JP2011235814A5 - - Google Patents

Description

エアバッグ装置

本発明は、金属板を折り畳んで長手方向両端部の開口を閉塞したチューブ状のエアバッグをインフレータが発生するガスで展開して衝撃を吸収するエアバッグ装置に関する。

自動車のフロントピラーの前面を覆うピラーガーニッシュの内側に折り畳んだ布製のエアバッグを収納し、歩行者との衝突時にインフレータが発生するガスをエアバッグに供給することで、ピラーガーニッシュが破断した隙間からエアバッグをフロントピラーの前面に沿って展開させて歩行者を保護する歩行者保護エアバッグ装置が、下記特許文献１により公知である。

また自動車のフロントピラーの前面を覆うピラーガーニッシュをピラー骨格部材にリンク式のピラー駆動機構を介して支持し、歩行者との衝突時にピラー駆動機構でピラーガーニッシュをピラー骨格部材から浮き上がらせることで、ピラーガーニッシュがストロークできるようにして衝突エネルギーを吸収する歩行者保護用衝撃吸収構造が、下記特許文献２により公知である。

特開２００２−２８３９３９号公報 特開２００６−２８２１０５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明は、エアバッグが布製であるために展開状態を長時間に亙って維持することが難しく、歩行者がフロントピラーに衝突するタイミングによっては充分な衝撃吸収効果を発揮できない可能性があった。

また上記特許文献２に記載された発明は、ピラーガーニッシュをピラー骨格部材に移動可能に支持するリンク式のピラー駆動機構の構造が複雑であり、部品点数が増加してコストアップの要因となる問題があった。

そこで本出願人は、つづら折りした金属製のエアバッグをフロントウインドウガラスとフロントピラーとの間に配置し、歩行者との衝突時にエアバッグをフロントピラーに沿うようにチューブ状に展開するものを、特願２００９−２２４３８０号により既に提案している。

しかしながら、上記特願２００９−２２４３８０号で提案されたものは、折り畳まれたエアバッグの長手方向両端部がエンドキャップの開口部に圧入により固定されているので、エアバッグの長手方向両端部は長手方向中央部に比べて展開し難くなる。その結果、エアバッグの展開後も長手方向両端部は折り畳み状態が充分に解放されず、その断面形状が円形にならないために剛性が高くなり、歩行者が衝突したときの衝撃吸収性能が低下する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、金属製エアバッグの長手方向両端部の剛性を低下させることで、長手方向全長に亙って均一な衝撃吸収性能を確保することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、金属板を折り畳んで長手方向両端部の開口を閉塞したチューブ状のエアバッグをインフレータが発生するガスで展開して衝撃を吸収するエアバッグ装置であって、前記エアバッグは、長手方向両端部の板厚が長手方向中央部の板厚よりも薄いことを特徴とするエアバッグ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記エアバッグの前記長手方向中央部の板厚は０．７ｍｍ以上であることを特徴とするエアバッグ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記エアバッグの前記長手方向両端部の板厚と前記長手方向中央部の板厚との差は０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであることを特徴とするエアバッグ装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記エアバッグを構成するブランク材は、板厚の異なる前記長手方向両端部と前記長手方向中央部とがテーラードブランク溶接で接合されることを特徴とするエアバッグ装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記エアバッグを構成するブランク材は、板厚の異なる前記長手方向両端部と前記長手方向中央部とを重ね合わせてスポット溶接で接合されることを特徴とするエアバッグ装置が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記エアバッグは、長手方向両端部の長さと長手方向中央部の長さとが略等しいことを特徴とするエアバッグ装置が提案される。

