デュアルパイロットエアバッグはどのように機能しますか? 助けてください

27.10.2023

エンジン

我が国の交通事故の統計は、時々、前線からの報告に似ています。人間の過失、悪天候、その他の要因により、毎日数十人が苦しんでいます。自動車メーカーは、車両の安全性の確保、継続的な新開発の導入、特定の問題によるバッチ全体のリコールに毎年多額の費用を費やしています。

エアバッグなどの安全システムの要素は、自動車事故の影響を軽減する有効性と能力が証明されていますが、その使用には多くの微妙な差異が伴います。

エアバッグの動作原理

エアバッグが解決するように設計された主なタスクは、ドライバーと同乗者の動きを遅くし、フロントパネル、ステアリングホイール、または車の他の部分に衝突するのを防ぐことです。その設計は、ガスが充填された枕自体、充填システム、センサーで構成されています。

衝突が発生した場合（ただし、ホイールが深い穴に入ったり障害物に衝突したりすると定期的にエアバッグが展開することがありますが）、センサーが信号を発し、その後充填システム内で硝酸カリウムとアジ化ナトリウムが混合されます。、ガスが放出され、エアバッグが満たされます。

ガスは乗員が動けるようにすぐに消散する傾向があります。最近の車には、バッテリーが作動していない場合でもエアバッグの動作を可能にし、システムの故障をドライバーに通知する診断ユニットが搭載されています。

エアバッグはドライバーと同乗者の安全を確保するという目的にもかかわらず、怪我の原因となる可能性があります。もちろん、枕自体が危険なのではなく、枕を使用するときにいくつかのルールが守られていないという事実です。

エアバッグが最大300 km/hの高速で展開するという事実から始めましょう。シートベルトを着用していなければ、発火したエアバッグに衝突するだけで、その速度を考えると少なくとも外傷性脳損傷を伴う可能性があります。

確かに、一部のメーカーは、シートベルトが着用されていない場合にエアバッグを停止する機能を提供していますが、前者と後者のどちらの場合も、重傷を負うリスクは依然として高いままです。腕を組んだ状態でエアバッグが展開すると、ほとんどの場合骨折は避けられません。

メガネをご使用の方は、強い衝撃によりガラスが割れたり、外れたりして目を傷める可能性がございます。

締められている場合、ベルトは動きを遅くし、その振幅を大幅に減らし、エアバッグ自体が衝撃を和らげ、怪我のリスクを最小限に抑えます。

言うまでもなく、140 km/h の速度で走行している場合、衝突が発生した場合、車は 60 km/h の速度でテストされているため、ベルトとエアバッグの組み合わせでも助からない可能性があります。。

エアバッグはどこにありますか?

エアバッグが車内のどこに配置されているかを見つけるのは難しくありません。これを行うには、内部を注意深く調べて碑文を見つけてください。 SRSエアバッグまたは単に エアバッグ.

フロント、サイド、オーバーヘッド (またはカーテン) エアバッグ、および運転手の膝用のエアバッグがあります。運転席のフロントエアバッグはステアリングホイールにあり、助手席のフロントエアバッグはグローブボックスの上のフロントパネルにあります。

サイドエアバッグは通常、シートバックに設置されており、その場合、シートバックの側面に、対応するメッセージが記載されたバッジまたはプラスチック製のエンブレムが表示されます。オーバーヘッドエアバッグまたはサイドカーテンは、ドアに沿った屋根の下か、場合によってはサイドピラーに隠されています。運転手の膝クッションはステアリングコラム領域にあるはずです。

エアバッグがさらなる怪我の原因にならないようにするには、いくつかの規則に従う必要があります。

まず最初に、常にシートベルトを着用してください。そうしないと、怪我を防ぐことができないだけでなく、新たな怪我の原因になる可能性があります。シートベルトは身体をホールドし、衝撃を防ぎます。

第二に、フロントエアバッグと胸部の間の距離を維持する必要があります - それは25cm以上であるべきです。

三番目、お子様は、体格、身長、年齢に合ったチャイルドシートのみを使用して輸送する必要があります。実際のところ、シートベルトは大人用に設計されており、適切なサポートを提供することはできません。

たとえ低速で衝突した場合でも、頚椎が損傷する可能性があり、枕にぶつかると状況は悪化するだけです。カーシートを無視すると、損傷の危険性が 5 倍に増加します。子供に関して安全基準を無視することは二重に容認できません。

ご覧のとおり、エアバッグは、すべての安全要件が満たされている場合に限り、傷害のリスクを 25 ～ 30% 軽減できると認識されているプロテクターです。ベルトを無視したり、システムの誤動作が発生すると、重大な怪我を引き起こす可能性があります。そのため、自分自身とあなたの愛する人を守るために特別な方法を放棄しないでください。

