JP2009149285A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアバッグの膨張により単に大腿部を押し上げるものよりも乗員の腰部の前方移動を確実に抑制することのできる乗員保護装置を提供する。
【解決手段】乗員保護装置は、車両用シートＳの座部１０内にエアバッグ４０を配置し、インフレータ６１から噴出された高圧の膨張用ガスＧにてエアバッグ４０を膨張させて座部１０の座面１０Ａを隆起させることにより、座部１０に着座し、かつシートベルト装置３０により車両用シートＳに拘束された乗員Ｐの腰部Ｐｐの前方移動を拘束する。エアバッグ４０の外殻部分はエアバッグ本体４１により構成され、そのエアバッグ本体４１は、乗員Ｐの大腿部Ｐｆの下方近傍で膨張する後側膨張部４８と、膝部Ｐｎの下方近傍で後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張する前側膨張部４７とを含む。
【選択図】図９

Description

本発明は車両用シートの座部内に配置されたエアバッグを膨張用ガス等の膨張流体により膨張させて座面を隆起させ、座部に着座し、かつシートベルト装置により車両用シートに拘束された乗員の腰部が前方へ移動するのを抑制するようにした乗員保護装置に関するものである。

車両では、前突等により同車両に前方から衝撃が加わった場合、シートベルト装置によって車両用シートに拘束された乗員の腰部が、同シートベルト装置のラップベルト部から外れて前方へ移動してしまう現象（サブマリン現象）が問題となる。そこで、このサブマリン現象を抑制するために種々の対策が考えられている。

例えば、特許文献１には、車両用シートの座部内にエアバッグを配置するとともに、エアバッグ内の前部にインフレータ（膨張流体発生源）を配置し、インフレータから噴出された膨張用ガス（膨張流体）によりエアバッグを膨張させて座面を隆起させるようにした乗員保護装置が記載されている。この乗員保護装置は、上記座面の隆起により、乗員の大腿部を上方へ押圧してシートベルト装置のラップベルト部に押し付け、同ラップベルト部の拘束力を高め、腰部の前方への動きを規制しようとするものである。

また、上記エアバッグの内部空間は、シームにより、車両前後方向に複数の膨張部に仕切られている。これらの膨張部のうち、最も前側に位置するものの内部にインフレータが配置されている。さらに、隣り合う膨張部は互いに連通されていて、インフレータから噴出された膨張用ガスが、連通部分を通じて全ての膨張部に供給される。この乗員保護装置は、膨張したエアバッグが乗員によって前方へ押圧されても、シームにより膨張部の移動を抑制してエアバッグ自体の形状の大きな変化を抑制し、もって乗員の腰部の前方移動を抑制しようとするものである。
特開２００７−１６８５９９号公報

ところが、上記特許文献１に記載された乗員保護装置では、エアバッグのうち後側の大容量の膨張部によって乗員の大腿部を上方へ押圧して腰部の前方への動きを規制しているにすぎず、膝部の持ち上げ量が少なく、乗員の腰部の前方移動を充分に抑制できないおそれがある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エアバッグの膨張により単に大腿部を押し上げるものよりも乗員の腰部の前方移動を確実に抑制することのできる乗員保護装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両用シートの座部内にエアバッグを配置し、膨張流体発生源から噴出された高圧の膨張流体にて前記エアバッグを膨張させて前記座部の座面を隆起させることにより、前記座部に着座し、かつシートベルト装置により前記車両用シートに拘束された乗員の腰部の前方移動を抑制するようにした乗員保護装置において、前記エアバッグの外殻部分はエアバッグ本体により構成され、前記エアバッグ本体は、前記乗員の大腿部の下方近傍で膨張する後側膨張部と、前記乗員の膝部の下方近傍で前記後側膨張部よりも高い位置まで膨張する前側膨張部とを含むことを要旨とする。

上記の構成によれば、膨張流体発生源から高圧の膨張流体が噴出されると、その膨張流体がエアバッグ本体に供給される。この供給された膨張流体により、エアバッグ本体の後側膨張部が乗員の大腿部の下方近傍で膨張し、前側膨張部が乗員の膝部の下方近傍で膨張する。

上記膨張したエアバッグ本体により、座部において同エアバッグ本体よりも上側の部分が押し上げられて座面が隆起させられる。この隆起により、座部に着座した乗員の膝部及び大腿部が押し上げられる。この押上げにより乗員の腰部がシートベルト装置のラップベルト部に押し付けられ、同ラップベルト部の拘束力が高められ、腰部の前方への動きが規制される。

さらに、エアバッグ本体では、前側膨張部が後側膨張部よりも高い位置まで膨張する。そのため、隆起した座面の高さは一様ではなく、前側膨張部に対応する箇所が、後側膨張部に対応する箇所よりも高くなって、乗員の膝部を大腿部よりも高く押上げ、腰部の前方移動を妨げる機能を発揮する。その結果、エアバッグの膨張により単に乗員の大腿部を押し上げるものよりも腰部の前方移動を確実に抑制することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記エアバッグは、前記膨張流体発生源を包み込んだ状態で前記前側膨張部内に配置されたインナバッグを備え、前記インナバッグは、前記膨張流体発生源からの前記膨張流体を略上方へ向けて放出する放出孔を有することを要旨とする。

