JPH07500640A - 防護ヘルメット並びにその防護ヘルメットの成形方法及び成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 防護ヘルメット並びにその防護ヘルメットの成形方法及び成形装置発明の背景 本発明は、改良防護へルメソトおよびそのようなヘルメットを作る方法および装 置に関する。さらに詳細には１本発明は、成型プロセスによって形成されるアン ダーカット部分および垂直方向の穴を有しているヘルメットおよびそのヘルメッ トを作る方法および装置に関する。

防護ヘルメットは、長い間、野球、フットボールのような体と体が触れ合うスポ ーツに欠くことの出来ない装備であったが、それらのヘルメットは、サイクリン グ、スケートボード遊びおよびスケートのような体と体が触れ合わないスポーツ においても好評を得ている。多くのこれらの主な体と体が触れないスポーツでは 、ヘルメット着用者への衝撃の可能性は９着用者が倒れて１頭を地上または他の 物体にぶつけたときに起る。したがって、そのような体と体が触れ合わないスポ ーツに使用されるヘルメットは、出来る限り着用者の頭を保護するように理想的 に設計されている。

そのようなヘルメットの評判のよいデザインは、全体的に楕円形の半球形シェル （ｓｈｅｌ　ｌ）形状を有している複合カーブである。以下に論述する製造上の 製造のため、殆んどのそのようなヘルメットは、どの単一方向にも１８０度の曲 率を超えない。

そのような半球形状へルメソトは９頭蓋骨の主部分をカバーするけれども、使用 中、それらのヘルメットは有効性に欠けていることがある。１８０度の曲率をも った。一般的形状の半球形ンエルを有しているヘルメットは１着用者の頭の頂部 にのっている。通常、あごひもの形式の保持システムが、転んだ場合に９頭に取 付けたヘルメットを保持するのに使用されなければならない。保持システムがな ければ、ヘルメットは１重力によってのみ着用者の頭の上に保持される。

しかしながら、転倒したとき１頭に対する何等かの実質的衝撃を生ずる着用者の 体の運動は、典型的に全く動揺（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ）　Ｌ、でいる。体のどの ような大きな動揺のときても、保持システムは、ヘルメットがひたい上にずれ下 り、それによって後頭部を露出させるか、あるいは後方に移動してひたいを露出 させるのを防止できない。いづれの状態でも、さもなくばヘルメットによってカ バーされている頭の１部分が露出されたままになる。

ヘルメット着用者によって正しく調整された適切な保持システムの場合でも。

複合カーブ面が１８０度を超えて延びていないヘルメットは、なお頭の部分を露 出させている。これらの部分は、特に乳様突起骨、つまりのベズル（ｂｓｔｌ） 頭蓋骨骨折が最も起り易い頭蓋腔の領域を含む後頭葉の下方の頭蓋骨部分を含む 。

ヘルメットによって追加のカバーを与える１つの方法は、ヘルメットの曲率を１ ８０度を超えて延ばし、ヘルメットに「バックドラフト」または「アンダーカッ ト」を設け、そしてヘルメットにより後頭葉の下方の領域をカバー可能にするこ とである。そのようなデザインの追加の利点は、ヘルメットがただ頭の上にのっ ているのではなく、アンダーカットによって頭に固定されている。アンダーカッ トを有しているヘルメットが、保持システムと共に使用されるとき、転倒の際の 頭の動揺の結果としてのへルメソトのづれは最小となる。

サイクリング、スケートボード遊び、スケートのような体と体を触れ合わないス ポーツのための防護ヘルメットは、典型的には１発泡した（ｅｘｐａｎｄｅｄ） 　、ポリスチレン（Ｅ　Ｐ　Ｓ）のような発泡した。非弾力性ポリマーから作ら れる。ＥＰＳは、成型プロセス中に、ヘルメット形状に一緒に結合されたプラス チックより成っている。ＥＰＳは、軽量であり、カリ優れた衝撃減衰特性を有し ているので。

そのようなヘルメットの選択材料である。

ａｌｌを受けると、ＥＰＳヘルメットのセルは「つふれ」るかまたは永久的に変 形し、それによって衝撃エネルギーを減衰することによりヘルメット着用者を保 護する。しかしながら、そのような優れた衝撃減衰特性を可能にするＥＰＳの非 弾性は、いくつかの利点を有している。

たとえば、ＥＰＳて作られたヘルメットは、剛性、非弾性的であり、非常に小さ い可撓性を有している。ＥＰＳヘルメットライナーは剛性であり、カリ非可撓性 であるから、それらのへルメノトは、実質的な衝撃により破損または割れがちで ある。

したがって、ＥＰＳて作られたヘルメットは、単一の実質的衝撃後もはや効果は なく、その後取替えなければならないから、一般的に「単一衝撃」へルメノトで あると考えられている。

ＥＰＳヘルメットは、典型的にＥＰＳライナーを囲んでいるカバーと共に使用さ れる。衝撃を受けたとき、ＥＰＳライナーが粉々に壊れた場合に、カバーがヘル メットの完全性を維持する。ＥＰＳヘルメット上に使用されるカバーは、高密度 プラスチックンエルカバーから、転倒の場合に、単に部片を一緒に保持するよう に設計された繊維カバーに及ぶ。使用されたカバーにかかわらず、ＥＰＳヘルメ ットと共にカバーを利用することは、ヘルメット製造にコストおよび複雑性が加 わる。

ＥＰＳの非弾性から生ずる他の重大な欠点は、その使用が、成型できるヘルメッ トの形状を制限することである。ＥＰＳヘルメットは一般的にフオーム射出成型 法によって作られる。ＥＰＳヘルメットライナーのための典型的鋳型は、コアと キャビティとを有している。コアとキャビティとの間の空間がヘルメットの形状 を規定する。コアは全体的に半球形状であり、そして大体人間の頭の頂部形状に 適合するように形成されている。キャビティは全体的にコアと同じ形状であるが 、所定の量だけわずかに大きく、それによってヘルメットの肉厚を決定している 。

