JP4058717B2

JP4058717B2 - エアバッグ装置

Info

Publication number: JP4058717B2
Application number: JP2003076651A
Authority: JP
Inventors: 光博坂井; 洋一今本
Original assignee: Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: JP2004284425A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前面衝突時などに乗員の前方にエアバッグを瞬時に展開して、衝突等による乗員の前方への急激な移動を緩和するエアバッグ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗員保護装置としてのエアバック装置が自動車に装備されている。このエアバッグ装置は、一般に、衝撃センサと、インフレータと、エアバッグと、制御装置と、から構成されている。上記衝撃センサは、自動車の前面衝突時等の自動車の車体に作用する衝撃を検知して、検知信号を出力する。上記インフレータは、制御装置からの作動信号に基づいて動作して、急激にガスを発生させてこのガスをエアバッグに送出するようになっている。
【０００３】
上記エアバッグはインフレータから送出されたガスが導入されることにより急減に膨らんで、乗員の前方に展開するようになっている。上記制御装置は、衝撃センサから検知信号が入力されたとき、インフレータに対して作動信号を送出して、インフレータを動作させるようになっている。
【０００４】
このような構成のエアバッグ装置によれば、自動車の前面衝突時等にて、衝撃センサが衝撃を検知して、検知信号を制御装置に出力すると、制御装置が直ちに作動信号をインフレータに送出して、インフレータが瞬時にガスを発生させてエアバッグに送出する。そして、エアバッグは、インフレータからのガスにより瞬時に膨らみ、例えば衝突から約０．０３秒後には完全に膨らんで、乗員の前方に展開する。
【０００５】
その結果、エアバッグは、内部のガス圧によって衝撃により前方へ移動する乗員の身体を受け止めて、その運動エネルギーを吸収しながら収縮する。このようにして、自動車の前面衝突時等にて、衝突等の衝撃による乗員の急激な前方移動がエアバッグにより緩和され、乗員の安全が確保され得るようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなエアバッグ装置においては、インフレータからエアバッグへのガスの吹出し圧力が、一定に設定されている。このため、衝突時等におけるエアバッグの展開圧力も一定であることから、運転席または助手席の乗員が比較的体重の軽い女性や子供であると、例えば、低速での衝突時に、乗員に過大なエアバッグの展開圧力が作用してしまう可能性がある。
【０００７】
これに対して、乗員の体重を重量センサにより検出して、体重に基づいてガスの吹出し圧力を二段階の可変式にしたエアバッグ装置も知られている。
この場合も、ガスの吹出し圧力を微調整することができないことから、例えば吹出し圧力の切換えしきい値を僅かに越えた体重の乗員の場合には、比較的高いガスの吹出し圧力に設定されてしまう。
【０００８】
従って、二段階の可変式のエアバック装置も、衝突時等のエアバッグの展開によって、乗員に対して比較的大きな展開圧力が作用する場合がある。特に、自動車の運転席の場合には乗員は大人であるが、助手席には子供も座ることになるため、上記問題が特に重要である。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、乗員の体重に応じて、エアバッグの展開圧力、即ちインフレータからエアバッグへのガスの吹出し圧力を調整することができるようにしたエアバッグ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のエアバック装置は、自動車の衝突を検知する衝撃センサと、この衝撃センサからの検知信号に基づいて作動信号を出力する制御装置と、この制御装置からの作動信号に基づいて瞬時にガスを発生させるインフレータと、このインフレータからのガスが導入されることにより膨らんで乗員の前方へ展開するエアバッグと、乗員の重量を検出する重量センサと、インフレータ及びエアバックを収容するエアバッグケースと、インフレータを移動させる移動手段と、を備え、エアバックケースにはエアバッグ内へのガス導入口とこのガス導入口と並べて形成され外部への余圧逃し口とが形成されており、インフレータにはガス噴出口が形成され、インフレータはガス噴出口をガス導入口と余圧逃し口とに対向させるよう移動手段によって移動可能に配置されており、上記制御装置が、重量センサからの乗員体重に応じてインフレータを移動手段によって移動させることで、ガス噴出口のガス導入口と余圧逃し口とに対する開口面積割合を変更させて、ガスの一部を余圧逃し口から外部へ排出させることを特徴としている。
