JP6529808B2 - バックル装置及びバックル装置を備えたシートベルト装置 - Google Patents
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Description
そこで、従来から、乗員の前方への移動に伴ってウエビングを介して乗員に作用する荷重を軽減するための手段を備えたシートベルト装置が提案されている(特許文献1(特許第3919653号公報)参照)。
このシートベルト装置は、いわゆる3点式シートベルト装置であって、帯状のシートベルト(ウエビング)131と、シートベルト131に取り付けられたタング132と、シートフレーム123に固定されたバックル装置を備えている。
シートベルト131は、シートに着座した乗員Mの左右一方側上部から他方側下部へ胸の前で斜めに架け渡される肩ベルト131Aと、左右一方側から他方側へ腰の上で架け渡される腰ベルト131Bと、肩ベルト131A及び腰ベルト131Bに連結され、ベルト装着時にバックル141に挿入係止されるタング132を有している。
また、本発明は、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの腰ベルトの他端部と、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの肩ベルトの他端部が連結されるバックルと、車体又は車両のシートに取り付けられると共に、緊急時に、腰ベルト及び肩ベルトを取り付けたバックルを車両前方へ案内するバックル案内部材と、緊急時に、乗員の慣性力により所定値以上の荷重が前記シートベルトに加わった際に、抵抗力を伴いつつ、前記バックルを車両前方へと移動させることで乗員の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と、を備えたバックル装置であって、前記バックル案内部材を、通常時の姿勢から緊急時における前方を高く後方を低くした傾斜姿勢に変化させる駆動機構を有し、前記バックル案内部材は、シートの座面の傾斜に対応した前方を高く後方を低くした傾斜姿勢において前記バックルを案内するバックル装置である。
本シートベルト装置1の基本構造は、図12に示した従来のものと同様である。即ち、帯状のシートベルト(ウエビング)10と、シートベルト10に取り付けられたタング3と、シートS側面に固定されたバックル装置2を備えている。
シートベルト10は、肩ベルト10Aと腰ベルト10Bからなり、肩ベルト10Aは、その一端部は車体に取り付けるリトラクタ12に取り付けられ、他端部はタング3に連結される。腰ベルト10Bは、一端部は車体に取り付けるラップアンカ18に取り付けられ、他端部には肩ベルト10Aと同じタング3に連結される。ここでは、肩ベルト10Aと腰ベルト10Bとは、連続したウエビングにより形成されており、ウエビングがタング3に形成された挿通孔3Aに、ウエビングの長手方向に移動可能に挿通されることで、それぞれタング3に連結されている。
バックル16は、そのタング挿入側と反対側端部が車両のシートSの側面に取り付けたバックル案内部材20のガイドレール21に摺動可能に装着されている。
なお、バックル案内部材20の取付位置は必ずしもシート側面に限定されず、バックル16が案内可能である限り、車体の適宜の位置に取り付けてもよい。
図4は、バックル装置2を示す斜視図であり、図5は、図4に示すバックル装置2の分解図である。
バックル装置2は、図4に示すように、バックル案内部材20と、バックル16の移動時に各ベルト10A、10Bから作用する乗員Mの移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構30と、ガイドレール21の後端部を支持するガイドレール支持機構40と、緊急時にガイドレール21の後端部を押し下げるガイドレール駆動機構50と、押し下げたガイドレール21をロックするガイドレール21のロック機構60とを有している。
圧入部材32の前端部には、例えば径大部(エネルギー吸収部材31の内径よりも僅かに径大に構成されている)32Aが装着または一体に形成されている。その径大部32Aをエネルギー吸収部材31に挿入しておき、緊急時にエネルギー吸収部材31内で移動させることで、例えば、エネルギー吸収部材31を塑性変形させて乗員Mの移動エネルギーを吸収することができる。
なお、エネルギー吸収部材31の内径を、径大部32Aを容易に挿入可能な内径部と、径大部32Aよりも僅かに小径の内径部と、その間をつなぎ、内径が徐々に小さくなる移行部として形成しておくことができる。これにより径大部32Aをエネルギー吸収部材31に容易に挿入することができる。或いは、圧入部材32の外面形状をテーパー状にして、径大部32Aの径をエネルギー吸収部材31の内径よりも小径からそれよりも大径に変化させるようにしてもよい。この場合、エネルギー吸収部材31に径大部32Aを容易に挿入可能な内径部は設けても或いは設けなくともよい。
レール支持部材41は、ガイドレール21のチャンネル状溝の後端部から挿入される挿入部41Bと、挿入部41Bに一体に形成されガイドレール21の外側に配置される本体部41Cとから成る。挿入部41Bの貫通孔41Aとガイドレール21のチャンネル状溝の底壁の貫通孔20Bは、支持案内部材43の弧状に湾曲した長溝(スリット)44を通して挿通される取付ピン42により一体に連結される。
