JP2010012917A - 開閉機能付きエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の着座状態に関わらず良好な拘束力を発揮すると共に、異常接近状態において乗員への衝撃を良好に軽減可能とすること。
【解決手段】エアバッグは、膨張展開することによって乗員を拘束するバッグ本体部と；バッグ本体部の一部において、当該バッグ本体部と連通した筒状の補助バッグと；バッグ本体部の一部に連結された第１の端部と、補助バッグに連結され第２の端部を有する紐状の連結部材とを備える。補助バッグの先端側の部分は、連結部材によって巾着状に開閉可能な構造であり；エアバッグが作動する前の状態では、連結部材は弛んだ状態であり；乗員が正常に着座している状態でエアバッグが膨張展開したときには、当該膨張展開に伴って連結部材が延びて補助バッグの巾着状の先端部分の開放が制限され；乗員が当該エアバッグ装置に異常接近している状態でエアバッグが膨張展開したときには、連結部材は弛んだ状態を維持し、補助バッグ内の圧力上昇によって当該補助バッグの巾着状の先端部分が開放する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に設置されるエアバッグ装置に関する。特に、乗員を拘束する際のエアバッグによるエネルギー吸収特性を損なうことなく、乗員がエアバッグ装置に対して異常接近している際の傷害の軽減を図り得るエアバッグ装置に関する。

乗員の安全確保を目的として、自動車に設置される安全装置の１つとしてエアバッグ装置がある。エアバッグ装置は、通常時はケース内に折り畳まれて収納されている。そして、衝突などの緊急時に、エアバッグ（インフレータブルバッグ）が乗員と内装構造物、例えばインストルメントパネルやハンドルとの間の空間で瞬時に膨張・展開するようになっている。展開したエアバッグは、乗員を受け止めながら内部のガスを放出することで、乗員への衝撃を調整するようになっている。

エアバッグが受け止める乗員のエネルギー（衝突エネルギー）は、乗員の体格、衝突時の速度、乗員拘束位置によって変化する。従って、エアバッグモジュールに求められるエネルギー吸収性能は一様ではなく、前記変化に応じた最適な吸収性能を有することが望ましい。

このため、近年では、乗員の体格、衝突時の速度、乗員拘束位置に応じた吸収性能を有するエアバッグ装置が提案されるようになってきている（例えば、特許文献１）。特許文献１のエアバッグ装置は、排気穴の裏側に補助排気穴を設けた構成を採用している。この場合、乗員が本体布に当接することによってエアバッグ内圧が上昇し、本体布に働く張力を利用して排気量を変化させている。これにより、衝突エネルギーが変化しても、乗員が受ける反力を適切に緩和できるとされている。
特開平１１−２２７５４９号公報

しかしながら、特許文献１で提案された技術は、エアバッグに乗員が衝突するか否かにかかわらず、エアバッグがある一定の内圧になると排気量が変化するので、乗員に対する最適な反力緩和が行われているか疑問である。

ところで、エアバッグ装置を収納したインストルメントパネルに対して乗員（子供等）が異常接近している場合（オウトオブポジション状態の場合）、展開初期の段階でエアバッグによる過度の衝撃が乗員に加わることになる。

そこで、乗員がエアバッグ装置に対して異常接近している際の障害の軽減を目的としたエアバッグ装置も提案されている（例えば、特許文献２）。特許文献２のエアバッグ装置は、子供の頭部中心の長さを配慮したテザーをエアバッグ内部に配置し、エアバッグの初期展開状態における挙動を制御して子供に過度の衝撃が加わらないようにしている。
特開２００２−１０４１１９号公報

しかしながら、特許文献２で提案された技術は、乗員がエアバッグ装置に対して異常接近している際の障害の軽減に特化したものであり、衝突エネルギーの変化への対応や、異なるアウトオブポジション状態、例えば前面衝突時に、着座した乗員がインストルメントパネルに伏せた姿勢になった場合、その頭部上でのエアバッグの展開により首に大きな負荷を与えないかどうかは疑問である。

特許文献３（特開２００７−９９１０３号公報）には、異常接近状態においてエアバッグ内部のガスをより多く早い段階で排気できるようにした構造が示されている。特許文献３に記載の装置においては、エアバッグ内部にテザーベルトを配置し、乗員の着座状態に応じてエアバッグ内部のガスの排気量を調整する構造となっている。
特開２００７−９９１０３号公報

しかしながら、特許文献３に示された装置では、エアバッグの展開時期（初期，中期，後期）に応じてガスの排気量を微妙に調整することはできない。別言すると、排気状態切替部材量調整部によって開閉される開口部の大きさはあまり大きくすると、エアバッグ内部の大量のガスが瞬時に排出され、乗員の拘束力が低下することになる。逆に、開口部の大きさを小さくし過ぎると、異常接近状態においてエアバッグ内部のガス圧を十分に低下させることはできない。

