JP6120705B2 - 運転席用エアバッグ - Google Patents

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Description

本発明は、車両のステアリングホイールに搭載される運転席用エアバッグに関する。
従来、車両のステアリングホイールに搭載される運転席用エアバッグとしては、正方形の底壁部と、底壁部の外周縁から狭まるように上方に延びる周壁部と、を備えて略四角錘形状としていた(例えば、特許文献1参照)。このエアバッグでは、底壁部の四隅の対角部位相互を結んで頂部を通る二つの膜長(稜線の長さ)に、長短の差を設けるように構成されていた。そして、膨張時、膜長の長い側の底壁部の両角部付近が、ステアリングホイールの操舵時に把持するリング部に対して、膜長の短い側の底壁部の両角部付近に比べて、圧接されるように押し付けられこととなり、リバウンドを抑制して、膨張を完了させることができた。
特開2011−046370号公報
しかし、従来のエアバッグでは、膜長の長い側の底壁部の両角部付近が、ステアリングホイールのリング部に圧接され、他方の膜長の短い側の底壁部の両角部付近がその押し付け力を弱くしていることから、運転者を受け止める際、エアバッグのリング部に対する応力(押圧力・反発荷重)が、底壁部の隣り合う角部相互で、差を生じさせることが避けられず、運転者の受け止め時におけるリング部への反発荷重の平準化を図る点に、改善の余地があった。
本発明は、上述の課題を解決するものであり、運転者の受け止め時におけるリング部への反発荷重の平準化を図ることができる運転席用エアバッグを提供することを目的とする。
本発明に係る運転席用エアバッグは、車両のステアリングホイールに搭載され、膨張完了後の運転者の受け止め時に、前記ステアリングホイールのリング部に底壁部を支持される運転席用エアバッグであって、
膨張完了時の外周壁が、
膨張用ガスを流入させるための流入用開口を有し、該流入用開口の周縁を取付座として構成されて、外周縁の角部付近を前記リング部に支持される構成とした正多角形状の前記底壁部と、
該底壁部の外周縁における正多角形状の各辺の部位から運転者側の頂部に向かう略三角パネル状の側壁部を、相互に結合させてなる周壁部と、
を備えた略正多角錘形状とし、
前記各側壁部が、それぞれ、
同形状とし、かつ、前記底壁部の各角部から前記頂部までの前記側壁部相互の結合部位の長さを、等しくして配設されるとともに、
前記底壁部の辺に下底を配置させた等脚台形の台形部と、前記頂部側に頂点を設けて底辺の長さを前記台形部の上底の長さより短くした二等辺三角形の先端部と、前記台形部の上底と前記先端部の底辺とを平行とし、かつ、前記台形部の上底と前記先端部の底辺との両端付近を緩やかな曲線状に連結するように、前記台形部と前記先端部とを連結する連結部と、を備えて構成されていることを特徴とする。
本発明に係る運転席用エアバッグでは、膨張を完了させれば、底壁部の各角部から頂部に向かう膜長(稜線の長さ)が、側壁部相互の結合部位の長さであって、それぞれ、等しくなる。そのため、底壁部の各角部付近のリング部への押圧力が、平均化され、エアバッグが、運転者を受け止めても、リング部への反発荷重を平準化することができる。
したがって、本発明に係る運転席用エアバッグでは、運転者の受け止め時におけるリング部への反発荷重の平準化を図ることができて、リング部の局所的な変形を防止できる。
また、本発明に係る運転席用エアバッグでは、エアバッグの周壁部が略正多角錐形状として、底壁部の各角部から頂部に向かう膜長を、底壁部側の各角部から底壁部の中央付近までの長さ(膜長)より、長くしていることから、膨張完了時に、各角部の頂部までの長い膜長の稜線部位を上向きに膨らませようとする力によって、各角部がリング部側の下向きの押圧力を発生させ、そして、底壁部の各角部から頂部に向かう部位が、側壁部相互を結合させた結合部位として、ある程度の剛性を確保できることとなるため、その下向きの押圧力を各角部が安定して確保できることとなって、その結果、膨張完了時の底壁部の各角部付近は、リング部の上面から離れ難くなり、リバウンドも抑制可能となる。