膨張流体発生源からの膨張流体の噴出量は、一般に、噴出開始後時間の経過とともに増加する。同噴出量は、最大となった後に増加から減少に転じ、時間の経過とともに少なくなる。このような特性で膨張流体の噴出量が時間の経過とともに変化することから、上記噴出量とインナバッグの放出孔からの膨張流体の放出量との関係を適切に設定することにより、前側膨張部を後側膨張部よりも高い位置まで膨張させることが可能となる。例えば、膨張流体発生源から膨張流体の噴出される期間を次の３つ（期間Ｉ〜III ）に分けた場合、各期間Ｉ〜III では乗員保護装置が次のように作動して、前側膨張部が後側膨張部よりも高く膨張するものと考えられる。

＜膨張流体の噴出開始後、噴出量が放出量よりも少ない期間Ｉ＞
膨張流体発生源から高圧の膨張流体が噴出され始めると、その膨張流体はインナバッグにまず供給されて、同インナバッグが膨張を開始する。それに伴いエアバッグ本体、特に前側膨張部が間接的に膨張させられる。膨張流体発生源からの膨張流体の多くは、インナバッグが完全に膨張しきる前に放出孔から前側膨張部内の略上方へ向けて放出される。この膨張流体により前側膨張部が膨張させられて高圧となり、座面において乗員の膝部の下方部分が最初に隆起させられ、乗員の膝部が押し上げられる。

上記膨張流体は、前側膨張部をある程度膨張させ座面を隆起させた後に車両後方へ向かって流れるようになる。この膨張流体により後側膨張部が膨張し、エアバッグ本体の全体の内圧が徐々に均等になろうとする。

＜期間Ｉの後、噴出量が放出量以上になる期間II＞
期間IIでは、膨張流体が放出孔から略上方へ勢いよく放出される。このため、前側膨張部の上部が集中的に膨張させられて高圧となる。その結果、座面において乗員の膝部の下方部分がさらに高く隆起させられ、乗員の膝部がより高い位置まで押し上げられる。

＜期間IIの後、再び噴出量が放出量よりも少なくなる期間III ＞
期間III では、膨張流体の噴出量が再び放出量よりも少なくなって、放出孔からの膨張流体の放出の勢いが弱まる。このことから、エアバッグ本体の内圧が再び均一になろうとする。

上記の期間Ｉ〜III を経ることで、前側膨張部を後側膨張部よりも高い位置まで膨張させることが可能となり、上記請求項１に記載の発明の効果が確実に得られるようになる。

本発明によれば、エアバッグの外殻部分を、前側膨張部と後側膨張部とを含むエアバッグ本体により構成し、エアバッグ本体の膨張に際し前側膨張部を後側膨張部よりも高い位置まで膨張させるようにしたため、単に大腿部を押し上げるものよりも乗員の腰部の前方移動を確実に抑制することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。なお、以下の説明では、車両の前進方向を前方と記載し、それを基準に前、後、上、下、左、右を規定している。また、各図において、「前」は車両前側を、「後」は車両後側を、「内」は車両内側を、「外」は車両外側をそれぞれ示している。

まず、本実施形態の乗員保護装置が適用される車両用シートの概略構成について説明する。
図１及び図３の少なくとも一方に示すように、車両用シートＳは、座部（シートクッション）１０と、座部１０の後端側に傾き調整可能に配置された背もたれ部（シートバック）２１と、背もたれ部２１の上側に配置されたヘッドレスト２２とを備えて構成されている。

座部１０は、乗員保護装置の拘束対象物である乗員Ｐが着座する箇所である。座部１０は、座クッション１１と、その座クッション１１を下側から支える鋼板製のシートパン１３とを備えている。座クッション１１は、布帛製又は皮革製のカバー１２によって被覆されている。シートパン１３の前部には、後述するエアバッグモジュールＡＭの一部を収容するための収容凹部１４が形成されている。収容凹部１４は、上面が開放された状態で車幅方向に延びている。

車両には、車両用シートＳに着座した乗員Ｐを拘束するためのシートベルト装置３０が装備されている。
シートベルト装置３０は、乗員Ｐを拘束する帯状のウェビング３１と、ウェビング３１に対しその長手方向への移動可能に取り付けられたタング３２と、座部１０の一方の側方に配置されてタング３２が係脱可能に装着されるバックル３３とを備えている。ウェビング３１は、その一端部が、座部１０においてバックル３３の配設されていない側に固定され、他端部がベルト巻取り装置（図示略）により巻き取られる構成とされている。シートベルト装置３０では、ウェビング３１に対してタング３２を摺動させることで、ラップベルト部３４及びショルダベルト部３５の各長さを変更可能である。

ラップベルト部３４は、ウェビング３１において、タング３２からウェビング３１の端部までの部分であり、着座した乗員Ｐの腰部Ｐｐの一側方から水平方向に腰部Ｐｐの前を経由して他側方に架け渡され、主として腰部Ｐｐを拘束する部分である。ショルダベルト部３５は、ウェビング３１において、タング３２からベルト巻取り装置までの部分であり、着座した乗員Ｐの肩部Ｐｓから斜めに胸部Ｐｔの前を経由して腰部Ｐｐの側方に架け渡され、主として乗員Ｐの肩部Ｐｓを拘束する部分である。

上記車両には、サブマリン現象を抑制するための乗員保護装置が装備されている。サブマリン現象は、前突等により、車両に対し前方から衝撃が加わった場合に、シートベルト装置３０によって車両用シートＳに拘束されている乗員Ｐの腰部Ｐｐが、ラップベルト部３４から外れて前方へ移動してしまう現象である。

