JP2013006476A - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置体格を小型化することができる車両用乗員保護装置を提供する。
【解決手段】アクティブニーボルスター装置２のシリンダ１１が駆動すると、ワイヤ１７を介してテザー部９が引っ張られる。このとき、テザー部９が張ると、このテザー部９によってアクティブニーパネル４が裏面側から押される。これにより、テザー部９がアクティブニーパネル４を乗員側に押し出し、アクティブニーパネル４を押出位置に位置させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車両が急減速したとき、例えば下肢支持体にて乗員の下肢を衝撃から保護する車両用乗員保護装置に関する。

近年、車両においては、車両走行時の乗員の安全を確保するために、車両急減速時に乗員の下肢を保護する装置として、アクティブニーボルスター装置を搭載することが検討されている。アクティブニーボルスター装置は、車両が急減速したとき、アクティブニーパネルを乗員側に押し出して、このアクティブニーパネルで乗員の下肢を押さえ付けて乗員を保護するものである（特許文献１等参照）。

特許文献１は、回転ヒンジとリンク機構とを用い、リンク部が長孔にて摺動することにより、アクティブニーパネルを乗員側に押し出す構造をとる。また、特許文献１の場合、アクティブニーパネルを押し出す際の駆動源となるインフレータ（駆動手段）は、駆動出力が押出動作をとるものでもある。つまり、インフレータの駆動出力を押出方向で使用している。

特開２００５−３４３３４５号公報

しかし、特許文献１では、アクティブニーパネルを押し出すとき、部材を長孔で摺動させて可動させるので、摺動箇所でインフレータ出力のエネルギーをロスすることになり、出力効率がよくないという問題があった。このため、アクティブニーパネルの確実な動作を確保するには、体格の大きなインフレータを使用せざるを得ず、装置体格が大型化する懸念があった。

また、インフレータを押出方向で使用した場合には、その押出しストロークを確保する必要が生じるので、部品のレイアウトが限定されてしまうことになる。このように、部品配置のレイアウト性が低いと、部品レイアウトが一義的に決まってしまうので、装置の配置スペースを有効利用することができず、これが体格大型化に支障を来す問題に繋がっていた。

本発明の目的は、装置体格を小型化することができる車両用乗員保護装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、下肢支持体を乗員側に移動させることにより、当該下肢支持体にて乗員の下肢を支持し、該乗員を衝撃から保護する車両用乗員保護装置において、非作動時、前記下肢支持体を裏面から撓んだ状態で支持する可撓部と、前記下肢支持体の前記乗員側への移動を案内する案内部と、駆動出力が引き動作をとり、当該引き動作によって前記可撓部を引っ張って保持するとき、収納位置に位置する前記下肢支持体を、前記可撓部の張りによって前記乗員側に押し出すことにより、当該下肢支持体を乗員側に位置させる駆動手段とを備えたことを要旨とする。

本発明の構成によれば、例えば車両が急減速するとき、駆動手段の引き動作にて可撓部を引っ張り、この引っ張りにて張る可撓部によって下肢支持体を裏面側から押すことにより、下肢支持体を案内部にて案内しながら、下肢支持体を押出位置に位置させる。このため、本構成では、駆動手段の駆動力にて下肢支持体を押し出す際、駆動手段で単に可撓部を張らせて下肢支持体を裏面側から押すだけの動作で済むので、駆動手段のエネルギーを効率よく使用することが可能となる。よって、小型の駆動手段を使用しても問題がないので、車両用乗員保護装置の体格の小型化が可能となる。

また、駆動手段を引き方向で使用するようにすれば、例えばワイヤ等の連結体によって可撓部を引くことによって、下肢支持体を押出位置に位置させることが可能となる。このように、ワイヤ等の連結体が使用可能となれば、駆動手段の配置自由度が増すので、結果、部品のレイアウト性が向上する。このため、効率のよい部品配置が可能となるので、装置体格の小型化に一層寄与する。

