JP5965426B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ装置、特に、着座者の足と車両のフロアパネルとの間で膨張展開するエアバッグ体を備えたエアバッグ装置に関する。

車両において衝突時の衝撃により下肢に車体幅方向モーメント（以下横方向モーメントとも記載する）Ｍｘ、車体前後方向モーメント（以下前後方向モーメントとも記載する）Ｍｙ、及び衝撃による下肢軸方向荷重（以下、軸荷重とも記載する）Ｆｚ等の力かかり、これにより下肢が思わぬ方向に投げ出される等して損傷するという事象が生じていた。

このような各モーメントや軸荷重から下肢を保護するために、衝突時にエアバッグを展開させて下肢を保護する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、車室のフロア面状に置く着座者の足の踵部分を受けるストッパ部材をエアバッグにより構成し、衝突の衝撃によるモーメントＭｙで踵部分が操作ペダルとフロアパネルの間に入り込むことを防止する技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両のフロア上であって前部座席の前方に配置され、かつ同前部座席に着座した乗員の両方の踵が乗せられる踵載せ部をその前部に有するエアバックを備え、エアバッグの展開により着座者の足首の背屈及び捩れを防止することのできるエアバック装置が開示されている。

特開平１１−１１２４２号公報 特開２００８−２５４５２３号公報

車両の正面衝突時における衝撃荷重は、初期の荷重と後期の荷重の二段階で生じることが知られている。すなわち、初期の荷重とは衝突により生じる慣性力に起因するものであり、後期の荷重とはトーボードの後退等の車体の変形に起因するものである。図４において、この二段階の荷重を表すグラフの概要を示す。

ここで、時刻ｔ＝ｔ１における第１段階目の荷重Ｆ１により、着座者の下肢に慣性力が働き、強い軸荷重Ｆｚが生じることとなる。さらに、時刻ｔ＝ｔ２における第２段階目の後期の荷重Ｆ２によれば、車体の変形により、足に対して強い車体前後方向モーメントＭｙによって下肢がフロアパネル上で車体前方に投げ出されるいわゆる駆け上がり現象が誘発されることとなる。

しかし、特許文献１の技術では、足がフロアパネルと操作ペダルの間に挟まることは防止できるものの、これは足の裏面の中央部分のみをエアバッグなどで緩衝しているに過ぎず、上記軸荷重Ｆｚから下肢を保護する緩衝効果は十分には得られない。また、当該特許文献１の発明では、車体前後方向モーメントＭｙによるフロアパネルの駆け上がりから下肢を保護する作用は得られない。

さらに、特許文献２に記載の技術では踵載せ部により踵が保護されているので、軸荷重Ｆｚから下肢を保護する一定の効果は得られるものの、車体前後方向モーメントＭｙによるフロアパネルの駆け上がりに対しては、何らこれを防止する手立てが講じられていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両衝突時において生じる軸荷重及び車体前後方向モーメントによる着座者の下肢の損傷を確実に防止することのできるエアバッグ装置を提供することにある。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明によるエアバッグ装置は、着座者の足と車両のフロアパネルとの間で膨張展開するエアバッグ体を備えたエアバッグ装置において、前記エアバッグ体は、膨張展開状態で着座者の踵の後方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張する後方膨張部と、膨張展開状態で着座者のつま先の前方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張する前方膨張部と、膨張展開状態で着座者の踵の側方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張する踵側方膨張部と、膨張展開状態で着座者のつま先の側方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張するつま先側方膨張部と、を備え、衝突の初期段階で前記後方膨張部及び前記踵側方膨張部が膨張展開し、衝突の後期段階で前記前方膨張部及び前記つま先側方膨張部が膨張展開することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエアバッグ装置において、前記後方膨張部の表面は、着座者の踵よりも高く且つ踵を覆うように、足裏と対向する部分の表面の位置よりも高く膨張し、前記前方膨張部の表面は、着座者のつま先の上面を覆うように、足裏と対向する部分の表面の位置よりも高く膨張することを特徴とする。

請求項１及び２に係るエアバッグ装置によれば、衝突時においてエアバッグ体は、後方膨張部により着座者の足の踵を覆い、且つ前方膨張部によりつま先を覆うように展開されることとなる。

従って、後方膨張部における足の踵を覆った部分が、車両衝突の衝撃による軸荷重Ｆｚを緩衝することで、当該軸荷重Ｆｚによる着座者の下肢の損傷が防止されるとともに、前方膨張部における足のつま先を覆った部分が、車体前後方向モーメントＭｙを緩衝することで、当該車体前後方向モーメントＭｙにより着座者の下肢が車体前方に押し出される駆け上がり現象による下肢の損傷が防止されることとなる。

