JP7192712B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に装備されるエアバッグ装置に係り、より詳細には、運転席用のエアバッグ装置に係る。

車両の運転席用のエアバッグ装置に於いては、典型的には、ステアリングホイール（ハンドル）の中央領域に、エアバッグが折り畳まれて収納され、車両がある程度を超える衝撃を受けると、エアバッグ内へインフレータからのガスが噴射され、運転者とハンドルとの間にエアバッグが展開される。かかるエアバッグの展開時に於ける運転者に対する衝撃を適切に緩和できるように、エアバッグの展開に関して種々の態様が提案されている。例えば、特許文献１では、車両が衝撃を受け、エアバッグが展開する際に、乗員がエアバッグの側方からその前方へ飛び出してしまうことを回避するために、乗員の真正面に向かうエアバッグの中央領域よりも先に乗員の横方向に対応するエアバッグの両側部を膨張させて、乗員の拘束性能を担保するように、エアバッグの各部分の展開のタイミングを制御する構成が提案されている。また、特許文献２では、リム部が環状ではなく、左右一対の劣弧状をなす把持部と、それらの両把持部間を連結する連結部とから成る平面視略Ｈ字状をなす異形ステアリングホイールに於いて、エアバッグが展開した状態でリム部が存在しないステアリングホイールの上部に於けるエアバッグの車両後方側（運転者側）への反力を確保するために、ステアリングホイールと運転者の間に展開する主エアバッグの他にステアリングホイールの上部に追加のエアバッグ又はその他の突出部材が展開され、運転者の主エアバッグへ付与する押力に対抗するように、車両後方側への反力を付与する構成が提案されている。

特開２００５－３４３２６７ 特開２００７－０６２４６９

車両用のエアバッグ装置のうち、上記の如き運転席正面にエアバッグが展開するエアバッグ装置（「運転席用フロンタルエアバッグ」とも称される。）に於いては、運転者の体幹とステアリングホイールとの直接的な接触を回避して、運転者の体幹に対する衝撃を緩和するべく、折り畳まれたエアバッグを収容するエアバッグモジュール（以下、「モジュール」と称する。）が、エアバッグの展開時には、ステアリングホイールと運転者の体幹との間に膨張したエアバッグが介在するようにステアリングホイールの中央領域にてステアリングシャフトの先端を覆うよう備えられる。かかる運転席用エアバッグ装置の構成に関して、運転者の体幹がステアリングホイールに近接又は接触した状態でエアバッグが展開した場合には、エアバッグの上方部分が運転者の顎下に入り込み、これにより、運転者の頭部前面にエアバッグが展開しにくくなり得ることが見いだされた。

上記の如き状況が生ずるのは、エアバッグの上部部分の膨張時に運転者の体幹が前傾していると運転者の胸部がモジュールに近接しすぎ、運転者の頭部下方がエアバッグ展開前のモジュールの上方に位置してしまっていることに因っている。そこで、適切にエアバッグが運転者の頭部正面にて展開できるようにするための手法としては、エアバッグの上部部分の膨張前に、モジュールの上方にてエアバッグの上部部分の膨張を許す空間を確保すべく、まず、エアバッグの運転者の胸部に当接することとなる部分を膨張させ、これにより、運転者の体幹をモジュールから後方へ離隔し、しかる後に、エアバッグの上部部分が膨張されるように、エアバッグの展開のタイミングを制御することが考えられる。

かくして、本発明の一つの主な課題は、車両の運転席用フロンタルエアバッグ装置に於いて、エアバッグの展開開始時に運転者の体幹が前傾していたとしても、エアバッグの上部部分がより確実に運転者の頭部前面に展開できるようにする構成を提供することである。

本発明のもう一つの課題は、上記の如き車両の運転席用フロンタルエアバッグ装置であって、エアバッグの展開開始時にエアバッグの運転者の胸部に当接することとなる部分が先に膨張して、運転者の体幹がモジュールに近接している場合には、運転者の体幹を後方へより離隔し、しかる後にエアバッグの上部部分の膨張が許されるようにエアバッグの展開のタイミングが制御される装置を提供することである。

本発明によれば、上記の課題の一つは、車両の運転席用のエアバッグ装置であって、
車両のステアリングホイールに於ける中央領域にて装備され、前記車両の運転席に運転者が着席している場合に前記ステアリングホイールよりも後方にて膨張して展開可能なエアバッグが収容されているエアバッグモジュールを含み、
前記エアバッグモジュールが、前記エアバッグの展開時に前記エアバッグの前記運転者の胸部に当接することとなる方向に前記エアバッグが膨張した後で、前記エアバッグの前記エアバッグモジュールの上方への膨張を許すよう前記エアバッグの膨張方向を制御するエアバッグ膨張制御手段を有する
装置によって達成される。