【００１４】
さらに、本発明のエアバック装置は、好ましくは、前記インフレータが、円筒状に形成されていると共に、その周面に長手方向に延びるガス噴出口を有し、前記移動手段が、このインフレータを回転させるモータにより構成されて、前記制御装置が、前記重量センサからの乗員体重に応じて前記モータを制御して前記インフレータを回転させて、前記ガス噴出口のガス導入口と余圧逃し口に対する開口面積割合を変更するように構成される。
【００１５】
上記構成によれば、乗員が運転席または助手席に座ると、重量センサが当該乗員の重量を検出して、検出信号を制御装置に出力する。これにより、制御装置は、重量センサからの検出信号に応じて、インフレータのガス逃し開口の大きさを調整する。このような調整は、運転席または助手席に乗員が座る度に行なわれ、常にそのときの乗員の体重に適した調整が行なわれるようになっている。
【００１６】
このような状態にて、自動車が前面衝突等に遭遇すると、インフレータにて所定の圧力で発生するガスは、その一部がインフレータのガス逃し開口から外部に漏出することにより、エアバッグ内に導入されエアバッグを展開する展開圧力が低減されることになる。
このエアバッグの展開圧力は、前述した乗員の体重に対応したインフレータのガス逃し開口の大きさの段階的ではなく無段階の調整によって、乗員の体重に最適な展開圧力に調整される。なお、ガス逃し開口の大きさは、乗員の体重に対応して無段階変化により、エアバッグの展開圧力を連続的に変化させることができ、常に乗員の体重に適したエアバッグの展開圧力に設定される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態に係るエアバッグ装置の構成例を示している。図１に示す実施の形態では、エアバッグ装置１０は、自動車の助手席用のエアバッグ装置に適用したもので、衝撃センサ１２と、インフレータ１３と、エアバッグ１４と、制御装置１５と、自動車１１の助手席１１ａの座面付近に配置された重量センサ１６と、を含んでいる。なお上記インフレータ１３及びエアバッグ１４は、図２に詳細に示すように、エアバッグケース１７に対して一体に取り付けられている。
【００１８】
上記衝撃センサ１２は、機械式センサ，電子式センサなどの公知の構成であって、例えば自動車１１の車体前部に設けられており、自動車の前面衝突時等に自動車の車体に作用する衝撃を検知して、検知信号を出力するものである。
【００１９】
上記インフレータ１３は、制御装置１５からの作動信号に基づいて動作して、急激にガスを発生させて、このガスをエアバッグ１４に送出するようになっている。なお、インフレータ１３は、例えば所謂ＡＭ９５ダミー対応のために、最高圧に設定されている。
ここで、上記インフレータ１３は、図２に示すように、横方向に延びる円筒状で、その両端面を閉塞して形成されており、両端で中心軸の周りに回転可能に支持されていると共に、モータ１３ａにより中心軸の周りに回転するようになっている。
【００２０】
さらに、上記インフレータ１３は、その周面の一部に長手方向に延びる長方形状のガス噴出口１３ｂを有している。
なお、上記モータ１３ａは、その駆動軸に取り付けられた円板状の回転プレート１３ｃとそれに立設したフック１３ｄとを備えており、このモータ１３ａの回転に連動してインフレータ１３は回転するように構成されている。このため、インフレータ１３の端面には、例えば、フック１３ｄと係合する係合部１３ｅが突設されている。なお、この係合部１３ｅの代わりに、フック１３ｄとインフレータ１３の端面が係合するように他の構成を採用してもよい。
【００２１】
上記エアバッグ１４は、エアバッグケース１７内に折り畳まれて収容されており、インフレータ１３から送出されたガスが導入されることにより急減に膨らんで、エアバッグケース１７のエアバッグドア１８を押し出して、自動車１１の車室内にて乗員の前方にて展開するようになっている。
【００２２】
上記エアバッグケース１７は、箱形状に形成されて中空の内部にインフレータ１３を収容できる基体１７ａと、この基体１７ａから延設した筒状のエアバック収容部１７ｂと、を備え、更に、このエアバック収容部１７ｂにより画成される領域は、基体１７ａの周面に形成された、エアバッグ１４内へのガス導入口１７ｃを介して基体１７ａの内部と連通している。なお、図３に示すように、この導入口１７ｃが形成されている基体１７ａの周面部分１７ｅはインフレータ１３の筒状の周面に平行に形成されている。
