JP7365507B2 - 運転席用エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、緊急時に乗員を拘束するクッションを備えた運転席用エアバッグ装置に関するものである。

現在、車両のステアリングホイールには、運転席用エアバッグ装置がほぼ標準装備されている。運転席用エアバッグ装置は、車両衝突などの緊急時に作動する安全装置であって、ガス圧でクッションを膨張展開させて乗員を受け止めて保護する。運転席用エアバッグ装置のクッションは、インフレータとともにステアリングホイールに収容され、インフレータから供給されるガスを利用してステアリングホイールと運転席の乗員との間に膨張展開する（例えば特許文献１）。

特許文献１には、自動車のハンドル用エアバッグ装置が記載されている。このハンドル用エアバッグ装置では、クッションの一部がハンドル側にくぼんだ胸部くぼみを有する。このクッションは、膨張するとき、保護されるべき乗員の胸部に胸部くぼみが面する。特許文献１では、乗員がクッションに衝突する間、クッションの胸部くぼみによって乗員の胸部にかかる負荷を最小化し、さらに乗員の頭部を効果的に抑止できる、としている。

特表２０１３－５２９５７７号公報

近年、北米新車アセスメントプログラム（NCAP、New Car Assessment Program）の導入に伴い、頭部脳傷害（BrIC、Brain Injury Criterion ）の基準が設けられている。この頭部脳障害は、乗員の頭部の回転、特に角速度による影響が大きいとされている。特許文献１のハンドル用エアバッグ装置は、単に、クッションの胸くぼみによって乗員の胸部にかかる負荷を低減して、乗員の頭部を抑止するものに過ぎず、頭部脳障害に影響が大きい頭部の回転を抑止することに関し、改善の余地があった。

本発明は、このような課題に鑑み、膨張展開時のクッションによって乗員の頭部を受け止めつつ、乗員の頭部の回転を抑制して頭部を適切に保護できる運転席用エアバッグ装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる運転席用エアバッグ装置の代表的な構成は、車両のステアリングホイールに収容されるインフレータと、インフレータとともにステアリングホイールに収容され、インフレータから供給されるガスを利用してステアリングホイールと運転席の乗員との間に膨張展開するクッションとを備える運転席用エアバッグ装置において、クッションは、ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、乗員側に位置しステアリング側パネルよりも面積が大きい乗員側パネルと、ステアリング側パネルと乗員側パネルをつないでクッションの側面を形成する側面パネルとを有し、乗員側パネルは、ステアリングホイール側に向かって凹んだ陥没部と、陥没部の周囲に位置し乗員側に膨出した環状の膨出部とを含み、乗員側パネルの所定箇所が所定の手段によってステアリング側に引っ張られることによって、陥没部は、ステアリングホイールに最も近接している中央領域と、中央領域から乗員側に向かって末広がり状に傾斜する第１の傾斜領域とを形成していて、膨出部は、第１の傾斜領域に連続して乗員側に向かって末広がり状に傾斜する第２の傾斜領域を形成していて、中央領域と、第１および第２の傾斜領域とによって乗員の頭部が拘束されることを特徴とする。

上記構成では、クッションは、膨張展開時に乗員を拘束する中央領域、第１および第２の傾斜領域を形成する乗員側パネルが広く、ステアリングホイールから反力を受けるステアリング側パネルが狭い形状となっている。クッションはさらに、側面パネルによってステアリングホイール側から乗員側に向けて所定の厚さを確保している。このため、クッションは、膨張展開時に所定の厚さを有しつつ、広い乗員側パネルによって乗員を拘束する中央領域、第１および第２の傾斜領域を確保することができる。

ここで、北米新車アセスメントプログラム（NCAP、New Car Assessment Program）の導入に伴い、頭部脳傷害（BrIC、Brain Injury Criterion ）の基準が設けられている。この頭部脳障害は、乗員の頭部の回転、特に角速度による影響が大きいとされている。そこで上記構成の乗員側パネルでは、ステアリングホイール側に向かって凹んだ陥没部と、陥没部の周囲に位置する環状の膨出部とによって、乗員側に向かって末広がり状の傾斜面となって乗員を拘束する第１および第２の傾斜領域を形成している。このため、クッションの乗員側パネルのうち陥没部の中央領域で乗員の頭部を受け止め、陥没部の中央領域から乗員側に向かって末広がり状に傾斜する第１および第２の傾斜領域によって、乗員の頭部の回転を抑制して、頭部を適切に保護できる。

上記の陥没部の中央領域は、ステアリングホイールの回転軸上に位置しているとよい。これにより、クッションでは、膨張展開時に乗員側パネルの陥没部が乗員の頭部から受けた力を、ステアリングホイールの回転軸で受けるため、衝撃吸収エネルギーが逃げることがない。このため、クッションは、乗員の頭部をより確実に受け止めて保護できる。