本発明では、前記下肢支持体は、壁面が複数箇所にて肉取りされたクラッシュボックス構造をとることを要旨とする。この構成によれば、押出位置の下肢支持体で乗員の下肢を支持するとき、下肢支持体に大荷重が入力されても、このときの衝撃にて下肢支持体自体が座屈（破損）することにより、衝撃が吸収される。このため、乗員に大きな負荷がかからずに済むので、乗員の安全確保に一層効果が高くなる。

本発明では、前記駆動手段は、駆動出力方向が車体幅方向を向くように配置されていることを要旨とする。この構成によれば、駆動手段の長手方向が車体前後方向に飛び出さずに済むので、車両用乗員保護装置の車体前後方向における装置体格を小型化することが可能となる。

本発明によれば、車両用乗員保護装置において装置体格を小型化することができる。

一実施形態のアクティブニーボルスター装置の外観を示す側面図。 アクティブニーボルスター装置の平面図。 収納位置をとるアクティブニーボルスター装置の斜視図。 押出位置をとるアクティブニーボルスター装置の斜視図。 （ａ）はアクティブニーパネルを車両前方から見た斜視図、（ｂ）はアクティブニーパネルを車両後方から見た斜視図。 アクティブニーボルスター装置の電気構成を示すブロック図。 アクティブニーパネルで大荷重を吸収するときの様子を示す模式図。

以下、本発明を具体化した車両用乗員保護装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１及び図２に示すように、車両１には、車両１が急減速したときに乗員の下肢を支持して、乗員を衝撃から保護するアクティブニーボルスター装置２が設けられている。アクティブニーボルスター装置２は、車両１のインストルメントパネル３の下方に収納されている。アクティブニーボルスター装置２は、車両１に急減速が生じたことを検出すると、アクティブニーパネル（アクティブニーボルスター）４を乗員側に飛び出させ、アクティブニーパネル４で乗員の下肢を支持する。なお、アクティブニーボルスター装置２が車両用乗員保護装置に相当し、アクティブニーパネル４が下肢支持体に相当する。

図１に示すように、インストルメントパネル３の下方には、車体幅方向（図１の紙面奥行き方向）に延びるインパネリインフォース５が設けられ、このインパネリインフォース５にアクティブニーボルスター装置２が取り付けられている。アクティブニーボルスター装置２は、板状の取り付けブラケット６を介してインパネリインフォース５に取り付け固定されている。

図２に示すように、アクティブニーボルスター装置２には、前述したアクティブニーパネル４と、車両急減速時にアクティブニーパネル４を乗員側（車両後方）に突出させるパネル可動機構７とが設けられている。アクティブニーパネル４は、樹脂材が使用されるとともに、表面が周囲のインストルメントパネル３の形状に合わせて湾曲状に形成されている。また、アクティブニーパネル４は、１枚で乗員の左右の脚を押さえることが可能な面積に形成されている。

図２〜図４に示すように、パネル可動機構７には、アクティブニーパネル４の裏面に形成された押込突部８と、押込突部８と共同してアクティブニーパネル４を車両後方に押し出すテザー部９と、車両後方へのアクティブニーパネル４の直線移動（スライド移動）を案内するガイド部１０（図３に図示）と、アクティブニーパネル４を可動させる際の駆動源となるシリンダ１１とが設けられている。なお、押込突部８及びガイド部１０が案内部を構成し、テザー部９が可撓部に相当し、シリンダ１１が駆動手段に相当する。

押込突部８は、略直方体形状を呈するとともに、アクティブニーパネル４の裏面に広く形成されている。押込突部８は、非作動時（図３に示す収納位置のとき）、テザー部９を撓ませておく部分であって、テザー部９が引っ張りにより張ったとき、このテザー部９により押されて、アクティブニーパネル４を車両後方に押す箇所である。本例のアクティブニーパネル４は、この押込突部８と、乗員の下肢の当て面となる本体部１２とを有する。アクティブニーパネル４の上面には、車両１のコラムチューブ（図示略）を通すための通し溝１３が形成されている。

