JP5070343B2 - エアバッグのための支持構造体 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１ないし３の前提部分に示されている種類のエアバッグのための支持構造体に関する。

自動車、特に量産乗用車のから、複数のエアバッグを周知のものとして参照することができる。これらのエアバッグは、当初、とりわけ運転者又は助手席乗員の保護のために考案されたが、その後数年を経て、サイドドア部分のサイドエアバッグとして、側方のウインドウガラス部分のヘッドエアバッグとして又は自動車内部のその他の場所に、幅広く適用されている。

エアバッグの開発で特に重点が置かれるのは、拘束位置に展開したエアバッグをできるだけ大きな形状で、最適に配置し、それによってこのエアバッグが有利な拘束作用をもつようにすることである。さらに、有利なエアバッグのＯｏＰ（アウト・オブ・ポジション）特性により、車両乗員が衝突の際に不利な体勢又は通常でない体勢にある場合も、乗員は、エアバッグ自体による不必要な負荷を受けることなく、適切に拘束されるべきである。ＬＲＤ（低リスク展開）特性により、エアバッグの拘束位置への展開動作が、乗員にあまり悪影響を及ぼさないようにするべきである。

したがって、本発明の課題は、冒頭に述べた種類のエアバッグの支持構造体を作り、それによってエアバッグの保護特性をさらに向上させることである。

この課題は、本発明に基づき、請求項１ないし３の特徴によって解決される。本発明の適切かつ重要な発展形態を備える有利な実施形態は、その他の請求項に示されている。

特に有利な保護特性を備えたエアバッグを提供するため、本発明に基づき、ガス流を用いて収納位置から保護位置に移動可能又は拡張可能であり、相互に連結された、チャネルシステムを形成する複数の中空体を有する支持構造体が設けられており、その際、チャネルシステムの内部に、ガス流を適切に制御するための手段が設けられている。別の言葉を用いれば、例えば、拘束位置においてフレーム構造又は骨組みのような支持構造体が設けられており、この支持構造体は、ガスの流れるチャネルシステムのために相互に連結されている複数の中空体、例えば円筒体からなる。エアバッグの保護機能を適切に向上させるために、チャネルシステムの内部には、ガス流を適切に制御するための手段が設けられ、それを用いることによって、例えば、支持構造体又はエアバッグの膨張時間、膨張プロセス、展開動作、ＯｏＰ性能及びＬＲＤ性能を適切に制御することができる。これらの措置がエアバッグの保護機能を向上させることは明白である。

ガス流を適切に制御するための手段により、その際、例えば、支持構造体の個々の部分領域に、時間的に異なる形で、又は様々な圧力でガスを供給することができるようになる。これによって、例えば、支持構造体又はエアバッグを、適切な動作形態又は展開形態にすることが可能となる。様々な圧力を作用させながら、ガス流を適切に制御することによっても、同様に、支持構造体の拘束作用に影響を及ぼすことができる。

この場合、この支持構造体自体は、好ましくは被覆膜又は同様のものによって覆われているため、支持構造体の内部に閉じ込められた外気を、拘束作用のために用いることができる。このことは、例えば、拘束位置にあるエアバッグに乗員が衝突する際に、被覆膜を備えた支持構造体の内部に内部圧力が形成されることによって行われ、それにより拘束が生じる。そのため、支持構造体の内部に閉じ込められた容積部分の圧力形成が、できる限り効率的に行われることが特に重要である。

本発明のさらなる実施形態において、少なくとも１つのガイド要素がチャネルシステムの内部に配置されており、これを用いて、ガス流がガイドされる場合は、さらに有利である。これによって、拘束位置へのエアバッグの展開時又は動作時に、例えば、チャネルシステムの個々の中空体又は部分領域の間で、ガス流を分配することが簡単にできるようになる。例えば、対応する１つの中空体の中にガイド面がどのくらい突き出るかに応じて、一方向又はその他の方向に流れるべき体積流量を決定することができる。したがって、全体として、ガス流の適切な制御は、簡単な方法で行われる。

