JP7381772B2 - シート内蔵エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートに内蔵されるエアバッグ装置に関する。

車両の事故発生時に乗員を保護するために、１つまたは複数のエアバッグを車両に設けることは周知である。エアバッグとしては、例えば、自動車のステアリングホイールの中心付近から膨張して運転者を保護する、いわゆる運転者用エアバッグ、自動車の窓の内側で下方向に展開して車両横方向の衝撃や横転、転覆事故時に乗員を保護するカーテンエアバッグ、車両横方向の衝撃時に乗員を保護すべく乗員とサイドパネルとの間で展開するサイドエアバッグなどの様々な形態がある。

車両が前方衝突した場合、慣性によって乗員は前方へ移動しようとするため、乗客がシートベルトから抜けて座席から滑り落ち、足元の空間にもぐり込んでしまう、所謂「サブマリン現象」が発生する場合がある。特に、座席のリクライニングを倒した体勢だと、サブマリン現象が起こりやすくなる。サブマリン現象が発生すると、シートベルトが乗員の腹部や胸部、最悪の場合には頚部に引っ掛かり当該部位を圧迫する恐れがある。

このため、特許文献１に示すように、シート内のエアバッグを膨張させることでシートクッションの前端部分を上昇させ、乗員の腰部の前方移動を拘束する発明が提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載された発明によっては、サブマリン現象を効果的に防止することができない。

特開２００７－１１８８２０号公報

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、サブマリン現象を効果的に抑止可能なエアバッグ装置を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するために、本発明は、座面を構成するシートクッションと、リクライニング可能なシートバックとを備える車両用シートの内部に収容されるエアバッグ装置であって、膨張展開することで乗員の腰部を前方に押すように構成されたエアバッグと；前記シートバックのリクライニング角度を検出する角度センサと；を備える。そして、車両の緊急時、且つ、前記シートバックのリクライニング角度が所定値より大きい場合に前記エアバッグを展開させる。

ここで、「車両の緊急時」とは、実際に車両が衝突した瞬間の他、衝突の可能性が高く衝突を避けられないような衝突直前の状況も含み意味である。

前記エアバッグの展開により、乗員が前方に滑り出す前に当該乗員の骨盤を立たせるようにすることが好ましい。

本発明においては、シートバックのリクライニング角度が所定値より大きい状態で、車両の衝突が発生した時に、エアバッグを展開させて乗員の腰部を前方に押すことで、乗員の骨盤が立たせる。このとき、乗員の腰部付近に位置するシートベルトが骨盤に確実に接触して拘束することができる。この点、従来の車両用シートでは、リクライニング角度が大きい状態で車両の衝突が発生すると、乗員の臀部がシートクッションの上を前方に滑り、腰部を支えるシートベルトが骨盤をすり抜けて、腹部に掛かる恐れがある。

前記エアバッグ装置は、前記シートバックの下部に収容することができる。本発明においては、エアバッグの展開位置が十分に低い位置にあることが重要であり、これによって、確実に乗員の腰部を前方に押して、乗員の骨盤を立たせることが可能となる。

前記リクライニング角度の所定値は、車両を水平にした状態で垂直に対して後方に１５°倒れた角度とすることができる。なお、この角度は、シートクッションやシートバックの形状、摩擦係数等に応じて、適宜変更することができる。

前記エアバッグは、前記シートバックの内部に配置されるフレームを反力面として展開する構造とすることができる。硬質なフレームを反力面とすることにより、エアバッグが確実に前方に向かって展開可能となる。

前記エアバッグ装置の作動時に、前記シートバックの表皮が開裂して前記エアバッグが外部に露出するように構成することができる。あるいは、前記シートバックの内部でのみ（図示）前記エアバッグが膨張するように構成することができる。

