JP4971971B2

JP4971971B2 - エアバッグ装置

Info

Publication number: JP4971971B2
Application number: JP2007337080A
Authority: JP
Inventors: 敏充笹倉; 亜紀横山
Original assignee: Nihon Plast Co Ltd
Current assignee: Nihon Plast Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: JP2009154784A

Description

本発明は自動車等、各種車両に搭載され、衝突時に膨張展開するに好適なエアバッグ装置に関するものであり、詳しくは、展開初期の圧力が急激に立ち上がるのを防止し、バッグ内圧の上昇カーブを緩やかにすることを可能にしたエアバッグ装置に関するものである。

今日、エアバッグ装置は種々の車両に搭載され、運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、サイドエアバッグ、サイドカーテンエアバッグ、膝用エアバッグ、さらに車外用エアバッグなど、搭載される位置、対象とする衝突のモードなども多様化している。
エアバッグを膨張させるための膨張用ガスも、窒素、ヘリウム、アルゴンなど種々のものがあり、その発生させる方法も、薬剤を燃焼させて生成させる方法、圧力容器に封入していて所望のタイミングで開封させて圧力容器外であるエアバッグ内に放出させる方法などが用いられている。
従来例としては、側筒部に複数のガス放出孔を備えた円筒状のハウジングと、前記ハウジング内に形成されガス発生剤が装填された燃焼室と、前記燃焼室を２室以上の独立した燃焼室に区画する有底筒状の円筒材と、独立に前記２室以上に区画された各燃焼室に設置され、各燃焼室で生じたガスが通過するフィルタ手段と、前記各燃焼室内に突出するように設置され各燃焼室に装填された前記ガス発生剤を着火させる点火手段とを備え、前記各燃焼室で生じたガスは前記複数のガス放出孔を共に通過することでエアバッグにガスを放出するガス発生器であって、有底筒状の前記円筒材の底部に孔が設けられ、前記孔はシールされ、前記フィルタ手段が円盤状で、前記円筒材の内側に配置され、前記円筒材の外側の燃焼室の前記ハウジングの軸方向端面を構成するとともに、前記円筒材の内側の燃焼室で生じたガスの流路を前記ハウジングとの間に画成するための仕切り部材を設けたガス発生器（例えば、特許文献１参照）が存在している。
また、膨張可能なエアバッグと、折り畳まれた該エアバッグが連結されたケーシングと、該エアバッグを膨張させるガスを発生するガス発生器と、該ケーシングに設けられており、該ガス発生器から発生したガスの一部をケーシング外に排出する排出口と、該排出口を覆っている閉鎖部材と、該閉鎖部材を移動させて該排出口を開放させる移動装置とを有するエアバッグ装置において、該閉鎖部材とケーシングとの間に、前記ガス発生器からのガスにより溶断可能な溶断可能層が介在され、該溶断可能層によって前記排出口が覆われているエアバッグ装置（例えば、特許文献２参照）が存在している。
特開２００５−６７５２０号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄の｛発明を実施するための最良の形態｝の段落｛００２０｝〜｛００３７｝、及び図１、図２を参照）特開２００３−３４２２２号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄の｛発明の実施の形態｝の段落｛００１４｝〜｛００５３｝、及び図１〜図８を参照）

