JP4156532B2 - 乗員拘束装置 - Google Patents

Description

本発明は、腰部ベルトによる拘束時の安全性を高めた自動車用の乗員拘束装置に関する。

自動車の座席には、車両衝突時に乗員が前方へ投げ出されることを防止するために、３点式あるいは２点式のシートベルト装置が装備されている。前席に限らず、後席にもシートベルト装置は装備されている。例えば、３点式シートベルト装置は、シートに着座した乗員の片方の肩上部及び乗員の左右両下部の位置にそれぞれアンカ部を設けて、それら３つのアンカ部にシートベルトを結合することで、乗員を拘束するようにしている。

３点式シートベルト装置のシートベルト（ウェビング）は、乗員の左右一方の片側上部から他側下部へ胸の前で斜めに架け渡される肩部ベルトと、左右一方の片側から他側へ腰の上で架け渡される腰部ベルトとを有しており、肩部ベルトの上端部は乗員の肩上部のアンカ部に結合され、腰部ベルトの同じ側の端部は乗員の左右下部の片側のアンカ部に結合されている。そして、肩部ベルト及び腰部ベルトに連結されたタングを、乗員の左右下部の他側のアンカ部に連結部材（ワイヤやウェビング等）を介して取り付けられたバックルに差し込み係合させることで、シートベルトは、乗員の胸部及び腰部を拘束し、車両衝突時に乗員が前方へ投げ出されることを防止する機能を果たす。なお、実際には、肩部ベルトの上端部やそれと同じ側の腰部ベルトの端部は、アンカ部経由でリトラクタに巻き取られている。また、緊急時にシートベルトを緊張するプリテンショナ等の通常の要素も備わっている。

ところで、例えば、後部座席に乗員が着座する場合、必ずしも腰を深くして座るとは限らず、腰を前方にずらして寝そべるような姿勢で座ることも珍しくない。シートベルト装置は、本来、腰部ベルトを腰骨に掛けて乗員を拘束するように考えられているが、前記のような姿勢で座ると、上体が後傾し、腰骨も後傾した状態になりやすい。従って、このように乗員が寝そべった姿勢（腰を前方にずらした安楽姿勢）で着座している状態で、車両衝突を起こすと、乗員の前方移動に伴い腰部ベルトが腰骨から外れ、乗員の腰部が腰部ベルトの下側に滑り込んでしまい、腹部に腰部ベルトからの負荷がかかってしまうおそれがある。このような現象は、一般にサブマリン現象と呼ばれる。

