کمربند ایمنی، ابزاری مهارکننده برای حفاظت از سرنشینان خودرو در برابر حرکت های شدید و برخورد با قسمت های داخلی خودرو بر اثر تصادفات است. ایده ابتدایی اختراع آن مربوط به اواخر قرن 19 بوده و پس از آن، تکنولوژی کمربند ایمنی مرحله به مرحله تکامل یافته و قوانین مربوط به استفاده از آن نیز شدیدتر شده است. کمربند ایمنی به طور میانگین، سالانه جان حدود 13 هزار نفر را در ایالات متحده نجات می دهد. امروزه متداول ترین نوع کمربند ایمنی، کمربند سه نقطه ای با مکانیزم قفل شونده اضطراری و پیش کشنده است که در اکثر خودروها به کار می رود.

کمربند ایمنی، ابزاری مهارکننده برای نگهداری سرنشینان خودرو در محل خود و جلوگیری از حرکت های شدید آنان طراحی شده است. هدف از اختراع کمربند ایمنی، حفاظت از سرنشین، کاهش صدمات سرنشین از طریق ساکن نگه داشتن او در برابر برخورد با قسمت های داخلی خودرو و یا سرنشینان دیگر است که ضربه ثانویه نامیده می شود. همچنین کمربند ایمنی برای جلوگیری از پرتاب سرنشین به خارج از خودرو ناشی از توقف ناگهانی، برخورد و واژگونی خودرو استفاده می شود. این ابزار، نقشی قابل توجه در کاهش تلفات جانی در حوادث خودرو دارد. برطبق اعلام اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراه های امریکا، این وسیله در سال 2001 جان حدود 12 هزارنفر را نجات داده است.

تاریخچه کمربند ایمنی
کمربندهای ایمنی توسط جورج کیلی در اواخر قرن نوزدهم اختراع و برای اولین بار در هواپیما توسط آدولف پژود- که جزو اولین کسانی بود که به صورت واژگون با هواپیما پرواز کردند- معرفی شد. کمربندهای ایمنی تا 1930 در هواپیما استاندارد نشدند. ادوارد ج. کالاگورن اولین حق اختراع با شماره 312085 را در دهم فوریه 1885 برای یک کمربند ایمنی ثبت کرد. در دهه 1930، فیزیکدانان امریکایی از کاربرد کمربند در خودروها حمایت کرده و حتی برخی از آنها خودروهای خویش را به کمربند ایمنی مجهز کردند. کلیر ل. استریث (جراح پلاستیک) و ک. ج. استریکلند (فیزیکدان) جزو اولین نفراتی بودند که تقاضای نصب کمربند ایمنی برای خودروی خویش را دادند. استریکلند، لیگ ایمنی خودروی امریکا را بنا نهاد و عوام امریکا کمی اشتیاق نسبت به آن نشان دادند.

کمربند ران
کمربند ران، کمربندی قابل تنظیم است که روی میان تنه قرار می گیرد و جزو اولین کمربندهایی است که در خودروهای قدیمی مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه فقط در صندلی های میانی عقب برخی خودروها و همچنین سرنشینان هواپیما از این نوع کمربند استفاده می شود. در 1953، انجمن پزشکان ایالت کلورادو، سیاست حمایت از نصب کمربند ایمنی ران را منتشر کرد. در 1954، باشگاه اتومبیل های مسابقه ای امریکا از شرکت کنندگان خواست تا از کمربند ایمنی ران استفاده کنند. گالن شرن در 31 مارس 1955 اختراعی کاربردی برای کمربند ایمنی ران ارائه داد که باعث ثبت حق امتیازی امریکایی به شماره 2855215 در 1985 شد. در 1955، فورد برای اولین بار کمربند نوع ران را آپشن قرار داد. در 1956، با اصرار رابرت مک نامارا8 مدیر اجرایی فورد، کمربندهای ایمنی به عنوان بسته «محافظ» به مصرف کنندگان ارائه شد.

شکل 1: کمربند ران نوع ثابت

کمربند شانه ای
کمربند شانه ای، کمربندی قابل تنظیم است که روی شانه قرار می گیرد. این نوع کمربند بیشتر در دهه 1960 کاربرد داشت زیرا مزایای محدودی دارد و از معایب آن می توان به لیزخوردن سرنشین درهنگام برخورد، اشاره کرد. در 1956، شرکت ولوو کمربند مورب دونقطه ای را به عنوان لوازم جانبی وارد بازار کرد.

