JP2006082687A - フロントガラスの取付け構造および衝撃吸収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 車外への突出量を大きくすることなく、安定した衝撃吸収性を得ることができるフロントガラスの取付け構造の提供を図る。
【解決手段】 フロントガラス３と、このフロントガラス３の周縁部を支持する車体開口縁部２との間に、非常時にフロントガラス３を前方に押し出すように膨張して緩衝機能するエアバッグ１０を介在させることにより、このエアバッグ１０が膨張することによりフロントガラス３が前方に押し出されて衝撃吸収に必要なストロークを確保でき、このとき、エアバッグ１０の突出側先端部にフロントガラス３が付加されているので、エアバッグ１０に荷重が入力される際にフロントガラス１０の剛性および質量効果がエアバッグ１０のばね特性に加わり、これによってエアバッグ１０の初期荷重が高くなってエアバッグ１０の少ない突出量で安定した衝撃吸収性能を得ることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両のフロントガラスの取付け構造および衝撃吸収方法に関する。

従来、フロントガラス周縁部のフロントピラーにピラーエアバッグを設けて、外部からの衝撃荷重を検知した場合に前記ピラーエアバッグがフロントピラーを覆うように展開して、衝撃を吸収するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１０８９０３号公報（第２〜３頁、第１，２図）

しかしながら、かかる従来のフロントガラス周りの衝撃吸収構造では、ピラーエアバッグがフロントピラーから突出して車外に展開するようになっており、このように車体に展開させたエアバッグは形状の安定が難しく、安定した衝撃吸収性能を得るのが困難になってしまう。

また、このようにエアバッグを車外に突出させる場合、衝撃を十分に吸収するためにはそのエアバッグの容量を大きくせざるを得ず、このため、エアバッグの突出量が大きくなって運転者の視界の妨げになってしまう。

そこで、本発明は車外への突出量を大きくすることなく、安定した衝撃吸収性を得ることができるフロントガラスの取付け構造および衝撃吸収方法を提供するものである。

本発明のフロントガラスの取付け構造は、フロントガラスと、このフロントガラスの周縁部を支持する車体開口縁部との間に、非常時にフロントガラスを前方に押し出すように膨張して緩衝機能するエアバッグを介装してシール材としたことを最も主要な特徴とする。

また、本発明のフロントガラスの衝撃吸収方法は、フロントガラスと、このフロントガラスの周縁部を支持する車体開口縁部との間にエアバッグを介在させ、非常時に、そのエアバッグを膨張させて緩衝機能を持たせつつフロントガラスを前方に押し出すことにより、このフロントガラスに所要のストロークを確保して衝撃を吸収させることを特徴とする。

本発明のフロントガラスの取付け構造および衝撃吸収方法によれば、エアバッグが膨張することによりフロントガラスが前方に押し出されて、衝撃吸収に必要なストロークが確保される。

このとき、エアバッグの突出側先端部にフロントガラスが付加されているので、エアバッグに衝突荷重が入力される際にフロントガラスの剛性および質量効果がエアバッグのばね特性に加わることになり、これによってエアバッグの初期荷重が高くなってエアバッグの少ない突出量で安定した衝撃吸収性能を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図９は本発明にかかるフロントガラスの取付け構造の第１実施形態を示し、図１は本発明を適用した車両の前半部分の側面図、図２はフロントガラスの取付け状態を示す斜視図、図３はフロントガラスの取付け部分を示す分解斜視図、図４は図２中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図、図５はエアバッグの作動状態を示す斜視図、図６は図５中Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図、図７は本発明のエアバッグに衝撃力が入力された場合の作動を（ａ），（ｂ）に順を追って示す説明図、図８は従来のエアバッグに衝撃力が入力された場合の作動を（ａ），（ｂ）に順を追って示す説明図、図９は本発明による衝撃吸収特性を従来と比較して示すグラフである。

この第１実施形態のフロントガラスの取付け構造は、図１，図２に示すように、車室Ｒの前部に設けられるフロントウインドウ１の車体開口縁部２に取付けるフロントガラス３に適用され、このフロントガラス３と、このフロントガラス３の周縁部を支持する前記車体開口縁部２との間に、前面衝突等の非常時にフロントガラス３を前方に押し出すように膨張して緩衝機能するエアバッグ１０を介在させることにより構成して、このエアバッグ１０をシール材としてある。

また、本実施形態のフロントガラスの衝撃吸収方法は、フロントガラス３と、このフロントガラス３の周縁部を支持する車体開口縁部２との間にエアバッグ１０を介在させ、非常時に、そのエアバッグ１０を膨張させて緩衝機能を持たせつつフロントガラス３を前方に押し出すことにより、このフロントガラス３に所要のストロークを確保して衝撃を吸収させるようにしている。

