JP3460633B2 - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、３点式シートベル
トを利用した車両用乗員保護装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】車両、特に自動車においては、乗員保護
のためにシートベルトによって乗員をシートに拘束する
ことが行われており、一般には３点式シートベルトが多
く用いられている。３点式シートベルトは、基本的に、
車体に連結されたリトラクタから引き出されたシートベ
ルトの先端部がシートの左右一方側において車体に連結
され、前記シートベルトの中間部に取付けられた第１係
合部（タング）がシートの左右他方側において車体に連
結された第２係合部（バックル）に着脱自在に係合され
るようになっている。このような３点式シートベルトに
おいて、リトラクタから引き出されたシートベルトは、
第２係合部に係合する第１係合部を境として、乗員の肩
部を主に拘束するショルダ部と、乗員の腰部を主に拘束
するラップ部とに区別することができる。 【０００３】衝突に関連して乗員を効果的に保護するた
めに、プリテンショナによってシートベルトを強制的に
引張することが提案されている。特開平６ー２８６５８
１号公報には、衝突予知時に第１プリテンショナによっ
てシートベルトを引張する一方、実際に衝突が生じたと
きは、第２プリテンショナによって、第１プリテンショ
ナによる引張力よりも大きな引張力でもってシートベル
トを引張するものが開示されている。上記公報記載のも
のでは、第１プリテンショナが前記第２係合部を引張す
るように設定され、第２プリテンショナがリトラクタに
設けられたものとなっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前記公報記載のもので
は、衝突予知時には、第２係合部を介してシートベルト
が引張される結果、シートベルトのショルダ部とラップ
部とが共に引張されることになる。しかしながら、衝突
予知時にラップ部が引張されるということは、乗員の腰
部がシートバック側に強くひきよせられる傾向となり、
衝突回避のためにアクセルペダルやブレーキペダルの操
作性を十分に確保するという点において改善の余地があ
る。また、衝突予知時には、ラップ部が強く乗員腰部を
押圧する傾向が強いのみであり、衝突予知の警告という
点において改善の余地がある。 【０００５】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、その目的は、衝突時での乗員拘束を強固に
行いつつ、衝突予知時において、運転者によるアクセル
ペダルやブレーキペダルの良好な操作性の確保と、衝突
の危険性があることの十分な警告とを共に満足できるよ
うにした車両用乗員保護装置を提供することにある。 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあっては、次のような解決手法を採択して
ある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記
載のように、車体に連結されたリトラクタから引き出さ
れたシートベルトの先端部がシートの左右一方側におい
て車体に連結され、前記シートベルトの中間部に取付け
られた第１係合部がシートの左右他方側において車体に
連結された第２係合部に着脱自在に係合される３点式シ
ートベルト装置を備えた車両用乗員保護装置において、
衝突予知時に作動され、前記シートベルトに引張力を付
与する第１プリテンショナと、衝突時に作動され、前記
第１プリテンショナよりも大きい張力でもって前記シー
トベルトに引張力を付与する第２プリテンショナと、を
備え、前記第１プリテンショナは、前記シートベルトの
うち前記第１係合部よりも前記リトラクタ側にあるショ
ルダ部を該リトラクタ側に引張するように設定され、前
記第２プリテンショナは、前記第２係合部側から、前記
第１係合部を介して前記シートベルトを引張するように
設定され、前記第１プリテンショナは、複数回作動可能
とされ、前記第２プリテンショナは、複数回の作動が不
