JP4530018B2 - 膝保護エアバッグ - Google Patents

Description

本発明は、車両の衝突時に、着座した運転者や助手席搭乗者等の乗員の膝を保護するためのエアバッグ装置に使用される膝保護エアバッグに関する。

従来、膝保護エアバッグでは、乗員の膝の前方側における膝と車体側部材との隙間に膨張時のエアバッグを配置可能に、板状にエアバッグを膨張させるように、外形形状を等しくした膝側壁部と車体側壁部との外周縁相互を連結させる平面バッグタイプとして、さらに、膝側壁部と車体側壁部との離隔距離を規制するテザーを配置させていた（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の膝保護エアバッグは、膝と車体側部材との狭い隙間に配置可能に、容積を１５〜２０Ｌとして小さくし、かつ、外周壁を構成するエアバッグ用基布として、小さい容積のバッグからの膨張用ガスの抜けを防止するように、シリコンゴム等からなるコーティング層を織布に設けたコート布を、使用していた。

さらに、従来の膝保護エアバッグでは、膝を受け止める際、膝の下方の脛の部分を極力押圧しないように、脛との当接部位近傍に、厚さを抑えるために、テザーを配設させていた。そしてさらに、テザーがその１箇所だけであると、ケースから突出するケース近傍の部位が、新たに、脛を押圧するように膨らむ状態を招くことから、そのテザーの下方に、さらに、第２のテザーを配置させ、エアバッグ全体では、上下二段にテザーを配設させることとなっていた。
特開２００６−１３１１８６号公報

しかし、従来の膝保護エアバッグでは、上下二段にテザーを配設させ、脛の当接部位の厚さを薄くしていた。そして、エアバッグの厚さを薄くしたことから、エアバッグ全体の容積が小さくなり、容積が小さくなれば、膨張用ガスの抜けがあった際に、内圧の低下が急激となり、その急激な内圧低下を防止するように、膨張用ガスの抜けを防止するためのコーティング層を設けていた。

すなわち、従来の膝保護エアバッグでは、上下二段のテザーを設けたり、あるいは、使用するエアバッグ用基布として、コーティング層を設けたコート布を使用し、そして、エアバッグを製造していたことから、エアバッグの製造工数・コストを上昇させており、テザーの数を低減させ、かつ、コーティング層を備えないノンコート布の織布から、エアバッグを製造することが要望されていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、膝を保護する膝拘束部付近の構成を変えて、脛の押圧状態を回避しつつ、膝を的確に受け止めて保護でき、テザーの数を低減させたり、ノンコート布から製造可能な膝保護エアバッグを提供することを目的とする。

本発明に係る膝保護エアバッグは、着座した乗員の膝の前方側の下方に配置され、かつ、後方側に向けて開口する突出用開口を有したケース内に、折り畳まれて収納され、
膨張用ガスの流入時、突出用開口から、後方側に突出しつつ上方に延びるように展開膨張して、膝の前方側に、左右両膝を受け止め可能な膝拘束部を配置させる構成とするとともに、
膨張完了時の外周壁が、膝側に配置される膝側壁部と、膝側壁部の外周縁から連なって膝側壁部と対向するように膝側壁部の前方側に配置される車体側壁部と、の外形相互を等しくした平面バッグタイプとして構成され、さらに、
膝側壁部と車体側壁部とを連結して、膨張完了時の膝側壁部と車体側壁部との対向方向に沿った厚さを規制するテザーを、内部に配設させて構成される膝保護エアバッグであって、
テザーが、
エアバッグを、上膨張室と、上膨張室の下方に位置して、上膨張室より容積を小さくする下膨張室と、の上下二室に区画するように、車両の左右方向に沿って、配置されるとともに、車両搭載状態での前記エアバッグの膨張完了時に、ケースから離脱する位置として、配置され、さらに、
外周縁の全周を、膝側壁部と車体側壁部との内周面に結合させて、膝側壁部と車体側壁部とを連結する連結距離を５０〜９０ｍｍの範囲内とし、かつ、
上膨張室を左右両側から左右方向の中央側にかけて膨らませるように、下膨張室から上膨張室に流入する膨張用ガスの主流を左右両側に配置させるための複数のガス流通孔を設けて、
配設され、
上膨張室が、上下方向に沿わせるようなエアバッグの単体での膨張完了時、左右方向に延びる略円柱状として、膝拘束部を構成するとともに、乗員の左右両脛の上端付近から左右両膝の前面の全域を受け止め可能に、下膨張室より厚くして、外径寸法を１５０〜２２０ｍｍの範囲内とするように、設定され、
下膨張室が、車体側壁部の部位に、エアバッグをケースに取り付ける取付部を設けて構成されるとともに、上下方向に沿わせるようなエアバッグの単体での膨張完了時に、エアバッグの厚さ方向の後面側の頂部を、上膨張室の後面側の頂部より、１０〜７０ｍｍの範囲内で、前方側にオフセットさせるように、設定され、
さらに、膝側壁部と車体側壁部とが、通気度（フラジール法）を０〜０．６Ｌ／ｃｍ ^２ ／ｍｉｎとするエアバッグ用基布で、かつ、ガス漏れ防止用のコーティング層を設けないノンコート布とした織布から形成されるエアバッグ基布から構成され、
ガス流通孔が、エアバッグの左右方向の中央付近と、エアバッグの左右両側付近と、に配置されるとともに、
ガス流通孔におけるエアバッグの左右両側付近にそれぞれ配置される縁側流通孔の開口面積が、ガス流通孔におけるエアバッグの左右方向の中央付近に配置される中央流通孔の開口面積より、大きく設定されていることを特徴とする。

