(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の構造部分を形成するサイドピラーを有する車両の乗員室内で使用するためのシートベルトアンカー組立体であって、
前記サイドピラーに固定されたアンカーボルトと、前記アンカーボルトを包囲する保護カバーと、一対の第１の半径方向リブと、一対の第２の半径方向リブとを備え、
前記アンカーボルトは、前記乗員室の内部の方向に伸長するボルト軸上にボルト頭を有し、
シートベルトＤリングは、前記アンカーボルトにより支持され、
乗員は、前記Ｄリング内に通されたシートベルトを制止し、これにより、前記Ｄリングが３点拘束のうちの一つのアンカー点を形成し、
前記保護カバーは、ハウジングと、前記ハウジング内で前記ボルト頭と係合する第２の円形リブと、前記ボルト頭および前記第２の円形リブを包囲する第１の円形リブとを含み、
前記第１の円形リブは、前記Ｄリングと係合可能であり、
前記第１の半径方向リブは、前記第１の円形リブと前記ハウジングとの間に伸長し、前記ボルト軸を含む水平面上で前記第１の円形リブの両側に概ね配置され、
前記第２の半径方向リブは、前記第１および第２の円形リブの間に伸長し、垂直面と前記ボルト軸を含む水平面との間の平面上に概ね配置され、
前記第１及び第２の半径方向リブの少なくとも一つが圧潰されることによって、衝撃荷重が吸収されることを特徴とするシートベルトアンカー組立体。
【請求項２】
請求項１に記載のシートベルトアンカー組立体であって、
前記ハウジングの外側に配置されたクロージャ壁を含み、
前記クロージャ壁は、前記アンカーボルトを受け入れる開口を有し、
前記ハウジング、前記リブおよび前記クロージャ壁が一体成形品を形成することを特徴とするシートベルトアンカー組立体。
【請求項３】
請求項１に記載のシートベルトアンカー組立体であって、
前記ハウジングと前記サイドピラーとの間の装飾パネルを含み、
前記ハウジングは、前記保護カバーを介して前記サイドピラーに衝撃荷重が伝達されたときに前記装飾パネルと係合可能であることを特徴とするシートベルトアンカー組立体。
【請求項４】
請求項２に記載のシートベルトアンカー組立体であって、
前記ハウジングと前記サイドピラーとの間の装飾パネルを含み、
前記ハウジングは、前記保護カバーを介して前記サイドピラーに衝撃荷重が伝達されたときに前記ハウジングが前記装飾パネルと係合可能であることを特徴とするシートベルトアンカー組立体。
【請求項５】
請求項１に記載のシートベルトアンカー組立体であって、
前記第２の半径方向リブは、前記ボルト軸を含みかつ角度をなして間隔配置された平面内に配置され、
前記角度をなして間隔配置された平面は、前記水平面から約４５°変位していることを特徴とするシートベルトアンカー組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両乗員室内で使用するための３点式乗員拘束ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車乗員用能動拘束装置は、各車両乗員シートと一体に組み込まれている３点式シートベルト拘束装置を含む。シートベルトの一端は、乗員室の片側でベルト引込組立体によりサイドピラーアンカー点に典型的に固定されている。シートベルトの他端は、永久アンカーボルトにより車体構造物に典型的に固定されている。シートベルトの中間部分は、Ｄリング内に通され、一方Ｄリングは、自動車車体の構造サイドピラーの上部部分に典型的に固定されている。中間部分は、乗員室のフロアパン上の第３のアンカー部材にバックル結合されるように設計されている。これにより、シートベルトは、ベルトをかける乗員の正面胴部上ならびに骨盤領域上を通り得る。このような３点式シートベルト拘束装置の例は、米国特許第４６４５２３２号、第４９５５６３９号および第５５２９３４４号に記載されている。これらの特許は、既存の従来技術の典型的なものである。
【０００３】
