JP2005503287A - バンパエアバッグと、そのシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】自動車12のバンパ18内に取付けられるエアバッグ10。
【解決手段】エアバッグは逆L字型または円筒形型にすることができ、複数のエアバッグを1つのシステム内に組み合せることができる。本発明のエアバッグは展開時に自動車のほぼ全幅を覆い、衝突した自動車から乗客がエアバッグの方向へ身体の一部が投げ出されたときに衝突した自動車36の乗客を保護するような形をしている。エアバッグは膨張装置、衝突センサおよび電子制御装置と組合されてエアバッグシステムを形成する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車安全装置、特に自動車のバンパ区域で使用される膨張可能なエアバッグに関するものである。
本出願は2001年1月11日出願の米国特許出願第60/261,056号を優先権主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車業界では衝突による乗客および車両の損傷および乗客の傷害を軽減するために種々の方法および製品を開発してきた。最も重要なシステムは衝突を感知した時に展開する自動車用エアバッグである。このエアバッグは自動車の客室内部及び周囲に配置され、膨張し、乗客を包って乗客が重傷を負わないようにする。
衝突時に生じる力で乗客が傷害するのを軽減する他の方法として、衝突力の一部を吸収する「衝突帯（クラッシュゾーン）」を自動車の前部および後部に備える試みもある。さらに、自動車フレーム、エンジンマウントおよびめの他の構造部材の設計を変えて、制御下に構造収縮をさせて力を吸収する方法もある。
【０００３】
自動車の先端に取付けられたエアバッグは衝突直前に膨張して、衝突物体（例えば自動車）と被衝突物体、例えば自動車との間に流体充填構造物を形成する。
下記文献には自動車の先端に取付けられるエアバッグが開示されている。
【特許文献１】
PCT出願第WO98/50254号公報
【０００４】
下記文献には自動車の先端から展開するエアバッグが開示されている。
【特許文献２】
米国特許第3,656,791号明細書
【０００５】
下記文献には消火材料を収容した自動車の先端部に取付けられるエアバッグが開示されている。
【特許文献３】
米国特許第3,708,194号明細書
【０００６】
改良バンパに関する特許も多数存在する。下記文献には衝突の可能性を感知したときにバンパを自動車から外へ伸ばす機構が開示されている。
【特許文献４】
米国特許第4,518,183号明細書
【０００７】
この特許ではエアバッグに空気が供給されてある程度剛性のある部材が形成され、この部材が衝突時にバンパを支持する。その後、エアバッグが収縮し、バンパは通常位置へ戻る。
下記文献には物体と接触した時に膨張するエアバッグを備えた前方および後方のバンパが開示されている。
【特許文献５】
米国特許第4,930,823号明細書
【０００８】
下記文献に記載のバンパの内部空洞の周りには圧潰可能なエネルギー吸収プラスチックが配置され、空洞内部にはエアバッグが配置され、このエアバッグは衝突開始時に膨張して自動車の前端部または後端部を保護する。
【特許文献６】
米国特許第5,106,137号明細書
【０００９】
下記文献に開示のバンパは膨張した状態のままの密閉エアバッグを有する永久緩衝バンパである。
【特許文献７】
米国特許第5,651,569号明細書
【００１０】
下記文献にはバンパ内部に隠されたエアバッグが開示されている。このエアバッグはバンパから外へ膨張して衝突の影響を減らす。このバンパはエアバッグの膨張時に除去される放出されるパネルをバンパの外側表面に有する。
【特許文献８】
米国特許第5,725,265号明細書
【００１１】
下記文献には内部衝撃吸収装置を備えた円形に展開するエアバッグが開示されている。
【特許文献９】
米国特許第6,056,336号明細書
【００１２】
下記文献には衝突に応答する膨張可能なバンパが開示されている。このエアバッグは円形に展開して衝突による損傷から自動車を守る空気支持部材を提供する。
【特許文献１０】
米国特許第6,126,214号明細書
【００１３】
衝突を検知してエアバッグを展開するシステムも多数提案されている。下記文献には自動車から延びた伸縮自在なロッドが障害物と接触した時に膨張する前方または後方に取付けられたエアバッグが開示されている。
【特許文献１１】
米国特許第3,822,076号明細書
【００１４】
