JP5837285B2 - 助手席用エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明はエアバッグ装置に関し、とくに助手席用エアバッグ装置に関する。

一般に助手席用エアバッグ装置は車両のインストルメントパネルに収納され、車両が衝突などで急停止すると、エアバッグ装置に取り付けたインフレータからのガスの供給を受けて、インストルメントパネルの上面に設定された展開ドアからウインドシールド（フロントウインドウ）と助手席の乗員との間で膨張展開して助手席の乗員を保護する。

この助手席用エアバッグ装置は、膨張展開時にウインドシールドやインストルメントパネル上面と接触することによりその挙動を安定させている。しかし、インストルメントパネル上面のエアバッグ装置の設定位置よりも乗員側となる部分が少ない形状にデザインされたインストルメントパネルの場合は、エアバッグ装置のクッション（袋体）の挙動が不安定になる。
これを解消するためには、クッションの容量を増やして乗員と車体のウインドシールド及びインストルメントパネルとの間を埋め、確実に乗員を受け止めることができるようにする必要がある。そのため、助手席用エアバッグ装置のクッションは大容量のものとなり易い。

エアバッグ装置のクッションが大容量になると、それだけクッションを構成する基布の使用量が増大し、また、大容量のクッションを迅速に膨張展開させるために、インフレータの出力も大きくすることが必要になる。
しかし、大出力のインフレータはコストが高くなるため、全体のコストアップの要因となり、しかもエアバッグ装置や付属部材の強度もその出力に併せて強化する必要があるため、その重量が増大する等の問題がある。

この問題に対し、比較的低出力のインフレータで、しかも速やかに膨張して十分な衝撃吸収性能を発揮できるように、クッションの容量を減らした助手席用エアバッグ装置が提案されている（特許文献１参照）。
図７は、そのような助手席用エアバッグ装置の一例を示す。
この助手席用エアバッグ装置のクッション１００は、その前端側に乗員対向面１０２を、また上側面にウインドシールド対向面１０４を有しており、乗員対向面１０２とウインドシールド対向面１０４とは内部部材１０６によって互いに連結された構造から成っている。そのため、インフレータ１１２がガス噴出作動した際には、そのガス圧によって乗員対向面１０２が乗員に接近するように膨張すると共に、ウインドシールド対向面１０４の上下方向の途中部分が、内部部材１０６を介して乗員対向面１０２によって引っ張られ、ウインドシールド１２２から離隔するようにクッションの内側に凹んだ形状に展開する。これにより、クッション１００は、その容量を減じている。

また、必ずしもエアバッグ装置のクッションの容量を減少させることを目的とするものではないが、同様に助手席用エアバッグ装置において、クッションを助手席に着座した乗員と干渉可能な乗員保護部となる第１膨張部と、第１膨張部が膨張したとき第１膨張部とインストルメントパネルとの間で第１膨張部から流入する膨張用ガスにより膨張する第２膨張部とからなる構成のものも知られている（特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１に記載されたエアバッグ装置のクッション１００は、そのウインドシールド側の容量を削減しているため、展開時におけるクッションの挙動が安定し難くなる虞があり、また、内部部材１０６を別途必要とし、かつそれを乗員対向面１０２とウインドシールド対向面１０４に取り付ける作業を要するため、作成上の手間が掛かり、したがって、単に基布を接合して作成するクッションに比してコストが掛かるという問題もある。
また、特許文献２に記載された助手席用エアバッグ装置は、その構造は特許文献１に記載されたものよりもさらに複雑であり、コストが掛かるだけではなく、必ずしもエアバッグ装置のクッションの容量を減らせるとは限らない。

なお、クッションの容量を単に全体的に小さくすると、例えば、図８に示すように、インストルメントパネル２０の上面から膨張展開を開始したクッション１０はインストルメントパネル２０とウインドシールド２５間の隙間を埋め尽くすことがなく、インストルパネル２０の上面に沿って乗員側に展開する（図８Ａ〜８Ｄ）。クッション１０は、その後膨張展開する過程で一旦はインストルメントパネル２０の正面側の位置まで下がる（図８Ｅ参照）が、インフレータからのガス圧がさらに充填されると起きあがってパネル表面側から離れる（図８Ｆ参照）。そのため、クッションの挙動は不安定で、乗員がクッションに進入したときのクッションの支持位置が安定せず支持が十分になされない虞れがある。

