JP2018188745A - 頭部装着型エアバッグ - Google Patents

Abstract

【課題】装着されない事態を回避して搭乗者を確実に保護しつつ、製造コストを低減すると共に、展開速度に要する時間を短縮することができる頭部装着型エアバッグを提供する。【解決手段】頭部装着型エアバッグ１０は、バンド部１１、保護用エアバッグ１４、ガス供給装置１６、衝撃検知装置１７、及び制御装置１９を備えて、衝撃検知装置１７が検知した衝撃が搭乗者３０に到達するときに、制御装置１９により、ガス供給装置１６からガスを供給して保護用エアバッグ１４をバンド部１１から下方に膨らませて展開する構成にした。【選択図】図２

Description

本発明は、頭部装着型エアバッグに関し、より詳細には、座席に着座したときにシートベルトにより身体がその座席に固定された状態の搭乗者を保護する頭部装着型エアバッグに関する。

建設作業現場や自動二輪車の搭乗者の頭部に装着する頭部装着型エアバッグとして、アウターヘルメットとインナーヘルメットと、頭部保護エアバッグと、肩・脊椎保護エアバッグとを備えたヘルメットが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１０−４７８５４号公報

ところで、キャビンに搭乗する自動車などにおいては、シートベルトの着用が義務付けられており、搭乗者はシートベルトにより座席に拘束されていることから、搭乗者に対してヘルメットの着用は義務化されていない。それ故、自動車などの搭乗者にとって、特許文献１に記載のヘルメットの着用は煩わしく、装着されないおそれがある。

そこで、自動車などでは、座席に着座したときにシートベルトにより身体がその座席に固定された状態の搭乗者の顔面のダッシュボードやサイドピラーなどへの衝突を保護するものとして、補助拘束装置（ＳＲＳ）エアバックが設置されている。

しかし、トラックやバスなどの大型車両においてはキャビンの内部空間が大きい。それ故、衝突時に搭乗者の保護をするエアバッグをキャビンの至る所に設置する必要がある。また、衝突時に搭乗者の上半身がどのように移動するかを特定できないため、エアバッグは予想される全ての移動方向に対して展開させる必要がある。このように、大型車両のキャビンに設置されるエアバッグは、大型化していた。このエアバッグの大型化は、高コスト化の要因になると共に、展開速度が遅延する要因にもなっている。

本発明の目的は、装着されない事態を回避して搭乗者を確実に保護しつつ、製造コストを低減すると共に、展開速度に要する時間を短縮することができる頭部装着型エアバッグを提供することである。

上記の目的を達成する本発明の頭部装着型エアバッグは、乗り物の座席に着座したときにシートベルトにより身体がその座席に拘束された状態の搭乗者を保護する頭部装着型エアバッグであって、搭乗者の頭部のうちの少なくとも前頭部及び側頭部を含む部位を環状又は半環状に覆うバンド部と、このバンド部に設置されて膨張時に搭乗者の顔面のうちの少なくとも正面及び側面を覆う保護用エアバッグと、この保護用エアバッグにガスを供給するガス供給装置と、前記乗り物に生じた衝撃を検知する衝撃検知装置と、前記ガス供給装置及び前記衝撃検知装置に接続された制御装置と、を備えて、前記衝撃検知装置が検知した衝撃が搭乗者に到達するときに、前記制御装置により、前記ガス供給装置からガスを供給して前記保護用エアバッグを膨らませて展開する構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、搭乗者に衝撃が生じたときに搭乗者の頭部に装着されたバンド部から保護用エアバッグを下方に展開して搭乗者の顔面を保護する構成にした。それ故、シートベルトの着用により座席に拘束されている状態の搭乗者の顔面の近傍に保護用エアバッグを展開することで、確実に搭乗者を保護することができる。また、キャビンの壁面やハンドル、ダッシュボードなどから展開するものに比して保護用エアバッグを小型化することができる。これにより、シートベルトにより身体が座席に固定された状態の搭乗者を確実に保護しつつ、装置を軽薄短小化するには有利になり、製造コストを低減することができると共に、展開に要する時間を短縮することができる。

