JP2776102B2 - 車両用安全装置 - Google Patents

車両用安全装置

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JP2776102B2 JP3327490A JP32749091A JP2776102B2 JP 2776102 B2 JP2776102 B2 JP 2776102B2 JP 3327490 A JP3327490 A JP 3327490A JP 32749091 A JP32749091 A JP 32749091A JP 2776102 B2 JP2776102 B2 JP 2776102B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両衝突時等におけ
る乗員の拘束性能を向上させる車両用安全装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の車両用安全装置としては、例えば
図17に示すようなものを本出願人は提案している。
【0003】この装置は、車両の衝突検知によりエアバ
ッグ101を点火展開させると同時に該エアバッグ10
1が展開した場合にのみステアリングコラム103を車
体前方へ設定ストロークだけ引込み、乗員を拘束するよ
うに構成したものである。すなわち、この装置はイグニ
ッションスイッチ105、診断回路107、フロントス
イッチ109、センタースイッチ111,コラムスイッ
チ113、バッテリ115および水銀スイッチ117を
備え、エアバッグ101を作動させる直列のエアバック
系回路とステアリングコラム103を作動させる直列の
コラム系回路とを並列に結合構成している。
【0004】そして、車両衝突等によりフロントスイッ
チ109およびセンタースイッチ111が作動し、これ
を診断回路107が車両衝突であると判断した場合にの
みエアバッグ101の図示しないインフレータが点火さ
れ、エアバッグ101が展開されるものである。
【0005】このとき、衝突によりコラムスイッチ11
3が作動し、ステアリングコラム103が車体前方へ引
き込まれるようになっている。このステアリングコラム
103の引き込みによって乗員とステアリングコラム1
03との間に十分な間隔が形成され、通常設定されてい
るエアバッグより大きなものを載置でき、エアバッグ1
01によるエネルギ吸収ストロークを拡大し、よりソフ
トに乗員を拘束することが可能となる(特願平3−64
166)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用安全装置にあっては、エアバッグ10
1のインフレータへの点火と同時、あるいはその直後に
ステアリングコラム103が引き込まれることとなるた
め、エアバッグ101が乗員を拘束する際には、その内
圧変化のピークが一度大きく現われるという現象とな
り、エネルギ吸収ストロークを拡大した割には、ソフト
な拘束感が出し難いという問題がある。
【0007】また、エアバッグ101によるエネルギ吸
収ストロークを拡大する場合、拡大に応じてエアバッグ
101を大型化させなければならないという問題があ
る。
【0008】すなわち図18はエアバッグ101の大き
さを変えずにステアリングコラム103を移動させたも
ので、破線で示す乗員Mおよびエアバッグ101はステ
アリングコラム103が引き込まれる直前の状態、実線
で示すエアバッグ101はステアリングコラム103の
引き込みが行なわれた状態を示している。この図から明
らかなように、エアバッグ101のストロークは軸長L
Aに相当するため、ステアリングコラム103の引き込
み量LBに相当する分、エアバッグ101のストローク
を拡大すべく大型化しなければならず、装置が大型化す
るという問題を招くこととなる。
【0009】そこでこの発明は、装置の大型化を抑制し
ながらソフトな拘束性能をより向上させることが可能な
車両用安全装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、車室内部材に取付けられ車両の衝
突検知で点火するインフレータにより即座に展開するエ
アバッグと、前記エアバッグを取付けた車室内部材を車
室外方向へ設定ストロークだけ瞬時に移動させる移動機
構と、前記移動機構の作動タイミングを調整するタイミ
ング調整手段とを備え、前記タイミングを前記エアバッ