前記車体開口縁部２は、フロントガラス３の車幅方向両側に配置される一対のフロントピラー４と、フロントガラス３の下側のカウル部５と、フロントガラス３の上側に配置されるフロントルーフレール６で構成され、これらフロントピラー４，カウル部５およびフロントルーフレール６に設けたフランジ部、例えば図４にフロントピラー４のフランジ部４ｆを示すが、このように設けたフランジ部４ｆの車室外方面にフロントガラス３が取付けられる。

前記エアバッグ１０は、図２，図３に示すように、フロントガラス３の周縁部を囲繞するように連続した略矩形状を成し、図４に示すように、その周面に蛇腹部分１０ａ，１０ｂを設けた基布等の中空可撓部材で形成し、通常時は同図に示すようにその蛇腹部分１０ａ，１０ｂを折り畳んで収納してある。

前記蛇腹部分１０ａ，１０ｂは、その収納状態ではそれぞれの山部１０ｍ１，１０ｍ２を第１の接着剤で固定してあり、このように山部１０ｍ１，１０ｍ２を第１の接着剤で固定することにより、蛇腹部分１０ａ，１０ｂにフロントガラス３を保持するに必要十分な支持強度を持たせるようになっている。勿論、その第１の接着剤は、エアバッグ１０を膨張させる際には、エアバッグ１０の膨張力で剥離できる程度の接着力となるものが用いられる。

また、前記エアバッグ１０の車室内側面１０ｉを前記フロントピラー４，カウル部５およびフロントルーフレール６のフランジ部４ｆに接着するとともに、エアバッグ１０の車室外側面１０ｕをフロントガラス３の周縁部内面に接着している。

このとき、エアバッグ１０とフロントガラス３との間に、鋼板等の強度を備えた部材で形成した薄肉のフレーム部材１２を介在させてある。

そして、前記エアバッグ１０とフレーム部材１２、このフレーム部材１２とフロントガラス３、およびエアバッグ１０とフランジ部４ｆを、それぞれ容易に剥離しない接着力の強い第２の接着剤で強固に接着してある。

図１に示すように前記エアバッグ１０には、前面衝突時に高圧ガスが供給される流体圧発生装置としてのインフレータ２０が設けられ、このインフレータ２０は、例えばフロントバンパ７に設けた衝突検知センサ２１で車両の前面衝突を検知して作動される。

前記衝突検知センサ２１による前面衝突検知は、歩行者等の衝突対象物への実際の衝突を検知する事後検知方式としてもよいが、特に、衝突対象物との距離等を検出して衝突を予測する事前検知方式とすることにより、エアバッグ１０の膨張タイミングを早めることができる。

このように事後検知または事前検知した前記衝突検知センサ２１の衝突検知信号は、エアバッグ１０の作動を判断する作動判断回路２２に出力され、この作動判断回路２２で衝突検知センサ２１の信号を処理して前記インフレータ２０に作動信号を出力し、この作動信号によってインフレータ２０が作動して高圧ガスを発生させるようになっている。

前記インフレータ２０には、図３に示すようにエアバッグ１０に高圧ガスを供給する流体供給経路となるガス供給管２３が設けられており、このガス供給管２３をエアバッグ１０に設けたコネクタ２４に接続することにより、インフレータ２０で発生した高圧ガスがエアバッグ１０に供給される。

前記コネクタ２４は、略矩形状に形成したエアバッグ１０の下辺部１０ｃに複数、例えば４箇所設けられ、前記ガス供給管２３に形成した４箇所の接続部２３ａを前記コネクタ２４に気密構造をもって接続してある。

以上の構成により本実施形態によれば、衝突検知センサ２１が前面衝突を検知（または予知）した非常時には、作動判断回路２２によりインフレータ２０を作動して高圧ガスを発生させ、その高圧ガスがガス供給管２３を介してエアバッグ１０に供給されることにより、このエアバッグ１０が膨張する。

すると、図５，図６に示すようにエアバッグ１０は蛇腹部分１０ａ，１０ｂを伸展しつつ車外方向に突出し、そのエアバッグ１０の車室外方に取付けたフロントガラス３を前方に押し出し、このフロントガラス３と車体開口縁部２との間に衝撃吸収に必要なストロークが確保される。

