(57)【要約】【課題】簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収を可能とする。【解決手段】アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１が、荷重特性の異なるＥＡ材３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを積層した構成となっている。この結果、アクティブニーボルスター２６の本体３０に、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａが当接した際のＥＡ材３１の変形ストロークＳに対する荷重特性Ｆは、ＥＡ材３１Ａの荷重特性Ｆ１と、ＥＡ材３１Ｂの荷重特性Ｆ２と、ＥＡ材３１Ｃの荷重特性Ｆ３と、を合わせた荷重特性Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３になる。【選択図】  図１
2004224079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両減速度を検出する減速度検出手段と、
乗員の下肢を拘束する下肢拘束装置と、
該下肢拘束装置を作動させる駆動装置と、
から成り、前記駆動装置は前記減速度検出手段の出力信号を受けて前記下肢拘束装置を作動させる車両用乗員保護装置において、
前記下肢拘束装置の下肢拘束部に変形量によって荷重特性が変化する緩衝部材を備えたことを特徴とする車両用乗員保護装置。
【請求項２】
前記緩衝部材は、荷重特性が異なるＥＡ材を積層したことを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項３】
前記緩衝部材は、塑性変形荷重が変形量によって異なるＥＡ手段であることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用乗員保護装置に係り、特に、自動車等の車両に搭載され衝突時に乗員の下肢を拘束する車両用乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両に搭載され衝突時に乗員の下肢を拘束する車両用乗員保護装置においては、インストルメントパネルの下部に前席に臨んで配設され、下端がヒンジを介してロアフレームに前後方向に回動自在に支持され、上端がエネルギ吸収部分の一端に固定された保護板と、エネルギ吸収部材と車体側フレームとの間に介在され保護板を前後方向に傾倒可能な駆動手段とを備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平３−８１１６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術では、エネルギ吸収部材と車体側フレームとの間に介在され保護板を前後方向に傾倒することで、乗員の体格に合った位置にニーボルスターを作動させるため、複雑な構成と制御が必要となる。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能な車両用乗員保護装置を得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、車両減速度を検出する減速度検出手段と、
乗員の下肢を拘束する下肢拘束装置と、
該下肢拘束装置を作動させる駆動装置と、
から成り、前記駆動装置は前記減速度検出手段の出力信号を受けて前記下肢拘束装置を作動させる車両用乗員保護装置において、
前記下肢拘束装置の下肢拘束部に変形量によって荷重特性が変化する緩衝部材を備えたことを特徴とする。
【０００７】
従って、減速度検出手段の出力信号を受けて駆動装置が下肢拘束装置を作動させると、下肢拘束装置が移動し乗員の下肢を拘束する。この場合、下肢拘束装置の下肢拘束部に変形量によって荷重特性が変化する緩衝部材を備えたことにより、乗員の体格によって異なる衝撃荷重を効果的に吸収できる。この結果、簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となる。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車両用乗員保護装置において、前記緩衝部材は、荷重特性が異なるＥＡ材を積層したことを特徴とする。
【０００９】
従って、減速度検出手段の出力信号を受けて駆動装置が下肢拘束装置を作動させると、下肢拘束装置が移動し乗員の下肢を拘束する。この場合、下肢拘束装置の下肢拘束部に荷重特性が異なるＥＡ材を積層したことにより、乗員の体格によって異なる衝撃荷重を効果的に吸収できる。この結果、簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となる。
【００１０】
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の車両用乗員保護装置において、前記緩衝部材は、塑性変形荷重が変形量によって異なるＥＡ手段であることを特徴とする。
【００１１】
従って、減速度検出手段の出力信号を受けて駆動装置が下肢拘束装置を作動させると、下肢拘束装置が移動し乗員の下肢を拘束する。この場合、下肢拘束装置の下肢拘束部に塑性変形荷重が変形量によって異なるＥＡ手段を配設したことにより、乗員の体格によって異なる衝撃荷重を効果的に吸収できる。この結果、簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明における車両用乗員保護装置の第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１３】
なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内方方向を示す。
【００１４】
図２に示される如く、本実施形態の車両用乗員保護装置は、車両１０の減速度を検知し車両１０の衝突を検出する減速度検出手段としての加速度センサ１２を備えている。また、加速度センサ１２は、左右のフロントサイドメンバにそれぞれ配設されており、マイクロコンピュータを備えた制御手段としての制御回路１４に接続されている。
【００１５】
車両１０のインストルメントパネル１８の下部には、下肢拘束装置としてのアクティブニーボルスター２６の本体３０が配設されている。アクティブニーボルスター２６の本体３０は、アクティブニーボルスター２６の駆動装置としてのアクチュエータ３２により、車両上方（図２の矢印Ａ方向）へ移動し、図３に示される如く、シート２０に着座した乗員２８の下肢（特に、膝部）２８Ａを車両前方から拘束するようになっている。
【００１６】
図１に示される如く、アクティブニーボルスター２６の本体３０における基盤３０Ａの乗員側面には緩衝部材としてのＥＡ材（エネルギ吸収材）３１が配設されており、ＥＡ材３１の乗員側面には樹脂等からなる表皮３０Ｂが配設されている。
【００１７】
また、ＥＡ材３１は、荷重特性が異なるＥＡ材３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを積層した構成となっており、各ＥＡ材３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃはそれぞれ一定厚さのシート状となっている。
【００１８】
荷重特性が異なるＥＡ材３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃとしては、例えば、発泡密度が異なる硬質ウレタンを使用し、最も発泡密度を粗としたＥＡ材３１Ａを表皮３０Ｂに配置し、最も発泡密度を密としたＥＡ材３１Ｃを基盤３０Ａに配置している。
【００１９】
この結果、図５に示される如く、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａが当接した際のＥＡ材３１の変形ストロークＳに対する荷重特性Ｆは、一点鎖線で示す（立ち上がり部は実線で示す）ＥＡ材３１Ａの荷重特性Ｆ１と、二点鎖線で示すＥＡ材３１Ｂの荷重特性Ｆ２と、三点鎖線で示すＥＡ材３１Ｃの荷重特性Ｆ３と、を合わせた実線で示される荷重特性Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３になる。
【００２０】
なお、図５における変形ストロークＳ１、Ｓ２の位置は、図１の距離Ｓ１、Ｓ２となっている。
【００２１】
図４に示される如く、アクティブニーボルスター２６のアクチュエータ３２は、制御回路１４に接続されたスクイブにより作動するインフレータからのガスで作動するシリンダ３６を備えており、シリンダ３６は、インパネリインホースメント４０に固定されたブラケット４２に取付けられている。また、インパネリインホースメント４０に形成されたブラケット４２とブラケット４４には、それぞれ本体３０を支持するアーム４６の連結部４８が車幅方向に沿った軸５０によって、回転可能に軸支されており、一方の連結部４８は、シリンダ３６のロッド３６Ａにピン５２によって連結されている。
【００２２】
従って、アクティブニーボルスター２６のシリンダ３６が作動すると、左右のアーム４６が軸５０を中心に車両上方（図４の矢印Ａ方向）へ回転移動するようになっている。このため、アクティブニーボルスター２６の本体３０は、図２に示す格納位置から、乗員２８の下肢２８Ａ側（図２の矢印Ａ方向）へ回転移動し、図３に示す下肢拘束位置へ移動するようになっている。
【００２３】
図２に示される如く、インストルメントパネル１８の上部１８Ｂには、助手席用のエアバッグ装置５４が配設されており、このエアバッグ装置５４のエアバッグ袋体５６は、フロントシート２０に着座した乗員２８の上半身２８Ｂに向って膨張展開するようになっている。また、エアバッグ装置５４のインフレータ５８は制御回路１４に接続されている。
【００２４】
なお、図２及び図３の符号５８はシートベルトを示している。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
本実施形態では、車両が衝突した際に、制御回路１４は、先ず、加速度センサ１２からの入力信号に基いて、減速度が第１の所定値以上か否かを判定する。
【００２７】
減速度が第１の所定値以上と判定した場合には、制御回路１４は、エアバッグ装置５４のインフレータ５８を作動させ、エアバッグ袋体５６を膨張展開させる。
【００２８】
次に、制御回路１４は、加速度センサ１２からの入力信号に基いて、減速度が第２の所定値以上（第２の所定値＞第１の所定値）か否かを判定する。
【００２９】
減速度が第２の所定値以上と判定した場合には、制御回路１４は、図３に示される如く、アクティブニーボルスター２６のアクチュエータ３２を作動し、アクティブニーボルスター２６の本体３０で乗員２８の下肢２８Ａを拘束する。
【００３０】
この際、アクティブニーボルスター２６のシリンダ３６が作動すると、アーム４６が軸５０を中心に車両上方（図３の矢印Ａ方向）へ回転移動するため、アクティブニーボルスター２６の本体３０は、図２に示す格納位置から、乗員２８の下肢２８Ａ側（図２の矢印Ａ方向）へインストルメントパネル１８における意匠面１８Ｃに沿って回転移動し、図３に示す下肢拘束位置へ移動する。
【００３１】
