JP5448387B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の助手席前方のインストルメントパネル内部に配置されるエアバッグ装置に関するものである。

車両に設けられるエアバッグ装置は、車両が衝突した際に、同じく車両に搭載されているセンサが衝突を認識し、エアバッグ装置に着火信号を送って、初めて展開する。

一方、センサが衝突と認識しない衝突条件（衝突速度・衝突形態）下では、エアバッグは展開しないが、助手席に着座していた乗員は、慣性によってインストルメントパネル（以下「インパネ」と略称する）側に移動する。

エアバッグが展開しない衝突が起こった場合、助手席の乗員のインパネに対する挙動として、以下のケースが考えられる。第１に、シートベルトを装着しているケースでは、シートベルトによって乗員の腰部は固定されるため、腰部を回転中心として頭部および上半身が回転し、その回転軌跡上に、エアバッグ装置が内蔵されたインパネが存在し、インパネ上面に衝突する。

第２に、シートベルトを装着していないケースでは、衝突方向に対してほぼ水平に移動し、インパネに胸部が衝突したり、ウインドシールドに頭部が衝突したりすることが懸念される。しかし、乗員の慣性による移動は、車両の衝突形態に応じて異なるため、乗員の頭部が、エアバッグ装置が内蔵されたインパネ上面に衝突することは、やはり生じ得る。

このように、いずれのケースにおいても、インパネ上面に衝突する乗員の安全を守るために、インパネに内蔵されたエアバッグ装置によって、乗員のエネルギーを吸収しなければならない。

そこで、従来から、例えば特許文献１には、エアバッグの周囲を囲む周壁部に、インパネ内部に向かう衝撃力が作用したときに塑性変形する脆弱部を備えたエアバッグ収納用ケースが開示されている。特許文献２には、エアバッグケース（ハウジング）の底面に弱部を形成したエアバッグ装置が開示されている。特許文献３には、エアバッグケースの壁にＶ字状曲成部および波形曲成部を設けた、屈曲変形しやすいエアバッグケースが提案されている。
特開２００１−２７０４１２号公報 特開２００６−１２３６２８号公報 実開平６−１３９６３号公報

しかし、従来技術に開示されたエアバッグケースの種々の脆弱構造では、エアバッグケース壁面を単なる平板状にする場合と比較すれば、屈曲しやすく、エネルギーを吸収しやすくなっているものの、剛性をより小さくする必要があることは言うまでもない。

単なる平板状から、屈曲しやすい形状に変形されたエアバッグケース壁面は、どの部分が屈曲するかが予測できるため、かかる部分を、より屈曲しやすくすることで、衝撃力が作用したときのエネルギーを、より吸収しやすくなる筈である。

本発明は、このような課題に鑑み、エアバッグが展開しない衝突が起こった場合に、助手席の乗員がインパネに衝突する際の衝撃力のエネルギーを、より確実に吸収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、車両のインストルメントパネルの内部に配置されるハウジングと、ハウジングに収納されるエアバッグと、ハウジングに収納され、エアバッグにガスを供給して膨張展開させるインフレータと、を備え、ハウジングは少なくとも、前方壁部、後方壁部および両側の側方壁部から選択される少なくとも１つの壁部を有し、その少なくとも１つの壁部のうち、少なくとも１つは、外側に突出する突出部を有し、突出部の稜線上にスリットを有することを特徴とする。

上記の構成によれば、インパネに衝撃力が加わった際、いずれかの壁部に設けられた突出部は、平板状の壁面に比較して脆弱な形状であるために屈曲し、エネルギーを吸収する。しかも、屈曲することが予め想定されている稜線上にスリットが設けられていることで、突出部は、より屈曲しやすくエネルギーを吸収しやすい構造となっている。

上述のスリットは、その両端部に比較して中央部の幅が狭くなっていてよい。スリットの幅は、エアバッグを収納するために必要なある程度の剛性と、衝撃力がかかったときに容易に屈曲する脆弱性とを、ハウジングがバランスよく兼ね備えるよう、決定される。しかし脆弱性の確保のためにスリットの幅が広くなりすぎると、スリットを通して異物が混入してしまうことが懸念される。

そこで、スリットの両端部は幅広にして必要な脆弱性を担保しつつ、中央部の幅は狭くして、異物の混入を防止している。

上述の、幅が狭くなっている中央部の縁端は、鉛直方向より外側に配向されていてよい。スリット中央部の幅が狭くなった分、中央部の縁端は、衝撃力によって突出部が屈曲するときに、互いに衝突して屈曲を阻害する可能性が高まってしまっている。そこで、中央部の縁端を上記のように配向することで縁端同士の衝突を防止し、エネルギーがスムーズに吸収されるようにしたものである。

