JP2007511418A - 安全装置 - Google Patents

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Abstract

自動車内で使用される安全装置は、制止ユニット（６）と、ダッシュボード（４）と面一となっている位置から座席（１）の乗員の膝の動きを制止する前方位置へと制止ユニット（６）を駆動する駆動装置（７，８，９，１０）とを有する。所定時間後に制止ユニットを初期位置に戻すように駆動装置を制御するタイミング装置（１７）が設けられている。例えばエアバッグ（１２）であるエネルギ吸収要素が座席の乗員の膝によって制止ユニットに与えられた力によって制止ユニット（６）が作用位置から移動せしめられたときにエネルギを吸収する。

Description

本発明は、安全装置、特に、自動車内で使用される安全装置に関する。
事故が起こったときに自動車内の乗員を保護するために自動車内で使用される安全装置を設けることが提案されており、こうした安全装置は、自動車内の乗員の膝の近くに配置される。事故が起こったとき、安全装置が作動して乗員の膝の前方への動きを制止する。このように安全装置が乗員の膝の動きを制止することができれば、潜在的に怪我を負わせる可能性のある乗員の移動による自動車の一部への衝突を防止することができる。
こうしたタイプの安全装置が特許文献１に記載されている。ここでの安全装置は、自動車の乗員の膝に隣接した自動車ボディの部分にある可動プレートの裏側に配置されたエアバッグを有する。事故が起こると、エアバッグが膨張せしめられ、可動プレートを外方へ移動させ、可動プレートが自動車の乗員の膝に接触する。そして、エアバッグは、乗員の膝が可動プレートに押し付けられたときにエネルギを消散させてエアバッグを縮ませることができるクッションを形成する。ところが、こうした安全装置の作動後は、費用がかかり、また、自動車の所有者には不便であるが、エアバッグを交換しなければならない。また、こうした安全装置は、エアバッグの膨張の初期段階においてエアバッグが急速に拡張して可動プレートを乗員の膝に向って素早く加速されるので、潜在的に自動車の乗員に怪我を負わせる可能性がある。この場合、可動プレートが相当な速度で乗員の膝に衝突することになる。
別の安全装置が特許文献２に記載されている。ここでの安全装置は、事故が起こりそうなことを検出するプレクラッシュセンサからの信号に応答して自動車の乗員の膝の近くの位置へと移動せしめられるように電気モータによって駆動されるプレートを有する。ここで、電気モータが比較的遅いものであるが、事故が起こる前に膝を制止することができる位置にプレートを移動させなければならないので、こうしたことが必要なのである。特許文献２に記載されたタイプのプレクラッシュセンサは、信頼性が高くなく、また、潜在的な事故を誤って検出してしまうことが多い。また、この安全装置に組み込まれたプレートは、事故の際に乗員からのエネルギを吸収する緩衝効果を提供することができない。
米国特許第６３３８５０１号明細書 独国特許出願公開第１００５８４３０号明細書
本発明の目的は、改良型の安全装置を提供することにある。
本発明では、自動車内で使用される安全装置であって、制止ユニットと、第１の信号に応答して初期位置から作用位置に前記制止ユニットを駆動する可逆動作可能な駆動装置とを具備し、所定時間後に前記制止ユニットを初期位置に戻すように前記可逆動作可能な駆動装置を制御するタイミング装置に該可逆動作可能な駆動装置が連携されており、付与された力によって前記制止ユニットが作用位置から移動せしめられたときにエネルギを吸収するように働くエネルギ吸収要素をさらに具備する安全装置が提供される。
上記エネルギ吸収要素が第２の信号に応答して膨張せしめられる膨張可能な要素であると有利である。