کمربند ایمنی سه نقطه ای
از آنجا که کمربندهای ایمنی ران و شانه ای، به تنهایی کارایی لازم را نداشتند، کمربند ایمنی سه نقطه ای که تلفیقی از آنهاست، اختراع شد. اولین کمربند ایمنی سه نقطه ای در 1951 به صورت حق اختراع توسط روگر و. گریس ورلد و هوگ دهاون ثبت شد. ساب اولین تولیدکننده خودرو بود که در 1958 کمربند ایمنی را به عنوان استاندارد معرفی کرد. در 1958 پس از معرفی GT750 ساب با کمربند ایمنی استاندارد در نمایشگاه نیویورک موتور، این موضوع عمومی شد.

نیلس بوهلین13 سوئدی نوع خاصی از کمربند ایمنی سه نقطه ای را برای ولوو اختراع کرد که در 1959 به عنوان تجهیزات استاندارد معرفی و اختراع او با شمار 3043625 ثبت شد.

شکل 2: کمربند سه نقطه ای ثابت

1. مکانیزم جمع کننده اضطراری
مکانیزم جمع کننده اضطراری، مکانیزمی است که در شرایط رانندگی عادی، آزادی حرکت کاربر کمربند ایمنی را محدود نمی کند. این جمع کننده وسیله ای تنظیم کننده برای طول دارد که به طور خودکار، تسمه کاربر را تنظیم می کند. همچنین دارای مکانیزم قفل بوده و درحالت اضطراری، به منظور کشیدن بند نسبت به جمع کننده، به کار می افتد. این مکانیزم، اولین بار توسط مهندس هوگ دهاون اختراع شد. در 1974 شرکت مرسدس بنز مکانیزم جمع کننده قفل کن اضطراری را برای کمربندهای سه نقطه ای در مدل های سری 300 خود عرضه کرد.

شکل 3: جمع کننده

2. مکانیزم پیش کشنده
پیش کشنده، مکانیزمی است برای سفت کردن لقی موجود در نوار کمربند در تصادفات. مکانیزم قفل متداول در یک جمع کننده، کمربند را از گسترده شدن بیشتر باز می دارد (آن را متوقف می کند). پیش کشنده، به مسافر کمک می کند تا در حد مطلوبی در زمان برخورد در صندلی حرکت کند. معمولاً پیش کشنده ها با مکانیزم های قفل متداول و قراردادی با یکدیگر و در کنار هم کار می کنند.

برخی از پیش کشنده ها، کل مکانیزم جمع کننده را به سمت عقب می کشند درحالی که برخی دیگر قرقره را به چرخش در می آورند. در مجموع، پیش کشنده ها به پردازنده کنترل مرکزی یکسانی متصل شده اند که کیسه ی هوای خودرو را نیز فعال می سازد. پردازنده حسگرهای الکترونیکی یا مکانیکی حرکت که نسبت به کاهش سرعت ناگهانی ناشی از ضربه واکنش نشان می دهند را بررسی می کند. هنگامی که ضربه ای تشخیص داده می شود، ابتدا پردازنده پیش کشنده و سپس کیسه ی هوا را فعال می کند. برخی پیش کشنده ها دارای موتورهای الکتریکی یا سولنوئیدی هستند، اما امروزه در طرح های رایج، از مواد آتش زا در متوقف ساختن نوار کمربند استفاده می شود. تصاویر 4 و 5 مدلی نمونه را نشان می دهند.

مرسدس بنز برای اولین بار پیش کشنده ها را همراه با کیسه هوا برای کمربند سه نقطه ای بنز S-Class 1981 معرفی کرد.

شکل 4: مکانیزم پیش کشنده

شکل 5: کابل برقی اتصال پیش کشنده

شکل 6: کمربند ایمنی اتوماتیک

کمربندهای اتوماتیک
برخی وسایل نقلیه، کمربندی مورب دارند که هنگام روشن شدن خودرو، به سمت جلو می آیند تا از سرنشین محافظت کنند. معمولاً کمربند رانی جداگانه ای نیز وجود دارد که می بایستی به صورت دستی محکم شود. اولین خودروی تجاری مجهز به کمربند اتوماتیک، فولکس واگن ربیت 1975 بود.

یکی از مشکلات کمربندهای اتوماتیک این است که این کمربندها برای ایمنی کودکان بسیار مناسب نیستند. با ضروری شدن استفاده از کیسه هوا، بیشتر خودروها از ارائه کمربند اتوماتیک خودداری کردند. یکی از شرکت های طرفدار این کمربند، فورد بود که در مدل های 1995 و 1996 خود نیز در کنار کیسه هوا، کمربند ایمنی را ارائه داد.

کمربند متصل به صندلی
کمربند متصل به صندلی نوعی کمربند سه نقطه ای است که کمربند شانه ای آن به جای ستون خودرو، به پشت پشتی صندلی متصل می شود. مزیت این کمربند، محافظت بیشتر به هنگام واژگونی خودرو به ویژه برای کودکان است. این کمربند، برای اولین بار در مرسدس بنز 1990 عرضه شد.

