衝撃吸収構造体とその製造方法
【課題】軟結合構造を介して結合された各弾性球状体の位置や姿勢を安定させ、全面に渡って品質を均一化することができる衝撃吸収構造体を提供すること。
【解決手段】外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体１１を、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造１２を介して平面状又は線状に集合させた衝撃吸収構造体（衝撃吸収部材）１０において、前記軟結合構造１２は、弾性球状体１１の下端１１ａに、一面に設けた熱溶着層１４ａが熱溶着固定される下側布部材（第１連結シート）１４と、弾性球状体１１の上端１１ｂに、一面に設けた熱溶着層１５ａが熱溶着固定される上側布部材１５と、を備えた構成とした。
【解決手段】外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体１１を、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造１２を介して平面状又は線状に集合させた衝撃吸収構造体（衝撃吸収部材）１０において、前記軟結合構造１２は、弾性球状体１１の下端１１ａに、一面に設けた熱溶着層１４ａが熱溶着固定される下側布部材（第１連結シート）１４と、弾性球状体１１の上端１１ｂに、一面に設けた熱溶着層１５ａが熱溶着固定される上側布部材１５と、を備えた構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟結合構造を介して複数の弾性球状体を結合した衝撃吸収構造体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡樹脂体からなるベース部材上に、複数の弾力性を有する球体状のセル構造体を並べ、この複数のセル構造体を、ベース部材ごとカバー材により覆うことで形成された衝撃吸収構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-296640号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の衝撃吸収構造体にあっては、複数のセル構造体がベース部材上に載置されているのみであるため、カバー材の内側で自由に移動したり回転したりする。そのため、複数のセル構造体が密になった部分では通気性が低下するし、複数のセル構造体の間隔が開きすぎた部分では衝撃吸収性能の低下が懸念される。つまり、セル構造体の状態によって衝撃吸収性能や通気性にむらが生じてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、軟結合構造を介して結合された各弾性球状体の位置や姿勢を安定させ、全面に渡って品質を均一化することができる衝撃吸収構造体とその製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体を、互いに乖離する対向球面間に貫通空隙を確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造を介して平面状又は線状に集合させた衝撃吸収構造体において、
前記軟結合構造は、下側布部材と、上側布部材と、を備えている。
前記下側布部材は、前記弾性球状体の下端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される。
前記上側布部材は、前記弾性球状体の上端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の衝撃吸収構造体にあっては、弾性球状体の下端が下側布部材の熱溶着層に熱溶着固定されることで、弾性球状体の下側布部材に対する位置や姿勢が固定される。また、弾性球状体の上端が上側布部材の熱溶着層に熱溶着固定されることで、弾性球状体の上側布部材に対する位置や姿勢が固定される。
このため、弾性球状体は、下側布部材と上側布部材の間で位置や姿勢が固定した状態で保持され、形状変化や外力の入力があっても軟結合構造を介して結合した各弾性球状体の位置や姿勢を安定させることができる。これにより、衝撃吸収構造体の全面に渡って品質を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の外観斜視図である。
【図１Ｂ】実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の断面図である。
【図２】実施例１の衝撃吸収構造体を示す一部を破断した斜視図である。
【図３】実施例１の衝撃吸収構造体を示す平面図である。
【図４】弾性球状体を示す図であり、(a)は外観を示す斜視図であり、(b)は縦断面図である。
【図５】実施例１の衝撃吸収構造体の要部を拡大した断面図である。
【図６Ａ】実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図であり、(a)は弾性球状体載置工程を示し、(b)は下側布部材被覆工程を示し、(c)は第１プレス工程を示している。
【図６Ｂ】実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図であり、(d)は台紙剥離工程を示し、(e)は上側布部材被覆工程を示している。
【図６Ｃ】実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図であり、(f)は第２プレス工程を示し、(g)は布部材連結工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の衝撃吸収構造体とその製造方法を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、実施例１の衝撃吸収構造体における構成を、「衝撃吸収構造体の適用例の構成」、「衝撃吸収構造体の弾性球状体の構成」、「衝撃吸収構造体の軟結合構造の構成」、「衝撃吸収構造体の製造方法」に分けて説明する。
【００１１】
[衝撃吸収構造体の適用例の構成]
図１Ａは、実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の外観斜視図である。図１Ｂは、実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の断面図である。図２は、実施例１の衝撃吸収構造体を示す一部を破断した斜視図である。図３は、実施例１の衝撃吸収構造体を示す平面図である。
【００１２】
図１Ａ及び図１Ｂに示す保護帽子１は、頭部に被ることで外部から加わる外力から頭部を保護するものである。この保護帽子１は、帽子本体２と、衝撃吸収部材（衝撃吸収構造体）１０と、を備えている。
【００１３】
前記帽子本体２は、通気性が良い布素材により形成され、頭頂部を覆う頂天部３と、頂天部３の周囲を取り囲んで頭側部を覆う側面部４と、側面部４の前額部４ａから前方に突出した鍔部５と、有している。なお、鍔部５にはプラスチック製の芯材５ａが内蔵されている。
そして、頂天部３の内側には、衝撃吸収部材１０を収納可能な第１シートポケット６が設けられている。また、側面部４の内側には、衝撃吸収部材１０を収納可能な第２シートポケット７が設けられている。
【００１４】
前記第１シートポケット６は、頂天部３とほぼ同じ収納面積を有しており、頂天部３の全面を覆うポケット布６ａと、頂天部３の周縁部に沿って設けられた開口部６ｂと、を有している。この開口部６ｂは衝撃吸収部材１０を出し入れ可能な大きさに形成され、収納した衝撃吸収部材１０の脱落を防止するための面ファスナー６ｃが取り付けられている。
【００１５】
前記第２シートポケット７は、側面部４とほぼ同じ収納面積を有しており、頂天部３側が固定された環状のポケット布７ａと、側面部４の下端部に固定され、頂天部３に向かって立ち上がった環状のすべり部７ｂと、を有している。そして、ポケット布７ａとすべり部７ｂとの間が開口部７ｃとなっている。この開口部７ｃは衝撃吸収部材１０を出し入れ可能な大きさに形成されている。また、ポケット布７ａは、側面部４の周方向に沿って複数に区画されている。
【００１６】
