JP2007131225A - 車両横転時の乗員保護装置および乗員保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のロールオーバー時に乗員の頭部空間を積極的に増大して、頭部の保護効果をより高めることができる車両横転時の乗員保護装置の提供を図る。
【解決手段】車両のロールオーバー状態を検出する車両横転検出手段１１と、シートバック３の所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段１２と、膨張により乗員の上半身をシートバック３方向に押圧するエアバッグ１３と、車両横転検出手段１１の検出信号からロールオーバーを判断して、シートバック可倒手段１２およびエアバッグ１３を作動する制御手段１４と、を設けることにより、ロールオーバーが検出された際にエアバッグ１３の膨張時の押圧力により乗員をシート１に拘束した状態でシートバック３を所定量後傾し、乗員の頭部と車室内の天井との間の空間を増大する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両横転時の乗員保護装置および乗員保護方法に関する。

車両がロールオーバーした際の乗員の保護装置としては、乗員の頭部の車室外側にエアバッグ袋体を配置し、ロールオーバーを検出した際にエアバッグ袋体を膨張させて乗員の頭部を保護するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１４２３０３号公報（第５−６頁、第２図）

車両がロールオーバーした際には車両の天地が略逆となってルーフから接地する場合があり、このように天地が逆となった場合は乗員の頭部が天井と干渉する恐れがある。しかし、特許文献１に示した保護装置では、エアバッグ袋体によって乗員頭部が側方移動するのを阻止できるのであるが、頭部が天井と干渉するのを積極的に防止できるものではない。

そこで、本発明は車両のロールオーバー時に乗員の頭部空間を積極的に増大して、頭部の保護効果をより高めることができる車両横転時の乗員保護装置および乗員保護方法を提供するものである。

本発明は、シートクッションおよびシートバックを備えたシートと、車両のロールオーバー状態を検出する車両横転検出手段と、シートバックの所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段と、膨張により乗員の上半身をシートバック方向に押圧するエアバッグと、車両横転検出手段の検出信号からロールオーバーを判断して、前記シートバック可倒手段および前記エアバッグを作動する制御手段と、を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、ロールオーバーが検出されてシートバック可倒手段が作動されると、シートバックは後傾が許容される状態となり、これとともにエアバッグが作動されて膨張すると、乗員の上半身がシートバック方向に押圧されるため、乗員はエアバッグによりシートに拘束された状態でシートバックが所定量後傾される。すると、乗員の頭部はシートバックの回動中心を中心として後方に移動して、乗員の頭部と車室内の天井との間の空間が増大されるので、頭部が天井に干渉するのを効率良く抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図１７は本発明にかかる車両横転時の乗員保護装置の第１実施形態を示し、図１は乗員保護装置を適用したシートの斜視図、図２は図１中Ａ部の拡大斜視図、図３は図１中Ｂ部の拡大斜視図、図４は図１中Ｃ部の拡大斜視図、図５は図３中Ｄ−Ｄ線から断面とした斜視図、図６は図３中Ｅ−Ｅ線から断面とした斜視図であり、図７は乗員保護装置の作動状態を示すシートの斜視図であり、図８は図７中Ｆ部の拡大斜視図である。

また、図９はシートの内部構造を示す背面図、図１０はシートバック下部の内部構造を詳細に示す分解斜視図、図１１はシート下部の内部構造を要部断面として示す背面図、図１２はシートバック後傾制限手段の詳細構造を示す正面図、図１３はロールオーバーによる車両の横転状態を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図、図１４は乗員保護装置の作動状態を（ａ）および（ｂ），（ｃ）に順を追って示すシートの側面図であり、図１５は乗員保護装置を制御するフローチャートの説明図、図１６はロールオーバーの判定の一例を示すマップ、図１７は乗員保護装置の作動イメージを（ａ），（ｂ）に順を追って示す斜視図である。

本実施形態の車両横転時の乗員保護装置１０は、図１に示すようにシートクッション２およびシートバック３を備えた車両のシート１に適用して、車両のロールオーバーによって車両が横転する際に乗員Ｃを保護するようにしたもので、車両のロールオーバー状態を検出する車両横転検出手段１１と、シートバック３の所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段１２と、膨張により乗員Ｃ（図１４参照）の上半身Ｃｕをシートバック３方向に押圧するエアバッグ１３と、車両横転検出手段１１の検出信号からロールオーバーを判断して、前記シートバック可倒手段１２および前記エアバッグ１３を作動する制御手段としてのコントロールボックス１４と、を備えている。

また、本実施形態の車両横転時の乗員保護方法は、車両のロールオーバーが検出された場合に、シートバック３の所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段１２と、膨張により乗員Ｃの上半身Ｃｕをシートバック３方向に押圧するエアバッグ１３と、を作動させて、エアバッグ１３の膨張時の押圧力でシートバック３を乗員Ｃとともに所定量後傾させるようにしてある。

前記シートバック３は、その上端部にヘッドレスト４を設けるとともに、下端部がシートクッション２の後端部に回動可能に取り付けられて、前後傾動が可能となるリクライニング機能を備えている。

そして、シート１には、図１７にも示すように乗員Ｃの片側の肩部Ｃｓから胸部Ｃｃを経由して反対側の腰部Ｃｗへと配索されて上半身Ｃｕをシートバック３に拘束するショルダーベルト２１と、乗員Ｃの腰部Ｃｗ両側に跨って配索されて下半身Ｃｌをシートクッション２に拘束するラップベルト２２と、を有するシートベルト装置２０を備えており、前記エアバッグ１３を、前記ショルダーベルト２１に沿って乗員Ｃの片側の肩部Ｃｓから反対側の腰部Ｃｗ近傍に至る細長い袋状に形成してある。

