JP2020063520A - 柔らかい外殻に覆われたヘルメット - Google Patents

Abstract

【課題】硬質素材のシェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シェルとダイラタント特性保護シートシェルを設けることで、最初の衝撃を吸収出来、衝撃全体が著しく軽減する事で、脳震盪を減らすと共に、衝突相手の損傷も軽減出来る、マルチヘルメットを提供する。【解決手段】硬質素材のシェル層３外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェルを設けてなり、ダイラタント特性保護部位シートシェルをベースにして、大・小のダイラタント特性保護部位シェルを設けて構成される。衝撃を受けると瞬時に粘性を増し、衝撃エネルギーを吸収し消散さすことで、解決出来る。【選択図】図１

Description

本発明は、使用者の外傷性脳損傷を防止すると共に衝突相手に損傷を与え難い、ヘルメットに関する。

スポーツ関連の外傷性脳損傷、及び具体的に言うと脳震盪は、NFL・NCAA・フットボールチーム及び全てのレベルでの参加者にとって、主要な関心事となっている。この様な損傷はまた、サイクリングやスキー・野球などの他の活動に参加する人にとって重大な関心事である。現在のヘルメット技術は、直接的又は斜めの力によって引き起こされ得る脳震盪ではなく、それは主に表面的な頭部外傷から保護するものであり、不十分である。さらに、現在利用可能なヘルメットは、大部分の入射力を装着者の頭部に伝える、入射力を直線的に吸収している。

人間の脳は、外傷から脳を保護する為に、一連の膜によって保護された非常に繊細な構造である。最も内側の層である軟膜が、脳の表面を覆っている。軟膜の次が、クモ膜層、防水膜のように機能するクモの巣状の膜である。最後に硬膜、硬い皮状の層がクモ膜層を覆って頭蓋骨に付着している。

この構造は、頭蓋骨により穿通性外傷は保護するが、柔らかい内層は、力が脳自体に伝達される前にエネルギーを殆ど吸収しない。加えて頭蓋骨は、頭部に加わる直線力の一部を減衰させることが出来るが、頭部に対して回転スピンを加える角度力の影響を全く緩和しない。当分野の多くの外科医は、脳に加わる角度力又は回転力が、脳幹自体に加える捻じり力はせん断力により、直接的な直線力よりも危険であると考えている。さらに、人の頭部及び衝突物体は、独立して異なる角度で運動しているため、角度力及び直線力は、頭部外傷にほぼ必ず関与する。

軽度の外傷性脳障害は、一般的には脳震盪として知られ、様々な現場、例えば建設現場や運動競技の練習及び試合で頻繁に起こるタイプの脳障害であり、特に接触するスポーツで問題である。かつて脳震盪は、些細で元に戻る脳障害と見られていたが、たとえ意識を失わなくても繰り返される脳震盪は、消耗性疾患の過程、例えば痴呆及び神経変性疾患・パーキンソン病・慢性外傷性脳症・ボクサー認知症の一因となる重篤な有害事象である。

従来からヘルメット(頭部保護具)においては、ほぼ全てが外装・外殻に硬質素材を使用したシェルと内装に軟質素材を使用したライナーよりなる。硬質素材のヘルメットシェル部分に軟質素材のダイラタント特性保護シートシェル及びダイラタント特性保護部位シェルを装着した場合、ヘルメットは多少重くなるが、それ以上に最初の衝撃力が半減する、ダイラタント特性を活かした保護材は、衝撃時以外ではゲル状又は軟質の固体状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状と成り、休止状態で再びゲル状又軟質の固体状となる、自動車シートベルト装置が、特許文献１で開示されている。

保護用ヘルメットが、パワースポーツヘルメットを含み、シェルが、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)の剛性を備える、また保護用ヘルメットがサイクリングヘルメットを含み、シェルが、型打ち・熱成形・射出形成ポリカーボネートシェル含む。またシェル内の多層ライナーには、外層・中間層・内層が備えられている事が、特許文献２で開示されている。

ヘルメットが有する耐貫通性能及び耐衝撃性能を備えるとともに、収納性や携帯性にも優れた保護帽を提供する事が、特許文献３で開示されている。

野球用ヘルメットの持つ性能として重要な物は頭部保護機能と軽量性が挙げられる。野球用ヘルメットの性能で衝撃吸収性と軽量性は、トレードオフの関係にあり、設計時には利用者が望む軽量性を確保しつつ、衝撃吸収性を最大にするヘルメット設計を、コンピューター用いてする事が、特許文献４で開示されている。

