JP4014105B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の信号が入力されたときにエアバッグを膨張展開させるエアバッグ装置に係り、特にエアバッグの展開時におけるエアバッグ内部のガスの圧力を制御する技術に関する。

エアバッグ装置は、事故に遭遇したときに乗員を保護するための装置として車両に適用されている。エアバッグ装置は、ガスによって膨張する布製のエアバッグと、エアバッグにガスを供給するインフレータなどのガス供給手段とを備えている。このようなエアバッグ装置では、加速度センサが所定値以上の車両の加速度を検出したときに、ガス供給手段によってエアバッグの内部にガスが供給され、エアバッグが膨張展開することにより、乗員を拘束して保護する。

ところで，一般的にエアバッグ装置は、エアバッグの内圧を調整するためのベントホールを備えている。ベントホールからは、エアバッグ展開初期からガス漏れが生じるため、その漏れも考慮し容量の大きなインフレータを用いる必要があった。そこで、エアバッグ展開初期のガス漏れを抑制し、乗員を効果的に拘束するためにエアバッグ内部のガスを所定の設定圧力値で解放するための種々の技術が開発されている。

たとえば特許文献１に開示されているように、エアバッグにベントホールを形成し、このベントホールを塞ぐためにエアバッグの内側に布製のカバーを設けた技術が提案されている。この技術では、エアバッグの膨張展開の開始時にカバーによりベントホールが塞がれているが、エアバッグが乗員に当たって、エアバッグの内圧が所定の設定圧力値を超えたときに、カバーをベントホールから飛び出させて、ベントホールを開放するようになっている。

特開平１０−７１９２３号（要約）

しかしながら、特許文献１のような技術では、布製のエアバッグの内側にベントホールを設け、その開口部を布製のカバーで塞いでいるため、エアバッグの収納時に、エアバッグの開口部およびカバーを常に定められた状態に折りたたむことすることが困難であったため、カバーによってベントホールを確実に塞ぐことができなかった。

加えて、エアバッグの膨張展開中に、カバーがばたつくことがあるため、カバーをエアバッグの所定の設定圧力値で適時にベントホールから飛び出させるのが困難であった。

そこで、上記のような問題を解決するために、たとえば特許文献２のようにベントホールに複数の弁体からなる制御弁を設け、これら弁体を圧電素子により作動させることが提案されている。

特開２００１−２１３２６６号（要約）

しかしながら、特許文献２のような技術では、圧電素子を用いるため、エアバッグの内圧制御機構が複雑なものとなり、装置の製造コストが増大するという問題があった。

したがって、本発明は、簡単な構成でエアバッグ内部のガスの放出を所定の設定圧力値で適時に行うことができるともに、これにより装置の製造コストを低減することができるエアバッグ装置を提供することを目的としている。

本発明のエアバッグ装置は、ガスによって膨張するエアバッグと、所定の信号が入力されたときにエアバッグの内部にガスを供給するガス供給手段と、エアバッグ内部のガスの圧力を制御するガス制御手段とを備え、ガス制御手段は、基体と、この基体に形成されるとともに、エアバッグ内部に連通する開口部と、この開口部に開閉自在に設けられ、少なくとも１対の側部に弾性変形可能な爪部を有する蓋部と、この蓋部の爪部と係脱自在に係合するとともに、蓋部を閉じる方向に向けて押圧する蓋押圧部と、爪部から離間した位置にある開口部の縁部に設けられるとともに、蓋部の開口部に対する開閉動作に追従するように伸縮可能なシール材とを備え、蓋部の爪部は略Ｓ字状をなし、前記蓋部の爪部と前記蓋押圧部は互いに面接触する傾斜面を有することを特徴としている。

本発明のエアバッグ装置では、所定の信号が入力されたときに、ガス供給手段によってエアバッグの内部にガスが供給されることにより、エアバッグが膨張展開する。このようなエアバッグの膨張展開中にその内圧が高くなり所定の設定圧力値を超えた場合、エアバッグ内部のガスによって蓋部が開口部の外側に向けて押圧される。すると、蓋部の爪部が弾性変形して蓋押圧部から離脱し、蓋部が開口部の外側に向けて開放される。これにより、蓋部による開口部の閉塞が解除され、エアバッグ内部のガスが開口部から放出される。

