JPH08311713A - Helmet - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
（以下、ＦＲＰとも言う。）製帽体を有するヘルメット
に関し、とくに、軽量、高強度、高耐貫通衝撃性などの
特性が要求されるとともに、帽体形成時に良好な深絞り
成形性が要求される場合に用いて好適なヘルメットに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helmet having a fiber reinforced plastic (hereinafter also referred to as "FRP") cap body, and is particularly required to have characteristics such as light weight, high strength and high penetration impact resistance. The present invention relates to a helmet suitable for use when good deep drawability is required when forming a cap body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＦＲＰは、軽量でありながら高い強度特
性を有していることから、一般の構造用部材の他、ヘル
メットの帽体用材料としても注目され始めている。中で
も、比弾性率が大きく、かつ、比強度が大きい炭素繊維
を用いた炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰと
も言う。）は、高い強度特性を示す。2. Description of the Related Art Since FRP is lightweight and has high strength characteristics, it has begun to be noticed as a material for hat bodies of helmets in addition to general structural members. Among them, a carbon fiber reinforced plastic (hereinafter also referred to as CFRP) using carbon fibers having a large specific elastic modulus and a large specific strength exhibits high strength characteristics.
【０００３】ＦＲＰは、通常、複数層の強化繊維材に樹
脂が含浸され、成形されたものに構成されるが、成形
前、成形時の取扱い易さ、型への沿わせ易さ、成形後の
ＦＲＰとして優れた特性が得られること等の面から、強
化繊維材として織物の形態にした強化繊維織物が多用さ
れている。FRP is usually formed by molding a plurality of layers of reinforced fiber material with a resin, and is molded. However, before molding, handling during molding, easiness of fitting to a mold, and after molding, In view of obtaining excellent characteristics as the FRP, the reinforced fiber woven fabric in the form of woven fabric is frequently used as the reinforced fiber material.
【０００４】一方、ＦＲＰでヘルメット用帽体を作製し
ようとすると、強化繊維織物やそのプリプレグを深絞り
成形する必要がある。ところが、織物は一般に、成形型
に皺を入れずにフィットさせることが困難なので、所定
寸法の小片に裁断した織物を雌型にパッチワーク的に積
層し成形する方法や、織物に切れ目を入れて絞り成形す
る方法が採られている。On the other hand, in order to manufacture a helmet cap body by FRP, it is necessary to deep-draw the reinforcing fiber woven fabric and its prepreg. However, since it is generally difficult to fit a woven fabric into a molding die without wrinkling, a method of laminating a woven fabric cut into small pieces of a predetermined size into a female die in a patchwork manner or forming a cut in the woven fabric The method of drawing is adopted.
【０００５】ところが、このような成形方法では、雄型
でプレスする際、織物材の積層位置がずれ、所定の補強
効果が得られず、弱部が存在した成形体となる。また、
裁断した小片を積層する方法では、数十枚の小片の繊維
基材を一枚一枚積層するので人手がかかり、生産性が悪
いという問題があった。However, according to such a molding method, when the male material is pressed, the laminated position of the woven material is displaced, a predetermined reinforcing effect cannot be obtained, and a molded product having a weak portion is formed. Also,
In the method of laminating the cut small pieces, there is a problem in that productivity is poor because it requires a lot of manpower because the fiber base materials of several tens of pieces are laminated one by one.
【０００６】また、深絞り成形品を成形する方法とし
て、強化繊維のストランドを１０〜２５ｍｍ程度に切断
してランダムに配向させ、樹脂を含浸させたシート・モ
ールディング・コンパンド（ＳＭＣ）やチョップド・ス
トランド・マット、また連続ストランドをループを描き
ながら配向したコンティニュアス・ストランド・マット
による方法が知られているが、これら繊維基材だけで
は、強化繊維が短繊維であるため、また強化繊維の配向
が制御できないため物性がばらつき、信頼性の高い成形
品とはならなかった。また、真っ直ぐ配列した連続繊維
が入っていないので、衝撃に対して弱いという問題があ
った。Further, as a method for molding a deep-drawing molded product, a sheet molding compound (SMC) or chopped strand in which a strand of reinforcing fiber is cut into about 10 to 25 mm and randomly oriented to impregnate a resin -A method is known in which a mat or a continuous strand mat in which continuous strands are oriented while drawing a loop is used. However, it was not possible to control the temperature, so the physical properties varied and the molded product did not become highly reliable. Further, since there is no continuous fiber arranged in a straight line, there is a problem that it is weak against impact.
【０００７】ところで、炭素繊維糸は、通常その繊度が
大きくなる程、プリカーサおよび耐炎化工程や焼成工程
での生産性が向上し、安価に製造することが可能とな
る。By the way, the higher the fineness of the carbon fiber yarn is, the more the productivity in the precursor and the flameproofing process and the firing process is improved, and the carbon fiber yarn can be manufactured at low cost.
【０００８】しかし、通常の強化繊維織物は、強化繊維
をほぼ円形断面に集束させた強化繊維糸を用いて織物に
しているので、織り込まれた状態においては、織糸が互
いに交錯する交錯部における強化繊維糸の断面が楕円形
で、織糸が大きくクリンプしている。特に、太い強化繊
維糸を使用した織物では、太い織糸が互いに交錯してい
るのでこの傾向が大きくなる。[0008] However, since the ordinary reinforced fiber woven fabric is made by using the reinforced fiber yarns in which the reinforced fibers are bundled in a substantially circular cross section, in the woven state, the woven yarns are crossed with each other at the crossing portion. The cross section of the reinforcing fiber yarn is elliptical, and the woven yarn is crimped greatly. In particular, in a woven fabric using thick reinforcing fiber yarns, this tendency becomes large because the thick woven yarns are interlaced with each other.
【０００９】このため、強化繊維糸が大きくクリンプし
た織物では、繊維密度が不均一となって高強度特性を充
分に発揮できない。また、強化繊維糸が大きくクリンプ
していると、成形されたＦＲＰの表面平滑性も良くな
い。さらに、太い強化繊維糸を使用した織物は、一般
に、織物目付や厚みが大きくなるため、プリプレグやＦ
ＲＰを成形するときの樹脂含浸性が悪くなる。Therefore, in a woven fabric in which the reinforcing fiber yarn is largely crimped, the fiber density becomes non-uniform and high strength characteristics cannot be sufficiently exhibited. Further, when the reinforcing fiber yarn is largely crimped, the surface smoothness of the molded FRP is not good. In addition, woven fabrics that use thick reinforced fiber threads generally have a large fabric weight and thickness, so prepreg and F
The resin impregnation property at the time of molding the RP is deteriorated.
【００１０】従って、太い強化繊維糸を製織した織物を
用いて得られるＦＲＰやＣＦＲＰは、樹脂中に存在する
ボイドが多くなり高い強度特性が期待できない。Therefore, FRP and CFRP obtained by using a woven fabric obtained by weaving thick reinforcing fiber yarns cannot be expected to have high strength characteristics because of the large number of voids existing in the resin.
