JP5511985B2 - マルチチャンバ・ニー・エアバッグ - Google Patents

Description

本発明は、自動車両の補助拘束システム、詳しくは、車両衝突の場合にシートの前方にある内装パネルなどの物体との衝突から乗員を保護するマルチチャンバ・ニー・エアバッグに関する。

一般に、車両は、何らかの補助拘束システムを備えている。多くの場合、この補助拘束システムは、膨張可能な装置または拘束具という形態をとる。膨張可能な拘束システムの中には、車両衝突の場合に乗員の脚を受け止めることによって車両の乗員を保護するために、車両の乗員の前方において展開するエアバッグを有する脚部保護装置を備えているものもある。

ある周知の脚部保護装置では、エアバッグの内部にはチャンバが１つ形成されている。車両のシートに座っている乗員は、例えば両膝を離した姿勢および／または脚を横に伸ばした姿勢など、様々な姿勢をとる場合がある。膝の位置は、シートの中心から間隔を空けた位置にある場合が多い。従って、脚部保護装置のエアバッグは、膨張開始後に車両の横方向に向かって急速に広がるよう設計されている。チャンバを１つだけ有するエアバッグの場合、膨張したときに車両の長手方向における寸法（以下、時としてエアバッグの厚さと称する）が大きくなる傾向にある。従って、エアバッグを十分に膨張させることによって、乗員の脚を受け止めるための大きな厚さが得られる。しかしながら、エアバッグが、同様に横方向に拡張するよう設計されると、膨張容積が非常に大きくなるため、発生能力の著しく高いガス発生器またはインフレータが必要とされる場合がある。

別の周知の脚部保護装置では、エアバッグは多数のチャンバを備えており、これらの多数のチャンバはエアバッグの内部に形成された隔壁によって仕切られている。この隔壁には、複数のチャンバ間をガスが流れるようにするための貫通口または孔がある。マルチチャンバエアバッグの容積は比較的大きいため、ガス発生器は、エアバッグの周縁に配置されたチャンバをすばやく膨張させる高い能力を有することが求められ、その結果として、ガス効率が相対的に悪化してしまう。更に、周知のエアバッグを構成する複数の区分の剛性を制御して様々な体格の乗員に対応することが困難な場合がある。

本発明の一の概念によれば、車両のエアバッグモジュールは、ガスを発生させるガス発生器と、ガス発生器に動作可能に接続されておりガス発生器からガスを受け入れるマルチチャンバエアバッグと、を備えている。マルチチャンバエアバッグには、少なくとも１つの第１の膨張チャンバと、少なくとも１つの第２の膨張チャンバと、少なくとも１つの第３の膨張チャンバと、少なくとも１つの第４の膨張チャンバとが形成されている。マルチチャンバエアバッグは複数の内部ベントを含んでおり、複数の内部ベントは、少なくとも１つの第１の膨張チャンバと少なくとも１つの第２の膨張チャンバとが選択的に連通するとともに少なくとも１つの第１の膨張チャンバと少なくとも１つの第３の膨張チャンバとが選択的に連通し、少なくとも１つの第２の膨張チャンバと少なくとも１つの第４の膨張チャンバとが選択的に連通するように構成されている。複数の内部ベントは、ガスが１つ又はそれ以上の選択チャンバから抜け出る能力を制限することによって、１つ又はそれ以上の選択チャンバの圧力が高くなるように構成されている。それぞれの膨張チャンバ同士の間で行われる内部通気の順番は、マルチチャンバエアバッグの圧力及び膨張を制御するように予め定められている。

本発明の別の概念によれば、車両の脚部保護装置は、ガスを発生させるガス発生器と、該ガス発生器に動作可能に接続されておりガス発生器からガスを受け入れて膨張するマルチチャンバ・ニー・エアバッグとを備えている。このマルチチャンバ・ニー・エアバッグは、第１の膨張チャンバと、１対の第２の膨張チャンバと、１対の第３の膨張チャンバと、第４の膨張チャンバとを備えている。第１の膨張チャンバは、ガス発生器から発生したガスを直接受け入れるための流入口を有する。第２の膨張チャンバの各々は、第１の膨張チャンバと連通している入口弁を有する。第３の膨張チャンバの各々は、第１の膨張チャンバと連通している入口弁を有する。第４の膨張チャンバは、１対の入口弁を備えており、各入口弁は１対の第３の膨張チャンバの一方と連通している。吸気弁は、膨張時に、第１の膨張チャンバ及び第４の膨張チャンバと比べて、第２の膨張チャンバ及び第３の膨張チャンバの圧力をより高く維持するように構成されている。ガス発生器が作動することによって、第１の膨張チャンバが膨張する。その後、ガスは、第１の膨張チャンバから第２の膨張チャンバおよび第３の膨張チャンバのそれぞれに流れ込む。その後、ガスは、第３の膨張チャンバから第４の膨張チャンバに流れ込む。複数のチャンバがそれぞれ対応する乗員の体格及び衝突モードは互いに異なる。

本発明の更なる別の概念によれば、車両のニー・エアバッグ・モジュールは、ガスを発生させるガス発生器と、ガス発生器に動作可能に接続されておりガス発生器からガスを受け入れるマルチチャンバエアバッグと、を備えている。マルチチャンバエアバッグは複数の内部バッフルを備えており、複数の内部バッフルによって複数の膨張チャンバが画成されており、複数の膨張チャンバは、様々な体格の乗員に対応するために、膨張時に、互いに異なる圧力を有するように構成されている。複数の膨張チャンバは、第１の膨張チャンバと、１対の第２の膨張チャンバーと、１対の第３の膨張チャンバと、第４の膨張チャンバと、を備えている。第１の膨張チャンバは、物理的特性がＡＦ５％衝突試験ダミーに類似している乗員に合わせて調整されている。１対の第２の膨張チャンバは、物理的特性が少なくともＡＭ５０％衝突試験ダミーに類似している乗員に合わせて調整されている。１対の第３の膨張チャンバは、規定の膝衝撃領域の外側において起こる膝への衝撃から保護するように、所定位置から外れた位置の乗員に合わせて調整されている。第４の膨張チャンバは、車両のステアリング・コラム・カバーとの接触から保護するためのチャンバである。ガス発生器が作動することによって第１の膨張チャンバが膨張する。次いで、第１の膨張チャンバの流体圧力が所定の第１の限界圧力（圧力の閾値）を超えた後でのみ、第１の膨張チャンバからガスが1対の第２の膨張チャンバに流れ込んでから1対の第３の膨張チャンバに流れ込む。次いで、1対の第２の膨張チャンバの各々の流体圧力が所定の第２の限界圧力を超えた後でのみ、１対の第２の膨張チャンバの各々からガスが第４の膨張チャンバに流れ込む。

