(57)【要約】【課題】マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）等の小型のインフレータを使用可能とし、装置全体のコスト低減に寄与する構造を提供すること。【解決手段】本発明に係る腰部拘束装置は、衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段と；前記シートの着座部（以下、「シートクッション」と称する）下部に圧縮状態で収容され、前記膨張ガスにより上方に向かって膨張展開する膨張手段と；前記シートクッションの下部に配置され、前記膨張手段の展開によって前記シートクッションを押し上げるフレーム部材とを備える。ここで、前記フレーム部材は、アルミニウム製または鉄製の板状材を素材として、その断面が概略コの字状に成形される。そして、前記フレーム部材の上昇によって、乗員の前方移動を拘束することを特徴とする。【選択図】図１
2009119897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内のシートに着座した乗員の腰部を拘束する腰部拘束装置において、
衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段と；
前記シートの着座部（以下、「シートクッション」と称する）下部に圧縮状態で収容され、前記膨張ガスにより上方に向かって膨張展開する膨張手段と；
前記シートクッションの下部に配置され、前記膨張手段の展開によって前記シートクッションを押し上げるフレーム部材とを備え、
前記フレーム部材は、アルミニウム製または鉄製の板状材を素材として、その断面が概略コの字状に成形され、
前記フレーム部材の上昇によって、乗員の前方移動を拘束することを特徴とする腰部拘束装置。
【請求項２】
前記フレーム部材は、開放部分が車両前方側を向いた「コの字状」に成形され、
前記フレーム部材の開放部分側の端部２ケ所に連結された回転軸が設けられ、
前記フレーム部材は、前記回転軸との連結部を支点として前記開放部分と反対側の辺が上昇する構造であることを特徴とする請求項１に記載の腰部拘束装置。
【請求項３】
前記回転軸は、前記フレーム部材との連結部の外形寸法を大きくした段付形状部を有し、
前記フレーム部材の前記連結部は前記回転軸の段付形状部と係合するＣ字状端部を有し、
スプリングピンを用いて前記段付形状部とＣ字状端部とを連結することを特徴とする請求項２に記載の腰部拘束装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突など衝撃発生時に乗員の腰部を拘束する乗員拘束装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が前方衝突した場合、乗員は、慣性により前方へ移動しようとする。乗員がシートベルトを着用しているときは、シートベルト装置の肩ベルトや腰ベルトの拘束作用によって、乗員の前方への移動がある程度抑えられる。これを更に確実なものとするために、車両が前方衝突によって急減速した場合に、瞬時にシートクッションの前端部を上昇させて、乗員の前方移動を制限する技術を適用した腰部拘束装置が提案されている。例えば、下記特許文献１に開示された腰部拘束装置においては、インフレータにおいて発生されるガスによって金属製のバッグを膨張展開させている。そして、膨張展開した金属製のバッグがシートクッションの前端部を押し上げることにより、乗員の腰部（骨盤）の前方移動を拘束している。
【特許文献１】特開２００５−２９７５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示された装置においては、金属製のバッグ自体で乗員を拘束させるために、容量（火薬量）の大きなエアバッグが必要となり、コストが高くなっていた。また、大容量のエアバッグにより、装置自体も大型化してしまい、シート下部の限られた空間における収容性に問題があった。
【０００４】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）等の小型のインフレータの使用を可能とし、装置全体のコスト低減に寄与する構造を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、腰部拘束装置の小型化に寄与する構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、車両内のシートに着座した乗員の腰部を拘束する腰部拘束装置において、衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段と；前記シートの着座部（以下、「シートクッション」と称する）下部に圧縮状態で収容され、前記膨張ガスにより上方に向かって膨張展開する膨張手段と；前記シートクッションの下部に配置され、前記膨張手段の展開によって前記シートクッションを押し上げるフレーム部材とを備える。ここで、前記フレーム部材は、アルミニウム製または鉄製の板状材を素材として、その断面が概略コの字状に成形される。そして、前記フレーム部材の上昇によって、乗員の前方移動を拘束することを特徴とする。
