JP4971563B2 - エアバッグ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時にエアバッグを展開して乗員を保護するエアバッグ装置に関する。特には、低出力のインフレータを用いる場合でもエアバッグを適切な形状に素早く展開することができるエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
車両の衝突時に乗員を保護するために、ドライバー用やパッセンジャー用、後部座席用、サイド用等のエアバッグ装置が用いられている。これらの各種エアバッグ装置のうち、パッセンジャー用のものは、装置全体が車内前側のインスツルメントパネル内に収容されている。
【０００３】
図６は、現状の典型的なパッセンジャー用エアバッグ装置の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開時の形態を示し、（Ｂ）は展開したエアバッグに乗員が接した状態を示す。
図６に示すエアバッグ装置は、車両のインスツルメントパネルＩＰ上部における、ウィンドシールドガラスＷと対向する位置に配置されるリテーナＲを有する。リテーナＲ内には、袋状のバッグ本体Ｂと、このバッグ本体Ｂ内に展開ガスを供給するインフレータＩが収容されている。バッグ本体Ｂは、通常時はリテーナＲ内に折り畳まれて収容されている。
【０００４】
バッグ本体Ｂの展開時の容積は、代表的なもので１００〜１３０リットルである。インフレータＩの展開ガスの供給能力は、６０リットルタンク出力で４００〜５５０ｋＰａである。
【０００５】
図６のエアバッグ装置の作用は次の通りである。
車両の衝突時に、インフレータＩから展開ガスがバッグ本体Ｂ内に供給されると、図６（Ａ）に示すように、バッグ本体Ｂの上部は車両のウィンドシールドガラスＷに沿って延び出し、バッグ本体Ｂの下部は乗員ＰＳの大腿部付近に展開する。そして、所定時間経過後にバッグ本体Ｂは展開完了形状となり、図６（Ｂ）に示すように、慣性により前進する乗員ＰＳが展開したバッグ本体Ｂに接する。その後、乗員ＰＳの体の慣性力は、バッグ本体Ｂに吸収される。
【０００６】
ところで、パッセンジャー用のバッグは、ドライバー用のバッグに比べて、大容積である（ドライバー用の約２倍）。このパッセンジャー用のバッグを速やかに展開するためのインフレータは、ドライバー用のものに比べて、出力の高いものが求められる。ところが、インスツルメントパネルＩＰのすぐ後に障害物があるような場合は、インフレータの出力が大きいほど、展開時に障害物にかかる衝撃力が大きくなる。
【０００７】
そこで、この衝撃力を小さくするため、エアバッグ装置のインフレータの出力を単に下げることが考えられる。しかし、エアバッグ装置の他の構成はそのままで、インフレータ出力のみを小さくさせてしまうと、次のような問題が発生する。
【０００８】
図７は、現在主に用いられているパッセンジャー用エアバッグ装置のインフレータ出力をわざと小さくした場合の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開中の形態を示し、（Ｂ）は展開中のエアバッグに向けて乗員が前進する状態を示す。
【０００９】
図７に示す、インフレータ出力を小さくしたエアバッグ装置の作用及び問題点は次の通りである。
車両の衝突時に、インフレータＩ´から展開ガスがバッグ本体Ｂ内に供給される。そして、図７（Ａ）に示すように、バッグ本体Ｂは乗員ＰＳの頭部から腰部の範囲に展開するが、インフレータ出力を小さくした場合は、乗員ＰＳが前進してくるときまでに展開完了形状とならない。そのため、最悪の場合は、図７（Ｂ）に示すように、乗員ＰＳの慣性力の吸収が充分に発揮できなくなるおそれがある。
【００１０】
ところで、ロアバッグとアッパバッグを有するエアバッグとして、ＵＳＰ３，６４２，３０３に開示されたものがある。
このエアバッグ装置のバッグは、トルソバッグ（ロアバッグ）の上部に、オリフィスを介してヘッドバッグ（アッパバッグ）が設けられた構成を有する。そして、バッグ膨張時には、まず乗員の胴体がトルソバッグに当たり、この際の衝撃でトルソバッグ内の展開ガスがオリフィスを通ってヘッドバッグに流れる。これにより、ガスを有効に利用できるとされている。
【００１１】
本発明は、このような背景の中でなされたものであって、低出力のインフレータを用いる場合でもエアバッグを適切な形状に素早く展開することができるエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のベースとなるエアバッグ装置は、 自動車のパッセンジャー席の前面に展開するエアバッグ(10)、及び、該バッグを展開するガスを放出するインフレータ(5)を具備するエアバッグ装置(1)であって、 前記エアバッグ(10)が、 展開時に成人乗員(PS)の肩及び胸を押えるロアバッグ(11)と、 展開時に該ロアバッグ(11)から上に立ち上がる、成人乗員(PS)の頭を押えるアッパバッグ(21)と、 インナベントホール(33)の形成された、前記両バッグ間を仕切る仕切り布(31)と、 を具備し、 前記インフレータ(5)からの展開ガスは、前記ロアバッグ(11)に直接供給され、前記アッパバッグ(21)へは前記インナベントホール(33)を介して供給され、 展開時における前記アッパバッグ(21)の頭部拘束面(23)が、前記ロアバッグ(11)の肩拘束面(15)より前方に設けられることを特徴とする。
【００１３】
本発明のエアバッグ装置は、バッグ展開時に、まずロアバッグが膨張して成人乗員の肩及び胸を押え、乗員の前進を抑制する。そのため、ロアバッグが成人乗員の腹部に当たるＵＳＰ３，６２４，３０３と比べて、乗員の頭部の前進を抑制する効果が高い。アッパバッグは、ロアバッグ及びインナベントホールを介して供給されるガスにより展開する。そのガスには、乗員に押されて潰れ始めたロアバッグから、アッパバッグに移入するガスも含まれる。このような仕組みにより、通常のエアバッグ装置と比べると、インフレータの出力が低くても、乗員の拘束を確保できる。