また、本発明の別の形態では、自動車内で使用される安全装置であって、制止ユニットと、第１の信号に応答して初期位置から作用位置に前記制止ユニットを駆動する可逆動作可能な駆動装置とを具備し、所定時間後に前記制止ユニットを初期位置に戻すように前記可逆動作可能な駆動装置を制御するタイミング装置に該可逆動作可能な駆動装置が連けちされており、付与された力によって前記制止ユニットが作用位置から移動せしめられたときにエネルギを吸収するように働くエネルギ吸収要素をさらに具備し、該エネルギ吸収要素が第２の信号に応答して膨張せしめられる膨張可能な要素である安全装置が提供される。
また、プレクラッシュセンサが設けられており、該プレクラッシュセンサによる潜在的な衝突の検出に応答して上記第１の信号が生成されると好ましい。
また、１つの実施形態では、上記可逆動作可能な駆動装置がラックを有する。
また、別の実施形態では、上記可逆動作可能な駆動装置がピストン・シリンダユニットを有する。
また、上記制止要素が移動せしめられて物体に接触したときに作用位置への上記制止ユニットの更なる駆動を停止するための信号を供給する接触センサを有すると好ましい。
また、クラッシュセンサが設けられており、該クラッシュセンサによる衝突の検出に応答して上記第２の信号が生成されると好ましい。
また、上記クラッシュセンサが衝突の深刻度合を表示するセンサであると有利である。
また、安全装置が衝突発生時に座席の乗員に正面からの保護を提供すると有利である。
また、上記座席にパラメータを検出するセンサが設けられていると有利である。
また、上記センサが座席の乗員の存在と該乗員の重量とを検出することができると有利である。
また、上記センサが自動車の長手軸線の方向に沿った座席の位置を検出することができる座席位置センサであると好ましい。
また、上記膨張可能な要素が多段式のガスジェネレータによって膨張せしめられ、該ガスジェネレータが検出されたパラメータに応答してコントローラによって制御されると有利である。
また、上記検出されたパラメータは、衝突の深刻度合、座席の乗員の存在と該乗員の重量、自動車の長手軸線の方向における座席の位置の１つ又は１つ以上を含む。
また、本発明の１つの実施形態では、上記エネルギ吸収要素が上記可逆動作可能な駆動装置の一部である。したがって、本発明の好適な実施形態では、例えば、上記可逆動作可能な駆動装置に組み込まれたラック、または、可逆動作可能な駆動装置に組み込まれたピストン・シリンダユニットによってエネルギが吸収される。こうした実施形態によれば、エアバッグをなくすことができる。
本発明をより理解し、更なる特徴を認識することができるように、以下、図面を参照して例を挙げて本発明の実施形態を説明する。
図面の図１を参照すると、自動車の座席１は、座席１の乗員の存在と該乗員の重量とを検出することができる重量センサ２を有し、また、座席１は、自動車の長手軸線に関する自動車の座席の位置を検出することができる座席位置センサ３も有する。座席１は、ダッシュボード４の正面に位置している。
ダッシュボード４は、安全装置５を備えている。安全装置５は、可動フロントパネル６を有し、この可動フロントパネル６は、図１に示したように、初期段階では、ダッシュボード４の表面と面一になっている。
また、安全装置５は、ダッシュボード４の裏側の所定位置に取り付けられた可逆モータ７を有し、この可逆モータ７は、同じくダッシュボード４の裏側の所定位置に取り付けられた２つの互いに離間した歯車９に駆動チェーン８によって機械的に接続された出力シャフトを有する。なお、駆動チェーンに代えて、駆動ベルトを使用してもよい。各歯車９は、対応するラック１０に駆動関係をもって係合しており、各ラック１０の一端は、フロントパネル６の内壁面に固定されている。また、フロントパネル６とラック１０とは、座席の乗員の膝の動きを制止する位置に移動可能な可動制止ユニットを構成する。
使用時、モータ７は、駆動チェーン８を介して歯車９を回転させる。歯車９が回転すると、これら歯車９は、ラック１０を水平方向に移動させる。そして、ラック１０は、図１に示されている初期位置から、フロントパネル６が座席の乗員の膝に係合して該座席の乗員の前方への移動に抵抗する作用位置に、座席１に向う方向へとダッシュボード４から外方へフロントパネル６を移動させる。
