JP2005162195A - 傾斜した凹部を有するエアバッグ・クッション - Google Patents

傾斜した凹部を有するエアバッグ・クッション Download PDF

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Abstract

【課題】乗員の運動エネルギーを十分に吸収出来るエアバッグを供給する。
【解決手段】車両乗員をより効果的に保護するために改良されたエアバッグ構成を備えるエアバッグ装置。通常の状態では、このエアバッグ装置は車両のインストルメントパネル上部に収納されている。このエアバッグ装置は、衝突などの車両緊急時に車両乗員の前方の空間に展開可能なエアバッグを有する。完全に展開し膨張したエアバッグを上から見ると、右側部分と、左側部分と、これら右側部分および左側部分との間の凹部とが備わっている。右側部分および左側部分に押圧力がかかる場合も、凹部は凹状を維持する。
【選択図】図1a

Description

本発明は、車両衝突時にエアバッグが膨張して車両乗員を保護するエアバッグ装置に関する。より詳細には、本発明は、乗員をより効果的に保護するために改良されたエアバッグ構成を有するエアバッグ装置に関する。
車両乗員を保護するためのエアバッグは普通、車両のステアリングホイールの中央部分、あるいはインストルメントパネル内部に配された空胴に、折り畳まれた状態で収納されている。車両が衝突すると、エアバッグはインフレータにより発生するガスによって車内に展開し膨張する。膨張したエアバッグは乗員を受承して拘束する。
従来のエアバッグ装置では、展開時のエアバッグの接触面と車両乗員との間に安全距離が十分残っていない。したがって車両緊急時には、乗員の運動エネルギーは十分にエアバッグに吸収されず、そのため乗員が負傷することもある。また乗員が小柄である場合、シートはしばしば最前端位置へ向かって引っ張り出されている。このような乗員は、シートベルトが十分に衝撃エネルギーを吸収しないうちに従来のエアバッグの中へ突っ込んでしまう。結果として乗客、特に子供の中には致命傷を負う者もあった。
従来のエアバッグについての別の不利な点は、エアバッグの拘束力が乗員の頭部の質点に集中していないことである。したがって乗員の頭部の運動エネルギーが十分に吸収されない。
従来のエアバッグではエネルギー吸収効果が最大限に活用されていないため、このようなエアバッグには容量の増加と、出力の大きいインフレータとが必要になる。
本発明の一実施態様により提供されるエアバッグ装置には、通常インストルメントパネル上部に収納されているものを含む。車両衝突などの緊急時に、このエアバッグを車両乗員の前方の空間へ膨張させて展開することができる。平面図において、展開完了時のエアバッグは、右側部分と、左側部分と、これら右側部分と左側部分との間に形成された凹部とを有する。凹部は右側部分と左側部分とに押圧力がかかる場合も凹状を維持する。
車両緊急時には、乗員の頭部が凹部に接触しないうちに、乗員の両肩がエアバッグの右側部分および左側部分に接触する。右側部分および左側部分の押圧力が増大し、これが凹部に供給されて凹部の内圧が増加する。したがって右側部分と左側部分、および凹部のエネルギー吸収効果が増加する。その結果、乗員が停止するまでの乗員の移動距離は減少する。したがって、インフレータの出力を増加させる必要がなくなり、乗員を安全に初期拘束することができる。
さらに、エネルギー吸収効果が増大したことによりエアバッグの容量を減らすことができる。また、凹部があることにより乗員の頭部を移動するための予備の距離ができるので、乗員の頭部がエアバッグに接触するまでに乗員をシートベルトによって十分に減速させることができる。
本発明の別の実施態様により提供されるエアバッグ装置には、通常インストルメントパネル上部に収納されているものを含む。車両衝突などの緊急時に、このエアバッグを車両乗員の前方の空間へ膨張させて展開することができる。緊急時にエアバッグが乗員の頭部に接触する場合、接触面は凹部の最深部から凹部の右側端部(右側接触面)へ、かつ凹部の最深部から凹部の左側端部(左側接触面)へと延びる。左右の接触面は、凹部の最深部を通って車両の縦方向へ延びる直線(エアバッグの中心線)に関して角度15〜90度(好ましくは30〜60度)で設けられている。
