JP2012136169A

JP2012136169A - 自動車用シートベルト装置

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Publication number: JP2012136169A
Application number: JP2010290542A
Authority: JP
Inventors: Yoko Ishiguro; 陽子石黒
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-19

Abstract

【課題】車両衝突時における乗員保持性を改善できる自動車用シートベルト装置の提供。
【解決手段】自動車用シートベルト装置１０は、ショルダベルト１２を含み、ショルダベルト１２の着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分１６にダイラタント特性を有するシート材２０が配置されている。ショルダベルト１２のウエビング部分１６に中空袋状部が形成されており、ダイラタント特性シート材２０は中空袋状部内に配置されている。ウエビング部分１６とは別部材からなるスリーブがウエビング部分１６を囲むようにかつウエビング部分１６に着脱可能に設けられている。スリーブに中空袋状部が形成されており、ダイラタント特性シート材２０がスリーブの中空袋状部内に配置されている。ダイラタント特性シート材２０は衝撃を受けると瞬時に粘性を増し、衝撃エネルギを吸収し、消散させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用シートベルト装置に関する。

１枚もののウエビング部を有するシートベルトには、つぎの改善の余地があった。
（イ）通常時における肌触りが固く、装着感触に改善の余地があった。
（ロ）車両衝突時におけるエネルギ吸収効率に改善の余地があった。
これは、ウエビングに荷重がかかった際ウエビングを構成する繊維が伸びることによりエネルギを吸収するが、繊維が伸びるだけによるエネルギ吸収ではエネルギ吸収効率に改善の余地がある。
（ハ）車両衝突時におけるシートベルトによる乗員保持性に改善の余地があった。
すなわち、車両衝突時にウエビングに引張荷重がかかると図９および図１０に示すようにウエビング１の横断面がＶ字状にかつ乗員側に凸状に折れる場合があり、広幅の平面で乗員からの荷重を受ける場合に比べて単位面積当たりの荷重が増加して乗員への衝撃が増大し、かつＶ字の線状の先端２が乗員の体に食い込むおそれがあった。

上記（イ）、（ロ）に対する対策として、特許文献１および特許文献２がある。
特許文献１は、シートベルトを構成するウエビング内に軟質材である衝撃緩衝ゴムを設定した自動車用シートベルト装置を開示している。
この場合、ソフト感があり通常時のシートベルトの装着感触を向上できる。
また、車両衝突時において衝撃緩衝ゴムが乗員からウエビングに伝わる衝撃を吸収しウエビングから乗員への衝撃を和らげることができる。その際、ウエビング繊維の延びによるエネルギ吸収を阻害することないので、緩衝ゴムによるエネルギ吸収とウエビング繊維の延びによるエネルギ吸収の和のエネルギ吸収が得られ、エネルギ吸収量が増大される。

また、特許文献２は、内部が中空の袋状に形成された袋状部を備え、その袋状部の内部に発泡ウレタン等の軟質材を充填した自動車用シートベルト装置を開示している。
この場合も、通常時のシートベルトの装着感触が向上され、かつエネルギ吸収量が増大される。

実開平４−１２３７５５号公報

特開２００７−２２３４０９号公報

しかし、特許文献１、２の技術は、上記（イ）、（ロ）の問題を解決できるが、ウエビング内部に配置したゴムや軟質材がウエビング断面のＶ字状への変形防止には効果がないので、上記（ハ）の問題を解決できない。すなわち、車両衝突時においてにウエビング断面がＶ字状になる場合があり、その場合、乗員の体を平面でかつ広幅面で受けることができない、およびＶ字状断面の線状先端が乗員の体に食い込むという問題が残る。

本発明の目的は、通常時におけるシートベルト装着感触の向上と衝突時におけるエネルギ吸収量増加を可能に維持したまま、車両衝突時におけるシートベルトによる乗員保持性を改善できる自動車用シートベルト装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の自動車用シートベルト装置はつぎのとおりである。
（１）本発明の自動車用シートベルト装置は、ショルダベルトを含み、該ショルダベルトにおける着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分にダイラタント特性を有するシート材が配置されている。

（２）上記（１）の自動車用シートベルト装置であって、ショルダベルトのうち着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分に中空袋状部が形成されている。ダイラタント特性シート材は前記中空袋状部内に配置されている。
ートベルト装置。