図３に示すように、ガイド部１０は、アクティブニーパネル４の両側面に形成された複数のガイド溝１４と、インストルメントパネル３の内面壁に形成されたガイド突１５とからなる。ガイド溝１４は、車体前後方向（図３のＸ軸方向）に延びるとともに、車体高さ方向（図３のＺ軸方向）に２つ並設されている。また、ガイド突１５は、例えばインストルメントパネル３の内面に一対設けられている。アクティブニーパネル４がテザー部９によって裏面から押されたとき、アクティブニーパネル４はガイド溝１４及びガイド突１５に案内されて車両後方に移動する。

図３及び図４に示すように、アクティブニーパネル４の裏面側には、車体高さ方向（図３及び図４のＺ軸方向）に延びる複数（本例は３つ）の軸部１７が架設されている。本例の軸部１７は、車体幅方向の一方側（紙面右側）に１つ配置され、車体幅方向の他方側（紙面左側）に２つ並び配置されている。なお、本例の場合、図３及び図４の紙面右側の軸部１７ａは、テザー部９の終端を巻き付ける役目を持つので、巻付軸部１７ａと記す。また、図３及び図４の紙面左側の一対の軸部１７ｂ，１７ｂは、テザー部９を摺動させる役目を持つので、摺動軸部１７ｂ，１７ｂと記す。

テザー部９は、例えば帯状の布からなり、軸部１７ａ，１７ｂ，１７ｂに巻き付けられている。テザー部９は、いわゆる力布であって自在に撓むことが可能であり、アクティブニーパネル４を裏面側から支持する。本例のテザー部９は、一端（終端）が巻付軸部１７ａに取り外し不能に巻き付けられるとともに、他端側（開放側）が２つの摺動軸部１７ｂ，１７ｂに対し摺動可能に外巻きされ、この端部に形成された延設部１８がワイヤ１９を介してシリンダ１１に接続されている。本例のテザー部９は、手前側に巻き取られて張ることにより、アクティブニーパネル４を車両後方に押す役目を持つ。

本例のパネル可動機構７は、アクティブニーパネル４が図３に示す手前側に位置してテザー部９が撓む状態をとるとき、アクティブニーパネル４を奥に引き込む位置、つまりアクティブニーパネル４を奥に収納する収納位置をとる。一方、パネル可動機構７は、テザー部９が張ってアクティブニーパネル４が車両後方（図３の矢印Ａ１方向）に移動すると、図４に示すように、テザー部９を乗員側に突出させる位置、つまりアクティブニーパネル４を乗員側に押し出す押出位置をとる。

図２〜図４に示すように、シリンダ１１には、シリンダ本体２０内で動くピストン２１と、ピストン２１の駆動源となるガス発生体２２とが設けられている。シリンダ１１は、ピストン２１がワイヤ１９を介してテザー部９に連結されている。図３の拡大図に示すように、ピストン２１は、シリンダ本体２０の端部に形成された開口孔２３を通じて、ワイヤ１９に繋がっている。開口孔２３は、ピストン２１内の気密性確保のために、径の小さな孔にて形成される。

ガス発生体２２は、通電により爆発し、ガスをピストン２１に供給する。本例のシリンダ１１は、ガス発生時、ピストン２１を引き方向（図２の＋Ｙ軸方向）に駆動して、ワイヤ１９（テザー部９）を手前側に引く動作をとる。つまり、本例のピストン２１は、駆動出力が引き動作をとるとともに、この引き動作によってテザー部９を巻き取る。ピストン２１は、ワイヤ１９を巻き取ったとき、内部のロック機構（図示略）によってワイヤ１９を引き込み位置にて保持する。

また、本例のシリンダ１１は、ピストン２１の駆動出力方向（図２の矢印Ｒ方向）が車体幅方向（図２のＹ軸方向）と略平行の向きをとっている。つまり、本例のシリンダ１１は、長手方向を車体幅方向に沿わせることにより、略横向きに配置されている。シリンダ１１は、非作動時（ガス非発生時）、パネル可動機構７を駆動させずアクティブニーパネル４を収納位置に位置させ、ガス発生体２２からガスが供給されると、テザー部９を引いて張った状態にし、アクティブニーパネル４を押出位置に位置させる。

