JP6300521B2 - エアベルト及びエアベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアベルト及びエアベルト装置に関し、特に、拘束性能の向上に適したエアベルト及びエアベルト装置に関する。

自動車等の乗物には、一般に、乗員が着座する腰掛部と乗員の背面に位置する背もたれ部とを備えた座席に乗員を拘束する三点式のシートベルト装置が設けられている。かかるシートベルト装置は、乗員を拘束するウェビングと、該ウェビングの巻き取りを行うシートベルトリトラクタと、車体側に設けられ前記ウェビングを案内するガイドアンカーと、前記ウェビングを車体側に固定するベルトアンカーと、座席側面に配置されたバックルと、前記ウェビングに配置されたタングと、を有し、前記タングを前記バックルに嵌着させることによって前記ウェビングで乗員を拘束している。

近年、シートベルト装置の拘束性能の向上を図るため、衝突時等の緊急時に、乗員を拘束するウェビングをガスで膨張させることによって、乗員の胸部との接触面積を拡大し、胸部に生じる衝撃を分散させるエアベルト装置が実用化されつつある。かかるエアベルト装置は、例えば、特許文献１に記載されたように、内部に膨張可能なバッグを収納して一端が固定部に支持されたベルトと、このベルトの他端に設けられたタング装置と、固定部に支持されて前記タング装置が結合されるバックル装置と、高圧ガスを発生するインフレータと、を備えてなり、車両の衝突時にインフレータが発生した高圧ガスをバッグに供給することによりバッグを膨張させるように構成されている。また、特許文献２に記載されたように、エアベルトの一部に乗員の側頭部を保護する膨張部を配置することも既に提案されている。

特開２００１−２１３２５６号公報 特開２００７−２１６８７２号公報

上述した特許文献１に記載されたエアベルト装置では、ウェビングがタング近傍からベルトアンカー近傍まで略均等に膨張するように構成されていることから、乗員が正常に着座した状態（背もたれ部に背中を密着させた状態）において、エアベルトが膨張した場合に、胸部から腹部の広範囲に亘って負荷が高くなっていた。しかしながら、胸部や腹部は、種々の臓器を含み、肋骨によってのみ保護される部分であることから、この部分の負荷を低減する必要があった。

また、上述した特許文献２に記載されたエアベルト装置においても、ウェビングを膨張させる点において、特許文献１と同様の問題を生じ得る。また、肩部に側頭部を保護する膨張部を配置した場合であっても、この膨張部は肩部の上方に配置されていることから、前面衝突時には乗員の衝撃緩和に何ら寄与しない。また、この膨張部により、ウェビングと乗員との間に隙間が生じやすく、ウェビングの拘束性能が低下する可能性もあった。

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、膨張時における衝撃を緩和し、拘束性能を向上することができる、エアベルト及びエアベルト装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、乗員の胴部を拘束するウェビング内に配置されるとともに緊急時にガスが供給されて膨張するバッグを有するエアベルトにおいて、前記バッグは、前記ガスが供給されて膨張する主膨張部と、該主膨張部にガスを供給するガス供給路と、を備え、前記主膨張部は、前記乗員の肩部における前後方向膨張幅が前記乗員の胸部における前後方向膨張幅よりも大きくなるように構成されており、前記バッグを構成する基布は、略全長に渡って同じ幅に形成された幅広部を有し、該幅広部の一部に複数本の前記ガス供給路が形成されている、ことを特徴とするエアベルトが提供される。

また、本発明によれば、乗員の胴部を拘束するウェビング内に配置されるとともに緊急時にガスが供給されて膨張するバッグを有するエアベルトと、該エアベルトに前記ガスを供給するインフレータと、を備えたエアベルト装置において、前記エアベルトは、前記バッグが、前記ガスが供給されて膨張する主膨張部と、該主膨張部にガスを供給するガス供給路と、を備え、前記主膨張部は、前記乗員の肩部における前後方向膨張幅が前記乗員の胸部における前後方向膨張幅よりも大きくなるように構成されており、前記バッグを構成する基布は、略全長に渡って同じ幅に形成された幅広部を有し、該幅広部の一部に複数本の前記ガス供給路が形成されている、ことを特徴とするエアベルト装置が提供される。

