CN109229051A - 前座用气囊装置及其控制方法、气囊的折叠方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种前座用气囊装置及其控制方法、气囊的折叠方法。前座用气囊装置具有：充气机，在检测到或预测到车辆的前面碰撞时进行工作而产生气体；和气囊，收纳于比前座靠车辆前方侧的部分，通过从充气机接受气体的供给而膨胀展开，并且构成为包括向与所述前座对向的位置膨胀展开的主腔体和从所述主腔体的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开的头顶用腔体。

Description

前座用气囊装置及其控制方法、气囊的折叠方法
技术领域
本发明涉及前座用气囊装置及其控制方法、气囊的折叠方法。
背景技术
在日本特开2007-216830中公开了一种根据安装于副驾驶席的儿童座椅(CRS：Child Restraint System，儿童约束系统)的安装方向来对车辆的前面碰撞时的气囊的展开进行控制的气囊展开装置。具体地说，以在儿童座椅朝前安装的情况下使气囊展开而在儿童座椅朝后安装的情况下禁止气囊的展开的方式进行控制。在日本特开平8-058522中也公开了同样的装置。
发明内容
伴随于自动行驶技术、驾驶支援技术的发展，可设想驾驶席的乘员或副驾驶席的乘员在行驶期间改变座椅的朝向。期望有一种即使在上述那样的情况下也能够维持车辆的前面碰撞时的乘员束缚性能的前座用气囊。
本发明提供一种无论前座朝前还是朝后都能够维持车辆的前面碰撞时的乘员的头部束缚性能的前座用气囊装置及其控制方法、气囊的折叠方法。
本发明的第一方案的前座用气囊装置具有：充气机，在检测到或预测到车辆的前面碰撞时进行工作而产生气体；和气囊，收纳于比前座靠车辆前方的部分，通过从所述充气机接受气体的供给而膨胀展开，并且构成为包括主腔体和头顶用腔体，所述主腔体向与所述前座对向的位置膨胀展开，所述头顶用腔体从所述主腔体的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，在比前座靠车辆前方侧的部分收纳有气囊，当检测到或预测到车辆的前面碰撞时，充气机工作而向气囊内供给气体。在此，气囊构成为包括主腔体和头顶用腔体，主腔体向与前座对向的位置膨胀展开。由此，在前座朝前的状态下发生了前面碰撞时，能够利用主腔体来束缚向车辆前方惯性移动的乘员的头部。
头顶用腔体从主腔体的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。在此，例如在前座朝后的状态(朝向后席侧的状态)下，在车辆的前面碰撞时，乘员有可能因朝向车辆前方侧的惯性力而沿着座椅靠背向斜上方惯性移动。即使在上述那样的情况下，也能够利用头顶用腔体从车辆上方束缚乘员的头部(尤其是头顶部)。在此所说的前面碰撞也包括斜碰撞、微小重叠碰撞。
在本发明的第一方案中，可以是，所述充气机与所述主腔体连接，所述前座用气囊装置还具备将所述头顶用腔体与所述主腔体分隔开的分隔部，所述分隔部具有将所述头顶用腔体与所述主腔体连通的连通孔。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，由于充气机连接于主腔体，所以在碰撞初期从充气机向主腔体供给气体，主腔体提早膨胀展开。由此，能够提高前座朝前时的乘员的头部的初始束缚力。在前座朝后的情况下，能够利用提早膨胀展开的主腔体有效地抑制座椅靠背向车辆前方倾倒。
头顶用腔体通过分隔部而与主腔体分隔开，头顶用腔体与主腔体经由形成于所述分隔部的连通孔而连通。由此，头顶用腔体晚于主腔体膨胀展开，能够直到朝后座椅的乘员沿着座椅靠背向斜上方惯性移动的定时为止维持头顶用腔体的内压。
在本发明的第一方案中，可以是，所述连通孔相对于所述气囊的车宽方向中央部左右对称地形成有多个。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，气体从主腔体向头顶用腔体左右均等地流动。由此，能够使头顶用腔体的展开行为稳定。
本发明的第一方案的前座用气囊装置可以还具有将所述主腔体的下部与所述头顶用腔体的上部连结的张紧构件，所述张紧构件的长度设定成，在所述气囊的膨胀展开状态下，张力作用于所述张紧构件。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，在气囊的膨胀展开状态下，头顶用腔体的上部被张紧构件向主腔体侧(车辆下方侧)拉拽。由此，能够提高对于向上方侧惯性移动的乘员的头顶部的束缚力。
在本发明的第一方案中，可以是，所述张紧构件构成为包括在所述气囊的膨胀展开状态下与前座对向的宽幅张紧布。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，在气囊的膨胀展开状态下宽幅张紧布与前座对向。由此，在前座朝前的状态下发生了前面碰撞时，能够在比利用主腔体束缚乘员的头部早的阶段利用宽幅张紧布束缚乘员的头部。
在本发明的第一方案中，可以是，在所述气囊的膨胀展开状态下，所述宽幅张紧布的上端部的宽度比下端部的宽度宽。
在本发明的第一方案中，可以是，所述宽幅张紧布的上端部缝合连结于所述头顶用腔体的上侧，所述宽幅张紧布的下端部缝合连结于所述主腔体的下侧。
在本发明的第一方案中，可以是，所述张紧构件构成为包括在所述气囊的膨胀展开状态下将所述主腔体及所述头顶用腔体的车宽方向端部彼此连结的左右一对窄幅张紧布。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，在气囊的膨胀展开状态下，头顶用腔体的车宽方向两端部被窄幅张紧布向主腔体侧(车辆下方侧)拉拽。由此，即使在斜碰撞、微小重叠碰撞等车辆的前面碰撞时乘员的头顶部(头部)斜着进行了惯性移动的情况下，也能够良好地束缚乘员的头顶部。