そして、本発明に係る運転席用エアバッグでは、前記底壁部は、正方形として構成することが望ましい。
底壁部は、正三角形、正五角形、正六角形等の正方形以外の正多角形でもよいが、底壁部を正方形とすれば、エアバッグを製造するエアバッグ用基布が、周壁部を構成する4つの側壁部を、底壁部の正方形の各辺から四方に延設させた対称形として構成される。そして、4つの側壁部を相互に結合することから、計4箇所の結合代部相互の結合作業が必要となるが、結合作業当初、エアバッグ用基布を、単に、二つ折りして、隣り合う結合代部相互を重ねるように二つ折りすれば、別のもう1箇所の結合代部相互も重ねることができて、計二箇所の結合代部相互を平面的な作業で結合でき、その後、残りの二箇所の結合代部相互をそれぞれ結合すればよく、エアバッグの製造が容易となる。
さらに、本発明に係る運転席用エアバッグでは、前記側壁部の前記頂部側の結合部位間の交差角が前記各側壁部の合計として略360°となるように、前記各側壁部が、構成されていることが望ましい。
このような構成では、膨張完了時の周壁部の頂部を、凸形状を抑えた平坦状にすることができ、運転者をソフトに受け止めることができる。
本発明の一実施形態のエアバッグが搭載されるステアリングホイールの平面図である。 実施形態のエアバッグを備えたエアバッグ装置の縦断面図であり、図1のII-II部位に対応する。 実施形態のエアバッグを単体で膨張させた状態を示す概略斜視図である。 実施形態のエアバッグを単体で膨張させた状態の平面図である。 実施形態のエアバッグを単体で膨張させた状態の断面図であり、図4のV−V部位に対応する。 実施形態のエアバッグを単体で膨張させた状態の断面図であり、図4のVI−VI部位に対応する。 実施形態のエアバッグを製造するエアバッグ用基布の展開図である。 実施形態のエアバッグの変形例の搭載状態を示す。 他の実施形態のエアバッグを製造するエアバッグ用基布の展開図である。 図9に示すエアバッグを単体で膨張させた状態を示す概略斜視図である。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態の運転席用エアバッグ20は、図1,2に示すように、ステアリングホイールWに搭載されるエアバッグ装置Mに使用される。ステアリングホイールWは、ステアリングホイール本体1と、ステアリングホイール本体1の中央のボス部Bの上部に配置されるエアバッグ装置Mと、を備える。ステアリングホイール本体1は、操舵時に把持する円環状のリング部Rと、リング部Rの中央に配置されてステアリングシャフトSSに締結されるボス部Bと、ボス部Bとリング部Rとを連結する4本のスポーク部Sと、を備える。
実施形態のエアバッグ装置Mでは、特に断らない限り、上下方向は、ステアリングシャフトSSの軸方向に沿った上下方向が対応し、前後方向は、車両の直進操舵時のステアリングシャフトSSの軸方向と直交した前後方向が対応し、左右方向は、車両の直進操舵時のステアリングシャフトSSの軸方向と直交した左右方向が対応するものである。
ステアリングホイール本体1は、図2に示すように、リング部R、ボス部B、及び、スポーク部Sの各部を連結するように配置されて、アルミニウム合金等の金属製の芯金2を備える。芯金2におけるリング部Rの部位と各スポーク部Sのリング部R側の部位とには、合成樹脂製の被覆層4が被覆されている。芯金2のボス部Bの部位には、ステアリングシャフトSSを挿入させてナットN止めするための鋼製のボス3が配設されている。また、ステアリングホイール本体1の下部には、ボス部Bの下方を覆う合成樹脂製のロアカバー5が配設されている。
