(57)【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、
前記減速度検出手段の出力信号を受けてピストン部材を移動することで前記下肢拘束装置を格納位置から前記乗員の下肢方向へ作動させる駆動装置と、
前記ピストン部材の外周を囲繞すると共に、外周面が前記ピストン部材の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径した係合片と、該係合片を覆うと共に内部に前記遊端側と対応する大径部から前記基端側に向けて徐々に狭くなるテーパ部が形成されたケーシングと、を備え、前記乗員の下肢が前記下肢拘束装置を前記格納位置方向へ動かすと、前記係合片が前記テーパ部に移動して、前記ピストン部材の外周面に当接することで、前記下肢拘束装置を前記乗員の下肢に当接した下肢拘束位置に保持するワンウェイロック機構と、
を有することを特徴とする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る車両用乗員保護装置においては、車両の減速度が所定値を上回った場合に、車体側に可動支持された第１プロテクタ（アクティブニーボルスターともいう）と第２プロテクタ（アクティブニーボルスターともいう）を、第１アクチュエータと第２アクチュエータにより作動し、シートに着座した乗員の下肢を車両前方から支持すると共に、シートクッションの前部が後部から分離し車両前方へ移動する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】
特許第２６７９４０５号公報（第１図、第７図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、車両前突時に、ニーボルスターにおける乗員の下肢（膝部）を拘束する部位が、当接後に乗員下肢を拘束可能な大きな移動力で乗員下肢方向へ移動する。この結果、特に、体格が大きく下肢とニーボルスターとが接近している場合には、当接時の乗員下肢の保護を考慮すると前記移動力を低くする必要があるが、前記移動力を低くすると拘束力も低くなり、下肢拘束性能が低下する。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、乗員の体格に関係無く、乗員下肢の保護と下肢拘束性能を両立できる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、
前記減速度検出手段の出力信号を受けてピストン部材を移動することで前記下肢拘束装置を格納位置から前記乗員の下肢方向へ作動させる駆動装置と、
前記ピストン部材の外周を囲繞すると共に、外周面が前記ピストン部材の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径した係合片と、該係合片を覆うと共に内部に前記遊端側と対応する大径部から前記基端側に向けて徐々に狭くなるテーパ部が形成されたケーシングと、を備え、前記乗員の下肢が前記下肢拘束装置を前記格納位置方向へ動かすと、前記係合片が前記テーパ部に移動して、前記ピストン部材の外周面に当接することで、前記下肢拘束装置を前記乗員の下肢に当接した下肢拘束位置に保持するワンウェイロック機構と、
を有することを特徴とする。
【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ピストン部材を移動することで下肢拘束装置を格納位置から乗員の下肢方向へ作動させる。この際、乗員の下肢が下肢拘束装置に当接し、下肢拘束装置を格納位置方向へ動かすことでワンウェイロック機構が作動し、ピストン部材の外周を囲繞すると共に、外周面がピストン部材の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径した係合片が、係合片を覆うケーシングの内部に設けられた遊端側と対応する大径部から基端側に向けて徐々に狭くなるテーパ部に移動して、ピストン部材の外周面に当接する。これにより、下肢拘束位置に移動した下肢拘束装置が車両前方に戻ることがなく、乗員の下肢を拘束するための大きな下肢拘束力が発生するので、乗員の下肢を拘束できる。このため、乗員の体格が大きく下肢と下肢拘束装置とが接近している場合を考慮し、駆動装置による推力を低減できる。この結果、乗員の体格に関係無く、乗員下肢の保護と下肢拘束性能を両立できる。
【００１０】
【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一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１１】
なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を示す。
【００１２】
図４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。
【００１３】
車体１０のインストルメントパネル１８には、フロントシート（運転席）２０のシートクッション２２の斜め前方上側となる部位に、アクティブニーボルスター２４が配設されている。アクティブニーボルスター２４は、シート２０に着座した乗員２８の下肢（特に、膝部）２８Ａを車両前方斜め上側から拘束する本体３０と、本体３０を乗員２８の下肢２８Ａ側へ移動するアクチュエータ３２とで構成されている。
【００１４】
図３に示される如く、アクティブニーボルスター２４の本体３０は、乗員２８の左右の下肢２８Ａをそれぞれ保持するように左右一対あり、アクティブニーボルスター２４の本体３０における基部３３の乗員側面には、ウレタン等からなる緩衝部材としてのＥＡ材３５が配設されている。
【００１５】
図４に示される如く、アクティブニーボルスター２４の本体３０における、ＥＡ材３５の乗員側面には樹脂等からなる表皮３５Ａが配設されており、表皮３５Ａは、インストルメントパネル１８の一般面１８Ａの一部を構成している。
【００１６】
また、アクティブニーボルスター２４のアクチュエータ３２が作動すると、本体３０が基部３３の下部に車幅方向に沿って配設した車体側との連結軸３４を中心に図４に実線で示す格納位置から、乗員２８の下肢２８Ａ方向（図４の矢印Ａ方向）へ回転移動し、図４に二点鎖線で示す下肢拘束位置へ移動するようになっている。
【００１７】
図１に示される如く、アクティブニーボルスター２４のアクチュエータ３２は、動力発生装置３８と、動力発生装置３８の作動端近傍に配設されたワンウェイロック機構４０とを備えている。動力発生装置３８のピストン部材４２におけるピストンロッド４２Ａの遊端部（車体後方側端部）に取り付けられた軸４４が、アクティブニーボルスター２４の本体３０における基部３３に形成された軸受部４６に連結されている。
【００１８】
動力発生装置３８は、シリンダ５０と、シリンダ５０の内孔５０Ａ内に出没可能に受容されたピストン本体４２Ｂと、ピストン本体４２Ｂよりも基端側（車体前方側）に受容されたガス発生装置５２とを有しており、ガス発生装置５２は制御回路１４に接続されている。
【００１９】
ピストン本体４２Ｂとガス発生装置５２との間には弾性を有するシール部材５４及び圧縮コイルばね５６が介在しており、ピストン本体４２Ｂを作動方向（突出方向）に常に付勢している。なお、シール部材５４は軸線方向に弾性を有し、且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。
【００２０】
ガス発生装置５２は、基端側大径部５２Ａとガスが噴出する先端側小径部５２Ｂとを有し、その間の段部５２Ｃが弾性を有する環状のシール部材５４を介してシリンダ５０に形成された段部５０Ｂに当接し係合すると共に、シール部材５４の中央通孔を通って圧縮コイルばね５６の中央通孔に入り込んでいる。また、段部５２Ｃはシール部材５４を介して圧縮コイルばね５６のばね座をなしている。
【００２１】
ピストン本体４２Ｂは、内孔５０Ａの壁面にＯリング５８を介して接している。また、ピストン本体４２Ｂには、ピストンロッド４２Ａが軸線方向から当接し、これらピストン本体４２Ｂ及びピストンロッド４２Ａによりピストンが構成されている。ここで、ピストン本体４２Ｂとピストンロッド４２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４２Ａがシリンダ５０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。
【００２２】
動力発生装置３８の先端部（車体後方側部）にはワンウェイロック機構４０が設けられている。このワンウェイロック機構４０は、ピストン部材４２の外周を覆うように配設されたケーシング６２の内部に、ピストンロッド４２Ａの外周を囲繞する複数の係合片６４と、これら係合片６４をピストン部材４２の基端側、即ちシリンダ５０側に付勢するばね６６とを受容した構造となっている。
【００２３】
また、各係合片６４の外周面はピストン部材４２の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径していおり、ケーシング６２内は大径部６２Ａから徐々に狭くなるテーパ部６２Ｂとからなっている。
