JP3526313B2 - シートベルト装置の膨張構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシートベルト装置の膨張
構造体に係り、特にシートベルト装置の一部に組み込ま
れて衝突時に膨張してシートベルト装置のウェビングを
引き込み、あるいは膨張展開した部位で乗員の移動を拘
束保護可能なシートベルト装置の膨張構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に装備されているシートベ
ルト装置の乗員拘束性能を向上させるために種々の開発
がなされている。一例としてウェビングの一部を膨張可
能な袋状に形成し、通常装着時はこの袋状部分を扇状等
に折り畳んで弱い接着を施し帯状に保形したり（ファン
ホールドタイプ）、折り返し部分をファスナー等の係止
手段により帯状に保形しておき、衝撃作用時にはウェビ
ングに連結されたガス発生装置からの噴出ガスにより袋
状部分を膨張展開させるようにしたシートベルト装置が
提案されている（米国特許第３，８６５，３９８号公報
等参照）。この種の膨張可能な袋状部を有するシートベ
ルト装置（以下、インフレータブルシートベルト装置と
記す。）によれば、乗員に作用する荷重を従来のウェビ
ングより広い面積に分散させることができるので、乗員
の受ける荷重を低減させることができ、安全性をより高
めることができる。

【０００３】ところで、前述のように袋状部分を折り込
んで所定幅の帯状ベルトを形成するタイプのインフレー
タブルシートベルト装置では、袋状部分の折り畳みしろ
が厚くなってかさばるので、装着時にベルトが乗員の身
体にフィットしにくく、またピラーアンカー部のスリッ
プガイドを滑らかに通過しにくい。このためベルト装着
に違和感を感じ、装着率が低下してしまうおそれもあ
る。また、折り畳み部分が接着止めされているので、膨
張展開時に噴出ガスが袋状部分に導入されても膨張部分
がスムーズに展開しにくいという問題もある。

【０００４】そこで、出願人はこれらの問題点を解消し
たインフレータブルシートベルト装置をすでに提案して
いる（特願平４−２１０３５３号、特願平５−７８６２
３号出願参照）。前記出願において、出願人は内部に弾
性袋状体を有した袋状部分を編布構造で構成し、この袋
状部分に緯糸（よこ糸）が十分伸長する構造の織布構造
を採用した発明（以下、本明細書ではこの編布構造から
なる膨張可能な構造の袋状部分全体を「膨張構造体」と
記す。）と、前記袋状部分が膨張展開した際に乗員の胸
部を適正に保持できるように膨張規制部分を設けた発明
を開示した。

【０００５】図８（ａ）は前述のインフレータブルシー
トベルト装置５０の概略構成を示した説明図である。同
図に示したようにウェビングＷの肩ベルトに組み込んだ
編布構造からなる袋状部分５１（膨張構造体）は、衝突
時に作動する図示しないガス発生手段からのガス供給に
より乗員Ｍの胸部付近で紡錘形状に膨張するようになっ
ている。この発明によれば、シートベルト装置の肩ベル
トは通常の装着時において、比較的薄い形状の帯状に保
形され、しかも緊急時には膨張構造体を適正な形状に迅
速に膨張展開させることができ、乗員を有効に拘束保護
できる。

【０００６】一方、出願人は、前述の膨張可能な膨張構
造体５１を車内の固定部に定着されるウェビングＷの端
部に設けてプリテンショナとした発明も提案している
（図８（ｂ）参照）。この発明によれば、衝突を検知し
たセンサからの動作信号をもとにこの膨張構造体を膨張
させ、その際膨張構造体５１の全長が短くなることを利
用して連続ウェビングから構成されている肩ベルト５２
部分とラップベルト５３部分とをそれぞれ図中矢印Ａ、
Ｂ方向に瞬間的に引き込み、プリテンショナとして動作
させることができる。この発明によれば、簡単な構造で
シートベルト装置にプリテンショナ機能を備えることが
できる。このプリテンショナにより乗員に衝突時の慣性
力が作用する前に乗員を座席に拘束し、乗員に作用する
衝撃を最小にすることができる。