ＥＰＳヘルメットを成型するとき１発泡剤を含んでいる未加工のポリスチレンビ ーズが熱に露出され、そしてヘルメットに望まれる大体の密度まで予め発泡され る。ビートはそれから鋳型に供給され、そこでさらに加熱されて、さらにビーズ を発泡せしめ、それらを鋳型の形状に一致せしめて、ビーズを互に結合せしめる 。

鋳型はそれから冷却され、ＥＰＳを安定化する。そのとき、コアおよびキャビテ ィは１通常引っ込み直線に沿ってコアから引込まずことによって１分離されて、 コアに取付いたＥＰＳヘルメットを残す。ヘルメットはそれからコアに通じた空 気の吹込みによってコアから射出されるか、あるいはへルメノトをコアから押出 スエジエクタービンによって射出される。

ＥＰＳヘルメットをコアから射出するとき、エジェクションプロセス中にヘルメ ットが破損しないように注意しなければならない。この目的のため、典型的に鋳 型のコアは、ヘルメットの除去を容易にするため、テフロンのような離形剤をコ ーティングされる。

したがって、ＥＰＳヘルメットの脆弱性は、ＥＰＳテクノロジーを使用して成型 されるヘルメットの形状にある制限を与える。たとえば、いかなる重要なアンダ ーカントを有しているＥＰＳヘルメントの成型も、従来の鋳型では不可能である 。アンダーカットを有しているヘルメットは、１８０度を超えて延びている内凹 曲率を有しているので、ヘルメットは、ヘルメットを破損しなければ鋳型のコア から除去できない。換言すると、アンダーカットを有しているＥＰＳヘルメット は、ヘルメットを鋳型のコアから除去するのに従来な量１弾性変形可能にする十 分な弾性を有していない。

つぶれるコアを有している複雑な鋳型が、アンダーカットを有するＥＰＳヘルメ ット製造に利用されてきた。そのような鋳型は高価であり、かつ操作が複雑であ る。蒸気がしばしば成型プロセスの軌源として使用されるので、そのようなつぶ れるコアは速く酸化し、そしてつぶれない鋳型よりもより多くの頻度で取替えら れなければならない。

アンダーカットを有しているＥＰＳヘルメットを成形するため、従来技術の他の 試みは、ヘルメットを２部分て成型し、そしてその部片を結合することである。

このプロセスの重大な欠点は、追加の製造コストである。その上、そのような２ 部片へルメソトの衝撃抵抗特性は、１部片ヘルメ・ノド程好ましくない。

従来技術では、アンダーカットを有するヘルメ・ソトに類似の保護を与えている ＵＰＳへルメノトを設計する試みがなされてきた。そのような試みては、ノニル の縁から直線で下方に延びている後部を備えた全体的に半球状のノニルを有する ヘルメットとなった。そのようなデザインは１頭の方に内方にカーブしていない から、ヘルメットは、なお転倒の際に実質的に動き易い。

ＥＰＳヘルメット製造のとき遭遇する追加の問題は、ヘルメ・ソト保持システム または空気穴を設けるため、その中に穴ををしているヘルメットを形成すること である。今日作られている殆とすべてのスポーツ用へルメソトは、ヘルメ・ノド 保持システムおよびいくつかの形式の通気システムの双方を設けるため、ヘルメ 。

ト内の穴の形成と共に製造されなければならない。ＥＰＳヘルメ・ソト内に穴を 形成するための従来技術によって使用される１つの方法は、成型プロセス後、高 温ナイフまたはワイヤで穴をあけることである。この手順の主な欠点は、ナイフ および穴あけが行なわれる作業場の周りに溶融したＥＰＳが堆積しがちであるか ら、非常に厄介である。その上、ヘルメット内に手作業で穴を形成することは、 製造プロセスにおける追加のステップを表わしており、製造コストの増加となる 。

ヘルメットが成型されると同時にＥＰＳヘルメット内に穴を成型する試みがなさ れてきた。従来技術によって使用された１つの方法は、その部分が成型されると きヘルメット内に穴を形成する突起を有しているコアおよび／またはキャビティ を形成することである。しかしながらＥＰＳの極端なもろい性質のため、その部 分内に延びているとの突起も、必ずキャビティの引っ込みラインに沿って位置づ けされなければならない。さもなくば、その部分は、壊わされなければ鋳型から 除去できない。従来の成型プロセスでは、これは、垂直に形成されているヘルメ ット内の穴となる。

しかし、好ましくは１通気目的に使用される穴は、水平に形成される（ヘルメッ トを着用したとき）か、あるいはその穴におけるヘルメットの表面に接線方向の 線に実質的に垂直に形成される。これらの位置は引っ込みラインに沿っていない から、それらの穴は、従来の成型プロセスを用いてＥＰＳヘルメット内に成型で きない。

多分、ヘルメット内に垂直に位置づけした穴を成型するさらに重大な欠点は。

ヘルメットから除かれる材料の量が必要以上に大きいことである。たとえば、垂 直に延びていなければならない鋳型突起でヘルメット前部に穴を成型しようとす るとき、多量の材料が穴を形成するために排除されなければならない。いくつか のヘルメッ［・デザインでは、ヘルメットから除かれる追加の材料は、受は入れ ない程へルメソトを弱くする。

ＥＰＳヘルメット内に穴を有効に成型するため、従来技術によって行なわれてい る他の試みは１大きさがへルメノト内に形成すべき穴に対応している可動突起が コア内にある「滑動」コアを使用することである。ヘルメット成型のとき、突起 は、ポリスチレンビーズか鋳型内に導入される前に、コアとキャビティとの間の 空所内に挿入される。その部分が冷却後、突起は１　コアおよびキャビティが分 離される前に、コア内に引っ込まされる。しかしながら、そのような滑動コアは 、製造に費用がかかり、かつ高温、多湿環境で操作するので、それらの有効寿命 は、１部片のコアの数分の１である。

上記のことから、当技術において必要なことは、優れた衝撃減衰特性を有してお り、かつ従来の成型プロセスによってアンダーカットを有する１部片に成型でき る防護へルメノトおよびそれを作るための方法および装置であることは判るであ ろう。

