JP4394793B2 - エアバッグ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、折り畳んだエアバッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にインフレータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータが発生するガスでエアバッグを展開して乗員を拘束するエアバッグ装置であって、前記リテーナに形成したベントホールをアクチュエータで作動する制御弁で開閉するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のエアバッグ装置は、インフレータが発生するガスで膨張するエアバッグにベントホールを設け、前記ガスの一部をベントホールから排出してエアバッグの内圧を制御している。かかるエアバッグ装置において、ベントホールを薄膜で閉鎖しておくことにより展開の初期にエアバッグを速やかに膨張させるとともに、展開が完了してエアバッグの内圧が高まると前記薄膜が破断し、ベントホールからガスを排出して乗員を柔らかく拘束するものが提案されている(実公平5−6206号公報参照)。
【0003】
またエアバッグ装置に2個のインフレータを設けておき、エアバッグ装置の近傍に乗員が存在しない場合には2個のインフレータを両方とも点火し、エアバッグ装置の近傍に乗員が存在する場合には1個のインフレータだけを点火することにより、エアバッグの展開速度および内圧を乗員の位置に応じて制御するものが提案されている(特開平9−301115号公報参照)。
【0004】
ところで、上記実公平5−6206号公報に記載されたものは、薄膜が破断する圧力にバラツキが発生し易いため、エアバッグの内圧が所定値に達したときにベントホールを的確に開放するのが難しいだけでなく、一旦開放したベントホールを再び閉じることができないので内圧の精密な制御が難しいという問題があった。また上記特開平9−301115号公報に記載されたものは、2個のインフレータを必要とするために部品点数が増加してコストアップの要因になるだけでなく、エアバッグの展開特性を2段階にしか制御できないためにきめ細かい制御が難しいという問題があった。
【0005】
そこで、インフレータを収納するハウジングにベントホールを形成し、このベントホールをモータで作動する制御弁で開閉することにより、エアバッグの展開速度や内圧をきめ細かく制御するものが提案されている(実用新案登録第3042312号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記実用新案登録第3042312号公報で提案されたものは、その制御弁が単一の弁体をモータで作動させてベントホールを開閉するようになっているため、制御弁の開度を充分に確保するには大型のモータで弁体を大きく作動させる必要があり、そのためにコストの増加やエアバッグ装置の大型化を招く問題があった。
【0007】
また弁体を開閉するアクチュエータとして圧電素子を採用した場合、圧電素子の発生荷重と撓み量とは反比例する関係があるため、大型の弁体を開閉すべく大型の圧電素子を採用すると、コストが増加するのは勿論のこと、圧電素子の撓み量が不足して制御弁の開度が不足する可能性がある。
【0008】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エアバッグ装置のベントホールを開閉する制御弁の開度を、小型で安価なアクチュエータを用いて充分に確保できるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、折り畳んだエアバッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にインフレータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータが発生するガスでエアバッグを展開して乗員を拘束するエアバッグ装置であって、前記リテーナに形成したベントホールをアクチュエータで作動する制御弁で開閉するものにおいて、前記制御弁は複数に分割された弁体を有していて、その複数の弁体の各々が湾曲して開弁するものであり、一部の弁体は、これに連結した外側湾曲用アクチュエータで駆動されてリテーナの外側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されると共に、その残りの弁体は、これに連結した内側湾曲用アクチュエータで駆動されてリテーナの内側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されることを特徴とするエアバッグ装置が提案される。
【0010】
