JP4453966B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、インフレータを備えた腰部又は胸部保護用の第１の気室と該インフレータのガスを該第１の気室から導入する頭部保護用の第２の気室とを備えたエアバッグ装置に関し、とくに限られたスペース内でも容易に展開できると共に、ガスを第２の気室内の頭部保護領域へ容易に導くことができるエアバッグ装置に関する。

側面衝突時に乗員を保護するためのエアバッグが用いられているが、側面衝突時にはシートに座った乗員の腰部分が先ずドアに衝突して衝撃を受け、次に胸部分がドアに衝突することが知られている。
ところで、側面衝突対策用のエアバッグ装置は、古くは１つのエアバッグ全体を一様に膨張させるものであったが、この構成で側面衝突時におけるエネルギを十分に吸収しようとすると、この構造では、とくに腰部分のみを真っ先に保護するためには適当ではなく、側面衝突対策としては十分ではなかった。

そこで、側面衝突用エアバッグ装置のエアバッグを乗員の車体側面腰部に対応する下部エアバッグと、乗員の車体側面胸部に対応する上部エアバッグとの２気室となるように一体的に構成し、上部エアバッグと下部エアバッグの仕切壁に圧力制御弁を介設し、下部エアバッグを上部エアバッグよりも先に膨張させるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
この側面衝突用エアバッグ装置では、シートクッション側部から上下方向に展開した側面衝突用エアバッグは、まず、乗員の腰の高さまで膨らんで乗員の腰を保護し、それから胸部の高さへと展開していく。

しかしながら、側面衝突用のエアバッグを使用する場合、腰、胸だけでなく頭部を考えると、例えば、腰部は側面衝突用エアバッグ展開後４ｍｓまでにピーク圧に達するようにし、その後は素早く減圧して腰部にかかる側面衝突用エアバッグの反発力を弱める必要があるのに対し、頭部は１２ｍｓを超えてもピーク値をキープしてしっかりと固定する必要があるため、実際には単に側面衝突用エアバッグの膨張のタイミングだけではなく、身体の部位に応じて膨張後における圧力に差を付ける必要がある。しかし、前記従来のものでは上部及び下部エアバッグ間の圧力に差をつけることができない。
したがって、この構成では側面衝突用エアバッグ膨張後において、その圧力を身体の部位に合わせた最適なものに調整することはできないという問題がある。

そこで、エアバッグ装置の袋体の内部に連通部を備えた隔壁を設け、袋体を上下に第１及び第２室に仕切ると共に、連通部を覆うように隔壁の上面に薄膜の両端縁を固着した構成の逆止弁を設け、下部室のガスが上部室に流入する際には、下部室から連通部を介して上部室に流入するガスの圧力によって、逆止弁の中間部が上方へ円弧状に膨出して逆止弁が解放し、下部室のガスは上部室に流入するが、上部室から下部室へのガスの流出圧力が加わると、逆止弁の中間部によって連通部を閉塞して上部室から下部室へのガスの流出を阻止するようにしたエアバッグ装置が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、このエアバッグ装置では逆止弁を別途作成し、かつそれを取り付け可能な大きさの隔壁に固着しなければならず部品点数が増え、小さなガス通路を必要とする形状では連通部が確保できない等の問題がある。

ところで、この従来のエアバッグにおいては、上部室は単に袋状に形成されているため、エアバッグの膨張時に、インフレータからのガスは上部室内全体に拡散するため、乗員の頭部を確実に保護しようとすると、短時間に大量のガスを上部室内に流入させなければならない。また、乗員とドアトリム又側壁の間隙が狭い場合にはエアバッグ膨張時において、乗員の胸部（又は腰部）から頭部へのガス流が制限されるため、エアバッグの頭部への展開が遅れるだけではなく、ガス流の狭窄による圧力上昇により、エアバッグが部分的に損傷を受けたり或いは部分的に乗員を直撃するおそれがある。
特許第２９３３８９４号公報（段落番号「００２２」、） 特開平１０−１００８２７号（段落番号「００２１」、「００２２」及び図１）

