JP2008302804A

JP2008302804A - 乗員拘束装置

Info

Publication number: JP2008302804A
Application number: JP2007151598A
Authority: JP
Inventors: Chinshiyu Cho; 鎭洙張
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2008-12-18

Abstract

【課題】予知段階において乗員の胴部を保持して乗員の初期移動を拘束するとともに、事故回避された場合に、通常状態に復帰可能な乗員拘束装置を提供する。
【解決手段】運転状態ではシート内に収容され、動作指令を受けてシートバック２の両側部のボルスター４を着座した乗員Ｐ側に押し出す駆動機構１４，１７を備え、駆動機構１４，１７とボルスター４との間で、駆動機構１４，１７と同期をとって膨張するアクチュエータバッグ１８を備える。駆動機構１４，１７の押し出し動作とアクチュエータバッグ１８の膨張動作で乗員Ｐをシート１に拘束する。一方、所定時間内に衝突を検知しない場合は、駆動機構１４，１７とアクチュエータバッグ１８による乗員拘束を解き、運転状態まで復帰する。
【選択図】図３

Description

本発明は乗員拘束装置に係り、特に自動車の正面衝突、側面衝突、ロールオーバー等の事故発生前に、乗員の身体の一部を座席に拘束する機構として座席の一部に組み込まれた乗員拘束装置に関する。

従来、車両が側面衝突を受けた場合や、衝突予知センサの作動により事故発生を予知した場合（以下、予知時と記す。）などに、乗員を有効に拘束するため、座席のシートバックに組み込まれる乗員拘束装置として、小容量サイドエアバッグ等が実用化されている。この種の乗員拘束装置は、シートバックの窓側側面上部の内部に折り畳んで収納されており、ガス源からのガス供給により、衝突時等にシートバックの縫い目（シーム）を裂いてドア窓と、乗員の肩部から頭部との間に展開し、窓側に向けて移動する乗員の窓への直接の衝突を拘束できる。

この乗員拘束装置はシートバックの側面からエアバッグが前方に突出して、乗員を側面から拘束するものである。出願人は、さらにシートバックの一部であるボルスターを駆動装置によって可変にして、そのボルスターの動作によって乗員をシートに拘束する手段について、検討を加えた。ボルスター部を調整可能な機構とした先行技術として特許文献１がある。しかし、この特許文献１に開示されたボルスターを可変とした機構は、ボルスターを保持するヒンジ部分に複数本のブレース材を配置したことを特徴とした機構であり、特にこの部分で乗員を拘束することを目的としたものではない。

一方、出願人は、通常の安全走行時には通常収容状態にあり、レーダーセンサを用いて側方衝突を予知した際に、衝突準備状態としてエアバッグをあらかじめ膨張展開させる乗員保護装置を提案している（特許文献２参照）。この乗員保護装置では、シートバック内に装着されたエアバッグを通常収容状態と、予知時の衝突準備状態との間で可逆的に動作可能とした。すなわち、レーダーセンサによって車両の側突を予知した場合には、エアバッグを予め衝突準備状態となるように展開膨張させ、その後に発生する衝突に備える。一方、衝突が予知された後に実際に衝突が発生しなかった場合には、エアバッグをシートバック側方部材内の通常収容状態へと復帰させて次回の衝突予知に備えることができる。

米国特許第６，０１９，４２８号明細書特開２００６−１７６０７４号公報

ところで、特許文献２において、開示されたエアバッグは、シートバックの側部内に装備されたもので、予知時に空圧膨張し、シートバックの開裂部分から前方へ突出し、シートバック側方部材を前方に押し出し、乗員の側方にエアバッグが露出する。これにより、このエアバッグが乗員の側方に位置し、乗員の側方拘束を行う。しかし、この拘束装置は、移動する乗員がエアバッグに当接した段階で乗員拘束が実現するものであり、着座した乗員の初期移動を拘束するものではない。

