JP3745181B2 - 乗員拘束装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用シートに設けられる乗員拘束装置に関し、特に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ためのサブマリン防止を目的とする乗員拘束装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、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なるという欠点がある。
【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４−３３５００号公報、特開平５−２２５６９２号公報、特開平２−３２２４９７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（特開平１−５９４３６号公報、特開平２−３１６３３号公報、特開平２−４０５９８８号公報等参照）があるが、いずれもシートに組み込むには構造が複雑であり、装置のレイアウトが困難である等の問題がある。
【０００５】
また、火薬アクチュエータ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１−１２２５０４号公報参照）があるが、状況によっては比較的長い時間乗員を拘束する必要があり、この構造では火薬アクチュエータの推力が消失したときにシート先端部が再び下がってしまうため、必ずしも有効にサブマリン現象を防止することができない。
【０００６】
加えて、上記したような各構造に於いて、シートの先端部が通常使用時にも容易に上下動するような構造は車両振動時に異音が発生する等、通常走行時の使用感を損ねることがある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の不具合を解消するべく、衝突発生時に確実にサブマリン現象を防止できるとともにシートの通常使用時の使用感を損なうこともなく、しかも構造が簡単でレイアウトの自由度も高い乗員拘束装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、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ために、シートクッションの前部にてシートフレームに固定されたケーシングに上方に突出可能なように可動支持された滑り出し防止部材と、前記上方へ突出した前記滑り出し防止部材をその状態に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べく前記ケーシングに支持され、車両衝突などの衝撃発生時にガス発生手段をもって瞬時に前記滑り出し防止部材を突出させる推力を発生する動力発生装置と、前記滑り出し防止部材の上方突出開始荷重を規定する手段とを具備することを特徴とする乗員拘束装置を提供することにより達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明が適用された車両用シート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。
【００１１】
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左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６ａをもって上下方向に回動可能に支持された動力伝達手段としてのアーム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５）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の遊端部はガイド孔５ｃを介してアーム６の支持部６ａからオフセットした位置に設けられた長孔６ｂにピン１２をもって連結されている。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。
【００１２】
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。
【００１３】
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の中央孔を通って圧縮コイルばね１６に突入し、そのばね座をなしている。また、圧縮コイルばね１６は、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ガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂを囲繞している。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。
【００１４】
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とは、ピストン本体１１ａの軸方向端面に形成されたある曲率の凹部と、これよりもやや小さな曲率半径の半球形にてピストンロッド１１ｂの軸端に形成された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。実際には曲面状でなくてもテーパ状をなしていても良く、その場合、凸部のテーパよりも凹部のテーパが緩やかになっていると良い。
【００１５】
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。
【００１６】
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、両者を強固に固定し、その位置を保持するようになっている。
【００１７】
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。
【００１８】
上記の如く滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を動力発生装置８に付設または近接配置してピストン部材１１に作用する構造とすることで、動力発生装置８をサブアッセンブリ化する前の動力発生装置８からピストン部材１１が脱落することを防止できる。
【００１９】
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に締結部３ａと支持部５ｄとにてボルト締結されることとなる。
【００２０】
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。
【００２１】
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は組付けると良い。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。
【００２２】
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６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。
【００２３】
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、同様に動力発生装置も及びその際、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。また、動力発生装置を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。
【００２４】
また、上記の如く滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を動力発生装置８に付設または近接配置してピストン部材１１に作用する構造とすることで、動力発生装置８をサブアッセンブリ化する前の動力発生装置８からピストン部材１１が脱落することを防止できる。
【００２５】
図６（ａ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の別の構成例を示す部分断面図である。本構成では滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０を動力発生装置８のシリンダ１３の開口１３ｃに蓋状に係合させている。その中央開口１０ｄには上記同様なピストン部材１１の外周面の環状の溝またはねじ溝１１ｃに係合する環状溝またはねじ溝が形成されている。また、図６（ｂ）に示すように、シリンダ１３の開口１３ｃに薄肉部１３ｄを形成し、これを滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としても良い。尚、環状の溝またはねじ溝１１ｃに係合する滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の溝は、その全周に設けられている必要はなく、部分的に１箇所または複数箇所に形成されていても良い。
【００２６】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の別の構成例を示す側面図である。本構成ではピン１２をガイドするガイド孔５ｃに突起５ｅを設けて滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。図７（ａ）、図７（ｃ）は片側、図７（ｂ）、図７（ｄ）は両側に突起５ｄを設けたものであり、図７（ｃ）、図７（ｄ）は突起５ｄが変形し易いように凹部５ｅを更に形成したものである。
