JP2007313935A

JP2007313935A - 腰部拘束装置

Info

Publication number: JP2007313935A
Application number: JP2006142751A
Authority: JP
Inventors: Koji Korechika; 孝二是近
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）等の小型のインフレータを使用可能とし、装置全体のコスト低減に寄与する構造を提供すること。
【解決手段】本発明に係る腰部拘束装置は、衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段と；前記シートの着座部（以下、「シートクッション」と称する）下部に圧縮状態で収容され、前記膨張ガスによって上方に膨張展開するガス膨張手段と；前記シートクッションの下部に配置され、前記ガス膨張手段の展開によって上方に移動し、前記シートクッションを押し上げて乗員の骨盤付近を拘束するフレーム部材とを備えている。そして、前記フレーム部材は、開放部分が車両前方側を向いたコの字状に成形され、前記開放部分と反対側の辺が前記乗員の骨盤付近に位置するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両衝突など衝撃発生時に乗員の腰部を拘束する乗員拘束装置に関する。

車両が前方衝突した場合、乗員は、慣性により前方へ移動しようとする。乗員がシートベルトを着用しているときは、シートベルト装置の肩ベルトや腰ベルトの拘束作用によって、乗員の前方への移動がある程度抑えられる。これを更に確実なものとするために、車両が前方衝突によって急減速した場合に、瞬時にシートクッションの前端部を上昇させて、乗員の前方移動を制限する技術を適用した腰部拘束装置が提案されている。例えば、下記特許文献１に開示された腰部拘束装置においては、金属製のバッグをインフレータにおいて発生されるガスによって膨張展開させている。そして、膨張展開した金属製バッグがシートクッションの前端部を押し上げることにより、乗員の腰部（骨盤）の前方移動を拘束している。
特開２００５−２９７５８０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された装置においては、金属製のバッグを膨張させるために容量（火薬量）の大きなインフレータが必要となり、コストが高くなっていた。また、大容量のインフレータにより、装置自体も大型化してしまい、シート下部の限られた空間における収容性に問題があった。

本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）等の小型のインフレータの使用を可能とし、装置全体のコスト低減に寄与する構造を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、腰部拘束装置の小型化に寄与する構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車両内のシートに着座した乗員の腰部を拘束する腰部拘束装置において、衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段と；前記シートの着座部（以下、「シートクッション」と称する）下部に圧縮状態で収容され、前記膨張ガスにより上方に向かって膨張展開するガス膨張手段と；前記シートクッションの下部に配置され、前記ガス膨張手段の展開によって前記シートクッションを押し上げて乗員の前方移動を拘束するフレーム部材とを備えている。そして、前記フレーム部材は、開放部分が車両前方側を向いたコの字状に成形され、前記開放部分と反対側の辺が前記ガス膨張手段の展開によって上方に移動する構成である。

ガス供給手段としては、周知の小型インフレータであるＭＧＧ（マイクロガスジェネレータ）等を使用することができる。

フレーム部材は、開放部分が車両前方側を向いた「コの字状」に成形されるが、「Ｕ字状」とすることもできる。フレームの前方（車両進行方向）が開放し、その反対側の辺が閉じており、閉じた辺に対応する部分が乗員の骨盤からの圧力を受け、吸収可能な構造とする。

上述したように、本発明においては、コの字状に成形されたフレーム部材をガス膨張手段の膨張によって上昇させて、乗員の骨盤付近を拘束する構成である。質量の小さなコの字状フレームを上昇させるだけなので、前記ガス膨張手段に膨張ガスを供給するガス供給手段として小型のもの（例えば、火薬量の量が少ないもの）を使用することが可能となる。また、フレーム部材の開放部分と反対側の辺が乗員の骨盤付近に位置するように構成されているため、当該閉じた辺に対応する部分が乗員の骨盤からの圧力を受けたときに、フレーム部材自体が変形することにより衝撃を吸収することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に係る腰部拘束装置２１の構造及び、車両シート（シートクッション省略）の下部における配置を示す平面図である。図２は、実施例に係る腰部拘束装置２１の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、正常状態（装置非作動時）を示す。図３は、実施例に係る腰部拘束装置２１の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。

本実施例に係る腰部拘束装置２１は、車両内のシートに着座した乗員Ｍの腰部を拘束するものであり、衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段としてのインフレータ（ＭＧＧ）２７と；シートの着座部１７（以下、「シートクッション」と称する）下部に圧縮状態で収容され、インフレータ２７から放出される膨張ガスによって上方に膨張展開する金属製バッグ（メタルベローズ）２４と；シートクッション１７の下部に配置され、金属製バッグ２４の展開によって上方に移動し、シートクッション１７を押し上げて乗員Ｍの骨盤付近を拘束するフレーム部材２２とを備えている。ここで、フレーム部材２２は、開放部分が車両前方側を向いたコの字状に成形され、前記開放部分と反対側の辺が前記乗員Ｍの骨盤付近に位置するように構成されている。