前記衝撃吸収部材１０は、第１シートポケット６又は第２シートポケット７に収納され、外部から加わる外力の衝撃を吸収して頭部を保護するものである。この衝撃吸収部材１０は、収納されるシートポケットの大きさに合わせた外形形状となっており、複数の弾性球状体１１と、この弾性球状体１１を平面状に集合させる軟結合構造１２と、を備えている。
【００１７】
[衝撃吸収構造体の弾性球状体の構成]
図４は、弾性球状体を示す図であり、(a)は外観を示す斜視図であり、(b)は縦断面図である。
【００１８】
前記弾性球状体１１は、外径形状がほぼ球状の中空球体に形成され、外部から加わる外力に大きさと方向に応じて弾性変形するものである。この弾性球状体１１は、ここでは所定の温度（例えば140℃）に加熱すると溶融するポリプロピレン製の弾性素材により形成されている。また、この弾性球状体１１は、下端１１ａに弾性球状体１１の内部と外側を連通させる下側通気孔１３ａが形成され、上端１１ｂに弾性球状体１１の内部と外側を連通させる上側通気孔１３ｂが形成されている。
この下側通気孔１３ａと上側通気孔１３ｂとは互いに対向する位置に形成され、弾性球状体１１の下端１１ａと上端１１ｂとの間を貫通した状態となっている。
なお、この弾性球状体１１は、この実施例１では、外殻の肉厚が約0.3mm、直径が約11mm、通気孔１３ａ,１３ｂの開口径がそれぞれ約6mmとなっている。
【００１９】
[衝撃吸収構造体の軟結合構造の構成]
図５は、実施例１の衝撃吸収構造体の要部を拡大した断面図である。
前記軟結合構造１２は、複数の弾性球状体１１を連結し、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた状態で集合させるものである。
【００２０】
この軟結合構造１２は、第１連結シート（下側布部材）１４と、第２連結シート（下側布部材）１５と、連結手段１６と、を備えている。
【００２１】
前記第１連結シート（下側布部材）１４は、通気性が良いポリエステル製の布素材により形成され、弾性球状体１１の下端１１ａに接触し、下側通気孔１３ａに対向する一面に熱溶着層１４ａが設けられている。ここで「熱溶着層」とは、所定の温度（例えば140℃）に加熱することで溶融する熱可塑性樹脂層である。
そして、熱溶着層１４ａと下側通気孔１３ａの開口周縁が互いに溶解して一体化（図５におけるＡ部）することで、第１連結シート１４に対して弾性球状体１１が溶着固定される。
【００２２】
前記第２連結シート（上側布部材）１５は、通気性が良いポリエステル製の布素材により形成され、弾性球状体１１の上端１１ｂに接触し、上側通気孔１３ｂに対向する一面に熱溶着層１５ａが設けられている。ここで「熱溶着層」とは、所定の温度（例えば140℃）に加熱することで溶融する熱可塑性樹脂層である。なお、第１連結シート１４と第２連結シート１５は同じ素材により形成される。
そして、熱溶着層１５ａと上側通気孔１３ｂの開口周縁が互いに溶解して一体化（図５におけるＢ部）することで、第２連結シート１５に対して弾性球状体１１が溶着固定される。
【００２３】
前記連結手段１６は、第１連結シート１４と第２連結シート１５のそれぞれに固定された状態で集合した複数の弾性球状体１１の周囲位置において、第１,第２連結シート１４,１５を連結するものである。ここでは、この連結手段１６は、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａと第２連結シート１５の熱溶着層１５ａとが互いに溶着した溶着部１６ａと、この溶着部１６ａ上において第１,第２連結シート１４,１５を縫い合わせる縫合部１６ｂと、を有している。
【００２４】
[衝撃吸収構造体の製造方法]
次に、実施例１の衝撃吸収部材１０の製造方法について説明する。
図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれ実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図である。図６Ａの(a)は弾性球状体載置工程を示し、(b)は下側布部材被覆工程を示し、(c)は第１プレス工程を示し、図６Ｂの(d)は台紙剥離工程を示し、(e)は上側布部材被覆工程を示し、図６Ｃの(f)は第２プレス工程を示し、(g)は布部材連結工程を示す。
【００２５】
図６Ａ(a)に示す弾性球状体載置工程では、弾性球状体１１の配置パターンＨをあらかじめ記載した台紙Ｄを作業台等の平らな場所に設置し、配置パターンＨに合わせて弾性球状体１１を台紙Ｄ上に載置する。このとき、台紙Ｄに対して各弾性球状体１１の通気孔１３ａ,１３ｂが直交するように向きを合わせて載置する。すなわち、ここでは弾性球状体１１の上側通気孔１３ｂが台紙Ｄに対向する。また、隣接する弾性球状体１１の間は、約１mmあけて配置する。この１mmあけた間隔により貫通空隙Ｋが確保される。
【００２６】
図６Ａ(b)に示す下側布材被覆工程では、台紙Ｄ上に載置された弾性球状体１１上に、第１連結シート１４を載置する。このとき、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａが弾性球状体１１に接触するように向きを合わせて載置する。すなわちここでは、弾性球状体１１の下側通気孔１３ａが第１連結シート１４の熱溶着層１４ａに対向する。
【００２７】
図６Ａ(c)に示す第１プレス工程では、弾性球状体１１上に載置した第１連結シート１４を平型接着プレス機Ｐによって加熱しながら弾性球状体１１に押し付け、熱溶着層１４ａを溶融させて弾性球状体１１に溶着する。
このとき、加熱温度は140℃、加圧時間は４秒にセットする。これにより、熱溶着層１４ａだけでなく、図５に示すように、この熱溶着層１４ａに接触した弾性球状体１１の下側通気孔１３ａの開口縁部が溶融する。このため第１連結シート１４と弾性球状体１１との溶着度合いが向上する。なお、加圧力は、平型接着プレス機Ｐの自重により弾性球状体１１に作用する圧力とする。
【００２８】
図６Ｂ(d)に示す台紙剥離工程では、第１連結シート１４が溶着した弾性球状体１１を引っくり返し、第１連結シート１４を下側にしてから、弾性球状体１１から台紙Ｄを剥がす。
【００２９】
図６Ｂ(e)に示す上側布部材被覆工程では、第１連結シート１４に固定された弾性球状体１１上に、第２連結シート１５を載置する。このとき、第２連結シート１５の熱溶着層１５ａが弾性球状体１１に接触するように向きを合わせて載置する。すなわちここでは、弾性球状体１１の上側通気孔１３ｂが第２連結シート１５の熱溶着層１５ａに対向する。
【００３０】
図６Ｃ(f)に示す第２プレス工程では、弾性球状体１１上に載置した第２連結シート１５を平型接着プレス機Ｐによって加熱しながら弾性球状体１１に押し付け、熱溶着層１５ａを溶融させて弾性球状体１１に溶着する。
このとき、加熱温度は140℃、加圧時間は４秒にセットする。これにより、熱溶着層１５ａだけでなく、図５に示すように、この熱溶着層１５ａに接触した弾性球状体１１の上側通気孔１３ｂの開口縁部が溶融する。このため第２連結シート１５と弾性球状体１１との溶着度合いが向上する。なお、加圧力は、平型接着プレス機Ｐの自重により弾性球状体１１に作用する圧力とする。
【００３１】
図６Ｃ(g)に示す布部材連結工程では、第１連結シート１４と第２連結シート１５のそれぞれに対して溶着固定された弾性球状体１１の周囲位置を、図示しないアイロンにより加熱しながら加圧し、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａと第２連結シート１５の熱溶着層１５ａを接着する。その後、接着した弾性球状体１１の周りの第１連結シート１４と第２連結シート１５をミシンで縫い合わせ、その縫い目の周りの余分な第１,第２シート１４,１５を切り落とす。これにより、衝撃吸収部材１０を製造する。
【００３２】
次に、実施例１の衝撃吸収構造体における作用を、「弾性球状体の姿勢安定化作用」、「衝撃吸収性能確保作用」、「通気性能確保作用」、「形状自由度向上作用」、「製造方法における特徴的作用」に分けて説明する。
【００３３】
