JP4129758B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は衝撃時の搭乗者の安全性を高めるためのエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の乗物における衝撃時の搭乗者の安全性を高めるため、衝突時に車室内に膨張、展開されて搭乗者を拘束するエアバッグ装置を搭載するものが増加する傾向にある。このエアバッグ装置は、自動車等の衝突事故の際、衝突の衝撃を受けてセンサが作動し、インフレータによって高温、高圧のガスを発生させ、このガスによって、エアバッグを瞬間的に膨張させ、衝突時に搭乗者の顔面、前頭部、および胸部を保護しようとするものである。
【０００３】
このような現在のエアバッグ装置においては、急激なインフレータからの加圧によってエアバッグを展開させ、上下左右方向、搭乗者方向に急速に膨張展開している。そのため、高圧ガスと搭乗者のエアバッグへの衝撃による内圧上昇に耐えられるように、エアバッグそのものにはある程度の強度が要求され、そのため強靱な材質で形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このことがエアバッグ装置による二次的な搭乗者への障害事故を発生させている。この二次的障害は、高圧ガスによって急速に膨張展開する強靱な材質で形成されたエアバッグ表面に、搭乗者の頭部や顔面、上半身が衝突することによって発生している。主に、搭乗者の顔面の熱傷、鼻骨骨折、角膜損傷（特に高齢者では瞬時の反射反応が低下しており発生しやすい）、頸椎症、頸椎骨折（不適切な幼児の搭乗状態時に発生しやすい）等の障害を引き起こす原因となっている。
【０００５】
また、エアバッグ装置をシートベルトの補助拘束装置と位置付けて使用している日本とは異なって、欧米諸外国においては、シートベルトを併用しなくてもエアバッグ単独で十分に衝突時の衝撃を吸収できるように設定されている。そのため、シートベルトの補助拘束装置として使用する場合よりも、エアバッグ内に送り込まれるガス圧、ガス量ともに非常に大きく設定されており、二次的な搭乗者への障害の程度も絶大で、死亡事故にまで発展し、社会問題となっている。
【０００６】
このような問題に対して、特開平２−３１０１４５号公報、特開平３−２８１４６０号公報等に、エアバッグの膨張展開時の衝撃を少なくしたものが開示されている。
【０００７】
特開平２−３１０１４５号公報記載のエアバッグ装置は、エアバッグを膨張展開するインフレータとして低圧インフレータと高圧インフレータの二種類を備えたものである。これによって、車両衝突時には遅延手段によって初めに低圧インフレータが点火作動した後に続いて、高圧インフレータが点火作動するようにしてある。そのため、乗員拘束初期にはエアバッグを低圧で膨張展開させて乗員に対する衝撃を低くすることができる。次に、高圧インフレータの点火作動によってエアバッグの内圧を高めて乗員を確実に拘束することができて、安全性を高めたものである。しかしながら、このようなエアバッグ装置においては、低圧インフレータと高圧インフレータの種類の異なるインフレータを備えているため、装置が複雑化し、コストも増大してしまうという問題がある。
【０００８】
一方、特開平３−２８１４６０号公報記載のエアバッグ装置は、小容量のインナバッグと大容量のアウタバッグとの内外２重構造とし、インナバッグの周回りにのみ特に大きな開口面積を有するガス通過口を形成したものである。このような構成において、衝突時にインフレータが作動して、高圧ガスがインナバッグに導入されてインナバッグが早期に膨張展開し、インナバッグの周回りに形成されたガス通過口よりアウタバッグにガスが導入されてアウタバッグが上下左右方向に大きく膨張展開する。このように、アウタバッグが乗員に向けて膨張展開されないようにすることで、乗員にエアバッグの膨張展開圧力を作用させないようにしたものである。