【００１１】一方、太い強化繊維糸を使用して織物目付
を小さくすると、織糸間に形成される空隙が大きくな
る。このため、織物目付の小さい強化繊維織物を用いて
ＦＲＰやＣＦＲＰを成形すると、強化繊維の体積含有率
が低くなり、強化繊維糸間に形成される空隙部分に樹脂
のボイドが集中的に発生し、高性能な複合材料が得られ
なくなるという欠点があった。On the other hand, when a thick reinforcing fiber yarn is used to reduce the fabric weight, the voids formed between the woven yarns become large. Therefore, when FRP or CFRP is formed by using a reinforced fiber woven fabric having a small fabric weight, the volume content of the reinforced fibers becomes low and voids of the resin are concentratedly generated in the voids formed between the reinforced fiber yarns. However, there is a drawback that a high-performance composite material cannot be obtained.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に着目し、とくにＦＲＰ製帽体を有するヘルメット
において、該帽体を特定の強化繊維織物を用いたＦＲＰ
を含む部材とすることにより、良好な深絞り成形性を確
保しつつ、目標とする高強度化、軽量化を達成すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention pays attention to such a situation, and particularly in a helmet having a cap body made of FRP, the cap body is made of a specific reinforced fiber woven fabric.
It is an object of the present invention to achieve the target high strength and light weight while ensuring good deep drawing formability by using a member including.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
ヘルメットは、扁平な強化繊維糸を織糸とする織物を含
むＦＲＰ製帽体と、この内側に配置した衝撃吸収体とを
有するヘルメットであって、前記織糸の糸幅が３〜１６
ｍｍ、糸幅／厚み比が２０以上であるものからなる。A helmet of the present invention for this purpose has a cap body made of FRP containing a woven fabric having a flat reinforcing fiber yarn as a weaving yarn, and a shock absorber arranged inside the cap body. And the yarn width of the woven yarn is 3 to 16
mm, and the yarn width / thickness ratio is 20 or more.
【００１４】強化繊維糸としては、炭素繊維糸やガラス
繊維糸、ポリアラミド繊維糸等の各種強化繊維糸が使用
できるが、とくに、高弾性率、高強度の炭素繊維糸が好
ましい。そして、扁平な強化繊維糸は、通常、マルチフ
ィラメント糸の形態とされる。As the reinforcing fiber yarn, various reinforcing fiber yarns such as carbon fiber yarn, glass fiber yarn and polyaramid fiber yarn can be used, but carbon fiber yarn having high elastic modulus and high strength is particularly preferable. The flat reinforcing fiber yarn is usually in the form of a multifilament yarn.
【００１５】このような扁平な強化繊維糸からなる織物
の織糸には、実質的に撚りがなく、織物の状態で単糸が
互いに並行していることが必要である。ここで「実質的
に撚りがない」とは、糸長１ｍ当たりに１ターン以上の
撚りがない状態をいう。つまり、現実的に無撚の状態を
いう。織物の状態で実質的に撚りがないことが必要であ
る。そのためには、無撚の扁平な強化繊維糸のボビンを
横取り解舒させ、解舒撚りが入らないようにたて糸およ
びよこ糸供給を行って織物にする。The woven yarn of the woven fabric made of such flat reinforcing fiber yarns is required to have substantially no twist and the single yarns to be parallel to each other in the woven state. Here, "substantially no twist" means a state in which there is no twist of 1 turn or more per 1 m of the yarn length. In other words, it means a realistic untwisted state. It is necessary that the woven state is substantially untwisted. For that purpose, the bobbin of the untwisted flat reinforcing fiber yarn is unwound and unwound, and the warp yarn and the weft yarn are supplied so that the untwisted yarn does not enter, and the fabric is formed.
【００１６】織糸に撚りがあると、その撚りがある部分
で糸幅が狭く収束して分厚くなり、製織された織物の表
面に凹凸が発生する。このため、製織された織物は、外
力が作用した際にその撚り部分に応力が集中し、ＦＲＰ
等に成形した場合に強度特性が不均一となってしまう。When the woven yarn is twisted, the yarn width becomes narrow and converges and becomes thicker at the twisted portion, and unevenness occurs on the surface of the woven fabric. Therefore, when the woven fabric is woven, stress concentrates on the twisted portion when an external force acts, and
When molded into the same shape, the strength characteristics become non-uniform.
【００１７】扁平な強化繊維糸単糸の糸幅は３〜１６ｍ
ｍの範囲が好ましい。この範囲の糸幅が製織し易く、糸
厚みとの関係から、最適な扁平状態が得やすい。糸幅／
糸厚み比は、２０以上が好ましい。２０未満では、高い
カバーファクターを得ようとすると、織糸のクリンプを
小さく抑えることが難しくなる。The flat reinforcing fiber yarn has a yarn width of 3 to 16 m.
A range of m is preferred. A yarn width in this range is easy to weave, and an optimum flattened state is easily obtained in relation to the yarn thickness. Thread width /
The yarn thickness ratio is preferably 20 or more. If it is less than 20, it is difficult to suppress the crimp of the woven yarn to obtain a high cover factor.
【００１８】このような最適な扁平状態の、実質的に撚
りがない織糸からなる強化繊維織物は、織糸の繊度を大
きくしても、各織糸の交錯部におけるクリンプは極めて
小さく抑えられ、ＦＲＰやＣＦＲＰにした際に高い強度
特性が得られる。クリンプが小さいので、ＦＲＰやＣＦ
ＲＰにした際の表面平滑性が良く、所望のヘルメット用
帽体の表面形態が容易に得られる。また、織糸の繊度を
上げられることから、織糸、ひいては強化繊維織物は、
より安価に製造される。In such an optimal flattened reinforcing fiber woven fabric made of a substantially non-twisted yarn, even if the fineness of the yarn is increased, the crimp at the intersection of the yarns can be suppressed to be extremely small. High strength characteristics can be obtained when FRP or CFRP is used. The crimp is small, so FRP and CF
The surface smoothness of the RP is good, and the desired surface morphology of the helmet cap can be easily obtained. Also, since the fineness of the woven yarn can be increased, the woven yarn, and by extension, the reinforced fiber woven fabric,
Manufactured cheaper.
【００１９】また、クリンプが極めて小さく抑えられる
ので、織物目付を高く設定でき、かつ、織糸の扁平状態
を確保した状態にて９０％以上の高いカバーファクター
に設定することが可能となる。したがって、ＦＲＰにお
いて、繊維含有率を高く設定できるとともに、織糸間の
樹脂リッチな部分を極めて小さく抑えることができ、高
強度でかつ均一な強度特性を有する複合材料が得られ
る。Further, since the crimp is suppressed to a very small value, the fabric weight can be set high and the cover factor of 90% or more can be set while the flat state of the woven yarn is secured. Therefore, in the FRP, the fiber content can be set high, and the resin-rich portion between the weaving yarns can be suppressed to an extremely small value, and a composite material having high strength and uniform strength characteristics can be obtained.
