JP3907895B2 - エアバッグシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエアバッグシステムに係り、乗員の体格、着座位置、衝突状況等に応じて展開されるエアバッグの形状を所定形状に規制できるようにしたエアバッグシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、助手席用エアバッグのように大容量のエアバッグを所定の形状に確実に展開させるために、帯体をバッグ内に収容させたエアバッグ装置や、乗員の着座位置に応じて展開させるエアバッグの形状を調整するために、バッグ内に帯状の規制部材を内蔵し、この規制部材の長さを変化させることでエアバッグの形状を調整するようにしたエアバッグ装置（実開平５−３２１７０号公報参照）が提案されている。後者のエアバッグ装置ではシート位置と規制部材とを連結させることにより、シート位置の移動に連動して規制部材の位置が変化し、この規制部材の一端が取り付けられているエアバッグの乗員当接位置が移動し、乗員との距離の調節を行えるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のエアバッグ装置では、所定長さの帯体が折り畳まれてあらかじめバッグ内に収容されているため、その形状を着座する乗員の体格等に応じて規制することはできない。また、後者のエアバッグ装置もシート位置を前後させた場合にのみエアバッグの展開時の形状が規制されるようになっており、実際の使用において重要となる乗員の体格、衝突時に想定される乗員の前方への移動の大きさ等を考慮してエアバッグの形状を考慮しているものではない。
【０００４】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、シートに座った乗員の体格に合わせてエアバッグを展開できるように、乗員の体格や着座位置、衝突の大きさを検知して、エアバッグを適切な形状で展開できるようにしたエアバッグシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はバッグ本体と、このバッグ本体の内面に一端が定着され、他端が前記バッグ本体の開口定着端近傍に配置された巻回手段に定着され、前記バッグ本体が内部に導入されたガスにより膨張展開するのに合わせて前記巻回手段から引き出され、引き出し量が所定設定長さに達したときに引き出しを停止し、バッグ本体の展開時の形状を調整するようにした規制手段と、着座した乗員の荷重、着座位置を検知する乗員着座情報検知部と、衝突状態を検知する衝突検知手段と、バッグ本体に発生ガスを供給するインフレータを動作させるとともに、前記乗員着座情報検知部から得られた前記乗員の荷重と着座位置情報とをもとに乗員の頭部と胸部との位置を特定し、初期引き出し量を設定し、さらに衝突時に前記衝突検知手段による検知情報をもとに前記規制手段の引き出し量を再設定する動作制御部と、前記規制手段が前記所定引き出し量まで引き出された際に前記巻回手段の回転を制動停止させる制動手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
このとき、前記乗員着座情報検知部は、少なくとも着座した乗員による作用荷重を検知するウェイトセンサを備えるようにすることが好ましい。
【０００７】
また、前記乗員着座情報検知部は、着座した乗員による作用荷重とシートベルト巻取装置から引き出されるシートベルト引き出し量とを検知するようにすることが好ましい。
【０００８】
上述の場合、前記規制手段の引き出し量は、衝突程度に応じて再設定されるようにすることがさらに好ましい。
【０００９】
前記制動手段は、電磁ブレーキとすることが好ましい。
【００１０】
また、前記巻回手段に、前記規制手段を巻き取り方向に回転させる駆動手段を備えるようにすることが好ましい。また、前記規制手段は帯状体とすることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエアバッグシステムの一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明のエアバッグシステムのエアバッグを所定形状に規制して膨張展開させるための各構成要素を示した概略構成図である。同図には車両１内の助手席に座った乗員と、助手席２に正対するインパネ７の一部に装備されたエアバッグ装置１０と、このエアバッグ装置１０の点火装置としてのインフレータ１１を動作させるとともにバッグ本体１２の形状を所定形状に規制する規制手段としての規制テープ１３の引き出し量を設定する動作制御部４０と、衝突を検知する衝突センサ５１と、着座した乗員Ｐの体格、着座位置等を検知する乗員着座情報検知部５０とから構成されたエアバッグシステムの概略構成が示されている。
【００１３】
これらのうち、エアバッグ装置１０の構成について図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２にはともに助手席用のエアバッグ装置１０のバッグ本体１２が折り畳まれた状態からガスが供給され膨張し、所定形状に展開された状態が示されている。このエアバッグ装置１０は公知の助手席用エアバッグ装置とほぼ同形状のバッグ本体１２と、バッグ本体１２にガスを供給するインフレータ１１と、インフレータ１１と並列して配置されたテープローダ２０と、一端がテープローダ２０のリール２１に定着され、このリール２１に所定長さだけ巻回されるとともに、他端が展開時にバッグ本体１２の最も乗員Ｐ側に位置する曲面部分の正面中央部１２ａの内面に定着された帯状体としての規制テープ１３と、インフレータ１１とテープローダ２０とバッグ本体１２の開口部を周縁フレーム１４に気密性を保持して定着するとともに、折り畳んだ状態のバッグ本体（図示せず）とを収容するリテーナ１５とから構成されている。
