JP2010247787A - シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートスライド位置の変化に関わらず、乗員の体格に対し、ショルダーベルトの初期拘束力を向上させることが可能なシートベルト装置を提供すること。
【解決手段】荷重を検出してプリテンショナーが作動したときに、乗員Ａの移動方向とショルダーベルト３２の延在方向との角度である拘束角度を小さく変更する拘束角度変更手段４０を備える構成とする。拘束角度を小さく変更して、ショルダーベルト引込み方向を水平方向に変更することで、乗員拘束力を向上させる。これにより、シートスライド位置の変化に関わらず、乗員の体格に対しショルダーベルト３２の初期拘束力を向上させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、荷重検出時にプリテンショナーを作動させて乗員を拘束するシートベルト装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特許文献１に記載の技術がある。この公報に記載された座席は、乗員の肩高さを検知する検知手段と、この検知手段により背もたれ部からの安全ベルトの出入口高さと検知手段の検知位置とを略同等として、当該安全ベルトが略水平になる位置で引き出し可能となるよう、上下動自在なる調整手段とを備えるものである。これにより、座席に着座した乗員自身が自分で安全ベルトの高さを調整する必要がなくなり、乗員の意思と無関係に安全ベルトの位置を、乗員の肩の位置に調整することが可能となる。

また、特許文献２に記載の車両等の座先におけるシートベルト装置は、座席のシートバックの一方の肩部に、スルーガイドアンカーが電動駆動機構により上下方向に移動されて任意位置に係止されるシートベルトスルーガイドを備えている。この特許文献２に記載のシートベルト装置では、スルーガイドアンカーに、車体側から導出されるシートベルトを挿通して床面側又は座席側に結着させている。これにより、座席に着座する乗員に対するシートベルトのフィット性及び拘束性を向上させることができる。

特開平１０−２１７９０８号公報 特開平０５−１１２２０４号公報

しかしながら、従来の技術では、ショルダーベルトの張力が全て乗員拘束力になるとは限らなかった。また、乗員の体格によってショルダーベルトの初期拘束力の効果が異なることがあった。

図１０は、従来のシートベルト装置を示す側面図である。図１０中の基準位置Ｐ_Ｂは、Ｂピラーの位置である。図１０（ａ）では、比較的大柄な乗員Ａ_１がシート２１に着座して、シートベルト３０を装着している状態を示し、図１０（ｂ）では、比較的小柄の乗員Ａ_２がシート２１に着座して、シートベルト３０を装着している状態を示している。従来技術の場合、ショルダーベルトアンカー３１とシート２１との位置関係により、ショルダーベルト３２の角度θ_１１，θ_１２が変わり乗員Ａ_１，Ａ_２の体格により拘束力が変わることになる。そこで、乗員拘束力を向上させ、乗員の体格差に起因するショルダーベルトの初期拘束力差を低減することが求められている。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、シートスライド位置の変化に関わらず、乗員の体格に対し、ショルダーベルトの初期拘束力を向上させることが可能なシートベルト装置を提供することを目的とする。

本発明によるシートベルト装置は、荷重検出時に乗員を拘束する張力をシートベルトに付与するプリテンショナーを備えたシートベルト装置において、プリテンショナーの作動に合わせて、乗員の移動方向とショルダーベルトの延在方向との角度である拘束角度を小さく変更する拘束角度変更手段を備えることを特徴としている。

このようなシートベルト装置によれば、荷重を検出してプリテンショナーが作動したときに、乗員の移動方向とショルダーベルトの延在方向との角度である拘束角度を小さく変更する拘束角度変更手段を備える構成であるため、拘束角度を小さく変更して、ショルダーベルト引込み方向を変更することで、乗員拘束力を向上させ最適化することが可能となる。その結果、シートスライド位置の変化に関わらず、乗員の体格に対し、ショルダーベルトの初期拘束力を向上させることが可能となる。

また、拘束角度変更手段は、拘束角度を小さく変更し、ショルダーベルトの延在方向を乗員の移動方向と平行にすることが好ましい。これにより、乗員の拘束力を一層向上させることができる。