図２に示すように、乗員保護装置は、エアバッグモジュールＡＭ、衝撃センサ８１及び制御装置８２を備えている。
エアバッグモジュールＡＭは、エアバッグ４０及びインフレータアセンブリ６０を備えている。次に、これらの各構成部材について説明する。

＜エアバッグ４０の構成＞
エアバッグ４０は、その外殻部分を構成し、かつ膨張により座部１０の座面１０Ａを隆起させるためのエアバッグ本体４１を備えている。エアバッグ本体４１は、図７及び図８の少なくとも一方に示すように、前後方向に細長い平面長方形状をなす１枚の布帛（以下「基布４２」という）を、その中央部分に設定した折り線４３に沿って折り返して上下方向に重ね合わせ、図７中太い破線で示す結合線５０に沿って結合することによって形成されている。

基布４２は、ポリエステル糸、ポリアミド糸等を経糸及び緯糸とした織布によって形成されており、高い強度と可撓性とを有している。展開した状態（図８参照）の基布４２の前端部であって、車幅方向に互いに離間した複数箇所（図８では２箇所）には、後述するリテーナ６３のボルト６５を挿通するためのボルト挿通孔４４があけられている。また、展開状態の上記基布４２の前端部において、各ボルト挿通孔４４の前方近傍には、基布４２を上記ボルト６５に係止するための係止孔４５があけられている。さらに、上記基布４２の後端部において、同基布４２が折り返されたときに上記係止孔４５上に重なる箇所にも係止孔４６があけられている。

結合線５０は、互いに車幅方向に離間した状態で前後方向に延びる一対の第１結合部５１，５１と、車幅方向に延びて両第１結合部５１，５１の後端部を繋ぐ第２結合部５２と、各第１結合部５１の前端部から対向する第１結合部５１へ向けて延びる一対の第３結合部５３，５３とを有している。結合線５０に沿った結合により形成された上記エアバッグ本体４１では、その結合線５０によって囲まれた箇所が膨張用ガスＧにより膨張する箇所となる。また、このエアバッグ本体４１の前端部は結合されておらず、第３結合部５３，５３間は開口５４となっている。この開口５４は、インフレータアセンブリ６０をエアバッグ本体４１内に挿入したり、その挿入されたインフレータアセンブリ６０のハーネス（図示略）をエアバッグ本体４１の外部へ引き出したりするために必要なものである。

結合線５０に沿った結合の態様としては、例えば、縫合糸を用いた縫合、接着剤を用いた接着、溶着等があるが、ここでは、縫合糸によって基布４２が縫合されている。なお、本実施形態では、基布４２として１枚の布帛を用い、これを折り返す構成を採っているため、折り線４３の近傍における第２結合部５２に沿った布帛の結合（縫合）は割愛可能である。

上記エアバッグ本体４１は、その膨張の形態の観点から、図９及び図１０の少なくとも一方に示すように、乗員Ｐの大腿部Ｐｆの下方近傍で膨張する後側膨張部４８と、乗員Ｐの膝部Ｐｎの下方近傍で後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張する前側膨張部４７とを含む構成を有している。

＜インフレータアセンブリ６０の構成＞
インフレータアセンブリ６０は、上記エアバッグ本体４１に膨張流体としての膨張用ガスＧを供給するためのものであり、膨張流体発生源としてのインフレータ６１と、そのインフレータ６１の外側に装着されたリテーナ６３とを備えて構成されている。インフレータ６１は略円柱状をなしており、その内部には高圧の膨張用ガスＧが充填されている。図５及び図６の少なくとも一方に示すように、インフレータ６１の長さ方向について所定の領域には、その円周方向及び長さ方向に互いに離間した状態で多数のガス噴出口６２が設けられている。また、インフレータ６１の一方の端部には、同インフレータ６１への制御信号の印加配線となるハーネス（図示略）が接続されている。このタイプ（ストアードガスタイプ）のインフレータ６１では、ハーネスを通じて制御信号が入力されると、火薬に着火されて高圧の膨張用ガスＧが加熱膨張される。この膨張用ガスＧによって、インフレータ６１内の隔壁が破断されて、上記ガス噴出口６２から膨張用ガスＧが噴出される。

なお、インフレータとしては、上記ストアードガスタイプに代えて、インフレータ内部に収容されたガス発生剤を燃焼させて膨張用ガスＧを生成し、ガス噴出口から噴出させるようにしたタイプ（パイロタイプ）や、パイロタイプとストアードガスタイプの両者を組み合わせた形態のハイブリッドタイプが用いられてもよい。

一方、リテーナ６３は、その大部分が金属板等の板材を曲げ加工等することによって車幅方向に細長い略筒状に形成されている。リテーナ６３の一部には、上記多数のガス噴出口６２の一部を露出させる窓部６４が形成されている。また、リテーナ６３の下面において、車幅方向に互いに離間した複数箇所（本実施形態では２箇所）には、下方へ延びるボルト６５が固定されている（図８参照）。