前記ショルダーベルト２１とラップベルト２２とは連続しており、これらショルダーベルト２１とラップベルト２２との間に移動自在に挿通したタング２３がインナーバックル２４に係脱自在に装着される。

そして、ショルダーベルト２１の上端部から延びるウエビング２５をシートバック３の上端部に設けたウエビング挿通口２６からシートバック３の内方に取り込み、その取り込んだウエビング２５をシートバック３に内蔵した第１ウエビング巻取装置としての主リトラクタ２７で巻き取るようにしている。

主リトラクタ２７は図外のモータで駆動される電動式リトラクタとして構成され、かつ、この主リトラクタ２７にはプリテンショナー機能およびロードリミッター機能が付加される。尚、ラップベルト２２のタング２３を取付けた側とは反対側端部はシートクッション２の下部に結合される。

前記エアバッグ１３は、図２〜図４に示すように長さ方向に適宜間隔をもって切れ目１３ａが形成され、それら切れ目１３ａにショルダーベルト２１を縫うようにして挿通して、エアバッグ１３をショルダーベルト２１に取り付けてある。

エアバッグ１３は、図５に示すように長さ方向に連続した袋体１３ｂを折り畳んだ状態で、その外側をエアバッグカバー１３ｃで覆うことにより構成され、このエアバッグカバー１３ｃは袋体１３ｂが膨張する際に破断されるようになっている。また、前記袋体１３ｂは、前記切れ目１３ａの形成部分では図６に示すようにエアバッグ１３の両側部分に分岐される。

前記エアバッグ１３の下端部は、図４に示すようにインナーバックル２４に設けたインフレータ２８にチューブ２８ａを介して連通され、該インフレータ２８は前記コントロールボックス１４から出力される信号により作動してガスを発生し、そのガスをエアバッグ１３に供給して袋体１３ｂを膨張させるようになっている。

また、前記エアバッグ１３は図７に示すように膨張された際に、図８に示すようにウエビング挿通口２６の近傍に配置される上端部に、乗員Ｃの肩部Ｃｓに対応する部分に拡大部１３ｄを形成してある。

前記シート１は、図９に示すように逆Ｕ字状のシートバックフレーム３ａの上端辺にヘッドレスト４のヘッドレストフレーム４ａが取り付けられるとともに、左右辺の上下中央部間にはシートバックスプリング３ｂおよび補強フレーム３ｃが設けられ、かつ、シートバックフレーム３ａの下端部は、シートバック３の傾動中心となる回動軸としての主シャフト１００が設けられ、この主シャフト１００がシートクッション２のシートクッションフレーム２ａの車両後方端部に連結される。

前記主シャフト１００の両端部は、シートバック３の傾動位置を固定するシャフトガイド１０１，１０２が設けられるとともに、主シャフト１００の片側端部にはシートバック３の前後方向傾動位置を任意に設定するシートバックリクライナー１０３が設けられる。

前記シート１の詳細な下部構造は、図１０，図１１に示すようにシートバックフレーム３ａの下端部はシートスライダー１１０に取り付けられる。

シートスライダ１１０は、車両前後方向に延在してフロアパネルに固定される車幅方向内外に一対配置されるスライドレール１１１と、これらスライドレール１１１に前後移動自在に配置するスライダー１１２とからなり、それぞれのスライダー１１２には、ピン１１３を介してプレート１１４が結合され、これらプレート１１４にシートバックフレーム３ａの下端部が回動可能に連結される。また、前記車幅方向内・外のスライダー１１２間には連結フレーム１２１が架設されて補強される。

車幅方向内方（図中右方）のプレート１１４にはボス付穴１１５がシート内側に突設され、該ボス付穴１１５がシートバックフレーム３ａの下端部に形成した支持穴１１６に回動可能に嵌合される一方、車幅方向外方（図中左方）のプレート１１４にはボス部１１５ａがシート内側に突設され、該ボス部１１５ａがシートバックフレーム３ａの下端部に形成した支持穴１１６に回動可能に嵌合される。

車幅方向内方（図中右方）のシートバックフレーム３ａの下端部内側には、円盤状の前記シートバックリクライナー１０３と、同様に円盤状の前記シャフトガイド１０１がその順に配置されるとともに、車幅方向外方（図中左方）のシートバックフレーム３ａの下端部内側には、円盤状のシャフトガイド１０２が配置され、それぞれのシャフトガイド１０１，１０２の中心穴１０１ａ，１０２ａに、前記主シャフト１００の両端部に形成した小径支持部１００ａ，１００ｂが回転自在に嵌合される。このとき、シャフトガイド１０１，１０２はピン１１７によってシートバックフレーム３ａにそれぞれ結合されている。

シャフトガイド１０１の中心穴１０１ａの周縁部と、シートバックリクライナー１０３の中心穴１０３ａの周縁部、およびシートバックフレーム３ａの前記支持穴１１６の周縁部には、それぞれ対応させて上下に係合穴１０１ｂ，１０３ｂ，１１６ｂが形成される。

また、前記シートバックフレーム３ａと車幅方向内・外のプレート１１４との間には、シートバックフレーム３ａを復帰方向に回動付勢する渦巻きばね１１８が配置され、該渦巻きばね１１８の内周端部は前記ボス付穴１１５および前記ボス部１１５ａと反対側の側面からそれぞれ突設した係止突起１１９に係止されるとともに、渦巻きばね１１８の外周端部はシートバックフレーム３ａの側面から突設した係止突起１２０に係止される。

前記シートバック３は、その前後方向傾動位置を任意に設定するリクライニング装置６０を介してシートクッション２に連結してある。

即ち、前記シートバックリクライナー１０３が配置される側には、プレート１１４の外側にリクライナ可動レバー１２３が配置され、これらシートバックリクライナー１０３とリクライナ可動レバー１２３とによって前記リクライニング装置６０が構成される。

