JP2007176477A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】座部においてエアバッグを膨張させたことによる乗員に対する負荷を軽減した乗員保護装置を提供する。
【解決手段】座部１２には乗員保護装置３１が設けられている。乗員保護装置３１は、ガス発生源としてのインフレータ２４と、エアバッグ２５とからなる。インフレータ２４からガスを供給していない状態、つまり膨張していない状態で座部１２の前側から後側へエアバッグ２５を延ばした状態では、インフレータ２４の中央位置Ｃから第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２に至る距離Ｌ１と、エアバッグ２５の先端２５２から第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２に至る距離Ｌ２との比率Ｌ２／Ｌ１は、０．７７以下に設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス発生源から発生するガスにより車両の座席の座部にて膨張展開されるエアバッグを備えた乗員保護装置に関する。

シートベルト装置には、肩部から斜めに胸部の前を経由して腰部の側方に架け渡されるショルダベルト部と、腰部の一側方から水平方向に腰部の前を経由して他側方に架け渡されるラップベルト部とを有するものがある。このようなシートベルト装置は、ラップベルト部を腰部の適正位置（骨盤の前側）に配置するようにして使用される。

車両が前面衝突した場合、慣性によって前方へ移動しようとする乗員は、シートベルト装置の保持作用によって座席上に引き留められる。しかし、乗員が安楽姿勢をとっている場合には、乗員の腰部がラップベルト部から外れて前方へ移動してしまう現象（サブマリン現象）が起きる場合がある。特許文献１〜５にはサブマリン現象を防止するための乗員保護装置が開示されている。

特許文献１には、座部に設けられたエアバッグを膨張させ、これにより座部のクッションを押し上げてサブマリン現象を防止する乗員保護装置が開示されている。エアバッグは、前後方向における座部のほぼ全長にわたるベースプレートの上で膨張展開される。

特許文献２には、座部に設けられたエアバッグを膨張展開させ、これにより乗員の臀部を後方へ押してサブマリン現象を防止する乗員保護装置が開示されている。エアバッグは、前後方向における座部のほぼ全長にわたる支持プレートの上で膨張展開される。

特許文献３には、座部を構成するシートパン上に設けられたエアバッグを膨張させ、これにより座部のクッションを押し上げてサブマリン現象を防止する乗員保護装置が開示されている。シートパンと支軸との間にはクッション用の線バネが張り渡されている。クッション用の線バネの設置は、座り心地の向上に寄与する。

特許文献４には、座部を構成する支持パネル上に設けられたエアバッグを膨張させ、これにより座部のクッションを押し上げてサブマリン現象を防止する乗員保護装置が開示されている。支持パネルの後側にはクッション用の線バネが配設されている。

特許文献５には、座部に設けられたエアバッグを膨張させ、これにより座部のクッションを押し上げてサブマリン現象を防止する乗員保護装置が開示されている。エアバッグは、骨枠体の一部であるフロントパネル上で専ら上方に膨張する。骨枠体の一部である後フレームとフロントパネルとの間にはクッション用の線バネが張り渡されている。
特開２００１−２３９８７２号公報 特開２００２−７９８６１号公報 特開２００４−１６８２２７号公報 特開２００５−１１２０００号公報 特開２００５−１９３８４４号公報

特許文献１，２に開示の座席では、座り心地の向上に寄与するクッション用の線バネがなく、特許文献３〜５の座席では、座り心地の向上に寄与するクッション用の線バネが設けられている。座り心地の観点からすると、クッション用の線バネを設けることが望ましい。

特許文献２に開示の後方に向けて膨張展開されるエアバッグを特許文献３〜５に開示の座席に適用した場合を考えてみる。つまり、膨張展開後のエアバッグが座部のクッションを下支えするフレーム（シートパン、支持パネルあるいはフロントパネル）から後方へはみ出すようにした場合、このはみ出し部による押し上げ力は、前記はみ出し部の下方への落ち込みによって、低減される。前記はみ出し部のはみ出し量を大きくすれば、はみ出し部による押し上げ力を増大させることができるが、エアバッグが膨張展開したときの乗員の大腿部や臀部に作用する負荷は、前記はみ出し量を大きくするほど、大きくなると予想される。従って、このような負荷を軽減することも望ましいが、特許文献１〜５のいずれにおいても、このような負荷に言及した記載はない。

本発明は、座部においてエアバッグを膨張させたことによる乗員に対する負荷を軽減した乗員保護装置を提供することを目的とする。

本発明は、ガス発生源から発生するガスにより車両の座席の座部にて膨張展開されるエアバッグを備えた乗員保護装置を対象とし、請求項１の発明は、前記座部が底枠を備え、前記エアバッグが前記底枠の上で膨張展開するようになっており、前記底枠が膨張展開後の前記エアバッグを下から支持する支持壁を有し、前記座部の前後方向における前記ガス発生源の中央位置から前記支持壁の後端に至る距離Ｌ１と、前記座部の前側から後側へ非膨張状態で延出させた前記エアバッグの先端から前記支持壁の後端に至る距離Ｌ２との比率Ｌ２／Ｌ１が０．７７以下であることを特徴とする。

比率Ｌ２／Ｌ１を０．７７以下に設定した構成は、サブマリン現象を防止しつつ、エアバッグを膨張させたことによる乗員に対する負荷を軽減する上で好ましい。
好適な例では、請求項２の発明によるように、前記底枠は、下方に凹む収容凹部を有し、前記収容凹部は、前記座部の幅方向に延びており、前記ガス発生源は、前記収容凹部内に収容して固定されており、前記エアバッグは、前記底枠の上で前記収容凹部側から前記底枠の後端側に向けて膨張展開するようになっている。

底枠の上で収容凹部側から底枠の支持壁の後端側に向けて膨張展開するエアバッグは、乗員の膝裏を押し上げてサブマリン現象を防止する。収容凹部内にガス発生源を収容した構成では、エアバッグがガス発生源の上方において上に向けて迅速に膨張し易くなる。つまり、収容凹部内にガス発生源を収容した請求項２の発明の構成は、乗員の膝裏を迅速に押し上げる上で有利である。

