JP5783187B2 - 膝側面拘束用エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、膝側面拘束用エアバッグ装置に関する。

下記特許文献１には、車両衝突時の衝突形態を緻密に判断して、衝突形態に応じて最適な状態で乗員を拘束することを目的とした車両の乗員保護装置に関する技術が開示されている。この技術によれば、斜突時における乗員の横倒れ移動を拘束するサポータとして、ドアトリムに大腿部サポータ、頸部サポータ、足部サポータを突出部として形成することで、足部の内外転（足首の捻り）を抑制するようになっている。

特開２００３−３２７０７３号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、サポータがドアトリムに突出部として形成されているため、ドアトリムと大腿部、脛部、足部とが接触するまでは、脚部の横倒れ移動が拘束されないことになる。その結果、現実的には、膝とドアトリムとの初期隙間（室内空間）だけ膝が車両幅方向外側に移動することになり、乗員の足首の捻りが発生してしまう可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、前面衝突時（特に微小ラップ衝突時又は斜突時）に、乗員の足首が捻れるのを低減又は防止することができる膝側面拘束用エアバッグ装置を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、作動することによりガスを発生するインフレータと、サイドドア内に折り畳まれた状態で配設されると共に、前記インフレータから発生したガスが供給されることによりドアトリムから車室内側へ膨張展開され、着座乗員の車両幅方向外側の膝側面を拘束する膝側面拘束用エアバッグと、を有し、前記サイドドアにはスピーカが配設されており、前記膝側面拘束用エアバッグは、スピーカ配設部位から車室内側へ膨張展開されるように構成されている。

請求項２記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、請求項１記載の発明において、前記インフレータ及び前記膝側面拘束用エアバッグを含んで構成されたエアバッグモジュールは、前記サイドドアのドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配設されたインパクトビームに支持されている。

請求項３記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記膝側面拘束用エアバッグが膨張展開したときの車両幅方向に沿った厚さは、ドアトリム意匠面から着座乗員の車両幅方向外側の膝側面までの距離以上に設定されている。

請求項４記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記膝側面拘束用エアバッグは、足元スペースに設けられたフットレストとフロアパネルの交点から車両後方へ２００ｍｍ、車両上方へ５００ｍｍの位置を中心とする半径１００ｍｍ以内のエリアを少なくともカバーするように膨張展開する構成とされている。

請求項１記載の本発明によれば、インフレータは作動することによりガスを発生する。このガスはサイドドア内に折り畳まれた状態で配設された膝側面拘束用エアバッグ内に供給される。これにより、サイドドアのドアトリムから車室内側へ膝側面拘束用エアバッグが膨張展開される。

ここで、仮に衝突形態が微小ラップ衝突や斜め方向からの衝突（斜突）等の場合、着座乗員の膝が車両幅方向外側へ横方向移動する。しかし、本発明では、サイドドアのドアトリムから車室内側へ膨張展開された膝側面拘束用エアバッグによって、当該着座乗員の車両幅方向外側の膝の側面が拘束される。その結果、着座乗員の足首が捻られることが抑制又は防止される。
また、本発明によれば、サイドドアにはスピーカが配設されており、膝側面拘束用エアバッグはスピーカ配設部位から車室内側へ膨張展開される。従って、エアバッグドアを特別に設定する必要がなくなり、設計が容易になる。

請求項２記載の本発明によれば、サイドドアのドアアウタパネルとドアインナパネルとの間にはインパクトビームが配設されており、エアバッグモジュールはこのインパクトビームに取り付けられている。このため、膝側面拘束用エアバッグが膨張展開したときの反力がインパクトビームに支持される。

請求項３記載の本発明によれば、膝側面拘束用エアバッグが膨張展開したときの車両幅方向に沿った厚さが、ドアトリム意匠面から着座乗員の車両幅方向外側の膝側面までの距離以上に設定されているため、充分な厚さの膝側面拘束用エアバッグで着座乗員の膝側面を受け止めることができる。このため、微小ラップ衝突や斜突等の前面衝突時の早い段階で、着座乗員の車両幅方向外側の膝側面を拘束するための反力が得られる。

