JP4890432B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の側面衝突（側突）時やロールオーバ（横転）時に、車両室内の側面部に沿ってサイドエアバッグを膨張展開させるシリンダ状のインフレータを備えたエアバッグ装置に関するものである。

側突やロールオーバに車両が遭遇したときに乗員を保護する装置として、乗員のシートに埋設されたサイドエアバッグ（例えば特許文献１）が提案されている。かかるサイドエアバッグは、車室側壁に沿って車両の略進行方向に膨張展開し、サイドドアと乗員との間に介在して乗員の受けるダメージを防止する。

主に乗員の頭部を保護する装置としては、車両のルーフサイドレールに沿って収納され、車室側壁に沿って上から下へカーテン状に膨張展開するカーテン式エアバッグ（例えば特許文献２）も提案されている。

車室側壁にそって膨張展開するサイドエアバッグやカーテン式エアバッグの多くは、特許文献１および特許文献２に記載のように、シリンダ状のインフレータによってガスを供給され、膨張展開する。
特開２００５−１０４１７６号公報 特開２００２−２５５００８号公報

特許文献２に記載のカーテン式エアバッグでは、エアバッグの上方に設置されたシリンダ状インフレータの長手方向下端から、ガスが下方に噴出する。ガス噴出方向がそのままエアバッグの展開方向となるため、迅速にエアバッグが展開され、好都合である。

一方、特許文献１に記載のサイドエアバッグは、乗員のシートの背もたれ部から車両進行方向に向かって、乗員の腹部、腰部および胸部等へ展開することを目的としている。しかし、シリンダ状インフレータの長手方向下端から噴出するガスの噴出方向（下方）とエアバッグの膨張展開方向（略進行方向）とは一致しない。噴出当初、ガスはサイドエアバッグの下部に偏って充填され、その後、サイドエアバッグの上部に充填されるという過程を経る。したがって、下方にガスを噴出するシリンダ状インフレータは、サイドエアバッグの展開時間を長くする要因となってしまう。

特許文献１に記載のように、サイドエアバッグは、膨張展開前、折り畳まれた状態でインフレータとともにケースに収納され、乗員のシートに埋設されている。インフレータがサイドエアバッグにガスを噴出すると、膨張するサイドエアバッグによってケースが開裂し、サイドエアバッグはケース外部に展開する。かかるケースの開裂に要する時間も、サイドエアバッグの膨張展開を遅延させる一因となっていた。

現在、サイドエアバッグが、収納された状態から、膨張展開して乗員を保護可能な状態になるまでに要する時間は、１１ｍｓ（ミリ秒）程度であり、０．１ｍｓのオーダーで短縮が追求されている。展開時間をごくわずかでも短縮すれば、側突時やロールオーバ時に乗員が受けるダメージには格段の差が生じるからである。

本発明は、このような課題に鑑み、車室側壁に沿って車両の略進行方向に膨張展開するサイドエアバッグの膨張展開に要する時間を短縮可能なエアバッグ装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるエアバッグ装置の代表的な構成は、車室側壁に沿って車両の略進行方向に膨張展開するサイドエアバッグと、サイドエアバッグ内にガスを噴出して膨張展開させるシリンダ状のインフレータと、インフレータを収容し、そのインフレータの長手方向に直交する略水平方向のガス噴出孔を設けたハウジングと、ハウジングの端部に設けられ、端部からのガス噴出を防止するキャップと、を含み、サイドエアバッグは、サイドエアバッグを複数のチャンバに分離する分離部を有し、ガス噴出孔は、複数のチャンバのいずれにもガスを噴出可能な、分離部の近傍に設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、サイドエアバッグが本来膨張展開すべき方向に、シリンダ状のインフレータからガスが噴出され、しかも複数のチャンバに均等にガスが噴出されるため、サイドエアバッグの展開時間を短縮可能である。

