JP2013119330A - エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員に向けてエアバッグを膨張展開するエアバッグ装置において、少容量のエアバッグで乗員の安全性を確保することができ、製造にかかるコストを大幅に低減する。
【解決手段】エアバッグ２は、インフレータから導入されるガスが充填されることによりインストルメントパネル側を基点として車両幅方向に両端開口が配置されると共に、前面に乗員を受け止める乗員対向面２ａが形成された筒状袋体１０と、前記筒状袋体の両端開口を塞ぎ、該エアバッグ内に中空部を形成する壁部１１，１２とを有し、前記壁部には、前記中空部と車両室内とを連通する連通孔２６，２７が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、衝突時などに、乗員に向けてエアバッグを膨張展開するエアバッグ装置に関し、特にエアバッグ容量及びインフレータの出力の大幅な低減が可能なエアバッグ装置に関する。

従来の助手席用のエアバッグ装置５０は、図１０に示すようにインストルメントパネル５１の内側の収納空間５２に、エアバッグ６０が折り畳まれて収納され、その下方にインフレータ（ガス発生装置）６５が配置されている。収納空間５２の上部にはリッド（蓋状体）５３が設けられ、このリッド５３によってエアバッグ６０が覆われている。
このエアバッグ装置５０においては、例えば車両の衝突時にインフレータ６５が作動し、エアバッグ６０内にガス噴出することによりエアバッグ６０を瞬時に膨張させる。これによりリッド５３が押し開かれ、図１１に示すようにエアバッグ６０が助手席の乗員１５０側に向けて膨張展開する。

膨張展開したエアバッグ６０は、図示するように、前面側（乗員１５０側）に広い面積からなる乗員対向面６０ａを有し、この乗員対向面６０ａにより乗員１５０を受け止めるようになっている。
尚、エアバッグ６０の左右側面には、エアバッグ６０の膨張展開後に直ぐさま内部のガスを適度に排気するためのベントホール６０ｂが設けられ、このベントホール６０ｂからのガス抜きにより、エアバッグ６０の弾性（反発力）を低減し、乗員１５０を受け止めた際の衝撃吸収性を向上させるようになっている。
また、エアバッグ５０が乗員１５０を受け止める際、図１１に示すようにエアバッグ６０の後面６０ｃがフロントウインドシールド５５に当接し、これにより、エアバッグ５０が支持され、乗員１５０を確実に受け止めることができるようになっている。
尚、このようなエアバッグ装置については、特許文献１に記載されている。

特開２００３−５４３５６号公報

図１０及び図１１に示した従来のエアバッグ装置５０にあっては、フロントウインドシールド５５によりエアバッグ６０を支持するため、高い安全性が確保される。
しかしながら、エアバッグ６０をフロントウインドシールド５５に当接させるためには、大容量、大型のエアバッグ６０が必要となり、それを瞬時に膨張展開させるためのインフレータ６５も、大出力の性能が必要となる。そのため、エアバッグ装置５０の製造にかかるコストが嵩張るという課題があった。

また、前記のようにエアバッグ６０で乗員１５０を受け止めた際、その衝撃吸収性の向上のためにはエアバッグ６０にベントホール６０ｂを設ける必要があるが、エアバッグ６０内は高圧に充填されるため、時間経過に従いベントホール６０ｂからはガスが抜け続け、図１２に示すようにバッグ内圧が低下し続ける。
そのため、乗員１５０をエアバッグ６０により受け止める際、最適なバッグ内圧（の範囲）Ｐ_１が維持される時間（の長さ）ｔ_１が短いという課題もあった。

本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、乗員に向けてエアバッグを膨張展開するエアバッグ装置において、少容量のエアバッグで乗員の安全性を確保することができ、製造にかかるコストを大幅に低減することのできるエアバッグ装置を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係るエアバッグ装置は、車両のインストルメントパネル側に収納されたエアバッグと、前記エアバッグにガスを導入するインフレータとを備え、前記インフレータの作動により前記エアバッグを乗員に向けて膨張展開するエアバッグ装置であって、前記エアバッグは、前記インフレータから導入されるガスが充填されることにより、前記インストルメントパネル側を基点として車両幅方向に両端開口が配置されると共に、前面に乗員を受け止める乗員対向面が形成された筒状袋体と、前記筒状袋体の両端開口を塞ぎ、該エアバッグ内に中空部を形成する一対の壁部とを有し、前記壁部には、前記中空部と車両室内とを連通する連通孔が設けられていることに特徴を有する。
また、前記筒状袋体は、前記乗員対向面を形成する前側バッグ部と、車両フロントのウインドシールドに対向するウインドシールド対向面を形成する上側バッグ部と、前記インストルメントパネルに対向するインパネ対向面を形成する下側バッグ部とを有し、前記乗員対向面により乗員を受け止めた際、前記ウインドシールド対向面は前記ウインドシールドに当接することが望ましい。