また、本実施形態では、アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１が、荷重特性の異なるＥＡ材３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを積層した構成となっている。この結果、アクティブニーボルスター２６の本体３０に、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａが当接した際のＥＡ材３１の変形ストロークＳに対する荷重特性Ｆは、図５に、一点鎖線で示す（立ち上がり部は実線で示す）ＥＡ材３１Ａの荷重特性Ｆ１と、二点鎖線で示すＥＡ材３１Ｂの荷重特性Ｆ２と、三点鎖線で示すＥＡ材３１Ｃの荷重特性Ｆ３と、を合わせた実線で示される荷重特性Ｆになる。
【００３２】
この結果、乗員の体格が大きい場合、乗員２８の下肢２８Ａとの衝突速度が早い場合等には、ＥＡ材３１の変形ストロークＳに応じて、ＥＡ材３１Ａに加え、ＥＡ材３１Ｂ、更にＥＡ材３１Ｃが変形するので、異なる衝撃荷重を効果的に吸収できる。このため、従来技術のように、乗員の体格に合った位置にニーボルスターを作動させるための複雑な構成と制御は必要なく、荷重特性の異なるＥＡ材３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを積層にするという簡単な構成と、アクティブニーボルスター２６の本体３０を下肢拘束位置へ移動するという簡単な制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となる。
【００３３】
次に、本発明に係る車両用乗員保護装置の第２実施形態を図６に従って説明する。
【００３４】
なお、第１実施形態と同一部材は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図６に示される如く、本実施形態では、アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１の平断面形状が、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａの前面Ｒに対応した形状になっている。
【００３６】
具体的には、荷重特性が異なるＥＡ材３１Ａと、ＥＡ材３１Ｂとの境３１Ｄが、乗員２８の下肢２８Ａの前面Ｒに対応した円弧状となっており、荷重特性が異なるＥＡ材３１Ｂと、ＥＡ材３１Ｃとの境３１Ｅも、乗員２８の下肢２８Ａの前面Ｒに対応した円弧状となっている。更に、アクティブニーボルスター２６の本体３０における基盤３０Ａの平断面形状も、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａの前面Ｒに略対応した形状になっている。
【００３７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３８】
本実施形態では、第１実施形態の作用効果に加えて、アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１の平断面形状が、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａの前面Ｒに対応した形状になっている。この結果、アクティブニーボルスター２６の本体３０に、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａが当接した際に、下肢２８Ａの前面Ｒの全域において略均一の荷重が作用し荷重を分散できる。このため、下肢２８Ａの前面Ｒの先端Ｐのみに大きな荷重が作用するのを防止でき、衝撃荷重を効果的に吸収できる。
【００３９】
次に、本発明に係る車両用乗員保護装置の第３実施形態を図７に従って説明する。
【００４０】
なお、第１実施形態と同一部材は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図７に示される如く、本実施形態では、アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１が、車幅方向の幅Ｗが拡縮しつつ車両前方側から車両後方側に向って広くなるベローズ（蛇腹）形状となっており、塑性変形荷重が変形量、即ち、塑性変形荷重がシート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａが当接した際のＥＡ材３１の変形ストロークＳによって異なるようになっている。また、ＥＡ材３１におけるシート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａとの当接面３１Ｆの平断面形状が、乗員２８の下肢２８Ａの前面Ｒに対応した円弧形状となっている。
【００４２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４３】
本実施形態では、アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１が、ベローズ形状となっている。この結果、アクティブニーボルスター２６の本体３０に、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａが当接した際のＥＡ材３１の変形ストロークＳに対する荷重特性Ｆは、第１実施形態における図５に実線で示されるような荷重特性Ｆになる。
【００４４】