ここで、拘束角度変更手段は、ショルダーベルトを挿通させる開口部が形成されたベルト引込み部材と、ベルト引き込み部材に連結され、ベルト引き込み部材を下方へ移動させるための張力を伝達する連結部材と、連結部材に張力を発生させる張力発生手段とを備える構成が挙げられる。

また、連結部材の一部及び張力発生手段は、乗員が着座する座席の背もたれの内部に収容されており、拘束角度変更手段は、荷重検出時に、張力発生手段によって張力を発生させ、ベルト引込み部材を背もたれの上端近傍まで移動させる構成としてもよい。

また、本発明によるシートベルト装置は、ショルダーベルトを挿通させる開口部にショルダーベルトと当接するローラーを備え、シートスライド位置の変化に応じてベルト張力を変更するショルダーベルト張力変更手段を備えることを特徴としている。

このようなシートベルト装置によれば、シートスライドの位置変化に応じてショルダーベルトに作用するベルト張力を変更することができる。

本発明によれば、シートスライド位置の変化に関わらず、乗員の体格に対し、ショルダーベルトの初期拘束力を向上させることが可能なシートベルト装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るシートベルト装置の側面図である。 本発明の実施形態に係るシートベルト装置の背面図である。 図１及び図２中の引き込み方向変更手段を示す背面図である。 図３中のベルト引き込みループの側断面図である。 引き込み方向変更手段の作動時のシートベルト装置を示す側面図である。 大柄乗員のベルト装着時のシートベルト装置を示す側面図である。 図６中のベルト引き込みループの側断面図である。 小柄乗員のベルト装着時のシートベルト装置を示す側面図である。 図８中のベルト引き込みループの側断面図である。 従来のシートベルト装置を示す側面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るシートベルト装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示すシートベルト装置１は、シート２０に着座した乗員Ａをベルト３０によって拘束することで、乗員Ａを保護する乗員保護装置である。シート２０は、シートクッション２１、シートバック２２、シートレスト２３を備える。

シートベルト装置１は、いわゆる３点式ＥＬＲ（Emergency Locking Retractor）シートベルトである。シートベルト装置１は、Ｂピラー内の下部に収容されたリトラクター（不図示）を備える。リトラクターから引き出されたベルト３０は、Ｂピラー上部に固定されたショルダーベルトアンカー３１を経由してシート２０側へ導出される。ショルダーベルトアンカー３１を経由して導出されたベルト３０は、シートクッション２１の左右両側の固定部に固定されて、乗員Ａを拘束する。また、シートベルト装置１は、装置の動作を司るシートベルトＥＣＵ（電子制御ユニット）を備える。

シートベルト装置１のリトラクターは、ベルト巻き取り機構部・ＥＬＲロック機構部、プリテンショナー機構部およびフォースリミッター機構部などを備えている。リトラクターは、ガスジェネレーター、クラッチ機構、トーションバー、スプールなどを備える。

プリテンショナー機構部は、車両前方から強い衝撃力を受けた場合、ベルト３０を瞬時に引き込むことで、乗員の拘束力を高めるものである。プリテンショナー機構部は、ガスジェネレーターを着火してガスを発生させ、シリンダー内部のピストンを移動させる。これにより、ラックギアとピニオンとを連結（ギアの噛みあい）させて、ベルト３０を巻き付ける筒状のスプールを回転させる。これにより、プリテンショナーを作動させて、ベルト巻き取りを行う。なお、シート付けプリテンショナー（ショルダーベルト張力変更手段）によるベルト緩み除去が十分である場合、リトラクターにプリテンショナーを備えていない構成でもよい。

フォースリミッター機構部は、ベルト３０に規定値以上の荷重が作用すると、その規定値を維持して、乗員の胸部にかかる衝撃を緩和させるものである。プリテンショナーの作動が完了しシートベルト３０が乗員の移動により引き出されると、ＥＬＲロック機構部がロックしフォースリミッター機構部が作動を始める。ベルトが規定加速度以上で引き出されるかまたは、車両に規定値以上の加速度が加わると、ＥＬＲロック機構部が作動しベルト３０が引き出せない状態になる。ＥＬＲロック状態で規定荷重を超える張力がベルト３０に作用すると、トーションバーが捻られ、トーションバーバーと一体のスプールが回転してベルトが引き出されることでベルト張力が一定に維持される。

