JP4379410B2

JP4379410B2 - 膝保護用エアバッグ装置

Info

Publication number: JP4379410B2
Application number: JP2005324559A
Authority: JP
Inventors: 修深渡瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: JP2007131082A

Description

本発明は、乗員の膝を保護する膝保護用エアバッグ装置に関する。

膝保護用エアバッグ装置としては、ステアリングコラムを覆うコラムカバーの左右方向にエアバッグが展開膨張されるものがある（例えば、特許文献１参照）。

ここで、このような膝保護用エアバッグ装置では、ステアリングコラムが軸方向へ移動されて運転者からの衝撃を吸収する場合に、ステアリングコラムの軸方向への移動がエアバッグの展開膨張によって阻害されることを抑制できることが好ましい。
特開２００２−３７００３公報

本発明は、上記事実を考慮し、ステアリングコラムの移動がエアバッグの展開によって阻害されることを抑制できる膝保護用エアバッグ装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の膝保護用エアバッグ装置は、車両のインストルメントパネルから突出して設けられ、軸方向下側へ移動されることで乗員からの衝撃を吸収可能にされたステアリングコラムと、前記ステアリングコラムを覆うコラムカバーと、前記コラムカバー内に設けられ、ガスを流入されて前記コラムカバーに形成される開口から前記コラムカバーの側方に展開されることで乗員の膝を保護可能にされるエアバッグと、を備えた膝保護用エアバッグ装置であって、前記コラムカバーに形成される開口と前記インストルメントパネルとの前記ステアリングコラム移動方向に平行な離間距離を前記ステアリングコラムの最大移動可能ストローク以上にすることにより前記ステアリングコラムの移動を妨げないようにする、ことを特徴としている。

請求項２に記載の膝保護用エアバッグ装置は、請求項１に記載の膝保護用エアバッグ装置において、前記開口の車両前側端部と前記インストルメントパネルとの前記ステアリングコラム移動方向に平行な離間距離を前記ステアリングコラムの最大移動可能ストローク以上にする、ことを特徴としている。

請求項３に記載の膝保護用エアバッグ装置は、請求項１又は請求項２に記載の膝保護用エアバッグ装置において、前記エアバッグの展開された際における断面積を前記開口位置において前記乗員膝位置に比し小さくして前記開口面積と同等にした、ことを特徴としている。

請求項４に記載の膝保護用エアバッグ装置は、請求項２又は請求項３に記載の膝保護用エアバッグ装置において、前記コラムカバーに設けられ、車両後側部分周りに回動されて前記エアバッグを前記コラムカバーの側方側へ向けて展開させる回動部を備えた、ことを特徴としている。

請求項５に記載の膝保護用エアバッグ装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の膝保護用エアバッグ装置において、前記エアバッグにガスを前記コラムカバーの側方側へ向けて流入させるディフューザを備えた、ことを特徴としている。

請求項１に記載の膝保護用エアバッグ装置では、車両のインストルメントパネルから突出して設けられたステアリングコラムが、移動されることで、乗員からの衝撃を吸収可能にされている。さらに、ステアリングコラムを覆うコラムカバー内に設けられたエアバッグが、ガスを流入されて、コラムカバーに形成される開口からコラムカバーの側方に展開されることで、乗員の膝を保護可能にされている。

ここで、コラムカバーに形成される開口とインストルメントパネルとのステアリングコラム移動方向に平行な離間距離が、ステアリングコラムの最大移動可能ストローク以上にされることにより、ステアリングコラムの移動が妨げられないようにされている。このため、ステアリングコラムの移動がエアバッグの展開によって阻害されることを抑制できる。

請求項２に記載の膝保護用エアバッグ装置では、コラムカバーに形成される開口の車両前側端部とインストルメントパネルとのステアリングコラム移動方向に平行な離間距離が、ステアリングコラムの最大移動可能ストローク以上にされている。このため、ステアリングコラムの移動がエアバッグの展開によって阻害されることを適切に抑制できる。

請求項３に記載の膝保護用エアバッグ装置では、エアバッグの展開された際における断面積が、コラムカバーに形成される開口位置において、乗員膝位置に比し小さくされて、前記開口面積と同等にされている。このため、ステアリングコラムの移動がエアバッグの展開によって阻害されることを適切に抑制できる。

請求項４に記載の膝保護用エアバッグ装置では、コラムカバーに設けられた回動部が、車両後側部分周りに回動されて、エアバッグをコラムカバーの側方側へ向けて展開させる。このため、ステアリングコラムの移動がエアバッグの展開によって阻害されることを適切に抑制できる。

