WO2022113861A1

WO2022113861A1 - ヘルメット

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Publication number: WO2022113861A1
Application number: PCT/JP2021/042330
Authority: WO
Inventors: 貴之緑川; 信一大月; 成根崔
Original assignee: 株式会社谷沢製作所
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-06-02
Also published as: JP2022086890A; CN116568172A; JP7191396B2; KR20230107824A

Abstract

内装体を軽量且つコンパクトに形成することができるヘルメットを提供することができるヘルメットを提供する。人頭を覆う殻体１と、殻体１と人頭との間に設けられる内装体２とを備える。殻体１と人頭との間に、外部からの衝撃により殻体１と人頭とが接近したときに、一部のみが変形を許容して他部で人頭の頭頂部への前記殻体の接近を規制するブロック状の規制部６を設ける。

Description

ヘルメット

　本発明は、ヘルメットに関する。

　ヘルメットは、殻体と、殻体の内側に設ける内装体とを備えて構成される。殻体は、硬質の合成樹脂材料等で形成されており、人頭を外側から覆って保護する。内装体は、人頭に接して帽体内面との間に隙間を形成するハンモックと、ハンモックの下端側で人頭外周に装着して固定するヘッドバンドとを備え、更に、装着状態を維持するための顎ひもや衝撃を吸収するための衝撃吸収ライナ等を備えている（例えば、特許文献１参照）。

　しかし、衝撃吸収ライナを備えるヘルメットは、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。

　また、近年では、衝撃吸収ライナを設けることなく、内装体により衝撃を吸収し、ヘルメット内部の通気性や放熱を確保したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。これによれば、ヘルメットの内部における熱こもりや蒸れを防止することができる。

特開平８－３１１７１３号公報特開２０１７－１３３１２４号公報

　しかし、上記従来のヘルメットは、殻体からの衝撃の一部を内装体が吸収することが求められ、特に人頭に接しているハンモックの脚部においては、十分な強度が必要とされていた。このため、脚部を形成する樹脂材料を削減することが困難であり、比較的大きな重量を有して装着者の負担となっていた。更に、内装体自体をコンパクトに形成することができず、ヘルメットの着用時の殻体の頭頂位置が、人頭の頭頂位置よりも極度に高くなる不都合があった。

　上記の点に鑑み、本発明は、内装体を軽量且つコンパクトに形成することができるヘルメット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に、本発明は、人頭を覆う殻体と、該殻体と人頭との間に設けられる内装体とを備えるヘルメットにおいて、前記殻体と人頭との間に、外部からの衝撃により前記殻体と人頭とが接近したときに、一部のみが変形して他部で人頭の頭頂部への前記殻体の接近を規制するブロック状の規制部を設けたことを特徴とする。

　規制部を設けたことにより、規制部が人頭への殻体の接近を規制して人頭への殻体の接触を防止することができるので、内装体への負担を小さくすることができる。よって、本発明によれば、内装体を形成する合成樹脂などの材料を削減することが可能となり、内装体を軽量化することができる。

　更に、規制部の存在によって人頭の頭頂部と殻体内面との間の距離を比較的小さくできるので、装着時のヘルメットの頭頂高さを低く抑えることができ、殻体をコンパクト化することができる。

　また、本発明において、前記規制部は、前記殻体の頭頂部の凹入変形したときに少なくとも一部が接する位置に設けられ、前記殻体の変形に応じて一部から座屈変形が進行するように構成されていることを特徴とする。

　ヘルメットの殻体の頭頂部に衝撃荷重を付与すると、殻体の頭頂部は凹入するように変形し、これによって殻体は、付与された衝撃荷重に対抗する。規制部は、その一部が殻体の頭頂部の凹入変形した部分に接し、圧縮されて変形するが、規制部の他部（座屈変形していない部分）は、座屈変形した部分と異なって元の形状を維持することにより、凹入変形した殻体の人頭への接近を規制することが好ましい。

　また、本発明において、前記規制部は、人頭側に位置する基端面と前記殻体の内面に対向する先端面とを備え、前記基端面から前記先端面までの長さ寸法が１５ｍｍ～２５ｍｍとされ、先端面の外接円の直径が１０ｍｍ～５０ｍｍとされていることが好ましい。