そこで、本発明の目的は、相手車両等が側方の直近距離まで接近した場合や、横転の可能性を検知した場合に、シートバック内に収容された駆動機構により、シートバックの側部に位置する部材としてのボルスターが、予知段階において乗員の胸部から腰部にかけてを押さえつけ、あるいは座部に収容された駆動機構により、座部の側部に位置する部材としてのボルスターが、予知段階において、乗員の大腿部を押さえるつけるように動作し、乗員の初期移動を確実に拘束できるようにし、一方、衝突等の事故回避が検知されたら、前記機構を可逆的に動作させて、ボルスターを通常の運転状態まで戻すことができるようにした乗員拘束装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は衝突対象物との接近状態を検知し、衝突前状態情報を出力する測距検知手段と、衝突を検知し、衝突検知情報を出力する衝突検知手段と、運転状態ではシート内に収容され、動作指令を受けて前記シートの両側部に位置するボルスターを着座した乗員側に押し出す駆動機構と、該駆動機構と前記ボルスターとの間で、前記駆動機構と同期をとって膨張可能なアクチュエータバッグと、前記駆動機構の押し出し動作と前記アクチュエータバッグの膨張動作とを制御する制御部と、を備えた乗員拘束装置であって、前記ボルスターは、前記制御部が前記衝突前状態情報を受けた場合に、前記制御部から動作指令を受けた前記駆動機構とアクチュエータバッグの動作によって着座した乗員側に向けて突出して乗員の一部を両側方からシートに拘束し、前記制御部が、前記衝突前状態情報を受け、所定時間内に前記衝突検知情報を受けない場合に、前記駆動機構とアクチュエータバッグとは、前記制御部から動作指令を受けて、乗員拘束を解き、運転状態まで復帰することを特徴とする。

前記駆動機構は、シートバック内に収容され、該シートバックの両側位置のボルスターを乗員側に押し出す機構、またはシート座部内に収容され、該シート座部の両側位置のボルスターを乗員側に押し出す機構とすることが好ましい。

前記駆動機構は、シートの両側部に位置するそれぞれのボルスターを支持する部材を、同時に乗員側に押し出し可能な旋回部材を設けることが好ましい。

前記駆動機構は、前記制御部からの動作指令を受けて駆動するモータに連結された駆動伝達手段を介して旋回制御される部材を有することが好ましい。

前記駆動機構は、前記乗員拘束を解くように動作する弾性部材としてリターンスプリングを有することが好ましい。

本発明によれば、側突時や横転時の予知段階で、乗員の胸部から腰部と、大腿部とをシートバックおよび座部のボルスターで押さえつけを押さえるつけるように動作し、乗員の初期移動を確実に拘束できるようにし、一方、衝突等の事故回避が検知されたら、前記機構を可逆的に動作させて、ボルスターを通常の運転状態まで戻すことができ、運転時に、連続して各種の衝突予知状態に応じて、確実で効率の良い乗員拘束動作をとることができるという効果を奏する。

以下、本発明の乗員拘束装置の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。

以下、乗員拘束装置による乗員拘束の状態について、図１、図２を参照して説明する。図１は、一人掛けシート１（キャプテンシート）に装備された、本発明の乗員拘束装置１０の通常の運転状態（乗車した状態での通常の停車時も含む）を示した斜視図である。図２は、図１の運転状態から、図１に示した衝突予知手段により衝突が予知され、乗員拘束装置１０のシートバック２及び座部３の両側部に設けられたボルスター４，５が乗員Ｐ側に張り出し、乗員Ｐの胸部から腰部を、シートの両側からシートバック２側に押さえるとともに、座った状態の乗員Ｐの大腿部Ｔを両側から挟みつけ、座面に押さえつけるように動作した状態を示した斜視図である。

図１に示した乗員拘束装置１０は、前席、後席のいずれのキャプテンシート１でもシートバック２と座部３とに装備可能であり、各シート１において、その部位の寸法に対応した寸法を有する、ほぼ同一の機構とすることができる。以下、部位別の装置として、シートバック２に組み込まれる装置、座部３に組み込まれる装置とに分けてその構成と作用について説明する。