【０００７】
前記膨張手段として金属製ベローズを採用することができる。また、ガス供給手段としては、周知の小型インフレータであるＭＧＧ（マイクロガスジェネレータ）等を使用することができる。
【０００８】
フレーム部材は、開放部分が車両前方側を向いた「コの字状」に成形されるが、「Ｕ字状」とすることもできる。フレームの前方（車両進行方向）が開放し、その反対側の辺が閉じており、閉じた辺に対応する部分が乗員の骨盤からの圧力を受け、吸収可能な構造とする。
【０００９】
上述のように、「コの字」状とは、Ｕ字状、円弧状を含み、基本的には１本の棒状フレームを屈曲させて２つの端部を形成した形状を意味する。ただし、「コの字」の開放部分の辺を閉じた矩形とし、閉じた辺を回転軸とする構造を採用することも可能である。この場合、回転軸となる辺は、直接的には乗員からの負荷、圧力を吸収しない。
【発明の効果】
【００１０】
上述したように、本発明においては、コの字状に成形されたフレーム部材を膨張手段の膨張によって上昇させて、乗員の骨盤付近を拘束する構成であるため、膨張手段を小型にすることができ、当該膨張手段に膨張ガスを供給するガス供給手段として小型のもの（例えば、火薬量が少ないもの）を使用することが可能となる。また、フレーム部材の開放部分と反対側の辺が乗員の骨盤付近に位置するように構成されているため、当該閉じた辺に対応する部分が乗員の骨盤からの圧力を受けたときに、フレーム部材自体が変形し、衝撃を吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に係る腰部拘束装置２１の構造及び、車両シート(シートクッション省略)の下部における配置を示す平面図である。図２は、実施例に係る腰部拘束装置２１の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、正常状態(装置非作動時)を示す。図３は、実施例に係る腰部拘束装置２１の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、衝撃発生時の状態(装置作動時)を示す。
【００１２】
本実施例に係る腰部拘束装置２１は、車両内のシートに着座した乗員Ｍの腰部を拘束するものであり、衝撃発生時に膨張ガスを供給するガス供給手段としてのインフレータ(ＭＧＧ)２７と、シートの着座部１７(以下、「シートクッション」と称する)下部に圧縮状態で収容され、インフレータ２７から放出される膨張ガスによって上方に膨張展開する金属製バッグ(メタルベローズ)２４と、シートクッション１７の下部に配置され、金属製バッグ２４の膨張展開によって上方に移動し、シートクッション１７を押し上げて乗員Ｍの骨盤付近を拘束するフレーム部材２２と、更には、ガス膨張手段としてのインフレータ(ＭＧＧ)２７と上方に膨張展開する金属製バッグ(メタルベローズ)２４と乗員Ｍの骨盤付近を拘束するフレーム部材２２を、保持するための分割された保持部材（回転軸２９と下部ブラケット２５）を備えている。本図では、保持部材（回転軸２９と下部ブラケット２５）を分割しているが、一体的に構成しても問題はない。ここで、フレーム部材２２は、開放部分が車両前方側を向いたコの字状に成形され、前記開放部分と反対側の辺が前記乗員Ｍの骨盤付近に位置するように構成されている。
【００１３】
金属製バッグ(メタルベローズ)２４は、長円や楕円又は円筒状に成形され、収容時には蛇腹状に圧縮される構造である。この金属製の長円や楕円又は円筒状バッグは、一般にメタルベローズと呼ばれるもので、このメタルベローズ２４は、通常のメタルベローズに使用される金属材料や金属板等で、成形されている。本発明の場合の金属製バッグ(メタルベローズ)２４は、外形寸法φ４０〜１００ｍｍ、膨張展開時の長さ寸法１００〜１５０ｍｍのステンレス製とし、その板厚は０．２〜０．４ｍｍの範囲内が最適であることが解っている。その膨張展開時のメタルベローズ２４の内圧は、２．０ＭＰａ以上であることも解っている。
【００１４】
フレーム部材２２は、車両前方への外力によって変形することにより、乗員Ｍへの衝撃を吸収する構造であり、例えば、塑性変形が容易なアルミニウム製または鉄製の板状部材を素材として、その断面が概略コの字状にプレス加工により、成形されているものとすることができる。
