JP3589652B2 - 車両シート用安全機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両シートに施され車両事故が生じた際に機能する車両シート用安全機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から三点式安全ベルトのような車両シートに対して乗員を固定する方式に加えて乗員が固定される車両シート側の衝撃に対する強度を向上させるという発想がある。例えば特開２００１−２１３２１１号にはヘッドレストと車両の天井間にウェビング部材を配設する技術が公開されている。この出願においてはシートバックに衝撃荷重が加わるとリトラクターに巻き取りされているベルト体（ウェビング部材）がロックされヘッドレストがしっかりと保持されるため特に頭部が保護されるという効果を奏するものである。
ところで、車両シートを天井側でこのようにベルト体のような補強部材によって保持させる場合にこのベルト体が邪魔となって後席の乗員の居住性を損なってしまったり乗降の際に邪魔になったりするという問題が生ずる。そのため、例えば上記特開２００１−２１３２１１号に開示されるようにベルト体（ウェビング部材）を後席方向に進出させずになるべくシートバックの上方に向かって略垂直となるように配置することが好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらベルト体をこのような配置とした場合にはシートバックの形状特性、つまり乗車状態においてシートバックが後傾しているためシートバックに対する衝撃にベルト体が効率的に対処することができない場合がある。
図１３及び図１４に示すように、ベルト体１００によって補強された車両シート１０１において、車両が後方から衝突された場合（以下後突という）を想定するとシートバック１０１には基部Ｏを中心に後転（後倒）する回転モーメントが付与される。つまりその場合には回転モーメントの発生によってベルト体はロックされるためシートバックの後転運動はベルト体によって支えられる。衝撃により生じる回転モーメントに対してベルト体はこの反力となるように素直に作用するわけである。
一方、逆に車両が前方に衝突した場合（以下前突という）を想定するとシートバック１０１には基部Ｏを中心に前転（前倒）する回転モーメントが付与される。しかし、後突の場合とは異なりシートバック１０１の前転（前倒）によってベルト体は緩むこととなって直ちにロックされることはない。理論的には前突においては図１４に示すようにベルト体１００の基部Ｑとシートバック１０１の回転中心を結ぶ直線Ｐを越える位置で初めてベルト体による引っ張るような反力が発生することとなる。
つまりシートバック１０１は前突することで結果的にベルト体１００で拘束されるものの初期段階ではベルト体１００の拘束を受けないフリー状態が生じベルト体の衝撃を吸収する作用を十全に発揮できないこととなってしまう。
更に、前突の場合にはシートバック１０１にかかる衝撃荷重は後突に比べてより大きなものとなる要素がある。例えば、後席に人が座っている場合には前突によってこの者がシートバック１０１に衝突してくる可能性がある。また、シートバック１０１に後席乗車員用のエアーバッグを装着した場合にはこの作動による衝撃（反力）によってシートバック１０１を前転（前倒）させる回転モーメントが生じることとなる。
このようにシートバック１０１をベルト体１００で補強する場合には前突した場合の方が後突した場合よりも衝撃を支える必要性が強いためより前突に対する対処として有効な手段が求められていた。
本発明はこのような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは衝突時に車両シートを補強するベルト体において特に前突時の衝撃に対して有効に対処しうる車両シート用安全機構を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明では、座面と、同座面後方に立設されたシートバックとを有する車両シートと、同シートバックよりも上方位置に配設されたリトラクターと、同シートバック上部位置に一端側が連結される一方、他端側が同リトラクターに連結され、同リトラクターによって常時は巻き取り方向に付勢されつつも反巻き取り方向への引き出しが許容され、車両への所定以上の加速度に基づいて反巻き取り方向への引き出しが不能となるベルト体とを備えた車両シート用安全機構において、前記リトラクターを前記シートバックより後方位置に配置し、前記シートバック上部位置から延出された前記ベルト体を同シートバック上方に配置した迂回機構を介して迂回させて前記リトラクターに至らしめる一方、車両への所定以上の前方加速度に基づいて同迂回機構との係合を解除させるとともに、同前方加速度の発生又は同迂回機構との係合解除に基づいて同リトラクターのプリテンショナー装置を作動させ、同ベルト体を巻き取るようにしたことをその要旨とする。
請求項２に記載の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記リトラクターは車両の天井内部に収納され、前記ベルト体は前記迂回機構から同リトラクターに至る間において車両の天井内部に収納されるようにしたことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記迂回機構は車両への所定以上の後方加速度に基づいて前記ベルト体との係合関係をロック状態とするようにしたことををその要旨とする。
【０００５】
上記のような構成では次のような作用が生じる。すなわち、車両に所定以上の前方加速度、具体的には前方に向かって衝突したり、急激に減速した場合等においては車両シートのシートバックが基部を中心に前転（前倒）するような強い回転モーメントが発生することとなる。この時、常時はシートバックから迂回機構方向、つまり上方に延出されるベルト体は同迂回機構との係合が解除されるため斜め後方上部のリトラクターと直結状態とされる。この時、シートバックに作用する回転モーメントによって後傾状態のシートバックが前転（前倒）し初めてベルト体のシートバックに対するリトラクターからの通常の巻き取り作用による張力は喪失することとなる。しかし、同時にリトラクターはプリテンショナー装置を作動させ同ベルト体を急激に巻き取る。その結果、ベルト体がシートバックの回転モーメントに抗する反力を生じさせシートバックが前転（前倒）を阻止することができる。この時、ベルト体と同迂回機構との係合解除に伴いリトラクターによって直結されたベルト体は斜め後方上部方向が反力方向となる。すなわちシートバックはシートバックの回転モーメントに対する反力方向のベクトル方向に近い方向から支えられることとなりシートバックの前転（前倒）が防止される。ここに、リトラクターは車両の天井内部に収納されることが好ましい。その結果、常時は迂回機構からリトラクターに至る間においてベルト体は車両の天井内部に収納されることとなる。従って、後席における乗降や後席の居住性が維持される。