下記文献には物体との衝突した時に上昇する空気圧システム内の圧力に応答して展開するエアバッグシステムを支持した空気圧バンパ複合システムが開示されている。
【特許文献１２】
米国特許第4,176,858号明細書
【００１５】
下記文献には膨張流体を貯蔵する大きな1つの空気室の周りに複数の空気室が配置された装置が開示されている。空気室の材料は、衝突時に大きな空気室が破断し、その内部の流体が小さい空気室へ流入して衝突を緩衝するような材料である。この発明は特に自動車の側面に有用である。
【特許文献１３】
米国特許第5,431,463号明細書
【００１６】
下記文献には、近接を感知して展開する自動車の回りに配置される各種エアバッグの格納・展開方法が開示されている。この特許は大きさの異なる自動車を個別に制御できる。
【特許文献１４】
米国特許第5,646,613号明細書
【００１７】
下記文献には自動車に設置されたエアバッグと協働して展開する、検知装置、制御装置および展開装置を有するシステムが開示されている。このシステムは衝突前にエアバッグを展開する。この特許には衝突する自動車または物体と衝突される自動車または物体との間の距離と速度を判断する方法が記載されている。
【特許文献１５】
米国特許第5,732,785号明細書
【００１８】
下記文献には歩行者と自動車とが衝突する前に膨張するバンパ・ボンネットバッグが開示されている。このエアバッグは膨張して歩行者の腰から下の部分と自動車との間の衝突力を吸収する。
【００１９】
【特許文献１６】
欧州特許第1,024,063号明細書
【００２０】
下記文献には歩行者またはバイクと自動車との衝突による衝撃を減らすためにバンパの前部で展開するエアバッグが開示されている。
【特許文献１７】
特開平06-144,154号公報
【００２１】
一般的な自動車、例えばセダンまたはスポーツカーより人気が高いスポーツ用多目的車、パッセンジャトラック、その他の自動車は標準的な自動車よりも車高が高く、衝突に関して新しい問題を生じている。すなわち、これら車高の高い自動車は標準車の側面と衝突した時には、2台の自動車の車高差のために、車高の高い自動車のバンパが衝突された標準車のドア部分でなく側部の窓と接触することになる。従って、高速で衝突した場合には窓に隣接して座っている乗客の頭部が窓から外へ投げ出され、車高の高い自動車のバンパと接触する危険がある。
従って、衝突時の重症性を低下させることができるエアバッグが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明には車高の高い自動車と車高の低い自動車との衝突時の重症性を低下させることができるという利点がある。
本発明には衝突した自動車から乗客が本発明のエアバッグの方向に身体の一部が投げ出されたときに衝突した自動車の乗客を保護することができるという別の利点がある。
【００２３】
本発明には、センサ、電子制御装置および膨張装置と組合され、流体圧力によって膨張し、展開し、衝突する自動車と衝突された自動車との間に境界を形成する自動車バンパの後方に取り付けたエアバッグ組立体が提供されるという他の利点がある。本発明のエアバッグは逆L字型または円筒形にすることができる。さらに、1つのシステム内に複数のバッグを組み合せることができる。エアバッグは展開時に自動車の幅の大部分を覆うような形をしており、さらに衝突した自動車から乗客がバッグの方向へ身体の一部が投げ出されたときに衝突した自動車の乗客を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［図1］〜［図3］は本発明のバンパエアバッグの第１実施例を一般的な記号10で表したものである。このエアバッグ10の重要な特徴は自動車の幅の実質的な部分にわたって延びる能力にある。ここで、「実質的な部分」とは自動車の幅の少なくとも65％または少なくとも自動車のヘッドランプ14と16の間の部分を意味する。このエアバッグ10は以下で説明するように種々の形状をとることができることは理解できよう。
【００２５】
本発明の第1実施例のエアバッグ10が逆L字型で、そのベース部分20に沿ってバンパ18から前方へ延びている。アーム部分22はベース部分20から下側へ垂直に延び、複数の管状部分24を有する。好ましい実施例では、各管状部分24の直径は約9インチ(23cm)である。
【００２６】
