特開 2024-72965 乗員保護装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072965

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】乗員保護装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/045 20060101AFI20240522BHJP

   B60R 21/0134 20060101ALI20240522BHJP

   B60R 21/0136 20060101ALI20240522BHJP

   B60R 21/08 20060101ALI20240522BHJP

   B60R 21/206 20110101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

B60R21/045 330

B60R21/0134 311

B60R21/0136 310

B60R21/0134 314

B60R21/0134 312

B60R21/08 N

B60R21/206

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183889

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076473

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 昭夫

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 瞳

(72)【発明者】

【氏名】三浦 渉

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 利仁

(72)【発明者】

【氏名】増田 泰士

【テーマコード（参考）】

3D054

【Ｆターム（参考）】

3D054AA02

3D054AA08

3D054AA14

3D054BB10

3D054BB12

3D054BB13

3D054DD13

3D054EE14

3D054FF16

(57)【要約】

【課題】乗員と保護部との当接タイミングの遅延を抑制するとともに、乗員保護装置の交換性の向上を図ることができる乗員保護装置を提供する。
【解決手段】乗員保護装置５０は、乗員Ｍの膝部ＭＫを受け止めて乗員Ｍを保護する保護ユニット５１と、運転席９０の前方の待機位置と、待機位置よりも後方で運転席９０と近接した位置である繰り出し位置とに保護ユニット５１を移動させる移動機構５２であって、車両１によって衝突の予備検知が行われた際に待機位置から繰り出し位置に保護ユニット５１を移動させる移動機構５２と、を備え、保護ユニット５１は、車両１によって予備検知が行われた後、車両１の衝突が検知された際に繰り出し位置から後方に繰り出し、乗員Ｍの膝部ＭＫを受け止めて乗員Ｍを保護し、移動機構５２から着脱して交換可能に構成されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のシートに着座する乗員を保護するための乗員保護装置において、
前記乗員の下肢を受け止めて前記乗員を保護する保護部と、
前記シートの前方の待機位置と、前記待機位置よりも後方で前記シートと近接した位置である繰り出し位置とに前記保護部を移動させる移動部であって、前記車両によって衝突の予備検知が行われた際に前記待機位置から前記繰り出し位置に前記保護部を移動させる移動部と、
を備え、
前記保護部は、
前記車両によって前記予備検知が行われた後、前記車両の衝突が検知された際に前記繰り出し位置から後方に繰り出し、前記乗員の下肢を受け止めて前記乗員を保護し、
前記移動部から着脱して交換可能に構成されていることを特徴とする乗員保護装置。

【請求項2】

前記移動部は、前記車両によって前記予備検知が行われた後、前記車両の衝突が検知されずに所定の時間が経過した場合、前記繰り出し位置から前記待機位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。

【請求項3】

前記保護部は、
インフレーターと、
前記インフレーターから供給された膨張用ガスによって膨張するエアバッグと、
を備え、
前記車両によって前記予備検知が行われた後、前記車両の衝突が検知された場合、前記エアバッグの膨張によって後方に繰り出すことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。

【請求項4】

前記保護部は、
前記移動部に固定される固定部材と、
前記固定部材の後方に前記固定部材と間隔を空けて配置され、前記乗員に当接する当接部材と、
前記固定部材に一端部が連結され、前記当接部材に他端部が連結された連結部材と、
前記当接部材を後方に向かって押圧する押圧部材と、
を備え、
前記車両によって予備検知が行われた後、前記車両の衝突が検知された場合、前記当接部材が前記押圧部材に押圧されることによって前記連結部材とともに後方に繰り出すことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。

【請求項5】

前記保護部は、前記移動部に対してネジ部材の締結によって取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項6】

前記保護部は、前記移動部に設けられた被係合部に対して係合する係合部を備え、
前記係合部が前記被係合部に係合することにより前記保護部が前記移動部に装着され、前記係合部の前記被係合部に対する係合が解除されることにより前記保護部が前記移動部から取り外されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項7】

