(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルト装置においてベルトを車両の内部に止めるための止め具，ラチェットホイール，ガイド部材，プレート，止め金，ストッパーのいずれかの部品であって，
鉄鋼部材を所定の形状に加工した後，表面を脱炭させることにより，表面に厚さ０．１５ｍｍ以下の脱炭層が形成され，表面の硬さがＨＲＣ３８〜４６であることを特徴とする，シートベルト用部品。
【請求項２】
前記鉄鋼部材が，ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１に定められるＳ３５Ｃ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ４３Ｃ，Ｓ４５Ｃ，Ｓ４８Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ５３Ｃ，Ｓ５５ＣまたはＪＩＳ  Ｇ  ４１０５に定められるＳＭＣ４３５のいずれかであることを特徴とする，請求項１に記載のシートベルト用部品。
【請求項３】
請求項１又は２のシートベルト用部品の熱処理方法であって，
鉄鋼部材を所望の形状に加工した部品を，加熱炉内において，該鉄鋼部材表面のカーボンポテンシャルよりも低いカーボンポテンシャルの雰囲気下で昇温させることにより，部品の表面を脱炭させた後，焼入れ焼戻し処理を行うことを特徴とする，熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，シートベルト装置の部品に関し，更にその熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両や飛行機など（以下「車両等」という）において，安全装置としてシートベルト装置が用いられている。シートベルト装置によって運転者や同乗者の体を座席に固定することにより，衝突事故などが発生した際における車両等の内部での人の体の移動を防ぎ，いわゆる二次衝突を防止している。
【０００３】
通常シートベルト装置は，例えば布などの可撓性あるベルトと，このベルトを車両等の内部の適当な箇所に止めておく部品で構成されている。かかるシートベルト装置は，ベルトを肩や腰などに巻回することにより座席に座った人の体をしっかりと保持できるものでなければならない。このためベルトを車両等の内部に止める部品には，充分な強度が要求され，コストや加工面の要望から鉄鋼部材が利用されている。そして，このようにシートベルト装置の部品として用いられる鉄鋼材料には，例えばＳ３５Ｃ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ４３Ｃ，Ｓ４５Ｃ，Ｓ４８Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ５３Ｃ，Ｓ５５Ｃなどの機械構造用炭素鋼鋼材やＳＭＣ４３５などのクロムモリブデン鋼鋼材が一般に用いられている。そして，これら鉄鋼材料を所望の形状に加工した後，通常は焼入れ，焼戻しなどによる調質処理を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，焼入れ，焼戻しなどによる調質処理を行っただけの従来のシートベルト用の鉄鋼部材は，それなりの表面硬度を有するが，特にベルトを車両などの内部に止める部品にあっては，衝突時などにおいて身体に作用する衝撃力（慣性力）により，応力集中が発生する箇所に割れやクラックを引き起こすことがあった。このような割れやクラックの発生は部品の損傷を招き，ひいては安全防止を目的とするシートベルト装置の基本的な機能を損なうことになってしまう。
【０００５】
従って本発明の目的は，割れやクラックが発生しにくい強靱な性質をもったシートベルト用部品を提供すると共に，その熱処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，本発明にあっては，シートベルト装置においてベルトを車両の内部に止めるための止め具，ラチェットホイール，ガイド部材，プレート，止め金，ストッパーのいずれかの部品であって，鉄鋼部材を所定の形状に加工した後，表面を脱炭させることにより，表面に厚さ０．１５ｍｍ以下の脱炭層が形成され，表面の硬さがＨＲＣ３８〜４６であることを特徴とする，シートベルト用部品が提供される。