【００２４】
従って、図１の状態で各係合片６４はばね６６に付勢され、テーパ部６２Ｂに押圧されてピストン部材４２の外周面に当接しているが、図２に示される如く、ピストン部材４２が突出する方向（図２の矢印Ｂ方向）に移動する際には、ばね６６の付勢力に抗して各係合片６４もピストン部材４２が突出する方向に移動して大径部６２Ａに至りピストン部材４２から離れるため、ピストン部材４２は自由に動くようになっている。
【００２５】
逆に、ピストン部材４２を没入する方向（図２の矢印Ｃ方向）に動かすと、ばね６６の付勢力により各係合片６４がテーパ部６２Ｂに移動してピストン部材４２の外周面に当接して両者を固定するようになっている。
【００２６】
ここで、ピストンロッド４２Ａの外周面には環状の溝またはねじ溝４２Ｃが形成されており、各係合片６４の内周面にも上記溝４２Ｃに対応する環状の溝またはねじ溝４２Ｃが形成されている。従って、ピストン部材４２を没入する方向に動かす際に、各係合片６４の内周面とピストン部材４２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。
【００２７】
また、ワンウェイロック機構４０の先端部（車体後方側端部）には、ケーシング６２の蓋状をなす滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段６８が設けられており、滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段６８の中央部には、ピストンロッド４２Ａの溝４２Ｃが係合する環状の溝またはねじ溝が形成された開口６８Ａが形成されている。また、開口６８Ａの周囲には薄肉部６８Ｂが形成されている。
【００２８】
従って、通常時にピストン部材４２が突出する方向（図１の矢印Ｂ方向）に動こうとしても、開口６８Ａの内周面とピストン部材４２の外周面に形成した環状の溝またはねじ溝４２Ｃとが係合しているため、その位置を保持できるようになっている。一方、所定荷重よりも大きな荷重、即ちガス発生装置５２による推力が加わった場合は、薄肉部６８Ｂが破壊され、ピストン部材４２が突出する方向（図１の矢印Ｂ方向）へ移動できるようになっている。
【００２９】
また、本実施形態では、図４に示される如く、インストルメントパネル１８の上部１８Ｂ及びステアリングホイール９０に、助手席用及び運転席用のエアバッグ９２が配設されており（図４では運転席用のエアバッグのみを示している）、これらのエアバッグ９２を作動させるインフレータは、それぞれ制御回路１４に接続されている。なお、図４の符号９４はシートベルトを示している。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３１】
通常走行時には、アクティブニーボルスター２４のアクチュエータ３２におけるワンウェイロック機構４０に設けた滑り出し防止部材突出開始荷重規定手段６８の開口６８Ｂの内周面とピストン部材４２の外周面のねじ溝４２Ｃとが係合しているため、ピストン部材４２及びこれに連結しているアクティブニーボルスター２４の本体３０が不用意に動くことがなくその位置を保持している。
【００３２】
一方、車両が衝突した際には、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、減速度が所定値以上か否かを判定し、減速度が所定値以上と判定した場合には、制御回路１４は、アクティブニーボルスター２４のアクチュエータ３２を作動する。
【００３３】
即ち、アクチュエータ３２のガス発生装置５２にてガスが発生し、シリンダ５０の内圧が急激に高まることでピストン部材４２の突出方向（図１の矢印Ｂ方向）への推力が発生し、その荷重がピストン部材４２の遊端側、即ちピストンロッド４２Ａの遊端側で環状の溝またはねじ溝４２Ｃ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６８の開口６８Ａへ入力され、薄肉部６８Ｂを破壊して、ピストン部材４２の遊端側がシリンダ５０から瞬時に突出する。
【００３４】
この際、図２に示される如く、ワンウェイロック機構４０においては、ピストン部材４２が突出する方向（図２の矢印Ｂ方向）に移動する際に、ばね６６の付勢力に抗して各係合片６４もピストン部材４２が突出する方向に移動して大径部６２Ａに至りピストン部材４２から離れるため、ピストン部材４２は自由に動く。
【００３５】