また、装置が軽薄短小化することに伴って、搭乗者に装着される部分を軽装にすることができる。これにより、装着に対する煩わしさを軽減するには有利になり、装着されない事態を回避することができる。

本発明の頭部装着型エアバッグの実施形態を例示する説明図である。 図１の頭部装着型エアバッグが展開した状態を例示する側面図である。 図１の頭部装着型エアバッグのブロック図である。 図１の頭部装着型エアバッグの展開時のフロー図である。

以下に、本発明の頭部装着型エアバッグの実施形態について説明する。図中では、ｘを車両２０の前後方向とし、ｙをｘ方向に直交する車両２０の左右方向とし、ｚ方向を鉛直方向とする。

図１に例示するように、実施形態の頭部装着型エアバッグ１０は、乗り物として車両２０に搭載されていて、車両２０の座席２１に着座したときにシートベルト２２により身体がその座席２１に固定された状態の搭乗者３０を保護するものである。頭部装着型エアバッグ１０は、搭乗者３０のシートベルト２２の着装を前提として保護効果が最大限発揮される補助拘束装置（ＳＲＳ）エアバッグである。

座席２１として、車両２０のキャビンの前席に当たる運転席や助手席が例示される。シートベルト２２としては、三点式のものが例示されるが、二点式や四点式でもよい。シートベルト２２は、キャビンのサイドピラーから導出していて、サイドピラーの内部に設置されたリトラクタ（巻取装置）２３によりストラップが巻き取られたり、ストラップの巻き取りをロックしたりする。リトラクタ２３としては、緊急ロック式巻取装置（ＥＬＲ）が例示され、プリテンショナ機能とロードリミッタ機能とを有している。

頭部装着型エアバッグ１０は、バンド部１１、日除け部１２、収納部１３、保護用エアバッグ１４（１４ａ、１４ｂ）、脱落防止用エアバッグ１５（１５ａ、１５ｂ）、ガス供給装置１６、衝撃検知装置１７、装着検知装置１８、及び制御装置１９を備えている。頭部装着型エアバッグ１０は、バンド部１１、日除け部１２、収納部１３、保護用エアバッグ１４、脱落防止用エアバッグ１５、ガス供給装置１６、及び装着検知装置１８が搭乗者３０に装着されていて、衝撃検知装置１７、及び制御装置１９が車両２０に設置されている。

頭部装着型エアバッグ１０は、バンド部１１及び日除け部１２がサンバイザーを成している。

バンド部１１は、ヘッドバンドや鉢巻のように搭乗者３０の頭部３１を周方向に覆って
いて、平面視で環状を成している。バンド部１１は、収納部１３が環径方向外側に設置されていて、収納部１３の内部に保護用エアバッグ１４、脱落防止用エアバッグ１５、及びガス供給装置１６が収納されている。

バンド部１１は、少なくとも各エアバッグ１４、１５が展開される部位、つまり、搭乗者３０の頭部３１のうちの少なくとも前頭部及び側頭部を含む部位を環状又は半環状に覆っていればよい。

図２に例示するように、保護用エアバッグ１４は、ガス供給装置１６から供給されたガスによりバンド部１１から下方に向って膨らむ。

保護用エアバッグ１４ａは、頭部３１の周方向に複数分割されてなり、前頭部から下方の顔面正面を覆っている。保護用エアバッグ１４ｂは、頭部３１の周方向に複数分割されてなり、側頭部から下方の顔面側面を覆っている。このように、保護用エアバッグ１４は、頭部３１の周方向に複数分割して、頭部３１の周方向の幅が短く、且つｚ方向の長さが長い縦長形状を成すことが好ましい。また、保護用エアバッグ１４は、その下端が搭乗者３０の顎先の高さまで展開すればよい。