【００１４】
バッグ本体１２は、展開した状態でその正面が助手席２に座った乗員Ｐの顔面と胸部とに正対する曲面状となるように縫製された布製バッグであり、バッグ生地の材質、形状は従来のエアバッグ用のバッグとほぼ同じである。このバッグ本体１２はリテーナ１５内に収容されたインフレータ１１から噴出したガスによって膨張し、所定形状に展開される。図２にはバッグ本体１２がほぼ完全に展開した状態が示されている。このときバッグ本体１２の曲面状をなす正面中央部１２ａの内側面に規制手段としての規制テープ１３の一端が縫いつけられ定着されている。この規制テープ１３の他端は、インフレータ１１と並列して配置された巻回手段としてのテープローダ２０のリール２１に巻回されている。このときこのリール２１はテープローダ２０内に収容された図示しない制動手段（後述する。）によりその回転が抑止されているため、規制テープ１３はリール２１からこれ以上引き出せない状態にある。したがって、バッグ本体１２の正面中央部２１ａはこの位置以上乗員Ｐ側に突出することがない。このように規制テープ１３の引き出し量を規制することで図１に２点鎖線で２通りの例を重ねて示したように、エアバッグ装置１０の乗員Ｐ側への突出量を乗員Ｐに対して前後方向に調整することができる。
【００１５】
この規制テープ１３には、装置内部にコンパクトに収容できるようにするために、テープ厚を十分薄くでき、かつ急激な引張作用に対してほとんど伸びない材質のテープを使用することが好ましい。たとえば合成繊維製織布、合成樹脂フィルム、金属フィルム、あるいはそれらの積層フィルムからなる所定幅のテープを採用することができる。この規制テープに代表される規制手段の他の実施例としては合成樹脂製あるいは細金属線製のワイヤケーブルや合成繊維製紐等、巻き取り繰り出しが自在なものであれば、帯状体（テープ）の形状に限定されない。強度的に十分であれば、紐状体等の方が巻回用のリール等の部品を小さくできるため、装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
次に、エアバッグ装置１０のインフレータ１１を動作させるとともに、バッグ本体１２の膨張と同時にテープローダ２０のリール２１から引き出される規制テープ１３の引き出し量を設定する動作制御部４０と、衝突を検知する衝突センサ５１と、着座した乗員Ｐの体格、着座位置等を検知する乗員着座情報検知部５０の構成について、図１を参照して説明する。
これらのうち衝突センサ５１は、車両１が衝突した際にこのセンサ部分に伝わる加速度を機械接点式あるいは電気式に定量的に検知し、その定量化された衝突信号を動作制御部４０に出力する公知の検知手段である。動作制御部４０は、衝突センサ５１で得られた衝突信号が設定しきい値を越えたか判定を行い、衝突信号がしきい値を越えている場合にインフレータ１１に点火信号を出力する。さらに動作制御部４０はバッグ本体１２の膨張と同時にテープローダ２０のリール２１から引き出される規制テープ１３の引き出し量を設定する。このとき規制テープ１３の引き出し量を設定するためのもととなる情報は、乗員着座情報検知部５０から送られる。
【００１７】
以下、乗員着座情報検知部５０を構成する各検知手段について説明する。乗員着座情報検知部５０は図１に示したように、主としてシート周りに配置され、シートに着座した乗員Ｐの状態を把握するための定量値を検出するための各種センサから構成されている。シート座面３を支持するフレーム４にはウェイトセンサ５２が取り付けられている。このウェイトセンサ５２は公知のひずみセンサをフレーム４の所定位置に装着した荷重検知センサで、乗員Ｐが座った際に生じるフレーム４のたわみ量から作用荷重（乗員Ｐのおおよその体重）を算出することができる。このとき乗員Ｐはフロアに足をついているため乗員Ｐの正確な体重が求められるわけではないが、座った状態で足にかかる荷重成分を考慮して乗員Ｐの体重を推定することができる。
【００１８】
さらにシートベルト巻取装置５３内には、乗員ＰがシートベルトＢを装着するために引き出されたシートベルトＢの引き出し量を検知するシートベルト引き出し量検出手段５４が取り付けられている。このシートベルト引き出し量検出手段５４として本実施の形態では公知のロータリエンコーダがシートベルト巻取装置５３内のリールシャフト（図示せず）に組み込まれている。一部を図示したシートベルトＢは乗員Ｐの胸部から腰部にかけて掛け渡されるため、乗員Ｐの体格によってその引き出される量が異なる。このことに着目して乗員Ｐの体格の特定するデータとして用いている。
【００１９】
このようにして動作制御部４０では、検知手段５２、５４により得られた乗員Ｐの荷重と、シートベルト引き出し量とを用いて動作制御部４０の記憶部（図示せず）に蓄えられた乗員体格データとの照合を行い、座っている乗員Ｐの体格が判断され、この席に座った乗員Ｐの頭部と胸部の位置とが特定される。このデータを用いて、エアバッグ展開時にエアバッグの正面中央部１２ａが乗員Ｐに対して適切な位置に展開されるように規制テープ１３の長さが決定される。なお、シートベルト引き出し量のデータを用いず、ウェイトセンサ５２からの乗員体重データのみで乗員Ｐの位置を特定することも可能である。その場合には装置の簡略化を果たすことができる。
【００２０】
エアバッグの膨張に伴ってリール２１から引き出される規制テープ１３の長さは動作制御部４０のテープローダ２０のリール２１の制動手段の動作指令回路に伝達される。そしてバッグ本体１２が展開していく過程で規制テープ１３が設定長さまで引き出されたら、制動手段が動作し、規制テープ１３の引き出しが停止する。したがって、エアバッグもそれ以上膨張展開できなくなる。
