JP4242071B2 - 安全ベルトのための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、特許請求項１の前段による、衝突の際に安全ベルトにより車内のベルト装着者を拘束する方法に関する。本発明はまた、特許請求項１２の前段による、そのような安全ベルトのための装置にも関するものである。
【０００２】
（従来の技術）
通常３点型の安全ベルトの使用によって、正面衝突から生ずる人の傷害は減少された。傷害の危険をさらに減少する目的で、安全ベルトが衝撃の瞬間確実に締まることが普通になり、そこで装着者は緩んだ安全ベルトに向かって必要以上の力で投げ出されることがない。このことは車の減速度が所定の値、通常約５ｇに達するとき、作動されるベルトテンショナによって達成される。そのようなベルトテンショナは、通常人の、肩ストラップと膝ストラップが会合する側に取付けられ、主として膝ストラップの、しかし肩ストラップの締付けも実施する。他の事例において、ベルトテンショナは肩ストラップの上端に作用し、それにより最大の肩ストラップの締付けを実施し、一方膝ストラップの締付けは少ない。
【０００３】
しかしながら、経験によれば、これらの手段にもかかわらず、衝突の際肩ストラップとの接触は、とくに高齢者において、胸の傷害を発生する可能性がある。安全ベルトは装着者を車に衝突することから保護するが、装着者はなお安全ベルト自体によって傷付けられる可能性がある。この型の傷害の危険を減少する目的で、安全ベルトの負荷を制限するテストが、異なった方法で実施された。たとえば、一つの解決法は、安全ベルトがある負荷でいくらか撓むように、上方固定点付近に薄い帯ひもを使用することであった。同じ目的で、ベルトローラをある負荷で撓む固定点に取付けることができる。他の解決法は、ベルトローラが種々の大きさの負荷を吸収するように設定可能な摩擦継手によって連結されることである。
【０００４】
これら公知の解決法のすべてに共通なことは、ベルト装着者の上体が安全ベルトの伸長の間適当な量だけ前方に移動することを許されることである。ベルト装着者における応力は減少するが、応力またそれによりベルト装着者に対する傷害の危険をさらに減少しうることが望ましい。
【０００５】
（発明の目的）
本発明の目的は、衝突の際のベルト装着者に対する傷害の危険をさらに減少することである。別の目的は、このことを簡単な装置を使用する簡単かつ信頼性のある方法で達成することである。
【０００６】
（発明の開示）
本発明によれば、安全ベルトを少なくとも３００ミリ秒（ｍｓ）締付け、この時間の間安全ベルトにおける最大の引張り力を所定値に制限することにって、ベルト装着者の有効なしかし穏やかな拘束が達成される。締付けは、比較的長く続く衝突の間よい拘束を確保するため８００ミリ秒またはそれ以上継続することが有利であるかもしれない。
【０００７】
本発明による装置は、締付け装置が少なくとも３００ミリ秒作動可能であり、さらに負荷制限装置が巻取り装置と締付け装置との間で作動するように配置されている。この装置によって、締付けは同時の負荷制限と共に連続的に発生し、そこでベルト装着者は穏やかにかつ有効に拘束される。
【０００８】
本発明のとくに有利な変形によれば、締付けはベルト装着者の肩の上を通過する安全ベルトの部分において実施される。
【０００９】
ベルト装着者の拘束は、本発明により衝突前のある予備警告により締付けを開始することによってさらに改善可能である。
【００１０】
別の特徴および利点は、下記の説明および請求項の記載から明らかである。
【００１１】
下記において、本発明の実施例が添付図面を参照して一層詳細に記載されるであろう。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
自動車（図示せず）において、図１によれば、座席１に対して３点型の安全ベルト２が設けられている。車に取付けられた巻取り装置３から、ベルトは、通常ベルト装着者の大きさに適するように調節しうる、車に取付けられた肩固定具５を越えて第１端部４から延長し、まず肩ストラップ６をついで膝ストラップ７を形成している。膝ストラップ７の自由端は車の固定具８に固定されている。肩ストラップ６と膝ストラップ７の間の移行部において、安全ベルトは、中でベルトが自由に摺動できるベルトファスナ９を使用する車の留め金（キャッチ）１０に固定可能である。
