JP2017109684A - エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】緊急時に乗員の傷害値を効率よく抑えることが可能なエアバッグ装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかるエアバッグ装置１００の代表的な構成は、車両に設置されガスを供給可能なインフレータ１１２と、ガスによって車両の座席１０２の前方に膨張する袋状のメインバッグ１１４と、を備え、メインバッグ１１４は、所定の形状に広がって膨張する基部１１３と、基部１１３上の座席側の所定範囲に設置され、この所定範囲を底面ａ１とする柱体状の仮想空間Ｅ１内にて座席側に突出して膨張する突起部１１５と、を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、緊急時に乗員を拘束するエアバッグ装置に関するものである。

近年の車両にはエアバッグ装置がほぼ標準装備されている。エアバッグ装置は、車両衝突などの緊急時に作動する安全装置であって、ガス圧で膨張展開するエアバッグクッションを利用して乗員を受け止めて保護する。エアバッグ装置には、設置箇所や用途に応じて様々な種類がある。例えば、主に前後方向の衝撃から前部座席の乗員を守るために、運転席にはステアリングの中央にフロントエアバッグが設けられていて、助手席の近傍にはインストルメントパネルやその周辺部位にパッセンジャエアバッグが設けられている。他にも、側面衝突やそれに続いて起こるロールオーバ（横転）から前後列の各乗員を守るために、壁部の天井付近にはサイドウィンドウに沿って膨張展開するカーテンエアバッグが設けられ、座席の側部には乗員のすぐ脇へ膨張展開するサイドエアバッグが設けられている。

各種エアバッグ装置のエアバッグクッションは、目的や設置環境に応じて、内部が複数の空間に区画されている場合がある。例えば特許文献１に記載の乗員保護装置（フロントエアバッグ）では、エアバッグクッションが、中央の中央気体袋１と、その周囲の外周気体袋３とで構成されている。特許文献１の構成によれば、乗員を拘束する拘束面が扁平に拡大して広い面積になるため、確実に乗員を受け止めることができると述べられている。

特開平１−１３２４４４号公報

現在では、エアバッグ装置に対して、例えば車両に対する斜め前後方向からの衝撃が加わるいわゆるオブリーク衝突など、変則的な衝突や衝撃への対応も求められている。オブリーク衝突時の乗員は、座席の正面に存在するエアバッグクッションに対して、斜め方向等の変則的な角度で進入する。その場合、乗員の頭部が座席の正面のエアバッグクッションに接触すると、頭部には上から見て首を軸にした回転が生じることがある。このような頭部の回転は、人体の構造からみて乗員の傷害値を高くする要因となりやすいため、これを効率よく防ぎたいという要望がある。

本発明は、このような課題に鑑み、緊急時に乗員の傷害値を効率よく抑えることが可能なエアバッグ装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるエアバッグ装置の代表的な構成は、車両に設置されガスを供給可能なインフレータと、ガスによって車両の座席の前方に膨張する袋状のメインバッグと、を備え、メインバッグは、所定の形状に広がって膨張する基部と、基部上の座席側の所定範囲に設置され、該所定範囲を底面とする柱体状の空間内にて座席側に突出して膨張する突起部と、を有することを特徴とする。

上記メインバッグの突起部は、メインエアバッグの保護対象となる乗員が着座する座席側に突出していて、基部よりも乗員に近づいている。したがって、突起部は最も早期に乗員に接触することができる。

基部と突起部とで構成されているメインバッグは、一つのインフレータから受けるガスの圧力によって膨張する。基部と突起部の間は完全には仕切られていないため、基部と突起部それぞれの部位で内圧は等しくなる。膨張時の基部と突起部それぞれの基布を曲面として見ると、突起部の外形は基部の外形よりも小さいので、両部分の任意の位置における曲率半径も突起部のほうが基部よりも小さい。よって、突起部の基布の張力は、基部の基布の張力よりも弱くなっている。

例えばオブリーク衝突などでは、運転席の乗員は車幅方向の斜め前方へ向かって移動する場合がある。その場合、上記構成では、乗員の頭部は、乗員の近くに存在する張力の低い突起部から先に接触する。そして、そこから乗員の頭部が斜め前方に移動しようとすると、基部にも接触して、乗員拘束が達成される。

上記の拘束過程では、乗員の特に頭部を、張力の低い比較的柔軟な突起部で受けることができる。したがって、頭部の回転を抑え、傷害値をより低く抑えて拘束することが可能になっている。

上記の突起部は、基部から円柱形状に突出していてもよい。この構成の突起部であれば、基布の張力をより抑え、乗員を柔軟に受けることができる。

当該エアバッグ装置はさらに、ガスによってメインバッグを包囲して膨張するアウタバッグを備え、アウタバッグは、座席に着座した乗員に向かって開口しメインバッグの基部の一部分および突起部を露出させる開口部を有し、アウタバッグがメインバッグを包囲して押圧することによってメインバッグの基部の一部分および突起部が開口部から座席側に突出してもよい。

