JPH09118164A - 自動車専用の自動式安全椅子及び安全ベルト - Google Patents

自動車専用の自動式安全椅子及び安全ベルト

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JPH09118164A
JPH09118164A JP8243434A JP24343496A JPH09118164A JP H09118164 A JPH09118164 A JP H09118164A JP 8243434 A JP8243434 A JP 8243434A JP 24343496 A JP24343496 A JP 24343496A JP H09118164 A JPH09118164 A JP H09118164A
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iron
shaft
spring
chair
bar
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Mongkol Jesadanont
ジェサダノント モングコル
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 乗客の安全性を確保するためのベルト。 【解決手段】 衝突が起こる場合、鉄棒２１４Ａが、決
められた距離に従って前向きに動くから、かぎ２３５を
外させる。鉄棒の下部とクッション下の板金３００との
間に固定するスプリング３２１で鉄棒の上先端と背もた
れをすぐ後ろへ仰向きに倒れさせる。乗客が車内の部品
とぶつからないように防げる。また、バンド安全ベルト
はベルトを締めている乗客に対する安全ベルトの面積あ
たりの引張力を減少させる。リアの安全椅子には小分け
のアッパバックパネル下の板を支える鉄棒の後部に拍車
がある。各椅子の各部には、衝突によって、鉄棒を前向
きに動く時に、アッパバックパネル下の板は固定したト
ーションスプリングによって下に折り畳みになるので、
鉄棒が背もたれと一緒に後ろへ仰向きに倒れるための隙
間が生ずる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車専用の自動式
安全椅子及び幅広い安全ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】車の前部に衝突が起こると、車の前部は
ハンドルと共に押されるため、ドライバーとフロントシ
ートに座る人に危険性を与えて、負傷になる可能性が高
い。生ずる危険を減少するために安全ベルト（SAFETY B
ELTS)(US.PATENT NOS.5,411,319 とEP 0 529 265) 、エ
ア・バッグ(U.S.PATENT N0S.5,409,262;5,251,931;5,01
1,181)など色々な設備を発明することになる。衝突時に
車が衝撃されることによって、エア・バッグを膨らませ
るためのエレクトロニクス又はメカニズムが故障、不良
になると、エア・バッグが膨らまなくなる現象もよくあ
る。そのため、椅子に座する人がハンドル又は前の制御
盤に打付けられる。それに、４０キロ／時など早いスピ
ードで衝突する場合、エア・バッグはユーザーに危険性
を与えることもある。すぐ膨らんだエア・バッグ自体は
椅子に座する人の胸にプレスして、重負傷や死ぬ原因と
なる。そのため、これらの危険性を減少するために努力
をして来ている。乗用車に対する危険を減少するために
車内の椅子の型の設計に努力した。現在は、衝突が起こ
る時に、乗用車のボディーと頭部をすぐ後ろへ動かせる
椅子を取り付けるという提案がある。かなり複雑なメカ
ニズム(U.S.PATENT NO.5,340,185) によって、クッショ
ンの前部を上げるので、衝突されると操作しない可能性
があるという問題がある。U.S.PATENT NO.5,407,244 は
横側に衝突が起こる時に乗用車を保護する安全椅子を示
す。U.S.PATENT NO.5,409,262 は車を沈下させると共に
椅子を上がらせることによって、乗客に対する危険性を
防ぐシステムを公開するが、前述のメカニズムの値段は
かなり高い上に乗用車に対する安全性を与えられること
にも信じ難い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのために、前部に衝
突される時、不操作にならないようにあまり複雑ではな
い上に乗用車に対する安全性を与えられ、安くて、効率
の高いメカニズムを発明すべきである。
【０００４】
【発明の実施の形態】速度４０キロ／時以上の状態で衝
突が起こる時の車専用自動式安全椅子の本発明は、本発
明された安全椅子と共に安全ベルトを利用する人に対す
る危険性を減少する発明である。速度は設計によって減
少でき、例えば３０キロ／時である。しかし、基準に従
って５０キロ／時を越えないべきである。これら総べて
はエア・バッグ(AIR BAG) と一緒に使う必要がない。
【０００５】相対速度４０キロ／時以上の状態で衝突が
起こる場合に、本発明された車専用の自動式安全椅子は
座する人と一緒にすぐ後ろの方へ仰向けに倒れるように
なるため、座する人の頭部から尻部までは前にある物と
ぶつからない。新発明された自動式安全椅子は、車のフ
ロント・シート用とバック・シート用がある。
【０００６】本説明に関する上記の説明と下記の説明で
は １．相対速度(RELATIVE VELOCITY) とは、いずれの速度
で走っている車が衝突したことによる速度の意味であ
る。例えば、２５キロ／時で走った車内に座する人は車
の速度と同じく２５キロ／時で動く。反対車線に１５キ
ロ／時で走っている車と衝突すると、衝突による、車又
は各車内の乗客に対して生ずる相対速度は等しく＝２５
＋１５＝４０キロ／時となる。車又は乗客は４０キロ／
時で走っている時に速度０と見なせる壁と衝突するとし
たら、壁と衝突したことによって車又は乗客に対して生
ずる相対速度は等しく、４０＋０＝４０キロ／時とな
る。「車は速度４０キロ／時で衝突が起こる。」と言っ
た場合に、この「速度４０キロ／時」とは速度４０キロ
／時で衝突されたことによって車又は乗客に対して生ず
る相対速度の意味である。また、「車は速度４０キロ以
上／時で衝突する」と言った場合に、ここで述べた「速
度４０キロ以上／時」とは、速度４０キロ以上／時で衝
突することによって車又は乗客に対して生じた相対速度
の意味である。 ２．衝突(COLLISION) とは、車の(FRONTAL COLLISION)
正面での衝突の意味である。
【０００７】図１に添って、車は速度４０キロ以上／時
で衝突すると、フロント・シートとバック・シートの背
もたれはすぐ後ろの方に仰向けになる。
【０００８】新発明された椅子は２種類ある。 １．フロント・シートの乗客とドライバー(DRIVER AND
FRONT SEAT PASSENGER) である車の前部に座する人用の
自動式安全椅子と、 ２．リアシート乗客用の自動式安全椅子(REAR SEAT PAS
SENGERS)
【０００９】スプリング(SPRING)は本発明にとって重要
なメカニズムである。２種類のスプリングを使ってい
る。それは、 １．トーションスプリング(TORSION SPRING) ２．テンションスプリング(TENSION SPRING) 又は、このスプリングと同じような働き方のある他種ス
プリングやメカニズムを使ってもよい。
【００１０】トーションスプリング(TORSION SPRING)を
使ったフロント・シートの乗客専用の自動式安全椅子
【００１１】図２、図３、図４は発明された自動式の安
全椅子211 の図である。クッション、背もたれ、安全ベ
ルト以外に各部品は鋼で作られた。背もたれ213 は乗客
の左側にある鉄棒214 Ａと乗客の右側にある鉄棒214Bと
固定されている。
【００１２】図３に添って、乗客の胸レベルにある自動
式安全椅子211 の左側の鉄棒214Aを示す。鉄棒214Aには
自動的シートベルト戻し引張セット212A(AUTOMATIC SEA
TBELT TENSIONER SYSTEM) が取り付いている。シートベ
ルト216Aの一部は中に巻かれて、また一部は外に出てい
る。この自動的戻し引張セット212Aは乗客の胸部のシー
トベルトに使用される。
【００１３】次に、鉄棒214Aの乗客の尻部には自動的シ
ートベルト戻し引張セット(AUTOMATIC SEATBELT TENSIO
NER SYSTEM)212B が組み立てられる。シートベルト218A
の一部は中に巻かれてあり、一部は外に出ていて、219B
と固定する。（図２に添い。) この自動的シートベルト
戻し引張セット212Bは乗客の腹部を締めるシートベルト
に使用される。
【００１４】速度１０キロ／時の状態で車が衝突される
時に、自動的戻し引張セットはシートベルトを引っ張っ
て、乗客を背もたれに締める。
【００１５】図４はこの自動式安全椅子211 の右側にあ
る鉄棒214Bを示す。最上部の下で自動的シートベルトの
戻し引張セット212Aと同じ位置には鉄軸215 がある。ま
た、この鉄軸215 にはシートベルト216Bが付けられてい
る。図２と図３のように、ストラップ・ロック(STRAP L
OCK)219Aでシートベルト216Aをシートベルト216Bに嵌め
込む（図２、図３) 。
【００１６】次に、鉄棒217 は自動的戻し引張セット21
2Bと同じ位置にある。シートベルト218Bで固定されてい
る。ストラップ・ロック(STRAP LOCK)219Bでこのシート
ベルト218Bをシートベルト218Aと嵌め込む。鉄棒214Aと
鉄棒214Bとの相違部品では、自動的戻し引張セット212A
