专利名称：车辆的乘员保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆的乘员保护装置，特别涉及一种装在车辆如汽车中、在发生碰撞时约束乘员的下肢的乘员保护装置。
背景技术：
装在车辆如汽车中的乘员保护装置的各种例子是公知的，例如见日本专利No.2679405的结构。在该结构中，第一保护器(也称为“主动式护膝垫”)和第二保护器(也称为“主动式护膝垫”)可活动地支撑在车身上。当车辆减速度超过一预定值时，第一和第二致动器操纵第一和第二保护器，从而从车辆前方支撑乘员下肢。同时，坐垫的前部与其后部分离，从而该前部沿车辆前方移动。
但是，在这类技术中，当车辆发生前面碰撞时，随着主动式护膝垫与下肢接触，主动式护膝垫的约束乘员下肢(膝部)的部分用能约束下肢的很大的移动力沿乘员下肢方向移动。结果，特别是，当主动式护膝垫与大体态的乘员的下肢发生接触时，从在接触时保护乘员下肢的角度来考虑，必须减小上述移动力。但是，如果移动力减小，则约束力也减小，下肢受约束的可能性降低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种车辆的乘员保护装置，不管乘员的体态如何，它能在保护乘员下肢的同时提供有效的下肢约束性能。
按照本发明的第一方面，一种车辆的乘员保护装置装有检测车辆减速度的减速度检测装置，约束乘员下肢的下肢约束装置，和在收到该减速度检测装置的输出信号时驱动该下肢约束装置的主体部的驱动装置。在该乘员保护装置中，该下肢约束装置在乘员下肢方向上移动(运动)的力小于约束乘员的下肢的力。
按照本发明第一方面，当驱动装置接收减速度检测装置的输出信号后驱动下肢约束装置时，下肢约束装置移动(运动)以约束下肢。同时，沿乘员下肢方向的移动力设定成比下肢约束装置约束乘员下肢的力小。因此，不管乘员体态如何，可同时实现乘员下肢的保护和有效的下肢约束性能。
上述第一方面也可构作成该下肢约束装置具有把该主体部保持在一可约束下肢的位置上的止动机构。使用这一结构，可把下肢约束装置可靠地保持在下肢约束位置上，从而进一步提高下肢约束性能。
按照本发明第二方面，一种车辆的乘员保护装置包括有检测车辆减速度的减速度检测装置，通过在乘员下肢方向上移动来约束乘员的左右下肢至少之一的下肢约束部件，沿该乘员下肢方向驱动该下肢约束部件的驱动装置，和在收到该减速度检测装置的信号时控制该驱动装置的起动的控制装置。该乘员保护装置装有保持该下肢约束部件以限制该下肢约束部件沿与该下肢约束部件的移动方向相反的方向移动的止动机构。该结构构作成，该驱动装置使该下肢约束部件在该乘员下肢方向上移动的力小于该止动机构约束该乘员的至少一个下肢的力。
该第二方面也可构作成，该主体部包括分别保持乘员的左右下肢的左右主体部。
上述方面也可构作成，该止动机构为限制该下肢约束部件在与该下肢约束部件由驱动装置产生的移动方向相反的方向上移动的单向锁定机构。
上述方面也可构作成，该单向锁定机构包括球单向锁定机构，该球单向锁定机构构作成，根据伴随着所述下肢约束部件的移动而留出的空间的大小，通过使至少一个球移入该空间中而阻止该下肢约束部件返回到该下肢约束部件移动前的原位。
上述方面还可构作成，该下肢约束部件包括可与所述乘员的至少一个下肢抵靠的主体部和用于把该主体部沿所述乘员下肢方向向外推的活塞部件。另外，该单向锁定机构设置在壳体中，该壳体设置在所述驱动装置的车辆后方侧的端部中；并且该驱动装置包括防滑出部件，该防滑出部件封住该壳体的车辆后方侧并阻止所述活塞部件滑出。
此外，上述方面可构作成，该防滑出部件设置在所述壳体的面向车辆后方的端部上并具有负载调节件，该负载调节件构作成当所述驱动装置产生一驱动力且所述防滑出部件受到一等于或大于一预定负载的负载时，所述活塞部件被释放，以使得所述下肢约束装置可移动。