また、ダッシュボード４およびフロントパネル６の裏側の所定位置に中空円錐形状の保持部材１１が取り付けられている。また、保持部材１１とフロントパネル６の内壁面との間であって保持部材１１の前壁面の中心にエアバッグユニット１２が固定されている。
また、単段式のガスジェネレータを使用してもよいが、本実施形態では、エアバッグユニット１２は、エアバッグを膨張させる二段式のガスジェネレータを有する。２つの段は、それぞれ、作動された段に応じてエアバッグを異なる圧力に膨張させることができる異なる容積のガスを生成する。
また、フロントパネル６が作用位置に向って移動してフロントパネル６が座席の乗員の膝に触れたときに信号を生成する接触センサ１３がフロントパネル６の外壁面に取り付けられている。
接触センサ１３の出力部は、コントローラ１４に接続されている。コントローラ１４は、座席１に取り付けられた重量センサ２および座席位置センサ３からの信号を受信するように電気的に接続されてもいる。また、コントローラは、プレクラッシュセンサ１５からの信号を受信するように接続されてもいる。プレクラッシュセンサ１５は、衝突が起こりそうか否かを検出することができるように自動車の前方部分に取り付けられたカメラの形態をとる。
さらに、コントローラ１４は、例えば、加速度センサであるクラッシュセンサ１６に接続されている。クラッシュセンサ１６からの信号は、衝突の深刻度合を表示している。
コントローラ１４は、タイマー１７を有する。
また、コントローラ１４は、モータ７の作動とエアバッグの展開とを制御することができるようにモータ７に接続された出力部とエアバッグユニット１２に接続された出力部とを有する。
使用時、プレクラッシュセンサ１５は、衝突が起こりそうなことを検出したときにコントローラ１４に第１の信号を送信する。ここで、重量センサ２からの信号が座席に乗員が座っていることを表示している場合、コントローラ１４は、モータ７を作動する。
モータ７は、作動されると、歯車９を回転させ、これにより、ラック１０を座席１に向って水平方向に駆動する。そして、ラック１０とフロントパネル６とによって構成された制止ユニットが座席の乗員の膝に向ってダッシュボード４から外方へ移動せしめられる。
コントローラ１４は、座席位置センサ３からの信号に応答して、ダッシュボード４から外方への制止ユニットの駆動距離を選択する。ここで、座席１が前方位置にあるときには、制止ユニットはダッシュボード４から外方へ短い距離だけ駆動せしめられ、座席１が後方位置にあるときには、制止ユニットは、ダッシュボード４から外方へ長い距離に亘って駆動せしめられる。
制止ユニットの外方への移動中に接触センサ１３が座席の乗員の膝に接触したときには、接触センサ１３は、コントローラ１４に信号を送信する。このとき、コントローラ１４は、モータ７を停止し、制止ユニットの更なる駆動を停止する。このことは、座席の乗員の膝に制止ユニットが相当な力を加えてしまうことを防止するのに寄与し、さもなければ、（座席の乗員が運転者であった場合）座席の乗員の足の裏を自動車のペダルから外してしまい、危険な状態に陥らせてしまう。
図２に示したように、制止ユニットが作用位置に到達すると、コントローラ１４内のタイマー１７がスタートする。
クラッシュセンサ１６によって衝突が検出されないときには、コントローラ１４は、制止ユニットが図１に示されている初期位置に引き戻されるように、タイマー１７が予め定められた時間を計測する前にモータ７を逆回転させる。そして、プレクラッシュセンサ１５が別の潜在的な衝突を検出したときには、こうした作動サイクルが繰り返される。
しかしながら、タイマー１７が予め定められた時間を計測する前にクラッシュセンサ１６によって衝突が検出されたときには、コントローラ１４は、クラッシュセンサ１６からコントローラ１４に送信された深刻な衝突を表示している信号に応答する。