このように、エアバッグ前面を乗員に向かって突出させることにより、乗員の頭部の質点(重心)に対応する乗員の頭部領域がエアバッグ前面に当接し、それによって衝撃の初期段階で乗員の頭部をより効果的に拘束することができる。接触面とエアバッグ中心線との間の角度が90度を超えるとその効果は失われる。角度が15度未満になると、凹部は乗員の頭部をカバーしない。
本発明の別の実施態様により提供されるエアバッグ装置には、通常インストルメントパネル上部に収納されているものを含む。車両衝突などの緊急時に、このエアバッグを車両乗員の前方の空間へ膨張させて展開することができる。平面図において、展開完了時のエアバッグは、右側部分と、左側部分と、これら右側部分と左側部分との間に形成された凹部とを有する。エアバッグ前面は乗員に向かって突出している。前面が突出するように形成されているので、体格の異なる乗員らの頭部の質点(重心)に対応する領域が、凹部の最深部から凹部の左右の端部へ延びるエアバッグ前面領域に当接する。
このように、エアバッグ前面が乗員に向かって突出しているため、乗員の頭部の質点を衝撃の早めの段階で拘束することができる。そしてエアバッグのエネルギー吸収効果が向上するので、乗員の頭部を衝撃の早めの段階でより効果的に拘束することができる。
前述の概要および以下の詳細な説明が例示かつ説明のためだけのものであり、本発明の主張を制限するものではないということは当然理解されるべきである。
本発明による実施態様を、添付の図面を参照して説明する。以下の説明において、縦方向というのは頭部を保護するためのエアバッグが装備された車両の縦方向と同一である。以下の実施態様は車両のダッシュボードの上部に装備された助手席エアバッグ装置を対象としているが、本発明によるエアバッグ装置が助手席用以外のエアバッグに適用されてもよい。
本発明の一実施態様により提供されるエアバッグ装置には、通常インストルメントパネル上部に収納されているものを含む。車両衝突などの緊急時に、このエアバッグを車両乗員の前方の空間へ膨張させて展開することができる。平面図において、展開完了時のエアバッグは、右側部分と、左側部分と、これら右側部分と左側部分との間に形成された凹部とを有する。凹部は右側部分と左側部分とに押圧力がかかる場合も凹状を維持する。
車両緊急時に、エアバッグをまず乗員の両肩部分が加圧するが、これは乗員がエアバッグの反力を受承する最初の部分である。乗員の両肩がエアバッグを加圧するとエアバッグの内圧が増加する。内圧が増加してもエアバッグは凹状を維持するように構成されている。エアバッグの凹型構成が維持されるのでガス圧が漏出しにくく、そのことが拘束の初期段階で乗員の両肩を拘束するのに効果を発揮する。こうして、このようなエアバッグでは、エアバッグがまず乗員の両肩によって圧迫され、それによりエアバッグの内圧(反力)が起こる。内圧が増加することにより、乗員の両肩の初期拘束が強化される。次に、エアバッグが凹部を有し、かつこの凹部が形成されている領域は大きく変形しないので、この凹部が実質的に変形することなく、また内圧が低下することなくガスがエアバッグに供給される。結果として、凹部を含むエアバッグの内圧は従来のエアバッグのものよりも高くなる。乗員拘束能力はこのようにして改善される。凹部のエネルギー吸収効果が向上するので、乗員が停止するまでの乗員の移動距離(乗員のストローク)が減少する。したがって、インフレータの出力を増加させる必要がなくなり、かつ乗員を安全に初期拘束することができる。エネルギー吸収効果も増加するのでエアバッグの容量を低減することができ、その結果コンパクトに構成されたエアバッグを使用することが可能になる。
凹部の最深部からエアバッグの右側端部(右側接触部分)へ、かつ凹部の最深部からエアバッグの左側端部(左側接触部分)へ延びるエアバッグ凹部の傾斜した表面は、乗員の頭部の重心(質点)に対向する乗員の顔部領域(すなわち乗員の眉間の領域)が常にエアバッグの接触面に接触するように適合されている。凹部の最深部から接触面の左右の端部へ延びる接触面(左右の接触部分)が、凹部の最深部を通って車両の縦方向へ延びる直線(エアバッグの中心線)に関して角度15〜90度(好ましくは30〜60度)を成すように表面が傾斜して延びている。このようなエアバッグでは、質点に対応する乗員の頭部領域に凹部の拘束力が集中し、それにより乗員の頭部の運動エネルギーが最も効果的な方法で吸収される。また乗員が小柄である場合、シートはしばしば最前端位置へ向かって引っ張り出されている。このような乗員が車両衝突時にエアバッグの中へ突っ込む際に、凹部が乗員の前方移動を可能にする。このように、凹部があることにより乗員の頭部を前方移動するための予備の距離(ストローク)ができるので、乗員の頭部がエアバッグに接触するまでに乗員をシートベルトによって十分に減速させることができる。