この場合、本発明の発展形態において、好ましくは、チャネルシステムの２つの中空体の連結箇所付近に、少なくとも１つのガイド要素が設けられ、それにより、適当な場所において、それぞれの中空体に送られる２つの部分ガス流の間での分配を間接的に行うことができる。

もう１つの実施形態では、少なくとも１つの閉鎖要素が、チャネルシステム内部に配置されており、この閉鎖要素を用いて、関係する中空体を閉鎖することができるように準備されている。そのため、対応する支持構造体の中空体又は部分領域を通る流れを適切に回避又は止めることができ、その場合、この閉鎖要素によって、同時に、支持構造体のその他の部分領域へのガス流の方向転換を実施することができるようになる。このことによって、特に、支持構造体又はエアバッグの展開プロセス又は展開動作を再度適切に制御することができるのは明白である。これにより、膨張プロセスを制御するためのガス流の停止又は方向転換が可能である。

本発明のさらなる実施形態においては、チャネルシステムの内部に関係する中空体の少なくとも１つの断面積変化が提供されている。この断面積変化は、極めて局所的又は部分的に提供することができるか、又は中空体の長手方向の長さ全体にわたって提供することができる。この措置により、ガス流を適切に分配するための、支持構造体のそれぞれの中空体又はそれぞれの部分領域の内部における流れ抵抗を調整することができる。別の言葉で言えば、対応する膨張プロセス又は対応する展開動作を引き起こすため、適切な断面積変化に応じて、ガスの流れを制御することができる。付随する中空体の適切な断面積変化は、中空体内の流れの状態及び／又は圧力の状態を制御するために使用することができ、それによって、例えば、ベルヌーイ効果によって引き起こされる収縮を適切に生じさせるか、又は回避する。

ガス流を制御するための手段として、少なくとも１つのバルブがチャネルシステムの内部に配置されており、これを用いてガス流が調整される場合はさらに有利である。もちろん、バルブに代わって、同様に機能する膜も考えられるであろう。このようなバルブによって、チャネルシステムの個々の中空体断面又は部分領域において、異なる圧力を設定することが可能となる。これによって、例えば、エアバッグの容積体である拘束体の充填及び加熱にガス充填又はガス流の一部を使用することが可能となり、ガス流のその他の部分は支持構造体又はチャネルシステムの中に留まるため、拘束体の拘束作用又は再組立てを達成することができる。これによって生じるラビリンス構造及び／又は阻止構造によって、展開プロセス及び展開速度を適切に制御することができる。この場合、本発明のその他の実施形態においては、少なくとも１つのバルブを、チェックバルブとしても形成することができる。

本発明のもう１つの実施形態では、さらに、少なくとも１つの閉鎖要素がチャネルシステム内部に配置されており、この閉鎖要素を用いて、関係する中空体を閉鎖することができるように構成されている。その際、特に、バルブに代わって、キャップ又は同様のものを使用することも考えられ、これを用いて、ガス流が中空体を一方向に流れ、その他の方向には流れないようにすることができる。

最後に、本発明の１つの発展形態において、チャネルシステムの少なくとも１つの中空体が、規定の折れ曲がり箇所を有している場合は有利である。これによって、エアバッグのＯｏＰ性能及びＬＲＤ性能を有利に制御することも可能である。

支持構造体との組み合わせで、請求項１〜１０に基づいて説明されている利点は、同様の方法において、請求項１１に基づく支持構造体にも当てはまる。

このことは、相互に連結されている、チャネルシステムを形成する複数の中空体が設けられることによって特徴づけられ、複数の中空体は支持構造体の外部構造を形成し、その際、外部構造の中空体を相互に連結する少なくとも１つの中空体が設けられている。この少なくとも１つの中空体は、支持構造体の外面又は表面を通るばかりでなく、拘束体を通り抜ける。このことによって、適切な方法で、支持構造体の外部構造の対応する部分領域が相互に連結され、支持構造体又はエアバッグの展開動作及び必要に応じて構造挙動も最適化される。したがって、支持構造体又はエアバッグの展開動作及び支持挙動を最適化するために、拘束体を通っている中空体によってショートカットを構成することが可能である。さらに、拘束体を通っている少なくとも１つの中空体を、支持構造体又はエアバッグの支持又は補強のために用いることも可能である。

