JP4334853B2 - エアバッグ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員の着座状態等の様々な要因に応じ、インフレータから排出されるガスのエアバッグ内への流入量等を無段階で調節することで、エアバッグの最大膨張圧力を複数段階で調整できるエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
乗員の安全確保のために自動車両に搭載されるエアバッグ装置では、エアバッグの最大膨張圧力の調整が重要となる。例えば、車両衝突時の衝撃が小さなときにはエアバッグ膨張時の圧力を抑制し、衝撃から乗員を保護すると共に、エアバッグの膨張による衝撃が過度になって乗員を傷つけることがないように、エアバッグの最大膨張圧力を調整することが望ましい。
【０００３】
このようなエアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ展開時の圧力の強弱であり、エアバッグ内に流入するガス量の多少と同じである）の調整は、インフレータの出力の調整により行われている。例えば、２つの点火器、２つの燃焼室を有するデュアルインフレータでは、衝突時の衝撃の強弱に応じて、即ち乗員に加えられる衝撃の強弱に応じて、１つの点火器のみを作動させたり、２つの点火器を同時に作動させたり、２つの点火器の作動タイミングをずらしたりして、インフレータの出力を調整している。
【０００４】
デュアルインフレータは、エアバッグ展開初期の乗員に対する影響を抑えることが主たる目的であり、そのため２つの点火器の着火の時間的な遅れによって、インフレータから発生する単位時間当たりのガス発生量（例えば、６０リットルタンク試験における出力／時間により示される出力カーブの形状、傾き）を調整することが目的である。衝撃の大きい場合は、２つの点火器を同時に作動させるが、このように２つの点火器を同時に作動させた場合（２つのガス発生剤を同時に燃焼させた場合）と、時間差を設けて作動させた場合とでは、インフレータの最大出力自体はあまり大きく変わらない。従って、デュアルインフレータでは、上記のように単位時間当たりのガス発生量の調整には効果があるが、最大出力自体の調整には限界がある。
【０００５】
このため、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度等の様々な要因に応じて、エアバッグを最適な膨張圧力で展開させることは、そのような状況において乗客を最適な拘束力で拘束することができることになり、望ましいものである。
【０００６】
本発明に関連する先行技術としては、ＵＳＰ６，１４２，５１４，ＵＳＰ５，６４４，８０２、ＵＳＰ４，８１７，８２８、特開平８−２０７６９６号公報が知られている。これらの技術によれば、インフレータの最大圧力を２段階で増減することはできるが、最大圧力の無段階での微調整は困難であり、満足できる乗員の拘束性能は得られない。
【０００７】
本発明は、上記した様々な要因に応じ、適切に乗員を保護できるようなエアバッグ装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インフレータ自体の最大出力を変更することなく、つまり既存のインフレータをそのまま適用した上で、エアバッグの最大膨張圧力を調整することにより、上記した課題を解決するものである。
【０００９】
請求項１の発明は、ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータから排出されるガスにより膨張されるエアバッグを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケースが、インフレータのガス排出口から排出されるガスをケース外部に放出するためのガス放出口と、前記ガス放出口の開閉状態を無段階で調節するための調節機構（以下、「無段階調節機構」という）を備えており、前記調節機構の作動が前記制御回路の指示により行われるものであるエアバッグ装置を提供する。
【００１０】
このような無段階調節機構を備えていることにより、インフレータ自体は既存のものを使用したまま、エアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ内に流入する最大ガス量）を無段階で調整できるため、上記のような状況に応じた最適な乗員拘束性能を得ることができる。更に本発明は、上記したようなデュアルタイプのインフレータだけでなく、シングルタイプ（点火器が１つのもの）のインフレータと組み合わせても、エアバッグの最大膨張圧力を幅広く細かに調整できる。
【００１１】
上記発明において、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節するための調節機構が、ガス放出口とそれを開閉する弁体の組み合わせからなるものにすることができ、このような組み合わせとしては、ガス放出口と弁体が、ガス放出口の面に対して垂直に弁体が動くもの、ガス放出口の面に対して平行に弁体が動くもの、又はガス放出口の面上にある軸の周りを弁体が回転するものの３つの手段が挙げられる。
【００１２】
上記発明において、ガス放出口の面に対して垂直に弁体が動くものにするときは、弁体が、ラックとピニオンとの組み合わせにより開閉されるものにすることができる。この組み合わせでは、ピニオンの円運動と、円運動と連動するラックの直線運動により、弁体でガス放出口を開閉するものである。
【００１３】
上記発明では、インフレータから排出されるガスをモジュールケース外部に放出するためのガス放出口が、エアバッグ装置を自動車両に搭載したとき、乗員がいる車内を除く外部に開口を有する管と連結されているものにすることができる。インフレータから排出されるガスが車内に流入し、乗員に悪影響を及ぼすことを防止するものである。
【００１４】
上記発明では、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節するための調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因に応じて、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス量（エアバッグ膨張時の最大圧力）を調節するようにすることが望ましい。
【００１５】
上記した要因の内、例えば、乗員の体格等に応じて、座席での着座状態は様々で、座席に浅く座ったり、深く座ったりするが、いずれの場合にも全く同一の膨張圧力でエアバッグを展開させた場合、浅く座った乗員の方がエアバッグ展開時に受ける圧力が大きくなる。そして、浅く座る乗員は、通常、女性等の身体の小さな人で、深く座る乗員は、通常、身体の大きな男性であることが多いにも拘わらず、前記のような場合には、身体の小さな女性がエアバッグ展開により大きな圧力を受けることになる。特に、車両が衝突したときに受ける衝撃が小さい場合には、エアバッグを最大限に膨張展開させる必要は小さく、返って、エアバッグの膨張展開による衝撃を受け、乗員、特に女性等の身体の小さな乗員がケガをするという事態も考えられる。
【００１６】
そこで、上記したような様々な要因を考慮し、これらを検知するセンサを無段階調節機構に組み込むことにより、乗員の保護性能を高めることができるものである。
【００１７】
また請求項７の発明は、ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータのガス排出口から排出されるガスにより膨張されるエアバッグとを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケース内には、インフレータのガス排出口を外側から覆う可動クーラント手段が配置され、前記クーラント手段は、ガス排出口を完全に覆う状態から覆わない状態まで無段階で調節できるように可動するものであり、前記可動状態の調節機構の作動が前記制御回路の指示により行われるものであるエアバッグ装置を提供する。
【００１８】
この発明は、インフレータから排出されるガスの温度を調節し、エアバッグ内に流入するガスの温度を調節することにより、請求項１の発明と同様にエアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ内に流入するガス温度）を調節するものである。この発明のエアバッグ装置は、特にパイロインフレータを使用するエアバッグ装置に適している。
