JP2005231453A - シートベルトの衝突エネルギー吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 人に対するダメージを小さくしつつ、吸収できる全衝突エネルギーを大きくすることのできるシートベルトの衝突エネルギー吸収装置を提供することである。
【解決手段】 シートベルトの衝突エネルギー吸収装置３０は、第１のベルト３１と、第２のベルト３４と、両ベルトを連結する連結部材４０とを備える。連結部材４０は、ベース部４１と、このベース部から切起こされた切起こし部４４とを有する。第１のベルト３１はベース部４１に連結され、第２のベルトは切起こし部４４に連結される。第１および第２のベルトに作用する衝撃荷重を、切起こし部４４によるベース部４１の引裂き力によって吸収する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、シートベルトに作用する衝撃荷重を吸収する装置に関するものである。

シートベルトは、車に備え付けられている。また、車に備え付けのシートベルトを利用して、車の座席上にチャイルドシートを取り付けることがある。幼い子供用のチャイルドシートにも子供の身体を拘束するためのシートベルトが備え付けられている。

車が衝突事故を起こした場合、座席に着座した人の身体は、シートベルトによってしっかりと拘束される。人の身体からシートベルトに衝撃荷重が伝えられるが、この衝撃荷重は反力となってシートベルトから人の身体に戻ってくる。人に対する衝撃を緩和するために、シートベルトに作用する衝撃荷重を吸収する構造が必要である。特に、幼い子供の身体を拘束するチャイルドシートのシートベルトでは、衝撃荷重を十分に吸収して子供の身体を傷めないようにするための衝突エネルギー吸収装置が望まれる。

特開２００２−４６５７６号公報（特許文献１）は、衝突エネルギー吸収構造を備えた車のシートベルト装置を開示している。具体的には、ウェビング（ベルト）には、３ヶ所に金属製の衝撃吸収部材が取り付けられている。車の衝突時、ウェビングに荷重がかかると、ウェビングとともに金属製衝撃吸収部材が伸び変形し、降伏点を越えて変形することで、乗員の衝突エネルギーを吸収するようにしている。
特開２００２−４６５７６号公報

図９は、特開２００２−４６５７６号公報に開示されたような伸び変形する金属製衝撃吸収部材の力−変位量特性図を示している。図示するように金属の伸び変形を利用して衝撃荷重を吸収する場合、降伏点に至るまでは力の増大とともに金属製衝撃吸収部材の変位量が比例的に増加し、降伏点を越えると小さな力でも大きな変位量となる。斜線で示す面積部分Ｓが吸収した全衝突エネルギーの大きさを表している。

伸び変形する金属製衝撃吸収部材の場合、材料の降伏点に達するまでは大きな衝撃荷重が乗員に作用していることになる。また、降伏点に達した後では、小さな力でも大きく変位するので衝突エネルギー吸収効果が小さくなってしまう。

幼い子供の身体を拘束するチャイルドシート用のシートベルトの場合、身体に対するダメージを小さくするようにすることが望まれる。この要望を満たすために、降伏点の小さい材料で金属製衝撃吸収部材を形成することが考えられるが、このようにすると吸収できる全衝突エネルギーの大きさが小さくなってしまう。

この発明の目的は、人に対するダメージを小さくしつつ、吸収できる全衝突エネルギーを大きくすることのできるシートベルトの衝突エネルギー吸収装置を提供することである。

この発明に従ったシートベルトの衝突エネルギー吸収装置は、一方側から延びている第１のベルトと、他方側から延びている第２のベルトと、第１のベルトと第２のベルトとを連結する連結部材とを備える。連結部材は、ベース部と、このベース部から切起こされた切起こし部とを有する。第１のベルトはベース部に連結され、第２のベルトは切起こし部に連結されており、第１および第２のベルトに作用する衝撃荷重を、切起こし部によるベース部の引裂き力によって吸収する。

上記構成の本発明によれば、ベース部の引裂き力によって衝撃荷重を吸収するものであるので、伸び変形によって衝撃荷重を吸収する構造のものに比べて、曲げ降伏点に達する前の大きさの衝撃荷重を安定して継続的に吸収することができる。したがって、人に対するダメージを小さくしつつ、吸収できる全衝突エネルギーを大きくすることができる。

好ましくは、ベース部には、引裂き方向を案内する案内溝が形成されている。このような案内溝を形成することにより、安定した引裂き動作および安定した衝突エネルギー吸収動作を実現できる。

一つの実施形態では、切起こし部は、幅方向におけるベース部の中央領域を切起こして形成されている。他の実施形態では、切起こし部は、幅方向におけるベース部の両端領域を切起こして形成されている。

