JP4210430B2 - 可動体のためのクッションシステム - Google Patents

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は、展開自在クッションに関し、特に一人乗り車輌の乗員の負傷を防止する展開自在クッションに関する。
【０００２】
発明の背景
車輌の設計においては、安定性が操縦性のために犠牲にされるので、或る車輌は、その設計により、或る程度の安定性が欠如することがある。このような設計の車輌は、衝突、機械的故障、傾斜上での急転回、操作者の誤操作、或いは安定化機構では解消できない路面の凹凸との遭遇との何れかに起因して、転倒し易い。これらの状況下では、車輌の搭乗員や貨物を保護し、搭乗員や貨物が路面へ向かって投げ出されて傷つくことがないようにせねばならない。
【０００３】
車輌の運動に固有の運動エネルギが車輌の乗員を路面のような堅いものへ放り出す駆動力に変換されることがないように、その運動エネルギを吸収または分散する方法が公知である。通常の例は車のバンパーであり、これは金属が潰れることにより運動エネルギを吸収させる。他の例は、エアーバッグであり、乗員の身体が車のハンドルや窓ガラスへ打ち付けられて重傷を負うのに充分な時間が経過する前に、自動車の乗員の機械的エネルギをバッグ内のガスの圧縮および再分配へ結合させる。
【０００４】
自動車においては、高温度化学変化手段がエアバックを膨張させるのに用いられている。高温度化学変化手段は、エアバッグを極めて迅速に膨張させる能力があるものの、比較的に高価であり、しばしば有毒化学物質を用いる。他の欠点は、保守交換のための特殊な訓練および器具の必要性、過剰な展開の危険性、負傷を負わせる力を含む。車椅子のような開放された車輌においては、高温度化学変化手段によるエアバッグの強制膨張は、非実際的であり、安全ではなく、不要である。車輌の補助部品に存在する運動エネルギを採用する他の手段も公知であり、これは正面衝突の際に蛇腹や他の手段を膨張させて車輌の乗客を保護する。
【０００５】
発明の概要
本発明の一つの局面によれば、その一実施例においては、一人乗り車輌の乗客を保護する展開クッション機構が与えられる。このクッション機構はエネルギを吸収するクッションを有すし、このクッションは内面を有し、車輌から外側へのクッションの膨張を可能にする方式で車輌に接続される。クッション機構はアクチュエータも有し、これは、蓄えられたエネルギをクッションの外側からクッションの内面へ空気を導く方式で解放する。本発明の他の実施例においては、クッションは、その膨張のためのエネルギを蓄えるエネルギ貯蔵器と、クッションの外側からクッションの内面内に空気を流すことを可能とする少なくとも一つのオリフィスを有する。バルブは、空気がクッションの外側からクッションの内面への方向のみに流れ得るように制限する。
【０００６】
本発明の代替的実施例においては、エネルギ貯蔵器は機械的エネルギを蓄えるスプリングを含んでもよく、このスプリングは圧縮部材としてもよい。更なる代替的実施例においては、展開自在クッションは、車輌の後方、前方または側方への膨張を可能とするように車輌へ接続してもよく、乗員の側方移動を制限する複数の内袋、空気をクッションの外側からクッションの内面へ推進させる空気強制デバイス、クッションの外側からクッションの内面へのガスの体積を増大させるように適合された吸引器を含む。クッションは係合機構を有してもよく、クッションの加圧に応じて解除し得る。
【０００７】
本発明は添付図面を参照してなされる以下の説明を参照することにより一層容易に理解される。
【０００８】
好適実施例の詳細な説明
図１乃至図５を参照すると、同様な要素が同様な参照符号で示されており、全体的に符号１０で示される車椅子型車輌を後方転倒動作の進行段階に応じて示す側面図である。本発明は様々な形式の車輌に適用可能であるが、この説明においては単なる一例として一人乗り車椅子型車輌が用いられている。このような車輌の一つの特定例は、１９９７年１２月３０日に発行された米国特許第５，７０１，９６５号に説明されており、これは本明細書に引用により組み込まれている。特に図１を参照すると、車輌１０は一対の側方向に配置された車輪１２上に支持されており、この車輪は車輌１０の地面への接触を与える。本発明の対象である展開自在クッション機構は符号１４により示されて図１に収納状態で図示されており、ヒンジ１６においてシートアセンブリ１８に取り付けられている。車輌１０が車輪に関して後方２０に迅速な加速を被る場合、車輌の後方転倒に起因する負傷から乗員２２を保護する必要がある。同様に、衝突或いは前方または後方への何れかの転倒に起因する負傷から乗員２２を保護する必要がある。好適実施例においては、少なくとも展開自在クッション機構１４が車輌１０へ取り付けられている。
【０００９】