【００１９】
上記発明では、クーラント手段の可動状態の調節機構が、インフレータの軸方向に可動自在のものであり、ラックとピニオンとの組み合わせによりなるものにすることが望ましい。
【００２０】
上記発明では、請求項１の発明と同様の理由から、クーラント手段の可動状態の調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因に応じて、クーラント手段の位置を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス温度（エアバッグ膨張時の最大圧力）を調節するようにすることが望ましい。
【００２１】
また請求項１１の発明は、ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータのガス排出口から排出されるガスにより膨張されるエアバッグとを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケース内には、インフレータのガス排出口を外側から覆う可動キャップが配置され、前記キャップは、ガス排出口を一部覆う状態から覆わない状態まで無段階で調節できるように可動するものであり、前記可動状態の調節機構の作動が前記制御回路の指示により行われるものであるエアバッグ装置を提供する。
【００２２】
この発明は、インフレータから排出されるガス量を調節し、エアバッグ内に流入するガス量を調節することにより、請求項１の発明と同様にエアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ内に流入する最大ガス量）を調節するものである。
【００２３】
上記発明では、キャップの可動状態の調節機構が、インフレータの軸方向に可動自在のものであり、ラックとピニオンとの組み合わせからなるものにすることが望ましい。
【００２４】
上記発明では、請求項１の発明と同様の理由から、キャップの可動状態の調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因により、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス量（エアバッグ膨張時の最大圧力）を調節するようにすることが望ましい。
【００２５】
本発明のエアバッグ装置は、ガス発生剤の燃焼ガスを利用してエアバッグを膨張展開させるパイロインフレータ、ガス発生剤の燃焼ガスをブースターとし、アルゴン、ヘリウム等の加圧ガスによりエアバッグを膨張展開させるハイブリッドインフレータ、ガス発生剤の燃焼ガスと加圧ガスの両方を利用してエアバッグを膨張展開させるインフレータのいずれのタイプも適用できる。
【００２６】
本発明のエアバッグ装置は、点火器が１つで燃焼室（又は加圧ガスの充填室が１つ）が１つのシングルタイプのインフレータ、点火器が２つで燃焼室（又は加圧ガスの充填室）が２つのデュアルタイプのインフレータのいずれのタイプにも適用できる。
【００２７】
本発明のエアバッグ装置は、運転席のエアバッグ用インフレータ、助手席のエアバッグ用インフレータ、サイドエアバッグ用インフレータ、カーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用インフレータ等の各種インフレータに適用できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、各実施の形態について説明する。
【００２９】
（１）実施の形態１
図１は、エアバッグ装置１０の概略断面図、図２は、無段階調節機構が異なるほかは同一形態のエアバッグ装置１００の概略断面図、図３は、エアバッグ装置を車両に取り付つけたときの状態を説明するための概念図であり、制御回路は略している。
【００３０】
図１、図２に示すように、モジュールケース１２の内部には、エアバッグ１４とインフレータ１６とが収容されており、エアバッグ１４とインフレータ１６との間は、ガス流入口１８を有する仕切り板２０により閉塞されている。インフレータ１６は、ボルト２２、ナット２４により、軸方向の両端側においてモジュールケース１２の２つの面に固定されている。
【００３１】
インフレータ１６は、所要数のガス排出口２６と、インフレータ１６と一体化されたスタッドボルト２８（ナット２４と螺子合わされている。）を有している。２９は、異物除去のためにガス排出口２６の内側に配されたフィルタである。
【００３２】
モジュールケース１２には、インフレータ１６のガス排出口２６から排出されるガスを外部に放出するためのガス放出口３０が設けられている。
【００３３】
なお、このガス放出口３０から放出されたガスが乗員のいる車内に流入しないように、乗員がいる車内を除く外部、望ましくは車外に放出されるように、ガス排出経路を設けていることが望ましい。
【００３４】
図１では、モジュールケース１２の一面１２ａに支持竿３２が固定され、その支持竿３２にはラック３４が可動自在に取り付けられており、ラック３４の一端部には弁体３６が設けられている。この弁体３６は、ガス放出口３０を完全に閉塞し、ガスの放出を停止できる形状及び大きさのものである。
【００３５】
ラック３４と噛み合う位置には、モーター３８で円運動をするピニオン４０が配置されており、ピニオン４０の正逆方向への円運動に連動して、ラック３４が図中の両矢印方向に往復直線運動する。
【００３６】
これらのラック３４、弁体３６、ピニオン４０及びモーター３８の組み合わせが、図１に示すエアバッグ装置１０における無段階調節機構となる。
【００３７】
図２では、図１におけるラック３４とピニオン４０に替えて、先端部に弁体３６を有するロッド４０とカム４２の組み合わせを採用している。この組み合わせでは、カム４２を回転させ、ピン４３をスリット４１内で動かすことにより、ロッド４０（即ち、弁体３６）をインフレータ１６の軸方向に往復直線運動させ、ガス放出口３０を開閉するものである。
【００３８】
これらの無段階調節機構では、モーター３８がリードワイヤ６を介して制御回路に接続されており、制御回路は、電源（自動車のバッテリー）、自動車の各所に配置された各種センサに接続されている。このセンサの種類は、乗員の安全確保に寄与するものであれば特に制限されるものではないが、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上を検知できるセンサであることが望ましい。
【００３９】
次に、図３により、エアバッグ装置１０の取付状態について説明する。図３は、図１のエアバッグ装置１０と同一の作動機構からなるエアバッグ装置１０を運転席に取り付けたものであるが、図１のものは助手席用として適したものであるため、図３では運転席用に適した形態に改変されている。
【００４０】
モジュールケース１２は、ハンドル１の中央部に固定されており、エアバッグ１４とインフレータ１６が収容されている。モジュールケース１２内を分割する仕切り板２０は、締め付け具３により、ハンドル骨格部５に固定されている。
【００４１】
インフレータ１６は、２本のリードワイヤ７により、制御回路と接続され、ピニオン４０を作動させる図示していないモーターは、リードワイヤ（図１中の６）により制御回路と接続され、制御回路は電源及び各種センサと接続されている。
【００４２】
次に、図１で示されるエアバッグ装置１０の動作について説明する。エアバッグ装置１０が搭載された自動車の走行中、各種センサは、乗員の着座状態等を検知し、乗員保護の観点から、エアバッグの展開モードが適切になるように制御回路に情報を送る。そして、各種センサからの情報を受けた制御回路からの指令により、モーター３８が作動され、ピニオン４０の円運動及びラック３４の直線運動により、開放状態から閉塞状態までの無段階でガス放出口３０を開閉する。
【００４３】
車両が衝突したとき、制御回路からの指令により、インフレータ１６内の点火器が作動し、ガス発生剤の燃焼ガス又は予め充填されていた加圧ガスがガス排出口２６から排出される。ガスは、仕切り板２０に設けられたガス流入口１８からエアバッグ１４内に流入し、エアバッグを膨張展開させる。このとき、ガス放出口３０が閉塞されていると、全てのガスはエアバッグ１４を膨張展開させるために使用されるが、ガス放出口３０が全部乃至一部開放されていると、一部のガスのみがエアバッグ１４を膨張展開させる。
【００４４】
