【発明の詳細な説明】
ラップ部取り付け型膨張可能バッグ及びその使用方法発明の背景
乗り物の乗員に隣接した位置から展開し、衝突中にベルトからの負荷を分散す
る膨張可能な要素、つまりバッグまたはベルトが提案されている(米国特許第3
、682、498号明細書および第3、841、654号明細書)。
従来の拘束システムは、ラップ要素とショルダ要素とを含むシートベルトを膨
張可能な部材に組み合わせている。例えば、乗り物が急減速したときに展開する
ように、乗り物エアバッグを、ショルダベルトとラップベルトに隣接して取付け
ることが提案されている。他の従来の乗り物用膨張可能バッグ拘束システムは、
乗り物の乗員正面部分(即ち、ダッシュボードまたはステアリングコラムユニッ
ト)で、バッグを支持することを必要としている。さらに、従来のラップベルト
取付け型バッグは、乗員のベルトの前方に展開可能であるが、バッグの膨張によ
ってラップベルトの弛みを取り除くことができなかった。
更に、乗員とショルダストラップとの間で膨張可能なバッグを設けることが提
案されている(米国特許第3、971、569号明細書)。
いずれの先行技術も、拘束システムがラップベルト領域から展開して、このラ
ップベルト領域によって拘束されるだけの適当な保護を提供することを提案して
いなかった。発明の概要
本発明は、ある形に膨張可能なエアバッグがラップベルトに支持されている乗
り物用乗員拘束システムからなる。ラップベルトは、バッグに隣接して配置され
、或いは、バッグの膨張可能な圧力保持外皮の一部分であるエアバッグ内通路に
配置される。バッグは、乗り物の急減速の際に前方に動こうとする乗員の胴体の
力が、乗員の足の最上部と可変的には乗員の足の間の座面からなる十分に大きな
支持領域に係合するバッグによって拘束されるように、寸法決めさ
れ且つ形作られる。ベルト受入れ通路が、バッグの後部がベルトと乗員との間で
膨張可能であり且つバッグのそれ以外の部分がベルトの前方に膨張可能であり乗
員の胴体の実質的な回転を防止するように配置されている。
ベルト係合バッグ面またはベルト受入れ通路をこのように配置することにより
、ベルトの後部は、膨張したとき、ベルトの後部が乗員の膝の上側部分および下
腹部領域を押すように、ラップベルトを緊張させる。同時に、バッグの前部が膨
張して、乗員の前方への移動および乗員の胴体の回転を拘束する構造的空気硬化
コラムとして機能する。
本発明の拘束システムおよびその作動方法は、ラップベルト領域から展開し、
展開したときに(1)ラップベルトと(2)乗員の足と乗員が座っている面とを
含む表面とによって完全に支持され且つ拘束されるエアバッグを利用している。
本発明は、特に、ダッシュボードまたはステアリングコラムに隣接していない座
席に着座している乗員に対して便利である。本発明の拘束システムを利用すると
、陸上車両の後席の乗員および飛行機の乗目を素早く保護することができる。図面の簡単な説明
図1は、ラップベルトと膨張前の折り畳まれたエアバッグを装着した前席乗員
の斜視図である。
図2は、膨張前の破壊可能なパウチ内の折り畳まれたエアバッグを示し、且つ
、ベルトが緩みをもって装着されているがまだ作用している状態を図示している
、図1と同様の部分的な斜視図である。
図3は、乗員および膨張したバッグの概略的な平面図である。
図4は、初期膨張したバッグを示す図1と同様の図面である。
図5は、乗員の胴体が少しの距離前方の移動させられた膨張後の図4と同様の
図面である。
図6は、バッグが頭部の回転を小さな角度に抑える追加の頭部支持部用上方ブ
リスターを含んでいる他の実施例を示している。
図7は、折り畳み前のバッグの底面図である。
図8は、部分的に折り畳まれたバッグの図である。
図9は、乗り物の急減速およびバッグ展開中に発生する力およびトルクを示す
概略図である。
図10は、ラップベルトがバッグ通路内に位置決めされている場合の、バッグ
の初期膨張時の力およびトルクを示す概略図である。
