JP6729454B2

JP6729454B2 - エアバッグシステム

Info

Publication number: JP6729454B2
Application number: JP2017046528A
Authority: JP
Inventors: 桂一熊田; 正人国定; 琢真川合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2037-03-10
Also published as: JP2018149880A

Description

本発明は、衝突時に膨張展開し、乗員を保護するエアバッグシステムに関する。

車両には、各種のエアバッグが搭載され、衝突時において乗員を保護する。例えば、ドライバ席であれば、ステアリングホイール内から膨張展開するエアバッグが最も一般的である。また、特許文献１には、シートのドア側の側部から膨張展開するサイドエアバッグが開示され、特許文献２にはシートの中央側から膨張展開するファーサイドエアバッグが開示されている。

特開２００８-０８７６３１号公報特開２０１６-１０７７２１号公報

側方からの衝突時に、サイドエアバッグにより乗員のドアへの衝突を防止することができ、またファーサイドエアバッグによって、乗員の車両中央側への移動を抑制することができる。ここで、サイドエアバッグは、ドア内面と乗員に挟まれるため、乗員の動きを十分に抑制できる。一方、ファーサイドエアバッグは、シートから前方に膨張展開した場合に、前方が自由端になっている。従って、シート側を起点として左右に揺動しやすく、乗員の中央側への移動を十分に抑制することが難しかった。

本発明に係るエアバッグシステムは、車両シートのシートバックにおける車幅方向において車両の中央側に位置する側部内であって、側部内において上下方向に配置されたサイドフレームより車幅方向内側に配置され、第１インフレータからのガス供給を受けて膨張展開するインサイドエアバッグと、インサイドエアバッグと同じ側部内において、そこに配置されたサイドフレームより車幅方向外側に配置され第２インフレータからのガス供給を受けて膨張展開するファーサイドエアバッグと、を有し、インサイドエアバッグは、膨張展開時の内圧が、ファーサイドエアバッグよりも高圧である。

また、膨張展開したときに、インサイドエアバッグは、ファーサイドエアバッグより小さいとよい。

シートのドア側にサイドエアバッグを有し、膨張展開時のインサイドエアバッグの内圧は、サイドエアバッグの内圧より高いとよい。

また、インサイドエアバッグは、乗員の肩の近辺に当接するように、シートの上部においてのみ膨張展開するとよい。

本発明によれば、高圧のインサイドエアバッグによって、乗員の中央側への移動を効果的に抑制し、車両内装品や他の乗員との接触を回避できる。

実施形態に係るエアバッグシステムの動作を説明する図である。インサイドエアバッグの乗員支持部位を説明する図である。インサイドエアバッグの膨張展開時の状態を説明する図である。インサイドエアバッグの通常時の構成を説明する図である。インサイドエアバッグの膨張展開時の構成を説明する図である。エアバッグシステムの動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

＜全体構成＞
図１は、実施形態に係るエアバッグシステムの概略構成を示す模式図（上から見た図）である。車両の車室１０内には、車両シート（Ｄ席シート）があり、ここに乗員（ドライバ）１４が座る。図においては、シートの背もたれ部分であるシートバック１２を示してある。シートの周辺には、シートベルト１６が設けられており、乗員１４の胸部および腹部側に位置する。図においては、車両の側方からシート脇のバックル１６ａに至るシートベルト１６を示しているが、通常はシートバック１２の下部側方のドア側からバックル１６ａに至るシートベルトも備えている。また、車両の左側のドア１８、右側のドア２０が乗員の両側に位置する。なお、この例では、Ｄ席は左側にあるが、右側にあってもよい。

そして、シートバック１２の左ドア側には、乗員のドア方向（車幅方向外側に向く方向）への移動に対抗するサイドエアバッグ２２が設けられている。また、シートバック１２のサイドエアバッグ２２とは反対側（車幅方向の中央側）の側部１２ａには、乗員をドア側（この例では、左ドア側）に向けて押圧するインサイドエアバッグ２４が設置されている。図１においては、膨張展開した状態を示している。

また、Ｄ席のシートバック１２の車両中央側の側部１２ａに、ファーサイドエアバッグ２６が設けられている。すなわち、側部１２ａ内の車幅方向内側（シートバック１２の中心に近い側）にインサイドエアバッグ２４が位置し、車幅方向外側（シートバック１２の中心から離れた側）にファーサイドエアバッグ２６が位置する。

このような車両において、車両の右側側方からの衝突があった場合、右側のドア２０の内面は図において破線２０ａで示すように車室１０内に凹む（変形する）。この際の衝撃を検知し、サイドエアバッグ２２、インサイドエアバッグ２４が膨張展開し、図示のように乗員１４を両側から、保持、拘束して、乗員の移動を抑制して安全を確保する。

右側からの衝突があると、車両は左側に飛ばされる。この時、乗員も、左側に飛ばされるが、車両との関係では車室内において右側に飛ばされる。なお、サイドエアバッグ２２が膨張展開することも乗員１４が右側に飛ばされる要因となる。シートベルト１６は、衝突検知時にプリテンショナーが作動して、図において矢印方向への力が印加され、乗員への束縛力を強くする。しかし、乗員の保護（シートベルト１６が乗員に加える力が所定以上とならないようにする）のため束縛力はそれほど強くない。

