JP4462137B2 - 車両の乗員膝部拘束装置および乗員膝部拘束方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の乗員膝部拘束装置およびその拘束装置を用いた乗員膝部拘束方法に関する。

自動車の前面衝突時に、シートに着座した乗員が前方に移動するのをシートベルトで拘束するが、このとき、乗員の腰部から下方部分がラップベルトをすり抜けるようにして前方にずれ移動してしまうことがある。

このため、その下半身の前方移動を、ニープロテクタで膝部を拘束して押さえ込むようにしたものがあり、例えば、前記ニープロテクタは、通常は車両用シートに着座する乗員の膝部の車両前方に配置して、前面衝突時にニープロテクタを後方移動して乗員膝部の前方移動を押さえ込むようになっている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、ニープロテクタは下端部を車体側メンバに回動自在に枢着してあり、衝突時にダッシュパネルの潰れに伴うクーリングユニットの後退によってロッド部材が前記ニープロテクタの上端部を後方に押し出すようになっている。

また、ニープロテクタで膝部を拘束した際に、シートベルトのラップベルトに残存する弛みがタングからショルダーベルトに流れることになるが、このベルトの弛みによる流れを阻止して乗員の上半身の拘束を確実にするために、衝突時にタングのシートベルトを挿通した部分をロックするようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開平２−１８２５５３号公報（第３頁、第１図） 特開平１０−１５２０１９号公報（第３頁、第１図）

しかしながら、かかる従来の乗員膝部拘束装置では、ニープロテクタの下端部を車体側に取り付けた状態で上端部を後方に押し出すため、このニープロテクタの後方移動量が少なくなるため、衝突直後の乗員の前方移動量が少ない時点でニープロテクタによる拘束が困難となって衝撃の最小化が達成し辛くなってしまう。

また、ニープロテクタの後方移動タイミングがシートベルトリトラクタによる緊急巻取りによる拘束タイミングとずれてしまうと、衝突時にニープロテクタが後方移動した場合に、膝部とニープロテクタとの干渉量が減少したりする可能性があり、そのような場合にはニープロテクタによる乗員膝部の拘束力を十分に得ることができ無くなってしまう。

そこで、本発明は、ニープロテクタの後方移動量を増大して衝突時の乗員膝部の拘束タイミングをより早めるとともに、ニープロテクタの後方移動タイミングをシートベルトの拘束タイミングに同期させて、ニープロテクタによる乗員膝部の拘束効果をより高めることができる車両の乗員膝部拘束装置および乗員膝部拘束方法を提供するものである。

本発明の車両の乗員膝部拘束装置は、車両用シートに着座する乗員の膝部前方に配置されたニープロテクタと、前面衝突時にウェビングを巻き取って拘束力を高める緊急巻取り機能を備えたシートベルトリトラクタを有するシートベルト装置と、を備えた車両において、乗員下肢を中間にして車幅方向に一対設けられた車幅方向内方の内側ガイド部材と車幅方向外方の外側ガイド部材と、で構成され、前記ニープロテクタを乗員の膝部に向かって後方移動案内するガイド手段と、長尺可撓部材で形成され、前記ニープロテクタを車両後方に牽引する牽引部材と、前記ガイド手段の後方に配置され、前記シートベルトリトラクタの緊急巻取りに同期して回転して、前記牽引部材を巻き取る巻回部材と、を設け、前記ニープロテクタは、乗員の両膝に跨って配置される形状保持可能な幅広部分にクッション材を設けたプロテクタ本体と、このプロテクタ本体を前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材に支持するベルト部材と、を備え、前記ベルト部材は、一端部が、前記内側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた内方スライド部材に固定されるとともに、他端部が、前記外側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた外方スライド部材に挿通された状態で外側ガイド部材に固定されており、前記牽引部材が内方スライド部材に固定されており、前記プロテクタ本体が、前記ベルト部材に摺動自在に取り付けられていることを最も主要な特徴とする。

また、本発明の車両の乗員膝部拘束方法は、車両用シートに着座する乗員の膝部前方に配置されたニープロテクタと、前面衝突時にウェビングを巻き取って拘束力を高める緊急巻取り機能を備えたシートベルトリトラクタを有するシートベルト装置と、乗員下肢を中間にして車幅方向に一対設けられた車幅方向内方の内側ガイド部材と車幅方向外方の外側ガイド部材と、で構成され、前記ニープロテクタを乗員の膝部に向かって後方移動案内するガイド手段と、長尺可撓部材で形成され、前記ニープロテクタを車両後方に牽引する牽引部材と、前記ガイド手段の後方に配置され、前記シートベルトリトラクタの緊急巻取りに同期して回転して、前記牽引部材を巻き取る巻回部材と、を備える車両の乗員膝部拘束方法であって、乗員の両膝に跨って配置される形状保持可能な幅広部分にクッション材を設けたプロテクタ本体にベルト部材を挿通させて、プロテクタ本体をベルト部材に摺動自在に取り付け、ベルト部材の一端部を、前記内側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた内方スライド部材に固定するとともに、他端部を、前記外側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた外方スライド部材に挿通された状態で外側ガイド部材に固定し、前記牽引部材を内方スライド部材に固定し、車両の前面衝突時に、シートベルトリトラクタの緊急巻取りに同期して前記巻回部材が回転して前記牽引部材を巻き取り、乗員の膝部前方に配置したニープロテクタを車両後方に牽引することで、当該ニープロテクタにより乗員膝部の前方移動を押さえ込むことを特徴とする。

