JP4726668B2 - ヘルメット用緩衝材 - Google Patents

Description

本発明は、ヘルメットの外殻を形成するシェル体と頭部に接触する内装パットとの間に設けられるヘルメット用緩衝材に関する。

シェル体と内装パットとの間に設けられるヘルメット用緩衝材において、軽金属製のハニカム構造をもつヘルメット用緩衝材の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−１０５０１５号公報（図３、図６）

特許文献１の図３において、先ず、素材薄板１４をロール圧延しながらその面方向にカーブさせ、コイル状の構造を有する筒体１６を形成させる。
次に、特許文献１の図６において、素材薄板１４同士を、そのカーブ方向の固着箇所１８・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）で固着させる。そして、緩衝材７の形状及び大きさとして必要とされる範囲である部分周部１６Ａを筒体１６から切り出す。最後に、素材薄板１４を未固着部で離反させるように全体を展開させ、ハニカム構造を有する緩衝材７を形成する。

しかし、シェル体の内面は、様々な曲率を有する曲面であり、緩衝材７を形成するためには、筒体１６から部分周部１６Ａを切り出した後、全体を展開するなど複数の煩雑な工程が必要であった。複数の煩雑な工程が必要となるため、シェル体の曲率に合わせ緩衝材を形成することは容易ではなかった。加えて、筒体１６から部分周部１６Ａを切り出すため、材料に無駄があった。

本発明は、シェル体の曲率変化に合わせて容易に形成することができるヘルメット用緩衝材を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ヘルメットの外殻を形成するシェル体と頭部に接触する内装パットとの間に設けられるヘルメット用緩衝材において、ヘルメット用緩衝材は、複数の断面中空状のユニット部材からなり、ユニット部材は、複数の壁部を有する角錐台形状のブロックと、このブロックの角部から外方に延設したフィンとからなり、１つのブロックを構成する複数の壁部は、このブロックの中心軸に対して内側に傾斜して形成される傾斜壁部と、これらの傾斜壁部の上部に中心軸に対して平行に形成される平行壁部とからなり、
ユニット部材同士を連結するフィンの一部は、ブロックの中心軸方向で傾斜壁部の側に形成されることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、ヘルメット用緩衝材は、樹脂材料により形成され、前記フィンの連結は、射出成形にて一体成形されることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ヘルメット用緩衝材は、ユニット部材が有するフィンの一部同士を互いに接続して複数のユニット部材を連結したので、ユニット同士は緩やかに結合される。ユニット部材同士が緩やかに結合されることにより、各々のユニット部材に自由度をもたせることができ、シェル体の曲率変化に合わせてユニット部材の向きなどを柔軟に配置することができる。
従って、請求項１によれば、シェル体の曲率変化に合わせて容易に形成することができるヘルメット用緩衝材を提供することができる。

また、傾斜壁部の上部に平行壁部が形成されるので、衝撃を受ける初期段階において、ユニット部材からフィンが剥離し難くなり、ブロックの座屈変形を安定して行わせることができる。

請求項２に係る発明では、フィンの連結は、射出成形にて一体成形させるので、ユニット部材同士を連結させる連結成形が容易になる上、連結部での弾性変形が期待でき、ヘルメット用緩衝材をヘルメットに内装する作業や取扱いが良好となる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るヘルメット用緩衝材を構成するユニット部材の斜視図であり、ユニット部材１１は、断面中空状の６角錐台形状を有するブロック１２と、このブロック１２から外方に延設した薄板状のフィン１３・・・とからなる。
本実施例において、連結された複数のユニット部材１１・・・からなるヘルメット緩衝材は、ポリプロピレン製であり、射出成形法によって製造することができる。

図２は本発明に係るヘルメット用緩衝材を構成するユニット部材の平面図であり、ユニット部材１１を構成するブロック１２は、６角錐台の斜面を構成する６つの壁部１４・・・と、各壁部１４・・・のつなぎ目となる６つの角部１５・・・とを備える。そして、これらの角部１５・・・から外方に６つのフィン１３・・・を延出させた。

