JP2004161037A

JP2004161037A - シートベルト装置

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Publication number: JP2004161037A
Application number: JP2002326192A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Igarashi; 智治五十嵐; Yukinori Midorikawa; 幸則緑川; Tatsuo Tada; 辰雄多田; Yoshito Hashimoto; 吉人橋本
Original assignee: NSK Autoliv Co Ltd
Current assignee: NSK Autoliv Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: AU2003277647A1; JP3919653B2; WO2004041602A1

Abstract

【課題】シートベルトによる乗員への圧迫度合いを軽減しながら、乗員拘束性能の向上を図る。
【解決手段】３点式シートベルト３１のタング３２が係合されるバックル４１を、該バックル４１の車両前方向への移動のみを許容するガイド４５を介してシートフレーム２３に取り付けると共に、バックル４１に車両前方向への所定以上の外力が加わったときに該バックル４１の前方向への移動を抵抗力を伴いながら許容するエネルギ吸収機構５０を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用のシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両衝突時に乗員が前方へ投げ出されることを防止するため、一般の車両には３点式のシートベルト装置が装備されている。
【０００３】
３点式シートベルト装置のシートベルト（ウェビング）は、乗員の左右一方の片側上部から他側下部へ胸の前で斜めに架け渡される肩ベルトと、左右一方の片側から他側へ腰の上で架け渡される腰ベルトとを有し、肩ベルト及び腰ベルトに連結されたタングを車体に固定されたバックルに差し込み係合させることで、乗員の胸部及び腰部を拘束し、車両衝突時に乗員が前方へ投げ出されることを防止する。
【０００４】
この３点式シートベルト装置として、車両衝突に伴ってシートベルトに張力がかかった際に、過剰な圧迫力が乗員に作用しないよう、タングの保持位置を力のかかる方向に徐々に移動させて、衝撃吸収を行うようにしたものがある。図８はその種の機能を備えたバックル装置の構成を示している（特許文献１参照）。
【０００５】
このバックル装置１は、シートベルトのタング５が係合されるバックル７と、プリテンショナ８と、衝撃吸収機構９とを備えている。バックル７には、タングの挿入口と、ラッチ解除用のプレスボタン７ｂとが設けられ、内部にはタングを係止するラッチ機構が設けられている。
【０００６】
プリテンショナ８は、バックル７を引張るためのワイヤ１０と、ワイヤ１０の一端が連結されたピストン１１と、ピストン１１を収容したシリンダ１２と、ピストン１１を後退させるためのガス圧を発生するガス発生器１３と、ワイヤ１０の後退（図中右方移動）を許容し且つ前進（図中左方移動）を阻止するウェッジクランプ１４とを有している。ワイヤ１０は、ガイド１５に沿ってバックル７に向かい、このバックル７に設けられた巻掛部１６に略Ｕ字状に巻き掛けられている。ワイヤ１０の他端は衝撃吸収機構９に連結されている。
【０００７】
衝撃吸収機構９は、プリテンショナ８のシリンダ１２から延出するベース１７と、ベース１７に一端が当接したコルゲートパイプ１９と、コルゲートパイプ１９の他端に当接したクランプ１８とを有している。ワイヤ１０は、ベース１７の孔を介してコルゲートパイプ１９内を通り、クランプ１８に固定されている。
【０００８】
