図1および図2は本発明に係る車両用シートベルト装置の実施形態を示している。この車両用シートベルト装置は、シート1に着座した乗員を保護するシートベルト機構2と、後述するようにシートベルトに設けられたバッグ部6a,7aにエアを繰り返し供給可能に構成された送風手段3(気体送出部)と、この送風手段3の作動状態を制御するエア供給制御手段4が設けられた制御ユニット5とを有している。
上記シートベルト機構2は、乗員の肩部および胸部を拘束するショルダーベルト6および乗員の腹部および腰部を拘束するラップベルト7を備えたシートベルトと、シート1の後方下部に配設されたショルダーベルト6用のリトラクター8と、シート1の後部上方において上記ショルダーベルト6を支持するアンカー9と、ショルダーベルト6およびラップベルト7の先端部に設けられたタング10と、このタング10をシート1の側方部において車体に係止するバックル11とを有する三点式シートベルト機構からなっている。
なお、当実施形態のシートベルトは、ショルダーベルト6とラップベルト7とが一本のウェビングで形成されたいわゆる連続タイプのものとして構成され、スリップガイド付きタング10の位置によって両ベルト6,7の長さを調整し得るものとなされているが、ショルダーベルトとラップベルトとの先端部が各々タングに接続され、両ベルトが分離されたいわゆる分離タイプのものであってもよい。
この実施形態のショルダーベルト6は、図4に示すように、ベルト幅方向に所定の間隔を隔てて配設され、内部にエアが充填される左右一対のバッグ部6aと、この左右一対のバッグ部6a同士を厚さ方向中間部で連結する連結部6bとを備え、バッグ部6aが乗員の肩部および胸部に当接する部分に配置されている。具体的には、バッグ部6aは、ショルダーベルト6の幅方向両端部に設けられ、ショルダーベルト6の長手方向に沿ってタング10が設けられた先端部から上記アンカー9による支持部の手前に至る範囲に設けられる。一方、連結部6bは、単にバッグ部6a同士を連結するものであってもよいが、当実施形態では、その内部にエアが充填可能に構成されている。そして、連結部6bは、上記バッグ部6aにエアが充填されて所定の気圧以上になった場合に、当該バッグ部6aからエアが供給され、このエアにより膨張するように構成されている。なお、当実施形態では、この連結部6bに充填可能な最大エア充填量は、この連結部6bに対するエアの供給が開始される所定気圧下でのバッグ部6aの総エア充填量よりも小さく設定されている。
すなわち、ショルダーベルト6を構成する上記バッグ部6aおよび連結部6bは、図3(c)に示すように、膨張状態で一体の袋状体として形成され、連結部6bに対応する部分の内壁面は接着され、このバッグ部6aに所定の気圧が作用した場合に剥離するように構成されている。より詳しくは、バッグ部6aおよび連結部6bは、図3(a)に示すように収縮した状態から、バッグ部6a内にエアを供給することにより図3(b)に示すようにまずバッグ部6aが厚さ方向両外側に膨張した状態となり、このバッグ部6a内にエアがさらに供給されることによりバッグ部6a内の気圧が上昇し、このバッグ部6a内の気圧が所定気圧以上になった場合に連結部6b内面が剥離されて図3(c)に示すように、連結部6bも厚さ方向両外側に向かって膨張するように構成されている。
なお、上記バッグ部6aおよび連結部6bを構成する袋状体は、専ら厚さ方向に膨張するように構成され、従ってショルダーベルト6の幅寸法は膨張前後で略変化がないように構成されている。また、連結部6bは、いったん膨張したあとに内部のエアが排気されると、再び内壁面同士が接着するように、例えば接着と剥離とを繰り返し行うことが可能な接着剤によって接着されている。
そして、このバッグ部6aに対するエアの供給は、左右一対のバッグ部6aの内部に導入されたエア供給通路部12によって行われる。このエア供給通路部12は、長手方向に所定の引張強度を有する材料(例えば、強化ゴム)によって形成された断面略真円形のチューブ状部材として構成され、内部にエアが流通していない状態においても一定の保形性を有するものとなされている。このエア供給通路部12は、バッグ部6aに対応する部分が当該バッグ部6aの外側端部の内側にその長手方向に沿って配設されている。各エア供給通路部12には、その長手方向に沿って所定間隔(当実施形態では等間隔)置きに、バッグ部6a内にエアを導入するためのエア導入孔12aがエア供給通路部12の周方向に沿って複数個(当実施形態では4個)穿設され、バッグ部6aをその長手方向の複数箇所において膨張させるものとなされている。このエア導入孔12aの開口方向は、厚さ方向外側に指向した状態に設定され、この導入孔12aからの噴出流によってバッグ部6aが厚さ方向に拡開(膨張)し易いようになされている。
上記エア供給通路部12は、送風手段3に接続されるとともに、通路を開閉する開閉弁13を有している。また、上記アンカー9の設置部の近傍には、リトラクター8からショルダーベルト6が引き出されるのに対応して上記エア供給通路部12を引き出すように駆動するとともに、リトラクター8によりショルダーベルト6が巻き取られるのに対応して上記エア供給通路部12を巻き取るように駆動するエア供給通路部12用のリトラクター14が設けられている。