好適な例では、請求項３の発明によるように、前記収容凹部を形成する前壁面は、前方に傾いている。
このような前壁面は、収容凹部側から底枠の支持壁の後端側に向けて膨張展開する最中のエアバッグ内のガス圧に対する反力を得る好適な部位となる。

好適な例では、請求項４の発明によるように、前記収容凹部を形成する後壁面は、後方に傾いている。
このような後壁面は、収容凹部側から底枠の支持壁の後端側に向けて膨張展開するエアバッグを後方へ誘導する上で好適な部位となる。

又、請求項５の発明は、乗員を前記座席に拘束するシートベルト装置をさらに備え、前記エアバッグは、前記座部における座クッションと、前記座クッションの略全体を下側から支持する支持プレートとの間に配置されており、前記エアバッグが非膨張展開状態にされたとき、その前端から後端までの水平距離Ｄ１と、同前端から前記シートベルト装置におけるバックルの先端までの水平距離Ｄ２との比率Ｄ１／Ｄ２が、０．９８以上かつ１．４０以下となることを特徴とする。

仮に、座クッション及び支持プレート間に上記のようなエアバッグが配置されていないとする。シートベルト装置によって乗員が座席に拘束された車両に対し前方から衝撃が加わると、慣性により乗員の身体全体が前方へ移動しようとする。乗員の着座姿勢によっては、腰部がシートベルト装置のウェビング（ラップベルト部）から外れて前方へ移動する現象（サブマリン現象）が起こるおそれがある。

これに対し、座クッション及び支持プレート間にエアバッグが配置された請求項５の発明では、上記前方からの衝撃に応じてガス発生源からガスが発生され、エアバッグが膨張される。この膨張により座クッションが持ち上げられて、乗員の下半身のうち膝裏よりも後ろ側の部分が上方へ押圧される。この押圧により、上述した腰部の前方への動きが規制され、上記サブマリン現象が抑制される。

ところで、上記エアバッグの前後長には適正範囲がある。エアバッグが過渡に後方に長い場合には、前方からの衝撃に応じたエアバッグの膨張により乗員の下半身の全体が持ち上げられ、上述した腰部の前方への動きを規制してサブマリン現象を抑制する効果が小さくなる。これに伴いエアバッグの膨張により乗員の腰部に加わる負荷が大きくなる。

ここで、エアバッグが非膨張展開状態にされたとき、その前端から後端までの水平距離Ｄ１と、同前端からシートベルト装置のバックルの先端までの水平距離Ｄ２との比率をＤ１／Ｄ２とする。水平距離Ｄ１は、エアバッグの前後長に概ね相当する。エアバッグの前端の位置を決め、後端の前後位置を種々変更すると、それに応じてエアバッグの前後長が変化する。一方、乗員保護装置においてバックルの先端の位置は決まっている。従って、エアバッグの後端の位置を後方に設定して同エアバッグを後方へ長くするほど比率Ｄ１／Ｄ２も大きくなる。また、上記腰部に加わる負荷と、同腰部に生ずる加速度とは対応関係にある。そこで、上記比率Ｄ１／Ｄ２として種々の値を設定し、乗員の腰部に生ずる加速度を計測した。その結果、上記負荷を軽減する観点からは、比率Ｄ１／Ｄ２が１．４０以下である必要がある。エアバッグが後方に長く、比率Ｄ１／Ｄ２が１．４０よりも大きいと、乗員に加わる負荷が許容範囲を越える。

この点、請求項５の発明では、比率Ｄ１／Ｄ２を１．４０以下に設定している。そのため、エアバッグを膨張させたことによる乗員に対する負荷を軽減して許容範囲内の大きさにすることができる。

ただし、比率Ｄ１／Ｄ２は１．４０以下であることに加え、０．９８以上である必要がある。比率Ｄ１／Ｄ２を０．９８よりも小さくすると、エアバッグの膨張による座クッションの持ち上げ量、ひいては、乗員の下半身のうち膝裏よりも後ろ側の部分に対する上方への押圧力が十分得られず、腰部の前方への動きを規制することが難しくなるからである。

この点、請求項５の発明では、比率Ｄ１／Ｄ２を０．９８以上に設定している。そのため、エアバッグの膨張により腰部の前方への動きを規制し、上記サブマリン現象を確実に抑制することができる。

なお、上記請求項５の発明における前記エアバッグは、前記ガスによる膨張前には、請求項６の発明によるように、展開された状態で前記座部内の前記支持プレート上に配置されてもよいし、請求項７の発明によるように、折り畳まれた状態で前記座部内の前記支持プレート上に配置されてもよい。

ここで、仮に、エアバッグが折り畳まれた状態で配置されているとすると、ガス発生源からのガスはエアバッグの折り状態を解消しながら膨張させることとなる。この点、請求項６の発明の場合では、エアバッグは予め展開された状態で配置されていて、折り畳まれていない。そのため、上記のような折り状態の解消が不要であり、その分、ガスによりエアバッグを迅速に膨張させることが可能となる。

反面、エアバッグを展開させた状態で配置する場合には、座クッション及び支持プレート間にそのエアバッグを収納するための収納空間が必要となる。十分大きな収納空間が確保できる場合には問題がないが、確保できない場合もあり得る。この点、エアバッグは折り畳まれると、折り畳まれない場合よりもコンパクトな形態となる。そのため、請求項７の発明によるように、エアバッグが予め折り畳まれた状態で座部内の支持プレート上に配置されると、座クッション及び支持プレート間に十分大きな収納空間が確保できない場合であっても、その収納空間にエアバッグを収納することができ、搭載性が向上する。

このように、折り畳まれた状態で配置される場合（請求項７の発明）と、展開された状態で配置される場合（請求項６の発明）とでは、搭載性及び膨張性の点でそれぞれ得失がある。そのため、こうした得失を踏まえ、座部における収納空間の大きさ、要求される膨張性能等に応じて、エアバッグを配置する際の上記形態（折り畳みの有無）を選択することが望ましい。

