JP2009045963A - 乗員の安全確保装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サブマリン現象防止用の乗員の安全確保装置の提供。
【解決手段】 シート１の着座部２に配置されており、着座部２を部分的に上方に突き出すことができる可動部20と、シート１の内部に収容されており、可動部20を動かす駆動部を有している。前記駆動部は、車両に搭載されたプリクラッシュセンサと、前記センサに接続されたコントロールユニットからの電気信号を受け、電気的な駆動手段（モーターと歯車の組み合わせ等）により、可動部20を上方に突き出し、サブマリン現象を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の走行時、シートベルをした乗員が衝突又は急激な減速に伴う衝撃を受けたときに乗員を保護するための乗員の安全確保装置に関する。

車両運転中に衝突等で衝撃が発生した場合、乗員の着座姿勢（シートに浅く座っている場合や、シートの背もたれを倒している場合等）によっては、乗員がシートベルトをすり抜けて前方へ滑り出してしまい、シートベルトによる拘束が解除乃至低下してしまう結果、十分な乗員の保護がなされない現象（一般に「サブマリン現象」と称されている）が起こることがある。

特許文献１には、ガス発生装置を動力源とする、このようなサブマリン現象を防止する技術が開示されている。
特開２０００−２７２４４６号公報

特許文献１の発明は、ガス発生装置を動力源とするものであるため、迅速性の点では優れているが、１回の使用のみで、再使用することはできない。よって、衝突に至らないまでも急激な減速が生じた結果、サブマリン現象が生じるような場合に作動した場合、その後の衝突時は作動できないことなる。また、衝突時のみ作動させ、衝突に至らないまでも急激な減速時には作動させないとすると、乗員の保護の点で十分とはいえない。

本発明は、サブマリン現象を抑制するように、迅速にかつ原則として繰り返し起動することができる乗員の安全確保装置を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、課題の解決手段として、
車両の走行時において、衝突又は急激な減速に伴う衝撃がシートベルトをしている乗員に対して加えられることで、前記シートベルトによる乗員の拘束能力が低下したときに乗員の安全を確保するための装置であり、
車両シートの着座部に配置されており、前記着座部を上下動させることができる可動部と、
車両シートの内部に収容されており、前記可動部を上下動させることができる駆動部とを有しており、
前記駆動部が、車両に搭載されたセンサと前記センサに接続されたコントロールユニットからの電気信号を受け、電気的な駆動手段により、前記可動部を上下動させるものであり、
前記センサとして少なくともプリクラッシュセンサを備えている、乗員の安全確保装置を提供する。

本発明の乗員の安全確保装置は、衝突前又は急激な減速が生じたとき、電気的な駆動手段により、シートの着座部の全体又は部分を上下動させることで、シートベルトによる乗員の拘束能力が低下することを防止して、乗員の保護性能を維持するためのものである。ここでいう着座部の全体を上下動させるとは、着座部の前方が高くなり、後方が低くなるように全体を傾斜させることであり、着座部を部分的に上下動させるとは、着座部の一部（好ましくは着座部の長さ方向中央部よりも前の部分）を上方に突き出させること、着座部の一部（好ましくは着座部の長さ方向中央部よりも後の部分）を下方に凹ませること、又はそれらの両方の組み合わせである。

本発明で用いる電気的な駆動手段としては、モーターと、１又は２以上の歯車やカムの組み合わせを利用するもの、ソレノイドを利用するもの、モーターと、てこ、ベルト、チェーン等を利用するものを挙げることができる。

本発明の乗員の安全確保装置は、電気を動力源とするものであるため、特許文献１の発明のようにガス発生装置を動力源とするものとは異なり、原則として（つまり、衝突により車両自体が使用不可能になった場合を除いて）何度でも作動させることができる。

一方、本発明の乗員の安全確保装置は、電気を動力源とするものであるため、ガス発生装置を動力源とするものに比べると、迅速性の点で劣る。しかし、その点は、プリクラッシュセンサ（接近センサ）及びコントロールユニットと組み合わせることにより、解消されている。