【００２０】さらに、織物の形態で各織糸が扁平な状態
に維持されているから、樹脂の含浸性が極めてよい。し
たがって、一層均一な特性の複合材料が得られ、目標と
する強度特性が容易に得られる。Furthermore, since each woven yarn is maintained in a flat state in the form of a woven fabric, the resin impregnation property is very good. Therefore, a composite material having more uniform properties can be obtained, and target strength properties can be easily obtained.
【００２１】ここで、カバーファクターＣｆ（％）と
は、織糸間に形成される空隙部の大きさに関係する要素
で、織物上に面積Ｓ1 の領域を設定したとき、面積Ｓ1
内において織糸に形成される空隙部の面積をＳ2 とする
と、次式で定義される値をいう。 カバーファクターＣｆ＝［（Ｓ1 −Ｓ2 ）／Ｓ1 ］×１
００[0021] Here, the cover factor Cf (%), a factor related to the size of the gap portion formed between weaving yarns, when setting a region of area S 1 on the textile, the area S 1
When the area of the void portion formed in the yarn in the inner and S 2, refers to a value defined by the following equation. Cover factor Cf = [(S 1 −S 2 ) / S 1 ] × 1
00
【００２２】本発明の強化繊維織物は、薄い扁平な強化
繊維糸からなるたて糸やよこ糸を用いている。従って、
目抜け度の小さな、すなわちカバーファクターが大きな
織物となる。このようなカバーファクターの大きな強化
繊維織物を用いてＦＲＰを成形すると、均一な成形品が
得られ、樹脂中にボイドが入ったり、応力が集中するよ
うな繊維分布むらが発生しない。The reinforcing fiber woven fabric of the present invention uses warp yarns or weft yarns made of thin flat reinforcing fiber yarns. Therefore,
A woven fabric with a small dropout degree, that is, a large cover factor. When an FRP is molded using such a reinforced fiber woven fabric having a large cover factor, a uniform molded product is obtained, and voids in the resin and uneven fiber distribution such as stress concentration do not occur.
【００２３】なお、上記のような扁平糸自身の作成方法
としては、たとえば、強化繊維糸の製造工程において、
複数の強化繊維からなる繊維束をロール等で所定の幅に
拡げ、扁平な形状にしてそのまま保持するか、あるいは
元に戻らないようにサイジング剤等で形態を保持させれ
ばよい。とくに、扁平形状を良好に保持するためには、
扁平糸に０．１〜１．５重量％程度の小量のサイジング
剤を付着させておくことが好ましい。As a method for producing the flat yarn itself as described above, for example, in the manufacturing process of the reinforcing fiber yarn,
A fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers may be spread by a roll or the like to a predetermined width and kept in a flat shape, or may be held by a sizing agent or the like so as not to return to its original shape. In particular, in order to maintain the flat shape well,
It is preferable to adhere a small amount of the sizing agent of about 0.1 to 1.5% by weight to the flat yarn.
【００２４】前記扁平な強化繊維糸をたて糸およびよこ
糸とする織物とする場合には、織物目付が１００〜４０
０ｇ／ｍ2 であることが好ましい。When the flat reinforcing fiber yarn is used as a warp yarn and a weft yarn, the fabric weight is 100 to 40.
It is preferably 0 g / m 2 .
【００２５】また、強化繊維織物は、前述の如き高いカ
バーファクターを達成しやすくするために、２方向性織
物からなることが好ましい。２方向性織物の少なくとも
一方の織糸を、上記扁平な強化繊維糸を複数積層した形
態とすることもできる。このようにすれば、目付の大き
な織物が可能となり、より繊維体積含有率の大きなＦＲ
Ｐの成形が可能となる。Further, the reinforced fiber woven fabric is preferably a bidirectional woven fabric in order to easily achieve the high cover factor as described above. At least one of the woven yarns of the bidirectional woven fabric may be formed by laminating a plurality of the flat reinforcing fiber yarns. By doing so, it is possible to fabricate a fabric with a large basis weight, and FR having a larger fiber volume content rate.
It becomes possible to mold P.
【００２６】このように、一方の織糸が、扁平な強化繊
維糸が複数積層されてなる織物とする場合には、織物目
付が２００〜６００ｇ／ｍ2 であることが好ましい。扁
平な織糸であるため、このように複数積層した状態で織
成しても、クリンプは小さく抑えられる。そして、積層
により織物の繊維密度を高めることができる。Thus, when one of the woven yarns is a woven fabric formed by laminating a plurality of flat reinforcing fiber yarns, it is preferable that the woven fabric weight is 200 to 600 g / m 2 . Since it is a flat woven yarn, the crimp can be suppressed to a small level even if the yarn is woven in such a laminated state. Then, the fiber density of the woven fabric can be increased by the lamination.
【００２７】さらに、補助糸を用いた織物の形態とする
こともできる。補助糸としては、繊度が２，０００デニ
ール以下の細い繊維からなる扁平な織糸を使用すること
が好ましく、さらに好ましくは５０〜６００デニールで
ある。補助糸は、繊度が大きいとクリンプが大きくな
り、また、繊度が小さいと製織や取扱いに際して切断し
易い。この補助糸は、並行する扁平な織糸を一体に保持
することを目的に使用され、炭素繊維やガラス繊維など
の無機繊維、ポリアラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエ
ステル繊維などの有機繊維が使用でき、種類に関しては
特に限定はない。Further, it may be in the form of a fabric using auxiliary threads. As the auxiliary yarn, it is preferable to use a flat woven yarn made of fine fibers having a fineness of 2,000 denier or less, and more preferably 50 to 600 denier. If the fineness of the auxiliary yarn is large, the crimp becomes large, and if the fineness is small, the auxiliary yarn is easily cut during weaving or handling. This auxiliary yarn is used for the purpose of integrally holding parallel flat woven yarns, and inorganic fibers such as carbon fiber or glass fiber, organic fibers such as polyaramid fiber, vinylon fiber, polyester fiber can be used. There is no particular limitation regarding.
【００２８】ここで、織物の繊維密度とは、次式で定義
される値をいう。 織物の繊維密度（ｇ／ｍ3 ）＝［織物目付（ｇ／
ｍ2 ）］／［織物厚さ（ｍｍ）］ なお、織物目付（ｇ／ｍ2 ）および織物厚さ（ｍｍ）
は、それぞれＪＩＳ Ｒ７６０２に準拠して測定した値
である。Here, the fiber density of the woven fabric means a value defined by the following equation. Textile fiber density (g / m 3 ) = [texture weight (g / m 3
m 2 )] / [woven fabric thickness (mm)] Note that the fabric weight (g / m 2 ) and the fabric thickness (mm)
Are values measured in accordance with JIS R7602.