このようなガス放出口３０の開閉状態と、乗員の着座状態等との関係は、次のとおりである。
【００４５】
▲１▼乗員の着座状態（乗車位置センサ乃至は体重センサにより検知）
身体の小さな女性のように、座席に浅く座っているときには、エアバッグと乗員との間隔が比較的小さくなっているので、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００４６】
一方、身体の大きな男性のように、座席に深く座っているときは、エアバッグと乗員との間隔が比較的大きくなっているので、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００４７】
▲２▼乗員のシートベルト着用の有無（シートベルト着用センサにより検知）
乗員がシートベルトを着用しているときは、シートベルトの作用により、乗員がハンドル等に衝突することが回避されるか、又はハンドルに衝突しても、衝突時の衝撃が弱められるので、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００４８】
一方、乗員がシートベルトを着用していないときは、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００４９】
▲３▼乗員の座席位置の状態（乗車位置センサにより検知）
乗員の着座状態と同様の観点から、座席位置、即ち座席を後方に引いているか、前方に出しているかを検知して、調節するものである。
【００５０】
座席を前に出しているときは、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００５１】
一方、座席を後方に引いているときは、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００５２】
▲４▼乗員の体重（体重センサにより検知）
乗員の体重が軽いとき（主として女性及び子供）は、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００５３】
一方、乗員の体重が重いとき（主として男性）は、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００５４】
▲５▼環境温度（車内温度センサにより検知）
夏期のように環境温度が高いときは、インフレータ内部の温度も高くなるため、冬期のように環境温度が低いときに比べるとガス発生剤の燃焼速度が早くなり、又はインフレータ内に充填された加圧ガスの圧力も高くなるため、インフレータからのガスの噴出速度が早くなることが考えられる。
【００５５】
環境温度が高いときにおいては、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を抑制する。
【００５６】
一方、環境温度が低いときにおいては、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を高めるようにする。
【００５７】
▲６▼車両速度（スピードセンサにより検知）
自動車両の衝突時、車両速度が遅いほど受ける衝撃は小さくなるので、車両速度が遅いときには、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を抑制するようにする。
【００５８】
一方、車両速度が速いほど受ける衝撃が大きくなるので、車両速度が速いときには、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を高めるようにする。
【００５９】
以上のようにして、乗員の着座状態等の各種要因に応じて、モジュールケース１２に設けたガス放出口３０の開閉状態を無段階で調節しておくことにより、インフレータ１６の出力を変更することなく、エアバッグ膨張時の最大圧力（エアバッグ内に流入するガス量）を微調整することができる。このため、車両の衝突時において、衝撃から乗員を適切に保護することができるほか、エアバッグの膨張自体により乗員が傷つけられることも防止できる。
【００６０】
（２）実施の形態２
図４により、エアバッグ装置について説明する。図４のエアバッグ装置２００と図１のエアバッグ装置１０とは、無段階調節機構が異なるのみであるため、その他の構成要素には同一番号を付して説明を略す。
【００６１】
モジュールケース１２内のインフレータ１６側には、インフレータ１６のガス排出口２６を外側から覆う可動クーラント手段５０が配置されている。
【００６２】
この可動クーラント手段５０は、円筒状クーラント５１と、クーラント５１を支持するクランプ５２とからなる。クーラント５１は、金網、パンチングメタル、又はそれらの積層体からなるもので、ガスの排出を妨げることなく、ガス温度を冷却するように作用するものである。
【００６３】
クーラント５１は、クランプ５２と一体に形成されたラック３４の歯と、ラック３４に近接配置されたピニオン４０の歯との噛み合わせによる連動により、インフレータ１６の軸方向に往復直線移動する。ピニオン４０は、図示していないモーターにより円運動をする。
【００６４】
図示していないモーターは、同様に図示していない制御回路に接続され、制御回路は電源及び各種センサに接続されている。
【００６５】
これらのクーラント５１、クランプ５２、ラック３４、ピニオン４０、モーターの組み合わせが、図４に示すエアバッグ装置２００における無段階調節機構となる。
【００６６】
図４では、クーラント５１がガス排出口２６を完全に覆った状態であるため、ガス排出口２６から排出される全てのガスはクーラント５１全域を経由し、その分だけ温度が低下された後にエアバッグ１４内に流入する。そして、無段階調節機構を作動させ、クーラント５１がガス排出口２６を全く覆っていない状態にすると、ガスは冷却されることなく、エアバッグ１４内に流入する。
【００６７】
このように無段階調節機構を作動させ、インフレータ１６のガス排出口２６がクーラント５１で完全に覆われた状態から、全く覆われていない状態まで、無段階で調節することにより、エアバッグ１４内に流入するガスの温度を比較的低温から高温まで調節することができる。このとき、エアバッグ１４内に流入するガス温度が高いほど、同じガス流入量であってもエアバッグの膨張圧力は高くなるから、実施の形態１における無段階調節機構と同様の作用をする。
【００６８】
従って、乗員の着座状態が浅いとき、乗員がシートベルトを着用しているとき、乗員の座席位置が前方のとき、乗員の体重が軽いとき、環境温度が高いとき、車両速度が遅いときには、クーラント５１はガス排出口２６を覆う方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス温度を低下させる。逆の要因の場合には、クーラント５１はガス排出口２６を覆わない方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス温度を、余り乃至は全く低下させない。
【００６９】
（３）実施の形態３
図５により、エアバッグ装置３００について説明する。図５のエアバッグ装置３００と図１のエアバッグ装置１０とは、無段階調節機構が異なるのみであるため、その他の構成要素には同一番号を付して説明を略す。
【００７０】
モジュールケース１２内のインフレータ１６側には、インフレータ１６のガス排出口２６を外側から覆う可動キャップ６０が配置されている。ここで、可動キャップ６０の凹部の深さＬ１と、ディフュザー部２７の先端面からガス排出口２６の下端部までの長さＬ２とは、Ｌ１＜Ｌ２の関係を有している。このため、図５に示すように、可動キャップ６０を限度までディフュザー部２７に押し付けたときでも、即ち、最大限までガス排出口２６を覆ったときでも、ガス排出口２６は完全に閉塞されず、一部は必ず開口した状態となる。
【００７１】
キャップ６０は、キャップ６０と一体に形成されたラック３４の歯と、ラック３４に近接配置されたピニオン４０の歯との噛み合わせによる連動により、インフレータ１６の軸方向に往復直線運動する。ピニオン４０は、図示していないモーターにより円運動をする。
【００７２】
図示していないモーターは、同様に図示していない制御回路に接続され、制御回路は電源及び各種センサに接続されている。
【００７３】
これらのキャップ６０、ラック３４、ピニオン４０、モーターの組み合わせが、図５に示すエアバッグ装置３００における無段階調節機構となる。
