JP2007313936A - 腰部拘束装置 - Google Patents

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織物製バッグと；前記シートクッションの下部に配置され、前記織物製バッグ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４

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、布製のバッグ自体で乗員を拘束させるために、容量（火薬量）の大きなエアバッグが必要となり、コストが高くなっていた。また、大容量のエアバッグにより、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織物製バッグと；前記シートクッションの下部に配置され、前記織物製バッグ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織物製バッグ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、該圧力を吸収可能な構造とする。

織物製バッグは、ナイロン系の素材を使用し、織込まれた布地を車両横方向に長辺を持たせた「長方体状」に縫製し形成されるが、「円筒状(長円状または、楕円状でも可)」とすることもできる。更には、膨張展開方向に対し直角方向に前記布地を使用し、横方向への無駄な膨張とそれに伴う、必要膨張展開高さ寸法を保持させる為に、１箇所または、複数個の突っ張り(テザー)を縫製等により設けることが可能である。

その他、円筒状のバッグの場合は、前記突っ張り(テザー)の代用として、外周部にコイル状のカバーを設けることにより、横方向への無駄な膨張と、それに伴う、必要膨張高さ寸法を保持・確保させることが可能となる。外周部のコイル状のカバーは、金属、樹脂または、布地の材質を使用することができる。

バッグ容量は、小容量になるほど、バッグ内圧が高くなり、膨張展開スピードが上昇して望ましいが、該布地の耐圧力性には、限界があるため小型インフレータＭＧＧを採用した場合、その圧力は、２５０ＫＰａ以下、バッグ容量は、２Ｌ以下が望ましい。

また、織物製バッグの正常状態の組み込み形状(装置非作動時)、つまり、折り畳み方法は、膨張展開方向に対して屈曲させたジャバラ状とすることにより、膨張展開時の抵抗を最小限にとどめることができる。

ここで、「織物」とは、経糸と緯糸とを組み合わせて機にかけて織った布を示すものとし、布、布地も含まれる。本発明の織物製バッグに使用される素材は、上述したようにナイロンを使用することができるが、気密性を向上させるためにナイロン表面にシリコンコーティングしたものを使用することもできる。

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織物製バッグ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ため、織物製バッグを小型にすることができ、当該バッグ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織物製バッグ３０と；シートクッション１７の下部に配置され、織物製バッグ３０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。

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、アルミニウム製とすることができる。フレーム部材２２として、例えば、直径１４ｍｍの丸棒状に成形したアルミニウム合金Ａ２０１４を使用する。これをＵ字部の横幅３３１ｍｍ、奥行き１６０ｍｍに成形する。フレーム部材２２の材質としては、アルミニウムの他にマグネシウムやそれらの合金を使用するのが最も好ましい。なお、これらと同程度の塑性変形特性を有する材質であれば、他の材質も使用可能である。

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、金属製の板状部材を一体的に凹形状に加工される。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織物製バッグ３０が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、織物製バッグ３０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の作動により織物製バッグ３０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、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、右側部分は一部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、織物製バッグ３０が収納される傾斜取付面２５ｂが形成されている。また、傾斜取付面２５ｂの中央底部には、インフレータ２７を保持した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２７ａ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、織物製バッグ３０の底面にねじこまれ、キャップ２８によって固定される。また、織物製バッグ３０の内部には図示しないボルト付リテーナが挿入されており、傾斜取付面２５ｂの底側（裏側）から４個の固定ナット３９によって固定するようになっている。

織物製バッグ３０が傾斜した取付面２５ｂ上に配置されることにより、当該バッグ３０が直線的に展開することが可能となる。なお、図６の他に図２−４にも示すように、下部ブラケット２５はシートクッション下部において水平方向から傾斜して配置されているため、傾斜取付面２５ｂは概ね水平となる。従って、傾斜取付面２５ｂは下部ブラケット２５に対して傾斜することにより、水平な状態を保っていると言える。

織物製バッグ３０の上部には、図４に示すように、ブラケット３０ａ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ねじ穴５２にねじこまれる。

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７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８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織物製バッグ３０内部に放出されると、図７（Ａ）の状態から、図６及び図８（Ｂ）に示す状態に遷移する。すなわち、織物製バッグ３０が膨張ガスにより上方に展開する。すると、図７（Ｂ）に示すように、ブラケット３０ａによって織物製バッグ３０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８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９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、衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。 図７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８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９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
３０ 織物製バッグ
２７ インフレータ（ＭＧＧ）
２９ 回転軸

Claims (6)

1. 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織物製バッグと；
   前記シートクッションの下部に配置され、前記織物製バッグ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織物製バッグ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。
2. 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。
3. 前記シートクッション下部において、少なくとも前記織物製バッグ及び前記フレーム部材を支持する下部ブラケットを更に備え、
   前記下部ブラケットには、前記織物製バッグが収容される位置に傾斜面が形成され、当該織物製バッグが直線的に展開可能としてい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。
4. 前記フレーム部材は、車両前方への負荷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。
5. 前記フレーム部材は、アルミニウム、マグネシウム又はそれらの合金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。
6. 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。

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