JP6784502B2 - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の乗員保護装置に関する。

自動車といった車両では、衝突時に乗員を保護するために、シートベルト装置やエアバッグ装置が用いられている。
そして、エアバッグ装置には、特許文献１のように乗員の前側から後向きに展開するフロントエアバッグがある。フロントエアバッグは、たとえば車両が前方から衝突する場合に展開され、前方衝突の際に前へ移動しようとする乗員を受け止めて支える。
また、特許文献２のように車両側面内側に沿って前後方向に展開するカーテンエアバッグがある。カーテンエアバッグは、たとえば車両の側方から衝突があった場合に展開され、側方衝突の際に車幅方向外側へ向かって移動しようとする乗員を受け止めて支える。
また、カーテンエアバッグの下側において、車両側面内側と乗員との間で展開するサイドエアバッグがある。サイドエアバッグは、カーテンエアバッグとともに、側方衝突の際に車幅方向外側へ向かって移動しようとする乗員を受け止めて支える。

特開２０１３−０１４１７６号公報 特開２０１５−０６７１２３号公報

このように、車両では、複数の衝突形態に対応するために、複数のエアバッグを設けている。エアバッグの個数は、対処しようとする衝突形態の数に応じて、略比例的に増加している。

車両では、エアバッグの個数増加を抑制しつつ、複数の衝突形態に対処できるようにすることが求められている。

本発明に係る車両の乗員保護装置は、車両に乗車した乗員が着座するシートと、前記シートに着座した乗員の後上側から頭部側面の近くを通過して上体の前面に沿って斜め下向きで且つ乗員の腿上に展開されるショルダエアバッグを有するショルダエアバッグ装置と、前記シートに着座した乗員の下肢に向けて展開し、下肢に当接することで乗員の下肢を前側から押さえ、更に後方へ展開して乗員の腿上で展開する下方エアバッグを有する下方エアバッグ装置と、を有し、前記ショルダエアバッグと前記下方エアバッグとは、少なくとも前記シートの車幅方向中央で当接し、乗員の前側に垂れ下がり腿上に展開した前記ショルダエアバッグの先端部は、後方へ展開して乗員の腿上で展開した前記下方エアバッグと乗員の身体との間に挟まれる。

好適には、前記下方エアバッグは、前記ショルダエアバッグの前記先端部との接触部の下部より上部の方が乗員の身体へ向かって突出する傾斜面に形成されている、とよい。

好適には、前記ショルダエアバッグは、前記下方エアバッグの後から展開し、展開した前記下方エアバッグと乗員の身体との間に、展開途中で入り込む、とよい。

好適には、前記ショルダエアバッグは、前記シートに着座した乗員の後上側から頭部側面の近くを通過して上体の前側に掛け渡されるシートベルトと交差する、とよい。

本発明では、ショルダエアバッグが、シートに着座した乗員の後上側から、頭部側面の近くを通過して、上体の前面に沿って下向きに展開される。よって、衝突の際にシートから離れる方向へ移動しようとする乗員の上体は、ショルダエアバッグにより支えられ、それ以上に移動し難くなる。これにより、たとえば前方衝突、側方衝突などの複数の衝突形態において、乗員の上体がシートから離れるように移動し難くなる。
しかも、乗員の前側に垂れ下がるショルダエアバッグは、その先端部の周面が、シートに着座した乗員の下肢の周囲で展開する下方エアバッグに当たる。よって、乗員の上体がシートから離れる方向へ移動することによりショルダエアバッグに荷重が作用した場合、その荷重の一部を下方エアバッグが負担することができる。ショルダエアバッグ単体では荷重変形する場合であっても、下方エアバッグとの協働により、ショルダエアバッグが原形を維持し易くなる。
その結果、ショルダエアバッグは乗員の荷重が作用してもその原形の湾曲形状または屈曲形状を維持し、乗員がシートから離れ難くなるように好適に支えることができる。
特に、乗員の荷重が直接作用するショルダエアバッグの下側においてそれと別体の下側エアバッグが接触するので、たとえば着座する乗員の体形等の違いでショルダエアバッグに作用する荷重の大きさや向きが異なることになっても、ショルダエアバッグが下側エアバッグに作用させる荷重の一部を下側エアバッグへ逃がすことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車の側面透視図である。 図２は、各種のエアバッグ装置による乗員保護状態の説明図である。 図３は、本実施形態のショルダエアバッグ装置による乗員保護状態の説明図である。 図４は、図３のショルダエアバッグ装置の制御系のブロック図である。 図５は、図３のショルダエアバッグ装置の動作例の説明図である。 図６は、ショルダエアバッグの構造の変形例の説明図である。 図７は、ショルダエアバッグとニーエアバッグとの接触部分の変形例の説明図である。 図８は、ショルダエアバッグが他のエアバッグと接触する変形例の説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車１の側面透視図である。自動車１は、車両の一例である。図１には、この他にも自動車１の前を走行する他の自動車が図示されている。