上述したエアベルト及びエアベルト装置において、前記主膨張部は、前記乗員と接触している範囲内において前記乗員の鎖骨近傍の高さ位置で前後方向膨張幅が最大となるように構成されていてもよい。

また、前記主膨張部と前記ガス供給路との境界中心点は、前記乗員が着座するシートの中心線よりも前記エアベルトの上端側に設定されてもよい。また、前記主膨張部は、例えば、５０パーセンタイル男性を基準に設定される。また、前記ガス供給路は、前記バッグの長手方向に形成されていてもよいし、横幅方向に形成されていてもよい。

上述した本発明に係るエアベルト及びエアベルト装置によれば、バッグの主膨張部における前後方向膨張幅を乗員の肩部で大きくなるように設定したことにより、乗員がシートに正常に着座した状態（背もたれ部に背中を密着させた状態）でエアベルトが膨張した際に、乗員に生じる圧力を人体の骨格の中で比較的強度の高い肩部で受け止めることができ、乗員に生じる衝撃を緩和することができる。

また、車両衝突時には、乗員を前方に移動させるように慣性力が作用するところ、乗員の胴部で上方に位置する肩部における圧力を高くしたことにより、腰部を軸に前方に回動しようとする乗員を効果的に拘束することができ、前方への移動を抑制することができ、拘束性能を向上することができる。

本発明の第一実施形態に係るエアベルトの膨張状態を示す正面図である。 エアベルトの膨張状態における側面図を示し、（Ａ）は本実施形態、（Ｂ）は従来技術、を示している。 エアベルトを構成する基布の平面展開図を示し、（Ａ）は第一実施形態、（Ｂ）は第二実施形態、（Ｃ）は第三実施形態、（Ｄ）は第四実施形態、（Ｅ）は第五実施形態、を示している。 第四実施形態及び第五実施形態に係るエアベルトの構成を示す図であり、（Ａ）は第四実施形態におけるＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は第五実施形態におけるＢ−Ｂ線断面図、を示している。 本発明の実施形態に係るエアベルト装置を備えたシートベルト装置の全体構成図である。 エアベルトの膨張状態を示す３Ｄイメージ図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、を示している。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るエアベルトの膨張状態を示す正面図である。図２は、エアベルトの膨張状態における側面図を示し、（Ａ）は本実施形態、（Ｂ）は従来技術、を示している。なお、各図において、説明の便宜上、乗員を透視した状態を図示している。

本発明の第一実施形態に係るエアベルト１は、図１及び図２（Ａ）に示したように、乗員２の胴部を拘束するウェビング１１内に配置されるとともに緊急時にガスが供給されて膨張するバッグ１２を有し、バッグ１２は、ガスが供給されて膨張する主膨張部１２ａと、主膨張部１２ａにガスを供給するガス供給路１２ｂと、を備え、主膨張部１２ａは、乗員２の肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１が乗員２の胸部２２における前後方向膨張幅Ｄ２よりも大きくなるように構成されている。なお、バッグ１２の膨張時は、ウェビング１１の内面に密着していることから、図１及び図２（Ａ）において、ウェビング１１を太線で図示している。

乗員２は、５０パーセンタイル男性（ＡＭ５０）を想定したものである。本実施形態において、肩部２１とは肩関節近傍の臓器を含まない部分を意味し、胸部２２とは肋骨２２ａにより臓器が保護されている部分を意味する。なお、予め乗員２が主として女性や小柄な人である乗り物については、５パーセンタイル女性（ＡＭ０５）を基準にエアベルト１を設計してもよい。