上記の乗員側からステアリングホイール側に向かって陥没部を見たとき、陥没部は、上下対称および左右対称な形状であるとよい。なお、乗員側からステアリングホイール側に向かって陥没部を見たときとは、例えば、陥没部のステアリングホイールの回転軸に直交する平面で見たときをいう。これにより、クッションでは、膨張展開時に乗員側パネルの陥没部に対して乗員の頭部が上下左右のいずれの方向から進入しても、乗員の頭部を陥没部によって確実に受けることができ、頭部を安定して拘束できる。ここでの陥没部の外周形状としては、円形、楕円形、正方形、長方形などが挙げられる。

上記の乗員側からステアリングホイール側に向かって陥没部を見たとき、上下方向の寸法と左右方向の寸法とが同じ形状であるとよい。これにより、クッションでは、膨張展開時に乗員側パネルの陥没部に対して乗員の頭部が上下左右のいずれの方向から進入しても、乗員の頭部を陥没部によって確実に受けることができ、頭部を安定して拘束できる。ここでの陥没部の外周形状としては、円形、正方形などが挙げられる。

上記の乗員側からステアリングホイール側に向かって陥没部を見たとき、上下方向の寸法が左右方向の寸法よりも長い形状であるとよい。ここで、乗員側パネルの陥没部に乗員の頭部が当接する上下の位置は、乗員の体格によって異なる。上記構成では、陥没部の外周形状が縦長の形状となるため、乗員の体格が標準より大きいあるいは小さい場合であっても、その乗員の頭部を陥没部で受け止めて拘束することができる。

上記の乗員側からステアリングホイール側に向かって陥没部を見たとき、上下方向の寸法が左右方向の寸法よりも短い形状であるとよい。これにより、陥没部の外周形状は横長の形状となる。このため、車両に回転方向の力がかかるような衝突時において、乗員の頭部が左右方向から進入しても、乗員の頭部を陥没部によって確実に受けることができ、頭部を安定して拘束できる。

上記のクッションの乗員側パネルの第１および第２の傾斜領域に対して垂直に交差する垂線は、側面パネルと交差するとよい。かかるクッションの形状によれば、いかなる進入方向で乗員の頭部が第１および第２の傾斜領域に進入してきた場合も、進入方向の延長線上に側面パネルがほとんど必ず存在する。このため、クッションは、ステアリングホイール側から乗員側に向けて厚みを有することになり、第１および第２の傾斜領域に進入した乗員の頭部を受け止めて衝撃を吸収し、さらに頭部の回転を抑制して頭部を適切に保護できる。

上記の所定の手段は、クッションの内部に位置していて、ステアリング側パネルと乗員側パネルとに差し渡され、クッションの膨張展開時に緊張して乗員側パネルをステアリング側に引っ張る寸法を有する一対のメインテザーと、クッションの内部に位置していて、一対のメインテザーの中間部と乗員側パネルとに差し渡され、クッションの膨張展開時に緊張して乗員側パネルを一対のメインテザーの中間部側に引っ張る寸法を有する一対のサブテザーとを含み、一対のメインテザーは、乗員側パネルのうち、陥没部の縁に互いに離間してそれぞれ結合されていて、一対のサブテザーは、乗員側パネルのうち、陥没部の縁よりも内側に互いに離間してそれぞれ結合されていて、一対のメインテザーの中間部から乗員側パネルまでの寸法は、一対のサブテザーの寸法よりも長いとよい。

このように、一対のメインテザーが乗員側パネルの陥没部の縁すなわち陥没部と膨出部との境界にそれぞれ結合され、一対のサブテザーが陥没部の縁よりも内側にそれぞれ結合されることによって、第１および第２の傾斜領域が形成されている。そして、陥没部のうち、一対のサブテザーの間には、ステアリングホイールに最も近接していて傾斜していない中央領域が形成される。

上記の一対のメインテザーの幅は、一対のサブテザーの幅よりも広いとよい。これにより、乗員側パネルでは、一対の幅広のメインテザーと一対の幅の狭いサブテザーによって、乗員の頭部を受け止める陥没部の中央領域と、乗員の頭部の回転を抑制する陥没部の第１の傾斜領域および膨出部の第２の傾斜領域とを形成できる。

上記の一対のメインテザーと一対のサブテザーは、車幅方向または車両上下方向に並んで設けられているとよい。これにより、一対のメインテザーと一対のサブテザーを車幅方向または車両上下方向に並んで設けることにより、乗員側パネルに中央領域、第１および第２の傾斜領域を確実に形成することができる。

