JP6309232B2

JP6309232B2 - 防火帽

Info

Publication number: JP6309232B2
Application number: JP2013198664A
Authority: JP
Inventors: 貴之緑川; 成根崔
Original assignee: Tanizawa Seisakusho Ltd
Current assignee: Tanizawa Seisakusho Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: JP2015063779A

Description

本発明は、火災現場において消防士等の消火作業者が着用する防火帽に関する。

火災現場において消防士等の消火作業者が着用する防火帽が知られている（例えば特許文献１参照）。防火帽は、各国の消火活動の内容によってその満たすべき性能の基準が国ごとに異なっている。日本では、火災時に建物の内部に侵入せず、主に建物外部からの消火活動が行われる。このため、日本における防火帽の性能基準は、十分な衝撃吸収性能を備えていれば、耐火性や耐熱性より軽量化による活動性が重視される。

なお、日本においては防火帽に対する規格が明確には定められておらず、産業用安全帽と同等の厚生労働省による保護帽の規格に準じて製造されている。

また、防火帽の帽体には、頭頂部を通って前後に延びる頭頂リブが突設されており、落下物や飛来物に対する頭頂部の保護性能が強化されている。このため、防火帽は、全体的に平滑な球面状の帽体を有する乗車用安全帽とは全く異なる人頭の保護性能が要求され、乗車用安全帽の構成を適用することはできない。

一方、ヨーロッパ諸国では、火災時に建物の内部に侵入して消火活動が行われる。このため、ヨーロッパ諸国における防火帽の性能基準においては、極めて高い衝撃吸収性能が要求され、更に、耐火性や耐熱性が重視されるものとなっている（ヨーロッパ統一消防装備規格ＥＮ４４３）。

特開２０００−３５０７９０号公報

しかし、ヨーロッパ統一消防装備規格ＥＮ４４３（以下欧州規格という）に適合した防火帽であっても、重量が重いと日本における使用では良好な活動性が得られないばかりか、厚生労働省による保護帽の規格（以下日本規格という）に適合しない場合もあって、両規格に適合する防火帽を得ることは困難であった。

本発明は、上記の点に鑑み、欧州規格と日本規格との両規格に適合させながら、軽量化による高い活動性が得られる防火帽を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明は、帽体と、該帽体の内部に配置された衝撃吸収ライナーとを備え、帽体は衝撃吸収ライナーより硬質であり、前記帽体の頭頂部には、左右方向の中央位置で上方に隆起して前後方向に延びる頭頂リブが形成され、前記帽体の前部には、前方に突出する前方鍔部が形成された防火帽において、着用姿勢の前記帽体の頭頂から鉛直方向に延びる直線を基準線とし、前記前方鍔部と同等の高さ位置で前記基準線に直交する水平面を基準平面とし、該基準平面と前記基準線との交点を基準点とし、基準点から上方に向かって基準線に対して４５°の角度をもって延びる傾斜直線を、基準線を軸として回転させた際に前記帽体と交差する傾斜直線の移動軌跡に包囲された領域を頭頂保護領域としたとき、前記頭頂保護領域に対応する位置の前記帽体と前記衝撃吸収ライナーとの間に空気層を設け、該空気層内に、前記衝撃吸収ライナーにおける前記帽体との対向面の一部のみを覆って前記頭頂保護領域での衝撃を前記衝撃吸収ライナーに先立って受ける該衝撃吸収ライナーより硬質の内装板を設けたことを特徴とする。

日本規格（厚生労働省による保護帽の規格）においては、防火帽を人頭模型に装着し、帽体の頭頂部の頭頂リブに５ｋｇの半球形ストライカを１ｍの高さから自由落下させて（衝撃エネルギ４９Ｊ）、人頭模型に付与される衝撃荷重を測定する試験を行ったとき、合格基準は、衝撃荷重が４．９ｋＮ以下であることと定められている。

欧州規格（ＥＮ４４３規格）においては、防火帽を人頭模型に装着し、帽体の所定箇所に５ｋｇの半球形ストライカを２．５ｍの高さから自由落下させて（衝撃エネルギ１２３Ｊ）、人頭模型に付与される衝撃荷重を測定する試験を行ったとき、合格基準は、衝撃荷重が１５ｋＮ以下であることと定められている。