【０００９】
しかしながら、このように内外２重構造としたエアバッグ装置においては、インナバッグを通してアウタバッグへガスを導入することで、アウタバッグの膨張展開開始時刻を遅らしているだけのものであり、圧力は全ての方向に均等にかかるため、乗員の頭部や顔面への衝撃の緩和という点についてはそれほど考慮されていない。
【００１０】
そこで本発明は、エアバッグ膨張展開時の搭乗者の頭部や顔面への衝撃を緩和した安全なエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアバッグ装置は、高圧ガスによって膨張展開する第１のエアバッグと、同第１のエアバッグの前面に同第１のエアバッグを介して導入される高圧ガスにより膨張展開する第２のエアバッグを形成したものである。これにより、第２のエアバッグは第１のエアバッグよりも緩やかに膨張展開することになる。自動車等の乗物における衝撃時の搭乗者への主衝撃のほとんどは第１のエアバッグで吸収し、第２のエアバッグは主に第１のエアバッグ膨張展開による顔面への衝撃を吸収する。
【００１２】
ここで、第１のエアバッグと第２のエアバッグをそれぞれ独立したエアバッグとして、第１のエアバッグから第２のエアバッグへのガス導入路を、第１のエアバッグと第２のエアバッグをチューブ等の手段を用いて接続することもできるが、第２のエアバッグを第１のエアバッグに密着させて、第１のエアバッグ前面に、第２のエアバッグへ高圧ガスを導入するためのガス導入孔を設けることが望ましい。これにより、高圧ガスはガス導入孔によって絞られて第２のエアバッグへと導入されるため、第２のエアバッグへ導入される高圧ガスの流量は少なくなる。したがって、第２のエアバッグは第１のエアバッグよりも緩やかに膨張展開することになる。
【００１３】
このガス導入孔は、どのような形状の孔でもよいが、直径３ｍｍ〜１０ｍｍの丸孔を１０〜３０個として設けるのが望ましく、丸孔とすることによって高圧ガスが通過するときにガス導入孔に加わる力が均等となる。または、これよりも大きな孔を２〜１０個設けてもよい。いずれにしても、第２のエアバッグが第１のエアバッグよりも緩やかに膨張展開するように、第２のエアバッグへ導入される高圧ガスの流量が少なくなるようなガス導入孔を設けて、膨張展開時の顔面への衝撃が小さくなるようにする。
【００１４】
また、第２のエアバッグに、第２のエアバッグの膨張展開時の高圧ガスを逃がすための脱気孔を設けるのが望ましい。これにより、第２のエアバッグの膨張展開時に必要以上のガス圧力がこの脱気孔から抜けることになり、顔面への衝撃を緩やかにすることができる。なお、同様の脱気孔を第１のエアバッグにも設けておけば、この脱気孔から高圧ガスが逃げることによって第１のエアバッグも衝撃吸収が緩やかになる。これらの脱気孔は、第１のエアバッグよりも第２のエアバッグのほうが大きく、または多くすることによって、第２のエアバッグの衝撃に対する減衰加速度が第１のエアバッグよりも小さくなる。したがって、第２のエアバッグによる顔面への衝撃は第１のエアバッグよりも小さくなる。
【００１５】
この脱気孔はどのような形状の孔でもよいが、直径１０ｍｍ〜３０ｍｍの丸孔を２〜１０個として設けるのが望ましく、丸孔とすることによって高圧ガスが通過するときにガス導入孔に加わる力が均等となる。あるいは、第１のエアバッグによって主衝撃のほとんどを吸収し、第２のエアバッグは主衝撃の１０〜３０％を吸収すればよいため、第２のエアバッグに導入される高圧ガスがほとんど外部へ排出されるような大きな孔でもよい。