また、ヘルメノｌ□の表面に垂直に位置っけされた穴が、滑動コアを使用せずに ヘルメｙ）内に成型できる防護ｌ＼ルメソトが提供され、そしてそれを作るため の方法および装置が提供てきｔｌば、それは当技術における１つの進歩であろう 。

そのようなヘルメットおよびそのヘルメットを作るための方法および装置が本願 に開示され、特許請求されている。

発明の概要 本発明は、新規な防護ヘルメットおよびそのヘルメット製造のための方法および 装置に関する。このヘルメソ１へは、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリ ウレタンのような発泡した１弾力性ポリマーから作られる。そのような発泡した 、弾力性ポリマーは、ＥＰＳのような他のポリマーのとき遭遇する多くの製造上 の難かしさが容易になる十分な弾性を有するヘルメットを提供する。

キャビティおよびコアを有する十分の鋳型がヘルメットを成型するのに使用され る。この鋳型は、キャビティがコアの周りに広がっており、キャビティとコアと の間のへルメノトの形状を規定する空間を残すように形成されている。コアおよ びキャビティは、全体的に半球形状であるが、ヘルメット内にアンダーカットを 設けるため１８０度の曲率を超えて延びている。すなわちヘルメットの１部分は 、最大周辺の中心の方にシェルの曲率に連続して続いている半球状シェルの最大 周辺を超えて延びている。成型に発泡した１弾力性のポリマーを利用すると。

成型プロセスの終りにヘルメットを鋳型から除去できるように、ヘルメットのア ンダーカット部分を曲げるのに十分な弾性をヘルメットに与える。　ヘルメット 内に成型されるアンダーカットは、ヘルメットの特定の用途に応じて９種々の形 状をとる。実施例によれば、アンダーカット部分は１着用者の耳の後のヘルメッ トの後方に下方に延び、それによって後頭葉の下方の頭蓋骨の部分を保護してい る。アンダーカットはまた１着用者の耳をカバーするように下方に延びていても よい。また、ヘルメットは、ヘルメット前部に沿ってゎずがなアンダーカットを 有していてもよい。

ヘルメットはまた。ヘルメット着用者に通気を与え、かつヘルメット保持システ ムをヘルメットに取付けるため、その中に穴を設ける。これらの穴は、ヘルメッ トが成型されると同時にｌ＼ルメット内に成型される。

鋳型のコアおよびキャビティは突起がヘルメットの穴位置に対応するように形成 されている。ｌ実施例では１通気およびヘルメット後部のヘルメットのひものた めの穴に対応する突起は、後部における鋳型のキャビティ半部内に形成されてい る。ヘルメット前部に対する通気およびヘルメットのひもの穴は１鋳型のコア半 部上に対応する突起を形成することによって作られる。そのような突起は、突起 におけるヘルメット面に全体的に垂直に配置されており、それによって穴を設け るため除去されなければならないヘルメット材料（ポリマー）の最少量を維持す る。

ヘルメットを成型するとき、コアおよびキャビティは互に係合して配置さ札そし て弾力性のあるポリマーが鋳型内に射出される。鋳型を分離するとき、キャビテ ィは、引っ込みラインに沿ってキャビティから引っ込まされる。キャビティがそ の引っ込み始めると、キャビティ上の突起は、鋳型のコア半部を離ねてヘルメッ トの後部に引っばられる。しかし同時に、ヘルメット前部上のコア半部上の突起 は、コアに取付けられたヘルメットとのその部分を保持する。したがって、キャ ビティが最初に引っ込むと、ヘルメットは、ヘルメットの前部の周りに旋回しよ うとする。

キャビティのさらにそれ以上引っ込むと、キャビティ内の突起は、ヘルメット内 に形成された穴から自由に引き出され、そしてヘルメットは鋳型のキャビティ半 部から解放される。重力の力が、出来れば空気の吹込みと共に、ヘルメットを、 ヘルメット前部に穴を形成するコア上の突起から離れて落下せしめる。それから ヘルメットは、鋳型から完全に解放される。

したがって１本発明の目的は、ヘルメット着用者にカバーを与えるためのアンダ ーカットを有している防護ヘルメットを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、複雑なつぶれるコアを必要とせず、しかも安価で耐 久性のあるそのようなヘルメットを製造する方法および装置を提供することであ る。

本発明のさらに他の目的は１通気および／またはヘルメット保持システム取付け のためのその中に成型した穴を有している防護ヘルメットを提供することである 。

本発明の追加の目的は、ヘルメット成型プロセスの１部としてヘルメット内に穴 を成型する方法および装置を提供することである。

本発明のこれらおよび他の目的は、好ましい実施例の下記の説明および添付図面 の検討によってより完全に明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 図１は１本発明によるヘルメットの１実施例を示している斜視図である。

図２は１図１に示すヘルメット前部の平面図である。

図３は１図１に示すヘルメットの後部の平面図である。

図４は、アンダーカット部分を有しているヘルメットを成型するための１本発明 による鋳型の横断面図である。

図５（Ｊ、コアおよびキャビティの係合を外したときの１図４に示す鋳型の横断 面図である。

図６は、アンダーカットを有しているヘルメット成型のための１本発明による鋳 型の他の実施例の横断面図である。

図７は、コアおよびキャビティの係合を外したときの１図６に示す鋳型の横断面 図である。

図８は、アンダーカット部分かへルメノト着用者の耳をカバ・−するように形成 されている１本発明のへルメソトの他の実施例である。

図９は１本発明によるヘルメットのライナー前部の斜視図である。

図１Ｏは１図９に示すライナー後部の斜視図である。

図ＩＩは７本発明による鋳型コア内に静止しているヘルメットの平面図である図 １２は、鋳型のキャビティ半部がコアに係合している状態を示す、図１１の１２ −１２線における横断面図である。