【００１３】
巻取り装置３は、通常の使用において、装着者に運動の自由を与えるため、肩ストラップ６が引出されるのを許すばねと共に作動するが、大きい負荷の場合、たとえば衝突の際、肩ストラップ６が引出されることを阻止する通常の型のものである。
【００１４】
図２に詳細に示されているように、巻取り装置３は、枠体１３に取付けられるスピンドル１２を備えた巻枠１１を有する。スピンドル１２は、負荷制限装置１４を介して締付け装置１５またはベルトテンショナに連結され、締付け装置１５またはベルトテンショナは衝突の際に調子よく作動され、それにより安全ベルトを締付けてベルトのいかなる緩みも除去するように配置されている。締付け装置１５は車の減速度が所定値、たとえば５ｇに達するとき適切に作動可能である。このことは、たとえば、加速度計が減速度を感知するところである締付け装置１５に連結されたセンサ１６を使用して実施される。
【００１５】
通常、締付け装置１５は、衝突の短い最初の位相、通常２０ミリ秒に対してだけ作動する。しかしながら、本発明によれば、締付け装置１５は、衝突の時間のかなり長い部分に対して作動するように設計、配置されている。たとえば、車速および重量の関数よりなる、衝突の力に従って、衝突の期間は少なくとも３００ミリ秒、そして８００ミリ秒またはそれ以上にも達するかもしれない。したがって、締付け装置１５は、少なくとも３００ミリ秒、好適には８００ミリ秒またはそれ以上、すなわち理論的に衝突の全期間、作動可能でなければならない。
【００１６】
衝突の際の、本発明による成り行きの経過は下記のとおりである。
【００１７】
約１０ミリ秒の間に、車の減速度は締付け装置１５が作動されるような値に達している。その結果ベルトは締付けられ、そこでベルトのいかなる緩みも除去され、ベルト装着者は座席に十分に拘束される。締付け装置１５の速度および強さに従って、安全ベルトに装着者に傷害を与える関連する危険を有する大きい引張り力が発生するかもしれない。この傷害の危険を減少し安全ベルトにおいて許される最大のそして最大可能な引張り力に制限するため、締付け装置１５を強い締付けの際に巻枠１１に対してすべらせ、またはベルトが強い衝突の際に余りにも大きい力で引張られるならばすべらせる負荷制限装置１４が設けられている。
【００１８】
最初の締付けの後、衝突の間装着者が肩ストラップ６に抗して前方に投げ出される状態が存在し、この上に多分負荷制限装置１４が変形またはスリップする程の歪みが加わる。スリップが停止するや否や、締付け装置１５はベルトを再び巻き込むことができ、それにより装着者を所定の力で座席の方向に戻す。この装置により装着者上の負荷は一層平均した一層長く続くものとなり、衝突エネルギの一層有効かつ穏やかな吸収を生ずる。
【００１９】
ベルトの連続した伸長および締付けの大きい利点は、ベルトに抗する第１の衝撃後の伸長に続いて、装着者はその後の二次的衝突の結果としベルトに抗するさらなる衝撃に備える一層好ましい位置に達するということである。さらに、これから生ずる座席における改善された位置は、上体が側方に投げ出されその結果傷害をうける危険を減少する。
【００２０】
それゆえ、本発明によれば、安全ベルト２は衝突の期間の大部分の間引張り抵抗を受け、そのことは装着者の穏やかなしかし有効な拘束を可能にする。
【００２１】
安全ベルトの許される最大の引張り力は、２．０〜３．５ｋＮの範囲内にあるのが適当である。このレベルにおいて、ベルトの締付けは装着者を拘束するため５〜１０ｍ／秒の速度で発生することができる。ベルトの締付けは、所望の効果を達成するため約１４０〜２５０mmに、または３００〜５００mmにさえも達する必要があるかもしれない。
【００２２】
安全ベルトの比較的小さい最大引張り力と、迅速かつ強力であるがまた同時に長い時間の締付けとを組み合わせることにより、従来可能であったよりも一層有効に装着者を傷害から保護することが可能である。
【００２３】
締付け装置１５は、図２によれば、ガス発生器１７を備えることができ、ガス発生器１７は，作動されるときタービンホイール１８に向かってガスを推進し、それにより巻枠１１を回転することができ、また上記のように比較的長時間、多分１０００ミリ秒またはことによると数秒作動可能でなければならない。このことは、たとえば、もしガス蓄圧器１７がそのような長い時間作動することを可能にするため十分に大きく作られるならば、達成可能である。他の可能性は、ガス作動と電気作動とを組み合わせることである。この場合、実際の始動はガス作動、たとえば火薬技術によって迅速に発生可能であり、そして連続作動は蓄電器を介して車の電気装置から駆動される電動機１９によって発生可能である。電動機とガスモータは共通のスピンドルを有し単一のユニットを形成している。