そして、上記開閉弁13を開放した状態で送風手段3を作動させてエア供給通路部12の周面に形成されたエア導入孔12aからバッグ部6a内に、エアを所定の圧力で供給することにより、バッグ部6aの厚みを増大させて図3(b)に示すように膨張させるとともに、この状態でさらにエアを所定の圧力で供給することにより、連結部6bの内壁面同士を剥離させて拡開させることにより連結部6bの厚みを増大させて図3(c)に示すように膨張させ、この状態で開閉弁13を閉止することにより図3(c)に示す膨張状態を維持するようになっている。図3(a)に示す収縮状態から、図3(b)に示すバッグ部6aのみの膨張状態に至るまでは、バッグ部6aの膨張容積が、連結部6bを含めて膨張させる場合の膨張容積に比べて比較的少ないことから早い段階で展開させることができ、乗員を適正に保護するための態勢を早い段階で整えることができる。
また、上記送風手段3およびエア供給通路部12は、バッグ部6a内のエアを外部に排出するエア排出手段としての機能をも有し、開閉弁13を開放した状態で送風手段3を作動させてバッグ部6aおよび連結部6b内のエアを吸引することにより、バッグ部6a等を図3(a)に示す収縮状態に復帰させるように構成されている。そして、この収縮状態では、連結部6bはその前後両面壁が再び接着されるように構成されている。
上記ラップベルト7には、その長手方向に沿ってエアが充填されるバッグ部7aが、乗員の腹部および腰部に当接する部分に設けられている。このバッグ部7aは、図5(a)に示すように、収縮状態において、前後両面壁が略密着し、幅方向に収縮した状態となっており、この収縮した状態から、エアを供給することにより図5(b)に示すように拡幅した膨張状態となるように構成されている。このバッグ部7aの幅方向両端部には、その内部に一対のチューブからなるエア供給通路部15が導入され、このバッグ部7aに対応するエア供給通路部15の所定部分が当該バッグ部7aの長手方向に沿って配設されている。各エア供給通路部15のバッグ部7aに対応する部分には、その長手方向に沿って所定間隔(当実施形態では等間隔)置きに、バッグ部7a内にエアを導入するためのエア導入孔15aが穿設され、バッグ部7aをその長手方向の複数箇所において膨張させるものとなされている。このエア導入孔15aの開口方向は、ベルト幅方向両端部に配設されたエア供給通路部15に設けられたエア導入孔15aが各々対向した状態となるように設定され、各エア導入孔15aからのエアの噴出流によってバッグ部7aが幅方向に早期に膨張し得るように工夫されている。また、このエア供給通路部15は、上記ショルダーベルト6用のエア供給通路部12と同様に送風手段3に接続されるとともに、通路部を開閉する開閉弁16を有している。
そして、上記開閉弁16を開放した状態で送風手段3を作動させてエア供給通路部15の周面に形成されたエア導入孔15aからバッグ部7a内に、エアを所定の圧力で供給することにより、バッグ部7aの幅寸法を増大させて図5(b)に示すように展開させるとともに、この状態で開閉弁16を閉止することにより上記展開状態を維持するようになっている。なお、エアが供給されることにより、バッグ部7aはその厚み方向にも膨張するが、当実施形態ではこの膨張時の厚みがエア供給通路部15の直径と略一致するように構成されている。また、上記送風手段3およびエア供給通路部15は、バッグ部7a内のエアを外部に排出するエア排出手段としての機能をも有し、上記開閉弁16を開放した状態で送風手段3を作動させてバッグ部7a内のエアを吸引することにより、バッグ部7aを図5(a)に示す収縮状態に復帰させるように構成されている。
上記リトラクター8には、図6に示すように、ショルダーベルト6を引出可能に支持するとともに、ばね力等によって所定の巻取力を付与する巻取リール17と、ショルダーベルト6の急激な引出を規制する図外のロードリミッタと、車両の衝突発生時にショルダーベルト6を巻き取ることにより所定の張力を付与するプリテンショナー18とが設けられている。このプリテンショナー18は、巻取リール17の駆動軸に連結されたピニオンギア19と、このピニオンギア19を回転駆動するラックギア20と、このラックギア20を駆動するインフレータ21とを有している。そして、車両の衝突発生時に上記インフレータ21を作動させてガスを発生させ、そのガス圧に応じて上記ラックギア20を下方の待機位置から上方の駆動位置に移動させることにより、上記ピニオンギア19を回転駆動してショルダーベルト6を急速に巻き取るように構成されている。
上記送風手段3は、図7に示すように、エアを加圧して供給する電動ブロア等からなる送風駆動源22と、この送風駆動源22から供給された加圧エアを蓄えるアキュームレータ23と、上記送風駆動源22またはアキュームレータ23をエア供給通路部12,15に連通させるようにエアの流通方向を切り替える切替弁24とを有している。また、切替弁24は、必要に応じて送風駆動源22とアキュームレータ23とを連通させた状態とするとともに、これらと、上記エア供給通路部12,15との連通を遮断した状態とすることが可能なように構成されている。