請求項５に記載の膝保護用エアバッグ装置では、ディフューザがエアバッグにガスをコラムカバーの側方側へ向けて流入させるため、エアバッグがコラムカバーの側方側へ向けて展開される。このため、ステアリングコラムの移動がエアバッグの展開によって阻害されることを適切に抑制できる。

［第１の実施の形態］
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置１０が適用されて構成された車両前部構造１２が車両左側から見た側面図にて示されており、図５（Ａ）には、膝保護用エアバッグ装置１０の主要部が車両前側から見た断面図にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、上方を矢印ＵＰで示す。

本実施の形態における車両前部構造１２では、車室１４の車両前側端に、インストルメントパネル１６が設けられている。インストルメントパネル１６の車両右側部分又は車両左側部分には、ステアリングコラム１８が設けられており、ステアリングコラム１８は、インストルメントパネル１６の内部から外部に車両上斜め後方へ向けて突出されている。

ステアリングコラム１８の全周は、略矩形筒状のコラムカバー２０に覆われており、コラムカバー２０の下端（車両前側端）はインストルメントパネル１６内に挿入されると共に、コラムカバー２０の上端面（車両後側端面）は略閉塞されている。また、コラムカバー２０は、上側の上コラムカバー２０Ａと下側の下コラムカバー２０Ｂとが組み合わされて、構成されている。

ステアリングコラム１８内には、ステアリングシャフト２２が収容されており、ステアリングシャフト２２の上端はコラムカバー２０の上端面から上側へ突出されている。ステアリングシャフト２２の上端には、ステアリングホイール２４が固定されており、ステアリングホイール２４は車室１４の運転席（図示省略）に対向されている。

ステアリングホイール２４には、頭部保護用エアバッグ装置（図示省略）が設けられており、車両の前面衝突時には、頭部保護用エアバッグ装置の頭部保護用エアバッグ（図示省略）がステアリングホイール２４の車両後側に膨張展開可能にされている。これにより、頭部保護用エアバッグが、運転席に着座した乗員としての運転手２６の頭部２６Ａ（図４参照）を拘束して保護可能にされている。さらに、運転手２６の頭部２６Ａから頭部保護用エアバッグを介してのステアリングホイール２４への衝撃により、ステアリングコラム１８が、ステアリングホイール２４、ステアリングシャフト２２及びコラムカバー２０と共に、軸方向下側へ移動されることで、ステアリングコラム１８が当該衝撃を吸収可能にされている（図３参照）。また、ステアリングコラム１８の最大移動可能ストローク（ステアリングコラム１８が軸方向下側へ移動可能な距離）は、予め設定されている。

図６に詳細に示す如く、下コラムカバー２０Ｂの両側壁（車両右側壁及び車両左側壁）には、回動部としての略矩形状の開放扉２８が形成されており、開放扉２８の上面は下コラムカバー２０Ｂの側壁上面を構成している。開放扉２８の車両前側縁及び車両後側縁は肉厚を薄くされて破断部２８Ａが形成されると共に、開放扉２８の下縁は折曲可能にされてヒンジ部２８Ｂが形成されており、破断部２８Ａが破断されると共に、ヒンジ部２８Ｂが折り曲げられて、開放扉２８がヒンジ部２８Ｂ（下縁）を中心軸として回動されることで、開放扉２８が開放されて、下コラムカバー２０Ｂに開口３０を形成可能にされている。また、図２に詳細に示す如く、開口３０の車両前側面（開放扉２８の車両前側の破断部２８Ａ）とインストルメントパネル１６とのステアリングコラム１８軸方向に平行な離間距離Ｌ（最短離間距離）は、ステアリングコラム１８の最大移動可能ストロークよりも大きくされている（ステアリングコラム１８の最大移動可能ストローク以上であればよい）。

図７に詳細に示す如く、ステアリングコラム１８の上部（車両前側部）下側には、略円柱状のインフレータ３２が固定されており、インフレータ３２の上端面（車両前側端面）には、略円筒状の噴出部３２Ａが突出された状態で一体に設けられている。噴出部３２Ａの反インフレータ３２側端面は閉じられると共に、噴出部３２Ａの周面には複数の噴出孔３４が形成されており、車両の前面衝突時には、インフレータ３２が複数の噴出孔３４から噴出部３２Ａの全周外側へ放射状にガスを噴出可能にされている。インフレータ３２の上端には、略円筒状のディフューザ３６が設けられており、ディフューザ３６は、反インフレータ３２側端面が閉じられて、インフレータ３２の上端面との間で噴出部３２Ａを収容している。ディフューザ３６の周面の車両右側部分及び車両左側部分には、正面視矩形状の噴出口３８が貫通形成されており、ディフューザ３６は、インフレータ３２の複数の噴出孔３４からのガスを、一対の噴出口３８から車両右側及び車両左側へ噴出可能にされている。

