自転車のヘルメット

(※ 注意)

概要

自転車に乗るとき使用し、乗員を頭、脳および顔面上部の衝撃による傷害から保護、又は傷害の程度を軽減するために着用する安全帽。ヘルメットの色は、昼も夜も車の運転手に目立つものが望ましい。大人用および子供用がある。ロード用およびオフロード用がある。タイムトライアル競技にはタイムトライアルメットが使われる。マウンテンバイクによる丘下りおよびフリーライドなどにはフルフェースヘルメット(全顔ヘルメット)が使われる。

ヘルメットの大きさは、眉の上における頭の周囲長で表すのが一般的。大きさは、52～64cm。XS、S、M、LおよびXLなどの記号で表している場合は、その具体的な大きさは メーカーによって異なる。頭の形状とも合うことが必要。頭の大きさにかかわらず1個のヘルメットで適応できるように、頭の大きさに合わせて調整できる内部リングを付けたユニバーサルサイズもある。頭の小さい人が使うと、頭の大きさに合うヘルメットよりも保護効果が良くない。

機能

ヘルメットの機能は、次の通り。

1. 衝撃により緩衝材が変形することにより、頭蓋骨および脳の加速度を弱めて衝撃力を弱める。
2. 頭蓋骨の小さい面積に衝撃力が集中しないよう、力を分散させる。
3. 頭蓋骨と衝撃物の直接接触を避ける。

(参考) ヘルメットを着用していない場合(素頭)および着用している場合の頭に加わる衝撃エネルギーの違いを右に示す。1ms=0.001秒。

かぶり方

ヘルメットは水平にかぶるのが良い。事故時に額を保護するために、かつ脱げないように水平にかぶる。鏡を見ない確認方法は、上を見ること。上を見るとヘルメット前端がやっと見える場合は水平にかぶっている。後ろに傾いている場合は、横バックルを緩めて前ストラップ(耳の前のストラップ)を短くし、後ろストラップ(耳の後ろのストラップ)を長くすると水平になる。ストラップ全体のたるみはあごストラップで取る。横バックルは耳たぶの下とする。口を大きく開けたとき、あごストラップが引っ張られない場合はストラップは緩んでいる。手のひらでヘルメット前端を押し上げると2cm以上上がるときは、前ストラップを締めて後ストラップを緩める。ヘルメット後端を上に押し上げると2cm以上上がるときは、後ストラップを締める。

構造

薄いプラスチック製の外殻の中に衝撃吸収材(発泡ポリスチレン)が入っている。外殻は柔らかいものが一般的であるが、硬いものもある。衝突時にも脱げないように、あごひも(あごストラップ)が付いている。車などとの衝突の一次衝撃および路面とぶつかる二次衝撃においても、ヘルメットが脱げてはならない。頭から出る熱および湿気を逃がすための通気孔がある。空気抵抗を減らすため、形状は流線型となっている。1%程度空気抵抗が減少する。ヘルメットの後部が尖った ものは、転倒時の頭の打ちようによっては保護効果がなく、空気力学的に特に優れているということもない。汗バンド( 汗を吸収するための吸水性の帯)の付いているものが多い。付属品としてバイザー(ひさし)の付いたものもある。

バックル

バックルの一例およびストラップの通し方の断面図を右に示す。
(図がありません)

製法

製法の一例は次の通り。ヘルメットの形状をした上下の型に外殻となる薄いポリカーボネイトを入れて型になじませる。発泡ポリスチレン(EPS)のビーズを入れて上下の型を固定する。ビーズを加熱するために、穴より過熱蒸気を注入する。ビーズの表面は溶けかつ膨らみ、ビーズ同士およびビーズと外殻が溶着してヘルメットの形状ができる。この製法で作ったヘルメットはインモールド構造と呼ばれることがある。

材質

外殻

柔らかい外殻(ソフトセル)は、ポリカーボネイト樹脂が一般的。安価なものはポリエチレン樹脂を使っている。硬い外殻(ハードセル)はABS樹脂またはカーボン(炭素繊維強化樹脂)などを使っている。

衝撃吸収材

発泡させたスチレン(C₈H₈)が使われている。一度、衝撃を受けると発泡スチレン(EPS)は変形して回復しないので、ヘルメットは再使用できない。ポリスチレンビーズに高温蒸気を当ててポリスチレンを発泡させて発泡ビーズを作る。発泡ビーズを外殻に入れて蒸気で加熱してビーズ間を融着させる。

