JP2006224771A - エアバックの圧力調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エアバックへのガスの大量の噴射と乗員のエアバックへの衝突において、エアバックの圧力が乗員にダメージを最も与えない適切な圧力に衝突瞬間時に調節されるエアバックの圧力調節装置の提供。
【解決手段】 エアバック２に取付けられる接続部３と、エアバック２にインフレータ４により噴射されたガス５によりエアバック内圧が所定の圧力Ａ以上になると該圧力Ａ以上の圧力により押され動いてバルブ口６を開きガス５を外に逃がす（図４参照）排出口７、８を有するバルブ室９に設けられたバルブ１０と、このバルブ１０を圧力Ａ以内では押し付勢力によりバルブ口６を閉じ状態とする圧縮コイルバネからなる付勢手段１１と、圧力Ａを乗員の体格などに応じた圧力とするための付勢手段１１の付勢力を可変させる、付勢手段１１を押す可動支持部１２、この可動支持部１２を出入動作させるソレノイド１３とからなる付勢力可変部１４とからなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、衝撃時にガス圧により膨らみ乗員を衝突の衝撃から保護するエアバックの圧力調節装置に関する。

従来、インフレータにより発生させたガス圧により、開口状態にあるガス抜き穴（ベントホール）を備えたエアバックを膨らまし乗員を保護（拘束）するエアバック装置では、乗員への傷害程度を下げるため、乗員の体格、乗員位置に合わせて、エアバックのガス内圧をあるレベルより上げないように、乗員の着座位置、シート位置、乗員体重、衝突速度を検出して、この検出情報に基づいて２段インフレータによるエアバックの内圧制御、エアバックボリューム制御などのコントロールをおこなっている。
また下記「特許文献１」に、衝突初期にはベントホールを閉鎖状態として衝突時エアバックの膨張を迅速にして乗員の早期拘束の効果を増大せしめるとともに、乗員のエアバックに衝突して更に状態が前方に移動する瞬間、衝突速度に対応する開度に開口されたベントホールからガスを放出してエアバックの圧力を減衰させて、乗員のエアバックへの衝突後にガス抜きによる緩衝作用を得る技術が開示されている。
特開平１１−１１２５０（エアバックのベント装置）

上述した従来技術は、２段インフレータによるエアバックの内圧制御、エアバックのボリューム制御によるもの、すなわちガス噴射量の制御によるものであるので、膨張したエアバックへの乗員衝突の衝撃が適切な圧力状態でなされているかどうかは不安なものである。
実際には、衝撃速度情報、乗員体重情報、シート位置などによる体格判定情報によるエアバックの圧力決定のみでは、衝突時に適切衝突圧力が得られていないという欠点がある。なぜなら、エアバックに衝突する乗員の衝突力は、体形、筋力、反射神経や運動神経の敏速度、頭の重さ、シートベルト装着の有り無しや作動状態、服装、乗員が衝突に気が付いて身構えている・気づかず身構えてない、などの多様複雑な条件により異なる、すなわち乗員のエアバックへの実際の衝突力に適したエアバック圧力が得られないのである。
また、空気抜き穴が衝突時・ガス噴射時も開いているので噴入の一方でガス抜けが行なわれるので、膨張に時間が掛かるという欠点を有するものであった。
一方、特許文献１に開示されている技術は、やはり衝突瞬間時は前記した従来技術と同じ欠点を有するものである。