【００１６】
また、第２のエアバッグの素材を、第１のエアバッグよりも柔らかいものとすれば、第１のエアバッグには通常の素材を用いて主衝撃の吸収能力を保ったまま、第２のエアバッグの素材の柔軟性によって第２のエアバッグの膨張展開時の衝撃を吸収することができるようになり、顔面への衝撃を少なくすることが可能となる。
【００１７】
第１のエアバッグは、通常のエアバッグと同様に、３００〜１０００デニールのナイロン６６またはナイロン６フィラメント糸を用いた平織物に、耐熱性、難燃性、空気遮断性などの向上のため、クロロプレン、クロルスルホン化オレフィン、シリコーンなどの合成ゴムなどのエラストマー樹脂を塗布、積層した基布を裁断し、袋体に縫製して作ればよい。第２のエアバッグは、この第１のエアバッグよりも柔らかい素材を用いれば良く、スポンジ状のもの、ウレタンフォーム、または伸展性樹脂等が用いられるが、この中でも特にウレタンフォームを用いると顔面への衝撃が少なくなってよい。あるいは、このウレタンフォームを通常の素材の上に塗布して衝撃吸収させてもよい。
【００１８】
さらに、第２のエアバッグの素材を、第１のエアバッグよりも薄くすれば、第１のエアバッグには通常の素材を用いて主衝撃の吸収能力を保ったまま、第２のエアバッグ膨張展開時の顔面への衝撃はさらに柔らかくなり、たとえ第１のエアバッグと同じ素材を用いたとしても同様の作用が得られる。この第２のエアバッグの厚みは第１のエアバッグに対して２０〜８０％とするのが望ましい。２０％よりも薄くすると、第２のエアバッグの膨張展開時に破れる恐れがある。８０％よりも厚くすると、第１のエアバッグとほぼ同様の衝撃となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態におけるエアバッグ装置の膨張展開時の側面断面図、図２はエアバッグ装置の膨張展開時の斜視図、図３はエアバッグ装置の膨張展開時の断面図、図４はエアバッグ装置の膨張展開時の正面図である。
【００２０】
本実施形態のエアバッグ装置は、第１のエアバッグ２及びこの第１のエアバッグ２の前面に密着して設けた第２のエアバッグ３からなる主にナイロン製のエアバッグ本体１と、衝突時にエアバッグ本体１を膨張展開させる高圧ガスを導入するガス発生装置であるインフレータ４と、自動車のバンパーなどに備えられて衝突を検出する外部センサスイッチ（図示なし）等により構成されている。エアバッグ本体１は、インフレータ４と共にステアリングホイール５のセンタパッド５ａ内に組み込まれている。インフレータ４が作動すると高圧ガスが導入されて第１のエアバッグ２は膨張展開し、この第１のエアバッグ２を介して高圧ガスが第２のエアバッグ３へ導入される。
【００２１】
第１のエアバッグ２の前面には、第２のエアバッグ３へ高圧ガスを導入するためのガス導入孔６が設けてある。このガス導入孔６は直径１０ｍｍの丸孔を１４個としている。高圧ガスはこのガス導入孔６によって絞られて第２のエアバッグ３へと導入される。このガス導入孔６の大きさと個数によって、第２のエアバッグ３へ導入される高圧ガスの流量が決まり、第２のエアバッグ３の膨張展開の速度が変化する。すなわち、このガス導入孔６を通過する高圧ガスの流量を少なくすることによって、エアバッグ本体１の膨張展開による顔面への衝撃を緩和することができる。
【００２２】
なお、本実施形態のエアバッグ装置においては、膨張展開時の第１のエアバッグ２の厚みＡと第２のエアバッグ３の厚みＢを２：１とし、インフレータ４から第１のエアバッグ２へ導入される高圧ガスは、その一部が後述する脱気孔８から外部に抜けるため、第１のエアバッグ２から第２のエアバッグ３へ導入される高圧ガスの流量の２倍以上となるようにしている。これによって、第１のエアバッグ２と第２のエアバッグ３の膨張展開完了までの時間が等しくなるようにし、顔面への衝撃を吸収すると共に、衝突による主衝撃を吸収する。