このバックル装置を備えた車両において、前方衝突が検知されると、ガス発生器１３が作動し、その噴出ガス圧によってピストン１１が図中右方に移動し、バックル７が引き下げられ、タング５が引き下げられることにより、シートベルトにプリテンションがかけられる。この状態で、乗員がシートベルトにのし掛ってくることにより、バックル７に前進力（図の上方に向かう力）が加えられ、この前進力が所定以上になると、コルゲートパイプ１９がパイプ長手方向に押し縮められ、バックル７が徐々に上方に移動する。そして、このコルゲートパイプ１９の変形によって、乗員に加えられる衝撃が吸収される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３２２５３１号公報（図１、図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の技術は、過大な荷重が作用した際にバックル７が移動するようにはなっているものの、バックル７の移動方向を規制するようにはなっていなかったので、バックル７は腰ベルト及び肩ベルトからバックル７に加えられた外力の合成力方向に移動することになる。即ち、バックル７に作用する外力の合成方向は実際には前上方となるので、バックル７つまりタング５の保持位置は前方だけでなく、上方にも移動することになる。従って、バックル７が上方へも移動することにより、腰ベルトによる拘束位置が乗員の腰部から腹部方向に移動する可能性がある。そうなると、腰ベルトによる腰部拘束性能が低減し、いわゆるサブマリン現象（シートベルトの下側に乗員が滑り込むような現象）を起こし易くなり、乗員拘束性能が低減してしまう。さらに、腰ベルトによって腹部を圧迫する可能性も出てくる。
【００１１】
本発明は、上記事情を考慮し、シートベルトによる乗員への圧迫度合いを軽減しながら、乗員拘束性能の向上を図ることのできるシートベルト装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、３点式シートベルトのタングが係合されるバックルを、該バックルの車両前方向への移動のみを許容するガイドを介して車体に取り付けると共に、前記バックルに車両前方向への所定以上の外力が加わったときに該バックルの車両前方向への移動を抵抗力を伴いながら許容するエネルギ吸収機構を設けたことを特徴とする。
【００１３】
このシートベルト装置では、車両衝突に伴ってバックルに作用する車両前方向への外力が所定以上になったとき、バックルが抵抗力を伴いながら、ガイドに案内されることでほぼ同じ高さレベルのまま前方向へのみ移動する。従って、タングが保持高さをほぼ一定に保ちながら前方へ移動することにより、乗員の腰部から腹部への腰ベルトの移動が防止され、腹部への圧迫が軽減される。また、バックルの前方への移動の際に衝撃エネルギが吸収されるので、乗員に対する衝撃度合いが軽減され、乗員拘束性能が向上する。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ガイドが、前記バックルの車両上方向への移動を規制し且つ車両前方向への移動のみを許容するものであることを特徴とする。
【００１５】
このシートベルト装置では、バックルが上方へ移動しないように確実にガイドによって規制される。なお、ここで言うところの「バックルの移動が許容される車両前方向」とは、必ずしも水平方向前方に限定的に解釈されるべきものではなく、多少の上下方向の傾斜をもった車両前方向であることも当然含まれる概念である。例えば、シートのスライド方向とほぼ同じ角度でガイドを取り付けることになる場合が多いので、ガイドを基準にした場合の方向となる。従って、「バックルの移動が規制される車両上方向」の意味も、ガイドで規定される前後方向を基準にした上方向と言う意味であり、必ずしも鉛直上方だけを指すものではなない。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記エネルギ吸収機構を、バックルと車体との間に連結されてバックルの車両前方向への移動に伴い塑性変形する塑性変形部材により構成したことを特徴とする。
【００１７】