【００２４】
負荷制限装置１４は、有利なのは摩擦結合よりなるものとすることができ、摩擦結合は、変化が、伝達されるトルクの大きさまで、たとえば装着者の大きさおよび体重の関数として実施しうるように、多分調節可能な接触を有することができる。たとえば、摩擦結合を制御する座席における重量センサを備えることができる。
【００２５】
図示の例において、巻枠１１は水平のスピンドルを備えているが、スピンドルを別の方法で、たとえば垂直に配置し、このようにして安全ベルトの所望の運動をうるため適当な制御装置を利用することも勿論可能である。
【００２６】
上記実施例において、締付けは衝突の間までは開始しない。しかしながら、本発明によれば、ベルト装着者の拘束を、上記衝突プロセスが開始する前に、衝突状態に発展するかもしれないと心配される状態の初期の段階において、安全ベルトの予備的締付けを発生することにより一層改善することも可能である。この解決法は、運転状態が、締付けの早期の作動に対する根拠を得るため解析されることを必要とする。そのような運転状態は、たとえば、急ブレーキまたは車の前方の物体との距離が危険な経過で減少する他の状態とすることができる。
【００２７】
ブレーキのため、減速度は、たとえばセンサ１６において加速度計によって記録可能であり、値が所定の衝突レベルより低い所定の安全レベルに達したとき、締付けは衝突プロセスに対する準備として開始することができる。警告時間はこの場合５０〜１００ミリ秒またはそれ以上であり、その理由で減速度の安全レベルは、十分長い警告時間が得られるように選択されるべきである。この警告時間は、締付け装置が比較的ゆっくり始動することを可能にし、そのことは電動機１９が締付け装置を作動するのに使用されるとき有利である。
【００２８】
対応した方法において、距離レーダは、適当なのはセンサ１６内において、たとえば、車の前方の物体との距離を監視するため、また距離が危険な値まで減少したとき、または危険な割合で減少するとき締付け装置を作動するため使用することが可能である。また、この場合、電気によって締付け装置を始動しかつ作動するために、上記長さの警告時間が望ましい。これら両方の状態は、起こりうる衝突プロセスにおける一段階を構成するが、衝突をなお回避可能にすることもできる。
【００２９】
所望の警告が得られるこれらの場合、通常締付け装置を迅速に、たとえば火薬技術によって始動する必要性はないが、連続した電気的作動は衝突の全期間を通じて所要の連続的締付けを確保することができる。しかしながら、衝突の警告がある理由で受信されない状態においては、締付け装置を迅速に始動する能力が存在しなければならない。
【００３０】
この型の予備的締付けは、ベルト装着者が衝突以前に一層よい状態におかれ、したがって傷害なしに衝突を克服する見込みが一層あることを意味している。
【００３１】
なお別の可能性は、ベルト装着者にその着座位置が最善でなく一層後方に傾いた位置に変化すべきであることを認識させる、前記予備的締付け以前の、穏やかな締付けを実施することである。このことは、たとえば、上記警告時間をさらに延長しかつ、締付け力が上記方法で衝突プロセスに対処しうるため増加されるとき、通常の予備的締付け状態に達するまで最初は小さい力で締付けを実施することによって実施される。このことは、たとえば、締付け装置を作動する電動機１９の適当な電気的制御によって実施可能である。別の可能性は、安全ベルトの装着が機構２０を巻取り装置３において緊張させることになり、また適当なセンサたとえばセンサ１６を介してトリガされた後、この機構に所要の穏やかな締付けを発生するような装着を有することである。
【００３２】
図１による実施例において、締付けは使用者の肩上を通過する安全ベルトの部分においてだけ発生するが、他の実施例も可能である。たとえば、固定装置８を巻取り装置３と置換し、それによりベルトファスナ９を安全ベルトに固定させることも可能である。この装置により、肩ストラップ６と膝ストラップ７は共に両方の巻取り装置における締付け装置の作用によって締付け可能である。また締付けも自由にベルトファスナ９を通過する安全ベルトとの固定具８においてだけ実施可能である。