【００７４】
図５では、キャップ６０がガス排出口２６を最大限に覆った状態にあるため、ガス排出口２６から排出される単位時間当たりのガス排出量は少なくなり、その分だけエアバッグ１４内への単位時間当たりのガス流入量が減少する。特に運転席、助手席用エアバッグでは、エアバッグ内の空気を排出するためにベントホールが形成されているが、単位時間当たりのエアバッグへのガス流入量が減少すると、ベントホールから排出されるガス量に対する割合が小さくなり、エアバッグの最大膨張圧力が低くなる。またインフレータから発生するガスが高温である場合、単位時間当たりのガス排出量が少ないと、ガスの排出に時間がかかり、その間にガスが冷却されて同様な効果が得られる。反対に無段階調節機構を作動させ、キャップ６０をディフュザー部２７から離す方向に移動させ、ガス排出口２６を全く覆わない状態にすると、上記と逆の現象が生じる。
【００７５】
このように無段階調節機構を作動させ、インフレータ１６のガス排出口２６が最大限に閉塞された状態から、全く閉塞されていない状態まで、無段階で調節することにより、エアバッグ１４内の最大膨張圧力を調節することができる。このとき、エアバッグ１４内に流入する単位時間当たりのガス量が多いほどエアバッグの最大膨張圧力は高くなるから、実施の形態１における無段階調節機構と同様の作用をする。
【００７６】
従って、乗員の着座状態が浅いとき、乗員がシートベルトを着用しているとき、乗員の座席位置が前方のとき、乗員の体重が軽いとき、環境温度が高いとき、車両速度が遅いときには、可動キャップ６０はガス排出口２６を閉塞する方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス量を減少させる。逆の要因の場合には、可動キャップ６０はガス排出口２６を開放する方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス量を余り乃至は全く減少させない。
【００７７】
（４）実施の形態４
図６は、インフレータとして円盤型のインフレータ１６を用いたほかは、図１の実施形態とほぼ同一構造のものである。８はコネクタであり、リードワイヤ７が接続されている。なお、図６では、制御回路等の要素は略している。
【００７８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【００７９】
実施例１
図４（実施の形態２）に示すインフレータ（パイロインフレータ）と同じ無段階調節機構（クーラント５１、クランプ５２、ラック３４、ピニオン４０、モーター）を備えたエアバッグ装置を用い、無段階調節機構を作動させたときの、エアバッグ膨張時の最大圧力（エアバッグ内に流入するガス温度）の変化を、特許第２９６３０８６号公報の段落１１、特許第２９６０３８８号の段落１５に記載されている公知の６０Ｌタンク燃焼試験に従って測定した。
【００８０】
図７により、６０Ｌタンク燃焼試験時における無段階調節機構の作動状態を説明する。なお、クーラント５１として、線径０．５ｍｍの鉄線を多層に巻いたもの（総質量１３０ｇ，厚さ６．５ｍｍ）を使用した。なお、６０Ｌタンク燃焼試験においては、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、インフレータ１６のガス排出口２６の外側にクーラント５１を取り付けた状態で、インフレータ１６を６０Ｌタンク中に設置し、点火作動させた。
【００８１】
図７（ａ）では、無段階調節機構は作動していないので、インフレータ１６のガス排出孔２６は、クーラント５１により完全に包囲されており、燃焼ガスの全量はクーラント５１を経由して排出され、６０Ｌタンク内に流入した。このため、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度は低くなった。
【００８２】
図７（ｂ）では、無段階調節機構の作動により、クーラント５１を距離Ａだけ移動させている。このため、インフレータ１６のガス排出孔２６から排出される燃焼ガスの一部は、クーラント５１とインフレータ１６との隙間から排出され、残部はクーラント５１を経由して排出され、６０Ｌタンク内に流入した。このため、図７（ａ）の場合よりも、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度は高くなった。
【００８３】
図７（ｃ）では、無段階調節機構の作動により、クーラント５１の移動距離Ａが図７（ｂ）よりも大きくなっている。このため、クーラント５１とインフレータ１６との隙間から排出される燃焼ガス量が更に増加し、クーラント５１を経由して排出される燃焼ガス量が更に減少されるので、図７（ｂ）の場合よりも、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度は高くなった。
【００８４】
６０Ｌタンク燃焼試験では、移動距離Ａを０ｍｍ（図７（ａ）の場合）、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、３５ｍｍの各段階に変化させ、それぞれの場合におけるタンクカーブを測定した。結果を図８に示す。なお、クーラント移動距離Ａが３５ｍｍの場合（図示せず）は、ガス排出口２６がクーラント５１で覆われてない状態である。
【００８５】
図８のタンクカーブから明らかなとおり、無段階調節機構を作動させ、移動距離Ａを大きくするにしたがって、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度が高くなって行った結果、６０Ｌタンク内の最大圧力が上昇したことが確認された。よって、本発明のインフレータ１６をエアバッグに取り付けたエアバッグ装置では、エアバッグ内の最大内圧（展開圧力）を無段階に調節することができ、乗員の着座状態等の様々な要因に応じて、エアバッグ膨張時の最大圧力を微調節することができるようになる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明のエアバッグ装置によれば、乗員の着座状態等の様々な要因に応じて、エアバッグ膨張時の最大圧力を微調節することができるので、車両衝突時における乗員の保護性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 エアバッグ装置の概略断面図。
【図２】 他実施形態のエアバッグ装置の概略断面図。
【図３】 エアバッグ装置の車両への取付状態を説明するための概念図。
【図４】 他実施形態のエアバッグ装置の概略断面図。
【図５】 他実施形態のエアバッグ装置の概略断面図。
【図６】 他実施形態のエアバッグ装置の車両への取付状態を説明するための概念図。
【図７】 実施例１の６０Ｌタンク試験を説明するための概念図。
【図８】 実施例１の６０Ｌタンク試験で得られたタンクカーブ。
【符号の説明】
１０、１００、２００、３００ エアバッグ装置
１２ モジュールケース
１４ エアバッグ
１６ インフレータ
２６ ガス排出口
３０ ガス放出口
３４ ラック
３６ 弁体
４０ ピニオン
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員の着座状態等の様々な要因に応じ、インフレータから排出されるガスのエアバッグ内への流入量等を無段階で調節することで、エアバッグの最大膨張圧力を複数段階で調整できるエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
乗員の安全確保のために自動車両に搭載されるエアバッグ装置では、エアバッグの最大膨張圧力の調整が重要となる。例えば、車両衝突時の衝撃が小さなときにはエアバッグ膨張時の圧力を抑制し、衝撃から乗員を保護すると共に、エアバッグの膨張による衝撃が過度になって乗員を傷つけることがないように、エアバッグの最大膨張圧力を調整することが望ましい。
【０００３】
このようなエアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ展開時の圧力の強弱であり、エアバッグ内に流入するガス量の多少と同じである）の調整は、インフレータの出力の調整により行われている。例えば、２つの点火器、２つの燃焼室を有するデュアルインフレータでは、衝突時の衝撃の強弱に応じて、即ち乗員に加えられる衝撃の強弱に応じて、１つの点火器のみを作動させたり、２つの点火器を同時に作動させたり、２つの点火器の作動タイミングをずらしたりして、インフレータの出力を調整している。