ヘルメット用カバーは、硬質素材によって半球体状に形成されたヘルメットに被着される柔軟素材で形成されたものであって、ヘルメットの表面全体を覆うように形成されたカバー本体と、カバー本体の開放端周縁に連設された、ヘルメットの開放端を包み込むようにしてヘルメットの内面側に折曲される折曲片とからなるので、ヘルメット表面のみならず、ヘルメットの開放端も覆う事ができ、頭部の保護をより一層向上できるヘルメットカバーが、特許文献５で開示されている。

比引張強度が10×10の6乗cm以上であり、比弾性率が2.5×10の8乗ｃｍ以上である高強度繊維を基材とした繊維強化プラスチックからなるヘルメット本体と、その外側表面の前頭部と後頭部に固定されたセラミックを主たる素材とする耐衝撃補強材に敷設したフックをヘルメット本体の縁に引っ掛けて固定した耐衝撃性ヘルメットが、特許文献６で開示されている。

特開２０１２−１３６１６９号公報 特開２０１６−５３９２５３号公報 特開２０１４−２３１６５７号公報 特開２０００−２４５８８８号公報 特開２００６−０２８６６２号公報 特開２００２−２６６１５０号公報

特許文献1の自動車シートベルト装置の、ダイラタント特性を活かした保護部位は、衝撃時以外ではゲル状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状と成り、休止状態で再びゲル状となる非常に良い素材ですので、既にアメリカン・フットボール用ヘルメットでは、ライナー素材として実用化されているが、残念ながら、アメリカン・フットボール用ヘルメットのシェル部分には、使用されておらず、いかにしてヘルメットのシェル部分に活用するかと言う問題が残る。

特許文献２の可撓性多層ヘルメットは、シェル内のライナーの部分は、多層構造で、色々な衝撃及び強度の違う衝撃を吸収するが、シェルが受ける最初の衝撃に対応出来ていないと言う問題が残る。

特許文献３のヘルメットは、ヘルメットが有する耐貫通性能及び耐衝撃性能が頭頂部では有しているが、それ以外の部分では有されていないと言う問題が残る。

特許文献４の野球用ヘルメット設計方法は、コンピューターで設計されたヘルメットで衝撃吸収性や軽量性に関しては問題ないが、シェルが受ける最初の衝撃に対応出来ていないと言う問題が残る。

特許文献５のヘルメット用カバーは、シェル全体が柔軟素材で覆われているが、柔軟素材に衝撃吸収力がないと言う問題が残る。

特許文献６の耐衝撃性ヘルメットは、シェルの外側、前頭部と後頭部に耐衝撃補強材を着脱式にしたヘルメットであるが、重量の問題及びヘルメット全体が耐衝撃補強材で覆われていないと言う問題が残る。

本発明の目的は、昨今大きな問題になっている、スポーツ選手の脳震盪(のうしんとう)の問題、代表的なものの例として、ヘルメットどうしが直接ぶつかりあうアメリカン・フットボールに於いては大きな問題になっており、例えばNFLにおいて、既に他界しているNFLの選手の９６％が変性脳疾患である慢性外傷性脳症の兆候を示していたことが研究によって明らかになった。又2015年3月に24歳のNFL有望選手が、脳疾患を恐れて引退を決意した、その理由は度重なる衝撃で頭部に悪影響が及ぶこと、すなわち脳震盪である。現在アメリカのフットボール界においては、脳震盪が３回から4回あった時点で医師から引退勧告を受ける。競技は違うが、日本選手で言えばMLBの青木宣親選手が試合中、頭部に死球をうけ、長期間にわたって脳震盪の影響に苦しみました。NFL選手会が、ハーバード・メディカルスクールに1億ドルの助成金を出して、選手の健康について10年にわたるプロジェクトを立ち上げた事でも分かるように、新形式ヘルメットを提供することにある。最新の米国映画でコンカッシォン(脳震盪)と言う映画が公開された、内容は移住してきたアフリカ男性、検体・解剖医師が、NFL選手の脳の断面から、それまで異常がないと言われて来た事に対して、戦いを挑むストーリーですが、その中で、６０Gの力で脳震盪等が起こるが、実際のプレー中には１００Gの力が加わっていると述べている、この事実から言えることは、ヘルメットを改良し、６０G以下にする問題が残る。