本発明に係る膝保護エアバッグでは、膨張完了時に、膝拘束部としての上膨張室が、後面側で膝を受け止めつつ圧縮され、乗員の前方移動する運動エネルギーを吸収することとなる。この上膨張室は、膝側壁部と車体側壁部とが、通気度（フラジール法）を０〜０．６Ｌ／ｃｍ ^２ ／ｍｉｎとするエアバッグ用基布から構成されて、膨張用ガスが漏れることとなっても、膨張完了時に、外径寸法を１５０〜２２０ｍｍの範囲内とするように、設定されて、１５０ｍｍ以上の外径寸法（前後方向の厚さ寸法）を確保しており、膝側壁部が車体側壁部に接触するような底付きを招くことなく、脛の上端付近からその上方の膝の前面の全域を受け止めることができる。逆に、上膨張室は、膨張完了時、２２０ｍｍを超えるような外径寸法ではないことから、膝と車体側部材（コラムカバー、インストルメントパネル、グラブボックス等）との隙間が狭くとも、その隙間に円滑に進入して、膨らむことができ、膨張を完了させても、強く膝を押し戻すこともない。

そして、膨張完了時のエアバッグでは、上膨張室が、後面側で膝を受け止めつつ圧縮され、乗員の前方移動する運動エネルギーを吸収する際、下膨張室では、後面が、脛（脛の上端より下方の脛本体）を受け止めて圧縮されるものの、エアバッグの単体での膨張完了時に、エアバッグの厚さ方向の後面側の頂部を、上膨張室の後面側の頂部より、１０〜７０ｍｍの範囲内で、前方側にずれてオフセットさせるように設定され、かつ、下膨張室が、その後面で脛を受け止める時点では、既に、上膨張室が、前方移動する乗員を受け止めて、乗員の前方移動する運動エネルギーを低減させている。そのため、下膨張室が、後面で脛を受け止める状態となっても、脛の前方移動するストロークが少ない。

その結果、エアバッグは、脛の押圧状態を回避しつつ、膝を的確に受け止めて保護できる。

なお、使用するエアバッグ用基布が、０．６Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎを超える通気度とする場合には、上膨張室が１５０ｍｍ程度の外径寸法（前後方向の厚さ寸法）の小容積の場合、ガス漏れによる内圧低下が急激となり、膝拘束部としての上膨張室で膝を受け止める際、脛の押圧状態を回避できても、膝頭自体を受け止めて乗員の運動エネルギーを低減させる効果を、確保し難くなることから、エアバッグ用基布の通気度は、０．６Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎ以下とすることが望ましい。

また、下膨張室の後面側の頂部における上膨張室の後面側の頂部より前方側にずれてオフセットされるオフセット量（ずれ量）は、１０ｍｍ未満では、下膨張室が脛を強く押圧する事態を招き易く、７０ｍｍを超えては、上膨張室より容積を小さくする下膨張室の容積が小さくなりすぎて、エアバッグの膨張完了時に、テザーがケースから離脱できない事態を招いてしまい、テザーがケースから離脱できなければ、上膨張室を安定して、膝の前方側に配置できなくなる虞れを生ずる。

また、テザーが、膝側壁部と車体側壁部とを連結する連結距離を５０〜９０ｍｍの範囲内としている理由は、５０ｍｍ未満であれば、テザー付近の膝側壁部と車体側壁部との離隔距離、すなわち、テザー付近でのエアバッグの厚さ、が薄くなって、この部位で膝を受け止める事態が生じた際に、膝側壁部が車体側壁部に接触するような底付き状態となる虞れが生じ、膝を十分に保護できず、さらに、この部位で絞られた状態となって、膝拘束部への膨張用ガスの供給が迅速に行い難くなってしまうからである。さらに、テザーの膝側壁部と車体側壁部との連結距離が、９０ｍｍを超えれば、テザーの直下の下膨張室が、その厚さを厚くして、上記のオフセット量の１０ｍｍ以上を確保し難くなるとともに、膝拘束部（上膨張室）の下部付近と協働して、脛を押圧する事態を招き易く、脛の押圧状態を回避し難くなってしまうからである。

そして、膝拘束部としての上膨張室は、外径寸法（前後方向の厚さ寸法）を、１５０〜２２０ｍｍと設定されて、前後方向の厚さを大きくするものの、テザーの配設部位に配置されるガス流通孔が、上膨張室へ流入する膨張用ガスの主流を、左右両側に配置させており、膨張用ガスの流入時、上膨張室では、左右両側から左右方向の中央側にかけて順に膨らむこととなる。すなわち、エアバッグの膨張初期に、上膨張室は、左右両側が膨張完了時のエアバッグの上端の配置位置まで展開するものの、その厚さを薄くした状態を維持できることから、乗員の膝の前方側に容易に配置され、そしてその後、左右両側から中央側にかけて、厚さを増して膨張を完了させるため、膝を好適に受け止めることができる。

したがって、本発明に係る膝保護エアバッグでは、膝を保護する膝拘束部付近の構成を変えて、脛の押圧状態を回避しつつ、膝を的確に受け止めて保護できて、テザーを上膨張室と下膨張室とを区画する一段だけに低減させることができ、かつ、ガス漏れを全く無くすようなコーティング層を設けたコート布を使用せずに、若干のガス漏れを許容するノンコート布の織布からなるエアバッグ用基布（通気度（フラジール法）を０．６Ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下）を使用できることから、製造工数・コストを低減して、製造することができる。

