JP3662800B2 - 乗員拘束装置及び動力発生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく車両用シート装置に組み付けられた乗員拘束装置及び該装置のような高速作動機構に用いるのに適した被駆動部材を瞬発的に駆動するための動力発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出し、腰ベルトが骨盤部分から外れてしまう所謂サブマリン現象がある。このサブマリン現象は、乗員がシートに浅く座っていたりシートバックを倒し気味にしている場合などに起こり易く、場合によってはシートベルトの乗員拘束効果を低下させたり、乗員拘束部位がずれるなどの不具合があった。
【０００３】
例えばシートフレーム前端部に突起を設けたり、パネルを設けて前端部を高くすることによりサブマリン現象を防止することが考えられるが、突起やパネルがあまり低いと充分な効果が得られず、高くすると通常使用時に異物感が生じて乗り心地が悪くという欠点がある。
【０００４】
そこで、衝撃発生時にのみシート前端部を高くするべく、エアバックを利用したもの（例えば特開平５−２２９３７８号公報、特開平７−８１４６６号公報、特開平３−２２７７４５号公報等参照）や、機械的にシート先端部を持ち上げるもの（実開平２−１４９３２８号公報、実開平３−１２１９４７号公報、実開平４−９３２２２号公報等参照）、動力発生装置として化学反応で発生する高圧ガスを用いて機械的にシート先端部を持ち上げるもの（実開平３−６１４４０号公報参照）がある。
【０００５】
従来の高圧ガスを用いた動力発生装置５０を図１５に示す。シートのベース部材に固定されたシリンダ５１内には中間部に縮径部５１ｂを有する内孔５１ａが形成され、その一端側部分にはピストン５２が受容されている。例えば螺合することにより本体部分に一体的に保持されたピストン５２の遊端部５２ａはシリンダ５１の一端開口から突出してリンク部材等を介してシート先端部に係合し、基端部５２ｂはやや拡径し、シリンダ５１の内周面にＯリング５３を介して接している。シリンダ５１の一端開口には、その中央に開口５４ａを有するキャップ５４が締結されている。この開口５４ａはピストン５２の中間部分に摺接してピストン５２が移動する際の軸受けとして機能する。
【０００６】
また、シリンダ５１の内孔５１ａに於ける他端側部分にはガス発生装置５５が受容されている。そして、シリンダ５１の後端開口はシールを兼ねる押さえ板５７を介してかしめられ、ガス発生装置５５を抜け止めしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造ではピストン５２が最もシリンダ５１の内孔５１ａに没入した状態で組み付けられるが、ピストン５２の基端部５２ｂと縮径部５１ｂの段部との隙間が小さいと、装置構成部品の寸法誤差（例えばリンク部材の連結部分、シートのベース部材とシリンダ受け部）、或いは組み付け時のリンク部材の位置ずれ等が大きい場合にそれを吸収できず、組付けが困難になる不具合があった。また、組み付け後、ピストン５２の遊端部５２ａとリンク部材等との連結部分やリンク部材等とシート先端部との連結部分にがたがあると、作動時にこのがたのある部分で所謂玉突き現象が発生し、その衝撃力により各部に局部的な塑性変形が生じ、高圧ガスのエネルギーロスとなる。
【０００８】
一方、自動車の座席には、衝突事故などに際して乗員が前方へ投げ出されることを防止するために、乗員の移動を拘束するためのシートベルトを繋着したバックルを急速にシートベルトの緊張方向に移動させてシートベルトの拘束力を増大させるようにしたプリテンショナ装置が提案されている（米国特許第４，７０５，２９６号等参照）。
【０００９】
このようなプリテンショナ装置にも、例えば特開平１０−１８１５２９号公報に記載されているように、バックルを牽引するのに化学反応で発生する高圧ガスを利用した動力発生装置を用いたものがあるが、上記同様にがたが発生する問題がある。
【００１０】
そこで、このがたを吸収する構造を各装置に組み込むと良いが、その構造によっては装置が大型化するという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その目的は、作動信頼性が高く、組み付けが容易であり、更に小型化可能な乗員拘束装置及びこれら高速作動機構に用いるのに適した動力発生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するべく本発明では、車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、衝撃発生時にシートフレームに固定されたケーシングに上方へ突出可能に可動支持された滑り出し防止部材を動力発生装置をもって上方へ突出させ、その位置でロック機構をもって保持する乗員拘束装置に於いて、シリンダ内に受容されると共に一端が滑り出し防止部材に直接または間接的に係合するピストン部材を、シリンダの内圧を急激に高めるガス発生手段をもって突出させる構造の動力発生装置を用い、かつピストン部材を突出方向にばねをもって付勢し、さらにガス発生手段の先端部をばねの中央通孔に入り込ませる構造とした。
【００１３】
また、被駆動部材を瞬発的に駆動するべく固定されたシリンダ内に被駆動部材に直接または間接的に係合するピストン部材を受容し、同じくシリンダ内に受容されたガス発生手段によりシリンダの内圧を急激に高めてピストン部材を突出方向に移動させる動力発生装置に於けるシリンダ内に、シリンダに設けられた段部に支持され、かつピストン部材を突出方向に付勢するべくこのピストン部材とガス発生手段との間に配置されたばねを設け、更にガス発生手段の先端部が、上記ばねの中央通孔に入り込むようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明が適用された第１の実施形態に於ける車両用シート１の斜視図を示す。図２はその部分破断側面図である。車体に固定された車両用シート１のシートレール２に前後方向にスライド可能に支持されたシートフレーム３は、図示されないシートアジャスタ機構により、所望の位置で固定可能となっている。このシートフレーム３には、左右対称に、乗員拘束装置を構成する一対のサブアッセンブリ４が締結されている。
【００１６】
図３に上記乗員拘束装置のサブアッセンブリ４の構成を示す。左右のサブアッセンブリ４は同様な構造であるため、車両前方に向かって右側の一方についてのみ説明し、他方の図示及び詳細な説明は省略する。乗員拘束装置のサブアッセンブリ４は、方形筒状のケーシング５と、該ケーシング５に支持部５ｄにてカラー６ａにより上下方向に回動可能に支持されたアーム６と、両アーム６にその両端を係合してなり、バー状をなす滑り出し防止部材７と、アーム６を介して滑り出し防止部材７を駆動するべくケーシング５に受容された動力発生装置８と、動力発生装置８の作動端近傍にてケーシング５に支持されたワンウェイロック機構９と、このワンウェイロック機構９に付設された滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０（図４、図６）とから構成されている。動力発生装置８の後記するピストン部材１１のピストンロッド１１ｂの遊端部に取り付けられたピン１２をアーム６の支持部５ｄからオフセットした位置に設けられた長孔６ｂに係合させることにより、ピストンロッド１１ｂの遊端部がアーム６の支持部５ｄからオフセットした位置に連結されている。また、ピン１２はガイド孔５ｃに、ケーシング５に形成されたピストンロッド１１ｂの出没方向にガイドされている。上記動力発生装置８及びワンウェイロック機構９は、これらをケーシング５の本体部５ａへ受容後、蓋部５ｂをかしめることによりケーシング５内に固定・保持されている。尚、カラー６ａ及びピン１２はその先端部をかしめて広げることにより抜け止めされている。
【００１７】
図４に示すように、動力発生装置８は、ケーシング５を介してシートフレーム３に固定されたシリンダ１３と、該シリンダ１３の内孔１３ａ内に出没可能に受容されたピストン本体１１ａと、ピストン本体１１ａよりも基端側に受容されたガス発生手段としてのガス発生装置１４とを有している。ピストン本体１１ａとガス発生装置１４との間には弾性を有するシール部材１５及び圧縮コイルばね１６が介在し、ピストン本体１１ａを作動方向（突出方向）に常に付勢している。シール部材１５は軸線方向に弾性を有し、かつガス発生時に確実にその漏れを防止できるものであれば良い。