【０００７】
０．１５ｍｍ以上の厚さの脱炭層が表面に形成されると，シートベルト部品全体としての強度が低下してしまう恐れがある。鉄鋼部材には，例えばＳ３５Ｃ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ４３Ｃ，Ｓ４５Ｃ，Ｓ４８Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ５３Ｃ，Ｓ５５Ｃなどの機械構造用炭素鋼鋼材やＳＭＣ４３５などのクロムモリブデン鋼鋼材を用いることができる。表面が脱炭されたシートベルト用部品は，表面の硬さが小さくなり，衝撃力が加わった際における割れやクラックの発生が抑制されるようになる。
【０００８】
また本発明によれば，前記シートベルト用部品の熱処理方法であって，鉄鋼部材を所望の形状に加工した部品を，加熱炉内において，該鉄鋼部材表面のカーボンポテンシャルよりも低いカーボンポテンシャルの雰囲気下で昇温させることにより，部品の表面を脱炭させた後，焼入れ焼戻し処理を行うことを特徴とする，熱処理方法が提供される。
【０００９】
この熱処理方法にあっては，所望の形状に加工されたシートベルト用部品の表面を脱炭させて，鉄鋼部材の表面の硬さを通常の焼入れ処理で得られる硬度よりも小さくすることにより，割れやクラックの発生を防止する。鉄鋼部材は，例えばＳ３５Ｃ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ４３Ｃ，Ｓ４５Ｃ，Ｓ４８Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ５３Ｃ，Ｓ５５Ｃなどの機械構造用炭素鋼鋼材やＳＭＣ４３５などのクロムモリブデン鋼鋼材である。鉄鋼部材の表面を脱炭させる好ましい処理方法は，例えば次のようである。即ち，８００〜９００℃に加熱した加熱炉内に，通常の雰囲気熱処理で用いられる変成炉で変成したキャリアガス（ＣＯ，Ｈ２，Ｎ２が主成分）が６〜１５ｍ３／ｈの流量で加熱炉内に供給される。なお，この時の炉内のカーボンポテンシャルは約０．６５程度である。ここへ被処理品としてのシートベルト用部品を炉内に装入する。そして，シートベルト用部品（被処理品）が所定温度に達した後，キャリアガスの他に空気を所定量（１０〜３０リットル／ｍｉｎ）供給する。空気が炉内に供給されることで炉内のカーボンポテンシャルは時間と共に低下し０．６付近から０．３付近まで低減する。そして，所定時間（例えば１時間）の処理を完了した後は，通常の焼入れ焼戻し処理を行う。
【００１０】
以上の条件で脱炭処理を行うことにより，シートベルト用部品の表面において厚さ０．１５ｍｍ以下の脱炭層を形成させることができて，シートベルト用部品の表面の硬さをＨＲＣ３８〜４６にすることができ，特にシートベルト用部品の表面から深さ０．０５ｍｍの領域においては硬さをＨＲＣ３５（ＨＶ３４５）以下にすることができるようになる。こうして表面が脱炭されたシートベルト用部品は，表面の硬さが小さくなり，衝撃力が加わった際における割れやクラックの発生が抑制されるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を用いて説明する。図１は，シートベルト装置１の一例を示す斜視図である。図示のシートベルト装置１は，例えば布などの可撓性あるベルト２と，このベルト２を車両等の内部の適当な箇所に止めておく各部品（即ち，次に説明する止め具４，ラチェットホイール５，ガイド部材６，７，プレート８，止め金９，ストッパー１１等の各部品）などで構成されている。
【００１２】