上記の装置は、車両の運転席にて、そこに着席した運転者とステアリングホイールとの間にてエアバッグが展開可能となっている運転席用フロンタルエアバッグ装置である。「エアバッグモジュール」は、折り畳まれたエアバッグと、そのエアバッグの展開時には、エアバッグ内にガスを送り込み、エアバッグを膨張させて展開できるように構成されたモジュールであり、通常の態様にて、ステアリングホイールの中央領域、即ち、ステアリングシャフトの先端を覆い、そこからスポークが放射方向に延在して、円弧状又は棒状のリムを支持する領域、に収納されるものであってよい。典型的には、エアバッグモジュールには、エアバッグ内に送入されるガスを発生するインフレータが備えられ、車両がその前後方向に設計者により適宜設定される所定の程度を超える衝撃を受けたとき、例えば、設計者により適宜設定される所定値以上の加速度がＧセンサにて検知されたとき、インフレータがエアバッグ内へガスの送出を開始し、これにより、エアバッグは、膨張して、最終的に、ステアリングホイールよりも後方にて、運転者の胸部から頭部にかけての体幹の正面（前面）を覆うように展開し、運転者の体幹への衝撃が緩和されることが期待される。

上記の如きエアバッグ装置に於いて、既に述べた如く、運転者の体幹がエアバッグモジュールの装備されたステアリングホイールに近接又は当接し、そのモジュールの上方の空間に運転者の頭部が存在している状態で、エアバッグの展開が開始され、モジュールの上方へエアバッグが膨張してしまうと、エアバッグの上部が運転者の顎下に入り込み、運転者の頭部前面にエアバッグが展開しにくくなり得る。そこで、本発明の装置に於いては、上記の如く、エアバッグの展開時に、先ず、運転者の胸部に当接することとなる方向にエアバッグが膨張し、しかる後に、エアバッグがモジュールの上方へ膨張されるようにエアバッグの膨張方向を制御するエアバッグ膨張制御手段が設けられる。かかる構成によれば、運転者の胸部に当接することとなる方向に、先に、エアバッグが膨張することによって、運転者の体幹がモジュールに近接していたとしても、そこから車両の後方へ変位され、これにより、運転者の頭部が後退して、モジュールの上方の空間がより確実に開放される。そして、モジュールの上方の空間が空いた状態で、エアバッグがモジュールの上方へ膨張することとなり、エアバッグがより確実に運転者の頭部前面に展開されることが期待される。

なお、上記の如くモジュールの上方の空間に運転者の頭部が進入する状態は、特に、ステアリングホイールが、所謂、異形ステア、例えば、通常の環状のホイールの上部領域（１Ｒ）の部分に円弧状のリムが設けられていない形状やホイールの両側部分を上方にて連結するリムが円弧状ではなく、略水平に延在している形状などの、運転者の頭部が進入可能な空間モジュールの上方を有する形状のものの場合に生じやすい。実際、本発明の発明者等によるダミー人形を用いた車両のエアバッグの展開実験によれば、ステアリングホイールが異形ステアホイールである場合に、ＯＯＰ（Out Of Position）状態（ダミー人形が前傾し、その胸部がステアリングホイールの中央領域に当接し、その顎がステアリングホイールの中央領域の上方に延在した状態）でエアバッグが展開されると、ダミー人形の頭部下部に設置された力・トルクセンサにて計測された力とトルクから算出されるダミー人形の受ける衝撃の程度を表す指標値が比較的大きくなってしまうことが見出されている。従って、上記の本発明の装置に於けるステアリングホイールは、そのような異形ステアリングホイールであってよいが、これに限定されない。

上記の装置に於いて、より具体的には、エアバッグモジュールには、エアバッグの展開時にエアバッグ内へ該エアバッグを膨張させるガスを流出するガス流出手段と、そのガス流出手段からエアバッグ内に於けるエアバッグモジュールの上方方向へのガスの流入を運転者の胸部に当接することとなる方向にエアバッグが膨張した後で許すようガス流を制御するガス流制御手段とが設けられていてよい。ガス流出手段は、この分野に於いて、エアバッグの展開時にエアバッグ内にガスを送り込むために採用されている任意の形式（ガス発生剤方式、蓄圧方式、ハイブリッド方式など）のインフレータ手段であってよい。そして、ガス流制御手段によって、エアバッグは、運転者の胸部に当接することとなる部位が先に膨張し、その後に、モジュールの上方方向へのガスの流入が許されるようになるので、運転者の体幹がモジュールに近接していたとしても、そこから車両の後方へ変位されてモジュールの上方の空間が空いた後で、エアバッグがモジュールの上方へ膨張し、運転者の頭部前面に展開できることとなる。