コントローラ１４は、衝突の深刻さを表示する信号に応答すると共に、座席１の重量センサ２からの信号に応答して、二段式ガスジェネレータのどの段を作動させるかと展開の好ましいタイミングを決定する。そして、コントローラ１４は、適切な１つの信号または複数の信号を生成し、この信号またはこれら信号は、エアバッグユニット１２に送信される。こうして、エアバッグが膨張せしめられる。
エアバッグが膨張せしめられると、該エアバッグは、エアバッグユニット１２から外方へ拡張し、前方位置にあるフロントパネル６に向って保持部材１１によって前方に向けられる。エアバッグは、膨張せしめられると、図３に示されているように、保持部材１１とフロントパネル６の内壁面との間の所定位置に保持される。したがって、膨張せしめられたエアバッグは、座席の乗員の膝が前方へと移動して制止ユニットに力をかけて該制止ユニットをその作用位置から移動させるときにエネルギを吸収するエネルギ吸収要素を形成する。また、ラック１０は、座席の乗員の膝によって制止要素に力がかかったときに変形してエネルギを吸収する。
重量センサ２が座席の乗員が軽量であることを表示しているときには、エアバッグは、低い圧力に膨張せしめられる。このことは、ガスジェネレータの１つの段のみを作動させて少量のガスのみを生成することによって達成される。一方、重量センサ２が座席の乗員が中程度の重量であることを表示しているときには、エアバッグは、中程度の圧力に膨張せしめられる。このことは、ガスジェネレータの別の段のみを作動させて比較的多量のガスを生成することによって達成される。さらに、重量センサ２が座席の乗員が非常に重いことを表示しているときには、エアバッグは、高い圧力に膨張せしめられる。このことは、ガスジェネレータの両方の段を作動させて非常に多量のガスを生成することによって達成される。こうしたことは、エアバッグが座席の乗員の重量に対して適切なエネルギ吸収特性を提供することを確実ならしめることに寄与する。
クラッシュセンサ１６が衝突が深刻なものであることを表示しているときには、コントローラ１４は、エアバッグユニットを即座に作動し、事故の発生中、エアバッグを比較的素早く膨張させる。一方、クラッシュセンサ１６が衝突がほんの緩やかなものであることを表示しているときには、コントローラ１４は、事故の発生中、エアバッグユニットを遅いタイミングで作動する。こうしたことは、座席の乗員が前方に移動して制止ユニットに衝突したときにエネルギを吸収する正確なタイミングでエアバッグが膨張せしめられることを確実ならしめることに寄与する。
衝突が発生し、安全装置５が座席の乗員に保護を提供した後、乗員を動かして自動車から出すために制止ユニットを引き戻すようにモータ７が作動される。したがって、タイマー１７によって適切な時間が計測された後に、コントローラ１４は、モータ７を逆回転させて制止ユニットを初期位置に引き戻す。
本発明の別の実施形態が図４および図５に示されている。この実施形態では、安全装置５は、ダッシュボード４の裏側に取り付けられたポンプ１８を有する。ポンプ１８は、入口ポート１９と出口ポート２０とを有する。これら入口ポート１９と出口ポート２０とは、四方制御弁２１の２つのポートに接続されており、四方制御弁２１は、ロータ２２を有し、このロータ２２は、２つの別個の流体通路２３，２４を画成している。
四方制御弁は、さらに２つのポートを有し、これらポートは、一対のダブルアクションピストン・シリンダユニット２５，２６に接続されている。これらピストン・シリンダユニットの構成は、同一であり、各ピストン・シリンダユニットは、外側のシリンダ２７と内側のピストン２８とを有し、内側のピストン２８は、可動なフロントパネル６に接続されている。各シリンダは、一端に第１の出入口２９を有すると共に、他端に第２の出入口３０を有する。
図示されているように、四方制御弁２１の回転要素２２が或る１つの位置にあるときには、各ピストン・シリンダユニットの出入口２９がポンプ１８の入口１９に接続されていると共に、出入口３０がポンプ１８の出口２０に接続されている。四方制御弁がこうした状態にあるときには、ポンプ１８は、ピストンを図面で見て左側に駆動し、可動フロントパネル６を図示されている引き込まれた位置に維持する。
