JP3730434B2 - 車両用サブマリン防止装置 - Google Patents

車両用サブマリン防止装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用シート装置に関し、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べく車両用シート装置に組み付けられたサブマリン防止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)、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号公報参照)がある(サブマリン防止装置)。
【0005】
しかしながら、上記各サブマリン防止装置は瞬間的に大きな力が加わるものであり、構成各部の位置決め精度を高くすると共に構造的に強固にする必要があることからシートの組立工程が煩雑になるという問題があった。
また、従来形式のシートにも上記サブマリン防止装置を容易に後付けできることが好ましい。
【0006】
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、シートの組立工程が煩雑になることなく衝撃発生時に確実にサブマリン現象を防止できる車両用サブマリン防止装置を提供することを目的とする。
【0007】
【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ためにシートクッションを上方へ突出させるべく、シートフレームに固定されたケーシングに可動支持された滑り出し防止部材と、上方へ突出した前記滑り出し防止部材の元の位置への復帰移動を制限するべく前記ケーシングに支持されたロック機構と、前記滑り出し防止部材を突出方向へ駆動するべく前記ケーシングに支持された動力発生装置とを具備するサブマリン防止装置であって、前記動力発生装置が、シリンダと、前記シリンダ内に受容されると共にその一端開口から突出して前記滑り出し防止部材に直接または間接的に係合するピストン部材と、前記シリンダの内圧を急激に高めるべく前記シリンダ内に受容されたガス発生手段と、前記シリンダ内にて前記ピストン部材を突出方向に常時付勢するばね手段とを有し、前記ロック機構の作用位置が、前記ピストン部材が最突出位置から所定量だけ戻った位置であることを特徴とする車両用サブマリン防止装置を提供することにより達成される。
【0008】
【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。
図1は、本発明が適用された車両用シート装置の斜視図、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に前後方向にホルダを介して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の前部には、左右対称にサブマリン防止装置のサブアッセンブリ3が締結されている。
【0009】
図3にサブアッセンブリ3の構成を示す。各サブアッセンブリ3は、左右略対称であるため一方のみ示し、他方の図示及び詳細な説明は省略する。このサブアッセンブリ3は、方形筒状のケーシング4と、該ケーシング4に支持部5aをもって上下方向に回動可能に支持された滑り出し防止部材の一部をなすアーム5と、このアーム5を駆動するべくケーシング4に受容された動力発生装置7と、ケーシング4に支持された後記するワンウェイロック機構14とから構成され、動力発生装置7の後記するピストン部材9のピストンロッド9bの遊端部はガイド孔4cを介してアーム5の支持部5aからオフセットした位置に設けられた長孔5bにピン6をもって連結されている。これらサブアッセンブリ3は、シートフレーム2に締結部2aでボルト締結可能となっている。
【0010】
尚、ケーシング4への動力発生装置7及びワンウェイロック機構14の保持は、ケーシング4の本体部4aへこれらを受容後、蓋部4bをかしめることにより行っている。このように、特に動力発生装置7をケーシング4全体で包み込むように受容・保持することで、作動時に動力発生装置7があばれてその位置、作動方向等がずれる心配がない。ここで、蓋部4bをねじ止め等で着脱可能とすれば、軽微な誤作動時などの動力発生装置7またはワンウェイロック機構14の交換が容易になる。
【0011】
左右のサブアッセンブリ3のアーム5同士は当該車両の左右方向に延在するパイプ18をもって強固に連結されている。このパイプ18及びアーム5にはパネル19が支持され、アーム5、パイプ18及びパネル19をもってサブマリン防止装置の滑り出し防止部材をなしている。尚、パネル19に代えて可動部を軽量化するべくワイヤフレームを設けても良い。
【0012】
上記左右のサブアッセンブリ3と、アーム5、パイプ18及びパネル19からなる滑り出し防止部材と、図示されない加速度センサ等からなる衝撃発生検出手段及び制御手段とからサブマリン防止装置が構成される。
【0013】
尚、サブマリン防止装置の組み付けはシート組立時でも既存のシートに後付けも可能であるが、シート組立時に組み付ける際、溶接等を行う場合は推薬が内蔵された動力発生装置7を有するサブアッセンブリ3は溶接工程が終了した後、組付ける。また、本構成ではシートレール1にスライド可能なホルダを介してシートフレーム2を組み付けたが、チルト或いはリフタ可能なシートではその取付けブラケットに組み付けることになる。
【0014】
図4に示すように、動力発生装置7は、シリンダ8と、その内孔8a内に受容されたピストン本体9aと、ピストン本体9aよりも基端側に受容されたガス発生装置10とを有している。ピストン本体9aとガス発生装置10との間には弾性を有するシール部材11を介して圧縮コイルばね12が介在し、ピストン本体9aを作動方向(突出方向)に常に付勢している。シール部材11は、軸線方向に弾性を有し、かつガス発生時に確実にその漏れを防止できるものであれば良い。