本発明の更なる別の概念によれば、車両の脚部保護装置を膨張させる方法が得られる。マルチチャンバエアバッグの第１の膨張チャンバが膨張する。第１の膨張チャンバは、マルチチャンバエアバッグの第２の膨張チャンバ及び第３の膨張チャンバに流体接続される。第２の膨張チャンバは、マルチチャンバエアバッグの第４の膨張チャンバに流体接続される。第１の膨張チャンバ内の流体圧力が第１の所定の限界圧力（圧力の閾値）を超えた後でのみ、第２の膨張チャンバは膨張する。第１の膨張チャンバ内の流体圧力が第２の所定の限界圧力を超えた後でのみ、第３の膨張チャンバは膨張する。第２の膨張チャンバ内の流体圧力が第３の所定の限界圧力を超えた後でのみ、第４の膨張チャンバは膨張する。

頭部／胴体保護装置および例示的な下部保護装置を含む車両用補助拘束システムの模式的な側面図であって、乗員が運転席に座っており各保護装置が展開している状態を示す図。 車両内で展開した図１の例示的な下部保護装置の正面斜視図。 図１の例示的な下部保護装置の正面図。 図１の例示的な下部保護装置の側面図。 車両内で展開した別の例示的な下部保護装置の模式的な上面図。 更なる別の例示的な下部保護装置の正面図。 更なる別の例示的な下部保護装置の正面図。 車両の下部保護装置を膨張させる方法を示すフローチャート。

当然のことながら、本明細書における説明および図面は本発明の実施例を示しているだけであり、本発明の範囲を逸脱することなく、開示された構造に関して様々な修正および変形を行うことができることを理解されたい。ここで、同じ参照符号が、複数の図のすべてにわたって同じ部品を示している図面を参照すると、図１および図２は、自動車両Ｖの前部シート１２に座っている乗員または運転手１０を模式的に示している。車両Ｖの内部には、車両衝突時に前部シートの乗員１０を保護する補助拘束システム２０が設置されている。補助拘束システム２０は、搭乗者用エアバッグ２２を有する周知の頭部／胴体保護装置と、ニーエアバッグ２４を有する例示的な下部保護装置とを備えている。図示されるように、頭部／胴体保護装置は、ステアリングコラム２８に取り付けられたステアリングホイール２６から展開する。ステアリングコラム２８は、運転席１２の前方に配置されたダッシュボード３０から突き出ている。ニーエアバッグ２４は、ダッシュボード３０の下部から展開する。エアバッグ２２、２４は、エアバッグに広く用いられている任意の材料から形成することができる。

当業者には知られているように、搭乗者用の補助拘束システム２０は、例えば慣性スイッチまたは加速度計などの衝突センサを有する作動回路と、車両Ｖ内に配置されたコントローラと（いずれも図示せず）を備えることができる。（衝突センサが検知するように）乗員１０の保護を必要とする衝突状態が検出されたとき、コントローラは、頭部／胴体用エアバッグ２２および／またはニーエアバッグ２４の展開を開始するように作動回路に指示する。車両速度に加えて、乗員１０がシートベルトを使用していることの確認などの他の作動パラメータを測定または認識して、頭部／胴体用エアバッグ２２および／またはニーエアバッグ２４を展開すべきか否かの評価をすることができる。

周知のように、頭部／胴体用エアバッグ２２は、車両衝突時に、乗員１０と、ステアリングホイール２６および／またはダッシュボード３０との接触を防止するのに役立つ。頭部／胴体用エアバッグ２２は、ステアリングホイール２６の展開口（図示せず）を介して車両の乗員室に向かって膨張する。展開口を開くのに必要な力は、ガス発生器またはインフレータ（図示せず）が頭部／胴体用エアバッグ２２を初期加圧することによって得られる。作動時に、インフレータは、加圧されたガスまたは膨張流体を生成し、該膨張流体を頭部／胴体用エアバッグ２２に送り込む。頭部／胴体用エアバッグ２２が十分な圧力で膨張して展開口を押し開いて展開口を通過した後、頭部／胴体用エアバッグ２２は車両の乗員室内において完全膨張状態となる。

図示されているように、例示的なニーエアバッグ２４は、ダッシュボード３０の下部に配置された展開口４０を通過して膨張する。カバー４２は、展開口４０を閉塞するためにダッシュボード３０に取り付けられている。ニーエアバッグ２４は、膨張状態にあるとき、ダッシュボード３０の下半分を覆っており、概ね、ダッシュボード３０と前部シート１２に座っている乗員１０の脚部（例えば、膝および脛）との間に位置している。ニーエアバッグ２４の上部は、完全に膨張した状態では、ステアリングコラム２８の下部の近くの領域に届くよう設計されている。頭部／胴体用エアバッグ２２と同様に、展開口４０を開くのに必要な力は、加圧されたガスを発生するガス発生器またはインフレータ４６がニーエアバッグ２４を初期加圧することによって得られる。ニーエアバッグ２４は、ガス発生器４６からガスを受け入れるために、ガス発生器４６に動作可能に接続されている。圧力上昇によって、ニーエアバッグ２４は、展開口４０を通って外側に膨張して乗員室内にて完全膨張状態となる。

