JP2010120505A - 頭部保護エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の頭部および肩部の移動量差を低減できる側突用乗員拘束装置の提供。
【解決手段】本発明の頭部保護エアバッグ装置１０は、第１の袋体２０と第２の袋体３０とストラップ４０を備える。第１の袋体２０は、筒状の前後方向ガス通路２２と、前後方向ガス通路に連通された筒状の上下方向ガス通路２４とを含む。第２の袋体３０は、前後方向ガス通路の下方に位置し、車両内側に位置する車両内側基布３２と車両外側に位置する車両外側基布３４とを有する。ストラップ４０は、第２の袋体３０の車両内側基布３２と車両外側基布３４とを連結し、第２の袋体３０の展開時に、規定値以上の引張荷重がかかった時に破断する。ストラップ４０が車両内側の第１の部分４２と車両外側の第２の部分４４を有する場合、破断が第１の部分４２で生じるようにしてある。上下方向ガス通路２４の下端部は、ストラップ４０の破断時に、第２の袋体の下端部の内面に当接する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、側突時の衝突形態による乗員の挙動の違いに対応して乗員の頭部を拘束でき、乗員の頭部および胴体の移動量差を低減できる、カーテンエアバッグ式の頭部保護エアバッグ装置に関する。

特許文献１は、側面衝突（以下、単に「側突」と称する）時にカーテンエアバッグ内のテザーが、エアバッグの対向する両壁を薄い状態で規制する第１規制状態と、バッグ内圧の上昇により袋織りで織り込んだ糸を破断させて厚い状態で規制する第２規制状態の２段階で、バッグ厚さを規制可能な袋織りエアバッグを開示している。そして、エアバッグが薄い状態の第１規制状態で、エアバッグを乗員頭部とドアとの間の狭い空間に展開完了させ、その後、内圧の上昇により、エアバッグが厚い膨張状態の第２規制状態となって、クッション性を高め、この状態で乗員を拘束し、保護する。
特開２００６−９６０８６号公報

一般的に、頭部傷害リスクを低減する方法の１つに、頭部と胴体との動き量の差を低減することがある。しかし、側突の形態によって、すなわち、ＣＴＣ側突（カーツーカー側突）かポール側突（車両のスピンを伴う電柱や立木への衝突）かによって、乗員のカーテンエアバッグに対する挙動が異なるので、頭部と胴体の移動量差を少なくするという要求を、従来技術の１つのカーテンエアバッグで、ＣＴＣ側突とポール側突の両方において、成立させることは難しい。

より詳しくは、側突において、ＣＴＣ側突かポール側突かで乗員の挙動がつぎのように異なる。
（イ）ＣＴＣ側突
乗員の腰部高さでの車両変形のみが大きい。したがって、乗員の腰部がシートと共に反衝突側へ移動するため、衝突後期において、胴体および頭部は展開したエアバッグから遠ざかり、カーテンエアバッグが頭部を衝突側から十分に支持できず、頸部が曲げられる可能性がある。
（ロ）ポール側突
ＣＴＣ側突においてカーテンエアバッグが頭部を衝突側から十分に拘束するように、エアバッグの厚みを増加させると、ポール側突において、つぎの問題が生じる。すなわち、ポール側突では、乗員の腰部から頭部高さまでの車両部分が乗員に対して同じ変形を示し、エアバッグから乗員までの距離は腰部と頭部とで大きな差はない。したがって、頭部高さでのエアバッグの厚みを増加させると、頸部がより曲げられる可能性がある。

特許文献１のカーテンエアバッグでは、乗員頭部がエアバッグに当たる時には、エアバッグは展開膨張が完了して第２の規制状態にある。そのため、エアバッグが厚く、ＣＴＣ側突後期における頭部がエアバッグから遠ざかる課題には対応できるものの、ポール側突において、頸部がより曲げられる可能性があるという課題には対応できない。
逆に、ポール側突に対応するために第２の規制状態の膨張後エアバッグの厚みを小さくしておくと、ＣＴＣ側突後期における頭部がエアバッグから遠ざかる課題には対応できない。
したがって、従来の１つのエアバッグで、頭部と胴体の移動量差の低減を、ＣＴＣ側突とポール側突の両方で満足させることは難しい。

