JP2016521652A - 歩行者保護システム及びエアバッグ - Google Patents

Abstract

自動車のための膨張可能な外部歩行者保護システムは固有の展開構成を有する。自動車は、ボンネットとボンネットの後端においてボンネットに近接して設けられたフロントガラスとを有する。膨張可能な外部保護者保護システムは、ボンネットとフロントガラスの間でフロントガラスに沿って展開する膨張可能なエアバッグクッションと、エアバッグクッションを膨張させる手段を有する。エアバッグクッションは、水平面に対して６０°と９０°の間の膨張展開後クッション位置角度αを有する。膨張可能なエアバッグクッションは、展開したとき、水平面から測ってフロントガラスの傾斜角よりも大きなクッション位置角度αを有する。膨張可能なエアバッグクッションは、フロントガラスの傾斜角とクッション位置角度αの差のために、自動車のフロントガラスとエアバッグクッションの間の空間を有する。

Description

本発明は、膨張可能なエアバッグシステムに関し、特に、自動車用の歩行者エアバッグシステムに関する。

自動車が歩行者、自転車あるいはオートバイに衝突したとき、衝撃を受けた個々の人は上方にほうり上げられ、しばしば二次的に自動車のフロントガラスあるいはフロントピラーに打ちつけられる。これが起きたとき、ぶつけられた人は、このフロントガラスに対する二次的な衝突のために、頭及び首の重大な負傷のより大きな危険にさらされる。しばしば最初の衝突は、打撲や他のより軽微な怪我をもたらしつつ下肢が最初の衝撃を吸収するので、それほど重大なものではない。人にしばしば最も重篤な怪我を負わせるのは、歩行者、あるいは自転車やオートバイの乗り手の頭及び首の領域に対する衝撃である。これらの理由及び他の理由から、自転車及びオートバイの両方についてその乗り手に対してヘルメットが推奨されている。

人との衝突は現実のことであるので、自動車製造業者は、フロントガラスに打ちつけられる衝突した人の衝撃を吸収する歩行者エアバッグを展開するために、ボンネットの後部の下に外付けで設けられるエアバッグ装置を開発しつつある。

これらのシステムは、Ａピラーとフロントガラスの前方表面に沿ってエアバッグを膨張させる。そのような装置の一つが、「Inflatable External Airbag System（膨張可能な外部エアバッグシステム）」と題する米国特許第６８５７４９５号明細書（特許文献１）に見られる。図１に示すように、従来技術の膨張後のエアバッグ４は、傾いたＡピラーとフロントガラス２０の部分との上に横たわる。この配向では、従来技術の膨張後のクッションチャンバー内の空気のみが、個々の人を保護する。膨張後のエアバッグ４は、傾いたフロントガラス２０上に置かれる。典型的には、風に対する抵抗をより小さくしようと試みて、乗用車では傾き角は４５°以下である。走行中の自動車に衝突されて人が空中にほうり上げられたとき、その飛行経路あるいは軌道は、その人がフロントガラスに対し、水平から離れて典型的には６５°とした高い衝撃角度で衝突するようなものである。

米国特許第６８５７４９５号明細書

毎時約３０マイルの速度（時速約４８ｋｍ）において最も一般的であるこの軌道が起きたとき、フロントガラスの傾き上に横たわる現行の従来技術のエアバッグは、６５°の経路で飛んでくる頭に対してほぼ垂直になる。その結果、首が、頸椎及び脊椎に大きな圧縮力をもたらすほとんど真っ直ぐに突っ込むような衝突経路となって、膨張したバッグに頭部が押し込まれる。そのため、展開し膨張した従来技術の歩行者エアバッグをもってしても、重大な負傷となる危険性が大いに増大する。したがって、現在入手可能な歩行者エアバッグを改善する大きな必要がある。

望ましい目的は、さらに、衝突された歩行者の頭と首とがエアバッグクッションに対して垂直に向けられるという問題をもたらすことがないシステムを設計し生産することである。

