JPH03157240A - 自動調節式自動車輛用膝受け - Google Patents

自動調節式自動車輛用膝受け

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JPH03157240A
JPH03157240A JP2229517A JP22951790A JPH03157240A JP H03157240 A JPH03157240 A JP H03157240A JP 2229517 A JP2229517 A JP 2229517A JP 22951790 A JP22951790 A JP 22951790A JP H03157240 A JPH03157240 A JP H03157240A
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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、一般に、車輌の衝突または著しい減速の際に
車輌の搭乗者への負傷を軽減する自動車輌の内部構造お
よびその使用に関する。
従来の技術 周知の膝受けは、搭乗者が車輌内に常態で着座する際に
車輌の各搭乗者の膝および脛骨に対向して設置される様
に車輌の搭乗者区画のまわりに固定して配置される変形
可能な要素を備えている。
例えばシュパンツによる１９７６年３月３０日付米国特
許第３，９４７，０５６号を参照せよ。車輌の衝突また
は著しい減速の際、該膝受けは、搭乗者の速度を減じる
様に車輌の搭乗者の運動エネルギの一部を吸収するため
に制御された態様で潰れ、これにより該事象の際に受け
る搭乗者の負傷の重さを低減する。
意義のある様に、衝突または車輌の著しい減速の際に各
搭乗者の膝および脛骨に対する固定された該膝受けの位
置および角度は、搭乗者の足に加えられる応力、従って
負傷の可能性の主な作用を有している。固定された該膝
受けが平均身長の搭乗者に対して最適化されているため
、該膝受けによって与えられる保護は、その身長が標準
から逸脱する搭乗者に対して益々無効になる。例えば、
第５の百分位数の女は、代表的に膝受けの下へ滑り込み
、一方、第９５の百分位数の男は、膝受けより上に位置
する不規則な形状のダツシュボードの輪郭および／また
は車輌の制御装置との膝の接触によってかなりな負傷を
受は易い。更に、固定された該膝受けは、■）搭乗者が
膝受けの表面とその脛骨のいづれかとの間に形成される
角度をこれ等の間に形成されるべき理想的な角度から逸
脱させる様にその足を置くとき、２）搭乗者が膝受けの
表面とその脛骨との間の間隔をこれ等の間の理想的な間
隔から逸脱させる様にその脚のいづれかを変位するとき
または３）搭乗者が膝受けより上にその膝のいづれかを
持上げる様にその脚を変位するとき、標準身長の搭乗者
に対しても適応し得ない。
更に、従来技術は、衝突の状態の際に空気バッグの下へ
の搭乗者の「潜り込み」を防止するために該他の拘束具
に対する搭乗者の運動を更に制限する様に空気バッグの
様な搭乗者の積極的拘束具に関連する膝受けの使用を教
示する。この様にして、車輌の搭乗者への重大な負傷の
防止における該積極的拘束具の有効さは、著しく増大さ
れる。
該補助膝受けは、代表的に、−次（胴体）バッグの展開
の以前に、または同時に、車輌の搭乗者の膝に係合する
様に展開可能な二次空気バッグを備えている。例えば、
−次空気バッグの展開に先立って車輌の搭乗者の膝に係
合する様に展開する二次空気バッグを教示するハスによ
る１９７３年１０月３０日付米国特許第３．７６８．８
３０号と、車輌の搭乗者の膝に対向して設置され同時に
膨張されるバッグ内のバッグを備える膝受けを教示する
マゼルスキーによる１９７３年１０月２３日付米国特許
第３，７６７．２２５号とを参照せよ。
代りに、コブ等による１９８０年４月１５日付米国特許
第４．１９８，０７５号は、好適なセンサー装置による
衝突状態の検出の際、空気バッグまたはベルト緊張装置
による様に搭乗者の膝に近い位置に旋回可能に展開する
変形可能な膝衝撃板を教示する。不幸にして、上述の固
定された膝受けの場合の様に、該補助膝受けは、標準身
長の搭乗者に対して最適化され、衝突状態の検出の際に
、搭乗者の脚が膝受けの展開に先立って膝受けに対する
その理想的な位置から変位されるとき、搭乗者の負傷の
