JPH0253653A

JPH0253653A - シートベルト装置

Info

Publication number: JPH0253653A
Application number: JP63202824A
Authority: JP
Inventors: Hideo Omura; 大村　英夫
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-08-13
Filing date: 1988-08-13
Publication date: 1990-02-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、衝撃荷重入力から所定時間面後のベルト伸度
を異なる値に設定することにより、衝撃荷重入力時の拘
束性をより最適なものにすることを可能にしたシートベ
ルト装置に関する。

従来の技術従来のシートベルト装置としては、第１２図に示した構
造のものが提案されている（実公昭５２−５０５０５号
公報参照）。すなわち車体構成部品ｌには、本体２が固
定されており、該破裂本体２には、基部３から折り返さ
れ、破裂本体２内部を通って他方の端部から突出する舌
状延設部４が形成されている。該舌状延設部４には、図
外の乗員を拘束し、他端を車体構成部品に固定されたベ
ルト５の一端が係着されている。

かかる構造において、衝突時に乗員を介してベルト５に
衝撃荷重が入力されると、第１３図に示したように、舌
状延設部４は、破裂本体２の両側壁２ａ、２ｂを残して
破断し、これによって衝撃エネルギーを吸収するもので
ある。

発明が解決しようとする課題しかしながら乗員、すなわち人間の身体は、仮想的な質
量体と相違し特殊な形状の頭部、胸部を有する等形態的
な特異性を有し、したがってこの形態的な特異性に起因
して頭部、胸部等身体各部の衝撃度特性は大きく異なる
。このため前記従来装置のように、舌状延設部４の破断
を単一の要素として入力される衝撃エネルギーを吸収す
る構造では、人体の特定部位、すなわち頭部又は胸部の
いずれか一方の衝撃荷重特性に対するチューニングを行
ない得るにしても、衝撃度特性の異なる頭部及び胸部双
方の入力に最適なチューニングを行なうことは困難とな
る。とりわけ、シートベルト装置が２点式の自動ショル
ダベルトと、２点式の手動ラップベルトとからなるパッ
シブシートベルトシステムのものでは、ショルダベルト
は自動装着のため乗員はいっでも必ず装着しているが、
ラップベルトは手動であるため、走行中に例えば車内の
何か遠い物を取るために腰を動かす必要が生じてラップ
ベルトはを外してしまうおそれがあり、このような時に
は３点式に最適な特性に合わせた装置では益々最適な衝
撃エネルギー吸収を行えなくなってしまうおそれがある
。そこで、本発明はラップベルトの装着時、非装着時の
何れにあっても最適な拘束性能を発揮することのできる
シートベルト装置を掛供するものである。

課題を解決するための手段ベルトの両端部に固定点を有し、拘束した乗員に入力さ
れる衝撃荷重を支承するンヨルダベルトとラップベルト
とが独立したシートベルト装置において、衝撃荷重入力
を検出する手段と、ベルト装着状態を検出する手段と、
これら衝撃荷重入力検出手段、およびベルト装着状態検
出手段からの信号にもとづいて乗員の衝撃値を算出し、
該衝撃値が最小となるようなベルト伸長度を演算する伸
長度演算手段と、該伸長度演算手段からの信号によりベ
ルト伸長度を調整し、乗員への衝撃値を制御する手段と
を設けである。

作用衝撃荷重が入力すると、この衝撃荷重入力値に応じて衝
撃値制御手段が作動してベルト伸長度が調整される。こ
のベルト伸長変調１整はベルト装着状態検出手段からの
信号入力により、ラップベルト装着時とラップベルト非
装着時とで調整値が切換わり、頭部衝撃度５頭部前方移
動量、胸部衝撃度の各条件を充足する特性が得られる。