[弾性球状体の姿勢安定化作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０の軟結合構造１２は、弾性球状体１１の下端１１ａに、一面に設けた熱溶着層１４ａが熱溶着固定される第１連結シート１４と、弾性球状体１１の上端１１ｂに、一面に設けた熱溶着層１５ａが熱溶着固定される第２連結シート１５と、を備えている。
【００３４】
このため、弾性球状体１１の下端１１ａが第１連結シート１４の熱溶着層１４ａに熱溶着固定されることで、第１連結シート１４に対する弾性球状体１１の位置や姿勢が固定される。また、弾性球状体１１の上端１１ｂが第２連結シート１５の熱溶着層１５ａに熱溶着固定されることで、第２連結シート１５に対する弾性球状体１１の位置や姿勢が固定される。これにより、第１,第２連結シート１４,１５が変形しても、弾性球状体１１は第１,第２連結シート１４,１５に対して移動したり、回転することはない。
【００３５】
この結果、弾性球状体１１は、第１連結シート１４と第２連結シート１５の間で位置や姿勢が固定した状態で保持され、弾性球状体１１の姿勢の安定化を図ることができる。
【００３６】
特に、実施例１の衝撃吸収部材１０では、弾性球状体１１の下側通気孔１３ａが第１連結シート１４に対向し、上側通気孔１３ｂが第２連結シート１５に対向している。そのため、下側通気孔１３ａの開口周縁や上側通気孔１３ｂの開口周縁が各連結シート１４,１５にそれぞれ溶着する。これにより、対向球面１１ｃに各連結シート１４,１５を溶着する場合よりも溶着面積を小さくすることができ、第１,第２連結シート１４,１５の溶着によるひずみを小さく抑えることができる。そして、第１,第２連結シート１４,１５のひずみを抑えることで、第１,第２連結シート１４,１５間に保持された複数の弾性球状体１１をより整然と揃えることができて、姿勢の安定化をさらに図ることができる。
【００３７】
また、実施例１の衝撃吸収部材１０では、第１,第２連通シート１４,１５のそれぞれに固定された状態で集合した複数の弾性球状体１１の周囲位置において、連結手段１６を介してこの第１,第２連結シート１４,１５を連結している。
【００３８】
そのため、第１,第２連結シート１４,１５同士が連結することで、この第１,第２連結シート１４,１５の相対的な位置がずれにくくなり、その間に保持された弾性球状体１１の姿勢の安定化をさらに図ることができる。
【００３９】
特に、ここでは、連結手段１６が溶着部１６ａと縫合部１６ｂを有しているため、溶着部１６ａのみの場合や、縫合部１６ｂのみの場合よりも連結強度を高めることができ、第１,第２連結シート１４,１５の相対的な位置ずれをより効果的に防止することができる。
【００４０】
[衝撃吸収性能確保作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０に外部から外力が入力すると、この外力の大きさと方向に応じて弾性球状体１１が弾性変形し、外力による衝撃を吸収する。このとき、弾性球状体１１は、外径形状がほぼ球状であるため、全方位からの衝撃吸収性能を発揮する。
【００４１】
さらに、この弾性球状体１１が第１,第２連結シート１４,１５に溶着され、移動したり、回転することはないため、入力した外力を受け止めて確実に変形することができ、衝撃吸収性能を確保することができる。すなわち、入力した外力によって弾性球状体１１が第１,第２連結シート１４,１５に対して移動したり、回転したりすると、弾性球状体１１が部分的に弾性変形しない場合があり、十分に衝撃を吸収することができない。
【００４２】
これに対し、実施例１の衝撃吸収部材１０では、外力の大きさと方向に応じて弾性球状体１１が移動することなく確実に弾性変形して衝撃を吸収することができるため、衝撃吸収部材１０の全面に渡って衝撃吸収性能を均一化することができる。
【００４３】
さらに、軟結合構造１２である第１連結シート１４及び第２連結シート１５は、弾性球状体１１の弾性変形に追従して変形するため、弾性球状体１１の弾性変形を阻害することはなく、衝撃吸収性能は確保される。
【００４４】
[通気性能確保作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０では、弾性球状体１１が下端１１ａと上端１１ｂとの間を貫通し、貫通空隙Ｋを介して第１連結シート１４から第２連結シート１５へ通過する空気の流線と平行な通気流線を加える下側通気孔１３ａ及び上側通気孔１３ｂを有している。そして、下側通気孔１３ａの開口周縁を第１連結シート１４に溶着し、上側通気孔１３ｂを第２連結シート１５に溶着している。つまり、弾性球状体１１の下側通気孔１３ａが第１連結シート１４に対向し、上側通気孔１３ｂが第２連結シート１５に対向した状態で、第１,第２連結シート１４,１５間に保持されている。
【００４５】
そのため、第１連結シート１４側から流れる空気は、第１連結シート１４を通過した後、隣接する弾性球状体１１の互いに乖離する対向球面１１ｃ間の貫通空隙Ｋを通過するか、あるいは、下側通気孔１３ａから弾性球状体１１の内部に入り込んで上側通気孔１３ｂから排出される。そして、第２連通シート１５を通過して流れる。
【００４６】
このとき、弾性球状体１１が第１,第２連結シート１４,１５に溶着され、移動したり、回転することはないため、貫通空隙Ｋが確実に確保されると共に、下側通気孔１３ａ及び上側通気孔１３ｂの方向は規定される。そのため、弾性球状体１１が第１連結シート１４から第２連結シート１５へと流れる空気の流れを阻害することはなく、衝撃吸収部材１０の全面に渡って一定の通気性能を確保することができる。
【００４７】
[形状自由度向上作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０では、複数の弾性球状体１１を平面状に配置し、第１連結シート１４と第２連結シート１５によって挟んでいる。そのため、この弾性球状体１１の配置パターンを任意の形状にすることで、衝撃吸収部材１０の形状を自由に設定することができる。これにより、衝撃吸収部材１０を四角型や丸型等形状自由度を向上することができる。
【００４８】
特に、この実施例１の衝撃吸収部材１０では、頂天部３に設けられた第１シートポケット６と、側面部４に設けられた第２シートポケット７との形状が異なっている。しかし、それぞれ形状に合わせて衝撃吸収部材１０を形成することができ、頂天部３や側面部４の全面を衝撃吸収部材１０でカバーすることができる。
【００４９】
[製造方法における特徴的作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０を製造するには、第１プレス工程（図６Ａ(c)）において、台紙Ｄ上に載置された複数の弾性球状体１１に第１連結シート１４を加温しながら押圧して溶着し、その後、第２プレス工程（図６Ｃ(f)）において、第１連結シート１４上に固定された複数の弾性球状体１１に第２連結シート１５を加温しながら押圧して溶着する。
【００５０】
このため、複数の弾性球状体１１を第１連結シート１４や第２連結シート１５に一斉に溶着することができ、各弾性球状体１１の姿勢や間隔がずれることなく、短時間で衝撃吸収部材１０を製造することができる。
【００５１】
さらに、実施例１では、第１,第２連結シート１４,１５に対して溶着固定されて集合した複数の弾性球状体１１の周囲位置において、第１,第２連結シート１４,１５を連結する布部材連結工程(図６Ｃ(g))を備えている。
【００５２】
そのため、第１,第２連結シート１４,１５同士が連結することで、この第１,第２連結シート１４,１５の相対的な位置がずれにくくなり、その間に保持された弾性球状体１１の姿勢安定化をさらに図ることができる。
【００５３】
特に、ここでは、布部材連結工程（図６Ｃ(g)）が、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａと第２連結シート１５の熱溶着層１５ａとを圧着すると共に、圧着箇所を縫い合わせている。そのため、第１,第２連結シート１４,１５同士の連結強度を高めると共に、連結しやすくなる。
【００５４】
次に、効果を説明する。
実施例１の衝撃吸収部材（衝撃吸収構造体）１０にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５５】