図１の自動車１は、前室２、乗員室３、および後室４からなる車体を有する。前室２には、エンジン、電気モータ等の動力ユニットが配置される。後室４には、ラッゲージスペースが設けられる。乗員室３には、乗車した乗員が着座するシート５が設けられる。また、乗員室３において運転者用のシート５の前には、アクセルペダル、ブレーキペダル、ハンドルなどの操作部材が設けられる。自動車１は、運転者の操作に基づいて走行、停止、右左折する。

図２は、各種のエアバッグ装置による乗員保護状態の説明図である。

図２（Ａ）には、シート５に着座した乗員の前から、乗員へ向かって後向きにフロントエアバッグ１２を展開するフロントエアバッグ装置１１が図示されている。フロントエアバッグ装置１１は、インフレータ、未展開のフロントエアバッグ１２、およびこれらを収容する本体１３、を有する。本体１３は、たとえばダッシュボードやハンドルに配置される。インフレータが点火されると、フロントエアバッグ１２が後方へ向かって展開する。フロントエアバッグ１２が、シート５に着座した乗員の前で展開することにより、たとえば前側からの衝突の際に前へ移動しようとする乗員を受け止めて支えることができる。
図２（Ｂ）には、シート５に着座した乗員の外側において、前後方向に沿ってカーテンエアバッグ１７を展開するカーテンエアバッグ装置１６と、カーテンエアバッグ１７の下側で前後方向に沿ってサイドエアバッグ２２を展開するサイドエアバッグ装置２１と、が図示されている。カーテンエアバッグ装置１６の本体１８は、たとえばルーフレールに配置される。カーテンエアバッグ装置１６は、ＡピラーからＣピラーまでの範囲で、窓ガラスに沿って展開する。サイドエアバッグ装置２１の本体２３は、たとえばシート５の背部の外側部分に配置される。サイドエアバッグ装置２１は、シート５の背部の外側部分から前へ向かってサイドエアバッグ２２を展開する。カーテンエアバッグ１７およびサイドエアバッグ２２が、シート５に着座した乗員の車幅方向外側で展開することにより、たとえば側方からの衝突の際に車幅方向外側へ移動しようとする乗員を受け止めたり、乗員とドアとの間の空間を確保したりできる。
図２（Ｃ）には、フロントエアバッグ装置１１と、サイドエアバッグ装置２１とが図示されている。フロントエアバッグ１２およびサイドエアバッグ２２が、シート５に着座した乗員の前側および車幅方向外側で展開することにより、たとえば斜め前方からの衝突の際に前斜め外側へ移動しようとする乗員を受け止めて支えることができる。
このように、自動車１では、複数の衝突形態に対応するために、複数のエアバッグを設けている。エアバッグの個数は、対処しようとする衝突形態の数に応じて、略比例的に増加している。今後衝突安全基準が強化されたり見直されたりすることにより、より多くのエアバッグを、設ける必要に迫られる。
このため、自動車１では、エアバッグの個数増加を抑制しつつ、複数の衝突形態に対処できるようにすることが求められている。