また、車両に所定以上の後方加速度、具体的には追突された場合等においてはベルト体と同迂回機構との係合が解除されないように係合関係をロック状態とすることが好ましい。後方加速度に際しては車両シートのシートバックが基部を中心に後転（つまり後方に倒伏するように）するような強い回転モーメントが発生することとなる。このような作用を防止するためにはベルト体はリトラクターと直結されるよりも迂回機構方向、つまり上方に向かって延出されたままで保持されるほうがよいからである。
【０００６】
【発明の効果】
上記発明によればシートバックはシートバックが基部を中心に前転（前倒）するような回転モーメントに対し斜め後方上部方向への反力によって支えられることとなる。その結果、シートバックの前転（前倒）が効率的に防止されることとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
まず、本発明に関連する車両内部の概略構成について説明する。図８〜図１０に示すように、本実施の形態の車両の前席のシート１１はシートバック１２とシートクッション１３とから構成されている。シートクッション１３は設置フレーム１４上に固定されている。シートバック１２は図示しないリクライニング機構によってリクライニング可能とされ、図示しないスライド機構によってシート１１は設置フレーム１４に対して前後方向に移動可能とされている。
設置フレーム１４にはセンターピラー１５に取り付けられた三点式ベルト１６を固定するためのホルダー１７が取り付けられている。本実施の形態ではシートバック１２の裏面にエアバッグ装置１８が配設されている。エアバッグ装置１８はステアリング１９内にも内蔵されている。
シートバック１２の上部にはヘッドレスト２０が装着されている。本実施の形態ではヘッドレスト２０はシートバック１２の骨格となる支持フレーム２１の上部露出部２１ａに固着されている。
上部露出部２１ａにはホルダー２３を介してベルト体２５の先端が連結されている。ベルト体２５の基部側は上方に延出され車両の天井２７の内部に導かれている。天井２７にはガイド部材としてのガイドハンガー２８が配設されている。図１及び図２に示すように、ガイドハンガー２８の上部位置（天井２７の内部）にはベルト巻き取りユニット３０が配設されている。以下、ガイドハンガー２８及びベルト巻き取りユニット３０について詳述する。
【０００８】
図１及び図２に示すように、天井２７には開口部３１が形成されている。開口部３１は同両図に示すように通常の前席シートバック１２のセット位置においてその裏面付近から後方にかけて形成されている。同開口部３１位置にはガイドハンガー２８が配設されている。図６に示すように、ガイドハンガー２８は左右に配された一対のホッケースティック形のベースフレーム３２と、同ベースフレーム３２を連結する前後の連結フレーム３３とによって略方形の平面骨格を成している。
前側の連結フレーム３３には係合フレーム３５が併設されている。係合フレーム３５には水平に延出された互いに平行な上下の係合バー３６，３７が形成されている。下方側係合バー３７は迂回させられたベルト体２５が方向転換する部分であってその外周面はベルト体２５の進退に支障がないように曲面状（案内面が形成）とされている。
ガイドハンガー２８はベースフレーム３２の後部寄りに形成された軸受け３４を介して支持軸３８によって片持ちに支持されている。ガイドハンガー２８は開口部３１を塞ぐ位置（これを常態位置という）と支持軸３８を中心として下方に回動した落下位置との両位置を取りうる。
【０００９】
ベルト巻き取りユニット２８は前方のロック機構３９と後方のリトラクター５５とから構成されている。まず、ロック機構３９から説明する。
迂回機構としてのロック機構３９はベース板４０上に配置されたカム４１、第１のレバー４２、第２のレバー４３及び爪レバー４４とからカム動作機構が構成されている。異形楕円形状のカム４１は回動軸４１ａを中心として回動可能とされ、同カム４１前方には第１の係合溝４５が形成されている。同第１の係合溝４５と略１８０度対向する位置には係合突起４６が形成されている。同第１の係合溝４５と係合突起４６との略中間位置であって同カム４１の上方位置には第２の係合溝４７が形成されている。カム４１は図３の状態で回動軸４１ａを挟んで左方（第１の係合溝４５）側の方が右方（係合突起４６）側よりも重くなるような重量配分とされている。その結果、図３の状態で規制がなくなるとカム４１は図上反時計回り方向に回動することとなる。
第１のレバー４２はカム４１の上方に配置され、回動軸４１ａを中心に揺動可能とされている。第１のレバー４２の先端には係合突部４８が形成されている。係合突部４８はカム４１の第２の係合溝４７と係合可能とされている。また、第１のレバー４２の先端縁はカム４１の第２の係合溝４７に隣接する外周に対応する曲線とされ係合突部４８が第２の係合溝４７と係合した状態で第１のレバー４２の先端縁はカム４１の外周と密着する。
第２のレバー４３は第１のレバー４２と回動中心が同じ回動軸軸４２ａとされ、回動軸４２ａを中心に揺動可能とされるとともに図示しないスプリングによって図１における時計回りに常時付勢されている。第２のレバー４３の先端には前記係合突起４６と係合する係合端部４９が形成されている。同係合端部４９に隣接する位置には係合凹部５０が形成されている。カム４１後方には爪レバー４４が配置されている。爪レバー４４は回動軸４４ａを中心に回動可能とされ、前方に向かって突設された爪５１が第２のレバー４３の係合凹部５０と係合可能とされている。爪レバー４４は下方に向かってアーム５２が突設されている。同アーム５２に対してベース板４０側面に固着されたソレノイド５３の出力軸５４が連結されている。