図11は、膨張部材が膨張構造体を含むラップベルトシステムに取付けられて
いる本発明の一実施例の正面図である。
図12は、特定形状の膨張バッグの正面図である。
図13は、膨張前に上方膨張ポケットを備えている膨張したバッグの正面図で
ある。
図14は、膨張後の図12のバッグの側方から見た斜視図である。
図15aは、上方拡張ポケットが展開した状態での、図13のバッグの側方か
ら見た斜視図である。
図15bは、ポケットが更に展開した、図15aと同様の図面である。
図15cは、図15aおよび図15bに示されているポケットが完全に展開し
ている、側面図である。
図16aは、サイドポケットを展開することなく膨張したサイドポケット付き
バッグの正面図である。
図16bは、サイドポケットが展開している、図16aと同様の図面である。
図16cは、側頭部支持部分を含んでいるバッグの正面図である。
図17は、展開していない膨張可能な部材を備えている、ベルト部分、タング
およびバックル構造体の概略的な部分図である。
図18は、図17のタングユニットおよび膨張可能な部材の部分断面図である
。
図19は、バックル内のインフレータと、連結可能タングユニットとを備えて
いるベルト構造体の概略図である。
図20は、バックルに取付けられ且つタングユニット内にインフレータを備え
いた膨張可能な部材を示すベルト構造体の概略図である。
図21は、それぞれの変形部分を備え、分離したタングユニットとバックル
とを示す斜視図である。
図22は、ベルトアンカの分解断面図である。
図22aは、ベルト部分を含む図22のアンカの側面図である。
図22bは、図22の22b−22b線に沿った、ベルト断面図である。
図22cは、ベルト断面がガス圧よってその中に形成されたガス通路を有して
いる図22bと同様の図面である。
図23は、中心に配置されたラップベルトバックルとタングとを操作できるよ
うに、開口がその中に設けられたもう一つの実施例の正面図である。
図24は、ラップベルトがバッグ面に当接して位置決めされている別の構成を
備えたバッグ実施例の側方斜視図である。
図24aは、乗員の胴体と足を90度で示している位置決めされた図24のバ
ッグの概略図である。
図24bは、胴体と足との角度が90度より大きい図24aと同様の概略図で
ある。
図24cは、角度が90度でバッグ部分が理論的には重なる概略図である。好ましい実施例
図1、図3及び図4において、座面12c及びシートバック12bを備えた乗
員(O)のシート12が乗り物のフロア13に設けられている。乗員(O)は、
ラップベルト16が乗員(O)の膝を横断した状態で乗員用シート12に着座し
ている。ラップベルトの右側部分16aはベルト延長部24と係合しており、こ
の延長部24は、乗り物のフロア13の右側フロアアンカー14に固定されてい
る。また、左側部分16bは、右側フロアアンカー15によってフロア13に固
定されている。変形例として、ラップベルトが2つのセクションとバックルとを
備えていてもよい。
図3を参照して、外側の膨張可能な布体19を備えたバッグ18は、ラップベ
ルト16が通過するスロット入口21aと21bとの間の布通路21を有する。
布体19は、布通路21と共に、バッグ18の圧力保持外皮18eを構成し、こ
の外皮18eの中にインフレションガスが導入されるか又は作られる。
ラップベルト16は、バッグ18が萎んでいるときに、容易に通路21の中を前
後にスライド可能である。このような動きによって、バッグ18を乗員に対して
調整することができる。バッグ18のガス入口首部22(図7)は、フロア13
のような離れた箇所から延びる導気管23に接続可能である。導気管23は、ガ
ス貯蔵容器や点火式ガスインフレータ或いはその組み合わせからのガスが供給さ
れる。変形例として、バッグ18の中にインフレーション源を内臓していもよい
。
図2に戻って、図示の変形例では、折り畳んだバッグ18が細長い破裂可能な
袋20によって覆われている。図示のようにバッグ18は袋20の中に直ちに展