受動的安全性の最も効果的な要素は、エアバッグシステムの使用です。エアバッグシステムは、対角ラップ慣性シートベルトと組み合わせて、前面衝突の際に運転手と前席乗員の頭と胸をさらに保護し、事故による重傷や死亡の可能性を 40% 軽減します。

米。エアバッグシステム (アウディ A3 の例を使用):
1 – 運転席 (C ピラー) の後ろにあるサイドエアバッグの衝撃センサー。 2 – 運転席上部エアバッグのガス発生器を充電するためのスクイブカートリッジ; 3 – 運転席シートベルトテンショナーのガス発生器を充電するためのスクイブカートリッジ。 4 – 運転席のシートベルトのバックルを切り替えます。 5 – 運転席側エアバッグガス発生器充電スクイブ; 6 – 運転席側エアバッグ衝撃センサー (フロントドア): 7 – 運転席エアバッグガス発生器スクイブ; 8 – 診断ソケット。 9 – シートベルトとエアバッグの警告ランプを備えた計器パネル。 10 – エンジン制御ユニット。 11 – 運転席フロントエアバッグ衝撃センサー (ボディの左前部)。 12 – 助手席フロントエアバッグ衝撃センサー (ボディの右前部)。 13 – 助手席エアバッグを無効にするための警告ランプ。 14 – 助手席エアバッグを無効にするスイッチ。キーで操作します。 15 – データバス（ゲートウェイ）の診断インターフェイス。 16 – 助手席エアバッグガス発生器の第 1 弾と第 2 弾のスクイブカートリッジ。 17 – エアバッグ制御ユニット。 18 – 助手席シートベルトバックルのスイッチ。 19 – 前部座席の乗員の存在を感知するセンサー。 20 – 助手席側エアバッグのガス発生器を充電するためのスクイブカートリッジ。 21 – 助手席側 (フロントドア) のサイドエアバッグ衝撃センサー。 22 – 助手席シートベルトテンショナーのガス発生器を充電するためのスクイブカートリッジ。 23 – 助手席上部エアバッグのガス発生器を充電するためのスクイブカートリッジ。 24 – 助手席後ろのサイドエアバッグ衝撃センサー (C ピラー)。 25 – 快適システム用の中央制御ユニット。 26 – バッテリーを切断するためのガス発生器充電スクイブ

運転席および助手席乗員用のエアバッグシステムが装備されている車両は、ステアリングホイールのソフトパネルとインストルメントパネルの右側にある文字で識別できます。

エアバッグシステムの主な要素は次のとおりです。

慣性電気機械および電子センサーのセット (3….5)
ガス発生器のスクイブ（エネルギー源）
運転席用 (ステアリングホイール内) および助手席用 (インストルメントパネルの右側) のエアバッグ
電子監視制御装置
ダッシュボード上の警告灯

センサー

電気機械衝撃センサーこれらは従来のリミットスイッチの原理に基づいて動作します。チューブ内には金属ボールがあり、鋭く叩かれるとスプリングの抵抗に打ち勝って接点が閉じ、それによってシステムの動作に必要な電気回路が形成されます。

現在では、機械式センサーの代わりに電子式センサーが使用されています。このようなセンサーは、ハウジング、データ処理ユニット、および圧電、コンデンサー、またはその他のタイプのマイクロメカニカル加速度センサーで構成されます。

コンデンサ型加速度センサは、簡単に言うとコンデンサのような構造になっています。コンデンサの各プレートはしっかりと固定されています。それらに関連付けられた要素は可動性があり、震動質量として機能します。衝突中、振動質量、この場合は可動プレートが固定プレートに向かって移動し、そのようなコンデンサの静電容量が変化します。データ処理ユニットはこの情報を処理し、デジタル形式に変換して、データをエアバッグ制御ユニットに送信します。

米。コンデンサ型加速度センサーの動作原理：
1 – 固定プレート; 2 – 可動プレート; 3 – データ処理ユニット。 a – 安静状態。 b - 衝突

一部の自動車メーカーでは、衝突検知用の加速度センサーの代わりに、 圧力センサー。これらのセンサーを使用すると、ドア領域での衝撃をより迅速に検出できます。

慣性センサーバンパー、エンジンルーム、ピラー、アームレストエリアに取り付けられます。センサーのメモリには、事前に計算されたパラメータが含まれており、特定の車種では許容衝撃を超えることを意味します。事故が発生した場合、センサーは電子制御ユニットに信号を送信します。ほとんどの最新のシステムでは、フロントセンサーは 25 ～ 50 km/h の速度での衝撃力に対応するように設計されており、サイドセンサーは弱い衝撃でも作動します。電子制御ユニットからの信号は、ガス発生器に接続されたコンパクトに置かれた枕で構成されるメインモジュールに送信されます。