本発明の車両の乗員膝部拘束装置および乗員膝部拘束方法によれば、前面衝突時に、ニープロテクタを後方移動案内するガイド手段に沿って、該ガイド手段の後方に配置した巻回部材で牽引部材を巻き取ることにより、前記ニープロテクタを車両後方に牽引するとともに、そのニープロテクタの後方移動量を大きく稼ぐことができるため、乗員膝部をより後方で拘束できるようになり、ひいては、衝突時の乗員膝部の拘束タイミングをより早めることができる。

また、前記巻回部材はシートベルトリトラクタの緊急巻取りに同期して回転するため、シートベルト装置による乗員拘束と同期してニープロテクタによる乗員膝部の拘束を行うことができるようになり、該ニープロテクタによる乗員膝部の拘束効果をより高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図１４は本発明の車両の乗員膝部拘束装置の第１実施形態を示し、図１は乗員膝部拘束装置の全体構成を示す斜視図、図２は乗員膝部拘束装置を（ａ）の通常時と（ｂ）の作動時で示す側面図、図３は外方ガイド部材の取付け構造を示す斜視図、図４は図３中Ａ−Ａ線に沿った断面図である。

また、図５はニープロテクタの分解斜視図、図６はニープロテクタによる乗員膝部の拘束状態を示す平面図、図７はニープロテクタの作動状態を示す側面図、図８はシートベルトリトラクタの全体構成図、図９はシートベルトリトラクタのクラッチを構成する皿ばねの斜視図、図１０は巻回部材の駆動機構を（ａ）に初期状態と（ｂ）に巻取り状態とで示す側面図である。

更に、図１１は乗員膝部拘束装置の制御を実行するためのフローチャートを示す説明図、図１２は乗員膝部拘束装置の通常運転状態から最終拘束状態までの作動を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図、図１３はニープロテクタによる乗員膝部の拘束負荷特性を示すグラフ、図１４は乗員膝部拘束装置をドアを開状態にして示す斜視図である。

本実施形態の乗員膝部拘束装置１０は、図１に示すように車両用シートとしての運転席１および助手席２にそれぞれ着座する乗員の膝部の車両前方に配置され、車両の前面衝突時に後方移動して乗員膝部の前方移動を押さえ込むニープロテクタ２０を備える。

つまり、前記ニープロテクタ２０は、図２（ａ）に示すように通常運転時はニープロテクタ２０を乗員Ｃの膝部Ｃｎの車両前方に所定距離をおいて対向配置しておき、図２（ｂ）に示すように車両Ｍの前面衝突によって作動すると、ニープロテクタ２０が後方移動して乗員膝部Ｃｎを押さえて拘束するようになっている。

また、本実施形態では図２に示すように、運転席１および助手席２に、ショルダベルト１２およびラップベルト１３を備えた３点式のシートベルト装置１１を備えている。また、同図（ｂ）中のＡ／ＢはステアリングホイールＷに設けたエアバッグである。

前記シートベルト装置１１は、図２示すようにショルダベルト１２の上端部をショルダアンカー１４から下方に折り返したウェビング１５の先端部がシートベルトリトラクタ５０に巻き取られるが、このシートベルトリトラクタ５０は通常センターピラー下部に取り付けられる。

そして、前記シートベルトリトラクタ５０は、車両衝突等の緊急時にウェビング１５を更に巻き取って、乗員の拘束力を高めるようになっている。

前記乗員膝部拘束装置１０は、図１に示すように運転席１側に設けられる運転席側拘束装置１０Ｄと、助手席２側に設けられる助手席側拘束装置１０Ｐと、を備え、これら運転席側拘束装置１０Ｄと助手席側拘束装置１０Ｐの構成は、車室の車幅方向中央部を境にして略対象となり、それぞれの運転席側・助手席側拘束装置１０Ｄ，１０Ｐの対応する同一の構成部材に同一符号を付して説明するものとする。

ここで、本発明の乗員膝部拘束装置１０では、図１に示すように前記運転席側・助手席側拘束装置１０Ｄ，１０Ｐの前記ニープロテクタ２０を、乗員Ｃの膝部Ｃｎに向かって後方移動案内するガイド手段３０と、前記ニープロテクタ２０を車両後方に牽引する牽引部材としてのワイヤー４０と、前記ガイド手段３０の後方に配置して前記シートベルトリトラクタ５０の緊急巻取りに同期して回転して、前記ワイヤー４０を巻き取る巻回部材としてのプーリ１００と、を備えている。

また、本実施形態の乗員膝部拘束方法は、車両の前面衝突時に、乗員Ｃの膝部Ｃｎ前方に配置したニープロテクタ２０をシートベルトリトラクタ５０の緊急巻取りに同期して車両後方に牽引し、該ニープロテクタ２０で乗員膝部Ｃｎの前方移動を押さえ込むようにしている。

前記ガイド手段３０は、図１に示すように乗員下肢Ｃｌ（図２参照）を中間にして車幅方向に一対設けられた車幅方向内方の内側ガイド部材３０Ａと車幅方向外方の外側ガイド部材３０Ｂと、で構成し、図３，図４に示すように外側ガイド部材３０Ｂを車両ドアとしてのフロントドア４に設けてある。

勿論、運転席側拘束装置１０Ｄの外側ガイド部材３０Ｂは運転席側のフロントドアに設け、助手席側拘束装置１０Ｐの外側ガイド部材３０Ａは助手席側のフロントドアに設けてある。

前記内側ガイド部材３０Ａは、図１に示すように所定厚さとなる短冊状の平板で形成され、その長手方向を車両略前後方向となるように配置して、その車両前方端部をインストルメント部３の内部に車幅方向に取り付けて、図外のステアリングコラムを支持するステアリングメンバ５に結合してある。

