JPH08268224A - 力の制限方法および力のリミッタ - Google Patents

力の制限方法および力のリミッタ

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JPH08268224A
JPH08268224A JP8073665A JP7366596A JPH08268224A JP H08268224 A JPH08268224 A JP H08268224A JP 8073665 A JP8073665 A JP 8073665A JP 7366596 A JP7366596 A JP 7366596A JP H08268224 A JPH08268224 A JP H08268224A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全ベルトおよび膨脹可能な拘束装置を備え
た拘束システムにおいて、占有者に対してベルトが加え
る拘束力を、調節自在で、しかも車両占有者の身体の寸
法および重量に適合させることの出来るあるレベルへと
力のリミッタによって制限する。 【解決手段】 力のレベルの調節は、車両の衝突の際力
と車両占有者の前方への変位量との関係を示す特性を、
ベルトウェブと膨脹した拘束装置との間の接触が発生す
ることが予想される時点から力が減少する傾向を有する
ように設定することで行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の衝突が発生し
た時に車両占有者に加えられる力を占有者拘束システム
内の安全ベルトによって制限する方法およびその方法を
実現するための力のリミッタに関するものである。
【0002】拘束プロセスにおいては力のピークがベル
トウェブ内に発生するのでこれが損傷の危険性を増大さ
せる。従ってベルトシステムの力の流れの径路内に配設
され、材料の塑性変形によって力のピークを平滑化する
力のリミッタが開発されている。
【0003】占有者の最適保護は安全ベルトと膨脹可能
な拘束要素(すなわちエアバッグ)とを組合せて用いる
ことによって達成することが可能である。そのような組
合された拘束システムの場合には、占有者がある程度前
方に変位した後、ベルトと膨脹した拘束要素との間に接
触が生じる。判明している所によれば、遅くともそのよ
うな接触が発生した時点以降においては、力を前方への
変位量の関数として表わす特性はベルトによって加えら
れる拘束力が減少するような減少傾向を有しているべき
である。
【0004】慣用の力のリミッタの場合には、力の特性
は機器の設計によって前方への変位径路に沿ってある固
定した値に設定される。しかしながら、占有者の身体の
寸法および/または重量に応じてそのような特性を異な
った形態にすることが、損傷の危険性を最小にするため
に望ましい。
【0005】本発明は車両が衝突した場合、占有者拘束
システム内の占有者に作用する拘束力を制限する方法で
あって、前方への変位量の関数として力を表している前
記特性曲線を最適化することを可能ならしめる方法を提
供している。本発明によれば、占有者の身体の寸法およ
び/または重量を代表するパラメータを占有者から得
て、そのパラメータに依存するように力の制限レベルを
設定する。占有者の身体寸法が小さかったり、重量が小
さい場合には、より大型のまたは重量のある人間の場合
よりも低い力のレベルが設定されるので、占有者の身体
の特徴とは関係なく力のリミッタは常に完全な前方への
変位径路をとることになる。
【0006】膨脹可能な拘束要素と組合わされている拘
束システムの場合には、力レベルの設定は次のように行
なわれる。即ち、占有者の前方変位の関数として力を表
す特性が、占有者の移動径路の一部における前方変位の
完了後にベルトウェブと膨脹した拘束システムとが接触
することを予想し、特性もしくは力が減少傾向を示すよ
うに力のレベルを設定する。
【0007】
【発明の実施の形態】
【実施例】ベルト着用の占有者が前方に変位する場合に
は、ベルト力Fは最初急激に増大するが、塑性材料変形
にもとづいて作動する力リミッタによって、Fは短かい
変位S1 後には値F1 に制限される。理想的なケースに
おいては、力は長い径路部にわたってこの値F1 にとど
まる。ベルトに加えて膨脹式の拘束要素(エアバッグ)
を有する拘束システムにおいては、ある前方への変位の
後、ベルトは膨脹した拘束要素に係合する。図1のグラ
フの径路部S3 に相当する時点においては、特性曲線は