（３）上記（１）の自動車用シートベルト装置であって、ショルダベルトのうち着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分に該ウエビング部分とは別部材からなるスリーブが前記ウエビング部分を囲むようにかつ前記ウエビング部分に着脱可能に設けられている。スリーブに中空袋状部が形成されており、ダイラタント特性シート材が前記スリーブの前記中空袋状部内に配置されている。

上記（１）の自動車用シートベルト装置によれば、つぎの効果が得られる。
（イ）ダイラタント特性シート材は衝撃荷重が作用していない状態では柔らかいため、通常のベルト使用時にはソフト感があり、シートベルトの装着感触が向上する。
（ロ）車両衝突時にダイラタント特性シート材に衝撃荷重が作用すると、瞬時に硬化するとともに衝撃エネルギを吸収する。その際、シート材を内蔵した部位においてウエビングが伸びることによるエネルギ吸収を阻害しない。そのため、ダイラタント特性シート材によるエネルギ吸収量とウエビングが伸びることによるエネルギ吸収量との和のエネルギが吸収され、布製シートベルトの場合に比べてエネルギ吸収量が増える。
（ハ）車両衝突時にダイラタント特性シート材に衝撃荷重が作用するとダイラタント特性シート材は瞬時に硬化するので、ダイラタント特性シート材は平板状に硬化する。平板状に硬化したシート材は広い面積でかつ板状平面で乗員を支持するため、エネルギ吸収効率が良く、かつ支持面の単位面積当たりの荷重が小さくなり、乗員への衝撃が低減する。また、従来のようにウエビングの断面がＶ字状に折れてＶ字の線状の先端が乗員の体に食い込むことがない。これらにより、車両衝突時におけるシートベルトによる乗員保持性を改善できる。

上記（２）の自動車用シートベルト装置によれば、ショルダベルトのうち着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分にダイラタント特性シート材を内蔵したので、使用性、意匠性が従来シートベルトと同程度に維持される。

上記（３）の自動車用シートベルト装置によれば、ウエビング部分とは別部材からなるスリーブにダイラタント特性シート材を配置したので、既存のシートベルトに本発明のダイラタント特性シート材を後付けで取り付けることができる。

本発明の実施例１に係る自動車用シートベルト装置の斜視図である。図１の自動車用シートベルト装置のＡ−Ａ線に沿ってみた拡大断面図である。図１の自動車用シートベルト装置のＢ−Ｂ線に沿ってみた拡大断面図である。シートベルトの中空袋状部を示す１つの例の拡大断面図である。シートベルトの中空袋状部を示すもう１つの例の拡大断面図である。本発明の実施例２に係る自動車用シートベルト装置の斜視図である。図６の自動車用シートベルト装置の一部分の展開斜視図である。図７の自動車用シートベルト装置のＣ−Ｃ線に沿ってみた拡大断面図である。従来の自動車用シートベルト装置の斜視図である。図９の自動車用シートベルト装置の車両衝突時におけるウエビング断面図であり、図９のＤ−Ｄ線に沿ってみた拡大断面図である。

本発明の自動車用シートベルト装置を、図１〜図８を参照して説明する。図１〜図５は本発明の実施例１を示し、図６〜図８は本発明の実施例２を示す。本発明の実施例１と実施例２にわたって共通する構造部分には、両実施例にわたって同じ符号を付してある。
図中、ＩＮは車両幅方向内側を示し、ＵＰは上方を示し、Ｐは車両前後方向乗員対向側を示す。

〔実施例１〕
本発明の実施例１に係る自動車用シートベルト装置１０は、図１〜図５に示すように、ショルダベルト１２およびラップベルト１３を含むウエビング１１と、タングプレート１４、スリップジョイント１５を含む。ウエビング１１の一端はリトラクタに連結され、他端は床またはシートに固定のアンカに連結されている。

ショルダベルト１１における着座乗員の胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６（以下、単に「ウエビング部分１６」ともいう）にダイラタント特性を有するシート材２０が設けられている。ダイラタント特性を有するシート材を、以下、ダイラタント特性シート材という。図１においてダイラタント特性シート材２０はハッチングを付して示してある。