金属製バッグ２４は円筒状に成形され、収容時には蛇腹状に圧縮される構造である。この金属製の円筒状バッグは、一般にメタルベローズと呼ばれるもので、通常使用される金属材料や金属板等で形成されている。

フレーム部材２２は、車両前方への外力によって変形することにより、乗員Ｍへの衝撃を吸収する構造であり、例えば、塑性変形し易いアルミニウム製とすることができる。

図１〜図３に示すように、シートクッション１７は右側シートフレーム１２と左側シートフレーム１３とに取り付けられている。また、シートクッション１７の底部はシートパン１５により全面的に支持されている。本実施例に係る腰部拘束装置２１は、シートフレーム１２，１３の前側（車両前方側）に配置される。左右のシートフレーム１２，１３は、後方において後部フレーム部材（リアクロスメンバ）１４に連結されている。

本実施例の腰部拘束装置２１は、シートパン１５の前端部に形成された切欠き部分に配置され、当該シートパン１５に干渉することなく作動するようになっている。すなわち、シートパン１５における切欠き部分（くりぬき部分）は、腰部拘束装置２１の動作に影響が出ない大きさ及び形状に加工される。腰部拘束装置２１は、シートパン１５の前方においてシートフレーム１２，１３を跨ぐ様に配置され、当該シートフレーム１２，１３の上部又は後部に直接固定される。

シートパン１５は、図１に示すように、金属製の所定の厚さを持った板状部材が、例えば、一体的に凹形状に加工されている。さらに、強度を向上させるために、部分的に凹凸形状をした複数の出張りを設けて、座面用シートクッション１７を下から覆う様に配置される。座面用シートクッション１７は、シートフレーム１２，１３に対してボルトなどにより固定される。シートパン１５上側面に固定された座面用シートクッション１７は、乗員Ｍの体重によって変形し、全体が下に凸となるように撓み、これによって乗員の快適性（座り心地の向上）を図っている。

本実施例に係る腰部拘束装置２１においては、インフレータ２７から放出される高圧ガスにより金属製バッグ２４が斜め上方に向かって膨張展開し、フレーム部材２２を回転軸２９を支点として回動（スイング）させる構造である。図２に示すように、展開する前の状態では、金属製バッグ２４はコンパクトにシートクッション１７の下部に収容される。一方、図３に示すように、インフレータ２７の作動により金属製バッグ２４が展開すると、フレーム部材２２が上昇し、シートクッション１７が盛り上がり乗員Ｍの腰部（骨盤）を拘束する。

図４は、実施例に係る腰部拘束装置２１の構造を示す分解斜視図である。図５は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の構造を示す部分側面図である。図６は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の構造を示す部分断面図であり、正常状態（装置非作動時）を示す。図７は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の構造を示す部分断面図であり、衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。

図４において、下部ブラケット２５は、左右方向の側部を固定ボルト３４によってシートフレーム１２，１３に固定される。なお、図４において、下部ブラケット２５の左側部分は分解状態、右側部分は組立て状態で示している。下部ブラケット２５の上面のほぼ中央部には、金属製バッグ２４が収納される円形の凹部２５ａが設けられている。また、凹部２５ａの中央底部には、インフレータ２７を保持する円筒状のインフレータケース２６を組み込むための貫通穴２５ｂが形成されている。図６に示すように、インフレータ２７を収容したインフレータケース２６は、金属製バッグ２４の底面にねじこまれ、キャップ２８によって固定される。

金属製バッグ２４の上部には、図４に示すように、ブラケット２４ａが固定されており、２本の固定ボルト３５によってフレーム部材２２に固定される。２本の固定ボルト３５は、フレーム部材２２のほぼ中央に形成された二つの穴５２にねじこまれる。

本実施例においては、屈曲自在な補助ストラップ４０を採用している。この補助ストラップ４０は、展開時に乗員による前方への負荷を補助して支えるものである。補助ストラップ４０は、金属製のワイヤーロープの両端に固定用穴あきブラケットを一体的にカシメることによって成形される。そして、一端を下部ブラケット２５の前方に設けられた回転軸２９に共締めして固定し、他端は下部ブラケット２５の後方に設けられた固定部に、固定ボルト４１によって固定される。

なお、補助ストラップ４０に換えて鉄板などの補助ブラケットを採用することもできる。補助ストラップ４０を採用することの１つのメリットは、他の構造に比べて、組立て作業の向上を図れることにある。補助ストラップ４０の後方端部は、下部ブラケット２５ではなくシートフレームなどに固定することもできる。

補助ストラップ４０を使用することにより、乗員拘束時にフレーム部材２２を介して左右２つの回転軸２９及び下部ブラケット２５に対して加わる前方への負荷を補助的に支えることができる。