と212Bは鉄棒214Aにだけあり、丸い軸215 と217 は鉄棒
214Bにだけある。鉄棒214Aと鉄棒214Bの他の部品につい
ては後で述べる。両方の部品は同じである。丸い軸217
又は自動的戻し引張セット212Bの下には鉄棒214 の横と
直角に出ている丸い軸220 がある。その丸い軸220 の下
にある鉄棒214 の先端には穴(HOLE)222 がある。板300
は両側のクッション204 の縁の下にある厚い板である。
２枚の板300 の下部の先端は図２、図３、図４のように
車のフロアと直角に固定される。
【００１７】板300 の壁301 には丸い軸303 が直角に出
ていて、かぎ304 があります。先端305 は軸303 に嵌め
込まれて、この形態ではかぎ304 は軸303 の周囲に回動
自在である。かぎ304 の曲がり先端306 は丸い軸220 に
引っかかる。下の方に曲がっていく先端306 は番号307
で示される。かぎ304 の位置308 にはテンションスプリ
ング309 が固定される。又、片一方のスプリングの先端
は軸310 に嵌め込まれて、軸310 の周囲を回動自在であ
る。この軸310 は板300 に固定される。
【００１８】かぎ307 の先端は軸220 から外れる時は、
テンションスプリング309 内の張力(TENSION FORCE) は
丸い軸220 からかぎ304 を引っ張って外させるほど沢山
の力がある。鉄棒の下部にある前述の穴(HOLE)222(図
５、図６) は鉄シャフト221(CYLINDRICAL SHAFT)に嵌め
込める。鉄棒214 をシャフト221 の回りによく回転出来
るために、穴222 の径はシャフト221 の径より多少長
い。
【００１９】図５に添って、このシャフト221 は厚い板
金(STEEL PLATE)300と直角になっている。この板金300
の厚さは最低１センチである。
【００２０】鉄棒214 の穴222 から横に出ている部分は
シャフト221 である。鉄棒214 から出ているシャフト22
1 の部分は、シャフト221 の廻りに嵌め込まれたスプリ
ング・セット230 の厚さより１センチぐらい長くなけれ
ばなりません。全部のスプリング231 を巻いて、シャフ
ト221 から外れないためである。この鉄棒214 はシャフ
ト221 の廻りによく廻れる。図５と図６に添って、トー
ションスプリング・セット(TORSION SPRING SET)230 の
スプリングコイル231(SPRING COIL)がシャフト221 に嵌
め込まれていることを示す。スプリングコイル231 の内
部の径はシャフト221 の径より相当大きい。操作中で
は、スプリングはこのシャフト221 の表面と締めること
はないので、スプリングセット230 はシャフト221 の廻
りに差し支えることなく、よく廻れる。
【００２１】このトーションスプリング・セット230 の
上部には2 本のクランプ(CLAMP)233で鉄棒214 と並行に
固定されたアーム232 がある。故に、鉄棒214 は水平と
角度を作るとアーム232 も同じ角度に曲がる。スプリン
グ・セット230 の下部は真っ直ぐなアーム234 になっ
て、先端は長いループのかぎ(LONG LOOP)235になってい
る。（図６) この長いループを作った理由は引っかけた
力の調整セット240 の鉄ループ243 が差し支えることな
く、よく動ける長さになるためである。アーム234 は色
々な位置に引っ張られて動かした時に、この鉄ループ24
3 は閉鎖円ループ（CLOSED-CIRCULAR-LOOP）（図７) に
なっていて、どの状態になっても、鉄ループ243 は、か
ぎの先端235 から外れることはない。図16と図17のよう
に示してある。
【００２２】図５と図６の拡大図に添って、アーム232
と234 は順に非作動コイル231a，231eに繋がっている部
分である。
【００２３】本発明では、スプリングセット230 のスプ
リングコイル231 を５輪があると決まった。輪231aは1
輪目とし、アーム232 と同じ部分とする。また、輪231e
は最後の5 輪目で、アーム234 と同じ部分になるとす
る。輪231aと輪231eは非作動コイルになると決められ
た。非作動コイルとは外力に当たっても、不動の状態に
なるスプリングの輪の意味である。アーム232 と234 は
真っ直ぐになる状態で、曲がることはない。トーション
スプリングセット内の非作動コイルの主な役目は、作動
コイルといった残りのスプリング231b・231d に力(FORC
E) を伝えることである。トーションスプリングセット
内の作動コイルは、他のメカニズムから力を受ける或い
は他のメカニズムに力を伝える役目がある。
【００２４】板金300 での鉄棒214 の下には力調整セッ
ト(FORCE-ADJUSTING SET)240がある。（図７〜図９）椅
子に座する人の体重に添ってスプリングセット230 内に
生ずる初歩力の調整のために使う。壁301 と水平に固定
された鉄レールC 型241 で組み立てる。
【００２５】鉄レール241 内には水平に動ける四角形の
鉄棒242 がある。動ける鉄棒242 の後部の先端の表面に
はスプリング230 の長いループ235 と引っかけるための
閉鎖円ループ243 がある。図10は図７の2-2 線断面図で
あり、閉鎖円ループ243 が装架される位置である。
【００２６】動ける鉄242 のもう一方の先端に近づいた
位置の表面には足245 で固定された指す板金244 があ
る。指す板金244 の上部246 の先端は角度120 °に曲が
っている。上部の矢印247 は板金300 の壁301 にもう少
しで接触する。図11は図７の3-3 線断面図であり、指す
板金244 の固定位置である。
【００２７】動ける鉄242 の表面の先端には丸い鉄棒24
8 がある。表面は雄ボルトになっている。この丸い鉄棒
248 は板金300 の表面301 と並行になっている。
【００２８】丸い鉄棒248 は表面301 と垂直に固定され
た板金250 の穴249 に挿入される。この穴の径は丸い鉄
棒248 の径より少し長い。
【００２９】板金250 の両側にナット251 と252 を接ぎ
合せて、この丸い鉄棒248 を板金250 に固定させる。二
本の雌ボルトは丸い鉄棒248 の雄ボルトにぴったり嵌め
込める。
【００３０】ナット251 と252 を調整することによっ
て、動ける鉄242 、指す板金244 と丸い鉄棒248 は水平
に動ける。
【００３１】図８に添って、トーションスプリングセッ
ト内のトルク力或いは、この力調整セット240 の鉄ルー
プ243 に固定されるテンションスプリングセット内の引
張力を調整する時には、鉄棒248 に沿ってナット252 を
よく動かせるために、板金250 と接ぎ合せたナット252
を鉄レール241 の先端253 から少なくとも5 センチ離さ
せる。
【００３２】先端253 の後ろから5 センチ離れるのは目
盛り302 の一番前にある線である。この線はこの椅子に
座する人の最高体重を示す。
【００３３】指す板金244 の矢印247 は、壁301 の上に
ある目盛り302 の色々な線に指す。目盛り302 はキログ
ラム単位で本発明された椅子に座する人の体重を示す。
【００３４】目盛り302 の線を決めることは本発明にと
って重要であることの一つである。次にまたこのことに
ついて述べる。
【００３５】図２、図３と図４に添って、力調整セット
240 はスプリングセット230 のかぎ235 に引っかけた鉄
ループ243 で、トーションスプリング230 と固定され
る。今、かぎ304 の曲がり先端306 は終始に鉄棒214 の
軸220 に引っかけている。
【００３６】たとえ、背もたれ213 に寄り掛かって座す
る人がいなくても、曲がり先端306は未だ軸220 に引っ
かけている。普通状態では背もたれ213 と鉄棒214 を仰
向けになると決めたからである。ここでは、普通の背も
たれの仰向け角度は70゜と決まっている。図３、図４参
照。
【００３７】長いループのかぎ235 に引っかけた鉄の丸
いループ243 で力調整セット240 の動ける鉄棒242 をス
プリングセット230 に引っかける。スプリングセット23
0 内のトルクが増加になって欲しい場合は、適当にナッ
ト252 を緩めて、図８にある矢印254 の方向に丸い鉄ル
ープ243 を前部に動かせる。
【００３８】ナット252 は矢印255 の方向に動かす間に
ナット251 を廻すと、鉄棒248 は矢印254 の方向に動
く。同時に丸い鉄ループは、かぎ235 を引っ張って一緒
に動かすからスプリングセット230 内のトルクを増加さ
せる。逆に、乗客の体重が減って、スプリングセット23
0 内のトルクを減少したい場合は、矢印255 の方向に沿
って後部へ丸い鉄ループ243 を調整する。
【００３９】図２、図３と図４に添って、小板金320 は
板金300 と垂直し、調和になっている。また、板金320
の表には圧縮スプリング(COMPRESSION SPRING)321 が取
り付けられている。激しく衝突の場合に、鉄棒214 の下
部260 がこのスプリング321を支えるためにスプリング3
21 はシャフト221 の下部から10センチ以上離れなけれ
ばならない。
【００４０】スプリングコイル322 はスプリングセット
321 の一番外にあるスプリングである。
【００４１】スプリングセット321 の役目は衝撃を減少
し、シートベルト216 と218 によって、椅子211 に座す
る乗客と鉄棒214 の前向き距離を制限する。速度40キロ
/ 時以上の状態で衝突する場合、鉄棒214 の下部260 は
スプリング321 を最後の部分まで圧縮する。しかし、未
だ衝突していないで、普通状態の場合には、スプリング