このようなエアバッグ装置では、蓋部の爪部を、蓋押圧部と係脱自在に係合させて蓋部を閉じる方向に押圧したので、確実に開口部を開閉自在に塞ぐことができる。したがって、エアバッグの膨張展開の初期に開口部からのガス漏れが生じることを防止することができる。また、蓋部の爪部の弾性定数を適宜設定することにより、エアバッグ内部のガスの放出を所定の設定圧力値で適時に行うことができる。さらに、蓋部の爪部は、蓋部が開放されたときに、蓋押圧部による係合が解除されて弾性変形して外側に拡がり、蓋押圧部の係合面の反対側にひっかかるので、蓋部による開口部の再閉塞を防止することができる。

また、ガス制御手段は、蓋部の爪部を蓋押圧部と係脱自在に係合するだけという簡単な構成であるので、蓋部の開放方向へ突出しないように構成することができる。これにより、製造コストを低減することができるとともに、ガス制御手段の小型化を図ることができる。これにより、装置のレイアウトの自由度を向上させることができる。

さらに、従来技術のように布製のカバーで開口部を塞ぐ代わりに、上記のように蓋部で機械的に開口部を開閉自在に閉塞したので、エアバッグを常に定められた状態に折りたたむ必要がない。さらに、ガスの供給量を低減することができるので、ガス供給手段の容量を小さくすることができ、ガス供給手段の小型化をさらに図ることができる。これにより、装置のレイアウトの自由度をさらに向上させることができるとともに、製造コストをさらに低減することができる。

ここで、ガス制御手段によるエアバッグ内部のガスの開放圧力値の設定機能を高めるために種々の構成を採用することができる。たとえば、蓋部の爪部と蓋押圧部は、互いに面接触する傾斜面を有することができる。このような態様では、蓋部の爪部による蓋押圧部への荷重を容易に制御することができるので、ガスの圧力が設定圧力値に達したときに蓋部をより確実に開放することができる。

さらに、エアバッグ内部のガスの放出を設定圧力値でより適時に行うために種々の構成を用いることができる。たとえば、ガス制御手段の基体に形成された開口部の周囲に弾性を有するシール材を備えることができる。蓋部と開口部との間のガスの気密性を良好に保持することができる。

加えて、エアバッグを支持するとともに、エアバッグ内部に連通する開口部を有する支持手段を備えるのが好適である。この場合、ガス制御手段の基体は、この基体の開口部と支持手段の開口部とを連通するようにして支持手段に設ける。

本発明のエアバッグ装置によれば、蓋部の爪部を、蓋押圧部と係脱自在に係合させて蓋部を閉じる方向に押圧したので、確実に開口部を開閉自在に塞ぐことができる。したがって、エアバッグの膨張展開の初期に開口部からのガス漏れが生じることを防止することができる。また、蓋部の爪部の弾性常数を適宜設定することにより、エアバッグ内部のガスの放出を所定の設定圧力値で適時に行うことができる等の効果が得られる。

（１）実施形態の構成
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエアバッグ装置１の概略構成を表す側断面図である。図２は、エアバッグ装置１に設けられたガス制御装置２０の概略構成を表す拡大側断面図である。図３は、図１のエアバッグ装置１に設けられたガス制御装置２０の概略構成を表す拡大上面図である。なお、図２は、図３のＡ−Ａ線における側断面図である。図３では、ガス制御装置２０に設けられたシール部材２３の図示は省略している。本実施形態では、ガス制御装置２０について詳述し、それ以外の構成および作用の説明は省略する。

エアバッグ装置１は、車両が事故に遭遇したときに乗員を保護するための装置であり、たとえば車両（図示略）の運転席（図示略）の前方に配置されたステアリングコラムＣの中央部に取り付けられる。

エアバッグ装置１はハウジング２を備えている。ハウジング２はフロントハウジング２Ａとリアハウジング２Ｂとを有し、これら部位２Ａ，２Ｂの境界部には取付フランジ３が設けられている。フロントハウジング２Ａの内部には、エアバッグモジュール１０が収納されている。リアハウジング２Ｂの内部には、エアバッグモジュール１０内部のガスの圧力を制御するガス制御装置（ガス制御手段）２０が取り付けられている。

エアバッグモジュール１０は、図１に示すように、それをフロントハウジング２Ａの内部で支持するための支持手段としてのリテーナ１１と、ガスによって膨張するエアバッグ１２と、所定の信号が入力されたときに、エアバッグ１２に対して高圧ガスを供給するインフレータ（ガス供給手段）１３と、中央でインフレータ１３を支持するブラケット１４とを備えている。リテーナ１１の外周部、エアバッグ１２の周縁部およびブラケット１４の外周部は、取付フランジ３において重ね合わされ、そこでボルト（図示略）などで固定されている。