ベース部の引裂き部は、引裂き方向に沿ってその厚みを変化させるものであってもよい。厚みを徐々に大きくすれば、吸収する衝撃力の大きさは、引裂き動作が進むにつれて徐々に大きくなる。その逆に厚みを徐々に小さくすれば、吸収する衝撃力の大きさは、引裂き動作が進むにつれて徐々に小さくなる。また、徐々に厚みを変化させるのではなく、途中から厚みを段階的に大きくするようにしてもよい。この場合、厚みを大きくした位置で引裂き動作を終了させるようにすることもできる。このようにベース部の引裂き部の厚みを変化させることにより、吸収する衝撃力の大きさや、動作終了位置等を容易に制御することができる。

引裂き力の制御、ひいては吸収する衝撃荷重の大きさの制御を容易にするために、連結部材は、好ましくは、金属材料である。金属材料であれば、材質の選定および厚みの調節によって、引裂き力および衝突エネルギー吸収性能を容易に制御できる。

この発明に従ったシートベルトの衝突エネルギー吸収装置は、車のシートベルト装置や、自動車用チャイルドシートのシートベルト装置に利用できる。

この発明に従ったチャイルドシートは、座部および背もたれ部を有する座席本体と、座席本体に取り付けられたシートベルト装置とを備える。シートベルト装置は、股ベルト部と、肩ベルト部とを備える。肩ベルト部が、上記第１のベルトと、上記第２のベルトと、上記連結部材とを含む。連結部材は、座席本体の背もたれ部の背面に位置する。このような構成のチャイルドシートによれば、車の衝突時に子供に対する身体のダメージを小さくしつつ、吸収できる全衝突エネルギーを大きくすることができる。

連結部材を延在するベルトの途中位置に配置するのではなく、車体や座席本体などの所定位置に配置するようにしてもよい。この場合のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置は、必須の要素として、連結部材と、ベルトとを備える。連結部材は、ベース部およびこのベース部から切起こされた切起こし部を有する。ベルトは、連結部材の切起こし部に連結される。このような構成の発明においては、ベルトに作用する衝撃荷重を、切起こし部によるベース部の引裂き力によって吸収する。このような衝突エネルギー吸収装置は、ベルトのアンカー部分、例えばチャイルドシートの股ベルトと座席本体との連結部分等に使用できる。

シートベルトの衝突エネルギー吸収装置は、たとえば、車のシートベルト装置や、自動車用チャイルドシートのシートベルト装置に適用される。以下には、一つの実施形態として、自動車用チャイルドシートを説明する。

図１および図２に示すように、チャイルドシート１は、座部２ａおよび背もたれ部２ｂを有する座席本体２と、この座席本体２に取り付けられたシートベルトの衝突エネルギー吸収装置３０とを備える。図示するシートベルト装置は、いわゆる５点式シートベルト装置であり、１対の肩ベルト３１，３２と、股ベルト３３とを含み、１対の肩ベルト３１，３２は着座した子供の腰部を拘束する腰ベルト部を兼ねるように延在している。股ベルト３３の先端には受け具３５が取り付けられ、１対の肩ベルト３１，３２は、受け具３５に着脱可能に係合する差込具３６，３７を通過するようにされている。

図２に示すように、シートベルトの衝突エネルギー吸収装置３０は、１対の肩ベルト３１，３２の延長部分を形成する連結部材４０と、延長ベルト３４とを備える。延長ベルト３４は、座席本体２の背もたれ部２ｂの背面から座部２ａの前方にまで導き出され、座部２ａの前方端部分においてロック手段２ｃによってその位置が固定される。子供を座席本体２に着座させてシートベルト装置を装着した後に、ロック手段２ｃによるロック状態を解除して延長ベルト３４を前方に引き出せば、１対の肩ベルト３１，３２を子供の身体をしっかりと拘束する適正位置にもたらすことができる。

次に図２〜図６を参照して、連結部材４０について詳しく説明する。連結部材４０は、座席本体２の背もたれ部２ｂの背面に位置するものであり、ベース部４１と、このベース部４１から切起こされた切起こし部４４とを備える。

ベース部４１は、金属製の第１ベースプレート４１ａと、同じく金属製の第２ベースプレート４１ｂと、これらの両プレートを固着する固定具４２とを有する。第２ベースプレート４１ｂは、１対の肩ベルト３１，３２を通過させるベルト通しスリット４３を有している。

切起こし部４４は、幅方向における第１ベースプレート４１ａの中央領域を切起こして折返すことによって形成されている。この切起こし部４４の形成により、第１ベースプレート４１ａには切起こし開口４６が設けられる。切起こし部４４は延長ベルト３４を通すためのベルト通しスリット４５を有する。こうして、１対の肩ベルト３１，３２と、延長ベルト３４とは、連結部材４０を介して連結される。