エアバッグ装置Mは、図2に示すように、折り畳まれて収納されるエアバッグ20、エアバッグ20に膨張用ガスGを供給するインフレーター13、折り畳んだエアバッグ20の上方を覆うエアバッグカバー17、エアバッグ20とインフレーター13とを収納保持するとともにエアバッグカバー17を保持するケース15、及び、インフレーター13とともにエアバッグ20をケース15に取り付けるためのリテーナ11、を備える。
インフレーター13は、ガス吐出口13bを備えた円柱状の本体部13aと、本体部13aから突出するフランジ部13cとを備える。ケース15は、底壁部15aと、底壁部15aの外周縁から上下方向に延びる側壁部15bと、を備える。ケース15には、芯金2にエアバッグ装置Mを取り付けるための図示しない取付ブラケットが配設されている。
リテーナ11は、エアバッグ20の後述する流入用開口23の周縁の取付座24を押えて、ケース15の底壁部15aに取り付けられる略四角環状としている。また、エアバッグカバー17は、合成樹脂製として、ケース15の側壁部15bにリベット18止めされて、収納したエアバッグ20の上方を覆うように構成され、膨張するエアバッグ20に押されて前後両側に開く2枚の扉部17aを備える。
エアバッグ20は、図3〜6に示すように、単体での膨張完了形状を略正四角錐形状として、外周壁21と、その内周面に配置される補強布40と、を備えて構成される。そして、外周壁21は、正方形の底壁部22と、底壁部22の外周縁から上方の頂部31側にかけて狭まるように延びる周壁部30と、を備える。
底壁部22の中央には、エアバッグ20内に膨張用ガスGを流入させるために、インフレーター13を挿入させる円形の流入用開口23が、形成されている。流入用開口23の周縁は、既述したように、ケース15に取り付けられる取付座24としている。取付座24には、補強布40が設けられるとともに、リテーナ11に設けられた図示しないボルトを挿通させる複数の取付孔24aが形成されている。
なお、取付座24は、リテーナ11の図示しないボルトを、取付孔24a、インフレーター13のフランジ部13cの図示しない取付孔、さらに、ケース15の底壁部15aにおける図示しない取付孔に貫通させ、ケース15の下方から、リテーナ11の図示しないボルトにナットを締結することによって、インフレーター13とともに、ケース15に取り付けられる。
底壁部22の正方形の大きさは、図1,2,4,7に示すように、ステアリングホイールWに搭載された状態で膨張した際、四隅の4つの角部25が、リング部Rを越えてリング部Rの外方に配置される形状に、設定されている。また、エアバッグ20が膨張を完了させると、底壁部22の4つの角部25が前後左右に配置されるように、エアバッグ20はステアリングホイールWに搭載されている。また、底壁部22には、余剰の膨張用ガスを排気可能なベントホール28,28が開口している。
なお、エアバッグ20を形成するエアバッグ用基布50は、図7に示すように、ポリアミドやポリエステル等の合成繊維の布帛からなるとともに、適宜、エアバッグ20の内周面側にガス漏れ防止用のコーティング層が形成されている。このエアバッグ用基布50は、底壁部22を形成する正方形の底壁構成部51と、底壁構成部51から放射状に延びて、周壁部30の各側壁部33を形成する側壁構成部54と、から構成されている。
そして、エアバッグ20の周壁部30は、頂部31から底壁部22側にかけて、相互に同形状とした略三角パネル形状の四つの側壁部33を備えて構成される。周壁部30は、膨張を完了させた際に、頂部31側で、運転者Dを受け止め、底壁部22の4つの角部25付近を、運転者Dの受け止め時にステアリングホイールWのリング部Rの上面PRで支持されることとなる。