ここで、シートベルト装置１は、プリテンショナーの作動に合わせて、シートベルト引き込み位置に対しシートベルト引き込み方向を変更する引き込み方向変更手段４０を備えている。引き込み方向変更手段４０は、車両前方から強い衝撃力を受けた場合、ベルト３０を引き下げることで、ベルト引き込み方向を乗員の移動方向に合わせるように変更する。具体的には、ショルダーベルトアンカー３１から乗員の肩部（シートベルト引き込み位置）まで延在するショルダーベルト３１を下方へ移動させて、シートベルト引き込み方向を変更する。

この引き込み方向変更手段４０は、乗員Ａの移動方向Ｄ_０とショルダーベルト３２の延在方向Ｄ_ａとの角度である拘束角度θを小さく変更する本発明の拘束角度変更手段として機能する。引き込み方向変更手段４０は、規定値以上の荷重を検出した場合に、拘束角度θを小さくように作動する。規定値以上の荷重を検出した場合とは、ベルト３０に基準値以上の張力が生じた場合、衝突荷重を検出した場合が挙げられる。シートベルトＥＣＵは、荷重検出時に、引き込み方向変更手段４０に信号を送信して、引き込み方向変更手段４０を作動させる。

図３は、図１及び図２中の引込み方向変更手段を示す背面図、図４は、図３中のベルト引込みループの側断面図である。引き込み方向変更手段４０は、ベルト引込みループ（ベルト引込み部材）４１、引込みロッド（連結部材）４２、引込みワイヤ（連結部材）４３、支持部材４４、ＭＧＧ（マイクロガスジェネレータ、張力発生手段）４５を備えている。

ベルト引込みループ４１は、ショルダーベルト３２を挿通させる開口部４６を有する。開口部４６は、ベルト横断面に対応して矩形状に形成されている。開口部４６の上部には、回転自在のローラー４７が設置されている。ローラー４７は、円柱状を成しショルダーベルト３２の延在方向と交差して配置される。また、ローラー４７は、車両の前後方向において、ベルト引込みループ４１の後端側に設定され、ローラー４７の周面の一部が外部に露出している。ローラー４７を備えない構成でもよく、ローラー４７の周面が外部に露出していない構成でもよい。

ベルト引込みループ４１には、下方に張り出す連結部４１ａが形成されている。連結部４１ａの内部には、引込みロッド４２の上部側を収容する収容空間４１ｂが形成されている。連結部４１ａの下端には、収容空間４１ｂに連通する開口が形成されている。また、連結部４１の側部には、引込みロッド４２を固定、固定解除可能なつめ部を有する固定・解除部材４８が設けられている。

引込みロッド４２は、例えば、板状を成し、ベルト引込みループ４１と引込みワイヤ４３とを連結する。引込みロッド４２の上部側は、引込みロッド４２の収容空間４１ｂに挿通され、ベルト引込みループ４１は、引込みロッド４２に対して相対移動可能とされている。また、引込みロッド４２の背面側の側部には、のこ歯形状４２ａが形成されている。ベルト引込みループ４１の固定・解除部材４８のつめ部が、のこ歯形状４２ａの凹みに進入し、ベルト引込みループ４１が引込みロッド４２に対して位置決め固定される。

また、引込みワイヤ４３は、一方の端部が引込みロッド４２に固定され、他方の端部がＭＧＧ４５に連結されている。

支持部材４４は、図示上下方向に延在している。支持部材４４の上端部は、引込みロッド４２を摺動可能支持し、支持部材４４の下端部は、ＭＧＧ４５を支持している。また、支持部材４４には、引込みワイヤ４３を案内するガイドピン４４ｃが設けられている。支持部材４４は、例えば、シートバック２２のフレーム（骨格部材）などに固定されている。