前記乗員保護装置は、前記車両のインストルメントパネルに設けられ、前記保護部によって前記車両の前座席に着座する前記乗員の下肢を受け止めて保護することを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のシートに着座する乗員の下肢を受け止めて乗員を保護する乗員保護装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、特許文献１に記載の構成のように、乗員保護装置として、車両のシートの前方に設けられ、車両の衝突時に後方に繰り出してシートに着座する乗員の下肢を受け止めて乗員を保護する構成が知られている。特許文献１に記載の乗員保護装置は、乗員の下肢を受け止めるエアバッグ（保護部）と、エアバッグを保持し、車両の衝突が検知された後、エアバッグの膨張前に乗員に向かって後方に移動し、エアバッグの膨張時に開裂してエアバッグを繰り出させる移動部を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１１２０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の構成では、車両の衝突が検知されたタイミングで移動部の後方への移動が開始される。このため、シートが後方側に移動されている場合など、乗員保護装置の搭載位置とシートとの間の距離が離れている場合、乗員と保護部の当接タイミングが遅延して乗員を的確に保護できないおそれがある。

【0005】

また、特許文献１に記載の構成では、エアバッグが移動部から繰り出す際に、移動部が開裂する。従って、乗員保護装置の使用後に移動部とエアバッグの両方を交換する必要があることから、乗員保護装置の交換作業の複雑化や交換費用の高額化を招来するおそれがある。

【0006】

そこで本発明は、乗員と保護部との当接タイミングの遅延を抑制するとともに、乗員保護装置の交換性の向上を図ることができる乗員保護装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための本発明に係る乗員保護装置の代表的な構成は、車両のシートに着座する乗員を保護するための乗員保護装置において、前記乗員の下肢を受け止めて前記乗員を保護する保護部と、前記シートの前方の待機位置と、前記待機位置よりも後方で前記シートと近接した位置である繰り出し位置とに前記保護部を移動させる移動部であって、前記車両によって衝突の予備検知が行われた際に前記待機位置から前記繰り出し位置に前記保護部を移動させる移動部と、を備え、前記保護部は、前記車両によって前記予備検知が行われた後、前記車両の衝突が検知された際に前記繰り出し位置から後方に繰り出し、前記乗員の下肢を受け止めて前記乗員を保護し、前記移動部から着脱して交換可能に構成されていることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、乗員保護装置において、乗員と保護部との当接タイミングの遅延を抑制するとともに、乗員保護装置の交換性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る乗員保護装置を搭載した車両の運転席の周囲を左側から見た図である。

【図2】運転席から前方を見た図である。

【図3】乗員保護装置の断面概略図である。

【図4】車両の衝突の予備検知が行われた際の乗員保護装置の断面概略図である。

【図5】車両の衝突が検知された際の乗員保護装置の断面概略図である。

【図6】車両の衝突が検知された際の運転席の周囲を左側から見た図である。

【図7】乗員保護装置の保護ユニットの交換時の様子を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、まず本発明の一実施形態に係る乗員保護装置５０の全体構成について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、左右方向は、乗員保護装置５０を搭載した車両１の左方向と右方向、具体的には運転席９０に着座する乗員Ｍから見た左方向と右方向を意味する。前後方向は、車両１の前方向と後方向、具体的には運転席９０に着座する乗員Ｍから見た前方向と後方向を意味する。上下方向は、鉛直方向の上方向と下方向を意味する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0011】

図１は、本実施形態に係る乗員保護装置５０を搭載した車両１の運転席９０の周囲を左側から見た図である。図２は、運転席９０から前方を見た図である。図１、図２に示す様に、乗員保護装置５０は、車両１の前座席である運転席９０（シート）の前方のインストルメントパネル（以下、「インパネ」と言う。）１２の下部に搭載されている。具体的には、インパネ１２から後方に突出するステアリングコラム６のコラムカバー９の下部に設けられている。