ダイラタント特性とは、衝撃時以外ではゲル状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状となり、休止状態で再び元のゲル状となる特性をいう。ダイラタント特性シート材２０は、低速で力が加わるか休止状態の下ではゲルで可撓性を有し、高速で力が加わる、すなわち衝撃力が加わると瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞い、衝撃エネルギを消散させ吸収する。
ダイラタント特性シート材２０の一部分に衝撃力が加わった場合でも、その衝撃力が加わった部分のみならず、その衝撃力が伝達された部分も瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞い、衝撃エネルギを吸収し消散させる。

ダイラタント特性シート材２０は、通常、ダイラタント特性を示すポリマ組成物、および潤滑剤と充填剤を含む。
ダイラタント特性を示すポリマ組成物は、ポリボロシロキサン、キサンタンガム、カーゴムおよびポリビニルアルコール四ホウ酸ナトリウムよりなる群から選択された１種以上のポリマである。これらのポリマ組成物、たとえばポリボロシロキサンは、低速で力が印加されると容易に変形してポリマ組成物に接触する対象物外形に順応し、高速で力が加わると瞬時に粘性が増加して固体ポリマとなり衝撃エネルギを吸収する。固体ポリマを休止状態にすると元のゲル状態にゆるやかに復帰する。
潤滑剤は、たとえば炭化水素系グリースまたは流体であり、充填剤は、微小粒または粉末のプラスチック、セラミック、金属または繊維材料である。

ダイラタント特性シート材２０は、重量百分率で、上記ポリマ（ポリボロシロキサン、キサンタンガム、カーゴムおよびポリビニルアルコール四ホウ酸ナトリウムよりなる群から選択された１種以上のポリマ）を９０％乃至２０％未満、上記潤滑剤を２０％未満乃至６０％以上、上記充填剤を０％乃至９０％を含む。それらの混合割合を調整することによりダイラタント特性の内容を容易に調整できる。ダイラタント特性シート材２０における大きい衝撃エネルギを吸収する混合割合の一例を挙げると、７０％のポリボロシロキサン、２０％の潤滑剤および１０％の充填剤である。ただし、この配合割合に限るものではない。

ダイラタント特性シート材２０には、たとえば英国のｄ３ｏ^TMｌａｂ社が製造し市販されている、公知のｄ３ｏ^TM（登録商標）材を使用することができる。ｄ３ｏ^TM材は、受ける衝撃の強さで分子の結束が変化する。強い衝撃を受けると瞬時に分子同士が結束して固体状となり、衝撃が吸収、消散され、エネルギの多くが熱に変換される。衝撃が無くなると分子の結束が解かれ元の柔軟な状態に戻る。
以上は、本発明の実施例１と実施例２に共通に適用される。

本発明の実施例１はさらにつぎの構成を有する。
ダイラタント特性シート材２０は、ショルダベルト１１における着座乗員の胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６に、以下のように配置される。すなわち、ショルダベルト１１のうち着座乗員の胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６に図２または図５に示すように中空袋状部１７が形成されており、中空袋状部１７内にダイラタント特性シート材２０が配置されている。ウエビング１１のうち着座乗員の胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６以外の部分１８は、図３に示すように従来どおりの１枚ものウエビングからなる。

ウエビング部分１６のみを中空袋状部１７に形成する１つの構成を図４に示す。ベルト長手方向に延びる経糸１９ａとそれと直交方向に延びる緯糸１９ｂとにより製織した製織ベルトにおいて、中空袋状部１７で緯糸１９ｂをウエビングの表側と裏側にそれぞれベルト厚み方向に離隔させて設けて表側と裏側との間を中空にし、中空袋状部１７以外の部分１８で緯糸１９ｂをベルト厚み方向中央のみに設けて１枚ものに形成することにより、ウエビング部分１６のみを中空袋状部１７とする。

ウエビング部分１６のみを中空袋状部１７に形成するもう１つの構成を図５に示す。ウエビング１１のうちウエビング部分１６のみが２枚重ねとされ、２枚重ねのウエビングの幅方向端部は縫製または接着により連結され、幅方向中央部は２枚のウエビングを互いに連結しないで中空部が形成されている。

