JP6878362B2 - エアバッグ装置及びエアバッグ装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ装置及びエアバッグ装置の製造方法に関する。

近年、車両衝突等の事故時に乗員に加わる衝撃から乗員を守るエアバッグ装置が広く普及している（特許文献１−３参照）。

エアバッグ装置は、衝撃に応じて膨張展開するエアバッグが素早く乗員の身体を拘束することによって、乗員の身体がステアリング、インストルメントパネル、フロントガラスなどと衝突する、いわゆる２次衝突を防止する。

特開２０１６−８４１０８号公報 特開２０１６−１４１２７９号公報 特開２０１８−７５９７０号公報

一方、乗員を２次衝突から確実に保護するためには、膨張展開して乗員の身体と圧接するエアバッグの先端面が乗員の運動エネルギーを吸収できる距離（ストローク）を十分に確保する必要がある。

しかし、特許文献１のエアバッグにおいては、エアバッグが錐台状の一部と、該錐台状の底面を覆う先端面とからなりストロークを十分に確保できない。また、特許文献２のエアバッグ装置及び特許文献３のエアバッグにおいても、前記先端面を含む部分がドーム形状をなすので、長いストロークを確保するためには、エアバッグ全体の体積（径）を拡大させることとなり、エアバッグに気体を供給するインフレータも大きくなる。

また、エアバッグの斯かる先端面が平面ではなく凸形の曲面である場合は、前記先端面と接触する乗員の身体に回転力が加わる。従って、斯かる回転力を抑制するためには、前記先端面をなるべく平面にする必要がある。

しかし、このようなことについて、上述した、特許文献１のエアバッグ、特許文献２のエアバッグ装置及び特許文献３のエアバッグにおいては考慮されていない。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ストロークを長寸化でき、かつ乗員の身体と接する部分を近平面化できるエアバッグ装置、及び斯かるエアバッグ装置の製造方法に関する。

本発明に係るエアバッグ装置は、膨張展開時に供給源から気体を供給するエアバッグ装置において、膨張展開時に、膨張先に向けて拡径する円筒状をなし、前記供給源が小径の一端側に設けられる第１部分と、膨張展開時に、膨張先に向けて縮径する円筒状をなし、大径の一端が前記第１部分の他端に結合された第２部分とを備え、前記第１部分及び前記第２部分は同一軸心上に配置され、軸心方向における前記第１部分の長さは、前記第２部分の長さ以上であることを特徴とする。

本発明に係るエアバッグ装置の製造方法は、供給源から気体を供給するエアバッグ装置の製造方法において、膨張展開時に、膨張先に向けて拡径する円筒状をなし、小径の一端側に前記供給源が設けられる第１部分を構成する第１シートは、中抜き円板から一部を欠落させた形状をなし、前記第１シートの周方向における両縁部を結合させることを特徴とする。

本発明によれば、ストロークを長寸化でき、かつ乗員の身体と接する部分を近平面化できる。

本実施の形態に係るエアバッグ装置を概略的に示す例示図である。 本実施の形態に係るエアバッグ装置のエアバッグが膨張展開した状態を概略的に示す図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。 本実施の形態に係るエアバッグ装置の基端シートを概略的に示す図である。 本実施の形態に係るエアバッグを構成するシート部材を示す図である。 本実施の形態に係るエアバッグ装置のテザーを概略的に示す図である。 本実施の形態に係るエアバッグ装置のストロークを、後側（表側部）がドーム形状である従来のエアバッグ装置と対比した結果を示す図である。 本実施の形態に係るエアバッグが異なる表面形状を有する例を説明する例示図である。 本実施の形態に係るエアバッグが異なる表面形状を有する例を説明する例示図である。

以下に、本発明の実施の形態に係るエアバッグ装置及びエアバッグ装置の製造方法について、図面に基づいて詳述する。

図１は、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００を概略的に示す例示図である。図１Ａはエアバッグ装置１００が稼働する前の状態を示す図であり、図１Ｂはエアバッグ装置１００が稼働した状態を示す図である。