本発明は、座部においてエアバッグを膨張させたことによる乗員に対する負荷を軽減した乗員保護装置を提供できるという優れた効果を奏する。

以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。なお、以下において、前後方向とは、車両の前後進方向のことであり、前方とは、車両の前進方向、後方とは、車両の後進方向のことである。又、右側とは、車両の前進方向に見て右側のことであり、左側とは、車両の前進方向に見て左側のことである。

図１（ａ）に示すように、車両（図示略）の室内に配置された座席１１は、座部１２と、座部１２の後端側に傾き調整可能に配置された背もたれ部１３と、背もたれ部１３の上端に設けられたヘッドレスト１４とを備えている。

図１（ａ）及び図２の少なくとも一方に示すように、座席１１に着座した乗員Ｐを拘束するためのシートベルト装置１５は、３点固定式シートベルト装置である。シートベルト装置１５のラップベルト部１５１は、乗員Ｐの腰部Ｙの一側方から水平方向に腰部Ｙの前を経由して他側方に架け渡され、シートベルト装置１５のショルダベルト部１５２は、肩部から斜めに胸部の前を経由して腰部Ｙの側方に架け渡される。

座部１２を構成する金属製の枠１６は、左右一対の側枠１７，１８と、側枠１７，１８の前端側で側枠１７，１８に連結されて側枠１７，１８間に架設された第１の底枠１９及び第２の底枠３４と、側枠１７，１８の後端側で側枠１７，１８間に架設されたロッド形状の後枠２０とを備えている。

図１（ｂ）に示すように、第１の底枠１９は、平板形状の支持壁１９０と、支持壁１９０に垂下するように連結された平板形状の前壁２２と、支持壁１９０に垂下するように連結された平板形状の後壁２３と、前壁２２の下端と後壁２３の下端とを連結する平板形状の底壁２６とを備えている。前壁２２、後壁２３及び底壁２６は、下方に向けて凹む収容凹部２１を形成する。つまり、第１の底枠１９には収容凹部２１が下方に向けて凹む形状に形成されている。下方に向けて凹む収容凹部２１の形状は、座部１２の左右方向（座部１２の幅方向、車幅方向）に延びる溝形状である。

収容凹部２１を形成する平板形状の前壁２２は、前方に傾いており、収容凹部２１を形成する平板形状の後壁２３は、後方に傾いている。つまり、後壁２３に対向する前壁２２の内面２２１は、前方に傾いており、前壁２２に対向する後壁２３の内面２３１は、後方に傾いている。収容凹部２１を形成する底壁２６に対して垂直な方向における前壁２２の高さと、底壁２６に対して垂直な方向における後壁２３の高さとは、同じにしてある。つまり、平板形状の支持壁１９０と平板形状の底壁２６とは、平行になっている。

図２に示すように、収容凹部２１にはガス発生源としてのインフレータ２４が収容されている。円筒形状のインフレータ２４は、布製のエアバッグ２５内に内蔵された状態で収容凹部２１を形成する底壁２６にネジ止めされている。インフレータ２４の周面には一対のネジ２７，２８が固定されており、ネジ２７，２８は、エアバッグ２５の内部から外部へと貫通した状態で底壁２６を上から下へと貫通している。底壁２６から下方へ突出したネジ２７，２８にはナット２９，３０が螺合されている。ナット２９，３０を締め付けることによりインフレータ２４が底壁２６に固定され、エアバッグ２５がインフレータ２４に結合される。

図１（ａ）及び（ｂ）の少なくとも一方に示すように、インフレータ２４と共に乗員保護装置３１を構成するエアバッグ２５は、収容凹部２１内から支持壁１９０のうちの後部の後部支持壁１９１の上面に沿って延び出ている。そして、エアバッグ２５の先端側は、座席１１の座部１２の後側から前側に向けて内折りされている。ここにおける内折りとは、エアバッグ２５の先端側をエアバッグ２５内に突入するように、１回折りされる折り方のことを言う。エアバッグ２５の先端側の内折り部２５１は、後部支持壁１９１上に載せられている。

図１（ｂ）に鎖線で示すエアバッグ２５は、インフレータ２４からガスを供給されていない状態、つまり膨張していない状態で座部１２の前側から後側へ延ばされた状態を示す。エアバッグ２５の先端２５２は、布を二つ折りされた位置であって直線形状である。以下、エアバッグ２５のうち、二つ折りされた布の上側の布部を上側布２５３と記し、二つ折りされた布の下側の布部を下側布２５４と記す。上側布２５３の周縁部と下側布２５４の周縁部とは、先端２５２を除いて縫合されている。ナット２９，３０の締め付けによってインフレータ２４に結合されたエアバッグ２５の結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５のシート長さＥ１は、結合位置Ｋからインフレータ２４の後側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５のシート長さＥ２よりも長くしてある。結合位置Ｋは、インフレータ２４の下端２４１と収容凹部２１の底壁２６との間におけるネジ２７，２８の位置である。インフレータ２４の下端２４１に対応するエアバッグ２５の下部は、インフレータ２４に結合されたエアバッグ２５の結合位置Ｋである。

又、エアバッグ２５が膨張展開前の折り畳まれた状態にあるときには、結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５の布部分は、収容凹部２１を形成する前壁２２よりも後側にある。

図１（ａ）及び（ｂ）の少なくとも一方に示すように、第１の底枠１９の後端１９２と後枠２０との間には座り心地向上用のクッション用引っ張りバネ３２が張り渡されている。枠１６と共に座部１２を構成する座クッション３３は、枠１６、クッション用引っ張りバネ３２及びエアバッグ２５を上から覆うように設けられている。３３１は、座クッション３３を被覆するクロス製あるいはレザー製のカバーである。

補強用の第２の底枠３４は、第１の底枠１９の支持壁１９０のうち、後部側の後部支持壁１９１の下に設けられている。横断面形状がコ字形状の第２の底枠３４は、側枠１７，１８に連結されて側枠１７，１８間に架設されている。第２の底枠３４は、第１の底枠１９の後部支持壁１９１を下支えしている。第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２は、第１の底枠１９の後部支持壁１９１の後端１９２よりも後方にある。又、第２の底枠３４の支持壁３４１は、第１の底枠１９の前端１９３と後枠２０の後端との間の中間位置よりも前側にある。そして、収容凹部２１は、座クッション３３の前後方向の中間位置よりも前側にある。