ブロック１２は、上端に短辺側の上端面１７を有し、下端に長辺側の下端面１８を有する。
ここで、壁部１４の上端長さをＤｊ、下端長さをＤｋとすると、Ｄｊ＜Ｄｋである。
本実施例において、壁部１４・・・の厚さ及びフィン１３・・・の厚さは同一の厚さであるが、壁部１４・・・をフィン１３・・・よりも厚くしても良いし薄くしても良く、各々任意の厚さに設定できるものとする。

図３は図１の３−３線断面図であり、ユニット部材１１は、壁部１４・・・と、この壁部１４・・・の内側に備えられる貫通開口部１６と、壁部１４・・・の外側に備えられ角部１５・・・から延設したフィン１３・・・とからなる。各壁部１４・・・は、外壁面１４ｇ・・・を有する。
ブロック１２は、上端面１７と下端面１８との間に貫通開口部１６を備える。

図４は隣り合うユニット部同士を連結した状態を説明する作用図であり、複数のユニットは型で一体に成形して、フィンの１３・・・一部同士を互いに連続させることによって複数のユニット部材１１・・・を連結する。
ヘルメット用緩衝材は、フィン１３・・・の一部同士を連続させることによって隣り合うユニット部材１１・・・同士を連結してなる。

ここで、ヘルメット用緩衝材は、樹脂材料により形成されるとともに、フィン１３・・・の連結は、射出成形にて一体成形されている。
従って、ユニット部材１１・・・同士を連結させる連結成形が容易になる上、連結部での弾性変形が期待でき、ヘルメット用緩衝材をヘルメットに内装する作業やその取扱いを簡便に且つ良好に行うことができる。

図５はヘルメットのシェル体にヘルメット用緩衝材を装着することを示す作用図であり、隣り合うユニット部材１１、１１の一部を連結することによって形成したヘルメット用緩衝材２０をシェル体２１に装着する。Ｎはシェル体２１を保持する保持治具である。

図６は本発明に係るヘルメット用緩衝材を備えたヘルメットの断面図であり、シェル体２１にヘルメット用緩衝材２０を装着し、このヘルメット用緩衝材２０に内装パット２２を装着してできあがったヘルメット２３を示す。２４は風よけ用のシールド部材である。

すなわち、ヘルメット２３の外殻を形成するシェル体２１と頭部に接触する内装パット２２との間に設けたヘルメット用緩衝材２０において、各々のブロック１２・・・同士は緩やかに結合している。

図７は図６の７部拡大図であり、ヘルメット用緩衝材２０は、複数の断面中空状のユニット部材１１・・・からなり、各々のユニット部材１１・・・は、複数の壁部１４・・・を有する角錐台形状のブロック１２と、このブロック１２の角部１５・・・から外方に延設したフィン１３・・・とからなる。そして、フィン１３・・・の一部同士を互いに接続することによって隣り合うユニット部材１１、１１同士を連結してなる。
ブロック１２は、６角錐台形状に形成し、短辺側の上端面１７を内装パット２２側に、長辺側の下端面１８をシェル体２１側に配置する。

ヘルメットの構造上、内装パット２２側が短く、シェル体２１側が長くなる。この長さの差に合わせてブロック１２の一辺を短く、他辺を長くした。
この結果、ブロック１２の収まりが良くなる。

上記の構成をもとに、以下に作用説明を行う。
図５に戻って、ヘルメット用緩衝材２０は、ユニット部材１１・・・が有するフィン１３・・・の一部同士を互いに接続して複数のユニット部材１１・・・を連結したので、ユニット部材１１・・・同士は緩やかに結合される。ユニット部材１１・・・同士が緩やかに結合されることにより、各々のユニット部材１１・・・に自由度をもたせることができ、シェル体２１の曲率変化に合わせてユニット部材１１・・・の向きなどを柔軟に変化させて配置することができる。従って、シェル体２１の曲率変化に合わせたヘルメット用緩衝材２０が容易に形成できるとともに、シェル体２１へユニット部材１１・・・の装着作業を容易に行うことができる。