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ドアトリムと乗員との間隙が狭い場合であってもエアバッグの膨張時に胸部から頭部への展開が円滑に行えるようにすると共に、比較的少量のガスで衝突時にエアバッグの上部室である第２の気室中において頭部保護領域を先ず膨張させて乗員の頭部を効率よく保護できるようにするとともに、下部気室である第１の気室中の膨張時における圧力を緩和して乗員を安全確実に保護することである。
また、第２の目的はこれらの機能を備えたエアバッグ装置を簡易な構成により得ることである。

請求項１の発明は、腰部又は胸部保護用の第１の気室と、頭部保護用の第２の気室と、その間に介在しインフレータからのガスを前記第１と第２の気室にそれぞれ分配するディフューザと、ディフューザにより分配されたガスを第１及び第２の気室内へ導入する第１及び第２の連通孔とを有し、前記第１の気室は、前記ディフューザの前部に設けられ、該第１の気室には、前記第１の連通孔から第１の気室内に導入されるガスによる圧力を緩和するベントホールが形成され、前記第２の気室は、前記ディフューザの上部に設けられ、第２の連通孔から第２の気室に吹き出したガスを、エアバッグの頭部保護領域の後方から前方に回り込むように案内する第１のテザーを有し、前記第１の連通孔の開口面積は第２の連通孔の開口面積よりも小さく形成されていることを特徴とするエアバッグ装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたエアバッグ装置において、前記第１の気室のベントホールが第１の気室の前端に設けられていることを特徴とするエアバッグ装置である。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載されたエアバッグ装置において、インフレータからのガスを前記第２の気室に分配する第２の連通孔は、ディフューザの内圧が前記第２の気室の内圧よりも小さくなったとき、その圧力差により閉塞されることを特徴とするエアバッグ装置である。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載されたエアバッグ装置において、前記第２の連通孔と前記第１のテザーとの間に、前記ガスの一部を第２の気室の前部に逃がす間隙が形成されていることを特徴とするエアバッグ装置である。

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
１．エアバッグ展開時に、第２の気室により多くのガスを流入し、ガスはテザーによって形成された管状の通路中を上昇し、頭部保護領域を後方から前方に回りこむように流れるから、第１のテザーがガスをガイドして、エアバッグが頭部後方から展開するため、乗員の頭部を迅速かつ確実に保護することができる。
また、エアバッグ展開時における第１の気室の圧力を外部に逃がすことで、乗員に与える衝撃を吸収するから、エアバッグによる乗員の損傷を防止することができる。
２．本発明では、エアバッグを縫製する際に、表裏の基布を互いに縫合してテザーを形成するから、エアバッグの縫合と同時にガス導入路が形成でき製造コストを抑制することができる。

本発明のエアバッグ装置の１実施形態である側面衝突用エアバッグ装置について図面を参照して説明する。
図１は側面衝突用エアバッグ装置の全体構成を説明するための概略断面図である。
図示のように、側面衝突用エアバッグ装置１のエアバッグ１０は、エアバッグ用に通常用いられる樹脂コーティングを施した例えばポリアミド、ポリエステル等の合成繊維織物で全体を表側及び裏側の基布１０ａと１０ｂをその周縁部全体に沿った縫合線１０ｃで縫合して形成されており、更に、前記表側及び裏側の基布１０ａ及び１０ｂを縫合する縫合線１０ｃから分岐した別の縫合線１０ｄにより横に延びた第１の気室である胸部（又は腰部）保護用の下部気室１２とそれよりも細幅で縦に延びた頭部保護用の第２の気室である上部気室１４とに分割されている。

下部気室１２には、図１において左側端部に所定の長さ及び幅を有する一枚の基布を屈曲してその両端部を前記基布１０ａと１０ｂ間に挟み込んで一緒に縫合して形成したディフューザ３０が配置されている。このディフューザ３０は、前記基布１０ａ、１０ｂより耐熱性を強化した布であることが望ましく、インフレータからのガスを前記下部気室１２に分配する第１の連通孔３０ｂを有している。この第１の連通孔３０ｂは、第２の連通孔４０ｅよりも開口面積が小さく、ディフューザ３０は、その中に配置されたインフレータ２０からガスが噴出したときに少なくともその噴流の一部を整流する。また、下部気室１２の図中右側端部近傍にはベントホール（排気口）１６がこの実施形態では２個設けられている。このベントホール１６は、下部気室の膨張時に下部気室内の圧力を逃がし乗員の衝撃を吸収するためのものである。