脱落防止用エアバッグ１５は、ガス供給装置１６から供給されたガスによりバンド部１１から上方に向って膨らむ。脱落防止用エアバッグ１５ａは、保護用エアバッグ１４ａに対して対となり、保護用エアバッグ１４ａの膨張方向とは反対側に膨らむ。脱落防止用エアバッグ１５ｂは、保護用エアバッグ１４に対して対となり、保護用エアバッグ１４の膨張方向とは反対側に膨らむ。脱落防止用エアバッグ１５も、保護用エアバッグ１４と同様に縦長形状を成している。

脱落防止用エアバッグ１５ａのガス容量は、保護用エアバッグ１４ａのガス容量よりも多くなっていて、脱落防止用エアバッグ１５ａは、保護用エアバッグ１４ａよりも大きく膨らむことが望ましい。同様に、脱落防止用エアバッグ１５ｂのガス容量は、保護用エアバッグ１４ｂのガス容量よりも多くなっていて、脱落防止用エアバッグ１５ｂは、保護用エアバッグ１４ｂよりも大きく膨らむことが望ましい。

ガス供給装置１６としては、高圧ガスタンク方式や化学反応によるガス発生の方式などを用いた装置が例示される。ガス供給装置１６は、車両２０のいずれかに設置してもよいが、収納部１３の内部に設置されることが好ましく、各エアバッグ１４、１５との距離を短縮することで、各エアバッグ１４、１５を早急に膨らませるには有利になる。

図３に例示するように、衝撃検知装置１７は、車両２０に対する衝撃の発生を検知する装置である。衝撃検知装置１７としては、車両２０の衝突を検知するセンサとして、車両２０の前面のバンパなどに設置された圧力センサ、車両２０の速度を計測する車速センサ、車両２０の加速度を計測する加速度センサなどが例示される。以下、衝撃検知装置１７が検知する信号を衝撃信号Ｓ１とする。

装着検知装置１８は、バンド部１１の頭部３１への装着の有無を検知する装置である。装着検知装置１８としては、バンド部１１に設置されて搭乗者３０の体温、脈拍、心音などの生体反応を検知する生体センサや搭乗者３０の動き（顔向き）を検知するジャイロセンサなどが例示される。以下、装着検知装置１８が検知する信号を装着信号Ｓ２とする。

制御装置１９は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置１９は、搭乗者３０に装着される装置
、ガス供給装置１６及び装着検知装置１８と無線により通信可能に接続されている。また、制御装置１９は、車両２０に設置される装置、衝撃検知装置１７、リトラクタ２３、車両２０の制御を行う制御システム２８と通信線を介して接続されている。

制御装置１９は、衝撃判定部２４、展開部２５、装着判定部２６、及び警告部２７を有している。衝撃判定部２４は、衝撃検知装置１７の検知結果に基づいて搭乗者３０に車両２０に生じた衝撃が到達するか否かを判定する機能要素である。展開部２５は、衝撃判定部２４で搭乗者３０に衝撃が到達すると判定したときに、ガス供給装置１６からガスを供給して保護用エアバッグ１４及び脱落防止用エアバッグ１５を膨らませて展開する機能要素である。装着判定部２６は、装着検知装置１８の検知結果に基づいてバンド部１１の搭乗者３０の頭部３１への装着の有無を判定する機能要素である。警告部２７は、装着判定部２６で搭乗者３０の頭部３１にバンド部１１が装着されていないと判定したときに、バンド部１１の装着を促す警告をする機能要素である。各機能要素は、プログラムとして内部記憶装置に記憶されているが、個別のハードウェアで構成されてもよい。