从以下结合附图对优选实施例的说明中可清楚看出本发明的上述和其他目的、特征和优点，附图中相同部件用同一标号表示，附图中图1为一种根据本发明第一实施例的车辆的乘员保护装置的主要部分的侧视剖面图；图2为根据本发明第一实施例的车辆的乘员保护装置的工作状态的侧视剖面图；图3为从车辆斜前方向看去的根据本发明第一实施例的车辆的乘员保护装置的立体图；图4为根据本发明第一实施例的车辆的乘员保护装置的侧视剖面图；图5为一种根据本发明另一实施例的车辆的乘员保护装置的主要部分的侧视剖面图；以及图6为根据本发明另一实施例的车辆的乘员保护装置的工作状态的侧视剖面图。
具体实施例方式
下面结合图1-4说明根据本发明的车辆的乘员保护装置的第一实施例。
应该指出，在各附图中，箭头FR表示车辆前方方向，箭头UP表示车辆上方方向。
如图4所示，该实施例的车辆的乘员保护装置装有用作减速度检测装置的加速度传感器12，该减速度检测装置通过检测车辆10的减速度来检测车辆10的碰撞。而且，加速度传感器12设置在左、右前侧构件中，且与具有一用作控制单元的微计算机的控制电路14连接。
主动式护膝垫24在车辆10仪表板18中设置在仪表板18的距前座椅(驾驶员座椅)20的座垫22斜前上方的一部位上。该主动式护膝垫24包括一从车辆斜前上方侧约束坐在座椅20上的乘员28的下肢28A(特别是膝部)的主体部30，和一使得该主体部30向乘员28的下肢28A移动的致动器32。
如图3所示，主动式护膝垫24的主体部30包括一对分别支撑乘员28的左右下肢28A的主动式护膝垫24。下面集中说明主动式护膝垫24之一，尽管该说明同样适用于这两个主动式护膝垫。一用作缓冲(吸能)件、用氨基甲酸乙酯(尿烷)等制成的EA件35，设置在主动式护膝垫24主体部30基部33的乘员侧表面上。
如图4所示，一用树脂之类制成的表面层35A设置在主动式护膝垫24主体部30的EA件35的乘员侧表面上。该表面层35A构成仪表板18总表面18A的一部分。
当主动式护膝垫24的致动器32工作时，主体部30围绕一与车身连接、沿车辆宽度方向设置在基部33下部的连接轴34转动。此时，主体部30在乘员28的下肢28A的方向上围绕连接轴34从图4实线所示的储藏位置转动到图4双点划线所示的下肢约束位置。
如图1所示，主动式护膝垫24的致动器32包括动力产生装置38和设置在动力产生装置38工作端旁、用作止动机构的单向锁定机构40。一个装在动力产生装置38的活塞部件42的活塞杆42A的自由端(车身后方侧端部)上的轴44，与形成在主动式护膝垫24主体部30的基部33上的轴接受部46连接。
动力产生装置38包括一缸体50，一装在缸体50内孔50A中以便能往复移动的活塞主体42B，和一从活塞主体42B进一步装到内孔50A的基端侧(车身前方侧)的气体发生装置52。该气体发生装置52与控制电路14连接。
具有弹性的密封件54和螺旋形压缩弹簧56插入在活塞主体42B与气体发生装置52之间，使得活塞主体42B常态下被推向工作方向(向外伸出方向)。请注意，最好是，密封件54在轴向上有弹性，从而能在气体发生时有效防止漏气。
气体发生装置52有一基端侧大直径部52A和一喷射气体的顶端侧小直径部52B。其间一台阶部52C经有弹性的环形密封件54与一形成在缸体50中的台阶部50B抵靠和接合。此外，气体发生装置52穿过密封件54的中心孔，以便插入螺旋形压缩弹簧56的中心孔中。另外，台阶部52C经密封件54构成螺旋形压缩弹簧56的弹簧座。
活塞主体42B经一O形圈58与内孔50A的壁面抵靠。此外，活塞杆42A在轴向上抵靠活塞主体42B，一活塞由活塞主体42B和活塞杆42A构成。注意，活塞主体42B和活塞杆42A通过以一定曲率向轴线中心弯曲的凹陷部例如球形凹陷部，和以比该凹陷部曲率稍小的曲率形成曲面的凸起部的相应中心部的接触而接合(相互抵靠)。因此，活塞主体42B和活塞杆42A互相自动对中，从而防止活塞杆42A在缸体50中发生扭曲等。这样，不可能发生由偏心造成的能量损耗或气体泄漏。
