JPH02155854A - 自動車用衝撃緩和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車の前面や後面或は左右の側面に取付けら
れて、自動車が他の自動車や建物などに衝突する直前に
膨張して、衝突時の衝撃を吸収し緩和する自動車用衝撃
緩和装置に関するものである （従来の技術） 自動車の性能向上や道路交通法の改善、道路の整備など
により、自動車による交通は年々スムースになり、その
移動時間は益々短縮されて便利になっている。しかしそ
の一方、交通事故件数は減少する様子もな（、交通事故
による死傷者も一向に減らず、業界のみならず市民にと
っても憂慮すべき事態となっている。

このような交通事故から自動車自体を保護するために、
自動車の前後にはバンパが取付けられている。このバン
パは衝突時の衝撃が直接自動車のボディやシャシに及ば
ないようにするためのものであり、以前は鉄製のものが
多かったが今日ではある程度の衝撃を吸収できるウレタ
ン製パンバが主流となっている。しかしながらウレタン
製パンバが吸収し得る衝撃の度合いはご（僅かである。

そこでバンパの内部に圧縮空気を詰めてその空気圧によ
り衝突時の衝撃を吸収緩和するようにしたものや、バン
パとボディとの間にバネなどの緩衝装置を組込んで衝撃
を吸収緩和するようにした衝撃緩和バンパが開発されて
いる。この種の衝撃緩和バンパは衝撃吸収の度合いが大
きいので、（すｉ突時の衝撃が従来のバンバよりも自動
車のボディや搭乗者に及びにくいという利点がある。

また近年は一部の自動車で衝突時の搭乗者保護のために
エアバッグが採用され、高い効果があげられている。こ
のエアバックは通常はステアリングポストやダツシュボ
ード等の内部に収納されており、衝突時の衝撃が感知さ
れてから０．０２〜００３秒で膨らんで搭乗者側に飛び
出し、衝撃で座席から飛び出す搭乗者をうけて、搭乗者
がステアリングホイールやフロントグラスなどの硬い部
分にぶつからないようにするものである。

（発明が解決しようとする課題） 前記した衝撃緩和バンパは衝撃吸収力は大きくてもバン
バ自体は硬質であるため、例えば歩行者や自転車などの
軽量物に衝突するとそれらに大きな被害を与えてしまう
。そこで同衝撃緩和バンパの空気圧やバネレートを小さ
くして、同バンバが軽量物に衝突すると同バンバが変形
または移動して、その衝撃を吸収できるようにすること
が考えられるが、そのようにするとそれらの緩衝機構の
最大許容値までが小さくなり、重量物に衝突したときに
、その衝撃がボディや搭乗者に及ぶという相反する難問
があった。

またこのバンパはあ（までも衝突時の衝撃を吸収するた
めのものであり、自動車の衝突そのものを未然に防止す
ることばできない。

ｍＩ記エアバッグは搭乗者を保護することはできるが、
自動車そのものの損傷を軽減或は防止することはできな
いという難点がある。またこのエアバックも衝突時の衝
撃から搭乗者を保護することはできるが自動車の衝突そ
のものを未然に防止することはできない。

そこで本願出願人は衝突時時の衝撃を吸収緩和するだけ
でなく、場合によっては自動車の衝突そのものを未然に
防止できるようにするため、自動車のバンパにエアバッ
グを取付けた衝撃緩和貸付バンバを開発し、実用新案登
録出願した（実願昭６３−１０５５７９号）。しかしこ
の衝撃緩和貸付バンパは、エアバックに圧搾気体を供給
する場合、搭乗者が手動でスイッチを操作しなければな
らないため、エアバックが膨らむまでに時間かがかり、
瞬時に発生ずる衝突事故を未然に防止することは困難で
あった。

（発明の目的） 本発明の目的は、衝突事故が発生し易い状況になったと
きに、それを事前に検知して衝突事故を未然に防止する
か、防止できずに衝突したとしても衝突時の衝撃を十分
に緩和し、同衝撃による被害を最小限に食上めることの
可能な自動車用衝撃緩和装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の自動車用衝撃緩和装置は第１図のように、自動
車Ｃに取付けられる収納部１と、同収納部Ｉに収納され
ているエアバッグ３と、同エアバッグ３にガスＡを供給
して同バッグ３を自動車の衝突前に膨張させると共に収
納部１から突出させるエアバック用ガス発生器４と、対
象物Ｂと自動車Ｃとの距離りや相対速度Ｖなどに基づい
て演算処理して前記エアバッグ用ガス発生器４を作動さ
ぜる演算処理部６とが備えられていることを特徴とする
ものである。