各側壁部33は、底壁部22の正方形の各辺26に下底34bを配置させた等脚台形の台形部34と、頂部31側に頂点35aを設けた二等辺三角形の先端部35と、連結部36と、を備えて構成されている。連結部36は、台形部34の上底34aと先端部35の底辺35bとを平行にして、隣接する側壁部33相互を結合(縫製)しても、上底34aや底辺35bの両端付近が角張らないように、長さの長い上底34aと長さの短い底辺35bとを緩やかに(弧状に・曲線状に)連結するために、配設されている。そして、エアバッグ用基布50の各側壁構成部54は、幅方向の両側の縁に縫代部(結合代部)55(55a,55b,55c,55d,55e,55f,55g,55h)を設けて構成されている。そして、各側壁部33は、先端部35の頂点35aを通る各辺26の直交線COを中心線として、線対称形としている。
さらに、各先端部35は、すべての側壁部33の各先端部35の頂角TAを合計した際に、360°となるように、頂角TAを90°としている。そのため、頂部31付近が、エアバッグ20の膨張完了時、運転者Dをソフトに受け止め可能に、凸形状を抑えたリング部Rの上面PRと略平行な平坦面となるような受止面部32を構成している。
このエアバッグ20の製造は、例えば、エアバッグ用基布50の底壁構成部51の中央XOを通る前後方向の中心線CLに沿う折目を付けて二つ折りし、折目に接近して重なっている縫代部(結合代部)55a,55b相互と縫代部55e,55f相互とを縫製により結合し、その後、残りの縫代部55c,55d相互と縫代部55g,55h相互とは、それぞれ、別途、重ねて、縫製により結合し、そして、縫代部55が外側に露出しないように、流入用開口23を利用して、裏返せば、エアバッグ20を製造することができる。
なお、エアバッグ用基布50を二つ折りする際、底壁構成部51の中央XOを通る左右方向の中心線CVに沿う折目を付けて二つ折りし、折目に接近して重なっている縫代部(結合代部)55c,55d相互と縫代部55g,55h相互とを縫製により結合し、その後、残りの縫代部55a,55b相互と縫代部55e,55f相互とを、それぞれ、別途、重ねて、縫製により結合し、裏返してエアバッグ20を製造してもよい。
そして、実施形態のエアバッグ20では、各側壁部33が、それぞれ、直交線COを中心とした線対称形として、同形状としており、側壁部33の所定の縫代部55相互を縫合して形成すれば、底壁部22の各角部25から頂部31までの側壁部33相互の結合部位(結合縁、稜線、膜長)37の前後方向や左右方向の長さ寸法LH,LVが、それぞれ、等しくなる(図4〜6参照)。
ちなみに、エアバッグ用基布50には、縫合前に、予め、流入用開口23、ベントホール28、及び、補強布40を設けておく。そして、縫合前の折目を付けて折り重ねる際には、エアバッグ20の外表面側となる面相互を接触させつつ、折り重ねることとなる。なお、補強布40は、エアバッグ用基布50と同様に、可撓性を有したポリアミドやポリエステル等の合成繊維の布帛から形成されている。
上記のように製造したエアバッグ20は、流入用開口23からリテーナ11を内部に入れ、リテーナ11の図示しないボルトを取付孔24aから突出させて、折り畳む。その後、リテーナ11の図示しないボルトをケース15の底壁部15aにおける図示しない取付孔に貫通させて、折り畳んだエアバッグ20をケース15に収納するとともに、インフレーター13の本体部13aを底壁部15aの下方からケース15内に挿入させ、かつ、リテーナ11の図示しないボルトをインフレーター13のフランジ部13cの所定の取付孔に貫通させ、リテーナ11の各ボルトにナットを締結し、リベット18を利用してエアバッグカバー17をケース15に組み付ければ、エアバッグ装置Mを組み立てることができる。
エアバッグ装置Mの組み立て後には、ステアリングシャフトSSに組付済みのステアリングホイール本体1に、ケース15の所定の取付ブラケットを利用して、エアバッグ装置Mを取り付ければ、エアバッグ20を、エアバッグ装置Mとともに、車両に搭載することができる。
車両への搭載後、インフレーター13が作動して、ガス吐出口13bから膨張用ガスGが吐出されれば、エアバッグ20は、膨張して扉部17a,17aを押し開き、図1,2の二点鎖線に示すように、リング部Rの上面PRを覆って膨張を完了させることとなる。
