JP5629325B2 - カーテンエアバッグ - Google Patents

Description

本発明は、車両の側面衝突時やロールオーバ（横転）時に、乗員保護を目的として車両室内の側面部に沿って膨張展開するカーテンエアバッグに関するものである。

近年、車両には高い安全性が求められている。この傾向は世界各国に共通していて、現在では世界各国でエアバッグが車両の安全装置としてほぼ標準装備されている。そして、車両開発に関係する事業者ではさらなる安全性向上が重要な開発テーマとして掲げられていて、これに伴って日々新たなエアバッグが開発されている。

車両の安全性の評価基準は各国において異なっていて、各事業者は製造品が多国の評価基準に対応し得るよう開発を行っている。例えば世界最大の自動車保有台数をほこる米国では、ＮＨＴＳＡ（米国高速道路交通安全局）によってＦＭＶＳＳ（Federal Motor Vehicle Safety Standard：米国連邦自動車安全基準）が制定されている。そして現在、ＮＨＴＳＡが今後定める予定のＦＭＶＳＳの規則策定の通知（ＮＰＲＭ：Notice of Proposed Rule Making, docket Number：NHTSA-2009-0183）には「側突時・ロールオーバ（横転）時において、放出緩和システムによりサイドウィンドウを通した乗員の車外放出の見込みを減少させる」という要件が提案されている。この要件は、放出緩和システムを成す車外放出軽減対策装置としてカーテンエアバッグを備えることで達成可能である。

カーテンエアバッグは、ドア上方に設置されていて、衝撃発生時に車両のサイドウィンドウに沿って膨張展開して乗員の保護を行うエアバッグである(例えば特許文献１)。通常のカーテンエアバッグは、膨張展開した際の圧力持続時間がフロントエアバッグ等よりも長くなっている。側面衝突に続いてロールオーバが発生した場合などは衝撃が発生し得る時間が長いからである。このように、カーテンエアバッグはロールオーバ時にまで膨張状態を維持することで、乗員を拘束して車外放出防止を図っている。

特開２００６−１１１１９９号公報

現在、カーテンエアバッグに対してさらなる車外放出防止性能の向上が要請されている。ここで、一般的なカーテンエアバッグは、膨張領域が複数の区分（チャンバ）に区画されている。そして複数のチャンバのうち、乗員が衝突するチャンバは衝撃発生時の状況によって変化する。例えばロールオーバ時には、前部座席の乗員は姿勢を大きく崩し、乗員の頭部は車両最前のフロントチャンバに衝突しやすいことが確認されている。しかしフロントチャンバは、車両の前後方向の両側が他のチャンバに接続している中央付近のチャンバと異なり、後方側でしか他のチャンバに接続していない。したがって、フロントチャンバが受けた荷重は他のチャンバにはあまり吸収されず、フロントチャンバは他のチャンバと比較して車外側への移動量が大きかった。

本発明は、このような課題に鑑み、特にフロントチャンバにおける車外放出防止性能を向上させたカーテンエアバッグ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、本発明にかかるカーテンエアバッグの代表的な構成は、車両室内の側面部上方に収納され、側面部に沿って膨張展開するカーテンエアバッグであって、膨張領域の最前に区画されたフロントチャンバを備え、フロントチャンバは、サイドウィンドウとフロントピラーウィンドウとを分割するディビジョンバーに重畳して膨張展開することを特徴とする。

上記のフロントチャンバに車内側から乗員が衝突した際、フロントチャンバはその車外側に存在するディビジョンバーに干渉する。サイドウィンドウは衝突時に開放されていることも考えられるため車外放出防止性能を評価する場合にはサイドウィンドウはないものとして考慮する必要があるが、ディビジョンバーは当然に常に存在する。そのため、フロントチャンバの車外方向への移動はディビジョンバーによって妨げられ、乗員の車外放出の可能性は低下する。このように、上記構成によれば特にフロントチャンバにおいて高い車外放出防止性能を発揮可能である。

当該カーテンエアバッグは、フロントチャンバの上縁においてフロントチャンバを車両に固定する少なくとも１つのタブをさらに備え、タブは、車外放出防止性能評価試験において、乗員を模擬したインパクタが衝突する衝突想定領域のうち車両前後方向の最前の衝突想定領域の中心である打点中心と車両のフロントピラーとを最短距離で結ぶ直線上に設けられてもよい。