グが全展開し乗員が初期拘束された後で、かつ乗員が車
室内部材に底づく前としたことを特徴とする。
【0011】請求項2の発明は、請求項1記載の車両用
安全装置であって、前記エアバッグのインフレータを2
個設け、一方のインフレータは車両の衝突検知により即
座に点火し、他方のインフレータは前記移動機構の作動
タイミングに略同期させて点火する点火制御手段を設け
たことを特徴とする。
【0012】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の
車両用安全装置であって、前記移動機構の作動タイミン
グを多段階に設定したことを特徴とする。
【0013】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
記載の車両用安全装置であって、前記車室内部材はステ
アリングコラムであることを特徴とする。
【0014】請求項5の発明は、請求項1又は2又は3
記載の車両用安全装置であって、前記車室内部材は、助
手席側前方のインストルメントの一部であることを特徴
とする。
【0015】
【作用】請求項1の発明によれば、車両の衝突検知で点
火するインフレータにより即座にエアバッグが展開す
る。また、移動機構の作動は、タイミング調整手段に調
整され、エアバッグが全展開し乗員が初期拘束された後
で、かつ乗員が車室内部材に底づく前に作動し、車室内
部材は設定ストローク車室外方向へ移動する。このよう
に、エアバッグによる初期拘束後に車室内部材は移動す
るため、エアバッグの内圧変化のピークを分散すること
ができる。
【0016】請求項2の発明によれば、2個のインフレ
ータをタイミングをずらせて点火することにより、内圧
変化のピークの分散をより均一に行なわせることができ
る。
【0017】請求項3の発明では、内圧変化のピークの
分散を多段階に行なわせることができる。
【0018】請求項4の発明では、ステアリングコラム
に対して、エアバッグ内圧変化のピークの分散ができ
る。
【0019】請求項5の発明では、助手席側前方のイン
ストルメントの一部に対して、エアバッグ内圧変化のピ
ークの分散ができる。
【0020】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
【0021】図1はこの発明の第1実施例に係る車両用
安全装置の概略構成図であり前部運転席側を示すもので
ある。
【0022】この実施例の車両用安全装置は、車両の衝
突検知により即座に点火展開するエアバッグ1と、この
エアバッグ1を取付けた車室内部材としてのステアリン
グコラム3と、このステアリングコラム3を車室外方向
である車体前方へ瞬時に移動させる移動機構5とを備え
ている。また、前記エアバッグ1の点火展開と、前記移
動機構5の作動タイミングとを調整するタイミング調整
手段としてタイミング調整器7を備えている。
【0023】前記エアバッグ1はステアリングコラム3
のアッパーコラム9に取付けられたステアリングホイー
ル11の中央部に配設されており、このエアバッグ1に
はインフレータ12が設けられている。
【0024】前記ステアリングコラム3はアッパーブラ
ケット13を介して車体側のステアリングメンバ15に
結合されており、このステアリングコラム3には前記移
動機構5が設けられている。
【0025】前記移動機構5は、図1および図2に示す
ように、火薬17と一対のシリンダ19との基部をジョ
イント部21を介して前記アッパーブラケット13に固
定し、ピストンロッド23の先端部をアッパーコラム9
に固着したブラケット25に連結している。
【0026】従って、火薬17に点火されシリンダ19
内にガスが発生すると、このガスによってピストンロッ
ド23が伸長し、ブラケット25を介してアッパーコラ
ム9がステアリングコラム3を縮める方向へ移動するよ
うになっている。
【0027】前記タイミング調整器7は例えばマイクロ
コンピュータで構成されており、該タイミング調整器7
の入力側ポートには診断回路27を介して車両の衝突を
検知する衝突検知センサ29が接続され、出力側ポート
にはインフレータ12および移動機構5の火薬17が接
続されている。
【0028】前記診断回路27は、衝突検知センサ29
からの信号を入力してエアバッグ1および移動機構5を
作動させる必要がある衝突か否かを判定し、作動させる