このように構成することにより、エアバッグの膨張展開時には、従来よりも少量のガス出力により前記筒状袋体の充填を完了し、前記連通孔から車室内の空気を取り入れて前記中空部を形成することができる。
そして、展開したエアバッグがウインドシールドに支持されるため、乗員対向面により乗員を確実に受け止め、安全性を確保することができる。
また、乗員対向面により乗員を受け止めた際には、前記連通孔から中空部内の空気を排気することができるため、エアバッグに適度なクッション性を持たせることができ、乗員に加わる衝撃をより吸収することができる。
また、エアバッグの容量、及びインフレータの出力を従来よりも大幅に減少させることができるため、エアバッグ装置の製造にかかるコストを低減することができる。

また、前記筒状袋体は、前記インフレータから出力されるガスが導入される根元部を有し、前記根元部から前記上側バッグ部と前記下側バッグ部とに分岐していることが望ましい。
また、その場合、前記根元部から導入されたガスの、前記上側バッグ部への導入口面積と、前記下側バッグ部への導入口面積の大きさにより、前記上側バッグ部及び前記下側バッグ部へのガス流量がそれぞれ制御されることが望ましい。
このように構成することにより、例えば上側バッグ部と前記下側バッグ部のいずれかから先にガスの充填を行うことができる。即ち、エアバッグを膨張展開させるまでの過程を制御し、例えば車種構造の違いに応じた最適な膨張展開を得ることができる。

また、前記筒状袋体は、前記下側バッグ部に連通し、前記インストルメントパネルと乗員の膝部との間に延びるニーバッグ部を有する構成であってもよい。
また、その場合、前記筒状袋体は、前記インフレータから出力されるガスが導入される根元部を有し、前記根元部から前記ニーバッグ部と前記下側バッグ部とに分岐していることが望ましい。
即ち、前記筒状袋体は、インフレータから出力されるガスが充填された状態を維持可能な構成であるため、ガスが高圧に充填されている必要があるニーバッグ部を一体に設けることができる。
また、その場合、前記のように前記根元部から前記ニーバッグ部と前記下側バッグ部とに分岐していることで、前記ニーバッグ部に最初にガスを充填することができる。即ち、乗員が乗員対向面に受け止められる前に、乗員の膝部をインストルメントパネルとの間で固定することができ、乗員への衝撃を緩和することができる。

また、前記根元部から導入されたガスの、前記ニーバッグ部への導入口面積と、前記下側バッグ部への導入口面積の大きさにより、前記ニーバッグ部及び前記下側バッグ部へのガス流量がそれぞれ制御されることが望ましい。
このように構成することにより、例えば前記ニーバッグ部と前記下側バッグ部のいずれかから先にガスの充填を行うことができる。即ち、エアバッグを膨張展開させるまでの過程を制御し、例えば車種構造の違いに応じた最適な膨張展開を得ることができる。

また、前記筒状袋体の各部位におけるガス流路の断面積により、前記筒状袋体の各部位におけるガス流量がそれぞれ制御されるように構成してもよい。
このように構成しても、エアバッグを膨張展開させるまでの過程を制御し、車種構造の違いなどに応じた最適な膨張展開を得ることができる。

本発明によれば、乗員に向けてエアバッグを膨張展開するエアバッグ装置において、少容量のエアバッグで乗員の安全性を確保することができ、製造にかかるコストを大幅に低減することのできるエアバッグ装置を得ることができる。