図３は、本実施形態のショルダエアバッグ装置１０１による乗員保護状態の説明図である。図３（Ａ）は側面図であり、図３（Ｂ）は正面図であり、図３（Ｃ）は上面図である。なお、図３は、ショルダエアバッグ装置１０１が展開した状態を示している。また、図３には、乗員の下肢の周囲でニーエアバッグ７２を展開するニーエアバッグ装置７１が併せて図示されている。

図３のショルダエアバッグ装置１０１は、ショルダエアバッグ１０２、およびこれとともにインフレータを収容する本体１０３、を有する。
ショルダエアバッグ装置１０１の本体１０３は、たとえばシート５の背部の右側に配置される。本体１０３は、シート５のヘッドレストの右側部分に配置されてもよい。ここで、右側は、車幅方向内側である。
ショルダエアバッグ１０２は、基本的に略Ｌ字形状の袋体である。ショルダエアバッグ１０２は、シート５に着座した乗員の後上側から展開を開始し、頭部右側面の近くを通過して、上体の前面に沿って下向きに展開される。この展開状態において、ショルダエアバッグ１０２は、上体の前側において左側から右下へ掛け渡されるシートベルト１１０と交差する。乗員の左右の鎖骨および肩は、ショルダエアバッグ１０２およびシートベルト１１０により羽交い締めにされる。

ニーエアバッグ装置７１は、ニーエアバッグ７２、およびこれとともにインフレータを収容する本体７３、を有する。
ニーエアバッグ装置７１の本体７３は、トーボードについてのシート５の前側部分に配置される。
ニーエアバッグ７２は、基本的に前後方向に長尺の袋体である。本実施形態では、ニーエアバッグ７２は、延長展開部７４を有する。
そして、ニーエアバッグ７２は、シート５に着座した乗員の下肢に向けて展開し、乗員の下肢を前側から押さえる。延長展開部７４は、下肢当接面から更に後方へ向かって展開し、シート５に着座した乗員の上体近くまで腿上で展開する。
また、延長展開部７４についての後端面は、下部より上部の方が乗員の身体へ向かって突出する傾斜面７５に形成されている。

そして、ショルダエアバッグ１０２およびニーエアバッグ７２が展開した状態では、ニーエアバッグ７２の延長展開部７４の後端面と、乗員の上体の前面との間に、乗員の前側に垂れ下がるショルダエアバッグ１０２の先端部が挟まれる。ニーエアバッグ７２の後端面は、ショルダエアバッグ１０２の先端部の周面に前側から当たる。

図４は、図３のショルダエアバッグ装置１０１の制御系のブロック図である。

図４の制御系は、撮像デバイス５１、加速度センサ５２、速度センサ５３、ブレーキ操作センサ５４、角速度センサ５５、ベルト張力センサ５６、ベルト巻取量センサ５７、着座センサ５８、タイマ５９、およびこれらが接続された制御部６０、を有する。また、図４には、制御部６０に接続された制御対象であるシートベルト装置とエアバッグ装置とが併せて図示されている。ここでのエアバッグ装置には、ショルダエアバッグ装置１０１が含まれる。

撮像デバイス５１は、たとえば一対の撮像素子であり、図に示すように乗員室３のルーフやフロントガラスに前向きに設けられ、自動車１の前方の周辺状況を撮像により観測する。制御部６０は、撮像された画像から、自動車１の周辺状況として、たとえば自動車１前方の他の自動車などの障害物を特定し、該障害物の衝突の可能性を判断し得る。これにより、衝突前の自動車１の走行状況を検出し得る。