上記構成では、メインバッグの突起部は、基部の一部分（後部領域）ごとアウタバッグの開口部から突出している。したがって、突起部は、さらに乗員に近づき、より早期に乗員と接触することができる。

前述したオブリーク衝突等において乗員が車幅方向の斜め前方へ向かって移動するとき、上記構成では、まず乗員は張力の低いメインバッグの突起部に後部領域から先に接触し、次に突起部に対して車幅方向の外側で膨張しているアウタバッグによって荷重が吸収される。これらによって、頭部の回転を抑え、傷害値をより低く抑えて拘束することが可能になっている。

アウタバッグは、メインバッグのうち開口部から突出する基部の一部分以外の部分を内包していてもよい。この構成によれば、メインバッグをアウタバッグで包囲して支えることができる。

上記のアウタバッグにおける開口部の内側の空間の体積は、メインバッグの体積よりも小さくてもよい。この構成によって、メインバッグをアウタバッグによって周囲から押圧し、メインバッグの基部の一部分および突起部をアウタバッグの開口部から効率よく突出させることができる。

当該エアバッグ装置はさらに、アウタバッグとメインバッグとの谷間の所定箇所に設けられ、アウタバッグとメインバッグとを接続している接続部を備えていてもよい。接続部を設けることで、メインバッグとアウタバッグとの谷間の深さを調整し、さらにはメインバッグとアウタバッグとの離間を抑えて乗員拘束時の姿勢を安定させることが可能である。
当該エアバッグ装置はさらに、メインバッグのうちインフレータの近傍に設けられたガスを排出するベントホールを備え、アウタバッグは、ベントホールに接続されベントホールから受けたガスによって膨張してもよい。

上記構成では、乗員がメインバッグに接触したときに、メインバッグから流出するガスをアウタバッグの内部に送り、ガスの外部への排出を遅らせることができる。したがって、乗員拘束時にアウタバッグの内圧を高め、アウタバッグでメインバッグを支えてその移動を抑えることが出来る。

上記のアウタバッグは、円環状に膨張していてもよい。この構成によっても、メインバッグを包囲するアウタバッグを効率よく実現できる。

本発明によれば、緊急時に乗員の傷害値を効率よく抑えることが可能なエアバッグ装置を提供可能になる。

本発明の実施形態にかかるエアバッグ装置の概要を例示する図である。 図１（ｂ）の膨張展開時のメインバッグを各方向から例示した図である。 図１（ｂ）の膨張展開時のメインバッグが乗員を拘束する過程を例示した図である。 図３のメインバッグが乗員を拘束する過程を車内側後方から見て例示した図である。 図３のメインバッグが乗員を拘束する過程を車外側後方から見て例示した図である。 図２のメインバッグの評価試験の結果を例示した図である。 本発明の第２実施形態にかかるエアバッグ装置の概要を例示した図である。 図７（a）等の膨張展開時のクッションが乗員を拘束する過程を例示した図である。 図８に例示したエアバッグクッションの第１変形例である。 図８に例示したエアバッグクッションの第２変形例を例示した図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかるエアバッグ装置１００の概要を例示した図である。図１（ａ）はエアバッグ装置１００の稼動前の車両を例示した図である。図１（ａ）その他の図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Back)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Left)、R(Right)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(up)、D(down)で例示する。

本実施形態では、エアバッグ装置１００を、右ハンドル車における運転席用（前列右側の座席）のフロンタルエアバッグとして実施している。以下では、前列右側の座席１０２を想定して説明を行うため、例えば車幅方向の車外側とは車両右側を意味し、車幅方向の車内側とは車両左側を意味する。

エアバッグ装置１００は、乗員を拘束するエアバッグクッションとして、メインバッグ１１４（図１（ｂ）参照）を備えている。メインバッグ１１４は、折畳みや巻回等されて、ステアリングホイール１０６の中央に設けられた収納部１０８に収納されている。収納部１０８は、カバー１１０やその下のハウジング（図示省略）等を含んで構成されている。

収納部１０８には、メインバッグ１１４の他に、ガス発生装置であるインフレータ１１２（図２（ｃ）参照）も収納されている。インフレータ１１２は、不図示のセンサから送られる衝撃の検知信号に起因して稼働し、メインバッグ１１４（図１（ｂ）参照）にガスを供給する。メインバッグ１１４は、インフレータ１１２からのガスによって膨張を開始し、その膨張圧でカバー１１０を開裂等して座席１０２に向かって膨張展開する。

図１（ｂ）はエアバッグ装置１００のメインバッグ１１４の膨張展開後の車両を例示した図である。メインバッグ１１４は、立体的に膨らむ袋として形成されていている。メインバッグ１１４は、その表面を構成する複数の基布を重ねて縫製または接着することや、ＯＰＷ（One-Piece Woven）を用いての紡織などによって形成されている。

図２は、図１（ｂ）の膨張展開時のメインバッグ１１４を各方向から例示した図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）のメインバッグ１１４を車外側の上方から見て例示している。メインバッグ１１４は、インフレータ１１２（図２（ｃ）参照）からのガスによって座席１０２（図１（ｂ）参照）に着座する乗員用の空間内における前方に膨張し、乗員の上半身や頭部を拘束する。