一方、前記外側ガイド部材３０Ｂは、図１に示すように車両前方部が上下に分岐するＹ字状に形成され、その分岐側先端部の上側部分がガイド本体部分３１となり、下側部分３２と後端部分３３とが車両略前後方向に一直線状となっている。

そして、前記外側ガイド部材３０Ｂは、図３，図４に示すようにガイド本体部分３１、下側部分３２および後端部分３３の各先端部を車両ドア４のインナパネル４ａにボルト３４を介して結合し、その車室内方をトリム６によって覆ってある。尚、図中Ｇはドアガラスである。

トリム６には、図４に示すようにベルト部材２４の取出し部分に開口部６ａを形成してあり、この開口部６ａは乗員膝部拘束装置１０の作動時にベルト部材２４が移動する範囲を網羅する開口面積および形状を成し、その開口部６ａをトリム６の内面に沿って前後摺動自在に開閉するスライドドア６ｂで閉塞してある。

スライドドア６ｂは、図４に示す通常時は車両前方への閉止方向に付勢されており、ウェビング２０はそのスライドドア６ｂに形成したスリット６ｃから車室内へと案内される。

そして、乗員膝部拘束装置１０が作動する際には、図３，図４に示すようにウェビング２０が車両後方に引っ張られることに伴って、前記スライドドア６ｂは開口部６ａ内を後方移動し、かつ、その開口部６ａはウェビング２０が移動した際に前記スライドドア６ｂによって閉止した状態を維持し、トリム６の外観を保つとともに、トリム６の内方にゴミなどの異物が進入するのを防止できる。

前記ニープロテクタ２０は、図５に示すように乗員Ｃの両膝Ｃｎに跨って配置される形状保持可能な幅広部分２１にクッション材２２を設けたプロテクタ本体２３と、このプロテクタ本体２３を前記内側ガイド部材３０Ａおよび前記外側ガイド部材３０Ｂに支持するベルト部材２４と、で構成してある。

前記幅広部分２１は、合成樹脂で格子状に形成した芯材２５の片面（車両後側面）に前記クッション材２２を配置し、これらクッション材２２と芯材２５とを表皮２６で覆うことにより形成してある。

芯材２５の長手方向には、外周枠２５ａと各格子骨２５ｂに前記ベルト部材２４を挿通するスリット２５ｃを形成するとともに、前記表皮２６の長手方向両端にベルト部材２４の挿通穴２６ａを形成し、これらスリット２５ｃおよび挿通穴２６ａに摺動自在にベルト部材２４を挿通してある。

前記ニープロテクタ２０のプロテクタ本体２３は、図６に示すように乗員Ｃの両下肢Ｃｆの膝部Ｃｎに跨る長さに形成されるとともに、図７に示すようにプロテクタ本体２３の背面（車両前方側）に、プロテクタ本体２３の持ち上がりを阻止して円滑に乗員膝部Ｃｎに押し当てるためにリンク２７を設けてある。

リンク２７は、ニープロテクタ２０の長手方向両端部に一対設けられ、それらの下端部がニープロテクタ２０の背面下端部に回動自在に取り付けられるとともに、図７に示すように上端部がインストルメント部３の内部骨格部に回動自在に取り付けられる。

そして、通常運転時はニープロテクタ２０をインストルメント部３側に格納しておき、ニープロテクタ２０が後方移動する際に、リンク２７によってニープロテクタ２０の下端部が上方に持ち上がるのを押さえつつ、図６に示すように乗員Ｃの膝部Ｃｎに沿って押し当てることができるようになっている。

前記プロテクタ本体２３に挿通したベルト部材２４の一端部（車幅方向内方端部）は、内側ガイド部材３０Ａに前後移動自在に取り付けた内方スライドアンカ４１に固定するとともに、前記ベルト部材２４の他端部（車幅方向外方端部）は、図３に示すように外側ガイド部材３０Ｂのガイド本体部分３１に前後移動自在に取り付けた外方スライドアンカ４２に挿通した後に後方に延ばし、その先端をガイド本体部分３１の基部に固定ボルト４３で固定した固定アンカ４４に結合してある。

前記内，外側ガイド部材３０Ａ，３０Ｂには、ニープロテクタ２０を常時車両前方に付勢する付勢手段としてのスプリング４６，４８を設けて、通常時はニープロテクタ２０を乗員Ｃの邪魔にならないように前方に位置させてある。

前記内方スライドアンカ４１は、内側ガイド部材３０Ａにその長手方向に形成した長穴３５に挿通したボルト４５を介して摺動自在に取り付け、このボルト４５と内側ガイド部材３０Ａの前端部に設けたピン４５ａとの間に前記スプリング４６を張架して、このスプリング４６で内方スライドアンカ４１を車両前方に付勢してある。

また、前記外方スライドアンカ４２は、外側ガイド部材３０Ｂのガイド本体部分３１にその長手方向に形成した長穴３６に挿通したボルト４７を介して摺動自在に取り付け、このボルト４７とガイド本体部分３１の前端部に設けたピン４７ａとの間に前記スプリング４８を張架して、このスプリング４８で外方スライドアンカ４２を車両前方に付勢してある。

そして、前記内方スライドアンカ４１に、ニープロテクタ２０を車両後方に牽引する前記ワイヤー４０の前端部を結合してある。

ここで、前記ワイヤー４０をニープロテクタ２０の牽引部材としたが、これ以外にも牽引部材としてベルト等の長尺可撓部材で形成することができる。

前記シートベルトリトラクタ５０は、図８に示すように衝突を予知した段階で作動して予備巻取りする電動モータ５５を設けてある。

即ち、シートベルトリトラクタ５０は、ウェビング巻取り部５１と、衝突時や急制動時にウェビング巻取り部５１をロックするＥＬＲ部５２と、シートベルトの繰出し量を記憶するシートベルト装着位置記憶部５３と、一連のギア群５４を介して電動モータ５５の回転力をウェビング巻取り部５１の巻取り軸５１ａに伝達する巻取り駆動部５６と、を備えている。