必要があると判断したときタイミング調整器7へ信号を
出力する。
【0029】タイミング調整器7は、診断回路27から
の信号によりインフレータ12へ点火信号を出力し、こ
の点火信号出力後に所定時間だけ遅らせて移動機構5の
火薬17へ点火信号を出力する。
【0030】この実施例では、火薬17の点火時期、す
なわちステアリングコラム3を移動させる時期は、エア
バッグ1の展開が終了して乗員の拘束が開始され、かつ
乗員がステアリングホイール11に底づいていないか近
づいていないタイミングとしている。
【0031】また、エアバッグ1のインフレータ12へ
の点火信号の出力は、乗員の初期拘束を良くするため衝
突検知センサ29および診断回路27が衝突を判断でき
る最も早いタイミングで設定している。
【0032】このようなエアバッグ1およびステアリン
グコラム3は、例えば3点式シートベルト31を有する
シート33の前方車室内に位置する。
【0033】つぎに、上記一実施例の作用を説明する。
【0034】車両が衝突した際に衝突検知センサ29か
ら衝突検知信号が診断回路27へ入力されると、診断回
路27はエアバッグ1およびステアリングコラム3の移
動機構5を作動させる必要がある衝突か否かを判断す
る。そして、作動させる必要があると判断したときタイ
ミング調整器7へ信号を出力する。
【0035】タイミング調整器7は診断回路27からの
信号が入力されると、即座にエアバッグ1のインフレー
タ12へ点火信号を出力し、エアバッグ1の展開が終了
して乗員の拘束が開始されるタイミングで移動機構5へ
点火信号を出力する。この点火信号により火薬17が点
火するとシリンダ19にガスが発生し、このガスによっ
てピストンロッド23が伸長し、ブラケット25を介し
てアッパーコラム9がステアリングコラム3を縮める方
向へ移動する。これによって、ステアリングコラム3は
車体前方へ瞬時に移動する。
【0036】このようにして、衝突時、図3のように乗
員がエアバッグ1によって拘束される。
【0037】同図において、破線で示す乗員Mは、ステ
アリングコラム3が移動する直前(この実施例では衝突
検知後60msec)、実線で示す乗員Mおよびエアバ
ッグ1はステアリングコラム3の移動が終了した直後
(この実施例では衝突検知後75msec)の状態を示
している。
【0038】まず、乗員Mは、ステアリングコラム3が
移動する前に図3の破線で示す位置にあるエアバッグ1
によって初期拘束される。従って、乗員の初期拘束が遅
れることはない。このときの乗員の頭部のエアバッグ1
による拘束ストロークはL1であり、ステアリングホイ
ール11との間には十分余裕があるので、乗員がステア
リングホイール11に底づくこともない。また、エアバ
ッグ1をあまり圧縮していないので、乗員への反力は少
ない。従って、頭部減速度も低く抑えられる。
【0039】その後、ステアリングコラム3が例えば1
5msecで車体前方へ移動し、エアバッグ1が図3の
実線で示す位置となるが、この移動する過程においても
エアバッグ1は乗員と接触しているため、乗員は常に拘
束状態にある。
【0040】そして、ステアリングコラム3の移動終了
後においては、ステアリングホイール11が乗員から遠
ざかり乗員のエアバッグ1に対する侵入量が減ってい
る。従って、エアバッグ1の乗員拘束ストロークは全体
としてLとなり、エアバッグ自体による乗員拘束ストロ
ーク(すなわちエアバッグ軸長)よりも長くなる。
【0041】このように、乗員を長いストロークで拘束
することができるため、乗員に発生する減速度を低くす
ることができる。
【0042】図4はこの実施例の車両用安全装置により
乗員を拘束したときのエアバッグ1の内圧変化を示すも
のである。同図において、エアバッグ1の初期位置で乗
員を拘束したときに生ずる内圧のピークがP1、ステア
リングコラム3が移動した位置で乗員を拘束したときに
生ずる内圧のピークがP2である。
【0043】このように、この実施例では、エアバッグ
1をあまり圧縮しない状態で2回に分けて乗員が拘束さ
れ、かつ、その拘束ストロークが長いため、比較的低い
エアバッグの内圧のピークが2回に分散して発生するこ
とになる。
【0044】また、エアバッグから乗員へ作用する反力
はエアバッグ内圧にぼぼ比例するため、図5に示すよう
に、乗員に発生する減速度のピークも比較的低いG1,
G2の2山に分けられる。そして、乗員への衝撃度は減
