JP2002500126A - 自動車における安全機構 - Google Patents

自動車における安全機構

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JP2002500126A JP2000527432A JP2000527432A JP2002500126A JP 2002500126 A JP2002500126 A JP 2002500126A JP 2000527432 A JP2000527432 A JP 2000527432A JP 2000527432 A JP2000527432 A JP 2000527432A JP 2002500126 A JP2002500126 A JP 2002500126A
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Abstract

(57)【要約】 自動車の安全機構は、自動車の搭乗者により占拠されるシートを備える。該シートは、フレームワーク（３２，３３）により支持されている。該フレームワークは、４つの変形可する部材（５）によりキャリッジ（６）に装着されていて、該部材の各々は、前記変形する部材の変形に応答するセンサー手段を有している。該センサー手段は、前記シートに着座している人の体重及びまた前記シートに着座している人の位置をも測定できる。前記センサー（複数）は、コントロール手段と関連しており、該手段は、事故発生時、エアーバッグの膨張を開始させ、膨張をコントロールする。したがって、前記エアーバッグの膨張の仕方は、前記シートに着座している人の体重と位置とに適合するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、自動車における安全機構に関するものである。
【０００２】 事故が発生して自動車の運転者又は乗員を保護しなければならないときに膨
張するエアーバッグを組み込んだ自動車における安全機構が提案されている。こ
れは、通常、前部側の衝撃が発生したとき、自動車のフロントシートに乗ってい
る人を保護するようになっているエアーバッグを自動車のダッシュボード内に装
着している。このエアーバッグは、前部側に衝撃が発生したときにエアーバッグ
を膨らます適当なセンサー機構と関連されている。
【０００３】 エアーバッグが膨張するとき、エアーバッグのファブリック（織物生地）は
、少なくとも最初には、フロントシートに着座している人に向けてすごく速い速
度をもつ。フロントシートに着座している人の位置が不適切であると、即ち、そ
の人がフロントシートに深々と座っていないと、問題が発生してしまう。例えば
、前記シートの着座者がエアーバッグ膨張時に前かかがみになっていると、エア
ーバッグは、前記シートの着座者に激突し、前記シートの着座者に危害を与えて
しまう。
【０００４】 フロントシートの着座者が体重の重い人である場合、前部衝撃が発生したと
きには、体重が軽い人に較べ、より一層の”クッション性”が必要になる。した
がって、前部側に衝撃が発生したときフロントシートの着座者を保護するために
設けられたエアーバッグを前記シートの着座者の体重に応じて膨張させることが
できることが望ましい。
【０００５】 自動車のフロントシートの着座者を保護するエアーバッグの膨張をコントロ
ールすることは、以前から提案されている。ＤＥ ＯＳ ２５１６１８５は、ス
イッチを前記シートのクッション部に設ける機構を開示している。前記シートに
着座すれば、前記スイッチは、閉成し、事故発生時、エアーバッグが完全に膨張
する。しかしながら、前記スイッチが閉成されていないと、即ち、前記シートに
座っている人がきっちり前記シートに座っておらず、前記シートの前部にちょこ
っと腰をのせている程度であると、エアーバッグは、一部しか膨張しないような
っている。
【０００６】 ＤＥ ３８０９０７４には、複数のセンサーをフロントシートのクッション
部と自動車の床との間に配置し、フロントシートの前側と後側に作用する下方へ
の力を測定し、前記シートにおける着座者の位置を測定してエアーバッグの膨張
の仕方をコントロールするようにする機構が開示されている。
