JP2007190944A - 頭部拘束装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は車両が衝突したときの乗員の負担を軽減することを課題とする。
【解決手段】頭部拘束装置１０は、ベルト状エアバック１６と、ベルト状エアバック１６の上端が結合された結合部材４０と、衝突時に結合部材４０を上方に移動させるアクチュエータ４２と、衝突時にベルト状エアバック１６に高圧ガスを供給して膨脹させる高圧ガス発生装置４４とを有する。衝突検知直後にアクチュエータ４２が結合部材４０を上昇させ、且つ高圧ガスがベルト状エアバック１６にも供給されてエアバック袋１６ａを瞬時に膨脹させる。乗員Ｄは、衝突によって車両の速度が減速されるのに伴って車両進行方向（Ｘ方向）に移動しようとするため、乗員Ｄの頭部Ｄａの顎及び頬は、上昇したエアバック袋１６ａに拘束される。
【選択図】図１

Description

本発明は頭部拘束装置に係り、特に衝突エネルギが加えられたときに乗員の頭部に衝突エネルギが作用しないように構成された頭部拘束装置に関する。

自動車等の車両に搭載される乗員保護手段としては、例えば、乗員が運転者の場合には、を座席に保持するシートベルトと、ステアリングホイールに設けられたエアバックと、衝撃を受けてコラムが移動するコラムストロークとがある。上記乗員保護手段では、衝突エネルギが作用した場合、シートベルトの張力を高めて乗員の胸部の動きを拘束すると共に、エアバックが開いて座席から前方に移動した乗員の胸部を前方から抑え、さらにエアバックが受けた乗員からの衝撃荷重をステアリングコラムのストロークによって吸収するように動作する。

さらに、従来のシートベルトを進化させた乗員保護手段として、エアバックを有するシートベルトの開発が進められている（例えば、特許文献１〜３を参照）。

(1)特許文献１に記載された３点支持方式のシートベルトは、腰を抑えるウエストベルトにエアバックを設けた構成、(2)特許文献２に記載された３点支持方式のシートベルトは、胸部を抑えるショルダベルトにエアバックを設けた構成、(3)特許文献３に記載された３点支持方式のシートベルトは、肩を抑えるショルダベルトにエアバックを設けた構成である。
特開２００５−１２５９９７号公報 特開平１１−１７０９４８号公報 特開２０００−１４２３０３号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載されたエアバック付きシートベルトは、乗員の腰や胸部や肩を抑えるためのエアバックを有する構成であるので、何れも衝突により乗員が前方に移動し始めてからエアバックが開くため、乗員がエアバックに当接するまで前方へ移動することになり、乗員の頭部や首に負担がかかるおそれがあった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、課題を解決した頭部拘束装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

請求項１記載の発明は、乗員の胸部を座席に拘束するベルト状に形成され、走行中の車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記乗員の胸部から頭部を拘束する高さ位置に移動する拘束手段を有し、前記車両の衝突時に前記頭部の移動を制限することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記拘束手段が、前記座席に乗員の胸部に対向する高さ位置に装架されたベルト状エアバックと、前記車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記ベルト状エアバックにガスを供給するガス発生装置と、前記ベルト状エアバックが膨らむと共に乗員の頭部の前方に対向する高さ位置に移動させる駆動手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記拘束手段が、前記座席のシートベルトを装着する際に前記シートベルトと共に前記座席に乗員の胸部に対向する高さ位置に装架されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記拘束手段が、前記乗員の胸部に対向する高さ位置に装架される弾性ベルトと、前記車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記乗員の頭部の前方に対向する高さ位置に前記弾性ベルトを移動させる駆動手段と、を有することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記拘束手段が、前記乗員の胸部に対向する高さ位置に装架されるネットベルトと、前記車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記乗員の頭部の前方に対向する高さ位置に前記ネットベルトを移動させる駆動手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、乗員の胸部を拘束するベルト状に形成され、走行中の車両が衝突により減速されたことが検出された場合に乗員の胸部から頭部を拘束する高さ位置に移動する拘束手段を有し、車両の減速に伴って頭部の移動を制限するため、衝突により乗員が進行方向に移動する初期段階で乗員の頭部を拘束することが可能になり、頭部の加速度が増大する前に頭部の移動を制限して乗員の首にかかる衝撃荷重を緩和することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明による頭部拘束装置の一実施例を示す斜視図である。図２は頭部拘束装置の実施例１を示す側面図である。図１及び図２に示されるように、頭部拘束装置１０は、乗員Ｄが着席するシート１２に３点式シートベルト１４と並列に配置されたベルト状エアバック（拘束手段）１６を有する。このベルト状エアバック１６は、後述するように走行中の車両が衝突により減速されたことが検出された場合に膨脹しながら乗員Ｄの頭部Ｄａの進行方向（前方）に対向する高さ位置に移動するように動作する。

