに切断した短冊状物を作製し、金型に無作為に分散、堆積させ、加熱、溶融、冷却することにより、厚さ4.5mmのシート状材料を得て、このシート状物を140×140mmのサイズに切断し、帽体成形用金型にてプレス成形して作製され、このようにして得られた帽体の重量は、129〜152gであるとされている。
With respect to the above problems,
また、特許文献1に記載の帽体では、クッション性シート状物は、厚さ3〜8mmとされる立体編物、立体網状体或いはウレタンゲルとされており、クッション性シート状物を含む頭部損傷防止用インナー型保護帽の総重量は、154〜185gであるとされている。
Further, in the cap body described in
特許文献1に記載の頭部損傷防止用インナー型保護帽は布製の帽子に適用することが想定されており、帽子に頭部保護機能を付加するものであり、安全ヘルメット等に要求されるような頭部保護機能までは備えていない。一方、従来のヘルメットは、ABS等のプラスチックからなるアウターシェルの内側に発泡スチロール等の衝撃吸収部材を配置した構造を備えており、ヘルメット自体の強度や衝撃吸収能力は高いもののヘルメットが重く、作業現場等で装着する際に装着しにくかったり、またヘルメットを装着して日常的に使用するには使用者への負担が大きかった。
The inner-type protective cap for preventing head damage described in
本発明者らは、今般、ヘルメットの構造を根本から見直し、アウターシェルにも衝撃緩衝性を持たせるとともに、屈強で機械的強度に優れる補強部材をアウターシェルとインナー(頭部と接する部分)との間に配置した構造として、従来2層であった構造を3層構造とすることにより、従来のヘルメットと同等の衝撃緩衝能力を有しながら、軽量で通気性や装着性に優れ、日常的に使用できるヘルメットを実現できるとの知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。 The inventors of the present invention have recently reviewed the structure of the helmet from the ground up, and the outer shell has shock-absorbing properties, and the reinforcing member that is strong and excellent in mechanical strength is provided with an outer shell and an inner (part contacting the head). As a structure placed between the two layers, the conventional two-layer structure is changed to a three-layer structure, so that it has a shock-absorbing capacity equivalent to that of a conventional helmet, but is lightweight and has excellent breathability and wearability. The knowledge that the helmet which can be used for can be realized was obtained. The present invention is based on this finding.
したがって、本発明は、従来のヘルメットと同等の衝撃緩衝能力を有しながら、軽量で通気性や装着性に優れ、日常的に使用できるヘルメットを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a helmet that is lightweight, excellent in air permeability and wearability, and can be used on a daily basis, while having an impact buffering capacity equivalent to that of a conventional helmet.
本発明によるヘルメットは、発泡体を帽体状に圧縮成形したアウターシェルと、前記アウターシェルの内側に配置された補強部材と、前記補強部材の内側に配置されて頭部と接して設けられる衝撃緩衝ライナーと、を備えたものである。 A helmet according to the present invention includes an outer shell obtained by compression-molding a foam into a cap shape, a reinforcing member disposed inside the outer shell, and an impact disposed in contact with the head disposed inside the reinforcing member. A buffer liner.
また、本発明の一実施形態においては、前記アウターシェルに複数の貫通孔が設けられていてもよい。 In one embodiment of the present invention, the outer shell may be provided with a plurality of through holes.
また、本発明の一実施形態においては、前記アウターシェルが、圧縮成形された発泡体と前記発泡体の表面に設けられた樹脂層とからなるもの、または、であってもよい。 Moreover, in one Embodiment of this invention, the said outer shell may consist of a compression-molded foam and the resin layer provided in the surface of the said foam, or may be.
また、本発明の一実施形態においては、前記補強部材が、メッシュ状、織物状または編物状の繊維強化樹脂からなるであってもよく、また、マグネシウム合金、チタン合金等の軽量金属からなるものであってもよい。 In one embodiment of the present invention, the reinforcing member may be made of a mesh-like, woven or knitted fiber-reinforced resin, or made of a lightweight metal such as a magnesium alloy or a titanium alloy. It may be.
また、本発明の一実施形態においては、前記補強部材が複数の貫通孔を備えていてもよい。 Moreover, in one Embodiment of this invention, the said reinforcement member may be provided with the some through-hole.
また、本発明の一実施形態においては、前記衝撃緩衝ライナーが、中空の樹脂袋体が複数連結した緩衝部材からなるものであってもよく、また、発泡樹脂からなるものであってもよい。 Moreover, in one Embodiment of this invention, the said impact buffer liner may consist of a buffer member with which the hollow resin bag body connected two or more, and may consist of foamed resin.