【０００７】 これまで使用されているセンサー類は、事故の時に前記センサーに作用する
力に抵抗するように設計されている。これらの力は、極端に強い力になる。セン
サーは、通常に運転されている間の前記シートに作用する力を信頼性と正確さと
をもって測定できるが、このセンサーに強度をもたせることは極めて困難なもの
であることは分かっている。これまで使用されているセンサーの多くのものは、
前記力の測定を該センサの一方の部分の該センサーの他方の部分に対する移動の
結果として測定するようになっている。このセンサーの前記二つの部分の間の摩
擦作用により、前記センサーの読取りが不正確になり、さらにまた、シートの着
座者が位置を変えると、正しいアウトプット信号が与えられる前に時間的な遅延
が生じる（事故状況のとき、少なくともエアーバッグを膨張させる時間に対して
のもので、この時間は、通常、ミリセカンドの数十分の一である）。
【０００８】 この発明は、改良された安全機構を提供しようとするものである。
【０００９】 この発明によれば、自動車における安全機構が提供されるもので、この安全
機構は、自動車の搭乗者により占有されるシート、該シートと自動車の床との間
に位置して、それぞれが前記シートに対し作用する下方への力を指示する複数の
センサー及びエアーバッグの膨張を開始し、コントロールし、前記センサーから
の信号を受け、前記信号の内容に基づき前記エアーバッグの膨張をコントロール
するコントロール手段を備え、前記複数のセンサーは、少なくとも前記シートが
通常に使用されているときには、前記シートと前記自動車の床とだけを接続する
手段を備え、各センサーは、前記自動車の床に直接又は間接的に接続された第１
の部分と前記シートに直接又は間接的に接続された第２の部分とを備え、前記二
つの部分は、それらの部分の変形に応答するセンサー手段を有する変形可能な要
素により相互に接続されている構成になっている。
【００１０】 各センサーの前記第１の部分は、自動車の床に装着されたレールにそってス
ライドするキャリッジに装着され、各センサーの前記第２の部分は、前記シート
のサブフレームに接続されていることが好ましい。
【００１１】 実用上は、各センサーの前記第１と第２の部分とを相互に接続する要素は、
前記シートに接続された前記部分へ下方への力が作用するときに変形するように
なるカンチレバービームを備えている。
【００１２】 一つの実施の態様においては、前記カンチレバービームは、前記第１の部分
を備える装着ブロックに接続された一端を有し、該装着ブロックは該装着ブロッ
クを前記キャリッジの一部に固定する手段を有し、さらに、前記カンチレバービ
ームは、装着ブロックに接続される他端を有し、この装着ブロックは、該装着ブ
ロックを前記シートのサブフレームの一部に固定する手段を有している。
【００１３】 別の実施の態様においては、各センサーは、一体の要素を備え、該要素は、
自動車の床に接続されたレールにスライド可能に装着されているキャリッジに装
着される第１の部分と、シートの前記サブフレームに接続された第２の部分とを
備え、前記二つの部分は、カンチレバー要素により相互に接続されている。
【００１４】 好ましくは、前記キャリッジの一部は、前記サブフレームの部分に近接して
位置し、前記部分の一方の部分は、所定の直径の突出部を有し、前記突出部は、
他方の部分に形成された直径が僅かに大きい孔内に位置し、強い力が前記シート
に作用すると、前記一方の部分にある前記突出部が前記他方の部分にある孔の壁
に係合するようになる構成になっている。
【００１５】 実用的には、前記一方の部分は、前記キャリッジに備えられたウエブを備え
ており、前記他方の部分は、前記サブフレームの一部を形成する支持要素に備え
られたフランジを備え、前記キャリッジは、前記ウエブに設けられた孔に通され
るねじ溝をもち、さらに、直径が大きくされた部分を有し、前記ねじ溝で肩部を
構成するボルトを備え、直径が大きくされた前記部分は、前記シートの前記サブ
フレームの一部を形成する支持要素に設けられたフランジ内に形成された前記孔
に通されている。
【００１６】 この発明をさらに容易に理解でき、それによって、発明のさらなる特徴が認