本実施形態におけるメインバッグ１１４は、大きく分けて、基部１１３および突起部１１５の２つの部位を備えている。基部１１３は、メインバッグ１１４の体積の大部分を占めている部位であり、座席１０２（図１（ｂ）参照）の手前にて所定の形状、例えば座席１０２から見て円形などに広がって膨張する。突起部１１５は、基部１１３の座席側のほぼ中央に円柱形状に設けられている。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のメインバッグ１１４を車外側から見て例示している。突起部１１５は、メインバッグ１１４の保護対象である乗員が着座する座席側（車両後方側）に向かって基部１１３から突出して膨張している。突起部１１５が座席側に突出していることで、メインバッグ１１４は乗員との接触をより早期に行うことが可能になっている。

上述したように、本実施形態では、突起部１１５は基部１１３から円柱形状に突出して膨張している。円柱形状の突起部１１５は、突出した形状の具現化の一例であって、突起部１１５の構成はこれに限られない。突起部１１５は、基部１１３上の座席側の所定範囲を底面ａ１とする柱体状の仮想的な空間（仮想空間Ｅ１）内にて、この底面ａ１を設置範囲にして突出する構成として設置することで、効率よく具現化することができる。突起部１１５は、他の例として、円柱形状だけでなく例えば角柱形状、半球形状、さらには錐台形状等に設けることも可能である。また、柱体状の仮想的な空間Ｅ１は、直柱体だけでなく任意の方向に傾いた斜柱体に設定することで、任意の方向に突出する突起部を効率よく設けることも可能である。

図２（ｃ）は、図１（ｂ）と同じくメインバッグ１１４を車両後方側から見て例示している。基部１１３は、座席側である車両後方側から見て全体的に円形になっている。中央の突起部１１５は、座席側から見ると円形に膨張していて、その外形は基部１１３の外形よりも小さく設定されている。

図２（ｄ）は、図２（ｃ）のメインバッグ１１４のＡ−Ａ断面図である。基部１１３と突起部１１５との間には仕切り等を設けていない。突起部１１３の構成を言い換えると、突起部１１３は、基部１１３の座席側の所定範囲に開口領域１１７を設け、この開口領域１１７の縁に連続して接続された膨張部とも言い表すことができる。

図２（ｄ）には、前述したインフレータ１１２も例示している。インフレータ１１２はディスク型（円盤型）のものであって、ステアリングホイール１０６（図１（ａ）参照）の収納部１０８の内部に設置される。現在普及しているインフレータには、ガス発生剤が充填されていてこれを燃焼させてガスを発生させるタイプや、圧縮ガスが充填されていて熱を発生させることなくガスを供給するタイプ、または燃焼ガスと圧縮ガスとを両方利用するハイブリッドタイプのものなどがある。インフレータ１１２としては、いずれのタイプのものも利用可能である。

仮想線Ｌ１は、インフレータ１１２から仮想的に延ばした直線である。本実施形態では、円形の基部１１３および円柱形状の突起部１１５は、仮想線Ｌ１を回転軸にした回転体状の構成になっている。なお、基部１１３および突起部１１５は必ずしも回転体形状でなくてもよく、例えば突起部１１５が基部１１３の中央に対して偏った位置に形成される構成であってもよい。また例えば、突起部１１５が座席側から見て楕円形状になっていてもよい。

メインバッグ１１４の基部１１３には、その車両前方側に外部ベント１２６が設けられている。外部ベント１２６は、メインバッグ１１４の内部からガスをメインバッグ１１４の外部に排出する。

本実施形態では、メインバッグ１１４の全体のうち、基部１１３と突起部１１５とで基布の張力に差異が現れる構成になっている。具体的には、基部１１３の基布の張力に比べて、中央の突起部１１５は相対的に基布の張力が低くなっている。

図２（ｄ）に例示するように、メインバッグ１１４の全体積のうち、突起部１１５は一部分であって、残りの大部分は基部１１３になっている。ここで、図２（ｃ）に例示するように、膨張時の両部分の基布を曲面として見ると、任意の位置における突起部１１５のおおよその曲率半径ｒ１は、基部１１３の曲率半径ｒ２よりも小さい（ｒ１＜ｒ２）。

一般に、基布の張力（Ｔ）は、圧力（Ｐ）と曲率半径（ｒ）によって表すことができる（Ｔ＝Ｐ×ｒ）。メインバッグ１１４は、一つのインフレータ１１２（図２（ｄ）参照）から受けるガスの圧力によって膨張している。基部１１３と突起部１１５の間は完全には仕切られていないため、基部１１３と突起部１１５それぞれの部位で内圧は等しくなる。したがって、相対的に曲率半径ｒ１の小さい突起部１１５は、それと等しい内圧を有する相対的に曲率半径ｒ２の大きい基部１１３よりも、基布の張力が低くなっている。すなわち、本実施形態のメインバッグ１１４は、張力の低い突起部１１５が中央から突出した構成となっている。

