JP5511918B2 - クッション展開構造 - Google Patents

Description

本発明は、動力車両、特に自動車に装備されることが多い安全装置の分野に関するものである。衝撃により発生する怪我を軽くするために車両に装備される多くの安全装置の中にクッションがある。クッションはダッシュボードの一部とすることができ、その場合にはクッションが車両に対して横方向に延在する。クッションはまた、側面衝突に対しても用いることができ、その場合には、クッションが車両の長手方向に延在する。このようなクッションは、車両のドアパネル、サイドパネルまたは天井パネルに取り付けられる。クッションはまた、衝突事故から発生する怪我を軽くするために、必要に応じて他の場所および方向に用いることもできる。

先ず第１に、クッションは乗員に衝撃を与える点を設定して設計される。この衝撃を与える点は、男性または女性の乗員の統計的な位置を想定して決定される。理想的には、車両の乗員は、指定された位置に着座し、かつシートベルトまたは類似の安全ベルトを着用していることになっている。しかしながら、車両の乗員に体格の差があるため、かつ全ての乗員が必ずしもシートベルトを着用しているとは限らないため、したがって乗員の着座位置が予測された位置にはならず、乗員とクッションとの間の衝突は、最も望ましい設定位置以外で起こり得る。また、車両には、クッションを取り付けることが可能な余地を制約する多くの物入れがある。多くの場合、車両の物入れは、クッションの長手方向の長さを制限する。しかしながら、クッションは、安全機能を提供することが求められたとき、長手方向の長さがより長くなることが望ましい。

本明細書および請求項で用いられている「長手方向」という語は、クッションの横幅の説明に用いられる。もしクッションがダッシュボードに取り付けられている場合には、長手方向は車両の横幅方向である。もしクッションがドアフレームに取り付けられている場合には、長手方向の広がりは車両の長手方向に延びる。もしクッションが、Ａピラーのような傾斜した支持ピラーに取り付けられている場合には、クッションの長手方向の長さは車両の長さ方向にかつ傾斜して延びる。端的に言えば、クッションを車両のいかなる部位に取付けてもよいので、「長手方向」という語を用いているのである。

上述に鑑み、作動時に長手方向の長さを増大させることが可能なクッションがあれば望ましい。

本発明によれば、膨張式クッションは、ハウジングを有し、このハウジングは、加圧された流体を収容するための実質的に閉塞された内部容積を画成している。このクッションは加圧流体源を有する。上記ハウジングは乗員に対向する面および取付け面を画成している。このハウジングは、乗員に対向する面とほぼ平行な長手方向の長さＬを有する。このクッションは、長手方向の長さＬをこのクッションの加圧時に拡張するための拡張構造を備えている。

２種類の実施の形態を包含する本発明によるクッションを示す斜視図。 図１のクッションの左端の非展開時の構成を示す斜視図。 図２の構造の展開時の構成を示す斜視図。 図１のクッションの４−４線に沿った断面図。 図４のクッションの展開時における図１の４−４線に沿った断面図。 図５のクッションの展開時の平面図。 図１のクッションの柔軟性を有しない側の端部の非展開時における透視図。 図７の構造の展開時における斜視図。 本発明によるクッションの別の実施の形態を示す斜視図。 図９のクッションの正面図。 図９および図１０のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図９および図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 図９および図１０のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 本発明によるクッションのさらに別の実施の形態を示す斜視図。 図１４のクッションの正面図。 図１４のＤ−Ｄ線に沿った断面図。

本発明の種々の実施の形態を示す添付図面を参照すれば、本発明がよりよく理解されるであろう。

クッションは、乗員が車室の壁に衝突した場合に蒙る怪我を軽くするために用いられる。クッションは、衝突事故が発生した場合に、一般にガスである加圧流体でクッション内を満たすことによってエネルギー吸収を達成するものである。一旦、クッション内に流体が充満すると、次にコントロールされたサイズを有するオリフィスを通じてこの流体を放出することによってエネルギーが吸収される。