そして、実施形態のエアバッグ20では、膨張を完了させれば、底壁部22の各角部25から頂部31に向かう前後左右の膜長(稜線の長さ寸法)LH,LVが、側壁部33相互の結合部位37の長さであって、それぞれ、等しくなる。そのため、底壁部22の各角部25付近のリング部Rへの押圧力が、平均化され、エアバッグ20が、運転者Dを受け止めても、リング部Rへの反発荷重を平準化することができる。
したがって、実施形態の運転席用エアバッグ20では、運転者Dの受け止め時におけるリング部Rへの反発荷重の平準化を図ることができて、リング部Rの局所的な変形を防止できる。
また、実施形態のエアバッグ20では、エアバッグ20の周壁部30が略正多角錐形状(実施形態では略正四角錘形状)として、底壁部22の各角部25から頂部31に向かう膜長LH,LVを、底壁部22側の各角部25から底壁部22の中央XO付近までの長さ(膜長)LSより、長くしていることから、膨張完了時に、各角部25の頂部31までの長い膜長の稜線部位(結合部位)37を上向きに膨らませようとする力によって、各角部25がリング部R側の下向きの押圧力を発生させ、そして、底壁部22の各角部25から頂部31に向かう部位(稜線部位)が、側壁部33相互を結合させた結合部位37(縫代部(結合代部)55)として、ある程度の剛性を確保できることとなるため、その下向きの押圧力を各角部25が安定して確保できることとなって、その結果、膨張完了時の底壁部22の各角部25付近は、リング部Rの上面PRから離れ難くなり、リバウンドも抑制可能となる。
そして、実施形態のエアバッグ20では、底壁部22が正方形として構成されている。
底壁部22は、正三角形、正五角形、正六角形等の正方形以外の正多角形でもよいが、底壁部22を正方形とすれば、エアバッグ20を製造するエアバッグ用基布50が、周壁部30を構成する4つの側壁部33を、底壁部22の正方形の各辺26から四方に延設させた対称形として構成される。そして、4つの側壁部33を相互に結合することから、計4箇所の縫代部(結合代部)55相互の結合作業が必要となるが、結合作業当初、エアバッグ用基布50を、単に、二つ折りして、隣り合う縫代部55,55相互を重ねるように二つ折りすれば、別のもう1箇所の縫代部55,55相互も重ねることができて、計二箇所の縫代部55,55相互を平面的な作業で結合でき、その後、残りの二箇所の縫代部55,55相互をそれぞれ結合すればよく、エアバッグ20の製造が容易となる。
さらに、実施形態のエアバッグ20では、側壁部33の頂部31側の結合部位37,37間の交差角(頂角)TAが各側壁部33の合計として略360°となるように90°として、各側壁部33が、構成されている。
そのため、実施形態では、膨張完了時に周壁部30の頂部31を、凸形状を抑えた平坦状の受止面部32とすることができ、エアバッグ20を広い受止面部32を有した截頭正四角錘形状とできて、運転者Dをソフトに受け止めることができる。
なお、実施形態では、エアバッグ20の膨張完了時、底壁部22の各角部25が、ステアリングホイールWの搭載状態として、前後左右に配置されるように、構成したが、取付座24の取付孔24aを対応させて、図8に示すエアバッグ20Aのように、底壁部22の各辺26が、前後左右に配置されて、各角部25が、実施形態のエアバッグ20から45°ずれて配置されるように、構成してもよく、各角部25の配置位置は、適宜変更することができる。
また、実施形態のエアバッグ20では、底壁部22を正方形とした略正四角錐形状(截頭正四角錘形状)とした場合を示したが、本発明のエアバッグでは、他の略正三角錘や略正五角錘等の略正多角錘形状(截頭正多角錘形状)としてもよい。例えば、図9,10に示すエアバッグ20Bのように、略正六角錘形状としてもよい。
