JP2010517868A - 自動車用エアバッグ - Google Patents

Abstract

自動車の安全装置において使用するためのエアバッグが開示される。エアバッグは、前側パネル（２）および後ろ側パネル（１１）を備えており、これら２つのパネルが、膨張可能なチャンバを形成するために、重ね合わせられて、外周を巡って互いに取り付けられる。前側パネル（２）に、内部に追加のパネル（１７）が固定される開口（６）が設けられ、この追加のパネル（１７）は、開口（６）よりも大きい面積を有していて、エアバッグが膨張したときに、前側パネルから前方へと延在する複数の隣接する実質的に波形の突起（２６）を形成するように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車用のエアバッグに関し、さらに詳しくは、自動車において安全装置として使用するために適した形式の膨張式エアバッグに関する。

膨張式のエアバッグを備える自動車用の乗員保護装置は、今やきわめてよく知られており、衝突を含む事故の場合において、自動車の乗員の負傷を軽減し、理想的には皆無にするために役立っている。この一般的な形式のエアバッグは、自動車のどこかに配置された衝突センサによって生成される、衝突の状況を知らせる信号が受信されたときに膨らまされ、自動車の乗員のために比較的柔軟な拘束を提供する。

自動車の乗員が、典型的にはきわめて高圧のガスによって膨らまされる膨張済みのエアバッグに衝突するとき、２つの主要な力が乗員に作用するように働くことが、研究によって示されている。そのような力の一方は、エアバッグ内のガスの圧力に起因し、他方は、いわゆる「膜力」から生じる。そのような膜力は、膨張エアバッグの前面においてエアバッグの布地に張力が加わるため、布地の縦糸および横糸の相対移動への摩擦抵抗に起因する。

また、人体の胸郭／胸骨領域が、この領域の人体の生まれつきの剛性ゆえに、膨張するエアバッグにおいて生じるこれらの力に比較的耐える一方で、人体の頭部および首領域が、エアバッグにおけるこれらの力の結果として、はるかに傷つきやすいことが明らかになっている。したがって、乗員の頭部および首領域に加わる全体としての力を小さくするために、エアバッグの車両の乗員の頭部が衝突する可能性が高い領域において上述の膜力を小さくする一方で、車両の乗員の胸郭／胸骨領域に拘束をもたらすために設けられるエアバッグの下部領域に、比較的大きな膜力を受け入れやすい構成を備えることが望ましいことが、明らかになっている。

欧州特許第ＥＰ１４３９０９６Ａ１号が、膜力の概念をさらに詳しく検討しており、膨張するエアバッグの膜力に起因する首部の負傷の可能性という問題に対処するために、エアバッグに比較的「柔軟」な波状の前面を形成すべく、縫い目、ストラップ、またはリボンを使用するエアバッグを提案している。しかしながら、欧州特許第ＥＰ１４３９０９６Ａ１号の構成における問題点は、この比較的柔軟な前面の隣接する波形の間に設けられる凹部が、一定の深さを有してはおらず、結果として前面の波状の領域が、中央部において縁部分よりも深いという点にあることが、明らかになっている。この結果として、この従来技術の構成の膜力低減効果は、エアバッグの前面の種々の領域において相違し、前面の中央において周辺部分よりも良好である。
欧州特許第ＥＰ１４３９０９６Ａ１号

本発明の目的は、自動車用の改善されたエアバッグを提供することにある。

したがって、本発明は、複数のパネルを前面を有する膨張可能なチャンバを形成するように互いに取り付けて備えており、前記膨張可能なチャンバの後部が、インフレータの一部分を受け入れるように構成されたガス導入口を有している自動車用エアバッグであって、前記前面に、外縁を有する開口が設けられ、該外縁へと、追加のパネルの縁が固定されており、前記追加のパネルが、前記開口よりも大きい面積を有していて、当該エアバッグが膨張したときに、前記前面から前方へと延在する膨張後形状を有する複数の隣接する実質的に波形の突起を形成するように構成されていることを特徴とする、エアバッグを提供する。