【0012】

ステアリングコラム６は、車両１の不図示のステアリングホイールに連結されるコラムシャフト７と、コラムシャフト７の上部側の外周部を覆ってコラムシャフト７を支持するコラムチューブ８と、コラムシャフト７及びコラムチューブ８を覆うコラムカバー９から構成されている。コラムシャフト７、コラムチューブ８、及びコラムカバー９のそれぞれの後端側は、インパネ１２の後面１２ａに形成された不図示の開口部から後方に突出しており、この突出したコラムシャフト７の先端にステアリングホイール１５が取り付けられる。

【0013】

また、車両１には、ＣＰＵ、メモリ、タイマー等から構成された制御装置１７と、車両１と車外の物体との距離を検知する不図示の距離検知センサと、車両１の加速度を検知する不図示の加速度センサが設けられている。距離検知センサとしては、例えばミリ波レーダや超音波センサやカメラが用いられる。加速度センサとしては、例えば圧電式のものやＭＥＭＳ式のものが用いられる。距離検知センサと加速度センサは、制御装置１７に電気的に接続されており、制御装置１７のＣＰＵは、各センサから信号が入力されると、メモリに格納された制御プログラムに従って制御対象を制御する。具体的には、ＣＰＵは、距離検知センサの検知結果に基づいて車両１と車外の物体との距離が所定以下であると判断した場合、車両１の衝突の可能性が通常状態よりも高いとして衝突の予備検知を行い、後述する所定の制御を行う。また、ＣＰＵは、距離検知センサと加速度センサの検出結果に基づき、車両１と車外の物体との距離が所定以下であり、且つ、車両１が急激に減速したと判断した場合、車両１と車外の物体との衝突を検知し、後述する所定の制御を行う。なお、衝突の予備検知や衝突検知の方法は上記のものに限られず、他のセンサや他の制御方法によって車両１の衝突の可能性が通常状態よりも高い場合に衝突の予備検知をし、車両１の衝突時に衝突検知をする構成としてもよい。

【0014】

図３は、乗員保護装置５０の断面概略図である。図３に示す様に、乗員保護装置５０は、乗員Ｍの下肢を受け止めて乗員Ｍを保護する保護ユニット５１（保護部）と、保護ユニット５１を移動させる移動機構５２（移動部）を備える。移動機構５２は、回転軸線が前後方向と略一致するように配置された駆動シャフト５３と、駆動シャフト５３の駆動源となるモータ５４と、駆動シャフト５３の後端部に嵌合して連結された略四角形状の板金である連結プレート５５を備える。

【0015】

モータ５４は、車両１のボディに不図示のブラケットを介して保持されている。駆動シャフト５３は、車両１のボディに取り付けられた二つのリニアボールベアリング８８に対して、前後方向に移動可能に軸支されている。モータ５４は、制御装置１７と電気的に接続されている。また、駆動シャフト５３には、モータ５４のピニオンギア５４ａと噛合するラックギア部５３ａが形成されている。制御装置１７の制御によってモータ５４が正転すると、ピニオンギア５４ａとラックギア部５３ａを介して駆動シャフト５３にモータ５４の駆動力が伝達され、駆動シャフト５３が後方へ直線的に移動する。また、制御装置１７の制御によってモータ５４が逆転すると、ピニオンギア５４ａとラックギア部５３ａを介して駆動シャフト５３にモータ５４の駆動力が伝達され、駆動シャフト５３が前方へ直線的に移動する。

【0016】

保護ユニット５１は、連結プレート５５の後面５５ａに取り付けられたポリプロピレンなどの樹脂製の取付パネル５６（固定部材）と、取付パネル５６の前面５６ａに取り付けられたインフレーター５７を有する。また、保護ユニット５１は、取付パネル５６の後方に取付パネル５６と間隔を空けて配置された外装パネル５８（当接部材）と、前後方向において取付パネル５６と外装パネル５８との間に配置されたエアバッグ６０（押圧部材）及び衝撃吸収体５９（連結部材）を備える。

