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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 29. März 2019 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-066276 , deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Airbagvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, sich vor einem Fahrzeug zu entfalten, und insbesondere eine Airbagvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, einen Fußgänger und eine auf einem Zweirad fahrende Person (im Folgenden als „Passant“ bezeichnet) zu schützen.
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Stand der Technik
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Um einen Passanten bei einer Kollision mit einem Fahrzeug zu schützen, ist herkömmlicherweise eine Airbagvorrichtung mit Airbags bekannt, die dafür konfiguriert sind, sich vor den A-Säulen des Fahrzeugs zu entfalten und auszudehnen, wie z.B. in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-235007 dargestellt ist, und eine Airbagvorrichtung mit einem Airbag, der dafür konfiguriert ist, sich vor einem Stoßfänger des Fahrzeugs zu entfalten und auszudehnen, wie z.B. in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-229014 dargestellt ist.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Airbagvorrichtung bereitgestellt, die dafür vorgesehen ist, an einem Fahrzeug montiert zu werden. Die Vorrichtung weist einen Airbag, einen Gasgenerator und ein Verformungselement auf. Der Airbag ist dafür konfiguriert, sich vom Fahrzeug nach außen auszudehnen und zu entfalten. Der Gasgenerator ist dafür konfiguriert, Expansionsgas in den Airbag zu leiten. Das Verformungselement ist im Airbag angeordnet und ist dafür konfiguriert, sich durch die Wärme des vom Gasgenerator zugeführten Expansionsgases zu verformen.
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Figurenliste
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Die beigefügten Zeichnungen dienen zum besseren Verständnis der Erfindung und sind Teil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen und dienen gemeinsam mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines mit einer Airbagvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs;
- 2 zeigt eine Seitenansicht zum Darstellen des Fahrzeugs beim Entfalten eines Airbags der Airbagvorrichtung;
- 3A bis 3C zeigen den Airbag gemäß einer Ausführungsform 1;
- 4A bis 4D zeigen den Airbag gemäß einer Ausführungsform 2;
- 5A und 5B zeigen schematische Ansichten zum Darstellen der Formänderung des Airbags bei einer Kollision einer zu schützenden Zielperson mit dem Airbag; und
- 6 zeigt eine Seitenansicht zum Darstellen des Fahrzeugs mit dem Airbag gemäß einer Modifikation der Ausführungsformen 1 und 2.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Nachstehend werden einige Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die folgende Beschreibung sich auf veranschaulichende Beispiele der Erfindung bezieht und nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen ist. Faktoren wie, ohne darauf beschränkt zu sein, numerische Werte, Formen, Materialien, Komponenten, Positionen der Komponenten und die Art und Weise, wie die Komponenten miteinander verbunden sind, dienen nur der Veranschaulichung und sollen nicht als die Erfindung einschränkend verstanden werden. Darüber hinaus sind Elemente in den folgenden beispielhaften Ausführungsformen, die nicht in einem allgemeinsten unabhängigen Anspruch der Erfindung aufgeführt sind, optional und können bei Bedarf bereitgestellt werden. Die Zeichnungen sind schematisch und nicht unbedingt maßstabsgerecht. In der gesamten vorliegenden Beschreibung und in den Zeichnungen werden Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Konfiguration aufweisen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine wiederholte Beschreibung zu vermeiden.
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Für die Airbagvorrichtung zum Schutz eines Passanten bestand ein Bedarf zum wirksamen Absorbieren des Aufpralls bei einer Kollision mit einem Fahrzeug, da die auf den Fußgänger einwirkende Aufprallenergie im Allgemeinen größer ist als die auf einen Fahrzeuginsassen einwirkende Aufprallenergie.
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Insbesondere ist, wenn eine Person, die auf einem Zweirad, wie beispielsweise einem Fahrrad, fährt, mit einem Fahrzeug kollidiert, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zum Fahrrad hoch, so dass nicht genügend Zeit bleibt, um eine Gefahr zu erkennen, und es unter Umständen nicht möglich ist, Maßnahmen zu ergreifen, um die Kollision sicher zu vermeiden. Infolgedessen ist die Aufprallenergie, die auf die Person einwirkt, die bei einer Kollision mit dem Fahrzeug auf dem Zweirad fährt, erhöht, so dass darauf hingewirkt werden sollte, den Schweregrad der Verletzung des Passanten zu vermindern.