本発明の目的は、側突時における乗員の頭部および胴体の移動量差を従来エアバッグに比べて低減でき、しかも側突時の衝突形態による乗員の挙動の違いに対応できる（すなわち、ＣＴＣ側突にもポール側突にも対応できる）頭部保護エアバッグ装置を提供することにある。

上記課題を解決する、または上記目的を達成する本発明の頭部保護エアバッグ装置はつぎのとおりである。

（１） 本発明の頭部保護エアバッグ装置は、側突時に乗員の側方に展開膨張して乗員の頭部を保護する頭部保護エアバッグ装置であって、
インフレータに接続された筒状の前後方向ガス通路と、前後方向ガス通路に連通された筒状の上下方向ガス通路とを含む第１の袋体と、
上下方向ガス通路を通してガスが供給されて展開し、展開状態で、前後方向ガス通路の下方に位置するとともに上下方向ガス通路を内側に含み、車両内側に位置する車両内側基布と車両外側に位置する車両外側基布とを有する第２の袋体と、
第２の袋体の車両外側基布と車両内側基布とを連結し、第２の袋体の展開時に、規定値以上の引張荷重がかかった時に破断するストラップと、
を備える。

（２） 上記（１）の頭部保護エアバッグ装置において、ストラップが、上下方向ガス通路の車両内側基布と第２の袋体の車両内側基布とを連結する第１の部分と、上下方向ガス通路の車両外側基布と第２の袋体の車両外側基布とを連結する第２の部分とを有し、ストラップに規定値以上の引張荷重がかかった時のストラップの破断が第１の部分のみで生じるように、第１の部分の破断荷重が第２の部分の破断荷重より小さく設定されている。

（３） 上記（１）または（２）の頭部保護エアバッグ装置において、上下方向ガス通路は、ストラップの破断時に、第２の袋体の下端部の内面に、上下方向ガス通路の下端部で当接する。

上記（１）の頭部保護エアバッグ装置によれば、つぎの効果が得られる。
ＣＴＣ側突では、胴体がシートと共に反衝突側に移動するので、衝突後期に、頭部とドアガラスとの隙間が大きくなる。その場合には、頭部が第２の袋体から離れ、第２の袋体が頭部によって押さえられないので、ストラップに規定値以上の引張荷重がかかってストラップが破断し、第２の袋体の車両内側基布が頭部側に膨張し、頭部を衝突側から拘束する。その結果、乗員の頭部および胴体の移動量差を低減できる。
ポール衝突では、胴体と頭部がドアに近づいていき、頭部とドアガラスとの隙間が小さい。その場合には、頭部が第２の袋体に接触して、第２の袋体が頭部によって押さえられるので、ストラップにかかる引張荷重は規定値より小さく、ストラップは破断せず、第２の袋体の厚さは小さい。その結果、乗員の頭部が第２の袋体によって強く反衝突側に押されることがなく、乗員の頭部および胴体の移動量差は小さく、頸部がより曲げられることがない。
その結果、乗員の頭部および胴体の移動量差を小さくしたいという要求が、ＣＴＣ側突においてもポール側突においても満足される。すなわち、側突時の衝突形態の違いによる、乗員の挙動の違いに対応できる。

上記（２）の頭部保護エアバッグ装置によれば、ストラップに規定値以上の引張荷重がかかった時のストラップの破断が第１の部分のみで生じるので、第２の袋体がドア側よりも乗員頭部側に大きく膨張でき、乗員頭部を衝突側から効果的に拘束できる。

上記（３）の頭部保護エアバッグ装置によれば、上下方向ガス通路が、ストラップの破断時に、第２の袋体の下端部の内面に、上下方向ガス通路の下端部で当接するので、ストラップの破断時に、第２の袋体の厚さの増大を伴いながら上昇してくる第２の袋体の下端部の内面に当接してつっぱり、第２の袋体のそれ以上の厚さの増大と下端部の上昇を阻止することができる。その結果、第２の袋体の上下方向の展開領域を頭部側方に規制できる。また、ＣＴＣ側突における第２の袋体の厚さの過度の増大も防止される。