【００１８】
ここで、ガス発生装置１４は、基端測大径部１４ａとガスが噴出する先端側小径部１４ｂとを有し、その間の段部１４ｃが弾性を有する環状のシール部材１５を介してシリンダ１３に形成された段部１３ｂに当接し係合すると共に、シール部材１５の中央通孔を通って圧縮コイルばね１６の中央通孔に入り込んでいる。また、段部１４ｃはシール部材１５を介して圧縮コイルばね１６のばね座をなしている。尚、ガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂは、圧縮コイルばね１６の中央通孔に、その最収縮時にもピストン本体１１ａとガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂの先端との間に間隙を確保する程度に入り込んでいる。これにより組付け時や組付け後にピストン本体１１ａをガス発生装置１４側に移動させる外力が生じてもピストン本体１１ａがガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂの先端に衝当する心配がなく、ガス発生装置１４の損傷、変形を防止できる。また、ガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂがシリンダ１３の段部１３ｂの内孔をも埋め、更に圧縮コイルばね１６に突入することで、そのデッドスペースを埋めることができ、ガス発生時の初期容積を小さくでき、即ちガス発生装置１４に用いる推薬も少なくできる。
【００１９】
ピストン本体１１ａは、内孔１３ａの壁面にＯリング１７を介して接している。また、ピストン本体１１ａには、遊端部がアーム６に結合するピストンロッド１１ｂが軸線方向から当接し、これらピストン本体１１ａ及びピストンロッド１１ｂによりピストン部材１１が構成されている。ここで、ピストン本体１１ａとピストンロッド１１ｂとが、軸線中心に向けてある曲率の曲面状をなす例えば球面状の凹部とこれよりもやや小さな曲率の曲面状をなす例えば球面状の凸部との中心部分で接触することにより係合（当接）しており、これにより両者が自動調心され、ピストンロッド１１ｂがシリンダ１３内でねじれるようなことがなくなり、エネルギーロスや偏心によるガス漏れの心配がない。
【００２０】
実際には図５に示すように、ピストン本体１１ａとピストンロッド１１ｂとが、軸線中心に向けて徐々に縮径するテーパ状をなす凹部と、このテーパよりもやや緩やかに縮径するテーパ状をなす凸部との中心部分での接触により係合していても良い。また、凹部をテーパ状、凸部を曲面状としても良い。
【００２１】
また、上記したように、圧縮コイルばね１６がピストン本体１１ａを作動方向に常に付勢することで、ピストンロッド１１ｂも作動方向に付勢され、該ピストンロッド１１ｂとアーム６との連結部分等のがたが吸収されるようになっている。ばねは圧縮コイルばねに限定されず、皿ばね、ゴム弾性体でも良い。尚、シリンダ１３の作動端開口１３ｃは、ピストンロッド１１ｂの中間部外周面が摺接するように縮径されている。
【００２２】
上記動力発生装置８を組み立てるには、まず、シリンダ１３の作動端開口１３ｃと相反する側、即ち基端側開口から、ピストン本体１１ａ、圧縮コイルばね１６を挿入し、更にシール部材１５及びガス発生装置１４を挿入して押さえ板を介してシリンダ１３の基端側開口部分をかしめる。このように組み立て方向を統一できるため、また、かしめがシリンダ１３の基端側開口１ヶ所で良いことから組み立て容易性が向上している。このとき、弾性を有するシール部材１５がシリンダ１３の段部１３ｂとガス発生装置１４の段部１４ｃとの間に介在することで、ガス発生装置１４の寸法Ａ、シリンダ１３のかしめ寸法Ｂ等がばらついても、シール部材１５の弾性変形により吸収することができるため、かしめ組み付けしてもガス発生装置１４を損傷・変形させる等の不具合がない。
【００２３】
尚、この時点ではピストンロッド１１ｂは動力発生装置８に組み付けず、別部品として扱えば、例え何らかの原因でガス発生装置１４が作動してしまった場合でもシリンダ１３内にてピストン本体１１ａが移動するのみであるのでその取り扱いが容易になっている。また、ピストン本体１１ａは軽いことからシリンダ１３の作動端開口１３ｃには強固なキャップを設ける必要がなく、単に開口を縮径させるのみで良いことから径方向に嵩張らず、しかも軽量化されている。これにより乗員拘束装置の一層の小型・薄型化が可能となり、装置の配置自由度、組み付け容易性が向上している。更に、キャップを設けるための切削加工も必要ないことからシリンダの製造容易性も向上している。
【００２４】
動力発生装置８の先端部にはワンウェイロック機構９が設けられている。このワンウェイロック機構９は、ピストン部材１１の外周を覆うようにケーシング５に固定されたケーシング１８の内部に、ピストンロッド１１ｂの外周を囲繞する複数の係合片１９と、これら係合片１９をピストン部材１１の基端側、即ちシリンダ１３側に付勢するばね２０とを受容した構造となっている。各係合片１９の外周面はピストン部材１１の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径している。また、ケーシング１８内は大径部１８ａから徐々に狭くなるテーパ部１８ｂとからなる。従って、図４の状態で各係合片１９はばね２０に付勢され、テーパ部１８ｂに押圧されてピストン部材１１の外周面に当接しているが、ピストン部材１１が突出する方向に移動する際には、ばね２０の付勢力に抗して各係合片１９もピストン部材１１が突出する方向に移動して大径部１８ａに至りピストン部材１１から離れるため、ピストン部材１１は自由に動く。逆にピストン部材１１を没入する方向に動かそうとすると、ばね２０の付勢力により各係合片１９がテーパ部１８ｂに移動してピストン部材１１の外周面に当接して両者を固定するようになっている。ここで、ピストンロッド１１ｂの外周面には環状の溝またはねじ溝１１ｃが形成されている。また各係合片１９の内周面にも上記溝１１ｃに対応する環状の溝またはねじ溝１１ｃが形成されている。従って、ピストン部材１１を没入する方向に動かそうとする際に、各係合片１９の内周面とピストン部材１１の外周面とが係合し、両者をその位置で強固に固定するようになっている。
【００２５】
ワンウェイロック機構９の先端部には、ケーシング１８の蓋状をなす滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０が設けられている。この滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０は、ケーシング１８の先端部に嵌合し、その係合溝１８ｃに滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の係合部１０ａが係合することにより固定されている。滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の中央部には、ピストンロッド１１ｂの溝１１ｃが係合する環状の溝またはねじ溝が形成された開口１０ｂが形成されている。また、開口１０ｂの周囲には薄肉部１０ｃが形成されている。これにより、通常時にピストン部材１１が突出する方向に動こうとしても開口１０ｂの内周面とピストン部材１１の外周面の環状の溝またはねじ溝１１ｃとが係合しているため、その位置を保持するようになっている。ただし、所定荷重よりも大きな荷重、即ちガス発生装置１４による推力が加わった場合、薄肉部１０ｃが破壊され、ピストン部材１１が突出するようになる。また、サブアッセンブリ４を組み付け前に搬送する場合などにもピストン部材１１が抜け落ちず、その取り扱い容易性が向上する。
【００２６】
左右のアーム６同士は当該車両の左右方向に延在する滑り出し防止部材７をもって強固に連結されている。各乗員拘束装置のサブアッセンブリ４は、シートフレーム３に支持部５ｄと締結部５ｅとにてボルト締結されることとなる。
【００２７】
上記左右の乗員拘束装置のサブアッセンブリ４と、図示されない加速度センサ等からなる衝撃発生検出手段及び制御手段とから乗員拘束装置が構成される。