在本发明的第一方案中，可以是，所述头顶用腔体具备在膨胀展开状态下相对于所述主腔体在车宽方向上扩张的扩张部。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，在头顶用腔体设定有扩张部，所述扩张部在膨胀展开状态下相对于所述主腔体在车宽方向上扩张。由此，即使在乘员的头顶部从头顶用腔体的车宽方向中央部向左右偏离而抵接的情况下，也能够良好地束缚乘员的头顶部。
在本发明的第一方案中，可以是，所述头顶用腔体具有与外部连通的通气孔。
在本发明的第一方案的前座用气囊装置中，利用通气孔来抑制头顶用腔体的内压高过所需，能够适当地维持头顶用腔体的内压。
本发明的第二方案的前座用气囊装置的控制方法，在检测到或预测到车辆的前面碰撞时，对从所述充气机向所述气囊供给的气体的供给量进行控制，以使得在前座朝后的情况下，所述主腔体的内压比前座朝前的情况下高。
在本发明的第二方案的前座用气囊装置的控制方法中，对气体的供给量进行控制，以使得在前座朝后的情况下主腔体的内压比前座朝前的情况下高。由此，能够有效地抑制在车辆的前面碰撞时座椅靠背向车辆前方侧倾倒。另一方面，在前座朝前的情况下，主腔体的内压不会高过所需，能够以束缚乘员的头部的通常范围的内压束缚头部。
在本发明的第二方案中，可以是，所述控制包括如下步骤：在检测到或预测到所述车辆的前面碰撞时所述前座朝后的情况下，从充气机中的第一气体产生部和第二气体产生部产生气体；在检测到或预测到所述车辆的前面碰撞时所述前座朝前的情况下，从充气机中的所述第一气体产生部和所述第二气体产生部中的一方产生气体。
本发明的第三方案的气囊的折叠方法具有：第一工序，将折叠前的状态下的所述主腔体及所述头顶用腔体的左右分别以上下方向为折线折叠成波纹状；第二工序，从在所述第一工序中折叠后的状态起，将所述主腔体的上下分别以左右方向为折线向膨胀展开状态下的前座侧折叠成波纹状；以及第三工序，从在所述第二工序中折叠后的状态起，将所述头顶用腔体以左右方向为折线折叠成波纹状，或者从上端朝向下端而向膨胀展开状态下的前座侧折叠成卷状，之后，将所述头顶用腔体配置于所述主腔体之上。
在本发明的第三方案的气囊的折叠方法中，在气囊的膨胀展开时，由于从最后折叠的部分起依次解除折叠，所以在第三工序中配置于主腔体之上的头顶用腔体先行展开。由此，主腔体的膨胀展开不会受到头顶用腔体的妨碍。
本发明的第四方案的气囊的折叠方法具有：第一工序，将折叠前的状态下的所述主腔体及所述头顶用腔体的左右分别以上下方向为折线折叠成波纹状；第二工序，从在所述第一工序中折叠后的状态起，将所述主腔体从上端朝向下端而向膨胀展开状态下的前座侧呈卷状折叠并配置于充气机之上；以及第三工序，从在所述第二工序中折叠后的状态起，将所述头顶用腔体从上端朝向下端而向膨胀展开状态下的前座侧折叠成卷状，并配置于折叠成卷状的所述主腔体之上。
在本发明的第四方案的气囊的折叠方法中，在气囊的膨胀展开时，由于从最后折叠的部分起依次解除折叠，所以在第三工序中配置于主腔体之上的头顶用腔体先行展开。由此，主腔体的膨胀展开不会受到头顶用腔体的妨碍。
如以上说明那样，根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，起到无论前座朝前还是朝后都能够维持车辆的前面碰撞时的乘员的头部束缚性能这一优异的效果。
根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，还起到能够提高前座朝前的状态下的乘员的头部的初始束缚力且能够提高前座朝后的状态下的乘员的束缚力这一优异的效果。
根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，还起到能够使头顶用腔体顺利地膨胀展开这一优异的效果。
根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，还起到能够提高前座朝后的状态下的乘员的头顶部的束缚力这一优异的效果。
根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，还起到能够提早束缚前座朝前的状态下的乘员的头部这一优异的效果。
根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，还起到在前座朝后的状态下能够提高相对于斜碰撞、微小重叠碰撞等前面碰撞的乘员的头顶部的束缚力这一优异的效果。
根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，还起到能够将头顶部的束缚范围在车宽方向上扩大这一优异的效果。
根据本发明的第一方案的前座用气囊装置，还起到能够以合适的束缚力束缚乘员的头顶部这一优异的效果。
根据本发明的第二方案的前座用气囊装置的控制方法，起到无论前座朝前还是朝后都能够维持车辆的前面碰撞时的乘员的头部束缚性能这一优异的效果。
根据本发明的第三及第四方案的气囊的折叠方法，起到能够使主腔体及头顶用腔体的展开行为稳定这一优异的效果。
附图说明
本发明的例示性实施方式的特征、优点以及技术和工业上的意义将会在下面参照附图而进行描述，在附图中，相似的标号代表相似的要素。
图1是示意性地示出基于第一实施方式的前座用气囊装置的保护方案的侧视图，是驾驶席朝后时的侧视图。
图2是示意性地示出基于第一实施方式的前座用气囊装置的保护方案的侧视图，是驾驶席朝前时的侧视图。
图3是示出第一实施方式的前座用气囊装置的立体图。