同様に増大される可能性を与える。
必要なものは、次に生じる衝突または車輌の著しい減速
の際の負傷に対する最適な保護を搭乗者に与える様に搭
乗者の膝および脛骨に対する車輌内の膝受けの位置を連
続的に調節する自動調節式膝骨けである。
発明の要約 本発明の目的は、車輌の衝突または車輌の著しい減速の
検出に先立って車輌の搭乗者の膝および脛骨に対する膝
受けの位置を調節し、これにより種々な身長の搭乗者の
各々が該衝突または車輌の著しい減速の際に負傷に対す
る最適の保護を与えられる自動車輌用膝骨けを提供する
ことである。
また、本発明の目的は、車輌の衝突または車輌の著しい
減速に先立って車輌の搭乗者の膝および脛骨に対する膝
受けの位置を定期的に調節し、これにより、搭乗者が車
輌の内部に対するその脚の位置の定期的な変位にも拘ら
ず該衝突または車輌の著しい減速の際に負傷に対する最
適の保護を与えられる自動車輌用膝骨けを提供すること
である。
本発明の他の目的は、１）搭乗者の脚の脛骨にほぼ平行
の関係で該脛骨からほぼ一定の距離において膝受けの作
用面を維持して、２）搭乗者の膝より上の車輌内の高さ
に該作用面の一部を維持する様に、自動車輌内の膝受け
の位置が定期的に調節される膝受けを提供することであ
る。
この膝受けは、搭乗者が自動車輌内に常態で着座する際
に搭乗者のほぼ前方で該車輌の内側面を形成する１つの
またはそれ以上の変形可能な力吸収部材と、該変形可能
な部材に対する搭乗者の膝および脛骨の夫々の位置を検
知する装置と、次に生じる車輌の衝突または車輌の著し
い減速の際の搭乗者の負傷を最小限にするために搭乗者
の膝および脛骨に対する変形可能な部材の位置を調節す
る様に、自動車輌の固定点に対して各変形可能な部材を
関節運動および並進運動するために搭乗者検知装置に応
答可能な装置とを備えている。特に、本発明の下では、
各変形可能な部材の位置は、好ましくは車輌内の搭乗者
の脚の位置における搭乗者による周期的な変位にも拘ら
ず搭乗者の脛骨からほぼ一定の距離で該脛骨の１つにほ
ぼ平行な関係に該部材の作用面を設置する様に関節運動
および並進運動の装置によって周期的に調節される。
車輌の固定点に対して、従ってそれによって保護される
べき車輌の搭乗者に対して変形可能な部材を関節運動お
よび並進運動する装置は、変形可能な部材と車輌におけ
る該部材の剛性サポートとの間に延びる１つのまたはそ
れ以上の作動装置を備えている。第１実施例では、該作
動装置は、空気によって操作される。第２実施例では、
１つまたはそれ以上のモータ付き親ねじないしウオーム
駆動装置は、車輌内に変形可能な部材を支持してその位
置を調節する様に該部材と剛性車輌構造との間に延びる
。
本発明の他の特徴によると、変形可能な部材を関節運動
および並進運動する装置は、車輌内の他の固定された構
造、例えば車輌のダツシュボードに対して、従って該部
材によって保護されるべき搭乗者の膝に対して、変形可
能な部材を昇降するために設けられる。例えば、好適実
施例では、変形可能な部材を関節運動および並進運動す
る装置は、作動装置によって支持される剛性フレームを
更に備えている。該フレームは、変形可能な部材の相補
状の第２トラックに噛合い係合する第１トラックを有し
ている。ラックおよびビニオンまたはウオーム駆動装置
は、これ等のトラックに沿ってフレームに対して変形可
能な部材を変位する様に作用し、これにより、搭乗者の
膝に対する変形可能な部材の最適の垂直の位置決めは、
容易に指令される。
所望により、本発明の膝受けは、車輌の運転可能な状態
を定める車輌の点火センサーを更に備えている。関節運
動および並進運動の装置は、車輌への出入を容易にする
ために搭乗者の脚から離れる様に変形可能な部材を移動
するために点火センサーに応答する。更に、本発明は、
搭乗者が車輌の次の衝突または著しい減速の際に増大す
る負傷を生じ易い車輌内の位置を占めるとき、可聴また
は視覚の警報を与える様に搭乗者検知装置に応答可能な
信号装置を考慮する。
図中、同様な符号は、種々な実施例中の同一の構成要素
を示すために使用される。
実施例 自動車輌１２の次に生じる衝突または著しい減速の際に
車輌１２の搭乗者（図示せず）を負傷に抗して保護する
この膝受けの好適な第１実施例１０は、第１図、第２図
に略図で示される。膝受け１０は、一般に、搭乗者が常
態でそのシート１８に着座する際に搭乗者のほぼ前方の