このエアバッグ20Bは、図9に示すような底壁構成部位51Bと六つの側壁構成部位54Bとを有したエアバッグ用基布50Bから形成され、外周壁21Bを構成する底壁部22Bが、正六角形として、中央に、膨張用ガスを流入させるための円形の流入用開口23を有し、流入用開口23の周縁を、取付孔24aを有した取付座24として構成され、外周縁の六つの角部25付近をリング部Rに支持される構成としている。底壁部22Bとともに外周壁21Bを構成する周壁部30Bは、底壁部22Bの外周縁における正多角形状の各辺26の部位から運転者側の頂部31に向かう略三角パネル状の側壁部33Bを、相互に結合させてなる。
各側壁部33Bも、実施形態のエアバッグ20と同様に、底壁部22Bの正六角形の各辺26に下底34bを配置させた等脚台形の台形部34Bと、連結部36Bと、台形部34Bの上底34aと平行として長さの短い底辺35bを配置させた二等辺三角形の先端部35Bと、を備え、幅方向の両縁に縫代部(結合代部)55を設けて構成されている。連結部36Bは、エアバッグ20の連結部36と同様に、周壁部30Bが角張らないように、台形部34Bと先端部35Bとの両縁を緩やかに連結している。そして、各側壁部33Bは、先端部35Bの頂点35aを通る各辺26の直交線COを中心線として、線対称形としている。
さらに、各先端部35Bは、すべての側壁部33Bの各先端部35Bの頂角TAを合計した際に、360°となるように、頂角TAを60°としている。そのため、頂部31付近が、エアバッグ20Bの膨張完了時、運転者Dをソフトに受け止め可能に、リング部Rの上面PRと略平行な平坦面となるような受止面部32を構成している。
このエアバッグ20Bも、各側壁部33Bが、それぞれ、同形状とし、かつ、底壁部22Bの各角部25から頂部31までの側壁部33B相互の結合部位37の長さを、等しくして配設されることから、結合部位(縫合部位)37の数が多く、縫製に手間がかかる点を除いて、実施形態のエアバッグ20と同様な作用・効果を得ることができる。
20,20A,20B…(運転席用)エアバッグ、21,21B…外周壁、22,22B…底壁部、23…流入用開口、24…取付座、25…角部、26…辺、30,30B…周壁部、31…頂部、32…受止面部、33,33B…側壁部、37…結合部位・結合縁、LH…(前後方向の稜線の)長さ寸法、LV…(左右方向の稜線の)長さ寸法、W…ステアリングホイール、R…リング部、PR…(リング部の)上面。

Claims (3)

  1. 車両のステアリングホイールに搭載され、膨張完了後の運転者の受け止め時に、前記ステアリングホイールのリング部に底壁部を支持される運転席用エアバッグであって、
    膨張完了時の外周壁が、
    膨張用ガスを流入させるための流入用開口を有し、該流入用開口の周縁を取付座として構成されて、外周縁の角部付近を前記リング部に支持される構成とした正多角形状の前記底壁部と、
    該底壁部の外周縁における正多角形状の各辺の部位から運転者側の頂部に向かう略三角パネル状の側壁部を、相互に結合させてなる周壁部と、
    を備えた略正多角錘形状とし、
    前記各側壁部が、それぞれ、
    同形状とし、かつ、前記底壁部の各角部から前記頂部までの前記側壁部相互の結合部位の長さを、等しくして配設されるとともに、
    前記底壁部の辺に下底を配置させた等脚台形の台形部と、前記頂部側に頂点を設けて底辺の長さを前記台形部の上底の長さより短くした二等辺三角形の先端部と、前記台形部の上底と前記先端部の底辺とを平行とし、かつ、前記台形部の上底と前記先端部の底辺との両端付近を緩やかな曲線状に連結するように、前記台形部と前記先端部とを連結する連結部と、を備えて構成されていることを特徴とする運転席用エアバッグ。
  2. 前記底壁部が、正方形として構成されていることを特徴とする請求項1に記載の運転席用エアバッグ。
  3. 前記側壁部の前記頂部側の結合部位間の交差角が前記各側壁部の合計として略360°となるように、前記各側壁部が、構成されていることを特徴とする請求項1若しくは請求項2に記載の運転席用エアバッグ。
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