【００２９】強化繊維織物が２方向性織物からなる場
合、２方向に延びる織糸の最小交角が２０〜４５度の範
囲にあることが好ましい。When the reinforced fiber woven fabric is a bidirectional woven fabric, it is preferable that the minimum crossing angle of the weaving yarns extending in the two directions is in the range of 20 to 45 degrees.
【００３０】ここで最小交角とは、深絞り成形された状
態で、上記織物中、２方向に延びる強化繊維糸の交差す
る角度が最小になった部分の、両強化繊維糸の交角のこ
とをいう。すなわち、深絞りによって上記織物の織糸
（２方向に延びる強化繊維糸）には多かれ少なかれ目ず
れが生じ、目ずれによって両織糸の交角が変化する。そ
して、この変化後の交角が最小になった部分の角度を最
小交角という。通常この最小交角は、深絞り領域の縁部
あるいはその近傍に生じる。Here, the minimum crossing angle means the crossing angle of both reinforcing fiber yarns at a portion where the intersecting angle of the reinforcing fiber yarns extending in two directions in the above-mentioned woven fabric in the state of deep drawing is minimized. Say. That is, due to deep drawing, the weaving yarn of the woven fabric (reinforcing fiber yarn extending in two directions) is more or less misaligned, and the misalignment changes the crossing angle of the two weaving yarns. Then, the angle of the portion where the crossing angle after this change becomes the minimum is called the minimum crossing angle. Usually, this minimum intersection angle occurs at or near the edge of the deep drawing region.
【００３１】最小交角を２０〜４５度の範囲とすること
により、目開きがなく、高いカバーファクターが得られ
る。このカバーファクターは、９０％以上であることが
好ましく、より好ましくは９５％以上である。By setting the minimum crossing angle within the range of 20 to 45 degrees, there is no opening and a high cover factor can be obtained. This cover factor is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.
【００３２】上記のような最小交角を実現するために
は、深絞り成形される織物の各織糸が、深絞り成形の際
剪断方向に動き易く、かつその際にも織糸の望ましい形
態を保って高いカバーファクターを保つ必要がある。通
常の織物では、深絞り成形が困難であるか、深絞り成形
の際に生じる皺を防止するためには切れ目を入れておか
なければならなかったが、上記のように織糸を扁平な強
化繊維糸とすることにより、織糸が剪断方向に動き易く
なり、上記のような最小交角を実現し得る織物を用いる
と、切れ目を入れておく必要がない。In order to realize the above-described minimum cross angle, each woven yarn of the deep-drawn woven fabric is easy to move in the shearing direction during deep-drawing, and at that time, the desired form of the woven yarn is also required. It is necessary to keep a high cover factor. With ordinary fabrics, deep drawing is difficult, or cuts must be made in order to prevent wrinkles that occur during deep drawing. The use of the fiber yarn facilitates the movement of the woven yarn in the shearing direction, and when a woven fabric that can realize the above-described minimum crossing angle is used, it is not necessary to make a break.
【００３３】このような強化繊維織物からなる強化繊維
材が複数層積層され、樹脂が含浸されて所望の機械的特
性を有するＦＲＰに成形される。織物の積層構成として
は特に限定されず、一方向でも交差積層でもよいが、あ
らゆる方向からの外力に対し均一に高い機械的特性を発
揮させるためには、とくに交差積層が好ましい。そし
て、積層された複数の織物を含む場合、互いに隣接する
織物をみたとき、織糸の交差角が２５〜６５度の範囲に
あることが好ましい。A plurality of reinforcing fiber materials made of such a reinforcing fiber woven fabric are laminated and impregnated with a resin to form an FRP having desired mechanical properties. The laminated structure of the woven fabric is not particularly limited and may be one direction or cross laminated, but cross laminated is particularly preferable in order to uniformly exhibit high mechanical properties against external force from all directions. When a plurality of woven fabrics are laminated, the woven yarns preferably have a crossing angle in the range of 25 to 65 degrees when the woven fabrics adjacent to each other are viewed.
【００３４】織物に使用する強化繊維糸が炭素繊維糸の
場合、使用する炭素繊維扁平糸の特性として、引張弾性
率が高く、破壊歪エネルギーが大きいことが好ましく、
さらに引張強度（引張破断強度）が高いことが好まし
い。引張弾性率としては、２０×１０3 ｋｇｆ／ｍｍ2
以上であることが好ましく、破壊歪エネルギーとして
は、４．０ｍｍ・ｋｇｆ／ｍｍ3 以上であることが好ま
しい。このような高破壊歪エネルギーとすることによ
り、成形されるＦＲＰの耐貫通衝撃性が向上し、局部的
な外力に対して強いヘルメット用帽体が得られる。炭素
繊維糸の引張強度としては、４５０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上
であることが好ましく、これによって、成形されるＦＲ
Ｐの強度が確保される。When the reinforcing fiber yarn used for the woven fabric is a carbon fiber yarn, it is preferable that the carbon fiber flat yarn used has a high tensile elastic modulus and a large breaking strain energy.
Further, it is preferable that the tensile strength (tensile breaking strength) is high. The tensile elastic modulus is 20 × 10 3 kgf / mm 2
The breaking strain energy is preferably 4.0 mm · kgf / mm 3 or more. With such a high breaking strain energy, the penetration impact resistance of the molded FRP is improved, and a helmet cap body that is strong against a local external force can be obtained. The tensile strength of the carbon fiber yarn is preferably 450 kgf / mm 2 or more, whereby the FR molded
The strength of P is secured.
【００３５】上記において、引張弾性率はＪＩＳ−Ｒ７
６０１に準拠して測定されるものである。破壊歪エネル
ギー（ｗ）は、ＪＩＳ−Ｒ７６０１に準拠して測定され
た引張強度をσ（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）を、上記引張弾性率
をＥ（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）としたとき、式、 ｗ＝σ2 ／２Ｅ で定義されるものである。In the above, the tensile elastic modulus is JIS-R7.
It is measured according to 601. Breaking strain energy (w) is the tensile strength measured in conformity with JIS-R7601 σ (kgf / mm 2), when the tensile modulus and E (kgf / mm 2), wherein, w = It is defined by σ 2 / 2E.
【００３６】上述のような強化繊維織物からなる強化繊
維材が複数層積層され、深絞り成形された後該強化繊維
材に樹脂が含浸され、あるいはプリプレグの状態で深絞
り成形され、ＦＲＰからなるヘルメット用帽体に成形さ
れる。この帽体は、このＦＲＰ自身のみから構成されて
もよく、このＦＲＰを用いた構成、例えば、該ＦＲＰの
外側や中層にマット層を設けた構造に構成されていても
よい。A plurality of reinforcing fiber materials made of the above-mentioned reinforcing fiber woven fabric are laminated and deep-drawn and then the reinforcing fiber material is impregnated with resin, or deep-drawn in the form of a prepreg and made of FRP. Molded into a helmet cap. The cap body may be composed of only the FRP itself, or may be structured using the FRP, for example, a structure in which a mat layer is provided on the outer or middle layer of the FRP.