上記の第１および第２の傾斜領域は、ステアリングホイールの回転軸に直交する基準平面に対して１０°以上の角度で傾斜しているとよい。このように、乗員を拘束する第１および第２の傾斜領域が基準平面に対して１０°以上の角度で傾斜しているため、クッションは、乗員側パネルが形成する中央領域と第１および第２の傾斜領域とによって乗員の頭部を受け止めつつ、乗員の頭部の回転に伴う角速度を小さくして、頭部脳傷害を抑制できる。なお第１および第２の傾斜領域の傾斜角が１０°未満、特に５°以下になると頭部の角速度が大きくなり、頭部脳障害を抑制することが困難となり得る。

本発明によれば、膨張展開したクッションによって乗員の頭部を受け止めつつ、乗員の頭部の回転を抑制して頭部を適切に保護できる運転席用エアバッグ装置を提供することができる。

本発明の実施形態における運転席用エアバッグ装置の概要を例示する図である。 図１（ｂ）の運転席用エアバッグ装置を他の方向から見た状態を例示する図である。 図２（ａ）の運転席用エアバッグ装置の詳細を例示する図である。 比較例における運転席用エアバッグ装置を例示する図である。 本実施形態における運転席用エアバッグ装置と比較例の運転席用エアバッグ装置との評価を例示する図である。 図１（ｂ）のクッションの変形例を例示する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施形態における運転席用エアバッグ装置１００の概要を例示する図である。図１（ａ）は、運転席用エアバッグ装置１００の稼動前の車両１０２を例示している。図１（ｂ）は、運転席用エアバッグ装置１００のクッション１０４が膨張展開した状態を例示している。

本実施形態においては、乗員が正規の姿勢で座席に着座した際に、乗員が向いている方向を前方、その反対方向を後方と称する。また乗員が正規の姿勢で座席に着座した際に、乗員の右側を右方向、乗員の左側を左方向と称する。更に、乗員が正規の姿勢で着座した際に、乗員の頭部方向を上方、乗員の腰部方向を下方と称する。そして、以下の説明において用いる図面では、必要に応じて、上述した乗員を基準とした前後左右上下方向を、Ｆｒｏｎｔ、Ｂａｃｋ、Ｌｅｆｔ、Ｒｉｇｈｔ、Ｕｐ、Ｄｏｗｎと示す。

なお本実施形態では、運転席用エアバッグ装置１００を、左ハンドル車における運転席用（前列左側の車両用シート１０６）のものとして実施している。以下では、前列左側の車両用シート１０６を想定して説明を行うため、例えば車幅方向車外側（以下、車外側）とは車両左側を意味し、車幅方向内側（以下、車内側）とは車両右側を意味する。

運転席用エアバッグ装置１００のクッション１０４は、折畳みや巻回等された状態で、車両用シート１０６の着座位置の前方にて、ステアリングホイール１０８の中央のハブ１１０の内部に収容されている。ハブ１１０は、クッション１０４を収容するハウジング（図示省略）およびカバー１１２等を含んで構成されている。ハブ１１０の内部には、クッション１０４と共にインフレータ１１４（図３（ａ）参照）も収容されている。

クッション１０４は、インフレータ１１４からのガスによってカバー１１２を開裂しながら膨張を開始し、車両用シート１０６の着座位置の前方に袋状に膨張展開し、前方へ移動しようとする乗員の上半身や頭部を拘束する。すなわちクッション１０４は、車両用シート１０６に着座した乗員とステアリングホイール１０８との間で膨張展開する。またクッション１０４は、図１（ｂ）に示すように着座位置側から見て円形で、その表面を構成する複数のパネル（後述）を重ねて縫製または接着することによって形成されている。

図２は、図１（ｂ）の運転席用エアバッグ装置１００を他の方向から見た状態を例示する図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）のクッション１０４およびステアリングホイール１０８を車外側の斜め後方から見た状態を示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のクッション１０４のＡ－Ａ断面図である。

膨張展開時のクッション１０４は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ステアリングホイール１０８側から乗員側（車両後方側）に向かって径の広がった、円錐台に近い形状を形成する。クッション１０４は、ステアリング側パネル１１６（図２（ｂ）参照）と、乗員側パネル１１８と、側面パネル１２０とを有する。

図３は、図２（ａ）の運転席用エアバッグ装置１００の詳細を例示する図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のクッション１０４の各パネルを透過して内部構造を模式的に例示した図であり、さらに内部構造を明らかにするために、クッション１０４を斜め上方から見た状態を示している。図３（ｂ）および図３（ｃ）は、図２（ｂ）のクッション１０４を構成するステアリング側パネル１１６と乗員側パネル１１８を平面上に広げた状態で例示している。

