JP7133418B2

JP7133418B2 - エアバッグ装置

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Publication number: JP7133418B2
Application number: JP2018183847A
Authority: JP
Inventors: 勇長澤; 勇人相内; 央米山; 愛美相川
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: JP2020050282A

Description

本発明は、車両に衝突した保護対象者に対し、フロントピラーへの衝突エネルギーを吸収するエアバッグ装置に関する。

従来から、歩行者などの保護対象者が車両に衝突した際には、車両のフロントピラーの前面側にエアバッグを展開させて膨張し、保護対象者を保護するエアバッグ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－２３５００７号公報

しかしながら、特許文献１のエアバッグ装置は、車両の室外側の格納スペースに格納されており、車体の構造体の強度低下を抑えながらも、空いている室外側のスペースにエアバッグ装置の格納スペースを大きく確保することは困難であり、フロントピラーに対するエアバッグの保護範囲を大きくすることも困難であった。

特に、車両に衝突した保護対象者が自転車で走行中のサイクリストであるような場合には、サイクリストの重心位置が高く、自転車と車両との相対速度も速くなることから、衝突時におけるサイクリストの飛翔軌跡が安定しないばかりか、飛翔距離も長くなり、フロントピラーに対して様々な方向および速度で衝突し、フロントピラーに対するエアバッグの保護範囲を大きくすることが望まれていた。例えば、歩行者であれば、下半身を車両のバンパによって払われて、フードまたはカウルに二次衝突した後に、フロントガラスやフロントピラーに三次衝突する飛翔軌跡を想定できるが、サイクリストであると、フードに二次衝突せずに、フロントガラスやフロントピラーの上端部側に直接衝突する飛翔軌跡も想定できる。このように、保護対象者がサイクリストであることも考慮すれば、フロントピラーに対するエアバッグの保護範囲を大きくすることが望まれていた。

本発明は、上記課題を解決するものであり、小さいエアバッグでありながらも、フロントピラーに対するエアバッグの保護範囲をより大きくすることができるエアバッグ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、車両のフロントピラーの前面側で膨張するエアバッグと、該エアバッグを膨張させる膨張ガスを供給するインフレータとを備えたエアバッグ装置において、前記フロントピラーの前面側には、樹脂製のピラーカバーを備えており、前記フロントピラーと前記ピラーカバーとの間には、複数のフレームを交差して交差点を軸支するパンタグラフ機構を有するとともに、前記交差点の上方または下方に前記エアバッグを配置し、前記エアバッグは、前記インフレータにより膨張ガスが供給されると、該エアバッグの膨張力により前記パンタグラフ機構のフレームを押し上げて前記ピラーカバーを上昇させることを特徴とする。

また、前記フレームは、可撓性を有する樹脂材料で構成されていることが好ましい。

また、前記パンタグラフ機構の交差点又はその他の軸支は、前記フレームを押し下げる方向の回転を抑止するワンウェイロック構造で構成されていることが好ましい。

また、前記パンタグラフ機構は、破断され易い脆弱部を有することが好ましい。

また、前記脆弱部は、破断が可能な切込み部であることが好ましい。

また、前記脆弱部は、前記交差点を基準として前記エアバッグの反対側に設けられていることが好ましい。

また、前記脆弱部は、前記交差点を基準として前記エアバッグの配置側に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、小さいエアバッグでありながらも、フロントピラーに対するエアバッグの保護範囲をより大きくすることができる。

本発明のエアバッグ装置を備えた車両の正面図である。エアバッグ装置を備えた車両の側面図である。フロントピラーの概略横断面図であり、図１のＡ－Ａ断面図である。エアバッグが展開したときの車両の側面図である。エアバッグ及びパンタグラフ機構の拡大図である。パンタグラフ機構の軸支部の拡大図である。ピラーカバーを取り外したときのフロントピラーの正面拡大図である。ピラーカバーの上昇形態を示す車両の側面図である。

本発明のエアバッグ装置は、車両に衝突した保護対象者に対して、フロントピラーへの衝突エネルギーを吸収するためのものである。
以下、本発明の実施形態を、図１～図８に基づいて説明する。

図１は、本発明のエアバッグ装置Ｅを備えた車両１の正面図であり、図２は、エアバッグ装置Ｅを備えた車両１の側面図である。なお、本発明のエアバッグ装置Ｅは、図１に示すように、車両に対して左右対称に配置されており、一方のエアバッグ装置を中心に説明を行い、他方のエアバッグ装置については詳しい説明は省略する。

