JP3715106B2 - 車両用シート装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用シートに関し、特に車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するための構造を有する車両用シート装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出し、腰ベルトが骨盤部分から外れてしまう所謂サブマリン現象がある。このサブマリン現象は、乗員がシートに浅く座っていたりシートバックを倒し気味にしている場合などに起こり易く、場合によってはシートベルトの乗員拘束効果を低下させたり、乗員拘束部位がずれるなどの不具合があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、例えばシートフレーム前端部に突起を設けたり、パネルを設けて前端部を高くすることによりサブマリン現象を防止することが考えられるが、突起やパネルがあまり低いと充分な効果が得られず、高くすると通常使用時に異物感が生じて乗り心地が悪くなるという欠点がある。
【0004】
また、衝撃発生時にのみシート前端部を高くするべく、エアバックを利用したもの(例えば特開平4−33500号公報、特開平5−225692号公報、特開平2−322497号公報等参照)や、機械的にシート先端部を持ち上げるもの(特開平1−59436号公報、特開平2−31633号公報、特開平2−405988号公報等参照)があるが、いずれもシートに組み込むには構造が複雑であり、装置のレイアウトが困難である等の問題がある。
【0005】
また、火薬アクチュエータを用いて機械的にシート先端部を持ち上げるもの(実開平1−122504号公報)もある。ところが、状況によっては比較的長い時間乗員を拘束する必要があり、この構造では火薬アクチュエータの推力が消失した時にシート先端部が再び下がってしまうため、必ずしも有効にサブマリン現象を防止することができない。
【0006】
ところで、自動車では、急停止時、あるいは衝突時にのみシートベルトの巻取軸をロックする緊急時自動ロック装置付リトラクタ装置(以下ELR装置と略す)が設けられることが通例である。このELR装置は、所定値以上の減速度を検知して極めて短時間のうちに巻取軸をロックし、これによってシートベルトがそれ以上繰り出されないようにしているが、巻取軸をロックするだけであると、巻き締まる分だけELR装置からシートベルトが引き出されることは防止できないため、シートベルトを繋着したバックルを急速にシートベルトの緊張方向に移動させて更にシートベルトの拘束力を増大させるようにしたプリテンショナ装置が提案されている(米国特許第4,705,296号等参照)。また、一度移動させたバックルがすぐに戻ってしまわないように、上記プリテンショナ装置にはラチェットや一方向クラッチのような逆止装置が上記ELR装置のものとは別に設けられている。
【0007】
本願発明者らは、このようなプリテンショナ装置は、例えば本願と同一出願人による特開平5−26541号公報に記載されているように、バックルを牽引する動力発生装置を有しており、例えば化学反応で発生する高圧ガスを用いるものがあることに注目した。
【0008】
本発明は、上記のような従来技術の不具合を解消するべく、衝撃発生時に確実にサブマリン現象を防止でき、しかも構造が簡単でレイアウトの自由度も高い車両用シートを提供することを第1の目的とし、更に部品点数の削減及び小型化が可能な、プリテンショナ装置及びサブマリン防止装置付車両用シートを提供することを第2の目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、本発明によれば、車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、シートクッションの前部にて上方に突出可能なように可動支持された滑り出し防止部材と、突出した前記滑り出し防止部材をその状態に維持するためのロック機構と、シリンダ内にピストン部材を受容し、ガス発生手段をもって前記シリンダの内圧を急激に高めることで前記ピストン部材を前記シリンダから瞬時に突出させる推力を発生するべく前記ピストン部材及び前記シリンダのいずれか一方が前記滑り出し防止部材に係合し、かつ他方がシートフレーム側に固定される動力発生装置とを具備し、車両の衝撃発生時にこれを検知して前記動力発生装置により前記滑り出し防止部材を駆動してこれを上方へ突出させ、前記ロック機構によりその突出状態を維持するようにしてなる車両用シートにおいて、前記滑り出し防止部材(バー6)は、前記シートフレーム(2)側に回動可能に支持されたアーム(3a・4)の遊端に設けられて上方へ移動するものであり、前記ロック機構は、前記アームの支持部に設けられて前記滑り出し防止部材を上方へ移動させる前記アームの回動運動は妨げないが、前記アームへの回動駆動力が消失した時はいずれの位置であってもその逆転運動を阻止する逆止手段(ボールワンウェイロック機構12・ラチェット20、爪21、ばね22)からなるものであることを特徴とする車両用シート装置(請求項1)、あるいは、前記ロック機構は、前記ピストン部材(9)と前記シリンダ(8)との間に設けられて前記ピストン部材の推進運動は妨げないが、前記ピストン部材の推進力が消失した時はいずれの位置であってもその逆進運動を阻止する逆止手段(ボール24・ばね25、ボール26、ばね27・テーパ部28b、係合片29、ばね30)からなるものであることを特徴とする車両用シート装置(請求項2)を提供することにより達成される。