ここで衝突想定領域は、ＮＰＲＭ（NHTSA-2009-0183）、Ｖ.「Proposed Ejection Mitigation Requirements and Test Procedures」、d.「Locations Where the Device Would Impact the Ejection Mitigation Countermeasure To Asses Efficacy」、4.「Method for Determining Impactor Target Locations」で定められるターゲットロケーション（Target locations）に向けて車外放出テストを行った時に、同ＮＰＲＭのＶ.「Proposed Ejection Mitigation Requirements and Test Procedures」で規定されるインパクタが通過する可能性のある領域である。この衝突想定領域の打点中心は、同ＮＰＲＭで記載されている各ターゲットの中心の打点位置、たとえば打点Ａ１〜Ａ４などに示されている各ポイントによって定義される。

なお、本願明細書で示される規則策定通知（ＮＰＲＭ：Docket No. NHTSA-2009-0183）は、正式に制定されたＦＭＶＳＳ２２６の基になっている。

上記のフロントチャンバがインパクタから荷重を受けると、フロントチャンバには打点中心から放射状にテンションラインが形成される。荷重を受けたフロントチャンバに対しては、タブは設置位置が打点中心に近いほど荷重の吸収に貢献することができる。したがって上記のタブによれば、フロントチャンバの荷重を好適に吸収し、車外への突出量を抑えることが可能である。

上記のタブは、打点中心の鉛直上方に設けられてもよい。この位置はフロントチャンバ自体の重量により常に形成されるテンションライン上である。したがって、フロントチャンバの荷重を好適に吸収して支えることが可能である。

当該カーテンエアバッグは、布状であって、フロントチャンバの車両前方側とフロントチャンバより車両前方のフロントピラーとを結んで当該カーテンエアバッグを支持する引張支持部をさらに備えるとよい。

上記の引張支持部成によれば、カーテンエアバッグの展開挙動を規制し、かつ乗員と衝突した際の車外側への移動量を抑えることが可能である。したがって、展開挙動が安定し、さらに車外放出防止性能を向上させることが可能である。

上記のフロントチャンバは、下縁部がフロントドアのドアベルトラインに重畳するとよい。これによれば、フロントチャンバに車内側から乗員が衝突した際、下縁部はドアトリムに干渉する。したがって、フロントチャンバの車外側への移動量を抑えることが可能である。

上記のフロントチャンバは、隣接するチャンバからの単位時間当たりのガスの受給量を制限するガス流入口を有し、他のチャンバに遅れて膨張展開が完了するとよい。

フロントチャンバは主にロールオーバ時に乗員を拘束する。ロールオーバは側面衝突等の発生に続いて起こるため、センサによる衝突感知からフロントチャンバが必要となる時点までには相応の時差が生じる。そのため上記構成では、フロントチャンバへのガスの供給を遅らせることで、ロールオーバ時に最も圧力が高まるよう膨張を制御している。

本発明によれば、特にフロントチャンバにおける車外放出防止性能を向上させたカーテンエアバッグを提供することが可能となる。

本発明の実施形態にかかるカーテンエアバッグを例示する図である。 図１（ｂ）の展開状態のカーテンエアバッグを各方向から例示する図である。 図１（ｂ）の部分拡大図である。 車外放出防止性能評価試験を例示する図である。 図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

１００ …エアバッグ、１０２ …車両、１０４ …ルーフサイドレール、１０６ …フロントピラー、１０８ …センターピラー、１１０ …リアピラー、１１２ …インフレータ、１１３ …ディビジョンバー、１１４ａ …サイドウィンドウ、１１４ｂ …フロントピラーウィンドウ、１１５ …フロントドア、１１６ …前部座席、１１７ …ドアベルトライン、１１８ …後部座席、１１９ …ドアトリム、１２０ …膨張領域、１２０ａ …メインチャンバ、１２０ｂ …フロントチャンバ、１２２ …非膨張領域、１２６ …タブ、１２８、１３２、１３６ …ボルト穴、１３０ …第１タブ、１３４ …第２タブ、１３８ …上縁、１４０ …引張支持部、１４２ …下縁部、１４４ …ガス流入口、１６０ …インパクタ、Ｅ …衝突想定領域

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。

図１は、本発明の実施形態にかかるカーテンエアバッグを例示する図である。図１（ａ）はカーテンエアバッグ（以下、「エアバッグ１００」と記載する。）の非展開時、図１（ｂ）はエアバッグ１００の展開時をそれぞれ例示する。以下、図１（ａ）および図１（ｂ）に例示する車両１０２の右側面用のカーテンエアバッグを参照して説明を行うが、左側面用のカーテンエアバッグも同様の対称な構造を有する。