図１及び図２に示すように、エアバッグ装置Ｅを備えた車両１は、フロントフェンダ２、フロントフード３、車室の上面を区画しているルーフ４、フロントピラー５、車室の側面を区画しているサイドドア６等を外殻とするメインボディから構成されている。

フロントピラー５は、車室の前面を区画しているフロントガラス１０の両側縁を固定するとともに、上方でルーフ４を支持している。なお、図示は省略するが、ルーフ４は、車室の前面側に配置されたフロントピラー５の他にも、車室の中央側に配置されたフロントピラー、車室の後方側に配置されたリヤピラーによっても支持されている。

サイドドア６は、昇降可能なサイドガラス１１と昇降不能な三角窓１２とを保持しており、サイドドア６の上部にはドアミラー２０が取り付けられている。

そして、エアバッグ装置Ｅは、フロントピラー５の前面側に取り付けられるピラーカバー５０の内部に格納されている。

図３は、フロントピラー５の周辺の概略横断面図であり、図１のＡ－Ａ断面図である。また、図３（ａ）は、エアバッグが展開する前の状態を示しており、図３（ｂ）は、エアバッグが展開した後の状態を示している。

図３（ａ）に示すように、フロントピラー５の前面側には、可撓性を有する樹脂製のピラーカバー５０が取り付けられ、フロントピラー５の背面側には、樹脂製のピラートリム３０が取り付けられている。

フロントピラー５には、ピラーフランジ部５ａがスポット溶接されており、ピラーフランジ部５ａが接着剤３１を介してフロントガラス１０を固定している。

フロントガラス１０とフロントピラー５との間の隙間であって、ピラーフランジ部５ａの前面側には、雨水の進入を防ぐウォータガイド３２が取り付けられている。また、ピラートリム３０は、フロントピラー５及びピラーフランジ部５ａの車室内側を覆うように取り付けられている。

そして、エアバッグ装置Ｅは、可撓性を有するエアバッグ１０１と、エアバッグ１０１を膨張させる膨張ガスを供給するインフレータ（図示せず）と、ピラーカバー５０を上昇させるためのパンタグラフ機構１１０とを備え、ピラーカバー５０の内部に配置されている。

パンタグラフ機構１１０は、左右一対の樹脂製のフレーム部１１０ａと、左右一対のフレーム部１１０ａを交差して交差点を軸支する軸支部１１０ｂとを一段のパンタグラフとして、三段のパンタグラフと、三段のパンタグラフの最下端にあるフレーム部１１０ａを摺動させるスライダ１１０ｃとを備えて構成されている。

なお、本実施形態においては、パンタグラフ機構１１０は、三段のパンタグラフで構成したが、一段のパンタグラフでもよく、パンタグラフの段数には限定されない。

パンタグラフ機構１１０は、三段のパンタグラフの最上端では、一方のフレーム部１１０ａを留め具１１１によりピラーカバー５０に取り付け、他方のフレーム部１１０ａをゴム等の弾性体１１２によりピラーカバー５０に取り付けている。また、パンタグラフ機構１１０は、スライダ１１０ｃをフロントピラー５に取り付けている。

エアバッグ１０１は、パンタグラフ機構１１０における最下端の軸支部１１０ｂの下方に配置されている。

図３（ｂ）に示すように、エアバッグ１０１は、インフレータにより膨張ガスが供給されると、膨張を行い、最下端のフレーム部１１０ａを押し上げて、ピラーカバー５０を上昇させる。

ここで、パンタグラフ機構１１０は、複数の軸支部１１０ｂを結んだ中心線が車幅方向内側へ向かうように配置されており、エアバッグ１０１は、ピラーカバー５０を車幅方向内側へ上昇させることになる。これにより、より衝突する可能性が高い方向からの保護対象者を保護することができる。

なお、本実施形態においては、パンタグラフ機構１１０は、複数の軸支部１１０ｂの中心線が車幅方向内側へ向かうように配置したが、複数の軸支部１１０ｂの中心線が車幅方向外側へ向かうように配置してもよく、車幅方向と垂直の真正面側へ向かうように配置してもよい。

図４は、エアバッグ１０１が展開したときの車両１の側面図であり、図３（ｂ）の状態における車両１の側面図にも対応している。

図３（ｂ）、図４に示すように、エアバッグ装置Ｅは、車両１の衝突を検知すると、エアバッグ１０１及びパンタグラフ機構１１０により、可撓性を有する樹脂製のピラーカバー５０を大きく上昇させて、保護対象者のフロントピラー５への衝突エネルギーを吸収することができる。

