以下、本発明を、乗物としての車両に適用されるサイドエアバッグ装置に具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の記載においては、車両の前進方向を前方として説明し、車両の後進方向を後方として説明する。また、車両の幅方向(車幅方向)についての中央部を基準とし、その中央部に近付く側を「車内側」とし、中央部から遠ざかる側を「車外側」とするものとする。
また、車両用シートには、標準的な体格を有する乗員(大人)が、標準的な姿勢で着座していることを前提としている。
図1及び図2に示すように、車両10においてボディサイド部11の車内側(図2の上側)の近傍には、乗物用シートとして車両用シート12が配置されている。ここで、ボディサイド部11とは、車両10の側部に配置された車両構成部材(乗物構成部材)を指し、主としてドア、ピラー等がこれに該当する。例えば、前席に対応するボディサイド部11は、フロントドア、センターピラー(Bピラー)等である。また、後席に対応するボディサイド部11は、サイドドア(リヤドア)の後部、Cピラー、タイヤハウスの前部、リヤクォータ等である。
車両用シート12は、シートクッション(座部)13と、そのシートクッション13の後側から起立し、かつ傾き調整機構(図示略)により傾斜角度を調整されるシートバック(背もたれ)14とを備えている。車両用シート12は、シートバック14が前方を向く姿勢で車両10に配置されている。このように配置された車両用シート12の幅方向は、車幅方向と合致する。
シートバック14は、シートバック本体22と、そのシートバック本体22の幅方向についての両側部に設けられた一対のサイドサポート部23とを備えている。シートバック本体22は後側へ傾斜しており、乗員Pの上半身を後側から支える。両サイドサポート部23は、シートバック本体22から前方へ突出しており、シートクッション13に腰掛けてシートバック本体22に凭れた乗員Pの上半身の車幅方向の動きを規制する。
次に、シートバック14において、車外側のサイドサポート部23を含む車外側の側部の内部構造について説明する。
シートバック14内には、その骨格をなすシートフレームが配置されている。シートフレームの一部は、図3に示すように、シートバック14内の車外側(図3では下側)部分に配置されており、この部分(以下「サイドフレーム部15」という)は、金属板を曲げ加工することによって形成されている。サイドフレーム部15を含むシートフレームの前側には、ウレタンフォーム等の弾性材からなるシートパッド16が配置されている。また、シートフレームの後側には、合成樹脂等によって形成された硬質のバックボード17が配置されている。なお、シートパッド16は表皮によって被覆されているが、図3ではその表皮の図示が省略されている。後述する図6についても同様である。
シートパッド16内において、サイドフレーム部15の車外側近傍には収納部18が設けられている。収納部18の位置は、車両用シート12に着座した乗員Pの斜め後方近傍となる(図2参照)。この収納部18には、サイドエアバッグ装置の主要部をなすエアバッグモジュールAMが組み込まれている。
収納部18の車外側かつ前側の角部からは、斜め前車外側に向けてスリット19が延びている。シートパッド16の前側の角部16Cとスリット19とによって挟まれた箇所(図3において二点鎖線の枠で囲んだ箇所)は、後述するエアバッグ40によって破断される破断予定部21を構成している。なお、破断予定部21は、シートバック14の上下方向については全領域にわたって設けられているわけではなく、後述する上保護膨張部46に対応する領域にのみ設けられている。破断予定部21は、下保護膨張部49に対応する領域には設けられていない。
上記シートバック14に組み込まれるエアバッグモジュールAMは、インフレータアセンブリ30及びエアバッグ40を主要な構成部材として備えている。
次に、これらの構成部材の各々について説明する。ここで、本実施形態では、エアバッグモジュールAM及びその構成部材について「上下方向」、「前後方向」というときは、図1に示すように、車両用シート12のシートバック14を基準としている。シートバック14の起立する方向をエアバッグモジュールAM等の「上下方向」とし、シートバック14の厚み方向をエアバッグモジュールAM等の「前後方向」としている。上述したように、通常、シートバック14は後方へ多少傾斜した状態で使用されることから、エアバッグモジュールAM等の「上下方向」は、厳密には車両10の上下方向(鉛直方向)と合致しておらず、多少傾斜している。同様に、エアバッグモジュールAM等の「前後方向」は、車両10の前後方向(水平方向)と合致しておらず、多少傾斜している。
<インフレータアセンブリ30>
図3及び図4に示すように、インフレータアセンブリ30は、ガス発生源としてのインフレータ31と、そのインフレータ31の外側に装着されたリテーナ32とを備えている。本実施形態では、インフレータ31として、パイロタイプと呼ばれるタイプが採用されている。インフレータ31は略円柱状をなしており、その内部には、膨張用ガスGを発生するガス発生剤(図示略)が収容されている。インフレータ31の長さ方向についての一方の端部(本実施形態では下端部)には、同インフレータ31への作動信号の入力配線となるハーネス(図示略)が接続されている。
なお、インフレータ31としては、上記ガス発生剤を用いたパイロタイプに代えて、高圧ガスの充填された高圧ガスボンベの隔壁を火薬等によって破断して膨張用ガスを噴出させるタイプ(ハイブリッドタイプ)が用いられてもよい。
一方、リテーナ32は、ディフューザとして機能するとともに、上記インフレータ31をエアバッグ40と一緒にサイドフレーム部15に締結する機能を有する部材である。リテーナ32の大部分は、金属板等の板材を曲げ加工等することによって略筒状に形成されている。リテーナ32には窓部33が設けられており、インフレータ31から噴出された膨張用ガスGの多くが、この窓部33を通じてリテーナ32の外部へ噴き出される。