最後に、ガス流を発生するガス発生装置が複数の中空体に接続され、それによってチャネルシステムの内部でガス媒体を迅速に分配できるのは有利であることが示される。

本発明のさらなる利点、特徴及び詳細は、好ましい実施例及び図に基づく以下の説明によって生じる。

フロント助手席に乗員が座っている乗用車の車室の部分及び側面断面図である。この乗員は、乗用車の衝突によって車両前後方向の前方に動かされ、助手席エアバッグによって拘束され、このエアバッグは、乗用車のダッシュボード内部の収納位置から拘束位置に移動しており、エアバッグは、相互に連結された、チャネルシステムを形成する複数の中空体を有する支持構造体を含み、この支持構造体は、ガス発生装置のガス流により収納位置から拘束位置に動かされたものである。 図１に基づくエアバッグの支持構造体の斜視図である。展開又は膨張した拘束位置にあるエアバッグが示され、このエアバッグは、相互に連結されている、チャネルシステムを形成する、フレーム構造に配置された複数の中空体を有する支持構造体を含み、その際、フレーム構造の個々の区画は、被覆膜のそれぞれの平坦な面状要素により塞がれており、この被覆膜は、支持構造体によって包囲されるエアバッグの拘束体を覆っている。 車両前後方向又は車両垂直方向に通る切断面に沿った、図２に基づく支持構造体及びエアバッグの斜視断面図である。 図２に基づくエアバッグの支持構造体の斜視図である。図２とは異なり、支持構造体の区画を覆う、エアバッグの拘束体被覆膜の平坦な面状要素が取り除かれている。 支持構造体チャネルシステムの２つの中空体連結箇所の断面図である。２つの中空体連結箇所部分に、ガス流を適切に制御することのできるガイド要素が設けられている。 支持構造体チャネルシステムによるもう１つの断面図である。中空体の内部に閉鎖要素が設けられており、これによって、中空体が閉鎖可能であるか、又は中空体が閉じられている。 支持構造体チャネルシステムによる部分断面図である。２つの中空体が分岐しているのが示され、この分岐によって、中空体は、断面積の縮小による断面積変化を有し、これにより、両方の中空体に流れ込むガス流の適切な制御が行われる。 図７と同様の支持構造体チャネルシステムによるもう１つの部分断面図である。この場合、断面積変化は局所的にのみ、一方の中空部に設けられている。 ガス流の流れる方向を調節することのできる、チェックバルブとして構成されたバルブを備えた支持構造体の中空体の部分断面図である。 別の形に構成されたチェックバルブを備える支持構造体チャネルシステムの中空体のもう１つの部分断面図である。

図１では、乗用車の車室８の部分的な側面断面図が示されている。この場合、特に、上側のルーフフレーム１２に移行しているＡピラー１０が確認できる。さらに、ボディ側ではＢピラー１４、図に示されていないセンターコンソールと、同じく図に示されていないサイドシェルとの間に延びる２つのシートクロスメンバー１６、及び車室８を前方で区切っているフロントパネル１８の一部が示されている。

乗用車のインテリアから、乗員２２が位置している助手席２０が部分的に確認される。乗員２２は、シートベルト２４を装着した状態で位置している。

さらに、ダッシュボード２６が部分的に示されており、以下でさらに詳しく示されている助手席エアバッグ２８が、ダッシュボード２６内部のエアバッグモジュール３０の中に配置されている収納位置から、ここに示されている保護位置に移動しているか、又は膨張している。結果的に、図１においては、乗員２２がすでに車両シート２０から前方へ動かされ、すでに部分的にエアバッグ２８によって拘束されている事故状況が示されており、このエアバッグは、対応するセンサーによってすでに収納位置から拘束位置に展開又は膨張している。