開する状態で位置するために折り畳まれ、ベルト16は乗員の快適性のために緩
んだ状態で配置される。この変形例のシステムは、バッグ18又は袋20の中に
配置されたガス発生インフレータを有する。
図4は、導気管23から首部22を通る変形例としての膨張ガスの導入のバッ
グ18を示す。バッグ18は、膨張すると、上方から見るとほぼ丸い形状であり
(図3)、また、その側部から見るとほぼ三角形である(図4)。バッグ18は、最
下部の座面及び足係合面18aと、胴体係合面18bと、前面の非係合面18c
とを有する。面18a及び18bは乗員のウエストライン(WL)に沿って相互
に交わっている。ベルト16は、乗員のウエストライン(WL)から距離(d)
隔てたバッグの通路21を通過しているので、バッグ部分18rがベルト16の
裏面まで膨張すると、バッグ18が膨張したときに、先ず、乗員(O)をそのシ
ートで後方且つ下方に押す。この動きは、また、装着時の緩みによってベルト1
6に存在したあらゆる緩みを除去する。更に、バッグ18の膨張及び膨張したバ
ッグの広がり18は、また、乗員の胸および足の上部に向う空間18h、18i
全体にわたってバッグを広げる。車両の減速の力が乗員(O)の胴体(T)に作
用すると、バッグ18のその他の部分である前側バッグ部分18fが、胴体(T
)を支持して胴体(T)が回転するのを阻止する機能を奏する。バッグ18は、
また、車両の減速時の膨張力及び乗員拘束力に耐えなければならないベルト係合
エリアに、バッグ18を強化するための補強布パネル25が組み付けられていて
もよい。
貯蔵したガスや点火式或いはその組み合わせからなるインフレータを用いると
、バッグ18の膨張が十分に速やかに行われると思われる。そして、減速力が乗
員(O)の胴体(T)に作用する前に、バッグの後側部分18rの膨張によって
乗員のラップベルト16が素張させられる。この減速力は乗員(O)の胴体(T
)をベルト16を中心にした回転運動で前方に移動させる傾向がある。バッグ1
8の圧縮によって、胴体(T)の僅か2〜3度程度の回転が許容される。胴体の
更なる回転は、乗員の着座位置に依存するであろうし、また、バッグ18が乗員
の足の上に存在しているか、シート12sの上に存在しているか、その両者の上
に存在しているかに依存する。図5に示すように、バッグ18は、胴体(T)が
減速されると、領域12aにわたってシート12sと係合する。胴体の回転は、
垂直方向から10度よりも小さいことが好ましい。しかしながら、乗員の体格や
バッグ18の大きさ及び形状によって、胴体の回転は30度に及ぶかも知れない
。
概略的な図9を特に参照すると、水平力(F)は、ラップベルト16から距離
Xでの乗員の胴体が及ぼす力を示し、トルク(T’)を生成する。トルク(T’
)に抗するために、バッグ18は、これと等しい対向するトルク(T2)を生成
する。トルク(T2)は、力(F2)x距離(Y)である。
図10は、ベルトがバッグを貫通している実施例を概略的に示すものであり、
バッグ部分18rがベルトと乗員との間で膨張している状態を示す。バッグの初
期の膨張によって、バッグは乗員を垂直ライン(V)から15度後方に押し付け
る。バッグ部分18iは、乗員をシートの中に押し下げ、バッグ部分18hは乗
員をシートの中に後方に押し付ける。
バッグ18は、膨張すると、ラップベルト16によって前方への移動が抑えら
れる。バッグ18は、乗員の胴体の減速の力に作用すると、数度だけ回転する。
バッグ18は大きな人間を含むあらゆる乗員の胴体の実質的な回転を防止するよ
うにその形状及び大きさが作られる。小さな乗員は、より一層小さな胴体回転を
経験するであろう。バッグ18は、バッグ外面18aを有し、この外面18aは
、乗員の足および乗員の腰と膝頭との間の座面の実質的な領域と係合する。バッ
グ18は、また、腰から頭までの胴体の実質的な部分と係合する
ための表面18bを有する。バッグ18は、また、乗員の頭を支持するような大
