JP5091326B2 - 閉鎖可能な空気貫流開口部を備えた拘束システム - Google Patents

Description

本発明は、収納位置から拘束位置へ移行可能な複数の支持要素と、支持要素の間に配置され、空気貫流開口部を有する柔軟な外皮要素とを備え、その結果支持要素が柔軟な外皮要素と共に拘束位置で拘束体を取り囲む、自動車乗員のための拘束システムに関する。

例えば量産乗用車では、そのような拘束システムはエアバッグの形でさまざまな実施形態が公知である。これらのエアバッグは、一般に被覆膜によって区切られた、収納位置から拘束位置へ拡大可能なエアバッグの容積である拘束体を有している。通常収納位置で折りたたまれているエアバッグは、事故が検知されると点火式にガスが充填され、その結果移動している乗員に向かって一気に展開し、それによって少なくとも間接的に乗員の拘束に寄与する。それゆえに、ガスジェネレータを使用して被覆膜内に送られたガスが、一方でエアバッグを展開するために、他方で各人員の拘束を実現するために使用される。

特許文献１から、非通気性の布を乗員に向いた方に、通気性の布を車両ボディの側に備えている、車両乗員保護のための空気バッグが公知である。円板形状の、縁が自由に可動な部材が通気性のある布に配置されている。空気バッグが膨らまされると、通気性のある布を通ってさらに空気が入り込み、自由片がめくれ上がる。これによって通気性のある布の開放範囲が拡大される。空気バッグがその拡張後に乗員にぶつかると、自由片が、通気性のある布で構成された吸気部分を部分的に覆う。それによって吸気部分の開放範囲が減少し、その結果空気バッグの内側から外側への通気がそれに相応して減少する。

独国特許第４１３４８３７Ｃ２号明細書

さらに、本出願の後に公開される、独国出願第１０２００７０５２２４７．０号の明細書には、支持構造エアバッグが開示されている。この支持構造体は、相互に接続した、チャネルシステムを形成する複数の中空体を、目的に合わせてガスで膨らませるという方法で、ガス流を使用して収納位置から拘束位置へ可動である。中空体の間には、空気貫流開口部を備えた複数の面要素が具備されている。複数の面要素が一緒に、空気バッグの容積である拘束体を包囲する１つの空気バッグを形成する。エアバッグの展開時に、空気が空気貫流開口部を通って空気バッグ内部に流れ込み、車両乗員拘束時には空気が再び空気貫流開口部から外へ流れ出る。衝突時に乗員自身によって覆われる空気貫流開口部を除いて、空気の流出は流入と同じ速度で行われる。しかし、場合によっては拘束機能をより長く維持することが必要である。

本発明の課題は、いわゆる「支持構造エアバッグ」の拘束機能をより長く及び目的に合わせて維持することを可能にすることである。

発明に従い、この課題は、収納位置から拘束位置へ移行可能な支持要素と、支持要素の間に配置され、空気貫流開口部を有する柔軟な外皮要素とを備え、その結果支持要素が柔軟な外皮要素と共に拘束位置で拘束体を取り囲み、ここで拘束体からの空気流出を流入に比べて各空気貫流開口部で阻止するか又は抑止するために各空気貫流開口部に１つの抵抗要素が配置されている、自動車乗員のための拘束システムによって解決される。

有利には、空気が外皮要素で形成された空気バッグ内に、流れ出るよりも急速に流れ込むことができることが、抵抗要素によって達成される。これによって所望される短い展開時間で、要求される拘束効果が得られる。

１つの実施形態に従って、柔軟な外皮要素は被覆膜として外側の層を形成し、被覆膜内には複数の抵抗要素を形成している柔軟な面状部材が内側の層として配置されており、この場合、内側の層も、横方向に外側の層の空気貫流開口部に対してずれている空気貫流開口部を有している。このようにして、非常に簡単に２つの織物又はフィルム層によって逆流防止弁機能を実現することができる。

さらに、柔軟な外皮要素の１つの層が支持機能を、他の１つの層又は層とは異なっている素材が気密機能を備えていてよい。特に、支持層は外側に、気密層又は気密素材は柔軟な外皮要素の展開中は内側にあるとよい。

特に、内側の層が外側の層よりも柔軟であるとよい。これによって外側の層には支持機能が、及び内側の層には気密機能が与えられる。

さらに内側の層及び／又が外側の層は１つの織物を有し、空気貫流開口部はよこ糸又はたて糸をずらすことで形成できる。これによって、空気貫流開口部の形成時に織物が損傷してエアバッグの安定性が失われることが阻止される。別法として、内側の層及び／又は外側層が織物に類似したものであるとよく、空気貫流開口部が１つまたは複数の層の、１つまたは複数の要素をずらすことによって形成されているとよい。