現在アメリカのフットボール界においては、脳震盪の問題だけでなく、ロ―ヒットによる膝の負傷や前十字靱帯断裂などにより、シーズンを棒に振る可能性が非常に高い、この原因を考えた場合、ヘルメットの外殻・シェルが硬質素材であると言う、問題が残る。又ヘルメットの外殻・シェルが硬質素材であるため、想定を超える衝撃を受けた時や消耗したヘルメットや部分的に傷のあるヘルメットなどは、破損すると言う問題が残る。

本発明は、硬質素材のシェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェル１を設けてなり、ダイラタント特性保護部位シートシェル１をベースにして、大・小のダイラタント特性保護部位シェル２を設けて構成される。

衝撃を受けると瞬時に粘性を増し、衝撃エネルギーを吸収し消散さすことで、解決出来る。硬質素材のシェルどうしの衝突は、衝突面が点であるが、軟質素材のシェルどうしの場合、衝突面が面に成り衝撃エネルギーを吸収し消散できる、硬質素材のシェルと軟質素材のシェル衝突も、衝突面は面である。

一般的なアメリカン・フットボール用ヘルメットの拡大断面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、アメリカン・フットボール用ヘルメットのダイラタント特性保護シートシェル及びダイラタント特性保護部位シェルの位置を示す拡大断面図である。 一般的なアメリカン・フットボール用ヘルメットの断面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、アメリカン・フットボール用ヘルメットのダイラタント特性保護シートシェル及びダイラタント特性保護部位シェルの位置を示す断面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、アメリカン・フットボール用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す正面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、アメリカン・フットボール用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す側面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、オートバイ用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す上面斜視図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、野球用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す正面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、野球用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す側面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、野球用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す背面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、登山用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す側面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、登山用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す側面図である。 本件発明の一部の実施形態に従い、作業用ヘルメットのダイラタント特性保護部位の位置を示す上面斜視図である。

本発明は、特許文献１で使用されている、ダイラタント特性を活かした保護部位は、衝撃時以外ではゲル状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状と成り、休止状態で再びゲル状となる、軟質素材ダイラタント特性保護シートシェルを、硬質素材シェル外側表面の全面若しくは一部に覆う事で、新規の軟質素材層を構築する事が出来る、出来たダイラタント特性保護シートの表面に凸状で硬さの違う軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルを配置することにより、ヘルメットシェルの外側に、二つの軟質素材新規層を構築する事が出来る。従来のヘルメットの場合、最初の衝撃を硬質素材シェルで衝撃力を遮断・分散するが、遮断・分散出来ない衝撃は、シェルの内側に配されているライナー・多層ライナーで吸収し、その時点で吸収出来ない衝撃は、頭(頭蓋骨)に衝撃が達するので、層の数で言えば、硬質素材のシェル層・軟質素材のライナー層・２層であるのに対して、本発明は、軟質素材ダイラタント特性保護部位シェル層・軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル層・硬質素材シェル層・軟質素材ライナー層の４層である。

本発明の実施形態は、硬質素材シェル外側表面の全面若しくは一部に、軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル及び軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルを野球用ヘルメットに施工する場合は、例示であり限定されないが、耳あてが付いている側のシェル側面部全部及びシェル前面部全部に施工するが、シェル全体に施工しても良い。又その時のダイラタント特性保護部位シェルの厚み・強度は耳あての部分から側頭部及び前頭部は、密度を高くして強度(衝撃吸収力)を増すと共に、部位の厚み・高さを変えることで、ボールが衝突した瞬間の、接触面を少しでも広くする。具体的には、奈良の大仏さんの頭の様に、硬質素材のシェル外側表面に、段が付いた凸形の軟質素材のダイラタント特性保護部位が覆っているイメージである。

本発明の実施形態は、ダイラタント特性保護部位シェルをオートレーサー・スキーヤー・スノーボーダー用ヘルメットに施工する場合は、例示であり限定されないが、オートレーサー・スキーヤー・スノーボーダー達は、ヘルメット重要機能要因に空気抵抗の問題があるため、ダイラタント特性保護部位を施工するに当り、極力空気抵抗を抑えるため、正面から見た場合、ランダムにダイラタント特性保護部位シェルを配列するので無く、空気が流れる溝ができる様に配列する、又前列のダイラタント特性保護部位シェルの高さを低くし、徐々に高さを高くする。又オートレーサー・スキーヤー・スノーボーダー達の場合、野球用ヘルメットと違い、ヘルメットのどの部分に衝撃を受けるか分からないので、硬質素材のシェル全体を軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルで覆う必要がある。具体的には、奈良の大仏さんの頭の様に、硬質素材のシェル外側表面に、段が付いた凸形の軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルが覆っているイメージである。