図５および図６（ａ）に示すように、第１ベースプレート４１ａの上面には、切起こし部４４による引裂き方向を案内する１対のＶ字状溝４７が形成されている。このＶ字状溝４７の存在により、後述する安定した引裂き動作および安定した衝突エネルギー吸収動作を実現できる。図６（ｂ）は、切起こし部４４による引裂き方向を案内する案内溝の他の形態を示している。図示する案内溝４７ｂは、プレス加工による押込み動作によって形成された段差部分である。

次に、シートベルトの衝突エネルギー吸収装置３０の動作を説明する。車が衝突事故を起こした場合、座席本体２に着座した子供の身体は前方に移動しようとするが、その動きはシートベルトによって止められる。この際に、１対の肩ベルト３１，３２、連結部材４０、および延長ベルト３４には、子供の前方への動きを止めることにより大きな引張り力が作用する。この引張り力により、連結部材４０の切起こし部４４は延長ベルト３４によって引っ張られ、第１ベースプレート４１ａを案内溝４７に沿って引き裂いてゆく。

上記の説明から明らかなように、１対の肩ベルト３１，３２および延長ベルト３４に作用する衝撃荷重は、切起こし部４４による第１ベースプレート４１ａの引裂き力によって吸収される。図８は、この発明の実施形態の衝突エネルギー吸収装置３０の力−変位量特性図を示している。比較のために、図９に示した特性曲線、すなわち金属の伸び変形を利用した衝撃吸収部材の力−変位量特性曲線を点線で示している。本発明の実施形態では、第１ベースプレート４１ａの引裂きを起こす力によって衝撃荷重を吸収するものであるので、伸び変形によって衝撃荷重を吸収する構造のものに比べて、比較的早い段階から衝撃荷重を安定してかつ継続的に吸収することができる。

金属の伸び変形を利用する構造の場合、材料の降伏点に達する大きさの衝撃荷重が必然的に生じ、この大きな衝撃荷重は反力となって子供に返ってくるので、子供の身体に対するダメージが大きい。一方、金属の引裂きを利用する場合には、材料の曲げ降伏点よりも小さな力の段階で引裂き動作が開始されるので、子供の身体に返ってくる反力の大きさを適度に抑えることが可能となる。また、引裂き動作を継続的に行なえるので、衝撃荷重を同じ大きさで継続的に吸収でき、結果的には、吸収できる全衝突エネルギー（斜線で示す面積部分Ｓ）を大きくすることができる。

第１ベースプレート４１ａの引裂き部の厚みを、引裂き方向に沿って変化させるようにしてもよい。厚みを徐々に大きくすれば、吸収する衝撃荷重の大きさは、引裂き動作が進むにつれて徐々に大きくなる。その逆に、厚みを徐々に小さくすれば、吸収する衝撃力の大きさは、引裂き動作が進むにつれて徐々に小さくなる。また、徐々に厚みを変化させるのではなく、途中から厚みを段階的に大きくするようにしてもよい。この場合、厚みを大きくした位置で引裂き動作を終了させるようにすることもできる。このようにベース部の厚みを変化させることにより、吸収する衝撃荷重の大きさや、動作終了位置等を容易に制御することができる。

図７は、連結部材の他の形態を示している。図示する連結部材５０は、ベース部５１と、切起こし部５４とを備える。ベース部５１は、第１ベースプレート５１ａと、第２ベースプレート５１ｂと、これらを固着する固定具５２とを含む。第２ベースプレート５１ｂには、１対の肩ベルトを挿通させるベルト通しスリット５３が形成されている。

前述の実施形態と異なり、切起こし部５４は、第１ベースプレート５１ａの上端部および幅方向における第１ベースプレート５１ａの両端領域を切起こして形成されており、その形状はＵ字状である。延長ベルトは、Ｕ字状切起こし部５４の上端部５４ａを巻回する。また、第１ベースプレート５１ａの上面には、切起こし部５４の切裂き方向を案内する案内溝５５が形成されている。

図面を参照して例示的にこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。図示した実施形態に対して、種々の修正や変更が可能である。以下に、そのいくつかを例示的に列挙して説明する。

（１） 前述の実施形態は、自動車用チャイルドシートに適用されたシートベルトの衝突エネルギー吸収装置であったが、それ以外の用途、例えば車のシートベルト等にも適用可能である。