図1(a)は、本発明の実施態様による完全に展開した状態の助手席用エアバッグ装置の平面略図である。図1(b)は、図1(a)のエアバッグ装置の側面略図である。エアバッグ装置では、車両のインストルメントパネル上方にあるフロントガラスを向くリテーナRが配置される。リテーナRには、好ましくは布製のエアバッグ11と、このエアバッグの中へガスを供給してエアバッグを展開させるインフレータIとが配置される。エアバッグ11は普通、リテーナRの内部に折り畳まれた状態で収納されている。エアバッグ11が小型の場合、エアバッグ11の容量は約110〜132リットルの範囲である。エアバッグ11の底部は細い開口端(ガス流通口)11cを有し、この開口端はインフレータIに接続されている。開口端11cはインフレータIからエアバッグ11へとガスを流すことができる。エアバッグ11の前面は接触面11aを有し、この接触面はエアバッグ展開時に乗員に接触する。
エアバッグ11の接触面11aの中央領域近傍に凹部11bが設けられている。凹部11bはエアバッグにおいて例えば狭窄部、中空部、あるいは谷部の形状であってもよい。エアバッグを平面図にした時に凹部11bが見えるように、凹部11bはエアバッグ11の上端からエアバッグ11の下端へと延びているのが好ましい。好適な実施態様では、完全に展開したエアバッグ11はその平面図において、右側部分と、左側部分と、これら右側部分と左側部分との間に形成された凹部とを示す構成を有する。
図1(a)および図1(b)は異なる体格の二人の乗員H1、H2を示す。乗員H1は乗員H2よりも大柄である。乗員H1の顎部領域と展開したエアバッグの凹部11b(接触面11aの中央)との間の距離をL1で示す。乗員H2の顎部領域と展開したエアバッグの凹部11b(接触面11aの中央)との間の距離をL2で示す。例えばL1とL2は約100mm程度であってもよい。比較のために、従来のエアバッグの接触面103aも示す。見ての通り、従来のエアバッグの接触面103aと乗員H2の顎部領域との間の距離L102は、乗員H2の顎部領域と接触面11aの中央との間の距離L2よりも少ない。
このように、図1(a)および図1(b)に示すエアバッグ装置では、凹部11bの存在によって、乗員H2と接触面11aとの間の距離L2が、乗員H1と接触面11aとの間の距離L1とさほど相違なくなっている。このことにより、乗員H2をも、その頭部がエアバッグ11に接触するまでにシートベルトによって十分に減速させることができる。
図1(a)および図1(b)では、乗員H1およびH2の頭部の質点(重心位置)をそれぞれMPLおよびMPSで表す。この実施態様のエアバッグ装置では、凹部11bの最深部から右側端部(右側接触部分)へ、かつ凹部11bの最深部から左側端部(左側接触部分)へと、乗員H1、H2に向かって延びている(または突出している)エアバッグ前面領域に、質点MPL、MPSに対応する乗員H1、H2の頭部の位置が当接するように、エアバッグ前面が形成されている。このように、乗員に向かってエアバッグ前面を突出させることによって、衝撃の初期段階で、従来のエアバッグを使用する場合よりも安全に乗員を拘束することができる。
今度は図2に関して、本発明の実施態様によるエアバッグ装置の付加的な構成および機能を詳述する。図2(a)は、乗員が前方へ動いている状態を示す平面略図である。図2(b)は、乗員の顔部がまさにエアバッグに接触する状態を示す平面略図である。最後に、図2(c)は、乗員がエアバッグにより拘束されている状態を示す平面略図である。
図2(a)に示すように、乗員が前方に移動した場合、乗員の両肩部分がまずエアバッグ11に接触する。エアバッグ11内には、反力(押圧力)が太い矢印で示してある。この実施態様では、凹部11bが押圧力の流れを制限し、そのことによりエアバッグ11の右側部分および左側部分(肩部/両側突出部)からの押圧力逃散が阻止され、衝撃の初期段階で乗員を確実に完全拘束する。したがって、エアバッグの右側部分および左側部分に押圧力がかかる場合でも、凹部がその凹状を維持するようにエアバッグを形成することが必要である。