実施例以下、本発明の実施例を図面と共に詳述する。

第２図はパッシブシートベルトシステの一例を示すもの
で、２点式の自動ショルダベルト１０と２点式の手動ラ
ップベルト１１とからなっている。自動ショルダベルト
１１のリトラクタ１２はシート１３の内側にマウントさ
れており、ンヨルダバックル１４はドア開口部周りに設
けたレール１５に移動自在にマウントされている。この
ンヨルダバックル１４は図外の電動モータにより前記レ
ール１５に沿って移動されるもので、乗員の乗車時に自
動的にＡピラー１６からＢピラー１７　（ｌ１１１へ移
動し、乗員にショルダベルトｌＯを装着させる。手動ラ
ップベルト１１のリトラクタ１９はＢピラー１７下部の
サイドシル１８内に配置されている。このラップベルト
１１の装着は、該ラップベルト１１を引出して、タング
２０をシート１３の内側にマウントしたバックル２１に
係着することによって行われる。従って、ショルダベル
トｌＯは乗車時に自動的に乗員に装着されるが、ラップ
ベルト１１は時には故意に、あるいは忘れて装着されな
い場合もある。このようなパッシブシートベルトシステ
ムにあっては、ショルダベルトｌＯのりトラクタ１２と
ショルダアンカ１４がベルト固定点となり、ラップベル
ト１１のリトラクタ１９とバックル２１がベルト固定点
となる。そこで、本実施例では前記ショルダベルト１０
のリトラクタ１９に衝撃値制御手段を付設しである。第
１図において、リトラクタ１２はロードセル２２を介し
てシートフレームの固定点Ｏに固着されている。リトラ
クタ１２のハウジング２３内には、図外の渦巻ばねによ
りベルト巻取り方向に付勢されたスプール２４が配設さ
れており、該スプール２４にはショルダベルトＩＯの一
端が巻装されている。スプール２４の近傍には固定クラ
ンプ２６と、該固定クランプ２６に対向して、支点２８
を中心に回動自在な可動クランプ２７とからなるクラン
プ装置２５が設けられている。可動クランプ２７の上端
は、電磁アクチュエータ２９のロッド３０端に連結され
ている。電磁アクチュエータ２９の近傍にはショルダベ
ルト１０を両側から挟むローラ３１，３２が設けられて
おり、一方のローラ３１には回転式ポテンショメータ３
３が設けられている。３４は伸長度演算手段としての演
算機で、その入力ポートには車両の減速度を感知する減
速度センサ３５．衝撃荷重入力を検出する前記ロードセ
ル２２．ポテンショメータ３３．およびラップベルト１
１のバックル２１に内臓されて、ラップベルト装着の有
、無を検出するスイッチ３６の各信号が入力されるよう
になっており、かつ、該演算機３４の出力ボートに前記
電磁アクチュエータ２９が接続されている。

演算機３４は、車両の衝突によって減速度センサ３５が
所定値以上の減速度を感知すると、この減速度信号を入
力、処理して、電磁アクチュエータ２９に作動信号を送
り、可動クランプ２７を回動させて固定クランプ２６と
の間でショルダベル）［０を挾持し、前半のベルト伸度
を与える。ロードセル２２はベルト張力に変換されて入
力する衝撃荷重を演算機３４に入力し、該演算機３４は
衝撃荷重が所定値ｔ、ｐに達したか否かを判別する。

そして、衝撃荷重が所定値Ｌ　ｐに達すると、演算機３
４は電磁アクチュエータ２９に解除信号を出力し、可動
クランプ２７を回動させてショルダベルト１０の挟持を
解放する。すると、ショルダベル＋−１０はスプール２
４から引出され、この時の伸び出し量が回転式ポテンシ
ョメータ３３により計測されてベルト巻出し量信号が演
算機３４に入力される。該演算機３４は、ロードセル２
２からの衝撃荷重信号と、ポテンショメータ３３からの
ベルト巻出し量信号、およびラップベルト装着検出スイ
ッチ３６の信号を判別し、電磁アクチュエータ２９をＯ
Ｎ、ＯＦ）；’制御して、後半のベルト伸度が与えられ
る。

前述した前半のベルト伸度は、クランプ装置２５から外
に引出されているベルト長り分のショルダベルトＩＯの
荷重−伸び特性となり、後半のベルト伸度は前記ベルト
長り分の荷重−伸び特性と、クランプ装置２５のＯＮ、
ＯＦ’Ｆ’制御によるショルダベルト１０の伸び出し特
性とを合成した特性となる。