このため、インサイドエアバッグ２４がない場合、図に破線１４ａで示すように乗員１４は車幅方向の中央側に移動する。なお、図においては、乗員１４が中央側に移動した場合のシートベルト１６について示していないが、シートベルト１６は乗員１４の腹部および胸部に沿って伸びる。このように、側部からの衝突に対し、シートベルト１６、サイドエアバッグ２２だけでは、乗員１４の中央側への移動を十分に抑制することはできない。

また、ファーサイドエアバッグ２６は、シートバック１２の側部１２ａ内から前方に膨張展開する。従って、後方端がシートバック１２の側部１２ａに接続されているが、前方側は自由端であり、図において破線２６ａで示したように、側部１２ａ側を基部として揺動する。従って、ファーサイドエアバッグ２６単独では、乗員１４の中央側への移動を十分に抑制することができない。

本実施形態においては、インサイドエアバッグ２４を有しており、これが乗員の図における右方向（車両幅方向の内側）への移動を抑制する。特に、インサイドエアバッグ２４は、比較的小さく乗員１４の肩部を重点的に保持する。すなわち、図２に示すように、乗員において比較的人体耐性の高い肩部の近辺に当接して車両の中心側から支持する。そして、インサイドエアバッグ２４は、膨張展開時の内圧がサイドエアバッグ２２、ファーサイドエアバッグ２６に比べ高圧となっている。従って、乗員の肩に対抗する力が大きく、乗員の移動を効果的に抑制することができる。インサイドエアバッグ２４の内圧は、１５０ｋＰａ〜２００ｋＰａの範囲内に設定することが好適である。

さらに、インサイドエアバッグ２４の乗員１４から離れた側には、ファーサイドエアバッグ２６があり、これがインサイドエアバッグ２４を車両中央側から支持する。これによって、乗員１４の車両中央方向に向けた移動を抑制できる。

＜膨張展開時の構成＞
ここで、図３（Ａ），（Ｂ）には、インサイドエアバッグ２４と、ファーサイドエアバッグ２６が膨張展開した場合の模式図が示してある。図３（Ａ）は上方から見た図、図３（Ｂ）は、車両前方から見た図である。このように、インサイドエアバッグ２４は、シートバック１２の側部１２ａから膨張展開する。インサイドエアバッグ２４は、比較的小さいため、膨張展開したときの前方への膨出距離は比較的小さい。従って、単に膨張展開した場合には、水平方向の断面はほぼ円形であって、前方への距離は乗員の背中から胸の半分くらいの位置までとなっている。なお、図においては、乗員に押しつぶされて細長になっている。そして、縦方向の長さも比較的小さい（乗員の上半身の上半分くらい）ため、インサイドエアバッグ２４の基部はシートに確実に固定される。例えば、インサイドエアバッグ２４を背もたれの側部１２ａ内に収容しておき、衝突時に膨張展開する場合、その膨張展開のための開口の縦方向長さは比較的小さい。従って、インサイドエアバッグ２４の基部を背もたれに強固に保持することができる。従って、インサイドエアバッグ２４は乗員の肩により押圧されても、大きく揺動することはなく、基本的に乗員の肩部のみを確実に支持することができる。

また、シートバック１２は、その背もたれの側部１２ａが前方側に膨出している。インサイドエアバッグ２４は、シートバック１２の側部（シート側部膨出部）１２ａ内に搭載され、側方からの衝突時にここから膨出展開する。また、上述のようにファーサイドエアバッグ２６も膨出展開する。従って、インサイドエアバッグ２４は、膨張展開時にシートバック１２の側部１２ａの内側（乗員側）に位置し、さらにファーサイドエアバッグ２６の内側（乗員側）に位置することになる。これによって、乗員の車幅方向中央側への移動を効果的に防止できる。

なお、インサイドエアバッグ２４は、全体としてかなり小型のものであり、従って内圧を高圧に維持することも容易である。さらに、インサイドエアバッグ２４は人体において比較的耐性の高い肩部を支持するため、人体側に対する問題もない。

＜インサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６の構成＞
ここで、図４，５に基づいて、インサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６の構成について説明する。図４は膨張展開する前の状態を示し、図５は膨張展開後の状態を示している。

Ｄ席には、乗員（ドライバ）１４が座っている。そして、シートバック１２の車幅方向外側（車両中央側）の側部１２ａには、インサイドエアバッグ２４と、ファーサイドエアバッグ２６が収容されている。この例において、インサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６は、シングルチャンバタイプであり、本体２４ｂ，２６ｂは、ナイロン系、ポリエステル系の布材を略円筒状（縦断面長円形、横断面円形）の袋状である（図５参照）。本体２４ｂ，２６ｂは、通常時は折り畳まれており、容易に破断するラップ材２４ｃ，２６ｃで包まれている。