そして、上記制御ユニット5のエア供給制御手段4から出力される制御信号に応じ、上記アキュームレータ23をエア供給通路部12,15に連通させるように上記切替弁24が切り替えられると、アキュームレータ23内に蓄えられた高圧のエアが、上記エア供給通路部12,15を介してショルダーベルト6のバッグ部6aおよびラップベルト7のバッグ部7aにそれぞれ供給されることになる。また、上記送風駆動源22をエア供給通路部12,15に連通させるように上記切替弁24を切り替えた状態で送風駆動源22を作動させることにより、この送風駆動源22から上記エア供給通路部12,15を介してショルダーベルト6のバッグ部6aおよびラップベルト7のバッグ部7aにエアがそれぞれ供給されるとともに、上記送風駆動源22の回転速度を変化させることにより上記エアの供給圧力が調節されるようになっている。
上記制御ユニット5には、図1に示すように、車両の衝突を予知する衝突予知手段25と、車両が衝突状態となったことを検出する衝突検出手段26と、上記開閉弁13,16に開閉指令信号を出力する開閉制御手段27と、上記プリテンショナー18のインフレータ21に作動指令信号を出力するプリテンショナー制御手段28とが設けられている。
上記衝突予知手段25は、車体の前部、後部および左右両側部に設けられた超音波センサ、赤外線センサまたはレーダー等からなる前方距離検出手段31、後方距離検出手段32および側方距離検出手段33の検出信号に応じて自車の前方、後方または側方に位置する他車等との相対距離および相対速度を計測する等により、衝突事故が発生する可能性が極めて高い状態にあるか否かを判別し、高いと判別された場合に、上記エア供給制御手段4および開閉制御手段27に衝突予知信号を出力するように構成されている。また、衝突予知手段25は、上記他車等との相対距離および自車の車速等に応じて衝突発生時の衝撃力を予測し、この予測値を上記エア供給制御手段4に出力するように構成されている。
上記衝突検出手段26は、車室の前部等に設けられた加速度センサ34の検出信号に応じて自車が他車に衝突する等により大きな衝撃荷重が作用したことが確認された場合等に、自車が衝突状態となったと判定して衝突検出信号を上記開閉制御手段27およびプリテンショナー制御手段28に出力するように構成されている。
上記開閉制御手段27は、衝突予知手段25から衝突予知信号が入力された時点で開閉弁13,16に開放指令信号を出力して開閉弁13,16を開放状態とするとともに、上記エア供給制御手段4からシートベルトのバッグ部6a,7aにするエアの供給が開始された後に予め設定された供給時間が経過したか否かを判別し、この供給時間が経過したことが確認された時点で、上記開閉弁13,16に閉止指令信号を出力して開閉弁13,16を閉止状態とする制御を実行するように構成されている。
また、上記エア供給制御手段4は、衝突予知手段25から衝突予知信号が入力された時点で送風手段3のアキュームレータ23をエア供給通路部12,15に連通させる切替指令信号を上記切替弁24に出力することにより、アキュームレータ23から上記エア供給通路部12,15を介してショルダーベルト6のバッグ部6aおよびラップベルト7のバッグ部7aに高圧のエアをそれぞれ供給し、このショルダーベルト6のバッグ部6aが膨張した後もエアを供給し続けてこの供給されたエアが所定圧以上になった場合にショルダーベルト6の連結部6bの内面が剥離してこの連結部6bにエアを供給するように構成されている。そして、上記高圧エアの供給を開始した後、予め設定された所定時間が経過した時点で、上記送風手段3の送風駆動源22をエア供給通路部12,15に連通させる切替信号を上記切替弁24に出力するとともに、送風駆動源22を正転駆動する作動指令信号を出力し、且つ上記衝突予知手段25から出力された衝突発生時の衝撃力の予測値に基づいて上記送風駆動源22の作動状態を調節する制御が上記エア供給制御手段4において実行されるようになっている。
なお、車両の通常走行時に、上記アキュームレータ23に蓄えられたエアの圧力が一定値以下に低下したことが確認された時点、あるいは定期的に、送風手段3の送風駆動源22とアキュームレータ23とを連通させるように上記切替弁24を切り替えた状態で、送風駆動源22を作動させてアキュームレータ23内に高圧のエアを供給することにより、アキュームレータ23内の圧力が一定値以下となるのを防止するように構成されている。
上記プリテンショナー制御手段28は、衝突検出手段26から衝突検出信号が出力され、車両が衝突状態となったことが確認された時点で、プリテンショナー18のインフレータ21に作動指令信号を出力してインフレータ21を作動させることにより、ショルダーベルト6を巻き取って乗員を所定の力でシート1に拘束する制御を実行するように構成されている。