また、ヘルメット用緩衝材２０装着後の変形は、フィン１３・・・によって吸収されるため、ブロック１２を変形させることなく、ユニット部材１１をシェル体２１の曲面に装着することができる。
従って、格子目に所定の大きさをもたせつつヘルメット用緩衝材２０の装着を行うことができる。

図８は図４の別実施例図であり、大きさの異なる大きなユニット部材１１Ｄ・・・と小さなユニット部材１１Ｓ・・・とを準備し、これら大小のユニット部材１１Ｄ・・・、１１Ｓ・・・を１１Ｄ、１１Ｓ、１１Ｄ・・・のように交互に組み合わせるとともに、隣り合うフィン１３・・・同士を連結することによって、ユニット部材１１Ｄ、１１Ｓ同士を連結する。

本実施例において、大ブロック１２Ｄの高さをＨｄ、小ブロック１２Ｓの高さをＨｓとするとき、Ｈｓ＜Ｈｄとする。また、大ブロック１２Ｄが有する壁部１４・・・の上端長さ及び下端長さを各々Ｄｄｊ、Ｄｄｋ、小ブロック１２Ｓが有する壁部１４・・・の上端長さ及び下端長さを各々Ｄｓｊ、Ｄｓｋとするとき、Ｄｄｋ＝Ｄｓｋとする。

なお、大ブロック１２Ｄの上端長さＤｄｊ、下端長さＤｓｊは任意の長さに設定することができるものとし、小ブロック１２Ｓの上端長さＤｄｊ、下端長さＤｓｋを任意の長さに設定可能なものとする。

図９は図６の別実施例図であり、図６と異なる点は、シェル体２１に大きさの異なるユニット部材１１Ｄ・・・、１１Ｓ・・・を組み合わせてなるヘルメット用緩衝材２０Ｂを装着した点である。
ヘルメット用緩衝材２０Ｂは、高さが異なるユニット部材１１Ｄ、１１Ｓを組み合わせたものである。従って、高さが同じユニット部材を組み合わせたものとは、外方から加わる荷重を吸収する特性は異なるものとなる。次図で、その詳細を説明する。

図１０は図９のヘルメットに加わる荷重と変位との関係及びその比較例を示すグラフである。縦軸は発生荷重Ｐであり、横軸はヘルメット用緩衝材の変形量δである。
（ａ）は実施例を示し、ヘルメット用緩衝材２０は、高さの異なるユニット部材１１Ｄ、１１Ｓを組み合わせるとともに、これらのユニット部材１１Ｄ、１１Ｓを交互に連続させてなる。ヘルメットのシェル体２１が衝撃荷重を受けると、先ず、高さの高いユニット部材１１Ｄに荷重が加わり、座屈が起こる。次いで、衝撃荷重によって高さの高いユニット部材１１Ｓの変位が大きくなると、高さの低いユニット部材１１Ｓにも荷重が加わり、座屈が起こる。
従って、（ａ）において、変形量δの増加に伴って、発生荷重Ｐは右肩上がりに複数段で上昇する。

（ｂ）は比較例を示し、ヘルメットに設けられるヘルメット用緩衝材２０は、高さが同一のユニット部材１１を組み合わせるとともに、これらのユニット部材１１を連続させてなる。

ヘルメットのシェル体２１が衝撃荷重を受けると、ユニット部材１１に荷重が加わり、座屈が起こる。
従って、（ｂ）において、変形量δの増加に伴って、発生荷重Ｐは、（ａ）とは異なり、変形の初期段階δ＝０及び変形が進んだ段階δ＝δｅの両段階で、急激に上昇する。

比較例では、座屈が高い衝撃荷重で起こるようにヘルメット用緩衝材２０を構成すると、低衝撃荷重で座屈が起き難くなり、衝撃エネルギーを吸収し難い。また、座屈が低い衝撃荷重で起こるようにヘルメット用緩衝材２０を構成すると、高衝撃荷重で衝撃エネルギーを吸収できない。

この点、実施例では、異なる高さをもつユニット部材１１Ｄ、１１Ｓを交互に組み合わせることで、衝撃荷重の吸収を複数段に分けて行うことができる。複数段に分けて衝撃荷重の吸収が行われるため、低床劇荷重及び高衝撃荷重を受けたときの双方において、衝撃荷重の吸収を円滑に行うことが可能になる。

