JP5655797B2

JP5655797B2 - 車両用サイドエアバッグ装置

Info

Publication number: JP5655797B2
Application number: JP2012006647A
Authority: JP
Inventors: 重希林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JP2013147041A

Description

本発明は、車両用サイドエアバッグ装置に関し、とくに乗員の胸部に入る入力を抑制できる車両用サイドエアバッグ装置に関する。

特許文献１は、展開状態にあるエアバッグにおいて、乗員の腕の肘部と対応する部位のバッグ厚さを他の部位よりも小さく規制するシームを設けたサイドエアバッグを開示している。
また、特許文献２は、展開状態のエアバッグにおいて、乗員の腕部の位置に対応して非膨張部であるシームを設けたサイドエアバッグを開示している。
シーム付きサイドエアバッグでは、乗員の肘や腕に対応する位置に、エアバッグ展開時に窪みとなるシームを作ることで、胸部とラップする肘や腕を介してエアバッグから胸部に過度の入力が入ることを抑制できる。

特開２００５−０５３４６５号公報特開２００５−１１９５１０号公報

しかし、シーム付きサイドエアバッグにはつぎの問題がある。
第１に、シーム部は乗員の肘や腕を拘束しないため、厚み規制分、エアバッグの拘束エネルギ吸収量が低下してしまう。
第２に、乗員の体格差に応じて肘や腕の位置が異なるので、肘や腕の位置とシーム位置の関係がずれた場合に効果が低減してしまう。大柄な乗員と小柄な乗員の両方をカバーするためにはシーム面積を大きくする必要があるが、シーム面積を大きくするとサイドエアバッグ本来の目的である乗員胸部を保護するための拘束力が低下してしまう。

本発明の目的は、シームによらずに、乗員の胸部に入る入力を抑制でき、かつ、乗員の体格差が異なっても胸部保護効果を発揮できる車両用サイドエアバッグ装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成する本発明の車両用サイドエアバッグ装置は、シート内に折り畳まれて設置され車両の側面衝突時にインフレータからガスが供給されて乗員とドアトリム間に展開するサイドエアバッグを備えた車両用サイドエアバッグ装置である。
サイドエアバッグは、メインチャンバと、メインチャンバの車両内側側面に配置されメインチャンバより小型のサブチャンバと、を有する。
メインチャンバの上端部はサイドエアバッグ展開状態において大柄乗員の上腕部が接する高さに位置し、サブチャンバの上端部はサイドエアバッグ展開状態において小柄乗員の上腕部が接する高さに位置する。
メインチャンバの上端部とサブチャンバの上端部には、それぞれ、乗員側から車両外側に向かって上側に傾斜する傾斜が設定されている。

（２）上記（１）の車両用サイドエアバッグ装置において、インフレータがメインチャンバ内に配置されており、サブチャンバが連通孔を介してメインチャンバと連通されている。

（３）上記（１）または（２）の車両用サイドエアバッグ装置において、サブチャンバにはサイドエアバッグ外部と連通するベントホールが設けられている。

（４）上記（１）−（３）の何れか１つの車両用サイドエアバッグ装置において、サイドエアバッグの展開状態における、サブチャンバのバッグ厚はメインチャンバのバッグ厚より薄い。

（５）上記（１）−（４）の何れか１つの車両用サイドエアバッグ装置において、インフレータはガス噴出孔を下方に向けてディフューザ内に配置され、ディフュザーにはメインチャンバの下部内にガスを噴き出すガス噴出し孔が設けられており、メインチャンバ下部の内面はガス流れを車両前方から上方に制御するように傾斜している。

上記（１）の車両用サイドエアバッグ装置によれば、つぎの作用、効果が得られる。
サイドエアバッグの代表的な作用は、車両の側面衝突時に速やかにシートバックの外側サイドサポートから車両前方に向かって乗員とドアトリムとの間に展開し、ついでサイドドアにより押されてサイドエアバッグが乗員側に相対的に移動し、乗員胸部をサイドドアから離れる方向に押し返して乗員を保護することである。
本発明では、チャンバが乗員とドアトリムとの間に展開した時に、チャンバ上端部の傾斜と乗員の上腕部が接触し、その後サイドドアで押されてチャンバが乗員側に相対的に移動した時に、チャンバ上端部の傾斜により上腕部を上方に押す力成分を発生し、上腕部を持ち上げる。腕を持ち上げることで、上腕部がサイドエアバッグと胸部との間に介在することを抑制でき、胸部への負荷を低減できる。従来のようにシームを作ることで肘、腕、ひいては胸部への負荷を低減するものではない。シームが無いため、チャンバの厚い部分で乗員胸部を拘束でき、拘束エネルギ吸収量は低下しない。