下コラムカバー２０Ｂ内には、エアバッグとしての膝保護用エアバッグ４０が折り畳まれた状態で収容されており、膝保護用エアバッグ４０の車幅方向中央部分は、ディフューザ３６の一対の噴出口３８に連通されている。このため、ディフューザ３６の一対の噴出口３８から噴出されたガスが膝保護用エアバッグ４０に流入されることで、下コラムカバー２０Ｂの一対の開放扉２８が開放されつつ、膝保護用エアバッグ４０が下コラムカバー２０Ｂの一対の開口３０からコラムカバー２０の車両右側及び車両左側へ膨張展開可能にされている（図５（Ｂ）参照）。これにより、膝保護用エアバッグ４０が、コラムカバー２０の車両右側及び車両左側において、運転手２６の膝２６Ｂを拘束して保護可能にされている（図２乃至図４参照）。

図８に詳細に示す如く、膝保護用エアバッグ４０は、膨張展開された状態で、コラムカバー２０の内部に配置されるバッグ中央部４０Ａが円筒形袋状にされると共に、コラムカバー２０の車両右側及び車両左側に配置されるバッグ端部４０Ｂが略球形袋状にされており、バッグ端部４０Ｂは、バッグ中央部４０Ａに対し車両前側に突出されて、インストルメントパネル１６に接触される大きさにされている。さらに、コラムカバー２０の一対の開口３０位置（コラムカバー２０の車両右側面位置及び車両左側面位置）におけるバッグ中央部４０Ａの車幅方向に垂直な断面積Ｓ２は、運転手２６の膝２６Ｂ位置におけるバッグ端部４０Ｂの車幅方向に垂直な断面積Ｓ１に比し小さくされて、開口３０の面積と同程度にされている。また、膝保護用エアバッグ４０は、図８に示す形状に縫製されるか、又は、ストラップ等によって図８に示す形状に整形されて、構成されている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の車両前部構造１２では、車両の前面衝突時に、頭部保護用エアバッグ装置の頭部保護用エアバッグがステアリングホイール２４の車両後側に膨張展開されることで、頭部保護用エアバッグが運転手２６の頭部２６Ａを拘束して保護する。さらに、運転手２６の頭部２６Ａから頭部保護用エアバッグを介してのステアリングホイール２４への衝撃により、ステアリングコラム１８が、ステアリングホイール２４、ステアリングシャフト２２及びコラムカバー２０と共に、軸方向下側へ移動されることで、ステアリングコラム１８が当該衝撃を吸収する。

さらに、車両の前面衝突時には、膝保護用エアバッグ装置１０において、インフレータ３２が噴出部３２Ａの複数の噴出孔３４からガスを噴出して、ディフューザ３６の一対の噴出口３８から膝保護用エアバッグ４０にガスが流入されることで、下コラムカバー２０Ｂの一対の開放扉２８が開放されつつ、膝保護用エアバッグ４０が下コラムカバー２０Ｂの一対の開口３０からコラムカバー２０の車両右側及び車両左側へ膨張展開にされる。これにより、膝保護用エアバッグ４０が、一対のバッグ端部４０Ｂにおいて、運転手２６の膝２６Ｂを拘束して保護する。

ここで、一対の開口３０の車両前側面とインストルメントパネル１６とのステアリングコラム１８軸方向に平行な離間距離Ｌが、ステアリングコラム１８の最大移動可能ストロークよりも大きくされている。これにより、膝保護用エアバッグ４０の膨張展開直後（ステアリングコラム１８が軸方向下側へ移動する前で、運転手２６の膝２６Ｂと膝保護用エアバッグ４０とが当接する時（又は運転手２６の膝２６Ｂと膝保護用エアバッグ４０とが当接する前））には、コラムカバー２０の車両右側面位置及び車両左側面位置での膝保護用エアバッグ４０及び一対の開放扉２８の車両前側端部とインストルメントパネル１６とのステアリングコラム１８軸方向に平行な離間距離Ｌが、ステアリングコラム１８の最大移動可能ストロークよりも大きくされる。このため、膝保護用エアバッグ４０が、コラムカバー２０の車両右側面位置及び車両左側面位置において、ステアリングコラム１８の軸方向下側への移動によりインストルメントパネル１６と干渉することを防止できて、運転手２６の膝２６Ｂを拘束するバッグ端部４０Ｂと無関係にステアリングコラム１８内のバッグ中央部４０Ａが移動することができる。しかも、一対の開放扉２８がステアリングコラム１８の軸方向下側への移動によりインストルメントパネル１６と干渉することを防止できる。したがって、ステアリングコラム１８の軸方向下側への移動が、膨張展開された膝保護用エアバッグ４０及び開放された一対の開放扉２８によって阻害されることを抑制できる。