図４に例示するように、頭部装着型エアバッグ１０の制御方法は、所定の周期ごとに衝撃信号Ｓ１に基づいて、車両２０に生じた衝撃が搭乗者３０に到達するか否かを判定し、衝撃が搭乗者３０に到達すると判定したときに保護用エアバッグ１４を膨らませて展開する方法である。また、この制御方法は、所定の周期ごとに装着信号Ｓ２に基づいて、搭乗者３０の頭部３１にバンド部１１が装着されているか否かを判定し、装着されていないと判定したときに搭乗者３０にバンド部１１の装着を促す警告をする方法である。

装着検知装置１８がバンド部１１を頭部３１に装着した場合に変化する装着信号Ｓ２を取得する（Ｓ１１０）。次いで、制御装置１９が装着信号Ｓ２に基づいてバンド部１１を頭部３１に装着したか否かを判定する（Ｓ１２０）。

バンド部１１を頭部３１に装着していない（Ｓ１２０：ＮＯ）と判定すると、制御装置１９が、バンド部１１の頭部３１への装着を促す警告をする（Ｓ１３０）。装着を促す警告としては、制御システム２８に対して車両２０を停止させたり、車両２０を発進させずに停止を維持させたりして、車両２０の停止による警告が例示される。また、装着を促す警告としては、図示しない警告装置（警告音を鳴らす装置、警告灯を点灯する装置）により搭乗者３０に直接伝える警告が例示される。

バンド部１１を頭部３１に装着している（Ｓ１２０：ＹＥＳ）と判定すると、衝撃検知装置１７が車両２０が衝突した場合に変化する衝撃信号Ｓ１を取得する（Ｓ１４０）。次いで、制御装置１９が衝撃信号Ｓ１に基づいて、衝撃が搭乗者３０に到達するか否かを判定する（Ｓ１５０）。例えば、衝撃信号Ｓ１が大きい場合に、衝撃が搭乗者３０に到達すると判定する。

衝撃が搭乗者３０に到達しない（Ｓ１５０：ＮＯ）と判定すると、スタートへ戻る。

衝撃が搭乗者３０に到達する（Ｓ１５０：ＹＥＳ）と判定すると、制御装置１９がリトラクタ２３によりシートベルト２２を緊急ロックする（Ｓ１６０）。緊急ロックは、リトラクタ２３のプリテンショナ機能が有効になり、リトラクタ２３によりストラップを瞬時に引き込み、搭乗者３０とストラップとの間にあるたるみを取り除くと共に、搭乗者３０を座席２１に拘束して一体化する。また、緊急ロックは、リトラクタ２３のロードリミッタ機能が有効になり、ストラップに所定の負荷が掛かるとその負荷を吸収可能にリトラクタ２３からストラップを送り出す。

次いで、制御装置１９が保護用エアバッグ１４及び脱落防止用エアバッグ１５を膨らま
せて展開する（Ｓ１７０）。ガス供給装置１６から保護用エアバッグ１４及び脱落防止用エアバッグ１５にガスが供給されて、各エアバッグが膨らんで展開すると、保護用エアバッグ１４が下方に向って膨らむことで、バンド部１１を上方へ押し上げる力Ｆ１が生じる。一方、脱落防止用エアバッグ１５が上方に向って膨らむことで、バンド部１１を下方へ押し下げる力Ｆ２が生じる。このとき、脱落防止用エアバッグ１５が保護用エアバッグ１４よりも大きく膨らむことで、バンド部１１を下方へ押し下げる力Ｆ２の方がバンド部１１を上方へ押し上げる力Ｆ１よりも大きくなり、バンド部１１が頭部３１から脱落することを防止する。

保護用エアバッグ１４及び脱落防止用エアバッグ１５が展開するとこの制御方法は終了する。

なお、車両２０の衝突の衝撃が搭乗者３０まで到達して、搭乗者３０が慣性力で前方に移動し始めたときに、リトラクタ２３のロードリミッタ機能が有効になり、有効になったタイミングで、保護用エアバッグ１４が展開されていることが望ましい。そこで、緊急ロックするステップ（Ｓ１６０）と、展開するステップ（Ｓ１７０）とは平行処理にて同時に行ってもよい。