きさに作られていてもよい。バッグの表面18aは、乗員の足の上側の1/3か
ら2/3と係合するのが好ましい。足の上側とは、臀部と膝頭との間の足の部分
をいう。バックの表面18aは、また、乗員の両足の間の座面に亘って座面と係
合する。
図6に示す他の実施例にあっては、バッグ18は、展開可能なブリスター34
を含んでいる。乗員(O)の胴体(T)がバッグ18に圧縮力を加えて、所定の
しきい値までガス圧を高めると、縫い目35がブリスターセクション34を破裂
させてこれを膨張させ、乗員(O)および頭(H)のための支持体を提供する。
図6を参照して、膨張していないバッグ18は、底面31と、通路出口端21
a、21bと、ガス入口22とを有する。図7は、膨張していないバッグ18を
示し、外側部分28、29がバッグ中央の底部分30に隣接した位置に折り畳ま
れた状態にあり、この中央部分30は、ベルト16の幅とほぼ同じである。
図11は、本発明の更なる実施例を示し、この実施例では、任意の形状であっ
てもよい膨張可能な部材36がラップベルトシステム38に折り畳み可能に取付
られ、このラップベルトシステム38は、膨張構造の全体の中に配置されている
。タングユニット39がタングベルトセクション41に接続され、このタングベ
ルトセクション41は、タングベルトセクションのアンカー43に取付けられて
いる。ベルトシステム38は、また、バックル45と、バックルベルトセクショ
ン46と、バックルアンカー48とを含む。シート49に着座した乗員(O)は
、ベルトシステム38によって拘束される。膨張可能な部材36が膨張すると、
以下に述べるように、更なる乗員保護が提供される。
図12は、バッグ55からなる膨張可能な部材を示す。このバッグ55は、足
係合バッグウイング56、57と、中央のブリスターセクション59とを含む特
定の形状を有し、この中央ブリスターセクション59は座面51の近くまで又は
この座面51にぶつかるまで下方に拡張する。ブリスターセクション59が座面
51と係合するか否かは、乗員の両足が初期に広がる程度及びバッグ
55の膨張したときのブリスター59によって足が更に広げられる程度による。
バッグウイング56、57は、夫々が幅d1、d2を備えるように配置され且つ
形作られており、これによりバッグウイング56、57は、大きな乗員も小さな
乗員も共に適度に満足させる。
図13を参照して、バッグ55’は、縫い目で一緒になった2つのバッグパネ
ル60a、60b(図示せず)から作られたバッグ本体60からなり、バッグパ
ネル60a、60bは、縫い目付きの上方の2つのバッグ本体ポケット64、6
5を含み、ポケット64、65は、バッグ本体パネル材料をバッグ55’の中に
入れて、このパネル材料を隣接するバッグパネルに、ほぼ水平の縫い列67、6
8、69を用いて、縫い付けることによって形成されている。バッグ本体ポケッ
ト64、65は、バッグの大きさ及び形状を増大するために、以下に述べる所定
の状況下で展開可能である。
図14は、ブリスターセクション59を含むバッグ55の展開を示す(図12
も参照のこと)。乗員(O)の前方への移動が破線で示されている。
図15a〜図15cは、乗員によるバッグ内部圧力が所定のレベルに達したと
きに、バッグ55’の膨張中の本体ポケット64、65の展開段階を示す。ポケ
ットの展開理由は、大きな、背の高い、体重の重い乗員を満足させるために、バ
ッグ55’の大きさ及び高さを増大させることにある。バッグ55’が膨張して
、完全に展開した大きさに達すると、バッグ55’に力を及ぼして、バッグ圧力
を増大させる原因となる胴体前方移動を含む乗員の動きを制御する。乗員(O)
が十分に大きく且つ体重が重い場合、バッグ55の中に圧力が増大して、縫い目
列67、68、69を、順次、引き裂いて、バッグの付加物としてバッグポケッ
ト64、65を展開させる。図15cは、両方のポケット64、65が完全に展
開した状態のバッグ55’を示す。バッグの大きさが、ポケットを展開させるま