图4是示出以图3的IV-IV线剖切后的状态的剖视图。
图5是示出第一实施方式的前座用气囊装置的控制方法的流程图。
图6A是用于对构成第一实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了折叠前的状态。
图6B是用于对构成第一实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了第一工序完成后的状态。
图7A是用于对构成第一实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了第三工序完成后的状态。
图7B是用于对构成第一实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了以图7A的VIIB-VIIB线剖切后的状态。
图8A是示出车辆的前面碰撞时的头部上方移动量与头部束缚力的关系的坐标图，示出了驾驶席朝后的状态下的坐标图。
图8B是示出车辆的前面碰撞时的头部上方移动量与头部束缚力的关系的坐标图，示出了驾驶席朝前的状态下的坐标图。
图9是示出第一实施方式的前座用气囊装置的变形例的立体图。
图10是示出以图9的X-X线剖切后的状态的剖视图。
图11是示意性地示出基于第二实施方式的前座用气囊装置的保护方案的侧视图，是副驾驶席朝后时的侧视图。
图12是示意性地示出基于第二实施方式的前座用气囊装置的保护方案的侧视图，是副驾驶席朝前时的侧视图。
图13是示出第二实施方式的前座用气囊装置的立体图。
图14是示出以图13的XIV-XIV线剖切后的状态的剖视图。
图15A是用于对构成第二实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了折叠前的状态。
图15B是用于对构成第二实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了第一工序完成后的状态。
图16A是用于对构成第二实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了第三工序完成后的状态。
图16B是用于对构成第二实施方式的前座用气囊装置的气囊的折叠方法进行说明的示意图，示出了以其他折叠方式折叠后的状态。
图17是示出第二实施方式的前座用气囊装置的变形例的立体图。
图18是示出以图17的XVIII-XVIII线剖切后的状态的剖视图。
具体实施方式
<第一实施方式>
关于本发明的第一实施方式的前座用气囊装置10，参照附图进行说明。各图中适当标注的箭头FR、箭头UP、箭头RH分别表示车辆100的前方向、上方向、右方向。以下，在仅使用前后、上下、左右的方向进行说明的情况下，只要没有特别说明，就表示车辆前后方向的前后、车辆上下方向的上下、朝向行进方向时的车宽方向的左右。图6A、图6B及图15A、图15B是气囊的折叠工序的说明图，将气囊膨胀展开时的上方向表示为箭头UP，将右方向表示为RH。
(驾驶席的结构)
如图1及图2所示，第一实施方式的前座用气囊装置10(以下，简称作“气囊装置10”)设置于作为前座的驾驶席102的前方。驾驶席102设置于相对于车辆100的宽度方向中央部向左侧或右侧偏移的位置，构成为包括座椅座垫102A和座椅靠背102B。
在此，第一实施方式的驾驶席102为旋转式的座椅。具体地说，驾驶席102的座椅座垫102A以能够相对于地板旋转的方式安装，在第一实施方式中，能够在乘员P朝向车辆前方的朝前和乘员P朝向车辆后方的朝后这两个位置之间旋转。
在如以上那样构成的驾驶席102的前方设置有方向盘106，在所述方向盘106的中央部的中央垫部106A搭载有气囊装置10。在驾驶席102设置有未图示的三点式的安全带装置，利用所述安全带装置的肩带及腰带来束缚乘员P。
(气囊装置的结构)
气囊装置10构成为包括充气机12和气囊14。气囊14在膨胀展开前的状态下折叠起来，与充气机12一起收纳于中央垫部106A。
充气机12固定于中央垫部106A内，具有插入到气囊14内的气体喷出部12A(参照图4)。充气机12通过工作而从设置于气体喷出部12A的多个气体喷出孔产生气体。从充气机12的气体喷出部12A向气囊14内供给气体，气囊14朝向驾驶席102膨胀展开。
作为一例，第一实施方式的充气机12为具备多个气体产生部的双充气机，具备第一气体产生部和第二气体产生部这两个气体产生部。在各气体产生部设置有点火剂，构成为第一气体产生部和第二气体产生部能够独立地产生气体。
如图3及图4所示，气囊14构成为包括主腔体16和头顶用腔体18。为了方便起见，在图3中以假想线图示出后述的宽幅张紧布20。
主腔体16例如通过将由尼龙系或聚酯系的布料形成的两张基布互相重叠并进行缝制而形成为袋状。主腔体16在从驾驶席102侧观察时为大致圆形，且从车辆侧面观察到的外形形成为将上下作为长度方向的大致椭圆状。
在此，主腔体16向与驾驶席102的座椅靠背102B的上部对向的位置膨胀展开(参照图1及图2)。主腔体16与充气机12连接。即，充气机12的气体喷出部12A插入到主腔体16。
头顶用腔体18在膨胀展开状态下设置于主腔体16的上端部，构成为从所述主腔体16的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。在第一实施方式中，如图1及图2所示，构成为从主腔体16向上方膨胀展开后的头顶用腔体18抵接于挡风玻璃108和前端缘部110。因而，头顶用腔体18沿着挡风玻璃108及前端缘部110向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。