本発明は、上記事情を考慮し、車両衝突時に腰部ベルトの角度をサブマリン現象を防止するのに有効な方向に積極的に変化させることができ、それにより安全性の向上が図れるようにした乗員拘束装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、車両シートに着座した乗員の腰部の上で左右に架け渡されると共に、両端部が前記乗員の左右下部のアンカ部に結合されることで乗員の腰部を拘束する腰部ベルトを有した乗員拘束装置において、前記腰部ベルトの少なくとも一方の端部を作動時に定常位置から下方に引き下げる引き下げ機構が設けられていて、該引き下げ機構が作動すると、前記乗員の腰部を拘束する前記腰部ベルトの左右の傾斜領域のうち、少なくとも一方の傾斜領域が、定常時の状態と較べて、立ち上がる方向に変化する構成になされていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記左右のアンカ部のうち少なくとも一方のアンカ部に連結部材を介して、前記腰部ベルトの一方の端部に取り付けられたタングを着脱自在に結合するバックルが設けられており、作動時、前記引き下げ機構が、前記バックルを下方に引き下げると、前記乗員の腰部を拘束する前記腰部ベルトの左右の傾斜領域のうち、前記バックル側の傾斜領域が、定常時の状態と較べて、立ち上がる方向に変化する構成になされていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、前記引き下げ機構が、前記左右のアンカ部のうち少なくとも一方のアンカ部を下方に引き下げるものとして構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記乗員の着座位置を検出する乗員着座位置検出手段を有すると共に、この乗員着座位置検出手段により乗員の着座位置が所定位置よりも前方にあると検出されたとき前記引き下げ機構を作動させる制御手段を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、車両の衝突を予知検出する衝突予知検出手段を有すると共に、この衝突予知検出手段により車両の衝突が予知検出されたとき前記引き下げ機構を作動させる制御手段を有することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記乗員の着座位置を検出する乗員着座位置検出手段と車両の衝突を予知検出する衝突予知検出手段とを有すると共に、前記乗員着座位置検出手段により乗員の着座位置が所定位置よりも前方にあると検出され且つ前記衝突予知検出手段により車両の衝突が予知検出されたとき前記引き下げ機構を作動させる制御手段を有することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記シートのシートクッションの前下部にエアバッグを内装し、車両急減速時に、高圧ガスを充填して前記エアバッグを膨張展開させることでシートクッションの前部座面を上昇させて、シートに着座した乗員の前方への移動を防止する腰部エアバッグ装置を有しており、前記引き下げ機構が、前記腰部エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開動作に連動して作動するものとして構成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、腰部ベルトの少なくとも一方（両方でも可）の端部を作動時に定常位置から下方に引き下げる引き下げ機構を備えているので、乗員が寝そべった姿勢（腰を前方にずらした安楽姿勢）で着座している状態で車両衝突を起こしても、腰部ベルトの端部を下方に引き下げることにより、乗員の骨盤上の腰部ベルト角度を、サブマリン現象を防止するのに有効な方向に積極的に変化させることができ、それにより、腰骨から腰部ベルトが外れる現象を起きづらくして、乗員の安全性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、腰部ベルトのタングの係合するバックルを、下方に引き下げることができるように構成したので、必ずしもアンカ部に引き下げのための構造を設ける必要がない。例えば、バックルとアンカ部を連結する部材がウェビングで構成されている場合は、ウェビングのバックル近傍に引き下げのための部材を結合すればバックルを引き下げることができ、引き下げ機構の簡略化が図れる。

請求項３の発明によれば、引き下げ機構が、左右のアンカ部のうち少なくとも一方（両方でも可）のアンカ部を下方に引き下げるものとして構成されているので、腰部ベルトの端部の引張方向の角度を安定して変えることができる。

請求項４の発明によれば、乗員の着座位置が所定位置よりも前方にあるとき、引き下げ機構が作動するように構成してあるので、乗員の着座姿勢に応じた的確な拘束性能を発揮できる。

請求項５の発明によれば、車両の衝突が予知検出されたとき、引き下げ機構が作動するように構成してあるので、緊急時に的確な拘束性能を発揮できる。

請求項６の発明によれば、乗員の着座位置が所定位置よりも前方にあり、且つ、車両の衝突が予知検出されたとき、引き下げ機構が作動するように構成してあるので、乗員の着座姿勢に応じ、緊急時に的確な拘束性能を発揮できる。

請求項７の発明によれば、腰部エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開動作に連動して引き下げ機構が作動するように構成してあるので、腰部エアバッグ装置による乗員の前方移動を拘束する作用と、腰部ベルトの端部の引き下げによる腰部の確実な拘束作用との相乗効果により、有効にサブマリン現象を回避することができる。

以下、図面を参照して本発明の各実施形態を説明する。
図１は第１実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図であり、（ａ）は作動前の初期の状態、（ｂ）は作動時の状態を示している。

図において、１は後部座席シート、２はシートクッション、３はシートバックである。このシート１には、着座した乗員Ｈの片方の肩上部（本図では左肩上部）と乗員Ｈの左右両下部の３点にアンカ部（アンカポイント）を設定した３点式シートベルト装置が装備されている。乗員Ｈの肩上部のアンカ部を第１アンカ部、同じ側の下部のアンカ部を第２アンカ部、反対側の下部のアンカ部を第３アンカ部と呼ぶと、今図では第３アンカ部１４のみが見える位置に示されている。