好ましくは、前記波形の突起のそれぞれが、当該エアバッグが膨張したときに前記前面から実質的に垂直に延在する壁を形成する。

好都合には、前記壁のそれぞれが、前記追加のパネルに設けられた少なくとも１つの折り目、タック、またはダーツによって形成される。

有利には、隣接する波形の突起からなるペアの膨張後の形状が、少なくとも部分的に、一端が前記追加のパネルの当該２つの波形の突起の間の部位へと取り付けられているストラップによって生み出され、該ストラップが、当該エアバッグの膨張時に前記膨張可能なチャンバの前記後部から遠ざかろうとする前記追加のパネルの前記部位の動きを制限するように構成される。

好都合には、前記開口および該開口内の前記追加のパネルが、自動車の乗員の頭部との衝突のために、膨張した状態にあるときの当該エアバッグの上半分に設けられる。

好ましくは、前記パネルのそれぞれが、布地材料からなる。

好都合には、当該エアバッグが、前側パネルおよび後ろ側パネルを備え、該前側パネルが、前記前面を形成している。

有利には、前記追加のパネルが、該追加のパネルの縦糸および横糸が前記前側パネルの縦糸および横糸に対して鋭角に位置するように、前記前側パネルに対して配向される。

好都合には、前記前側パネルが、該前側パネルの縦糸および横糸が前記後ろ側パネルの縦糸および横糸に対して鋭角に位置するように、前記後ろ側パネルに対して配向される。

好ましくは、前記鋭角または前記鋭角のそれぞれが、実質的に４５度である。

有利には、当該エアバッグに、内部の索が設けられ、該索が、当該エアバッグの膨張時に後面から遠ざかろうとする前記前面の動きを制限するように構成される。

好都合には、前記索が、前記前側および後ろ側パネルの間に延在している。

好ましくは、波形の突起のそれぞれが、当該エアバッグが膨張したときに前記前面から５０〜１３０ｍｍだけ延在する。

本発明をより容易に理解することができ、さらには本発明のさらなる特徴を正しく評価できるように、以下で本発明のいくつかの実施の形態を、添付の図面を参照して、例として説明する。

本発明によるエアバッグの前側パネルを形成する布地材料の層の上方からの平面図である。 エアバッグの後ろ側パネルを形成する布地材料の層の上方からの平面図である。 エアバッグの追加のパネルを形成する布地材料のシートの平面図である。 前方の片側からの斜視図であり、図１から図３の３つのパネルから形成されたエアバッグを示している。 図４に示したエアバッグ装置の概略の横断面図である。 上方から見たエアバッグの概略の断面図であり、膨張した状態のエアバッグを示している。 おおむね図６の図に相当する図であり、エアバッグに衝突する車両の乗員の頭部を示している。 追加のパネルの代替的な形態を示している。 図８の側面パネルを取り入れてなるエアバッグの膨張した状態の側面図である。 追加のパネルの別の代替的な形態を示している。

最初に図面の図１および図２を参照し、本発明を以下でさらに詳しく説明する。

図１は、エアバッグの前側パネル（すなわち、膨張時に自動車の乗員と衝突するように提示されるエアバッグのパネル）を形成する略円形の形態の１枚の織布材料１を示している。参照符号３で概略的に示されているとおり、布地の縦糸４および横糸５が、それぞれ（図１に示した前側パネル２の向きにおいて）実質的に垂直および水平に延在するように配置されている。前側パネル２の上半分において、開口６が布地から切り抜かれている。この開口は、比較的大きく、前側パネル２のうちの５０パーセンタイル男性ダミー人形の頭部が衝突する可能性が最も高い領域をカバーするように、寸法付けられている。