本実施形態のメインバッグ１１４では、上述した構成によって、緊急時に乗員１２８の傷害値を効率よく抑えることを可能にしている。以下、図３〜図５を参照して、メインバッグ１１４が乗員１２８を拘束する過程について説明する。

図３は、図１（ｂ）の膨張展開時のメインバッグ１１４が乗員１２８を拘束する過程を例示した図である。図３の各図は、メインバッグ１１４および乗員１２８を車両上方から見て、オブリーク衝突を想定した現象を例示している。図３（ａ）に例示するように、車両に衝撃が発生すると、メインバッグ１１４が座席１０２（図１（ｂ）参照）の車両前方に膨張展開する。

図３（ｂ）は、乗員１２８がメインバッグ１１４に接触した直後を例示している。図３（ｂ）の乗員１２８は、図３（ａ）の状態から車内側斜め前方（図３（ｂ）中、右側斜め下方）に移動している。メインバッグ１１４の突起部１１５は、座席に着座した乗員側（図３（ｂ）中、上側）に突出していて、基部１１３よりも乗員１２８に近い。したがって、突起部１１５は、基部１１３に比べて早期に乗員１２８に接触する。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）の乗員１２８がさらに車内側斜め前方図３（ｃ）中、右側斜め下方）へ移動した図である。突起部１１５の外側には、基部１１３が存在している。これによって、乗員１２８が突起部１１５への接触後にさらに移動しようとしても、その荷重は基部１１３によって吸収され、移動は抑えられる。この作用によって、乗員１２８の頭部１３０は、突起部１１５とその外側の基部１１３とによって受け止められ、拘束される。

図３（ｃ）に例示しているように、突起部１１５の基布の張力が低く抑えられていることで、突起部１１５付近は柔軟に窪み、頭部１３０は両側の側頭部（左側頭部１３４、右側頭部１３６）までもが突起部１１５および基部１１３に接触し拘束される。

図３（ｃ）の状態において、仮に、単一のひとまとまりのクッションのみが乗員１２８の前方に存在していた場合、斜めへ移動する乗員１２８の頭部１３０がそのクッションに接触すると、頭部１３０とクッションとの摩擦によって頭部１３０と肩１３１との動きに差異が生じ、頭部１３０には肩１３１等に対して車両上方側から見て首を軸に時計回りの回転力（頸椎を軸にした左右に振り向く回転力）が生じることがある。頭部１３０にこのような回転が起こると、乗員１２８の傷害値は高くなる傾向にある。

そこで本実施形態では、乗員１２８の頭部１３０を、先に張力の低い突起部から接触させ、次いで突起部の車幅方向の外側に存在する基部１１３によって荷重を吸収する構成としている。これによって、乗員１２８の頭部１３０の動きを肩１３１の動きとそろえて拘束している。したがって、本実施形態では、乗員１２８の頭部１３０の回転を大幅に減少または打消し、頭部の角速度を小さくすることで頭部１３０の回転に伴う乗員１２８の傷害値を抑えることができる。

これら本実施形態の構成によれば、オブリーク衝突時だけでなく、通常の車両前後方向の衝突時においても、高い乗員拘束性能を拘束し、乗員の傷害値および移動を抑えることができる。

図４および図５を参照して、図３とは別方向からもメインバッグ１１４が乗員１２８を拘束する過程を説明する。図４は、図３のメインバッグ１１４が乗員１２８を拘束する過程を車内側後方から見て例示した図である。図４（ａ）に例示するように、車内側斜め前方（図４（ａ）中、左方）へ移動する乗員１２８の前方には、メインバッグ１１４が膨張展開する。

図４（ｂ）に例示するように、乗員１２８の頭部１３０は、下部の顎１３８の付近から突起部１１５に接触する。突起部１１５が顎１３８付近に接触することで、本実施形態であれば頭部１３０の前方へ倒れ込む方向の回転をも抑えることができる。

図４（ｃ）に例示するように、車内側斜め前方（図４（ｃ）中、左方）へ移動する乗員１２８の頭部１３０は、左側頭部１３４を基部１１３に接触させるようにして受け止められる。また、このとき、突起部１１５および基部１１３は、乗員１２８の頭部１３０の他、肩１３１や胸なども拘束する。これら作用によって、メインバッグ１１４は、乗員１２８の頭部１３０と肩１３１等との動きをそろえることができ、頭部１３０の肩１３１に対して左右に振り向く回転、および頭部１３０を上下や左右に傾けるいずれの回転をも最小限に抑えて拘束する。このようにして、メインバッグ１１４は、乗員１２８の傷害値を大幅に抑えることができる。

図５は、図３のメインバッグ１１４が乗員１２８を拘束する過程を車外側後方から見て例示した図である。図５（ａ）に例示するように、車内側斜め前方（図５（ａ）中、左側斜めやや上方）へ移動する乗員１２８の前方には、メインバッグ１１４が膨張展開する。図５（ｂ）に例示するように、乗員１２８の頭部１３０は、下部の顎１３８側からメインバッグ１１４の後部領域１２０に接触する。

