JP6385877B2 - ヘルメット - Google Patents

Description

本発明は、日本工業規格Ｔ８１３１：２０００付属書２における人頭模型に伝わる衝撃力に関する衝撃吸収性の規定を満たす転倒・転落時保護用安全帽であるヘルメットに関する。

従来、この種のヘルメットは、硬質の帽体と、帽体の内面に設けられた衝撃吸収ライナと、人頭に接するハンモック、ヘッドバンド、環ひも等からなる着装体とを備えている。

衝撃吸収ライナは、発泡スチロール等により形成されており、帽体の内面の殆どの範囲を覆っている。これにより、ヘルメット着用者の転倒や転落による墜落時に前頭部と後頭部との何れの側から衝撃を受けても、そのときの衝撃力を衝撃吸収ライナが適切に吸収して人頭を保護することができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３１１７１３号公報

しかし、帽体と着装体との間に衝撃吸収ライナが設けられていると、帽体と人頭との間の空隙が僅かとなることから、ヘルメット内部の通気性が悪く、衝撃吸収ライナにより放熱も阻害される。このため、ヘルメット内部に熱こもりや蒸れが生じて着用時の快適性が損なわれる不都合がある。

一方、通気性や放熱性を確保するために、帽体の内面から衝撃吸収ライナを取り除くことが考えられる。しかし、衝撃吸収ライナを取り除いた場合、帽体直上位置からの落下物等の衝突時には、ハンモック等の着装体による衝撃力の緩和が得られるものの、着用者の墜落時に前頭部側或いは後頭部側から受ける衝撃力に対しては殆ど吸収することができないために、十分な墜落時保護性能が得られなくなる不都合がある。

上記の点に鑑み、本発明は、十分な墜落時保護性能を有しながら、着用時の快適性が高いヘルメットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係るヘルメットは、
人頭を覆う帽体と、
前記帽体の内側に、前記帽体と空隙を存して配置される着装体と、を備え、
前記着装体は、人頭を囲繞するヘッドバンドを含み、
前記帽体の内側には、前記ヘッドバンドよりも上側であって、前記人頭の前頭部及び後頭部に対応する領域に、それぞれ、第１の衝撃吸収体及び第２の衝撃吸収体が配置され、
前記人頭の周囲において、前記第１の衝撃吸収体が配置された領域と前記第２衝撃吸収体が配置された領域との間の少なくとも一部が通気用の空隙であり、
前記第１の衝撃吸収体及び前記第２の衝撃吸収体は、
通気自在となる間隙を存して一端が互いに連結された複数の筒状構造部を有し、
前記各筒状構造部間に形成される間隙は前記通気用の空隙に通じている
構成とした。

本発明によれば、十分な墜落時保護性能を有しながら、着用時の快適性が高い。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係るヘルメットは、
人頭を覆う帽体と、
前記帽体の内側に、前記帽体と空隙を存して配置される着装体と、を備え、
前記着装体は、前記帽体から空隙を存して人頭に接するハンモックと、前記人頭を囲繞するヘッドバンドを含み、
前記帽体の内側には、前記ヘッドバンドよりも上側であって、前記ハンモックの頂部より下側で、前記人頭の前頭部及び後頭部に対応する領域に、それぞれ、第１の衝撃吸収体及び第２の衝撃吸収体が配置され、
前記人頭の周囲において、前記第１の衝撃吸収体が配置された領域と前記第２衝撃吸収体が配置された領域との間の少なくとも一部が通気用の空隙であり、
前記第１の衝撃吸収体及び前記第２の衝撃吸収体は、
通気自在となる間隙を存して一端が互いに連結された複数の筒状構造部を有し、
前記各筒状構造部間に形成される間隙は前記通気用の空隙に通じ、
前記連結された複数の筒状構造部は、前記ハンモックの頂部より下側で前記ハンモックに保持されている
構成とした。

本発明の実施形態のヘルメットの構成を帽体の一部を破断して示す説明的側面図。 本実施形態のヘルメットの構成を帽体の一部を破断して示す説明的正面図。 本実施形態の衝撃吸収体の斜視図。 （ａ）は本実施形態の帽体の説明的側面図、（ｂ）は本実施形態の帽体の説明的正面図 本実施形態の帽体の説明的底面図。

