(57)【要約】【課題】  一定程度の衝撃吸収力を持ちつつ、従来品より軽量化・通気性・デザインの自由度等の機能を向上させて、いままで一般に活用が困難だった分野や用途にも活用することができ、ファッション性まで含めた幅広い製品に応用することが可能な衝撃吸収モジュール及び該モジュールを備えた頭部保護帽子を提供する。【解決手段】  衝撃吸収モジュール１は、複数のフィラメント２ａを編んだ網状の中空円筒状体を同心円状又は渦巻状に配置した衝撃吸収構造体２をシート状体３ａ，３ｂで上下方向から挟み込んで構成する。【選択図】図３
2015105458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィラメントを編んだ網状の中空円筒状体を同心円状又は渦巻状に配置した衝撃吸収構造体と、シート状体とを備え、一又は複数の前記衝撃吸収構造体を前記シート状体で上下方向から挟み込んで構成したことを特徴とする衝撃吸収モジュール。
【請求項２】
前記シート状体は、多数の穴が形成されたシート体又はメッシュ状のシート体で構成され、可撓性を有することを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収モジュール。
【請求項３】
一又は複数の前記衝撃吸収構造体の間に前記シート状体を介在させて積層すると共に積層された前記衝撃吸収構造体を前記シート状体により上下方向から挟み込んで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の衝撃吸収モジュール。
【請求項４】
前記上下のシート状体の周側を覆うように周側部を形成し、前記衝撃吸収構造体の全体を内包して構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の衝撃吸収モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の衝撃吸収モジュールを、布材又は皮材で覆って内包して略三角形のパーツ片を構成し、前記複数のパーツ片を周方向に連結したことを特徴とする頭部保護帽子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、衝撃吸収能力の発揮と同時に軽量化、通気性、柔軟性等を併せ持つことで、幅広い適用範囲を有することが可能となる衝撃吸収モジュール及び該モジュールを備えた頭部保護帽子に関する。
【背景技術】
【０００２】  衝撃吸収のための材料・構造体として多数の製品が存在しており、衝撃吸収を目的とした多様な分野で活用されている。活用される分野や用途によっては、衝撃吸収という主要機能に加えて、使用に伴う負担を軽減するための付随的な機能を求められることがある。この２つの機能のバランスは、問題解決の優先順位により様々な比率が想定されるが、一般的に両機能は相反する傾向がある。【０００３】  衝撃吸収のための材料・構造体を活用した分野としては、例えば、外部からの衝撃から頭部を保護するための頭部保護帽子がある。頭部保護帽子にあっては、被っている状態での負担をできるだけ少なくするため比較的軽量な材料・構造体が選択される。衝撃吸収のための材料・構造体を内蔵した頭部保護帽子としては、以下のような技術が特許として公開されている。例えば変形性又は柔軟性を有しチューブ体の内部に固形の緩衝材を充填したクッション性を備えた緩衝体を、通常の帽子の内側に螺旋状に設けることで頭部保護と携帯性を高めたものがある（特許文献１参照）。また、緩衝材を使用した複数の横方向に穴を開けた長い部材を縦に連結させつつ組み合わせて、帽子の形状に合わせた部材として内部に配置することで、通気性及び軽量化と一定方向への収納性を高めたものがある（特許文献２参照）。さらに、板状の衝撃吸収材を布材で覆って内包して略三角形のパーツ片を構成し、複数のパーツ片を伸縮性と通気性を持つメッシュ素材で周方向に連結することで、使用上のフィット感や通気性という快適性を向上させつつ、ある程度折り曲げることを可能にして携帯性を高めたものがある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】  特許第３７９８００６号公報