一部のクッションは能動的クッションとして説明されている。能動的クッションは、その支え面が乗員に向かって移動する点で受動的クッションと異なっている。クッションの乗員に対向する面と乗員との間の間隔が狭まることによって、車両の走行速度に関連する乗員の移動速度を低下させるためにより長い時間が消費され、したがって、乗員を車両に対して減速させて勢力を低下させる機会を与える。本発明は、能動的クッションにも受動的クッションにも適用可能である。

一般的にクッションは、カートリッジに収容されたガス源によって加圧される。このガスは、種々の車両センサに接続された起動手段によって放出される。車両センサは、走行している車両の正面衝突によって一般に生じる過剰な減速の性質を持つ車両の衝突、追突が含まれる急激な加速、側面衝突または切迫した車両の転覆を含む車両の横方向への加速を検知し得る。全ての場合に、このような事故が発生すると、車両と車両の乗員との間に相対速度が生じる。そうすると乗員は車内構造物に衝突する可能性があり、クッションの目的は、怪我を軽くするように勢力を低下させることにある。

図１はクッション全体を１０で示す。このクッションは、図４に見られるように、取付け面１２および乗員に対向する面１４を有する。このクッション１０は、クッション１０の左端に配置された拡張構造１６およびクッション１０の右端に配置された拡張構造１８を備えている。このクッション１０は、２種類の拡張構造１６および１８をそれぞれ備えたものが実施の形態として示されているが、本発明によれば、１個以上の拡張構造１６および１８からなる如何なる組合せを用いてもよいことを認識すべきである。したがって、クッションは、１個の拡張構造１６または２個以上の拡張構造１６を用いてもよい。同様に、クッションは、１個の拡張構造１８または２個以上の拡張構造１８を用いてもよい。クッションは、２個の拡張構造体からなる一つ以上の組合せを備えていてもよい。

図１に示された本発明のこの実施の形態によれば、クッションは一体構造である。一体構造の場合、クッションは吹込み成形により作成されることが好ましい。このクッション１０はハウジング２０を備えている。このハウジングは、乗員に対向する面１４および取付け面１２を画成している。このハウジングは、実質的に閉塞された内部容積２２を画成している。この内部容積２２が実質的に閉塞されているということは、このクッションが作動されたとき、上記内部容積に圧縮ガスを閉じ込めることを意図したものである。したがってハウジングは、圧縮ガスのための注入口を画成するか、あるいはハウジング内で最初に作動するシリンダ内に圧縮ガスが貯えられる。ハウジングはまた、単数または複数の排気孔を備えて、エネルギー吸収段階でのガスの放出を可能にする。

図示のような非展開状態において、ハウジングは、乗員に対向する面にほぼ平行な方向に延びる長手方向の長さＬを画成している。

作動時には、クッションの閉塞された内部容積に流体が充満することを理解すべきである。図１に示された実施の形態においては、クッションの膨張を容易にする構造３０をも備えている。このことは、乗員に対向する面が乗員に向かって移動して乗員がクッションに接触するときに受ける力を低減するようにクッションが作動するのを可能にする。図１に示された実施の形態においては、膨張を容易にする構造３０は、垂直方向に延びる２個の襞３２および３４と、長手方向に延びる襞３６とを備えている。展開時におけるこれらの襞の作用は下記に説明されている。

ここで図１における構造の左端に焦点を当てると、ハウジング２０は、主部分２１および補助的部分４０を備えている。拡張構造１６は補助的部分４０の一部を構成している。この補助的部分４０は、ハウジング２０の一体の部分であり、中空構造でもある。補助的部分４０は、寸法Ｌを有する部分に対してほぼ直角に乗員に対向する面１４から離れる方向に延びている。図４に示されているように、補助的部分４０は長さＬ_１を有する。クッションの展開時には、補助的部分４０が主部分２１に対して枢動して、クッション１０の長手方向の長さＬをほぼＬ_１に等しい長さだけ拡張し、これによって、展開段階では長手方向に拡張されたクッションが使用に供される。拡張構造１６も膨張可能な領域４２を備えている。この膨張可能な領域４２は、少なくとも一つの襞４４を備えていることが好ましい。膨張可能な領域４２は、取付け面１２と補助的部分４０の内面４６との交差部に形成されている。主部分の加圧に連動する膨張可能な領域４２および補助的部分４０の膨張は、図６に示されているように、補助的部分４０を展開位置に枢動させる。主部分２１に対して補助的部分４０が枢動するにつれて、図６に５２で概略的に示されている頂点は残っているが、補助的部分４０と主部分２１の乗員に対向する面とが出会うコーナー５０には変形が生じる。これに加えて、補助的部分４０の最上面５４も、加圧された流体の作用で上方へ変形する可能性がある。