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、本実施形態のヘルメット１は、転倒や転落時に人頭を保護する墜落時保護用ヘルメットであり、金属や合成樹脂などの硬質材で形成された帽体２を備えている。帽体２の内部には、帽体２から空隙３を存して人頭（図示しない）に接するハンモック４が設けられている。ハンモック４の下端部には、人頭を囲繞するヘッドバンド５が設けられている。また、図１及び図２に一部を示すが、帽体２の両側部には顎ひも６が設けられている。

ハンモック４は、頭頂部から放射状に延出する複数（本実施形態では８本）の脚部７を備えている。各脚部７は、帽体２の内面に沿って湾曲して設けられる。各脚部７の下端部には、掛止孔８が形成されている。各脚部７の掛止孔８は、夫々、帽体２の下縁側内面に突設されたハンモック連結突起９（図５参照）に掛止され、これによって、帽体２にハンモック４が連結される。なお、ハンモック４及びヘッドバンド５は、本発明における着装体を構成するものである。また、ハンモック連結突起９は、本発明における連結部に相当するものである。

ヘッドバンド５は、ハンモック４が備えるヘッドバンド連結片１０に連結されてハンモック４の下端部内側に保持されている。ヘッドバンド５は、着用者の頭部サイズに合わせて外径を変更するためのサイズ調整手段１１を備えている。サイズ調整手段１１は、着用者によるサイズ調整操作が可能となるように、帽体２の後方下部に露出して設けられている。

更に、図１及び図２に示すように、帽体２とハンモック４との間に形成されている空隙３には、その４箇所に、衝撃吸収体（第１の衝撃吸収体１２、第２の衝撃吸収体１３、及び一対の第３の衝撃吸収体１４）が設けられている。更に、詳しくは後述するが、第１の衝撃吸収体１２は、帽体２の前頭部保護領域１５に位置する空隙３内に設けられており、第２の衝撃吸収体１３は、帽体２の後頭部保護領域１６に位置する空隙３内に設けられている。また、第３の衝撃吸収体１４は、帽体２の左右側の側頭部保護領域１７に位置する空隙３内に設けられている。

衝撃吸収体１２，１３，１４は、何れも合成樹脂により同一形状に形成されており、図３に示すように、複数（本実施形態では６個）の筒状構造部１８と、各筒状構造部１８の一端の底部を互いに連結する板状の基部１９と、基部１９の端縁に連設された一対の耳片２０とを備えている。筒状構造部１８は、多角筒状とされており、その軸線方向の潰れにより衝撃力を吸収する能力を備える。基部１９は、適度に撓ませることができる薄板状に形成されている。なお、筒状構造部１８は多角筒状に限るものではなく、円筒状であってもよい。

そして、各衝撃吸収体１２，１３，１４は、帽体２の内面に固定され、或いは、適宜の連結手段によりハンモック４やヘッドバンド５に連結される等により、筒状構造部１８の開放端を帽体２の内面に対向させた姿勢（筒状構造部１８の軸線を帽体２の内面に向けた姿勢）で設けられている。

第１の衝撃吸収体１２が位置する前頭部保護領域１５は、次のように設定される。先ず、図４（ａ）に示すように、人頭中心軸（図示しない）に合致して帽体２の頭頂から鉛直方向に延びる仮想上の第１基準線Ａを設け、第１基準線Ａに直交する仮想上の第２基準線Ｂを設ける。第２基準線Ｂは、図４（ａ）及び図５に示すように、ハンモック連結突起９に対応する高さ位置を通って帽体２の前後方向に延びる。なお、複数のハンモック連結突起９同士でその高さ位置が異なっている場合には、最も下方に位置するハンモック連結突起９に対応する高さ位置に第２基準線Ｂを設定することが好ましい。

次いで、第１基準線Ａと第２基準線Ｂとの交点を基準点Ｐとして、この基準点Ｐから第２基準線Ｂの左右に夫々２５°の角度θ１をもって傾斜して前方に延びる一対の仮想上の直線ｆ１、ｆ２を設ける。この直線ｆ１、ｆ２が帽体２と交差する点の間の範囲を周方向範囲Ｆｗとする。更に、図４（ａ）に示すように、基準点Ｐから第２基準線Ｂの上方に３５°の角度θ２をもって傾斜して前方に延びる仮想上の直線ｆ３を設ける。この直線ｆ３と第２基準線Ｂとが帽体２と交差する点の間の範囲を高さ方向範囲Ｆｈとする。そして、周方向範囲Ｆｗと高さ方向範囲Ｆｈとで構成される大略矩形状の範囲が図４（ｂ）に示す前頭部保護領域１５として設定される。

