JP7262244B2 - 車両用安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、緊急時などにおいて、乗員を保護する車両用安全装置に関するものである。

近年、自動運転技術が実用化されつつあるが、自動運転技術の実用化が確立された場合、走行中に操縦用のハンドルを握る必要はなくなり、車両内の座席配置なども従来とは異なって、自由度が増すと考えられている。自動運転中に運転以外の行為を指す言葉として、セカンダリアクティビティがある。セカンダリアクティビティ中に乗員の安全を確保する車両用安全装置が求められている。

例えば、下記特許文献１には、斜突の際に乗員頭部の回転を抑制しつつ乗員を拘束するエアバッグ装置が開示されている。また、例えば、下記特許文献２には、車両に後突事故が生じたときに、最後部座席に着座している乗員の後方への移動に伴う、車両後端部への２次衝突を防止するエアバッグ装置が開示されている。このように、車両に事故が生じたときに乗員を保護する安全装置として、シートベルトとともにエアバッグ装置を用いることが一般的である。

特開２０１９－０１８７９０号公報 特開２０１１－１４８４３１号公報

しかしながら、上述のような座席配置などの自由度が増した場合において、従来のシートベルトをそのまま採用して車両搭乗時の快適性を追求したい場合、搭乗者の姿勢に制限をかけてしまうことになるので、従来のシートベルトをそのまま採用することは難しい。また、従来のシートベルトをそのまま採用する場合において車両搭乗時の快適性を追求するには、たとえば、シートベルトの張力を緩和することも考えられるが、この場合、衝突事故などにおいて車両が衝撃を受けると、衝突する向きによっては、シートベルト自体の搭乗者への加害性が大幅に向上してしまうことが考えられる。また、このようなシートベルトの張力を緩和した状態では、エアバッグシステムの効力も大幅に減少し、搭乗者を十分に保護できない可能性が高くなってしまうおそれがある。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両搭乗時の快適性を従来よりも確保しつつ、車両搭乗時の安全性も保持可能な車両用安全装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明の車両用安全装置は、緊急時（たとえば、車両が衝突を検知または予測したとき）において乗員を保護するように展開可能な保護ネットと、前記保護ネットの展開時に前記保護ネットを展開方向に案内可能に、前記保護ネットと接続されているガイド部と、前記保護ネットを展開するための駆動力を前記保護ネットに付与可能なアクチュエータ部と、を備え、前記ガイド部は、車両の内部において、前記車両のセンターピラーに略対向するように、一端が前記車両の床部に固定されていることを特徴とする。

（２） 上記（１）の車両用安全装置においては、前記ガイド部は、前記車両内部の少なくとも一部と一体化または接続固定されている棒状部材であり、前記保護ネットの少なくとも一部には、前記棒状部材に対してスライド可能なスライド部材が設けられており、前記アクチュエータ部は、発生させたガスによる圧力を利用して前記スライド部材を射出可能なガス発生器を有していることが好ましい。
が好ましい。

（３） 別の観点として、上記（１）の車両用安全装置においては、前記ガイド部は、テレスコピック型の筒状の伸縮部であり、前記アクチュエータ部は、発生させたガスを供給可能に前記伸縮部の内部と接続されているガス発生器を有しているものであってもよい。

（４） 他の観点として、上記（１）の車両用安全装置においては、前記ガイド部は、前記車両内部の少なくとも一部と一体化または接続固定されている棒状部材であり、前記保護ネットの少なくとも一部には、前記棒状部材に対してスライド可能なスライド部材が設けられており、前記スライド部材は、通常時において、前記保護ネットが展開しないように吊り下げることができるように、前記ガイド部の上部から途中までのいずれかの部分で係止部によって係止されているものであり、前記アクチュエータ部は、前記係止部による係止を解除する係止解除機構を有しているものであってもよい。

（５） 上記（２）または（３）の車両用安全装置においては、前記ガス発生器が、電気信号を受信して作動する点火器を含む火薬式であることが好ましい。

本発明によれば、車両搭乗時の快適性を従来よりも確保しつつ、車両搭乗時の安全性も保持可能な車両用安全装置を提供できる。また、本発明によれば、エアバッグシステムなどと比較して、簡素な構造であるため、製造しやすいとともにコストを低減化でき、さらに軽量化することができる。