図１においては、展開自在クッション機構１４の構造部材２４および２６が互いに隣接して収縮位置で示されている。構造部材２４および２６は、金属のような剛性材料からなり、本発明の実施例によれば、ヒンジ１６に関してそれらを離す傾向があるスプリング力に対して車輌の通常操作中に一体的に支持される。ヒンジ１６内に包含されたスプリング金属のコイル状ストリップにより、或いは機械の技術分野で公知の他の方法により、スプリング力を与え得る。圧縮スプリングの潜在的エネルギは、クッション機構の展開のために用いられるエネルギの貯蔵器の一例にすぎない。本発明の他の好適実施例においては、空気のような圧縮ガスの供給は、展開自在クッション機構の膨張のためのエネルギおよびガスの双方の貯蔵器として設けられている。
【００１０】
方向２０に沿う加速力に起因する後方転倒の初期段階については、図２に示されており、ここで図２を参照して説明する。車輪１２の角度位置および車輪駆動モータ（図示せず）上のトルクを監視する制御器（図示せず）またはそれに代えて公知の様々な傾斜センサの一つにより傾斜或いは傾斜率が検出されると、クッション機構１４の展開が開始されてスプリング力が解放されて、構造部材２４および２６をヒンジ１６に関して分離させる。他の構造部材も設け得る。これは、順次にクッション２８を折り畳み状態から開いて空気を充填させる。空気は周囲大気から、或いは一連のバルブ４０（図８に示す）を介して圧縮ガスの容器からクッション２８へ入る。ファン３２（図８に示す）は、クッション２８内に空気を挿入するのに用いられるが、一方、収縮時にクッション２８中の応力を維持するのを支援し、同時にクッション２８から相当量の空気を逃がすのを可能とする圧力レギュレータとして働き、それにより、運動エネルギを拡散させる置換が与えられる。更に、膨張により導かれたクッション２８における圧力を、クッション２８を折り畳み形態で保持するラッチ２７、例えば磁気ラッチを解除することに使用し得る。好適実施例において、二つのフラップ弁が採用されている。クッション２８を膨張させるために要求されるエネルギはバルブ４０を通じる空気の流れにより制御される。
【００１１】
代替的実施例においては、クッション２８は初めの状態では内部吸引の下で支持される。傾斜または傾斜率の検出は、車輌の標準操作中にバルブ４０の開放を防止する係止機構、例えばラッチ２７の解除を与える。
【００１２】
ここで図３を参照すると、クッション２８は完全に膨張して示されており、構造部材２４および２６はヒンジ１６に関して完全に分離されている。図４は車輌１０が地面へ向かって更に後方へ傾斜する状態で示しており、クッション２８は衝撃力を吸収するように展開して、乗員２２はシートアセンブリ１８および頭部サポート３０により支持される。図５は後方へ転倒してクッション２８が地面に接触して、クッション２８内に包含された空気の圧縮および再分配により衝撃のエネルギを吸収する車輌を示す。クッション２８の内室からの空気の逃げはバルブ４０（図８に示す）の完全なまたは部分的な閉止を通じて調整される。
【００１３】
図６はヒンジ１６における展開クッション機構１４のシートアセンブリ１８への取り付けを示す。展開自在クッション機構１４はここでは収容位置で示されている。一実施例において与えられた電気ファン３２は、特定の傾斜または傾斜率が検出されてクッション２８の膨張が開始されたときに、バルブ４０（図８に示す）を通じて与えられるよりも一層迅速な膨張を可能とする目的で、クッション２８へ空気を強制送入する。展開自在クッション機構１４はその展開した状態で図７に示されている。
【００１４】
ここで図８を参照すると、展開自在クッション機構１４がその展開した状態でフラップバルブ４０およびファン３２の位置を示して図示されている。
【００１５】
図９は本発明の代替的実施例を示し、ここでは後部バンパー４２がシートアセンブリ１８へ取り付けられて示されている。後部バンパー４２は展開自在機構であり、展開自在クッション機構１４に関して上述したのと同様な方式で操作される。後部バンパー４２は少なくとも一つのスプリングデバイス（図示せず）を包含し、これは、切迫する傾斜が検出されたときに、展開自在クッション機構１４により与えられるエネルギの吸収に代えて、またはそれに加えて、更なるエネルギの吸収と乗員２２の保護とを与えるように下側へ延伸する。図９に示される実施例においては、展開自在クッション機構１４がヒンジ１６にてシートアセンブリ１８へ取り付けられて示されている。
【００１６】
ここで図１０Ａ−１０Ｄを参照すると、車椅子型車輌１０の前面図が示されており、これもまた例として示すものであって、他の車輌も添付の請求項の目的の範囲内にある。図１０Ａをより詳細に参照すると、乗客２２が車輌１０の標準捜査中に車輌に座して示されている。例えば路面の凹凸により起こり得る側方向転倒の初期段階について図１０Ｂに示すと共に、ここで同図を参照して説明する。後方転倒に関して上述した一つの方法により傾斜または傾斜率が検出されると、クッション機構の展開が開始され、エネルギの貯蔵器が起動してクッション２８を軸１６に関して広げる。空気または他のガスがクッション２８の内面内の体積へ引き込まれるか或いは強制送風される。本発明の一実施例においては、クッション２８をより迅速に充填させる目的で、吸引器（図示せず）が付加的な体積のガス、例えば周囲空気を同伴させるために用いられる。図１０Ｃは完全に膨張したクッション機構１４を示す。図１０Ｄは、車輌１０が側方向に完全に転倒して、クッション２８が地面へ接触して、クッション２８に包含された空気または他のガスの圧縮および再分配により衝撃のエネルギが吸収されていることを示す。