加速度センサ５２は、車体に固定して設けられ、自動車１の走行状況として自動車１に作用する加速度を検出する。これにより、衝突前の自動車１の減速を検出し得る。また、衝突時には大きな減速が生じることから、自動車１の衝突を検出し得る。

速度センサ５３は、車体に固定して設けられ、自動車１の走行状況として自動車１の速度を検出する。

ブレーキ操作センサ５４は、乗員室３内に設けられ、乗員によるブレーキペダルの踏み込み操作を検出する。これにより、衝突前の自動車１の減速操作を検出し得る。

角速度センサ５５は、車体に固定して設けられ、自動車１の走行状況として自動車１の速度を検出する。

ベルト張力センサ５６は、たとえばリトラクタ装置に設けられ、ストラップに作用する張力を検出する。これより、追突時に相対的に前へ移動する乗員の身体の動き、または、その身体の動きによりストラップに作用する張力を検出し得る。

ベルト巻取量センサ５７は、たとえばリトラクタ装置に設けられ、ストラップの巻取量を検出する。

着座センサ５８は、たとえばシート５の座面に設けられ、乗員のシート５への着座、着座位置を検出する。

タイマ５９は、時間を計測する。

制御部６０は、これらセンサの検出信号に基づいて、シートベルト装置およびエアバッグ装置による乗員保護動作を制御する。制御部６０は、たとえば、衝突予想に基づいて衝突前制御を実施し、衝突検出に基づいて衝突時制御を実施する。

図５は、図３のショルダエアバッグ装置１０１の動作例の説明図である。

図５（Ａ）に示すように、衝突前には、乗員はシート５に着座している。
制御部６０は、たとえば撮像デバイス５１の画像に基づいて衝突の可能性を周期的に予測する。そして、衝突の可能性がある場合、制御部６０は、シートベルト装置を作動させ、巻き取ったシートベルト１１０により、乗員の上体をシート５に引き付ける。
その後、制御部６０が、たとえば加速度センサ５２の検出値などに基づいて衝突を検出する。そして、衝突が検出された場合、制御部６０は、エアバッグ装置を作動させる。

まず、ニーエアバッグ装置７１によりニーエアバッグ７２が展開される。ニーエアバッグ７２は、シート５の前側から後向きに展開を開始し、図５（Ａ）に示すように、シート５に着座した乗員の両方の膝または下肢を前側から押さえる。
また、ニーエアバッグ７２は、本実施形態では更に展開し、図５（Ｂ）に示すように、延長展開部７４が、シート５に着座した乗員の両腿上側に展開する。

また、ニーエアバッグ装置７１の展開とタイミングを前後させて、一般的にはニーエアバッグ装置７１の展開開始後に、ショルダエアバッグ装置１０１がショルダエアバッグ１０２を展開する。
ショルダエアバッグ１０２は、乗員の後上側から展開を開始し、頭部右側面の近くを通過て、上体の前面に沿って下向きに展開される。ショルダエアバッグ１０２は、シートベルト１１０と交差し、シートベルト１１０とともに乗員の上体を羽交い締めできる状態になる。
その後、ショルダエアバッグ１０２の先端部は、展開途中で、ニーエアバッグ７２の延長展開部７４の後端面と、乗員の上体の前面との間に入り込む。また、更にその後、図５（Ｃ）に示すように、ショルダエアバッグ１０２がその先端部を含めて展開する。これにより、ショルダエアバッグ１０２の先端部は、ニーエアバッグ７２の延長展開部７４の後端の傾斜面７５と乗員の上体の前面との間に挟み込まれる。ショルダエアバッグ１０２の先端部は、仮固定された状態になる。

