車を運転するとき、座席に座るための小さな布を当たり前のように使っていませんか？シートベルトは、どんなクルマにも欠かせない重要な部品です。その仕組みを知ることが肝心です。このブログでは、シートベルトの科学的背景と、シートベルトがどのように私たちの日々の安全を守っているかについて説明します。読書を楽しんでください。
シートベルト：ベーシックな3点式
シートベルトは通常、ウェビング、リトラクター、バックルの3つの主要な要素で構成されています。ウェビングとは、シートベルトの肩から斜めにかけての部分です。リトラクタとは、車のドアパネルの裏側にある、ベルトに取り付けるスプールのことです。バックルがカチッとはまり、シートベルトが固定されます。
ストラップには、大きな圧力に耐えられるよう、丈夫な織物を使用しています。金属と樹脂でできたリトラクターは、衝突時にシートベルトを固定するためのものです。バックルも金属と樹脂でできており、ボタンを押すとシートベルトが外れる仕組みになっています。
シートベルトはどのように固定されるのですか？
事故では、車両は強い減速を受けたり、急停車したりします。ベルトを遮断することで、ドライバーに重大な影響を与えない工夫が施されています。この機構は、フリーランニングするスチールボールとヒンジで構成されています。スプロケットは巻き取り軸に連結されているため、通常の走行状態ではベルトの巻き取り、巻き戻しのたびにスプロケットが回転し、ボールは静止位置にある。しかし、車両が急停止すると、ボールはその慣性で前方に移動し、この移動がヒンジを動かし、ロック機構を作動させるのです。このロック機構により、それ以上ウェビングが外れることはなく、 衝突時にはシートベルトがドライバーの前方移動を止めるだけとなります。
この不具合に対抗し、シートベルトに対するドライバーの信頼性を高めるために、技術者たちはベルトの速度に応じた追加の機構を開発することを思いついた。ベルト軸にセンターピースを取り付け、センターピースの上に意図的にずらした別のピース（ムービングピースと呼ぶ）を設置する。センターピースがゆっくり回転すれば、ムービングピースは摩擦なく一緒に動くことができる。センターピースの回転が速いと、ムービングピースはそれについていけず、セレーションロードの内部キューテッドの一つを塞いでしまいます。これは、 ストラップの出る速度を変えることで、どんなドライバーでもテストできる仕組みです。
この二重構造により、リールの安全装置が故障する可能性を防ぐことができました。しかし、ブロッキングを完全に制御するには不十分だった。事故の際、安全ベルトが乗員の動きを完全にブロックし、胸部に大きな圧力がかかるため、内臓を損傷する恐れがあるのです。この問題により、エンジニアはドライバーの物理的な完全性を維持するための解決策を見出す必要に迫られました。最近のシートベルトリトラクターにはトーションバーが 装備され、ベルトが限界荷重に達すると少し緩めて、乗員の胸部を過度に圧迫するのを防ぐことができるようになっています。
シートベルトのおかげで、どれだけの命が救われたのでしょうか。
現代の3点式ベルトがどれだけの命を救ったかを正確に語ることは、今日では不可能である。世界的な交通安全の統計はありません。
1958年にニル・ボーリンによって3点式ベルトを発明したボルボは、しかし、おおよその数字を示そうとしたのである。 シートベルトは、それぞれの事故による負傷者の数を除いても、誕生以来 100万人以上の命を救う ことができたと言われています。
米国高速道路交通安全局によると、シートベルトは衝突時の死亡リスクを45％減少させるそうです。シートベルトが人命救助に有効な理由は、衝突時に乗員を車内にとどめておくことができるからです。特に、死亡事故が多い横転事故では重要です。また、シートベルトを着用することで、乗員が車外に放出されるのを防ぐことができ、生存率が大幅に向上します。
出典
- yourmechanic.com– シートベルトはどのように機能するのですか？
- nrspp.org.au– シートベルト – 何があなたを妨げているのでしょうか？
- iihs.org– シートベアト（EN）
- sciencedirect.com– シートベルト (EN)