本実施の形態において、エアバッグ装置１００は運転席用のフロンタルエアバッグ装置として実施される。

エアバッグ装置１００は、車両衝突等によって車両に衝撃が与えられた場合に膨張展開するエアバッグ１を備える。エアバッグ１は、折畳み又は巻回等されて、ステアリングホイール２００の中央に設けられた収納部３００に収納され、カバー４００が収納部３００を蓋する。

収納部３００には、エアバッグ１の他に、膨張用のガスの供給源であるインフレータ４（図２参照）が収納されている。インフレータ４は、車両衝突等に応じてセンサ（図示せず）から送られる衝撃の検知信号によって稼働し、エアバッグ１にガスを供給する。エアバッグ１は、インフレータ４から供給されるガスによって瞬時に膨張し、その膨張圧でカバー４００を開裂等してステアリングホイール２００に対向する運転席に向かって膨張展開する。

エアバッグ１は複数の布地からなる。エアバッグ１は、例えば、複数の布地を縫い合わせにより結合して構成している。本実施の形態のエアバッグ装置１００はこれに限るものではない。エアバッグ１は人工皮革又は合成皮革等の皮革から構成されてもよく、接着剤を用いて結合されても良い。

以下、説明の便宜上、エアバッグ装置１００が稼働した状態、即ち、エアバッグ１が膨張展開した状態に基づいて説明する。また、エアバッグ１に対して、膨張先の運転席側を後とし、ステアリングホイール２００側を前とする。

図２は、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００のエアバッグ１が膨張展開した状態を概略的に示す図である。図２Ａはエアバッグ１が膨張展開した状態を示す側面図、図２Ｂはエアバッグ１が膨張展開した状態を示す正面図、図２Ｃはエアバッグ１が膨張展開した状態を示す背面図である。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。図２及び図３においては、ステアリングホイール２００を破線にて示している。

インフレータ４はエアバッグ１の前側に設けられており、インフレータ４よりも後方向に膨張展開する。即ち、エアバッグ１の膨張先は、インフレータ４及びエアバッグ１の並設方向においてインフレータ４からエアバッグ１側に向かう方向である。エアバッグ１は、膨張展開時前側に位置する裏側部１１と、後側に位置する表側部１２とを含む。

裏側部１１は膨張先の後側に向けて拡径する円筒状をなす第１円筒部１１１（第１部分）を有する。第１円筒部１１１において、小径を有する小径端１１２側にインフレータ４が設けられ、大径を有する大径端１１３は前向きに開口している。大径端１１３側には表側部１２が位置している。

表側部１２は膨張先の後側に向けて縮径する円筒状をなす第２円筒部１２１（第２部分）を有する。第２円筒部１２１は、大径を有する大径端１２２が、第１円筒部１１１の大径端１１３と例えば、縫い合わせにより結合されている。図２中の１０３は縫合線を示している。

第１円筒部１１１には小径端１１２側の開口を覆うように基端シート３が設けられている。図４は、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００の基端シート３を概略的に示す図である。基端シート３は略円板状をなす布地からなる。周方向に等間隔にて、３箇所に、後述するテザー５（帯体５１）の端部を固定する固定部３２が形成されている。各固定部３２は径方向に延びるように形成されている。帯体５１の端部は縫い合わせによって固定部３２に固定されている。

例えば、基端シート３の縁部（図４中二点鎖線参照）は小径端１１２の縁部と縫合されている（図２の縫合線３１参照）。また、基端シート３の中心部には貫通孔３３が形成されており、貫通孔３３を介してインフレータ４が基端シート３に接続されている。