そして、本実施形態ではワイヤー４０を巻き取る前記プーリ１００を、前記シートベルトリトラクタ５０の巻取り軸５１ａに組み付けてある。

シートベルトリトラクタ５０は、前記巻取り軸５１ａがウェビング巻取り部５１から突出しており、その突出した巻取り軸５１ａに前記巻取り駆動部５６とシートベルト装着位置記憶部５３とがこれらの順に配置されており、前記プーリ１００をそれら巻取り駆動部５６とシートベルト装着位置記憶部５３との間の巻取り軸５１ａに同軸に配置してある。

また、前記プーリ１００と前記巻取り軸５１ａとの間には、トルクの伝達量を調節するクラッチ５７を設けてある。

前記クラッチ５７は、図８に示すように前記巻取り軸５１ａの先端部に嵌合した鍔部材５７ａと前記プーリ１００との間に介装され、これらの外側を覆うカバー５８の締付け量に応じてトルクの伝達量が調整可能となる皿ばね５９で構成してある（図９参照）。

そして、図１０（ａ）に示すように前記プーリ１００の外周溝の下端部に前記ワイヤー４０の後端部をピン４０ａによって結合してあり、シートベルトリトラクタ５０の緊急巻取り時に、図１０（ｂ）に示すように電動モータ５５が駆動してプーリ１００が回転され、これによってワイヤー４０がプーリ１００に巻き取られる。

このようにワイヤー４０がプーリ１００に巻き取られるとそのワイヤー４０に引張り力が発生し、図１に示すようにワイヤー４０の前端部を結合した内方スライドアンカ４１をスプリング４６の引張り力に抗して後方に引っ張り込むとともに、その内方スライドアンカ４１の後方移動に伴ってそれに固定したベルト部材２４の内方端部を後方に引っ張る。

すると、ベルト部材２４は外方端部が引っ張られるため、図３に示すように固定アンカ４４を支点として外方スライドアンカ４２をスプリング４８の付勢力に抗して後方に移動させることになり、結果的に前記内方スライドアンカ４１と外方スライドアンカ４２は内側ガイド部材３０Ａおよび外側ガイド部材３０Ｂの配置方向に沿って同時に後方かつ斜め下方に移動し、これら両スライドアンカ４１，４２間に位置するプロテクタ本体２３を乗員膝部Ｃｎに向かって後方移動する。

このとき、プロテクタ本体２３はベルト部材２４と摺動自在となっており、かつ、リンク２７を介してインストルメント部３の内部骨格部に支持してあるため、プロテクタ本体２３はベルト部材２４の引張りに連れ移動されるのが防止されて乗員膝部Ｃｎに向かって適正に後方移動する。

また、前記シートベルトリトラクタ５０の巻取り駆動部５６には、衝突を検知した段階で作動して本巻取りする火薬式ガス発生器６０を設けてある。

火薬式ガス発生器６０は図外のイグナイターを備えており、車両の前面衝突時にそのイグナイターを点火することにより火薬式ガス発生器６０は爆発によるガス圧でシートベルトリトラクタ５０を瞬時に作動するようになっている。

従って、前記プーリ１００も前記火薬式ガス発生器６０の作動で瞬時にワイヤー４０を巻き取るようになっており、これによってプロテクタ本体２３を迅速に後退移動して乗員膝部Ｃｎを押さえ込む。

勿論、前記シートベルトリトラクタ５０は、電動モータ５５および火薬式ガス発生器６０でウェビング１５を巻き取る際に、トルクリミッタが効いて過剰締付けを避けることができるようになっており、一方、前記プーリ１００はクラッチ５７のトルク制限機能によりプロテクタ本体２３による乗員膝部Ｃｎの過剰押付けを避けることができる。

尚、図１は内・外側ガイド部材３０Ａ，３０Ｂのスプリング４６，４８が伸長してニープロテクタ２０が後方移動した状態を示してあり、また、図中、運転席１側のニープロテクタ２０と助手席２側のニープロテクタ２０との間に位置するＫ部分はコンソール部であり、運転席１の前方に位置するＬ部分は計器配置部である。

ところで、本実施形態の乗員膝部拘束装置１０では前記シートベルトリトラクタ５０を、図１に示すように衝突検出センサ７０の検出信号に基づいてコントローラ７１によって作動制御するようになっている。

図１１は前記コントローラ７１で実行する制御フローチャートで、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すニープロテクタ２０の挙動とともに説明する。

即ち、前記フローチャートは、まず、ステップＳ１では図１２（ａ）に示すように通常運転状態で検出センサ７０の検出信号を入力しており、車両前方の障害物との間の距離や相対速度等の前面衝突を判断する情報を検知し、次のステップＳ２では衝突可能性を判断する。

そして、ステップＳ３で前面衝突を予知して衝突可能性を判断し、無い場合（ＮＯ）はステップＳ１にリターンされるとともに、有る場合（ＹＥＳ）はステップＳ４によってシートベルトリトラクタ５０の電動モータ５５を駆動して、ウェビング１５およびワイヤー４０にプリテンションを付加する。

すると、図１２（ｂ）に示すようにシートベルトリトラクタ５０がウェビング１５を予備巻取りして乗員Ｃの拘束力を高めるとともに、ワイヤー４０をプーリ１００で予備巻取りしてニープロテクタ２０を車両後方に引き寄せ、図１２（ｃ）に示すように乗員膝部Ｃｎにロテクタ本体２３を押し当てる。