【００２８】
尚、乗員拘束装置の組付けはシート組付時でも既存のシートに組付けも可能であるが、例えば溶接等を行うシート組付時に同時に組付けるような場合、溶接行程が終了した後、火薬が内蔵された動力発生装置８を有する乗員拘束装置のサブアッセンブリ４を組付けると良い。また、本構成ではシートレール２にスライド可能なホルダを介してシートフレーム３を組付けたが、チルト或いはリフタ可能なシートではその組付けブラケットに組付けることになる。
【００２９】
次に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、通常走行時には、上記したように開口１０ｂの内周面とピストン部材１１の外周面のねじ溝１１ｃとが係合しているため、ピストン部材１１及びこれに係合しているアーム６及び滑り出し防止部材７が不用意に動くことがなくその位置を保持している。そして、図示されないセンサ等により、衝突等の衝撃発生が検出されたら、ガス発生装置１４にてガスが発生し、シリンダ１３の内圧が急激に高まることでピストン部材１１の突出方向への推力が発生し、その荷重がピストン部材１１の遊端側、即ちピストンロッド１１ｂの遊端側で環状の溝またはねじ溝１１ｃと係合している滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の開口１０ｃへ入力され、薄肉部１０ｄを破壊して、ピストン部材１１の遊端側がシリンダ１３から瞬時に突出する。すると、ピストンロッド１１ｂの遊端部に接続されたアーム６が図２に想像線で示すように時計回りに回転し、滑り出し防止部材７が上方に移動（突出）し、場合によってはシートクッションを膨出させ、乗員のサブマリン現象を防止することとなる。ガス発生装置１４によるガス発生が終わり、動力発生装置８の駆動力が消失してもワンウェイロック機構９により、上方に移動した滑り出し防止部材７が下方に戻ることなく、サブマリン現象の防止効果が持続する。
【００３０】
尚、本構成では左右両方に同様なワンウェイロック機構を設け、乗員からの荷重に対して両持ちとしたが、強度さえ確保できれば一方のみでも良く、その際、ワンウェイロック機構は左右異なる種類のものを用いても良い。例えば一方に上記ワンウェイロック装置を設け、他方に無段階位置でロック可能なボールワンウェイロック装置等を設けても良い。同様に動力発生装置も左右両方に設ければ、１つの動力発生装置を小型化でき、装置がシートの両側に分散され、局部的に大型化することがない利点があるが、必要な動力が得られれば一方のみでも良い。
【００３１】
図７は、本発明が適用された第２の実施形態におけるシートベルトプリテンショナ装置が組み込まれた車両用シートの斜視図を示す。図７において、車室内のセンタピラー２１下部に固設されたＥＬＲ装置２２から上方へ引出されたシートベルト２３は、センタピラー２１の上部に取付けられたスルーリング２４を通過した後下向きに延出され、シート２５の後部側面にその端部２６が固定されている。そしてシートベルト２３におけるスルーリング２４と端部２６との間の部分には、シートベルト２３に沿って移動自在なようにタングプレート２７が設けられている。また、シートベルト端部２６の固着点と反対側のシート側面には、プリテンショナ装置Ｐを介してバックル２８が取付けられている。
【００３２】
シート２５に着座した乗員が、ＥＬＲ装置２２からシートベルト２３を引き出し、バックル２８にタングプレート２７を繋着することにより、乗員の肩から胸、及び腰回りにかけてシートベルト２３が掛け渡される。
【００３３】
プリテンショナ装置Ｐは、車両衝突事故などに際してシートベルト２３の緊張力を自動的に増強させるためのものであり、図８及び図９に示すように、シート２５の側面に装置全体を固定するためのベースプレート３１と、ベースプレート３１に一端が枢着し、かつ他端がバックル２８のアンカー部２８ａに連結されたアーム３２と、ベースプレート３１に実質的に固定された本発明による動力発生装置８と、この動力発生装置８の作動端に一端が連結され、かつアーム３２の枢着端側の枢着中心から適宜な半径方向距離を置いた位置に他端が連結されたリンク部材３４と、アーム３２の回動方向を一方のみに規定するための公知のボールワンウェイロック機構等からなるワンウェイロック機構３５とからなっている。
【００３４】
ベースプレート３１には、アーム３２を支持するセンタシャフト３６が取付けられている。アーム３２は、その一端をセンタシャフト３６に対して回動自在に止められると共に、その他端に、プロジェクション溶接等によってアンカピン３７が固着されている。そしてバックル２８のアンカー部２８ａを、アンカピン３７のアーム３２の側面からの突出部にて回動可能に支持している。
【００３５】
リンク部材３４の一端は第１の実施形態と同様な動力発生装置８の作動端、即ちピストンロッド１１ｂの遊端部に相対回動自在に連結され、他端近傍はアーム３２に相対回動自在に連結されている。また、リンク部材３４の他端のＣ字状部分３４ａは、ピン３８に係合し、不用意にアーム３２を回転させないためのヒューズをなしている。
【００３６】
ここで、本実施形態ではワンウェイロック機構３５及びヒューズ（Ｃ字状部分３４ａ、ピン３８）を別途設けているので図１０に示すように、動力発生装置８にはワンウェイロック機構９及び（滑り出し防止部材）突出開始荷重規定手段１０は設けられていないが、逆に動力発生装置８にワンウェイロック機構９及び突出開始荷重規定手段１０を設けてワンウェイロック機構３５及びヒューズ（Ｃ字状部分３４ａ、ピン３８）を省略しても良いことは云うまでもない。動力発生装置８の他の部分の構成は第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。尚、シリンダ１３の作動端開口１３ｃ及び段部１３ｂは、図１０に示すように、ピストンロッド１１ｂの中間部外周面が摺接するようにスウェージング（絞り）加工により縮径させても良い。
【００３７】
この動力発生装置８をプリテンショナ装置Ｐに組み付ける際、シリンダ１３をベースプレート３１に固定し、ピストンロッド１１ｂをシリンダ１３の作動端開口１３ｃから挿入し、その遊端部をリンク部材３４にピン３９をもって連結する。
【００３８】
以下に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、減速度センサ（図示せず）によって車両衝突を感知すると、ガス発生装置１４の推薬に着火され、この際に発生する燃焼ガス圧で押し出されたピストン部材１１の推力がリンク部材３４を介してアーム３２に伝達され、アーム３２の回動力に変換される。するとアーム３２の回動に伴ってバックル２８が引き込まれ（図１１参照）、シートベルト２３に張力が加わって乗員の拘束力を増強する。この際、燃焼ガス圧が消失してもワンウェイロック機構３５がアーム３２の逆転を阻止するので、燃焼ガス圧が消失した後にシートベルト２３が緩むことが防止される。
【００３９】
図１２は、上記構成の動力発生装置の変形例を示す図１０と同様な図であり、シリンダ１３の外径をその全長に亘り略一定とし、その内孔１３ａの肉厚を変えることにより段部１３ｂを形成している。これにより動力発生装置８の組み付けを容易にしている。それ以外の構造は図１０と同様である。
【００４０】
図１３は、上記構成の変形例を示す図９と同様な図であり、シリンダ１３の作動端開口１３ｃ近傍にフランジ１３ｄを形成し、ガス発生時の反力をシリンダ１３の後端のみでなくフランジ１３ｄでも受けるようにしてその力を分散可能としている。それ以外の構造は図１０と同様である。
【００４１】
図１４は、本発明が適用された第３の実施形態を示す図２と同様な図である。本構成では、図２〜図６の乗員拘束装置の構成に加えて車両衝突などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置４１が設けられている。サブアッセンブリ４の構成（動力発生装置８、ワンウェイロック機構９及び突出開始荷重規定手段１０の構造等）は上記第１の実施形態と同様であるのでその図示及び説明を省略する。本構成では図２の乗員拘束装置の構成に於ける一方のサブアッセンブリ４の動力発生装置８が、プリテンショナ装置４１に於いてシートベルトのバックル４２を該シートベルトが緊張する側に移動させるための動力発生装置を兼ねている。また、ワンウェイロック機構９が、プリテンショナ装置４１に於いてシートベルトのバックル４２を該シートベルトが緊張する側に移動させた状態で保持するロック機構を兼ねている。更にシートベルトのバックル４２が通常使用時に不用意に移動するを防止するべく、このバックル４２の移動開始荷重を規定する手段を滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０が兼ねている。これにより、両装置の動力発生装置、ロック機構及び作動の開始荷重を規定する手段を共用でき、部品点数を削減できる。