このタイプの３点式シートベルトアンカー固定では、その中をシートベルトが通されるＤリングのためのアンカーボルトは、ベルトをかける乗員の頭部にかなり近い自動車の車体の構造サイドピラー上の上部位置に取り付けられることを要する。この３点式シートベルト拘束形状によって、道路上での事故中に自動車の車体が受けることになる高エネルギー衝撃力により発生される頭部の怪我から、車両の乗員を十分に保護できることは有利である。衝撃力がシートベルトＤリングのためのアンカーボルトの軸方向に作用したときに自動車の乗員室の構造サイドピラーの上部部分におけるシートベルトアンカー固定に加えられる衝撃力のエネルギーを吸収する設計方法は既知である。このようなエネルギー吸収装置の一例は、米国特許第５５２９３４４号から既知であり、この特許においては、シートベルトＤリングと車体の構造サイドメンバとの間に金属ベローが設けられている。軸方向荷重がシートベルトアンカーに加えられたとき、金属ベローは圧潰され、これによりボルトの頭に加えられる衝撃力の運動エネルギーを吸収することができる。
【０００４】
保護カバーが“Ｗ”形状の断面を有する変形可能な金属クリップを含む自動車車体の構造ピラーの上部部分にアンカーボルトのための保護カバーを設ける設計方法は既知である。クリップは、アンカーボルトの頭と係合可能である。ボルトの軸方向に加えられた衝撃力は、このときクリップを変形し、これによりアンカーボルトに加えられたピーク衝撃力を低減することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
オフセット衝撃力のエネルギーを有効に吸収する３点式アンカー固定装置内のシートベルトの中間位置のための保護カバーを提供することが本発明の主な課題であり、簡単な成形技術を用いて一体部品として容易に製造可能な保護カバーを提供し、これにより製造ステップおよび組立工程を簡単にすることが本発明の他の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動車乗員室内の３点式シートベルトアンカー固定のためのオーバーヘッドアンカーボルトのための保護カバーを含む。保護カバーは、衝撃力のエネルギーを吸収する変形可能なリブを有するカバーを含む。変形可能なリブの一つは、ボルトの頭と直接係合し、それと組をなす変形可能なリブは、ボルトの頭を包囲している。有利なように位置決めされた変形可能な半径方向の構造リブは、包囲する外側の変形可能なリブ内に配置された変形可能なリブの外面と前記外側のリブの内面との間に配置されている。有利なように位置決めされた変形可能な半径方向構造リブの第２のセットは、最も外側の変形可能なリブの外周とカバーそれ自身の本体との間に配置され、カバーそれ自身もまたエネルギー吸収構造部材として機能する。
【０００７】
変形可能な円形リブおよび変形可能な半径方向リブは、ボルトの軸から角度的にオフセットされた有効力ベクトルを有する衝撃力のエネルギーを吸収するように配置され、これにより車両内に座っている乗員に対し、シートベルトアンカー点にかかる軸方向から外れた高エネルギー力の衝撃からの十分な保護を提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴を形成する保護カバーが、図１および２において符号１０で示されている。保護カバー１０は、ハウジング１１を含み、ハウジング１１は、アンカーボルト軸１４の片側に配置された第１のサイド部分１２と、軸１４の反対側に配置された第２のサイド部分１６と、頂部部分１８とを有している。ハウジング１１の部分１２，１６および１８は、軸１４上に配置されたアンカーボルトを包囲する一体成形シュラウドを形成する。アンカーボルトは、図１０と共に後で説明する。
【０００９】