头顶用腔体18例如通过将由尼龙系或聚酯系的布料形成的两张基布互相重叠并进行缝制而形成，头顶用腔体18的下部重叠缝制于主腔体16的上部(缝制部S1)。头顶用腔体18的在膨胀展开状态下从车辆侧面观察到的外形随着朝向车辆上方而向车辆后方弯曲。
在此，如图3及图6A所示，头顶用腔体18形成为比主腔体16宽。具体地说，在头顶用腔体18的上部的车宽方向两端部设置有比主腔体16向车宽方向扩张的扩张部18A。因而，头顶用腔体18形成为，在从正面(膨胀展开状态下的车辆后方侧)观察时，随着朝向车辆上方而逐渐变宽。
主腔体16与头顶用腔体18由分隔部16A分隔开。在第一实施方式中，由袋状的主腔体16的上部构成分隔部16A。即，主腔体16的上部作为分隔部16A发挥功能。
如图3所示，在分隔部16A形成有两个连通孔16B，主腔体16的内部空间与头顶用腔体18的内部空间经由所述连通孔16B而连通。作为一例，第一实施方式的连通孔16B相对于主腔体16(气囊14)的车宽方向中央部左右对称地各形成有一个。各连通孔16B形成为大致圆形且大小相同。
在头顶用腔体18的上部，与连通孔16B同样地形成有通气孔18B，由所述通气孔18B将头顶用腔体18的内部与外部连通。在第一实施方式中，作为一例，在头顶用腔体18的左右两个侧部形成有大致圆形的通气孔18B。
在此，主腔体16与头顶用腔体18通过作为张紧构件的宽幅张紧布20而连结。如图6A所示，宽幅张紧布20在从正面观察时形成为上侧(膨胀展开时的车辆上方侧)比下侧长的大致梯形形状，且将车辆前后方向作为厚度方向而设置。宽幅张紧布20设置于在气囊14的膨胀展开状态下与驾驶席102的座椅靠背102B对向的位置，形成为比乘员P的头部H宽。
宽幅张紧布20的下端部通过缝制部S2重叠缝制于主腔体16的下部。宽幅张紧布20的上端部通过缝制部S3重叠缝制于头顶用腔体18的上部。
在此，宽幅张紧布20的上下方向上的长度设定为在气囊14的膨胀展开状态下会有张力作用的长度。具体地说，在膨胀展开前的平坦状态下，宽幅张紧布20设定为比下侧的缝制部S2与上侧的缝制部S3之间的长度短的长度。因而，在气囊14的膨胀展开时，头顶用腔体18的上部通过宽幅张紧布20的张力而以接近主腔体16的方式向车辆下方侧变形。
(气囊装置的控制方法)
对第一实施方式的气囊装置10的控制方法进行说明。如图1及图2所示，充气机12与ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)22电连接，由所述ECU22控制充气机12的工作。
ECU22与预碰撞传感器(pre-crash sensor)、车载相机等预测碰撞的碰撞预测传感器24电连接。ECU22与检测碰撞的碰撞传感器26电连接。ECU22在基于来自所述碰撞预测传感器24及碰撞传感器26中的至少一方的信号而检测到或预测到车辆的前面碰撞时使充气机12工作。
在驾驶席102或地板设置有检测驾驶席102的方向的未图示的座椅传感器，所述座椅传感器与ECU22电连接。ECU22根据来自所述座椅传感器的输出而决定从充气机12向气囊14供给的气体的供给量。
基于图5的流程图，对决定从充气机12向气囊14供给的气体的供给量的程序进行说明。在步骤200中，判断是否检测到或预测到前面碰撞。即，判断是否从碰撞预测传感器24及碰撞传感器26中的至少一方向ECU22输入了信号。
在从碰撞预测传感器24及碰撞传感器26均没有向ECU22输入信号的情况下，直到输入信号为止进行待机(返回步骤200)。另一方面，在从碰撞预测传感器24及碰撞传感器26中的至少一方向ECU22输入了信号的情况下，移向步骤202。
在步骤202中，判断驾驶席102的朝向是否是朝后。上述的驾驶席102的朝向根据来自上述的座椅传感器的输出来判断。在驾驶席102的朝向是朝后的情况下，移向步骤204。在驾驶席102的朝向是朝前的情况下，移向步骤206。
在步骤204中，使充气机12中的两个点火剂点火，从第一气体产生部和第二气体产生部这两个气体产生部产生气体。由此，主腔体16的内压比从一个气体产生部产生了气体的情况下高。
另一方面，在步骤206中，仅使充气机12中的一个点火剂点火，仅从第一气体产生部及第二气体产生部中的一方产生气体。如上述那样，对气体的供给量进行控制以使得在驾驶席102朝后的情况下，主腔体16的内压比朝前的情况下高。在第一实施方式中，仅使一个点火剂点火时的主腔体16的内压设定为最适合束缚在车辆的前面碰撞时朝前就座的乘员的头部H的压力。
(第一实施方式的气囊的折叠方法)
使用图6A、图6B及图7A、图7B对构成第一实施方式的气囊装置10的气囊14的折叠方法进行说明。
如图6A所示，在气囊14被折叠之前的状态下，处于主腔体16及头顶用腔体18被扩展开的平坦的状态。宽幅张紧布20处于预先缝制于主腔体16及头顶用腔体18的状态，且处于伸展的状态。
从所述被折叠之前的状态起，作为第一工序，将主腔体16及头顶用腔体18的左右分别折叠成波纹状而成为图6B的状态。具体地说，以上下方向为折线，将左右分别向车辆后方侧(纸面跟前侧)折叠成波纹状。在该情况下，宽幅张紧布20处于向内侧折入的状态。在第一实施方式中，为了使在第一工序中折叠后的部分的展开提前，在折叠的状态下位于最上的部分的左右端部被折叠成朝向外侧。
作为第二工序，从在第一工序中折叠后的图6B的状态起，将主腔体16的上下分别以左右方向为折线而向车辆后方侧(纸面外侧)折叠成波纹状。
作为第三工序，从在第二工序中折叠后的状态起，将头顶用腔体18以左右方向为折线折叠成波纹状并配置于主腔体16之上。由此，成为图7A及图7B的状态。在第一实施方式中，将头顶用腔体18折叠成波纹状，但作为其他的折叠方式，也可以从上端朝向下端而向膨胀展开状态下的前座侧折叠成卷状。
