JP2002145015A - 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】 本乗員保護装置は、車体居室部分にお
いてシートに着座した乗員を拘束するためのシートベル
トと、乗員の拘束を強める方向にシートベルトを引っ張
るためのシートベルト駆動手段と、車体の衝突時に駆動
手段を作動させる信号を生成する衝突検出手段とを備え
ており、シートベルト駆動手段は、車体衝突時に乗員が
慣性により前方に移動してシートベルトに荷重が発生し
た後に、荷重に抗して所定のパターンでシートベルトを
引っ張ることができる構造を有し、車体衝突時にシート
ベルトに荷重が発生したときに、乗員への拘束力を強め
る方向にシートベルトを引っ張り、乗員を早期に減速さ
せることにより、乗員にかかる減速度のピーク値を低く
できるようにするものである。

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、本発明では、車体居室部分（２）においてシー
ト（４）に着座した乗員（Ｐ）を拘束するためのシート
ベルト（３）と、シートベルト（３）を、乗員（Ｐ）の
拘束を強める方向に引っ張るためのシートベルト駆動手
段（５、６、７、８）と、車体１の衝突時に、シートベ
ルト駆動手段（５、６、７、８）を作動させる信号を生
成する衝突検出手段（１２、１３）とを備える乗員保護
装置において、シートベルト駆動手段（５、６、７、
８）は、車体衝突時に、乗員（Ｐ）が慣性により前方に
移動し始め、シートベルト（３）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
（３）を引っ張ることができる構造にした。

【０００８】この構造によれば、車体衝突時に、シート
ベルト（３）に荷重が発生したときに、シートベルト
（３）を乗員（Ｐ）の拘束を強める方向に引っ張り、乗
員（Ｐ）に対して早期に減速を引き起こすことにより、
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。

【０００９】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（３）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
するようにシートベルト（３）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。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は、本発明の乗員保護装置を取り付け
た状態の車体を模式的に示す。好ましい実施形態では、
本発明の乗員保護装置は、ショルダースルーアンカー
５、スイングアーム６及びアクチュエータ８で構成され
る。

【００１２】本実施形態では、スイングアーム６は、そ
の上部が支点７で車体１のピラーに枢着される。スイン
グアーム６の下部には、シートベルト３を挿通すること
ができるショルダースルーアンカー５が枢着される。ス
イングアーム６の一側面には、スイングアーム６を後方
に駆動することができるアクチュエータ８が取り付けら
れる。

【００１３】アクチュエータ８は、衝突時にスイングア
ーム６に車体１に対して後方への加速度、すなわち減速
度を発生させるための推薬ピストン９と、スイングアー
ム６から離隔して車室内２の後方に取り付けられ、推薬
ピストン９を収容するシリンダ１０と、シリンダ１０内
のピストン９と反対側に配置され、ピストン９の移動を
制動して、推薬ピストン９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１１とを備える。

【００１４】車体には衝突を検出するためのセンサ１２
が備えられており、センサ１２の出力は、衝突時にセン
サ１２からの信号を受信してアクチュエータ８の作動条
件を判断する電子制御装置１３に接続される。電子制御
装置１３の出力はアクチュエータ８に接続される。

【００１５】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。

【００１６】図２Ａは衝突開始直後の初期段階の状態を
示す。

【００１７】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
１２が感知する。このセンサ１２の出力は電子制御装置
１３に入力され、その入力信号に基づいて電子制御装置
１３がアクチュエータ８を作動させる。

【００１８】電子制御装置１３からの信号により、アク
チュエータ８の推薬ピストン９が作動する。ピストン９
が車体１に固定されたシリンダ１０内を後方に移動し始
めると、スイングアーム６が支点７を中心に回動する。
これに応じてシートベルト３を挿通されたショルダース
ルーアンカー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（図
３の領域Ａを参照されたい）。

【００１９】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、ショルダースルーアンカー
５が急激に後方へ移動してシートベルト３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３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。

【００２０】図２Ｂは衝突中期段階の状態を示す。

【００２１】推薬ピストン９はシリンダ１０内を後方に
移動し続け、シリンダ１０内に配置されたエネルギー吸
収構造１１に衝当する。エネルギー吸収構造１１は、車
体１とともに前方に移動しているため、ピストン９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９は制動され、ピストン９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、シートベルト３を挿通されたショルダースルーア
ンカー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）。

【００２２】この状態では、シートベルト３の伸びを概
ねに完全に吸収しており、シートベルト３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１１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。

【００２３】図２Ｃは衝突後期段階の状態を示す。

【００２４】エネルギー吸収構造１１の変形が完了し
て、完全にシリンダ１０に対して押圧されて底付き状態
になると、ピストン９のシリンダ１０に対する相対移動
が終了し、加速度が消滅するため、アクチュエータ８に
は衝突による減速度がかかり、アクチュエータ８にスイ
ングアーム６を介して結合されたショルダースルーアン
カー５にも同様に衝突による減速度がかかり、ショルダ
ースルーアンカー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１の速度、減速度と一致するように、シ
ートベルトの特性、ハウジング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１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）。

【００２５】本発明の好ましい実施形態では、ショルダ
ースルーアンカー５が車体１に取り付けられているシー
トベルトを用いているが、シート一体型シートベルトを
用いても同様の減速度パターンを得ることができる。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【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。

【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 シートベルト ４ シート ５ ショルダースルーアンカー ６ スイングアーム ７ 支点 ８ アクチュエータ ９ 推薬ピストン １０ シリンダ １１ エネルギー吸収構造 １２ センサ １３ 電子制御装置 Ｐ 乗員

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体居室部分においてシートに着座し
   た乗員を拘束するためのシートベルトと、 前記シートベルトを、乗員の拘束を強める方向に引っ張
   るためのシートベルト駆動手段と、 車体の衝突時に、前記シートベルト駆動手段を作動させ
   る信号を生成する衝突検出手段とを備える乗員保護装置
   であって、 前記シートベルト駆動手段は、車体衝突時に、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
   徴とする乗員保護装置。
2. 【請求項２】 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。