コイルの先端322 と下部260 との隙間の距離は適当に決
められる。
【００４２】板金320 の裏の近くにある板金300 には、
板金300 と固定された厚い板金331で組み立てられた衝
撃力減少セット330 がある。厚い板金331 にはボルトが
あって、丸い鉄棒323 の外部のボルトとぴったり嵌め込
める。図19、図24に示されるごとく、速度40キロ/ 時以
上の状態で、衝突が起こる場合、スプリングセット230
によって鉄棒214 が後ろの方へ仰向けに引っ張らる。丸
い鉄棒323 の最上部333 には圧縮スプリング(COMPRESSI
ON SPRING)334 が固定して、鉄棒214 の衝突力を減少す
る役目がある。
【００４３】板金300 の下部331 には、角度を示すスケ
ール336 がある。スプリングセット230 によってスプリ
ング334 が端まで圧縮されるまで、後ろの方へ引っ張ら
れている時に鉄棒214 は水平と角度を作る。図19、図24
に示されるごとく、鉄棒332を上下に回すことで、角度
を調整出来る。鉄棒332 の最下端335 はスケール336に
指す。
【００４４】自動車専用の発明された安全椅子の使用方
法 図14に添って、乗客400 は安全椅子211 に座って、スト
ラップロック219 を使ってシートベルト216 と218 を締
める。この二つのシートベルトは背もたれ213の両側に
ある鉄棒214 と固定している。現在に使っているシート
ベルトと違う。現在に使っているシートベルトは車のボ
ディーと３点式固定で、車の中部の柱の上部(Q位置) と
車のフロア2 点のU 位置とW 位置があったが、背もたれ
と固定する部分は全然ない。先行技術である図30参照。
ですから、現在に使っているシートベルトの場合には、
もし激しい衝突が起こると、フロントに座する人は全員
固定されて、ハンドルやゲージ盤と圧迫されます。リア
乗客はフロントの背もたれと圧迫されて、重負傷や死ぬ
原因となる。
【００４５】しかし、本発明された自動車専用の安全椅
子211 は、シートベルト216 と218又は幅広のシートベ
ルト900 を締めると、乗客400 の胸部401 と尻部402 は
背もたれ213 と固定される。詳細は後で説明する。
【００４６】安全椅子211 の部分は、速度40キロ/ 時以
上の状態で衝突される時に操作が始まる。衝突されると
背もたれ213 はすぐ仰向けに倒れて、乗客の尻部から頭
部まで一緒に引っ張られる。そのため、乗客400 は前に
ある物とぶつからない、圧迫されないのである。
【００４７】安全椅子211 を利用する前に、先ず乗客の
体重に従ってメカニズムを調整しなければならない。下
記の手順通り行う。
【００４８】手順１．図12を参照すると、アーム234 は
普通位置(RESTING POSITION)といったA 位置にある。こ
の位置にはスプリングセット230 に対する外力がない。
つまり、スプリングセット230 のトルクは０である。力
調整セット240 の丸い鉄ループ243 で、かぎ235 は未だ
引っ張られていない。A 位置には、アーム234 は水平と
角度50゜を作るとする。
【００４９】手順2.体重Ｍkgの乗客をこの椅子に座らせ
る場合、図13に添って、椅子のメカニズムを調整しなけ
ればならない。動ける鉄棒242 の丸い鉄のループ243 は
アーム234のかぎ235 を、図12のA 位置から矢印247 が
スケール302 の体重M kgの数字に指すまで引っ張って、
力調整セット240 を調整する。（図13に添って）これに
よって、アーム234 をＸ位置に行かせ、元位置のA と角
度θ°を作らせる。
【００５０】アーム234 はＸ1 位置にある。スプリング
セット230 がスプリングコイル径の距離＝Ｘメートルで
普通位置である元位置からトルクされるとすると、Ｋは
トーションスプリングセット230 の剛性であり、単位は
ニュートン／メートルである時、各側のスプリングセッ
ト230 の中にはF ニュートン又はＫＸ1 ニュートンの初
歩トルクが蓄えられる。
【００５１】この初歩トルクF は、かぎ304 を鉄棒214
の軸220 に固定させるから、背もたれ213 も一緒に固定
される。
【００５２】アーム234 がA 位置からＸ位置へ引っ張ら
れる時には、アーム232 と鉄棒214が固定される。図13
のようにかぎ304 は終始に軸220 と引っかける。
【００５３】この角度θは、力調整セット240 によって
アーム234 を普通位置から新しい位置へ引っ張る角度で
ある。椅子に座る人の体重に基づいてアーム234 を普通
位置から調整するために、角度θの値を知る必要があっ
て、大事な値である。角度のθ値はM の値に比例し、こ
れから示す計算に基づいて得られる。
【００５４】このF ニュートン又はF/9.81キログラムの
初歩トルクは各トーションスプリングセット230 内に生
ずる力である。２本のストラップロック233 で鉄棒214
と固定されているアーム232 のB 位置(B位置にはアーム
232 が水平と角度70゜を作る) が鉄棒214 を終始に後ろ
の方へ仰向けに押す。しかし鉄棒214 は軸220 と、かぎ
304 で引っかけているため、鉄棒214 はずっと固定され
る。椅子の背もたれを押す力は両側のスプリングからの
力である。そのため、力の値は2Fになるわけである。こ
の後に示す計算科目から見られるように、未だ衝突がお
こらない普通状態での2Fはシートベルトを締めて、椅子
に座っている人が、かぎ304 を軸220 から外れるほど鉄
棒214 を前に引っ張ることを防ぐことができるほど大き
い値を持っている。未だ衝突が起こらない普通状態で走
っている車に座する人が偶然に仰向けになることを防ぐ
ためである。自然的に、実験からの結果では、乗客はベ
ルトで背もたれと固定された状態のままに前に傾ける。
背もたれに対する前の方への引張力は乗客の体重を越え
ない。例えば、実験では、体重60kgの人は60kg以下で前
向きの引張力を生じさせるのは自然である。しかし、未
だ衝突が起こらない時には、背もたれ213 を固定して、
両側のスプリングセット230 内に生ずる初歩トルクは3,
386.56kgもあります。次の計算に示しているように、こ
の値は乗客の体重の60kgより非常に大きい。
【００５５】図13を参照すると、椅子のメカニズムを調
整した後、体重Ｍkgの乗客400 はこの椅子に座って、図
14のようにシートベルト216 と218 を締めている。
【００５６】速度40キロ/ 時で衝突する場合 図15は、速度40キロ/ 時(11.11メートル／秒) で衝突が
起こった車での乗客400 と椅子セット211 を示す図であ
る。
【００５７】椅子の色々なメガニズムは下記のように作
動する。 １．車が突然に止まる。しかし、乗客は速度水頭40キロ
/ 時で前向きに投げられるので、シートベルト引張セッ
トは乗客400 のシートベルトを引っ張る。移動中の乗客
の運動エネルギーは膨大な衝撃エネルギーに変えられ
る。シャフト221 は鉄の棒214 のスピン点となって、乗
客は背もたれ213 と一緒に鉄棒214を前向きに引っ張
る。アーム232 が動いて、スプリングセット230 の引き
止めによって図16のC 位置に瞬間に止める。スプリング
セット230 がスプリングコイルの径に沿って、あと0.06
メートルをトルクされるとすると、アーム232 が動いて
いる間に、力調整セット240 によってアーム234 はＸ位
置終始に固定される。そのため、アーム232 はC 位置に
ある時、スプリングセット230 に対する外力がない普通
位置からトルクされたスプリングの距離はＸ1 +0.06 ＝
Ｘ2 メートルになる。
【００５８】２．鉄棒214 が前の方へ投げられている間
に、鉄棒220 は、かぎ304 を押して、曲がる先端306 を
持ち上げる。先端307 が軸220 を過ぎるまで押される。
スプリング309 内の引張力は、かぎ304 を軸220 から外
れるように引っ張っている間に鉄棒214 はまだ前向きに
投げている。また、アーム232 がC 位置（図16に添い)
にあると、しばらく停止になる。このC 位置には、トー
ションスプリング230は乗客400 をしばらく停止させ
る。（乗客のＶ2 を0 とする。) 今、鉄棒214 の最下部
260 は圧縮スプリング321 のスプリングの外コイル322
にぴったり接触して、スプリング321 内の圧縮力は未だ
生じさせない。また、スプリングセット230 内に生ずる
トルクは＝Ｋ（Ｘ1 +0.06)ニュートンになる。鉄棒214
が衝突力減少スプリング334 に圧搾するまで、この生じ
たトルクは図19に添って、鉄棒214 、背もたれ213 と乗
客400 を引っ張って仰向けに寝かせる。 ３．図19に添って、乗客400 の尻部から頭部までは車の
フロントにある物とぶつからない。
【００５９】図18に添って、速度40キロ/ 時以上の状態
で衝突が起こる場合 椅子の色々なメガニズムは下記のように作動する。 1.衝突による生じた何れの衝撃エネルギーは、背もたれ
213 と乗客400 を前の方へ130 ゜以内水平角度を作らせ
る。（仮定) 2.鉄棒214 の最下部260 はスプリング321 を板金320 に
圧搾する。乗客400 が前の方へ投げられ、ハンドルやゲ
ージ盤など車の前部にある部品にぶつからないためであ
る。スプリング321 は衝突力を減少するので、リアシー
トの乗客もフロントの背もたれとぶつからない。 3.スプリング309 は、かぎ304 を最上の端まで引っ張っ
て、軸220 から既に外れている。 4.鉄棒214 は角度130 °で前向きになったと同時に、鉄
棒214 の下部260 はスプリング321 を端まで圧搾する。
スプリングセット230 内の蓄積トルクは図19のように鉄
