CN103857564A - 车辆用膝部安全气囊装置 - Google Patents

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Abstract

本发明能够抑制或防止对身材矮小的乘员以及中等身材的乘员的小腿施加轴向力，而且还确保了对身材高大的乘员的膝部的保护性能。本发明的车辆用膝部安全气囊装置(16)具有形成为薄型的袋状并通过供给气体而沿仪表板下部构件(14)的设计面自下而上膨胀展开的膝部安全气囊主体部(48)。膝部安全气囊主体部(48)的保护部(48B)具有能够覆盖从身材矮小的乘员(双点划线)至身材高大的乘员(单点划线)的两膝部的大小。在保护部(48B)内的上部配设有U字形的上限制部(56)，其纵向分隔部(54A)从对应于中等身材的乘员(实线)的两膝的部位朝向上侧伸出。

Description

车辆用膝部安全气囊装置
技术领域
本发明涉及一种在碰撞时保护就座乘员的两膝部的车辆用膝部安全气囊装置。
背景技术
在下述专利文献1中，公开了一种车辆用膝部安全气囊装置，设置有用于保护就座乘员的膝部前方部位和小腿部的下方膨胀部，和用于保护就座乘员的膝部上方部位的上方膨胀部，并通过一对拉带(strap)使得上方膨胀部的厚度比下方膨胀部薄，从而构成为上方膨胀部内的气体压力比下方膨胀部内的气体压力低。
根据上述结构的车辆用膝部安全气囊装置，由于设置有上方膨胀部，因而能够保护就座乘员的膝部上方部位，并且由于上方膨胀部比下方膨胀部薄而且内部压力也低，所以能够降低对就座乘员的下肢的负荷。
专利文献1：特开2004-122922号公报
专利文献2：特开2003-175793号公报
专利文献3：特开2005-186887号公报
专利文献4：特开2008-126974号公报
专利文献5：特开2009-083617号公报
专利文献6：特开2010-052457号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，根据上述现有技术，尽管通过将上方膨胀部的内部压力设定为低于下方膨胀部的内部压力，从而能够减少对就座乘员的腿部的小腿施加的轴向力(压缩力)，但希望进一步降低负荷。
另外，由于通过拉带使上方膨胀部比下方膨胀部薄，且内部压力也低，所以可能导致保护身材高大乘员的膝部的性能下降。
本发明考虑到上述事实，其目的在于提供一种车辆用膝部安全气囊装置，其能够抑制或防止对身材矮小的乘员以及中等身材的乘员的小腿施加轴向力，而且还提高了身材高大乘员的膝部的保护性能。
用于解决课题的方法
第一方案的一种车辆用膝部安全气囊装置，其具有：气体发生部，其在发生正面碰撞时或者预测到正面碰撞时动作并产生气体；膝部安全气囊主体部，其形成为薄型的袋状，且通过从所述气体发生部供给气体从而沿仪表板的下部设计面膨胀展开，具有能够覆盖从身材矮小的乘员至身材高大的乘员的两膝部的大小；和纵向分隔部，其设置在该膝部安全气囊主体部内，且沿车辆前后方向连接乘员侧基布部和仪表板侧基布部，而且从中等身材乘员的两膝部所对应的部位朝向车辆上侧延伸。
第二方案的一种车辆用膝部安全气囊装置，其中，具有：气体发生部，其在发生正面碰撞时或者预测到正面碰撞时动作并产生气体；膝部安全气囊主体部，其形成为薄型的袋状，且通过从所述气体发生部提供气体从而沿仪表板的下部设计面膨胀展开，并具有能够覆盖从身材矮小的乘员至身材高大的乘员的两膝部的大小；和纵向分隔部，其设置于该膝部安全气囊主体部内的上端部侧，且沿车辆前后方向连接乘员侧基布部和仪表板侧基布部，而且在车辆宽度方向上隔开间隔地相对配置且沿车辆上下方向延伸。