さらに、このインフレータ１３の周面と平行な基体周面部分１７ｅで、ガス導入口１７ｃと離隔した位置に、外部への余圧逃し口１７ｄがガス導入口１７ｃと並べて形成されている。この余圧逃し口１７ｄには、後述の図４に示すように、余圧ガスの排気をガイドするパイプ１７ｆが取り付けられている。このパイプ１７ｆとして、例えば厚み２〜３ｍｍの鉄パイプを用いる。
【００２３】
これらのガス導入口１７ｃ及び余圧逃し口１７ｄは、エアバッグケース１７内に回転可能に収容されたインフレータ１３のガス噴出口１３ｂに対応してエアバックケース１７に設けられている。
そして、インフレータ１３が、図１，２にて矢印Ａで示すように、中心軸の周りに回転することにより、上記ガス噴出口１３ｂの上記ガス導入口１７ｃ及び余圧逃し口１７ｄに対する開口面積割合が変更されるようになっている。なお、エアバックケース１７の基体１７ａの筒状の表面部分１７ｅに対して、インフレータ１３の表面が摺動して回転できる程度に、エアバックケース１７の大きさと形状とが設計されるのが、インフレータ１３のガス噴出口１３ｂからガス導入口１７ｃ及び余圧逃し口１７ｄに効果的にガスを送出する上で望ましい。
【００２４】
上記制御装置１５は、自動車１１の車内に設けられており、衝撃センサ１２から検知信号が入力されたとき、インフレータ１３に対して作動信号を送出して、インフレータ１３を動作させるようになっている。
【００２５】
上記重量センサ１６は、例えば助手席１１ａのシート部１１ｂ内に配置されており、助手席１１ａに乗員が座ったとき、その体重が印加されて体重を検知し、検知信号を制御装置１５に対して出力するようになっている。なお、重量センサ１６の代わりに、乗員の体重及び体格等を検出し得るようにした乗員検知センサ等が使用されてもよい。
【００２６】
これにより、上記制御装置１５は、重量センサ１６からの検知信号に基づいてモータ１３ａを駆動制御することにより、助手席１１ａに座った乗員の体重に対応して、インフレータ１３を中心軸の周りに所定角度だけ回転させるように構成されている。なお、インフレータ１３の回転角度は、重量センサ１６からの検知信号に応じて予めＲＯＭ等の記憶手段に参照用に設定されている。
【００２７】
本発明の実施形態に係るエアバッグ装置１０は以上のように構成されており、以下のように動作する。
まず、エンジン始動状態で、乗員が自動車の助手席１１ａに座ると、あるいは乗員が自動車の助手席１１ａに座った状態でエンジンが始動されると、重量センサ１６が当該乗員の重量を検出して、検出信号を制御装置１５に出力する。
【００２８】
そして、制御装置１５は、重量センサ１６からの検出信号に応じて、モータ１３ａを駆動制御して、例えば図４（Ａ）に示す初期位置から図４（Ｂ）に示す設定位置までインフレータ１３を、図４（Ｂ）に矢印Ｂで示すように所定角度回転させる。これにより、図４中に斜線で表されているインフレータ１３のガス噴出口１３ｂは、エアバッグケース１７のガス導入口１７ｃ及び余圧逃し口１７ｄに対して適宜の開口面積割合で対向することになる。
【００２９】
このような状態から、自動車１１が前面衝突等に遭遇すると、衝撃センサ１６が前面衝突等による衝撃を検出して、検出信号を制御装置１５に出力する。これにより、制御装置１５は即座に作動信号をインフレータ１３へ送出し、インフレータ１３は瞬時に所定圧力でガスを発生させ、このガスがエアバッグケース１７内にてエアバッグ１４内に導入される。
【００３０】
従って、エアバッグ１４は、ガス導入により瞬時に膨らんで、エアバッグドア１８を押し開けて、自動車１１の車室内にて当該乗員の前方にて展開する。これにより、展開したエアバッグ１４が、当該乗員の衝突等による急激な前方への移動を受け止めて、その運動エネルギーを吸収しながら収縮する。
【００３１】
このとき、インフレータ１３にて所定の圧力で発生するガスは、その一部Ｇ２が、図４（Ｂ）に示すように、インフレータ１３のガス噴出口１３ｂとエアバッグケース１７の余圧逃し口１７ｄにより画成されるガス逃し開口から外部へ排出されることになる。これにより、インフレータ１３からエアバッグ１４内に導入されガスＧ１の量が、図４（Ａ）に示すインフレータ１３のガス噴出口１３ｂが全面エアバック１４に向けられている時のガスＧの量より少なくなることから、エアバッグ１４を展開する展開圧力が低減される。
【００３２】