この結果、乗員の体格が大きい場合、乗員２８の下肢２８Ａとの衝突速度が早い場合等には、ＥＡ材３１の変形ストロークＳが大きくなり、変形ストロークＳの増加に応じて、ＥＡ材３１Ａにおける塑性変形荷重Ｆが段階的に変化するので、衝撃荷重を効果的に吸収できる。このため、従来技術のように、乗員の体格に合った位置にニーボルスターを作動させるための複雑な構成と制御は必要なく、塑性変形荷重が変形量によって異なるＥＡ材３１を使用するという簡単な構成と、アクティブニーボルスター２６の本体３０を下肢拘束位置へ移動するという簡単な制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では、ＥＡ材３１におけるシート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａとの当接面３１Ｆの平断面形状が、乗員２８の下肢２８Ａの前面Ｒに対応した円弧形状となっている。この結果、アクティブニーボルスター２６の本体３０に、シート２０に着座した乗員２８の下肢２８Ａが当接した際に、下肢２８Ａの前面Ｒの全域において略均一の荷重が作用し荷重を分散できる。このため、下肢２８Ａの前面Ｒの先端Ｐのみに大きな荷重が作用するのを防止でき、衝撃荷重を効果的に吸収できる。
【００４６】
なお、本実施形態では、アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１を、車幅方向の幅Ｗが拡縮しつつ車両前方側から車両後方側に向って広くなるベローズ形状としたが、これに代えて、図８に示される如く、アクティブニーボルスター２６の本体３０におけるＥＡ材３１を、側壁部３１Ｇを車両前後方向に折り返しつつ幅Ｗが車両前方側から車両後方側に向って広くなるベローズ形状等の他のベローズ形状としても良い。
【００４７】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記第１実施形態と第２実施形態における荷重特性が異なるＥＡ材３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを発泡密度が異なる硬質ウレタンで構成したが、これに代えて、発泡スチロール、発泡アルミ、アルミハニカム材等の他のＥＡ材を使用しても良い。また、布、樹脂、金属等の異なるＥＡ材を積層しても良い。また、ＥＡ材の積層数も３に限定されない。
【００４８】
また、アクティブニーボルスター２６のアクチュエータ３２の構成も上記実施形態に限定されない。
【００４９】
また、上記実施形態では、本発明の車両用乗員保護装置を助手席側の車両用乗員保護装置に適用したが、本発明の車両用乗員保護装置は運転席用等の他の車両用乗員保護装置にも適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、車両減速度を検出する減速度検出手段と、乗員の下肢を拘束する下肢拘束装置と、下肢拘束装置を作動させる駆動装置と、から成り、駆動装置は減速度検出手段の出力信号を受けて下肢拘束装置を作動させる車両用乗員保護装置において、下肢拘束装置の下肢拘束部に変形量によって荷重特性が変化する緩衝部材を備えたため、簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となるという優れた効果を有する。
【００５１】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車両用乗員保護装置において、緩衝部材は、荷重特性が異なるＥＡ材を積層したため、簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となるという優れた効果を有する。
【００５２】
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の車両用乗員保護装置において、緩衝部材は、塑性変形荷重が変形量によって異なるＥＡ手段であるため、簡単な構成と制御によって乗員の体格に合った衝撃吸収が可能となるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置を示す平断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置を示す側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置が作動した状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置におけるアクティブニーボルスターを示す車両斜め後方外側から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置における荷重特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両用乗員保護装置を示す平断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る車両用乗員保護装置を示す平断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態の変形例に係る車両用乗員保護装置を示す平断面図である。
【符号の説明】
１２    加速度センサ（減速度検出手段）
１４    制御回路
１８    インストルメントパネル
２６    アクティブニーボルスター（下肢拘束装置）
２８    乗員
２８Ａ    乗員の下肢
３０    アクティブニーボルスターの本体
３１    ＥＡ材（緩衝部材）
３２    アクティブニーボルスターのアクチュエータ（駆動装置）
【図１】
2004224079.tif 000003
【図２】
2004224079.tif 000004
【図３】
2004224079.tif 000005
【図４】
2004224079.tif 000006
【図５】
2004224079.tif 000007
【図６】
2004224079.tif 000008
【図７】
2004224079.tif 000009
【図８】
2004224079.tif 000010