JP4709264B2 - エアバッグ装置、エアバッグ装置付オートバイおよびエアバッグ装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、オートバイに搭載されるエアバッグ装置の構築技術に関する。

オートバイにエアバッグ装置を装着することによって乗員の保護を図る技術が知られている。例えば特開２００１−２１９８８４号公報では、スクータタイプのオートバイにおいて、ヘッドパイプ等の車体構成部材と乗員の着座したシートとの間の空間にエアバッグを膨張させて展開するための技術が開示されている。この技術では、オートバイにおけるエアバッグ装置の装着可能性が提示されているが、さらに事故の際には、前方へ投げ出されようとする乗員を拘束するべく、エアバッグは非常に短い時間で膨張する必要があるため、エアバッグの確実な膨張を担保するための技術を構築する要請が高い。
特開２００１−２１９８８４号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、オートバイにおいて、事故の際に乗員の保護徹底に資するべく、安全確実に膨張可能なエアバッグ構成技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
本発明によれば、エアバッグを有するとともにオートバイに装着されるエアバッグ装置が構成される。このエアバッグ装置におけるエアバッグは、前記オートバイが前方衝突した際に前方へ移動しようとする乗員を拘束可能に膨張するよう構成される。これによって、事故の際に乗員がオートバイ前方へ投げ出されるのを阻止し、乗員の安全を効果的に確保する。

ところで、このようにオートバイが前方衝突した際、その衝撃で前方に投げ飛ばされようとする乗員を拘束するべく、エアバッグは非常に短時間に乗員を拘束可能な大きさに膨張する必要がある。実際には、例えば膨張ガスをエアバッグ内に高圧・高速で導入することによりエアバッグを瞬時に膨張させるといった手法が多く採用されている。このためエアバッグの所定領域には、当該エアバッグが膨張する際、当該膨張方向に非常に強い引張り力が作用する可能性がある。

そのため本エアバッグ装置におけるエアバッグは、膨張ガスによる膨張の際に当該エアバッグの膨張方向に作用する引張り力に対する弾性係数が互いに異なる領域を有するよう構成される。具体的には、エアバッグは、エアバッグ膨張時に乗員に向かう乗員側パネル構成布とエアバッグ膨張時にオートバイの前方に向かう前面側パネル構成布とが縫着されたメインパネルと、メインパネルの両側部に縫着された一対のサイドパネルを含み、乗員側パネル構成布及び一対のサイドパネルは、エアバッグ膨張時に当該膨張方向に前面側パネル構成布が受ける引張り力よりも強い引張り力を受け、エアバッグ膨張時に相対的に強い引張り力を受ける乗員側パネル構成布及び一対のサイドパネルの弾性係数が、エアバッグ膨張時に相対的に弱い引張り力を受ける前面側パネル構成布の弾性係数よりも小さくなるように構成されている。エアバッグに対して作用する引張り力は、当該引張り張力が作用する箇所におけるエアバッグの変形量に弾性係数を乗じた値と一致する関係を有するため、所定の張力がエアバッグに作用する際、弾性係数が小さいエアバッグ領域と大きいエアバッグ領域とでは、前者の領域の方が後者の領域よりも変形量が大きくなる。従って、エアバッグが膨張ガスによって膨張する場合、膨張とともに強い引張り力が作用する領域は、他の領域よりも引張り力に対する弾性係数を小さくし、当該引張り力に対する変形量が大きくなるように構成することで、エアバッグの強度を確保することが可能となり、膨張時の強いエネルギーに確実に対抗させることが可能となる。

本明細書において、「オートバイ」は、鞍乗車両、すなわち乗員がシートに跨って着座する形態の車両を広く含むものとし、例えば乗員シートの前方に燃料タンクが併設されたタイプの自動二輪車、乗員シートとハンドル支持用ヘッドパイプとの間に空間部が形成されたスクータタイプの自動二輪車のいずれも包含する。さらに自動二輪車以外に、三つ以上の走行輪を有しつつ乗員が鞍乗して着座する車両（例えばピザ宅配等に用いられる三輪式バイク、悪路走破用の三輪ないし四輪バギー式バイク）、さらにはスノーモービル等のように橇ないし無限軌道帯によって走行しつつ乗員が鞍乗して着座する車両についても上記「オートバイ」に広く包含されるものとする。