エアバッグ10は、バンパ18の後方に設けられた収容部26の内部に折畳まれた状態で収容されている。この折畳まれたエアバッグ10には少なくとも1つの膨張装置(インフレータ)28が連結されている。エアバッグ部材10は収容部26(従って自動車12)に固定された状態で取付けられている。収容部26は破断可能なドアまたはカバー30を有している。[図1]に示した実施例のドアは上向きに配置されている。エアバッグ10が膨張すると、破断可能なドア30を押し開けた後、バンパ18の上方で展開する。破断可能なドア30はヒンジ開口してグリル部材32の前にくるか、バンパ18の方ヘ開くようにすることができ、あるいは、ドア30を除去することもできる。
【００２７】
自動車12の前面には相手の自動車(第2の自動車)との衝突を感知するための少なくとも1つのセンサ34が取り付けられる。このセンサ34は［図13］に示すように電子制御回路（ECU）38に電気的に接続され、この電子制御回路（ECU）38は自動車12のダッシュボードの収容部40の内部または自動車の運転席の内部に設置される。電子制御回路（ECU）38は記憶装置42を有し、この記憶装置42は少なくとも一つのアルゴリズム44を含み、その少なくとも1つがエアバッグ部材10の膨張を制御する。電子制御回路（ECU）38は電源46に接続されて、システムの全ての電気部品に電力を供給する。センサ34としては各種センサ、例えば近接センサ、衝突反応センサ等を用いることができる。
【００２８】
［図２］ではベース部分20の一端がグリル部材32とほぼ接線方向に整合する。グリル部材32は一般に曲線部材で、エアバッグ部材10は一般に直線状の管状部材であるので接線関係になる。用途によっては、ベース部分20のこの端部を膨張時にグリル32と当接させることができ、また、他の用途ではグリル32と接触させないことでもきる。
バンパに取付けた本発明のエアバッグの最も重要な点は衝突した自動車36の乗客に関する点である（［図３］参照）。試験の結果、衝突の激しさに応じて、衝突した自動車の窓から乗客の身体の一部が投げ出されるということが分かっている。投げ出された乗客の傷害を軽くするために、ベース部分20とアーム部分22とが出合うコーナーに丸みを付ける。また、エアバッグ10の外側表面を平滑にし且つ非磨耗性にする。従って、乗客(特に乗客の頭部)が窓から飛び出した場合には、頭部は丸みの付いた平滑で、非磨耗性エアバッグ表面と衝突し、重傷度が軽くなる。
【００２９】
膨張装置28からエアバッグ部材10に充填するガスは低温ガスの膨張装置からのガスにするのが好ましく、ステアリングホイールまたはダッシュボードに設置されたエアバッグで使用されている従来の一般的な高温ガスの膨張装置からの高温のガスの使用は避けるのが好ましい。
エアバッグ10はリークがないようにコーティングしたポリエステルおよび/またはナイロンの積層または積層されていない織布で作るのが好ましい。このエアバッグ10は無孔なものにする。
【００３０】
［図5］〜［図12］は本発明のバンパエアバッグの第2実施例を一般記号58で示している。このエアバッグ58の重要な特徴は、エアバッグ10と同様に、膨張時に[図11]に示すように自動車の幅の大部分にわたって延びる能力である。このバンパエアバッグ58は完全に膨張したときに円形の円筒バッグになる。［図6］に示すように、このエアバッグ58の側面64には長方形の連結収容部またはスロート(喉)部材66がある。このスロート部材66は自動車60のバンパ62の内部に配置された収容部96にエアバッグ58を連結する役目をする。スロート部材66はフランジ65を介してエアバッグ58に連結されている。フランジ65はスロート部材を取り囲み、エアバッグに縫い付けるか、接着させることができる。［図6］はエアバッグへのフランジ65の接合側を示している。スロート部材66の内側のエアバッグ58の壁には３つの入口または穴68、69、70を形成するのが好ましい（［図8］参照）。［図7］に示すように、連結収容部またはスロート部材66は平行な壁74、76を有し、エアバッグ58の曲線状表面にスロート部材66を取り付けることができるようにするために壁74よりも壁76の方が長くなっている。
【００３１】
［図9］から分かるように、スロート部材66はエアバッグ58を形成する織布のシートまたはパネル78に縫い付けられる（点線）。スロート部材66はパネル78の一方の端縁80の近くに取付けられる。円筒形のバンパバッグ58を組み立てる際には、長方形の連結スロート部材66の寸法よりわずかに小さい織布パネル79にパネル78を縫い付ける。縫目はバンパエアバッグ58が膨張したときに膨張流体が縫目から漏れないように気密にする。好ましい実施例ではパネル78、79に入口用の穴68、69、70を開け、穴を整合させてから２枚の織布を組み合せる。変形例では２枚のパネルを一緒に縫った後に穴を開ける。互いに隣接する入口穴68、69、70の間に補強部材82を配置する。この補強部材82はシートベルト用のウエブ材料で作るのが好ましい。［図10］にはパネル79の外側表面に配置される補強材82が示されている。変形例ではこの補強部材を2枚のパネルの間に取り付けることができる。