図３および図４を参照すると、例示的なニーエアバッグ２４は、複数の異なる膨張チャンバ、具体的には、少なくとも１つの第１の膨張チャンバ（例えばチャンバ５０）と、少なくとも１つの第２の膨張チャンバ（例えば、チャンバ５２、５４）と、少なくとも１つの第３の膨張チャンバ（例えば、チャンバ５６、５８）と、少なくとも１つの第４の膨張チャンバ（例えば、チャンバ６０）とを含むマルチチャンバ・ニー・エアバッグである。図示の実施形態のマルチチャンバ・ニー・エアバッグ２４は、１つの第１の膨張チャンバ５０と、互いに離隔した１対の第２の膨張チャンバ５２、５４と、互いに離隔した１対の第３の膨張チャンバ５６、５８と、１つの第４の膨張チャンバ６０と、を含んでいる。第２の膨張チャンバ５２、５４の各々は、第３の膨張チャンバ５６、５８の一方の略上方において展開する。具体的には、第２の膨張チャンバ５２は、第３の膨張チャンバ５６の上方に配置されており、第２の膨張チャンバ５４は、第３の膨張チャンバ５８の上方に配置されている。第４の膨張チャンバ６０は、第１の膨張チャンバ５０の上方、および、１対の第２の膨張チャンバ５２、５４の間において展開する。この構成では、ニーエアバッグ２４の外周は、概して、第２、第３、および第４の膨張チャンバ５２、５４、５６、５８、６０によって画定されている。第１の膨張チャンバ５０の両側には、積み重なった第２および第３の膨張チャンバ５２、５４、５６、５８があり、また、第１の膨張チャンバ５０は、実質的に、第２、第３、および第４の膨張チャンバによって囲まれている。図示されているように、ニーエアバッグ２４の形状は概ね矩形状であるが別の形状でもよい。また、第１の膨張チャンバ５０及び第４の膨張チャンバ６０の各々の深さは、第２の膨張チャンバ５２、５４及び第３の膨張チャンバ５６、５８の各々の深さよりも浅くなっているが、これは必須ではない。

それぞれ異なる膨張チャンバ５０、５２、５４、５６、５８、６０を形成するために、ニーエアバッグ２４は、複数の内部バッフル（隔壁）またはパネル、具体的には、１対の第１の内部バッフル７２、７４と、１対の第１の内部バッフルから離隔した１対の第２の内部バッフル７６、７８と、１対の第３の内部バッフル８２、８４とを含む。１対の第３の内部バッフル８２、８４は、１対の第１の内部バッフル７２、７４と１対の第２の内部バッフル７６、７８とを相互接続している。図３に示されているように、１対の第１の内部バッフル７２、７４及び１対の第２の内部バッフル７６、７８は、全体として、ガス発生器４６から突き出た概ねＹ字形状の膨張チャンバ８６を形成している。概ねＹ字形状の膨張チャンバ８６は、第１の膨張チャンバ５０及び互いに離隔した２つの第２の膨張チャンバ５２、５４を少なくとも一部形成するか、または、これらの膨張チャンバ５０、５２、５４によって構成されている。第１の内部バッフル７２、７４の各々によって、第１の膨張チャンバ５０及び第２の膨張チャンバ５２、５４の一方と第３の膨張チャンバ５６、５８の一方とが仕切られている。第２の内部バッフル７６、７８の各々によって、第１の膨張チャンバ５０及び第２の膨張チャンバ５２、５４の一方と第４の膨張チャンバ６０とが仕切られている。第３の内部バッフル８２、８４の各々は、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５２、５４の一方とを仕切るために、第１の内部バッフル７２、７４の一方と第２の内部バッフル７６、７８の一方とをつないでいる。図示されているように、第３の内部バッフル８２は、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５２とを仕切るために、第１の内部バッフル７２と第２の内部バッフル７６とをつないでいる。第３の内部バッフル８４は、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５４とを仕切るために、第１の内部バッフル７４と第２の内部バッフル７８とをつないでいる。１対の第３の内部バッフル８２、８４は、全体として、概ねＶ字形状の第４の膨張チャンバ６０の下部を形成している。例示的なニーエアバッグ２４内において複数の内部バッフルまたはパネルを連結する手法は例示的なニーエアバッグ２４を限定する特徴ではないことが、当業者には理解されよう。

膨張チャンバ５０、５２、５４、５６、５８、６０を順次拡張させるために、ニーエアバッグ２４は、更に、複数のベントまたは入口弁９０、９２、９４、９６、１００、１０２を備えている。複数のベントは、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５２、５４の各々とが選択的に連通するとともに第１の膨張チャンバ５０と第３の膨張チャンバ５６、５８の各々とが選択的に連通し、第２の膨張チャンバ５２、５４と第４の膨張チャンバ６０とが選択的に連通するように構成されている。一の実施形態では、複数の内部ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２は、第１の膨張チャンバ５０、次に第２の膨張チャンバ５２、５４、次に第３の膨張チャンバ５６、５８、最後に第４の膨張チャンバ６０を順次膨張させるように構成されている。他の順序が用いられてもよく、また、その順序は重なっていてもよい（例えば、第１の膨張チャンバ５０から第２の膨張チャンバ５２、５４への充填が終わる前に、第１の膨張チャンバ５０から第３の膨張チャンバ５６、５８への充填が開始されてもよい）ことを理解されたい。各膨張チャンバ同士の間で行われる内部通気の順番によって、マルチチャンバエアバッグ２４の膨張の圧力およびタイミングを制御することができる。同じ又は別の実施形態では、複数のベントは、特定のチャンバがエアバッグ２４の展開後に衝撃を受けた際に圧力が上昇するように構成されてもよい。例えば、第１の膨張チャンバ５０は、第２の膨張チャンバ５２、５４と比べて衝撃を受けた時に圧力が減少する。