次に、ステップＳ５では検出センサ７０の検出信号から実際に前面衝突したかどうかを判断し、実衝突が発生しない場合（ＮＯ）はステップＳ１にリターンされるとともに、実衝突した場合（ＹＥＳ）はステップＳ６によってイグナイターに点火信号を出力して火薬式ガス発生器６０を作動し、図１２（ｄ）に示すようにシートベルトリトラクタ５０がウェビング１５を本巻取りして乗員Ｃを確実に拘束するとともに、ワイヤー４０を本巻取りしてニープロテクタ２０で乗員膝部Ｃｎをしっかりと拘束し、乗員Ｃの大腿部がシートベルト装置１１のラップベルト１３をすり抜けて前方移動するのを阻止する。

このとき、ステップＳ５で実衝突が最終的に回避されたと判断（ＮＯ）した場合に、前記電動モータ５５を逆回転してウェビング１５およびワイヤー４０の締付けを通常状態に復帰させるとともに、ニープロテクタ２０の牽引を解除してプロテクタ本体２３をスプリング４６，４８によって前方に復帰させる。

ところで、本実施形態では前面衝突を予知した段階で電動モータ５５を作動してワイヤー４０にプリロードを付加し、そして、実衝突の検知で火薬式ガス発生器６０を作動する
ため、図１３中実線の特性αに示すようにワイヤー４０へのロード付加時間を長く設定し、図中破線の特性βに示す従来に比較してニープロテクタ２０による乗員膝部Ｃｎの締め付け時間を長くすることができる。

また、そのときのワイヤー４０へのロード付加は、従来に比較して低く押さえるようにロードリミッタを調整してある。

以上の構成により本実施形態の車両の乗員膝部拘束装置１０および乗員膝部拘束方法によれば、前面衝突の予知および検知によってシートベルトリトラクタ５０を作動してプーリ１００でワイヤー４０を巻取ることにより、ニープロテクタ２０を内・外側ガイド部材３０Ａ，３０Ｂに沿って後方移動案内する。

そのとき、シートベルトリトラクタ５０は内・外側ガイド部材３０Ａ，３０Ｂの車両後方に配置されるため、このシートベルトリトラクタ５０に設けたプーリ１００でワイヤー４０を巻き取ることにより、前記ニープロテクタ２０の後方移動量を大きく稼いで乗員膝部Ｃｎをより後方で拘束できるようになり、ひいては、衝突時の乗員膝部Ｃｎの拘束タイミングをより早めることができる。

また、前記プーリ１００はシートベルトリトラクタ５０の緊急巻取りに同期して回転するため、シートベルト装置１１による乗員Ｃの拘束と同期してニープロテクタ２０による乗員膝部Ｃｎの拘束を行うことができるようになり、該ニープロテクタ２０による乗員膝部Ｃｎの拘束効果をより高めることができる。

また、本実施形態では前記作用効果に加えて、前記ガイド手段３０を、乗員下肢Ｃｌを中間にして車幅方向に一対設けられる内側ガイド部材３０Ａと外側ガイド部材３０Ｂとで構成し、外側ガイド部材３０Ｂを車両ドア４に設けたので、図１４に示すようにドア４を開けた時には、外側ガイド部材３０Ｂはその部分に配索したベルト部材２４とともに車室外方に移動できるため、乗員Ｃの乗降に支障を来すのを防止できる。

このとき、前記ベルト部材２４は、乗員下肢Ｃｌの車幅方向両側を通って車両後方に向かって配置されることになり、乗員下肢Ｃｌはその状態に関係なく両側のベルト部材２４間に位置することになり、ニープロテクタ２０を乗員膝部Ｃｎに確実に案内して拘束効果を高めることができる。

更に、前記内，外側ガイド部材３０Ａ，３０Ｂには、ニープロテクタ２０を常時車両前方に付勢する付勢手段としてのスプリング４６，４８を設けたので、ワイヤー４０による引張り力が作用しない通常時は、ニープロテクタ２０を乗員Ｃの邪魔にならないように前方に位置させることができ、ニープロテクタ２０の復帰性能を良好にすることができる。

更にまた、ニープロテクタ２０を、乗員Ｃの両膝Ｃｎに跨って配置される形状保持可能な幅広部分２１にクッション材２２を設けたプロテクタ本体２３と、このプロテクタ本体２３を前記内側ガイド部材３０Ａおよび前記外側ガイド部材３０Ｂに支持するベルト部材２４と、で構成したので、ニープロテクタ２０を後方移動して乗員膝部Ｃｎと干渉した際の衝撃を和らげて、乗員Ｃに与えるダメージを極力減少することができる。

また、ニープロテクタ２０を後方に牽引する牽引部材を、ワイヤーやベルト等の長尺可撓部材で形成したので、該牽引部材のレイアウトを容易にすることができる。

更に、前記ワイヤー４０を巻き取る前記プーリ１００を、前記シートベルトリトラクタ５０の巻取り軸５１ａに組み付けたので、プーリ１００をコンパクトに配置できるとともに、シートベルトリトラクタ５０との同期性をより取り易くすることができる。

更にまた、前記プーリと前記巻取り軸５１ａとの間に、トルクの伝達量を調節するクラッチ５７を設けたので、緊急巻取り時、特に、火薬式ガス発生器６０による本巻取り時に過剰トルクが入力して破損したり、乗員Ｃを過剰な力で拘束したりするのを防止することができる。