図示しない衝突検出手段（例えば、異常加速度検出手段）が衝突（例えば異常加速度）を検出すると、図示しない制御手段がインフレータ２４を作動させ、インフレータ２４から高圧ガスがエアバッグ２５へ送られる。これにより、図１（ａ）に鎖線で示すように、エアバッグ２５が底枠１９，３４の上で収容凹部２１側から第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２側に向けて膨張展開する。第１の底枠１９の後部支持壁１９１及び第２の底枠３４の支持壁３４１は、膨張展開したエアバッグ２５を下から支持する。

膨張展開後のエアバッグ２５の先端側は、支持壁３４１の後端３４２から後方へはみ出す。エアバッグ２５の膨張展開は、座クッション３３の押し上げを通じ、座席１１に着座した乗員Ｐの膝裏を押し上げる。乗員Ｐの膝裏の押し上げは、乗員Ｐの腰部Ｙが前方へ移動しないように、乗員Ｐを拘束することに寄与する。

図３に鎖線で示すエアバッグ２５は、インフレータ２４からガスを供給されていない状態、つまり膨張していない状態で座部１２の前側から後側へ延ばされた状態（非膨張展開状態）を示す。図３中Ｃで表される線（座部１２の上から見てネジ２７とネジ２８とを結ぶ線）は、座部１２の前後方向（車両の前後進方向）におけるインフレータ２４の中央位置を表す。膨張していない状態で座部１２の前側から後側へエアバッグ２５を延ばした状態（非膨張展開状態）では、インフレータ２４の中央位置Ｃから第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２に至る距離Ｌ１と、エアバッグ２５の先端２５２から第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２に至る距離Ｌ２との比率Ｌ２／Ｌ１は、０．７７以下に設定されている。

図４の棒グラフは、エアバッグ２５を膨張展開させたときの乗員Ｐの腰部Ｙ（又は脚部）に対する負荷の程度を反映する指標を計測した実験結果を示す。指標が小さいほど、乗員Ｐの腰部Ｙ（又は脚部）に対する負荷は、小さい。棒Ｂ１は、比率Ｌ２／Ｌ１＝０のときの実験データであり、棒Ｂ２は、比率Ｌ２／Ｌ１＝０．５７６９２３のときの実験データである。棒Ｂ３は、比率Ｌ２／Ｌ１＝０．７７のときの実験データであり、棒Ｂ４は、比率Ｌ２／Ｌ１＝１．２５のときの実験データである。比率Ｌ２／Ｌ１＝０のときの指標は、０．９５であり、比率Ｌ２／Ｌ１＝０．５７６９２３のときの指標は、０．９７５である。比率Ｌ２／Ｌ１＝０．７７のときの指標は、１であり、比率Ｌ２／Ｌ１＝１．２５のときの指標は、１．１である。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）膨張展開後に第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２から後方へはみ出たエアバッグ２５のはみ出し部分は、クッション用引っ張りバネ３２によって下支えされる。従って、膨張展開したエアバッグ２５の前記はみ出し部分が座クッション３３及び乗員Ｐの膝裏を押し上げようとする作用は、クッション用引っ張りバネ３２によって吸収されて低減されてしまう。

つまり、第２の底枠３４の支持壁３４１の後端３４２から後方へはみ出たエアバッグ２５のはみ出し部分のはみ出し長さ（距離Ｌ２）を大きくしても、乗員Ｐの膝裏を押し上げて乗員Ｐの腰部Ｙの拘束に寄与する効果は少ない。しかも、前記した実験結果から明らかなように、エアバッグ２５のはみ出し長さ（距離Ｌ２）を大きくするほど、エアバッグ２５を膨張させたときの乗員Ｐに対する負荷が大きくなる傾向にある。

指標が１以下となるように比率Ｌ２／Ｌ１を０．７７以下に設定した構成は、エアバッグ２５の膨張展開による乗員Ｐの膝裏押し上げ作用がクッション用引っ張りバネ３２によって吸収されて大きく低減されることを抑制する。又、指標が１以下となるように比率Ｌ２／Ｌ１を０．７７以下に設定した構成は、エアバッグ２５を膨張させたことによる乗員Ｐに対する負荷を軽減する上で好ましい。

（２）エアバッグ２５が膨張展開前の折り畳まれた状態にあるとき、結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５の布部分が収容凹部２１を形成する前壁２２よりも前側にはみ出しているとする。そうすると、エアバッグ２５が膨張展開するときには、エアバッグ２５の一部が収容凹部２１より前側へ向けて膨張し易くなる。つまり、膨張展開しようとするエアバッグ２５内のガスは、着座している乗員Ｐの荷重によって前方へ押され、エアバッグ２５の一部が収容凹部２１より前側へ向けて膨張しようとする。エアバッグ２５の一部が収容凹部２１より前側へ向けて膨張すると、収容凹部２１の上方へのエアバッグ２５の膨張及び収容凹部２１より後側へのエアバッグ２５の膨張が少なくなる。このような膨張状態は、乗員Ｐの膝裏を大きく押し上げる上の妨げとなる。

第１の実施形態では、エアバッグ２５が膨張展開前の折り畳まれた状態にあるときには、結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５の布部分は、収容凹部２１を形成する前壁２２よりも後側にある。つまり、エアバッグ２５が膨張展開前の折り畳まれた状態にあるとき、結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５の布部分は、収容凹部２１を形成する前壁２２よりも前側にはみ出していない。従って、エアバッグ２５が膨張展開するときには、エアバッグ２５の一部が収容凹部２１より前側へ向けて膨張し難くなる。このようなエアバッグ２５の膨張状態は、乗員Ｐの膝裏を大きく押し上げることに寄与する。つまり、結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由して折り畳み状態にあるエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５の布部分を前壁２２よりも後側にあるようにした構成は、乗員Ｐの膝裏を大きく押し上げる上で有利である。