また、上記シート1の側方部等には、シートベルト(具体的にはバッグ部6a,7aおよびショルダーベルト6の連結部6b)にエアを供給してこのシートベルトを所定の膨張状態とするための設定スイッチ35が設けられている。この設定スイッチ35は、上記衝突予知手段25や衝突検出手段26からの入力による場合とは別個に、乗員の意思に基づいてシートベルトを膨張させるためのものである。この設定スイッチ35によりシートベルトのバッグ部6a,7aおよび連結部6bを所定の膨張状態とする設定操作が行われた場合には、その時点で上記送風手段3の送風駆動源22をエア供給通路部12,15に連通させた状態で、送風駆動源22を作動させることにより、上記シートベルトのバッグ部6a,7a等内に所定量のエアを供給する制御が上記エア供給制御手段4において実行されるようになっている。なお、上記設定スイッチ35は、エア供給量(供給時間)を段階的に変更可能に構成され、この設定スイッチ35からの入力に基づいて、例えばショルダーベルト6について、バッグ部6aだけを膨張させる第1膨張状態(図3(b)に示す状態)と、この第1膨張状態から連結部6bをも膨張させる第2膨張状態(図3(c)に示す状態)とを調整することができるものとなされている。
上記のように構成された車両用シートベルト装置の制御ユニット5において実行される制御動作を、図8および図9に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まず上記設定スイッチ35を使用してシートベルトを所定の膨張状態とする設定操作が行われたか否かを判定し(ステップS1)、YESと判定された場合には、送風手段3の送風駆動源22をエア供給通路部12,15に連通させた状態で、送風駆動源22を作動させて上記シートベルトのバッグ部6a,7a内及び必要に応じてショルダーベルト6の連結部6b内に所定量のエアを供給することにより、このバッグ部6a,7aおよび連結部6bを乗員の設定操作に応じた膨張状態とする制御を実行する(ステップS2)。このとき、ショルダーベルト6やラップベルト7のバッグ部6a,7aは、エア供給通路部12,15の長手方向に沿って設けられたエア導入孔12a,15aを通じてバッグ部6a,7aの長手方向に沿って略均一に膨張する。そして、ショルダーベルト6について、そのバッグ部6aが所定の膨張状態となった後、当該バッグ部6a内の気圧が増大し、この気圧が所定気圧以上になった時点で、バッグ部6a同士を連結する連結部6bの前後内壁面が剥離してバッグ部6a内のエアがこの連結部6bの前後内壁面間に流れこみ、これにより図3(c)に示すように、バッグ部6aだけでなく連結部6bも膨張することになる。
次いで、衝突予知手段25において車両の衝突が予知されたか否かを判定し(ステップS3)、NOと判定された場合には、下記ステップS9に移行する。
上記ステップS3でYESと判定されて車両の衝突が予知されたことが確認された場合には、自車の車速および他車との相対距離等に基づいて衝突発生時の衝撃力を予測する(ステップS4)。また、上記開閉弁13,16を開放状態とする制御信号を開閉制御手段27から開閉弁13,16に出力するとともに(ステップS5)、上記送風手段3を作動させてシートベルトのバッグ部等6a,7a,6bにエアを供給する制御を上記エア供給制御手段4において実行する(ステップS6)。
具体的には、上記衝突予知手段25から衝突予知信号が入力された時点で送風手段3のアキュームレータ23をエア供給通路部12,15に連通させるように上記切替弁24を切り替えるとともに、アキュームレータ23から上記エア供給通路部12,15を介してシートベルトのバッグ部等6a,7a,6bに高圧のエアをそれぞれ供給した後、予め設定された供給時間が経過した時点で、上記送風手段3の送風駆動源22をエア供給通路部12,15に連通させるように上記切替弁24を切り替えるとともに、上記衝突予知手段25から出力された衝突発生時の衝撃力の予測値に対応した回転速度で送風駆動源22を正転駆動してシートベルトのバッグ部等6a,7a,6bにエアを供給する制御を上記エア供給制御手段4において実行する。このとき、シートベルトのバッグ部6a,7aおよび連結部6bは、上記ステップS2で述べた過程と同様の過程を経て膨張することになる。
次いで、上記エア供給制御手段4においてバッグ部等6a,7a,6bに対するエアの供給開始後に予め設定された供給時間が経過した否かを判別することにより、エアの供給停止条件が成立したか否かを判定する(ステップS7)。このステップS7でYESと判定され、エアの供給開始後に予め設定された供給時間が経過したことが確認された時点で、上記開閉弁13,16を閉止状態とする指令信号を出力して開閉弁13,16を閉止する(ステップS8)。上記供給時間は、送風手段3を作動させてシートベルトのバッグ部6a,7aおよびショルダーベルト6の連結部6b内に所定量のエアを供給することによりバッグ部6a,7aおよび連結部6bを適正な膨張状態とすることができるように、上記エアの供給圧力に応じて設定されている。
