JP2001219804A - エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアバッグ装置のベントホールを外側から覆
う制御弁の弁体を弾性材から構成した場合に、制御弁の
開度を適切に制御できるようにする。 【解決手段】 エアバッグ装置のインフレータおよびエ
アバッグを支持するリテーナ１９に形成したベントホー
ル２９を外側から開閉する制御弁３０は、弾性を有する
弁体３２の本体部３２ａで閉塞されており、積層圧電素
子３３よりなるアクチュエータ２８で弁体３２の細幅部
３２ｂを下方に押し下げることにより、支点ピン２５ま
わりに弁体３２を揺動させて閉弁方向に付勢する。イン
フレータが発生した高圧ガスの圧力で弁体３２が開弁す
るとき、アクチュエータ２８に通電して弁体３２を閉弁
方向に付勢することにより、弁体３２の開度を適切に制
御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、折り畳んだエアバ
ッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にインフ
レータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータが発
生するガスでエアバッグを展開して乗員を拘束するエア
バッグ装置であって、前記リテーナに形成したベントホ
ールの開度をアクチュエータで作動する制御弁で制御す
るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエアバッグ装置は、インフレータ
が発生するガスで膨張するエアバッグにベントホールを
設け、前記ガスの一部をベントホールから排出してエア
バッグの内圧を制御している。かかるエアバッグ装置に
おいて、ベントホールを薄膜で閉鎖しておくことにより
展開の初期にエアバッグを速やかに膨張させるととも
に、展開が完了してエアバッグの内圧が高まると前記薄
膜が破断し、ベントホールからガスを排出して乗員を柔
らかく拘束するものが提案されている（実公平５−６２
０６号公報参照）。

【０００３】またエアバッグ装置に２個のインフレータ
を設けておき、エアバッグ装置の近傍に乗員が存在しな
い場合には２個のインフレータを両方とも点火し、エア
バッグ装置の近傍に乗員が存在する場合には１個のイン
フレータだけを点火することにより、エアバッグの展開
速度および内圧を乗員の位置に応じて制御するものが提
案されている（特開平９−３０１１１５号公報参照）。

【０００４】ところで、上記実公平５−６２０６号公報
に記載されたものは、薄膜が破断する圧力にバラツキが
発生し易いため、エアバッグの内圧が所定値に達したと
きにベントホールを的確に開放するのが難しいだけでな
く、一旦開放したベントホールを再び閉じることができ
ないので内圧の精密な制御が難しいという問題があっ
た。また上記特開平９−３０１１１５号公報に記載され
たものは、２個のインフレータを必要とするために部品
点数が増加してコストアップの要因になるだけでなく、
エアバッグの展開特性を２段階にしか制御できないため
にきめ細かい制御が難しいという問題があった。

【０００５】そこで、インフレータを収納するリテーナ
にベントホールを形成し、このベントホールをアクチュ
エータで作動する制御弁で開閉することにより、エアバ
ッグの展開速度や内圧をきめ細かく制御するものが本出
願人により提案されている（特願平１０−１４３７８１
号参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、弾性体で構
成した弁体でベントホールを外側から覆うように閉塞す
ると、インフレータがリテーナの内部に噴出した高圧ガ
スの圧力で弁体を外側に撓ませてベントホールを自動的
に開放することができる。しかしながら、この場合には
弁体の弾性の設定や受圧面積の設定が難しく、該弁体を
適切なタイミングや適切な開度で開弁することが難しい
という問題がある。

【０００７】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、エアバッグ装置のベントホールを外側から覆う制御
弁の弁体を弾性材から構成した場合に、制御弁の開度を
適切に制御できるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、折り畳んだエ
アバッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にイ
ンフレータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータ
が発生するガスでエアバッグを展開して乗員を拘束する
エアバッグ装置であって、前記リテーナに形成したベン
トホールの開度をアクチュエータで作動する制御弁で制
御するものにおいて、前記制御弁の弁体は弾性体で構成
されてベントホールを外側から覆うように支持され、イ
ンフレータが発生するガスでベントホールが開弁すると
き、アクチュエータは制御弁の弁体がベントホールを閉
塞する方向あるいは開放する方向の荷重を発生すること
を特徴とするエアバッグ装置が提案される。