本明細書における「前方衝突」には、オートバイが衝突対象物に向かって文字通り直進状態で衝突する形態のみならず、オートバイが衝突対象物に斜めに衝突する形態、あるいは直進状態を維持しつつ前方一部の箇所のみが衝突対象物と衝突する形態などを広く包含するものとする。また本明細書における「エアバッグ装置」は、典型的には、上記エアバッグおよび該エアバッグを膨張させるための手段、例えばインフレータ等をリテーナに収容して構成するのが好ましい。

また本発明では、上記のエアバッグ装置が装着されたオートバイが提供され、これにより膨張時の強いエネルギーに対抗できるようエアバッグの強度が確保されたオートバイが提供される。

また本発明では、エアバッグの製造に際し、オートバイが前方衝突した際に前方へ移動しようとする乗員を拘束可能に膨張するよう構成されるエアバッグにつき、膨張時に作用する張力に関する弾性係数が互いに異なる領域を有するよう形成する。これにより強度が確保され、膨張時の強いエネルギーに対して確実に対抗することができるエアバッグを有するエアバッグ装置の製造が可能となる。

本発明によれば、オートバイにおいて、事故の際に乗員の保護徹底に資するべく、安全確実に膨張可能なエアバッグ構成技術が提供されることとなった。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係る自動二輪車１００および当該自動二輪車１００に設置されたエアバッグ装置１１１が図１に示される。自動二輪車１００は本発明における「オートバイ」の一例に相当する。

図１に示すように、自動二輪車１００は、シート１５３、燃料タンク１５５、ハンドル１５７、ヘッドパイプ１６１を有する車体構成部１５１と、当該車体構成部１５１に取り付けられた前輪１５９および後輪１６３を有し、乗員はシート１５３に跨って搭乗する。前輪１５９は、ヘッドパイプ１６１を介してハンドル１５７に接続され、乗員１０１による操作を受ける。エアバッグ装置１１１は、車体構成部１５１を構成する燃料タンク１５５のシート１５３側境界領域に配置される。

エアバッグ装置１１１は、上記燃料タンク１５５のシート１５３側境界領域に埋設状に配置されるリテーナ１１３と、当該リテーナ１１３内に収容されたインフレータ（便宜上、特に図示しない）およびエアバッグ１２１を主体として構成される。図１では、自動二輪車１００が特に図示しない衝突対象物に前方衝突することでエアバッグ装置１１１が作動し、ロール状に巻かれたエアバッグ１２１がリテーナ１１３から転動状に展開されるエアバッグ装置１１１作動の初期状態を示している。

車体構成部１５１のうちの燃料タンク１５５の上方であって、自動二輪車１００に搭乗した乗員１０１の前方側領域は、自動二輪車１００が前方衝突を起こした際の乗員保護領域１６５として規定される。本実施の形態において「前方衝突」には自動二輪車１００が前方側（図１中左側）の衝突対象物（便宜上図示を省略）に衝突する形態を広く包含する。乗員保護領域１６５は、前方衝突時の運動エネルギーによって乗員１０１が自動二輪車１００前方に向かって移動しようとする場合に、当該乗員１０１をエアバッグ１２１によって拘束し保護するための空間として定義される。

図２では、上記エアバッグ１２１が乗員保護領域１６５に向かって展開し、リテーナ１１３内のインフレータから供給されたガスを介して膨張を完了する直前の状態が示される。この状態においてエアバッグ１２１のうち、乗員１０１に向かう正面部領域は符号１２１ａで示され、自動二輪車の進行方向前面部領域は符号１２１ｂで示され、またエアバッグ１２１の頂部領域は１２１ｃで示される。さらにリテーナ１１３内に設けられたインフレータから供給される膨張ガスによるエアバッグ１２１の膨張方向が符号Ａで示される。

本実施の形態に係るエアバッグ１２１の具体的な構成が図３に示される。エアバッグ１２１は、メインパネル１２３と、当該メインパネル１２３の両側部に組み合わされる一対のサイドパネル１２７とを有する。またメインパネル１２３は、図２に示す乗員１０１に向かう正面部１２１ａに位置するよう配置される乗員側パネル構成布１２４と、同じく図２に示す自動二輪車１００の前面部１２１ｂおよびエアバッグ１２１の頂部１２１ｃを構成する前面側パネル構成布１２５とを相互に縫着することで長尺帯状に形成される。そして、このように乗員側パネル構成布１２４および前面側パネル構成布１２５を組み合わせて構成されたメインパネル１２３の両側部に各サイドパネル１２７を縫着することで、エアバッグ１２１が形成される。