この結果、ピストンロッド４２Ａの遊端部に軸４４を介して接続されたアクティブニーボルスター２４の本体３０が基部３３の下部に車幅方向に沿って配設した車体側との連結軸３４を中心に図４に実線で示す格納位置から、乗員２８の下肢２８Ａ方向（図４の矢印Ａ方向）へ回転移動し、乗員２８の下肢２８Ａを拘束する下肢拘束位置に達する。
【００３６】
その後、下肢拘束位置において、乗員２８の下肢２８Ａがアクティブニーボルスター２４の本体３０を、ピストン部材４２を没入する方向（図２の矢印Ｃ方向）に動かすと、ワンウェイロック機構４０においては、ばね６６の付勢力により各係合片６４がテーパ部６２Ｂに移動してピストン部材４２の外周面に当接して両者を固定する。
【００３７】
この結果、拘束位置に移動したアクティブニーボルスター２４の本体３０は車両前方に戻ることなく、乗員２８の下肢２８Ａを拘束するための大きな下肢拘束力が発生する。
【００３８】
即ち、本実施形態では、ワンウェイロック機構４０により、乗員２８の下肢２８Ａを拘束するための大きな下肢拘束力が発生するので、アクティブニーボルスター２４の本体３０における乗員２８の下肢２８Ａ方向への移動力、即ち、ガス発生装置５２による推力を低減できる。
【００３９】
従って、本実施形態では、乗員２８の体格が大きく下肢２８Ａとアクティブニーボルスター２４の本体３０とが接近している場合を考慮し、発生装置５２による推力を低減できる。このため、本実施形態では、乗員２８の体格に関係無く、乗員下肢の保護と下肢拘束性能を両立できる。
【００４０】
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、上記実施形態では、左右両方にワンウェイロック機構４０を設け、乗員２８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ワンウェイロック機構４０は左右一方のアクチュエータ３２のみに配設しても良い。
【００４４】
また、動力発生装置３８を左右両方のアクチュエータ３２に設ければ、１つの動力発生装置３８を小型化でき、装置が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左右一方のアクチュエータ３２のみに動力発生装置３８を配設しても良い。
【００４５】
また、上記実施形態では、本発明の車両用乗員保護装置を運転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助手席用等の他の車両用乗員保護装置にも適用可能である。
【００４６】
【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、減速度検出手段の出力信号を受けてピストン部材を移動することで下肢拘束装置を格納位置から乗員の下肢方向へ作動させる駆動装置と、ピストン部材の外周を囲繞すると共に、外周面がピストン部材の遊端側から基端側に向けて徐々に縮径した係合片と、係合片を覆うと共に内部に遊端側と対応する大径部から基端側に向けて徐々に狭くなるテーパ部が形成されたケーシングと、を備え、乗員の下肢が下肢拘束装置を格納位置方向へ動かすと、係合片がテーパ部に移動して、ピストン部材の外周面に当接することで、下肢拘束装置を乗員の下肢に当接した下肢拘束位置に保持するワンウェイロック機構と、を有するため、乗員の体格に関係無く、乗員下肢の保護と下肢拘束性能を両立できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る車両用乗員保護装置の要部を示す側断面図である。
【図２】  本発明の一実施形態に係る車両用乗員保護装置の作動状態を示す側断面図である。
【図３】  本発明の一実施形態に係る車両用乗員保護装置を示す車両斜め前方から見た斜視図である。
【図４】  本発明の一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。
【符号の説明】
１２    加速度センサ（減速度検出手段）
１４    制御回路
２４    アクティブニーボルスター（下肢拘束装置）
３０    アクティブニーボルスターの本体
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）
３８    動力発生装置
４０    ワンウェイロック機構
５２    ガス発生装置
７０    ボールワンウェイロック機構
【図１】
0004141284.tif 000002
【図２】
0004141284.tif 000003
【図３】
0004141284.tif 000004
【図４】
0004141284.tif 000005