【００２１】
一方、助手席シート２を前後させるシートスライドレール５にはフロア６に対してシート２の前後方向における絶対位置を検知するシート位置検知手段５５が取り付けられている。乗員Ｐが座席を基準位置から前後方向にＬだけスライドさせて座っている場合には、上述の乗員体格データを補正し、移動後の位置をもとに規制テープ１３の引き出し量を正確に再設定することが好ましい。
【００２２】
図３及び図４は本発明のエアバッグ装置１０のインフレータ１１とテープローダ２０とが内部に収容されたリテーナ１５の構成を示した部分断面図である。
図３に示したように、鋼製リテーナ１５の凹所には細円筒形状のインフレータ１１とテープローダ２０のリール２１とがインフレータ１１の長手方向に沿って並んで収容されている。リテーナ１５はガス噴射時に生じるガス噴射の反作用に耐えうるだけの剛性を有し、さらに図示しないインパネ内に設けられている取付フレーム（図示せず）の一部に固定されている。リテーナ１５内にはフランジ１６が取り付けられており、このフランジ１６の一部にインフレータ１１の一端とテープローダ２０とが固定されている。
【００２３】
図４はテープローダ２０内の構成を説明するためにテープローダ２０のリール２１を断面で示した部分断面図である。同図に示したように、テープローダ２０は規制テープ１３を巻回するリール２１と電気的駆動部３０とが回転軸３１に関して同軸的に配置された構造からなる。電気的駆動部３０は、その一端がフランジ１６に固定され、他端が円筒形状のリール２１内に収容されている。
【００２４】
規制テープ１３を巻回するドラム２２の両側にはフランジ２３が形成されている。リテーナ１５側のフランジ２３の中心位置にはボス２４が形成されている。このボス２４を介してリテーナ１５の側面部の軸受け開口１７に回転可能に軸支されている。さらに開放端２５側からその一部が収容された電気的駆動部３０の回転軸３１がボス２４のドラム２２内部側から嵌着されている。リール２１の他端の内周面にはリング状突起２６が形成され、リール２１が回転した際に電気的駆動部３０の外周面３２が周状支点として機能する。これによりリール２１のドラム２２が回転軸３１に関して滑らかに回転することができる。このドラム２２には規制テープ１３が巻回されている。この巻回部分は、前述したようにエアバッグの展開に伴ってドラム２２が回転して引き出される。
【００２５】
電気的駆動部３０の構成について図４を参照して説明する。電気的駆動部３０は中心部に回転軸を有する軸方向に複数の部品が一体化された多機能部品として組み立てられている。回転軸の回転数を検知する回転検出手段としてのエンコーダ３２、所定のタイミングで回転軸の回転を停止させる制動手段としての電磁ブレーキ３３、回転軸を正逆回転可能な駆動手段としての電動モータ３４が軸方向に配置されている。これらのうちエンコーダ３４は公知の回転数検知手段であり、これにより回転軸３１すなわちリール２１の回転数を検知する。この回転数とドラム２２に巻回された規制テープ１３の巻き直径とから規制テープ１３の引き出し量を精度よく求めることができる。したがって、規制テープ１３の引き出し量があらかじめ設定された量に達したことを検知したら、この検知信号をもとに電磁ブレーキ３３を作動させ、回転軸３１すなわちドラム２２の回転を停止させることができる。
【００２６】
一方、電動モータ３４はエアバッグの展開によりドラム２２から引き出された規制テープ１３を再度ドラム２２に巻き取るために用いられる。図５はこの規制テープ１３の巻き取り動作に伴うエアバッグの変形状態を模式的に示した説明図である。衝突によりエアバッグ（バッグ本体１２）が完全に展開した状態に乗員Ｐの上体が倒れ込むように衝突し、この結果、乗員Ｐの車内での２次衝突が防止される。その際にエアバッグ内のガスが抜けないで変形が拘束された状態にあると乗員Ｐの上体がエアバッグではじき返され、図中矢印Ａで示したように、シートバック側に倒れ込む現象が生じるおそれがある。このため、エアバッグ展開直後に規制テープ１３を急激にドラム２２に巻き取ることで、膨張状態のエアバッグをしぼませることができ、乗員Ｐがエアバッグに衝突した際の衝撃緩和を図ることができる。
【００２７】
次に、動作制御部４０を介して行われる規制テープ引き出し量の設定と、衝突状況に応じて行われる規制テープ引き出し量の再設定作業の動作フローについて図６、図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、乗員Ｐが助手席２のシートに座る（ステップ１００）と、シート支持部に設けられているウェイトセンサにより乗員Ｐのおおよその体重が作用荷重として検知される（ステップ１１０）。その荷重値が現在設定されている規制テープ引き出し量に相当する荷重値と異なるか、すなわち前回のウェイトと異なるかを判断する（ステップ１２０）。所定範囲内にあるウェイト値の場合は等しいものとして規制テープ引き出し量の変更は行われない。これに対して前回と別の人が座った場合にはその検出荷重値に相当する規制テープ引き出し量を設定する（ステップ１３０）。さらに基準のシート位置からシートを前後にスライドさせた場合、乗員Ｐとエアバッグとの距離は異なってくる。そこで、前回設定されたシート位置がスライドにより変更されたことが確認された場合（ステップ１４０）にはそのシートスライド量を検知し（ステップ１５０）、再度規制テープ引き出し量の設定を行い（ステップ１３０）、規制テープ引き出し量の設定を終了する（ステップ１６０）。
【００２８】