通过如以上那样折叠气囊14，当从充气机12向气囊14供给气体时，主腔体16膨胀而从中央垫部106A向驾驶席102侧展开。在该情况下，由于头顶用腔体18配置于主腔体16之上，所以不会妨碍主腔体16的展开，能顺利地展开。
从主腔体16经由连通孔16B(参照图3)向头顶用腔体18供给气体，从而头顶用腔体18从主腔体16向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。
(作用及效果)
对第一实施方式的作用进行说明。
在第一实施方式的气囊装置10中，如图1所示，在检测到或预测到前面碰撞时，头顶用腔体18从主腔体16的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。在此，在驾驶席102朝后的状态下，在车辆的前面碰撞时，乘员有可能因朝向车辆前方侧的惯性力而沿着座椅靠背102B向斜上方(箭头A的方向)惯性移动。即使在上述那样的情况下，也能够利用头顶用腔体18束缚乘员的头部H(头顶部)。通过主腔体16膨胀展开，能够有效地抑制朝后的驾驶席102向车辆前方(箭头B的方向)倾倒。
在第一实施方式中，利用宽幅张紧布20将主腔体16与头顶用腔体18连结。由此，在气囊14的膨胀展开状态下，头顶用腔体18的上部被宽幅张紧布20向主腔体16侧(车辆下方侧)拉拽。尤其是，在驾驶席102朝后的状态下，宽幅张紧布20通过座椅靠背102B而弯折，所以头顶用腔体18被进一步向车辆下方侧拉拽。由此，乘员P的头顶部被头顶用腔体18从车辆上方侧覆盖，能够提高对于向上方侧惯性移动的乘员P的头部H(头顶部)的束缚力。
关于以上那样的头顶用腔体18的效果，参照图8A及图8B进行说明。图8A及图8B是表示车辆的前面碰撞时的头部上方移动量与头部束缚力的关系的坐标图，在图8A中，示出了驾驶席102朝后的状态下的实施例及比较例的关系。实施例是搭载有第一实施方式的气囊装置10的车辆，比较例是搭载有不具备头顶用腔体18及宽幅张紧布20的一般的驾驶席用气囊的车辆。
在此，观察图8A可知，在虚线所示的比较例中，与实线所示的实施例相比，头部上方移动量大。这是因为，在比较例中，由于不具备头顶用腔体18，所以在车辆的前面碰撞时沿着座椅靠背102B向斜上方惯性移动的乘员P的头部H会向上方移动至与挡风玻璃108或前端缘部110接触为止。
相对于上述的比较例，在实施例中，可知，由于能够利用头顶用腔体18提早束缚乘员P的头部H，所以与比较例相比束缚更早开始。通过利用头顶用腔体18束缚头部H，头部束缚力逐渐上升，结果可知，与比较例相比，头部束缚力的最大值小。如上所述，可知，利用头顶用腔体18维持了驾驶席102朝后时的乘员束缚性能。
另一方面，如图2所示，在驾驶席102朝前的状态下，能够利用主腔体16来束缚向车辆前方惯性移动的乘员P的头部H。尤其是，在第一实施方式中，由于在气囊14的膨胀展开时宽幅张紧布20与驾驶席102对向，所以在驾驶席102朝前的状态下的车辆的前面碰撞时，在利用主腔体16束缚乘员P之前，乘员P被宽幅张紧布20束缚。即，能够提早束缚驾驶席102朝前的状态下的乘员P的头部H。
通过利用宽幅张紧布20束缚乘员P的头部H，宽幅张紧布20受到拉拽而头顶用腔体18向主腔体16侧(车辆下方侧)变形。由此，乘员P的头部H被主腔体16及头顶用腔体18包入，能够进一步提高头部H的束缚性能。
在此，在图8B中，示出了驾驶席102朝前的状态下的实施例及比较例的关系。观察图8B可知，在实线所示的实施例中，与虚线所示的比较例相比，束缚提前开始。上述的理由在于，如上所述，在比由主腔体16束缚乘员P早的阶段，乘员P的头部H被宽幅张紧布20束缚。如以上那样，无论驾驶席102朝前还是朝后，都能够维持车辆的前面碰撞时的乘员P的头部束缚性能。
在第一实施方式中，充气机12与主腔体16连接，构成为首先从充气机12向主腔体16供给气体。由此，主腔体16提早膨胀展开，能够提高驾驶席102朝前时的乘员P的头部H的初始束缚力。
另一方面，如图1所示，在驾驶席102朝后的情况下，由主腔体16支承座椅靠背102B。在此，通过如第一实施方式那样使主腔体16提早膨胀展开，能够有效地抑制座椅靠背102B倾倒。
在第一实施方式中，如图3所示，头顶用腔体18与主腔体16由分隔部16A分隔开，构成为经由连通孔16B而连通。由此，头顶用腔体18晚于主腔体16膨胀展开，能够直到乘员P沿着座椅靠背102B向斜上方惯性移动的定时为止维持头顶用腔体18的内压。
由于连通孔16B相对于主腔体16的车宽方向中央部左右对称地各形成有一个，所以气体从主腔体16向头顶用腔体18左右均等地流动。由此，能够使头顶用腔体18的展开行为稳定，能够顺利地膨胀展开。
在第一实施方式中，如图6A所示，在头顶用腔体18的上部的车宽方向两端部设置有扩张部18A，所述扩张部18A扩张至比主腔体16靠车宽方向外侧处。由此，能够扩大乘员P的头顶部的束缚范围。因而，例如，即使在乘员P的头顶部从头顶用腔体18的车宽方向中央部向左右偏离而抵接的情况下，也能够良好地束缚乘员P的头部H。
在第一实施方式的头顶用腔体18形成有通气孔18B，头顶用腔体18的内部与外部由所述通气孔18B连通。由此，能够适当地维持头顶用腔体18的内压。
在第一实施方式中，如图5的流程图所示，在驾驶席102朝后的情况下，对向主腔体16的气体的供给量进行控制，以使得主腔体16的内压比控制驾驶席102朝前的情况下高。由此，能够利用高压的主腔体16有效地抑制在车辆的前面碰撞时座椅靠背102B向车辆前方侧倾倒。另一方面，在驾驶席102朝前的情况下，主腔体16的内压不会高过所需，能够以束缚乘员P的头部H的通常范围的内压束缚头部H。