ガス発生器のスクイブ

点火要素 (プライマー) 内の溶融ワイヤまたは火炎面がエアバッグのガス発生器に通電します。最新の設計では、車両の DC 電源システムの短絡 (電気配線の故障) の発生を防ぐために、ガス発生器を点火するカプセルは交流によってトリガーされます。交流を生成するには、充電カプセルにコンデンサが組み込まれ、駆動回路に直列に接続され、約 100 kHz で充電、放電、または再充電が行われます。

直径 10 cm、厚さ 1 cm のスクイブ (タブレット) と呼ばれることが多いガス発生器は、固体燃料の結晶を使用しており、その燃焼によってガスが放出され、枕が満たされる、つまり膨張します。通常、燃料は有毒なアジ化ナトリウム (NaN3) で、燃焼すると質量の 45% が純粋な窒素に変わり、残りは二酸化炭素 (CO2)、一酸化炭素 (CO)、水 (H2O)、粒子状物質に変わります。。電気インパルスがスクイブに点火するかワイヤーを溶かし、結晶がガスに変わります。スクイブをトリガーする信号は、衝撃センサー (加速度または圧力) からの電気インパルスで、直接または電子ユニットを介して届きます。燃焼プロセスは急速に起こりますが、爆発性ではありません。燃焼は、点火、信管の点火、作動薬の燃焼の 3 段階で発生します。非常に短時間でシステムは最大 60 kW の電力を生成しますが、爆発は起こりません。燃料の燃焼と運転者用容積約 50 ～ 60 リットルのエアバッグの膨張は 30 ～ 35 ミリ秒続き、容積約 100 ～ 140 リットルの助手席用エアバッグはグローブに取り付けられます。コンパートメント領域に達し、約 50 ミリ秒で膨張します。この時間は、まばたきにかかる時間である 100 ミリ秒よりも短いです。

運転用枕が時速 200 ～ 300 km/h で胸部に向かって膨らむことによる怪我を防ぐため、現代の枕は 2 段階で膨らみます。最初は約 70%、体に完全に接触すると 2 段階で膨らみます。このためにガス発生器が使用されます。

エアバッグの半径方向の直線化と、このようなガス発生器の装薬の連続点火のおかげで、事故時にドライバーにかかる負荷が大幅に軽減されます。事故の重大度と種類に応じて、両方のスクイブの作動間隔は約 5 ミリ秒になることがあります。最大50ミリ秒。両方の爆薬は、エアバッグの展開後に点火されていない別のスキブが残っている場合を排除するために常に点火されます。

エアバッグ

事故が発生した場合、エアバッグ制御ユニットは最初の装薬を点火するよう指令を出します。結果として生じる圧力によってピストンが加速され、ガスシリンダーが開きます。放出されたガスがエアバッグに充満して展開します。 2 回目の装薬の燃焼の結果、追加量のガスがエアバッグに入ります。

米。ガスシリンダー付きスクイブ:
1 – 最初のヒューズ。 2 – 最初の充電。 3 – ピストン付きロッド。 4 – 保護フィルム; 5 – エアバッグにガスを供給するためのチャネル。 6 – ガスシリンダー。 7 – 2回目の充電。 8 – 2 番目のヒューズ

エアバッグの膨張速度は、運転者（乗員）がエアバッグに衝突した際の移動時間に応じて選択される。充填直後、よりゆっくりと、枕は 200 ミリ秒以内に収縮します。

枕に水を詰める最適な時間は 30 ～ 55 ミリ秒です。ガス（窒素または人体に安全なその他）が特別なフィルターを通って枕に入ります。エアバッグは非常に短時間（最大 1 秒）展開状態に留まります。これは、ガスが特別な開口部を通って車室内に急速に逃げるためであり、エアバッグが保護されている乗員を窒息させることはありません。

センサーは車室内、車の前部、またはドアに設置されており、その数は 3 ～ 10 個の範囲です。センサーの応答は、車両の速度だけでなく、衝突の性質 (どのような角度で、どのような障害物と衝突したか) にも影響されます。同時に、どの速度からでも緊急ブレーキをかけてもショックセンサーが作動することはありません。バッテリー故障の場合、一部のシステムには特別なコンデンサが装備されており、蓄積されたエネルギーを放出してエアバッグを開きます。

枕には0.45mm厚のナイロンを使用しています。密閉性を高めるために、内側は非常に薄い合成ゴムの層（ネオプレンまたは特殊なシリコンゴム）で覆われています。現代の枕は、正面、側面、天井の 3 つのタイプに分けられます。