【0017】

取付パネル５６の前面５６ａには、金属製のボルト部５６ｅ（ネジ部材）が複数設けられている。取付パネル５６は、複数のボルト部５６ｅが連結プレート５５に挿通され、ナット７３が締結されることによって連結プレート５５に取り付けられる。つまり保護ユニット５１は、移動機構５２に対して、取付パネル５６のボルト部５６ｅの締結によって取り付けられている。

【0018】

インフレーター５７は、膨張用ガスを発生させる略円柱形状の本体部５７ａと、本体部５７ａから延び、本体部５７ａで発生した膨張用ガスをエアバッグ６０まで案内する道管部５７ｂを有する。本体部５７ａは、ボルト付きクランプ７０によって取付パネル５６の前面５６ａに取り付けられている。道管部５７ｂは、取付パネル５６の貫通孔５６ｃを介して取付パネル５６の後方に突出しており、取付パネル５６の後方に位置するエアバッグ６０の内部に挿入されている。また、道管部５７ｂにおけるエアバッグ６０の内部に挿入された部位には、膨張用ガスを吐出する不図示の吐出口が設けられている。また、インフレーター５７は、制御装置１７と不図示の電線ケーブルによって電気的に接続されており、制御装置１７から電線ケーブルを介して作動信号が入力されることによって作動し、本体部５７ａから膨張用ガスを発生させる。

【0019】

エアバッグ６０は、ポリエステル繊維等で形成された袋状の部材であり、取付パネル５６の後面５６ｂに取り付けられている。エアバッグ６０の前面には、インフレーター５７の道管部５７ｂを挿通させるための開口部６０ａが設けられている。また、エアバッグ６０の内部には、エアバッグ６０を取付パネル５６に固定するための略四角環状の板金であるリテーナ６１が収納されている。エアバッグ６０の前面は、リテーナ６１の前面と取付パネル５６の後面５６ｂに挟持される。この状態で、リテーナ６１、エアバッグ６０の前面、及び取付パネル５６にボルト７７が挿通されてナット７８が締結されることで、取付パネル５６の後面５６ｂにエアバッグ６０が固定される。また、エアバッグ６０は、インフレーター５７の作動前は折り畳まれており、インフレーター５７から供給された膨張用ガスによって後方に広がるように膨張する。

【0020】

外装パネル５８は、ポリプロピレンなどの樹脂製の板状部材であって、乗員保護装置５０の作動前の状態では、意匠性を考慮してインパネ１２におけるコラムカバー９の下部に形成された開口部１２ｂにインパネ１２の後面１２ａと概ね面一となるように収められている。外装パネル５８の後面５８ｂは、乗員保護装置５０の作動前の状態において、左右方向から見た時に、上部から下部にかけて後方に向かうように水平面に対して傾斜している。また、外装パネル５８の後面５８ｂの左右方向の幅Ｌ（図２）は、乗員Ｍが正規の着座状態でなく、左右の膝部ＭＫの少なくとも一方を両膝間の距離を広げるように外側に開いていても左右の膝部ＭＫのいずれもが前後方向において外装パネル５８と重なる位置に配置される幅寸法となっている。本実施形態では、幅Ｌは５５０ｍｍに設定されている。

【0021】

衝撃吸収体５９は、ステンレス製の板金で形成された可撓性を有する部材であり、本実施形態では四つ設けられている。四つの衝撃吸収体５９の各々の前端部は、略四角形状の取付パネル５６の後面５６ｂの四隅にそれぞれ一つずつ、不図示のビスによって取り付けられている。四つの衝撃吸収体５９の各々の後端部は、略四角形状の外装パネル５８の前面５８ａの四隅にそれぞれ一つずつ、不図示のビスによって取り付けられている。このようにして衝撃吸収体５９は、取付パネル５６と外装パネル５８とを連結している。