図１３は、コアおよびキャビティの係合を外したときの９図１２に示す鋳型の横 断面図であり、鋳型から射出された部分を示す。

図１４は、コアおよびキャビティの係合を外したときの１本発明による鋳型の他 の鋳型の横断面図である。

本発明の好ましい実施例の詳細な説明 会、図面を参照すると、同じ部分は、すべて同じ番号によって示されている。

図１を参照すると１本発明によるヘルメットは、全体的に１０で示されでいる。

ｌ実施例では、ヘルメット１０は、シェル１２と１発泡した弾力性のあるポリマ ーライナー１４と１発泡付挿入物１６とを含む。

シェル１２は、高密度プラスチックで作られており７そして好ましくは、ライナ ー１４の全外表面に沿って延びていて、ライナーを穿孔から保護している。しか しながら、シェルが作られている材料は、ヘルメットの使用方法によって変化す ることは理解されるであろう。当事者は、リクラ（Ｉｙｃｒａ）のような繊維、 スチレンのような軽いプラス千ツクｌまたは従来技術のへルメソトに使用されて きたような任意の他の適した材料で作られてもよいことを認識するであろう。実 際に、いくつかの用途では、どんなノニルも使用しないのが望ましい。

ライナー１４は、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリエチレンを含むが、 それらに限定されない多くの発泡した弾力性のあるポリマーのどれからでも作ら れる。さらに、これらの弾力性のポリマーの共重合体系も適しており、そして本 発明の範囲に含まれる。ライナー１４の成型に使用する現在好ましい材料は。

商品名工ペラン（Ｅｐｅｒａｎ）　ＰＰで、カネがフチ化学工業株式会社によっ て販売されているポリプロピレン系である。そのような弾力性ポリマーは１本発 明のヘルメット成型に必要な弾性特性を有しており、その特性は、ポリスチレン のような半剛性、非弾性ポリマーには見当たらない。

本発明のライナーは、射出成型プロセスによって成型される。使用される鋳型は ９係合位置との非係合位置の間に操作されるコア要素とキャビティ要素とを有し “Ｃいる。これらの係合位置では、鋳型内で作られるべきライナーの形状を規定 している空所が、コア要素とキャビティ要素との間に作られる。

コアおよびキャビティが係合した位置にあるとき、前述のような１発泡した弾力 性のあるポリマーの圧縮したビーズ（ｂｅａｄｓ）が、鋳型内に導入される。こ れは、＃ｆ型内に導入される前に部分的に発泡される非弾性ポリマービーズとは 対照的である。すなわぢポリスチレンのような発泡可能な、非弾性ポリマーのビ ーズが圧縮されると、それらが圧縮セソ］・を受け、そして鋳型内にとどまる。

鋳型内への導入前に圧縮される弾力性のポリマービーズの量は、最終製品に望ま れる密度の関数である。ビーズは。ビーズホッパーに圧力を加えることによって 圧縮される。したがって、ビーズがセールス内に導入されたとき、鋳型もまた１ 流動を促進するため、ビーズホッパー内の圧ノＪよりもわずかに少ない圧力に加 圧される。

ビーズは、鋳型が満たされるまで鋳型内に導入される。鋳型は次に、ビーズを発 泡せし、めるため脱気され、それによってビーズ間に存在する隙間を満たし、そ して鋳型内のいかなる残っている空所をも充満せしめる。脱気プロセスと同時に 、またはその直後に、ビーズは、好ましくは蒸気で加熱され、ビーズをすべて溶 融せしめる。それから鋳型は冷却可能にされる。一旦十分に冷却されると、鋳型 は係合を外され、そしてライナーは鋳型から除去される。成型される部分の性質 によって、その部分を鋳型から射出するのを助けるため、空気の吹込みまたは突 出ビンが使用される。

ヘルメット着用者に最もよく適合させるため１発泡挿入物１６がマジ・ツクテー プてライナー１４に沿って置かれることができる。あるいはまた、防護ヘルメ・ ノドに使用するため従来よく知られているような任意の種々の圧縮可能な挿入物 が使用されてもよい。

シェル１２は、ヘルメットを通気するため、前記通気穴１８と後部通気穴２０（ 図３）と共に形成されるのが好ましい。２つの前部通気穴および２つの後部通気 穴がシェルに使用されるのが現在好ましい。ライナー１４はまた。以下にさらに 詳細に説明するように、シェル１２内の前部通気穴１８および後部通気穴２０に 対応する位置に通気穴を含む。

さて次に図２および３を参照すると、ヘルメットのシェルおよびライナーは各々 一体の部片ではあるが、ヘルメットは、論述の目的のために、全体的に２つの部 分に分割できる。頂部、または全体的に半球状部分２２は、最大周辺ライン２６ によってアンダーカット部分２４から分けられている。以下に詳細に説明するよ ）に、ヘルメットの内面は１図２および３に例示されたシェルの外面に全体的に 追従している。

半球状部分２２は、平均的人間の頭の頂部に一致するように設計された複合カー ブ面である。幾何学的用語では、それは、全体的に楕円形である半球状シェルに 最も近似している。半球状ノニル部分は、はぼ１８０度の曲率で延びている。

半球状ノニル部分の縁は、最大周辺ラインによって規定されている。したがって 、半球状、／、スールの曲率に従いながら、最大周辺う・イン２４を超えている ヘルメットのこれらの部分は、ヘルメットの開口をより小さくする。

図２および図３に示す本発明の実施例では、アンダーカット部分２４は１主にヘ ルメットの後部に下方に延びており、そしてヘルメットの一方側の第１の延長部 ２８と、ヘルメットの反対側に配置されており、第１の延長部と実質的に対称な 第２の延長部３０とを含む。使用するとき、アンダーカット部分は、ヘルメ・ソ ト着用者の耳の後に下方に延び、そして後頭葉の下の頭蓋骨の部分、ずなわぢ多 くの従来のヘルメットによって通常保護されない領域をカバーする。

アンダーカット２４はまた１着用者の頭の上にヘルメットを保持するのに役立つ 。これに対して１アンダーカツトのないヘルメットは、単に着用者の頭の頂部に のっているだけであり、アンダーカットは、最大周辺ライン２６の下方を頭の方 にヘルメット後部を弯曲することによって頭の上にヘルメットを「ロックする」 作用をする。アンダーカット２４は、ヘルメットの使用方法によって、任意の種 々の形状で使用される。たとえば、わずかなアンダーカットが、ヘルメット前部 ３２に下方に延びていてもよい。アンダーカットの他の可能な延長部は、耳およ び／または頭の側頭部領域をカバーするための延長部を含む（図８参照）。