また、サイドエアバッグがメインチャンバとサブチャンバを有するので、広いレンジの体格にわたって、乗員を保護できる。
大柄乗員の場合、まず、メインチャンバの上端部に設定された傾斜が上腕部に接触し、ついで、ドアで押されてサイドエアバッグが乗員側に相対的に移動した時に上腕部が持ち上げられる。
小柄乗員の場合、まず、サブチャンバの上端部に設定された傾斜が上腕部に接触し、ついで、ドアで押されてサイドエアバッグが乗員側に相対的に移動した時に上腕部が持ち上げられる。
その結果、広い乗員体格レンジにわたって上腕部が介在することを抑制する効果が得られる。
サブチャンバを持たず、シームにより上腕部への荷重を抑制する従来のサイドエアバッグでは、より広い乗員体格レンジをカバーするためにはシーム面積を大きくする必要があり、サイドエアバッグ本来の目的である乗員胸部を保護するための拘束エネルギが低下する。本発明では、シームによらないため拘束エネルギの低下はない。

上記（２）の車両用サイドエアバッグ装置によれば、サブチャンバが連通孔を介してメインチャンバと連通されているので、インフレータからの膨張用ガスはメインチャンバからサブチャンバに流れ、サブチャンバの圧力はメインチャンバの圧力以下になる。これによって、メインチャンバで乗員胸部を拘束する場合よりも、圧力の低いサブチャンバで胸部を拘束でき、胸部の拘束力を緩和できる。メインチャンバの圧力を下げて対応することはサイドエアバッグの展開時間が長くなるので、好ましくない。

上記（３）の車両用サイドエアバッグ装置によれば、サブチャンバにベントホールを設けたので、サブチャンバの圧力をさらに低下でき、胸部の拘束力をより一層緩和することができる。

上記（４）の車両用サイドエアバッグ装置によれば、サブチャンバのバッグ厚はメインチャンバのバッグ厚より薄いので、メインチャンバの拘束エネルギ吸収量を低下させることなく、サブチャンバの胸部拘束を緩和できる。

上記（５）の車両用サイドエアバッグ装置によれば、メインチャンバ内のガス流れが下から上に向かって制御されるので、上腕部を下から上に持ち上げる力を傾斜のみによる場合に比べて増加できる。

本発明の車両用サイドエアバッグ装置の斜視図である。本発明の車両用サイドエアバッグ装置における、大柄乗員と展開時のサイドエアバッグとの位置関係を示す側面図である。図２の正面図とその一部の拡大断面図である。本発明の車両用サイドエアバッグ装置における、小柄乗員と展開時のサイドエアバッグとの位置関係を示す側面図である。図４の正面図とその一部の拡大断面図である。本発明の車両用サイドエアバッグ装置における、ガス流れ制御を示す側面図である。本発明の車両用サイドエアバッグ装置における、インフレータおよびディフューザとそのガス流れを示す斜視図である。非展開時かつ折畳前の本発明の車両用サイドエアバッグ装置の側面図である。図８の断面図である。展開時の、本発明の車両用サイドエアバッグ装置の側面図である。図１０の断面図である。本発明の車両用サイドエアバッグ装置における、折り畳み順序を示すサイドエアバッグの側面図である。本発明の車両用サイドエアバッグ装置における、（Ａ）はサイドエアバッグ展開時の、（Ｂ）は拘束時の、大柄乗員の上腕部の挙動を示す正面図である。本発明の車両用サイドエアバッグ装置における、（Ａ）はサイドエアバッグ展開時の、（Ｂ）は拘束時の、小柄乗員の上腕部の挙動を示す正面図である。

本発明の一実施例に係る車両用サイドエアバッグ装置を、図１−図１２を参照して説明する。図中、「ＦＲ」は車両前方を示し、「ＯＵＴ」は車両左右方向外側を示し、「ＵＰ」は上方を示す。また、図は車両用サイドエアバッグ装置を助手席に適用した場合を示すが、左右方向を逆転すれば運転席にも適用できる。また、中間席、後席に用いることもできる。

図１−図５に示すように、本発明の車両用サイドエアバッグ装置１は、サイドエアバッグ１０とインフレータ２０を備える。車両側面からの衝撃力がサイドエアバッグセンサに設定された基準値を越えると、インレータ２０にコントロールユニットからの展開信号が送られて点火剤が燃焼し、伝火剤からガス発生剤へ短時間で火炎が伝播し、ガス発生剤から多量の窒素ガスを発生させ、瞬時にサイドエアバッグ１０を展開させる。圧縮ガスを膨張させてサイドエアバッグ１０を展開させるタイプであってもよい。インフレータ２０は、図２、図４に示すように、シートバックフレーム３６に固定され、支持される。