【０００４】
デュアルインフレータは、エアバッグ展開初期の乗員に対する影響を抑えることが主たる目的であり、そのため２つの点火器の着火の時間的な遅れによって、インフレータから発生する単位時間当たりのガス発生量（例えば、６０リットルタンク試験における出力／時間により示される出力カーブの形状、傾き）を調整することが目的である。衝撃の大きい場合は、２つの点火器を同時に作動させるが、このように２つの点火器を同時に作動させた場合（２つのガス発生剤を同時に燃焼させた場合）と、時間差を設けて作動させた場合とでは、インフレータの最大出力自体はあまり大きく変わらない。従って、デュアルインフレータでは、上記のように単位時間当たりのガス発生量の調整には効果があるが、最大出力自体の調整には限界がある。
【０００５】
このため、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度等の様々な要因に応じて、エアバッグを最適な膨張圧力で展開させることは、そのような状況において乗客を最適な拘束力で拘束することができることになり、望ましいものである。
【０００６】
本発明に関連する先行技術としては、ＵＳＰ６，１４２，５１４，ＵＳＰ５，６４４，８０２、ＵＳＰ４，８１７，８２８、特開平８−２０７６９６号公報が知られている。これらの技術によれば、インフレータの最大圧力を２段階で増減することはできるが、最大圧力の無段階での微調整は困難であり、満足できる乗員の拘束性能は得られない。
【０００７】
本発明は、上記した様々な要因に応じ、適切に乗員を保護できるようなエアバッグ装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インフレータ自体の最大出力を変更することなく、つまり既存のインフレータをそのまま適用した上で、エアバッグの最大膨張圧力を調整することにより、上記した課題を解決するものである。
【０００９】
請求項１の発明は、ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータから排出されるガスにより膨張されるエアバッグを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケースが、インフレータのガス排出口から排出されるガスをケース外部に放出するためのガス放出口と、前記ガス放出口の開閉状態を無段階で調節するための調節機構（以下、「無段階調節機構」という）を備えており、前記調節機構の作動が前記制御回路の指示により行われるものであるエアバッグ装置を提供する。
【００１０】
このような無段階調節機構を備えていることにより、インフレータ自体は既存のものを使用したまま、エアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ内に流入する最大ガス量）を無段階で調整できるため、上記のような状況に応じた最適な乗員拘束性能を得ることができる。更に本発明は、上記したようなデュアルタイプのインフレータだけでなく、シングルタイプ（点火器が１つのもの）のインフレータと組み合わせても、エアバッグの最大膨張圧力を幅広く細かに調整できる。
【００１１】
上記発明において、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節するための調節機構が、ガス放出口とそれを開閉する弁体の組み合わせからなるものにすることができ、このような組み合わせとしては、ガス放出口と弁体が、ガス放出口の面に対して垂直に弁体が動くもの、ガス放出口の面に対して平行に弁体が動くもの、又はガス放出口の面上にある軸の周りを弁体が回転するものの３つの手段が挙げられる。
【００１２】
上記発明において、ガス放出口の面に対して垂直に弁体が動くものにするときは、弁体が、ラックとピニオンとの組み合わせにより開閉されるものにすることができる。この組み合わせでは、ピニオンの円運動と、円運動と連動するラックの直線運動により、弁体でガス放出口を開閉するものである。
【００１３】
上記発明では、インフレータから排出されるガスをモジュールケース外部に放出するためのガス放出口が、エアバッグ装置を自動車両に搭載したとき、乗員がいる車内を除く外部に開口を有する管と連結されているものにすることができる。インフレータから排出されるガスが車内に流入し、乗員に悪影響を及ぼすことを防止するものである。
【００１４】
上記発明では、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節するための調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因に応じて、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス量（エアバッグ膨張時の最大圧力）を調節するようにすることが望ましい。
【００１５】
上記した要因の内、例えば、乗員の体格等に応じて、座席での着座状態は様々で、座席に浅く座ったり、深く座ったりするが、いずれの場合にも全く同一の膨張圧力でエアバッグを展開させた場合、浅く座った乗員の方がエアバッグ展開時に受ける圧力が大きくなる。そして、浅く座る乗員は、通常、女性等の身体の小さな人で、深く座る乗員は、通常、身体の大きな男性であることが多いにも拘わらず、前記のような場合には、身体の小さな女性がエアバッグ展開により大きな圧力を受けることになる。特に、車両が衝突したときに受ける衝撃が小さい場合には、エアバッグを最大限に膨張展開させる必要は小さく、返って、エアバッグの膨張展開による衝撃を受け、乗員、特に女性等の身体の小さな乗員がケガをするという事態も考えられる。
【００１６】
そこで、上記したような様々な要因を考慮し、これらを検知するセンサを無段階調節機構に組み込むことにより、乗員の保護性能を高めることができるものである。
【００１７】
また請求項７の発明は、ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータのガス排出口から排出されるガスにより膨張されるエアバッグとを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケース内には、インフレータのガス排出口を外側から覆う可動クーラント手段が配置され、前記クーラント手段は、ガス排出口を完全に覆う状態から覆わない状態まで無段階で調節できるように可動するものであり、前記可動状態の調節機構の作動が前記制御回路の指示により行われるものであるエアバッグ装置を提供する。
【００１８】
この発明は、インフレータから排出されるガスの温度を調節し、エアバッグ内に流入するガスの温度を調節することにより、請求項１の発明と同様にエアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ内に流入するガス温度）を調節するものである。この発明のエアバッグ装置は、特にパイロインフレータを使用するエアバッグ装置に適している。
【００１９】
上記発明では、クーラント手段の可動状態の調節機構が、インフレータの軸方向に可動自在のものであり、ラックとピニオンとの組み合わせによりなるものにすることが望ましい。
【００２０】
上記発明では、請求項１の発明と同様の理由から、クーラント手段の可動状態の調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因に応じて、クーラント手段の位置を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス温度（エアバッグ膨張時の最大圧力）を調節するようにすることが望ましい。
【００２１】
また請求項１１の発明は、ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータのガス排出口から排出されるガスにより膨張されるエアバッグとを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケース内には、インフレータのガス排出口を外側から覆う可動キャップが配置され、前記キャップは、ガス排出口を一部覆う状態から覆わない状態まで無段階で調節できるように可動するものであり、前記可動状態の調節機構の作動が前記制御回路の指示により行われるものであるエアバッグ装置を提供する。