前記上部気室１４内には、図１において上部気室１４の左端側と略平行に第１のテザー５０が設けられている。この第１のテザー５０は図示のようにエアバッグを形成する表裏の基布を例えば長楕円形に縫合することで形成され、この第１のテザー５０の上端とエアバッグの上端との間にはガス流通路となる間隙Ｇ１が形成されている。また、このテザー５０により、上部気室１４には、図１でエアバッグ１０の左端部に沿って前記下部気室１２と連通した部分から上方に延びた管状の通路１４ａが形成される。また、第１のテザー５０の下端側、即ちディフューザ３０の仕切部４０の近傍には、第１のテザー５０と同様に表裏の基布を縫合して形成した第２のテザー５２が、第１のテザー５０との間に間隙Ｇ２を隔てて形成されている。この間隙Ｇ２は、乗員とドアトリムとの間隙が小さいときに、膨張するエアバッグがその間隙で狭窄されたときの加圧ガスの逃がし孔として機能する。これにより、加圧されたガスが乗員頭部を直撃するのを回避することができる。

上部気室１４内には、図１において、前記第１のテザー５０の右側斜め下側の乗員の肩保護領域に第３のテザー５４が形成されている。第３のテザー５４は、肩保護領域におけるエアバッグの厚さを抑制する。つまり、エアバッグの乗員の肩保護領域の厚さを薄く抑制することで、乗員の肩とドアトリムとの間隔が狭い場合であってもエアバッグが円滑に展開できるようにしている。

図２は図１における仕切部４０を拡大して示した図である。
図示のように、この部分には所定の幅及び長さを有する基布を折り返し、折り返し部分４０ａを上側、即ちインフレータ２０の方向と反対向きにしてその下端部４０ｃ及び両側端部４０ｂをエアバッグ１０を構成する表側及び裏側の基布１０ａ及び１０ｂと共に縫合して形成した仕切部４０が設けられている。
この仕切部４０の前記折り返した上縁部分には、インフレータ２０からのガスを上部気室１４内に導入するための後述する第２の連通孔４０ｅ（例えば、図３Ａ参照）がこの実施形態では並んで２個形成されている。

図３は図１における仕切部を図１と直交する平面でみた断面図である。
図３Ａはインフレータ２０の作動当初において、下部気室１２内の圧力が上部気室１４内のそれよりも高い状態を示しており、この状態では下部気室１２側の圧力により仕切面は外側に膨張しようとする力が作用するから、仕切部４０の第２の連通孔４０ｅが開き、下部気室１２から上部気室１４に向かってガスが流入する。

図３Ｂは上部気室１４と下部気室１２の圧力が平衡した状態を示し、この状態では、仕切壁の内外面の圧力は釣り合っているため第２の連通孔４０ｅを通ってガスが移動することはない。例えばインフレータ２０が作動していないときはこの状態である。

図３Ｃは下部気室内の圧力が最高圧に達した後、その圧力が急激に低下して上部気室内の圧力が下部気室内の圧力よりも高くなった状態を示している。この状態では、上部気室内１４側の圧力により仕切部４０の仕切面は外側から圧力を受け仕切面同士が密着し、従って、仕切部４０の第２の連通孔４０ｅは閉塞され両気室１２，１４は遮断される。つまり、仕切部４０は逆止弁として働く。
なお、４０ｄはテザーであって、仕切部４０の前に折り返した上縁部分をエアバッグ１０を構成する一方の基布に結合している。このテザー４０ｄは上部気室の圧力が下部気室の圧力よりも高くなったときにその反転を防止するためのものであり、折り返し部以外の部分が全てエアバッグの基布に縫着されている本実施形態では省略することもできる。