より具体的には、図示された実施形態では、第３の内部バッフル８２は、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５２とが選択的に連通するようにベント９０を備えている。第３の内部バッフル８４は、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５４とが選択的に連通するようにベント９２を備えている。第１の内部バッフル７２は、第１の膨張チャンバ５０と第３の膨張チャンバ５６とが選択的に連通するようにベント９４を備えている。第１の内部バッフル７４は、第１の膨張チャンバ５０と第３の膨張チャンバ５８とが選択的に連通するようにベント９６を備えている。第２の内部バッフル７６は、第２の膨張チャンバ５２と第４の膨張チャンバ６０とが選択的に連通するようにベント１００を備えている。最後に、第２の内部バッフル７８は、第２の膨張チャンバ５４と第４の膨張チャンバ６０とが選択的に連通するようにベント１０２を備えている。

ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２は、それぞれ、種類の異なるベントであってもよい。ある例示的な種類のベントが本明細書には記載されているが、本明細書において記載されている種類以外の種類のベントを採用してもよいことを理解されたい。例として、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２のうちの１つ又はそれ以上のベントは、双方向（つまり、隣のチャンバに入る方向および隣のチャンバから出る方向）におけるガスの流れが等しくなるように制御される標準的なベント（例えば、必要な寸法に形成された孔または開口）であってもよい。別の例では、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２のうちの１つ又はそれ以上のベントは、一方向にのみガスを通すことを可能にする一方向ベント（例えば、ガスを流入させることは可能であるが、その逆方向のガスに対しては密閉状態となる一方向ベント）であってもよい。さらに別の例では、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２のうちの１つ又は以上のベントは、複合構成または２つの部分から成る構成を有してもよく、この場合、ベントは、一方向ベントのように作動する第１ベント部（つまり、第１の方向にガス流を通すことが可能であるが、第１の方向とは反対の第２の方向にガス流が通ろうとしたときに閉じる第１のベント部）と、一方向ベントのように作動するが、第１のベント部と逆向きの二次ベント（つまり、第１の方向に向かってガス流が通るのを防止するが、第１の方向とは反対の第２の方向にガス流が流れることを可能にする二次ベント）と、から構成される。加えて、このタイプのベントの第１および第２のベント部の一方のベント部の大きさは、一方向に向かってこの一方のベント部を通るガスの量が反対方向に向かって第１および第２のベント部の他方のベント部を通るガスの量よりも多くなるような大きさとしてもよい。

さらなる例では、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２のうちの１つ又はそれ以上のベントは、圧力に応答するベントまたは圧力制御されるベントであってもよい。この種類のベントは、チャンバ内において特定の圧力または所定の圧力に到達するまで、該ベント通るガス流を制限することができる。特定の圧力または所定の圧力に到達したとき、例えば、ベント孔を覆っているカバーまたはパッチが圧力によって押圧されてベントを通ってベントが開き、ガスがベントを通ることが可能になる。一旦ベントが開くとベント孔を通るガスを制限するためにパッチを適切な位置に保持するテザーを採用してもよい。この例では、圧力制御ベントは、第１の方向においてのみ圧力制御されていてもよく、また、第１の方向とは反対の第２の方向においては完全に開いていてもよい。前述の種類のベントは、例示目的で挙げたにすぎず、使用可能なベントのタイプを限定すると考えられるべきではない。加えて、様々なタイプのベントの任意の組み合わせが、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２に用いられてもよいことを理解されたい。例えば、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２のうちの１つ又はそれ以上のベントが、ある１種類のベントであり、残りのベントのうちの他の１つ又はそれ以上のベントが別の種類のベントであってもよい。

車両の衝突状態時、ガス発生器４６が作動して、ガスまたは膨張流体がガス発生器４６から第１の膨張チャンバ５０に放出される。ガス発生器４６は、第１の膨張チャンバ５０を急速に膨張させるよう構成されている。一例では、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２は、標準的なベント孔であるが、これらのベントの大きさは互いに異なっている。この例では、より大きなベント孔が、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５２、５４との間のベント９０、９２に用いられることにより、第３及び第４の膨張チャンバ５６、５８、６０と比べて、チャンバ５０、５２、５４は、より速く充填されるとともにより大きい圧力を有することが可能になる。対照的に、より小さいベント孔が、ベント９４、９６、１００、１０２に用いられることにより、第３及び第４の膨張チャンバ５６、５８、６０は、第１および第２の膨張チャンバ５０、５２、５４と比べて、より遅い速度且つより低い圧力で充填されることが可能になる。

別の例では、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２は、感圧ベント孔である。感圧ベント孔を用いて、第３及び第４の膨張チャンバ５６、５８、６０に対する第１および第２の膨張チャンバ５０、５２、５４の圧力および充填時間を、標準的なベント孔を用いた場合と比べて、著しく増加させることができる。より具体的には、感圧ベントが使用されたとき、チャンバ間のベントは、膨張時、最初のうちは閉じた状態にあって、チャンバ間のガスの流れを遮断することができる。しかしながら、第１の膨張チャンバ５０内の流体圧力が第２チャンバ所定最低圧力（例えば、第１の膨張チャンバを拡張するのに十分な圧力）に達すると、圧力に応答するベント９０、９２は開いた状態に変化でき、これによって、流体は第１の膨張チャンバ５０から第２の膨張チャンバ５２、５４の各々に流れ込むことが可能になる。