図１は、本発明に係るエアバッグ装置の概略構成図であって、エアバッグ膨張展開前の状態を示す断面図である。 図２は、図１の状態からエアバッグ膨張展開させた状態を示す断面図である。 図３は、膨張展開した状態のエアバッグの斜視図である。 図４は、図３のエアバッグの平面図である。 図５は、図４のＡ−Ａ矢視断面図である。 図６は、上側バッグ部と下側バッグ部との分岐部を示す断面図である。 図７は、上側バッグ部と下側バッグ部との分岐部の他の形態を示す断面図である。 図８は、本発明のエアバッグ装置が備えるエアバッグの内圧の時間経過に対する変化を示すグラフである。 図９は、本発明に係るエアバッグ装置の他の形態を示す断面図である。 図１０は、従来のエアバッグ装置の概略構成図であって、エアバッグ膨張展開前の状態を示す断面図である。 図１１は、図１０の状態からエアバッグ膨張展開させた状態を示す断面図である。 図１２は、図１１に示すエアバッグの内圧の時間経過に対する変化を示すグラフである。

以下、本発明にかかるエアバッグ装置の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。尚、本実施の形態においては、本発明に係るエアバッグ装置を、助手席の前方に設けた場合に適用して説明する。
図１は、本発明に係るエアバッグ装置の概略構成図であって、エアバッグ膨張展開前の状態を示す断面図である。図２は、図１の状態からエアバッグ膨張展開させた状態を示す断面図である。

図１のエアバッグ装置１は、ガス導入されることにより膨張展開するエアバッグ２を備え、このエアバッグ２は、小さく折り畳まれた状態で、車両のインストルメントパネル３内に設けられた収納室４内に収納されている。
収納室４は開閉可能なリッド５（蓋状体）に塞がれ、エアバッグ２は、リッド５によって覆われた状態となされている。また、エアバッグ装置１は、エアバッグ２を膨張展開させるためのインフレータ６を備え、このインフレータ６は、収納室４内においてエアバッグ２の下方に配置されている。
車両衝突時など、大きな衝撃が生じた場合、インフレータ６が作動し、エアバッグ２に対しエア噴出を行う。これにより、エアバッグ２は瞬時に膨張し、リッド５を押し開け、図２に示すように乗員１００に向けて展開するようになっている。

図３は、膨張展開した状態のエアバッグ２の斜視図である。また、図４は図３のエアバッグ２の平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
図３、図４に示すように膨張展開した状態のエアバッグ２は、車両リアに向けて上下左右に徐々に広がる形状である。エアバッグ２の前面側（乗員１００側）には、広い面積からなる乗員対向面２ａを有し、この乗員対向面２ａにより乗員１００を受け止めるようになっている。

より具体的に説明すると、このエアバッグ２は、その膨張展開時において、インストルメントパネル３側（収納室４側）を基点として車両幅方向に両端開口が配置される袋体１０（筒状袋体１０と呼ぶ）を備えている。前記筒状袋体１０は、インフレータ６から出力されるガスの挿入口となる根元部２０を有し、この根元部２０はインストルメントパネル３側に固定されている。
前記筒状袋体１０は、図２、図３に示すように、車両フロントのウインドシールド７に対向するウインドシールド対向面２ｂが形成された上側バッグ部２１と、乗員対向面２ａが形成された前側バッグ部２２と、インストルメントパネル３に対向するインパネ対向面２ｃが形成された下側バッグ部２３とを有している。前記各バッグ部２１，２２，２３はそれぞれ、ガスが充填されることにより乗員保護性能確保のために必要な所定の厚さ寸法を有している。

また、筒状袋体１０の左右の両端開口は、壁部１１、１２によって塞がれた状態となっており、それによりエアバッグ２内には中空部２５が形成されている。尚、前記壁部１１，１２はそれぞれ１枚のエアバッグ用布により形成されている。
また、前記壁部１１，１２にはそれぞれ中空部２５と車室内とを連通する連通孔２６，２７が設けられ、エアバッグ２が膨張展開する際、連通孔２６，２７から車室内の空気が取り込まれ、車室内の気圧に等しい中空部２５が形成されるようになっている。

また、エアバッグ２の膨張展開時においては、根元部２０から急速に導入されるガスは、図６に矢印で示すように、上側バッグ部２１と下側バッグ部２３とに分岐して流れるようになっている。
図６（及び図２）では、上側バッグ部２１への導入口２１ａが、下側バッグ部２３への導入口２３ａよりも口径（面積）が小さく形成された例を示している。このように構成した場合、根元部２０から導入されたガスは、下側バッグ部２３により多く流れることになる。そのため、先ず下側バッグ部２３にガスが充填され、その後、上側バッグ部２１と前側バッグ部２２とにガスが充填される。