［胴部拘束装置］
乗員拘束装置１０のうち、シートバック２内に収容され、乗員Ｐの胸部から腰部にかけてを拘束する装置（以下、胴部拘束装置１１と記す。）の詳細な構成とその動作について、図３各図、図４各図を参照して説明する。
運転状態における胴部拘束装置１１は、図３（ａ）に示したように、シートバック２内に収容され、シートバック２内に回動軸１２によって所定角度だけ回動可能に保持された乗員背部支持プレート１３と、この乗員背部支持プレート１３の一部に形成された部位にガイドされ外方に向けてスライド可能なボルスター支持プレート１４と、乗員背部支持プレート１３内に配列された、弾性部材としてのリターンスプリング１５によって、ボルスター支持プレート１４の外方への移動に抵抗するとともに、ボルスター支持プレート１４の外方へのスライドをガイドする２本のガイドロッド１６（図３，図４各図中、手前側のみ示されているが、このガイドロッド１６と平行に他の１本が乗員背部支持プレート１３の内部に位置する。）と、シートバック２の両側に位置するボルスター支持プレート１４を、端部フランジ１４ａを介して外方に運押し出す旋回ブレード１７と、ボルスター４の根元部を支持し、ボルスター支持プレート１４の先端に保持されたボルスター４を、さらに乗員Ｐ側に押し付けるように作用するアクチュエータバッグ１８とを備えている。なお、本実施例では、ボルスター４は、通常の運転状態ではシートバック２の両側部に位置し、内部にポリウレタンフォーム（ＰＵＦ）、ポリエチレンテレフテレート（ＰＥＴ）等のクッション材１９が内部に充填されている。このため、乗員Ｐを拘束する際に、ボルスター４は、機構として乗員Ｐを確実に拘束するが、乗員Ｐに接触するボルスター４は柔軟な部材で構成されているので、乗員Ｐにダメージが加わることはない。

この乗員拘束装置１０では、上述の構成が、以下の検知手段６，７、制御部８により動作する。すなわち、図１に示したように、たとえば自車走行中に前方の測距検知手段としてのミリ波レーダーや撮像装置等の測距センサ６により、前方から接近する対象物の接近状態が測距され、対象物が所定の許容接近距離内に進入した接近した状態（以下、衝突前状態と呼ぶ。）を測距センサ６が検知すると、その衝突前状態状態信号が制御部８に出力され、乗員背部支持プレート１３が図３（ｂ），乗員Ｐの背中心に当たるシートバック２の中央位置で半割れ状態となり、さらに乗員背部支持プレート１３の後退と旋回（詳細動作は後述する）とにより、ボルスター支持プレート１４が側方から前方に向けて押し出され、これと同時にアクチュエータバッグ１８がエアポンプ２５からの圧縮空気の供給により、図３（ｂ），図４（ｂ）に示したように、平面視して略扇形に膨張することにより、その外面側に取り付けられているボルスター４が前方からさらに乗員Ｐに向けて押し出され、この結果、ボルスター４が着座している乗員Ｐの胸部から腰部を押さえるつける。これにより、胴部拘束装置１１が作動すると、乗員Ｐは運転状態の姿勢からシートバック２側に移動するとともに、両脇側から張り出してくるボルスター４により、胴部がシートバック２に押さえつけられるように拘束される。また、衝突検知手段７（図１）としては、公知の加速度センサ等を車体の各所に搭載し、想定しうる各種の衝突形態の検知を行い、その衝突検知情報は、制御部８に送信され、衝突パターンの判別に応じた判別が行われ、状態に適した動作指令が得られる。