しかしながら、上記従来技術において、火工式インフレータの圧力特性として、初期に急峻に立ち上がり、その後緩やかな下降をするものや、１つのインフレータでエアバッグを展開させる場合、このようなインフレータをエアバッグモジュールに組み込み、破断するドアを形成した容器、エアバッグカバーに収納すると、図７に示すように、カバーを破断する際に最初にして最大のピーク圧に達し、その後、飛び出すバッグにより内部圧力が急降下する。従って、マスフロー特性は図８のようになる。さらに、エアバッグモジュールに近接して物体がある場合、その物体に対する負荷が大きくなり、貯蔵型（ストレージタイプ）のインフレータであっても、封を切ると同時に容器内の高圧に保たれたガスが開放されるので、類似の特性になるという問題がある。
そこで、マルチステージタイプのインフレータを使用して、上記の課題を解決する試みもなされている（例えば、特許文献１）。
複数のステージ（例えば２ステージ）の最初のステージは幾らか小さいガス発生量のセクションを起動させ、遅延回路により制御され、所定時間（数十ミリ秒）遅れて次の（第２）ステージのセクションを起動させ、この複数ステージの総和として十分なガス量を得て所望の展開特性を得るようにする。しかし、構造が複雑で高価なインフレータが必要になるという問題がある。
また、エアバッグに入ったガスを排出して、すなわち過剰なガスをエアバッグ外に廃棄してエアバッグの内圧を好ましい範囲にする、という方法もある（例えば、特許文献２）。しかし、これでも容器（リテーナ）に可動部品を組み込み制御する必要があるため、構造が複雑で高価になる。また、エアバッグが展開する非常に短時間に開閉を選択的に行うことは難しく、期待通りの応答性能が得られないという問題がある。
本発明は、これらの問題を解決したものである。

上記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りのエアバッグ装置であり、次のようなものである。
膨張用ガスを発生するインフレータと、該膨張用ガスが導入されて膨張するエアバッグと、膨張用ガスの一部をエアバッグ外に案内可能なダクト体とを備え、ダクト体は、エアバッグの膨張開始時に、エアバッグに貫通して配置されてエアバッグ外にガスを排気し、エアバッグの膨張拡大によって貫通が解かれ、エアバッグ外へのガスの噴出を抑制する構成である。

上記課題を解決するための本発明の第２発明は、請求項２に記載された通りのエアバッグ装置であり、次のようなものである。
請求項１に記載の発明に加えて、膨張前のエアバッグを覆い、所定の破断予定線で破断してエアバッグ膨出用ドアを形成するドア予定部を有するカバー体を備え、ダクト体はエアバッグの膨張開始時に、ドア予定部に向けてガスを噴出する構成である。

上記課題を解決するための本発明の第３発明は、請求項３に記載された通りのエアバッグ装置であり、次のようなものである。
請求項２に記載の発明に加えて、ダクト体は、先端開口がドア予定部に向って配置されるノズルを有する構成である。

上記課題を解決するための本発明の第４発明は、請求項４に記載された通りのエアバッグ装置であり、次のようなものである。
請求項３に記載の発明に加えて、ノズルは、先端開口が破断予定線に沿って対向する線状をなす構成である。

上記課題を解決するための本発明の第５発明は、請求項５に記載された通りのエアバッグ装置であり、次のようなものである。
請求項１、または請求項２に記載の発明に加えて、ダクト体は、可撓性のホースである構成である。

上記課題を解決するための本発明の第６発明は、請求項６に記載された通りのエアバッグ装置であり、次のようなものである。
請求項１〜請求項５のうち、いずれか１項に記載の発明に加えて、エアバッグは、可撓性のシャッタを備え、膨張前にダクト体がシャッタを通ってエアバッグ外に開口する構成である。

本発明に係るエアバッグ装置は、上記説明のような構成であるので、以下に記載する効果を奏する。
（１）エアバッグの展開初期のバッグ内圧の上昇カーブを緩やかにすることができるものである。
（２）コストをあまり掛けずに実現することができるものである。

膨張用ガスを発生するインフレータと、該膨張用ガスが導入されて膨張するエアバッグと、膨張用ガスの一部をエアバッグ外に案内可能なダクト体とを備え、ダクト体は、エアバッグの膨張開始時に、エアバッグに貫通して配置されてエアバッグ外にガスを排気し、エアバッグの膨張拡大によって貫通が解かれ、エアバッグ外へのガスの排気を抑制するエアバッグ装置である。