識されるようにするために、この発明を添付の図面を参照しながら実施の態様に
より以下に説明する。
【００１７】 添付の図面の図１をまず参照すると、自動車のシート１は、クッション座部
２と背もたれ部３とを備えて図示されている。クッション座部２は、４個のセン
サー（図１には、２個のセンサー４，５のみが見える）により二つのキャリッジ
（図１には、その内の一つ６のみが見える）に連結されており、これらキャリッ
ジは、自動車の床に装着された一対のレール（図１には、その内の一つ７のみが
見える）。前記シートには、前記シートの各々のサイドにそって２個のセンサー
４，５が設けられ、１個のセンサー４は、前記シートの前部に配置され、１個の
センサー５は、前記シートの後部に配置されている。
【００１８】 センサー４，５は、コントロール機構８に接続されており、この機構は、ま
た、事故又は事故が発生するような状況に応答する別の複数のセンサー９からの
信号を受ける。したがって、センサー９は、加速度センサー又は衝撃センサーか
らなる。
【００１９】 前記コントロールデバイス８は、前記シート１の前方にあるダッシュボード
１１内に装着されたエアーバッグ機構１０に接続されている。コントロール機構
８は、エアーバッグ１０の膨張を開始させる。コントロール機構８は、また、前
記エアーバッグの膨張の仕方をコントロールする．例えば、前記エアーバッグに
は、二つの火薬式ガス発生装填部が設けられている。前記コントロール機構は、
前記装填部の一方又は前記装填部の他方又は前記装填部の両方を作動させるもの
で、かくして、前記エアーバッグは、三つの度合いで膨張するようになる。また
別に、前記コントロール機構は、状況によっては、前記装填部のいずれをも作動
させない場合もあり、この場合は、前記エアーバッグは、膨張しない。当然のこ
とではあるが、前記コントロール機構８は、前記エアーバッグの膨張開始時をも
コントロールするものである。
【００２０】 図２を参照すると、前記シート１のクッション座部２は、図２に示されたサ
ブフレーム２０に装着されている。このサブフレーム２０は、レール７にそって
軸方向にスライド移動するキャリッジ６に装着されている。前記サブフレーム、
前記キャリッジ及び前記レールは、前記サブフレームの中間位置において実質的
に対称になっている。
【００２１】 図２において、前記レール７は、仮想線で示されている。各レールには、そ
の前端にクリップ２１が設けられ、これによって、前記レールの前端部が自動車
の床に固定されるようになっている。各レールの後端部にも図示のようにクリッ
プ２２が設けられ、これによって、後端部が自動車の床に固定されるようになっ
ている。各レール７は、長く延びている開放上面２３をもつチャンネルを構成す
る長い引き抜きものからなる。
【００２２】 各キャリッジ６は、前記レールにより構成されたチャンネル内に受けられる
下方部２４を備える。前記チャンネル内で受けられるキャリッジ６の部分２４と
前記チャンネルぞれ自体との間に適当なボールベアリング又は他のローラ要素が
介在していて、前記レールにそっての前記キャリッジの軸方向の動きを容易にし
ている。
【００２３】 キャリッジ６は、立ち上がっているウエブ２５を有し、このウエブは、前記
チャンネルの開放上面２３を抜けて垂直に延びている。ウエブ２５には、センサ
ー４，５が取り付けられており、該ウエブは、サブフレーム２０の一部を形成す
る長くなっている”Ｌ”形支持要素２６を支持する。支持要素２６は、垂直のフ
ランジ２７を備え、これは、キャリッジ６のウエブ２５と正合し、実質的に隣り
合っている。この垂直なフランジ２７は、前記シートの後部に向けて水平に延び
るピボット２８を支持し、前記シートの前部に向けて立ち上がっている可動乗り
ンク２９を支持し、このリンクは、その上端において水平に延びるピボット３０
を支持している。前記シートのクッション座部２は、ピボット２８，３０に装着
されるもので、前記サブフレームに対する前記シート座部の動きは、一対の気体
スプリング３１（仮想線で示す）によりコントロールされるもので、前記スプリ
ングは、前記支持要素２６の水平に延びるフランジ３２と前記シートのクッショ
ン座部とに連結されている。水平に延びるフランジ３２は、また、プレート３３