図2(b)は乗員の顔部がまさにエアバッグに接触する瞬間を示す。図2(b)では、直線FFが凹部11bの最深部から凹部11bの左側端部(FFL)へ、かつ凹部11bの最深部から凹部11bの右側端部(FFR)へと乗員の方へ向かって延びる。直線FF(FFL、FFR)は、凹部の最深部を通って車両の縦方向に延びる直線CLに対して角度15〜90度(好ましくは30〜60度)を成す。換言すれば、直線FF(または接触面11a)と直線CLとの交点において角度θが形成される。このようにして乗員の頭部の重心MPに対応する乗員の頭部領域(眉間の領域)を確実に拘束し、頭部の運動エネルギーを最も効果的な方法で吸収することができる。
図2(c)は、乗員がエアバッグ11により完全に拘束されている状態を示す。乗員が図2(b)の状態からさらに前方へ移動すると乗員の両肩部分がエアバッグの右側部分および左側部分を押圧し、それによりエアバッグの左右両側を圧迫する。エアバッグの内圧が上昇しても凹部11bの形状は維持されるので、ガス圧の多くは逃散が阻止される。その結果、エアバッグの左右両側の反力が増加し、初期の乗員拘束力が強化される。このように、ガス圧は凹部11bを含めエアバッグのあらゆる部分に効果的に供給される。結果として、凹部のエネルギー吸収効果が向上する。乗員の頭部のストロークは減少し、インフレータの出力を引き上げる必要がなくなり、エアバッグの容量を小さくすることができる。さらに、凹部11bを設けることにより、乗員の頭部がエアバッグ11の中へ突っ込まないうちに乗員をシートベルトにより十分に減速することができる。
次に、本発明によるエアバッグ11の付加的な実施態様を複数詳述する。以下の実施態様および実施例では多様な方法が採用され、図2(a)で示したように、エアバッグの左右両側が圧迫されても凹部の形状が維持される。
図3(a)および図3(b)は本発明による別の実施態様を示す。図3(a)は展開時のエアバッグ11を示す。図3(b)は左側半分のエアバッグLABを示す。図3(a)のエアバッグ11は、2つのエアバッグ、すなわち右側のエアバッグと左側のエアバッグを共に連結し、1つのエアバッグ11を形成することによってできている。図3(b)に示すように、エアバッグの底部にインフレータを挿入するための開口Iが設けられる。図1(a)および図1(b)のエアバッグのように、エアバッグ11の前側は接触面11aを有し、この接触面はエアバッグの展開時に乗員に接触する。接触面の中央領域に凹部11bが設けられる。
図3(b)に示すように、左側半分のエアバッグLABおよび右側半分のエアバッグは連通部Cを有し、この連通部は左側半分のエアバッグLABの一端および右側半分のエアバッグの一端と連通している。連通部Cはエアバッグ11の底部に配置される。このため、左側半分のエアバッグLABおよび右側半分のエアバッグは連通部Cから離れる方向にそれぞれ膨張する。
図4は本発明による別の実施態様を示す。この実施態様では、エアバッグ11の凹部11bにテザーベルトが取り付けられている。図4に示すエアバッグ11は図3(a)に示すエアバッグと同様である。テザーベルト15の一端は、凹部11bの下端近傍でエアバッグ11の内面に縫い付けられている。テザーベルト15の他端はエアバッグ11の開口端近傍でエアバッグ11の内面に縫い付けられている。テザーベルト15は、エアバッグ11の材料よりも伸縮率の低い材料から製作されている。テザーベルト15は例えば紐状のものでも、あるいは帯状の布でもよい。テザーベルト15を付加することにより、エアバッグ11の膨張時に凹部11bの形状を維持することができる。
図5は本発明による別の実施態様を示す。この実施態様では、テザーベルト15が従来のエアバッグ21に取り付けられている。図5は凹部11bを備えていない従来のエアバッグ21を示す。テザーベルト15の一端は、乗員の方を向いているエアバッグ21の中央領域近傍でエアバッグ21の内面に縫い付けられている。テザーベルト15の他端はエアバッグの開口端近傍でエアバッグ21に縫い付けられている。エアバッグ21が膨張すると、乗員の方を向いているエアバッグの中央領域がテザーベルト15によって引っ張られ、凹部21bを形成する。この実施態様は従来のエアバッグに適用することが可能であるため、このエアバッグは容易に構築することができる。