ダイラタント特性シート材２０がウエビング部分１６の中空部内に配置された時、ダイラタント特性シート材２０は表裏のウエビングによってウエビング横断面の周囲を囲まれる。この時ダイラタント特性シート材２０の形状は平坦なシート状であり、周囲のウエビングによって形状を維持される。ダイラタント特性シート材２０の横断面は直線状であり、Ｖ字状になっていない。衝撃力がかかった時には、ダイラタント特性シート材２０はウエビング基布がＶ字状になる前に瞬時に硬化し、横断面が直線状のまま硬化してウエビング幅方向に一直線状の平板状固体となる。

つぎに実施例１の作用、効果を説明する。
まず、ダイラタント特性シート材２０は衝撃荷重が作用していない状態では柔らかいため、通常のベルト使用時にはウエビング部分１６は柔らかい詰め物があるウエビングとなっている。そのため、胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６はそれ以外のウエビング部分１８に比べてソフト感があり、シートベルトの装着感触が向上する。これによって、従来技術で述べた柔らかい詰め物の無いシートベルトに存在した、「（イ）通常時における肌触りが固く、装着感触に改善の余地があった」という課題が解決される。

また、車両衝突時に車両が急に止まり乗員が慣性で前方に移動して乗員からダイラタント特性シート材２０に衝撃荷重が作用する。この時、ダイラタント特性シート材２０は瞬時に粘性を増加し、硬化するとともに衝撃エネルギを吸収する。この場合、乗員の移動開始前または移動開始時はダイラタント特性シート材２０はまだ硬化していないので、乗員がダイラタント特性シート材２０を保持したベルトに接触しても乗員は固体に衝突した時のような衝撃は受けない。乗員がダイラタント特性シート材２０を保持したベルトに当たって前方への移動量が瞬時に増すとともにダイラタント特性シート材２０は瞬時に粘性を増する。その結果、乗員からウエビング１１にかかる衝撃エネルギが吸収され、その反力としての乗員人体への衝撃が和らぐ。

衝突の際ダイラタント特性シート材２０はシート材２０を内蔵したウエビング部分１６においてウエビング１１の経糸１９ａが伸びることによるエネルギ吸収を阻害しない。したがって、ダイラタント特性シート材２０によるエネルギ吸収分衝突時のエネルギ吸収量が増加される。すなわち、衝突時のエネルギ吸収量は、ウエビング１１の経糸１９ａが伸びることによるエネルギ吸収量とダイラタント特性シート材２０によるエネルギ吸収量の和となる。

また、平板状に硬化したシート材２０はＶ字断面の場合の面積より広い面積でかつ板状平面で乗員を支持するため、エネルギ吸収効率が良くなり、かつ支持面の単位面積当たりの荷重が小さくなって乗員への衝撃反力が低減される。
また、車両衝突時にダイラタント特性シート材２０に衝撃荷重が作用するとダイラタント特性シート材２０はウエビング部分１６の断面がＶ字状になる前に瞬時に硬化するので、ダイラタント特性シート材２０は平板状に硬化する。したがって、従来のようにウエビング１１の断面がＶ字状に折れてＶ字の線状の先端が乗員の体に食い込んで障害値を高めることがない。これによって、車両衝突時における乗員の体の保持性と乗員への衝撃反力を改善できる。
従来技術では、装着時の感触向上と衝撃吸収効率の向上は背反事項であったが、本発明により両立可能となる。
以上の作用、効果は、本発明の実施例１と実施例２に適用できる。

本発明の実施例１は、さらにつぎの作用、効果を有する。
ダイラタント特性シート材２０は従来知られたかつ市販されている材料であり、内部に中空部を有する袋状部１７の作製技術も従来知られた技術である。したがって、ウエビング１１のうち、着座乗員の胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６に中空袋状部１７を形成し、該中空袋状部１７にダイラタント特性シート材２０を配置してシート剤２０を包むことにより、本発明のウエビング部分１６にダイラタント特性シート材２０を内蔵した自動車用シートベルト装置１０を提供できる。ウエビング１１のうち着座乗員の胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６以外の部分１８は従来ウエビングと同じ構造のため、周囲の部品の設計、製造変更は必要ない。