ヘルメットライナーは、３４て示され、かつ図４に例示された鋳型で１部片部分 として成型される。鋳型３４は、キャビティ要素３６とコア要素３８とを含む。

図４では、＊型３４は、キャビティおよびコアを係合し、た位置で示す。。コア とキャビティ要素との間の空所が、鋳型内で製造されるべきライナー４０の形状 を規定している。

図５は、コアおよびキャビティを、ライナーが形成された後、そして鋳型からそ の部分の射出前に生ずるような、係合を外した位置で例示している。図４および 図５に示す鋳型の実施例では、コアは全体的に半球状の部分４２と、アンダーカ ット部分４４とを含む。

キャビティ要素３６はまた。半球状部分４６と、アンダーカット部分４８とを含 む。キャビティ３６の半球状部分４６の表面は、コア３８の半球状部分４２の表 面に追従している。しかしながら１本発明のこの実施例では、キャビティ３６の アンダーカット部分４８は、最大周辺ライン５０から鋳型分離線５２まで２実質 的に横に延びており、そしてコア３８のアンダーカット部分４４の表面の下方の 曲率に従わない。

したがって、鋳型３４内にライナー４０を成型後、キャビティ３６は１分離ライ ン５２に沿ってコア３８から係合を外することができる。そして図５に例示した ように、キャビティのアンダーカット部分４８は、ライナー上に係合されない。

それから鋳型が係合を外されたとき、ライナーは次にコアを通り射出される空気 の吹込みにより、またはインジェクションピンを有しているコアを使用すること によってコア３８から除去されることができる。重要なことは、ライナーの製造 に発泡した１弾力性ポリマーを利用すると、ライナーがコア３８から射出される とき、ライナーを弾性変形可能にする。

アンダーカットを有するヘルメット製造のためのロールドの好ましい実施例が、 図６および図７の５２で図示されている。それは、コア５４およびキャビティ５ ６を含む。キャビティ５６は、全体的に半球状部分５８と、アンダーカット部分 ６０とて形成されている。同様に、コアは、半球状部分６２と、アンダーカッ（ ・部分６４とを含む。この実施例では、キャビティ表面は、半球状部分およびア ンダーカプト部分双方に沿ってコア表面に全体的に追従している。すなわちライ ナー６６の肉厚は、半球状部分からアンダーカット部分まで実質的に変化してい ない。

図６および図７を続けて参照すると、鋳型５２の分離線６８は、ライナー６６の 最大周辺ライン７０に実質的に沿っている。したがって、キャビティのアンダー カット部分６０は、成型プロセス中宮にコア５４に対して固定されたままである 。

図７は、鋳型５２をその係合を外した位置で例示しており１部分は鋳型から射出 される用意がされている。図示したように、キャビティの半球状部分は、引き抜 かれており、ライナーの半球状部分は露出され、そしてライナーのアンダーカッ ト部分が鋳型内に保持されている。ライナーのアンダーカット部分は実質的に一 定の厚さを有しているから、それは、キャビティのアンダーカット部分６０をコ ア５４から分離せずに、鋳型から引き抜かれる。既述の材料で作られたライナー では、ライナーは、破壊することなく鋳型から射出するのに十分な弾性を有して いる。

図８は１本発明のヘルメットの変形例を示す。鋳型３４（図４および図５）また は鋳型５２（図６および７）をわずかに変形した状態で、ヘルメット８２のライ ナー８０が成型できる。ヘルメット８２は、打者のヘルメットとして使用できる ような、ヘルメット着用者の耳および頭の側部を保護するためのアンダーカット 部分８４を含む。このヘルメットはまた。以下により詳細に説明されているよう に１本発明によりライナー８０内に成型される耳穴８６を含む。図８に図示する ヘルメットは１着用者に追加のカバーを与えるため、アンダーカットがヘルメッ トに有効に利用されている多（の用途の中の１つを例示したにすぎない。

図９および図１０は１図１ないし図３に例示したヘルメットに使用されるような ヘルメットライナー１４を図示する。また、ライナー１４は、シェルと組合せて 使用されるように例示されているが、ヘルメットの使用方法によって、ライナー はヘルメットとしてのみ使用することができることは当業者によって理解される であろう。

図９および図１Ｏを続けて参照すると、ライナー１４は、ヘルメット保持システ ム（破線で示した）をライナー上に取付けるための、ひも穴９０．ひも溝９２お よび後部ひも穴９４を含む。ライナー１４はまた。シェル内のそれぞれ前部通気 穴１８および後部通気穴２０（使用されていれば１図１ないし３を参照）の位置 に全体的に対応している前部通気穴９６および後部通気穴９８を含む。

ライナー内のすべての穴は、好ましくは、穴におけるライナ一平面に実質的に垂 直に延びるように形成される。そのように穴を形成することによって、穴を作る のに最小の材料がライナーから除かれ、それによってライナーの構造的完全性を 最大限に維持する。

本発明の教示によれば、ライナー内の穴は射出成型プロセス中に形成され、同時 にライナー自身が形成される。有利には、穴を形成するのに使用される鋳型は、 可動挿入物を利用する滑動またはつぶれるコアを使用するような穴を作るための 可動部片を用いないのが有利である。

図１１は、モール上にあるときのライナー１４を図示する。図１２では、ヘルメ ットライナー内に穴を形成するだめの１本発明による鋳型１１０が、横断面で図 示されている。鋳型１１０は、コア要素１１２およびキャビティ要素１．１４を 含む。この好ましい実施例では、キャビティ要素は、後部ひも突起１１６および 後部通気突起１１８を含む。後部ひも突起１１６および後部通気突起１１８は。