つまり、特許文献１の発明では、車両が衝突してから装置を作動させるが、本願発明の装置は、プリクラッシュセンサにより、他の車両、建築物、ブロック塀、電柱等の障害物の異常接近を検知して、その情報を受けたコントロールユニットからの指示により、車両が衝突する前の段階で装置を作動させるものである。このようにして、迅速性を補うことで、乗員の保護性能を高めている。

また、本発明の装置では、プリクラッシュセンサ以外のセンサとも組み合わせることにより、衝突に至らないまでも乗員が急ブレーキをかけることに伴う急激な減速に対応してサブマリン現象を抑制できる点で、特許文献１の発明よりも優れている。他のセンサは、車両の異常走行を検知するセンサであり、例えば、急激な減速による速度変化を検知するセンサのほか、急激な方向転換による乗員の乗車姿勢の変化を検知するセンサ、これらに類するセンサを挙げることができる。

請求項２の発明は、課題の他の解決手段として、前記可動部が、車両シートの着座部の前端部に設けられており、衝突又は急激な減速に伴う衝撃がシートベルトをしている乗員に対して加えられたとき、前端部側を上方に突き出すものである、請求項１記載の乗員の安全確保装置を提供する。

着座部の前端部を上方に突き出すことにより、サブマリン現象を抑制し、乗員がシートベルトをすり抜けることが防止される。

請求項３の発明は、課題の他の解決手段として、前記可動部が、車両シートの着座部の後端部に設けられており、衝突又は急激な減速に伴う衝撃がシートベルトをしている乗員に対して加えられたとき、後端部側を下方に凹ませるものである、請求項１記載の乗員の安全確保装置を提供する。

着座部の後端部を下方に凹ませることにより、サブマリン現象を抑制し、乗員がシートベルトをすり抜けることが防止される。

請求項４の発明は、課題の他の解決手段として、前記センサとして、車両の走行時、車両が衝突対象物に急接近していることを感知するためのプリクラッシュセンサのほか、車両の走行時、急ブレーキをかけたときの急激な減速を感知するための加速度センサ又は減速センサを備えている、請求項１〜３のいずれか１項記載の乗員の安全確保装置を提供する。

各種センサと組み合わせることにより、衝突以外の原因によるサブマリン現象を抑制して乗員の保護性能を高めることができる。

本発明の乗員の安全確保装置は、電気的手段により駆動するものであるため、原則として繰り返し使用可能である。

（１）図１、図２の乗員の安全確保装置
図１は、本発明の一実施形態の安全確保装置を備えたシートの斜視図であるが、着座部は表面材（クッション材やカバー等）を取り除いて内部が見えるように図示している（但し、内部構造は部分的に略している）。図２（ａ）は、図１の縦方向の部分断面図（作動前）であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の作動後を示す図である。

シート１は、着座部２と背もたれ部３とを有しており、着座部２に乗員の安全確保装置が設置されている。

着座部２の内部には、２つの側面側のフレーム１０、２０と、１つの後部側のフレーム３０が設置されており、それぞれが４本のフレーム材で形成されている。

フレーム１０は、フレーム材１１〜１４の４本のフレーム材を有しており、対向するフレーム２０は、フレーム材２１〜２４の４本のフレーム材を有している。フレーム材１３とフレーム材２３は、後部側のフレーム３０のフレーム材としても使用されている。

可動部４０は、乗員の着座面に面した位置にある本体部４１と、本体部４１の一端部側に形成された取付部４２、取付部４２から下方に延ばされた棒状の入切手段４３を有している。可動部４０は、取付部４２において、ピン４４でフレーム材１４の先端部に回転可能に取り付けられている。本体部４１の両端側は、それぞれフレーム材１１、２１の上端部に当接された状態で支持されている。なお、図２には示されていないが、可動部４０の幅方向（着座部２の幅方向）反対側も同様な取り付け構造であり、フレーム材２４の先端部において回転可能に取り付けられている。

駆動部は、ラック５１と、ラック５１の歯と噛み合わされるように配置されたピニオン５４とを有している。ラック５１は、可動部４０の本体部４１にボルト５２で固定されており、リテーナ５３により、ピニオン５４側に押し付けられるように支持されている。ピニオン５４は、電動モーター５５に接続されている。電動モーター５５は、図示していない電源（車両のバッテリ）とコントロールユニットに接続されている。