【００４２】
具体的には、動力発生装置８のピストン部材１１の遊端部にリンク部材４３及び回動アーム４４を介してバックル４２の基端部が接続されている。これにより、走行中、図示されないセンサ等により、衝突などの衝撃発生が検知されたら、ガス発生装置１４にてガスを発生し、シリンダ１３の内圧を急激に高めることでピストン部材１１の遊端側をシリンダ１３から瞬時に突出させて、上記したように滑り出し防止部材７が上方に移動（突出）する（想像線）と同時にバックル４２が下方に引き込まれ（想像線）、シートベルトに張力が加わって乗員の拘束力を増強する。
【００４３】
尚、上記各構成では本発明による動力発生装置をサブマリン現象を防止する乗員拘束装置やシートベルトのプリテンショナ装置に適用したが、これに限定されず、衝突時に運転者がハンドルに衝当することを防止するべくハンドルを前方に移動させる装置等、瞬発的な駆動力を発生させる用途に容易に応用可能であることは云うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、衝撃発生時にシートフレームに固定されたケーシングに上方へ突出可能に可動支持された滑り出し防止部材を動力発生装置をもって上方へ突出させ、その位置でロック機構をもって保持する乗員拘束装置に於いて、シリンダ内に受容されると共に一端が滑り出し防止部材に直接または間接的に係合するピストン部材を、シリンダの内圧を急激に高めるガス発生手段をもって突出させる構造の動力発生装置を用い、かつピストン部材を突出方向にばねをもって付勢する構造とすることで、乗員拘束装置が大型化することなくそのがたがなくなる。
【００４５】
被駆動部材を瞬発的に駆動するべく固定されたシリンダ内に被駆動部材に直接または間接的に係合するピストン部材を受容し、同じくシリンダ内に受容されたガス発生手段によりシリンダの内圧を急激に高めてピストン部材を突出方向に移動させる動力発生装置に於けるシリンダ内に、シリンダに設けられた段部に支持され、かつピストン部材を突出方向に付勢するべくこのピストン部材とガス発生手段との間に配置されたばねを設け、更にガス発生手段の先端部が、上記ばねの中央通孔に入り込んでいることで、余分な空間を有効利用でき、動力発生装置が小型化されると共にガス発生時の初期容積を小さくでき、即ちガス発生手段に用いる推薬も少なくできる。
【００４６】
また、ガス発生手段の先端部が、ばね手段の最収縮時にもピストン部材とガス発生手段のガスが噴出する先端部との間に間隙を確保する程度にばね手段の中央通孔に突入していることで、ガス発生手段とばね手段とが部分的に重なってシリンダの全長を短く、または同じ長さでピストンストロークを長く、或いはガス発生手段を大きくできると共に別途スペーサを設けなくてもピストンとガス発生手段との干渉を防止できる。また、ガス発生手段を基端側大径部と先端側小径部とで構成し、その間の段部をばね座とすることで、部品点数を削減でき、ガス発生手段の段部に弾性を有するシール部材を介してシリンダに形成された段部を係合させることで、シリンダとガス発生手段との寸法誤差、組み付け誤差を吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された第１の実施形態に於ける車両用シート装置の部分分解斜視図。
【図２】図１の車両用シート装置の部分破断側面図。
【図３】本発明が適用された乗員拘束装置のサブアッセンブリの構成を示す分解斜視図。
【図４】本発明が適用された乗員拘束装置の動力発生装置の構造を示す断面図。
【図５】本発明が適用された乗員拘束装置の動力発生装置の別の構造を示す断面図。
【図６】図４の要部斜視図。
【図７】本発明が適用された第２の実施形態に於ける動力発生装置を具備するシートベルトのプリテンショナ装置及びシート回りの斜視図。
【図８】本発明が適用されたシートベルトのプリテンショナ装置の側面図。
【図９】本発明が適用されたシートベルトのプリテンショナ装置の底面図。
【図１０】本発明による動力発生装置の構造を示す断面図。
【図１１】本発明が適用されたシートベルトのプリテンショナ装置の作動要領を説明する図。
【図１２】本発明による動力発生装置の変形例を示す図１０と同様な図。
【図１３】本発明による動力発生装置の変形例を示す図１０と同様な図。
【図１４】本発明が適用された第３の実施形態に於ける乗員拘束装置の構成を示す図２と同様な側面図。
【図１５】従来のシートベルトのプリテンショナ装置の動力発生装置の構造を示す図４または図１０と同様な図。
【符号の説明】
１ 車両用シート
２ シートレール
３ シートフレーム
４ 乗員拘束装置のサブアッセンブリ
５ ケーシング
５ａ 本体部
５ｂ 蓋部
５ｃ ガイド孔
５ｄ 支持部
５ｅ 締結部
６ アーム
６ａ カラー
６ｂ 長孔
７ 滑り出し防止部材
８ 動力発生装置
９ ワンウェイロック機構
１０ 滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段
１０ａ 係合部
１０ｂ 開口
１０ｃ 薄肉部
１０ｄ 中央開口
１１ ピストン部材
１１ａ ピストン本体
１１ｂ ピストンロッド
１１ｃ ねじ溝
１２ ピン
１３ シリンダ
１３ａ 内孔
１３ｂ 段部
１３ｃ 作動端開口
１３ｄ 薄肉部
１４ ガス発生装置
１４ａ 基端測大径部
１４ｂ 先端側小径部
１４ｃ 段部
１５ シール部材
１６ 圧縮コイルばね
１７ Ｏリング
１８ ケーシング
１８ａ 大径部
１８ｂ テーパ部
１８ｃ 係合溝
１９ 係合片
２０ ばね
２１ センタピラー
２２ ＥＬＲ装置
２３ シートベルト
２４ スルーリング
２５ シート
２６ 端部
２７ タングプレート
２８ バックル
２８ａ アンカー部
Ｐ プリテンショナ装置
３１ ベースプレート
３２ アーム
３３ アクチュエータ
３４ リンク部材
３４ａ Ｃ字状部分
３５ 逆止装置
３６ センタシャフト
３７ アンカピン
３８、３９ ピン
４１ プリテンショナ装置
４２ バックル
４３ リンク部材
４４ 回動アーム
５０ 動力発生装置
５１ シリンダ
５１ａ 内孔
５１ｂ 縮径部
５２ ピストン
５２ａ 遊端部
５２ｂ 基端部
５３ Ｏリング
５４ キャップ
５４ａ 開口
５５ ガス発生装置
５７ 押さえ板
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく車両用シート装置に組み付けられた乗員拘束装置及び該装置のような高速作動機構に用いるのに適した被駆動部材を瞬発的に駆動するための動力発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出し、腰ベルトが骨盤部分から外れてしまう所謂サブマリン現象がある。このサブマリン現象は、乗員がシートに浅く座っていたりシートバックを倒し気味にしている場合などに起こり易く、場合によってはシートベルトの乗員拘束効果を低下させたり、乗員拘束部位がずれるなどの不具合があった。
【０００３】
例えばシートフレーム前端部に突起を設けたり、パネルを設けて前端部を高くすることによりサブマリン現象を防止することが考えられるが、突起やパネルがあまり低いと充分な効果が得られず、高くすると通常使用時に異物感が生じて乗り心地が悪くという欠点がある。
【０００４】
そこで、衝撃発生時にのみシート前端部を高くするべく、エアバックを利用したもの（例えば特開平５−２２９３７８号公報、特開平７−８１４６６号公報、特開平３−２２７７４５号公報等参照）や、機械的にシート先端部を持ち上げるもの（実開平２−１４９３２８号公報、実開平３−１２１９４７号公報、実開平４−９３２２２号公報等参照）、動力発生装置として化学反応で発生する高圧ガスを用いて機械的にシート先端部を持ち上げるもの（実開平３−６１４４０号公報参照）がある。
【０００５】