コア要素１１２の表面に延びており、それによってキャビティとコアとの間の空 所内の穴形状部分内を満たしている。

コア要素１１２はしたがって、空所を通り、キャビティ要素の表面まで延びてい る前部ひも突起１２０および前部通気突起１２２と共に形成される。図１２を見 ることによってわかるように、すべての穴形成突起は、各々のそれぞれの穴にお けるライナ一平面に全体的に垂直に形成される。それによって最小の材料が。

穴を作るときライナーから除去されるのを保証する。本発明のこの好ましい実施 例では、ライナーの最大周辺部に含まれる後部ひも突起１１６は１図１２に示し たように、実質的に垂直方向に延びている。

ライナーを図１２の鋳型で成型するとき１弾力性のあるポリマービーズが鋳型内 に射出され、続いて図」ないし７に関連して前に概説した通常の手順が行なわれ る。本発明のこの好ましい実施例では、鋳型は、引抜き（後退）直線に沿って、 矢印Ａの方向に、キャビティ要素を横に引抜く（後退）ことによって係合を外さ れる。しかしながら、コアがキャビティから引抜かれたとき、または両方の要素 が同時に互に引き抜かれたとき、同じ結果が得られることは理解されるであろう 。

さて次に図１３を参照すると、キャビティ要素１１４が最初に引抜かれるので、 後部ひも突起１１６および後部通気突起１１Ｂが、コア要素１１２がら離脱する 。しかしながら、同時に、前部ひも突起１２０および前部通気突起１２２は。

ライナーの前部部分１２６がコア要素がら解放されるのを妨げられている。その 結果、ライナーは回転し、または「ロックして「補動して）ノ、キャビティが最 初にコアから引っ込むにしたがって、コアの頂部部から離れる。

キャビティがさらにそれ以上引っ込めると（後退すると）、後部ひも突起１１Ｇ および後部通気突起１１８はライナーから解放され（図１３に例示された位置） その後１重力のカ、出来れば空気の吹込みの助けで、ライナーを前部ひも突起１ ２０および前部通気突起１２２から落下させて、完全にコアから解放する。

キャビティの連続的引込み（後退）により、ライナーを鋳型から完全に落下でき る。この時点で、鋳型は係合し、そして成型プロセスを繰返すことができる。

発泡した弾力性のあるポリマーを使用することによって１　ライナーは、穴の近 くで弾性変形するのに十分可撓性であり、ライナーを鋳型から解放てきる。発泡 ポリスチレンのような、半剛性、非弾性ポリマーによるそのような鋳型および成 型プロセスを使用すると、キャビティ要素を引っ込ますときライナーを破壊する 結果となる。

鋳型１１０の変形例が図１４の１３０で図示されている。それは、前部ひも突起 １３２が、コア要素１３６上よりもむしろキャビティ要素１３４上に形成されて いる点で鋳型１１０と異なっている。キャビティ要素１３４上に形成された前部 ひも突起１３２の場合でも、ライナーは１　ライナーを作るのに使用される材料 の弾性により鋳型から解放される。突起は引っ込みライン（矢印Ａ）にそって形 成されるべきではないが１発泡したポリスチレンが使用されるとき必要であれば 、引っ込みラインに対しある角度に形成されるのが有利である。

しかしながら、好ましくは、ライナーは、キャビティ内にヘルメットの後部の穴 のすべての突起を形成し、そしてコア内にヘルメット前部の穴のすべての突起を 形成することによって成型される。あるいはまた、ヘルメット後部の穴の突起を キャビティ内に形成し、ヘルメット前部の穴のすべての突起をコアに形成するフ ロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号Ｂ　２９　Ｋ　１０５ ：０４ Ｂ２９Ｌ　３１：４８ （７２）発明者　ボンザー　ドナルド　イーアメリカ合衆国　ミズーリー州　６ ３０５２インペリアル　ウィンズウェプト　２１０５Ｉ

Claims (41)