【００１０】
図３〜図５に示すように、ロック機構３９は３態を示す。常時は図３に示すように第１のレバー４２の係合突部４８がカム４１の第２の係合溝４７に係合された状態でカム４１の回動が規制されており、ガイドハンガー２８の上方側係合バー３６がカム４１の第１の係合溝４５に係合されている。このような状態ではガイドハンガー２８は天井２７の常態位置に配置されることとなる。他の２態については後述する。
【００１１】
リトラクター５５は天井２７裏面に配設された補強用パイプフレーム５６に対して取り付けフレーム５７を介して支持されている。リトラクター５５は図示しないスプリングによって常時ベルト体２５を巻き取るように付勢している。リトラクター５５にはプリテンショナー装置５８が併設されている。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態におけるプリテンショナー装置５８はピストン６１、シリンダ６２、推薬６３、着火部６４、ワイヤ６５、回転板６６等から構成されている。プリテンショナー装置５８は着火部６４によって着火された推薬６３の燃焼ガス圧によって押し出されたピストン６１がワイヤ６５がを引き込み、同ワイヤ６５を介して回転板６６を回転させ、もってベルト体２５を急激に上記付勢方向に巻き取るようになっている。
【００１２】
図１、図２並びに図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記ソレノイド５３及び前記プリテンショナー装置５８はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７１に接続され、同ＥＣＵ７１による制御下において制御されている。ＥＣＵ７１は中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、入出力インターフェース等（いずれも図示せず）から構成されている。
ＥＣＵ７１には加速度（Ｇ）センサ７２が接続されている。加速度センサ７２は所定の増又は減速度を検出して検出信号をＥＣＵ７１に出力する。
【００１３】
次にこのように構成された本実施の形態の作用について説明する。
図８に示すように、通常の乗車状態において前席の運転者はシート１１に着座し三点式ベルト１６を装着して運転をする。運転の前提としてシート１１の調整、すなわち設置フレーム１４に対してシート１１を運転のし易い所望の位置に前後させたり、シートバック１２の角度を運転のし易い所望の状態とする。このとき、シートバック１２の角度調整に伴ってベルト体２５が引き出されたり逆に巻き戻されたりするが、リトラクター５５の作用によってベルト体２５は常に所定の張力を保って天井２７方向に向かって延出されることとなる。この通常の乗車状態においては図１及び図８に示すようにガイドハンガー２８は開口部３１を塞ぐ常態位置にある。すなわちロック機構３９において第１のレバー４２の係合突部４８がはム４１の第２の係合溝４７と係合状態とされ、ガイドハンガー２８の上方側係合バー３６はカム４１は第１の係合溝４５に係合されている（ロック機構３９は図３の状態）。
【００１４】
ここに所定以上衝撃での前突が生じた場合には、その振動によって第１のレバー４２の係合突部４８がカム４１の第２の係合溝４７から外れ（係合状態解除）、カム４１は反時計回りに回動する（図４の状態）。同時にガイドハンガー２８の上方側係合バー３６はカム４１から外れるため（係合状態解除）ガイドハンガー２８は軸受け３４を中心として下方に回動する。すなわち、ガイドハンガー２８は落下して車両内部は図２及び図９の状態となる。
また、所定以上の前突については同時に加速度センサ７２が前突に伴う急激な減速度を検出してＥＣＵ７１に検出信号を出力する。するとＥＣＵ７１の制御の下でプリテンショナー装置５８の着火部６４が発熱させられる。そして推薬６３が燃焼することによって発生する燃焼ガスの圧力に基づいてベルト体２５を急激に巻き取り方向に巻き取りることとなる。これによって図２に示すようにベルト体２５はリトラクター５５から一直線に強い張力をもってシートバック１２上部を支えることとなり、シートバック１２に対して前方方向へ作用する回転モーメントに抗することが可能となる。
更に、同時に図示しないエアバッグ装置１８もそれぞれ内蔵された加速度センサの検出に基づいて作動しバッグＧが膨張する。
【００１５】
一方、所定以上の衝撃で後突が生じた場合にはシートバック１２の後方方向へ作用する回転モーメントが発生する。この場合にはかえって上記のような斜め後方上部から支えるよりも上方から支えるほうがよいため、ガイドハンガー２８が落下しないようにロック機構３９はロック状態とされる。すなわち、加速度センサ７２が後突に伴う急激な増速度を検出してＥＣＵ７１に検出信号を出力する。するとＥＣＵ７１の制御の下で前記ソレノイド５３が駆動させられ（出力軸５４が後退する）、図３において爪レバー４４は反時計回り方向に回動させられる。すると爪５１が第２のレバー４３の係合凹部５０から外れ（係合状態解除）、第２のレバー４３は図上時計回りに回動してカム４１の係合突起４６と第２のレバー４３と係合（ロック）することとなる。これによってカム４１は第２のレバー４３によって反時計回りへの回動が阻止されるため第１の係合溝４５からガイドハンガー２８の上方側係合バー３６が外れることがなくなる（図１０の状態）。そして、ベルト体２５はリトラクター５５によりロックされるためシートバック１２に対して後方方向へ作用する回転モーメントに抗することが可能となる。
【００１６】
このように構成することで本実施の形態では次のような効果が奏される。
（１）前突ではガイドハンガー２８が落下してシートバックの回転モーメントに対する反力方向のベクトル方向に近い方向から支えられることとなるため、強い回転モーメントにも耐えうることができる。また、後突の際にはガイドハンガー２８が落下をしないでベルト体２５を上方に迂回させてロックさせることができるので、前突、後突それぞれに最適の条件でシートバック１２を支えることが可能となる。
（２）ガイドハンガー２８が落下することで一瞬ベルト体２５に対する張力が喪失するところプリテンショナー装置５８によって前突と同時に強くベルト体２５が引き戻されるため、タイムラグがほとんど生じることなくシートバック１２を支えることができる。