この状態で運転していて衝突が生じた場合、その衝突の程度に応じて規制テープ引き出し量を再設定し、エアバッグによる乗員移動を十分拘束しかつ衝撃吸収できるように変更させることが好ましい。この衝突時に行われる規制テープ引き出し量の再設定の動作フローについて図１、図７を参照して説明する。エアバッグの展開が必要な程度の衝突が生じた場合、衝突センサ５１から衝突信号が動作制御部４０に送られ、動作制御部４０でその信号の大きさを判断し、エアバッグ展開のためのインフレータ１１点火信号がインフレータ１１に出力される。このとき衝突の度合いが激しい場合、衝撃力によって生じる乗員Ｐの急激な前方への移動を防止するためにエアバッグを最大限に乗員Ｐ側に突出させるように膨張展開させることが好ましい。そこで、衝突信号が所定のしきい値を越え、十分な拘束が必要な激しい衝突の結果かを判断し（ステップ２１０）、その場合には規制テープ引き出し量を再設定させ（ステップ２２０）、エアバッグを展開させる（ステップ２３０）。所定規制テープ１３引き出しが再設定された引き出し量に達したらブレーキを動作させる（ステップ２４０）。さらに電動モータにより規制テープ１３をドラム２２に巻き取り、乗員Ｐの衝突時の衝撃を最小限になるようにする（ステップ２５０）。以上で衝突時のエアバッグの展開動作が完了する（ステップ２６０）。
【００２９】
図８、図９はリテーナ１５内に収容するテープローダ２０の構成の変形例を示した内部構成説明図である。図８に示した変形例ではテープローダ２０のうち、制動手段（電磁ブレーキ３３）をリテーナ１５内に配置する一方、回転数検出部としてのエンコーダ３３２、駆動モータ３４とがリテーナ１５の外側面に取り付けられている。このような構成にすることにより、リテーナ１５への部品組み付けが容易になるとともに、リテーナ１５の小型化が図られる。制動手段３３を回転軸３１から分離したので例示した電磁ブレーキの他、バネ制動手段やメカニカルクラッチ等の機械的手段による制動機構を採用することができ、部品コストの低減を図ることができる。
【００３０】
図９は図８と同様にテープローダ２０の制動手段３３及び駆動手段３４をリテーナ１５外に設けた変形例を示している。本変形例では制動手段３３として電磁クラッチを使用し、リテーナ１５から離れた箇所にある駆動源３８から所定の伝達機構３７を介して回転駆動力が導かれ、上述の電磁クラッチの継断動作によりリール２１に伝えられる。このようにリール回転の駆動源３８をリテーナ１５外に設け、所定の駆動力伝達機構３７を介してリール回転を実現するため、駆動源３８としてインフレータ１１と同様の構造の火薬式ガス発生器等も採用することができる。
【００３１】
なお、以上の説明では助手席に座った乗員を例に説明したが、運転席に座り、ステアリングホイール内に組み込まれたエアバッグ装置に対しても同様のシステム構成を構築できることはいうまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上に述べたように、シートに座った乗員の体格や衝突の程度に応じてエアバッグの展開形状を変化させることができるため、このエアバッグにより乗員の移動を適正に抑止するとともに、衝撃を緩和できるので、乗員の車内での２次衝突による被害を最小限に抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエアバッグシステムの一実施の形態を示した概略構成図。
【図２】本発明のエアバッグシステムのエアバッグの展開状態を示した模式平面図。
【図３】エアバッグシステムのインフレータ及びテープローダの取り付け状態を示した部分断面図。
【図４】図３においてテープローダを断面表示で示した部分断面図。
【図５】規制テープが巻き取られた状態でのエアバッグ及び乗員の動作状態を模式的に示した説明図。
【図６】乗員着座時における規制テープ引き出し量設定の動作フローチャート。
【図７】衝突時における規制テープ引き出し量再設定の動作フローチャート。
【図８】テープローダの変形例を示した部分断面図。
【図９】テープローダの他の変形例を示した部分断面図。
【符号の説明】
２ 助手席
３ シート座面
４ フレーム
５ シートスライドレール
１０ エアバッグ装置
１１ インフレータ
１２ バッグ本体
１３ 規制テープ
１４ 周縁フレーム
１５ リテーナ
２０ テープローダ
２１ リール
２２ ドラム
３０ 電気的駆動部
３２ エンコーダ
３３ 制動手段
３４ 駆動部
４０ 動作制御部
５０乗員着座情報検知部
５１ 衝突センサ
５２ ウェイトセンサ
５３ シートベルト巻取装置
５４ シートベルト引き出し量検出手段
Ｂ シートベルト
Ｐ 乗員
【発明の属する技術分野】
本発明はエアバッグシステムに係り、乗員の体格、着座位置、衝突状況等に応じて展開されるエアバッグの形状を所定形状に規制できるようにしたエアバッグシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、助手席用エアバッグのように大容量のエアバッグを所定の形状に確実に展開させるために、帯体をバッグ内に収容させたエアバッグ装置や、乗員の着座位置に応じて展開させるエアバッグの形状を調整するために、バッグ内に帯状の規制部材を内蔵し、この規制部材の長さを変化させることでエアバッグの形状を調整するようにしたエアバッグ装置（実開平５−３２１７０号公報参照）が提案されている。後者のエアバッグ装置ではシート位置と規制部材とを連結させることにより、シート位置の移動に連動して規制部材の位置が変化し、この規制部材の一端が取り付けられているエアバッグの乗員当接位置が移動し、乗員との距離の調節を行えるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のエアバッグ装置では、所定長さの帯体が折り畳まれてあらかじめバッグ内に収容されているため、その形状を着座する乗員の体格等に応じて規制することはできない。また、後者のエアバッグ装置もシート位置を前後させた場合にのみエアバッグの展開時の形状が規制されるようになっており、実際の使用において重要となる乗員の体格、衝突時に想定される乗員の前方への移動の大きさ等を考慮してエアバッグの形状を考慮しているものではない。