第２の衝撃吸収体１３が位置する後頭部保護領域１６は、次のように設定される。図５に示すように、基準点Ｐから第２基準線Ｂの左右に夫々３０°の角度θ３をもって傾斜して後方に延びる一対の仮想上の直線ｒ１、ｒ２を設ける。この直線ｒ１、ｒ２が帽体２と交差する点の間の範囲を周方向範囲Ｒｗとする。更に、図４（ａ）に示すように、基準点Ｐから第２基準線Ｂの上方に３５°の角度θ４をもって傾斜して後方に延びる仮想上の直線ｒ３を設ける。この直線ｒ３と第２基準線Ｂとが帽体２と交差する点の間の範囲を高さ方向範囲Ｒｈとする。そして、周方向範囲Ｒｗと高さ方向範囲Ｒｈとで構成される大略矩形状の範囲が図４（ａ）に一部を示す後頭部保護領域１６として設定される。

第３の衝撃吸収体１４が位置する側頭部保護領域１７は、次のように設定される。先ず、図４（ｂ）に示すように、第１基準線Ａに直交する仮想上の第３基準線Ｃを設ける。第３基準線Ｃは、図４（ｂ）及び図５に示すように、ハンモック連結突起９に対応する高さ位置を通って帽体２の左右方向に延びる。なお、複数のハンモック連結突起９同士でその高さ位置が異なっている場合には、前述した第２基準線Ｂを設定する場合と同様に、最も下方に位置するハンモック連結突起９に対応する高さ位置に第３基準線Ｃを設定することが好ましい。

次いで、図５に示すように、基準点Ｐから第３基準線Ｃの前後に夫々３０°の角度θ５をもって傾斜して側方に延びる左右側で一対の仮想上の直線ｓ１、ｓ２を設ける。この直線ｓ１、ｓ２が帽体２と交差する点の間の範囲を周方向範囲Ｓｗとする。更に、図４（ｂ）に示すように、基準点Ｐから第３基準線Ｃの上方に５０°の角度θ６をもって傾斜して後方に延びる仮想上の直線ｓ３を設ける。この直線ｓ３と第３基準線Ｃとが帽体２と交差する点の間の範囲を高さ方向範囲Ｓｈとする。そして、周方向範囲Ｓｗと高さ方向範囲Ｓｈとで構成される大略矩形状の範囲が図４（ｂ）に一部を示す側頭部保護領域１７として設定される。

以上のようにして設定した前頭部保護領域１５、後頭部保護領域１６、及び側頭部保護領域１７は、本発明者が試験を行うことによって、ヘルメット１の着用者が転倒した場合、及び、安全帯を使用できない低所から転落した場合に、衝撃を受けることが想定される範囲を特定したものである。

また、本実施形態において、衝撃吸収体１２，１３，１４は、次の衝撃吸収能力を有するものを用いた。即ち、高温処理（＋５０℃環境に２時間暴露）及び低温処理（−１０℃環境に２時間暴露）を行った衝撃吸収体を、ロードセルを備える金属製平面上に載置し、この衝撃吸収体上に、質量５．０ｋｇ、直径１２７ｍｍの平面形ストライカを高さ０．５ｍから落下させたとき、金属製平面のロードセルにより測定される衝撃荷重が２．５ｋＮ〜９．５ｋＮであり、且つ、衝撃力の継続時間が３ｍｓｅｃ〜１５ｍｓｅｃであるものを
採用した。この範囲の衝撃吸収能力を有するものを衝撃吸収体１２，１３，１４として採用することにより、帽体２の前頭部保護領域１５、後頭部保護領域１６、及び側頭部保護領域１７において十分な墜落時保護性能が発揮される。

そして、上記の墜落時保護性能を確認するために、本実施形態のヘルメット１に対し、「日本工業規格Ｔ８１３１：２０００付属書２」における転倒・転落時保護用安全帽の規定に基づく試験を行った。その結果、前頭部試験及び後頭部試験では、帽体２、ハンモック４及び衝撃吸収体１２，１３の複合体として何れも、衝撃力を９．８１ｋＮ以下に抑えられており、本実施形態によるヘルメット１の前頭部保護領域１５及び後頭部保護領域１６は、高い墜落時保護性能を有することが明らかとなった。

なお、側頭部保護領域１７に対しては、「日本工業規格Ｔ８１３３：２００７」の規定に基づく試験を行ったところ、衝撃力は１５．００ｋＮ（３００Ｇ）以下に抑えられていることが確認できた。これにより、側頭部保護領域１７においても十分な保護性能を有することが明らかとなった。