以下に、本発明の実施例の頭部保護エアバッグ装置を、図１〜図１１を参照して、説明する。

本発明の実施例の頭部保護エアバッグ装置１０は、折り畳まれて収納された車両のサイドウインドの上方から乗員頭部Ａの側方に展開する、カーテンエアバッグ式の、頭部保護エアバッグ装置である。したがって、シート付けのエアバッグではない。頭部保護エアバッグ装置１０は、側突時（側突検知時または側突予知時）に、インフレータ１２から膨張用ガスを供給されて、着座乗員Ｊの頭部Ａのサイドウインド側側方に展開膨張し、乗員頭部Ａを保護する。頭部保護エアバッグ装置１０は、側面視（図１）で、乗員の体格およびシート位置等によって前後方向、上下方向に変化する頭部Ａの位置をカバーできる上下方向幅と前後方向長さをもつ所定のエリアを有する。頭部Ａおよびヘッドレスト５０はこのエリア内にある。

図１〜図８に示すように、頭部保護エアバッグ装置１０は、インフレータ１２と、展開状態で上下方向に幅を有し車両前後方向に延びるエアバッグ本体１４と、エアバッグ本体１４に形成された第１の袋体２０および第２の袋体３０と、ストラップ４０と、有する。インフレータ１２と第１の袋体２０とは、ガス通路１６によって互いに接続され、連通されている。

第１の袋体２０は、インフレータ１２に接続された筒状の前後方向ガス通路２２と、前後方向ガス通路２２に連通された筒状の上下方向ガス通路２４とを含む。
前後方向ガス通路２２は、エアバッグ本体１４の上部で車両前後方向に延びる。
上下方向ガス通路２４は、乗員頭部Ａの側方に対応する位置にあり、前後方向ガス通路２２から分岐して下方に延びる。

第２の袋体３０は、インフレータからのガスが上下方向ガス通路２４を通して供給されて展開し、展開状態で、前後方向ガス通路２２より下方に位置する。第２の袋体３０は、車両内側基布３２と、車両外側基布３４を有する。第１の袋体２０と第２の袋体３０の展開状態で、上下方向ガス通路２４は、第２の袋体３０の内部にあり、第２の袋体３０の、車両内側基布３２と車両外側基布３４との間に位置する。

ストラップ４０は、１個以上設けられる。ストラップ４０は、第２の袋体３０が展開した時に平均成人男性（ＡＭ５０）の頭部の側方に対応する位置Ｇ１に、および／または、小柄な女性（ＡＦ０５）または平均成人女性（ＡＦ５０）の頭部の側方に対応する位置Ｇ２に、設けられる。ストラップ４０は、第２の袋体３０の車両内側基布３２と車両外側基布３４とを連結している。ストラップ４０は、第２の袋体３０の展開時に、ストラップ４０に規定値以上の引張荷重がかかった時に破断する。

ストラップ４０が、位置Ｇ１（この位置では、第１の袋体２０の上下方向ガス通路２４と第２の袋体３０が重なる）に設けられる場合には、図２、図３に示すように、ストラップ４０は、上下方向ガス通路２４の車両内側基布２４ａと第２の袋体３０の車両内側基布３２とを連結する第１の部分４２と、上下方向ガス通路２４の車両外側基布２４ｂと第２の袋体３０の車両外側基布３４とを連結する第２の部分４４とを有する。ストラップ４０に規定値以上の引張荷重がかかった時のストラップ４０の破断が第１の部分４２のみで生じるように、第１の部分４２の破断荷重は第２の部分４４の破断荷重より小さく設定されている。第２の部分４４では破断させない。

ストラップ４０が、位置Ｇ２（この位置では、第１の袋体２０の上下方向ガス通路２４が無く、第２の袋体３０のみがある）に設けられる場合には、ストラップ４０の一端が第２の袋体３０の車両内側基布３２に連結され、ストラップ４０の他端が第２の袋体３０の車両外側基布３４に連結される。この場合は、ストラップ４０に規定値以上の引張荷重がかかった時のストラップ４０の破断はストラップ４０の両端間の任意の位置で生じてもよい。

