(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外各一層の補強基材の層間に、補強基材の中間層として不織布を複数層積層し、これら各層を合成樹脂により一体成型することによって、各層の特性が統合されて帽体に必要な機能を発揮するようにしたヘルメットにおける帽体の積層構造において、
帽体の全域、又は、一部における積層間に、伸縮性が少ない線状、又は、繊維状素材により構成される網状体が、当該網状体の表裏と対面する不織布の層に沿うように介在され、
この網状体は、介在された状態で、網状体の網目から前記不織布の合成樹脂が貫通し、貫通した合成樹脂が網状体の網部を囲むように硬化することによって、前記網部の表裏がその表裏と対面する前記不織布の層に対して食い込んだ状態で、当該不織布の層と一体化されていることを特徴とするヘルメットにおける帽体の積層構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗車用ヘルメットにおける帽体の積層構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
ヘルメットは、転倒時においてその衝撃を広い面積に分散することにより、その衝撃を着用者の頭部の一点に集中させないような構造が必要である。そこで、堅く丈夫でありながら、衝撃を分散させるために弾性を備えた繊維強化プラスチック製の帽体と、この帽体で分散させた衝撃を広い面積で吸収する高い衝撃吸収性能を有する発泡スチロール製の衝撃吸収ライナーとを組み合わせることによって、着用者に対する安全性を確保している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ヘルメットの性能規格としてスネル規格がある。この規格に合格したヘルメットは、世界的に高い安全性を備えたものとして認められる。
【０００４】
上記スネル規格に対応するために様々な工夫がされている。例えば、補強基材にガラス繊維を用いてこのガラス繊維を合成樹脂により一体成型した繊維強化プラスチックの帽体で、積層自体の厚みを増したり、補強基材に高強度ガラス繊維を用いて成型したものもある。しかしながら、このような単一補強基材の層からなる構造では、必要とする耐衝撃性は得られるものの軽量化は難しい。
そこで、上記ガラス繊維からなる層に加え、例えば比重が低く、且つ弾性を有する不織布のような、異なる特性を有する繊維からなる層をもって複数層積層し、この各層を合成樹脂により一体成型して各層の特性が活きるように組合せることによって、スネル規格に対応する耐衝撃性を確保しながら軽量化を実現している例もある。
【０００５】
上記ヘルメットの軽量化は、着用者に対する使い勝手の向上と疲労軽減にも極めて有効であることから、ヘルメットに対する軽量化への要求は止まることがない。
【０００６】
すなわち、本発明の目的は、スネル規格に対応するような高い耐衝撃性を確保した上で、ヘルメットの軽量化を実現する帽体の積層構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するために下記の技術的手段を採用した。
【０００８】
請求項１の発明は、内外各一層の補強基材の層間に、補強基材の中間層として不織布を複数層積層し、これら各層を合成樹脂により一体成型することによって、各層の特性が統合されて帽体に必要な機能を発揮するようにしたヘルメットにおける帽体の積層構造において、帽体の全域、又は、一部における積層間に、伸縮性が少ない線状、又は、繊維状素材により構成される網状体が、当該網状体の表裏と対面する不織布の層に沿うように介在され、この網状体は、介在された状態で、網状体の網目から前記不織布の合成樹脂が貫通し、貫通した合成樹脂が網状体の網部を囲むように硬化することによって、前記網部の表裏がその表裏と対面する前記不織布の層に対して食い込んだ状態で、当該不織布の層と一体化されていることを特徴とするヘルメットにおける帽体の積層構造である。
【０００９】
（削除）
【００１０】
本発明によれば、帽体の補強基材の積層間に介在された伸縮性が少ない素材である網状体と、当該網状体の表裏と対面する不織布の層とが、網状体の網目から貫通し網状体の網部を囲むように硬化する合成樹脂により、前記網部の表裏がその表裏と対面する前記不織布の層に対して食い込んだ状態で一体化される。そして、この網状体が帽体の伸縮を抑制して帽体の曲げ応力を向上させる。したがって、帽体の曲げ応力の向上によって層間剥離の発生が抑制されて耐衝撃性の向上が期待できる。
【００１１】
前記補強基材の積層間に介在される網状体は、帽体の成型時において、前記中間層における複数層のいずれかの層間又は全ての層間に介在させた状態で一体成型する。
【００１２】
