JP2007512164A

JP2007512164A - 衝撃吸収安全ベルト

Info

Publication number: JP2007512164A
Application number: JP2006528275A
Authority: JP
Inventors: ブラックバーン，ジェフリー，エス．
Original assignee: オートモーティブシステムズラボラトリーインコーポレーテッド
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2007-05-17
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP4638437B2; EP1678005A2; US7264276B2; WO2005030530A2; WO2005030530A3; US20050087974A1

Abstract

車両乗員保護システムにおいて使用される安全ベルト構造（１０）。安全ベルト構造（１０）は、第１パネル（１２）、第１パネル（１２）に取り付けられ、その間にポケット（１６）を形成する第２パネル（１４）、およびポケット（１６）内に固着され、安全ベルト構造にエネルギー吸収能を与えるためのある量のエネルギー吸収材（１８）を具える。エネルギー吸収材を組み込んだ安全ベルトを具える安全ベルトシステム、およびかかる安全ベルトの製造方法も開示する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００３年９月２６日に出願された仮出願第６０／５０７，０５７号の利益を享受する。

発明の背景
本発明は、一般に安全ベルトシステムに関し、より具体的には、衝撃吸収安全ベルトを組み込んだ安全ベルトシステムに関する。

車両安全保護システムについて継続してなされている改良には、エアベルトの開発が含まれる。エアベルトシステムは、事故の際に安全ベルトによって車両乗員の胸ないし身体にかかる力を減少ないし最小化すべく開発が進んでいる。既知の衝突センサアルゴリズムからの信号を受け取ると、衝突の間乗員を拘束するとともに、乗員の身体への衝撃を和らげるために、インフレータが、密封された膨張可能なベルトまたはチューブにガスを供給する。米国特許第５，８７７，６７７号、第６，３７５，２１８号、第６，４３９，６０１号、第６，４１９，２６４号、第６，４０２，１９４号および第６，３３６，６５６号には、典型的なエアベルトアセンブリが例示されている。これらは、参照として本明細書に組み込まれる。

しかしながら、インフレータを使用すれば、エアベルトアセンブリ設計の複雑化、重量化が避けられない。たとえば、ガス発生器を、密封されたベルトにつながなければならない。さらに、ベルトは、通常膨張ガスを保持するために必要な密封に適応する特殊な織物から形成される。こういったことや他の事項を考慮すると、膨張可能なシートベルトに関連する利点と引き替えに、シートベルトアセンブリが複雑になる。

発明の概要
一態様において、本発明は、第１パネル、該第１パネルとの間にポケットを形成するように該第１パネルに取り付けられる第２パネル、および前記ポケット内に固着されるある量のエネルギー吸収材を具備する安全ベルトを包含する。別の態様において、本発明は、安全ベルトを製造する方法であって、第１パネルを設けるステップ、第２パネルを設けるステップ、ある量のエネルギー吸収材を設けるステップ、および前記エネルギー吸収材の少なくとも一部を、第２パネルを第１パネルに取り付けることによって形成されるポケット内に固着するステップを含む、前記方法を包含する。また別の態様において、本発明は、安全ベルトであって、第１パネル、該第１パネルとの間にポケットを形成するように該第１パネルに取り付けられる第２パネル、および前記ポケット内に固着されるある量のエネルギー吸収材を具備する、前記安全ベルトを具える、安全ベルトシステムを包含する。また、本発明の安全ベルトシステムは、安全ベルトの端部に連結されるベルトリトラクタ機構、および衝突時にリトラクタを作動させるために、前記ベルトリトラクタ機構に連結される安全ベルトプリテンショナを組み込む。

エネルギー吸収材を安全ベルトの構成に組み入れることにより、ベルトを膨張させなくともベルトに衝撃吸収能を与えることができる。本発明のベルトは、膨張させる必要がないので、インフレータ、特殊な織物または密封手段がベルトの膨張時にガス圧を閉じこめる必要がない。