【００１５】
図１〜図３に示すように、シートパン１５は右側シートフレーム１２と左側シートフレーム１３とに取り付けられている。また、シートクッション１７の底部はシートパン１５により全面的に指示されている。本実施例に係る腰部拘束装置２１は、シートフレーム１２，１３の前側(車両前方側)に配置される。左右のシートフレーム１２，１３は、前方においてシートパン１５を上下に高さ調整するその機構を図示しないハイトアジャスター機構用回転軸２９、または、図示しない前部フレーム部材（フロントクロスメンバ）で、後方において後部フレーム部材(リアクロスメンバ)１４に連結されている。
【００１６】
本実施例の保持部材（回転軸２９と下部ブラケット２５）を分割した場合の腰部拘束装置２１は、シートパン１５の前端部に形成された切欠き部分または凹まし部分（金属製バッグ(メタルベローズ)２４の部位は、切欠きが必要）に配置され、当該シートパン１５に干渉することなく作動するようになっている。すなわち、シートパン１５における切欠き部分(くりぬき部分) または凹まし部分（金属製バッグ(メタルベローズ)２４の部位は、切欠きが必要）は、腰部拘束装置２１の動作に影響が出ない大きさ及び形状に加工される。腰部拘束装置２１は、シートパン１５の前方においてフレーム部材２２は、前述のハイトアジャスター機構用回転軸２９に、ガス供給手段としてのインフレータ(ＭＧＧ)２７と金属製バッグ(メタルベローズ)２４を保持する下部ブラケット２５に組み込んだ状態で、シートフレーム１２，１３を跨ぐように配置され、当該シートフレーム１２，１３の上部又は後部に直接固定される。また、図示しない保持部材（回転軸２９と下部ブラケット２５）を一体的にした場合の腰部拘束装置２１は、シートパン１５の前方においてシートフレーム１２，１３を跨ぐように配置され、当該シートフレーム１２，１３の上部又は後部に直接固定される。
【００１７】
シートパン１５は、図１に示すように、金属製の所定の厚さを持った板状部材が、例えば、一体的に凹形状に加工されている。更に、強度を向上させるために、部分的に凹凸形状をした複数の出っ張りを設けて、座面用シートクッション１７を下から覆うように配置される。シートパン１５は、シートフレーム１２，１３に対してボルトなどにより固定され、座面用シートクッション１７は、シートパン１５に対して、屈曲させた折込形状にして引っ掛けて、また、一部に引っ掛け部品を縫製して該引っ掛け部品をシートパン１５に、該穴あけした部分に合わせて、引っ掛けて固定している。シートパン１５上面側に固定された座面用シートクッション１７は、乗員Ｍの体重によって変形し、全体が下に凸となるように撓み、これによって乗員の快適性(座り心地の向上)を図っている。
【００１８】
本実施例に係る腰部拘束装置２１においては、インフレータ２７から放出される高温の膨張ガスにより金属製バッグ２４が斜め上方に向かって膨張展開し、フレーム部材２２が回転軸２９を支点として回転(スイング)させる構造である。図２に示すように、膨張展開する前の状態では、金属製バッグ２４はコンパクトにシートクッション１７の下部に収容される。一方、図３に示すように、インフレータ２７の作動により金属製バッグ２４が膨張展開すると、フレーム部材２２が上昇し、シートクッション１７が盛り上がり乗員Ｍの腰部(骨盤)を拘束する。
【００１９】
図４は、実施例に係る腰部拘束装置２１の構造を示す分解斜視図である。図５は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の構造を示す部分断面図であり、正常状態(装置非作動時)を示す。図６は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の構造を示す部分断面図であり、衝撃発生時の状態(装置作動時)を示す。図７は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の構造を示す部分断面図であり、正常状態(装置非作動時)から衝撃発生時の状態(装置作動時)までの動作を連続的に示す。
【００２０】
図４において、下部ブラケット２５は、左右方向の側部を固定ボルト３３によってシートフレーム１２，１３に固定される。なお、図４において、下部ブラケット２５の左側部分は分解状態、右側部分は組立て状態で示している。下部ブラケット２５の上面のほぼ中央部には、金属製バッグ２４が収納されるため、全体的に凹部２５ｂが設けられている。また、凹部２５ｂの中央部には、インフレータ２７を保持する円筒状のインフレータケース２６を組み込むための貫通穴２５ｃが形成されている。図５に示すように、インフレータ２７を収容したインフレータケース２６は、金属製バッグ２４の底面にねじ込まれ、キャップ２８によって固定される。