ストラップ

ナイロン繊維およびポリエステル繊維など。

質量

ヘルメットの質量は200～340g。平均質量はロード用は270gそしてMTB用は300g。ストラップ及びバックルを含まない質量を表示しているメーカーもある。

通気孔

ヘルメットに設けた吸排気換気用の孔(あな)は通気孔という。運動によって、人の頭は多くの熱と湿気を放出するので、通気孔を設けて通気(換気)することにより、頭の冷却と湿気の排出をするようになっている。冬においても湿気の排出は必要。自転車のヘルメットの緩衝材は断熱材でもあることからも頭の冷却のために通気は必要とする。通気のためには、前方(吸気)および後方(排気)の通気孔が必要。それによって通気路ができることが大切で、横や上の途中の孔から排気されるようではいけない。通気量は前通気孔の大きさでほぼ決まる。通気の良いヘルメットは、素頭よりも冷却効果が大きい。

通気孔の数は10～37穴。平均24穴。中には小さな通気孔を58穴も設けて異様に見えるものもある。通気孔が多いと緩衝材が少なくなるから、必要以上の通気孔は好ましくない。通気効果はヘルメットの傾き角度によって変わる。一般には、水平にかぶったときに最適となるように作られている。

外面と通気孔の間に角のある形は、角が無く丸い形に比べて路面との滑りが悪いために、頭への衝撃が大きくなりかつ首への力も大きくなるので好ましくない。前通気孔に防虫ネットを付けた形もある。

防虫ネット

ヘルメットの通気孔から虫(バグ)及び昆虫(インセクト)が入らないようにするためのネット。ネットは薄い多孔板が一般的。孔の形状は、六角形または円形。多孔板の孔の割合は、開孔率という。虫及び昆虫のいるオフロードを走るときなどに使われる。前方の通気孔のみにネットを付けている形が多い。多くのヘルメットは、通気孔にネットを付けていない。

規格

日本

「自転車用ヘルメット」(JIS T8134)の規格の一部を抜粋要約して、次に示す(試験装置は省略)。1982年に制定されたJIS T8134は「自転車用安全帽」であったが、その後2007年に通称に合わせて名称を「自転車用ヘルメット」に変えている。

• あごひもの幅は、15mm以上であること。
• 視野は左右水平それぞれ105度以上であること。
• あごひもにチンカップを取付けてはならない。
• あごひもの強さは、試験を行ったとき、最大伸びが35mm以下であり、かつ、試験後に締結具の解除が容易でなければならない。
• 保持性は、試験を行ったとき、ヘルメットが人頭模型から脱落してはならない。
• 衝撃吸収性試験は、衝撃吸収性試験装置で行う。試験にあっては、ヘルメットを所定の質量(ヘルメットの大きさによって、4～6kg) の人頭模型(低反響性マグネシウム合金製)に装着し、あごひもを固く締める。衝撃時の落下速度4.57m/s(落下高さ1.06mに相当)で鋼製アンプルピンに落下させ、衝突したときの安全帽を介して伝達される衝撃を、加速度計によって測定する。

次の規定を満足しなければならない。

• 2,940m/s²(300G)以上の衝撃加速度を生じないこと。
• 1,470m/s²(150G)以上の衝撃加速度を生じた場合は、その継続時間は4ms(ミリ秒、1ms=0.001s)以下であること。

米国

ヘルメットに関する米国の安全規格は、消費者製品安全委員会(CPSC)が制定している。「自転車ヘルメットの安全基準」(16 CFR 1203)の要点を次に示す。

• 視野は左右水平それぞれ105度以上であること。
• ヘルメットを人頭模型にかぶせ、あごひもに棒で金床を吊るす。4kgの重りを0.6mの高さから金床に落下させる。あごひもはヘルメットから分離せず、かつ衝撃時のあごひもの伸びは30mm以下のこと。
• 人頭模型に付けたヘルメットを少なくとも2mの高さから平らな金床に落下させ、衝突速度が約6.2m/sとなるようにする。半球金床に落下させる場合は、1.2mの高さから落下させ、衝突速度が約4.8m/sとなるようにする。人頭模型の内部に付けた加速度計で計測して、最大加速度は300Gを超えてはならない。
• 人頭模型にヘルメットをかぶせ、あごひもを締める。人頭模型の顔が45°下向きになるようにする。ヘルメットの後部にフックでケーブルを引っ掛け、ヘルメットの中央にそわせて下に吊るす。ケーブルの先に金床の付いた長さ0.6m以上の棒を吊るす。棒には中央に穴のあいた4kgの重りを通しておく。金床から0.6mの高さから重りを落下させたとき、ヘルメットが脱げてはならない。