（３）後突の際にはカム４１が回動しないようにロックされるため後突の際にガイドハンガー２８を落下させないで確実に保持することができる。
【００１７】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
上記実施の形態では特に運転席側を図示して説明したが、助手席においても同様の構成とされている。また、三列以上の座席を有する車両において最前席以外の座席に応用することも可能である。
・上記実施の形態のベルト体２５の形状、材質は問わない。要はリトラクター５５からリトラクター５５方向に巻き取り可能に延出される十分強度のある可撓体であれば構わない。
・上記実施の形態ではプリテンショナー装置５８は前突の場合にのみ作動するようになっていたが、後突の場合に作動させるようにしてもよい。同様にエアバッグ装置１８を後突の場合に作動させるようにしてもよい。
・リトラクター５５にロードリミッター機構を併設してもよい。
・迂回機構は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば図１１及び図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、天井裏面に固着された吊り下げ部材８１とこれと係合するガイド部材としてのガイドハンガー８２と係合させて迂回させるようにしてもよい。ここにおける係合構造は図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、吊り下げ部材８１には下垂筒部８３が形成されており、この下垂筒部８３の外周には内部のスプリング８４によって外方に付勢されたピン８５が１８０対向する位置に配設されている。一方、ガイドハンガー８２にはこの吊り下げ部材８１と対応する位置に下垂筒部８３が嵌合される升状の受け皿８７が固着されている。図１２（ａ）に示すように、このような構成では常時は下垂筒部８３は受け皿８７に嵌合され、ピン８５が受け皿８７側の透孔８８に係合されている。しかし、衝突による振動でこの係合状態が解除されガイドハンガー８２が落下してベルト体２５が直接リトラクター５５とシートバック１２との間に延出されることとなる。
・上記ロック機構３９の構成は例示に過ぎないため、他の機構を採用することは自由である。
・ベルト体２５のシートバック１２への固着位置は上記に限定されることはない。
・ベルト体２５はシートバック１２に対して着脱可能としてもよい。
・後席用のエアバッグ装置１８はなくとも構わない。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において変更した態様で実施することは自由である。
【００１８】
本発明の目的を達成するために上記実施の形態から把握できるその他の技術的思想について下記に付記として説明する。
（１）前記ベルト体の一端は前記シートバックの骨格となるフレームの上部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
（２）前記迂回機構は車両の天井内部に収納されることを特徴とする請求項１〜３若しくは付記１のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
（３）前記迂回機構との係合及びその解除は前記ベルト体を吊り下げ支持するガイド部材を介して行われることを特徴とする請求項１〜３若しくは付記１又は２のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
（４）前記ガイド部材には前記ベルト体の進退の案内となる案内面が設けられていることを特徴とする付記３に記載の車両シート用安全機構。
（５）前記ガイド部材は前記リトラクター寄りにおいて天井側にて片持ち支持されており、前記迂回機構との係合して天井面の一部をなすとともに前記迂回機構との係合解除にともなって下方に回動して垂下されることを特徴とする付記３又は４に記載の車両シート用安全機構。
（６）前記ガイド部材は前記迂回機構との係合解除にともなって下方に回動して垂下されるとともに前記ベルト体によって保持されることを特徴とする付記３〜５のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の車両シート用安全機構の説明をする概略側面図。
【図２】同じ車両シート用安全機構の作動した状態の概略を説明する側面図。
【図３】通常運転状態におけるロック機構の側面図。
【図４】前突状態におけるロック機構の側面図。
【図５】後突状態におけるロック機構の側面図。
【図６】ガイドハンガーの斜視図。
【図７】プリテンショナー装置において（ａ）は作動前の概略図（ｂ）は作動後の概略図。
【図８】通常運転時における車両内の状態を説明する概略側面図。
【図９】前突時における車両内の状態を説明する概略側面図。
【図１０】後突時における車両内の状態を説明する概略側面図。
【図１１】他の実施の形態のベルト巻き取りユニットを説明する斜視図。
【図１２】図１１において（ａ）は吊り下げ部材とガイドハンガーが係合状態にある側断面図、（ａ）は係合状態が解除された側断面図。
【図１３】従来のシートバックの概略側面図。
【図１４】従来のシートバックの衝突時に生じる回転モーメントを説明する概略側面図。
【符号の説明】
１１…車両シートとしてのシート、１２…シートバック、２５…ベルト体、２８…ガイド部材としてのガイドハンガー、３９…迂回機構としてのロック機構、５５…リトラクター、５８…プリテンショナー装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両シートに施され車両事故が生じた際に機能する車両シート用安全機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から三点式安全ベルトのような車両シートに対して乗員を固定する方式に加えて乗員が固定される車両シート側の衝撃に対する強度を向上させるという発想がある。例えば特開２００１−２１３２１１号にはヘッドレストと車両の天井間にウェビング部材を配設する技術が公開されている。この出願においてはシートバックに衝撃荷重が加わるとリトラクターに巻き取りされているベルト体（ウェビング部材）がロックされヘッドレストがしっかりと保持されるため特に頭部が保護されるという効果を奏するものである。