明らかに下向きに傾斜する傾向を有しているべきであ
り、かくすればベルト力と膨脹した拘束要素による支持
力との合計は過度な値を取らない。径路部S3 に到達す
る以前すなわちS2 においてさえ、特性曲線は下向き傾
斜部へと向かっている。
【0008】しかしながら、大きなまたは重い人々の場
合には小さいかまたは軽量の人々よりも大きな力のレベ
ルが望まれる。既存の力リミッタの場合には、そのよう
な挙動は発生させることが出来ない。
【0009】図2の(a)に示された実施例において
は、力リミッタは2つの装着部品10および12を有し
ており、これらは構成する材料の塑性変形により伸張す
ることが可能であり、機能的に並列接続されている。装
着部品10、12は一端において取付けピン14により
結合されており、他端においては花火式若しくは点火式
リベット16により結合されている。この花火式リベッ
ト16は電気ヒューズを有しており、2つのリード部に
電気的パルスを加えることにより着火が可能である。装
着部品12はかくして装着部品10から結合がはずされ
る。花火式リベット16の作動は衝突の際、車両占有者
の重量または寸法に応じた態様で選択的に生じる。体重
が軽量であるかおよび/または身長が短かい場合には,
装着部品10は単に力リミット装置として作動する。そ
の結果特性曲線は図2の(b)において破線で示される
ようになり、同曲線は2つの装着部品10および12が
並列結合された場合に相当する実線の特性曲線よりも下
側のレベルに来る。
【0010】図3に示された実施例においては、ベルト
システムの力径路内に配置された装着部品20にはスロ
ット若しくは溝22が設けられており、該溝内には調節
自在のピン24が装着されている。ピン24は直径が変
化するシャンクを有している。図示実施例においては、
シャンクは円錐形状をしている。例えば運転者の座席と
接続されたケーブル26を介してピン24が変位する
と、ピンの直径が変化し、このことはピンを溝22内に
挿入する作用を果し、装着部品20の材料は塑性変形を
生ずることになる。図3の(b)はこのようにして発生
可能な2つの特性曲線を示している。
【0011】図4の(a)に例示した実施例の場合に
は、ベルトバックル30はアルミニウム製ケーシング3
4を有するケーブル32を介して車両ボディへと固定さ
れている。ケーシング34はカーブしており、3つのピ
ン36、38および40によって偏向されている。ピン
36および38は車両ボディに対して剛固に固定されて
おり、一方ピン40はケーシング34の折り曲げられた
部分の曲率を大きくしたり小さくしたりするようにセッ
トすることが可能である。またこの実施例において、ピ
ン40の位置セットは座席位置のセッティングとともに
実行することが出来る。ピン40のセッティングに応じ
て図4の(b)のいずれかの特性曲線が得られる。
【0012】図5の(a)の実施例においては、ベルト
ナックル50はケーブル52を介してピストンおよびシ
リンダユニットのピストン54に接続されており、同ユ
ニットのシリンダ56は点火式もしくは火薬発火式ガス
発生器58と接続されている。ピストン54は、円錐状
部分を有しており、その円錐状部分に2つのローラ要素
60および62が係合する。ローラ要素60および62
はシリンダ56の内側壁表面と係合している。図5の
(a)はガス発生器58が作動してベルトウェブを緊定
した後におけるピストンおよびシリンダユニットを示し
ている。この位置から後方へのピストン54の運動はシ
リンダ壁がローラ要素60および62によって塑性変形
された時にのみ発生する。シリンダ壁の変形への抵抗力
は前記シリンダ壁上に滑動可能に装着され、全長にわた
って可変壁厚を有しているスリーブ64によって変更さ
れる。2本の腕を有するレバー66がスリーブ64に係
合してそれに対して枢着されている。レバー66のスリ
ーブ64から遠い方の端部は車両の床上のランプ若しく
は斜面上を走行するホィール68を担持している。図5
の(a)に例示されたピストンおよびシリンダユニット
はベルトバックル50とともに車両座席上に装着されて
いるので、装置全体は車両座席の変位とともに進行し、
その結果レバー66の傾斜が変化し、それに従いシリン
ダ壁上のスリーブ64の長手方向の位置もまた変化す
る。図5の(b)はスリーブ64のセッティングから生
じる2つの特性曲線を例示している。
【0013】図6の実施例においては、ベルトリトラク
タのベルトスプール70の2つの端表面に巻込み溝72