【００２２】
この発明は、インフレータから排出されるガス量を調節し、エアバッグ内に流入するガス量を調節することにより、請求項１の発明と同様にエアバッグの最大膨張圧力（エアバッグ内に流入する最大ガス量）を調節するものである。
【００２３】
上記発明では、キャップの可動状態の調節機構が、インフレータの軸方向に可動自在のものであり、ラックとピニオンとの組み合わせからなるものにすることが望ましい。
【００２４】
上記発明では、請求項１の発明と同様の理由から、キャップの可動状態の調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因により、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス量（エアバッグ膨張時の最大圧力）を調節するようにすることが望ましい。
【００２５】
本発明のエアバッグ装置は、ガス発生剤の燃焼ガスを利用してエアバッグを膨張展開させるパイロインフレータ、ガス発生剤の燃焼ガスをブースターとし、アルゴン、ヘリウム等の加圧ガスによりエアバッグを膨張展開させるハイブリッドインフレータ、ガス発生剤の燃焼ガスと加圧ガスの両方を利用してエアバッグを膨張展開させるインフレータのいずれのタイプも適用できる。
【００２６】
本発明のエアバッグ装置は、点火器が１つで燃焼室（又は加圧ガスの充填室が１つ）が１つのシングルタイプのインフレータ、点火器が２つで燃焼室（又は加圧ガスの充填室）が２つのデュアルタイプのインフレータのいずれのタイプにも適用できる。
【００２７】
本発明のエアバッグ装置は、運転席のエアバッグ用インフレータ、助手席のエアバッグ用インフレータ、サイドエアバッグ用インフレータ、カーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用インフレータ等の各種インフレータに適用できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、各実施の形態について説明する。
【００２９】
（１）実施の形態１
図１は、エアバッグ装置１０の概略断面図、図２は、無段階調節機構が異なるほかは同一形態のエアバッグ装置１００の概略断面図、図３は、エアバッグ装置を車両に取り付つけたときの状態を説明するための概念図であり、制御回路は略している。
【００３０】
図１、図２に示すように、モジュールケース１２の内部には、エアバッグ１４とインフレータ１６とが収容されており、エアバッグ１４とインフレータ１６との間は、ガス流入口１８を有する仕切り板２０により閉塞されている。インフレータ１６は、ボルト２２、ナット２４により、軸方向の両端側においてモジュールケース１２の２つの面に固定されている。
【００３１】
インフレータ１６は、所要数のガス排出口２６と、インフレータ１６と一体化されたスタッドボルト２８（ナット２４と螺子合わされている。）を有している。２９は、異物除去のためにガス排出口２６の内側に配されたフィルタである。
【００３２】
モジュールケース１２には、インフレータ１６のガス排出口２６から排出されるガスを外部に放出するためのガス放出口３０が設けられている。
【００３３】
なお、このガス放出口３０から放出されたガスが乗員のいる車内に流入しないように、乗員がいる車内を除く外部、望ましくは車外に放出されるように、ガス排出経路を設けていることが望ましい。
【００３４】
図１では、モジュールケース１２の一面１２ａに支持竿３２が固定され、その支持竿３２にはラック３４が可動自在に取り付けられており、ラック３４の一端部には弁体３６が設けられている。この弁体３６は、ガス放出口３０を完全に閉塞し、ガスの放出を停止できる形状及び大きさのものである。
【００３５】
ラック３４と噛み合う位置には、モーター３８で円運動をするピニオン４０が配置されており、ピニオン４０の正逆方向への円運動に連動して、ラック３４が図中の両矢印方向に往復直線運動する。
【００３６】
これらのラック３４、弁体３６、ピニオン４０及びモーター３８の組み合わせが、図１に示すエアバッグ装置１０における無段階調節機構となる。
【００３７】
図２では、図１におけるラック３４とピニオン４０に替えて、先端部に弁体３６を有するロッド４０とカム４２の組み合わせを採用している。この組み合わせでは、カム４２を回転させ、ピン４３をスリット４１内で動かすことにより、ロッド４０（即ち、弁体３６）をインフレータ１６の軸方向に往復直線運動させ、ガス放出口３０を開閉するものである。
【００３８】
これらの無段階調節機構では、モーター３８がリードワイヤ６を介して制御回路に接続されており、制御回路は、電源（自動車のバッテリー）、自動車の各所に配置された各種センサに接続されている。このセンサの種類は、乗員の安全確保に寄与するものであれば特に制限されるものではないが、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上を検知できるセンサであることが望ましい。
【００３９】
次に、図３により、エアバッグ装置１０の取付状態について説明する。図３は、図１のエアバッグ装置１０と同一の作動機構からなるエアバッグ装置１０を運転席に取り付けたものであるが、図１のものは助手席用として適したものであるため、図３では運転席用に適した形態に改変されている。
【００４０】
モジュールケース１２は、ハンドル１の中央部に固定されており、エアバッグ１４とインフレータ１６が収容されている。モジュールケース１２内を分割する仕切り板２０は、締め付け具３により、ハンドル骨格部５に固定されている。
【００４１】
インフレータ１６は、２本のリードワイヤ７により、制御回路と接続され、ピニオン４０を作動させる図示していないモーターは、リードワイヤ（図１中の６）により制御回路と接続され、制御回路は電源及び各種センサと接続されている。
【００４２】
次に、図１で示されるエアバッグ装置１０の動作について説明する。エアバッグ装置１０が搭載された自動車の走行中、各種センサは、乗員の着座状態等を検知し、乗員保護の観点から、エアバッグの展開モードが適切になるように制御回路に情報を送る。そして、各種センサからの情報を受けた制御回路からの指令により、モーター３８が作動され、ピニオン４０の円運動及びラック３４の直線運動により、開放状態から閉塞状態までの無段階でガス放出口３０を開閉する。
【００４３】
車両が衝突したとき、制御回路からの指令により、インフレータ１６内の点火器が作動し、ガス発生剤の燃焼ガス又は予め充填されていた加圧ガスがガス排出口２６から排出される。ガスは、仕切り板２０に設けられたガス流入口１８からエアバッグ１４内に流入し、エアバッグを膨張展開させる。このとき、ガス放出口３０が閉塞されていると、全てのガスはエアバッグ１４を膨張展開させるために使用されるが、ガス放出口３０が全部乃至一部開放されていると、一部のガスのみがエアバッグ１４を膨張展開させる。
【００４４】
このようなガス放出口３０の開閉状態と、乗員の着座状態等との関係は、次のとおりである。
【００４５】
▲１▼乗員の着座状態（乗車位置センサ乃至は体重センサにより検知）
身体の小さな女性のように、座席に浅く座っているときには、エアバッグと乗員との間隔が比較的小さくなっているので、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００４６】
一方、身体の大きな男性のように、座席に深く座っているときは、エアバッグと乗員との間隔が比較的大きくなっているので、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００４７】
▲２▼乗員のシートベルト着用の有無（シートベルト着用センサにより検知）
乗員がシートベルトを着用しているときは、シートベルトの作用により、乗員がハンドル等に衝突することが回避されるか、又はハンドルに衝突しても、衝突時の衝撃が弱められるので、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００４８】
一方、乗員がシートベルトを着用していないときは、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００４９】
▲３▼乗員の座席位置の状態（乗車位置センサにより検知）
乗員の着座状態と同様の観点から、座席位置、即ち座席を後方に引いているか、前方に出しているかを検知して、調節するものである。