〔実施例２〕
本発明の実施例１で実施例１、２に適用可能とした部分は本発明の実施例２にも適用される。本発明の実施例２の自動車用シートベルト装置１０にも適用される。
本発明の実施例２の自動車用シートベルト装置１０はさらにつぎの構成、作用、効果を有する。

まず、構成については、本発明の実施例２に係る自動車用シートベルト装置１０は、図６〜図８に示すように、ダイラタント特性シート材２０はショルダベルト１２に後付けで装着される。図７においてダイラタント特性シート材２０はハッチングを付して示してある。また、図６に示すように、ショルダベルト１２の着座乗員の胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分１６に、ショルダベルト１２とは別に作製されて後付けでショルダベルト１２に着脱可能に取り付けられるスリーブ２１が設けられる。

スリーブ２１は図７に示す長方形のシート２２に展開可能である。シート２２はウエビング１１に巻き付けられ、ウエビング長手方向に延びるシート幅方向両端部に設けられたファスナ、スナップ等の止め具２３で幅方向両端部を互いに連結することにより図７に示すウエビング１１を囲むスリーブ２１とされる。

シート２２の幅方向中央部にダイラタント特性シート材２０が設けられる。シート２２はたとえば布製で幅方向中央部に中空袋状部１７を有し、ダイラタント特性シート材２０は中空袋状部１７に封入されている。中空袋状部１７の構造およびダイラタント特性シート材２０の中空袋状部１７への封入構造は本発明の実施例１で説明した構造を利用できる。ダイラタント特性シート材２０の幅はウエビング１１の幅とほぼ同じである。ダイラタント特性シート材２０の幅方向両端部より少し外側でシート２２はウエビング１１側に折り曲げられ、ウエビング１１を幅方向まわりに包むようにウエビング１１に装着されスリーブ２１とされる。シート２２の幅方向両端部を止め具２３で止めたり外したりすることにより、スリーブ２１はウエビング１１に着脱可能である。

スリーブ２１がショルダベルト１２のウエビング部分１６に取り付けられた時にダイラタント特性シート材２０がウエビング部分１６の乗員対向側面にくるようにすることが望ましい。すなわち、車両衝突時に、ダイラタント特性シート材２０がウエビング部分１６と着座乗員とに挟まれてダイラタント特性シート材２０に衝撃圧力がかかるようにすることが望ましい。

また、作用、効果については、車両衝突時には、ダイラタント特性シート材２０がショルダベルト１２と着座乗員との間に位置するので、ウエビング部分１６が断面Ｖ字状に変形してもその前にダイラタント特性シート材２０が平板状に硬化するので、ウエビング部分１６のＶ字断面が乗員に食い込むことはない。

また、スリーブ２１がウエビング１１に着脱可能なため、実施例２の自動車用シートベルト装置１０は既存のシートベルトに後付けで取り付けることができる。そのため、既存のシートベルトに取り付けることができる。また、装着がシート２２をウエビング１１に巻き付けてシート幅方向両端を止め具２３で止めるだけで済むので、ユーザ側で簡単に装着することができる。

また、ウエビング１１とは別部材のスリーブ２１にダイラタント特性シート材２０を設けたので、スリーブ２１をウエビング１１に対してスライドさせることにより、ダイラタント特性シート材２０をウエビング部分１６に対して位置調整することができる。

１０自動車用シートベルト装置
１２ショルダベルト
１５スリップジョイント
１６胸部に当たるかまたは胸部と腹部に当たるウエビング部分
１７中空袋状部
２０ダイラタント特性シート材
２１スリーブ

Claims

ショルダベルトを含む自動車用シートベルト装置であって、前記ショルダベルトにおける着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分にダイラタント特性を有するシート材が配置されている自動車用シートベルト装置。
前記ショルダベルトのうち前記着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分に中空袋状部が形成されており、前記ダイラタント特性シート材が前記中空袋状部内に配置されている請求項１記載の自動車用シートベルト装置。
前記ショルダベルトのうち前記着座乗員の胸部または胸部と腹部に対応するウエビング部分に該ウエビング部分とは別部材からなるスリーブが前記ウエビング部分を囲むようにかつ前記ウエビング部分に着脱可能に設けられており、前記スリーブに中空袋状部が形成されており、前記ダイラタント特性シート材が前記スリーブの前記中空袋状部に配置されている請求項１記載の自動車用シートベルト装置。