【００１４】
本発明のエアバッグ装置においては、前記ロアバッグの展開時容積が６０〜９０リットルであることが好ましい。
この場合、ロアバッグを比較的小さい容積とすることで、小出力インフレータを用いる場合でもロアバッグを高速展開することができる。
【００１５】
また、本発明のエアバッグ装置においては、前記インフレータ出力が放出部容積６０リットルで３００ｋＰａ〜４００ｋＰａであることが好ましい。
この場合、インフレータを低出力にすることで、バッグ展開時における障害物へのインパクトを低減することができる。
【００１６】
さらに、本発明のエアバッグ装置においては、前記アッパバッグの展開時の形状が上向き三角柱であり、展開時容積が２０〜４０リットルであり、展開時にバッグのフロント側とウィンドシールドガラスとの間に空間があることが好ましい。
この場合、アッパバッグの容積を小さくして、インフレータのより一層の低出力化を実現することができる。
【００１７】
また、本発明のエアバッグ装置においては、前記インナベントホールが、前記仕切り布のリア寄りの左右離れた位置に複数形成されており、前記アッパバッグにガス逃し用ベントホールが形成されているものとすることができる。
この場合、バッグ展開時の比較的初期において、ロアバッグからアッパバッグ、ガス逃し用ベントホールを経てガスの逃し経路を確保できるので、展開時にバッグが障害物に当たったときのインパクトを低減することができる。
【００１８】
さらに、本発明のエアバッグ装置においては、展開時における前記アッパバッグのリア面が、前記ロアバッグのリア面よりいくぶんフロント側にあることが好ましい。これにより、アッパバッグの頭部拘束面は、ロアバッグの肩／胸拘束面より前方に設けられることになる。
【００１９】
この場合、まずロアバッグが展開し、乗員の肩及び胸を拘束し、これにより、ロアバッグのアッパバッグリア面よりリア側にある領域（潰れ代）が潰れ始める。この潰れ代により押されたガスがインナーベントホールを通って、アッパバッグに流れ込むことによりアッパバッグが徐々に展開を始める。アッパバッグのリア面がいくぶんフロント側に設けられているため、アッパバッグがほぼその展開形状になった時点で、乗員の頭部がアッパバッグに当接する位置にくるため、乗員の頭部はソフトなアッパバッグにより受け止められる。乗員の前方移動が続いている間は、さらにロアバッグが潰され、アッパバッグへのガス流入が継続して行われるが、乗員の頭部の拘束に不要なガスは、アッパバッグの左右側面に設けられているベントホールより外部に放出される。これにより、展開しているアッパバッグは、柔らい状態を保ち、乗員頭部をソフトに拘束することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明のエアバッグ装置においては、前記エアバッグが、折り畳み状態において、根元部がリア側に寄せられ、他の部分が該根元部のフロント側に蛇腹状に折り畳まれているものとすることができる。
この場合、展開時にエアバッグが障害物に当たった際には、障害物とウィンドシールドガラスとの間をバッグの先端部が抜け易くなる。そのため、障害物へのインパクトがより小さくなる。
【００２１】
また、本発明のエアバッグ装置においては、前記エアバッグのロアバッグ下面側の根元部にガス逃し用ベントホールが形成されている。そして、前述のような折り畳み方をすることにより、エアバッグの根元部のリア側から優先的に展開するものとすることができる。
この場合、もしバッグの正常な展開が阻害されたときには、ガスがベントホールからバッグ外に抜けてバッグ展開時のインパクト（打撃力）が下がるので、バッグ展開方向に存在する障害物に対して、バッグ展開の打撃力を低減できる。一方、バッグが正常に展開するときには、ベントホールはインスツルメントパネルの上面に接して塞がれるので、ガスロスはあまりない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の1実施例に係るエアバッグ装置の構成（バッグ展開完了時）を示す斜視図である。
図２は、同エアバッグ装置の構成（バッグ展開前及び展開初期）を示す断面図である。
なお、以下の説明において、上下・左右・フロント・リアとは、各図に矢印で示す方向を指すものとする。
【００２３】
本実施例のエアバッグ装置１は、パッセンジャー席（助手席）用のエアバッグ装置である。図1及び図２に示すように、エアバッグ装置１のリテーナ３は、車両のインスツルメントパネルＩＰ上部の、車両のウィンドシールドガラスＷと対向する位置に配置されている。このリテーナ３内には、図２に示すように、袋状のバッグ本体１０とインフレータ５が収容されている。
【００２４】
バッグ本体１０は、ナイロン等製の袋状体である。このバッグ本体１０は、図１に示すように、ロアバッグ１１、アッパバッグ２１及び両バッグ１１、２１間の仕切り布３１からなる。
まず、ロアバッグ１１について説明する。
ロアバッグ１１は、展開時の形状がフロントからリアに向けて下側に徐々に広がる袋状体である。このロアバッグ１１の展開時容積は、６０〜９０リットルである。ロアバッグ１１の根元部１３の開口端は、図２に示すように、バッグプレート７でリテーナ３底部に固定されている。ロアバッグ１１のリア面１５は、展開時に成人乗員の肩及び胸を押える位置に広がる。
【００２５】
ロアバッグ１１の乗員に近い側の根元部１３の近傍には、図１に示すように、下側に開口したガス逃し用ベントホール１７が形成されている。ガス逃し用ベントホール１７は、この例では各々の径が４０〜６０ｍｍであり、左右方向に沿って４個並んで形成されている。ガス逃し用ベントホール１７の総面積は、インフレータ出力により適宜変更可能であるが、本実施例の場合、５０〜１２０ｃｍ2である。この面積内であれば、ガス逃し用ベントホールの個数を少なくとも２個以上とすれば、適宜設定可能である。但し、個数を少なくすると、当然のことながら、１個の開口面積を大きくする必要がある。ロアバッグ１１の根元部１３の外側には、フード１９が縫い付けられている。このフード１９は、ガス逃し時にベントホール１７の外側においてアーチ状に膨らむ。ベントホール１７及びフード１９の作用については後述する。