さらに、ディフューザ３６が一対の噴出口３８から膝保護用エアバッグ４０に車両右側及び車両左側へ向けてガスを流入させるため、膝保護用エアバッグ４０がコラムカバー２０の車両右側及び車両左側へ向けて膨張展開される。このため、膝保護用エアバッグ４０がインストルメントパネル１６側（車両前側）へ向けて膨張展開されてステアリングコラム１８の軸方向下側への移動を妨げることがなく、ステアリングコラム１８の軸方向下側への移動が、膨張展開された膝保護用エアバッグ４０によって阻害されることを適切に抑制できる。

また、膝保護用エアバッグ４０では、コラムカバー２０の一対の開口３０位置におけるバッグ中央部４０Ａの車幅方向に垂直な断面積Ｓ２が、運転手２６の膝２６Ｂ位置におけるバッグ端部４０Ｂの車幅方向に垂直な断面積Ｓ１に比し小さくされて、開口３０の面積と同程度にされている。このため、膝保護用エアバッグ４０がコラムカバー２０の車両右側面位置及び車両左側面位置において開口３０よりインストルメントパネル１６側（車両前側）に膨張展開されることを抑制できて、ステアリングコラム１８の軸方向下側への移動が、膨張展開された膝保護用エアバッグ４０によって阻害されることを一層適切に抑制できる。

しかも、運転手２６の膝２６Ｂ位置におけるバッグ端部４０Ｂの車幅方向に垂直な断面積Ｓ１が、コラムカバー２０の一対の開口３０位置におけるバッグ中央部４０Ａの車幅方向に垂直な断面積Ｓ２に比し大きくされて、膝保護用エアバッグ４０の膨張展開直後にバッグ端部４０Ｂがインストルメントパネル１６に接触される。このため、バッグ端部４０Ｂが運転手２６の膝２６Ｂを早期に拘束して適切に保護することができる。

［第２の実施の形態］
図９には、本発明の第２の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置５０が適用されて構成された車両前部構造５２が上側から見た平面図にて示されている。

本実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置５０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。

本実施の形態の膝保護用エアバッグ４０は、膨張展開された状態で、バッグ端部４０Ｂが、反バッグ中央部４０Ａ側端面を閉じられた略円筒形袋状にされており、バッグ端部４０Ｂは、バッグ中央部４０Ａの車幅方向端部から車幅方向外側へ向かうに従いに車両前側へ向かう方向へ延伸されて、インストルメントパネル１６に接触される長さにされている。さらに、コラムカバー２０の一対の開口３０位置（コラムカバー２０の車両右側面位置及び車両左側面位置）におけるバッグ中央部４０Ａの車幅方向に垂直な断面積は、運転手２６の膝２６Ｂ位置におけるバッグ端部４０Ｂの車幅方向に垂直な断面積に比し小さくされて、開口３０の面積と同程度にされている。また、膝保護用エアバッグ４０は、図９に示す形状に縫製されるか、又は、ストラップ等によって図９に示す形状に整形されて、構成されている。

ここで、本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

なお、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、下コラムカバー２０Ｂにおいて、開放扉２８の車両前側縁及び車両後側縁に破断部２８Ａを形成すると共に、開放扉２８の下縁にヒンジ部２８Ｂを形成した構成としたが、図１０に示す如く、開放扉２８の車両前側縁及び下縁に破断部２８Ａを形成すると共に、開放扉２８の車両後側縁にヒンジ部２８Ｂを形成した構成としてもよい。この場合、破断部２８Ａが破断されると共に、ヒンジ部２８Ｂが折り曲げられて、開放扉２８がヒンジ部２８Ｂ（車両後側縁）を中心軸として回動されることで、開放扉２８が開放されて、下コラムカバー２０Ｂに開口３０を形成可能にされる。これにより、膝保護用エアバッグ４０が開放扉２８に沿ってコラムカバー２０の車両右側及び車両左側（車両幅方向）へ膨張展開される。このため、膝保護用エアバッグ４０がインストルメントパネル１６側（車両前側）へ向けて膨張展開されてステアリングコラム１８の軸方向下側への移動を妨げることがなく、ステアリングコラム１８の軸方向下側への移動が、膨張展開された膝保護用エアバッグ４０によって阻害されることを適切に抑制できる。しかも、膝保護用エアバッグ４０の反インストルメントパネル１６側（車両後側）への膨張展開が開放扉２８によって制限されて、膝保護用エアバッグ４０のバッグ端部４０Ｂが運転手２６の膝２６Ｂを適切に保護することができる。