【００３７】マット層としては、ガラス繊維チョップド
ストランドマットやガラス繊維コンティニュアスストラ
ンドマットを使用できる。とくに帽体の最外層側にマッ
ト層を設ければ、帽体の表面平滑性を向上することがで
きる。As the mat layer, a glass fiber chopped strand mat or a glass fiber continuous strand mat can be used. In particular, if the mat layer is provided on the outermost layer side of the cap body, the surface smoothness of the cap body can be improved.
【００３８】本発明に係るＦＲＰ成形に使用するマトリ
クス樹脂としては、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、ポリイミド樹脂、フェノー
ル樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの熱硬化
性樹脂は、織物に含浸された状態ではＢステージであ
る。とくに、ヘルメット用帽体には、引張破断伸度が３
〜８％のビニルエステル樹脂が好適である。また、マト
リクス樹脂として、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテ
ルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱
可塑性樹脂も使用することができる。Examples of the matrix resin used in the FRP molding according to the present invention include thermosetting resins such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, polyimide resin and phenol resin. These thermosetting resins are B stage when impregnated into the fabric. In particular, a helmet cap has a tensile elongation at break of 3
-8% vinyl ester resin is preferred. Also, as the matrix resin, nylon resin, polyester resin,
Thermoplastic resins such as polybutylene terephthalate resin, polyether ether ketone (PEEK) resin and bismaleimide resin can also be used.
【００３９】本発明のヘルメットは、ＦＲＰ製帽体の内
側に衝撃吸収体を有している。この衝撃吸収体は、衝撃
力を適切に吸収し人体頭部を適切に保護できる材質、た
とえば発泡スチロールや弾力性を有するゴム、スポンジ
等から構成され、衝撃吸収ライナとして帽体の内側に装
着される。また、衝撃吸収ライナを使用せず、ハンモッ
ク、ヘッドバンド、環ひも等の装着体で衝撃を吸収する
構成であってもよい。The helmet of the present invention has a shock absorber inside the FRP cap body. This shock absorber is made of a material capable of appropriately absorbing a shock force and appropriately protecting the human head, such as Styrofoam, elastic rubber, sponge, etc., and is attached to the inside of the cap body as a shock absorbing liner. . Alternatively, the shock absorbing liner may not be used and the shock may be absorbed by a mounted body such as a hammock, a head band, and a string.
【００４０】また、この衝撃吸収ライナの内側には、ハ
ンモック、ヘッドバンド、環ひも、さらにはあごひも等
装着体が配置される。これら装着体は、ヘルメットの用
途に応じて、適当な形状に設計できる。また、これらの
材質も、用途に応じて適当に選定できる。Inside the shock absorbing liner, a hammock, a head band, a ring string, a chin string, and other mounted members are arranged. These wearing bodies can be designed in an appropriate shape according to the application of the helmet. Also, these materials can be appropriately selected according to the application.
【００４１】さらに、本発明のヘルメットにおいては、
ＦＲＰ製帽体の少なくとも外表面が塗装仕上げされてい
ることが好ましい。また、ＦＲＰ製帽体の少なくとも外
表面にゲルコート層が設けられることが好ましい。Further, in the helmet of the present invention,
At least the outer surface of the FRP cap body is preferably painted. Further, it is preferable that a gel coat layer is provided on at least the outer surface of the FRP cap body.
【００４２】本発明に係るヘルメットにおいては、その
ＦＲＰ帽体に用いられる強化繊維織物を特定の扁平糸織
物としたので、軽量化は勿論のこと、表面平滑性に優
れ、かつ、強度や耐貫通衝撃性の機械的特性に優れたヘ
ルメットを実現できる。また、切れ目を設けることなく
容易に深絞り成形できるようになり、かつ、あらゆる方
向に対して所望の機械的特性を容易に達成できる。In the helmet according to the present invention, since the reinforced fiber woven fabric used for the FRP cap body is the specific flat yarn woven fabric, not only the weight is reduced, but also the surface smoothness is excellent and the strength and the penetration resistance are excellent. It is possible to realize a helmet excellent in impact mechanical properties. Further, it becomes possible to easily perform deep drawing without making a cut, and it is possible to easily achieve desired mechanical properties in all directions.
【００４３】[0043]
【実施例】以下に、本発明に係るヘルメットについて、
図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に
係るヘルメット全体を示しており、図２〜図４は、該ヘ
ルメットのＦＲＰ製帽体を作製する際の、強化繊維織物
の深絞り成形段階での様子を示している。[Examples] The helmets according to the present invention are described below.
This will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an entire helmet according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 show a state in a deep drawing stage of a reinforced fiber woven fabric when a FRP cap body of the helmet is produced. Is shown.
【００４４】図１において、１１はヘルメット全体を示
しており、１２はＦＲＰ製帽体を示している。帽体１２
の内側には、衝撃吸収体としての衝撃吸収ライナ１３が
配置されている。ライナ１３の内側には、ハンモック１
４、ヘッドバンド１５、環ひも１６からなる装着体が設
けられており、ヘッドバンド１５にはあごひも１７が接
続されている。In FIG. 1, 11 indicates the entire helmet and 12 indicates the FRP cap body. Hat body 12
A shock absorbing liner 13 serving as a shock absorber is disposed inside the. Inside the liner 13 is a hammock 1
A mounting body composed of 4, a headband 15 and a ring cord 16 is provided, and a chin cord 17 is connected to the headband 15.
【００４５】図２〜図４は、上記帽体１２の成形に用い
るプリフォームを示しており、図２は、プリフォーム１
の一部を破断した概略斜視図、図３は、図２におけるプ
リフォーム１の繊維基材の端部を図の一点鎖線に沿って
除去したプリフォーム２の縦断面図である。図４は図２
のプリフォーム１の平面図である。ここでは、プリフォ
ーム１とともに、深絞り加工後の余分な部分を除去した
プリフォーム２もまた、プリフォームという。2 to 4 show a preform used for forming the cap body 12, and FIG. 2 shows a preform 1.
FIG. 3 is a schematic perspective view in which a part of FIG. 2 is broken, and FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the preform 2 in which an end portion of the fiber base material of the preform 1 in FIG. 2 is removed along a dashed line in the drawing. 4 is shown in FIG.
2 is a plan view of the preform 1 of FIG. Here, together with the preform 1, the preform 2 from which the excess portion after deep drawing is removed is also referred to as a preform.