【００２６】
次に、アッパバッグ２１について説明する。
アッパバッグ２１は、図１に示すように、展開時の形状がロアバッグ１１から上に立ち上がる上向き三角柱である。このアッパバッグ２１の展開時容積は、２０〜４０リットルである。アッパバッグ２１のリア面２３は、展開時に成人乗員の頭を押える位置に広がる。バッグ展開時において、アッパバッグ２１のリア面２３は、ロアバッグ１１のリア面１５より５０ｍｍ以上（図１の間隔ｔ）フロント側にある。この間隔ｔが確保されているので、展開途上のアッパバッグ２３が乗員頭部に接することなく、アッパバッグ２３がほぼ展開した状態で乗員頭部と当接し、乗員頭部がソフトに拘束される。バッグ展開時において、アッパバッグ２１の前面２５（フロント側の面）とウィンドシールドガラスＷとの間には、空間が存在する。アッパバッグ２１の左右側面の上部には、それぞれガス逃し用ベントホール２７（一例で径５０ｍｍ）が形成されている。
【００２７】
次に、仕切り布３１について説明する。
仕切り布３１は、ロアバッグ１１とアッパバッグ２１間を仕切る位置に設けられている。この仕切り布３１には、インナベントホール３３が形成されている。インナベントホール３３の径は、５０ｍｍ〜７０ｍｍである。この例では、径が６０ｍｍであり、リア側の位置に左右方向に離れて２個形成されている。これらインナベントホール３３は、バッグの正常展開時にはガス放出により乗員の運動エネルギを吸収する作用をし、展開時にバッグ本体１０が障害物に当たったときにはガスの逃し経路を確保する役割を果たす。
【００２８】
このような構成からなるバッグ本体１０は、図２に示すように、折り畳み状態（展開前の状態）において、ロアバッグ１１の根元部１３がリア側に寄せられ、他の部分が根元部１３のフロント側に蛇腹状に折り畳まれて収容されている。このようにして収納することで、展開時には、図２に２点鎖線で示すように、バッグ本体１０のロアバッグ１１の下面側が先に延び出るようになっている。その後のバッグ展開形態については、図３〜図５を参照しつつ後述する。
【００２９】
次に、インフレータ５について説明する。
インフレータ５は、バッグ本体１０を展開するためのガスを発生する装置である。このインフレータ５の出力は、放出部容積６０リットルに対し、最大出力が３００ｋＰａ〜４００ｋＰａであって、比較的低出力に設定されている。インフレータ５は、円筒外周面を有する円筒体であり、内部にはプロペラント（図示されず）が収納されている。インフレータ５には、イニシエータ（図示されず）が接続されている。イニシエータは、センサ（図示されず）からの点火信号を受けて、インフレータ５内部のプロペラントに点火する。なお、蓄圧された不活性ガスを用いて展開するタイプのインフレータもある。
【００３０】
次に、上記の構成を有するエアバッグ装置１の作用について説明する。
車両の通常時には、バッグ本体１０が折り畳まれてリテーナ３内に収められている（図２参照）。車両が急に減速すると、図示せぬセンサがこれを検知して、イニシエータに点火信号が送られ、イニシエータによりプロペラントが点火され、インフレータ５から展開ガスが発生する。発生した展開ガスは、まずロアバッグ１１に直接供給され、次いで仕切り布３１のインナベントホール３３を介してアッパバッグ２１へと供給される。
【００３１】
以下、バッグ本体１０の正常時の展開・作動プロセスを、図３及び図４を参照して詳しく説明する。なお、乗員ＰＳは成人で、シートベルトをしていないものとする。
図３は、本発明に係るエアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開初期（第１段階）の形態を示し、（Ｂ）はバッグが乗員に接し始めた状態（第２段階）を示す。
図４は、同エアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。
（Ｃ）は乗員の頭がアッパバッグに接し始めた状態（第３段階）を示し、（Ｄ）は乗員の前進がほぼ止まった状態（第４段階）を示す。
【００３２】
第１段階
図３（Ａ）に示すように、折り畳まれていたバッグ本体１０がインスツルメントパネルＩＰ上方に飛び出し、リア側に向けて展開し始める。このとき、ロアバッグ１１の乗員に近い側の根元部１３のガス逃し用ベントホール１７は、インスツルメントパネルＩＰの上面に接して塞がれるので、このベントホール１７からのガスロスはあまりない。
【００３３】
第２段階
図３（Ｂ）に示すように、まずロアバッグ１１が迅速に膨張して成人乗員ＰＳの肩・胸の方向に延び、ロアバッグリア面１５が乗員ＰＳの肩・胸に当たる。これで、乗員ＰＳの肩・胸の前進が抑制されるので、乗員頭部がウィンドシールドガラスＷに近付きにくくなる。そして、アッパバッグ２１は、乗員ＰＳの肩及び胸で押されて潰れるロアバッグ１１から、仕切り布３１のインナベントホール３３を介して供給されるガスも加わって展開し始める。
【００３４】
第３段階
図４（Ｃ）に示すように、バッグ本体１０がほぼ展開完了の形になり、乗員ＰＳの頭部がアッパバッグ２１に接し始める。このとき、ロアバッグ１１のリア面１５とアッパバッグ２１のリア面２３間の間隔ｔ（図１参照）が確保されているので、展開途上のアッパバッグ２３が乗員頭部に接することなく、アッパバッグ２３がほぼ展開した状態で乗員頭部と当接し、乗員頭部がソフトに拘束される。
【００３５】
第４段階
図４（Ｄ）に示すように、さらに前進する乗員ＰＳに押されてバッグ本体１０は潰れ、アッパバッグ２１の両サイドのガス逃し用ベントホール２７からガスが逃げ、乗員ＰＳの前進エネルギが吸収されて乗員ＰＳの前進が止まる。また、このガス逃し用ベントホール２７からある程度のガスが抜けるので、乗員頭部のアッパバッグ２１への当たりが柔らかになる。
【００３６】
このように、本実施例のエアバッグ装置１は、最大出力が３００ｋＰａ〜４００ｋＰａの低出力インフレータを用いても、バッグ本体１０を適切に展開することができ、車両の衝突時に乗員ＰＳを適切に拘束することができる。