特開２００２−１９５６０号公報 特開２００５−３２９７４９号公報

本発明は、従来の助手席用エアバッグ装置の上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、その助手席用エアバッグ装置のクッションの容量を削減しつつ、しかも、膨張展開時の挙動が安定し、十分な衝撃吸収性能を備えた助手席用エアバッグ装置を低コストで提供することである。

（１）本発明の助手席用エアバッグ装置は、クッションと、前記クッション内にガスを供給するインフレータとを備えたインストルメントパネルに設置された助手席用エアバッグ装置であって、前記クッションは、乗員に対向する対向面を備えたメインパネルと、前記メインパネルの両側縁に接合された左右のサイドパネルとから形成され、且つ乗員側からみてインストルメントパネル側にインフレータの取付部が形成されており、前記クッションは、クッションのインストルメントパネル側に乗員が進入する際の支持手段となる、展開の初期の段階でインストルメントパネルの正面にその先端が当接してその状態を維持する突部が形成され、且つ前記取付部と前記突部との間に突部に隣接して窪みが形成され、前記窪みは前記インストルメントパネルに対向すると共に、インストルメントパネルとの間で隙間を形成しており、前記突部はメインパネルを構成するパネルの端部同士を接合して形成されていることを特徴とする。
（２）本発明の助手席用エアバッグ装置は、上記（１）に記載された助手席用エアバッグ装置において、前記突部と前記乗員に対向する対向面との間に前記突部に隣接した第２の窪みを形成したことを特徴とする。
（３）本発明の助手席用エアバッグ装置は、上記（１）または（２）に記載された助手席用エアバッグ装置において、前記突部は、助手席用エアバッグ装置の膨張展開時におけるクッションに作用する重力と進入する乗員による進入力との合力の方向に延在することを特徴とする。
（４）本発明の助手席用エアバッグ装置は、上記（１）または（２）に記載された助手席用エアバッグ装置において、助手席用エアバッグ装置はインストルメントパネル上面に設置されており、膨張展開時にウインドシールドとインストルメントパネル上面間の空隙を埋める部分が、前記空隙に対応した形状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、その容量を小さくしつつも、膨張展開時における挙動が安定し、しかも十分な衝撃吸収性能を備えた助手席用エアバッグ装置を低コストで提供することである。

本発明の第１の実施形態に係る助手席用エアバッグ装置のクッションの膨張時における斜視図である。 膨張時におけるクッションの側面図であって、乗員が進入する前の状態を示す。 膨張時におけるクッションに乗員が進入する様子を示す側面図である。 本実施形態に係るクッションの膨張展開時における挙動を説明する模式図である。 第２の実施形態に係る助手席用エアバッグ装置のクッションの膨張展開時における側面図である。 曲率の小さな部分の縫合について説明する図である。 従来の助手席用エアバッグ装置の一例を示す。 比較例におけるクッションの膨張展開時における挙動を説明する模式図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る助手席用エアバッグ装置のクッション１０の膨張時における斜視図である。図２は、上記膨張時における上記クッション１０の側面図であって、乗員が進入する前の状態を示す。
本発明の実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１のクッション１０は、メインパネル１２と両サイドパネル１４、つまりスリーピースで構成されており、一枚のメインパネル１２の両側縁にそれぞれサイドパネル１４を取り付けて一体化した構成から成っている。メインパネル１２にはインフレータ取付用の開口１５が設けられている。

クッション１０は、図２に示すように乗員側からみてそのインストルパネル側（以下単に裏面側という）に、インフレータ３０の取付部１０ａとインストルメントパネル２０の側面に当接する突部１０ｂと、取付部１０ａと突部１０ｂとの間に、突部１０ｂに隣接して凹部つまり窪み１０ｃが形成されており、かつ、突部１０ｂに隣接してその下側に窪み１０ｄが設けられ、その窪み１０ｄの他側は、乗員側つまり表面側につながっており、その乗員対向面は乗員が進入したときの衝撃を緩和する平滑な面となっている。
サイドパネル１４は、助手席用エアバッグ装置１のクッション１０の裏面形状を実現するため、上記突部１０ｂ及び窪み１０ｃ及び窪み１０ｄに対応した形状に裁断されている。