【００２７】
図８（ａ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の別の構成例を示す側面図である。本構成ではガイド孔５ｃにピン１２とは別のピン２１を、アーム６の回動開始時にガイド孔５ｃの端部に当接するように該アーム６に取り付け、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。図８（ｂ）に示すように、別途ケーシング５に孔を設け、これに別のピン２１を貫通させて滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としても良い。上記いずれの場合もピン２１として、リベット状のものやスプリングピン状のものを用いて良い。また、ピン２１を略Ｕ字状断面のアーム６を貫通させても一方の壁部でのみ係合するものでも良い。
【００２８】
図９（ａ）、図９（ｂ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の別の構成例を示す側面図である。本構成ではケーシング５及びアーム６に、互いに係合する突片２２ａ、２２ｂを形成し、これら突片２２ａ、２２ｂがアーム６の回動に伴い変形するようにし、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。
【００２９】
図１０（ａ）〜図１０（ｅ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の別の構成例を示す斜視図、図１０（ｆ）〜図１０（ｊ）はその断面図である。本構成ではケーシング５またはアーム６のいずれか一方に、他方に干渉するような突起または突片２３を形成し、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）はアーム６に突起または突片２３を形成し、ガイド孔５ｃに係合するもの、図１０（ｄ）、図１０（ｅ）はケーシング５に突起または突片２３を形成し、アーム６の縁部に係合するものである。これ以外にもアーム６の回動開始時に干渉するような構造であれば、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段とすることができる。
【００３０】
尚、上記各構成では１つのサブアッセンブリ４に滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を１つ設けるものとしたが、異なる構造の滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を組み合わせて複数設けても良く、これにより各荷重規定手段の設定荷重を小さくできる。
【００３１】
図１１は、本発明の別の構成を示す図１と同様な図である。本構成ではケーシング５がシートフレームの一部を構成し、部品点数が削減されると共に軽量化されている。それ以外の構成は上記同様である。逆にシートフレームによりケーシング５を形成しても良い。
【００３２】
図１２は、本発明の別の構成を示す図２と同様な図である。本構成では、図２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、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３１に於いてシートベルトのバックル３２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、上記ワンウェイロック機構９が、プリテンショナ装置３１に於いてシートベルトのバックル３２を該シートベルトが緊張する側に移動させた状態で維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３２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３２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またはその別の例（図６〜図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とでき、部品点数を削減できる。
【００３３】
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３３及び回動アーム３４を介してバックル３２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と、上記したように滑り出し防止部材７が上方に移動（突出）すると同時にバックル３２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。
【００３４】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突などの衝撃発生時にシートベルトの下部から乗員が前方へ滑り出すことを防止するために、シートクッションの前部にてシートフレームに固定されたケーシングに上方に突出可能なように可動支持された滑り出し防止部材と、上方へ突出した滑り出し防止部材をその状態に保持するためのロック機構と、滑り出し防止部材を駆動するべくケーシングに支持され、車両衝突などの衝撃発生時にガス発生手段をもって瞬時に滑り出し防止部材を突出させる推力を発生する動力発生装置と滑り出し防止部材の上方突出開始荷重を規定する手段とで構成することで、車両衝突などの衝撃発生時に確実にサブマリン現象を防止でき、シートの通常使用時の使用感を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された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】図４の要部斜視図。
【図６】（ａ）、（ｂ）共、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部断面図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）共、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部側面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）共、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部側面図。
【図９】（ａ）は本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部側面図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部斜視図、（ｆ）〜（ｊ）は（ａ）〜（ｅ）の要部断面図。
【図１１】本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す図１と同様な斜視図。
【図１２】本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す図２と同様な側面図。
【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
３ａ 締結部
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 突起
５ｆ 凹部
６ アーム
６ａ 支持部
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 ピン
２２ａ、２２ｂ 突片
２３ 突片
３１ プリテンショナ装置
３２ バックル
３３ リンク部材
３４ 回動アーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用シートに設けられる乗員拘束装置に関し、特に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ためのサブマリン防止を目的とする乗員拘束装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、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なるという欠点がある。
【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４−３３５００号公報、特開平５−２２５６９２号公報、特開平２−３２２４９７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（特開平１−５９４３６号公報、特開平２−３１６３３号公報、特開平２−４０５９８８号公報等参照）があるが、いずれもシートに組み込むには構造が複雑であり、装置のレイアウトが困難である等の問題がある。
【０００５】
また、火薬アクチュエータ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１−１２２５０４号公報参照）があるが、状況によっては比較的長い時間乗員を拘束する必要があり、この構造では火薬アクチュエータの推力が消失したときにシート先端部が再び下がってしまうため、必ずしも有効にサブマリン現象を防止することができない。
【０００６】