さらに、本発明に係る膝保護エアバッグでは、ガス流通孔を、エアバッグの左右両側付近だけでなく、エアバッグの左右方向の中央付近にも、配置して、膝拘束部へ流入する膨張用ガスの主流を、左右両側に配置させるように、ガス流通孔におけるエアバッグの左右両側付近にそれぞれ配置される縁側流通孔の開口面積を、ガス流通孔におけるエアバッグの左右方向の中央付近に配置される中央流通孔の開口面積より、大きく設定している。そのため、膝拘束部における左右方向の中央のテザー近傍部位が、エアバッグの膨張初期に、ある程度の厚みを確保できて、エアバッグの膨張途中に、膝拘束部の下部側に膝が侵入してきても、膝拘束部では、テザー直上の部位が、左右両側から中央にかけて、膨らんでおり、侵入してきた膝を、クッション効果を確保して、受け止め可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態の膝保護エアバッグ（以下、特に断らない限り、単に、エアバッグという）４０は、膝保護用エアバッグ装置Ｓに使用されるものであり、この膝保護用エアバッグ装置Ｓは、図１，４に示すように、乗員としての運転者ＭＤの膝Ｋを保護できるように、運転者ＭＤの車両前方側であるステアリングコラム９の下方に配設されている。

なお、ステアリングコラム９は、図１に示すように、ステアリングホイール８に連結されるコラム本体１０と、ステアリングホイール８の下方のコラム本体１０を覆うように配設されるコラムカバー１３と、を備えている。コラム本体１０は、メインシャフト１１と、メインシャフト１１の周囲を覆うコラムチューブ１２と、を備え、コラムカバー１３は、略四角筒形状の合成樹脂製として、コラム本体１０を覆って、インストルメントパネル（以下「インパネ」と略す）１４から後方へ突出している（図４参照）。

また、膝保護用エアバッグ装置Ｓは、図１〜３に示すように、折り畳まれたエアバッグ４０、エアバッグ４０に膨張用ガスＧを供給するインフレーター２８、折り畳まれたエアバッグ４０とインフレーター２８とを収納するとともに車両後方側を開口させたケース１７、及び、ケース１７における開口１８ａの車両後方側を覆うエアバッグカバー２１、を備えて構成されている。

なお、本明細書では、特に断らない限り、上下、前後、左右の方向は、膝保護用エアバッグ装置Ｓが車両に搭載された状態を基準とするものであって、車両のの上下、前後、左右の方向と一致するものである。

ケース１７は、図２，３に示すように、板金製として、ステアリングコラム９の下部側に配設されており（図１参照）、折り畳まれたエアバッグ４０を収納する収納部位として構成されて、箱状の本体部１８と、本体部１８から外方に延びるパネル部１９（図４参照）と、から構成されている。本体部１８は、有底の略四角筒形状とし、車両後方側に略長方形状の開口１８ａを備えて、構成されている。本体部１８の上下の外表面側には、それぞれ、エアバッグカバー２１の後述する上下の連結壁部２５，２６をケース１７に組み付けるための複数のフック１８ｂ，１８ｃが、配設されている。各フック１８ｂ，１８ｃは、エアバッグカバー２１における連結壁部２５，２６の係止孔２５ａ，２６ａに挿入されて、係止孔２５ａ，２６ａの周縁を係止している。

また、本体部１８の開口１８ａから離れた底壁の部位には、インフレーター２８の取付ボルト３１を挿通させるための２つの取付孔１８ｄが、形成されている。さらに、本体部１８の右方側の壁部の部位には、インフレーター２８の後述する本体２９のコネクタ３３側の端部を挿通可能な挿通孔１８ｅが、形成されている（図３参照）。

パネル部１９は、ケース１７の本体部１８における開口１８ａの周囲を囲むように、形成され、パネル部１９の外周縁の五箇所には、図４に示すように、ケース１７をボディ１側に連結固定するために、ボディ１側のインパネリインフォースメント２等から延びるブラケット４，５，６，７が連結されている。さらに、パネル部１９における本体部１８の上方には、図２に示すように、エアバッグカバー２１の連結壁部２５を挿通させる挿通孔１９ａが、形成されている。

エアバッグカバー２１は、オレフィン系等の熱可塑性エラストマーから形成されて、ケース１７の車両後方側を覆い可能なように構成され、ケース１７に組み付けられている。また、エアバッグカバー２１は、アッパパネル１４ａとロアパネル１４ｂとからなるインパネ１４におけるロアパネル１４ｂ側に、配設されている（図２，４参照）。エアバッグカバー２１におけるケース１７の開口１８ａの後方付近には、それぞれ、インテグラルヒンジからなるヒンジ部２３ａを回転中心として、上下両側に開く二枚の扉部２３が配設されている。これらの扉部２３は、周囲に、後方から見て略Ｈ字状に配置される薄肉の破断予定部２２を配置させて、配設されている。扉部２３，２３の周囲には、ケース１７の本体部１８を囲うように前方に延びるカバー壁部２４，２４と連結壁部２５，２６とが配設されている（図３，２参照）。カバー壁部２４は、本体部１８の左右両側を覆うように配設され、連結壁部２５，２６は、本体部１８の上下を覆うように、配設されている。連結壁部２５，２６には、既述したように、本体部１８の上下にそれぞれ配設された複数の各フック１８ｂ，１８ｃを挿入させて、周縁を係止される係止孔２５ａ，２６ａが配設されている。