ところで、車両シートを天井側でこのようにベルト体のような補強部材によって保持させる場合にこのベルト体が邪魔となって後席の乗員の居住性を損なってしまったり乗降の際に邪魔になったりするという問題が生ずる。そのため、例えば上記特開２００１−２１３２１１号に開示されるようにベルト体（ウェビング部材）を後席方向に進出させずになるべくシートバックの上方に向かって略垂直となるように配置することが好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらベルト体をこのような配置とした場合にはシートバックの形状特性、つまり乗車状態においてシートバックが後傾しているためシートバックに対する衝撃にベルト体が効率的に対処することができない場合がある。
図１３及び図１４に示すように、ベルト体１００によって補強された車両シート１０１において、車両が後方から衝突された場合（以下後突という）を想定するとシートバック１０１には基部Ｏを中心に後転（後倒）する回転モーメントが付与される。つまりその場合には回転モーメントの発生によってベルト体はロックされるためシートバックの後転運動はベルト体によって支えられる。衝撃により生じる回転モーメントに対してベルト体はこの反力となるように素直に作用するわけである。
一方、逆に車両が前方に衝突した場合（以下前突という）を想定するとシートバック１０１には基部Ｏを中心に前転（前倒）する回転モーメントが付与される。しかし、後突の場合とは異なりシートバック１０１の前転（前倒）によってベルト体は緩むこととなって直ちにロックされることはない。理論的には前突においては図１４に示すようにベルト体１００の基部Ｑとシートバック１０１の回転中心を結ぶ直線Ｐを越える位置で初めてベルト体による引っ張るような反力が発生することとなる。
つまりシートバック１０１は前突することで結果的にベルト体１００で拘束されるものの初期段階ではベルト体１００の拘束を受けないフリー状態が生じベルト体の衝撃を吸収する作用を十全に発揮できないこととなってしまう。
更に、前突の場合にはシートバック１０１にかかる衝撃荷重は後突に比べてより大きなものとなる要素がある。例えば、後席に人が座っている場合には前突によってこの者がシートバック１０１に衝突してくる可能性がある。また、シートバック１０１に後席乗車員用のエアーバッグを装着した場合にはこの作動による衝撃（反力）によってシートバック１０１を前転（前倒）させる回転モーメントが生じることとなる。
このようにシートバック１０１をベルト体１００で補強する場合には前突した場合の方が後突した場合よりも衝撃を支える必要性が強いためより前突に対する対処として有効な手段が求められていた。
本発明はこのような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは衝突時に車両シートを補強するベルト体において特に前突時の衝撃に対して有効に対処しうる車両シート用安全機構を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明では、座面と、同座面後方に立設されたシートバックとを有する車両シートと、同シートバックよりも上方位置に配設されたリトラクターと、同シートバック上部位置に一端側が連結される一方、他端側が同リトラクターに連結され、同リトラクターによって常時は巻き取り方向に付勢されつつも反巻き取り方向への引き出しが許容され、車両への所定以上の加速度に基づいて反巻き取り方向への引き出しが不能となるベルト体とを備えた車両シート用安全機構において、前記リトラクターを前記シートバックより後方位置に配置し、前記シートバック上部位置から延出された前記ベルト体を同シートバック上方に配置した迂回機構を介して迂回させて前記リトラクターに至らしめる一方、車両への所定以上の前方加速度に基づいて同迂回機構との係合を解除させるとともに、同前方加速度の発生又は同迂回機構との係合解除に基づいて同リトラクターのプリテンショナー装置を作動させ、同ベルト体を巻き取るようにしたことをその要旨とする。
請求項２に記載の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記リトラクターは車両の天井内部に収納され、前記ベルト体は前記迂回機構から同リトラクターに至る間において車両の天井内部に収納されるようにしたことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記迂回機構は車両への所定以上の後方加速度に基づいて前記ベルト体との係合関係をロック状態とするようにしたことををその要旨とする。
【０００５】
上記のような構成では次のような作用が生じる。すなわち、車両に所定以上の前方加速度、具体的には前方に向かって衝突したり、急激に減速した場合等においては車両シートのシートバックが基部を中心に前転（前倒）するような強い回転モーメントが発生することとなる。この時、常時はシートバックから迂回機構方向、つまり上方に延出されるベルト体は同迂回機構との係合が解除されるため斜め後方上部のリトラクターと直結状態とされる。この時、シートバックに作用する回転モーメントによって後傾状態のシートバックが前転（前倒）し初めてベルト体のシートバックに対するリトラクターからの通常の巻き取り作用による張力は喪失することとなる。しかし、同時にリトラクターはプリテンショナー装置を作動させ同ベルト体を急激に巻き取る。その結果、ベルト体がシートバックの回転モーメントに抗する反力を生じさせシートバックが前転（前倒）を阻止することができる。この時、ベルト体と同迂回機構との係合解除に伴いリトラクターによって直結されたベルト体は斜め後方上部方向が反力方向となる。すなわちシートバックはシートバックの回転モーメントに対する反力方向のベクトル方向に近い方向から支えられることとなりシートバックの前転（前倒）が防止される。ここに、リトラクターは車両の天井内部に収納されることが好ましい。その結果、常時は迂回機構からリトラクターに至る間においてベルト体は車両の天井内部に収納されることとなる。従って、後席における乗降や後席の居住性が維持される。