上記の如く、エアバッグに於いて、運転者の胸部に当接することとなる部位が膨張してからモジュールの上方へ展開する部位が膨張する態様を達成すべく、本発明の装置は、エアバッグの展開開始後、運転者の胸部に当接することとなる方向にエアバッグが膨張し、所定時間の経過した時にエアバッグのエアバッグモジュールの上方への膨張が開始されるよう構成されていてよい。上記の「所定の時間」は、実験等を通じて、適切な長さに設定可能である。また、エアバッグの展開の態様を上記の如く制御するのは、エアバッグのモジュールの上方への展開が運転者の頭部の下部又は首部により遮られず、モジュールの上方の空間を確保できる距離だけ運転者の体幹をステアリングホイール若しくはモジュールから後退させるためである。従って、本発明の装置は、エアバッグの展開開始後、ステアリングホイールから車両の後方に向かってエアバッグが運転者の胸部に当接することとなる方向に所定距離膨張してからエアバッグのエアバッグモジュールの上方への膨張が開始されるようになっていてよい。かかる「所定距離」は、実験等を通じて、適切な大きさに設定可能であり、エアバッグのモジュールの上方への膨張の開始時期（エアバッグ展開開始時からの待機時間幅）は、運転者の胸部に当接することとなる方向の「所定距離」の膨張が達成されてからモジュールの上方への膨張が開始されるように、実験等を通じて適宜決定されてよい。

実施の形態に於いて、ガス流制御手段として、エアバッグの内部に運転者の胸部に当接することとなる部分にて膨張する小エアバッグが設けられてよい。かかる小エアバッグは、具体的には、エアバッグよりも小さい寸法を有し、膨張した状態で運転者の胸部と略同程度の大きさとなるように形成されてよい。そして、装置は、エアバッグの展開時に於いては、小エアバッグが先に膨張してからエアバッグのエアバッグモジュールの上方への膨張が許されるよう構成されてよい。かかる構成によれば、エアバッグの展開時に運転者がステアリングホイールに近接していたとしても、小エアバッグの膨張により、運転者の胸部が車両後方へ押されてステアリングホイールから離隔し、エアバッグモジュールの上方の空間が空いた状態でエアバッグのモジュールの上方への膨張が開始され、かくして、エアバッグがより確実に運転者の頭部前面に展開できることとなる。

上記の如き小エアバッグが採用される構成に於いては、より詳細には、小エアバッグは、ガス流出手段から受け入れたガスをエアバッグ内に於けるエアバッグモジュールの上方空間に展開する上方部分へ流出する上方ガス流出口とエアバッグ内に於けるエアバッグモジュールの下後方空間へ流出する下後方ガス流出口を有し、更に、ガス流制御手段が上方ガス流出口又は更に下後方ガス流出口の開閉を制御するガス流出口開閉手段を有していてよい。そして、ガス流出口開閉手段により、上方ガス流出口が閉鎖された状態にあり、エアバッグ展開開始後、所定時間の経過した時に上方ガス流出口が開放されるようになっていてよい。なお、下後方ガス流出口は、エアバッグ展開開始時に開放されていてよい。ここで、エアバッグ展開開始後に上方ガス流出口が開放されるまでの「所定時間」は、実験的に設定されてよく、具体的には、上記の如く、エアバッグの展開時に運転者がステアリングホイールに近接していたとしても、小エアバッグの膨張により、運転者の胸部がステアリングホイールから車両後方へ離隔し、エアバッグモジュールの上方の空間が空いた状態となるように、エアバッグの運転者の胸部に当接することとなる部位が膨張するまでの時間に設定されてよい。かかる構成によれば、エアバッグの展開時に運転者がステアリングホイールに近接していたとしても、上方ガス流出口の開放の前に、モジュールの下後方空間にてエアバッグをより大きく膨張させて、より確実にエアバッグモジュールの上方の空間を空いた状態とすることが可能となる。また、更に、小エアバッグは、ガスをエアバッグ内に於けるエアバッグモジュールの後方空間（モジュールから見た車両後方の空間）へ流出する後方ガス流出口を有していてもよく、ガス流出口開閉手段が後方ガス流出口の開閉を制御し、ガス流出口開閉手段により、エアバッグ展開開始時に後方ガス流出口が閉鎖された状態にあり、エアバッグ展開開始後、所定時間の経過した時に後方ガス流出口が開放されるようになっていてもよい。かかる構成によれば、エアバッグモジュールの上方の空間が空いた状態となった後、速やかに、運転者の頭部前面のモジュールの上方の空間にてエアバッグが展開されることが期待される。