ここで、更にベルト伸度について詳述すると、第３図は
前半、後半のベルト伸度変化点荷重を２５０ｋｇｆとし
て、ショルダベルトｌＯ，ラップベルトｌ’ｌの両方を
装着した、所謂３点シートベルト時において、人体を拘
束するに最適な頭部衝撃度目標値す１頭部前方移動量目
標値Ｃ０胸部衝撃度目標値ｄを満足する前半のベルト伸
度ａ１と、後半のベルト伸度＆、の組合わせを示した図
である。図において横軸には前半のベルト伸度２Ｌ＋を
、縦軸には後半のベルト伸度ａ、をそれぞれ対数目盛で
示してあり、又実線の斜線側が頭部前方移動量目標値Ｃ
を満足する領域、破線の斜線側が頭部衝撃度目標値すを
満足する領域、−点鎖線の斜線側が胸部衝撃度目標値ｄ
を満足する領域を示している。これら王者をすべて満た
す領域が格子線で示した領域ｅであり、該領域ｅに対応
する前半のベルト伸度ａ１及び後半のベルト伸度ａｔは
以下の関係を概略有している。

＆、≦１２．５ａ、−１一方、第４図は同じく変化点荷重ＬＰは同一で、ショル
ダベルト１０のみを装着した、所謂２点シートベルト時
の場合について、同様にす、ｃ、ｄの三者を全て満たす
領域ｅを格子線で示したものである。このａ　Ｉ　＋　
　ａ　２の関係はａ１≦１２．５かつ、１．５ａ、０．
５４５≦１．≦１１．０である。

３点、２点ソートベルト時における格子線ｅの領域を比
較すると、一部オーバーラップしているところもあるが
、しかし、それぞれの領域の境界付近であるため、ベル
トの製作上のバラツキ　作動時のバラツキを考えると、
このオーバーラツプ領域から外れ、前記三者す、ｃ、ｄ
の性能を全て満たさなくなってしまうおそれがある。従
って、３点、２点ソートベルト時の何れにあっても、領
域ｅの中心付近の特性、即ち、第３．４図におけるｅ、
領域の伸度特性に設定しておくことが望ましい。

そこで、３点シートベルト時か２点ソートベルト時か、
即ち、ラップベルト１．Ｉの装着の有、無により、第３
．４図のｅｔ特性に切換えることにより、それぞれの場
合において最適な乗員拘束性能を得ることができる。

以上の実施例構成により、車両衝突時に拘束している乗
員を介してショルダベルト１０に衝撃荷重が入力すると
、先づ、減速度センサ３５からの減速度感知信号によっ
てクランプ装置２５が作動してショルダベルト１０を挟
持固定して前半の作動が生じる。そして、この衝撃荷重
が変化点荷重ｔ、ｐを超えるものであると、ロードセル
２２からの検知信号により前記クンブ装置２５の電磁ア
クチュエータ２９にＯＮ、ＯＦＦ信号が送られて、ショ
ルダベルトｌＯの伸び出し制御が行われて後半の作動が
生じるが、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御は、ラップベルト装着
の有無を検出するスイッチ３６からの信号にもとづいて
、ラップベルト１１を装着している時は第３図のｅ、領
域の特性が与えられるように、また、ラップベルト１１
を装着していない時には第４図のｅ、領域の特性が与え
られるように作動制御される。従って、ショルダベルト
ｌＯは両端の固定点間、即ち、ショルダベルト１４と、
リトラクタ１２のクランプ装置２５間において、ｔ、ｐ
発生前の前半には歪率が低く抑えられるのに対し、Ｌｐ
発生後はショルダベルトＩＯの伸び出しノ（加わり、歪
率が荷重に応じて太き（変化する。そして、これら前半
と後半の歪率の相違によるベルト張力の時間的変化を実
験によって求めると第８図に示した結果が得られる。第
８図において、実線はＬｐ＝２５０ｋｇｆとして、前記
ｅ１特性をｆｌ（４たす実験例１を、また、−点鎖線は
汎用の緊急ロック機構付きのりトラクタを用いて、Ｌｐ
＝２５０ｋｇｆとし、前記格子線領域ｅの特性を満たさ
ない実験例２を示している。この実験例１．２を比較し
て理解されるよう、初期においてはンヨルダベルトｌＯ
自体の伸度特性により低い荷重に抑えられることは、実
験例１．２とも同様である。しかし、時間の経過に伴っ
て、両者のａ、の値か相違していることが顕著に表われ
、実験例１にあってはベルト伸び出しにより柔らかい特
性が加わることにより、ピークレベルは大幅に抑えられ
る。これに対して実験例２にあっては、後半はベルトの
巻き締まりが作用するもののピークレベルが著しく高く
なってしまう。この結果は、第９．１０図に示した頭部
減速度ｇ、胸部減速度ｇ波形に表われており、実線で示
した実験例１ではピークを発生する時間に柔らかいベル
ト特性で拘束するため、−点鎖線で示した実験例２に較
べてピークｇが低減される。したがって実験例１にあっ
ては、ピークｇの低減に伴って、頭部衝撃度。