(1) 外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体１１を、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造１２を介して平面状に集合させた衝撃吸収構造体１０において、
前記軟結合構造１２は、
前記弾性球状体１１の下端１１ａに、一面に設けた熱溶着層１４ａが熱溶着固定される下側布部材（第１連結シート）１４と、
前記弾性球状体１１の上端１１ｂに、一面に設けた熱溶着層１５ａが熱溶着固定される上側布部材（第２連結シート）１５と、
を備えた構成とした。
このため、軟結合構造１２を介して結合された各弾性球状体１１の位置や姿勢を安定させ、全面に渡って品質を均一化することができる。
【００５６】
(2) 前記軟結合構造１２は、前記下側布部材１４と前記上側布部材１５のそれぞれに固定された状態で集合した複数の前記弾性球状体１１の周囲位置において、前記下側布部材１４と前記上側布部材１５を連結する連結手段１６を備えた構成とした。
このため、上記(1)に記載の効果に加え、下側布部材１４と上側布部材１５との相対的な位置ずれを抑制し、弾性球状体１１の位置や姿勢をさらに安定させることができる。
【００５７】
(3) 前記弾性球状体１１は、前記下端１１ａと前記上端１１ｂとの間を貫通し、前記貫通空隙Ｋを介して前記下側布部材１４から前記上側布部材１５へ通過する空気の流線と平行な通気流線を加える通気孔（下側通気孔１３ａ,上側通気孔１３ｂ）を有し、
前記通気孔１３ａ,１３ｂの開口周縁を前記下側布部材１４及び前記上側布部材１５にそれぞれ溶着する構成とした。
このため、上記(1)又は(2)に記載の効果に加え、通気性能を確保することができる。
【００５８】
(4) 外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体１１を、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造１２を介して平面状に集合させる衝撃吸収構造体１０の製造方法において、
前記弾性球状体１１をあらかじめ記載した配置パターンに沿って台紙Ｄ上に載置する弾性球状体載置工程（図６Ａ(a)）と、
前記台紙Ｄ上に載置された弾性球状体１１上に、熱溶着層１４ａが接触する状態で下側布部材（第１連結シート）１４を被せる下側布部材被覆工程（図６Ａ(b)）と、
前記弾性球状体１１を覆った前記下側布部材を、加温しながら前記弾性球状体に向けて押圧する第１プレス工程（図６Ａ(c)）と、
前記下側布部材１４に溶着した前記弾性球状体１１から、前記台紙Ｄを取り外す台紙剥離工程（図６Ｂ(d)）と、
前記弾性球状体１１の前記下側布部材１４が溶着されていない側に、熱溶着層１５ａが接触する状態で上側布部材（第２連結シート）１５を被せる上側布部材被覆工程（図６Ｂ(e)）と、
前記弾性球状体１１を覆った前記上側布部材１５を、加温しながら前記弾性球状体１１に向けて押圧する第２プレス工程（図６Ｃ(f)）と、
を備えた構成とした。
このため、軟結合構造を介して結合された各弾性球状体の位置や姿勢を安定させ、全面に渡って品質を均一化することができる。
【００５９】
(5) 前記下側布部材１４及び前記上側布部材１５に対して溶着固定されて集合した複数の前記弾性球状体１１の周囲位置において、前記下側布部材１４と前記上側布部材１５を連結する布部材連結工程（図６Ｃ(g)）を備えた構成とした。
このため、上記(4)に記載の効果に加え、下側布部材１４と上側布部材１５との相対的な位置ずれを抑制し、弾性球状体１１の位置や姿勢をさらに安定させることができる。
【００６０】
(6) 前記布部材連結工程（図６Ｃ(g)）は、前記下側布部材１４の熱溶着層１４ａと前記上側布部材１５の熱溶着層１５ａとを圧着すると共に、圧着箇所を縫い合わせる構成とした。
このため、上記(5)に記載の効果に加え、下側布部材１４と上側布部材１５との連結強度を向上させることができる。
【００６１】
以上、本発明の衝撃吸収構造体１０及びその製造方法を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６２】
実施例１では、衝撃吸収部材１０を保護帽子１の帽子本体２の内側に収納し、外部から加わる外力から頭部を保護するようにしているが、これに限らない。たとえば手足に装着するサポータに取り付け、肘や膝等を外力から保護してもよい。
【００６３】
また、実施例１の衝撃吸収部材１０は、複数の弾性球状体１１を平面上の縦方向及び横方に配置して平面状にしているが、一列に並べて線状に配置してもよい。この場合、例えば保護帽子１の内側に沿ってらせん状に取り付けることで、保護帽子１に設けることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 保護帽子
６ 第１シートポケット
７ 第２シートポケット
１０ 衝撃吸収部材（衝撃吸収構造体）
１１ 弾性球状体
１１ａ 下端
１１ｂ 上端
１１ｃ 対向球面
１２ 軟結合構造
１３ａ 下側通気孔（通気孔）
１３ｂ 上側通気孔（通気孔）
１４ 第１連結シート（下側布部材）
１４ａ 熱溶着層
１５ 第２連結シート（上側布部材）
１５ａ 熱溶着層
１６ 連結手段
１６ａ 溶着部
１６ｂ 縫合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟結合構造を介して複数の弾性球状体を結合した衝撃吸収構造体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡樹脂体からなるベース部材上に、複数の弾力性を有する球体状のセル構造体を並べ、この複数のセル構造体を、ベース部材ごとカバー材により覆うことで形成された衝撃吸収構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-296640号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の衝撃吸収構造体にあっては、複数のセル構造体がベース部材上に載置されているのみであるため、カバー材の内側で自由に移動したり回転したりする。そのため、複数のセル構造体が密になった部分では通気性が低下するし、複数のセル構造体の間隔が開きすぎた部分では衝撃吸収性能の低下が懸念される。つまり、セル構造体の状態によって衝撃吸収性能や通気性にむらが生じてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、軟結合構造を介して結合された各弾性球状体の位置や姿勢を安定させ、全面に渡って品質を均一化することができる衝撃吸収構造体とその製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体を、互いに乖離する対向球面間に貫通空隙を確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造を介して平面状又は線状に集合させた衝撃吸収構造体において、
前記軟結合構造は、下側布部材と、上側布部材と、を備えている。
前記下側布部材は、前記弾性球状体の下端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される。
前記上側布部材は、前記弾性球状体の上端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の衝撃吸収構造体にあっては、弾性球状体の下端が下側布部材の熱溶着層に熱溶着固定されることで、弾性球状体の下側布部材に対する位置や姿勢が固定される。また、弾性球状体の上端が上側布部材の熱溶着層に熱溶着固定されることで、弾性球状体の上側布部材に対する位置や姿勢が固定される。
このため、弾性球状体は、下側布部材と上側布部材の間で位置や姿勢が固定した状態で保持され、形状変化や外力の入力があっても軟結合構造を介して結合した各弾性球状体の位置や姿勢を安定させることができる。これにより、衝撃吸収構造体の全面に渡って品質を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の外観斜視図である。
