JP3913999B2

JP3913999B2 - 車両用エアバッグ装置

Info

Publication number: JP3913999B2
Application number: JP2001058152A
Authority: JP
Inventors: 頼人奥田; 克己河本; 泰広山本; 浩小川
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: EP1238872B1; DE60204370D1; EP1238872A1; US6846006B2; JP2002255001A; DE60204370T2; US20020121768A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両に設けられる車両用エアバッグ装置、特にドア部材のヒンジ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両には、車両衝突時の安全手段としてエアバッグ装置が備えられている。かかるエアバッグ装置は、車両衝突により車体に所定値以上の衝撃力が加わったときに、インストルメントパネル等の内装部品の内部に折り畳んで収納配置されたエアバッグ本体が、インフレータからの高圧気体の供給によって車室内乗員側へ膨出して、乗員を受け止めてインストルメントパネル等に二次衝突しないように保護するものである。
【０００３】
そして、上記エアバッグ本体は、膨出時に、インストルメントパネル等に形成された樹脂製エアバッグリッド部を押圧し、そのエアバッグリッド部裏面に予め形成された開裂溝を開裂しドア片を開くことにより膨出開口を形成し、該膨出開口から車室内乗員側へ膨出されるようになっている。
【０００４】
更に、上記エアバッグ装置においては、そのドア片の裏面側に金属製のドア部材を配設することにより、例えば単層又は多層の樹脂製エアバッグリッド部におけるドア片部分の表面側からの押圧力に対抗し得る強度の確保と、開裂溝での確実な開裂性の確保という相反する機能の両立を図る構成になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、かかるエアバッグ装置において、インフレータを通常動作モード（所定量の気体を１回で全量噴出する通常の動作モード）又は多段動作モード（所定量の気体を段階的に分けて噴出する動作モード）のいずれにも対応可能に構成すると共に、そのインフレータを通常動作モード又は多段動作モードを択一的に選択する構成のものが提案されているが、その場合、インフレータの通常動作モードと多段動作モードのいずれにも対応可能な特別なヒンジ構造が必要となる。
【０００６】
即ち、ヒンジ部として、インフレータの通常動作モードにおけるエアバッグ本体の高膨出圧力に耐え得る程度の大きな曲げ剛性を有するように設定すると、インフレータの多段動作モードにおける１段目の気体噴出時におけるエアバッグ本体の低膨出圧力では、そのヒンジ部が曲がりにくく、エアバッグリッド部に所定の膨出開口がうまく形成されない虞がある。また、逆に、ヒンジ部として、インフレータの多段動作モードにおける１段目の気体噴出時におけるエアバッグ本体の低膨出圧力で曲がる程度の小さな曲げ剛性を有するように設定すると、インフレータの通常動作モードにおけるエアバッグ本体の高膨出圧力により、そのヒンジ部が切断してしまう虞があり、エアバッグリッド部に形成されるドア片のヒンジ回転がうまく形成できない虞がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、簡易な構造でインフレータの通常動作モード又は多段動作モードのいずれにも対応可能なヒンジ構造を備えた車両用エアバッグ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、エアバッグリッド部の裏面に配設され、エアバッグ本体の膨出圧力により押圧されてヒンジ部を介して回動し前記エアバッグリッド部に膨出開口を形成するドア部材を有する車両用エアバッグ装置において、前記ヒンジ部は、第１のヒンジ部と該第１のヒンジ部の前記ドア部材開放端側に設けられた第２のヒンジ部とからなり、該第２のヒンジ部は、第１のヒンジ部の幅寸法よりも小さな幅に設定されて、前記エアバッグ本体の膨出圧力が所定の値より低い段階でも折れ曲り前記膨出開口の形成を開始せしめることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された請求項１にかかる発明によれば、インフレータの通常動作モードにおいては、エアバッグ本体の膨出圧力が所定の値より低い初期段階において