　規制部は、前記基端面から前記先端面までの長さ寸法が１５ｍｍ～２５ｍｍであり、先端面の外接円の直径が１０ｍｍ～５０ｍｍであることにより、必要最小限の大きさで人頭と殻体との接近を確実に規制することができる。

　また、本発明において、前記規制部は、圧縮時の変形量を２ｍｍとするために少なくとも５００Ｎの荷重が必要となる強度に形成されていることが好ましい。

　規制部は、凹入変形した殻体の人頭への接近を規制するために、所定以上の硬さ（圧縮強度）を有する必要がある。このため、規制部は、圧縮時の変形量を２ｍｍとするために少なくとも５００Ｎの荷重が必要となる強度を有している。これにより、凹入変形した殻体の人頭への接近を確実に規制することができる。

　また、本発明において、前記規制部は、１以上の筒状体を備えることを特徴とし、更に好ましくは、前記規制部は、六角筒状の前記筒状体を複数集合させたハニカム形状を備えていることを特徴とする。

　前記規制部が筒状体により構成されていることにより、座屈変形による柔軟な規制作用が得られる。特に、規制部を、六角筒状の筒状体を複数集合させたハニカム形状に形成することにより、最外周の周壁側から内方側にかけて、段階的に座屈強度を増加させる構造とすることができる。よって、殻体の人頭に対する接近が規制部の変形によって緩やかに規制され、人頭への負担を一層軽減することができる。

本発明の実施形態であるヘルメットの説明図。ハンモックを展開して示す斜視図。脚部の説明的側面図。殻体に連結した連結部の説明的断面図。連結部の説明的平面図。規制部の説明的斜視図。規制部の説明的平面図。規制部の作用を示す説明図。規制部の強度を示す表。

　本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のヘルメットは、硬質材料によりドーム状に形成された殻体１を備えている。殻体１の内部には、ハンモック２が設けられている。ハンモック２は、内装体を構成している。内装体は、ハンモック２以外にも、ヘッドバンド３や図示しない顎ひも等を備えている。

　ハンモック２は、合成樹脂（例えば低密度ポリエチレン等）を材料として射出成型により形成されている。ハンモック２は、図２に示すように、頭頂環状部４と、複数（本実施形態においては４本）の脚部５と、頭頂環状部４に連設された規制部６と、互いに隣り合う脚部５の間に設けられた衝撃吸収部７とを備えている。

　また、脚部５の一方側縁（前側縁）にはヘッドバンド３を連結するヘッドバンド連結片８が設けられ、脚部５の他方側縁（後側縁）には図示しない顎ひもを連結する顎ひも連結片９が設けられている。

　頭頂環状部４は、前後方向に長い略楕円形状に形成されている。頭頂環状部４の内側には、張出部１０が設けられている。張出部１０は、頭頂環状部４の人頭への接触範囲を拡大して、装着感を向上させる。なお、本実施形態においては、軽量化のために、張出部１０の形状に沿って抜き孔１１が形成されている。

　各脚部５は、帯状に形成され、その上端が頭頂環状部４に連結されている。各脚部５の下端（先端）には連結部１２が設けられている。

　また、各脚部５には、夫々、複数の（本実施形態では２つの）凸部１３，１４が形成されている。脚部５においては、凸部１３，１４が厚肉部とされ、凸部１３，１４と連結部１２とを除く他の部分が薄肉部１５とされている。

　薄肉部１５は柔軟性が高く、凸部１３，１４は柔軟性が低い。このため、脚部５が人頭に沿って湾曲したときに、図３に示すように、部分的に曲率が異なり、人頭に接する部分と接しない部分（或いは、人頭に強く当たる部分と弱く当たる部分）が生じる。

　脚部５が人頭に接するとき、脚部５の幅は広いよりも狭い方がハンモック２を軽量とすることができるが、その反面、人頭に対して幅の狭い脚部５が当接すると、殻体１の荷重が連続する線状に人頭に付与されて（例えば皮膚に食い込むような感触が生じて）、装着感が低下する。