請求項４記載の本発明によれば、膝側面拘束用エアバッグが膨張展開すると、当該膝側面拘束用エアバッグによって、足元スペースに設けられたフットレストとフロアパネルの交点から車両後方へ２００ｍｍ、車両上方へ５００ｍｍの位置を中心とする半径１００ｍｍ以内のエリアが少なくともカバーされる。このため、車両コンセプトが異なる車両に対しても、着座乗員の膝側面を拘束することが可能となる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、前面衝突時（特に微小ラップ衝突や斜突時）に、乗員の足首が捻れるのを低減又は防止することができるという優れた効果を有する。
また、請求項１記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、ドアトリムの設計の容易化を図ることができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、膝側面拘束用エアバッグの展開反力を受けるための補強対策等が不要になると共に、膝側面拘束用エアバッグの展開姿勢も安定するため膝側面と車体側部の車室内側の面との間へ迅速に膝側面拘束用エアバッグを膨張展開させることができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、膝側面の拘束性能を向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置は、より多くの車種において前面衝突時に着座乗員の膝側面を拘束することができると共に、部品の共通化を図ることができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る膝側面拘束用エアバッグ装置を搭載したサイドドアの内部を車室外側から見て示す斜視図である。 図１に示される膝側面拘束用エアバッグ装置の配置関係を示す図１の２−２線に沿った拡大縦断面図である。 膝側面拘束用エアバッグによってカバーしようとするエリアの考え方を概略的に示す側面図である。 膝側面拘束用エアバッグによってカバーしようとするエリアの考え方を概略的に示す平面図である。 フロントバンパにバリアが斜め方向から衝突したときの状態を示す平面図である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明に係る膝側面拘束用エアバッグ装置の一実施形態について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、又矢印ＵＰは車両上方側を示している。さらに、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。また、これらの図に描かれた車両は、左ハンドル車である。

図５に示されるように、キャビンＣには、運転席側の車両用シート１０及び助手席側の車両用シート１２が車両幅方向に並んで配設されている。運転席側の車両用シート１０は、乗員が着座するシートクッション１４と、シートクッション１４の後端部に傾倒可能に支持されて着座乗員の背部を支持するシートバック１６と、シートバック１６の上端部に上下動可能に配設されて着座乗員の頭部を支持するヘッドレスト１８（図３参照）と、を備えている。助手席側の車両用シート１２も運転席側の車両用シート１０と同様に構成されているので、運転席側の車両用シート１０の構成要素と同一の符号を付してその説明を省略する。

また、上述した運転席用の車両用シート１０の車両幅方向外側及び助手席用の車両用シート１２の車両幅方向外側には、フロントサイドドア６０がそれぞれ配設されている。図１、図２及び図４に示されるように、フロントサイドドア６０は、車両幅方向内側に配置されてドア内板を構成するドアインナパネル６２と、このドアインナパネル６２の車両幅方向外側に配置されてドア外板を構成するドアアウタパネル６４と、によって構成されたドア本体部６６と、ドアインナパネル６２の車両幅方向内側に取り付けられて意匠面を構成する樹脂製のドアトリム６８と、を含んで構成されている。

ドアインナパネル６２は鋼板製とされており、その中央部には図示しないウインドレギュレータやドアロック装置等が収容される膨出部６２Ａが一体に形成されている。さらに、ドアインナパネル６２には、膨出部６２Ａの車両前後方向の両側及び車両下方側に棚部６２Ｂが一体に形成されている。ドアアウタパネル６４も鋼板製とされており、上縁部を除く周縁部がドアインナパネル６２の棚部６２Ｂにヘミング加工により接合されている。これにより、ドアアウタパネル６４とドアインナパネル６２とが一体化されて上縁部が開放された袋状のドア本体部６６が構成されている。

上述したドア本体部６６内には、略車両前後方向を長手方向とするパイプ状のインパクトビーム７０が配設されている。インパクトビーム７０の前端部及び後端部には取付ブラケット７２、７４がそれぞれ溶接されており、これらの取付ブラケット７２、７４が車両前方側、車両後方側の棚部６２Ｂにそれぞれボルト締結等によって固定されている。これにより、フロントサイドドア６０のドア本体部６６の車両前後方向の荷重に対する剛性が向上されている。

また、ドアインナパネル６２の膨出部６２Ａには、車両側面視でインパクトビーム７０と重なる位置でかつ車両前方側にスピーカ７６が配設されている。図２に示されるように、スピーカ７６は、フレーム７６Ａと、このフレーム７６Ａの中心部に配設されると共にボイスコイル及びマグネット等によって構成された本体部７６Ｂと、フレーム７６Ａ内に設けられると共にボイスコイルの前後動によって振動する図示しないコーン状の振動板７６Ｃと、を含んで構成されている。フレーム７６Ａがドアインナパネル６２に形成された開口７８の周囲に固定されることにより、スピーカ７６がドアインナパネル６２に取り付けられている。また、ドアトリム６８におけるスピーカ７６と車両幅方向に対向する位置にはスピーカグリル部８０が設けられている。