インフレータ４は、上述したように、車両衝突等によって衝撃に与えられた場合、エアバッグ１にガスを供給し、エアバッグ１を膨張展開させる。インフレータ４にはディフューザー（図示せず）が設けられている。前記ディフューザーは、インフレータ４が供給するガスをエアバッグ１内に速やかに分散放出させる。

第１円筒部１１１には、基端シート３付近に、２つのベントホール４１が形成されている。ベントホール４１はエアバッグ１の内部からガスを外部へ排出させる。

第２円筒部１２１には、小径を有する小径端１２３側の開口を覆うように先端シート２が設けられている。先端シート２は円板状をなす布地からなる。例えば、先端シート２の縁部は小径端１２３の縁部と縫合されている（図２の縫合線２１参照）。
外部からの衝撃によってエアバッグ１が膨張展開する場合、先端シート２は展開先の乗員の身体（例えば、頭部、首等）と素早く圧接して拘束（保護）し、２次衝突を防ぐ。

図２及び図３に示すように、裏側部１１（第１円筒部１１１）及び表側部１２（第２円筒部１２１）は同一軸心（図２において一点鎖線、図３において二点鎖線にて表示）上に位置している。斯かる軸心方向（車両の前後方向）において、第１円筒部１１１の長さ（図３のＬ１）は、第２円筒部１２１の長さ（図３のＬ２）以上である。望ましくは、第１円筒部１１１の長さ（図３のＬ１）は、第２円筒部１２１の長さ（図３のＬ２）と同一である。本実施の形態に係るエアバッグ装置１００はこれに限るものではなく、前記Ｌ１が前記Ｌ２より少し長くても良い。

図５は、本実施の形態に係るエアバッグ１を構成するシート部材を示す図である。なお、図５においては、縫合が行われる位置、即ち縫合線の位置を二点鎖線にて示している。

以下、説明の便宜上、第１円筒部１１１を構成する布地を第１シート１１１Ａと称し、第２円筒部１２１を構成する基布を第２シート１２１Ａと称す。即ち、第１円筒部１１１は第１シート１１１Ａからなり、第２円筒部１２１は第２シート１２１Ａからなる。

第１シート１１１Ａは扇形をなす。より詳しくは、第１シート１１１Ａは中抜き円板から一部を欠落させた形状をなし、第１シート１１１Ａの欠落部１１４は所定の中心角を有する。第２シート１２１Ａも第１シート１１１Ａと同様、中抜き円板から一部を欠落させた形状をなし、第２シート１２１Ａの欠落部１２４は第１シート１１１Ａと異なる中心角を有する。

例えば、第１シート１１１Ａにおいて内周及び外周間の半径方向の寸法Ｒ１は、第２シート１２１Ａにおいて内周及び外周間の半径方向の寸法Ｒ２は同じである。

上述したように、第１シート１１１Ａの欠落部１１４の中心角θ１（鋭角）は、第２シート１２１Ａの欠落部１２４の中心角θ２（鋭角）と相違する。θ１はθ２より小さい。例えば、第１シート１１１Ａの欠落部１１４の中心角θ１は１１１°であり、第２シート１２１Ａの欠落部１２４の中心角θ２は１１３°である。換言すれば、第２シート１２１Ａの欠落部１２４が第１シート１１１Ａの欠落部１１４より広い。

本実施の形態に係るエアバッグ１はこれに限るものではなく、第１シート１１１Ａの欠落部１１４の中心角θ１が、第２シート１２１Ａの欠落部１２４の中心角θ２と同じであっても良い。
斯かる角度によって、前記軸心方向において、基端シート３から先端シート２までの距離であるストロークが変わる。また、前記角度は先端シート２及び基端シート３に応じて変更される。従って、前記角度は必要に応じて変更しても良い。