このように、頭部装着型エアバッグ１０によれば、搭乗者３０に衝撃が生じたときに搭乗者３０の頭部３１に装着されたバンド部１１から保護用エアバッグ１４を下方に展開して搭乗者３０の顔面を保護する構成にした。それ故、シートベルト２２の着用により座席２１に拘束されている状態の搭乗者３０の顔面の近傍に保護用エアバッグ１４を展開することで、確実に搭乗者３０を保護することができる。また、キャビンの壁面やハンドル、ダッシュボードなどから展開するものに比して保護用エアバッグ１４を小型化することができる。これにより、シートベルト２２により身体が座席２１に固定された状態の搭乗者３０を確実に保護しつつ、装置を軽薄短小化するには有利になり、製造コストを低減することができると共に、展開に要する時間を短縮することができる。

また、装置が軽薄短小化することに伴って、搭乗者３０に装着される部分を軽装にすることができる。これにより、装着に対する煩わしさを軽減するには有利になり、装着されない事態を回避することができる。

加えて、上記の頭部装着型エアバッグ１０によれば、ｚ方向に縦長形状の保護用エアバッグ１４を頭部３１の周方向に複数展開することで、保護用エアバッグ１４の個々の大きさを小さくすることができる。これにより、保護用エアバッグ１４の展開に要する時間を短縮するには有利になり、搭乗者３０を確実に保護することができる。

頭部装着型エアバッグ１０は、バンド部１１から下方に向って保護用エアバッグ１４が膨らんで展開する。それ故、保護用エアバッグ１４を展開することに伴って、バンド部１１を上方へ押し上げる力Ｆ１が生じる。そこで、保護用エアバッグ１４の展開する方向とは反対側に膨らんで展開する脱落防止用エアバッグ１５を設けることで、その脱落防止用エアバッグ１５を展開することに伴って、バンド部１１を下方に押し下げる力Ｆ２が生じる。このように、脱落防止用エアバッグ１５の展開時に生じる反作用により、保護用エアバッグ１４の展開時にバンド部１１が頭部３１から脱落することを防止することができる。

特に、脱落防止用エアバッグ１５を保護用エアバッグ１４よりも大きく膨らむ構成にすることで、バンド部１１を下方に押し下げる力Ｆ２をバンド部１１を上方に押し上げる力Ｆ１よりも確実に大きくすることができ、バンド部１１の脱落の防止には有利になる。

頭部装着型エアバッグ１０は、車両２０の座席２１に着座したときにシートベルト２２により身体がその座席２１に固定された状態の搭乗者３０を保護するものである。それ故、保護用エアバッグ１４を頭部３１の頭頂部、後頭部に展開する必要がない。これにより、頭部３１の全体を覆うものに比して、装置の軽薄短小化と製造コストの低減には有利になる。

また、搭乗者３０の身体はシートベルト２２により座席２１に拘束されているので、保護用エアバッグ１４の保護対象は、衝撃の慣性により動く搭乗者３０の首より上方の部分である。これにより、搭乗者３０の胸や脊椎まで覆うものに比して装置の軽薄短小化と製造コストの低減には有利になる。

頭部装着型エアバッグ１０は、装着検知装置１８を備えることで、車両２０の走行中に搭乗者３０が頭部装着型エアバッグ１０を装着していない事態を回避することができる。これにより、より安全性の確保には有利になる。なお、装着検知装置１８を、搭乗者３０の生体反応を検知するセンサで構成することが好ましい。その種のセンサを備えることで、搭乗者３０の生体情報を記録あるいはリアルタイム処理することができる。これにより、搭乗者３０の体調状態を把握し、リアルタイムで適時必要な警報（休憩の指示、脇見や漫然運転警報等）を出したり、疲労が強いと思われるドライバはローテーション間隔を開けるなど運行管理（ドライバのローテーション）作成の資料としたりすることが可能となる。また、保護用エアバッグ１４の作動直前の搭乗者３０の状態を記録し、搭乗者３０が正常に運転操作可能な状態であったか、何処を見ていたか等を取得可能になり、事故解析等に利用することもできる。