また、前記クラッチ５７は、前記巻取り軸５１ａの先端部に嵌合した鍔部材５７ａと前記プーリ１００との間に介装され、これらの外側を覆うカバー５８の締付け量に応じてトルクの伝達量が調整可能となる皿ばね５９で構成したので、クラッチ５７の構成を簡単にできるとともに、カバー５８の締付け具合で簡単かつ容易にトルク伝達量を調整することができる。

更に、シートベルトリトラクタ５０は、衝突を予知した段階で作動する電動モータ５５で予備巻取りするようにしたので、予備巻取りによりニープロテクタ２０を本衝突以前に後方移動して乗員膝部Ｃｎに接触若しくは近接させることができるようになり、本衝突時の乗員膝部Ｃｎの拘束を迅速に行うことができる。

更にまた、前記シートベルトリトラクタ５０の巻取り駆動部５６には、衝突を検知した段階で作動して本巻取りする火薬式ガス発生器６０を設けたので、本衝突時のウェビング２０の巻取りを迅速に行って、乗員膝部Ｃｎをより後方で拘束できるようになり、乗員Ｃの前方移動を効率良く抑えることができる。

図１５，図１６は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１５は乗員膝部拘束装置の全体構成を示す斜視図、図１６はニープロテクタのベルト部材の取付け部分を示す拡大斜視図である。

本実施形態の乗員膝部拘束装置１０Ａは、図１５に示すように基本的に第１実施形態の乗員膝部拘束装置１０と略同様の構成を成し、ガイド手段３０を内側ガイド部材３０Ａと外側ガイド部材３０Ｂで構成し、ニープロテクタ２０のプロテクタ本体２３に挿通するベルト部材２４の内方端部を、内側ガイド部材３０Ａに前後移動自在に取り付けた内方スライドアンカ４１に固定するとともに、前記ベルト部材２４の外方端部を、外側ガイド部材３０Ｂのガイド本体部分３１に前後移動自在に取り付けた外方スライドアンカ４２に挿通した後に後方に延ばし、その先端をガイド本体部分３１の基部に固定ボルト４３で固定した固定アンカ４４に結合してある。

そして、本実施形態が第１実施形態と特に異なる点は、ガイド手段３０に、ニープロテクタ２０の後方移動を許容し、かつ、前方への移動を阻止するロック機構８０を備えている。

本実施形態では前記ロック機構８０を前記内方スライドアンカ４１に設けてあり、そのロック機構８０は、内側ガイド部材３０Ａの内方スライドアンカ４１が摺動する摺動面３０Ａinに形成された凹凸係合部８１と、内方スライドアンカ４１に設けられて前記凹凸係合部８１方向に出没自在に付勢されたロック片８２と、によって構成される。

前記凹凸係合部８１は、複数の凸部８１ａの連続した集合体で形成され、各凸部８１ａの後側が摺動面３０Ａinに対して垂直面８１ｖとなり、前側が緩やかな傾斜面８１ｓとなる断面鋸歯状に形成される。

そして、内方スライドアンカ４１がワイヤー４０に引っ張られて後方移動する際には、前記ロック片８２が凹凸係合部８１の傾斜面８１ｓを乗り越えつつ内方スライドアンカ４１の後方移動を許容する一方、ニープロテクタ２０が乗員膝部Ｃｎに押されて内方スライドアンカ４１が前方移動しようとした際には、ロック片８２が凹凸係合部８１の垂直面８１ｖに係止して内方スライドアンカ４１の前方移動を阻止する。

従って、本実施形態の乗員膝部拘束装置１０Ａによれば、内方スライドアンカ４１に前記ロック機構８０を設けたので、車両の前面衝突時にニープロテクタ２０が後方移動して乗員膝部Ｃｎを押さえ込む際に、その膝部Ｃｎから車両前方への大きな荷重がニープロテクタ２０に作用した際に、前記ロック機構８０によってニープロテクタ２０の前方移動を阻止できるため、乗員膝部Ｃｎの前方移動を確実に拘束することができる。

図１７〜図１９は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１７は外方ガイド部材の取付け構造を示す斜視図、図１８は図１７中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図、図１９はニープロテクタの後方移動状態を示す図１８に対応した断面図である。

本実施形態の乗員膝部拘束装置１０Ｂは、図１７に示すように基本的に第１実施形態の乗員膝部拘束装置１０と略同様の構成となり、ガイド手段３０を内側ガイド部材３０Ａと外側ガイド部材３０Ｂで構成し、外側ガイド部材３０Ｂを、ガイド本体部分３１、下側部分３２および後端部分３３の各先端部で車両ドア４のインナパネル４ａにボルト３４を介して結合し、その車室内方をトリム６によって覆ってあり、また、ニープロテクタ２０は、プロテクタ本体２３と、このプロテクタ本体２３に摺動自在に挿通したベルト部材２４と、で構成してある。

そして、本実施形態が第１実施形態と特に異なる点は、プロテクタ本体２３を前方に付勢した状態で、ベルト部材２４の外方端部を前記外側ガイド部材３０Ｂに固定してある。

即ち、前記プロテクタ本体２３を図１８に示すように引張りスプリング９０によって前方に付勢するとともに、外側ガイド部材３０Ｂとトリム６とを前記ベルト部材２４の外方端部固定位置で連結片９１を介して結合し、この連結片９１にトリム６の車室内面からボルト９２によって固定アンカ９３を固定し、該固定アンカ９３に前記ベルト部材２４の外方端部を結合してある。

そして、前面衝突時にワイヤー４０によって内方スライドアンカ４１（図１参照）が後方に移動すると、その内方スライドアンカ４１に結合したベルト部材２４の内方端部も後方に引っ張られる。

すると、前記ベルト部材２４はプロテクタ本体２３に対して相対移動しつつ車幅方向内方に引っ張られるため、図１９に示すようにプロテクタ本体２３は前記引張りスプリング９０を伸長しつつ後方移動することになる。