本発明は以上のような従来技術の持つ問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、乗員のエアバックへの衝突時のエアバックの圧力を乗員にダメージを最も与えない適切な圧力に調節されるエアバックの圧力調節装置を提供することを目的としている。
また本発明の他の目的は、乗員のエアバックへの衝突時のエアバックの圧力を乗員にダメージを最も与えない適切な圧力に調節され且つ低コストで実現できるエアバックの圧力調節装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成となっている。
＜請求項１記載の発明＞
エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、前記エアバックにガスが噴射されエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押され動いてバルブ口を開き前記ガスを該エアバック外に逃がすバルブと、このバルブを前記所定の圧力以下では付勢力により前記バルブ口を閉じ状態とする付勢手段と、前記所定の圧力を乗員の体格などに応じた圧力とするための前記付勢手段のソレノイドによる付勢力を体格等に応じて可変させる付勢力可変部とでエアバックの圧力調節装置を構成している。
＜請求項２記載の発明＞
エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、前記エアバックにガスが噴射されエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押されてバルブ口を開き前記ガスをバルブ室に逃がす該バルブ室に設けられたバルブと、このバルブを前記所定の圧力以下では付勢力により前記バルブ口を閉じ状態とする付勢手段と、前記バルブ室に設けられた前記ガスを外に排出するための第１の排出口および第２の排出口と、乗員の体格などに応じて前記ガスの排出量を調節するための前記第２の排出口を開閉する排出口開閉部とでエアバックの圧力調節装置を構成している。
＜請求項３記載の発明＞
エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、この接続部に設けられた前記エアバックに噴射されたガスを外に排出するための第１の排出口と、前記接続部に連絡したバルブ室と、このバルブ室に設けられたエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押され動いてバルブ口を開き前記ガスを前記バルブ室に逃がすバルブと、前記バルブ室に設けられた該バルブ室に流入した前記ガスを外に排出する第２の排出口と、乗員の体格などに応じて前記ガスの排出量を調節するための前記第1の排出口を開閉する排出口開閉部とでエアバックの圧力調節装置を構成している。
＜請求項４記載の発明＞
請求項１、２、３のいずれか記載の発明の構成において、付勢力可変部および排出口開閉部が、車内に設けられた乗員体重センサ、シート位置センサなどからの乗員情報に基づいて自動制御圧力調節装置を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
＜請求項１記載の発明の効果＞
エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、前記エアバックにガスが噴射されエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押され動いてバルブ口を開き前記ガスを該エアバック外に逃がすバルブと、このバルブを前記所定の圧力以下では付勢力により前記バルブ口を閉じ状態とすることで一定の圧力を保持する付勢手段とからなっているので、
エアバック動作時においてもエアバック内の圧力が所定の圧力以上ではバルブが動いてバルブ口を開きエアを外に排出動作するので、エアバックは所定の圧力以下に常に保持されるともに、乗員のエアバックへの衝突瞬時においても所定の圧力以上ではバルブが動作してガスを抜き所定の圧力に減衰するので、ガス放出動作による衝突時の乗員の衝突衝撃を緩和するとともに、常に最も傷害危険度の低い安全性の高いエアバックの所定の硬さと衝撃緩衝性能を衝突力に対応して発揮しつづけるエアバック装置を実現するという効果を得ることができる。
すなわち、乗員がエアバックに実際に衝突しなければわからない、エアバックに衝突する乗員の衝突力は乗員の体形、筋力、反射神経や運動神経の敏速度、頭の重さ、シートベルト装着の有り無しや作動状態、服装、乗員が衝突に気が付いて構えているあるいは気づかず構えてない、座席の弾性力、後部座席者の前部座席への衝突による追加衝撃などの多様複雑な条件に瞬時に適切に対応するエアバックを実現するものである。
また、ガス噴射側で噴射ガス量を制御する必要がないので、その高コストの制御機構を設けなくて良く且つ簡単な構成であるので、低コストの圧力調節装置を実現するという効果を得ることができる。
また、複雑なガス噴出制御機構でない単純で確かな噴出制御機構にできるので、誤作動の少ない信頼性の高いエアバック装置を実現するという効果を得ることができる。
エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、前記エアバックにガスが噴射されエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押され動いてバルブ口を開き前記ガスを該エアバック外に逃がすバルブと、このバルブを前記所定の圧力以下では付勢力により前記バルブ口を閉じ状態とする付勢手段と、前記所定の圧力を乗員の体格などに応じた圧力とするための前記付勢手段の付勢力を可変させる付勢力可変部と、からなっているので、例えば、乗員を体格の大きい人、体格の小さい人というように分けて、体格の大きい人の場合は付勢力可変部で付勢手段の付勢力を強めてエアバックを高圧拘束動作にし、体格の小さい人の場合は付勢力可変部で付勢手段の付勢力を弱めてエアバックを低圧拘束動作にするので、乗員の体格等に合った且つ衝突具合に合わせたエアバック圧とガス抜き量で乗員を拘束することができるという効果を得ることができる。
「例えば」としたのは、前記の逆の場合が良い場合も考えられるし、乗員の姿勢、座高、眼鏡の有無などのより詳細な乗員情報によっては大柄、小柄の判断でない判断により選択することもあるからである。
付勢力可変部はソレノイドによる強弱の２タイプまたは強・中・弱の３タイプのものから、駆動モータでのネジシャフトの回転による螺合移動体による付勢手段の付勢力調節という多数の精密なタイプを設定できるもの、さらに、応答性向上を鑑み圧電素子を利用したアクチュエーターなどがある。
＜請求項２記載の発明の効果＞
エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、前記エアバックにガスが噴射されエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押されてバルブ口を開き前記ガスをバルブ室に逃がす該バルブ室に設けられたバルブと、このバルブを前記所定の圧力以下では付勢力により前記バルブ口を閉じ状態とする付勢手段と、前記バルブ室に設けられた前記ガスを外に排出するための第１の排出口および第２の排出口と、乗員の体格などに応じて前記ガスの排出量を調節するための前記第２の排出口を開閉する排出口開閉部と、からなっているので、
例えば、体格の大きい人の場合は排出口開閉部で第１の排出口を閉じて第２の排出口のみのからのガスの抜け量としたエアバックの小口排出拘束動作で対応し、体格の小さい人の場合は第１の排出口を開口して第１の排出口および第２の排出口からのガスの抜け量としたエアバックの大口排出拘束動作で対応するものであるので、このような構成・動作においても前記請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができる。
＜請求項３記載の発明の効果＞
エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、この接続部に設けられた前記エアバックに噴射されたガスを外に排出するための第１の排出口と、前記接続部に連絡したバルブ室と、このバルブ室に設けられたエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押され動いてバルブ口を開き前記ガスを前記バルブ室に逃がすバルブと、前記バルブ室に設けられた該バルブ室に流入した前記ガスを外に排出する第２の排出口と、乗員の体格などに応じて前記ガスの排出量を調節するための前記第１の排出口を開閉する排出口開閉部と、からなるものであるので、
例えば、体格の大きい人の場合は排出口開閉部で第１の排出口を閉じてバルブ口を開口しての第２の排出口のみのからのガスの抜け量としたエアバックの小口排出拘束動作で対応し、体格の小さい人の場合は第１の排出口を開口して第１の排出口およびバルブ口を開口しての第２の排出口からのガスの抜け量としたエアバックの大口排出拘束動作で対応するものであるので、このような構成・動作においても前記請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができる。
＜請求項４記載の発明の効果＞
請求項１、２、３のいずれか記載の発明の構成において、付勢力可変部および排出口開閉部が、車内に設けられた乗員体重センサ、シート位置センサなどからの乗員情報に基づいて自動制御されるようにしてなるものであるので、
前記請求項１、２、３のいずれか記載の発明の効果とともに、搭乗した乗員の体格等に合ったエアバックの拘束圧力を自動的に得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。但し、この説明は本発明をそれのみに限定するものではない。