【図１Ｂ】実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の断面図である。
【図２】実施例１の衝撃吸収構造体を示す一部を破断した斜視図である。
【図３】実施例１の衝撃吸収構造体を示す平面図である。
【図４】弾性球状体を示す図であり、(a)は外観を示す斜視図であり、(b)は縦断面図である。
【図５】実施例１の衝撃吸収構造体の要部を拡大した断面図である。
【図６Ａ】実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図であり、(a)は弾性球状体載置工程を示し、(b)は下側布部材被覆工程を示し、(c)は第１プレス工程を示している。
【図６Ｂ】実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図であり、(d)は台紙剥離工程を示し、(e)は上側布部材被覆工程を示している。
【図６Ｃ】実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図であり、(f)は第２プレス工程を示し、(g)は布部材連結工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の衝撃吸収構造体とその製造方法を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、実施例１の衝撃吸収構造体における構成を、「衝撃吸収構造体の適用例の構成」、「衝撃吸収構造体の弾性球状体の構成」、「衝撃吸収構造体の軟結合構造の構成」、「衝撃吸収構造体の製造方法」に分けて説明する。
【００１１】
[衝撃吸収構造体の適用例の構成]
図１Ａは、実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の外観斜視図である。図１Ｂは、実施例１の衝撃吸収構造体を適用した保護帽子の断面図である。図２は、実施例１の衝撃吸収構造体を示す一部を破断した斜視図である。図３は、実施例１の衝撃吸収構造体を示す平面図である。
【００１２】
図１Ａ及び図１Ｂに示す保護帽子１は、頭部に被ることで外部から加わる外力から頭部を保護するものである。この保護帽子１は、帽子本体２と、衝撃吸収部材（衝撃吸収構造体）１０と、を備えている。
【００１３】
前記帽子本体２は、通気性が良い布素材により形成され、頭頂部を覆う頂天部３と、頂天部３の周囲を取り囲んで頭側部を覆う側面部４と、側面部４の前額部４ａから前方に突出した鍔部５と、有している。なお、鍔部５にはプラスチック製の芯材５ａが内蔵されている。
そして、頂天部３の内側には、衝撃吸収部材１０を収納可能な第１シートポケット６が設けられている。また、側面部４の内側には、衝撃吸収部材１０を収納可能な第２シートポケット７が設けられている。
【００１４】
前記第１シートポケット６は、頂天部３とほぼ同じ収納面積を有しており、頂天部３の全面を覆うポケット布６ａと、頂天部３の周縁部に沿って設けられた開口部６ｂと、を有している。この開口部６ｂは衝撃吸収部材１０を出し入れ可能な大きさに形成され、収納した衝撃吸収部材１０の脱落を防止するための面ファスナー６ｃが取り付けられている。
【００１５】
前記第２シートポケット７は、側面部４とほぼ同じ収納面積を有しており、頂天部３側が固定された環状のポケット布７ａと、側面部４の下端部に固定され、頂天部３に向かって立ち上がった環状のすべり部７ｂと、を有している。そして、ポケット布７ａとすべり部７ｂとの間が開口部７ｃとなっている。この開口部７ｃは衝撃吸収部材１０を出し入れ可能な大きさに形成されている。また、ポケット布７ａは、側面部４の周方向に沿って複数に区画されている。
【００１６】
前記衝撃吸収部材１０は、第１シートポケット６又は第２シートポケット７に収納され、外部から加わる外力の衝撃を吸収して頭部を保護するものである。この衝撃吸収部材１０は、収納されるシートポケットの大きさに合わせた外形形状となっており、複数の弾性球状体１１と、この弾性球状体１１を平面状に集合させる軟結合構造１２と、を備えている。
【００１７】
[衝撃吸収構造体の弾性球状体の構成]
図４は、弾性球状体を示す図であり、(a)は外観を示す斜視図であり、(b)は縦断面図である。
【００１８】
前記弾性球状体１１は、外径形状がほぼ球状の中空球体に形成され、外部から加わる外力に大きさと方向に応じて弾性変形するものである。この弾性球状体１１は、ここでは所定の温度（例えば140℃）に加熱すると溶融するポリプロピレン製の弾性素材により形成されている。また、この弾性球状体１１は、下端１１ａに弾性球状体１１の内部と外側を連通させる下側通気孔１３ａが形成され、上端１１ｂに弾性球状体１１の内部と外側を連通させる上側通気孔１３ｂが形成されている。
この下側通気孔１３ａと上側通気孔１３ｂとは互いに対向する位置に形成され、弾性球状体１１の下端１１ａと上端１１ｂとの間を貫通した状態となっている。
なお、この弾性球状体１１は、この実施例１では、外殻の肉厚が約0.3mm、直径が約11mm、通気孔１３ａ,１３ｂの開口径がそれぞれ約6mmとなっている。
【００１９】
[衝撃吸収構造体の軟結合構造の構成]
図５は、実施例１の衝撃吸収構造体の要部を拡大した断面図である。
前記軟結合構造１２は、複数の弾性球状体１１を連結し、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた状態で集合させるものである。
【００２０】
この軟結合構造１２は、第１連結シート（下側布部材）１４と、第２連結シート（下側布部材）１５と、連結手段１６と、を備えている。
【００２１】
前記第１連結シート（下側布部材）１４は、通気性が良いポリエステル製の布素材により形成され、弾性球状体１１の下端１１ａに接触し、下側通気孔１３ａに対向する一面に熱溶着層１４ａが設けられている。ここで「熱溶着層」とは、所定の温度（例えば140℃）に加熱することで溶融する熱可塑性樹脂層である。
そして、熱溶着層１４ａと下側通気孔１３ａの開口周縁が互いに溶解して一体化（図５におけるＡ部）することで、第１連結シート１４に対して弾性球状体１１が溶着固定される。
【００２２】
前記第２連結シート（上側布部材）１５は、通気性が良いポリエステル製の布素材により形成され、弾性球状体１１の上端１１ｂに接触し、上側通気孔１３ｂに対向する一面に熱溶着層１５ａが設けられている。ここで「熱溶着層」とは、所定の温度（例えば140℃）に加熱することで溶融する熱可塑性樹脂層である。なお、第１連結シート１４と第２連結シート１５は同じ素材により形成される。
そして、熱溶着層１５ａと上側通気孔１３ｂの開口周縁が互いに溶解して一体化（図５におけるＢ部）することで、第２連結シート１５に対して弾性球状体１１が溶着固定される。
【００２３】
前記連結手段１６は、第１連結シート１４と第２連結シート１５のそれぞれに固定された状態で集合した複数の弾性球状体１１の周囲位置において、第１,第２連結シート１４,１５を連結するものである。ここでは、この連結手段１６は、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａと第２連結シート１５の熱溶着層１５ａとが互いに溶着した溶着部１６ａと、この溶着部１６ａ上において第１,第２連結シート１４,１５を縫い合わせる縫合部１６ｂと、を有している。
【００２４】
[衝撃吸収構造体の製造方法]
次に、実施例１の衝撃吸収部材１０の製造方法について説明する。
図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれ実施例１の衝撃吸収構造体の製造方法を示す図である。図６Ａの(a)は弾性球状体載置工程を示し、(b)は下側布部材被覆工程を示し、(c)は第１プレス工程を示し、図６Ｂの(d)は台紙剥離工程を示し、(e)は上側布部材被覆工程を示し、図６Ｃの(f)は第２プレス工程を示し、(g)は布部材連結工程を示す。
【００２５】
図６Ａ(a)に示す弾性球状体載置工程では、弾性球状体１１の配置パターンＨをあらかじめ記載した台紙Ｄを作業台等の平らな場所に設置し、配置パターンＨに合わせて弾性球状体１１を台紙Ｄ上に載置する。このとき、台紙Ｄに対して各弾性球状体１１の通気孔１３ａ,１３ｂが直交するように向きを合わせて載置する。すなわち、ここでは弾性球状体１１の上側通気孔１３ｂが台紙Ｄに対向する。また、隣接する弾性球状体１１の間は、約１mmあけて配置する。この１mmあけた間隔により貫通空隙Ｋが確保される。