加えて、上記したような各構造に於いて、シートの先端部が通常使用時にも容易に上下動するような構造は車両振動時に異音が発生する等、通常走行時の使用感を損ねることがある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の不具合を解消するべく、衝突発生時に確実にサブマリン現象を防止できるとともにシートの通常使用時の使用感を損なうこともなく、しかも構造が簡単でレイアウトの自由度も高い乗員拘束装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、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ために、シートクッションの前部にてシートフレームに固定されたケーシングに上方に突出可能なように可動支持された滑り出し防止部材と、前記上方へ突出した前記滑り出し防止部材をその状態に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べく前記ケーシングに支持され、車両衝突などの衝撃発生時にガス発生手段をもって瞬時に前記滑り出し防止部材を突出させる推力を発生する動力発生装置と、前記滑り出し防止部材の上方突出開始荷重を規定する手段とを具備することを特徴とする乗員拘束装置を提供することにより達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明が適用された車両用シート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。
【００１１】
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左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６ａをもって上下方向に回動可能に支持された動力伝達手段としてのアーム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５）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の遊端部はガイド孔５ｃを介してアーム６の支持部６ａからオフセットした位置に設けられた長孔６ｂにピン１２をもって連結されている。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。
【００１２】
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。
【００１３】
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の中央孔を通って圧縮コイルばね１６に突入し、そのばね座をなしている。また、圧縮コイルばね１６は、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ガス発生装置１４の先端側小径部１４ｂを囲繞している。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。
【００１４】
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とは、ピストン本体１１ａの軸方向端面に形成されたある曲率の凹部と、これよりもやや小さな曲率半径の半球形にてピストンロッド１１ｂの軸端に形成された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。実際には曲面状でなくてもテーパ状をなしていても良く、その場合、凸部のテーパよりも凹部のテーパが緩やかになっていると良い。
【００１５】
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。
【００１６】
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、両者を強固に固定し、その位置を保持するようになっている。
【００１７】
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。
【００１８】
上記の如く滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を動力発生装置８に付設または近接配置してピストン部材１１に作用する構造とすることで、動力発生装置８をサブアッセンブリ化する前の動力発生装置８からピストン部材１１が脱落することを防止できる。
【００１９】
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に締結部３ａと支持部５ｄとにてボルト締結されることとなる。
【００２０】
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。
【００２１】
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は組付けると良い。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。
【００２２】
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６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。
【００２３】
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、同様に動力発生装置も及びその際、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。また、動力発生装置を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。
【００２４】
また、上記の如く滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を動力発生装置８に付設または近接配置してピストン部材１１に作用する構造とすることで、動力発生装置８をサブアッセンブリ化する前の動力発生装置８からピストン部材１１が脱落することを防止できる。
【００２５】
図６（ａ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の別の構成例を示す部分断面図である。本構成では滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０を動力発生装置８のシリンダ１３の開口１３ｃに蓋状に係合させている。その中央開口１０ｄには上記同様なピストン部材１１の外周面の環状の溝またはねじ溝１１ｃに係合する環状溝またはねじ溝が形成されている。また、図６（ｂ）に示すように、シリンダ１３の開口１３ｃに薄肉部１３ｄを形成し、これを滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としても良い。尚、環状の溝またはねじ溝１１ｃに係合する滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の溝は、その全周に設けられている必要はなく、部分的に１箇所または複数箇所に形成されていても良い。
【００２６】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段１０の別の構成例を示す側面図である。本構成ではピン１２をガイドするガイド孔５ｃに突起５ｅを設けて滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。図７（ａ）、図７（ｃ）は片側、図７（ｂ）、図７（ｄ）は両側に突起５ｄを設けたものであり、図７（ｃ）、図７（ｄ）は突起５ｄが変形し易いように凹部５ｅを更に形成したものである。
【００２７】
図８（ａ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の別の構成例を示す側面図である。本構成ではガイド孔５ｃにピン１２とは別のピン２１を、アーム６の回動開始時にガイド孔５ｃの端部に当接するように該アーム６に取り付け、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。図８（ｂ）に示すように、別途ケーシング５に孔を設け、これに別のピン２１を貫通させて滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としても良い。上記いずれの場合もピン２１として、リベット状のものやスプリングピン状のものを用いて良い。また、ピン２１を略Ｕ字状断面のアーム６を貫通させても一方の壁部でのみ係合するものでも良い。
【００２８】
図９（ａ）、図９（ｂ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の別の構成例を示す側面図である。本構成ではケーシング５及びアーム６に、互いに係合する突片２２ａ、２２ｂを形成し、これら突片２２ａ、２２ｂがアーム６の回動に伴い変形するようにし、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。
【００２９】