また、図２には示されていないが、着座部２の幅方向反対側においても同様なラックとピニオンからなる組み合わせ（駆動部は、ラックとピニオンの２つの組み合わせとなる）が取り付けられている。なお、駆動部としてラックとピニオンの１つの組み合わせのみを用いることもでき、その場合には、可動部４０の本体部４１の幅方向中央部にラックとピニオンの組み合わせを設置することが望ましい。

駆動部は、図２に示す側と幅方向反対側で、それぞれ別の電動モーターを使用してもよいし、ラックとピニオンに加えて、他の各種歯車（例えば、ウォームとそれに合うウォームホィールを組み合わせたウォームギヤ）を組み合わせてもよい。

フレーム材１２には、スイッチフレーム６０が取り付けられており、スイッチフレーム６０には、入りスイッチ６１と切りスイッチ６２が取り付けられている。図２（ａ）に示すとおり、作動前には、可動部４０の入切手段４３の先端が入りスイッチ６１と接触した状態にある。なお、スイッチは、図２に示す側のほか、反対側にも設けてもよいが、一方の側のみでよい。

次に、図１、図２により、本発明の乗員の安全確保装置を車両に搭載したときの動作について説明する。車両は、プリクラッシュセンサ（接近センサ）と加速度センサを有し、更にコントロールユニットを有しているものである。

車両の走行時、他の車両等の障害物に異常接近したとき、それを検知したプリクラッシュセンサからの信号がコントロールユニットに伝えられる。そして、コントロールユニットでは、前記信号を処理して、必要と認識したときには、障害物との衝突前の段階で本発明の乗員の安全確保装置を作動させる。

図１、図２（ａ）に示すとおり、作動前には、本体部４１の先端はフレーム材１１とフレーム材２１の上端部に当接された状態にあり、入切手段４３は入りスイッチ６１と接触した状態にある。

そして、図２（ｂ）に示すとおり、コントロールユニットからの作動電流を受け、電動モーター５５が作動して回転運動することでピニオン５４が回転し、ピニオン５４の回転を受けて、ラック５１が上方に移動する。そして、本体部４１は、ピン４４を中心として回転しながら押し上げられて行く。このとき、着座部２を覆うカバー２ａは伸縮性が良いため、本体部４１の回転運動を妨げることはない。

ラック５１が所定位置まで上方に移動したとき、入切手段４３は切りスイッチ６２に接触して、電動モーター５５への電流の供給が遮断され、電動モーター５５が停止される。

このような動作の結果、着座部２は図２（ｂ）に示すような状態になるため、サブマリン現象の発生が防止される。そして、本発明の乗員の保護装置は、プリクラッシュセンサにより、車両が衝突する前の時点で作動するため、その後に車両が衝突した場合であっても、十分な乗員の保護ができる。

また、本発明の乗員の保護装置は、加速度センサも利用することにより、急ブレーキをかけることに伴う急激な減速時においても、上記と同様な動作をすることで、サブマリン現象の発生を防止できる。なお、本発明の乗員の保護装置と共に、公知のシートベルトリトラクタ７１（例えば、特開２００４−３４８８７号公報）を作動させ、シートベルト７０により乗員を拘束することで、より乗員の保護性能が高められる。

なお、図２（ｂ）の状態になった後で車両が正常に走行可能なときには、電動モータ５５が逆に回転して図２（ａ）の状態に戻り、次の衝突や減速に備えることができる。

（２）図３の乗員の安全確保装置
図３、図４により、図１とは別実施形態の乗員の安全確保装置を説明する。図３（ａ）は、乗員の安全確保装置を備えたシートの縦方向の断面図（作動前）であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の作動後の状態を示す図である。なお、図３では、一面側のみ図示されているが、幅方向の反対側も同様の構造である。図４は、図３に示した可動部１４０の斜視図である。

着座部２の内部には、３つのフレーム（図１と同様に１つのフレームは４本のフレーム材から構成されている）が配置されているが、図１に示すフレーム構造とは異なり、着座部２の前方側に図１で示すフレーム３０に相当するフレームが配置されている。