サイドエアバッグ１０は、運転席および助手席シート３０のシートバック３２の外側サイドサポート３４内に折り畳まれて設置される。折り畳みは蛇腹折りでもよいし、あるいはロール折りでもよい。車両の側面衝突時に、衝突を受けた側のサイドエアバッグ１０が車両前方に向かって乗員Ｐとドアトリム４０（図３参照）間に瞬時に展開、膨張される。ドアトリム４０が乗員側に移動した時および乗員Ｐが慣性力でドアトリム４０側に移動した時に、サイドエアバッグ１０は乗員Ｐとドアトリム４０間に挟まれ、クッションの役目をするとともに接触面積を大きくして衝撃を緩和する。

サイドエアバッグ１０は、基布を縫合したエアバッグからなる。サイドエアバッグ１０は、乗員Ｐの胸部を側方から拘束することができる位置に設けられる。サイドエアバッグ１０は乗員Ｐの腹部、肩部も拘束してもよい。

サイドエアバッグ１０は、メインチャンバ１２とサブチャンバ１４とを有する。ここで、「チャンバ」とは、チャンバ壁を構成するエアバッグ基布と、基布によって囲まれる室を含むものとする。サブチャンバ１４は、メインチャンバ１２の車両左右方向内側側面に配置される。サブチャンバ１４とメインチャンバ１２の隔壁は、メインチャンバ１２の基布から構成してもよいし、別々の基布としてもよい。サブチャンバ１４は、メインチャンバ１２の車両左右方向内側側面の中央部から車両左右方向内側に突出する。サブチャンバ１４は、メインチャンバ１２の表面からコブ状に突出するのでコブチャンバと呼んでもよい。サブチャンバ１４は、メインチャンバ１２より小型である。

サブチャンバ１４の外形、チャンバ厚さは、メインチャンバ１２の外形、チャンバ厚さより小さい。メインチャンバ１２とサブチャンバ１４のチャンバ正面視形状は、図示例ではほぼ円形であるが、ほぼ円形に限るものではなく、ほぼ楕円形であってもよいし、ほぼ多角形であってもよいし、あるいは、ほぼ四辺形状であってもよい。メインチャンバ１２とサブチャンバ１４のチャンバ断面視形状は、図示例ではほぼ楕円形であるが、他の形状であってもよい。

メインチャンバ１２の上端部１２ａは、サイドエアバッグ１０の展開状態において、大柄乗員Ｐ_Lの上腕部Ａ_Uが接する高さに位置する。また、サブチャンバ１４の上端部１４ａは、サイドエアバッグ１０の展開状態において、小柄乗員Ｐ_Sの上腕部Ａ_Uが接する高さに位置する。ここで、大柄乗員Ｐ_LとはＡＭ５０以上をいい、小柄乗員Ｐ_SとはＡＦ０５をいう。また、上端部１２ａ、１４ａとは、チャンバ上端から、チャンバ上端とチャンバ上下方向の中央点までの適宜の位置までをいうものとする。

図３、図５に示すように、メインチャンバ１２の上端部１２ａとサブチャンバ１４の上端部１４ａの車両内側側面（乗員に対向する面）には、それぞれ、乗員側から車両左右方向外側に向かって上側に傾斜する傾斜１２ｂ、１４ｂが設定されている。傾斜１２ｂ、１４ｂはほぼ直線状の傾斜でもよいし、湾曲状、たとえば楕円、長円からなる傾斜でもよい。傾斜１２ｂ、１４ｂの角度は、乗員Ｐがメインチャンバ１２の上端部１２ａとサブチャンバ１４の上端部１４ａに相対的に近づく方向に移動した時に乗員Ｐの上腕部Ａ_Uを上に押す力を発生させることができる角度に設定されている。

サブチャンバ１４は連通孔１６を介してメインチャンバ１２に連通する。図９に示すように、連通孔１６はサブチャンバ１４の中央部に位置する。連通孔１６はサブチャンバ１４とメインチャンバ１２との間の隔壁に設けられる。
また、インフレータ２０はメインチャンバ１２内に設けられる。したがって、インフレータ２０から噴出されたガスはメインチャンバ１２内に流出し、ついでメインチャンバ１２から連通孔１６を通ってサブチャンバ１４に流れる。これによって、サブチャンバ１４の内圧はメインチャンバ１２の内圧以下となる。