本発明は上記構成により、日本規格に定められる比較的低い衝撃エネルギ（４９Ｊ）の場合は、前記帽体による衝撃分散と前記空気層の圧縮と衝撃吸収ライナーの変形とにより吸収し、上記合格基準が満たされる。

また、欧州規格に定められる比較的高い衝撃エネルギ（１２３Ｊ）を例えば頭頂部に付与した場合は、帽体の頭頂リブの破損と前記内装板での衝撃分散と衝撃吸収ライナーの変形とにより吸収し、上記合格基準が満たされる。

このように、本発明によれば、帽体と衝撃吸収ライナーとの間の頭頂保護領域に対応する位置に空気層を設けると共に、空気層内に前記内装板を設けたことにより、日本規格と欧州規格との両規格に適合する防火帽を提供することができる。

また、帽体外部からの熱を前記空気層と前記内装板とにより遮断することができ、輻射熱による衝撃吸収ライナーの軟化等を防止して高温環境での衝撃吸収性能低下を防止することができる。

更に、前記頭頂保護領域の空気層内に内装板を設けたことにより、帽体全体の肉厚寸法を小さく抑えて十分な強度が得られるので、帽体の重量を軽量化して高い活動性を得ることができる。

また、本発明において、前記衝撃吸収ライナーは、前記内装板を支持する内装板支持部を前記空気層側の面に備えていることを特徴とする。これによれば、内装板による耐衝撃性を低下させることなく構造簡単に内装板を支持することができ、製造コストの増加を防止することができる。

なお、具体的には、前記帽体及び前記内装板を形成する硬質材料としてＦＲＰを挙げることができる。また、前記内装板がＦＲＰ製であるとき、その厚み寸法を１〜３ｍｍとして軽量化することができる。

本発明の実施形態の防火帽における帽体及び衝撃吸収ライナーとを人頭模型に装着した状態で示す断面側面図。本発明の実施形態の防火帽における帽体及び衝撃吸収ライナーとを人頭模型に装着した状態で示す断面正面図。帽体を平面視して頭頂保護領域を示す説明図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態の防火帽１は、帽体２と、衝撃吸収ライナー３と、内装板４とを備えている。なお、衝撃吸収ライナー３の下方には、図示を省略したが、ハンモック、ヘッドバンド、耳紐、及び顎紐等が設けられる。また、帽体２の前面側には着用者の顔面を保護する透明樹脂製のシールドが設けられる。なお、図中符号Ｈで示すものは人頭模型である。

帽体２は硬質材料（例えばＦＲＰ）により形成され、上方に隆起する頭頂リブ５と、前方に張り出す前方鍔部６を備えている。頭頂リブ５は、帽体２の左右方向の中央に位置し、頭頂部を含む前後方向に延設されている。頭頂リブ５により、帽体２の強度が向上し、帽体２の肉厚寸法を省として軽量化することが可能となる。

衝撃吸収ライナー３は、主ライナー部材３１と補助ライナー部材３２とで構成されている。衝撃吸収ライナー３を設けることにより、帽体２外部から受ける衝撃を吸収して人頭に伝達される衝撃を確実に緩和することができる。

主ライナー部材３１は、比較的高密度（低倍率）の合成樹脂製発泡体で形成されており、帽体２の内面側に配置して人頭を覆うように大略半球状に形成されている。補助ライナー部材３２は、比較的低密度（高倍率）の合成樹脂製発泡体で形成されており、帽体２の頭頂リブ５に対応する位置において、主ライナー部材３１の帽体２との対向面に形成された凹部３１ａに嵌め込まれることによって、主ライナー部材３１に一体的に埋設されている。

本実施形態においては、主ライナー部材３１は、発泡倍率を７倍として成型した変性ポリフェニレンエーテルが採用され、その密度は２００ｇ／リットルであり、比較的硬い。主ライナー部材３１の厚み寸法は、最大部位が約３５ｍｍで最小部位（凹部３１ａの位置や先端側等）が約１０ｍｍとされている。