【００２６】
図６Ａ(b)に示す下側布材被覆工程では、台紙Ｄ上に載置された弾性球状体１１上に、第１連結シート１４を載置する。このとき、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａが弾性球状体１１に接触するように向きを合わせて載置する。すなわちここでは、弾性球状体１１の下側通気孔１３ａが第１連結シート１４の熱溶着層１４ａに対向する。
【００２７】
図６Ａ(c)に示す第１プレス工程では、弾性球状体１１上に載置した第１連結シート１４を平型接着プレス機Ｐによって加熱しながら弾性球状体１１に押し付け、熱溶着層１４ａを溶融させて弾性球状体１１に溶着する。
このとき、加熱温度は140℃、加圧時間は４秒にセットする。これにより、熱溶着層１４ａだけでなく、図５に示すように、この熱溶着層１４ａに接触した弾性球状体１１の下側通気孔１３ａの開口縁部が溶融する。このため第１連結シート１４と弾性球状体１１との溶着度合いが向上する。なお、加圧力は、平型接着プレス機Ｐの自重により弾性球状体１１に作用する圧力とする。
【００２８】
図６Ｂ(d)に示す台紙剥離工程では、第１連結シート１４が溶着した弾性球状体１１を引っくり返し、第１連結シート１４を下側にしてから、弾性球状体１１から台紙Ｄを剥がす。
【００２９】
図６Ｂ(e)に示す上側布部材被覆工程では、第１連結シート１４に固定された弾性球状体１１上に、第２連結シート１５を載置する。このとき、第２連結シート１５の熱溶着層１５ａが弾性球状体１１に接触するように向きを合わせて載置する。すなわちここでは、弾性球状体１１の上側通気孔１３ｂが第２連結シート１５の熱溶着層１５ａに対向する。
【００３０】
図６Ｃ(f)に示す第２プレス工程では、弾性球状体１１上に載置した第２連結シート１５を平型接着プレス機Ｐによって加熱しながら弾性球状体１１に押し付け、熱溶着層１５ａを溶融させて弾性球状体１１に溶着する。
このとき、加熱温度は140℃、加圧時間は４秒にセットする。これにより、熱溶着層１５ａだけでなく、図５に示すように、この熱溶着層１５ａに接触した弾性球状体１１の上側通気孔１３ｂの開口縁部が溶融する。このため第２連結シート１５と弾性球状体１１との溶着度合いが向上する。なお、加圧力は、平型接着プレス機Ｐの自重により弾性球状体１１に作用する圧力とする。
【００３１】
図６Ｃ(g)に示す布部材連結工程では、第１連結シート１４と第２連結シート１５のそれぞれに対して溶着固定された弾性球状体１１の周囲位置を、図示しないアイロンにより加熱しながら加圧し、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａと第２連結シート１５の熱溶着層１５ａを接着する。その後、接着した弾性球状体１１の周りの第１連結シート１４と第２連結シート１５をミシンで縫い合わせ、その縫い目の周りの余分な第１,第２シート１４,１５を切り落とす。これにより、衝撃吸収部材１０を製造する。
【００３２】
次に、実施例１の衝撃吸収構造体における作用を、「弾性球状体の姿勢安定化作用」、「衝撃吸収性能確保作用」、「通気性能確保作用」、「形状自由度向上作用」、「製造方法における特徴的作用」に分けて説明する。
【００３３】
[弾性球状体の姿勢安定化作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０の軟結合構造１２は、弾性球状体１１の下端１１ａに、一面に設けた熱溶着層１４ａが熱溶着固定される第１連結シート１４と、弾性球状体１１の上端１１ｂに、一面に設けた熱溶着層１５ａが熱溶着固定される第２連結シート１５と、を備えている。
【００３４】
このため、弾性球状体１１の下端１１ａが第１連結シート１４の熱溶着層１４ａに熱溶着固定されることで、第１連結シート１４に対する弾性球状体１１の位置や姿勢が固定される。また、弾性球状体１１の上端１１ｂが第２連結シート１５の熱溶着層１５ａに熱溶着固定されることで、第２連結シート１５に対する弾性球状体１１の位置や姿勢が固定される。これにより、第１,第２連結シート１４,１５が変形しても、弾性球状体１１は第１,第２連結シート１４,１５に対して移動したり、回転することはない。
【００３５】
この結果、弾性球状体１１は、第１連結シート１４と第２連結シート１５の間で位置や姿勢が固定した状態で保持され、弾性球状体１１の姿勢の安定化を図ることができる。
【００３６】
特に、実施例１の衝撃吸収部材１０では、弾性球状体１１の下側通気孔１３ａが第１連結シート１４に対向し、上側通気孔１３ｂが第２連結シート１５に対向している。そのため、下側通気孔１３ａの開口周縁や上側通気孔１３ｂの開口周縁が各連結シート１４,１５にそれぞれ溶着する。これにより、対向球面１１ｃに各連結シート１４,１５を溶着する場合よりも溶着面積を小さくすることができ、第１,第２連結シート１４,１５の溶着によるひずみを小さく抑えることができる。そして、第１,第２連結シート１４,１５のひずみを抑えることで、第１,第２連結シート１４,１５間に保持された複数の弾性球状体１１をより整然と揃えることができて、姿勢の安定化をさらに図ることができる。
【００３７】
また、実施例１の衝撃吸収部材１０では、第１,第２連通シート１４,１５のそれぞれに固定された状態で集合した複数の弾性球状体１１の周囲位置において、連結手段１６を介してこの第１,第２連結シート１４,１５を連結している。
【００３８】
そのため、第１,第２連結シート１４,１５同士が連結することで、この第１,第２連結シート１４,１５の相対的な位置がずれにくくなり、その間に保持された弾性球状体１１の姿勢の安定化をさらに図ることができる。
【００３９】
特に、ここでは、連結手段１６が溶着部１６ａと縫合部１６ｂを有しているため、溶着部１６ａのみの場合や、縫合部１６ｂのみの場合よりも連結強度を高めることができ、第１,第２連結シート１４,１５の相対的な位置ずれをより効果的に防止することができる。
【００４０】
[衝撃吸収性能確保作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０に外部から外力が入力すると、この外力の大きさと方向に応じて弾性球状体１１が弾性変形し、外力による衝撃を吸収する。このとき、弾性球状体１１は、外径形状がほぼ球状であるため、全方位からの衝撃吸収性能を発揮する。
【００４１】
さらに、この弾性球状体１１が第１,第２連結シート１４,１５に溶着され、移動したり、回転することはないため、入力した外力を受け止めて確実に変形することができ、衝撃吸収性能を確保することができる。すなわち、入力した外力によって弾性球状体１１が第１,第２連結シート１４,１５に対して移動したり、回転したりすると、弾性球状体１１が部分的に弾性変形しない場合があり、十分に衝撃を吸収することができない。
【００４２】
これに対し、実施例１の衝撃吸収部材１０では、外力の大きさと方向に応じて弾性球状体１１が移動することなく確実に弾性変形して衝撃を吸収することができるため、衝撃吸収部材１０の全面に渡って衝撃吸収性能を均一化することができる。
【００４３】
さらに、軟結合構造１２である第１連結シート１４及び第２連結シート１５は、弾性球状体１１の弾性変形に追従して変形するため、弾性球状体１１の弾性変形を阻害することはなく、衝撃吸収性能は確保される。
【００４４】
[通気性能確保作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０では、弾性球状体１１が下端１１ａと上端１１ｂとの間を貫通し、貫通空隙Ｋを介して第１連結シート１４から第２連結シート１５へ通過する空気の流線と平行な通気流線を加える下側通気孔１３ａ及び上側通気孔１３ｂを有している。そして、下側通気孔１３ａの開口周縁を第１連結シート１４に溶着し、上側通気孔１３ｂを第２連結シート１５に溶着している。つまり、弾性球状体１１の下側通気孔１３ａが第１連結シート１４に対向し、上側通気孔１３ｂが第２連結シート１５に対向した状態で、第１,第２連結シート１４,１５間に保持されている。