第１のヒンジ部の幅寸法よりも小さな幅に設定された第２のヒンジ部が折れ曲り、エアバッグリッド部に膨出開口の形成を開始するが、その後エアバッグ本体の膨出圧力が所定の高い値になると、その第２のヒンジ部にヒンジ軸が隣接する第１のヒンジ部が折れ曲り、第２のヒンジ部が切断されることなく、第１のヒンジ部と第２のヒンジ部とが協動してエアバッグリッド部に所定の膨出開口が形成され、一方、インフレータの多段動作モードにおいては、１段目の気体噴出時におけるエアバッグ本体の低膨出圧力により第２のヒンジ部が折れ曲り、エアバッグリッド部に膨出開口の形成を開始し、その後２段目の気体噴出段時におけるエアバッグ本体の低膨出圧力が作用しても、第１のヒンジ部は殆ど又は全く折れ曲ることなく、第２のヒンジ部のみにて所定の膨出開口が形成されることになる。このように、簡易なヒンジ構造でインフレータの通常動作モード又は多段動作モードのいずれにも対応可能となる。
【００１０】
請求項２に記載された発明では、前記第１のヒンジ部の基部に、該第１のヒンジ部と前記第２のヒンジ部とのヒンジ軸の離間距離を大きくする凹部を形成したことを特徴としている。
【００１１】
このように構成された請求項２にかかる発明によれば、第１のヒンジ部の基部に形成した凹部によって第１のヒンジ部と第２のヒンジ部とのヒンジ軸の離間距離を大きくすることにより、第１のヒンジ部に所要の曲げ剛性を簡単な構造で確保することができる。
【００１２】
請求項３に記載された発明では、前記第１のヒンジ部を、前記第２のヒンジ部からドア部材の横幅方向へ進むに従い前記ドア部材固定端側へ向けて傾斜するテーパ状としたことを特徴としている。
【００１３】
このように構成された請求項３にかかる発明によれば、第１のヒンジ部を、第２のヒンジ部から車幅方向外方へ進むに従いドア部材固定端側へ向けて傾斜するテーパ状としたことにより、第１のヒンジ部の曲げ剛性を車幅方向の部分で確保することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載された発明では、前記ドア部材のドア部の両側に、脆弱部を設けたことを特徴としている。
【００１５】
このように構成された請求項４にかかる発明によれば、前記ドア部材のドア部の両側に、脆弱部を設けることにより、膨出するエアバッグ本体によりドア部の中央部が両側部よりも強く押圧されたときに、ドア部がその両側部にある脆弱部で曲がることにより、ドア部材の中央部にある第２のヒンジ部への応力集中が緩和されることとなる。
【００１６】
請求項５に記載された発明では、前記第２のヒンジ部は、前記ドア部材の中央部とその両側部のそれぞれに設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このように構成された請求項５にかかる発明によれば、前記第２のヒンジ部は、前記ドア部材の中央部とその両側部のそれぞれに設けられていることにより、膨出するエアバッグ本体によりドア部の中央部が両側部よりも強く押圧されても、ドア部材の両側部に設けた第２のヒンジ部により、ドア部は全体的にヒンジ回転することとなり、ドア部材の中央部にある第２のヒンジ部のみに応力が集中することを防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の具体的な実施の形態１について、図示例と共に説明する。
【００１９】
図１〜図５は、この発明の実施の形態１を示すものである。
【００２０】
先ず、構成を説明すると、図１、図２に示すように、自動車のフロントウインドウガラス１の下方に位置するインストルメントパネル２の助手席側の部分に、エアバッグ装置３が設置されている。上記エアバッグ装置３は、エアバッグ本体（図示せず）を収容すると共にインストルメントパネル２の内部に配置される後述のエアバッグモジュール４と、エアバッグ本体が膨出するための膨出開口をインストルメントパネル２の部分に形成するリッド部５とで構成されている。なお、このリッド部５は、インストルメントパネル２と一体に成形した構成としたが、リッド部をインストルメントパネルと別体に成形して後工程で取付けてなる構成としてもよい。
【００２１】
上記インストルメントパネル２及びリッド部５は、表面側から順にＴＥＯ製等の表皮６とＰU製等の発泡層７とＰＰＣ製等の芯材８とを一体に有する３層構造に構成されている。なお、インストルメントパネル２及びリッド部５は、芯材８のみの単層構造や、芯材８に、表皮層、発泡層及びバッキング層からなる多層ラミネートシートを貼着した多層構造のものでもよい。この３層構造のインストルメントパネル２は、予め賦形された表皮６と芯材８とを図示しない発泡成形型へセットして、表皮６と芯材８との間に発泡層７を構成する発泡性材料を注入発泡させることにより成形される。