インフレーター２８は、図２・３に示すように、軸方向を車両の左右方向に沿って配設されるシリンダタイプとして構成され、略円柱状の本体２９とディフューザー３０とを備えて構成されている。本体２９の一端側（実施形態の場合、左端側）には、複数のガス吐出口２９ａが、配設されている。そして、本体２９における他端側（右端側）には、作動信号入力用のリード線３４と結線させたコネクタ３３が、接続されることとなる。ディフューザー３０は、本体２９を覆い可能な略円筒状の板金製として、縮径させるようにかしめて本体２９を挟持するクランプ部３０ａと、本体２９のガス吐出口２９ａから吐出される膨張用ガスＧを後方側へ流出可能な複数のガス流出口３０ｂと、を備えるとともに、前方側へ突出する複数（実施形態では２本）の取付ボルト３１を備えて構成されている。

なお、このインフレーター２８には、車両に搭載されたエアバッグ作動回路が、車両の前面衝突を検知した際に、ステアリングホイール８に搭載された図示しないエアバッグ装置とともに、リード線３４を介して、作動信号が入力されることとなる。

そして、ディフューザー３０の取付ボルト３１は、エアバッグ４０がインフレーター２８を収納した状態で折り畳まれる際に、エアバッグ４０の取付孔４２ａから突出され、かつ、エアバッグ４０をケース１７の本体部１８へ収納する際に、ケース１７から突出させて、ナット３２を締結される。そして、各取付ボルト３１は、ナット３２止めされて、インフレーター２８とともに、エアバッグ４０をケース１７に取り付ける取付手段を構成することとなる。

エアバッグ４０は、図５，７に示すように、可撓性を有したポリエステルやポリアミド糸等からなる織布から形成されて、膨張完了時の形状を、下部側の左右方向の幅寸法を狭めるホームベース形の板状とし、運転者ＭＤ側に配置される膝側壁部４１と、膝側壁部４１の外周縁から連なって、膝側壁部４１と対向するように膝側壁部４１の前方側となるコラムカバー１３側に配置される車体側壁部４２と、を備えて構成されている（図１の二点鎖線参照）。エアバッグ４０は、膝側壁部４１と車体側壁部４２との外形形状を等しくする平面バッグタイプとしている。そして、エアバッグ４０の下縁４０ｂ側の車体側壁部４２には、インフレーター２８の取付ボルト３１，３１を突出可能な取付孔４２ａ，４２ａが形成されるとともに、インフレーター２８の本体２９におけるコネクタ３３側の端部を突出させる挿通孔４２ｂが開口されている（図３参照）。

このエアバッグ４０は、膨張完了時の上端（上縁）４０ａに、膝側壁部４１と車体側壁部４２との対向方向の厚さ寸法を、エアバッグ４０の他の部位より厚くして、運転者ＭＤの左右両脛Ｌの上端ＬＵ付近から左右両膝Ｋの前面の全域を受け止めるための膝拘束部４５が、配設されている（図８参照）。そして、膝拘束部４５の下部におけるエアバッグ４０の内部には、膝側壁部４１と車体側壁部４２とを連結するテザー５１が、左右方向に沿って配設されている。そして、エアバッグ４０は、このテザー５１によって、膝拘束部４５としての上膨張室４４とエアバッグ４０における膝拘束部４５の下方の下膨張室４９との上下二室に、区画されている。

エアバッグ４０内のテザー５１の配設部位には、図６に示すように、下膨張室４９から上膨張室４４に膨張用ガスＧを流入させるための複数のガス流通孔５３が配設されている。これらのガス流通孔５３は、上膨張室４４が、左右両側から左右方向の中央側にかけて膨らむように、テザー５１により区画された下膨張室４９から上膨張室４４に流入する膨張用ガスＧの主流ＭＧを、左右両側に配置させるように、設定されている。実施形態の場合、テザー５１の外周縁の全周が、膝側壁部４１と車体側壁部４２との内周面に結合（縫合）されており、テザー５１自体の左右両側に、円形に開口した二つずつのガス流通孔５３としての縁側流通孔５４，５５が、配設され、テザー５１自体の左右方向の中央付近に、円形に開口した３つのガス流通孔５３としての中央流通孔５６が配設されている。

具体的には、実施形態の場合、左右両側付近にそれぞれ配置される縁側流通孔５４，５５の合計の開口面積（左右片側ずつの縁側流通孔５４，５４の合計の開口面積や縁側流通孔５５，５５の合計の開口面積）は、それぞれ、左右方向の中央付近に配置される中央流通孔５６の合計（三個の中央流通孔５６の合計）の開口面積より、大きく設定されている。実施形態の場合、各縁側流通孔５４，５５の内径寸法ｄ１は、３０ｍｍ、中央流通孔５６の内径寸法ｄ２は、２０ｍｍとしている。また、左右両側の中央流通孔５６の間の寸法は、ケース１７の開口１８ａの開口幅寸法Ｗｃ（実施形態の場合、２４０ｍｍ）より、僅かに広い寸法（実施形態の場合、２４４ｍｍ）としている。

なお、実施形態のエアバッグ４０では、外周壁を構成するエアバッグ用基布５７が、上パネル布５９、下前パネル布６０、及び、下後パネル布６１の三枚から構成されている。さらに、エアバッグ４０は、二枚の補強布６３，６４とテザー用布６６とが使用されて構成されている。上パネル布５９は、エアバッグ４０の上縁４０ａを間にして、テザー５１の上方のエリアにおける膝側壁部４１と車体側壁部４２とを連ならせたような一枚状として、構成されている。下前パネル布６０は、テザー５１の下方の車体側壁部４２の部位を構成し、下後パネル布６１は、テザー５１の下方の膝側壁部４１の部位を構成している。そして、エアバッグ４０は、上パネル布５９をエアバッグ４０の上縁４０ａ側の位置で折り返して、左右両縁を縫合しつつ、上パネル布５９の下端側の車体側壁部４２の部位に対し、テザー５１の前端５１ａ、及び、補強布６４を設けた下前パネル布６０と補強布６３との上端、を縫合し、上パネル布５９の下端側の膝側壁部４１の部位に対して、テザー５１の後端５１ｂと下後パネル布６１の上端を縫合し、ついで、上パネル布５９の左右両縁から、下前パネル布６０と下後パネル布６１との左右両縁を経て、エアバッグ４０の下縁４０ｂにかける部位相互を縫合すれば、形成することができる。