図５（ｃ）に例示するように、頭部１３０は左側頭部１３４を基部１１３に接触させ、さらに張力が低く柔軟な突起部１１５に右側頭部１３６も接触させて受け止められる。これら作用によって、メインバッグ１１４は、乗員１２８の頭部１３０と肩１３１等との動きをそろえ、頭１３０を肩１３１等に対していずれの方向にも振り向かせたり傾けさせたりすることなく、頭部１３０の回転を最小限にして拘束する。

以上の構成によって、本実施形態のメインバッグ１１４は、緊急時に乗員１２８の傷害値を効率よく抑えることを可能にしている。

上記では、図３（ｃ）を参照しながら、頭部１３０に生じる回転の例として時計回りの回転を挙げた。しかし、緊急時の状況によっては、例えば乗員１２８は車外側斜め前方に移動し、頭部１３０には上方から見て首を中心に反時計回りの回転が生じる場合もある。この反時計回りの回転に対しても、本実施形態のメインバッグ１１４によれば回転を減少または打ち消し、そして頭部１３０の角速度を小さくすることができる。すなわち、本実施形態のエアバッグ装置１００は、車幅方向のいずれに移動する乗員１２８に対しても、同様の効果を得ることができる。

（評価試験）
上記説明したメインバッグの評価試験の例を説明する。図６は、図２のメインバッグ１１４の評価試験の結果を例示した図である。縦軸は、ダミー人形の頭部の角速度を表し、横軸は時間を表している。試験は、各クッションに対して斜め方向にダミー人形の頭部を接触させることで行った。

サンプル「Base」は比較例であって、単一のひとまとまりのクッションである。サンプル「Base」の波形のピークは、ダミー人形の接触直後の角速度を示している。

サンプル「♯３」は、図２に例示したメインバッグの実施例である。サンプル「♯３」では、ピークがサンプル「Base」と同じ程度の時間から現れているが、その値はサンプル「Base」よりも低くなっている。このことから、サンプル「♯３」では、サンプル「Base」よりも柔軟かつ頭部を回転させずに拘束可能であることが分かる。

図６の評価試験からも、上述したメインバッグ１１４であれば、緊急時に乗員１２８の傷害値を効率よく抑制可能であることが分かる。

（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態にかかるエアバッグ装置１５０の概要を例示した図である。以降、既に説明した構成要素と同じものについては、同じ符号を付することによって説明を省略する。また、既に説明した構成要素と同じ名称のものについては、異なる符号を付していても、特に明記しない場合は同じ機能を有するものとする。

図７（ａ）は、エアバッグ装置１５０の備えるエアバッグクッション（クッション１５２）を車外側の上方から見て例示している。本実施形態におけるクッション１５２は、メインバッグ１１４およびアウタバッグ１１６の２つの部位を備えている。

アウタバッグ１１６もまた、メインバッグ１１４と同様に、インフレータ１１２（図７（ｃ）参照）からのガスによって膨張している部位である。アウタバッグ１１６の車両後方側には、開口部１１８が設けられている。開口部１１８は、座席に着座した乗員１２８（図８（ａ）等参照）を向いて開口していて、メインバッグ１１４の基部１１３の一部分（後部領域１２０）および突起部１１５を露出させている。

アウタバッグ１１６は、開口部１１８以外の部位でメインバッグ１１４を包囲している。特に本実施形態では、アウタバッグ１１６は、メインバッグ１１４の基部の上下左右および車両前方側を包囲している。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のクッション１０４を車外側から見て例示している。メインバッグ１１４の基部１１３のうち、車両後方側（図７（ｂ）中、左側）の後部領域１２０は、アウタバッグ１１６の開口部１１８から露出して座席側（車両後方側）に突出している。後部領域１２０が座席側に突出していることで突起部１１５もさらに座席に近づき、突起部１１５は乗員との接触をより早期に行うことが可能になっている。メインバッグ１１４の基部１１３のうち、後部領域１２０以外の残りの大部分は、前部領域１２１（図７（ｄ）参照）としてアウタバッグ１１６に内包されている。

図７（ｃ）は、図１（ｂ）と同じくクッション１５２１０４を車両後方側から見て例示している。クッション１５２１０４は、座席側である車両後方側から見て全体的に円形になっている。中央のメインバッグ１１４も座席側から見ると円形に膨張していて、アウタバッグ１１６は円形のメインバッグ１１４の外側を包囲するように膨張している。アウタバッグ１１６の開口部１１８の内径φ１は、突起部１１５の外径φ２よりも大きく設定されている。

図７（ｄ）は、図７（ｃ）のクッション１０４のＢ−Ｂ断面図である。アウタバッグ１１６は、メインバッグ１１４を包囲して、メインバッグ１１４と同心の回転体状に膨張している。回転体状のアウタバッグ１１６は、メインバッグ１１４の基部１１３の後部領域１２０（開口部１１８から突出する一部分）以外の部分を内包している。なお、メインバッグ１１４およびアウタバッグ１１６は必ずしも回転体形状でなくてもよく、例えばメインバッグの基部の後部領域１２０が前部領域１２１の中央に対して偏った位置に形成される構成であってもよい。また例えば、後部領域１２０が座席側から見て楕円形状になっていてもよい。