【００４６】プリフォーム１、２は、炭素繊維織物３
ａ、３ｂとガラス繊維からなるコンティニュアス・スト
ランド・マット４ａ、４ｂの４層の強化繊維基材からな
り、プリフォーム１、２の凸部１ａ、２ａ（深絞り部）
の外層部から第１層にはコンティニュアス・ストランド
・マット４ａ、第２層目には炭素繊維織物３ａ、第３層
目にはコンティニュアス・ストランド・マット４ｂ、第
４層目には炭素繊維織物３ｂが積層されて、各炭素繊維
織物およびコンティニュアス・ストランド・マットの強
化繊維基材に皺が入ることなく、切れ目がなくて一体に
半球殻状のプリフォーム１、２の全面を覆っている。第
２層目の炭素繊維織物３ａは、Ｘ１−Ｘ１軸、Ｙ１−Ｙ
１軸に対してたて糸およびよこ糸が斜め方向に繊維配向
し、第４層目の炭素繊維織物３ｂは、Ｘ１−Ｘ１軸、Ｙ
１−Ｙ１軸と４５度位相のずれたＸ２−Ｘ２軸、Ｙ２−
Ｙ２軸に対してたて糸およびよこ糸が斜め方向に繊維配
向している。第２層目と第４層目の２枚の炭素繊維織物
３ａ、３ｂによって、機械的特性が疑似等方性になるよ
うになっている。Preforms 1 and 2 are carbon fiber woven fabric 3
a, 3b and a continuous strand mat 4a, 4b made of glass fiber, consisting of four layers of reinforcing fiber base material, and the convex portions 1a, 2a of the preforms 1, 2 (deep drawing portion)
From the outer layer to the first layer is a continuous strand mat 4a, the second layer is a carbon fiber fabric 3a, the third layer is a continuous strand mat 4b, and the fourth layer is The carbon fiber woven fabrics 3b are laminated so that the carbon fiber woven fabrics and the reinforcing fiber base material of the continuous strand mat do not have wrinkles, and the hemispherical shell-shaped preforms 1 and 2 are integrally formed without breaks. Covers. The carbon fiber woven fabric 3a of the second layer has X1-X1 axes and Y1-Y.
The warp yarns and the weft yarns are obliquely oriented with respect to one axis, and the carbon fiber woven fabric 3b of the fourth layer has X1-X1 axis, Y-axis.
1-Y2-axis, X2-X2 axis, which is 45 degrees out of phase, Y2-
The warp yarns and the weft yarns are obliquely oriented with respect to the Y2 axis. The two carbon fiber fabrics 3a and 3b of the second layer and the fourth layer make the mechanical properties pseudo isotropic.
【００４７】炭素繊維織物３ａ、３ｂは平組織の織物
で、上記プリフォーム１、２成形前には、そのたて糸お
よびよこ糸は９０度の交角をもって製織されているが、
深絞り成形されたプリフォーム１、２にあっては、各織
糸が深絞りによって目ずれし、最小交角θが特定した範
囲内の角度となっている。この最小交角θは、本実施態
様では深絞り領域（プリフォームの凸部１ａ、２ａ）の
縁上で発生している。The carbon fiber woven fabrics 3a and 3b are woven fabrics having a flat structure, and the warp yarns and the weft yarns thereof are woven at an intersection angle of 90 degrees before the preforms 1 and 2 are formed.
In the deep-drawn preforms 1 and 2, the respective weaving yarns are misaligned by deep drawing, and the minimum intersecting angle θ is an angle within the specified range. In the present embodiment, this minimum intersecting angle θ is generated on the edge of the deep drawing region (convex portions 1a, 2a of the preform).
【００４８】なお、上記説明において、２層の炭素繊維
織物を使用したプリフォームについて説明したが、少な
くとも１層の炭素繊維織物を使用し、残りは他の強化繊
維基材であってよい。また、ガラス繊維からなるコンテ
ィニュアス・ストランド・マットと炭素繊維織物の２種
類の強化繊維基材を使用したプリフォームについて説明
したが、勿論、マットを使用せず全てが炭素繊維織物で
あってよいし、積層による繊維配向は好ましくは、上記
に説明したように、炭素繊維織物の繊維配向が疑似等方
性になるようにすればよいが、必ずしも限定するもので
はない。同様に、積層数も上記の４層に限定するもので
はなく、成形品に要求される特性や厚みによって適宜決
めることができる。In the above description, the preform using the two-layer carbon fiber woven fabric has been described, but at least one layer of the carbon fiber woven fabric may be used and the rest may be other reinforcing fiber base materials. Also, a preform using two types of reinforcing fiber base materials, that is, a continuous strand mat made of glass fiber and a carbon fiber woven fabric has been described. Of course, the mat is not used and all the carbon fiber woven fabrics are used. The fiber orientation due to lamination is preferably, but not limited to, the carbon orientation of the carbon fiber woven fabric, as described above. Similarly, the number of laminated layers is not limited to the above four layers, and can be appropriately determined according to the characteristics and thickness required of the molded product.
【００４９】なお、凸部の外層部から第１層目をガラス
繊維やビニロン繊維などからなるマット層にすると、成
形品の塗装の際、炭素繊維の黒色を簡単に見えないよう
にすることができて、種々のカラーを有する成形品が得
られ、また、ＦＲＰ表面の平滑性もよくなり、商品価値
の高い成形品が得られる。If the first layer from the outer layer of the convex portion is a mat layer made of glass fiber or vinylon fiber, the black color of the carbon fiber can be easily invisible when the molded product is coated. As a result, molded products having various colors can be obtained, and the smoothness of the FRP surface is improved, so that molded products of high commercial value can be obtained.
【００５０】さて、型に対し、特に炭素繊維織物がフィ
ットする状況をよく観察すると、炭素繊維は引張弾性率
が大きいのでほとんど伸びず、シート状の炭素繊維織物
を半球殻状の形状に深絞り変形させると、型に対してた
て糸（０度）およびよこ糸（９０度）が繊維配向してい
る部分は引張られ、斜め方向（±４５度）に繊維配向し
ている部分は織糸の交差角が小さくなるように目ずれ変
形して織物が型にフィットした。プリフォームにおいて
織糸の交差角が元の９０度の箇所は存在するが、交差角
が目ずれにより種々に変化しており、絞り度合いの高い
プリフォームほど織糸の交差角が小さくなっていた。ま
た、鋭意検討の結果、炭素繊維織物の織物を構成する２
方向の炭素繊維の、プリフォームにおける最小交角が２
０〜４５度であれば、通常の深絞りＣＦＲＰ成形品、つ
まりヘルメット用帽体のプリフォームは織物に切れ目を
入れずとも作製することが可能であることがわかった。By closely observing how the carbon fiber woven fabric fits the mold, the carbon fiber woven fabric has a large tensile elastic modulus, so that the carbon fiber woven fabric hardly stretches and the sheet-shaped carbon fiber woven fabric is deep-drawn into a hemispherical shell-like shape. When deformed, the warp (0 degree) and weft (90 degree) fiber-orientation parts with respect to the mold are stretched, and the diagonal fiber orientation (± 45 degrees) fiber-orientation part is the crossing angle of the weaving thread. The fabric was fitted to the mold by misalignment deformation so that In the preform, there is a portion where the crossing angle of the woven thread is originally 90 degrees, but the crossing angle changes variously due to misalignment, and the preform having a higher degree of drawing has a smaller crossing angle of the woven thread. . In addition, as a result of diligent studies, a carbon fiber woven fabric is formed 2
Direction of carbon fiber in the direction of the preform has a minimum intersection angle of 2
It has been found that if it is 0 to 45 degrees, a normal deep-drawing CFRP molded product, that is, a preform for a helmet cap body can be manufactured without making a break in the woven fabric.
