車両のシート装置
【課題】シート上に着座者を拘束するシートベルトの拘束性能を、より向上させる。
【解決手段】車両のシート装置は、左右サイドフレーム２３，２４を有するシート１２のシートクッションフレーム１８と、サイドフレーム２３，２４の前、後部に架設される前、後クロスバー２５，２６と、ロック状態のシートベルト５１に生じる引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタ６６とを備える。前クロスバー２５が備える前メンバ３５よりも後メンバ３６を低位置、かつ、低剛性とする。前突時に前方移動する着座者４の腰部が後メンバ３６に衝突したとき、後メンバ３６が腰部の前上がり状の回転動作Ａを抑制するようにする。更に腰部が前メンバ３５に衝突したとき、前メンバ３５が腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、腰部が前メンバ３５に衝突し始めるのと同時、もしくはその手前でフォースリミッタ６６が作動し始めるようにする。
【解決手段】車両のシート装置は、左右サイドフレーム２３，２４を有するシート１２のシートクッションフレーム１８と、サイドフレーム２３，２４の前、後部に架設される前、後クロスバー２５，２６と、ロック状態のシートベルト５１に生じる引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタ６６とを備える。前クロスバー２５が備える前メンバ３５よりも後メンバ３６を低位置、かつ、低剛性とする。前突時に前方移動する着座者４の腰部が後メンバ３６に衝突したとき、後メンバ３６が腰部の前上がり状の回転動作Ａを抑制するようにする。更に腰部が前メンバ３５に衝突したとき、前メンバ３５が腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、腰部が前メンバ３５に衝突し始めるのと同時、もしくはその手前でフォースリミッタ６６が作動し始めるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート上に着座者を拘束するシートベルトと、車両の前突時に、着座者からの外力により上記シートベルトに生じる引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えた車両のシート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記車両のシート装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、車両のシート装置は、シートと、このシート上に着座者を拘束可能とするシートベルト装置とを備えている。上記シートのシートクッションフレームは、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、車体の幅方向に延び、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーとを備えている。一方、上記シートベルト装置は、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトが巻き戻されるとき、この巻き戻しがロック可能とされるリトラクタとを備えている。
【０００３】
車両の前進走行時に、この車両が前方の何らかの物体に衝突（前突）した場合には、シート上の着座者はこの着座者に生じていた慣性力により前方移動しようとする。ここで、この着座者の前方移動が過大になるとすると、この着座者は、上記シートの前方に配設されたステアリングハンドルに衝突するなど、不都合を生じるおそれがあり、これは着座者の保護上、好ましくない。
【０００４】
そこで、上記従来の技術によれば、前突時に着座者が大きく前方移動したときには、この着座者の腰部が上記前クロスバーに衝突して、この前クロスバーが塑性変形することとされている。これによれば、着座者のそれ以上の前方移動が防止されると共に、この前方移動が防止される際に着座者が上記シートから受ける負担が軽くて済むこととされている。
【０００５】
一方、車両のシート装置には、従来、下記特許文献２に示されるものもある。この公報のものによれば、前記特許文献１の構成に加えて、上記シートベルト装置は、前突時にガス圧力により上記リトラクタにシートベルトを巻き取らせるプリテンショナと、上記リトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えている。
【０００６】
そして、前突時には、まず、上記プリテンショナのガス発生器によって発生したガス圧力により、上記リトラクタにシートベルトの他端部側が巻き取られる。これにより、シートベルトに生じていた遊びである弛みが除去され、このシートベルトにより、その後に着座者を拘束するための準備が整えられる。
【０００７】
次に、着座者がその慣性力により前方移動し始めると、この着座者からの外力により、上記シートベルトの他端部側は上記リトラクタから巻き戻され始める。この際、前突を検出した加速度センサーなどのセンサーからの前突検出信号に基づき、上記リトラクタから巻き戻され始めるシートベルトが上記ロック機構により直ちにロックされて、この巻き戻しが阻止される。
【０００８】
そして、上記シートベルトのロック状態から、更に上記着座者が前方移動すると、この着座者から上記シートベルトに対しより大きい外力が与えられ、これに伴い、上記シートベルトに生じる引張応力は漸増しようとする。しかし、この引張応力が所定値に達すれば、上記フォースリミッタが作動し、上記引張応力の増加が抑制される。つまり、前突時には、着座者は前方移動してシートベルトに外力を与える一方、このシートベルトからの反力である拘束力を与えられるが、この拘束力による着座者の負担は、上記フォースリミッタの作動により緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１９３０４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３４９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前突時に着座者が前方移動し始めるとき、通常、この着座者の腰部は前上がり状に回転動作しがちとなる。そして、この場合には、着座者の胸部の前面は前下がり状となるため、この胸部の前面に当接しているシートベルトの部分がせり上がるよう移動し、このシートベルトの拘束性能が低下するおそれを生じて、好ましくない。
【００１１】
また、上記したように着座者が前方移動するとき、腰部が上記前クロスバーに達するまでに、上記シートベルトの引張応力が前記所定値となるまで上昇して、上記フォースリミッタが作動し始めたとすると、前記した着座者の腰部の前上がり状の回転動作が助長されることとなり、これは、上記シートベルトの拘束性能を更に低下させるおそれがある。
【００１２】
一方、上記着座者の前方移動により腰部が上記前クロスバーに達してそれ以上の前方移動が抑制されつつあるとき、着座者からの外力による上記シートベルトの引張応力が、未だ前記所定値には達しておらず、つまり、上記フォースリミッタが作動していないとすると、上記外力によるシートベルトの巻き戻しが継続されて、着座者の胸部は更に前方移動する。よって、この場合には、シートベルトの拘束性能が不十分であることから、着座者の上体が前のめり状となって、この着座者の負担が過大になるおそれを生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、シート上に着座者を拘束するシートベルトの拘束性能を、より向上させるようにすることである。
【００１４】
請求項１の発明は、左右一対のサイドフレーム２３，２４を有するシート１２のシートクッションフレーム１８と、上記左右サイドフレーム２３，２４の前、後部に架設される前、後クロスバー２５，２６と、上記シート１２上の着座者４の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム２３，２４側に連結されるシートベルト５１と、このシートベルト５１の他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者４から上記シートベルト５１に与えられる外力により、このシートベルト５１を巻き戻し可能とするリトラクタ５７と、このリトラクタ５７から巻き戻されるシートベルト５１をロックするロック機構６５と、このロック機構６５によるシートベルト５１のロック状態で、上記外力によりシートベルト５１に生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタ６６とを備えた車両のシート装置において、
上記前クロスバー２５が前後に離れて配置される前、後メンバ３５，３６を備え、前メンバ３５よりも後メンバ３６を低位置、かつ、低剛性とし、前突時に前方移動する着座者４の腰部が上記後メンバ３６に衝突したとき、この後メンバ３６が上記腰部の前上がり状の回転動作Ａを抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバ３５に衝突したとき、この前メンバ３５が上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、上記腰部が上記前メンバ３５に衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタ６６が作動し始めるようにしたことを特徴とする車両のシート装置である。
【００１５】
請求項２の発明は、車体２の幅方向に延び、その長手方向の一端部が上記左右サイドフレーム２３，２４のうちのいずれか一方のサイドフレーム２４の前部に固着され、他端部が自由端とされるトーションバー３９と、このトーションバー３９の前上方に配置されてこのトーションバー３９に沿って延び、このトーションバー３９の他端部側に固着されるリンクバー４０と、上記後クロスバー２６とリンクバー４０とに張設されるネットシート２０とを備え、上記トーションバー３９とリンクバー４０とのうち、少なくともいずれか一方のバー３９，４０を上記前メンバ３５としたことを特徴とする請求項１に記載の車両のシート装置である。
【００１６】
請求項３の発明は、上記左右サイドフレーム２３，２４の後部に上記シートベルト５１の一端部を固着し、上記サイドフレーム２３，２４の前部における上部が上記後メンバ３６の端部を支持し、上記サイドフレーム２３，２４の前部における上、下部の間に脆弱部３２を形成したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の車両のシート装置である。
【００１７】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１９】