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Zu diesem Zweck ist es denkbar, eine große Airbagvorrichtung bereitzustellen, die dafür konfiguriert ist, sich vor dem Fahrzeug zu entfalten. Hierzu wird die Größe des Airbagkörpers vergrößert, die Fähigkeit, den Aufprall zu absorbieren, erhöht, aber der Airbagkörper, der mit dem Passanten in Kontakt steht, wird wie eine Raupe um das im Airbagkörper enthaltene Gas gedreht. Dies kann dazu führen, dass der Passant aus dem Airbagkörper des Fahrzeugs herausgleitet. In diesem Fall kann der Airbag die Versatzbewegung des Passanten relativ zum Fahrzeug nicht absorbieren, so dass der Passant vom Fahrzeug nach unten geschleudert wird. Infolgedessen kann der Passant in einer zweiten Kollision auf der Straßenoberfläche aufprallen.
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Es ist wünschenswert, eine Airbagvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, zu verhindern, dass ein Passant bei einer Kollision mit einem Fahrzeug auf einem Airbag rutscht, während die Aufprallenergie der Kollision wirksam absorbiert wird.
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Die Airbagvorrichtung ist dafür konfiguriert, sich vor einem Fahrzeug zu entfalten, um den Schweregrad der Verletzung einer zu schützenden Zielperson, d.h. eines Passanten, bei einer Kollision mit dem Fahrzeug zu vermindern.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines mit einer Airbagvorrichtung E ausgestatteten Fahrzeugs 1. 2 zeigt eine Seitenansicht zum Darstellen des Fahrzeugs 1 beim Entfalten eines Airbags der Airbagvorrichtung E.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, hat das mit der Airbagvorrichtung E ausgestattete Fahrzeug 1 eine Außenstruktur, die einen vorderen Stoßfänger 2 an der Vorderseite des Fahrzeugs 1, eine Motorhaube 3 über und hinter dem vorderen Stoßfänger 2, einen vorderen Kotflügel 4 an der Seite der Motorhaube 3, eine Windschutzscheibe 5 hinter der Motorhaube 3, eine A-Säule 6 am Seitenrand der Windschutzscheibe 5, ein Dach 7 als Decke des Fahrzeugs 1, eine Seitentür 8 an der Seitenfläche des Fahrzeugs 1 und einen Seitenspiegel 9 am oberen Teil der Seitentür 8 aufweist.
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Außerdem sind über dem vorderen Stoßfänger 2 ein Frontgrill 10, der dafür konfiguriert ist, Luft in die Motorhaube 3 zu leiten, und ein Zieremblem 11 angeordnet.
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Die Airbagvorrichtung E befindet sich in (hinter) dem vorderen Stoßfänger 2, und ein Airbag 100 ist im gefalteten Zustand im vorderen Stoßfänger 2 aufbewahrt. Hierbei muss die Airbagvorrichtung E nicht im vorderen Stoßfänger 2, sondern kann in (hinter) dem Frontgrill 10 angeordnet sein.
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Die Airbagvorrichtung E weist den Airbag 100, der aus einem Basisstoffmaterial besteht, das aus einem synthetischen Textilmaterial hergestellt ist, wie beispielsweise Nylontextilmaterial, und einen Gasgenerator (nicht dargestellt) auf, der dafür konfiguriert ist, Expansionsgas in den Airbag 100 zu leiten.
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Wenn eine Kollision einer zu schützenden Zielperson mit dem Fahrzeug 1 vorausgesagt wird, betätigt die Airbagvorrichtung E den Gasgenerator, um das Expansionsgas in den Airbag 100 zu leiten und somit den Airbag 100 auszudehnen. Dabei wird der vordere Stoßfänger 2 durch den Druck des sich ausdehnenden Airbags 100 entfernt.
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Anschließend dehnt sich der Airbag 100 der Airbagvorrichtung E, wie in 2 dargestellt ist, aus und entfaltet sich vor dem Fahrzeug 1 vom vorderen Stoßfänger 2.