請求項１の構成によれば、金属板を折り畳んで長手方向両端部の開口を閉塞したチューブ状のエアバッグは一旦展開すると萎むことがなく、金属の塑性変形によって衝撃を吸収するので、容量の小さいインフレータを採用して重量やコストを削減できるだけでなく、衝突するタイミングのずれに関わらずに安定した衝撃吸収性能を発揮することができる。しかも展開し難いために剛性が高くなって衝撃吸収性能が低下する可能性があるエアバッグの長手方向両端部の板厚を、展開し易い長手方向中央部の板厚よりも薄くしたので、長手方向中央部の剛性を維持しながら、長手方向両端部の剛性を低下させることで、エアバッグの全長に亙って均一な衝撃吸収性能を確保することができる。

また請求項２の構成によれば、エアバッグの長手方向中央部の板厚を０．７ｍｍ以上としたので、長手方向中央部の剛性を確保して衝突時の底付きを回避することができる。

また請求項３の構成によれば、エアバッグの長手方向両端部の板厚と長手方向中央部の板厚との差を０．２ｍｍ〜０．３ｍｍとしたので、エアバッグの全長に亙って均一な衝撃吸収性能を確保することができる。

また請求項４の構成によれば、エアバッグを構成するブランク材に、板厚の異なる長手方向両端部と長手方向中央部とをテーラードブランク溶接で接合したものを用いるので、そのブランク材を低コストで得ることができる。

また請求項５の構成によれば、エアバッグを構成するブランク材に、板厚の異なる長手方向両端部と長手方向中央部とを重ね合わせてスポット溶接で接合したものを用いるので、そのブランク材を低コストで得ることができるだけでなく、隣接するスポット溶接部間の隙間をベントホールとして利用することができる。

また請求項６の構成によれば、エアバッグの長手方向両端部の長さと長手方向中央部の長さとを略等しくしたので、ブランク材の構造を簡素化してコストを削減することができる。

自動車の車体前部の平面図。 図１の２−２線拡大断面図。 エアバッグの斜視図。 図３の４部拡大分解斜視図。 図３の５部拡大斜視図。 図２に対応するエアバッグ展開時の作用説明図。 図３の７−７線断面図。 ブランク材の製造方法の説明図。 ブランク材の長手方向両端部の板厚と頭部衝撃値との関係を示すグラフ。

以下、図１〜図９に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、自動車はボンネットフード１１の後方にフロントウインドウガラス１２を備えており、フロントウインドウガラス１２の左右の縁部１２ａ，１２ａおよびフロントドア１３，１３のドアガラス１４，１４間に挟まれるように、フロントピラー１５，１５が配置される。

図２に示すように、フロントピラー１５は車体外側に位置するアウターパネル１６と、車体内側に位置するインナーパネル１７とを結合して閉断面に構成されており、アウターパネル１６の前面１６ａにピラーガーニッシュを兼ねる金属製のエアバッグ１８が折り畳み状態で設けられる。アウターパネル１６およびインナーパネル１７の結合部１６ｃ，１７ａの前面にフロントウインドウガラス１２の縁部１２ａがダムラバー２０を介して重ね合わされ、接着剤２１で接着される。

折り畳んだ金属チューブよりなるエアバッグ１８は、ガーニッシュ部１８ａと、ウインドウガラス側折り畳み部１８ｂと、アウターパネル側折り畳み部１８ｃと、インフレータ支持部１８ｄとを備える。ガーニッシュ部１８ａは、フロントピラー１５のアウターパネル１６の側面１６ｂからフロントウインドウガラス１２に向かって滑らかに連なっており、アウターパネル１６とフロントウインドウガラス１２との間に配置されるピラーガーニッシュの機能を果たしている。

ウインドウガラス側折り畳み部１８ｂおよびアウターパネル側折り畳み部１８ｃは、エアバッグ１８が展開するときの伸び代を確保するために、ガーニッシュ部１８ａの裏面側（後方側）においてつづら折り状に折り畳まれる。その際に、ウインドウガラス側折り畳み部１８ｂの折り幅Ｗ１に比べて、アウターパネル側折り畳み部１８ｃの折り幅Ｗ２は大きく設定されている。