上下方向ガス通路２４の下端位置は、第２の袋体３０の展開時でストラップ４０の破断前において、第２の袋体３０の下端より上方にある。これによって、ストラップ４０が破断した時に、第２の袋体３０の下端部が上下方向ガス通路２４の下端位置まで上昇し、第２の袋体３０の上下長さが短縮すると共に第２の袋体３０の厚さが増大するように、第２の袋体３０が変形することが可能になっている。

上下方向ガス通路２４は、ストラップ４０の破断時に、第２の袋体３０の下端部の内面に、上下方向ガス通路２４の展開完了時の下端部２６で当接する。下端部２６は、エアバッグ本体１４の上下方向中間部にあり、エアバッグ本体１４の下縁から上方に隔たった位置にある。ストラップ４０の破断時には、第２の袋体３０は、厚さを増大させながら下端部が上昇していくが、上下方向ガス通路２４の下端部２６が第２の袋体３０の下端部の内壁面に当接すると、第２の袋体３０の下端部がそれ以上上昇することが阻止され、第２の袋体３０の厚さがそれ以上増大することが阻止される。

第１の袋体２０の上下方向ガス通路２４には、第２の袋体３０へのガス吹き出し口２８が設けられている。ガス吹き出し口２８は、第１の袋体２０の展開完了状態で、上下方向ガス通路２４の下端部またはその近傍に設けられる。ガス吹き出し口２８は、さらに、第１の袋体２０の展開完了状態で、上下方向ガス通路２４の、下端部またはその近傍以外の部位に、たとえば上下方向ガス通路２４の上部に、設けられてもよい。そうすることにより、上下方向ガス通路２４の下端部またはその近傍のガス吹き出し口２８が第２の袋体３０の下端部の内面で閉塞されても、上下方向ガス通路２４の、下端部またはその近傍以外の部位のガス吹き出し口２８を通して、ガスが第２の袋体３０に吹き出すことが可能になる。

つぎに、本発明の頭部保護エアバッグ装置１０の作動を図５〜図９を参照して説明する。
図９（図５のＢ−Ｂ断面における断面に対応）に示すように、
(I) 側突時には、まず、インフレータ１２からガスを供給されて、第１の袋体２０の前後方向ガス通路２２が膨張し始める。
(II)第１の袋体２０の前後方向ガス通路２２がほぼ膨張を完了する。
(III) ついで、第１の袋体２０の上下方向ガス通路２４が展開膨張するとともに、第２の袋体３０のうち、上下方向ガス通路２４と共に折り畳んであった部分が、上下方向ガス通路２４とともに展開する。
(IV)上下方向ガス通路２４のガス吹き出し口２８を通してガスが第２の袋体３０に吹き出され、第２の袋体３０が膨張していく。

(V) 頭部Ａが膨張完了した第２の袋体３０に接触している場合は、第２の袋体３０は厚さ方向に頭部Ａで押さえられるので、ストラップ４０は破断しない。この状態では、第２の袋体３０の厚さは小さく、上下方向ガス通路２４の下端部２６と第２の袋体３０の下端部の内面との間には間隔がある。この状態は、ポール側突で起きる。
第１のガス２０のガス吹き出し口２８には弁を設け、第１の袋体２０の完全展開後の容量Ｖ１と圧力Ｐ１を一定に保つ（図１１）。