上記構成によれば、インフレータが発生する高圧ガスでエアバッグを展開させる際に、高圧ガスを逃がすベントホールの開度を制御弁で制御することにより、エアバッグの展開速度、エアバッグの拘束力の大きさ、エアバッグの収縮速度等を衝突の状態や乗員の状態に応じて任意に設定することができる。また制御弁は複数に分割された弁体を有するので、各々の弁体を作動させるアクチュエータを小型化してコストダウンを図っても、制御弁全体としての開度を充分に確保することができる。また一部の弁体は、これに連結した外側湾曲用アクチュエータで駆動されてリテーナの外側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されると共に、その残りの弁体は、これに連結した内側湾曲用アクチュエータで駆動されてリテーナの内側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されるので、各弁体の湾曲量を増加させることなく制御弁全体としての開度を充分に確保することができる。
【0011】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記アクチュエータが圧電素子であることを特徴とするエアバッグ装置が提案される。
【0012】
上記構成によれば、圧電素子を採用したことによりアクチュエータを大幅に小型化することができる。
【0013】
尚、実施例の圧電素子33は本発明のアクチュエータに対応する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した参考例及び本発明の実施例に基づいて説明する。
【0015】
図1〜図6は参考例を示すもので、図1は自動車の車室前部の斜視図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図2の4−4線矢視図、図5は図4の5−5線断面図、図6は運転席用エアバッグ装置の分解斜視図である。また図7は本発明の実施例を示すもので、前記図4に対応する図、図8は図7の8−8線断面図である。さらに図9〜図13は、助手席用エアバッグ装置を示すものであって、図9は図1の9−9線拡大断面図、図10は図9の10−10線断面図、図11は図10の11方向矢視図、図12は図11の12−12線断面図、図13は助手席用エアバッグ装置の分解斜視図である。
【0016】
図1に示すように、運転席シート1の前方に配置されたステアリングホイール2の中央部に運転席用エアバッグ装置Rdが設けられ、また助手席シート3の前方に配置されたダッシュボード4の上部に助手席用エアバッグ装置Rpが設けられる。
【0017】
次に、図2〜図6に基づいて運転席用エアバッグ装置Rdの構造を説明する。
【0018】
ステアリングホイール2は、ステアリングシャフト11の後端に相対回転不能に嵌合してナット12で固定されたステアリングボス13と、このステアリングボス13を囲むように配置された環状のホイールリム14と、前記ステアリングボス13に固定されたフロントカバー15と、このフロントカバー15に結合されたリヤカバー16と、前記フロントカバー15をホイールリム14に接続する複数本のスポーク17…とを備えており、フロントカバー15およびリヤカバー16により区画される空間にエアバッグモジュール18が収納される。
【0019】
エアバッグモジュール18は、それをリヤカバー16の内部に支持するためのリテーナ19と、高圧ガスを発生するインフレータ20と、インフレータ20が発生した高圧ガスにより膨張するエアバッグ21とから構成される。四角い板状のリテーナ19の外周部と、中央にインフレータ20を支持するブラケット22の外周部と、エアバッグ21の開口部周縁とが重ね合わされ、リヤカバー16の内周に一体に形成された取付フランジ16aに複数本のボルト23…で共締めされる。インフレータ20のガス噴出口20a…はエアバッグ21の内部空間に開放しており、またエアバッグ21の内部空間はブラケット22に形成した4個の通孔22a…を介して、ブラケット22およびリテーナ19に挟まれた空間に連通する。
【0020】
ブラケット22に臨むリテーナ19に円形のベントホール29が形成されており、このベントホール29は、円形を成す中心座部24から放射状に延びる8本の放射座部25…によって、それぞれ略扇型を成す8個の開口26…に分割される。ベントホール29の開度を制御する制御弁30は、前記8個の開口26…にそれぞれ対応する8個の弁体32…を備えており、各弁体32は外周の円弧部が二本のボルト31,31でリテーナ19に固定される。この状態で、8個の弁体32…の各2本の直線部は中心座部24および8本の放射座部25…上に着座しており、前記8個の弁体32…によってベントホール29の8個の開口26…は閉鎖される。
【0021】