で大きくなると、バッグ内のガスが所定量であることから、圧力が低下する。し
かし、力が作用する領域が増大するので、乗員に作用する力は同じままである。
図16aは、ほぼ垂直の縫い目列61a、62aによって作られたサイドポケ
ット61、62の使用を示す。縫い目の破断によるサイドポケット61、6
2の展開を図16bに示す。図16cは、ヘッド保護部分63を備えたバッグ5
5”を示す。所定のパターンを使用してバッグパネルに縫い目を付けることは、
本発明によれば、膨張中に付加的な膨張可能な部材を提供し、且つ、乗員の拘束
による力の創造を提供することにある。
縫い目の無い膨張可能な部材および上述した破損可能な縫い目を付したものに
代わるものとして、大きな乗員に順応する大きな膨張可能な部材の体積の展開は
、例えばバッグのような、拡張可能な又は伸長可能な材料の破損可能な部材によ
って達成することができる。変形例として、膨張したときや、膨張中又はその後
に乗員(O)によって付加的な力が与えられたときに、拡張又は伸長する布地や
他の材料から作った部材を、単独で又は非伸長材料との組み合わせで使用するこ
とができる。
ベルト構造の内部に配置した膨張システムは、ガスの急激な流れを引き起こす
インフレータの機能を開始させるイニシエータに信号を送る衝突検出器を含む。
図17は、ベルトセクション41、46、バックル45、タングユニット39及
び膨張していない部材36を示す(図11も参照のこと)。
図18に戻って、タングユニット39は、タングハウジング70と、タングプ
ロング71と、インフレータ72と、バルトセクション41の有効長さを調整す
るためのローラクランプ73とを含む。また、タングヘッダピン76a、76b
と係合し、タングヘッダ77に取付けられた膨張可能な部材36の膨張可能な可
撓性部材のパネル36a、36bが図示されている。ヘッダ77は、ヘッダロッ
クセクション78を含む。パネル36a、36bをピン76a、76bとその回
りに配置した後、膨張可能な部材のパネル36a、36bを所定位置に保持する
ために、スライドロックセクション78を所定位置に押し込む。また、図示のよ
うに、ガス通路82の中には、破裂可能なダイヤフラム81が設けられている。
概略的な図19において、インフレータ72がバックル45の中に配置され、
インフレータ72を作動させる電気信号の源が、ベルト構造のタング側に配置さ
れている。タンデムに接続されたワイヤセクション85a、85bを備えた電線
85が、衝突検出器(図示せず)からベルトセクション41及びバックル
45のタングユニット39を通ってインフレータ72まで延びている。ワイヤセ
クション85bはソケット79を含み、また、ワイヤセクション85aは、電気
的な接続のために、ソケット79に入る形状のテーパ付きヘッド80を含んでい
る。この構造によって、衝突検出器は、ベルトセクション41に、必要とされる
タングとバックルとの離脱可能な連結を提供するアンカーの中に配置することが
できる。図20において、インフレータ72はタングユニット39の中に配置さ
れ、また、膨張可能な部材36がバックル45に取り付けられている。インフレ
ータ72の中に発生したガスは、ニップル88及びソケット91によって離脱自
在に連結されたガス通路セグメント86、87を通る。
図21において、トランスフォーマ93の一方のトランスフォーマ部分94を
バックル45の中に設置してバックル面45sの一部を構成し、トランスフォー
マ93の他方のトランスフォーマ部分95をタングユニット39の中に設置して
タングユニット面39sの一部を構成するようにして、トランスフォーマ93を
用いて、電気信号がタングユニット39からバックル45に送られる。トランス
フォーマ部分94内で発生した電気信号は、トランスフォーマ部分93内で電気
信号を発生させる。このような信号伝達によって、ベルトシステムの一側で発生
した電気信号をベルトシステムの他側に伝達させるので、衝突検出器をベルトシ
ステム38の他側に配置することができる。図21には、図示のように、車両減