尚、車種構造などの違いに応じて図７のように構成してもよい。図７にあっては、下側バッグ部２３への導入口２３ａが、上側バッグ部２１への導入口２１ａよりも口径（面積）が小さく形成された例を示している。このように構成した場合、根元部２０から導入されたガスは、上側バッグ部２１により多く流れることになる。そのため、先ず上側バッグ部２１にガスが充填され、その後、下側バッグ部２３と前側バッグ部２２とにガスが充填される。

このようにエアバッグ２にあっては、ガスの導入口２１ａ，２３ａの大きさを予め調整しておくことで、エアバッグ２の膨張展開の過程を制御することができる。即ち、車種構造などの違いに応じ、膨張展開の過程をより適したものとすることができる。
尚、前記導入口２１ａ、２３ａに限らず、前記上側バッグ部２１、前側バッグ部２２、下側バッグ部２３の所望の部位においてガス流路の断面積を他の部位よりも小さく、或いは大きく形成し、ガス流量を変えて膨張展開の過程を制御してもよい。

このように構成されたエアバッグ装置１において、車両衝突時など、インフレータ６が作動すると、インフレータ６から出力されたガスが根元部２０からエアバッグ２に導入される。急速に膨張するエアバッグ２によりリッド５が押し開けられ、前記根元部２０から導入されたガスは、上側バッグ部２１と下側バッグ部２３とに分岐して流れ、さらに前側バッグ部２２に流れて、エアバッグ２が膨張展開される。また、このとき、壁部２ｄ、２ｅの連通孔２６，２７から車室内の空気が取り込まれ、中空部２５が形成される。

完全に膨張展開したエアバッグ２は、図２に示すようにウインドシールド対向面２ｂがウインドシールド７に当接し、ウインドシールド７に支持された状態で、乗員対向面２ａにより乗員１００を受け止める。
また、乗員対向面２ａにより乗員１００を受け止める際、その衝撃によりエアバッグ２は圧縮され、中空部２５内の空気の一部は連通孔２６，２７から車室側に排気される。即ち、エアバッグ２は適度なクッション性（衝撃吸収性）を有することになり、乗員１００に対する衝撃が緩和される。

以上のように本発明に係るエアバッグ装置１によれば、膨張展開されるエアバッグ２は車両幅方向に両端開口が配置される筒状袋体１０を有し、その前側に乗員を受け止める乗員対向面２ａが形成され、上側にウインドシールド７に当接するウインドシールド対向面２ｂが形成される。更に、筒状袋体１０の左右の両端開口は、連通孔２６，２７を有する壁部１１，１２に塞がれることにより、エアバッグ２内に中空部２５が形成される。
そのため、エアバッグ２の膨張展開時には、従来よりも少量のガス出力により筒状袋体１０の充填を完了し、連通孔２６，２７から車室内の空気を取り入れて中空部２５を形成することができる。そして、展開したエアバッグ２がウインドシールド７に支持されるため、乗員対向面２ａにより乗員１００を確実に受け止め、安全性を確保することができる。
また、乗員対向面２ａにより乗員１００を受け止めた際には、前記連通孔２６，２７から中空部２５内の空気を排気することができるため、エアバッグ２に適度なクッション性（衝撃吸収性）を持たせることができ、乗員１００に加わる衝撃をより緩和することができる。
また、エアバッグ２の容量、及びインフレータ６の出力を従来よりも大幅に減少させることができるため、エアバッグ装置１の製造にかかるコストを低減することができる。

また、本発明に係るエアバッグ装置１によれば、図１１に示した従来のエアバッグのように、ガスが高圧充填される袋体にベントホールが設けられた構成ではない。そのため、図８に示すようにエアバッグ２が膨張展開した時間ｔ_２以降は、エアバッグ２内は乗員１００を安全に受け止めるのに必要な圧力Ｐ_２以上を維持することができる。また、前記のように乗員１００を受け止める際、適度なクッション性により衝撃を吸収することができるため、従来のように最適なバッグ内圧の時間が短いという課題を解決することができる。

尚、前記実施の形態においては、乗員１００の上半身のみを受け止めるエアバッグ構成としたが、本発明に係るエアバッグ装置１にあっては、それに限定されるものではない。例えば、エアバッグ２を、図９に示すように乗員１００の上半身と膝部とを共に受け止めるエアバッグとして構成してもよい。