特に、前記動力発生装置が、車両衝突などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置(31)に於いて前記シートベルトのバックル(32)を該シートベルトが緊張する側に移動させるための動力発生装置を兼ねるものとする(請求項3)と良い。またこの場合は、前記ロック機構が、前記バックルの前記シートベルトが緊張する側へ移動した状態を維持するロック機構を兼ねるもの(請求項4)とすると良い。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【0011】
図1は、本発明が適用された車両用シートの斜視図、図2はその部分破断側面図である。車体に固定されたシートレール1に前後方向にスライド可能に支持されたシートフレーム2は、図示されないロック機構により、所望の位置で固定可能となっている。シートフレーム2には、その左右両端に、当該車両の左右方向、即ち図2の紙面に直交する方向に延在する軸を有する支持部5にて回動可能にリンク機構としての一対のL字状リンク部材3及びアーム4が支持されている。このL字状リンク部材3は、互いに略直交する長アーム部3a及び短アーム部3bを有し、その交差部分、即ち曲折部で上記支持部5に支持されている。また、アーム4は長アーム部のみからなり、その一端がシートフレーム2に支持されている。
【0012】
リンク部材3の長アーム部3a及びアーム4の遊端同士は滑り出し防止部材としてのバー6をもって連結されている。また、リンク部材3の短アーム部3b遊端には後記する動力発生装置7のピストン部材9の遊端部9aが接続されている。
【0013】
図3に示すように、動力発生装置7は、シートフレーム2に固定されたシリンダ8と、該シリンダ8内に出没可能に受容されたピストン部材9と、シリンダ8内のピストン部材9基端側に受容されたガス発生装置10とから構成されている。ピストン部材9とガス発生装置10との間にはカラー11が介在している。また、ピストン部材9の基端部9bは、シリンダ8の内孔壁面にOリングを介して接している。従って、ガス発生装置10によりシリンダ8の内圧を急激に高めることでピストン部材9の遊端側をシリンダ8から瞬時に突出させることができる。尚、シリンダ8の作動端開口(図2の左端)は、ピストン部材9のロッド部9cの中間部外周面が摺接するようにスウェージング(絞り)加工により縮径されている。
【0014】
一方、支持部5には、図4に示すようなボールワンウェイロック機構12が設けられている。このボールワンウェイロック機構12は、リンク部材3と一体をなすカム部材13と、カム部材13を囲繞するように相対回動可能に設けられ、シートフレーム2と一体をなすリング部材14と、これらカム部材13とリング部材14との間に画定された多数の部屋の各々に受容された多数のボール15とを有している。ここで、カム部材13の外周縁は波形をなし、傾斜面13aを有し、カム部材13とリング部材14との間に画定された部屋がこのカム部材13の傾斜面13aにより、その周方向一方に向けて徐々に狭くなっている。そして、その狭い部分ではボール12がカム部材13及びリング部材14の壁面に当接して噛み込み、両者を固定するようになっている。また、各ボール15は、1枚のプレートを曲げ加工して多数のばねを一体的に形成してなるばねプレートのばね16により各部屋の狭い部分に向けて付勢されている。従って、リンク部材3が図2に於ける時計回りの方向に回るとき、即ち長アーム部3a遊端のバー6が上方に移動するときにはボール15がばね16の付勢力に抗して部屋の広い部分に向けて転がり自由に動くが、リンク部材3が図2に於ける反時計回りの方向に回るとき、即ち長アーム部3a遊端のバー6が下方に移動するときにはボール15が部屋の狭い部分に向けて転がり、バー6の移動を妨げ、その位置を保持しようとすることとなる。
【0015】
次に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、走行中、図示されないセンサ等により、衝突などの衝撃発生が検知されたら、ガス発生装置10にてガスを発生し、シリンダ8の内圧を急激に高めることでピストン部材9の遊端側をシリンダ8から瞬時に突出させる。すると、ピストン部材9の遊端部9aに接続されたリンク部材3の短アーム部3bが時計回りに回転し、図2に想像線で示すように、長アーム部3aと共にバー6が上方に移動(突出)し、シートを膨出させることにより、乗員のサブマリン現象を防止することとなる。このとき、ガス発生装置10によるガスの発生が終わり、動力発生装置7の駆動力が消失してもボールワンウェイロック機構12により、上方に移動したバー6が下方に戻ることがなく、サブマリン現象の防止効果が持続する。
【0016】
尚、上記構成ではL字状をなすリンク部材3を用いたが、例えば中間部をコの字状に加工したバーを直接シートフレーム2に回動可能に支持し、その一端にレバーを設け、このレバーを動力発生装置7により駆動してバーを回転させ、上記コの字状部分を上方に突出させるようにしても良い。
