適切な自転車ヘルメットを持っていますか? それが良いかどうかはどうすればわかりますか? バイクヘルメット研究者が解説

Aug 22, 2023

スウィンバーン工科大学機械工学部および製品設計工学部上級講師

Kwong Ming Tse は、オーストラリア政府とオーストラリア研究評議会から資金提供を受けています。

スウィンバーン工科大学は、The Conversation AU のメンバーとして資金を提供しています。

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自転車に乗って外傷性頭部損傷のリスクを軽減したい場合は、ヘルメットを着用する必要があります。 40の異なる研究と世界中の64,000人の負傷したサイクリストを対象としたオーストラリアの大規模なレビューでは、自転車用ヘルメットを着用すると重篤な頭部損傷のリスクが70%近く減少することが示されました。

しかし、世の中には驚くほど多様なデザインが存在します。 自分の製品が傷ついているかどうか、または交換時期がいつなのかをどうやって知ることができますか?

私は頭部外傷生体力学の研究者で、自転車ヘルメットのデザインを研究しています。 バイク用ヘルメットを選ぶ際に知っておきたいことをご紹介します。

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一般的な自転車ヘルメットは、プラスチックのシェル、フォーム状のライナー、頭に固定するストラップで構成されています。

シェルは鋭い貫通を防ぎます。 通常、発泡ポリスチレンフォームまたは発泡ポリプロピレンで作られたライナーは、危険な状態で頭部に衝突する衝撃エネルギーを吸収します。

オーストラリアでは、自転車用ヘルメットはオーストラリアおよびニュージーランドの必須規格の認証を受ける必要があります (この規格の技術名は「AS/NZS 2063 — 自転車用ヘルメット」です)。

これは非常に厳格な安全規制であり、ヘルメットは以下についてテストする必要があることを意味します。

衝撃減衰（衝撃をどれだけ吸収するか）、

荷重分散 (リスクを軽減するために、力がより広い領域にどのように分散されるか)、

強さと、

ストラップ保持システムの有効性 (ヘルメットが頭にどれだけしっかりと留まるか)。

したがって、ヘルメットをチェックして、どこか (通常は内側のステッカー) に「AS/NZS 2063」と書かれているかどうかを確認してください。

ただし、これらのテストは主に、直接衝撃による並進力（物体を単一方向に移動させる力）を軽減するヘルメットの能力に注目することに注目する価値があります。

彼らは、いわゆる「回転力」、つまりヘッドが斜めに衝撃を受けてヘッドが突然移動したときに生じる損傷を適切に考慮していません。

これにより、脳が頭蓋骨内で回転し、重度かつ不可逆的な脳損傷を引き起こす可能性があります。

スウィンバーン工科大学の同僚と私による最近のレビューでは、回転力によって引き起こされるリスクを軽減する可能性のある自転車用ヘルメットの設計技術を検討しました。

最もよく知られているのは「多方向衝撃保護システム」（MIPS と略されることもあります）と呼ばれるものです。 この設計により、ヘルメット シェルがインナー ライナーの周りを回転できるため、ヘルメットは頭に伝わる角力の一部を吸収します。

ヘルメットに MIPS が装備されているかどうかは、外側にある小さな黄色の MIPS ロゴ、または内側のパッドの下にある薄い黄色のライナーを探すことでわかります。

もう 1 つの派手なヘルメット技術は「全方向サスペンション システム」（ODS）と呼ばれるもので、これは特殊なゴム状素材で接続された二重ライナー層を備えています。 この機能が必要な場合は、ヘルメットのシェルにある白、赤、黒の ODS ロゴを探してください。

次に、シェル内で動く構造のシリコーン注入パッドを特徴とする「内側にパッドが入っている」ヘルメット (SPIN ヘルメットとしても知られています) があります。

これらは、事故でライダーの頭を打ったときに回転力の方向を変えるのに役立ちます。 この機能を備えたヘルメットには通常、ヘルメットのシェルに SPIN のロゴが付いているか、内側に青いストリップが付いています。

一部の自転車ヘルメットでは、ヘルメットのせん断による剛性を軽減するために、特殊な折りたたみ可能なライナーが使用されています。 このテクノロジーを搭載したヘルメットには、AIM (角度衝撃緩和の略)、WaveCel、HEXR などの文字が記載されている場合があります。

スウィンバーンの私のチームは、自転車ヘルメットのライナーとして使用できる可能性のある、生物からインスピレーションを得た柔軟な構造を開発しており、現在、衝撃工学研究室でテストを行っています。 また、従来の自転車用ヘルメットに膨張式エアバッグを搭載したヘルメットのデザインにも取り組んでいます。