【００３７】
なお、本発明のエアバッグ装置１は、例えば以下に述べるように、車両のパッセンジャー席前方において、障害物がある状況に対しても適切に作動する。以下、この状況を想定した場合のエアバッグ装置１の作用について説明する。
【００３８】
図５は、本発明に係るエアバッグ装置の他の作用を説明するための模式的側面図である。
図５に示すように、車両が急に減速した状態で、車両のパッセンジャー席前方のインスツルメントパネルＩＰのすぐ前に物体ＯＢがある状態になっているとする。ここで、エアバッグ装置１が作動した場合は、まずリテーナ３内に折り畳まれて収容されていたバッグ本体１０が、インスツルメントパネルＩＰ上方に突出する（図５の実線）。そして、展開初期のバッグ本体１０のロアバッグ１１の下面側の比較的根元部に近い付近が物体ＯＢ前面の上部に当たってバッグの正常な膨張展開が阻害される。このとき、ロアバッグ１１の根元部１３のガス逃し用ベントホール１７は、まだインスツルメントパネルＩＰの上面に接しておらず開いているので、ベントホール１７からガスがバッグ外に抜け、バッグ展開力が減殺されて物体ＯＢへのインパクト（打撃力）が下がる。
【００３９】
次いで、バッグ本体１０は、収容時の折り畳み特性に基づき、物体ＯＢの頂部とウィンドシールドガラスＷとの間を、ロアバッグ１１の蛇腹折りされている部分が順次抜けていき、図５に１点鎖線→２点鎖線→点線に示すように展開していく。このような順序で展開するため、物体ＯＢへのバッグ展開時のインパクト（打撃力）は低減され、物体ＯＢはほとんどリバウンドしない。なお、バッグ本体１０の折り畳み方は図２に限定されるものではなく、ガス逃し用ベントホール１７が設定されているバッグの、乗員に近い側のリテーナ３に固定された部分が先に展開されるものであれば、折り畳み方はどのようなものであってもよい。
【００４０】
なお、本発明のエアバッグ装置は、ウェイトセンサやクラシュシビアリティ衝突センサと組み合わせて用いることにより、マルチステージインフレーションシステムとすることも可能である。乳幼児や子供に対してはガスのチャージ率を小さくし、成人乗員に対してはガスのチャージ率を大きくする。あるいは、車両が低速の場合は、ガスのチャージ率を比較的小さくしたり（ローオンセットレート展開）、車両が中速〜高速の場合は、ガスのチャージ率を大きくする（ハイオンセットレート展開）こともできる。その他、座面センサや静電容量センサ、画像処理システム等を組み合わせて用いることも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、低出力のインフレータを用いる場合でもエアバッグを適切な形状に素早く展開することができるエアバッグ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の1実施例に係るエアバッグ装置の構成（バッグ展開完了時）を示す斜視図である。
【図２】同エアバッグ装置の構成（バッグ展開前及び展開初期）を示す断面図である。
【図３】本発明に係るエアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開初期（第１段階）の形態を示し、（Ｂ）はバッグが乗員に接し始めた状態（第２段階）を示す。
【図４】同エアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。（Ｃ）は乗員の頭がアッパバッグに接し始めた状態（第３段階）を示し、（Ｄ）は乗員の前進がほぼ止まった状態（第４段階）を示す。
【図５】本発明に係るエアバッグ装置の他の作用を説明するための模式的側面図である。
【図６】現状の典型的なパッセンジャー用エアバッグ装置の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開時の形態を示し、（Ｂ）は展開したエアバッグに乗員が接した状態を示す。
【図７】現在主に用いられているパッセンジャー用エアバッグ装置のインフレータ出力をわざと小さくした場合の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開中の形態を示し、（Ｂ）は展開中のエアバッグに向けて乗員が前進する状態を示す。
【符号の説明】
１ エアバッグ装置
３ リテーナ ５ インフレータ
７ バッグプレート １０ バッグ本体
１１ ロアバッグ １３ 根元部
１５ リア面 １７ ガス逃し用ベントホール
１９ フード ２１ アッパバッグ
２３ リア面 ２５ 前面
２７ ガス逃し用ベントホール ３１ 仕切り布
３３ インナベントホール
ＰＳ 成人乗員 ＯＢ 物体
ＩＰ インスツルメントパネル Ｗ ウィンドシールドガラス
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時にエアバッグを展開して乗員を保護するエアバッグ装置に関する。特には、低出力のインフレータを用いる場合でもエアバッグを適切な形状に素早く展開することができるエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
車両の衝突時に乗員を保護するために、ドライバー用やパッセンジャー用、後部座席用、サイド用等のエアバッグ装置が用いられている。これらの各種エアバッグ装置のうち、パッセンジャー用のものは、装置全体が車内前側のインスツルメントパネル内に収容されている。
【０００３】
図６は、現状の典型的なパッセンジャー用エアバッグ装置の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開時の形態を示し、（Ｂ）は展開したエアバッグに乗員が接した状態を示す。
図６に示すエアバッグ装置は、車両のインスツルメントパネルＩＰ上部における、ウィンドシールドガラスＷと対向する位置に配置されるリテーナＲを有する。リテーナＲ内には、袋状のバッグ本体Ｂと、このバッグ本体Ｂ内に展開ガスを供給するインフレータＩが収容されている。バッグ本体Ｂは、通常時はリテーナＲ内に折り畳まれて収容されている。