本実施の形態に係るエアバッグ装置１００はその製造過程において、第１シート１１１Ａにおける周方向の両縁同士が縫合される（図２及び図５の縫合線１０４参照）。これによって、第１円筒部１１１が形成される。この際、縫合線１０４は、例えば第１円筒部１１１の下方に位置する。
更に、製造工程では、基端シート３の縁部が第１シート１１１Ａの内周部と縫合される（図２及び図３の縫合線３１参照）。また、第２シート１２１Ａの外周部が第１シート１１１Ａの外周部と縫合される（図２、図３及び図５の縫合線１０３参照）。

また、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００はその製造過程において、第２シート１２１Ａにおける周方向の両縁同士が縫合される（図２及び図５の縫合線１０５参照）。これによって、第２円筒部１２１が形成される。この際、縫合線１０５は、例えば第２円筒部１２１の下方に位置する。
更に、製造過程では、先端シート２の縁部が第２シート１２１Ａの内周部と縫合される（図２及び図３の縫合線２１参照）。また、第１シート１１１Ａの外周部が第２シート１２１Ａの外周部と縫合される（図２、図３及び図５の縫合線１０３参照）。

エアバッグ１の内側には、前記軸心方向における先端シート２の位置を調整するテザー５（調整部材）が設けられている。図６は、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００のテザー５を概略的に示す図である。テザー５は円板状をなす円板部５２と、円板部５２の周方向に等間隔にて、３箇所に形成された幅細い帯体５１とを有する布地からなる。各帯体５１は円板部５２の径方向に延びるように形成されている。

テザー５は、円板部５２が、先端シート２の内側面と対向するように、先端シート２と同一軸心上に位置し、円板部５２の縁部（図６中二点鎖線参照）が先端シート２の縁部と縫合されている（図２の縫合線２１参照）。
図６にはテザー５が３本の帯体５１を有する場合を例示しているが、これに限るものではなく、互いに対向する位置に設けられた２本でも良い。

テザー５は、上述したように、帯体５１の端部が縫い合わせによって固定部３２に固定される。これによって、エアバッグ１の膨張展開時において、前記軸心方向における先端シート２の位置が拘束される。例えば、図３に示すように、帯体５１は、円板部５２の周縁において周方向の所定範囲に形成されており、膨張展開時には円板部５２をインフレータ４側に引っ張る。従って、先端シート２において、膨張展開時に乗員の頭部、首等と圧接する部分（縫合線２１によって画定される範囲）の平面化を向上させることができる。
以下、先端シート２において縫合線２１によって画定される範囲を先端シート２ともいう。

このような構成を有することによって、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、車両衝突等の事故時に素早く乗員の頭部、首等を保護することができる。

本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、上述したように、裏側部１１は前側に向けて縮径する中空の円錐台形状をなし、表側部１２は後側に向けて縮径する中空の円錐台形状をなすので、膨張展開時のストロークが長い。

即ち、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、第１円筒部１１１及び第２円筒部１２１の縫合線１０３と、第１円筒部１１１における縫合線１０５と、第２円筒部１２１における縫合線１０４とによって、裏側部１１及び表側部１２が上述したような中空の円錐台形状をなす。これによって、エアバッグ装置１００においては、前記軸心方向と交差する方向、換言すれば、裏側部１１及び表側部１２における径方向への膨張が制限される。従って、表側部１２の先端（小径端１２３）に向かって素早くガスが流れるので、エアバッグ装置１００の稼働早期に、かつ長いストロークが確保できる。

また、裏側部１１及び表側部１２が中空の円錐台形状をなすことから、エアバッグ１は変形が容易になり、これによって、先端シート２に係る引力を下げることができる。従って、乗員保護の際に、乗員の身体に与え得るダメージを少なくすることができる。

ストロークは、エアバッグ１が乗員と接して乗員の運動エネルギーを吸収する距離であると言える。従って、長いストロークが確保できるので、エアバッグ装置１００の稼働早期に、かつ確実に、乗員の頭部、首等に先端シート２が圧接して拘束し、乗員を２次衝突から保護できる。