図6は本発明による別の実施態様を示す。この実施態様では、テザーベルト16が、エアバッグ11の凹部11bを包囲するエアバッグ外面に取り付けられている。図6に示すエアバッグ11は図3(a)に示すエアバッグと同様である。テザーベルト15がエアバッグの凹部11bの周囲に巻き付けられている。テザーベルトの両端はエアバッグの開口端近傍でエアバッグに縫い付けられている。
図7は本発明による別の実施態様を示す。この実施態様では、テザーベルト17、18が凹部11b近傍にあるエアバッグの上面および下面でエアバッグ11に取り付けられている。
図8は本発明による別の実施態様を示す。この実施態様では3つのエアバッグ31、41、51を使用する。各エアバッグにはインフレータ(図示せず)が設けられる。図8に示すように、エアバッグ31、41、51によって形成される前面に凹部31b、41bが形成されている。
図9は本発明による別の実施態様を示す。図9(a)はこの実施態様の斜視図である。図9(b)は図9(a)の実施態様の横断面図である。この実施態様では、従来のエアバッグ21の一部が縫合され、またその周辺も縫合されている。縫合部はエアバッグ21の前方で凹部21bを形成する。
図10は本発明による別の実施態様を示す。この実施態様では、エアバッグ61は3つの突出部61c、61d、61eを有する。このエアバッグを構築するには、上記の実施態様を実現するのに利用されたいずれの方法も利用することができる。したがって、本発明によるエアバッグの突出部の数を3に増やすことができる。
さらに広範な態様における本発明は、図1〜10に関して本明細書中で図示し説明した実施態様による特定のエアバッグ装置に限定されるものではない。
上述したように、本発明によるエアバッグ11の構成を変更することによって、乗員をより効果的な方法で保護することができる。
本発明が開示されたことにより、本発明の範囲および精神から逸脱しない他の実施態様および変更も可能であることを当業者なら理解するであろう。したがって、本発明の範囲および精神から逸脱せずに本開示から当業者が達成し得るあらゆる変更は、本発明のさらなる実施態様として包含されるべきである。本発明の範囲は以下のクレームに記載するように定義されるべきである。
図1(a)は、本発明の一実施態様による完全に展開した状態の助手席用エアバッグ装置の平面略図である。 図1(b)は、図1(a)のエアバッグ装置の側面略図である。 図2(a)は、乗員が前方へ動いている状態を示す本発明の一実施態様による助手席用エアバッグ装置の平面略図である。 図2(b)は、乗員の顔部がエアバッグに接触する瞬間を示す図2(a)のエアバッグ装置の平面略図である。 図2(c)は、乗員がエアバッグにより拘束されている状態を示す図2(a)のエアバッグ装置の平面略図である。 図3(a)は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置を示す背面図である。 図3(b)は、図3(a)のエアバッグ装置の左側半分の側面略図である。 図4は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置の斜視図である。 図5は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置の斜視図である。 図6は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置の斜視図である。 図7は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置の斜視図である。 図8は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置の平面略図である。 図9(a)は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置の斜視図である。 図9(b)は、図9(a)エアバッグ装置の上断面図である。 図10は、本発明の一実施態様によるエアバッグ装置の平面略図である。

Claims (19)

  1. 車両の乗員を保護するためのエアバッグ装置であって、
    左側部分と、右側部分と、前記左側部分と前記右側部分との間に配置された凹部とを有するエアバッグを含み、