【特許文献２】  特許第３９０３０６４号公報
【特許文献３】  特開２０１０−１５６０９２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  特許文献１〜３にあるように従来の頭部保護帽子にあっては、さまざまな衝撃吸収のための材料、構造体、仕組みはあるものの、主材料としては硬質な合成樹脂材を使用していた。したがって、衝撃吸収機能という１次機能と、軽量化、通気性、デザインへの対応力を高める柔軟性等の２次機能である「快適性」を同時に実用的なレベルで実現しているとは言いがたい状況であった。【０００６】  上記２つの機能は一般的に相反する傾向がある。例として、材料の密度を上げると強度は向上するが重量が増加する、また材料を薄くしたり、穴あけ加工等で通気性向上を図ると強度が低下する、また硬度や反発力の高い材料では強度が向上しても加工性が低下する、等があげられる。つまり「快適性」を必要とするケースには、上記のような２つの機能が相反する傾向があるという理由で活用の範囲が制限される傾向がある。すなわち、これまでの衝撃吸収のための材料・構造体を使用した頭部保護帽子にあっては、帽子としての主機能である快適性の多くを犠牲にしていたため、普及の妨げになっていた。【０００７】  本発明はこのような課題を解決しようとするものであり、一定程度の衝撃吸収力を持ちつつ、従来品より軽量化・通気性・デザインの自由度等の機能を向上させて、いままで一般に活用が困難だった分野や用途にも活用することができ、ファッション性まで含めた幅広い製品に応用することが可能な衝撃吸収モジュール及び該モジュールを備えた頭部保護帽子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記の目的を達成するため、本発明の衝撃吸収モジュールは、複数のフィラメントを編んだ網状の中空円筒状体を同心円状又は渦巻状に配置した衝撃吸収構造体と、シート状体とを備え、一又は複数の衝撃吸収構造体をシート状体で上下方向から挟み込んで構成する。【０００９】  フィラメント（糸）は、網状の中空円筒状体に編むことで円筒状体の外周側へのバネ効果となる。また、中空円筒状体を同心円状又は螺旋状に配置した衝撃吸収構造体は、円筒状体が周方向に集合することで、接触する円筒状体は互いに強度を補完し、集合体としての立体的なバネ効果がクッションの役割を果たす。更に２枚のシート状体で挟み込んで構成した衝撃吸収モジュールは、シート状体の物体自身が持つ面強度による衝撃への反発力と、受けた衝撃の面積を平面に広げて伝えることによる衝撃力分散化の効果を持つ。そして衝撃吸収構造体は、鉛直方向に受けた衝撃力を、上下のシート状体により力の逃げる方向を水平方向に制限される事になり、衝撃力を水平方向に分散されて、結果的に当該構造体全体の衝撃吸収能力を発揮する。更に衝撃吸収モジュールは、複数のフィラメント（糸）を編んだ網状の中空円筒状体で構成されることで、軽量化及び通気性を大幅に向上できる。【００１０】  シート状体は、多数の穴が形成されたシート体又はメッシュ状のシート体で構成され、可撓性を有する。【００１１】  シート状体は、多数の穴が形成されたシート体又はメッシュ状のシート体で構成されることで、更に軽量化及び通気性を大幅に向上できる。また、可撓性を有することで、衝撃力分散化の効果を更に高めると共に応用品の範囲が広がる。【００１２】  一又は複数の衝撃吸収構造体の間にシート状体を介在させて積層すると共に積層された衝撃吸収構造体をシート状体により上下方向から挟み込んで構成する。【００１３】  衝撃吸収構造体を積層させることで、より衝撃吸収能力を高めることができる。【００１４】  上下のシート状体の周側を覆うように周側部を形成し、衝撃吸収構造体の全体を内包して構成する。【００１５】  周側部を形成することで、衝撃力の分散化を抑えることができ、クッション性を高めることができる。【００１６】  衝撃吸収モジュールを、布材又は皮材で覆って内包して略三角形のパーツ片を構成し、前記複数のパーツ片を周方向に連結して頭部保護帽子を構成する。