【００４５】
そのため、第１連結シート１４側から流れる空気は、第１連結シート１４を通過した後、隣接する弾性球状体１１の互いに乖離する対向球面１１ｃ間の貫通空隙Ｋを通過するか、あるいは、下側通気孔１３ａから弾性球状体１１の内部に入り込んで上側通気孔１３ｂから排出される。そして、第２連通シート１５を通過して流れる。
【００４６】
このとき、弾性球状体１１が第１,第２連結シート１４,１５に溶着され、移動したり、回転することはないため、貫通空隙Ｋが確実に確保されると共に、下側通気孔１３ａ及び上側通気孔１３ｂの方向は規定される。そのため、弾性球状体１１が第１連結シート１４から第２連結シート１５へと流れる空気の流れを阻害することはなく、衝撃吸収部材１０の全面に渡って一定の通気性能を確保することができる。
【００４７】
[形状自由度向上作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０では、複数の弾性球状体１１を平面状に配置し、第１連結シート１４と第２連結シート１５によって挟んでいる。そのため、この弾性球状体１１の配置パターンを任意の形状にすることで、衝撃吸収部材１０の形状を自由に設定することができる。これにより、衝撃吸収部材１０を四角型や丸型等形状自由度を向上することができる。
【００４８】
特に、この実施例１の衝撃吸収部材１０では、頂天部３に設けられた第１シートポケット６と、側面部４に設けられた第２シートポケット７との形状が異なっている。しかし、それぞれ形状に合わせて衝撃吸収部材１０を形成することができ、頂天部３や側面部４の全面を衝撃吸収部材１０でカバーすることができる。
【００４９】
[製造方法における特徴的作用]
実施例１の衝撃吸収部材１０を製造するには、第１プレス工程（図６Ａ(c)）において、台紙Ｄ上に載置された複数の弾性球状体１１に第１連結シート１４を加温しながら押圧して溶着し、その後、第２プレス工程（図６Ｃ(f)）において、第１連結シート１４上に固定された複数の弾性球状体１１に第２連結シート１５を加温しながら押圧して溶着する。
【００５０】
このため、複数の弾性球状体１１を第１連結シート１４や第２連結シート１５に一斉に溶着することができ、各弾性球状体１１の姿勢や間隔がずれることなく、短時間で衝撃吸収部材１０を製造することができる。
【００５１】
さらに、実施例１では、第１,第２連結シート１４,１５に対して溶着固定されて集合した複数の弾性球状体１１の周囲位置において、第１,第２連結シート１４,１５を連結する布部材連結工程(図６Ｃ(g))を備えている。
【００５２】
そのため、第１,第２連結シート１４,１５同士が連結することで、この第１,第２連結シート１４,１５の相対的な位置がずれにくくなり、その間に保持された弾性球状体１１の姿勢安定化をさらに図ることができる。
【００５３】
特に、ここでは、布部材連結工程（図６Ｃ(g)）が、第１連結シート１４の熱溶着層１４ａと第２連結シート１５の熱溶着層１５ａとを圧着すると共に、圧着箇所を縫い合わせている。そのため、第１,第２連結シート１４,１５同士の連結強度を高めると共に、連結しやすくなる。
【００５４】
次に、効果を説明する。
実施例１の衝撃吸収部材（衝撃吸収構造体）１０にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５５】
(1) 外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体１１を、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造１２を介して平面状に集合させた衝撃吸収構造体１０において、
前記軟結合構造１２は、
前記弾性球状体１１の下端１１ａに、一面に設けた熱溶着層１４ａが熱溶着固定される下側布部材（第１連結シート）１４と、
前記弾性球状体１１の上端１１ｂに、一面に設けた熱溶着層１５ａが熱溶着固定される上側布部材（第２連結シート）１５と、
を備えた構成とした。
このため、軟結合構造１２を介して結合された各弾性球状体１１の位置や姿勢を安定させ、全面に渡って品質を均一化することができる。
【００５６】
(2) 前記軟結合構造１２は、前記下側布部材１４と前記上側布部材１５のそれぞれに固定された状態で集合した複数の前記弾性球状体１１の周囲位置において、前記下側布部材１４と前記上側布部材１５を連結する連結手段１６を備えた構成とした。
このため、上記(1)に記載の効果に加え、下側布部材１４と上側布部材１５との相対的な位置ずれを抑制し、弾性球状体１１の位置や姿勢をさらに安定させることができる。
【００５７】
(3) 前記弾性球状体１１は、前記下端１１ａと前記上端１１ｂとの間を貫通し、前記貫通空隙Ｋを介して前記下側布部材１４から前記上側布部材１５へ通過する空気の流線と平行な通気流線を加える通気孔（下側通気孔１３ａ,上側通気孔１３ｂ）を有し、
前記通気孔１３ａ,１３ｂの開口周縁を前記下側布部材１４及び前記上側布部材１５にそれぞれ溶着する構成とした。
このため、上記(1)又は(2)に記載の効果に加え、通気性能を確保することができる。
【００５８】
(4) 外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体１１を、互いに乖離する対向球面１１ｃ間に貫通空隙Ｋを確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造１２を介して平面状に集合させる衝撃吸収構造体１０の製造方法において、
前記弾性球状体１１をあらかじめ記載した配置パターンに沿って台紙Ｄ上に載置する弾性球状体載置工程（図６Ａ(a)）と、
前記台紙Ｄ上に載置された弾性球状体１１上に、熱溶着層１４ａが接触する状態で下側布部材（第１連結シート）１４を被せる下側布部材被覆工程（図６Ａ(b)）と、
前記弾性球状体１１を覆った前記下側布部材を、加温しながら前記弾性球状体に向けて押圧する第１プレス工程（図６Ａ(c)）と、
前記下側布部材１４に溶着した前記弾性球状体１１から、前記台紙Ｄを取り外す台紙剥離工程（図６Ｂ(d)）と、
前記弾性球状体１１の前記下側布部材１４が溶着されていない側に、熱溶着層１５ａが接触する状態で上側布部材（第２連結シート）１５を被せる上側布部材被覆工程（図６Ｂ(e)）と、
前記弾性球状体１１を覆った前記上側布部材１５を、加温しながら前記弾性球状体１１に向けて押圧する第２プレス工程（図６Ｃ(f)）と、
を備えた構成とした。
このため、軟結合構造を介して結合された各弾性球状体の位置や姿勢を安定させ、全面に渡って品質を均一化することができる。
【００５９】
(5) 前記下側布部材１４及び前記上側布部材１５に対して溶着固定されて集合した複数の前記弾性球状体１１の周囲位置において、前記下側布部材１４と前記上側布部材１５を連結する布部材連結工程（図６Ｃ(g)）を備えた構成とした。
このため、上記(4)に記載の効果に加え、下側布部材１４と上側布部材１５との相対的な位置ずれを抑制し、弾性球状体１１の位置や姿勢をさらに安定させることができる。
【００６０】
(6) 前記布部材連結工程（図６Ｃ(g)）は、前記下側布部材１４の熱溶着層１４ａと前記上側布部材１５の熱溶着層１５ａとを圧着すると共に、圧着箇所を縫い合わせる構成とした。
このため、上記(5)に記載の効果に加え、下側布部材１４と上側布部材１５との連結強度を向上させることができる。
【００６１】
以上、本発明の衝撃吸収構造体１０及びその製造方法を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６２】
実施例１では、衝撃吸収部材１０を保護帽子１の帽子本体２の内側に収納し、外部から加わる外力から頭部を保護するようにしているが、これに限らない。たとえば手足に装着するサポータに取り付け、肘や膝等を外力から保護してもよい。
【００６３】
また、実施例１の衝撃吸収部材１０は、複数の弾性球状体１１を平面上の縦方向及び横方に配置して平面状にしているが、一列に並べて線状に配置してもよい。この場合、例えば保護帽子１の内側に沿ってらせん状に取り付けることで、保護帽子１に設けることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 保護帽子