在第一实施方式中，由于如图7A、图7B所示那样将气囊14折叠，所以配置于主腔体16之上的头顶用腔体18先行展开。由此，主腔体16的膨胀展开不会受到头顶用腔体18的妨碍。其结果，能够使主腔体16及头顶用腔体18的展开行为稳定。
在第一实施方式中，作为将主腔体16与头顶用腔体18连结的张紧构件，使用了在膨胀展开状态下与驾驶席102对向的宽幅张紧布20，但不限定于此。例如，也可以如图9及图10所示的变形例那样使用窄幅张紧布52。
如图9及图10所示，构成第一实施方式的变形例的前座用气囊装置50(以下，简称作“气囊装置50”)的气囊14构成为包括主腔体16和头顶用腔体18。主腔体16及头顶用腔体18为与图3的主腔体16及头顶用腔体18同样的构造，所以省略详细的说明。
在此，主腔体16与头顶用腔体18通过作为张紧构件的左右一对窄幅张紧布52而连结。窄幅张紧布52分别形成为宽度比宽幅张紧布20窄的长条状，由所述窄幅张紧布52将膨胀展开状态的主腔体16及头顶用腔体18的车宽方向端部彼此连结。
具体地说，车辆右侧的窄幅张紧布52的上端部52A缝制于头顶用腔体18的上部的车辆右侧端部。窄幅张紧布52的下端部52B缝制于主腔体16的下部的车辆右侧端部。车辆左侧的窄幅张紧布52与车辆右侧的窄幅张紧布52同样地分别缝制于头顶用腔体18的上部的车辆左侧端部和主腔体16的下部的车辆左侧端部。
在第一实施方式的变形例的气囊装置50中，在气囊14的膨胀展开状态下，头顶用腔体18的车宽方向两端部被窄幅张紧布52向主腔体16侧(车辆下方侧)拉拽。由此，即使在斜碰撞、微小重叠碰撞等车辆的前面碰撞时乘员P的头部H斜着进行了惯性移动的情况下，也能够良好地束缚乘员P的头部H。斜碰撞例如是指由NHTSA(National Highway TrafficSafety Administration，美国国家公路交通安全管理局)规定的来自斜前方的碰撞，作为一例，是与碰撞对方的相对角为15°且车宽方向的重叠量为35％左右的碰撞。微小重叠碰撞例如是指由IIHS(Insurance Institute for Highway Safety，美国高速公路安全保险学会)规定的与碰撞对方的车宽方向的重叠量为25％以下的碰撞，相对于作为车体骨架的前纵梁的向车宽方向外侧的碰撞属于这种碰撞。
<第二实施方式>
关于本发明的第二实施方式的前座用气囊装置60，参照图11及图12进行说明。关于与第一实施方式同样的结构，标注相同的标号，适当省略说明。
如图11及图12所示，第二实施方式的前座用气囊装置60(以下，简称作“气囊装置60”)设置于作为前座的副驾驶席104的前方。副驾驶席104设置于相对于车辆100的宽度方向中央部向与驾驶席102相反的一侧偏移的位置，构成为包括座椅座垫104A和座椅靠背104B。
与驾驶席102同样，副驾驶席104是旋转式的座椅，能够在乘员P朝向车辆前方的朝前和乘员P朝向车辆后方的朝后这两个位置之间旋转。在副驾驶席104的前方设置有仪表板112，在所述仪表板112搭载有气囊装置60。在副驾驶席104设置有未图示的三点式的安全带装置，利用所述安全带装置的肩带及腰带束缚乘员P。
(气囊装置的结构)
气囊装置60构成为包括充气机62和气囊64。气囊64在膨胀展开前的状态下折叠起来，与充气机62一起收纳于仪表板112的内部的气囊壳体113。
充气机62固定于气囊壳体113内，通过工作而产生气体。通过从充气机62向气囊64内供给气体而气囊64膨胀，气囊门112A打开从而气囊64朝向副驾驶席104膨胀展开。第二实施方式的充气机62设为与第一实施方式同样的双充气机。
如图13及图14所示，气囊64构成为包括主腔体66和头顶用腔体68。为了方便起见，在图13中以假想线图示出后述的宽幅张紧布70。
主腔体66例如通过将由尼龙系或聚酯系的布料形成的两张基布互相重叠并进行缝制而形成为袋状。膨胀展开状态的主腔体66为包括从仪表板112的上表面向后方侧延伸的导入部66A和从导入部66A的后端向下方延伸的束缚部66B的形状。所述束缚部66B以覆盖仪表板112的后表面的方式膨胀展开。主腔体66向与副驾驶席104的座椅靠背104B的上部对向的位置膨胀展开(参照图11及图12)。
头顶用腔体68在膨胀展开状态下设置于主腔体66的上端部的后表面(车辆后方侧的面)，构成为从所述主腔体66的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。
头顶用腔体68例如通过将由尼龙系或聚酯系的布料形成的两张基布互相重叠并进行缝制而形成，头顶用腔体68的端部重叠缝制于主腔体66的上端部。
在此，主腔体66与头顶用腔体68由分隔部66C分隔开。在第二实施方式中，由形成为袋状的主腔体66的上部构成分隔部66C。即，主腔体66的一部分作为分隔部66C发挥功能。
在分隔部66C形成有两个连通孔66D，主腔体66的内部空间与头顶用腔体68的内部空间经由所述连通孔66D而连通。作为一例，第二实施方式的连通孔66D相对于主腔体66(气囊64)的车宽方向中央部左右对称地各形成有一个。各连通孔66D形成为相同的大小。
在头顶用腔体68的上部形成有通气孔68A，由所述通气孔68A将头顶用腔体68的内部与外部连通。在第二实施方式中，作为一例，在头顶用腔体68的左右的两侧部形成有相同形状的通气孔68A。
主腔体66与头顶用腔体68通过作为张紧构件的宽幅张紧布70而连结。如图15A及图15B所示，宽幅张紧布70在从正面观察时形成为将上下方向(膨胀展开时的车辆上下方向)作为长度方向的矩形形状，设置于在气囊64的膨胀展开状态下与副驾驶席104的座椅靠背104B对向的位置。