各弁体32はベントホール29を覆う本体部32aと、該本体部32aの前記ボルト31…に近い位置に設けられたヒンジ部32bとから構成される(図5参照)。また弁体32をヒンジ部32bにおいて屈曲させるべく、該ヒンジ部32bの背面にアクチュエータとしての圧電素子33が接着される。小型軽量な圧電素子33をアクチュエータとして採用することにより、制御弁30の小型化を図ることができる。
【0022】
図示せぬエアバッグ展開制御装置は、車両の衝突時に所定値以上の加速度が検出されるとインフレータ20を点火し、インフレータ20が発生するガスで膨張するエアバッグ21はリヤカバー16にH形に形成された薄肉のティアライン16b(図6参照)を破断して車室内に展開する。このとき、乗員の姿勢や体格、あるいは車速等に応じて制御弁30の圧電素子33…に対する通電量を制御し、ベントホール29の開度を変化させる。
【0023】
即ち、圧電素子33…への非通電時には、図5に実線で示すように制御弁30の8個の弁体32…のヒンジ部32b…は直線状に延びており、ヒンジ部32b…に連なる本体部32a…はベントホール29の開口26…を閉塞している。この状態から圧電素子33…に通電すると、図5に鎖線で示すように通電量に応じて圧電素子33…が収縮するため、弁体32…のヒンジ部32b…が湾曲して本体部32a…がベントホール29の開口26…を開放する。
【0024】
このように、ベントホール29を覆う弁体32…に設けた圧電素子33…に通電して湾曲させるだけの極めて簡単な構造により、ベントホール29の開度を精密にかつ無段階に制御することができる。しかも圧電素子33…は制御弁30の弁体32…のヒンジ部32b…だけに設けられているため、その圧電素子33…を弁体32…の本体部32a…の全面に設ける場合に比べて、高価な圧電素子33…の使用量を減少させてコストダウンに寄与することができるだけでなく、圧電素子33…の僅かな動きを拡大して弁体32…に伝達することができる。しかも制御弁30の弁体32…を複数に分割したので、各々の弁体32…を作動させる圧電素子32を小型化してコストダウンを図りながら、制御弁30として必要な開度を確保することができる。
【0025】
図7および図8は本発明の実施例を示すものである。
【0026】
この実施例は制御弁30の8個の弁体32…がリテーナ19の内面側および外面側に交互に取り付けられている。上記構成により、リテーナ19の外面側に取り付けられた4個の弁体32…は圧電素子33…への通電により外側に湾曲し、リテーナ19の内面側に取り付けられた他の4個の弁体32…は圧電素子33…への通電により内側に湾曲するため、図5に示す参考例に比べて、開弁時における隣接する弁体32…間の隙間を大きくすることができる。その結果、圧電素子33…を小型化し、あるいは圧電素子33…への通電量を減少させて弁体32…の湾曲量を減少させても、ベントホール29の開度を充分に確保することができる。
【0027】
次に、図9〜図13に基づいて助手席用エアバッグ装置Rpの構造を説明する。
【0028】
ダッシュボード4の上面に形成された開口4aに固定されたリッド41から下方に延びる支持部41a…に、エアバッグモジュール42のリテーナ43が固定される。リテーナ43は複数本のボルト44…で固定されたアッパーリテーナ45およびロアリテーナ46から構成されており、アッパーリテーナ44が複数本のボルト47…で前記リッド41の支持部41a…に固定される。アッパーリテーナ45およびロアリテーナ46の結合部にエアバッグ48の開口部周縁が挟まれて前記ボルト47…で共締めされる。リッド41には、エアバッグ48が膨張する際に破断する薄肉のティアライン41bが形成される。ロアリテーナ46の底部に一対の取付ブラケット49,49を介して円筒状のインフレータ50が支持される。
【0029】
またロアリテーナ46の底部に形成された長方形のベントホール29は十文字座部27で4個の開口28…に区画されており、このベントホール29を開閉する制御弁30は、前記運転席用エアバッグ装置Rdのものと類似した構造を備えている。即ち、制御弁30は4個の開口28…に対応して4個の弁体32…を備えており、各弁体32…のヒンジ部32b…に設けた圧電素子33…への通電により該ヒンジ部32b…を屈曲させ、本体部32a…をベントホール29から離反させて余剰の高圧ガスを排出するようになっている(図12参照)。
【0030】
尚、制御弁30の相対向する一対の弁体32,32(図11において図中上側の弁体32と下側の弁体32)は何れもロアリテーナ46の外側に向かって撓むようになっているが、それら一対の弁体32,32の一方を外側に他方を内側に撓ませれば、弁体32,32の湾曲量を減少させてもベントホール29の開度を充分に確保することができる。
【0031】
助手席用エアバッグ装置Rpの作用および効果は、前述した運転席用エアバッグ装置Rdのそれと同一である。
【0032】
次に、図14および図15に基づいて助手席用エアバッグ装置Rpの制御弁30の変形例を説明する。
【0033】