上述したフロントサイドドア６０のドア本体部６６内でかつインパクトビーム７０とスピーカ７６との間には、膝側面拘束用エアバッグ装置２４のエアバッグモジュール２６が配設されている。エアバッグモジュール２６は、前面衝突時（特に後述する微小ラップ衝突時又は斜突時）に作動してガスを発生する円柱状又はディスク状のインフレータ２８と、折り畳まれた状態で配設されてインフレータ２８で発生したガスによって膨張展開する膝側面拘束用エアバッグ３０と、これらのインフレータ２８及び膝側面拘束用エアバッグ３０を収容するモジュールケース３２と、を含んで構成されている。

図２において描かれたインフレータ２８は簡略的に図示されているが、インフレータ２８の軸方向の一端部にはこれよりも小径のガス噴出部が同軸上に突出した状態で配設されている。このガス噴出部の外周部には複数のガス噴出孔が形成されており、インフレータ２８で発生したガスがこのガス噴出孔から噴出されるようになっている。また、インフレータ２８の軸方向の他端部には図示しないスクイブ（点火装置）が配設されており、センタコンソールの下方等に配設された図示しないエアバッグＥＣＵによって膝側面拘束用エアバッグ装置作動と判定されると所定の電流が通電されるようになっている。さらに、インフレータ２８の内部には着火剤、伝火剤、ガス発生剤、クーラント、フィルタ等の部品が収容されており、着火剤が着火さると伝火剤を介してガス発生剤が燃焼して大量の高温のガスが発生するようになっている。発生した高温のガスはクーラントによって冷却されてフィルタで砕片の除去がなされた後に、ガス噴出孔からガスが噴出されるようになっている。なお、以上説明したインフレータ２８以外にも高圧ガスが封入されたガスボンベタイプのインフレータを使用してもよい。

なお、必要に応じてインフレータ２８から発生したガスを整流するためのディフューザがインフレータ２８と一体的に配設される。このようにして構成されたインフレータ２８又はインフレータ２８と一体化されたディフューザは、折り畳まれた状態の膝側面拘束用エアバッグ３０内に挿入されている。そして、上述したインフレータ２８及び膝側面拘束用エアバッグ３０が保護布で覆われる等して図示しない金属製又は樹脂製のモジュールケース３２内に収容され、インフレータ２８又はディフューザから立設されたスタッドボルトがモジュールケース３２の底部を貫通してインパクトビーム７０に溶接されたモジュール取付ブラケット３４に締結固定されるようになっている。

このように本実施形態では、フロントサイドドア６０のドア本体部６６内においてインパクトビーム７０とスピーカ７６との間に膝側面拘束用エアバッグ装置２４のエアバッグモジュール２６が配設されている。さらに、スピーカグリル部８０は、一例として、ドアトリム６８の開口７８の周縁部にクリップ等の離脱可能な留め具で取り付けられている。なお、スピーカグリル部がドアトリムと一体に形成されていてもよい。

また、図３に示されるように、膝側面拘束用エアバッグ３０は、車両側面視でエリアＳを包含するように車両側面視での大きさが設定されている。具体的に説明すると、インストルメントパネル１４の下方の足元スペース４０には、フットレスト４２が設けられている。膝側面拘束用エアバッグ３０は、車両側面視において、このフットレスト４２とフロアパネル４４との交点Ｐから車両後方へ２００ｍｍ後退しかつ車両上方へ５００ｍｍ上がった位置Ｑを中心とする半径１００ｍｍのエリアＳを少なくともカバーするように形成されている。なお、このエリアＳは、車両の仕様、着座乗員の慣性移動に伴う膝の変位量及び乗員の体格が異なること等を考慮してより多くの事例に適するように定めたものである。従って、車両の仕様、膝の変位量及び想定する乗員の体格が特定されている場合には、その車両の仕様、膝の変位量及び想定した乗員の体格に最も適したエリアに変更して差し支えない。なお、車両の仕様の差異や体格差に対して更に広範にカバーするようにして部品の共通化を図る場合は、半径１００ｍｍよりも大きい半径（例えば半径１５０ｍｍ等）にしてカバーするエリアを定めるようにしてもよい。

さらに、図４に示されるように、膝側面拘束用エアバッグ３０が膨張展開したときの車両幅方向に沿った厚さＷは、ドアトリム意匠面Ｒから着座乗員の車両幅方向外側の膝側面までの距離以上に設定されている。なお、平面視における前記「着座乗員の車両幅方向外側の膝側面」の位置は、ステアリングホイール４８の車両幅方向外側の端縁４８Ａと接する車両前後方向に沿った線Ｘに概ね一致していると考えられる。このため、膝側面拘束用エアバッグ３０の厚さＷは、ドアトリム意匠面Ｒから線Ｘまでの距離Ｙ以上に設定されていると置き換えてもよい。