詳細な説明
図１および図２は、本発明の安全ベルト１０の一態様を示す。図示される態様では、安全ベルト１０は、第１パネル１２および第１パネルに固着された第２パネル１４から形成される。第１パネル１２および第２パネル１４は、たとえば既知の供給者から入手できる従来のシートベルトウェビングから形成されてもよい。第１パネル１２は、第１面２４、および第１面２４の反対側の第２面２６、ならびに一対の対向する側縁部２８、３０を有する。第２パネル１４は、シートベルトウェビング部を一体に固着させるために従来知られた方法（縫製など）を利用して第１パネル１２に取り付けることができる。

図１〜図４に示すように、第２パネル１４は、パネル間にポケット１６を形成するように第１パネル１２に取り付けられる。パネル１２、１４のいずれかまたは両方は、長尺であってもよく、第１パネル１２と第２パネル１４は、実質的にシートベルト１０の長さと同じ広がりを有するポケット１６を形成してもよい。あるいは、一組の比較的小さな第２パネル１４を単一の長尺第１パネル１２に取り付けて一組のポケット１６を形成してもよい。図２に示すように、第２パネル１４は、第１パネルの第１面２４に沿って第１パネル１２に取り付けられてもよい。あるいは、第２パネル１４は、第２面２６に沿って第１パネル１２に取り付けられてもよい。また、図３および図４に示すように、第２パネル１４は、第１パネルの縁部２８、３０の１または２以上に沿って第１パネル１２に取り付けられてもよい。

再び図１〜図４を参照し、衝撃吸収能を安全ベルトの構造に与えるために、ある量のエネルギー吸収材１８がポケット１６内に固着される。このエネルギー吸収材は、急な減速の際に車両乗員の身体によって安全ベルトにかかる負荷に対して少なくともいくらか塑性変形を示すような物質であることができる。あるいは、加えられた負荷に対して完全に弾性であるようなエネルギー吸収材が使用されてもよい。また、弾性変形する物質と塑性変形する物質とを組み合わせたものから形成される材質を使用することも可能である。

特定の態様においては、シートベルトポケット１６内に固着されたエネルギー吸収材は、弾性物質でもよい。粘弾性物質は、粘性液体物質および弾性固体物質の両方の特性を示すものである。粘弾性物質は、比較的高い減衰係数および優れた復元性を有する。これらの物質は、衝撃波の衝撃力ピークを小さくし、衝撃力を長いタイムフレームに分散させる。さらに、粘弾性物質の流体のような粘性挙動により、負荷がかかった際に不均一な変形を可能にする。粘弾性物質は、加えられた力を全方向に伝達し、加えられた負荷を大きな領域にわたって分散させる。負荷がかかった状態において物質がたわむことによって蓄えられたエネルギーの一部は、物質が復元力で平衡位置に戻ったときに取り戻される。蓄えられたエネルギーのうち残りの部分は、負荷が除去された後に熱エネルギーとして散逸する。本発明に適する粘弾性物質の一例は、オハイオ州ケントのＳＯＲＢＯＴＨＡＮＥ，Ｉｎｃ．が製造するＳＯＲＢＯＴＨＡＮＥ（登録商標）である。ＳＯＲＢＯＴＨＡＮＥ（登録商標）は、熱硬化性を有するポリエーテルベースのポリウレタン材であって、上記性質に加えて、紫外線放射に対する良好な抵抗性、および−２０°Ｆ〜１６０°Ｆの温度範囲における最適な性能を有し、特に本明細書に記載される適用において適するものである。

エネルギー吸収材１８は、ポケット１６内の位置決めおよび設置に適するいかなる形状でもよい。たとえば、エネルギー吸収材は、粒状でもよく、またはシート、ストリップその他の形状に形成されてもよい。

図５を参照して、本発明の別の態様において、第２パネル１４が第１パネル１２と一体に形成される。第１パネル１２の縁部２０は、第２パネル１４の縁部２２と合わさり、これらのパネル縁部が既知の方法によって一体に固着される。エネルギー吸収材１８は、パネル縁部２０、２２を一体に固着する前に、ポケット１６内に配置される。