前記リクライナ可動レバー１２３は、中間部分に設けた長穴１２３ａに挿通したピン１２４を介してプレート１１４に取り付けるとともに、操作部１２３ｂとは反対側端部１２３ｃを前記ボス付穴１１５から挿通してシートバックリクライナー１０３の中心穴１０３ａに係合してある。

前記シートバック可倒手段１２は、前記リクライニング装置６０の回動軸としての主シャフト１００を用い、該主シャフト１００廻りに傾動するシートバックフレーム３ａを係脱自在にロックするとともに、ロールオーバーの検出でロック解除するロック手段としてのソレノイド１０４と、前記主シャフト１００に対するシートバックフレーム３ａの回動量を制限するシートバック後傾制限手段１０５と、によって構成してある。

ソレノイド１０４は、主シャフト１００のシートバックリクライナー１０３を設けた片側端部に設けられ、コントロールボックス１４からの指令信号により出没する作動ピン１０４ａが、シャフトガイド１０１、シートバックリクライナー１０３およびシートバックフレーム３ａの各係合穴１０１ｂ，１０３ｂ，１１６ｂに挿入されるようになっている。この場合、前記ソレノイド１０４は主シャフト１００の上下２箇所に一対設けられる。

即ち、通常運転時は前記作動ピン１０４ａが突出状態にあって各係合穴１０１ｂ，１０３ｂ，１１６ｂを貫通することにより、シートバックフレーム３ａの傾動をロックする一方、ロールオーバー時に作動ピン１０４ａが後退してシャフトガイド１０１とシートバックリクライナー１０３との係合を解いてシートバックフレーム３ａをロック解除し、シートバック３の後傾が可能となる。

また、前記シートバック後傾制限手段１０５は、図１２に示すようにシャフトガイド１０１の中心穴１０１ａと主シャフト１００の小径支持部１００ａとの嵌合部分に形成され、前記中心穴１０１ａの内周に設けられた係合突起１０６と、小径支持部１００ａの外周に設けられた収納可能な係止爪１０７と、によって構成され、これら係合突起１０６および係止爪１０７は、軸受１０８によって中心穴１０１ａと小径支持部１００ａとの間に形成されるスペースＳ内に配置される。

前記係合突起１０６は、シートバックフレーム３ａの前傾方向には緩やかな傾斜面１０６ａとなり、その逆の後傾方向には垂直な係止面１０６ｂとなる略三角形状に突出するとともに、前記係止爪１０７は、小径支持部１００ａの外周に突出方向に付勢されて出没自在に取り付けられ、シートバックフレーム３ａの前傾方向には小径支持部１００ａ内に収納されつつ前記傾斜面１０６ａを円滑に乗り越えるとともに、シートバックフレーム３ａの後傾方向には前記係止面１０６ｂに係止して、シートバック３をロックするようになっている。

前記シートバックフレーム３ａには、前記主リトラクタ２７の取付け部分から上方にウエビングガイド２９が延在し、該ウエビングガイド２９はシートバックフレーム３ａの上端から若干突出して、その突出部分に前記ウエビング挿通口２６が形成され、主リトラクタ２７から繰り出されたウエビング２５はウエビング挿通口２６からシートバック３前側へと延びてショルダーベルト２１となる。

前記車両横転検出手段１１は、車両のロール角度およびロールレイトを測定するセンサを備え、コントロールボックス１４は、図１６に示すようにロール角度およびロールレイトがしきい値Ｋを越えた領域Ｂをロールオーバーとして判断するようになっている。また、本実施形態では前記車両横転検出手段１１によって車両の横加速度を検出するようになっている。

前記乗員保護装置１０を搭載した車両は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すようにロールオーバーにより横転した場合、図１４（ａ）および（ｂ），（ｃ）に示すようにエアバッグ１３，シートベルト装置２０およびシートバック３が作動して乗員Ｃを後方に所定量倒し、乗員頭部Ｃｈと天井との間の空間を拡大するようになっている。尚、図１３（ａ）は横力Ｆの入力状態、図１３（ｂ）は車体１が１／４回転した状態、図１３（ｃ）は車体が３／４回転した状態を示す。

図１４（ａ）はロールオーバーが発生しない通常の状態を示し、乗員Ｃはエアバッグ１３を取り付けたシートベルト装置２０を着用してシート１に着座しており、この状態で車両横転検出手段１１によりロールオーバーが検出されると、図１４（ｂ），（ｃ）に示すようにエアバッグ１３が膨張して乗員Ｃをシートバック３に押圧し、シートバック３とともに乗員Ｃを所定量後傾させるようになっている。

このとき、前記主リトラクタ２７はモータ駆動により正・逆回転が可能となっているため、シートベルト装置２０はロールオーバーの検出前の状態に復帰する可逆機能が備わっている。

そして、前記乗員保護装置１０では、コントロールボックス１４が図１５に示すフローチャートに従ってロールオーバーを検出し、その結果に基づいてシートバック可倒手段１２およびエアバッグ１３を制御するようになっており、また、本実施形態では図１７に示すようにカーテンエアバッグ３０を設けて、このカーテンエアバッグ３０をも制御するようになっているが、本発明では該カーテンエアバッグ３０を特に必要とするものではない。

