(57)【要約】【課題】  二輪車事故時に、投げ出された乗員と路面あるいは衝突相手物による乗員頸部へのねじり衝撃を緩和する。【解決手段】  ヘルメットと路面との摩擦による頸部のねじりを緩和するため、ヘルメットの安全機能を内側帽体と外被帽体に分離し、内側帽体は主として面垂直の衝撃荷重を吸収緩和し、内側帽体に隙間なく被さる外被帽体は路面等の衝撃および摩擦による回転トルクを外被帽体の変形、あるいは脱落により吸収緩和する。【選択図】  図２
2006009227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗車用安全帽体の外面に樹脂製の外被帽体を装着し、左右側面に設けた留め具により外被帽体を安全帽体に係留するが、ねじり衝撃を受けると外被帽体が変形あるいは係留外れを生じて安全帽体から脱落する二層式衝撃緩和安全帽体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、乗車用安全ヘルメットの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  二輪車の乗員や建設現場の作業員の頭部を事故の衝撃から保護するために、ヘルメット着用が法規制で義務づけされている。特に二輪車は事故率が高く、衝突後も走行速度による慣性で路上に投げ出された乗員が、路面あるいは衝突相手物に激突して致命的な傷害を頭部および頸部に受けることが多い。このため多くのヘルメットは衝撃に対して堅固な帽体で頭部を保護するとともに、この堅固な帽体から頭部への衝撃伝達を緩和するために、帽体内側に緩衝材を組み込むのが通例である。（例えば特許文献１．２．３．４）
【特許文献１】特開２００４−７６１６７号公報（１層緩衝材付き）
【特許文献２】特開２００３−１４７６２３号公報（１層緩衝材付き）
【特許文献３】特開２００１−２９５１２９号公報（２層分割緩衝材付き）
【特許文献４】特開平１１−１７２５１７号公報（２層緩衝材付き）
以上の文献および日本、諸外国での市販品はいずれも緩衝材を堅い帽体の内側に組み込むものであり、帽体の外側に組み込むものは見当たらない。【０００３】  これらのヘルメットの衝撃吸収構造は、ほぼ面垂直の衝撃入力方向の加速度緩和である。またＪＩＳ  Ｔ  １８３３「乗車用安全帽」に見られるごとく、衝撃吸収性の試験も面垂直の加速度発生を想定している。衝撃吸収性の評価では、規定の試験法によりヘルメットの最大加速度を計測可能であり、あるレベル以上の加速度の大きさと継続時間から人体脳部への損傷度を数字として評価するＨＩＣ指数が用いられているが、いずれも頭部単体への面垂直の加速度入力を想定したものである。頭部を載せる頸部および胴体との組み合わせ試験、回転ねじり試験は考慮されていない。【０００４】  しかしながら建設現場のごとく、停止状態で運動慣性を有さないヘルメット着用者の落下物事故とは異なり、ほとんどの重大事故は二輪車の走行時に発生している。衝突により急減速、あるいは転倒した二輪車から投げ出された乗員は、多くの場合は進行方向に慣性速度を持ったまま路面に落下激突し、路面上を滑って行く。ヘルメットごと頸部に支えられた頭部は、路面に真っ先に激突することになるが、図１に示すごとく、慣性で前方へ進む乗員の頭部に作用する衝撃は、落下による路面からの反力と進行方向の路面摩擦力との合成力であり、ヘルメットに面垂直ではなく、斜めに角度を持って入力する。路面に接触したヘルメット外周は路面との摩擦による回転力を受けることになる。この回転力は頭部ではなく、頭部を支える頸部へ作用する。従来のヘルメット構造では頭部への面垂直の衝撃は緩和できるが、人間頭部およびヘルメットの水平断面が長頭形であるために回転方向の拘束力が強いこと、また速度を持った路面衝突と摩擦による頸部への回転力を緩和する方策がないこと、左右への動きが滑らかな頸部は外部からの回転ねじりトルクに対する抵抗力が非常に小さいことから、保護されていない頸部へのねじりが事故の傷害度を重大なものにし、致命的な結果を導いている。米国で１９６７年１月に発効したヘルメット着用義務付け（ＦＭＶＳＳ２１８）以降、頭部傷害を原因とする死亡事故が減った一方で、頸部傷害を原因とする死亡事故が激増したことが報告されている。【０００５】  さらに見過ごせないのは、ヘルメット着用が衝突の状況によっては、かえって傷害度を高めていることである。ヘルメットが人体頭部よりもかなり大きいために衝突相手物との距離が減少し、衝突あるいは接触頻度を増大させている。成人男子の頭部直径は１８〜２０ｃｍであるのに対し、ヘルメットの直径は約２８ｃｍである。相手物との距離が４ｃｍ以上も減って接触頻度が増大している。また頭部中心軸からヘルメット外周入力点までの半径が大きくなる結果、頭部を経由して頸部に加わるねじりトルクは、単純計算で非着用時に比べて約４５％増大する。ヘルメット着用により頭部へ垂直に入力する直接衝撃は緩和されるが、頸部へのねじり衝撃はかえって増大することになる。ヘルメット着用による頭部の衝撃緩和と頸部の衝撃増大がトレードオフの関係にあることが、米国（例：ミズーリー州立ＡＢＡＴＥによる“モーターサイクリストのヘルメット着用��務づけの結果調査報告”）およびその他諸国での二輪車事故調査で報告されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  課題は事故時において、ヘルメットの面垂直衝撃緩和性を損なわずに、ヘルメットを経て乗員頸部に加わる回転ねじり衝撃を緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  投げ出されて落下した乗員頭部と路面あるいは衝突相手物との最初の衝突時が最も落下速度および進行方向速度が大きく、頸部に加わる回転ねじりエネルギーが最大であり、これの緩和如何が致命度を左右する。