棒214 、背もたれ213 と乗客400 を後ろへ仰向けに引っ
張る。
【００６０】計算 1.本発明に使うために、スプリングを適切に作らなけれ
ばならない。例えば、スプリングの径を決めて、剛性の
値を計算すること。 2.Ｘ1 の距離及び力調整セット240 でA 位置から引っ張
られたアーム234 の角度の値θを計算しなければならな
い。角度の値θをスケール302 とスプリングセット230
内の初歩トルクの調整に使うためである。Ｘ1 の値と角
度の値θは各乗客400 の体重によって変わる。最も体重
の重い人（例えば120 キログラム) のθの値にとって
は、スケール302 の最高重さを示す線が板金300 から落
ちさせるほどあると駄目である。 3.Ｘ1 の値が判れば、椅子の各側のスプリング内の初歩
トルクの値(F＝ＫＸ1) を計算できるので、全部の力の
値を知ることができる(=2F) 。この2F力は背もたれ213
を終始に固定させ、未だ衝突が起こらない時にも偶然に
後ろへ仰向けにならないようにさせる。 4.「θ」の角度の値を使って、スケール302 を書くこ
と。アーム234 は本発明の椅子211 に座る乗客400 の体
重Ｍに比例する。スケールを書く時、もし「θ」の角度
の値を中心にして書かないと、作成されたスケールは実
際と相違になる。また、力調整セット240 を実際と当た
らないスケールに添って調整すると、この椅子211 は要
望通りに操作できなくなる。衝突が起こった時に、この
椅子211 に座っている人に危険性を与えることになる。
【００６１】図13と図16から新しく作成された図17は、
計算上の参考に使うためである。乗客400 、背もたれ21
3 を除いて、椅子211 の各メカニズムだけを示す。図17
に添って、普通位置のA にあるアーム234 が見られる。
この位置にはスプリングセット230 に対する外力がない
位置である。つまり、スプリングセット230 内のトルク
はゼロである。かぎ235 は未だ力調整セット240 の丸い
鉄ループ243 で引っ張られていない。A 位置には、アー
ム234 を水平と角度50゜を作るとする。
【００６２】計算上では、 Ｍ： 本発明椅子に座っている人の体重とし、単位はキ
ログラムとする。 ｍ： 各側の鉄棒214Aと214Bに対する乗客400 の体重の
半分（乗客400 の体重は各鉄棒214 に等しく半分ずつ当
たる。）すなわち、ｍ＝Ｍ／２ Ｖ1 ： 衝突によって生じた乗客400 の速度水頭 40キロ／時 =11.11メートル／秒 衝突時の車の速度と等しい。 Ｖ2 ： 図15に添って、トーションスプリングで、引き
止められた乗客の最後速度である。図16と図17に添っ
て、スプリングセット230 のアーム232 はC 位置へ動い
て行く。即ち、Ｖ2 = 0 θ： アーム234 がA 位置からX 位置へ動いて行く角度
である。スプリングをＸ1 距離で径の方向に沿って捩ら
れて行かせる。つまり、Ｘ1 は普通位置である元の位置
から捩られたスプリングセット230 で、スプリングの径
の方向に沿った距離である。 Ｘ2 = Ｘ1 + 0.06 メートル K はスプリングの剛性の値である。つまり、スプリング
を1 メートルを伸ばす力（ニュートン) である。単位は
ニュートン／メートルで、各セットのスプリングの一定
の値である。ワークとエネルギーの方程式(WORK-ENERGY
EQUATION)によれば、 -1/2 Ｋ（Ｘ2 2 -Ｘ1 2) = 1/2m（Ｖ2 2- Ｖ1 2) -1/2 Ｋ｛（Ｘ1 + 0.06)2- Ｘ1 2｝=1/2（Ｍ/2)(02- 11.112) -1/2 Ｋ(0.12 Ｘ1 + 0.0036) = -30.858 Ｍ 1/2 Ｋ(0.12 Ｘ1 + 0.0036)= 30.858 Ｍ .........(1) 仮にこの椅子に座っている人の最高の体重が120 キログ
ラム、最高のＸ1 値を0.1 メートルとする。∴ 方程式
(1) によれば、 方程式(1) のＫを474,738.46ニュートン／メートルとす
ると、 1/2 ×474.738.46(0.12 Ｘ1 +0.0036) = 30.858 Ｍ Ｘ1 = 0.0010833 Ｍ- 0.03............(2) スプリングセット230 の直径を0.14メートルとすると∴
このスプリングコイルの円周は0.14¶メートルつまり、
距離0.14¶メートルは角度360 ゜となる。円周の長さは
Ｘ1 メートルとすると 角度360 Ｘ1 /0.14 ¶= 818.5 X ゜ θ = 818.5 X ............(3) Ｘ1 = 0.0010833M-0.03 を代入すると ∴ θ = 818.5(0.0010833 Ｍ−0.03)...........(4) 方程式(2) と(4) から椅子に座る人の体重の値= Ｍが判
れば、Ｘ1 、θと2Fの値を計算できる。例えばもし、 Ｍ= 30キログラムとすると、Ｘ1 = 0.00245 メートル、θ= 2.045 ゜ 2F = 2 ×48,393.32 ×0.00245 キログラム =237.12 キログラム Ｍ = 60 キログラムとすると、Ｘ1 = 0.03499メートル、 = 28.65 ゜ 2F = 2 ×48,393.32 ×0.03499 キログラム =3,386.56 キログラム
【００６３】衝突が起こらない普通状態では、椅子に座
る人の体重と比較するとこの力はかぎ304 を両側の鉄棒
214 の軸220 に固定されるほど力が大きい。背もたれ21
3 も乗客も偶然に仰向くことはない。
【００６４】衝突は速度40キロメートル/ 時以上の状態
で起こる場合、鉄棒214 を水平と角度130 °以上前向き
にならないように、小板金320 の下部260 はスプリング
321を押し付ける（図18) 。
【００６５】B 位置にある時、アーム232 の角度は元の
位置より大きくなる。 130-70= 60 ゜ 円周に沿って伸びたスプリングの距離は60× 0.14 ¶ /
360＝ 0.073304 meter
【００６６】見た通りに、この距離は、速度40キロメー
トル/ 時以上の状態で衝突して、円周に沿って伸ばした
スプリングの距離の0.06メートルより長い。このスプリ
ングセット230 のアーム232 はB 位置からC 位置へ動い
て行く（図17) 。
【００６７】表−１に添って、椅子で座る人の体重が順
に30,32,34,36,... 又は120kg になる時のＸ1 の値とθ
を示している。
【表１】
【００６８】トーションスプリングのスケール302 の作
成方法 トーションスプリングのスケール302 を作成する前に、
方程式(4) から椅子に座る人の体重Ｍに基づいて、θの
値を先ず計算しなくてはならない。 θ＝ 818.5(0.0010833M - 0.03)
【００６９】表−１に添って、椅子に座る人の体重Ｍ＝
30,40,50,60,70,80,90,100,110または120Kg は角度の値
は順にθ＝2.04, 10.91, 28.65,39.54, 46.37, 55.24,
64.11, 72.98又は81.85 ゜になる。
【００７０】表−１に添ったθの値を計算出来たら図20
に基づいて下記を行う。 １．このスケールの作成の終始では、かぎ304 の曲がり
端306 を鉄棒214 の軸221 に引っ掛けさせる。鉄棒214
とアーム232 を動かさないためである。 ２．仮に椅子に座る人の体重を30,40,50,60,70,80,90,1
00,110又は120Kg とすれば、アーム234 が引っ張られた
角度は前述の乗客の体重に従って元の位置Ａと角度を作
る。角度は順にθ＝2.04, 10.91, 28.65,39.54,46.37,
55.24, 64.11,72.98 又は81.85 ゜になる。 ３．表−１によれば、椅子に座る人の体重は30キログラ
ムとすると、動ける鉄棒242 の丸い鉄ループ235 がアー
ム234 の普通位置Ａのかぎ235 を引っ張るように力調整
セット240 を調整する。図20に添って、アーム234 は矢
印254 の方向へ引っ張られ、Ａ1 位置まで動いて、Ａ位
置にあるアーム234 の元レベルと2.04゜の角度を作った
から、矢印247 を板金300 の壁301 の位置に指させる。
矢印247の頭部には縦の線を書く。また、この線に30の
数字を記す。 ４．表−１に添って、Ｍの値が,40,50,60,70,80,90,10
0,110又は120Kg になれば、の値は順に10.91, 28.65,3
9.54, 46.37, 55.24, 64.11, 72.98又81.85 ゜になる。 同じことで、動ける鉄棒242 の丸い鉄ループ243 がアー
ム234 の普通位置Ａにあるかぎ235 を引っ張るように力
調整セット240 を調整する。図20に添って、アーム234
は矢印254 の方向へ引っ張られ、Ａ2 , Ａ3 , Ａ4 , Ａ
5 , Ａ6 , Ａ7, Ａ8 , Ａ9 とＡ10の位置へ動いて行っ
て、θの値はアーム234 の元レベルのＡ位置と順に10.9
1, 28.65,39.54, 46.37, 55.24, 64.11, 72.98又は81.8
5 角度を作るから前述の角度の値に従って、矢印247 を
板金300 の壁301 の各位置に動かせる。矢印247 の頭部
には縦の線を書く。また、この線に順に40,50,60,70,8
0,90,100,110 と120 の数字を記す。つまり、30,40,50,
60,70,80,90,100,110と120 の数字を記された縦の線は
各乗客の体重の値である。この椅子に座る前に乗客は矢
印247 を自分の体重の位置に当たるまでアーム234 を引
っ張って、力調整セット240 を調整しなければならな
い。 ５．この作成されたスケール302 は発明された安全椅子