【０００９】上記構成によれば、インフレータが発生す
る高圧ガスでエアバッグを展開させる際に、高圧ガスを
逃がすベントホールの開度を制御弁で制御することによ
り、エアバッグの展開速度、エアバッグの拘束力の大き
さ、エアバッグの収縮速度等を衝突の状態や乗員の状態
に応じて任意に設定することができる。また弾性体より
なる弁体がインフレータが発生するガスの圧力で撓んで
開弁するとき、アクチュエータに通電して弁体の開弁を
阻止する方向の荷重を発生させることにより、あるいは
アクチュエータに通電して弁体の開弁を促進する方向の
荷重を発生させることにより、弁体の開度を適切に制御
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１１】図１〜図１１は本発明の一実施例を示すも
ので、図１は自動車の車室前部の斜視図、図２は図１の
２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図
４は図２の４−４線拡大矢視図、図５は図４の５−５線
断面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は運転席用
エアバッグ装置の分解斜視図、図８は図１の８−８線拡
大断面図、図９は図８の９−９線断面図、図１０は助手
席用エアバッグ装置の分解斜視図、図１１はガスによる
開弁荷重と制御弁の開度とがアクチュエータへの通電量
によりどのように変化するかを示すグラフである。

【００１２】図１に示すように、運転席シート１の前方
に配置されたステアリングホイール２の中央部に運転席
用エアバッグ装置Ｒｄが設けられ、また助手席シート３
の前方に配置されたダッシュボード４の上部に助手席用
エアバッグ装置Ｒｐが設けられる。

【００１３】次に、図２〜図７に基づいて運転席用エア
バッグ装置Ｒｄの構造を説明する。

【００１４】ステアリングホイール２は、ステアリング
シャフト１１の後端に相対回転不能に嵌合してナット１
２で固定されたステアリングボス１３と、このステアリ
ングボス１３を囲むように配置された環状のホイールリ
ム１４と、前記ステアリングボス１３に固定されたフロ
ントカバー１５と、このフロントカバー１５に結合され
たリヤカバー１６と、前記フロントカバー１５をホイー
ルリム１４に接続する複数本のスポーク１７…とを備え
ており、フロントカバー１５およびリヤカバー１６によ
り区画される空間にエアバッグモジュール１８が収納さ
れる。

【００１５】エアバッグモジュール１８は、それをリヤ
カバー１６の内部に支持するためのリテーナ１９と、高
圧ガスを発生するインフレータ２０と、インフレータ２
０が発生した高圧ガスにより膨張するエアバッグ２１と
から構成される。四角い板状のリテーナ１９の外周部
と、中央にインフレータ２０を支持するブラケット２２
の外周部と、エアバッグ２１の開口部周縁とが重ね合わ
され、リヤカバー１６の内周に一体に形成された取付フ
ランジ１６ａに複数本のボルト２３…で共締めされる。
インフレータ２０のガス噴出口２０ａ…はエアバッグ２
１の内部空間に開放しており、またエアバッグ２１の内
部空間はブラケット２２に形成した４個の通孔２２ａ…
を介して、ブラケット２２およびリテーナ１９に挟まれ
た空間に連通する。

【００１６】ブラケット２２に臨むリテーナ１９に概略
長方形ベントホール２９が形成されており、このベント
ホール２９の長手方向一端の左右両則に位置する一対の
ブラケット１９ａ，１９ａが、リテーナ１９の内面（イ
ンフレータ２０に対向する側の面）に向けて突出する。
ベントホール２９の開度を制御する制御弁３０は、該ベ
ントホール２９をリテーナ１９の外面側から閉塞する板
状の弁体３２備えており、弁体３２の本体部３２ａの一
端側に連なる細幅部３２ｂの左右両則に一対のブラケッ
ト３２ｃ，３２ｃが突設される。弁体３２は弾性を有す
る板材で構成され、一対のブラケット３２ｃ，３２ｃの
近傍に長手方向に延びる２本の補強ビード３２ｄ，３２
ｄが形成される。弁体３２の上面に重ね合わされるアク
チュエータハウジング２４は、板状のベース部２４ａ
と、ベース部２４ａから立ち上がって上面が閉塞された
円筒部２４ｂと、ベース部２４ａの左右両則に突設され
た一対のブラケット２４ｃ，２４ｃとを備える。

【００１７】リテーナ１９の一対のブラケット１９ａ，
１９ａの内側に弁体３２の一対のブラケット３２ｃ，３
２ｃが重ね合わされ、更に前記弁体３２の一対のブラケ
ット３２ｃ，３２ｃの内側にアクチュエータハウジング
２４の一対のブラケット２４ｃ，２４ｃが重ね合わさ
れ、支点ピン２５が前記６個のブラケット１９ａ，１９
ａ；３２ｃ，３２ｃ；２４ｃ，２４ｃを貫通してクリッ
プ２６で固定される。アクチュエータハウジング２４の
端部がボルト２７でリテーナ１９に締結されており、従
ってアクチュエータハウジング２４はボルト２７および
支点ピン２５でリテーナ１９に固定される。

