JP4193854B2

JP4193854B2 - 車両用エアバッグ装置

Info

Publication number: JP4193854B2
Application number: JP2006039289A
Authority: JP
Inventors: 誠関塚
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2026-02-16
Also published as: US7625007B2; JP2007216825A; US20070187932A1

Description

本発明は、衝突時に乗員側へ向けてエアバッグを展開させる車両用エアバッグ装置に関する。

下記特許文献１には、助手席用エアバッグ装置において、バッグ展開時に、エアバッグにおける乗員頭部当接領域を予め凹状に形成することで、乗員頭部への反力を低減する技術が開示されている。
特開２０００−２３３１５７号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、予め凹部を形成するためにバッグ基布の形状を変更したり、エアバッグを複数に分割する等、構造が複雑になるという課題がある。

本発明は上記事実を考慮し、乗員両肩に対する拘束性能を確保しつつ乗員頭部・頸部に対する反力を軽減することができ、しかも構造の簡素化を図ることができる車両用エアバッグ装置を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車両用エアバッグ装置は、車両衝突時に作動してガスを噴出するガス供給手段と、袋状に形成されると共に前記ガス供給手段からガスの供給を受けて乗員側へ膨張展開し、少なくとも乗員の両肩を拘束するシングルチャンバ構造のエアバッグ本体と、前記エアバッグ本体内における乗員側先端部の保護領域に対応して設けられると共にバッグ幅方向の略中間部にバッグ上下方向に沿って延在するように配置され、かつ基布をエアバッグ本体に縫製することにより構成されエアバッグ本体の膨張展開時に当該エアバッグ本体の内圧よりも低い圧力で膨張する低圧膨張部と、を有し、前記低圧膨張部には、前記エアバッグ本体が先に膨張展開してから当該エアバッグ本体からガスの供給を受けるように基布の周縁一部をエアバッグ本体へ縫製しない非固定部位としかつ基布の周縁残りをエアバッグ本体へ縫製して固定部位とすることにより形成されたガス流入路が設けられている、ことを特徴としている。

請求項２記載の本発明は、請求項１記載の車両用エアバッグ装置において、前記ガス流入路は前記低圧膨張部の上端部及び下端部に設けられており、かつ当該ガス流入路は低圧膨張部の一般部に比べて絞られている、ことを特徴としている。

請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両用エアバッグ装置において、前記低圧膨張部には、当該低圧膨張部の内部とエアバッグ本体の外部とを連通する排気孔が設けられている、ことを特徴としている。

請求項１記載の本発明によれば、車両衝突時になると、ガス供給手段によってガスが噴出され、エアバッグ本体内へ供給される。これにより、シングルチャンバ構造のエアバッグ本体が乗員側へ膨張展開し、少なくとも乗員の両肩を拘束する。

ここで、本発明では、エアバッグ本体内における乗員側先端部に乗員頭部の保護領域に対応して低圧膨張部を設けると共に、当該低圧膨張部をバッグ幅方向の略中間部にバッグ上下方向に沿って延在するように配置したので、エアバッグ本体が膨張展開すると、エアバッグ本体の内圧よりも低い内圧で低圧膨張部が膨張した状態になる。より具体的には、低圧膨張部は基布をエアバッグ本体に縫製することにより構成されている。そして、基布の周縁一部をエアバッグ本体へ縫製しない非固定部位とし、かつ基布の周縁残りをエアバッグ本体へ縫製して固定部位とすることにより、低圧膨張部にガス流入路が設けられるようになっている。このため、エアバッグ本体が先に膨張展開した後、ガス流入路を介してエアバッグ本体からガスの供給を受けて低圧膨張部が膨張する。従って、エアバッグ本体の迅速な展開性能は確保されつつ、これよりも内圧の低い低圧膨張部が膨張される。この状態の低圧膨張部に乗員頭部が受け止められて車両衝突時に乗員頭部に作用する衝突エネルギーが吸収される。この際、低圧膨張部はエアバッグ本体に比べて内圧が低いので、乗員頭部への反力が抑制される。

すなわち、本発明によれば、乗員の両肩についてはエアバッグ本体でしっかりと拘束し、乗員頭部については低圧膨張部によってソフトに受け止めて乗員頭部・頸部に入力される荷重反力を下げることができる。