従って、図７（ａ）に示すように、歩行者等の衝突対象物Ｋがフロントガラス３に衝突（本実施形態ではフロントガラス３の周縁部に衝突した場合を示す）した場合、衝突荷重Ｆはフロントガラス３を介してエアバッグ１０に入力されるのであるが、このとき、エアバッグ１０の突出側先端部にフロントガラス３が付加されているので、エアバッグ１０に荷重Ｆが入力される際にフロントガラス３の剛性および質量効果がエアバッグ１０のばね特性に加わることになり、これによってエアバッグ１０の初期荷重が高くなってエアバッグ１０の少ない突出量で安定した衝撃吸収性能を得ることができる。

即ち、本実施形態では前記衝突荷重Ｆが入力された場合、先ず、フロントガラス３が剛性部材として反力が発生し、次に、図７（ｂ）に示すように、衝突対象物Ｋからの衝撃によりフロントガラス３の周縁部はヒビ３ｃの発生を伴って変形し、そのフロントガラス３の周縁部とともに衝突対象物Ｋが変位するので、フロントガラス３の一部が質量として反力が発生し、最後にエアバッグ１０が圧縮されて、この圧縮によりエアバッグ１０が潰れたことに起因する反力が発生する。

一方、エアバッグＢが車外に展開する従来構造では、図８に示すように、エアバッグＢに衝突対象物Ｋが干渉することにより、それら両者の接触面積が増加されるが、その時に主となる反力が発生する。

従って、本実施形態の場合と従来の場合における衝突対象物Ｋに発生する加速度（この場合、加速度は反力に比例するものとする）を比較すると、従来の場合は、図９中破線に示すように、衝突対象物Ｋの変位の増大に伴いその加速度が増加する線形ばねに近い特性を示すのに対し、本実施形態の場合は、図９中実線に示すように、フロントガラス３の剛性および質量による反力により、初期の衝突対象物Ｋの最大加速度や最大変位が減少し、従来の場合に比較して衝撃吸収性能が大幅に向上する。

その結果、エアバッグ１０として機能する領域に入った最大加速度および最大変位が抑制されることになり、衝突対象物Ｋのダメージを算出する際の時間波形でも最大加速度のレベルが低くなるため、前記従来の場合に対して本実施形態の場合の方がダメージを小さく抑制することができる。

また、本実施形態では前記エアバッグ１０を、フロントガラス３の周縁部を囲繞するように連続させ、その周面に蛇腹部分１０ａ，１０ｂを設けて、通常時はその蛇腹部分１０ａ，１０ｂを折り畳んで収納したので、エアバッグ１０を容易にコンパクト化して収納できるとともに、膨張時には衝撃吸収に必要なストロークを大きく稼ぐことができる。

更に、前記エアバッグ１０とフロントガラス３との間に、薄肉のフレーム部材１２を介在させたので、エアバッグを高圧ガスで急激に膨張させた際の衝撃でフロントガラス３が全体的に割れるのを防止することができる。

また、エアバッグ１０の複数の箇所から高圧ガスを広範囲で供給することにより、エアバッグ１０をフロントガラス３の全周でスムーズに膨張，展開させることができる。

なお、フロントガラス３の下縁の部分では、その外側にカウル部５の上面からフロントガラス下縁を覆う樹脂製のカウルカバー５ａの上縁部分が掛かるが、エアバッグ１０の膨張，展開によって該カウルカバー５ａの上縁部分が外側へめくれて、エアバッグ１０の膨張，展開に支障となることはない。

図１０は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１０はフロントガラスの取付け部分を示す分解斜視図である。

この第２実施形態のフロントガラスの取付け構造は、図１０に示すように、第１実施形態と同様にインフレータ２０で発生した高圧ガスをガス供給管２３を介してエアバッグ１０に供給するようになっており、特に本実施形態では、そのガス供給管２３にアキュムレータ２５を設けてある。

従って、本実施形態によれば、通常のインフレータ２０は作動直後に最大ガス圧が発生し、その後、徐々にガス圧が減少する傾向にあるが、インフレータ２０で発生する作動初期の最大ガス圧をアキュムレータ２５で抑えつつエアバッグ１０に供給することができる。

従って、インフレータ２０の作動初期の最大ガス圧が直接にエアバッグ１０に供給されてしまうのを防止できるため、エアバッグ１０のガス流入口、つまりコネクタ２４近傍のフレーム部材１２が前記最大ガス圧で変形してフロントガラス３に割れが発生するのを抑制することができる。

図１１，図１２は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１１はエアバッグの拡大断面図、図１２はエアバッグの作動状態を示す拡大断面図である。

この第３実施形態のフロントガラスの取付け構造は、図１１に示すように、第１実施形態と同様にエアバッグ１０は、その周面に蛇腹部分１０ａ，１０ｂを設けてあるが、特に本実施形態では、エアバッグ１０の折り畳み中心線Ｃ１を、このエアバッグ１０のフロントガラス３の面に沿った内外方向の中心Ｃ０よりもフロントガラス３の中心側に寄った位置に配置してある。