前記エアバッグは、前記シートバックと前記シートクッションの境界部分から突出するように展開する構造とすることができる。このように、エアバッグをシートバックとシートクッションとの境界部分から突出させたり、上記のように、シートバックの表皮を開裂させてエアバッグを展開させることにより、シートバッグやシートクッションのウレタン層（クッション層）の抵抗を最小限にすることができる。すなわち、エアバッグの展開時において、シートバッグやシートクッションのウレタン層による干渉が低減され、確実にエアバッグを展開させることが可能となる。

前記エアバッグは、前記シートバックの下部から上部に帯状に延びる上部領域を含むことができる。

このような上部領域を設けることにより、乗員の腰部だけでなく、背中全体を立たせることができ、エアバッグによって骨盤を起立させる効果がより顕著となる。

前記エアバッグの上部領域は、展開時の厚みが、上部から下部に向かって大きくなるように構成することができる。

前記シートクッション内部に収容され、車両の緊急時に前記シートクッションの前方部分を上方に持ち上げるように展開する他のエアバッグを更に備えることができる。

他のエアバッグがシートクッションの前方部分を持ち上げることにより、乗員の前方への移動が拘束されるため、骨盤を起立させる本発明の効果がより顕著となる。

前記エアバッグは、インフレータによって発生する膨張ガスによって膨張・展開する構成とすることができる。

前記エアバッグは、エアポンプによって発生する空気によって膨張・展開する構成とすることができる。

前記エアポンプは、モータによって駆動される構成とすることができる。

上記のように、モータを利用したエアポンプによってエアバッグを膨張・展開させる構成の場合、インフレータのように火薬による発火を伴うものではないため、エアバッグ装置を作動させた後に、新たなエアバッグ装置と交換する必要が無く、エアバッグを再利用することが可能となる。すなわち、エアバッグ装置を可逆的に動作させることができるというメリットがある。

なお、本出願の明細書及び特許請求の範囲において、乗員が正規の姿勢で座席に着座した際に、乗員が向いている方向（車両の進行方向）を「前方」、その反対方向を「後方」と称し、座標の軸を示すときは「前後方向」と言う。また、乗員が正規の姿勢で座席に着座した際に、乗員の右側を「右方向」、乗員の左側を「左方向」と称し、座標の軸を示すときは「左右方向」と言う。左右方向において、シートのサイドフレームより乗員側の領域を「内」とし、サイドフレームから見て乗員とは反対の領域を「外」を示すものとする。更に、乗員が正規の姿勢で座席に着座した際に、乗員の頭部方向を「上方」、乗員の腰部方向を「下方」と称し、座標の軸を示すときは「上下方向」と言う。

本発明に係るエアバッグ装置は、運転席や助手席に限らず、リクライニング機能を有するあらゆる座席に適用可能である。

図１は、本発明に係るエアバッグ装置を搭載可能な車両用シートの主に外観形状を示す斜視図である。 図２は、図１に示す車両用シートの骨組みとして機能する内部構造体（シートフレーム）を示す斜視図である。 図３は、本発明の第１実施例に係るエアバッグ装置を搭載した車両用シートの概略側面図であり、車幅方向の外側から透視した様子を概略的に示す。 図４は、本発明の第１実施例に係るエアバッグ装置を搭載した車両用シートの概略側面図であり、図３の状態からシートバックを大きくリクライニングさせた様子を示す。 図５は、本発明の第１実施例に係るエアバッグ装置の展開の様子を概略的に示す模式図であり、（Ａ）が展開前の状態、（Ｂ）が第１の展開形態（内部展開）、（Ｃ）が第２の展開形態（開裂展開）を示す。 図６は、本発明の第１実施例に係るエアバッグ装置による乗員の骨盤拘束の様子を示す説明図であり、乗員の骨格を示す。（Ａ）が展開前の状態、（Ｂ）が展開後の状態を示す。 図７は、本発明に係るエアバッグ装置を装備しない場合（参考例）における乗員の腰部拘束の様子を示す説明図であり、乗員の骨格を示す。 図８は、本発明の第２実施例に係るエアバッグ装置の構成を示す斜視図であり、シートフレームへの搭載状態を示す。 図９は、本発明の第２実施例に係るエアバッグ装置による乗員の骨盤拘束の様子を示す説明図であり、乗員の骨格を示す。（Ａ）が展開前の状態、（Ｂ）が展開後の状態を示す。 図１０は、本発明の第３実施例に係るエアバッグ装置による乗員の骨盤拘束の様子を示す説明図である。 図１１は、本発明の第４実施例に係るエアバッグ装置の構成を示す概略ブロック図である。