の両側にある。また、両側に乗客の体重を等しく調整す
ること。 ６．ここで、図20に添ったスケールは、30,40,50,60,7
0,80,90,100,110と120Kg だけ乗客の体重を示す。実用
の椅子は30,31,32,...と120 キログラム乗客の体重を示
さなくてはならない。
【００７１】リアシート用の自動式安全椅子 前述、２種のスプリングを使った自動式安全椅子の発明
は、フロントに座る乗客即ちドライバーとフロントシー
トの乗客(DRIVER AND FRONT SEAT PASSENGER）のためで
ある。リアシートの乗客には適用できない。背もたれ
（現在に使われている物）はアッパバックパネルに取り
付いている（このパネルは普段バックスピーカーの取り
付け位置に使う。) 一般的に、このアッパバックパネル
は鋼板で作られ、上部にはカーペット或いは皮で覆われ
る。
【００７２】リアシートの乗客用の安全椅子の発明はフ
ロント乗客用の安全椅子より多少部品が追加してある。
また、本発明の椅子に適用になるために、アッパバック
パネルを改めなくてはならない。
【００７３】図21は横から見た図である。図22は上部か
ら見た図で、リアの椅子700 に座っている乗客を表わ
す。両側には鉄棒702 で接ぎ合せた背もたれ701 があ
る。この鉄棒702 の上部には背もたれ701 から５センチ
ぐらいの拍車が出てあって、前述の鉄棒214 と多少違っ
た部分がある。この拍車703 は鉄棒702 と同じ部分にな
っている。
【００７４】板金704 はトーションスプリング705 のア
ーム706 で固定されて、リアコンパートメント(REAR CO
MPARTMENT)と乗客室(PASSENGER COMPARTMENT) との間に
入れてある。アーム707 は外力に当たらない普通位置
“Ｒ”にある。
【００７５】アッパバックパネルは小板にカットされ
る。カットされた各板に番号708 を付ける。また、各板
は各安全椅子700 に使う。
【００７６】板金708 の片一方は拍車703 の上に、もう
一方は板金704 の上に置いて、板金708 を水平に置く。
【００７７】スプリング705 のアーム707 を壁708 にま
でアップさせて、２本のストラップロックでこのように
アーム707 を板708 に固定する。仮にアーム707 がＴ位
置にあるとなれば．．．
【００７８】トーションスプリング705 のアーム707 が
普通位置ＲからＴ位置に押し上げられた時、スプリング
705 内にはトルクが発生する。しかし、Ｔ位置へ押し上
げられたアーム707 はストラップロック709 で板708 に
固定されたため、速度40キロ/ 時で衝突が起こらない普
通状態の場合には、このトルクは板708 を鉄棒702 の鉄
拍車にぎっしり接ぎ合せさせた。
【００７９】車は速度40キロ/ 時で衝突をした場合、乗
客、鉄棒702 と背もたれ701 はぶつけられて前向きに投
げられたから板708 は拍車703 から外れて、スプリング
705のトルクによって板708 とアーム707 を引っ張って
元の位置Ｒに落とさせる。同時に、乗客、鉄棒702 と背
もたれ701 は図21のように後ろへ仰向けに引っ張られ
る。リアの乗客用の安全椅子にはトーションスプリング
を又はテンションスプリングをどちらでも適用できる。
【００８０】こういう訳で、車は速度40キロ/ 時で衝突
をした場合、前述の各型の安全椅子の本発明はこの椅子
を利用する各方の尻部から頭部までに対する危険性を減
少できる。
【００８１】下記の実験は、車は速度40キロ以上/ 時で
衝突をした時にフロント、リアの本発明椅子に座る乗客
は後ろの方へ引っ張られるため、乗客の尻部から頭部ま
では前の車内の部品とぶつけないので危険性や負傷を減
少できる。
【００８２】図24に添って、実験にする自動車800 のフ
ロント安全椅子にはマネキン人形(DUMMY)801が、リアの
本発明安全椅子にはマネキン人形(DUMMY)802がシートベ
ルトで背もたれと締められて座っている。乗客の体重に
従って力調整セット240 を調整する。自動車803 は自動
車800 のフロントバンパーと繋がっているケーブル線80
4 で自動車800 を引っ張る。ケーブル線804 はコンクリ
ート壁の四角穴806 によく動ける。図31はＹ−Ｙ線に沿
った壁805 の断面図である。このケーブル線804 の長さ
は510 メートルとする。
【００８３】壁805 から500 メートル離れて自動車803
の方向にあるＰ位置は道路上の実験位置とする。
【００８４】ケーブル線804 の片先端807 は自動車803
の後ろと縦に固定された鉄棒808 に巻かれている。ま
た、ケーブル線804 の先端を引っ張る人809 がいる。
【００８５】実験の始まりに、車の後部803 を壁805 に
接させる。また、図24のようにケーブル線804 がぴんと
張ったままで車800 は引っ張ったり、押したりされた。
【００８６】車803 は走り始まって、段々加速した。車
803 のドライバーはスピードメーターを観察しなければ
ならない。仮に速度40キロ/ 時でこのままの速度で走る
とすれば、車800 、マネキン人形801 とマネキン人形80
2 も同じく速度40キロ/ 時で動く。
【００８７】車の頭部は道路のＰ位置に着く時に、ドラ
イバーはリアに座っている人809 にケーブル線804 の先
端から手を放すよう信号をだすからケーブル線804 は柱
808から外れる。その間に、図25に添って、車800 は丁
度速度40キロ/ 時で壁805 とぶつけて、と同時に、車80
3 はＰ位置を過ぎる。
【００８８】車内800 の二体のマネキン人形の形態を検
査した結果は下記にある。 １．二体のマネキン人形はスプリング230 によって椅子
700 、椅子211 の背もたれと鉄棒214 と一緒に後ろの方
へ仰向けに引っ張られた。 ２．マネキン人形の腹部から頭部までにはぶつかった跡
がない。順に加速をして（速度40キロ以上/ 時でいずれ
の速度) 、このような実験をする度に１項と２項と同じ
結果が出る。
【００８９】また、もし様々な体重のマネキン人形を使
って実験をして、またそのマネキン人形の体重と合うよ
うに力調整セット240 を調整すると前述の結果と同じに
出る。
【００９０】一方、速度40キロ以下/ 時で車を壁に衝突
させれば、二体のマネキン人形と背もたれは後ろの方へ
仰向けに引っ張られない。
【００９１】シート−タイプセフティベルトの発明(SHE
ET-TYPE SAFETY BELT) 前述の本発明安全ベルト或いは現在に使われている安全
ベルトでも耐久性の高い資材で５センチの幅であるか
ら、ユーザーのボディーと接触する面積がかなり狭い。
この理由で、激しく衝突される時はユーザーに対する面
積単位あたりの引張力が高くなるから、ユーザーに不適
な負傷をさせる。
【００９２】この負傷を減少するために、安全ベルトの
面積を増加することによって、面積単位あたりの引張力
を減少しなければならない。
【００９３】図27に添って、本発明されたバンド安全ベ
ルトは、ユーザーの胸部レベルにあるバンド901 と腹部
のバンド903 との間にはセフティベルトシート(SAFETY
BELTSHEET) がある。バンド900 の両側の縁905 はユー
ザーの脇腹まで広がり、従来の型より安全ベルトの面積
を増加するためである。そのため、激しい衝突による面
積単位あたりの引張力は従来の物より何倍も減少される
ので、安全ベルトによる負傷を沢山減少出来る。
【００９４】本発明された安全ベルトの上部901 はベル
ト902Aのバンドと繋がっている。また、ベルト902Aの残
り先端はストラップロック(STRAP LOCK)219Aで椅子の左
側にある自動式戻し引張安全ベルトセット212Aと固定さ
れる。
【００９５】上部901 の片先端は安全ベルト902Bのバン
ドと固定される又は同じ部分になって結合される。ま
た、この安全ベルト902Bのバンドの残り先端は椅子の右
側にある鉄棒214Bの軸215 と固定する。
【００９６】安全ベルト900 の下部903 は安全ベルト90
4Aと固定する又は同じ部分になっている。904Aのバンド
の残り先端はストラップロック219Bで椅子の左側にある
自動式戻し引張安全ベルトセット212Bと固定される。
【００９７】また、下部903 の残り先端は安全ベルト90
4Bと固定する又は同じ部分になっている。また、この安
全ベルト904Bのバンドの残り先端は椅子の右側にある鉄
棒214Bの軸217 と固定している。
【００９８】図28に添って、本発明の安全ベルト900 の
バンドを締めている乗客を示している。縁905 はユーザ
ーの両脇腹を覆って広がる。
【００９９】激しい衝突の場合は、安全ベルト900 のバ
ンドに対する乗客の衝突力は膨大に生ずる。しかし、安
全ベルト900 のバンドの面積は現在の安全ベルト(PRIOR
ART) のバンドより沢山増やせるため、面積単位に対す
る衝突力は前より沢山減らしたので、衝突力による負傷
を沢山減少できる。
【０１００】図29は、動けるレール910 に置かれた本発
明安全椅子の板金300 を示す。こういう訳で、椅子は前
述の動けるレールの上を動ける。ストラップロック911
を使って、現在の椅子(PRIOR ART) と同じように、この
動けるレールの上で要望位置に車を止めることができ
る。
【０１０１】テンションスプリング(TENSION SPRING)タ
イプの自動車専用の自動式安全椅子
【０１０２】このタイプの安全椅子は、トーションスプ
リングを用いた自動車専用の自動式安全椅子の材料、部
品と殆ど同じであるが、相違は下記にある。
【０１０３】用いられたスプリングはテンションスプリ
ング(TENSION SPRING)550 である。図31に添って、片方