【０００４】
バッグ本体Ｂの展開時の容積は、代表的なもので１００〜１３０リットルである。インフレータＩの展開ガスの供給能力は、６０リットルタンク出力で４００〜５５０ｋＰａである。
【０００５】
図６のエアバッグ装置の作用は次の通りである。
車両の衝突時に、インフレータＩから展開ガスがバッグ本体Ｂ内に供給されると、図６（Ａ）に示すように、バッグ本体Ｂの上部は車両のウィンドシールドガラスＷに沿って延び出し、バッグ本体Ｂの下部は乗員ＰＳの大腿部付近に展開する。そして、所定時間経過後にバッグ本体Ｂは展開完了形状となり、図６（Ｂ）に示すように、慣性により前進する乗員ＰＳが展開したバッグ本体Ｂに接する。その後、乗員ＰＳの体の慣性力は、バッグ本体Ｂに吸収される。
【０００６】
ところで、パッセンジャー用のバッグは、ドライバー用のバッグに比べて、大容積である（ドライバー用の約２倍）。このパッセンジャー用のバッグを速やかに展開するためのインフレータは、ドライバー用のものに比べて、出力の高いものが求められる。ところが、インスツルメントパネルＩＰのすぐ後に障害物があるような場合は、インフレータの出力が大きいほど、展開時に障害物にかかる衝撃力が大きくなる。
【０００７】
そこで、この衝撃力を小さくするため、エアバッグ装置のインフレータの出力を単に下げることが考えられる。しかし、エアバッグ装置の他の構成はそのままで、インフレータ出力のみを小さくさせてしまうと、次のような問題が発生する。
【０００８】
図７は、現在主に用いられているパッセンジャー用エアバッグ装置のインフレータ出力をわざと小さくした場合の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開中の形態を示し、（Ｂ）は展開中のエアバッグに向けて乗員が前進する状態を示す。
【０００９】
図７に示す、インフレータ出力を小さくしたエアバッグ装置の作用及び問題点は次の通りである。
車両の衝突時に、インフレータＩ´から展開ガスがバッグ本体Ｂ内に供給される。そして、図７（Ａ）に示すように、バッグ本体Ｂは乗員ＰＳの頭部から腰部の範囲に展開するが、インフレータ出力を小さくした場合は、乗員ＰＳが前進してくるときまでに展開完了形状とならない。そのため、最悪の場合は、図７（Ｂ）に示すように、乗員ＰＳの慣性力の吸収が充分に発揮できなくなるおそれがある。
【００１０】
ところで、ロアバッグとアッパバッグを有するエアバッグとして、ＵＳＰ３，６４２，３０３に開示されたものがある。
このエアバッグ装置のバッグは、トルソバッグ（ロアバッグ）の上部に、オリフィスを介してヘッドバッグ（アッパバッグ）が設けられた構成を有する。そして、バッグ膨張時には、まず乗員の胴体がトルソバッグに当たり、この際の衝撃でトルソバッグ内の展開ガスがオリフィスを通ってヘッドバッグに流れる。これにより、ガスを有効に利用できるとされている。
【００１１】
本発明は、このような背景の中でなされたものであって、低出力のインフレータを用いる場合でもエアバッグを適切な形状に素早く展開することができるエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のベースとなるエアバッグ装置は、 自動車のパッセンジャー席の前面に展開するエアバッグ(10)、及び、該バッグを展開するガスを放出するインフレータ(5)を具備するエアバッグ装置(1)であって、 前記エアバッグ(10)が、 展開時に成人乗員(PS)の肩及び胸を押えるロアバッグ(11)と、 展開時に該ロアバッグ(11)から上に立ち上がる、成人乗員(PS)の頭を押えるアッパバッグ(21)と、 インナベントホール(33)の形成された、前記両バッグ間を仕切る仕切り布(31)と、 を具備し、 前記インフレータ(5)からの展開ガスは、前記ロアバッグ(11)に直接供給され、前記アッパバッグ(21)へは前記インナベントホール(33)を介して供給され、 展開時における前記アッパバッグ(21)の頭部拘束面(23)が、前記ロアバッグ(11)の肩拘束面(15)より前方に設けられることを特徴とする。
【００１３】
本発明のエアバッグ装置は、バッグ展開時に、まずロアバッグが膨張して成人乗員の肩及び胸を押え、乗員の前進を抑制する。そのため、ロアバッグが成人乗員の腹部に当たるＵＳＰ３，６２４，３０３と比べて、乗員の頭部の前進を抑制する効果が高い。アッパバッグは、ロアバッグ及びインナベントホールを介して供給されるガスにより展開する。そのガスには、乗員に押されて潰れ始めたロアバッグから、アッパバッグに移入するガスも含まれる。このような仕組みにより、通常のエアバッグ装置と比べると、インフレータの出力が低くても、乗員の拘束を確保できる。
【００１４】
本発明のエアバッグ装置においては、前記ロアバッグの展開時容積が６０〜９０リットルであることが好ましい。
この場合、ロアバッグを比較的小さい容積とすることで、小出力インフレータを用いる場合でもロアバッグを高速展開することができる。
【００１５】
また、本発明のエアバッグ装置においては、前記インフレータ出力が放出部容積６０リットルで３００ｋＰａ〜４００ｋＰａであることが好ましい。
この場合、インフレータを低出力にすることで、バッグ展開時における障害物へのインパクトを低減することができる。
【００１６】
さらに、本発明のエアバッグ装置においては、前記アッパバッグの展開時の形状が上向き三角柱であり、展開時容積が２０〜４０リットルであり、展開時にバッグのフロント側とウィンドシールドガラスとの間に空間があることが好ましい。
この場合、アッパバッグの容積を小さくして、インフレータのより一層の低出力化を実現することができる。
【００１７】
また、本発明のエアバッグ装置においては、前記インナベントホールが、前記仕切り布のリア寄りの左右離れた位置に複数形成されており、前記アッパバッグにガス逃し用ベントホールが形成されているものとすることができる。
この場合、バッグ展開時の比較的初期において、ロアバッグからアッパバッグ、ガス逃し用ベントホールを経てガスの逃し経路を確保できるので、展開時にバッグが障害物に当たったときのインパクトを低減することができる。