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Verformungselemente 120, die dafür konfiguriert sind, sich durch die Wärme des vom Gasgenerator zugeführten Expansionsgases zu verformen, sind im Airbag 100 vorgesehen.
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Die Verformungselemente 120 bestehen aus einem wärmeschrumpfbaren Material wie Polystyrol, Polyester und Polyvinylchlorid, das durch die Wärme des Expansionsgases schrumpft. Die Verformungselemente 120 können aus wärmedehnbaren Elementen bestehen, die sich durch Mischen eines Schaumbildners wie Polypropylen, Natriumhydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat, Diazoaminobenzol und Dinitrosopentamethylentetramin, und Anwenden der Wärme des Expansionsgases ausdehnen.
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Der Airbag 100 weist eine Auslassöffnung 111 auf, die dafür konfiguriert ist, offen zu sein, um mit der äußeren Umgebung des Airbags 100 zu kommunizieren. Das Expansionsgas im Airbag 100 wird über die Auslassöffnung 111 nach außen ausgegeben.
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Als Nächstes wird die innere Struktur des Airbags 100 beschrieben.
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Ausführungsform 1
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Die 3A bis 3C zeigen den Airbag 100 gemäß der Ausführungsform 1.
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3A zeigt eine Vorderansicht zum Darstellen des Airbags 100 in einer Vorderansicht des Fahrzeugs 1. 3B zeigt eine schematische Querschnittansicht entlang der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs 1 zum Darstellen des Airbags 100, bevor die Verformungselemente 120 schrumpfen. 3C zeigt eine schematische Querschnittansicht entlang der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs 1 zum Darstellen des Airbags 100, nachdem die Verformungselemente 120 geschrumpft sind.
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Wie 3A zeigt, sind die Verformungselemente 120 in einer Vorderansicht des Fahrzeugs 1 betrachtet in der Mitte der Innenwand des Airbags 100 vorgesehen.
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Wie 3B zeigt, ist darüber hinaus jedes der Verformungselemente 120 als Fäden ausgebildet, wobei ein Ende des Verformungselements 120 mit der Innenwand des vorderen Teils des Airbags 100 verbunden ist. Hierbei zeigt 3B eine schematische Querschnittansicht des Airbags 100, der nicht vollständig ausgedehnt ist, wobei das Verformungselement 120 nicht geschrumpft ist. Tatsächlich beginnt das Verformungselement 120 jedoch schon zu schrumpfen, sobald der Airbag beginnt, sich auszudehnen.
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Sobald das Expansionsgas aus dem Gasgenerator in den Airbag 100 geleitet wird, schrumpfen die Verformungselemente 120 und rollen sich durch die Wärme des Expansionsgases zu Kugeln an der Innenwand auf, wie 3C zeigt.
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Hierbei wird das Expansionsgas aus dem Gasgenerator über die Zufuhröffnung 101 in den Airbag 100 eingeleitet und ist die Auslassöffnung 111 im unteren und im hinteren Teil des Airbags 100 ausgebildet.
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Dadurch entweicht das Expansionsgas im Airbag 100 über die Auslassöffnung 111 zur Außenseite des Airbags 100, wodurch sich der ausgedehnte Airbag 100 bei einer Kollision mit der zu schützenden Zielperson verformen kann.
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Wie später beschrieben wird, reiben die geschrumpften und zu Kugeln aufgerollten Verformungselemente 120 gegen die Innenwand des Airbags 100 und reiben die Verformungselemente 120 aneinander und werden ineinander verschränkt, wenn sich der ausgedehnte Airbag 100 bei einer Kollision mit der zu schützenden Zielperson verformen kann. Infolgedessen wird eine große Reibungskraft erzeugt, so dass es möglich ist, bei einer Kollision mit dem Fahrzeug 1 ein Gleiten der zu schützenden Zielperson auf dem Airbag 100 zu verhindern und zugleich den Aufprall wirksam zu absorbieren.
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Darüber hinaus sind die Verformungselemente 120 in der Mitte des vorderen Teils des Airbags 100, der mit der zu schützenden Zielperson leicht in Kontakt kommen kann, vorgesehen, so dass es möglich ist, dass die Verformungselemente 120 wirksam eine Reibungskraft erzeugen.