ハウジング１１の部分１２，１６および１８内には、アンカーボルト軸１４を包囲する円形リブ２０が配置されている。図２からよくわかるように、リブ２０は、外側ハウジング部材の深さの約７５−８０％の範囲に伸長している。リブ２０内には、第２の円形リブ２２が配置され、第２の円形リブ２２は、軸１４を包囲しかつリブ２０に対し概して同軸である。図２からよくわかるように、リブ２２の深さは、ハウジング部材の深さの約５０％の範囲に伸長している。
【００１０】
図１および１１からわかるように、第１の半径方向伸長リブ２４は、リブ２０の外周から第１のサイド部分１２の内壁に伸長している。第１の半径方向伸長リブ２６は、円形リブ２０の反対側から第２のサイド部分１６に伸長している。半径方向伸長リブ２４および２６は、概して同一面上にあり、この共通面は軸１４を含んでいる。
【００１１】
対をなす第２の半径方向リブは、符号２８および３０で示されている。これらの半径方向リブ２８および３０は、円形リブ２２の外側から円形リブ２０の内側に伸長している。これらの半径方向リブ２８および３０は、軸１４を含みリブ２４および２６の水平面に対しそれぞれ約４５°および１３５°に変位された平面内に配置されている。
【００１２】
ハウジング１１の部分１２，１６および１８と、円形リブ２０および２２と、半径方向に変位して配置されたリブとは、好ましくはポリエチレン構造プラスチック材料から一体部品として成形される。
【００１３】
本発明の保護カバーは、中心開口３４を有するクロージャ壁３２を含み、中心開口３４は、後に図１０で説明するようにアンカーボルトを受け入れるように設計されている。クロージャ壁は、位置３６においてプラスチックヒンジによりハウジング１１の頂部部分１８の上部端縁にヒンジ結合され、プラスチックヒンジは、保護カバーの一体成形品の一部を形成している。
【００１４】
図１０からわかるように、アンカーボルト３８は、車両乗員室のためのサイドピラー構造パネル４０に固定されている。ボルト３８は、アンカーナット４２内にねじ込まれている。符号４４で示すボルトの頭は、サイドピラーパネル４０に直接隣接して配置された装飾パネル４８を貫通して伸長している。
【００１５】
シートベルトのためのＤリングの概要が符号５０で示されている。Ｄリング５０は、装飾パネル４８に直接隣接して配置された平面部分５２と開口５６を有するアンギュラ部分５４とを含み、開口５６内にシートベルト５８が通されている。
【００１６】
図１０からわかるように、円形リブ２２は、ボルト３８の頭４４と直接係合している。Ｄリング５０の平面部分５２は開口６０を有し、開口６０内をボルト３８が伸長している。もし希望するならば、ボルト頭４４とＤリング５０の平面部分５２との間にワッシャ６２を設けてもよい。
【００１７】
図９には、乗員の頭部がアンカーボルトに衝突するときに必然的に含まれる衝撃ベクトルが示されている。ベクトル６８は、符号１４で示すボルトの軸に対し＋３°だけオフセットされた衝撃ベクトルを表わしている。ボルト頭上の衝撃点が、図９内で作用点７０として示されている。力ベクトル７２は、軸１４に対し−３°オフセットされた力を表わしている。
【００１８】
水平面内の衝撃角を表わすための座標が、図８に示されている。図８の水平面は、アンカーボルトの頂面図に対応している。１８０°の座標は前進方向を表わし、０°の座標は後進方向を表わす。軸１４の平面内の右側衝撃力は、９０°の座標で表わされている。軸１４の平面内の左側衝撃力は、２７０°の座標で表わされている。
【００１９】
図６は、種々の衝撃角に対する頭部打撃判定基準係数（head impact criteria force）「ＨＩＣ（ｄ）」の図表を示す。図６の図表の横軸上に目盛られた性能基準は、全米高速道路交通安全委員会により設定された判定基準を表わす実験番号である。４９ＣＦＲ，第５章，セクション５７１．２０１により設定された規格により、判定基準は次式により計算したときに１０００を超えてはならない。
【００２０】
ＨＩＣ（ｄ） ＝ .７５４４６×（自由運動頭部形状ＨＩＣ）＋１６６．４
ここで、自由運動頭部形状ＨＩＣは次式により計算される。
【００２１】
【数１】
0004242508.tif 000002