エアベルト１は、図１及び図２（Ａ）に示したように、上端が非膨張ウェビング１３に接続されており、下端がタング１４に接続されている。非膨張ウェビング１３は、例えば、車体側に固定されたガイドアンカーを介して、ウェビング１１及び非膨張ウェビング１３を巻き取り可能なシートベルトリトラクタに接続される（図５参照）。

タング１４は、車体側に固定されたバックル１５に着脱可能に構成されている。バックル１５には高圧ガスを発生させるインフレータ１６が接続されており、タング１４をバックル１５に接続した状態でインフレータ１６から発生したガスをバッグ１２に供給できるようにガス通路が形成される。かかるガス供給方法は、従来のエアベルト装置に使用されているものを任意に使用することができ、図示した構成に限定されるものではない。

主膨張部１２ａ及びガス供給路１２ｂにより構成されるバッグ１２は、通常時は幅方向に折り畳まれてウェビング１１内に収容されている。バッグ１２を収容するウェビング１１には、例えば、特許第３９４５１００号や特許第４８３５３１２号に記載されたようなメッシュウェビングが使用される。メッシュウェビングは、複数の編み糸により構成される編み物であって、伸縮可能に形成されたウェビングである。

そして、車両衝突時等の緊急時には、インフレータ１６が作動してガスが発生し、ガス供給路１２ｂに供給される。ガス供給路１２ｂは、ウェビング１１内で膨張し、ガス流路を形成する。ガス供給路１２ｂを膨張させたガスは、主膨張部１２ａに供給される。主膨張部１２ａは、ウェビング１１内で膨張し、図１に示したように、乗員２の胸部２２から肩部２１の範囲で膨張する。

また、図２（Ａ）に示したように、主膨張部１２ａは、乗員２の肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１が乗員２の胸部２２における前後方向膨張幅Ｄ２よりも大きくなるように構成されている。より具体的には、主膨張部１２ａは、乗員２と接触している範囲内において乗員２の鎖骨２１ａ近傍の高さ位置で前後方向膨張幅Ｄ１が最大となるように構成されている。なお、図１及び図２（Ａ）において、鎖骨２１ａに相当する高さ位置を一点鎖線Ｃで図示している。

ところで、従来のエアベルト１′は、図２（Ｂ）に示したように、主膨張部とガス供給路との境界が曖昧であり、バッグ１２′の全体が細長く膨張するように構成されていることが多い。この場合、バッグ１２′の前後方向膨張幅Ｄは、肩部２１′から胸部２２′に亘って略均等に形成される。一般に、均等な内圧を有するバッグ１２′に対して、前方に張り出した突出量に応じて乗員２に圧力が負荷される。したがって、従来のエアベルト１′では、乗員２′の胸部２２′にかかる負荷が最も高くなっていた。

それに対して、図２（Ａ）に示したように、本実施形態に係るエアベルト１では、肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１を最大となるように構成していることから、前方に張り出した突出量も肩部２１で大きくなるように構成されている。したがって、図中の白抜き矢印で示したように、胸部２２の負荷を低減し、肩部２１に負荷を集中させることができる。肩部２１は、臓器を含んでおらず、肋骨２２ａよりも強靱な骨格を有しており、高い負荷にも耐えることができ、乗員２に生じる衝撃を緩和することができる。

また、車両衝突時には、乗員２は慣性力により前方に移動しようとするところ、乗員２の肩部２１の圧力を高くしたことにより、乗員２の肩部２１における拘束力を向上させることができる。したがって、腰部を軸に前方に回動しようとする乗員２の上半身を効果的に拘束することができ、上半身の前方への移動を抑制することができ、拘束性能を向上することができる。

また、図１に示したように、主膨張部１２ａとガス供給路１２ｂとの境界中心点Ｑは、乗員２が着座するシート３の中心線Ｌよりもエアベルト１の上端側（図中の白抜矢印方向側）に設定される。このように境界中心点Ｑを設定することにより、肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１を容易に胸部２２の前後方向膨張幅Ｄ２よりも大きく形成することができる。