上記の小エアバッグに於けるガス流出口開閉手段は、任意の態様にて達成されてよい。一つの態様として、ガス流出口開閉手段は、エアバッグ展開開始時に於いてガスの流通が規制された状態にあるガス流出口（上方ガス流出口又は更に後方ガス流出口）近傍に巻装されて牽引され緊張されると対応するガス流出口を収縮してガスの流通を規制するテザーと、テザーを切断するテザー切断機とを有し、テザー切断機が、エアバッグ展開開始後、所定時間の経過した時にテザーを切断し、テザーが切断され弛緩されると、ガス流出口が開放されるよう構成されていてよい。ここで、ガスの流通を規制するとは、実質的にガスの流通が遮断された状態であってよいが、エアバッグのモジュールの上方への有意な膨張が抑制される程度に於いて、ガスの流通が許されてもよく、そのような場合も本発明の範囲に属する。

かくして、上記の本発明の装置に於いては、エアバッグの展開に際して、エアバッグ全体が一様に膨張するのではなく、エアバッグの運転者の胸部に当接する部位が先ず膨張し、しかる後に、モジュールの上方の空間へエアバッグが膨張するように、エアバッグの展開の態様が制御される。かかる構成によれば、エアバッグの展開開始時に運転者の体幹が前傾し、モジュールの上方の空間へ運転者の頭部が存在していたとしても、先ず、エアバッグの部分的な膨張によって運転者の胸部をモジュールから車両後方へ変位させ、これにより、運転者の体幹を後退させ、モジュールの上方の空間が開放され、しかる後に、エアバッグがモジュールの上方の空間へ展開することとなる。そうすると、エアバッグの上部が運転者の顎下に入り込む状態が回避され、エアバッグがより確実に運転者の頭部前面に展開されることが期待される。

本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。

図１（Ａ）は、本実施形態による車両の運席用エアバッグ装置の構成の模式図である。図１（Ｂ）は、本実施形態によるエアバッグ装置が適用される異形ステアリングホイールの模式的な正面図である。 図２（Ａ）は、本実施形態によるエアバッグ装置に於けるエアバッグの展開開始直後のガスの流れを説明する異形ステアリングホイールの模式的な正面図であり、図２（Ｂ）は、小エアバッグに設けられる、エアバッグの展開開始直後に閉鎖状態にあるガス流出口（上方、後方）の模式図である。図２（Ｃ）は、本実施形態によるエアバッグ装置に於けるエアバッグの展開開始後から所定時間の経過後のガスの流れを説明する異形ステアリングホイールの模式的な正面図であり、図２（Ｄ）は、小エアバッグに設けられる、エアバッグの展開開始後から所定時間の経過後に開放状態となったガス流出口（上方、後方）の模式図である。 図３（Ａ）は、小エアバッグに設けられるガス流出口（上方、後方）を閉鎖するテザーを切断するテザーカッターの模式的な斜視図であり、図３（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、ガス流出口（上方、後方）を閉鎖するテザーの切断前、切断後のテザーカッターの模式的な上面図である。 図４（Ａ）、（Ｂ）は、小エアバッグの他の実施形態の模式的な平面図である。 図５は、エアバッグ展開のタイムチャートである。 図６（Ａ）は、異形ステアリングホイールに適用された本実施形態によるエアバッグ装置のエアバッグ展開前の状態の模式的な側面図である。図に於いて、ダミー人形はＯＯＰ状態に配置されている。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の状態からエアバッグの展開が開始され、小エアバッグが膨張した状態の模式的な側面図である。図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）の状態からエアバッグの下方部分（モジュールの下後方）が膨張し始めた状態の模式的な側面図である。 図７（Ａ）は、図６（Ｃ）の状態からエアバッグの後方部分及び上方部分が膨張し始めた状態の模式的な側面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の状態からエアバッグ全体が展開した状態の模式的な側面図である。