【００１７】
本発明の上述した説明は単なる例示を意図するものであり、幾多の変形例および変更例が当業者には明らかであろう。このような変形例および変更例の全ては添付の請求の範囲に規定された本発明の目的の範囲内にあるように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施例を採用する車椅子型車輌の側面図であり、ここでは展開自在クッションが収納状態で示されている。
【図２】 図１の車椅子型車輌の側面図であり、ここでは展開自在クッションが部分的に展開した後向き姿勢で示されている。
【図３】 図１の車椅子型車輌の側面図であり、ここでは展開自在クッションが展開した後向き姿勢で示されている。
【図４】 図１の車椅子型車輌の側面図であり、ここでは展開自在クッションが地面への接触に先立って示されている。
【図５】 図１の車椅子型車輌の側面図であり、ここでは展開自在クッションが地面へ接触して示されている。
【図６】 図６は展開自在クッションを収納状態で示す斜視図である。
【図７】 図７は展開自在クッションを展開状態で示す斜視図である。
【図８】 図８は展開状態で示す本発明の他の実施例の拡大された斜視図である。
【図９】 図９は後部バンパーを部分的に展開状態で示す本発明の代替的実施例の側面図である。
【図１０】 図１０Ａは図１の車椅子型車輌の前面図である。
図１０Ｂは本発明の一実施例を採用する図１の車椅子型車輌の前面図であり、ここでは展開自在クッションが部分的に展開した横向き姿勢で示されている。
図１０Ｃは本発明の一実施例を採用する図１の車椅子型車輌の前面図であり、ここでは展開自在クッションが完全に展開した横向き姿勢で示されている。
図１０Ｄは本発明の一実施例を採用する図１の車椅子型車輌の前面図であり、ここでは展開自在クッションが地面へ接触して示されている。

Claims (12)

1. 時速が２５キロメートル以下の能力である囲いのない車輌の乗員を保護する展開自在クッション機構であって、
   （ａ）内面を有してエネルギを吸収するクッションであって、前記車輌の外側への前記クッションの膨張を可能とする方式で前記車輌へ取り付けられたクッションと、
   （ｂ）前記車輌の傾きおよび前記車輌の傾きの変化率のうちの少なくとも一方を検知するセンサ手段と、
   （ｃ）前記センサ手段によって検知された前記車輌の傾きおよび前記車輌の傾きの変化率のうちの少なくとも一方が、所定の傾き値および傾きの変化率のしきい値を表す所定の値のうちの対応する一方よりも大きいか否かを判定する判定手段と、
   （ｄ）前記クッションの外側から前記クッションの内面内へ空気を導入するように適合されたファンと
   を備え、
   前記ファンは電気的に駆動され、前記センサ手段によって検知された前記車輌の傾きおよび前記車輌の傾きの変化率のうちの少なくとも一方が前記所定の傾き値および前記傾きの変化率のしきい値を表す所定の値のうちの対応する一方よりも大きいと前記判定手段によって判定された場合には、前記クッションの外側から前記クッションの内面内への空気の導入を起動するように電気信号が前記ファンに送信される、展開自在クッション機構。
2. 前記クッションの膨張のためのエネルギを蓄えるエネルギ貯蔵器を更に備える、請求項１に記載の展開自在クッション機構。
3. 前記エネルギ貯蔵器が、機械的エネルギを蓄える少なくとも一つのスプリングを含む、請求項２に記載の展開自在クッション機構。
4. 前記スプリングが圧縮自在部材である、請求項３に記載の展開自在クッション機構。
5. 前記クッションが、前記車輌の後方への前記クッションの膨張を可能とするように前記車輌へ取り付けられている、請求項１に記載の展開自在クッション機構。
6. 前記クッションが、前記車輌の前方への前記クッションの膨張を可能とするように前記車輌へ取り付けられている、請求項１に記載の展開自在クッション機構。
7. 前記クッションが、前記車輌の側方への前記クッションの膨張を可能とするように前記車輌へ取り付けられている、請求項１に記載の展開自在クッション機構。
8. 前記クッションが、前記クッションの外側から前記クッションの内面内への空気流を可能とする少なくとも一つのオリフィスを含む、請求項１に記載の展開自在クッション機構。
9. 前記少なくとも一つのオリフィスがバルブである、請求項８に記載の展開自在クッション機構。
10. 前記展開自在クッション機構は、前記クッションを非展開状態に保持する係止機構を更に備える、請求項１に記載の展開自在クッション機構。
11. 前記係止機構が、磁気ラッチである、請求項１０に記載の展開自在クッション機構。
12. 前記係止機構が、前記空気が前記クッション内に導入される時に解除される、請求項１０に記載の展開自在クッション機構。

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