車輌１２の内側面１６を形成する変形可能なエネルギ吸
収部材１４を備えている。変形可能な部材１４は、好適
な圧縮空気源によって制御され変形可能な部材１４と車
輌１２における部材１４の剛性サポート２２との間に延
びる空気袋の様な空気式作動装置２０によって支持され
る。空気式作動装置２ｏは、ダツシュボード２４および
シート１８の様な車輌内の他の固定された構造に対して
、従つて車輌１２内に着座する搭乗者の膝および脛骨に
対して、変形可能な部材１４の関節運動およびほぼ水平
の並進運動を可能にする。
例えば超音波送信機および検出器を有するセンサー２６
の配列は、各変形可能な部材１４の表面１６に埋込まれ
る。センサー２６は、各変形可能な部材１４の表面１６
と該表面に対向する搭乗者の脚の上側および下側の部分
との間の分離距離を検出する。センサー２６は、下記で
更に詳細に説明する目的のため、各変形可能な部材１４
の表面１６に対する車輌１２内の搭乗者の膝の相対的な
位置を更に検出する。センサー２６は、作動装置２０１
：ｔｉＩＪｒ８人力を与え、次に、作動装置２０は、車
輌１２の常態の運転の際に車輌１２内の搭乗者の脚の周
期的な運動にも拘らず搭乗者の脛骨と変形可能な部材１
４との間の最適の分離距離を達成する様に車輌１２内に
変形可能な部材１４を位置決めする。
変形可能な部材１４の表面１６と搭乗者の脛骨との間の
最適の分離距離は、搭乗者の脛骨にほぼ平行の関係に維
持される変形可能な部材１４の表面１６によって現在的
１０ｃ＋ｎと考えられる。例えば、実験的な証拠は、１
０ｃｍよりも大きい間隔によって許容される足首の回転
により、足首の負傷が該間隔によって生じ易いことを示
唆する。
本発明の下では、衝突または車輌の著しい減速の際に変
形可能な部材１４が経験する変形は、弾性的または塑性
的の性質のいづれかまたは双方であり得ることが認めら
れる。各変形可能な部材１４の作用可能な表面１６は、
好ましくは、当該技術の熟達者に周知の態様で衝突また
は車輌の著しい減速の際に搭乗者の膝および脛骨をその
中に導くのに役立つ複数の突起２８を備えている。変形
可能な部材１４に隣接する車輌内の他の内側面３２を限
定する車輌構造３０は、衝突または車輌の著しい減速の
際に搭乗者の脚が該構造３０に当る際に変形可能な部材
１４の運動を阻止するのに役立つ。更に、該隣接する内
側面３２は、搭乗者の脚に対する部材１４の最適位置に
設置される如く変形可能な部材１４が作動装置２ｏによ
って関節運動および／または並進運動され得ない様に車
輌内の搭乗者の位置を定める搭乗者への保護の付加的な
手段を与えるために力吸収材料をそれ自体備えてもよい
。
本発明の他の特徴によると、信号ランプ（図示せず）は
、搭乗者が次に生じる衝突または車輌の著しい減速の際
に増大する負傷を生じ易い車輌１２内の位置を占めたこ
とをセンサー２６が定めるときに証明される。従って、
搭乗者は、事故が生じれば負傷の一層大きい危険を含む
位置を占めたことを警報され、衝突または車輌の著しい
減速の発生の前に車輌１２内で自分の位置を変える機会
を与えられる。
更に、第１図、第２図に示す空気式作動装置２０は、衝
突または車輌の著しい減速の際に搭乗者の運動エネルギ
の一部を吸収するのに更に役立つことが認められる。更
に、空気式作動装置２ｏの制御モジュール（図示せず）
は、衝突の発生の際に作動装置２ｏから流出する空気の
流量を調節することによって作動装置２０のばね比およ
び緩衝の特性を変更する様に作用してもよく、これによ
り、搭乗者は、身体の負傷に対して一層大きな保護を与
えられる。
第３図に示すこの膝受けの代りの実施例３４では、第１
実施例１０の空気式作動装置２０は、変形可能な部材１
４に枢着される一対の親ねじ３８と、車輌の剛性サポー
ト２２に装着され親ねじ３８に夫々係合可能である一対
のギヤナツト４０と、車輌１２に装着されセンサー２６
に応答可能で可撓軸４４を介してギヤナツト４０を選択
的に回転する様に作用可能な一対のモータ４２とを備え
る作動装置３６によって置換えられる。該「ウオーム駆
動装置」と、その好適な制御回路とは、例えば関節結合
シートに使用するために当該技術において周知であり、
従って更にここに説明しない。
第４図、第５図は、関節結合される剛性フレーム４６に
よって支持される変形可能な部材１４の分離された図で
ある。特に、フレーム４６は、好適な幾つかの空気式作