頭部Ａが膨張完了した第２の袋体３０に接触していないか、あるいは第２の袋体３０から離れていく場合には、第２の袋体３０は厚さ方向に頭部Ａで押さえられず、ストラップ４０に規定値以上の引張力がかかって、ストラップ４０が破断する。ストラップ４０が第１の部分４２と第２の部分４４をもつ場合は、第１の部分４２で破断が起こる。ストラップ４０が破断すると、第２の袋体３０の下端部が上昇すると共に、第２の袋体３０の車両内側基布３２が乗員側に膨張していき、第２の袋体３０の下端部の内面３６が第２の袋体３０の下端部２６に当接する。膨張した第１の袋体２０の上下方向ガス通路２４がつっぱるので、第２の袋体３０の下端部の内面３６のそれ以上の上昇が阻止され、かつ、第２の袋体３０の車両内側基布３２のそれ以上の頭部Ａ側への膨張が阻止される。これによって、第２の袋体３０の上下の展開エリアが規制され（所定の上下長さＨとされ）、頭部Ａの側方を上下方向にカバーする。また、第２の袋体３０の過度の乗員側への膨張を阻止する。この状態は、ＣＴＣ側突の衝突後期で起きる。
第２のガス３０の完全展開後の容量Ｖ２と圧力Ｐ２は一定のまま（図１１）、第２のガス３０の上下長さを短縮し厚みを増大させる。

第１の袋体２０の容量Ｖ１、圧力Ｐ１、展開開始時間ｔ１と、第２の袋体３０の容量Ｖ２、圧力Ｐ２、展開開始時間ｔ２との間には、つぎの関係がある（図１１）。
Ｖ１＞Ｖ２、
Ｐ１≧Ｐ２、
ｔ１≦ｔ２

インフレータ１２からのエアバッグ（第１、第２の袋体２０、３０）へのガスの供給流量は、図１０に示すとおりであり、ピークは過ぎるが、上記(V) の状態でもガスが供給される。インフレータ１２の作動開始からガス供給がピークとなるまでの時間Ｌは、約１４〜１５ｍｓｅｃであり、頭部Ａが衝突側サイドウインドガラス（ドアガラス）１８に当たる前にエアバッグの膨張は完了している。

つぎに、本発明の頭部保護エアバッグ装置１０の効果を説明する。
第２の袋体３０の展開に要求される条件は、衝突形態によって異なり、図４に示すように、ＣＴＣ側突、ポール側突において、それぞれ、つぎのとおりである。
（イ）ＣＴＣ側突
乗員Ｊの腰部高さでの車両変形のみが大きい。したがって、乗員の腰部が反衝突側へ移動するため、衝突後期において、頭部とサイドウインドガラス１８との隙間間隔は大きくなり、頭部Ａを拘束できるためにはエアバッグの厚さ（第２の袋体３０の厚さ）ｔは増大されなければならない。
（ロ）ポール側突
ポール側突では、乗員Ｊの腰部から頭部高さまでの車両部分が乗員に対して同じ変形を示し、頭部Ａとサイドウインドガラス１８との隙間間隔は小さい。第２の袋体３０が頭部Ａを押し過ぎないようにするためには、エアバッグの厚さ（第２の袋体３０の厚さ）ｔは小さい必要がある。

上記の要求条件は、本発明の実施例の頭部保護エアバッグ装置１０によって、以下のように達成される。その場合に、特別に側突形態を検知するセンサ（ＣＴＣ側突かポール側突かを検知するセンサ）は必要とされず、第２の袋体３０に頭部が接しているか否かで、自然に達成される。ただし、従前からあった側突検知または予知センサ（インフレータ１２が作動するセンサ）は必要であり、側突検知または予知センサからの信号があった時にインフレータ１２を作動させる。

すなわち、ＣＴＣ側突（の衝突後期）では、図３に示すように、頭部Ａとサイドウインドガラス１８との隙間間隔が大きい。第２の袋体３０は頭部Ａによって押さえられておらず、ストラップ４０にかかる引張力が規定値以上となって、ストラップ４０が破断する。ストラップ４０が、第１の部分４２と第２の部分４４を有する場合は、第１の部分４２が破断する。ストラップ４０が破断した時に、第２の袋体３０の車両内側基布３２が乗員側に膨張変形し、袋体３０の厚さが薄い場合（従来エアバッグ、または図２の場合）に比べて、頭部Ａをより拘束することができる。したがって、乗員の頭部Ａと胴体との移動量差は小さい。