即ち、前記フローチャートでは、まず、イグニッションのオンによって制御がスタートすると、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３によってロールレイト，ロール角度，横加速度を入力し、ステップＳ４では図１６に示すマップを用いてロールレイトとロール角度から車両がロールオーバーに至る前の横転領域Ａにあるかどうかを判断し、領域ＡにあるときはステップＳ１にリターンし、領域Ａに無い場合は次のステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、車両が前記マップの領域Ｂにあるかどうかを判断し、領域Ｂに無い場合はステップＳ１にリターンし、領域Ｂにある場合はステップＳ６に進んでシートバック可倒手段１２を作動、つまりソレノイド１０４の作動ピン１０４ａを後退させてシートバック３のロックを解除するとともに、ステップＳ７によってインフレータ２８を作動してエアバッグ１３を膨張させる。このとき、エアバッグ１３の膨張と同期して主リトラクタ２７のプリテンショナー機能を作動させてショルダーベルト２１を引き込む。

次いで、ステップＳ８ではカーテンエアバッグ３０を展開し、乗員頭部Ｃｈがサイドウインドガラスやピラー等の車体側部に干渉するのを緩和する。

以上説明したように本実施形態の車両横転時の乗員保護装置１０によれば、車両のロールオーバー状態を検出する車両横転検出手段１１と、シートバック３の所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段１２と、膨張により乗員Ｃの上半身Ｃｕをシートバック３方向に押圧するエアバッグ１３と、車両横転検出手段１１の検出信号からロールオーバーを判断して、前記シートバック可倒手段１２および前記エアバッグ１３を作動するコントロールボックス１４と、を設けて構成したので、図１７（ａ）に示すように乗員Ｃがシートベルト２０を着用してシート１に着座した通常運転状態でロールオーバーが検出されると、シートバック可倒手段１２が作動されてシートバック３は後傾が許容される状態となる。

そして、前記シートバック可倒手段１２の作動とともにエアバッグ１３が作動されて膨張すると、その膨張力により乗員Ｃの上半身Ｃｕがシートバック３方向に押圧されるため、図１７（ｂ）に示すように乗員Ｃはエアバッグ１３によりシート１に拘束された状態でシートバック３が所定量後傾される。

すると、乗員Ｃの頭部Ｃｈはシートバック３の回動中心、つまり主シャフト１００（図９参照）を中心として後方に移動して、乗員頭部Ｃｈと車室内の天井との間の空間が増大されるので、頭部Ｃｈが天井に干渉するのを効率良く抑制することができる。

また、本実施形態の車両横転時の乗員保護方法にあっても、車両のロールオーバーが検出された場合に、シートバック３の所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段１２と、膨張により乗員Ｃの上半身Ｃｕをシートバック３方向に押圧するエアバッグ１３と、を作動させて、エアバッグ１３の膨張時の押圧力でシートバック３を乗員Ｃとともに所定量後傾させるので、車両のロールオーバー時にシートバック３の後傾により乗員頭部Ｃｈと車室内の天井との間の空間が増大されて、頭部Ｃｈが天井に干渉するのを効率良く抑制することができる。

更に、前記エアバッグ１３は、シートベルト装置２０のショルダーベルト２１に沿って乗員Ｃの片側の肩部Ｃｓから反対側の腰部Ｃｗ近傍に至る細長い袋状に形成したので、エアバッグ１３が膨張する際にはショルダーベルト２１に支持されて乗員Ｃの上半身Ｃｕをシートバック３方向に押圧する力を効率良く発生させることができとともに、上半身Ｃｕに入力される衝撃を効果的に緩和することができる。

更にまた、ショルダーベルト２１の上端部から延びるウエビング２５をシートバック３の上端部に設けたウエビング挿通口２６からシートバック３の内方に取り込み、その取り込んだウエビング２５をシートバック３に内蔵した主リトラクタ２７で巻き取るようにしたので、ウエビング挿通口２６をシートバック３に設けたことで、エアバッグ１３により厚みが増加したショルダーベルト２１の巻取り量を少なくしてその収納スペースを減少することができる。

また、ウエビング挿通口２６の近傍に配置される上端部に、乗員Ｃの肩部Ｃｓに対応する部分に拡大部１３ｄを形成したので、この拡大部１３ｄによってロールオーバー時には頭部Ｃｈ側面の保護効果を高めることができる。

更に、シートバック可倒手段１２を、リクライニング装置６０の回動軸としての主シャフト１００を用いて、ソレノイド１０４によってこの主シャフト１００廻りに傾動するシートバックフレーム３ａを係脱自在にロックしたので、シートバック可倒手段１２の構造を簡素化できるとともに、ロック解除した際にシートバック後傾制限手段１０５によってシートバックフレーム３ａの回動量が制限されるので、過剰にシートバック３が倒れて乗員Ｃに不安感を煽るのを防止できるとともに、後席乗員に影響を及ぼすのを防止することができる。

更にまた、車両横転検出手段１１は、車両のロール角度およびロールレイトを測定するセンサを備え、コントロールボックス１４は図１６に示すようにロール角度およびロールレイトがしきい値Ｋを越えた領域Ｂをロールオーバーとして判断するようにしたので、簡単な装置によって容易に車両横転を判断できる。

図１８〜図２４は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１８は乗員保護装置を適用したシートの斜視図、図１９は図１８中Ｇ部の拡大斜視図、図２０は図１８中Ｈ−Ｈ線から断面とした斜視図、図２１は図１８中Ｉ部の拡大斜視図、図２２は乗員保護装置の作動開始状態を示すシートの斜視図、図２３は乗員保護装置の最終的な作動状態を示すシートの斜視図、図２４は乗員保護装置の作動イメージを（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す斜視図である。

本実施形態の車両横転時の乗員保護装置１０Ａは、基本的に第１実施形態の乗員保護装置１０と略同様の構成となり、図１８に示すように車両横転検出手段１１（図１参照）と、シートバック可倒手段１２と、エアバッグ１３Ａと、コントロールボックス１４（図１参照）と、を設けて構成され、シート２には、ショルダーベルト２１とラップベルト２２とを有するシートベルト装置２０を備えている。