図１０（ａ）〜図１０（ｅ）は滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段の別の構成例を示す斜視図、図１０（ｆ）〜図１０（ｊ）はその断面図である。本構成ではケーシング５またはアーム６のいずれか一方に、他方に干渉するような突起または突片２３を形成し、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段としている。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）はアーム６に突起または突片２３を形成し、ガイド孔５ｃに係合するもの、図１０（ｄ）、図１０（ｅ）はケーシング５に突起または突片２３を形成し、アーム６の縁部に係合するものである。これ以外にもアーム６の回動開始時に干渉するような構造であれば、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段とすることができる。
【００３０】
尚、上記各構成では１つのサブアッセンブリ４に滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を１つ設けるものとしたが、異なる構造の滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を組み合わせて複数設けても良く、これにより各荷重規定手段の設定荷重を小さくできる。
【００３１】
図１１は、本発明の別の構成を示す図１と同様な図である。本構成ではケーシング５がシートフレームの一部を構成し、部品点数が削減されると共に軽量化されている。それ以外の構成は上記同様である。逆にシートフレームによりケーシング５を形成しても良い。
【００３２】
図１２は、本発明の別の構成を示す図２と同様な図である。本構成では、図２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、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３１に於いてシートベルトのバックル３２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、上記ワンウェイロック機構９が、プリテンショナ装置３１に於いてシートベルトのバックル３２を該シートベルトが緊張する側に移動させた状態で維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３２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３２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またはその別の例（図６〜図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とでき、部品点数を削減できる。
【００３３】
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３３及び回動アーム３４を介してバックル３２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と、上記したように滑り出し防止部材７が上方に移動（突出）すると同時にバックル３２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。
【００３４】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突などの衝撃発生時にシートベルトの下部から乗員が前方へ滑り出すことを防止するために、シートクッションの前部にてシートフレームに固定されたケーシングに上方に突出可能なように可動支持された滑り出し防止部材と、上方へ突出した滑り出し防止部材をその状態に保持するためのロック機構と、滑り出し防止部材を駆動するべくケーシングに支持され、車両衝突などの衝撃発生時にガス発生手段をもって瞬時に滑り出し防止部材を突出させる推力を発生する動力発生装置と滑り出し防止部材の上方突出開始荷重を規定する手段とで構成することで、車両衝突などの衝撃発生時に確実にサブマリン現象を防止でき、シートの通常使用時の使用感を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された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】図４の要部斜視図。
【図６】（ａ）、（ｂ）共、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部断面図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）共、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部側面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）共、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部側面図。
【図９】（ａ）は本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部側面図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す要部斜視図、（ｆ）〜（ｊ）は（ａ）〜（ｅ）の要部断面図。
【図１１】本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す図１と同様な斜視図。
【図１２】本発明が適用された乗員拘束装置の別の構成例を示す図２と同様な側面図。
【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
３ａ 締結部
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 突起
５ｆ 凹部
６ アーム
６ａ 支持部
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 ピン
２２ａ、２２ｂ 突片
２３ 突片
３１ プリテンショナ装置
３２ バックル
３３ リンク部材
３４ 回動アーム
Claims (3)
- 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、シートクッションの前部にて上方に突出可能なようにシートフレームと一体をなす固定部材に可動支持された滑り出し防止部材と、突出した前記滑り出し防止部材をその状態に維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べく前記シートフレームと一体をなす固定部材に支持され、車両衝突などの衝撃発生時に瞬時に前記滑り出し防止部材を突出させる推力を発生する動力発生装置とを有する乗員拘束装置であって、
前記動力発生装置は、シリンダ内にピストン部材を受容し、ガス発生手段をもって前記シリンダの内圧を急激に高めることで前記ピストン部材を前記シリンダから瞬時に突出させる推力を発生するべく前記ピストン部材及び前記シリンダのいずれか一方が前記滑り出し防止部材と一体をなす可動部材に係合し、かつ他方が前記シートフレームと一体をなす固定部材に係合するものであり、
通常時に前記滑り出し防止部材を通常位置に保持するべく、前記シリンダとの結合部と前記ピストン部材との結合部とを共通の部材に形成し、かつ前記シリンダとの結合部と前記ピストン部材との結合部との間を所定の荷重で分断するようにしてなる滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を具備することを特徴とする乗員拘束装置。 - 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、シートクッションの前部にて上方に突出可能なようにシートフレームと一体をなす固定部材に可動支持された滑り出し防止部材と、突出した前記滑り出し防止部材をその状態に維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べく前記シートフレームと一体をなす固定部材に支持され、車両衝突などの衝撃発生時に瞬時に前記滑り出し防止部材を突出させる推力を発生する動力発生装置とを有する乗員拘束装置であって、
前記滑り出し防止部材と一体をなして前記シートフレームと一体をなす固定部材に支持された可動部材と、前記シートフレームと一体をなす固定部材との間に、互いに係合して通常時に前記滑り出し防止部材を通常位置に保持し、かつ所定の荷重で変形してその係合を解くようにしてなる滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段を設けたことを特徴とする乗員拘束装置。 - 前記動力発生装置が、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に於いて前記シートベルトのバックル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、
前記滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段が、前記プリテンショナ装置の前記バックルの移動開始荷重を規定する手段を兼ねることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗員拘束装置。
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