シートバック２内には、上述したように、図示しない軸受支持部に回動軸１２を介して支持された乗員背部支持プレート１３が、その面板側が乗員Ｐの背中に向くように、背もたれ側と側部とにクッション材１９が充填された状態で取り付けられている。この乗員背部支持プレート１３がシートバック２は、図１に示したように、乗員Ｐの背もたれ位置に比較的広い面にわたり配置されるため、クッション材１９は乗員Ｐが寄りかかった際の快適性を損なわない程度の厚さに設定されている。この乗員背部支持プレート１３は、シートバック２の側部に位置する回動軸部１２と背面側に開放面を有するように、上下端にコ字形をなすガイドフランジ１３ｂが形成されている。このガイドフランジ１３ｂ（図４（ａ）では、プレート１３の一部が切欠かれて表示されているため、図中右側に下側のガイドフランジ１３ｂのみが示されている。）には後述するボルスター支持プレート１４の端面フランジ１４ａに形成されたガイド爪１４ｂがスライド可能に係止されている。これにより、ボルスター支持プレート１４は、ガイド爪１４ｂが乗員背部支持プレート１３の上下端に形成されたガイドフランジ１３ｂに沿って案内されるので、シートバック２側端から外側に向けて突出するように、直動スライドすることができる。

この胴部拘束装置１１では、乗員背部支持プレート１３でボルスター支持プレート１４を移動させるために、旋回ブレード１７が装備されている。この旋回ブレード１７は、図３，図４両図に示したように、中央部に凹所が形成された細長長円形をなした厚板部材で、長手方向の中心位置に側面視して略Ｔ字形をなすように、ネジロッド２１の端部が固着されている。このネジロッド２１が、螺合された図示しないナット支持部を介して、図示しないシートバック２内の構造フレームに、図４（ａ）に示したように、旋回ブレード１７の正面１７ａが乗員Ｐの背面に向くように保持されている。

旋回ブレード１７を支持するネジロッド２１には、ネジロッド２１のネジ山と噛合してネジロッド２１を回転させるギア２２と図示しない減速機を内蔵したモータ２３とが連結されている。このモータ駆動されるギア２２との噛合により、ナット支持されているネジロッド２１に所定の軸方向移動が付与される。

このネジロッド２１のネジピッチは、本実施例では、２段階ピッチに設定されている。まず、衝突予知が検知されると、制御部８（図１参照）から、モータ２３の回転動作指令が伝わる。この初期段階では、モータ２３側のギア２２の回転に対してネジロッド２１の軸方向（本実施例では、矢印Ａ方向）の送り量が十分大きくなるようなギア２２比が設定され、その後、旋回ブレード１７の旋回が卓越するギア比が設定されている。このとき半円形状の旋回ブレード１７の周面の一部がボルスター支持プレート１４の端面フランジ１４ａに接触しているため、旋回ブレード１７が初期状態から９０°をなすまで旋回するのに伴い、ボルスター支持プレート１４の端面フランジ１４ａは、両端に位置するガイド爪１４ｂが、乗員背部支持プレート１３のガイドフランジ１３ｂと、ボルスター支持プレート１４内部に配置された２本のガイドロッド１６に案内され、図３（ａ）→（ｂ）、図４（ａ）→（ｂ）に示したように、外方に押し出される。このときガイドロッド１６には、ロッド１６を芯軸としたコイル状のリターンスプリング１５が装着されている。このリターンスプリング１５は端面フランジ１４ａが外方へ移動するのに伴って、回動軸１２近傍に位置する定着端１３ｃとの間で押し縮められ短縮される。なお、本実施例では、１個のモータ２３でネジロッド２１を介して旋回ブレード１７を旋回させ、シートバック２の両側に位置するボルスター支持プレート１４を同時に突出させたが、それぞれのボルスター支持プレート１４に相当する機構にモータ（図示せず）を独立して装備し、２個のモータを同期運転させてシートバック２の両側からボルスター４を同時に突出させる機構としてもよいことはいうまでもない。

この旋回ブレード１７によるボルスター支持プレート１４の外方への押し出しに同期して、エアポンプ２５から配管ホース２６を介してアクチュエータバッグ１８に圧縮空気が供給され、アクチュエータバッグ１８が平面視して略扇形に膨張し、その端部に連結されているボルスター４は、さらに乗員Ｐ側に向けて押し出され、図３（ｂ）に示したように、シートバック２側に移動した乗員Ｐの胸部から腰部にかけてを、シートの両側からさらにシートバック２側に押し付けるように作用する。