（３）サブマリン現象の防止には、乗員の膝裏を上へ迅速に押し上げることが有効である。特許文献１に開示のインフレータは、支持パネルの平坦部の上に設置されており、インフレータを内蔵するエアバッグは、後方に向けて延出されている。従って、後方に向けて延出されたエアバッグは、支持パネルの平坦部に沿って専ら後方へ向けて膨張展開する。つまり、インフレータの直上での上方へのエアバッグの膨張が少なく、乗員の膝裏を上へ迅速に押し上げることは難しい。

収容凹部２１内にインフレータ２４を収容した構成では、インフレータ２４で発生した高圧ガスが収容凹部２１内から先ず上方へ向かうため、インフレータ２４を内蔵するエアバッグ２５がインフレータ２４の上方（つまり、収容凹部２１の上方）において上に向けて迅速に膨張し易くなる。つまり、収容凹部２１内にインフレータ２４を収容した構成は、乗員Ｐの膝裏を迅速に押し上げる上で有利である。

（４）エアバッグ２５は、乗員Ｐの膝裏を迅速に押し上げるために、収容凹部２１側から座部１２の後側に向けて迅速に膨張展開することが望ましい。そのためには、収容凹部２１側から座部１２の後側に向かう反力をエアバッグ２５内のガス圧に与えるのがよい。

収容凹部２１を形成する前壁面としての内面２２１は、前方に傾いている。エアバッグ２５内のガス圧は、前方に傾いた内面２２１から反力を得る。つまり、内面２２１は、エアバッグ２５の膨張展開の際のガス圧に対する反力を得る面（部位）として機能する。このような内面２２１は、収容凹部２１側から座部１２の後側に向けて膨張展開する最中のエアバッグ２５内のガス圧に対する反力を得る好適な部位となる。

（５）エアバッグ２５は、乗員Ｐの膝裏を迅速に押し上げるために、収容凹部２１側から座部１２の後側に向けて円滑に膨張展開することが必要である。そのためには、インフレータ２４から発生した高圧ガスを収容凹部２１内から第１の底枠１９の後部支持壁１９１上へ円滑に導くことが重要である。収容凹部２１を形成する後壁２３の内面２３１は、後方に傾いている。このような内面２３１は、インフレータ２４から発生した高圧ガスを収容凹部２１内から第１の底枠１９の後部支持壁１９１上へと円滑に導く上で有利である。つまり、後方に傾いた内面２３１は、収容凹部２１側から座部１２の後側に向けて膨張展開するエアバッグ２５を後方へ円滑に誘導する上で好適な部位となる。

（６）エアバッグ２５は、乗員Ｐの膝裏を迅速に押し上げるために、収容凹部２１側から座部１２の後側に向けて円滑に膨張展開することが必要である。インフレータ２４に対するエアバッグ２５の結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５のシート長さＥ１は、結合位置Ｋからインフレータ２４の後側を経由してエアバッグ２５の先端２５２に至るエアバッグ２５のシート長さＥ２よりも長くしてある。折り畳み部（内折り部２５１）を有するエアバッグ２５を構成するシートのこのような長さ関係は、エアバッグ２５の先端側を収容凹部２１側から座部１２の後側に向けて円滑に膨張展開させる上で、有効である。

次に、第２の実施形態について図５を参照して説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
第２の実施形態では、第１の実施形態における第２の底枠３４がない。そして、膨張していない状態で座部１２の前側から後側へエアバッグ２５を延ばした状態（非膨張展開状態）では、インフレータ２４の中央位置Ｃから第１の底枠１９における後部支持壁１９１の後端１９２に至る距離Ｌ１と、エアバッグ２５の先端２５２から前記後端１９２に至る距離Ｌ２との比率Ｌ２／Ｌ１は、０．７７以下に設定されている。

第２の実施形態においても、第１の実施形態と同じ効果が得られる。
次に、第３の実施形態について図６を参照して説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

支持壁１９０のうちの後部側の後部支持壁１９１は、支持壁１９０の他の部位よりも低くしてある。このような構成は、インフレータ２４から発生した高圧ガスを収容凹部２１内から第１の底枠１９の後部支持壁１９１上へ円滑に導いて、収容凹部２１側から座部１２の後側へエアバッグ２５を円滑に膨張展開させる上で有利である。

次に、本発明を具体化した第４の実施形態について、図７〜図１０を参照して説明する。
まず、第４の実施形態では、図７及び図８の少なくとも一方に示すように、座席１１において座クッション３３を支持する構成、すなわち枠１６の構成が上記第１〜第３の実施形態と異なっている。座クッション３３は、座席１１において、乗員Ｐの臀部から大腿部を支える箇所である。枠１６は、左右一対の側枠１７，１８と、両側枠１７，１８の後端部間に架設されたロッド形状の後枠２０とを備える（図２参照）。この点は、第１の実施形態と同様である。そのほかにも、枠１６は、第１の実施形態における第１の底枠１９、第２の底枠３４及びクッション用引っ張りバネ３２に代えて、支持プレート（シートパンと呼ばれる場合もある）３５を備えている。

支持プレート３５は、第１の実施形態における第１の底枠１９の後部支持壁１９１を後枠２０の前方近傍まで延ばしたような形状をなしている。すなわち、支持プレート３５の略全体は概ね平板状をなしている。支持プレート３５の前部（座クッション３３の前後方向についての中間位置よりも前側の箇所）には、上記第１の底枠１９の収容凹部２１と同様の構成を有する収容凹部３６が形成されている。収容凹部３６は支持プレート３５の他の箇所よりも下方へ凹んでおり、座部１２の左右方向（幅方向）に延びる溝形状（樋形状）をなしている。収容凹部３６の前壁３７は、前側ほど高くなるように前方へ傾いている。又、収容凹部３６の後壁３８は、後ろ側ほど高くなるように後方へ傾いている。こうした構成の支持プレート３５は、座クッション３３の略全体を下側から支持する。

上記座クッション３３及び支持プレート３５間には、ガス発生源としてのインフレータ２４とエアバッグ４０とが配置されている。インフレータ２４は、エアバッグ４０に内蔵された状態で収容凹部３６内に配置され、ネジ２７及びナット２９によってエアバッグ４０と共に収容凹部３６の底壁３９にネジ止めされている。