図７は、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００のストロークを、後側（表側部）がドーム形状である従来のエアバッグ装置と対比した結果を示す図である。図７において符号Ｅ１（一点鎖線にて表示）及び符号Ｅ２（二点鎖線にて表示）は従来のエアバッグ装置を表す。
エアバッグ装置Ｅ１は直径７００ｍｍであり、エアバッグ装置Ｅ２は直径６７５ｍｍである。本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は直径５００ｍｍである。

エアバッグ装置Ｅ１及びエアバッグ装置Ｅ２を対比してみると、直径が減少することによってストロークが短くなっている。
これに対して、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、従来のエアバッグ装置Ｅ１、Ｅ２より直径が小さいにも関わらず、従来のエアバッグ装置Ｅ１、Ｅ２よりストロークが長い。

このように、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、体積（直径）の減少にも関わらず、従来のエアバッグ装置Ｅ１、Ｅ２より早期に、且つ長いストロークが得られるので、インフレータ４に用いられるガスポンプを小型化することができる。

すなわち、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、体積の減少にも関わらず、長いストロークが得られるので、インフレータ４の出力を下げ、ガス発生量が小さいインフレータ４に置き換えることができる。

更に、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００においては、先端シート２の周縁が第２円筒部１２１の小径端１２３の縁と縫合されている。従って、膨張展開時に、先端シート２の周縁には径方向に均一な引力が作用する。よって、先端シート２（縫合線２１によって画定される範囲）が近平面を形成する。

エアバッグ装置においては、乗員の頭部、首等と圧接する部分が曲面であると、乗員の頭部、首等に回転力が加わるという問題がある。
本実施の形態に係るエアバッグ装置１００においては、上述したように、先端シート２が近平面を形成することに加え、ストロークが長いこと及び先端シート２が可変であることの相乗効果によって、乗員の身体に加わる回転力を抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、車両衝突等の事故時（膨張展開時）に、長いストロークで、かつ平坦な先端シート２にて素早く乗員の頭部、首等を圧接して拘束することによって乗員を２次衝突から保護する。その後、裏側部１１がステアリングホイール２００と接触することによって、ステアリングホイール２００の反発力も受け、エアバッグ１が変形しながら乗員が受ける衝撃（運動エネルギ―）を吸収する。

また、前記エネルギー（Ｅ）を、保護（拘束）自に乗員に係る力（Ｆ）と、ストローク（Ｓ）との関係で表すと、「Ｅ＝ＦＳ」となる。従って、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００はストローク（Ｓ）を長くすることによって、乗員に係る力（Ｆ）を減らすことも可能である。

（変形例）
本実施の形態に係るエアバッグ装置１００は、必要に応じて、エアバッグ１の表面の形状を変えることができる。図８及び図９は本実施の形態に係るエアバッグ１が異なる表面形状を有する例を説明する例示図である。以下、説明の便宜上、図８及び図９、並びに図３に基づいて説明する。

図８では、エアバッグ１の先端シート２が第２円筒部１２１の小径端１２３より膨張先に突出している。図３では、先端シート２が平面であり、第２円筒部１２１の小径端１２３の縁と同一面をなしている。図９では、先端シート２と第２円筒部１２１の小径端１２３の縁を含む端部とが同一平面をなしている。

このようなエアバッグ１における表面の形状の変化は、テザー５を介して前記軸心方向における先端シート２の位置を調整することによって実現される。即ち、図３におけるテザー５の帯体５１の長さよりも長さを長くすることによって図８に係るエアバッグ１の表面の形状が得られ、図３におけるテザー５の長さよりも長さを短くすることによって図９に係るエアバッグ１の表面の形状が得られる。

上述したように、帯体５１は、円板部５２の周縁において周方向の所定範囲に形成されている。また、縫合線２１は円板部５２の周縁より内側に形成されている。従って、本実施の形態に係るエアバッグ装置１００のエアバッグ１では、膨張展開時に、先端シート２において縫合線２１によって画定される範囲より広い範囲を平面化することができる（図９参照）。