図１に示した好ましい構成においては、開口６が、布地の水平方向の横糸５に実質的に平行に延在する比較的短い下辺７と、やはり横糸５に実質的に平行に延在するように配置された比較的長い上辺８とを有する、略台形の形態を有している。一対の側辺９が、下辺７および上辺８を接続している。したがって、開口６が、下辺７において上辺８よりも狭くなるように先細りであることを、見て取ることができる。

図２は、やはり円形の形態であってエアバッグの後ろ側パネル１１を形成する第２の布地シート１０を示している。後ろ側パネル１１は、好ましくは、前側パネル２と実質的に同じ全体寸法である。参照符号１２で概略的に示されているとおり、後ろ側パネル１１の布地は、その縦糸１３および横糸１４が前側パネル２を形成している布地の縦糸４および横糸５に対して鋭角に位置するように、図１に示した前側パネル２の布地に対して回転させられている。好ましい構成においては、後ろ側パネル１１の縦糸１３および横糸１４が、前側パネル２の縦糸４および横糸５に対して、実質的に４５度の角度をなす。

本発明のエアバッグを製造するために、前側パネル２および後ろ側パネル１１が、それらの円形の外縁を巡って、好ましくは一般的な従来からの縫製によって互いに取り付けられ、これら２枚のパネルの間に膨張可能なチャンバが形成される。２枚のパネルの縦糸および横糸を互いに角度をなして配置することは、エアバッグが膨張したときに略丸い形状をとるように保証するために有用である。

後ろ側パネル１１の中央領域に、従来のガス発生器などのインフレータ（図２には示されていない）の一部分を受け入れるようなサイズおよび構成のガス導入穴１５が設けられている。このエアバッグ装置が自動車に設置されたとき、インフレータが、衝突センサ（図示されていない）からの衝突信号を受け取るように構成され、この信号が、事故の状況を知らせるものであって、インフレータを作動させるために有効であり、結果としてインフレータが、２枚のパネル２、１１の間に形成された膨張可能なチャンバへと、導入穴１５を通って高圧のガスを供給する。

図３は、エアバッグの追加のパネル１７を形成し、さらに詳しく後述されるとおり、前側パネル２に形成された台形の開口６を閉じるために使用される布地材料１６の第３のシートを示している。したがって、この追加のパネル１７は、比較的短い下辺１８と、比較的長い実質的に平行な上辺１９とを備えていて、両者の間を２つの側辺２０が延在している略相補的な台形形状を有している。

この追加のパネル１７を形成する布地シート１６は、その縦糸２１および横糸２２が前側パネル２の縦糸および横糸に対して鋭角に位置するように、前側パネル２の布地に対して配向されている。最も好ましくは、この追加のパネル１７の縦糸２１および横糸２２が、前側パネル２の縦糸４および横糸５に対して、実質的に４５度の角度をなす。当然ながら、そのような構成において、追加のパネル１７の縦糸２１および横糸２２が、後ろ側パネル１１の縦糸１３および横糸１４に実質的に平行に、効果的に位置することを、理解できるであろう。追加のパネル１７の縦糸２１および横糸２２を、前側パネル２の縦糸４および横糸５に対して鋭角に位置するように配置することで、縦糸２１および横糸２２のお互いに対する動きの程度を大きくすることができ、追加のパネル１７の布地が、乗員の頭部が衝突したときにより大きく伸びることができることが明らかになっている。

追加のパネル１７の各側辺２０は、その長さに沿ったいくつかの位置において内向きに折り曲げられ、隣り合うペア２４にて配置された複数の内向きのダーツ２３を形成している。各ダーツ２３は、前側パネル１７の布地を１対の末広がりの折り曲げ線２５に沿って内向きに折り曲げたうえで、一方の折り曲げ線２５の領域の布地を反対側の折り曲げ線２５の領域の布地へと縫合によって固定して、布地に内向きのタックを生成することによって形成されている。