図５に示されているように、可動要素２２が９０°回転されると、ポンプの入口１９が各ピストン・シリンダユニットの出入口３０に接続されると共に、ポンプの出口２０が各ピストン・シリンダユニットの出入口２９に接続される。したがって、ポンプは、ピストン２８をシリンダ２７から外方へと駆動してフロントパネル６を前方へと移動させるように作動する。なお、ポンプの作動および四方制御弁の位置を制御することによって、フロントパネル６が選択的に前方へ駆動されたり後方へ駆動されたりすることは明らかである。
図４および図５に示されている実施形態は、図１〜図３に示されている実施形態と同様に機能する。事故が発生したときには、エアバッグおよびピストン・シリンダユニットによってエネルギが吸収される。
また、図４および図５に示されている安全装置５は、エアバッグユニット１２を有しているが、エアバッグユニット１２がなくてもよい。その代わりに、座席の乗員の膝によって制止ユニットが作用位置から移動されたときにエネルギを吸収するエネルギ吸収要素をシリンダ２７およびピストン２８のみが形成してもよい。
本発明のさらに別の実施形態が図６に示されており、ここでの安全装置５は、衝突発生時に座席の乗員の足と足首とを保護するために、自動車の床板の下側に配置されている。この選択可能な実施形態の安全装置５の機能は、上記好適な実施形態の安全装置５の機能と非常に似ているが、フロントパネル６が自動車の床の上方のパネルであり、自動車の足元の空間に一致する形状を有している。図６は、初期位置にある制止ユニット（フロントパネル６およびラック１０）を示しており、図７は、作用位置にある制止ユニットを示している。
図８は、この選択可能な実施形態に従った安全装置５を示しており、ここでは、制止ユニットの裏側にエネルギ吸収要素を形成するためにエアバッグが膨張されている。エアバッグは、衝突発生時に自動車の床に沿って伝わる衝撃波からエネルギを吸収し、エネルギが座席の乗員の足に伝わることを防止するのに寄与する。
なお、本発明に従った安全装置を座席の乗員に正面からの保護を与えたり、座席の乗員の足の下方に保護を与えたりするものとして示してきたが、本発明に従った安全装置は、側方から衝撃がある状況において座席の乗員を保護することを補助するために使用されてもよく、したがって、座席に隣接した自動車の側部に取り付けられてもよいし、座席の側方部分に取り付けられてもよい。また、１つ実施形態として、座席の乗員が下側にもぐりこんでしまうことから保護するために自動車の座席の正面部分に安全装置を取り付けてもよい。また、衝突発生時に歩行者を保護することを補助するために、本発明に従った安全装置を自動車の外部に配置してもよい。
以上、可逆動作可能な駆動装置がラックまたはピストン・シリンダユニットを有する実施形態を参照して本発明を説明した。しかしながら、別の実施形態として、可逆動作可能な駆動装置が遠心要素または駆動リンクを有していてもよい。
また、本明細書において、「を具備する」とは、「を有する、または、からなる」を意味し、「を具備し」とは、「を有し、または、からなり」を意味する。
本発明の安全装置を備えたダッシュボードと自動車の座席とを示した略図であり、ここでは、制止要素が初期位置にある。 制止要素が作用位置にある安全装置の略図である。 安全装置の略図であり、ここでは、制止要素が作用位置にあり、膨張可能な要素が膨張されている。 可逆動作可能な駆動装置を形成するシリンダ・ピストン装置を備えた本発明の選択可能な実施形態の略図であり、ここでは、制止要素が初期位置で示されている。 図４に示した実施形態の略図であり、ここでは、制止要素が作用位置にある。 本発明の別の実施形態の略図であり、ここでは、安全装置が自動車の床板の下側に配置されており、制止要素が初期位置にある。 図６に示した実施形態の略図であり、ここでは、制止要素が作用位置にある。 図６に示した実施形態の略図であり、ここでは、膨張可能な要素が膨張されている。