また、踵側方膨張部及びつま先側方膨張部により足を保持することができるので、衝突時に足を車幅方向に捻じるように生じる車体幅方向モーメントから足部を保護することも可能となる。従って、衝突時における着座者の下肢の損傷をより確実に防止することができる。

また、第１段階の衝撃荷重が生じる衝突の初期段階においては後方膨張部及び踵側方膨張部が膨張展開する。すなわち、衝突の第１段階において生じる軸荷重Ｆ_ｚに抗するように、エアバッグ体の後方膨張部及び踵側方膨張部が展開して、当該軸荷重Ｆ_ｚを緩衝することができる。

また、第２段階の衝撃荷重が生じる衝突の後期段階においては前方膨張部及びつま先側方膨張部が膨張展開する。すなわち、衝突第２段階において生じる車体前後方向モーメントＭｙに抗するように、エアバッグ体の前方膨張部及びつま先側方膨張部が展開して、当該車体前後方向モーメントＭｙを緩衝することができる。

従って、一連の衝突の過程において、例えばｍｓｅｃオーダーの一定の時間差をもって適宜生じる衝撃力やモーメントに対して、これらを好適に緩衝するようにエアバッグ体の部分を個別に展開させることができるので、衝突による下肢の損傷をより確実に防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のエアバッグ装置において、前記エアバッグ体は、前記後方膨張部と前記前方膨張部とが一体形成されたことを特徴とする。

請求項３にかかるエアバッグ装置によれば、後方膨張部及び前方膨張部を別個に構成する必要が無いので、エアバッグ体を安価に構成することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアバッグ装置において前記フロアパネルには、操作ペダルまたはフットレストが設けられ、前記エアバッグ体が、前記操作ペダルまたはフットレストを覆うように膨張展開することを特徴とする。

請求項４にかかるエアバッグ装置によれば、衝突時において着座者が足を載置している可能性の高い操作ペダルやフットレストを覆うように、エアバッグ体を膨張展開させることによって、着座者の下肢を衝突による損傷からより確実に保護することができる。

この発明によれば、衝突時においてエアバッグ体は、後方膨張部により着座者の足の踵を覆い、且つ前方膨張部によりつま先を覆うように展開されることとなる。

従って、後方膨張部における足の踵を覆った部分が、車両衝突の衝撃による軸荷重Ｆｚを緩衝することで、当該軸荷重Ｆｚによる着座者の下肢の損傷が防止されるとともに、前方膨張部における足のつま先を覆った部分が、車体前後方向モーメントＭｙを緩衝することで、当該車体前後方向モーメントＭｙにより着座者の下肢が車体前方に押し出される駆け上がり現象による下肢の損傷が防止されることとなる。

本発明の第１の実施の形態に係るエアバッグ装置のエアバッグ体の膨張展開の態様を説明する図である。 第１の実施の形態に係るエアバッグ装置のエアバッグ体の膨張展開の態様を説明する図である。 第２の実施の形態にかかるエアバッグ装置におけるエアバッグ体の膨張展開の態様を説明する図である。 車両の正面衝突時における衝撃荷重の時間分布を示すグラフである。

（第１の実施の形態）
本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、エアバッグ装置１０を車両の運転席のフロアパネルに適用した例について説明する。

図１及び図２は、本実施の形態に係るエアバッグ装置のエアバッグ体の膨張展開の態様を説明する図である。

図１（ａ）に示すように、運転席におけるフロアパネル１２は、その前端に斜め前方に伸びるトーボード１４、及びトーボード１４の上端から上方に伸びるダッシュボード１６を有している。また、このダッシュボード１６より着座者側においては、アクセルペダル等の操作ペダル１８が配置されている。図においては、操作ペダル１８には、着座者の下肢Ｌにおける足部ｆが載っている状態である。

本実施の形態では、トーボード１４における操作ペダル１８の斜め前方下方にカーペット等の表皮２０が形成され、この表皮２０内に、インフレータ２４を内蔵した非伸縮性のエアバッグ体２２が折りたたまれた状態で収納されている。

本実施の形態にかかるエアバッグ装置１０は、このエアバッグ体２２とインフレータ２４で構成されている。

エアバッグ体２２は、衝突時において図示しない加速度センサからの信号を受けてインフレータ２４が着火することによって膨張展開する。エアバッグ体２２が膨張展開すると表皮２０を突き破って着座者の足部ｆを覆うように展開することとなる。