を支持し、該プレートは、他方のキャリッジに向けて横方向へ延びている。２枚
のプレート３３が連結されて、強固なサブフレームにしている。
【００２４】 この段階においては、支持要素２６とプレート３３とを備える前記サブフレ
ームは、前記シートのクッション座部を支持し、前記サブフレーム自体は、セン
サー４，５により前記キャリッジに支持されている。
【００２５】 センサー４，５は、同じ構造のもので、センサー４を図３に示す。センサー
４は、下部に装着ブロック３４を備え、該ブロックには、反対方向に向けて外方
へ突き出た二つの孔つき突出部３５が設けてあり、これら突出部により前記装着
ブロックがキャリッジ６に設けられた直立するウエブ２５に固定される。前記装
着ブロック３４は、上面が平坦面になっており、カンチレバービーム３６の端部
が外上面に載置される。カンチレバー３６の一方の端部の上には、キーパープレ
ート３７があり、２本のボルト３８が設けられて、これらがキーパープレート３
７とカンチレバービーム３６の端部とを貫通し、前記装着ブロック３４の内部に
設けられた適当なねじ溝つき孔に入る。
【００２６】 前記カンチレバービーム３６は、レール７の軸に対し実質的に平行に延びて
いる。前記カンチレバーの他方の端部は、前記ビームの前記端部も下側に位置す
るキーパープレート３９と装着ブロック４０の最下面を形成する水平面との間に
挟持されている。装着ブロック４０には、反対方向に向けて外方へ突き出た二つ
の孔つき突出部４１が設けてあり、これら突出部により前記上位の装着ブロック
４０が支持要素２６の垂直のフランジ２７に固定される。一対のボルト４２が設
けられて、これらボルトは、キーパープレート３９及びカンチレバービーム３６
を下方から上へ貫通し、装着ブロック４０に螺合する。
【００２７】 このようにサブフレーム２０及びサブフレーム２０に支持されたシートとの
全体は、４本のカンチレバー要素３６により前記キャリッジに支持されているこ
とが理解される。前記カンチレバー要素には、該カンチレバー要素の面に設けら
れたセンサー４３が設けられており、これらセンサーは、前記カンチレバー要素
の歪み又は変形に応答する。例えば、これらセンサーは、抵抗性があるマテリア
ルのものであって、この抵抗は、前記マテリアルに加わる張力に応じるものであ
る。前記センサーは、ピエゾ電気マテリアルからなるもので、該ピエゾ電気マテ
リアルに作用する応力又は圧力に応じてポテンシャルを与える。したがって、前
記カンチレバー要素は、ロードセルを形成する。
【００２８】 図４は、モディファイされたセンサーを図示するもので、前記装着ブロック
と前記カンチレバー要素とが一体になっている。
【００２９】 かくて、図４を参照すると、代替センサーは、一体になった本体５０を備え
、この本体は、実質的に矩形の第１の装着ブロック５１を備え、このブロックは
、実質的に水平に延びており、該ブロック５１には、水平の孔５２，５３が該ブ
ロックの対向する両端部に設けられていて、これらにより前記ブロック５１がキ
ャリッジ６に設けられた立ち上がっているウエブ２５に固定される。装着ブロッ
ク５１の一方の端部には、上方へ延びる延長部５４が設けられ、この延長部５４
は、前記第１のブロック５１の上に覆いかぶさるように実質的に水平に延びる第
２のカンチレバーブロック５５になる。前記カンチレバーブロック５２の大部分
は、間隙５６をおいて前記ブロック５１から離れている。中央に位置する水平の
孔５７がカンチレバーブロック５５を貫通している。複数のセンサー要素５８が
前記カンチレバーブロック５５の孔５７の側壁に取り付けてある。これらセンサ
ーは、図３に関連して述べたものと同じタイプのものでよい。前記上向きの延長
部５４から遠くなっている前記カンチレバーブロック５５の端部には、それ自体
に立ち上がった第２の延長部５９が設けられていて、前記カンチレバーブロック
５５の前記端部を水平に延びた最上位の装着ブロック６０に連なるようにしてい
る。前記装着ブロック６０には、水平の孔６１が設けられていて、これにより前
記ブロック６０が前記支持要素２６の垂直なフランジ２７にボルト止めされる。
前記装着ブロック６０と前記カンチレバーブロック５５との間には、間隙６２が