前記内層及び外層に用いられる補強基材は、通常ヘルメットの帽体を構成するのに用いられるガラス繊維、高強度プラスチック繊維、カーボン繊維等が挙げられる。また、前記中間層の補強基材に用いられる不織布は、比重が低く、且つ弾性を有するものである。また、各層及び当該各層と網状体を一体化する合成樹脂は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１３】
上記網状体は、帽体の全域、又は、一部に用いてもよいが、一部である場合には、少なくとも、後頭部、側頭部、頭頂部に用いることが望ましい。
【００１４】
上記網状体における網目の大きさは、その辺の長さ、又は、直径を２ｍｍ乃至４５ｍｍの範囲内にすることが好ましい。これは、大きさが２ｍｍ未満である場合、合成樹脂が貫通しにくくなる可能性があり、４５ｍｍを超えた場合、網状体による干渉が無く、各層間の伸縮の制御ができず、網目、又は、孔内で層間剥離が発生する可能性があるためである。
【００１５】
上記網状体における網部の占める大きさは、直径、又は、幅及び高さを０．１ｍｍ乃至４ｍｍの範囲内のいずれかが好ましい。これは、大きさが０．１ｍｍ未満である場合、強度が不足する可能性があり、４ｍｍを超えた場合、重量が増加する可能性があるためである。
【００１６】
(削除)
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の積層構造によって成型された帽体であり、本例ではフルフェース型のヘルメット用のものを示す。尚、本発明は例示したフルフェース型のヘルメット用の帽体に限定されるものではなく、あらゆるタイプのヘルメットの帽体が対象となる。
【００１８】
例示する帽体１は、図２に示すように、外層１１及び内層１２に補強基材としてガラス繊維を用い、中間層１３にマット状に形成した不織布を３層積層したものを用いて、各層を合成樹脂により一体成型したものである。
尚、前記中間層１３における３層の積層には、外層１１側から内層１２側へ順に第１層１３１，第２層１３２，第３層１３３とし、前記第２層１３２と第３層１３３の層間に網状体２が介在されている。
【００１９】
網状体２は、例えば、熱可塑性樹脂（ポリエチレン・ポリスチレン・ポリプロピレン・ポリ塩化ビニル等）や熱硬化性樹脂（フェノール樹脂・尿素樹脂・メラミン樹脂）のような軽量、且つ、伸縮性が少ない素材を用いて成型した成形品である。また、化学繊維や天然繊維を撚った糸を用いて網状に織ったものでもよい。
【００２０】
網状体２は、網目２１…２１を１４ｍｍ□とし、網部２２…２２の径を約２ｍｍとして帽体１の形状に沿わせて成型されている。このようにした網状体２は図２に示すように、介在された状態において網目２１…２１から、その網目２１…２１の表裏に対面する第２層１３２と第３層１３３の合成樹脂が貫通し、この合成樹脂が網部２２…２２を囲むように硬化することによって、網部２２…２２の表裏が第２層１３２と第３層１３３相互に対して一体化される。
【００２１】
尚、本発明は、上記網状体を例示した位置、枚数で介在に限定されず、その位置、枚数に関しては任意である。例えば、各層間全てに網状体を介在させてもよいし、第１層１３１，第２層１３２，第３層１３３間の全てに介在させてもよい。
【００２２】
【実施例】
以下、本願発明を実施した積層構造の帽体を備えたヘルメットと、従来の積層構造の帽体を備えたヘルメットの衝撃吸収性試験を下記の測定法により測定した結果を示すと表１の通りである。
【００２３】
・測定に使用するヘルメット構造
Ａ．本願発明品：強化繊維を用いた内層と外層の間に、マット状に形成した不織布を３層に積層した中間層を積層し、さらに、中間層における第２層と第３層の層間に１辺１４ｍｍの正方形の網目を有し、網部の径を約２ｍｍとする網状体を介在して、該各層を合成樹脂で一体成形した帽体を用いたヘルメット。尚、網状体はポリプロピレンの成形品である。
Ｂ．比較品：強化繊維を用いた内層と外層の間に、マット状に形成した不織布を３層に積層した中間層を積層し、該各層を合成樹脂で一体成形した帽体を用いたヘルメット。尚、網状体以外は本願発明品と全て同じ材料を用いて、夫々同厚の層を同構造で構成したものである。
これを用いたヘルメットの衝撃吸収性能についてはスネル規格に不合格である。
また、前記帽体に組み合わされる衝撃吸収ライナーはＡ及びＢとも同じ構造の発泡スチロールであり、厚みが３０〜３５ｍｍのもの。
・ヘルメットの衝撃吸収測定法：スネル２０００年規格の衝撃吸収試験であり、質量５ｋｇの人頭模型にヘルメットを被せ、そのヘルメットを、所定の衝撃エネルギー量（Ｊ）が作用されるように、鋼鉄製の半球形の衝撃アンビルにヘルメットを落下させて、そのときの衝撃加速度（Ｇ）を測定する。
具体的には、１回目３．１２ｍの高さからヘルメットを落下させて１５０Ｊの衝撃エネルギー量をヘルメットに与える。２回目２．２２ｍの高さからヘルメットを落下させて１１０Ｊの衝撃エネルギー量をヘルメットに与える。２回とも３００Ｇ以下の値であれば合格とする。
・試験個所：Ａ及びＢとも左右の両側頭部。
・試験位置帽体厚み：２．５ｍｍ乃至２．８ｍｍ。
【００２４】
【表１】
単位（Ｇ）