機内に枕を詰めると（通常は 2 ～ 6 個）、騒音が増加し、そのレベルが 140 dB に達することもあり、鼓膜にとって危険です。騒音を減らすために、必要なエアバッグのみが展開し、その後、衝突後 20 ミリ秒後 (運転席)、さらに 17 ミリ秒後 (乗客) など、異なる時間に展開されます。さらに、座席には乗客の存在を感知する特別なセンサーが取り付けられているため、客室に乗客がいない場合にはエアバッグは展開しません。

電子監視制御装置

現在の設計のほとんどは、保護システムの動作を調整するために車室内に設置された電子ユニットを使用しています。 ECU の減速度計算は、車両の衝突に伴う減速度を監視するために使用される加速度センサーからのデータに基づいています。中央電子励起ユニットは次の要件を満たしている必要があります。

電子加速度センサーと機械式「安全検知器」、または 2 つの電子加速度センサーから受信したデータに基づく事故または衝突の識別 (冗長回路を備えた「完全電子認識」による制御)
さまざまな種類の事故（前面衝突、オフセット前面衝突、一定の角度での衝突または衝突、サポートとの衝突など）に対応する、専用のデジタルトリガーアルゴリズムに基づく制御回路、エアバッグ、シートベルトテンショナーの迅速な応答. .)
安定した電圧と電源の冗長性
ベルトウェビング - バックルアセンブリの制御状態に応じたシートベルトテンショナーの選択的作動
車両ユーザーが実際にシートベルトを使用しているかどうかに応じて 2 つの応答しきい値を決定します (シリアル診断インターフェイスの高応答しきい値または低応答しきい値)。

表示灯

監視システムを使用して、エアバッグシステムの状態を監視できます。イグニッションをオンにすると、コントロールライトが約 10 秒間点灯し、その後消えます。ライトが点灯しない、消灯しない、または走行中に点灯する場合は、システムの故障を示します。

専門家らの調査によると、時速わずか40kmで走行中の車のボンネットに衝突した場合の歩行者の死亡リスクは100％に達する。この問題を解決するために、各社は歩行者用エアバッグの開発に積極的に取り組んでいる。この保護システムには 2 つのエアバッグが含まれています。1 つは車の前部 (バンパー、ラジエーターグリル、ヘッドライト、ボンネットの端) を覆う大きなエアバッグで、もう 1 つはフロントガラスの近くに配置され、歩行者の頭部を保護する小さなエアバッグです。歩行者や動物への危険な接近は、特殊なセンサーによって検知されます。これらのエアバッグは衝突の直前に開きます。

2013/02/22 10:02

エアバッグは、事故時にドライバーと同乗者がハンドル、窓、車体の要素に与える衝撃を和らげるように設計されています。受動的安全システムはシートベルトと組み合わせて使用されます。

エアバッグは使い捨ての装置です。

背景

前世紀の 40 年代にも同様のエアバッグが装備されていました。しかし、それらは 1950 年代に特許を取得しました。

アメリカの発明家アレン・ブリードは、自動車のエアバッグを使用するための重要なコンポーネントである衝突を検出するボールセンサーを作成しました。彼は 1967 年にクライスラーに発明を発表しました。当時のアメリカではシートベルトが普及していなかったので、正面衝突時に人体を保護するエアバッグが求められていました。

1971 年、フォードは最初の実験用車両にエアバッグを装備しました。エアバッグを装備した最初の量産車は 1972 年のオールズモビルトロネードでした。

1970 年代には、ゼネラルモーターズの車両 10,000 台のうち、7 人が死亡しました。そのうちの1件はエアバッグが原因とされており、衝撃力は小さかったにもかかわらず、心臓発作を起こしたという。しかし、そのようなケースはほとんどなく、国家道路交通安全局は、製造されたすべての車にエアバッグを設置するという提案を出しました。

エアバッグの種類

現代の車にはいくつかのエアバッグが搭載されています。それらはキャビン内のさまざまな場所にあります。場所に応じて、次のタイプが区別されます。

– 正面:

フロントエアバッグは 1981 年にメルセデスベンツ車に初めて使用されました。フロントエアバッグは運転席と助手席に分かれています。このうち 2 番目については、原則として無効にすることができます。構造的には、多くのフロントエアバッグは 2 段階、さらには多段階の動作を使用しますが、これは事故の程度によって異なります。 位置：運転席フロントエアバッグ - ステアリングホイール内、助手席エアバッグ - フロントパネルの右上部分。

– 横方向:

サイドエアバッグの目的は、衝突時の骨盤、腹部、胸部への損傷の可能性を軽減することです。このようなエアバッグの設置をオプションとして提供した最初の自動車会社は 1994 年のボルボでした。 位置：前の席の後ろに。一部の車には後部座席にサイドエアバッグが装備されています。最も先進的なサイドピローは 2 つの部屋からなるデザインになっています。下部の硬い部分は骨盤を保護し、柔らかい上部は胸を保護します。

– 頭：

次のタイプのヘッドエアバッグの名前から、側面衝突時に頭部を保護する役割を果たすことは明らかです。別名カーテンエアバッグとも呼ばれます。このタイプの枕を導入したパイオニア企業はトヨタです (1998 年)。位置（車種により異なります）：ルーフ前部、ピラー間、ルーフ後部。前列と後列の両方の座席の乗客を保護するように設計されています。

– 膝：

ニーエアバッグがドライバーの膝とすねを保護します。 位置：ステアリングの下にあります。これらは 1996 年に起亜車で初めて使用されました。多くのモデルには、助手席のニーエアバッグがグローブコンパートメントの下に装備されています。

– 中央:

中央エアバッグは、側面衝突時の乗員への二次的傷害の重症度を軽減するのに役立ちます。 2009年にトヨタが初めて提案した。 位置：最前列の座席の肘掛け、後部座席の背もたれ中央部分。

デザイン

エアバッグの設計には、ガスが充填された弾性シェル、ガス発生器、制御システムが含まれています。

実は彼女自身枕ナイロン製。潤滑にはタルクまたはデンプンが使用されており、エアバッグが展開したときに車室内の空気中に見られます。

目的 ガス発生器 – クッションシェルにガスを充填します。ガス発生器はエアバッグとともにエアバッグモジュールを形成します。

制御システム 衝撃センサー、制御ユニット、アクチュエーター（ガス発生器のスクイブ）などの従来のコンポーネントを組み合わせています。

運転席のエアバッグの平均容量は60〜80リットルですが、助手席のエアバッグはそれより大きく、最大130リットルです。これは、乗客の胴体とダッシュボードの間の距離が、ステアリングホイールとドライバーの間の距離よりも長いという事実によるものです。同様に、側面（特にカーテン）の枕は、正面のものよりも体積が大幅に劣ります。

動作原理

エアバッグは、車が障害物に衝突すると作動します。衝撃が発生した方向に応じて、特定のエアバッグが作動します。

1. 衝撃センサーは、衝撃力が所定のレベルを超えると、信号を制御ユニットに送信します。

2. すべてのセンサーからのデータを処理したコントロールユニットは、エアバッグおよび受動安全システムのその他のコンポーネントが動作する必要性と時間を設定します。したがって、事故の種類と重大度に応じて、シートベルトテンショナーのみを展開することも、エアバッグと組み合わせて使用することもできます。

3. 制御ユニットは電気信号を供給して、対応するエアバッグのガス発生器をオンにします。エアバッグの応答時間は約 40 ms です。

5. ガス発生装置により枕が開き、ガスが充填されます。枕が人に触れると破裂し、しぼんでしまいます。

エアバッグ展開条件

注記。車が火災に遭った場合、車内の温度が 150 ～ 200°C に達すると、すべてのエアバッグが自動的に展開します。

開発の見通し

2012 年以来、一部の企業は歩行者用エアバッグ、つまり車の室内の外側に展開するエアバッグを車に搭載しています。

ホンダはまた、エアバッグが段階的に展開する新しい i-SRS 技術を提案しました。これにより、作動時に乗員に怪我を負わせることがないため、本当に「安全」になります。

ベロニカ・ニキテンコ 運転手

公式には、エアバッグの歴史は前世紀半ばまで遡ります。私にとって、それは2000年の冬に始まりました。モスクワからノヴゴロド近郊のサンクトペテルブルクに向かう途中、ボルボの試乗中に、「ナイン」が私たちの車の1台に衝突し、対向車線に飛び込みました。「ナイン」の運転手は死亡し、ボルボの運転手は恐怖だけを残して逃走した。確かに、夕方になると彼は枕に当たって頬がヒリヒリする、と訴えました。彼は最初のボルボ S80 の 1 台を運転していましたが、これは実際に世界で最も安全なブランドの 1 つとしてのブランドの評判を裏付けました。

正直に言うと、あの事件が起きるまで、私は受動的安全装置についてあまり注目していませんでした。しかしその後、私の車購入はすべてエアバッグがあるかどうかという疑問から始まりました。