以上の構成により本実施形態の乗員膝部拘束装置１０Ｂによれば、プロテクタ本体２３を前方に付勢した状態で、ベルト部材２４の外方端部を外側ガイド部材３０Ｂに固定したので、トリム６にベルト部材２４を挿通するための開口部６ａ（図４参照）を形成する必要がなくトリム６の構造を簡素化することができる。

図２０〜図２２は本発明の第４実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２０はシートベルトリトラクタの全体構成図、図２１はクラッチの構成部材の斜視図、図２２はクラッチの構成部材を左半分を略示的なバネ系として示す断面図である。

本実施形態のシートベルトリトラクタ５０Ａは、図２０に示すように基本的に第１実施形態のシートベルトリトラクタ５０と略同様に、ウェビング巻取り部５１と、ＥＬＲ部５２と、シートベルト装着位置記憶部５３と、巻取り駆動部５６と、を備えて、巻取り駆動部５６とシートベルト装着位置記憶部５３との間の巻取り軸５１ａにプーリ１００を同軸に配置するとともに、このプーリ１００と巻取り軸５１ａとの間にクラッチ１１０を介装してある。

そして、本実施形態が第１実施形態と特に異なる点は、巻取り軸５１ａに外嵌した筒状部材１０１にプーリ１００および巻取り駆動部５６の最終ギア５６ａが嵌合されており、プーリ１００と前記筒状部材１０１との間に前記クラッチ１１０を設けてある。

そして、前記クラッチ１１０を、前記プーリ１００の内周に介挿され、内・外筒１１２，１１３間の周方向に波形状としたトルク調整バネ１１４を設けてトルク伝達量を略一定としたトルク制限機能付き筒状体１１１で構成してある。

以上の構成により本実施形態によれば、プーリ１００と巻取り軸５１ａとの間にクラッチ１１０を介装したので、第１実施形態と同様に緊急巻取り時、特に、火薬式ガス発生器６０による本巻取り時に過剰トルクが入力して破損したり、乗員Ｃを過剰な力で拘束したりするのを防止することができる。

そして、前記クラッチ１１０を、内・外筒１１２，１１３間の周方向に設けたトルク調整バネ１１４によってトルク伝達量を略一定としたトルク制限機能付き筒状体１１１で形成したので、過剰トルクを遮断しつつ略一定のトルクの伝達が可能となって、ニープロテクタ２０による乗員膝部Ｃｎの拘束を適正に行うことができる。

ところで、本発明は前記第１〜第４実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができ、例えば、第１実施形態の乗員膝部拘束装置１０は、内・外側ガイド部材３０Ａ，３０Ｂに前後移動自在に取り付けた内・外方スライドアンカ４１，４２をスプリング４６，４８によって車両前方に付勢したが、これに限ることなく図２３に示すようにリトラクタ１２０を設けて、このリトラクタ１２０で巻き取られるウェビング１２１をスライドアンカ４１，４２に取り付けることによっても同様の機能を発揮することができる。

本発明の第１実施形態における乗員膝部拘束装置の全体構成を示す斜視図。 本発明の第１実施形態における乗員膝部拘束装置を（ａ）の通常時と（ｂ）の作動時で示す側面図。 本発明の第１実施形態における外方ガイド部材の取付け構造を示す斜視図。 図３中Ａ−Ａ線に沿った断面図。 本発明の第１実施形態におけるニープロテクタの分解斜視図。 本発明の第１実施形態におけるニープロテクタによる乗員膝部の拘束状態を示す平面図。 本発明の第１実施形態におけるニープロテクタの作動状態を示す側面図。 本発明の第１実施形態におけるシートベルトリトラクタの全体構成図。 本発明の第１実施形態におけるシートベルトリトラクタのクラッチを構成する皿ばねの斜視図。 本発明の第１実施形態における巻回部材の駆動機構を（ａ）に初期状態と（ｂ）に巻取り状態とで示す側面図。 本発明の第１実施形態における乗員膝部拘束装置の制御を実行するためのフローチャートを示す説明図。 本発明の第１実施形態における乗員膝部拘束装置の通常運転状態から最終拘束状態までの作動を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図。 本発明の第１実施形態におけるニープロテクタによる乗員膝部の拘束負荷特性を示すグラフ。 本発明の第１実施形態における乗員膝部拘束装置をドアを開状態にして示す斜視図。 本発明の第２実施形態における乗員膝部拘束装置の全体構成を示す斜視図。 本発明の第２実施形態におけるニープロテクタのベルト部材の取付け部分を示す拡大斜視図。 本発明の第３実施形態における外方ガイド部材の取付け構造を示す斜視図。 図１７中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図。 本発明の第３実施形態におけるニープロテクタの後方移動状態を示す図１８に対応した断面図。 本発明の第４実施形態におけるシートベルトリトラクタの全体構成図。 本発明の第４実施形態におけるクラッチの構成部材の斜視図。 本発明の第４実施形態におけるクラッチの構成部材を左半分を略示的なバネ系として示す断面図。 本発明の内方スライドアンカの前方付勢手段の他例を示す拡大斜視図。