第三方案的车辆用膝部安全气囊装置，是在第一方案以及第二方案中，在所述膝部安全气囊主体部内的上部侧，具有左右一对的所述纵向分隔部和将这些纵向分隔部的下端部彼此连接并沿车辆宽度方向延伸的横向分隔部，并且配设有从乘员侧观察形成为U字形的限制部。
第四方案的车辆用膝部安全气囊装置，是在第三方案中，在所述膝部安全气囊主体部内的下部侧，配设有相对于所述横向分隔部平行配置的第2限制部。
第五方案的车辆用膝部安全气囊装置，是在第三方案以及第四方案中，在所述纵向分隔部，形成有将所述限制部的内侧区域与该纵向分隔部的外侧区域连通的连通孔，该限制部的内侧区域被设定为内部压力小于该纵向分隔部的外侧区域。
根据第一方案，正面碰撞时或者预测到正面碰撞时，从气体发生部产生气体。所产生的气体，被供给到形成为薄型的袋状的膝部安全气囊主体部内。由此，膝部安全气囊主体部沿仪表板的下部设计面膨胀展开。由于该膝部安全气囊主体部具有能够覆盖从身材矮小的乘员至身材高大的乘员的两膝部的大小，所以身材高大的乘员的两膝部也能够受到保护。
另外，在膝部安全气囊主体部内，设置有沿车辆前后方向连接乘员侧基布部和仪表板侧基布部的纵向分隔部。由于该纵向分隔部从对应于中等身材的乘员的两膝部的部位朝向车辆上侧延伸，所以设置有纵向分隔部的部分变得难以弯折。因此，中等身材的乘员或者与其相比身材更矮小的乘员的两膝部由于惯性移动而进入到膝部安全气囊主体部时，抑制或防止膝部安全气囊主体部的位于比该两膝部更靠上侧的部分倒向该等乘员的膝盖上。
根据第二方案，正面碰撞时或者预测到正面碰撞时，从气体发生部产生气体。所产生的气体，被供给形成为薄型的袋状的膝部安全气囊主体部内。由此，膝部安全气囊主体部沿仪表板的下部设计面膨胀展开。由于该膝部安全气囊主体部具有能够覆盖从身材矮小的乘员至身材高大的乘员的两膝部的大小，所以身材高大的乘员的两膝部也能够受到保护。
另外，在膝部安全气囊主体部内的上端部侧，沿车辆前后方向设置有连接乘员侧基布部和仪表板侧基布部的纵向分隔部。由于该纵向分隔部沿车辆宽度方向隔开间隔相对配置，且沿车辆上下方向延伸，所以设置有纵向分隔部的部分变得难以弯折。因此，中等身材的乘员或者与其相比身材更矮小的乘员的两膝部由于惯性移动而进入到膝部安全气囊主体部时，抑制或防止膝部安全气囊主体部的上端部侧倒在该等乘员的膝盖上。
根据第三方案，由于结构是：具有左右一对上述的纵向分隔部和将它们的下端部彼此连接的横向分隔部，并且从乘员侧观察形成为U字形的限制部配置于膝部安全气囊主体部内的上部侧，所以能够通过简单且容易制造的结构来获得上述第一方案以及第二方案的作用效果。此外，本方式的情况下，由于气体在膝部安全气囊主体部内的左右两侧朝向上方流动，还具有能够快速保护乘员的两膝部的优点。
根据第四方案，由于在膝部安全气囊主体部内的下部侧配设有第2限制部，所以能够限制配设有该第2限制部的部位的膝部安全气囊的厚度。因此，膝部安全气囊主体部在仪表板的下部设计面膨胀展开时，抑制了膝部安全气囊主体部强烈压迫乘员的小腿部。
根据第五方案，气体流经第2限制部的车辆宽度方向的两侧以及U字形的限制部的纵向分隔部的两侧，并且通过连通孔还流入限制部的内侧区域。此时，由于限制部的内侧区域被设定为内部压力小于纵向分隔部的外侧区域，所以抑制了限制部的内侧区域过度膨胀而使就座乘员的两膝部分开的所谓分腿现象。
发明效果
如上所述，第一方案以及第二方案的车辆用膝部安全气囊装置，具有如下优异的效果：能够抑制或防止对身材矮小的乘员以及中等身材的乘员的小腿施加轴向力，而且还能够确保对身材高大的乘员的膝部的保护性能。