従来の高圧ガスを用いた動力発生装置５０を図１５に示す。シートのベース部材に固定されたシリンダ５１内には中間部に縮径部５１ｂを有する内孔５１ａが形成され、その一端側部分にはピストン５２が受容されている。例えば螺合することにより本体部分に一体的に保持されたピストン５２の遊端部５２ａはシリンダ５１の一端開口から突出してリンク部材等を介してシート先端部に係合し、基端部５２ｂはやや拡径し、シリンダ５１の内周面にＯリング５３を介して接している。シリンダ５１の一端開口には、その中央に開口５４ａを有するキャップ５４が締結されている。この開口５４ａはピストン５２の中間部分に摺接してピストン５２が移動する際の軸受けとして機能する。
【０００６】
また、シリンダ５１の内孔５１ａに於ける他端側部分にはガス発生装置５５が受容されている。そして、シリンダ５１の後端開口はシールを兼ねる押さえ板５７を介してかしめられ、ガス発生装置５５を抜け止めしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造ではピストン５２が最もシリンダ５１の内孔５１ａに没入した状態で組み付けられるが、ピストン５２の基端部５２ｂと縮径部５１ｂの段部との隙間が小さいと、装置構成部品の寸法誤差（例えばリンク部材の連結部分、シートのベース部材とシリンダ受け部）、或いは組み付け時のリンク部材の位置ずれ等が大きい場合にそれを吸収できず、組付けが困難になる不具合があった。また、組み付け後、ピストン５２の遊端部５２ａとリンク部材等との連結部分やリンク部材等とシート先端部との連結部分にがたがあると、作動時にこのがたのある部分で所謂玉突き現象が発生し、その衝撃力により各部に局部的な塑性変形が生じ、高圧ガスのエネルギーロスとなる。
【０００８】
一方、自動車の座席には、衝突事故などに際して乗員が前方へ投げ出されることを防止するために、乗員の移動を拘束するためのシートベルトを繋着したバックルを急速にシートベルトの緊張方向に移動させてシートベルトの拘束力を増大させるようにしたプリテンショナ装置が提案されている（米国特許第４，７０５，２９６号等参照）。
【０００９】
このようなプリテンショナ装置にも、例えば特開平１０−１８１５２９号公報に記載されているように、バックルを牽引するのに化学反応で発生する高圧ガスを利用した動力発生装置を用いたものがあるが、上記同様にがたが発生する問題がある。
【００１０】
そこで、このがたを吸収する構造を各装置に組み込むと良いが、その構造によっては装置が大型化するという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その目的は、作動信頼性が高く、組み付けが容易であり、更に小型化可能な乗員拘束装置及びこれら高速作動機構に用いるのに適した動力発生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するべく本発明では、車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、衝撃発生時にシートフレームに固定されたケーシングに上方へ突出可能に可動支持された滑り出し防止部材を動力発生装置をもって上方へ突出させ、その位置でロック機構をもって保持する乗員拘束装置に於いて、シリンダ内に受容されると共に一端が滑り出し防止部材に直接または間接的に係合するピストン部材を、シリンダの内圧を急激に高めるガス発生手段をもって突出させる構造の動力発生装置を用い、かつピストン部材を突出方向にばねをもって付勢し、さらにガス発生手段の先端部をばねの中央通孔に入り込ませる構造とした。
【００１３】
また、被駆動部材を瞬発的に駆動するべく固定されたシリンダ内に被駆動部材に直接または間接的に係合するピストン部材を受容し、同じくシリンダ内に受容されたガス発生手段によりシリンダの内圧を急激に高めてピストン部材を突出方向に移動させる動力発生装置に於けるシリンダ内に、シリンダに設けられた段部に支持され、かつピストン部材を突出方向に付勢するべくこのピストン部材とガス発生手段との間に配置されたばねを設け、更にガス発生手段の先端部が、上記ばねの中央通孔に入り込むようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明が適用された第１の実施形態に於ける車両用シート１の斜視図を示す。図２はその部分破断側面図である。車体に固定された車両用シート１のシートレール２に前後方向にスライド可能に支持されたシートフレーム３は、図示されないシートアジャスタ機構により、所望の位置で固定可能となっている。このシートフレーム３には、左右対称に、乗員拘束装置を構成する一対のサブアッセンブリ４が締結されている。
【００１６】
図３に上記乗員拘束装置のサブアッセンブリ４の構成を示す。左右のサブアッセンブリ４は同様な構造であるため、車両前方に向かって右側の一方についてのみ説明し、他方の図示及び詳細な説明は省略する。乗員拘束装置のサブアッセンブリ４は、方形筒状のケーシング５と、該ケーシング５に支持部５ｄにてカラー６ａにより上下方向に回動可能に支持されたアーム６と、両アーム６にその両端を係合してなり、バー状をなす滑り出し防止部材７と、アーム６を介して滑り出し防止部材７を駆動するべくケーシング５に受容された動力発生装置８と、動力発生装置８の作動端近傍にてケーシング５に支持されたワンウェイロック機構９と、このワンウェイロック機構９に付設された滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０（図４、図６）とから構成されている。動力発生装置８の後記するピストン部材１１のピストンロッド１１ｂの遊端部に取り付けられたピン１２をアーム６の支持部５ｄからオフセットした位置に設けられた長孔６ｂに係合させることにより、ピストンロッド１１ｂの遊端部がアーム６の支持部５ｄからオフセットした位置に連結されている。また、ピン１２はガイド孔５ｃに、ケーシング５に形成されたピストンロッド１１ｂの出没方向にガイドされている。上記動力発生装置８及びワンウェイロック機構９は、これらをケーシング５の本体部５ａへ受容後、蓋部５ｂをかしめることによりケーシング５内に固定・保持されている。尚、カラー６ａ及びピン１２はその先端部をかしめて広げることにより抜け止めされている。
【００１７】
図４に示すように、動力発生装置８は、ケーシング５を介してシートフレーム３に固定されたシリンダ１３と、該シリンダ１３の内孔１３ａ内に出没可能に受容されたピストン本体１１ａと、ピストン本体１１ａよりも基端側に受容されたガス発生手段としてのガス発生装置１４とを有している。ピストン本体１１ａとガス発生装置１４との間には弾性を有するシール部材１５及び圧縮コイルばね１６が介在し、ピストン本体１１ａを作動方向（突出方向）に常に付勢している。シール部材１５は軸線方向に弾性を有し、かつガス発生時に確実にその漏れを防止できるものであれば良い。
【００１８】
ここで、ガス発生装置１４は、基端測大径部１４ａとガスが噴出する先端側小径部１４ｂとを有し、その間の段部１４ｃが弾性を有する環状のシール部材１５を介してシリンダ１３に形成された段部１３ｂに当接し係合すると共に、シール部材１５の中央通孔を通って圧縮コイルばね１６の中央通孔に入り込んでいる。また、段部１４ｃはシール部材１５を介して圧縮コイルばね１６のばね座をなしている。尚、ガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂは、圧縮コイルばね１６の中央通孔に、その最収縮時にもピストン本体１１ａとガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂの先端との間に間隙を確保する程度に入り込んでいる。これにより組付け時や組付け後にピストン本体１１ａをガス発生装置１４側に移動させる外力が生じてもピストン本体１１ａがガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂの先端に衝当する心配がなく、ガス発生装置１４の損傷、変形を防止できる。また、ガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂがシリンダ１３の段部１３ｂの内孔をも埋め、更に圧縮コイルばね１６に突入することで、そのデッドスペースを埋めることができ、ガス発生時の初期容積を小さくでき、即ちガス発生装置１４に用いる推薬も少なくできる。