より詳細には、本実施の形態では、加速度センサにより、衝突による荷重が検知されると（例えば図４においてはｔ＝ｔ０）、インフレータ２４が着火し、図示しない配管を介してガスが導入されてエアバッグ体２２が膨張展開する。このときエアバッグ体２２は、膨張展開状態で着座者の踵ｆｈの後方側に足の裏面ｆｂ１に対向する部分よりも高く膨張する後方膨張部２２ａと、膨張展開状態で着座者のつま先ｆｔの前方側に足の裏面ｆｂ２に対向する部分よりも高く膨張する前方膨張部２２ｂと、を形成する。

さらに、本実施の形態において、エアバッグ体２２は、膨張展開状態で着座者の踵ｆｈの側方側に足の裏面ｆｂに対向する部分よりも高く膨張する踵側方膨張部２２ｃと、膨張展開状態で着座者のつま先ｆｔの側方側に足の裏面ｆｂに対向する部分よりも高く膨張するつま先側方膨張部２２ｄと、を形成する。

従って、本実施の形態によれば、衝突時においてエアバッグ体２２は、後方膨張部２２ａにより着座者の足の踵ｆｈを覆い、且つ前方膨張部２２ｂによりつま先ｆｔを覆うように展開されることとなる。

これにより、後方膨張部２２ａにおける足の踵ｆｈを覆った部分が、車両衝突の衝撃による軸荷重Ｆｚを緩衝することで、当該軸荷重Ｆｚによる着座者の下肢Ｌの損傷が防止されるとともに、前方膨張部２２ｂにおける足のつま先ｆｔを覆った部分が、車体前後方向モーメントＭｙを緩衝することで、当該車体前後方向モーメントＭｙにより着座者の下肢Ｌが車体前方に押し出される駆け上がり現象による下肢の損傷が防止されることとなる。

また、上述の踵側方膨張部２２ｃ及びつま先側方膨張部２２ｄにより足の側方を全体的に覆い保持することができるので、衝突時に着座者の足ｆを車幅方向に捻じるように生じる横方向モーメントＭｘを緩衝して足ｆを捩れから保護することができる。従って、衝突時における着座者の下肢Ｌの損傷をより確実に防止することができる。

特に、本実施の形態では、図１（ｂ）等から明確なように、フロアパネル１２において、エアバッグ体２２が、操作ペダル１８を覆うように膨張展開する。このように、衝突時において着座者が足を載置している可能性の高い操作ペダル１８を覆うように、エアバッグ体２２が膨張展開することによって、着座者の下肢Ｌが衝突による損傷からより確実に保護されることとなる。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、第１の実施の形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図３（ａ）及び図３（ｂ）においては、本実施の形態に係るエアバッグ体２２の膨張展開の態様を概略的に示している。なお、図面の簡略化のため、トーボード１４、ダッシュボード１６、及びインフレータ２４は省略している。

本実施の形態に係るエアバッグ装置１０において特徴的な点は、衝突の初期段階において図３（ａ）に示すように、下肢Ｌに生じる軸荷重Ｆを打ち消す方向（図の矢印Ａ方向）にエアバッグ体２２が全体的に展開するとともに、エアバッグ体２２の後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃが膨張展開する。その後、衝突の後期段階において図３（ｂ）に示すように前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄが膨張展開することである。

すなわち、後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃと前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄの間において膨張展開の時間をずらしている。

本実施の形態では、このように、衝突の初期段階で後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃを膨張展開させ、衝突の後期段階で前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄを膨張展開させる構成を、後方膨張部２２ａ、前方膨張部２２ｂ、踵側方膨張部２２ｃ、及びつま先側方膨張部２２ｄの全てを一つのエアバッグ体２２として一体形成しつつも、インフレータ２４によるガスの流入制御によって可能としている。

具体的には、衝突の初期段階で後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃを膨張展開させた後における軸荷重Ｆ_ｚ発生後の内圧上昇を検知して前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄを膨張展開させる。すなわち、上記加速度センサによりｔ＝ｔ１における第１段階荷重Ｆ１が検知された際に前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄを膨張展開させる。

従って、本実施の形態に係るエアバッグ装置によれば、第１段階の衝撃荷重が生じる衝突の初期段階においては後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃが膨張展開する。

すなわち、衝突の第１段階において生じる軸荷重Ｆ_ｚに抗するように、エアバッグ体２２の後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃが展開して、当該軸荷重Ｆ_ｚを緩衝することができる。