図３では、図１に示すフレーム材１１に相当するフレーム材１１１、フレーム材１２に相当するフレーム材１１２、フレーム材１３に相当するフレーム材１１３、フレーム材１４に相当するフレーム材１１４が示されている。

可動部１４０は、図４に示すように、着座部２の幅方向両端側に配置された、中間部分がほぼ直角に曲げられた金属製の板材からなる第１傾斜形成板１４０ａ、第２傾斜形成板１４０ｂと、それらの間に架け渡された着座支持部１４７を有している。

図３に示すように、可動部１４０は、第１傾斜形成板１４０ａの一端部１４１側において、フレーム材１１４の取付部１０１に対してピン１０２により回転可能に接続されている。第２傾斜形成板１４０ｂも一端部１４４側において、同様にしてフレーム材に取り付けられている。

第１傾斜形成板１４０ａの他端部１４２側には、第１傾斜形成板１４０ａの傾斜状態を制御するための制御孔１４３が形成されており、第２傾斜形成板１４０ｂの他端部１４５側には、第２傾斜形成板１４０ｂの傾斜状態を制御するための制御孔１４６が形成されている。

可動部１４０の他端部１４２の周面は、フレーム材１１２の上に設けられた半円形状の板材からなる第１ストッパ部材１５５の周面に当接されている。フレーム材１１２の上には、更に第１ストッパ部材１５５から所定間隔をおいて半円形状の板材からなる第２ストッパ部材１５６が設けられている。

可動部１４０の他端部１４２側の厚みと、第１ストッパ部材１５５と第２ストッパ部材１５６の厚みは同程度であるか、第１ストッパ部材１５５と第２ストッパ部材１５６の厚みの方が大きくなるように設定されている。また、他端部１４２と接触する第１ストッパ部材１５５の周面には、前記他端部１４２が入り込むことができる程度の溝を形成し、前記溝に他端部１４２が移動自在に嵌め込まれていてもよい。

第１ストッパ部材１５５と第２ストッパ部材１５６の間隔とそれぞれのフレーム材１１２からの高さは、図３（ｂ）に示すように他端部１４２が第１ストッパ部材１５５と第２ストッパ部材１５６の間に嵌り込むことができるように設定されている。

駆動部は、ラック１５０と、ラック１５０の歯と噛み合わされるように配置されたピニオン１６１と、ピニオン１６１と順に噛み合わされた歯車１６２、歯車１６３、歯車１６４を有しており、歯車１６４が図示していない電動モーターに接続されている。電動モーターは、図示していない電源（車両のバッテリ）とコントロールユニットに接続されている。

ラック１５０は、一端側の表面に固定ピン１５１が突設されており、固定ピン１５１は、第１傾斜形成板１４０ａの制御孔１４３に嵌め込まれている。固定ピン１５１の頂面は制御孔１４３から突き出されているため、固定ピン１５１が制御孔１４３から外れることはない。固定ピン１５１の直径は、制御孔１４３の幅よりも僅かに小さくなっている。

駆動部は、図３に示す側と着座部２の幅方向反対側で、それぞれ別の電動モーターを使用してもよいし、図示した以外の他の各種歯車、カム等を組み合わせてもよい。

次に、図３により、本発明の乗員の安全確保装置を車両に搭載したときの動作について説明する。車両は、プリクラッシュセンサ（接近センサ）と加速度センサを有し、更にコントロールユニットを有しているものである。

車両の走行時、他の車両等の障害物に異常接近したとき、それを検知したプリクラッシュセンサからの信号がコントロールユニットに伝えられる。そして、コントロールユニットでは、前記信号を処理して、必要と認識したときには、衝突前に本発明の乗員の安全確保装置を作動させる。

図３（ａ）に示すとおり、作動前には、第１傾斜形成板１４０ａの他端部１４２の周面は第１ストッパ部材１５５の周面に当接された状態にあり、同様に第２傾斜形成板１４０ｂの他端部１４５の周面はストッパ部材の周面に当接された状態にあり、第１傾斜形成板１４０ａと第２傾斜形成板１４０ｂに架け渡された着座支持部１４７により、乗員の臀部が支持されている。

