JP3907886B2

JP3907886B2 - 自動車用エアバッグ

Info

Publication number: JP3907886B2
Application number: JP30170099A
Authority: JP
Inventors: 昇浅瀬石
Original assignee: 有限会社ジアス
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: JP2001122062A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用エアバッグ装置に係り、とくにエアバッグ本体の内部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エアバッグ装置は、車両の衝突時に運転者あるいは同乗者の身体を保護する装置である。構成の原理は、車両の衝突を検出する衝突センサと、衝突センサに連動してガスを噴出するガス発生装置と、噴出ガスによって瞬時に膨張展開するエアバッグ本体とからなる。エアバッグ本体はステアリング・ホイールの中央に配され、前方に向かって膨張展開させることが多いが、近時、助手席や後部席、或いはチャイルドシートに配することもある。
【０００３】
ところで、エアバッグ装置は、高圧ガスによてエアバッグ本体を瞬時に膨張展開させるため、車両の衝突時に身体がエアバッグに強く打ち付けられ、胸部に強いダメージを受けたり、眼鏡が破損して鼻骨や眼球に深い傷を負う等の欠点が従来から指摘された。
【０００４】
特開平６−３４０２４２号は、かかる問題を解決する提案である。これは原理的には図４に示すようにエアバッグ本体１を二重構造とし、前方バッグ２を低圧に、後方バッグ３を高圧にして、衝突時における身体の打ち付けを低圧の前面バッグ２によって緩和し、胸部や顔面のダメージを和らげる。かかる二重構造によれば、クッション性の高い低圧の前方バッグ２が、胸部や顔面の前進を緩やかに吸収して後方バッグ３との衝撃を弱めつつ胸部や顔面を支えることが可能となる。
【０００５】
エアバッグ本体１の内部を複数に仕切り、各室のガス圧を調整する構造上の考え方としては、
▲１▼ 各室専用の個別のガス発生装置を設ける
▲２▼ 高通気性の膜材を用いて一つのガス発生装置でエアバッグ全体を同時に展開させるという考え方がある。▲１▼の方式は、ガス発生装置の数が増えるため装置コストが嵩むほか、故障確率が増加する懸念がある。▲２▼の方式は、コスト的な問題もなく故障の確率も低い。本発明は▲２▼の構造原理を採用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲２▼の構造による膨張展開の方式は、外周部位の膨張展開が遅れるという難点がある。何故なら、ガス発生装置６から噴出させたガス流は、ストレートに直進するガス流７−１よりも、エアバッグ裏面を伝って外周に流れるガス流７−２の方が到達距離が長く、拡散度合いも大きくなり、また気流方向に変化を与える障壁（膜材５）が存在するため、膜材５の外周近傍で乱流９を生じやすくなるからである。
【０００７】
すでに述べたように、膜材５によってエアバッグ本体１の内部を二室以上に仕切るのは、前方のチャンバー（２）を低圧とし、後方のチャンバー（３）を高圧として、エアバッグ展開時の身体への衝撃を緩和吸収させるためであるから、膜材５の気体透過率をあまり高くすると前方チャンバー（２）のガス圧が高くなって複数チャンバーを設ける本来の目的を達成できない。このため複数チャンバーを設けるエアバッグ装置にあっては、前方チャンバー（２）の外周部は、自由なガス流の流れが膜材５によって妨げられ、膜材５の中央部に較べて膨張展開が遅れぎみとなる傾向にある。
【０００８】
この結果、図５に示すように、車両衝突時に運転者（乗員）７の上半身が前方に倒れ込み、十分に膨張しきっていないエアバッグ本体１が乗員の顎下８に入り込んだ後にエアバッグ外周部が急激に膨張すると、乗員７の顔と首が斜め上方（矢印Ｐ方向）に押し上げられ頸骨に強い衝撃を受ける。また例えば喉に強い衝撃を受けた場合は一時的に窒息状態となるなど瞬時の判断が不能になり易く、また爾後のダメージも深い。
【０００９】
そこで本発明の目的は、エアバッグ本体の高速かつ均等な膨張展開を可能とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る自動車用エアバッグは、エアバッグ本体の内部略中央部前方位置に、当該エアバッグ本体の断面積よりも小さな面積をもった高通気性の肉薄シートを配し、当該肉薄シートを、柔軟性のある複数本の係止材によってエアバッグ本体に係着固定する。