これらの及び他の目的は、以下に説明する本発明によって達成される。

自動車のための膨張可能な外部歩行者システムは、独特の展開構成を有する。自動車はボンネット（bonnetまたはhood）と、ボンネットの後端においてボンネットに近接して設けられたフロントガラス（windshieldまたはwindscreen）とを有する。膨張可能な外部歩行者保護システムは、ボンネットとフロントガラスの間でフロントガラスに沿って展開するための膨張可能なエアバッグクッションと、エアバッグクッションを膨張させる手段と、を有する。エアバッグクッションは、基準面に対する、膨張展開後のクッション位置の角度αを有する。基準面は水平面であってもよいし、あるいは、フロントガラスに対して接する面であってもよい。基準面が水平面であるならば、角度αは、一般的に、６０°と９０°の間にあるであろう。基準面がフロントガラスを通る面であるならば、角度αは、それに対応してより小さいものであろう。膨張可能なエアバッグクッションは、展開したとき、基準面から測って、フロントガラスの傾斜角よりも大きなクッション位置角度αを有する。膨張可能なエアバッグクッションは、展開したとき、フロントガラスの傾斜角とクッション位置角度αとの差のために、自動車のフロントガラスとエアバッグクッションの間の空間を有する。

水平に対する６５°の歩行者衝突角度βが、膨張後エアバッグクッション位置角度αに対して５５°以下の内角θを形成する。エアバッグ位置角度αが９０°のときに、好ましくは内角θは２５°である。６５°の歩行者衝撃角度βでエアバッグクッションに衝突する歩行者は、回転させられるであろう。歩行者衝突角度βとエアバッグクッションの膨張後クッション位置角度αとの間の角度θが小さいほど、頭または首の外傷の可能性を減少させる、歩行者のより大きな回転がもたらされる。

エアバッグクッションは、多くの異なるやり方で構成され形成されることができる。ここで示されるエアバッグクッションは、前方パネル側と後方パネル側とを有し、これら２つのパネルはエアバッグクッションの周りの周縁縫い目によって相互に結合され、縫い目は頂部、横方向側部及び底部に沿って延びている。クッション位置角度は、前方パネル側と後方パネル側の間で底部から頂部を通過する直線として定義される。クッション位置角度は、横方向側部に沿った周縁縫い目を通過して引かれた線によって定義される。膨張後のエアバッグクッションは、概して一様に平坦なあるいは実質的に直線状の形状の後方側パネルを有し、前方パネルは、概して一様に平坦なあるいは実質的に直線状の上方部分を備え拡大した下方部分を有し、膨張時にクッションが、ボンネットに向けて増加する衝撃吸収厚さを有する膨張後のチャンバーを形成する。クッション位置角度αは、フロントパネルの拡大した下方部分に対する調節なしにクッションの底部に向かう直線で延びる膨張後のクッションの上方部分において、膨張後の後方パネル及び前方パネルの間の中間に位置する。クッション角度は、エアバッグクッションの幾何学的中心を通って延びる平面と水平面とが一般的にボンネットの縁に位置するであろうクッションの枢動軸で交差するときの、その平面と水平面との間の角度としても定義されることができる。

展開し膨張した在来の歩行者エアバッグクッションの従来技術断面図である。 ６５°の歩行者衝撃角度のときの種々の歩行者エアバッグクッション角度を示す側面図である。 ６５°の歩行者衝撃角度のときの種々の歩行者エアバッグクッション角度を示す側面図である。 ６５°の歩行者衝撃角度のときの種々の歩行者エアバッグクッション角度を示す側面図である。 ６５°の衝撃角度での歩行者の回転を示す、種々の位置角度での膨張したときの本発明の歩行者エアバッグクッションをその見た目で示す側面図である。 ６５°の衝撃角度での歩行者の回転を示す、種々の位置角度での膨張したときの本発明の歩行者エアバッグクッションをその見た目で示す側面図である。 ６５°の衝撃角度での歩行者の回転を示す、種々の位置角度での膨張したときの本発明の歩行者エアバッグクッションをその見た目で示す側面図である。 クッション位置角度の好ましい範囲の概略図とともに車両を示す図である。 フロントガラスとクッションとの間の隙間を示すその膨張後の外観での本発明の膨張後のエアバッグクッションの側面図である。