なお、上記インフレータ６１は、リテーナ６３と一体に設けられた構成を有するものであってもよい。
＜インフレータアセンブリ６０の取付け態様＞
図７に示すように、インフレータアセンブリ６０は、上記開口５４を通じてエアバッグ本体４１の内部に挿入され、同エアバッグ本体４１の前部（膨張時に前側膨張部４７となる箇所）に配置されている。そして、図２及び図４の少なくとも一方に示すようにリテーナ６３のボルト６５が、エアバッグ本体４１の対応するボルト挿通孔４４に対し上方から下方へ挿通されている。さらに、エアバッグ本体４１の前部がインフレータアセンブリ６０の外周面に沿って前下方へ巻き付けられ、エアバッグ本体４１の係止孔４５，４６がインフレータアセンブリ６０の下方に位置している。そして、係止孔４５，４６にリテーナ６３の対応するボルト６５が挿通されることにより、エアバッグ本体４１の巻き付け部分がボルト６５に係止されている。この係止により、エアバッグ本体４１の上記開口５４が閉じられている。

各ボルト６５は、上記収容凹部１４の底部１５に挿通されている。そして、各ボルト６５にナット６６が螺合されることにより、インフレータアセンブリ６０がエアバッグ本体４１と一緒に収容凹部１４に締結されている。この締結により、エアバッグ本体４１の前下部が収容凹部１４の底部１５に押し付けられ、上記開口５４が実質的に閉塞された状態となっている。

＜エアバッグ本体４１の配置態様＞
エアバッグ本体４１において、収容凹部１４内に収容された前部を除く箇所は、膨張用ガスＧを充填されることなく展開させられた状態で、座部１０内の座面１０Ａよりも下方側、より詳しくは座クッション１１とシートパン１３との間に配置されている。この展開状態のエアバッグ本体４１の後端部４１Ｒは、座部１０に着座した乗員Ｐの大腿部Ｐｆと臀部Ｐｂとの境界部分の下方近傍に位置している。

上述した事項が、エアバッグモジュールＡＭの基本的な構成である。本実施形態では、この基本構成に加え、以下の構成が採用されている。
＜インナバッグ７１の追加＞
エアバッグ４０は、上述したエアバッグ本体４１のほかにインナバッグ７１を備えている。

インナバッグ７１は、エアバッグ本体４１内でインフレータアセンブリ６０を包み込んでいる。インナバッグ７１は図７及び図８の少なくとも一方に示すように、平面矩形状をなす１枚の布帛（以下「基布７２」という）を、その中央部分に設定した折り線７３に沿って折り返して上下方向に重ね合わせ、その上下両側部分を図７中太い破線で示す一対の結合線７４，７４に沿って結合することによって形成されている。基布７２は、上記エアバッグ本体４１と同様の素材からなる織布によって形成されており、高い強度と可撓性とを有している。展開した状態（図８参照）の基布７２の前端部及び後端部には、上記エアバッグ本体４１の基布４２と同様に、ボルト挿通孔７５及び係止孔７６，７７がそれぞれ一対ずつあけられている。

両結合線７４，７４は、互いに車幅方向に離間した状態で前後方向に延びている。なお、両結合線７４，７４の間隔は、上記両第１結合部５１，５１の間隔よりも小さく設定されている。結合線７４，７４に沿った結合により形成された上記インナバッグ７１では、それらの結合線７４，７４によって囲まれた箇所が膨張用ガスＧによって膨張する箇所となる。

結合線７４に沿った結合の態様としては、上述した結合線５０と同様、縫合糸を用いた縫合、接着剤を用いた接着、溶着等が採用可能である。ここでは、縫合糸によって基布７２の上下両側部分が縫合されている。なお、本実施形態では、基布７２として１枚の布帛を用い、これを折り返す構成を採っているが、上記両結合線７４，７４に加え、折り線７３の近傍にその折り線７３に沿って結合線を設定し、この新たな結合線に沿って基布７２を結合してもよい。

インナバッグ７１の前端部は縫合されておらず、両結合線７４，７４の前端部間は開口７８となっている。この開口７８は、インフレータアセンブリ６０をインナバッグ７１内に挿入したり、そのインフレータアセンブリ６０のハーネス（図示略）をインナバッグ７１の外部へ引き出したりするために必要なものである。

＜インナバッグ７１の取付け態様＞
インナバッグ７１は、そのボルト挿通孔７５及び係止孔７６，７７を、上記エアバッグ本体４１におけるボルト挿通孔４４及び係止孔４５，４６にそれぞれ合致させた状態で同エアバッグ本体４１内の前端部（膨張時に前側膨張部４７となる箇所）に配置されている。そして、インナバッグ７１は、エアバッグ本体４１の上記両第３結合部５３，５３等において、同エアバッグ本体４１と一緒に結合（共縫い）されている。

インナバッグ７１内には、開口７８を通じて上記インフレータアセンブリ６０が挿入及び配置されている。そして、図２及び図４の少なくとも一方に示すようにリテーナ６３のボルト６５が、エアバッグ本体４１の対応するボルト挿通孔４４とともに、インナバッグ７１の対応するボルト挿通孔７５に対し上方から下方へ向けて挿通されている。さらに、インナバッグ７１の前部が、エアバッグ本体４１の前部とともにインフレータアセンブリ６０の外周面に沿って前下方へ巻き付けられている。この巻き付けにより、インナバッグ７１の係止孔７６，７７がエアバッグ本体４１の係止孔４５，４６とともにインフレータアセンブリ６０の下方に位置している。これらの係止孔７６，７７に上記ボルト６５が挿通されることにより、インナバッグ７１の巻き付け部分がエアバッグ本体４１の巻き付け部分とともにボルト６５に係止されている。この係止により、インナバッグ７１の上記開口７８（図７参照）が閉じられている。