風通しは良いが、空気は入っていない

防空システムの開発者は誰ですか? 最初の自動車用エアバッグの特許は、1951 年に米国のジョン W. ヘトリックとドイツの技術者ウォルターリンデラーによって同時に出願されました。どちらの発明も枕での圧縮空気の使用に基づいていました。しかし、さらに調査を進めたところ、これらのデバイスは高速ではなく、最大限のセキュリティを提供できないことが判明しました。それらの使用は不適切であると考えられました。

最適な解決策は、スクイブを使用することであることが判明しました。スクイブが作動すると、ほぼ瞬時にエアバッグを膨張させるのに十分な強力なガス流が放出されます。そして、今日どこでもすべての自動車メーカーで使用されているこのような枕は、1963年に日本の発明家小堀安蔵によって特許を取得しました。

注目に値するのは、この枕には空気の痕跡がなく、燃焼生成物だけであり、有毒であるだけでなく健康にも有害ですが、「エアバッグ」という名前はどこにでも付いていますが、これが英語からのエアバッグの翻訳です。クッションという用語はジョン・ヘトリックによって導入されましたが、何らかの理由で英語圏では普及しませんでした。

枕を備えた最初の自動車

枕が車に届くまでに10年近くかかりました。フォードは実験的にエアバッグをフォードタウナス 20M P7b モデルに搭載しましたが、そのような装置を搭載した最初の量産車は 1973 年のオールズモビルトロナドでした。

クライアントはさまざまな方法でこのイノベーションを歓迎したと言わざるを得ません。それは役に立たず、危険であるとさえ考える人もいました。さらに、GM 統計では、装置の突然の作動による心臓破裂の症例が記録されました。それどころか、アメリカ人が長い間無視してきたエアバッグがシートベルトの代わりになるという考えに触発された人もいた。

ヨーロッパ初のエアバッグは、1980 年にメルセデス・ベンツの W126 ボディの主力 S クラスモデルに導入されました。フロントエアバッグは運転手と助手席乗員を保護しました。 90 年代半ば、ボルボは、前席の側壁に設置されたサイドエアバッグを車のオプションとして提供しました。 1998 年、トヨタは頭部と上半身を保護するためにカーテンエアバッグの設置を開始しました。同じ頃、韓国の起亜自動車は、衝突時にハンドルの下に滑り込む可能性のあるドライバーの膝をエアバッグで保護するというアイデアを提案した。トヨタは、側面衝突時の乗員の負傷を防ぐために、アームレストから飛び出す中央エアバッグを開発した。

フォードは、膨張式シートベルト装置を提供することで後部乗員を大幅に保護できると結論付けた。 2011 年にインフレータブルベルトがエクスプローラーモデルに登場し、3 年後にはフォードフュージョンにもオプションで装着され始めました。 TRW 社は同じ 2011 年に天井エアバッグを導入しましたが、この発明はまだ広く普及していません。

エアバッグが出てくる

徐々に、膨張式保護装置が車内全体を埋め尽くし、今では外へ出ようとしています。ボルボは、2012 年に V40 モデルに歩行者保護のための外部エアバッグを初めて提供しました。現在、ZF TRW (ドイツの変速機メーカー ZF がアメリカのエアバッグメーカー TRW を買収した後の合併後の会社の名前です) は、車両の側面全体を覆う外部サイドエアバッグの開発に取り組んでいます。本質的に、これは車の敷居に隠れるインフレータブルマットレスであり、衝突後ではなく衝突前に作動させる必要があります。今後の取り組みには、プログラムに基づいて問題を真剣に精緻化する必要があります。

歩行者の頭部を保護するフロントガラスの下の外部エアバッグは、2012 年にボルボ V40 に搭載されました。時速 20 ～ 50 km の速度で歩行者を完全に保護します。

エアクッションで衝撃を和らげる機能は、他の車両のクリエイターの注目を集めました。ホンダは二輪車の主力車種「ゴールドウイング」に初めてエアバッグを搭載した。

ただし、すべてのオートバイが固定式エアバッグの取り付けに適しているわけではありません。エアバッグが有効に機能するには、ライダーとバイクの間にスペースが必要です。ライダーが文字通りガソリンタンクの上に横たわるスポーツバイクでは、エアバッグの使用は許可されません。こうして、インフレータブルベストとヘルメットを使用するというアイデアが生まれました。

危険な守備

保護を目的として設計されているため、スクイブ付きの枕はかなりの危険を伴います。まず、時速 200 ～ 300 km (設計による) で飛び出し、特にシートベルトを着用していない場合、人に損傷を与える可能性があります。第二に、開口部は客室の限られた空間で発生するため、気圧外傷を避けるために、同時に窓を開けるか、客室を減圧するその他の手段に注意する必要があります。ボルボは、単純に窓を割ることを提案しました。この場合、下降機構が故障する可能性はゼロです。第三に、多くのエアバッグの主なガス発生成分であるアジ化ナトリウム (NaN 3) は非常に有毒な物質であり、大量に摂取すると人間の健康に危険を及ぼします。このため、エアバッグ展開直後は速やかに室内の換気を行う必要がある。オートバイのジャケットやヘルメットなどの少量の保護システムには圧縮空気が使用されており、膨張式安全ベストはあらゆる二輪車ドライバーの命の恩人となります。