なお、実施例では、ユニット部材１１Ｄ、１１Ｓを交互に組み合わせたが、これに限定されない。例えば、場所によっては、ユニット部材１１Ｄを複数個連続させた後、ユニット部材１１Ｓを複数個連続させるという配置でも良い。

図１１は図１の別実施例図であり、異なる点は、角部１５Ｂ・・・から延出したフィン１３Ｂが、角部１５Ｂ・・・の長さと同一の長さの標準フィン３６・・・と、この標準フィン３６・・・よりも短いサブフィン３７・・・とで構成される点である。具体的には、各角部１５Ｂ・・・から延出する標準フィン３６・・・に加えて、各壁部１４Ｂ・・・の外壁面１４ｇ・・・から外方にサブフィン３７・・・が備えられている。

図１２は図１１の作用図である。
（ａ）は荷重を受けていないときのユニット部材１１Ｂを示す。
（ｂ）はユニット部材１１Ｂに、ブロック１２Ｂの上方から衝撃荷重Ｐが加わったとき、ブロック１２Ｂ及び標準フィン３６・・・の高さＨが短くなりＨｂとなるとともにそれらの上部に座屈が生ずることを示す。

（ｃ）は衝撃荷重Ｐによって、ブロック１２Ｂ及び標準フィン３６・・・の高さＨｂがさらに短くなりＨｃとなるとともに座屈が進み、サブフィン３７・・・にも座屈が発生することを示す。

フィン１３・・・は、角部１５Ｂ・・・の長さと同一の長さの標準フィン３６・・・と、標準フィン３６・・・よりも短いサブフィン３７・・・とで構成され、衝撃荷重は、ユニット部材１１Ｂで受け、ユニット部材１１Ｂの壁部１４・・・と標準フィン３６・・・に座屈が発生し、標準フィン３６・・・の座屈変形が大きくなると、標準フィン３６・・・に加えてサブフィン３７・・・で受け、サブフィン３７・・・にも座屈が発生する。
衝撃吸収を複数段で行えるので、衝撃吸収を円滑に行うことが可能になる。

図１３は図１の更なる別実施例図であり、異なる点は、ブロック１２Ｃが、傾斜壁部３１・・・からなる６角錐台形状の傾斜ブロック３３と、この傾斜ブロック３３の上端部から上方に延設し平行壁部３２・・・からなる６角柱形状の平行ブロック３４とで構成されている点である。

図１４は図１３の１４−１４線断面図であり、１つのブロック１２Ｃを構成する複数の壁部１４Ｃ・・・は、このブロック１２Ｃの中心軸Ｊに対して内側に傾斜させて設けられる傾斜壁部３１・・・と、これらの傾斜壁部３１・・・の上部に中心軸Ｊに対して平行に延設される平行壁部３２・・・と、角部１５Ｃ・・・から延設させたフィン１３Ｃ・・・からなる。

図１５は図１３の作用図及びその比較例図である。
（ａ）は実施例を示し、ブロック１２Ｃの上方から衝撃荷重Ｐが加わったとき、平行ブロック３４の高さが短くなるとともに平行ブロック３４に座屈が生ずる。
（ｂ）は（ａ）の比較例を示し、ブロック１２Ｘの上方から衝撃荷重Ｐが加わったとき、ブロック１２Ｘ及びフィン１３Ｘ・・・の高さが短くなるとともにそれらの上部に座屈が生ずる。

このとき、ブロック１２Ｘは、傾斜壁部３１・・・からなり、傾斜壁部３１・・・は荷重方向Ｐと平行でないので、荷重Ｐにより傾斜壁部３１・・・の上端部は全てブロック１２Ｘの内方である図矢印Ｔ方向に倒れる。そして、傾斜壁部３１・・・の上端部が各角部１５Ｘ・・・から外方に延設したフィン１３Ｘ・・・から剥離することで、ブロック１２Ｘに座屈は生じなくなる虞があり、ブロック１２Ｘの座屈変形を安定して行わせることができない。