ここで、上記ガス逃し開口から外部へ漏出するガス量Ｇ２は、モータ１３ａによる回転によって、インフレータ１３のガス噴出口１３ｂのエアバッグケース１７のガス導入口１７ｃ及び余圧逃し口１７ｄに対する適宜の開口面積割合に基づいて、適宜に無段階で調整される。
【００３３】
これにより、そのときの乗員の体重に応じたエアバッグ１４の展開圧力が得られることになる。従って、特に自動車の低速での衝突等の際に、エアバッグ１４の展開によって、当該乗員に過大なエアバック展開圧力が作用することを防止できる。
【００３４】
上述した実施形態においては、自動車の助手席用のエアバッグ装置１０の場合について説明したが、これに限らず、自動車の運転席や後部座席等の他の座席用のエアバッグ装置に対しても本発明を適用し得ることは明らかであり、またサイドエアバック用やカーテンシールドエアバック用のエアバック装置にも本発明は適用できる。
【００３５】
また、上述した実施形態においては、モータ１３ａによりインフレータ１３を回転させることにより、ガス逃し開口を調整するようにしているが、これに限らず、インフレータ１３の揺動，並進等の他の移動によって、インフレータ１３のガス逃し開口を調整するようにモータ以外の移動手段を備えてよいことは明らかである。
【００３６】
また、前記説明では、インフレータ１３に設けられたガス噴出口１３ｂや、これに対応してエアバックケース１７に形成されたガス導入口１７ｃ及び余圧逃し口１７ｄが、各々長方形状に形成される場合を例示したが、この形に限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、インフレータにて発生するガス量を一定にしつつも、その乗員の安全保護の為に使用するガスを適宜調節使用する。即ち乗員の体重に対応してインフレータのガス逃し開口の大きさが無段階に調整されて、エアバッグの展開圧力、即ちエアバック内に送られるガス噴出量が乗員の体重に対して最適な量に設定される。
従って、特に自動車の低速での衝突時等において、エアバッグの展開によって当該乗員に過大なエアバック展開力が作用することが無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエアバッグ装置の構成例を示す概略図である。
【図２】図１のエアバッグ装置における要部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２のエアバックケースの部分断面図である。
【図４】図１のエアバッグ装置におけるインフレータの（Ａ）調整前及び（Ｂ）調整後の状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０エアバッグ装置
１１自動車
１１ａ助手席
１１ｂシート部
１２衝撃センサ
１３インフレータ
１３ａモータ
１３ｂガス噴出口
１３ｃ回転プレート
１３ｄフック
１３ｅ係合部
１４エアバッグ
１５制御装置
１６重量センサ
１７エアバッグケース
１７ａ基体
１７ｂエアバック収容部
１７ｃガス導入口
１７ｄ余圧逃し口
１７ｅ筒状の表面部分
１７ｆパイプ
１８エアバッグドア

Claims

自動車の衝突を検知する衝撃センサと、
この衝撃センサからの検知信号に基づいて作動信号を出力する制御装置と、
この制御装置からの作動信号に基づいて瞬時にガスを発生させるインフレータと、
このインフレータからのガスが導入されることにより膨らんで乗員の前方に展開するエアバッグと、
乗員の重量を検出する重量センサと、
上記インフレータ及びエアバックを収容するエアバッグケースと、
上記インフレータを移動させる移動手段と、を備え、
上記エアバックケースには、エアバッグ内へのガス導入口と、上記ガス導入口と並べて形成され外部への余圧逃し口とが形成されており、
上記インフレータにはガス噴出口が形成され、
上記インフレータは、上記ガス噴出口を上記ガス導入口と上記余圧逃し口とに対向させるよう、上記移動手段によって移動可能に配置されており、
上記制御装置が、上記重量センサからの乗員体重に応じて上記インフレータを上記移動手段によって移動させることで、上記ガス噴出口のガス導入口と余圧逃し口とに対する開口面積割合を変更させて、ガスの一部を上記余圧逃し口から外部へ排出させることを特徴とする、エアバッグ装置。
前記移動手段が、このインフレータを回転させるモータにより構成されており、
前記制御装置が、前記重量センサからの乗員体重に応じて前記モータを制御して前記インフレータを回転させて、前記ガス噴出口のガス導入口と余圧逃し口に対する開口面積割合を変更することを特徴とする、請求項１に記載のエアバック装置。