また、補助ライナー部材３２は、発泡倍率を４５倍として成型した耐熱発泡ポリプロピレンが採用され、その密度は３０ｇ／リットルであり、比較的やわらかい。補助ライナー部材３２の厚み寸法は約１５ｍｍとされている。

衝撃吸収ライナー３は、図１及び図２に示すように、後頭部側の一部及び側頭部側の一部が帽体２の内面に密着するが、他の部分は帽体２の内面から離間して設けられている。この離間している領域は、帽体２と衝撃吸収ライナー３との間の空気層７となる。空気層７が設けられていることにより、衝撃が付与された帽体２の変形が衝撃吸収ライナー３によって阻害されることが防止され、帽体２が有する衝撃吸収能力を最大限に発揮させることができる。また、空気層７は断熱作用も有するため、帽体２外部から衝撃吸収ライナー３への熱伝達を低減して、熱による衝撃吸収ライナー３の衝撃吸収能力の低下を防止することができる。なお、衝撃吸収ライナー３の空気層７側の面にアルミニウム層等の熱反射膜を設けてもよく、これにより耐熱性能を向上させることができる。

本実施形態の防火帽１においては、水平着用姿勢の帽体２の頭頂から鉛直方向に延びる直線を基準線Ｓとし、前方鍔部６と同等の高さ位置で基準線Ｓに直交する水平面を基準平面Ａとし、基準平面Ａと基準線Ｓとの交点を基準点Ｘとし、基準点Ｘから上方に向かって基準線Ｓに対して４５°の角度をもって延びる傾斜直線Ｒを、基準線Ｓを軸として回転させた際に帽体２と交差する傾斜直線の移動軌跡Ｔに包囲された領域が、図３に示すように、頭頂保護領域８とされている。そして、空気層７は、少なくとも頭頂保護領域８に対応する位置に設けられる。

更に、図１及び図２に示すように、空気層７には内装板４が設けられている。内装板４は硬質材料（例えばＦＲＰ）により形成され、衝撃吸収ライナー３に支持されている。即ち、衝撃吸収ライナー３の主ライナー部材３１には内装板支持部３１ｂが形成されており、内装板４は、その前方側を除く周縁を内装板支持部３１ｂに着座させることにより、衝撃吸収ライナー３に支持されている。内装板４を設けたことにより、例えば、帽体２の頭頂リブ５に衝撃が集中して頭頂リブ５が破損しても、このときの衝撃を内装板４が分散して比較的広い範囲で衝撃吸収ライナー３に吸収させることができる。これにより、帽体２の肉厚寸法を増加させることなく強度を向上させることができ、帽体２の軽量化を可能として高い活動性を得ることができる。

ここで、以上の構成による本実施形態の防火帽１に対する規格試験と合否の判定結果について説明する。なお、図１及び図２において、Ｌ１は頭頂の打撃点、Ｌ２は前頭部の打撃点、Ｌ３は後頭部の打撃点、Ｌ４は左側頭部の打撃点、Ｌ５は右側頭部の打撃点であり、打撃点Ｌ１以外の打撃点Ｌ２〜打撃点Ｌ５においては、人頭模型Ｈを水平姿勢から各方向に角度３０°に傾斜させることにより鉛直方向を向けて試験を行う。また、図３に示すように、打撃点Ｌ１〜打撃点Ｌ５の全てが頭頂保護領域８内に位置する。

図１及び図２を参照して、先ず、日本規格として、厚生労働省「保護帽の規格」（第八条）に準ずる衝撃吸収試験を行った。この試験は、前処理として、防火帽に対し、高温処理（温度５０℃の場所に継続して２時間置く方法）、低温処理（温度零下１０℃の場所に継続して２時間置く方法）、及び、浸せき処理（温度２５℃の水中に継続して４時間置く方法）を行う。その後、上記処理を行った夫々の防火帽を人頭模型に装着し、重さ５ｋｇの半球形ストライカを１ｍの高さから打撃点Ｌ１に自由落下させる。そして、人頭模型に掛かる衝撃荷重が４．９ｋＮ以下であるものを合格とする。