メインバッグ１１４およびアウタバッグ１１６は共に、インフレータ１１２からのガスによって膨張展開する。アウタバッグ１１６へのガスの供給は、メインバッグ１１４に設けられたベントホール（内部ベント１２４）から行われる。

内部ベント１２４は、メインバッグ１１４のうち車両前方側（図７（ｄ）中、右側）のインフレータ１１２の近傍に設けられていて、メインバッグ１１４の内部からガスを排出する。アウタバッグ１１６は、内部ベント１２４に接続していて、内部ベント１２４から受けたガスによって膨張している。アウタバッグ１１６には、その車両前方側に外部ベント１２６が設けられている。外部ベント１２７は、アウタバッグ１１６の内部からガスをクッション１０４の外部に排出する。

上述したように、メインバッグ１１４の基部１１３の後部領域１２０は、アウタバッグ１１６の開口部１１８から露出し、座席に着座した乗員側（図７（ｄ）中、左側）に向かって突出している。この、メインバッグ１１４の後部領域１２０の突出は、アウタバッグ１１６がメインバッグ１１４を押圧することによって生じている。

図７（ｄ）に例示するように、アウタバッグ１１６における開口部１１８からその奥にかけての内側の空間（内側空間Ｅ１）は、メインバッグ１１４の大きさよりも小さく設定されている。すなわち、アウタバッグ１１６の内側空間Ｅ１の体積は、メインバッグ１１４の全体の体積よりも小さい。この構成によって、アウタバッグ１１６はメインバッグ１１４をその周囲から効率よく押圧し、内側空間Ｅ１に収まりきらなかったメインバッグ１１４の後部領域１２０および突起部１１５が、開口部１１８から座席側に突出する。

本実施形態では、クッション１０４全体のうち、突起部１１５だけでなく、基部１１３の後部領域１２０もまた、基布の張力が抑えられている。具体的には、メインバッグ１１４の基部１１３のうち、後部領域１２０は、前部領域１２１に比べて基布の張力が相対的に弱くなっている。

図７（ｃ）に例示するように、膨張時の基部１１３の後部領域１２０および前部領域１２１の基布を曲面として見ると、任意の位置における後部領域１２０のおおよその曲率半径ｒ３は、前部領域１２１の曲率半径ｒ４よりも小さい（ｒ３＜ｒ４）。メインバッグ１１４は、一つのインフレータ１１２（図７（ｄ）参照）から受けるガスの圧力によって膨張している。そのため、相対的に曲率半径ｒ３の小さい後部領域１２０は、それと等しい内圧を有する相対的に曲率半径ｒ４の大きい前部領域１２１よりも、基布の張力が低くなっている。

基部１１３の後部領域１２０に比べて、突起部１１５の外形はさらに小さい。そして、突起部１１５のおおよその曲率半径ｒ１は、後部領域の曲率半径ｒ３よりも小さい（ｒ１＜ｒ３）。したがって、メインバッグ１１４の基布の張力は、突起部１１５が最も低く、次いでその周囲の後部領域１２０が低い構成となっている。

図８は、図７（a）等の膨張展開時のクッション１５２が乗員１２８を拘束する過程を例示した図である。図８の各図は、クッション１５２が乗員１２８を拘束する過程を車内側後方から見て例示している。図８（ａ）に例示するように、車両に衝撃が発生すると、クッション１０４が座席１０２（図１（ｂ）参照）の車両前方に膨張展開する。

メインバッグ１１４は、基部１１３の後部領域１２０および突起部１１５が座席に着座した乗員側（図８（ａ）中、右側）に突出していて、アウタバッグ１１６よりも乗員１２８に近い。したがって、乗員１２８と突起部１１５との接触がより早期に行われることになる。乗員１２８の頭部１３０は、突起部１１５に対して、下部の顎１３８の付近から接触する。

図８（ｂ）は、図８（a）よりもさらに乗員１２８が移動した状態を例示している。突起部１１５は、周辺の後部領域１２０よりもさらに基布の張力が低いため、乗員１２８の頭部１３０をより柔軟に受けることができる。このとき、突起部１１５は、頭部１３０を顎１３８側から受けるため、頭部１３０の縦方向の回転（上方から下方へ向かう回転）をも抑えることができる。

図８（ｃ）に例示するように、車内側斜め前方（図８（ｃ）中、左方）へ移動する乗員１２８の頭部１３０は、左側頭部１３４をアウタバッグ１１６に接触させるようにして、アウタバッグ１１６とメインバッグ１１４との間の谷間１３２の入口付近で受け止められる。このとき、張力の低い突起部１１５および後部領域１２０は窪み、頭部１３０は谷間１３２に入るようにして、両側の側頭部（左側頭部１３４、右側頭部１３６）までもがメインバッグ１１４およびアウタバッグ１１６に接触し拘束される。