ところで上記したメインパネル１２３およびサイドパネル１２５を構成する各パネル構成布は、それぞれ縦糸と横糸を交差状に編み込んだ布材によって形成されるが、本実施の形態では、エアバッグ１２１の膨張方向に対する当該縦糸と横糸の糸目の関係がパネル構成布毎に工夫されている。具体的には、メインパネル１２３を構成する前面側パネル構成布１２５については、図４に示すように布地を構成する縦糸１３３と横糸１３５とが交差状の糸目として編み込まれるとともに、当該縦糸１３３は、膨張時にエアバッグ１２１に生じる引張り力の作用方向Ｂと平行に延在するように設定される。

従って、前面側パネル構成布１２５については、エアバッグ１２１が膨張する際の引張り力の作用方向Ｂに対し縦糸１３３の長軸方向が一致するため、当該引張り力に対して布地の変形許容量が比較的小さくなるように設定される。換言すれば、前面側パネル構成布１２５は、エアバッグ１２１膨張時の引張り力に対する弾性係数が大きくなるように設定される。

一方、メインパネル１２３を構成する乗員側パネル構成布１２４と、両サイドパネル１２７を構成する構成布については、図５に示すように布地を構成する縦糸１３３と横糸１３５とが交差状の糸目として編み込まれるとともに、当該縦糸１３３および横糸１３５は、膨張時のエアバッグ１２１に生じる引張り力の作用方向Ｂに対し、ともに交差状に延在するように設定される。このように、エアバッグ１２１膨張時の引張り力に対し縦糸１３３および横糸１３５をそれぞれ交差させることで、当該引張り力に対する弾性係数を小さくし、布地の変形量が大きくなるように設定した領域については、これを「バイアス領域」と規定する。

かかるバイアス領域の設定により、乗員側パネル構成布１２４およびサイドパネル１２７については、エアバッグ１２１が膨張する際の引張り力が縦糸１３３と横糸１３５の軸方向と交差状に作用するため、図６に示すように、当該引張り力に対して布地の変形許容量が比較的大きくなるように設定される。換言すれば、乗員側パネル構成布１２４およびサイドパネル１２７は、エアバッグ１２１膨張時の引張り力に対する弾性係数が小さくなるように設定される。なお布地の変形のし易さを利用したエアバッグ１２１の強度確保という見地より、縦糸１３３および横糸１３５の交差角は、引張り力の作用方向Ｂに対し１０度以上に設定することが好ましい。本実施の形態では、縦糸１３３および横糸１３５が引張り力の作用方向Ｂに対し、それぞれ４５度で交差するように構成されている。

上記した乗員側パネル構成布１２４および前面側パネル構成布１２５を相互に縫着して形成されるメインパネル１２３と、当該メインパネル１２３に縫着されるサイドパネル１２７とによって形成されたエアバッグ１２１の全体構成が図７に示される。図７に示すように、エアバッグ１２１が膨張する際の引張り力の作用方向Ｂに向かって比較的強い引張り力を受ける乗員側パネル構成布１２４およびサイドパネル１２７は、上記のようにバイアス領域として規定されることにより、引張り方向Ｂに対して比較的大きく変形することが許容され、エアバッグ１２１が膨張する際の強度を確実に確保することが可能となる。一方、メインパネル１２３を構成する前面側構成布１２５については、かかるバイアス領域が設定されておらず、図４に示すように布地の糸目を構成する縦糸１３３が引張り力の作用方向Ｂと同軸となるように設定されることで変形許容量が非常に小さく設定される。これにより前面側構成布１２５は、エアバッグ１２１が膨張する際の強い引張り力に対抗し、エアバッグ１２１の形状を安定的に保持する機能を奏する。