動装置２０またはウオーム駆動装置３６によって支持さ
れて関節結合され、車輌の固定点に対して水平に並進運
動される。−対の相補状の嵌合するガイドレールないし
トラック４８．５０は、フレーム４６に対する変形可能
な部材１４のほぼ垂直の変位を可能にする様にフレーム
４６および変形可能な部材１４に夫々設けられる。フレ
ーム４６に対する変形可能な部材１４の精密な垂直の変
位は、変形可能な部材１４に装着されるラックギヤ５８
に係合するピニオンギヤ５６を回転する様に作用しフレ
ーム４６に装着されるモータ５４を有するモータ波動の
ラックピニオンギヤ列５２によって得られる。ギヤ列５
２は、部材１４によって保護されるべき搭乗者の膝より
上の車輌１２内の高さに各変形可能な部材１４の作用可
能な表面１６の一部を維持する様にセンサー２６の制御
下で作用する。この様にして、この膝受けは、その身長
が標準から逸脱するか、またはその脚の運動が公知の固
定される膝受けによって与えられる保護を他の態様で無
効にするこれ等の搭乗者の保護を保証する。
本発明の他の特徴によると、車輌の点火センサー（図示
せず）は、車輌の運転可能な状態を定める。空気式作動
装置２０／ウオーム駆動装置３６および垂直位置決めモ
ータ５４は、車輌１２への出入りを容易にするために搭
乗者の脚から離れる様に変形可能な部材１４を移動する
ために点火センサーに応答する。
本発明の好適実施例を開示したが、本発明は、その精神
または特許請求の範囲から逸脱することなく変更可能な
ことを認めるべきである。例えば、本発明は、衝突また
は車輌の著しい減速の前にこの膝受けの変形可能な部材
を最適に展開するために必要であり得る様な搭乗者の体
重、搭乗者のシートの位置、車輌の床上の搭乗者の足の
位置等を検出するセンサーの使用を意図する。同様に、
好適な変換器は、第３図、第５図に示すウオーム駆動装
置に組合わされるホール効果の変換器の使用による様に
、変形可能な部材の剛性サポートに対する車輌内の該部
材の瞬間的な位置を監視するのに使用されてもよく、こ
れにより、上述の様に変形可能な部材の表面にセンサー
を埋込むのではなく車輌内の固定された構造へのセンサ
ーの設置を可能にする。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による空気作動の膝受けを有する自動車
輌の図式的な部分的側面図、第２図は第１図の線２−２
に沿う該膝受けの図式的な部分的上側平面図、第３図は
本発明による親ねじ作動の膝受けを有する自動車輌の図
式的な部分的側面図、第４図は車輌の内部に対して、従
って変形可能な部材によって保護されるべき搭乗者の脚
の膝および脛骨に対して該部材の垂直の調節を可能にす
る様にラックピニオン駆動装置を使用し相補状の相互に
噛合うトラックを介して関節結合フレームによって支持
される変形可能な部材の分離された側面図、第５図は第
４図の線５−５に沿う変形可能な部材およびその支持フ
レームの断面図を示す。 １０・・・膝受け、　１２・・・自動車輌、１４・・・
変形可能なエネルギ吸収部材、１６・・・車輌の内側面
（変形可能な部材の表面）、２０・・・空気式作動装置
、　２２・・・剛性サポート、２６・・・センサー　　
３６・・・ウオーム駆動装置、３８・・・親ねじ、　４
０・・・ギヤナツト、　４２・・・モータ、　４６・・
・剛性フレーム、　４８．５０・・・ガイドレール（ト
ラック）、　５２・・・ラックピニオンギヤ列、　５４
・・・垂直位置決めモータ、５６・・・ピニオンギヤ。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）自動車輌の搭乗者を保護する安全装置において、
    前記搭乗者が前記自動車輌内に常態で着座するとき、該
    搭乗者のほぼ前方で該自動車輌の内側面を形成する変形
    可能な力吸収部材と、該変形可能な部材に対する該搭乗
    者の位置を検知する装置と、次に生じる衝突または車輌
    の著しい減速の際に該搭乗者への負傷を最小限にするた
    めに該搭乗者に対して該変形可能な部材を位置決めする
    様に該自動車輌の固定点に対して該変形可能な部材を関
    節運動および並進運動するために該搭乗者検知装置に応
    答可能な装置とを備える安全装置。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の安全装置において