リテーナ32には、これを上記サイドフレーム部15に取付けるための係止部材として、複数本のボルト34が固定されている。表現を変えると、複数本のボルト34が、リテーナ32を介してインフレータ31に間接的に固定されている。
なお、インフレータアセンブリ30は、インフレータ31とリテーナ32とが一体になったものであってもよい。
<エアバッグ40>
図11及び図12に示すように、エアバッグ40は、車両10の走行中等に側突等により衝撃が車両用シート12の側方から同車両10(ボディサイド部11)に加わったときに、インフレータ31から膨張用ガスGの供給を受ける。このエアバッグ40は、自身の一部をシートバック14内に残した状態で同シートバック14から略前方へ向けて展開膨張する。エアバッグ40は、車両用シート12に着座した乗員Pに接近した箇所、ここでは、同乗員Pの上半身とボディサイド部11との間で展開膨張することにより上記側突の衝撃から乗員Pの上半身の多くの部分を保護する。
図4は、エアバッグ40が膨張用ガスGを充填させることなく平面状に展開させられた状態(以下「非膨張展開状態」という)のエアバッグモジュールAMを示している。また、図7は、エアバッグモジュールAMの内部構造を示すべく、図4の非膨張展開状態のエアバッグ40が車幅方向の中央部分で切断されたエアバッグモジュールAMを、乗員Pとともに示している。
図4及び図7に示すように、エアバッグ40は、1枚の布片41(基布、パネル布等とも呼ばれる)を、その中央部分に設定した折り線42に沿って二つ折りして車幅方向に重ね合わせ、その重ね合わされた部分を袋状となるように結合させることにより形成されている。ここでは、エアバッグ40の上記の重ね合わされた2つの部分を区別するために、車内側に位置するものを布部43(図7参照)といい、車外側に位置するものを布部44(図4参照)というものとする。
なお、本実施形態では、折り線42がエアバッグ40の後端部に位置するように布片41が二つ折りされているが、折り線42が他の端部、例えば前端部、上端部、下端部等に位置するように布片41が二つ折りされてもよい。また、エアバッグ40は折り線42に沿って分割された2枚の布片からなるものであってもよい。この場合には、エアバッグ40は、2枚の布片を車幅方向に重ね合わせ、両布片を、袋状となるように結合させることにより形成される。さらに、エアバッグ40は3枚以上の布片からなるものであってもよい。
エアバッグ40においては、両布部43,44の外形形状が、折り線42を対称軸として互いに線対称の関係にある。各布部43,44の形状・大きさは、エアバッグ40が車両用シート12及びボディサイド部11間で展開膨張したときに、その車両用シート12に着座している乗員Pの上半身の多くの部分(腰部PPから胸部PT及び肩部PSにかけての部位)に対応する領域を占有し得るように設定されている。
上記布部43,44としては、強度が高く、かつ可撓性を有していて容易に折り畳むことのできる素材、例えばポリエステル糸、ポリアミド糸等を用いて形成した織布等が適している。
両布部43,44の上記結合は、それらの周縁部に設けられた周縁結合部45においてなされている。本実施形態では、周縁結合部45は、両布部43,44の周縁部のうち、後端部(折り線42の近傍部分)を除く部分を、縫製(縫糸で縫合)することにより形成されている。この点は、後述する外結合部54,55及び内結合部63についても同様である。
上記縫製に関し、図4、図7〜図9では、2つの線種によって縫製部分が表現されている。一方の線種は、一定長さの太線を断続的に並べて表現した線(破線の一種)であり、これは、縫合の対象となる布部43,44の外側(布部43,44間ではない)における縫糸の状態を示している(図4等参照)。他方の線種は、点を一定間隔おきに並べて表現した線(破線の一種)であり、これは、縫合の対象となる布部43,44間における縫糸の状態を示している(図7における周縁結合部45参照)。すなわち、縫製が後者の態様で表現されている図は、縫製部分を通る断面に沿った断面構造を示している。
図4及び図7に示すように、両布部43,44間であって、周縁結合部45によって囲まれた空間は、膨張用ガスGによって乗員Pの上半身の側方で展開膨張することにより、同上半身の多くの部分を拘束して衝撃から保護するための膨張部となっている。
なお、周縁結合部45は、上記縫糸を用いた縫合とは異なる手段、例えば接着剤を用いた接着によって形成されてもよい。この点は、後述する外結合部54,55及び内結合部63についても同様である。
上記インフレータアセンブリ30は、前側ほど低くなるように傾斜させられた姿勢で、エアバッグ40内の後端部に配設されている。そして、リテーナ32のボルト34が、車内側の布部43に挿通されている(図3参照)。こうした挿通により、インフレータアセンブリ30がエアバッグ40に対し位置決めされた状態で係止されている。
エアバッグ40の膨張部は、面状の区画部材50により複数の部位に区画されている。区画部材50は、一般的にテザーと呼ばれるものと同様の構成を有している。
図5は、図4のA−A線に沿った断面構造を示している。この図5では、各部材が厚みを省略して描かれるとともに、各内結合部63がジグザグ状に描かれている。図5及び図7に示すように、エアバッグ40が非膨張展開状態となっているときには、区画部材50は、上下方向に延びる折り線51に沿って折り返されることにより、相対向する対向端部52,53を接近させてなる二つ折り状態にされている。この二つ折り状態の区画部材50は、折り線51を両対向端部52,53よりも上流側(インフレータ31に近い側)に位置させた状態で膨張部内に配設されている。
図8及び図9に示すように、上記区画部材50は、膨張部の展開膨張に伴い面状に緊張させられたとき、折り線51に沿う方向(以下「縦方向」という)の長さL1が、折り線51に直交する方向(以下「横方向」という)の長さL2よりも長い形状を有している。区画部材50は、対向端部52,53において、上下方向へ延びる外結合部54,55によって、エアバッグ40の布部43,44に結合されている。