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Hierbei können in der Ausführungsform 1 die Verformungselemente 120 mit der Innenwand der Mitte des vorderen Teils des Airbags 100 verbunden sein, was aber in keiner Weise im einschränkenden Sinne verstanden werden soll. Die Verformungselemente 120 können mit annähernd der gesamten Fläche der Innenwand des Airbags 100 verbunden sein. Alternativ können die Verformungselemente 120 an einem spezifischen Teil mit Ausnahme des unteren und des hinteren Teils des Airbags 100 befestigt sein.
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Ausführungsform 2
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Die 4A bis 4D zeigen den Airbag 100 gemäß der Ausführungsform 2, wobei Verformungselemente 130, die durch die Wärme des Expansionsgases geschrumpft sind, in der Nähe der Zufuhröffnung 101, durch die das Expansionsgas eingeleitet wird, anstelle der Verformungselemente 120 vorgesehen sind, die mit der Innenwand des Airbags 100 verbunden sind.
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Die 4A bis 4D zeigen schematische Querschnittansichten zum Darstellen des Airbags 100 entlang der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs 1, wobei die Zustände der Verformungselemente 130 und des Airbags 100 in chronologischer Reihenfolge dargestellt sind.
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Wie 4A zeigt, sind die Verformungselemente 130 in der Nähe der Zufuhröffnung 101 vorgesehen, über die das expandierte Gas eingeleitet wird.
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Jedes der Verformungselemente 130 weist einen schilfförmigen Verformungshauptkörper 131 und einen dünnen Verbindungsfaden 132 auf, der mit der Zufuhröffnung 101 verbunden ist.
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Wie 4A zeigt, spreizen sich die Verformungshauptkörper 131 aufgrund des Winddrucks des Expansionsgases im Airbag 100, sobald die Zufuhr des Expansionsgases über die Zufuhröffnung 101 beginnt.
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Wie 4B zeigt, werden anschließend durch die Erhöhung der Temperatur im Airbag 100 infolge der Zufuhr einer vorgegebenen Menge des Expansionsgases über die Zufuhröffnung 101 die Verbindungsfäden 132 durch den Winddruck und die Wärme des Expansionsgases durchtrennt und somit die Verformungshauptkörper 131 im Airbag 100 verstreut.
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Anschließend gehen die Verformungshauptkörper 131 mit der Innenwand des Airbags 100 eine Schmelzverbindung ein, wie in 4C dargestellt ist.
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Wie in 4D dargestellt, schreitet schließlich die Schrumpfung der Verformungshauptkörper 131 infolge der Wärme des Expansionsgases an der Innenwand des Airbags 100 fort, und folglich werden die Verformungshauptkörper 130 zu Kugeln, z.B. zu gekräuselten Fäden, mit vielen Oberflächenvorsprüngen verformt.
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Darüber hinaus reiben in der Ausführungsform 2 die geschrumpften und zu Kugeln aufgerollten Verformungshauptkörper 130 an der Innenwand des Airbags 100, wenn der ausgedehnte Airbag 100 bei einer Kollision mit der zu schützenden Zielperson verformt werden kann. Infolgedessen wird eine große Reibungskraft erzeugt, so dass es möglich ist, bei einer Kollision mit dem Fahrzeug 1 ein Gleiten der zu schützenden Zielperson auf dem Airbag 100 zu verhindern, während der Aufprall wirksam absorbiert wird.
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Hierbei wird in der Ausführungsform 2 das Verformungselement 130 durch den schilfförmigen Verformungshauptkörper 131 und den dünnen Verbindungsfaden 132 gebildet, was aber in keiner Weise im einschränkenden Sinne verstanden werden soll. Das Verformungselement 130 kann aus dem Verformungshauptkörper 131, der zu einer Kugelform, einer flachen Plattenform oder einer Scheibenform geformt ist, bestehen, ohne dass der Verbindungsfaden 132 mit der Zufuhröffnung 101 verbunden ist. Hierbei ist es wünschenswert, dass der Verformungshauptkörper 131 einen Windfänger aufweist, der dafür konfiguriert ist, den Winddruck des über die Zufuhröffnung 101 eingeleiteten Expansionsgases aufzufangen.