【００２２】
この際、発泡成形型へセットする前の表皮６のリッド部５となる部分には、予め開裂溝９が形成される。この開裂溝９は、表皮６の裏面側にその一部を残して薄肉に加工された薄肉加工部等によって構成される。この薄肉加工部は、表皮６の裏面側を、ナイフカット、超音波カット、レーザーカット等により適宜形成される。この実施の形態１の場合、開裂溝９は、略車幅方向へ延びる１本の横開裂溝部１０と、この横開裂溝部１０の両端部を通り略車両前後方向へ平行に延びる２本の縦開裂溝部１１とから成り、平面視略Ｈ形状を呈している。なお、この実施の形態１における２本の縦開裂溝部１１を省略して開裂溝９を平面視略一文字状としてもよく、また、開裂溝の他の形態として平面視略Ｕ形状のものでもよい。
【００２３】
また、発泡成形型へセットする前の芯材８のリッド部５となる部分には、予め略矩形の開口部１２が形成され、この開口部１２には、金属製又は樹脂製のドア部材１３が、複数のスタッドボルト１４を有するインサート材１５とそのスタッドボルト１４に螺着されるナット１６を介して取付けられている。なお、開裂溝９を平面視略Ｈ形状又は平面視略一文字状とした場合は、図示のように、ドア部材１３は、車両前後方向に２枚取付けられる。そして、その２枚のドア部材１３，１３の相対向する開放端側辺部間に横開裂溝部１０を対応させ、かつドア部材１３，１３の両側辺と開口部１２の両側縁との間にそれぞれ２本の縦開裂溝部１１を対応させるようにしている。各ドア部材１３は、図３に示すように、スタッドボルト１４によって開口部１２の前縁部又は後縁部に固定するためのドア部材固定端となる取付部１６と、開口部１２内に位置するドア部１７とを備えている。
【００２４】
なお、開裂溝が平面視略Ｕ形状をしている場合には、ドア部材１３は、１枚だけ取付けられることとなる。この場合も、ドア部材１３の周縁部にその平面視略Ｕ形状の開裂溝を対応させるようにする。また、インサート材１５を省略してドア部材１３の取付けを行ってもよい。
【００２５】
更に、スタッドボルト１４を利用して芯材８の裏面側には金属製又は樹脂製の補強枠部材１８が取付けられる。また、この補強枠部材１８の開口部１２に対応する周縁部には、インストルメントパネル２内方へ延びる突出補強片１９、２０が形成されている。
【００２６】
一方、エアバッグモジュール４は、筒状のインフレータ２１を収容可能な、側方から見て略逆Ω字状をした例えば金属製のベース部材２２を備えている。このベース部材２２は、ステアリングサポートメンバ等の車体側メンバ２３へ図示しないボルト等の締結部材を用いて締結固定される。なお、このインフレータ２１は、通常動作モード（所定量の気体を１回で全量噴出する通常の動作モード）又は多段動作モード（所定量の気体を段階的に分けて噴出する動作モード）のいずれにも対応可能に構成され、かつ通常動作モード又は多段動作モードを択一的に選択されるように構成されている。
【００２７】
更に、エアバッグモジュール４は、上記ベース部材２２の上部に溶接等により連結固定されかつその底部には該ベース部材２２に連通するディフューザ開口２４が設けられた例えば金属製のエアバッグ収納容器２５を備えており、このエアバッグ収納容器２５には、エアバッグ本体が折り畳んだ状態で収納されており、また、そのエアバッグ本体は、その気体導入口部の内部に挿入される金属製のリテーナ２６を介して、そのリテーナ２６から突設されたリテーナボルト２７にナット２８を螺着することにより上記エアバッグ収納容器２５に固定されている。
【００２８】
次に、本発明の特徴であるヒンジ構造について以下に説明する。この実施の形態１のヒンジ構造は、ドア部材１３のドア部１７とエアバッグリッド部５に対する取付部１６との間に、曲げ剛性が従来の単一ヒンジ部のそれよりも小さくかつ後述の第２のヒンジ部３２のそれよりも大きな第１のヒンジ部３０と、曲げ剛性が第１のヒンジ部３０より小さく上記エアバッグ本体の膨出圧力が所定の値より低い段階で折れ曲り膨出開口の形成を開始させる第２のヒンジ部３２とが形成されている構造となっている。
【００２９】
具体的には、図３に示すように（図３では２枚のドア部材１３の一方のみを図示したが他方のものについても同様である。）、第１のヒンジ部３０と第２のヒンジ部３２とを、略矩形のドア部材１３の車幅方向の略中央位置に設ける。この第１のヒンジ部３０と第２のヒンジ部３２とは、ドア部１７と取付部１６との境界部分に両側部から中央へ向けてスリット３３を施すことにより形成する。
【００３０】
