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安全装置

自動車の安全装置

1899年イギリスのロンドンで、ダイムラーの自動車による事故で乗員2人が
放り出され死亡したことがきっかけとなり、シートベルトが開発されたといわれている。
それから100年以上過ぎた現在、自動車の高性能化と共に安全装置も高性能になっている。
当初は乗員を守ることを目的をしていたが、
交通事故が増加するに伴って歩行者などを守るために安全装置も変化していった。

---シートベルト---
自動車が衝突する時、また、衝突を回避しようとブレーキを掛けたり
ハンドルを切ったりする時、体には急激な減速・加速による、大きな慣性力が加わる。
その際、体を座席に固定していないと、体が自動車の内部に衝突してしまう。
また、体が車外に放出してしまう危険性もある。それを防ぐために、
シートベルトで体やチャイルドシートを座席に固定する。


【ELRシートベルト】
緊急ロック式巻き取り装置付きシートベルト。
通常の装着時には引き出すことも緩めることも可能で、
衝突時など急な動きの時にはロックして乗員の体を固定する。

【テンションリデューサー付きELRシートベルト】
シートベルトを装着しているとき、ベルトの巻込み力による圧迫感を軽減するため、
巻込み力を低減させる装置をもつ緊急時ロック式巻取り装置付きのシートベルト。
巻込み用強弱2種類のスプリングをもち、その切り替えを電磁石を利用する電気式と、
カムやドア開閉時のレバーの動きを利用する機械式がある。

【ELR-ALRシートベルト】
「チャイルドシート固定機構付きシートベルト」。
後部座席の3点式シートベルトは一般的にELR方式が採用されており、
通常 はELR機能で普通にシートベルトを引き出して装着し、
衝撃を受けた際にロックして強い力で乗員の身体を守ります。
これにALR機能が付いたシートベルトは、シートベルトをすべて引き出すとロックし、
巻き取る方向にしか動かなくなるため、この機能でチャイルドシートを固定します。
正しく使えばとても便利な機構ですが、マイナス面が目立ってしまい、
その後、2009年以降に発売された新型車からは全メーカーで姿を消すことになりました。
その代わりに標準装備化が進んだのが
ISOFIX(アイソフィックス)チャイルドシートに対応するための固定金具です。
2012年7月以降の新車にはISOFIX対応の装備が義務付けられることになった。


【引用】https://www.weblio.jp/content/ELR-ALR+3点シートベルト


【プリテンショナー付きシートベルト】
自動車の衝突時にシートベルトのたるみをとり除くことにより、
乗員が前方に動き出す前に確実に座席に固定し、
乗員の保護性能を向上する目的で装備されている機構。
リトラクター(巻き取り装置)側で肩部を引き込むリトラクタープリテンショナー、
バックルアンカー側で腰部を引き込むバックルプリテンショナー、
ドア(ピラー下)側で腰部で引き込むラップアウター(またはラップ)
プリテンショナーがあり、多くの車種がそれらを組み合わせて装備している。
プリテンショナーの作動には通常火薬を用い、
火薬が爆発する際に発生するガスの力でウェビングやバックルを引き込む。
一部車種ではブレーキと連動してモーターにより
ウェビングを引き込む機構(プリ・プリテンショナー機構)を装備している。
火薬は一度発火するとASSY交換となるが、モーターで作動させる場合、
「ベルトの伸びが許容範囲内」であれば繰り返し使用できる。
また、重大な事故に至らないとECUが判断する程度の制動力では弱く、
それが持続したり強まった場合には拘束力を段階的に高めるなどの制御も可能である。
ただしモーターの巻き取り力のみでは乗員の拘束には不十分であるため
火薬式プリテンショナーと組み合わせて使用されている。
また、プリテンショナーと組み合わせて、拘束による乗員への負担が一定以上加わらない様に
調節を行うロードリミッターが組み込まれる事が一般的である。



---エアバッグ---
乗員保護システムの中の1つとして、シートベルトと併用して使われるSRSエアバッグシステム。
SRSはSupplemental Restraint System(補助拘束装置)の略。
Supplemental(補助)とあるように、シートベルト着装をした上で、
本来の効果がある乗員保護システムの1つで、シートベルトを着用していないと
その効果は発揮されない。
前席(運転席と助手席)に加え、一部車種では後部座席用も用意された。
現在では側面からの衝突に対応するサイドエアバッグやカーテンエアバッグ、
膝にかかる衝撃を緩和するためのニーエアバッグ、
さらにはシートベルトを膨らませる方式のものもある。
作動順序は、
1、クルマが衝突すると加速度センサーが反応。センサーからエアバッグECUに加速度の情報が送られる。
2、エアバッグECUは内部でも持っている加速度センサーの情報も加味してエアバッグの展開・不展開を決定する。
3、展開との決定が下された場合、エアバッグECUはエアバッグモジュールに展開の指示を行う。
4、インフレーター(“充填機”。エアポンプの一種)にて火薬を爆発させることでガスを発生させ、
エアバッグを0.01秒の単位で瞬時に膨らませる。
この際、収納部(通常、運転席ではステアリングホイールの中央部、助手席ではダッシュボード上部)を
押し破ることでバッグが出てくる。
5、完全に膨張したら、バッグの背後に設けられている穴よりただちにガスが抜けエアバッグが収縮する。