本発明の実施形態は、軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルをクライマー用ヘルメットに施工する場合、例示であり限定されないが、クライマー用ヘルメットの重要要因に軽量化と落石・落下物からの頭の保護がある。軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルを施工するに当り、少しでも軽量化を図り、頭頂部を保護する為、軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルをユダヤ教信者が被る防止キッパー（KIPPA）の様な形にしてもよく、又この場合着脱式も可能である。具体的には、奈良の大仏さんの頭の様に、硬質素材のシェル外側表面に、段が付いた凸形の軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルが覆っているイメージである。

本発明の実施形態は、軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルをモトクロスレーサー・カーレーサー・オートバイのライダー用ヘルメットに施工する場合、例示であり限定されないが、重要要因としては頭部全体の保護です、その為ヘルメットのどの部分に衝撃を受けるか分からないので、硬質素材のシェル全体を軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルで覆う必要がある。具体的には、奈良の大仏さんの頭の様に、硬質素材のシェル外側表面に、段が付いた凸形の軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルが覆っているイメージである。

本発明の実施形態は、軟質素材のダイラタント特性保護シートシェル及びダイラタント特性保護部位シェルをアメリカン・フットボール用ヘルメットに施工する場合、例示であり限定されないが、最重要、要因としては脳震盪（のうしんとう)の問題であるが、硬質素材のシェルが無防備な相手選手の手・足(特に膝や、前十字靱帯)と接触・衝突した場合の問題がある。又他のヘルメットの衝撃と違い、アメリカン・フットボール用ヘルメットの衝撃は、ヘルメットどうしが衝突することによる衝撃が殆どである。又硬質素材のシェルが剛性層を備える、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)で出来ており、硬質で剛性層からなるシェルヘルメットどうしが全速力で衝突する、又衝突する場所も前頭部・側頭部・後頭部・頭頂部などまちまちである。この時の衝突時の衝撃は、シェルの素材が硬質であればある程、剛性層が強ければ強いほど衝撃が大きいと考えるので、軟質素材でしかも衝撃時以外ではゲル状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状と成り、休止状態で再びゲル状となる、軟質素材のダイラタント特性保護シートシェルでアメリカン・フットボール用ヘルメットシェル表面全体を覆い、その表面に凸状で硬さの違う軟質素材のダイラタント特性保護部位シェルを配置する。具体的には、奈良の大仏さんの頭の様に、硬質素材シェル外側表面に、段が付いた凸形で軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルが覆っているイメージである。但しアメリカン・フットボール用ヘルメットの場合、同じ形の段が付いた円錐形だけでなく、色々な形の段が付いた円錐形を組み合わせる。

本発明の実施形態は、シェルの表面にダイラタント特性保護部位シェル施工した物だけでなく、ヘルメットの目的・用途・金額など様々な要因の違いで、別の衝撃吸収材、例示であり限定されないが、例えば軟質ゴム・衝撃吸収ジェル・ウレタン・合成ゴム・ポリウレタン・エチレン酢酸ビニルコポリマーなどで、シェル表面一部若しくは全面覆う

図１・図３に示す一般的なアメリカン・フットボール用ヘルメットは、硬質素材シェル３、軟質ライナー４、硬質ライナー５、頭(頭蓋骨)６、硬膜層７、クモ膜層、軟膜層９、脳１０で構成される。

図２・図４に示すアメリカン・フットボール用ヘルメットは、硬質素材シェル３の外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェル１を設けてなり、ダイラタント特性保護部位シートシェル１をベースにして、大・小のダイラタント特性保護部位シェル２を設けて構成される。

図７に示すオートバイ用ヘルメットは、ダイラタント特性保護部位シートシェル１、ダイラタント特性保護部位シェル２、オートバイヘルメットシェル１３、で構成されるが、ダイラタント特性保護部位シートシェル1及びダイラタント特性保護部位シェル２は、ヘルメット全面でなく、空気抵抗を考慮に入れて、例示であり限定されないが図３の様に配列し、ダイラタント特性保護部シェル２は前列から徐々に高くする事も、空気抵抗の観点から必要と考える。