能とされ、前記第１プリテンショナが電動式とされ、前
記第２プリテンショナが火薬式とされ、前記第１プリテ
ンショナは、前記リトラクタの巻取り軸に対して作用す
るように設定され、前記第２プリテンショナは、前記第
２係合部の車体への連結部分に設けられて、該第２係合
部を引張するように設定され、前記第２プリテンショナ
が作動するとき、前記リトラクタの巻取り軸に対して作
用して前記シートベルトが該リトラクタから引き出され
るのを防止するロック手段が設けられ、前記第２プリテ
ンショナが作動した後において、前記シートベルトを、
該第２プリテンショナ側から前記第２係合部側に引き戻
されるのを防止するロック部材が設けられ、さらには、
前記第１、第２プリテンショナの作動条件として、乗員
の着座状態検出するべく、乗員検出センサが備えられて
いる構成としてある。 【０００６】 【発明の効果】請求項１によれば、衝突予知時には、第
１プリテンショナは、主にシートベルトのショルダ部を
引張することになり、乗員肩部をシートバックに押しつ
ける作用となって、つまり、シートバックから離間して
いることが多い乗員肩部がシートバックへ向けて変位さ
れることとなって、衝突予知の警告効果を高めることが
できる。また、第１プリテンショナからはシートベルト
のラップ部がさほど強く引張されないので、乗員のアク
セルペダルやブレーキペダに対する姿勢位置が大きく変
更されることが防止あるいは抑制され、衝突回避のため
の良好なペダル操作性を確保することができる。勿論、
衝突時には、第２プリテンショナによって大きな引張力
でもってシートベルトのショルダ部およびラップ部が共
に十分に引張されて、乗員をシートに対して十分に拘束
することができる。以上に加えて、第１プリテンショナ
と第２プリテンショナとは、互いに隔置された配置関係
となるので、互いに近接配置する場合に比して、車両搭
載性の上でも好ましいものとなる。 【０００７】また、衝突予知は誤判定し易いものである
が、衝突予知の誤判定をしてしまっても、その後の正常
な衝突予知のときに第１プリテンショナを作動させるこ
とができる。また、第２プリテンショナは、１回限りの
作動のみが許容されるが、その分大きな引張力を発生さ
せるものを選択することができる。請求項３によれば、
各プリテンショナの具体的な作動方式が提供される。請
求項４によれば、第２プリテンショナによってシートベ
ルトが大きな引張力で引っ張られるときに、シートベル
トのリトラクタからの繰り出しを確実に防止して、第２
プリテンショナを利用した乗員拘束を確実に行うことが
できる。 【０００８】さらに、第２プリテンショナによるシート
ベルトの引張部分を極力長く確保して、乗員のより効果
的な拘束の上で好ましいものにできると共に、リトラク
タ付近にロック手段および第１プリテンショナを集中配
置することができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】図１、図２において、１は運転席
シートであり、そのシートクッションが符号２で、シー
トバックが符号３で、ヘッドレストが符号４で示され
る。シート１に着座された乗員Ｊによって操作されるス
テアリングハンドルが符号５で示され、このハンドル５
にはエアバッグ装置６が装備されている。 【００１０】シート１用の３点式シートベルト装置１０
は、シートベルト１１を巻き取るためのリトラクタ１２
を有し、このリトラクタ１２は、シートクッション２の
右後方の低い位置において車体（実施形態ではＢピラ
ー）に固定されてる。リトラクタ１２から引き出された
シートベルト１１は、その先端部が、シートクッション
２の直右方の低い位置において、固定具１３を利用して
車体（実施形態ではフロアパネル）に固定されている。
シートクッション２の直左方の低い位置には、固定ボッ
クス１４が車体（実施形態ではフロアパネル）に固定さ
れ、この固定ボックス１４に、バックル１５が後述のよ
うに連結されている。 【００１１】シート１の右方の高い位置のうち、通常使
用状態にあるシートバック４よりも若干後方位置におい
て、ガイド部材１６が車体（実施形態ではＢピラー）に
固定されている。リトラクタ１２から引き出されたシー