【０００７】図９（ａ）は、前述のインフレータブルシ
ートベルト装置の膨張構造体５１としてウェビングＷの
肩ベルト５２の一部分を筒状の編布５５とし、その内部
に袋状のゴム製チューブを挿入させた一例を模式的に示
したものである。同図に示したようにスリップガイドＳ
から肩ベルト５２が構成されており、シリコーンゴム製
の薄膜からなるチューブ５４が偏平な状態でウェビング
Ｗの端部に気密性を保持して接着されている。この弾性
伸び性状の大きいシリコーンゴム製のチューブ５４は偏
平な封筒状をなし、拘束がない状態でチューブ５４内に
ガスが導入されると、風船のように膨張できる。

【０００８】また、このチューブ５４は、これより僅か
に大きな寸法に編まれた筒状で偏平な編布５５内に収容
されている。この編布５５はポリエステル加工糸を使用
した丸編ニットにより構成されており、この丸編ニット
からなる編布５５はベルト長手方向（編地の経方向：た
て方向）に伸びにくく、筒形状の円周が大きくなるよう
な方向（編地の緯方向：よこ方向）に伸びやすい性質を
もっている。さらにこの筒状の編布５５全体を覆うよう
に前述の布製カバー５６が取り付けられている。

【０００９】このような構成からなるインフレータブル
シートベルト装置のベルト部分に所定のガス内圧をかけ
た状態を模式的に示したのが図９（ｂ）である。同図に
示したようにチューブ５４が導入ガスにより膨張すると
丸編ニットからなる編布５５がよこ方向に伸び、筒状に
膨らむ。そして所定の内圧が作用した段階でカバー５６
の生地を縫い合わせた部分の縫糸の一部が破断する。そ
してカバー５６の縫い目５６ａが口をあけるように広が
り、丸編ニットの編布５５に包まれたチューブ５４がそ
の部分からはみ出すように紡錘形状に膨張する。このよ
うにゴム製チューブにガス内圧が作用してチューブが膨
張すると、このチューブを包む袋状の編布構造により全
体の形状が整えられ、細長い紡錘形状になる。このよう
に乗員の胸部等に接するベルト部分の面積が増加するの
で、人体に加わる衝撃が緩和され、乗員を有効に保護す
ることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の膨張
構造体５１のチューブ５４を膨張させるために図示しな
いガス発生装置内の急激な燃焼反応により発生する不活
性ガスが使用されている。このとき導入ガスにより生じ
るチューブ５４内の内圧は膨張時にはＰ＝２〜３ｋｇ／
ｃｍ2になり、さらに衝突時にベルトで乗員の移動を拘
束する際にはＰ＝５〜６ｋｇ／ｃｍ2に上昇する。この
場合にも膨張構造体は有効に膨張形状を保持しなければ
ならない。このとき前述のチューブ５４は内圧により作
用する引張力に対して大きな弾性領域の挙動をとること
ができ、また編布構造部分もよこ方向（編地の緯方向）
に対して十分な伸び性状を示し、チューブ５４の膨張変
形に追従できる。しかし、このように十分な伸びの期待
できる部位に対してこのチューブ５４や編布５５をウェ
ビングに定着する接合部位では変形が拘束されている。
このためチューブ５４等が急激に膨張した際に伸びがこ
の部分で著しく変化し、過度の伸びがチューブ５４内に
部分的に生じるおそれがある。

【００１１】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、シートベルト装置に組み込
まれ、所定タイミングで膨張する膨張構造体の端部が膨
張時にもウェビングに堅固に定着されるようなシートベ
ルト装置の膨張構造体を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、本発明は開口端に連結されたガス発生手段からの
導入ガスにより気密を保持して膨張可能なチューブ状膨
張体と、該チューブ状膨張体を内部に収容するととも
に、前記チューブ状膨張体の膨張変形に追従して略紡錘
形状に膨張展開可能な袋状部とがウェビング端部に連結
されたシートベルト装置の膨張構造体において、前記チ
ューブ状膨張体は、裏返された先端外面が、前記袋状部
の該ウェビングへの縫着部位に接近したウェビング端部
に少なくとも接着部を介して取り付けられ、その先端の
膨張部位が前記袋状部の内面に密着するように膨張変形
することを特徴とする。

【００１３】本発明において、前記袋状部を表面に線状
弱部が形成されたカバーで被覆し、作用する内圧により
該線状弱部を破断させ、略紡錘形状に膨張展開させるよ
うにすることが好ましい。

【００１４】

【作用】本発明によれば、チューブ状膨張体の先端外面
を、裏返し、前記袋状部の該ウェビングへの縫着部位に
接近したウェビング端部に少なくとも接着部を介して取
り付け、その先端の膨張部位が前記袋状部の内面に密着
するように膨張変形するようにしたので、前記チューブ
状膨張体の先端の膨張変形は前記袋状部の変形に確実に
規制され、急激な伸び変化による破損等を防止できる。