单向锁定机构40设置在动力产生装置38的顶端部(车身后方侧部)。该单向锁定机构40包括套在活塞杆42A外圆周上的多个接合部64，一把接合部64压向活塞部件42的基侧即压向缸体50一侧的弹簧66，和一围绕活塞部件42外圆周设置且其中装纳接合部64和弹簧66的壳体62。
此外，各接合部64的外周面的半径从活塞部件42的自由端侧向基端侧递减，壳体62的内部由一大直径部62A和一从该大直径部62A向里逐渐倾斜的斜面部62B构成。
因此，在图1所示状态，弹簧66使得备接合部64压靠斜面部62B并从而抵靠活塞部件42的外周面。但是，如图2所示，当活塞部件42沿向外伸出方向(图2中箭头B所示方向)移动时，各接合部64也克服弹簧66的推力沿活塞部件42的向外伸出方向移动。当接合部64到达大直径部62A时，它们与活塞部件42分离，从而活塞部件42变成能自由动作。
另一方面，当企图在向里插入方向(图2中箭头C所示方向)上操作活塞部件42时，各接合部64利用弹簧66的推力移动而抵靠活塞部件42的外周面。这样，接合部64和活塞部件42两者都变得固定。
此时，注意，在活塞杆42A的外周面上形成可为螺旋形凹槽或环形凹槽的第一凹槽42C。各接合部64的内周面上形成有与第一凹槽42C对应的可为螺旋形凹槽或环形凹槽的第二凹槽42C。因此，当企图在向里插入方向上操作活塞部件42时，该结构使得接合部64的内周面与活塞部件42外周面接合，从而活塞部件42和接合部64牢牢固定在接合位置上。
此外，单向锁定机构40的顶端部(车身后方侧端部)上设有一构成壳体62的盖件的负载调节装置68。负载调节装置68的中心部形成有一开口68A。开口68内周面上形成有一可为螺旋形凹槽或环形凹槽的第三凹槽(未示出)与活塞杆42A的第一凹槽42C接合。此外，开口68A周边上有一薄部68B。
结果，即使在非驱动期间中企图沿向外伸出方向(图1中箭头B所示方向)操作活塞部件42，形成在开口68A中的第三凹槽与形成在活塞部件42外周面上的第一凹槽42C接合。因此，该结构使得活塞部件42的位置在非驱动位置中保持不变。另一方面，当负载很大，即气体发生装置52的向外推力大于预定负载时，该结构使得薄部68B破裂，因此活塞部件42可在向外伸出方向(图1中箭头B所示方向)上移动。
此外，在图4所示实施例中，一个用于驾驶员座椅的气囊92设在方向盘90中，另一个用于乘员座椅的气囊92设在仪表盘18的上部18B中。展开气囊92的充气器分别与控制电路14连接。注意，如图4所示，为前座椅20装有一安全带94。
下面说明该实施例的工作情况。
正常行驶时，设在主动式护膝垫24的致动器32的单向锁定机构40中的负载调节装置68的开口68B的内周面与活塞部件42的外周面的第一凹槽42C接合。因此，活塞部件42和与之连接的主动式护膝垫24的主体部30保持在非驱动位置上不会无意中动作。
另一方面，如果车辆发生碰撞，首先，控制电路14根据从加速度传感器12输入的信号判定减速度是否等于或大于一预定值。如果判定减速度等于或大于该预定值，控制电路14开动主动式护膝垫24的致动器32。
换句话说，致动器32的气体发生装置52产生气体，由于缸体50中的压力迅速上升，产成沿活塞部件42的向外伸出方向(图1中箭头B所示方向)推动的向外推力。因此，一个与该向外推力相当的负载作用在活塞部件42的自由端侧，即作用在负载调节装置68的与活塞杆42A的自由端侧的第一凹槽42C接合的开口部68A上。这样，薄部68B破裂，使活塞部件42的自由端侧立刻从缸体50伸出。