そして、本実施形態では前記ショルダーベルト２１に相当する部分を細長い袋状に形成したエアバッグ１３Ａによって形成し、このエアバッグ１３Ａの上端部をウエビング挿通口２６近傍でウエビング２５に縫製結合するとともに、図１９に示すように下端部をラップベルト２２に縫製結合してあり、このエアバッグ１３Ａの下端部をチューブ２８ａを介してインフレータ２８に接続し、該インフレータ２８からのガスをエアバッグ１３Ａ下部に導入するようになっている。

前記エアバッグ１３Ａは、第１実施形態と同様に図２０に示すように長さ方向に連続した袋体１３ｂを折り畳んだ状態で、その外側をエアバッグカバー１３ｃで覆うことにより構成され、このエアバッグカバー１３ｃは袋体１３ｂが膨張する際に破断されるようになっている。

また、本実施形態にあってもエアバッグ１３Ａの上端部に拡大部１３ｄ（図２３参照）を形成してあり、前記チューブ２８ａが連通するガス流入口をエアバッグ１３Ａの下端部に設けた状態で、前記拡大部１３ｄと一般部１３ｅとの境界部分に拡大部へのガス流入を遅延させるガス通過抵抗手段としての縫い目３１を設けてある。縫い目３１は、一端部１３ｅに所定のガス圧が作用した場合に縫い糸が解けるようになっている。

従って、本実施形態の乗員保護装置１０Ａによれば、図１８および図２４（ａ）に示すように通常の運転状態で車両のロールオーバーが検出された場合に、図２２および図２４（ｂ）に示すようにエアバッグ１３Ａを膨張させてシートバック３を乗員Ｃとともに所定量後傾させ、乗員頭部Ｃｈと車室内の天井との間の空間を増大させるようになっているが、特に本実施形態ではエアバッグ１３Ａの下端部からインフレータ２８のガスが流入して一般部１３ｅを膨張させた後、図２３および図２４（ｃ）に示すようにその一般部１３ｅの内圧が所定圧に達すると縫い目３１が解かれて拡大部１３ｄにガスが供給される。

このため、ガス量を多く必要とする拡大部１３ｄに先んじて一端部１３ｅをいち早く膨張させることができるため、拡大部１３ｄを設けた場合に乗員Ｃをシートバック３方向に押圧する力を迅速に発生させることができ、ひいてはシートバック３を後傾させるタイミングを早めることができる。

図２５〜図３３は本発明の第３実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２５は乗員保護装置を適用したシートの斜視図、図２６は図２５中Ｊ部の拡大斜視図、図２７は図２５中Ｋ−Ｋ線から断面とした斜視図、図２８は図２５中Ｌ部の拡大斜視図、図２９は乗員保護装置の作動初期状態を示すシートの斜視図、図３０は乗員保護装置の作動途中状態を示すシートの斜視図、図３１は乗員保護装置の作動完了状態を示す斜視図、図３２はシートの内部構造を示す背面図、図３３は乗員保護装置の作動イメージを（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す斜視図である。

本実施形態の車両横転時の乗員保護装置１０Ｂは、基本的に第１実施形態の乗員保護装置１０と略同様の構成となり、図２５に示すように車両横転検出手段１１（図１参照）と、シートバック可倒手段１２と、エアバッグ１３Ｂと、コントロールボックス１４（図１参照）と、を設けて構成され、シート２には、ショルダーベルト２１とラップベルト２２とを有するシートベルト装置２０を備えている。

そして、本実施形態では前記ショルダーベルト２１の中間部分に相当する箇所を細長い袋状に形成した前記エアバッグ１３Ｂによって形成し、該エアバッグ１３Ｂの上端部をウエビング挿通口２６近傍でショルダーベルト２１の上部２１upに縫製結合するとともに、下端部をショルダーベルト２１の下部２１loに縫製結合してある。

前記ウエビング挿通口２６の下方には図３２に示すように短いウエビングガイド２９が取り付けられて、該ウエビングガイド２９にはシートバック３の上端部に位置して主リトラクタ２７が設けられる。

また、前記ウエビングガイド２９には主リトラクタ２７に付随してインフレータ３２が設けられ、このインフレータ３２にエアバッグ１３Ｂを膨張させる機能と、主リトラクタ２７のプリテンショナー機能と、を持たせるようになっている。勿論、本実施形態にあっても主リトラクタ２７にはロードリミッター機能が備わっている。

前記インフレータ３２に接続したチューブ３３をエアバッグ１３Ｂの上端部に連通して、図２６に上方ガス流入口３４を設けるとともに、該チューブ３３を更に延長して図２７に示すように袋体１３ｂの側方に平行して下方に配索し、図２８に示すようにその延長したチューブ３３をエアバッグ１３Ｂの下端部に連通して下方ガス流入口３５を設け、これら上方ガス流入口３４および下方ガス流入口３５から略同時にガスをエアバッグ１３Ｂに注入するようになっている。

また、本実施形態では図２６，図３２に示すようにラップベルト２２は、これをショルダーベルト２１に連続する側とは反対側、つまりタング２３とは反対側（車幅方向外方側）の端部に第２ウエビング巻取装置としての副リトラクタ３６を設け、該副リトラクタ３６でラップベルト２２側のウエビング２５を巻き取るようにしてある。

そして、前記副リトラクタ３６をシート１の側方に位置するピラー部材Ｍｐの下部に収納しておく。

従って、本実施形態の乗員保護装置１０Ｂによれば、車両のロールオーバーが検出された場合に、エアバッグ１３Ｂの上端部および下端部に設けた上方ガス流入口３４および下方ガス流入口３５からインフレータ３２のガスを流入してエアバッグ１３Ｂを膨張させ、該エアバッグ１３Ｂの膨張により発生する押圧力でシートバック３を乗員Ｃとともに所定量後傾させ、乗員頭部Ｃｈと車室内の天井との間の空間を増大させることができる。