【００１１】
また前記肉薄シートは、その外周縁端部を、エアバッグ本体の直近内周面から０．５〜６ｃｍの隙間をもつよう配設し、肉薄シートは、網目間隔０．１〜５ｍｍのメッシュ構造を呈する。
【００１２】
【作用】
本発明は、エアバッグ本体の内部に、外周部に隙間をもたせた高通気性の肉薄シートを配し、一つのガス発生装置から噴出されるガス流を外周部ではスムースに前方に流入させ、中央部では高通気性の肉薄シートによって前方への流量をコントロールする。この結果、外周部から前方に流れ込むガス流量と高通気性の肉薄シートを通って前方に流れ込むガス流量は均衡し、略均一な膨張展開を実現することが可能となる。
【００１３】
高通気性の肉薄シートは、外周部に隙間をもたせて配するため、柔軟性のある複数本の係止材によって係止する。係止材としては例えば天然糸その他の糸を用いた細い紐、樹脂系／金属系の柔軟糸など、ガス流に抗して肉薄シートを支持できる素材を使用する。
【００１４】
肉薄シートの外周縁部とエアバッグ本体の内周面との離隔距離は、０．５〜６ｃｍとすることが望ましい。この寸法は、エアバッグ本体の形状や容積に応じて適宜設定できるが、通常のエアバッグの場合は例えば１〜３ｃｍの隙間によって均等な膨張をみる。また、肉薄シートにメッシュを用いる場合は、中央部を直進するガス流の単位時間量が増大するので、高速膨張を確保する点では好ましい。その場合は外周部の隙間量も大きく設定する。
【００１５】
但し、メッシュを使用する場合でも、流量コントロールの目的から網目ピッチを過度に大きくすることは出来ない。好ましくは０．１〜５ｍｍの範囲のメッシュを使用する。尚、５ｍｍという大きな網目を使用する場合は、メッシュの素材繊維自体の太さもある程度の大きさ（例えば０．５〜４ｍｍ）にし、中央部を直進するガスの流量を制御することが望ましい。
【００１６】
【実施例】
図１〜図３は、本発明に係る自動車用エアバッグの一例を示すものである。このエアバッグ装置は、エアバッグ本体１０の内部に高通気性の素材を用いた肉薄の樹脂シート１１を配し、樹脂シート１１を複数本の柔軟な係止材１４によって支持することにより、樹脂シート１１をエアバッグ本体内の前方中央に位置させることを特徴とする。
【００１７】
エアバッグ本体１０が完全に膨張展開した状態では、肉薄の樹脂シート１１の外周縁端Ｇは、エアバッグ本体１０の内周面Ｎから一定の離隔距離Ｗ１を保ち、一定面積の隙間１６を形成する。Ｗ１の設定数値はエアバッグ本体１０の容積やガス発生装置６の能力、および樹脂シート１１の通気性に応じて実験により具体的に決定することが望ましい。Ｗ１を決定するファクター（容積、ガス流量、シートの通気性）は相互に関係するからである。原理的にはＷ１は０．５ｍｍ以上あれば十分であるが、折り畳んだ状態からの瞬時展開では、均等膨張という点で若干の懸念が残る。このため実際の構造では１ｃｍ以上の離隔距離Ｗ１を設定することが望まれる。
【００１８】
エアバッグ本体１０の素材は通常用いられる弱通気性の素材を用いて構わない。完全にエアバッグが膨張した後の余分なガスを外部に逃がすためである。樹脂シート１１を支持する係止材１４は、金属糸のように十分な剛性（引っ張り強さ）があれば一本の糸であっても良い。樹脂素材、天然素材などの種別を問わない。係止材１４に要求される条件は、少なくとも、折り畳んで収納する際のかさばりが少なく、展開時の変形が無視できる程度に少なく、ガス流によって前方に衝撃的に前進押圧される樹脂シート１１の引っ張りに抗して支持強度を保ち得る強さがあることである。従って、かかる条件を持たす限り一本の糸でも糸を撚った索条でも良い。係止材１４が十分に細ければ、縫製等の適宜の製造ステップを経て樹脂シート１１をエアバッグ本体１０の内部に係着固定することは容易である。縫製は機械自動式または手縫いのいずれであっても良い。係止材（糸／索条）１４の長さが一定であり、縫製点が決まっていれば縫製後の仕上がりは安定するからである。尚、係止材１４に若干の伸縮弾性をもたせることは自由であるが、伸縮弾性が高すぎると樹脂シート１１の位置が動きやすくなるので、好ましくは伸縮弾性の少ない天然／樹脂系／金属系の糸または索条を用いる。
【００１９】