上記形状に裁断された左右サイドパネル１４を、メインパネル１２の両側縁に例えば縫合により一体に接合することでクッション１０が形成される（なお、縫合以外の例えば接着材などの手段で接合することも必要な強度が満たされる限り可能である。）。
ここで、クッション１０の突部１０ｂは任意の小さな曲率の辺で形成された外形を有し、クッション１０の膨張展開時にその先端がインストルメントパネル２０の正面２２に当接して、乗員が進入してきたときに乗員を受け止めるクッション１０の支持部を構成する。

即ち、図３は、クッション１０に乗員が進入する様子を示す側面図であり、乗員の進入時に作用する力を分解して示している。
図３に示すように、インフレータ３０からのガスがクッション１０中に進入すると、後述する図５に示すように、クッション１０はインストルメントパネル２０上でガス噴流により膨張しつつ外方に展開する。クッション１０がインストルメントパネル２０の上面より外側に展開すると、クッション１０の自重の影響を受けて下方へ回り込むように展開し、上記突部１０ｂがインストルメントパネル２０の正面２２に当接する。
一旦当接すると、第２の窪み１０ｄによって、クッション１０の下方への膨張展開が抑えられて、上記突部１０ｂはインフレータからのガス圧によりインストルメントパネル２０の正面２２との接触状態が維持され、したがって、膨張展開時におけるクッション１０の位置を安定させることができる。

図３中のＦ１〜Ｆ３は、クッション１０が上記のように膨張展開した状態で乗員が進入したときに、クッション１０に作用する力の関係を示している。
即ち、Ｆ１は、乗員の頭部がクッション１０に進入する際に、クッション１０に作用する力のベクトル（大きさと方向）を表す、また、Ｆ２はクッション１０に作用する重力のベクトルを示す。Ｆ３は、両ベクトルＦ１とＦ２の合力のベクトル、即ち、乗員が膨張展開したクッション１０に進入するとき、実際にクッション１０に作用する力の方向と大きさを示している。

上記突部１０ｂは、この力のベクトルＦ３を考慮して、ベクトルＦ３の方向に延在するように突設されているのが好ましい。これにより、乗員がクッション１０に進入すると、その力は上記突部１０ｂを介してそのままインストルメントパネル２０の正面２２に伝達され、その抗力と釣り合う結果、クッション１０は安定した状態で（つまり、盲動せずに）乗員の衝突による衝撃を緩和することができる。

なお、上記突部１０ｂの配設位置が上記ベクトルＦ３の方向とずれていると、乗員が助手席用エアバッグ装置１のクッション１０に進入する際に、上記突部１０ｂとインストルパネル２０との接点の回りでクッション１０に力のベクトルＦ３による回転モーメントが発生し、クッション１０が盲動する。そのため安定した状態で衝撃を緩和することができない。

逆に、乗員がクッション１０に進入する際に作用する力のベクトルＦ３が決まれば、上記クッション１０の裏面側のベクトルＦ３の作用部分以外の部分、つまり突部１０ｂ以外の部分は力の伝達に関与しないことが明らかであるため、その部分はインストルメントパネル２０に当接させる必要がなく、その部分の容量を削減できることが分かる。
そこで、本実施形態では、クッション１０の突部１０ｂをインストルパネル２０の正面２２に当接させつつ、突部１０ｂ以外の部分をできる限り内方に切り込んで窪みを形成し、それによって、膨張展開時におけるエアバッグ装置の挙動を安定させつつクッション１０の容量を削減させている。

本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１は、上記のようにそのクッション１０の容量を削減させたことに伴い、インフレータの出力を相対的に小さくすることができ、また、クッション１０を構成するサイドパネル１４の面積も相対的に小さくできる。それによってコストを削減することができる。また、クッション１０の容量の削減をその裏面側及び下面側において行うため、ウインドシールド２５による支持が不十分になって膨張展開時における挙動が不安定になる虞もない。

なお、クッション１０の突部１０ｂの延在方向は、乗員がクッション１０に進入するときの上記ベクトルＦ３の方向に合わせたものとしているが、実際には乗員が助手席用エアバッグ装置１に進入する位置は、乗員の身長や、姿勢により変わりうるため、上記ベクトルＦ３の方向はある程度の幅（許容範囲）を持って設定する必要がある。
実際にどの程度の幅が必要かは、想定される乗員の身長や姿勢についての実験結果に基づき決めることができ、実際には、上記突部１０ｂの幅は実験結果で得た数値範囲に所定の安全率を掛けた数値が採用される。