図９に示すエアバッグ２は、図１乃至図７に示した構成に加え、下側バッグ部２３の中央部付近から下方に延びるニーバッグ部２４を更に有している。
ここで、乗員１００の膝部を保護（固定）するエアバッグは、上半身を保護するエアバッグよりも先に膨張展開させ、乗員１００の膝部を固定して、慣性力による乗員１００の前方への移動を抑制することが望ましい。そのため、図９に示すエアバッグ装置１の構成にあっては、エアバッグ２にガス導入される根元部２０が下側バッグ部２３とニーバッグ部２４との分岐位置に配されている。また、インフレータ６は、そのガス出力方向が、乗員１００の膝付近に向けられて配置されている。
これにより、インフレータ６が作動すると、先ずニーバッグ部２４と下側バッグ部２３とにガスが導入され、最初にニーバッグ部２４が膨張展開し、乗員１００の膝部を固定することができる。

尚また、図１１に示した従来のエアバッグ６０にあっては、ベントホール６０ａが設けられているため、高圧の状態を長時間維持する必要のある膝部用のニーエアバッグは一体に形成することができない。そのため、エアバッグ６０とは別にインフレータも用意しなければならない。一方、本発明のエアバッグ装置１によれば、前記のように一体に形成することができ、インフレータも１つでよいため、コストを低く抑えることができる。

１ エアバッグ装置
２ エアバッグ
２ａ 乗員対向面
２ｂ ウインドシールド対向面
２ｃ インパネ対向面
３ インストルメントパネル
４ 収納室
６ インフレータ
７ ウインドシールド
１０ 筒状袋体
１１ 壁部
１２ 壁部
２０ 根元部
２１ 上側バッグ部
２１ａ 導入口
２２ 前側バッグ部
２３ 下側バッグ部
２３ａ 導入口
２４ ニーバッグ部
２５ 中空部
２６ 連通孔
２７ 連通孔
１００ 乗員

Claims (8)

1. 車両のインストルメントパネル側に収納されたエアバッグと、前記エアバッグにガスを導入するインフレータとを備え、前記インフレータの作動により前記エアバッグを乗員に向けて膨張展開するエアバッグ装置であって、
   前記エアバッグは、
   前記インフレータから導入されるガスが充填されることにより、前記インストルメントパネル側を基点として車両幅方向に両端開口が配置されると共に、前面に乗員を受け止める乗員対向面が形成された筒状袋体と、前記筒状袋体の両端開口を塞ぎ、該エアバッグ内に中空部を形成する一対の壁部とを有し、
   前記壁部には、前記中空部と車両室内とを連通する連通孔が設けられていることを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記筒状袋体は、
   前記乗員対向面を形成する前側バッグ部と、車両フロントのウインドシールドに対向するウインドシールド対向面を形成する上側バッグ部と、前記インストルメントパネルに対向するインパネ対向面を形成する下側バッグ部とを有し、
   前記乗員対向面により乗員を受け止めた際、前記ウインドシールド対向面は前記ウインドシールドに当接することを特徴とする請求項１に記載されたエアバッグ装置。
3. 前記筒状袋体は、前記インフレータから出力されるガスが導入される根元部を有し、前記根元部から前記上側バッグ部と前記下側バッグ部とに分岐していることを特徴とする請求項２に記載されたエアバッグ装置。
4. 前記根元部から導入されたガスの、前記上側バッグ部への導入口面積と、前記下側バッグ部への導入口面積の大きさにより、前記上側バッグ部及び前記下側バッグ部へのガス流量がそれぞれ制御されることを特徴とする請求項３に記載されたエアバッグ装置。
5. 前記筒状袋体は、前記下側バッグ部に連通し、前記インストルメントパネルと乗員の膝部との間に延びるニーバッグ部を有することを特徴とする請求項２に記載されたエアバッグ装置。
6. 前記筒状袋体は、前記インフレータから出力されたガスが導入される根元部を有し、前記根元部から前記ニーバッグ部と前記下側バッグ部とに分岐していることを特徴とする請求項５に記載されたエアバッグ装置。
7. 前記根元部から導入されたガスの、前記ニーバッグ部への導入口面積と、前記下側バッグ部への導入口面積の大きさにより、前記ニーバッグ部及び前記下側バッグ部へのガス流量がそれぞれ制御されることを特徴とする請求項６に記載されたエアバッグ装置。
8. 前記筒状袋体の各部位におけるガス流路の断面積により、前記筒状袋体の各部位におけるガス流量がそれぞれ制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載されたエアバッグ装置。

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