【００１５】本発明において、前記袋状部は表面に線状
弱部が形成されたカバーで被覆され、作用内圧により該
線状弱部が破断し、略紡錘形状に膨張展開させるように
したので、前記袋状部に急激な変形を生じさせないで適
正な膨張形状を実現することができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明によるシートベルト装置の膨張構
造体の一実施例を図１及び図２を参照して説明する。図
１は膨張構造体が図示しないガス発生装置からの導入ガ
スにより所定所定形状に膨張している状態を内部の構造
がわかるように示した縦断面図である。

【００１７】同図に示したように膨張構造体１０を構成
する部材（バッグフィルタ１１、チューブ１２、編布１
３、カバー１４：詳細は後述する。）はゴム被覆２１ａ
された端部金具２１の外周部分に互いが密着するように
重層的に被着されている。さらにその外周部分には内面
がゴム被覆２２ａされたかしめ金具２２が嵌着されてい
る。このような端部構成をとることにより膨張構造体１
０は、その端部１０ａにおいて気密性が保持されるとと
もに、高圧の反応ガスが膨張構造体１０内に急激に導入
されても、端部金具２１が離脱、破損することがない。
また、端部金具２１の先端部には図示しないバックル装
置のバックル本体に挿入係合されるタングパイプ２３が
固定されている。本実施例ではガス発生手段はこのバッ
クル装置内に収容されており、ガス発生手段からの発生
ガスは、タングパイプ２３の内部に形成されたガス流通
孔２４と端部金具２１の内部を介して膨張構造体１０内
に導入される。このように本実施例によるタング３は、
端部金具２１とかしめ金具２２とタングパイプ２３とを
組み合わせることにより一体的に構成されている。また
タングパイプ２３の根元部にはラップベルトアンカープ
レート８が嵌着されており、通常のウェビングからなる
ラップベルト７の端部７ａが定着できるようになってい
る。

【００１８】ここで、膨張構造体１０を構成する各部材
について説明する。図１にはチューブ１２内にガス流通
孔２４を介してガスが図中矢印Ａのように導入され、通
常の偏平なベルト状から紡錘形状に膨張する過程が模式
的に示されている。このチューブ１２内には高温の反応
ガスとともに噴出される炭素粉等の燃え渣（残渣）を捕
捉する筒状のバッグフィルタ１１が収容されている。こ
のバッグフィルタ１１は端部が端部金具２１の外周面に
かしめにより定着されている。このバッグフィルタ１１
には高温の細かい燃え滓を捕捉できるとともに、ガスを
自由に透過させる程度の目の細かさの布製フィルタが使
用されている。フィルタの内面には高温の燃え滓が付着
するので、フィルタの材質としては耐熱性を有する生地
を使用するのが良い。

【００１９】チューブ１２はシリコーンゴム製の薄膜構
造からなり、根元部は端部金具２１に定着されるととも
に、先端部１２ａはウェビング１５に接続された接着用
継ぎベルト１６に気密性を保持し、外面が接着面となる
ように部分的に裏返して接着部１８（図２）で接着され
ている。

【００２０】さらにチューブ１２は、これより僅かに大
きな寸法に編まれた筒状の編布１３内に収容されてい
る。この編布１３はポリエステル糸を使用した丸編ニッ
トにより構成されており、この丸編ニットの編布１３は
ベルト長手方向（編地の経方向：たて方向）に伸びにく
く、筒形状の円周が大きくなるような方向（編地の緯方
向：よこ方向）に伸びやすい性質をもっており、チュー
ブ１２の膨張変形に追従してよこ方向が膨張でき、図示
したようにチューブ１２の外面に密着するように編み目
が広がって変形する。

【００２１】さらにこの筒状の編布１３全体を覆うよう
に布製カバー１４が取り付けられている。この布製カバ
ー１４は所定寸法の編布生地（トリコット等）の端部を
縫製し、細長い筒状としたもので、本実施例では膨張構
造体１０の縫いしろ部分全長を細糸（60d）で１回縫い
し、さらに両端部範囲を太糸（630d）を用いて細糸の部
分より細かいピッチで２回縫いされている。このように
中央部分の縫い合わせ部は細糸のみでしか縫着されてい
ないので、チューブ１２が膨張するとこの細糸が切断さ
れ、縫い目が解離する。この部分から編布１３がはみ出
すように膨張する。