胸部衝撃度の最高値が低減し、適性な拘束性か得られる
両者の目標値を満足し得るのである。−刃頭部前方移動
距離に関しては、第１１図に実線で示したように、実験
例１にあっては初期の頭部移動が抑えられ、後半柔らか
い特性となっても一点鎖線で示した実験例２より頭部移
動量が小さくなっているのがわかる。このように実験例
１は、頭部、胸部ｇが低い前半は、固いベルト特性を与
え、頭部前方移動量を低く抑えるとともに、頭部、胸部
ｇにピークが発生する後半は、柔らかいベルト特性を与
え、頭部、胸部ｇを低くすることにより、頭部前方移動
量を目標値内に抑え、なおかつ頭部。

胸部衝撃度の目標値をも満足することができるのである
。そしてこれら王者を同時に満たすベルト特性の領域は
限られており、第３．４図中の格子線で示す領域ｅ１で
のみ成立することが考案者の実験、計算により確かめら
れている。

第６．７図はベルト伸度の変化点荷重ｔ、ｐを７５０ｋ
ｇｆとした時における３点および２点シートベルト装着
時の前記三者す、ｃ、ｄを全て満たす領域ｅを格子線で
示したものである。３点ベルトの場合王者を全て満たす
領域はａ、≧３　、１ＩＩＯで現わされ、また、２点ベルトの場合はａｌ≦８かっ、
２Ｌ、１．１≦ａ、≦３１．６　ａ　、−”’で示され
る。

この場合も、２点ベルト時、３点ベルト時で格子線の領
域がオーバーラツプする部分もあるが、やはり、それぞ
れの領域の境界付近であるため、必ずしも格子線領域を
選んでも前記王宮す、ｃ。

ｄの性能を全て満たさなくなってしまう場合がある。従
って、この場合も３点ベルト時、２点ベルト時のそれぞ
れの領域ｅの中心付近のｅｌ領域の伸度特性に設定して
おくことが望ましい。このｅｌ領域の伸度特性の設定も
、前述と同様にクランプ装置２５による後半のベルト伸
度制御により容易になし得る。

前記設定にもとづくベルト張力１頭部ｇ、胸部ｇ１頭部
前方移動量の時間的変化を第８〜１１図の点線で示しで
ある。同図から明らかなように頭部減速度、胸部減速度
２頭部前方移動量の何れもが従来の一点鎖線で示すもの
と較べて満足すべき値となっている。

ここで、最適なベルト伸度特性はシート位置を変化させ
た時や、シートバンク角度を変化させた時で多少異なっ
てくる。例えば、シート位置を前述した第４図の例より
も前方に移動した場合、Ｌｐ＝２５０ｋｇｆとして２点
ベルト時の前記三者す、ｃ、ｄの全てを満たす領域ｅは
第５図に示すようにａ１≦１２．５かつ、１．６ａ１０５４５≦３．≦２５
．１となる。

従って、シート位置の変化に応じて、３点ベルト時、２
点ベルト時の最適なベルト伸度特性を複数段に設定して
おき、シート位置変化に応じてベルト伸度特性を切換え
ることによって、より最適な乗員拘束性能が得られる。

これは、例えば、第１図に示すように、シートスライド
位置を＋ｉ　数段に検出するシート位置検出スイッチ３
７からの信号を演算機３４に入力するように構成し、該
シート位置検出スイッチ３７の信号にもとづいて、３点
ベルト時、２点ベルト時のそれぞれの最適な伸度特性に
切換えることによって達成することができる。同様にシ
ートバック角度変化に対応させて最適なベルト伸度特性
に切換え制御することも可能である。この場合も、シー
トバック角度の変化に応じて、３点ベルト時、２点ベル
ト時の最適なベルト伸度特性を複数段に設定しておき、
これをシートバック角度変化に応じてベルト伸度特性を
切換えればよい。従って、この場合シートバック角度を
検出する角度センサ３８を用いて。該角度センサ３８の
信号にもとづいて、３点ベルト時と２点ベルト時とで、
それぞれの最適なベルト伸度特性に切換えることができ
る。更に、これらシート位置検出スイッチ３７と角度セ
ンサ３８の両者を用いて、シートスライド位置とシート
バック角度の組合わせパターンを複数段に特定して、そ
れぞれの組合わせパターンにおける３点ベルト時。