【００２３】
また、第２のエアバッグ３には、第２のエアバッグ３の膨張展開時の高圧ガスを逃がすための脱気孔７を設けている。この脱気孔７は２０ｍｍの丸孔を６個としている。後述するように、第１のエアバッグによって主衝撃のほとんどを吸収し、第２のエアバッグは主衝撃の１０〜３０％を吸収すればよいため、第２のエアバッグに導入される高圧ガスのほとんどを外部へ排出することにより、顔面への衝撃を緩やかにすることができる。
【００２４】
一方、第１のエアバッグ２の周辺部には、第２のエアバッグ３に設けた脱気孔７よりも小さな脱気孔８を設けて、第１のエアバッグ２が膨張展開した後にこの脱気孔８を通して第１のエアバッグ２内の高圧ガスを脱気し、第２のエアバッグ３と共に第１のエアバッグ２を収縮させ、主衝撃の吸収と、衝突後の搭乗者１０の視界を確保するようにしている。脱気孔７よりも小さな脱気孔８は、第１のエアバッグ２が主衝突時の衝撃吸収を目的としていることから、なるべく小さな孔とするのがよい。
【００２５】
このような構成のエアバッグ装置によれば、衝突時に次のようにしてエアバッグ本体１を膨張展開して搭乗者１０を保護することができる。
【００２６】
自動車が走行中に衝突して、バンパーなどに備えられた外部センサスイッチが衝突を検知し、インフレータ４を作動する。インフレータ４が作動すると、インフレータから高圧ガスが瞬時に発生して、第１のエアバッグ２に極めて短時間に導入される。同時に、この高圧ガスが第１のエアバッグ２の前面に設けられた複数のガス導入孔６によって絞られて第２のエアバッグ３へ導入される。その結果、ステアリングホイール５のセンタパッド５ａ内に組み込まれていた第１のエアバッグ２および第２のエアバッグ３よりなるエアバッグ本体１が、自動車のシート９に座っている搭乗者１０の顔面へ向かって膨張展開され、主に第１のエアバッグ２によって、搭乗者１０への衝撃を吸収し、保護する。
【００２７】
このとき、第２のエアバッグ３が緩やかに膨張展開し、まず搭乗者１０の顔面に接触するため、搭乗者１０の顔面への衝撃は小さい。また、第２のエアバッグ３へ導入された高圧ガスは、第２のエアバッグ３に設けられた脱気孔７から外部へと排出されるため、第２のエアバッグ３内のガスの圧力は第１のエアバッグ２を膨張展開させるガスの圧力よりも小さくなるため、第２のエアバッグ３の減衰加速度は第１のエアバッグ２よりも小さくなり、第２のエアバッグ３に搭乗者１０の顔面が接触しても、搭乗者１０の顔面へ初期に伝わる圧力は小さなものとなる。
【００２８】
続いて、既に膨張展開している第１のエアバッグ２によって搭乗者１０への衝突時の衝撃を吸収する。その後、第１のエアバッグ２を膨張展開させた高圧ガスは、第１のエアバッグ２の周辺部に設けられた脱気孔８から外部へ脱気され、第２のエアバッグ３と共に第１のエアバッグ２を収縮させ、主衝撃の吸収と、衝突後の搭乗者１０の視界を確保し、再衝突などの事故を防止することが可能となる。
【００２９】
また、第２のエアバッグ３の素材を第１のエアバッグ２よりも柔らかいウレタンフォームで形成しておけば、第１のエアバッグ２には通常の素材を用いて主衝撃の吸収能力を保ったまま、第２のエアバッグ３の素材の柔軟性によって第２のエアバッグ３の膨張展開時の衝撃をさらに吸収することができ、顔面への衝撃を少なくすることができる。
【００３０】