エアバッグ４０は、折り畳まれることなく収容凹部３６内から支持プレート３５の上面に沿って同収容凹部３６よりも後方へ延び出ている。表現を変えると、エアバッグ４０は非膨張展開状態で支持プレート３５上に配置されている。エアバッグ４０の前端４０１は収容凹部３６内に位置し、後端４０２は後枠２０の前方近傍に位置している。エアバッグ４０は、収容凹部３６から前側へははみ出していない。

ナット２９によるエアバッグ４０のインフレータ２４及び底壁３９に対する締め付け箇所を結合位置Ｋとする。結合位置Ｋからインフレータ２４の前側を経由してエアバッグ４０の後端４０２に至るシート長さは、結合位置Ｋからインフレータ２４の後ろ側を経由して上記後端４０２に至るシート長さよりも長くされている。この点は、第１の実施形態と同様である。

又、第１〜第３の実施形態では説明を省略しているが、図７及び図９の少なくとも一方に示すように、シートベルト装置４１は、乗員Ｐを拘束する帯状のウェビング４２と、ウェビング４２に対しその長手方向への移動可能に取り付けられたタング４３と、座部１２の側方に配置されてタング４３が係脱可能に装着されるバックル４４とを備えている。ウェビング４２は、その一端部が、座部１２においてバックル４４の配設されていない側に固定され、他端部がベルト巻取り装置（図示略）により巻き取られる構成とされている。シートベルト装置４１では、ウェビング４２に対してタング４３を摺動させることで、ラップベルト部４２１及びショルダベルト部４２２の各長さを変更可能である。

ラップベルト部４２１は、ウェビング４２において、タング４３からウェビング４２の端部までの部分であり、上述したように、着座した乗員Ｐの腰部Ｙの一側方から水平方向に腰部Ｙの前を経由して他側方に架け渡され、主として腰部Ｙを拘束する部分である。ショルダベルト部４２２は、ウェビング４２において、タング４３からベルト巻取り装置までの部分であり、上述したように、着座した乗員Ｐの肩部から斜めに胸部の前を経由して腰部Ｙの側方に架け渡され、主として乗員Ｐの肩部を拘束する部分である。そして、このシートベルト装置４１は、インフレータ２４、エアバッグ４０等と共に乗員保護装置を構成している。

ここで、座クッション３３及び支持プレート３５間に、上記のようなエアバッグ４０が配置されていないものと仮定する。この場合、シートベルト装置４１によって乗員Ｐが座席１１に拘束された車両に対し前方から衝撃が加わると、慣性により乗員Ｐの身体全体が前方へ移動しようとする。乗員Ｐの着座姿勢によっては、腰部Ｙがシートベルト装置４１のラップベルト部４２１から外れて前方へ移動する現象（サブマリン現象）が起こるおそれがある。

これに対し、座クッション３３及び支持プレート３５間にエアバッグ４０が配置された第４の実施形態では、上記前方からの衝撃に応じてインフレータ２４からガスが発生され、エアバッグ４０が膨張される。この膨張により座クッション３３が持ち上げられて、乗員Ｐの下半身のうち膝裏よりも後ろ側の部分が上方へ押圧される。この押圧により、上述した腰部Ｙの前方への動きが規制され、上記サブマリン現象が抑制される。

ところで、上記エアバッグ４０の前後長には適正範囲があり、過渡に後方に長い場合には、前方からの衝撃に応じたエアバッグ４０の膨張により乗員Ｐの下半身の全体が持ち上げられ、上述した腰部Ｙの前方への動きを規制してサブマリン現象を抑制する効果が小さくなる。これに伴いエアバッグ４０の膨張により腰部Ｙに加わる負荷が大きくなる。

ここで、図８に示すように、非膨張展開状態にされた上記エアバッグ４０において、その前端４０１から後端４０２までの水平距離をＤ１とし、同前端４０１からシートベルト装置４１におけるバックル４４の先端４４１までの水平距離をＤ２とする。ここでは、バックル４４の上面における前端、すなわち前側の角部を先端４４１としている。各水平距離Ｄ１，Ｄ２は、同一水平面上に投影された二点間の距離である。水平距離Ｄ１は、エアバッグ４０の前後長に概ね相当する。エアバッグ４０の前端４０１の位置を決め、後端４０２の前後位置を種々変更すると、それに応じてエアバッグ４０の前後長が変化する。一方、乗員保護装置においてバックル４４の先端４４１の位置は決まっている。従って、エアバッグ４０の後端４０２の位置を後方に設定して同エアバッグ４０を後方へ長くするほど比率Ｄ１／Ｄ２も大きくなる。また、エアバッグ４０の膨張により上記腰部Ｙに加わる負荷と、同腰部Ｙに生ずる加速度との間には正の相関関係が見られる。これに加え、腰部Ｙに生ずる加速度は、胸部に作用する加速度に対応している。そこで、上記比率Ｄ１／Ｄ２として種々の値を設定し、乗員の腰部Ｙに生ずる加速度の相当値として、胸部に生ずる加速度を計測した。

図１０の棒グラフは、その計測結果をまとめたものである。より詳しくは、図１０は、上記エアバッグ４０を膨張させたときの乗員Ｐの腰部Ｙに対する負荷の程度を反映する指標を計測した結果を示す。この計測に際しては、平均的な乗員Ｐと同様の体格を有するダミー体を座席に着座姿勢で配置し、シートベルト装置によってダミー体を座席に拘束し、ダミー体の胸部に加速度センサを取付けた。座席及びダミー体に対し前方から車両前突時と同程度の大きさの衝撃を加えてエアバッグを膨張させると共に、姿勢の変化するダミー体の胸部で生ずる加速度を加速度センサによって計測した。その計測結果から腰部に加わる負荷を求めた。この作業を、水平距離Ｄ１の異なる複数種類のエアバッグ４０について行った。

上記計測の結果、比率Ｄ１／Ｄ２が１．４０であるときの負荷（指標：１．０）は、一般的な乗員Ｐにとって許容し得る範囲の最大値（上限値）となる。エアバッグ４０の前後長が長く、比率Ｄ１／Ｄ２が１．４０よりも大きいと、乗員Ｐに加わる負荷が許容範囲を越え、指標が１．０よりも大きくなる。

