JPH1150324A - 耐衝撃性ヘルメット - Google Patents
耐衝撃性ヘルメットInfo
- Publication number
- JPH1150324A JPH1150324A JP20627497A JP20627497A JPH1150324A JP H1150324 A JPH1150324 A JP H1150324A JP 20627497 A JP20627497 A JP 20627497A JP 20627497 A JP20627497 A JP 20627497A JP H1150324 A JPH1150324 A JP H1150324A
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- JP
- Japan
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- helmet
- impact
- ceramic
- ceramic chips
- chip
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度繊維を基材とした熱硬化性樹脂及び熱
可塑性樹脂繊維強化プラスチックからなるヘルメットの
耐衝撃性を更に向上させること。 【解決手段】 高強度繊維強化プラスチックヘルメット
の外面に、これとほぼ同じ内曲面を持つ分割形状のセラ
ミックチップをその隣接する少なくとも一辺を互いにオ
ーバーラップさせて所定数量組み合せて、接着剤等で固
定する耐衝撃性ヘルメット。
可塑性樹脂繊維強化プラスチックからなるヘルメットの
耐衝撃性を更に向上させること。 【解決手段】 高強度繊維強化プラスチックヘルメット
の外面に、これとほぼ同じ内曲面を持つ分割形状のセラ
ミックチップをその隣接する少なくとも一辺を互いにオ
ーバーラップさせて所定数量組み合せて、接着剤等で固
定する耐衝撃性ヘルメット。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度繊維強化熱
硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂プラスチック(以下、AC
Mという)からなるヘルメットの外側表面の全部又は一
部に、裏面がヘルメットの曲面形状に合わせたセラミッ
クチップ(個片)を少なくとも隣接チップの一辺をオー
バーラップさせて配列し所定形状にしたものを接着剤、
マジックテープ又は機械的方法等により固定することよ
り、セラミックの側から高速の飛来物をセラミックチッ
プの繋ぎ目に受けた場合でも、オーバーラップ部のセラ
ミックの部分的破壊により飛来物のエネルギーをほとん
ど吸収し、ヘルメット本体の損傷並びに内面の凹みを非
常に小さくし、高速な飛来物に対して優れた耐衝撃性を
持つヘルメットに関するものである。
硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂プラスチック(以下、AC
Mという)からなるヘルメットの外側表面の全部又は一
部に、裏面がヘルメットの曲面形状に合わせたセラミッ
クチップ(個片)を少なくとも隣接チップの一辺をオー
バーラップさせて配列し所定形状にしたものを接着剤、
マジックテープ又は機械的方法等により固定することよ
り、セラミックの側から高速の飛来物をセラミックチッ
プの繋ぎ目に受けた場合でも、オーバーラップ部のセラ
ミックの部分的破壊により飛来物のエネルギーをほとん
ど吸収し、ヘルメット本体の損傷並びに内面の凹みを非
常に小さくし、高速な飛来物に対して優れた耐衝撃性を
持つヘルメットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】セラミックとACM板を接着させること
により、高所から落下する物体又は高速に飛来する物体
に対する耐衝撃体になり得ることは、今日ではよく知ら
れた事実である。そして、セラミック曲面板とACM曲
面板とを接着することも、防弾チョッキ用耐弾板等にお
いて我が国内外で使用されている。本出願人もこれに関
する特許を出願しており(特開平8−192497号公
報)、又ヘルメットにおいてもは耐衝撃性を向上させる
為に新素材等を用いて検討されているが、配列されたセ
ラミックチップ間の隙間は至近距離で高度の耐衝撃性を
満足するものは未だ無く、この点を改善する必要が生じ
て来た。
により、高所から落下する物体又は高速に飛来する物体
に対する耐衝撃体になり得ることは、今日ではよく知ら
れた事実である。そして、セラミック曲面板とACM曲
面板とを接着することも、防弾チョッキ用耐弾板等にお
いて我が国内外で使用されている。本出願人もこれに関
する特許を出願しており(特開平8−192497号公
報)、又ヘルメットにおいてもは耐衝撃性を向上させる
為に新素材等を用いて検討されているが、配列されたセ
ラミックチップ間の隙間は至近距離で高度の耐衝撃性を
満足するものは未だ無く、この点を改善する必要が生じ
て来た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のACMからなる