また、インサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６は、インフレータ２４ａ，２６ａ（第１インフレータ２４ａ、第２インフレータ２６ａ）を有している。この例において、インフレータ２４ａ，２６ａは、シリンダータイプであり、インサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６内の後端部に軸が上下方向に向いて収容されている。インフレータ２４ａ，２６ａの外周部からは、上下一対のスタッドボルト２４ｄ，２６ｄが突出しており、これがインサイドエアバッグ２４の本体２４ｂおよび反力付与部３２、ファーサイドエアバッグ２６の本体２６ｂ、サイドフレーム３４を貫通している。そして、スタッドボルト２４ｄ，２６ｄの先端部にナットがねじ止めされることで、インサイドエアバッグ２４が反力付与部３２に、ファーサイドエアバッグ２６がサイドフレーム３４に固定されている。

ここで、シートバック１２は、骨格部材である金属製のシートバックフレームと、シートバックフレームに被せられたシートバックパッド（クッション材）と、シートバックパッドを覆ったシート表皮と、を備えている。シートバックフレームは、シートバック１２の両側内に設けられたサイドフレームと、これらの上部および下部を連結するアッパフレームと、ロアフレームと、を備えている。

図４，５に示したサイドフレーム３４は、Ｄ席のシートバック１２の車両中央側の側部１２ａ内に配置されたサイドフレームで、シートバック１２の骨格の一部を構成する構造部材である。反力付与部３２はサイドフレーム３４に固定されており、従ってインサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６は、サイドフレーム３４に固定されて、側部１２ａ内に収容されている。そして、インサイドエアバッグ２４は、側部１２ａ内のサイドフレーム３４においてシートバック１２の内側に配置され、ファーサイドエアバッグ２６は、側部１２ａ内においてサイドフレーム３４のシートバック１２の外側に配置されている。

インフレータ２４ａ，２６ａの上端部または下端部には、インフレータ２４ａ，２６ａの周方向に並んだ複数のガス噴出口（図示省略）が形成されており、衝突時にインフレータ２４ａ，２６ａが作動（起動）した際には、複数のガス噴出口からガスが放射状に噴出される。これにより、インサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６の本体２４ｂ，２６ｂの内部にガスが供給され、インサイドエアバッグ２４、ファーサイドエアバッグ２６の本体２４ｂ，２６ｂがラップ材２４ｃ，２６ｃを破って車両前方側へ膨張展開する（図５参照）。

＜動作の手順＞
次に、衝突時のエアバッグシステムの動作について、図６に基づいて説明する。側部衝突が発生したかを判定し（Ｓ１１）、発生していなければ、その判定を繰り返す。なお、衝突の検出は、加速度計により検出した側方への加速度が所定のしきい値以上となったことなどにより行えばよい。

側部衝突が発生した場合には、Ｓ１１でＹｅｓとなり、次に乗員を検知する（Ｓ１２）。この乗員検知は、シートの荷重検出や人体検出センサなど各種のセンサを利用すればよい。そして、前席の乗員がＤ席のみかを判定する（Ｓ１３）。すなわち、助手席に乗員がいるか否かを判定する。乗員がＤ席のみの場合には、サイドエアバッグ２２を膨張展開するとともに、シートベルト１６のプリテンショナーを作動させて、シートベルト１６の張力を上昇し、乗員１４の保持力を増加する。なお、この場合も、ファーサイドエアバッグ２６も膨張展開させてもよい。

Ｓ１３の判定において、ＮＯであり、助手席に乗員がいる場合には、サイドエアバッグ２２を膨張展開し、シートベルト１６のプリテンショナーを作動させるとともに、ファーサイドエアバッグ２６も膨張展開する。これはＤ席と助手席の両方に乗員がいる場合に、両者が衝突するのをより確実に防止するためである。

そして、Ｓ１４，１５の処理が終了した場合には、インサイドエアバッグ２４を膨張展開し（Ｓ１６）、その内圧を保持する（Ｓ１７）。これによって、インサイドエアバッグ２４も利用して、乗員を高い拘束力で保護する（Ｓ１８）。

このようにして、側部からの衝突を検出した場合に、インサイドエアバッグ２４を膨出展開することで、乗員１４の車両内側への移動を効果的に防止することができ、乗員１４が衝突側の内装品などとの衝突を防止することができる。さらに、助手席に乗員がいる場合には、ファーサイドエアバッグ２６を併用して乗員同士の接触回避を図ることができる。

１０車室、１２シートバック、１４乗員、１６シートベルト、１６ａバックル、１８，２０ドア、２２サイドエアバッグ、２４インサイドエアバッグ、２６ファーサイドエアバッグ。

Claims

車両シートのシートバックにおける車幅方向において車両の中央側に位置する側部内であって、側部内において上下方向に配置されたサイドフレームより車幅方向内側に配置され、第１インフレータからのガス供給を受けて膨張展開するインサイドエアバッグと、
インサイドエアバッグと同じ側部内において、そこに配置されたサイドフレームより車幅方向外側に配置され第２インフレータからのガス供給を受けて膨張展開するファーサイドエアバッグと、
を有し、
インサイドエアバッグは、膨張展開時の内圧が、ファーサイドエアバッグよりも高圧である、
エアバッグシステム。