次に本発明を例示により、添付の図面を参照して説明する。

米国特許第６８５７４９５号明細書（特許文献１）からの従来技術の膨張可能な外部エアバッグシステム１は、その頂部に形成されたエアバッグ展開用の開口を有するコンテナ状の保持具（エアバッグ保持部材）２と、通常は折り畳まれて保持具２内に収容されているエアバッグ４と、エアバッグ４を膨張させるガス発生器（膨張器）６と、を有している。エアバッグシステム１は、車両の前部車体を上面を覆うボンネット１０の（車両の長手方向での）後部領域の後方の空間に配置されており、保持具２は、ブラケット８を介して車両部材（不図示）に固定されている。

この従来技術の態様において、ボンネット１０は、第１のボンネット部分（すなわち前部ボンネット部分）と、第２のボンネット部分（すなわち後部ボンネット部分）あるいはヒンジで動くようにされたボンネットフラップ１４と、を含んでおり、ボンネットフラップ１４は、第１のボンネット部分１２から分離した部材であって、展開方向規制部材としての機能を果たす。保持具２の開口頂部は、この従来技術の装置では、通常、第２のボンネット部分１４によって覆われている。

第１のボンネット部分１２は、全体として車体に固定されており、第２のボンネット部分１４は、第２のボンネット部分１４の前端がヒンジ１６を介して第１のボンネット部分１２の後端に連結するように、第１のボンネット部分１２に接続されている。ヒンジ１６は、車両の幅方向に平行な方向に延びる揺動軸を有する。第２のボンネット部分１４は、まるでフラップのように、揺動軸１６ａの周りで垂直方向に旋回することができる。

第２のボンネット部分１４は、通常、水平方向に延びて、第１のボンネット部分１２の上面に軽く接触する上面を有し、保持具２の開口頂部を覆う。従来技術のエアバッグ４が膨張を開始するにつれ、第２のボンネット部分１４は、エアバッグ４によって押され、それにより、保持具２の開口頂面を開くために、あたかのフラップのようにヒンジ１６の揺動軸１６ａの周りを上方に旋回する。この時点で第２のボンネット部分１４は、展開中のエアバッグ４の上に張り出し、それにより、エアバッグ４の展開方向を規制して図１に示すようにフロントガラス２０に向けて展開方向を偏向させる。

カウルトップ２２が、フロントガラスの下方の位置に配置されている。カウルトップ２２は、通常、第２のボンネット部分１４の後端に近接し、第２のボンネット部分１４の上面（すなわちボンネット１０の上面）に軽く接触する上面を有する。

この従来技術の歩行者エアバッグシステムは、展開したときに膨張後のクッションがＡピラー及び傾いたフロントガラスに接触してそこに留まる点で、在来型のシステムと非常によく似ている。従来技術は、典型的には、水平に対して６０°よりもずっと小さい、典型的には４５°傾いたフロントガラスを有する。この従来技術のシステム１は、ヒンジで動くようにされたボンネットフラップ１４を使用する。しばしばこの部分は、デザイン上の理由により、あるいはボンネット全体を上に持ち上げることができることから、必要ではない。他の状況では、展開したクッションは、傾いたフロントガラスの表面上に留まる。

本発明は、同様に、図１のガス発生器６としての膨張手段によって膨張させられる。しかしながら、図２Ａ乃至５に示されるように、ヒンジによって動くようにされたボンネット部分を必要としない。

図２Ａ，２Ｂ，２Ｃを参照すると、本発明の膨張後の歩行者エアバッグクッション４０が種々の膨張展開後の位置角度αにおいて示されている。図２Ａにおいて、水平面に対して低い角度で位置角度αが設定されている。

図面において、歩行者シミュレータのインパクター（衝突体；impactor）３０が、水平面に対して６５°の軌道を有する。６５°はＥｕｒｏ／ＮＣＡＰで規定されたインパクター角度である。これは、毎時４０ｋｍの車両速度での歩行者の軌跡を最もよく代表する。