同様に、第１の膨張チャンバ５０内の流体圧力が第３チャンバ所定最低圧力に達すると、圧力に応答するベント９４、９６は、同様に、開いた状態に変化でき、これによって、流体は第１の膨張チャンバ５０から第３の膨張チャンバ５６、５８の各々に流れ込むことが可能になる。一例では、第２チャンバ最低圧力は第３チャンバ所定最低圧力よりも高くなっており、もって、第２の膨張チャンバ５２、５４は、第３の膨張チャンバ５６、５８が充填される前に充填される。同様に、ベント１００、１０２は、第２の膨張チャンバ５２、５４内の流体圧力が第４チャンバ最低所定圧力に達すると、それぞれ開いた状態に変化でき、これによって、流体は第２の膨張チャンバ５２、５４から第４の膨張チャンバ６０に流れることが可能になる。ガス発生器４６は、エアバッグ２４が完全に拡張されているときに、膨張チャンバ５０、５２、５４、５６、５８の各所定最低圧力を発生または維持するような構成または大きさにすることができることを理解されたい。

図示した実施形態では、膨張チャンバ５０、５２、５４、５６、５８、６０は、様々な体格の乗員および様々な衝突モードに対応する。加えて、ベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２は、衝撃時に、チャンバ５０、５２、５４、５６、５８、６０に所望の圧力特性を与えるように選択することができる。例えば、第１の膨張チャンバ５０は、比較的小さくてあまり重くない乗員、例えば、比較的小さな仮想の女性乗員が衝撃を受けた際の挙動のモデルとなるＡＦ５％衝突試験ダミーに物理的特性が類似している人に合わせて概ね調整された相対的に圧力の低いチャンバであってもよい。ＡＦ５％は、「アメリカ人女性の５パーセンタイル（Ａｍｅｒｉｃａｎ ｆｅｍａｌｅ ５ｔｈ ｐｅｒｃｅｎｔｉｌｅ）」の省略形であり、一般には、身長が約１５２ｃｍで体重が約５０ｋｇの人を表す。

第２の膨張チャンバ５２、５４の各々は、比較的大きくて重い個人、例えば、平均的な体格をした仮想の男性の挙動のモデルとなるＡＭ５０％衝突試験ダミーに物理的特性が類似している人に合わせて概ね調整された高圧力チャンバ（例えば、第１の膨張チャンバ５０に比べて高い圧力のチャンバ）であってもよい。ＡＭ５０％は、アメリカ人男性の５０パーセンタイル（Ａｍｅｒｉｃａｎ ｍａｌｅ ５０ｔｈ ｐｅｒｃｅｎｔｉｌｅ）の省略形であり、身長が約１７５ｃｍで体重が約７７ｋｇの人を表す。第３の膨張チャンバ５６、５８の各々は、定位置から外れた乗員、即ち、両膝がシート１２の中心から離れるように開いている（つまり、両膝が規定の膝衝撃領域の外側にある）乗員を保護する高圧力チャンバ（例えば、第２の膨張チャンバ５２、５４と類似の高圧力チャンバ）であってもよい。最後に、第４の膨張チャンバ６０は、低圧力チャンバ（チャンバ５０と同様の低圧力チャンバ）として構成することができ、車両Ｖのステアリングコラム２８の近くで展開して、ステアリングコラムとの接触を防止することができる。

エアバッグ２４を膨張させる衝撃が起きた時、チャンバ５０、５２、５４、５６、５８、６０の圧力特性は、採用されるベントの種類に応じて（例えば、一方向ベントに対する標準的なベント孔）、異なる。標準的なベント孔を用いた場合、第１の膨張チャンバ５０にＡＦ５％衝撃が起きた時、ガスは、インフレータ４６に向かって逆流し、第２及び第３の膨張チャンバ５２、５４、５６、５８に流れ込むことによって、ＡＦ５％乗員に対して低圧力が発生する。第２の膨張チャンバ５２、５４にＡＦ５０％衝撃が起きた時、ガスは、第１及び第３の膨張チャンバ５０、６０にのみ流れ込むことによって、ＡＦ５０％乗員に対して高い圧力が発生する。しかしながら、第１の膨張チャンバ５０に対する第２の膨張チャンバ５２、５４内の圧力の上昇は、標準的なベント孔が用いられる場合、いくぶん制限される。

第１の膨張チャンバ５０と比べて第２の膨張チャンバ５２、５４内の圧力の上昇をより大きくするために、一方向ベントを採用することができる。一例では、一方向ベントは、流れが第１の膨張チャンバ５０から第２の膨張チャンバ５０、５２に流れることを可能にするが、第２の膨張チャンバ５２、５６から第１の膨張チャンバ５０への逆流を防止するベント９０、９２に用いられてもよい。したがって、第２の膨張チャンバ５２、５４への衝撃（ＡＦ５０％衝撃など）時、ガスは、第３の膨張チャンバ６０にのみ流れ込むことができるが、第１の膨張チャンバ５０へ逆流することは一方向ベントによって防止される。これにより、第２の膨張チャンバ５２、５４に衝撃が加えられるときに、ＡＦ５０％乗員が体感する圧力が上昇する。しかしながら、一方向ベントの使用は、ＡＦ５％衝撃に何ら影響を与えるものではない。

図５を参照すると、搭乗者用の補助拘束システムの別の脚部保護装置が例示されている。先の実施形態と同様に、脚部保護装置は、インストルメントパネル１５６の下部に配置された展開口を通って膨張するマルチチャンバ・ニー・エアバッグ１５０を備える。ニーエアバッグ１５０は、ガス発生器４６から膨張ガスを受け入れるためにガス発生器４６に動作可能に接続されている。ニーエアバッグ１５０は、膨張して展開したとき、インストルメントパネル１５６の下半分を覆っており、大体、インストルメントパネル１５６と運転席に座っている乗員１０の脚部との間に位置している。図示されているように、インストルメントパネル１５６の外面１５８は、運転手１０の一方の膝が他方の膝よりもインストルメントパネル１５６の近くに位置するように、斜めに配置されている。衝突時に両膝への荷重が同時にかかるようにするために、ニーエアバッグ１５０の構成は非対称になっている。具体的には、ニーエアバッグの外面１６０は、車両のインストルメントパネル１５６に対して斜めになっている。ニーエアバッグ１５０内の内部バッフルは、インストルメントパネル１５６の形状を考慮して、容積がそれぞれ異なる複数の膨張チャンバの形状を制御する。非対称的な構成または楔形のニーエアバッグ１５０は、均等な荷重配分のために、乗員１０の両脚に同時に接触する。