第三方案的车辆用膝部安全气囊装置，具有如下优异的效果：成本低廉，能够抑制或防止对身材矮小的乘员以及中等身材的乘员的小腿施加轴向力，而且还能够确保对身材高大的乘员的膝部的保护性能。
第四方案的车辆用膝部安全气囊装置具有如下优异的效果：不仅能够抑制或防止作用于乘员的小腿上的轴向力，而且能够抑制或防止从车辆前方侧作用于乘员的小腿上的按压力。
根据第五方案，具有如下优异的效果：通过抑制就座乘员的两膝部的分开现象，能够进一步提高对该乘员的两膝部的保护性能。
附图说明
图1是表示本实施方式的车辆用膝部安全气囊装置动作状态的纵剖面图。
图2是按照体格表示图1所示的膝部安全气囊与就座乘员的膝部的关系的主要部分放大纵剖面图。
图3是以单体表示图2所示的膝部安全气囊的立体图。
图4是表示将图2所示的膝部安全气囊沿4-4线剖开的状态的剖面俯视图。
图5是表示将图2所示的膝部安全气囊沿5-5线剖开的状态的横剖面图。
具体实施方式
以下，使用图1～图5，对本发明的车辆用膝部安全气囊装置的一实施方式进行说明。此外，在这些图中酌情所示的箭头FR表示车辆前侧，箭头UP表示车辆上侧，箭头IN表示车辆宽度方向内侧。
如图1所示，在转向柱的转向柱盖板10的下侧配设有构成仪表板12的下部的仪表板下部构件14。本实施方式的车辆用膝部安全气囊装置16配设在该仪表板下部构件14内。
如图2所示，在仪表板下部构件14的预定位置(转向柱的转向柱盖板10的下方位置)形成有大致矩形的开口部18。另一方面，车辆用膝部安全气囊装置16主要部分由气囊模块20和气囊门22构成。
气囊模块20具有形成为大致箱体形状的金属制模块外壳24。模块外壳24被配置为开口部朝向车辆后方，通过未图示的支撑单元支撑于仪表板加强件等车身构成部件上。另外，在模块外壳24的上下的侧壁部的开口侧安装有钩形卡止部26，用于后述的气囊门22的安装。而且，在模块外壳24的底部，配设有气体发生部32，其由在正面碰撞时或者预测到正面碰撞时动作并产生气体的气体发生器28和配置在该气体发生器28周围的圆筒形扩散器30构成。
气体发生器28形成为圆筒形状。在气体发生器28的轴向一端部配设有未图示的点火引爆器(squib，点火装置)，通过通电点燃点火剂。另外，在气体发生器28的轴向另一端部，以突出状态形成有将气体喷出的气体喷出部。在扩散器30的外周部的预定位置(为周壁部的车辆后侧的部位)上形成有未图示的整流用开口部，如果从气体发生器28的气体喷出部喷出气体，则进行整流并从整流用开口部供给气体。
在上述气体发生器28的外周部的前端侧，一对双头螺栓34在气体发生器28的轴向隔开距离竖直设置。所述双头螺栓34依序贯通扩散器30、后述的膝部安全气囊38以及模块外壳24的底部。从模块外壳24的底部的背面侧螺母36螺合在双头螺栓34的贯通端部上。由此，气体发生部32以及膝部安全气囊38以收容于模块外壳24内的状态固定于模块外壳24的底部。此外，由于气体发生部32被收容于折叠状态的膝部安全气囊38内，所以在双头螺栓34上紧固有螺母36的状态下，膝部安全气囊38以被夹持的状态固定在扩散器30与模块外壳24的底部之间。
树脂制的气囊门22被嵌入在上述模块外壳24的开口部。气囊门22与仪表板下部构件14独立构成，由将形成于仪表板下部构件14的开口部18闭合的上下一对扉门部40和从所述扉门部42的背面向车辆前侧延伸出的支脚部42构成。在支脚部42上形成有能够使前述的模块外壳24的卡止部26卡止的卡止孔44。而且，在扉门部42的背面侧设定有从乘员侧观察形成为H形状的断裂预定部46，通过使所述断裂预定部46由气囊膨胀压力而裂开，一对扉门部42向上下展开。此外，虽然扉门部42是上下双开式展开，但并不局限于此，也可以向车辆上侧或车辆下侧单开式展开。