図４Ａ〜４Ｆは、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１のクッション１０の膨張展開時における挙動を説明する模式図である。
クッション１０がインストルメントパネル２０の上面の設定位置から膨張展開を始め、ウインドシールド２５とインストルメントパネル２０の上面間で規制されながら上方及び図示右方向に展開していく様子を示している（図４Ａ〜４Ｃ参照）。上記クッション１０の下面がインストルメントパネル２０の上面から外側に出るに従い、上記突部１０ｂがインストルメントパネル２０の正面に当接しながら下降して（図４Ｄ、Ｅ参照）、その位置で安定する（図４Ｆ）。
本実施形態のクッション１０と、図８に示す突部１０ｂを設けず単に容量を削減したエアバッグ装置とを対比すれば明らかなように、本実施形態のクッション１０はその裏面に突部１０ｂを設けたことにより、インストルメントパネル２０の外方に展開したとき、突部１０ｂが下向きに展開してインストルメントパネル２０の正面２２に当接し、図８に示すようにクッション１０が起き上がってインストルメントパネル２０から離れることはない。

以上説明したように、本実施形態の助手席用エアバッグ装置１によれば、そのクッション１０の容量を削減するに当たり、従来のような基布以外の部材を用いることがなく、突部１０ｂを形成するように曲率を絞って裁断したサイドパネル１４を、メインパネル１２の縁に沿って単に縫合等により接合するだけでよいから作成上のコストを低減することができる。

また、クッション１０は、膨張展開時にウインドシールド２５の支援がなくても、上述のように外方に展開しつつインストルメントパネル２０の上面から外れると下方に展開し、展開の比較的初期の段階で上記突部１０ｂの先端がインストルメントパネル２０の正面２２に当接しその状態を維持するため、展開時の挙動を安定させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る助手席用エアバッグ装置について説明する。
図５は、第２の実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１のクッション１０の膨張展開時における側面図である。
本実施形態では、クッション１０は、膨張展開時にウインドシールド２５に当接し、ウインドシールド２５とインストルメントパネル２０の上面と接触してその挙動を安定化させる。ここで、本実施形態のクッション１０は、そのウインドシールド２５とインストルメントパネル２０の上面間に展開する部分の形状が、上記両者の間隙の形状に対応させた形状に形成されており、その他の形状等は第１の実施形態の助手席用エアバッグ装置１と同様である。

これにより、第２の実施形態に係る助手席用エアバッグ装置１のクッション１０は、第１の実施形態の助手席用エアバッグ装置１に加えて、その容量を一層削減することができる。即ち、本実施形態のクッション１０のウインドシールド２５とインストルメントパネル２０の上面間の部分は、その両部分の間隙の形状に対応させた形状に形成されているため、上記両部分間で余剰となる部分が乗員側にはみ出して膨出することがない。そのため、インフレータ出力は一層小容量のもので足りるとともに、サイドパネル１４もより一層小さく形成することができる。そのため、一層のコスト削減が可能である。

次に、第１及び第２の実施形態における突部１０ｂ、或いはインストルメントパネル２０の上面とウインドシールド２５間の間隙の形状に合わせた曲率の小さい部分（ここでは、曲率の小さい部分を異形部という）の形成について説明する。
図６は、上記異形部の縫合について説明する図である。
既に述べたように、本実施形態に係る助手席用エアバッグ装置は、メインパネル１２と左右のサイドパネル１４とから成る。
ここで、上記異形部を縫合するに通常の手順を適用すると、まず１枚のメインパネル１２の両端部を縫合して連続片を形成し、その連続片の側面にそれぞれ左右の所定の形状に裁断したサイドパネル１４を縫合する。この場合、互いに縫合するメインパネル１２とサイドパネル１４が縫合中に位置ずれを起こすと、縫合中にその位置ずれを吸収できないことから、メインパネル１２とサイドパネル１４との縫合部の縫合端の部分に皺が発生し、平滑な縫合面が得られず、波を打ったような形状になる。このような形状の縫合部分に、インフレータから高温高圧のガスが当たるとガス漏れが生じたり、極端な場合は破断することもあり得る。