【特許請求の範囲】
1. １．発泡弾性重合体の一体の要素を有し、前記要素は、形状が人の頭の上部にほ ぼ対応する内面を有し、最大外周を構成する前記内面に沿った縁を有する、ほぼ 半球形のシェル部分と、前記シエル部分の縁の少なくとも一部から延びるアンダ ーカット部分とを有し、前記アンダーカット部分は、ヘルメットの着用者の頭部 が前記重合体要素内に形成されるように、前記最大外周の中央に向かって延びる 内面を有する、防護ヘルメット。
2. ２．前記アンダーカット部分の前記内面は、前記最大外周の中央にほぼ置かれた 半径を中心に曲がっている、請求の範囲第１項に記載の防護ヘルメット。
3. ３．前記ほぼ半球形のシェル部分の最大外周は、形状がほぼ楕円である、請求の 範囲第１項に記載の防護ヘルメット。
4. ４．前記ヘルメットは、前部と後部を有し、前記アンダーカット部分は、ヘルメ ットの後部にある、請求の範囲第１項に記載の防護ヘルメット。
5. ５．アンダーカット部分は、ヘルメットの一方側にある第１延長部と、前記第１ 延長部に実質的に対称であり、ヘルメットの反対側にある第２延長部とを有し、 前記第１延長部と第２延長部は、ヘルメットの着用者の後頭葉より下方の領域を 覆うように形成された、請求の範囲第１項に記載の防護ヘルメット。
6. ６．前記アンダーカット部分は、ヘルメットの一方側にある第１延長部と、前記 第１延長部に実質的に対称である第２延長部を有し、前記第１延長部と第２延長 部は、ヘルメットの着用者の耳部を覆うように形成された、請求の範囲第１項に 記載の防護ヘルメット。
7. ７．前記アンダーカット部分は、ヘルメットの一方側にある第１延長部と、前記 第１延長部に実質的に対称であり、ヘルメットの反対側にある第２延長部を有し 、前記第１延長部と第２延長部は、ヘルメットの着用者の側頭領域を覆うように 形成された、請求の範囲第１項に記載の防護ヘルメット。
8. ８．前記発泡重合体要素用の被覆を、さらに有する、請求の範囲第１項に記載の 防護ヘルメット。
9. ９．前記ほぼ半球形のシェル部分には、ストラップ孔が形成され、そのストラッ プ孔は、前記ストラップ孔における半球シェル部分の接線に実質的に垂直な方向 で、前記重合体要素に一体に成形される、請求の範囲第１項に記載の防護ヘルメ ット。
10. １０．前記ほぼ半球形のシェル部分は、通気孔が形成され、その通気孔は、前記 ストラップ孔における半球シェル部分の接線に実質的に垂直な方向で、前記重合 体要素に一体に成形される、請求の範囲第１項に記載の防護ヘルメット。
11. １１．前記弾性重合体は、ポリプロピレンである、請求の範囲第１項に記載の防 護ヘルメット。
12. １２．前記弾性重合体は、ポリエチレンである、請求の範囲第１項に記載の防護 ヘルメット。
13. １３．前記弾性重合体は、ポリブチレンである、請求の範囲第１項に記載の防護 ヘルメット。
14. １４．前記弾性重合体は、共重合体である、請求の範囲第１項に記載の防護ヘル メット。
15. １５．防護ヘルメット用の発泡弾性重合体の一体の要素を作るための鋳型であっ てキャビティ要素と、 前記キヤビティ要素に係脱可能なコア要素とを有し、前記コア要素は、形状が人 の頭の上部にほぼ対応し、最大外周を有するほぼ半球形の面と、前記半球形の面 の少なくとも一部から延び、前記最大外周の中央の方に曲がったアンダーカット 面とを有し、 前記鋳型は、前記コア要素が前記キヤビティ要素と係合するとき、前記コア要素 とキャビティ要素の間に所定両の間隙が存在し、それによって、鋳型の中に作ら れる重合体要素の厚さを構成するように形成される、鋳型。 １５．前記キャビティ要素は、前記コア要素の前記半球形の面に対応するほぼ半 球形面と、前記コア要素の前記アンダーカット面に対応するアンダーカット面と を有する、請求の範囲第１５項に記載の発泡弾性重合体の一体の要素を作るため の鋳型。
16. １６．前記キャビティ要素の前記半球面は、前記キャビティ要素の前記アンダー カット面から分離し、前記コア要素が前記キャビティ要素と係脱位置にあるとき 、前記コア要素と間隔を隔てた関係のままでいる、請求の範囲第１５項に記載の 発泡弾性重合体の一体の要素を作るための鋳型。
17. １７．重合体要素の縁を構成する前記コア要素の基部に縁要素をさらに有する、 請求の範囲第１６項に記載の発泡弾性重合体の一体の要素を作るための鋳型。
18. １８．前記鋳型は、成形される重合体要素の前部と後部に対応する前部と後部を 有し、前記アンダーカット面は、前記鋳型の後部の前記半球形の面の少なくとも 一部から延びる、請求の範囲第１５項に記載の発泡弾性重合体の一体の要素を作 るための鋳型。
19. １９．前記鋳型は、成形される重合体要素の前部と後部に対応する前部と後部を 有し、前記アンダーカット面は、前記鋳型の前部の前記半球形の少なくとも一部 から延びる、請求の範囲第１５項に記載の発泡弾性重合体の一体の要素を作るた めの鋳型。
20. ２０．防護ヘルメット用の発泡弾性重合体を作る鋳型であって、ほぼ半球形の面 を有するキャビティ要素を有し、前記面は、前記半球面の前記面から内方に延び るキャビティ突出部を備えて形成され、前記キャビティ突出部は、前記半球形の 面の接線にほぼ垂直に延び、前記キャビティ要素に係脱可能なコア要素を有し、 前記コア要素は、形状が人頭の上部にほぼ対応するほぼ半球形の面を有し、前記 面は、前記コア要素の前記面から外方に延びる少なくとも一つのコア突出部を備 えて形成され、前記コア突出部は、前記こあ要素の前記半球形の面の接線にほぼ 垂直に延び、前記鋳型は、前記キャビティ要素間の空間が、前記コア要素が前記 キャビティ要素と係合するとき、鋳型に作られる重合体要素の形状を構成するよ うに形成される、鋳型。
21. ２１．前記鋳型は、鋳型に作られる前記重合体要素の前部と後部に対応する前半 部と後半部を有し、前記少なくとも一つのキャビティ突出部は、前記鋳型の前記 後半部に設置されるキャビティ突出部を有し、前記少なくとも一つのコア突出部 は前記鋳型の前記前半部に設置されるコア突出部を有する、請求の範囲第２１項 に記載の発泡弾性重合体を作る鋳型。
22. ２２．前記少なくとも一つのキヤビティ突出部は、前記重合体要素の後部に空気 通気部を成形するために対称に間隔を隔てた一対の通気突出部を有し、前記少な くとも一つの一つの突出部は、前記重合体要素の前部に空気通気部を成形するた めに一対の対称に間隔を隔てた通気突出部を有する、請求の範囲第２２項に記載 の発泡弾性重合体を作る鋳型。