ここで、図１に示されたクッション１０の右端に焦点を当てて、図７および図８を参照する。本実施の形態における拡張構造１８がハウジング２０の端面６０に示されている。この端面６０は、クッション１０の乗員に対向する面１４を構成する端壁６２を備えている。さらに、端面６０は、取付け面１２と一致する取付け壁面６４を備えている。図示の実施の形態においては、拡張構造１８は膨張可能な領域７０を備えている。この膨張可能な領域は、少なくとも一つの第１の襞７２を備えているのが有利である。

図７に示されているように、膨張可能な領域７０は、クッション１０の閉塞された内部容積２２に向かって内方へ延びる少なくとも一つの襞７２の形態を有している。クッションが作動されると、加圧された流体が襞７２を端面６０よりも外方へ押し出し、襞７２は図８に示された位置まで膨張することができる。ハウジング２０の外部へ拡がった襞７２は、車両の乗員が当たったときのエネルギー吸収に利用するために、ここでクッション１０に対して追加の長さＬ_２を提供する（図８参照）。

クッション１０は吹込み成形によって作成されるのが好ましい。吹込み成形においては、パリソンが押し出され、このパリソンが吹込み成形用金型内に封入され、吹込みガスがパリソン内部に注入される。パリソンの膨張に際しては、このパリソンは吹込み成形用金型のキャビティの形状が得られるように膨張する。一般的に、パリソンの厚さは、金型によって画成される形状を得るために不可欠なプラスチックの流動に伴いパリソンが膨張する間比較的一様である。吹込み成形工程においては、複数のスライダを金型内に設けることができる。「スライダ」と言う用語は、パリソンが冷却される以前に、引っ込み位置（通常は金型のキャビティ内にない）から突出位置まで移動する構造体を説明するのによく用いられる。パリソンの壁に対してスライダを効果的に移動させてスライダを突出させることによって、パリソンの壁が延伸されて金型面の内方へ移動する。したがって、スライダを使用すると、拡張構造１８に連結された少なくとも一つの襞７２を生成させることができ、かつその構造を、ハウジング２０の内部に延びるように配置することができる。しかしながら、スライダを使用しても、パリソンの壁を破損させることはない。したがって、完成した製品は、依然として実質的に閉塞された内部容積を画成するハウジングとして存在することが可能である。スライダを使用するとパリソンの壁の厚さが薄くなり、このことは、ハウジングの壁を破損することなしに図７および図８に示されている非展開状態と展開状態との間のその後の動きに耐えることができる比較的薄い壁を生成させるのに役立つ。この形式の動きを容易にするために、パリソンに用いられるプラスチックは、例えば熱可塑性オレフィンまたはＳＡＬＦＬＥＸ（登録商標）という商品名でサルフレックス・ポリマー社から販売されているプラスチックを含む適当な材料の群から選ぶことができる。

同様に、図１〜図４に示された拡張構造１６は、吹込み成形用金型内でスライダを使用することによって形成される。補助的部分４０は、吹込み成形用金型内で直ちに形成可能である。膨張可能な領域４２および少なくとも一つの襞４４は、１個のスライダを用いることによって生成させることができ、このスライダは、パリソンの壁を金型キャビティの内部に向かって移動させて、冷却時には図１の左端に示されているような構造を生成させる。この工程はまた、ハウジングがなおも実質的に閉塞された内部容積を保つことを確実にしながら、膨張可能な領域を生成させることができる。