このように、塑性変形部材によって衝撃エネルギを吸収するようにした場合、構造の単純化が図れる上、塑性変形部材の材質や形状などを変えることで、容易にエネルギ吸収特性を変えることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項２において、前記ガイドに、該ガイドに沿って車両前後方向にスライド可能なスライダを取り付け、そのスライダに前記バックルを固定すると共に、前記スライダを車体側に固定された部材に前記エネルギ吸収機構としての塑性変形部材を介して連結したことを特徴とする。
【００１９】
このように、ガイドにスライダを取り付けて、そのスライダにバックルを固定し、スライダを車体側部材に塑性変形部材を介して連結するようにした場合、各部品の機能を分けて設計することができるので、部品の管理や製作、組立が容易になる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４において、前記塑性変形部材を前記スライダの後部に一体形成し、該塑性変形部材の後端を車体に固定すると共に塑性変形部材の前端より前側の位置に前記バックルを固定したことを特徴とする。
【００２１】
このように、スライダと塑性変形部材を一体に形成した場合、構造の単純化が図れるので、組立が容易になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施形態の３点式シートベルト装置３０の全体概略構成を示す図である。この３点式シートベルト装置３０は、連続した１本の帯状のシートベルト（ウェビング）３１と、シートベルト３１に取り付けられたタング３２と、シートフレーム２３に固定されたバックル装置４０とを備えている。
【００２３】
シートベルト３１は、シート２５に着座した乗員Ｍの左右一方の片側上部（図の例では乗員の左側上部）から他側下部へ胸の前で斜めに架け渡される肩ベルト３１Ａと、左右一方の片側（図の例では乗員の左側）から他側へ腰の上で架け渡される腰ベルト３１Ｂとを有している。肩ベルト３１Ａは、図示略のアンカによってガイドされ、乗員の胸部に良好にフィットするようになっている。タング３２は、肩ベルト３１Ａ及び腰ベルト３１Ｂに連結され、ベルト装着時にバックル４１に挿入係止される。その他にこのシートベルト装置は、図示しないが、肩ベルト３１Ａを巻き取るリトラクタ、腰ベルト３１Ｂを巻き取るリトラクタ、プリテンショナ等の通常要素を備えている。
【００２４】
次に本発明の特徴点を有するバックル装置４０について述べる。
このシートベルト装置３０では、３点式シートベルトのタング３２が係合されるバックル４１を、該バックル４１の車両上下方向への移動を規制し前後方向への移動のみを許容するガイド４５を介して、車体に固定されたシートフレーム２３に取り付けている。さらに、バックル４１に車両前方向への所定以上の外力が加わったときに、バックル４１の前方向への移動を抵抗力を伴いながら許容するエネルギ吸収機構５０を設けている。
【００２５】
図２はバックル装置４０をシートフレーム２３に取り付けようとしている状態を示す斜視図、図３はバックル装置４０の分解斜視図である。このバックル装置４０は、バックル４１の他に前記ガイド４５と、該ガイド４５に沿って車両前後方向にスライド可能なスライダ６０と、前記エネルギ吸収機構５０として、バックル４１と車体との間に連結されてバックル４１の車両前方向への移動に伴い塑性変形する塑性変形部材５１とから構成されている。
【００２６】
ガイド４５は、金属の矩形板を断面Ｃ字形に折り曲げることで形成されたガイド溝４６ａを有するガイドレール部４６と、ガイドレール部４６の長手方向の両側に張り出した耳部４７、４８とを有する。ガイド４５は、両端の耳部４７、４８の貫通孔４７ａ、４８ａに取付ボルト７１、７２を通し、それら取付ボルト７１、７２をシートフレーム２３のネジ孔２４に締結することによってシートフレーム２３に固定される。その場合のガイド４５の取り付け向きは、ガイドレール部４６を車両前後方向に向けた姿勢である。シートフレーム２３には、その姿勢でガイド４５を確実に位置決め保持するための突片２３ａ、２３ｂが設けられている。これらの突片２３ａ、２３ｂは、ガイドレール部４６を上下から挟めるように、ガイドレール部４６の幅に対応した上下間隔で設けられている。なお、図３において、７３で示すものはファイバワッシャである。
【００２７】