そして、このうち第２のヒンジ部３２は、第１のヒンジ部３０のドア部材１３開放端側に設けられる。更に、第２のヒンジ部３２は、第１のヒンジ部３０の幅（寸法Ａ）よりも小さな幅（寸法Ｂの２倍の寸法）に設定する。そのために、図３に示すように、第１のヒンジ部３０の幅（Ａ）に対応する幅の部位の中央に、長穴３４を設けて、その長穴３４の両側に２つの第２のヒンジ部３２が形成されるように構成している。なお、長穴３４を２つ以上形成して第２のヒンジ部３２を３つ以上に分けてもよい。
【００３１】
更に、第１のヒンジ部３０の基部には、第１のヒンジ部３０の第２のヒンジ部３２からの大きな曲げ代となるヒンジ軸の離間距離Ｃを確保するための凹部３５が、スリット３３の端部から取付部１６側へ向かって切欠き成形されている。また、取付部１６には、その取付部１６に添設されるインサート材１５のスタッドボルト１４が貫通するボルト孔３６が、一対の凹部３５の間に１箇所、各凹部３５の側部側に２箇所ずつ配置されている。
【００３２】
ここで、第２のヒンジ部３２の曲げ剛性は、インフレータ２１の通常動作モード又は多段動作モードにおいて、エアバッグ本体の膨出圧力が所定の値より低い段階で折れ曲り膨出開口の形成を開始させ得るように設定され、かつ第１のヒンジ部３０の曲げ剛性は、インフレータ２１の通常動作モードにおいては、第２のヒンジ部３２が折れ曲った後に折れ曲ることにより、第２のヒンジ部３２が切断されないように、第２のヒンジ部３２と協働してエアバッグ本体の所定の膨出圧力を吸収し、またインフレータ２１の多段動作モードにおいては、多少又は殆ど折れ曲らないように設定されていれば、上述の実施の形態１の形態に限定する必要はなく、例えば、その幅寸法や厚さ寸法や材質等を適宜変えてもよく、また一対の凹部３５の間のボルト孔３６を省略して第１のヒンジ部３０の曲げ剛性をより大きくする等の変更を適宜行うことができる。
【００３３】
次に、この実施の形態１の作用について説明する。
【００３４】
インフレータ２１が作動すると、このインフレータ２１から高圧気体が噴出され、エアバッグ本体内へと高圧気体が導入される。
【００３５】
エアバッグ本体は、この高圧気体の導入に伴って膨張し、この膨張の圧力により先ずリッド部５の一部がＨ形状の開裂溝９に沿い開裂されリッド部５が開いて膨出開口が形成されると同時に、この膨出開口からエアバッグ本体が、車体斜め後方（車室内乗員側）へ向かって膨出する。これによって、エアバッグ本体は定位置に着座している助手席側の乗員の頭部等を受け止め、頭部等がインストルメントパネル２等に当接しないように保護する。
【００３６】
この際、インフレータ２１の通常動作モードにおいては、エアバッグ本体の膨出圧力が所定の値より低い初期段階において第１のヒンジ部の幅寸法よりも小さな幅に設定された第２のヒンジ部３２が折れ曲り、エアバッグリッド部５に膨出開口の形成を開始するが、その後エアバッグ本体の膨出圧力が所定の高い値になると、第１のヒンジ部３０が折れ曲り、図４、図５に示すように、第１のヒンジ部３０と第２のヒンジ部３２とが協動してエアバッグリッド部５に所定の膨出開口が形成され、一方、インフレータ２１の多段動作モードにおいては、１段目の気体噴出時におけるエアバッグ本体の低膨出圧力により第２のヒンジ部３２が折れ曲り、エアバッグリッド部５に膨出開口の形成を開始し、その後２段目の気体噴出段時におけるエアバッグ本体の低膨出圧力が作用しても、第１のヒンジ部３０は殆ど折れ曲ることなく、第２のヒンジ部３２のみにて所定の膨出開口が形成されることになる。
【００３７】
【発明の実施の形態２】
図６は、この発明の実施の形態２を示すものであり、第１のヒンジ部３１の曲げ剛性を実施の形態１における曲げ代Ｃに代えて、ドア部材１３の横幅方向に向かってテーパ状に拡がる漸拡部３７により設定したものである。
【００３８】
なお、漸拡部３７をテーパ状ではなく階段形状３８に形成してもよい。
【００３９】
【発明の実施の形態３】
図７は、この発明の実施の形態３を示すものであり、ドア部材１３のドア部１７の両側部に、本発明の脆弱部（この実施の形態３では複数の孔を穿設したが、これに限らず、例えばドア部材１３のその両側部のみ板厚を薄くするとか、そのドア部材１３に設けられる剛性向上用のビードをその両側部だけ設けないでおく等のことにより本発明脆弱部を設けてもよい）３９が設けられている。
【００４０】
このように構成されたこの発明の実施の形態３によれば、膨出するエアバッグ本体によりドア部１７の中央部が両側部よりも強く押圧されたときに、ドア部１７がその両側部にある脆弱部３９で曲がることにより、ドア部材１３の中央部にある第２のヒンジ部３２への応力集中が緩和されるので、ドア部１７の横幅寸法が特に長い場合には効果的である。