すべてのダーツ２５が上述のとおり折り曲げられて縫合されたとき、三次元の形状が前側パネル１７へと付与され、その形状が、前側パネル２に設けられた開口６の外縁へと固定された前側パネル１７の外縁を示している図４に、最も明確に示されている。追加のパネル１７へと付与された三次元形状は、略「波状」であり、前側パネル２から前方へと延在する一連の実質的に波形の突起２６によって形成されている。内向きのタックによるダーツ２３の各ペア２４が、それぞれの波形の突起２６の端部に端壁２７を生成するように機能し、端壁２７は、略半円の形状を有している。

追加のパネル１７の布地において、隣り合う波形の突起２６の間に折り目２８が形成されており、折り目２８の位置が、図３にさらに明確に示されている。折り目２８は、追加のパネル１７の実質的に幅全体を横切って延在している。

図５は、エアバッグの垂直軸に沿ったエアバッグの断面を示しており、導入穴１５に収容されたインフレータ２９からの膨張ガスによって膨張したエアバッグが示されている。したがって、前側パネル２が、自動車の乗員が衝突するように提示されたエアバッグの前面２ａを形成していることを、見て取ることができる。

内部の索３０が設けられ、その最先端３１が、前側パネル２の略中央において、前側パネル２を形成している布地へと固定されている。索の後端３２は、インフレータ２９または後ろ側パネル１１を形成している布地のいずれかに固定されている。内部の索３０の目的は、前側パネル２が、過剰に湾曲して上述のとおり追加のパネル１７へと付与される三次元の構成を変形させてしまうような程度にまで、インフレータ２９および後ろ側パネル１１に対して前方へと延在することを、防止することにある。本発明の動作においては、エアバッグが膨張するときに追加のパネル１７の布地に過剰な張力が加わらないことが重要であり、内部の索３０が、これを防止するように機能する。

さらに、エアバッグの内部チャンバ内には、何本かのストラップ３３が設けられている。各ストラップ３３は、エアバッグの後部の固定点（好ましくは、インフレータ２９または後ろ側パネル１１に設けられる）と、隣り合う波形の突起２６の間に位置するそれぞれの折り目２８との間を延在している。図６に最も明確に示されているように、各ストラップ３３は、当該ストラップが取り付けられたそれぞれの折り目２８の全幅Ｗよりも小さい幅ｗを有している。さらに、各ストラップ３３の最先端は、それぞれの折り目２８の中央の領域へと取り付けられており、折り目２８のうちの幅Ｌの領域が、ストラップ３３の両側へと延在している。

内部のストラップ３３の目的は、前側パネル１７の三次元形状が「膨らみすぎ」てしまわないようにすることにある。すなわち、ストラップ３３が、エアバッグの後ろ側パネル１１から離れようとする折り目２８の中央部分の移動を制限するように機能する。したがって、ストラップ３３は、少なくとも部分的に、波形の突起２６の形成に（ダーツ２３とともに）貢献すると考えることができる。

本発明のエアバッグを装備した自動車が関係する衝突において、自動車の乗員３５は、慣性の作用のもとで膨張したエアバッグに向かって動く。エアバッグの前側パネル２および追加のパネル１７が、乗員の胸郭／胸骨３６が追加のパネル１７の下方においてエアバッグの前側パネル２にぶつかる一方で、乗員の頭部が追加のパネル１７にぶつかるように、配置されている。ガス圧および前側パネル２の膜力が、乗員の胸郭／胸骨の領域２６を減速させるように機能する一方で、主にガス圧が、追加のパネル１７内の膜力からの寄与をほとんど伴わずに、乗員の頭部を減速させるように機能する。追加のパネル１７の波形の突起２６が、図７に示されているように、乗員の頭部３７の衝突によって単純に裏返しに押し込まれる。