請求項１の発明は、左右一対のサイドフレームを有するシートのシートクッションフレームと、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーと、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトを巻き戻し可能とするリトラクタと、このリトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えた車両のシート装置において、
上記前クロスバーが前後に離れて配置される前、後メンバを備え、前メンバよりも後メンバを低位置、かつ、低剛性とし、前突時に前方移動する着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバが上記腰部の前上がり状の回転動作を抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバに衝突したとき、この前メンバが上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、上記腰部が上記前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしている。
【００２０】
このため、車両の前突時に、着座者がその慣性力で前方移動して腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバにより着座者の腰部の前上がり状の回転動作は抑制されるが、上記したように前メンバよりも後メンバを低位置としたため、この後メンバに衝突するときの腰部のうち、より低部位が後メンバに衝突する。よって、着座者の腰部の前上がり状の回転動作が、より確実に抑制される。
【００２１】
しかも、上記したように、前メンバよりも後メンバを低剛性としたため、この後メンバに着座者の腰部が衝突すると、この後メンバはその長手方向の中途部が下方に向かって容易に屈曲しようとする。そして、この後メンバの下方への屈曲により、この後メンバから腰部への反力は、この腰部の、より低部位に与えられるため、この腰部の前上がり状の回転動作は更に確実に抑制される。
【００２２】
そして、上記したように前突時に前方移動する着座者の腰部の前上がり状の回転動作がより確実に抑制される分、この着座者の胸部の前面が前下がり状になることがより確実に防止されることから、特に、この胸部に対するシートベルトの拘束性能の向上が達成される。しかも、上記後メンバの屈曲により、この後メンバへの腰部の衝突時の衝撃力が効果的に緩和される。
【００２３】
また、上記したように、腰部が前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしているため、前突時に着座者が前方移動して腰部が上記したように後メンバに衝突した後には、上記シートベルトに対するフォースリミッタの作動開始により、上記胸部が上記シートベルトから反力を与えられて、着座者の上体が前のめり状になることが防止される。よって、上記後メンバへの衝突後に上体が前のめりに状になることによる着座者の負担の発生が防止されて、上記シートベルトの拘束性能の向上がより確実に向上する。
【００２４】
請求項２の発明は、車体の幅方向に延び、その長手方向の一端部が上記左右サイドフレームのうちのいずれか一方のサイドフレームの前部に固着され、他端部が自由端とされるトーションバーと、このトーションバーの前上方に配置されてこのトーションバーに沿って延び、このトーションバーの他端部側に固着されるリンクバーと、上記後クロスバーとリンクバーとに張設されるネットシートとを備え、上記トーションバーとリンクバーとのうち、少なくともいずれか一方のバーを上記前メンバとしている。
【００２５】
このため、上記したように、トーションバーにより弾性的に付勢されたリンクバーによってネットシートが張設されるようにしたシートにおいて、前突時に前方移動する着座者の腰部が衝突してそれ以上の前方移動を抑制する前メンバとして、上記トーションバーやリンクバーが利用されたことから、この利用の分、前記したシートベルトの拘束性能の向上は簡単な構成によって達成される。
【００２６】
ここで、上記前メンバとしてトーションバーを用いた場合、このトーションバーは、その機能上、剛性が大きいものであり、このため、前方移動する着座者の腰部が上記トーションバーに衝突したとき、このトーションバーにより、それ以上の着座者の腰部の前方移動は、より確実に防止される。一方、上記前メンバとしてリンクバーを用いた場合、このリンクバーは、上記トーションバーよりも上方に位置しているため、前方移動する着座者の腰部は上記リンクバーに対し、より確実に衝突する。よって、この点でも、上記着座者の腰部のそれ以上の前方移動は、より確実に防止される。
【００２７】
請求項３の発明は、上記左右サイドフレームの後部に上記シートベルトの一端部を固着し、上記サイドフレームの前部における上部が上記後メンバの端部を支持し、上記サイドフレームの前部における上、下部の間に脆弱部を形成している。
【００２８】
このため、前記したように前突時に前方移動した着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、上記腰部からの外力は上記後メンバを介しこの後メンバを支持している上記各サイドフレームの前上部に与えられる。すると、上記各脆弱部に応力集中が生じて、上記後メンバの各端部を支持している上記各サイドフレームの前上部がシートの幅方向内方側に向かって容易に内倒れするよう上記各脆弱部が屈曲させられる。
【００２９】
よって、上記各サイドフレームの前上部が容易に内倒れすることにより、この前上部に支持されている上記後メンバの下方への屈曲が助長される。そして、この後メンバの下方への屈曲により、この後メンバから腰部への反力は、この腰部の、より低部位に与えられるため、この腰部の前上がり状の回転動作は更に確実に抑制され、しかも、後メンバへの腰部の衝突時の衝撃力が効果的に緩和される。
【００３０】
そして、上記したように前突時に前方移動する着座者の腰部の前上がり状の回転動作がより確実に抑制される分、この着座者の胸部が前下がり状になることが防止されることから、特に、この胸部に対するシートベルトの拘束性能の向上がより確実に達成される。
【００３１】
また、上記したように前方移動する着座者の腰部が後メンバに衝突したとき、上記各サイドフレームの脆弱部を屈曲させて、その前上部を内倒れさせるようにしたため、前突時の着座者の腰部からの外力により、上記各サイドフレームの全体が変形することは防止される。
【００３２】
よって、第１に、上記各サイドフレームの全体的な変形により、上記後メンバが過大に下方に向かって屈曲することが防止されて、前突時に前方移動する着座者の腰部が過大に沈み込むことが防止される。また、第２に、上記各サイドフレームにおいて、その後部に一端部側が連結されているシートベルトは、前突時の着座者の外力に基づく上記各サイドフレームの前上部の内倒れ変形には影響されないため、この点でも、上記シートベルトの拘束性能の向上が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】側面図である。
【図２】斜視図である。
【図３】図１のIII−III線矢視部分断面図である。
【図４】図３のIV部拡大断面図である。
【図５】図１のV−V線矢視断面図である。
【図６】図１のVI−VI線矢視断面図である。
【図７】図１のVII−VII線矢視断面図である。
【図８】シートベルトの引張応力およびシートからの反力を経時的に示した図である。
【図９】車両を図式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の車両のシート装置に関し、シート上に着座者を拘束するシートベルトの拘束性能を、より向上させるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための形態は、次の如くである。
【００３５】
即ち、車両のシート装置は、シートと、このシート上に着座者を拘束可能とするシートベルト装置とを備えている。
【００３６】
上記シートのシートクッションフレームは、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、車体の幅方向に延び、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーとを備えている。一方、上記シートベルト装置は、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトを巻き戻し可能とするリトラクタと、このリトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えている。
【００３７】
上記前クロスバーは前後に離れて配置される前、後メンバを備えている。そして、上記前メンバよりも後メンバは低位置、かつ、低剛性とされている。前突時に前方移動する着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバが上記腰部の前上がり状の回転動作を抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバに衝突したとき、この前メンバが上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにしている。また、上記腰部が上記前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしている。
【実施例】
【００３８】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。
【００３９】
図１〜７において、符号１は、自動車で例示される車両であり、矢印Ｆｒは、この車両１の進行方向の前方を示している。また、下記する左右とは、車両１の前方に向かってのこの車両１の車体２の幅方向をいうものとする。
【００４０】
上記車体２の内部が車室３とされる。この車室３には、着座者４が車体２の前方に向かって着座可能なシート装置５と、このシート装置５の前方に配置されるステアリングハンドル６と、このハンドル６に取り付けられるエアバッグ装置７とが設けられている。上記シート装置５は、上記車室３の下面を形成するフロアパネル１０上にシートレール１１を介し設置されるシート１２と、このシート１２上に着座者４を拘束可能とする三点式のシートベルト装置１３とを備えている。
【００４１】
上記シート１２は、上記フロアパネル１０上にシートレール１１を介して支持されるシートクッション１６と、このシートクッション１６の後端部から上方に突設されるシートバック１７とを備えている。上記シートクッション１６は、その骨格部材を構成し、上記シートレール１１を介しフロアパネル１０上に支持されるシートクッションフレーム１８と、このシートクッションフレーム１８をその上方から覆ってこのシートクッションフレーム１８に取り付けられるクッション部材１９とを備え、このクッション部材１９は具体的にはネットシート２０とされている。
【００４２】
