才剛於 2012 年 7 月 1 日改制的 CNS 11497,是一項關係著兒童安全座椅檢測的重要規範,即便在檢測內容上與歐規的 ECE R44/04 同軌,使檢驗標準提升,但是無論在新版或舊本的 CNS 11497 下,兒童安全座椅都是由標準檢驗局交付予 ARTC (財團法人車輛研究測試中心) 進行檢測。

位於彰濱工業區的 ARTC (財團法人車輛研究測試中心) 是臺灣汽車科技發展的重鎮,ARTC 擁有了相當高的研發與車輛檢測能量,因此成為臺灣擁有兒童安全座椅檢驗資格的單位。,ARTC 也在 2012 年 7 月底邀請了 U-CAR 前往參訪,以進一步介紹兒童安全座椅與安全帶的詳細檢測事項。

位於彰濱工業區的 ARTC 是臺灣汽車科技發展的重鎮,ARTC 擁有了相當高的研發與車輛檢測能量,因此成為臺灣擁有兒童安全座椅檢驗資格的單位。如同汽車,兒童安全座椅需要經過一連串嚴苛的測試才能夠獲得 CNS 標章,ARTC 也在 2012 年 7 月底邀請了 U-CAR 前往參訪,以進一步介紹兒童安全座椅與安全帶的詳細檢測事項。

乘客第 1 道防線,安全帶受考驗

無論成人或孩童,在 2012 年 8 月 1 日的法規上路後,都將必須繫上安全帶。原因不外乎安全帶確實是乘客與駕駛行車安全的第 1 道防線,在強烈的減速度下,安全帶能夠將人員限制在一定的空間內,避免/減緩與車內其他物件碰撞所造成的傷害。背負著如此重要的任務,安全帶本身當然也需要接受嚴苛的測試,以確保乘客的安全。

為了模擬安全帶扣日常使用的狀況,ARTC 的安全帶扣檢測裝置會對帶扣進行 5,000±5 次扣合、開脫試驗,以檢查帶扣有無損傷與磨耗。

不同於兒童安全椅的 CNS 11497 國家標準,安全帶在織帶方面需要符合 CNS 3972 的車輛用座椅安全帶規範,而 ARTC 也對安全帶織帶實施了寬度試驗、拉力試驗、耐光處理、耐水處理、耐寒處理、耐熱處理以及磨耗處理,共 7 項測驗,以上測驗件數各為 2 條。同測試樣本為 2 條是作為測驗結果之比對,以求更為精準的測試結果,簡單講,在一致的測試標準下,結果應該接近,但如果兩條測試結果誤差太大,則算是 NG (No Good) 不合格。

在磨耗處理中,織帶需經過兩道處理程序,第 1 種程序是在負重 10 ±0.1N (牛頓)的情況下,以每分鐘 30±10 回的頻率,進行共 1,000±5 次的磨耗處理;第 2 種程序則是在負重 5±0.05 (牛頓)下,以每分鐘 30±10 回之頻率,進行共 5,000±5 次的磨耗處理。

在長期穿戴的過程中,安全帶將會經歷繁複性的磨耗,因此能夠克服磨耗與否,將會是安全帶織帶的一大課題。在磨耗處理中,織帶需經過兩道處理程序,第 1 種程序是在負重 10 ±0.1N (牛頓)的情況下,以每分鐘 30±10 回的頻率,進行共 1,000±5 次的磨耗處理;第 2 種程序則是在負重 5±0.05 (牛頓)下,以每分鐘 30±10 回之頻率,進行共 5,000±5 次的磨耗處理。未通過磨耗測試的安全帶,包括織帶邊緣出現局部磨損甚至纖維斷裂,這些結構的弱點在遭遇撞擊瞬間的強烈拉扯下,極有可能應聲斷裂而無法提供成員充足的安全保障。

安全不能偷懶,正確繫上才是唯一方法

雖然安全帶的相關條例已經陸續上路,但是許多乘客/駕駛可能貪圖一時的方便和舒適,選擇以錯誤的方式繫上安全帶。ARTC 也在本次參訪中,示範了安全帶的正確穿戴方式,並講解錯誤使用安全帶所可能造成的危險。正確使用 3 點式安全帶能夠使人體受力平均分配在胸部與髖部上,以身體較堅固的部位與安全帶的壓力部位接觸,這樣才能達到應有的安全效果。