１…エアバッグ装置
１ａ…ステアリングシャフト
２…ステアリングホイール
２ａ…スポーク
３…エアバッグモジュール（ステアリングホイールの中央領域）
４…エアバッグ（メイン）
５…インフレータ
６…小エアバッグ
７…テザーカッター
８…下後方ガス流出口
９…上方ガス流出口
１０…後方ガス流出口
１１…テザー
２０…カッター筐体
２０ａ…カッター溝
２１…シリンダ
２１ａ…ピストン
２２…制御信号線
２３…カッター刃
Ｄ…ダミー人形
Ｓ…モジュール上方空間

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。

装置の構成
図１（Ａ）を参照して、本実施形態によるエアバッグ装置１に於いては、通常の運転席用フロンタルエアバッグ装置の場合と同様に、車両のステアリング装置のステアリングホイール２の略中央領域、即ち、ステアリングシャフト１ａの先端付近にて、それを覆うように、エアバッグを収納したエアバッグモジュール３が備えられる。エアバッグモジュール３には、通常の態様であってよい運転者の腹部から頭部にかけての体幹の正面に膨張して展開可能なエアバッグ（メイン）４が折り畳まれて収納され、エアバッグ４を膨張させるためのガスを発生するインフレータ５がエアバッグモジュール３の底面（図では、左後方に延在する面）に装備される。インフレータ５は、エアバッグ４内へ送出されるガスを、着火制御装置からの制御指令（ガス発生）に応答して、ガス発生剤方式、蓄圧方式、ハイブリッド方式などの任意の形式にて噴出するものであってよい。着火制御装置は、車両の前後Ｇを検出するＧセンサの出力を受容し、Ｇセンサの出力により車両が所定値を超える前後方向加速度を受けたことを検知すると、インフレータ５に対して、ガス発生の制御指令を発するよう構成される。更に、本実施形態のエアバッグ装置に於いては、後に説明されるように、エアバッグの膨張方向を制御するエアバッグ膨張制御手段として、エアバッグ４の内部に、より小さい寸法の小エアバッグ６が設けられ、インフレータ５からのガスは、先ず、小エアバッグ６へ送出され、しかる後に、小エアバッグ６に設けられたガス流出口からエアバッグ４の内部へ流出するようになっていてよい。特に、小エアバッグ６の上方又は更に側部に設けられた上方ガス流出口、後方ガス流出口は、エアバッグの展開前から展開初期に於いては、後述の如く、テザーを用いて実質的に閉鎖されており、着火制御装置から制御指令（ガス発生）の後に所定時間が経過すると発せられる制御指令（テザー切断）に応答してテザーカッター７によってテザーが切断されることにより開放されるようになっていてよい。

なお、「発明の概要」の欄で述べた如く、本実施形態のエアバッグ装置は、運転者の体幹が前傾していたとしても、エアバッグの上部部分がより確実に運転者の頭部前面に展開できるようにする構成であるところ、特に、ステアリングホイール２が、異形ステアリングホイールである場合、即ち、図１（Ｂ）に模式的に描かれている如く、その向きが直進方向となっている状態にて、点線にて示されている環状構造の上方の部分２ｂ（１Ｒと称される。）が無いか、有っても、下方に偏移し、エアバッグモジュール３の両側から下方に亙る領域のみ、リム２ｃを有する形状である場合に、エアバッグモジュール３の上方の空間に前傾した運転者の頭部が進入しやすく、そのような構成に於いて、後に説明される態様に於ける本実施形態の利点がより有利に生かされることとなる。かくして、本実施形態のエアバッグ装置が適用されるステアリングホイール２は、異形ステアリングホイールであってよい。

エアバッグ膨張制御手段の構成と作動
上記の本実施形態のエアバッグ装置では、「発明の概要」の欄でも述べた如く、エアバッグ４は、先ず、運転者の胸部に当接することとなる方向に膨張し、しかる後に、モジュール３の上方へ膨張されるように、膨張の方向が制御される。かかるエアバッグ４の膨張方向の制御手段として、本実施形態では、特に、上記の如く、袋状のエアバッグ４の内部に装入されたもう一つの袋状の小エアバッグ６へインフレータ５からのガスを送出して小エアバッグ６を膨張し、しかる後、小エアバッグ６からエアバッグ４の内部へのガス流の流れを経時的に制御する構成（ガス流制御手段）が採用される。

