エアバッグ|一体どのような仕組みなの?

エアバッグの技術はとても素晴らしい発明です。今回の動画では、エアバッグの仕組みを詳しくご紹介します。

 

【書き起こし】エアバッグ|一体どのような仕組みなの?

(00:00) 高速で事故が起きたときドライバーが シートベルトを締めていてもエアバッグが なければこんなことが起こってしまいます 100ミリ秒という短い時間の中で人体に 大きなダメージを与えることなく拘束状態 から人体を静止させることは工学的にも 大きなチャレンジです 今回はそんな命を救う技術 面白いことに化学物質の爆発によって 起こるエアバッグが膨らむメカニズムを 理解しながら学んでいきましょう シートベルトは本来人間の身体の動きを 妨げるものですが事故が起きる際にはその シートベルトが胸部に大きな力を与え 内臓を損傷させてしまうことがあります この胸部への大きな力を避けるために最近 のシートベルトはトーションバーの力を 借りてシートベルトをわずかに開放する 仕組みになっています この動作により上半身はわずかに前方に 移動しトーションバーによるベルト
(01:03) リリースが終わると上半身の動きはここで 止められます なおシートベルトは首と頭を除いた上半身 の動きを拘束するものである点にご注意 注意ください 首と頭が固定されていない場合何が起こる かは皆さんも想像できますよね 拘束状態の事故では頭が完全な振り子運動 になってしまい シートベルトをしていてもその惨状は 恐ろしいものになるのです そこで技術者が考え出したのがエアバッグ エアバッグにはクッション効果があり同時 にダッシュボードにぶつかるのを防ぐ効果 もあります まず圧縮空気を使ってエアバッグを膨らま せようとした最初の試みは失敗に終わり ました この設計には二つの大きな問題があったの です 一つはスプリングが衝突を正確に判断でき なかったこともう一つは圧縮空気が衝突に よるダメージを防ぐのに十分な速度でエア バッグを満たすことができなかったこと です
(02:05) このような理由から最初の施策は実用化に 至りませんでした これらの問題を解決するためにジョイスん 社の創業者であるあ連携ブリードしは画期 的な発明をします まずボール in 中部センサーを使って センサーの精度を高め このセンサーでは磁石の力で高級を固定し ます 衝突するとクルマは急減速しますがボール はその感性で磁石から離れます ボールが前進することで回路が閉じ インフレーターに信号が送られるわけです 二つ目の功績であり最大の功績は圧縮空気 の代わりに科学爆発物を使用した店 ブリード氏が使用したのはアジ化 ナトリウムという化学物質です アジ化ナトリウムにおける重要な特性は 摂氏300度以上の温度でトリガーされる と急速に直接ガス状に変化すること 500グラムのアジ化ナトリウムからは 70 l 近い窒素が発生しステアリング
(03:11) ホイールの機密性の高いシリンダー内に 充填されます ボールセンサーから送られてくる電気信号 は細い抵抗線のば色テクニックデバイスを 通過しますこれに電流が流れると300度 以上の温度が発生し これによりアジ化ナトリウムが爆発し窒素 ガスが急速に発生 そして30ミリ秒以内にバッグを膨らま せることができるのです この2つの画期的な技術によりエアバッグ の実用化が実現したわけです ブリード社の特許設計は 1988年にクライスラー社がダッジ デイトナモデルに搭載して発売し これが大成功をおさめ他の自動車メーカー も同様のエアバッグ技術を導入し始めまし た しかしこの設計には2つの大きな欠点が あります まずアジ化ナトリウムの爆発後に発生する ガスが有毒である点で
(04:16) 廃棄される金属ナトリウムがドラブルの 原因となるのです ただし科学者たちは硝酸カリウムと二酸化 ケイ素を加えることでこの問題を中和する ことに成功しています 皆さんは高田車のエアバッグ 6700万県リコール事件を覚えている でしょうか この事件はアジ化ナトリウムが水分を吸収 しやすいという特性のために起こった事件 で 設計段階や製造段階で漏れがあるとアジ化 ナトリウムは水分を吸収します 水分を吸収した後この化学物質がトリガー となって激しい爆発を起こしエアバッグが 破裂して乗客に破片が飛び散ります これがまさに タカタのエアバッグで起きたことです 結局この事件によりた方は倒産しています このような不幸な事故を避けるためには 乾燥剤の添加が有効でありエアバッグの ような部品には厳しい員室管理が求め られるのです 現在ガス発生剤としてアジ化ナトリウムの
(05:21) 代わりにアジ化ナトリウムよりも毒性が 低く爆発性も低く水分にも弱い硝酸 グアニジンが使われていますこれで爆発や 有害月の心配をしなくても良くなってい ます この2つの設計変更の後にもって電気機械 式センサーを使ったエアバッグにはもう一 つ問題がありました それは大きめの道路のくぼみに落ちても 作動してしまうことがあるという問題 理由としては電気スイッチでは衝突の 度合いを判断するのに必要な減速度の情報 が得られないからでありつまり大きな窪み あアナと衝突の区別がつかないという問題 です そこでより正確に衝突を検知するために 現在では mems センサーを高度な 電子制御ユニットと組み合わせて使用して います これは静電容量方式で衝突の度合いを簡単 に判断することができるようになってい ます ec いうはホイールスピードセンサー ジャイロスコープ
(06:23) ブレーキ圧センサー 着座センサーなどからも入力を受け衝突の 度合いに応じてガス発生器をいつ作動さ せるかエアバッグをどの程度膨らませる顔 アルゴリズムで決定 イグナイターは2ミリ秒以内に火薬に点火 し20から30ミリ秒以内にバッグを 膨らませます エアバッグは100ミリ秒6に全開になり ます これでエアバッグがクッションになる準備 が整いました エアバッグは衝撃力をより広い範囲に分散 させます エアバッグは膨らむだけでなく収縮する ことで衝撃時に体の速度を落とすことが できます収縮している間は移動する時間が 長くなります エアバッグには2つのベントホールがあり この穴から空気が抜け エアバッグが膨らむことで身体の動きが 遅くなるのです ちなみになぜシートベルトをしていないと エアバッグが作動しない車種があるかご 存知ですか
(07:25) エアバッグの膨らむスピードは 時速320km ほどとかなり高いもの です この包丁中にエアバッグにぶつかって しまうと人体にとって致命的になって しまうのです ですからエアバッグの技術を最大限に 生かすためにもシートベルトの着用をお 忘れなく今回はここまでですぜひ皆さんも れ6のチームのメンバーになってみ ましょう それではまた次の動画でお会いしましょう ご視聴ありがとうございました

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Narration: Koji Asano
Website: https://www.justglobal.jp/japanese

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