区画部材50は、上記の結合により、車内側の布部43と車外側の布部44との間に架け渡されている。区画部材50は、エアバッグ40が非膨張展開状態となったときには、二つ折りされた状態となる(図5、図7参照)。また、区画部材50は、膨張部が展開膨張したとき、車両用シート12の幅方向(車幅方向)に緊張させられた状態となり(図8、図9参照)、膨張部の同方向の厚みを規制する。
また、二つ折り状態の区画部材50は、折り線51に沿う方向の両端部において、エアバッグ40に結合されている。すなわち、区画部材50の上端部及び下端部は、上述した周縁結合部45(図7参照)によってエアバッグ40の両布部43,44の上端部及び下端部に結合(共縫い)されている。
図4及び図7に示すように、膨張部は大きくは、上保護膨張部46と下保護膨張部49とからなる。上保護膨張部46は、シートバック14の側部内で展開膨張した後、同側部を破断して前方へ飛び出し、乗員Pの上半身の上部側方で展開膨張する。
上保護膨張部46は、上記区画部材50により上流側膨張部47及び下流側膨張部48に区画されている。上流側膨張部47は、乗員Pの上半身の上部のうち、後半部分の側方で展開膨張するのに対し、下流側膨張部48は、前半部分の側方で展開膨張する。上記後半部分には、肩部PSにおいて少なくとも後端PSRから中心PSCにかけての領域が含まれている。このように上流側膨張部47が展開膨張するときには、区画部材50はシートバック14の外部(シートバック本体22の前面よりも前方)で緊張する(図6参照)。これに対し、上記前半部分には胸部PTが含まれている。
下保護膨張部49は、上保護膨張部46(主として、上流側膨張部47)の下側に連通した状態で設けられ、シートバック14の側部内のみにおいて乗員Pの上半身の下部の後部側方で展開膨張する。上記上半身の下部には、腰部PPが含まれている。
ここで、下保護膨張部49には、腰部PPを押圧して乗員Pを車内側へ移動させる作用があるが、その作用は腰部PPにおいて下保護膨張部49から押圧力を受ける面積が大きいほど大きくなる。しかし、腰部PPの少なくとも後部が押圧されることで、必要最小限の上記作用が得られるものと考えられる。これは、例えば、図10に示すように、腸骨101を中心とした骨盤100の後部は、大転子102に対応する部位よりも、側方からの荷重に対して強靱な骨格を有しているからである(特開2007−8448号公報参照)。
図4及び図7に示すように、上記下保護膨張部49をシートバック14の側部内で展開膨張させるためには、同下保護膨張部49の容量が制約を受ける。容量が適正値よりも多いと、下保護膨張部49が展開膨張したときに上記側部を破断するからである。そこで、下保護膨張部49を腰部PPの後部の側方で展開膨張させることで、腰部PPの全体の側方で展開膨張させる場合よりも、同下保護膨張部49の容量を少なくし、この容量が、上記の制約された容量を越えないようにしている。
なお、本実施形態では、区画部材50が上保護膨張部46にとどまらず下保護膨張部49にも設けられている。しかし、下保護膨張部49では、区画部材50は同下保護膨張部49の前端部寄りの箇所に設けられている。そのため、下保護膨張部49は、実質的には区画されていないのと同様の状態となっている。別の表現をすると、区画部材50は、図8において二点鎖線で示すように、上保護膨張部46のみに設けられているのと同様の状態となっている。この場合、同図8に示すように、上保護膨張部46での区画部材50の縦方向の長さをL1′とすると、この長さL1′は前述した長さL1よりも短い。しかし、上保護膨張部46が縦長に膨張するため、長さL1′はやはり横方向の長さL2よりも長い。
図4及び図7に示すように、上記インフレータアセンブリ30は、上流側膨張部47及び下保護膨張部49の内部のいずれかの箇所に配置されている。こうした構成により、上保護膨張部46では、インフレータ31からの膨張用ガスGは、上流側膨張部47に最初に供給される。上流側膨張部47を経由した膨張用ガスGは、次に、上流側膨張部47の前側に隣接する下流側膨張部48に供給される。
区画部材50は、図8及び図9に示すように、折り線51に沿う方向である縦方向(上下方向)に並べられた2つの部材56,57からなる。各部材56,57は、エアバッグ40の布部43,44と同様の素材を用いてシート状に形成されている。
上下両部材56,57では、それらの端部58,59の端縁58E,59E同士が合致させられた状態で、端部58,59同士が帯状に重ね合わされている。上下両部材56,57は、それぞれ帯状をなす一対の重ね合わせ部61と、それ以外の箇所(以下「非重ね合わせ部62」という)との境界部分において、折り線51に直交する方向(横方向)へ延びる内結合部63によって結合されている。この境界部分は、上記端縁58E,59Eから縦方向(上下方向)に一定距離離れている。
上記区画部材50において、縦方向についての中間部分であり、かつ横方向についての略中央部分には、上流側膨張部47による乗員Pの拘束状況に応じ、同上流側膨張部47から下流側膨張部48への膨張用ガスGの流通を規制及び規制解除する弁として、調圧弁70が設けられている。
次に、この調圧弁70の構成について説明すると、内結合部63は、その一部(本実施形態では折り線51を跨ぐ部分)において結合を解除されている。表現を変えると、両重ね合わせ部61と非重ね合わせ部62との境界部分において、折り線51を跨ぐ部分では、上下両部材56,57を結合させる内結合部63が設けられていない。このように内結合部63が設けられていない部分である、結合を解除された箇所は、横方向(車幅方向)に延びて、上流側膨張部47と下流側膨張部48とを連通させるスリットからなる内開口部71を構成している。この内開口部71は、特許請求の範囲における開口部に該当する。ここでの横方向(車幅方向)は、車両10に対し衝撃の加わる方向と同じである。