本発明にかかるエアバッグ装置の他の構成は、車両のインストルメントパネルの内部に配置されるハウジングと、ハウジングに収納されるエアバッグと、ハウジングに収納され、エアバッグにガスを供給して膨張展開させるインフレータと、を備え、ハウジングは、前方壁部、後方壁部および両側の側方壁部から選択される少なくとも１つの壁部を有し、その少なくとも１つの壁部のうち、少なくとも１つは、外側に突出する突出部を有し、突出部の稜線上に薄肉部を有することを特徴とする。

上記の構成によっても、屈曲することが予め想定されている稜線上に薄肉部が設けられていることで、突出部は、より屈曲しやすくエネルギーを吸収しやすい構造となっている。

上述の薄肉部のうち、頂角が外側を向いている山折り稜線上の薄肉部は、内側から切り欠きされていて、頂角が内側を向いている谷折り稜線上の薄肉部は、外側から切り欠きされているとよい。屈曲するときに材質の肉部が集まって屈曲を阻害しがちな部位を切り欠くことで、屈曲を促進できるからである。

上述の突出部は、上記の少なくとも１つの壁部が複数ある場合、それらの境界線にて、分断されているとよい。かかる構造により、例えば後方壁部の突出部と側方壁部の突出部とは、別々に屈曲可能である。これら突出部が分断されていなくても、屈曲は可能であるが、突出部が相互に接続されているより、分断されているほうが、より脆弱性が増し、効率的に衝撃吸収可能となるからである。

上述の突出部の最下部の稜線またはその近傍下部には、内側に凹む溝部が形成されているとよい。最下部の稜線は、谷折り稜線となる。その稜線の上の部分壁が、加えられた力に対して抵抗することなく、スムーズに屈曲するように、このような溝部を設けている。

上述の突出部は、その輪郭線に、１つ以上の三角波形状を含んでよい。また、突出部は、その輪郭線に、１つ以上の台形波形状を含んでもよい。

上述の側方壁部が突出部を有する場合、その突出部の稜線のうち、少なくとも２本は、車両前方から車両後方に向かって、末広がりとなっているとよい。前方壁部に突出部が設けられていない場合、前方壁部は屈曲せず、屈曲する側方壁部の前方端部は、屈曲による変形量が少ない。側方壁部の突出部の稜線は、末広がりになっているほうが、突出部がスムーズに屈曲しやすいからである。

本発明によれば、エアバッグが展開しない衝突が起こった場合に、助手席の乗員がインパネに衝突する際の衝撃力のエネルギーを、より確実に吸収可能なエアバッグ装置を提供可能である。

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過ぎず、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。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるエアバッグ装置の、車両のインストルメントパネル（インパネ）内部における位置を例示する配置図である。車両の衝突時、助手席（図示は省略）に着座している乗員１１０の腰部１２０を回転中心として頭部１３０および上半身１４０が回転し、その回転軌跡１５０上に、エアバッグ装置１００が内蔵されたインパネ１６０が存在し、乗員１１０の頭部１３０がインパネ１６０上面に衝突するおそれがある。

エアバッグ装置１００は、車両の運転席・助手席前方に設置されるクロスメンバであるビーム（クロスビーム１７０）に、ブラケット１７２を介してボルト接続されている。クロスビーム１７０は剛性の高い金属であるため、乗員１１０がインパネ１６０に衝突する際の衝撃力によるエネルギーは、エアバッグ装置１００が吸収する必要がある。

なお図１に、エアバッグ装置１００から展開したエアバッグ１８０を仮想的に破線で示す。ただし本実施形態であるエアバッグ装置１００の衝撃吸収効果は、エアバッグ１８０が展開しない場合に乗員１１０がインパネ１６０に衝突したとき、発揮されるものである。

図２は図１のエアバッグ装置を拡大した側断面図である。エアバッグ装置１００は、インパネ１６０の内部に配置されるハウジング２００と、ハウジング２００に収納される、折り畳まれたエアバッグ１８０と、ハウジング２００に収納され、エアバッグ１８０にガスを供給して膨張展開させるシリンダ型のインフレータ２１０と、を備えている。