の端は力調整セット240 の丸い鉄ループ243 に引っ掛け
ていて、他方は鉄棒530 の最下端の軸551 に引っ掛け
る。軸551 の少し上の位置には軸552 があって、かぎ55
3 の下端がこの軸の廻りに巻いていて、よく回転でき
る。軸552 の上には軸554 となって、テンションスプリ
ング555 の片方の端が付いていて、スプリング555 の他
方の端はかぎ553 の位置556 に固定している。かぎ553
の曲がり端557 は板金535 の軸558 に引っ掛けている。
【０１０４】鉄棒530 では、軸554 の上に板金535 の軸
560 に嵌め込んだ丸い穴559 がある。板金530 は便利に
軸560 の廻りに回転できる。
【０１０５】他の部品はトーションスプリング・タイプ
の自動式安全椅子と同じで、同じ番号を与えた。
【０１０６】図31を参照すると、この安全椅子に座る人
400 が既に安全ベルトを締め、車は走行中で、まだ衝突
が起きない普通の状態である。スプリング550 は力調整
セット240 によって、外力に当たらない普通の位置より
長くなるように調整される。仮に、普通位置から伸びた
スプリング550 の長さはＸ1 メートルで、また各側のス
プリング550 内には初歩テンションF newtonを生じさせ
る、 又は背もたれを動けないように固定させる全部のテ
ンションは2Fニュートン或いは2F/ 9.81キログラムであ
り、また、矢印247 はスケール570 のＭキログラムの位
置に指していて、このＭキログラムはこの椅子に座って
いる人の体重とする。
【０１０７】図32に添って、速度40キロメートル／時
（人間のＶ1 、速度水頭に等しい）での衝突による衝撃
力(IMPACT ENERGY) であり、自動的戻し引張セット212
は乗客400 を背もたれ213 に固定させて、締める。軸56
0 は鉄棒530 の回転点となって、図32のスプリング550
が図31のスプリング550 より長くなるように引っ張られ
るまで、乗客400 は鉄棒530 と共に前の方に放られる。
仮に、伸びた距離は0.06メートルとすれば、それで、図
32に添って普通位置からスプリング550 の伸びた距離は
X+0.06メートルになるわけである。
【０１０８】この図32に添った状態になると、スプリン
グ550 はしばらく乗客400 を停止に引き止める（乗客の
Ｖ2 を０にさせる) 。この時、未だスプリング321 内に
圧力を生じさせない状態で、鉄棒530 の最下部531 は圧
縮スプリング321 の外部コイル・スプリング322 とぴっ
たりに接触する。
【０１０９】鉄棒530 が板金535 の軸560 の廻りに回転
して前の方に放られている間には、鉄軸558 は、軸558
から外れるまで曲がり端557 を持ち上げさせるために徐
々に鉄かぎ553 を押す。スプリング555 はかぎ553 を軸
558 から外れるように引っ張る。同時に、鉄棒530 が衝
突力減少スプリング334 にぶつかるまで、スプリング55
0 は図34のように背もたれ213 と共に鉄棒530 と乗客40
0 を後ろ方へ仰向けに引っ張る。
【０１１０】図33に添って、車は40キロメートル/ 時以
上のあらゆる速度で衝突が起きる場合
【０１１１】衝突による衝突力はどのぐらいになって
も、スプリング550 は普通距離から0.17メートル以上伸
ばされない。これら全てはスプリング321 と板金320 の
位置を適当に決定、設計することによって決められる。
鉄棒530 の最下部531 がスプリング321 を板金320 に圧
迫するまで、乗客400 は背もたれ213 と共に前の方へ放
られる。また、圧迫されたこのスプリング321 は鉄棒53
0 の衝突力減少となって、背もたれ213 と共に鉄棒530
と乗客400 をしばらく停止に支える。（この時、スプリ
ング555 は軸558 からかぎ553 を既に外れるように引っ
張った）と同時に、鉄棒530 が衝突力減少スプリング33
4 にぶつかるまで、スプリング550 は軸551 を引っ張っ
て、鉄棒530 を仰向けに回転させ、背もたれ213 も乗客
400 も図34のように後ろ方へ仰向けさせる。
【０１１２】図35は、テンションスプリングセットの中
に有する初歩テンション調整セットを示します。テンシ
ョンスプリングの中のテンションを椅子に座る人の体重
Ｍキログラムに添って妥当に調整するためのものであ
る。
【０１１３】テンションスプリングセットの色々な値の
計算 Ｍ： 本発明の椅子に座る人の体重とし、単位はキログ
ラムとする。 ｍ： 各側の鉄棒214Aと214Bの各側に対する乗客400 の
体重の半分（乗客400 の体重は各鉄棒214 に等しく半分
ずつ当たる。）すなわち、ｍ＝Ｍ／２ Ｖ1 ： 衝突によって生じた乗客400 の速度水頭 40キロメートル／時 =11.11メートル／秒 衝突時の車の速度に等しい。 Ｖ2 ： 図32に添って、テンションスプリングで引き止
められた乗客の最後速度である。 即ち、Ｖ2 = 0の時 Ｘ1 ：未だ衝突が起きない時、スプリング550 は普通位
置である元の位置から引っ張られた距離 Ｘ2 ：スプリング550 は普通位置である元の位置から引
っ張られ、速度Ｖ2 = O に停止した距離 Ｘ2 = Ｘ1 +0.06 メートル Ｋはスプリングの剛性の値である。つまり、スプリング
を1 メートル伸ばす力である。単位はニュートン／メー
トルで、各セットのスプリングの一定の値である。
【０１１４】ワークとエネルギーの方程式(WORK-ENERGY
EQUATION)によれば、 -1/2Ｋ（Ｘ2 2- Ｘ1 2） = 1/2 ｍ（Ｖ2 2- Ｖ1 2） -1/2Ｋ｛（Ｘ1 +0.06)2 - Ｘ1 2｝= 1/2 （Ｍ/2）（０2 -11.112 ) -30.858M = 1/2 Ｋ(0.12 Ｘ1 +0.0036) 30.858M =1/2Ｋ(0.12 Ｘ1 +0.0036)...(5)
【０１１５】仮にこの椅子に座る人の最高体重は120 キ
ログラムで、また最高のＸ1 値は0.1 メートルとすれ
ば、 ∴ 方程式(5) によれば、 1/2 Ｋ(0.12 ×0.1+0.0036) = 30.858×120 Ｋ =474,738.46 ニュートン/ メートル =474,738.46/9.81 キログラム/ メートル =48,393.32 キログラム/ メートル
【０１１６】方程式(5) のＫに474,738.46ニュートン/
メートルを代入すると、1/2 ×474,738.46(0.12 Ｘ1 +
0.036)=30.858Ｍになる。 Ｘ1 =0.0010833Ｍ- 0.03...........(6)
【０１１７】方程式(6) には、椅子に座る人の体重の値
Ｍが判れば、Ｘ1 、2Fの値を計算することができる。例
えばもし、 Ｍ = 30 キログラムとすると、Ｘ1 =0.00245メートル 2F =2× 48,393.32× 0.00245キログラム =237.12 キログラムになる。 Ｍ=60 キログラムとすると、 Ｘ1 =0.03499メートル 2F =2× 48,393.32× 0.03499キログラム =3,386.56 キログラム
【０１１８】衝突が起きない普通の状態で、この力は、
かぎ553 を両側の板金535 の軸558に固定させる程充分
沢山ある。背もたれも乗客も偶然に仰向くことはない。
背もたれと乗客は速度40キロメートル／時以上の衝突の
時にだけ後ろ方に仰向きになる。
【０１１９】テンションスプリングのスケール570 の作
成方法 テンションスプリングのスケール570 を作成する前に、
方程式から椅子に座る人の体重Ｍに基づいて、Ｘ1 の値
をまず計算しなくてはならない。
【０１２０】Ｘ1 = 0.0010833 Ｍ−0.03メートル （Ｘ1 の値が判れば、F=ＫＸ1 の方程式から椅子の各側
のテンションスプリングセット内の初歩テンション力の
値Ｆを計算できる。）
【０１２１】しかし、テンションスプリングは椅子の両
側にあるため、かぎ553 に椅子の背もたれを固定させる
両側のテンションスプリング内の初歩テンションは2F =
２ＫＸ1 。
【０１２２】ここでは、椅子に座る人の体重を順に30,4
0,50,60,70,80,90,100,110と120 キログラムを用いて、
テンションスプリングタイプの自動式安全椅子のスケー
ル570 を作成する。スプリング内の初歩テンションは2F
=２ＫＸ1
【０１２３】ここでは、椅子に座る人の体重を順に30,4
0,50,60,70,80,90,100,110と120 キログラムを用いて、
テンションスプリングタイプの自動式安全椅子のスケー
ル570 を作成する。
【０１２４】表−２に基づいて、乗客の色々な体重Ｍに
添ったＸ1 値を計算できたらば、図35に基づいて下記を
行う。
【表２】 １．このスケールの作成の終始では、かぎ553 の曲がり
端557 を鉄棒530 の軸558 に引っ掛けさせる。鉄棒530
を停止させるためである。
【０１２５】２．仮に椅子に座る人の体重を30キログラ
ムとする。
【０１２６】３．表−２によれば、椅子に座る人の体重
は30キログラムとすると、Ｘ1 値は 0.002499 メートル
となる。
【０１２７】図35に添って、矢印247 が板金535 の壁に
あらゆる位置に移るまで、当たる外力のない普通状態の
スプリング550 を0.002499メートル引っ張らせるように
力調整240 を調整する。この位置に縦線を引く。また、
この縦線に30の数字を記す。
【０１２８】４．表−２に添って、Ｍの値が40,50,60,7
0,80,90,100,110 と120 キログラムになると、Ｘ1 の値
は順に0.01333,0.024165,0.03499,0.045831,0.05666,0.