図６を参照すると、搭乗者用の補助拘束システムの更なる別の脚部保護装置が例示されている。図３に示した実施形態と同様に、脚部保護装置は、第１の膨張チャンバ２１０と、互いに離隔した１対の第２の膨張チャンバ２１２、２１４と、互いに離隔した１対の第３の膨張チャンバ２１６、２１８と、第４の膨張チャンバ２２０とを形成しているマルチチャンバ・ニー・エアバッグ２００を備えている。第１の膨張チャンバ２１０は、ガス発生器４６によって発生したガスを直接受け入れるための流入口２３０を有している。第２の膨張チャンバ２１２、２１４の各々は、第１の膨張チャンバ２１０と連通しているベントまたはバルブ２３２、２３４を有する。第３の膨張チャンバ２１６、２１８の各々は、第１の膨張チャンバ２１０と連通しているベントまたはバルブ２３６、２３８を有する。第４の膨張チャンバ２２０は、１対のベントまたはバルブ２４０、２４２を有しており、１対のベントまたはバルブ２４０、２４２の各々は１対の第３の膨張チャンバ２１２、２１４の一方と連通している。ベントまたはバルブは、複数のチャンバが所望の順序で膨張するように、および／または、本明細書にすでに記載したように複数のチャンバが衝突時に所望の圧力を示すようにする構成とすることができる。

図３のエアバッグ２４とは異なり、ニーエアバッグ２００は、更に、２つの腕部保護膨張チャンバ２５０および２５２を備えており、この腕部保護膨張チャンバはニーエアバッグの両側の各々に１つずつ備えられている。腕部保護チャンバ２５０、２５２の各々は、第２の膨張チャンバ２１２、２１４の各々と連通しているベントまたはバルブ２５４、２５６を有する。ニーエアバッグ２００の左側に配置された腕部保護チャンバ２５０は、ステアリングコラム２８の左側の領域を覆うように膨張する。ニーエアバッグ２００の右側に配置された腕部保護チャンバ２５２は、ステアリングコラム２８の右側の領域および中央のコンソールパネル２６０（図２）の上部を覆うように膨張する。

車両衝突などの緊急事態の場合、ガス発生器４６が作動し、ニーエアバッグ２００は、該ガス発生器からのガスによって膨張する。第１、第２、第３及び第４の膨張チャンバ２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０は、ニーエアバッグ２４に関して述べた手法と同様の手法で膨張することができる。加えて、この例示的な実施形態では、ガスは、ベント２５４、２５６を介して第２の膨張チャンバ２１２、２１４から腕部保護チャンバ２５０、２５２の各々に流れる。腕部保護チャンバは、ダッシュボード３０とステアリングホイール２６の背面との間の空間の左側及び右側で膨張及び展開して乗員１０の左腕及び右腕を受け止める。これにより、搭乗者の左腕および右腕が車両の本体に直接打ち付けられることを防止する。ベント２５４、２５６は、所望の時間および／または所望の順序で第２の膨張チャンバ２５０、２５２が膨張するよう選択することができる。また任意で、ベント２５４、２５６は、チャンバ２５０、２５２が所望の衝撃特性を得るように選択することができる。

図７を参照すると、搭乗者用の補助拘束システムの更なる別の脚部保護装置が例示されている。例示した脚部保護装置は、第１の膨張チャンバ３１０と、第１の膨張チャンバ３１０の側方に配置されるとともに互いに離隔した１対の第２の膨張チャンバ３１６、３１８と、第１の膨張チャンバの上部の凹所３１０ａ内に収容されたＶ字形状の第３の膨張チャンバ３２０と、第３の膨張チャンバ３２０の上部の凹所３２０ａ内に収容された第４の膨張チャンバ３２２とを形成しているマルチチャンバ・ニー・エアバッグ３００を備えている。この実施形態の第１の膨張チャンバ３１０は、図３の実施形態の第１及び第２の膨張チャンバ５０、５２、５４に代わるものである。第２の膨張チャンバ３１６、３１８は図３の第３の膨張チャンバ５６、５８に類似しており、第３及び第４の膨張チャンバ３２０、３２２は図３の第４の膨張チャンバ６０に代わるものである。

第１の膨張チャンバ３１０は、ガス発生器４６によって発生したガスを直接受け入れるための流入口３３０を有している。第２の膨張チャンバ３１６、３１８の各々は、第１の膨張チャンバ３１０と連通しているベントまたはバルブ３３２、３３４を有する。第３の膨張チャンバ３２０は、同様に第１の膨張チャンバ３１０と連通している１対のベントまたはバルブ３３６、３３８を有する。第４の膨張チャンバ３２２は、１対のベントまたはバルブ３４０、３４２を有しており、１対のベントまたはバルブ３４０、３４２の各々は第３の膨張チャンバ３２０と連通している。ベントまたはバルブは、複数のチャンバが所望の順序で膨張するような構成、および／または、複数のチャンバが先の実施形態に関連して説明したのとほぼ同じ手法で衝突時に所望の圧力を示すようにする構成とすることができる。