【0022】

また、衝撃吸収体５９は、エアバッグ６０の膨張前の段階では、前後方向の中央部を屈曲部として、前側の部分と後側の部分が相互に重なるように、くの字状に屈曲して折り畳まれている。衝撃吸収体５９は、エアバッグ６０が膨張すると、エアバッグ６０に押圧されて後方へ移動する外装パネル５８によって後方に引っ張られ、くの字状に屈曲した状態から前後方向に延びた状態となる。なお、衝撃吸収体５９の数は、乗員保護装置５０に要求される運動エネルギーの吸収量に応じて増減させてよい。

【0023】

次に、乗員保護装置５０の動作について説明する。まず制御装置１７は、距離検知センサから入力された信号に基づいて車両１の衝突の予備検知をした場合、移動機構５２のモータ５４を正転させる。これにより図４に示す様に、駆動シャフト５３が後方へ移動し、駆動シャフト５３と連結プレート５５を介して連結された保護ユニット５１が後方に移動して乗員Ｍが着座する運転席９０に接近する。つまり移動機構５２は、車両１によって衝突の予備検知が行われた際に、運転席９０の前方の位置（待機位置）から、当該位置よりも後方で運転席９０と近接した位置（繰り出し位置）に保護ユニット５１を移動させる。この運転席９０と近接した位置とは、前後方向におけるインパネ１２と運転席９０との間の位置であり、車両１の衝突予備検知前の保護ユニット５１の位置よりも後方の位置である。

【0024】

次に、制御装置１７は、車両１の衝突の予備検知後、車両１の衝突を検知しないまま所定の時間が経過した場合、移動機構５２のモータ５４を逆転させる。これにより駆動シャフト５３が前方へ移動し、駆動シャフト５３と連結プレート５５を介して連結された保護ユニット５１が前方に移動して、車両１の衝突予備検知前の保護ユニット５１の位置であり、図３に示す位置である初期位置に戻る。

【0025】

一方、制御装置１７は、車両１の衝突の予備検知後、所定の時間以内に加速度センサや距離検知センサから入力された信号に基づいて車両１の衝突を検知すると、保護ユニット５１のインフレーター５７を作動させる。これにより図５に示す様に、インフレーター５７が膨張用ガスを発生させ、膨張用ガスが供給されたエアバッグ６０が後方に広がるように膨張して後方に繰り出される。具体的には、本実施形態のエアバッグ６０は、前後方向において後方で、且つ、鉛直方向において下方に繰り出される。エアバッグ６０は、少なくとも前後方向において後方に繰り出す構成であれば、乗員Ｍの位置に合わせて、水平方向に繰り出す構成としても、鉛直方向において上方に繰り出す構成としてもよい。また、エアバッグ６０の後方に位置する外装パネル５８は、エアバッグ６０に押圧されることによって衝撃吸収体５９とともに後方に繰り出され、乗員Ｍの下肢である膝部ＭＫのすぐ前方まで移動する。

【0026】

次に、図６に示す様に、乗員Ｍの膝部ＭＫのすぐ前方に位置する外装パネル５８に対し、車両１の衝突によって前方側に移動する乗員Ｍの膝部ＭＫが当接する。乗員Ｍの膝部ＭＫが外装パネル５８に衝突すると、エアバッグ６０や衝撃吸収体５９が前方側に撓むことによって運動エネルギーが吸収され、乗員Ｍの膝部ＭＫや膝部ＭＫと連なる大腿部や腰部に加わる衝撃が抑制される。このようにして乗員保護装置５０は、車両１の衝突時に乗員Ｍの下肢を受け止めて乗員Ｍを保護する。