　このとき、脚部５に柔軟性が高い薄肉部１５及び柔軟性が低い凸部１３，１４が形成されていることにより、脚部５が人頭に対して断続的に当接し、殻体１の荷重が連続する線状に人頭に付与される場合に比べて、皮膚に食い込むような感触等が軽減されるので、装着感の低下が抑制される。

　また、ハンモック２は合成樹脂材料を用いて射出成形により形成されている。この射出成形においては、金型の脚部５に対応する部分が比較的狭く長い。このような狭く長い金型内部を溶融樹脂が流れるときには、流動抵抗等に起因する成型不良が生じやすいが、金型の凸部１３，１４（厚肉部）に対応する部分が溶融樹脂溜まりとなる。よって、金型の脚部５に対応する比較的狭い部分の距離が実質的に短くなり、成型不良の発生を防止することができる。

　更に、脚部５の凸部１３，１４は、脚部５と殻体１との間に空隙を形成する。そして、複数の凸部１３，１４のうち、最も連結部１２に近い位置に形成されている凸部１３は、指掛け部として機能する。

　殻体１の内面には、脚部５を連結する際に連結部１２を係止するための鋲状部１６（係止部）が設けられている。鋲状部１６は、図４に示すように、殻体１の内面に突出する鋲軸１６ａと、鋲軸１６ａの頂部で拡径する円盤状の鋲頭１６ｂとを備えている。

　連結部１２には、図２及び図５に示すように、鋲状部１６が貫通自在となる大きさの大径開口部１２ａと、鋲状部１６が貫通不能であり鋲軸１６ａの外径に略対応する大きさの小径開口部１２ｂとが隣接且つ連続して形成されている。小径開口部１２ｂは大径開口部１２ａに対して下方位置（脚部５の先端側）に形成されている。

　脚部５を殻体１に連結するときには、連結部１２の大径開口部１２ａに鋲状部１６の鋲頭１６ｂを貫通させ、次いで、連結部１２を殻体１の内面に沿って殻体１の頭頂方向に向かってスライドさせ、鋲軸１６ａを小径開口部１２ｂに嵌め込む。

　殻体１から脚部５を外すときには、連結部１２を殻体１の内面に沿って殻体１の下縁に向かってスライドさせ、相対的に、鋲状部１６の鋲軸１６ａを小径開口部１２ｂから大径開口部１２ａに移動させる。

　このとき、図３に示した脚部５の凸部１３（指掛け部）に指を掛けることにより、連結部１２のスライド操作を確実に行うことができ、鋲軸１６ａが小径開口部１２ｂに強固に嵌まり込んでいても、鋲軸１６ａと小径開口部１２ｂとの係合を円滑に解除することができる。

　そして、大径開口部１２ａに移動した鋲状部１６の鋲頭１６ｂを大径開口部１２ａから抜き取ることにより、殻体１から脚部５を外すことができる。

　なお、図５に示すように、取り外し時のスライド方向を示す案内マーク１７（表示部）を凸部１３（指掛け部）に設けておくことにより、取り外し時のスライド操作方向を容易に視認することができるだけでなく、指を掛ける凸部１３（指掛け部）の位置も判別し易くなる。

　なお、本実施形態においては、図２に示すように、脚部５の両側にヘッドバンド連結片８と顎ひも連結片９とが設けられていることにより、これらを指掛け片として利用することも可能である。即ち、ヘッドバンド連結片８と顎ひも連結片９とに指を掛けて、連結部１２を殻体１の内面に沿って殻体１の下縁に向かってスライドさせることで、殻体１から脚部５を容易に外すことができる。

　次に、衝撃吸収部７について説明する。衝撃吸収部７は、前方、後方、左右の４か所に設けられている。このうち、左右の衝撃吸収部７は、規制部６に連設されている。

　規制部６は、図２に示すように、頭頂より僅かに前側寄りで且つ頭頂から左右にずれた位置に一対設けられ、図６Ａの斜視図に示すように、規制部本体６１と、規制部本体６１を支持する規制部支持部６２とを備えている。規制部支持部６２は、頭頂環状部４に一体に設けられ、規制部６の基端面を形成している。規制部支持部６２は、延出部６３を介して左右の衝撃吸収部７を支持している。