また、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、ディフューザ３６が一端面を閉じられた略円筒状にされてインフレータ３２の上端面との間でインフレータ３２の噴出部３２Ａを収容する構成としたが、図１１に示す如く、ディフューザ３６が両端面を閉じられた円筒形容器状にされて内部にインフレータ３２の噴出部３２Ａを含む全体を収容した構成としてもよい。この場合、ディフューザ３６の周面の車両右側部分及び車両左側部分には、それぞれ噴出口３８が所定数（本実施の形態では３つ）貫通形成されて、ディフューザ３６が、インフレータ３２の複数の噴出孔３４からのガスを、車両右側及び車両左側の所定数の噴出口３８から膝保護用エアバッグ４０内に車両右側及び車両左側へ向けて噴出可能にされる。

本発明の第１の実施の形態における車両前部構造を示す車両左側から見た側面図である。本発明の第１の実施の形態における車両前部構造における膝保護用エアバッグの膨張展開直後を示す車両左側から見た側面図である。本発明の第１の実施の形態における車両前部構造における膝保護用エアバッグによる運転手の膝の拘束状態を示す車両左側から見た側面図である。本発明の第１の実施の形態における車両前部構造における膝保護用エアバッグによる運転手の膝の拘束状態を示す上側から見た平面図である。（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置の主要部を示す車両前側から見た断面図であり、（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置における膝保護用エアバッグの膨張展開状態を示す車両前側から見た断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置の下コラムカバーにおける開放扉の開放状態を示す車両左斜め後側から見た斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置におけるインフレータ及びディフューザを示す車両左斜め後側から見た分解斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置における膝保護用エアバッグの膨張展開状態を示す斜め上側から見た斜視図である。本発明の第２の実施の形態における車両前部構造における膝保護用エアバッグによる運転手の膝の拘束状態を示す上側から見た平面図である。本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置の下コラムカバーの別例における開放扉の開放状態を示す車両左斜め後側から見た斜視図である。本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る膝保護用エアバッグ装置におけるディフューザの別例を示す車両左斜め後側から見た分解斜視図である。

符号の説明

１０膝保護用エアバッグ装置
１６インストルメントパネル
１８ステアリングコラム
２０コラムカバー
２６運転手（乗員）
２６Ｂ膝
２８開放扉（回動部）
３０開口
３６ディフューザ
４０膝保護用エアバッグ（エアバッグ）
５０膝保護用エアバッグ装置

Claims

車両のインストルメントパネルから突出して設けられ、軸方向下側へ移動されることで乗員からの衝撃を吸収可能にされたステアリングコラムと、
前記ステアリングコラムを覆うコラムカバーと、
前記コラムカバー内に設けられ、ガスを流入されて前記コラムカバーに形成される開口から前記コラムカバーの側方に展開されることで乗員の膝を保護可能にされるエアバッグと、
を備えた膝保護用エアバッグ装置であって、
前記コラムカバーに形成される開口と前記インストルメントパネルとの前記ステアリングコラム移動方向に平行な離間距離を前記ステアリングコラムの最大移動可能ストローク以上にすることにより前記ステアリングコラムの移動を妨げないようにする、
ことを特徴とする膝保護用エアバッグ装置。
前記開口の車両前側端部と前記インストルメントパネルとの前記ステアリングコラム移動方向に平行な離間距離を前記ステアリングコラムの最大移動可能ストローク以上にする、ことを特徴とする請求項１記載の膝保護用エアバッグ装置。
前記エアバッグの展開された際における断面積を前記開口位置において前記乗員膝位置に比し小さくして前記開口面積と同等にした、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の膝保護用エアバッグ装置。
前記コラムカバーに設けられ、車両後側部分周りに回動されて前記エアバッグを前記コラムカバーの側方側へ向けて展開させる回動部を備えた、ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の膝保護用エアバッグ装置。
前記エアバッグにガスを前記コラムカバーの側方側へ向けて流入させるディフューザを備えた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の膝保護用エアバッグ装置。