JP4252850B2 - 車両用エアバッグ装置の開裂線構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用エアバッグ装置の開裂線構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車などの車両には、緊急時の安全手段としてエアバッグ装置を備えたものがある。上記エアバッグ装置は、車体に所定値以上の衝撃力が加わったときに、インストルメントパネルなどの内部に配設されたハウジングに折り畳んで収納されているエアバッグ本体が、インフレータからの圧力気体の供給によって車室内乗員側へ膨出して、所定位置に着座している乗員を受け止めてインストルメントパネルなどに衝突しないように保護するものである。
【0003】
そして、上記エアバッグ本体は、膨出時に、インストルメントパネルなどに形成された略ロ字状の開裂線によって不動・固定部分と区画されているエアバッグリッドを押圧し、開裂線を破断することによりエアバッグリッドを開成すると共に膨出開口を形成し、この膨出開口から車室内乗員側へ膨出されるようになっている。
【0004】
このようなエアバッグ装置では、エアバッグリッドの開成を補助するため、エアバッグリッドの裏面に補強用ドアを設けることが行われている。また、不動・固定部分の裏面におけるエアバッグリッドの周囲に補強部材を設けることが行われている。
【0005】
そして、エアバッグリッドに対する補強用ドアの取付けは、例えば、エアバッグリッドの裏面から突出した溶着リブを補強用ドアに形成した孔へ通して熱かしめなどで溶着することによって行われていた。同様に、不動・固定部分に対する補強部材の取付けは、例えば、不動・固定部分の裏面から突出した溶着リブを補強部材に形成した孔へ通して熱かしめなどで溶着することによって行われていた(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−347556号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用エアバッグ装置の開裂線構造では、以下のような問題があった。
【0008】
即ち、エアバッグリッドは、略ロ字状の開裂線における乗員側開裂線部が先に開裂してフロントウインドウ側開裂線部付近を中心に車両前方へ回転し、後からフロントウインドウ側開裂線部が破断されることにより、車両前方へ開くようにするのが理想的であるが、フロントウインドウ側開裂線部が先に開裂して乗員側開裂線部付近を中心に車両後方へ回転し、後からフロントウインドウ側開裂線部が破断されると、車両後方へ開いてしまうこととなる。
【0009】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消し、確実に乗員側開裂線部を先に開裂させることのできる車両用エアバッグ装置の開裂線構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明では、樹脂製インストルメントパネルに形成された略ロ字状の開裂線によって不動・固定部分から区画されたエアバッグリッドと、前記不動・固定部分の裏面におけるエアバッグリッドの周囲に当接配置される補強部材とを備え、前記不動・固定部分と補強部材とが、不動・固定部分の裏面から突出した溶着リブを補強部材に形成した孔へ通して溶着することによって取付けられ、前記補強部材の開裂線周りに形成された枠状の脚部内に、エアバッグリッドへ向けてエアバッグモジュールが設置され、エアバッグモジュールの車両前後方向の幅中心線とエアバッグリッドとの交点を、エアバッグモジュールから膨張、膨出されたエアバッグ本体のエアバッグリッドへの入力仮想点として、前記略ロ字状の開裂線が、入力仮想点の前側と後側との位置に対し、それぞれフロントウインドウ側開裂線部と乗員側開裂線部とをそれぞれ有し、入力仮想点へのエアバッグ本体の入力によって、フロントウインドウ側開裂線部と乗員側開裂線部とに、エアバッグリッドの肉厚方向の剪断応力が集中的に発生され、該剪断応力の集中によってフロントウインドウ側開裂線部および乗員側開裂線部が破断されるように構成された車両用エアバッグ装置の開裂線構造において、フロントウインドウ側開裂線部に発生される剪断応力の方が、乗員側開裂線部に発生される剪断応力よりも小さくなるように、両剪断応力が等しくなる位置よりも、車両前後方向の後方寄りに、前記フロントウインドウ側開裂線部の位置を設定した車両用エアバッグ装置の開裂線構造を特徴としている。
【0011】