　規制部本体６１は、複数の六角筒状の筒状体６１ａを複数集合させたハニカム形状であり、その先端面６１ｂが殻体１の内面に対向する。筒状体６１ａが六角筒状であることにより、隣接する筒状体６１ａ同士で周壁を共有するハニカム形状の規制部本体６１を構成することができる。

　また、規制部本体６１は、複数の筒状体６１ａを有する構造であることにより、規制部本体６１の周壁側から内方側にかけて、段階的に座屈強度が増加する構造とすることができる。

　即ち、図７に示すように、殻体１の頭頂部に衝撃荷重を受けると、殻体１の頂部が凹入変形し、殻体１内面と人頭との距離が小さくなる。これに伴い、殻体１が圧接した規制部本体６１は、その上端部の周縁角部の一部に座屈変形が生じる。一方、規制部本体６１の他部には座屈変形が殆ど生じることなく殻体１の人頭への接近を規制するので、殻体１の人頭への接触が防止される。

　また、規制部６は、基端面である規制部支持部６２から先端面６１ｂまでの長さ寸法Ｌが２０ｍｍとされている。なお、当該寸法Ｌは、１５ｍｍ～２５ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。

　規制部支持部６２から先端面６１ｂまでの長さ寸法Ｌを１５ｍｍ～２５ｍｍの範囲内で設定することは、本発明者が各種試験によって取得した知見に基づいている。この知見によれば、当該寸法Ｌが２５ｍｍより大であると、規制部６を収容するための殻体１と人頭と間の間隙を大きくしなければならない。そのために、着用時のヘルメットの高さ（殻体１の頭頂位置）が人頭の位置に比べて極度に高くなり、着用時のヘルメットのフィット感や安定感を損なうおそれがある。また、当該寸法Ｌが１５ｍｍより小であると、規制部本体６１の座屈変形が発生し難く、或いは、殻体１が衝撃により変形した際に、殻体１と人頭との間の距離が十分に確保できない。

　従って、規制部６の規制部支持部６２から先端面６１ｂまでの長さ寸法Ｌを１５ｍｍ～２５ｍｍの範囲内で設定することにより、着用時のヘルメットの高さを抑えて人頭と殻体１との間に形成される空隙内に規制部６を収めることができ、且つ、凹入変形した殻体１からの押圧を受けたときに、規制部６に座屈を発生させつつ殻体１を人頭に接触しない位置で確実に規制することができる。

　更に、図６Ｂに規制部本体６１の先端面６１ｂの平面形状を示すように、規制部６は、先端面６１ｂの外接円Ｗ（仮想線）の直径Ｒが３０ｍｍとされている。なお、当該外接円Ｗの直径Ｒは、１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。

　先端面６１ｂの外接円Ｗの直径Ｒを１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲内で設定することは、本発明者が各種試験によって取得した知見に基づいている。この知見によれば、当該直径Ｒが５０ｍｍより大であることは、殻体１の人頭への接近を規制する上での規制部６の大きさが不必要な大きさとなり、ヘルメットの軽量化を阻害する不都合がある。また、当該直径Ｒが１０ｍｍより小さいと、規制部本体６１が座屈変形する前に規制部本体６１の倒れが生じて殻体１の人頭への接近を規制するために必要な規制力が発揮できない。

　従って、規制部６の先端面６１ｂの外接円Ｗの直径Ｒを１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲内で設定することにより、規制部６をできるだけ小さく形成して軽量化を可能とすることができ、しかも、凹入変形した殻体１からの押圧を受けたときに、規制部６が倒れることなく確実に座屈を発生させて十分な規制力を発揮させることができる。

　そして、規制部６は、殻体１によって圧縮されると図７に示すような座屈変形が生じるが、本実施形態においては、規制部６の圧縮時の変形量を２ｍｍとするために少なくとも５００Ｎの荷重が必要となるように強度が設定されている。

　図７に示すものは、規制部６における規制効果を確認するために本発明者が行った試験時の模式図であり、この試験では、５００Ｎ未満の荷重で規制部６に２ｍｍの座屈変形が生じる強度では、十分な規制力が発揮されないことが確認できた。よって、規制部６の圧縮時の変形量が２ｍｍとするために少なくとも５００Ｎの荷重が必要となるように強度を設定することで、十分な規制力が得られ、殻体１の人頭への接近を確実に規制することができる。

