JP4928609B2 - 車両用拘束システム - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の車両用拘束システムに関する。

車両用安全技術では、最短時間内にガスクッションを膨らまし、該ガスクッションにより、前方移動する乗員の動きを正常に戻すことにより、乗員を負傷から守ることが周知である。

その際、ガスクッションが速やかに有効体積に達することが重要である。そのためには、比較的多量のガスを例えば着火式に発生させ、ガス袋内に導入することが不可欠である。供給するガス体積の設計に際しては、最近では、例えば乗員のいわゆる「アウトオブポジション」（位置はずれ）でガス袋をガス体積縮小により完全サイズにまで膨らませないように、乗員パラメータおよび/または車両パラメータが評価される。ここでの課題は、考えられる全ての荷重状態への設定と、そのための比較的費用のかかる制御回路と制御技術である。

従って、自動的に相応の荷重状態に設定できる、いわゆる自動調節システムを開発する努力がますます行われている。これに関して先行技術では、例えば、ガス袋の内圧が大きくなりすぎると自動的に閉じる流出口が示される。

特許文献１から、二層ガス袋を有する拘束システムが知られている。ここでは、ガスは該二層の間のみに導かれるため、完全なガスクッションではなく、球環状支持構造が生ずる。その際、支持構造は、隣接するガスクッションの横方向に膨らむ。

更に特許文献２は、負圧を克服するためには、二層のガス袋を膨らます際に内部空間に外気を吸引することが不可欠であることを示す。

両者に共通なことは、二層形成されたガス袋により、ガス袋を完全なサイズにまで膨らますために不可欠なガス体積が少なくなることである。それにより、温度と有害物質汚染を低減できる。

最後に、特許文献３は、車両用拘束システムを示し、ここでは、二層のガスクッションの内部空間内に配管状支持構造が設けられ、その長手方向伸張が膨らまされた状態、つまり、作動状態では、横方向伸張の寸法を上回るものである。該支持構造はその特殊な幾何学的形状により主にその長手方向へ膨らむ。

独国特許出願公開第２３０２７３７号明細書 欧州特許第０５８９０５９Ｂ１号明細書 英国特許出願公開第１４２０２２６Ａ号明細書

ここでは、各乗員または各乗員位置などといった各荷重状態に依存したガス袋の自動設定は記載されていない。

従って本発明の課題は、上記様拘束システムを、拘束システムの大きさが各荷重状態に適応するように改良することである。

上記課題は、本発明によると、請求項１に記載の特徴によって解決される。好適な実施形態は従属請求項によって示される。

支持構造の特殊幾何学的形状、つまり、横断面積を超える長手方向の伸張により、展開する間に物体に突き当たった場合に、完全に膨らましたときに有するであろう安定性および/または最終容量もしくは最終伸張に達しない拘束システムが提案されている。該支持構造はその偏長な形成により、膨らむ間、異なった安定性を備える。該支持構造は、最初はむしろ不安定、つまり、膨らみが阻まれがちであるが、完全に膨らんだ支持構造は、完全な安定性、つまり、拘束力に達する。これは、例えばずっと前へ屈んだ乗員（アウトオブポジション）でのように、支持構造が膨らむ際に物体に突き当たると、支持構造のまだ不安定な形成により膨らみがわずかな力だけで、より簡単に阻止され得るか、他へ向けられ得ることを意味する。これらのわずかな力は、乗員への衝撃を少なくする。

本発明における支持構造とは、従来の球状ガス胞（ガス袋）とは異なり、骨格に類似した構造をいう。これは、完全に膨らんだ状態では、従来のガス袋に相当する拘束効果を有するが、はるかに複雑な構造、例えば枝分かれした樹木構造である。それにより、不可欠なガス体積が低減されるだけでなく、それにより、乗員が膨らむ支持構造のいわば「妨げになっている」限り、膨らませるときに乗員に作用する力のピークも低減される。それと異なり、ガス胞内のガス量は作動開始から完全な膨らみまで実質的に高いレベルにあるため、膨らみの途中に存在する物体に膨らみ状態とは無関係により圧力がかけられる。

支持構造をガスで充填できると好適である。この際、着火式に発生されたガス、加圧タンクからのガスまたは外気のいずれかで充填されるかは重要ではない。外気は膨らみ時に発生する負圧による吸引により、支持構造により囲まれた保持体積へ導かれることができる。かようにして、ガス体積をより低減することができる。

流体力学的に相互または周囲と結合した複数の支持構造が設けられると、網状、樹木状、または支持フレーム状に構成された拘束システムが形成されることができる。このように例えば車両の長さ方向に延びる支持構造が、車両の横方向に延びる支持構造と結合されることができる。いずれにせよ、その際、横に延びる支持構造は、各支持構造の長手方向へと展開する。