そして、実施形態の場合、エアバッグ４０は、図７のＢに示すように、上下方向に沿うように単体で膨張させた際に、運転者ＭＤの左右両脛Ｌの上端ＬＵ付近から左右両膝Ｋの前面の全域を受け止め可能な膝拘束部４５として（図８参照）、上膨張室４４の外径寸法Ｄ１を、１５０〜２２０ｍｍの範囲内とした１９８ｍｍ、テザー５１における膝側壁部４１と車体側壁部４２とを連結する連結距離ＴＬを、５０〜９０ｍｍの範囲内とした６０ｍｍとしている。

さらに、実施形態の場合、下膨張室４９が、図７のＢに示すように、上下方向に沿わせるようなエアバッグ４０の単体での膨張完了時に、エアバッグ４０の厚さ方向の後面４９ａ側の後方へ突出する頂部４９ｂを、上膨張室４４の後面４４ａ側の後方へ突出する頂部４４ｂより、１０〜７０ｍｍの範囲内の６０ｍｍのオフセット量（ずれ量）ＯＬで、前方側にずれてオフセットされるように設定されている。

なお、実施形態の場合、エアバッグ４０は、膨らませない平らに展開したエアバッグ４０の左右方向の幅寸法Ｗ０を６００ｍｍ、取付孔４２ａから上縁４０ａまでの上下方向の長さ寸法Ｈ０を４０５ｍｍ、取付孔４２ａからテザー５１までの上下方向の長さ寸法Ｈ１を１２５ｍｍとしている（図５参照）。

また、実施形態の場合、エアバッグ４０の外周壁を構成するエアバッグ用基布５７としての上パネル布５９、下前パネル布６０、下後パネル布６１は、補強布６３，６４やテザー用布６６も含めて、コーティング層を備えていないノンコート布の織布５８から構成されている。さらに詳しくは、使用する織布５８は、通気度（フラジール法）を０．６Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎ以下とした０．５Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎとしている。

このエアバッグ４０の折畳工程を説明すると、図９のＡに示すように、各取付孔４２ａから取付ボルト３１を突出させ、挿通孔４２ｂから本体２９の端部を突出可能とするようにして、インフレーター２８をエアバッグ４０内に収納させておく。

ついで、図９のＡ，Ｂに示すように、平らに展開したエアバッグ４０の上下方向の寸法を縮小するように、左右方向の折目ＬＦを付けるような横折り工程を行なう。実施形態の場合には、上縁４０ａを下縁４０ｂに接近させるように、上縁４０ａ側を車体側壁部４２の側で巻くようにロール折りして、折畳部位６８を形成する。ついで、図９のＣに示すように、ケース１７の本体部１８内に収納されたエアバッグ４０が、インフレーター２８の後面側近傍に、スペースを確保できるように、山折りの折目６９を付け、そして、折目６９と下縁４０ｂとをインフレーター２８の下方に重ねつつ、図１０のＡ，Ｂに示すように、インフレーター２８とその近傍のエアバッグ４０の部位とを、円滑に、ケース１７の本体部１８に収納できるように、インフレーター２８の左右に位置するエアバッグ４０の余肉部位７０を、下側に折り畳む。ついで、図１０のＣ，Ｄに示すように、エアバッグ４０の左右方向の寸法を縮小するように、前後方向に沿う折目ＶＦを付ける縦折り工程を行なう。実施形態の場合、ロール折りの折畳部位６８の左縁６８ａと右縁６８ｂとを折畳部位６８の中央６８ｃの下方側で相互に接近させるように、折り畳めば、エアバッグ４０の折り畳みを完了させることができる。なお、折り畳んだエアバッグ４０は、適宜、折り崩れを防止するラッピングシートで包んでおく。

このようにエアバッグ４０を折り畳んだ後は、インフレーター２８の各取付ボルト３１を取付孔１８ｄから突出させるとともに、インフレーター２８の本体２９のコネクタ３３側の端部を挿通孔１８ｅから突出させるようにして、インフレーター２８と折り畳まれたエアバッグ４０とを、ケース１７の本体部１８内に収納させて、各取付ボルト３１にナット３２を締結すれば、ケース１７の本体部１８に、インフレーター２８とエアバッグ４０とを取付固定することができる（図３参照）。

その後、ケース１７の本体部１８の各フック１８ｂ，１８ｃを、連結壁部２５，２６の係止孔２５ａ，２６ａに挿入係止させて、ケース１７にエアバッグカバー２１を組み付ける（図２参照）。さらに、ケース１７のパネル部１９の外周縁を、ブラケット４，５，６，７を利用してボディ１側に取付固定するとともに、リード線３４を結線させたコネクタ３３を、インフレーター２８の本体２９に接続させる。その後、インパネ１４やアンダーカバー１５（図１，２参照）を取り付ければ、膝保護用エアバッグ装置Ｓを車両に搭載することができる。