上記シートクッションフレーム１８は、車体２の幅方向に離れて配置され、それぞれ車体２の前後方向に延びる左右サイドフレーム２３，２４と、車体２の幅方向に延び、上記左右サイドフレーム２３，２４の前、後部に架設される前、後クロスバー２５，２６とを備えている。
【００４３】
上記各サイドフレーム２３，２４は、板金製で、それぞれ車体２の幅方向で対面する内、外側パネル２８，２９を備え、これら両パネル２８，２９の外縁部は、詳図しないが、ヘム加工やスポット溶接により互いに結合されており、上記各サイドフレーム２３，２４は全体的に剛性の大きい閉断面構造とされている。
【００４４】
上記各サイドフレーム２３，２４の前部における上部では、それぞれ内、外側パネル２８，２９同士が互いに重ね合わされて、強度と剛性の大きい重ね合わせ部３０が形成されている。また、上記各サイドフレーム２３，２４の前部における下部では、それぞれ内、外側パネル２８，２９に上下方向に延びる前後複数（２本）のビード３１が形成されている。これら各ビード３１は、上記各サイドフレーム２３，２４の内部側に向かって上記内、外側パネル２８，２９の各部分をそれぞれ膨出させることにより形成されている。上記各ビード３１の外面同士は互いに当接させられて、上下複数（３つ）のスポット溶接Ｓにより互いに結合されている。そして、これら各ビード３１により、上記各サイドフレーム２３，２４の前下部が強固に補強されている。
【００４５】
上記重ね合わせ部３０の下端縁は前下がり状に直線的に傾斜している。一方、上記各ビード３１の上端部は上記重ね合わせ部３０の下端縁部の下方近傍で、この下端縁に沿うよう前下がり状に直線的に配置されている。これにより、上記各サイドフレーム２３，２４の前部における上、下部の間には、外力により応力集中が生じ易い脆弱部３２が形成され、この脆弱部３２は、上記各サイドフレーム２３，２４の上縁部から前縁部にまで直線的に延びている。
【００４６】
上記前クロスバー２５は、前後に離れて配置される前、後メンバ３５，３６を備えている。このうち、前メンバ３５は、車体２の幅方向に延びる断面円形のトーションバー３９を備えている。このトーションバー３９の一端部（右端部）は、上記左右サイドフレーム２３，２４のうち、右サイドフレーム２４の重ね合わせ部３０の前端部に固着され、他端部（左端部）は自由端とされて、上記左サイドフレーム２３の重ね合わせ部３０の前端部に、その軸心回りに回転可能となるよう支持されている。
【００４７】
また、上記前メンバ３５は、上記トーションバー３９の前上方に配置されてこのトーションバー３９に沿って延びる断面円形パイプであるリンクバー４０を備えている。このリンクバー４０の一端部（右端部）と他端部（左端部）とにはそれぞれアーム４１が突設されている。上記リンクバー４０の他端部のアーム４１は上記トーションバー３９の他端部に固着され、上記リンクバー４０の一端部のアーム４１は、上記トーションバー３９の一端部にその軸心回りに回動可能となるよう支持されている。
【００４８】
前記後メンバ３６は断面円形のパイプであって、その各端部は上記各サイドフレーム２３，２４の重ね合わせ部３０の後端部に固着されている。また、上記後メンバ３６は、上記前メンバ３５のクッション部材４９およびリンクバー４０よりもそれぞれ低位置、かつ、低剛性とされている。具体的には、上記後メンバ３６は外径がより小さくされたり、薄肉にされたりするなど、断面係数がより小さくされている。
【００４９】
前記後クロスバー２６は、上記した前クロスバー２５の前メンバ３５と同構成とされ、トーションバー４３、リンクバー４４、およびアーム４５を備えている。この場合、リンクバー４４はトーションバー４３の後上方に配置されている。
【００５０】
前記ネットシート２０は、上記前クロスバー２５の前メンバ３５のリンクバー４０と、後クロスバー２６のリンクバー４４とに架設されている。上記ネットシート２０の自由状態で、上記各リンクバー４０，４４は、上記各トーションバー３９，４３の初期戻りにより、互いに前後方向に離反するよう弾性的に付勢されている。これにより、上記ネットシート２０には常時引張力が付与されている。
【００５１】
前記シートバック１７は、その骨格部材を構成し、前記シートクッションフレーム１８の後端部に支持されるシートバックフレーム４８と、このシートバックフレーム４８をその前方から覆ってこのシートバックフレーム４８に取り付けられるクッション部材４９とを備えている。
【００５２】
前記シートベルト装置１３は、上記シート１２上の着座者４の前面を横切るよう設けられるシートベルト５１を備えている。このシートベルト５１の一端部側の端部は左右サイドフレーム２３，２４のうち、左サイドフレーム２３の後部にアンカ５２により連結されているが、フロアパネル１０に連結してもよい。また、右サイドフレーム２４の後部にはバックル５３が連結されて、上記シートベルト５１の一端部側の長手方向中途部に係合したタングプレート５４が上記バックル５３に係脱可能に係止され、これにより、上記シートベルト５１の一端部側の中途部は上記右サイドフレーム２４の後部に連結されている。
【００５３】
上記シートバック１７のシートバックフレーム４８の左上端部に上記シートベルト５１の長手方向の中途部を挿通させるベルト係合体５６が取り付けられている。このベルト係合体５６の下方で上記シートバックフレーム４８に取り付けられ、上記ベルト係合体５６に挿通された後の上記シートベルト５１の他端部側を巻き取り可能とするリトラクタ５７が設けられている。このリトラクタ５７は上記シートバックフレーム４８に固着されるハウジング５８と、このハウジング５８に支持され、上記シートベルト５１の他端部側を巻き取り可能とする巻き取り軸５９と、上記シートベルト５１を巻き取るよう上記巻き取り軸５９を弾性的に付勢するばね６０とを備えている。
【００５４】
上記アンカ５２からバックル５３に係止されたタングプレート５４に至る上記シートベルト５１の中途部により、上記シート１２上の着座者４の腰部がその前方から拘束される。また、上記タングプレート５４からベルト係合体５６に至る上記シートベルト５１の他の中途部により、上記シート１２上の着座者４の胸部がその前方から拘束される。
【００５５】
車両１の前突時に、着座者４に生じた慣性力により、この着座者４が前方移動するとき、この着座者４から上記シートベルト５１に与えられた外力により、このシートベルト５１は上記ばね６０の付勢力に対抗しながら上記リトラクタ５７から巻き戻し可能とされる。なお、この巻き戻しは、着座者４が上記シートベルト５１を引張することによっても可能である。
【００５６】
車両１の前突時の加速度の変化を検出して、前突であるとの検出信号を出力する加速度センサー６２が設けられる。また、前突時におけるこの加速度センサー６２からの検出信号に基づき瞬間的にガスを発生するガス発生器６３が設けられる。そして、このガス発生器６３によって発生したガス圧力により上記リトラクタ５７の巻き取り軸５９にシートベルト５１の他端部側を巻き取らせる公知のプリテンショナ６４が設けられる。上記ガス発生器６３は、火薬を点火、燃焼させて瞬間的に燃焼ガスを発生するものである。また、上記ガス圧力による上記リトラクタ５７の巻き取り動作は一時的に行われる。
【００５７】
また、上記加速度センサー６２の検出信号に基づき、上記リトラクタ５７から巻き戻されるシートベルト５１をロックする公知のロック機構６５が設けられている。このロック機構６５は、上記リトラクタ５７のばね６０やプリテンショナ６４によるシートベルト５１の巻き取り動作は許容する一方、上記のように巻き戻されるシートベルト５１のみを直ちにロックする。
【００５８】
また、上記ロック機構６５によるシートベルト５１のロック状態で、上記着座者４からの外力によりシートベルト５１に生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制する公知のフォースリミッタ６６が設けられている。このフォースリミッタ６６は、上記ロック機構６５により、上記リトラクタ５７のハウジング５８側に対し巻き取り軸５９の一端部のみをロックさせ、この巻き取り軸５９をトーションバーとして機能させる。つまり、着座者４からの外力により巻き戻されようとするシートベルト５１が上記巻き取り軸５９を弾性的に戻り変形させ、これにより、上記シートベルト５１に生じる引張応力がほぼ一定値に維持される。
【００５９】
車両１の前進走行中において、上記シート１２のネットシート２０上に着座している着座者４の腰は、上記各トーションバー３９，４３の戻り弾性力に対抗して、上記ネットシート２０を押し下げている（図１中、実線）。
【００６０】
上記状態での車両１の前突時には、上記着座者４は、その慣性力により上記ネットシート２０を更に押し下げようとする（図１中、一点鎖線）。すると、上記ネットシート２０に生じる引張応力により、上記前、後クロスバー２５，２６の各リンクバー４０，４４は、前後方向で互いに引き寄せられると共に上記トーションバー３９，４３を中心として上方に回動する（図１中、一点鎖線）。そして、これら回動に連動して、上記各トーションバー３９，４３の戻り弾性力が増大して、上記ネットシート２０から着座者４に与えられる反力が増大する。このため、上記各リンクバー４０，４４の上方回動と、上記ネットシート２０の反力の増大とにより、上記着座者４の腰部が前上がり状に回転動作Ａすることは効果的に抑制される。
【００６１】
また、車両１の前突時に、着座者４がその慣性力で前方移動して腰部が上記後メンバ３６に衝突したとき（図１中、一点鎖線）、この後メンバ３６により着座者４の腰部の前上がり状の回転動作Ａが抑制される。この場合、前記したように前メンバ３５よりも後メンバ３６を低位置としたため、この後メンバ３６に衝突するときの腰部のうち、より低部位が後メンバ３５に衝突する。よって、着座者４の腰部の前上がり状の回転動作Ａが、より確実に抑制される。
【００６２】
しかも、上記したように、前メンバ３５よりも後メンバ３６を低剛性としたため、この後メンバ３６に着座者４の腰部が衝突すると、この後メンバ３６はその長手方向の中途部が下方に向かって容易に屈曲しようとする。また、この際、上記腰部からの外力は上記後メンバ３６を介しこの後メンバ３６を支持している上記各サイドフレーム２３，２４の前上部に与えられる。すると、上記各脆弱部３２に応力集中が生じて、上記後メンバ３６の各端部を支持している上記各サイドフレーム２３，２４の前上部がシート１２の幅方向内方側に向かって容易に内倒れするよう上記各脆弱部３２が屈曲させられる。
【００６３】
よって、上記各サイドフレーム２３，２４の前上部が容易に内倒れすることにより、この前上部に支持されている上記後メンバ３６の下方への屈曲が助長される（図３，４中、一点鎖線）。そして、この後メンバ３６の下方への屈曲により、この後メンバ３６から腰部への反力は、この腰部の、より低部位に与えられるため、この腰部の前上がり状の回転動作Ａは更に確実に抑制され、しかも、後メンバ３６への腰部の衝突時の衝撃力が効果的に緩和される。
【００６４】