ステアリング側パネル１１６は、ステアリングホイール１０８側に位置するパネルである。ステアリング側パネル１１６は、図３（ｂ）に示すように円形であって、クッション１０４の膨張展開時にはステアリングホイール１０８から反力を得る反力面として機能する。クッション１０４が乗員側に広がる円錐台状に膨張展開するため、ステアリング側パネル１１６は、乗員側パネル１１８（図３（ｃ）参照）よりも面積が狭い構成となっている。また、ステアリング側パネル１１６の中央には、固定領域１２２が形成されている。この固定領域１２２は、インフレータ１１４（図３（ａ）参照）を挿入してステアリングホイール１０８のハブ１１０の内部に固定される領域である。

インフレータ１１４は、ガスを供給する装置であって、本実施形態ではディスク型（円盤型）のものを採用している。インフレータ１１４は、ガス排出口１２３の形成された一部がステアリング側パネル１１６の固定領域１２２からクッション１０４内に挿入されている。インフレータ１１４は、不図示のセンサから送られる衝撃の検知信号に起因して稼働し、クッション１０４にガス排出口１２３からガスを供給する。インフレータ１１４には、複数のスタッドボルト１２４が設けられている。スタッドボルト１２４は、クッション１０４のステリング側パネル１１６の固定領域１２２を貫通し、上述したステアリングホイール１０８のハブ１１０（図１（ａ）参照）の内部に締結される。このスタッドボルト１２４の締結によって、クッション１０４もハブ１１０の内部に固定されている。

なお現在普及しているインフレータには、ガス発生剤が充填されていてこれを燃焼させてガスを発生させるタイプや、圧縮ガスが充填されていて熱を発生させることなくガスを供給するタイプ、または燃焼ガスと圧縮ガスとを両方利用するハイブリッドタイプのものなどがある。本実施形態のインフレータ１１４としては、いずれのタイプのものも利用可能である。

乗員側に位置する乗員側パネル１１８は、図３（ｃ）に示すように円形であって、クッション１０４の膨張展開時には乗員を拘束する乗員拘束面（後述）として機能する。また、上記したようにクッション１０４が乗員側に広がる円錐台状に膨張展開するため、乗員側パネル１１８は、ステアリング側パネル１１６（図３（ｂ）参照）よりも面積が大きい構成となっている。側面パネル１２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ステアリング側パネル１１６と乗員側パネル１１８をつないでクッションの側面を形成し、これにより、ステアリングホイール１０８側から乗員側に向けてクッション１０４の所定の厚さを確保している。

近年、北米新車アセスメントプログラム（NCAP、New Car Assessment Program）の導入に伴い、頭部脳傷害（BrIC、Brain Injury Criterion ）の基準が設けられている。この頭部脳障害は、乗員の頭部の回転、特に角速度による影響が大きいとされている。そこで本実施形態の運転席用エアバッグ装置１００では、膨張展開したクッション１０４で乗員の頭部１２６（図２（ｂ）参照）を受け止めるだけでなく、頭部１２６の回転を抑制して、頭部１２６を適切に保護する構成を採用した。

具体的には図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、クッション１０４の乗員側パネル１１８は、陥没部１２８と膨出部１３０とを含む。陥没部１２８は、ステアリングホイール１０８側に向かって凹んだ部位である。膨出部１３０は、陥没部１２８の周囲に位置していて、乗員側に膨出した環状の部位である。

クッション１０４では、乗員側パネル１１８を、所定の手段としての図２（ｂ）および図３（ａ）に示す一対のメインテザー１３２、１３４および一対のサブテザー１３６、１３８によってステアリング側に引っ張っている。これにより、乗員側パネル１１８のうち、図２（ｂ）および図３（ａ）に示す陥没部１２８には中央領域１４０と第１の傾斜領域１４２とが形成されていて、さらに、膨出部１３０には第２の傾斜領域１４４が形成されている。

陥没部１２８の中央領域１４０は、乗員側パネル１１８のうちステアリングホイール１０８に最も近接している領域であって、図２（ｂ）に示すようにステアリングホイール１０８の回転軸Ｂ上に位置している。陥没部１２８の第１の傾斜領域１４２は、中央領域１４０から乗員側に向かって末広がり状に傾斜する領域である。膨出部１３０の第２の傾斜領域１４４は、第１の傾斜領域１４２に連続して乗員側に向かって末広がり状に傾斜する領域である。

クッション１０４では、乗員側パネル１１８の中央領域１４０と、第１の領域１４２および第２の領域１４４とによって乗員の頭部１２６を拘束する、いわば乗員拘束面１４６を形成している。乗員の頭部１２６を拘束するとき、クッション１０４では、乗員拘束面１４６のうち陥没部１２８の中央領域１４０で乗員の頭部１２６を受け止め、陥没部１２８の中央領域１４０から乗員側に向かって末広がり状に傾斜する第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４によって、乗員の頭部１２６の回転を抑制する。