（作用） 本発明の自動車用衝撃緩和装置では第１図のように、自
動車Ｃに取付けられている超音波信号受発信装置などの
センサ５から、超音波信号を発生して対象物Ｂに照射す
ると、その反射波が同センザ５によって検知され、その
旨が演算処理部６に伝送される。演算処理部６では前記
超音波信号が発生されてから前記反射波が受信されるま
での時間と超音波信号を発生した自動車の走行スピード
等のデータに基づいて演算処理されて、対象物Ｂと自動
車Ｃとの距離りや相対速度Ｖが検出される。それらが同
演算処理部６に予めインプットされている危険条件を満
たずと、処理部６からエアバッグ用ガス発生器４を動作
させるための作動信号が発生されられ、その信号に基づ
いて同発生器４が作動してガスＡを発生する。このガス
Ａはエアバッグ３内に送り込まれ、同バッグ３が膨張を
開始する。このとき同バッグ３が収納されている収納部
１の開閉蓋２が同バッグ３により押されて第２図すのよ
うに自動的或は半強制的に押し開けられ、そこから同図
Ｃのようにエアバッグ３が飛び出し、同バッグ３が十分
に膨張した状態で前記ガスＡの発生供給が自動的に停止
される。この状態で自動車Ｃがなおも対象物Ｂに接近す
ると同バッグ３が対象物Ｂに衝突し、その衝撃がエアバ
ッグ３内のガス圧によって吸収され、緩和される。

（実施例） 第１図、第２図は本発明の自動車用衝撃緩和装置の一実
施例である。

これらの図の１は収納部であり、平常時、小さく折畳ま
れたエアバッグ３を収納しておくためのものである。こ
の収納部ｌは既存のバンバの内部をくりぬいて形成して
も良く、新しく作られるバンバに形成しておくとか、バ
ンパ以外の容器に形成しておいて、自動車のバンパとか
、その他の任意の箇所に取付けられるようにしたもので
もよい。

第１図、第２図の２は収納部１の前面に設けられた開閉
蓋２である。この開閉蓋２は平常時は閉じていて、衝突
などの異常発生直前に自動的にまたは半強制的に開いて
、エアバッグ３が突出できるようにするものである。こ
の開閉蓋２は０．０２〜０．０５秒もの高速で膨らむエ
アバッグ３が突出するのに間に合うだけの速いスピード
で開くようにしである。そのためエアバッグ３が膨らむ
直前に開（ようにするか、エアバッグ３の膨らみにより
強制的に押し開かれるようにする。また開閉Ｎ２は開い
ているときにエアバッグ３の膨張及び突出が妨げられな
い形状及び構造にしておくことが必要である。

第２図ａの開閉蓋２は上下左右に開閉する四枚の開閉蓋
から構成されており、同図すのように同罪はエアバッグ
３の膨張によって半強制的に開かれるようにしである。

また平常時は同着２は図示されていない磁石などによっ
て吸引されて閉じられており、通常の走行における振動
程度では不用意に開かないようにしである。この開閉蓋
２の形状及びその開閉動作は前記以外のものであっても
良い。

前記エアバッグ３は第２図Ｃのようにその内部にガスＡ
が充填されて衝突時の衝撃を吸収緩和するクツションの
ようなものである。このエアバッグ３の素材は衝突時に
同バッグ３にかかるガスＡの高圧に十分耐え得るもので
あり、その膨張及び収納がスムースに行なわれる硬さで
ある必要がある。

このエアバッグ３はエアバック用ガス発生器４から発生
するガスＡによって非常に速い速度で膨張するため、エ
アバッグ３のガス注入口１０は膨張時に前記収納部ｌか
ら外れないように同収納部ｌに堅固に固定しておく必要
がある。また膨張したエアバッグ３が自重で垂れ下がる
ことがなく、水平になるか、やや上向きになるように同
注入口１０が広い面積にわたって収納部１に固定しであ
る。

また、エアバッグ３が高圧状態のまま対象物Ｂに衝突し
たのでは、そのときの反発が大き過ぎて衝撃を吸収する
ことができないので、エアバッグ３には第１図のように
エアダンパｌｌａ、ｌｌｂを設けて、衝撃によっである
程度ガスＡが抜けるようにすることが要求される。同図
のエアダンパ１１ａ、１１ｂは設定圧力が異なり、低速
で衝突したときには低圧設定のエアダンパｌｌａだけか
らガスＡが抜け、高速で衝突したときには高圧設定のエ
アダンパｌｌｂからもガスＡが抜けて、エアバッグ３の
高圧状態が速やかに緩和されるようにしである。