【００３３】
図１に示されたように、安全ベルト２を車のシャシに固定する代わりに、安全ベルトを公知のように車の座席１に固定し、安全ベルトを車の座席と共に移動可能にすること、および一つ以上の巻取り装置をこれに固定することも勿論可能である。そのような実施例は図３に示されている。
【００３４】
ここに図示された３点ベルト用の実施例に加えて、本発明の範囲の中で可能な他の実施例が存在する。それゆえ本発明の概念は２点および４点ベルトにも使用可能である。
【００３５】
変形実施例において、巻取り装置３は留め金１０に設置可能であり、これに本発明によるベルトの締付けが達成可能であるように作用する。この場合、留め金１０は（図示されない）巻取り部分と共に設計される。そのような締付けの際、ベルトの他端は固定される。
【００３６】
勿論、巻取り装置の設計および構造が本発明の範囲内で変更可能であることが理解されるべきである。回転するベルト締付け運動は、直線的ベルト締付け運動によって置換可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車の座席用の安全ベルトを正面から見た図。
【図２】 関連する締付け装置および本発明による負荷制限装置を備えた、図１に示された安全ベルトに取付けられる巻取り装置の図。
【図３】 安全ベルトが車の座席に取付けられた装置の図。

Claims (12)

1. 衝突の際安全ベルト（２）によって車内のベルト装着者を拘束する方法であって、それにより安全ベルトが車の所定の減速度レベルに達したとき締付けられ、またそれにより衝突の間の安全ベルトの最大の引張り力がベルト装着者に対する傷害の危険を減少するように制限される方法において、締付けが衝突開始後少なくとも３００ミリ秒実施されることおよび安全ベルトの最大の引張り力が全締付けプロセス中に２．０〜３．５ｋＮに制限されることを特徴とする前記方法。
2. 締付けが少なくとも８００ミリ秒実施されることを特徴とする請求項１に記載された方法。
3. 締付け力が少なくとも安全ベルトの許される最大引張り力と同じ大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載された方法。
4. 主要の締付けが衝突以前に開始される予備的締付けによって先行されることを特徴とする請求項１から３のいずれかの１項に記載された方法。
5. 予備的締付けが車の減速の関数として開始されることを特徴とする請求項４に記載された方法。
6. 予備的締付けが車の前方の物体との距離の関数として開始されることを特徴とする請求項４に記載された方法。
7. 予備的締付けが連続的でかつ主要の締付けへの連続的移行が存在することを特徴とする請求項４から６のいずれかの１項に記載された方法。
8. 予備的締付けに先立って、穏やかな締付けが車の運転状態の関数として予備的締付けの間よりも小さい締付け力によって開始されることを特徴とする請求項４から７のいずれかの１項に記載された方法。
9. 主要の締付けが開始されるのに先立って、穏やかな締付けが車の運転状態の関数として主要の締付けの間よりも小さい締付け力によって開始されることを特徴とする請求項１から３のいずれかの１項に記載された方法。
10. 締付けがベルト装着者の肩の上を通過する安全ベルト（２）の部分（６）において実施されることを特徴とする請求項１から９のいずれかの１項に記載された方法。
11. 車の安全ベルト（２）のための装置であって、安全ベルトが締付け装置（１５）によって作動されかつベルト装着者の周りで、安全ベルトの最大引張り力を制限するための負荷制限装置（１４）によって締付けられるように配置され、それにより締付け装置（１５）が衝突の際安全ベルトを締付けるため作動可能である前記装置において、締付け装置（１５）が衝突開始後少なくとも３００ミリ秒作動可能であることおよび負荷制限装置（１４）がベルトと締付け装置（１５）との間で作動するように配置され、前記負荷制限装置が安全ベルトの最大引張り力を２．０〜３．５ｋＮに制限することを特徴とする前記装置。
12. 締付け装置（１５）が少なくとも８００ミリ秒作動可能であるように配置されていることを特徴とする請求項１１に記載された装置。

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