接下来，对作为本实施方式的主要部件的膝部安全气囊38的结构进行详细说明。如图2～图5所示，上述膝部安全气囊38具有通过将一片基布对折并对折线以外的外周部进行缝制从而形成为薄型的袋状的膝部安全气囊主体部48。此外，并不一定需要由一片基布来制作膝部安全气囊38，也可以通过缝制两片基布的外周部来制作膝部安全气囊。膝部安全气囊主体部48具有：在膨胀展开状态下，车辆宽度方向的尺寸逐渐缩窄到模块外壳24的外壳宽度的、形成为前端变细形状的基底部48A；和沿着仪表板下部构件14的设计面自下而上膨胀展开的、大致长方体形状的保护部48B。
如图2所示，保护部48B具有：作为承接就座乘员的两膝部的面的乘员侧基布部50；和作为被推压在仪表板下部构件14的面的仪表板侧基布部52。而且，保护部48B具有能够覆盖图2中从以双点划线表示的身材矮小的乘员(AF05)至以单点划线表示的身材高大的乘员(AM95)的两膝部的大小。此外，以实线表示的是作为标准体格的中等身材的乘员(AM50)的腿部。顺便说一下，AF05是模拟美国身材矮小的女性的假人，AM50是模拟美国标准体格的男性的假人，是当前在日本、美国、欧洲的碰撞试验中所采用的假人。另外，AM95为World SID假人，是有着比AM50体格略大的部分的假人。例如，膝盖以下的长度比AM50长。AM95虽然目前在日本的碰撞试验中未采用，但将来有可能采用。
在上述的膝部安全气囊主体部48的保护部48B内，以与膝部安全气囊主体部48相同的材料构成的上限制部54以及下限制部56配设为上下两段。上限制部54配设在保护部48B内的上部侧。另外，上限制部54由左右一对纵向分隔部54A和沿车辆宽度方向将这些纵向分隔部54A的下端部彼此连接的横向分隔部54B构成，从乘员侧观察(前视图中)形成为U字形。
左右的纵向分隔部54A，在保护部48B中从对应于中等身材的乘员(AM50)的两膝部的部位(图5的沿X线的向视部位)朝向车辆上侧延伸。换言之，左右的纵向分隔部54A，沿车辆宽度方向隔开间隔相对配置，且沿车辆上下方向延伸。另外，横向分隔部54B沿车辆宽度方向延伸。此外，本实施方式的纵向分隔部54A的上端部，虽然没有与保护部48B的上端壁58连接，但也可以连接。另外，左右的纵向分隔部54A相对于横向分隔部54B成直角设立，但也可以向保护部48B的宽度方向外侧分开预定的角度。
而且，如图5等所示，在各纵向分隔部54A，分别形成有将上限制部54的内侧区域S和纵向分隔部54A的两外侧区域K连通的连通孔60。另外，在横向分隔部54B，沿车辆宽度方向隔开预定的间隔形成有将上限制部54的内侧区域S和横向分隔部54B与下限制部56之间的区域G连通的一对连通孔62。此外，所述连通孔60、62，可以分别设置一个，也可以各设置多个。另外，区域S、K、G，实际上，是加上保护部48B的乘员侧基布部50和仪表板侧基布部52形成腔室的区域。在气体被供给的状态下，上限制部54的内侧区域S被设定为内部压力小于纵向分隔部54A的两外侧区域K。
下限制部56在保护部48B内的下部侧相对于横向分隔部54B平行配置。另外，下限制部56设定在对应于中等身材的乘员的小腿部的部位，也是对应于身材矮小的乘员的两膝部的部位。而且，在下限制部56的长度方向的中间部，形成有将下限制部56上下连通的连通孔64。
此外，上述的上限制部54相当于本发明中的“限制部”，下限制部56相当于本发明中的“第2限制部”。