本実施形態のハウジング２００は、前方壁部２００Ａ、後方壁部２００Ｂおよび両側の側方壁部２００Ｃ、２００Ｄ（図３）を有する。ただし、これらの壁部２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄのすべてを備えている必要はなく、これらのうち、少なくとも１つの壁部があればよい。

本実施形態では、後方壁部２００Ｂおよび両側の側方壁部２００Ｃ、２００Ｄは、外側に突出する突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄを有する。ただし、突出部を有する壁部も、少なくとも１つあればよい。突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄは内側に突出させることも不可能ではないが、エアバッグ１８０の膨張展開を阻害するおそれがあるため、外側に突出させることが望ましい。

なおハウジング２００は前方壁部２００Ａおよび後方壁部２００Ｂに熔接されている複数のフック部材２２２を、リッド２２４に開けられた孔に通すことによって、インパネ１６０に装着されている。

図３は図２のエアバッグ装置の斜視図である。突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄの稜線２２５Ｂ、２２５Ｃ、２２５Ｄ上には、複数のスリット２３０Ｂ、２３０Ｃ、２３０Ｄが存在する（図３では稜線２２５Ｃとスリット２３０Ｃは見えていない）。なお、本願の図面では、すべてのスリットおよび稜線に参照符号を付するものではなく、図示の便宜上、代表して一部のスリットや稜線に参照符号を付する。スリットは後方壁部２００Ｂおよび側方壁部２００Ｃ、２００Ｄを貫通する孔である。本実施形態では、スリット２３０Ｂ、２３０Ｃ、２３０Ｄを略長円形としているが、かかる形状に限定されるものではなく、略長方形状など、稜線に沿って形成可能な細長い形状であれば、いかなる形状でもよい。

「稜線」は、通俗的には、山の背にあたる、峰から峰へつづく線（尾根）のことを指すが、本願では、多面体、または多面角の、となりあう２つの面が交わった所に生じる線分（辺）のことを広く意味する。本願では、突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄの稜線のうち、頂角が外側を向いている稜線を山折り稜線、頂角が内側を向いている稜線を谷折り稜線とそれぞれ称する。

上記の構成によれば、インパネ１６０に衝撃力が加わった際、後方壁部２００Ｂおよび両側の側方壁部２００Ｃ、２００Ｄに設けられた突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄは、平板状の壁面に比較して脆弱な形状であるために屈曲し、エネルギーを吸収する。しかも、屈曲することが予め想定されている稜線２２５Ｂ、２２５Ｃ、２２５Ｄ上にスリット２３０Ｂ、２３０Ｃ、２３０Ｄが設けられていることで、突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄは、より屈曲しやすくエネルギーを吸収しやすい構造となっている。

（スリット形状のバリエーション）
図４は図３の変形例を例示する斜視図である。この変形例では、図４（ａ）の部分拡大図に例示するように、後方壁部２００Ｂのスリット２３２Ｂの形状が、図３のスリット２３０Ｂと異なる。スリット２３２Ｂは、その両端部の幅Ｄ１に比較して中央部の幅Ｄ２が狭くなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。スリットの幅は、エアバッグ１８０を収納するために必要なある程度の剛性と、衝撃力がかかったときに容易に屈曲する脆弱性とを、ハウジング２００がバランスよく兼ね備えるよう、決定される。しかし脆弱性の確保のためにスリットの幅が広くなりすぎると、スリットを通して異物が混入してしまうことが懸念される。

そこで、スリット２３２Ｂの両端部の幅Ｄ１は幅広にして必要な脆弱性を担保しつつ、中央部の幅Ｄ２は狭くして、異物の混入を防止している。

図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。上述のように幅Ｄ２が幅Ｄ１より狭くなっている中央部の縁端は、鉛直方向より外側に配向されている。スリット中央部の幅は、仮にこのような配向がなされなかった場合、本来、幅Ｄ３という非常に狭いものになる筈であった。しかし、このように狭くなった分、中央部の縁端２３４は、衝撃力によって突出部２２０Ｂが屈曲するときに、互いに衝突して屈曲を阻害する可能性が高まってしまっている。そこで、中央部の縁端２３４を上記のように配向することで、縁端２３４同士の間隔を、幅Ｄ２という広いものにし、縁端２３４同士の衝突を防止し、エネルギーがスムーズに吸収されるようにしたものである。