この３点式シートベルト装置のシートベルト（ウェビング）１０は、乗員Ｈの左右一方の片側上部から他側下部へ胸の前で斜めに架け渡される肩部ベルト１１と、左右一方の片側から他側へ腰の上で架け渡される腰部ベルト１２とを有しており、肩部ベルト１１の上端部は乗員Ｈの肩上部の第１アンカ部（図では見えない位置）に結合され、腰部ベルト１２の同じ側の端部は乗員Ｈの左右下部の片側の第２アンカ部（図では見えない位置）に結合されている。そして、肩部ベルト１１及び腰部ベルト１２に連結されたタング１７を、乗員Ｈの左右下部の他側の第３アンカ部１４に連結部材（ワイヤやウェビング等）１６を介して取り付けられたバックル１５に差し込み係合させることで、シートベルト１０は、乗員Ｈの胸部及び腰部を拘束し、車両衝突時に乗員Ｈが前方へ投げ出されることを防止する機能を果たすようになっている。

ここで実際には、肩部ベルト１１の上端部やそれと同じ側の腰部ベルト１２の端部は、第１、第２アンカ部経由でリトラクタ（図示せず）に巻き取られている。また、緊急時にシートベルトを緊張するプリテンショナ等の通常の要素も備わっている。

本実施形態の乗員拘束装置には、上記のシートベルト装置に加えて、腰部ベルト１２の一方の端部を係合するバックル１５を、車両衝突時（あるいは急減速時）に（ａ）に示す定常位置から（ｂ）に示す下方位置まで引き下げるための引き下げ機構Ｍ１が備わっている。

バックル１５を下方へ引き下げる機構Ｍ１としては、例えば、バックル１５をアンカ部１４を支点にして図中時計回り方向に回転させる機構、あるいは、バックル１５の近傍の連結部材１６を強制的に引き下げる機構などを採用することができる。この引き下げ機構Ｍ１によりバックル１５を（ｂ）に示す下方位置に矢印Ｙ１のように引き下げると、バックル１５と共に腰部ベルト１２の端部が引き下げられ、腰部ベルト１２の腰骨に対する角度（水平位置に対する腰部ベルト１２のなす角度）が、初期の角度Ａからより大きな角度Ｂになる。つまり、腰部ベルト１２が乗員Ｈの腰骨に対してより立った角度で掛かるようになる。

この乗員拘束装置において、乗員Ｈが寝そべった姿勢（腰を前方にずらした安楽姿勢）で着座している状態で車両衝突を起こした場合、引き下げ機構Ｍ１が作動してバックル１５を下方位置に移動することにより、腰部ベルト１２の端部が下方に引き下げられる。そして、乗員Ｈの腰骨上の腰部ベルト１２の角度が初期の角度Ａからサブマリン現象を防止するのに有効な角度Ｂに変化することで、腰骨から腰部ベルト１２が外れる現象が起きづらくなり、その結果、乗員Ｈの拘束安全性が向上する。

図２は第２実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図であり、（ａ）は作動前の初期の状態、（ｂ）は作動時の状態を示している。上記第１実施形態では、例えば、アンカ部１４を支点にしてバックル１５を下方に回転させることで、腰部ベルト１２の端部を下方位置へ引き下げる場合を示したが、この第２実施形態の乗員拘束装置では、腰部ベルト１２の端部を引き下げる引き下げ機構Ｍ２として、バックル１５を設けた側と反対側のアンカ部１３の位置を直接下方に移動する機構を採用している。

このようにアンカ部１４を直接下方へ移動すると、乗員Ｈの腰骨に掛かる腰部ベルト１２の角度を、初期の角度Ｃより大きな角度Ｄに変化させることができる。従って、乗員Ｈが寝そべった姿勢（腰を前方にずらした安楽姿勢）で着座している状態で車両衝突が起こり、引き下げ機構Ｍ２が作動して、アンカ部１３が下方位置に移動することにより、腰部ベルト１２の端部が下方に引き下げられ、乗員Ｈの骨盤上の腰部ベルト１２の角度が初期の角度Ｃから、サブマリン現象を防止するのに有効な角度Ｄに変化し、それにより腰骨から腰部ベルト１２が外れる現象が起きづらくなり、その結果、乗員Ｈの拘束安全性が向上する。