そして、上記したように前突時に前方移動する着座者４の腰部の前上がり状の回転動作Ａがより確実に抑制される分、この着座者４の胸部が前下がり状になることがより確実に防止されることから、特に、この胸部に対するシートベルト５１の拘束性能の向上がより確実に達成される。
【００６５】
また、上記したように前方移動する着座者４の腰部が後メンバ３６に衝突したとき、上記各サイドフレーム２３，２４の脆弱部３２を屈曲させて、その前上部を内倒れさせるようにしたため、前突時の着座者４の腰部からの外力により、上記各サイドフレーム２３，２４の全体が変形することは防止される。
【００６６】
よって、第１に、上記各サイドフレーム２３，２４の全体的な変形により、上記後メンバ３６が過大に下方に向かって屈曲することが防止されて、前突時に前方移動する着座者４の腰部が過大に沈み込むことが防止される。また、第２に、上記各サイドフレーム２３，２４において、剛性が大きいその後部に一端部側が連結されているシートベルト５１は、前突時の着座者４の外力に基づく上記各サイドフレーム２３，２４の前上部の内倒れ変形には影響されないため、この点でも、上記シートベルト５１の拘束性能の向上が達成される。
【００６７】
また、更に、着座者４の前方移動が進行すると、この着座者４の腰部は上記前クロスバー２５の前メンバ３５のトーションバー３９およびリンクバー４０のうち、少なくともいずれかひとつのバーに衝突して、それ以上の前方移動が抑制される（図１中、二点鎖線）。よって、着座者４が過大に前方移動して、上記シート１２の前方に配設されたハンドル６に衝突するなど、不都合の発生が防止される。
【００６８】
また、上記したように、トーションバー３９，４３によって弾性的に付勢されたリンクバー４０，４４によりネットシート２０が張設されるようにしたシート１２において、前突時に前方移動する着座者４の腰部が衝突してそれ以上の前方移動を抑制する前メンバ３５として、上記トーションバー３９やリンクバー４０が利用されたことから、この利用の分、前記したシートベルト５１の拘束性能の向上は簡単な構成によって達成される。
【００６９】
ここで、上記トーションバー３９は、その機能上、剛性が大きいものである。このため、前方移動する着座者４の腰部が上記前メンバ３５としての上記トーションバー３９に衝突したとき、このトーションバー３９により、それ以上の着座者４の腰部の前方移動は、より確実に防止される。一方、上記リンクバー４０は、上記トーションバー３９よりも上方に位置している。このため、前方移動する着座者４の腰部は上記前メンバ３５としての上記リンクバー４０に対し、より確実に衝突する。よって、この点でも、上記着座者４の腰部のそれ以上の前方移動は、より確実に防止される。
【００７０】
図８の上段図は、前突時の着座者４の前方移動に伴い、この着座者４に対するシート１２からの反力の増加状態を経時的に示したものである。
【００７１】
即ち、前突当初から、この前突により前方移動する着座者４の腰部が上記前クロスバー２５の後メンバ３６に達するまでの時間がｔａであり、この後メンバ３６に着座者４の腰部が衝突すると、上記後メンバ３６による着座者４への反力が増加する。更に着座者４が前方移動として、前突当初から、上記のように前方移動する着座者４の腰部が上記前クロスバー２５の前メンバ３５に衝突するまでの時間がｔｂであり、この前メンバ３５に着座者４の腰部が衝突すると、上記前メンバ３５による着座者４への反力が更に増加する。
【００７２】
一方、前突時には、まず、前記プリテンショナ６４のガス発生器６３によって発生したガス圧力により上記リトラクタ５７にシートベルト５１の他端部側が巻き取られる。これにより、シートベルト５１に生じていた遊びである弛みが除去され、このシートベルト５１により、その後に着座者４を拘束するための準備が整えられる。
【００７３】
次に、着座者４がその慣性力により前方移動し始めると、この着座者４からの外力により、上記シートベルト５１の他端部側は上記リトラクタ５７から巻き戻され始める。この際、前突を検出した加速度センサー６２などのセンサーからの前突検出信号に基づき、上記リトラクタ５７から巻き戻され始めるシートベルト５１が上記ロック機構６５により直ちにロックされて、この巻き戻しが阻止される。
【００７４】
そして、上記シートベルト５１のロック状態から、更に上記着座者４が前方移動すると、この着座者４から上記シートベルト５１に対しより大きい外力が与えられ、これに伴い、上記シートベルト５１に生じる引張応力は漸増しようとする。しかし、この引張応力が所定値に達すれば、上記フォースリミッタ６６が作動し、上記引張応力の増加が抑制されて、この引張応力がほぼ一定に保たれる。つまり、前突時には、着座者４は前方移動してシートベルト５１に外力を与える一方、このシートベルト５１からの反力である拘束力を与えられるが、この拘束力による着座者４の負担は、上記フォースリミッタ６６の作動により緩和される。
【００７５】
図８の下段図は、前突時の着座者４の前方移動に伴い、この着座者４に対するシートベルト５１からの反力の増加状態を経時的に示したものである。
【００７６】
即ち、前突当初から、上記プリテンショナ６４が作動した後にシートベルト５１の巻き戻しが上記ロック機構６５によりロックされるまでの時間がｔ１で、この時点から、上記フォースリミッタ６６が作動するまでの時間がｔ２である。
【００７７】
図８の上、下段図において、上記したように腰部が上記前メンバ３５に衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタ６６が作動し始めることとされている。つまり、ｔｂ≧ｔ１+ｔ２とされている。
【００７８】
ここで、上記ｔｂ≧ｔ１+ｔ２が得られるようにするため、上記シート１２上に着座者４が通常状態で着座したときのこの着座者４のヒップポイント７０から、上記前クロスバー２５の前メンバ３５に至るまでの車体２の前後方向における距離Ｌを算出する。この距離Ｌは、前突時に着座者４の腰部が前方移動して、この腰部が上記前メンバ３５に衝突するに至るまでの上記腰部の前方移動量に相当する。
【００７９】
図９は、上記算出のため、車両１、着座者４、およびシートベルト５１を図式的に示したものである。以下、図９を参照して説明する。
【００８０】
ｍ：着座者４の等価質量で４５〜８０ｋｇを想定している。
【００８１】
ｋ：シートベルト５１のばね関数
ｘ：前突時の車体２の変位量で、
ｙ：前突時の着座者４の変位量で、
ｘ０，ｙ０：初期変位であって、０とする。
【００８２】
ｖ０：車両１の前突時の初速度であって、
である。
【００８３】
【００８４】
【００８５】
そして、上記の運動方程式により導出されるｙ(t)が以下の関数を満足するよう上記距離Ｌを定める。そして、この距離Ｌにより、車体２の前後方向における上記前メンバ３５の位置が設定される。
【００８６】
【００８７】
上記構成によれば、ｔｂ≧ｔ１+ｔ２のため、前突時に着座者４が前方移動して腰部が上記したように後メンバ３６に衝突した後には、上記シートベルト５１に対するフォースリミッタ６６の作動開始により、上記胸部が上記シートベルト５１から反力を与えられると共に、膨張したエアバッグ装置７からも反力を与えられて、着座者４の上体が前のめり状になることが防止される。よって、上記後メンバ３６への衝突後に上体が前のめりに状になることによる着座者４の負担の発生が防止されて、上記シートベルト５１の拘束性能の向上がより確実に向上する。
【００８８】
なお、以上は図示の例によるが、上記各サイドフレーム２３，２４を構成している内、外側パネル２８，２９は、いずれか一方のパネルのみを設けてもよい。また、上記前クロスバー２５の前メンバ３５は、トーションバー３９とリンクバー４０とのうち、いずれか一方のバーのみで構成してもよい。また、前突時における上記前、後クロスバー２５，２６の各リンクバー４０，４４の引き上げ動作の駆動源として、上記プリテンショナ６４のガス発生器６３のような構成を用いてもよい。
【００８９】
また、上記前、後クロスバー２５，２６をそれぞれ単一のパイプで構成して、その各端部を各サイドフレーム２３，２４に固着させてもよく、このようにした場合には、クッション部材１９はネットシート２０に代えて、クッションパッドにすればよい。また、上記脆弱部３２は、サイドフレーム２３，２４の一部を薄肉にしたり、貫通孔を列設するなどして形成してもよい。
【００９０】
また、上記ベルト係合体５６に代え、このベルト係合体５６をリトラクタ５７としてもよい。また、上記ベルト係合体５６やリトラクタ５７を上記シート１２側方の車体２の側壁に支持させてもよく、上記リトラクタ５７はフロアパネル１０に支持させてもよい。また、上記ロック機構６５はシートベルト５１を機械的にロックするものであってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 車両
２ 車体
４ 着座者
５ シート装置
１２ シート
１３ シートベルト装置
１６ シートクッション
１７ シートバック
１８ シートクッションフレーム
２０ ネットシート
２３ サイドフレーム
２４ サイドフレーム
２５ クロスバー
２６ クロスバー
３２ 脆弱部
３５ メンバ
３６ メンバ
３９ トーションバー
４０ リンクバー
５１ シートベルト
５２ アンカ
５３ バックル
５４ タングプレート
５７ リトラクタ
５８ ハウジング
５９ 巻き取り軸
６０ ばね
６２ 加速度センサー
６３ ガス発生器
６４ プリテンショナ
６５ ロック機構
６６ フォースリミッタ
７０ ヒップポイント
Ａ 回転動作
Ｌ 距離
Ｓ スポット溶接
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート上に着座者を拘束するシートベルトと、車両の前突時に、着座者からの外力により上記シートベルトに生じる引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えた車両のシート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記車両のシート装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、車両のシート装置は、シートと、このシート上に着座者を拘束可能とするシートベルト装置とを備えている。上記シートのシートクッションフレームは、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、車体の幅方向に延び、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーとを備えている。一方、上記シートベルト装置は、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトが巻き戻されるとき、この巻き戻しがロック可能とされるリトラクタとを備えている。
【０００３】
車両の前進走行時に、この車両が前方の何らかの物体に衝突（前突）した場合には、シート上の着座者はこの着座者に生じていた慣性力により前方移動しようとする。ここで、この着座者の前方移動が過大になるとすると、この着座者は、上記シートの前方に配設されたステアリングハンドルに衝突するなど、不都合を生じるおそれがあり、これは着座者の保護上、好ましくない。