    前記凹部が前記エアバッグの下端から前記エアバッグの上端へ延びるように構成されており、
    前記エアバッグが展開され、かつ前記右側部分、前記左側部分、あるいは前記左右両部分に押圧力がかかっても前記凹部が凹状を維持するようになっているエアバッグ装置。
  2. 前記凹部が狭窄部を有する、請求項1記載のエアバッグ装置。
  3. 前記凹部が中空部を有する、請求項1記載のエアバッグ装置。
  4. 前記凹部が谷部を有する、請求項1記載のエアバッグ装置。
  5. 前記エアバッグ展開時に前記凹部が前記乗員に接触するようになっている接触面を含む、請求項1記載のエアバッグ装置。
  6. 前記凹部が中央部分、左側表面、および右側表面を含み、前記中央部分が前記凹部の最深点に配置されている、請求項1記載のエアバッグ装置。
  7. 前記左側表面が、前記中央部分から乗員の方向へ向かって延び、前記中央部分を通り前記車両の縦方向に延びる直線に対し15〜90度の第一角度を成し、前記右側表面が、前記中央部分から乗員の方向へ向かって延び、前記中央部分を通り前記車両の縦方向に延びる直線に対し15〜90度の第二角度を成す、請求項6記載のエアバッグ装置。
  8. 前記第一角度および第二角度が30〜60度である、請求項7記載のエアバッグ装置。
  9. 前記左側表面が前記中央部分から前記エアバッグの左側端部に向かって延び、前記右側表面が前記中央部分から前記エアバッグの右側端部に向かって延びる、請求項6記載のエアバッグ装置。
  10. 前記中央部分、左側表面、および右側表面が、前記頭部の重心に対向する前記乗員の頭部領域に当接するように構成されている、請求項9記載のエアバッグ装置。
  11. 前記エアバッグが共に連結された2つのエアバッグを含む、請求項1記載のエアバッグ装置。
  12. 前記エアバッグが、前記凹部の下端近傍で前記エアバッグの内面に連結された第一端部と、前記エアバッグの開口端近傍で前記エアバッグの前記内面に連結された第二端部とを有するテザーを含み、前記エアバッグ膨張時に前記テザーが前記凹部の形状を維持するように構成されている、請求項1記載のエアバッグ装置。
  13. 前記エアバッグが前記凹部の周囲に配置されたテザーを含み、前記テザーが前記エアバッグの外側部分に連結されている、請求項1記載のエアバッグ装置。
  14. 前記エアバッグが、前記凹部の近傍で前記エアバッグの上面に取り付けられた第一テザーと、前記凹部の近傍で前記エアバッグの下面に取り付けられた第二テザーとを含む、請求項1記載のエアバッグ装置。
  15. 前記エアバッグが、並べて配置された3つのエアバッグを含む、請求項1記載のエアバッグ装置。
  16. 前記エアバッグが、前記エアバッグ膨張時に前記凹部を形成するように構成された縫合部を含む、請求項1記載のエアバッグ装置。
  17. 前記エアバッグが第二凹部を含む、請求項1記載のエアバッグ装置。
  18. 車両の乗員を保護するためのエアバッグ装置であって、
    左側部分と右側部分とを有するエアバッグを含み、
    前記左側部分および前記右側部分が、前記エアバッグ展開時に前記乗員に接触するようになっている接触面を形成し、
    前記左側部分と前記右側部分との間の角度が、前記車両の横方向と平行な平面において30〜180度であり、
    前記接触面が前記エアバッグの上部から前記エアバッグの下部へ延びており、
    前記エアバッグが展開され、かつ前記左側部分、前記右側部分、あるいは前記左右両部分に押圧力がかかっても、前記左側部分および右側部分が前記角度を維持するようになっているエアバッグ装置。
  19. 車両の乗員を保護するためのエアバッグ装置であって、
    エアバッグと、
    第一端部および第二端部を有するテザーとを含み、
    前記第一端部が前記エアバッグの中央部分近傍で前記エアバッグの内面に連結され、また前記第二端部が前記エアバッグの開口端近傍で前記エアバッグの前記内面に連結され、
    前記エアバッグが、前記エアバッグ展開時に前記中央部分で凹部を形成するように構成され、
    前記凹部が前記エアバッグの上部から前記エアバッグの下部へと延びているエアバッグ装置。
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