ガイドピン４４ｃは、支持部材４４に支持され、引込みワイヤ４３は、ガイドピン４４ｃの周面と当接して湾曲する。引込みワイヤ４３の下部側は、図示左右方向に延在して、ＭＧＧ４５に接続されている。

ＭＧＧ４５は、引込みワイヤ４３に張力を発生させる張力発生手段として機能する。ＭＧＧ４５は、火薬の燃焼によりガス圧を発生させ、このガス圧を利用して、引込みワイヤ４３に張力を発生させる。引込みワイヤ４３に張力が生じると、引込みロッド４２を介して連結されたベルト引込みループ４１が下方に移動し、ショルダーベルト３２が下方に引き込まれる。

また、引き込み方向変更手段４０は、ショルダーベルト３２を挿通させる開口部４６に、ショルダーベルト３２と当接するローラー４７を備え、シートスライド位置の変化に応じてベルト張力を変更するショルダーベルト張力変更手段として機能する。

次に、シートベルト装置１の動作について説明する。図１では、引き込み方向変更手段４０が作動する前の通常状態のシートベルト装置１を示している。図１に示す状態では、乗員Ａの快適性なども考慮し、ベルト引込みループ４１はある程度の高さを維持している。

シートベルト装置１は、所定の荷重を検出すると、リトラクターによるプリテンショナー機能を作動させ、乗員Ａを拘束する張力をベルト３０に付与する。また、シートベルト装置１は、プリテンショナーの作動に合わせて、引き込み方向変更手段４０を作動させる。

引き込み方向変更手段４０では、所定の荷重を検出すると、ＭＧＧ４５が作動してガス圧を発生させ、引込みワイヤ４３を引き込む。これにより、引込みワイヤ４３に張力が発生する。引込みロッド４２、及び引込みロッド４２に連結されたベルト引込みループ４１は、引込みワイヤ４３によって引っ張られて下方に移動する。そして、ショルダーベルト３２が下方に引っ張られる。これにより、ショルダーベルトの延在方向Ｄ_ａが変更され、ショルダーベルトの拘束角度θ（傾斜角度）が小さくなる。

図５は、引き込み方向変更手段の作動時のシートベルト装置を示す側面図である。図５に示すように、引き込み方向変更手段４０が作動すると、ベルト引込みループ４１がシートバック２２の上端近傍まで降下する。例えば、乗員Ａの胸部移動方向Ｄ_ｂとショルダーベルト３２の張力Ｔ方向とが、平行に近い状態なる。ベルト引込みループ４１をシートバック２２の上端部まで引込み、ベルト３０は、三角形の斜辺と、他の２辺の和との差分引き込まれたことになる。

図６は、大柄乗員のベルト装着時のシートベルト装置を示す側面図である。比較的大柄な乗員Ａ_１が、シートベルト装置１を使用した場合について説明する。大柄乗員Ａ_１の場合、シートバック２２と、ショルダーベルトアンカー３１との位置が、車両前後方向において接近した状態となる。

シートベルト装置１では、荷重検出時にベルト引込みループ４１が降下して、ショルダーベルト３２の延在方向Ｄ_３２と大柄乗員Ａ_１の移動方向Ｄ_０とが一致するように、拘束角度が変更される。荷重検出時とは、例えば、ベルト３０に基準値を超える荷重が作用した場合である。ベルト引込みループ４１が降下して図６に示す状態となると、大柄乗員Ａ_１の肩部から後方へ延びるショルダーベルト３２は、ベルト引込みループ４１によって、上方へ折り返されてショルダーベルトアンカー３１へと延出された状態となる。このように、ベルト引込みループ４１によって、ショルダーベルト３２が折り返されて、最適化される。

図７は、図６中のベルト引込みループの側断面図である。図７に示すように、大柄乗員Ａ_１が使用している状態において、ベルト引込みループ４１が降下しショルダーベルト３２が折り返されると、ベルト引込みループ４１の背面４１ｃと、ショルダーベルト３２とが当接して、摩擦力が発生する。ショルダーベルト３２には、ＦＬ荷重＋摩擦力のショルダーベルト荷重が作用する。