以上のように、本実施形態では、ショルダエアバッグ１０２が、シート５に着座した乗員の後上側から、頭部側面の近くを通過して、上体の前面に沿って下向きに展開される。よって、衝突の際にシート５から離れる方向へ移動しようとする乗員の上体は、ショルダエアバッグ１０２により支えられ、それ以上に移動し難くなる。これにより、たとえば前方衝突、側方衝突などの複数の衝突形態において、乗員の上体がシート５から離れるように移動し難くなる。
しかも、乗員の前側に垂れ下がるショルダエアバッグ１０２は、その先端部の周面が、シート５に着座した乗員の下肢の周囲で展開するニーエアバッグ７２に当たる。よって、乗員の上体がシート５から離れる方向へ移動することによりショルダエアバッグ１０２に荷重が作用した場合、その荷重の一部をニーエアバッグ７２が負担することができる。ショルダエアバッグ１０２単体では荷重変形する場合であっても、ニーエアバッグ７２との協働により、ショルダエアバッグ１０２が原形を維持し易くなる。
その結果、ショルダエアバッグ１０２は乗員の荷重が作用してもその原形の湾曲形状または屈曲形状を維持し、乗員がシート５から離れ難くなるように好適に支えることができる。
特に、乗員の荷重が直接作用するショルダエアバッグ１０２の下側においてそれと別体のニーエアバッグ７２が接触して押さえているので、たとえば着座する乗員の体形等の違いでショルダエアバッグ１０２に作用する荷重の大きさや向きが異なることになっても、ショルダエアバッグ１０２に作用する荷重の一部をニーエアバッグ７２へ逃がすことができる。

また、本実施形態においてニーエアバッグ７２は、シート５に着座した乗員の腿上または腿近くまで延長して展開する延長展開部７４を有し、乗員の前側に垂れ下がるショルダエアバッグ１０２の先端部は、延長展開部７４と乗員の身体との間に挟まれる。よって、シート５から離れるように乗員が移動する場合、ショルダエアバッグ１０２の先端部はニーエアバッグ７２の延長展開部７４と身体との間に挟まれ、その間から抜け難くなる。ショルダエアバッグ１０２は上下が固定されたような状態となり、高い乗員支持性能を発揮することができる。

また、本実施形態において延長展開部７４は、ショルダエアバッグ１０２の先端部との接触部の下部より上部の方が乗員の身体へ向かって突出する傾斜面７５に形成されている。よって、ニーエアバッグ７２の延長展開部７４と身体との間に挟まれたショルダエアバッグ１０２の先端部は、若干ガス圧が低い場合でも、それらの間から抜け難くなる。

また、本実施形態においてショルダエアバッグ１０２は、ニーエアバッグ７２の後から展開し、展開した延長展開部７４と乗員の身体との間に、展開途中で入り込む。よって、ショルダエアバッグ１０２は、その後に展開することにより、ニーエアバッグ７２の延長展開部７４と身体との間に挟まれる。

また、本実施形態では、ショルダエアバッグ１０２は、シート５に着座した乗員の後上側から頭部側面の近くを通過して上体の前側に掛け渡されるシートベルト１１０と交差する。よって、乗員の左右両側の鎖骨および前面をシートベルト１１０と協働して抑えることができる。また、シートベルト１１０が薄いため、その前側でショルダエアバッグ１０２を展開させたとしても、ショルダエアバッグ１０２を上体の前面に密着するように展開させることができる。その結果、保護性能を高めることができる。

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

図６は、ショルダエアバッグ１０２の構造の変形例の説明図である。
図６（Ａ）では、ショルダエアバッグ１０２は、仕切り板６１により、基端側の第１気室と、先端側の第二気室とに分かれている。これらの気室の間には、弁が設けられる。この場合、ショルダエアバッグ１０２は、まず第１気室が展開することにより前へ展開し、その後に圧力が弁の閾値を超えると、第２気室が展開するようにできる。
図６（Ｂ）では、ショルダエアバッグ１０２は、テザー６２を有する。テザー６２は、前後方向へ展開する部分と、上下方向に展開する部分との間に掛け渡される。この場合、ショルダエアバッグ１０２は、略Ｌ字形状に展開し易くなる。
これらの場合でも、ショルダエアバッグ１０２は、略Ｌ字形状に好適に展開することができる。