【００５０】
座席を前に出しているときは、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００５１】
一方、座席を後方に引いているときは、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００５２】
▲４▼乗員の体重（体重センサにより検知）
乗員の体重が軽いとき（主として女性及び子供）は、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を抑制するようにする。
【００５３】
一方、乗員の体重が重いとき（主として男性）は、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの最大膨張圧力を高めるようにする。
【００５４】
▲５▼環境温度（車内温度センサにより検知）
夏期のように環境温度が高いときは、インフレータ内部の温度も高くなるため、冬期のように環境温度が低いときに比べるとガス発生剤の燃焼速度が早くなり、又はインフレータ内に充填された加圧ガスの圧力も高くなるため、インフレータからのガスの噴出速度が早くなることが考えられる。
【００５５】
環境温度が高いときにおいては、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を抑制する。
【００５６】
一方、環境温度が低いときにおいては、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を高めるようにする。
【００５７】
▲６▼車両速度（スピードセンサにより検知）
自動車両の衝突時、車両速度が遅いほど受ける衝撃は小さくなるので、車両速度が遅いときには、弁体３６はガス放出口３０を開放する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を抑制するようにする。
【００５８】
一方、車両速度が速いほど受ける衝撃が大きくなるので、車両速度が速いときには、弁体３６はガス放出口３０を閉塞する方向に適宜移動させ、エアバッグの膨張圧力を高めるようにする。
【００５９】
以上のようにして、乗員の着座状態等の各種要因に応じて、モジュールケース１２に設けたガス放出口３０の開閉状態を無段階で調節しておくことにより、インフレータ１６の出力を変更することなく、エアバッグ膨張時の最大圧力（エアバッグ内に流入するガス量）を微調整することができる。このため、車両の衝突時において、衝撃から乗員を適切に保護することができるほか、エアバッグの膨張自体により乗員が傷つけられることも防止できる。
【００６０】
（２）実施の形態２
図４により、エアバッグ装置について説明する。図４のエアバッグ装置２００と図１のエアバッグ装置１０とは、無段階調節機構が異なるのみであるため、その他の構成要素には同一番号を付して説明を略す。
【００６１】
モジュールケース１２内のインフレータ１６側には、インフレータ１６のガス排出口２６を外側から覆う可動クーラント手段５０が配置されている。
【００６２】
この可動クーラント手段５０は、円筒状クーラント５１と、クーラント５１を支持するクランプ５２とからなる。クーラント５１は、金網、パンチングメタル、又はそれらの積層体からなるもので、ガスの排出を妨げることなく、ガス温度を冷却するように作用するものである。
【００６３】
クーラント５１は、クランプ５２と一体に形成されたラック３４の歯と、ラック３４に近接配置されたピニオン４０の歯との噛み合わせによる連動により、インフレータ１６の軸方向に往復直線移動する。ピニオン４０は、図示していないモーターにより円運動をする。
【００６４】
図示していないモーターは、同様に図示していない制御回路に接続され、制御回路は電源及び各種センサに接続されている。
【００６５】
これらのクーラント５１、クランプ５２、ラック３４、ピニオン４０、モーターの組み合わせが、図４に示すエアバッグ装置２００における無段階調節機構となる。
【００６６】
図４では、クーラント５１がガス排出口２６を完全に覆った状態であるため、ガス排出口２６から排出される全てのガスはクーラント５１全域を経由し、その分だけ温度が低下された後にエアバッグ１４内に流入する。そして、無段階調節機構を作動させ、クーラント５１がガス排出口２６を全く覆っていない状態にすると、ガスは冷却されることなく、エアバッグ１４内に流入する。
【００６７】
このように無段階調節機構を作動させ、インフレータ１６のガス排出口２６がクーラント５１で完全に覆われた状態から、全く覆われていない状態まで、無段階で調節することにより、エアバッグ１４内に流入するガスの温度を比較的低温から高温まで調節することができる。このとき、エアバッグ１４内に流入するガス温度が高いほど、同じガス流入量であってもエアバッグの膨張圧力は高くなるから、実施の形態１における無段階調節機構と同様の作用をする。
【００６８】
従って、乗員の着座状態が浅いとき、乗員がシートベルトを着用しているとき、乗員の座席位置が前方のとき、乗員の体重が軽いとき、環境温度が高いとき、車両速度が遅いときには、クーラント５１はガス排出口２６を覆う方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス温度を低下させる。逆の要因の場合には、クーラント５１はガス排出口２６を覆わない方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス温度を、余り乃至は全く低下させない。
【００６９】
（３）実施の形態３
図５により、エアバッグ装置３００について説明する。図５のエアバッグ装置３００と図１のエアバッグ装置１０とは、無段階調節機構が異なるのみであるため、その他の構成要素には同一番号を付して説明を略す。
【００７０】
モジュールケース１２内のインフレータ１６側には、インフレータ１６のガス排出口２６を外側から覆う可動キャップ６０が配置されている。ここで、可動キャップ６０の凹部の深さＬ１と、ディフュザー部２７の先端面からガス排出口２６の下端部までの長さＬ２とは、Ｌ１＜Ｌ２の関係を有している。このため、図５に示すように、可動キャップ６０を限度までディフュザー部２７に押し付けたときでも、即ち、最大限までガス排出口２６を覆ったときでも、ガス排出口２６は完全に閉塞されず、一部は必ず開口した状態となる。
【００７１】
キャップ６０は、キャップ６０と一体に形成されたラック３４の歯と、ラック３４に近接配置されたピニオン４０の歯との噛み合わせによる連動により、インフレータ１６の軸方向に往復直線運動する。ピニオン４０は、図示していないモーターにより円運動をする。
【００７２】
図示していないモーターは、同様に図示していない制御回路に接続され、制御回路は電源及び各種センサに接続されている。
【００７３】
これらのキャップ６０、ラック３４、ピニオン４０、モーターの組み合わせが、図５に示すエアバッグ装置３００における無段階調節機構となる。
【００７４】
図５では、キャップ６０がガス排出口２６を最大限に覆った状態にあるため、ガス排出口２６から排出される単位時間当たりのガス排出量は少なくなり、その分だけエアバッグ１４内への単位時間当たりのガス流入量が減少する。特に運転席、助手席用エアバッグでは、エアバッグ内の空気を排出するためにベントホールが形成されているが、単位時間当たりのエアバッグへのガス流入量が減少すると、ベントホールから排出されるガス量に対する割合が小さくなり、エアバッグの最大膨張圧力が低くなる。またインフレータから発生するガスが高温である場合、単位時間当たりのガス排出量が少ないと、ガスの排出に時間がかかり、その間にガスが冷却されて同様な効果が得られる。反対に無段階調節機構を作動させ、キャップ６０をディフュザー部２７から離す方向に移動させ、ガス排出口２６を全く覆わない状態にすると、上記と逆の現象が生じる。
【００７５】
このように無段階調節機構を作動させ、インフレータ１６のガス排出口２６が最大限に閉塞された状態から、全く閉塞されていない状態まで、無段階で調節することにより、エアバッグ１４内の最大膨張圧力を調節することができる。このとき、エアバッグ１４内に流入する単位時間当たりのガス量が多いほどエアバッグの最大膨張圧力は高くなるから、実施の形態１における無段階調節機構と同様の作用をする。
【００７６】