図５に示すように、アクティブニーパネル４は、壁面において複数箇所が肉取りされたクラッシュボックス構造をなしている。本例の場合、アクティブニーパネル４は、内部が中空状に形成され、アクティブニーパネル４の上部が網目状のメッシュ部２４として形成されている。メッシュ部２４は、細長いリブ２５を斜めに格子状に組むことにより形成される。メッシュ部２４は、アクティブニーパネル４に大荷重が入力されたとき、アクティブニーパネル４の座屈を助長して、衝撃を効果的に吸収する役目を持つ。よって、本例のアクティブニーパネル４は、乗員の下肢から大荷重を入力したとき、自身が座屈（破損）することによって大荷重を吸収する。

図６に示すように、アクティブニーボルスター装置２には、アクティブニーボルスター装置２の動作を制御する制御部２６が設けられている。制御部２６の入力側には、車両１の加速度を検出する加速度センサ２７が接続されている。また、制御部２６の出力側には、前述したシリンダ１１の他に、乗員の上肢を保護するエアバック装置２８が接続されている。制御部２６は、加速度センサ２７からの検出信号を基に、車両１に急減速が発生したことを確認すると、シリンダ１１（アクティブニーボルスター装置２）やエアバック装置２８を駆動する。

次に、本例のアクティブニーボルスター装置２の動作を、図２〜図４、図７を用いて説明する。
図２の実線や図３に示すように、アクティブニーボルスター装置２は、非作動時、アクティブニーパネル４が奥に引き込むとともにテザー部９が撓む状態をとることによって、アクティブニーパネル４が奥に収納された収納位置をとっている。このため、アクティブニーパネル４が乗員側に飛び出しておらず、シートに着座した乗員の下肢にアクティブニーパネル４が接触してしまうことがないので、アクティブニーパネル４が邪魔になることはない。

制御部２６は、加速度センサ２７の検出信号を基に、車両１に急減速が発生したことを確認すると、ガス発生体２２に通電する。これにより、ガス発生体２２が爆発し、ガス発生体２２から高圧ガスがシリンダ１１内に流入する。高圧ガスがシリンダ１１内に流入すると、ピストン２１はシリンダ１１の奥側（図３の矢印Ｒ１方向）に移動し、シリンダ１１内のピストン２１がワイヤ１９及びテザー部９を手前側に引っ張る。

本例の場合、テザー部９の終端が巻付軸部１７ａに巻き付け固定されているので、シリンダ１１がテザー部９を引っ張ると、テザー部９は一対の摺動軸部１７ｂ，１７ｂを滑りながら、最終的に張る状態をとる。このとき、テザー部９の張りにより、テザー部９がアクティブニーパネル４の押込突部８を裏面から押す動きをとる。これにより、アクティブニーパネル４がガイド部１０に案内されて車体後方、つまり乗員側に直線移動する動きをとる。

そして、図２の一点鎖線や図４に示すように、テザー部９がシリンダ１１の引っ張りによって最大量張ると、アクティブニーパネル４が大きく乗員側に突出し、アクティブニーパネル４が押出位置に切り換わる。よって、車両１が急減速したとき、乗員の下肢がアクティブニーパネル４にて保護される。

また、図７に示すように、アクティブニーパネル４で乗員の下肢を支持したとき、アクティブニーパネル４に大荷重が入力された際には、クラッシュボックス構造をとるアクティブニーパネル４がメッシュ部２４において座屈（破壊）することにより、アクティブニーパネル４に入力された大荷重を吸収する。これにより、乗員の下肢に過度な衝撃が加わらないので、乗員の下肢の安全な保護に効果が高くなる。

以上により、本例においては、シリンダ１１を駆動源としてアクティブニーパネル４を可動させるとき、シリンダ１１で単にテザー部９を引いて、テザー部９の張りでアクティブニーパネル４を裏面から押し出すだけの動作で済む。このため、部材同士間の無駄な摺動部分がなく、シリンダ１１でアクティブニーパネル４を可動させる際のエネルギー効率がよくなる。よって、小型のシリンダ１１を使用しても、アクティブニーパネル４を押出位置に移動させることが可能となるので、アクティブニーボルスター装置２の装置体格の小型化に繋がる。