が設けられている。ベルトスプール70の端表面上に装
着された2つのラチェットホィール74の各々はピン7
6を介してベルトスプール70と接続されており、該ピ
ン76は一方において、溝72内に嵌合しており他方に
おいてラチェットホィール74の内側の傾斜溝78内を
通るようになっている。溝72は外側の部分円形セクシ
ョン72aと、内側のやはり部分円形セクション72b
と、セクション72aおよび72bを連結している中間
セクション72cを有している。開始地点においてピン
76は溝の外側端部72dに位置している。
【0014】ベルトリトラクタの錠止状態において、ラ
チェットホィール74は回転を防止する態様でリトラク
タのフレーム上に保持される。高いトルクがベルトウェ
ブを介してベルトスプール70上に作用すると、ベルト
スプール70はラチェットホィール74に対して回転さ
せられ、ピン76は溝72内に延び、溝72の横方向壁
は、ピン76が溝72よりも広いが故に塑性変形する。
溝の外側セクション72aは半径R1 を有するため、図
6の(b)において実質的に一定の力レベルF 1 が誘起
される。ベルトスプール70が略完全1回転を行なった
後ピン75は溝72の中間セクション72c内に嵌合
し、力Fがベルトスプール70の周縁と噛合う有効テコ
比が漸増するので、図6の(b)における特性曲線の下
向きに傾斜する部分が生ずる。溝78の半径方向成分に
よりピン76の内向き運動が可能となる。半径R2 を備
えた溝72の内側セクション72bに到達するとすぐ
に、力は図6の(b)に示された特性曲線の下側レベル
2 へと限定される。
【0015】図6の(e)はピン76の溝72内への進
入深さが調節可能であるということを図式的に示してい
る。この調節は例えばベルトスプール70上にまだコイ
ル巻きされて残っているベルトの高さに応じて行なうよ
うにすることが可能である。何故ならば、そのようにす
ることは、車両占有者の寸法についての情報を間接的に
提供することになるからである。ピン76の溝72内へ
の進入深さに応じて、図6の(b)で破線で示したよう
に力F1 およびF2 の値を大きくしたり小さくしたりす
ることができる。
【0016】最後に、図6の(f)からわかるように、
ピン76にはピンの位置決めを確実にするのに役立つア
ングル状細長ガイドランナ80が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図1】前進変位路の関数としての力をあらわす特性曲
線を示すグラフ。
【図2】(a)は力のリミッタの第1の実施例を、
(b)はその特性をそれぞれ示す。
【図3】(a)は力のリミッタの第2の実施例を、
(b)はその特性をそれぞれ示す。
【図4】(a)は力のリミッタの第3の実施例を、
(b)はその特性をそれぞれ示す。
【図5】(a)は力のリミッタの第4の実施例を、
(b)はその特性をそれぞれ示す。
【図6】(a)は本発明の第5の実施例による統合され
た力のリミッタを備えたベルトリトラクタのドラムシャ
フトを図式的に例示した図、(b)はそれぞれの該当す
る特性を示した図、(c)〜(f)は力のリミッタのこ
の実施例の詳細を示す図である。
【符号の説明】
10,12 変形可能な細長い装着部品 22 細長い溝 24 変形部材 34 塑性変形可能な部材 36,38,40 偏向部材 54 ピストン 56 シリンダ 64 外側チューブ部材 70 スプール

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両占有者拘束システムにおける安全ベ
    ルトによって占有者に加えられる力を制限する方法にお
    いて、占有者の身体寸法と重量との少なくとも一方を表
    すパラメータを占有者から得て、そのパラメータの関数
    として力の制限レベルを設定することを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、その方
    法を膨脹可能な拘束要素と組合わされている拘束システ
    ムに採用し、径路の一部における前方変位の関数として
    力を表す特性を設定し、その前方変位の完了後にベルト
    ウェブと膨脹した拘束システムとの接触を予想して、力
    の特性が減少傾向を示すように力のレベルを設定するこ
    とを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、前記力
    のレベルの設定が材料の塑性変形の程度を変化させるこ