重ね合わせ部61であって、内開口部71に対応する部分(近傍部分)は、一対の弁体部73,74を構成している。より正確には、内開口部71と端縁58Eとの間の部分によって弁体部73が構成され、同内開口部71と端縁59Eとの間の部分によって弁体部74が構成されている。両弁体部73,74が、それらの少なくとも一部、例えば先端部73T,74Tにおいて互いに接触することで、調圧弁70が閉弁し、内開口部71や、両弁体部73,74間での膨張用ガスGの流通が規制される(図13(A),(B)参照)。また、内開口部71が開かれ、かつ弁体部73の全体が弁体部74の全体から離間することで、調圧弁70が開弁し、内開口部71や両弁体部73,74間での膨張用ガスGの上記流通規制が解除(流通が許容)される(図13(C)参照)。
さらに、上記のように、両弁体部73,74を有する両重ね合わせ部61は、膨張部の展開膨張前には上流側膨張部47に配置されている。
そして、両重ね合わせ部61は非重ね合わせ部62との境界部分において、上方又は下方(本実施形態では上方)へ折り曲げられて、同非重ね合わせ部62に重ねられている。さらに、折り曲げられた帯状の両重ね合わせ部61は、内結合部63に沿う方向(横方向:車幅方向)の両端部において、前述した外結合部54,55により、エアバッグ40の対応する布部43,44及び区画部材50の非重ね合わせ部62に結合(共縫い)されている(図5、図7(A),(B)参照)。
ところで、図3に示すように、上記エアバッグモジュールAMは、非膨張展開状態のエアバッグ40(図4、図7参照)が折り畳まれることにより、コンパクトな形態(以下「収納用形態」という)にされている。これは、エアバッグモジュールAMを、シートバック14における限られた大きさの収納部18に対し、収納に適したものとするためである。
上記収納用形態にされたエアバッグモジュールAMは、インフレータアセンブリ30を後側に位置させ、かつエアバッグ40の多くを前側に位置させた状態で、収納部18に配設されている。そして、上述したように、リテーナ32から延びてエアバッグ40(車内側の布部43)に挿通されたボルト34がサイドフレーム部15に挿通され、ナット36によって締付けられている。この締付けにより、インフレータアセンブリ30がエアバッグ40と一緒にサイドフレーム部15に固定されている。
なお、インフレータアセンブリ30は、上述したボルト34及びナット36とは異なる部材によって車両10(サイドフレーム部15)に固定されてもよい。
図1に示すように、サイドエアバッグ装置は、上述したエアバッグモジュールAMのほかに衝撃センサ75及び制御装置76を備えている。衝撃センサ75は加速度センサ等からなり、車両10のボディサイド部11(図2参照)等に設けられており、同ボディサイド部11に側方から加わる衝撃を検出する。制御装置76は、衝撃センサ75からの検出信号に基づきインフレータ31の作動を制御する。
さらに、車両10には、車両用シート12に着座した乗員Pを拘束するためのシートベルト装置が装備されているが、図1等ではこのシートベルト装置の図示が省略されている。
上記のようにして、本実施形態のサイドエアバッグ装置が構成されている。次に、このサイドエアバッグ装置の作用として、代表的な動作の態様(モード)について説明する。図13(A)〜(C)は、調圧弁70等の形態が、膨張用ガスGの供給開始後、時間とともに変化する様子を模式的に示したものであり、細部については省略・簡略化されている。
このサイドエアバッグ装置では、図1及び図2に示すように、側突等により車両10(ボディサイド部11)に対し側方から衝撃が加わらないときには、制御装置76からインフレータ31に対し、これを作動させるための作動信号が出力されず、インフレータ31から膨張用ガスGが膨張部に供給されない。エアバッグ40は、収納用形態でインフレータアセンブリ30とともに収納部18に収納され続ける(図3参照)。このとき、エアバッグ40では、両布部43,44が互いに接近している。区画部材50は、折り線51を対向端部52,53よりも上流側に位置させてなる二つ折り状態となっている。両弁体部73,74は上流側膨張部47内で重なり合っている。
これに対し、車両10の走行中に、側突等により車両10(ボディサイド部11)に所定値以上の衝撃が加わり、そのことが衝撃センサ75によって検出されると、その検出信号に基づき制御装置76からインフレータ31に対し、これを作動させるための作動信号が出力される。この作動信号に応じて、インフレータ31では、ガス発生剤が高温高圧の膨張用ガスGを発生する。この膨張用ガスGは、膨張部のうち、まず上保護膨張部46の上流側膨張部47と下保護膨張部49とに供給される。上流側膨張部47及び下保護膨張部49がそれぞれ膨張を開始する。
膨張部内では、二つ折り状態の区画部材50が、折り線51を対向端部52,53よりも上流側に位置させた状態で配設されている。しかも、その区画部材50は、両対向端部52,53の各々において、外結合部54,55によってエアバッグ40の対応する布部43,44に結合されている(図5参照)。また、区画部材50は、折り線51に沿う方向の両端部(上端部及び下端部)の各々において、周縁結合部45によって両布部43,44に結合されている(図7参照)。そのため、上記のように上流側膨張部47の展開膨張が開始すると、二つ折り状態の区画部材50は引っ張られて、湾曲面状となる。区画部材50に対し、湾曲面上において縦方向(上下方向)や横方向(車幅方向)にテンション(張力)が掛かって、区画部材50が緊張状態になろうとする(図8、図9参照)。
上流側膨張部47に位置する両弁体部73,74に対しては、その重なり方向(厚み方向)から内圧PIが加わる(図13(A)参照)。この内圧PIは、上流側膨張部47による乗員Pの拘束時ほど高くない。両弁体部73,74は、この内圧PIにより面全体で互いに密着し、両弁体部73,74間での膨張用ガスGの流通を規制する自己シール状態となる。さらに、折り曲げられて区画部材50の非重ね合わせ部62に重ねられた重ね合わせ部61が、内圧PIによりその非重ね合わせ部62に押付けられる(図9参照)。これらのことからも、両弁体部73,74が一層閉じられやすくなる。