図３および図５から明らかなように、折り畳まれたエアバッグ１８の両端部は細くプレス成形されており、そこにエンドキャップ２４，２４を嵌合して溶接することで、エアバッグ１８の両端部が密封される。尚、エアバッグ１８の両端部を配置するスペースを車体側に確保することができれば、両端部を細くプレス成形する必要はない。各々のエンドキャップ２４は取付部２４ａを備えており、取付部２４ａのボルト孔２４ｂおよび車体パネル２５を貫通するボルト２６にナット２７を螺合することで、エアバッグ１８がフロントピラー１５に沿って固定される。

ウインドウガラス側折り畳み部１８ｂおよびアウターパネル側折り畳み部１８ｃを挟んでガーニッシュ部１８ａに対向するインフレータ支持部１８ｄの下端部には、エアバッグ１８を展開させるガスを発生させるインフレータ１９が取り付けられる。

図２〜図４から明らかなように、円筒状のインフレータ１９は、断面Ｕ字状の取付ブラケット２８の内面に２個の固定具２９，２９で固定されており、この取付ブラケット２８がエアバッグ１８のインフレータ支持部１８ｄに形成した開口１８ｅに外側から被せられてボルト３０…およびナット３１…で固定される。

図２から明らかなように、エアバッグ１８のガーニッシュ部１８ａとアウターパネル側折り畳み部１８ｃとの境目にアウターパネル側リップ３２が設けられており、このアウターパネル側リップ３２がアウターパネル１６の前面１６ａに当接する。またウインドウガラス側折り畳み部１８ｂとエアバッグ１８のインフレータ支持部１８ｄとの境目にウインドウガラス側リップ３３が設けられており、このウインドウガラス側リップ３３がフロントウインドウガラス１２の縁部１２ａの前面に当接する。これらのアウターパネル側リップ３２およびウインドウガラス側リップ３３により雨水等がエアバッグ１８のインフレータ支持部１８ｄ側に浸入するのを阻止し、インフレータ１９を保護することができる。

図７および図８（Ａ）に示すように、エアバッグ１８のブランク材３４は、２枚の長手方向両端部３４ａ，３４ａと１枚の長手方向中央部３４ｂとをテーラードブランク溶接ｗ１したテーラードブランク材で構成される。テーラードブランク材とは、板厚の異なるブランク材の端部どうしを突き合わせて溶接したものであり、本実施の形態では長手方向両端部３４ａ，３４ａの板厚が０．４ｍｍ〜０．５ｍｍであり、長手方向中央部３４ｂの板厚が０．７ｍｍである。つまりブランク材３４の長手方向両端部３４ａ，３４ａの板厚と長手方向中央部３４ｂの板厚との差は０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである。

またブランク材３４の全長をＬとすると、長手方向両端部３４ａ，３４ａの長さはそれぞれＬ／３であり、長手方向中央部３４ｂの長さはＬ／３である。つまりブランク材３４は、等しい長さＬ／３を有する２枚の長手方向両端部３４ａ，３４ａと１枚の長手方向中央部３４ｂとをテーラードブランク溶接ｗ１して構成される。

ブランク材３４はロールフォーミング加工あるいはプレス加工によりつづら折りされた後、長手方向に沿う両側縁を重ね合わせてミグ溶接あるいはスポット溶接することでチューブ状に形成される。

尚、図８（Ｂ）に示すように、２枚の長手方向両端部３４ａ，３４ａと１枚の長手方向中央部３４ｂとを重ね合わせてスポット溶接ｗ２することでブランク材３４を形成しても良い。このとき、厚い側の長手方向中央部３４ｂに段差を形成し、その段差に薄い側の長手方向両端部３４ａ，３４ａを重ね合わせれば、接続部を滑らかにすることができる。このようにして完成したエアバッグ１８はブランク材３４を不連続にスポット溶接ｗ２した部分の間からガスが漏れるが、この隙間をエアバッグ１８のベントホールとして機能させることで、特別のベントホールを形成する必要をなくして製造コストを削減することができる。

