JP2002145013A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗員減速度の低減に効果的な減速度パター
ンを実現することができる乗員保護装置を提供すること
である。 【解決手段】 車体居室部分において乗員が着座する
シートと、シートに着座した乗員を拘束するべく、少な
くともその一部がシートに繋がれて乗員の腰、胸、肩に
掛け渡されるシートベルトとを備える乗員保護装置にお
いて、シートベルトの乗員の肩の近傍に位置する部位
と、シートとのそれぞれを、シートベルトによる乗員へ
の拘束力を強める方向に引っ張るための複数の駆動手段
を備え、肩の上部側と、シートに一体に取り付けられた
側との両方からシートベルトを駆動することにより、乗
員を迅速にシールベルトに拘束できる構造にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝突時の乗員保護
性能をより一層向上すべく改良された乗員保護装置に関
し、より具体的には衝突時に乗員に加わる減速度を低減
するための乗員保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車が剛体に正面衝突するとき、乗員
は、シートベルトによりその移動を拘束されているもの
の、シートベルトの弛みをなくすことはできないので、
車体が停止した後も、慣性力によって前方に移動し続け
る。そして乗員の前方への移動によってシートベルトが
伸ばされ、その伸びが最大に達したところで乗員減速度
がピークに達する。このピーク値は、一般に車体減速度
より大きい。

【０００３】自動車が衝突したときに、乗員の傷害の程
度に影響するのは、一般に乗員の減速度の最大値である
ため、乗員の減速度はできるだけ低くすることが望まし
い。

【０００４】乗員減速度を低くするには、車体の平均減
速度を小さくするとともに、シートベルトの伸びが小さ
くなるように減速度パターンを調整する必要がある。そ
の際、衝突の初期段階で平均減速度より高い減速度を短
時間発生し、その後逆向きの減速度（加速度）を短時間
発生し、最後に平均的な減速度で減速するような減速度
パターンにすることが効果的であることが提案されてい
る。

【０００５】従来の車体構造においては、サイドビーム
等の衝突反力発生部材と、各コンポーネンツ間の隙間で
構成されるクラッシャブルゾーンを車体前部に配置し、
この部分を変形させることで衝突により発生するエネル
ギーを吸収することにより、居室部分の減速度パターン
を調整している（特開平７−１０１３５４公報等を参照
されたい）が、これらの方法では、居室部分の減速度を
一定値（矩形波）に近づけることはできても、より効果
的な減速度パターンを得ることは極めて困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、この
ような従来技術の不都合を解消すべく案出されたもので
あり、その主な目的は、乗員減速度の低減に効果的な減
速度パターンを実現することができる乗員保護装置を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、車体居室部分（２）において乗員（Ｐ）が着座
するシート（５）と、シート（５）に着座した乗員
（Ｐ）を拘束するべく、少なくともその一部がシート
（５）に繋がれて乗員（Ｐ）の腰、胸、肩に掛け渡され
るシートベルト（４）とを備える乗員保護装置におい
て、シートベルト（４）の乗員（Ｐ）の肩の近傍に位置
する部位（１１）と、シート（５）とのそれぞれを、シ
ートベルト（４）により乗員（Ｐ）の拘束を強める方向
に引っ張るための複数の駆動手段（７、１２）を備える
構造にした。

【０００８】この構造によれば、乗員（Ｐ）の肩の近傍
に位置する部位（１１）と、シート（５）に繋がれた側
との両方からシートベルト（４）を駆動することによ
り、乗員（Ｐ）を迅速にシールベルト（４）に拘束する
ことができる。

【０００９】さらに車体の衝突時に、駆動手段（７、１
２）を作動させる信号を生成する衝突検出手段（１６、
１７）を備え、車体衝突時に、少なくとも１つの駆動手
段（７、１２）が、乗員（Ｐ）が慣性により前方に移動
し始め、シートベルト（４）に荷重が発生した後に、荷
重に抗して、所定のパターンでシートベルト（４）を引
っ張るべく適合されている構造にしている。

【００１０】これによれば、車体衝突時に、乗員（Ｐ）
の前方への移動によりシートベルト（４）に荷重が発生
したときに、シートベルト（４）を乗員（Ｐ）の拘束を
強める方向に引っ張り、乗員（Ｐ）を早期に減速させ、
かつ乗員（Ｐ）にかかっていた減速度のピーク値を小さ
くすることができる。

【００１１】特に所定のパターンを、車体居室部分
（２）に発生する減速度より、早期に、かつ大きな減速
度でシートベルト（４）を略後方に移動させる衝突初期
段階と、乗員（Ｐ）にかかる減速度が車体（１）の減速
度と概ね一致するようにシートベルト（４）の後方移動
を抑制する衝突中期段階とを有するパターンにすること
により、衝突中期段階において過度の減速度が乗員
（Ｐ）にかかるのを防ぐことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示す実施形態
を参照して、本発明について詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の好ましい実施形態による
乗員保護装置を取り付けた状態の車体を模式的に示す。