شکل 7: کمربند ایمنی چهارنقطه ای

کمربند ایمنی چهارنقطه ای
کمربندهای چهارنقطه ای، برای اولین بار به طور آزمایشی درمورد فورد طراحی شد که متعلقات آن به خود صندلی متصل می شود نه به اتاق خودرو.

کمربند ایمنی پنج نقطه ای
کمربندهای پنج نقطه ای، ایمن تر اما محدودتر از انواع دیگرند. این کمربندها بیشتر در قسمت کمربند ایمنی در مسابقات به کار می روند و دارای دو کمربند شانه ای و یک کمربند اضافی هستند که از کمربند ران به میان پاها متصل شده است. تسمه ها به هیچ وجه نباید به صندلی متصل باشند بلکه می بایستی به اتاق یا زیر آن متصل شوند.

شکل 8: کمربند ایمنی پنج نقطه ای

کمربند ایمنی شش نقطه ای
کمربند ایمنی شش نقطه ای، مشابه کمربندهای پنج نقطه ای هستند و دارای کمربندی اضافی در بین پاها هستند. به اعتقاد برخی، این منطقه، وضعیتی ضعیف تر از باقی نقاط دارند. از این کمربندها، بیشتر در مسابقات استفاده می شود. در ناسکار پس از مرگ دیل ارن هارت این کمربند بسیار مورداستفاده قرار گرفته است. ارن هارت، از کمربند پنج نقطه ای استفاده کرده و در تصادفی وحشتناک، به شدت آسیب دید. از آنجا که ابتدا تصور شده بود که کمربند او شکسته است، برخی از تیم ها کمربند شش نقطه ای را پیشنهاد دادند.

شکل 9: کمربند ایمنی شش نقطه ای

کمربند ایمنی هفت نقطه ای (5+2 نقطه)
کمربندهای هفت نقطه ای، معمولاً در هواپیماهای نمایشی استفاده می شوند. این مهار کننده ها ترکیبی از مهارکننده های مختلف هستند و شامل یک کمربند پنج نقطه ای و یک کمربند اضافی نوع رانی بوده که به قسمت دیگری از اتاق هواپیما متصل می شوند. در هنگام تهیه این مهار کننده، اضافه برای مانورهای G منفی (که هواپیما حالت واژگون دارد) این نکته نیز درنظر گرفته شده است که در مواقع اضطراری، خلبان نیاز به باز کردن قفل کمربند و پریدن با چتر نجات را دارد.

شکل 10: کمربند ایمنی هفت نقطه ای

نتیجه گیری
در جدول زیر تعداد تلفات جانی پیشگیری شده توسط تکنولوژی های ایمنی در سال 2002 برطبق اعلام اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراه های امریکا، ارائه شده است.

برطبق تخمین های زده شده در میان تجهیزات ایمنی، کمربند ایمنی مؤثرترین راه پیشگیری از تلفات جانی در بیشتر تصادفات است. در میان انواع کمربند ایمنی، کمربند سه نقطه ای با مکانیزم قفل شونده اضطراری و پیش کشنده، بهینه ترین نوع از لحاظ راحتی و ایمنی بوده و امروزه در اکثر خودروها به کار می رود.

واژه های لاتین:
1. George Cayley
2. Adolphe Pegoud
3. Edward J. Chlaghorn
4. Claire L. Straith
5. C. J. Strichland
6. Lap Belt
7. Glenn Sheren
8. Robert MC Namara
9. Sash Belt
10. Three- point Seatbelt
11. Roger W. Griswold
12. Hugh De Haven
13. Nils Bohlin
14. Pretensioner Mechanism
15. Belt in Seat (BIS)
16. Four- Point Seatbelt
17. Five- Point Seatbelt
18. Six- Point Seatbelt
19. National Association for stock car Auto Racing
20. Dale- Earnhardt
21. Seven- Point Seatbelt

منابع:
1. Drivers Technology – A Potted Seatbelt History
http://www.driverstechnologyassociation.co.uk/seatbelts.htm
2. About.com - The History of Seatbelt
http://inventors.about.com/library/inventors/bl_seat_belts.htm
3. The History of Seatbelt Development
http://inventors.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http://www.stnonline.com/stn/occupantrestraint/seatbelthistory/
4. HAR NTSB/SS-86-03, NTSB Safety Study: “Performance of Lap Belts in 26 Frontal Crashes,” pp. 225 - 230
5. "TRAFFIC SAFETY," National Safety Council, March/April 1998
6. Wikipedia Encyclopedia – Seatbelt
7. عليرضا نورا، 1384، سيستم‌های ايمنی و رفاهی خودرو، مركز آموزش و تحقيقات صنعتی ايران

به نقل از: http://old.sanatekhodro.com/Template3/News.aspx?NID=2430