想像してみてください。これは 1800 年代半ば、あなたは高車輪の 1 ペニーファージングの自転車に乗って、ほこりっぽい道を走っています。確かに、多少の段差はあるかもしれませんが、バランスを崩すと、比較的柔らかい未舗装の道路に着地することになります。しかし、年月が経つにつれて、これらの道路は舗装、石畳、レンガ、または木の板に置き換えられます。これらの素材はすべて非常に硬く、それでもかなりでこぼこしています。
米国とヨーロッパで舗装道路がより一般的になるにつれて、自転車利用者は 苦しみ始めた 転倒時の恐ろしい頭蓋骨骨折やその他の重篤な頭部損傷。
頭部外傷がより一般的になるにつれて、人々は頭部の保護を求めるようになりました。しかし、最初の自転車ヘルメットは今日のヘルメットとは大きく異なりました。
私は材料エンジニアです 彼はジョージア工科大学でスポーツにおける材料科学と工学に関するコースを教えています。このクラスでは多くのトピックを扱いますが、特にヘルメットはサイクリングを含むさまざまなスポーツで使用され、ヘルメットの素材がその機能に重要な役割を果たします。何十年にもわたって、人々は自転車に乗るときに頭を保護するためにさまざまな素材を使用してきましたが、企業は新しく革新的な素材を開発し続けています。
最初はピスヘルメットがありました。
髄ヘルメット
自転車界に導入された最初の頭部保護コンセプトは、 髄から作られた帽子ソラ植物の茎にある海綿状の皮です。 アイスキノメネラフ。髄のヘルメット職人は、髄をシート状にプレスし、それをドーム型の型に貼り合わせてヘルメットの形状を形成します。その後、耐候性を高めるために帽子を帆布で覆いました。
ピス ヘルメットは、今日私たちが考えるヘルメットとは程遠いものでしたが、自転車レース クラブが登場する 20 世紀初頭まで存続しました。髄ヘルメットは通気性がほとんど、あるいはまったくないため、レーサーはヘルメットを使用し始めました。 後光の形をした革製ヘルメット。これらは通気性が良く、快適でしたが、頭部の保護にはそれほど優れていませんでした。
レザーハローヘルメット
Halo ヘルメットの最初のコンセプトでは、額に巻き付けるシンプルな革のストリップが使用されていました。しかし、ライダーが追加のストリップを前から後ろまで縦方向に配置することで、これらのハロー ヘルメットは急速に進化しました。彼らは革バンドを羊毛で包みました。
より良い頭部保護のために、ヘルメットメーカーは レザーストリップの層をさらに追加し始めました ヘルメットの厚みを増やすため。最終的に、保護を強化するために、綿、フォーム、その他の繊維などのさまざまな素材をこれらの革の層に追加しました。
これらのヘルメットは髄帽よりも通気性が優れていましたが、革製の「ヘアネット」ヘルメットは舗装された路面での転倒時にはほとんど保護できませんでした。そして、髄と同じように、革製のヘルメットも汗や雨にさらされると劣化してしまいます。
これらの欠点にもかかわらず、レザーストリップのヘルメットが市場を独占しました 数十年間 20 世紀を通じてサイクリングは進化し続けました。
その後、1970 年代に、オートバイのヘルメットのテストを専門とする非営利団体が、 スネル財団 自転車用ヘルメットの新しい規格を発表しました。彼らは基準を非常に高く設定しているため、軽量のオートバイ用ヘルメットのみが合格でき、ほとんどの自転車乗りは着用を拒否しました。
新しい素材と新しいヘルメット
オートバイ用品製造会社のベル モータースポーツは、次の方法で新しい基準に対応しました。 1975年にベル・バイカーを発売。このヘルメットには発泡ポリスチレン、つまり EPS が使用されていました。 EPS は発泡スチロール製クーラーの製造に使用されるのと同じ発泡体です。軽くてエネルギーをよく吸収します。
Bell Biker の構築に関与 EPSをドーム型の型にスプレーする。メーカーは、非常に硬いプラスチック (ポリカーボネート、または PC) の小さなペレットを使用して外側シェルを成形し、それを EPS の外側に接着しました。
髄や革のヘルメットとは異なり、このデザインは軽量で耐荷重性があり、衝撃を吸収し、通気性に優れています。 PC シェルは滑らかな表面を提供するため、転倒時にヘルメットが激しく回転して巻き込まれるのではなく、舗装に沿って滑ることがありません。これにより、頭が突然回転して脳震盪やその他の頭頸部の損傷を引き起こす可能性があります。
その後 20 年にわたり、サイクリングの人気が高まるにつれて、ヘルメット メーカーは、衝撃保護を提供しながら、軽量で通気性のあるヘルメットの完璧なバランスをとろうとしました。
重量を減らすために、Giro Sport Designという会社が オールEPSヘルメットを作成しました 硬いPCシェルの代わりに薄いライクラ生地のカバーで覆われています。この設計により、PC シェルの重量が軽減され、通気性が向上しました。
1989 年に、Pro Tec という会社が、EPS フォームコアにナイロンメッシュを注入したヘルメットを発表しました。ナイロン メッシュは、PC シェルの重量を増やすことなく、ヘルメットの構造サポートを劇的に向上させました。
一方、自転車競技の競争力が高まるにつれ、多くのライダーやメーカーが自転車競技を始めました。 より空力的なヘルメットを設計する 既存の素材を使って。革新的なティアドロップ型ヘルメットは 1984 年のオリンピックでデビューしました。
今では、カジュアルな自転車愛好家でもティアドロップ ヘルメットを着用するようになりました。
現在市場にあるヘルメット
ヘルメットメーカーは革新を続けています。現在、多くの市販ブランドは、コストを削減しながらヘルメットの保護と寿命を延ばすために、PC シェルの代わりに EPS フォームの周囲に硬質ポリエチレン テレフタレート (PET) シェルを使用しています。
一方、一部のブランドは依然として PC シェルを使用しています。 EPS フォームに接着する代わりに、 シェルは型そのものとして機能します、EPS がその中に収まるように拡張します。この方法でヘルメットを製造すると、いくつかのプロセスステップが不要になるだけでなく、フォームとシェルの間の隙間も排除されます。このプロセスにより、ヘルメットはより強くなり、製造コストも安くなります。
ヘルメットがより軽量でさらなる保護を提供するように進化するにつれて、アクリロニトリル – ブタジエン – スチレンなどのコポリマーと呼ばれる素材が PC や PET のシェル素材に取って代わりつつあります。
発泡ポリウレタンや発泡ポリプロピレンなど、製造が容易で安価な材料も使用されます。 交換し始めています ユビキタスな EPS コア。
革と髄のヘルメットが今日のサイクリストにとって奇妙に見えるのと同じように、今から 1 世紀後には、自転車のヘルメットもまったく新しい革新的な素材で作られる可能性があります。
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