特に、本実施形態においては、パンタグラフ機構１１０によりピラーカバー５０を大きく上昇させながらも、小さいエアバッグ１０１で済むので、エアバッグ１０１のバッグ容量のコンパクト化を図ることができる。

図５は、エアバッグ１０１及びパンタグラフ機構１１０の拡大図である。

図５（ａ）に示すように、フレーム部１１０ａには、破断され易い薄肉の「脆弱部」としての切込み部１１３ａが、エアバッグ１０１側の軸支部１１０ｂを基準として、エアバッグ１０１の反対側に２ヶ所設けられている。

これにより、保護対象者がピラーカバー５０に衝突した際に、切込み部１１３ａによりフレーム部１１０ａを破断させることにより、保護対象者のフロントピラー５への衝突エネルギーを吸収することができる。

さらには、切込み部１１３ａをエアバッグ１０１の反対側に設けた場合には、エアバッグ１０１が膨張する際に、エアバッグ１０１自体の膨張により切込み部１１３ａを破断することがない。

本実施形態においては、切込み部１１３ａは２ヶ所であるが、１ヶ所でも３ヶ所以上でもよい。なお、切込み部１１３ａを複数設ける場合には、フレーム部１１０ａの端にある節で連結している同じ系統のフレーム部１１０ａに設けることが望ましい。いわゆるパンタグラフの両手が切り離されて、ピラーカバー５０がフロントピラー５から落ちないようにするためである。

また、図５（ｂ）に示すように、フレーム部１１０ａには、破断され易い薄肉の切込み部１１３ｂを、エアバッグ１０１側の軸支部１１０ｂを基準として、エアバッグ１０１の配置側に設けてもよい。

このように、切込み部１１３ｂをエアバッグ１０１の配置側に設けた場合には、エアバッグ１０１が膨張する際に切込み部１１３ｂが破断さえしなければ、保護対象者がピラーカバー５０に衝突した際に、パンタグラフ機構１１０により衝突エネルギーを効果的に吸収した後に、残りの衝突エネルギーをエアバッグ１０１が吸収でき、より効率的に衝突エネルギーを吸収することができる。

なお、図５においては、破断され易い脆弱部をフレーム部１１０ａの切込み部１１３ａ、ｂとして構成したが、フレーム部１１０ａをテーパー状に構成し、細い個所を脆弱部として構成してもよい。さらには、太いフレーム部１１０ａと細いフレーム部１１０ａとで太さの異なるパンタグラフを構成し、細いフレーム部１１０ａを脆弱部として構成してもよい。

図６は、パンタグラフ機構１１０の軸支部１１０ｂの拡大図である。

図６に示すように、軸支部１１０ｂは、傾斜した爪を有する爪車１１４ａと、可撓性を有し、爪車１１４ａの爪と係合する係合爪１１４ｂとを備えており、フレーム部１１０ａを押し下げる方向の回転を抑止するワンウェイロック構造で構成されている。

本実施形態においては、パンタグラフ機構１１０の全ての軸支部１１０ｂをワンウェイロック構造で構成したが、パンタグラフ機構１１０の一部の軸支部１１０ｂをワンウェイロック構造で構成してもよい。例えば、パンタグラフ機構１１０におけるエアバッグ１０１の配置側（背面側）の軸支部１１０ｂのみをワンウェイロック構造で構成してもよいし、パンタグラフ機構１１０におけるピラーカバー５０の配置側（前面側）の軸支部１１０ｂのみをワンウェイロック構造で構成してもよい。

このようにパンタグラフ機構１１０の軸支部１１０ｂをワンウェイロック構造で構成することにより、パンタグラフ機構１１０は、エアバッグ１０１の膨張によりフレーム部１１０ａを押し上げるときには、ピラーカバー５０を素早く上昇させることができ、保護対象者のピラーカバー５０への衝突によりフレーム部１１０ａを押し下げるときには、軸支部１１０ｂの回転が抑止されるので、保護対象者のフロントピラー５への衝突エネルギーを吸収することができる。

上述したように、本実施形態では、パンタグラフ機構１１０は、フレーム部１１０ａに破断され易い脆弱部（切込み部１１３ａ、ｂ等）を備え、軸支部１１０ｂにワンウェイロック構造を備えて構成したが、いずれか一方のみを備えて構成してもよく、両方を備えずに構成してもよい。

図７は、ピラーカバー５０を取り外したときのフロントピラー５の正面拡大図である。

図７（ａ）に示すように、ピラーカバー５０の内部には、エアバッグ１０１及びパンタグラフ機構１１０で１組の上昇機構２００として、複数組の上昇機構２００が配置されており、それぞれのエアバッグ１０１は、ガスチューブ１１５により接続されている。