さらに、第２のエアバッグ３の素材を第１のエアバッグ２よりも薄くなるように、第１のエアバッグ２の厚みの２０％としておけば、第１のエアバッグ２には通常の素材を用いて主衝撃の吸収能力を保ったまま、第２のエアバッグ３の素材の薄いことによる柔軟性によって第２のエアバッグ３の膨張展開時の衝撃をさらに吸収することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【００３２】
（１）高圧ガスによって膨張展開する第１のエアバッグと、同第１のエアバッグの前面に同第１のエアバッグを介して導入される高圧ガスにより膨張展開する第２のエアバッグを形成することにより、顔面に近い第２のエアバッグを第１のエアバッグよりも緩やかに膨張展開させて、エアバッグ膨張展開時の搭乗者の頭部や顔面への衝撃を緩和した安全なエアバッグ装置が得られる。
【００３３】
（２）第２のエアバッグは、第１のエアバッグに付設されており、第１のエアバッグ前面に、第２のエアバッグへ高圧ガスを導入するためのガス導入孔を設けることにより、このガス導入孔で絞られた高圧ガスによって第２のエアバッグが緩やかに膨張展開し、エアバッグ膨張展開時の搭乗者の頭部や顔面への衝撃を緩和することが可能となる。
【００３４】
（３）第２のエアバッグに、同第２のエアバッグの膨張展開時の高圧ガスを逃がすための脱気孔を設けることにより、搭乗者に最も近い第２のエアバッグ内の高圧ガスが第１のエアバッグよりも多く外部へ抜けるため、エアバッグ膨張展開時の搭乗者の頭部や顔面への衝撃が小さくなり、安全なエアバッグ装置が得られる。
【００３５】
（４）第２のエアバッグの素材を、第１のエアバッグよりも柔らかくすることにより、第１のエアバッグの搭乗者への主衝撃の吸収能力を保ったまま、エアバッグ膨張展開時の搭乗者の頭部や顔面への衝撃がこの第２のエアバッグの素材の柔軟性により吸収され、安全なエアバッグ装置が得られる。
【００３６】
（５）第２のエアバッグの素材を、第１のエアバッグよりも薄くすることにより、第１のエアバッグの搭乗者への主衝撃の吸収能力を保ったまま、エアバッグ膨張展開時の搭乗者の頭部や顔面への衝撃がこの第２のエアバッグの素材が薄いことによる柔軟性により吸収され、安全なエアバッグ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態におけるエアバッグ装置の膨張展開時の側面断面図である。
【図２】 エアバッグ装置の膨張展開時の斜視図である。
【図３】 エアバッグ装置の膨張展開時の断面図である。
【図４】 エアバッグ装置の膨張展開時の正面図である。
【符号の説明】
１ エアバッグ本体
２ 第１のエアバッグ
３ 第２のエアバッグ
４ インフレータ
５ ステアリングホイール
５ａ センタパッド
６ ガス導入孔
７，８ 脱気孔
９ シート
１０ 搭乗者

Claims (4)

1. 高圧ガスによって膨張展開する第１のエアバッグと、同第１のエアバッグの搭乗者側の面に形成され同第１のエアバッグを介して導入される高圧ガスにより膨張展開する第２のエアバッグとを有するエアバッグ装置であって、
   前記第２のエアバッグには、同第２のエアバッグの膨張展開時の高圧ガスを逃がすための脱気孔を設け、前記第１のエアバッグには、前記第２のエアバッグの脱気孔よりも小さな脱気孔を設けたエアバッグ装置。
2. 前記第２のエアバッグは、前記第１のエアバッグに密着しており、前記第１のエアバッグの搭乗者側の面に、第２のエアバッグへ高圧ガスを導入するためのガス導入孔を設けた請求項１記載のエアバッグ装置。
3. 前記第２のエアバッグの素材を、前記第１のエアバッグよりも柔らかくした請求項１または２に記載のエアバッグ装置。
4. 前記第２のエアバッグの素材を、前記第１のエアバッグよりも薄くした請求項１から３のいずれかに記載のエアバッグ装置。

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