また、駆動出力が引き動作をとるシリンダ１１を用い、このシリンダ１１でワイヤ１９を引っ張ることによりアクティブニーパネル４を裏面から押して、アクティブニーパネル４を押出位置に位置させる。よって、本例のようにワイヤ１９でテザー部９とシリンダ１１とを繋ぐようにすれば、ワイヤ１９を延ばせる全ての箇所がシリンダ１１の配置箇所として使用可能となるので、部品配置のレイアウト性が向上する。このため、部品の配置スペースの有効利用が可能となるので、装置小型化に一層寄与する。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）アクティブニーパネル４を押出位置に可動するとき、シリンダ１１で単にテザー部９を張らせてアクティブニーパネル４を裏面側から押すだけの動作で済むので、シリンダ１１のエネルギー効率がよいと言える。よって、シリンダ１１の小型化が可能となり、ひいてはアクティブニーボルスター装置２の装置体格を小型化することができる。また、シリンダ１１を引き動作（引っ張り方向）で使用し、ワイヤ１９でテザー部９を引く動作によってアクティブニーパネル４を収納位置から押出位置に切り換える。よって、シリンダ１１はワイヤ１９で繋がりが維持される箇所であれば、どこでも配置可能となるので、レイアウト性が向上する。このため、効率のよい部品配置が可能となるので、アクティブニーボルスター装置２の体格小型化に寄与する。

（２）比較的重量の軽いテザー部９や軸部１７によって、アクティブニーパネル４を押し出すことが可能である。よって、例えば重量の重い鉄板等を使用せずに済むので、アクティブニーボルスター装置２を軽量化することができる。

（３）押出位置のアクティブニーパネル４で乗員の下肢を支持したとき、仮に大荷重がアクティブニーパネル４に入力された際には、クラッシュボックス構造をとるアクティブニーパネル４自体が座屈（破壊）することにより、大荷重が吸収される。よって、乗員の下肢に大きな負荷がかからずに済むので、乗員の安全確保に一層効果が高くなる。

（４）テザー部９によってアクティブニーパネル４を裏面から押し出し支持するので、乗員の下肢がアクティブニーパネル４に衝突しても、このときの衝撃をテザー部９の張力で効果的に吸収することが可能となる。よって、アクティブニーパネル４に乗員の下肢が衝突したときに下肢にかかる衝撃を、好適な吸収力で受け止めることができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・押出位置のアクティブニーパネル４に大荷重が入力されたときの大荷重吸収は、テザー部９の撓みや、アクティブニーパネル４のクラッシュボックス構造で吸収することに限定されない。例えば、アクティブニーパネル４の表面に、例えばスポンジ等の吸収部材を取り付け、この吸収部材にて大荷重を吸収してもよい。

・車両急減速の有無判定は、加速度センサ２７からの検出信号を基に判断する方式をとることに限定されない。例えば、車両１に衝撃センサを搭載し、衝撃センサのセンサ出力にて衝撃有無を判断するなど、他の方式に適宜変更可能である。

・メッシュ部２４は、アクティブニーパネル４の上壁に形成されることに限定されず、例えば裏面壁など、他の場所に変更可能である。また、メッシュ部２４は、アクティブニーパネル４において部分的に形成されることに限定されず、アクティブニーパネル４全体に形成されてもよい。

・メッシュ部２４は、リブ２５を斜めに格子状に組んだ形状に限らず、隙間を有する形状であれば、他の形状に変更可能である。
・アクティブニーパネル４は、押込突部８と本体部１２とが一体となった部材となっていることに限定されず、別々の部品を組み付けることにより形成されてもよい。

・アクティブニーパネル４は、実施形態に述べたようなボックス形状（箱形状）に限定されず、例えば単なる板状の部材など、他の形状に変更してもよい。
・アクティブニーパネル４は、表面が湾曲状を呈する形状をとることに限定されず、例えば真っ直ぐな平らな形状など、適宜変更可能である。