追加のパネル１７の構造は、乗員の頭部３７との衝突によって初期に生じる布地の抵抗が比較的小さいような構造であり、すなわち乗員の頭部へと加わる膜力が、たとえ無視できなくても、きわめてわずかにすぎない。結果として、乗員の頭部が、追加のパネル１７を形成している布地の糸に張力（そのような張力は、追加のパネル１７が膨張中のエアバッグの内側へと十分に変形させられて、追加のパネル１７の布地が前側パネル２を内側へと引っ張り始めるときに生じる）が加わる地点まで、布地の大きな抵抗に直面することなく膨張したエアバッグの中へと移動することができる。したがって、長さＬ（すなわち、それぞれの折り目２８のうちの拘束ストラップ３３へと固定されていない範囲）が長いほど、衝突を受けた追加のパネル１７によって前側パネル２が内側へと引っ張られる瞬間が遅くなり、結果として、頭部３７が追加のパネル１７の布地に蓄積される膜力によって減速させられるまでにより長い時間を要することを、理解すべきである。拘束ストラップ３３の好ましい幅ｗが、それぞれの波状折り目２８への取り付けの地点において５０ｍｍという幅であることが、実験によって明らかになっている。より広いストラップ（おそらくは、追加のパネル１７の全幅と同じ幅ですら可能である）は、それぞれの突起２６の広がりの全体にわたって同じ高さｈを保つように機能すると考えられるが、同時に、より早期に追加のパネル１７の布地に張力からの膜力を蓄積させる結果になると考えられる。

図８は、追加のパネル１７を形成するために使用される布地シート１６の代替的な形態を示している。この構成においては、布地シート１６が、やはり略台形であるが、側辺２０の一部分がダーツの形態へと内側に縫い込まれるように操作されるのではなく、この構成においては、布地シート１６の側辺２０に、反復する一連の段差付きの縁領域３８が設けられている。それぞれの縁領域３８が、外縁部分３９を備えており、外縁部分３９が、下端で参照符号４０において内側へと段差をなし、内縁部分４１を形成している。この追加のパネル１７に必要な三次元形状を付与するために、縁領域３８が、それぞれの外縁部分３９および内縁部分４１を引き合わせ、その後に外縁部分３９を縫合によってそれぞれの内縁部分４１へと固定するように操作される。このやり方で、それぞれの折り曲げ領域３８の段差部分４０が、内側へと折り曲げられて、やはり縫合される。

前側パネル１７へと付与された結果としての三次元形状が、図９に示されている。前側パネル１７が、やはり波状折り目２８によって互いに隔てられた一連の略波形の突起２６を備えており、唯一の有意な相違が、それぞれの端壁２７のわずかに異なる輪郭だけであることを、見て取ることができる。

図１０は、前側パネル１７を形成するために使用される布地シート１６の別の代替的な形態を示している。この構成において、布地シート１６は、多くの点で図３に示したものと略同様である。図１０の構成における主要な相違点は、生成されるダーツ２３の数がより少ない点にあり、この構成におけるダーツは、ペアにて配置されているわけではなく、図３の構成のダーツよりも大きい。各ダーツ２３は、やはり布地の一領域を折り曲げ線２５を中心にして内側へと折り曲げたうえで、布地を向かい合う折り曲げ線２５の領域において縫い合わせることによって形成される。この構成においては、それぞれの波形の突起２６の端壁２７が、ただ１つのダーツ２３のみを備える一方で、図３の構成においては、それぞれの端壁２７が、ペア２４にて配置された２つのダーツ２３を取り入れている。

波形の突起２６の好ましい高さｈが、５０〜１３０ｍｍの範囲のどこかであることが、実験によって明らかになっている。最も好ましくは、波２６の高さｈが、７０〜１１０ｍｍの間である。また、それぞれの波形の突起２６の端壁２７が、エアバッグが膨張したときにエアバッグの前側パネル２に対して実質的に垂直に延在することが好ましい。

本明細書および特許請求の範囲において使用されるとき、用語「・・・を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「・・・を備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」ならびにこれらの類語は、そこで指定される特徴、工程、または物体が、含まれていることを意味する。これらの用語を、他の特徴、工程、または構成要素の存在を排除するものと解釈してはならない。

