JPH068971Y2

JPH068971Y2 - ヘルメット

Info

Publication number: JPH068971Y2
Application number: JP1988112978U
Authority: JP
Inventors: 郁夫堀部; 明西村; 清本間
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2003-08-29
Also published as: JPH0233223U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、自動二輪車や自転車に乗車するとき等に、
人体の頭部を衝撃から保護するのに使用するヘルメット
に関する。

（従来の技術）自動二輪車等に乗車するときに使用するヘルメットとし
ては、従来、補強繊維材料で樹脂を強化してなる繊維強
化プラスチック（ＦＲＰ）の殻体の内側に衝撃吸収体を
配置してなるものが知られている。補強繊維材料として
は、たとえば特開昭５３−１０４３４６号公報に記載さ
れるように、織糸が互いに直交する２方向にのみ延びて
いる極く普通の２方向性織物が使われている。しかしな
がら、このようなヘルメットには、以下において述べる
ような問題がある。

すなわち、かかる従来のヘルメットは、殻体に２方向性
織物を用いているので、殻体は、異方性が比較的大き
く、バイアス方向の強度や剛性が低いためにその方向に
衝撃的な力が作用すると比較的簡単に破壊してしまう。
これを解決するために、多数の２方向性織物をその経糸
または緯糸の方向が少しずつずれるように積層する、い
わゆる疑似等方積層を行うことも考えられるが、そうす
ると殻体の重量が増大するし、全体として面内異方性を
小さくすることはできても各層の面内異方性を小さくす
ることはできないので、衝撃的な力が作用したときに層
間剥離を起こしやすくなる。また、多数の２方向性織物
を、曲面に沿わせながら、しかも、経糸または緯糸の方
向を少しずつずらせながら積層するのはやっかいであ
り、工数が増えて製造コストが高くなるという問題もあ
る。

また、上記従来のヘルメットは、曲げ剛性に関しても殻
体の異方性が大きく、曲げ剛性が小さい方向において殻
体にそれを変形させるような力が加わると、破壊した
り、破壊しないまでも頭部が受ける衝撃が大きくなる。
これを解決するためには、曲げ剛性が小さくなる方向の
肉厚を増大させればよいが、そうするとやはり重量が増
大し、工数も増えて製造コストが高くなってしまう。

（考案が解決しようとする課題）この考案の目的は、従来のヘルメットの上述した問題点
を解決し、薄く、軽量だが等方性に優れ、衝撃に対して
強靱なヘルメットを提供するにある。

（課題を解決するための手段）上述した目的を達成するために、この考案は、補強繊維
材料で樹脂を強化してなるＦＲＰ製殻体と、この殻体の
内側に配置した衝撃吸収体とを有し、かつ、上記補強繊
維材料は、炭素繊維からなる多軸織物または多軸編物
と、最外層に位置する補強繊維マットとを含んでいるこ
とを特徴とするヘルメットを提供する。

この考案のヘルメットは、殻体が、補強繊維材料で樹脂
を強化してなるＦＲＰで構成されている。そして、補強
繊維材料は、少なくとも１枚の、炭素繊維からなる多軸
織物または多軸編物を含んでいる。もっとも、炭素繊維
以外の、たとえばガラス繊維、ポリアラミド繊維、ビニ
ロン繊維等の高強度、高弾性率補強繊維からなる多軸織
物や多軸編物をさらに含んでいてもよい。

ここで、多軸織物は、第２図に示すように、３本の織
糸、すなわち、織糸５（よこ糸）、織糸６（バイアス
糸）、織糸７（バイアス糸）が互いに６０°の角度をな
すように配列され、織糸６と織糸７は交錯していない
が、織糸５が織糸６、織糸７と交錯して一体化がなされ
ている３軸織物のようなものである。

多軸織物は、また、第３図に示すように、各２本を１組
とする織糸、すなわち、織糸５ａと５ｂ（よこ糸）、織
糸６ａと６ｂ（バイアス糸）、織糸７ａと７ｂ（バイア
ス糸）が互いに６０°の角度をなすように配列され、織
糸６ａ、６ｂと織糸７ａ、７ｂは交錯していないが、織
糸５ａと５ｂが織糸６ａ、６ｂおよび織糸７ａ、７ｂと
交錯して一体化がなされているような３軸織物であって
もよい。

また、多軸編物は、第４図に示すように、層状をなす、
互いに４５°の角度をなすように配列された屈曲を有し
ない４本の編糸、すなわち、編糸８（よこ糸）、編糸９
（たて糸）、編糸１０（対角糸）、編糸１１（対角糸）
を、それら編糸よりも細い補助糸１２によってトリコッ
ト組織した４軸編物のようなものである。

多軸編物は、また、第５図に示すように、トリコット組
織ではなく、鎖編組織による４軸編物であってもよい。

多軸編物は、さらに、第４図や第５図に示した４軸編物
において、編糸８がない３軸編物であってもよい。この
場合は、編糸同士は互いに６０°の角度をなすことにな
る。もっとも、編糸同士がなす角度は、３軸編物におい
ては６０°、４軸編物においては４５°であるのが好ま
しいものの、それ以外の角度にすることもできる。

上述した多軸織物や多軸編物において、織糸や編糸は、
単糸径４〜４０μｍ程度、単糸数５００〜６，０００本
程度、横断面積０．００６〜１．０mm²程度のマルチフ
ィラメントからなっている。