図１に示されているように、このクッション１０は、能動的クッションと呼ばれるものである。したがって、単純にクッションを加圧し、かつエネルギー吸収のためにクッションの加圧された厚みを利用するというよりも、むしろ乗員に対向する面が乗員に向かって外方へ拡張することが望ましい。クッションの加圧は、図１に示された実施の形態に描かれたほぼ四角形の非展開状態よりもより丸みを帯びた構成が得られるように、クッション自体を変形させる。しかしながら、乗員に対向する面が取付け面に対してさらに移動するのを容易にするために、クッション１０は膨張構造３０をも備えている。この膨張構造３０は、このような膨張を容易にするために、第２の襞を備えることができる。これらの襞は、金型のパーティングラインおよび金型のキャビティの構造に応じて、スライダを用いることによって、あるいは金型本来の構造によって作成することができる。図１に示されているように、概して垂直に延びる襞３２および３４、ならびに長手方向に延びる襞３６を備えていることが最も好ましい。少なくとも一つの襞、好ましくは一連の襞を備えていることによって、クッションは取付け面１２に対して外方へ変形することができる。

図４に示されているように、取付け面１２は、１点鎖線で概略的に示されているような適当な支持体または反作用構造に取り付けられる。図５に示されているように、反作用面８０の相対移動はないことを前提としている。したがって、ハウジングの壁の一般的な変形のみでなく、膨張構造３０の変形は、ハウジング２０が実質的にソーセージ型を形成することを意味する。図示のように、乗員に対向する面１４はもはや平坦である必要はなくなり、効果的に乗員に接近する。このことは、乗員が取り付け面８０に衝突する以前にエネルギー吸収のためのより長い距離を提供することになる。図６に示されているように、少なくとも一つの襞４４の膨張を介した膨張可能な領域４２の膨張によって、補助的部分４０が主部分に対して枢動する。

図９は、本発明の別の実施の形態を示す斜視図である。図９において、取付け面１１２および乗員に対向する面１１４を備えたクッションが全体的に１００で示されている。このクッション１００は能動的クッションであり、図９に示されているように、クッション１００の左端に拡張構造１１６を備えている。このクッション１００はハウジング１２０を有する。このハウジング１２０は実質的に閉塞された室１２２を備えている。このクッション１００は、図１に示されたクッション１０に対して多くの点で類似している。

クッション１００は、主部分１２１および補助的部分１４０を備えている。拡張構造１１６は補助的部分１４０の一部を構成している。この補助的部分１４０は、ハウジング１２０と一体的な部分であり、中空構造でもある。補助的部分１４０は補助室１２３を備えている。

拡張構造１１６はまた膨張可能な領域１４２を備えている。この膨張可能な領域１４２は、少なくとも一つの襞１４４を備えているのが好ましい。この点から、図９に示された実施の形態は、図１に示された実施の形態と同様に動作する。

しかしながら、これら二つの実施の形態の間の主な差異は、作動流体が補助室１２３内に流入する速度を変える能力にある。クッションを作動させる膨張流体源は、先ず主部分１２０内の室１２２に流入する。主部分から補助的部分への作動流体の流入速度をコントロールするために、限定された流路を含む制限手段が設けられている。本実施の形態においては、拡張構造１１６は中空リブ１１７を備えている。このリブ１１７は、リブのいずれか一方の側に潰された領域１１９を配置することによって、吹込み成形製造工程中に作動されるスライダによって画成される。図１１、図１２および図１３に示されているように、中空リブ１１７は、乗員に対向する面１１４の内部に対して取付け面１１２を移動させるスライダによって形成される。このリブは、主部分１２０内の室１２２から補助的部分１４０内の補助室１２３まで流体を流動させるための流路１２１を提供する。また、本実施の形態に示されているように、リブ１１７自体は、主部分１２１に対する補助的部分１４０の所望の動きを制約しないように、ベローズを形成している。リブ１１７の数およびこれらリブのサイズの選択により、補助的部分１４０の膨張特性は設計者によってコントロールされることが可能である。

特に能動的クッションに関する動作時には、補助的部分１４０が展開位置に移動するのに先立って、クッションの主部分が最初に車両乗員に対する相対位置を変え始めることが好ましい。少なくとも一つのこのようなリブ１１７を用いた比較的制約的な流体通路を提供することによって、補助的部分１４０の展開時期を所望のように選択することができる。如何なるサイズまたは構成を有する如何なる数のリブ１１７を利用してもよい。このようなリブの少なくとも一つを用いることにより、作動時に主部分１２１が展開を開始する時期に対して、実質的に僅かに遅れた補助的部分１４０の展開を得ることができる。