上記課題を解決するために、本発明にかかるエアバッグ装置の他の代表的な構成は、車室側壁に沿って車両の略進行方向に膨張展開するサイドエアバッグと、サイドエアバッグ内にガスを噴出して膨張展開させるシリンダ状のインフレータと、インフレータを収容し、そのインフレータの長手方向に直交する略水平方向のガス噴出孔を設けたハウジングと、ハウジングの端部に設けられ、端部からのガス噴出を防止するキャップと、ハウジングおよびサイドエアバッグを格納するケースとを含み、ガス噴出孔は、開裂するケースの離脱方向の方向成分を有することを特徴とする。

上記の構成によれば、シリンダ状のインフレータから噴出されるガスの方向成分が、ケースが離脱する方向に作用し、ケースを短時間に開裂させることが可能であるため、サイドエアバッグの展開時間を短縮可能である。

上記のケースが離脱する方向は車両の進行方向に略直交する車外方向としてよい。開裂するケースが乗員の方向に飛散しない点で安全性が高いからである。

上記のハウジングには、そのハウジングの周囲に均等な間隔でガス噴出孔が４個設けられていて、ケースが離脱する方向と、４個のうち２個のガス噴出孔の方向とは、４５°の角度を成すとよい。

インフレータと同様にシリンダ状のハウジングの四方に、上記のようにガス噴出孔を４個設けた場合において、最も大きな力をケース離脱方向に作用させることが可能だからである。

上記のサイドエアバッグは、ハウジングの長手方向における、ガス噴出孔の近傍の範囲のみ、補強布で補強されているとよい。

本発明によるシリンダ状ハウジングは下方へガスを噴出しないため、ガス噴出孔の近傍にしか対ガス用の補強布を要しないからである。これにより、補強布の材料を節約できる。

本発明にかかるエアバッグ装置を用いれば、サイドエアバッグが本来膨張展開すべき方向に、シリンダ状のインフレータからガスが噴出されるため、サイドエアバッグの展開時間を短縮可能である。乗員の胸部など重要な部位にサイドエアバッグが到達する時間も短縮可能であり、乗員の保護がより万全になる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（車両）
図１は、本実施形態にかかるエアバッグ装置が適用される車両を例示する図であり、図１（ａ）は車外から車両を見た概要図、図１（ｂ）は車室内に着座した乗員を拡大した図である。車両１１０の車室内のシート１２０に乗員１３０が着座している。

エアバッグ装置１００は、シート１２０の背もたれ部１２２の車外側の側部に埋設されている。エアバッグ装置１００は、車室側壁１４０に沿って車両１１０の略進行方向１５０に膨張展開するサイドエアバッグ１６０を含む。サイドエアバッグ１６０は膨張展開すると、図１（ｂ）に例示するように、側壁１４０と乗員１３０との間に展開する。

車両１１０の略進行方向１５０に向かって展開するサイドエアバッグ１６０であれば、その収納位置はシート１２０に限られるものではなく、例えば側壁１４０に収納されるサイドエアバッグであってもよい。展開方向も、本実施形態のサイドエアバッグ１６０のそれは略進行方向１５０であるが、サイドドアの前部付近に設置され、後退方向に展開するサイドエアバッグに本発明を適用することも容易である。

（エアバッグ装置）
図２は図１のサイドエアバッグの内部を例示する図である。サイドエアバッグ１６０は、例えばナイロン等の一対の基布（fabric）の外周縁１６２を縫製して袋状に形成したものである。

エアバッグ装置１００は、サイドエアバッグ１６０内にガスを噴出して膨張展開させるシリンダ状のインフレータ１７０と、インフレータ１７０を収容する同じくシリンダ状のハウジング１８０とを含む。図２ではインフレータ１７０はハウジング１８０に収容されていて見えていない。

（ハウジング）
図３は図２に示すハウジングを例示する図であり、図３（ａ）はハウジング１８０の概観図、図３（ｂ）は、シリンダ状のハウジング１８０を長手方向に中央で切断した断面図である。

インフレータ１７０には２本のスタットボルト１７２が設けられている。これらスタットボルト１７２はハウジング１８０を貫通し、ハウジング１８０ごと、インフレータ１７０をシート１２０の背もたれ部１２２の車外側の側部に固定する。