また、本発明の一実施形態においては、前記アウターシェルの厚みが、5〜30mmであってもよい。 Moreover, in one Embodiment of this invention, 5-30 mm may be sufficient as the thickness of the said outer shell.
また、本発明の一実施形態においては、前記補強部材の厚みが、1〜10mmであってもよい。 Moreover, in one Embodiment of this invention, 1-10 mm may be sufficient as the thickness of the said reinforcement member.
また、本発明の一実施形態においては、前記衝撃緩衝ライナーの厚みが、1〜30mmであてもよい。 In one embodiment of the present invention, the impact buffer liner may have a thickness of 1 to 30 mm.
本発明によれば、従来ヘルメットの内側に配置されていた衝撃緩衝部材をアウターシェルとして使用し、アウターシェルの強度を補う補強部材をインナー(衝撃緩衝ライナー)との間に配置した3層構造とすることにより、衝撃緩衝部材の厚みを薄くしても従来と同等の衝撃緩衝能力を保持しながら、軽量なヘルメットを実現できる。 According to the present invention, a three-layer structure in which a shock-absorbing member that has been conventionally disposed inside a helmet is used as an outer shell, and a reinforcing member that supplements the strength of the outer shell is disposed between the inner (impact-buffering liner). By doing so, a lightweight helmet can be realized while maintaining the same shock absorbing capacity as before even if the thickness of the shock absorbing member is reduced.
また、アウターシェルや補強部材に貫通孔を設けることにより通気性を確保できるため、快適性に優れ日常的に使用できるヘルメットを実現することができる。 Moreover, since a breathability can be ensured by providing a through hole in the outer shell or the reinforcing member, a helmet that is excellent in comfort and can be used on a daily basis can be realized.
本発明によるヘルメットを図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態によるヘルメットの断面図である。ヘルメット1は、略半球状または凹曲面状の形状を有するアッパーシェル2と、アッパーシェル2の内側に配置される補強部材3と、アッパーシェル2および補強部材3のより内側に配置されて頭部(図示せず)と接して設けられる衝撃緩衝ライナー4とで概略構成されている。さらにヘルメット1には、使用者が装着した状態で顎等に係止するための顎紐5を備えていてもよく、例えば、アウターシェル2の両側部側から補強部材3の間を抜けて延在する顎紐5を設けてもよい。無論、顎紐5は、使用者の頭部の大きさに応じて調整できるアジャスタを備えていてもよい。
A helmet according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a helmet according to an embodiment of the present invention. The
アウターシェル2は、発泡倍率が5〜25倍程度となるように圧縮成形された発泡スチロールからなる。発泡倍率が小さいほどアウターシェルの強度は増すが、単位体積あたりの質量が増加し、ヘルメット全体の重さを増加させてしまう。また、アウターシェル自体の衝撃吸収能力が低下する。一方、発泡倍率が25倍を超えるように圧縮成形された発泡スチロールは軽量で衝撃吸収能力にも優れるが、たとえ後記するような補強部材を内側に備えていたとしても、使用者の頭部は保護できるもののアウターシェル自体の強度が低下してしまう。好ましい発泡倍率は10〜15程度である。
The
また、アウターシェル2自体の強度および耐久性をより向上させるために、図2に示すように、最外層に樹脂層6を備えた複合体であってもよい。例えば、樹脂層6としてポリエステル樹脂、ABS、ポリカーボネート等の汎用樹脂シートを用いて、発泡スチロールを圧縮成形する際に一体成形することにより複合体を作製することができる。
Further, in order to further improve the strength and durability of the
また、アウターシェル2には、図1に示すように、複数の貫通孔21を設けることができる。貫通孔21を設けることにより頭部との通気を確保できるため、ヘルメットの快適性が向上する。貫通孔21は、アウター-シェルの表面に一様に設けてもランダムに設けてもよい。貫通孔の孔径は0.5mm〜10mm程度であってよい。貫通孔21の孔径が大き過ぎるとアウターシェル自体の強度が低下する。また、設ける貫通孔の数は多いほど通気性が向上するが、貫通孔の数が多すぎるとアウターシェル自体の強度が低下する。従って、孔径が1〜5mm程度の貫通孔が単位面積あたり1〜10個/cm2程度となるように貫通孔を設けることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 1, the
アウターシェル2は、図1に示すように、内側の一部に突起22が設けられていてもよい。この突起22と後記する補強部材3とが接して装着されることにより、より一層、ヘルメットの衝撃吸収力が向上する。
As shown in FIG. 1, the
アウターシェル2の厚みは5〜30mmであり、好ましくは5〜15mmである。厚みが30mmを超えるとアウターシェルの強度は増すが質量が増加してヘルメット全体の重さを増加させてしまう。一方、5mm未満であると、補強部材を備えたヘルメット構造としても、最外層であるアウターシェルの強度が不十分となる。厚みが上記範囲であるアウターシェル2の質量は、概ね20〜50gである。
The thickness of the
次に、アウターシェル2の内側に配置される補強部材3について説明する。補強部材3は、ヘルメットの強度および耐衝撃性を維持するために設けられるものである。上記したように従来のヘルメットでは、最外層であるアウターシェルがヘルメットの強度を担う役割をしていたが、本発明においては、強度および耐衝撃性を維持する機能を担う補強部材が、ヘルメットの内層に配置される。
Next, the reinforcing