06749,0.07833,0.08916 と0.1 メートルになる。同じこ
とで、項３と同じように、力調整セットの矢印247 が板
金535 の壁のあらゆる位置に移動するまで、これらの色
々な位置に縦線を引く。また、これらの縦線を順に40,5
0,60,70,80,90,100,110 と120 を記す。
【０１２９】つまり、30,40,50,60,70,80,90,100,110と
120 の数字を記された縦線は各座る人の体重の値であ
る。この椅子に座る前に乗客は矢印247 を自分の体重の
位置に当たるまでスプリング550 を引っ張って、力調整
セット240 を調整しなければならない。
【０１３０】５．この作成されたスケール570 は発明さ
れた安全椅子の両側の板金535 にある。また、両側に座
る人の体重を等しく調整しなければならない。
【０１３１】トーションスプリングやテンションスプリ
ングを使った安全椅子のための計算の上は、背もたれの
重量は座る人の体重と比べると、とても少ないので、背
もたれの重量を計算に用いない。しかし、もし計算に背
もたれの重量を足す希望があれば、全部の重量値を仮に
Ｗとして、Ｗ＝椅子に座る人の体重Ｍ ＋ 背もたれの
重量、を計算に用いる。
【０１３２】これら全ては、この安全椅子の設計にはど
んなスプリングの種類を使っても、トーションスプリン
グ又はテンションスプリングを使っても、椅子又はスプ
リングを要望の特質通り設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】速度４０キロ／時以上の状態で車は衝突される
時、フロントとリアの安全椅子に座する乗用車は後ろの
方へ引っ張られて、倒れた状態を示す。
【図２】トーションスプリングを使ったフロント安全椅
子の上部から見た図。
【図３】フロント安全椅子の左側から見た図。
【図４】フロント安全椅子の右側から見た図。
【図５】トーションスプリング・セットの上部から見る
拡大図。
【図６】トーショスプリング・セットの左側から見る拡
大図。
【図７】スプリング内の初歩力を調整するセットの上部
から見た図。
【図８】図７のセットの横側から見た図で、本発明され
た椅子に座する人の体重を示す目盛りを示す図。
【図９】図８の1-1 線に沿った断面図。
【図１０】図７の2-2 線に沿って付けられたリングの位
置での動ける鉄棒の断面図。
【図１１】図７の3-3 線に沿って付けられた板の位置に
ある動ける鉄棒の断面図。
【図１２】外力が当たらない普通状態のトーションスプ
リングセットの図。
【図１３】椅子に座る人の体重に添ったスプリングセッ
ト内の初歩トルクの調整の図。
【図１４】普通速度で走り、未だ衝突が起こらない車内
の安全椅子に座する人の図。
【図１５】速度４０キロ／時で衝突が起こる時、安全椅
子に座する人の図。
【図１６】安全椅子のメカニズムの位置を示す。（図15
に添う）
【図１７】計算上の参考に使用するための図13と図16の
合せる図。
【図１８】速度４０キロ／時以上の状態で衝突が起こる
時、トーションスプリングセットを使った椅子と乗客の
状態を示す図。
【図１９】速度４０キロ／時以上の状態で衝突が起こる
時、乗客を背もたれと一緒に後ろへ仰向きに引っ張られ
た状態の図。
【図２０】各乗客の体重に添ってトーションスプリング
セット内の初歩トルクを調整するための目盛りの作成手
順。
【図２１】リアの乗客用の自動式安全椅子の図。
【図２２】アッパーバックパネルと車内に乗客の上部か
ら見た図。
【図２３】速度４０キロ／時以上の状態で衝突が起こる
時、背もたれと一緒に後ろへ仰向きに引っ張られた乗客
の図。
【図２４】車内の安全椅子の操作実験の始まり図。
【図２５】速度４０キロ／時以上の状態で車が壁と衝突
した後、フロント・シートとバック・シートの乗客は後
ろの方へ引っ張られて倒れた図である。
【図２６】図24と図25に添った実験に使われるＹ−Ｙ線
に沿った壁の断面図。
【図２７】新発明の安全ベルト幅の広い種を示す。
【図２８】本発明された安全ベルトを締めている乗客の
横面を見た図。
【図２９】樋に取り付けたフロント安全椅子を示す。
【図３０】現在の車に使われた安全ベルト、椅子の図(P
RIOR ART) 。
【図３１】普通速度で走行し、未だ衝突が起きない状態
でのフロント乗客用のテンションスプリングタイプの自
動式安全椅子と乗客を示す。
【図３２】速度40キロ／時の状態で、衝突が起きる時の
乗客とフロント乗客用のテンションスプリングタイプの
自動式安全椅子を示す。
【図３３】速度４０キロ／時以上の状態で衝突が起きる
時のテンションスプリングセットを使った椅子と乗客の
状態を示す。
【図３４】速度４０キロ／時以上で衝突が起きた後、乗
客がテンションスプリングセットタイプの椅子の背もた
れと供に後ろへ仰向きに引っ張られた状態を示す。
【図３５】各乗客の体重に基づいて適当に調整するため
のテンションスプリングセット内の初歩テンション調整
セット。
【符号の説明】
２０４ クッション ２１１ 自動式安全椅子 ２１２Ａ 自動的シートベルト戻し引張セット ２１２Ｂ 自動的シートベルト戻し引張セット ２１３ 背もたれ ２１４Ａ 鉄棒 ２１４Ｂ 鉄棒 ２１６Ａ シートベルト ２１６Ｂ シートベルト ２１８Ａ シートベルト ２１８Ｂ シートベルト ２１９Ａ ストラップロック ２１９Ｂ ストラップロック ２２０ 丸軸 ２２１ シャフト ２３０ トーションスプリングセット ２３３ クランプ ２３４ アーム ２３５ かぎ ２４０ 力調整セット ２４２ 鉄棒 ２４３ 鉄ループ ３００ 板金 ３０１ 表面 ３０２ 目盛り ３０３ 丸軸 ３０４ かぎ ３０６ 先端 ３０７ かぎ ３０９ テンションスプリング ３１０ 軸 ３２０ 小板金 ３２１ スプリング ３３０ 衝撃力減少セット ３３１ 厚い板金 ３３２ 鉄棒 ３３３ 最上部 ３３４ スプリング ３３５ 最下端 ３３６ スケール

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トーションスプリングを主な部品として
    使ったフロント安全椅子であって、 所定の相対速度以上で正面衝突した時、乗客と一緒に後
    ろの方へ仰向けに倒れる背もたれと、 背もたれの両側に接ぎ合わさっている鉄棒と、 自動式安全ベルト引張セットであって、２セットで背も
    たれの左側の前述の鉄棒に固定されており、一セットは
    乗客の胸部にあって、残りセットはこの椅子に座ってい
    る人の尻部にある自動式安全ベルトセットと、 背もたれの右側の前述の鉄棒に固定され、一本が椅子に
    座っている人の胸部にあって、もう一つは乗客の尻部に
    ある軸２本と、 ストラップロック付き２本バンド式安全ベルトであっ
    て、上のバンドは乗客の胸部にあって、片先端は上部の
    自動式安全ベルト引張セット内に巻かれており、残り先
    端は鉄棒の上の鉄軸に固定され、下のバンドの片先端は
    自動式安全ベルト引張セット内に巻かれてあって、残り
    先端は鉄棒の下の鉄軸に固定されて、乗客の尻部を締め
    る安全ベルトと、 車のフロアと垂直に固定されている厚い板金の上に置か
    れて、固定されたクッションと、 自動式安全ベルト引張セットの下に又は尻部の下の鉄軸
    にはかぎを引っ掛けた丸い軸と、また、丸い軸の下には
    鉄棒の厚さを通した穴と、 厚い鉄板の上では、クッションの下と垂直に出ている鉄
    軸と、 鉄軸の前部には、厚い板金と垂直に出ている２本の丸い
    軸であって、それぞれのレベルにあって、斜めになって
    おり、下の軸は多少後ろの方に向いた２本の丸い軸と、 軸の下へ斜め向かった後部は、クッションの下の厚い板
    金と垂直に固定された小板金と固定された圧縮スプリン
    グセットと、この圧縮スプリングセットの先端は鉄棒の