なお、レール支持部材41をガイドレール21の前端部に配置して、後述するガイドレール駆動機構50により、後端部をシートSの側面に回動可能に連結したガイドレール21の前端部を持ち上げる構造にしてもよい。また、通常時にガイドレール21が水平であることは必須ではなく、取付性や、他の部品との位置関係を考慮して多少傾斜した姿勢で配置し、緊急時にガイドレール駆動機構50により所望の傾斜姿勢に姿勢を変更してもよい。
シリンダ52はレール支持部材41上に配置され、そのピストンロッド51の下面はレール支持部材41に当接している。したがって、緊急時にガスジェネレータ53が作動すると、発生するガスの圧力によりピストンロッド51が下降し、ピストンロッド51の下降にしたがってレール支持部材41が下降する。即ち、ガイドレール駆動機構50は、バックル案内部材20を、通常時における水平な姿勢(通常姿勢又は初期姿勢)から緊急時における前方を高く、後方を低くした傾斜姿勢に変更させる。同時に、ガイドレール駆動機構50により、バックル案内部材20の後端部は、肩ベルト10A及び腰ベルト10Bを装着した乗員Mから離れる方向に下降する。
通常時において、レール支持部材41は、レール支持部材41もしくは取付ピン42と、支持案内部材43との間に設けられて、緊急時にガイドレール駆動機構50が作動した際に破断される図示しない部材により、ガイドレール21を水平な姿勢に維持する。
即ち、通常時においては、図6Aに示すように、ガイドレール21は、上述のように、水平な通常姿勢に維持されている。また、ロック部材61は、回動規制部(突起)45によりピン62の回りでそれ以上、上方に回動しないように規制されている。
この状態では、取付ピン42はロック部材61を完全に通り抜けてその下側に移動する。一方、取付ピン42の押下力から解放されたロック部材61は、コイルスプリング63の復元力により、時計方向に回動して回動規制部(突起)45に当接してそれ以上、上方に回動しないように規制された元の状態に戻る。したがって、ガイドレール21は、取付ピン23の回りで反時計方向に回動する方向の力を受けても、取付ピン42がロック部材61の下面に当接しそれ以上の回動が抑制される。つまり、レール支持部材41、したがってガイドレール21はシートSの座面に対応した傾斜姿勢に保持される。
なお、説明が前後するが、ピストンロッド51の下降位置は、その下限において、上述のように、ガイドレール21の姿勢がシートSの座面に対応した傾斜姿勢になるよう予め設定されている。
車両が急停止する緊急時には、乗員Mに対し前方に押し出す方向の慣性力が作用するが、乗員Mの腰は腰ベルト10Bにより保持されているため、図示のように乗員Mは上半身が肩ベルト10Aに保持されつつ前方へ傾斜し、かつそれと共にバックル16の移動範囲内において腰が前方に移動することにより体全体も前方に移動する。
図8は、第2の実施形態のシートベルト装置1Aの通常時における状態を概略的に示す図である。図9は、シートベルト装置1Aの緊急時における状態を概略的に示す図である。
本バックル装置2Aは、第1の実施形態のシートベルト装置1Aのバックル装置2と同様の構造であるが、図7に示すように、バックル案内部材20のガイドレール21が、通常時からシートSの前方への傾斜に対応させて前方に向かって上向きに傾斜した状態でシートSの側面に固定されている点で、第1の実施形態のバックル装置2とは相違している。
そのバックル装置2Aのその他の構造は、第1の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
なお、図示を省略しているが、バックル装置1Aにおいても、第1の実施形態におけると同様のエネルギー吸収機構が備えられている。その取付構造などは、第1の実施形態におけるバックル装置と同様である。
ガイドレール21は、バックル16が前方に移動するに従って上方に移動するように傾斜しているので、各ベルトからバックル16に作用する荷重の方向とガイドレール21の長手方向との成す角度を、ガイドレールが水平に取り付けられた従来のバックル装置に比べて小さくすることができ、したがって、各ベルトからバックル16に作用する荷重により、ランナ35に加わるガイドレール21の長手方向に対して垂直方向の分力の増大を抑制することができる。これにより、ランナ35がガイドレール21の溝内面に押し付けられる荷重の増加が抑制されるので、ランナ35が摺動する際の抵抗の増加が抑制され、バックル16をスムーズに移動させることができる。
また、前記従来のバックル装置においては、円形にした金属線材やU字状に屈曲させた金属板を塑性変形させて緊急時における乗員Mの移動エネルギーを吸収しているが、構造が複雑であり取付のための作業も煩雑である。これに対し、本実施形態では、管状部材同士を嵌合させただけの簡易な構成であるため、従来のものと比べて低コストであり動作が確実である。
図10A、図10Bは、バックル16がシートSの側面に直接取り付けられているバックル装置102を備えたシートベルト装置101を示す図であり、バックル案内部材20を備えていない。これにより、図10Aで示す通常時に対して、バックル16は緊急時に図10Bに示すように前方に移動せずに、シートSへの取り付け部分を中心に前方へ回転可能に取り付けられている。