【発明の効果】
【００１７】  以上説明したように、本発明の衝撃吸収モジュールにあっては、衝撃吸収機能という１次機能と、軽量化、通気性、デザインへの対応力を高める柔軟性等の２次機能である「快適性」を同時に実用的なレベルで実現可能とする。従って当該モジュールを最終製品に組み入れることで、今までより多様な状況における物体の保護が可能になる効果がある。【００１８】  以上のように、隙間及び空間部分を多く持つ立体に成型した衝撃吸収構造体を活用し、また同時にシート状体で挟み込むことで、本発明は空隙及び空間部分を多く有し全体として空間比率が高くても衝撃吸収能力の発揮ができる構造になっている。このことにより、今まで困難であった状況へ対応する新製品開発の可能性が広がることが期待できる。【００１９】  本発明の衝撃吸収モジュールの特徴を活用し、頭部保護を目的とする安全帽子を製作することができる。身体の中で最も重要にして脆弱性を持つ部分である頭部を日常的に保護したいと考えたときに、軽量であることや通気性を高めること、また可能な限りファッション性にも配慮することは、帽子による頭部保護という意義が社会へ普及するにあたっての大事な要因といえるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る衝撃吸収モジュールの第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図１に示す衝撃吸収モジュールの側面図である。
【図３】図１に示す衝撃吸収モジュールの分解斜視図である。
【図４】本発明に係る衝撃吸収モジュールの衝撃吸収構造体を構成する中空円筒状体の一部を取り出して示した拡大説明図である。
【図５】本発明に係る衝撃吸収モジュールの第２の実施形態の分解斜視図である。
【図６】本発明に係る衝撃吸収モジュールの第３の実施形態の斜視図である。
【図７】図６に示す衝撃吸収モジュールを備えた頭部保護帽子を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】  以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図４を参照して詳しく説明する。
【００２２】  本発明の衝撃吸収モジュール１は、複数のフィラメント２ａを編んだ網状の中空円筒状体を渦巻状に配置した衝撃吸収構造体２と、２枚のシート状体３ａ，３ｂとを備え、衝撃吸収構造体２をシート状体３ａ，３ｂで上下方向から挟み込んで構成される。
【００２３】  衝撃吸収構造体２を構成する中空円筒状体は、複数のフィラメント（糸）２ａを、例えば靴紐を編むときと同等の方法で編むことで、図４に示すような網状に多数の空隙２ｂを有する内部が中空の円筒状体が形成される。
【００２４】  フィラメント２ａとしては、ナイロンを始めとする各種の繊維が使用可能である。フィラメント２ａの構成としては、モノフィラメント（単独の構成）でもガラスや金属等を編みこんだマルチフィラメント（複数の繊維等を撚った構成）でも良い。
【００２５】  弾力性を持つフィラメント２ａは、本来直進しようとする性質を有するが、図４に示すような中空円筒状体の形状に加工することでフィラメント２ａは、それぞれ円筒の外側へ動こうとする。複数のフィラメント２ａを互いに組み合わせ、円筒の径を一定のサイズに押さえ込むことで、単独のフィラメント２ａで円筒形状を構成するよりも、外へ向けたより強力な反発力を安定的に発揮する「バネ効果」を生み出すことができる。これは外側から力を加えたときにクッションとして衝撃を吸収・緩和する効果として活用することができる。なお、フィラメント２ａ自体の弾力性が、少なかったり殆どなかったとしても、編んで立体的な中空円筒状体を形成することで、弾力性を有することになり、「バネ効果」を生み出すことができる。