断面Ｃ字形をなすガイドレール部４６は、上下前面壁４６ｃ、４６ｄの間に所定幅のガイド溝４６ａの開口４６ｂを有しており、上下前面壁４６ｃ、４６ｄの長手方向の中間部にピン孔４６ｅを有している。また、車両後方側の耳部４８の上下外周部には、取付ボルト７２の頭部側７２ａに突出する２つの突起４９が設けられている。なお、車両後方側の耳部４８を固定する取付ボルト７２には鍔付きの段付きボルトが用いられており、その軸部には、先端側のネジ部７２ｂの他に基端側のネジを切っていない段部７２ｃが設けられ、頭部７２ａの首下には一体にフランジ７２ｄが設けられている。
【００２８】
スライダ６０は、ガイド４５のガイド溝４６ａに樹脂カバー６６を介して車両前後方向スライド自在に嵌め込まれている。このスライダ６０は、ガイドレール部４６に組み込んだ状態で車両前方側となる一側縁が半円弧状に形成された金属の長方形板よりなり、半円弧状の一側縁及び上下側縁に、側縁に沿って連続する溝部６４を有している。また、ガイドレール部４６に組み込んだ状態で手前側となる板面に、ガイド溝４６ａの開口４６ｂから突出する円形の凸部６１を有し、その円形の凸部６１の中央にネジ孔６２を有している。また、凸部６１と同じ板面に、２つのピン孔６３と１つの係止孔６５とを有している。
【００２９】
樹脂カバー６６は、スライダ６０に対し前方から被せることのできる袋形状に成形されており、スライダ６０の凸部６１を露出させる切欠６７と、スライダ６０のピン孔６３に対応した２つのピン孔６８を有している。
【００３０】
エネルギ吸収機構５０としての塑性変形部材５１は、適当長さの金属線材を所定の形状に湾曲成形したもので、スライダ６０の溝部６４に嵌める前側の輪状部５１ａと、車体側に固定するための円形巻部５１ｂとを有する。円形巻部５１ｂは、輪状部５１ａを形成した後の線材の両端を円形に巻き付けた部分である。
【００３１】
このバックル装置４０を組み立てる場合は、まず、塑性変形部材５１の輪状部５１ａをスライダ６０の溝部６４に嵌めて、スライダ６０に樹脂カバー６６を被せる。この樹脂カバーは６６は、塑性変形部材５１の脱落防止と、スライダ６０とガイド４５のメタル接触を避ける役目を果たす。次に樹脂カバー６６を被せたスライダ６０をガイド４５のガイド溝４６ａに挿入し、スライダ６０及び樹脂カバー６６のピン孔６３、６８とガイド４５のピン孔４６ｅとを位置合わせして、それらのピン孔４６ｅ、６８、６３にピン６９を圧入する。これにより、スライダ６０をピン６９で軽く固定することができる。
【００３２】
次にガイド溝４６ａの開口４６ｂから露出しているスライダ６０の凸部６１に対しバックル４１を固定する。その場合は、バックル４１から延びている連結部材４２のネジ通し孔４２ａにボルト７５の先端を通し、ボルト７５の先端をワッシャ７６及びバネワッシャ７７を介して、スライダ６０のネジ孔６２に締結することで、バックル４１をスライダ６０に固定することができる。その際、バックル４１側の連結部材４２に形成してある爪４３を、スライダ６０の係止孔６５に係合する。そうすることで、バックル４１の向きを固定することができる。
【００３３】
ここまでで、図２に示すバックル装置４０が出来上がる。次にこのバックル装置４０を、ガイド４５の両端の耳部４７、４８を取付ボルト７１、７２でシートフレーム２３に締結することで、シートフレーム２３に取り付ける。その際、車両後方側に位置する取付ボルト７２の段部７２ｃに塑性変形部材５０の円形巻部５１ｂを巻き付けた状態で、取付ボルト７２を耳部４８の貫通孔４８ａに通してシートフレーム２３に締結する。これにより、塑性変形部材５０の後端を車体に固定したことになる。
【００３４】
次に実施形態のシートベルト装置３０の作用を説明する。
車両が前方衝突した際、図１（ａ）に示すように、乗員Ｍには前方に倒れようとする力が働き、同時にプリテンショナが作動することにより、シートベルト３１には強い引張力が作用する。この動きに伴ってバックル４１に所定以上の車両前方向荷重が加わると、バックル装置４０のスライダ６０を固定していたピン６９が剪断され、スライダ６０がガイド４５に規制されながら前方に移動し、スライダ６０に固定されたバックル４１が図１（ｂ）に示すように前方移動する。