かくして本実施の形態に係るエアバッグ装置１１１では、当該エアバッグ装置１１１が設置された自動二輪車１００が前方衝突を起こした場合、図１および図２に示すようにエアバッグ１２１が乗員保護領域１６５に向かって迅速に展開・膨張することにより、衝突時の衝撃で前方に移動しようとする乗員１０１を乗員保護領域１６５にて拘束し、乗員１０１の安全を確保する。

ところで、オートバイは、乗員１０１の四周が解放されており、エアバック１２１の容積が大きくなり易い。従って、エアバッグ１２１を迅速に展開・膨張させるには、エアバッグ１２１内にガスを高圧で導入する必要がある。その際、エアバッグ１２１には、その膨張方向Ａに向かって強い引張り力が作用することになるが、上記のようにエアバッグ１２１のうち、当該引張り力が強く作用する乗員側パネル構成布１２４およびサイドパネル１２７については、バイアス領域を設定することにより、当該引張り力の作用する方向Ｂへ比較的大きく変形することが許容され、エアバッグ１２１の膨張時の強度を上げることができる。とりわけエアバッグ１２１には、リテーナ１１３内に折り畳まれて収容されていた当該エアバッグ１２１の折が解除されていく際に強い引張り力が作用し易い。すなわち膨張方向Ａとは、特にエアバッグ１２１の突出方向をいう場合が多い。本実施の形態では、このようなエアバッグ１２１の折が解除される際の突出方向への強い引っ張り力に対し効果的に対処することが可能なバイアス領域が設定されることとなる。

また乗員側パネル構成布１２４については、膨張したエアバッグ１２１によって前方に移動しようとする乗員１０１を拘束する際に乗員１０１の運動エネルギーによる強い力を受けることになるが、上記バイアス領域を設定することにより当該エアバッグ１２１の強度を確実に確保することが可能である。

一方、前面側パネル構成布１２５については、エアバッグ１２１が膨張する際の引張り力に対して大きく変形することが規制されることで、当該引張り力に対抗し、エアバッグ１２１の形状を安定維持するよう機能する。

以上により、本実施の形態によれば、事故の際に安全確実に展開・膨張するとともに、確実に乗員を拘束することが可能なエアバッグ装置１２１が得られることとなった。

（変更例）
本実施の形態の変更例が図８に示される。この変更例はエアバッグ１２１の構成態様の変更に関する。従って上記実施の形態と同等の構成要素については便宜上その詳細な説明を省略する。図８に示すように、本変更例におけるエアバッグ２２１は、メインパネル２２３と、当該メインパネル２２３の両側部に組み合わされる一対のサイドパネル２２７とで構成される。メインパネル２２３は、図２に示す乗員１０１に向かう正面部１２１ａに位置するよう配置される乗員側パネル構成布２２４と、図２に示す自動二輪車１００の前面部１２１ｂに位置するよう配置される前面側パネル構成布２２５と、同じく図２に示すエアバッグ頂部１２１ｃに位置するように配置される頂部パネル構成布２２６とを適宜縫着することで長尺帯状に形成される。そして、このように乗員側パネル構成布２２４、前面側パネル構成布２２５および頂部パネル構成布２２６を適宜組み合わせて構成されたメインパネル２２３の両側部に各サイドパネル２２７を縫着することで、変更例に係るエアバッグ２２１が形成される。

このエアバッグ２２１を形成する各パネル構成布のうち、頂部パネル構成布２２６については、図４に示すように縦糸１３３がエアバッグ膨張時の引張り力の作用方向Ｂと平行に延在するように糸目が設定され、乗員側パネル構成布２２４、前面側パネル構成布２２５、両サイドパネル２２７については、図５に示すように縦糸１３３および横糸１３５が当該引張り力の作用方向Ｂと概ね４５度で交差するように糸目が設定されたバイアス領域として構成される。

以上の構成により、当該変更例に係るエアバッグ２２１では、事故の際のエアバッグ２２１膨張に伴って生じる引張り力に対し、エアバッグ２２１の側面を構成する全ての箇所がバイアス領域として構成され、比較的大きく変形することによってエアバッグ２２１の強度を確保する。またエアバッグ２２１の引張り力作用方向Ｂに交差して延在する頂部パネル構成布２２６については、非バイアス領域として構成されることで大きな変形が規制され、エアバッグ２２１全体の形状が崩れることを防止するというエアバッグ２２１の形状安定化作用を奏することとなる。