＜第１の実施の形態＞
図１ないし図５に示す本発明を実施するための最良の第１の実施の形態においてエアバックの圧力調節装置１は次のような構成となっている。
エアバック２に取付けられる接続部３と、
この接続部３に連絡されたバルブ室９と、
このバルブ室９と接続部３の仕切りに形成されたバルブ口６と、
このバルブ口６を開閉するバルブ室９に設けられたバルブ１０と、
このバルブ１０を所定の付勢力で閉じ付勢している圧縮コイルバネからなる付勢手段１１と、
この付勢手段１１の付勢力を可変させるための、付勢手段１１を押す可動支持部１２、この可動支持部１２を出入動作させるソレノイド１３とからなら付勢力可変部１４と、
バルブ室９に設けられた、バルブ口６から排出されたガス５を外に排出するための排出口７、８と、
以上のごとく構成されている。
上のように構成されたエアバックの圧力調節装置１は次のように動作する。
バルブ１０は、エアバックの圧力が所定の圧力Ａ以下の場合は、付勢手段１１の付勢力に負けてバルブ口６は閉じ状態であり、エアバックの圧力が所定の圧力Ａ以上になると、付勢手段１１の付勢力にエアバック側のガス圧が勝ってバルブ１０は押され移動されてバルブ口６は開口してガスを外に逃がし、ガス圧が所定の圧力Ａ以下になるとバルブ口６は閉じられる。
付勢力可変部１４により付勢手段１１を押し抑えてその付勢力を増大させることにより、エアバックの所定の圧力Ａを高いものに設定することができる。
より具体例で説明すると、例えば、自動車（図示せず）のシート１７に着座した乗員（図示せず）の乗員体重を検出する体重センサ１８とシートの位置を検出するシート位置センサ１９の乗員情報は制御部２０に送られ、制御部２０は乗員情報に基づいて、大柄モード、小柄モードを選択して、付勢力可変部１４のソレノイド１３をいずれかのモードにする。
すなわち、乗員が体格の大きい人の場合は大柄モードとし、体格の小さい人の場合は小柄モードとして、大柄モードの場合はソレノイド１３の通電をＯＦＦとしてソレノイド芯１５を突き出させ可動支持部１２を押し出して付勢手段１１の付勢力を強めてエアバック２を高圧拘束動作にする。（図３の状態）
小柄モードの場合はソレノイド１３の通電をＯＮとしてソレノイド芯１５を引っ込めて可動支持部１２を引き戻し付勢手段１１の付勢力を弱めてエアバック２を低圧拘束動作にする。（図２の状態）
エアバックの圧力調節装置１は、付勢手段１１の付勢力によりバルブ１０がバルブ口６を閉じるように作用しているので、エアバック２内のガス圧Ａが付勢手段１１の付勢力より高い場合にのみバルブ口６を開口してガス５を逃がし、ガス圧Ａが付勢手段１１の付勢力より低くなるとバルブ口を閉じてそれ以上エアバック２内のガス圧が下がらないように動作する。
選択モードを「例えば」としたのは、前記の逆の場合が良い場合も考えられるし、乗員の姿勢、座高、眼鏡の有無などのより詳細な乗員情報によっては大柄、小柄の判断でない判断により選択することもあるからである。
付勢力可変部はソレノイドによる強弱の２タイプまたは強・中・弱の３タイプのものから、駆動モータでのネジシャフトの回転による螺合移動体による付勢手段の付勢力調節という多数の精密なタイプを設定できるもの、さらに、応答性向上を鑑み圧電素子を利用したアクチュエーターなどがある。