本発明は上記のような状況に鑑みて成されたものであり、乗員の着座状態にかかわらず良好な拘束力を発揮するとともに、異常接近状態において乗員に対する衝撃を良好に軽減可能なエアバッグ装置を提供することを目的とする。

本発明は、膨張ガスを発生させるガス発生器と；前記ガス発生器から供給されるガスによって膨張するエアバッグとを備えたエアバッグ装置に適用される。そして、上記のような課題を解決するために、前記エアバッグは、膨張展開することによって乗員を拘束するバッグ本体部と；前記バッグ本体部の一部において、当該バッグ本体部と連通した筒状の補助バッグと；前記バッグ本体部の一部に連結された第１の端部と、前記補助バッグに連結され第２の端部を有する紐状の連結部材とを備える。更に、前記補助バッグの先端側の部分は、前記連結部材によって巾着状に開閉可能な構造であり；前記エアバッグが作動する前の状態では、前記連結部材は弛んだ状態であり；乗員が正常に着座している状態で前記エアバッグが膨張展開したときには、当該膨張展開に伴って前記連結部材が延びて前記補助バッグの巾着状の先端部分の開放が制限され；乗員が当該エアバッグ装置に異常接近している状態で前記エアバッグが膨張展開したときには、前記連結部材は弛んだ状態を維持し、前記補助バッグ内の圧力上昇によって当該補助バッグの巾着状の先端部分が開放することを特徴とする。

なお、乗員が正規位置に着座した状態とは、例えば助手席側のエアバッグ装置の場合は、乗員が助手席に着座していて、当該乗員の上半身は助手席の背もたれ部近傍に位置している状態をいう。

上記のように、本発明においては、乗員がエアバッグ装置に対して異常接近している際にのみ、補助バッグの先端に設けられた巾着状に開閉可能な開口部が開口し、エアバッグ内の内圧上昇を防いでいるため、異常接近時している乗員の傷害の軽減を図ることが可能となる。また、エアバッグ内部の圧力を調整する機構として巾着構造を採用しているため、エアバッグ内圧を徐々に低下させることが可能となり、展開初期においてエアバッグが必要以上に収縮してしまうことがなく、異常接近時においても十分に乗員を拘束可能となる。

図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の実施例に係るエアバッグ装置の通常の展開状態を示す側面図、上面図及び正面図（乗員側から見た様子）である。図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施例に係るエアバッグ装置の動作を示す側面図及び正面図（乗員側から見た様子）であり、乗員が正常着座している場合の状況示す。本実施例は、膨張ガスを発生させるインフレータ等のガス発生器（図示せず）と；ガス発生器から供給されるガスによって膨張するエアバッグ（１２，２０，２１，２２，２４，２６）とを備えたエアバッグ装置に適用される。

エアバッグは、膨張展開することによって乗員を拘束するバッグ本体部１２と；バッグ本体部１２の一部において、当該バッグ本体部１２と連通した筒状の補助バッグ２０と；バッグ本体部１２の一部に連結された第１の端部と、補助バッグ２０に連結され第２の端部を有する紐状の連結部材２１とを備える。更に、補助バッグ２０の先端側の部分は、連結部材２１によって巾着状に開閉可能な巾着機構２２が設けられている。連結部材２１としては、ファブリック、ワイヤー等を使用することができるが、巾着機構２２を正常に機能させるために柔軟である必要がある。補助バッグ２０の長さ（展開方向の長さ）は、例えば５０ｍｍ〜２００ｍｍとする。

エアバッグが作動する前の状態では、連結部材２１は弛んだ状態となっている。乗員１８が正常に着座している状態でエアバッグが膨張展開したときには、当該膨張展開に伴って連結部材２１が延びて（テンションが加わって）補助バッグ２０の先端部分が閉じた状態を維持する。一方、乗員１８が当該エアバッグ装置に異常接近している状態でエアバッグ１２が膨張展開したときには、連結部材２１は弛んだ状態を維持し、補助バッグ２０内の圧力上昇によって当該補助バッグ２０の巾着状の先端部分が開放するようになっている。

本実施例に係るエアバッグ装置は車両のインスツルメンツパネル１６の内部に収容され、作動時にエアバッグ１２がウィンドシールド１４に沿って膨張展開して乗員１８を保護するようになっている。エアバッグ本体１２と補助バッグ２０とは同一の素材で形成することができる。展開状態のエアバッグ本体部１２の左右側面には開放された周知の排気穴２６が形成されている。補助バッグ２０は、排気穴２６の斜め前方に配置され、縫製等によってエアバッグ本体部１２と連結される。