この式の中の“ａ”は、“ｇ”（重力加速度）の倍数として表わされた合成加速度である。ｔ1 およびｔ2 は、衝撃時間内の３６ミリ秒の時間間隔以上離れていない任意の２点である。
【００２２】
比較のため、図６に、アンカーボルトが保護カバーを有していないときのＨＩＣ（ｄ）実験番号に対する基準値を示してある。この基準値が番号１の棒グラフにより示されている。番号２の棒グラフは、図１２で説明する従来技術のいわゆるＷクリップ保護カバー設計のためのＨＩＣ（ｄ）番号に対応する保護値を示している。この値は、図８に示す水平面内で９０°および図９に示す垂直面内で１０°の衝撃力を想定する基準値より小さい。これは、またエネルギー吸収がないことを想定している。図１２の従来技術設計に対する番号２のＷクリップ保護カバーは、水平面内で９０°および垂直面内で＋３°の衝撃力を想定している。
【００２３】
図６に示された番号３，４，５，６，７，８および９の棒グラフは、本発明の改良保護カバー設計に対する性能基準を表わしている。各ケースにおいて、ＨＩＣ（ｄ）は基準値より本質的に小さい。番号３により表わされる力は、水平面内で９０°および垂直面内で＋３°の角度に加えられる。番号４の場合、力は水平面内で９０°および垂直面内で−３°の角度に加えられる。番号５の場合、力は水平面内で９０°および垂直面内で４°の角度に加えられる。番号６は、水平面内で９０°および垂直面内で−３°の角度に加えられた力を表わす。番号７は、水平面内で８０°および垂直面内で−３°の角度に加えられた力を表わす。番号８は、水平面内で７０°および垂直面内で−３°の角度で加えられた力に対する判定基準を示す。番号９で表わされたテストに対する対応角は、それぞれ５２°および−１０°である。
【００２４】
図７の表には、図６の棒グラフにより表わされた衝撃力の、番号２のＷクリップに対する頭部打撃判定基準値における低減率（パーセント）が示されている。番号２からの低減率は、２２％から４１％の範囲内で変動している。
【００２５】
図３，４および５は、本発明のための構造周辺図を示す。図４は、構造センターピラーに隣接する車両乗員室内に装着されたベンチシートを３／４斜視図で示している。図４のシートの下部部分は、符号７４で示され、シートバック部分は、符号７６で示されている。下部シート部分７４には、シートベルト部分５８′を受け入れるシートベルト開口が設けられている。周知の構造のシートベルトファスナバックル７８は、シートベルト部分５８′の一端に配置されている。シートベルト部分５８′の他端は、図４のベンチシートの後面図である図５に示されている。シートベルト部分５８′は、シートベルトアンカーボルト８０に固定され、シートベルトアンカーボルト８０は、車両乗員室のフロアパン構造の一部を形成する構造クロスメンバ８２に結合されている。
【００２６】
図３には、シートベルト５８の反対側端部が符号５８″で示されている。下部アンカープレート８４は、シートベルト５８″をアンカーボルト８６に結合するために使用され、アンカーボルト８６は、符号８８で示した車体の構造ホイールハウジングにねじ込み可能に固定されている。ボルト８６とホイールハウジングとの間の結合は、図３の位置９０で行われる。
【００２７】
図３からわかるように、シートベルトバックル部材９２は開口を有し、開口内にシートベルト５８の中間部分が通されている。バックル部材９２は伸長部９４を有し、伸長部９４は図４で説明したバックル７８内に受け入れられる。
【００２８】
図３には装飾パネル４８もまた示され、アンカーボルト３８が構造サイドピラーの内部サイドパネル４０に装着されたときに、アンカーボルト３８は装飾パネル４８内を貫通して伸長する。
【００２９】
サイドパネル４０は、リヤウインドウ開口９８を包囲するチャンネル部材９６を含む。車両乗員室のためのフロントドア開口は、図３に符号１００で示されている。
【００３０】