図８・図９・図10に示す野球用ヘルメットは、ヘルメットイヤーフラップ１５部分及びイヤーフラップ部１５側面及びヘルメット正面部分の、硬質素材のシェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェル１を設けてなり、ダイラタント特性保護部位シートシェル１をベースにして、大・小のダイラタント特性保護部位シェル２を設けて構成される。尚ヘルメット庇部には重量の関係もあり何も設けない。

図11・図12に示す登山用ヘルメットは、例示であり限定されないが、重量の関係もあり登山用ヘルメットダイラタント特性保護部位１７はヘルメット全面で無く、頭部を中心とした部分に、硬質素材のシェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェル１を設けてなり、大・小のダイラタント特性保護部位シェル２を設けて構成される。

図13が示す作業用ヘルメットは、例示であり限定されないが、作業用ヘルメットダイラタント特性保護部位１８はヘルメット全面で無く、頭部を中心とした部分に、硬質素材のシェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェル１を設けてなり、大・小のダイラタント特性保護部位シェル２を設けて構成される。

ダイラタント特性とは、衝撃以外ではゲル状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状となり、休止状態で再び元のゲル状になる特性をいう。ダイラタント特性シート材13は、低速で力が加わるか休止状態の下ではゲルで可撓性を有し、高速で力が加わる、すなわち衝撃力が加わると瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞い、衝撃エネルギーを吸収する。ダイラタント特性シート材の一部に衝撃が加わった場合も、その衝撃が加わった部分のみならず、その衝撃力が伝達された部分も瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞い、衝撃エネルギーを吸収し消散させる。

ダイラタント特性シート材は、通常ダイラタント特性を示すポリマ組成分、及び潤滑剤と充填剤を含む。ダイラタント特性を示すポリマ組成分は、ポリポロシロキサン・キサンタンガム・カーゴム及びポリビニルアルコール四ホウ酸ナトリウムよりなる群から選択された１種以上のポリマである。これらのポリマ組成分、たとえばポリポロシロキサンは、低速で力が印加されると容易に変形して、ポリマ組成物に接触する対象物外形に順応し、高速で力が加わると瞬時に粘性が増加して固体ポリマとなり衝撃エネルギーを吸収し、固体ポリマを休止状態にすると元のゲル状態に緩やかに復帰する。

ダイラタント特性シート材は、たとえば英国のD３O ｌab社が製造し市販されている、公知のD３O（登録商標）材を使用する事が出来る。D３O（登録商標）材は、受ける衝撃の強さで分子の結束が変化する。強い衝撃を受けると瞬時に分子同士が結束して固体状となり、衝撃が吸収・消散されエネルギーの多くが熱に変換される。衝撃が無くなると分子の結束が解かれて元の柔軟な状態に戻る。以上は、本発明の実施例１と実施例２に共通に適用される。

本発明の軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル及び軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルを、硬質素材ヘルメットシェル全面若しくは一部に覆う事で、新規の層を構築する事が出来ることにより、従来のヘルメット断面の層は、硬質素材シェル層・軟質素材ライナー層・２層であるのに対して、本発明は、軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル・軟質素材ダイラタント特性保護部位シェル・硬質素材シェル層・軟質素材ライナー層の４層である、この事が素晴らしい効果を生みださすと考える。２層と４層を比較した場合、(1)最初に衝撃を受ける層は、２層の場合硬質素材のシェル層のため衝撃を、遮断及分散しかできないが、一方4層の場合最初に衝撃を受ける層は、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シェル層のため、衝撃を吸収・消散できるので、最初の衝撃力を半減以下に出来る。(2)２層の場合は、次にライナー層に衝撃が伝わり衝撃を吸収し、吸収出来ない衝撃が頭(頭蓋骨)に伝わり終了します。一方4層の場合、半減された衝撃は、硬質素材シェル全面を覆っている、軟質素材ダイラタント特性保護シートシェルに伝わり吸収・消散致する。(3)４層の場合、吸収・消散出来ずに残った衝撃は、硬質素材のシェルに伝わるので、衝撃を遮断・分散出来ると考える。(4)４層の場合は、硬質素材シェルで遮断・分散出来なかった衝撃は、ライナー層に伝わり衝撃を吸収し残りの衝撃は、頭(頭蓋骨)に伝わり終了します。上記を整理した場合、脳の位置は変わりませんが、脳の立ち位置が変わると考える、理由として衝撃を受ける位置が、軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル・軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルが増えることにより2個層が増えることで４層になる。２層の場合の頭(頭蓋骨)の位置が、４層の場合硬質素材シェルの位置に成るので、当然脳の立ち位置が変わると表現した。又特許文献２の可撓性多層ヘルメットは、シェル内のライナーの部分は、多層構造で、色々な衝撃及び強度の違う衝撃を吸収する事は、効果がありよい事とですが、いくら数が増えてもライナー層ですので、層の数は増えませんので脳の位置は変わらず、シェル内の容量ばかり大きくなり、その為シェル自体を大きくする必要性が生じる。その点においても、新たな層はシェル外側に位置するので、ヘルメット内の容量を大きくする必要性はない。

