脳の保護液の作用を模倣。革新的な自転車用ヘルメットが誕生


　フレームやらユニフォームやら、自転車はパーツにこだわったらキリがない。だがヘルメットはどうだろう？

　日本の道路交通法では、バイクはヘルメットの着用が義務付けられているが、自転車に関しては、13歳未満のヘルメットの着用努力義務にとどまっている。


　だが自転車の転倒事故でダメージを多く受けるのは頭部だ。現状の自転車用ヘルメットで頭部を本当に守ることができるのか？そんな疑心暗鬼もありヘルメットを着用しない人も多い。
　
　だが、ついに画期的なヘルメットが登場した。

　自転車メーカー大手のトレックが開発した衝撃吸収技術「WaveCel」は、脳の保護液の動きを模倣することで頭部を守ってくれるクールな技術だ。
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WaveCel

【従来の発泡スチロールヘルメットの機能と欠点】

　一般的なヘルメットは、頭部を守る素材に、軽量でありながら衝撃吸収性に優れた発砲スチロールを採用している。この点については、1960年代後半に登場してからほとんど変わりがない。


　自転車で転倒してしまい、頭部を硬い物にぶつけてしまったとき、発泡スチロールはゆがみ、そのエネルギーが頭蓋骨の一ヶ所に加わらないよう分散して、衝撃を和らげてくれる。

　しかし発砲スチロールは1度衝撃を吸収するともう使えなくなる。外側のシェルが割れてしまううえに、さらに内側もまた反発できなくなるためだ。

　そうなると、頭部に衝撃をそのまま伝えてしまうため、ヘルメットとして役に立たなくなる。

　また最近では、単純に衝撃のエネルギーを分散することが、脳震盪を防ぐうえでは理想的ではないこともわかってきた。

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　発泡スチロール製ヘルメットは、主にまっすぐなエネルギーを吸収する。
しかし、自転車で転んだ人は必ずしもそのように転倒するわけではない。むしろ頭部は転がるように動くだろう。

　そして一番危険なのは、こうした回転によって起きる脳震盪なのである。

　脳の中は、天然のクッションである脳脊髄液で満たされている。しかし回転が加わると脳脊髄液が偏ってしまい、保護されていない部位ができてしまう。

　このせいでデリケートな内部の神経を傷つけやすくなるのである。


【滑ることで回転の衝撃を和らげるMIPS】

　2001年、スウェーデン王立工科大学の研究者によって「MIPS（多方向衝撃保護システム）」という技術が考案された。

　ごく大雑把にいうと、MIPSは脳脊髄液の動きを模倣する。発泡スチロールのように直接的・直線的な力の衝撃を和らげるのではなく、斜めの衝撃による回転力を逃すように機能するのだ。

　MIPSは基本的にヘルメットに張る薄い裏地のようなものだ。これがヘルメットのシェルとの間に低摩擦層を作り出し、脳脊髄液のようにヘルメットが前後にスライドできるようにする。

　これによって、回転のエネルギーを吸収するのである。


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【MIPSをさらに発展させた衝撃吸収技術「WaveCel」】

　トレックの衝撃吸収技術「WaveCel」はMIPSを進化させたものだ。

　基本、WaveCelはMIPSと同じように機能する。発泡スチロールヘルメットの中に作られた低摩擦面によって自由に動き、衝撃を吸収する。

　が、ここでトレックが気づいたのは、転倒のエネルギーがある程度まで高まると、裏張りと発泡スチロールヘルメットの間の摩擦が蓄積され始めるということだ。そして、摩擦が大きくなりすぎてしまうと滑らなくなり、回転エネルギーを逃せなくなる。

　そこでWaveCellでは、ミツバチの巣のような横断面が三角形になった構造を採用し、エネルギーが蓄積し始めたら、それを吸収して、摩擦が大きくなるのを防ぐよう機能する。


　それを可能にするのがシアリングという作用だ。摩擦が増え始めたら、WaveCellのスライド動作を作り出す素材が、逆方向に動き出すのである。すると摩擦は絶対に蓄積しない。

　これはトランプのデッキを考えてもらうとわかりやすい。

　仮にカード同士ががっちりくっついてたのならば、このときデッキを指で押せば凹みができるだろう。だが、カード同士はくっついていないので、指で押せばカードは前後にスライドし、摩擦も凹みもできない。


　つまり自転車で転倒し、頭をぶつけたときのように、エネルギーの負荷が増大しても、滑りやすさを保ち、大きな衝撃から頭部を守るのである。

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【発泡スチロールの48倍の保護性能】

　だが本当の問題は、一般的なヘルメットやMIPSと比べて、どのくらい優れているのかということだ。
　
　昨年12月に専門誌『Accident Analysis and Prevention』に掲載された研究では、発砲スチロールヘルメットを基準として、WaveCelとMIPSの比較テストが行われた。

　その結果、MIPSの場合は回転加速の衝撃をよく吸収するが、直線加速の衝撃については発泡スチロールと変わらないことが明らかになった。

　一方、WaveCelはどちらも発泡スチロールよりも優れた吸収性能を発揮した（なおWaveCelとMIPSの直接的な比較は行われていない）。

　トレックの社内テストによれば、自転車事故による脳震盪保護性能は、一般的な発泡スチロールよりも48倍高いという。

　また外部のヘルメット評価団体であるバージニア・テック・ヘルメット・レーティングスのテストでは最高評価の5つ星を獲得している。

　WaveCelは3/20より日本でも発売となった。

References:trekbikes / WaveCel/ written by hiroching / edited by parumo

記事全文はこちら：脳の保護液の作用を模倣。革新的な自転車用ヘルメットが誕生 http://karapaia.com/archives/52272359.html