欧州

欧州の規格は、EN 1078 (ペダルサイクリスト並びにスケートボードおよびローラースケート使用者のヘルメット)。

通勤ヘルメット

ロード用の前後に長いヘルメットとは異なり、丸い形のヘルメットを通勤用として2004年にBell Sports社が売り出したのが始まり。形状が丸く路面との間で滑りやすいと、衝撃がいくぶん緩和される。バイザーは着脱式。

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タイムトライアル(TT)ヘルメット

タイムトライアルにおいて着用するヘルメット。ロードバイク用の一般のヘルメットより身体を含めた空気抵抗が少ないため早く走ることができる。耳もおおう形が多い。換気孔数は0～4箇と少ない。長い尾が付いていて特定の乗車姿勢のときに空気抵抗が最小となり、それ以外の向きでは空気抵抗は大きくなる。

材質は炭素繊維強化樹脂(CFRP、俗に言うカーボン)など。空気抵抗を減らすためにディンプルを付けたディンプルヘルメットがある。ディンプルをヘルメットの前方につけた形及び後方に付けた形がある。

フルフェースヘルメット

全顔ヘルメット。全顔保護のために、首から上(頭および顔)を覆うヘルメット。マウンテンバイク走行では速度の速い丘下り(ダウンヒル)、BMX競技及びフリーライドなどに使われる。

UCIは、丘下りなどのマウンテンバイク競技においてはフルフェースヘルメットを着用しなければならないとしている。ダウンヒルヘルメット又はDHヘルメットともいう。顔面を保護するためにあごの回りにチンバーが付いている。複数の吸気孔および排気孔が付いている。外音を聞きやすくした形もある。上下の角度調節のできるバイザーが付いている。

サイズは、XS、S、M、LおよびXL。質量は、メーカー及びサイズによって異なり、950～1130g。外殻材質は、ポリカーボネイト樹脂、ガラス繊維強化樹脂又は炭素繊維強化樹脂など。中のパッドおよびライナーを外して洗浄できるものもある。

目を保護するために、ゴーグルと共に着用するのが一般的。ゴーグルはフレームの周囲に覆いのあるめがね。帯で固定する。オフロードの走行において、木の枝、昆虫および前方走行車のはねた石などから目を保護する。首を保護するためにネックブレースを装着することもある。

アーバンヘルメット

街乗りに使うヘルメット。男性用、女性用及び男女両用がある。アーバンは都会のこと。

女性ヘルメット

女性向けの模様を付けたヘルメット。形状及び構造は一般のヘルメットと変わらない。ただし、大きなサイズはない。ポニーテール(髪を後頭部に高く束ね、ポニーのしっぽのように垂らしたもの)をヘルメットの後から出せるようにした形もある。

子供ヘルメット

子供および幼児用のヘルメット。形状は前後に長い形および丸い形がある。幼児用には絵を印刷したものもある。試験の規格は大人用のヘルメットと同じ。

折りたたみヘルメット

小さくしてバッグなどに入れて持ち運びし易くするために、折りたたむことのできるヘルメット。通勤及び街乗りなどに使われる。右図は折りたたみヘルメット2例。折りたたむと約半分の大きさとなる。

バイザー

バイザーは、日光または雨などが目および顔面に当たるのを遮蔽するために、ヘルメットの前端に付いているおおい(つば又はひさし)。つばだけをバンドで固定するものもある。ヘルメットの場合は顔への日射は10～15%減少するが換気は少しだけ悪くなる。MTB用では小枝が目に当たるのを防止する働きもある。取外し式となっている。バイザーは守る、おおうという意味。

ヘルメットカバー

防雨または防寒などのためにヘルメットに被せる薄いおおい。防水・通気性の繊維で作られている。弾性紐でカバーを絞って装着する。あご帯の付いたものもある。交通安全上は目立つ色が望ましい。

ヘルメットハット

一般の帽子(ハット)のように見せるために、半球状のヘルメット(アーバンヘルメット)に被せるカバー(帽子)。男性用及び女性用がある。ヘルメットカバーとも言う。ストラップに付ける耳ウォーマーもある。

ヘルメット帽子

冬の防寒などのためにヘルメットの下にかぶるふちなしの帽子(キャップ )。ヘルメットの通気孔から流入する寒気で頭が冷やされるのを防止する。耳も覆う形が一般的。ヘルメットキャップ又はアンダーヘルメットキャップとも言う。

ネックブレース

首保護具。フルフェースヘルメットをかぶるとき、首の周りの肩に乗せて衝撃などから首を保護する保護具。胸と背中で支持する形もある。骨組み材質は、カーボン、ケブラー又はガラス繊維強化樹脂など。面ファスナーが付いていて着脱のできるパッドが付いている。質量は800g前後。