本発明の実施形態に係る車両用安全装置を積載した車両の側面図である。 図１の車両の上視図である。 本発明の実施形態に係る車両用安全装置を示した一部断面図であって、作動前のものである。 図３の車両用安全装置において、作動後の状態を示した図である。 図３の車両用安全装置におけるロック部を説明するための一部拡大図である。 図３の車両用安全装置におけるアクチュエータ部を説明するための一部拡大図である。 図３の車両用安全装置におけるアクチュエータ部の変形例を示す図であり、（ａ）は作動前の状態を示す簡略断面図、（ｂ）は作動後の状態を示す簡略断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る車両用安全装置１０について、図１～図５に基づいて説明する。図１および図２に示したように、車両用安全装置１０は、車両１００の内部の略中央部において、前方部と後方部との間に設けられている。

図１～図３に示すように、車両用安全装置１０は、ガイド部１、２と、保護ネット３と、アクチュエータ部４、５と、を備えている。

ガイド部１、２は、一端が車両１００の床部６に固定され、他端にストッパー１ａ、２ａが設けられた棒状部材であって、保護ネット３の移動方向をガイドすることができるようになっている。また、ガイド部１、２のそれぞれには、後述するスライド部材４１、５１が掛止してロックされるロック部１１、１２が設けられている。なお、ガイド部１、２の他端は、車両１００の天井部に固定されていてもよい。

ロック部１１は、図５（ａ）に示したように、掛止部材１１ａと、ばね１１ｂと、を備えている。なお、ロック部１２は、ロック部１１と同構成であるので、説明を省略する。

掛止部材１１ａは、ガイド部１の上部の途中に設けられた開口部１ｃにおいて、ガイド部１の径方向に摺動可能に挿入されている。また、掛止部材１１ａは、ガイド部１の内側から外側に向かってばね１１ｂによる付勢力が付勢され、一部が開口部１ｃから突出した状態となるように設けられている。また、掛止部材１１ａは、ガイド部１の内部に設けられた支持部材１ｄ、１ｅによって、ガイド部１の径方向に摺動可能に支持されている。ばね１１ｂは、ガイド部１の内部に設けられた軸１ｂに、巻きばね部分が巻きつけられるように設置されており、一方の棒状部分の先端がガイド部１の内壁に当接し、他方の棒状部分の先端が掛止部材１１ａに当接可能に設けられている。

このような構成のロック部１１は、通常時において図５（ａ）の状態となっているが、緊急時（たとえば、車両が衝突を検知または予測したとき）において後述するアクチュエータ部４のスライド部材４１が射出された場合、ガイド部１の下部からスライドしてきたスライド部材４１によって掛止部材１１ａはガイド部１の内部に押し込まれ、一時的に図５（ｂ）の状態となる。そして、スライド部材４１がさらに上方に移動して掛止部材１１ａを通過した後、掛止部材１１ａは図５（ａ）の状態に戻る。このとき、スライド部材４１は、掛止部材１１ａの突出部分に掛止され、スライド部材４１の位置がロックされた状態となる。

保護ネット３は、通常時において、折り畳まれた状態で床部６の収納室６ａに収納されている。後述するが、保護ネット３は、緊急時において、図４に示したように展開可能である。また、保護ネット３の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、アラミドなどの粘弾性樹脂からなる帯状部材を編んで網状にしたものである。

アクチュエータ部４は、図６に示したように、リング状のスライド部材４１と、リング状の押上部材４２と、突出部４３と、ガス発生器４４と、を備えている。なお、アクチュエータ部５は、アクチュエータ部４と同構成であるため、説明を省略する。

スライド部材４１にはガイド部１が嵌挿されており、スライド部材４１は、ガイド部１の延設方向にスライド可能となっている。なお、スライド部材４１は、図６に示したように、通常時において、床部６の収納室６ｂに収納されている。また、スライド部材４１は、保護ネット３の展開後に上部となる部分の角部の一方側に、紐状部材７を介して連結されている。なお、スライド部材４１はリング状のものに限られず、ガイド部１に対してスライド可能な状態のものであれば、ガイド部１とともにどのような形状、構造、機構、仕組みであってもよい。