シートベルトリトラクタ機構１０２は、サイドピラーチャンネル部材９６の下部部分にボルト１０４および１０６で固定されている。これらのボルト１０４および１０６は、それぞれ位置１０８および１１０でサイドパネルに固定されている。
【００３１】
図１２の従来技術によるＷクリップ設計は、シートベルトアンカーボルトを包囲するプラスチックシュラウドを含む。この設計は、点１１２および１１４でシュラウドの内壁に固定されたＷクリップを有している。Ｗクリップのレグは、点１１６および１１８においてアンカーボルトの頭と係合している。シュラウドそれ自身は、符号１２０で示されている。
【００３２】
図１２の設計の保護カバーが高エネルギー軸方向力を受けたとき、Ｗクリップのレグは拡がり、これによりピークエネルギー力が吸収される。偏心荷重を吸収するための手段は設けられていない。図１２の設計は、既知の装置と本発明との間の相違を示すためにのみ説明しかつ図示したものである。
【００３３】
本発明の特定の実施態様を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく当業者により修正態様が可能であろう。特許請求の範囲は、本発明のこのような修正態様ならびに同等態様をすべて包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカバー組立体の端面図である。
【図２】図１の線２−２面に沿った横断面図である。
【図３】本発明による改良点を提供可能なシートベルトアンカー固定のためのＤリングおよびフロアアンカーと共に自動車用の典型的な構造サイドピラー組立体を示した斜視図であり、図を見やすくするためにアンカー固定要素が分解図で示されている。
【図４】典型的なシートベルトアンカー固定の一部を示した自動車乗員室用ベンチシートの斜視図である。
【図５】シートベルトの一端のためのアンカー固定付属部品を示した図４に示すベンチシートの後面図である。
【図６】本発明の保護Ｄリングカバーのテストサンプルによる衝撃角に対する頭部打撃判定基準を示した線図である。
【図７】図６の線図を形成する間に集積された代表的なデータを示す表である。
【図８】図７に示した衝撃力を表わすために使用された座標を示す概略図である。
【図９】アンカーボルトの軸方向からオフセットされた典型的な力ベクトルと共にＤリングアンカー固定を示した後面図である。
【図１０】アンカーボルトと、および車両サイドカバーの一部を形成する構造サイドパネルとを共に示した図１のカバー組立体の断面図である。
【図１１】本発明のカバー組立体の斜視図である。
【図１２】アンカーボルトの頭に隣接して設けられたＷ形状のエネルギー吸収鋼製クリップを含む従来技術から既知のカバーの斜視図である。
【符号の説明】
１０  保護カバー
１１  ハウジング
１２  ハウジングの第１のサイド部分
１４  ボルト軸
１６  ハウジングの第２のサイド部分
１８  ハウジングの頂部部分
２０  第１の円形リブ
２２  第２の円形リブ
２４  第１の半径方向リブ
２６  第１の半径方向リブ
２８  第２の半径方向リブ
３０  第２の半径方向リブ
３２  クロージャ壁
３４  開口
３８  アンカーボルト
４０  サイドピラー
４４  ボルト頭
４８  装飾パネル
５０  Ｄリング
５８  シートベルト
５８′シートベルト
５８″シートベルト
【図１】
0004242508.tif 000003
【図２】
0004242508.tif 000004
【図３】
0004242508.tif 000005
【図４】
0004242508.tif 000006
【図５】
0004242508.tif 000007
【図６】
0004242508.tif 000008
【図７】
0004242508.tif 000009
【図８】
0004242508.tif 000010
【図９】
0004242508.tif 000011
【図１０】
0004242508.tif 000012
【図１１】
0004242508.tif 000013
【図１２】
0004242508.tif 000014