図１４は、さらに別の実施の形態によるクッション２００を示す。このクッション２００は、主部分２２０に対する補助的部分２４０の動きを起こさせるために設けられた拡張構造２１６を除いて、クッション１００に類似している。この場合、拡張構造２１６は、少なくとも一つの襞２４４を備えた膨張可能領域２４２を有する。この場合、襞２４４は、襞２４４を画成する２本の溝２４７とともに中央の潰された領域２４５を有する。

図１６に示されているように、潰された領域２４７および２４５は、それらの間に、図１４に示されているように垂直に上方へ延びる一対のリブ２４９を構成している。このことは換言すると、一対の導管２４９を画成しており、各導管はその内部に流路２５１を有する。潰された領域２４７は、図１４および図１５に示されているように襞２４４の下縁までは延びていないので、作動流体は、最初に主部分２２０から第１のリブ２４９まで第１の流路２５１を通って垂直に上方へ流れ、次いで図１４および図１５に示されているような上縁を水平に横切り、次いで第２の流路２５１を通って垂直に下方へ流れ、ここから補助的部分２４０へ流入する。したがって、襞２４４は蛇行する流路を備えていることになる。この蛇行する流路は、その長さおよび断面サイズによって制限手段を構成し、この制限手段は、流動を制限し、したがって、作動流体を主部分２２０に施したときに、補助的部分２４０の展開を僅かに遅延させるのに用いられる。

図９から図１３および図１４を経て図１６までに示されたクッション１００または２００は、右端においては図示のように類似の構造、あるいは図１のクッションについて説明された拡張構造１８と類似の構造を備えている。また、望ましいと考えられる作動時間の望ましい遅延を達成するために、種々の流路の数および位置の変更も可能である。

ここに図示されかつ説明された実施の形態によれば、長手方向と呼ばれる方向に測定された非展開時の長さＬを有するクッションが提供されたことが認識されるであろう。展開時には、ここで説明されたいずれかの実施の形態を用いると、増大された長手方向の長さを提供するための拡張構造の膨張により、クッションは長手方向に追加された長さを得ることができる。クッションの設置方向は、車両の設計者によって望ましいように選択され、したがって、垂直または水平は図示の実施の形態にのみ適用され、限定されるものではない。実際に、クッションは能動的でも受動的でもよく、望みどおりにかつ如何なる姿勢においても車両内に配置することができる。

ここに含まれる記載内容および図面は単に実施の形態を示す目的のために設けられたものであって、本発明全体の範囲は、請求項に記載されている。

１０，１００，２００ クッション
１２、１１２，２１２ 取付け面
１４，１１４ 乗員に対向する面
１６，１８，１１６ 拡張構造
２０，１２０ ハウジング
２１，１２１，２２０ 主部分
３２，３４，３６，４４，１４４，２４４ 襞
４０，１４０，２４０ 補助的部分
１１７，２４９ 中空リブ

Claims (3)

1. 膨張式クッションであって、
   加圧された流体を収容するための実質的に閉塞された主部分を画成するとともに、乗員に対向する面および取付け面を画成し、前記乗員に対向する面と実質的に平行な長手方向の長さＬを有するハウジングと、
   加圧流体源と、
   前記ハウジングの端面に設けられた、少なくとも１つの拡張構造とを備えており、
   前記拡張構造は、前記端面から前記閉塞された主部分内に内向きに延びる少なくとも１つの襞を備え、
   前記クッションの加圧時、前記少なくとも１つの襞が、前記端面に対して横方向外側に押され、乗員との接触の際のエネルギー吸収に使用される、前記クッションに付加的長さを与えることを特徴とする膨張式クッション。
2. 前記クッションが、一体構造であることを特徴とする請求項１記載のクッション。
3. 前記クッションが、吹込み成形により形成されていることを特徴とする請求項１記載のクッション。

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