ここで、図8に示すように、区画部材50は、縦方向(上下方向)に横方向(車幅方向)よりも長く形成されている(L1>L1′>L2)。すなわち、区画部材50は、膨張部に配設されている部分(区画部材50全体)ついてはもちろんのこと、上保護膨張部46のみに配設されている部分においても、縦方向(上下方向)に横方向(車幅方向)よりも長く形成されている。このことから、区画部材50では、横方向(車幅方向)に対し、縦方向(上下方向)に対するよりも強いテンションが掛かりやすい。本実施形態では、内開口部71が、この強いテンションの掛かりやすい横方向(車幅方向)に延びているため、内開口部71が閉じられやすい。
ただし、上記のようなテンション(張力)の強弱関係があるとはいえ、内開口部71を開かせようとする、縦方向(上下方向)にもテンション(張力)が掛かるため、内開口部71が確実に閉じるとは限らず、内開口部71が開くおそれもある。しかし、この場合であっても、両弁体部73,74が少なくとも自身の先端部73T,74Tにおいて閉じられる。これは、区画部材50が緊張することで内開口部71が縦方向(上下方向)に引っ張られて、これを開かせようとする力が作用したとしても、その力は、内開口部71において最も大きく、内開口部71から遠ざかるに従い小さくなり、両弁体部73,74の先端部73T,74Tにおいて最小となるからである。
さらに、本実施形態では、非重ね合わせ部62側へ折り曲げられた重ね合わせ部61が、スリット(内結合部63)の延びる方向の両端部において外結合部54,55により、対向端部52,53とともに布部43,44に結合されている(図9参照)。このため、上流側膨張部47が展開膨張したときには、区画部材50に対し、横方向(車幅方向)に強いテンション(張力)が掛かるだけでなく、重ね合わせ部61に対しても同方向に強いテンション(張力)が掛かる。
両弁体部73,74が、それらの少なくとも一部において互いに接触すると、調圧弁70が閉弁した状態となる。上流側膨張部47内の膨張用ガスGは、両弁体部73,74間及び内開口部71を通って下流側膨張部48へ流通(流出)することを規制される。上記の規制により、膨張用ガスGが内開口部71を流れにくくなる。上流側膨張部47内の膨張用ガスGは、内開口部71を通じ下流側膨張部48へ流れないか、流れたとしても僅かである。その結果、上流側膨張部47に膨張用ガスGが溜まり、専ら上流側膨張部47の内圧が上昇し始める。
本実施形態では、上保護膨張部46が区画部材50によって上流側膨張部47及び下流側膨張部48に区画されていることから、上流側膨張部47の容積は、上保護膨張部46が区画されていない場合の容積よりも小さい。そのため、上流側膨張部47の内圧は、上保護膨張部46が区画されていない場合よりも早く上昇を開始し、しかも高くなる。特に、上流側膨張部47内の膨張用ガスGは、両弁体部73,74間においてのみ流通を許容され、両弁体部73,74間を経由せずに下流側膨張部48へ流出することはない。従って、膨張用ガスGの上記流出が原因で上流側膨張部47の内圧の上昇速度が低下することが起こりにくい。
そして、上流側膨張部47の上記膨張により、同上流側膨張部47が折り畳まれた順とは逆の順に折り状態を解消しようとする。上流側膨張部47が、折り状態を解消(展開)しながら膨張(展開膨張)していくと、シートバック14のシートパッド16が上流側膨張部47によって押圧され、破断予定部21(図3参照)において破断される。
ここで、仮に、上流側膨張部47が、区画部材50をシートバック14内に位置させた状態で展開膨張する、すなわちシートバック14内のみで展開膨張するものであるとすると、同上流側膨張部47が車両用シート12の幅方向(車幅方向)に膨張しようとする力のみによって、シートバック14の側部を破断することとなる。
この点、上流側膨張部47が、区画部材50をシートバック14よりも前方に位置させた状態で展開膨張する本実施形態では、シートバック14に対し、上流側膨張部47が上記車両用シート12の幅方向(車幅方向)に膨張しようとする力に加え、前方に膨張しようとする力が作用する。そのため、シートバック14の側部に対し、より大きな力が作用して同側部が破断されやすい。
そして、図6に示すように、上流側膨張部47は、その一部を収納部18に残した状態で、破断された箇所を通じてシートバック14から前方へ飛び出す。
その後も膨張用ガスGの供給される上流側膨張部47では、上流側膨張部47が、図12に示すように、ボディサイド部11と乗員Pの肩部PSとの間で前方へ向けて折り状態を解消しながら展開する。図7に示すように、内圧が下流側膨張部48よりも高い上流側膨張部47は、耐衝撃性が胸部PTよりも高い肩部PSにおいて、少なくとも後端PSRから中心PSCにかけての領域の側方で展開膨張する。
車内側へ進入するボディサイド部11によって上流側膨張部47が乗員Pの肩部PSに押圧され始める。図12において矢印で示すように、肩部PSが車内側(ボディサイド部11から遠ざかる側)へ押圧されて、乗員Pの上半身の上部は、主として上流側膨張部47によって拘束される。
肩部PSは、背中部PBとは異なり、後側ほど車内側に位置するように湾曲していないため、上流側膨張部47によって車内側へ押圧されやすい。
また、上記肩部PSは、乗員Pの上半身のなかでも車両用シート12の幅方向外側(車外側:ボディサイド部11側)へ最も多く飛び出している部位であって、ボディサイド部11に最も接近している。車両10に衝撃が加わる前のボディサイド部11と乗員Pの上半身との間隔は、肩部PSにおいて最小である。