このとき、前記インフレータ３２は主リトラクタ２７のプリテンショナーを兼ねているので、ショルダーベルト２１とともにエアバッグ１３Ｂを引き込んで乗員Ｃをシートバック３側により強く拘束する。

そして、本実施形態では前記上方ガス流入口３４および前記下方ガス流入口３５から略同時にエアバッグ１３Ｂ内にガスを注入するようにしたので、図２５および図３３（ａ）に示すように通常の運転状態でロールオーバーが検出されると、図２９および図３３（ｂ）に示すように上方ガス流入口３４および下方ガス流入口３５からガスが注入されて、エアバッグ１３Ｂの上下両端部が特に膨張し、次の段階では図３０および図３３（ｃ）に示すように両端部のガスがエアバッグ１３Ｂの略中央部に移動して膨張し、そして、このようなガス移動を短時間のうちに繰り返しつつ最終的に図３１および図３３（ｄ）に示すようにエアバッグ１３Ｂ全体に均等にガス圧がスムーズに分布して、エアバッグ１３Ｂ全体が一様にかつ迅速に膨張する。

従って、本実施形態ではガス流入口３４，３５をエアバッグ１３Ｂの上下両端部に設けたので、エアバッグ１３Ｂの膨張速度を早めてロールオーバーに対する乗員保護動作を迅速に行うことができるため、乗員保護効果をより高めることができる。

また、ラップベルト２２のショルダーベルト２１に連続する側とは反対側に副リトラクタ３６を設け、該副リトラクタ３６でラップベルト２２側のウエビング２５を巻き取るようにしたので、ショルダーベルト２１にエアバッグ１３Ｂを設けた場合に、主リトラクタ２７と副リトラクタ３６によってウエビング２５をエアバッグ１３Ｂが障害となることなくスムーズにウエビング２５を巻き取ることができる。

図３４〜図４２は本発明の第４実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図３４は乗員保護装置を適用したシートの斜視図、図３５は図３４中Ｍ部の拡大斜視図、図３６は図３５中Ｎ−Ｎ線に沿った断面図、図３７は乗員保護装置の作動途中状態を示すシートの斜視図、図３８は図３７中Ｏ部の拡大斜視図、図３９は乗員保護装置の作動完了状態を示す斜視図、図４０は図３９中Ｐ部の拡大斜視図、図４１はシートの内部構造を示す背面図、図４２は乗員保護装置の作動イメージを（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す斜視図である。

本実施形態の車両横転時の乗員保護装置１０Ｃは、基本的に第１実施形態の乗員保護装置１０と略同様の構成となり、図３４に示すように車両横転検出手段１１（図１参照）と、シートバック可倒手段１２と、エアバッグ１３Ｃと、コントロールボックス１４（図１参照）と、を設けて構成され、シート２には、ショルダーベルト２１とラップベルト２２とを有するシートベルト装置２０を備えている。

そして、本実施形態にあっても第３実施形態と同様に前記ショルダーベルト２１の中間部分に相当する箇所を細長い袋状に形成した前記エアバッグ１３Ｃによって形成し、該エアバッグ１３Ｃの上端部をウエビング挿通口２６近傍でショルダーベルト２１の上部２１upに縫製結合するとともに、下端部をショルダーベルト２１の下部２１loに縫製結合してある。

前記ウエビング挿通口２６の下方には、図４１に示すように短いウエビングガイド２９が取り付けられて、該ウエビングガイド２９にはシートバック３の上端部に位置して主リトラクタ２７が設けられるとともに、インフレータ３２が設けられて、このインフレータ３２にエアバッグ１３Ｃを膨張させる機能と、主リトラクタ２７のプリテンショナー機能と、更には本実施形態で設けられる後述の補助エアバッグ４０を膨張させる機能とを持たせてある。勿論、本実施形態にあっても主リトラクタ２７にはロードリミッター機能が備わっている。

また、前記インフレータ３２に接続したチューブ３３を、図３５に示すようにウエビング挿通口２６から取り出してエアバッグ１３Ｃの上端部に連通してあるとともに、第３実施形態と同様にラップベルト２２のショルダーベルト２１に連続する側とは反対側のウエビング２５を、ピラー部材Ｍｐの下部に収納した副リトラクタ３６で巻き取るようにしてある。

そして、本実施形態では図３４，図３６に示すようにエアバッグ１３Ｃの肩部対応部分１３Ｃｓ（上端部分）の下側に、その肩部対応部分１３Ｃｓに先んじて膨張する補助エアバッグ４０を設けてある。

即ち、前記肩部対応部分１３Ｃｓにはエアバッグ１３Ｃの外周を囲繞して摺動自在に嵌挿されるベルトパッド４１を設け、このベルトパッド４１の下面側に前記補助エアバッグ４０を折り畳んだ状態で収納してある。

前記ベルトパッド４１は柔軟性部材で形成され、図３５に示すようにその上側面の幅方向中央部には長さ方向に連続するミシン目や溝部などの分離帯４１ａが形成されるとともに、ベルトパッド４１の下側面には補助エアバッグ４０の飛び出しを可能とする開口部が形成され、かつ、該ベルトパッド４１の後端部に繋げた補助ベルト４２を、シートバック３の上端部に形成した開口部４３からシートバック３内方に挿入してある。

そして、シートバック３内部で前記チューブ３３から分岐した補助チューブ４４を前記補助ベルト４２に沿わせて開口部４３から取り出し、該補助チューブ４４の先端部を前記補助エアバッグ４０に連通してある。