【００２６】  また、図４に示すような中空円筒状体は、円筒の外周部分を構成する面の大半は空隙２ｂとなるため、外周部分が固体又は目の詰まった状態に編み上げられた同様の形状に比較して、大幅な軽量化が実現し、同時に中空の内部空間と連通するため通気性の確保が可能となる。
【００２７】  図４に示すような中空円筒状体を形成するために使用するフィラメント（糸）２ａの数は、円筒の径とフィラメント（糸）１本ごとの太さの関係により、いろいろな組み合わせが考えられる。またフィラメント２ａ本体が有する弾力性の強さと、機能として求められるクッション効果の度合い、総合的な重量と通気性も考慮に入れて、用途に応じた最適な組み合わせを決める必要がある。
【００２８】  図４に示すように形成した中空円筒状体を、図３に示すように渦巻状に配置することで衝撃吸収構造体２が形成される。なお、径の異なるドーナツ状の中空円筒状体を複数形成し、同心円状に配置することで衝撃吸収構造体２を形成することも可能である。
【００２９】  図３に示すような衝撃吸収構造体２の形状に加工するに当たり、図４に示すように形成した中空円筒状体を同一平面上に渦巻状又は同心円状に配置するため、使用するフィラメント２ａの物性を活用する。例えば成型しつつ熱を加えて素材が持つ可塑性を活用する、接着材を使うなどの工夫が必要となる。
【００３０】  このような渦巻状又は同心円状の衝撃吸収構造体２の形状を形成する際には、図４に示すような長い中空円筒状体を、同一平面上に配置し、中空円筒状体がそれぞれの外周にある部分と互いに接触しつつ、径を高さとする平たい円柱状の形体を保つようにすることが必要である。
【００３１】  前述の形体を保つことで外部から力が加えられたときに、円筒状に編み上げられた中空円筒状体同士が押されて互いに反発しあう状況が発生する。従って中空円筒状体から衝撃吸収構造体２への加工による形状変化は、円筒状のパーツを立体的に組み合わせた集合体になり、複数のバネが互いを支えることになり、結果的に大幅なクッション効果の向上を実現させることになる。
【００３２】  渦巻状又は同心円状に配置された衝撃吸収構造体２を、図３に示すように２枚の円形のシート状体３ａ，３ｂで上下方向両面から挟み込み保持することで、図１，図２に示すような本発明の衝撃吸収モジュール１が形成される。
【００３３】  衝撃吸収モジュール１は、上下方向から加えられた力（衝撃力）をコントロールすることを目的とし、その方法として反発、吸収、拡散、方向変換等があり、モジュール構造体のそれぞれの要素部分が単独で又は連携して効果を発揮することになる。
【００３４】  シート状体３ａ，３ｂは、ある程度の硬さと可撓性を有する素材で構成することが望ましい。例えば、ＰＥＴ樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレンなどのプラスチック薄板成形品、発泡プラスチック薄板成形品、経木などの木材、コルク、布材、不織布を利用した薄板状の成形品等で構成可能である。シート状体３ａ，３ｂの形状及び厚みは、適用する応用品に合わせて、適宜決めることができる。なお、衝撃吸収構造体２は、シート状体３ａ，３ｂから、ある程度はみ出ても構わないものである。
【００３５】  本発明の衝撃吸収モジュール１は、複数のフィラメント（糸）２ａで編まれた中空円筒状体から構成される衝撃吸収構造体２と、プラスチック薄板成形品等からなる２枚のシート状体３ａ，３ｂから構成されることから、大幅な軽量化が達成できるものである。
【００３６】  衝撃吸収モジュール１のシート状体３ａのある範囲の面積に加えられた衝撃力は、シート状体３ａが持つ面強度により一部は衝撃力を反発させる。また、シート状体３ａは衝撃力を受けた部分を中心として円状に撓むため、最初に力を加えられた面積の周辺部分へと、その衝撃力を逃がすことができる。