より具体的には、例えば、エアバッグ３００の展開時に乗員を先ず拘束するために、第１の膨張チャンバ３１０を最初に（つまり、他のチャンバに先立って）充填するか又は膨張させることが求められる。次に、（つまり、第１の膨張チャンバ３１０内の圧力が第２の膨張チャンバ最低所定圧力を超えた後に）第２の膨張チャンバ３１６、３１８が充填される又は膨張することによって、第１の膨張チャンバ３１０の両側の近くにおいて横方向の保護を行う。次に、（つまり、第１の膨張チャンバ３１０内の圧力が第３の膨張チャンバ最低所定圧力を超えた後に）第３の膨張チャンバ３２０は充填されるか又は膨張する。第３の膨張チャンバ３２０は、ステアリング・コラム・カバーの一部を覆うような大きさと形状にする（とともにステアリング・コラム・カバーの一部を覆うように配置する）ことができ、また、第３の膨張チャンバ３２０は、第１の膨張チャンバ３１０の容積を制御するために使用することができる。最後に、（つまり、第３の膨張チャンバ３２０内の圧力が第４の膨張チャンバ最低所定圧力を超えた後に）第４の膨張チャンバ３２２は充填されるか又は膨張する。第４の膨張チャンバ３２２は、車両のステアリングコラムの周囲において深さ制御を行うために使用することができ、また、エアバッグ３００が助手席側エアバッグとして用いられる場合は取り外すことができる。

次に、マルチチャンバ・ニー・エアバッグ２４を有する図１乃至図４の脚部保護装置などの車両の脚部保護装置を膨張させる方法について、図８を参照しながら説明する。車両の衝突に応答して、ニーエアバッグ２４の第１の膨張チャンバ５０がガス発生器４６によって最初に膨張する（Ｓ３００）。第１の膨張チャンバ５０は、マルチチャンバエアバッグ２４の第２の膨張チャンバ及び第３の膨張チャンバに流体接続される（Ｓ３０２）。図３に示されるように、エアバッグ２４は、１対の第２の膨張チャンバ５２、５４及び１対の第３の膨張チャンバ５６、５８を備える。第２の膨張チャンバ５２、５４は、マルチチャンバエアバッグ２４の第４の膨張チャンバ６０に流体接続される（Ｓ３０４）。第２の膨張チャンバ５２、５４は、第１の膨張チャンバ５０内の流体圧力が第２チャンバ所定限界圧力を超えた後にのみ、膨張する（Ｓ３０６）。第３の膨張チャンバ５６、５８は、第１の膨張チャンバ５０内の流体圧力が第３チャンバ所定限界圧力を超えた後にのみ、膨張する（Ｓ３０８）。第４の膨張チャンバ６０は、第２の膨張チャンバ５２、５４内の流体圧力が第４チャンバ所定限界圧力を超えた後にのみ、膨張する（Ｓ３１０）。複数のベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２によって、第１の膨張チャンバ５０と第２の膨張チャンバ５２、５４の各々及び第３の膨張チャンバ５６、５８の各々とが選択的に連通するとともに第２の膨張チャンバ５２、５４と第４の膨張チャンバ６０とが選択的に連通することが可能になる（Ｓ３１２）。複数のベント９０、９２、９４、９６、１００、１０２は、ガスが第２および第３の膨張チャンバから抜け出る能力を制限することによって、第１の膨張チャンバ５０および／または第４の膨張チャンバ６０と比べて、第２の膨張チャンバ５２、５４および／または第３の膨張チャンバ５６、５８の圧力をより高くするか、またはこのより高い圧力を維持するように構成することができる（Ｓ３１４）。

上に開示した様々な特徴および機能ならびに他の様々な特徴および機能、すなわち、その代替物を組み合わせて多くの他の様々なシステムまたはアプリケーションを形成できることが望ましいことは理解されたい。さらに、現在予期されていない又は予測されていない様々な代替例、修正例、変形例又は改善例が後に当業者によって実現される可能性もあるが、それらも特許請求の範囲に含まれるものとする。

Claims (16)