許多駕駛朋友和乘客最容易犯下的錯誤,是將安全帶橫跨在肚子上 (上圖)、而非在髖骨上 (下圖)。在瞬間減速的情況下,捲收器將會固定安全帶,而強大的壓力也將會集中在肚子上,若非練過金鐘罩或鐵布衫,相信人體內臟將會遭受到嚴重的衝擊。

根據交通部所發布的汽車駕駛人及乘客繫安全帶實施及宣導辦法,車輛之安全帶相關配件必須齊全,並無毀損、鬆脫或變更之情事。正確的使用方法為:每條安全帶僅供一人使用,安全帶之帶扣應確實緊扣,安全帶無扭曲或反轉,鬆緊度保持適宜;腰部安全帶置於腰部以下,肩部安全帶固定位置應依個人調整,避免安全帶纏繞經過頸部,且應置手臂上端以上。

對孕婦而言,沒有正確繫上安全帶 (上圖) 最後受傷的可能不是自己,而是肚內的孩子。如同前例,在遭遇瞬間減速時,強大的壓力將會集中在孕婦的肚子上,若非肚內的孩子具有金剛不壞之身,否則會遭受安全帶的強烈衝擊。無論孕婦或常人,腰部安全帶都應該置於腰部以下的髖骨位置 (下圖)。

許多駕駛朋友和乘客最容易犯下的錯誤,是將安全帶橫跨在肚子上、而非在髖骨上。在瞬間減速的情況下,捲收器將會固定安全帶,而強大的壓力也將會集中在肚子上,若非練過金鐘罩或鐵布衫,相信人體內臟將會遭受到嚴重的衝擊。

另一個常見的安全座錯誤使用方式為僅繫緊帶的偷吃步方式,雖然看似已經繫上了安全帶,但是實質上卻將腰部的織帶藏匿在腰後,以提升乘坐的舒適性;此種案例在需要頻繁上下車的職業駕駛人員上比較容易出現。

另一個常見的安全座錯誤使用方式為僅繫緊帶的偷吃步方式,雖然看似已經繫上了安全帶,但是實質上卻將腰部的織帶藏匿在腰後,以提升乘坐的舒適性;此種案例在需要頻繁上下車的職業駕駛人員上比較容易出現。
在瞬間減速、安全帶束緊的狀況下,沒有被固定下半身將會受慣性力影響,往下潛滑動。此時,駕駛/乘客的頸部會被上方的安全帶勒住,再加上慣性力,上半身的安全帶將會成為駕駛/乘客的斷頭台。

雖然繫了一半,但是這種方式其實在某層面上比沒有繫安全帶還要危險,在瞬間減速、安全帶束緊的狀況下,沒有被固定下半身將會受慣性力影響,往下潛滑動。此時,駕駛/乘客的頸部會被上方的安全帶勒住,再加上慣性力,上半身的安全帶將會成為駕駛/乘客的斷頭台。

無論廠牌,正確安裝的兒童安全座椅都應該會牢牢地固定在汽車座椅上,即便成人使力也應該不為所動。

使用兒童安全座椅與增高墊時,需先詳讀產品的使用說明書,因為不同品牌、不同類型的兒童安全座椅的使用和固定方式都有所不同。無論廠牌,正確安裝的兒童安全座椅都應該會牢牢地固定在汽車座椅上,即便成人使力也應該不為所動。

廣  告

ISOFIX 反覆操作測極限,座椅翻滾保安全

ARTC 的兒童安全座椅測驗中,大致可以為靜態與動態測驗,而靜態測驗就佔了超過一半的比重,其主軸就在於測試兒童安全座椅的材料極限,同一套兒童安全座椅唯有在通過靜態測驗後,並接續通過動態試驗才能夠符合新版本 CNS 11497 之標準。根據新版本的 CNS 11497 國家標準,兒童安全座椅主要以體重、而非年齡劃分使用者的類別。兒童體重分為未滿 10 公斤 (0)、未滿 13 公斤 (0+)、9 至 18 公斤 (I)、15 至 25 公斤 (II)、22 至 36 公斤 5 級 (III)。

CNS 11497 要求兒童安全座椅 ISOFIX 裝置需經過 2,000±5 次之開關,唯有通過這項考驗,並通過動態試驗後,ISOFIX 結構項目才能夠符合 CNS 之要求。在 ARTC 的測試場內,一套名為「ISOFIX 連結器規定試驗機」的自動化設施不斷運轉,以反覆前進後退的卡栓,模擬出 ISOFIX 裝置結合、釋放的動作。