しかも、本発明では、袋状に形成されたシングルチャンバ構造のエアバッグ本体内における乗員側先端部に低圧膨張部を設ける構成であるため、エアバッグ本体自体は従前のものを使用することができる。従って、本発明の場合、先行技術のようにバッグ基布の裁断形状の変更及びそれに伴う縫製工程の変更や複数のバッグを一体化する工程等は不要である。このため、構造的には非常に簡素なものにすることができる。
さらに、本発明によれば、低圧膨張部には、エアバッグ本体が先に膨張展開してから当該エアバッグ本体からガスの供給を受けるように基布の周縁一部をエアバッグ本体へ縫製しない非固定部位としかつ基布の周縁残りをエアバッグ本体へ縫製して固定部位とすることにより形成されたガス流入路が設けられているので、エアバッグ本体内のガスはかかるガス流入路を通って低圧膨張部内へ流入されてこれを膨張させる。従って、ガス流入路を絞ったり広げたりすることで、低圧膨張部の内圧を任意に変更することができる。

また、本発明によれば、低圧膨張部はエアバッグ本体内のバッグ幅方向の略中間部にバッグ上下方向に沿って延在するため、乗員の体格差をカバーすることができる。

請求項２記載の本発明によれば、ガス流入路は低圧膨張部の上端部及び下端部に設けられており、かつ当該ガス流入路は低圧膨張部の一般部に比べて絞られた構成となっているので、エアバッグ本体内のガスは低圧膨張部の上端部及び下端部に設けられたガス流入路を通って低圧膨張部内へ流入されてこれを膨張させる。従って、低圧膨張部の上端部及び下端部の開口部分を絞ったり広げたりすることで、低圧膨張部の内圧を任意に変更することができる。

請求項３記載の本発明によれば、低圧膨張部に、その内部とエアバッグ本体の外部とを連通する排気孔を設けたので、乗員頭部が低圧膨張部に当接してきた際に低圧膨張部内のガスを排気孔から逃がすことができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両用エアバッグ装置は、乗員両肩に対する拘束性能を確保しつつ乗員頭部・頸部に対する反力を軽減することができ、しかも構造の簡素化を図ることができるという優れた効果を有する。

また、請求項１記載の本発明に係る車両用エアバッグ装置は、乗員の体格の大小に拘わらず、乗員頭部・頸部の保護性能を向上させることができるという優れた効果を有する。

さらに、請求項１記載の本発明に係る車両用エアバッグ装置は、乗員の両肩を迅速に拘束するという基本的な性能が良好に維持されるという優れた効果を有する。

また、請求項１記載の本発明に係る車両用エアバッグ装置は、低圧膨張部の内圧のチューニングを容易に行うことができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る車両用エアバッグ装置は、低圧膨張部の内圧のチューニングを容易に行うことができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る車両用エアバッグ装置は、低圧膨張部に排気孔があることで低圧膨張部内のガスを外部に排出することが可能となり、低圧膨張部内の内圧が過大になることを抑制することができるという優れた効果を有する。

〔第１実施形態〕
以下、図１〜図４を用いて、第１実施形態について説明する。なお、この第１実施形態は、請求項１記載の本発明には含まれない参考例とする。また、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

図１には、本実施形態に係る車両用エアバッグ装置としての助手席用エアバッグ装置１０の作動状態の平断面構造が示されている。また、図２には、当該助手席用エアバッグ装置１０の作動状態の縦断面構造が示されている。さらに、図３には、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０の要部が斜視図で示されている。

これらの図に示されるように、助手席用エアバッグ装置１０は、インストルメントパネル１２における上面１２Ａの助手席側に配設されている。助手席用エアバッグ装置１０は、機能部品が収容されたエアバッグモジュール１４と、当該エアバッグモジュール１４の上端開放部を閉塞するエアバッグドア１６と、を主要部として構成されている。エアバッグモジュール１４は、上面側が開放されかつ機能部品を収容するモジュールケース１８と、このモジュールケース１８内に収納された略円柱形状のガス供給手段としてのインフレータ２０と、このインフレータ２０の周囲に折り畳み状態で格納された助手席用エアバッグ４４と、を含んで構成されている。なお、装置によってはインフレータ２０と助手席用エアバッグ４４との間にガスを整流するためのディフューザ（整流手段）が配置されることもある。また、インフレータ２０は略円柱形状のものに限らず、略円盤形状のものを用いてもよい。