如图14所示，宽幅张紧布70的下端部通过缝制部S4重叠缝制于主腔体66的下部，宽幅张紧布70的上端部通过缝制部S5重叠缝制于头顶用腔体68的上部。宽幅张紧布70的上下方向上的长度设定为在气囊64的膨胀展开状态下会有张力作用的长度。第二实施方式的宽幅张紧布70设定为比膨胀展开前的下侧的缝制部S4与上侧的缝制部S5之间的长度短的长度。因而，在气囊64的膨胀展开时，头顶用腔体68通过宽幅张紧布70的张力而向主腔体66侧(车辆下方侧)变形。
(第二实施方式的气囊的折叠方法)
使用图15A、图15B及图16A、图16B对构成第二实施方式的气囊装置60的气囊64的折叠方法进行说明。为了方便起见，在图15A中以假想线图示出宽幅张紧布70。
如图15A所示，在气囊64被折叠之前的状态下，处于主腔体66及头顶用腔体68被扩展开的平坦的状态。宽幅张紧布70为预先缝制于主腔体66及头顶用腔体68的状态，且为伸展的状态。图中的虚线66E表示将主腔体66的侧部向内侧折入时的折线，图中的虚线68B表示将头顶用腔体68的侧部向内侧折入时的折线。图中的虚线66F表示充气机62用的开口部。
从上述的平坦的状态起，作为第一工序，将主腔体66及头顶用腔体68的左右分别折叠成波纹状而成为图15B的状态。具体地说，通过以上下方向为折线将左右分别向宽幅张紧布70侧折叠多次，而折叠成波纹状。在该情况下，宽幅张紧布70处于向内侧折入的状态。
作为第二工序，从在第一工序中折叠后的图15B的状态起，将主腔体66从上端朝向下端而向膨胀展开状态下的副驾驶席104侧折叠成卷状。如图16A所示，将卷状的主腔体66配置于充气机62之上。
作为第三工序，从在第二工序中折叠后的状态起，将头顶用腔体68从上端朝向下端而向膨胀展开状态下的副驾驶席104侧折叠成卷状，并配置于折叠成卷状的主腔体66之上。
通过如以上那样折叠，当从充气机62向气囊64供给气体时，主腔体66首先膨胀而从仪表板112向副驾驶席104侧展开。在该情况下，由于头顶用腔体68配置于主腔体66之上，所以不会妨碍主腔体66的展开，能顺利地展开。
从主腔体66经由连通孔66D(参照图13)向头顶用腔体68供给气体，从而头顶用腔体68从主腔体66向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。
(作用及效果)
对第二实施方式的作用进行说明。
在第二实施方式的气囊装置60中，如图11所示，在检测到或预测到前面碰撞时，头顶用腔体68从主腔体66的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。在此，在副驾驶席104朝后的状态下，在车辆的前面碰撞时，乘员P有可能因朝向车辆前方侧的惯性力而沿着座椅靠背104B向斜上方(箭头C的方向)惯性移动。即使在上述那样的情况下，也能够利用头顶用腔体68束缚乘员P的头部H(尤其是头顶部)。通过主腔体66膨胀展开，能够有效地抑制朝后的副驾驶席104向车辆前方(箭头D的方向)倾倒。
另一方面，如图12所示，在副驾驶席104朝前的情况下，能够利用主腔体66束缚向车辆前方惯性移动的乘员P的头部H。尤其是，在第二实施方式中，由于在气囊64的膨胀展开时宽幅张紧布70与副驾驶席104对向，所以在副驾驶席104朝前的状态下的车辆的前面碰撞时，能够在利用主腔体66束缚乘员P之前利用宽幅张紧布70束缚乘员P。即，能够提早束缚副驾驶席104朝前的状态下的乘员P的头部H。
在第二实施方式中，如图16A所示，通过第三工序而配置于主腔体66之上的卷状的头顶用腔体68先行展开。由此，主腔体66的膨胀展开不会受到头顶用腔体的妨碍。其结果，能够使主腔体66及头顶用腔体68的展开行为稳定。其他效果与第一实施方式是同样的。
在第二实施方式中，如图16A所示，将主腔体66和头顶用腔体68分别独立地折叠成卷状，但不限定于此，也可以是其他折叠方式。作为其他折叠方式，存在如下的折叠方式：如图16B所示，从在第二工序中折叠后的状态起，将主腔体66及头顶用腔体68连续地折叠成波纹状。
在第二实施方式中，作为将主腔体66与头顶用腔体68连结的张紧构件，使用了在膨胀展开状态下与副驾驶席104对向的宽幅张紧布70，但不限定于此。例如，也可以如图17及图18所示的变形例那样使用窄幅张紧布82。
如图17及图18所示，构成第二实施方式的变形例的前座用气囊装置80(以下，简称作“气囊装置80”)的气囊64构成为包括主腔体66和头顶用腔体68。主腔体66及头顶用腔体68为与图13的主腔体66及头顶用腔体68同样的构造，所以省略详细的说明。
在此，主腔体66与头顶用腔体68通过作为张紧构件的左右一对窄幅张紧布82而连结。窄幅张紧布82分别形成为宽度比宽幅张紧布70窄的长条状，由所述窄幅张紧布82将膨胀展开状态的主腔体66及头顶用腔体68的车宽方向端部彼此连结。具体地说，车辆右侧的窄幅张紧布82的上端部82A重叠缝制于头顶用腔体68的上部的车辆右侧端部。窄幅张紧布82的下端部82B缝制于主腔体66的下部的车辆右侧端部。车辆左侧的窄幅张紧布82分别缝制于头顶用腔体68的上部的车辆左侧端部和主腔体66的下部的车辆左侧端部。
在第二实施方式的变形例的气囊装置80中，在气囊64的膨胀展开状态下，头顶用腔体68的车宽方向两端部被窄幅张紧布82向主腔体66侧(车辆下方侧)拉拽。由此，即使在斜碰撞、微小重叠碰撞等车辆的前面碰撞时乘员P的头部H斜着进行了惯性移动的情况下，也能够良好地束缚乘员P的头部H。
以上，虽然对本发明的第一实施方式及第二实施方式进行了说明，但本发明不限定于所述结构，当然能够在不脱离其主旨的范围内以所述结构以外的各种方案实施。例如，在所述实施方式中，利用分隔部将主腔体与头顶用腔体分隔开，但也可以形成为无分隔部的构造。也可以使用系绳等分体的构件来进行分隔。