樹脂シート１１は、好ましくは網目ピッチ０．５〜５ｍｍの柔軟な樹脂メッシュを用いる。折り畳み時の柔軟性に富み、ガス流による衝撃的な押圧運動に耐える剛性を確保しやすいからである。高通気性であってもこれらの使用条件を満たさない素材（例えば和紙）は適さない。使用条件に適合すればコストは嵩むが通気性のある薄い麻布、綿生地は実用に耐える。樹脂シート１１の存在理由は、エアバッグ本体１０の中央付近を直進するガス流を、外周部のガス流と略同程度の進出速度で透過させ、エアバッグ全体の膨張を高速かつ均一にすることであるから、エアバッグ本体１０の容積、形状、上下寸法、左右寸法などによって好ましい素材を試験選択する。尚、網目ピッチ０．５〜５ｍｍの樹脂メッシュを用いた場合は、ほぼ満足できる結果を得る。
【００２０】
樹脂シート１１の外周縁端Ｇとエアバッグ本体１０の内周面Ｎとの間に設ける隙間１６の距離Ｗ１は、最低でも１ｃｍ以上に設定することが好ましい。原理的には０．５ｍｍ〜１ｃｍ程度でも周縁部のガス流を前方に流入させることが出来るが、折り畳まれた状態からガス圧によって樹脂シート１１が広がり外周縁端Ｇに隙間１６が生ずるときの初期のガス流入量は、当然ながら隙間が大きいほど増大する。従って１／１００秒程度の極短時間で乗員の衝撃を確実に吸収させるには、初期の膨らみ速度が重要になる。このため、距離Ｗ１は３〜５ｃｍ程度に設定することが最も望ましい。逆に距離Ｗ１が６ｃｍを越えて大きくなると、前方を低圧にするという本来の目的が損なわれ好ましくない。
【００２１】
尚、本発明にかかるエアバッグのように、樹脂シート１１の外周縁端Ｇに隙間１６を設けると、最終的には前方と後方のガス圧は等しくなる。しかし、エアバッグ装置が乗員の身体を保護するべく機能するのは、車両の衝突から最大０．５秒以内の時点における膨張状態においてであり、それ以後のガス圧は、たとえ全体が徐々に均衡しても何ら構わない。車両衝突によって乗員の身体が前方に動き始める１／５００〜１／１００秒の間に前方部分にガス流を流入できるまでにある程度の膨張を達成し、１／１００〜１／５０秒において前方を低圧ながらも略十分に膨張させ、身体が衝突する可能性が最も高い１／５０〜１／２秒の間に前方のガス圧を徐々に高めて衝撃を吸収させる。尚、後方部位は、ガス発生装置６の作動直後から高圧となっている。
【００２２】
従って、かかるエアバッグによれば、膨張開始直後の微小単位時間でエアバッグ本体１０の前方Ｆを高速かつ均一に展開することが出来、また前方Ｆを後方Ｂよりも確実に低圧の状態とすることが出来る。
【００２３】
尚、前記説明では樹脂シートの形状を略円形として示したが、形状は特に限定されない。但し矩形や多角形を使用するよりも円形の方が膨張の均一を図りやすい。また必要があれば樹脂シートの適宜箇所（周辺部、中央等）に小孔を設けても良い。樹脂シートの外周部とエアバッグ内周面との接合部は縫製等の手段により必要に応じて補強することが望ましい
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る自動車用エアバッグによれば、前方を後方よりも低圧にするという条件の下で、エアバッグ本体を高速均等に膨張展開させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエアバッグの内部構造を例示する断面図である。
【図２】図１のＱ−Ｑ線矢視図である。
【図３】本発明に係る樹脂シートの支持状態を例示する斜視図である。
【図４】二重構造を呈する従来のエアバッグを示す図である。
【図５】従来のエアバッグの問題を例示する図である。
【符号の説明】
１０エアバッグ本体
１１樹脂シート
１４係止材
１６隙間
Ｇ樹脂シートの外周縁端
Ｎエアバッグ本体の内周面
Ｗ１離隔距離

Claims

衝突センサに連動させた一のガス発生装置により膨張展開するエアバッグであって、
前記ガス発生装置側を後方、乗員側を前方として、エアバッグ本体の内部の前後方向略中央部前方位置に、当該位置におけるエアバッグ本体の断面積よりも小さな面積をもった高通気性の肉薄シートを配し、当該肉薄シートを、天然糸、樹脂系の柔軟糸、金属系の柔軟糸、およびこれらを用いた細い紐から選択される、伸縮性が少なく柔軟性のある複数本の係止材によってエアバッグ本体に固定したものであって、
前記肉薄シートは、その外周縁端部を、エアバッグ本体の直近内周面から０．５〜６ｃｍの隙間をもつよう配設し、
当該肉薄シートは、網目間隔０．１〜５ｍｍのメッシュ構造を呈することを特徴とする自動車用エアバッグ。