本実施例では、アクチュエータバッグ１８の圧源として、高圧のエアポンプ２５が使用されている。したがって、測距センサ６が衝突前状態を検知した際に、エアポンプ２５が作動すると、ボルスター支持プレート１４の突出と同時にアクチュエータバッグ１８がほとんど瞬時に図３（ｂ）の形状まで膨張し、ボルスター４で乗員Ｐを確実に拘束できる。一方、拘束装置の戻り動作に関しては、まず旋回ブレード１７の初期位置への戻り旋回動作とネジロッド２１の伸長動作に伴ってボルスター支持プレート１４の支持が開放される。これに伴い、ボルスター支持プレート１４内のガイドロッド１６に装着されたリターンスプリング１５が伸長して、乗員Ｐを拘束していたボルスター４を保持するボルスター支持プレート１４および乗員背部支持プレート１３を初期位置まで復帰させる。これにあわせて、アクチュエータバッグ１８内のエアも経路中の逆止排気弁（図示せず）を経由して外部に排気され、アクチュエータバッグ１８も図３（ａ）に示した蛇腹状の畳んだ初期状態まで復帰し、乗員拘束が完全に解かれ、乗員拘束装置１０は通常の運転状態の形態に戻る（図１参照）。

このように、上述した胴部拘束装置１１では、衝突予知の段階で乗員Ｐを、屈曲して凹んだシートバック２に移動させるとともに、胸部から腰部にかけての胴部をシートの両側から拘束することで、乗員Ｐをシートバック２に密着して拘束することができる。

［大腿部拘束装置の構成と動作］
乗員拘束装置１０として乗員の大腿部を拘束する大腿部拘束装置３１の構成とその動作について、図５各図を参照して説明する。

シートの座部３内には、上述した胴部拘束装置１１と同様の構成からなり、図示しない座部３の前後方向に延在する軸受フレーム（図示せず）回りに回動可能に支持された乗員大腿部支持プレート３３が、その面板側が乗員Ｐの腿の下側に位置するように設置されている。座面３ａ側との間にはクッション材１９が充填されている。クッション材１９は乗員Ｐが座面に着座した際の快適性を損なわない程度の厚さに設定されている。この乗員大腿部支持プレート３３は、上述した乗員背部支持プレート１３とほぼ同様の断面形状の座部ボルスター支持プレート３４を支持し、その端面フランジ３４ａに形成されたガイド爪（図示せず）が乗員大腿部支持プレートに形成されたガイドフランジ（図示せず）に沿って案内され、座面３ａの側端から外側に向けて突出するように、直動スライドすることができる。なお、本実施例ではガイド爪、ガイドフランジの形状は胴部拘束装置と同様の形状になっている。

この乗員大腿部支持プレート３３で座部ボルスター支持プレート３４を移動させるための機構は、胴部拘束装置１１とまったく同様の構成からなり、本実施例の場合にも座面３ａの中央の乗員大腿部支持プレート３３の下側に、図３各図に示したものと同形状の旋回ブレード３７が装備されている。この旋回ブレード３７も、ネジロッド４１を介して座部３の構造フレーム（図示せず）に固着されている。また、旋回ブレード１７による座部ボルスター支持プレート３４の外方への押し出しに同期して、エアポンプ（図示せず）からアクチュエータバッグ３８に圧縮空気が供給され、アクチュエータバッグ３８が平面視して略扇形に膨張し、その端部に連結されている座部ボルスター５が、さらに乗員の大腿部Ｔ側に向けて押し出され、図２，図５（ｂ）に示したように、座部３が凹んだ状態にある乗員の大腿部Ｔを、シートの両側から挟みつけるようにして座面３ａに拘束するように作用する。