図６および図７は、少なくとも１つの空洞部４４がエネルギー吸収材１８近傍のポケット１６内に形成される、本発明の別の態様を示す。図７を参照して、負荷Ｆ１をエネルギー吸収材１８にかけると、エネルギー吸収材は、図示するように変形して外側に広がり、その一部は、空洞部４４に弾性的に流れ込む。エネルギー吸収材のエネルギー吸収能は、エネルギー吸収材のたわみおよび弾性流れに適合するように空洞部４４を設けることによって増大する。図６および図７に示すように、空洞部４４は、エネルギー吸収材とベルトの側縁との間に形成することができる。また、空洞部４４は、エネルギー吸収材とベルトの長手方向端部との間の領域に形成されてもよい（またはそこまで伸びるようにしてもよい）。

図８Ａおよび図８Ｂは、本発明のさらに別の態様を示す。この態様において、第１パネル１２と第２パネル１４のうち少なくとも１つが、エネルギー吸収材の一部を受けるための１または２以上の開口３８を有する。この態様では、エネルギー吸収材は、拡張部３６および拡張部の両側に出っ張る肩部３４を有するブロック３２に形成される。拡張部３６は、開口３８を通じて突き出る。第２パネル１４の部分４０は、肩３４を超えて延び、ポケット１６内の肩部を保持する。間隙４２は、拡張部３６と開口３８の縁部との間に形成され、負荷Ｆ２がかかった場合に拡張部３６が変形するための空間を提供する。この態様は、実質的にベルトの厚さをその全体長に沿って増大させることなく、ベルトの特定の部分に沿ってエネルギー吸収材の厚さを増大せしめることを可能にする。また、比較的厚さの大きなベルト部分を配置することによる構造上の結合関係によって、厚さの大きいベルトのフレキシビリティを向上することができる。

車両に用いられる場合、本明細書で説明されるエネルギー吸収安全ベルトの態様はいずれも、当該技術分野において既知の形式で車両に固定することができる。さらに、２種以上の態様のエネルギー吸収ベルトが車両に利用されてもよい。たとえば、一方のエネルギー吸収ベルトが膝の上をとおって伸びるとともに、他のエネルギー吸収ベルトが胸の前をとおって伸びるものであってもよい。

上述したいずれの態様のエネルギー吸収ベルトも、図９に示すように安全ベルトアセンブリに組み込むことができる。安全ベルトアセンブリ１５０は、安全ベルトハウジング１５２およびハウジング１５２から伸びる本発明の安全ベルト１０を具える。安全ベルトリトラクタ機構１５４（たとえば、バネを用いた機構）は、ベルトの端部１５３に連結することができる。さらに、衝突の際にリトラクタ機構を作動させるために、安全ベルトプリテンショナ１５６をベルトリトラクタ機構１５４に連結することができる。本発明の態様の安全ベルトと組み合わせて使用することができる典型的なシートベルトリトラクタ機構は、米国特許第５，７４３，４８０号、第５，５５３，８０３号、第５，６６７，１６１号、第５，４５１，００８号、第４，５５８，８３２号および第４，５９７，５４６号に記載されており、これらの特許文献は参照のため本明細書に組み込まれる。本発明の態様の安全ベルトに利用される典型的なプリテンショナの例は、米国特許第６，５０５，７９０号および第６，４１９，１７７号に記載されており、それぞれ参照のため本明細書に組み込まれる。

安全ベルトシステム１５０は、衝突センサ１５８（たとえば慣性センサまたは加速度計）、およびたとえばプリテンショナに組み込まれた火花着火器（図示せず）を通じてベルトプリテンショナ１５６の作動を指示するための既知の衝突センサアルゴリズムと通信するような構成としてもよい。上記のとおり参照のために本明細書に組み込まれる米国特許第６，５０５，７９０号および第６，４１９，１７７号は、このような形態で作動されるプリテンショナを示す例を提供する。