押上部材４２は、車両用安全装置１０作動時にガス発生器４４において発生させたガスの圧力を受けて、スライド部材４１を押し上げて収納室６ｂから射出する際に使用されるものである。また、押上部材４２は、通常時において、突出部４３に支持されているとともに、スライド部材４１を支持している。

ガス発生器４４は、内部の火薬が燃焼して押上部材４２をガイド部１の長さ方向に押し出すことが可能なガスを発生させることができるものである。具体的に説明すると、ガス発生器４４は、小型軽量のものであり、ガス発生剤が充填されたカップ体と、ガス発生剤を着火させるための点火器と、点火器を保持するホルダとを備えるものである。また、ガス発生器４４は、たとえば、マイクロガスジェネレータなどが挙げられるが、ガスを発生させることができるのであれば、どのような装置であってもよい。なお、ガス発生剤は、点火器が作動することによって生じた熱粒子によって着火され、燃焼することによってガスを発生させる薬剤（火薬または推進薬）である。

一般的にガス発生器は、非火薬式と火薬式とに大別できる。非火薬式の主流は、二酸化炭素や窒素等のガスを封入したガスボンベに、針等の鋭利部材と圧縮したバネとを連結して、バネ力を利用して鋭利部材を飛ばし、ボンベを封止している封板に衝突させてガスを放出させるものである。このとき、バネの圧縮力を解放するために、サーボモータ等の駆動源が通常使用される。次に、火薬式の場合であるが、点火器単体でもよいし、点火器とガス発生剤とを備えたものでもよい。また、火薬の力で小型のガスボンベにおける封板を開裂させ、内部のガスを外部へと排出するハイブリッド型、ストアード型のガス発生器を使用してもよい。この場合、ガスボンベ内の加圧ガスは、アルゴン、ヘリウム、窒素、二酸化炭素などの不燃性のガスから少なくとも一つ以上から選ばれる。また、加圧ガスが放出される際、確実に膨張させるために火薬式の発熱体をガス発生器に備えていてもよい。さらにガス発生器には、必要に応じてフィルタまたは／およびガス流量を調整するオリフィスを備えてもよい。

ガス発生剤としては、非アジド系ガス発生剤を用いることが好ましく、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成形体としてガス発生剤が形成される。燃料としては、たとえばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等又はこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジン、硝酸グアニジン、シアノグアニジン、５－アミノテトラゾール等が好適に利用される。また、酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅等の塩基性硝酸塩、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩、又は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。また、添加剤としては、バインダ、スラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばカルボキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダ、又は、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。また、ニトロセルロースを主成分としたシングルベース火薬、ダブルベース火薬、トリプルベース火薬を用いてもよい。

また、ガス発生剤の成形体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状等の粒状のもの、ディスク状のものなど様々な形状のものがある。また、円柱状のものでは、成形体内部に貫通孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状又は多孔筒形状等）の成形体も利用される。また、ガス発生剤の形状の他にもガス発生剤の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズおよび充填量を適宜選択することが好ましい。

次に、本実施形態における車両用安全装置１０の動作について説明する。なお、アクチュエータ部４の動作について説明するが、アクチュエータ部５はアクチュエータ部４の動作と同様であるので、説明を省略することがある。

まず、車両１００の前方が衝突事故に遭遇した場合に、車両１００に搭載されている制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有したコンピュータ（図示せず））からガス発生器４４の作動信号が発信され、ガス発生器４４が作動する。次に、図３の状態から、ガス発生器４４の作動によりガスが発生し、そのガス圧によって押上部材４２がスライド部材４１を押し上げ、収納室６ｂからスライド部材４１がガイド部１の上部方向へ射出される。