シートベルト１４は、乗員Ｄのサイドドア側（車室外側）の肩部の上方となるシートバック１８のサイドドア側上部、シートバック１８の他方のサイド下部へ向けて斜めに延設されるショルダベルト部２０と、シートクッションフレーム２２のサイド後部２２ａからサイド下部へ向けて延設されるラップベルト部２４とを有している。また、ショルダベルト部２０とラップベルト部２４との境にはタングプレート２６が摺動可能に取付けられており、このタングプレート２６は、バックル装置３０（図１中破線で示す）に着脱可能に連結されている。

バックル装置３０はシートクッションフレーム２２のサイド後部２２ｂに取付けられており、ラップベルト部２４の端部２４ａは、ベルトアンカー３２を介してシートクッションフレーム２２のサイド後部２２ａに取付けられている。

また、シートベルト１４のショルダベルト部２０の端部２０ａは、スリップジョイント２５を介してシートバック１８の背面側下部に設けられたリトラクタまたはプリテンショナー機構等からなる張力発生部３４に連結されている。

張力発生部３４は、衝突時にシートベルト１４を巻き取る方向のテンション（張力）を増大して乗員Ｄが車両進行方向（Ｘ方向）へ移動することを制限する拘束力を発生する。また、ベルト状エアバック１６は、下端がタングプレート２６に結合されており、タングプレート２６をバックル装置３０の係止させることにより、シートベルト１４と共に乗員Ｄの肩から胸部Ｄｂに装架され、シートベルト１４と共に乗員Ｄの肩及び胸部Ｄｂを拘束する。

さらに、ベルト状エアバック１６は、通常の走行状態において、エアバック袋１６ａが折り畳まれた状態で収納されており、シートベルト１４のショルダベルト部２０と重なるように装架されるため、乗員に対して違和感を与えずに済み、且つシートベルト１４のみの場合と同様な操作で乗員拘束位置に装架させることが可能である。

ここで、頭部拘束装置１０の構成について説明する。頭部拘束装置１０は、上記ベルト状エアバック１６と、ベルト状エアバック１６の上端が結合された結合部材４０と、衝突時に結合部材４０を上方に移動させるアクチュエータ（駆動手段）４２と、衝突時にベルト状エアバック１６に高圧ガスを供給して膨脹させる高圧ガス発生装置４４とを有する。

アクチュエータ４２は、ピラー（図示せず）に支持されたシリンダ４２ａと、シリンダ４２ａの駆動力を結合部材４０に伝達するピストンロッド４２ｂからなる。また、アクチュエータ４２は、衝突検知からおよそ0.015秒で瞬間的に結合部材４０を上方に移動させるための駆動手段であり、例えば、インフレータ（点火装置によりガス発生剤を燃焼させてガスを発生させる装置）により発生した高圧ガスをシリンダ４２ａに供給する構成としても良いし、あるいは電磁ソレノイドや液化ガスボンベ等を駆動源としても良い。尚、本実施例においては、シリンダ４２ａ内にインフレータを収納した構成として説明する。また、アクチュエータ４２は、後述するように運転席アクチュエータ４２Ａと、助手席アクチュエータ４２Ｂとを有する。