ステアリングホイール１０８の回転軸Ｂ上に中央領域１４０が位置しているので、クッション１０４では、膨張展開時に乗員側パネル１１８の陥没部１２８が乗員の頭部１２６から受けた力を、ステアリングホイール１０８の回転軸Ｂで受けるため、衝撃吸収エネルギーが逃げることがない。このため、クッション１０４は、乗員の頭部１２６をより確実に受け止めて保護できる。

さらにクッション１０４では、図２（ｂ）に示す陥没部１２８の中央領域１４０から、ステアリングホイール１０８のハブ１１０に接するステアリング側パネル１１６までの距離Ｌａと、中央領域１４０、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４からなる乗員拘束面１４６の直径Ｌｂとがある程度同じである。なお乗員拘束面１４６の直径Ｌｂは、ステアリングホイール１０８の回転軸Ｂに垂直な方向に沿った距離である。このようにクッション１０４では、距離Ｌａと直径Ｌｂとがある程度同じであることで、陥没部１２８が乗員の頭部１２６を受け止めたとき、頭部１２６を適切に保護できるだけの厚さを確保している。

一対のメインテザー１３２、１３４は、図２（ｂ）および図３（ａ）に示すように、クッション１０４の内部に位置していて、ステアリング側パネル１１６と乗員側パネル１１８とに差し渡されている。一対のメインテザー１３２、１３４は、クッション１０４の膨張展開時に緊張して乗員側パネル１１８をステアリングホイール１０８側に引っ張る寸法を有する。なお一対のメインテザー１３２、１３４の一端部１４８、１５０は、ステアリング側パネル１１６に結合されている。

一対のサブテザー１３６、１３８は、クッション１０４の内部に位置していて、一対のメインテザー１３２、１３４の図２（ｂ）に示す中間部１５２、１５４と乗員側パネル１１８とに差し渡されている。一対のサブテザー１３６、１３８は、クッション１０４の膨張展開時に緊張して乗員側パネル１１８を一対のメインテザー１３２、１３４の中間部１５２、１５４側に引っ張る寸法を有する。なお一対のサブテザー１３６、１３８の一端部１５６、１５８（図３（ａ）参照）は、メインテザー１３２、１３４の図２（ｂ）に示す中間部１５２、１５４に結合されている。

ここで、一対のメインテザー１３２、１３４の他端部１６０、１６２（図３（ａ）参照）は、乗員側パネル１１８のうち、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す陥没部１２８の縁１６４、１６６に互いに離間してそれぞれ結合されている。また、一対のサブテザー１３６、１３８の他端部１６８、１７０（図２（ｂ）および図３（ａ）参照）は、乗員側パネル１１８のうち、陥没部１２８の縁１６４、１６６よりも内側に互いに離間してそれぞれ結合されている。さらに図２（ｂ）に示すように、一対のメインテザー１３２、１３４の中間部１５２、１５４から、他端部１６０、１６２すなわち乗員側パネル１１８の陥没部１２８の縁１６４、１６６までの寸法Ｌｃは、一対のサブテザー１３６、１３８の一端部１５６、１５８から他端部１６８、１７０までの寸法Ｌｄよりも長い。

このようにクッション１０４では、所定の手段としての一対のメインテザー１３２、１３４が乗員側パネル１１８の陥没部１２８の縁１６４、１６６すなわち陥没部１２８と膨出部１３０との境界にそれぞれ結合されている。またクッション１０４では、所定の手段としての一対のサブテザー１３６、１３８が陥没部１２８の縁１６４、１６６よりも内側にそれぞれ結合されている。

これにより、クッション１０４は、乗員側パネル１１８が所定の手段によってステアリング側に引っ張られることによって、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４が形成されている。そして、陥没部１２８のうち、一対のサブテザー１３６、１３８の間には、ステアリングホイール１０８に最も近接していて傾斜していない平面に近い中央領域１４０が形成される。なお、これら中央領域１４０、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４を含めて、乗員拘束面１４６が形成されるが、中央領域１４０は、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４よりも傾斜が緩ければ、必ずしも平面に近い形状である必要はない。

また、一対のメインテザー１３２、１３４と一対のサブテザー１３６、１３８は、図２（ｂ）および図３（ａ）に示すように車幅方向に並んで設けられている。これにより、クッション１０４では、乗員側パネル１１８に中央領域１４０、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４を含む乗員拘束面１４６を確実に形成することができる。ただし、一対のメインテザー１３２、１３４と一対のサブテザー１３６、１３８は、車幅方向に限らず、車両上下方向に並んで設けるようにしてもよい。このようにしても、乗員側パネル１１８に乗員拘束面１４６を形成することができる。