在向歐規 ECE R44/04 看齊的出發點下,新制 CNS 11497 之 ISOFIX 耐久性測驗屬於本次新增的檢測項目。所謂的 ISOFIX 其實是國際標準化組織 (International Organization for Standardization,簡稱 ISO) 的 ISO 13216 標準,定義為兒童安全座椅 (Child Restraint System,CRS) 固定裝置的標準規格。ISOFIX 系統可以分為兒童座椅端與車用座椅端,兩者以類似電源插頭與插座的結構結合。

CNS 11497 要求兒童安全座椅 ISOFIX 裝置需經過 2,000±5 次之開關,唯有通過這項考驗,並通過動態試驗後,ISOFIX 結構項目才能夠符合 CNS 之要求。在 ARTC 的測試場內,一套名為「ISOFIX 連結器規定試驗機」的自動化設施不斷運轉,以反覆前進後退的卡栓,模擬出 ISOFIX 裝置結合、釋放的動作。

帶扣組也是 CNS 11497 的檢測重點之一,在兒童體重分類 (0) 以及 (0+)的級別中,安全帶扣組許要承受 4,000N 之重量 (407.7kgf),至於兒童體重分類在 (I) 以及 (I) 以上之帶扣,須能承受 10,000N (1019.4kgf) 之重量,且在進行帶扣強度測試時,帶扣的任何部位都不能夠擁有破裂或分離之狀況。

長度調節器的品質不僅關係著整個兒童安全座椅的束帶是否能夠固定,也同時是承擔衝擊壓力的關鍵零組件之一,CNS 11497 要求兒童安全座椅上的長度調節器之調節力需小於 50N,滑移量不得超過 25mm,並且在動態測試前需進行 5,000±5 次的調節操作。

相較於會自動捲縮的車用安全帶,目前市面上的兒童安全座椅大多需要以長度調節器來控制織帶的鬆緊程度,而長度調節器的品質不僅關係著整個兒童安全座椅的束帶是否能夠固定,也同時是承擔衝擊壓力的關鍵零組件之一,因此長度調節器同樣需要接受嚴苛的品質考驗。如同上一篇介紹,CNS 11497 要求兒童安全座椅上的長度調節器之調節力需小於 50N,滑移量不得超過 25mm,並且在動態測試前需進行 5,000±5 次的調節操作。

兒童安全座椅的另一個重點檢測項目就是測試在 360°翻滾時,所能夠提供的束縛能力。當兒童安全座椅在上下顛倒的位置時,人體模型頭部的垂直移動距離不得超過 300mm。ARTC 的測試儀器以非常緩慢的速度旋轉兒童安全座椅,使座椅內的人體模型不會因為慣性而僥倖過關,並且使用了水平的雷射光源標示出垂直位移 300mm 之位置。

車禍發生時,車輛並不一定會乖乖地停留在地面,失控所導致的翻車意外也時有所聞。因此,兒童安全座椅的另一個重點檢測項目就是在 360°翻滾時,所能夠提供的束縛能力。在翻轉試驗中,束縛在兒童安全座椅上的人體模型不得翻出裝置外。此外,當兒童安全座椅在上下顛倒的位置時,人體模型頭部的垂直移動距離不得超過 300mm。ARTC 的測試儀器以非常緩慢的速度旋轉兒童安全座椅,使座椅內的人體模型不會因為慣性而僥倖過關,並且使用了水平的雷射光源標示出垂直位移 300mm 之位置。

在新制 CNS 11497 的耐燃性試驗中,兒童安全座椅被配置在烤箱中,並需要達到 250mm/分鐘 (每分鐘燃燒距離 250mm) 的耐燃性,而這其實沒有舊制度 CNS11497 的 102mm/分鐘 (每分鐘燃燒距離 102mm) 來得嚴苛。ARTC 表示歐規的 ECE R44/04 與新制 CNS 11497 之所以放寬耐燃性的標準,在於耐燃性越好的材質,添加的化學加工材料可能會更多,並導致兒童安全座椅表面擁有毒物殘留。在 ECE R44/04 與新制 CNS 11497 中,毒性檢測也是重要的一環,並需達到與規範兒童玩具的 CNS 4797-2 相同之標準。

在歐規的 ECE R44/04 與新制 CNS 11497 的規範取捨上,降低與避免安全座椅材質毒性對孩童日常使用的侵害,是更優先於耐燃係數的取捨考量,尤其是嬰幼兒對有毒物質的忍受能力遠比成人低,因此降低耐燃門檻維持一定的安全基準,但得以換取更無害的塑料與化學材質,是新制度更趨合理的選擇。