高圧ガス発生装置４４は、例えば、結合部材４０の上方に支持され、ステアリング用エアバックと同様に衝突検知からおよそ0.015秒で高圧ガスをベルト状エアバック１６に供給してベルト状エアバック１６のエアバック袋１６ａ（図４参照）を膨脹させる。従って、衝突検知時は、ベルト状エアバック１６のエアバック袋１６Ａが乗員Ｄの頭部Ｄａの進行方向（前方）に対向する高さ位置に移動しながら膨脹して乗員Ｄの頭部Ｄａの移動を制限する拘束可能状態に変化する。尚、ガス発生装置４４は、後述するように運転席頭部拘束インフレータ４４Ａと、助手席頭部拘束インフレータ４４Ｂとを有する。また、高圧ガス発生装置４４は、小型化することでベルト状エアバック１６の内部に収納できるように構成することも可能である。

図３は乗員保護システムの構成を示すブロック図である。図３に示されるように、乗員保護システム５０は、セーフィングセンサ５２と、センタエアバックセンサ５４と、制御部５６と、運転席エアバックインフレータ６０Ａと、助手席エアバックインフレータ６０Ｂと、運転席頭部拘束アクチュエータ４２Ａと、助手席頭部拘束アクチュエータ４２Ｂと、運転席頭部拘束インフレータ４４Ａと、助手席頭部拘束インフレータ４４Ｂとを有する。

センタエアバックセンサ５４は、車両の前部（フロントバンパ付近を含む部分）に衝撃が加えられたことを検出する第１の衝突検出手段で、セーフィングセンサ５２はセンタエアバックセンサ５４よりも小さい減速度を検出する第２の衝突検出手段である。

制御部５６は、走行中の車両が衝突して減速した場合にセーフィングセンサ５２及びセンタエアバックセンサ５４からの検出信号が入力されたとき、各インフレータに対して点火信号を出力する。尚、インフレータの構成については、点火装置、ガス発生剤等からなる周知の構成であるので、ここでは、その説明を省略する。

ここで、衝突時の頭部拘束装置１０の動作について説明する。図４は衝突時の初期動作を示す斜視図である。図５は衝突時の初期動作を示す側面図である。図４及び図５に示されるように、車両の衝突によりセーフィングセンサ５２及びセンタエアバックセンサ５４が共にオンになると、運転席エアバックインフレータ６０Ａと、助手席エアバックインフレータ６０Ｂと、運転席アクチュエータ４２Ａと、助手席アクチュエータ４２Ｂと、運転席頭部拘束インフレータ４４Ａと、助手席頭部拘束インフレータ４４Ｂの各インフレータの点火装置が点火される。従って、衝突検知直後にステアリングエアバック６０が高圧ガスにより瞬時に膨脹すると共に、アクチュエータ４２が結合部材４０を上昇させ、且つ高圧ガスがベルト状エアバック１６にも供給されてエアバック袋１６ａを瞬時に膨脹させる。

これにより、ベルト状エアバック１６は、展開しながら上動する。そのため、帯状に膨脹したエアバック袋１６ａは、乗員Ｄの頭部Ｄａの前方に対向する高さに移動する。このとき、エアバック袋１６ａは、乗員Ｄの胸部Ｄｂから頭部Ｄａへの移動距離が短いので、ステアリングエアバック６０が展開完了する前に頭部Ｄａに対向する高さに到達することができる。

一方、乗員Ｄは、衝突によって車両の速度が減速されるのに伴って車両進行方向（Ｘ方向）に移動しようとする。そのため、乗員Ｄの頭部Ｄａの顎及び頬は、上昇したエアバック袋１６ａによって未だ加速度が小さい状態のときに拘束される。

このようにベルト状エアバック１６のエアバック袋１６ａは、乗員Ｄがシートバック１８より前方（Ｘ方向）へ移動し始めた直後に乗員Ｄの頭部Ｄａを拘束することが可能なため、衝突による加速度及びその慣性力が増大する前に頭部Ｄａが前方に移動することを制限して乗員Ｄの首への負担を軽減することができる。