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Darüber hinaus ist es in der Ausführungsform 2, um das Schmelzverbinden der Verformungselemente 130 zu verhindern, wünschenswert, dass die Schrumpfungstemperatur oder die Temperatur der Wärmeausdehnung der Verformungselemente 130 höher ist als die Temperatur im Airbag 100 zu Beginn der Zufuhr des Expansionsgases über die Zufuhröffnung 101.
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Formänderung des Airbags
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Nachstehend wird unter Bezug auf die 5A und 5B ein Mechanismus beschrieben, der in der Lage ist, den Aufprall bei einer Kollision der zu schützenden Zielperson mit dem Fahrzeug 1 unter Verwendung des Airbags 100 gemäß den Ausführungsformen 1 und 2 wirksam zu absorbieren.
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Die 5A und 5B zeigen schematische Ansichten zum Darstellen der Formänderung des Airbags 100 bei einer Kollision der zu schützenden Zielperson mit dem Airbag 100.
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Wie in 5A dargestellt ist, kollidiert bei einer Kollision der zu schützenden Zielperson mit dem Fahrzeug 1 zunächst die zu schützende Zielperson mit dem Airbag 100, und anschließend wird der Airbag 100 durch den Aufprall der zu schützenden Zielperson verformt.
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Zu diesem Zeitpunkt werden die geschrumpften und zu Kugeln aufgerollten Verformungselemente 120 an der Innenwand des Airbags 100 gebildet und reiben an der Innenwand des Airbags 100. Auf diese Weise erzeugen die Verformungselemente 120 eine große Reibungskraft im Airbag 100, wie die 5A und 5B zeigen.
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Infolgedessen kann verhindert werden, dass die zu schützende Zielperson bei einer Kollision mit dem Fahrzeug 1 auf dem Airbag 100 gleitet, während der Aufprall wirksam absorbiert wird, wodurch der Schweregrad der Verletzung der zu schützenden Zielperson vermindert werden kann.
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Modifikation
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In den Ausführungsformen 1 und 2 wird ein Airbag 100 vor dem Fahrzeug 1 ausgedehnt und entfaltet, und im Airbag 100 wird eine große Reibungskraft erzeugt, was aber in keiner Weise im einschränkenden Sinne verstanden werden soll. Es kann ein weiterer Airbag vorgesehen sein.
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Beispielsweise kann, wie 6 zeigt, ein dünner halbelliptischer oder rechteckiger Airbag 200 unter dem Airbag 100 vor dem Fahrzeug 1 angeordnet sein.
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Hierbei wird das vordere Ende des Airbags 200 vor dem vorderen Ende des Airbags 100 in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs 1 entfaltet. Darüber hinaus befindet sich das obere Ende des Airbags 200 auf der gleichen Höhe wie oder unter den Knien der zu schützenden Zielperson. Auf diese Weise kann der Airbag 200 so funktionieren, dass er die Füße der zu schützenden Zielperson wegreißt.
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Durch Hinzufügen des Airbags 200 zum Airbag 100 reißt der Airbag 200 zunächst die Füße der zu schützenden Zielperson weg, um zu veranlassen, dass die zu schützende Zielperson auf den Airbag 100 fällt. Anschließend ist es möglich, die auf die zu schützende Person einwirkende Aufprallenergie durch die im Airbag 100 erzeugte Reibungskraft wirksam zu absorbieren.
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Obwohl es verschiedene Kollisionsweisen der zu schützenden Zielperson gibt, ermöglicht es der Airbag 200, der die Füße der zu schützenden Zielperson wegreißt, der zu schützenden Zielperson auf den Airbag 100 zu fallen, so dass es möglich ist, die Kollisionsweise vorherzusagen und somit den Aufprall wirksam zu absorbieren.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Airbagvorrichtung E verhindern, dass die zu schützende Zielperson bei einer Kollision mit dem Fahrzeug 1 auf dem Airbag 100 gleitet, während der Aufprall wirksam absorbiert wird, so dass der Schweregrad der Verletzung der zu schützenden Zielperson vermindert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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