さらに、一対のメインテザー１３２、１３４の幅は、一対のサブテザー１３６、１３８の幅よりも広くなっている。このため、乗員側パネル１１８では、一対の幅広のメインテザー１３２、１３４と一対の幅の狭いサブテザー１３６、１３８によって、乗員拘束面１４６を形成することができる。

ここで、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４の傾斜について説明する。図２（ｂ）には、接点Ｃ、接線Ｄ、基準平面Ｅが例示されている。接点Ｃは、矢印Ｆに示す所定の進入方向で乗員の頭部１２６が、乗員拘束面１４６のうち第２の傾斜領域１４４に接した点である。接線Ｄは、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４の傾斜に沿った線である。基準平面Ｅは、ステアリングホイール１０８の回転軸Ｂに直交する平面を線として例示したものである。本実施形態では、基準平面Ｅに対する接線Ｄの角度を拘束面角度ωｚとしている。

図２（ｂ）には、さらに垂線Ｇおよび延長線Ｈが例示されている。垂線Ｇは、接点Ｃを通って接線Ｄに垂直に交差する線である。延長線Ｈは、矢印Ｆに示す進入方向に沿っていて接点Ｃを通る線である。クッション１０４では、垂線Ｇは、側面パネル１２０と交点Ｉで交差している。このようなクッション１０４の形状によれば、いかなる進入方向で乗員の頭部１２６が第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４に進入してきた場合も、進入方向の延長線Ｈ上には交点Ｊで示すように側面パネル１２０がほとんど必ず存在する。

したがって、クッション１０４は、ステアリングホイール１０８側から乗員側に向けて厚みを有することになり、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４に進入した乗員の頭部１２６を受け止めて衝撃を吸収して、頭部１２６の回転を抑制し頭部１２６を適切に保護できる。

本発明者らは、クッション１０４の拘束面角度ωｚが大きいほど、乗員の頭部１２６の回転すなわち角速度を小さくし、頭部脳傷害を抑制できることを見出した。そこで、本実施形態の運転席用エアバッグ装置１００と、図４に例示する比較例の運転席用エアバッグ装置２００とでＦｒｅｅ Ｆｒｉｇｈｔ Ｉｍｐａｃｔｏｒ評価（ＣＡＥ）を実施した。

図４は、比較例における運転席用エアバッグ装置２００を例示する図である。図４（ａ）は、運転席用エアバッグ装置２００のクッション２０２が膨張展開した状態を例示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）のクッション２０２のＫ－Ｋ断面図である。

クッション２０２は、ステアリング側パネル２０４と乗員側パネル２０６とに一対の内部テザー２０８、２１０が差し渡されていて、さらにステアリング側パネル２０４と乗員側パネル２０６をつなぐ側面パネル２１２によって厚みが確保されている。しかし、クッション２０２の乗員側パネル２０６には、上記クッション１０４の陥没部１２８および膨出部１３０が形成されず、一対の内部テザー２０８、２１０の間に乗員側に突出した突出部２１４が形成されている。このため、比較例のクッション２０２では、図４（ｂ）のように乗員の頭部１２６が突出部２１４で受け止められて、拘束面角度ωｚは小さくなる。

図５は、本実施形態における運転席用エアバッグ装置１００と比較例の運転席用エアバッグ装置２００との評価を例示する図である。図中のグラフでは、縦軸を頭部１２６の角速度（ｄｅｇ／ｓ）、横軸を時間（ｍｓ）とした。なおグラフでは、本実施形態のクッション１０４での測定値を実線、比較例のクッション２０２での測定値を点線で示している。そして、拘束面角度ωｚを変更しながら評価を行った。

その結果、拘束面角度ωｚが１０°未満、特に５°以下になると、グラフの点線で示すように頭部１２６の角速度が顕著に大きくなり、頭部脳障害を抑制することが困難となることが明らかになった。一方、拘束面角度ωｚが１０°以上になると、グラフの実線で示すように頭部１２６の角速度を小さくでき、頭部脳障害を抑制できることが明らかになった。

本実施形態における運転席用エアバッグ装置１００では、クッション１０４の乗員拘束面１４６のうち第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４の拘束面角度ωｚが１０°以上になるように設定されている。このため、クッション１０４は、乗員側パネル１１８が形成する中央領域１４０によって乗員の頭部１２６を受け止めつつ、第１の傾斜領域１４２および第２の傾斜領域１４４によって乗員の頭部１２６の回転を抑制し角速度を小さくして、頭部脳傷害を抑制できる。