図３（ａ）及び（ｂ）は、本実施例に係るエアバッグが膨張展開する前の状況を示す。補助バッグ２０は、実質的に乗員１８の保護機能は持たず、乗員の異常接近時における内圧低下の機能を有するものである。エアバッグ本体部１２と連結される補助バッグ２０の端部は、概ね円形に形成され、その大きさは排気穴２６とほぼ同じ程度とすることができる。本実施例における補助バッグ２０は、円筒状に成形されているが、袋状、円錐状、角柱状などの通常の形状を採用することができる。ただし、後述する巾着機構２２のスムーズな動作の観点から円形であることが好ましい。

補助バッグ２０の先端側には図３に示すような巾着機構２２が形成されており、紐状の連結部材２１によって開閉可能となっている。連結部材２１の他方の端部は、エアバッグ本体１２に対して固定部２４で連結されている。固定部２４は、乗員１８が異常接近している状況でエアバッグが展開したときに初期の段階で接触するような位置とする。例えば、子供が異常接近している状況を重要視し、エアバッグ本体１２の前方底部付近に固定部２４を設定することができる。

本実施例においては、補助バッグ２０をエアバッグ本体部１２の左右両側面に設けているため、乗員がエアバッグ装置に対して左右どちらかに偏って接近している場合にも本発明の効果を発揮することが可能となる。技術的には、エアバッグ本体１２の後方部分に少なくとも１つの補助バッグを連結することもできる。補助バッグ２０は、図３（ａ）に示すように予めエアバッグ本体１２の内側に入れ込んでおくか、あるいは図３（ｂ）に示すようにエアバッグ本体部１２の外側に出しておく。好ましくは、図３（ａ）に示すように補助バッグ２０をエアバッグ本体部１２の内側に収容しておくことにより、乗員が前かがみになっているような異常接近でない状況において補助バッグ２０が展開することを効果的に防止することが可能となる。

図４（ａ）及び（ｂ）は、乗員１８が正常着座している場合の補助バッグの挙動を示す。図２と合わせて、乗員１８が正常着座している場合の動作について説明する。正面衝突などの非常事態が発生すると、センサーからの信号によりインフレータ（図示せず）が膨張ガスをエアバッグ本体１２に対して供給する。乗員１８がエアバッグ装置（インスツルメンツパネル１６）に対して異常接近していないため、展開初期の段階ではエアバッグ本体１２の内圧は急激な上昇を示すことなく、補助バッグ２０は１４（ａ）に示すように初期の状態を維持する。

その後、乗員１８の拘束が始まりエアバッグ本体１２の内圧が上昇するとエアバッグ本体１２内部のガスが補助バッグ２０に流れ込み、図４（ｂ）に示すように補助バッグ２０がエアバッグ本体１２の外側に飛び出す。この時、連結部材２１には張力が加わり、巾着機構２２を締め付けるように作用し、補助バッグ２０の先端は開放しない。なお、乗員１８が正常着座している場合に補助バッグ２０をエアバッグ本体１２の内側にとどめるように構成することもできる。このような構成は、バッグ本体１２の容量、連結部材２１の長さ、補助バッグ２０の大きさ等によって適切に調整することができる。

図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、実施例に係るエアバッグ装置の展開状態を示す側面図、上面図及び正面図（乗員側から見た様子）であり、乗員が異常接近している状況（アウトオブポジション）を示す。図６（ａ）及び（ｂ）は、同様に乗員が異常接近している状況（アウトオブポジション）の補助バッグの挙動を示す。図５に示すように、乗員（子供）１８０がエアバッグ装置（インストルメンパネル１６）に異常接近している状況で正面衝突などの事故が発生すると、通常通りセンサーからの信号によってインフレータが膨張ガスを発生し、エアバッグ本体１２に当該ガスを供給する。

エアバッグ本体１２が膨張を開始した展開初期の段階で、エアバッグ本体１２は乗員１８０と接触する。この時、乗員１８０の存在によってエアバッグ本体１２の内圧が過剰に上昇し、この段階で膨張ガスが補助バッグ２０に流れ込む。乗員１８０は、連結部材２１の固定部２４に接触し、あるいは近傍に位置するため、連結部材２１は緩んだ状態を維持する。補助バッグ２０の内部に膨張ガスが供給され、補助バッグ２０の内圧が上昇すると、巾着機構２２が補助バッグ２０の先端部を開放するように動作する。この時、連結部材２１が緩んだ状態を維持していることが必要である。補助バッグ２０の先端部分が開放することにより、排気穴２６と相まって大量のガスを初期段階で外部に排出することができ、乗員１８０に対する衝撃を緩和することができる。