本実施例でも、アクチュエータバッグ３８の圧源として、エアポンプ（図示せず）が使用されており、エアポンプ４３の動作により、座部ボルスター支持プレート３４の突出と同時にアクチュエータバッグ３８がほとんど瞬時に図５（ｂ）の形状まで膨張し、乗員Ｐの大腿部Ｔを確実に拘束できる。一方、拘束装置の戻り動作に関しても、胴部拘束装置と同様に、旋回ブレード３７の初期位置への戻り旋回動作とネジロッド４１の伸長動作に伴って座部ボルスター支持プレート３４の支持が開放され、さらに座部ボルスター支持プレート３４内のガイドロッド３６に装着されたリターンスプリング３５が伸長して、乗員Ｐの大腿部Ｔを拘束していた座部ボルスター５が初期位置まで復帰する。（図１参照）。

このように、本発明による大腿部拘束装置では、衝突予知の段階で乗員Ｐの大腿部Ｔを、屈曲して凹んだ座部３に位置させるとともに、大腿部Ｔを両側から挟み込むように拘束することで、乗員Ｐの下肢を座部３に密着した状態で拘束させることができる。

本発明の乗員拘束装置の一実施例の構成を組み込んだシートの概略全体図。図１に示した乗員拘束装置の衝突予知時における乗員拘束状態を模式的に示した概略全体図。シートバックに組み込まれた乗員拘束装置の動作状態を示した状態説明図。図３に示した乗員拘束装置の動作状態を模式的に示した部分斜視図。シート座部に組み込まれた乗員拘束装置の動作状態を示した状態説明図。

符号の説明

１シート
２シートバック
３座部
４，５ボルスター
６測距センサ
７衝突検知センサ
８制御部
１０乗員拘束装置
１１胴部拘束装置
１３乗員背部支持プレート
１４ボルスター支持プレート
１５リターンスプリング
１６ガイドロッド
１７旋回ブレード
１８アクチュエータバッグ
２１ネジロッド
２３モータ
２５エアポンプ
３１大腿部拘束装置
３３乗員大腿部支持プレート
３４ボルスター支持プレート
３５リターンスプリング
３６ガイドロッド
３８アクチュエータバッグ
４１ネジロッド

Claims

衝突対象物との接近状態を検知し、衝突前状態情報を出力する測距検知手段と、
衝突を検知し、衝突検知情報を出力する衝突検知手段と、
運転状態ではシート内に収容され、動作指令を受けて前記シートの両側部に位置するボルスターを着座した乗員側に押し出す駆動機構と、
該駆動機構と前記ボルスターとの間で、前記駆動機構と同期をとって膨張可能なアクチュエータバッグと、
前記駆動機構の押し出し動作と前記アクチュエータバッグの膨張動作とを制御する制御部と、を備えた乗員拘束装置であって、
前記ボルスターは、前記制御部が前記衝突前状態情報を受けた場合に、前記制御部から動作指令を受けた前記駆動機構とアクチュエータバッグの動作によって着座した乗員側に向けて突出して乗員の一部を両側方からシートに拘束し、
前記制御部が、前記衝突前状態情報を受け、所定時間内に前記衝突検知情報を受けない場合に、前記駆動機構とアクチュエータバッグとは、前記制御部から動作指令を受けて、乗員拘束を解き、運転状態まで復帰することを特徴とする乗員拘束装置。
前記駆動機構は、シートバック内に収容され、該シートバックの両側位置のボルスターを乗員側に押し出す機構であることを特徴とする請求項１に記載の乗員拘束装置。
前記駆動機構は、シート座部内に収容され、該シート座部の両側位置のボルスターを乗員側に押し出す機構であることを特徴とする請求項１に記載の乗員拘束装置。
前記駆動機構は、シートの両側部に位置するそれぞれのボルスターを支持する部材を、同時に乗員側に押し出し可能な旋回部材を備えた特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の乗員拘束装置。
前記駆動機構は、前記制御部からの動作指令を受けて駆動するモータに連結された駆動伝達手段を介して旋回制御される部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の乗員拘束装置。
前記駆動機構は、前記乗員拘束を解くように動作する弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の乗員拘束装置。