【００１８】
さらに、本発明のエアバッグ装置においては、展開時における前記アッパバッグのリア面が、前記ロアバッグのリア面よりいくぶんフロント側にあることが好ましい。これにより、アッパバッグの頭部拘束面は、ロアバッグの肩／胸拘束面より前方に設けられることになる。
【００１９】
この場合、まずロアバッグが展開し、乗員の肩及び胸を拘束し、これにより、ロアバッグのアッパバッグリア面よりリア側にある領域（潰れ代）が潰れ始める。この潰れ代により押されたガスがインナーベントホールを通って、アッパバッグに流れ込むことによりアッパバッグが徐々に展開を始める。アッパバッグのリア面がいくぶんフロント側に設けられているため、アッパバッグがほぼその展開形状になった時点で、乗員の頭部がアッパバッグに当接する位置にくるため、乗員の頭部はソフトなアッパバッグにより受け止められる。乗員の前方移動が続いている間は、さらにロアバッグが潰され、アッパバッグへのガス流入が継続して行われるが、乗員の頭部の拘束に不要なガスは、アッパバッグの左右側面に設けられているベントホールより外部に放出される。これにより、展開しているアッパバッグは、柔らい状態を保ち、乗員頭部をソフトに拘束することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明のエアバッグ装置においては、前記エアバッグが、折り畳み状態において、根元部がリア側に寄せられ、他の部分が該根元部のフロント側に蛇腹状に折り畳まれているものとすることができる。
この場合、展開時にエアバッグが障害物に当たった際には、障害物とウィンドシールドガラスとの間をバッグの先端部が抜け易くなる。そのため、障害物へのインパクトがより小さくなる。
【００２１】
また、本発明のエアバッグ装置においては、前記エアバッグのロアバッグ下面側の根元部にガス逃し用ベントホールが形成されている。そして、前述のような折り畳み方をすることにより、エアバッグの根元部のリア側から優先的に展開するものとすることができる。
この場合、もしバッグの正常な展開が阻害されたときには、ガスがベントホールからバッグ外に抜けてバッグ展開時のインパクト（打撃力）が下がるので、バッグ展開方向に存在する障害物に対して、バッグ展開の打撃力を低減できる。一方、バッグが正常に展開するときには、ベントホールはインスツルメントパネルの上面に接して塞がれるので、ガスロスはあまりない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の1実施例に係るエアバッグ装置の構成（バッグ展開完了時）を示す斜視図である。
図２は、同エアバッグ装置の構成（バッグ展開前及び展開初期）を示す断面図である。
なお、以下の説明において、上下・左右・フロント・リアとは、各図に矢印で示す方向を指すものとする。
【００２３】
本実施例のエアバッグ装置１は、パッセンジャー席（助手席）用のエアバッグ装置である。図1及び図２に示すように、エアバッグ装置１のリテーナ３は、車両のインスツルメントパネルＩＰ上部の、車両のウィンドシールドガラスＷと対向する位置に配置されている。このリテーナ３内には、図２に示すように、袋状のバッグ本体１０とインフレータ５が収容されている。
【００２４】
バッグ本体１０は、ナイロン等製の袋状体である。このバッグ本体１０は、図１に示すように、ロアバッグ１１、アッパバッグ２１及び両バッグ１１、２１間の仕切り布３１からなる。
まず、ロアバッグ１１について説明する。
ロアバッグ１１は、展開時の形状がフロントからリアに向けて下側に徐々に広がる袋状体である。このロアバッグ１１の展開時容積は、６０〜９０リットルである。ロアバッグ１１の根元部１３の開口端は、図２に示すように、バッグプレート７でリテーナ３底部に固定されている。ロアバッグ１１のリア面１５は、展開時に成人乗員の肩及び胸を押える位置に広がる。
【００２５】
ロアバッグ１１の乗員に近い側の根元部１３の近傍には、図１に示すように、下側に開口したガス逃し用ベントホール１７が形成されている。ガス逃し用ベントホール１７は、この例では各々の径が４０〜６０ｍｍであり、左右方向に沿って４個並んで形成されている。ガス逃し用ベントホール１７の総面積は、インフレータ出力により適宜変更可能であるが、本実施例の場合、５０〜１２０ｃｍ2である。この面積内であれば、ガス逃し用ベントホールの個数を少なくとも２個以上とすれば、適宜設定可能である。但し、個数を少なくすると、当然のことながら、１個の開口面積を大きくする必要がある。ロアバッグ１１の根元部１３の外側には、フード１９が縫い付けられている。このフード１９は、ガス逃し時にベントホール１７の外側においてアーチ状に膨らむ。ベントホール１７及びフード１９の作用については後述する。
【００２６】
次に、アッパバッグ２１について説明する。
アッパバッグ２１は、図１に示すように、展開時の形状がロアバッグ１１から上に立ち上がる上向き三角柱である。このアッパバッグ２１の展開時容積は、２０〜４０リットルである。アッパバッグ２１のリア面２３は、展開時に成人乗員の頭を押える位置に広がる。バッグ展開時において、アッパバッグ２１のリア面２３は、ロアバッグ１１のリア面１５より５０ｍｍ以上（図１の間隔ｔ）フロント側にある。この間隔ｔが確保されているので、展開途上のアッパバッグ２３が乗員頭部に接することなく、アッパバッグ２３がほぼ展開した状態で乗員頭部と当接し、乗員頭部がソフトに拘束される。バッグ展開時において、アッパバッグ２１の前面２５（フロント側の面）とウィンドシールドガラスＷとの間には、空間が存在する。アッパバッグ２１の左右側面の上部には、それぞれガス逃し用ベントホール２７（一例で径５０ｍｍ）が形成されている。
【００２７】
次に、仕切り布３１について説明する。
仕切り布３１は、ロアバッグ１１とアッパバッグ２１間を仕切る位置に設けられている。この仕切り布３１には、インナベントホール３３が形成されている。インナベントホール３３の径は、５０ｍｍ〜７０ｍｍである。この例では、径が６０ｍｍであり、リア側の位置に左右方向に離れて２個形成されている。これらインナベントホール３３は、バッグの正常展開時にはガス放出により乗員の運動エネルギを吸収する作用をし、展開時にバッグ本体１０が障害物に当たったときにはガスの逃し経路を確保する役割を果たす。