上記機能部品について補足すると、インフレータ２０はガス発生剤封入タイプと高圧ガス封入タイプとがあり、いずれを使用することも可能である。また、インフレータ２０は電気着火式と機械着火式とがあり、いずれを使用することも可能であるが、本実施形態では電気着火式を使用している。電気着火式のインフレータ２０の場合、図示しない点火装置を備えており、コンソールボックス下方付近等に配設された図示しないエアバッグＥＣＵによってその作動が制御されている。すなわち、フロントエアバッグセンサ、センタエアバッグセンサ等によって前面衝突が検出されると（或いはフロントバンパの中央付近に配設されたミリ波レーダ等によるプリクラッシュセンサによって前面衝突することが予測されると）、エアバッグＥＣＵでエアバッグ作動と判定されて点火装置に所定電流が通電されるようになっている。

また、インフレータ２０の周壁部の所定位置にはガスを噴出するためのガス噴出孔が形成されており、かかるガス噴出孔から噴出されたガスがディフューザによって整流されてから助手席用エアバッグ４４内へ流入されるようになっている。また、本実施形態では、助手席用エアバッグ４４内にインフレータ２０が挿入状態で配置される構成を採っているが、これに限らず、例えば、助手席用エアバッグ４４に形成されたガス流入用開口部の周縁内側にディフューザを配置し、当該ディフューザによってモジュールケース１８の底部に固定されたインフレータ２０の上半分が覆われるように助手席用エアバッグ４４を配置するようにしてもよく、インフレータ２０から噴出されたガスが助手席用エアバッグ４４内へ流入される構成であればすべて適用可能である。

上記モジュールケース１８はインストルメントパネル１２内に車両幅方向に沿って配置された高強度・高剛性部材であるインパネリインフォースメントに図示しないブラケットを介して支持されている。

一方、エアバッグドア１６はインストルメントパネル１２に一体化されるタイプと別体のドアをインストルメントパネル１２に形成された開口部に嵌め込むタイプとがあり、どちらのタイプを適用してもよい。インストルメントパネル１２の表面側又は裏面側にはエアバッグドア１６を展開させるための破断部として機能するティアラインが形成されており、エアバッグドア１６に作用するバッグ膨張圧が所定値以上になると、ティアラインに沿ってインストルメントパネル１２が破断して片開き又は両開きするようになっている。なお、エアバッグドア１６の裏面側からは脚部１６Ａが一体に形成されており、この脚部１６Ａには係止孔２４が形成されている。これに対応して、モジュールケース１８の上端側にはフック２６が取り付けられており、エアバッグドア１６の脚部１６Ａの係止孔２４内へモジュールケース１８のフック２６を挿入係止させることにより、モジュールケース１８の上面側がエアバッグドア１６によって塞がれるようになっている。

ここで、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０の要部である助手席用エアバッグ４４の構造について詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、助手席用エアバッグ４４は、袋状に形成されたシングルチャンバ構造のエアバッグ本体５０と、このエアバッグ本体５０の内部における乗員側先端部５０Ａに設けられた低圧膨張部５２と、を備えている。低圧膨張部５２はエアバッグ本体５０のバッグ幅方向の中間部に配置されており、バッグ上下方向に沿って延在されている。つまり、低圧膨張部５２は、前面衝突時における乗員頭部の保護領域に対応して設けられている。

図３に示されるように、低圧膨張部５２はその外周部が全周に亘って縫製されている。また、低圧膨張部５２の縫製部５４の内側には、低圧膨張部５２の基布を厚さ方向に貫通する左右一対の連通手段としての連通孔５６がバッグ上下方向に複数対形成されている。これにより、エアバッグ本体５０の内部と低圧膨張部５２の内部とが相互に連通されている。因みに、助手席用エアバッグ４４の膨張展開時では、エアバッグ本体５０の内圧を１とすると、低圧膨張部５２の内圧は１／２〜１／３程度に設定される。