頭部装着型エアバッグ１０の搭乗者３０に装着される部分、具体的に、バンド部１１及び日除け部１２によりサンバイザーを成すことで、日除けとして機能させると共に、装着時のデザイン性を向上することができる。これにより、装着時の煩わしさを軽減するには有利になり、搭乗者３０に装着されない事態を回避することができる。なお、頭部３１の頭頂部を覆うクラウン部を設けて、帽子を成してもよい。このように、頭部装着型エアバッグ１０の搭乗者３０に装着される部分は、サンバイザーや帽子など、車両２０の搭乗において義務化されていないヘルメットよりは軽装なものを模すことが望ましい。

１０ 頭部装着型エアバッグ
１１ バンド部
１４ 保護用エアバッグ
１５ 脱落防止用エアバッグ
１６ ガス供給装置
１７ 衝撃検知装置
１９ 制御装置
２０ 車両
２１ 座席
２２ シートベルト
３０ 搭乗者
３１ 頭部

Claims (6)

1. 乗り物の座席に着座したときにシートベルトにより身体がその座席に拘束された状態の搭乗者を保護する頭部装着型エアバッグであって、
   搭乗者の頭部のうちの少なくとも前頭部及び側頭部を含む部位を環状又は半環状に覆うバンド部と、このバンド部に設置されて膨張時に搭乗者の顔面のうちの少なくとも正面及び側面を覆う保護用エアバッグと、この保護用エアバッグにガスを供給するガス供給装置と、前記乗り物に生じた衝撃を検知する衝撃検知装置と、前記ガス供給装置及び前記衝撃検知装置に接続された制御装置と、を備えて、
   前記衝撃検知装置が検知した衝撃が搭乗者に到達するときに、前記制御装置により、前記ガス供給装置からガスを供給して前記保護用エアバッグを膨らませて展開する構成にしたことを特徴とする頭部装着型エアバッグ。
2. 前記保護用エアバッグが前記バンド部から下方に向って膨らむ構成にして、前記バンド部から上方に向って前記保護用エアバッグの膨張方向とは反対側に膨らむ脱落防止用エアバッグを備えて、
   前記保護用エアバッグを膨らませて展開するときに、前記制御装置により、前記ガス供給装置からガスを供給して前記脱落防止用エアバッグを膨らませて、その脱落防止用エアバッグの膨らみによる反作用により前記頭部から前記バンド部が脱落することを防止する構成にした請求項１に記載の頭部装着型エアバッグ。
3. 前記保護用エアバッグ及び前記脱落防止用エアバッグが膨らんで展開したときに、前記脱落防止用エアバッグが前記保護用エアバッグよりも大きく膨らむ請求項２に記載の頭部装着型エアバッグ。
4. 前記バンド部の前記頭部への装着により変化する装着信号を検知する装着検知装置を備えて、
   前記装着検知装置が検知した装着信号に基づいて、前記制御装置により、前記バンド部が前記頭部に装着されていないときに、搭乗者に前記バンド部の装着を促す警告をする構成にした請求項１〜３のいずれか１項に記載の頭部装着型エアバッグ。
5. 前記バンド部から前方に向って突出した日除け部を備えて、前記バンド部及び前記日除け部によりバイザーを成す請求項１〜４のいずれか１項に記載の頭部装着型エアバッグ。
6. 前記バンド部の上方で前記頭部を覆うクラウン部を備えて、前記バンド部及び前記クラウン部により帽子を成す請求項１〜５のいずれか１項に記載の頭部装着型エアバッグ。