そして前記ブランク材３４から製作した金属チューブの両端開口部をエンドキャップ２４，２４で閉塞することでエアバッグ１８が構成される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

エアバッグ１８が展開しない通常時には、エアバッグ１８のガーニッシュ部１８ａが、フロントピラー１５のアウターパネル１６の側面１６ｂに滑らかに連なってピラーガーニッシュの機能を発揮するため、専用のピラーガーニッシュを廃止して部品点数を削減することができる。しかも、従来のピラーガーニッシュと置き換えることで、エアバッグ１８はフロントピラー１５およびフロントウインドウガラス１２間にコンパクトに配置されるので、折り畳んだエアバッグ１８を収納するケースやカバーを不要にしながら、フロントピラー１５まわりの外観を良好に維持することができる。

さて車両が歩行者に衝突したことが検知されるとインフレータ１９が作動し、インフレータ１９が発生するガスでエアバッグ１８の内圧が増加する。この内圧の増加により、図６に示すように、エアバッグ１８のつづら折りされたウインドウガラス側折り畳み部１８ｂおよびアウターパネル側折り畳み部１８ｃが先ず車体外側に向けて膨張した後に、フロントピラー１５のアウターパネル１６の前面１６ａおよび側面１６ｂを覆うように左右方向に展開する。

このとき、エアバッグ１８がウインドウガラス側折り畳み部１８ｂおよびアウターパネル側折り畳み部１８ｃを備えることで、展開後のエアバッグ１８の周長を大きく確保し、フロントピラー１５の広い領域を覆って衝撃吸収性能を高めることができる。またフロントピラー１５はフロントウインドウガラス１２に比べて硬いために歩行者に与える衝撃が大きくなるが、ウインドウガラス側折り畳み部１８ｂの折り幅Ｗ１よりもアウターパネル側折り畳み部１８ｃの折り幅Ｗ２を大きく設定したことで、アウターパネル側折り畳み部１８ｃの展開時における伸び代（伸展量）を大きくし、エアバッグ１８をアウターパネル１６の側面１６ｂ側に回り込むように展開させて衝撃吸収性能を更に高めることができる。

また歩行者用のエアバッグ装置では、歩行者の体格や衝突時の車速に応じて、歩行者がフロントピラー１５に衝突するまでの時間に比較的に大きな差が発生し易いという特性がある。従って、従来の布製のエアバッグは、展開状態を所定時間に亙って維持するために、ガスを継続的に発生する大容量のインフレータが必要になるという問題がある。それに対して本実施の形態では、金属製のエアバッグ１８を採用したことで、一旦展開したエアバッグ１８はガスの供給を停止した後も展開状態が維持され、その塑性変形によって歩行者との衝突の衝撃を吸収するので、インフレータ１９の容量を小さくしながら、歩行者がフロントピラー１５に衝突するタイミングによらずに有効な衝撃吸収性能を発揮することができる。

ところで、エアバッグ１８が展開するとき、その長手方向両端部３４ａ，３４ａは折り畳み状態で閉塞部材２４，２４に結合されているため、長手方向中央部３４ｂに比べて展開し難くなる。その結果、エアバッグ１８の長手方向中央部３４ｂは略円形断面に展開するのに対し、長手方向両端部３４ａ，３４ａは折り畳みが完全に解放されないために凹凸を有する形状に展開し、その凹凸が補強リブとして機能することで、乗員が衝突したときの剛性が高くなり過ぎて有効な衝撃吸収性能を発揮できない可能性がある。