【0017】
図5〜図8は、滑り出し防止部材としてのバー6を上方に突出した状態で維持するためのロック機構の変形例を示す。
【0018】
図5に示すものは、L字状リンク部材3の曲折部、即ち支持部5にラチェット20を設け、シートフレーム2側に支持された爪21をばね22によりラチェット20に係合するように付勢したものである。
【0019】
図6に示すものは、動力発生装置7に付設したものであり、ピストン部材9の外周を覆うようにシリンダ8またはシートフレーム2側にケーシング23を固定し、ピストン部材9とケーシング23との間に画定された部屋に、ボール24及びこのボール24をピストン部材9の没入方向に付勢するばね25を受容した構造となっている。ここで、ケーシング内壁面は、ピストン部材9の遊端側よりも基端側の方が狭くなるような傾斜面をなしている。その作用は、上記ボールワンウェイロック機構12と同様であり、ピストン部材9が突出する方向、即ちバー6が上方に突出する方向には自由に動くが、その逆の方向にピストン部材9を動かそうとするとボール24がピストン部材9及びケーシング23の壁面に当接して噛み込み、両者を固定するようになっている。
【0020】
図7に示すものは、動力発生装置7のシリンダ8内にて該シリンダ8内壁面とピストン部材9との間に部屋を画定し、この部屋にボール26及びこのボール26をピストン部材9の突出方向に付勢するばね27を受容した構造となっている。ここで、この部屋内のピストン部材9の外周面は、ピストン部材9の基端側よりも遊端側の方が狭くなるような傾斜面をなしている。その作用は、図6のものと同様であるので詳細な説明は省略する。
【0021】
図8に示すものは、動力発生装置7に付設したものであり、ピストン部材9の外周を覆うようにシリンダ8またはシートフレーム2側にケーシング28を固定し、その内部に複数の係合片29とこれら係合片29をピストンの基端側、即ちシリンダ8側に付勢するばね30とを受容した構造となっている。各係合片29の外周面はピストン部材9の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径している。また、ケーシング28内は大径部28aと、この大径部28aから徐々に狭くなるテーパ部28bとからなる。従って、図8の状態で各係合片29はばね30に付勢され、テーパ部28bに押圧されてピストン部材9の外周面に当接しているが、ピストン部材9が突出する方向、即ちバー6が上方に突出する方向に移動する際には、ばね30の付勢力に抗しては各係合片29もピストン部材9が突出する方向に移動して大径部28aに至りピストン部材9から離れるため、ピストン部材9は自由に動く。逆にピストン部材9を没入する方向に動かそうとするとばね30の付勢力により各係合片29もテーパ部28bに移動してピストン部材9の外周面に当接して両者を固定するようになっている。このままでもロック機構を構成するが、本構成では各係合片29の内周面に環状の溝または突条或いはねじ溝が形成されている。また、ピストン部材9の基端側部分にも対応する環状の溝または突条或いはねじ溝が形成されている。従って、ピストン部材9を没入する方向に動かそうとする際に各係合片29の内周面とピストン部材9の外周面とが係合し、両者を強固に固定するようになっている。
【0022】
図9は、本発明の別の実施形態を示す図2と同様な図であり、図2と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本構成では、図2の構成に於ける動力発生装置7が、車両衝突などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置31に於いてシートベルトのバックル32を該シートベルトが緊張する側に移動させるための動力発生装置を兼ねている。また、上記ボールワンウェイロック機構12またはその変形例(図5〜図8)のロック機構が、プリテンショナ装置31に於いてシートベルトのバックルを該シートベルトが緊張する側に移動させた状態で維持するロック機構を兼ねている。
【0023】
具体的には、動力発生装置7のピストン部材9の遊端部9aにリンク部材33及び回動アーム34を介してバックル32の基端部が接続されている。これにより、走行中、図示されないセンサ等により、衝突などの衝撃発生が検知されたら、ガス発生装置10にてガスを発生し、シリンダ8の内圧を急激に高めることでピストン部材9の遊端側をシリンダ8から瞬時に突出させと、上記したようにバー6が上方に移動(突出)すると同時にバックル32が下方に引き込まれ(想像線)、シートベルトに張力が加わって乗員の拘束力を増強する。この際、動力発生装置7の駆動力が消失してもボールワンウェイロック機構12またはその変形例(図5〜図8)のロック機構によりバックル32が戻ることを阻止するので、シートベルトが緩むことが防止される。