膝保護用エアバッグ装置Ｓの車両への搭載後、リード線３４を経てインフレーター２８の本体２９に作動信号が入力されれば、インフレーター２８のガス吐出口２９ａから膨張用ガスＧが吐出され、膨張用ガスＧが、ディフューザー３０のガス流出口３０ｂを経て、エアバッグ４０内に流入することとなる（図３参照）。そして、エアバッグ４０は、膨張して、図示しないラッピングシートを破断させ、さらに、破断予定部２２を破断させて、エアバッグカバー２１の扉部２３，２３を上下両側に押し開き、図１，４の二点鎖線に示すように、ケース１７の突出用の開口１８ａから後方へ突出しつつ、運転者ＭＤの膝Ｋを保護可能に、展開膨張することとなる。

そして、実施形態のエアバッグ４０では、膨張完了時に、膝拘束部４５としての上膨張室４４が、後面４４ａ側で膝Ｋを受け止めつつ圧縮され、乗員として運転者ＭＤの前方移動する運動エネルギーを吸収することとなる（図８，１１，１２参照）。この上膨張室４４は、膝側壁部４１と車体側壁部４２とが、通気度（フラジール法）を０．６Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎ以下の０．５Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎとするエアバッグ用基布５７から構成されて、膨張用ガスＧが漏れることとなっても、膨張完了時に、外径寸法Ｄ１を１５０〜２２０ｍｍの範囲内の１９８ｍｍとするように、設定されて、１５０ｍｍ以上の外径寸法（前後方向の厚さ寸法）を確保しており、膝側壁部４１が車体側壁部４２に接触するような底付きを招くことなく、脛Ｌの上端ＬＵ付近からその上方の膝Ｋの前面の全域を受け止めることができる。逆に、上膨張室４４は、膨張完了時、２２０ｍｍを超えるような外径寸法Ｄ１ではないことから、膝Ｋと車体側部材としてのコラムカバー１３との隙間Ｃが狭くとも、その隙間Ｃに円滑に進入して、膨らむことができ（図１１のＡ，１３のＡ参照）、膨張を完了させても、強く膝Ｋを押し戻すこともない。

そして、膨張完了時のエアバッグ４０では、上膨張室４４が、後面４４ａ側で膝Ｋを受け止めつつ圧縮され、運転者ＭＤの前方移動する運動エネルギーを吸収する際、下膨張室４９では、後面４９ａが、脛Ｌ（詳しくは、脛Ｌの上端ＬＵより下方の脛本体ＬＭ）を受け止めて圧縮されるものの（図１２参照）、エアバッグ４０の単体での膨張完了時に、エアバッグ４０の厚さ方向の後面４９ａ側の頂部４９ｂを、上膨張室４４の後面４４ａ側の頂部４４ｂより、１０〜７０ｍｍの範囲内の６０ｍｍのオフセット量ＯＬで、前方側にオフセットさせるように設定され、かつ、下膨張室４９が、その後面４９ａで脛Ｌを受け止める時点では、既に、上膨張室４４が、前方移動する運転者ＭＤの膝Ｋを受け止めて、運転者ＭＤの前方移動する運動エネルギーを低減させている。そのため、下膨張室４９が、後面４９ａで脛Ｌを受け止める状態となっても、脛Ｌの前方移動するストロークが少ない。

その結果、エアバッグ４０は、脛Ｌ（脛本体ＬＭ）の押圧状態を回避しつつ、膝Ｋを的確に受け止めて保護できる。

なお、使用するエアバッグ用基布が、０．６Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎを超える通気度とする場合には、上膨張室４４が１５０ｍｍ程度の外径寸法（前後方向の厚さ寸法）の小容積の場合、ガス漏れによる内圧低下が急激となり、膝拘束部４５としての上膨張室４４で膝Ｋを受け止める際、脛Ｌの押圧状態を回避できても、膝頭ＫＨ自体を受け止めて運転者ＭＤの運動エネルギーを低減させる効果を、確保し難くなることから、エアバッグ用基布４７の通気度は、０．６Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎ以下とすることが望ましい。

ちなみに、実施形態のエアバッグと同一の外形形状として、エアバッグ用基布４７の通気度（フラジール法）を０．７Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎと１．０７Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎとした２種類の比較例１，２を、実施形態のエアバッグ４０と同じような車両搭載仕様として、展開膨張させ、そして、着座状態のダミーを衝突させる試験を行ったところ、比較例１，２では、脛Ｌの押圧状態の回避が、実施形態より、若干悪いだけであるものの、膝Ｋの拘束性能に関しては、内圧不足で底付きする事態となって、上膨張室４４での運動エネルギーの吸収量が十分でなく、ＮＧ（使用不可）となった。

また、下膨張室４９の後面４９ａ側の頂部４９ｂにおける上膨張室４４の後面４４ａ側の頂部４４ｂより前方側にオフセットされるオフセット量ＯＬは、１０ｍｍ未満では、下膨張室４９が脛Ｌを強く押圧する事態を招き易く、７０ｍｍを超えては、上膨張室４４より容積を小さくする下膨張室４９の容積が小さくなりすぎて（図７のＢの二点鎖線で示す下膨張室４９の後面４９ａ参照）、エアバッグ４０の膨張完了時に、テザー５１がケース１７の本体部１８から離脱できない事態を招いてしまい、そして、テザー５１がケース１７の本体部１８から離脱できなければ、上膨張室４４を安定して、膝Ｋの前方側に配置できなくなる虞れを生じることから、オフセット量ＯＬは、１０〜７０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。