【００１８】アクチュエータハウジング２４の円筒部２
４ｂの内部には積層圧電素子３３…よりなるアクチュエ
ータ２８（あるいは圧電素子を複数個積層したアクチュ
エータ２８）が収納されており、積層圧電素子３３…の
上面が円筒部２４ｂの天井面に固定され、積層圧電素子
３３…の下面が弁体３２の細幅部３２ｂの上面に固定さ
れる。このように小型軽量な積層圧電素子３３…でアク
チュエータ２８を構成したので、アクチュエータ２８を
小型軽量化しながら充分な作動ストロークを確保するこ
とができる。

【００１９】アクチュエータ２８の積層圧電素子３３…
に通電していないとき、アクチュエータ２８の下面は弁
体３２の細幅部３２ｂに下向きの荷重を加えているた
め、支点ピン２５で枢支された弁体３２の本体部３２ａ
はリテーナ１９のベントホール２９の周縁部に上向きに
弾発的に押し付けられる。つまり、アクチュエータ２８
が作動していないとき、弾性体よりなる弁体３２の本体
部３２ａに閉弁方向のプリセット荷重が与えられるの
で、インフレータ２０が高圧ガスを発生したときに弁体
３２が即座に開弁するのを防止して前記高圧ガスの漏洩
を回避することができる。図５には、弁体３２の本体部
３２ａがベントホール２９に対して僅かに上反りに湾曲
し、閉弁方向のプリセット荷重が与えらた状態が示され
ている。

【００２０】図示せぬエアバッグ展開制御装置は、車両
の衝突時に所定値以上の加速度が検出されるとインフレ
ータ２０を点火し、インフレータ２０が発生するガスで
膨張するエアバッグ２１はリヤカバー１６にＨ形に形成
された薄肉のティアライン１６ｂ（図７参照）を破断し
て車室内に展開する。このとき、乗員の姿勢や体格、あ
るいは車速等に応じて制御弁３０のアクチュエータ２８
に対する通電量を制御し、ベントホール２９の開度を変
化させる。

【００２１】即ち、インフレータ２０が発生したガスの
圧力が高まると、そのガスの圧力でリテーナ１９の外面
に支持された弁体３２が撓んでベントホール２９を開放
し、余剰のガスをリテーナ１９の外部に排出する。この
ときアクチュエータ２８に対する通電量を制御すること
により、積層圧電素子３３…よりなるアクチュエータ２
８が長手方向に伸長して弁体３２の細幅部３２ｂを押し
下げるため、リテーナ１９の内部のガスの圧力に対抗し
て弁体３２を閉弁方向に付勢する荷重が発生し、ベント
ホール２９の開度が任意に制御される。

【００２２】図１１に示すように、アクチュエータ２８
に対する通電量がゼロの場合には、ガスの圧力が弁体３
２を開弁させようとする荷重が発生すると同時に制御弁
３０が開弁し、ガスの圧力の増加に応じて制御弁３０が
開弁量がリニアに増加する。しかしながらアクチュエー
タ２８に対する通電量（正電圧）をゼロから増加させる
と、ガスの圧力が発生しても制御弁３０は即座に開弁せ
ず、通電量の増加に応じてガスの圧力がＰａに、あるい
はＰｂに達した後に、ガスの圧力の更なる増加に応じて
制御弁３０の開弁量がゼロからリニアに増加する。尚、
この図１１では弁体３２に与えられたプリセット荷重は
考慮されていないが、プリセット荷重を与えた場合に
は、電力を消費することなくアクチュエータ２８に対す
る通電量を増加させたのと同じ効果を発揮する。

【００２３】尚、図１１において破線で示したように、
アクチュエータ２８に前述とは逆の負電圧の通電を行え
ば、積層圧電素子３３…が長手方向に収縮して弁体３２
に開弁側の荷重を与えることができる。この手法を採用
すれば、ガスの圧力に加えて積層圧電素子３３…の発生
荷重が弁体３２を開弁方向に駆動するので、制御弁３０
を素早く開弁させることができる。

【００２４】このように、インフレータ２０が発生する
ガスの圧力で制御弁３０の弁体３２を開弁させる場合で
も、アクチュエータ２８への通電量を変化させることに
より、制御弁３０の開度を任意に制御することができ
る。