以上の説明、以下の特許請求の範囲、または添付の図面に開示され、具体的な形態にて表現され、本明細書に開示の機能を実行するための手段に関して表現され、あるいは本明細書に開示の結果を得るための方法またはプロセスに関して表現された特徴は、必要に応じて、別々にまたはそのような特徴の任意の組み合わせにおいて、本発明を本発明のさまざまな形態にて実現するために、利用することが可能である。

Claims (13)

1. 前面（２ａ）を有する膨張可能なチャンバを形成するように互いに連結された複数のパネル（２、１１）を備え、前記膨張可能なチャンバの後部（１１）が、インフレータ（２９）の一部分を受け入れるように構成されたガス導入口（１５）を有している自動車用エアバッグであって、
   前記前面（２ａ）に、外縁を有する開口（６）が設けられ、該外縁へと、追加のパネル（１７）の縁が固定され、
   前記追加のパネル（１７）が、前記開口（６）よりも大きい面積を有し、当該エアバッグが膨張したときに、前記前面（２ａ）から前方へと延在する膨張後形状を有する複数の隣接する実質的に波形の突起（２６）を形成するように構成されていることを特徴とする、エアバッグ。
2. 前記波形の突起（２６）のそれぞれが、当該エアバッグが膨張したときに前記前面（２ａ）から実質的に垂直に延在する壁（２７）を形成する、請求項１に記載のエアバッグ。
3. 前記壁（２７）のそれぞれが、前記追加のパネル（１７）に設けられた少なくとも１つの折り目、タック、またはダーツによって形成される、請求項２に記載のエアバッグ。
4. 隣接する波形の突起（２６）からなるペアの膨張後の形状が、少なくとも部分的に、一端が前記追加のパネル（１７）の当該２つの波形の突起（２６）の間の部位（２８）へと取り付けられているストラップ（３３）によって生み出され、
   前記ストラップ（３３）が、当該エアバッグの膨張時に前記膨張可能なチャンバの前記後部（１１）から遠ざかろうとする前記追加のパネル（１７）の前記部位（２８）の動きを制限するように構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエアバッグ。
5. 前記開口（６）および該開口内の前記追加のパネル（１７）が、自動車の乗員（３５）の頭部（３７）との衝突のために、膨張した状態にあるときの当該エアバッグの上半分に設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエアバッグ。
6. 前側パネル（２）および後ろ側パネル（１１）を備えており、該前側パネル（２）が、前記前面（２ａ）を形成している、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエアバッグ。
7. 前記パネル（２、１１、１７）のそれぞれが、布地材料からなる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエアバッグ。
8. 前記追加のパネル（１７）が、該追加のパネル（１７）の縦糸（２１）および横糸（２２）が前記前側パネル（２）の縦糸（４）および横糸（５）に対して鋭角に位置するように、前記前側パネル（２）に対して配向されている、請求項６に従属するときの請求項７に記載のエアバッグ。
9. 前記前側パネル（２）が、該前側パネル（２）の縦糸（４）および横糸（５）が前記後ろ側パネル（１１）の縦糸（１３）および横糸（１４）に対して鋭角に位置するように、前記後ろ側パネル（１１）に対して配向されている、請求項６に従属するときの請求項７、または請求項８に記載のエアバッグ。
10. 前記鋭角または前記鋭角のそれぞれが、実質的に４５度である、請求項８または９に記載のエアバッグ。
11. 当該エアバッグの膨張時に前記膨張可能なチャンバの前記後部（１１）から遠ざかろうとする前記前面（２ａ）の動きを制限するように構成された内部の索（３０）を備えている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のエアバッグ。
12. 前記索（３０）が、前記前側パネル（２）と前記後ろ側パネル（１１）との間に延在している、請求項６に従属するときの請求項９に記載のエアバッグ。
13. 波形の突起（２６）のそれぞれが、当該エアバッグが膨張したときに、前記前面（２ａ）から５０〜１３０ｍｍだけ延在する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のエアバッグ。

Images