サブチャンバ１４には、サブチャンバ１４内部をエアバッグ外部と連通するベントホール１８が設けられている。メインチャンバ１２から連通孔１６を通ってサブチャンバ１４に流れたガスは、サブチャンバ１４を膨張させ、一部はベントホール１８から流出する。これによって、より一層、サブチャンバ１４の内圧がメインチャンバ１２の内圧以下となる。

サイドエアバッグ１０の折り畳み順序は、図１２に示すように、まず上下に蛇腹折りまたはロール折りされ、ついで前後に蛇腹折りまたはロール折りされる。展開順序は折り畳み順序と逆になるため、サイドエアバッグ１０は、まず早期に展開される必要がある前方に開き、ついで上下に開く。

図６、図７に示すように、インフレータ２０はシリンダタイプであり、端部に設けたガス噴出孔２０ａを下方に向けてディフューザ２２内に配置されている。インフレータ２０はディフュザー２２にかしめ２２ｂによって固定される。ディフュザー２２の下端部またはその近傍には、メインチャンバ１２の下部内に、かつ、車両前方に向かってガスを噴き出すガス噴出し孔２２ａが設けられている。メインチャンバ下部の内面１２ｃには、ディフュザー２２から噴き出されたガスの流れを車両前方から上方に制御するように、車両前方から徐々に上方に傾斜する傾斜が設けられている。

つぎに、本発明の車両用サイドエアバッグ装置１の作用、効果を説明する。
サイドエアバッグセンサ（図示略）によって車両の側面衝突が検知されると、コントロールユニットからの展開信号が送られて、インフレータ２０が作動され、インフレータ２０から噴出したガスはディフューザ２２内に流れ、ディフューザ２２のガス噴出し孔２２ａから、ガスがサイドエアバッグ１０内に噴出される。これによって、サイドエアバッグ１０はサイドサポート３４から車両前方に乗員Ｐとドアトリム４０との間に展開、膨張する。ついで、サイドドアにより押されて、または慣性力で乗員Ｐがサイドドア側に移動して、サイドエアバッグ１０が乗員Ｐ側に相対的に移動した時に、サイドエアバッグ１０は乗員胸部をドアトリム４０から離れる方向に押し返すとともに乗員胸部を拘束して乗員Ｐを保護する。

メインチャンバ１２とサブチャンバ１４が乗員Ｐとドアトリム４０との間に展開、膨張した時に、チャンバ上端部１２ａ、１４ａの傾斜１２ｂ、１４ｂと乗員Ｐの上腕部Ａ_Uが接触し、その後ドアトリム４０で押されてチャンバ１２、１４が乗員Ｐ側に相対的に移動した時に、傾斜１２ｂ、１４ｂにより上腕部Ａ_Uを上方に押す力成分が発生し、上腕部Ａ_Uが持ち上げられる。すなわち、上腕部Ａ_Uを持ち上げることで、上腕部Ａ_Uがサイドエアバッグ１０と胸部との間に介在することを抑制でき、胸部への負荷を低減できる。従来のようにシームを作ることで肘、腕、ひいては胸部への負荷を低減するものではない。シームが無いため、チャンバ１２、１４の膨張部で乗員胸部を拘束でき、拘束エネルギ吸収量は低下しない。

また、サイドエアバッグ１０がメインチャンバ１２とサブチャンバ１４を有するので、広いレンジの体格にわたって、乗員Ｐを保護できる。
大柄乗員Ｐ_Lの場合、まず、図１３（Ａ）に示すように、メインチャンバ１２の上端部１２ａに設定された傾斜１２ｂが上腕部Ａ_Uに接触する。ついで、図１３（Ｂ）に示すように、ドアトリム４０で押されてサイドエアバッグ１０が乗員側に相対的に移動した時に傾斜１２ｂによって上腕部Ａ_Uが持ち上げられる。
小柄乗員Ｐ_Sの場合、まず、図１４（Ａ）に示すように、サブチャンバ１４の上端部１４ａに設定された傾斜１４ｂが上腕部Ａ_Uに接触する。ついで、図１４（Ｂ）に示すように、ドアトリム４０で押されてサイドエアバッグ１０が乗員側に相対的に移動した時に傾斜１４ｂによって上腕部Ａ_Uが持ち上げられる。
その結果、広い乗員体格レンジにわたって上腕部Ａ_Uが介在することを抑制する効果が得られる。
従来のサイドエアバッグでは、シームにより上腕部への荷重を抑制するため、広い乗員体格レンジをカバーするためにはシーム面積を大きくする必要が生じ、拘束エネルギ吸収量が低下する。これに対し、本発明では、シームによらないため、拘束エネルギ吸収量は低下しない。