また、ポール側突では、図２に示すように、頭部Ａとサイドウインドガラス１８との隙間間隔が小さい。第２の袋体３０は頭部Ａによって押さえられており、ストラップ４０にかかる引張力が規定値以上とならず、ストラップ４０が破断しない。したがって、第２の袋体３０の厚さは図３の場合に比べて薄く、第２の袋体３０が乗員頭部Ａを反衝突側に押し過ぎることはない。したがって、乗員の頭部Ａと胴体との移動量差は小さい。

その結果、乗員の頭部Ａと胴体との車両左右方向の移動量差を小さくすることが、ＣＴＣ側突においてもポール側突においても満足される。すなわち、本発明の実施例の頭部保護エアバッグ装置１０は、側突時の衝突形態による乗員Ｊの挙動の違いに対応できる。しかも、特別な側突態様検知センサを追加して設けることなく、頭部Ａ自体がセンサの役割を果たしている。

本発明の実施例の頭部保護エアバッグ装置の、概略側面図である。 図１の頭部保護エアバッグ装置の、頭部とサイドウインドガラスの間隔が小さい場合の、概略正面図である。 図１の頭部保護エアバッグ装置の、頭部とサイドウインドガラスとの間隔が大きい場合の、概略正面図である。 本発明において要求される第２の袋体（バッグ）の展開厚さｔ対時間のグラフである。 図１の頭部保護エアバッグ装置の、上下方向ガス通路が位置する部分の、概略側面図である。 図５の概略Ａ−Ａ断面図である。 図５の概略Ｂ−Ｂ断面図である。 図５の概略Ｃ−Ｃ断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面における第１、第２の袋体の、時間順に示した、概略展開断面図である。 図１の頭部保護エアバッグ装置における、ガスの流量対時刻のグラフである。 図１の頭部保護エアバッグ装置における、第１、第２の袋体の、容量、圧力対時間のグラフである。

符号の説明

１０ 頭部保護エアバッグ装置
１２ インフレータ
１４ エアバッグ本体
１６ ガス通路
１８ （衝突側の）サイドウインドガラス（ドアガラス）
２０ 第１の袋体
２２ 前後方向ガス通路
２４ 上下方向ガス通路
２４ａ 上下方向ガス通路の車両内側基布
２４ｂ 上下方向ガス通路の車両外側基布
２６ 上下方向ガス通路の展開完了時の下端部
２８ ガス吹き出し口
３０ 第２の袋体
３２ 車両内側基布
３４ 車両外側基布
３６ 第２の袋体の下端部の内面
４０ ストラップ
４２ 第１の部分
４４ 第２の部分 ５０ ヘッドレスト

Claims (3)

1. 側突時に乗員の側方に展開膨張して乗員の頭部を保護する頭部保護エアバッグ装置であって、
   インフレータに接続された筒状の前後方向ガス通路と、前記前後方向ガス通路に連通された筒状の上下方向ガス通路とを含む第１の袋体と、
   前記上下方向ガス通路を通してガスが供給されて展開し、展開状態で、前記前後方向ガス通路の下方に位置するとともに前記上下方向ガス通路を内側に含み、車両内側に位置する車両内側基布と車両外側に位置する車両外側基布とを有する第２の袋体と、
   前記第２の袋体の前記車両内側基布と前記車両外側基布とを連結し、前記第２の袋体の展開時に、規定値以上の引張荷重がかかった時に破断するストラップと、
   を備えた頭部保護エアバッグ装置。
2. 前記ストラップが、前記上下方向ガス通路の車両内側基布と前記第２の袋体の前記車両内側基布とを連結する第１の部分と、前記上下方向ガス通路の車両外側基布と前記第２の袋体の前記車両外側基布とを連結する第２の部分とを有し、前記ストラップに規定値以上の引張荷重がかかった時の前記ストラップの破断が前記第１の部分のみで生じるように、前記第１の部分の破断荷重が前記第２の部分の破断荷重より小さく設定されている請求項１記載の頭部保護エアバッグ装置。
3. 前記上下方向ガス通路は、前記ストラップの破断時に、前記第２の袋体の下端部の内面に、前記上下方向ガス通路の下端部で当接する請求項１または請求項２記載の頭部保護エアバッグ装置。

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