膨張式安全ベストは、二輪車のドライバーにとって命の恩人になります。

エアバッグ展開の不随意のリスクを軽減するために、多くの企業が座席に圧力センサーを使用しています。乗客は座席に座っており、スクイブの準備は整っています。エアバッグはチャイルドシートを取り付けるときと同じ方法で無効になりますが、場合によっては手動で無効にする必要があります。

最後に、事故時に展開しないエアバッグは、不発地雷と同じくらい危険です。救助隊員が犠牲者を取り出すために特殊なハサミで遺体を切断すると、彼女は脅迫した。突然の起動は悲劇を引き起こす可能性があります。

これらすべてのことから、最も安全な方法はエアバッグを無理に作動させないことであるということになります。

現代の自動車には、さまざまなセキュリティシステムが数多く装備されています。それらはすべて、アクティブ安全システムとパッシブ安全システムの 2 つのタイプに分類されます。

1 つ目は、ドライバーが車の挙動を制御するのを支援するシステムです。これらには、アンチロックシステム、方向安定システム、車輪全体の牽引力分散システムなどが含まれます。

そして、パッシブセーフティシステムは、衝突時に本人を守ることを目的としています。このシステムには、Isofix 搭載エアバッグとカーテンエアバッグが含まれます。

パッシブセーフティの主なものはベルトです。枕は、車内の人の怪我を軽減することを目的とした補助システムにすぎません。

当初、エアバッグはシートベルトに代わるべきシステムとして位置付けられていましたが。しかし、時間が経つにつれて、ベルトなしでは適切な安全性を提供できないことが判明したため、補助システムのカテゴリーに移されました。

エアバッグの主な役割は、自動車の衝突時にステアリングホイール、フロントパネル、または車体要素によって人が負傷する可能性を減らすことです。

エアバッグの開発は古くから行われてきましたが、メルセデス・ベンツが自動車に定期的に搭載し始めたのは 1971 年です。それ以来、このセキュリティシステムを車に装備する企業が増え、常に改良され続けています。

セキュリティシステムの仕組み

動作原理

エアバッグの本質は、衝突時に人体をサポートするエアクッションを形成し、人体がキャビンの要素に当たる可能性を防ぐことです。

その仕組みは次のとおりです。事故によって衝突された場合、特別なシステムが運転手と助手席の目の前にある柔らかい生地でできた枕を素早く膨張させ、人の体の慣性の動きを吸収します。しかし同時に、将来、枕が人が車から降りるのを妨げないように、枕はすぐに収縮し、生地の特別な穴からガスが逃げます。

車のエアバッグを作る際の問題点

1. 枕を素早く膨らませるにはどうすればよいですか?

このシステムの初期開発中であっても、設計者は重要な問題の 1 つ、つまり衝突時にはすべてが非常に短時間で起こるため、エアバッグをいかに素早く膨張させるかという問題に直面していました。同時に、枕自体によって人が怪我をしないように、枕の膨張には爆発性があってはなりません。

この状況を打開する方法は、特定の物質の燃焼生成物を使用することでした。アジ化ナトリウムの燃焼中に放出されるガスの使用が最適になりました。この物質自体は有毒ですが、燃焼すると窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、水が発生します。燃焼プロセス自体は非常に迅速に実行されます - 重さ50グラムのアジ化ナトリウムの錠剤。 35 ～ 50 ミリ秒で燃え尽きますが、これは衝突時にエアバッグを膨張させるのに十分な時間です。

ビデオ: エアバッグの設計

しかし、アジ化物を使用する場合、ポンピングには人体に全く無害な窒素のみが使用されるため、システム設計には燃焼生成物を構成部分に分離するフィルターが含まれており、窒素のみが布製クッションに通過できるようになります。

現在、アジ化物を使用するシステムが最も一般的です。しかし、燃焼の燃料として使用される別の物質、ニトロセルロースがあります。この物質の特徴は、枕を完全に広げるのに必要な量がはるかに少なく、わずか 8 グラムであることです。フィルターを使用する必要もありません。

2. 圧力室効果

設計者が直面した 2 番目の問題は、圧力室効果でした。エアバッグは展開すると、車内でかなりのスペースを占めます。したがって、運転席のエアバッグの展開時の容積は 60 ～ 80 リットルですが、助手席のエアバッグの容積はさらに大きく、最大 130 リットルになります。