ベルト２の先端は，車両等の筐体（ボディ）を構成しているセンターピラー３の下部に取り付けられた止め具４によって固定されており，ベルト２の基端側は，センターピラー３の下部において回転自在に取り付けられたラチェットホイール５に巻き付けられている。ラチェットホイール５は，ベルト２を常時引っ張るように付勢しているが，ベルト２をゆっくりと引くことにより，ラチェットホイール５を付勢に逆らって回転させてベルト２を引き出すことが可能である。但し衝突などの衝撃によってベルト２が勢い良く引っ張られた場合には，ラチェットホイール５は回転せず，ベルト２の引き出しが禁止されるように構成されている。
【００１３】
センターピラー３には，止め具４やラチェットホイール５よりも上方において，ガイド部材６，７も取り付けられており，これらガイド部材６，７は，いずれもベルト２を自由に通過させることが可能である。前述のラチェットホイール５から引き出されたベルト２をこれらガイド部材６，７を通して，センターピラー３の上方でベルト２を折り返してから，ベルト２の先端を止め具４に固定している。ガイド部材６よりも上方に位置するガイド部材７は，プレート８を介してセンターピラー３に取り付けられており，プレート８に対するガイド部材７の取り付け位置を上下にずらすことにより，ベルト２の折り返し高さを変更できるように構成されている。
【００１４】
ガイド部材７と止め具４の間において，ベルト２には止め金９が装着されており，また，車両等の内部に固定されている座席１０の側方には，ストッパー１１が取り付けてある。このストッパー１１に止め金９を差し込むことにより，止め金９をしっかりと係止させることができる。
【００１５】
そして，座席１０に人１２が座った状態でベルト２をゆっくりと引っ張ることによりラチェットホイール５からベルト２を引き出し，止め金９をストッパー１１に差し込んで固定することにより，座席１０に座った人１２の肩や腰の部分をベルト２で押さえることが可能である。また衝突事故などが発生した際には，衝撃によって座席１０に座っている人１２が前方に移動しようとするが，そのような場合はベルト２が勢い良く引っ張られるのでラチェットホイール５は回転せず，ベルト２の引き出しが禁止される。これにより，座席１０に座った人１２の体がしっかりと保持され，車両等の内部でのいわゆる二次衝突が防止される。
【００１６】
ここで以上のように構成されたシートベルト装置１にあっては，衝突事故等の衝撃によってベルト２が勢い良く引っ張られた際には，その衝撃力を止め具４，ラチェットホイール５，ガイド部材６，７，プレート８，止め金９，ストッパー１１などの各部品で受け止めなければならないため，これら各部品には充分な強度が要求される。特にこれら各部品の中でも，プレート８は衝撃力を最も大きく受ける部品の一つであり，このためプレート８にはコストや加工面の要望から鉄鋼部材が利用されている。この場合，鉄鋼部材として例えばＳ３５Ｃ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ４３Ｃ，Ｓ４５Ｃ，Ｓ４８Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ５３Ｃ，Ｓ５５Ｃなどの機械構造用炭素鋼鋼材やＳＭＣ４３５などのクロムモリブデン鋼鋼材が一般に利用されている。
【００１７】
図２，３に示すように，プレート８は長方形の板材を所定の形状に成形したものであって，プレート８には，センターピラー３に対してプレート８を取り付けるための孔１５や，プレート８に対してガイド部材７を取り付けるための調節孔１６が設けられている。調節孔１６は，図示のように複数の異なる高さ位置に配置されており，適当な高さの調節孔１６を選んでガイド部材７を取り付けることにより，プレート８に対するガイド部材７の取り付け位置を上下にずらして，ベルト２の折り返し高さを変更できるように構成されている。このようなプレート８は，衝突事故等の衝撃が加わった場合に，孔１５や調節孔１６の近傍などにおいて割れやクラックを引き起こす心配がある。そして，そのような割れやクラックの発生は，ひいては安全防止といったシートベルト装置１の機能を損なう原因となってしまう。
【００１８】