次に本実施形態に係る側面衝突用エアバッグ装置１の動作について説明する。
本実施形態の側面衝突用エアバッグ装置１は、例えば車両のシートのクッション材等適宜の位置に収納されており、車両の側面に衝突による衝撃が加わると、これを衝撃センサ（図示せず）が検知して、インフレータに対してエアバッグを展開させるための起爆信号を送る。インフレータは起爆信号に応じてガスを噴出する。

ここで、インフレータ２０から噴出したガスは、ディフューザ３０によって整流されて上部気室１４に向かい、その中に設けた仕切部４０の前記第２の連通孔４０ｅを通して上部気室１４内に導入されると共に、その一部は、第２の連通孔４０ｅより小さい第１の連通孔３０ｂを通して下部気室１２内に噴出して下部気室１２を膨張させる。上部気室１４中に導入されたガスは、前記第１のテザー５０により形成された比較的狭いガス導通路となる管状の通路１４ａ中を頭部保護領域に向かって上昇し、エアバッグが乗員の頭部の後ろ側から前方に回り込むように急速に膨張して頭部を安定した状態に支え保護する。乗員の肩部保護領域には第３のテザー５４が設けられているため、その部分の厚さは頭部保護領域よりも狭くなるように規制されている。そのため、乗員とドアトリム又は側壁との間隙が狭い場合であっても、比較的少量の膨張ガスでエアバッグの頭部保護領域を迅速に膨張展開できると共に、上部気室１４全体の展開もスムースに行われる。

また、乗員とドアトリム又は側壁間の間隙がとくに狭い場合には、膨張展開するエアバッグが狭窄されて、膨張ガスの圧力が過度に上昇することがあるが、前記第１のテザー５０の下端と第２のテザー５２の上端部間に間隙Ｇ２が形成されており、膨張ガスの一部はこの間隙Ｇ２を通って第２の気室の前記第１のテザーの前方部分に逃がすことができるので、そのような場合でも膨張ガスの圧力が異常に上昇してエアバッグの一部を損傷したり或いは、乗員を直撃したりすることが防止できる。

ここで、エアバッグ１０の下部気室１２のインフレータ２０と反対側端部近傍つまりその前端にはベントホール１６が設けられており、インフレータ２０からのガスの噴流は、このベントホール１６から外部に流出して下部気室１２内の圧力を乗員の腰部（胸）を効果的に保護できるように調整している。これは側面からの衝突が発生した場合に、インフレータ２０からのガスの噴射により下部気室内の圧力を急激に低下させて腰に対する反発力を急速に緩和して腰部（胸）を保護するためである。

他方、上部気室１４側では、インフレータ２０の作動当初は下部気室内の圧力は上部気室内の圧力よりも高いため、またディフューザによりガスが流れ込むため、図３Ａに示すようにインフレータ２０のガスの噴流の一部が前記仕切部４０の第２の連通孔４０ｅを通して上部気室１４内に導入され、上部気室１４は膨張する。
上部気室内１４に導入されたガスは、上述のように、上部気室１４の管状の通路１４ａに沿って先ず上に向かって流れ、第１のテザー５０とエアバッグ上端との間の間隙Ｇ１を通って、乗員の頭部の後ろ側から前方に回り込むように流れ、続いて前方から下方に向かって流れる。そのため上部気室１４は、まず下部気室１２に接する部分から乗員の腕に沿ってさらに肩から側頭部に沿って後方から前方に向かって順に膨張する。つまり側面衝突が発生すると先ず乗員の腰の部分を保護し、続いて腕に沿って肩さらに側頭部と順にその保護領域を拡大していくから、乗員の腰、腕、頭の順に固定して最も安全に保護することができる。

その間、仕切部４０は上部気室１４内に導入された圧力が外側から作用すると共に、内側からは下部気室１２側からのガス圧が作用しており、既に述べたように、下部気室内側の圧力が仕切部の外側の圧力よりも高い状態が続く限り、或いはインフレータ２０からのガスがディフューザで整流されて流入する限りガスは下部気室１２側から上部気室１４側に流入し続ける。