（２） 前述した実施形態では、連結部材は、両方向から延びてくるベルトを連結するものであった。他の実施形態として、連結部材を延在するベルトの途中位置に配置するのではなく、車体や座席本体などの所定位置に配置するようにしてもよい。この場合のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置は、必須の要素として、連結部材と、ベルトとを備える。連結部材は、ベース部およびこのベース部から切起こされた切起こし部を有する。ベルトは、連結部材の切起こし部に連結される。このような構成の発明においては、ベルトに作用する衝撃荷重を、切起こし部によるベース部の引き裂き力によって吸収する。このような衝突エネルギー吸収装置は、ベルトのアンカー部分、例えばチャイルドシートの股ベルトと座席本体との連結部分、チャイルドシートの腰ベルトと座席本体との連結部分、車のシートベルトと車両本体との連結部分等に使用できる。

（３） 連結部材の材質に関して言えば、材質の選定および厚みの調節によって引裂き力および衝突エネルギー吸収性能を容易に制御できるという点で金属が好ましいが、同様な引裂き動作および衝突エネルギー吸収性能を発揮するものであるならば、特に金属にこだわる必要はない。

この発明は、人の身体を拘束するシートベルトを備えた装置に広く適用されるものであるが、特に自動車のシートベルト装置や、自動車用チャイルドシートのシートベルト装置に有利に利用され得る。

この発明の一実施形態が適用された自動車用チャイルドシートの正面図である。 図１に示したチャイルドシートの背面図である。 この発明の一実施形態の要部を示す正面図である。 図３の線Ａ−Ａに沿って見た断面図である。 この発明の一実施形態に使用される連結部材の斜視図である。 図５の線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図であり、（ａ）は案内溝の一形態を示し、（ｂ）は案内溝の他の形態を示している。 連結部材の他の形態を示す斜視図である。 伸び変形する金属製衝撃吸収部材の力−変位量特性図である。 本発明の実施形態によって得られる力−変位量特性図である。

符号の説明

１ チャイルドシート、２ 座席本体、２ａ 座部、２ｂ 背もたれ部、２ｃ ロック手段、３０ シートベルトの衝突エネルギー吸収装置、３１，３２ 肩ベルト、３３ 股ベルト、３４ 延長ベルト、３５ 受け具、３６，３７ 差込み具、４０ 連結部材、４１ ベース部、４１ａ 第１ベースプレート、４１ｂ 第２ベースプレート、４２ 固定具、４３ ベルト通しスリット、４４ 切起こし部、４５ ベルト通しスリット、４６ 切起こし開口、４７ 案内溝、５０ 連結部材、５１ ベース部、５１ａ 第１ベースプレート、５１ｂ 第２ベースプレート、５２ 固定具、５３ ベルト通しスリット、５４ 切起こし部、５４ａ 上端部、５５ 案内溝。

Claims (8)

1. 一方側から延びている第１のベルトと、
   他方側から延びている第２のベルトと、
   前記第１のベルトと前記第２のベルトとを連結する連結部材とを備え、
   前記連結部材は、ベース部と、このベース部から切起こされた切起こし部とを有し、
   前記第１のベルトは前記ベース部に連結され、前記第２のベルトは前記切起こし部に連結されており、前記第１および第２のベルトに作用する衝撃荷重を、前記切起こし部による前記ベース部の引裂き力によって吸収する、シートベルトの衝突エネルギー吸収装置。
2. 前記ベース部には、引裂き方向を案内する案内溝が形成されている、請求項１に記載のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置。
3. 前記切起こし部は、幅方向における前記ベース部の中央領域を切起こして形成されている、請求項１または２に記載のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置。
4. 前記切起こし部は、幅方向における前記ベース部の両端領域を切起こして形成されている、請求項１または２に記載のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置。
5. 前記ベース部の引裂き部は、引裂き方向に沿ってその厚みが変化している、請求項１〜４のいずれかに記載のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置。
6. 前記連結部材は金属材料である、請求項１〜５のいずれかに記載のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のシートベルトの衝突エネルギー吸収装置を備えた自動車用のチャイルドシートであって、
   座部および背もたれ部を有する座席本体と、
   前記座席本体に取り付けられたシートベルト装置とを備え、
   前記シートベルト装置は、股ベルト部と、肩ベルト部とを備え、
   前記肩ベルト部が、前記第１のベルトと、前記第２のベルトと、前記連結部材とを含み、
   前記連結部材は、前記座席本体の背もたれ部の背面に位置することを特徴とする、チャイルドシート。
8. ベース部およびこのベース部から切起こされた切起こし部を有し、所定の位置に配置された連結部材と、
   前記連結部材の切起こし部に連結されたベルトとを備え、
   前記ベルトに作用する衝撃荷重を、前記切起こし部による前記ベース部の引裂き力によって吸収する、シートベルトの衝突エネルギー吸収装置。
   

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