図５は、図２及び図３の円で囲った部分１００を拡大して示す。図５と図２及び図３とでは、左右が反転している。この例では、フレーム部材２２の前方に設けられた回転軸２９を直接的に補助して支える構造となっている。回転軸２９を固定する下部ブラケット２５と回転軸２９との間には、下部ブラケット２５と一体的に構成された補助ブラケット４２が設けられている。補助ブラケット４２のフレーム部材２２側の上部断面形状は、非展開状態のフレーム部材２２ａの端部と干渉しないようになっている。一方、展開時のフレーム部材２０ｂの端部は、補助ブラケット４２の切欠き部４２ａとかみ合い（当接し）、フレーム部材２２に対するストッパーとして機能する。すなわち、補助ブラケット４２が乗員による前方（図５の右側）への負荷を補助して支えることになる。

図８は、実施例に係る腰部拘束装置２１の構造を示す斜視図であり、（Ａ）が正常状態（装置非作動時）、（Ｂ）が衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。図９は、実施例に係る腰部拘束装置２１のシミュレーション結果を示す説明図である。

車両の正面衝突などが発生した場合には、図示しない周知のセンサーによって異常事態を検出し、インフレータ２７を作動させる。インフレータ２７の作動により発生した高圧ガスが金属製バッグ２４内部に放出されると、図６及び図８（Ａ）の状態から、図７及び図８（Ｂ）に示す状態に遷移する。すなわち、金属製バッグ２４が膨張ガスにより斜め上方に展開する。すると、図８（Ｂ）に示すように、ブラケット２４ａによって金属製バッグ２４に連結されたフレーム部材２２が、左右２カ所の回転軸２９を支点として回転（回動、スイング）して立ち上がる。これにより、シートクッション１７の前方部分が盛り上がり、乗員Ｍの前方移動を拘束する。このとき、乗員Ｍの骨盤Ｍａからの力がフレーム部材２２の後側に加わり、図９に示すように変形することにより乗員Ｍへの衝撃を吸収又は緩和する。

上述した実施例においては、フレーム部材２２は角部や前方端部が屈曲した形状となっているが、図１０に示すフレーム部材１２２のようにコの字状とすることができる。なお、表現の仕方及び角部の屈曲具合によっては、Ｕ字状ということもできる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において変更可能なものである。

図１は、本発明の実施例に係る腰部拘束装置の構造及び、車両シート（シートクッション省略）の下部における配置を示す平面図である。図２は、実施例に係る腰部拘束装置の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、正常状態（装置非作動時）を示す。図３は、実施例に係る腰部拘束装置の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。図４は、実施例に係る腰部拘束装置の構造を示す分解斜視図である。図５は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の構造を示す部分側面図である。図６は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の構造を示す部分断面図であり、正常状態（装置非作動時）を示す。図７は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の構造を示す部分断面図であり、衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。図８は、実施例に係る腰部拘束装置の構造を示す斜視図であり、（Ａ）が正常状態（装置非作動時）、（Ｂ）が衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。図９は、実施例に係る腰部拘束装置のシミュレーション結果を示す説明図である。図１０は、本発明の他の実施例に係る腰部拘束装置に使用されるフレームの構成を示す平面図である。

符号の説明

２１腰部拘束装置
２２フレーム部材
２４金属製バッグ
２７インフレータ（ＭＧＧ）
２９回転軸

Claims

車両内のシートに着座した乗員の腰部を拘束する腰部拘束装置において、
衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段と；
前記シートの着座部（以下、「シートクッション」と称する）下部に圧縮状態で収容され、前記膨張ガスにより上方に向かって膨張展開するガス膨張手段と；
前記シートクッションの下部に配置され、前記ガス膨張手段の展開によって前記シートクッションを押し上げて乗員の前方移動を拘束するフレーム部材とを備え、
前記フレーム部材は、開放部分が車両前方側を向いたコの字状に成形され、前記開放部分と反対側の辺が前記ガス膨張手段の展開によって上方に移動する構成であることを特徴とする腰部拘束装置。
前記フレーム部材は、前記開放部分側の端部２カ所を支点として前記反対側の辺が回転するように上昇する構造であることを特徴とする請求項１に記載の腰部拘束装置。
前記ガス膨張手段は、断面が円形、長円形又は楕円形の金属製ベローズで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の腰部拘束装置。
前記フレーム部材は、車両前方への力によって変形することにより、前記乗員への衝撃を吸収する構造であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の腰部拘束装置。
前記フレーム部材は、アルミニウム製であることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の腰部拘束装置。
ガス供給手段は、ＭＧＧ（マイクロガスジェネレータ）であることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載の腰部拘束装置。
前記ガス膨張手段の下端を支持するとともに、前記フレーム部材の前記開放部分側の端部支点が形成された下部ブラケットと；
前記下部ブラケットの左右両側において、一端が前記支点に連結され、他端が当該支点より後方の前記下部ブラケットの一部に連結され、展開時の乗員による前方への負荷を補助して支える補助ストラップとを更に備えたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６に記載の腰部拘束装置。