ハウジング１８０には、インフレータ１７０の長手方向２５０に直交する略水平方向１８２のガス噴出孔１９０が設けられている。ガス噴出孔１９０は、本実施形態では、図３（ｂ）に例示するように、ハウジング１８０の四方に、周囲を包囲するように均等な間隔で４個設けられている（背面側のガス噴出孔は見えていない）が、その数に制限はない。

図示しないが、ガス噴出孔１９０は、ハウジング１８０の長手方向に配列してもよい。その場合、孔の大きさを順次変更してもよく、爆発源である火薬に近いところほど、孔の径を小さくすると、すべての孔からほぼ均質な強さのガス流を噴出可能となる。本実施形態では略水平方向１８２にガスを噴出させるのが特徴であるが、孔の角度も、長手方向にある程度傾斜させてもよい。これによってガスの勢いを殺すことなく噴出させることが可能となる。さらに、４個のガス噴出孔１９０のうち、車両１１０が後退する方向、あるいは車内方向を向いているガス噴出孔１９０は塞ぎ、略進行方向１５０、および車外方向のガス噴出孔１９０だけを残してもよい。

（分離部）
図２のサイドエアバッグ１６０は、サイドエアバッグ１６０を上下のチャンバ１６４、１６６に分離する分離部１６８を有する。分離部１６８は縫製によって形成してよい。分離部１６８の途中には、短冊状の布の両端部を一対の基布の両方に縫製し、布の中途の部分を一方の基布のみに縫製することで、上下のチャンバ１６４、１６６の通気孔１６９が設けられている。ガス噴出孔１９０は、各チャンバ１６４、１６６のいずれにもガスを噴出可能な、分離部１６８の近傍に設けられている。

上記の構成によれば、サイドエアバッグ１６０が本来膨張展開すべき略進行方向１５０に、シリンダ状のインフレータ１７０からハウジング１８０のガス噴出孔１９０を介してガスが噴出される。しかもガス噴出孔１９０がチャンバ１６４、１６６の分離部１６８の近傍に設けられているため、矢印１８２、１８３で示すように、複数のチャンバ１６４、１６６に均等にガスが噴出されるため、サイドエアバッグ１６０の展開時間を短縮可能である。

チャンバの数に制限はなく、縫製による分離部を複数形成し、それらをすべてガス噴出孔１９０の近傍に集中させれば、３つ以上のチャンバにも均等にガスを噴出可能である。

本実施形態のように略水平方向１８２にガスを噴出する構成によれば、ＢＡＭ（Bundesanstalt fur Materialforschung und ?prufung；ドイツ連邦材料研究試験局）の定めるＥＵ地域の危険物輸送基準をクリアするのにも有効である。火薬を装填したインフレータは、輸送中、仮に火災等で引火しても、２ｍを超えて飛散してはならないという基準がある。本実施形態によるシリンダ状インフレータ１７０は、ハウジング１８０のガス噴出孔１９０を介することにより、ガス噴出方向が長手方向２５０（下方）でなく、これに直交する方向であるため、インフレータ１７０に引火しても噴射型ロケットのように長距離に飛散することなく、上記の基準をクリアできる。

なお図３に示すように、インフレータの下端部１７１は、ハウジング１８０の下端部より上の位置にある。インフレータ１７０とハウジング１８０とは密着しているもののシーリングされているわけではない。したがって、ハウジングに設けられた、ガス噴出孔１９０以外の孔からも、ガスはわずかに噴出する。

（キャップ）
図３に例示するように、エアバッグ装置１００は、上記のハウジング１８０の端部に設けられ、端部からのガス噴出を防止するキャップ２００を有する。ハウジング１８０の長手方向下端部からガスが噴出しないようにするためである。

キャップ２００の内側は円錐形に上げ底状態にして、爆風の勢いを殺さずに、ガスをガス噴出孔１９０に導いてもよい。

（比較例）
図４は本実施形態に対する比較例である、シリンダ形状のハウジングを例示する図である。図４（ａ）は比較例としてのハウジング２８０の概観図、図４（ｂ）は、ハウジング２８０を長手方向２５０に中央で切断した断面図である。ハウジング２８０に収容されるインフレータ１７０は図３と同様のものである。