【００２８】
このような構成からなるバッグ本体１０は、図２に示すように、折り畳み状態（展開前の状態）において、ロアバッグ１１の根元部１３がリア側に寄せられ、他の部分が根元部１３のフロント側に蛇腹状に折り畳まれて収容されている。このようにして収納することで、展開時には、図２に２点鎖線で示すように、バッグ本体１０のロアバッグ１１の下面側が先に延び出るようになっている。その後のバッグ展開形態については、図３〜図５を参照しつつ後述する。
【００２９】
次に、インフレータ５について説明する。
インフレータ５は、バッグ本体１０を展開するためのガスを発生する装置である。このインフレータ５の出力は、放出部容積６０リットルに対し、最大出力が３００ｋＰａ〜４００ｋＰａであって、比較的低出力に設定されている。インフレータ５は、円筒外周面を有する円筒体であり、内部にはプロペラント（図示されず）が収納されている。インフレータ５には、イニシエータ（図示されず）が接続されている。イニシエータは、センサ（図示されず）からの点火信号を受けて、インフレータ５内部のプロペラントに点火する。なお、蓄圧された不活性ガスを用いて展開するタイプのインフレータもある。
【００３０】
次に、上記の構成を有するエアバッグ装置１の作用について説明する。
車両の通常時には、バッグ本体１０が折り畳まれてリテーナ３内に収められている（図２参照）。車両が急に減速すると、図示せぬセンサがこれを検知して、イニシエータに点火信号が送られ、イニシエータによりプロペラントが点火され、インフレータ５から展開ガスが発生する。発生した展開ガスは、まずロアバッグ１１に直接供給され、次いで仕切り布３１のインナベントホール３３を介してアッパバッグ２１へと供給される。
【００３１】
以下、バッグ本体１０の正常時の展開・作動プロセスを、図３及び図４を参照して詳しく説明する。なお、乗員ＰＳは成人で、シートベルトをしていないものとする。
図３は、本発明に係るエアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開初期（第１段階）の形態を示し、（Ｂ）はバッグが乗員に接し始めた状態（第２段階）を示す。
図４は、同エアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。
（Ｃ）は乗員の頭がアッパバッグに接し始めた状態（第３段階）を示し、（Ｄ）は乗員の前進がほぼ止まった状態（第４段階）を示す。
【００３２】
第１段階
図３（Ａ）に示すように、折り畳まれていたバッグ本体１０がインスツルメントパネルＩＰ上方に飛び出し、リア側に向けて展開し始める。このとき、ロアバッグ１１の乗員に近い側の根元部１３のガス逃し用ベントホール１７は、インスツルメントパネルＩＰの上面に接して塞がれるので、このベントホール１７からのガスロスはあまりない。
【００３３】
第２段階
図３（Ｂ）に示すように、まずロアバッグ１１が迅速に膨張して成人乗員ＰＳの肩・胸の方向に延び、ロアバッグリア面１５が乗員ＰＳの肩・胸に当たる。これで、乗員ＰＳの肩・胸の前進が抑制されるので、乗員頭部がウィンドシールドガラスＷに近付きにくくなる。そして、アッパバッグ２１は、乗員ＰＳの肩及び胸で押されて潰れるロアバッグ１１から、仕切り布３１のインナベントホール３３を介して供給されるガスも加わって展開し始める。
【００３４】
第３段階
図４（Ｃ）に示すように、バッグ本体１０がほぼ展開完了の形になり、乗員ＰＳの頭部がアッパバッグ２１に接し始める。このとき、ロアバッグ１１のリア面１５とアッパバッグ２１のリア面２３間の間隔ｔ（図１参照）が確保されているので、展開途上のアッパバッグ２３が乗員頭部に接することなく、アッパバッグ２３がほぼ展開した状態で乗員頭部と当接し、乗員頭部がソフトに拘束される。
【００３５】
第４段階
図４（Ｄ）に示すように、さらに前進する乗員ＰＳに押されてバッグ本体１０は潰れ、アッパバッグ２１の両サイドのガス逃し用ベントホール２７からガスが逃げ、乗員ＰＳの前進エネルギが吸収されて乗員ＰＳの前進が止まる。また、このガス逃し用ベントホール２７からある程度のガスが抜けるので、乗員頭部のアッパバッグ２１への当たりが柔らかになる。
【００３６】
このように、本実施例のエアバッグ装置１は、最大出力が３００ｋＰａ〜４００ｋＰａの低出力インフレータを用いても、バッグ本体１０を適切に展開することができ、車両の衝突時に乗員ＰＳを適切に拘束することができる。
【００３７】
なお、本発明のエアバッグ装置１は、例えば以下に述べるように、車両のパッセンジャー席前方において、障害物がある状況に対しても適切に作動する。以下、この状況を想定した場合のエアバッグ装置１の作用について説明する。
【００３８】
図５は、本発明に係るエアバッグ装置の他の作用を説明するための模式的側面図である。
図５に示すように、車両が急に減速した状態で、車両のパッセンジャー席前方のインスツルメントパネルＩＰのすぐ前に物体ＯＢがある状態になっているとする。ここで、エアバッグ装置１が作動した場合は、まずリテーナ３内に折り畳まれて収容されていたバッグ本体１０が、インスツルメントパネルＩＰ上方に突出する（図５の実線）。そして、展開初期のバッグ本体１０のロアバッグ１１の下面側の比較的根元部に近い付近が物体ＯＢ前面の上部に当たってバッグの正常な膨張展開が阻害される。このとき、ロアバッグ１１の根元部１３のガス逃し用ベントホール１７は、まだインスツルメントパネルＩＰの上面に接しておらず開いているので、ベントホール１７からガスがバッグ外に抜け、バッグ展開力が減殺されて物体ＯＢへのインパクト（打撃力）が下がる。
【００３９】