トベルト１１は、一旦上方へ向けて伸びて、ガイド部材
１６をスライド自在に挿通された後、その先端部が前述
のように車体に固定されている。シートベルト１１の中
間部分、より具体的にはガイド部材１６と固定具１３と
の間の部分には、タング１７がスライド自在に保持され
ている。このタング１７は、前述したバックル１５に対
して係脱自在に係合される。このタング１７は第１係合
部を構成するものであり、バックル１５は第２係合部を
構成するものである。 【００１２】シート１に着座されている乗員Ｊの前方に
シートベルト１１を位置させた状態で、タング１７をバ
ックル１５に係合させることにより、図１、図２に示す
ように乗員Ｊがシート１に拘束される。すなわち、シー
トベルト１１を介して乗員Ｊは、リトラクタ１２、固定
具１３、バックル１５（固定ボックス１４）の３点によ
ってシート１つまり車体に拘束された状態となる。この
ように、リトラクタ１２が車体への第１の連結部とな
り、固定具１３が車体への第２の連結部となり、バック
ル１５が車体への第３の連結部となる。シートベルト１
１によって乗員Ｊが拘束されているとき、シートベルト
１１のうち、タング１７（バックル１５）からガイド部
材１６に渡る部分が乗員Ｊの肩部から胸部を主として拘
束するショルダ部１１ａとなり、タング１７から固定具
１３に渡る部分が乗員Ｊの腰部を主として拘束するラッ
プ部１１ｂとなる。 【００１３】リトラクタ１２には、第１プリテンショナ
（プリテンショナ装置）およびロック手段が装備されて
おり、以下リテーナ１２部分の詳細について図3、図４
を参照しつつ説明する。まず、リテーナ１２のうち車体
への固定部分となるケースが符号２１で示され、このケ
ース２１に回転自在に保持されたシートベルト１１用の
巻き取り軸の軸線が符号２２で示される。ケース２１の
一側方には、ぜんまいばねを利用したばね機構２３が装
備され、このばね機構２３によって、シートベルト１１
を巻き取るための付勢力が巻き取り軸線２２（巻き取り
軸）に対して付与されている。 【００１４】ケース２１の後方、つまりシートベルト１
１の引き出し位置とは反対側には、電動式のモータ２４
が固定されている。このモータ２４は、小さい引張力を
発生する第１プリテンショナ用となるもので、電磁式の
クラッチ２５、減速機２６を介して巻き取り軸線２２に
連結されている。ケース１１のうち、ばね機構２３とは
反対側において、ロック手段２７が取付けられている。
このロック手段２７は、既知のように、シートベルト１
１が所定以上の大きな速度でもって引張されたとき、つ
まり巻き取り軸線２２が所定回転速度以上でもってシー
トベルト引き出し方向に回転されたときに、巻き取り軸
線２２の回転をロックして、シートベルト１１の引き出
しをロックする作用を行う。ただし、実施形態では、ロ
ック手段２７は、駆動源としての電気式モータが別途装
備されていて、所定の作動信号を受けたときに、強制的
にロックを行うようにされている。 【００１５】次に、図５、図６を参照しつつ、バックル
１５の車体への取付部分の詳細について、ここに装備さ
れた第２プリテンショナをも含めて説明する。まず、前
述した固定ボックス１４は、車体に固定された細長状の
ケース３１を有する。ケース３１内には、ピストン３２
が摺動自在に嵌挿されて、該ピストン３２には、連結ケ
ーブル３３の一端が固定されている。連結ケーブル３３
は、ケース３１外へ延在されて、その先端にはバックル
１５が連結されている。ケース３１内には、インフレー
タ３４が配設されている。このインフレータ３４は、火
薬式とされて、作動信号が付与されたときに起爆され
て、大きなガス圧をケース３１内に発生させる。インフ
レータ３４は、大きな引張力発生用の第２プリテンショ
ナの主要構成要素となる。 【００１６】インフレータ３４を起爆させさせさことに
より発生するガス圧を受けたピストン３２は、図５の状
態から図６の状態へと変位されて、連結ケーブル３３つ
まりバックル１５を大きな引張力でもって引張する。イ
ンフレータ３４の起爆に起因して生じるピストン３２の
引張力は、前述した第１プリテンショナとしてのモータ
２４によるシートベルト１１の引張力よりも十分に大き