本実施形態では、インフレータは、フロントピラー５の最上端のガスチューブ１１５に接続している。このため、上から順番にエアバッグ１０１に膨張ガスが供給され、エアバッグ１０１は上から順番に膨張することになるので、非常に微差の時間ではあるが、フロントピラー５の上端側からの衝突を優先して保護することができる。

なお、インフレータを、フロントピラー５の最下端のガスチューブ１１５に接続して、下から順番にエアバッグ１０１が膨張するように構成してもよい。この場合には、フロントピラー５の下端側からの衝突を優先して保護することができる。

また、本実施形態では、複数組の上昇機構２００をそれぞれ同じ構成とすることで、図４に示すように、ピラーカバー５０は同じ上昇距離だけ上昇する。
しかしながら、複数組の上昇機構２００に対し、エアバッグ１０１の大きさ、パンタグラフ機構１１０のパンタグラフの段数、パンタグラフ機構１１０のフレーム部１１０ａの長さを変更することにより、ピラーカバー５０の上昇距離を変更させてもよい。

例えば、図８（ａ）に示すように、ピラーカバー５０の上端側の傾斜をより大きくしたい場合には、フロントピラー５の下端側の上昇機構２００から順に、（Ａ）エアバッグ１０１を大きくしていくか、（Ｂ）パンタグラフの段数を増やしていくか、（Ｃ）フレーム部１１０ａの長さを長くしていけばよい。

また、図８（ｂ）に示すように、ピラーカバー５０の下端側の傾斜をより大きくしたい場合には、フロントピラー５の下端側の上昇機構２００から順に、（Ａ）エアバッグ１０１を小さくしていくか、（Ｂ）パンタグラフの段数を減らしていくか、（Ｃ）フレーム部１１０ａの長さを短くしていけばよい。

さらには、本実施形態では、ピラーカバー５０の上昇形態を一形態としたが、ピラーカバー５０の上昇形態を複数形態としてもよい。

図７（ｂ）は、ピラーカバー５０の上昇形態を複数形態とした場合におけるピラーカバー５０を取り外したときのフロントピラー５の正面拡大図である。

図７（ｂ）に示すように、ピラーカバー５０の内部には、ピラーカバー５０の第１形態に対応し、第１エアバッグ１０１ａと第１パンタグラフ機構１２１とで１組の第１上昇機構２０１として、複数組の第１上昇機構２０１が配置されており、それぞれの第１エアバッグ１０１ａは、第１ガスチューブ１１５ａにより接続されている。また、第１インフレータは、フロントピラー５の最上端の第１ガスチューブ１１５ａに接続されている。

さらに、ピラーカバー５０の内部には、ピラーカバー５０の第２形態に対応し、第２エアバッグ１０１ｂと第２パンタグラフ機構１２２とで１組の第２上昇機構２０２として、複数組の第２上昇機構２０２が配置されており、それぞれの第２エアバッグ１０１ｂは、第２ガスチューブ１１５ｂにより接続されている。また、第１インフレータとは異なる第２インフレータは、フロントピラー５の最上端の第２ガスチューブ１１５ｂに接続されている。

そして、図８（ａ）に示すように、ピラーカバー５０の上端側の傾斜を大きくするような第１形態を採用する場合には、フロントピラー５の下端側の第１上昇機構２０１から順に、（Ａ）エアバッグ１０１ａを大きくしていくか、（Ｂ）パンタグラフの段数を増やしていくか、（Ｃ）フレーム部１１０ａの長さを長くしていけばよい。

また、図８（ｂ）に示すように、ピラーカバー５０の下端側の傾斜を大きくするような第２形態を採用する場合には、フロントピラー５の下端側の第２上昇機構２０２から順に、（Ａ）エアバッグ１０１ｂを小さくしていくか、（Ｂ）パンタグラフの段数を減らしていくか、（Ｃ）フレーム部１１０ａの長さを短くしていけばよい。

そして、エアバッグ装置Ｅの制御部は、車両１の衝突状況に応じて、複数のインフレータを選択して、ピラーカバー５０の上昇形態を決定すればよい。

ここで、車両１には、衝突状況を把握する衝突状況検出部が備えられており、車両１の前方の状況を順次検出している。この衝突状況検出部の一例としては、画像を取得するカメラ、超音波や電波の送受信を行うレーダ等が挙げられる。