図１０を参照して、安全ベルトアセンブリ１５０は、エアバッグシステム２００などの追加の構成要素を含む、より広範で統合的な車両乗員拘束システム１８０を組み込むものであってもよい。図１０は、このような拘束システムの例示的な一態様の概略図である。エアバッグシステム２００は、少なくとも１つのエアバッグ２０２、およびエアバッグ内部と流体連通が可能となるようにエアバッグ２０２に連結されたインフレータ２０４を具える。インフレータ２０４は、エアバッグ２０２を膨張させるための膨張ガスを生成するための燃焼可能なガス発生組成物、およびインフレータ内のガス発生組成物を着火するための少なくとも１つの着火器を含む。エアバッグシステム２００に組み込まれうるインフレータの例は、参照のために本明細書に組み込まれる米国特許第６，７５２，４２１号、第５，８０６，８８８号および第６，３４１，７９９号に記載されている。エアバッグシステム２００は、衝突センサ２１０、および衝突時にたとえばエアバッグインフレータ２０４の作動を通じてエアバッグシステム２００の作動を指示する既知の衝突センサアルゴリズムと通信するように構成されてもよい。

最後に、図１１〜図１３は、エネルギー吸収材１８のバネのような性質を利用してポケット１６内に使用される原材料を減らした安全ベルト内のエネルギー吸収材１８の断面の例を示す。

上記内容は、例を挙げて本発明を単に説明したものにすぎず、本発明の範囲を逸脱することなく本明細書で開示した態様に多数の変更をなしうることを理解されたい。たとえば、本発明は、エアバッグおよびエアベルトを含む、いかなる膨張可能な車両乗員安全デバイスにも適用可能である。したがって、上述した事項は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって決定される。

本発明の第１の態様の安全ベルトの分解斜視図である。第１パネルの面に沿って第２パネルを取り付けた、図１の安全ベルトの断面図である。第１パネルの縁部に沿って第２パネルを取り付けた、図１の安全ベルトの断面図である。第１パネルの縁部に沿って第２パネルを取り付けた、図１の安全ベルトの断面図である。本発明の別の態様の安全ベルトの断面図である。本発明のさらに別の態様の安全ベルトの断面図である。安全ベルトに負荷がかかった状態を示す、図６の安全ベルトの断面図である。本発明のさらに別の態様の安全ベルトの断面図である。図８Ａの安全ベルトの平面図である。安全ベルトアセンブリの例を示す概略図である。車両乗員拘束システムの例を示す概略図である。