次いで、バッグ本体１０は、収容時の折り畳み特性に基づき、物体ＯＢの頂部とウィンドシールドガラスＷとの間を、ロアバッグ１１の蛇腹折りされている部分が順次抜けていき、図５に１点鎖線→２点鎖線→点線に示すように展開していく。このような順序で展開するため、物体ＯＢへのバッグ展開時のインパクト（打撃力）は低減され、物体ＯＢはほとんどリバウンドしない。なお、バッグ本体１０の折り畳み方は図２に限定されるものではなく、ガス逃し用ベントホール１７が設定されているバッグの、乗員に近い側のリテーナ３に固定された部分が先に展開されるものであれば、折り畳み方はどのようなものであってもよい。
【００４０】
なお、本発明のエアバッグ装置は、ウェイトセンサやクラシュシビアリティ衝突センサと組み合わせて用いることにより、マルチステージインフレーションシステムとすることも可能である。乳幼児や子供に対してはガスのチャージ率を小さくし、成人乗員に対してはガスのチャージ率を大きくする。あるいは、車両が低速の場合は、ガスのチャージ率を比較的小さくしたり（ローオンセットレート展開）、車両が中速〜高速の場合は、ガスのチャージ率を大きくする（ハイオンセットレート展開）こともできる。その他、座面センサや静電容量センサ、画像処理システム等を組み合わせて用いることも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、低出力のインフレータを用いる場合でもエアバッグを適切な形状に素早く展開することができるエアバッグ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の1実施例に係るエアバッグ装置の構成（バッグ展開完了時）を示す斜視図である。
【図２】同エアバッグ装置の構成（バッグ展開前及び展開初期）を示す断面図である。
【図３】本発明に係るエアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開初期（第１段階）の形態を示し、（Ｂ）はバッグが乗員に接し始めた状態（第２段階）を示す。
【図４】同エアバッグ装置の作動形態を説明するための模式的側面図である。（Ｃ）は乗員の頭がアッパバッグに接し始めた状態（第３段階）を示し、（Ｄ）は乗員の前進がほぼ止まった状態（第４段階）を示す。
【図５】本発明に係るエアバッグ装置の他の作用を説明するための模式的側面図である。
【図６】現状の典型的なパッセンジャー用エアバッグ装置の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開時の形態を示し、（Ｂ）は展開したエアバッグに乗員が接した状態を示す。
【図７】現在主に用いられているパッセンジャー用エアバッグ装置のインフレータ出力をわざと小さくした場合の展開形態を説明するための模式的側面図である。（Ａ）は展開中の形態を示し、（Ｂ）は展開中のエアバッグに向けて乗員が前進する状態を示す。
【符号の説明】
１ エアバッグ装置
３ リテーナ ５ インフレータ
７ バッグプレート １０ バッグ本体
１１ ロアバッグ １３ 根元部
１５ リア面 １７ ガス逃し用ベントホール
１９ フード ２１ アッパバッグ
２３ リア面 ２５ 前面
２７ ガス逃し用ベントホール ３１ 仕切り布
３３ インナベントホール
ＰＳ 成人乗員 ＯＢ 物体
ＩＰ インスツルメントパネル Ｗ ウィンドシールドガラス
Claims (5)
- 自動車のパッセンジャー席の前面に展開するエアバッグ(10)、及び、該バッグを展開するガスを放出するインフレータ(5)を具備するエアバッグ装置(1)であって、
前記エアバッグ(10)が、
展開時に成人乗員(PS)の肩及び胸を押えるロアバッグ(11)と、
展開時に該ロアバッグ(11)から上に立ち上がる、成人乗員(PS)の頭を押えるアッパバッグ(21)と、
インナベントホール(33)の形成された、前記両バッグ間を仕切る仕切り布(31)と、
を具備し、
前記インフレータ(5)からの展開ガスは、前記ロアバッグ(11)に直接供給され、前記アッパバッグ(21)へは前記インナベントホール(33)を介して供給され、
展開時における前記アッパバッグ(21)の頭部拘束面(23)が、前記ロアバッグ(11)の肩拘束面(15)より前方に設けられており、
前記エアバッグ(10)の根元部(13)のリア側（下側）にガス逃し用ベントホール(17)が形成されており、エアバッグ(10)の根元部(13)のリア側から優先的に展開されるとともに、
バッグ(10)が正常に展開するときには、前記ガス逃し用ベントホール(17)は、車輌のインスツルメントパネル(IP)の上面に接して塞がれるので、展開用ガスのロスはあまりなく、
前記インスツルメントパネル(IP)の前に物体(OB)があって、展開初期の前記ロアバッグ(11)の下面側の根元部に近い付近が前記物体(OB)前面の上部に当たってバッグ(10)の正常な膨張展開が阻害されるときには、前記ガス逃し用ベントホール(17)は前記インスツルメントパネル(IP)の上面に接しておらず開いていて、該ホール(17)からガスがバッグ外に抜けることを特徴とするエアバッグ装置。 - 前記インナベントホール(33)が、前記仕切り布(31)のリア寄りの左右離れた位置に複数形成されており、前記アッパバッグ(21)にガス逃し用ベントホール(27)が形成されていることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ装置。
- 前記ロアバッグ(11)の展開時容積が６０〜９０リットルであることを特徴とする請求項１又は２記載のエアバッグ装置。
- 前記アッパバッグ(21)の展開時の形状が上向き三角柱であり、展開時容積が２０〜４０リットルであり、展開時にバッグのフロント側とウィンドシールドガラス(W)との間に空間があることを特徴とする請求項１、２又は３記載のエアバッグ装置。
- 前記エアバッグ(10)が、折り畳み状態において、根元部(13)がリア側に寄せられ、他の部分が該根元部(13)のフロント側に蛇腹状に折り畳まれていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のエアバッグ装置。
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