【０００４】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、シートに座った乗員の体格に合わせてエアバッグを展開できるように、乗員の体格や着座位置、衝突の大きさを検知して、エアバッグを適切な形状で展開できるようにしたエアバッグシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はバッグ本体と、このバッグ本体の内面に一端が定着され、他端が前記バッグ本体の開口定着端近傍に配置された巻回手段に定着され、前記バッグ本体が内部に導入されたガスにより膨張展開するのに合わせて前記巻回手段から引き出され、引き出し量が所定設定長さに達したときに引き出しを停止し、バッグ本体の展開時の形状を調整するようにした規制手段と、着座した乗員の荷重、着座位置を検知する乗員着座情報検知部と、衝突状態を検知する衝突検知手段と、バッグ本体に発生ガスを供給するインフレータを動作させるとともに、前記乗員着座情報検知部から得られた前記乗員の荷重と着座位置情報とをもとに乗員の頭部と胸部との位置を特定し、初期引き出し量を設定し、さらに衝突時に前記衝突検知手段による検知情報をもとに前記規制手段の引き出し量を再設定する動作制御部と、前記規制手段が前記所定引き出し量まで引き出された際に前記巻回手段の回転を制動停止させる制動手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
このとき、前記乗員着座情報検知部は、少なくとも着座した乗員による作用荷重を検知するウェイトセンサを備えるようにすることが好ましい。
【０００７】
また、前記乗員着座情報検知部は、着座した乗員による作用荷重とシートベルト巻取装置から引き出されるシートベルト引き出し量とを検知するようにすることが好ましい。
【０００８】
上述の場合、前記規制手段の引き出し量は、衝突程度に応じて再設定されるようにすることがさらに好ましい。
【０００９】
前記制動手段は、電磁ブレーキとすることが好ましい。
【００１０】
また、前記巻回手段に、前記規制手段を巻き取り方向に回転させる駆動手段を備えるようにすることが好ましい。また、前記規制手段は帯状体とすることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエアバッグシステムの一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明のエアバッグシステムのエアバッグを所定形状に規制して膨張展開させるための各構成要素を示した概略構成図である。同図には車両１内の助手席に座った乗員と、助手席２に正対するインパネ７の一部に装備されたエアバッグ装置１０と、このエアバッグ装置１０の点火装置としてのインフレータ１１を動作させるとともにバッグ本体１２の形状を所定形状に規制する規制手段としての規制テープ１３の引き出し量を設定する動作制御部４０と、衝突を検知する衝突センサ５１と、着座した乗員Ｐの体格、着座位置等を検知する乗員着座情報検知部５０とから構成されたエアバッグシステムの概略構成が示されている。
【００１３】
これらのうち、エアバッグ装置１０の構成について図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２にはともに助手席用のエアバッグ装置１０のバッグ本体１２が折り畳まれた状態からガスが供給され膨張し、所定形状に展開された状態が示されている。このエアバッグ装置１０は公知の助手席用エアバッグ装置とほぼ同形状のバッグ本体１２と、バッグ本体１２にガスを供給するインフレータ１１と、インフレータ１１と並列して配置されたテープローダ２０と、一端がテープローダ２０のリール２１に定着され、このリール２１に所定長さだけ巻回されるとともに、他端が展開時にバッグ本体１２の最も乗員Ｐ側に位置する曲面部分の正面中央部１２ａの内面に定着された帯状体としての規制テープ１３と、インフレータ１１とテープローダ２０とバッグ本体１２の開口部を周縁フレーム１４に気密性を保持して定着するとともに、折り畳んだ状態のバッグ本体（図示せず）とを収容するリテーナ１５とから構成されている。
【００１４】
バッグ本体１２は、展開した状態でその正面が助手席２に座った乗員Ｐの顔面と胸部とに正対する曲面状となるように縫製された布製バッグであり、バッグ生地の材質、形状は従来のエアバッグ用のバッグとほぼ同じである。このバッグ本体１２はリテーナ１５内に収容されたインフレータ１１から噴出したガスによって膨張し、所定形状に展開される。図２にはバッグ本体１２がほぼ完全に展開した状態が示されている。このときバッグ本体１２の曲面状をなす正面中央部１２ａの内側面に規制手段としての規制テープ１３の一端が縫いつけられ定着されている。この規制テープ１３の他端は、インフレータ１１と並列して配置された巻回手段としてのテープローダ２０のリール２１に巻回されている。このときこのリール２１はテープローダ２０内に収容された図示しない制動手段（後述する。）によりその回転が抑止されているため、規制テープ１３はリール２１からこれ以上引き出せない状態にある。したがって、バッグ本体１２の正面中央部２１ａはこの位置以上乗員Ｐ側に突出することがない。このように規制テープ１３の引き出し量を規制することで図１に２点鎖線で２通りの例を重ねて示したように、エアバッグ装置１０の乗員Ｐ側への突出量を乗員Ｐに対して前後方向に調整することができる。