そして、収容凹部１４の底部１５に挿通されたボルト６５にナット６６が螺合されることにより、インナバッグ７１がインフレータアセンブリ６０及びエアバッグ本体４１と一緒に収容凹部１４に締結されている。この締結により、インナバッグ７１の下部が収容凹部１４の底部１５に押し付けられ、上記開口７８（図７参照）が実質的に閉塞された状態となっている。

＜インナバッグ７１の放出孔７９＞
図２及び図８の少なくとも一方に示すように、インナバッグ７１の車幅方向についての両端部近傍には、同インナバッグ７１の内外を連通させ、かつ上記インフレータ６１のガス噴出口６２から噴出された膨張用ガスＧを略上方へ向けて放出する一対の放出孔７９が設けられている。これらの放出孔７９は、展開状態（図８参照）の基布７２では、折り線７３と係止孔７７との間に位置している。また、両放出孔７９は、上下に折り重ねられた基布７２では、その上側となる部分に位置している。

上述したように、乗員保護装置は、上記エアバッグ４０のほかに図２に示す衝撃センサ８１及び制御装置８２を備えている。衝撃センサ８１は加速度センサ等からなり、車両のフロントバンパ（図示略）等に取付けられており、フロントバンパ等に前方から加わる衝撃を検出する。制御装置８２は、衝撃センサ８１からの検出信号に基づきインフレータ６１の作動を制御する。

上記のようにして、本実施形態の乗員保護装置が構成されている。次に、この乗員保護装置の作用について説明する。
車両が正面前突（前突）する等してフロントバンパに所定値以上の衝撃が加わり、そのことが衝撃センサ８１によって検出されると、その検出信号に基づき制御装置８２からハーネスを通じてインフレータ６１に制御信号が出力される。インフレータ６１では、この制御信号に応じて火薬に着火されて高圧の膨張用ガスが加熱膨張される。この膨張用ガスＧによって、インフレータ６１内の隔壁が破断されて、ガス噴出口６２から高圧の膨張用ガスＧが噴出される。この膨張用ガスＧはインナバッグ７１を膨張させるほか、そのインナバッグ７１の放出孔７９から放出されてエアバッグ本体４１を膨張させる。従って、インフレータ６１から噴出される膨張用ガスＧの量（以下「噴出量Ｑ１」という）と、放出孔７９から放出される膨張用ガスＧの量（以下「放出量Ｑ２」という）との関係により、インナバッグ７１及びエアバッグ本体４１の膨張態様が異なってくる。

上記噴出量Ｑ１は、一般に、噴出開始後から時間の経過とともに増加する。同噴出量Ｑ１は、最大となった後に増加から減少に転じ、時間の経過とともに少なくなる。このような噴出特性でインフレータ６１から膨張用ガスＧが噴出されることを考慮し、本実施形態では、上記噴出量Ｑ１と放出量Ｑ２との関係を適切に設定することにより、前側膨張部４７を後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張させるようにしている。

ここで、インフレータ６１から膨張用ガスＧの噴出される期間は、次の３つに分けることができる。
期間Ｉ：膨張用ガスＧの噴出開始後、噴出量Ｑ１が放出量Ｑ２よりも少ない期間
期間II：期間Ｉに続く期間であり、噴出量Ｑ１が放出量Ｑ２以上になる期間
期間III ：期間IIに続く期間であり、噴出量Ｑ１が再び放出量Ｑ２よりも少なくなる期間
そして、上記各期間Ｉ〜III では乗員保護装置が次のように作動するものと考えられる。

＜期間Ｉ＞
インフレータ６１から高圧の膨張用ガスＧが噴出され始めると、その膨張用ガスＧは図９及び図１０に示すように、インフレータ６１を包み込んでいるインナバッグ７１にまず供給される。この膨張用ガスＧによりインナバッグ７１が膨張を開始し、それに伴いインナバッグ７１の外側のエアバッグ本体４１、特にインフレータ６１及びインナバッグ７１の配置された前側膨張部４７が間接的に膨張させられる。この膨張に際しては、上記エアバッグ本体４１が座クッション１１と鋼板製のシートパン１３との間に配置されていることから、エアバッグ本体４１は下方へ膨張することなく専ら上方へ膨張する。

期間Ｉでは、膨張用ガスＧの噴出量Ｑ１が放出量Ｑ２よりも少ない（Ｑ１＜Ｑ２）ことから、インフレータ６１からの膨張用ガスＧの多くは、インナバッグ７１が完全に膨張しきる前に放出孔７９から放出され始める。この際、インフレータ６１及びインナバッグ７１が上述したようにともに前側膨張部４７に配置されていること、及び折り重ねられた基布７２の上側部分に放出孔７９が開口されていることから、膨張用ガスＧは放出孔７９を通じ前側膨張部４７内の略上方へ向けて放出される。この膨張用ガスＧにより前側膨張部４７が膨張させられて高圧となり、座面１０Ａにおいて乗員Ｐの膝部Ｐｎの下方部分が最初に隆起させられる。この隆起により乗員Ｐの膝部Ｐｎが押し上げられる。上記前側膨張部４７の膨張により、インナバッグ７１の外面と前側膨張部４７の内面との間に空隙ＡＧが生ずる。