エアバック２に取付けられる接続部３と、エアバック２にインフレータ４により噴射されたガス５によりエアバック内圧が所定の圧力Ａ以上になると該圧力Ａ以上の圧力により押され動いてバルブ口６を開きガス５を外に逃がす排出口７、８を有するバルブ室９に設けられたバルブ１０と、このバルブ１０を圧力Ａ以内では押し付勢力によりバルブ口６を閉じ状態とする圧縮コイルバネからなる付勢手段１１とからなるエアバックの圧力調節装置もよい。

図５においてエアバックの圧力調節装置１を使用したエアバック装置２４は、ハンドル２６内に固定されたインフレータ４と、このインフレータ４のガス噴射口２５から噴射されるガス５により膨張するエアバック２と、エアバック２内に排出口２７をいれてなる排出管２８と、この排出管２８にエアバック２の外で取付け部３により接続されたエアバックの圧力調節装置１とからなっている。点線矢印はガス５の流れである。

以下の実施の形態の説明において、前述した実施の形態の構成と同じ構成には同じ符号を付し重複する説明を省略する。

＜第２の実施の形態＞
図６に示す本発明を実施するための最良の第３の実施の形態において前記第１の実施の形態と主に異なる点は、付勢手段１１は固定支持部２９で固定として常にバルブ１０を一定の付勢力でバルブ口６に押し付け状態とし、排出口７を開閉する開閉体３０、この開閉体３０を開閉動作させるソレノイド３１とからなる排出口開閉部３２を設けてなるエアバックの圧力調節装置３３を形成した点にある。
例えば、制御部２０は乗員情報に基づいて大柄モード、小柄モードを選択して、開閉体３０を動作させていずれかのモードにする。
すなわち例えば、乗員が体格の大きい人の場合は大柄モードとし、体格の小さい人の場合は小柄モードとして、小柄モードの場合はソレノイド３１の通電をＯＦＦとして開閉体３０は引かれ位置にあって排出口７を開口状態にして（図６中上図）、排出口７、８による広い開口によりガス５を外に排出させる。
大柄モードの場合はソレノイド３１の通電をＯＮとして開閉体３０は押され動いて排出口７を閉じ状態にして（図６中下図）、排出口８のみによる狭い開口によりガス５を外に排出させる。すなわち、狭い開口によりガス５の排出は強い抵抗を伴う。