より具体的には、図２に描かれている如く、小エアバッグ６に於いて、その内部のガスを、それぞれ、下方（モジュール３から見て下後方）へ放出する下後方ガス流出口８と、上方へ放出する上方ガス流出口９と、側方（モジュール３から見て後方）へ放出する後方ガス流出口１０とが設けられる。特に、図２（Ａ）に示されている如く、上方ガス流出口９と後方ガス流出口１０とは、エアバッグの展開前及び展開初期に於いては、ガスの流通を遮断すべく、実質的に閉鎖された状態とされる。かかるガス流出口９、１０の閉鎖は、例えば、図２（Ｂ）の如く、ガス流出口９、１０の周方向に沿ってテザー１１を巻装し、かかるテザー１１を牽引（Ｔ）することでガス流出口９、１０の周囲が絞り込まれ、開口部分（流出口の周縁）が有意なガスの流通が遮断される程度まで収縮されるようになっていてよい。また、テザー１１のガス流出口９、１０とは反対側の端は、テザーカッター７等を経由して牽引された状態に保持されてよい。そして、図２（Ｃ）の如く、ガス流出口９、１０を開放するときには、テザーカッター７に於いて、テザー１１が切断されるなどして、テザー１１が弛緩されて、ガス流出口９、１０の周囲が緩められ、図２（Ｄ）の如く、有意なガスの流通を許す程度に開口部分が拡大されるようになっていてよい。

図２の如く、初めにテザー１１を緊張して、ガス流出口９、１０を収縮して閉鎖し、テザー１１を弛緩することで、ガス流出口９、１０を開放する構成は、テザー１１の緊張と弛緩を適宜制御することのできる任意の機構を用いて実現されてよい。一つの形態に於いては、既に触れた如く、ガス流出口９、１０に巻装されたテザー１１を、テザーカッター７を経由して保持して、緊張させ、その後、しかるべき時点で、テザーカッター７がテザー１１を切断し、テザー１１が弛緩されるようになっていてよい。例えば、テザーカッター７は、図３（Ａ）に模式的に描かれている如く、筐体２０に於いて、テザー１１が通される溝２０ａと、先端に刃２３が設けられたシリンダ２１－ピストン２１ａを受容する孔２０ｂとを有する構成されていてよい。ここに於いて、エアバッグの展開前から展開初期までは、図３（Ｂ）の如く、シリンダ２１－ピストン２１ａが収縮した状態にあり、刃２３が溝２０ａから後退した位置に保持され、テザー１１は、溝２０ａに通された状態で緊張された状態で保持される。そして、シリンダ２１－ピストン２１ａの内部には火薬等が仕込まれており、信号線２１を通じて、着火制御装置からの制御指令がシリンダ２１へ与えられると、シリンダ２１－ピストン２１ａ内の火薬が着火し、これにより、ピストン２１ａが伸長して、その先端の刃２３が溝２０ａ内へ進入し、そこにあるテザー１１が切断され、かくして、テザー１１が弛緩されるようになっていてよい。

なお、上記の小エアバッグ６の下後方ガス流出口８は、エアバッグの展開前からガスが流通可能な状態に開放されていてよい。その場合、インフレータ５のガスの放出開始後、小エアバッグ６の膨張と共に、エアバッグ４の下方部分にもガスが流入してかかるエアバッグ４の下方部分も膨張されることとなり、これにより、運転者の体幹をより確実に後方へ変位させることが可能となる。或いは、別の態様として、下後方ガス流出口８にも上記の如き開口部分を収縮し閉鎖する機構が設けられ、小エアバッグ６の膨張後、適時開放されるようになっていてもよい。

上記の小エアバッグ６は、典型的には、膨張した状態で、上下方向が運転者の胸部領域の上下方向の大きさに対応する程度の大きさであり、車両の後部方向に於いては、運転者の頭部がエアバッグモジュール３の上方空間から後方へ確実に外れる程度に運転者の胸部をエアバッグモジュール３から離隔させられる大きさに形成されてよい。作動に於いては、インフレータ５のガスの放出が開始されると、図２（Ａ）の如く、ガスは、小エアバッグ６を膨張し、また、下後方ガス流出口８が開放されている場合には、ガスａは、エアバッグ４の下方部分にも流入し、かかる部分を膨張する。しかる後、所定時間Δｔが経過して、小エアバッグ６が、運転者の胸部を後方へ推し、運転者の頭部がエアバッグモジュール３の上方空間から後方へ確実に外れた状態となる程度に運転者の胸部をエアバッグモジュール３から離隔する所定距離ほど膨張した時点で、図２（Ｂ）の如く、（テザーカッター７が作動されるなどして）ガス流出口９、１０も開放され、かくして、エアバッグ４の後方部分と上方部分にもガスａが流入し、これらの部分も膨張を開始することとなる。