この点、（ａ）の実施例において、傾斜壁部３１・・・の上端に平行壁部３２・・・を延設させたので、衝撃の初期段階において、フィン１３Ｃ・・・がユニット部材１１Ｃからの剥離を起き難くすることができ、ブロック１２Ｃの座屈変形を安定して行わせることができる。

図１６は図１の更なる別実施例図であり、異なる点は、角部の長さＨｄと同一の長さの標準フィン３６Ｄ・・・と、この標準フィン３６Ｄ・・・よりも短い長さＨｄｔ（Ｈｄｔ＜Ｈｄ）をもつサブフィン３７Ｄ・・・とが設けられ、ブロック１２Ｄの下端にフランジ４１が設けられている点である。すなわち、ブロック１２Ｄの下端から外方にフランジ４１が延設される。

尚、請求項１では、角錐台形状のブロックの形状は任意に設定できるものとする。例えば、３角形、４角形、５角形、８角形であっても良い。
また、ヘルメット用緩衝材に限定することなく、４輪車両のピラー部やドアパネルなどの衝撃吸収構造として利用することは差し支えない。

本発明は、ヘルメット用緩衝材に好適である。

本発明に係るヘルメット用緩衝材を構成するユニット部材の斜視図である。 本発明に係るヘルメット用緩衝材を構成するユニット部材の平面図である。 図１の３−３線断面図である。 連結された複数のユニット部材を示す斜視図である。 ヘルメットのシェル体にヘルメット用緩衝材を装着することを示す作用図である。 本発明に係るヘルメット用緩衝材を備えたヘルメットの断面図である。 図６の７部拡大図である。 図４の別実施例図である。 図６の別実施例図である。 図９のヘルメットに加わる荷重と変位との関係及びその比較例を示すグラフである。 図１の別実施例図である。 図１１の作用図である。 図１の更なる別実施例図である。 図１３の１４−１４線断面図である。 図１３の作用図及びその比較例図である。 図１の更なる別実施例図である。

符号の説明

１１、１１Ｄ、１１Ｓ…ユニット部材、１２、１２Ｄ、１２Ｓ…ブロック、１３、１３Ｃ…フィン、１４…壁部、１５…角部、１７…上端面、１８…下端面、２０…ヘルメット用緩衝材、２１…シェル体、２２…内装パット、２３…ヘルメット、３１…傾斜壁部、３２…平行壁部、３６Ｄ…標準フィン、３７Ｄ…サブフィン、Ｊ…ブロックの中心軸。

Claims (2)

1. ヘルメット（２３）の外殻を形成するシェル体（２１）と頭部に接触する内装パット（２２）との間に設けられるヘルメット用緩衝材（２０）において、
   前記ヘルメット用緩衝材（２０）は、複数の断面中空状のユニット部材（１１Ｃ）からなり、
   前記ユニット部材（１１Ｃ）は、複数の壁部（１４Ｃ）を有する角錐台形状のブロック（１２Ｃ）と、このブロック（１２Ｃ）の角部から外方に延設したフィン（１３Ｃ）とからなり、
   前記フィン（１３Ｃ）の一部同士を連続させることによって隣り合うユニット部材（１１Ｃ）同士を連結してなり、
   前記１つのブロック（１２Ｃ）を構成する複数の壁部（１４Ｃ）は、このブロック（１２Ｃ）の中心軸（Ｊ）に対して内側に傾斜して形成される傾斜壁部（３１）と、これらの傾斜壁部（３１）の上部に前記中心軸（Ｊ）に対して平行に形成される平行壁部（３２）とからなり、
   前記ユニット部材（１１Ｃ）同士を連結する前記フィン（１３Ｃ）の一部は、前記ブロック（１２Ｃ）の中心軸（Ｊ）方向で前記傾斜壁部（３１）の側に形成されることを特徴とするヘルメット用緩衝材。
2. 前記ヘルメット用緩衝材（２０）は、樹脂材料により形成され、前記フィン（１３Ｃ）の連結は、射出成形にて一体成形されることを特徴とする請求項１記載のヘルメット用緩衝材。

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