好ましくは、抵抗要素はその逆流防止弁要素としての機能において、空気貫流開口部で外皮要素に取り付けられた、それぞれ個々の柔軟な面状部材である。用語「面状部材」は、ここでは原則としてフィルム、布、及びその他の織物と解釈される。面状部材は気流によって簡単に移動し、逆流防止弁機能を担うことができる。

特に、抵抗要素がＵ字型に各空気貫流開口部の上に取り付けられるとよい。内部圧力が高まると、Ｕ字型の抵抗要素が折れ曲がり、空気貫流開口部を閉じて密閉する。

１つの別の実施例では、抵抗要素がそれぞれ少なくとも３つの点で各空気貫流開口部の周りに固定される。流入時は抵抗要素がほぼドーム型の形状を呈し、空気流出時は要素が再び折れ曲がり、空気貫流開口部を押圧する。

１つの別の発展形態では、各抵抗要素がプリテンションによって１つの位置に保持され、その位置で各空気貫流開口部が少なくとも部分的に密閉されることを企図している。このようにしてエアバッグが完全に展開した直後から、すでに高い拘束力を提供する。

そのほかに、抵抗要素が外皮要素のフリンジ又は繊維片であるとよい。それによって抵抗要素は外皮要素の一部であり、第２の層を廃止することができる。

さらに、抵抗要素が拘束システムの拘束位置で空気貫流開口部に入ってふさぐか又は溶け込む、自由に動く粒子、接着剤又は溶ける織物の一部から構成されていてよい。粒子の解放、接着剤の塗布、又は開口部の溶解は、エアバッグの展開が完了するころに行われる。

本発明を添付の図を使用して詳細に説明する。図には以下が示される。

拘束位置にある支持構造エアバッグである。 開口部がずれて配置されている、２層式エアバッグの一部の横断面図である。 空気貫流開口部を形成するためにたて糸をずらしたエアバッグの平面図である。 Ｕ 字型の閉鎖構造を備えたエアバッグの部分の横断面図である。

以下で詳細に説明される実施例は、本発明の好ましい実施形態である。

本発明ないし実施例の出発点は、拘束システムとしてのいわゆる「支持構造エアバッグ」である。空気バッグの支持構造体は、例えば車両の衝突時に展開するスティックとスプリングで構成されていてよい（機械的エアバッグ）。しかしまた、支持構造体は本明細書の冒頭部分に示されているような、ガスが充填されたチューブ状の管体によって実現されてもよい。支持構造体により展開した空気バッグがしかるべき量の周囲空気を包含する。

拘束体が周囲空気で充填される際、２つの基本的原理「吸入する／放出する」と「閉じ込める」を区別する必要がある。実際面では、これら２つの基本原理（放出すると閉じ込める）がしばしば混同されている。

展開と拘束機能にとって重要なことは、特に流入ないし流出開口部の数、寸法、位置である。さらに、開口部と、展開方向（例えば展開時の背圧利用）、支持構造体、周囲状況、及び乗員との関係が重要である。支持構造エアバッグ又は機械的エアバッグの原理的利点は、後述の封鎖部で実際上漏れが排除されていないことが、それが乗員の付近であってさえ、危険ではないことである。なぜなら発生ガス（大部分が周囲空気）は従来型のエアバッグに比べ格段に冷たいからである。

エアバッグ１が完全に展開した拘束位置で示されている図１の概観では、このエアバッグが相互に接続した、チャネルシステム３を形成する複数の中空体４から作られた支持構造体２を含んでいることが認められる。中空体４はここでは、フレーム構造又は骨組み状のチャネルシステム３へと互いに接続している、チューブ状の管体として形成されている。その際に中空体４は柔軟な、ガスを充填可能なチューブから構成されている。

フレーム構造に互いに接続された中空体４は、従って支持構造体２の、面要素６で占められた個々の仕切り５を形成している。この面要素６は、柔軟な素材、例えば布帛又はゴム素材からできている。全体として、面要素６は１つの空気バッグ又は１つの被覆膜７を形成し、支持構造体２で閉じ込められた空気バッグ容積である拘束体がこの空気バッグ又は１つの被覆膜によって閉じ込められる。外皮要素又は面要素は、周囲空気の流入及び流出のための
穴１０を有している。

本発明基礎をなす概念は、流れ抵抗が外皮開口部からの空気流入時に少なく、それに比べて流出時に高くなり、その結果拘束効果の向上が達成できるということである。この基本概念は、例えば逆流防止弁の機能によって実現される。これは第１の実施形態により、図２に従い、２層式の空気バッグによって実現される。この空気バッグでは、層８、９がそれぞれ開口部１０、１１を備えている。従って機能原理は、エアバッグの展開段階では２つの層８、９が互いに間隔をあけ、それによって少なくとも部分的に貫流開口部１０、１１が開く。２つの層が互いに近くに位置すると、貫流開口部は拘束段階中に（少なくとも部分的に）閉じる。これによってエアバッグではガス気密になるか又はより気密になる。