0003737925.tif 000002
【００２５】
上記の試験結果から明らかなように、本願発明の帽体を用いたヘルメットの衝撃吸収性は、２回ともに３００Ｇ以下の数値が得られた。しかも、本願発明品の帽体の積層構造は、比較品の帽体の積層構造と本願発明品の帽体の積層構造が網状体を要している点を除いては、同構造のものであるにもかかわらず、この上記数値が得られたということは、上記網状体の存在が衝撃吸収性能の向上をさせる上で大きな効果を有するということが証明される。つまり、スネル規格に合格しない比較品の帽体に網状体を介在させただけで、比較品では得られない高い耐衝撃性を備えたヘルメットにすることができる。したがって、従来行なわれていたように積層厚をより厚くしたりし、厚くすることによって重量が増加するような構造にせずに、高い耐衝撃性を備えた上で軽量化を実現したヘルメットを構成することができる帽体の積層構造であることが証明される。
【００２６】
この結果については、本願発明における帽体の積層の間に介在された伸縮性が少ない線状、又は、繊維状の素材である網状体が、その網状体の表裏で対面する不織布相互の合成樹脂が網状体の網目を介して貫通して硬化することにより、前記不織布と一体化されたので、衝撃による帽体の伸縮を抑制することができて、帽体の曲げ応力が向上したものと思われる。そして、帽体の曲げ応力の向上によって層間剥離の発生が抑制されて衝撃吸収性能が向上したものと思われる。
【００２７】
尚、この試験での衝撃個所を左右の側頭部とした理由としては、この個所が事故例において最も衝撃を受ける部分であり、この個所において規格に合格する数値が得られれば、他の部位も安全性が確保されるからである。
【００２８】
次に、網目の大きさが上記したものとは異なる網状体を介在させたヘルメットの衝撃加速度（Ｇ）を測定した結果を下記の表２に示す。この試験におけるヘルメットの構造は、上記した試験に用いたものと同様のもので、この試験では右側頭部のみを測定した。表中、ｍｍ□は網目の大きさの単位である。
【００２９】
【表２】
単位（Ｇ）
0003737925.tif 000003
【００３０】
以上の試験結果から、網目の大きさが３ｍｍ□〜４０ｍｍ□の範囲においてスネル規格に合格する数値が得られ、この範囲内の網目の網状体であれば、上記した表１に示す試験結果と同様に、スネル規格に合格しない比較品のヘルメットに網状体を介在させることで、ヘルメットに必要な耐衝撃性を備えさせることができることが証明された。
【００３１】
衝撃吸収性能の上限、下限を上記試験結果から推測すると、上限は４５ｍｍ□、下限は２ｍｍ□であると思われる。
また、衝撃吸収性能にはある程度の余裕を持たせるとよく、数値的には２００Ｇを超えない程度が望ましい。この場合、４ｍｍ□以上３５ｍｍ□以下の網目の網状体を用いると最適であると思われる。
また、網目の面積で言えば、４平方ｍｍ乃至２０２５平方ｍｍの範囲内、望ましくは、１６平方ｍｍ乃至１２２５平方ｍｍの範囲内であれば、ヘルメットに必要な耐衝撃性を備えさせることができるので、試験に用いた正方形の網目以外に、長方形及び三角形を含む多角形や真円形、楕円形を含む円形でも、同じ条件ならば同様の効果が期待できる。
さらに、網部の径は、上記試験における衝撃を与えたときに切断されない強度を有するものであれば２ｍｍ未満のものでもよい。また、重量的に影響を与えない程度であれば、２ｍｍを超すものでもよい。すなわち、網目の径は、衝撃に耐え、且つ重量的に影響を与えない範囲で決定する。
また、試験で用いた網状体は、一般的なポリプロピレンを用いた成形品であるが、素材については、ポリプロピレン以外の素材においても同様の効果が期待できる。さらに、化学繊維や天然繊維を撚った糸を用いて網状に織った網状体でも同様の効果が期待できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通り、補強基材の積層間に網状体が介在された積層構造の帽体としたことにより、補強基材の量を増やすことなく衝撃吸収性能を大幅に向上させたヘルメットを構成することができる。したがって本発明は、スネル規格に対応する高い耐衝撃性を確保した上で、ヘルメットの軽量化を実現できる極めて有用な帽体の積層構造である。すなわち、軽量でありながら高い安全性を有するヘルメットを構成する上で、極めて有効な帽体の積層構造である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における積層構造の帽体の斜視図であり、一部切欠して示す。
【図２】図１の（Ａ）―（Ａ）線拡大断面図である。
【図３】網状体の一部を示す平面図である。
【符号の説明】
１：帽体        ２：網状体
１１：外層      １２：内層
１３：中間層    ２１：網目
２２：網部
【図１】
0003737925.tif 000004
【図２】
0003737925.tif 000005
【図３】
0003737925.tif 000006