ヘルメットは耐衝撃性に優れているが、これに更に強力
な衝撃力が加わった場合の耐衝撃性を向上させる為種々
検討した結果、本発明は、ヘルメットの全周又は一部に
ヘルメットの曲面形状に合せて作成したセラミックチッ
プの互いに隣接している少なくとも一辺をオーバーラッ
プさせてヘルメットの表面に配列固定させることによ
り、セラミックチップ間の隙間に強力な衝撃力を受けた
際でもセラミックの破壊を抑え、セラミック・ACM間
のハクリを減少させ、かつACM内面の膨らみを極めて
少なくした高耐衝撃性に優れたヘルメットを完成するに
至ったものである。
ヘルメットは耐衝撃性に優れているが、これに更に強力
な衝撃力が加わった場合の耐衝撃性を向上させる為種々
検討した結果、本発明は、ヘルメットの全周又は一部に
ヘルメットの曲面形状に合せて作成したセラミックチッ
プの互いに隣接している少なくとも一辺をオーバーラッ
プさせてヘルメットの表面に配列固定させることによ
り、セラミックチップ間の隙間に強力な衝撃力を受けた
際でもセラミックの破壊を抑え、セラミック・ACM間
のハクリを減少させ、かつACM内面の膨らみを極めて
少なくした高耐衝撃性に優れたヘルメットを完成するに
至ったものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、比引張強度が
10×106cm以上であり、比弾性率が 2.5×10
8 cm以上である高強度繊維を基材とし、樹脂含有率が
5〜30%である熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂繊維強
化プラスチックからなるヘルメットの外側表面の全面又
は一部分にセラミックチップ(個片)を固定してなるヘ
ルメットにおいて、隣り合ったセラミックチップの周辺
部の少なくとも一辺がオーバーラップしていることを特
徴とする耐衝撃性ヘルメットに関するものである。そし
て、セラミックが複数の個片からなる分割形状であり、
これらを所定数量組合せて配列して所定形状とすること
をにより、ヘルメットの耐衝撃性を改良するものであ
る。更には所定数量のセラミックの配列後の形状を左右
対称形状になっていることが好ましい。
10×106cm以上であり、比弾性率が 2.5×10
8 cm以上である高強度繊維を基材とし、樹脂含有率が
5〜30%である熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂繊維強
化プラスチックからなるヘルメットの外側表面の全面又
は一部分にセラミックチップ(個片)を固定してなるヘ
ルメットにおいて、隣り合ったセラミックチップの周辺
部の少なくとも一辺がオーバーラップしていることを特
徴とする耐衝撃性ヘルメットに関するものである。そし
て、セラミックが複数の個片からなる分割形状であり、
これらを所定数量組合せて配列して所定形状とすること
をにより、ヘルメットの耐衝撃性を改良するものであ
る。更には所定数量のセラミックの配列後の形状を左右
対称形状になっていることが好ましい。
【0005】ここに用いられるセラミックは、好ましく
は主としてファインセラミックスと呼ばれているもの
で、アルミナ(純度90〜99.9)系、窒化ケイ素
系、炭化ケイ素系、ジルコニア系等があり、特に限定さ
れない。また、かかるセラミックスの1種又は2種以上
を組合わせても良い。セラミックスの物性としては、ビ
ツカース硬度1000kg/mm2 以上、曲げ強度30
kgf/mm2 以上、弾性率2.8×104kg/mm
2 以上が好ましい。セラミックの形状としてはヘルメッ
トの外側にほゞぴったりとかぶさる形状となる2ケ以上
の分割したもの(図1)で分割形状としては個片が3角
形、4角形(正方形,長方形,台形)、6角形等であ
り、これらを組み合わせて所定の多面形状(図2、図
3、図4及び図5)であっても良い。
は主としてファインセラミックスと呼ばれているもの
で、アルミナ(純度90〜99.9)系、窒化ケイ素
系、炭化ケイ素系、ジルコニア系等があり、特に限定さ
れない。また、かかるセラミックスの1種又は2種以上
を組合わせても良い。セラミックスの物性としては、ビ
ツカース硬度1000kg/mm2 以上、曲げ強度30
kgf/mm2 以上、弾性率2.8×104kg/mm
2 以上が好ましい。セラミックの形状としてはヘルメッ
トの外側にほゞぴったりとかぶさる形状となる2ケ以上
の分割したもの(図1)で分割形状としては個片が3角
形、4角形(正方形,長方形,台形)、6角形等であ
り、これらを組み合わせて所定の多面形状(図2、図
3、図4及び図5)であっても良い。
【0006】一方ACMに用いられる高強度繊維として
は引張強度を密度で割った比引張強度が10×108 c
m以上であり、弾性率を密度で割った比弾性率が2.5
×108 cm以上のものである。具体的には、高強度ガ
ラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、芳香族ポリエ
ステル繊維、高強度ポリエチレン繊維、高強度ナイロン
繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール
(通称PBO)繊維等である。一般のガラス繊維、ナイ
ロン繊維及びポリエステル繊維などは該当しない。比引
張強度あるいは比弾性率が前記値以下の繊維を用いた場
合、その複合成形物の耐衝撃性は必ずしも十分ではな
い。一方、これら高強度繊維に含浸又はコーティングす
る樹脂としては、通常、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂及びポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や
ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、
ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポ
リエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリウレタン、熱
可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂及び合成ゴムなど
である。
は引張強度を密度で割った比引張強度が10×108 c
m以上であり、弾性率を密度で割った比弾性率が2.5
×108 cm以上のものである。具体的には、高強度ガ
ラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、芳香族ポリエ
ステル繊維、高強度ポリエチレン繊維、高強度ナイロン
繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール
(通称PBO)繊維等である。一般のガラス繊維、ナイ
ロン繊維及びポリエステル繊維などは該当しない。比引
張強度あるいは比弾性率が前記値以下の繊維を用いた場
合、その複合成形物の耐衝撃性は必ずしも十分ではな
い。一方、これら高強度繊維に含浸又はコーティングす
る樹脂としては、通常、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂及びポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や
ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、
ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポ
リエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリウレタン、熱
可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂及び合成ゴムなど
である。
【0007】ACMを得るには、熱硬化性樹脂の場合、
高強度繊維に熱硬化性樹脂を含浸又は塗布してプリプレ
グを作製し、このプリプレグを複数枚重ね、加熱加圧す
る圧縮成形法、あるいはプリプレグを作らないハンドレ
イアップ法などがある。樹脂含有率は5〜80%(重量
%、以下同じ)の範囲が使用可能であるが、通常は5〜
50%、好ましくは8〜30%である。熱可塑性樹脂の
場合は、通常高強度繊維に熱可塑性樹脂の溶液、粉末又
はその分散液を含浸又は塗布してプリプレグを作製しこ
のプリプレグを複数枚重ね加熱加圧する圧縮成形法を採
用する。この際、樹脂の含有率は5〜80%(重量%、
以下同じ)の範囲であるが、通常は5〜50%好ましく
は5〜30%である。5%以下ではプリプレグを作るこ
とが困難であり、80%以上でもプリプレグを作ること
が困難で、かつ耐衝撃性が低下する。
高強度繊維に熱硬化性樹脂を含浸又は塗布してプリプレ
グを作製し、このプリプレグを複数枚重ね、加熱加圧す
る圧縮成形法、あるいはプリプレグを作らないハンドレ
イアップ法などがある。樹脂含有率は5〜80%(重量
%、以下同じ)の範囲が使用可能であるが、通常は5〜
50%、好ましくは8〜30%である。熱可塑性樹脂の
場合は、通常高強度繊維に熱可塑性樹脂の溶液、粉末又
はその分散液を含浸又は塗布してプリプレグを作製しこ
のプリプレグを複数枚重ね加熱加圧する圧縮成形法を採
用する。この際、樹脂の含有率は5〜80%(重量%、
以下同じ)の範囲であるが、通常は5〜50%好ましく
は5〜30%である。5%以下ではプリプレグを作るこ
とが困難であり、80%以上でもプリプレグを作ること
が困難で、かつ耐衝撃性が低下する。
【0008】上述の方法で得られたACMからなるヘル
メットの表面にセラミックスを固定する方法としては、
セラミックスの裏面の曲面形状部分とACMの表面に、
ACMに用いられた樹脂そのものあるいは合成ゴム系や
エポキシ樹脂等の接着剤で接着する方法が望ましいが、
その他両面テープやマジックテープによる方法、場合に
よってはボルトやリベット等による機械的接合方法もあ
る。なお接着にて複数のセラミックスを並べる場合には
一片と隣りの一片との隙間は小さい方がよく、耐衝撃性
向上のために1.0mm以下が望ましい。又、一片と隣
りの一片とのオーバーラップ部分に接着剤等を塗布して
も良い。