【００３７】  シート状体３ａの撓む効果で当初より衝撃力は広い面積に分散されるため、その下にある衝撃吸収構造体２では、最初から衝撃力を分散した状態であり、しかもある程度まとまった面積に受けることになる。衝撃吸収構造体２は、前述のように相互に接触しあう構造のため、面積が広がるほどバネ効果を発揮するポイントが増え、構造体全体でのクッション効果の向上に資することになる。
【００３８】  また、衝撃吸収構造体２は、上下２枚のシート状体３ａ，３ｂ体に挟まれているため、撓んで衝撃力を逃がす方向が横方向へ誘導される。これにより衝撃吸収モジュール１に対して上下方向に伝わる衝撃が減衰されることになる。
【００３９】  さらに衝撃吸収構造体２の下部に配置されるシート状体３ｂが、上部に配置されるシート状体３ａと同様の効果をもたらすため、最終的に衝撃吸収モジュール１の衝撃吸収能力は、通気性や軽量化を実現しつつも高い性能を発揮することができる。
【００４０】  ここまで述べてきた内容は、主として衝撃吸収モジュール１に対して加わる鉛直方向からの衝撃力についての説明であるが、実際には斜めからの角度が付いた方向からの衝撃が比較的多数を占めると推測されるが、衝撃吸収モジュール１は、斜めからの衝撃に対応する性能を発揮できる構造を有する。
【００４１】  衝撃吸収構造体２は、上下２枚のシート状体３ａ，３ｂに挟み込まれ保持されてはいるが、それぞれは面では固定されていないため、鉛直以外の方向からの衝撃力は、衝撃吸収構造体２とシート状体３ａ，３ｂがそれぞれにスライドすることなり、その衝撃力を分散させる効果を有する。
【００４２】  本発明の衝撃吸収モジュール１の衝撃力の衝撃吸収のための作用効果についてまとめて説明する。図１〜図３に示すように、上方からシート状体３ａに衝撃（圧力）が加わると、面構造による圧力を受ける面積の拡大が行われる。また、シート状体３ａは、撓んで圧力を拡散すると共に一部反発させる。衝撃吸収構造体２に伝わる圧力は、フィラメント２ａを編んで構成された中空円筒状体の厚み部分のバネ効果により吸収されると共に水平方向へ３６０度拡散される。さらにシート状体３ｂは、緩衝効果を発揮するため、上方からシート状体３ｂに伝わる衝撃（圧力）は大幅に減衰されたものとなる。
【００４３】  なお、上述した衝撃吸収モジュール１は、衝撃吸収構造体２を上下２枚のシート状体３ａ，３ｂで挟み込んで構成しているため、図１，図２に示すように衝撃吸収構造体２の周側は開放されていたが、上下のシート状体３ａ，３ｂの周側全てを覆うように周側部を形成し、衝撃吸収構造体２の全体をシート状体で内包するように構成しても良い。このように構成することで、衝撃吸収構造体２は横方向への移動制限が掛かることになるため、バネ効果が高まることになる。
【００４４】  また、上述した衝撃吸収モジュール１は、衝撃吸収構造体２を上下２枚のシート状体３ａ，３ｂで挟み込んだ１層の構成であったが、衝撃吸収構造体２を複数積み上げ、その間シート状体を介在させる共に上下からシート状体３ａ，３ｂで挟み込んで積層するように構成しても良い。このように衝撃吸収構造体２を積層するように構成することで、衝撃吸収能力を更に高めることができる。
【００４５】  次に、本発明の第２の実施形態を、図５を参照して詳しく説明する。具体的には、本発明の衝撃吸収モジュールを構成するシート状体として、多数の貫通する穴を全体に形成したシートを使った場合の実施形態である。第１の実施形態との違いを中心に説明する。
【００４６】  第２の実施形態の衝撃吸収モジュール１０は、複数のフィラメント２ａを編んだ網状の中空円筒状体を渦巻状に配置した衝撃吸収構造体１２を、シート全体に多数の穴１４ａ，１４ｂを形成したシート状体１３ａ，１３ｂで上下方向から挟み込んで構成される。多数の穴を形成することで、通気性及び軽量化を向上することができる。なお、シート状体１３ａ，１３ｂとして、多数の穴が形成された薄板成形品からなるシートではなく、全体がメッシュ状のシート体で構成することも可能である。メッシュ状のシート体で構成することで、更に通気性、軽量化、柔軟性を高めることができる。メッシュ状のシート体を構成する素材としては、例えば合成繊維やプラスチックの線条体を編んだもので構成可能である。