以下、本発明の実施形態に係るエアバッグ装置について、添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るエアバッグ装置２０（図２参照）を搭載可能な車両用シートの主に外観形状を示す斜視図である。図２は、図１に示す車両用シートの骨組みとして機能する内部構造体（シートフレーム）を示す斜視図である。図３は、本発明に係るエアバッグ装置２０を搭載した車両用シートの概略側面図であり、車幅方向の外側から透視した様子を概略的に示す。

図１及び図２に示すように、本実施例に係るエアバッグ装置２０が適用される車両用シートは、部位として観たときには、乗員が着座する部分のシートクッション２と、背もたれを形成するシートバック１と、シートバック１の上端に連結されるヘッドレスト３とによって構成されている。シートバック１は、乗員の背中が接する背面１ａと、サイドサポート１２とを含む。

図２に示すように、シートバック１の内部にはシートの骨格を形成するシートバックフレーム１ｆが設けられ、その表面及び周囲にはウレタン発泡材等からなるパッド（図示せず）が設けられ、当該パッドの表面は皮革、ファブリック等の表皮によって覆われている。シートクッション２の底側には着座フレーム２ｆが配置され、シートバック１と同様に、その上面及び周囲にはウレタン発泡材等からなるパッドが設けられ、当該パッドの表面は皮革、ファブリック等の表皮によって覆われている。着座フレーム２ｆとシートバックフレーム１ｆとは、リクライニング機構４を介して連結されている。

シートバックフレーム１ｆは、図２に示すように、左右に離間して配置され上下方向に延在するサイドフレーム１０と、このサイドフレーム１０の上端部を連結する上部フレームと、下端部を連結する下部フレームとにより枠状に構成されている。ヘッドレストフレームの外側にクッション部材を設けることでヘッドレスト３が構成される。

（第１実施例）
図３は、本発明の第１実施例に係るエアバッグ装置を搭載した車両用シートの概略側面図であり、車幅方向の外側から透視した様子を概略的に示す。図４は、図３の状態からシートバック１を大きくリクライニングさせた様子を示す。

本実施例に係るエアバッグ装置２０は、膨張ガスを発生するインフレータ２１と；インフレータ２１から放出された膨張ガスによって膨張展開することで乗員の腰部を前方（又は斜め前方）に押すように構成されたエアバッグ２２と；シートバック１のリクライニング角度θを検出する角度センサ４ａと；を備えている。そして、シートバック１のリクライニング角度が所定値より大きい状況で車両の正面衝突が発生すると、エアバッグ装置２０が作動してエアバッグ２２が展開する。

インフレータ２１は、エアバッグ２２の内部に収容され、シートバックの内部に配置されたフレーム１ｆに固定されている。エアバッグ２２は、硬質なフレーム１ｆを反力面として展開し、確実に前方に向かって展開可能となる。

シートバック１のリクライニング角度を検出する角度センサ４ａとしては、例えば、リクライニングシャフトに取り付けられたポテンショメータ等を採用することができる。角度センサ４ａによって検出されるリクライニング角度θが、車両を水平にした状態で垂直に対して後方に１５°倒れた角度より大きく傾いた時に、エアバッグ装置２０を作動させるようになっている。なお、このような基準角度は、シートクッション２やシートバック１の形状、摩擦係数等に応じて、適宜変更することができる。