完全に展開した拘束位置にあるエアバッグ２８を示している図２と合わせて、このエアバッグが、相互に連結された、チャネルシステム３４を形成する中空体３６によって作られている支持構造体３２を含んでいることが分かる。ここでは、中空体３６がチューブのような円筒体として形成されており、これらの中空体は、フレーム構造又は骨組みのようなチャネルシステム３４を構成するために相互に連結されている。この場合、中空体３６は主に、ガスを充填された、柔軟なチューブ材からなる。

フレーム構造のように互いに連結された中空体３６により、支持構造体３２の個々の区画３８が作られ、これらの区画は、平坦な面状要素４０によって満たされている。これらの平坦な面状要素４０は、例えば布素材又はゴム素材などの柔軟性のある材料からなる。全体として、平坦な面状要素４０は、支持構造体３２によって取り囲まれている拘束体４４を覆う被覆膜４２を形成している。

このことは、特に、車両前後方向及び車両垂直方向に通る切断面に沿った斜視断面図の中で支持構造体３２及び被覆膜４２を備えたエアバッグ２８が示されている図３と合わせても確認される。この場合、特に、中空体３６が、チャネルシステム３４を形成する円筒要素又はチューブ要素として形成されていることが分かる。

この場合、いくつかの中空体３６がガス発生装置４６に接続されており、自動車が衝突した場合には、このガス発生装置によって、支持構造体３２のチャネルシステム３４に流れ込むガス流を生成することができる。これによって、支持構造体３２又はエアバッグ２８全体が、エアバッグモジュール３０又はダッシュボード２６から出て、収納位置から拘束位置に移るか、又は膨張する。別の言葉を用いれば、チャネルシステム３４の個々の中空体３６が、ガス流によって膨らむか、又は展開する。支持構造体３２のこのような膨張又は展開に伴って、エアバッグ２８の被覆膜４２の平坦な面状要素４０が同様に展開し、対応する区画３８を満たすか、又はエアバッグ２８の拘束体４４を外部に対して画定している。

ガス発生装置４６の作動により、ガス流が発生し、それによって、支持構造体３２が展開する。これと同時に、支持構造体３２又は被覆膜４２によって区切られている拘束体４４がいっぱいに張られ、この実施形態では、この拘束体が環境気圧での外気によって膨張する。このことは、例えば、対応する開口部４８が、被覆膜４２又は平坦な面状要素４０の内部に設けられることによって行われる。この場合、被覆膜４２の内部圧力は、原則的に従来のエアバッグにおける場合よりも小さい。しかしながら、図１に示されている乗員２２が、前方への移動によってエアバッグ２８の中に入り込むような場合は、拘束するために内部圧力は高められる。このようにして生じる容積の減少により、拘束体４４の被覆膜４２の内部で内部圧力が高くなり、それによって、乗員２２の拘束が行われる。この場合、拘束のための圧力形成が効率的に行われることが、とりわけ重要である。

必要に応じて、ガス発生装置４６から、ガスがこの拘束体４４又は被覆膜４２の中へ流入することも本発明の範囲内に含まれると見なされ、それによってエアバッグ２８の内部圧力を上昇させることができる。

特に有利な位置決め及び特に有利なＯｏＰ性能又は有利なＬＲＤ性能を達成するため、衝突した際に、ガス発生装置４６によって発生するガス流を適切に制御又は中断するための手段が、チャネルシステム３４の内部に設けられており、この手段については、次でさらに詳しく説明される。

この場合、図５には、２つの中空体３６の間にある分岐箇所又は接続箇所５０が示されており、その部分には、ガイド要素５２が、斜めに伸びる壁の形で設けられている。もう１つのガイド要素５４は、これに属する壁５３から伸びるコーナーとして形成されている。このガイド要素５２によって、矢印５５で示されているガス流は中空体３６に達し、一方、矢印５６で示されている部分ガス流は、ガイド要素５４によって方向が変えられ、ガイド要素５２を回避して、対応する別の中空体３６に達する。これにより、ガイド要素５２、５４によって、部分ガス流の適切な分配が行われ、展開動作、膨張プロセス、ＯｏＰ性能及びＬＲＤ性能が有利に制御される。