ただし、比率Ｄ１／Ｄ２は１．４０以下であることに加え、０．９８以上である必要がある。比率Ｄ１／Ｄ２を０．９８よりも小さくすると、エアバッグ４０の膨張による座クッション３３の持ち上げ量、ひいては、乗員Ｐの下半身のうち膝裏よりも後ろ側の部分に対する上方への押圧力が十分得られず、腰部Ｙの前方への動きを規制する効果が得られにくくなってくるからである。

こうした経緯から、第４の実施形態では、比率Ｄ１／Ｄ２が０．９８以上かつ１．４０以下であるエアバッグ４０が用いられている。
上記以外の構成は第１の実施形態と同様である。そのため、第１の実施形態と同様の構成部には同一の符号を付して説明を省略する。

上記構成を有する乗員保護装置では、車両に前方から衝撃が加わるとインフレータ２４から高圧ガスがエアバッグ４０へ供給される。ここで、インフレータ２４が収容凹部３６内に配置されていることから、高圧ガスは収容凹部３６内から先ず上方へ向かう。そのため、エアバッグ４０は先ず上方へ向けて迅速に膨張する。続いて、エアバッグ４０は支持プレート３５上であって収容凹部３６から後方へ向けて膨張する。この際、エアバッグ４０内のガス圧が、収容凹部３６において前方へ傾いた前壁３７から反力を得るため、エアバッグ４０は後方へ向けて迅速に膨張する。又、収容凹部３６において後方へ傾いた後壁３８は、インフレータ２４から発生した高圧ガスを、支持プレート３５上であって収容凹部３６よりも後ろ側へ円滑に導く。そして、支持プレート３５は、膨張したエアバッグ４０を下から支持する。

ここで、エアバッグ４０の非膨張展開状態では、その前端４０１が収容凹部３６よりも前側へはみ出していない。このことから、エアバッグ４０が膨張する際には、その一部が収容凹部３６よりも前側へ向けて膨張する現象が起こりにくく、エアバッグ４０の収容凹部３６の上方への膨張、及び収容凹部３６よりも後ろ側への膨張が確保される。

そして、上記のようにして膨張するエアバッグ４０は、座クッション３３を大きく押し上げ、その押し上げを通じ、座席１１に着座した乗員Ｐの膝裏を大きく押し上げる。乗員Ｐの膝裏の押し上げは、乗員Ｐの腰部Ｙが前方へ移動しないように、乗員Ｐを拘束することに寄与する。

従って、第４の実施形態によれば、上述した（２）〜（６）と同様の効果が得られるほか、次の効果が得られる。
（７）エアバッグ４０が非膨張展開状態にされたとき、その前端４０１から後端４０２までの水平距離Ｄ１と、同前端４０１からバックル４４の先端４４１までの水平距離Ｄ２との比率Ｄ１／Ｄ２を１．４０以下とすることで、エアバッグ４０を膨張させたことによる乗員Ｐに対する負荷を軽減して許容範囲内の大きさにすることができる。

又、比率Ｄ１／Ｄ２を０．９８以上とすることで、エアバッグ４０の膨張による座クッション３３の持ち上げ量を確保し、腰部Ｙの前方への動きを規制して、サブマリン現象を確実に抑制することができる。

（８）仮に、エアバッグ４０が折り畳まれて配置されているとすると、インフレータ２４からのガスはエアバッグ４０の折り状態を解消しながら膨張させることとなる。この点、第４の実施形態では、エアバッグ４０は予め展開された状態で配置されていて、折り畳まれていない。そのため、上記のような折り状態の解消が不要であり、その分、ガスによりエアバッグ４０を迅速に膨張させることが可能となる。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○膨張展開前のエアバッグ２５を図１（ｂ）に鎖線で示すように折り畳むことなく収容凹部２１側から座部１２の後側へ延出させた状態で用いてもよい。

○収容凹部２１の前壁２２又は後壁２３にインフレータ２４をネジ止めしてもよい。
○収容凹部２１のない底枠上にインフレータ２４を設置してもよい。
○エアバッグ４０を展開させた状態で配置する第４の実施形態では、座クッション３３及び支持プレート３５間にそのエアバッグ４０を収納するための収納空間が必要となる。十分大きな収納空間が確保できる場合には問題がないが、確保できない場合もあり得る。

そこで、図１１に示すように、エアバッグ４０を、ガスによる膨張前に、折り畳まれた状態で座部１２内の座クッション３３及び支持プレート３５間に配置してもよい。ただし、この場合にも比率Ｄ１／Ｄ２が０．９８以上かつ１．４０以下となるようにする。Ｄ１は、上述したようにエアバッグ４０が非膨張展開状態にされたとき、この場合、折り状態が解消されたときの前端４０１から後端４０２までの水平距離である。

エアバッグ４０の折り畳み方としては、第１の実施形態と同様に「内折り」を採用してもよいし、他の折り畳み方、例えば蛇腹折り等を採用してもよい。このようにエアバッグ４０を折り畳んだ状態で配置すると、座クッション３３及び支持プレート３５間に十分大きな収納空間が確保できない場合であっても、その収納空間にエアバッグ４０を収納することができ、搭載性が向上する。

なお、図１１では、エアバッグ４０の後部を、それよりも前側の部分の内側に位置するように折り返す「内折り」が採用されている。そして、この内折りによりエアバッグ４０に内折り部４０３が形成され、それに伴いエアバッグ４０の前後長が短くされている。前後長の短い収納空間であるものの、ここにエアバッグ４０を収納することが可能となる。

○エアバッグ４０を折り畳まれた状態で配置する場合（図１１）と、展開された状態で配置する場合（第４の実施形態）とでは、上述したように搭載性及び膨張性の点でそれぞれ得失がある。そのため、こうした得失を踏まえ、座部１２における収納空間の大きさ、要求される膨張性能等に応じて、エアバッグ４０を配置する際の形態（折り畳みの有無）を選択することが望ましい。