【００１９】
ピストン本体１１ａは、内孔１３ａの壁面にＯリング１７を介して接している。また、ピストン本体１１ａには、遊端部がアーム６に結合するピストンロッド１１ｂが軸線方向から当接し、これらピストン本体１１ａ及びピストンロッド１１ｂによりピストン部材１１が構成されている。ここで、ピストン本体１１ａとピストンロッド１１ｂとが、軸線中心に向けてある曲率の曲面状をなす例えば球面状の凹部とこれよりもやや小さな曲率の曲面状をなす例えば球面状の凸部との中心部分で接触することにより係合（当接）しており、これにより両者が自動調心され、ピストンロッド１１ｂがシリンダ１３内でねじれるようなことがなくなり、エネルギーロスや偏心によるガス漏れの心配がない。
【００２０】
実際には図５に示すように、ピストン本体１１ａとピストンロッド１１ｂとが、軸線中心に向けて徐々に縮径するテーパ状をなす凹部と、このテーパよりもやや緩やかに縮径するテーパ状をなす凸部との中心部分での接触により係合していても良い。また、凹部をテーパ状、凸部を曲面状としても良い。
【００２１】
また、上記したように、圧縮コイルばね１６がピストン本体１１ａを作動方向に常に付勢することで、ピストンロッド１１ｂも作動方向に付勢され、該ピストンロッド１１ｂとアーム６との連結部分等のがたが吸収されるようになっている。ばねは圧縮コイルばねに限定されず、皿ばね、ゴム弾性体でも良い。尚、シリンダ１３の作動端開口１３ｃは、ピストンロッド１１ｂの中間部外周面が摺接するように縮径されている。
【００２２】
上記動力発生装置８を組み立てるには、まず、シリンダ１３の作動端開口１３ｃと相反する側、即ち基端側開口から、ピストン本体１１ａ、圧縮コイルばね１６を挿入し、更にシール部材１５及びガス発生装置１４を挿入して押さえ板を介してシリンダ１３の基端側開口部分をかしめる。このように組み立て方向を統一できるため、また、かしめがシリンダ１３の基端側開口１ヶ所で良いことから組み立て容易性が向上している。このとき、弾性を有するシール部材１５がシリンダ１３の段部１３ｂとガス発生装置１４の段部１４ｃとの間に介在することで、ガス発生装置１４の寸法Ａ、シリンダ１３のかしめ寸法Ｂ等がばらついても、シール部材１５の弾性変形により吸収することができるため、かしめ組み付けしてもガス発生装置１４を損傷・変形させる等の不具合がない。
【００２３】
尚、この時点ではピストンロッド１１ｂは動力発生装置８に組み付けず、別部品として扱えば、例え何らかの原因でガス発生装置１４が作動してしまった場合でもシリンダ１３内にてピストン本体１１ａが移動するのみであるのでその取り扱いが容易になっている。また、ピストン本体１１ａは軽いことからシリンダ１３の作動端開口１３ｃには強固なキャップを設ける必要がなく、単に開口を縮径させるのみで良いことから径方向に嵩張らず、しかも軽量化されている。これにより乗員拘束装置の一層の小型・薄型化が可能となり、装置の配置自由度、組み付け容易性が向上している。更に、キャップを設けるための切削加工も必要ないことからシリンダの製造容易性も向上している。
【００２４】
動力発生装置８の先端部にはワンウェイロック機構９が設けられている。このワンウェイロック機構９は、ピストン部材１１の外周を覆うようにケーシング５に固定されたケーシング１８の内部に、ピストンロッド１１ｂの外周を囲繞する複数の係合片１９と、これら係合片１９をピストン部材１１の基端側、即ちシリンダ１３側に付勢するばね２０とを受容した構造となっている。各係合片１９の外周面はピストン部材１１の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径している。また、ケーシング１８内は大径部１８ａから徐々に狭くなるテーパ部１８ｂとからなる。従って、図４の状態で各係合片１９はばね２０に付勢され、テーパ部１８ｂに押圧されてピストン部材１１の外周面に当接しているが、ピストン部材１１が突出する方向に移動する際には、ばね２０の付勢力に抗して各係合片１９もピストン部材１１が突出する方向に移動して大径部１８ａに至りピストン部材１１から離れるため、ピストン部材１１は自由に動く。逆にピストン部材１１を没入する方向に動かそうとすると、ばね２０の付勢力により各係合片１９がテーパ部１８ｂに移動してピストン部材１１の外周面に当接して両者を固定するようになっている。ここで、ピストンロッド１１ｂの外周面には環状の溝またはねじ溝１１ｃが形成されている。また各係合片１９の内周面にも上記溝１１ｃに対応する環状の溝またはねじ溝１１ｃが形成されている。従って、ピストン部材１１を没入する方向に動かそうとする際に、各係合片１９の内周面とピストン部材１１の外周面とが係合し、両者をその位置で強固に固定するようになっている。
【００２５】
ワンウェイロック機構９の先端部には、ケーシング１８の蓋状をなす滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０が設けられている。この滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０は、ケーシング１８の先端部に嵌合し、その係合溝１８ｃに滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の係合部１０ａが係合することにより固定されている。滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の中央部には、ピストンロッド１１ｂの溝１１ｃが係合する環状の溝またはねじ溝が形成された開口１０ｂが形成されている。また、開口１０ｂの周囲には薄肉部１０ｃが形成されている。これにより、通常時にピストン部材１１が突出する方向に動こうとしても開口１０ｂの内周面とピストン部材１１の外周面の環状の溝またはねじ溝１１ｃとが係合しているため、その位置を保持するようになっている。ただし、所定荷重よりも大きな荷重、即ちガス発生装置１４による推力が加わった場合、薄肉部１０ｃが破壊され、ピストン部材１１が突出するようになる。また、サブアッセンブリ４を組み付け前に搬送する場合などにもピストン部材１１が抜け落ちず、その取り扱い容易性が向上する。
【００２６】
左右のアーム６同士は当該車両の左右方向に延在する滑り出し防止部材７をもって強固に連結されている。各乗員拘束装置のサブアッセンブリ４は、シートフレーム３に支持部５ｄと締結部５ｅとにてボルト締結されることとなる。
【００２７】
上記左右の乗員拘束装置のサブアッセンブリ４と、図示されない加速度センサ等からなる衝撃発生検出手段及び制御手段とから乗員拘束装置が構成される。
【００２８】
尚、乗員拘束装置の組付けはシート組付時でも既存のシートに組付けも可能であるが、例えば溶接等を行うシート組付時に同時に組付けるような場合、溶接行程が終了した後、火薬が内蔵された動力発生装置８を有する乗員拘束装置のサブアッセンブリ４を組付けると良い。また、本構成ではシートレール２にスライド可能なホルダを介してシートフレーム３を組付けたが、チルト或いはリフタ可能なシートではその組付けブラケットに組付けることになる。
【００２９】
次に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、通常走行時には、上記したように開口１０ｂの内周面とピストン部材１１の外周面のねじ溝１１ｃとが係合しているため、ピストン部材１１及びこれに係合しているアーム６及び滑り出し防止部材７が不用意に動くことがなくその位置を保持している。そして、図示されないセンサ等により、衝突等の衝撃発生が検出されたら、ガス発生装置１４にてガスが発生し、シリンダ１３の内圧が急激に高まることでピストン部材１１の突出方向への推力が発生し、その荷重がピストン部材１１の遊端側、即ちピストンロッド１１ｂの遊端側で環状の溝またはねじ溝１１ｃと係合している滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の開口１０ｃへ入力され、薄肉部１０ｄを破壊して、ピストン部材１１の遊端側がシリンダ１３から瞬時に突出する。すると、ピストンロッド１１ｂの遊端部に接続されたアーム６が図２に想像線で示すように時計回りに回転し、滑り出し防止部材７が上方に移動（突出）し、場合によってはシートクッションを膨出させ、乗員のサブマリン現象を防止することとなる。ガス発生装置１４によるガス発生が終わり、動力発生装置８の駆動力が消失してもワンウェイロック機構９により、上方に移動した滑り出し防止部材７が下方に戻ることなく、サブマリン現象の防止効果が持続する。