支持構造は、代わりに柔軟平面構造、とりわけ繊維柔軟平面構造により相互に結合していてよい。この場合は、二つの隣り合った支持構造の間に該柔軟平面構造を張り上げられる。

複数の支持構造が柔軟平面構造により相互に結合されると、それにより囲まれた保持体積内のガスが拘束作用へ使われることが可能である。乗員の拘束に用いられる保持体積内のガスは、加熱装置（場合によっては非常にわずかなガス体積で熱を発生する、例えばデトネータまたは小さいガスジェネレータステージ）で、加熱もしくは、補充されることができる。それにより、ガス体積もしくは内圧が増し、それにより、拘束効果も相応に増す。

支持構造が膨らむときに物体に突き当たると、再配分手段により支持構造内に後方から流れるガスは、他の隣り合った支持構造または周囲に再配分され得る。後方からのガス流により支持構造内に発生した内圧が、支持構造の断面増大により低減されることもまた考えられる。この結果、ティアーシームが一定の圧力では機能しないので、支持構造はその横方向へ拡大できる。内圧が高くなりすぎると開く逃し弁も考えられる。

従来のコンパクトなガス袋では、今までは、流出口を乗員の方へ向けることは、ガス温度が高くなりすぎるため、度外視されてきた。保持体積内には、着火式に発生したガスではなく、冷たい外気が流入するため、温度が低くなったおかげで流出口を乗員へ向けることができる。こうして、乗員とエアバッグの間の異なった接触面において、乗員がそれに依存した流出口断面を封鎖することにより、異なった周囲条件に適応してエアバッグの作用を抑止できるようになる。

こうして、この接触面とそれによる封鎖は、体積の大きめな（よって概して体重の大きめな）人ではより大きくなる結果、これにより、より大きな拘束効果が達成される。より激しい事故では、接触面および、同時に拘束効果は、乗員がエアバッグに一層沈み込むことによりやはり高まる。この原理は、乗員が、シートベルトを着けていない場合エアバッグに沈み込む強度が減るため、シートベルト着用乗員とシートベルトを着用していない乗員に異なったエアバッグの抑止作用をも可能とする。

流出口が例えば繊維網のように、穿孔、つまり、多数の小さな開孔として形成されると、乗員の寸法に応じた投影面を塞ぐことができる。多数の小さな流出口により、結果の再現性が平均して増す。

好適な実施形態では、支持構造の少なくとも一つが、例えば支柱のような剛性構造と少なくとも部分的に重なり合って延びる。乗員間でインターアクションバッグとして膨らむ支持構造を設けることも可能である。

膨らまし可能な成分と柔軟平面構造を有する本発明の複雑な支持構造を組み立てられるには、ワンピース織技術が奨められる。この技術は、同じかつ一つの装置上に必要に応じて、膨らまし可能な成分用に二層に、柔軟平面構造用に一層に製造可能、もしくは、三次元構造を織ることが可能であることにより特徴づけられる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面を用いて詳述する。

ガスジェネレータの作動後まもなくの支持構造を示す。 物体に突き当たったときの、図１の支持構造の展開制止を示す。 物体iに突き当たったときの、図１の支持構造の回避を示す。 完全に膨らんだ状態の図１の支持構造を示す。 複合支持構造を有する拘束システムを示す。 柔軟平面構造により相互に結合した二つの支持構造を示す。

図１から図３は概略側面図に、起動されていない状態で巻き取られている支持構造１を示す。代わりに、ジグザグ畳み込みまたは他の畳み込みも可能である。

とりわけ図３から分かるように、支持構造の長さＬは作動状態では断面Ｑの寸法をはるかに超える。その際、支持構造１が如何なる断面形状をとるかは重要ではない。

支持構造１に組み込まれたガスジェネレータが作動されると、急激に発生するガスＧは、支持構造１の壁２により形成された内部空間３内に達する。それにより、長手方向へ支持構造が展開する。偏長な支持構造１内のガスＧが、後方から前方にのみ広がることができるため、支持構造１のまだ巻き取られている部分領域４はガス流方向へずらされ、それにより、巻き出される。

展開する途中で物体５があると、まだ膨らまされていない部分領域４が断面が小さくなることにより連通しなくなるため、これ以上のガスＧは後方から流れることができない（図２ａ参照）。この状態では、支持構造１は作用するせん断力（横切る方向の力）に関して際立って不安定である結果、物体に突き当たると、まだ膨らんでいない部分領域は符号６を付された位置で単純に連通しなくなる。それにより、支持構造は、膨らむ間、完全に膨らむ場合に有するであろう安定性および/または最終体積もしくは、最終伸張に達しないので、乗員への荷重値がはるかに低減される。