（作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

まず最初に、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０の全体的な作動を概説する。図示しないフロントエアバッグセンサ及びセンタエアバッグセンサによって前面衝突状態が検出されると、或いは図示しないプリクラッシュセンサによって前面衝突することが予測されると、エアバッグＥＣＵによってインフレータ２０が作動される。インフレータ２０が作動すると、インフレータ２０の周壁部に形成された複数のガス噴出孔からガスが噴出される。噴出されたガスはディフューザによって整流された後に、助手席用エアバッグ４４内へ流入される。その結果、助手席用エアバッグ４４が膨張し、バッグ内圧が所定値以上に達すると、エアバッグドア１６がティアラインに沿って破断して、ウインドシールドガラス４６の内側面４６Ａ側へ片開きに展開される。エアバッグドア１６が展開すると、インストルメントパネル１２の上面１２Ａにバッグ膨出用開口部４８が形成されて、助手席用エアバッグ４４が助手席２８側へ向けて膨出される。

ここで、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０では、エアバッグ本体５０内における乗員側先端部５０Ａに乗員頭部の保護領域に対応して低圧膨張部５２を設けたので、エアバッグ本体５０が膨張展開すると、その後に複数の連通孔５６を通ってガスが低圧膨張部５２内へ流入される（ガスの流入を図１〜図３に矢印Ａで示す）。これにより、エアバッグ本体５０が先行して膨張展開し、その後に低圧膨張部５２が遅れて膨張する。低圧膨張部５２は複数の連通孔５６の径や個数によってガスの流入規制がされているため、エアバッグ本体５０の内圧よりも低い内圧で低圧膨張部５２は膨張した状態になる。この状態の低圧膨張部５２に乗員頭部が受け止められて前面衝突時に乗員頭部に作用する衝突エネルギーが吸収される。この際、低圧膨張部５２はエアバッグ本体５０に比べて内圧が低いので、乗員頭部への反力が抑制される。

すなわち、本実施形態によれば、乗員の両肩についてはエアバッグ本体５０でしっかりと拘束し、乗員頭部については低圧膨張部５２によってソフトに受け止めて乗員頭部・頸部に入力される荷重反力を下げることができる。

しかも、本実施形態では、シングルチャンバ構造のエアバッグ本体５０内における乗員側先端部５０Ａに低圧膨張部５２を設ける構成であるため、エアバッグ本体５０自体は従前のものを使用することができる。従って、本実施形態の場合、先行技術のようにバッグ基布の裁断形状の変更及びそれに伴う縫製工程の変更や複数のバッグを一体化する工程等は不要である。このため、構造的には非常に簡素なものにすることができる。

以上より、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０によれば、乗員両肩に対する拘束性能を確保しつつ乗員頭部・頸部に対する反力を軽減することができ、しかも構造の簡素化を図ることができる。

また、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０では、低圧膨張部５２がエアバッグ本体５０内のバッグ幅方向の略中間部にバッグ上下方向に沿って延在するため、乗員の体格差をカバーすることができる。つまり、相対的に大柄な乗員の場合には、頭部の位置が相対的に高くなり、逆に相対的に小柄な乗員の場合には、頭部の位置が相対的に低くなるが、低圧膨張部５２がバッグ上下方向に沿って延在すれば、広範囲の体格の乗員に対して効果を発揮することができる。従って、本実施形態によれば、乗員の体格の大小に拘わらず、乗員頭部・頸部の保護性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０では、低圧膨張部５２の外周部については全周に亘って縫製し、縫製部５４の内側に複数の連通孔５６を設定する構成であるため、エアバッグ本体５０が先に膨張展開した後に、複数の連通孔５６を介して当該エアバッグ本体５０からガスの供給を受けて膨張する。従って、エアバッグ本体５０の迅速な展開性能は確保される。その結果、本実施形態によれば、乗員の両肩を迅速に拘束するという基本的な性能を良好に維持することができる。

加えて、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０では、連通手段が低圧膨張部５２を厚さ方向に貫通する複数の連通孔５６として構成されているため、エアバッグ本体５０内のガスはかかる連通孔５６を通って低圧膨張部５２内へ流入されてこれを膨張させる。従って、連通孔５６の数や径を変えることにより、低圧膨張部５２の内圧を任意に変更することができる。よって、本実施形態によれば、低圧膨張部５２の内圧のチューニングを容易に行うことができる。