なお、腰部ベルト１２のアンカ部１３が下方に引き下げられることで、腰部ベルト１２の張力を急増させるプリテンショナの役目も果たすようになり、腰部ベルト１２がより強く腰部に掛かるようになる。このため、腰部ベルト１２が更に腰骨から外れにくくなる効果も期待できる。また、当然であるが、以上の機構を従来のプリテンショナと組み合わせることも可能である。

また、アンカ部１３を引き下げる機構Ｍ２は少なくとも片側についていればよいが、できれば、バックル１５側のアンカ部１４（図１参照）も含めて左右のアンカ部１３、１４を同時に下方へ移動するように構成するのが最も好ましい。

図３は第３実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図であり、（ａ）は作動前の初期の状態、（ｂ）は作動時の状態を示している。

この乗員拘束装置は、先に述べたシートベルト装置の他に腰部エアバッグ装置を備えている。腰部エアバッグ装置は、シート１のシートクッション２の前下部に、例えばメタル製造のエアバッグ２０を内装し、車両急減速時に、高圧ガスを充填してエアバッグ２０を膨張展開させることで、シートクッション２の前部座面を上昇させて、シート１に着座した乗員の前方への移動を防止するものである。

このエアバッグ装置のエアバッグ２０の膨張展開動作に連動して作動するように、バックル１５の引き下げ機構が設けられている。この引き下げ機構は、エアバッグ２０の展開動作をバックル１５の引き下げ動作として伝えるコントロールケーブル３０により主に構成されている。コントロールケーブル３０は、一端３１がエアバッグ２０の展開時に最大変位する上端に結合され、他端３２がバックル１５の近傍の連結部材１６に結合され、途中がガイド手段３４によって移動可能に案内されており、エアバッグ２０の展開に伴って、コントロールケーブル３０が引かれ、バックル１５が下方に引き下げられるようになっている。

この乗員拘束装置では、車両が前方衝突したとき、エアバッグ２０が膨張展開して、シートクッション２の前部座面が上昇することにより、シート１に着座した乗員の前方への移動が阻止される。と同時に、コントロールケーブル３０の矢印Ｙ３方向への移動により、バックル１５が定常位置より下に引き下げられ、腰部ベルト１２の腰骨に掛かる角度が変化し、腰部ベルト１２が腰骨から外れにくくなる。そして、腰部エアバッグ装置による乗員の前方移動を拘束する作用と、腰部ベルト１２の端部の引き下げによる腰部の確実な拘束作用との相乗効果により、有効にサブマリン現象が回避される。

図４は第４実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図である。車両シート１には、３点式シートベルト装置と、腰部ベルト１２の端部を引き下げる引き下げ機構Ｍとが装備されている。この引き下げ機構Ｍは、どういう形式のものでもよいが、制御手段（ＥＣＵ）５０からの信号により、例えばアクチュエータが動作して腰部ベルト１２の端部の引き下げを行うようになっている。

制御手段５０には、２種類の検出手段５１、５２から検出信号が入力されている。一つは乗員着座位置検出手段５１、もう一つは衝突予知検出手段５２である。乗員着座位置検出手段５１は、シート１上に乗員Ｈが所定位置以上に腰を前方にずらして着座していることを検出するもの、衝突予知検出手段５２は、車両衝突の予知検出をするものであり、通常のエアバッグシステム等において使用されているものを利用することができる。制御手段５０は、衝突予知検出手段５２により衝突の恐れが検出され、且つ、乗員着座位置検出手段５１により乗員Ｈが所定位置以上に腰を前方にずらして着座してことが検出されたときに、引き下げ機構Ｍを駆動信号を与えて作動させる。なお、衝突が起きなかった場合は、引き下げ機構Ｍを元の位置に戻すことができ、繰り返し作動させることができるようになっている。

この乗員拘束装置によれば、乗員の着座位置が所定位置よりも前方にあり、且つ、車両の衝突が予知検出されたときに、引き下げ機構が作動して腰部ベルト１２の端部を引き下げるので、乗員Ｈの着座姿勢に応じ、緊急時だけに的確な拘束性能を発揮することができる。