メインバッグ１１４およびアウタバッグ１１６は、乗員１２８の頭部１３０の他、肩１３１や胸なども拘束する。これらによって、クッション１５２は、頭部１３０の肩１３１に対して左右に振り向く回転、および頭部１３０を上下や左右に傾けるいずれの回転をも最小限に抑えて拘束する。そして、頭部１３０の角速度を小さくすることで頭部１３０に伴う傷害値を大幅に抑えることができる。

図８（ｄ）を参照して説明したように、本実施形態では、メインバッグ１１４から流出するガスは、内部ベント１２４を通じてアウタバッグ１１６の内部に送られた後に、アウタバッグ１１６の外部ベント１２７から外部へと排出される。この構成によって、乗員１２８がメインバッグ１１４の突起部および後部領域１２０に接触したときに、アウタバッグ１１６の内圧をより高めることができる。

例えば、メインバッグ１１４の後部領域１２０および突起部１１５は乗員１２８の荷重に応じて柔軟に窪み、その分のガスがアウタバッグ１１６に入ることでアウタバッグ１１６が車両後方側へ突出し、結果として谷間１３２付近にて頭部１３０の両側の側頭部（左側頭部１３４、右側頭部１３６）をメインバッグ１１４およびアウタバッグ１１６で包むようにして受け止めることもできる。そして、アウタバッグ１１６の内圧を高めることで、メインバッグ１１４をアウタバッグ１１６で支え、クッション１０４全体の移動を抑えることができる。また、上記構成によって、クッション１０４から外部へのガスの排出を遅らせ、クッション１０４の圧力をより長く保持することも可能になる。

これら本実施形態の構成によれば、オブリーク衝突時だけでなく、通常の車両前後方向の衝突時においても、高い乗員拘束性能を拘束し、乗員の傷害値および移動を抑えることができる。

（第１変形例）
図９は、図８に例示したエアバッグクッション１５２の第１変形例である。図９のクッション１７０は、図８（ｄ）のクッション１５２に対応している。クッション１７０は、アウタバッグ１１６とメインバッグ１１４との谷間１３２の所定箇所に接続部１７２を設けている。接続部１５２は、アウタバッグ１１６とメインバッグ１１４とを縫製等によって接続している。例えばクッション１７０では、アウタバッグ１１６の前部領域１２１の車両前後方向の中央にて接続部１７２を設けている。接続部１７２を設けることで、メインバッグ１１４とアウタバッグ１１６との谷間１３２の深さ等を調整することが可能である。

本変形例では、図８（ｃ）等を参照して説明したように、乗員１２８の頭部１３０は、谷間１３２の付近で拘束される。クッション１７０では、接続部１７２によってメインバッグ１１４とアウタバッグ１１６を接続しているため、谷間１３２のより浅い位置にて乗員１２８の頭部１３０を拘束することができる。換言すると、接続部１７２で谷間１３２の深さを調整することは、左側頭部１３４（図８（ｃ）参照）に対するアウタバッグ１１６の干渉の程度を調整することにもなる。また、谷間１３２に接続部１７２を設けることで、メインバッグ１１４とアウタバッグ１１６との離間を抑えられ、乗員拘束時のクッション１７０全体の姿勢をより安定させることができる。

（第２変形例）
図１０は、図８に例示したエアバッグクッション１５２の第２変形例を例示した図である。図１０（ａ）は、第２変形例のクッション２００を車外側の上方から見て例示している。クッション２００では、アウタバッグ２０２が、円環状に膨張する構成となっている。

アウタバッグ２０２もまた、ガスによって膨張している部位である。アウタバッグ２０２は、メインバッグ１１４の基部１１３の所定箇所を上下左右から環状に包囲している。アウタバッグ２０２の中央の開口部２０４は座席１０２（図１（ｂ）参照）に着座した乗員１２８（図８（ａ）参照）側を向いて開口していて、メインバッグ１１４の基部１１３の後部領域１２０および突起部１１５を露出させている。メインバッグ１１４の基部の後部領域１２０以外の部分（前部領域１２１）は、一部がアウタバッグ２０２に包囲され、残りの部位がアウタバッグ２０２から車両前方側に露出している。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のクッション２００を車外側から見て例示している。メインバッグ１１４の基部１１３の後部領域１２０および突起部１１５は、アウタバッグ２０２の開口部２０４から露出して座席側（車両後方側）に突出している。

図１０（ｃ）は、クッション２００を車両後方側から見て例示している。円環状のアウタバッグ２０２は、円形のメインバッグ１１４の所定箇所を包囲するように膨張している。助手席側から見たアウタバッグ２０２の開口部２０４の内径φ３は、同じく助手席側から見たメインバッグ１１４の最大箇所の外径φ４よりも小さく設定されている（φ３＜φ４）。これによって、メインバッグ１１４の一部分が、アウタバッグ２０２の開口部２０４によって締め付けられるように押圧され、後部領域１２０が形成されている。