在所述实施方式中，在分隔部形成了左右对称的连通孔，但不限定于此。关于连通孔的大小、位置，可以根据对气囊装置要求的规格等而适当变更。
在所述实施方式中，利用张紧构件(宽幅张紧布、窄幅张紧布)将主腔体与头顶用腔体连结，但不限定于此。例如，也可以为不具备将主腔体与头顶用腔体连结的张紧构件的构造。还可以为取代宽幅张紧布、窄幅张紧布而利用绳带等将主腔体与头顶用腔体连结的构造。
在所述实施方式中，使用双充气机对气囊装置进行控制，以使得在前座朝后的情况下主腔体的内压比朝前的情况下高，但不限定于此，也可以利用其他方法来调整内压。例如，也可以在主腔体设定通气孔，通过使所述通气孔开闭来调整内压。在该情况下，能够在前座朝后的情况下，通过维持将通气孔封闭的状态而使内压相对较高，在前座朝前的情况下，使通气孔开放而使内压相对较低。
在第二实施方式中，构成气囊64的主腔体66和头顶用腔体68的宽度尺寸形成为相同的大小，但不限定于此。例如，也可以在头顶用腔体68形成扩张部，构成为扩张至比主腔体66靠车宽方向外侧处。

Claims (14)

1.一种前座用气囊装置，其特征在于，具备：
充气机，在检测到或预测到车辆的前面碰撞时产生气体；和
气囊，收纳于比前座靠车辆前方侧的部分，通过从所述充气机接受气体的供给而膨胀展开，并且构成为包括主腔体和头顶用腔体，所述主腔体向与所述前座对向的位置膨胀展开，所述头顶用腔体从所述主腔体的上端部向车辆上方侧且车辆后方侧膨胀展开。
2.根据权利要求1所述的前座用气囊装置，其特征在于，
所述充气机与所述主腔体连接，
所述前座用气囊装置还具备将所述头顶用腔体与所述主腔体分隔开的分隔部，
所述分隔部具有将所述头顶用腔体与所述主腔体连通的连通孔。
3.根据权利要求2所述的前座用气囊装置，其特征在于，
所述连通孔相对于所述气囊的车宽方向中央部左右对称地形成有多个。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的前座用气囊装置，其特征在于，
还具备将所述主腔体的下部与所述头顶用腔体的上部连结的张紧构件，
所述张紧构件的长度设定成，在所述气囊的膨胀展开状态下，张力作用于所述张紧构件。
5.根据权利要求4所述的前座用气囊装置，其特征在于，
所述张紧构件构成为包括在所述气囊的膨胀展开状态下与前座对向的宽幅张紧布。
6.根据权利要求5所述的前座用气囊装置，其特征在于，
在所述气囊的膨胀展开状态下，所述宽幅张紧布的上端部的宽度比下端部的宽度宽。
7.根据权利要求5或6所述的前座用气囊装置，其特征在于，
所述宽幅张紧布的上端部缝合连结于所述头顶用腔体的上侧，所述宽幅张紧布的下端部缝合连结于所述主腔体的下侧。
8.根据权利要求4所述的前座用气囊装置，其特征在于，
所述张紧构件构成为包括在所述气囊的膨胀展开状态下将所述主腔体及所述头顶用腔体的车宽方向端部彼此连结的左右一对窄幅张紧布。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的前座用气囊装置，其特征在于，
所述头顶用腔体具备在膨胀展开状态下相对于所述主腔体在车宽方向上扩张的扩张部。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的前座用气囊装置，其特征在于，
所述头顶用腔体具有与外部连通的通气孔。
11.一种前座用气囊装置的控制方法，是权利要求1～10中任一项所述的前座用气囊装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
在检测到或预测到车辆的前面碰撞时前座朝后的情况下，对从所述充气机向所述气囊供给的气体的供给量进行控制，以使得所述主腔体的内压比前座朝前的情况下高。
12.根据权利要求11所述的前座用气囊装置的控制方法，其特征在于，
所述控制包括如下步骤：
在检测到或预测到所述车辆的前面碰撞时所述前座朝后的情况下，从充气机中的第一气体产生部和第二气体产生部产生气体；
在检测到或预测到所述车辆的前面碰撞时所述前座朝前的情况下，从充气机中的所述第一气体产生部和所述第二气体产生部中的一方产生气体。
13.一种气囊的折叠方法，是构成权利要求1～10中任一项所述的前座用气囊装置的气囊的折叠方法，其特征在于，包括：
第一工序，将折叠前的状态下的所述主腔体及所述头顶用腔体的左右分别以上下方向为折线折叠成波纹状；
第二工序，从在所述第一工序中折叠后的状态起，将所述主腔体的上下分别以左右方向为折线而以在所述气囊的膨胀展开状态下所述主腔体与前座对向的方式折叠成波纹状；以及
第三工序，从在所述第二工序中折叠后的状态起，将所述头顶用腔体以左右方向为折线折叠成波纹状，或者从上端朝向下端以在所述气囊的膨胀展开状态下与前座对向的方式折叠成卷状，之后，将所述头顶用腔体配置于所述主腔体之上。
14.一种气囊的折叠方法，是构成权利要求1～10中任一项所述的前座用气囊装置的气囊的折叠方法，其特征在于，包括：
第一工序，将折叠前的状态下的所述主腔体及所述头顶用腔体的左右分别以上下方向为折线折叠成波纹状；
第二工序，从在所述第一工序中折叠后的状态起，将所述主腔体从上端朝向下端以在所述气囊的膨胀展开状态下与前座对向的方式折叠成卷状，并配置于充气机之上；以及
第三工序，从在所述第二工序中折叠后的状态起，将所述头顶用腔体从上端朝向下端以在所述气囊的膨胀展开状态下与前座对向的方式折叠成卷状，并配置于折叠成卷状的所述主腔体之上。
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