図２Ａに示されるように、この６５°の角度はβによって表されており、クッション位置角度はαで表されている。これらの間の差すなわちβ−αをθと定義する。示されるようにθは、９０°と６０°との間にある。図２Ａにおいて、フロントガラスが水平上で約４５°であるとき、クッション位置角度αは８０°である。

図３Ａを参照すると、この角度において、歩行者シミュレータのインパクター３０は、先端のＦＭＨ（ダミー人形の頭部；Free Motion Head）３２または頭部においてほとんど８０°の角度、すなわちフロントガラス２０に対して少しだけ直角または垂直よりも小さい角度で衝突する。このことは、衝突時にわずかな回転効果しかないので、首及び頭部を深刻な圧縮へと追い込む。

図２Ｂ及び図３Ｂを参照すると、クッション位置角度αが６０°に設定され、インパクターが６５°に設定されているとき、これらの差すなわち角度θは５５°である。この位置において、ＦＭＨあるいはインパクターの頭部３２は、首及び肩にかかる圧縮負荷を大いに減少させる回転におけるとてもよい増加を経験する。この状況において、エアバッグ４０は、歩行者を十分に回転させて頭部及び頸部の外傷を大いに減少させる。

図２Ｃ及び図３Ｃにおいて、膨張したときのエアバッグクッション４０が、９０°に設定されたクッション位置αを有して実質的に垂直に示されている。インパクターについてこの位置において６５°である角度βは、角度θが２５°であることを意味する。図３Ｃに示されるように、このことは非常に大きいか高い回転効果を作り出す。

このような歩行者エアバッグクッション４０を用いるために、図示されるように膨らんだ前方パネル５４２の下方部分を有して、歩行者３０がフロントガラス２０の領域に激突したときにその歩行者の頭部３２を受け止める十分な空間をもたらすことが好ましい。図示されるように、後方パネル４４は、エアバッグ４０が膨張したとき、垂直方向に平坦である。図２Ｂ，３Ｂと図２Ｃ，３Ｃとに示される両方の状況において、エアバッグ４０は、底部近傍の位置を除いて、フロントガラス２０から広く空間を空けて位置している。この空間は、エアバッグ４０内のガスによって、また、膨張したクッション４０の後部とフロントガラス２０との間のこの空間ないし隙間によって可能になる衝撃吸収ばね状のたわみにもよって、エアバッグ４０が歩行者の衝撃を緩衝することを可能にする。

図４を参照すると、例示の車両１００が示されている。水平面が地面のレベルと車両１００の上方とに描かれている。最適なクッション角度αの幾何学的配置が６０°と９０°との間に示されている。これらの間の範囲は、歩行者インパクター３０が依然として図示されるように水平面から６５°離れた位置であるときの、中程度から大きな回転効果のための範囲である。

図５は、本発明に基づく膨張後のクッション４０と、車両のＡピラー５０及びボンネット２０との側面図である。図示されるように、エアバッグ４０はその最底部を除いたすべてがフロントガラス２０に接触しており、膨張したバッグの大部分は、明確にフロントガラス２０及びピラー５０から離れている。これは、膨張したエアバッグ４０を底部において片持ち梁形態で保持された状態とし、クッション４０の内圧による緩衝効果に加えて衝撃吸収ばね状の特性をもたらす。試験及び分析に基づけば、１０〜１５ｋＰａの範囲の内圧に加えてクッション厚さが約２００ｍｍであろうことが好ましい。しかしながら、より小さなクッション厚さは、より大きな要求内圧となる。上述したように、クッションの位置角度αはそれ単独で頭部や首の外傷を減少させる好ましい回転を与えるものと考えられる。しかしまた、付加されたばね状の衝撃吸収効果が本発明の歩行者エアバッグ４０の能力を増大させて、衝突された歩行者３０への衝撃を和らげるとも考えられる。