図８は、小柄乗員のベルト装着時のシートベルト装置を示す側面図である。比較的小柄な乗員Ａ_２が、シートベルト装置１を使用した場合について説明する。小柄乗員Ａ_２の場合、シートバック２２と、ショルダーベルトアンカー３１との位置が、車両前後方向において離間した状態となる。

シートベルト装置１では、荷重検出時にベルト引込みループ４１が降下して、拘束角度θが変更される。ベルト引込みループ４１が降下して図８に示す状態となると、小柄乗員Ａ_２の肩部から後方へ延びるショルダーベルト３２は、ベルト引込みループ４１によって、斜め上方へ屈曲され、ショルダーベルトアンカー３１へと延出された状態となる。

図９は、図８中のベルト引込みループの側断面図である。図９に示すように、小柄乗員Ａ_２が使用している状態において、ベルト引込みループ４１が降下しショルダーベルト３２が下方に引き込まれると、ショルダーベルト３２には、ほぼＦＬ荷重のみが作用することとなる。

このようなシートベルト装置１によれば、荷重を検出してプリテンショナーが作動したときに、ショルダーベルト３２の拘束角度θを小さく変更する引き込み方向変更手段４０を備える構成であるため、拘束角度を小さく変更して、ショルダーベルト引込み方向を変更することで、乗員拘束力を向上させることが可能となる。その結果、シートスライド位置の変化に関わらず、乗員の体格に対し、ショルダーベルト３２の初期拘束力を向上させることができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、ベルト引込みループ４１を降下させることで、拘束角度θを小さくしているが、例えば、ベルト引込みループ４１を後方へ移動させることで、拘束角度を小さくしてもよい。また、シートベルト装置１を車両以外の乗り物の乗員保護装置として適用してもよい。また、ベルト引込みループ４１は、その他の形状でもよい。また、上方からショルダーベルト３２を押すことで、拘束角度θを変更してもよい。

１…シートベルト装置、２０…シート、２１…シートクッション、２２…シートバック、２３…シートレスト、３０…ベルト、３１…ショルダーベルトアンカー、３２…ショルダーベルト、４０…引込み方向変更手段（拘束角度変更手段）、４１…ベルト引込みループ（ベルト引込み部材）、４２…引込みロッド（連結部材）、４３…引込みワイヤ（連結部材）、４４…支持部材、４５…ＭＧＧ（張力発生手段）、Ａ，Ａ_１，Ａ_２…乗員、θ…拘束角度。

Claims (5)

1. 荷重検出時に乗員を拘束する張力をシートベルトに付与するプリテンショナーを備えたシートベルト装置において、
   前記プリテンショナーの作動に合わせて、乗員の移動方向とショルダーベルトの延在方向との角度である拘束角度を小さく変更する拘束角度変更手段を備えることを特徴とするシートベルト装置。
2. 拘束角度変更手段は、前記拘束角度を小さく変更し、前記ショルダーベルトの延在方向を乗員の移動方向と平行にする請求項１記載のシートベルト装置。
3. 前記拘束角度変更手段は、ショルダーベルトを挿通させる開口部が形成されたベルト引込み部材と、
   前記ベルト引き込み部材に連結され、前記ベルト引き込み部材を下方へ移動させるための張力を伝達する連結部材と、
   前記連結部材に張力を発生させる張力発生手段とを備える請求項１又は２記載のシートベルト装置。
4. 前記連結部材の一部及び前記張力発生手段は、前記乗員が着座する座席の背もたれの内部に収容されており、
   前記拘束角度変更手段は、荷重検出時に、張力発生手段によって張力を発生させ、前記ベルト引き込み部材を前記背もたれの上端近傍まで移動させる請求項３に記載のシートベルト装置。
5. ショルダーベルトを挿通させる開口部に前記ショルダーベルトと当接するローラーを備え、シートスライド位置の変化に応じてベルト張力を変更するショルダーベルト張力変更手段を備えることを特徴とするシートベルト装置。

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