図４に例示するように、ハウジング２８０には図３に例示したキャップ２００がなく、下方向２８２へのガス排出孔２９０が設けられている。仮に、ハウジング２８０をハウジング１８０に代えて図２に適用すれば、サイドエアバッグ１６０の展開当初、下部チャンバ１６６にガスが偏って充填され、下部チャンバ１６６から通気孔１６９を通じてしか上部チャンバ１６４にガスが充填されない。そのため、展開時間が長くなってしまう。

図４の比較例のハウジング２８０を用いた場合、サイドエアバッグ１６０が完全に展開するまでの時間は１０．８ｍｓであった。一方、図３の本実施形態のハウジング１８０を用いた場合、展開時間は１０．８ｍｓから１０．４ｍｓに短縮された。本実施形態の展開時間は、比較例に比較して、このように５％程度短縮され、乗員の安全保護の観点から、格段に有利である。また、乗員の胸部先端部にサイドエアバッグ１６０が到達する時間も、図４の比較例では１０ｍｓ以上必要であったところ、図３の本実施形態では１０ｍｓ以下となるという結果が得られた。

（ケース）
図５は図３のハウジングを格納する樹脂製のケースを示す三面図およびＡ−Ａ断面図である。図６は図５のＡ−Ａ断面図とガス噴出方向との関係をより詳細に示す図面である。ケース２１０は、図２では図示を省略していたが、インフレータ１７０を収容するハウジング１８０を、折り畳まれたサイドエアバッグ１６０ごと格納しておく部材である。

ケース２１０には、図５および図６に示すように、開裂用の溝２１２が設けられていて、少なくとも１つのガス噴出孔１９０は、開裂するケースの離脱方向２３０の方向成分を有する。

本実施形態では、ガス噴出孔１９０は、円柱状のハウジング１８０の周囲に、等間隔に４個設けられている。ケース２１０の離脱方向２３０は、図６（ａ）に例示するように、いずれか１つのガス噴出孔１９０と平行としてよい。この場合、１つのガス噴出孔１９０から噴出するガス２２０の力Ｆ１がケースの離脱方向２３０に作用する。

ケース２１０の離脱方向２３０は、あるいは図６（ｂ）のように、４個中２個のガス噴出口１９０の間のちょうど中央としてもよい。この場合、ケース２１０が離脱する方向と、２個のガス噴出孔１９０の方向とは、４５°の角度を成す。等間隔のガス噴出孔１９０を４個設けた場合には、このような構成によって、合力の効果により、最も大きな力をケース離脱方向２３０に作用させることが可能である。具体的にはガス２２０の力の√２倍の力Ｆ２でケースは開裂し、それだけ展開時間が短縮される。

ガス流方向２２０と離脱方向２３０との成す角度が９０度より小さければ、ガス２２０は、ケース２１０の離脱方向の方向成分を有することになる。そして本実施形態のように、等間隔な４個のガス噴出孔１９０を設けていれば、ハウジング１８０をどのような位置にシフトしても、ガス２２０は、ケース２１０の離脱方向の方向成分を有することとなる。

本実施形態のように、均等な間隔のガス噴出孔１９０を設ける必要はない。ガス噴出孔（ガス流）の方向がケース離脱方向２３０に近付くほど、また、そのようなガス噴出孔が多いほど、ケース２１０の開裂は短時間に完了し、サイドエアバッグ１６０全体の展開速度が速まる。したがってケース離脱方向２３０に近いガス噴出口を多く設けてもよい。

上記の構成によれば、シリンダ状のインフレータ１７０からハウジング１８０のガス噴出孔１９０を介して噴出されるガス２２０の方向成分が、ケース２１０が離脱する方向２３０に作用し、ケース２１０を短時間に開裂させることが可能であるため、サイドエアバッグ１６０の展開時間を短縮可能である。

図５に示すように、上記のケースが離脱する方向２３０は、車両１１０の略進行方向１５０に略直交する車外方向としてよい。開裂するケース２１０が乗員の方向に飛散しない点で安全性が高いからである。

（補強布）
再び図２を参照する。サイドエアバッグ１６０は、ハウジング１８０の長手方向２５０における、ガス噴出孔の近傍の範囲のみ、斜線部で示す補強布２６０で補強されている。