物体５と支持構造１間の衝突角度によっては、完全な遮断の代わりに、支持構造１の回避が可能である（図２ｂ参照）。ここでも、膨らむ間支持構造は、完全に膨らんだ場合に有するであろう安定性には達しない。

それに反して支持構造１が完全にガスで充填されると（図３参照）、完全な安定性、つまり、完全な拘束効果、が達成される。

図４は車両の長さ方向に延びる二つの支持構造７、８と車両の横方向に延びる一つの支持構造９から形成される拘束システムを示す。該三つの支持構造７、８、９は流体力学的に相互に結合しているので、作動後まず支持構造７、８がその長手方向に沿って膨らみ、それに続いて支持構造９が同様にその長手方向に膨らむ。支持構造７、８、９によりほとんど囲まれた乗員１０は、該構造により斜め衝突の場合も横方向の力から保護されることができる。

支持構造７、８、９間には、柔軟平面構造（軟質シート）１１を張り上げ得るため、例えば４つのホッパー状に設けられた支持構造では内部空間１２が囲まれる。内部空間１２内にあるガスは加熱装置（場合によっては非常にわずかなガス体積で熱を発生する、例えばデトネータまたは小さいガスジェネレータステージ）で、加熱もしくは、補充されることができるため、ガスが膨張し、システムの剛性が増す。

図５には、横に延びる支持構造がない第二の実施形態が示される。

柔軟平面構造と相互作用する支持構造の構成は、車両内の拘束システムの位置および予想される荷重状態に適応する。それゆえ、側面衝突保護用のメンバ様構造は配置上の理由からしてすでに、正面衝突用支持構造とは別様に形成されるであろう。しかし、実際、偏長な支持構造は、従来のガス袋ではそれに必要なガス体積により到達できない車両内の多数の位置に到達することができる。

Claims (15)

1. 一つ以上の支持構造からなり、その支持構造の作動状態における長手伸張が横伸張を実質的に上回り、支持構造が主に長手伸張方向に展開する車両用拘束システムにおいて、
   支持構造（７，８，９）が展開中に物体（５）に突き当たるときに、完全な展開の場合に達成できる安定性に至らず、又は、最終体積又は最終伸張に至らないようになっており、
   支持構造（７，８，９）がガスで充填でき、
   支持構造（７，８，９）によって限定された保持空間が外気を吸引又は取込むことよって充填でき、
   保持空間を取り囲む保持材には、直接乗員に向かって保持空間の気体を流出可能な流出口が設けられており、該流出口は、前方移動する乗員によって覆われて封鎖可能である、
   ことを特徴とする車両用拘束システム。
2. 支持構造（７，８，９）が着火式に生成されたガスで充填できることを特徴とする請求項１記載の車両用拘束システム。
3. 互いにまたは周囲に流体力学的に結ばれた複数の支持構造（７，８，９）を有することを特徴とする請求項１または２記載の車両用拘束システム。
4. 保持材としての柔軟な平面構造体（１１）によって互いにつながる支持構造（７，８，９）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用拘束システム。
5. 上記柔軟な平面構造体は、繊維製である請求項４記載の車両用拘束システム。
6. 支持構造（７，８，９）の作動状態において吸引又は取込まれた気体を加熱又は補充する加熱装置を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用拘束システム。
7. 上記加熱装置は、着火錠剤又は小型ガス発生器である請求項６記載の車両用拘束システム。
8. 過剰ガスを再配分するための再配分手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両用拘束システム。
9. 上記再配分手段が過剰ガスを隣り合った支持構造（７，８，９）へ再配分することを特徴とする請求項８記載の車両用拘束システム。
10. 内圧が高すぎたときに再配分手段が支持構造（７，８，９）の断面増大を引き起すことを特徴とする請求項８記載の車両用拘束システム。
11. 再配分手段が過剰ガスを周囲又は隣り合った支持構造（７，８，９）に逃す逃し弁であることを特徴とする請求項８記載の車両用拘束システム。
12. 流出口が保持空間を取り囲む保持材に組み込まれた、穿孔又は他の通過孔であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の車両用拘束システム。
13. 支持構造（７，８，９）の一つが車の支柱のような硬い構造と少なくとも局部的に重なり合っていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の車両用拘束システム。
14. 支持構造（７，８，９）の少なくとも一つが相互作用エアバッグとして複数の乗員の間に膨らむことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の車両用拘束システム。
15. 一つないし複数の支持構造（７，８，９）又は保持材が一体製織技術で製造されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の車両用拘束システム。

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