存在する。
【００３０】 前記中央のカンチレバーブロオク５５とセンサー５８とは、図３に関連して
述べた実施の態様における前記カンチレバー要素３６とセンサー要素４３とに対
する作用と均等の作用を果たすことが理解される。
【００３１】 添付の図面の図５を見ると、前記キャリッジ６の一部が断面で示され、前記
キャリッジの下位部分２４は、前記ウエブ２５を支持する中空の引き抜き体とし
て示されている。前記支持要素２６の立ち上がっているフランジ２７が前記ウエ
ブ２５に近接して位置している。
【００３２】 前記キャリッジ６に設けられたウエブ２５に孔７０が設けられている。ボル
ト７１が孔７０に插通されている。ボルト７１には、ねじ溝つき部分７２が設け
てあり、この部分の直径は、孔７０の内径よりも僅かに小さく、該ボルトのこの
部分が孔７０に通される。前記ねじ溝付き部分７２は、前記孔７０よりも僅かに
大きいねじ溝なしの部分７３につながっており、段になった肩部７４が前記ねじ
溝付き部分７２と前記ねじ溝なしで径が大きくなっているシリンドリカルの部分
７３との間に存在している。前記肩部７４は、前記孔７０に近接する前記ウエブ
２５の一方の側面に当接する。前記ねじ溝なしでシリンドリカルの部分７３は、
大きい六角頭部７５を有している。前記頭部７５と前記キャリッジ６のウエブ２
との間には、間隙が設けられている。
【００３３】 前記ねじ溝付き部分７２は、ワッシャ７６を備え、このワッシャが前記ウエ
ブの他方の側面と、前記ワッシャを所定位置に保持するナット７７と当接する。
【００３４】 径が大きくなっている前記ボルトのシリンドリカルの部分７３は、前記支持
要素２６の垂直のフランジ２７に形成された孔７８に插通されている。この孔７
８の内径は、前記シリンドリカルの部分７３の径よりも大きい。
【００３５】 図６に図示されたようなボルト構成は、図２に示されているような各センサ
ー４，５に近接して設けられる。
【００３６】 前記シートに人が着座して前記シートが使用されているときには、前記セン
サー４，５のそれぞれに下向きの力が作用して、各センサーの前記カンチレバー
要素が曲がるようになる。この曲がりの程度は、前記サンサーに作用する下向き
の力に依存する。この曲がりの程度、そして、したがって、各センサーに作用す
る下向きの力は、簡単に測定でき、前記シートの前部側に設けたセンサー４に加
わる力と前記シートの後部側に設けたセンサー５に加わる力とを比較することに
より、前記シートの着座者の重心の位置を測定することができる。この重心の位
置が前記シートに完全に深く座っている人の重心に等しい位置にあるか、または
、前記シートで前かがみになっている人の重心に等しい位置にあるかが測定でき
る。また、前記４個のセンサーに作用する下向きの力の合計を測定することによ
り、前記シートの着座者の体重を測定できる。前記コントロール機構８において
適切な計算を行い、前記センサー９により事故が発生しそうなものか、又は、発
生していることを示す信号が与えられたときにエアーバッグ１０を膨張させる仕
方を決定する。
【００３７】 事故が実際に発生したときにおいて、そして、非常に大きな力が前記シート
のサブフレーム２０に作用し、前記複数のセンサーが前記キャリッジ６に対する
サブフレームの実際の動きを許容したときには、大径になっている前記ボルト７
１の前記シリンドリカル部分７３が前記複数の孔７８に係合し、前記キャリッジ
６に対する前記サブフレームの動きは、ほんの僅かの所定の距離に留まる。しか
しながら、前記複数のボルト７１の前記大径になっているシリンドリカルの部分
７３の周側面と前記複数の孔７８との間の空隙は、前記シートが正常に使用され
ていて、前記シートへ人が正しく座って荷重がかかっているときには、前記複数
のボルトの前記大径になっているシリンドリカルの部分７３の外周側は、前記孔
７８の内面に接触しいないものであり、これは、前記サブフレームが前記センサ
ー４，５によってのみ支持されていることを現すものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車におけるフロントシート搭乗者のための自動車シートと、コ