この変形例の制御弁30の相対向する一対の弁体32,32(図14において図中上側の弁体32と下側の弁体32)は、それらを一体に接続する共通の圧電素子33によって作動するようになっている。従って、図11の制御弁30では4個の弁体32…を作動させるのに4個の圧電素子33…を必要としたが、図14の制御弁30では4個の弁体32…を作動させるのに2個の圧電素子33,33で済むことになり、部品点数の削減に寄与することができる。
【0034】
以上、参考例及び本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0035】
例えば、実施例のリテーナ19,43は各々1個のベントホール29を備えているが、複数のベントホール29…を備えていても良い。この場合、各々のベントホール29に対して複数の弁体32…が設けられる。
【0036】
また実施例ではアクチュエータとして圧電素子33を例示したが、ソレノイド等の他種のアクチュエータを採用することができる。
【0037】
またベントホール29の形状、制御弁30の弁体32の形状、圧電素子33(アクチュエータ)の形状は、実施例に限定されず適宜変更可能である。
【0038】
また圧電素子33に適当な補強を施せば、圧電素子33そのもので弁体32を構成することも可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、インフレータが発生する高圧ガスでエアバッグを展開させる際に、高圧ガスを逃がすベントホールの開度を制御弁で制御することにより、エアバッグの展開速度、エアバッグの拘束力の大きさ、エアバッグの収縮速度等を衝突の状態や乗員の状態に応じて任意に設定することができる。また制御弁は複数に分割された弁体を有するので、各々の弁体を作動させるアクチュエータを小型化してコストダウンを図っても、制御弁全体としての開度を充分に確保することができる。また特に一部の弁体は、これに連結した外側湾曲用アクチュエータで駆動されてリテーナの外側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されると共に、その残りの弁体は、これに連結した内側湾曲用アクチュエータで駆動されてリテーナの内側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されるので、各弁体の湾曲量を増加させることなく制御弁全体としての開度を充分に確保することができる。
【0040】
また請求項2に記載された発明によれば、圧電素子を採用したことによりアクチュエータを大幅に小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 自動車の車室前部の斜視図
【図2】 図1の2−2線拡大断面図
【図3】 図2の3−3線断面図
【図4】 図2の4−4線矢視図
【図5】 図4の5−5線断面図
【図6】 運転席用エアバッグ装置の分解斜視図
【図7】 本発明の実施例を示すもので、前記図4に対応する図
【図8】 図7の8−8線断面図
【図9】 図1の9−9線拡大断面図
【図10】 図9の10−10線断面図
【図11】 図10の11方向矢視図
【図12】 図11の12−12線断面図
【図13】 助手席用エアバッグ装置の分解斜視図
【図14】 助手席用エアバッグ装置の変形例に係る、前記図11に対応する図
【図15】 図14の15−15線断面図
【符号の説明】
19 リテーナ
20 インフレータ
21 エアバッグ
29 ベントホール
30 制御弁
32 弁体
33 圧電素子(アクチュエータ)
43 リテーナ
48 エアバッグ
50 インフレータ
Claims (2)
- 折り畳んだエアバッグ(21,48)の開口部周縁が固定されるリテーナ(19,43)の内部にインフレータ(20,50)を収納し、車両の衝突時に前記インフレータ(20,50)が発生するガスでエアバッグ(21,48)を展開して乗員を拘束するエアバッグ装置であって、
前記リテーナ(19,43)に形成したベントホール(29)をアクチュエータ(33)で作動する制御弁(30)で開閉するものにおいて、
前記制御弁(30)は複数に分割された弁体(32)を有していて、その複数の弁体(32)の各々が湾曲して開弁するものであり、
一部の弁体(32)は、これに連結した外側湾曲用アクチュエータ(33)で駆動されてリテーナ(19,43)の外側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されると共に、その残りの弁体(32)は、これに連結した内側湾曲用アクチュエータ(33)で駆動されてリテーナ(19,43)の内側に湾曲するように開弁時の湾曲方向が設定されることを特徴とするエアバッグ装置。 - 前記アクチュエータ(33)が圧電素子であることを特徴とする、請求項1に記載のエアバッグ装置。
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