【００３２】
補強部材82を取り付けた後、入口穴を取り囲むように長方形の連結部材またはスロート部材66をパネル78に縫い付ける。次に、パネル78の2つの端縁80、84を一緒に縫い付けて対向する両端部が開口した平らな管状部材を作る。この開口した各端部に円形キャップ86を縫い付けて円筒形のバンパバッグにする。いずれの場合でも、例えば138ナイロン等の強い糸を使用し、縫目を密にする。縫合の一部は二重針ミシンで行う。
スロート部材66を長方形の状態に維持する必要がある場合には、２つの長い平行な壁74、76の間に延びるスロート部材66の内側に1つまたは複数のテザー88を固定することもできる。このテザー88を使用する場合は、テザー88をスロート部材66に縫い付けてからスロート部材66をパネル78に縫い付ける。
【００３３】
エアバッグ10、58の各側面の円形キャップ86の軸線上には通気穴90が開口している。この通気穴90はバンパエアバッグ10、58が衝突後しばらくしてから収縮するような寸法にする。
［図11］および［図12］では円筒バンパエアバッグ58がバンパ62から展開し、自動車のグリル98の下側に膨張し、自動車のフレームレール100によって支持されている。
バンパ62の中心には開口部92が設けられ、バンパエアバッグ58が展開する前は、この開口部92は破断可能なドア94で閉じられ、ドア94の後方のバンパ内に配置されたエアバッグ収容部96の内部には折畳まれたエアバッグ58がされる。エアバッグ収容部96内には破断ディスク20によってエアバッグ58と分離された膨張装置28が収容されている。膨張時にエアバッグ58がドア94を押して開けると、ドア94が回動してバンパエアバッグ58の通路外へヒンジ回転する。なお、スロート部材66は収容部96に固定される。
【００３４】
膨張したエアバッグ58が他の自動車と接触すると、バッグ内の圧力が上昇する。バッグが破裂するような過圧状態になるのを防ぐために、バンパバッグ収容部96の後部に逃し弁102を取り付ける。この逃し弁102は所定レベルを超えた圧力をエアバッグから放出してバッグを所望圧力に維持する。衝突が進むにつれて、エアバッグ内の圧力は通気孔90を介して放出され、バッグは収縮する。このエアバッグの収縮によって衝突のエネルギーが弱められる。
【００３５】
［図4］は複数の円筒エアバッグ48、49、50を組み合せた場合を示している。少なくとも２つのエアバッグ48、49がある場合には各エアバッグをテザー52によって互いに固定し、両者の間に複数の連結口54を設ける。この連結口54は一般には穴で、この穴を補強座金で取り囲む。この座金は一方のエアバッグを他方のエアバッグに固定する役目もする。エアバッグ48〜50は非磨耗性かつ耐穿孔性（puncture-proof）の外側表面であるのが好ましい。この耐穿孔性は衝突した自動車36に対するエアバッグ48〜50の摩擦でエアバッグが破断しないようにする上で大切である。非磨耗性表面は衝突した自動車の乗客の身体の一部が自動車から投げ出されたときに怪我をしないよう保護するためのものである。
【００３６】
上記の自動車バンパと一緒に使用される本発明のバンパエアバッグは衝突時に伝わるエネルギーを減らすことができる。このバンパエアバッグは車高の高い自動車に特に有用であり、さらには衝突した自動車からその乗客の身体の一部がバッグの方向へ投げ出された場合にその乗客を保護することができる。
当業者は上記の好ましい実施例に種々の改良および変更をすることができるということは理解できよう。従って、上記の説明は実施例を説明するためのものであって、請求の範囲に記載の本発明の範囲および精神をなんら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一つの実施例のバンパエアバッグを備えた車高の高い自動車の斜視図。
【図２】［図1］の自動車およびバンパエアバッグの部分側面図。
【図３】［図1］の自動車と他の自動車との衝突の説明図。
【図４】本発明の第２実施例のバンパエアバッグを備えた車高の高い自動車での［図3］の衝突の説明図。
【図５】本発明の第３実施例のバンパエアバッグの斜視図。
【図６】［図5］のバンパエアバッグのスロート部材の斜視図。
【図７】［図5］のバンパエアバッグの端面図。