この試験の結果、本実施形態の防火帽１の構成では人頭模型に掛かった衝撃荷重が、高温処理後４．３ｋＮ、低温処理後４．５ｋＮ、浸せき処理後４．５ｋＮであり、何れの前処理を行っても４．９ｋＮ以下であった。これにより、本実施形態の防火帽１は打撃点Ｌ１における衝撃吸収が良好に行われ、日本規格に適合する結果となった。

次に、ヨーロッパ統一消防装備規格ＥＮ４４３に準ずる衝撃吸収試験を行った。この試験は、前処理として、上述した高温処理、低温処理、及び、浸せき処理の各処理を何れも４〜２４時間行ったものと、熱流速１４ｋＷ／ｍ^２の環境で４８０秒間暴露した放射熱処理を行ったものとについて、夫々の防火帽を人頭模型に装着し、重さ５ｋｇの半球形ストライカを２．５ｍの高さから打撃点Ｌ１〜Ｌ５（放射熱処理後のものはＬ５のみ）に自由落下させる。そして、人頭模型に掛かる衝撃荷重が１５ｋＮ以下であるものを合格とする。

この試験の結果について、打撃点Ｌ１〜Ｌ５のなかでの人頭模型に掛かる衝撃荷重の最小値〜最大値を示すと、高温処理後７．５ｋＮ〜１２．５ｋＮ、低温処理後７．８ｋＮ〜１２．７ｋＮ、浸せき処理後７．９ｋＮ〜１３．１ｋＮであり、何れの前処理を行っても１５ｋＮ以下であった。また、放射熱処理後も１１．３ｋＮであり、１５ｋＮ以下であった。

これにより、本実施形態の防火帽１は打撃点Ｌ１〜Ｌ５における衝撃吸収が良好に行われ、ＥＮ４４３規格に適合する結果となった。

なお、熱に対する内装板４の効果を確認するために、内装板４を取り外した防火帽に対して前記高温処理後と放射熱処理後との夫々で衝撃荷重を測定した。その結果、高温処理後では７．５ｋＮ〜１５．４ｋＮとなり、放射熱処理後では２５ｋＮ以上となってしまし、何れも１５ｋＮ以下にはならなかった。よって、内装板４を備えることで熱による衝撃吸収性能の低下が防止されていることが確認できた。

以上により、本実施形態による防火帽１は、厚生労働省「保護帽の規格」とヨーロッパ統一消防装備規格ＥＮ４４３との両方に適合させることができた。

１…防火帽、２…帽体、３…衝撃吸収ライナー、３１ｂ…内装板支持部、４…内装板、５…頭頂リブ、６…前方鍔部、７…空気層、８…頭頂保護領域、Ｓ…基準線、Ａ…基準平面、Ｘ…基準点、Ｒ…傾斜直線、Ｔ…傾斜直線の移動軌跡。

Claims

帽体と、該帽体の内部に配置された衝撃吸収ライナーとを備え、帽体は衝撃吸収ライナーより硬質であり、前記帽体の頭頂部には、左右方向の中央位置で上方に隆起して前後方向に延びる頭頂リブが形成され、前記帽体の前部には、前方に突出する前方鍔部が形成された防火帽において、
着用姿勢の前記帽体の頭頂から鉛直方向に延びる直線を基準線とし、前記前方鍔部と同等の高さ位置で前記基準線に直交する水平面を基準平面とし、該基準平面と前記基準線との交点を基準点とし、基準点から上方に向かって基準線に対して４５°の角度をもって延びる傾斜直線を、基準線を軸として回転させた際に前記帽体と交差する傾斜直線の移動軌跡に包囲された領域を頭頂保護領域としたとき、
前記頭頂保護領域に対応する位置の前記帽体と前記衝撃吸収ライナーとの間に空気層を設け、
該空気層内に、前記衝撃吸収ライナーにおける前記帽体との対向面の一部のみを覆って前記頭頂保護領域での衝撃を前記衝撃吸収ライナーに先立って受ける該衝撃吸収ライナーより硬質の内装板を設けたことを特徴とする防火帽。
前記衝撃吸収ライナーは、前記内装板を支持する内装板支持部を前記空気層側の面に備えていることを特徴とする請求項１記載の防火帽。