エアバッグ装置Ｅの制御部は、衝突状況検出部から得られる検出情報に基づいて、車両１の衝突状況を判定し、車両１に衝突した保護対象者が歩行者であるのか、サイクリストであるのかを判定する。

そして、エアバッグ装置Ｅの制御部は、サイクリストに衝突したと判定した場合には、第１インフレータを作動させ、ピラーカバー５０の上端側の傾斜を大きくするような第１形態でピラーカバー５０を上昇させる。また、エアバッグ装置Ｅの制御部は、歩行者に衝突したと判定した場合には、第２インフレータを作動させ、ピラーカバー５０の下端側の傾斜を大きくするような第２形態でピラーカバー５０を上昇させる。

これにより、車両１の衝突状況に応じて、ピラーカバー５０の最適な上昇形態を決定することができ、車両１に衝突した保護対象者をより安全に保護することができる。

上述したような、ピラーカバー５０の上端側または下端側の傾斜を大きくするような第１、２形態に限られず、図３に示すように、ピラーカバー５０を車幅方向内側へ上昇させることを第１形態とし、ピラーカバー５０を車幅方向外側へ上昇させることを第２形態として採用してもよい。

ピラーカバー５０を車幅方向内側へ上昇させる第１形態を採用し、ピラーカバー５０を車幅方向外側へ上昇させる第２形態を採用する場合には、第１形態に対応する全ての第１パンタグラフ機構１２１を車幅方向内側へ向かうように配置すればよいし、第２形態に対応する全ての第２パンタグラフ機構１２２を車幅方向外側へ向かうように配置すればよい。

さらには、本実施形態においては、ピラーカバー５０の上昇形態を２形態としたが、３形態以上に構成してもよい。

なお、本実施形態においては、エアバッグ１０１は、パンタグラフ機構１１０における最下端の軸支部１１０ｂの下方に配置して構成したが、パンタグラフ機構１１０における最上端の軸支部１１０ｂの上方に配置して構成してもよい。このように構成する場合には、パンタグラフ機構１１０を上下逆に配置すればよい。

以上のように、本実施形態においては、本発明のエアバッグ装置Ｅは、車両１の衝突を検知すると、エアバッグ１０１及びパンタグラフ機構１１０により、可撓性を有する樹脂製のピラーカバー５０を大きく上昇させて、保護対象者のフロントピラー５への衝突エネルギーを吸収することができるので、小さいエアバッグ１０１でありながらも、フロントピラーに対するエアバッグの保護範囲をより大きくすることができる。

１：車両、５：フロントピラー、５０：ピラーカバー、１０１：エアバッグ、１０１ａ：第１エアバッグ、１０１ｂ：第２エアバッグ、１１０：パンタグラフ機構、１１０ａ：フレーム部、１１０ｂ：軸支部、１１０ｃ：スライダ、１１１：留め具、１１２：弾性体、１１３ａ、ｂ：切込み部、１１４ａ：爪車、１１４ｂ：係合爪、１１５：ガスチューブ、１２１：第１パンタグラフ機構、１２２：第２パンタグラフ機構、２００：上昇機構、２０１：第１上昇機構、２０２：第２上昇機構、Ｅ：エアバッグ装置。

Claims

車両のフロントピラーの前面側で膨張するエアバッグと、該エアバッグを膨張させる膨張ガスを供給するインフレータとを備えたエアバッグ装置において、
前記フロントピラーの前面側には、樹脂製のピラーカバーを備えており、
前記フロントピラーと前記ピラーカバーとの間には、複数のフレームを交差して交差点を軸支するパンタグラフ機構を有するとともに、前記交差点の上方または下方に前記エアバッグを配置し、
前記エアバッグは、
前記インフレータにより膨張ガスが供給されると、
該エアバッグの膨張力により前記パンタグラフ機構のフレームを押し上げて前記ピラーカバーを上昇させる、
ことを特徴とするエアバッグ装置。
前記フレームは、可撓性を有する樹脂材料で構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ装置。
前記パンタグラフ機構の交差点又はその他の軸支は、前記フレームを押し下げる方向の回転を抑止するワンウェイロック構造で構成されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエアバッグ装置。
前記パンタグラフ機構は、破断され易い脆弱部を有する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のエアバッグ装置。
前記脆弱部は、破断が可能な切込み部である、
ことを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ装置。
前記脆弱部は、前記交差点を基準として前記エアバッグの反対側に設けられている、
ことを特徴とする請求項５に記載のエアバッグ装置。
前記脆弱部は、前記交差点を基準として前記エアバッグの配置側に設けられている、
ことを特徴とする請求項５に記載のエアバッグ装置。