【００３０】
尚、本構成では左右両方に同様なワンウェイロック機構を設け、乗員からの荷重に対して両持ちとしたが、強度さえ確保できれば一方のみでも良く、その際、ワンウェイロック機構は左右異なる種類のものを用いても良い。例えば一方に上記ワンウェイロック装置を設け、他方に無段階位置でロック可能なボールワンウェイロック装置等を設けても良い。同様に動力発生装置も左右両方に設ければ、１つの動力発生装置を小型化でき、装置がシートの両側に分散され、局部的に大型化することがない利点があるが、必要な動力が得られれば一方のみでも良い。
【００３１】
図７は、本発明が適用された第２の実施形態におけるシートベルトプリテンショナ装置が組み込まれた車両用シートの斜視図を示す。図７において、車室内のセンタピラー２１下部に固設されたＥＬＲ装置２２から上方へ引出されたシートベルト２３は、センタピラー２１の上部に取付けられたスルーリング２４を通過した後下向きに延出され、シート２５の後部側面にその端部２６が固定されている。そしてシートベルト２３におけるスルーリング２４と端部２６との間の部分には、シートベルト２３に沿って移動自在なようにタングプレート２７が設けられている。また、シートベルト端部２６の固着点と反対側のシート側面には、プリテンショナ装置Ｐを介してバックル２８が取付けられている。
【００３２】
シート２５に着座した乗員が、ＥＬＲ装置２２からシートベルト２３を引き出し、バックル２８にタングプレート２７を繋着することにより、乗員の肩から胸、及び腰回りにかけてシートベルト２３が掛け渡される。
【００３３】
プリテンショナ装置Ｐは、車両衝突事故などに際してシートベルト２３の緊張力を自動的に増強させるためのものであり、図８及び図９に示すように、シート２５の側面に装置全体を固定するためのベースプレート３１と、ベースプレート３１に一端が枢着し、かつ他端がバックル２８のアンカー部２８ａに連結されたアーム３２と、ベースプレート３１に実質的に固定された本発明による動力発生装置８と、この動力発生装置８の作動端に一端が連結され、かつアーム３２の枢着端側の枢着中心から適宜な半径方向距離を置いた位置に他端が連結されたリンク部材３４と、アーム３２の回動方向を一方のみに規定するための公知のボールワンウェイロック機構等からなるワンウェイロック機構３５とからなっている。
【００３４】
ベースプレート３１には、アーム３２を支持するセンタシャフト３６が取付けられている。アーム３２は、その一端をセンタシャフト３６に対して回動自在に止められると共に、その他端に、プロジェクション溶接等によってアンカピン３７が固着されている。そしてバックル２８のアンカー部２８ａを、アンカピン３７のアーム３２の側面からの突出部にて回動可能に支持している。
【００３５】
リンク部材３４の一端は第１の実施形態と同様な動力発生装置８の作動端、即ちピストンロッド１１ｂの遊端部に相対回動自在に連結され、他端近傍はアーム３２に相対回動自在に連結されている。また、リンク部材３４の他端のＣ字状部分３４ａは、ピン３８に係合し、不用意にアーム３２を回転させないためのヒューズをなしている。
【００３６】
ここで、本実施形態ではワンウェイロック機構３５及びヒューズ（Ｃ字状部分３４ａ、ピン３８）を別途設けているので図１０に示すように、動力発生装置８にはワンウェイロック機構９及び（滑り出し防止部材）突出開始荷重規定手段１０は設けられていないが、逆に動力発生装置８にワンウェイロック機構９及び突出開始荷重規定手段１０を設けてワンウェイロック機構３５及びヒューズ（Ｃ字状部分３４ａ、ピン３８）を省略しても良いことは云うまでもない。動力発生装置８の他の部分の構成は第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。尚、シリンダ１３の作動端開口１３ｃ及び段部１３ｂは、図１０に示すように、ピストンロッド１１ｂの中間部外周面が摺接するようにスウェージング（絞り）加工により縮径させても良い。
【００３７】
この動力発生装置８をプリテンショナ装置Ｐに組み付ける際、シリンダ１３をベースプレート３１に固定し、ピストンロッド１１ｂをシリンダ１３の作動端開口１３ｃから挿入し、その遊端部をリンク部材３４にピン３９をもって連結する。
【００３８】
以下に、本実施形態の作動要領について説明する。まず、減速度センサ（図示せず）によって車両衝突を感知すると、ガス発生装置１４の推薬に着火され、この際に発生する燃焼ガス圧で押し出されたピストン部材１１の推力がリンク部材３４を介してアーム３２に伝達され、アーム３２の回動力に変換される。するとアーム３２の回動に伴ってバックル２８が引き込まれ（図１１参照）、シートベルト２３に張力が加わって乗員の拘束力を増強する。この際、燃焼ガス圧が消失してもワンウェイロック機構３５がアーム３２の逆転を阻止するので、燃焼ガス圧が消失した後にシートベルト２３が緩むことが防止される。
【００３９】
図１２は、上記構成の動力発生装置の変形例を示す図１０と同様な図であり、シリンダ１３の外径をその全長に亘り略一定とし、その内孔１３ａの肉厚を変えることにより段部１３ｂを形成している。これにより動力発生装置８の組み付けを容易にしている。それ以外の構造は図１０と同様である。
【００４０】
図１３は、上記構成の変形例を示す図９と同様な図であり、シリンダ１３の作動端開口１３ｃ近傍にフランジ１３ｄを形成し、ガス発生時の反力をシリンダ１３の後端のみでなくフランジ１３ｄでも受けるようにしてその力を分散可能としている。それ以外の構造は図１０と同様である。
【００４１】
図１４は、本発明が適用された第３の実施形態を示す図２と同様な図である。本構成では、図２〜図６の乗員拘束装置の構成に加えて車両衝突などに際してシートベルトの緊張力を自動的に増強させるためのプリテンショナ装置４１が設けられている。サブアッセンブリ４の構成（動力発生装置８、ワンウェイロック機構９及び突出開始荷重規定手段１０の構造等）は上記第１の実施形態と同様であるのでその図示及び説明を省略する。本構成では図２の乗員拘束装置の構成に於ける一方のサブアッセンブリ４の動力発生装置８が、プリテンショナ装置４１に於いてシートベルトのバックル４２を該シートベルトが緊張する側に移動させるための動力発生装置を兼ねている。また、ワンウェイロック機構９が、プリテンショナ装置４１に於いてシートベルトのバックル４２を該シートベルトが緊張する側に移動させた状態で保持するロック機構を兼ねている。更にシートベルトのバックル４２が通常使用時に不用意に移動するを防止するべく、このバックル４２の移動開始荷重を規定する手段を滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０が兼ねている。これにより、両装置の動力発生装置、ロック機構及び作動の開始荷重を規定する手段を共用でき、部品点数を削減できる。
【００４２】
具体的には、動力発生装置８のピストン部材１１の遊端部にリンク部材４３及び回動アーム４４を介してバックル４２の基端部が接続されている。これにより、走行中、図示されないセンサ等により、衝突などの衝撃発生が検知されたら、ガス発生装置１４にてガスを発生し、シリンダ１３の内圧を急激に高めることでピストン部材１１の遊端側をシリンダ１３から瞬時に突出させて、上記したように滑り出し防止部材７が上方に移動（突出）する（想像線）と同時にバックル４２が下方に引き込まれ（想像線）、シートベルトに張力が加わって乗員の拘束力を増強する。
【００４３】
尚、上記各構成では本発明による動力発生装置をサブマリン現象を防止する乗員拘束装置やシートベルトのプリテンショナ装置に適用したが、これに限定されず、衝突時に運転者がハンドルに衝当することを防止するべくハンドルを前方に移動させる装置等、瞬発的な駆動力を発生させる用途に容易に応用可能であることは云うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、衝撃発生時にシートフレームに固定されたケーシングに上方へ突出可能に可動支持された滑り出し防止部材を動力発生装置をもって上方へ突出させ、その位置でロック機構をもって保持する乗員拘束装置に於いて、シリンダ内に受容されると共に一端が滑り出し防止部材に直接または間接的に係合するピストン部材を、シリンダの内圧を急激に高めるガス発生手段をもって突出させる構造の動力発生装置を用い、かつピストン部材を突出方向にばねをもって付勢する構造とすることで、乗員拘束装置が大型化することなくそのがたがなくなる。