小エアバッグ６は、それ自身又は更にエアバッグ４の下方部分の膨張後にエアバッグ上方部分の膨張を開始できる構成であれば、任意の構成であってよい。例えば、図４（Ａ）の如く、小エアバッグ６の上方に複数のガス放出口９ａ、９ｂが設けられ、下方に一つのガス放出口８が設けられた構成や、図４（Ｂ）の如く、小エアバッグ６の上方に一つのガス放出口９が設けられ、下方に複数のガス放出口８が設けられた構成であり、上方のガス放出口が初めは閉鎖された状態にあり、所定時間Δｔの経過後に開放され、ガスを放出できるようになっていてもよい。

装置の作動
図５～７を参照して、本実施形態の作動に於いては、Ｇセンサの出力を参照して着火制御装置にて車両に所定値を超える前後加速度がかかったことが検知されると、エアバッグ装置が作動開始される。この時点で、図６（Ａ）のダミー人形Ｄの如く、運転者が前傾して、その胸部がステアリングホイール２に当接するほど接近していると（ＯＯＰ状態）、運転者の頭部は、エアバッグモジュール３の上方空間に進入しやすくなり（特に、上記の如き異形ステアリングホイールの場合には、運転者の顎がエアバッグモジュール３の直上に位置することもあり得る。）、この状態で、エアバッグをその上方部分でも膨張すると、エアバッグは運転者の顎下に入り、運転者の頭部前面（顔面）にて展開しづらくなってしまう。そこで、本実施形態では、既に触れた如く、エアバッグの展開開始直後には、エアバッグ４の上方部分を膨張させずに、小エアバッグ６又は更にエアバッグ４の下方部分を膨張させ、しかる後、所定時間が経過したとき、具体的には、図６（Ａ）の如く運転者の体幹がエアバッグモジュール３に近接していたとしても、膨張した小エアバッグ６又は更にエアバッグ４の下方部分によって、運転者の体幹がエアバッグモジュール３から離隔され、運転者の頭部がエアバッグモジュール３の上方空間から外れる程度になってから、エアバッグの上方部分の膨張が開始される。

かくして、エアバッグは以下の如く展開される。まず、Ｇセンサの出力Ｇが所定値Ｇｏを超えると、着火制御装置からインフレータ５へガス発生の制御指令が与えられ、インフレータ５は、これに応答して、小エアバッグ６へガスを送出し始め、図６（Ｂ）の如く、エアバッグ４の運転者の胸部に当接することとなる部分が小エアバッグ６と共に膨張する。また、小エアバッグ６の下後方ガス流出口８が開放され、エアバッグ４の下方部分も膨張し始めるようになっていてよい。そうすると、これらの部分の膨張により、運転者の体幹がエアバッグモジュール３に近接していたとしても、運転者の胸部又は更に腹部が後方へ推され、これと共に運転者の頭部が後退し、図６（Ｃ）の如く、エアバッグモジュール３の上方空間Ｓがより確実に空くこととなる。この状態に於いて、エアバッグ４の上方部分が膨張すると、運転者頭部前面に展開できることとなるので、小エアバッグ６の上方ガス流出口９又は更に後方ガス流出口１０を開放するための制御指令が着火制御装置からテザーカッター７へ与えられる（図５）。ここに於いて、最初のインフレータ５へのガス発生の制御指令から小エアバッグ６の上方ガス流出口９又は更に後方ガス流出口１０の開放の制御指令までの所定時間Δｔは、実験等を通じて適当な値に決定されてよい。具体的には、所定時間Δｔは、小エアバッグ６へのガスの送出開始から小エアバッグ６が所定距離、即ち、運転者の体幹がエアバッグモジュール３に近接していた場合に運転者の頭部がエアバッグモジュール３の上方空間から外れる程度に運転者の胸部を変位させる距離だけ車両後方に膨張するまでの時間等に設定されてよい。

そして、小エアバッグ６の上方ガス流出口９又は更に後方ガス流出口１０からガスがエアバッグ４の上方部分と後方部分とに流出されると、これらの部分が運転者の顎下に入り込むことなく膨張し、かくして、図７（Ａ）、（Ｂ）に描かれている如く、エアバッグ４が、運転者頭部前面を含む運転者の体幹上部の全体に亙って、より確実に展開されることとなる。