図６は、図１（ｂ）のクッション１０４の変形例を例示する図である。図１（ｂ）、図６（ａ）に示すクッション１０４、１０４Ａにおいて、乗員側からステアリングホイール１０８側に向かって陥没部１２８、１２８Ａを見たとき、例えば、陥没部１２８、１２８Ａのステアリングホイール１０８の回転軸Ｂ（図２（ｂ）参照）に直交する平面で見たとき、陥没部１２８、１２８Ａの外周形状はそれぞれ、円形、正方形すなわち上下対称および左右対称であって、さらに上下方向の寸法と左右方向の寸法とが同じ形状である。これにより、クッション１０４、１０４Ａでは、膨張展開時に乗員側パネル１１８、１１８Ａの陥没部１２８、１２８Ａに対して乗員の頭部１２６が上下左右のいずれの方向から進入しても、乗員の頭部１２６を陥没部１２８、１２８Ａによって確実に受けることができ、頭部１２６を安定して拘束できる。なおクッション１０４Ａは、図６（ａ）に示す陥没部１２８Ａに中央領域１４０Ａと第１の傾斜領域１４２Ａとを形成し、さらに、膨出部１３０Ａに第２の傾斜領域１４４Ａを形成し、これらの領域により、乗員の頭部１２６を受け止めつつ、頭部１２６の回転を抑制して、頭部脳傷害を抑制できる。

図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すクッション１０４Ｂ、１０４Ｃにおいて、陥没部１２８Ｂ、１２８Ｃの外周形状はそれぞれ、横長の長方形、楕円形すなわち上下対称および左右対称であって、さらに上下方向の寸法が左右方向の寸法よりも短い形状である。これにより、クッション１０４Ｂ、１０４Ｃでは、車両に回転方向の力がかかるような衝突時において、乗員の頭部１２６が左右方向から進入しても、乗員側パネル１１８Ｂ、１１８Ｃの陥没部１２８Ｂ、１２８Ｃによって頭部１２６を確実に受けることができ、頭部１２６を安定して拘束できる。なおクッション１０４Ｂ、１０４Ｃは、陥没部１２８Ｂ、１２８Ｃに中央領域１４０Ｂ、１４０Ｃと第１の傾斜領域１４２Ｂ、１４２Ｃとを形成し、さらに、膨出部１３０Ｂ、１３０Ｃに第２の傾斜領域１４４Ｂ、１４４Ｃを形成し、これらの領域により、乗員の頭部１２６を受け止めつつ、頭部１２６の回転を抑制して、頭部脳傷害を抑制できる。

図６（ｄ）、図６（ｅ）に示すクッション１０４Ｄ、１０４Ｅにおいて、陥没部１２８Ｄ、１２８Ｅの外周形状はそれぞれ、縦長の長方形、楕円形すなわち上下対称および左右対称であって、さらに上下方向の寸法が左右方向の寸法よりも長い形状である。ここで、乗員側パネル１１８Ｄ、１１８Ｅの陥没部１２８Ｄ、１２８Ｅに乗員の頭部１２６が当接する上下の位置は、乗員の体格によって異なる。クッション１０４Ｄ、１０４Ｅでは、陥没部１２８Ｄ、１２８Ｅの外周形状が縦長の形状となるため、乗員の体格が標準より大きいあるいは小さい場合であっても、その乗員の頭部１２６を陥没部１２８Ｄ、１２８Ｅで受け止めて拘束することができる。なおクッション１０４Ｄ、１０４Ｅは、陥没部１２８Ｄ、１２８Ｅに中央領域１４０Ｄ、１４０Ｅと第１の傾斜領域１４２Ｄ、１４２Ｅとを形成し、さらに、膨出部１３０Ｄ、１３０Ｅに第２の傾斜領域１４４Ｄ、１４４Ｅを形成し、これらの領域により、乗員の頭部１２６を受け止めつつ、頭部１２６の回転を抑制して、頭部脳傷害を抑制できる。

なお陥没部１２８、１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄ、１２８Ｅの外周形状は、上記したように円形、正方形、縦長の長方形および楕円形、横長の長方形および楕円形としたが、これに限られず、乗員の頭部１２６を確実に受けることが可能であれば、上下対称および左右対称な適宜の形状であってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

また、上記実施形態においては本発明にかかる運転席用エアバッグ装置１００を自動車に適用した例を説明したが、自動車以外にも航空機や船舶などに適用することも可能であり、同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、緊急時に乗員を拘束するクッションを備えた運転席用エアバッグ装置に利用することができる。

