JP4252850B2

JP4252850B2 - 車両用エアバッグ装置の開裂線構造

Info

Publication number: JP4252850B2
Application number: JP2003180650A
Authority: JP
Inventors: 和美小野
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: JP2005014696A

Description

【０００１】
【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

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。