従って、車両のロールオーバーが検出された際にインフレータ３２が作動すると、ガスはチューブ３３および補助チューブ４４を介してエアバッグ１３Ｃおよび補助エアバッグ４０に略同時に流入するのであるが、このとき、図３７および図３８に示すように補助エアバッグ４０はその容積が小さいためエアバッグ１３Ｃに先んじて膨張され、その後、図３９，図４０に示すようにエアバッグ１３Ｃが膨張される。

また、エアバッグ１３Ｃが膨張される際、図４０に示すようにベルトパッド４１が分離帯４１ａから破断してエアバッグ１３Ｃが上方に飛び出すようになっている。

従って、本実施形態の乗員保護装置１０Ｃによれば、車両のロールオーバーが検出された場合に、前記各実施形態と同様にインフレータ３２が作動してエアバッグ１３Ｃが膨張してシートバック３を乗員Ｃとともに所定量後傾させ、乗員頭部Ｃｈと車室内の天井との間の空間を増大させることができるのであるが、本実施形態では補助エアバッグ４０を設けたことによりエアバッグ１３Ｃでの乗員Ｃ拘束に先んじて、乗員Ｃの肩部Ｃｓを拘束することができる。

即ち、図３４および図４２（ａ）に示すように通常の運転状態で車両のロールオーバーが検出されると、シートバック可倒手段１２の作動とともにインフレータ３２が作動してチューブ３３および補助チューブ４４にガスを供給する。このとき、インフレータ３２は主リトラクタ２７のプリテンショナーを兼ねているので、ショルダーベルト２１とともにエアバッグ１３Ｃを引き込んで乗員Ｃをシート２により強く拘束する。

次に、図３７および図４２（ｂ）に示すようにインフレータ３２の作動により補助エアバッグ４０が前記エアバッグ１３Ｃに先んじて膨張し、この補助エアバッグ４０の膨張により乗員Ｃを肩部Ｃｓ側から押圧して、このときの押圧力でシートバック３を所定量後傾する。

そして、図３９および図４２（ｃ）に示すように最終的にエアバッグ１３Ｃが膨張して乗員Ｃをシートバック３にしっかりと拘束するとともに、エアバッグ１３Ｃは補助エアバッグ４０の上側で膨張するため、補助エアバッグ４０による乗員肩部Ｃｓの拘束力をより高めて、車両の天地が略逆となる程度に大きく横転した場合にも乗員Ｃが天井方向に滑り落ちるのをより確実に阻止して、乗員保護効果を高めることができる。

ところで、本発明は前記第１〜第４実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

また、前記各実施形態においてシートバック可倒手段１２は、シートバック３を後傾駆動する電動式アクチュエータを備えることが望ましい。

この場合は、電動式アクチュエータによりシートバック３の後傾タイミングを任意に設定できるようになり、より適切に乗員Ｃを保護することができる。

また、前記各実施形態においてシートバック可倒手段１２は、シートバック３を後傾駆動する火薬式アクチュエータを備えることが望ましい。

この場合は、火薬式アクチュエータによりシートバック３を瞬時に後傾させることができるようになり、ロールオーバーの検出時にはより迅速に乗員Ｃを保護することができる。

更に、主リトラクタ２７は、火薬式アクチュエータで巻き取り駆動することが望ましい。

この場合は、火薬式アクチュエータ２より主リトラクタ２７でショルダーベルト２１を瞬時に引き込むことができるので、乗員Ｃの拘束およびシートバック３の後傾をより迅速に行って乗員Ｃの保護効果を更に高めることができる。

更また、主リトラクタ２７は、火薬式アクチュエータまたは電動式アクチュエータで選択的に巻き取り駆動することが望ましい。

この場合は、火薬式アクチュエータにより主リトラクタ２７を瞬時に作動させることができる一方、電動式アクチュエータにより主リトラクタ２７を任意のタイミングで作動させることができ、より迅速にかつ効率良く乗員Ｃを保護することができる。

本発明の第１実施形態における乗員保護装置を適用したシートの斜視図。 図１中Ａ部の拡大斜視図。 図１中Ｂ部の拡大斜視図。 図１中Ｃ部の拡大斜視図。 図３中Ｄ−Ｄ線から断面とした斜視図。 図３中Ｅ−Ｅ線から断面とした斜視図。 本発明の第１実施形態における乗員保護装置の作動状態を示すシートの斜視図。 図７中Ｆ部の拡大斜視図。 本発明の第１実施形態におけるシートの内部構造を示す背面図。 本発明の第１実施形態におけるシートバック下部の内部構造を詳細に示す分解斜視図。 本発明の第１実施形態におけるシート下部の内部構造を要部断面として示す背面図。 本発明の第１実施形態におけるシートバック後傾制限手段の詳細構造を示す正面図。 本発明の第１実施形態でロールオーバーによる車両の横転状態を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図。 本発明の第１実施形態における乗員保護装置の作動状態を（ａ）および（ｂ），（ｃ）に順を追って示すシートの側面図。 本発明の第１実施形態における乗員保護装置を制御するフローチャートの説明図。 本発明の第１実施形態でロールオーバーの判定の一例を示すマップ。 本発明の第１実施形態における乗員保護装置の作動イメージを（ａ），（ｂ）に順を追って示す斜視図。 本発明の第２実施形態における乗員保護装置を適用したシートの斜視図。 図１８中Ｇ部の拡大斜視図。 図１８中Ｈ−Ｈ線から断面とした斜視図。 図１８中Ｉ部の拡大斜視図。 乗員保護装置の作動開始状態を示すシートの斜視図。 乗員保護装置の最終的な作動状態を示すシートの斜視図。 乗員保護装置の作動イメージを（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す斜視図。 本発明の第３実施形態における乗員保護装置を適用したシートの斜視図。 図２５中Ｊ部の拡大斜視図。 図２５中Ｋ−Ｋ線から断面とした斜視図。 図２５中Ｌ部の拡大斜視図。 本発明の第３実施形態における乗員保護装置の作動初期状態を示すシートの斜視図。 本発明の第３実施形態における乗員保護装置の作動途中状態を示すシートの斜視図。 本発明の第３実施形態における乗員保護装置の作動完了状態を示す斜視図。 本発明の第３実施形態におけるシートの内部構造を示す背面図。 本発明の第３実施形態における乗員保護装置の作動イメージを（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す斜視図。 本発明の第４実施形態にける乗員保護装置を適用したシートの斜視図。 図３４中Ｍ部の拡大斜視図。 図３５中Ｎ−Ｎ線に沿った断面図。 本発明の第４実施形態における乗員保護装置の作動途中状態を示すシートの斜視図。 図３７中Ｏ部の拡大斜視図。 本発明の第４実施形態における乗員保護装置の作動完了状態を示す斜視図。 図３９中Ｐ部の拡大斜視図。 本発明の第４実施形態におけるシートの内部構造を示す背面図。 本発明の第４実施形態における乗員保護装置の作動イメージを（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す斜視図。