１００、２００…運転席用エアバッグ装置、１０２…車両、１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅ、２０２…クッション、１０６…車両用シート、１０８…ステアリングホイール、１１０…ハブ、１１２…カバー、１１４…インフレータ、１１６、２０４…ステアリング側パネル、１１８、１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｄ、１１８Ｅ、２０６…乗員側パネル、１２０、２１２…側面パネル、１２２…固定領域、１２３…ガス排出口、１２４…スタッドボルト、１２６…乗員の頭部、１２８、１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄ、１２８Ｅ…陥没部、１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄ、１３０Ｅ…膨出部、１３２、１３４…メインテザー、１３６、１３８…サブテザー、１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ、１４０Ｅ…中央領域、１４２、１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃ、１４２Ｄ、１４２Ｅ…第１の傾斜領域、１４４、１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ、１４４Ｅ…第２の傾斜領域、１４６…乗員拘束面、１４８、１５０…メインテザーの一端部、１５２、１５４…中間部、１５６、１５８…サブテザーの一端部、１６０、１６２…メインテザーの他端部、１６４、１６６…陥没部の縁、１６８、１７０…サブテザーの他端部、２０８、２１０…内部テザー、２１４…突出部

Claims (10)

1. 車両のステアリングホイールに収容されるインフレータと、
   前記インフレータとともに前記ステアリングホイールに収容され、該インフレータから供給されるガスを利用して前記ステアリングホイールと運転席の乗員との間に膨張展開するクッションとを備える運転席用エアバッグ装置において、
   前記クッションは、
   前記ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、
   前記乗員側に位置し前記ステアリング側パネルよりも面積が大きい乗員側パネルと、
   前記ステアリング側パネルと前記乗員側パネルをつないで該クッションの側面を形成する側面パネルとを有し、
   前記乗員側パネルは、
   前記ステアリングホイール側に向かって凹んだ陥没部と、
   前記陥没部の周囲に位置し前記乗員側に膨出した環状の膨出部とを含み、
   前記乗員側パネルの所定箇所が所定の手段によって前記ステアリング側に引っ張られることによって、前記陥没部は、前記ステアリングホイールに最も近接している中央領域と、該中央領域から前記乗員側に向かって末広がり状に傾斜する第１の傾斜領域とを形成していて、前記膨出部は、前記第１の傾斜領域に連続して前記乗員側に向かって末広がり状に傾斜する第２の傾斜領域を形成していて、
   前記中央領域と、前記第１および第２の傾斜領域とによって前記乗員の頭部が拘束され、
   前記所定の手段は、
   前記クッションの内部に位置していて、前記ステアリング側パネルと前記乗員側パネルとに差し渡され、前記クッションの膨張展開時に緊張して前記乗員側パネルを前記ステアリング側に引っ張る寸法を有する一対のメインテザーと、
   前記クッションの内部に位置していて、前記一対のメインテザーの中間部と前記乗員側パネルとに差し渡され、前記クッションの膨張展開時に緊張して前記乗員側パネルを前記一対のメインテザーの中間部側に引っ張る寸法を有する一対のサブテザーとを含み、
   前記一対のメインテザーは、前記乗員側パネルのうち、前記陥没部の縁に互いに離間してそれぞれ結合されていて、
   前記一対のサブテザーは、前記乗員側パネルのうち、前記陥没部の縁よりも内側に互いに離間してそれぞれ結合されていて、
   前記一対のメインテザーの中間部から前記乗員側パネルまでの寸法は、前記一対のサブテザーの寸法よりも長いことを特徴とする運転席用エアバッグ装置。
2. 前記陥没部の中央領域は、前記ステアリングホイールの回転軸上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の運転席用エアバッグ装置。
3. 前記乗員側から前記ステアリングホイール側に向かって前記陥没部を見たとき、該陥没部は、上下対称および左右対称な形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の運転席用エアバッグ装置。
4. 前記乗員側から前記ステアリングホイール側に向かって前記陥没部を見たとき、上下方向の寸法と左右方向の寸法とが同じ形状であることを特徴とする請求項３に記載の運転席用エアバッグ装置。
5. 前記乗員側から前記ステアリングホイール側に向かって前記陥没部を見たとき、上下方向の寸法が左右方向の寸法よりも長い形状であることを特徴とする請求項３に記載の運転席用エアバッグ装置。
6. 前記乗員側から前記ステアリングホイール側に向かって前記陥没部を見たとき、上下方向の寸法が左右方向の寸法よりも短い形状であることを特徴とする請求項３に記載の運転席用エアバッグ装置。
7. 前記クッションの乗員側パネルの第１および第２の傾斜領域に対して垂直に交差する垂線は、前記側面パネルと交差することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ装置。
8. 前記一対のメインテザーの幅は、前記一対のサブテザーの幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の運転席用エアバッグ装置。
9. 前記一対のメインテザーと前記一対のサブテザーは、車幅方向または車両上下方向に並んで設けられていることを特徴とする請求項１または８に記載の運転席用エアバッグ装置。
10. 前記第１および第２の傾斜領域は、前記ステアリングホイールの回転軸に直交する基準平面に対して１０°以上の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ装置。

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