図7、図10Bでは、肩ベルト10Aの上方の荷重をF1とし、肩ベルト10Aの下方の荷重をF2としており、荷重F1の作用する方向と、荷重F2の作用する方向とがなす角度(肩ベルト10Aの上方と、肩ベルト10Aの下方とがなす角度)をαとしている。
即ち、図11Aは、緊急時を想定して、(i)バックル16を固定した場合と、(ii)51mm移動させる場合と、(iii)67mm移動させる場合とについて、それぞれ肩ベルト10Aから乗員Mに作用する最大荷重(合力F3)を求めた結果を示している。ここで、(ii)と(iii)とのバックル16の移動量の差は、乗員Mの移動エネルギーを吸収する際にエネルギー吸収部材31が発生させる、圧入部材32の移動に対する抵抗力(荷重)の違いによるものであり、(ii)に対して(iii)の抵抗力は低く設定されており、乗員Mの移動エネルギーを吸収する際の移動量が大きくなっている。図11Aからは、バックル16が移動しない(i)に対して、バックル16が移動する(ii)と(iii)の方が角度αが大きいことが分かり、(ii)と(iii)とを比較すると、バックル16の移動量の大きい(iii)の方が角度αが大きいことが分かる。また、肩ベルト10Aの下方の荷重F2の最大値は、バックル16の移動量が大きくなるにつれて小さくなることが分かる。
ここで、肩ベルト10Aの上方の荷重をF1とし、肩ベルト10Aの下方の荷重をF2としたとき、その合力F3は図11Bの関係で表され、次の式1で表される。
F3=(F12+F22−2F1×F2×cos(π−α))1/2・・・(式1)
但し、αは上方の荷重F1と下方の荷重F2のなす角度である。
したがってその合力F3の最大値は式(1)により4.44kNと計算される。
(ii)バックル16を51mm移動させる場合は、同様に肩ベルト10Aの上荷重F1の最大値は2.44kN、肩ベルト10Aの下荷重F2の最大値は2.37kN、角度αは68.0°であった。
したがって、その合力F3の最大値は3.99kNと算出される。
(iii)バックル16を67mm移動させる場合は、肩ベルト10Aの上荷重F1の最大値は2.44kN、肩ベルト10Aの下荷重F2の最大値は1.97kN、角度αは79.1°であった。
したがって、その合力F3の最大値は3.41kNと算出される。
以上から明らかなように、緊急時におけるバックル16の移動量が拡大するのに伴い、肩ベルト10Aの上方と下方がなす角度αは大きくなり、乗員Mに作用する荷重F3の最大値は低減されることが分かる。つまり、緊急時において、シートベルトを装着した乗員Mをスムーズに前方に移動させ、乗員Mの移動エネルギーを安定した抵抗力で吸収できるようにすることにより、肩ベルト10Aの上方と下方がなす角度αの低下を抑制し、シートベルトを介して乗員Mに作用する荷重の上昇を抑制できることが分かる。
Claims (5)
- 一端部が車体に取り付けられるシートベルトの腰ベルトの他端部と、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの肩ベルトの他端部が連結されるバックルと、
車体又は車両のシートに取り付けられると共に、緊急時に、腰ベルト及び肩ベルトを取り付けたバックルを車両前方へ案内するバックル案内部材と、
緊急時に、乗員の慣性力により所定値以上の荷重が前記シートベルトに加わった際に、抵抗力を伴いつつ、前記バックルを車両前方へと移動させることで乗員の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と、
を備えたバックル装置であって、
前記エネルギー吸収機構は、塑性変形もしくは弾性変形することにより抵抗力を生じるエネルギー吸収部材を有し、
前記バックル案内部材は、シートの座面の傾斜に対応した前方を高く後方を低くした傾斜姿勢において前記バックルを案内するバックル装置。 - 請求項1に記載されたバックル装置において、
前記バックル案内部材を、通常時の姿勢から緊急時における前方を高く後方を低くした傾斜姿勢に変化させる駆動機構を有するバックル装置。 - 一端部が車体に取り付けられるシートベルトの腰ベルトの他端部と、一端部が車体に取り付けられるシートベルトの肩ベルトの他端部が連結されるバックルと、
車体又は車両のシートに取り付けられると共に、緊急時に、腰ベルト及び肩ベルトを取り付けたバックルを車両前方へ案内するバックル案内部材と、
緊急時に、乗員の慣性力により所定値以上の荷重が前記シートベルトに加わった際に、抵抗力を伴いつつ、前記バックルを車両前方へと移動させることで乗員の移動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と、
を備えたバックル装置であって、
前記バックル案内部材を、通常時の姿勢から緊急時における前方を高く後方を低くした傾斜姿勢に変化させる駆動機構を有し、
前記バックル案内部材は、シートの座面の傾斜に対応した前方を高く後方を低くした傾斜姿勢において前記バックルを案内するバックル装置。 - 請求項2又は3に記載されたバックル装置において、
前記駆動機構は、緊急時に前記バックル案内部材の後端部を通常時の姿勢に対して下降させるバックル装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載されたバックル装置を備えたシートベルト装置。
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