リテーナ１１の中央部には、開口部としてベントホール１１Ａが形成されている。エアバッグ１２は、袋状に形成され、その下面に開口部１２Ａを有する。エアバッグ１２は、フロントハウジング２Ａの内部に折り畳まれて収納されている。インフレータ１３は、高圧ガスを噴出するためのガス噴出口１３ａを有している。ガス噴出口１３ａは、エアバッグ１２の内部空間に連通している。インフレータ１３に入力される上記信号としては、たとえば車両に設けられた加速度センサが車両の所定値以上の加速度を検出したときに出力する信号がある。ブラケット１４の上部は、リテーナ１１の上面に対して所定の間隔をおいて位置し、そこに上記インフレータ１３が設けられている。ブラケット１４の側部には、複数の通孔（図示略）が形成されている。エアバッグ１２の内部空間は、ブラケット１４の上記通孔を通じて、リテーナ１１とブラケット１４とに挟まれた空間に連通している。

ガス制御装置２０は、図２〜３に示すように、開口部２１Ａが形成された基体２１を備えている。開口部２１Ａの周囲には、所定の高さを有する開口縁部２１Ｂが一体的に形成されている。開口部２１Ａにおける基体２１の底面側は、リテーナ１１の中央に形成されたベントホール１１Ａと同一形状を有する。基体２１は、その開口部２１Ａとリテーナ１１のベントホール１１Ａとの位置が一致するようにしてリテーナ１１の下面に取り付けられている。

基体２１の開口部２１Ａには、そこを開閉自在に閉塞するための蓋部２２が設けられている。蓋部２２は、弾性部材からなり、たとえばＳＵＳ３０４ＷＰＢのバネ材からなる。蓋部２２は、側部に略Ｓ字形状の爪部２３を有し、略コ字形状をなしている。爪部２３の先端部は、たとえば水平方向から下側に４５°程度の角度をなした傾斜面を有する。蓋部２２の上面部には、開口部２１Ａと嵌合する窪み部２２Ａが形成されている。

基体２１の開口縁部２１Ｂの上面には、弾性を有するシール材２４が設けられている。この場合、シール材２４の内周部は、開口縁部２１Ｂの上周部からその内側に向けて突出するように設けられている。シール材２４は、蓋部２２が開口部２１Ａを閉塞しているときには、その蓋部２２により圧縮されている。

このようなシール材２４によって、開口縁部２１Ｂと蓋部２２との間の気密性をより良好に保持することができる。この場合、蓋部２２が開放され始めたときに蓋部２２の窪み部２２Ａと開口縁部２１Ｂとの嵌合が解除されて、蓋部２２と開口縁部２１Ｂの上面との間に隙間ができたとしても、シール材２４は、予め設定された伸縮可能な範囲内でその隙間を塞ぐことができる。また、シール材２４の伸縮可能長を適宜選択することにより、蓋部２２の開口縁部２１Ｂに対するガス排出開始位置を設定することができる。

基体２１の開口縁部２１Ｂの外側には、突起部２５ａが形成された１対の蓋押圧部２５が設けられている。蓋押圧部２５は、蓋部２２の爪部２３と係脱自在に係合するとともに、蓋部２２を閉じる方向に向けて押圧する。蓋押圧部２５の突起部２５ａの下部には、傾斜面が形成されているのが好ましく、この場合、突起部２５ａの傾斜面は爪部２３の先端部の傾斜面と面接触している。

ここで、上記爪部２３の形状やサイズ、およびそれに対応させて蓋押圧部２５の突起部２５ａの傾斜面の位置や形状を適宜設定することにより、蓋押圧部２５への初期荷重を調整することができ、その初期荷重に対応した蓋部２２による開口部２１Ａの開放圧力値を調整することができる。たとえば、上記突起部２５ａは、直角二等辺三角形状に形成されているのが好ましく、その下面は水平方向から下側に向かって４５°程度の角度を有する上記傾斜面をなしている。このような突起部２５ａの傾斜面は、エアバッグ１２内部のガスが所定の開放圧力値に到達するまで蓋部２２の爪部２３との係合を維持する。

（２）実施形態の動作
上記のような構成を有するエアバッグ装置１の動作について、主に図４〜６を参照して説明する。図４は、エアバッグ１２内部のガスの圧力が所定の開放圧力値より小さいときのガス制御装置２０の状態を表しており、（Ａ）は概略側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の右部分拡大側断面図である。図５は、エアバッグ１２内部のガスの圧力が開放圧力値に到達したときのガス制御装置２０の状態を表しており、（Ａ）は概略側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の右部分拡大側断面図である。図６は、エアバッグ１２内部のガスの圧力が開放圧力値を超えたときのガス制御装置２０の状態を表している。なお、図４〜６では、図１のエアバッグ装置１のガス制御装置２０のみを図示している。