【0015】
ここで、ガス発生装置10は、基端側大径部10aとガスが噴出する先端側小径部10bとを有し、その間の段部10cが弾性を有するシール部材11を介してシリンダ8に形成された段部8bに当接し、係合すると共に同じくシール部材11を介して圧縮コイルばね12のばね座をなしている。また、圧縮コイルばね12は、その最収縮時にもピストン本体9aとガス発生装置10の先端側小径部10bの先端との間に間隙を確保する程度にガス発生装置10の先端側小径部10bを囲繞している。これにより組み付け時や組み付け後にピストン本体9aをガス発生装置10側に移動させる外力が生じてもピストン本体9aがガス発生装置10の先端側小径部10bの先端に衝当する心配がなく、ガス発生装置10の損傷・変形を防止できる。
【0016】
ピストン本体9aは、内孔8aの壁面にOリング13を介して接している。また、ピストン本体9aには、遊端部がアーム5に結合するピストンロッド9bが軸線方向から当接し、ピストン部材9を構成している。ここで、ピストン本体9aとピストンロッド9bとが、軸線中心に向けてある曲率の曲面状をなす凹部とこれよりもやや小さな曲率の曲面状をなす凸部との中心部分で接触することにより係合(当接)しており、これにより両者が自動調心され、ピストンロッド9bがシリンダ内でねじれるようなことがなくなり、エネルギーロスや偏心によるガス漏れの心配がない。実際には曲面状でなくてもテーパ状をなしていても良く、その場合、凸部のテーパよりも凹部のテーパが緩やかになっていると良い。
【0017】
また、上記したように、圧縮コイルばね12がピストン本体9aを作動方向に常に付勢することで、ピストンロッド9bも作動方向に付勢され、該ピストンロッド9bとアーム5との連結部分等のがたが吸収されるようになっている。ばねは圧縮コイルばねに限定されず、皿ばね、ゴム弾性体等でも良い。
【0018】
尚、シリンダ8の作動端開口8cは、ピストンロッド9b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。
【0019】
動力発生装置7の先端部には、ピストン部材9(ピストンロッド9b)に没入移動制限力を作用させるためのワンウェイロック機構14が付設されている。このワンウェイロック機構14は、ピストン部材9の外周を覆うようにケーシング4またはシリンダ8側に固定されたケーシング15内部に、ピストン部材9の外周を囲繞する複数の係合片16と、これら係合片16をピストン部材9の基端側、即ちシリンダ8側に付勢するばね17とを受容した構造となっている。各係合片16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15内は大径部15aと、この大径部15aから徐々に狭くなるテーパ部15bとからなる。従って、図の状態で各係合片16はばね17に付勢され、テーパ部15b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が突出する方向に移動する際には、ばね17の付勢力に抗して各係合片16もピストン部材9が突出する方向に移動して大径部15a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17の付勢力により各係合片16がテーパ部15b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。各係合片16の内周面に環状の溝またはねじ溝16aが形成されている。また、ピストンロッド9bの外周面にも対応する環状の溝またはねじ溝9c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16の内周面とピストン部材9の外周面とが係合し、両者を強固に固定し、その位置を保持するようになっている。
【0020】
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出されたら、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、ピストンロッド9bの遊端部に接続されたアーム5が図2に想像線で示すように時計回りに回転し、パイプ18及びパネル19からなる滑り出し防止部材が上方に移動(突出)し、シートを膨出させ、乗員のサブマリン現象を防止することとなる。このとき、シートクッション20の中間部が薄肉となっていることにより、即ちスリット20aが形成されていることにより、滑り出し防止部材によるシート膨出の抵抗となることがない。また、実際にはシートクッションの滑り出し防止部材による膨出部分のみ他の部分と別体としても良い。更に、図示されないシート表皮をシート底部に取り付けるのに例えばゴム板あるいは弾性編み物等の弾性体を介在させれば上記抵抗が一層低減する。
【0021】
通常、車両が衝突する直前は運転者はブレーキ操作をしているため、特にオフセット衝突等の場合、衝突による変形(特に足部付近の変形)によって足部に被害が及び易いが、上記サブマリン防止装置の作動により衝突直前に足を持ち上げてペダルから離し、その損傷を防止することもできる。
【0022】
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ワンウェイロック機構14により、上方に移動した滑り出し防止部材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。
【0023】