更に第１図では前記エアバッグ３の前方にサブエアバッ
グ３ａが設けられている。このサブエアバッグ３ａはエ
アバッグ３との隔壁１３に設けられた制御弁１２を通過
してガスＡが充填され、サブエアバッグ３ａ内が所定の
圧力になると向弁１２が自動的に閉じるようにしである
。このサブエアバッグ３ａには比較的低圧で気体が抜け
るエアダンパ１４が取付けられており、歩行者や自転車
などの軽量物に衝突したときの弱い衝撃がソフ１・に吸
収されるようにしである。

なお、前記エアバッグ３及びザブエアバッグ３ａをその
使用後に収納部１に収納し直して、再使用できるように
しても良い。

第１図に示す４はエアバッグ用ガス発生器であり、これ
は既存のものでもよく、それ以外のものであってもよい
。第１図のエアバック用ガス発生器４はそれを作動せる
ための作動信号が前記演算処理部６から発生されて電気
信号発信器１５により検知されると、同発生器４内のガ
ス発生剤１６が科学反応を起こしてガスＡが発生ずるよ
うにしたものである。このガス発生剤１６には例えばア
ジ化ナトリウムと過塩素酸カリウム、二酸化マンガンな
どの酸化剤を混合し、錠剤とした固バεのものが多く使
われている。ガス発生剤１６を燃焼させたときのガスＡ
は高温であるが、フィルタ及び冷却剤１７を通過する間
に冷却と燃焼残渣の捕集が行なわれ、エアバッグ用ガス
発生器４がらは清浄な低温の窒素ガスＡが噴出される。

この窒素ガスＡは第１図に示すように接続管１８を通過
してエアバッグ３に充填される。この接続管１８の出口
には制御弁１９が取付けられている。この制御弁１９は
前記ガスＡの充填時には開き、充填が完了すると自動的
に閉じられるようにしである。これにより衝突時にエア
バッグ３内のガスΔにかかる高圧が、エアバッグ用ガス
発生器４や接続管１８に及ばないようにしである。

エアバッグ用ガス発生器４の取付は位置や、接続管１８
の形状は前記以外でも良いが、同接続管１８内を通過す
るガス△の流動抵抗をできるだＧづ小さくすることが望
まれる。

第１図に示ず５は対象物Ｂと自動車Ｃとの距離Ｉ〕又は
両者の相対速度（両者が共に自動車の場合は速度差）■
を走行中に感知するセンサである。

この実施例ではセンサ５は超音波信号２０を連続的に発
信する発信部（図示されていない）と、その反射波２１
を受信する受信部（図示されていない）とから構成され
ている。この超音波信号２０には適宜の時間間隔で変調
をかけるなどして識別信号を作ると、その識別信号の反
射波２】を検知することができる。

第１図に示す６は演算処理部であり、これは前記センサ
５において検知された反射波２１が発生されてから反射
するまでの時間（反射時間）や自動車Ｃの走行速度等に
基づいて演算処理して、対象物Ｂと自動車Ｃとの間の距
離りを検出したり、前記の識別信号毎に検出される距離
りの変化を識別信号の反射時間差で割ることにより、対
象物Ｂと自動車Ｃとの相対速度を検出したりする検出部
が設けられている。

この検出は具体的には例えば次のようにして行なわれる
。

自動車Ｃの速度が５０ｋｍで、対象物Ｂとの距離りが４
００ｃｍ以下になったときに前記の距離感知を０．０１
秒毎に行なう。このとき感知する度の距離りの変化を、
感知時間間隔０．０１秒で除すれば両者の相対速度■が
演算できる。ちなみに、自動車Ｃと対象物Ｂとの間の距
離りの変化が００１秒当り２２ｃｍである場合の相対速
度Ｖは８０ｋｍとなる。ここで、エアバッグ３の膨張開
始から完了までの所要時間が００５秒であると、その時
間内に自動＠Ｃが対象物Ｂに近づく距離りは１１１ｃｍ
である。従ってこれに所定の安全率を会１加して両者間
の距離りが１３０ｃｍになったときに、演算処理部６か
らエアバッグ用ガス発生器４の作動信号が発信されるよ
うにすれば、自動車Ｃが対象物Ｂに衝突する前にエアバ
ッグ３が膨張し、収納部１から飛び出す。

このように適時間隔毎に相対速度Ｖを算出してエアバッ
ク用ガス発生器４を作動させるようにずれば、危険距離
の設定安全率を小さくすることができ、装置の精度が向
上する。

また演算処理部６は先に検出された距離りや相対速度Ｖ
に基づいてエアバッグ用ガス発生器４を作動させる必要
性があるか否かを判別し、その必要性がある場合だけ同
ガス発生器４を作動させる作動信号を発生するようにし
である。