【００２１】
金属製バッグ２４の上部には、図４、図５に示すように、天板２３ｂが設けてあり、２本の固定ボルト３５によってフレーム部材２２を介して後方より、また、左右各々の固定ボルト３４によってフレーム部材２２、足３０を介して各側方より、スライド軸３１に締付けて固定される。金属製バッグ２４の上部に相当する天板２３ｂには、ベローズ受皿２３ｃが一体的に設けてある。
【００２２】
足３０は、フレーム部材２２の回転軸２９に沿ったＲ形状部を持った先端をＬ字に曲げてあり、下部ブラケット２５に設けた足用穴２５ａを通し、前述のスライド軸３１に勘合して固定している。すなわち、フレーム部材２２が上方に回転軸２９を中心とする回転移動量を、規制して金属製バッグ２４がベローズ受皿２３ｃからの飛出し防止することができる。
【００２３】
前記固定部の天板２３ｂには、図４の２３ｄに示す前後方向の長穴が設けてある。これはフレーム部材２２が、車両前方への外力によって変形する場合、天板２３ｂにより抑えることなく変形させて、乗員Ｍへの衝撃を吸収するための長穴２３ｄである。
【００２４】
図５に示すように、金属製バッグ２４の上部は、凸半円球形状２４ａとし、ベローズ受皿２３ｃは、下側に凹半円球形状２３ｂと一定の隙間を確保した状態で、正常状態(装置非作動時)を維持している。
【００２５】
図６は、金属製バッグ２４がインフレータ２７の膨張ガスの流れ２７ａにより、膨張展開した衝撃発生時の状態(装置作動時)を示す。
【００２６】
図７は、前述の図５から図６までの過渡的な凸半円球形状２４ａと、ベローズ受皿２３ｃの金属製バッグ接触点の軌跡２４ｆを、回転軸２９に対して、外側が接触して正常状態(装置非作動時)から衝撃発生時の状態(装置作動時)まで移動する。つまり、インフレータ２７の膨張ガスによる膨張展開しようとする回転軸２９に対してのモーメントが、外側が接触して移動するため効率良くフレーム部材２２に伝達することができる。また、ベローズ受皿２３ｃの下側の凹半円球形状２３ｂの端部には、金属製バッグ接触点の軌跡２４ｆを考慮して、金属製バッグ２４の上部の凸半円球形状２４ａが飛出し防止するための、内側に屈折したフランジ部が全周に設けてある。このようにすることにより、金属製バッグ２４は、直線的に膨張展開させることができ、
【００２７】
金属製バッグ２４の上部の凸半円球形状２４ａは、ベローズ受皿２３ｃの凹半円球形状２３ｂから飛出し防止することもできる。
【００２８】
図８、図９は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の組立を示す斜視図である。図１０は、実施例に係る腰部拘束装置２１の要部の構造を示す部分断面図である。
【００２９】
図８において、フレーム部材２２は、開放部分が車両前方側を向いたコの字状に成形された端部が、回転軸２９に設けられた左右２ケ所のフレーム部材固定部２９ａに固定される。図１０に、前述の端部の形状を示すように、回転軸２９の外形寸法に合わせたフレーム部材切欠き寸法２２ｅが、また、フレーム部材固定部２９ａの外形寸法に合わせた断面が概略コの字状にプレス加工された両側には、スプリングピン３２の外形寸法に合わせ、更に、フレーム部材２２の回転角度に合わせた長穴を設けている。
【００３０】
図８に示すように、いずれか一方の（図８では、左側を示す）フレーム部材２２の端部をフレーム部材固定部２９ａに合わせ、組込動作２２ａから組込動作２２ｂと組込作業し、次に、他方の（図８では、右側を示す）フレーム部材２２の端部をフレーム部材固定部２９ａに合わせ、組込動作２２ｃ（この作業は、フレーム部材２２の弾性変形を利用して、外側に変形させて作業する）から組込動作２２ｄと組込作業する。
【００３１】
その後、図９に示すように、スプリングピン３２により前述の長穴とフレーム部材固定部２９ａに穴あけされている貫通穴に合わせて、挿入して固定する。この時、スプリングピン３２とフレーム部材固定部２９ａに穴あけされている貫通穴は、圧入する寸法となっているため、挿入後は、スプリングピン３２が外力により外れることはない。
【００３２】
また、図１０に示すように、スプリングピン３２が固定されていて、前述の長穴の範囲内をフレーム部材２２が、回転する。つまり、フレーム部材切欠き位置(正常状態)２２ｆからフレーム部材切欠き位置(膨張展開状態)２２ｇの範囲内をフレーム部材２２が、回転するためスプリングピン３２と前述の長穴の端面を強制的に干渉させることによる回転の範囲を、前記、足３０を設置する目的と同一的に、制御することもできる。
【００３３】