本発明の実施の形態である自動二輪車およびエアバッグ装置の全体を示す。図１では、エアバッグの展開・膨張の初期段階の状態が示される。 本発明の実施の形態に係るエアバッグ装置につき、エアバッグの展開・膨張の最終段階の状態が示される。 本発明の実施の形態に係るエアバッグの構成を示す。 本実施の形態に係るエアバッグにおけるパネル構成布の糸目の状態を示す。図４は、縦糸がエアバッグ膨張時の引張り力と平行に延在する状態を示す。 同じく本実施の形態に係るエアバッグにおけるパネル構成布の糸目の状態を示す。図５は、バイアス領域状とされたパネル構成布を示す。 同じく本実施の形態に係るエアバッグにおけるパネル構成布の糸目の状態を示す。図６は、図５に示すバイアス領域状とされたパネル構成布に対し、エアバッグ膨張時の引張り力が作用した状態を示す。 本実施の形態に係るエアバッグ装置の構造を斜視的に示す。 本実施の形態の変更例に係るエアバッグの構成を示す。

１００ 自動二輪車
１０１ 乗員
１１１ エアバッグ装置
１１３ リテーナ
１２１ エアバッグ
１２３ メインパネル
１２４ 乗員側パネル構成布
１２５ 前面側パネル構成布
１２７ サイドパネル
１３１ パネル構成布
１３３ 縦糸
１３５ 横糸
１３７ 糸目
１３９ バイアス領域
１４１ 膨張部
１４３ ロール巻き部
１４５ エアバッグ膨張方向
１５１ 車体構成部
１５３ シート
１５５ 燃料タンク
１５７ ハンドル
１５９ 前輪
１６１ ヘッドパイプ
１６３ 後輪
１６５ 乗員保護領域
１７１ 前方衝突時乗員移動方向
Ａ エアバッグの膨張方向
Ｂ エアバッグ膨張時の引張り力の作用方向

Claims (3)

1. エアバッグを有するとともにオートバイに装着されるエアバッグ装置であって、
   前記エアバッグは、前記オートバイが前方衝突した際に前方へ移動しようとする乗員を拘束可能に膨張するよう構成されるとともに、エアバッグ膨張時に乗員に向かう乗員側パネル構成布とエアバッグ膨張時に前記オートバイの前方に向かう前面側パネル構成布とが縫着されたメインパネルと、前記メインパネルの両側部に縫着された一対のサイドパネルを含み、前記乗員側パネル構成布及び前記一対のサイドパネルは、エアバッグ膨張時に当該膨張方向に前記前面側パネル構成布が受ける引張り力よりも強い引張り力を受け、
   エアバッグ膨張時に相対的に強い引張り力を受ける前記乗員側パネル構成布及び前記一対のサイドパネルの弾性係数が、エアバッグ膨張時に相対的に弱い引張り力を受ける前記前面側パネル構成布の弾性係数よりも小さくなるように構成されていることを特徴とするエアバッグ装置。
2. 事故の際に膨張し、前方へ移動しようとする乗員を拘束して保護するエアバッグ装置付オートバイであって、前記エアバッグ装置として請求項１に記載のエアバッグ装置が用いられていることを特徴とするエアバッグ装置付オートバイ。
3. オートバイに装着されるエアバッグ装置の製造方法であって、
   前記オートバイが前方衝突した際に前方へ移動しようとする乗員を拘束可能に膨張するとともに、エアバッグ膨張時に乗員に向かう乗員側パネル構成布とエアバッグ膨張時に前記オートバイの前方に向かう前面側パネル構成布とが縫着されたメインパネルと、前記メインパネルの両側部に縫着された一対のサイドパネルを含み、前記乗員側パネル構成布及び前記一対のサイドパネルは、エアバッグ膨張時に当該膨張方向に前記前面側パネル構成布が受ける引張り力よりも強い引張り力を受けるエアバッグにつき、
   エアバッグ膨張時に相対的に強い引張り力を受ける前記乗員側パネル構成布及び前記一対のサイドパネルの弾性係数が、エアバッグ膨張時に相対的に弱い引張り力を受ける前記前面側パネル構成布の弾性係数よりも小さくなるように前記エアバッグを形成するステップを有することを特徴とするエアバッグ装置の製造方法。

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