図６は、チャネルシステム３４の対応する中空体３６のもう１つの部分断面図を示している。この場合、分岐箇所５８の付近に、例えばここではフラップとして形成されている閉鎖要素６０が設けられている。この実施例の特別な点は、閉鎖要素６０が、矢印６１で示されているガス流によって閉じられており、このガス流は、対応するループ６２を介して閉鎖要素６０の背面に達している。閉鎖要素６０が閉められると、ガス流は、例えば、破線だけで示されたもう１つの中空体３６の中に流れ込むことができる。同様に、閉鎖要素６０が閉じた後では、ガス流がそれ以上流れないようにすることも当然考えられる。このような閉鎖要素６０により、例えば、ガス流を適切に止めることが可能であるため、ガス流の方向を適切に変えることができる。ガス流のこのような停止及び／又は方向転換により、膨張プロセス及び展開動作の適切な制御を行うことが可能となる。

図７及び８のそれぞれの断面図では、チャネルシステム３４が部分的に示されており、特に、中空体３６がその他の２つの中空体３６に分割されるか、又は矢印６５、６６に従ってガス流が分割される分岐箇所６４の部分が示されている。

図７及び８に基づく実施形態での特別な点は、関係する中空体３６の内部に、断面積変化部６８、６９（この場合は、それぞれの断面積の縮小）が設けられていることである。図７においては、この断面積変化部６８が、関係する中空体３６の長さ全体にわたって続いており、図８による断面積変化部６９は、局所的又は部分的にのみスロットルのような形で形成されている。しかし、両方の場合ともに、中空体３６内部の流れ抵抗を、ガス流の適切な配分（矢印６５、６６）に適合させることができるようになっている。これによって、ガス流が望ましい形に分配され、エアバッグ２８の膨張時間、膨張プロセス及び展開動作が相応に制御される。これらの措置は、中空体３６内の流れの状態及び／又は圧力の状態を制御するために使用することができ、それによって、例えば、ベルヌーイ効果によって引き起こされる適切な収縮を生じさせるか、又は回避する。

図９及び１０の部分断面図には、チャネルシステム３４の中空体３６の１つが示されており、その中空体内部に、ガス流を適切に制御又は中断するためのそれぞれの手段が設けられている。この場合、その手段は、チェックバルブとして機能するそれぞれのバルブ７０、７２である。結果として、図９による実施形態の場合、ガス流は矢印７３で示されている方向に流れ、バルブ７０は開いている。矢印７４による逆方向には、チェックバルブ７０は閉められている。図１０は、同じような作用例を示し、この場合、バルブ７２は、中央線７５の上部で開き、中央線７５の下部で閉められており、それに応じてガス流がいずれかの方向に流れる。その際、このようなバルブ７０、７２又は膜によって、それぞれの中空体３６を完全に閉めないようにすることができるだけでなく、支持構造体３２のそれぞれの中空体３６又は部分領域の内部で、様々な圧力に調整することができる。例えば、拘束体４４の充填又は加熱には、ガス発生装置４６のガス充填の一部を使用することが可能となり、残りの部分は支持構造体４４又はチャネルシステム３４の中において拘束体４４の拘束作用又は再組立てに使用することができる。このようにして生じるラビリンス構造及び／又は阻止構造によって、展開プロセス及び展開速度を適切に制御することができる。これらの実施形態は、中空体３６内の規定の折れ曲がり箇所を作るためにも作用し、規定の折れ曲がり箇所により、ＯｏＰ性能及びＬＲＤ性能を適切に制御することができる。

さらに図４に基づいて、リバウンドストラップ及び／又はプルストラップ７８によっても展開を制御できることが分かり、これらは、拘束体４４を通って広がり、支持構造体３２のそれぞれの中空体３６を相互に接続する。このことによって、例えば、ガス発生装置４６のガス発生ステージの再点火の際に、展開の進行に応じて、例えば展開プロセス及び展開速度などの対応する制御を行うことが可能である。