そこで本発明においては，衝突事故等の際の衝撃力を大きく受けるプレート８のようなシートベルト装置において部品として用いられる鉄鋼部材（部品）の表面を脱炭させて，鉄鋼部材の表面の硬さを小さくすることにより，割れやクラックの発生を防止する。この場合，プレート８のような所定の形状に加工された鉄鋼部材を，加熱炉内において，鉄鋼部材表面のカーボンポテンシャルよりも低いカーボンポテンシャルの雰囲気下で処理させることにより，前記鉄鋼部材の表面を脱炭させる。鉄鋼部材の表面を脱炭させる好ましい条件は，例えば次のようである。即ち，８００〜９００℃に加熱した加熱炉内に，通常の雰囲気熱処理で用いられる変成炉で変成したキャリアガス（ＣＯ，Ｈ２，Ｎ２が主成分）が６〜１５ｍ３／ｈの流量で加熱炉内に供給される。なお，この時の炉内のカーボンポテンシャルは約０．６５程度である。ここへ被処理品としての鉄鋼部材を炉内に装入する。そして，鉄鋼部材（被処理品）が所定温度に達した後，キャリアガスの他に空気を所定量（１０〜３０リットル／ｍｉｎ）供給する。空気が炉内に供給されることで炉内のカーボンポテンシャルは時間と共に低下し０．６付近から０．３付近まで低減する。そして，所定時間（例えば１時間）の処理を完了した後は，通常の焼入れ焼戻し処理を行う。
【００１９】
このような条件で脱炭処理を行うことにより，シートベルト用部品として用いられる例えばプレート８の如き鉄鋼部材の表面において厚さ０．１５ｍｍ以下の脱炭層を形成させることができて，鉄鋼部材の表面の硬さをＨＲＣ３８〜４６にすることができ，特に鉄鋼部材の表面から深さ０．０５ｍｍの領域においては硬さをＨＲＣ３５（ＨＶ３４５）以下にすることができるようになる。こうして表面が脱炭された鉄鋼部材は，脱炭前に比べて表面の硬さが小さくなり，衝撃力が加わった際における割れやクラックの発生が抑制されるようになる。
【００２０】
なお以上に説明した実施の形態では，シートベルト装置１においてベルト２を車両等の内部に止めておく部品の一例としてプレート８について説明したが，プレート８以外の他の部品（即ち，例えば先に説明した止め具４，ラチェットホイール５，ガイド部材６，７，止め金９，ストッパー１１等の各部品）に鉄鋼部材が用いられている場合は，その鉄鋼部材の表面を同様の方法によって脱炭処理をしても良い。更にまた，シートベルト装置における部品に限らず，その他の部品として用いられる所望の形状に加工された鉄鋼部材について，その表面を同様の方法によって脱炭処理をしても良い。そうすれば，それらの鉄鋼部材（即ち，例えば先に説明した止め具４，ラチェットホイール５，ガイド部材６，７，止め金９，ストッパー１１等の各部品に用いられている鉄鋼部材やその他の部品として用いられる所望の形状に加工された鉄鋼部材）についても同様に，衝撃力が加わった際における割れやクラックの発生が抑制されるようになる。
【００２１】
【実施例】
先に図１で説明したシートベルト装置１においてプレート８として使用される図２に示すような鉄鋼部材（Ｓ５５Ｃ）を本発明の条件にしたがって実際に熱処理し，鉄鋼部材の表面を脱炭した。処理に供する鉄鋼部材の被処理品の総表面積は２２．１２ｍ２であり，材料表面のカーボンポテンシャルは材料のＣ（％）と一致し，この場合は０．５２〜０．５８である。加熱炉内は８５０℃に保持され，さらに変成炉で変成したキャリアガス（ＣＯ：２４％，Ｎ２：４６％，Ｈ２：３０％）を９ｍ３／ｈの流量で炉内に供した。この時の炉内のカーボンポテンシャルは約０．６である。その中に被処理品である鉄鋼部材を装入する。そして，鉄鋼部材（被処理品）が炉内温度と同じ８５０℃になった後に，キャリアガスと共に空気を１５リットル／ｍｉｎの流量で約２０分間供給した。
【００２２】
次に空気の流量を３０リットル／ｍｉｎとして約４０分間供給した。空気を炉内に供給することで炉内のカーボンポテンシャルは低下し，１時間の処理の最終時にはカーボンポテンシャルは０．２８付近まで低下した。この後，鉄鋼部材（被処理品）を約４０〜６０℃の範囲で油焼入れを行った。さらに焼戻し処理として４２０℃，１時間３０分の処理を行った。図４は脱炭処理のヒートサイクル及び処理中のカーボンポテンシャルの変化を示したものである。