エアバッグ１００は、図１（ａ）のように巻回された状態で、または折り畳まれた状態（図示省略）で、車両室内の側面部上方のルーフサイドレール１０４（図中、仮想線で例示する。）に取り付けられ、収納される。通常、ルーフサイドレール１０４はルーフトリムで覆われ、車両室内からは視認不能である。ルーフサイドレール１０４には、ルーフ（屋根）を支える複数のピラーが接続している。これらは車両１０２の前方から、フロントピラー（Ａピラー）１０６、センターピラー（Ｂピラー）１０８、リアピラー（Ｃピラー）１１０と呼ばれる。

フロントピラー１０６の下方にはディビジョンバー１１３が設けられている。ディビジョンバー１１３は、サイドウィンドウ１１４ａとフロントピラーウィンドウ１１４ｂとを分割する。フロントピラーウィンドウ１１４ｂは、フロントピラー１０６の前側下方に位置する小型のウィンドウである。フロントピラーウィンドウ１１４ｂはフロントドア１１５の一部である（フロントドア１１５と共に開閉する）が、車種によってはドアヒンジよりも前方に位置してボディーの一部となっている（フロントドア１１５と共に開閉しない）場合もある。いずれの場合にしても、サイドウィンドウ１１４ａが開閉する際にフロントピラーウィンドウ１１４ｂは連動せず、ディビジョンバー１１３はウィンドウガラスの側面をガイドする窓枠（ガラスラン）である。

エアバッグ１００は、例えば、その表面を構成する基布を表裏で縫製したり、ＯＰＷ（One-Piece Woven）を用いて紡織したりすることにより袋状に形成される。

エアバッグ１００には、ガス発生装置であるインフレータ１１２が備えられている。車両１０２に側面衝突時やロールオーバ（横転）等が発生すると、まず車両１０２に備えられたセンサ（図示省略）による衝撃の感知に起因して、インフレータ１１２へ発火信号が発信される。すると、インフレータ１１２の火薬が燃焼し、発生した膨張展開用ガス（以下、単に「ガス」と称する。）がエアバッグ１００へ供給される。

エアバッグ１００は、インフレータ１１２からのガスを受給すると、図１（ｂ）に例示するように、車室の側面部（サイドウィンドウ１１４ａ等）に沿うように下方へ膨張展開し、乗員の保護を行う。かかるエアバッグ１００によれば、前部座席１１６および後部座席１１８の乗員を同時に保護可能である。

図２は、図１（ｂ）の展開状態のカーテンエアバッグを例示する図である。図２は、エアバッグ１００の車室側を一部透過した状態で例示している。

図２に例示するように、エアバッグ１００は車両１０２の衝突時や横転時にガスを受けて膨張する膨張領域１２０と、膨張せずに膨張領域１２０を区画する非膨張領域１２２（図中ハッチングで示す）と、を備えている。膨張領域１２０が車両１０２のサイドウィンドウ１１４ａ等を覆うことで、乗員の車外放出は防止される。

エアバッグ１００は、車両１０２への取付部材としてタブ１２６を上縁に複数備えている。タブ１２６にはボルト穴１２８が設けられていて、ボルト締結によってルーフサイドレール１０４に固定される。

膨張領域１２０は非膨張領域１２２によって複数のチャンバに区画されている。エアバッグ１００の前後方向の中央のやや前側にはメインチャンバ１２０ａが設置されている。メインチャンバ１２０ａは、前部座席１１６（図１（ｂ）参照）の略真横で膨張展開する。エアバッグ１００の前後方向の最前にはフロントチャンバ１２０ｂが設置されている。フロントチャンバ１２０ｂは、エアバッグ１００の前端で膨張展開する。フロントチャンバは、衝撃によって姿勢を大きく崩した乗員を保護する。

フロントチャンバ１２０ｂは、車両１０２の前後方向の両側が他のチャンバに接続しているメインチャンバ１２０ａと異なり、車両後方の側部でのみしか他のチャンバ（メインチャンバ１２０ａ）に接続していない。そのため、フロントチャンバ１２０ｂに車内側から乗員が衝突すると、その荷重は他のチャンバにはあまり吸収されない。したがって、フロントチャンバ１２０ｂは他のチャンバと比較して車外側へ移動しやすい。そこで当該エアバッグ１００では、フロントチャンバ１２０ｂがディビジョンバー１１３に重畳して膨張展開するよう設計している。

図３は、図１（ｂ）の部分拡大図である。図３に例示するように、膨張展開したフロントチャンバはその一部がディビジョンバー１１３に重畳する。換言すると、フロントチャンバはディビジョンバー１１３の車内側で膨張展開する。