この状態において、下部気室１２内のガス圧が降下し、インフレータ２０からのガスが流れ込まなくなると、仕切部の内外に作用するガス圧の関係が逆転する、つまり仕切部の外側つまり上部気室内側から作用する圧力が仕切部の内側面に作用する圧力つまり下部気室１２内の圧力よりも相対的に高くなるため、仕切部は内部が潰れ両側壁が密着し、前記第２の連通孔４０ｅは閉塞される（図３Ｃ参照）。
その結果、上部気室１４内の圧力はほぼ所定の最高値に維持され、そのため腰部よりも軽く、従って長時間固定状態に保持する必要がある頭部を十分に保護することができる。

図４は、本発明の別の実施形態を示す図１と同様の図である。
図１に示した側面衝突用エアバッグ装置との違いは、仕切部４０’がディフューザ３０’とを一体に形成し、それによって部品点数を一層減少するようにしていることである。
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同様の部分には「’」を付した同様の番号を付与している。
なお、実際の製作に当たっては、仕切部４０’とディフューザ３０’を一体に作成するとエアバッグ装置１’の袋体の表裏両面に縫いつけることが不可能であるので、本実施形態ではディフューザ３０’の上端部３０’ａを仕切部４０’中に嵌合して一体化した構成を採っているが、本発明は、縫いつけ以外の固着手段、例えば接着等を用いることにより、エアバッグ装置の袋体の表裏両面に一体のまま取り付けることも包合している。

本発明のエアバッグ装置の１実施形態の全体構成を説明するための概略断面図である。 図１の仕切部の拡大図である。 図１の平面と直交する平面における図１の仕切部の断面図であり、図３Ａは下部気室内の圧力が上部気室内のそれよりも高い状態を、図３Ｂは上部気室と下部気室のガス圧が平衡した状態を、図３更に図３Ｃは上部気室内の圧力が下部気室内の圧力よりも高い状態を示す。 本発明のエアバッグ装置の別の実施形態の全体構成を説明する概略断面図である。

１、１’・・・エアバッグ装置、１０、１０’・・・エアバッグ、１０ａ、１０ｂ・・・基布、１２、・・・下部気室、１４、・・・上部気室、１６・・・ベントホール、２０・・・インフレータ、３０・・・ディフューザ、３０ｂ・・・第１の連通孔、４０・・・仕切部、４０ｅ・・・第２の連通孔、５０・・・第１のテザー、５２・・・第２のテザー、５３・・・第３のテザー。

Claims (4)

1. 腰部又は胸部保護用の第１の気室と、頭部保護用の第２の気室と、その間に介在しインフレータからのガスを前記第１と第２の気室にそれぞれ分配するディフューザと、ディフューザにより分配されたガスを第１及び第２の気室内へ導入する第１及び第２の連通孔とを有し、
   前記第１の気室は、前記ディフューザの前部に設けられ、該第１の気室には、前記第１の連通孔から第１の気室内に導入されるガスによる圧力を緩和するベントホールが形成され、
   前記第２の気室は、前記ディフューザの上部に設けられ、第２の連通孔から第２の気室に吹き出したガスを、エアバッグの頭部保護領域の後方から前方に回り込むように案内する第１のテザーを有し、前記第１の連通孔の開口面積は第２の連通孔の開口面積よりも小さく形成されていることを特徴とするエアバッグ装置。
2. 請求項１に記載されたエアバッグ装置において、
   前記第１の気室のベントホールが第１の気室の前端に設けられていることを特徴とするエアバッグ装置。
3. 請求項１または２に記載されたエアバッグ装置において、
   インフレータからのガスを前記第２の気室に分配する第２の連通孔は、ディフューザの内圧が前記第２の気室の内圧よりも小さくなったとき、その圧力差により閉塞されることを特徴とするエアバッグ装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたエアバッグ装置において、
   前記第２の連通孔と前記第１のテザーとの間に、前記ガスの一部を第２の気室の前部に逃がす間隙が形成されていることを特徴とするエアバッグ装置。
   

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