1. 車両のエアバッグモジュールであって、
   ガスを発生させるガス発生器と、
   前記ガス発生器に動作可能に接続されており前記ガス発生器から前記ガスを受け入れるマルチチャンバエアバッグと、
   を備えており、
   前記マルチチャンバエアバッグには、少なくとも１つの第１の膨張チャンバと、少なくとも１つの第２の膨張チャンバと、少なくとも１つの第３の膨張チャンバと、少なくとも１つの第４の膨張チャンバとが形成されており、
   前記マルチチャンバエアバッグは複数の内部ベントを含んでおり、
   前記複数の内部ベントは、前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバと前記少なくとも１つの第２の膨張チャンバ及び前記少なくとも１つの第３の膨張チャンバの各々との間の選択的連通を許容し、前記少なくとも１つの第２の膨張チャンバ及び前記少なくとも１つの第３の膨張チャンバのいずれかと前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバとの間の選択的連通を許容するよう構成されており、
   前記複数の内部ベントは、前記ガスが１つ又はそれ以上の選択チャンバから抜け出る能力を制限することによって、前記１つ又はそれ以上の選択チャンバの圧力が高くなるように構成されており、
   前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバと前記少なくとも１つの第２の膨張チャンバと前記少なくとも１つの第３の膨張チャンバと前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバとの間で行われる内部通気の順番は、前記マルチチャンバエアバッグの圧力及び膨張を制御するように予め定められており、
   前記エアバッグは、前記膨張チャンバを形成する複数の内部バッフルを含み、前記内部バッフルは、ほぼＹ字状の第１膨張チャンバを形成し、前記第４膨張チャンバは、前記第１膨張チャンバの上部凹所に少なくとも部分的に収容されていることを特徴とする、車両のエアバッグモジュール。
2. 前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバから前記少なくとも１つの第２の膨張チャンバへのガスの流量は、前記第１の膨張チャンバから前記少なくとも１つの第３の膨張チャンバへのガスの流量よりも大きい請求項１に記載の車両のエアバッグモジュール。
3. 前記エアバッグモジュールは脚部保護装置であり、前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバは、物理的特性がＡＦ５％衝突試験ダミーに類似している乗員に合わせて調整された低圧力チャンバである請求項１に記載の車両のエアバッグモジュール。
4. 前記少なくとも１つの第２の膨張チャンバは、物理的特性が少なくともＡＭ５０％衝突試験ダミーに類似している乗員に合わせて調整された高圧力チャンバである請求項３に記載の車両のエアバッグモジュール。
5. 前記少なくとも１つの第３の膨張チャンバは、規定の膝衝撃領域の外側で起こる膝への衝撃から保護するように、所定位置から外れた位置の乗員に合わせて調整された高圧力チャンバである請求項３に記載の車両のエアバッグモジュール。
6. 前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバは低圧力チャンバとして構成されており、前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバは、前記車両のステアリング・コラム・カバーの近くで展開する請求項４に記載の車両のエアバッグモジュール。
7. 前記少なくとも１つの第２の膨張チャンバは、互いに離隔された２つの第２の膨張チャンバから成り、前記少なくとも１つの第３の膨張チャンバは、互いに離隔された２つの第３の膨張チャンバから成り、前記２つの第２の膨張チャンバの各々は、前記２つの第３の膨張チャンバの一方の上方で展開し、前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバは、前記２つの第２の膨張チャンバ間で展開し、前記少なくとも第１の膨張チャンバは、前記２つの第２の膨張チャンバと前記２つの第３の膨張チャンバと前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバとによって実質的に包囲されている請求項１に記載の車両のエアバッグモジュール。
8. 前記マルチチャンバエアバッグは、１対の第１の内部バッフルと、前記１対の第１の内部バッフルから離隔された１対の第２の内部バッフルと、を備えており、前記１対の第１の内部バッフルと前記１対の第２の内部バッフルとによって概ねＹ字形状の膨張チャンバが形成され、前記概ねＹ字形状の膨張チャンバの少なくとも一部には、前記第１の膨張チャンバ及び前記２つの第２の膨張チャンバが形成されている請求項７に記載の車両のエアバッグモジュール。
9. 前記マルチチャンバエアバッグは、更に、１対の第３の内部バッフルを備えており、前記１対の第３の内部バッフルの各々は、前記１対の第１の内部バッフルの一方と前記１対の第２の内部バッフルの一方との間で延びて前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバと前記２つの第２の膨張チャンバの一方とを仕切っており、前記１対の第３の内部バッフルの各々は、前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバと前記２つの第２の膨張チャンバとを選択的に連通させるためのベントを備えている請求項８に記載の車両のエアバッグモジュール。
10. 前記１対の第１の内部バッフルの各々によって、前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバと前記２つの第２の膨張チャンバの一方とが仕切られており、前記１対の第１の内部バッフルの各々は、前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバと前記２つの第３の膨張チャンバとを選択的に連通させるためのベントを備えている請求項８に記載の車両のエアバッグモジュール。
11. 前記１対の第２の内部バッフルによって、前記２つの第２の膨張チャンバと前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバとが仕切られており、前記１対の第２の内部バッフルの各々は、前記２つの第２の膨張チャンバの各々と前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバとを選択的に連通させるためのベントを備えている請求項８に記載の車両のエアバッグモジュール。
12. 前記少なくとも１つの第１の膨張チャンバ及び前記少なくとも１つの第４の膨張チャンバの各々の深さは、前記少なくとも１つの第２の膨張チャンバ及び前記少なくとも１つの第３の膨張チャンバの各々の深さよりも浅い請求項１に記載の車両のエアバッグモジュール。
13. 前記エアバッグモジュールは脚部保護装置であり、前記マルチチャンバエアバッグは、前記マルチチャンバエアバッグの外面が前記車両のインストルメントパネルに対して斜めになるように、非対称形状を有しており、前記マルチチャンバエアバッグの非対称形状は、乗員の両脚への実質的に同時に接触して均等な荷重配分を提供する形状である請求項１に記載の車両のエアバッグモジュール。
14. 前記エアバッグモジュールは脚部保護装置であり、前記マルチチャンバエアバッグは２つの腕部保護チャンバを備えており、前記２つの腕部保護チャンバは、前記マルチチャンバエアバッグの両側の各々に１つずつ備えられている請求項１に記載の車両のエアバッグモジュール。
15. 車両の脚部保護装置を膨張させる方法であって、
    マルチチャンバエアバッグの第１の膨張チャンバを膨張させるステップと、
    前記第１の膨張チャンバ内の流体圧力が第１の所定の限界圧力を超えた後でのみ、前記マルチチャンバエアバッグの第２の膨張チャンバを膨張させるステップと、
    前記第１の膨張チャンバ内の流体圧力が第２の所定の限界圧力を超えた後でのみ、前記マルチチャンバエアバッグの第３の膨張チャンバを膨張させるステップと、
    前記第２の膨張チャンバ内の流体圧力が第３の所定の限界圧力を超えた後でのみ、前記マルチチャンバエアバッグの第４の膨張チャンバを膨張させるステップと、
    を含んでおり、
    前記第１の膨張チャンバは、前記第２の膨張チャンバ及び前記第３の膨張チャンバに流体接続されており、前記第２の膨張チャンバは前記第４の膨張チャンバに流体接続されていることを特徴とする車両用の脚部保護装置を膨張させる方法。
16. 前記車両用の脚部保護装置を膨張させる方法は、更に、複数のベントを設けるステップを含んでおり、前記複数のベントは、前記第１の膨張チャンバと前記第２の膨張チャンバとが選択的に連通するとともに前記第１の膨張チャンバと前記第３の膨張チャンバとが選択的に連通し、前記第２の膨張チャンバと前記第４の膨張チャンバとが選択的に連通するように構成されており、前記複数のベントは、ガスが前記第２の膨張チャンバ及び前記第３の膨張チャンバから抜け出る能力を制限することによって、前記第１の膨張チャンバ及び前記第４の膨張チャンバと比べて、前記第２の膨張チャンバ及び前記第３の膨張チャンバの圧力を高く維持するよう構成されている請求項１５に記載の車両の脚部保護装置を膨張させる方法。

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