また、第２段階の衝撃荷重が生じる衝突の後期段階においては前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄが膨張展開する。すなわち、衝突第２段階において生じる車体前後方向モーメントＭｙに抗するように、エアバッグ体２２の前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄが展開して、当該車体前後方向モーメントＭｙを緩衝することができる。

従って、関節の可動域を超えるモーメントＭ_ｙに対して足を確実に保護することができる。

上記構成により、本実施の形態では、一連の衝突の過程において、ｍｓｅｃオーダーの一定の時間差をもって適宜生じる衝撃力Ｆ_ｚやモーメントＭｙ、Ｍｘに対して、これらを好適に緩衝するようにエアバッグ体２２の部分を個別に展開させることができるので、衝突による下肢Ｌの損傷をより確実に防止することができる。

さらに、本実施の形態では、上述のように、後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃと前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄの膨張展開の時間をずらしているにもかかわらず、これらを一体のエアバッグ体２２として形成されているので、各膨張部を別個に構成する必要が無く、エアバッグ体２２を安価に構成することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態では、エアバッグ装置１０を運転席におけるフロアパネル１２のフットレストにあたる部分に設けているが、これに限られるものではなく、例えば、操作ペダルの軸部にエアバッグ装置１０をモジュールとして組み込むことが可能である。すなわち、運転席のアクセルペダルやブレーキペダル等の操作ペダルに設けるようにしても良い。

さらに、エアバッグ装置１０は、運転席に設けることに限られず、例えば助手席や後部座席に設けることが可能である。この場合においては、運転席と同様にフットレスト部分にあたるトーボードに表皮を介して設けることが可能である。

また、上記実施の形態においては、後方膨張部２２ａ、前方膨張部２２ｂ、踵側方膨張部２２ｃ、及びつま先側方膨張部２２ｄの全てを含む一つのエアバッグ体２２として一体形成しているが、これに限られるものではなく、例えば、後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃを一つのエアバッグ体として、前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄをこれとは別体のエアバッグ体として形成し、それぞれ個別にインフレータ２４を設けることで、上記衝突初期及び衝突後期におけるそれぞれの膨張展開を実現しても良い。

この場合、例えばｔ＝ｔ０における荷重の検知をトリガとして後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃを構成するエアバッグを膨張展開し、その後、第１荷重Ｆ１を検知することで（或いはその直後に）前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄを膨張展開するようにして、上述の後方膨張部２２ａ及び踵側方膨張部２２ｃと前方膨張部２２ｂ及びつま先側方膨張部２２ｄの間において膨張展開の時間をずらす構成を実現することができる。

１０ エアバッグ装置
１００ 運転席
１２ フロアパネル
１４ トーボード
１６ ダッシュボード
１８ 操作ペダル
２０ 表皮
２２ エアバッグ体
２２ａ 後方膨張部
２２ｂ 前方膨張部
２２ｃ 踵側方膨張部
２２ｄ つま先側方膨張部
Ｌ 下肢
ｆ 足部
２４ インフレータ

Claims (4)

1. 着座者の足と車両のフロアパネルとの間で膨張展開するエアバッグ体を備えたエアバッグ装置において、
   前記エアバッグ体は、
   膨張展開状態で着座者の踵の後方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張する後方膨張部と、
   膨張展開状態で着座者のつま先の前方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張する前方膨張部と、
   膨張展開状態で着座者の踵の側方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張する踵側方膨張部と、
   膨張展開状態で着座者のつま先の側方側に足の裏面に対向する部分よりも高く膨張するつま先側方膨張部と、を備え、
   衝突の初期段階で前記後方膨張部及び前記踵側方膨張部が膨張展開し、
   衝突の後期段階で前記前方膨張部及び前記つま先側方膨張部が膨張展開することを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記後方膨張部の表面は、着座者の踵よりも高く且つ踵を覆うように、足裏と対向する部分の表面の位置よりも高く膨張し、
   前記前方膨張部の表面は、着座者のつま先の上面を覆うように、足裏と対向する部分の表面の位置よりも高く膨張することを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ装置。
3. 前記エアバッグ体は、
   前記後方膨張部と前記前方膨張部とが一体形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエアバッグ装置。
4. 前記フロアパネルには、操作ペダルまたはフットレストが設けられ、
   前記エアバッグ体が、前記操作ペダルまたはフットレストを覆うように膨張展開することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアバッグ装置。

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