【００３５】
このとき、ガイド４５の後端側の取付ボルト７２の段部７２ｃに巻かれている塑性変形部材５１の円形巻部５１ｂが、円形を解くように塑性変形しながら引き出されていき、この塑性変形によりエネルギ吸収が行われる。このスライダ６０の移動の際に、スライダ６０とガイド４５の間に介在された樹脂カバー６６が、摺動抵抗の極端な変化を防ぐ。また、ガイド４５の耳部４８に形成された突起４９が、塑性変形部材５１の円形巻部５１ｂの跳ね上がりを防止する。
【００３６】
このように、本シートベルト装置３０では、車両衝突に伴ってバックル４１に作用する車両前方向への外力が所定以上になったときに、バックル４１が抵抗力を伴いながら、ガイド４５に案内されつつ前方向へのみ移動する。従って、タング３２が一定高さで前方へ移動することになり、乗員Ｍの腰部から腹部への腰ベルト３１Ｂの移動が防止されて、腹部への圧迫が軽減される。また、バックル４１の前方への移動の際に、塑性変形部材５１の変形によってエネルギ吸収が行われるので、乗員Ｍに対する衝撃度合いが軽減され、乗員拘束性能が向上する。
【００３７】
また、このシートベルト装置３０では、エネルギ吸収機構５０として塑性変形部材５１を用いているので、構造の単純化が図れる上、塑性変形部材５１の材質や線径などを変更することにより、容易にエネルギ吸収特性を変えることができる。また、ガイド４５、スライダ６０、塑性変形部材５０は、それぞれの機能を果たす個別部品として構成しているので、各部品の設計が楽にでき、部品の管理や製作、組立も容易である。なお、スライダ６０が大きく移動した場合には、スライダ６０が反対側の取付ボルト７１に衝突して止まるので、スライダ６０の脱落のおそれはない。
【００３８】
図４は本発明の第２実施形態のシートベルト装置におけるバックル装置４０Ｂの構成を示す斜視図である。
このバックル装置４０Ｂでは、ガイド８０をシートフレーム２３に直接形成している。即ち、シートフレーム２３に複数のＬ字形のフック８１〜８３を設けることで、バー状のスライド部材９０を車両前後方向にのみ移動可能に収容するガイド８０を構成している。
【００３９】
この場合、バー状のスライド部材９０を収容するスライド空間８０ａ（車両前方から見た場合に矩形をなす空間）を形成するため、少なくとも一対のＬ字形のフック８１、８２は上下に組み合わせて設けられている。また、スライド空間８０ａの長さを確保するため、残りのフック８３は、前側の２つのフック８１、８２から後方に離間した位置に配置されている。
【００４０】
このガイド８０に対して、バー状のスライド部材９０が車両前後方向に移動可能に収容されている。このスライド部材９０は、図５に単体で示すように、前部に、ガイド８０に対してスライド可能な形状とされたスライダ部（スライダ）９１、後部に、Ｕ字状に屈曲した塑性変形部（塑性変形部材）９３を一体に有するものである。なお、塑性変形部９３は、板体を板面内でＵ字状に屈曲させることにより、エネルギを吸収しやすくした部分である。この塑性変形部９３の前端９３ａはスライダ部９１につながっており、後端９３ｂにはボルト通し孔９４が設けられている。
【００４１】
このバックル装置４０Ｂを組み立てる場合には、フック８１〜８３で構成されたガイド８０にスライド部材９０のスライダ部９１を通し、その状態でスライド部材９０の塑性変形部９３の後端９３ｂをボルト９５でシートフレーム２３に固定する。また、塑性変形部９３の前端９３ａよりもスライド部材９０の前側位置に設けたネジ孔９２に、バックル４１から延びる連結部材４２を、ボルト７５、ワッシャ７６、バネワッシャ７７を用いて固定する。これにより、バックル装置４０Ｂが出来上がる。
【００４２】
このバックル装置４０Ｂの場合も、バックル４１に所定の前向き荷重が加わると、スライド部材９０のＵ字状の塑性変形部９３が伸びて、その分だけ、それより前側のスライダ部９１が前方に移動する。従って、第１実施形態におけるバックル装置４０と同様の作用効果を奏する。また、このようにスライダ（スライダ部９１）と塑性変形部材（塑性変形部９３）を一体に形成した場合、構造の単純化が図れるので、組立が容易になる。また、ガイド８０をシートフレーム８０に直接形成することにより、部品点数を減らせるので、組立が容易になる上、コストダウンも図れる。