また、車両に所定以上の後方加速度、具体的には追突された場合等においてはベルト体と同迂回機構との係合が解除されないように係合関係をロック状態とすることが好ましい。後方加速度に際しては車両シートのシートバックが基部を中心に後転（つまり後方に倒伏するように）するような強い回転モーメントが発生することとなる。このような作用を防止するためにはベルト体はリトラクターと直結されるよりも迂回機構方向、つまり上方に向かって延出されたままで保持されるほうがよいからである。
【０００６】
【発明の効果】
上記発明によればシートバックはシートバックが基部を中心に前転（前倒）するような回転モーメントに対し斜め後方上部方向への反力によって支えられることとなる。その結果、シートバックの前転（前倒）が効率的に防止されることとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
まず、本発明に関連する車両内部の概略構成について説明する。図８〜図１０に示すように、本実施の形態の車両の前席のシート１１はシートバック１２とシートクッション１３とから構成されている。シートクッション１３は設置フレーム１４上に固定されている。シートバック１２は図示しないリクライニング機構によってリクライニング可能とされ、図示しないスライド機構によってシート１１は設置フレーム１４に対して前後方向に移動可能とされている。
設置フレーム１４にはセンターピラー１５に取り付けられた三点式ベルト１６を固定するためのホルダー１７が取り付けられている。本実施の形態ではシートバック１２の裏面にエアバッグ装置１８が配設されている。エアバッグ装置１８はステアリング１９内にも内蔵されている。
シートバック１２の上部にはヘッドレスト２０が装着されている。本実施の形態ではヘッドレスト２０はシートバック１２の骨格となる支持フレーム２１の上部露出部２１ａに固着されている。
上部露出部２１ａにはホルダー２３を介してベルト体２５の先端が連結されている。ベルト体２５の基部側は上方に延出され車両の天井２７の内部に導かれている。天井２７にはガイド部材としてのガイドハンガー２８が配設されている。図１及び図２に示すように、ガイドハンガー２８の上部位置（天井２７の内部）にはベルト巻き取りユニット３０が配設されている。以下、ガイドハンガー２８及びベルト巻き取りユニット３０について詳述する。
【０００８】
図１及び図２に示すように、天井２７には開口部３１が形成されている。開口部３１は同両図に示すように通常の前席シートバック１２のセット位置においてその裏面付近から後方にかけて形成されている。同開口部３１位置にはガイドハンガー２８が配設されている。図６に示すように、ガイドハンガー２８は左右に配された一対のホッケースティック形のベースフレーム３２と、同ベースフレーム３２を連結する前後の連結フレーム３３とによって略方形の平面骨格を成している。
前側の連結フレーム３３には係合フレーム３５が併設されている。係合フレーム３５には水平に延出された互いに平行な上下の係合バー３６，３７が形成されている。下方側係合バー３７は迂回させられたベルト体２５が方向転換する部分であってその外周面はベルト体２５の進退に支障がないように曲面状（案内面が形成）とされている。
ガイドハンガー２８はベースフレーム３２の後部寄りに形成された軸受け３４を介して支持軸３８によって片持ちに支持されている。ガイドハンガー２８は開口部３１を塞ぐ位置（これを常態位置という）と支持軸３８を中心として下方に回動した落下位置との両位置を取りうる。
【０００９】
ベルト巻き取りユニット２８は前方のロック機構３９と後方のリトラクター５５とから構成されている。まず、ロック機構３９から説明する。
迂回機構としてのロック機構３９はベース板４０上に配置されたカム４１、第１のレバー４２、第２のレバー４３及び爪レバー４４とからカム動作機構が構成されている。異形楕円形状のカム４１は回動軸４１ａを中心として回動可能とされ、同カム４１前方には第１の係合溝４５が形成されている。同第１の係合溝４５と略１８０度対向する位置には係合突起４６が形成されている。同第１の係合溝４５と係合突起４６との略中間位置であって同カム４１の上方位置には第２の係合溝４７が形成されている。カム４１は図３の状態で回動軸４１ａを挟んで左方（第１の係合溝４５）側の方が右方（係合突起４６）側よりも重くなるような重量配分とされている。その結果、図３の状態で規制がなくなるとカム４１は図上反時計回り方向に回動することとなる。
第１のレバー４２はカム４１の上方に配置され、回動軸４１ａを中心に揺動可能とされている。第１のレバー４２の先端には係合突部４８が形成されている。係合突部４８はカム４１の第２の係合溝４７と係合可能とされている。また、第１のレバー４２の先端縁はカム４１の第２の係合溝４７に隣接する外周に対応する曲線とされ係合突部４８が第２の係合溝４７と係合した状態で第１のレバー４２の先端縁はカム４１の外周と密着する。
第２のレバー４３は第１のレバー４２と回動中心が同じ回動軸軸４２ａとされ、回動軸４２ａを中心に揺動可能とされるとともに図示しないスプリングによって図１における時計回りに常時付勢されている。第２のレバー４３の先端には前記係合突起４６と係合する係合端部４９が形成されている。同係合端部４９に隣接する位置には係合凹部５０が形成されている。カム４１後方には爪レバー４４が配置されている。爪レバー４４は回動軸４４ａを中心に回動可能とされ、前方に向かって突設された爪５１が第２のレバー４３の係合凹部５０と係合可能とされている。爪レバー４４は下方に向かってアーム５２が突設されている。同アーム５２に対してベース板４０側面に固着されたソレノイド５３の出力軸５４が連結されている。
【００１０】
図３〜図５に示すように、ロック機構３９は３態を示す。常時は図３に示すように第１のレバー４２の係合突部４８がカム４１の第２の係合溝４７に係合された状態でカム４１の回動が規制されており、ガイドハンガー２８の上方側係合バー３６がカム４１の第１の係合溝４５に係合されている。このような状態ではガイドハンガー２８は天井２７の常態位置に配置されることとなる。他の２態については後述する。
【００１１】