そして、ロック部１１に到達したスライド部材４１は、掛止部材１１ａをガイド部１の内部に押し込み、一時的に図５（ｂ）の状態にする。続いて、スライド部材４１がさらに上方に移動して掛止部材１１ａを通過した後、掛止部材１１ａは図５（ａ）の状態に戻る。続いて、スライド部材４１は、ストッパー１ａによって上方への移動を止められた後、掛止部材１１ａの突出部分に掛止され、スライド部材４１の位置がロックされた状態となる。スライド部材５１およびロック部１２の動作もスライド部材４１およびロック部１１と同様の動作をするので、保護ネット３は、図４に示した状態となる。

したがって、後部にいる搭乗者が、事故の衝撃で車両１００の前方に移動することになっても、図４に示した状態の保護ネット３により、車両１００の外部への放出および装備品との衝突を防止するとともに、衝突時の衝撃を吸収することができる。

以上のように、本実施形態における車両用安全装置１０では、車両搭乗時の快適性を従来よりも確保しつつ、車両搭乗時の安全性も保持可能な車両用安全装置を提供することができる。また、車両用安全装置１０によれば、エアバッグシステムなどと比較して、簡素な構造であるため、製造しやすいとともにコストを低減化でき、さらに軽量化することができる。

このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。たとえば、上記実施形態におけるガイド部１、２およびアクチュエータ部４、５の代わりに、図７に示したテレスコピック型のガイド部でもあるアクチュエータ部１０４を用いてもよい。以下、具体的に説明する。なお、本変形例において、特に説明がない限り、下２桁が同じ数字の符号は、上記実施形態と同様の部位であるので、説明を省略することがある。

アクチュエータ部１０４は、床部１０６に固定された土台１３０に直接結合されている筒状部材１２１と、筒状部材１２１に内挿され、長さ方向にスライド可能な筒状部材１２２と、筒状部材１２２に内挿され、長さ方向にスライド可能なピストン部１２３と、ピストン部１２３の先端に設けられ、保護ネット１０３の上部と紐状部材１０７を介して接続されている蓋部１２４と、を備えている。

アクチュエータ部１０４は、上述した筒状部材１２１、１２２およびピストン部１２３の構成により、長さ方向に伸縮自在となっている。以下、筒状部材１２１、１２２およびピストン部１２３のそれぞれについて詳述する。

筒状部材１２１は、土台１３０側の端部に底部を有した筒状部材である。なお、筒状部材１２１の底部の略中央には、アクチュエータ部１０４の内部方向に噴出するガスを発生させるガス発生器１４４が固設されている。筒状部材１２２は、単筒の管状部材である。筒状部材１２１、１２２は、軽金属、軽金属合金、プラスチック、または樹脂で形成されたものであり、テレスコピック構造となるように連結されている。また、筒状部材１２１、１２２は、筒状部材１２１の内径と、筒状部材１２２の外径とが略一致するように形成されている。なお、軽金属の例としては、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム、チタン、アルカリ金属、アルカリ土類金属などである。以下、同様である。ここで、筒状部材１２１、１２２は、可撓性材料が選択されていることが好ましい。ここで、可撓性材料とは、ゴムまたはカーボンなどからなる材料のことであり、力によって撓むような材料であれば、どのようなものであってもよい。

ピストン部１２３は、軽金属、軽金属合金、プラスチック、または樹脂で形成されたものであり、中空状のものであり、先端が蓋部１２４によって閉塞されている。また、ピストン部１２３は、筒状部材１２２との間でテレスコピック構造となるように連結されている。また、筒状部材１２２とピストン部１２３とは、筒状部材１２２の内径と、ピストン部１２３の外径とが略一致するように形成されている。ここでピストン部１２３は、可撓性がある材料が選択されていることが好ましい。

ガス発生器１４４は、内部の火薬が燃焼してピストン部１２３を長さ方向（図７（ａ）の矢印方向）に押し出すことが可能なガスを発生させることができるものである。なお、ガス発生器１４４と、筒状部材１２１、１２２と、ピストン部１２３と、蓋部１２４とで、パイロアクチュエータを構成している。