    後部の最下部に面している圧縮スプリングセットと、 この圧縮スプリングセットの後部の背もたれ衝突力減少
    スプリングセットと、 この厚い板金の最下部に固定されたトーションスプリン
    グセットの初歩力調整セットと、 初歩力調整セットの上で、この安全椅子に座る人の体重
    を示すスケールと、 厚い板金上の丸い軸に、その先端が嵌められていて、残
    り先端はかぎと引っ掛けているテンションスプリング
    と、 このかぎの下先端は厚い板金の下の丸い軸に嵌めてお
    り、かぎの曲がり先である上部の先端は鉄棒の横の穴の
    上にある丸い軸と引っ掛けており、かぎの曲がり先を引
    っ掛かった丸い軸から外れる時、テンションスプリング
    はかぎを引っ張り上げられるテンションがある状態にな
    っており、 各鉄棒の下部の穴は各側のクッションの下の厚い板金の
    鉄軸とぴったりに嵌められており、隙間があるので鉄棒
    をこの鉄軸によく廻れ、 鉄棒から出ている鉄軸を嵌めたトーションスプリングセ
    ット(TORSION SPRING)があり、この軸先は少なくとも１
    センチスプリングセットから出ており、このスプリング
    の上のアームは２本のストラップロックで鉄棒と固定さ
    れており、下のアームの曲がり先は糊ループになってお
    り、 衝突力減少スプリングセットはクッションの下の厚い板
    金と垂直に固定する小板金で組み立てられ、小板金の真
    ん中には穴があって、丸い鉄棒の縦にある雄ボルトを嵌
    め込んだ雌ボルトがあり、この丸い鉄棒の上の先端には
    圧縮スプリングセットが縦に固定され、スプリングのレ
    ベルは捩ることで上下に調整でき、鉄棒を背もたれと一
    緒に端まで仰向けに倒れる角度を決められ、 トーションスプリングセットには各乗客の体重に合せる
    初歩トルク調整セットがあり、Ｃ断面の長い鉄レールで
    組み立てられ、鉄レールの後部の面は横にクッションの
    下の厚い板金の表面に固定され、動ける鉄棒はこの鉄棒
    内に横に動け、動ける鉄棒の先端の表面には丸いループ
    が付いており、この丸いループは圧縮スプリングセット
    の下先端の長いループに或いはテンションスプリングセ
    ットの丸いループに引っ掛けており、 動ける鉄棒の表面の先端に近い所には指す板金があっ
    て、指す板金の矢印はスケールの数字を指しており、 動ける鉄棒の断面先には雄ボルトが並んだ丸い鉄棒があ
    り、 丸い鉄の表部はクッションの下の厚い板金と垂直に固定
    する小板金の穴に挿入出来、小板金の両側に接ぎ合せ
    て、鉄棒に嵌め込んでいる２個のボルトを調整すること
    によって、この丸い鉄棒をクッションの下の厚い板金の
    表と横に並行して動ける安全椅子。
  2. 【請求項２】 アッパバックパネルの下の板を支持する
    ために、二本の鉄棒の最上部には背もたれの後ろ方向へ
    出た鉄拍車があることを除いて、リアの自動式安全椅子
    の形態はフロントのと総べて同じであり、 アッパバックパネルの下の板は小板に分けられており、
    各板はリアの自動式安全椅子１セットのためであり、こ
    の小板の表面の縁は二本の鉄棒の二つの拍車に置かれて
    いて、 この小板の裏面の縁はバックボンネットと乗客ルームと
    の間の板に置かれていて、 アッパバックパネル下の小板はトルクのあるトーション
    スプリングセットのアームで前述の板と固定されてお
    り、このトーションスプリングはアッパバックパネル下
    の小板を二つの鉄拍車と接ぎ合わされており、 正面衝突時、安全ベルトを締める乗客で前向きに引っ張
    られた背もたれの両側に接ぎ合せる鉄棒の回転によっ
    て、二つの鉄拍車がアッパバックパネルの下の小板の表
    面の縁から外れるので、トーションスプリング内のトル
    クで前述の小板は下部の端まで折り畳まれ、また、後ろ
    の方へ乗客を背もたれと一緒に端まで仰向けに倒れる十
    分な隙間が生ずる安全椅子。
  3. 【請求項３】 自動式安全椅子専用のバンド安全ベルト
    セットの幅が大きいので、ユーザーの両側の脇腹まで広
    がり、横の四角に出ているバンド先があって、背もたれ
    の両側にある鉄棒と固定される安全ベルトセット。
  4. 【請求項４】 テンションスプリングを主な部分として
    使ったフロント安全椅子であって、 背もたれであって、衝突する場合には乗客と一緒に後ろ
    の方へ仰向けに倒れる背もたれと、 鉄棒であって、背もたれの両側に接ぎ合わさっている鉄
    棒と、 自動式安全ベルト引張セットであって、２セットで背も
    たれの左側の前述の鉄棒に固定しており、一セットは乗
    客の胸部にあって、残りセットはこの椅子に座っている
    人の尻部にある安全ベルト引張セットと、 鉄軸２本であって、背もたれの右側の前述の鉄棒に固定
    され、この椅子に座っている人の胸部にあって、もう一
    つは乗客の尻部にある鉄軸２本と、 ストラップロック付き２本バンド式安全ベルトであっ
    て、上のバンドは胸部にあって、一方の端は上部の自動
    式安全ベルト引張セット内に巻かれており、残り端は上
    の鉄軸に固定され、下のバンドの一方の端は下部の自動
    式安全ベルト引張セット内に巻かれていて、残り端は下
    の鉄棒に固定されて、尻部を締める２本バンド式安全ベ
    ルトと、 車のフロアと垂直に固定されている厚い板金の上に置か
    れて、固定されたクッションとを有しており、 背もたれの両側に接ぎ合わせた鉄棒には、自動式安全ベ
    ルト引張セット又は尻部の鉄軸の下のクッションより少
    し下の位置には大きくて、丸い穴があり、 丸い穴の下方には順次に並べた丸い鉄軸が三つあり、 クッションの下方の厚い板金には、厚い板金に均質化さ
    れ、垂直に出ているシャフトが回転点として鉄棒の丸い
    穴に挿入されていて、 シャフトの下方に少し斜め向かいの後ろ方の位置には、
    かぎの俯けて曲げる端を引っ掛けるための丸い軸があ
    り、このかぎの下部の端は四鉄棒の下端にある真中の軸
    の廻りを巻いていて、この軸はかぎの回転点になり、ま
    た、このかぎにはテンションスプリングの下端が付いて
    おり、 このテンションスプリングの上端は、曲がり端がクッシ
    ョンの支えた厚い板金の丸い軸から外れる時に曲がり端
    をかぎから取り外せる程スプリング内に充分なテンショ
    ンを持つ状態で、鉄棒の下端に有する上の軸の廻りに巻
    かれており、 鉄シャフトの下に斜めに向かった後部は、クッションの
    下の厚い板金と垂直に固定された板金と固定された圧縮
    スプリングセットになっていて、この圧縮スプリングセ
    ットの先端は鉄棒の最下部に面していて、 この圧縮スプリングセットの後部には衝突力減少スプリ
    ングセットが固定されていて、 厚い板金の最下部にはテンションスプリングセットの初
    歩テンション調整セットが付いていて、この初歩テンシ
    ョン調整セットはトーションスプリングセットの初歩ト
    ルク調整セットの形態と同じであり、この調整セットの
    動ける鉄棒の裏端のかぎはテンションスプリングセット
    の片方の端に引っ掛けていて、このテンションスプリン
    グセットの他方の端は鉄棒の最下の丸い軸に引っ掛けて
    いて、初歩力調整セットの少し上にはこの安全椅子の座
    る人の体重を示すスケールがある安全椅子。
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