そのため、上流側膨張部47は、乗員Pの上半身の上部のうち肩部PS以外の部位を押圧する場合に比べ、車内側への少ない膨張量で、同上半身(肩部PS)を車内側へ押圧し始める。しかも、上流側膨張部47による乗員Pの押圧は、同上流側膨張部47の展開膨張開始から短い時間で、すなわち、早い時期から開始される。また、乗員Pの上半身に対し側方から衝撃が加わった場合の耐衝撃性は、背中部PBよりも肩部PSにおいて勝っている。そして、このように耐衝撃性の高い肩部PSが、早期に内圧の高くなる上保護膨張部46の上流側膨張部47によって強く押圧される。
これに対し、下保護膨張部49は、図10に示すように、サイドサポート部23を破断することなくシートバック14の側部内で展開膨張する。この内圧の高い下保護膨張部49により、シートバック14における車外側の側部(サイドサポート部23)の下部が押圧される。この押圧により、シートバック14において下保護膨張部49の周辺部分(サイドサポート部23)が前方や車内側へ膨らむ。この膨らんだサイドサポート部23により、同図10において矢印で示すように、乗員Pの上半身において耐衝撃性の最も高い腰部PPの後部が斜め前車内側へ強く押圧される。
このように、下保護膨張部49は、サイドサポート部23を破断して前方へ飛び出す上保護膨張部46とは異なり、サイドサポート部23を破断することなくシートバック14の内部でのみ展開膨張する。従って、上保護膨張部46に加え下保護膨張部49もサイドサポート部23を破断する場合に比べ、破断箇所が短くなる。
そして、上記上流側膨張部47による肩部PSの押圧と、下保護膨張部49による腰部PPの押圧とによって、乗員Pの上半身が図12において実線で示すように車内側へ移動させられる。なお、図12の二点鎖線は、移動前の乗員Pの位置を示している。この移動により、乗員Pの上半身とボディサイド部11との間隔が拡げられ、下流側膨張部48の展開膨張のための空間が確保される。
なお、上流側膨張部47が肩部PSを押圧して乗員Pを車内側へ移動させる作用は、肩部PSにおいて上流側膨張部47から押圧力を受ける面積が大きいほど大きくなる。しかし、肩部PSの後端PSRと中心PSCとを少なくとも含む領域が上流側膨張部47によって押圧されることで、必要最小限の上記作用が得られる。
上記押圧に際し、上保護膨張部46では専ら上流側膨張部47が展開膨張していることから、乗員Pが上保護膨張部46の圧力を受ける箇所は専ら上流側膨張部47である。
両弁体部73,74がそれらの面全体で密着した(閉じられた)状態で、上流側膨張部47内に膨張用ガスGが供給され続ける一方、ボディサイド部11から加わる外力により、調圧弁70が開弁し始める。
すなわち、上保護膨張部46への膨張用ガスGの供給期間の途中からは、乗員拘束に伴う外力が加わって上保護膨張部46が押圧されて変形する。これに伴い、区画部材50に対し横方向(車幅方向)に強く掛かっていたテンション(張力)が減少し、縦方向(上下方向)に掛かるテンション(張力)が増加する。
また、上保護膨張部46の上記変形に伴い上流側膨張部47の内圧がさらに上昇して、区画部材50が下流側膨張部48側へ押圧されて(図13(B)参照)、同区画部材50に掛かるテンションが変化する。そして、上記テンション(張力)の変化により、縦及び横の両方向のテンション(張力)の差が小さくなる。区画部材50に位置する内開口部71の変形が許容され、同区画部材50に位置する弁体部73,74の作動が許容されるようになる。
一方、重ね合わせ部61は非重ね合わせ部62に重ねられ、横方向(車幅方向)についての両端部において、外結合部54,55によってエアバッグ40の布部43,44に結合されている。そのため、重ね合わせ部61において外結合部54,55に近い部分では、重ね合わされた状態を維持しようとする力が強い。しかし、この力は、外結合部54,55から遠ざかるに従い小さくなり、横方向(車幅方向)についての中央部分、すなわち両弁体部73,74において最小となる。このため、縦方向(上下方向)へ引っ張られた重ね合わせ部61は、弁体部73,74及びその近傍部分においてのみ同方向へ変形する。
内開口部71がある程度開くと、重ね合わせ部61では、上流側膨張部47の高い内圧PIを受けた両弁体部73,74においてのみ、内開口部71を通って下流側膨張部48へ押し出される(反転される)。この内開口部71の上下方向の幅W1が狭いときには、先端部73T,74T同士が接触し合い、両弁体部73,74が先端部73T,74Tにおいて閉じる(図13(B)参照)。この状態は、内開口部71の上記幅W1が、各弁体部73,74の幅W2(図13(C)参照)の合計値(=2・W2)よりも狭い期間続く。
そして、内開口部71の幅W1がこの合計値(=2・W2)よりも大きくなると、先端部73T,74Tが離れ(図13(C)参照)、調圧弁70が開弁した状態となる。調圧弁70の上記開弁により上記流通規制が解除され、上流側膨張部47内の膨張用ガスGは、内開口部71や、両弁体部73,74間を順に通って下流側膨張部48へ流出することを許容される。
上記膨張用ガスGの流出により、上流側膨張部47の内圧が上昇から低下に転ずる。ただし、ボディサイド部11は車内側へ依然として進入し続けていて、膨張部が上流側膨張部47において乗員Pに押圧される。
また、膨張用ガスGの流入により下流側膨張部48の内圧が上昇を開始し、下流側膨張部48が膨張を開始する。上保護膨張部46が、上流側膨張部47に加え下流側膨張部48においても乗員Pに押圧されるようになり、乗員Pが上流側膨張部47及び下流側膨張部48によって拘束される。
下流側膨張部48は、耐衝撃性が肩部PSや腰部PPよりも低い胸部PTの側方において、上記上流側膨張部47よりも低い内圧でもって、折り畳まれた順とは逆の順に折り状態を解消しようとする。この際、ボディサイド部11と乗員Pとの間隔が、上流側膨張部47及び下保護膨張部49によって拡げられていて、下流側膨張部48の展開膨張のための空間が確保されていることから、同下流側膨張部48は、こうした間隔の拡大が行なわれない場合よりも、上記空間を前方へ向けて展開膨張しやすい(図12参照)。