なお、本実施例においては補助バッグ２０の開閉手段として巾着機構２２を採用しているため、乗員１８０の立っている位置、体重、体格などによって排出するガスの量が自動的に調整される。すなわち、乗員１８０がほとんどエアバッグ装置に対して覆い被さっているような状況では、エアバッグ装置作動時にエアバッグ本体１２の内圧が初期段階で急激に上昇し、したがって、補助バッグ２０の内圧も急速に上昇するため、補助バッグ２０の先端部は一気に大きく開放し、膨張ガスが早く外部に放出される。

一方、乗員１８０が助手席シートとインスツルメンツパネル１６との中間位置付近に立っているような状況では、エアバッグ装置作動時にエアバッグ本体１２の内圧は上記の場合に比べて緩やかに上昇する。従って、補助バッグ２０内部の圧力も徐々に上昇し、補助バッグ２０の先端部分は徐々に開放することになる。仮に、上記の場合と同様に展開初期の段階で補助バッグ２０から一気にガスを排気してしまうと、乗員１８０の拘束が不十分となる恐れがある。本発明によれば、このような事態を回避することができる。

上記実施例においては、本発明を助手席用エアバッグ装置に適用しているが、乗員の正面において展開する他のエアバッグ装置にも適用可能である。例えば、運転席用の他、シート又はヘッドレストの背面に埋め込まれたエアバッグ装置などにも適用可能である。

図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の実施例に係るエアバッグ装置の通常の展開状態を示す側面図、上面図及び正面図（乗員側から見た様子）である。 図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例に係るエアバッグ装置の動作を示す側面図及び正面図（乗員側から見た様子）であり、乗員が正常着座している場合の状況示す。 図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例に係るエアバッグ装置の要部の構造を示す断面図であり、エアバッグが膨張展開する前の状況を示す。 図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例に係るエアバッグ装置の要部の構造を示す断面図であり、乗員が正常着座している場合の補助バッグの挙動を示す。 図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の実施例に係るエアバッグ装置の展開状態を示す側面図、上面図及び正面図（乗員側から見た様子）であり、乗員が異常接近している状況（アウトオブポジション）を示す。 図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例に係るエアバッグ装置の要部の構造を示す断面図であり、乗員が異常接近している状況（アウトオブポジション）の補助バッグの挙動を示す。

符号の説明

１２：エアバッグ本体部
１４：ウインドシールド
１６：インスツルメンツパネル
１８：乗員
２０：補助バッグ
２１：連結部材
２２：巾着機構
２４：固定部
２６：固定排気穴

Claims (6)

1. 膨張ガスを発生させるガス発生器と；
   前記ガス発生器から供給されるガスによって膨張するエアバッグとを備え、
   前記エアバッグは、
   膨張展開することによって乗員を拘束するバッグ本体部と；
   前記バッグ本体部の一部において、当該バッグ本体部と連通した筒状の補助バッグと；
   前記バッグ本体部の一部に連結された第１の端部と、前記補助バッグに連結され第２の端部を有する紐状の連結部材とを備え、
   前記補助バッグの先端側の部分は、前記連結部材によって巾着状に開閉可能な構造であり、
   前記エアバッグが作動する前の状態では、前記連結部材は弛んだ状態であり、
   乗員が正常に着座している状態で前記エアバッグが膨張展開したときには、当該膨張展開に伴って前記連結部材が延びて前記補助バッグの巾着状の先端部分の開放が制限され、
   乗員が当該エアバッグ装置に異常接近している状態で前記エアバッグが膨張展開したときには、前記連結部材は弛んだ状態を維持し、前記補助バッグ内の圧力上昇によって当該補助バッグの巾着状の先端部分が開放することを特徴とする開閉機能付きエアバッグ装置。
2. 前記連結部材の第１の端部は、乗員の異常接近時にエアバッグの膨張が妨げられる当該位置に接続されることを特徴とする請求項１に記載の開閉機能付きエアバッグ装置。
3. 前記連結部材の第１の端部は、膨張状態の前記エアバッグの前面底部付近に接続されることを特徴とする請求項２に記載の開閉機能付きエアバッグ装置。
4. 前記補助バッグは、当該エアバッグ装置の非動作時には前記エアバッグ本体部の内側に配置され、乗員が異常接近している状態での作動初期段階でエアバッグ本体部から外側に展開することを特徴とする請求項１，２又は３に記載の開閉機能付きエアバッグ装置。
5. 前記補助バッグは、乗員が正常に着座している状態において、少なくとも作動初期段階ではエアバッグ本体部から外側に展開しないことを特徴とする請求項４に記載の開閉機能付きエアバッグ装置。
6. 前記補助バッグは、膨張状態の前記エアバッグの左右両側面であり、乗員に接触しない位置に配置されることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載の開閉機能付きエアバッグ装置。

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