以下、本発明の一実施例を添付図面で詳細に説明する。
図１は、本発明のエアバッグ装置の一実施例を示すものである。エアバッグのアウターパネルとインナーパネルは、それぞれ互い違いに排気孔を設け、該排気孔が一致するようにたぐり寄せられ、インフレータを取り囲むような形状をしたリテーナの上側筒状部に貫通するように嵌め込まれた概略斜視図、図２は、アウターパネルとインナーパネルには、それぞれ互い違いの排気孔があることを示す概略説明図、図３は、図２の概略断面図、図４は、図３のエアバッグモジュールのガス噴出当初の状態を示す概略詳細図、図５は、図４の状態からさらにガス噴出が進んで破断し、エアバッグが初期の展開をした状態を示すエアバッグモジュールの説明図、図６は、ガス噴出が一定時間経過後のエアバッグの展開状態を示すエアバッグモジュールの説明図、図７は、バッグ内圧と時間経過における近接展開領域と乗員保護領域の本発明と従来例との比較グラフ、図８は、エアバッグにインフレータから流入するガス流量と時間の関係を示す本発明と従来例との比較グラフ、図９は、第２実施例で、排気孔を常開とするインフレータ真近の排気をインフレータより離れた位置での排気に切り換えるようにしたものを示す概略説明図、図１０は、インフレータからさらに通常展開のガスを噴出すると、ガス圧による張力でアウターパネルが引っ張られてアウターパネルがパイプに挿入されていたのが抜け、排気孔は閉じるよう、バルブの役目を有するように構成してある状態を示す概略説明図、図１１は、第３実施例で、リテーナの上側筒状部にフレキシブルダクトを接続したものを示す概略説明図、図１２（ａ）（ｂ）は、シャッタの実施態様を示す説明図である。

先ず、本発明の第１実施例について図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示すように、エアバッグのアウターパネル１とインナーパネル２は、それぞれ互い違いの排気孔５が設けられ、この互い違いに設けられた排気孔５を一致するようにたぐり寄せて、インフレータ３を取り囲むような形状をしたリテーナ４の上側筒状部９に貫通する形で嵌め込まれる。前記のアウターパネル１と、インナーパネル２は、図２に示すような構成を有し、フリーの通常状態では、排気孔５は重ならないため、完全に密閉された状態となっている。
そして、図３、図４に示すように、展開初期においては、インフレータ３から噴出されたガスはリテーナ４周囲に設けられた外ディフューザ６からのみガスがエアバッグ内部へ流入するため、展開初期のエアバッグ内圧の急上昇を抑えることができる。
なお、ガス噴出のエネルギーは、外側閉塞壁７の開裂には有効に作用するため、展開時間の遅れ等はないものである。
また、図４に示すように、リテーナ４の上側筒状部９に形成したセンターディフューザ（ダクト先端開口に相当）８が外側閉塞壁７のドア予定部に向ってノズル状に形成されている。
また、図５、図６に示すように、その後エアバッグが膨張し、リテーナ４の上側筒状部９から排気孔５が抜けると各排気孔５は互い違いの元のポジションへ戻るため、排気孔５が閉じ、エアバッグ内へのガス流入は、外ディフューザ６とセンターディフューザ８の両方からガスが噴出されることになり、ガス供給量が増えることで、エアバッグ内圧力は増加するので、初期展開領域では緩やかに膨張し、乗員保護領域では十分な膨張が奏され、安全を確保できるものである。
それは、実験をした結果を示すグラフである図７、図８の本発明と従来例の比較を見れば極めて顕著に示されるものである。

次に、図９、図１０に基づいて第２実施例を説明する。
図９、図１０に示すように、エアバッグのアウターパネル１に仕切壁１０を設け、図９のような近接展開時には、仕切壁１０が弛んでおり、排気はハウジング１１のパイプ１２から行われる。エアバッグの通常展開時は、仕切壁１０の張力によりアウターパネル１が引っ張られて、パイプ１２から抜け、排気孔５は閉じる構造を有している。
さらに、排気孔５を常開とするインフレータ３真近の排気をインフレータ３より離れた位置での排気に切り換えるようにすることも可能である。
さらに、排気孔５は例えば真円の他、楕円やスリット等とし、鋼材、合成樹脂等からなる排気筒に圧挿しておくことで取り付け作業を簡易にすることもできる。

図１１に基づいて第３実施例を説明する。
リテーナ４の上側筒状部９を短縮し、そこにナイロン布製等のフレキシブルダクト（布製の筒）１３を接続し、そのフレキシブルダクト１３をエアバッグ外に引き出したもので、フレキシブルダクト１３の先端は、エアバッグカバーに向いているものである。