【０００４】
そこで、上記従来の技術によれば、前突時に着座者が大きく前方移動したときには、この着座者の腰部が上記前クロスバーに衝突して、この前クロスバーが塑性変形することとされている。これによれば、着座者のそれ以上の前方移動が防止されると共に、この前方移動が防止される際に着座者が上記シートから受ける負担が軽くて済むこととされている。
【０００５】
一方、車両のシート装置には、従来、下記特許文献２に示されるものもある。この公報のものによれば、前記特許文献１の構成に加えて、上記シートベルト装置は、前突時にガス圧力により上記リトラクタにシートベルトを巻き取らせるプリテンショナと、上記リトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えている。
【０００６】
そして、前突時には、まず、上記プリテンショナのガス発生器によって発生したガス圧力により、上記リトラクタにシートベルトの他端部側が巻き取られる。これにより、シートベルトに生じていた遊びである弛みが除去され、このシートベルトにより、その後に着座者を拘束するための準備が整えられる。
【０００７】
次に、着座者がその慣性力により前方移動し始めると、この着座者からの外力により、上記シートベルトの他端部側は上記リトラクタから巻き戻され始める。この際、前突を検出した加速度センサーなどのセンサーからの前突検出信号に基づき、上記リトラクタから巻き戻され始めるシートベルトが上記ロック機構により直ちにロックされて、この巻き戻しが阻止される。
【０００８】
そして、上記シートベルトのロック状態から、更に上記着座者が前方移動すると、この着座者から上記シートベルトに対しより大きい外力が与えられ、これに伴い、上記シートベルトに生じる引張応力は漸増しようとする。しかし、この引張応力が所定値に達すれば、上記フォースリミッタが作動し、上記引張応力の増加が抑制される。つまり、前突時には、着座者は前方移動してシートベルトに外力を与える一方、このシートベルトからの反力である拘束力を与えられるが、この拘束力による着座者の負担は、上記フォースリミッタの作動により緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１９３０４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３４９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前突時に着座者が前方移動し始めるとき、通常、この着座者の腰部は前上がり状に回転動作しがちとなる。そして、この場合には、着座者の胸部の前面は前下がり状となるため、この胸部の前面に当接しているシートベルトの部分がせり上がるよう移動し、このシートベルトの拘束性能が低下するおそれを生じて、好ましくない。
【００１１】
また、上記したように着座者が前方移動するとき、腰部が上記前クロスバーに達するまでに、上記シートベルトの引張応力が前記所定値となるまで上昇して、上記フォースリミッタが作動し始めたとすると、前記した着座者の腰部の前上がり状の回転動作が助長されることとなり、これは、上記シートベルトの拘束性能を更に低下させるおそれがある。
【００１２】
一方、上記着座者の前方移動により腰部が上記前クロスバーに達してそれ以上の前方移動が抑制されつつあるとき、着座者からの外力による上記シートベルトの引張応力が、未だ前記所定値には達しておらず、つまり、上記フォースリミッタが作動していないとすると、上記外力によるシートベルトの巻き戻しが継続されて、着座者の胸部は更に前方移動する。よって、この場合には、シートベルトの拘束性能が不十分であることから、着座者の上体が前のめり状となって、この着座者の負担が過大になるおそれを生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、シート上に着座者を拘束するシートベルトの拘束性能を、より向上させるようにすることである。
【００１４】
請求項１の発明は、左右一対のサイドフレーム２３，２４を有するシート１２のシートクッションフレーム１８と、上記左右サイドフレーム２３，２４の前、後部に架設される前、後クロスバー２５，２６と、上記シート１２上の着座者４の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム２３，２４側に連結されるシートベルト５１と、このシートベルト５１の他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者４から上記シートベルト５１に与えられる外力により、このシートベルト５１を巻き戻し可能とするリトラクタ５７と、このリトラクタ５７から巻き戻されるシートベルト５１をロックするロック機構６５と、このロック機構６５によるシートベルト５１のロック状態で、上記外力によりシートベルト５１に生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタ６６とを備えた車両のシート装置において、
上記前クロスバー２５が前後に離れて配置される前、後メンバ３５，３６を備え、前メンバ３５よりも後メンバ３６を低位置、かつ、低剛性とし、前突時に前方移動する着座者４の腰部が上記後メンバ３６に衝突したとき、この後メンバ３６が上記腰部の前上がり状の回転動作Ａを抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバ３５に衝突したとき、この前メンバ３５が上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、上記腰部が上記前メンバ３５に衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタ６６が作動し始めるようにしたことを特徴とする車両のシート装置である。
【００１５】
請求項２の発明は、車体２の幅方向に延び、その長手方向の一端部が上記左右サイドフレーム２３，２４のうちのいずれか一方のサイドフレーム２４の前部に固着され、他端部が自由端とされるトーションバー３９と、このトーションバー３９の前上方に配置されてこのトーションバー３９に沿って延び、このトーションバー３９の他端部側に固着されるリンクバー４０と、上記後クロスバー２６とリンクバー４０とに張設されるネットシート２０とを備え、上記トーションバー３９とリンクバー４０とのうち、少なくともいずれか一方のバー３９，４０を上記前メンバ３５としたことを特徴とする請求項１に記載の車両のシート装置である。
【００１６】
請求項３の発明は、上記左右サイドフレーム２３，２４の後部に上記シートベルト５１の一端部を固着し、上記サイドフレーム２３，２４の前部における上部が上記後メンバ３６の端部を支持し、上記サイドフレーム２３，２４の前部における上、下部の間に脆弱部３２を形成したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の車両のシート装置である。
【００１７】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１９】
請求項１の発明は、左右一対のサイドフレームを有するシートのシートクッションフレームと、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーと、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトを巻き戻し可能とするリトラクタと、このリトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えた車両のシート装置において、
上記前クロスバーが前後に離れて配置される前、後メンバを備え、前メンバよりも後メンバを低位置、かつ、低剛性とし、前突時に前方移動する着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバが上記腰部の前上がり状の回転動作を抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバに衝突したとき、この前メンバが上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、上記腰部が上記前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしている。
【００２０】
このため、車両の前突時に、着座者がその慣性力で前方移動して腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバにより着座者の腰部の前上がり状の回転動作は抑制されるが、上記したように前メンバよりも後メンバを低位置としたため、この後メンバに衝突するときの腰部のうち、より低部位が後メンバに衝突する。よって、着座者の腰部の前上がり状の回転動作が、より確実に抑制される。
【００２１】
しかも、上記したように、前メンバよりも後メンバを低剛性としたため、この後メンバに着座者の腰部が衝突すると、この後メンバはその長手方向の中途部が下方に向かって容易に屈曲しようとする。そして、この後メンバの下方への屈曲により、この後メンバから腰部への反力は、この腰部の、より低部位に与えられるため、この腰部の前上がり状の回転動作は更に確実に抑制される。
【００２２】
そして、上記したように前突時に前方移動する着座者の腰部の前上がり状の回転動作がより確実に抑制される分、この着座者の胸部の前面が前下がり状になることがより確実に防止されることから、特に、この胸部に対するシートベルトの拘束性能の向上が達成される。しかも、上記後メンバの屈曲により、この後メンバへの腰部の衝突時の衝撃力が効果的に緩和される。
【００２３】
また、上記したように、腰部が前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしているため、前突時に着座者が前方移動して腰部が上記したように後メンバに衝突した後には、上記シートベルトに対するフォースリミッタの作動開始により、上記胸部が上記シートベルトから反力を与えられて、着座者の上体が前のめり状になることが防止される。よって、上記後メンバへの衝突後に上体が前のめりに状になることによる着座者の負担の発生が防止されて、上記シートベルトの拘束性能の向上がより確実に向上する。
【００２４】
請求項２の発明は、車体の幅方向に延び、その長手方向の一端部が上記左右サイドフレームのうちのいずれか一方のサイドフレームの前部に固着され、他端部が自由端とされるトーションバーと、このトーションバーの前上方に配置されてこのトーションバーに沿って延び、このトーションバーの他端部側に固着されるリンクバーと、上記後クロスバーとリンクバーとに張設されるネットシートとを備え、上記トーションバーとリンクバーとのうち、少なくともいずれか一方のバーを上記前メンバとしている。