その後、上記衝突検出手段26において車両が衝突状態となったことが検出されたか否かを判定し(ステップS9)、YESと判定された場合には、プリテンショナー18のインフレータ21に作動指令信号を出力することにより、上記インフレータ21を作動させてショルダーベルト6を巻き取る制御を実行した後に(ステップS10)、制御動作を終了する。
また、上記ステップS9でNOと判定された場合には、上記衝突予知手段25による衝突の予知が行われた後、予め設定された所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS11)。この所定時間は、上記衝突の予知後に衝突が回避されたか否かを判別するのに充分な時間に設定されている。上記ステップS11でYESと判定された場合には、上記開閉弁13,16を開放状態としてシートベルトのバッグ部6a,7aおよび連結部6b内のエアを外部に排出することにより、バッグ部等6a,7a,6bを元の状態に復帰させる制御を実行する(ステップS12)。すなわち、上記送風手段3の送風駆動源22をエア供給通路部12,15に連通させるように上記切替弁24を切り替えた状態で、送風駆動源22を逆転駆動してシートベルトのバッグ部6a,7aおよび連結部6b内のエアを外部に排出することにより、バッグ部6a,7aおよび連結部6bの内部圧力を、設定スイッチ35によって設定された設定圧とする制御を上記エア供給制御手段4において実行する。このとき、ショルダーベルト6の連結部6bはその前後内壁面が再び剥離可能に接着される。
次いで、シートベルトの解放操作またはイグニッションキースイッチ(IG)のOFF操作のいずれかが行われたか否かを判定し(ステップS13)、YESと判定された場合には、上記開閉弁13,16を開放状態としてシートベルトのバッグ部6a,7a内のエアを外部に排出することにより、このバッグ部6a,7aを初期状態に復帰させる制御を実行した後(ステップS14)、ステップS1にリターンする。すなわち、上記送風手段3の送風駆動源22をエア供給通路部12,15に連通させるように上記切替弁24を切り替えた状態で、送風駆動源22を逆転駆動してシートベルトのバッグ部等6a,7aおよび連結部6b内のエアを全て排出することにより、バッグ部等6a,7a,6bを収縮状態とした後にステップS1にリターンする。
上記のように、内部に気体が充填されることにより膨張するバッグ部6aが長手方向に沿って配設されたショルダーベルト6と、このショルダーベルト6のバッグ部6aに充填する気体を送り出す送風手段3と、この送風手段3および上記バッグ部6aを接続するエア供給通路部12とを備え、上記バッグ部6aは、ショルダーベルト6の幅方向に所定の間隔を隔てた状態で左右2本配設されているので、ショルダーベルト6の幅に対応した幅のバッグ部を形成し、このバッグ部を全幅に一挙に膨張させる場合に比べて、バッグ部6aのエア充填容量を小さくすることができる。従って、エア供給通路部12から供給されるエア供給量が少なくてすみ、このためベルト幅方向両端部に設けられたバッグ部6aを適正な形状にまで膨張させるまでの期間を短縮することができる。言い換えると、この装置によれば、ショルダーベルト6のバッグ部6aは、適正な形状になるまで瞬時に膨張させることができる。
しかも、このショルダーベルト6のバッグ部6aがベルト幅方向両端部に設けられているので、バッグ部6aの膨張によるプリテンショナー効果を有効に発揮させることができるとともに、シートベルトにおける乗員との当接面積を確保することができてシートベルトを介して乗員に与えられる衝突等による衝撃力をシートベルトの広範囲に分散させて衝撃吸収効果を効果的に高めることができる。特に、当実施形態では、図3(b)に示すように、ショルダーベルト6のバッグ部6aが厚み方向に膨張するように構成されているので、このバッグ部6aが衝突等による衝撃力が作用して乗員によって厚み方向に押し潰されると、バッグ部6aが幅方向に押し広がり(図3(b)に2点鎖線で示す)、バッグ部6a同士の間隔を狭めることができ、これによりシートベルトと乗員との当接面積を確実に確保することができ、シートベルトによる乗員に対する衝撃吸収効果を低下させることもない。
また、バッグ部6aがショルダーベルト6の幅方向両端部に配設されているので、乗員におけるショルダーベルト6の装着姿勢を安定させることができ、従ってバッグ部6aの膨張時にショルダーベルト6が裏返しになるような事態を確実に防止することができ、これによりバッグ部6aをその機能を十分に発揮させることができるように適正に膨張させることができる。
さらに、送風手段3によるエアの供給が開始されてからバッグ部6a,7aが所定の膨張形状に至るまでに、バッグ部6a,7aをその長手方向に沿って略均一に膨らませることができる。従って、従来の装置のようにバッグ部の長手方向一端側からエアを供給する場合に比べて、ショルダーベルト6およびラップベルトのバッグ部6a,7aを早い段階で且つ確実にバッグ部6a,7aの全長にわたって略均一に膨張させることができ、これにより乗員を適正に保護することができる。