上記膨張用ガスＧは、前側膨張部４７をある程度膨張させ座面１０Ａを隆起させた後に、上記空隙ＡＧを通って車両後方へ向かって流れるようになる。この膨張用ガスＧにより後側膨張部４８が膨張し、エアバッグ本体４１の全体の内圧が徐々に均一になろうとする。

上記前側膨張部４７及び後側膨張部４８の膨張に伴い、座面１０Ａが上記のように前側から後側に向けて順に隆起する。この隆起により、座部１０に着座した乗員Ｐの膝部Ｐｎから大腿部Ｐｆの後端（臀部Ｐｂの前）にかけての領域が上記の順で上方へ押圧される。この押圧により乗員Ｐの上記領域が、上記順に押し上げられ、乗員Ｐの腰部Ｐｐがシートベルト装置３０のラップベルト部３４に押し付けられる。この押し付けにより、ラップベルト部３４の拘束力が高められ、腰部Ｐｐの前方移動が規制される。

しかも、前側膨張部４７が後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張して座面１０Ａが前側の箇所において他の箇所よりも高く隆起させられる。そのため、乗員Ｐの膝部Ｐｎが大腿部Ｐｆよりも高い箇所まで押し上げられ、腰部Ｐｐの前方移動が一層規制される。

＜期間II＞
期間IIでは、膨張用ガスＧの噴出量Ｑ１が放出量Ｑ２以上になる（Ｑ１≧Ｑ２）ことから、膨張用ガスＧが放出孔７９から上方へ勢いよく放出される。このため、上記期間Ｉでは、上述したようにエアバッグ本体４１の内圧が均一になろうとしていたが、エアバッグ本体４１内の前側膨張部４７の上部が集中的に膨張させられて、高圧となる。その結果、座面１０Ａにおいて乗員Ｐの膝部Ｐｎの下方部分がさらに高く隆起させられ、乗員Ｐの膝部Ｐｎがより高い位置まで押し上げられる。乗員Ｐの膝部Ｐｎがさらに押上げられ、腰部Ｐｐの前方移動が確実に規制される。

＜期間III ＞
期間III では、膨張用ガスＧの噴出量Ｑ１が再び放出量Ｑ２よりも少なくなって（Ｑ１＜Ｑ２）、放出孔７９からの膨張用ガスＧの放出の勢いが弱まる。このことから、エアバッグ本体４１の内圧が再び均一になろうとする。

上記の期間Ｉ〜III を経ることで、前側膨張部４７が後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張するものと考えられる。
ここで、仮に膨張前にエアバッグ本体４１が折り畳まれた状態で座部１０内に配置されていると、その折り畳み部分は展開膨張の抵抗となり、その折りの解消に膨張用ガスＧのエネルギーが消費される。この点、本実施形態ではエアバッグ本体４１が折り畳まれておらず、予め展開させられた状態で配置されている。このため、折り畳まれている場合よりも展開膨張の抵抗となる要素が少なく、エアバッグ本体４１（前側膨張部４７及び後側膨張部４８）が早く膨張する。

また、上記のように膨張するエアバッグ本体４１には、乗員Ｐの荷重によって生じる負荷が作用するところ、その負荷は、乗員Ｐの膝部Ｐｎから大腿部Ｐｆの後端部にかけての広い領域で受け止められる。そのため、エアバッグ本体４１の膨張に伴い生じる衝撃は分散されて乗員Ｐに作用することとなり、特定の部位に偏って作用することはない。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）エアバッグ４０の外殻部分を構成するエアバッグ本体４１が、乗員Ｐの大腿部Ｐｆの下方近傍で膨張する後側膨張部４８と、乗員Ｐの膝部Ｐｎの下方近傍で膨張する前側膨張部４７とを含んでいる。そのため、エアバッグ本体４１により座部１０の座面１０Ａを隆起させて、乗員Ｐの膝部Ｐｎ及び大腿部Ｐｆを押し上げ、腰部Ｐｐをシートベルト装置３０のラップベルト部３４に押し付けて同ラップベルト部３４の拘束力を高め、腰部Ｐｐの前方への動きを規制することができる。

さらに、エアバッグ本体４１の膨張に際し前側膨張部４７を後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張させるようにしている。そのため、隆起した座面１０Ａにおいて、前側膨張部４７に対応する箇所を、後側膨張部４８に対応する箇所よりも高くして、乗員Ｐの膝部Ｐｎを大腿部Ｐｆよりも高く押上げ、腰部Ｐｐの前方移動を規制することができる。

その結果、エアバッグ４０の膨張により単に乗員Ｐの大腿部Ｐｆを押し上げるもの（特許文献１がこれに該当する）よりも腰部Ｐｐの前方移動、すなわちサブマリン現象の発生を確実に抑制することができる。

（２）エアバッグ４０の一部としてインナバッグ７１を用い、インフレータ６１を包み込んだインナバッグ７１をエアバッグ本体４１の前側膨張部４７内に配置している。そして、インナバッグ７１には、インフレータ６１からの膨張用ガスＧを略上方へ向けて放出する放出孔７９を設けている。このため、放出孔７９からの膨張用ガスＧの放出により、前側膨張部４７及び後側膨張部４８をともに膨張させるとともに、前側膨張部４７を後側膨張部４８よりも高い位置まで確実に膨張させることができる。その結果、上記（１）の効果が確実に得られるようになる。

また、インフレータ６１等の上記配置により、エアバッグ本体４１はその前側から後側に向けて膨張されることから、着座した乗員Ｐの膝部Ｐｎを大腿部Ｐｆよりも先に押上げることができる。このこともまた、乗員Ｐの腰部Ｐｐの前方移動を規制するうえで有効である。