仮にシートバック１がリクライニングされていない状況でエアバッグ２２を展開させると、乗員の腰部を押し出すことにより、シートベルトによる圧迫を強めてしまう恐れがある。

エアバッグ装置２０は、シートバック１の下端部付近に収容することが望ましく、これによって、乗員が前方に滑り出す前に確実に乗員の腰部を前方に押して、乗員の骨盤を立たせることが可能となる。

（第１実施例の作用）
図５は、エアバッグ装置２０の展開の様子を概略的に示す模式図であり、（Ａ）はエアバッグ２２が展開する前の状態、（Ｂ）が第１の展開形態（内部展開）、（Ｃ）が第２の展開形態（開裂展開）を示す。

図６は、エアバッグ装置２０による乗員の骨盤拘束の様子を示す説明図であり、乗員の骨格を示すものであり、（Ａ）がエアバッグ展開前の状態、（Ｂ）がエアバッグ展開後の状態を示す。

図７は、本発明に係るエアバッグ装置を装備しない場合（参考例）における乗員の腰部拘束の様子を示す説明図であり、乗員の骨格を示す。

図５（Ａ）、図６（Ａ）に示すように、シートバック１のリクライニング角度θが所定値（例えば、１５°）より大きい状況で、車両の正面衝突が発生した場合を想定する。図示しない衝突センサによって正面衝突の発生を検知すると、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示すように、エアバッグ２２が展開し、乗員の腰部が前方又は斜め前方に押される。これにより、乗員の骨盤３０が起立し、腰部付近に位置するシートベルト３２が骨盤を確実に支持することになる。なお、図５（Ｂ）に示す例では、エアバッグ２２はシートバック１の内部でのみ展開し、外部には露出しない。

図７に示すように、本発明に係るエアバッグ装置２０を具備しない従来の車両用シートでは、リクライニング角度が大きい状態で車両の衝突が発生した場合に、乗員の臀部がシートクッションの上を前方に滑ることになる。その結果、乗員は所謂サブマリン現象によってシートベルト３２をすり抜けるか、あるいは、腰部を支えるシートベルト３２が乗員の腹部を圧迫する恐れがある。

図６（Ｃ）に示例では、エアバッグ２２の展開によってシートバック１の表面が開裂し、エアバッグ２２がシートバック１とシートクッション２の境界５付近から前方に突出する。このような構造を採用することにより、シートバッグ１やシートクッション２のウレタン層（クッション層）の抵抗を最小限にすることができる。すなわち、当該装置２０の作動時において、シートバッグ１やシートクッション２のウレタン層（クッション層）による干渉を抑制し、確実にエアバッグ２２を展開させることが可能となる。

（第２実施例）
図８は、本発明の第２実施例に係るエアバッグ装置の構成を示す斜視図であり、シートフレームへの搭載状態を示す。図９は、第２実施例に係るエアバッグ装置による乗員の骨盤拘束の様子を示す説明図であり、乗員の骨格を示す。（Ａ）が展開前の状態、（Ｂ）が展開後の状態を示す。

上記第１実施例では、エアバッグ２２によって乗員の腰部付近のみを押すようになっているが、本実施例においては、エアバッグ１２２によって乗員の腰部に加えて背中部分も前方に押すように構成されている。

図８に示すように、本実施例に使用されるエアバッグ１２２は、シートバック１の下部において乗員の腰部に対応する位置に配置された下部領域１２２ａと、下部領域１２２ａからシートバック１に沿って上方に帯状に延びる上部領域１２２ｂを含んでいる。ここで、エアバッグ１２２の上部領域１２２ｂは、展開時の厚みが、下部領域１２２ａに向かって段階的に又は、連続的に大きくなるように構成することができる。

本実施例によれば、図９に示すように、帯状に上下方向に延びるエアバッグ１２２を採用することにより、乗員の腰部だけでなく、背中全体を立たせることができ、骨盤を起立させる効果がより顕著となる。