    とによって行われることを特徴とする力の制限方法。
  4. 【請求項4】 車両衝突の際の車両占有者拘束システム
    において衝突時に安全ベルトが占有者に加える拘束力を
    制限するための力のリミッタであって、前記安全ベルト
    の力の流れ径路内に挿入される塑性変形可能な部材を有
    する力のリミッタにおいて、前記部材の塑性変形の程度
    が占有者の寸法および/または重量を表わすパラメータ
    の関数として調節可能であることを特徴とする力のリミ
    ッタ。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の力のリミッタにおい
    て、ベルトシステムの力の流れ径路内において並列接続
    された複数個の塑性変形可能な細長い装着部品(10、
    12)を有しており、前記装着部品の少なくとも1つ
    (12)は前記パラメータの関数として選択的に切離し
    可能であることを特徴とする力のリミッタ。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の力のリミッタにおい
    て、相対的な長手方向運動を行なうよう装着された2つ
    の細長い装着部品がベルトシステム内の力の流れ径路内
    に接続されており、前記装着部品の一方(20)には細
    長いスロット(22)が設けられており、他方には変形
    部材(24)が設けられており、その変形部材は前記ス
    ロット(22)内に貫入し、全長にわたって可変の横断
    面を備えるとともに、前記変形部材(24)は前記スロ
    ット(22)内に調節自在な深さだけ貫入していること
    を特徴とする力のリミッタ。
  7. 【請求項7】 請求項4に記載の力のリミッタにおい
    て、一対の相対的に移動可能な装着部品がベルトシステ
    ムの力の流れ径路内に接続されており、前記装着部品の
    一方には溝が設けられており、他方には調節可能な深さ
    だけ前記溝内に貫入しているピンが設けられていること
    を特徴とする力のリミッタ。
  8. 【請求項8】 請求項4に記載の力のリミッタであっ
    て、少なくとも3つの偏向部材(36、38、40)の
    間で案内される湾曲部を備えた細長い塑性変形可能な部
    材(34)を有し、前記偏向部材の1つ(40)は残り
    の偏向部材に関して移動することにより前記湾曲部の曲
    率の程度を変更出来ることを特徴とする力のリミッタ。
  9. 【請求項9】 請求項4に記載の力のリミッタであっ
    て、ピストンおよびシリンダユニットを有し、該ユニッ
    トはシリンダ(56)の内側壁表面と係合する少なくと
    も1つの変形部材(60、62)を担持しているピスト
    ン(54)と、前記シリンダ(56)上に装着され、全
    長にわたって壁厚が変化している外側チューブ部材(6
    4)とを有しており、前記外側チューブ部材(64)は
    前記シリンダ上に滑動可能に装着されていることを特徴
    とする力のリミッタ。
  10. 【請求項10】 請求項4に記載の力のリミッタであっ
    て、該リミッタはフレーム内に回転可能に装着されたス
    プール(70)を備えたベルトリトラクタを有してお
    り、該スプール(70)は少なくとも1つの側面を有し
    ており、該側面内には巻込み溝(72)が形成されてお
    り、更に前記リミッタは前記溝(72)内に制御可能な
    深さだけ貫入しているピン(76)を担持した少なくと
    も1つのラチェットホィール(74)を有していること
    を特徴とする力のリミッタ。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載の力のリミッタにお
    いて、前記溝(72)は外側にあり略部分円形の第1の
    セクション(72a)と、内側にあり略部分円形の第2
    のセクション(72b)と、前記第1および第2のセク
    ションを連結している第3のセクション(72c)とを
    有していることを特徴とする力のリミッタ。
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DE (2) DE19511457A1 (ja)
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