【００１５】
この規制テープ１３には、装置内部にコンパクトに収容できるようにするために、テープ厚を十分薄くでき、かつ急激な引張作用に対してほとんど伸びない材質のテープを使用することが好ましい。たとえば合成繊維製織布、合成樹脂フィルム、金属フィルム、あるいはそれらの積層フィルムからなる所定幅のテープを採用することができる。この規制テープに代表される規制手段の他の実施例としては合成樹脂製あるいは細金属線製のワイヤケーブルや合成繊維製紐等、巻き取り繰り出しが自在なものであれば、帯状体（テープ）の形状に限定されない。強度的に十分であれば、紐状体等の方が巻回用のリール等の部品を小さくできるため、装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
次に、エアバッグ装置１０のインフレータ１１を動作させるとともに、バッグ本体１２の膨張と同時にテープローダ２０のリール２１から引き出される規制テープ１３の引き出し量を設定する動作制御部４０と、衝突を検知する衝突センサ５１と、着座した乗員Ｐの体格、着座位置等を検知する乗員着座情報検知部５０の構成について、図１を参照して説明する。
これらのうち衝突センサ５１は、車両１が衝突した際にこのセンサ部分に伝わる加速度を機械接点式あるいは電気式に定量的に検知し、その定量化された衝突信号を動作制御部４０に出力する公知の検知手段である。動作制御部４０は、衝突センサ５１で得られた衝突信号が設定しきい値を越えたか判定を行い、衝突信号がしきい値を越えている場合にインフレータ１１に点火信号を出力する。さらに動作制御部４０はバッグ本体１２の膨張と同時にテープローダ２０のリール２１から引き出される規制テープ１３の引き出し量を設定する。このとき規制テープ１３の引き出し量を設定するためのもととなる情報は、乗員着座情報検知部５０から送られる。
【００１７】
以下、乗員着座情報検知部５０を構成する各検知手段について説明する。乗員着座情報検知部５０は図１に示したように、主としてシート周りに配置され、シートに着座した乗員Ｐの状態を把握するための定量値を検出するための各種センサから構成されている。シート座面３を支持するフレーム４にはウェイトセンサ５２が取り付けられている。このウェイトセンサ５２は公知のひずみセンサをフレーム４の所定位置に装着した荷重検知センサで、乗員Ｐが座った際に生じるフレーム４のたわみ量から作用荷重（乗員Ｐのおおよその体重）を算出することができる。このとき乗員Ｐはフロアに足をついているため乗員Ｐの正確な体重が求められるわけではないが、座った状態で足にかかる荷重成分を考慮して乗員Ｐの体重を推定することができる。
【００１８】
さらにシートベルト巻取装置５３内には、乗員ＰがシートベルトＢを装着するために引き出されたシートベルトＢの引き出し量を検知するシートベルト引き出し量検出手段５４が取り付けられている。このシートベルト引き出し量検出手段５４として本実施の形態では公知のロータリエンコーダがシートベルト巻取装置５３内のリールシャフト（図示せず）に組み込まれている。一部を図示したシートベルトＢは乗員Ｐの胸部から腰部にかけて掛け渡されるため、乗員Ｐの体格によってその引き出される量が異なる。このことに着目して乗員Ｐの体格の特定するデータとして用いている。
【００１９】
このようにして動作制御部４０では、検知手段５２、５４により得られた乗員Ｐの荷重と、シートベルト引き出し量とを用いて動作制御部４０の記憶部（図示せず）に蓄えられた乗員体格データとの照合を行い、座っている乗員Ｐの体格が判断され、この席に座った乗員Ｐの頭部と胸部の位置とが特定される。このデータを用いて、エアバッグ展開時にエアバッグの正面中央部１２ａが乗員Ｐに対して適切な位置に展開されるように規制テープ１３の長さが決定される。なお、シートベルト引き出し量のデータを用いず、ウェイトセンサ５２からの乗員体重データのみで乗員Ｐの位置を特定することも可能である。その場合には装置の簡略化を果たすことができる。
【００２０】
エアバッグの膨張に伴ってリール２１から引き出される規制テープ１３の長さは動作制御部４０のテープローダ２０のリール２１の制動手段の動作指令回路に伝達される。そしてバッグ本体１２が展開していく過程で規制テープ１３が設定長さまで引き出されたら、制動手段が動作し、規制テープ１３の引き出しが停止する。したがって、エアバッグもそれ以上膨張展開できなくなる。
【００２１】
一方、助手席シート２を前後させるシートスライドレール５にはフロア６に対してシート２の前後方向における絶対位置を検知するシート位置検知手段５５が取り付けられている。乗員Ｐが座席を基準位置から前後方向にＬだけスライドさせて座っている場合には、上述の乗員体格データを補正し、移動後の位置をもとに規制テープ１３の引き出し量を正確に再設定することが好ましい。
【００２２】
図３及び図４は本発明のエアバッグ装置１０のインフレータ１１とテープローダ２０とが内部に収容されたリテーナ１５の構成を示した部分断面図である。
図３に示したように、鋼製リテーナ１５の凹所には細円筒形状のインフレータ１１とテープローダ２０のリール２１とがインフレータ１１の長手方向に沿って並んで収容されている。リテーナ１５はガス噴射時に生じるガス噴射の反作用に耐えうるだけの剛性を有し、さらに図示しないインパネ内に設けられている取付フレーム（図示せず）の一部に固定されている。リテーナ１５内にはフランジ１６が取り付けられており、このフランジ１６の一部にインフレータ１１の一端とテープローダ２０とが固定されている。