（第３実施例）
図１０は、本発明の第３実施例に係るエアバッグ装置による乗員の骨盤拘束の様子を示す説明図である。本実施例は、上述した第１実施例に対して追加のエアバッグ２２０を設けた構成となっている。

エアバッグ２２０は、ファブリック又は、金属や樹脂から成形することができ、シートクッション２の内部に収容され、車両の衝突が発生した時にシートクッション２の前方部分を上方に持ち上げるように展開する。

エアバッグ２２０がシートクッション２の前方部分を持ち上げることにより、乗員の前方への移動が拘束される。そして、このようなエアバッグ２２０を、第１の実施例に採用されたエアバッグ２０と併用することにより、車両衝突時に乗員の骨盤を起立させる本発明の効果がより顕著となる。

（第４実施例）
図１１は、本発明の第４実施例に係るエアバッグ装置３２０の構成を示す概略ブロック図である。本実施例は、上述した第１実施例に使用されているインフレータ２１の代わりに、エアポンプ３３０、モータ３３２を使用したものである。すなわち、エアポンプ３３０、モータ３３２によってエアバッグ３２２を膨張・展開させるようになっている。

本実施例においては、モータ３３２によって駆動されるエアポンプ３３０からエアバッグ３２２に対して瞬間的に圧縮した空気を送り込み、当該エアバッグ３２２を膨張・展開させる構成である。第１実施例の場合、インフレータの発火を伴うものではないため、エアバッグ装置３２０を作動させた後に、新たなエアバッグ装置と交換する必要が無く、エアバッグ３２２、エアポンプ３３０、モータ３２２をそのまま再利用することができる。すなわち、エアバッグ装置３２０を可逆的に動作させることができるというメリットがある。

エアバッグ３２２を膨張・展開させる機構以外の構成については、上述した第１実施例と同様であるため、重複した説明は省略する。なお、本実施例は、第２実施例や第３実施例に適用することもできる。

本発明について実施例を参照して説明したが、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、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更可能なものである。

Claims (13)

1. 座面を構成するシートクッションと、リクライニング可能なシートバックとを備える車両用シートの内部に収容されるエアバッグ装置であって、
   膨張展開することで乗員の腰部を前方に押すように構成されたエアバッグと；
   前記シートバックのリクライニング角度を検出する角度センサと；を備え、
   車両の緊急時、前記シートバックのリクライニング角度が所定値より大きい場合に前記エアバッグを展開させる構成であり、
   前記エアバッグは、前記シートバックの下部から上部に帯状に延びる上部領域を含み、
   前記上部領域の展開時の厚みが、上部から下部に向かって大きくなるように構成されていることを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記エアバッグの展開により、乗員が前方に滑り出す前に当該乗員の骨盤を立たせることを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ装置。
3. 前記エアバッグ装置は、前記シートバックの下部に収容されることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアバッグ装置。
4. 前記リクライニング角度の所定値は、車両を水平にした状態で垂直に対して後方に１５°倒れた角度であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
5. 前記エアバッグは、前記シートバックの内部に配置されるフレームを反力面として展開することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
6. 前記エアバッグ装置の作動時に、前記シートバックの表皮が開裂して前記エアバッグが外部に露出するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
7. 前記エアバッグ装置の作動時に、前記シートバックの内部でのみ前記エアバッグが膨張するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
8. 前記エアバッグは、前記シートバックと前記シートクッションの境界部分から突出するように展開することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
9. 前記シートクッション内部に収容され、車両の緊急時に前記シートクッションの前方部分を上方に持ち上げるように展開する他のエアバッグを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
10. 前記エアバッグは、インフレータによって発生する膨張ガスによって膨張・展開する構成であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のエアバッグ装置。
11. 前記エアバッグは、エアポンプによって発生する空気によって膨張・展開する構成であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のエアバッグ装置。
12. 前記エアポンプは、モータによって駆動されることを特徴とする請求項１１に記載のエアバッグ装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載のエアバッグ装置を備えたことを特徴とする車両用シート。

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