また、上記実施形態では、エアを加圧して送風する電動ブロア等からなる送風駆動源22と、加圧されたエアを蓄えるアキュームレータ23とを上記送風手段3に設け、車両の衝突が予知された時点で、上記アキュームレータ23からシールベルトのバッグ部6a,7aに高圧のエアを供給するように構成したため、図10に示すように、車両の衝突が予知された時点t1で、上記アキュームレータ23をエア供給通路部12,15に連通させることにより高圧のエアをシールベルトのバッグ部6a,7aに対して迅速に供給することができる。そして、上記アキュームレータ23から供給された高圧のエアがバッグ部6a,7a内に充填された時点t2で、上記送風駆動源22を作動させてその回転速度を上昇させることにより、この送風駆動源22からシートベルトのバッグ部6a,7aおよび連結部6b内にエアを供給してバッグ部等6a,7a,6bを適正に膨張させることができる。
しかも、予想外に早く車両が衝突した場合には、上記従来の装置ではエアの供給が間に合わず、当該エアが供給される長手方向の一端側しかバッグ部が膨張していない虞もあるが、当実施形態の装置では、バッグ部6aのエア充填容積が小さいため、少なくともバッグ部6aについては確実に膨張させることができ、このバッグ部6aの膨張による衝撃吸収効果を得ることができる。
また、車両の衝突を予知する衝突予知手段25と、上記バッグ部6a,7aにエアを繰り返し供給可能に構成されるとともバッグ部6a,7aに供給されたエアを排出可能に構成された送風手段3と、この送風手段3とバッグ部6a,7aとを接続するエア供給通路部12,15と、上記衝突予知手段25により車両の衝突が予知された場合に、上記送風手段3からエア供給通路部12,15を介してシートベルトのバッグ部6a,7aや連結部6b内にエアを供給することによりバッグ部等6a,7a,6bを膨張させるエア供給制御手段4と設けたため、このバッグ部等6a,7a,6bを必要に応じて何回でも膨張させることにより乗員を適正に保護できるという利点がある。
すなわち、車両の衝突が予知された時点で送風手段3を作動させ、シートベルトのバッグ部6a,7a部や連結部6b内にエアを供給してシートベルトのバッグ部等6a,7a,6bを膨張させることにより、ショルダーベルト6およびラップベルト7からなるシートベルトを広範囲にわたって均等に圧接させた状態で乗員を拘束することができるため、その圧接力を広範囲に分散させた状態でシートベルトにより乗員を適正に拘束して保護することができる。また、上記衝突の予知後に車両の衝突が回避されたことが確認された場合には、上記バッグ部等6a,7a,6b内に供給されたエアを外部に排出することにより元の状態に復帰させることができるため、その後に車両の衝突が予知された時点で上記送風手段3を作動させてバッグ部等6a,7a,6bを再び膨張させることができる。
なお、以上に説明した車両用シートベルト装置は、本発明に係るシートベルト装置が適用される装置の一実施形態であって、装置の具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、変形例を以下に説明する。
(1)シートベルトの具体的形状は上記実施形態のものに限らず、例えばラップベルト7についても、上記ショルダーベルト6と同様に、幅方向に所定間隔を隔ててバッグ部を配設するものであってもよい。すなわち、図11に示すように、このラップベルト7は、そのバッグ部57aがベルト幅方向両端部に配設されるとともに、これらのバッグ部57aを厚さ方向中間部で連結するための連結部57bが設けられている。
この連結部57bは、バッグ部57aとともに袋状をなし、内部にエアが充填可能に構成されている。そして、連結部57bは、前後両内面壁が接着され、上記バッグ部56aにエアが充填されて所定の気圧以上になった場合に、上記接着が剥離するように構成されている。この前後両内壁面の剥離によって、当該バッグ部57aからエアが供給され、このエアにより膨張するように構成されている。このラップベルト7は収縮状態から膨張状態に移行することによりベルト幅が拡幅するように構成され、これによりシートベルトと乗員との当接面積を拡大して、当該シートベルトを介して乗員に作用する衝撃力を分散し得るように構成されている。
ラップベルト7について、上記のように構成すれば、ベルト幅の全幅にわたってバッグ部として形成し、所定の入力があった場合にこのバッグ部全体を膨張させるように構成されている装置に比べ、ラップベルト幅を確実かつ短期間に所定の衝撃吸収効果を得る状態にまで拡幅させることができる。
また、シートベルト、例えばショルダーベルトの形状について、図12に示すように、ベルト幅方向両端部にバッグ部106aが膨張状態で独立の空間を形成するように構成され、このバッグ部106aが所定形状にまで膨張した後に膨張するように構成された、副室としての連結部106bが上記バッグ部106a間に設けられているものであってもよい。