Claims (19)

  1. 自動車内で使用される安全装置であって、制止ユニットと、第１の信号に応答して初期位置から作用位置に前記制止ユニットを駆動する可逆動作可能な駆動装置とを具備し、所定時間後に前記制止ユニットを初期位置に戻すように前記可逆動作可能な駆動装置を制御するタイミング装置に前記可逆動作可能な駆動装置が連携しており、付与された力によって前記制止ユニットが作用位置から移動せしめられたときにエネルギを吸収するように働くエネルギ吸収要素をさらに具備する安全装置。
  2. プレクラッシュセンサが設けられており、該プレクラッシュセンサによる潜在的な衝突の検出に応答して上記第１の信号が生成される請求項１に記載の安全装置。
  3. 上記可逆動作可能な駆動装置がラックを有する請求項１または２に記載の安全装置。
  4. 上記可逆動作可能な駆動装置がピストン・シリンダユニットを有する請求項１または２に記載の安全装置。
  5. 上記制止要素が移動せしめられて物体に接触したときに作用位置へと向う該制止ユニットの更なる駆動を停止するための信号を供給する接触センサを上記制止要素が有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の安全装置。
  6. 上記エネルギ吸収要素が第２の信号に応答して膨張せしめられる膨張可能な要素である請求項１〜５のいずれか１つに記載の安全装置。
  7. 自動車内で使用される安全装置であって、制止ユニットと、第１の信号に応答して初期位置から作用位置に前記制止ユニットを駆動する可逆動作可能な駆動装置とを具備し、所定時間後に前記制止ユニットを初期位置に戻すように前記可逆動作可能な駆動装置を制御するタイミング装置に前記可逆動作可能な駆動装置が連携されており、付与された力によって前記制止ユニットが作用位置から移動せしめられたときにエネルギを吸収するように働くエネルギ吸収要素をさらに具備し、該エネルギ吸収要素が第２の信号に応答して膨張せしめられる膨張可能な要素である安全装置。
  8. プレクラッシュセンサが設けられており、該プレクラッシュセンサによる潜在的な衝突の検出に応答して上記第１の信号が生成される請求項７に記載の安全装置。
  9. 上記可逆動作可能な駆動装置がラックを有する請求項７または８に記載の安全装置。
  10. 上記可逆動作可能な駆動装置がピストン・シリンダユニットを有する請求項７または８に記載の安全装置。
  11. 上記制止要素が移動せしめられて物体に接触したときに作用位置へと向う該制止ユニットの更なる駆動を停止するための信号を供給する接触センサを上記制止要素が有する請求項７〜１０のいずれか１つに記載の安全装置。
  12. クラッシュセンサが設けられており、該クラッシュセンサによる衝突の検出に応答して上記第２の信号が生成される請求項６〜１１のいずれか１つに記載の安全装置。
  13. 上記クラッシュセンサが衝突の深刻度合を表示するセンサである請求項１２に記載の安全装置。
  14. 衝突発生時に座席の乗員に正面からの保護を提供する前記請求項のいずれか１つに記載の安全装置。
  15. 上記座席にパラメータを検出するセンサが設けられている前記請求項のいずれか１つに記載の安全装置。
  16. 上記センサが座席の乗員の存在と該乗員の重量とを検出することができる請求項１５に記載の安全装置。
  17. 上記センサが自動車の長手軸線の方向に沿った座席の位置を検出することができる座席位置センサである請求項１５または１６に記載の安全装置。
  18. 前記膨張可能な要素が多段式のガスジェネレータによって膨張せしめられ、該ガスジェネレータが検出されたパラメータに応じてコントローラによって制御される請求項６〜１７のいずれか１つに記載の安全装置。
  19. 上記エネルギ吸収要素が上記可逆動作可能な駆動装置の一部である請求項１〜１８のいずれか１つに記載の安全装置。
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