汗バンド

汗を吸収するために頭に巻く吸水性の帯。スエットバンドともいう。ヘルメット着用時に使うことが多い。ヘルメットに付属しているものもある。

ヘルメットミラー

概要

ヘルメットに付けて後方を見る鏡(ミラー)。ハンドルに付けるバックミラー のように、身体が邪魔になって後ろの一部が見えないということはない。前方と後方を同時に見ることも可能。片目で見ることとなる。バックミラーより視野が広い。

取付位置

左側通行の日本はヘルメットの右側に付けるが、右側通行の国は左側に付ける。左右のどちらにも付けることができる。鏡の向きは変えることができる。鏡の支持棒を曲げられるものもある。

材質

鏡の材質は鏡めっきをしたABS樹脂が多い。

質量

17～25g。

ヘルメットライト

概要

ヘルメットに装着する前照灯。

特徴

自転車に付ける前照灯よりも、取付け位置は高くなる。顔を向けた方向を照らす。

仕様

1. ランプはLEDが主流となっている。
2. 視認されるために、後及び横へも光を出すものもある。
3. フラッシング(点滅)機能の付いたものもある。
4. 位置を上下に調節できる形もある。
5. 後ろから来る自動車に存在を知らせるために照明ではない赤色のLEDランプ2個をベルクロで後方に取り付ける形もある(右図)。
6. ヘルメットの後に付ける尾灯もある。

取付

通気孔を使って固定する形が多い。ヘルメットに前照灯用の台(マウント)を取付け、自転車の前照灯をヘルメットライトとして使う形もある。

用途

見る方向に光が行くので、オフロードでの使用に向いている。自転車の前照灯(ヘッドライト)と併用することもある。通勤又は旅行の途中で夜間に修理するときに使われることもある。

電源

蓄電池又は乾電池は内臓しているもの及び電池パックと配線でつなぐものがある。電池パックはヘルメットに付けるもの及び自転車または身体に付けるものがある。USBプラグで充電するものもある。

明るさ

200～2600 lm(ルーメン)。明るさを高、中及び低と切り替えできる形がある。

質量

ランプの質量は55～90gそしてバッテリーを含むシステムの質量は130～500g。軽いことが望ましい。

ヘルメット尾灯

ヘルメットに付ける尾灯。夜間などに後方の自動車などに存在を知らせる。ヘルメットライトと一体になった尾灯がある。尾灯がヘルメットと一体になった形がある。前方を照らすヘルメットライトがある。

ヘルメットカメラ

概要

ヘルメットに取付けるビデオカメラ。

取付

ヘルメットの横または上に取り付ける。バンドで取付ける形及びバンド又は専用のマウントでヘルメットの通気孔に取付ける形などがある。

仕様

1. 防水形もある。
2. 透明の防水ケースが付属している形がある。
3. HDカメラもある。
4. 32MBなどのメモリーを内蔵したもの及びSDカードを装着できるものなどがある。
5. マイクロフォンが付いている形もある。
6. GPS受信器を搭載し撮影映像と連動させたカメラもある。
7. スローモーションで見ることができる形がある。
8. 上下方向の撮影角度が調節できる形がある。

質量

30～90g。

ヘルメットスピーカー

プレーヤー及びラジオなどの電気信号を音声に変える器具。図のミニスピーカーは、ヘルメット及び帽子などに取付ける。スピーカーにはベルクロが付いており、ヘルメットに付けたベルクロに接続する。イヤホンは耳孔に入れるが、このスピーカーは耳孔の近くまで持っていく。イヤホンより音質が良い。周囲の音も聞こえるようにする意図がある。

ヘルメット運搬用具

ヘルメットバッグ

ヘルメットを持ち運ぶための柔らかいバッグ。バッグ内面はフリースなどで内張りしたものが多い。手袋などを入れられるようにしたものもある。ロードヘルメット用、タイムトライアルヘルメット用およびオフロードで使うフルフェースヘルメット用がある。

ヘルメットケース

ヘルメットを持ち運ぶための硬いケース。提げるための紐が付いている。ロードヘルメット用、タイムトライアルヘルメット用およびオフロードで使うフルフェースヘルメット用がある。ヘルメットメーカーが自社のヘルメットにぴったりと合うケースを作っていることが多い。

エアーバッグ

転倒することを内蔵のセンサーで検知して0.1秒で開き、ヘルメットとなり頭部を保護する装置。首に前方の上下に動くジッパーで装着する。ジッパーを上げるとオン(ON)となり下げるとオフ(OFF)となる。

専用の蓄電池を使う。事故で開いたエアーバッグは再使用できない。右図はエアーバッグ開いて大きな白いヘルメットとなった状態。装置の色は黒及びカラーの模様付きなどがある。