ントロール機構に関連しているエアーバッグとを図示する一部が断面になってい
る説明図。
【図２】図１に図示の前記シートのためのサブフレーム及びレール（仮想線
で示す）にそって前記サブフレームが動くように装着された関連のキャリッジの
斜視図。
【図３】 図２に示されているように装着要素を形成するロードセルの拡大 図。
【図４】ロードセルの代替形態の拡大図。
【図５】図２のキャリッジに図２のサブフレームを固定するボルト機構を図
解する拡大断面図。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車における安全機構であり、この安全機構は、自動車の搭
    乗者により占拠されるシート、該シートと自動車の床との間に位置して、それぞ
    れが前記シートに対し作用する下方への力を指示する複数のセンサー及びエアー
    バッグの膨張を開始し、コントロールし、前記センサーからの信号を受け、前記
    信号の内容に基づき前記エアーバッグの膨張をコントロールするコントロール手
    段を備え、前記複数のセンサーは、少なくとも前記シートが通常に使用されてい
    るときには、前記シートと前記自動車の床とだけを接続する手段を備え、各セン
    サーは、前記自動車の床に直接又は間接的に接続された第１の部分と前記シート
    に直接又は間接的に接続された第２の部分とを備え、前記二つの部分は、それら
    の部分の変形に応答するセンサー手段を有する変形可能な要素により相互に接続
    されている構成のもの。
  2. 【請求項２】各センサーの前記第１の部分は、自動車の床に装着されたレー
    ルにそってスライドするキャリッジに装着され、各センサーの前記第２の部分は
    、前記シートのサブフレームに接続されている請求項１による安全機構。
  3. 【請求項３】各センサーの前記第１と第２の部分とを相互に接続する要素は
    、前記シートに接続された前記部分へ下方への力が作用するときに変形するよう
    になるカンチレバービームを備えている請求項１又は請求項２による安全機構。
  4. 【請求項４】前記カンチレバービームは、前記第１の部分を備える装着ブロ
    ックに接続された一端を有し、該装着ブロックは該装着ブロックを前記キャリッ
    ジの一部に固定する手段を有し、さらに、前記カンチレバービームは、装着ブロ
    ックに接続される他端を有し、この装着ブロックは、該装着ブロックを前記シー
    トのサブフレームの一部に固定する手段を有している請求項３による安全機構。
  5. 【請求項５】各センサーは、一体の要素を備え、該要素は、自動車の床に接
    続されたレールにスライド可能に装着されているキャリッジに装着される第１の
    部分と、シートの前記サブフレームに接続された第２の部分とを備え、前記二つ
    の部分は、カンチレバー要素により相互に接続されている請求項３による安全機
    構。
  6. 【請求項６】前記キャリッジの一部は、前記サブフレームの部分に近接して
    位置し、前記部分の一方の部分は、所定の直径の突出部を有し、前記突出部は、
    他方の部分に形成された直径が僅かに大きい孔内に位置し、強い力が前記シート
    に作用すると、前記一方の部分にある前記突出部が前記他方の部分にある孔の壁
    に係合するようになる構成になっている請求項２又はこの請求項に従属する請求
    項のいずれかによる安全機構。
  7. 【請求項７】前記一方の部分は、前記キャリッジに備えられたウエブを備え
    ており、前記他方の部分は、前記サブフレームの一部を形成する支持要素に備え
    られたフランジを備え、前記キャリッジは、前記ウエブに設けられた孔に通され
    るねじ溝をもち、さらに、直径が大きくされた部分を有し、前記ねじ溝で肩部を
    構成するボルトを備え、直径が大きくされた前記部分は、前記シートの前記サブ
    フレームの一部を形成する支持要素に設けられたフランジ内に形成された前記孔
    に通されている請求項６による機構。
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