（第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態であるエアバッグ装置３００を例示する側断面図である。エアバッグ装置３００について、エアバッグ装置１００と異なる構成のみ、以下、説明する。図５では、エアバッグ装置３００の後方壁部２００Ｂおよび両側の側方壁部２００Ｃ、２００Ｄのうち、後方壁部２００Ｂの突出部２２０Ｂを代表として、拡大して例示している。この拡大図に例示するように、後方壁部２００Ｂおよび両側の側方壁部２００Ｃ、２００Ｄの突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄの稜線２２５Ｂ、２２５Ｃ、２２５Ｄ上には、薄肉部２４０、２５０が設けられている。

このように、屈曲することが予め想定されている稜線２２５Ｂ、２２５Ｃ、２２５Ｄ上に薄肉部２４０、２５０が設けられていることによっても、突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄは、より屈曲しやすくエネルギーを吸収しやすい構造とすることが可能である。

図５に例示するように、上述の薄肉部のうち、山折り稜線２２５Ｂ上の薄肉部２４０は、ハウジング２００の内側から切り欠きされていて、谷折り稜線２２５Ｂ上の薄肉部２５０は、ハウジング２００の外側から切り欠きされている。切り欠きは稜線に対しどちら側に設けても良いが、図５に例示するように切り欠き部を設けると、屈曲するときに材質の肉部が集まって屈曲を阻害しがちな部位を除くことが可能で、屈曲を促進できる。

（突出部の分断）
図３に例示するように、突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄは、後方壁部２００Ｂと両側の側方壁部２００Ｃ、２００Ｄとの境界線にて、空隙２５２が設けられ、分断されている。これは第１および第２の実施形態に共通する構成である。かかる構造により、後方壁部２００Ｂの突出部２２０Ｂと側方壁部２００Ｃ、２００Ｄの突出部２２０Ｃ、２２０Ｄとは、別々に屈曲可能である。これら突出部が分断されていなくても、屈曲は可能であるが、突出部が相互に接続されているより、分断されているほうが、より脆弱性が増し、効率的に衝撃吸収可能となるからである。

（最下部の稜線の溝部）
図６は図５の変形例を例示する側断面図である。ここでも、エアバッグ装置３００の後方壁部２００Ｂを代表として、拡大して例示している。この拡大図に例示するように、後方壁部２００Ｂおよび両側の側方壁部２００Ｃ、２００Ｄの突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄの最下部の稜線２２５Ｂ、２２５Ｃ、２２５Ｄまたはその近傍下部には、内側に凹む溝部２６０が形成されている。

最下部の稜線２２５Ｂ、２２５Ｃ、２２５Ｄは、突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄを構成する稜線であることから、谷折り稜線となる。その稜線の上の部分壁２７０が、加えられた力に対して抵抗することなく、矢印２８０で示すように、スムーズに外側に倒れて屈曲するように、このような溝部２６０を設けるのが好ましい。

溝部２６０が第１および第２の実施形態の両方に適用可能であることは言うまでもない。

（突出部の三角波形状）
図７は図３のエアバッグの変形例を例示する図である。図７（ａ）の側面図、図７（ｂ）の斜視図に例示するように、このエアバッグ装置４００では、後方壁部２００Ｂの突出部２２０Ｂと、側方壁部２００Ｃの突出部２２０Ｃは、その輪郭線に、１つ以上の三角波形状２８０を含んでいる。かかる三角波形状２８０の突出部のすべての稜線上にもスリットが形成されていることは、言うまでもない。

図７に例示するように、突出部２２０Ｂの三角波形状２８０は２個であり、突出部２２０Ｃの三角波形状２８０は１個である。このように壁部ごとに三角波形状２８０の数は異なってもよいし、同一数であってもよい。また、三角波形状２８０の高さ（外側に突出する長さ）は、突出部２２０Ｂと２２０Ｃとで異なってもよいし、同一でもよい。また、例えば同じ突出部２２０Ｂ中に複数存在する三角波形状２８０同士でも、高さは、異なってもよいし、同一でもよい。

（突出部の台形波形状）
図８は図３のエアバッグの変形例を例示する側面図である。同図に例示するように、このエアバッグ装置５００では、後方壁部２００Ｂの突出部２２０Ｂは、その輪郭線に、１つ以上の台形波形状２９０を含んでいる。かかる台形波形状２９０の突出部のすべての稜線２９５上にもスリットまたは薄肉部（図示は省略）が形成されていることは、言うまでもない。また、台形波形状２９０の上底にも、スリットまたは薄肉部を設けてよい。

図８のように、側方壁部２００Ｃの突出部２２０Ｃは三角波形状であるが、後方壁部２００Ｂの突出部２２０Ｂは台形波形状２９０としてよいし、すべての突出部を台形波形状としてもよい。