【図８】［図7］の線８−８に沿った図。
【図９】［図5］のバンパエアバッグの織布のレーアウトを示す平面図。
【図１０】［図9］の線10-10沿った図。
【図１１】自動車のバンパに取付けた［図5］のバンパエアバッグの斜視図。
【図１２】［図11］の線12-12沿った断面図。
【図１３】本発明のバンパエアバッグ用制御システムのブロック図。
【符号の説明】
【００３８】
１０ エアバッグ
１８ バンパ
４０ ダッシュボードの収容部

Claims (24)

  1. 第1の自動車のバンパの内部に配置され且つ破断可能なドアを有する収容部と、第1の自動車と第２の物体との間の衝突を感知し、信号を発生するセンサと、この信号に応答して膨張流体を供給する少なくとも1つの膨張装置と、上記収容部の内部に折畳まれた状態で収容されたエアバッグとから成り、このエアバッグは膨張装置と作動時に連通し、膨張装置が点火された時にはエアバッグが膨張し、破断可能なドアを開け、バンパの外へ展開し、バンパの上方に広がり、自動車の幅の大部分を覆うことを特徴とするバンパエアバッグシステム。
  2. センサからの信号を処理し、膨張装置への信号を発生させる電子制御装置をさらに有する請求項１に記載のバンパエアバッグシステム。
  3. バンパから離れて位置で延びたベース部分と、このベース部分から下側へ向かって延びたアーム部分とで規定される逆L字型をしている請求項１に記載のバンパエアバッグシステム。
  4. アーム部分が複数の管状部材を有する請求項３に記載のバンパエアバッグシステム。
  5. バンパエアバッグが積層したポリエステルの織布で作られた無孔のエンクロージャーを形成する請求項１に記載のバンパエアバッグシステム。
  6. バンパエアバッグの外側表面に非磨耗性で耐穿孔性のある被覆をさらに有する請求項５に記載のバンパエアバッグシステム。
  7. 少なくとも1つの圧力逃し装置をさらに有する請求項１に記載のバンパエアバッグシステム。
  8. 圧力逃し装置がエアバッグに形成した少なくとも1つの穴である請求項７に記載のバンパエアバッグシステム。
  9. 圧力逃し装置が収容部に取付けた安全弁である請求項７に記載のバンパエアバッグシステム。
  10. 膨張装置とエアバッグとの間に配置されたバーストディスクをさらに有する請求項１に記載のバンパエアバッグシステム。
  11. 膨張時にエアバッグが円筒形状をとる請求項１に記載のバンパエアバッグシステム。
  12. エアバッグが膨張装置から出た膨張ガスをエアバッグの内部へ移すための少なくとも1つの穴を有するスロート部材をさらに有する請求項１１に記載のバンパエアバッグシステム。
  13. スロート部材の一端が収容部に取付けられている請求項１２に記載のバンパエアバッグシステム。
  14. 膨張時のエアバッグが複数の円筒形バッグから成る請求項１に記載のバンパエアバッグシステム。
  15. 複数の円筒形バッグが互いに固定され、その２つが自動車のグリルを覆い、別のバッグがグリルから離れて他の２つのバッグを超えた所に配置される請求項１４に記載のバンパエアバッグシステム。
  16. 各バッグがテザーによって固定される請求項１５に記載のバンパエアバッグ。
  17. 各バッグが残りのバッグと当接する請求項１４に記載のバンパエアバッグ。
  18. バッグ間の流体連通口をさらに有する請求項１９に記載のバンパエアバッグ。
  19. 円筒状に巻き、２つの端縁を結合した時に円筒を形成する４つの端縁を有する長方形の第1の織布パネルと、この第1のパネルの外側表面の端縁の1つの近くに縫い付けられる第1のパネルよりも小さい長方形の第２の織布パネルと、第1のパネルに取付けられ且つ第２のパネルを取り囲むスロート部材とを有するバンパエアバッグ。
  20. 第１パネルの曲線状表面に取付けるためのフランジがスロート部材の一端に設けられ、他端には膨張ガスを受けるための開口部が設けられている請求項１９に記載のバンパエアバッグ。
  21. スロート部材の内側に固定された少なくとも1つの支持テザーをさらに有する請求項２０に記載のバンパエアバッグ。
  22. ２つのパネルを貫通する複数の穴と、互いに隣接する２つの穴の間に配置される補強部材とを有する請求項１９に記載のバンパエアバッグ。
  23. 第1のパネルの開口端に取り付けられる円形キャップをさらに有する請求項１９に記載のバンパエアバッグ。
  24. 各キャップが通気穴を有する請求項２３に記載のバンパエアバッグ。
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