速中に電気信号を生成するために、衝突検出器90がタング側に設けられている
。
タングとバックルとを係合させ及び離脱させると、ラップベルトの一側から電
気及びガスがラップベルトの他側に流れるが、これは、上述した離脱可能な連結
又は他の適当な構造によって行われる。
図22、図22a、図22bにおいて、アンカー43は、アンカーカバー92
と、外的電磁波や、イニシエータを時期尚早に起動させる他の波を遮断するため
のアンカーシールドハウジング97を含む。同図には、アンカースイベルユニッ
ト98が図示されている。インフレータによってスイベルユニット98内に発生
したガスは、出口首部103、コネクタ105を通って、2つの層104a、1
04bからなるベルト104に至る。層104a、104bは、ガ
ス発生圧力が作用すると分離して、ガス通路106を作る(図22a、図22b
を参照)。膨張の前は、ベルト層104a、104bが縫い目又は接着により一
体化されている。アンカー43の中の衝突検出器(図示せず)は、光又は可聴信
号によってインジケートされる低圧電力のバッテリーであってもよい。このシス
テムを作動させるための電気的な要求が小さいので、アンカーの中に配置された
バッテリーは、5年以上経った後に交換するまで用いることができる。
最後に、図23を参照すると、別のバッグ構造が示されており、このバッグ構
造では、バッグ108が、乗員のラップの中央領域でバックル45およびタング
ユニット39を容易に操作することができるようにする中央開口107を有する
。中央開口107は、バッグ圧力保持外皮の一部ではない。同様に、上述したよ
うに、バッグ通路102は、バッグ108の圧力保持外皮の一部ではない。中央
開口107は、図23に示すように、別のバッグ構造を貫通してバッグ108の
中央の両側に配置されているのがよい。ベルト109が、バッグ中央開口107
によって分離されている2つの通路部分102a、102bに分けられているバ
ッグ通路102を通過する。
最後に、さらに別のバッグの実施例が、図24、図24a〜cに示されており
、そのバッグ110は、上側部分111と、下側部分112と、ラップベルト1
16を備えたウエスト部分113とからなり、ラップベルト116は、これまで
の実施例で上述したようなバッグ通路中ではなく、バッグ110の周囲を通過す
る。ベルト110は、膨らまされるときにウエスト部分113に当接して位置決
めされる。上側バッグ部分111は乗員の胴体に係合し、下側バッグ部分112
は乗員の足および座面に係合する。外面に係合するベルト116を有する膨張し
たベルト部分113は、乗員(O)のウエストラインから距離Xのところにベル
ト116を位置決めする。バッグ部分112、113は、減速中追加の力により
線Lで係合し、膨らましバッグ部分111、112は、互いに押し付けられるこ
とができる。
今、概略的な図24を参照すると、バッグ部分111、112は、乗員(O)
の胴体と足の間に90°の角度を形成するように寸法決めされている。図24
bは、部分111’と部分112’が点Pで接触するときに105°以上の角度
Aを形成するように寸法決めされている。図24cでは、バッグ110”のバッ
グ部分111”、112”が、部分111”、112”が圧縮するときに乗員(
O)によって加えられる力によってゆがめられることを示している。体積Vは、
バッグ部分の圧縮が起こらなかった場合の部分111”、112”の理論的な重
なり部分の体積を表わす。バッグ部分111”に供給されるガスの体積または圧
力は、バッグ部分112”に送られるガスの体積または圧力と異なっていてもよ
い。
本発明を、飛行機、スクールバス、乗用車およびその他の乗り物に使用するこ
とが考えられる。複数列のシートを有する飛行機の用途では、各列または部分は
別々の衝突検出器を備えているべきである。
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