次に、アクチュエータ部１０４の動作について説明する。まず、車両１００の前方が衝突事故に遭遇した場合に、車両１００に搭載されている制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有したコンピュータ（図示せず））からガス発生器１４４の作動信号が発信され、ガス発生器１４４が作動する。次に、図７（ａ）の状態から、ガス発生器１４４の作動によりガスが発生し、そのガス圧によってピストン部１２３が図７（ａ）の矢印方向に移動し伸び切った後、続いて、筒状部材１２２がテレスコピック式に伸長する。そして、筒状部材１２２が伸び切った場合、アクチュエータ部１０４の伸長動作は完了し、アクチュエータ部１０４内にガスおよび空気が充満した空間１２５が形成される（図７（ｂ）参照）。

なお、アクチュエータ部１０４が伸長しきった場合、この状態を保持すべく、蓋部１２４を天井部で把持できる機構を備えていてもよいし、筒状部材１２１、１２２とピストン部１２３とが伸長しきった状態でロック（固定）されるように、筒状部材１２１、１２２間および筒状部材１２２・ピストン部１２３間においてロック機構を備えていてもよい。

このような本変形例の構成においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記実施形態においては、車両内の床部側から天井部側に向けて保護ネットを張るものであったが、これに限られない。たとえば、天井部に保護ネットを収納しておき、緊急時において、上記実施形態と同様に、天井部側から床部側に保護ネットをガイド部に案内させつつ、重力落下させるまたはガス発生器、ばねなどを使用して落下させることとしてもよい。

また、上記実施形態においては、車両用安全装置を車両内のほぼ中央部に設けたものを例示したが、これに限られず、車両内の様々な位置に設けることが可能である。

また、上記実施形態においては、駆動力としてガス発生器を用いたが、巻きばねなどの弾性体を用いてもよい。

１ ガイド部
１ａ、２ａ ストッパー
１ｂ 軸
１ｃ 開口部
１ｄ、１ｅ 支持部材
２ ガイド部
３、１０３ 保護ネット
４、５、１０４ アクチュエータ部
６ 床部
６ａ、６ｂ 収納室
７、８、１０７ 紐状部材
１０ 車両用安全装置
１１、１２ ロック部
１１ａ 掛止部材
１１ｂ ばね
４１、５１ スライド部材
４２ 押上部材
４３ 突出部
４４、１４４ ガス発生器
１００ 車両
１０６ 床部
１２１、１２２ 筒状部材
１２３ ピストン部
１２４ 蓋部
１２５ 空間
１３０ 土台

Claims (5)

1. 緊急時において乗員を保護するように展開可能な保護ネットと、
   前記保護ネットの展開時に前記保護ネットを展開方向に案内可能に、前記保護ネットと接続されているガイド部と、
   前記保護ネットを展開するための駆動力を前記保護ネットに付与可能なアクチュエータ部と、
   を備え、
   前記ガイド部は、車両の内部において、前記車両のセンターピラーに略対向するように、一端が前記車両の床部に固定されていることを特徴とする車両用安全装置。
2. 前記ガイド部は、前記車両の内部の少なくとも一部と一体化または接続固定されている棒状部材であり、
   前記保護ネットの少なくとも一部には、前記棒状部材に対してスライド可能なスライド部材が設けられており、
   前記アクチュエータ部は、発生させたガスによる圧力を利用して前記スライド部材を射出可能なガス発生器を有していることを特徴とする請求項１に記載の車両用安全装置。
3. 前記ガイド部は、テレスコピック型の筒状の伸縮部であり、
   前記アクチュエータ部は、発生させたガスを供給可能に前記伸縮部の内部と接続されているガス発生器を有していることを特徴とする請求項１に記載の車両用安全装置。
4. 前記ガイド部は、前記車両の内部の少なくとも一部と一体化または接続固定されている棒状部材であり、
   前記保護ネットの少なくとも一部には、前記棒状部材に対してスライド可能なスライド部材が設けられており、
   前記スライド部材は、通常時において、前記保護ネットが展開しないように吊り下げることができるように、前記ガイド部の上部から途中までのいずれかの部分で係止部によって係止されているものであり、
   前記アクチュエータ部は、前記係止部による係止を解除する係止解除機構を有していることを特徴とする請求項１に記載の車両用安全装置。
5. 前記ガス発生器が、電気信号を受信して作動する点火器を含む火薬式であることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用安全装置。
   

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