２層式エアバッグの具体的な実施例が図２に示されている。この図は、柔軟な外皮要素を小さく切り取った部分の横断面図である。これは第１の層８と第２の層９の、少なくとも２つの層を備えている。第１の、あるいは外側の層８は、穴１０を有している。同様に第２の、あるいは内側の層９は穴１１を有している。２つの層８及び９は、場合によっては一部が互いに接続している。外側の層８に過圧力が作用した場合には、充填するべきボリューム容積の方を向いた内側の層９は外側の層８から離間して浮き上がることが可能でなければならない。その場合は外側から空気がまず外側の層の穴１０から流れ込み、その後層８及び９の間を通って最終的に穴１１からエアバッグ又は拘束システムの内側に流れ込む。

反対に過圧力が内側の層９に作用した場合は、外側の層は内側の層９から離間せず浮き上がらなくてよい。これは、エアバッグの展開段階の後に、乗員がエアバッグによって押し止められた場合である。抵抗要素としてのこの機能は、例えば内側の層が外側の層より大きい及び／又はより柔軟であることよって達成できる。

さらに、層は異なる素材から構成されていてよい。特に、拘束段階中に過圧力が内側の層９に加えられた場合、すでに言及したように、外側の層よりも弾性がある又は柔軟であると有利である。これによって外側の層８はどちらかといえば支持効果を、内側の層９はどちらかといえば気密効果を持つ。

特に、支持層８が製造段階で脆弱化されない場合に有利である。脆弱化は、例えば布地織物の場合、縫製又はパンチング段階で織物の糸が損傷したり切断されたりすると生じる。しかし、製造時には固定部がエアバッグに縫い付けられ、図２の例に示されているように貫流開口部１０、１１が打ち抜かれなければならない。

織物の損傷を防止するため、製造段階における切断の代りに、よこ糸１２又はたて糸１３を脇へ移動させる。糸同士を押しつけて所定部分の糸の間を離すことで、しかるべき開口部１４が形成される。別法として又は後で糸を移動させることの補足として、すでに織工程中にも相応に糸を配置しておくことができる。

「自己制御的貫流開口部を備えた拘束システム」と呼ぶことのできる、１つの特別な実施形態に従い、図３に従って形成された開口部１４は、例えば拘束段階中などの負荷時に、自立的に少なくとも部分的に再度閉じられることができる。この閉鎖は、互いに押し付けられた糸の両端を引っ張ることで実現することができる。この引っ張りにより、離れていたところの糸が寄せあわされて抵抗要素となる。開口部１４は、小さくなるか又は消滅する。糸１３が互いにぴったり間をふさぐことができる場合（例えばシリコン処理により）、この実施例では場合によっては気密層を、つまり第２の層を廃止することができる。

さらに、他の面状部材、例えば重なり合ったフィルム帯から成るエアバッグが考えられる。またここでも、フィルム帯を互いにずらすことができ、その結果開口部が生じる。フィルム帯を引っ張ると、開口部が再び閉じる。この、層又は糸の移動という原理は、他の繊維性材料にも転用できる。

図４に関連して詳しく説明される、１つの別の実施形態に従い、エアバッグはエアバッグの外皮を形成する面状部材１５を有している。面状部材１５はここでも開口部１６を備えている。開口部１６には、柔軟な面状部材１７が後ろに縫い付けられている。この面状部材１７は、例えば帯状の織物であってよく、流入時に効果的な流入断面の制限が可能な限り少なくなるように、その寸法が開口部１６に合わせられている。この面状部材１７は、例えば布断片であり、その断面がエアバッグ内側に突き出たＵ字型を形成していてよい。流出時は、Ｕ字型の布断片１７が折れ曲がり、開口部１６を閉鎖する。基本的に開口部１６を閉鎖するために、外皮１５の少なくとも１つの箇所に固定された１つの布断片が用いられるとよい。有利には、布断片１７が例えば、開口部１６の周囲に（場合によっては左右対称に）配置された３つの点で固定される。３つの、又はそれより多くの固定点によって布断片はすでに展開時にゆるみが出ないよう張られており、その結果流れ抵抗が小さくなり、ひいてはそれは損失率が減少することを意味している。