【００２５】
このため、上記したように、トーションバーにより弾性的に付勢されたリンクバーによってネットシートが張設されるようにしたシートにおいて、前突時に前方移動する着座者の腰部が衝突してそれ以上の前方移動を抑制する前メンバとして、上記トーションバーやリンクバーが利用されたことから、この利用の分、前記したシートベルトの拘束性能の向上は簡単な構成によって達成される。
【００２６】
ここで、上記前メンバとしてトーションバーを用いた場合、このトーションバーは、その機能上、剛性が大きいものであり、このため、前方移動する着座者の腰部が上記トーションバーに衝突したとき、このトーションバーにより、それ以上の着座者の腰部の前方移動は、より確実に防止される。一方、上記前メンバとしてリンクバーを用いた場合、このリンクバーは、上記トーションバーよりも上方に位置しているため、前方移動する着座者の腰部は上記リンクバーに対し、より確実に衝突する。よって、この点でも、上記着座者の腰部のそれ以上の前方移動は、より確実に防止される。
【００２７】
請求項３の発明は、上記左右サイドフレームの後部に上記シートベルトの一端部を固着し、上記サイドフレームの前部における上部が上記後メンバの端部を支持し、上記サイドフレームの前部における上、下部の間に脆弱部を形成している。
【００２８】
このため、前記したように前突時に前方移動した着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、上記腰部からの外力は上記後メンバを介しこの後メンバを支持している上記各サイドフレームの前上部に与えられる。すると、上記各脆弱部に応力集中が生じて、上記後メンバの各端部を支持している上記各サイドフレームの前上部がシートの幅方向内方側に向かって容易に内倒れするよう上記各脆弱部が屈曲させられる。
【００２９】
よって、上記各サイドフレームの前上部が容易に内倒れすることにより、この前上部に支持されている上記後メンバの下方への屈曲が助長される。そして、この後メンバの下方への屈曲により、この後メンバから腰部への反力は、この腰部の、より低部位に与えられるため、この腰部の前上がり状の回転動作は更に確実に抑制され、しかも、後メンバへの腰部の衝突時の衝撃力が効果的に緩和される。
【００３０】
そして、上記したように前突時に前方移動する着座者の腰部の前上がり状の回転動作がより確実に抑制される分、この着座者の胸部が前下がり状になることが防止されることから、特に、この胸部に対するシートベルトの拘束性能の向上がより確実に達成される。
【００３１】
また、上記したように前方移動する着座者の腰部が後メンバに衝突したとき、上記各サイドフレームの脆弱部を屈曲させて、その前上部を内倒れさせるようにしたため、前突時の着座者の腰部からの外力により、上記各サイドフレームの全体が変形することは防止される。
【００３２】
よって、第１に、上記各サイドフレームの全体的な変形により、上記後メンバが過大に下方に向かって屈曲することが防止されて、前突時に前方移動する着座者の腰部が過大に沈み込むことが防止される。また、第２に、上記各サイドフレームにおいて、その後部に一端部側が連結されているシートベルトは、前突時の着座者の外力に基づく上記各サイドフレームの前上部の内倒れ変形には影響されないため、この点でも、上記シートベルトの拘束性能の向上が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】側面図である。
【図２】斜視図である。
【図３】図１のIII−III線矢視部分断面図である。
【図４】図３のIV部拡大断面図である。
【図５】図１のV−V線矢視断面図である。
【図６】図１のVI−VI線矢視断面図である。
【図７】図１のVII−VII線矢視断面図である。
【図８】シートベルトの引張応力およびシートからの反力を経時的に示した図である。
【図９】車両を図式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の車両のシート装置に関し、シート上に着座者を拘束するシートベルトの拘束性能を、より向上させるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための形態は、次の如くである。
【００３５】
即ち、車両のシート装置は、シートと、このシート上に着座者を拘束可能とするシートベルト装置とを備えている。
【００３６】
上記シートのシートクッションフレームは、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、車体の幅方向に延び、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーとを備えている。一方、上記シートベルト装置は、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトを巻き戻し可能とするリトラクタと、このリトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えている。
【００３７】
上記前クロスバーは前後に離れて配置される前、後メンバを備えている。そして、上記前メンバよりも後メンバは低位置、かつ、低剛性とされている。前突時に前方移動する着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバが上記腰部の前上がり状の回転動作を抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバに衝突したとき、この前メンバが上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにしている。また、上記腰部が上記前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしている。
【実施例】
【００３８】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。
【００３９】
図１〜７において、符号１は、自動車で例示される車両であり、矢印Ｆｒは、この車両１の進行方向の前方を示している。また、下記する左右とは、車両１の前方に向かってのこの車両１の車体２の幅方向をいうものとする。
【００４０】
上記車体２の内部が車室３とされる。この車室３には、着座者４が車体２の前方に向かって着座可能なシート装置５と、このシート装置５の前方に配置されるステアリングハンドル６と、このハンドル６に取り付けられるエアバッグ装置７とが設けられている。上記シート装置５は、上記車室３の下面を形成するフロアパネル１０上にシートレール１１を介し設置されるシート１２と、このシート１２上に着座者４を拘束可能とする三点式のシートベルト装置１３とを備えている。
【００４１】
上記シート１２は、上記フロアパネル１０上にシートレール１１を介して支持されるシートクッション１６と、このシートクッション１６の後端部から上方に突設されるシートバック１７とを備えている。上記シートクッション１６は、その骨格部材を構成し、上記シートレール１１を介しフロアパネル１０上に支持されるシートクッションフレーム１８と、このシートクッションフレーム１８をその上方から覆ってこのシートクッションフレーム１８に取り付けられるクッション部材１９とを備え、このクッション部材１９は具体的にはネットシート２０とされている。
【００４２】
上記シートクッションフレーム１８は、車体２の幅方向に離れて配置され、それぞれ車体２の前後方向に延びる左右サイドフレーム２３，２４と、車体２の幅方向に延び、上記左右サイドフレーム２３，２４の前、後部に架設される前、後クロスバー２５，２６とを備えている。
【００４３】
上記各サイドフレーム２３，２４は、板金製で、それぞれ車体２の幅方向で対面する内、外側パネル２８，２９を備え、これら両パネル２８，２９の外縁部は、詳図しないが、ヘム加工やスポット溶接により互いに結合されており、上記各サイドフレーム２３，２４は全体的に剛性の大きい閉断面構造とされている。
【００４４】
上記各サイドフレーム２３，２４の前部における上部では、それぞれ内、外側パネル２８，２９同士が互いに重ね合わされて、強度と剛性の大きい重ね合わせ部３０が形成されている。また、上記各サイドフレーム２３，２４の前部における下部では、それぞれ内、外側パネル２８，２９に上下方向に延びる前後複数（２本）のビード３１が形成されている。これら各ビード３１は、上記各サイドフレーム２３，２４の内部側に向かって上記内、外側パネル２８，２９の各部分をそれぞれ膨出させることにより形成されている。上記各ビード３１の外面同士は互いに当接させられて、上下複数（３つ）のスポット溶接Ｓにより互いに結合されている。そして、これら各ビード３１により、上記各サイドフレーム２３，２４の前下部が強固に補強されている。
【００４５】
上記重ね合わせ部３０の下端縁は前下がり状に直線的に傾斜している。一方、上記各ビード３１の上端部は上記重ね合わせ部３０の下端縁部の下方近傍で、この下端縁に沿うよう前下がり状に直線的に配置されている。これにより、上記各サイドフレーム２３，２４の前部における上、下部の間には、外力により応力集中が生じ易い脆弱部３２が形成され、この脆弱部３２は、上記各サイドフレーム２３，２４の上縁部から前縁部にまで直線的に延びている。
【００４６】
上記前クロスバー２５は、前後に離れて配置される前、後メンバ３５，３６を備えている。このうち、前メンバ３５は、車体２の幅方向に延びる断面円形のトーションバー３９を備えている。このトーションバー３９の一端部（右端部）は、上記左右サイドフレーム２３，２４のうち、右サイドフレーム２４の重ね合わせ部３０の前端部に固着され、他端部（左端部）は自由端とされて、上記左サイドフレーム２３の重ね合わせ部３０の前端部に、その軸心回りに回転可能となるよう支持されている。
【００４７】
また、上記前メンバ３５は、上記トーションバー３９の前上方に配置されてこのトーションバー３９に沿って延びる断面円形パイプであるリンクバー４０を備えている。このリンクバー４０の一端部（右端部）と他端部（左端部）とにはそれぞれアーム４１が突設されている。上記リンクバー４０の他端部のアーム４１は上記トーションバー３９の他端部に固着され、上記リンクバー４０の一端部のアーム４１は、上記トーションバー３９の一端部にその軸心回りに回動可能となるよう支持されている。
【００４８】
前記後メンバ３６は断面円形のパイプであって、その各端部は上記各サイドフレーム２３，２４の重ね合わせ部３０の後端部に固着されている。また、上記後メンバ３６は、上記前メンバ３５のクッション部材４９およびリンクバー４０よりもそれぞれ低位置、かつ、低剛性とされている。具体的には、上記後メンバ３６は外径がより小さくされたり、薄肉にされたりするなど、断面係数がより小さくされている。
【００４９】
前記後クロスバー２６は、上記した前クロスバー２５の前メンバ３５と同構成とされ、トーションバー４３、リンクバー４４、およびアーム４５を備えている。この場合、リンクバー４４はトーションバー４３の後上方に配置されている。