いものとされている。ケース３１内には、偏心カムを利
用したロック部材３５が、取付軸３６を中心として回転
自在に配設されている。ロック部材３５は、連結ケーブ
ル３３が折れ曲がる位置に配設されて、図６のインフレ
ータ３４作動後状態では、ロック部材３５の周面に形成
されたロック爪部３５ａが連結ケーブル３３に作用し
て、連結ケーブル３３がケース３１から引き出されるの
をロックする。 【００１７】図７は、制御系統を示すものであり、図中
Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成された制御
ユニットである。この制御ユニットＵには、各種センサ
等Ｓ１〜Ｓ５からの信号が入力される。センサＳ１は、
Ｇセンサであり、衝突を検出する（前突、後突の検出
用）。センサＳ２は、前突予知センサであり、前突の予
知を行う。この前突予知センサＳ２は、例えば車両前方
の障害物を検出するレーダを利用して構成されて、この
レーダによって検出された例えば障害物までの距離と相
対速度とから、衝突する可能性が高いか否かが制御ユニ
ットＵによって判定される。センサＳ３は、後突予知セ
ンサであり、後突の予知を行う。この後突予知センサＳ
３は、例えば車両後方の障害物を検出するレーダを利用
して構成されて、このレーダによって検出された例えば
障害物までの距離と相対速度とから、衝突する可能性が
高いか否かが制御ユニットＵによって判定される。 【００１８】センサＳ４は、シート１に乗員Ｊが着座し
ているか否かを検出する乗員検出センサであり、例えば
シート１のシートクッション２に装備されて、乗員が着
座されたときに作動される感圧式のスイッチによって構
成される。スイッチＳ５は、乗員Ｊがシートベルト１１
をきちんと装備しているか否かを検出するスイッチであ
り、例えばバックル１５に装備されて、タング１７をバ
ックル１５にきちんと係合させたときにＯＮとされる。 【００１９】制御ユニットＵによって制御させる機器と
しては、各プリテンショナ（モータ２４、インフレータ
３４）、エアバッグ６、シートベルトクランプとしての
ロック手段２７（に装備されたモータ）の他、ランプ、
ブザー等からなる警報器４１（音による警報が好まし
い）、ヘッドレスト駆動モータ４２が含まれる。ヘッド
レスト駆動モータ４２は、ヘッドレスト４を前方つまり
乗員Ｊの頭部に接近する方向に駆動するためのものであ
る。より具体的には、例えばヘッドレスト４が所定分前
方へ向けて変位可能としてシートバック３に取付けら
れ、例えばシートバック３に設けたモータ４２によっ
て、ヘッドレスト４が前方へ駆動される。また、ヘッド
レスト４のうち、乗員Ｊの頭部が接触される所定部分が
他の部分に対して分割構成とされて、モータ４２を駆動
して上記所定部分が前方へ駆動されるようにすることも
できる。 【００２０】制御ユニットＵによる制御の概要は次のと
おりである。まず、前突が検出されたときは、エアバッ
グ６が作動されると共に、ロック手段２７によるシート
ベルト１１の引き出しがロックされた状態でインフレー
タ３４が起爆されて、大きな引張力でもって乗員Ｊがシ
ート１に拘束される。後突が検出されたときは、ヘッド
レスト４が前方へ向けて所定分変位された後、前突のと
きと同じように、ロック手段２７によるシートベルト１
１の引き出しがロックされた状態でインフレータ３４が
起爆されて、大きな引張力でもって乗員Ｊがシート１に
拘束される。前突あるいは後突が予知されたときは、警
報器４１が作動された後、モータ２４が作動されて、小
さい引張力でもってシートベルト１１が引張される。モ
ータ２４によるシートベルト１１の引張は、乗員Ｊの肩
部を後方（シートバック３）へ向けて押圧する作用とな
り、衝突予知の効果がきわめて高いものとなる。 【００２１】次に、上述した制御ユニットＵによる制御
の詳細について、図８、図９に示すフローチャートを参
照しつつ説明するが、以下の説明でＱはステップを示
す。まず、図８のＱ１において、乗員検出センサＳ４の
出力が読み込まれた後、Ｑ２において、当該センサＳ４
の出力状態に基づいて、シート１に乗員が着座している