23. ２３．前記少なくとも一つのキャビティ突出部は、さらに前記重合体要素の後部 にストラップ孔を成形するために、対称に間隔を隔てたストラップ突出部を有し 、前記鋳型は、前記鋳型の前記前部に前記コア要素と前記キャビティ要素の一つ に形成された少なくとも一つの前方ストラップ突出部を有する、請求の範囲第２ ３項に記載の発泡弾性重合体を作る鋳型。
24. ２４．前記少なくとも一つの前方ストラップは、前記コア要素の前記面から外方 に延び、前記前方ストラップ突出部は、前記前方ストラップ突出部で前記コア要 素の前記半球面の接線にほぼ垂直に延びる、請求の範囲第２４項に記載の発泡弾 性重合体を作る鋳型。
25. ２５．前記少なくとも一つの前方ストラップ突出部は、前記キャビティ要素の前 記面から外方に延び、前記前方ストラップ突出部は、前記前方ストラップ突出部 で前記キャビティ要素の前記半球面の接線にほぼ垂直に延びる、請求の範囲第２ ４項に記載の発泡弾性重合体を作る鋳型。
26. ２６．前記少なくとも一つのキャビティ突出部は、さらに、前記鋳型の前半部に 設置されたキャビティ突出部を有する、請求の範囲第２２項に記載の発泡弾性重 合体を作る鋳型。
27. ２７．防護ヘルメット用の発泡弾性重合体要素を作る鋳型であって、ほぼ半球形 の面を有するキャビティ要素と、収縮線に沿って前記キヤビティ要素に係合及び 係脱可能なコア要素を有し前記コア要素は、形状が人頭の上部に対応するほぼ半 球面を有し、重合体要素に気孔を形成するための少なくとも一つの第１突出部を 有し、前記第１突出部は、前記キャビティ要素と前記コア要素のうちの一つに形 成され前記コア要素と前記キャビティ要素が係合しているとき、前記コア要素と 前記キヤビティ要素の間に延び、前記第１突出部は、前記収縮線に所定角度に位 置決めされ、 前記キャビティ要素が前記コア要素に係合するとき、前記キャビティ要素と前記 コア要素の間の空間は、鋳型に作られる重合体要素の形状を構成する、、鋳型。
28. ２８．重合体要素に気孔を形成するために少なくとも一つの第２突出部をさらに 有し、前記第２突出部は、前記キャビティ要素と前記コア要素のうちの少なくと も一つを形成し、前記コア要素と前記キャビティ要素が係合するとき、前記コア 要素と前記キャビティ要素の間に延び、前記第２突出部は、前記収縮線に所定角 度に位置決めされる、請求の範囲第２８項に記載の発泡弾性重合体を作る鋳型。
29. ２９．前記少なくとも一つの第１突出部は、前記キャビティ要素に形成され、前 記少なくとも一つの第２突出部は、前記コア要素に形成される、請求の範囲第２ ９項に記載の発泡弾性重合体を作る鋳型。
30. ３０．前記少なくとも一つの第１突出部は、前記キャビティ要素と前記コア要素 の、前記第２要素と同一の要素に形成される、請求の範囲第２９項に記載の発泡 弾性重合体を作る鋳型。
31. ３１．前記少なくとも一つの第１突出部は、前記キャビティ要素に形成され、前 記収縮線に実質的に垂直に位置決めされる、請求の範囲第２８項記載の発泡弾性 重合体を作る鋳型。
32. ３２．防護ヘルメット用の一体の要素を作る方法であって、圧縮された弾性重合 体ビーズを、キャビティ要素とコア要素を有する加圧鋳型に導入し、コア要素は 、ほぼ半球形の面とアンダーカット面を有し、アンダーカット面は、半球形の面 の少なくとも一部から延び、半球面の最大外周の中央の方に曲がり、 重合体ピースの発泡を生じるように、鋳型を通気し、蒸気を重合体ビーズに加え 、それによって、重合体ビーズを互いに溶融させ、 鋳型を冷却し、 鋳型を分離し、 鋳型のコアからライナーを除去する、方法。
33. ３３．ビーズホッパーを加圧することによって、弾性重合体ビーズを圧縮するこ とが、前記導入段階に先立つ、請求の範囲第３３項に記載の防護ヘルメット用の 一体の要素を作る方法。
34. ３４．前記分離段階は、半球面の最大外周にほぼ対応する部分線に沿って鋳型を 分離することを含む、請求の範囲第３３項に記載の防護ヘルメット用の一体の要 素を作る方法。
35. ３５．前記除去段階は、空気の噴射を、コア要素内から直線に加えることを含む 、請求の範囲第３３項に記載の防護ヘルメット用の一体の要素を作る方法。
36. ３６．前記除去段階は、コア要素内から突出ビンでライナーにカを加えることを 含む、請求の範囲第３３項に記載の防護ヘルメット用の一体の要素を作る方法。
37. ３７．前記導入段階は、第１の側部にあるライナーに気孔を形成するために少な くともひとつの第１突出部を有するキャビティ要素と、第２の反対側のライナー に気孔を形成するために少なくとも一つの第２突出部を有するコア要素とを用い ることを含み、前記分離段階では、第１突出部がライナーの第１側部に係合し、 コア要素からライナーの第１側部を除去するように、キヤビティ要素を第１の距 離収縮させ、 ライナーが第１突出部から係脱し、キヤビティ要素を十分収縮させるように、キ ャビティ要素を第２距離を通って収縮し続ける、請求の範囲第３３項に記載の防 護ヘルメット用の一体の要素を作る方法。
38. ３８．前記除去段階は、重力がコアから完全にライナーを係脱させ、鋳型から落 ちるようにすることを含む、請求の範囲第３８項に記載の防護ヘルメット用の一 体の要素を作る方法。
39. ３９．防護ヘルメット用の一体の要素を作る方法であって、圧縮された弾性重合 体ビーズを、収縮線に沿って係合及び係脱可能なキャビティ要素とコア要素を有 する加圧鋳型に導入し、キャビティ要素は、ほぼ半球形の面と、第１側部のライ ナーに気孔を形成するために収縮線に所定角度で形成された少なくとも一つの第 １突出部とを有し、前記コア要素は、形状が人頭の上部にほぼ対応するほぼ半球 形の面と、前記収縮線に所定角度で位置決めされた前記第１突出部に反対の第２ 側部のライナーに気孔を形成するために少なくとも一つの第２突出部とを有し 重合体ピースの発泡を生じるように、鋳型を通気し、蒸気を重合体ビーズに加え 、それによって、重合体ビーズを互いに溶融させ、 鋳型を冷却し、 鋳型を分離し、 鋳型のコアからライナーを除去する、方法。
40. ４０．請求の範囲第３９項に記載の防護ヘルメット用の一体の要素を作る方法で あって、前記分離段階は、 キャビティ要素を、第１突出部がライナーの第１側部に係合し、かつライナーの 第１側部をコア要素から除去するような第１距離収縮させ、キャビティ要素を、 ライナーが第１突出部から係脱するような第２距離を通って収縮し続け、 キャビティ要素を十分収縮する、ことを含む方法。
41. ４１．前記除去段階は、重力が、ライナーをコアから完全に係脱させ、鋳型から 落ちるようにすることを含む、請求の範囲第４０項に記載の防護ヘルメット用の 一体の要素を作る方法。