本実施形態によるシリンダ状インフレータ１７０は、ハウジング１８０に設けられたガス噴出孔１９０のため、下方へガスを噴出しない。そのため、ガス噴出孔１９０の近傍にしか対ガス用の補強布２６０を要しない。一方、図４に示す比較例のハウジング２８０を用いた場合、ガスが下方へ噴出するため、少なくとも、図２に矢印２６２で示す領域程度までは補強布が必要となる。このように、本実施形態では、補強布２６０の材料を節約可能である。

補強布２６０の素材はサイドエアバッグ１６０の素材と同じでもよいし、耐熱性のファブリックを用いてもよい。ガス噴出孔１９０の近傍は高熱になるからである。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。

したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

また、上記実施形態においては本発明にかかるカーテンエアバッグ取付方法、エアバッグ装置およびカーテンエアバッグを自動車に適用した例を説明したが、自動車以外にも航空機や船舶などに適用することも可能であり、同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、車両の側面衝突（側突）時やロールオーバ（横転）時に、車両室内の側面部に沿ってサイドエアバッグを膨張展開させるシリンダ状のインフレータを備えたエアバッグ装置に利用することができる。

本実施形態にかかるエアバッグ装置が適用される車両を例示する図である。 図１のサイドエアバッグの内部を例示する図である。 図２に示すハウジングを例示する図である。 本実施形態に対する比較例であるシリンダ形状のハウジングを例示する図である。 図３のハウジングを格納する樹脂製のケースを示す三面図およびＡ−Ａ断面図である。 図５のＡ−Ａ断面図とガス噴出方向との関係をより詳細に示す図面である。

符号の説明

１００ …エアバッグ装置
１１０ …車両
１２０ …シート
１２２ …背もたれ部
１３０ …乗員
１４０ …車室側壁
１５０ …略進行方向
１６０ …サイドエアバッグ
１６２ …外周縁
１６４、１６６ …チャンバ
１６８ …分離部
１７０ …インフレータ
１７２ …スタットボルト
１８０ …ハウジング
１８２ …略水平方向
１９０ …ガス噴出孔
２００ …キャップ
２１０ …ケース
２２０ …ガス
２５０ …長手方向
２６０ …補強布
２８２ …下方向

Claims (4)

1. 車室側壁に沿って車両の略進行方向に膨張展開するサイドエアバッグと、
   前記サイドエアバッグ内にガスを噴出して膨張展開させるシリンダ状のインフレータと、
   前記インフレータを収容し、該インフレータの長手方向に直交する略水平方向のガス噴出孔を設けたハウジングと、
   前記ハウジングの端部に設けられ、該端部からのガス噴出を防止するキャップと、
   前記ハウジングおよびサイドエアバッグを格納するケースとを含み、
   前記ガス噴出孔は、開裂する前記ケースの離脱方向の方向成分を有し、
   前記インフレータで発生し前記ハウジングから噴出するガスは、前記ケースの離脱方向と、それに直交する方向とに噴出することを特徴とするエアバッグ装置。
2. 車室側壁に沿って車両の略進行方向に膨張展開するサイドエアバッグと、
   前記サイドエアバッグ内にガスを噴出して膨張展開させるシリンダ状のインフレータと、
   前記インフレータを収容し、該インフレータの長手方向に直交する略水平方向のガス噴出孔を設けたハウジングと、
   前記ハウジングの端部に設けられ、該端部からのガス噴出を防止するキャップと、
   前記ハウジングおよびサイドエアバッグを格納するケースとを含み、
   前記ハウジングには、該ハウジングの周囲に均等な間隔で前記ガス噴出孔が４個設けられていて、該４個のガス噴出孔の方向は、前記ケースの離脱方向と４５°の角度を成すことを特徴とするエアバッグ装置。
3. 前記ケースが離脱する方向は車両の進行方向に略直交する車外方向であることを特徴とする請求項１または２に記載のエアバッグ装置。
4. 前記サイドエアバッグは、前記ハウジングの長手方向における、前記ガス噴出孔の近傍の範囲のみ、補強布で補強されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。

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