【００５１】すなわち、プリフォームにおける最小交角
が４５度以上であれば、これら深絞り成形品のためのプ
リフォームは、織物に皺が入ったプリフォームとなる
し、また、皺の入らないプリフォームが入らないように
するには織物の切れ目を入れることが必要となる。ま
た、最小交角が２０度以下になると、この部分のたて糸
とよこ糸の交錯度合いがきつくなり、ＦＲＰに成形した
とき、樹脂含浸性が悪くなったり、また織糸の屈曲、す
なわち、クリンプが大きくなり、応力集中により強度低
下するという問題がある。That is, if the minimum cross angle in the preform is 45 degrees or more, the preforms for these deep-drawing molded products are preforms in which the woven fabric has wrinkles, and those that do not have wrinkles. It is necessary to make a cut in the woven fabric to prevent the entry. Further, when the minimum crossing angle is 20 degrees or less, the degree of crossing of the warp yarn and the weft yarn in this portion becomes tight, and when the FRP is molded, the resin impregnation property becomes poor, and the bending of the woven yarn, that is, the crimp becomes large. However, there is a problem that strength is reduced due to stress concentration.
【００５２】また、皺を入れず、また切れ目を入れずに
一体に半球殻状のプリフォームの全面を覆うには、糸間
の隙間が大きく織糸によって形成される空隙の大きなメ
ッシュ状の炭素繊維織物を使用すれば可能である。この
場合、斜め方向に繊維配向している部分は、目ずれ変形
して織糸の交差角が小さくなり、糸間隔も小さくなり、
この部分の炭素繊維織物の織糸によって形成される空隙
が小さくなる、すなわち、カバーファクターが大きくな
るが、型に対してたて糸およびよこ糸が繊維配向してい
る部分は、型に沿わせてもあまり目ずれ変形しないの
で、織糸によって形成される空隙は元のメッシュ状の炭
素繊維織物の状態と変わらず大きい。すなわち、カバー
ファクターが小さい。In order to cover the entire surface of the hemispherical shell-shaped preform integrally without wrinkles or cuts, mesh carbon having a large gap between yarns and a large void formed by the woven yarn is used. This is possible if fiber fabrics are used. In this case, in the portion where the fibers are oriented in the oblique direction, misalignment deformation occurs, the crossing angle of the woven yarn becomes small, and the yarn interval becomes small
The voids formed by the woven yarn of the carbon fiber woven fabric in this portion are small, that is, the cover factor is large, but the portion where the warp yarn and the weft yarn are fiber-oriented with respect to the mold is less likely to follow the mold. Since there is no misalignment and deformation, the voids formed by the woven yarn are as large as the original mesh-like carbon fiber woven fabric. That is, the cover factor is small.
【００５３】ところが本発明においては、前述のような
扁平で実質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント
糸を織糸とする織物を用いることにより、メッシュ織物
を使用することなく、高いカバーファクターが実現され
る。In the present invention, however, a high cover factor is realized without using a mesh woven fabric by using a woven fabric having the above-mentioned flat and substantially non-twisted reinforcing fiber multifilament yarn as a woven yarn. To be done.
【００５４】プリフォームにおける炭素繊維織物のカバ
ーファクターは、前述の如く、９０％以上であることが
好ましい。炭素繊維織物のカバーファクターの小さなプ
リフォームを成形すると、ＦＲＰ成形品の表面が凸凹し
たり、織糸によって形成される空隙部に樹脂が偏在して
樹脂過多部となり、この部分にクラックが発生し、また
ボイドが集中し、ＦＲＰの強度を低下させる。また、部
分的にみてこの部分には炭素繊維が存在しないので、局
部的に極めて強度の低い部分が存在することになる。The cover factor of the carbon fiber woven fabric in the preform is preferably 90% or more as described above. When a preform with a small cover factor of carbon fiber woven fabric is molded, the surface of the FRP molded product becomes uneven, and the resin is unevenly distributed in the voids formed by the weaving yarn, resulting in resin excess, and cracks occur in this part. Also, voids are concentrated and the strength of FRP is reduced. In addition, since there is no carbon fiber in this part in a partial view, a locally extremely weak part exists.
【００５５】前記のプリフォーム１、２に用いる炭素繊
維織物においては、扁平な炭素繊維マルチフィラメント
糸からなるたて糸とよこ糸は、非常に粗い密度で製織さ
れており、さらに織糸のクリンプが小さいので、織糸を
目ずれさせやすい。すなわち、前記炭素繊維織物を目ず
れ変形させた場合、たて糸またはよこ糸の糸間隔を詰め
る余裕が十分にあるので、扁平糸の糸幅を挟めつつ糸間
隔を小さくさせながら皺を発生させることなく大きく変
形させることができるのである。つまり、たて糸とよこ
糸の交角を小さくすることができ、炭素繊維織物に皺が
入ることがなく、切れ目がなくて一体に半球殻状のプリ
フォームの全面を覆うことができ、物性が高くて、ばら
つきの少ない深絞りＦＲＰ成形品が得られる。In the carbon fiber woven fabric used for the above-mentioned preforms 1 and 2, the warp yarn and the weft yarn made of the flat carbon fiber multifilament yarn are woven with a very coarse density, and the crimp of the woven yarn is small. , It is easy to misalign the weaving thread. That is, when the carbon fiber woven fabric is deformed by misalignment, there is sufficient margin to close the yarn interval of the warp yarn or the weft yarn, so that the yarn interval of the flat yarn is reduced while the yarn interval is reduced, and a large amount is obtained without causing wrinkles. It can be transformed. That is, it is possible to reduce the angle of intersection between the warp yarn and the weft yarn, without wrinkling in the carbon fiber woven fabric, and it is possible to cover the entire surface of the hemispherical shell-like preform integrally with no break, and the physical properties are high, A deep-drawn FRP molded product with less variation can be obtained.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のヘルメッ
トによれば、帽体を特定の扁平糸織物を含むＦＲＰから
構成したので、良好な深絞り成形性を示し、軽量化、高
強度化は勿論のこと、優れた耐貫通衝撃性等を有するヘ
ルメットを得ることができる。As described above, according to the helmet of the present invention, since the cap body is made of FRP containing the specific flat yarn woven fabric, it exhibits good deep drawing formability, and is lightweight and has high strength. Needless to say, a helmet having excellent penetration impact resistance and the like can be obtained.