図６に示されるように、さらに、衝突によって車両の速度が減速されると、乗員Ｄの胸部Ｄｂが進行方向に移動して背中がシートバック１８から離間した状態になり、乗員Ｄの胸部Ｄｂがステアリングエアバック６０に当接して拘束されると共に、既に頭部Ｄａを拘束したベルト状エアバック１６のエアバック袋１６ａがステアリングエアバック６０に当接する。その際、乗員Ｄの頭部Ｄａとステアリングエアバック６０との間には、エアバック袋１６ａが膨脹した状態で介在するため、頭部Ｄａの移動距離が小さくて済み、その分頭部Ｄａに与える衝撃が小さくなり、乗員Ｄの首への負担を軽減することができる。

このように、ベルト状エアバック１６のエアバック袋１６ａが衝突直後に乗員Ｄの頭部Ｄａの動きを制限するため、乗員Ｄの頭部Ｄａが受ける衝撃をできるだけ減らすことができると共に、ステアリングエアバック６０から頭部Ｄａを保護することも可能になる。

ここで、変形例について説明する。

図７は頭部拘束装置の変形例１を示す斜視図である。尚、図７において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。図７に示されるように、変形例１の頭部拘束装置７０は、上記シートベルト１４のショルダベルト部２０と平行になるよう装架される弾性ベルト（弾性部材）７２と、弾性ベルト７２の上端が結合された結合部材４０と、衝突時に結合部材４０を上方に移動させるアクチュエータ４２とを有する。

弾性ベルト７２は、伸縮可能なゴム等の弾性材によりベルト状に形成されており、頭部Ｄａの下方に位置する部分には、半円形状に膨らんだパッド７２ａが設けられている。このパッド７２ａは、スポンジのようにゴムよりも柔らかい弾性部材により形成されており、頭部Ｄａへの衝撃をより緩和するように構成されている。また、パッド７２ａは、乗員Ｄの胸部Ｄｂに対向する位置にあるので、車両走行中は胸部Ｄｂを保護している。

図８は変形例１の衝突時の動作を示す斜視図である。図８に示されるように、衝突検知直後にステアリングエアバック６０が高圧ガスにより瞬時に膨脹すると共に、アクチュエータ４２が結合部材４０を上昇させる。これにより、弾性ベルト７２の上端が乗員Ｄの肩よりも上方に移動するため、パッド７２ａは、乗員Ｄの頭部Ｄａの前方に対向する高さに移動する。このとき、パッド７２ａは、乗員Ｄの胸部Ｄｂから頭部Ｄａへの移動距離が短いので、ステアリングエアバック６０が展開完了する前に頭部Ｄａに対向する高さに到達することができる。

このように弾性ベルト７２のパッド７２ａは、乗員Ｄがシートバック１８より前方（Ｘ方向）へ移動し始めた直後に乗員Ｄの頭部Ｄａを拘束することが可能なため、衝突による加速度及びその慣性力が増大する前に頭部Ｄａが前方に移動することを制限して乗員Ｄの首への負担を軽減することができる。

さらに、衝突によって車両の速度が減速されると、乗員Ｄの胸部Ｄｂがステアリングエアバック６０に当接して拘束されると共に、既に頭部Ｄａを拘束した弾性ベルト７２のパッド７２ａがステアリングエアバック６０に当接するため、ステアリングエアバック６０から頭部Ｄａを保護することも可能になる。

図９は頭部拘束装置の変形例２を示す斜視図である。尚、図９において、上記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。図９に示されるように、変形例２の頭部拘束装置８０は、上記シートベルト１４のショルダベルト部２０と平行になるよう装架されるネットベルト（ネット部材）８２と、ネットベルト８２の上端が結合された結合部材４０と、衝突時に結合部材４０を上方に移動させるアクチュエータ４２とを有する。

ネットベルト８２は、伸縮可能な弾性線状部材を網目状に結合させたネット状に形成されている。また、ネットベルト８２は、ベルト幅方向に折り畳まれており、長手方向の中間部分８２ａの一部が係止部材８４によりシートベルト１４に係止されている。