エアバッグの種類

【運転席エアバッグ】
ステアリングホイール内部から膨らみ、運転席の搭乗者を前面衝突時のみ保護するエアバッグである。
【助手席エアバッグ】
助手席のインパネ上から膨らみ、助手席の搭乗者を前面衝突時のみ保護するエアバッグである。
【サイドエアバッグ】
側面衝突時に運転席と助手席のシート外側部分から膨らみ、運転席と助手席の搭乗者の胸部、
腹部を保護するエアバッグで、最近は後席にも装備するモデルが登場している。
【カーテンシールドエアバッグ】
側面衝突時または車両横転時にルーフサイド部分から膨らみ、
運転席と助手席の搭乗者および後席搭乗者の頭部、頚部を保護するエアバッグである。
【ドアマウントカーテンエアバッグ】
側面衝突時に、窓枠下部からサイドウインドウを覆うように天井へ向けて展開し、乗員の頭部を保護する。
オープンカーなど、カーテンシールドエアバッグの搭載が物理的に不可能な車両に採用される。
【ニーエアバッグ】
ステアリングコラムまたはインパネの下部から膨らみ、
衝突時に乗員を正しい着座位置に保つために腰部の固定を目的とし、
また、下肢部を保護するエアバッグである。運転席のみまたは運転席・助手席用もある。
【シートクッションエアバッグ】
シート座面下に装備されており、衝突時に座面前部を押し上げ、
腰部の前方移動を抑止するとともに、下腹部への衝撃を緩和する。
【リアウインドウカーテンシールドエアバッグ】
追突時に後席頭上に展開し、後席乗員の頭部、頚部を保護する。
【後席エアバッグ】
助手席シートバックに組み込まれ、衝突を受けた後席左側乗員の頭や肩、上腕部を保護する。
【後席センターエアバッグ】
側面衝突時に後部左右席の中間に膨らみ、衝突を受けた反対側の後席乗員の頭や肩、上腕部を保護する。
【シートベルトエアバッグ】
シートベルト本体にエアバッグが内蔵されており、衝突時に肩ベルトの一部が丸く膨らんで
乗員の頚部と胸部を保護するとともに頭部の激しい運動を抑制する。
【ITSヘッド・エアバッグ】
運転席および助手席の窓枠付近に装備されており、側面衝突時に筒状に膨らみ、頭部を保護する。
【ペルビスソラックスバッグ】
運転席および助手席の背もたれ外側の低い位置に内蔵されており、
側面衝突時にサイドエアバッグと同時に作動し、腰椎や骨盤を保護する。
【SRSベルトバッグ】
衝突時に後席シートベルトの幅が約3倍に広がって、後席乗員にかかる負荷を最小限に抑える。


【出典】https://autoc-one.jp/honda/insight/special-291895/photo/0026.html
【引用】https://ja.wikipedia.org/wiki/エアバッグ



---衝突安全ボディ---

【サイドインパクトビーム】
側面衝突時の乗員の保護のためドアパネル内に設けられた補強材。
超ハイテン材のパイプ断面の棒材が多い。
乗員保護について米国は1970年代から規制をしたが、日本は遅れて1980年代から規制された。
試験規格はムービングバリア台車による速度50km/hからの衝突で、乗員の安全性が求められる。
2018年からの製造車両には、電柱を模した速度32km/hからの
衝突のポール側面衝突試験が新たに適用された。
そのため、サイドインパクトビームは更なる強度アップが求められている。


【引用】https://protest.web-pbi.com/reason/passive/sidedoor-beam


【衝撃吸収ボディ】
自動車の衝突時における乗員保護(衝撃吸収機能)と
生存空間の確保(乗員保護機能)などを考慮して設計製造された自動車用車体のこと。
1993年(平成5年)1月に「道路運送車両の保安基準」が改訂され、
1994年(平成6年)4月以降の新型車には前面衝突試験が義務付けられた。
1995年(平成7年)12月にトヨタ自動車が5代目スターレット(P90型系)の
フルモデルチェンジを皮切りに、衝突安全ボディーを謳った「GOA」を次々に同社製品に採用、
以降、他メーカーからも衝突安全ボディー採用を謳う新型車が続々と登場した。
普通乗用車やバスの衝突安全ボディーの構造は、
衝撃を吸収する「クラッシャブルゾーン」(フロント構造とリア構造)と、
乗員の安全を確保する「セーフティゾーン(サバイバルゾーン)」(キャビン構造)に分けられており、
これらの構造を組み合わせたモノコックまたはスケルトン構造である。
これにより、衝突時に乗員に加わる衝撃を緩和する。
また、エンジンブロックやトランスミッション、フロントホイールの素材や構造を工夫し、
ボディーと一緒に押しつぶされることによって衝撃吸収力を高める技術の開発も進んでいる。


【歩行者保護エアバッグ】
歩行者保護エアバッグは前面衝突時、ボンネットに乗り上げた歩行者が、
前方窓枠(ピラー)やボンネット固定部など堅牢な部分で強打することを防ぐことが目的です。
センサが衝撃を感知してバッグ展開までは約100分の5秒。
その短い時間で着実にバッグ全体にガス(空気)を流して展開させて、
歩行者への衝撃を吸収する仕組みです。
作動範囲は地面から約2m20cmまでカバーしており、背が高い人にも対応しています。
子どもなど対象の身長が低い場合は、従来より柔らかく設計されたボンネットフードが、
子どもの頭部への衝撃を吸収し、保護します。