このように構成された請求項1にかかる発明によれば、上記した構成により、確実に乗員側開裂線部を先に開裂させて、エアバッグリッドを車両前後方向前方へ開くようにすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態1】
以下、本発明を具体化した実施の形態について、図示例と共に説明する。
【0017】
図1、図2は、この発明の実施の形態1を示すものである。
【0018】
まず、構成を説明すると、自動車などの車両には、緊急時の安全手段としてエアバッグ装置1を備えたものがある。このエアバッグ装置1は、自動車のフロントウインドウガラスの下方に位置する助手席側のインストルメントパネル2の部分に設けられる。なお、上記インストルメントパネル2は樹脂でできており、しかも、芯材のみによって形成されたハードパネルとなっている。また、インストルメントパネル2は、運転席から助手席まで達する大きさのものが一般的であるが、その他に、助手席部分のみの部分インストルメントパネルも存在する。以下、インストルメントパネル2には、部分インストルメントパネルをも含むものとする。
【0019】
この樹脂製のインストルメントパネル2に対して、車幅方向へ長い平面視略ロ字状の開裂線3を形成し、この開裂線3によって、不動・固定部分4とエアバッグリッド5とを区画形成する。このエアバッグリッド5は、エアバッグ本体6の展開時に、略ロ字状の開裂線3の破断により不動・固定部分4に対して開成され、エアバッグ本体6の膨出開口を形成するものである。なお、開裂線3はインストルメントパネル2の裏面側に形成し、表面側からはエアバッグリッド5が分からないように構成する。
【0020】
そして、インストルメントパネル2の不動・固定部分4の裏面におけるエアバッグリッド5が開成して成る膨出開口の周縁部に対し補強部材7が取付けられる。
【0021】
また、エアバッグリッド5の裏面には、補強用ドア8が取付けられる。
この補強用ドア8は、エアバッグリッド5の裏面に位置するドア本体部9と、エアバッグリッド5の周りに設けられた補強部材7に取付けられる取付部10と、ドア本体部9と取付部10との間に設けられたヒンジ部11とを有している。補強用ドア8は補強部材7とは別体に構成されている。
【0022】
ここで、不動・固定部分4の裏面からは対の溶着リブ18が複数組突出されている。また、補強部材7には溶着リブ18を通す図示しない対の孔が複数組形成されている。そして、溶着リブ18を孔へ通して熱かしめなどで溶着することによって、不動・固定部分4の裏面に補強部材7が取付けられている。
【0023】
補強部材7の開裂線3周りには、枠状の脚部20が形成されている。そして、この脚部20に補強用ドア8の取付部10がスポット溶接などにより固定されている。取付部10は、脚部20の車両前後方向17前側部分に取付けられている。
【0024】
更に、エアバッグ装置1は、補強部材7のフロントウインドウ側の脚部20に形成されたフック係止孔に対して挿入・係止可能なリッド取付フック25を有すると共に、補強部材7の乗員側の脚部20に対してボルトなどの固定部材21を用いて固定可能なエアバッグモジュール26を備えている。このように、補強部材7の脚部20に対しリッド取付フック25や固定部材21を介してエアバッグモジュール26を取付けることにより、エアバッグ本体6展開時の反力をインストルメントパネル2へ直接的に入力させないようにしている。
【0025】
このエアバッグモジュール26は、圧力気体を噴出する筒状のインフレータ27を収容可能なインフレータ収容部28を備えている。このインフレータ収容部28は、ステアリングサポートメンバなどの車体側メンバ31へボルトなどの締結部材29を用いて締結固定される。
【0026】
更に、エアバッグモジュール26は、インフレータ27から噴出された圧力気体によって膨張・展開されるエアバッグ本体6を折り畳んだ状態で収納させるエアバッグ本体収納部30を備えている。
【0027】
この実施の形態1のものでは、略ロ字状の開裂線3におけるフロントウインドウ側開裂線部3bの位置を、最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cに対して遠くなり、エアバッグ本体6による入力仮想点6eに対して近くなるように、車両前後方向17後方寄りに設定する。なお、エアバッグ本体6による入力仮想点6eは、エアバッグモジュール26におけるエアバッグ本体収納部30の車両前後方向17の幅中心線30aとエアバッグリッド5との交点とする。
【0028】