そして、図３（ａ）に示すとおり、コントロールユニットからの作動電流を受け、電動モーターが作動して回転運動することで歯車１６４〜１６２、ピニオン１６１が順に回転していき、ピニオン１６１の回転を受けて、ラック１５０が図中の矢印方向に移動する。このとき、移動するラック１５０の固定ピン１５１により、制御孔１４３の部分で引っ張られて第１傾斜形成板１４０ａの他端部１４２が図中の矢印方向に移動する。このとき、第２傾斜形成板１４０ｂの他端部１４５も同様に引っ張られて移動する。

その後、図３（ｂ）に示すように、第１傾斜形成板１４０ａの他端部１４２が第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６の間に嵌り込むことで、ラック１５０の移動が停止される。このとき、第２傾斜形成板１４０ｂの他端部１４５も同様にして２つのストッパ間に嵌り込む。なお、この時点で電動モーターへの電流の供給が遮断され、電動モーターが停止されるようにしてもよい。

そして、第１傾斜形成板１４０ａと第２傾斜形成板１４０ｂが傾くことにより、着座支持部１４７も傾くため、乗員の臀部があるシート２が凹んで図３（ｂ）に示す状態になり、サブマリン現象の発生が防止される。そして、本発明の乗員の保護装置は、プリクラッシュセンサにより、車両が衝突する前の時点で作動するため、その後に車両が衝突した場合であっても、十分な乗員の保護ができる。

また、本発明の乗員の保護装置は、加速度センサも利用することにより、急ブレーキをかけることに伴う急激な減速時においても、上記と同様な動作をすることで、サブマリン現象の発生を防止できる。

なお、図３（ｂ）の状態になった後で車両が正常に走行可能なときには、電動モータが逆に回転して図３（ａ）の状態に戻り、次の衝突や減速に備えることができる。

本発明の乗員の安全確保装置を取り付ける車両シートの斜視図。 （ａ）は、作動前の本発明の乗員の安全確保装置、（ｂ）は、作動後の本発明の乗員の安全確保装置を示す断面図。 （ａ）は、作動前の本発明の別実施形態である乗員の安全確保装置、（ｂ）は、作動後の本発明の別実施形態である乗員の安全確保装置を示す断面図。 図３の可動部１４０の斜視図である。

符号の説明

１ シート
２ 着座部
３ 背もたれ部
１０、２０、３０ フレーム
４０ 可動部
４１ 本体部
４２ 取付部
４３ 入切手段
４４ ピン
５１ ラック
５４ ピニオン
５５ 電動モーター
６１ 入りスイッチ
６２ 切りスイッチ

Claims (4)

1. 車両の走行時において、衝突又は急激な減速に伴う衝撃がシートベルトをしている乗員に対して加えられることで、前記シートベルトによる乗員の拘束能力が低下したときに乗員の安全を確保するための装置であり、
   車両シートの着座部に配置されており、前記着座部を上下動させることができる可動部と、
   車両シートの内部に収容されており、前記可動部を上下動させることができる駆動部とを有しており、
   前記駆動部が、車両に搭載されたセンサと前記センサに接続されたコントロールユニットからの電気信号を受け、電気的な駆動手段により、前記可動部を上下動させるものであり、
   前記センサとして少なくともプリクラッシュセンサを備えている、乗員の安全確保装置。
2. 前記可動部が、車両シートの着座部の前端部に設けられており、衝突又は急激な減速に伴う衝撃がシートベルトをしている乗員に対して加えられたとき、前端部側を上方に突き出すものである、請求項１記載の乗員の安全確保装置。
3. 前記可動部が、車両シートの着座部の後端部に設けられており、衝突又は急激な減速に伴う衝撃がシートベルトをしている乗員に対して加えられたとき、後端部側を下方に凹ませるものである、請求項１記載の乗員の安全確保装置。
4. 前記センサとして、車両の走行時、車両が衝突対象物に急接近していることを感知するためのプリクラッシュセンサのほか、車両の走行時、急ブレーキをかけたときの急激な減速を感知するための加速度センサ又は減速センサを備えている、請求項１〜３のいずれか１項記載の乗員の安全確保装置。

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