本発明の軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル・軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルを、硬質素材のヘルメットシェルに全面若しくは一部に覆う事で、最初の衝撃が吸収・消散できるので、２層のヘルメットと比較して、頭・脳に対する衝撃を、最大限低減できる、特に最初の衝撃をいかにして、吸収・消散・軽減出来るかが、一番の要因だと考える。又ダイラタント特性素材は、形状ごとに部位の硬さを自由に変えることが出来るので、衝撃の強度・角度・種類全てに対応可能だと考える。

本発明の軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル・軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルを、ヘルメットシェル全面若しくは一部に覆う事で、最初の衝撃が吸収・消散できる事の他に、衝突対象物が人間や動物であった場合、硬質素材で覆われたシェルヘルメットの場合、衝突対象物に対しても甚大な外傷性障害を与える危険性を伴っているが、軟質資材のダイラタント特性保護部位シェルの場合、この点においても優秀である。例えば、「ヒットされるなら膝より頭の方がいい」と語るNFL選手の現状は、アメリカン・フットボールと頭部外傷の因果関係は、誰が見ても明らかだがNFLはそれを何十年ンも否定し続けた後で、脳震盪対策と受け止められる多くの安全装置を実施してきた。しかし問題なのは、これらのルールの導入により、かつてないほどの選手の膝が攻撃を受けやすい状態になってしまったことである。この問題の解決方法は簡単で、軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル・軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルと衝突する限り、この問題は起こり難いと考える。又登山用ヘルメットや作業用ヘルメットの場合、落下物がヘルメットに衝突しても、衝撃が吸収されますので、落下物の勢いが失われ、二次災害が起こり難い。例えば、オートバイ用ヘルメットなどは、事故が生じヘルメット着用者が、通行人を含めた人に硬質素材のシェル部分で衝突した場合、最悪相手を死に至らす可能性がある。

本発明の軟質素材ダイラタント特性保護シートシェル・軟質素材ダイラタント特性保護部位シェルを、ヘルメットシェル全面若しくは一部に覆いますが、具体的には、奈良の大仏さんの頭の様に、シェル外側表面に、段が付いた凸形のダイラタント特性保護部位シェルが覆っているイメージである、この様な形状にする理由として、衝突時の接触部分は、ヘルメットどうしの場合も、他の物体にヘルメットが衝突した場合も、基本的に面の部分で衝突するのでなく、点の部分で衝突すると考えられるが、衝突時の接触部分が広ければ広いほど、衝撃吸収力も大きくなる、又、軟質素材のダイラタント特性保護シートシェルどうしが衝突した場合、軟質素材面がズレルことで、より多くの接点が生じる。ただ単にシェル表面に貼り付けたのでは、衝突時の接触部分が点の部分で衝突する(但し軟質素材ですので、硬質素材のシェルよりは、接触部分面は広いと考える)事になるが、軟質素材のダイラタント特性保護シートシェル上に、例示であり限定されないが、大きさ・硬さ・形・形状が違う一概には言えないが高さ2cm〜4cm凸型のダイラタント特性保護部位シェルを設けることで、衝突時の接触部分面が大幅に増えることにより、エネルギー吸収効率が良くなり、かつ支持面の単位面積当たりの荷重が小さくなり、ヘルメットへの衝撃が著しく低減する。