この際、略ロ字状の開裂線3における乗員側開裂線部3aから最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cまでの距離を一定値Xとし、乗員側開裂線部3aから入力仮想点6eまでの距離Aを1とした場合に、入力仮想点6eからフロントウインドウ側開裂線部3bまでの距離Bと、フロントウインドウ側開裂線部3bの位置から最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cまでの距離Cとの比を、1.08:0.41(即ち、B:C=1:0.38)よりも前側の値が小さくなり後側の値が大きくなるようにする。
【0029】
次に、この実施の形態1の作用について説明する。
【0030】
緊急時に、車体に所定値以上の衝撃力が加わったときに、インストルメントパネル2などの内部に配設されたエアバッグモジュール26に折り畳んで収納されているエアバッグ本体6へ、インフレータ27からの圧力気体が供給される。すると、エアバッグ本体6は、この圧力気体の導入に伴って膨張し、この膨張の圧力により、コ字状または略ロ字状の開裂線3が破断され、不動・固定部分4に対しエアバッグリッド5が開成されて膨出開口が形成されると同時に、この膨出開口からエアバッグ本体6が、車体斜め後方(車室内乗員側)へ向かって膨出する。これによって、エアバッグ本体6は定位置に着座している助手席側の乗員の頭部等を受け止め、頭部等がインストルメントパネル2などに当接しないように保護する。ここで、膨張したエアバッグ本体6は、エアバッグリッド5の入力仮想点6eへ圧力を加え、入力仮想点6eへのエアバッグ本体6の入力によって、コ字状または略ロ字状の開裂線3(特に、フロントウインドウ側開裂線部3bと乗員側開裂線部3a)とに、エアバッグリッド5の肉厚方向の剪断応力が集中的に発生され、この剪断応力の集中によってフロントウインドウ側開裂線部3bおよび乗員側開裂線部3aが破断されることとなる。
【0031】
ここで、エアバッグリッド5は、略ロ字状の開裂線3における乗員側開裂線部3aが先に開裂してフロントウインドウ側開裂線部3b付近を中心に車両前方へ回転し、後からフロントウインドウ側開裂線部3bが破断されることにより、車両前方へ開くようにするのが理想的であるが、フロントウインドウ側開裂線部3bが先に開裂して乗員側開裂線部付近3aを中心に車両後方へ回転し、後からフロントウインドウ側開裂線部3aが破断されると、車両後方へ開いてしまうこととなる。
【0032】
そこで、この実施の形態1では、略ロ字状の開裂線3におけるフロントウインドウ側開裂線部3bの位置を、最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cに対して遠くなり、エアバッグ本体6による入力仮想点6eに対して近くなるように、車両前後方向17後方寄りに設定する。これにより、確実に乗員側開裂線部3aを先に開裂させることができる。
【0033】
特に、略ロ字状の開裂線3における乗員側開裂線部3aから最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cまでの距離を一定値とし、乗員側開裂線部3aから入力仮想点6eまでの距離を1とした場合に、入力仮想点6eからフロントウインドウ側開裂線部3bまでの距離と、フロントウインドウ側開裂線部3bの位置から最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cまでの距離との比を、1.08:0.41(=1:0.38)よりも前側の値が小さくなり後側の値が大きくなるようにする。これにより、確実に乗員側開裂線部3aを先に開裂させる構成を実現することができる。
【0034】
上記を確かめるために解析実験を行った。一般的に、フロントウインドウ側開裂線部3bの位置を、最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cに対して近くなり、エアバッグ本体6による入力仮想点6eに対して遠くなるように、車両前後方向17前方寄りに設定すれば、フロントウインドウ側溶着部18cによる保持力がより高くなり、且つ、エアバッグ本体6による入力の影響をより受けにくくなって、フロントウインドウ側開裂線部3bの開裂が遅れるものと予想されたが、解析の結果、予想とは反対の結果が得られた。その理由については今の所、不明である。
【0035】