さらに、テザー５１が、膝側壁部４１と車体側壁部４２とを連結する連結距離ＴＬを５０〜９０ｍｍの範囲内の６０ｍｍとしている。すなわち、連結距離ＴＬが、５０ｍｍ未満であれば、テザー５１付近の膝側壁部４１と車体側壁部４２との離隔距離、すなわち、テザー５１付近でのエアバッグ４０の厚さ、が薄くなって、この部位で膝Ｋを受け止める事態が生じた際に、膝側壁部４１が、車体側部材としてのコラムカバー１３に当接した状態の車体側壁部４２に接触するような底付き状態なる虞れが生じ、膝Ｋを十分に保護できず、さらに、この部位で絞られた状態となって、膝拘束部４５への膨張用ガスＧの供給が迅速に行い難くなってしまうからである。さらに、テザー５１の膝側壁部４１と車体側壁部４２との連結距離ＴＬが、９０ｍｍを超えれば、テザー５１の直下の下膨張室４９が、その厚さを厚くして、上記のオフセット量の１０ｍｍ以上を確保し難くなるとともに、図８の二点鎖線に示す上膨張室４４と下膨張室４９との後面４４ａ，４９ａのように、膝拘束部４５（上膨張室４４）の下部４５ｂ付近と協働して、脛Ｌを押圧する事態を招き易く、脛Ｌの押圧状態を回避し難くなってしまうからである。そのため、テザー５１は、膝側壁部４１と車体側壁部４２とを連結する連結距離ＴＬを５０〜９０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。

そして、膝拘束部４５としての上膨張室４４は、外径寸法（前後方向の厚さ寸法）Ｄ１を、１５０〜２２０ｍｍと設定されて、前後方向の厚さを大きくするものの、テザー５１の配設部位に配置されるガス流通孔５３が、上膨張室４４へ流入する膨張用ガスＧの主流ＭＧを、左右両側に配置させており（図５参照）、膨張用ガスＧの流入時、上膨張室４４では、左右両側から左右方向の中央側にかけて順に膨らむこととなる。すなわち、エアバッグ４０の膨張初期に、図４の二点鎖線に示すように、上膨張室４４は、左右両側がエアバッグ４０の膨張完了時の上端（上縁４０ａ）の位置まで展開するものの、図１１のＡに示すように、その厚さを薄くした状態を維持できることから、運転者ＭＤの膝Ｋの前方側に容易に配置され、そしてその後、左右両側から中央側にかけて、厚さを増して膨張を完了させるため、膝Ｋを好適に受け止めることができる。

したがって、実施形態のエアバッグ４０では、膝Ｋを保護する膝拘束部４５付近の構成を変えて、脛Ｌの押圧状態を回避しつつ、膝Ｋを的確に受け止めて保護できて、テザー５１を上膨張室４４と下膨張室４９とを区画する一段だけに低減させることができ、かつ、ガス漏れを全く無くすようなコーティング層を設けたコート布を使用せずに、若干のガス漏れを許容するエアバッグ用基布（通気度（フラジール法）を０．６Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎ以下）５７を使用できることから、製造工数・コストを低減して、製造することができる。

勿論、膝側壁部４１や車体側壁部４２を形成するエアバッグ用基布５７としては、ガス漏れ防止用のシリコンゴム等からなるコーティング層を織布に設けたコート布から、製造してもよい。この場合のコート布は、通気度（フラジール法）が０Ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎとなる。ただし、実施形態のエアバッグ４０のように、コーティング層を設けないノンコート布の織布５８から、製造すれば、製造コストを低減できる。

さらに、実施形態のエアバッグ４０では、ガス流通孔５３として、エアバッグ４０の左右両側付近（左縁４０ｃ付近や右縁４０ｄ付近）の縁側流通孔５４，５５だけでなく、エアバッグ４０の左右方向の中央付近に位置する中央流通孔５６も、配置させている。そして、膝拘束部４５へ流入する膨張用ガスＧの主流ＭＧを、左右両側に配置させるように、ガス流通孔５３におけるエアバッグ４０の左右両側付近にそれぞれ配置される縁側流通孔５４，５５の開口面積が、ガス流通孔５３におけるエアバッグ４０の左右方向の中央付近に配置される中央流通孔５６の開口面積より、大きく設定している。そのため、このようなエアバッグ４０では、膝拘束部４５における左右方向の中央のテザー５１近傍部位が、エアバッグ４０の膨張初期に、ある程度の厚みを確保できるため、エアバッグ４０の膨張途中に、膝拘束部４５の下部４５ｂ側に膝Ｋが侵入してきても、膝拘束部４５では、テザー５１直上の部位が、左右両側から中央にかけて、膨らんでおり、侵入してきた膝Ｋを、クッション効果を確保して、受け止めることができる。

なお、実施形態では、ガス流通孔５３として、テザー５１に円形に開口させた場合を示したが、テザー５１に設けるガス流通孔５３は、長円形状、長方形等の四角形を含めた多角形状の形状で開口させてもよい。また、テザー５１の縁を、部分的に膝側壁部４１や車体側壁部４２に連結させない状態として、そのテザー５１の縁と膝側壁部４１や車体側壁部４２との間をガス流通孔５３としてもよい。例えば、テザー５１の左右両縁を、エアバッグ４０の内周面側における左縁４０ｃや右縁４０ｄから離して配設し、そのテザー５１の縁とエアバッグ４０の内周面との間の隙間を、ガス流通孔５３として構成してもよい。

さらに、実施形態では、ステアリングコラム９の下方に配設されて運転者ＭＤの膝Ｋを保護するための膝保護用エアバッグ装置Ｓに使用されるエアバッグ４０を例に採り説明したが、助手席前方に配設される膝保護用エアバッグ装置のエアバッグに本発明を適用してもよい。