１ 軟質素材ダイラタント特性保護部位シートシェル
２ 軟質素材ダイラタント特性保護部位シェル
３ 硬質素材シェル
４ 軟質素材ライナー
５ 硬質素材ライナー
６ 頭(頭蓋骨)
７ 硬膜層
８ クモ膜層
９ 軟膜層
１０ 脳
１１ フェイスマスク
１２ 耳保護ライナー
１３ オートバイ用ヘルメットシェル
１４ 野球用ヘルメット庇
１５ イヤーフラップ
１６ ヘルメット空気穴
１７ 登山用ヘルメットダイラタント特性保護部位
１８ 作業用ヘルメットダイラタント特性保護部位

Claims (7)

1. 硬質素材シェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェルでシェル表面一部若しくは全面覆う部分を設けてなることを特徴とするヘルメット。
2. 硬質素材のシェル層外面に、例えば軟質ゴム・衝撃吸収ジェル・ウレタン・合成ゴム・ポリウレタン・エチレン酢酸ビニルコポリマーなどで、シェル表面一部若しくは全面覆う部分を設けてなることを特徴とする請求項1記載のヘルメット。
3. 前記ヘルメットの硬質素材のシェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートを設けてなり、大・小及び高さの違う段差の付いたダイラタント特性保護部位シェルを設けて構成されることを特徴とする請求項１〜2のいずれか1項記載のヘルメット。
4. 前記ヘルメットの硬質素材のシェル層外面に、柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェルを設けてなり、例示であり限定されないが、大・小及び高さと硬さの違う段差の付いたダイラタント特性保護部位シェル例えば四角錐・三角錐・台形錐・八の字型錐などの単独・単一だけでも良いし、組み合わせても良い事を特徴とする請求項１〜3のいずれか1項記載のヘルメット。
5. 通常のヘルメットは２層であるが、本発明のヘルメットは4層ですが、両者を比較した場合、(1)最初に頭(頭蓋骨)に衝撃を受ける層は、２層の場合硬質素材のシェル層での分散及び遮断するが、吸収はしないので衝撃は大きい、一方4層の場合柔軟素材のダイラタント特性保護部位層ですので、衝撃吸収力が大きく、最初の衝撃力を半減出来る。(2)２層の場合は、次にライナー層に衝撃が伝わり衝撃を吸収致する。一方4層の場合、半減された衝撃は、柔軟素材のダイラタント特性保護シートに伝わる事により、再度衝撃力を半減出来る。(3)２層の場合は、ライナー層で衝撃吸収された残りの衝撃は、頭(頭蓋骨)に伝わり脳に到達する。4層の場合は、次に、残った衝撃は硬質素材のシェル層に伝わり衝撃を分散及び遮断し、最後に残った衝撃は、ライナー層に伝わり衝撃吸収された残りの衝撃だけが、頭蓋骨に伝わり脳に到達致します。上記を整理した場合、脳の位置が変わります、実際には脳の位置は同じですが、衝撃を受ける位置が、ダイラタント特性保護部位シェル層が増えることにより、２層の場合の脳の位置が、4層の場合シェル層の位置に成ります。特許文献２の可撓性多層ヘルメットは、シェル内のライナーの部分は、多層構造で、色々な衝撃及び強度の違う衝撃を吸収する事は、効果がありよい事とでが、いくら数が増えてもライナー層ですので、層の数は増えませんので脳の位置は変わりませんが、新たな層が出来れば脳の立ち位置は変わることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のヘルメット。
6. 前記ヘルメットの硬質素材のシェル層外面に、例示であり限定されないが、一部に柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェルを設けてなり、少しでも軽量化を図り、頭頂部を保護する為、ダイラタント特性保護部位シェルを、ユダヤ教信者が被る帽子キッパー（KIPPA）の様な形にしてもよく、又この場合着脱式も可能であることを、特徴とする、請求項1〜５のいずれか1項に記載の登山用・作業用ヘルメット。
7. 野球用又はソフトボール用ヘルメットのイヤーフラップ部分を中心に、側頭部・前頭部を保護する為、ヘルメットの硬質素材のシェル層外面に、例示であり限定されないが、一部に柔軟素材のダイラタント特性保護部位シートシェルを設けてなり、少しでも軽量化を図り、頭頂部を保護する為、ダイラタント特性保護部位シェルをイヤーフラップ部分を中心に・側頭部・前頭部に覆う部分を設けてなることを、請求項1〜6のいずれか1項に記載の野球用又はソフトボール用ヘルメット。