【００２５】次に、図８〜図１０に基づいて助手席用エ
アバッグ装置Ｒｐの構造を説明する。

【００２６】ダッシュボード４の上面に形成された開口
４ａに固定されたリッド４１から下方に延びる支持部４
１ａ…に、エアバッグモジュール４２のリテーナ４３が
固定される。リテーナ４３は複数本のボルト４４…で固
定されたアッパーリテーナ４５およびロアリテーナ４６
から構成されており、アッパーリテーナ４４が複数本の
ボルト４７…で前記リッド４１の支持部４１ａ…に固定
される。アッパーリテーナ４５およびロアリテーナ４６
の結合部にエアバッグ４８の開口部周縁が挟まれて前記
ボルト４７…で共締めされる。リッド４１には、エアバ
ッグ４８が膨張する際に破断する薄肉のティアライン４
１ｂが形成される。ロアリテーナ４６の底部に一対の取
付ブラケット４９，４９を介して円筒状のインフレータ
５０が支持される。

【００２７】またロアリテーナ４６の底部に形成された
長方形のベントホール２９を開閉する制御弁３０は、前
記運転席用エアバッグ装置Ｒｄのもの同一の構造を備え
ており、アクチュエータハウジング２４に収納したアク
チュエータ２８の積層圧電素子３３…への通電により、
弁体３２を支点ピン２５まわりに揺動させてベントホー
ル２９の開度を制御するようになっている。このとき、
運転席用エアバッグ装置Ｒｄの制御弁３０と同様に、弁
体３２の本体部３２ａには閉弁方向のプリセット荷重が
与えられる。尚、第１実施例のリテーナ１９のブラケッ
ト１９ａ，１９ａは、第２実施例のロアリテーナ４６の
ブラケット４６ａ，４６ａ（図１０参照）に対応する。

【００２８】助手席用エアバッグ装置Ｒｐの作用および
効果は、前述した運転席用エアバッグ装置Ｒｄのそれと
同一である。

【００２９】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００３０】例えば、実施例ではアクチュエータ２８と
して積層圧電素子３３…を採用したが、単体の圧電素子
やソレノイド等の他種のアクチュエータを採用すること
ができる。

【００３１】また実施例のリテーナ１９，４３は各々１
個のベントホール２９を備えているが、複数のベントホ
ール２９…を備えていても良い。

【００３２】またベントホール２９の形状、制御弁３０
の弁体３２の形状、アクチュエータ２８の形状は、実施
例に限定されず適宜変更可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、インフレータが発生する高圧ガスでエアバッ
グを展開させる際に、高圧ガスを逃がすベントホールの
開度を制御弁で制御することにより、エアバッグの展開
速度、エアバッグの拘束力の大きさ、エアバッグの収縮
速度等を衝突の状態や乗員の状態に応じて任意に設定す
ることができる。また弾性体よりなる弁体がインフレー
タが発生するガスの圧力で撓んで開弁するとき、アクチ
ュエータに通電して弁体の開弁を阻止する方向の荷重を
発生させることにより、あるいはアクチュエータに通電
して弁体の開弁を促進する方向の荷重を発生させること
により、弁体の開度を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の車室前部の斜視図

【図２】図１の２−２線拡大断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】図２の４−４線拡大矢視図

【図５】図４の５−５線断面図

【図６】図５の６−６線断面図

【図７】運転席用エアバッグ装置の分解斜視図

【図８】図１の８−８線拡大断面図

【図９】図８の９−９線断面図

【図１０】助手席用エアバッグ装置の分解斜視図

【図１１】ガスによる開弁荷重と制御弁の開度とがアク
チュエータへの通電量によりどのように変化するかを示
すグラフ

【符号の説明】

１９ リテーナ ２０ インフレータ ２１ エアバッグ ２８ アクチュエータ ２９ ベントホール ３０ 制御弁 ３２ 弁体 ３３ 積層圧電素子 ４３ リテーナ ４８ エアバッグ ５０ インフレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 折り畳んだエアバッグ（２１，４８）の
   開口部周縁が固定されるリテーナ（１９，４３）の内部
   にインフレータ（２０，５０）を収納し、車両の衝突時
   に前記インフレータ（２０，５０）が発生するガスでエ
   アバッグ（２１，４８）を展開して乗員を拘束するエア
   バッグ装置であって、前記リテーナ（１９，４３）に形
   成したベントホール（２９）の開度をアクチュエータ
   （２８）で作動する制御弁（３０）で制御するものにお
   いて、 前記制御弁（３０）の弁体（３２）は弾性体で構成され
   てベントホール（２９）を外側から覆うように支持さ
   れ、インフレータ（２０，５９）が発生するガスでベン
   トホール（２９）が開弁するとき、アクチュエータ（２
   ８）は制御弁（３０）の弁体（３２）がベントホール
   （２９）を閉塞する方向あるいは開放する方向の荷重を
   発生することを特徴とするエアバッグ装置。