このように、各保護領域１５，１６，１７に対応する位置に衝撃吸収体１２，１３，１４を設けることで、従来のような帽体の内面の殆どを覆う衝撃吸収ライナを設けることなく、図１に示すように比較的広い空隙３を確保して十分な墜落時保護性能を得ることができる。

また、図１及び図２に示すように、各衝撃吸収体１２，１３，１４は、互いに間隔を存して設けられていることにより、帽体２とハンモック４との間に形成されている空隙３は殆ど狭くならない。これにより、帽体２とハンモック４との間に十分な通気性を確保することができると共に高い放熱性を得ることができる。

なお、本実施形態においては、側頭部保護領域１７に第３の衝撃吸収体１４を設けたものを挙げたが、側頭部保護領域１７には第３の衝撃吸収体１４を設けなくてもよい。これによれば、側頭部保護領域１７に空隙３が確保できることにより、通気性及び放熱性が一層向上する。そして、前頭部保護領域１５に位置する第１の衝撃吸収体１２と、後頭部保護領域１６に位置する第２の衝撃吸収体１３とを備えていれば、ヘルメット１として高い墜落時保護性能を得ることができることは、上述した試験結果で示される通りである。

また、本実施形態の各衝撃吸収体１２，１３，１４は、夫々、各保護領域１５，１６，１７に位置する空隙３内に収まる大きさとされているが、本発明の衝撃吸収体の大きさはこれに限定されるものではない。即ち、衝撃吸収体１２，１３，１４として衝撃吸収能力の比較的高いものを採用すれば、各保護領域１５，１６，１７に位置する空隙３内の一部にのみ各衝撃吸収体１２，１３，１４を設けるようにしてもよい。或いは、各衝撃吸収体１２，１３，１４は、夫々、帽体２とハンモック４との間の空隙３が極度に狭くならない大きさであって、且つ、ハンモック４の内側（人頭側）に突出しなければ、各保護領域１５，１６，１７に対応する位置の外側に張り出す大きさを有していてもよい。

また、本発明における衝撃吸収体は、本実施形態において採用した各衝撃吸収体１２，１３，１４の形状に限るものはなく、十分な衝撃吸収能力を有するものであれば衝撃吸収体として採用することが可能である。

また、本実施形態において採用する各衝撃吸収体１２，１３，１４は同一形状であるが、これに限らず、夫々形状や大きさが異なっていてもよい。

１…ヘルメット
２…帽体
３…空隙
４…ハンモック（着装体）
５…ヘッドバンド（着装体）
９…ハンモック連結突起（連結部）
１２…第１の衝撃吸収体
１３…第２の衝撃吸収体
１４…第３の衝撃吸収体
１５…前頭部保護領域
１６…後頭部保護領域
１７…側頭部保護領域
１８…筒状構造部
１９…基部
Ａ…第１基準線
Ｂ…第２基準線
Ｐ…基準点
Ｆｗ，Ｒｗ，Ｓｗ…周方向範囲
Ｆｈ，Ｒｈ，Ｓｈ…高さ方向範囲。

Claims (5)