Claims

ハウジング；および
該ハウジングから伸びる安全ベルトであって、第１パネル、該第１パネルとの間にポケットを形成するように該第１パネルに取り付けられる第２パネル、および前記ポケット内に固着されるある量のエネルギー吸収材を具備する、前記安全ベルト
を具える、安全ベルトアセンブリ。
エネルギー吸収材が弾性材料を含む、請求項１に記載の安全ベルトアセンブリ。
エネルギー吸収材が粘弾性ポリマーを含む、請求項１に記載の安全ベルトアセンブリ。
粘弾性ポリマー材料が、ＳＯＲＢＯＴＨＡＮＥ（登録商標）を含む、請求項３に記載の安全ベルトアセンブリ。
第２パネルが第１パネルと一体に形成される、請求項１に記載の安全ベルトアセンブリ。
少なくとも第１パネルが長尺のパネルである、請求項１に記載の安全ベルトアセンブリ。
第２パネルが、第１パネルの少なくとも１つの面に沿って第１パネルに取り付けられる、請求項１に記載の安全ベルトアセンブリ。
第２パネルが、第１パネルの他の面に沿って第１パネルに取り付けられる、請求項７に記載の安全ベルトアセンブリ。
第２パネルが、第１パネルの少なくとも１つの縁部分に沿って第１パネルに取り付けられる、請求項１に記載の安全ベルトアセンブリ。
第２パネルが、第１パネルの他の縁部分に沿って第１パネルに取り付けられる、請求項９に記載の安全ベルトアセンブリ。
ポケット内であってエネルギー吸収材近傍に形成される少なくとも１つの空洞部であって、エネルギー吸収材に負荷がかかった際に、エネルギー吸収材の一部を受けるための前記空洞部をさらに具える、請求項１に記載の安全ベルトアセンブリ。
空洞部が、エネルギー吸収材とベルトの側縁との間に存する、請求項１１に記載の安全ベルトアセンブリ。
空洞部が、エネルギー吸収材とベルトの長手方向端部との間に存する、請求項１１に記載の安全ベルトアセンブリ。
少なくとも１つのパネルが、エネルギー吸収材の一部を受け入れるための開口を具える、請求項１１に記載の安全ベルトアセンブリ。
安全ベルトを製造する方法であって：
第１パネルを設けるステップ；
第２パネルを設けるステップ；
ある量のエネルギー吸収材を設けるステップ；および
前記エネルギー吸収材の少なくとも一部を、第２パネルを第１パネルに取り付けることによって形成されるポケット内に固着するステップ
を含む前記方法。
第１パネルを設けるステップが、長尺のパネルを設けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
エネルギー吸収材に負荷がかかった際に、エネルギー吸収材の一部を受けるための空洞部をエネルギー吸収材の近傍に形成するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
空洞部を形成するステップが、エネルギー吸収材とベルトの側縁との間に空洞部を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
空洞部を形成するステップが、エネルギー吸収材とベルトの長手方向端部との間に空洞部を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
第２パネルを設けるステップが、エネルギー吸収材を受け入れるための開口を第２パネルに設けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
第１パネルを設けるステップが、エネルギー吸収材を受け入れるための開口を第１パネルに設けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
エネルギー吸収材が弾性材料を含む、請求項１５に記載の方法。
エネルギー吸収材が粘弾性ポリマーを含む、請求項１５に記載の方法。
粘弾性ポリマーが、ＳＯＲＢＯＴＨＡＮＥ（登録商標）を含む、請求項２３に記載の方法。
ハウジング；
該ハウジングから伸びる安全ベルトであって、第１パネル、該第１パネルとの間にポケットを形成するように該第１パネルに取り付けられる第２パネル、および前記ポケット内に固着されるある量のエネルギー吸収材を具備する、前記安全ベルト；
該安全ベルトの端部に連結されるベルトリトラクタ機構；および
衝突時にリトラクタを作動させるために、前記ベルトリトラクタ機構に連結される安全ベルトプリテンショナ
を具える安全ベルトアセンブリ。
プリテンショナが点火装置によって作動される、請求項２５に記載の安全ベルトアセンブリ。
エネルギー吸収材が弾性材料を含む、請求項２５に記載の安全ベルトアセンブリ。
弾性材料が粘弾性ポリマーを含む、請求項２７に記載の安全ベルトアセンブリ。
粘弾性ポリマーがＳＯＲＢＯＴＨＡＮＥ（登録商標）を含む、請求項２８に記載の安全ベルトアセンブリ。
少なくとも１つのエアバッグ、および該エアバッグに連結されるエアバッグインフレータであって、衝突時にエアバッグを膨張させるためにエアバッグ内部と流体連通をなす、前記インフレータを具える、エアバッグシステム；および
ハウジング、ならびに該ハウジングから伸びる安全ベルトであって、第１パネル、該第１パネルとの間にポケットを形成するように該第１パネルに取り付けられる第２パネル、および前記ポケット内に固着されるある量のエネルギー吸収材を具備する、前記安全ベルトを具える前記安全ベルトアセンブリ
を具える、車両乗員拘束システム。
エネルギー吸収材が弾性材料を含む、請求項３０に記載の車両乗員拘束システム。
エネルギー吸収材が粘弾性ポリマーを含む、請求項３０に記載の車両乗員拘束システム。
粘弾性ポリマーがＳＯＲＢＯＴＨＡＮＥ（登録商標）を含む、請求項３２に記載の車両乗員拘束システム。
安全ベルトアセンブリが、
安全ベルトの端部に連結されるベルトリトラクタ機構；および
衝突時にリトラクタを作動させるために、前記ベルトリトラクタ機構に連結される安全ベルトプリテンショナをさらに具える、
請求項３０に記載の車両乗員拘束システム。
衝突時にベルトプリテンショナの作動を指示する衝突センサアルゴリズムを含む衝突センサと通信する、請求項３４に記載の車両乗員拘束システム。
エアバッグシステムが、衝突時にエアバッグの作動を指示する衝突センサアルゴリズムを含む衝突センサと通信する、請求項３４に記載の車両乗員拘束システム。