【００１４】乗員Ｐの腰の近傍においてシートベルト４
が挿通されるバックルを一体に取り付けたバックル一体
シート５は、衝突時に後方への移動を許容するようなシ
ートレール６を介して車体１のフロア３に取り付けられ
る。このバックル一体シート５の下側には、シート５を
後方に駆動する第１アクチュエータ７が取り付けられ
る。

【００１５】第１アクチュエータ７は、衝突時にバック
ル一体シート５に車体１に対して後方への加速度、すな
わち減速度を発生させる推薬ピストン８と、車体１に取
り付けられ、推薬ピストン８を収容するシリンダ９と、
シリンダ９内のピストン８と反対側に配置され、ピスト
ン８の移動を制動して、ピストン８に車体１に対して前
方への加速度を発生させるエネルギー吸収構造１０とを
備える。

【００１６】乗員Ｐの肩の上部には、シートベルト４が
挿通され、車体１に対して略後方へ移動可能に支持され
るショルダースルーアンカー１１と、ショルダースルー
アンカー１１を後方へ移動するための第２アクチュエー
タ１２が配置される。

【００１７】第２アクチュエータ１２は、ショルダース
ルーアンカー１１に取り付けられ、衝突時にショルダー
スルーアンカー１１に車体１に対して後方への加速度、
すなわち減速度を発生させる推薬ピストン１３と、推薬
ピストン１３を収容するシリンダ１４と、シリンダ１４
内のピストン１３と反対側に配置され、ピストン１３の
移動を制動して、推薬ピストン１３に車体前方への加速
度を発生させるエネルギー吸収構造１５とを備えてお
り、第１のアクチュエータ７と概ね同じ構造を有してい
る。

【００１８】車体には衝突を検出するためのセンサ１６
が備えられており、センサ１６の出力は、衝突時にセン
サ１６からの信号を受信してアクチュエータ７及び１２
の作動条件を判断する電子制御装置１７に接続される。
電子制御装置１７の出力は第１アクチュエータ７及び第
２アクチュエータ１２にそれぞれ接続される。

【００１９】次に図２及び図３を参照して、建造物等に
車体が衝突した場合の本発明の作用を説明する。

【００２０】図２Ａは衝突開始直後の初期段階の状態を
示す。

【００２１】衝突によって発生する荷重を受けて車体１
が減速し始めると、衝突による車体１の減速度をセンサ
１６が感知する。このセンサ１６の出力は電子制御装置
１７に入力され、その入力信号に基づいて電子制御装置
１７がアクチュエータ７及び１２を作動させる。

【００２２】例えばより激しい衝突であった場合、車体
１に発生する減速度はより大きくなるので、衝突が激し
いほど乗員Ｐの減速度を早期に立ち上げて、車体減速度
と釣り合わせる必要がある。この場合には、電子制御装
置１７からの信号により、第１アクチュエータ７及び第
２アクチュエータ１２の両方が作動する。

【００２３】電子制御装置１７からの信号により、バッ
クル一体シート５を駆動するための第１アクチュエータ
７の推薬ピストン８が作動する。ピストン８が車体１に
固定されたシリンダ９内を後方に移動し始めると、バッ
クル一体シート５がシートレール６上を車体１に対して
後方に移動する。これによりシートベルト４を取り付け
たバックル一体シート５に、車室２より大きく、かつ急
峻に立ち上がる後方への加速度、すなわち減速度が発生
する。

【００２４】同時に電子制御装置１７からの信号によ
り、第２アクチュエータ１２の推薬ピストン１３が作動
する。ピストン１３が車体１に固定されたシリンダ１４
内を後方に移動し始めると、ショルダースルーアンカー
１１が車体１に対して後方に移動する。これによりシー
トベルト４を挿通したショルダースルーアンカー１１
に、車室２より大きく、かつ急峻に立ち上がる後方への
加速度、すなわち減速度が発生する（図３の領域Ａを参
照されたい）。

【００２５】この状態では、乗員Ｐには慣性力が働き、
前方に移動しようとするが、バックル一体シート５及び
ショルダースルーアンカー１１が急激に後方へ移動して
シートベルト４の伸びを略後方に吸収し続け、乗員Ｐの
移動とシートベルトの伸びとを釣り合わせて、乗員Ｐの
姿勢の変化を最小限に抑える。

【００２６】以下の説明では、２つのアクチュエータは
基本的に同一なので、第１アクチュエータ７のみの作動
について記載する。

【００２７】図２Ｂは衝突中期段階の状態を示す。

【００２８】推薬ピストン８はシリンダ９内を後方に移
動し続け、シリンダ９内に配置されたエネルギー吸収構
造１０に衝当する。エネルギー吸収構造１０は、車体１
とともに前方に移動しているため、ピストン８との間で
押圧されて変形し始める。この時に後方に加速されてい
たピストン８は制動され、ピストン８には衝突時の減速
度とは反対方向に加速度が発生する。この動きに応じ
て、バックル一体シート５にも急峻な加速度が発生す
る。（図３の領域Ｂを参照されたい）。