【0024】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による車両用シートによれば、車両衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止する滑り出し防止部材を、ガス発生手段をもってシリンダ内に受容されたピストン部材を瞬時に突出させる動力発生装置に直接または間接的に接続して、車両の衝撃発生時にこれを検知して滑り出し防止部材を上方へ突出させ、ロック機構により突出状態を維持する構造とすることで、衝撃発生時に確実にサブマリン現象を防止でき、しかも構造が簡単でレイアウトの自由度も高い車両用シートを実現できる。また、この動力発生装置が、車両衝突などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置に於いてシートベルトのバックルを該シートベルトが緊張する側に移動させるための動力発生装置を兼ねることで、部品点数を削減でき、かつ装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された車両用シートの斜視図。
【図2】図1の車両用シートの部分破断側面図。
【図3】本発明が適用された車両用シートの動力発生装置の構造を示す断面図。
【図4】本発明が適用された車両用シートのボールワンウェイロック機構の構造を示す図。
【図5】滑り出し防止部材を上方に突出した状態で維持するためのロック機構の変形例を示す図。
【図6】滑り出し防止部材を上方に突出した状態で維持するためのロック機構の変形例を示す図。
【図7】滑り出し防止部材を上方に突出した状態で維持するためのロック機構の変形例を示す図。
【図8】滑り出し防止部材を上方に突出した状態で維持するためのロック機構の変形例を示す図。
【図9】本発明の別の実施形態を示す図2と同様な図。
【符号の説明】
1 シートレール
2 シートフレーム
3 L字状リンク部材
3a 長アーム部
3b 短アーム部
4 アーム
5 支持部
6 バー
7 動力発生装置
8 シリンダ
9 ピストン部材
9a 遊端部
9b 基端部
9c ロッド部
10 ガス発生装置
11 カラー
12 ボールワンウェイロック機構
13 カム部材
13a 傾斜面
14 リング部材
15 ボール
16 ばね
20 ラチェット
21 爪
22 ばね
23 ケーシング
24 ボール
25 ばね
26 ボール
27 ばね
28 ケーシング
28a 大径部
28b テーパ部
29 係合片
30 ばね
31 プリテンショナ装置
32 バックル
33 リンク部材
34 回動アーム
Claims (4)
- 車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、シートクッションの前部にて上方に突出可能なように可動支持された滑り出し防止部材と、突出した前記滑り出し防止部材をその状態に維持するためのロック機構と、シリンダ内にピストン部材を受容し、ガス発生手段をもって前記シリンダの内圧を急激に高めることで前記ピストン部材を前記シリンダから瞬時に突出させる推力を発生するべく前記ピストン部材及び前記シリンダのいずれか一方が前記滑り出し防止部材に係合し、かつ他方がシートフレーム側に固定される動力発生装置とを具備し、車両の衝撃発生時にこれを検知して前記動力発生装置により前記滑り出し防止部材を駆動してこれを上方へ突出させ、前記ロック機構によりその突出状態を維持するようにしてなる車両用シートであって、
前記滑り出し防止部材は、前記シートフレーム側に回動可能に支持されたアームの遊端に設けられて上方へ移動するものであり、
前記ロック機構は、前記アームの支持部に設けられて前記滑り出し防止部材を上方へ移動させる前記アームの回動運動は妨げないが、前記アームへの回動駆動力が消失した時はいずれの位置であってもその逆転運動を阻止する逆止手段からなるものであることを特徴とする車両用シート装置。 - 車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、シートクッションの前部にて上方に突出可能なように可動支持された滑り出し防止部材と、突出した前記滑り出し防止部材をその状態に維持するためのロック機構と、シリンダ内にピストン部材を受容し、ガス発生手段をもって前記シリンダの内圧を急激に高めることで前記ピストン部材を前記シリンダから瞬時に突出させる推力を発生するべく前記ピストン部材及び前記シリンダのいずれか一方が前記滑り出し防止部材に係合し、かつ他方がシートフレーム側に固定される動力発生装置とを具備し、車両の衝撃発生時にこれを検知して前記動力発生装置によって前記滑り出し防止部材を駆動してこれを上方へ突出させ、前記ロック機構によりその突出状態を維持するようにしてなる車両用シートであって、
前記ロック機構は、前記ピストン部材と前記シリンダとの間に設けられて前記ピストン部材の推進運動は妨げないが、前記ピストン部材の推進力が消失した時はいずれの位置であってもその逆進運動を阻止する逆止手段からなるものであることを特徴とする車両用シート装置。 - 前記動力発生装置が、車両衝突などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置に於いて前記シートベルトが緊張する側へバックルを移動させるための動力発生装置を兼ねることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用シート装置。
- 前記ロック機構が、前記バックルの前記シートベルトが緊張する側へ移動した状態を維持するロック機構を兼ねることを特徴とする請求項3に記載の車両用シート装置。
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