【００４１】
【発明の実施の形態４】
図８は、この発明の実施の形態４を示すものであり、ドア部材１３の中央部に設けた第２のヒンジ部３２の他に、ドア部材１３の両側部にもそれぞれ第２のヒンジ部３２１、３２２を設けたものである。この第２のヒンジ部３２１、３２２は、第２のヒンジ部３２の幅（寸法Ｂ）と同程度又は若干小さな幅（寸法Ｄ）を有するように設定されている。なお、符号３４１、３４２は各第２のヒンジ部３２１、３２１、又は３２２、３２２の間に設けられた長穴３４と同様な長穴であり、この長穴３４１、３４２を２つ以上形成して第２のヒンジ部３２１、３２２を３つ以上に分けてもよい。
【００４２】
このように構成されたこの発明の実施の形態４によれば、膨出するエアバッグ本体によりドア部１７の中央部が両側部よりも強く押圧されても、ドア部材１３の両側部に設けた第２のヒンジ部３２１、３２２により、ドア部１７は全体的にヒンジ回転することとなり、ドア部材１３の中央部にある第２のヒンジ部３２のみに応力が集中することを防止できるため、ドア部１７の横幅寸法が特に長い場合には効果的である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、簡易なヒンジ構造でインフレータの通常動作モード又は多段動作モードのいずれにも対応可能となる。
【００４４】
請求項２の発明によれば、ヒンジ部の基部に形成した凹部によって第１のヒンジ部と第２のヒンジ部とのヒンジ軸の離間距離を大きくすることにより、ヒンジ部に所要の曲げ剛性を確保することができる。
【００４５】
請求項３の発明によれば、第１のヒンジ部を、第２のヒンジ部からドア部材の横幅方向へ進むに従いドア部材固定端側へ向けて傾斜するテーパ状としたことにより、第１のヒンジ部の曲げ剛性を車幅方向の部分で確保することが可能となる。
【００４６】
請求項４の発明によれば、ドア部材のドア部の両側部に脆弱部を設けることにより、ドア部材の中央部に位置する第２のヒンジ部へのドア部材の回転に伴う応力集中を緩和できる。
【００４７】
請求項５の発明によれば、第２のヒンジ部をドア部材の中央部とその両側部のそれぞれに設けることにより、中央部に位置する第２のヒンジ部のみにドア部材の回転に伴う応力が集中するのを防止できる、という実用上有益な効果を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるインストルメントパネルの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のドア部材の斜視図である。
【図４】展開後のドア部材の状態を示す下方から見た斜視図である。
【図５】図４を上方から見た斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる概略平面図である。
【図７】本発明の実施の形態３にかかるドア部材の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態４にかかるドア部材の斜視図である。
【符号の説明】
３エアバッグ装置
５エアバッグリッド部
１３ドア部材
３０、３１第１のヒンジ部
３２、３２１、３２２第２のヒンジ部

Claims

エアバッグリッド部の裏面に配設され、エアバッグ本体の膨出圧力により押圧されてヒンジ部を介して回動し前記エアバッグリッド部に膨出開口を形成するドア部材を有する車両用エアバッグ装置において、
前記ヒンジ部は、第１のヒンジ部と該第１のヒンジ部の前記ドア部材開放端側に設けられた第２のヒンジ部とからなり、該第２のヒンジ部は、第１のヒンジ部の幅寸法よりも小さな幅に設定されて、前記エアバッグ本体の膨出圧力が所定の値より低い段階で折れ曲り前記膨出開口の形成を開始せしめることを特徴とする車両用エアバッグ装置。
前記第１のヒンジ部の基部に、該第１のヒンジ部と前記第２のヒンジ部とのヒンジ軸の離間距離を大きくする凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の車両用エアバッグ装置。
前記第１のヒンジ部を、前記第２のヒンジ部からドア部材の横幅方向へ進むに従い前記ドア部材固定端側へ向けて傾斜するテーパ形状としたことを特徴とする請求項１記載の車両用エアバッグ装置。
前記ドア部材のドア部の両側に、脆弱部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用エアバッグ装置。
前記第２のヒンジ部は、前記ドア部材の中央部とその両側部のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用エアバッグ装置。