次に、図３及び図４を参照しつつ、バッグ１２を構成する基布について説明する。ここで、図３は、エアベルトを構成する基布の平面展開図を示し、（Ａ）は第一実施形態、（Ｂ）は第二実施形態、（Ｃ）は第三実施形態、（Ｄ）は第四実施形態、（Ｅ）は第五実施形態、を示している。図４は、第四実施形態及び第五実施形態に係るエアベルトの構成を示す図であり、（Ａ）は第四実施形態におけるＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は第五実施形態におけるＢ−Ｂ線断面図、を示している。

バッグ１２は、例えば、表面を形成する基布と裏面を形成する基布とを重ね合わせて外周を縫合することにより袋状に形成される。図３（Ａ）〜（Ｅ）の各図は、表面又は裏面の一方を形成する基布１７を図示している。各図において、主膨張部１２ａ及びガス供給路１２ｂとの境界線は、概ね図中の一点鎖線で示した位置に形成され、この境界線中央部に境界中心点Ｑが位置している。

図３（Ａ）に示した第一実施形態は、図１及び図２（Ａ）に示したバッグ１２を構成する基布１７である。すなわち、図３（Ａ）に示した基布１７は、本発明を用いた最も標準的なエアベルト１に適したものである。基布１７は、主膨張部１２ａを形成する横幅Ｗａを備えた幅広部１７ａと、ガス供給路１２ｂを形成する横幅Ｗｂを備えた幅狭部１７ｂと、幅広部１７ａ及び幅狭部１７ｂを連結するテーパー部１７ｃと、を有している。

本実施形態において、テーパー部１７ｃは主膨張部１２ａの一部を構成しており、主膨張部１２ａとガス供給路１２ｂとの境界中心点Ｑは、テーパー部１７ｃと幅狭部１７ｂとの境界線上に配置される。なお、幅狭部１７ｂの端部１７ｄは、インフレータ１６の接続部を構成する。

ここで、幅広部１７ａの横幅Ｗａは、上述した一般的な成人男性（例えば、ＡＭ５０）を基準に設定され、図１及び図２（Ａ）に示したように、肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１が胸部２２の前後方向膨張幅Ｄ２よりも大きくなるように設定される。また、幅狭部１７ｂの横幅Ｗｂは、例えば、ガス供給路１２ｂが略円筒状に膨張したときに、通常のシートベルト（ウェビング）の横幅よりも狭くならないように設定される。なお、基布１７の形状は、実際にはＡＭ５０ダミーを用いて設計される。

図３（Ｂ）に示した第二実施形態は、テーパー部１７ｃをガス供給路１２ｂ側に延長したものである。すなわち、主膨張部１２ａとガス供給路１２ｂとの境界中心点Ｑは、図示したように、ガス供給路１２ｂ側に移動される。したがって、第二実施形態に示したバッグ１２は、第一実施形態よりも長い主膨張部１２ａを有し、第一実施形態よりも短いガス供給路１２ｂを有している。

かかる構成によれば、主膨張部１２ａをガス供給路１２ｂ側に延長したことにより、一般的な成人男性（例えば、ＡＭ５０）よりも小柄な体格を有する乗員に対しても、肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１を大きくすることができ、拘束性能を向上することができる。

図３（Ｃ）に示した第三実施形態は、テーパー部１７ｃを主膨張部１２ａ及びガス供給路１２ｂ側に延長するとともに、バッグ１２の全長を長く形成したものである。かかる第三実施形態では、主膨張部１２ａとガス供給路１２ｂとの境界は曖昧であるが、幅狭部１７ｂとテーパー部１７ｃとの境界に一致するとすれば、主膨張部１２ａとガス供給路１２ｂとの境界中心点Ｑは、図示した位置に配置される。