このようにして、エアバッグ40が、乗員Pの上半身と、車内側へ進入してくるボディサイド部11との間に介在する。このエアバッグ40によって上半身が車内側へ押圧されて拘束される。そして、ボディサイド部11を通じて上半身に伝わる側方からの衝撃が、膨張部によって緩和されて、同上半身が保護される。
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)エアバッグ40の下保護膨張部49として、シートバック14の側部(サイドサポート部23)を破断せず、同側部内でのみ展開膨張する構成を有するものを採用する。そして、上保護膨張部46のみでシートバック14の側部を破断するようにしている(図11)。
そのため、上保護膨張部46に加え下保護膨張部49もシートバック14の側部を破断するもの(特許文献1がこれに該当する)に比べ、同側部の破断箇所を短くし、もって、エアバッグ40の膨張部(上保護膨張部46及び下保護膨張部49)を安定した状態で展開膨張させることができる。
(2)上保護膨張部46を、区画部材50により、最初に膨張用ガスGが供給される上流側膨張部47と、その前側の下流側膨張部48とに区画する。区画部材50には、上流側膨張部47による乗員Pの拘束状況に応じ、上流側膨張部47から下流側膨張部48への膨張用ガスGの流通を規制及びその規制を解除する弁(調圧弁70)を設けている(図7(A))。
そのため、上流側膨張部47による乗員Pの拘束状況によっては、弁によって流通を規制することにより、上保護膨張部46において、専ら上流側膨張部47の内圧を上昇させて同上流側膨張部47を展開膨張させ、上保護膨張部46を上流側膨張部47において乗員Pの上半身の上部に押付けることができる。
また、上流側膨張部47による乗員Pの拘束状況によっては、弁によって上記流通規制を解除することにより、下流側膨張部48の内圧を上昇させて同下流側膨張部48を展開膨張させ、上保護膨張部46を、上流側膨張部47に加え下流側膨張部48においても乗員Pの上半身の上部に押付けることができる。
(3)上記弁として、内開口部71及び一対の弁体部73,74を有するもの(調圧弁70)を用いている(図9)。
そのため、上流側膨張部47による乗員拘束前には、両弁体部73,74を上流側膨張部47内の膨張用ガスによって互いに接触させ、内開口部71での膨張用ガスの流通を規制することができる(図13(A),(B))。また、上流側膨張部47による乗員拘束時には、その拘束に伴い加わる外力によって上保護膨張部46を押圧して変形させ、区画部材50を通じて両弁体部73,74を撓ませて互いに離間させ、上記流通規制を解除することができる(図13(C))。
(4)上流側膨張部47が展開膨張したとき、区画部材50がシートバック14よりも前方に位置するように、上保護膨張部46内における区画部材50の位置を設定することで、区画部材50をシートバック14よりも前方に位置させた状態で、上流側膨張部47を展開膨張させるようにしている(図6)。
そのため、区画部材50をシートバック14内に位置させた状態で上流側膨張部47を展開膨張させる場合に比べ、シートバック14の側部に対し、より大きな力を作用させて同側部を破断しやすくすることができる。
(5)上流側膨張部47を、乗員Pの肩部PSの側方で展開膨張させ、下流側膨張部48を胸部PTの側方で展開膨張させるようにしている(図7(A))。
そのため、エアバッグ40による乗員Pの拘束初期には、上半身のうち胸部PTよりも耐衝撃性の高い肩部PSを、早期に内圧が高くなる上流側膨張部47によって強く押圧することができる。また、同拘束初期には、上半身のうち肩部PSよりも耐衝撃性の低い胸部PTを、内圧が上流側膨張部47ほど高くならない下流側膨張部48によって押圧することができる。
このように、エアバッグ40における上保護膨張部46の圧力分布を、上半身の上部(肩部PS及び胸部PT)の部位による耐衝撃性の相違を考慮した適正なものとし、同上部(肩部PS及び胸部PT)を衝撃から有効に保護することができる。
(6)下保護膨張部49が腰部PPを押圧して乗員Pを車内側へ移動させる作用は、腰部PPにおいて下保護膨張部49から押圧力を受ける面積が大きいほど大きくなる。
この点、本実施形態では、腸骨101を中心とした骨盤100の後部が、大転子102に対応する部位よりも、側方からの荷重に対して強靱な骨格を有していることに着目し、下保護膨張部49を、乗員Pの腰部PPの後部の側方で展開膨張させるようにしている(図10)。
そのため、腰部PPを押圧して車内側へ移動させる作用として、必要最小限のものを効率よく得ることができる。
(7)2つの部材56,57の端縁58E,59E同士を合致させた状態で、両部材56,57の端部58,59同士を帯状に重ね合わせる。さらに、両重ね合わせ部61と非重ね合わせ部62との境界部分に設けた内結合部63によって両部材56,57を結合することにより、区画部材50を形成する。内結合部63の一部において両部材56,57の結合を解除させることにより、内開口部71を形成する。そして、両重ね合わせ部61において内開口部71に対応する箇所(近傍部分)を両弁体部73,74としている(図9)。
そのため、2つの部材56,57における非重ね合わせ部62と重ね合わせ部61との境界部分を、一部を残した状態で結合することにより、区画部材50、内開口部71及び両弁体部73,74を一度に形成することができる。内開口部71の形成、及び両弁体部73,74の形成のために特別な作業を行わなくてもすむ。
特に、両弁体部73,74が区画部材50に一体となっている。より正確には、一方の弁体部73が部材56に一体となり、他方の弁体部74が部材57に一体となっている。そのため、両弁体部73,74が区画部材50(部材56,57)とは異なる部品からなる場合に比べ、部品点数を少なくすることができる。また、同部品を区画部材50(部材56,57)に結合する作業を行わなくてもすむ。