２点ベルト時の最適なベルト伸度特性を設定し、各パタ
ーン位置で３点ベルト時、２点ベルト時を判別してベル
ト伸度特性を切換え制御すれば、より一層乗員の拘束性
能を向」ニすることができろ。

なお、前記実施例ではパッソブシートヘルトを開示した
が、ショルダベルト、ラップベルトが独立した手動タイ
プのものにも適用することができる。また、衝撃値制御
手段として電磁アクチュエータにより作動されてベルト
を挟持、解放するクランプ装置を例示したが、この他、
演算機からの信号入力によりベルトの伸び出し制御を極
め細かに行えるものであればよい。

発明の効果以上のように本発明によれば、ショルダベルトとラップ
ベルトとを装着した３点ベルト時と、ショルダベルトの
みを装着した２点ベルト時とで、それそぞれ最適なベル
ト伸度特性が得られろようにフィードバック制御により
ベルト伸度特性を切換えられるようにしであるため、頭
部減速度、胸部減速度１頭部前方移動量を確実に目標値
に収束制御することができる。従って、仮想的な質量体
と相違し、頭部、胸部を有する等形態的な特異性を有す
る人体を拘束するに際し、衝撃度特性の異なる頭部、胸
部の時間的変化に応じた入力に対し、最適な拘束性とな
るチューニングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概念図、第２図はパッ
シブシートベルトの概念図、第３図はＬｐ＝２５０ｋｇ
ｆ、３点ベルト時のベルト伸度特性図、第４図はＬｐ＝
２５０ｋｇｆ、２点ベルト時のベルト伸度特性図、第５
図はＬｐ＝２５０ｋｇｆ、２点ベルト時でシート位置を
前方に変化させた時のベルト伸度特性図、第６図はＬｐ
＝７５０ｋｇｆ、３点ベルト時のベルト伸度特性図、−
第７図はＬｐ＝７５０ｋｇｆ、２点ベルト時のベルト伸
度特性図、第８図はベルト張力特性図、第９図は頭部減
速度特性図、第１Ｏ図は頭部減速度特性図、第２図は頭
部前方移動量特性図、第１２図は従来のシートベルト装
置を示す斜視図、第１３図は同装置の作用を示す斜視図
である。ＩＯ・・・ショルダベルト、１１・・・ラップベルト、
１２・・・ショルダベルトのりトラクタ、２２・・・衝
撃荷重入力検出手段、２５・・・衝撃値制御手段（クラ
ンプ装置）、３４・・・伸張度演算手段、３６・・・ベ
ルト装着状態検出手段（スイッチ）、３７・・・シート
スライド位置検出手段、３８・・・シートバック角度検
出手段。第図第図二層やすＮ７清たす卒貢−に第図第図５道なすＮＴ＋丙１′ニー（ｎ目蝮第図釣手へ・１シトイ中１【Ｉ％第図時閉第図第１０図時開ｍ５ｅｃ第１１図４開ｍ５ｅｃ第１２図第１３固

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベルトの両端部に固定点を有し、拘束した乗員に
入力される衝撃荷重を支承するショルダベルトとラップ
ベルトとが独立したシートベルト装置において、衝撃荷
重入力を検出する手段と、ベルト装着状態を検出する手
段と、これら衝撃荷重入力検出手段、およびベルト装着
状態検出手段からの信号にもとづいて乗員の衝撃値を算
出し、該衝撃値が最小となるようなベルト伸長度を演算
する伸長度演算手段と、該伸長度演算手段からの信号に
よりベルト伸長度を調整し、乗員への衝撃値を制御する
手段を設けたことを特徴とするシートベルト装置。
（２）衝撃値を制御する手段がショルダベルトを巻取る
リトラクタに設けられて、該ベルトを挾持、解放制御す
るクランプ装置である請求項１記載のシートベルト装置
。
（３）ベルト装着状態検出手段がラップベルト装着の有
無を検出するスイッチである請求項１、２記載のシート
ベルト装置。
（４）ベルト装着状態検出手段がシートスライド位置、
シートバック角度の少なくとも一つを検出する手段を包
含してなる請求項１、２又は３記載のシートベルト装置
。