【００５０】
前記ネットシート２０は、上記前クロスバー２５の前メンバ３５のリンクバー４０と、後クロスバー２６のリンクバー４４とに架設されている。上記ネットシート２０の自由状態で、上記各リンクバー４０，４４は、上記各トーションバー３９，４３の初期戻りにより、互いに前後方向に離反するよう弾性的に付勢されている。これにより、上記ネットシート２０には常時引張力が付与されている。
【００５１】
前記シートバック１７は、その骨格部材を構成し、前記シートクッションフレーム１８の後端部に支持されるシートバックフレーム４８と、このシートバックフレーム４８をその前方から覆ってこのシートバックフレーム４８に取り付けられるクッション部材４９とを備えている。
【００５２】
前記シートベルト装置１３は、上記シート１２上の着座者４の前面を横切るよう設けられるシートベルト５１を備えている。このシートベルト５１の一端部側の端部は左右サイドフレーム２３，２４のうち、左サイドフレーム２３の後部にアンカ５２により連結されているが、フロアパネル１０に連結してもよい。また、右サイドフレーム２４の後部にはバックル５３が連結されて、上記シートベルト５１の一端部側の長手方向中途部に係合したタングプレート５４が上記バックル５３に係脱可能に係止され、これにより、上記シートベルト５１の一端部側の中途部は上記右サイドフレーム２４の後部に連結されている。
【００５３】
上記シートバック１７のシートバックフレーム４８の左上端部に上記シートベルト５１の長手方向の中途部を挿通させるベルト係合体５６が取り付けられている。このベルト係合体５６の下方で上記シートバックフレーム４８に取り付けられ、上記ベルト係合体５６に挿通された後の上記シートベルト５１の他端部側を巻き取り可能とするリトラクタ５７が設けられている。このリトラクタ５７は上記シートバックフレーム４８に固着されるハウジング５８と、このハウジング５８に支持され、上記シートベルト５１の他端部側を巻き取り可能とする巻き取り軸５９と、上記シートベルト５１を巻き取るよう上記巻き取り軸５９を弾性的に付勢するばね６０とを備えている。
【００５４】
上記アンカ５２からバックル５３に係止されたタングプレート５４に至る上記シートベルト５１の中途部により、上記シート１２上の着座者４の腰部がその前方から拘束される。また、上記タングプレート５４からベルト係合体５６に至る上記シートベルト５１の他の中途部により、上記シート１２上の着座者４の胸部がその前方から拘束される。
【００５５】
車両１の前突時に、着座者４に生じた慣性力により、この着座者４が前方移動するとき、この着座者４から上記シートベルト５１に与えられた外力により、このシートベルト５１は上記ばね６０の付勢力に対抗しながら上記リトラクタ５７から巻き戻し可能とされる。なお、この巻き戻しは、着座者４が上記シートベルト５１を引張することによっても可能である。
【００５６】
車両１の前突時の加速度の変化を検出して、前突であるとの検出信号を出力する加速度センサー６２が設けられる。また、前突時におけるこの加速度センサー６２からの検出信号に基づき瞬間的にガスを発生するガス発生器６３が設けられる。そして、このガス発生器６３によって発生したガス圧力により上記リトラクタ５７の巻き取り軸５９にシートベルト５１の他端部側を巻き取らせる公知のプリテンショナ６４が設けられる。上記ガス発生器６３は、火薬を点火、燃焼させて瞬間的に燃焼ガスを発生するものである。また、上記ガス圧力による上記リトラクタ５７の巻き取り動作は一時的に行われる。
【００５７】
また、上記加速度センサー６２の検出信号に基づき、上記リトラクタ５７から巻き戻されるシートベルト５１をロックする公知のロック機構６５が設けられている。このロック機構６５は、上記リトラクタ５７のばね６０やプリテンショナ６４によるシートベルト５１の巻き取り動作は許容する一方、上記のように巻き戻されるシートベルト５１のみを直ちにロックする。
【００５８】
また、上記ロック機構６５によるシートベルト５１のロック状態で、上記着座者４からの外力によりシートベルト５１に生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制する公知のフォースリミッタ６６が設けられている。このフォースリミッタ６６は、上記ロック機構６５により、上記リトラクタ５７のハウジング５８側に対し巻き取り軸５９の一端部のみをロックさせ、この巻き取り軸５９をトーションバーとして機能させる。つまり、着座者４からの外力により巻き戻されようとするシートベルト５１が上記巻き取り軸５９を弾性的に戻り変形させ、これにより、上記シートベルト５１に生じる引張応力がほぼ一定値に維持される。
【００５９】
車両１の前進走行中において、上記シート１２のネットシート２０上に着座している着座者４の腰は、上記各トーションバー３９，４３の戻り弾性力に対抗して、上記ネットシート２０を押し下げている（図１中、実線）。
【００６０】
上記状態での車両１の前突時には、上記着座者４は、その慣性力により上記ネットシート２０を更に押し下げようとする（図１中、一点鎖線）。すると、上記ネットシート２０に生じる引張応力により、上記前、後クロスバー２５，２６の各リンクバー４０，４４は、前後方向で互いに引き寄せられると共に上記トーションバー３９，４３を中心として上方に回動する（図１中、一点鎖線）。そして、これら回動に連動して、上記各トーションバー３９，４３の戻り弾性力が増大して、上記ネットシート２０から着座者４に与えられる反力が増大する。このため、上記各リンクバー４０，４４の上方回動と、上記ネットシート２０の反力の増大とにより、上記着座者４の腰部が前上がり状に回転動作Ａすることは効果的に抑制される。
【００６１】
また、車両１の前突時に、着座者４がその慣性力で前方移動して腰部が上記後メンバ３６に衝突したとき（図１中、一点鎖線）、この後メンバ３６により着座者４の腰部の前上がり状の回転動作Ａが抑制される。この場合、前記したように前メンバ３５よりも後メンバ３６を低位置としたため、この後メンバ３６に衝突するときの腰部のうち、より低部位が後メンバ３５に衝突する。よって、着座者４の腰部の前上がり状の回転動作Ａが、より確実に抑制される。
【００６２】
しかも、上記したように、前メンバ３５よりも後メンバ３６を低剛性としたため、この後メンバ３６に着座者４の腰部が衝突すると、この後メンバ３６はその長手方向の中途部が下方に向かって容易に屈曲しようとする。また、この際、上記腰部からの外力は上記後メンバ３６を介しこの後メンバ３６を支持している上記各サイドフレーム２３，２４の前上部に与えられる。すると、上記各脆弱部３２に応力集中が生じて、上記後メンバ３６の各端部を支持している上記各サイドフレーム２３，２４の前上部がシート１２の幅方向内方側に向かって容易に内倒れするよう上記各脆弱部３２が屈曲させられる。
【００６３】
よって、上記各サイドフレーム２３，２４の前上部が容易に内倒れすることにより、この前上部に支持されている上記後メンバ３６の下方への屈曲が助長される（図３，４中、一点鎖線）。そして、この後メンバ３６の下方への屈曲により、この後メンバ３６から腰部への反力は、この腰部の、より低部位に与えられるため、この腰部の前上がり状の回転動作Ａは更に確実に抑制され、しかも、後メンバ３６への腰部の衝突時の衝撃力が効果的に緩和される。
【００６４】
そして、上記したように前突時に前方移動する着座者４の腰部の前上がり状の回転動作Ａがより確実に抑制される分、この着座者４の胸部が前下がり状になることがより確実に防止されることから、特に、この胸部に対するシートベルト５１の拘束性能の向上がより確実に達成される。
【００６５】
また、上記したように前方移動する着座者４の腰部が後メンバ３６に衝突したとき、上記各サイドフレーム２３，２４の脆弱部３２を屈曲させて、その前上部を内倒れさせるようにしたため、前突時の着座者４の腰部からの外力により、上記各サイドフレーム２３，２４の全体が変形することは防止される。
【００６６】
よって、第１に、上記各サイドフレーム２３，２４の全体的な変形により、上記後メンバ３６が過大に下方に向かって屈曲することが防止されて、前突時に前方移動する着座者４の腰部が過大に沈み込むことが防止される。また、第２に、上記各サイドフレーム２３，２４において、剛性が大きいその後部に一端部側が連結されているシートベルト５１は、前突時の着座者４の外力に基づく上記各サイドフレーム２３，２４の前上部の内倒れ変形には影響されないため、この点でも、上記シートベルト５１の拘束性能の向上が達成される。
【００６７】
また、更に、着座者４の前方移動が進行すると、この着座者４の腰部は上記前クロスバー２５の前メンバ３５のトーションバー３９およびリンクバー４０のうち、少なくともいずれかひとつのバーに衝突して、それ以上の前方移動が抑制される（図１中、二点鎖線）。よって、着座者４が過大に前方移動して、上記シート１２の前方に配設されたハンドル６に衝突するなど、不都合の発生が防止される。
【００６８】
また、上記したように、トーションバー３９，４３によって弾性的に付勢されたリンクバー４０，４４によりネットシート２０が張設されるようにしたシート１２において、前突時に前方移動する着座者４の腰部が衝突してそれ以上の前方移動を抑制する前メンバ３５として、上記トーションバー３９やリンクバー４０が利用されたことから、この利用の分、前記したシートベルト５１の拘束性能の向上は簡単な構成によって達成される。
【００６９】
ここで、上記トーションバー３９は、その機能上、剛性が大きいものである。このため、前方移動する着座者４の腰部が上記前メンバ３５としての上記トーションバー３９に衝突したとき、このトーションバー３９により、それ以上の着座者４の腰部の前方移動は、より確実に防止される。一方、上記リンクバー４０は、上記トーションバー３９よりも上方に位置している。このため、前方移動する着座者４の腰部は上記前メンバ３５としての上記リンクバー４０に対し、より確実に衝突する。よって、この点でも、上記着座者４の腰部のそれ以上の前方移動は、より確実に防止される。
【００７０】
図８の上段図は、前突時の着座者４の前方移動に伴い、この着座者４に対するシート１２からの反力の増加状態を経時的に示したものである。
【００７１】
即ち、前突当初から、この前突により前方移動する着座者４の腰部が上記前クロスバー２５の後メンバ３６に達するまでの時間がｔａであり、この後メンバ３６に着座者４の腰部が衝突すると、上記後メンバ３６による着座者４への反力が増加する。更に着座者４が前方移動として、前突当初から、上記のように前方移動する着座者４の腰部が上記前クロスバー２５の前メンバ３５に衝突するまでの時間がｔｂであり、この前メンバ３５に着座者４の腰部が衝突すると、上記前メンバ３５による着座者４への反力が更に増加する。
【００７２】
一方、前突時には、まず、前記プリテンショナ６４のガス発生器６３によって発生したガス圧力により上記リトラクタ５７にシートベルト５１の他端部側が巻き取られる。これにより、シートベルト５１に生じていた遊びである弛みが除去され、このシートベルト５１により、その後に着座者４を拘束するための準備が整えられる。