エアバッグ装置１では、たとえば車両の衝突時において、加速度センサが所定値以上の車両の加速度を検出すると、その検出信号がインフレータ１３に入力されることにより、インフレータ１３が点火し、そこで高圧ガスを発生する。発生した高圧ガスは、インフレータ１３のガス噴出口１３ａを通じてエアバッグ１２内部に供給される。すると、エアバッグ１２は、高圧ガスによって膨張展開して運転席の乗員を拘束する。

このようなエアバッグ１２の膨張展開では、エアバッグ１２が乗員に当たって、エアバッグ１２内部のガスの圧力が所定の開放圧力値を超えることがあるので、ガス制御装置２０は、次のような蓋部２２の爪部２３の動作によってエアバッグ１２内部のガスの圧力制御を実行する。まず、エアバッグ１２の膨張展開開始前は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、蓋部２２は、窪み部２２Ａが開口縁部２１Ｂに嵌合して開口部２１Ａを閉塞し、爪部２３の先端部は予め設定された初期荷重で蓋押圧部２５の突起部２５ａの傾斜面と係合している。この場合、爪部２３の先端部と蓋押圧部２５の突起部２５ａとの互いの傾斜面は面接触している。

次いで、エアバッグ１２の膨張展開が開始されると、エアバッグ１２の内部のガスの圧力が高くなる。これにより、ガス制御装置２０では、蓋押圧部２５による爪部２３への初期荷重に抗して、開口部２１Ａを開放しようとする力が蓋部２２に働き始める。

この場合、エアバッグ１２内部のガスの圧力が、予め設定された所定の開放圧力値に到達するまで、ガス制御装置２０では、図４（Ａ），（Ｂ）に示すような蓋部２２による開口部２１Ａの閉塞状態が保持される。この場合、蓋部２２では、窪み部２１Ａが開口縁部２１Ｂに嵌合しており、開口部２１Ａ側からのガスの圧力により変形するのが抑制されている。

エアバッグ１２内部のガスの圧力が開放圧力値に到達すると、蓋部２２の爪部２３は、開口部２１Ａに向けて弾性変形し、蓋押圧部２５の突起部２５ａの傾斜面に沿って上方に移動するとともに、蓋部２２の窪み部２２Ａが開口縁部２１Ｂに対して上方に移動する。そして、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように蓋部２２の爪部２３は、蓋押圧部２５の突起部２５ａとの互いの先端部が接触する位置に達する。この場合、蓋部２２の窪み部２２Ａの開口縁部２１Ｂとの嵌合が解除されるが、弾性を有するシール材２３が伸びることにより、基体２１の開口縁部２１Ｂと蓋部２２との間に隙間が生じるのを防止し、開口部２１Ａからガスが抜けるのを防止している。

続いて、エアバッグ１２内部のガスの圧力が開放圧力値を超えた場合、蓋部２２の爪部２３の先端部は、蓋押圧部２５の突起部２５ａの傾斜面との係合が完全に解除され、突起部２５ａの上側に乗り、図６に示すように蓋部２２による開口部２１Ａの閉塞が解除される。これにより、エアバッグ１２内部のガスが、ブラケット１４の通孔およびリテーナ１１のベントホール１１Ａを通じて、基体２１の開口部２１Ａからリアハウジング２Ｂに放出される。

この場合、爪部２３の先端部は、弾性部材からなるから、蓋押圧部２５の突起部２５ａの傾斜面による押圧が解除されると外側に向けて拡がる。これにより、突起部２５ａの傾斜面の反対側にひっかかるので、蓋部２２によって開口部２１Ａが再び閉塞されることが防止されることができる。

このような本実施形態のエアバッグ装置１では、蓋部２２の爪部２３を、蓋押圧部２５と係脱自在に係合させて蓋部２２を閉じる方向に押圧したので、確実に開口部２１Ａを開閉自在に塞ぐことができる。したがって、エアバッグ１２の膨張展開の初期に開口部２１Ａからのガス漏れが生じることを防止することができる。また、蓋部２２の爪部２３の弾性定数を適宜設定することにより、エアバッグ１２内部のガスの放出を所定の設定圧力値で適時に行うことができる。さらに、蓋部２２の爪部２３は、蓋部２２が開放されたときに蓋押圧部２５による係合が解除され、弾性変形して外側に拡がり、蓋押圧部２５の係合面の反対側にひっかかるので、蓋部２２による開口部２１Ａの再閉塞を防止することができる。