リトラクター５５は天井２７裏面に配設された補強用パイプフレーム５６に対して取り付けフレーム５７を介して支持されている。リトラクター５５は図示しないスプリングによって常時ベルト体２５を巻き取るように付勢している。リトラクター５５にはプリテンショナー装置５８が併設されている。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態におけるプリテンショナー装置５８はピストン６１、シリンダ６２、推薬６３、着火部６４、ワイヤ６５、回転板６６等から構成されている。プリテンショナー装置５８は着火部６４によって着火された推薬６３の燃焼ガス圧によって押し出されたピストン６１がワイヤ６５がを引き込み、同ワイヤ６５を介して回転板６６を回転させ、もってベルト体２５を急激に上記付勢方向に巻き取るようになっている。
【００１２】
図１、図２並びに図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記ソレノイド５３及び前記プリテンショナー装置５８はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７１に接続され、同ＥＣＵ７１による制御下において制御されている。ＥＣＵ７１は中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、入出力インターフェース等（いずれも図示せず）から構成されている。
ＥＣＵ７１には加速度（Ｇ）センサ７２が接続されている。加速度センサ７２は所定の増又は減速度を検出して検出信号をＥＣＵ７１に出力する。
【００１３】
次にこのように構成された本実施の形態の作用について説明する。
図８に示すように、通常の乗車状態において前席の運転者はシート１１に着座し三点式ベルト１６を装着して運転をする。運転の前提としてシート１１の調整、すなわち設置フレーム１４に対してシート１１を運転のし易い所望の位置に前後させたり、シートバック１２の角度を運転のし易い所望の状態とする。このとき、シートバック１２の角度調整に伴ってベルト体２５が引き出されたり逆に巻き戻されたりするが、リトラクター５５の作用によってベルト体２５は常に所定の張力を保って天井２７方向に向かって延出されることとなる。この通常の乗車状態においては図１及び図８に示すようにガイドハンガー２８は開口部３１を塞ぐ常態位置にある。すなわちロック機構３９において第１のレバー４２の係合突部４８がはム４１の第２の係合溝４７と係合状態とされ、ガイドハンガー２８の上方側係合バー３６はカム４１は第１の係合溝４５に係合されている（ロック機構３９は図３の状態）。
【００１４】
ここに所定以上衝撃での前突が生じた場合には、その振動によって第１のレバー４２の係合突部４８がカム４１の第２の係合溝４７から外れ（係合状態解除）、カム４１は反時計回りに回動する（図４の状態）。同時にガイドハンガー２８の上方側係合バー３６はカム４１から外れるため（係合状態解除）ガイドハンガー２８は軸受け３４を中心として下方に回動する。すなわち、ガイドハンガー２８は落下して車両内部は図２及び図９の状態となる。
また、所定以上の前突については同時に加速度センサ７２が前突に伴う急激な減速度を検出してＥＣＵ７１に検出信号を出力する。するとＥＣＵ７１の制御の下でプリテンショナー装置５８の着火部６４が発熱させられる。そして推薬６３が燃焼することによって発生する燃焼ガスの圧力に基づいてベルト体２５を急激に巻き取り方向に巻き取りることとなる。これによって図２に示すようにベルト体２５はリトラクター５５から一直線に強い張力をもってシートバック１２上部を支えることとなり、シートバック１２に対して前方方向へ作用する回転モーメントに抗することが可能となる。
更に、同時に図示しないエアバッグ装置１８もそれぞれ内蔵された加速度センサの検出に基づいて作動しバッグＧが膨張する。
【００１５】
一方、所定以上の衝撃で後突が生じた場合にはシートバック１２の後方方向へ作用する回転モーメントが発生する。この場合にはかえって上記のような斜め後方上部から支えるよりも上方から支えるほうがよいため、ガイドハンガー２８が落下しないようにロック機構３９はロック状態とされる。すなわち、加速度センサ７２が後突に伴う急激な増速度を検出してＥＣＵ７１に検出信号を出力する。するとＥＣＵ７１の制御の下で前記ソレノイド５３が駆動させられ（出力軸５４が後退する）、図３において爪レバー４４は反時計回り方向に回動させられる。すると爪５１が第２のレバー４３の係合凹部５０から外れ（係合状態解除）、第２のレバー４３は図上時計回りに回動してカム４１の係合突起４６と第２のレバー４３と係合（ロック）することとなる。これによってカム４１は第２のレバー４３によって反時計回りへの回動が阻止されるため第１の係合溝４５からガイドハンガー２８の上方側係合バー３６が外れることがなくなる（図１０の状態）。そして、ベルト体２５はリトラクター５５によりロックされるためシートバック１２に対して後方方向へ作用する回転モーメントに抗することが可能となる。
【００１６】
このように構成することで本実施の形態では次のような効果が奏される。
（１）前突ではガイドハンガー２８が落下してシートバックの回転モーメントに対する反力方向のベクトル方向に近い方向から支えられることとなるため、強い回転モーメントにも耐えうることができる。また、後突の際にはガイドハンガー２８が落下をしないでベルト体２５を上方に迂回させてロックさせることができるので、前突、後突それぞれに最適の条件でシートバック１２を支えることが可能となる。
（２）ガイドハンガー２８が落下することで一瞬ベルト体２５に対する張力が喪失するところプリテンショナー装置５８によって前突と同時に強くベルト体２５が引き戻されるため、タイムラグがほとんど生じることなくシートバック１２を支えることができる。
（３）後突の際にはカム４１が回動しないようにロックされるため後突の際にガイドハンガー２８を落下させないで確実に保持することができる。
【００１７】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
上記実施の形態では特に運転席側を図示して説明したが、助手席においても同様の構成とされている。また、三列以上の座席を有する車両において最前席以外の座席に応用することも可能である。
・上記実施の形態のベルト体２５の形状、材質は問わない。要はリトラクター５５からリトラクター５５方向に巻き取り可能に延出される十分強度のある可撓体であれば構わない。
・上記実施の形態ではプリテンショナー装置５８は前突の場合にのみ作動するようになっていたが、後突の場合に作動させるようにしてもよい。同様にエアバッグ装置１８を後突の場合に作動させるようにしてもよい。