速度の大きさに密接に関係するため、この実施例のよう
に2山に分けて減速度を下げることにより、乗員への衝
撃度をより低減し、よりソフトな拘束感を得ることがで
きる。
【0045】また、エアバッグ1自体を大きくする必要
がなく、装置の大型化を抑制することができる。
【0046】図6および図7はこの発明の第2実施例を
示すものである。
【0047】図1および図2と同様の構成要素は同符号
を付し、重複した説明は省略する。
【0048】この実施例は、エアバッグ1を2度に分け
て点火展開するようにしたものである。すなわち、エア
バッグ1には、第1のインフレータ35と第2のインフ
レータ37とが設けられ、これら第1,第2のインフレ
ータ35,37はそれぞれタイミング調整器7の出力側
ポートに接続されている。そして、タイミング調整器7
から第1,第2のインフレータ35,37への点火信号
の出力タイミングを所定時間だけずらせて設定してい
る。この実施例では、第1のインフレータ35は、上記
実施例と同様に衝突を検知したとき即座に点火され、続
いて移動機構5の火薬17への点火信号の出力と略同期
させて第2のインフレータ37に点火するよう設定して
いる。
【0049】この実施例によれば、衝突検知センサ29
によって車両の衝突を検知したとき第1のインフレータ
35が即座に点火されてエアバッグ1が展開する。この
エアバッグ1の展開により乗員はまずステアリングコラ
ム3の初期位置で拘束される。ここで第1のインフレー
タ35からのガス発生量を少なく設定しておくことによ
り、エアバッグ1の内圧のピークを低く抑えることがで
きる。つぎに、移動機構5の火薬17への点火信号出力
とほぼ同時に第2のインフレータ37を点火する。この
第2のインフレータ37からのガス発生により、エアバ
ッグ1の内圧の後半のピークの落ち込みを低く抑えるこ
とができる。これにより、ステアリングコラム3の初期
位置でのエアバッグ1の拘束不足をステアリングコラム
3の移動位置で補うことができる。
【0050】この結果としてこの実施例によれば、図8
に示すように、上記第1の実施例(破線で表示P1,P
2)に対し、エアバッグ1の内圧の前半のピークP11
は下がり、後半のピークP21は上がることになる。こ
れによって、ピークの分散をより均一化することができ
る。これに対応して図9に示すように、乗員頭部に発生
する減速度の前半のピークG11はG1に対して低減
し、後半のピーク21はG2に対して上昇する。
【0051】乗員への衝撃度は、最も大きい減速度に密
接な関係があるため、2個の減速度のピークが均一化さ
れることにより、乗員への衝撃度をより低減し、よりソ
フトな拘束感を得ることができる。
【0052】図10および図11はこの発明の第3実施
例を示すものである。
【0053】この実施例は第1実施例を前提とするもの
で、図1および図2と同様の構成要素は同符号を付し重
複した説明は省略する。
【0054】この実施例は、ステアリングコラム3の移
動を多段階で行なうようにし、初期位置を含め3ヶ所の
エアバッグ位置で乗員を拘束するようにしたものであ
る。すなわち、移動機構5には第1の火薬39と第2の
火薬41が設けられ、これら第1,第2の火薬39,4
1はそれぞれタイミング調整器7の出力側ポートに接続
されている。そして、タイミング調整器7から第1,第
2の火薬39,41への点火信号の出力タイミングを所
定時間だけずらせて設定している。
【0055】この実施例によれば、車両の衝突直後エア
バッグ1が展開され第1回目の乗員拘束が行なわれた
後、まず第1の火薬39が点火されてステアリングコラ
ム3が一定量移動し、この位置でエアバッグ1により第
2回目の乗員拘束が行なわれる。さらに、第2の火薬4
1が点火され、ステアリングコラム3がさらに一定量移
動し、この位置でエアバッグ1により第3回目の乗員拘
束が行なわれる。このように3ヶ所のエアバッグ1の位
置で乗員を拘束することにより、エアバッグ1の内圧を
あまり上げることなく乗員を拘束することができる。
【0056】図12はこの実施例によって乗員を拘束し
たときのエアバッグの内圧変化を示すものである。
【0057】この実施例によれば、上記第1の実施例
(破線で示す)に対し、エアバッグ1の内圧変化のピー
クが比較的低い3山に分かれ、エアバッグ1の内圧変化
がさらに均一化される。これに対応して図13に示すよ