(8)膨張部の上半部を、区画部材50により、前後2つの部位(上流側膨張部47、下流側膨張部48)に区画する。区画部材50に調圧弁70を設けることで、膨張部の展開膨張初期(上流側膨張部47による乗員Pの拘束前)に、下流側膨張部48を展開膨張させないようにしている。
そのため、膨張部の上記展開膨張初期に、仮に、下流側膨張部48が展開膨張する予定の領域(シートバック14の前方)に障害物が存在していても、その障害物が下流側膨張部48によって押圧されるのを抑制することができる。
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
<区画部材50及び弁について>
・区画部材50における上側の部材56及び下側の部材57の少なくとも一方は、折り線51に沿って2枚に分割されてもよい。
・区画部材50の対向端部52,53は、エアバッグ40の布部43,44に対し、上流側膨張部47内で結合されてもよいし、下流側膨張部48内で結合されてもよい。
また、対向端部52,53の一方が上流側膨張部47内で結合され、他方が下流側膨張部48内で結合されてもよい。
・内開口部71及び内結合部63は、区画部材50の折り線51に直交する方向に限らず、斜めに交差する方向に沿って設けられてもよいし、折り線51に沿う方向に沿って設けられてもよい。
・区画部材50として、単一の部材(布片)からなるものが用いられてもよい。
・重ね合わせ部61において、両弁体部73,74として機能するのは、内開口部71に対応する部分(内開口部71の近傍部分、より正確には、内開口部71と端縁58E,59Eとの間の部分)である。そのため、上流側膨張部47の展開膨張時に、両弁体部73,74の少なくとも先端部73T,74Tが接触して閉じられるのであれば、重ね合わせ部61において、内開口部71に対応しない部分(非近傍部分)の形態が変更されてもよい。例えば、重ね合わせ部61において内開口部71に対応しない部分(非近傍部分)については、部分的又は全体的に結合されてもよい。この結合の手段としては、縫合であってもよいし、接着であってもよい。このように変更されることで、重ね合わせ部61において内開口部71に対応する部分だけ両弁体部73,74として作動させ、対応しない部分が不要に動く現象、例えば、ばたつく現象を抑制することができる。
そのほかにも、重ね合わせ部61において内開口部71に対応しない箇所の少なくとも一部に切欠きが入れられてもよい。
・区画部材50と両弁体部73,74とは、互いに異なる部材によって構成されてもよい。
・二つ折り状態の区画部材50における折り線51は、エアバッグモジュールAMの上下方向に対し多少傾斜していてもよい。
・両内結合部63間の結合を解除される箇所は、必ずしも折り線51を跨ぐ部分に設けられなくてもよく、折り線51から、同折り線51に直交する方向へ外れた箇所に設けられてもよい。
・両内結合部63間の結合を解除される箇所は、複数設けられてもよい。
・両弁体部73,74を含む一対の重ね合わせ部61は、膨張部の展開膨張前に上流側膨張部47に代えて、下流側膨張部48に配置されてもよい。
・折り線51に沿って折り返されることにより、相対向する対向端部52,53を接近させてなる二つ折り状態の区画部材50は、折り線51を対向端部52,53よりも下流側に位置させた状態で非膨張展開状態の膨張部に配設されてもよい。この場合、両弁体部73,74を含む重ね合わせ部61が、膨張部の展開膨張前に下流側膨張部48に配置されてもよい。
・区画部材50の上下両部材56,57では、それらの端部58,59の端縁58E,59E同士が合致していない状態で、端部58,59同士が帯状に重ね合わされてもよい。
・上記弁は、上流側膨張部47の内圧に応じ、同上流側膨張部47から下流側膨張部48への膨張用ガスの流通を規制及び規制解除するものであってもよい。例えば、弁は、スリット、ベントホール等であってもよい。この場合、弁は、内圧の低いときには、膨張用ガスの流通を規制し、内圧がある値を上回ったら流通の規制を解除する、すなわち、流通を許容するものであってもよい。
<膨張部について>
・エアバッグ40は、その略全体が上記実施形態のように膨張部からなるものであってもよいが、膨張用ガスが供給されず膨張することのない非膨張部を一部に有するものであってもよい。
・膨張部は区画部材によって3つ以上の部位に区画されてもよい。この場合、膨張部において区画部材を挟んで膨張用ガスの流れ方向に隣り合う2つの部位について、上流側(インフレータ31に近い側)に位置するものが上流側膨張部とされ、下流側(インフレータ31から遠い側)に位置するものが下流側膨張部とされる。そして、これらの上流側膨張部及び下流側膨張部間の区画部材に調圧弁が設けられる。
・下保護膨張部49は、シートバック14内のみで展開膨張するものであれば、腰部PPの後部よりも広い領域、例えば腰部PP全体の側方で展開膨張するものであってもよい。
<インフレータアセンブリ30について>
・インフレータアセンブリ30はエアバッグ40の外部に設けられてもよい。この場合には、インフレータ31と上流側膨張部47とが管によって繋がれ、この管を介してインフレータ31からの膨張用ガスGが上流側膨張部47に供給されてもよい。
<その他>
・本発明は、上述した腰部PPから胸部PT及び肩部PSにかけての部位に限らず、腰部PPから胸部PTにかけての部位、腰部PPから肩部PSにかけての部位、腰部PPから頭部にかけての部位等を側突等の衝撃から保護するサイドエアバッグ装置にも適用可能である。
・本発明は、シートバック14が車両10の前方とは異なる方向、例えば側方(車幅方向)を向く姿勢で車両用シート12が配置された車両10において、その車両用シート12に対し側方(車両10の前後方向)から衝撃が加わった場合に、同衝撃から乗員Pを保護するサイドエアバッグ装置にも適用可能である。
・本発明のサイドエアバッグ装置が適用される車両には、自家用車に限らず各種産業車両も含まれる。
・本発明は、車両に限らず、航空機、船舶等の乗物における乗物用シートに装備されるサイドエアバッグ装置にも適用可能である。