ここに示される本発明についての説明を考慮して、本発明における種々の変形が可能である。本主題発明を説明する目的で、ある代表的な実施形態と詳細とを示してきたが、本主題発明の範囲から離れることなく種々の変更や改良が可能であることは、当業者には明らかであろう。したがって、説明された特定の実施形態において、以下に添付された特許請求の範囲によって規定される本発明の意図された全ての範囲に含まれるであろう変更が可能であることが、理解される。

Claims (14)

1. ボンネット（１０）と前記ボンネット（１０）の後端（１４）において前記ボンネット（１０）に近接して設けられたフロントガラス（２０）とを有する自動車のための膨張可能な外部歩行者保護システムであって、
   前記ボンネット（１０）と前記フロントガラス（２０）の間で前記フロントガラス（２０）に沿って展開するための膨張可能なエアバッグクッション（４０）と、
   前記エアバッグクッション（４０）を膨張させる手段（６）と、
   を有し、前記エアバッグクッション（４０）は、前記フロントガラスに対する、膨張展開後のクッション位置の持ち上げられた角度を有する、膨張可能な外部保護者保護システム。
2. 前記膨張可能なエアバッグクッション（４０）は、展開したとき、水平面から測って、前記フロントガラスの傾斜角よりも大きなクッション位置角度αを有する、請求項１に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
3. 前記クッション（４０）は、水平面に対して６０°と９０°の間の膨張展開後のクッション位置角度αを有する、請求項１に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
4. 前記膨張可能なエアバッグクッション（４０）は、前記フロントガラスの傾斜角と前記クッション位置角度αとの差のために、前記自動車の前記フロントガラス（１０）と前記エアバッグクッション（４０）の間の空間に展開するように構成されている、請求項２に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
5. 水平に対する６５°の歩行者衝突角度βが、膨張後エアバッグクッション位置角度αに対して５５°以下の内角θを形成する、請求項１に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
6. 前記エアバッグ位置角度αが９０°のときに前記内角θが２５°である、請求項５に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
7. ６５°の歩行者衝撃角度βでエアバッグクッション（４０）に衝突する歩行者（３０）が回転させられる、請求項１に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
8. 前記歩行者衝突角度βと前記エアバッグクッションの膨張後クッション位置角度αとの間の角度θが小さいほど、頭または首の外傷の可能性を減少させる歩行者（３０）のより大きな回転がもたらされる、請求項５に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
9. 前記エアバッグクッション（４０）は、前方パネル側（４２）と後方パネル側（４４）とを有し、前記２つのパネルは前記エアバッグクッション（４０）の周りの周縁縫い目（４６）によって相互に結合され、前記縫い目（４６）は頂部、横方向側部及び底部に沿って延びている、請求項１に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
10. 前記クッション位置角度αは、前記前方パネル側（４２）と前記後方パネル側（４４）の間で前記底部から前記頂部を通過する直線として定義される、請求項９に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
11. 前記クッション位置角度αは、水平面と、前記前方パネル側（４２）と前記後方パネル側（４４）の間を概して通る平面線として定義される、請求項９に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
12. 前記クッション位置角度αは、横方向側部に沿った前記周縁縫い目（４６）を通過して引かれた線によって定義される、請求項１０に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
13. 膨張後の前記エアバッグクッション（４０）は、膨張したときに前記フロントガラスに向かい合い、概して一様に平坦なあるいは実質的に直線状の形状の前記後方側パネル（４４）を有し、前記前方パネル（４２）は、概して一様に平坦なあるいは実質的に直線状の上方部分を備え拡大した下方部分（４８）を有し、膨張時に前記クッション（４０）が、前記ボンネット（１０）に向けて増加する衝撃吸収厚さを提供する前記下方部分を備える膨張後のチャンバーを形成する、請求項９に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。
14. 前記クッション位置角度αは、前記前方パネル（４２）の前記拡大した下方部分（４８）に対する調節なしに前記クッション（４０）の前記底部に向かう直線で延びる膨張後のクッション（４０）の前記上方部分において、膨張後の前記後方パネル（４４）及び前記前方パネル（４２）の間の中間に位置する、請求項１３に記載の膨張可能な外部保護者保護システム。

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