なお、図４に示されるように、低圧膨張部５２の乗員側面を構成するエアバッグ本体５０のバッグ基布５８に低圧膨張部５２の内部とエアバッグ本体５０の外部とを連通する排気孔（ベントホール）６０を形成してもよい。この場合、乗員頭部が低圧膨張部５２に当接してきた際に低圧膨張部５２内のガスを排気孔６０から逃がすことができる。従って、低圧膨張部５２内の内圧が過大になることを抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、図５を用いて、第２実施形態について説明する。なお、この第２実施形態が本発明に係る車両用エアバッグ装置の一実施形態に相当する。また、第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図５に示されるように、この第２実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１０では、低圧膨張部７０の外周部が全周に亘って縫製されるのではなく、両サイドのみ縫製されており、上端部及び下端部にはエアバッグ本体５０の内部と連通する連通手段としてのガス流入路７２が形成されている点に特徴がある。

なお、低圧膨張部７０の上端側及び下端側のガス流入路７２は一般部７０Ａに比べて絞られている。

上記構成によれば、前面衝突時、エアバッグ本体５０を膨張させたガスは、低圧膨張部７０のガス流入路７２から流入してきてこれを膨張させる（ガスの流入を図５に矢印Ｂで示す）。従って、ガス流入路７２を絞ったり広げたりすることで、低圧膨張部７０の内圧を任意に変更することができる。その結果、本実施形態によれば、低圧膨張部７０の内圧のチューニングを容易に行うことができる。

なお、上記実施形態では、低圧膨張部７０の上端部及び下端部のガス流入路７２からガスが入り込むようになっていたが、これに限らず、低圧膨張部７０の上端部及び下端部は閉止して両側部の一部を開放する構成を採ってもよい。

〔上記実施形態の補足説明〕
上述した各実施形態では、助手席用エアバッグ装置１０に本発明を適用することを前提として説明してきたが、これに限らず、ステアリング構造が従前のステアリングホイールを使わないレバー操作タイプの車両等の場合には、運転席用エアバッグ装置として本発明を適用することも可能である。

また、本発明における「前面衝突時」には、エアバッグセンサによって自己の車両が前面衝突した状態が検出された場合が含まれる他、プリクラッシュセンサ等の衝突予測センサによって自己の車両が相手車両等と前面衝突することが予測された場合も含まれる。

さらに、上述した各実施形態では、連通孔５６、ガス流入路７２が複数個形成されていたが、これに限らず、１個でもよい。

第１実施形態に係る助手席用エアバッグ装置の作動状態の平断面図である。図１に示される助手席用エアバッグ装置の作動状態の縦断面図である。第１実施形態に係る助手席用エアバッグ装置の要部を拡大して示す拡大斜視図である。低圧膨張部の変形例を示す図３に対応する拡大斜視図である。第２実施形態に係る車両用エアバッグ装置の要部を拡大して示す拡大斜視図である。

符号の説明

１０助手席用エアバッグ装置（車両用エアバッグ装置）
２０インフレータ（ガス供給手段）
４４助手席用エアバッグ
５０エアバッグ本体
５０Ａ乗員側先端部
５４縫製部
５８バッグ基布（低圧膨張部）
６０排気孔
７０低圧膨張部
７２ガス流入路（連通手段）
７２Ａ一般部

Claims

車両衝突時に作動してガスを噴出するガス供給手段と、
袋状に形成されると共に前記ガス供給手段からガスの供給を受けて乗員側へ膨張展開し、少なくとも乗員の両肩を拘束するシングルチャンバ構造のエアバッグ本体と、
前記エアバッグ本体内における乗員側先端部の保護領域に対応して設けられると共にバッグ幅方向の略中間部にバッグ上下方向に沿って延在するように配置され、かつ基布をエアバッグ本体に縫製することにより構成されエアバッグ本体の膨張展開時に当該エアバッグ本体の内圧よりも低い圧力で膨張する低圧膨張部と、
を有し、
前記低圧膨張部には、前記エアバッグ本体が先に膨張展開してから当該エアバッグ本体からガスの供給を受けるように基布の周縁一部をエアバッグ本体へ縫製しない非固定部位としかつ基布の周縁残りをエアバッグ本体へ縫製して固定部位とすることにより形成されたガス流入路が設けられている、
ことを特徴とする車両用エアバッグ装置。
前記ガス流入路は前記低圧膨張部の上端部及び下端部に設けられており、
かつ当該ガス流入路は低圧膨張部の一般部に比べて絞られている、
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。
前記低圧膨張部には、当該低圧膨張部の内部とエアバッグ本体の外部とを連通する排気孔が設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用エアバッグ装置。