【００４５】
被駆動部材を瞬発的に駆動するべく固定されたシリンダ内に被駆動部材に直接または間接的に係合するピストン部材を受容し、同じくシリンダ内に受容されたガス発生手段によりシリンダの内圧を急激に高めてピストン部材を突出方向に移動させる動力発生装置に於けるシリンダ内に、シリンダに設けられた段部に支持され、かつピストン部材を突出方向に付勢するべくこのピストン部材とガス発生手段との間に配置されたばねを設け、更にガス発生手段の先端部が、上記ばねの中央通孔に入り込んでいることで、余分な空間を有効利用でき、動力発生装置が小型化されると共にガス発生時の初期容積を小さくでき、即ちガス発生手段に用いる推薬も少なくできる。
【００４６】
また、ガス発生手段の先端部が、ばね手段の最収縮時にもピストン部材とガス発生手段のガスが噴出する先端部との間に間隙を確保する程度にばね手段の中央通孔に突入していることで、ガス発生手段とばね手段とが部分的に重なってシリンダの全長を短く、または同じ長さでピストンストロークを長く、或いはガス発生手段を大きくできると共に別途スペーサを設けなくてもピストンとガス発生手段との干渉を防止できる。また、ガス発生手段を基端側大径部と先端側小径部とで構成し、その間の段部をばね座とすることで、部品点数を削減でき、ガス発生手段の段部に弾性を有するシール部材を介してシリンダに形成された段部を係合させることで、シリンダとガス発生手段との寸法誤差、組み付け誤差を吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された第１の実施形態に於ける車両用シート装置の部分分解斜視図。
【図２】図１の車両用シート装置の部分破断側面図。
【図３】本発明が適用された乗員拘束装置のサブアッセンブリの構成を示す分解斜視図。
【図４】本発明が適用された乗員拘束装置の動力発生装置の構造を示す断面図。
【図５】本発明が適用された乗員拘束装置の動力発生装置の別の構造を示す断面図。
【図６】図４の要部斜視図。
【図７】本発明が適用された第２の実施形態に於ける動力発生装置を具備するシートベルトのプリテンショナ装置及びシート回りの斜視図。
【図８】本発明が適用されたシートベルトのプリテンショナ装置の側面図。
【図９】本発明が適用されたシートベルトのプリテンショナ装置の底面図。
【図１０】本発明による動力発生装置の構造を示す断面図。
【図１１】本発明が適用されたシートベルトのプリテンショナ装置の作動要領を説明する図。
【図１２】本発明による動力発生装置の変形例を示す図１０と同様な図。
【図１３】本発明による動力発生装置の変形例を示す図１０と同様な図。
【図１４】本発明が適用された第３の実施形態に於ける乗員拘束装置の構成を示す図２と同様な側面図。
【図１５】従来のシートベルトのプリテンショナ装置の動力発生装置の構造を示す図４または図１０と同様な図。
【符号の説明】
１ 車両用シート
２ シートレール
３ シートフレーム
４ 乗員拘束装置のサブアッセンブリ
５ ケーシング
５ａ 本体部
５ｂ 蓋部
５ｃ ガイド孔
５ｄ 支持部
５ｅ 締結部
６ アーム
６ａ カラー
６ｂ 長孔
７ 滑り出し防止部材
８ 動力発生装置
９ ワンウェイロック機構
１０ 滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段
１０ａ 係合部
１０ｂ 開口
１０ｃ 薄肉部
１０ｄ 中央開口
１１ ピストン部材
１１ａ ピストン本体
１１ｂ ピストンロッド
１１ｃ ねじ溝
１２ ピン
１３ シリンダ
１３ａ 内孔
１３ｂ 段部
１３ｃ 作動端開口
１３ｄ 薄肉部
１４ ガス発生装置
１４ａ 基端測大径部
１４ｂ 先端側小径部
１４ｃ 段部
１５ シール部材
１６ 圧縮コイルばね
１７ Ｏリング
１８ ケーシング
１８ａ 大径部
１８ｂ テーパ部
１８ｃ 係合溝
１９ 係合片
２０ ばね
２１ センタピラー
２２ ＥＬＲ装置
２３ シートベルト
２４ スルーリング
２５ シート
２６ 端部
２７ タングプレート
２８ バックル
２８ａ アンカー部
Ｐ プリテンショナ装置
３１ ベースプレート
３２ アーム
３３ アクチュエータ
３４ リンク部材
３４ａ Ｃ字状部分
３５ 逆止装置
３６ センタシャフト
３７ アンカピン
３８、３９ ピン
４１ プリテンショナ装置
４２ バックル
４３ リンク部材
４４ 回動アーム
５０ 動力発生装置
５１ シリンダ
５１ａ 内孔
５１ｂ 縮径部
５２ ピストン
５２ａ 遊端部
５２ｂ 基端部
５３ Ｏリング
５４ キャップ
５４ａ 開口
５５ ガス発生装置
５７ 押さえ板
Claims (8)
- 車両衝突などの衝撃発生時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑り出すことを防止するべく、シートフレームに固定されたケーシングに上方へ突出可能に可動支持された滑り出し防止部材と、上方へ突出した前記滑り出し防止部材を突出位置で保持するためのロック機構と、前記滑り出し防止部材を駆動するための動力発生装置とを具備する乗員拘束装置であって、
前記動力発生装置が、シリンダと、前記シリンダ内に受容されると共にその一端開口から突出して前記滑り出し防止部材に直接または間接的に係合するピストン部材と、前記シリンダの内圧を急激に高めるべく前記シリンダ内に受容されたガス発生手段と、前記シリンダ内にて前記ピストン部材を突出方向に付勢するばねとを有し、
前記ガス発生手段の先端部が、前記ばねの中央通孔に入り込んでいることを特徴とする乗員拘束装置。 - 被駆動部材を瞬発的に駆動するための動力発生装置であって、
シリンダと、
前記シリンダ内に受容されると共にその一端開口から突出して前記被駆動部材に直接または間接的に係合するピストン部材と、
前記シリンダの内圧を急激に高めるべく前記シリンダ内に受容されたガス発生手段と、
前記シリンダ内にて前記ピストン部材を突出方向に付勢するべく前記ピストン部材と前記ガス発生手段との間に配置されたばねとを有し、
前記ガス発生手段の先端部が、前記ばねの中央通孔に入り込んでいることを特徴とする動力発生装置。 - 前記ガス発生手段の先端部が、前記ばねの最収縮時にも前記ピストン部材と前記ガス発生手段のガスが噴出する先端部との間に間隙を確保する程度に前記ばねの中央通孔に入り込んでいることを特徴とする請求項２に記載の動力発生装置。
- 前記ガス発生手段が、基端側大径部とガスが噴出する先端側小径部とを有し、その間の段部が前記ばねのばね座をなしていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の動力発生装置。
- 前記ガス発生手段の段部に弾性を有するシール部材を介して前記シリンダに形成された段部が係合していることを特徴とする請求項４に記載の動力発生装置。
- 前記ピストン部材が、動力発生時にも前記シリンダから突出しない大きさのピストン本体と、
基端が前記ピストン本体に前記シリンダの前記一端開口側から着脱可能に係合し、遊端が前記被駆動部材に直接または間接的に係合するピストンロッドとからなることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の動力発生装置。 - 前記ピストン本体と前記ピストンロッドとが、軸線中心に向けてある曲率の曲面状をなす凹部とこれよりもやや小さな曲率の曲面状をなす凸部との中心部分での接触により係合していることを特徴とする請求項６に記載の動力発生装置。
- 前記ピストン本体と前記ピストンロッドとが、軸線中心に向けて徐々に縮径するテーパ状をなす凹部と曲面状をなす凸部または前記テーパよりもやや緩やかに縮径するテーパ状をなす凸部との中心部分での接触により係合していることを特徴とする請求項６に記載の動力発生装置。
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