【００４７】  次に、本発明の第３の実施形態を、図６〜図７を参照して詳しく説明する。具体的には、本発明の衝撃吸収モジュールを頭部保護帽子に適用する場合の実施形態である。第１の実施形態との違いを中心に説明する。
【００４８】  本実施形態における衝撃吸収モジュール２０では、衝撃吸収構造体は、図６に示すように大きめの衝撃吸収構造体２２ａと小さめの衝撃吸収構造体２２ｂで構成される。また、図６に示すように、衝撃吸収構造体２２ａ，２２ｂを上下方向から挟み込むための２枚のシート状体２３ａ，２３ｂには、それぞれ多数の穴２４ａ，２４ｂが形成されている。更に、シート状体２３ａ，２３ｂは、丸みを有する略三角形のような形状に形成されている。
【００４９】  図６に示すように構成された衝撃吸収モジュール２０は、図７に示すような帽子に適用可能である。図７に示すように、衝撃吸収モジュール２０を布材又は皮材で覆って内包して略三角形のパーツ片３０を構成し、複数のパーツ片３０を周方向に連結することで、頭部保護帽子とすることができる。
【００５０】  衝撃吸収構造体は、複数の組み合わせで構成することが可能である。例えば帽子内部に内包するために最も一般的な形状は略三角形であることが多いため、図６に示すように大きさの異なる２つの衝撃吸収構造体２２ａ，２２ｂを組み合わせている。このように、適用する応用品の形状に合わせて、数量や大きさを適宜決めることができる。
【００５１】  衝撃吸収モジュール２０を、図７に示すような頭部保護帽子に適用した場合は、当然ながら外部からの衝撃を吸収できる。更に、衝撃吸収モジュール２０の構成部品のそれぞれは、弾力性、可撓性を有することから、結果、衝撃吸収モジュール２０は柔軟性を有することになるため、対応できる帽子の形状が増え、ファッション性の追求が可能となる。また、帽子本体部分をリバーシブルとして利用することも可能となるため、幼稚園・小学校等で一般的に使用されている赤白帽子に活用することができるようになる。更にまた、衝撃吸収モジュール２０の構成部品は、それぞれ通気性を有することから、覆うための布材又は皮材が通気性を有することで、通気性に優れた頭部保護帽子が提供できる。また、衝撃吸収モジュール２０の構成部品は、軽量であることから、長時間使用することを可能とする。
【００５２】  このように、本発明の衝撃吸収モジュールの特徴を活用することで、頭部保護を目的とする安全帽子を製作することができる。身体の中で最も重要にして脆弱性を持つ部分である頭部を日常的に保護したいと考えたときに、軽量であることや通気性を高めること、また可能な限りファッション性にも配慮することは、帽子による頭部保護という意義が社会へ普及するにあたっての大事な要因といえるからである
【産業上の利用可能性】
【００５３】  本発明に係る衝撃吸収モジュールは、上述した頭部保護帽子への適用の他、衝撃吸収能力の発揮と同時に軽量化、通気性、柔軟性等を併せ持つことが必要な様々な用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】  １，１０，２０  衝撃吸収モジュール
２，１２，２２ａ，２２ｂ  衝撃吸収構造体
２ａ  フィラメント
２ｂ  空隙
３ａ，３ｂ，１３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ  シート状体
１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ  穴
３０  パーツ片
４０  頭部保護帽子
【図１】
2015105458.tif 000003
【図２】
2015105458.tif 000004
【図３】
2015105458.tif 000005
【図４】
2015105458.tif 000006
【図５】
2015105458.tif 000007
【図６】
2015105458.tif 000008
【図７】
2015105458.tif 000009