また、サブチャンバ１４は乗員胸部を拘束する。サブチャンバ１４が連通孔１６を介してメインチャンバ１２と連通されているので、インフレータ２０からの膨張用ガスはメインチャンバ１２からサブチャンバ１４に流れ、サブチャンバ１４の圧力はメインチャンバ１２以下となる。したがって、メインチャンバ１２で乗員胸部を拘束する場合よりも、胸部の拘束力を緩和できる。この場合、メインチャンバ１２の圧力を下げて乗員胸部の拘束力を緩和することはサイドエアバッグ１０の展開時間が長くなるので、サイドエアバッグ１０が前方に展開し難くなるおそれがあるので、好ましくない。

サブチャンバ１４にサイドエアバッグ外部と通じるベントホール１８を設けた場合は、連通孔１６を通すことによって低下させたサブチャンバ１０の内圧をさらに低下でき、胸部の拘束力をより一層緩和することができる。

サブチャンバ１４のバッグ厚はメインチャンバ１２のバッグ厚より薄いので、サブチャンバ１４を設けても、胸部拘束が過大になることを抑制することができる。サブチャンバ１４の厚みを小さくしても、メインチャンバ１２による拘束エネルギ吸収量は確保されるので、シームの場合のような拘束エネルギ吸収量が低下することを抑制できる。

また、図１２に示す順序で、すなわち先に上下に折り畳み、後で前後にサイドエアバッグ１０を折り畳むことにより、車両の側面衝突時にサイドエアバッグ１０を早期に乗員Ｐとドアトリム４０間に展開できる。

また、ディフュザー２２にはメインチャンバ１２の下部内にガスを噴き出すガス噴出し孔２２ａが設けられており、メインチャンバ１２の下部内面はガス流れを車両前方から上方に制御するように傾斜しているので、メインチャンバ１２内のガス流れが下から上に向かって制御される。その結果、前述の傾斜１２ｂによる上腕部Ａ_Uの持ち上げに加えて、ガス流れによる上腕部Ａ_Uの持ち上げ作用が加わり、大柄乗員Ｐ_Lの上腕部Ａ_Uを下から上に拘束する力を増加させることができる。

１車両用サイドエアバッグ装置
１０サイドエアバッグ
１２メインチャンバ
１２ａ上端部
１２ｂ傾斜
１２ｃ下部内面
１４サブチャンバ
１４ａ上端部
１４ｂ傾斜
１６連通孔
１８ベントホール
２０インフレータ
２０ａガス噴出孔
２２ディフューザ
２２ａガス噴出し孔
４０ドアトリム
Ｐ乗員
Ｐ_L 大柄乗員
Ｐ_S 小柄乗員
Ａ_U 上腕部

Claims

シート内に折り畳まれて設置され車両の側面衝突時にインフレータからガスが供給されて乗員とドアトリム間に展開するサイドエアバッグを備えた車両用サイドエアバッグ装置であって、
前記サイドエアバッグは、メインチャンバと、該メインチャンバの車両内側側面に配置されメインチャンバより小型のサブチャンバと、を有し、
前記メインチャンバの上端部はサイドエアバッグ展開状態において大柄乗員の上腕部が接する高さに位置し、前記サブチャンバの上端部はサイドエアバッグ展開状態において小柄乗員の上腕部が接する高さに位置し、
前記メインチャンバの上端部と前記サブチャンバの上端部には、それぞれ、乗員側から車両外側に向かって上側に傾斜する傾斜が設定されている車両用サイドエアバッグ装置。
前記インフレータが前記メインチャンバ内に配置されており、前記サブチャンバが連通孔を介して前記メインチャンバと連通されている請求項１記載の車両用サイドエアバッグ装置。
前記サブチャンバにはサイドエアバッグ外部と連通するベントホールが設けられている請求項１または請求項２記載の車両用サイドエアバッグ装置。
サイドエアバッグの展開状態における、前記サブチャンバのバッグ厚はメインチャンバのバッグ厚より薄い請求項１−請求項３の何れか１項に記載の車両用サイドエアバッグ装置。
前記インフレータはガス噴出孔を下方に向けてディフューザ内に配置され、該ディフュザーには前記メインチャンバの下部内にガスを噴き出すガス噴出し孔が設けられており、前記メインチャンバ下部の内面はガス流れを車両前方から上方に制御するように傾斜している請求項１−請求項４の何れか１項に記載の車両用サイドエアバッグ装置。