○非膨張展開状態のエアバッグ４０に対するインフレータ２４の前後位置を、第４の実施形態とは異なるものに変更してもよい。この場合、支持プレート３５における収容凹部３６の前後位置も変更する必要がある。図１２はその一例を示す。この例では、インフレータ２４が非膨張展開状態のエアバッグ４０の前後方向の中間部分に配置されると共に、収容凹部３６が支持プレート３５の前後方向の中間部分に設けられている。

○第４の実施形態において、収容凹部３６を有しない支持プレート３５を用い、その上にインフレータ２４及びエアバッグ４０を配置する構成に変更してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。

〔１〕前記ガス発生源は、折り畳み部を有する前記エアバッグ内に内蔵されており、前記ガス発生源の下端に対応する前記エアバッグの下部位置から前記ガス発生源の前側を経由して前記エアバッグの先端に至る前記エアバッグのシート長さは、前記下部位置から前記ガス発生源の後側を経由して前記エアバッグの先端に至る前記エアバッグのシート長さよりも長くしてある請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の乗員保護装置。

エアバッグを構成するシートのこのような長さ関係は、エアバッグの先端側を収容凹部側から底枠の支持壁の後端側に向けて円滑に膨張展開させる上で、有効である。
〔２〕前記ガス発生源は、前記底枠にネジ止めされており、前記中央位置は、座部の上から見て前記ガス発生源を前記底枠にネジ止めした位置である請求項１乃至請求項４、前記〔１〕項のいずれか１項に記載の乗員保護装置。

〔３〕前記底枠は、下方に凹む収容凹部を有し、前記ガス発生源は、前記収容凹部の底壁にネジ止めされており、前記中央位置は、座部の上から見て前記ガス発生源を前記収容凹部の底壁にネジ止めした位置である前記〔２〕項に記載の乗員保護装置。

〔４〕前記収容凹部は、前記座部座クッションの前後方向の中間位置よりも前側にある請求項１乃至請求項４、前記〔１〕〜〔３〕項のいずれか１項に記載の乗員保護装置。
〔５〕前記支持壁の後端の後側にはクッション用引っ張りバネが配設されている請求項１乃至請求項４、前記〔１〕〜〔４〕項のいずれか１項に記載の乗員保護装置。

〔６〕前記エアバッグの先端は、前記支持壁の後端から後方へはみ出している請求項１乃至請求項４、前記〔１〕〜〔５〕項のいずれか１項に記載の乗員保護装置。

第１の実施形態を示し、（ａ）は側断面図。（ｂ）は、部分拡大側断面図。 正断面図。 平断面図。 実験データを示すグラフ。 第２の実施形態を示す側断面図。 第３の実施形態を示す側断面図。 第４の実施形態において乗員保護装置が適用された座席を示す側断面図。 図７におけるＸ部の拡大図。 座席及びシートベルト装置を示す斜視図。 比率Ｄ１／Ｄ２と負荷の指標との関係について、実験データを示すグラフ。 エアバッグの一部を折り畳んで配置した別の実施形態を示す部分側断面図。 インフレータ及び収容凹部を座部の前後方向中間部分に設けた別の実施形態を示す部分側断面図。

符号の説明

１１…座席。１２…座部。１５，４１…シートベルト装置。１９，３４…底枠。１９０，１９１，３４１…支持壁。１９２，３４２，４０２…後端。２１，３６…収容凹部。２２１…前壁面としての内面。２３１…後壁面としての内面。２４…ガス発生源としてのインフレータ。２５，４０…エアバッグ。２５２，４４１…先端。３１…乗員保護装置。３３…座クッション。３５…支持プレート。４０１…前端。４４…バックル。Ｃ…中央位置。Ｄ１，Ｄ２…水平距離。Ｄ１／Ｄ２，Ｌ２／Ｌ１…比率。Ｅ１，Ｅ２…シート長さ。Ｋ…結合位置。Ｌ１，Ｌ２…距離。Ｐ…乗員。

Claims (7)

1. ガス発生源から発生するガスにより車両の座席の座部にて膨張展開されるエアバッグを備えた乗員保護装置において、
   前記座部は、底枠を備え、前記エアバッグは、前記底枠の上で膨張展開するようになっており、前記底枠は、膨張展開後の前記エアバッグを下から支持する支持壁を有し、前記座部の前後方向における前記ガス発生源の中央位置から前記支持壁の後端に至る距離Ｌ１と、前記座部の前側から後側へ非膨張状態で延出させた前記エアバッグの先端から前記支持壁の後端に至る距離Ｌ２との比率Ｌ２／Ｌ１は、０．７７以下である乗員保護装置。
2. 前記底枠は、下方に凹む収容凹部を有し、前記収容凹部は、前記座部の幅方向に延びており、前記ガス発生源は、前記収容凹部内に収容して固定されており、前記エアバッグは、前記底枠の上で前記収容凹部側から前記底枠の後端側に向けて膨張展開するようになっている請求項１に記載の乗員保護装置。
3. 前記収容凹部を形成する前壁面は、前方に傾いている請求項２に記載の乗員保護装置。
4. 前記収容凹部を形成する後壁面は、後方に傾いている請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の乗員保護装置。
5. ガス発生源から発生するガスにより車両の座席の座部にて膨張展開されるエアバッグを備えた乗員保護装置において、
   乗員を前記座席に拘束するシートベルト装置をさらに備え、
   前記エアバッグは、前記座部における座クッションと、前記座クッションの略全体を下側から支持する支持プレートとの間に配置されており、
   前記エアバッグが非膨張展開状態にされたとき、その前端から後端までの水平距離Ｄ１と、同前端から前記シートベルト装置におけるバックルの先端までの水平距離Ｄ２との比率Ｄ１／Ｄ２が、０．９８以上かつ１．４０以下となる乗員保護装置。
6. 前記エアバッグは、前記ガスによる膨張前には、展開された状態で前記座部内の前記支持プレート上に配置されている請求項５に記載の乗員保護装置。
7. 前記エアバッグは、前記ガスによる膨張前には、折り畳まれた状態で前記座部内の前記支持プレート上に配置されている請求項５に記載の乗員保護装置。

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