【００２２】このとき膨張構造体１０の先端部１０ｂの
端末処理について図２を参照して説明する。同図におい
て、ウェビングの端部には接着用継ぎベルト１６が所定
重ね長を取って接続されている。この接着用継ぎベルト
１６は通常のウェビング１５の幅よりやや細い幅の平織
り生地からなり、図示したように編布１３の端部とカバ
ー１４の端部とともに合成繊維の縫い糸によりウェビン
グ１５と接着用継ぎベルト１６の接合位置に堅固に型縫
いされている。さらに接着用継ぎベルト１６の先端には
チューブ１２の先端が、接着部１８を介在させた状態
で、その外面を接着面として袋状部としての編布１３の
型縫い部１７にごく接近するように接着されている。本
実施例ではチューブ１２の先端１２ａと編布１３の型縫
い端との離れは５ｍｍ程度に設定されているが、この離
れは小さいほど良い。このようにチューブ１２が膨張し
た際にチューブ先端１２ａの膨張部位が編布１３内面に
密着する位置に接着されているので、編布１３の変形と
の兼ね合いでチューブ１２が局部的に急激に膨張するの
を規制できる。なお、接着用継ぎベルト１６を使用せず
にウェビング１５の端部に膨張構造体１０を直接接続す
ることも可能である。

【００２３】図３は膨張構造体１０先端の端末処理の変
形例を示したものである。この変形例ではカバー１４を
省略して示しているが、カバー１４は型縫い時に一緒に
端部を定着しても良いし、ウェビング１５の別位置に縫
着しても良い。同図（ａ）は端部の処理が完成した状態
を示した部分断面図である。同図に示したようにウェビ
ング型縫い部１７の外表面にチューブ１２がその外面が
接着部１８となるように接着されている。同図（ｂ）〜
（ｄ）は同図（ａ）の端末処理部を形成するための手順
を説明するために示した説明図である。同図（ｂ）には
ウェビングの端部に表裏を裏返した状態の編布１３がか
ぶされ、その端部が型縫いされた状態が示されている。
この状態から同図（ｃ）あるいは（ｄ）のようにさらに
チューブ１２をかぶせ、型縫い部１７の凹凸がチューブ
面に現れないように接着剤を僅かに厚く塗布して接着部
１８で接着することが好ましい。同図（ｄ）はチューブ
１２の先端１２ａで型縫い部１７を完全に覆うように接
着部１８を構成した例である。この接着形状によれば気
密性を一層保持できる。このように膨張構造体１０の端
部を「袋縫い」となるように各部を積層して表裏を裏返
して同図（ａ）の状態とする。このように「袋縫い」形
状をとることによりチューブ１２が膨張した際にチュー
ブ１２の先端１２ａ近くの外面が編布１３内面に密着
し、編布１３を押し広げるように膨張することができ
る。

【００２４】図４は、金属製あるいは樹脂成形品からな
るクランプ３０を使用してチューブ１２と編布１３とを
挟着するとともに「袋縫い」により端末処理を施した変
形例を示している。同図（ｃ）に示したようにウェビン
グの端部の外側に裏返しにした編布１３をかぶせてウェ
ビングと編布１３とを接着し、さらにこの接着部分に裏
返したチューブ１２の先端を接着する。先端部は図３
（ｄ）に示したように気密性を高めるために編布１３と
ウェビング端面を接着剤で被覆するようにチューブ１２
を延ばして互いに貼り合わせるように接着部１８を形成
すると良い。その後、同図（ｄ）に示したように積層さ
れたウェビング端部をクランプ３０で挟持する。この状
態で編布１３が外側になるように裏返して膨張構造体１
０として形を整えれば良い。本変形例ではウェビング端
部がクランプ３０により確実に挟着されるので、型縫い
部を省略できるという利点を有する。しかし、接着強度
との兼ね合いで必要に応じて型縫いにより強度増加を図
っても良いことは言うまでもない。