【００２３】
図５は，以上の条件で脱炭処理を行った実施例の鉄鋼部材（プレート８）についての焼き戻し前後におけるビッカース硬さ（荷重５００ｇ）を，鉄鋼部材の表面からの距離（深さ）との関係において示したグラフである。また図６は，実施例の鉄鋼部材について表層部の断面の組織を模式的に示した拡大図である。脱炭処理を行うことにより鉄鋼部材の表面はロックウェル硬さＨＲＣ４３となり，焼き戻し前後のいずれも鉄鋼部材の表面から深さ０．０５ｍｍの領域においてビッカース硬さＨＶ３００となって，脱炭層が形成されていた。なお，脱炭層は部品断面の顕微鏡写真により確認した。
【００２４】
また以上の条件で脱炭処理を行った実施例の鉄鋼部材について曲げ試験を行った。図７に示すように，上面にＶ字形状の凹所が形成されたブロックの上に鉄鋼部材（プレート８）を載せ，鉄鋼部材の上面を押金具で下方に押圧することにより，いわゆるＶブロック法による曲げ試験を行った。なお，段取状態（鉄鋼部材を熱処理用の治具にセットする状態）を平置（鉄鋼部材を治具の上にそのまま載せてセットする状態）と吊り（鉄鋼部材を治具に吊り下げてセットする状態）に変えて脱炭処理を行った鉄鋼部材について，それぞれ曲げ試験を行った。その結果，脱炭処理を行った実施例の鉄鋼部材は，図８に示すように押圧箇所において湾曲したものの破断には至らなかった。なお，段取状態による曲げ強度の相違は見られなかった。
【００２５】
一方比較例として，実施例で用いたと同じ材質，同じ形状の鉄鋼部材（被処理品）を実施例と同じ熱処理条件で処理を行った。ただし，比較例の場合は炉内のカーボンポテンシャルを約０．４に安定するようにキャリアガスの流量をコントロールし，また炉内には空気を供給しない点で実施例と異なっている。以上の条件で熱処理を行った比較例の鉄鋼部材について実施例と同様の曲げ試験を行ったところ，図９に示すように押圧箇所において破断が発生した。表１に，本発明の実施例と比較例の比較を示す。
【００２６】
【表１】
0004029142.tif 000002
【００２７】
【発明の効果】
請求項１〜３によれば，シートベルト装置においてベルトを車両等の内部に止める部品として用いられる鉄鋼部材について，割れやクラックの発生を防止することが可能となり，安全なシートベルト装置などを提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートベルト装置の一例を示す斜視図である。
【図２】プレート（鉄鋼部材）の正面図である。
【図３】プレート（鉄鋼部材）の側面図である。
【図４】加熱炉内の炭素濃度の経時的変化を示すグラフである。
【図５】脱炭処理を行った鉄鋼部材についての焼き戻し前後におけるビッカース硬さを，鉄鋼部材の表面からの距離との関係において示したグラフである。
【図６】脱炭処理を行った鉄鋼部材の表層部の断面の組織を模式的に示した拡大図である。
【図７】曲げ試験の説明図である。
【図８】脱炭処理を行った鉄鋼部材についての曲げ試験の結果の説明図である。
【図９】脱炭処理を行わなかった鉄鋼部材についての曲げ試験の結果の説明図である。
【符号の説明】
１    シートベルト装置
２    ベルト
３    センターピラー
４    止め具
５    ラチェットホイール
６，７  ガイド部材
８    プレート（鉄鋼部材）
９    止め金
１０  座席
１１  ストッパー
１２  人
１５  孔
１６  調節孔
【図１】
0004029142.tif 000003
【図２】
0004029142.tif 000004
【図３】
0004029142.tif 000005
【図４】
0004029142.tif 000006
【図５】
0004029142.tif 000007
【図６】
0004029142.tif 000008
【図７】
0004029142.tif 000009
【図８】
0004029142.tif 000010
【図９】
0004029142.tif 000011