＜第３の実施の形態＞
図７に示す本発明を実施するための最良の第３の実施の形態において前記第１の実施の形態と主に異なる点は、接続部３に排出口４０を設け、排出口を排出口４０と排出口７の２箇所とし、排出口４０を開閉する開閉体４１、この開閉体４１を動作させるソレノイド４２とからなる排出口開閉部４３を設け、付勢手段１１は固定支持部２９で固定として常にバルブ１０を一定の付勢力でバルブ口６に押し付け状態としたエアバックの圧力調節装置４４を形成した点にある。
例えば、制御部２０は乗員情報に基づいて大柄モード、小柄モードを選択して、開閉体４１を動作させていずれかのモードにする。
すなわち例えば、乗員が体格の大きい人の場合は大柄モードとし、体格の小さい人の場合は小柄モードとして、大柄モードの場合はソレノイド４２の通電をＯＦＦとして開閉体３０は引かれ位置にあって排出口４０を開口状態にして（図７中上図）、エアバック２のガス５を排出口４０から排出するとともに、それでも圧力が所定ガス圧Ａよりも高い場合にはバルブ１０を押し動かしてバルブ口６を開いてガス５をバルブ室９から排出口７に外に排出する。
小柄モードの場合はソレノイド４２の通電をＯＮとして開閉体４１は押され動いて排出口４０を閉じ状態にして（図７中下図）、バルブ１０の動きとバルブ口６の開口での排出口７のみによる狭い開口によりガス５を外に排出させる。

本発明は、自動車部品を製造する産業で利用される。

本発明の第１の実施の形態の関連装置の関係図。 本発明の第１の実施の形態の低付勢力時の構造図。 本発明の第１の実施の形態の高付勢力時の構成図。 本発明の第１の実施の形態のバルブの動作を示す部分図。 本発明の第１の実施の形態のエアバック装置の全体構成図。 本発明の第２の実施の形態の構造図。 本発明の第３の実施の形態の構造図。

符号の説明

１：エアバックの圧力調節装置、
２：エアバック、
３：接続部、
４：インフレータ、
５：ガス、
６：バルブ口、
７：排出口、
８：排出口、
９：バルブ室、
１０：バルブ、
１１：付勢手段、
１２：可動支持部、
１３：ソレノイド、
１４：付勢力可変部、
１５：ソレノイド芯、
１７：シート、
１８：体重センサ、
１９：シート位置センサ、
２０：制御部、
２４：エアバック装置、
２５：噴射口、
２６：ハンドル、
２７：排出口、
２８：排出管、
２９：固定支持部、
３０：開閉体、
３１：ソレノイド、
３２：排出口開閉部、
３３：エアバックの圧力調節装置、
４０：排出口、
４１：開閉体、
４２：ソレノイド、
４３：排出口開閉部、
４４：エアバックの圧力調節装置、

Claims (4)

1. エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、
   前記エアバックにガスが噴射されエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押され動いてバルブ口を開き前記ガスを該エアバック外に逃がすバルブと、
   このバルブを前記所定の圧力以下では付勢力により前記バルブ口を閉じ状態とする付勢手段と、
   前記所定の圧力を乗員の体格などに応じた圧力とするためのソレノイドによる前記付勢手段の付勢力を体格等に応じて可変させる付勢力可変部と、
   からなることを特徴とするエアバックの圧力調節装置。
2. エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、
   前記エアバックにガスが噴射されエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押されてバルブ口を開き前記ガスをバルブ室に逃がす該バルブ室に設けられたバルブと、
   このバルブを前記所定の圧力以下では付勢力により前記バルブ口を閉じ状態とする付勢手段と、
   前記バルブ室に設けられた前記ガスを外に排出するための第１の排出口および第２の排出口と、
   乗員の体格などに応じて前記ガスの排出量を調節するための前記第２の排出口を開閉する排出口開閉部と、
   からなることを特徴とするエアバックの圧力調節装置。
3. エアバック内のガスを排出する部位に取付けられる接続部と、
   この接続部に設けられた前記エアバックに噴射されたガスを外に排出するための第１の排出口と、
   前記接続部に連絡したバルブ室と、
   このバルブ室に設けられたエアバック内圧が所定の圧力以上になると該圧力により押され動いてバルブ口を開き前記ガスを前記バルブ室に逃がすバルブと、
   前記バルブ室に設けられた該バルブ室に流入した前記ガスを外に排出する第２の排出口と、
   乗員の体格などに応じて前記ガスの排出量を調節するための前記第1の排出口を開閉する排出口開閉部と、
   からなることを特徴とするエアバックの圧力調節装置。
4. 付勢力可変部および排出口開閉部が、車内に設けられた乗員体重センサ、シート位置センサなどからの乗員情報に基づいて自動制御されるようにしてなることを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載のエアバックの圧力調節装置。

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