（側方壁部の突出部の稜線）
例えば図７（ａ）に例示するように、側方壁部２００Ｃの突出部２２０Ｃの稜線２２５Ｃ（ここでは３本）のうち、少なくとも２本は、車両前方から車両後方に向かって、末広がりとなっている。突出部２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄが設けられていない前方壁部２００Ａは、後方壁部２００Ｂと比較すると屈曲しづらいため、屈曲する側方壁部２００Ｃ、２００Ｄのうち、前方壁部２００Ａと連結されている前方の端部３１０は、屈曲による変形量が少ない。かかる構造上、側方壁部２００Ｃの突出部２２０Ｃの稜線は、末広がりになっているほうが、突出部がスムーズに屈曲しやすいからである。

図７では、３本の稜線２２５Ｃのうち、上の２本はほぼ平行であり、最下部の１本が、他の２本に対して末広がりになっている。ただし、すべての稜線２２５Ｃが互いに末広がりになっていてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例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。

本発明は、車両の助手席前方のインストルメントパネル内部に配置されるエアバッグ装置に利用することができる。

本発明の第１の実施形態であるエアバッグ装置の、車両のインパネ内部における位置を例示する配置図である。 図１のエアバッグ装置を拡大した側断面図である。 図２のエアバッグ装置の斜視図である。 図３の変形例を例示する斜視図である。 本発明の第２の実施形態を例示する側断面図である。 図５の変形例を例示する側断面図である。 図３のエアバッグの変形例を例示する図である。 図３のエアバッグの変形例を例示する側面図である。

符号の説明

１００、３００、４００、５００ …エアバッグ装置
１１０ …乗員
１２０ …腰部
１３０ …頭部
１４０ …上半身
１５０ …回転軌跡
１６０ …インパネ
１７０ …クロスビーム
１７２ …ブラケット
１８０ …エアバッグ
２００ …ハウジング
２００Ａ …前方壁部
２００Ｂ …後方壁部
２００Ｃ、２００Ｄ …側方壁部
２１０ …インフレータ
２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄ …突出部
２２２ …フック部材
２２５Ｂ、２２５Ｃ、２２５Ｄ …稜線
２３０Ｂ、２３２Ｂ、２３０Ｃ、２３０Ｄ …スリット
２３４ …縁端
２４０、２５０ …薄肉部
２６０ …溝部
２７０ …部分壁
２８０ …三角波形状
２９０ …台形波形状

Claims (9)

1. 車両のインストルメントパネルの内部に配置されるハウジングと、
   前記ハウジングに収納されるエアバッグと、
   前記ハウジングに収納され、前記エアバッグにガスを供給して膨張展開させるインフレータと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前方壁部、後方壁部および両側の側方壁部を有し、
   前記後方壁部および両側の側方壁部は、外側に突出する突出部を有し、
   前記突出部の稜線上にスリットを有し、
   前記両側の側方壁部の突出部の稜線のうち、少なくとも２本は、前記前方壁部から車両後方に向かって末広がりとなっていることを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記スリットは、その両端部に比較して中央部の幅が狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ装置。
3. 前記幅が狭くなっている中央部の縁端は、鉛直方向より外側に配向されていることを特徴とする請求項２に記載のエアバッグ装置。
4. 車両のインストルメントパネルの内部に配置されるハウジングと、
   前記ハウジングに収納されるエアバッグと、
   前記ハウジングに収納され、前記エアバッグにガスを供給して膨張展開させるインフレータと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前方壁部、後方壁部および両側の側方壁部を有し、
   前記後方壁部および両側の側方壁部は、外側に突出する突出部を有し、
   前記突出部の稜線上に薄肉部を有し、
   前記両側の側方壁部の突出部の稜線のうち、少なくとも２本は、前記前方壁部から車両後方に向かって末広がりとなっていることを特徴とするエアバッグ装置。
5. 前記薄肉部のうち、
   頂角が外側を向いている山折り稜線上の薄肉部は、内側から切り欠きされていて、
   頂角が内側を向いている谷折り稜線上の薄肉部は、外側から切り欠きされていることを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ装置。
6. 前記突出部は、前記前方壁部、後方壁部および両側の側方壁部の境界線にて、分断されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
7. 前記突出部の最下部の稜線またはその近傍下部には、内側に凹む溝部が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
8. 前記突出部は、その輪郭線に、１つ以上の三角波形状を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。
9. 前記突出部は、その輪郭線に、１つ以上の台形波形状を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。

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