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軟質エポキシフォームを利用した装着性と衝撃吸収性を両立する頭部保護帽の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06048
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関金沢大学

研究代表者

樋口 理宏  金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (50455185)

研究分担者 立矢 宏  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (10216989)
足立 忠晴  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20184187)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード衝撃工学 / 頭部保護 / 生体工学 / エポキシ樹脂 / 発泡体 / 発泡材料 / 機械材料・材料力学 / 高分子材料 / 衝撃
研究成果の概要

本研究では,装着性がよく日常生活で気軽に着用できながら,衝撃吸収性が極めて高く,転倒や飛散物から頭部の損傷を防いでくれる頭部保護帽の開発を行った.
まず,頭部保護帽を構成する軽量なエポキシフォームの成形法を確立した.また,同エポキシフォームの頭部保護帽などの保護具設計のために,圧縮応力-ひずみ関係のひずみ速度と温度の依存性を明らかにした.
さらに,開発したエポキシフォームは,既存の発泡材料と比較して,高い頭部保護性能を発揮することを実験的に示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題で開発したエポキシフォームを用いた頭部保護帽は,軟質エポキシフォームのひずみ速度依存性を積極利用することで柔軟性と衝撃吸収性を両立するものであり,既存の緩衝材料と比較して,頭部傷害基準値を大きく低減させることが可能である.また,特殊で高価な原料や素材を必要とせず,安価で汎用的なエポキシ樹脂により製造可能である.さらに,同保護帽のコンセプト・設計法は,頭部だけでなく,多種多様な保護具への展開も期待できる.このように,本研究課題は学問分野の発展に貢献するだけでなく,医療福祉産業にも寄与するところ大である.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] Development of flexible shin guards for football using strain rate dependent material2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Higuchi, Takahiko Nakamoto, Hiroshi Tachiya
    • 学会等名
      International Symposium on Impact Engineering 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飛翔体衝突における軟質エポキシフォームの頭部保護性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      樋口理宏,中山侑樹,立矢宏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2019材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 抽出法により成形された軟質エポキシフォームの圧縮特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      橋本康希,樋口理宏,立矢宏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2019材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 抽出法による軟質エポキシフォームの成形2019

    • 著者名/発表者名
      樋口理宏,小長谷敦士,橋本康希,立矢宏
    • 学会等名
      日本実験力学会2019年次講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of Flexible Football Shin Guards Using Soft Epoxy Resins and Foams2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Nakamoto, Masahiro Higuchi, Yuki Nakayama, Hiroshi Tachiya
    • 学会等名
      13th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軟質エポキシフォームの密度と圧縮特性の関係2018

    • 著者名/発表者名
      中山侑樹,樋口理宏,立矢宏
    • 学会等名
      日本実験力学会2018年次講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭部保護帽のための軟質エポキシフォームの開発2018

    • 著者名/発表者名
      樋口理宏,橋本康希,立矢宏
    • 学会等名
      日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 軟質エポキシフォームを用いた柔軟性プロテクターの開発2018

    • 著者名/発表者名
      中山侑樹,樋口理宏,小長谷敦士,立矢宏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Protective Headwear with Soft Epoxy Foam2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Higuchi, Kimiya Fushie, Masaya Kobashi, Hiroshi Tachiya
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Advanced Dynamics and Model Based Control of Structures and Machines
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軟質エポキシフォームの圧縮特性に及ぼす ひずみ速度・温度依存性評価2017

    • 著者名/発表者名
      樋口理宏,伏江君也,小橋真哉,立矢宏
    • 学会等名
      日本実験力学会2017年次講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軟質エポキシフォームのひずみ速度依存性に基づく頭部保護帽の開発2017

    • 著者名/発表者名
      樋口理宏,伏江君也,小橋真哉,立矢宏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軟質エポキシ樹脂を用いた保護具の開発2017

    • 著者名/発表者名
      樋口理宏
    • 学会等名
      日本実験力学会 分科会合同ワークショップ2017 ー実験力学における計測・データ処理の問題点・ノウハウ・工夫ー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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