図８に示すエアバッグ１の表面の形状では、先端シート２が突出しているだけ長いストロークが得られる。図３に示すエアバッグ１の表面の形状では、先端シート２が平面であるので、上述したように、乗員の身体に加わる回転力の抑制力が得られる。図９に示すエアバッグ１の表面の形状では、表面における平面部の割合が大きいので、前記回転力の抑制力を高めることができる。

１ エアバッグ
２ 先端シート
４ インフレータ
５ テザー
１１ 裏側部
１２ 表側部
５１ 帯体
５２ 円板部
１００ エアバッグ装置
１１１ 第１円筒部
１１２ 小径端（一端）
１１３ 大径端（他端）
１２１ 第２円筒部
１２２ 大径端（一端）
１２３ 小径端（他端）
１１１Ａ 第１シート
１２１Ａ 第２シート

Claims (11)

1. 膨張展開時に供給源から気体を供給するエアバッグ装置において、
   膨張展開時に、膨張先に向けて拡径する円筒状をなし、前記供給源が小径の一端側に設けられる第１部分と、
   膨張展開時に、膨張先に向けて縮径する円筒状をなし、大径の一端が前記第１部分の他端に結合された第２部分とを備え、
   前記第１部分及び前記第２部分は同一軸心上に配置され、
   軸心方向における前記第１部分の長さは、前記第２部分の長さ以上であることを特徴とするエアバッグ装置。
2. 前記第１部分は中抜き円板から一部を欠落させた形状をなす第１シートからなり、
   前記第２部分は前記第１シートと相似形状である第２シートからな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. 前記第１シートにおける欠落部の中心角は、前記第２シートにおける中心角より小さいことを特徴とする請求項２に記載のエアバッグ装置。
4. 前記第２部分の他端に設けられた、円板形の先端シートを備えることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載のエアバッグ装置。
5. 前記軸心方向における前記先端シートの位置を調整する調整部材を備えることを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ装置。
6. 前記調整部材は、
   前記第２部分の前記他端より大径であって、前記先端シートの内側と結合される円板部と、
   前記円板部の周方向にて等間隔に設けられ、かつ前記円板部の径方向に延びる複数の帯体とを有することを特徴とする請求項５に記載のエアバッグ装置。
7. 膨張展開時に、前記調整部材は、前記先端シートが前記第２部分の前記他端の縁より突出するように調整することを特徴とする請求項５又は６に記載のエアバッグ装置。
8. 膨張展開時に、前記調整部材は、前記先端シートが前記第２部分の前記他端の縁と同一平面をなすように調整することを特徴とする請求項５又は６に記載のエアバッグ装置。
9. 膨張展開時に、前記調整部材は、前記先端シートと前記第２部分の前記他端側の端部とが同一平面をなすように調整することを特徴とする請求項５又は６に記載のエアバッグ装置。
10. 前記第１シートにおける周方向の両縁部の結合部は前記第１部分の下方に位置され、
    前記第２シートにおける周方向の両縁部の結合部は前記第２部分の下方に位置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のエアバッグ装置。
11. 供給源から気体を供給するエアバッグ装置の製造方法において、
    膨張展開時に、膨張先に向けて拡径する円筒状をなし、小径の一端側に前記供給源が設けられる第１部分を構成する第１シートは、中抜き円板から一部を欠落させた形状をなし、
    膨張展開時に、膨張先に向けて縮径する円筒状をなし、大径の一端が前記第１部分の他端に結合された第２部分を構成する第２シートは、前記第１シートに相似な形状をなし、
    前記第１シートの周方向における両縁部を結合させ、
    前記第２シートの周方向における両縁部を結合させ、
    円板状の先端シートを前記第２シートの内周の縁部に結合させることを特徴とするエアバッグ装置の製造方法。

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