【0027】

このように本実施形態の乗員保護装置５０によれば、保護ユニット５１の初期位置と運転席９０との間の距離が仮に離れている場合であっても、車両１の衝突予備検知の段階で保護ユニット５１が初期位置から乗員Ｍに近接した位置まで移動される。このため、乗員Ｍと保護ユニット５１との当接タイミングの遅延を抑制することができる。

【0028】

また、図７に示す様に、保護ユニット５１は、移動機構５２に対し、取付パネル５６と連結プレート５５とのボルト部５６ｅの締結によって取り付けられて装着されていることから、ボルト部５６ｅを取り外すことによって移動機構５２から簡単に取り外すことができる。また、保護ユニット５１の使用後に新しい保護ユニット５１を移動機構５２に装着する場合、ボルト部５６ｅの締結によって保護ユニット５１を移動機構５２に簡単に装着することができる。なお、保護ユニット５１を交換する際、古い保護ユニット５１のインフレーター５７から不図示の電線ケーブルに取り付けられた不図示のコネクタを取り外し、新しい保護ユニット５１のインフレーター５７に当該コネクタを取り付けることにより、制御装置１７と新しい保護ユニット５１のインフレーター５７との電気的な接続が行われる。このように本実施形態の乗員保護装置５０によれば、乗員保護装置５０の交換時に保護ユニット５１と移動機構５２の両方を交換する必要がある構成と比較して、乗員保護装置５０の交換性を向上させることができる。

【0029】

なお、本実施形態では、駆動シャフト５３を移動させる駆動源としてモータ５４を用いる構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、例えば油圧シリンダや電磁ソレノイドなどの他の駆動源の駆動力によって駆動シャフト５３を移動させる構成としても、上記同様の効果を得ることができる。

【0030】

また、本実施形態では、保護ユニット５１と移動機構５２との着脱をボルト部５６ｅの締結、取り外しによって行う構成について説明したものの、本発明はこれに限られず、他の方法によって着脱できる構成としてもよい。例えば、連結プレート５５の後面５５ａに前方に凹む凹部（被係合部）を形成し、取付パネル５６の前面５６ａに前方に突出する凸部（係合部）を形成し、これらの凹部と凸部を係合させることによって保護ユニット５１と移動機構５２とを装着し、係合を解除することによって保護ユニット５１を移動機構５２から取り外すことができる構成してもよい。

【0031】

また、本実施形態では、エアバッグ６０の膨張によって保護ユニット５１を後方に繰り出させる構成について説明したものの、本発明はこれに限られず、他の方法によって保護ユニット５１を後方に繰り出させる構成としてもよい。例えば、エアバッグ６０の代わりに、シリンダ、シリンダ内に収納されたピストンロット、及びガス発生器を備える押圧部材としてのアクチュエータを設ける。そしてガス発生器から発生したガスの圧力によってシリンダ内のピストンロットを後方に移動させ、ピストンロットの後方に位置する外装パネル５８をピストンロットによって後方に押圧し、外装パネル５８を衝撃吸収体５９とともに後方に繰り出させる構成としてもよい。

【0032】

また、本実施形態では、乗員保護装置５０が運転席９０の前方に搭載されている構成について説明したものの、本発明はこれに限られず、車両１の他の座席の前方に搭載する構成としてもよい。例えば、乗員保護装置５０を車両１の前座席である助手席の前方のインパネ１２に搭載し、助手席に着座する乗員を保護する構成としても、上記同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0033】

１…車両、１２…インストルメントパネル、５０…乗員保護装置、５１…保護ユニット（保護部）、５２…移動機構（移動部）、５６…取付パネル（固定部材）、５６ｅ…ボルト部（ネジ部材）、５７…インフレーター、５８…外装パネル（当接部材）、５９…衝撃吸収体（連結部材）、６０…エアバッグ（押圧部材）、９０…運転席（シート、前座席）、Ｍ…乗員、ＭＫ…膝部（下肢）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】