車両の正面衝突などが発生した場合には、図示しない周知のセンサーによって異常事態を検出し、インフレータ２７を作動させる。インフレータ２７の作動により発生した高圧ガスが金属製バッグ２４内部に放出されると、図２及び図５の状態から、図３及び図６に示す状態に遷移する。すなわち、金属製バッグ２４が展開膨張ガスにより斜め上方に膨張展開する。すると、図３に示すように、天板２３によって金属製バッグ２４に連結されたフレーム部材２２が、左右２ケ所の回転軸２９を支点として回転(回転、スイング)して立ち上がる。これにより、シートクッション１７の前方部分が盛り上がり、乗員Ｍの前方移動を拘束する。この時、乗員Ｍの骨盤Ｍａからの負荷がフレーム部材２２の後側に加わり、変形することにより乗員Ｍへの衝撃を吸収又は緩和する。
【００３４】
上述した実施例においては、フレーム部材２２は角部や前方端部が屈曲した形状となっているが、図１１に示すフレーム部材１２２のようにコの字状とすることができる。また、図１２及び図１３に示すフレーム部材２２２及び３２２のように角部や前方端部が屈曲した形状とすることもできる。つまり、フレーム部材２２の開放部分と反対側の辺が、乗員Ｍの骨盤付近に設置できれば問題はない。なお、表現の仕方及び角部の屈曲具合によっては、Ｕの字状ということもできる。
【００３５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において変更可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る腰部拘束装置の構造及び、車両シート（シートクッション省略）の下部における配置を示す平面図である。
【図２】図２は、実施例に係る腰部拘束装置の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、正常状態（装置非作動時）を示す。
【図３】図３は、実施例に係る腰部拘束装置の構造及び、車両シート内部における配置を示す側面図であり、衝撃発生時の状態（装置作動時）を示す。
【図４】図４は、実施例に係る腰部拘束装置の構造を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の構造を示す部分断面図であり、正常状態（装置非作動時）を示す。
【図６】図６は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の構造を示す部分断面図であり、衝撃発生時（装置作動時）を示す。
【図７】図７は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の構造を示す部分断面図であり、衝撃発生時（装置作動時）を示す。
【図８】図８は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の組立を示す斜視図である。
【図９】図９は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の組立を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、実施例に係る腰部拘束装置の要部の構造を示す部分断面図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る腰部拘束装置に採用可能なフレーム部材の他の例を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明に係る腰部拘束装置に採用可能なフレーム部材の他の例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明に係る腰部拘束装置に採用可能なフレーム部材の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
２１    腰部拘束装置
２２，１２２，２２２、３２２    フレーム部材
２２ｃ、２２２ｃ    切欠き
２３    天板
２４    メタルベローズ
２７    インフレータ（ＭＧＧ）
２９    回転軸
【図１】
2009119897.tif 000003
【図２】
2009119897.tif 000004
【図３】
2009119897.tif 000005
【図４】
2009119897.tif 000006
【図５】
2009119897.tif 000007
【図６】
2009119897.tif 000008
【図７】
2009119897.tif 000009
【図８】
2009119897.tif 000010
【図９】
2009119897.tif 000011
【図１０】
2009119897.tif 000012
【図１１】
2009119897.tif 000013
【図１２】
2009119897.tif 000014
【図１３】
2009119897.tif 000015