【００２３】
図４はテープローダ２０内の構成を説明するためにテープローダ２０のリール２１を断面で示した部分断面図である。同図に示したように、テープローダ２０は規制テープ１３を巻回するリール２１と電気的駆動部３０とが回転軸３１に関して同軸的に配置された構造からなる。電気的駆動部３０は、その一端がフランジ１６に固定され、他端が円筒形状のリール２１内に収容されている。
【００２４】
規制テープ１３を巻回するドラム２２の両側にはフランジ２３が形成されている。リテーナ１５側のフランジ２３の中心位置にはボス２４が形成されている。このボス２４を介してリテーナ１５の側面部の軸受け開口１７に回転可能に軸支されている。さらに開放端２５側からその一部が収容された電気的駆動部３０の回転軸３１がボス２４のドラム２２内部側から嵌着されている。リール２１の他端の内周面にはリング状突起２６が形成され、リール２１が回転した際に電気的駆動部３０の外周面３２が周状支点として機能する。これによりリール２１のドラム２２が回転軸３１に関して滑らかに回転することができる。このドラム２２には規制テープ１３が巻回されている。この巻回部分は、前述したようにエアバッグの展開に伴ってドラム２２が回転して引き出される。
【００２５】
電気的駆動部３０の構成について図４を参照して説明する。電気的駆動部３０は中心部に回転軸を有する軸方向に複数の部品が一体化された多機能部品として組み立てられている。回転軸の回転数を検知する回転検出手段としてのエンコーダ３２、所定のタイミングで回転軸の回転を停止させる制動手段としての電磁ブレーキ３３、回転軸を正逆回転可能な駆動手段としての電動モータ３４が軸方向に配置されている。これらのうちエンコーダ３４は公知の回転数検知手段であり、これにより回転軸３１すなわちリール２１の回転数を検知する。この回転数とドラム２２に巻回された規制テープ１３の巻き直径とから規制テープ１３の引き出し量を精度よく求めることができる。したがって、規制テープ１３の引き出し量があらかじめ設定された量に達したことを検知したら、この検知信号をもとに電磁ブレーキ３３を作動させ、回転軸３１すなわちドラム２２の回転を停止させることができる。
【００２６】
一方、電動モータ３４はエアバッグの展開によりドラム２２から引き出された規制テープ１３を再度ドラム２２に巻き取るために用いられる。図５はこの規制テープ１３の巻き取り動作に伴うエアバッグの変形状態を模式的に示した説明図である。衝突によりエアバッグ（バッグ本体１２）が完全に展開した状態に乗員Ｐの上体が倒れ込むように衝突し、この結果、乗員Ｐの車内での２次衝突が防止される。その際にエアバッグ内のガスが抜けないで変形が拘束された状態にあると乗員Ｐの上体がエアバッグではじき返され、図中矢印Ａで示したように、シートバック側に倒れ込む現象が生じるおそれがある。このため、エアバッグ展開直後に規制テープ１３を急激にドラム２２に巻き取ることで、膨張状態のエアバッグをしぼませることができ、乗員Ｐがエアバッグに衝突した際の衝撃緩和を図ることができる。
【００２７】
次に、動作制御部４０を介して行われる規制テープ引き出し量の設定と、衝突状況に応じて行われる規制テープ引き出し量の再設定作業の動作フローについて図６、図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、乗員Ｐが助手席２のシートに座る（ステップ１００）と、シート支持部に設けられているウェイトセンサにより乗員Ｐのおおよその体重が作用荷重として検知される（ステップ１１０）。その荷重値が現在設定されている規制テープ引き出し量に相当する荷重値と異なるか、すなわち前回のウェイトと異なるかを判断する（ステップ１２０）。所定範囲内にあるウェイト値の場合は等しいものとして規制テープ引き出し量の変更は行われない。これに対して前回と別の人が座った場合にはその検出荷重値に相当する規制テープ引き出し量を設定する（ステップ１３０）。さらに基準のシート位置からシートを前後にスライドさせた場合、乗員Ｐとエアバッグとの距離は異なってくる。そこで、前回設定されたシート位置がスライドにより変更されたことが確認された場合（ステップ１４０）にはそのシートスライド量を検知し（ステップ１５０）、再度規制テープ引き出し量の設定を行い（ステップ１３０）、規制テープ引き出し量の設定を終了する（ステップ１６０）。
【００２８】
この状態で運転していて衝突が生じた場合、その衝突の程度に応じて規制テープ引き出し量を再設定し、エアバッグによる乗員移動を十分拘束しかつ衝撃吸収できるように変更させることが好ましい。この衝突時に行われる規制テープ引き出し量の再設定の動作フローについて図１、図７を参照して説明する。エアバッグの展開が必要な程度の衝突が生じた場合、衝突センサ５１から衝突信号が動作制御部４０に送られ、動作制御部４０でその信号の大きさを判断し、エアバッグ展開のためのインフレータ１１点火信号がインフレータ１１に出力される。このとき衝突の度合いが激しい場合、衝撃力によって生じる乗員Ｐの急激な前方への移動を防止するためにエアバッグを最大限に乗員Ｐ側に突出させるように膨張展開させることが好ましい。そこで、衝突信号が所定のしきい値を越え、十分な拘束が必要な激しい衝突の結果かを判断し（ステップ２１０）、その場合には規制テープ引き出し量を再設定させ（ステップ２２０）、エアバッグを展開させる（ステップ２３０）。所定規制テープ１３引き出しが再設定された引き出し量に達したらブレーキを動作させる（ステップ２４０）。さらに電動モータにより規制テープ１３をドラム２２に巻き取り、乗員Ｐの衝突時の衝撃を最小限になるようにする（ステップ２５０）。以上で衝突時のエアバッグの展開動作が完了する（ステップ２６０）。