（３）エアバッグ本体４１において、インフレータアセンブリ６０が配置される箇所である前端部を除く大部分を、膨張用ガスＧを充填されることなく展開させられた状態で座部１０内に配置している（図２参照）。そのため、エアバッグ本体４１の前側膨張部４７及び後側膨張部４８を、エアバッグ本体４１を折り畳んだ状態で配置した場合よりも早期に膨張させることができる。

（４）エアバッグ本体４１を単一の袋体によって構成し、同袋体の前側部分を前側膨張部４７とし、後側部分を後側膨張部４８としている。さらに、インフレータ６１を包み込んだインナバッグ７１を前側膨張部４７内に配置している。そのため、インフレータ６１からの高圧の膨張用ガスＧをインナバッグ７１の放出孔７９から前側膨張部４７に吹き付けて、エアバッグ本体４１の膨張に際し、前側膨張部４７を後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張させることができる。同様の目的を達成するために、エアバッグ本体４１を複数の袋体から構成したり、エアバッグ本体４１の内部にテザー等を設けたりしなくてもすむ。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
（ａ）エアバッグ本体４１における前側膨張部４７及び後側膨張部４８として、上記実施形態とは異なる形態を有するものを採用してもよい。図１１（Ａ）及び（Ｂ）にその一例を示す。

図１１（Ａ）は、エアバッグ本体４１が、相互に連通された状態で前後方向に連結された２つの袋体９１，９２によって構成され、前側の袋体９１が前側膨張部４７とされ、後側の袋体９２が後側膨張部４８とされた例を示している。袋体９１は、膨張したときの高さが、膨張したときの袋体９２の高さよりも高くなるように形成されている。

なお、折り重ねられた基布の上側部分及び下側部分の周縁部同士を縫合することによってエアバッグ本体４１が形成されていることについては先述した。これに加え、基布の上側部分及び下側部分をそれらの中間部分で結合（縫合）することによって、上記の２つの袋体９１，９２を形成することができる。

このようにすれば、インフレータ６１からの高圧の膨張用ガスＧにより、前側の袋体９１及び後側の袋体９２がともに膨張させられる。この際、両袋体９１，９２は連通部９０を通じて相互に連通されていることから、インフレータ６１がいずれの袋体９１，９２内に配置されている場合であっても、膨張用ガスＧが両方の袋体９１，９２に供給される。そして、両袋体９１，９２が膨張すると、前側の袋体９１が前側膨張部４７として機能するとともに、後側の袋体９２が後側膨張部４８として機能する。その結果、エアバッグ本体４１の膨張に際し、インナバッグ７１を用いなくても前側膨張部４７を後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張させることができる。

図１１（Ｂ）は、エアバッグ本体４１内に、その上下方向の膨張を規制することにより、膨張時における前側膨張部４７の高さよりも後側膨張部４８の高さを低くするテザー９３が配置された例を示している。テザー９３は例えば布帛によって筒状に形成され、エアバッグ本体４１の内壁面に沿って配置され、縫合等の手段によってエアバッグ本体４１に結合される。

このようにすれば、インフレータ６１からの膨張用ガスＧがエアバッグ本体４１内に供給されて同エアバッグ本体４１が膨張する場合、テザー９３の設けられた箇所では上下方向の膨張が規制される。この規制により、膨張時における前側膨張部４７の高さよりも後側膨張部４８の高さが低くなる。その結果、エアバッグ本体４１の膨張に際し、インナバッグ７１を用いなくても前側膨張部４７を後側膨張部４８よりも高い位置まで膨張させることができる。

（ｂ）インナバッグの放出孔７９は、インフレータ６１からの膨張用ガスＧを厳密に上方へ向けて放出するものでなくてもよく、前側膨張部４７を上方へ膨張させることのできる範囲内で多少傾いた方向へ放出するものであってもよい。

（ｃ）エアバッグ本体４１を折り畳んだ状態で座部１０内（座クッション１１及びシートパン１３間）に配置してもよい。
（ｄ）本発明は、シートパン１３に代えて、シートフレームの一部を、張設されたワイヤフレーム部によって構成したタイプの車両用シートにも適用可能である。

（ｅ）エアバッグ本体４１は、上下方向に重ねられた複数枚の布帛を、それらの中央部分に設定した共通の折り線に沿って折り返して上下方向に積層し、結合線５０に沿って結合することによって形成されたものであってもよい。用いられる布帛の数が多くなるに従い、エアバッグ本体４１の強度が高くなる。インナバッグ７１についても同様である。

（ｆ）エアバッグ本体４１は、上下方向に重ねられた複数枚の布帛を、結合線５０に沿って結合することによって形成されたものであってもよい。上記（ｅ）との相違点は、布帛が中央部分で折り返されることがないことである。インナバッグ７１についても同様である。

（ｇ）インナバッグ７１及びインフレータアセンブリ６０は、エアバッグ本体４１内の上記実施形態とは異なる箇所、例えば車両前後方向についての中間部分や、後端部に配置されてもよい。

（ｈ）インフレータアセンブリ６０のボルト６５は、収容凹部１４であって底部１５とは異なる箇所、例えば前壁部に挿通されてナット６６によって締結されてもよい。
（ｉ）インナバッグ７１における放出孔７９の数を１又は３以上に変更してもよい。また、インナバッグ７１における放出孔７９の車幅方向についての位置を、両端部以外の箇所に変更してもよい。