また、ガス制御装置２０は、蓋部２２の爪部２３を蓋押圧部２５と係脱自在に係合するだけという簡単な構成であるので、蓋部２２の開放方向へ突出しないように構成することができる。これにより、製造コストを低減することができるとともに、ガス制御装置２０の小型化を図ることができる。これにより、装置のレイアウトの自由度を向上させることができる。

さらに、従来技術のように布製のカバーで開口部を塞ぐ代わりに、上記のように蓋部２２で機械的に開口部２１Ａを開閉自在に閉塞したので、エアバッグ１２を常に定められた状態に折りたたむ必要がない。さらに、ガスの供給量を低減することができるので、インフレータ１３の容量を小さくすることができ、インフレータ１３の小型化をさらに図ることができる。これにより、装置のレイアウトの自由度をさらに向上させることができるとともに、製造コストをさらに低減することができる。

特に、蓋部２２の爪部２３による蓋押圧部２５の傾斜面上での荷重を容易に制御することができるので、ガスの圧力が設定圧力値に達したときに蓋部２２をより確実に開放することができる。

（３）変形例
以上、上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、上記実施形態では、蓋部２２の１対の側部に爪部２３を設けたが、もう１対の側部に爪部２３を設けてもよい。この場合、蓋部のもう１対の側部の爪部２３対応した蓋押圧部２５を設ける。

また上記実施形態では、蓋部２２の全部をバネ材からなるようにしたが、蓋部２２の爪部２３のみをバネ材からなるようにしてもよい。

加えて上記実施形態では、エアバッグ装置1を車両の運転席の乗員用に設置するようにしたが、これに限定されるものではない。この場合、設置場所に応じて適宜構成を変更することができ、たとえば車両の助手席用として用いることができる。さらに、乗員用に限らず、車両外部に展開する歩行者保護用としても用いることができる。

加えて、上記実施形態では、加速度センサを用いてインフレータ１３に高圧ガス発生のための信号を入力したが、これに限定されるものではなく、加速度センサの代わりに種々の検出装置を用いることができる。

本発明の一実施形態に係るエアバッグ装置の概略構成を示す側断面図である。 図１のエアバッグ装置に設けられたガス制御装置の概略構成を示す拡大側断面図である。 図１のエアバッグ装置に設けられたガス制御装置の概略構成を示す拡大上面図である。 エアバッグ内部のガスの圧力が所定の圧力値より小さいときのガス制御装置の状態を表しており、（Ａ）は概略側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の右部分拡大側断面図である。 図４に続くエアバッグ内部のガスの圧力が所定の圧力値に到達したときのガス制御装置の状態を表しており、（Ａ）は概略側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の右部分拡大側断面図である。 図５に続くエアバッグ内部のガスの圧力が所定の圧力値を超えたときのガス制御装置の状態を表す概略側断面図である。

符号の説明

１…エアバッグ装置、１１Ａ…ベントホール、１２…エアバッグ、１３…インフレータ（ガス供給手段）、２０…ガス制御装置（ガス制御手段）、２１…基体、２１Ａ…開口部、２２…蓋部、２３…爪部、２４…シール材、２５…蓋押圧部、２５ａ…突起部

Claims (1)

1. ガスによって膨張するエアバッグと、
   所定の信号が入力されたときに前記エアバッグの内部に前記ガスを供給するガス供給手段と、
   前記エアバッグ内部のガスの圧力を制御するガス制御手段とを備え、
   前記ガス制御手段は、
   基体と、
   この基体に形成されるとともに、前記エアバッグ内部に連通する開口部と、
   この開口部に開閉自在に設けられ、少なくとも１対の側部に弾性変形可能な爪部を有する蓋部と、
   この蓋部の爪部と係脱自在に係合するとともに、前記蓋部を閉じる方向に向けて押圧する蓋押圧部と、
   前記爪部から離間した位置にある前記開口部の縁部に設けられるとともに、前記蓋部の前記開口部に対する開閉動作に追従するように伸縮可能なシール材とを備え、
   前記蓋部の爪部は略Ｓ字状をなし、前記蓋部の爪部と前記蓋押圧部は互いに面接触する傾斜面を有することを特徴とするエアバッグ装置。

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