エアバッグは非常に急速に膨張するため、車室内の容積が急激に減少し、圧力が上昇し、鼓膜を損傷する可能性があります。さらに、ポンピングはかなり強い音響効果とともに発生し、鼓膜にも影響を与える可能性があります。

当初、これらの問題は、衝突の際にほぼ瞬時にドアガラスを落とす特別な機構をドアに装備することで解決されました。

現在、高圧室効果を防ぐために、枕は一度にすべて膨張するのではなく、一度に 1 つずつ膨張します。最初に運転席のエアバッグが約 20 ミリ秒後に展開し、さらに 17 ミリ秒後に助手席のエアバッグが展開します。同時に、システム自体が、どの枕を膨らませる必要があるか、どの枕を膨らませる必要がないのかを監視します。

エアバッグシステムの設計

次に、このシステム自体の設計を見てみましょう。一体化されたクッション付きガス発生器（通称スクイブ）、衝撃センサー、制御ユニットの3つで構成されています。

ショックセンサーの数とエアバッグ自体の数は大幅に異なる場合があります。一部の車では、そのようなセンサーが車全体に最大 10 個取り付けられる場合があります。

衝突中、このセンサーは制御ユニットにインパルスを送信し、制御ユニットは次にガス発生器に信号を送信し、エアバッグを展開させます。

展開されたエアバッグ

センサーの応答は、衝撃の角度などのいくつかの要因によって異なります。車が障害物に衝突したときに速度が急激に低下すると、センサーが衝撃を確実に伝達します。しかし、車でもセンサーを作動させることはできません。

センサーから受信した信号に基づいて、制御ユニットはガス発生器に信号を送信し、ユニットはどのエアバッグを膨張させる必要があるか、またその膨張方法を「計算」します。実際、一部のタイプの枕には2つの回路があり、そのポンピングは衝撃の力に応じて実行されます。弱い衝撃の場合は片方の回路のみが膨張し、衝突がより深刻な場合は両方の回路が同時に膨張します。

エアバッグの種類

車のエアバッグの種類を見てみましょう。

1.フロントエアバッグ
2. ニーエアバッグ
3. フロントサイドエアバッグ (通常は座席に組み込まれています)
4. リアサイドエアバッグ
5. ヘッドエアバッグ（「カーテン」）

1. フロントエアバッグ

最初のエアバッグはフロントエアバッグで、メルセデスベンツはそれらを車に標準装備し始めました。これらのエアバッグは 2 つあり、1 つはステアリングホイールの特別なパッドの後ろに取り付けられており、ドライバーが使用することを目的としており、もう 1 つはフロントパネルにあり、前部座席の乗員を保護することを目的としています。

このタイプの枕は最も一般的であり、現在では低価格車にも装備されています。助手席用エアバッグの特殊な機能は、強制的にオフになり、その後非アクティブ状態になり、衝突時には機能しなくなることです。

前面衝突の場合のみ作動し、側面衝突や背面衝突の場合は作動しません。

2.横方向

2番目のタイプは横向きです。側面衝突時にドライバーと同乗者を保護することを目的としています。このような枕を最初に使用したのはスウェーデンのメーカー、ボルボです。

これらは人間の胴体を保護するのに役立ちます。多くの場合、前部座席の後ろに設置されています。一部の車には、後部乗員を保護するためにサイドエアバッグが装備されています。

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3. 頭枕

3 番目のタイプはサイドヘッドエアバッグで、一般にカーテンエアバッグとも呼ばれます。初めて日本のトヨタ自動車の車に搭載され始めました。

カーテンは、屋根の側窓やドアピラーの近くに設置できます。側面衝突時に頭部を保護することを目的としています。展開すると、サイドウィンドウの領域をほぼ完全にカバーします。

4. ニーエアバッグとセンターエアバッグ

韓国のキア社は、別のタイプの枕、膝枕を提供しました。ドライバーと助手席の脚を保護することを目的としています。運転席エアバッグはステアリングコラムの下にあり、助手席エアバッグはフロントパネルの下にあります。

トヨタ車では最近センターエアバッグが採用され始めています。これは中央のアームレストに取り付けられ、側面衝突時の二次被害の深刻さを軽減することを目的としており、膨張すると運転席と助手席を分離します。

これらはすべて自動車に装備されているタイプであり、車内の人々を保護することを目的としています。歩行者保護を目的としたシステムの開発も進められている。このシステムは内部システムと同じように機能しますが、唯一の違いは、エアバッグが車の外側から膨張し、歩行者の車体への衝撃を和らげることを目的としているということです。