ところが、実際には縫合中にメインパネル１２とサイドパネル１４は縫合中に位置ずれを防止することは不可能であるから、上記縫製方法では上記異形部の縫合は不可能であった。
そこで、ここでは、上記の縫製の手順を変えて、連続片の形状にしたメインパネル１２の端部同士を最初に縫合せずフリーにしておき、その状態でメインパネル１２と両サイドパネル１４を、互いの縁部に沿って縫合する（図６Ａ参照）。その際、サイドパネル１４とメインパネル１２の縫い始めと縫い終わりとを重ねて縫わないようにしておく。
これにより、メインパネル１２に両サイドパネル１４を縫合した状態では、縫い始めの部分と縫い終わりの部分間に四角形の穴が縫い残し部分として残る。次に、この縫い残し部分の短辺側を内側にＶ字状に折り込んで閉じ（図６Ｂ参照）、閉じたところを縫製して接合する（図６Ｃ参照）。
この方法で縫製することにより、クッション１０の上記突部１０ｂや、ウインドシールド２５とインストルメントパネル２０の上面間の部分のような異形部を、その曲率を考慮することなく任意の形状に形成することができる。
なお、メインパネル１２に複数の異形部を形成することもできる。その場合はメインパネル１２を複数のパネルで構成することになる。

本実施形態の助手席用エアバッグ装置１は、そのクッション１０に突部１０ｂを設けたことにより、インストルメントパネル２０の上面やウインドシールド２５の支持力に依存する必要性を低くすることができるため、そのデザインや、車両のレイアウトの影響を受け難い利点がある。
したがって、助手席用エアバッグ装置１のデザインや商品企画の自由度を向上させ、且つ大型化することを防ぐことで、その重量を低減することができる。また、クッション１０の突部１０ｂを乗員の進入時における上記合力の方向に延在するように設けたため、クッション１０の挙動の安定に必要であるインストルメントパネル面からの反力（抗力）を必要最小限にすることができると共に、頭部進入によるクッションの垂れ下がり、つまりエアバッグ装置の取付部を中心とし、取付部と頭部接触部間を半径とする円の接線方向に垂れ下がろうとするのを抑え、安定した衝撃吸収時の挙動を得ることができる。

１・・・助手席用エアバッグ装置、１０・・・クッション、１０ｂ・・・突部、１０ｃ，１０ｄ・・・窪み、１２・・・メインパネル、１４・・・サイドパネル、２０・・・インストルメントパネル、２５・・・ウインドシールド。

Claims (4)

1. クッションと、前記クッション内にガスを供給するインフレータとを備えたインストルメントパネルに設置された助手席用エアバッグ装置であって、
   前記クッションは、乗員に対向する対向面を備えたメインパネルと、前記メインパネルの両側縁に接合された左右のサイドパネルとから形成され、且つ乗員側からみてインストルメントパネル側にインフレータの取付部が形成されており、
   前記クッションは、クッションのインストルメントパネル側に乗員が進入する際の支持手段となる、展開の初期の段階でインストルメントパネルの正面にその先端が当接してその状態を維持する突部が形成され、且つ前記取付部と前記突部との間に突部に隣接して窪みが形成され、
   前記窪みは前記インストルメントパネルに対向すると共に、インストルメントパネルとの間で隙間を形成しており、
   前記突部はメインパネルを構成するパネルの端部同士を接合して形成されていることを特徴とする助手席用エアバッグ装置。
2. 請求項１に記載された助手席用エアバッグ装置において、
   前記突部と前記乗員に対向する対向面との間に前記突部に隣接した第２の窪みを形成したことを特徴とする助手席用エアバッグ装置。
3. 請求項１または２に記載された助手席用エアバッグ装置において、
   前記突部は、助手席用エアバッグ装置の膨張展開時におけるクッションに作用する重力と進入する乗員による進入力との合力の方向に延在することを特徴とする助手席用エアバッグ装置。
4. 請求項１または２に記載された助手席用エアバッグ装置において、
   助手席用エアバッグ装置はインストルメントパネル上面に設置されており、
   膨張展開時にウインドシールドとインストルメントパネル上面間の空隙を埋める部分が、前記空隙に対応した形状に形成されていることを特徴とする助手席用エアバッグ装置。

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