最後に、図４によって特に認められることは、複数の中空体３６が支持構造体３２の外部構造８０を形成し、その際、破線で示された少なくとも１つの中空体８２が設けられ、それを使って、外部構造８０の中空体３６が相互に連結されていることである。これによって、拘束体４４を通る中空体８２は、支持構造体３２の対応する部分領域を相互に連結することを可能にし、それによってエアバッグ２８の展開動作及び必要に応じて構造挙動も最適化される。別の言葉を用いれば、少なくとも１つの中空体８２が設けられ、その中空体は、支持構造体３２の表面だけを通るだけではなく、拘束体４４も通り抜けている。この中空体８２を用いたショートカットにより、全体として、必要に応じ、中空体３６又は支持構造体の支持及び相互の補強も改善することができる。このシステムによって網目状に結合した中空体３６又は円筒体によって、適切に設計されている場合は、障害があっても、例えば、局所的障害物によって、個々の中空体３６の膨張が妨げられたとしても、展開を改善するために、相互に分配を行うネットワークが生じる。ここでは、支持構造体の設計において望ましい場合には、完全にブロックされる代わりに、「バイパス」（阻止されていない中空体３６）によって、さらに少なくとも部分的に支持構造体を膨張させることができる。

Claims (7)

1. エアバッグのための支持構造体であって、ガス流を用いて収納位置から拘束位置に移動可能であり、相互に連結された、チャネルシステム（３４）を形成する複数の中空体（３６）を有し、前記チャネルシステム（３４）に、ガス流を適切に制御するための制御手段が設けられていて、
   前記制御手段が第１ガイド要素（５２）と第２ガイド要素（５４）を含み、
   前記第１ガイド要素（５２）が、チャネルシステムの２つの中空体（３６）の接続箇所（５０）の領域で斜めに伸びて、２つの中空体（３６）の１つへ部分ガス流をガイドするようになっており、
   前記第２ガイド要素（５４）が、接続箇所（５０）の領域の前記第１ガイド要素（５２）の前面の壁から伸びて、部分ガス流の方向を変え、部分ガス流に前記第１ガイド要素（５２）を回避させて別の中空体（３６）に到達させるようになっている、
   ことを特徴とする、エアバッグのための支持構造体。
2. エアバッグのための支持構造体であって、ガス流を用いて収納位置から拘束位置に移動可能であり、相互に連結された、チャネルシステム（３４）を形成する複数の中空体（３６）を有し、前記チャネルシステム（３４）に、ガス流を適切に制御するための制御手段が設けられていて、
   前記制御手段が、２つの中空体（３６）の接続箇所（５０）の領域に配置される閉鎖要素（６０）を含み、
   前記中空体（３６）のループ（６２）を介して前記閉鎖要素（６０）の下流側に達するガス流によって前記閉鎖要素（６０）が閉じることが可能となっている、
   ことを特徴とする、エアバッグのための支持構造体。
3. エアバッグのための支持構造体であって、ガス流を用いて収納位置から拘束位置に移動可能であり、相互に連結された、チャネルシステム（３４）を形成する複数の中空体（３６）を有し、前記チャネルシステム（３４）に、ガス流を適切に制御するための制御手段が設けられていて、
   前記制御手段が、中空体（３６）の中に配置され中空体（３６）の中の部分ガス流が前記チャネルシステム（３４）から流出することを許容し、流出を許容した部分ガス流によって前記支持構造体に囲まれる拘束体（４４）を充填又は加熱させる、チェックバルブ（７０、７２）を含む、
   ことを特徴とする、エアバッグのための支持構造体。
4. 前記チャネルシステム（３４）の複数の部分領域が、前記拘束位置において、異なるガスの充填圧を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持構造体。
5. 前記チャネルシステム（３４）の少なくとも１つの中空体（３６）が、規定の折れ曲がり箇所を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の支持構造体。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の支持構造体であって、前記支持構造体（３２）の外部構造（８０）が前記中空体（３６）の複数個により形成され、少なくとも１つの他の中空体（８２）によって前記外部構造（８０）を構成する中空体（３６）が相互に連結されていることを特徴とする、支持構造体。
7. ガス流を発生させるガス発生装置（４６）が、複数の前記中空体（３６）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の支持構造体。

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