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第118回 隠れ上手、危険に敏感、柔和なエアバッグ

 自動車の安全装備は、ここ10年ほどの間で目覚しい進歩を遂げてきました。安全装備を大別すると、危険な状況を回避するための「能動的安全性」に関わる装備と、事故が避けられなくなってしまった際にダメージを軽減するための「受動的安全性」に関わる装備があります。
 今回は、受動的安全性に関わる装備の中で最もベーシックなものである、エアバッグについて説明します。

衝突を緩和する乗員の保護者
 エアバッグとは、その名の通り、内部に空気を満たした布製のバッグです。普段は折りたたんで内装の裏側に格納してありますが、クルマが外部から大きな衝撃を受けると、それを感知して車内側へ瞬時にふくらむことで、乗員を保護します。この動作を「展開」と呼んでいます。

 クルマを運転していて、ガードレールに衝突した事故のことを考えてみましょう。このとき、ガードレールからクルマに対して「動いているクルマを止めようとする力」がはたらき、逆にガードレールにはクルマから「動かそうとする力」がはたらいている状態、と考えることができます。もっと簡単に表現すると、クルマはガードレールによって急減速させられ、ガードレールはクルマによって急加速させようとされた状態、ということになります。どちらも“急”である分だけ、時間あたりの運動エネルギーを示す加速度は大きなものになります。

 ここで重要なのは、ガードレールからの力はクルマに働きかけるのであって、車体の中にいる乗員に直接は働きかけない、ということです。つまり、クルマはガードレールによって急減速させられても、乗員は慣性によってそのまま動き続けようとしますから、停止しようとしている車体のどこかにぶつかってしまうことになります。

 このときの乗員と車体の関係は、さきほどのクルマとガードレールと同じです。乗員がクルマを動かそうとし、クルマが乗員を止めようとする力関係になるわけですが、クルマのほうがはるかに質量が大きいので、乗員の身体は車体によって静止させられることになります。このときの減速度(マイナスの加速度)と、車体の硬度に応じて、乗員の身体はダメージを受けることになってしまいます。

 また、衝突時は車体が変形しますから、その力によってウインドウのガラスが破損したり、車体との接着面がもろくなって外れやすくなりがちです。そこに乗員の身体が当たることでガラスが外れてしまい、乗員が車外に放出されてしまうこともあります。


 そんな場合に、車内で展開することで乗員と車体の間に干渉し、乗員の身体が受ける衝撃を緩和するための装置がエアバッグです。
 最初は運転者を保護するため、運転席前方のステアリングホイール内部に装着されましたが、現在ではほとんどのクルマで助手席用も標準装備されています。また、昨今では前席、後席ともに側方保護用の「カーテンエアバッグ」もポピュラーな装備となりつつあります。さらに後方保護用のものや、クルマの乗員ではなく、対歩行者との事故の場合に歩行者を保護するためのエアバッグも研究されています。

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