すなわち、このショルダーベルト106は、内部にエア供給通路部112が導入されたバッグ部106aがベルト幅方向両側部に設けられ、このバッグ部106aが独立の空間を有する連結部106bによって連結されている。なお、当実施形態では、エア供給通路部112は、上記実施形態と異なり、その断面形状が楕円形状に形成され、その周方向についてエア導入孔112aが前後方向に開口した状態で設けられている。
上記各バッグ部106aは、図12(b)に示すように、長手方向一端部(図例ではアンカー9側と反対側のタング10側端部)で、連通部109を通じて上記連結部106b内部に連通している。従って、エア供給制御手段4によって送風手段3からエア供給通路部112にエアが供給されると、長手方向に沿って設けられた複数個のエア導入孔112aのそれぞれからバッグ部106a内にエアが導入され、バッグ部106aが長手方向に沿って略均一に膨らみ始める。そして、バッグ部106aが所定の大きさにまで膨張すると、バッグ部106a内のエアが連通部109を通じて連結部106b内に流れこみ、これによって連結部106bも膨らみ始めることになる。この連結部106bは、一端側、すなわち連通部109が設けられている側から一対のバッグ部106aのそれぞれからエアが供給されて、この連通部109側から膨らみ始めることになるが、バッグ部106aは、短期間で、満遍なく効率的に膨張させることができ、これにより衝突を予知した時点等の所定の時点からシートベルトを介して衝突等による衝撃力が乗員に作用するまでの期間が不測に短い場合でも確実かつ効果的に一定以上のレベルで衝撃吸収効果やプリテンショナー効果を得ることができ、乗員を適正かつ効果的に保護することができる。
さらに、バッグ部を図13および図14に示すように構成してもよい。
すなわち、図13はショルダーベルトのバッグ部の他の実施形態を示す断面図である。このショルダーベルト206は、その幅方向両端部に配設されたバッグ部206aと、このバッグ部206a同士を連結する連結部206bとを備え、上記実施形態と異なり、エア供給通路部12がバッグ部206a内部に導入されず、バッグ部206aの長手方向一端部に接続される構成を採用している。ただし、上記実施形態のように、バッグ部206a内にエア供給通路部12を導入することを排斥するものではない。
このバッグ部206aと連結部206bとは、ともにエアが充填されるように独立の袋状に形成され、図12(b)に示すように、エア供給通路部12が接続されている長手方向一端部と反対側の他端部で連通部(図示せず)を介して連通するものとなされている。そして、上記バッグ部206aは、断面矢羽根状に形成され、収縮状態で幅方向外側の側壁が図13に二点鎖線で示すように内側に折り込まれ、エアが供給されることによりこれらが展開して膨張するように構成されている。一方、連結部206bは、その内部が仕切壁206cによって仕切られるとともに、上記連通部に連通する前後2室が形成されている。また、この連結部206bは、収縮状態では幅方向両側の側壁が図13に二点鎖線で示すように内側に折り込まれ、エアが供給されることによりこれらが展開して膨張するように構成されている。
このショルダーベルト206は、図13に二点鎖線で示すように収縮状態で偏平な折り畳み状態からその長手方向一端部から供給されたエアがまずバッグ部206a内に充填され、このバッグ部206aが収縮状態の形状から厚み方向両側に向かって膨張する。そして、このバッグ部206aが所定の形状にまで膨張したあと、バッグ部206aの気圧が所定気圧以上になり、これにより連通部を介して連結部206b内にエアが供給され、連結部206bが収縮状態の形状から厚み方向両側に向かって膨張するようになっている。
一方、図14はショルダーベルトのバッグ部のさらに他の実施形態を示す断面図である。このショルダーベルト306は、上記図13に示されたショルダーベルト206は、収縮状態からエアが充填されることによりバッグ部206aおよび連結部206bが厚み方向両側に膨張するように構成されているが、当実施形態のショルダーベルト306は、エアが充填されることによりバッグ部306aおよび連結部306bが厚み方向一方側、例えば乗員側に膨張するように構成されている。このように乗員側に膨張する構成を採用すれば、弾力性に富む膨張部分が乗員側に配置されることになり、乗員に対する衝撃吸収効果が向上する。
(2)上記実施形態では、エア供給通路部の断面形状が真円形または楕円形に設定されているが、このエア供給通路部の断面形状は特に限定するものではなく、その他、長円形、半円形、矩形、三角形等公知の形状に形成してもよい。
ただし、円形、楕円形、長円形、半円形等の乗員側に突出する円弧状断面を有する形状に形成すれば、当該シートベルトを装着する乗員において装着快適性が向上し、また、この中でも上記各実施形態のように真円形、楕円形を含む略円形状の断面を有するものとすれば、シートベルトの非適正装着状態等におけるこの気体供給通路部に起因する切創傷害事故を確実に防止することができるとともに、シートベルトの装着時にエア供給通路部12,15が変形して当該通路部12,15におけるエア流通性を損なうといった事態を効果的に防止することができる。