この場合、演算処理部６に予め危険距離又は危険相対速
度などのデータをインプットしておき、現在の距離り又
は相対速度Ｖが同データを満足するか否かによって、同
ガス発生器４を作動させる必要性があるか否かが判別さ
れるようにしてもよい。具体的には、例えば次のように
する。

エアバッグ３の膨張開始から完了までの所要時間が００
５秒であり、自動車Ｃの速度が５０ｋｍのときの危険距
離を１６０ｃｍに設定しておき、演算処理部６によって
検出された距離りが同危険距離１６０ｃｍになると自動
的にエアバック用ガス発生器４が作動してエアバッグ３
が膨張するようにする。同様に自動車Ｃの速度が８０ｋ
ｍのときには前記距離りが２６０ｃｍになるとエアバッ
グ３が膨張するようにする。

なお、前記危険距離をエアバッグ３の膨張時の全長より
も短い距離りに設定すると、エアバッグ３の膨張完了前
にエアバッグ３が対象物Ｂに衝突することになるので注
意したい。

前記した距離りの検出と相対速度Ｖの検出は演算処理部
６により行なうようにしであるが、それらの検出はセン
サ５により直接行なうようにしてもよい。この場合のセ
ンサ５としては、例えば、振動波（例えば超音波）２０
とその反射波２１とのドツプラー効果による位相変化に
よって、その相対速度Ｖを検出できるようにしたものを
用いる。このようにセンサ５によって直接相対速度Ｖを
検出できるようにすれば、演算処理部６内における演算
所要時間が短くできるので、前記危険距離の設定安全率
をより一層小さくすることができるため、本発明の衝撃
緩和装置の精度が一層向上する。

なお、ここで使用される振動波２０は前記超音波以外で
も良く、場合によってはレーザービームも使用できる。

また、前記演算処理部６は第１図のように運転席内に設
けられた手動−自動切替スイッチ２２によって手動モー
ドと自動モードに切替えることができるようにしてあり
、自動モードにしておくと前記動作が自動的に行なわれ
、手動モードにしておくと手元スイッチ２３を手動操作
したときにのみ前記動作が行なわれる。前記手元スイッ
チ２３は運転時に操作し易い箇所、例えばステアリング
ポストに取付けられている。

以上の説明では本発明の衝撃緩和装置を自動車の前面バ
ンパに取付けた場合について述べたが、同衝撃緩和装置
は自動車の前面だけでな（、必要であれば自動車の後面
バンパとか、バンパ以外の側面などに取付けることもで
きる。また必要に応じて自動車の前後のバンパとか、自
動車の前バンパと側面といったように二個以上取付ける
こともできる。

また、前記演算処理部６の作動信号の発信と同時に、フ
ューエルカットなどによるエンジンブレーキや油圧操作
などによるディスクブレーキが自動的に作動して、車速
が減速されるようにすれば衝突事故の被害をより一層小
さ（することができる。

（発明の効果） 本発明の自動車用衝撃緩和装置は以下のような効果があ
る。

■、エアバッグ３内のガスにより衝突時の衝撃が十分吸
収されるため、衝突事故の被害が小さくなる。

■、走行中の自動車Ｃと対象物Ｂとの距離り又は両者の
相対速度Ｖが自動的に検出され、それらに基づいて自動
車の衝突が予知されて、衝突前に自動的にエアバッグ３
が膨張するため、衝突を未然に防止することも可能とな
り、衝突しても被害が最小限度に抑えられる。

■、エアバッグ３に送り込まれるガスＡがエアバッグ用
ガス発生器４によって発生されるので、同エアバッグ３
の膨張完了までに要する時間が１／１００秒単位と極め
て短く、−瞬のうちに発生する自動車事故に十分対応で
きる。

■、大きな衝撃力に耐える得るエアバッグ３の外側に、
小さな衝撃力を吸収するサブエアバッグ３ａを設ければ
、軽量物との衝突時の衝撃をも緩和することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車用衝撃緩和装置の一実施例を示
す説明図、第２図ａ〜Ｃは同衝撃緩和装置のエアバッグ
膨張過程の説明図である。 １は収納部 ３はエアバック ４はエアバック用ガス発生器 ６は演算処理部 Ａはガス Ｂは対象物 Ｃは自動車 りは距離 ■は相対速度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　自動車Ｃに取付けられる収納部１と、同収納部１に収
   納されているエアバッグ３と、同エアバッグ３にガスＡ
   を供給して同バッグ３を自動車の衝突前に膨張させると
   共に収納部１から突出させるエアバッグ用ガス発生器４
   と、対象物Ｂと自動車Ｃとの距離Ｄや相対速度Ｖなどに
   基づいて演算処理して前記エアバッグ用ガス発生器４を
   作動させる演算処理部６とが備えられていることを特徴
   とする自動車用衝撃緩和装置。