【００２９】この状態では、シートベルト４の伸びを概
ねに完全に吸収しており、シートベルト４により乗員Ｐ
にかかる後方への荷重を、エネルギー吸収構造１０の変
形のストロークにより徐々に低減し、乗員Ｐの減速度を
一定値に近づける。

【００３０】図２Ｃは衝突後期段階の状態を示す。

【００３１】エネルギー吸収構造１０の変形が完了し
て、完全にシリンダ９に対して押圧されて底付き状態に
なると、ピストン８のシリンダ９に対する相対移動が終
了し、加速度が消滅するため、第１アクチュエータ７に
は衝突による減速度がかかり、第１アクチュエータ７に
結合されたバックル一体シート５にも同様に減速度がか
かり、バックル一体シート５と車体１の減速度が概ね同
じになる。そして相対移動が終了した時点で、乗員Ｐの
速度及び減速度が車体の速度、減速度と一致するよう
に、シートベルトの特性、シリンダ内のピストンとエネ
ルギー吸収構造との距離を適宜設計することにより、乗
員Ｐと車体１は概ね一体になって減速し、車体が停止す
るまでこの状態が継続する（図３の領域Ｃを参照された
い）。

【００３２】また緩やかな衝突であった場合には、車体
に発生する減速度は小さいので、車体減速度と乗員Ｐの
減速度とを釣り合わせるためには、乗員の減速度を低い
レベルまで立ち上げればよい。このような場合には、一
方のアクチュエータのみを作動させることにより、車体
減速度と乗員Ｐの減速度とを釣り合わせることができ
る。

【００３３】また本発明は、従来のプリテンショナ装置
の構成を用いて、所望の減速度パターンを得るようにし
てもよい。従来のプリテンショナ装置は単にシートベル
トのたるみを取り除くものであるが、シートベルトに乗
員による荷重がかかった後に、本発明による所定のパタ
ーンでシートベルトを引っ張る能力を付与することによ
り、本発明と同様の効果を達成することができる。

【００３４】以上のように、衝突の初期に平均車体減速
度より高い減速度をシートベルトに短時間発生させ、そ
の後加速度、すなわち反対方向への減速度をシートベル
トに短時間発生させ、さらにその後車体が完全に停止す
るまで、乗員とシートベルトが平均車体減速度と同じ減
速度で減速するようなパターンにすることにより、従来
に比べて、乗員が平均的な減速度で減速するような所望
の乗員減速度パターンを得ることができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、乗員減速度を低減する
のに好ましい減速度パターンをシートベルトに発生させ
ることができ、車体変形量が従来より小さい場合であっ
ても、乗員減速度を効果的に低減することができる。さ
らに乗員の車室内での移動量（対車変位）を従来より低
く抑えることができるため、二次衝突の可能性を低減す
ることもできる。

【００３６】またシートベルトを肩の上部とシート側と
の両方から同時に後方へ移動させることができるため、
一方からだけシートベルトを駆動する場合に比べて、移
動範囲が少なくても高い効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乗員保護装置を適用した車体の模式的
な斜視図である。

【図２】車体衝突時の本発明の乗員保護装置の動作を示
す概念図である。

【図３】本発明の乗員保護装置が実現する乗員の減速度
の波形図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 車体居室部分 ３ フロア ４ シートベルト ５ バックル一体シート ６ シートレール ７ 第１アクチュエータ ８ 推薬ピストン ９ シリンダ １０ エネルギー吸収構造 １１ ショルダースルーアンカー １２ 第２アクチュエータ １３ 推薬ピストン １４ シリンダ １５ エネルギー吸収構造 １６ センサ １７ 電子制御装置 Ｐ 乗員

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体居室部分において乗員が着座する
   シートと、 前記シートに着座した乗員を拘束するべく、少なくとも
   その一部がシートに繋がれて乗員の腰、胸、肩に掛け渡
   されるシートベルトとを備える乗員保護装置であって、 前記シートベルトの乗員の肩の近傍に位置する部位と、
   前記シートとのそれぞれを、前記シートベルトにより乗
   員の拘束を強める方向に引っ張るための複数の駆動手段
   を備えることを特徴とする乗員保護装置。
2. 【請求項２】 車体の衝突時に、前記駆動手段を作動
   させる信号を生成する衝突検出手段をさらに備え、 車体衝突時に、少なくとも１つの前記駆動手段が、乗員
   が慣性により前方に移動し始め、前記シートベルトに荷
   重が発生した後に、前記荷重に抗して、所定のパターン
   で前記シートベルトを引っ張るべく適合されていること
   を特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
3. 【請求項３】 前記所定のパターンが、 車体居室部分に発生する減速度より、早期に、かつ大き
   な減速度で前記シートベルトを略後方に移動させる衝突
   初期段階と、 乗員にかかる減速度が車体の減速度と概ね一致するよう
   に前記シートベルトの後方移動を抑制する衝突中期段階
   とを有することを特徴とする請求項２に記載の乗員保護
   装置。