本発明の一実施形態のエアバッグが使用される膝保護用エアバッグ装置の車両搭載状態を示す概略縦断面図である。 実施形態の膝保護用エアバッグ装置の車両搭載状態を示す概略拡大縦断面図である。 実施形態の膝保護用エアバッグ装置の車両搭載状態を示す概略横断面図であり、図２のIII−III部位に対応する。 実施形態の膝保護用エアバッグ装置の車両搭載状態の正面図である。 実施形態のエアバッグの正面図である。 実施形態のエアバッグの横断面図であり、図５のVI−VI部位に対応する。 実施形態のエアバッグの縦断面図であり、僅かに膨張させた状態と、単体での膨張完了時の状態と、を示すものであり、図５のVII−VII部位に対応する。 実施形態のエアバッグの車両搭載状態での膨張完了時を示すものであり、かつ、周囲の車体側部材としてのコラムカバーの無い状態での、膨張完了時を示すものである。 実施形態のエアバッグの折り畳み工程を説明する図である。 実施形態のエアバッグの折り畳み工程を説明する図であり、図９の後の工程を示す。 実施形態のエアバッグの車両搭載状態での膨張を順に説明する概略縦断面図である。 実施形態のエアバッグの車両搭載状態での膨張完了時を示す概略縦断面図である。 実施形態のエアバッグの車両搭載状態での膨張を順に説明する概略横断面図である。

符号の説明

１７…ケース、
１８ａ…開口、
４０…（膝保護）エアバッグ、
４１…膝側壁部、
４２…車体側壁部、
４３…取付部、
４４…上膨張室、
４５…膝拘束部、
４９…下膨張室、
５１…テザー、
５３…ガス流通孔、
５４，５５…縁側流通孔、
５６…中央流通孔、
５７…エアバッグ用基布、
５８…織布、
Ｄ１…（膝拘束部の）外径寸法、
ＴＬ…（テザーの）連結距離、
Ｓ…膝保護用エアバッグ装置、
Ｇ…膨張用ガス、
ＭＧ…主流、
ＭＤ…（乗員）運転者、
Ｋ…膝、
Ｌ…脛、
ＬＵ…（脛の）上端、
ＬＭ…脛本体。

Claims (1)

1. 着座した乗員の膝の前方側の下方に配置され、かつ、後方側に向けて開口する突出用開口を有したケース内に、折り畳まれて収納され、
   膨張用ガスの流入時、前記突出用開口から、後方側に突出しつつ上方に延びるように展開膨張して、前記膝の前方側に、左右両膝を受け止め可能な膝拘束部を配置させる構成とするとともに、
   膨張完了時の外周壁が、前記膝側に配置される膝側壁部と、該膝側壁部の外周縁から連なって前記膝側壁部と対向するように前記膝側壁部の前方側に配置される車体側壁部と、の外形相互を等しくした平面バッグタイプとして構成され、さらに、
   前記膝側壁部と前記車体側壁部とを連結して、膨張完了時の前記膝側壁部と前記車体側壁部との対向方向に沿った厚さを規制するテザーを、内部に配設させて構成される膝保護エアバッグであって、
   前記テザーが、
   前記エアバッグを、上膨張室と、該上膨張室の下方に位置して、前記上膨張室より容積を小さくする下膨張室と、の上下二室に区画するように、車両の左右方向に沿って、配置されるとともに、車両搭載状態での前記エアバッグの膨張完了時に、前記ケースから離脱する位置として、配置され、さらに、
   外周縁の全周を、前記膝側壁部と前記車体側壁部との内周面に結合させて、前記膝側壁部と前記車体側壁部とを連結する連結距離を５０〜９０ｍｍの範囲内とし、かつ、
   前記上膨張室を左右両側から左右方向の中央側にかけて膨らませるように、前記下膨張室から前記上膨張室に流入する膨張用ガスの主流を左右両側に配置させるための複数のガス流通孔を設けて、
   配設され、
   前記上膨張室が、上下方向に沿わせるような前記エアバッグの単体での膨張完了時、左右方向に延びる略円柱状として、前記膝拘束部を構成するとともに、乗員の左右両脛の上端付近から左右両膝の前面の全域を受け止め可能に、前記下膨張室より厚くして、外径寸法を１５０〜２２０ｍｍの範囲内とするように、設定され、
   前記下膨張室が、前記車体側壁部の部位に、前記エアバッグを前記ケースに取り付ける取付部を設けて構成されるとともに、上下方向に沿わせるような前記エアバッグの単体での膨張完了時に、前記エアバッグの厚さ方向の後面側の頂部を、前記上膨張室の後面側の頂部より、１０〜７０ｍｍの範囲内で、前方側にオフセットさせるように、設定され、
   さらに、前記膝側壁部と前記車体側壁部とが、通気度（フラジール法）を０〜０．６Ｌ／ｃｍ ^２ ／ｍｉｎとするエアバッグ用基布で、かつ、ガス漏れ防止用のコーティング層を設けないノンコート布とした織布から形成されるエアバッグ基布から構成され、
   前記ガス流通孔が、前記エアバッグの左右方向の中央付近と、前記エアバッグの左右両側付近と、に配置されるとともに、
   前記ガス流通孔における前記エアバッグの左右両側付近にそれぞれ配置される縁側流通孔の開口面積が、前記ガス流通孔における前記エアバッグの左右方向の中央付近に配置される中央流通孔の開口面積より、大きく設定されていることを特徴とする膝保護エアバッグ。

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