図１０は変形例２の衝突時の動作を示す斜視図である。図１０に示されるように、衝突検知直後にステアリングエアバック６０が高圧ガスにより瞬時に膨脹すると共に、アクチュエータ４２が結合部材４０を上昇させる。これにより、ネットベルト８２の上端が乗員Ｄの肩よりも上方に移動するため、ネットベルト８２の中間部分８２ａは、乗員Ｄの頭部Ｄａの前方に対向する高さに移動する。

このとき、ネットベルト８２の中間部分８２ａの一部が係止部材８４によりシートベルト１４に係止されているため、シートベルト１４の張力によって保持される。従って、ネットベルト８２の中間部分８２ａは、乗員Ｄの胸部Ｄｂから頭部Ｄａの範囲に広げられる。

このようにネットベルト８２の中間部分８２ａは、乗員Ｄがシートバック１８より前方（Ｘ方向）へ移動し始めた直後に乗員Ｄの頭部Ｄａを拘束することが可能なため、衝突による加速度及びその慣性力が増大する前に頭部Ｄａが前方に移動することを制限して乗員Ｄの首への負担を軽減することができる。

本発明による頭部拘束装置の一実施例を示す斜視図である。 頭部拘束装置の実施例１を示す側面図である。 乗員保護システムの構成を示すブロック図である。 衝突時の初期動作を示す斜視図である。 衝突時の初期動作を示す側面図である。 衝突時の拘束動作を示す側面図である。 頭部拘束装置の変形例１を示す斜視図である。 変形例１の衝突時の動作を示す斜視図である。 頭部拘束装置の変形例２を示す斜視図である。 変形例２の衝突時の動作を示す斜視図である。

符号の説明

１０，７０，８０ 頭部拘束装置
１２ シート
１４ シートベルト
１６ ベルト状エアバック
１６ａ エアバック袋
２０ ショルダベルト部
２４ ラップベルト部
３４ 張力発生部
４０ 結合部材
４２ アクチュエータ
４２Ａ 運転席頭部拘束アクチュエータ
４２Ｂ 助手席頭部拘束アクチュエータ
４４ 高圧ガス発生装置
４４Ａ 運転席頭部拘束インフレータ
４４Ｂ 助手席頭部拘束インフレータ
５０ 乗員保護システム
５２ セーフィングセンサ
５４ センタエアバックセンサ
５６ 制御部
６０ ステアリングエアバック
６０Ａ 運転席エアバックインフレータ
６０Ｂ 助手席エアバックインフレータ
７２ 弾性ベルト
７２ａ パッド
８２ ネットベルト
８２ａ 中間部分

Claims (5)

1. 乗員の胸部を座席に拘束するベルト状に形成され、走行中の車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記乗員の胸部から頭部を拘束する高さ位置に移動する拘束手段を有し、前記車両の衝突時に前記頭部の移動を制限することを特徴とする頭部拘束装置。
2. 前記拘束手段は、
   前記座席に乗員の胸部に対向する高さ位置に装架されたベルト状エアバックと、
   前記車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記ベルト状エアバックにガスを供給するガス発生装置と、
   前記ベルト状エアバックが膨らむと共に乗員の頭部の前方に対向する高さ位置に移動させる駆動手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の頭部拘束装置。
3. 前記拘束手段は、前記座席のシートベルトを装着する際に前記シートベルトと共に前記座席に乗員の胸部に対向する高さ位置に装架されることを特徴とする請求項１または２に記載の頭部拘束装置。
4. 前記拘束手段は、
   前記乗員の胸部に対向する高さ位置に装架される弾性ベルトと、
   前記車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記乗員の頭部の前方に対向する高さ位置に前記弾性ベルトを移動させる駆動手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の頭部拘束装置。
5. 前記拘束手段は、
   前記乗員の胸部に対向する高さ位置に装架されるネットベルトと、
   前記車両が衝突により減速されたことが検出された場合に前記乗員の頭部の前方に対向する高さ位置に前記ネットベルトを移動させる駆動手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の頭部拘束装置。
   

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