即ち、前記エアバッグ１０の折り畳み中心線Ｃ１は、蛇腹部分１０ａ，１０ｂの対向する谷部１０ｖ１，１０ｖ２間に設定されるが、本実施形態ではフロントガラス中央側の蛇腹部分１０ａの谷部１０ｖ１を浅く形成するとともに、フロントガラス外周側の蛇腹部分１０ｂの谷部１０ｖ２を深く形成することにより、前記折り畳み中心線Ｃ１をフロントガラス３の中心側に偏心させてある。

従って、本実施形態によれば、エアバッグ１０が膨張する際、谷部１０ｖ１を浅く形成したフロントガラス中央側の蛇腹部分１０ａよりも谷部１０ｖ２を深く形成したフロントガラス外周側の蛇腹部分１０ｂの伸長量が大きくなる一方、エアバッグ１０の突出方向はフロントガラス３によってフランジ部４ｆの直角方向に規制されるため、エアバッグ１０の膨張時にはフロントガラス外周側の蛇腹部分１０ｂに余剰伸長部分１０ｄが設けられることになる。

このため、前記余剰伸長部分１０ｄは、図１２に示すように車体開口縁部２（本図ではフロントピラー４の内側）とフロントガラス３の外周縁３ｅとの間に形成される隙間δからフロントガラス３の面に沿った外方に突出するため、この突出した余剰伸長部分１０ｄによって、衝撃エネルギーの吸収部分をフロントガラス３の面方向外方に拡大することができ、衝突対象物Ｋの衝撃吸収範囲を広く取ることができる。

尚、この衝撃吸収範囲の拡大効果は、略矩形状となったエアバッグ１０の下側に対応したカウル部５および上側に対応したフロントルーフレール６にあっても得られる。

ところで、本発明を前記第１〜第３実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

本発明の第１実施形態におけるフロントガラスの取付け構造を適用した車両の前半部分の側面図である。 本発明の第１実施形態におけるフロントガラスの取付け状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるフロントガラスの取付け部分を示す分解斜視図である。 図２中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図である。 本発明の第１実施形態におけるエアバッグの作動状態を示す斜視図である。 図５中Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。 本発明の第１実施形態におけるエアバッグに衝撃力が入力された場合の作動を（ａ），（ｂ）に順を追って示す説明図である。 従来のエアバッグに衝撃力が入力された場合の作動を（ａ），（ｂ）に順を追って示す説明図である。 本発明の第１実施形態における衝撃吸収特性を従来と比較して示すグラフである。 本発明の第２実施形態におけるフロントガラスの取付け部分を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態におけるエアバッグの拡大断面図である。 本発明の第３実施形態におけるエアバッグの作動状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

２ 車体開口縁部
３ フロントガラス
１０ エアバッグ
１０ａ，１０ｂ 蛇腹部分
１２ フレーム部材
２０ インフレータ（流体圧発生装置）
２３ ガス供給管（流体供給経路）
２５ アキュムレータ
Ｃ１ 折り畳み中心線

Claims (6)

1. フロントガラスと、このフロントガラスの周縁部を支持する車体開口縁部との間に、非常時にフロントガラスを前方に押し出すように膨張して緩衝機能するエアバッグを介装してシール材としたことを特徴とするフロントガラスの取付け構造。
2. エアバッグは、フロントガラスの周縁部を囲繞するように連続し、その周面に蛇腹部分を設けた中空可撓部材で形成し、通常時はその蛇腹部分を折り畳んで収納してあることを特徴とする請求項１に記載のフロントガラスの取付け構造。
3. エアバッグとフロントガラスとの間に薄肉のフレーム部材を介在させたことを特徴とする請求項１または２に記載のフロントガラスの取付け構造。
4. エアバッグは、これを膨張させるための流体圧発生装置を備え、この流体圧発生装置からエアバッグに至る流体供給経路にアキュムレータを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のフロントガラスの取付け構造。
5. エアバッグの折り畳み中心線を、このエアバッグのフロントガラス面に沿った内外方向の中心よりもフロントガラスの中心側に寄った位置に配置したことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のフロントガラスの取付け構造。
6. フロントガラスと、このフロントガラスの周縁部を支持する車体開口縁部との間にエアバッグを介在させ、非常時に、そのエアバッグを膨張させて緩衝機能を持たせつつフロントガラスを前方に押し出すことにより、このフロントガラスに所要のストロークを確保して衝撃を吸収させることを特徴とするフロントガラスの衝撃吸収方法。

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