かかる構成によれば、バッグ１２の全長を長くすることにより、一般的な成人男性（例えば、ＡＭ５０）よりも大柄な体格を有する乗員に対しても、肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１を大きくすることができ、拘束性能を向上することができる。また、主膨張部１２ａをガス供給路１２ｂ側に延長したことにより、一般的な成人男性（例えば、ＡＭ５０）よりも小柄な体格を有する乗員に対しても、肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１を大きくすることができ、拘束性能を向上することができる。

図３（Ｄ）に示した第四実施形態は、インフレータ１６の接続部を構成する端部１７ｄの近傍を除くバッグ１２の略全長を幅広部１７ａに形成し、ガス供給路１２ｂを縫合部１７ｅにより形成したものである。かかる構成によれば、基布１７の形状を変更せずに、縫合部１７ｅの条件（長さ、本数、位置等）を変更することにより、種々の用途（一般成人向け、大柄乗員向け、小柄乗員向け等）に応じたバッグ１２を容易に製作することができる。また、本実施形態によれば、ガス供給路１２ｂの横幅を十分に広くすることができ、乗員との接触面における応力集中を緩和することができる。

また、縫合部１７ｅは、図４（Ａ）に示したように、表裏一対の基布１７を一緒に縫合した縫製タイプであってもよいし、表裏一対の基布１７をテザー１７ｆで接続した吊紐タイプであってもよい。また、縫合部１７ｅの本数は図示した二本に限定されるものではなく、一本であってもよいし、三本以上であってもよい。

図３（Ｅ）に示した第五実施形態は、上述した第四実施形態における縫合部１７ｅの向きを変更したものである。すなわち、図３（Ｄ）に示した第四実施形態における縫合部１７ｅは、バッグ１２の長手方向に形成されるのに対し、図３（Ｅ）に示した第五実施形態における縫合部１７ｅは、バッグ１２の横幅方向に形成される。かかる構成によっても、上述した第四実施形態と同様の効果を有する。

また、縫合部１７ｅは、図４（Ｂ）に示したように、表裏一対の基布１７を一緒に縫合した縫製タイプであってもよいし、表裏一対の基布１７をテザー１７ｆで接続した吊紐タイプであってもよい。また、縫合部１７ｅの本数は図示した三本に限定されるものではなく、二本以下であってもよいし、四本以上であってもよい。

次に、上述したエアベルト１を備えたエアベルト装置について、図５を参照しつつ説明する。ここで、図５は、本発明の実施形態に係るエアベルト装置を備えたシートベルト装置の全体構成図である。なお、上述したエアベルト１と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

本実施形態に係るエアベルト１は、例えば、シートベルト装置のウェビングに用いられる。図示したシートベルト装置は、乗員を拘束するウェビングＷと、ウェビングＷの巻き取りを行うシートベルトリトラクタ４と、車体側に設けられウェビングＷを案内するガイドアンカー５と、ウェビングＷを車体側に固定するベルトアンカー６と、シート３の側面に配置されたバックル１５と、ウェビングＷに配置されたタング１４と、を有している。

図示したシートベルト装置は、いわゆる助手席用のシートベルト装置であり、車両に搭載されたシート３は、一般に、乗員の背面に位置する背もたれ部３１と、乗員が着座する腰掛部３２と、を備えている。シートベルトリトラクタ４は、例えば、車両の側部に配置されたピラー７の内部に配置され、ガイドアンカー５は、例えば、ピラー７の表面に配置される。ベルトアンカー６は、ドア側の車両又は腰掛部３２の底部に固定される。バックル１５は、車両中央側の腰掛部３２の側面部に配置される。

また、バックル１５の内部には、インフレータ１６が配置されており、タング１４をバックル１５に接続することにより、インフレータ１６からバッグ１２にガスを供給することができるように、インフレータ１６とバッグ１２とが接続される。なお、エアベルト１にガスを供給する方法は、従来から使用されている方法を任意に使用することができる。