（ｊ）本発明は、車両の前席及び後席を含むいずれの座席についても適用可能である。
（ｋ）膨張流体として膨張用ガスＧ以外の流体が用いられてもよい。
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。

（Ａ）請求項２に記載の乗員保護装置において、前記エアバッグ本体は単一の袋体からなり、同袋体の前側部分を前記前側膨張部とし、同袋体の後側部分を前記後側膨張部とするものである。

上記の構成によれば、エアバッグ本体は単一の袋体からなるが、膨張流体発生源からの高圧の膨張流体を前側膨張部に吹き付けて、エアバッグ本体の膨張に際し、前側膨張部を後側膨張部よりも高い位置まで膨張させることができる。

（Ｂ）請求項１に記載の乗員保護装置において、前記エアバッグ本体は、相互に連通された状態で前後方向に連結された２つの袋体からなり、前側の袋体を前記前側膨張部とし、後側の袋体を前記後側膨張部とするものである。

上記の構成によれば、膨張流体発生源からの高圧の膨張流体により、前側の袋体を前側膨張部として機能させるとともに、後側の袋体を後側膨張部として機能させ、前側の袋体（前側膨張部）を後側の袋体（後側膨張部）よりも高い位置まで膨張させることができる。

（Ｃ）請求項１に記載の乗員保護装置において、前記エアバッグ本体内には、その上下方向の膨張を規制することにより、膨張時における前記前側膨張部の高さよりも前記後側膨張部の高さを低くするテザーが配置されている。

上記の構成によれば、膨張流体発生源からの膨張流体によりエアバッグ本体を膨張させる場合、テザーによる上下方向の膨張規制により、前側膨張部の高さよりも後側膨張部の高さを低くする（前側膨張部を後側膨張部よりも高い位置まで膨張させる）ことができる。

（Ｄ）請求項１、及び上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれか１つに記載の乗員保護装置において、前記膨張流体発生源は前記エアバッグ本体の前記前側膨張部内に配置されている。
上記の構成によれば、エアバッグ本体が前側から後側に向けて膨張されることから、座部に着座した乗員の膝部を大腿部よりも先に持ち上げることができ、乗員の腰部の前方移動をより一層効果的に抑制することができる。

（Ｅ）請求項１，２、及び上記（Ａ）〜（Ｄ）のいずれか１つに記載の乗員保護装置において、前記エアバッグ本体は、前記膨張流体を充填されることなく展開させられた状態で前記座部内に配置されている。

エアバッグ本体が折り畳まれておらず、予め展開させられた状態で配置されている上記（Ｅ）に記載の発明によれば、折り畳まれている場合よりも展開膨張の抵抗となる要素を少なくでき、エアバッグ本体（前側膨張部及び後側膨張部）を早期に膨張させることができる。

本発明を具体化した一実施形態において、乗員保護装置が適用された車両用シートを示す側断面図。 図１におけるＸ部を拡大して示す部分側断面図。 車両用シート及びシートベルト装置を示す斜視図。 図２において、インナバッグの開口及びエアバッグ本体の開口がともにリテーナのボルトによって閉塞された状態を示す部分拡大側断面図。 エアバッグモジュールの平面図。 エアバッグモジュールの底面図。 エアバッグモジュールの各構成部材（エアバッグ本体、インナバッグ及びインフレータアセンブリ）の底面図。 エアバッグ本体及びインナバッグに用いられる各基布の展開図と、インフレータアセンブリの側面図。 図２の状態からインナバッグ及びエアバッグ本体が膨張して座部の座面が隆起させられた状態を示す乗員保護装置の部分側断面図。 図９におけるインナバッグ及びエアバッグ本体を取り出して示す部分側断面図。 （Ａ），（Ｂ）はエアバッグ本体における前側膨張部及び後側膨張部の別の実施形態を示す側断面図。

符号の説明

１０…座部、１０Ａ…座面、３０…シートベルト装置、４０…エアバッグ、４１…エアバッグ本体、４７…前側膨張部、４８…後側膨張部、６１…インフレータ（膨張流体発生源）、７１…インナバッグ、７９…放出孔、Ｇ…膨張用ガス（膨張流体）、Ｐ…乗員、Ｐｆ…大腿部、Ｐｎ…膝部、Ｐｐ…腰部、Ｓ…車両用シート。

Claims (2)

1. 車両用シートの座部内にエアバッグを配置し、膨張流体発生源から噴出された高圧の膨張流体にて前記エアバッグを膨張させて前記座部の座面を隆起させることにより、前記座部に着座し、かつシートベルト装置により前記車両用シートに拘束された乗員の腰部の前方移動を抑制するようにした乗員保護装置において、
   前記エアバッグの外殻部分はエアバッグ本体により構成され、
   前記エアバッグ本体は、前記乗員の大腿部の下方近傍で膨張する後側膨張部と、前記乗員の膝部の下方近傍で前記後側膨張部よりも高い位置まで膨張する前側膨張部とを含むことを特徴とする乗員保護装置。
2. 前記エアバッグは、前記膨張流体発生源を包み込んだ状態で前記前側膨張部内に配置されたインナバッグを備え、
   前記インナバッグは、前記膨張流体発生源からの前記膨張流体を略上方へ向けて放出する放出孔を有する請求項１に記載の乗員保護装置。

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