此时，如图2所示，在单向锁定机构40中，当活塞部件42沿向外伸出方向(图2中箭头B所示方向)移动时，接合部64克服弹簧66的推力也沿活塞部件42的向外伸出方向移动。当接合部64到达大直径部62A时，它们与活塞部件42分离，因此活塞部件42变得能自由动作。
结果，经轴44与活塞杆42A的自由端部连接的主动式护膝垫24的主体部30围绕沿车身宽度方向设置在基部33下部上的与车身侧连接的连接轴34转动。此时，主体部30沿乘员28的下肢28A的方向(图4中箭头A所示方向)从图4中实线所示的储藏位置转动到约束乘员28下肢28A的下肢约束位置。
接着，在下肢约束位置上，如果乘员28的下肢28A的移动造成在单向锁定机构40中企图沿向里插入方向(图2中箭头C所示方向)操作活塞部件42，接合部64移动到斜面部62B，从而抵靠活塞部件42的外周面。因此，接合部64和活塞部件42两者都被固定。
结果，已移动到约束位置的主动式护膝垫24的主体部30不能沿车辆前方返回，从而产生约束乘员28下肢28A的相当大的下肢约束力。
换句话说，在该实施例中，由于单向锁定机构40，产生约束乘员28下肢28A的相当大的下肢约束力。因此，可减小沿乘员下肢28A方向移动主动式护膝垫24的主体部30的移动力。换句话说，可减小由气体发生装置52产生的向外推力。
因此，在该实施例中，可减小气体发生装置52产生的向外推力，从而考虑到了体态大的乘员的下肢与主动式护膝垫24的主体部30发生接触时的情况。因此，按照该实施例，不管乘员28的下肢体态如何，可在保护乘员28下肢的同时提供有效的下肢约束性能。
以上结合一具体实施例详细说明了本发明。但是，本发明不限于上述实施例，本领域普通技术人员明显可见，在本发明范围内可有其他各种各样的实施例。例如，在上述实施例中，左右两侧的用作止动机构的单向锁定机构40构造相同，其对乘来自员28的负载的阻力也相同。但是，只要能确保足够强度，可只在左右侧之一中提供止动机构。
此外，可采用这样一种结构，在该结构中，主动式护膝垫24的左右主体部30互连。结果，可只在左右主动式护膝垫24之一中提供动力产生装置38，如图5和6所示，可使用一种用作能在预定变动位置上锁定的止动机构的球单向锁定机构70。注意，如图5所示，该球单向锁定机构70构作成如图6所示，当活塞部件76的活塞主体76A移动时，缸体72的分支部72A中的多个球74运动到活塞主体76A与缸体72的端部72B之间。这样，由于阻止活塞主体76A移动，已移动到下肢约束位置的主动式护膝垫24的主体部30不能沿车辆前方返回，从而产生相当大的下肢约束力。
此外，可采用这样一种结构，在该结构中，在左右两个主动式护膝垫24中都采用动力产生装置38和球单向锁定机构70。
此外，左右主动式护膝垫24可分别采用不同类型的止动机构。
此外，如果在左右两个致动器32中都采用动力产生装置38，则各动力产生装置38可小型化。其优点是，动力产生装置38不必做得大。但是，只要能获得足够大的力，只须在左右致动器之一中提供动力产生装置38。
另外，在上述实施例中，本发明的车辆乘员保护装置用作驾驶员座椅的乘员保护装置。但是，也可把本发明的车辆乘员保护装置用于诸如乘员座椅之一的其它乘员保护装置。
在上述第一实施例的乘员保护装置中，主动式护膝垫24沿乘员下肢方向的伸出力与乘员下肢约束力相比较小。因此，上述实施例的突出优点是，不管乘员体态如何，它能同时保护乘员下肢和提供有效的下肢约束性能。
按照上述实施例，该车辆乘员保护装置具有把下肢约束装置保持在下肢约束位置上的止动机构。因此，除了上述优点以外，该实施例的另一个突出优点是，它可进一步提高下肢约束性能。
权利要求