この課題を解決するために取った手段は、従来型安全帽体すなわちヘルメットの外側に、樹脂製の外被帽体を隙間なく装着し、衝撃を受けるとこの外被帽体が回転ねじりモーメントによって脱落するようにしたことである。これにより、加えられた回転ねじり衝撃が頸部に伝達されるのを緩和する。【０００７】  すなわち、内側帽体と外被帽体の衝撃吸収方向を分離し、内側帽体は主として面垂直の衝撃加速度を従来型の構造で吸収、緩和し、外被帽体は外周方向の衝撃加速度および路面擦過による衝撃、摩擦力を受けて変形あるいは脱落することにより、頸部に加わる回転ねじり衝撃のピーク値を緩和するものである。
【発明の効果】
【０００８】  投げ出された乗員頭部および頸部への衝撃最大値は、落下速度および進行方向速度の最も大きい場合、すなわち路面との第一衝突により発生する。それ以降は全身の路面摩擦で慣性速度エネルギーを吸収し、路面と帽体との再衝突速度も大きく減少しているので、第一衝突で弾かれた後の第二衝突以降においては、頸部へのねじりトルクは大きく減少している。従い、第一衝突の際に効果的な衝撃吸収、緩和を行うことが重要である。また、外被帽体自体もやや軟質のプラスチック製であれば効果的で、面垂直の衝撃入力を緩和する効果を有する。内側帽体に衝撃加速度を伝達するに際して、外被帽体自体の厚さ圧縮と変形によるエネルギー吸収があり、また内側帽体の外形に隙間なく被さる構造によって衝撃荷重を分散するので、頭部への加速度を緩和する。外被帽体自体の重量増が懸念されるが、厚さ数ｍｍ程度のものであり、発泡成形などの軽量材料も使用できるので、これによる影響は小さい。【０００９】  本発明による二重構造の帽体を用いれば、従来は保護の難しかった路面衝突による頸部のねじれを大きく低減し、致命的な頸椎および脊椎の損傷を緩和することができる。特に成長途上の青少年および華奢な体格の女性には大きな安全効果を有する。また、自転車用、スポーツ用など動きの激しい運動に用いるヘルメットにも利用でき、安全性を高めることができる。【００１０】  また、急病人の発生や歩行困難になった人に遭遇した場合、緊急避難の目的で外被帽体を取り外してこれらの人に貸与し、病院への短距離輸送に用立てることが考えられる。ただしあごひも装着などの安全要件を満たす必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１１】  本発明は、面垂直方向および外周方向の加速度を効果的に分離し、衝撃を緩和するものであるが、内側帽体は従来の安全構造ヘルメットを使用することができる。外被帽体は、やや軟質の樹脂成型品で、内側帽体に隙間なく被さる形状とし、外側から押し込んで装着する構造である。風当たり、振動などで緩まないことが必要で、寸法関係は若干の締まり嵌めとする。開口部下端に両手をかけて左右に拡げれば、脱着することができる。
本発明の実施例について図２の側面図および図３の断面図により説明する。図２のヘルメットは、帽体本体及び内部の緩衝ライナー、バイザー、あごひもなど基本構造は従来の安全型であれば良い。内側帽体本体は硬質の樹脂製帽体で、本発明では内側帽体１となる。この内側帽体１の外側に隙間なく、弾力性のある樹脂製外被帽体２が装着されている。内側帽体１の外形を基本形として外被帽体２を成形しているので、若干の締まり代を与えることにより、隙間なく装着することができる。内側帽体１の内部には緩衝ライナー３が組み込まれている。外被帽体２の左右側面には、内側帽体に保持係留するために留め孔２ａがそれぞれ明けられている。対応するこの内側には内側帽体１の突起状の留め具１ａが留め孔２ａに嵌り込むように成形され、脱け留めアンカーの役割を果たしている。この突起状留め具１ａと留め孔２ａの嵌り具合と、外被帽体２の内向き締まりによる保持力の度合いは、衝突時の衝撃力による各帽体の変形、外被帽体の脱落の程度と、エネルギー吸収量の最適値と、各帽体の材料特性を勘案して決められる。内外の帽体同士を係留する留め具および留め孔の構造は、走行時の風圧による脱落を防止できるものであれば良く、帽体同士のきつめの側面嵌め合い、ナイロンファスナー、段差による引っかけなどでも目的を達し得る。バイザーの留めピン孔１ｃ、あごひもの留めピン孔１ｂは通常の構造で良い。外被帽体の外周に設けたスリット２ｂは、外被帽体と内側帽体との間に隙間が生じた場合に、この隙間内の空気を外周気流の負圧で排出して両者を密着させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヘルメットに加わる力を示す概念図である。
【図２】実施例の側面図である。
【図３】実施例の断面図である。
【符号の説明】
１．  ヘルメットの内側帽体
１ａ．内側帽体左右側面の突起状の留め具
１ｂ．あごひも留めピンの孔
１ｃ．バイザー留めピンの孔
２．  ヘルメットの外被帽体
２ａ．外被帽体左右側面の留め孔
２ｂ．空気抜きスリット
３．  緩衝ライナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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