補強部材は、軽量性と強度の観点から繊維強化樹脂を使用する。繊維強化樹脂は、繊維体に樹脂を含浸させたプリプレグを、アウターシェルの内層に適合するような大きさとなるように略半円形または凹曲面状の形状に硬化させることにより製造することができる。使用できる繊維としては、従来公知の繊維強化樹脂に使用される繊維を制限なく使用でき、例えば、ポリエステル繊維やナイロン繊維等に限らず、エンジニアリングプラスチックファイバーとして知られる超高強力ポリエチレン繊維、高強力ポリアリレート繊維、アラミド繊維、高強局ポリエーテルケトン(PEEK)繊維、PBO繊維、カーボンファイバー等を使用できる。また、繊維状金属を用いてもよい。 The reinforcing member uses fiber reinforced resin from the viewpoint of lightness and strength. The fiber reinforced resin can be produced by curing a prepreg obtained by impregnating a fiber body with a resin into a substantially semicircular or concave curved shape so as to fit the inner layer of the outer shell. As the fibers that can be used, fibers used in conventionally known fiber reinforced resins can be used without limitation, for example, not only polyester fibers and nylon fibers, but also ultra-high-strength polyethylene fibers known as engineering plastic fibers, and high-strength polyethylene fibers. Arylate fiber, aramid fiber, high strength polyetherketone (PEEK) fiber, PBO fiber, carbon fiber, etc. can be used. Further, a fibrous metal may be used.
プリプレグは、上記した繊維を一方向に引き揃えて形成した繊維シートや、繊維を織物状、編物状、メッシュ状にした繊維シート、あるいは不織布シートに樹脂を含浸させることにより形成できる。織物状の繊維シートとしては、平織、綾織、朱子織等種々のものを使用できる。また、短冊状のプリプレグを経緯に配置したクロスプリプレグを使用してもよい。繊維シートの目付は、通気性を考慮して、100〜300g/m2程度とするのがよい。 The prepreg can be formed by impregnating a resin into a fiber sheet formed by aligning the above-described fibers in one direction, a fiber sheet in which fibers are woven, knitted or meshed, or a non-woven sheet. As the woven fiber sheet, various materials such as plain weave, twill weave and satin weave can be used. Moreover, you may use the cross prepreg which has arrange | positioned the strip-shaped prepreg in the background. The basis weight of the fiber sheet is preferably about 100 to 300 g / m 2 in consideration of air permeability.
プレプリグのマトリクス樹脂としては、従来公知の熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等や、熱可塑性樹脂、例えば、ビニルエステル樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を使用することができる。また、エポキシ樹脂としては、三次元架橋構造を持たない熱可塑性エポキシ樹脂を使用してもよい。 Examples of prepreg matrix resins include conventionally known thermosetting resins such as epoxy resins, phenol resins, unsaturated polyester resins, and thermoplastic resins such as vinyl ester resins, acrylic resins, polyester resins, polyolefin resins, polyamides. Resin, polyvinyl alcohol resin, etc. can be used. Further, as the epoxy resin, a thermoplastic epoxy resin having no three-dimensional crosslinked structure may be used.
上記した繊維シートにマトリクス樹脂を含浸させたプリプレグを金型に配置し加熱圧縮することにより、補強部材を形成することができる。繊維シート中の空隙をマトリクス樹脂で埋めながら樹脂を硬化させてもよいが、繊維の間に樹脂が埋まらないように含浸させる樹脂量を調整して、プリプレグを硬化させてもよい。このようにして得られた補強部材は、樹脂が含浸しなかった部分が貫通孔として残るため、補強部材の通気性が向上する。また、繊維の間に樹脂が埋まるように樹脂量を増やして得られた補強部材に、後から貫通孔を形成してもよい。 A reinforcing member can be formed by placing a prepreg obtained by impregnating the above-described fiber sheet with a matrix resin in a mold and heating and compressing the prepreg. The resin may be cured while filling the voids in the fiber sheet with the matrix resin, but the prepreg may be cured by adjusting the amount of resin impregnated so that the resin is not buried between the fibers. In the reinforcing member thus obtained, the portion not impregnated with the resin remains as a through hole, so that the air permeability of the reinforcing member is improved. Moreover, you may form a through-hole later in the reinforcement member obtained by increasing resin amount so that resin may be buried between fibers.