さらに逆流防止弁要素は、最適化された遊びを備えているとよい。この要素は例えば、正常状態（外側からも内側からも過圧力がない状態）において閉鎖されるようにプリテンションがかけられているとよい。このプリテンションは、例えばプラスチックバネによって実現されるが、十分に高い固有剛性を備えた素材によってでもよい。いずれにしてもこれによって、逆流防止弁を閉鎖するために最初に外側への気流、又は圧力を生じさせなくともよくすることができる。これにより、より高い拘束力がより迅速に提供される。

１つの別の好ましい実施形態に従い、柔軟な面状部材（例えば織物又はフィルム）はすでに一体化されたバルブ機能を備えている。この機能は、適切な素材が逆流防止弁機能によって片側だけが貫流可能である場合、例えば複合材料によって又は一体製織（Ｏｎｅ-Ｐｉｅｃｅ-Ｗｏｖｅｎ）技術によって実現することができる。こうして例えば、織物は多数の小さな穴と、それぞれに織物一部である小さなフラップを備えていてよい。例えばこの織物は、片面に、適切な流れ方向において織物穴がふさぐフリンジを備えている、網状織物又は穴のあいた織物であるとよい。他方で、エアバッグ内側内で、展開段階の終了後に解放された粒子が、まず空いている穴をふさいでもよい。その場合粒子はつまり、空気の流出を阻止又は妨げる抵抗要素を形成する。粒子として例えば綿毛、細かい粉塵又は砂粒、あるいは滴状の液体なども考えられる。

さらに別の実施例に従い、外皮は同様に、１つは通気性があり、もう１つは抵抗機能または気密機能を備えた２つの層から形成される。展開段階中には、空気が外側の通気性のある層を通って、内側の層を通り過ぎ、エアバッグの内部空間に流れ込む。拘束段階では、内側の層が外側の層に接着するか、又は外側の層と密着する。接着は、例えば流動性材料と適切な粘着力又は付着力によって、しかし又溶剤によって達成されてよい。また、例えば二成分作用を利用してもよい。場合によっては、有極性材料を使用してもよい。密着が必要な場合は、通常の方法では圧力又は温度の影響によって実現される。

Claims (11)

1. 自動車乗員のための拘束システムであって、
   収納位置から拘束位置に移行可能な複数の支持要素（４）と、
   該支持要素（４）の間に配置され、空気貫流開口部（１４）を有する柔軟な外皮要素（６）を備え、
   該支持要素（４）が柔軟な該外皮要素（６）と共に拘束位置で拘束体を取り囲む拘束システムにおいて、
   拘束体からの空気の流出を流入に比べて空気貫流開口部（１４）で阻止又は抑止するために、各空気貫流開口部に抵抗要素が配置されていて、
   外皮要素（６）は、織物構造を有しており、空気貫流開口部（１４）がよこ糸（１２）又はたて糸（１３）をずらすことで形成されることを特徴とする拘束システム。
2. 前記柔軟な外皮要素（６）が外側の層（８）の被覆膜として形成され、該被覆膜内には複数の抵抗要素を形成している柔軟な面状部材が内側の層（９）として配置されており、前記内側の層（９）は、前記外側の層（８）の前記空気貫流開口部（１４）に対して横方向にずれている空気貫流開口部（１１）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の拘束システム。
3. 柔軟な外皮要素の１つの層が支持機能を、他の層又は層とは異なる部材が気密機能を備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の拘束システム。
4. 前記柔軟な外皮要素の展開中は支持機能を有する層が外側に、気密機能を有する層又は部材が内側にあることを特徴とする、請求項３に記載の拘束システム。
5. 前記内側の層（９）が前記外側の層（８）より柔軟なことを特徴とする、請求項２に記載の拘束システム。
6. 前記内側の層（９）又は前記外側の層（８）、又はこれら両方の層が織物構造を有しており、前記内側の層（９）又は前記外側の層（８）、又はこれら両方の層の空気貫流開口部がよこ糸（１２）又はたて糸（１３）をずらすことで形成されることを特徴とする、請求項２又は５に記載の拘束システム。
7. 前記抵抗要素が、前記空気貫流開口部で前記外皮要素に取り付けられた、柔軟な面状部材であることを特徴とする、請求項１に記載の拘束システム。
8. 前記抵抗要素がＵ字型に前記各空気貫流開口部の上に取り付けられることを特徴とする、請求項７に記載の拘束システム。
9. 前記抵抗要素が少なくとも３つの点で前記各空気貫流開口部の周りに固定されることを特徴とする、請求項７に記載の拘束システム。
10. 各抵抗要素がプリテンションによって１つの位置に保持され、その位置で各空気貫流開口部が少なくとも部分的に密閉される又はプリテンションによって少なくとも部分的な密閉がプリテンションのない場合よりも迅速に可能であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の拘束システム。
11. 前記抵抗要素が外皮要素のフリンジ又は繊維片であることを特徴とする、請求項１に記載の拘束システム。

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