うに、頭部減速度もさらに均一化され減速度が低く抑え
られる。
【0058】従って、乗員への衝撃度をより低く抑え、
よりソフトな拘束感が得られる。
【0059】なお、ステアリングコラム3の移動をさら
に多段階することにより、エアバッグ1の内圧変化のピ
ークをさらに低減し均一化を図ることもできる。
【0060】図14は、この発明の第4実施例を示すも
のである。
【0061】図1および図2と同様の構成要素は同符号
を付し、重複した説明は省略する。
【0062】この実施例は、この発明に係る車両用安全
装置を前席助手席側に適用したものである。
【0063】この実施例では、前席助手席43の前方側
におけるインストルメントパネルの一部45を固定した
ベースプレート47にエアバッグ1を取付け、このエア
バッグ1には第1実施例同様にインフレータ12が設け
られている。従って、車室内部材としては、助手席側前
方のインストルメントの一部となっている。
【0064】前記ベースプレート47は、車両衝突時に
該ベースプレート47およびインストルメントパネルの
一部45を車室外方向として車体前方へ瞬時に移動させ
る移動機構5が設けられている。
【0065】前記移動機構5は、第1実施例同様に火薬
17をジョイント部49を介してシリンダ19の先端部
に結合させ、シリンダ19の基部を車体側のステアリン
グメンバ15に結合すると共に、ピストンロッド23の
先端部をベースプレート47に連結している。
【0066】従って、火薬17が点火されシリンダ19
内にガスが発生すると、このガスによってピストンロッ
ド23が縮小してベースプレート47およびインストル
メントパネルの一部45が車体前方へ移動するようにな
っている。
【0067】この実施例によれぱ、上記第1実施例の運
転席側のエアバッグと同様にエアバッグ1をあまり圧縮
しない状態で2回に分けて乗員が拘束され、比較的低い
内圧のピークが2回発生することになり、乗員に発生す
る減速度のピークも比較的低く抑えられる。
【0068】従って、助手席側において乗員への衝撃度
を低減し、ソフトな拘束感を得ることができる。
【0069】なお、インストルメントパネルの一部45
にはエアバッグ1展開用の穴が開けられているか、この
穴が容易に破れるシート等で覆われているものである。
【0070】図15および図16はこの発明の第5実施
例を示すものである。
【0071】図1および図2と同様の構成要素は同符号
を付し、重複した説明は省略する。
【0072】この実施例は、ステアリングコラム3を移
動させるタイミングをエアバッグ1に点火信号を出力し
てからの時間ではなく、乗員のエアバッグ1への進入量
を検知して行なうようにしたものである。
【0073】すなわち、この実施例では、エアバッグ1
の乗員接触側の内面に導電性のコーティング部51を設
け、エアバッグ1内のステアリングホイール11側に導
電性ネット53を張設している。
【0074】そして、前記導電性コーティング部51お
よび導電性ネット53はそれぞれタイミング調整器7に
接続されており、導電性コーティング部51と導電性ネ
ット53とが接触したときに、タイミング調整器7が移
動機構5の火薬17への点火信号を出力するように構成
されている。
【0075】図16はこの実施例に係るエアバッグ1に
よる乗員拘束時の状態を示したものである。
【0076】乗員Mがエアバッグ1に拘束されエアバッ
グ1が変形したときに、ステアリングホイール11に乗
員が底づく前に導電性コーティング部51と導電性ネッ
ト53とが接触して導通する。このとき、タイミング調
整器7から移動機構5の火薬17へ点火信号が出力さ
れ、移動機構5の作動によりステアリングコラム3が車
体前方へ移動する。
【0077】従って、上記第1実施例と同様な作用効果
を奏する他、タイミング制御が簡単になる。
【0078】また、この第5実施例は、特にステアリン
グコラム3を移動させる上記作動タイミング制御におけ
るバックアップ手段としても効果を奏する。
【0079】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではない。例えば、車室内部材として、ドアやイン
ストルメントパネル等に適用することもできる。
【0080】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
1の発明によれば、エアバッグ作動時に内圧変化のピー