符号の説明

１ シート
２ シートクッション
３ シートバック
３ａ シートバックフレーム
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 乗員保護装置
１１ 車両横転検出手段
１２ シートバック可倒手段
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ エアバッグ
１３ｄ エアバッグの拡大部
１３ｅ エアバッグの一般部
１３Ｃｓ エアバッグの肩部対応部分
１４ コントロールボックス（制御手段）
２０ シートベルト装置
２１ ショルダーベルト
２２ ラップベルト
２５ ウエビング
２６ ウエビング挿通口
２７ 主リトラクタ（第１ウエビング巻取装置）
３１ 縫い目（ガス通過抵抗手段）
３４ 上方ガス流入口
３５ 下方ガス流入口
３６ 副リトラクタ（第２ウエビング巻取装置）
４０ 補助エアバッグ
６０ リクライニング装置
１００ 主シャフト（回動軸）
１０４ ソレノイド（ロック手段）
１０５ シートバック後傾制限手段
Ｃ 乗員
Ｃｕ 上半身
Ｃｓ 肩部
Ｃｃ 胸部
Ｃｗ 腰部
Ｋ しきい値

Claims (15)

1. シートクッションおよびシートバックを備えたシートと、
   車両のロールオーバー状態を検出する車両横転検出手段と、
   シートバックの所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段と、
   膨張により乗員の上半身をシートバック方向に押圧するエアバッグと、
   車両横転検出手段の検出信号からロールオーバーを判断して、前記シートバック可倒手段および前記エアバッグを作動する制御手段と、を設けたことを特徴とする車両横転時の乗員保護装置。
2. シートは、乗員の片側の肩部から胸部を経由して反対側の腰部へと配索されて上半身をシートバックに拘束するショルダーベルトと、乗員の腰部両側に跨って配索されて下半身をシートクッションに拘束するラップベルトと、を有するシートベルト装置を備え、前記エアバッグを、前記ショルダーベルトに沿って乗員の片側の肩部から反対側の腰部近傍に至る細長い袋状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両横転時の乗員保護装置。
3. ショルダーベルトの上端部から延びるウエビングをシートバック上端部からシートバック内方に取り込み、この取り込んだウエビングをシートバックに内蔵した第１ウエビング巻取装置で巻き取ることを特徴とする請求項２に記載の車両横転時の乗員保護装置。
4. エアバッグは、乗員の肩部対応部分に拡大部を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の車両横転時の乗員保護装置。
5. ラップベルトのショルダーベルトに連続する側とは反対側に第２ウエビング巻取装置を設け、該第２ウエビング巻取装置でラップベルト側のウエビングを巻き取ることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
6. シートバック可倒手段は、リクライニング装置の回動軸を用い、該回動軸廻りに傾動するシートバックフレームを係脱自在にロックするとともに、ロールオーバーの検出でロック解除するロック手段と、
   前記回動軸に対するシートバックフレームの回動量を制限するシートバック後傾制限手段と、を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
7. シートバック可倒手段は、シートバックを後傾駆動する電動式アクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
8. シートバック可倒手段は、シートバックを後傾駆動する火薬式アクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
9. ガス流入口をエアバッグの下端部に設けるとともに、前記拡大部と一般部との境界部分に拡大部へのガス流入を遅延させるガス通過抵抗手段を設けたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
10. エアバッグは、ガス流入口をエアバッグの上端部と下端部にそれぞれ備えるとともに、それぞれのガス流入口から略同時にエアバッグ内にガスを注入することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
11. エアバッグの肩部対応部分の下側に、該肩部対応部分に先んじて膨張する補助エアバッグを設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
12. 第１ウエビング巻取装置は、火薬式アクチュエータで巻き取り駆動されることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
13. 第１ウエビング巻取装置は、火薬式アクチュエータまたは電動式アクチュエータで選択的に巻き取り駆動されることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
14. 車両横転検出手段は、車両のロール角度およびロールレイトを測定するセンサを備えるとともに、制御手段はロール角度およびロールレイトがしきい値を越えた領域をロールオーバーとして判断することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の車両横転時の乗員保護装置。
15. 車両のロールオーバーを車両横転検出手段により検出して、シートバックの所定量の後傾を許容するシートバック可倒手段と、膨張により乗員の上半身をシートバック方向に押圧するエアバッグと、を作動させて、エアバッグの膨張時の押圧力でシートバックを乗員とともに所定量後傾させることを特徴とする車両横転時の乗員保護方法。

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