図３は、車両に取り付けたカーテンエアバッグの部分拡大図である。図３に例示する衝突想定領域Ｅは、ＮＰＲＭ（NHTSA-2009-0183）、Ｖ.「Proposed Ejection Mitigation Requirements and Test Procedures」、d.「Locations Where the Device Would Impact the Ejection Mitigation Countermeasure To Asses Efficacy」、4.「Method for Determining Impactor Target Locations」で定められるターゲットロケーション(Target locations)に向けて車外放出テストを行った時に、同ＮＰＲＭのＶ.「Proposed Ejection Mitigation Requirements and Test Procedures」で規定されるインパクタ１６０（図４（ｂ）参照）が通過する可能性のある領域として定義される。フロントチャンバ上の衝突想定領域Ｅは、サイドウィンドウ１１４ａの最も前方における衝突想定領域である。

ＮＰＲＭ（NHTSA-2009-0183。後のＦＭＶＳＳ２２６）に基づく側面衝突試験時には、試験装置であるインパクタ１６０を、カーテンエアバッグ上に設定した所定の打点に衝突させてカーテンエアバッグの安全性を評価する（車外放出防止性能評価試験）。特に、フロントチャンバ１２０ｂ上に設定される、サイドウィンドウ１１４ａの最も前方における中心打点（衝突想定領域Ｅの中心）はＡ１打点と称される。このＡ１打点は、同ＮＰＲＭで定められるフロントウインドウにおける一次目標位置（Primary Target）の車両前方側に位置する打点として定義される。

フロントチャンバは、少なくとも１つのタブによりフロントピラー１０６に固定されている。本実施形態では、フロントチャンバは車両前方側の第１タブ１３０と、車両後方側の第２タブ１３４とを上縁１３８に備えている。

第１タブ１３０は、Ａ１打点とフロントチャンバの上縁１３８を最短距離で結ぶ直線Ｌ１上に設けられている。この直線Ｌ１は、車内側から見て、Ａ１打点とフロントピラー１０６とを最短距離で結んでいる。そして第１タブ１３０は、ボルト穴１３２（固定点）が直線Ｌ１上に位置する構成となっている。

第２タブ１３４は、Ａ１打点の鉛直上方に設けられている。第２タブ１３４は、ボルト穴１３６がＡ１打点を通る鉛直線（直線Ｌ１）上に位置する構成となっている。

フロントチャンバがインパクタ１６０から荷重を受けると、フロントチャンバには打点中心から各タブまで放射状にテンションラインが形成される。図３の場合、直線Ｌ１、Ｌ２がテンションラインとなる。各タブは、設置位置が打点中心に近いほど荷重の吸収に貢献することができる。本実施形態においては、第１タブ１３０がＡ１打点に最も近接したタブである。したがって第１タブ１３０を設けることにより、フロントチャンバにかかる荷重を好適に吸収し、その車外への突出量を抑えることが可能である。

また、第２タブ１３４とＡ１打点とを結ぶ直線Ｌ２は鉛直線であり、直線Ｌ２にはフロントチャンバ自体の重量によりテンションラインが常に形成される。したがって、第２タブ１３４を設けることにより、フロントチャンバの荷重を好適に吸収して支えることが可能である。

フロントチャンバの車両前方側には、引張支持部１４０が設置されている。引張支持部１４０は布状であって、フロントチャンバとその車両前方のフロントピラー１０６とを結んでエアバッグ１００を支持する。引張支持部１４０は、エアバッグ１００の展開挙動を規制して安定させ、さらに乗員と衝突した際の車外側への移動量を抑える効果を有している。本実施形態では引張支持部１４０はベルト状であるが、さらに幅広な帯形状とすることも可能である。

フロントチャンバは、下縁部１４２がフロントドア１１５のドアベルトライン１１７に重畳している。下縁部１４２はフロントチャンバに車内側から乗員が衝突した際、サイドウィンドウ１１４ａが破損して開口となっていても、ドアトリム１１９（図５参照）に干渉する。これにより、フロントチャンバの車外側への移動量をさらに抑えることが可能である。

フロントチャンバ１２０ｂは、膨張展開が他のチャンバに遅れて完了する、いわゆるディレーチャンバとなっている。フロントチャンバは、上方側にガス流入口１４４を有していて、メインチャンバ１２０ａからガス流入口１４４を通じてガスを受給する構成となっている。フロントチャンバ１２０ｂへのガスの流路がガス流入口１４４のみに限定されているため、フロントチャンバ１２０ｂはガスの単位時間当たりの受給量が制限されている。