    、前記変形可能な部材を関節運動および並進運動する前
    記装置が、該変形可能な部材と前記自動車輌の該部材の
    剛性サポートとの間に延びる作動装置を有する安全装置
    。
  3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の安全装置において
    、前記作動装置が、空気で操作される安全装置。
  4. （４）特許請求の範囲第２項に記載の安全装置において
    、前記作動装置が、親ねじと、前記自動車輌に装着され
    該親ねじに係合可能なギヤナットと、該ギヤナットを回
    転する様に作用可能なモータとを備え、これにより、該
    親ねじが、該モータの作用の際に該ギヤナット内を進め
    られる安全装置。
  5. （５）特許請求の範囲第２項に記載の安全装置において
    、前記変形可能な部材を関節運動および並進運動する前
    記装置が、前記作動装置によって支持されるフレームと
    、該フレームに対して前記変形可能な部材を支持する該
    フレームの装置とを更に有する安全装置。
  6. （６）特許請求の範囲第５項に記載の安全装置において
    、前記変形可能な部材を支持する前記フレームの前記装
    置が、該フレームの第１トラックと、該フレームの第１
    トラックに相補状で該第１トラックに噛合い係合する該
    変形可能な部材の第２トラックと、該第１トラックに沿
    って該フレームに対して該変形可能な部材を変位する様
    に作用可能な装置とを有する安全装置。
  7. （７）特許請求の範囲第６項に記載の安全装置において
    、前記第１トラックに沿って前記フレームに対して前記
    変形可能な部材を変位する様に作用可能な前記装置が、
    ラックピニオンギヤ列と、該ギヤ列の該ピニオンギヤを
    回転する様に作用可能なモータとを有する安全装置。
  8. （８）特許請求の範囲第１項に記載の安全装置において
    、前記自動車輌の運転可能な状態を定める車輌点火検知
    装置を備え、前記関節運動および並進運動の装置が、該
    車輌への出入を容易にするために前記搭乗者から離れる
    様に前記変形可能な部材を移動するために該点火検知装
    置に応答する安全装置。
  9. （９）特許請求の範囲第１項に記載の安全装置において
    、前記搭乗者検知装置が、超音波送信機と、超音波検出
    器とを有する安全装置。
  10. （１０）特許請求の範囲第１項に記載の安全装置におい
    て、次に生じる衝突または前記自動車輌の著しい減速の
    際に前記搭乗者に増大する負傷を生じ易い該車輌内の位
    置を該搭乗者が占めるときに該搭乗者に警報する様に前
    記搭乗者検知装置に応答可能な信号装置を備える安全装
    置。
  11. （１１）自動車輌の搭乗者に対する該自動車輌の急速な
    減速の際に負傷に対して該搭乗者の脛骨および膝を保護
    する膝受けにおいて、前記搭乗者が前記自動車輌内に常
    態で着座するときに該搭乗者のほぼ前方で該自動車輌の
    内側面を形成する変形可能なエネルギ吸収部材と、該変
    形可能な部材に対する該搭乗者の位置を検知する装置と
    、該搭乗者に対する前記自動車輌の急速な減速に先立っ
    て該搭乗者に対する該変形可能な部材の位置を調節する
    様に該検知装置に応答可能な装置とを備える膝受け。
  12. （１２）特許請求の範囲第１１項に記載の膝受けにおい
    て、前記搭乗者に対する前記変形可能な部材の位置が、
    該搭乗者の脛骨にほぼ平行な関係で該脛骨からほぼ一定
    の距離において該変形可能な部材の表面を維持する様に
    前記位置調節装置によって調節される膝受け。
  13. （１３）特許請求の範囲第１２項に記載の膝受けにおい
    て、前記搭乗者に対する前記変形可能な部材の位置が、
    該搭乗者の膝より上の前記車輌内の所定の高さに該変形
    可能な部材の表面の一部を維持する様に前記位置調節装
    置によって調節される膝受け。
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