なお、図３に示した第３実施形態では、腰部ベルト端部を引き下げ機構を腰部エアバッグ装置の展開動作を利用して作動させる場合を示したが、他のエアバッグ装置、例えばニーエアバッグ装置に連動して作動させるように構成してもよいし、プリテンショナ等の他の車両衝突時緊急作動する装置の作動エネルギを利用して、引き下げ機構を作動させるように構成してもよい。また、エアバッグ装置や他の機構とは独立して引き下げ機構だけを作動させるように構成してももちろんよい。

本発明の第１実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図であり、（ａ）は作動前の初期の状態、（ｂ）は作動時の状態を示している。 本発明の第２実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図であり、（ａ）は作動前の初期の状態、（ｂ）は作動時の状態を示している。 本発明の第３実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図であり、（ａ）は作動前の初期の状態、（ｂ）は作動時の状態を示している。 本発明の第４実施形態の車両用乗員拘束装置の概要説明図である。

符号の説明

１ シート
２ シートクッション
１０ シートベルト
１２ 腰部ベルト
１３，１４ アンカ部
１５ バックル
１６ 連結部材
１７ タング
２０ エアバッグ
３０ コントロールケーブル（引き下げ機構）
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２ 引き下げ機構
Ｈ 乗員

Claims (7)

1. 車両シートに着座した乗員の腰部の上で左右に架け渡されると共に、両端部が前記乗員の左右下部のアンカ部に結合されることで乗員の腰部を拘束する腰部ベルトを有した乗員拘束装置において、
   前記腰部ベルトの少なくとも一方の端部を作動時に定常位置から下方に引き下げる引き下げ機構が設けられていて、
   該引き下げ機構が作動すると、前記乗員の腰部を拘束する前記腰部ベルトの左右の傾斜領域のうち、少なくとも一方の傾斜領域が、定常時の状態と較べて、立ち上がる方向に変化する構成になされていることを特徴とする乗員拘束装置。
2. 前記左右のアンカ部のうち少なくとも一方のアンカ部に連結部材を介して、前記腰部ベルトの一方の端部に取り付けられたタングを着脱自在に結合するバックルが設けられており、作動時、前記引き下げ機構が、前記バックルを下方に引き下げると、前記乗員の腰部を拘束する前記腰部ベルトの左右の傾斜領域のうち、前記バックル側の傾斜領域が、定常時の状態と較べて、立ち上がる方向に変化する構成になされていることを特徴とする請求項１に記載の乗員拘束装置。
3. 前記引き下げ機構が、前記左右のアンカ部のうち少なくとも一方のアンカ部を下方に引き下げるものとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の乗員拘束装置。
4. 前記乗員の着座位置を検出する乗員着座位置検出手段を有すると共に、この乗員着座位置検出手段により乗員の着座位置が所定位置よりも前方にあると検出されたとき前記引き下げ機構を作動させる制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の乗員拘束装置。
5. 車両の衝突を予知検出する衝突予知検出手段を有すると共に、この衝突予知検出手段により車両の衝突が予知検出されたとき前記引き下げ機構を作動させる制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の乗員拘束装置。
6. 前記乗員の着座位置を検出する乗員着座位置検出手段と車両の衝突を予知検出する衝突予知検出手段とを有すると共に、前記乗員着座位置検出手段により乗員の着座位置が所定位置よりも前方にあると検出され且つ前記衝突予知検出手段により車両の衝突が予知検出されたとき前記引き下げ機構を作動させる制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の乗員拘束装置。
7. 前記シートのシートクッションの前下部にエアバッグを内装し、車両急減速時に、高圧ガスを充填して前記エアバッグを膨張展開させることでシートクッションの前部座面を上昇させて、シートに着座した乗員の前方への移動を防止する腰部エアバッグ装置を有しており、前記引き下げ機構が、前記腰部エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開動作に連動して作動するものとして構成さ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乗員拘束装置。
   

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