フロントチャンバは、ディレーチャンバであることでロールオーバにより対応しやすくなっている。フロントチャンバは主に、ロールオーバ時に姿勢を大きく崩した乗員を拘束する。ロールオーバは側面衝突等の発生に続いて起こるため、センサによる衝突感知からフロントチャンバが必要となる時点までには相応の時差が生じる。そのため本実施形態では、フロントチャンバへのガスの供給を遅らせることで、ロールオーバ時に最も圧力が高まるよう膨張を制御している。

図４は、車外放出防止性能評価試験を例示する図である。図４は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図に対応している。図４では、車外放出防止性能評価試験はサイドウィンドウ１１４ａ等を開口または取り払った状態で行うため、サイドウィンドウ１１４ａおよびフロントピラーウィンドウ１１４ｂは仮想線で示している。

ＮＰＲＭ（NHTSA-2009-0183。後のＦＭＶＳＳ２２６）では、図４（ｂ）に例示するように、乗員を模擬したインパクタ１６０をエアバッグ１００の各部位に衝突させてその性能評価を行っている。その際、インパクタ１６０の車外側の頂点の移動距離が、サイドウィンドウ１１４ａとの接触面から１００ｍｍ以内に収まることが要件とされている。

図４（ａ）に例示するように、フロントチャンバはディビジョンバー１１３の車内側で膨張展開する。そのため、図４（ｂ）に例示するように、フロントチャンバに車内側からインパクタ１６０が衝突すると、フロントチャンバはディビジョンバー１１３に干渉して、車外方向への移動が妨げられている。

図５は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図５に例示するように、フロントチャンバは、下縁部１４２がドアトリム１１９に干渉する。これによっても車外方向への移動が妨げられている。これらによってフロントチャンバは、実際の衝突発生時においても乗員の車外放出の可能性が低下している。このように、エアバッグ１００は、特にフロントチャンバにおいて高い車外放出防止性能を発揮可能である。

上記実施形態においては、支持の難しいフロントチャンバ１２０ｂは、ディビジョンバー１１３に重畳させること、引張支持部１４０で引っ張ること、最短距離に第１タブ１３０を設けること、および下縁部１４２をドアトリム１１９に重畳させることによって、幾重にも車外放出防止性能を向上させている。しかし中でも、フロントチャンバ１２０ｂがディビジョンバー１１３に重畳して膨張展開するようにしたことにより、車外放出防止性能を飛躍的に向上させることができる。

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、車両の側面衝突時やロールオーバ（横転）時に、乗員保護を目的として車両室内の側面部に沿って膨張展開するカーテンエアバッグに利用することができる。

Claims (3)

1. 車両室内の側面部上方に収納され、該側面部に沿って膨張展開するカーテンエアバッグであって、
   ガスを受けて膨張する膨張領域と、
   前記膨張領域を複数のチャンバに区画する非膨張領域とを含み、
   前記複数のチャンバは、
   前部座席の略真横で膨張展開するメインチャンバと、
   該複数のチャンバのうち車両前後方向の最前であってフロントピラーの直下に区画され、その車両後方でのみ前記メインチャンバに接続され、側面衝突に続いて起きるロールオーバ時に姿勢を大きく崩した乗員を保護するフロントチャンバとを備え、
   前記フロントチャンバは、前記フロントピラーの下方に設けられサイドウィンドウとフロントピラーウィンドウとを分割するディビジョンバーと、車外放出防止性能評価試験において乗員を模擬したインパクタが衝突する衝突想定領域のうち車両前後方向の最前の衝突想定領域とに重畳して膨張展開し、
   当該カーテンエアバッグは、布状であって、前記フロントチャンバの車両前方側と前記フロントピラーの該フロントチャンバより車両前方の位置とを結んで当該カーテンエアバッグを支持する引張支持部をさらに備え、
   前記フロントチャンバは、前記メインチャンバからの単位時間当たりのガスの受給量を制限する１つのガス流入口を有し、該ガス流入口を通じてのみ、前記メインチャンバからガスを受給し、他のチャンバに遅れて膨張展開が完了するものであり、
   当該カーテンエアバッグはさらに、
   前記フロントチャンバの上縁において該フロントチャンバを車両に固定する少なくとも１つのタブを備え、
   前記少なくとも１つのタブは、
   前記衝突想定領域の中心である打点中心と前記車両のフロントピラーとを最短距離で結ぶ直線上に設けられる第１タブを含むことを特徴とするカーテンエアバッグ。
2. 前記少なくとも１つのタブはさらに、前記打点中心の鉛直上方に設けられる第２タブを含むことを特徴とする請求項１に記載のカーテンエアバッグ。
3. 前記フロントチャンバは、下縁部がフロントドアのドアベルトラインに重畳することを特徴とする請求項１または２に記載のカーテンエアバッグ。

Images