６ 第１シートポケット
７ 第２シートポケット
１０ 衝撃吸収部材（衝撃吸収構造体）
１１ 弾性球状体
１１ａ 下端
１１ｂ 上端
１１ｃ 対向球面
１２ 軟結合構造
１３ａ 下側通気孔（通気孔）
１３ｂ 上側通気孔（通気孔）
１４ 第１連結シート（下側布部材）
１４ａ 熱溶着層
１５ 第２連結シート（上側布部材）
１５ａ 熱溶着層
１６ 連結手段
１６ａ 溶着部
１６ｂ 縫合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体を、互いに乖離する対向球面間に貫通空隙を確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造を介して平面状又は線状に集合させた衝撃吸収構造体において、
前記軟結合構造は、
前記弾性球状体の下端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される下側布部材と、
前記弾性球状体の上端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される上側布部材と、
を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項２】
請求項１に記載された衝撃吸収構造体において、
前記軟結合構造は、前記下側布部材と前記上側布部材のそれぞれに固定された状態で集合した複数の前記弾性球状体の周囲位置において、前記下側布部材と前記上側布部材を連結する連結手段を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された衝撃吸収構造体において、
前記弾性球状体は、前記下端と前記上端との間を貫通し、前記貫通空隙を介して前記下側布部材から前記上側布部材へ通過する空気の流線と平行な通気流線を加える通気孔を有し、
前記通気孔の開口周縁を前記下側布部材及び前記上側布部材にそれぞれ溶着することを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項４】
外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体を、互いに乖離する対向球面間に貫通空隙を確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造を介して平面状又は線状に集合させる衝撃吸収構造体の製造方法において、
前記弾性球状体をあらかじめ記載した配置パターンに沿って台紙上に載置する弾性球状体載置工程と、
前記台紙上に載置された弾性球状体上に、熱溶着層が接触する状態で下側布部材を被せる下側布部材被覆工程と、
前記弾性球状体を覆った前記下側布部材を、加温しながら前記弾性球状体に向けて押圧する第１プレス工程と、
前記下側布部材に溶着した前記弾性球状体から、前記台紙を取り外す台紙剥離工程と、
前記弾性球状体の前記下側布部材が溶着されていない側に、熱溶着層が接触する状態で上側布部材を被せる上側布部材被覆工程と、
前記弾性球状体を覆った前記上側布部材を、加温しながら前記弾性球状体に向けて押圧する第２プレス工程と、
を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載された衝撃吸収構造体の製造方法において、
前記下側布部材及び前記上側布部材に対して溶着固定されて集合した複数の前記弾性球状体の周囲位置において、前記下側布部材と前記上側布部材を連結する布部材連結工程を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された衝撃吸収構造体の製造方法において、
前記布部材連結工程は、前記下側布部材の熱溶着層と前記上側布部材の熱溶着層とを圧着すると共に、圧着箇所を縫い合わせることを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。
【請求項１】
外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体を、互いに乖離する対向球面間に貫通空隙を確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造を介して平面状又は線状に集合させた衝撃吸収構造体において、
前記軟結合構造は、
前記弾性球状体の下端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される下側布部材と、
前記弾性球状体の上端に、一面に設けた熱溶着層が熱溶着固定される上側布部材と、
を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項２】
請求項１に記載された衝撃吸収構造体において、
前記軟結合構造は、前記下側布部材と前記上側布部材のそれぞれに固定された状態で集合した複数の前記弾性球状体の周囲位置において、前記下側布部材と前記上側布部材を連結する連結手段を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された衝撃吸収構造体において、
前記弾性球状体は、前記下端と前記上端との間を貫通し、前記貫通空隙を介して前記下側布部材から前記上側布部材へ通過する空気の流線と平行な通気流線を加える通気孔を有し、
前記通気孔の開口周縁を前記下側布部材及び前記上側布部材にそれぞれ溶着することを特徴とする衝撃吸収構造体。
【請求項４】
外形形状が球状であり、外部から加わる外力の大きさと方向に応じて弾性変形する複数の弾性球状体を、互いに乖離する対向球面間に貫通空隙を確保した状態で、前記外力に従って変形可能なように剛性を低く抑えた軟結合構造を介して平面状又は線状に集合させる衝撃吸収構造体の製造方法において、
前記弾性球状体をあらかじめ記載した配置パターンに沿って台紙上に載置する弾性球状体載置工程と、
前記台紙上に載置された弾性球状体上に、熱溶着層が接触する状態で下側布部材を被せる下側布部材被覆工程と、
前記弾性球状体を覆った前記下側布部材を、加温しながら前記弾性球状体に向けて押圧する第１プレス工程と、
前記下側布部材に溶着した前記弾性球状体から、前記台紙を取り外す台紙剥離工程と、
前記弾性球状体の前記下側布部材が溶着されていない側に、熱溶着層が接触する状態で上側布部材を被せる上側布部材被覆工程と、
前記弾性球状体を覆った前記上側布部材を、加温しながら前記弾性球状体に向けて押圧する第２プレス工程と、
を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載された衝撃吸収構造体の製造方法において、
前記下側布部材及び前記上側布部材に対して溶着固定されて集合した複数の前記弾性球状体の周囲位置において、前記下側布部材と前記上側布部材を連結する布部材連結工程を備えたことを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された衝撃吸収構造体の製造方法において、
前記布部材連結工程は、前記下側布部材の熱溶着層と前記上側布部材の熱溶着層とを圧着すると共に、圧着箇所を縫い合わせることを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【公開番号】特開２０１３−５７３５４（Ｐ２０１３−５７３５４Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５６４８（Ｐ２０１１−１９５６４８）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（５００１２５５９３）株式会社特殊衣料 (5)
【出願人】（５９１０５６９２７）一般財団法人日本自動車研究所 (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（５００１２５５９３）株式会社特殊衣料 (5)
【出願人】（５９１０５６９２７）一般財団法人日本自動車研究所 (26)
【Ｆターム（参考）】
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