従って、乗員の着座状態が浅いとき、乗員がシートベルトを着用しているとき、乗員の座席位置が前方のとき、乗員の体重が軽いとき、環境温度が高いとき、車両速度が遅いときには、可動キャップ６０はガス排出口２６を閉塞する方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス量を減少させる。逆の要因の場合には、可動キャップ６０はガス排出口２６を開放する方向に移動させ、エアバッグ１４内に流入するガス量を余り乃至は全く減少させない。
【００７７】
（４）実施の形態４
図６は、インフレータとして円盤型のインフレータ１６を用いたほかは、図１の実施形態とほぼ同一構造のものである。８はコネクタであり、リードワイヤ７が接続されている。なお、図６では、制御回路等の要素は略している。
【００７８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【００７９】
実施例１
図４（実施の形態２）に示すインフレータ（パイロインフレータ）と同じ無段階調節機構（クーラント５１、クランプ５２、ラック３４、ピニオン４０、モーター）を備えたエアバッグ装置を用い、無段階調節機構を作動させたときの、エアバッグ膨張時の最大圧力（エアバッグ内に流入するガス温度）の変化を、特許第２９６３０８６号公報の段落１１、特許第２９６０３８８号の段落１５に記載されている公知の６０Ｌタンク燃焼試験に従って測定した。
【００８０】
図７により、６０Ｌタンク燃焼試験時における無段階調節機構の作動状態を説明する。なお、クーラント５１として、線径０．５ｍｍの鉄線を多層に巻いたもの（総質量１３０ｇ，厚さ６．５ｍｍ）を使用した。なお、６０Ｌタンク燃焼試験においては、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、インフレータ１６のガス排出口２６の外側にクーラント５１を取り付けた状態で、インフレータ１６を６０Ｌタンク中に設置し、点火作動させた。
【００８１】
図７（ａ）では、無段階調節機構は作動していないので、インフレータ１６のガス排出孔２６は、クーラント５１により完全に包囲されており、燃焼ガスの全量はクーラント５１を経由して排出され、６０Ｌタンク内に流入した。このため、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度は低くなった。
【００８２】
図７（ｂ）では、無段階調節機構の作動により、クーラント５１を距離Ａだけ移動させている。このため、インフレータ１６のガス排出孔２６から排出される燃焼ガスの一部は、クーラント５１とインフレータ１６との隙間から排出され、残部はクーラント５１を経由して排出され、６０Ｌタンク内に流入した。このため、図７（ａ）の場合よりも、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度は高くなった。
【００８３】
図７（ｃ）では、無段階調節機構の作動により、クーラント５１の移動距離Ａが図７（ｂ）よりも大きくなっている。このため、クーラント５１とインフレータ１６との隙間から排出される燃焼ガス量が更に増加し、クーラント５１を経由して排出される燃焼ガス量が更に減少されるので、図７（ｂ）の場合よりも、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度は高くなった。
【００８４】
６０Ｌタンク燃焼試験では、移動距離Ａを０ｍｍ（図７（ａ）の場合）、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、３５ｍｍの各段階に変化させ、それぞれの場合におけるタンクカーブを測定した。結果を図８に示す。なお、クーラント移動距離Ａが３５ｍｍの場合（図示せず）は、ガス排出口２６がクーラント５１で覆われてない状態である。
【００８５】
図８のタンクカーブから明らかなとおり、無段階調節機構を作動させ、移動距離Ａを大きくするにしたがって、６０Ｌタンク内に流入する燃焼ガス温度が高くなって行った結果、６０Ｌタンク内の最大圧力が上昇したことが確認された。よって、本発明のインフレータ１６をエアバッグに取り付けたエアバッグ装置では、エアバッグ内の最大内圧（展開圧力）を無段階に調節することができ、乗員の着座状態等の様々な要因に応じて、エアバッグ膨張時の最大圧力を微調節することができるようになる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明のエアバッグ装置によれば、乗員の着座状態等の様々な要因に応じて、エアバッグ膨張時の最大圧力を微調節することができるので、車両衝突時における乗員の保護性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 エアバッグ装置の概略断面図。
【図２】 他実施形態のエアバッグ装置の概略断面図。
【図３】 エアバッグ装置の車両への取付状態を説明するための概念図。
【図４】 他実施形態のエアバッグ装置の概略断面図。
【図５】 他実施形態のエアバッグ装置の概略断面図。
【図６】 他実施形態のエアバッグ装置の車両への取付状態を説明するための概念図。
【図７】 実施例１の６０Ｌタンク試験を説明するための概念図。
【図８】 実施例１の６０Ｌタンク試験で得られたタンクカーブ。
【符号の説明】
１０、１００、２００、３００ エアバッグ装置
１２ モジュールケース
１４ エアバッグ
１６ インフレータ
２６ ガス排出口
３０ ガス放出口
３４ ラック
３６ 弁体
４０ ピニオン
Claims (8)
- ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータのガス排出口から排出されるガスにより膨張されるエアバッグとを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケース内には、インフレータのガス排出口を外側から覆う可動クーラント手段が配置され、前記クーラント手段は、ガス排出口を完全に覆う状態から覆わない状態まで無段階で調節できるように可動するものであり、前記可動状態にするための調節機構の移動がモーターにより行われ、前記モーターが前記制御回路の指示により作動するものであるエアバッグ装置。 - クーラント手段の可動状態の調節機構が、インフレータの軸方向に可動自在のものである請求項１記載のエアバッグ装置。
- クーラント手段の可動状態の調節機構が、ラックとピニオンとの組み合わせによりなるものである請求項１又は２記載のエアバッグ装置。
- クーラント手段の可動状態の調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因に応じて、クーラント手段の位置を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス温度を調節するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
- ガス排出口を有するインフレータ、及びインフレータのガス排出口から排出されるガスにより膨張されるエアバッグとを収容するモジュールケースと、前記インフレータと接続された制御回路を備えたエアバッグ装置であり、
前記モジュールケース内には、インフレータのガス排出口を外側から覆う可動キャップが配置され、前記キャップは、ガス排出口を一部覆う状態から覆わない状態まで、調節機構により無段階で調節できるように可動するものであり、前記可動状態にするための調節機構の移動がモーターにより行われ、前記モーターが前記制御回路の指示により作動するものであるエアバッグ装置。 - キャップの可動状態の調節機構が、インフレータの軸方向に可動自在のものである請求項５記載のエアバッグ装置。
- キャップの可動状態の調節機構が、ラックとピニオンとの組み合わせによりなるものである請求項５又は６記載のエアバッグ装置。
- キャップの可動状態の調節機構が、乗員の着座状態、乗員のシートベルト着用の有無、乗員の座席位置の状態、乗員の体重、環境温度及び車両速度から選ばれる１又は２以上の要因により、ガス放出口の開閉状態を無段階で調節し、エアバッグ内に流入するガス量を調節するものである請求項５〜７のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
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