符号の説明

１ 運転席（車両用シート）
２ 助手席（車両用シート）
４ フロントドア（車両ドア）
１０，１０Ａ，１０Ｂ 乗員膝部拘束装置
１１ シートベルト装置
１５ ウェビング
２０ ニープロテクタ
２１ 幅広部分
２２ クッション材
２３ プロテクタ本体
２４ ベルト部材
３０ ガイド手段
３０Ａ 内側ガイド部材
３０Ｂ 外側ガイド部材
４０ ワイヤー（牽引部材）
４６，４８ スプリング（付勢手段）
５０ シートベルトリトラクタ
５１ａ 巻取り軸
５５ 電動モータ
５７ クラッチ
５７ａ 鍔部材
５８ カバー
５９ 皿ばね
６０ 火薬式ガス発生器
７０ 衝突検出センサ
７１ コントローラ
８０ ロック機構
１００ プーリ（巻回部材）
１１０ クラッチ
１１１ トルク制限機能付き筒状体
１１２ 内筒
１１３ 外筒
１１４ トルク調整バネ
Ｃ 乗員
Ｃｎ 膝部
Ｃｌ 下肢

Claims (13)

1. 車両用シートに着座する乗員の膝部前方に配置されたニープロテクタと、
   前面衝突時にウェビングを巻き取って拘束力を高める緊急巻取り機能を備えたシートベルトリトラクタを有するシートベルト装置と、を備えた車両において、
   乗員下肢を中間にして車幅方向に一対設けられた車幅方向内方の内側ガイド部材と車幅方向外方の外側ガイド部材と、で構成され、前記ニープロテクタを乗員の膝部に向かって後方移動案内するガイド手段と、
   長尺可撓部材で形成され、前記ニープロテクタを車両後方に牽引する牽引部材と、
   前記ガイド手段の後方に配置され、前記シートベルトリトラクタの緊急巻取りに同期して回転して、前記牽引部材を巻き取る巻回部材と、を設け、
   前記ニープロテクタは、乗員の両膝に跨って配置される形状保持可能な幅広部分にクッション材を設けたプロテクタ本体と、このプロテクタ本体を前記内側ガイド部材および前記外側ガイド部材に支持するベルト部材と、を備え、
   前記ベルト部材は、一端部が、前記内側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた内方スライド部材に固定されるとともに、他端部が、前記外側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた外方スライド部材に挿通された状態で外側ガイド部材に固定されており、
   前記牽引部材が内方スライド部材に固定されており、
   前記プロテクタ本体が、前記ベルト部材に摺動自在に取り付けられていることを特徴とする車両の乗員膝部拘束装置。
2. 外側ガイド部材を車両ドアに設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両の乗員膝部拘束装置。
3. ガイド手段は、ニープロテクタを常時車両前方に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の乗員膝部拘束装置。
4. ガイド手段は、ニープロテクタの後方移動を許容し、かつ、前方への移動を阻止するロック機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の乗員膝部拘束装置。
5. 前記プロテクタ本体に回動自在に取り付けられるとともに、車両のインストルメント部に回動自在に取り付けられるリンクを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両の乗員膝部拘束装置。
6. プロテクタ本体を前方に付勢した状態で、ベルト部材の外方端部を前記外側ガイド部材に固定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両の乗員膝部拘束装置。
7. 巻回部材は、シートベルトリトラクタの巻取り軸に組み付けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両の乗員膝部拘束装置。
8. 巻回部材とシートベルトリトラクタの巻取り軸との間に、トルクの伝達量を調節するクラッチを設けたことを特徴とする請求項７に記載の車両の乗員膝部拘束装置。
9. クラッチは、シートベルトリトラクタの巻取り軸の先端部に嵌合した鍔部材と前記巻回部材との間に介装され、これらの外側を覆うカバーの締付け量に応じてトルクの伝達量が調整可能となる皿ばねで構成したことを特徴とする請求項８に記載の車両の乗員膝部拘束装置。
10. クラッチは、前記巻回部材の内周に介挿され、内・外筒間の周方向に複数のトルク調整バネを設けてトルク伝達量を略一定としたトルク制限機能付き筒状体で構成したことを特徴とする請求項８に記載の車両の乗員膝部拘束装置。
11. シートベルトリトラクタは、衝突を予知した段階で作動して予備巻取りする電動モータを備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車両の乗員膝部拘束装置。
12. シートベルトリトラクタは、衝突を検知した段階で作動して本巻取りする火薬式ガス発生器を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の車両の乗員膝部拘束装置。
13. 車両用シートに着座する乗員の膝部前方に配置されたニープロテクタと、
    前面衝突時にウェビングを巻き取って拘束力を高める緊急巻取り機能を備えたシートベルトリトラクタを有するシートベルト装置と、
    乗員下肢を中間にして車幅方向に一対設けられた車幅方向内方の内側ガイド部材と車幅方向外方の外側ガイド部材と、で構成され、前記ニープロテクタを乗員の膝部に向かって後方移動案内するガイド手段と、
    長尺可撓部材で形成され、前記ニープロテクタを車両後方に牽引する牽引部材と、
    前記ガイド手段の後方に配置され、前記シートベルトリトラクタの緊急巻取りに同期して回転して、前記牽引部材を巻き取る巻回部材と、を備える車両の乗員膝部拘束方法であって、
    乗員の両膝に跨って配置される形状保持可能な幅広部分にクッション材を設けたプロテクタ本体にベルト部材を挿通させて、プロテクタ本体をベルト部材に摺動自在に取り付け、
    ベルト部材の一端部を、前記内側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた内方スライド部材に固定するとともに、他端部を、前記外側ガイド部材に前後移動自在に取り付けた外方スライド部材に挿通された状態で外側ガイド部材に固定し、
    前記牽引部材を内方スライド部材に固定し、
    車両の前面衝突時に、シートベルトリトラクタの緊急巻取りに同期して前記巻回部材が回転して前記牽引部材を巻き取り、乗員の膝部前方に配置したニープロテクタを車両後方に牽引することで、当該ニープロテクタにより乗員膝部の前方移動を押さえ込むことを特徴とする車両の乗員膝部拘束方法。

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