かくして、本実施形態によれば、エアバッグの展開に際して、エアバッグの展開開始時に運転者の体幹が前傾し、モジュールの上方の空間へ運転者の頭部が存在していたとしても、エアバッグ全体が一様に膨張するのではなく、エアバッグの運転者の胸部に当接する部位が先ず膨張し、運転者の胸部をモジュールから車両後方へ変位させ、これにより、運転者の体幹を後退させ、モジュールの上方の空間が開放され、しかる後に、モジュールの上方の空間へエアバッグが膨張するので、エアバッグがモジュールの上方の空間へより確実に展開できることとなる。また、上記の如く、エアバッグの運転者の胸部に当接する部位が先に膨張することで、ステアリングホイールと運転者の体幹との間に空間が確保され、その空間にてエアバッグが先ず膨らむことで、エアバッグの内圧は、ステアリングホイールと運転者の体幹との間に空間がない場合に比して相対的に低くなり、その分、エアバッグが上方に展開するときの膨張圧が相対的に抑えられるので、運転者への衝撃が緩和される点でも有利である。

以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。

Claims (7)

1. 車両の運転席用のエアバッグ装置であって、
   車両のステアリングホイールに於ける中央領域にて装備され、前記車両の運転席に運転者が着席している場合に前記ステアリングホイールよりも後方にて膨張して展開可能なエアバッグが収容されているエアバッグモジュールを含み、
   前記エアバッグモジュールが、前記エアバッグの展開時に前記エアバッグの前記運転者の胸部に当接することとなる方向に前記エアバッグが膨張した後で、前記エアバッグの前記エアバッグモジュールの上方への膨張を許すよう前記エアバッグの膨張方向を制御するエアバッグ膨張制御手段を有し、
   前記エアバッグの内部に前記運転者の前記胸部に当接することとなる部分にて膨張する小エアバッグが設けられ、前記エアバッグの展開時に於いては、前記小エアバッグが膨張してから前記エアバッグの前記エアバッグモジュールの上方への膨張が許されるよう構成され、
   前記小エアバッグが前記ガス流出手段から受け入れたガスを前記エアバッグ内に於ける前記エアバッグモジュールの上方空間に展開する上方部分へ流出する上方ガス流出口と前記エアバッグ内に於ける前記エアバッグモジュールの下後方空間へ流出する下後方ガス流出口を有し、前記ガス流制御手段が前記上方ガス流出口の開閉を制御するガス流出口開閉手段を有し、前記ガス流出口開閉手段により、前記上方ガス流出口が閉鎖された状態にあり、前記エアバッグ展開開始後、所定時間の経過した時に前記上方ガス流出口が開放される装置。
2. 請求項１の装置であって、前記ステアリングホイールが前記エアバッグモジュールの上方に前記運転者の頭部が進入可能な空間を有する異形ステアリングホイールである装置。
3. 請求項１又は２の装置であって、前記エアバッグモジュールが、前記エアバッグの展開時に前記エアバッグ内へ該エアバッグを膨張させるガスを流出するガス流出手段と、前記ガス流出手段から前記エアバッグ内に於ける前記エアバッグモジュールの上方方向へのガスの流入を前記運転者の胸部に当接することとなる方向に前記エアバッグが膨張した後で許すようガス流を制御するガス流制御手段とを有する装置。
4. 請求項１の装置であって、前記小エアバッグが更に前記ガスを前記エアバッグ内に於ける前記エアバッグモジュールの後方空間へ流出する後方ガス流出口を有し、前記ガス流出口開閉手段が後方ガス流出口の開閉を制御し、前記ガス流出口開閉手段により、前記エアバッグ展開開始時に前記後方ガス流出口が閉鎖された状態にあり、前記エアバッグ展開開始後、所定時間の経過した時に前記後方ガス流出口が開放される装置。
5. 請求項１又は４の装置であって、前記ガス流出口開閉手段が、前記エアバッグ展開開始時に於いてガスの流通が規制された状態にある前記ガス流出口近傍に巻装されて牽引され緊張されると対応する前記ガス流出口を収縮してガスの流通を規制するテザーと、前記テザーを切断するテザー切断機とを有し、前記テザー切断機が、前記エアバッグ展開開始後、所定時間の経過した時に前記テザーを切断し、前記テザーが切断され弛緩されると、前記ガス流出口が開放されるよう構成されている装置。
6. 請求項１の装置であって、前記エアバッグの展開開始後、前記運転者の胸部に当接することとなる方向に前記エアバッグが膨張し、所定時間の経過した時に前記エアバッグの前記エアバッグモジュールの上方への膨張が開始される装置。
7. 請求項１の装置であって、前記エアバッグの展開開始後、前記ステアリングホイールから前記車両の後方に向かって前記エアバッグが運転者の胸部に当接することとなる方向に所定距離膨張してから前記エアバッグの前記エアバッグモジュールの上方への膨張が開始される装置。

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