しかしながら本実施の形態では、エアバッグ１８の長手方向両端部３４ａ，３４ａの板厚を長手方向中央部３４ｂの板厚よりも小さくしたので、展開し難い長手方向両端部３４ａ，３４ａを展開し易い長手方向中央部３４ｂと同等に展開し、エアバッグ１８の剛性を全長に亙って均一化して衝撃吸収性能を高めることができるだけでなく、エアバッグ１８の重量軽減にも寄与することができる。このとき、仮にエアバッグ１８のブランク材３４全体の板厚を０．７ｍｍ以下に小さくすると、展開し易い長手方向中央部３４ｂの剛性が不足してしまい、エアバッグ１８に乗員が衝突したときに底付き（エアバッグ１８が完全に潰れて内面どうしが接触する状態）が発生して衝撃吸収性能が低下する虞がある。

また１枚のブランク材３４の板厚を長手方向両端部３４ａ，３４ａと長手方向中央部３４ｂとで変化させると、その製造コストが増加する問題があるが、２枚の長手方向両端部３４ａ，３４ａと１枚の長手方向中央部３４ｂとを接合したブランク材３４を採用することで、製造コストを削減することができる。更に、ブランク材３４の２枚の長手方向両端部３４ａ，３４ａのそれぞれの長さと１枚の長手方向中央部３４ｂの長さとを等しくしたので、ブランク材３４の寸法管理を簡素化して更なるコスト削減を図ることができる。

図９は、長さ８００ｍｍのエアバッグ１８において、長手方向両端部３４ａ，３４ａの板厚（横軸）と頭部衝撃値（縦軸）との関係を示すものである。エアバッグ１８の長手方向中心から２５０ｍｍの位置（実線参照）でも、エアバッグ１８の長手方向中心から３００ｍｍの位置（破線参照）でも、板厚が０．６ｍｍ以上になると頭部衝撃値が閾値を超えて充分な衝撃吸収性能が発揮されないことが分かる。よって、頭部衝撃値が閾値を超えず、かつ必要な強度が得られる長手方向両端部３４ａ，３４ａの板厚は、０．４ｍｍ〜０．５ｍｍであると考えられる。以上のことから、本実施の形態のブランク材３４は、長手方向両端部３４ａ，３４ａの板厚を０．７ｍｍとし、長手方向中央部３４ｂの板厚を０．５ｍｍとしている。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、エアバッグ１８の折り畳み方は実施の形態に限定されず、任意の折り畳み方を採用することができる。

１８ エアバッグ
１９ インフレータ
３４ ブランク材
３４ａ 長手方向両端部
３４ｂ 長手方向中央部
ｗ１ テーラードブランク溶接
ｗ２ スポット溶接

Claims (6)

1. 金属板を折り畳んで長手方向両端部（３４ａ）の開口を閉塞したチューブ状のエアバッグ（１８）をインフレータ（１９）が発生するガスで展開して衝撃を吸収するエアバッグ装置であって、
   前記エアバッグ（１８）は、長手方向両端部（３４ａ）の板厚が長手方向中央部（３４ｂ）の板厚よりも薄いことを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記エアバッグ（１８）の前記長手方向中央部（３４ｂ）の板厚は０．７ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のエアバッグ装置。
3. 前記エアバッグ（１８）の前記長手方向両端部（３４ａ）の板厚と前記長手方向中央部（３４ｂ）の板厚との差は０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアバッグ装置。
4. 前記エアバッグ（１８）を構成するブランク材（３４）は、板厚の異なる前記長手方向両端部（３４ａ）と前記長手方向中央部（３４ｂ）とがテーラードブランク溶接（ｗ１）で接合されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
5. 前記エアバッグ（１８）を構成するブランク材（３４）は、板厚の異なる前記長手方向両端部（３４ａ）と前記長手方向中央部（３４ｂ）とを重ね合わせてスポット溶接（ｗ２）で接合されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のエアバッグ装置。
6. 前記ブランク材（３４）は、長手方向両端部（３４ａ）の長さと、長手方向中央部（３４ｂ）の長さとが略等しいことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のエアバッグ装置。