【図１】本発明の一実施例に係るヘルメットの縦断面図
である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a helmet according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のヘルメットにおける帽体成形用プリフォ
ームの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a hat body forming preform in the helmet of FIG.
【図３】図２のプリフォームの周縁部を切断除去したプ
リフォームの縦断面図である。3 is a vertical cross-sectional view of the preform in which the peripheral portion of the preform of FIG. 2 is cut and removed.
【図４】図２のプリフォームの概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the preform of FIG.
１、２ 帽体成形用プリフォーム １ａ、２ａ 凸部（深絞り部） ３ａ、３ｂ 強化繊維織物（炭素繊維織物） ４ａ、４ｂ マット ５ 深絞り中心 ６、７ 固定部 １１ ヘルメット １２ 帽体 １３ 衝撃吸収体 １４ ハンモック １５ ヘッドバンド １６ 環ひも １７ あごひも θ 最小交角 1, 2 Hat body forming preform 1a, 2a Convex portion (deep drawing portion) 3a, 3b Reinforcing fiber fabric (carbon fiber fabric) 4a, 4b Mat 5 Deep drawing center 6, 7 Fixing portion 11 Helmet 12 Hat body 13 Impact Absorber 14 Hammock 15 Headband 16 Ring string 17 Chin string θ Minimum cross angle
Claims (15)
むＦＲＰ製帽体と、この内側に配置した衝撃吸収体とを
有するヘルメットであって、前記織糸の糸幅が３〜１６
ｍｍの範囲にあり、糸幅／厚み比が２０以上であるヘル
メット。1. A helmet having an FRP cap body including a woven fabric having a flat reinforcing fiber yarn as a woven yarn, and a shock absorber disposed inside the FRP cap body, wherein the yarn width of the woven yarn is 3 to 16.
A helmet having a thread width / thickness ratio of 20 or more in the range of mm.
行している、請求項１のヘルメット。2. The helmet according to claim 1, wherein the woven yarns are single yarns parallel to each other in a woven state.
上である、請求項１または２のヘルメット。3. The helmet according to claim 1, wherein the fabric has a cover factor of 90% or more.
つ、２方向に延びる織糸の最小交角が２０〜４５度の範
囲にある、請求項１ないし３のいずれかに記載のヘルメ
ット。4. The helmet according to claim 1, wherein the woven fabric is a bidirectional woven fabric, and the minimum intersecting angle of the weaving yarns extending in the two directions is in the range of 20 to 45 degrees.
糸は前記扁平な強化繊維糸が複数積層されてなる、請求
項４のヘルメット。5. The helmet according to claim 4, wherein at least one woven yarn of the bidirectional woven fabric is formed by laminating a plurality of the flat reinforcing fiber yarns.
請求項１ないし５のいずれかに記載のヘルメット。6. The reinforcing fiber yarn comprises a carbon fiber yarn.
The helmet according to any one of claims 1 to 5.
０3 ｋｇｆ／ｍｍ2以上、破壊歪みエネルギーが４．０
ｍｍ・ｋｇｆ／ｍｍ3 以上である、請求項６のヘルメッ
ト。7. The tensile elastic modulus of the carbon fiber yarn is 20 × 1.
0 3 kgf / mm 2 or more, fracture strain energy 4.0
The helmet according to claim 6, which has a diameter of mm · kgf / mm 3 or more.
囲にある、請求項６または７のヘルメット。8. The helmet according to claim 6, wherein the fabric weight is in the range of 100 to 600 g / m 2 .
求項１ないし８のいずれかに記載のヘルメット。9. The helmet according to claim 1, wherein the FRP has a mat layer.
ストランドマットまたはガラス繊維コンティニュアスス
トランドマットからなる、請求項９のヘルメット。10. The helmet of claim 9, wherein the mat layer comprises a glass fiber chopped strand mat or a glass fiber continuous strand mat.
ゴム、スポンジ等からなる衝撃吸収ライナである、請求
項１ないし１０のいずれかに記載のヘルメット。11. The shock absorber is styrofoam,
The helmet according to any one of claims 1 to 10, which is a shock absorbing liner made of rubber, sponge, or the like.
ドバンド、環ひも等の装着体である、請求項１ないし１
０のいずれかに記載のヘルメット。12. The shock absorber is a wearing body such as a hammock, a headband, and a string.
The helmet according to any of 0.
ク、ヘッドバンド、環ひも等の装着体が配置されてい
る、請求項１ないし１１のいずれかに記載のヘルメッ
ト。13. The helmet according to claim 1, wherein a mounting body such as a hammock, a head band, and a string is arranged inside the impact absorbing body.
が塗装仕上げされている、請求項１ないし１３のいずれ
かに記載のヘルメット。14. The helmet according to claim 1, wherein at least the outer surface of the FRP cap body is paint-finished.
にゲルコート層を有する、請求項１ないし１４のいずれ
かに記載のヘルメット。15. The helmet according to claim 1, further comprising a gel coat layer on at least an outer surface of the FRP cap body.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6931671B2 (en) * | 2003-07-22 | 2005-08-23 | Joseph Skiba | Lightweight impact resistant helmet system |
| WO2013058919A1 (en) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | A composite material, a ballistic resistant article made from same and method of making the article |
| EP2844790A4 (en) * | 2012-05-01 | 2016-04-06 | Continental Structural Plastics Inc | Process of debundling carbon fiber tow and molding compositions containing such fibers |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001322179A (en) * | 2000-03-06 | 2001-11-20 | Toray Ind Inc | Sheet material made of frp |
| JP4586278B2 (en) * | 2000-03-06 | 2010-11-24 | 東レ株式会社 | FRP plate material |
| US6931671B2 (en) * | 2003-07-22 | 2005-08-23 | Joseph Skiba | Lightweight impact resistant helmet system |
| WO2013058919A1 (en) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | A composite material, a ballistic resistant article made from same and method of making the article |
| US9381728B2 (en) | 2011-10-17 | 2016-07-05 | E I Du Pont De Nemours And Company | Composite material; a ballistic resistant article made from same and method of making the article |
| EP2844790A4 (en) * | 2012-05-01 | 2016-04-06 | Continental Structural Plastics Inc | Process of debundling carbon fiber tow and molding compositions containing such fibers |
| EP3199677A1 (en) * | 2012-05-01 | 2017-08-02 | Continental Structural Plastics, Inc. | Article comprising chopped carbon fibers |
| US10337129B2 (en) | 2012-05-01 | 2019-07-02 | Continental Structural Plastics, Inc. | Process of debundling carbon fiber tow and molding compositions containing such fibers |
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