ウェビングＷは、例えば、バッグ１２を内蔵したエアベルト１と、エアベルト１の上端に接続された非膨張ウェビング１３と、タング１４に接続された非膨張ウェビング１８と、により構成される。エアベルト１には、上述した第一実施形態〜第五実施形態に示したものが適宜使用される。本実施形態におけるエアベルト装置は、少なくとも、エアベルト１とインフレータ１６とを備えている。なお、乗員の腰部を拘束する非膨張ウェビング１８には、車両衝突時等の緊急時に膨張するエアベルトを使用するようにしてもよい。

上述したエアベルト１を備えたシートベルト装置について、シミュレーションを行い、３Ｄイメージ図を作成した。ここで、図６は、エアベルトの膨張状態を示す３Ｄイメージ図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、を示している。なお、各図において、説明の便宜上、シート３の図を省略してある。

これらの図に示したように、本実施形態におけるエアベルト装置では、主膨張部１２ａが、乗員２の肩部２１における前後方向膨張幅Ｄ１が乗員２の胸部２２における前後方向膨張幅Ｄ２よりも大きくなるように構成されていることにより、乗員２がシート３に正常に着座した状態（背もたれ部３１に背中を密着させた状態）でエアベルト１が膨張した際に、乗員２に生じる圧力を人体の骨格で比較的強度の高い肩部２１で受け止めることができ、乗員２に生じる衝撃を緩和することができる。

また、車両衝突時には、乗員２を前方に移動させるように慣性力が作用するところ、乗員２の胴部で上方に位置する肩部２１における圧力を高くしたことにより、腰部を軸に前方に回動しようとする乗員２を効果的に拘束することができ、前方への移動を抑制することができ、拘束性能を向上することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、運転席用シートベルト装置、後部座席用シートベルト装置等の他の座席のシートベルト装置にも適用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１ エアベルト
２ 乗員
３ シート
４ シートベルトリトラクタ
５ ガイドアンカー
６ ベルトアンカー
７ ピラー
１１ ウェビング
１２ バッグ
１２ａ 主膨張部
１２ｂ ガス供給路
１３，１８ 非膨張ウェビング
１４ タング
１５ バックル
１６ インフレータ
１７ 基布
１７ａ 幅広部
１７ｂ 幅狭部
１７ｃ テーパー部
１７ｄ 端部
１７ｅ 縫合部
１７ｆ テザー
２１ 肩部
２１ａ 鎖骨
２２ 胸部
２２ａ 肋骨
３１ 背もたれ部
３２ 腰掛部

Claims (6)

1. 乗員の胴部を拘束するウェビング内に配置されるとともに緊急時にガスが供給されて膨張するバッグを有するエアベルトにおいて、
   前記バッグは、前記ガスが供給されて膨張する主膨張部と、該主膨張部にガスを供給するガス供給路と、を備え、
   前記主膨張部は、前記乗員の肩部における前後方向膨張幅が前記乗員の胸部における前後方向膨張幅よりも大きくなるように構成されており、
   前記バッグを構成する基布は、略全長に渡って同じ幅に形成された幅広部を有し、該幅広部の一部に複数本の前記ガス供給路が形成されている、
   ことを特徴とするエアベルト。
2. 前記主膨張部は、前記乗員と接触している範囲内において前記乗員の鎖骨近傍の高さ位置で前後方向膨張幅が最大となるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のエアベルト。
3. 前記主膨張部と前記ガス供給路との境界中心点は、前記乗員が着座するシートの中心線よりも前記エアベルトの上端側に設定される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエアベルト。
4. 前記主膨張部は、５０パーセンタイル男性を基準に設定される、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のエアベルト。
5. 前記ガス供給路は、前記バッグの長手方向又は横幅方向に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のエアベルト。
6. 乗員の胴部を拘束するウェビング内に配置されるとともに緊急時にガスが供給されて膨張するバッグを有するエアベルトと、該エアベルトに前記ガスを供給するインフレータと、を備えたエアベルト装置において、
   前記エアベルトは、請求項１〜５の何れか一項に記載のエアベルトである、ことを特徴とするエアベルト装置。