【００４３】
なお、エネルギ吸収部分である塑性変形部９３の構造は前記に限定されず、種々の形態が可能である。図５の例では、Ｕ字状の曲げをスライド部材９０を構成する板体の板面内で行ったが、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ローラ９９でしごいて金属板体を板面に垂直な方向に屈曲させることにより、塑性変形部９７を構成してもよい。また、図７に示すように、Ｕ字状屈曲による塑性変形部９７の他に板幅変更部９８を設けることで、エネルギ吸収特性を途中から変えることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シートベルトによる乗員の特に腹部への圧迫度合いを軽減しながら、乗員拘束性能の向上を図ることができる。また、請求項３の発明のように、塑性変形部材によって衝撃エネルギを吸収するようにした場合は、構造の単純化が図れると共に、塑性変形部材の材質や形状などを変えることによりエネルギ吸収特性を変えることができる。また、請求項４の発明によれば、各部品の機能を分けて設計することができるようになるので、部品の管理や製作、組立が容易になる。また、請求項５の発明によれば、構造の単純化が図れるので、組立が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のシートベルト装置の全体構成を示す斜視図で、（ａ）は衝突初期のバックルが前方移動する前の状態を示す図、（ｂ）はバックルが前方移動した状態を示す図である。
【図２】第１実施形態のシートベルト装置におけるバックル装置を、シートフレームに組み付けようとしている状態を示す斜視図である。
【図３】図２のバックル装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態のシートベルト装置におけるバックル装置の構成を示す斜視図である。
【図５】図４のバックル装置におけるスライド部材の構成図である。
【図６】（ａ）は図４のスライド部材における塑性変形部の変形例を示す斜視図、（ｂ）はその製造方法の説明図である。
【図７】図６（ａ）の塑性変形部に板幅変更部を付加した例を示す斜視図である。
【図８】従来のバックル装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２３シートフレーム（車体側の部材）
３０シートベルト装置
３１シートベルト
３１Ａ肩ベルト
３１Ｂ腰ベルト
３２タング
４０，４０Ｂバックル装置
４１バックル
４５，８０ガイド
５０エネルギ吸収機構
５１塑性変形部材
６０スライダ
９０スライド部材
９１スライダ部（スライダ）
９３塑性変形部（塑性変形部材）
９３ａ前端
９３ｂ後端

Claims

３点式シートベルトのタングが係合されるバックルを、該バックルの車両前方向への移動のみを許容するガイドを介して車体に取り付けると共に、前記バックルに車両前方向への所定以上の外力が加わったときに該バックルの車両前方向への移動を抵抗力を伴いながら許容するエネルギ吸収機構を設けたことを特徴とするシートベルト装置。
前記ガイドが、前記バックルの車両上方向への移動を規制し且つ車両前方向への移動のみを許容するものであることを特徴とする請求項１記載のシートベルト装置。
前記エネルギ吸収機構を、前記バックルと車体との間に連結されてバックルの車両前方向への移動に伴い塑性変形する塑性変形部材により構成したことを特徴とする請求項１または２記載のシートベルト装置。
前記ガイドに、該ガイドに沿って車両前後方向にスライド可能なスライダを取り付け、そのスライダに前記バックルを固定すると共に、前記スライダを車体側に固定された部材に前記エネルギ吸収機構としての塑性変形部材を介して連結したことを特徴とする請求項３記載のシートベルト装置。
前記塑性変形部材を前記スライダの後部に一体形成し、該塑性変形部材の後端を車体に固定すると共に塑性変形部材の前端より前側の位置に前記バックルを固定したことを特徴とする請求項４記載のシートベルト装置。