メットの表面にセラミックスを固定する方法としては、
セラミックスの裏面の曲面形状部分とACMの表面に、
ACMに用いられた樹脂そのものあるいは合成ゴム系や
エポキシ樹脂等の接着剤で接着する方法が望ましいが、
その他両面テープやマジックテープによる方法、場合に
よってはボルトやリベット等による機械的接合方法もあ
る。なお接着にて複数のセラミックスを並べる場合には
一片と隣りの一片との隙間は小さい方がよく、耐衝撃性
向上のために1.0mm以下が望ましい。又、一片と隣
りの一片とのオーバーラップ部分に接着剤等を塗布して
も良い。
【0009】この様にして得られた耐衝撃性ヘルメット
は、例えば大きな衝撃力の物体や高速な飛来物がセラミ
ックチップの隣接間の隙間に衝突した際でも、主として
下部のセラミックが破壊し急速にエネルギーを失った衝
突物体がヘルメットに到達しても衝撃は少く、衝撃によ
るヘルメット内面への膨らみはほとんどなく、頭部の損
傷を防止することが可能である。更に、セラミック形状
を左右対称にすることは、ヘルメットを装着した場合の
バランスがよいため、機能上、操用性上重要なことでも
ある。
は、例えば大きな衝撃力の物体や高速な飛来物がセラミ
ックチップの隣接間の隙間に衝突した際でも、主として
下部のセラミックが破壊し急速にエネルギーを失った衝
突物体がヘルメットに到達しても衝撃は少く、衝撃によ
るヘルメット内面への膨らみはほとんどなく、頭部の損
傷を防止することが可能である。更に、セラミック形状
を左右対称にすることは、ヘルメットを装着した場合の
バランスがよいため、機能上、操用性上重要なことでも
ある。
【0010】以下、本発明を図面にて説明する。図1
は、4分割したセラミックを組み合わせてヘルメット本
体全面に固定した場合であり、(1)はヘルメット本
体、(3)は分割セラミックの組合せ体である。図2及
び図3は、台形状セラミックを組み合わせてヘルメット
本体の側面に固定した場合であり、(1)はヘルメット
本体、(4)、(5)は分割セラミックの組合せ体であ
る。図4は、3角形状のセラミックを組み合せてヘルメ
ット本体全面に固定した場合であり、(1)はヘルメッ
ト本体、(6)は分割セラミックの組合せ体である。図
5は、6角形状のセラミックを組み合せてヘルメット本
体全面に固定した場合であり、(1)はヘルメット本
体、(7)は分割セラミックの組合せ体である。
は、4分割したセラミックを組み合わせてヘルメット本
体全面に固定した場合であり、(1)はヘルメット本
体、(3)は分割セラミックの組合せ体である。図2及
び図3は、台形状セラミックを組み合わせてヘルメット
本体の側面に固定した場合であり、(1)はヘルメット
本体、(4)、(5)は分割セラミックの組合せ体であ
る。図4は、3角形状のセラミックを組み合せてヘルメ
ット本体全面に固定した場合であり、(1)はヘルメッ
ト本体、(6)は分割セラミックの組合せ体である。図
5は、6角形状のセラミックを組み合せてヘルメット本
体全面に固定した場合であり、(1)はヘルメット本
体、(7)は分割セラミックの組合せ体である。
【0011】セラミックチップのオーバーラップ面の形
状は、ヘルメット本体への固定のしやすさ及び耐衝撃性
の点で、図6及び図7に示すように、チップの上面と平
行面になっているか、あるいは、図8又は図9に示すよ
うに、チップの上面に対して傾斜しているのが好まし
い。
状は、ヘルメット本体への固定のしやすさ及び耐衝撃性
の点で、図6及び図7に示すように、チップの上面と平
行面になっているか、あるいは、図8又は図9に示すよ
うに、チップの上面に対して傾斜しているのが好まし
い。
【0012】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のヘルメットは、高所から落下する物体あるいは高速
に飛来する物体に対して優れた耐衝撃性を有している。
明のヘルメットは、高所から落下する物体あるいは高速
に飛来する物体に対して優れた耐衝撃性を有している。
【図1】 4分割セラミックを組み合わせて固定したヘ
ルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
ルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
【図2】 台形状の6分割セラミックを組み合わせて固
定したヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
定したヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
【図3】 台形状のセラミックを組み合わせて固定した
ヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
ヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
【図4】 3角形状のセラミックを組み合せて固定した
ヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
ヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
【図5】 6角形状のセラミックを組み合せて固定した
ヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
ヘルメット、(a)は側面図、(b)は平面図
【図6】 本発明に使用するセラミックチップの一例
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
【図7】 本発明に使用するセラミックチップの他の例
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
【図8】 本発明に使用するセラミックチップの他の例
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
【図9】 本発明に使用するセラミックチップの他の例
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
で、(a)は平面図、(b)は側断面図
1 ヘルメット本体 3,4,5,6,7 分割セラミックの組合せ体 11,13,15,17 セラミックチップのオーバー
ラップ部(上部) 12,14,16,18 セラミックチップのオーバー
ラップ部(下部)
ラップ部(上部) 12,14,16,18 セラミックチップのオーバー
ラップ部(下部)
Claims (4)
- 【請求項1】 比引張強度が10×106 cm以上であ
り、比弾性率が2.5×108 cm以上である高強度繊
維を基材とし、樹脂含有率が5〜30%である熱硬化性
樹脂又は熱可塑性樹脂繊維強化プラスチックからなるヘ
ルメットの外側表面の全面又は一部分にセラミックチッ
プ(個片)を固定してなるヘルメットにおいて、隣り合
ったセラミックチップの周辺部の少なくとも一辺がオー
バーラップしていることを特徴とする耐衝撃性ヘルメッ
ト。 - 【請求項2】 セラミックチップの平面形状が大略3角
形、4角形又は6角形である請求項1記載の耐衝撃性ヘ
ルメット。 - 【請求項3】 セラミックチップのオーバーラップ面の
形状がチップの上面と平行面になっている請求項1記載
の耐衝撃性ヘルメット。 - 【請求項4】 セラミックチップのオーバーラップ面の
形状がチップの上面に対して傾斜している請求項1記載
の耐衝撃性ヘルメット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20627497A JPH1150324A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 耐衝撃性ヘルメット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20627497A JPH1150324A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 耐衝撃性ヘルメット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1150324A true JPH1150324A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16520618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20627497A Pending JPH1150324A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 耐衝撃性ヘルメット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1150324A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015047491A3 (en) * | 2013-07-08 | 2015-06-11 | The Uab Research Foundation | Multifaceted protective helmets |
CN113261738A (zh) * | 2021-06-12 | 2021-08-17 | 深圳市优恩博科技有限公司 | 防护头盔 |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP20627497A patent/JPH1150324A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015047491A3 (en) * | 2013-07-08 | 2015-06-11 | The Uab Research Foundation | Multifaceted protective helmets |
CN113261738A (zh) * | 2021-06-12 | 2021-08-17 | 深圳市优恩博科技有限公司 | 防护头盔 |
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