か否かが判別される。Ｑ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ
３において、ＧセンサＳ１からの信号が読み込まれた
後、Ｑ４において、当該ＧセンサＳ１の出力に基づい
て、前突が発生したか否かが判別される。 【００２２】Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、まずＱ５に
おいて、エアバッグ装置６が作動される。次いで、Ｑ６
において、シートベルトスイッチＳ５の作動状態が読み
込まれた後、Ｑ７において、当該スイッチＳ５の作動状
態に基づいて、シートベルト１１が装着されているか否
かが判別される。このＱ７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ
８において、ロック手段２７を作動させてシートベルト
１１のリトラクタ１２からの引き出しを阻止（クラン
プ）した後、Ｑ９において、インフレータ３４が作動さ
れて、バックル１５が大きい引張力でもって引張され
る。これにより、乗員Ｊは、シートベルト１１のショル
ダ部１１ａおよびラップ部１１ｂが共に引張されて（図
１の波線状態参照）、しっかりとシート１に拘束される
ことになる。 【００２３】前記Ｑ４の判別でＮＯのときは、Ｑ１０に
おいて、後突が検出されたか否かが判別される。このＱ
１０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１１において、むち打
ち防止のためにモータ４２を作動させてヘッドレスト４
を前方へ移動させた後、Ｑ６以降の処理がなされる。前
記Ｑ７の判別でＮＯのときは、Ｑ８、Ｑ９の処理を得る
ことなくそのまま終了される。 【００２４】Ｑ２の判別でＮＯのとき、あるいはＱ１０
の判別でＮＯのときは、それぞれ、図９のＱ２１へ移行
する。Ｑ２１では、前突予知センサＳ２からの出力が読
み込まれた後、Ｑ２２において、当該センサＳ２の出力
に基づいて、前突の可能性が大きいか否かが判別され
る。このＱ２２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２３におい
て、警報器４１が作動された後、Ｑ２４において、モー
タ２４が作動されて、シートベルト１１が小さい引張力
でもって引張される（図２の波線状態参照）。モータ２
４によるシートベルト１１の引張は、主として、ショル
ダ部１１ａの引張となり、これにより、乗員Ｊの肩部が
シートバック３へ押しつけられる作用となり、衝突予知
が乗員Ｊに対して効果的に行われることになる。 【００２５】前記Ｑ２２の判別でＮＯのときは、Ｑ２５
において、後突予知センサＳ３からの出力が読み込まれ
た後、Ｑ２６において、当該センサＳ３の出力に基づい
て、後突の可能性が大きいか否かが判別される。このＱ
２６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２３以降の処理が行わ
れる。Ｑ２６の判別でＮＯのときは、Ｑ２７において、
モータ２４の作動解除を行った後、リターンされる。 【００２６】以上実施形態について説明したが、本発明
はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むもので
ある。運転席シート以外のシートにも同様に適用し得
る。第１プリテンショナの駆動源としては、モータ２４
の代わりに、流体式シリンダを利用する等、適宜選択で
きる。また、第２プリテンショナの駆動源としては、イ
ンフレータ３４の代わりに、流体式（特に大きな引張力
確保のために油圧式）シリンダを利用する等、適宜選択
できる。シートベルト１１のリトラクタ１２からの引き
出しを防止するロック手段２７は、リトラクタ１１付近
に装備すること、つまり実施形態で示すようにリトラク
タ１２そのものに装備したりあるいはその直近に装備す
るのが好ましいが、リトラクタ１２から大きく離間させ
て設けることもできる（例えばガイド部材１６付近）。
シートベルト１１側にバックル１５を設ける一方、車体
側にタング１７を設けるようにすることもできる。勿
論、着脱自在な係合が可能であれば、バックルとタング