(本实施方式的作用和效果)
接下来，对本实施方式的作用和效果进行说明。
发生正面碰撞时或者预测到正面碰撞时，通过未图示的安全气囊传感器检测到正面碰撞或者正面碰撞是不可避免，并向未图示的控制器输出检测信号。在控制器中基于所输入的检测信号判断是否已经发生了正面碰撞或者正面碰撞是否是不可避免的，在判断为已经发生了正面碰撞或者判断为正面碰撞是不可避免的情况下，向气体发生器28的点火引爆器(squib)通入预定的电流。由此，气体发生器28动作，产生大量的气体。产生的气体通过扩散器30整流后，供给到折叠状态的膝部安全气囊38的膝部安全气囊主体部48内。其结果是，预定的气囊膨胀压作用于气囊门22，气囊门22沿断裂预定部46破裂并向上下展开。由此，膝部安全气囊主体部48的保护部48B沿仪表板下部构件14的设计面自下而上膨胀展开。其结果是，膝部安全气囊主体部48的保护部48B在仪表板下部构件14和就座乘员的两膝部之间膨胀展开。
关于气体的流动进行补充说明，如图5所示，气体从气体发生部32供给到膝部安全气囊主体部48的基底部48A内后，避开下限制部56而分成左右两部分并上升，流过上限制部54的左右纵向分隔部54A的外侧(此时的气体通道以箭头A表示)。由此，膝部安全气囊主体部48的保护部48B的两侧部先膨胀展开。其结果是，即使是就座乘员的两膝部和仪表板下部构件14的间隙狭窄的情况下，保护部48B也能够在两者之间迅速膨胀展开并介于两者之间。而且，气体通过上限制部54的左右纵向分隔部54A的上端部和保护部48B的上端壁58的间隙，被供给到上限制部54的内侧区域S内(此时的气体通道以箭头B表示)。此时，气体从上限制部54的横向分隔部54B和下限制部56之间的区域G通过形成于横向分隔部54B的一对连通孔62，向所述区域S内供气(此时的气体通道以箭头C表示)。
此处，在本实施方式的车辆用膝部安全气囊装置16中，如图2所示，由于膝部安全气囊主体部48的保护部48B具有能够覆盖身材矮小的乘员(A F05；参照图2的双点划线)至身材高大的乘员(AM95；参照图2的单点划线)的两膝部的大小，所以身材高大的乘员的两膝部也受到保护。
另外，在膝部安全气囊主体部48内设置有沿车辆前后方向连接乘员侧基布部50和仪表板侧基布部52的纵向分隔部54A。由于该纵向分隔部54A从对应于中等身材的乘员(AM50；参照图2的实线)的两膝部的部位(图5的沿X线的向视部位)朝向车辆上侧延伸，所以设置有纵向分隔部54A的部分变得难以弯折。因此，中等身材的乘员或者与其相比身材更加矮小的乘员的两膝部通过惯性移动进入到膝部安全气囊主体部时，抑制或防止了膝部安全气囊主体部48中的位于比该两膝部更靠近上侧的部分倒入所述乘员的膝盖上。
以上，本实施方式的车辆用膝部安全气囊装置16，能够抑制或防止对身材矮小的乘员以及中等身材的乘员的小腿施加轴向力，而且还能够确保对身材高大的乘员的膝部的保护性能。
另外，本实施方式中，由于结构为：将左右一对的纵向分隔部54A和具有将它们的下端部彼此连接的横向分隔部54B且从乘员侧观察形成为U字形的上限制部54配置在膝部安全气囊主体部48的保护部48B的上部侧，所以能够以简单且容易制造的结构获得上述作用效果。其结果是，根据本实施方式，能够以低廉的成本抑制或防止对身材矮小的乘员以及中等身材的乘员的小腿施加轴向力，而且还能够确保对身材高大的乘员的膝部的保护性能。此外，在设定形成为U字形的上限制部54的情况下，由于气体在膝部安全气囊主体部48内的左右两侧朝向上方流动，所以还有能够迅速保护乘员的两膝部的优点。