また、このエア供給通路部12,15に設けられるエア導入孔12a,15aは、エア供給通路部12,15の長手方向に沿って複数個設けられていれば、その開口方向や個数等の具体的構成は特に限定するものではない。従って、例えば上記ショルダーベルト6に配設されるエア供給通路部12のエア導入孔12aについて、上記実施形態では、周方向に複数個設けられているが、例えば1個だけであってもよく、その開口方向もラップベルト7に配設されるエア供給通路部15のエア導入孔15aと同様に、バッグ部6aの中心部に向かって開口するように形成してもよい。
さらに、上記実施形態では、エア導入孔12a,15aがエア供給通路部12,15の長手方向に沿って等間隔に設けられているが、このエア導入孔12a,15aが形成される長手方向に沿った間隔は不等間隔としてもよく、例えば送風手段3に近接する一端側から離間する反対側に向けて間隔を狭く設定してもよい。
(3)上記実施形態に代え、図2に示すように、シートベルトのバッグ部6a,7a内に圧力センサ等からなる圧力検出手段6c,7cを配設し、車両の衝突予知時にシートベルトのバッグ部6a,7aに対してエアの供給を開始した後、圧力検出手段6c,7cにより検出された上記バッグ部6a,7a内の圧力が設定圧力となったことが確認された時点で、開閉弁13,16を閉止するようにしてもよい。この構成によれば、車両の衝突が予知された時点で送風手段3を作動させてシートベルトのバッグ部6a,7aおよび連結部6b内にエアを供給した後、バッグ部等6a,7a,6b内の圧力が設定圧力となってシートベルトが適正な展開状態となったことが確認された時点で上記開閉弁13,16を閉止することにより、シートベルトのバッグ部等6a,7a,6bを安定した膨張状態に維持できるという利点がある。なお、この場合、バッグ部6aの設定圧力は、連結部6bの前後内壁面が剥離する所定圧力よりも高い値に設定される。
(4)また、車両の衝突予知時にシートベルトのバッグ部6a,7aに対してエアの供給を開始した後、車両が衝突状態となったことが衝突検出手段26において検出された時点で、上記開閉弁13,16を閉止するようにしてもよい。このように構成した場合には、車両が衝突状態となってシートベルが乗員に圧接された時点で上記開閉弁13,16を閉止することにより、衝突時に作用する圧接力で上記シートベルトのバッグ部6a,7a内からエアが漏出するのを防止することができる。従って、車両の衝突時に、シートベルトのバッグ部6a,7aを安定した展開状態に維持して乗員を効果的に保護することができるという利点がある。
(5)さらに、上記実施形態に示すように、車両の衝突予知時における車両の状態、例えば自車と他車との相対距離および相対速度に応じて予測された衝突発生時の衝撃力等に応じ、上記送風駆動源22の回転速度を制御して上記バッグ部6a,7a等に対するエアの供給圧力を調節するように構成することもでき、このような場合には、車両の衝突予知時に、シートベルトのバッグ部6a,7aを衝突発生時に作用する衝撃力等に対応した膨張状態とすることにより、乗員を効果的に保護できるという利点がある。
(6)上記実施形態では、エア供給通路部12,15に設けられた開閉弁13,16を開放した状態で送風手段3を逆転駆動することにより、シートベルトのバッグ部6a,7a内に供給されたエアを外部に排出するように構成し、送風手段3およびエア供給通路部15を上記エアの排出手段として機能させるようにした例について説明したが、上記シートベルトのバッグ部6a,7a内のエアを外部に排出する排出通路と、この排出通路を開閉する開閉弁とを別体に設け、この開閉弁を開放状態として上記排出通路からバッグ部6a,7aのエアを外部に排出するように構成してもよい。
(7)また、上記ショルダーベルト6のリトラクター8内に第2プリテンショナー18を設けてなる上記実施形態に代え、図15に示すように、車両の衝突が検出された時点で、ショルダーベルト6の先端部に設けられたタング10が係止されたバックル11を下方に引っ張ることにより上記ショルダーベルト6およびラップベルト7に所定の張力を作用させて乗員を拘束するインフレータ41からなる乗員拘束手段を設けた構造としてもよい。また、上記ラップベルト7を引出可能に支持するとともに、ラップベルト7を巻取駆動する電動モータからなるラップベルト7用の第1プリテンショナー42と、このラップベルト7の巻取動作に応じてラップベルト7用のエア供給通路部15を巻取駆動するエア供給通路用リトラクター43を設けた構造としてもよい。
(8)上記実施形態では、シートベルトをバッグ部6a,7aに対応する部分についてエア供給通路部12,15と一体的に設け、各ベルト6,7とエア供給通路部12,15とを別々のリトラクター8,14で引出、巻取がされるように構成されているが、このシートベルトをその全長にわたってエア供給通路部と一体的に設け、ベルトとエア供給通路部とを単一のリトラクターで引出、巻取可能に構成するものであってもよい。
(9)上記シートベルトのバッグ部6a,7aについて、この対応する部分にカバーを設け、シートベルトとして要求される強度をこのカバーによって補うものとしてもよい。