クを分散することができ、ソフトな拘束感を得ることが
できる。また、エアバッグ自体の大型化を抑制すること
ができる。
【0081】請求項2の発明では、内圧変化ピークの分
散をより均一化し、よりソフトな拘束感が得られる。
【0082】請求項3の発明では、ピークの分散を多段
階に行なわせることができ、より均一化し、ソフトな拘
束感を得ることができる。
【0083】請求項4の発明では、ステアリングコラム
について、上記各効果を得ることができる。
【0084】請求項5の発明では、助手席側前方のイン
ストルメントの一部について上記各効果を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る概略構成図である。
【図2】要部の構成図である。
【図3】乗員の拘束状態を示す説明図である。
【図4】乗員拘束時におけるエアバッグの内圧変化を示
す説明図である。
【図5】乗員拘束時における乗員頭部の減速度変化を示
す説明図である。
【図6】第2実施例に係る概略構成図である。
【図7】第2実施例の要部の構成図である。
【図8】第2実施例の乗員拘束時におけるエアバッグの
内圧変化を示す説明図である。
【図9】第2実施例の乗員拘束時における乗員頭部の減
速度変化を示す説明図である。
【図10】第3実施例に係る概略構成図である。
【図11】第3実施例の要部の構成図である。
【図12】第3実施例の乗員拘束時におけるエアバッグ
の内圧変化を示す説明図である。
【図13】第3実施例の乗員拘束時における乗員頭部の
減速度変化を示す説明図である。
【図14】第4実施例に係る概略構成図である。
【図15】第5実施例に係る概略構成図である。
【図16】第5実施例の作用説明図である。
【図17】従来例に係る車両用安全装置のブロック図で
ある。
【図18】ステアリングコラムの動きを示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 エアバッグ 3 ステアリングコラム(車室内部材) 5 移動機構 7 タイミング調整器(タイミング調整手段) 12 インフレータ 35 インフレータ 37 インフレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 1/19 B60R 21/20 B60R 21/32

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室内部材に取付けられ車両の衝突検知
    で点火するインフレータにより即座に展開するエアバッ
    グと、前記エアバッグを取付けた車室内部材を車室外方
    向へ設定ストロークだけ瞬時に移動させる移動機構と、
    前記移動機構の作動タイミングを調整するタイミング調
    整手段とを備え、前記作動タイミングを前記エアバッグ
    が全展開し乗員が初期拘束された後で、かつ乗員が車室
    内部材に底づく前としたことを特徴とする車両用安全装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車両用安全装置であっ
    て、前記エアバッグのインフレータを2個設け、一方の
    インフレータは車両の衝突検知により即座に点火し、他
    方のインフレータは前記移動機構の作動タイミングに略
    同期させて点火する点火制御手段を設けたことを特徴と
    する車両用安全装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の車両用安全装置で
    あって、前記移動機構の作動タイミングを、多段階に設
    定したことを特徴とする車両用安全装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2又は3記載の車両用安全
    装置であって、前記車室内部材は、ステアリングコラム
    であることを特徴とする車両用安全装置。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2又は3記載の車両用安全
    装置であって、前記車室内部材は、助手席側前方のイン
    ストルメントの一部であることを特徴とする車両用安全
    装置。
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