1.一种车辆的乘员保护装置，装有检测车辆减速度的减速度检测装置(12)，约束乘员下肢(28A)的下肢约束装置(24)和在收到该减速度检测装置(12)的输出信号时驱动该下肢约束装置(24)的主体部(30)的驱动装置(38)，其特征在于该下肢约束装置(24)在乘员下肢方向上移动的力小于约束乘员的下肢(28A)的力。
2.按照权利要求1所述的车辆的乘员保护装置，其特征在于，所述下肢约束装置(24)具有把所述主体部(30)保持在可约束所述下肢(28A)的位置上的止动机构(40)。
3.一种车辆的乘员保护装置，装有检测车辆减速度的减速度检测装置(12)，通过在乘员下肢方向上移动来约束乘员的左右下肢(28A)至少之一的下肢约束部件(24)，沿该乘员下肢方向驱动该下肢约束部件(24)的驱动装置(38)，和在收到该减速度检测装置(12)的信号时控制该驱动装置(38)的起动的控制装置(14)；其特征在于包括保持该下肢约束部件(24)以限制该下肢约束部件(24)沿与该下肢约束部件(24)的移动方向相反的方向移动的止动机构(40)，其中该驱动装置(38)使该下肢约束部件(24)在该乘员下肢方向上移动的力小于该止动机构(40)约束该乘员的至少一个下肢(28A)的力。
4.按照权利要求3所述的车辆的乘员保护装置，其特征在于，所述主体部(30)包括分别保持乘员(28)的左右下肢(28A)的左右主体部(30)。
5.按照权利要求3或4所述的车辆的乘员保护装置，其特征在于，所述止动机构(40)为限制所述下肢约束部件(24)在与该下肢约束部件(24)由驱动装置(38)产生的移动方向相反的方向上移动的单向锁定机构(40)。
6.按照权利要求5所述的车辆的乘员保护装置，其特征在于，所述单向锁定机构(40)包括球单向锁定机构(70)，该球单向锁定机构(70)构作成，根据伴随着所述下肢约束部件(24)的移动而留出的空间的大小，通过使至少一个球(74)移入该空间中而阻止该下肢约束部件(24)返回到该下肢约束部件(24)移动前的原位。
7.按照权利要求3所述的车辆的乘员保护装置，其特征在于，所述下肢约束部件(24)包括可与所述乘员的至少一个下肢(28A)抵靠的主体部(30)和用于把该主体部(30)沿所述乘员下肢方向向外推的活塞部件(42)，所述单向锁定机构(40)设置在壳体(62)中，该壳体(62)设置在所述驱动装置(38)的车辆后方侧的端部中，以及所述驱动装置包括防滑出部件(68B)，该防滑出部件(68B)封住该壳体(62)的车辆后方侧并阻止所述活塞部件(42)滑出。
8.按照权利要求7所述的车辆的乘员保护装置，其特征在于，所述防滑出部件(68)设置在所述壳体(62)的面向车辆后方的端部上并具有负载调节件(68B)，该负载调节件(68B)构作成当所述驱动装置(38)产生一驱动力且所述防滑出部件(68)受到一等于或大于一预定负载的负载时，所述活塞部件(42)被释放，以使得所述下肢约束装置(24)可移动。
全文摘要
本发明涉及车辆的乘员保护装置。主动式护膝垫(24)的致动器(32)包括驱动动力产生装置(38)和设置在该驱动动力产生装置(38)工作端旁的单向锁定机构(40)。该单向锁定机构(40)构作成如果企图在向里插入方向上移动活塞部件(42)，弹簧(66)的推力把各接合部(64)移动到斜面部(62B)，从而接合部(64)抵靠活塞部件(42)的外周面，使得活塞部件(42)和接合部(64)固定。因此，由于该单向锁定机构(40)，已移动到约束位置的主动式护膝垫(24)的主体部(30)不能沿车辆前方返回，由此可产生约束乘员(28)的下肢(28A)的相当大的约束力。
文档编号B60R21/045GK1524738SQ20041000315
公开日2004年9月1日 申请日期2004年2月24日 优先权日2003年2月28日
发明者深渡濑修, 加藤武明, 山口博仪, 久本忠则, 堀端信一, 一, 仪, 则, 明 申请人:丰田自动车株式会社, 日本发条株式会社