【００２５】ここで型縫いパターンを変えて、ウェビン
グの引張り方向に十分な強度を有するとともにチューブ
膨張時の型縫い部分が拡張する方向への変形を押さえる
ようにした実施例を図５及び図６を参照して説明する。
通常、型縫いは編布１３とウェビング１５との引張り抵
抗性（図６（ａ）参照）を考慮して図５（ａ）のような
型縫いパターンで縫着される。しかし、このパターン及
び使用糸の強度ではチューブ１２及び編布１３が図６
（ｂ）のように膨張した際の作用内圧により型縫い部分
が広がってしまい、編布１３の変形が大きく、チューブ
１２と編布１３との間に隙間ができてしまう。そこで、
図５（ｂ）に示したような型縫いパターンとし、使用糸
の引張強度も高いものとした。これにより図６（ｂ）の
矢印ように作用する引張力に対して十分な変形抵抗性を
示す。このためチューブ１２の先端を閉塞しただけでも
チューブ１２は破れることなく膨張できる。

【００２６】図７は布製カバー１４の変形例として樹脂
製カバーを使用した例を示したものである。同図
（ａ），（ｃ）は通常装着時にベルト状に保形された膨
張構造体１０を示しており、その外側表面には塩化ビニ
ル樹脂製（ＰＶＣ）カバー１４が装着されている。同図
（ａ）に示したカバー１４の表面には直線状のミシン目
１４ａが形成されており、同図（ｂ）に示したようにガ
ス発生装置からガスが導入されると、このミシン目１４
ａが裂けてカバー１４内に収容されていた編布１３が裂
け目からはみ出すように膨張し、カバー１４両端はほぼ
筒状に膨張するだけで、膨張構造体１０は全体として略
紡錘形状に膨張することができる。同図（ｃ）は長手方
向に螺旋状にミシン目１４ａを形成するとともに、この
ミシン目１４ａの両端部近くにこのミシン目１４ａと交
差するようにリング状に他のミシン目１４ｂを形成し、
ガス導入と同時にカバー１４の一部１４ｃが離脱し、両
端部のみにカバー１４が残るようにした変形例を示して
いる。同図（ｃ）に示したように長手方向のミシン目１
４ａの端部をリング状のミシン目１４ｂより外側に延設
させたので、同図（ｄ）に示したように膨張した編布１
３の端部を滑らかな形状を保持して筒状部分につなげる
ことができる。

【００２７】本変形例ではミシン目に代えて樹脂の肉厚
の薄い線状の弱部を形成し、この部分が裂けるようにし
ても同様の効果を得ることができる。また、カバーの材
質としては、ＰＶＣの他、柔軟性を有する各種の合成樹
脂製品を適用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、急激に膨張する膨張構造体を確実に動作させ
ることができ、シートベルト装置の動作精度をより一層
向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による膨張構造体の一実施例を示した縦
断面図。

【図２】図１に示した膨張構造体の筒先部分を拡大して
示した部分拡大断面図。

【図３】図２に示した筒先部分の端末処理の変形例を示
した部分断面図。

【図４】筒先部分の端末処理の変形例を示した部分断面
図。

【図５】膨張構造体の端末処理の型縫い部のパターン例
を示した型縫い部部分図。

【図６】型縫い部に作用する引張力の方向を模式的に示
した部分断面図。

【図７】膨張構造体のカバーの変形例を示した説明図。

【図８】従来の膨張構造体を組み込んだシートベルト装
置の装着状態の一例を模式的に示した状態説明図。

【図９】従来の膨張構造体の膨張動作を模式的に説明し
た動作説明図。

【符号の説明】

１０ 膨張構造体 １１ バッグフィルタ １２ チューブ １３ 編布 １４ カバー １５ ウェビング１８ 接着部 ３０ クランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/16 - 21/32 B60R 22/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開口端に連結されたガス発生手段からの導
   入ガスにより気密を保持して膨張可能なチューブ状膨張
   体と、該チューブ状膨張体を内部に収容するとともに、
   前記チューブ状膨張体の膨張変形に追従して略紡錘形状
   に膨張展開可能な袋状部とがウェビング端部に連結され
   たシートベルト装置の膨張構造体において、前記チュー
   ブ状膨張体は、裏返された先端外面が、前記袋状部の該
   ウェビングへの縫着部位に接近したウェビング端部に少
   なくとも接着部を介して取り付けられ、その先端の膨張
   部位が前記袋状部の内面に密着するように膨張変形する
   ことを特徴とするシートベルト装置の膨張構造体。
2. 【請求項２】前記袋状部は表面に線状弱部が形成された
   カバーで被覆され、作用内圧により該線状弱部が破断
   し、略紡錘形状に膨張展開することを特徴とする請求項
   １に記載のシートベルト装置の膨張構造体。