また、エアバッグのパネルのシャッタの一実施例を図１２（ａ）（ｂ）で説明する。
エアバッグのメインパネルにスリット１４を設ける。これだけでも展開の張りにより開口が狭まるが、さらにシャッタパッチ１５を重ねて閉じ性能を高めるようにする。
また、このシャッタパッチ１５にもスリット１４を設け、メインパネルのスリット１４とシャッタパッチ１５のスリット１４を９０度ずらして重ねることでシャッタ性能を高めると共にこの両スリット１４を介して、リテーナ４の上側筒状部９を差し込むことでセットするものである。

各種自動車の各種エアバッグに利用することができるものである。

本発明のエアバッグ装置の一実施を示すもので、エアバッグのアウターパネルとインナーパネルは、それぞれ互い違いの排気孔が一致するようにたぐり寄せられ、インフレータを取り囲むような形状をしたリテーナの上側筒状部に貫通するように嵌め込まれた概略斜視図である。アウターパネルとインナーパネルには、それぞれ互い違いの排気孔があることを示す概略説明図である。図２の概略断面図である。図３のエアバッグモジュールのガス噴出当初の状態を示す概略詳細図である。図４の状態からさらにガス噴出が進んで破断し、エアバッグが初期の展開をした状態を示すエアバッグモジュールの説明図である。ガス噴出が一定時間経過後のエアバッグの展開状態を示すエアバッグモジュールの説明図である。バッグ内圧と時間経過における近接展開領域と乗員保護領域の本発明と従来例との比較グラフである。エアバッグにインフレータから流入するガス流量と時間の関係を示す本発明と従来例との比較グラフである。第２実施例で、排気孔を常開とするインフレータ真近の排気をインフレータより離れた位置での排気に切り換えるようにしたものを示す概略説明図である。インフレータからさらに通常展開のガスを噴出すると、ガス圧による張力でアウターパネルが引っ張られてアウターパネルがパイプに挿入されていたのが抜け、排気孔は閉じるよう、バルブの役目を有するように構成してある状態を示す概略説明図である。第３実施例で、リテーナの上側筒状部にフレキシブルダクトを接続したものを示す概略説明図である。（ａ）（ｂ）は、シャッタの実施態様を示す説明図である。

１・・・・アウターパネル２・・・・インナーパネル
３・・・・インフレータ４・・・・リテーナ
５・・・・排気孔６・・・・外ディフューザ
７・・・・外側閉塞壁８・・・・センターディフューザ
９・・・・上側筒状部１０・・・・仕切壁
１１・・・・ハウジング１２・・・・パイプ
１３・・・・フレキシブルダクト１４・・・・スリット
１５・・・・シャッタパッチ

Claims

膨張用ガスを発生するインフレータと、該膨張用ガスが導入されて膨張するエアバッグと、膨張用ガスの一部をエアバッグ外に案内可能なダクト体とを備え、ダクト体は、エアバッグの膨張開始時に、エアバッグに貫通して配置されてエアバッグ外にガスを排気し、エアバッグの膨張拡大によって貫通が解かれ、エアバッグ外へのガスの噴出を抑制することを特徴とするエアバッグ装置。
膨張前のエアバッグを覆い、所定の破断予定線で破断してエアバッグ膨出用ドアを形成するドア予定部を有するカバー体を備え、ダクト体はエアバッグの膨張開始時に、ドア予定部に向けてガスを噴出することを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ装置。
ダクト体は、先端開口がドア予定部に向って配置されるノズルを有することを特徴とする請求項２に記載のエアバッグ装置。
ノズルは、先端開口が破断予定線に沿って対向する線状をなすことを特徴とする請求項３に記載のエアバッグ装置。
ダクト体は、可撓性のホースであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエアバッグ装置。
エアバッグは、可撓性のシャッタを備え、膨張前にダクト体がシャッタを通ってエアバッグ外に開口することを特徴とする請求項１〜請求項５のうち、いずれか１項に記載のエアバッグ装置。