以外の係合部材を用いることができる。 【００２７】フローチャートに示す各ステップ（ステッ
プ群）あるいはセンサやスイッチ等の各種部材は、その
機能の上位表現に手段の名称を付して表現することがで
きる。また、各ステップ（ステップ群）の機能は、制御
ユニット内に構成された制御部（機能部）の機能として
表現することもできる。本発明の目的は、明記されたも
のに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現
されたものを提供することをも暗黙的に含むものであ
る。さらに、本発明は、方法として表現することも可能
である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態を示すもので、第２プリテ
ンショナによってシートベルトが引張される様子を合わ
せて示す斜視図。 【図２】本発明の一実施形態を示すもので、第１プリテ
ンショナによってシートベルトが引張される様子を合わ
せて示す斜視図。 【図３】リトラクタ付近の詳細を示す平面図。 【図４】図３の側面図。 【図５】第２プリテンショナ部分の一例を示す側面断面
図。 【図６】図５の状態から第２プリテンショナが作動した
後の状態を示す側面断面図。 【図７】制御系統の一例を示す図。 【図８】制御例を示すフローチャート。 【図９】制御例を示すフローチャート。 【符号の説明】 １：シート ２：シートクッション ３：シートバック ４：ヘッドレスト ６：エアバッグ装置 １０：シートベルト装置 １１：シートベルト１１ １１ａ：ショルダ部 １１ｂ：ラップ部 １２：リトラクタ（第１連結部） １３：固定具（第２連結部） １４：固定ボックス（第３連結部で、第２プリテンショ
ナ） １５：バックル（第２係合部） １６：ガイド部材 １７：タング（第１係合部） ２４：モータ（第１プリテンショナの駆動源） ２７：ロック手段 ３２：ピストン ３３：連結ケーブル ３４：インフレータ（第２プリテンショナの駆動源） Ｊ：乗員 Ｕ：制御ユニット

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 車体に連結されたリトラクタから引き出
   されたシートベルトの先端部がシートの左右一方側にお
   いて車体に連結され、前記シートベルトの中間部に取付
   けられた第１係合部がシートの左右他方側において車体
   に連結された第２係合部に着脱自在に係合される３点式
   シートベルト装置を備えた車両用乗員保護装置におい
   て、 衝突予知時に作動され、前記シートベルトに引張力を付
   与する第１プリテンショナと、 衝突時に作動され、前記第１プリテンショナよりも大き
   い張力でもって前記シートベルトに引張力を付与する第
   ２プリテンショナと、 を備え、前記第１プリテンショナは、前記シートベルト
   のうち前記第１係合部よりも前記リトラクタ側にあるシ
   ョルダ部を該リトラクタ側に引張するように設定され、 前記第２プリテンショナは、前記第２係合部側から、前
   記第１係合部を介して前記シートベルトを引張するよう
   に設定され、 前記第１プリテンショナは、複数回作動可能とされ、 前記第２プリテンショナは、複数回の作動が不能とさ
   れ、 前記第１プリテンショナが電動式とされ、 前記第２プリテンショナが火薬式とされ、 前記第１プリテンショナは、前記リトラクタの巻取り軸
   に対して作用するように設定され、 前記第２プリテンショナは、前記第２係合部の車体への
   連結部分に設けられて、該第２係合部を引張するように
   設定され、 前記第２プリテンショナが作動するとき、前記リトラク
   タの巻取り軸に対して作用して前記シートベルトが該リ
   トラクタから引き出されるのを防止するロック手段が設
   けられ、 前記第２プリテンショナが作動した後において、前記シ
   ートベルトを、該第２プリテンショナ側から前記第２係
   合部側に引き戻されるのを防止するロック部材が設けら
   れ、 さらには、前記第１、第２プリテンショナの作動条件と
   して、乗員の着座状態検出するべく、乗員検出センサが
   備えられている、 ことを特徴とする車両用乗員保護装置。