車両設計による歩行者の安全

2013年5月、世界保健機関（WHO）は、毎年27万人以上の歩行者が世界の道路で命を落としており、これは総交通事故死者124万人の22％を占めると報告しました。^[1]問題の大きさにもかかわらず、歩行者の死亡を減らすためのほとんどの試みは、歴史的に教育と交通規制のみに焦点を当ててきました。1970年代以降、衝突エンジニアは、自動車の乗員を保護するのに効果的であることが証明された設計原理を使用して、自動車と歩行者の衝突が発生した場合に歩行者が負傷する可能性を減らす、またはそもそも自動車と歩行者の衝突の可能性を減らす車両設計コンセプトを開発し始めました。

これらには、車の構造的完全性を損なうことなく、バンパー、ボンネット、フロントガラス、ピラーを再設計してエネルギーを吸収する（より柔らかくする）ことが含まれます。2005年以降、 ADAS（自動先進運転支援システム）の登場により、新しい歩行者検出および衝突回避・緩和システムは、受動的な保護システムではなく能動的な保護システムを通じて改善を提供します。たとえば、オムニビュー技術により、ドライバーは移動する前に車両の周囲を確認できます。より多くの地域で、大型車両がミラーに頼るのではなく、歩行者を直接視認できるようにすることが求められています。

歩行者との衝突事故の多くは、前進する自動車（バスや垂直のボンネットを持つ他の車両とは対照的）に関連している。このような衝突では、立っている歩行者または歩いている歩行者が衝突され、自動車の速度まで加速され、その後、自動車がブレーキをかけて停止するまで前進を続ける。歩行者は最初に自動車に、次に地面に2回衝突​​されるが、致命傷のほとんどは自動車との相互作用により発生する。車両設計者は通常、自動車と歩行者の相互作用を理解することに重点を置いており、これは次の一連の出来事を特徴とする。まず、車両のバンパーが歩行者の下肢に接触し、ボンネットの前端が大腿部または骨盤に衝突し、頭部と上半身がボンネットの上面および/またはフロントガラスに衝突する。^[2]

歩行者の死亡のほとんどは、硬いボンネットやフロントガラスに頭部が強くぶつかることで生じる外傷性脳損傷が原因です。 ^[2]さらに、通常は致命的ではありませんが、下肢（通常は膝関節と長骨）の損傷が障害の最も一般的な原因です。正面衝突の際に歩行者と自転車の両方を保護するために、車両の前部に前面保護システム（FPS）を取り付けることができます。自動車の設計は、自動車事故における歩行者の負傷の範囲と重症度に大きな影響を与えることが示されています。^[3]

ボルボは、歩行者との衝突を減らすために設計された自動ブレーキを備えた歩行者と自転車を認識するADASを開発しました。一部の車種には、車のドアが開いて対向車の自転車にぶつかるのを防ぐ「ドアリング」技術も搭載されています。^[1] 2017年に米国では、車の大型化や車内のエンターテイメントおよび通信システムによる不注意運転の増加などの要因により、歩行者の負傷と死亡が劇的に増加しており、歩行者の安全運転支援システムが普及する可能性があります。

ほとんどの車両のボンネットは通常、比較的脅威の少ない柔軟なエネルギー吸収構造である金属板で作られています。最も深刻な頭部損傷は、ボンネットとその下の硬いエンジン部品との間の隙間が不十分な場合に発生します。歩行者の頭部を制御された減速状態にするには、通常約10cmの隙間があれば十分であり、死亡リスクは大幅に軽減されます。^[3]ボンネットの下にスペースを作ることは、空気力学やスタイリングなど他の設計上の制約があるため、必ずしも簡単ではありません。ボンネットの一部の領域では不可能な場合があります。これには、ボンネットが取り付けられているエッジや、ボンネットがフロントガラスと接するカウルが含まれます。

技術者たちは、変形可能なマウントの使用や、衝突時に作動してボンネットの硬い部分を覆うエアバッグなどのより野心的な解決策の開発によって、この問題を克服しようと試みてきた。 ^[4]シトロエン C6やジャガー XKなどの一部のモデルは、斬新なポップアップボンネットデザインを採用しており、バンパーが衝突を感知するとエンジンブロック上に 6.5 cm (2.5 インチ、C6) の余分なクリアランスが追加される。2012 年と 2015 年には、ボルボV40とランドローバー ディスカバリー スポーツに、ボンネットが衝突を感知すると作動するように設計されたボンネット下のエアバッグが搭載された。このエアバッグは、歩行者の頭部を保護するためにフロントガラスのピラーも覆うように設計されている。しかし、これらの歩行者用エアバッグは広く採用されていない。^[2]

四肢の負傷のほとんどは、バンパーやボンネットの前端からの直接的な衝撃によって起こります。これにより、大腿骨と脛骨/腓骨の接触骨折や、関節の屈曲による膝靭帯の損傷が発生します。したがって、これらの負傷を軽減するための試みには、バンパーを柔らかくして接触面積を増やすことで最大接触力を低減し、車の前端の形状を変更して膝の屈曲量を制限することが含まれます。コンピューターシミュレーションと死体を使った実験では、車のバンパーが低いと、大腿部と脚が一緒に回転して膝の屈曲が少なくなり、靭帯損傷の可能性が低減することが示されています。バンパーのプロファイルを深くしたり、バンパーの下の構造（エアダムなど）を深くしたりすることで、脚の回転を制限することもできます。^[5]

初期の例としては、路面電車のライフガードが挙げられます。これは、歩行者が衝突した場合に先頭の台車の車輪の間に挟まれるのを防ぐものです。歩行者がライフガードに衝突すると、車両の前にスクープ/グリルが自動的に下がります。これにより、路面電車が脱線するのを防ぎ、歩行者が死亡する可能性も減ります。英国の路面電車では、1900 年代初頭からライフガードの設置が義務付けられていました。

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1. ^ 「毎年27万人以上の歩行者が道路上で死亡：WHOは命を救うための行動を呼びかける」世界保健機関（プレスリリース）。ジュネーブ。2013年5月2日。2013年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。
2. ^ a Hamer, M. (2005年8月27日). 「罪のない歩行者の虐殺を阻止する」New Scientist (2514).
3. ^3 Jain, SL. (2004年2月)。「危険な道具性：自動車移動における主体としての傍観者」文化人類学91 （ 1）。
4. ^ a Crandall, JR, Bhalla, K, Madeley, NJ (2002年5月11日). 「歩行者保護を考慮した道路車両の設計」. British Medical Journal . 324 (7346): 1145– 1148. doi :10.1136/bmj.324.7346.1145. PMC 1123098. PMID  12003890.  {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
5. ^ 「歩行者保護」。2005年12月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。
6. ^ Bunketorp O、Romans B、Hansson T、Aldman B、Thorngren L、Eppingen RH。「コンプライアント バンパー システムの実験的研究」。第 27 回 Stapp 自動車衝突会議の議事録。SAE ペーパー No. 831623

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• キース・バリー（2021年6月8日）「大型トラックの隠れた危険性」コンシューマー・レポート、 2022年5月27日閲覧
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