1. 人頭を覆う帽体と、
   前記帽体の内側に、前記帽体と空隙を存して配置される着装体と、を備え、
   前記着装体は、前記帽体から空隙を存して人頭に接するハンモックと、前記人頭を囲繞するヘッドバンドを含み、
   前記帽体の内側には、前記ヘッドバンドよりも上側であって、前記ハンモックの頂部より下側で、前記人頭の前頭部及び後頭部に対応する領域に、それぞれ、第１の衝撃吸収体及び第２の衝撃吸収体が配置され、
   前記人頭の周囲において、前記第１の衝撃吸収体が配置された領域と前記第２衝撃吸収体が配置された領域との間の少なくとも一部が通気用の空隙であり、
   前記第１の衝撃吸収体及び前記第２の衝撃吸収体は、
   通気自在となる間隙を存して一端が互いに連結された複数の筒状構造部を有し、
   前記各筒状構造部間に形成される間隙は前記通気用の空隙に通じ、
   前記連結された複数の筒状構造部は、前記ハンモックの頂部より下側で前記ハンモックに保持されている
   ことを特徴とするヘルメット。
2. 人頭を覆う帽体と、
   前記帽体の内側に、前記帽体と空隙を存して配置される着装体と、を備え、
   前記着装体は、前記帽体から空隙を存して人頭に接するハンモックと、前記人頭を囲繞するヘッドバンドを含み、
   前記帽体の内側には、前記ヘッドバンドよりも上側であって、前記ハンモックの頂部より下側で、前記人頭の前頭部、後頭部及び両側頭部に対応する領域に、それぞれ、第１の衝撃吸収体、第２の衝撃吸収体及び第３の衝撃吸収体が配置され、
   前記人頭の周囲において、前記第１の衝撃吸収体が配置された領域と前記第３の衝撃吸収体が配置された領域との間、及び、前記第２衝撃吸収体と前記第３の衝撃吸収体が配置された領域との間の少なくとも一部が通気用の空隙であり、
   前記第１の衝撃吸収体、前記第２の衝撃吸収体及び前記第３の衝撃吸収体は、
   通気自在となる間隙を存して一端が互いに連結された複数の筒状構造部を有し、
   前記各筒状構造部間に形成される間隙は前記通気用の空隙に通じている
   前記連結された複数の筒状構造部は、前記ハンモックの頂部より下側で前記ハンモックに保持されている
   ことを特徴とするヘルメット。
3. 人頭を覆う帽体と、
   前記帽体の内側に、前記帽体と空隙を存して配置される着装体と、を備え、
   前記着装体は、前記帽体から空隙を存して人頭に接するハンモックと、前記人頭を囲繞するヘッドバンドを含み、前記帽体の下縁側内面に設けられた連結部を介して前記帽体に連結されて人頭に接することが可能であり、
   前記帽体の頭頂から鉛直方向に延びる直線を第１基準線とし、前記第１基準線に直交し、前記連結部に対応する高さ位置を通って前記帽体の前後方向に延びる直線を第２基準線とし、前記第１基準線に直交し、前記連結部に対応する高さ位置を通って前記帽体の左右方向に延びる直線を第３基準線とし、前記第１基準線と前記第２基準線と前記第３基準線との交点を基準点とし、
   前記帽体における前記基準点から前記第２基準線の左右に夫々２５°の角度をもって傾斜して前方に延びる一対の直線の間に対応する帽体の周方向範囲と、前記帽体における前記基準点から前記第２基準線の上方に３５°の角度をもって傾斜して前方に延びる直線と前記第２基準線との間に対応する帽体の高さ方向範囲とにより構成される領域を前頭部保護領域とし、
   前記帽体における前記基準点から前記第２基準線の左右に夫々３０°の角度をもって傾斜して後方に延びる一対の直線の間に対応する帽体の周方向範囲と、前記帽体における前記基準点から前記第２基準線の上方に３５°の角度をもって傾斜して後方に延びる直線と前記第２基準線との間に対応する帽体の高さ方向範囲とにより構成される領域を後頭部保護領域とするとき、
   前記帽体の内側には、前記ヘッドバンドよりも上側であって、前記ハンモックの頂部より下側で、前記前頭部保護領域及び前記後頭部保護領域に対応する領域に、それぞれ、第１の衝撃吸収体及び第２の衝撃吸収体が配置され、
   前記人頭の周囲において、前記第１の衝撃吸収体が配置された領域と前記第２衝撃吸収体が配置された領域との間の少なくとも一部が通気用の空隙であり、
   前記第１の衝撃吸収体及び前記第２の衝撃吸収体は、
   通気自在となる間隙を存して一端が互いに連結された複数の筒状構造部を有し、
   前記各筒状構造部間に形成される間隙は前記通気用の空隙に通じ、
   前記連結された複数の筒状構造部は、前記ハンモックの頂部より下側で前記ハンモックに保持されている
   ことを特徴とするヘルメット。
4. 前記帽体における前記基準点から前記第３基準線の前後に夫々３０°の角度をもって傾斜して左右側方に夫々延びる一対の直線の間に対応する帽体の周方向範囲と、前記帽体における前記基準点から前記第３基準線の上方に５０°の角度をもって傾斜して左右側方に延びる直線と前記第３基準線との間に対応する帽体の高さ方向範囲とにより構成される領域を側頭部保護領域とするとき、
   前記帽体の内側には、前記ヘッドバンドよりも上側であって、前記側頭部保護領域に対応する領域に、前記第１の衝撃吸収体及び前記第２の衝撃吸収体から間隔を存して第３の衝撃吸収体が配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のヘルメット。
5. 前記衝撃吸収体は、前記筒状構造部の軸線方向に付与される衝撃力に対して所定の衝撃吸収能力を有し、該筒状構造部の軸線を前記帽体の内面に向けた姿勢で配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のヘルメット。

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