・リトラクター５５にロードリミッター機構を併設してもよい。
・迂回機構は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば図１１及び図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、天井裏面に固着された吊り下げ部材８１とこれと係合するガイド部材としてのガイドハンガー８２と係合させて迂回させるようにしてもよい。ここにおける係合構造は図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、吊り下げ部材８１には下垂筒部８３が形成されており、この下垂筒部８３の外周には内部のスプリング８４によって外方に付勢されたピン８５が１８０対向する位置に配設されている。一方、ガイドハンガー８２にはこの吊り下げ部材８１と対応する位置に下垂筒部８３が嵌合される升状の受け皿８７が固着されている。図１２（ａ）に示すように、このような構成では常時は下垂筒部８３は受け皿８７に嵌合され、ピン８５が受け皿８７側の透孔８８に係合されている。しかし、衝突による振動でこの係合状態が解除されガイドハンガー８２が落下してベルト体２５が直接リトラクター５５とシートバック１２との間に延出されることとなる。
・上記ロック機構３９の構成は例示に過ぎないため、他の機構を採用することは自由である。
・ベルト体２５のシートバック１２への固着位置は上記に限定されることはない。
・ベルト体２５はシートバック１２に対して着脱可能としてもよい。
・後席用のエアバッグ装置１８はなくとも構わない。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において変更した態様で実施することは自由である。
【００１８】
本発明の目的を達成するために上記実施の形態から把握できるその他の技術的思想について下記に付記として説明する。
（１）前記ベルト体の一端は前記シートバックの骨格となるフレームの上部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
（２）前記迂回機構は車両の天井内部に収納されることを特徴とする請求項１〜３若しくは付記１のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
（３）前記迂回機構との係合及びその解除は前記ベルト体を吊り下げ支持するガイド部材を介して行われることを特徴とする請求項１〜３若しくは付記１又は２のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
（４）前記ガイド部材には前記ベルト体の進退の案内となる案内面が設けられていることを特徴とする付記３に記載の車両シート用安全機構。
（５）前記ガイド部材は前記リトラクター寄りにおいて天井側にて片持ち支持されており、前記迂回機構との係合して天井面の一部をなすとともに前記迂回機構との係合解除にともなって下方に回動して垂下されることを特徴とする付記３又は４に記載の車両シート用安全機構。
（６）前記ガイド部材は前記迂回機構との係合解除にともなって下方に回動して垂下されるとともに前記ベルト体によって保持されることを特徴とする付記３〜５のいずれかに記載の車両シート用安全機構。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の車両シート用安全機構の説明をする概略側面図。
【図２】同じ車両シート用安全機構の作動した状態の概略を説明する側面図。
【図３】通常運転状態におけるロック機構の側面図。
【図４】前突状態におけるロック機構の側面図。
【図５】後突状態におけるロック機構の側面図。
【図６】ガイドハンガーの斜視図。
【図７】プリテンショナー装置において（ａ）は作動前の概略図（ｂ）は作動後の概略図。
【図８】通常運転時における車両内の状態を説明する概略側面図。
【図９】前突時における車両内の状態を説明する概略側面図。
【図１０】後突時における車両内の状態を説明する概略側面図。
【図１１】他の実施の形態のベルト巻き取りユニットを説明する斜視図。
【図１２】図１１において（ａ）は吊り下げ部材とガイドハンガーが係合状態にある側断面図、（ａ）は係合状態が解除された側断面図。
【図１３】従来のシートバックの概略側面図。
【図１４】従来のシートバックの衝突時に生じる回転モーメントを説明する概略側面図。
【符号の説明】
１１…車両シートとしてのシート、１２…シートバック、２５…ベルト体、２８…ガイド部材としてのガイドハンガー、３９…迂回機構としてのロック機構、５５…リトラクター、５８…プリテンショナー装置。
Claims (3)
- 座面と、同座面後方に立設されたシートバックとを有する車両シートと、
同シートバックよりも上方位置に配設されたリトラクターと、
同シートバック上部位置に一端側が連結される一方、他端側が同リトラクターに連結され、同リトラクターによって常時は巻き取り方向に付勢されつつも反巻き取り方向への引き出しが許容され、車両への所定以上の加速度に基づいて反巻き取り方向への引き出しが不能となるベルト体とを備えた車両シート用安全機構において、
前記リトラクターを前記シートバックより後方位置に配置し、前記シートバック上部位置から延出された前記ベルト体を同シートバック上方に配置した迂回機構を介して迂回させて前記リトラクターに至らしめる一方、車両への所定以上の前方加速度に基づいて同迂回機構との係合を解除させるとともに、同前方加速度の発生又は同迂回機構との係合解除に基づいて同リトラクターのプリテンショナー装置を作動させ、同ベルト体を巻き取るようにしたことを特徴とする車両シート用安全機構。 - 前記リトラクターは車両の天井内部に収納され、前記ベルト体は前記迂回機構から同リトラクターに至る間において車両の天井内部に収納されることを特徴とする請求項１に記載の車両シート用安全機構。
- 前記迂回機構は車両への所定以上の後方加速度に基づいて前記ベルト体との係合関係をロック状態とするようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両シート用安全機構。
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