尚、本構成では同じ構造のワンウェイロック機構を左右両方に設けたが、一方のみでも良く、左右異なる種類のものを用いても良い。例えば一方に上記ワンウェイロック機構を設け、他方に無段階位置でロック可能なボールワンウェイロック機構等を設けても良い。また、本構成では動力発生装置を左右両方に設けることで、1つの動力発生装置を小型化し、装置をシートの両側に分散して局部的に大型化することを防止したが、車両の構造によっては左右いずれか一方に設けても良い。
【0024】
更に、パイプ18及びパネル19を別組みとすることで、クッション幅の異なるフレームに対してもパイプ長さを変えるだけで対応可能であり、車両の減速度特性に整合したエネルギー吸収特性とするためのチューニングはパイプ及びパネルの材質、形状、板厚、径、位置等の変更のみで可能である。加えてパイプをプレス品に変更して加工性を改善すると共にコストを低減することもできる。
【0025】
図5は、本発明が適用された車両用シート装置の特に動力発生装置の変形例を示す図4と同様な図であり、図4と同様な部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図はサブマリン防止装置が作動した状態を示しており、この例ではピストン部材29に於けるピストンロッド29bの外周面に形成された環状の溝またはねじ溝29cが上記例に比較してやや短くなっている。即ち、ピストン部材29が突出後、長さLだけ戻った位置で各係合片16の内周面とピストンロッド29bの外周面とが係合し、両者を強固に固定し、その位置を保持するようになる。これにより、衝撃発生時、乗員の足を高く持ち上げた後、動力発生装置7の駆動力の消失に従い所定の保持位置まで徐々に戻すことができる。尚、符号29aはピストン本体である。
【0026】
上記したように、車両の衝突初期にはサブマリン防止装置の作動により足を大きく持ち上げてペダルから離してやることが望ましいが、衝突の中後期には乗員が前方移動してくることから、必要以上に足を大きく持ち上げておくと今度は乗員の腰部に過大な負荷が生じる心配がある。この構造により、車両の衝突初期に大きく持ち上げてペダルから離した足を、衝突の中後期にはサブマリン現象を防止できる程度の位置まで下げて、乗員腰部の負荷を適正にすることができる。
【0027】
尚、本サブマリン防止装置は、車両の種類や大きさ、座席の位置によっては様々な対応が可能である。例えば、パイプ18の略全長に亘りパネルを設けると共にパネルの中央を他の部分よりも突出させておけば、乗員の足を開いた状態で持ち上げることができ、衝突時のハンドルとの干渉を回避できる。また、パネルの中央を他の部分よりも凹ませておけば、一人乗りの車両などで乗員の足を閉じた状態で持ち上げることができ、衝突時のドア等との干渉を回避できる。更に、パイプ18の半分にのみパネルを設けることで、例えば所謂オフセット衝突など車両の外側の変形量が大きい場合、この外側に位置し、しかもペダル操作により伸びている乗員の足を積極的に持ち上げ保護することができ、パネルが外側から内側に傾斜していれば乗員の外側の足を内側上方に持ち上げることができる。逆にパネルが内側から外側に傾斜していれば上記同様ハンドルとの干渉を回避できる。ここで、パイプ18の半分にのみパネルを設けた場合、パイプ18の略全長に亘りパネルを設けるのに比較して持ち上げ面積が少なくなり、持ち上げ力が小さくて良くなることから、動力発生装置を小型化でき、かつ構成部品の板厚低減等ができ、軽量化可能となる
【0028】
【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サブマリン防止装置によれば、車両の衝突初期に大きく持ち上げてペダルから離した足を、衝突の中後期にはサブマリン現象を防止できる程度の位置まで下げて、乗員腰部の負荷を適正にすることができる。しかも従来のワンウェイロック機構の構造を踏襲し得るので、既存のシートにも容易に対応でき、シートの組み立て工程を繁雑化せずに衝撃発生時に確実にサブマリン現象を防止できる車両用サブマリン防止装置を提供することができる。
【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装置の部分分解斜視図。
【図2】 図1の車両用シート装置の部分破断側面図。
【図3】 サブマリン防止装置のサブアッセンブリの構成を示す分解斜視図。
【図4】 サブマリン防止装置の動力発生装置の構造の一例を示す断面図。
【図5】 本発明によるサブマリン防止装置の動力発生装置の例を示す図4と同様な断面図。

Claims (1)

  1. 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、シートフレームに固定されたケーシングに上方へ突出可能に可動支持された滑り出し防止部材と、上方へ突出した前記滑り出し防止部材の元の位置への復帰移動を制限するべく前記ケーシングに支持されたロック機構と、前記滑り出し防止部材を突出方向へ駆動するべく前記ケーシングに支持された動力発生装置とを具備するサブマリン防止装置であって、
    前記動力発生装置が、シリンダと、前記シリンダ内に受容されると共にその一端開口から突出して前記滑り出し防止部材に直接または間接的に係合するピストン部材と、前記シリンダの内圧を急激に高めるべく前記シリンダ内に受容されたガス発生手段と、前記シリンダ内にて前記ピストン部材を突出方向に常時付勢するばね手段とを有し、
    前記ロック機構の作用位置が、前記ピストン部材が最突出位置から所定量だけ戻った位置であることを特徴とする車両用サブマリン防止装置。
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