また、補強部材としては、上記したような繊維強化樹脂以外にも、軽量かつ高強度の材料を用いることでき、例えばマグネシウム合金やチタン合金等の軽量金属からなるシートを、略半球状または凹曲面状の形状に成形したものを補強部材として使用することができる。 In addition to the above-described fiber reinforced resin, a lightweight and high-strength material can be used as the reinforcing member. For example, a sheet made of a lightweight metal such as a magnesium alloy or a titanium alloy is used as a substantially hemispherical or concave curved surface. What was shape | molded in the shape of a shape can be used as a reinforcement member.
補強部材の厚みは1〜10mmであり、好ましくは1〜3mmである。厚みが10mmを超えると補強部材の強度は増すが質量が増加してヘルメット全体の重さを増加させてしまう。一方、1mm未満であるとヘルメット全体としての強度が不十分となる。厚みが上記範囲である補強部材3の質量は、概ね50〜120gである。
The thickness of the reinforcing member is 1 to 10 mm, preferably 1 to 3 mm. If the thickness exceeds 10 mm, the strength of the reinforcing member increases, but the mass increases and the weight of the entire helmet increases. On the other hand, if it is less than 1 mm, the strength of the entire helmet will be insufficient. The mass of the reinforcing
本発明によるヘルメットは、上記した補強部材と使用者の頭部との間に中空の樹脂袋体が複数連結した衝撃緩衝ライナー4が設けられる。従来のヘルメット構造は、内容に発泡スチロール等の緩衝材が配置され、緩衝材と頭部との間に、周回ヘッドバンド、ハンモック、スポンジ等が配置されていたが、本発明においては、頭部と直接接する部分に、厚み1〜30mm程度の衝撃緩衝ライナー4を配置することにより、周回ヘッドバンド、ハンモック、スポンジ等を不要とできるとともに、ヘルメット全体の大きさを小型化することができる。その結果、従来よりも軽量なヘルメットとすることができる。そのため、従来のヘルメットに比べて装着し易く、またヘルメットを装着して日常的に使用してた場合であっても使用者への負担が軽減される。
The helmet according to the present invention is provided with an
図3は、本発明で使用する衝撃緩衝ライナー4の一実施形態を示した斜視図であり、図4は、図3に示した衝撃緩衝ライナーのA−A’断面図である。衝撃緩衝ライナー4は、中空43の樹脂袋体41が複数連結した構造を有している。樹脂袋体41同士は、個々の樹脂袋体41が通気するように管状部材42で連結されている。このような構造の衝撃緩衝ライナー4は、樹脂袋体に力が作用すると樹脂袋体内部の空気により反作用の力が働くため、クッション機能を有する。また、樹脂袋体41同士が連結される管状部材42が存在するため、通気性を確保することができる。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the shock-absorbing
また、衝撃緩衝ライナー4は、樹脂袋体41部分が凸、管状部材42が凹とみなせるため、頭部と接触するのが凸部分のみとなるため、使用者の装着感が向上する。
In addition, since the
衝撃緩衝ライナー4は、上記したような材料以外にも、従来から使用されている発泡スチロールを用いることもできるが、発泡スチロールを略半球状または凹曲面状の形状に成形する際に、内側に凸状突起を複数備えた構造となるように成形することにより、頭部と接触するのが凸部分のみとなるため、使用者の装着感が向上する。
The shock-absorbing
衝撃緩衝ライナー4の厚みは1〜10mmであり、好ましくは2〜5mmである。厚くするほど衝撃緩衝性能は向上するが、衝撃緩衝ライナーの屈曲性が低下して装着感が損なわれる。
The
上記した以外にも、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改良を行うことがで、そのような改良された形態も本発明の範囲に包含されることは言うまでもない。 In addition to the above, the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that such improved forms are also included in the scope of the present invention.
1 ヘルメット
2 アウターシェル
3 補強部材
4 衝撃緩衝ライナー
5 顎紐
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記アウターシェルの内側に配置された補強部材と、
前記補強部材の内側に配置されて頭部と接して設けられる衝撃緩衝ライナーと、
を備えたヘルメット。 An outer shell formed by compression-molding a foam into a cap, and
A reinforcing member disposed inside the outer shell;
An impact buffer liner disposed inside the reinforcing member and in contact with the head;
Helmet equipped with.
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