図７は、ショルダエアバッグ１０２とニーエアバッグ７２との接触部分の変形例の説明図である。
図７のニーエアバッグ７２についてのショルダエアバッグ１０２と接触するり後側の傾斜面７５は、摩擦係数が低い材料によりコーティングされている。これにより、後から展開するショルダエアバッグ１０２が、展開途中において先に展開したニーエアバッグ７２に引っ掛かり難くなる。なお、コーティングは、ショルダエアバッグ１０２に塗布してもよい。

図８は、ショルダエアバッグ１０２が他のエアバッグと接触する変形例の説明図である。
図８（Ａ）では、シートクッションエアバッグ装置８１は、シートクッションエアバッグ８２を、シート５から展開して着座した乗員の両脚部の間から上へ向かって展開する。そして、ショルダエアバッグ１０２の下側の先端部は、シートクッションエアバッグ８２と乗員の上体との間に挟まれる。
図８（Ｂ）では、サイドエアバッグ装置２１は、サイドエアバッグ２２を、シート５に着座した乗員の外側である左側から前内側へ向かって展開する。そして、ショルダエアバッグ１０２の下側の先端部は、サイドエアバッグ２２と乗員の上体との間に挟まれる。

１…自動車（車両）
２…前室
３…乗員室
４…後室
５…シート
１１…フロントエアバッグ装置
１２…フロントエアバッグ
１３…本体
１６…カーテンエアバッグ装置
１７…カーテンエアバッグ
１８…本体
２１…サイドエアバッグ装置
２２…サイドエアバッグ
２３…本体
５１…撮像デバイス
５２…加速度センサ
５３…速度センサ
５４…ブレーキ操作センサ
５５…角速度センサ
５６…ベルト張力センサ
５７…ベルト巻取量センサ
５８…着座センサ
５９…タイマ
６０…制御部
６１…仕切り板
６２…テザー
７１…ニーエアバッグ装置
７２…ニーエアバッグ
７３…本体
７４…延長展開部
７５…傾斜面
８１…シートクッションエアバッグ装置
８２…シートクッションエアバッグ
１０１…ショルダエアバッグ装置
１０２…ショルダエアバッグ
１０３…本体
１１０…シートベルト

Claims (4)

1. 車両に乗車した乗員が着座するシートと、
   前記シートに着座した乗員の後上側から頭部側面の近くを通過して上体の前面に沿って斜め下向きで且つ乗員の腿上に展開されるショルダエアバッグを有するショルダエアバッグ装置と、
   前記シートに着座した乗員の下肢に向けて展開し、下肢に当接することで乗員の下肢を前側から押さえ、更に後方へ展開して乗員の腿上で展開する下方エアバッグを有する下方エアバッグ装置と、
   を有し、
   前記ショルダエアバッグと前記下方エアバッグとは、少なくとも前記シートの車幅方向中央で当接し、
   乗員の前側に垂れ下がり腿上に展開した前記ショルダエアバッグの先端部は、後方へ展開して乗員の腿上で展開した前記下方エアバッグと乗員の身体との間に挟まれる、
   車両の乗員保護装置。
2. 前記下方エアバッグは、前記ショルダエアバッグの前記先端部との接触部の下部より上部の方が乗員の身体へ向かって突出する傾斜面に形成されている、
   請求項１記載の車両の乗員保護装置。
3. 前記ショルダエアバッグは、前記下方エアバッグの後から展開し、展開した前記下方エアバッグと乗員の身体との間に、展開途中で入り込む、
   請求項１または２記載の車両の乗員保護装置。
4. 前記ショルダエアバッグは、前記シートに着座した乗員の後上側から頭部側面の近くを通過して上体の前側に掛け渡されるシートベルトと交差する、
   請求項１から３のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。

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