而且，本实施方式中，由于在膝部安全气囊主体部48的保护部48B内的下部侧配置有直线状的下限制部56，所以能够限制配置有该下限制部56的部位的膝部安全气囊主体部48的保护部48B的厚度。因此，膝部安全气囊主体部48的保护部48B沿仪表板下部构件14的设计面膨胀展开时，抑制了膝部安全气囊主体部48强烈压迫乘员的小腿部。其结果是，根据本实施方式，不仅能够抑制或防止作用于乘员的小腿上的轴向力，而且能够抑制或防止从车辆的前侧对乘员的小腿作用的推压力。
另外，本实施方式中，气体流过下限制部56的车辆宽度方向的两侧以及U字形的上限制部54的纵向分隔部54A的两侧，并且也通过形成于上限制部54的纵向分隔部54A的连通孔60以及形成于横向分隔部54B的连通孔62，流入上限制部54的内侧区域S。此时，由于上限制部54的内侧区域S被设定为内部压力小于纵向分隔部54A的两外侧区域K，所以抑制了由于上限制部54的内侧区域S过度膨胀而使就座乘员的两膝部分开的所谓分腿现象。其结果是，根据本实施方式，能够进一步提高乘员的两膝部的保护性能。
此外，上述实施方式中，虽然是通过将从乘员侧观察形成为U字形的上限制部54设定于保护部48B内的上部侧，从而设置左右的纵向分隔部54A，但是并不局限于此，也可以通过将比膝部安全气囊主体部48的保护部48B小的、例如枕形的内袋设定在保护部48B内的上部侧，从而来设定左右的纵向分隔部。
另外，上述实施方式中，采用了不仅上限制部54而且下限制部56也配置为上下两段的构成，但并不局限于此，也可以仅使用上限制部54而取消下限制部56。进一步而言，在与本发明的关系中，上限制部56中、仅相当于左右的纵向分隔部56A的部分是必须的，而横向分隔部不是必须的。也可以采用其他的替代结构进行对应。

Claims (5)

1.一种车辆用膝部安全气囊装置，其具有：
气体发生部，其在发生正面碰撞时或者预测到正面碰撞时动作并产生气体；
膝部安全气囊主体部，其形成为薄型的袋状，且通过从所述气体发生部供给气体从而沿仪表板的下部设计面膨胀展开，并具有能够覆盖从身材矮小的乘员至身材高大的乘员的两膝部的大小；和
纵向分隔部，其设置在该膝部安全气囊主体部内，且沿车辆前后方向连接乘员侧基布部和仪表板侧基布部，而且从中等身材乘员的两膝部所对应的部位朝向车辆上侧延伸。
2.一种车辆用膝部安全气囊装置，其具有：
气体发生部，其在发生正面碰撞时或者预测到正面碰撞时动作并产生气体；
膝部安全气囊主体部，其形成为薄型的袋状，且通过从所述气体发生部供给气体从而沿仪表板的下部设计面膨胀展开，并具有能够覆盖从身材矮小的乘员至身材高大的乘员的两膝部的大小；和
纵向分隔部，其设置在该膝部安全气囊主体部内的上端部侧，且沿车辆前后方向连接乘员侧基布部和仪表板侧基布部，而且在车辆宽度方向上隔开间隔地相对配置且沿车辆上下方向延伸。
3.如权利要求1或2所述的车辆用膝部安全气囊装置，其中，
在所述膝部安全气囊主体部内的上部侧，具有：左右一对的所述纵向分隔部；和将这些纵向分隔部的下端部彼此连接并沿车辆宽度方向延伸的横向分隔部，并且配设有从乘员侧观察形成为U字形的限制部。
4.如权利要求3所述的车辆用膝部安全气囊装置，其中，
在所述膝部安全气囊主体部内的下部侧，配设有相对于所述横向分隔部平行配置的第2限制部。
5.如权利要求3或4所述的车辆用膝部安全气囊装置，其中，
在所述纵向分隔部，形成有将所述限制部的内侧区域与该纵向分隔部的外侧区域连通的连通孔，
该限制部的内侧区域被设定为内部压力小于该纵向分隔部的外侧区域。
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