そこで、解析の結果を、縦軸に応力を取り横軸に3b点位置を取ってまとめた図2を参照すると、フロントウインドウ側開裂線部3bの位置を車両前後方向17へズラした場合、乗員側開裂線部3aに発生される剪断応力は略横這いになるのに対し(3a点側せん断応力)、フロントウインドウ側開裂線部3bに発生される剪断応力は、後方に寄るほど大きくなっている(3b点側せん断応力)。そのため、フロントウインドウ側開裂線部3bを前寄りとした点イでは、フロントウインドウ側開裂線部3bに対する剪断応力の方が乗員側開裂線部3aに対する剪断応力よりも小さいので、フロントウインドウ側開裂線部3bが先に破断してエアバッグリッド5は車両前後方向17後方へ開くこととなる。反対に、フロントウインドウ側開裂線部3bを後寄りとした点ロでは、フロントウインドウ側開裂線部3bに対する剪断応力の方が乗員側開裂線部3aに対する剪断応力よりも大きいので、乗員側開裂線部3aが先に破断してエアバッグリッド5は車両前後方向17前方へ開くこととなる。そして、点イと点ロの中間の点ハでは、フロントウインドウ側開裂線部3bに対する剪断応力と乗員側開裂線部3aに対する剪断応力とが等しくなるので、乗員側開裂線部3aとフロントウインドウ側開裂線部3bとのどちらかが先に破断するかは、その状況に依って成行きまかせとなる。
【0036】
具体的に求めたところ、乗員側開裂線部3aから入力仮想点6eまでの距離を1として、入力仮想点6eからフロントウインドウ側開裂線部3bまでの距離と、フロントウインドウ側開裂線部3bの位置から最寄りのフロントウインドウ側溶着部18cまでの距離との比を、1.10:0.37(即ち、B’:C’≒1:0.34)とした場合には、点イの側に属して不適合となるのに対し、上記比を、1.08:0.41(即ち、B:C≒1:0.38)や、1.04:0.44(即ち、B”:C“≒1:0.42)とした場合には、点ロの側に属して適合することが確認された。
【0037】
以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、実施の形態はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。
【0038】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1の発明によれば、上記した構成により、確実に乗員側開裂線部を先に開裂させて、エアバッグリッドを車両前後方向前方へ開くようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる車両用エアバッグ装置の側方断面図である。
【図2】フロントウインドウ側開裂線部の位置と、乗員側開裂線部およびフロントウインドウ側開裂線部が切れる際に要する力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
2 インストルメントパネル
3 開裂線
3a 乗員側開裂線部
3b フロントウインドウ側開裂線部
4 不動・固定部分
5 エアバッグリッド
6 エアバッグ本体
6e 入力仮想点
7 補強部材
17 車両前後方向
18 溶着リブ
18c フロントウインドウ側溶着部
Claims (1)
- 樹脂製インストルメントパネルに形成された略ロ字状の開裂線によって不動・固定部分から区画されたエアバッグリッドと、
前記不動・固定部分の裏面におけるエアバッグリッドの周囲に当接配置される補強部材とを備え、
前記不動・固定部分と補強部材とが、不動・固定部分の裏面から突出した溶着リブを補強部材に形成した孔へ通して溶着することによって取付けられ、
前記補強部材の開裂線周りに形成された枠状の脚部内に、エアバッグリッドへ向けてエアバッグモジュールが設置され、
エアバッグモジュールの車両前後方向の幅中心線とエアバッグリッドとの交点を、エアバッグモジュールから膨張、膨出されたエアバッグ本体のエアバッグリッドへの入力仮想点として、
前記略ロ字状の開裂線が、入力仮想点の前側と後側との位置に対し、それぞれフロントウインドウ側開裂線部と乗員側開裂線部とをそれぞれ有し、入力仮想点へのエアバッグ本体の入力によって、フロントウインドウ側開裂線部と乗員側開裂線部とに、エアバッグリッドの肉厚方向の剪断応力が集中的に発生され、該剪断応力の集中によってフロントウインドウ側開裂線部および乗員側開裂線部が破断されるように構成された車両用エアバッグ装置の開裂線構造において、
フロントウインドウ側開裂線部に発生される剪断応力の方が、乗員側開裂線部に発生される剪断応力よりも小さくなるように、両剪断応力が等しくなる位置よりも、車両前後方向の後方寄りに、前記フロントウインドウ側開裂線部の位置を設定したことを特徴とする車両用エアバッグ装置の開裂線構造。
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