（本実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

前面衝突時以外の通常の車両走行時等においては、膝側面拘束用エアバッグ装置２４は作動しない。この状態から、前面衝突時、特にフロントサイドメンバよりも車両幅方向外側にてオフセット衝突する微小ラップ衝突時又は図５に示されるようにフロントバンパにバリア５０が斜めに衝突してくる斜突時になると、その状態がエアバッグセンサによって検出されてエアバッグＥＣＵに出力される。エアバッグＥＣＵでは、膝側面拘束用エアバッグ装置２４を作動させるべきか否かを判定し、作動させるべきと判定すると、インフレータ２８のスクイブに所定の電流を通電する。これにより、インフレータ２８が作動して大量のガスが発生する。発生したガスは、折り畳まれた状態でモジュールケース３２内に収容されている膝側面拘束用エアバッグ３０内に流入し、これを膨張させる。その結果、膝側面拘束用エアバッグ３０がインパクトビーム７０に反力をとって車室内側へ膨張展開される。具体的には、膝側面拘束用エアバッグ３０は、ドアインナパネル６２に形成された開口７８を通ってスピーカ７６のフレーム７６Ａの内側へ進入し、更にドアトリム６８に設けられたスピーカグリル部８０をドアトリム６８から離脱させ又は破壊して車室内側へ膨張展開される。なお、このとき、筒状に形成されたフレーム７６Ａが膝側面拘束用エアバッグ３０の展開方向を規制する規制手段として機能する。上記により、膝側面拘束用エアバッグ３０が着座乗員の膝側面とドアトリム意匠面Ｒとの間に介在される。

ここで、仮に前面衝突時の衝突形態が微小ラップ衝突や斜め方向からの衝突（斜突）等の場合、着座乗員の膝が車両幅方向外側へ横方向移動する。しかし、本実施形態では、上述したようにフロントサイドドア６０のスピーカ７６から車室内側へ膨張展開された膝側面拘束用エアバッグ３０によって、当該着座乗員の車両幅方向外側の膝側面が拘束される。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時（特に微小ラップ衝突又は斜突時）に、乗員の足首が捻れるのを低減又は防止することができる。なお、着座乗員の車両幅方向外側の膝側面をいち早く拘束することにより、乗員の体格や着座姿勢の違いがあっても、当該乗員の挙動を安定して制御することができるという効果も得られる。

上記効果以外にも、前述した先行技術のようにサポータ（パッド）で乗員の膝側面を拘束しようとした場合、衝突時のバラツキを考慮して広範囲にパッドを設定する必要があり、それだけ乗員空間が減少するという不利がある。さらに、ドアトリム内に配設した機能部品等が存在する部位には、パッドを設定することができず、膝側面を効果的かつ有効に拘束することが難しいという面もある。これに対し、本実施形態に係る膝側面拘束用エアバッグ装置２４によれば、非作動時にはフロントサイドドア６０のドアインナパネル６２とドアアウタパネル６４との間のスペースに格納されているので、このような不利は生じない。

また、本実施形態では、フロントサイドドア６０のドアアウタパネル６４とドアインナパネル６２との間にはインパクトビーム７０が配設されており、エアバッグモジュール２６はこのインパクトビーム７０にモジュール取付ブラケット３４を介して取り付けられている。このため、膝側面拘束用エアバッグ３０が膨張展開したときの反力をインパクトビーム７０に支持することができる。その結果、膝側面拘束用エアバッグ３０の展開反力を受けるための補強対策等が不要になると共に、膝側面拘束用エアバッグ３０の展開姿勢も安定するため膝側面と車体側部の車室内側の面（ドアトリムＲ）との間へ迅速に膝側面拘束用エアバッグ３０を膨張展開させることができる。補足すると、膝側面拘束用エアバッグ３０はスピーカグリル部８０から車室内側へ膨張展開されて乗員の膝側面を拘束するが、このとき膝側面拘束用エアバッグ３０はドアトリム６８をドアインナパネル６２側へ弾性変形させてドアインナパネル６２に当接する。これにより、ドアインナパネル６２からも膝側面を拘束するための反力を得ることができる。