兒童背帶≠兒童安全座椅,人偶砲彈顯悲劇

本次 ARTC 安全座椅與安全帶測試流程參訪的重頭戲,非兒童安全座椅的動態試驗莫屬,而在展開動態試驗前,讓我們先介紹本次的主角-撞擊測試人偶。撞擊測試人偶可以說是 ARTC 或者全球其他撞擊測試中心最重要的資產之一,搭載加速儀等感知器的撞擊測試人偶加值上看 300 萬,而且世界上僅有 1 家廠商能夠進行撞擊測試人偶的生產。為了讓橡膠材質的撞擊測試人偶維持在最佳狀態,ARTC 的人偶靜置室需要全年無休地開啟空調系統,屬於 ARTC 中心少數全天候開啟冷氣系統的場所。

為了讓橡膠材質的撞擊測試人偶維持在最佳狀態,ARTC 的人偶靜置室需要全年無休地開啟空調系統,屬於 ARTC 中心少數全天候開啟冷氣系統的場所。

為了彰顯兒童安全座椅的重要性,ARTC 刻意選擇以兒童背帶和車用座椅的結合方式,模擬許多家長貪圖方便而可能發生結果。兒童背帶能夠將孩童背負載身上,雖然能夠為父母帶來極高的日常生活便利性,但是這類型兒童背帶用在錯的地方,卻有可能會釀成悲劇。

為了彰顯兒童安全座椅的重要性,ARTC 刻意選擇以兒童背帶和車用座椅的結合方式,模擬許多家長貪圖方便而可能發生結果。

ARTC 對兒童安全座椅進行的動態試驗,大多採用台車的方式測驗,並會因測試需求而加裝車輛的車殼。大致上,ARTC 所進行的撞擊測試可分為兩種,減速型 (直接撞擊固定物) 或加速型 (以慣性力模擬撞擊情況) 的測驗,而本次的動態試驗則是採用了加速型的模擬方式。

動態試驗場宛如火箭發射中心般,在進行動態試驗前將會進行倒數計時,控制室外的人員也須要淨空,避免被撞擊所造成的碎片波及。隨著負責彈射台車的氣壓裝置不斷充氣,倒數計時作業也進入了最後的階段。

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發射!

兒童型人偶並沒有因為背帶的束縛和座椅一同往後移動,反倒是慣性能量讓人偶停滯在原本的空間裡。(本圖取自 http://www.youtube.com/watch?v=8s3ePjR0Ycg)

台車以比眨眼還要快的速度向後彈出,模擬車輛在時速 48 公里下撞擊的瞬間減速度。兒童型人偶並沒有因為背帶的束縛和座椅一同往後移動,反倒是慣性能量讓人偶停滯在原本的空間裡,輕易地扯斷背帶上的扣環,直接撞上前方的護板。

衝擊結束後,癱軟台車外的撞擊測試人偶看似悽慘無比,所幸本次是這具撞擊測試人偶的最後一次測驗,已達產品壽命的撞擊測試人偶盡忠職守地完成了最後一次任務。從完全斷裂的背帶扣可以得知,以嬰幼兒產品充當兒童安全座椅是件不明智的行為,ARTC 也重申,這項產品在日常生活中或許能夠帶來許多便利性,但是並不適合當作兒童安全座椅使用。

衝擊結束後,癱軟台車外的撞擊測試人偶看似悽慘無比,所幸本次是這具撞擊測試人偶的最後一次測驗,已達產品壽命的撞擊測試人偶盡忠職守地完成了最後一次任務。從完全斷裂的背帶扣可以得知,以嬰幼兒產品充當兒童安全座椅是件不明智的行為。

一個兒童安全座椅從驗證到上市,需經過層層的考驗,而蘊含著充沛檢驗能量 ARTC,不僅扮演著測試者的角色,更不斷地對臺灣的汽車相關安全進行關切。雖然許多消費者都知道安全的重要性,但是卻可能一時的疏失,造成無法挽回的遺憾。隨著小型車後座強制繫安全帶的條文全面上路,無論成人或兒童都需要確實地繫上安全帶。U-CAR 也在這裡希望各位讀者不是為了應付法規才勉強繫上安全帶,而是以正確的安全觀念,保護是自己和家人的安全,別讓親愛的孩子來不及長大。