・下肢支持体は、パネル状の部材（アクティブニーパネル４）に限定されず、乗員の下肢を支持できる形状であれば、他の形状に変更してよい。
・押込突部８は、アクティブニーパネル４の裏面に直方体状に形成された１つの部材であることに限定されず、例えば複数の突から形成してもよい。また、押込突部８は、直方体形状に限定されず、例えば三角状や半円状など、他の形状に変更可能である。

・ガイド部１０は、アクティブニーパネル４の側壁に形成されることに限定されず、例えばアクティブニーパネル４の上面及び下面に形成するなど、形成場所を変更してもよい。

・案内部は、レール状のガイド部１０に限定されず、他の形状や機構を採用してもよい。
・テザー部９とシリンダ１１とを繋ぐ連結体は、ワイヤ１９に限定されず、他の部材に変更可能である。

・シリンダ１１を車体幅方向（横方向）に配置するとき、駆動出力方向（図２の矢印Ｒ方向）がきっちりと車体幅方向を向くことに限定されず、若干量の傾きを含むものとする。

・ワイヤ１９のロック機構は、シリンダ１１の外に別部材として設けてもよい。
・駆動手段は、ガスによりピストン２１が動くシリンダ１１に限定されず、他の種類を使用可能である。

・可撓部は、実施形態で述べたテザー部９に限らず、他の帯状部材を使用してもよい。
・可撓部は、帯状の部材（テザー部９）に限定されず、線状の部材（例えば、紐やワイヤ等）を使用してもよい。

・可撓部を線状の部材（例えば、紐やワイヤ等）とした場合、可撓部と連結体とを同一の線状の部材としてもよい。この場合、部品点数を削減することができる。
・アクティブニーボルスター装置２（パネル可動機構７）は、テザー部９の張りによりレール状のガイド部１０に案内されて車両後方に動く構造をとることに限定されず、テザー部９の張りにてアクティブニーパネル４が押出方向に移動できるものであれば、他の構造に適宜変更可能である。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記可撓部は、帯状のテザー部である。この構成によれば、テザー部によって下肢支持体を裏面から押し出し支持するので、下肢支持体が押出位置に位置したとき、車両急減速が要因で乗員の下肢が下肢支持体に衝突しても、この衝撃をテザー部の張力で受けることが可能となる。よって、下肢が下肢支持体に衝突しても、このときの衝撃がテザー部の張力にて吸収されるので、乗員の下肢に過度の負荷がかからずに済む。このため、下肢支持体で乗員の下肢を支持するとき、乗員の下肢にかかる衝撃を好適な吸収力で受け止めることが可能となる。

（ロ）請求項１〜３、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記案内部は、ガイド突がガイド溝に沿って直線状に動くレール機構である。この構成によれば、案内部を簡素な構成で済ませることが可能となる。

１…車両、２…車両用乗員保護装置としてのアクティブニーボルスター装置、４…下肢支持体としてのアクティブニーパネル、８…案内部を構成する押込突部、９…可撓部としてのテザー部、１０…案内部を構成するガイド部、１１…駆動手段としてのシリンダ。

Claims (3)

1. 下肢支持体を乗員側に移動させることにより、当該下肢支持体にて乗員の下肢を支持し、該乗員を衝撃から保護する車両用乗員保護装置において、
   非作動時、前記下肢支持体を裏面から撓んだ状態で支持する可撓部と、
   前記下肢支持体の前記乗員側への移動を案内する案内部と、
   駆動出力が引き動作をとり、当該引き動作によって前記可撓部を引っ張って保持するとき、収納位置に位置する前記下肢支持体を、前記可撓部の張りによって前記乗員側に押し出すことにより、当該下肢支持体を乗員側に位置させる駆動手段と
   を備えたことを特徴とする車両用乗員保護装置。
2. 前記下肢支持体は、壁面が複数箇所にて肉取りされたクラッシュボックス構造をとる
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
3. 前記駆動手段は、駆動出力方向が車体幅方向を向くように配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置。

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