　更に、発明者は、規制部６の強度を、圧縮性能試験によって確認した。即ち、規制部６の上端面の全面、半部面、及び２／７部面の夫々に荷重を付与し、２ｍｍの変形が生じたとき、及び１０ｍｍの変形が生じたときに、付与した荷重を強度として測定した。その結果、本実施形態において採用した好ましい規制部６の強度は、図８に示す強度を有していることが確認できた。

　以上のように、規制部６の規制部本体６１によって、殻体１の人頭への接触を防止する作用が得られるので、ハンモック２の脚部５への負担を極めて小さくすることができる。従って、脚部５を比較的薄く或いは比較的細くすることが可能となり、合成樹脂材料を少なくすることによるコストの低減や、ハンモック２の軽量化が可能となる。

　しかも、規制部６が備える規制効果によって、人頭の頭頂部と殻体１の頭頂部内面との間隔距離（空間容積）を比較的小さくすることができるので、殻体１の高さを比較的低い寸法に抑えることができ、ヘルメットをコンパクト化することができる。

　また、図６Ａに示すように、規制部支持部６２は板状に形成されて規制部本体６１の底部を閉塞しており、例えば、規制部本体６１の筒状体６１ａが直接人頭に接しないようにして、装着感の低下を防止している。

　上記構成によって、規制部６は、規制部本体６１を構成する各筒状体６１ａの周壁の壁厚、筒状体６１ａの数（本発明における規制部の筒状体は１つでもよいし、複数でもよい）、筒状体６１ａの高さ、筒状部６１ａの径を、適宜設定することにより、殻体１から受ける圧接に伴う潰れ速度や潰れ形状等を容易に調整することができる。

　なお、本実施形態においては、規制部６をハンモック２に一体に設けた例を示したが、本発明の規制部はハンモックと別体に設けてもよい。具体的には図示しないが、例えば、ハンモックと殻体との間に支持部を設けて当該支持部に規制部を設けてもよい。

　本発明によれば、内装体を軽量且つコンパクトに形成して、装着感の高いヘルメットを提供することができる。

　１…殻体、２…ハンモック（内装体）、３…ヘッドバンド（内装体）、４…頭頂環状部、５…脚部、６…規制部、７…衝撃吸収部、８…ヘッドバンド連結片、９…顎ひも連結片、１０…張出部、１１…抜き孔、１２…連結部、１３，１４…凸部（厚肉部）、１５…薄肉部、１３…凸部（指掛け部）、１６…鋲状部（係止部）、１６ａ…鋲軸、１６ｂ…鋲頭、１２ａ…大径開口部、１２ｂ…小径開口部、１７…案内マーク（表示部）、６１…規制部本体、６２…規制部支持部、６３…延出部、６１ａ…筒状体。

Claims

　人頭を覆う殻体と、該殻体と人頭との間に設けられる内装体とを備えるヘルメットにおいて、
　前記殻体と人頭との間に、外部からの衝撃により前記殻体と人頭とが接近したときに、一部のみが変形して他部で人頭の頭頂部への前記殻体の接近を規制するブロック状の規制部を設けたことを特徴とするヘルメット。
　前記規制部は、前記殻体の頭頂部の凹入変形したときに少なくとも一部が接する位置に設けられ、前記殻体の変形に応じて一部から座屈変形が進行するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のヘルメット。
　前記規制部は、人頭側に位置する基端面と前記殻体の内面に対向する先端面とを備え、前記基端面から前記先端面までの長さ寸法が１５ｍｍ～２５ｍｍとされ、先端面の外接円の直径が１０ｍｍ～５０ｍｍとされていることを特徴とする請求項１又は２記載のヘルメット。
　前記規制部は、圧縮時の変形量を２ｍｍとするために少なくとも５００Ｎの荷重が必要となる強度に形成されていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項記載のヘルメット。
　前記規制部は、１以上の筒状体を備えることを特徴する請求項１～４の何れか１項記載のヘルメット。
　前記規制部は、六角筒状の前記筒状体を複数集合させたハニカム形状を備えていることを特徴とする請求項５記載のヘルメット。