また、多軸編物における補助糸は、炭素繊維やガラス繊
維、ポリアラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド
繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維等のマルチフィラメ
ントからなっている。そして、補助糸は、殻体の成形時
に収縮して編糸の配列を乱すことがないよう、１００℃
における乾熱収縮率が５％以下であるものが好ましい。
また、太さは、成形したときに樹脂分布のむらが大きく
ならないよう、編糸にくらべて十分に細いのが好まし
い。

この考案においては、上述したように、補強繊維材料と
して炭素繊維からなる多軸織物や多軸編物の使用を必須
とする。多軸織物や多軸編物は２方向性織物にくらべて
等方性が格段に優れているため、ただ１枚の使用でも、
強度、剛性等に関して殻体の等方性を大きく向上でき
る。しかしながら、これらの特性を一層向上させるため
に、この考案においては、より等方性に優れた、炭素繊
維や上述した補強繊維からなるチョップドストランドマ
ット、サーフェイスマット、スワールマット等のマット
を、多軸織物や多軸編物と、たとえば交互積層すること
によって併用する。このとき、表面の平滑性を向上さ
せ、また、衝撃が作用したときの応力を分散させやすい
ように、最外層には必ずマットが位置するようにする。

殻体のマトリクスを構成する樹脂としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フ
ェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリアミド樹脂、ポ
リブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエー
テルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１樹脂、ポリプロピ
レン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することができる。

殻体の製造は、たとえば、補強繊維材料を型に沿わせ、
樹脂を含浸し、加熱、加圧して成形することによって行
うことができる。このとき、ドレープ性が不足するとき
は、補強繊維材料に切れ目を入れてもよい。

殻体の内側には、衝撃吸収体が、殻体と接合して、また
は接合しないで配置されている。この衝撃吸収体は、発
泡スチロール、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、
発泡ポリウレタン等の発泡プラスチックで構成されてい
る。

（実施態様）第１図において、ヘルメットは、層状に配置された、１
枚の補強繊維マット１と、炭素繊維からなる１枚の多軸
織物または多軸編物２とで樹脂を強化してなるＦＲＰ製
の殻体４を有する。マット１は、多軸織物または多軸編
物２の外側に位置し、最外層を形成している。また、殻
体４の内側には、発泡プラスチックを賦型してなる衝撃
吸収体３が、殻体４に接合しないで配置されている。

（実施例）ヘルメット型の内側に、目付が３００ｇ／ｍ^２のガラス
チョップドストランドマットを置き、その上に東レ株式
会社製炭素繊維３軸織物ＴＷＣ２１４０（目付：１４０
ｇ／ｍ^２）を置き、さらに順にマット、３軸織物、マッ
トを置き、ビニルエステル樹脂を含浸した後、１３０℃
で５分加熱、加圧して成形し、脱型し、不要な部分を切
除して殻体を得た。この殻体の重量は６５０ｇであっ
た。さらに，この殻体の内側に硬質発泡ポリスチレンか
らなる衝撃吸収体を配置し、ヘルメットを得た。

次に、このヘルメットの衝撃吸収性を、乗車用ヘルメッ
トの試験法であるSNELL M85に基づいて試験した。試験
は、平たい鉄製のアンビル上にヘルメットをその頂部か
ら自由落下させて衝突させたときの衝撃加速度を調べる
もので、１回目は３０６cmの高さから落下させ、２回目
は２２５cmの高さから落下させた。この試験において
は、最大加速度Ｇが衝撃ピーク値の平均で２８５Ｇ以下
であることが要求されており、また、１回のピーク値は
３１４Ｇを超えてはならないとされているが、上記ヘル
メットは、１回目が１９８Ｇ、２回目が２１３Ｇで、い
ずれも規格値を大きく下回った。

（考案の効果）この考案のヘルメットは、ＦＲＰ製殻体に、補強効果が
大きく、しかも、通常の２方向性織物にくらべて等方性
が格段に優れている、炭素繊維からなる多軸織物または
多軸編物を用いているから、殻体は、強度や剛性等に関
して面内等方性が高く、しかも、２方向性織物を用いる
ときのように疑似等方積層をあえて必要としないので、
同じ強度、剛性であればより薄く、より軽量になる。ま
た、殻体は、等方性が高いので耐衝撃性に優れ、強靱で
ある。さらに、殻体は、薄くても炭素繊維の高い弾性率
による剛性を示し、衝撃を受けたときに自身が変形して
衝撃エネルギーを吸収するうえに、作用した衝撃力を最
外層の補強繊維マットが分散させるので衝撃吸収能が高
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案のヘルメットの一実施態様を示す概
略縦断面図、第２図および第３図は、この考案で使用す
る、それぞれ異なる態様の多軸織物を示す概略平面図、
第４図および第５図は、この考案で使用する、それぞれ
異なる態様の多軸編物を示す概略平面図である。１：補強繊維マット２：多軸織物または多軸編物３：衝撃吸収体４：殻体５、５ａ、５ｂ：織糸６、６ａ、６ｂ：織糸７、７ａ、７ｂ：織糸８：編糸９：編糸１０：編糸１１：編糸１２：補助糸

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】補強繊維材料で樹脂を強化してなる繊維強
化プラスチック製殻体と、この殻体の内側に配置した衝
撃吸収体とを有し、かつ、上記補強繊維材料は、炭素繊
維からなる多軸織物または多軸編物と、最外層に位置す
る補強繊維マットとを含んでいることを特徴とするヘル
メット。