図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）のクッション２００のＣ−Ｃ断面図である。アウタバッグ２０２もまた、仮想線Ｌ１を回転軸にした、メインバッグ１１４と同心の回転体状に膨張している。

アウタバッグ２０２は、メインバッグ１１４に設けられたベントホール２０６に接続していて、メインバッグ１１４を通じてガスを受給している。メインバッグ１１４には他のベントホール２０８も設けられていて、ベントホール２０８を通じてガスを外部に排出している。

図１０（ｃ）に例示するように、クッション２００においても、後部領域１２０のおおよその曲率半径ｒ１は前部領域１２１の曲率半径ｒ２よりも小さい（ｒ１＜ｒ２）。そして、相対的に曲率半径ｒ１の小さい後部領域１２０は、それと等しい内圧を有する相対的に曲率半径ｒ２の大きい前部領域１２１よりも、基布の張力が低くなっている。

クッション２００もまた、図８を参照して説明したクッション１５２と同様に、乗員１２８の頭部１３０を、先に張力の低いメインバッグ１１４の突起部１１５から接触させ、次いでメインバッグ１１４の車幅方向の外側で膨張しているアウタバッグ２０２によって荷重を吸収することができる。そして、乗員１２８の頭部１３０と肩１３１等との動きをそろえ、頭部１３０を肩１３１等に対して振り向かせたり傾けさせたりすることなく、そしてメインバッグ１１４とアウタバッグ２０２との間の谷間２１０付近にて頭部１３０の回転（特に、頸椎を軸にした左右に振り向く回転）を最小限に抑えて拘束できる。

上記説明では、当該エアバッグ装置１００を運転席用のフロンタルエアバッグとして実施した。しかしながら、当該エアバッグ装置１００は、運転席以外の箇所にも設置可能である。例えば、前部座席の後側に設けることで、後部座席の正面に膨張展開するフロンタルエアバッグとしても実施可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。

したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、緊急時に乗員を拘束するエアバッグ装置に利用することができる。

１００…エアバッグ装置、１０２…座席、１０４…クッション、１０６…ステアリングホイール、１０８…収納部、１１０…カバー、１１２…インフレータ、１１３…メインバッグの基部、１１４…メインバッグ、１１５…メインバッグの突起部、１１６…アウタバッグ、１１７ …突起部と基部との間の開口領域、１１８…開口部、１２０…メインバッグの基部の後部領域、１２１…メインバッグの基部の前部領域、１２４…内部ベント、１２６…外部ベント、１２７…外部ベント、１２８…乗員、１３０…頭部、１３１…肩、１３２…谷間、１３４…左側頭部、１３６…右側頭部、１３８…顎、１５０…第２実施形態のエアバッグ装置、１５２…第１変形例のクッション、１７０…クッション、１７２…接続部、２００…第２変形例のクッション、２０２…アウタバッグ、２０４…開口部、２０６…ベントホール、２０８…ベントホール、２１０…谷間、Ｅ１ …仮想空間、ａ１ …仮想空間の底面、Ｌ１…仮想線、ｒ１…突起部の曲率半径、ｒ２…基部の曲率半径、ｒ３…後部領域の曲率半径、ｒ４…前部領域の曲率半径、

Claims (9)

1. 車両に設置されガスを供給可能なインフレータと、
   前記ガスによって前記車両の座席の前方に膨張する袋状のメインバッグと、
   を備え、
   前記メインバッグは、
   所定の形状に広がって膨張する基部と、
   前記基部上の前記座席側の所定範囲に設置され、該所定範囲を底面とする柱体状の空間内にて該座席側に突出して膨張する突起部と、を有することを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記突起部の基布の張力が前記基部の基布の張力よりも弱いことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ装置。
3. 前記突起部は、前記基部から円柱形状に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載のエアバッグ装置。
4. 当該エアバッグ装置はさらに、前記ガスによって前記メインバッグを包囲して膨張するアウタバッグを備え、
   前記アウタバッグは、前記座席に着座した乗員に向かって開口し前記メインバッグの前記基部の一部分および前記突起部を露出させる開口部を有し、
   前記アウタバッグが前記メインバッグを包囲して押圧することによって前記メインバッグの前記基部の一部分および前記突起部が前記開口部から前記座席側に突出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
5. 前記アウタバッグは、前記メインバッグのうち前記開口部から突出する前記基部の一部分以外の部分を内包していることを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ装置。
6. 前記アウタバッグにおける前記開口部の内側の空間の体積は、前記メインバッグの体積よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のエアバッグ装置。
7. 当該エアバッグ装置はさらに、前記アウタバッグと前記メインバッグとの谷間の所定箇所に設けられ、該アウタバッグと該メインバッグとを接続している接続部を備えていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
8. 当該エアバッグ装置はさらに、前記メインバッグのうち前記インフレータの近傍に設けられたガスを排出するベントホールを備え、
   前記アウタバッグは、前記ベントホールに接続され該ベントホールから受けたガスによって膨張することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
9. 前記アウタバッグは、円環状に膨張していることを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ装置。

Images