【００２９】
図８、図９はリテーナ１５内に収容するテープローダ２０の構成の変形例を示した内部構成説明図である。図８に示した変形例ではテープローダ２０のうち、制動手段（電磁ブレーキ３３）をリテーナ１５内に配置する一方、回転数検出部としてのエンコーダ３３２、駆動モータ３４とがリテーナ１５の外側面に取り付けられている。このような構成にすることにより、リテーナ１５への部品組み付けが容易になるとともに、リテーナ１５の小型化が図られる。制動手段３３を回転軸３１から分離したので例示した電磁ブレーキの他、バネ制動手段やメカニカルクラッチ等の機械的手段による制動機構を採用することができ、部品コストの低減を図ることができる。
【００３０】
図９は図８と同様にテープローダ２０の制動手段３３及び駆動手段３４をリテーナ１５外に設けた変形例を示している。本変形例では制動手段３３として電磁クラッチを使用し、リテーナ１５から離れた箇所にある駆動源３８から所定の伝達機構３７を介して回転駆動力が導かれ、上述の電磁クラッチの継断動作によりリール２１に伝えられる。このようにリール回転の駆動源３８をリテーナ１５外に設け、所定の駆動力伝達機構３７を介してリール回転を実現するため、駆動源３８としてインフレータ１１と同様の構造の火薬式ガス発生器等も採用することができる。
【００３１】
なお、以上の説明では助手席に座った乗員を例に説明したが、運転席に座り、ステアリングホイール内に組み込まれたエアバッグ装置に対しても同様のシステム構成を構築できることはいうまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上に述べたように、シートに座った乗員の体格や衝突の程度に応じてエアバッグの展開形状を変化させることができるため、このエアバッグにより乗員の移動を適正に抑止するとともに、衝撃を緩和できるので、乗員の車内での２次衝突による被害を最小限に抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエアバッグシステムの一実施の形態を示した概略構成図。
【図２】本発明のエアバッグシステムのエアバッグの展開状態を示した模式平面図。
【図３】エアバッグシステムのインフレータ及びテープローダの取り付け状態を示した部分断面図。
【図４】図３においてテープローダを断面表示で示した部分断面図。
【図５】規制テープが巻き取られた状態でのエアバッグ及び乗員の動作状態を模式的に示した説明図。
【図６】乗員着座時における規制テープ引き出し量設定の動作フローチャート。
【図７】衝突時における規制テープ引き出し量再設定の動作フローチャート。
【図８】テープローダの変形例を示した部分断面図。
【図９】テープローダの他の変形例を示した部分断面図。
【符号の説明】
２ 助手席
３ シート座面
４ フレーム
５ シートスライドレール
１０ エアバッグ装置
１１ インフレータ
１２ バッグ本体
１３ 規制テープ
１４ 周縁フレーム
１５ リテーナ
２０ テープローダ
２１ リール
２２ ドラム
３０ 電気的駆動部
３２ エンコーダ
３３ 制動手段
３４ 駆動部
４０ 動作制御部
５０乗員着座情報検知部
５１ 衝突センサ
５２ ウェイトセンサ
５３ シートベルト巻取装置
５４ シートベルト引き出し量検出手段
Ｂ シートベルト
Ｐ 乗員
Claims (7)
- バッグ本体と、このバッグ本体の内面に一端が定着され、他端が前記バッグ本体の開口定着端近傍に配置された巻回手段に定着され、前記バッグ本体が内部に導入されたガスにより膨張展開するのに合わせて前記巻回手段から引き出され、引き出し量が所定設定長さに達したときに引き出しを停止し、バッグ本体の展開時の形状を調整するようにした規制手段と、
着座した乗員の荷重、着座位置を検知する乗員着座情報検知部と、
衝突状態を検知する衝突検知手段と、
バッグ本体に発生ガスを供給するインフレータを動作させるとともに、前記乗員着座情報検知部から得られた前記乗員の荷重と着座位置情報とをもとに乗員の頭部と胸部との位置を特定し、初期引き出し量を設定し、さらに衝突時に前記衝突検知手段による検知情報をもとに前記規制手段の引き出し量を再設定する動作制御部と、
前記規制手段が前記所定引き出し量まで引き出された際に前記巻回手段の回転を制動停止させる制動手段と、
を備えたことを特徴とするエアバッグシステム。 - 前記乗員着座情報検知部は、着座した乗員による作用荷重を検知するウェイトセンサを備えたことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグシステム。
- 前記乗員着座情報検知部は、着座した乗員による作用荷重とシートベルト巻取装置から引き出されるシートベルト引き出し量とを検知するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエアバッグシステム。
- 前記規制手段の引き出し量は、衝突程度に応じて再設定されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエアバッグシステム。
- 前記制動手段は、電磁ブレーキであることを特徴とする請求項１記載のエアバッグシステム。
- 前記巻回手段に、前記規制手段を巻き取り方向に回転させる駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエアバッグシステム。
- 前記規制手段は、帯状体であることを特徴とする請求項１記載のエアバッグシステム。
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