さらに、本実施形態では、フロントサイドドア６０にスピーカ７６が配設されており、膝側面拘束用エアバッグ３０は、振動板７６Ｃを破りスピーカグリル部８０を離脱させ又は破壊して車室内側へ膨張展開される。従って、エアバッグドアを特別に設定する必要がなくなり、ドアトリム６８の設計の容易化を図ることができる。また、仮にドアトリム６８のスピーカグリル部８０に開裂部を設定し、スピーカグリル部がエアバッグドアのように展開するように構成する場合にも、開裂部が目立たないようにすることができ、ドアトリムの意匠を良好に保つことができる。

また、本実施形態では、膝側面拘束用エアバッグ３０が膨張展開したときの車両幅方向に沿った厚さＷが、ドアトリム意匠面Ｒから着座乗員の車両幅方向外側の膝側面までの距離Ｙ以上に設定されているため、充分な厚さの膝側面拘束用エアバッグ３０で着座乗員の膝側面を受け止めることができる。このため、微小ラップ衝突や斜突等の前面衝突時の早い段階で、着座乗員の車両幅方向外側の膝側面を拘束するための反力が得られる。その結果、本実施形態によれば、膝側面の拘束性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、膝側面拘束用エアバッグ３０が膨張展開すると、足元スペース４０に設けられたフットレスト４２とフロアパネル４４の交点Ｐから車両後方へ２００ｍｍ、車両上方へ５００ｍｍの位置Ｑを中心とする半径１００ｍｍ以内のエリアが少なくともカバーされる。このため、車両コンセプトが異なる車両に対しても、着座乗員の膝側面を拘束することが可能となる。その結果、本実施形態によれば、より多くの車種において前面衝突時（特に微小ラップ衝突又は斜突時）に着座乗員の膝側面を拘束することができ、部品の共通化を図ることができる。

〔実施形態の補足説明〕
上述した本実施形態では、前面衝突時、特にフロントサイドメンバよりも車両幅方向外側にてオフセット衝突する微小ラップ衝突時又は図５に示されるようにフロントバンパからバリアが斜めに衝突してくる斜突時に、膝側面拘束用エアバッグ装置２４が作動するものとして説明したが、これに限らず、フルラップ衝突、微小ラップ衝突ではないオフセット衝突を含むすべての前面衝突時、前面衝突予知時に、膝側面拘束用エアバッグ装置を作動させるようにしてもよい。

また、上述した本実施形態では、運転席側のフロントサイドドア内に配設された膝側面拘束用エアバッグ装置２４について説明したが、助手席側のフロントサイドドア内にも膝側面拘束用エアバッグ装置を同様に配設してもよい。

２４ 膝側面拘束用エアバッグ装置
２６ エアバッグモジュール
２８ インフレータ
３０ 膝側面拘束用エアバッグ
４０ 足元スペース
４２ フットレスト
４４ フロアパネル
６０ フロントサイドドア（サイドドア）
６８ ドアトリム
７０ インパクトビーム
７６ スピーカ
Ｗ 膝側面拘束用エアバッグの車両幅方向に沿った厚さ
Ｐ フットレストとフロアパネルの交点
Ｑ 中心位置
Ｓ エリア
Ｒ ドアトリム意匠面

Claims (4)

1. 作動することによりガスを発生するインフレータと、
   サイドドア内に折り畳まれた状態で配設されると共に、前記インフレータから発生したガスが供給されることによりドアトリムから車室内側へ膨張展開され、着座乗員の車両幅方向外側の膝側面を拘束する膝側面拘束用エアバッグと、
   を有し、
   前記サイドドアにはスピーカが配設されており、
   前記膝側面拘束用エアバッグは、スピーカ配設部位から車室内側へ膨張展開されるように構成されている、
   膝側面拘束用エアバッグ装置。
2. 前記インフレータ及び前記膝側面拘束用エアバッグを含んで構成されたエアバッグモジュールは、前記サイドドアのドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配設されたインパクトビームに支持されている、
   請求項１記載の膝側面拘束用エアバッグ装置。
3. 前記膝側面拘束用エアバッグが膨張展開したときの車両幅方向に沿った厚さは、ドアトリム意匠面から着座乗員の車両幅方向外側の膝側面までの距離以上に設定されている、
   請求項１又は請求項２に記載の膝側面拘束用エアバッグ装置。
4. 前記膝側面拘束用エアバッグは、足元スペースに設けられたフットレストとフロアパネルの交点から車両後方へ２００ｍｍ、車両上方へ５００ｍｍの位置を中心とする半径１００ｍｍ以内のエリアを少なくともカバーするように膨張展開する構成とされている、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の膝側面拘束用エアバッグ装置。

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