【００７３】
次に、着座者４がその慣性力により前方移動し始めると、この着座者４からの外力により、上記シートベルト５１の他端部側は上記リトラクタ５７から巻き戻され始める。この際、前突を検出した加速度センサー６２などのセンサーからの前突検出信号に基づき、上記リトラクタ５７から巻き戻され始めるシートベルト５１が上記ロック機構６５により直ちにロックされて、この巻き戻しが阻止される。
【００７４】
そして、上記シートベルト５１のロック状態から、更に上記着座者４が前方移動すると、この着座者４から上記シートベルト５１に対しより大きい外力が与えられ、これに伴い、上記シートベルト５１に生じる引張応力は漸増しようとする。しかし、この引張応力が所定値に達すれば、上記フォースリミッタ６６が作動し、上記引張応力の増加が抑制されて、この引張応力がほぼ一定に保たれる。つまり、前突時には、着座者４は前方移動してシートベルト５１に外力を与える一方、このシートベルト５１からの反力である拘束力を与えられるが、この拘束力による着座者４の負担は、上記フォースリミッタ６６の作動により緩和される。
【００７５】
図８の下段図は、前突時の着座者４の前方移動に伴い、この着座者４に対するシートベルト５１からの反力の増加状態を経時的に示したものである。
【００７６】
即ち、前突当初から、上記プリテンショナ６４が作動した後にシートベルト５１の巻き戻しが上記ロック機構６５によりロックされるまでの時間がｔ１で、この時点から、上記フォースリミッタ６６が作動するまでの時間がｔ２である。
【００７７】
図８の上、下段図において、上記したように腰部が上記前メンバ３５に衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタ６６が作動し始めることとされている。つまり、ｔｂ≧ｔ１+ｔ２とされている。
【００７８】
ここで、上記ｔｂ≧ｔ１+ｔ２が得られるようにするため、上記シート１２上に着座者４が通常状態で着座したときのこの着座者４のヒップポイント７０から、上記前クロスバー２５の前メンバ３５に至るまでの車体２の前後方向における距離Ｌを算出する。この距離Ｌは、前突時に着座者４の腰部が前方移動して、この腰部が上記前メンバ３５に衝突するに至るまでの上記腰部の前方移動量に相当する。
【００７９】
図９は、上記算出のため、車両１、着座者４、およびシートベルト５１を図式的に示したものである。以下、図９を参照して説明する。
【００８０】
ｍ：着座者４の等価質量で４５〜８０ｋｇを想定している。
【００８１】
ｋ：シートベルト５１のばね関数
ｘ：前突時の車体２の変位量で、
ｙ：前突時の着座者４の変位量で、
ｘ０，ｙ０：初期変位であって、０とする。
【００８２】
ｖ０：車両１の前突時の初速度であって、
である。
【００８３】
【００８４】
【００８５】
そして、上記の運動方程式により導出されるｙ(t)が以下の関数を満足するよう上記距離Ｌを定める。そして、この距離Ｌにより、車体２の前後方向における上記前メンバ３５の位置が設定される。
【００８６】
【００８７】
上記構成によれば、ｔｂ≧ｔ１+ｔ２のため、前突時に着座者４が前方移動して腰部が上記したように後メンバ３６に衝突した後には、上記シートベルト５１に対するフォースリミッタ６６の作動開始により、上記胸部が上記シートベルト５１から反力を与えられると共に、膨張したエアバッグ装置７からも反力を与えられて、着座者４の上体が前のめり状になることが防止される。よって、上記後メンバ３６への衝突後に上体が前のめりに状になることによる着座者４の負担の発生が防止されて、上記シートベルト５１の拘束性能の向上がより確実に向上する。
【００８８】
なお、以上は図示の例によるが、上記各サイドフレーム２３，２４を構成している内、外側パネル２８，２９は、いずれか一方のパネルのみを設けてもよい。また、上記前クロスバー２５の前メンバ３５は、トーションバー３９とリンクバー４０とのうち、いずれか一方のバーのみで構成してもよい。また、前突時における上記前、後クロスバー２５，２６の各リンクバー４０，４４の引き上げ動作の駆動源として、上記プリテンショナ６４のガス発生器６３のような構成を用いてもよい。
【００８９】
また、上記前、後クロスバー２５，２６をそれぞれ単一のパイプで構成して、その各端部を各サイドフレーム２３，２４に固着させてもよく、このようにした場合には、クッション部材１９はネットシート２０に代えて、クッションパッドにすればよい。また、上記脆弱部３２は、サイドフレーム２３，２４の一部を薄肉にしたり、貫通孔を列設するなどして形成してもよい。
【００９０】
また、上記ベルト係合体５６に代え、このベルト係合体５６をリトラクタ５７としてもよい。また、上記ベルト係合体５６やリトラクタ５７を上記シート１２側方の車体２の側壁に支持させてもよく、上記リトラクタ５７はフロアパネル１０に支持させてもよい。また、上記ロック機構６５はシートベルト５１を機械的にロックするものであってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 車両
２ 車体
４ 着座者
５ シート装置
１２ シート
１３ シートベルト装置
１６ シートクッション
１７ シートバック
１８ シートクッションフレーム
２０ ネットシート
２３ サイドフレーム
２４ サイドフレーム
２５ クロスバー
２６ クロスバー
３２ 脆弱部
３５ メンバ
３６ メンバ
３９ トーションバー
４０ リンクバー
５１ シートベルト
５２ アンカ
５３ バックル
５４ タングプレート
５７ リトラクタ
５８ ハウジング
５９ 巻き取り軸
６０ ばね
６２ 加速度センサー
６３ ガス発生器
６４ プリテンショナ
６５ ロック機構
６６ フォースリミッタ
７０ ヒップポイント
Ａ 回転動作
Ｌ 距離
Ｓ スポット溶接
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のサイドフレームを有するシートのシートクッションフレームと、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーと、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトを巻き戻し可能とするリトラクタと、このリトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えた車両のシート装置において、
上記前クロスバーが前後に離れて配置される前、後メンバを備え、前メンバよりも後メンバを低位置、かつ、低剛性とし、前突時に前方移動する着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバが上記腰部の前上がり状の回転動作を抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバに衝突したとき、この前メンバが上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、上記腰部が上記前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしたことを特徴とする車両のシート装置。
【請求項２】
車体の幅方向に延び、その長手方向の一端部が上記左右サイドフレームのうちのいずれか一方のサイドフレームの前部に固着され、他端部が自由端とされるトーションバーと、このトーションバーの前上方に配置されてこのトーションバーに沿って延び、このトーションバーの他端部側に固着されるリンクバーと、上記後クロスバーとリンクバーとに張設されるネットシートとを備え、上記トーションバーとリンクバーとのうち、少なくともいずれか一方のバーを上記前メンバとしたことを特徴とする請求項１に記載の車両のシート装置。
【請求項３】
上記左右サイドフレームの後部に上記シートベルトの一端部を固着し、上記サイドフレームの前部における上部が上記後メンバの端部を支持し、上記サイドフレームの前部における上、下部の間に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の車両のシート装置。
【請求項１】
左右一対のサイドフレームを有するシートのシートクッションフレームと、上記左右サイドフレームの前、後部に架設される前、後クロスバーと、上記シート上の着座者の前面を横切るよう設けられ、その一端部側が上記サイドフレーム側に連結されるシートベルトと、このシートベルトの他端部側を巻き取り可能とする一方、前突時に着座者から上記シートベルトに与えられる外力により、このシートベルトを巻き戻し可能とするリトラクタと、このリトラクタから巻き戻されるシートベルトをロックするロック機構と、このロック機構によるシートベルトのロック状態で、上記外力によりシートベルトに生じる引張応力が所定値に達したとき、この引張応力の増加を抑制するよう作動するフォースリミッタとを備えた車両のシート装置において、
上記前クロスバーが前後に離れて配置される前、後メンバを備え、前メンバよりも後メンバを低位置、かつ、低剛性とし、前突時に前方移動する着座者の腰部が上記後メンバに衝突したとき、この後メンバが上記腰部の前上がり状の回転動作を抑制するようにし、更に上記腰部が前方移動して上記前メンバに衝突したとき、この前メンバが上記腰部のそれ以上の前方移動を抑制するようにし、かつ、上記腰部が上記前メンバに衝突し始めるのと同時、もしくはその手前で上記フォースリミッタが作動し始めるようにしたことを特徴とする車両のシート装置。
【請求項２】
車体の幅方向に延び、その長手方向の一端部が上記左右サイドフレームのうちのいずれか一方のサイドフレームの前部に固着され、他端部が自由端とされるトーションバーと、このトーションバーの前上方に配置されてこのトーションバーに沿って延び、このトーションバーの他端部側に固着されるリンクバーと、上記後クロスバーとリンクバーとに張設されるネットシートとを備え、上記トーションバーとリンクバーとのうち、少なくともいずれか一方のバーを上記前メンバとしたことを特徴とする請求項１に記載の車両のシート装置。
【請求項３】
上記左右サイドフレームの後部に上記シートベルトの一端部を固着し、上記サイドフレームの前部における上部が上記後メンバの端部を支持し、上記サイドフレームの前部における上、下部の間に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の車両のシート装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１５２８３７（Ｐ２０１１−１５２８３７Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７７９（Ｐ２０１０−１４７７９）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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