JP7831359B2 - 運転席用エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転席用エアバッグ装置に関する。

特許文献１には、円形のフロントパネル、円形のリヤパネル及び帯状の中間パネルを縫合して形成されて運転席に着座した乗員を保護するエアバッグが開示されている。この特許文献１に記載のエアバッグでは、展開状態で下部よりも上部の厚みが厚くなるように形成することで、エアバッグにおいて乗員と対向するフロント面が略鉛直となっている。

特開２００３－２７６５４６号公報

上記特許文献１に記載されたエアバッグでは、乗員の上半身をほぼ同時にエアバッグのフロント面に当てることができる。しかしながら、車両の前面衝突時にエアバッグによって乗員を拘束することで、エアバッグの体積が減少して内圧が増加するため、乗員への反力が増加して胸部のたわみが大きくなる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、車両の前面衝突時にエアバッグから乗員の胸部へ作用する反力を低減できる運転席用エアバッグ装置を得ることを目的とする。

請求項１に係る運転席用エアバッグ装置は、インフレータからガス供給を受けることでステアリングホイールから車両後方側に膨張展開されて乗員の少なくとも胸部を拘束する第１チャンバと、前記第１チャンバと連通されると共に展開状態で前記第１チャンバの外周側に配置されて乗員の少なくとも頭部を拘束する第２チャンバと、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの連通部分に配置されて前記第２チャンバの膨張時に該連通部分を塞ぐ流入制限部材と、を有し、前記第１チャンバには第１ベントホールが形成され、前記第２チャンバには、前記第１ベントホールよりも開口面積が小さい第２ベントホールが形成されており、前記第２チャンバは、展開状態で車両前後方向から見て車両下方側が開放された略Ｕ字状に形成されている。

請求項１に係る運転席用エアバッグ装置では、第１チャンバ、第２チャンバ及び流入制限部材を備えており、第１チャンバは、インフレータからガス供給を受けることでステアリングホイールから車両後方側に膨張展開されて乗員の少なくとも胸部を拘束する。また、第２チャンバは、第１チャンバと連通されると共に展開状態で第１チャンバの外周側に配置されて乗員の少なくとも頭部を拘束する。これにより、車両の前面衝突時にインフレータが作動すると、第１チャンバ及び第２チャンバが膨張展開して乗員の頭部及び胸部が拘束される。

ここで、第２チャンバの膨張時には、第１チャンバと第２チャンバとの連通部分に配置された流入制限部材によって連通部分が塞がれる。すなわち、第１チャンバと第２チャンバとが非連通状態となる。また、第１チャンバに形成された第１ベントホールよりも第２チャンバに形成された第２ベントホールの開口面積が小さくなっている。これにより、第１チャンバ及び第２チャンバで乗員を拘束した際には、乗員の胸部を拘束する第１チャンバの内圧が第２チャンバの内圧よりも低くなり、胸部へ作用する反力を低減できる。

また、乗員の頭部が左右に傾いている場合であっても、略Ｕ字状に形成された第２チャンバによって乗員の頭部を適切に拘束できる。

請求項２に係る運転席用エアバッグ装置は、請求項１において、前記第２ベントホールは、前記第２チャンバにおける左右両側の下端部にそれぞれ形成されており、前記第２ベントホールの合計の開口面積が前記第１ベントホールの開口面積よりも小さくなっている。

請求項２に係る運転席用エアバッグ装置では、略Ｕ字状の第２チャンバにおける左右両側の下端部に第２ベントホールが形成されているため、第２チャンバの左右両側を同等の内圧にできる。また、第２ベントホールの合計の開口面積よりも第１ベントホールの開口面積が大きいため、第１チャンバの内圧を相対的に低くすることができる。

請求項３に係る運転席用エアバッグ装置は、請求項１において、前記第１チャンバの上端部に前記第２チャンバと連通する連通孔が形成されている。

請求項３に係る運転席用エアバッグ装置では、第１チャンバの上端部の連通孔を通じて第２チャンバへガスが流れる。これにより、第２チャンバの上部を先行して膨張させることができ、衝突初期段階から頭部を良好に拘束できる。

請求項４に係る運転席用エアバッグ装置は、請求項３において、前記流入制限部材は、一端部が前記第２チャンバに固定され、他端部が前記連通孔を通じて前記第１チャンバ内に配置されたテザーと、該テザーの前記他端部に取付けられて前記テザーに張力が作用した際に前記連通孔を塞ぐ布材と、を含んで構成されている。

請求項４に係る運転席用エアバッグ装置では、第２チャンバが膨張してテザーが上方へ引っ張られることで、布材が連通孔を塞いで第１チャンバと第２チャンバとが非連通状態となる。これにより、簡易な構造で第１チャンバと第２チャンバとの間のガスの流入出を制限できる。

以上説明したように、本発明に係る運転席用エアバッグ装置によれば、車両の前面衝突時にエアバッグから乗員の胸部へ作用する反力を低減できる。

第１実施形態に係る運転席用エアバッグ装置が適用された車両の車室前部を示す側面図であり、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。 第１実施形態におけるエアバッグと乗員との位置関係を示す概略正面図である。 第１実施形態に係る運転席用エアバッグ装置の正面図である。 図３の要部を拡大した断面を示す、要部拡大断面図である。 第２実施形態に係る運転席用エアバッグ装置の正面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して第１実施形態に係る運転席用エアバッグ装置１０について説明する。なお、各図の矢印ＦＲ、矢印ＵＰ及び矢印ＲＨはそれぞれ、運転席用エアバッグ装置１０が搭載された車両の車両前側、車両上側及び車両右側を示している。前後左右上下の方向を用いて説明する場合、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両幅方向の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態の運転席用エアバッグ装置１０（以下、適宜「エアバッグ装置１０」と称する。）は、運転席である車両用シート１２に着座した乗員を拘束するための装置である。なお、車両用シート１２には、実際の乗員の代わりに、衝突試験用のダミーＰが着座している。このダミーＰは、例えばＨｙｂｒｉｄ－ＩＩＩなどの前面衝突試験用人体ダミーのＡＭ５０（米国人成人男性の５０パーセンタイル）である。以下、説明の便宜上、ダミーＰを「乗員Ｐ」と称する。

車両用シート１２は、シートクッション１４、シートバック１６及びヘッドレスト１８を含んで構成されている。なお、本実施形態の車両用シート１２は、車両右側に配置されており、シート前方と車両前方とが一致した状態となっている。また、シート幅方向の左右と車両幅方向の左右とが一致した状態となっているが、車両用シート１２が車両左側に配置されてもよい。

シートクッション１４は、シート前後方向及びシート幅方向に延在されており、乗員Ｐの臀部及び大腿部を支持可能に構成されている。シートバック１６は、シートクッション１４の後端部に回動可能に連結されてシート上下方向に延在されており、乗員Ｐの背部を支持可能に構成されている。ヘッドレスト１８は、シートバック１６の上端部に設けられて乗員Ｐの頭部Ｈを支持可能に構成されている。

車両用シート１２に着座した乗員Ｐは、ウェビング２０によって拘束されている。ウェビング２０は、長尺帯状に形成されており、装着された状態で乗員Ｐの上体をシートバック１６に拘束するショルダベルト２０Ａと、乗員の腰部を拘束するラップベルト２０Ｂとを備えている。ショルダベルト２０Ａは、乗員Ｐの右側の肩部から左側の腰部へ向かって斜めに延在されている。そして、ショルダベルト２０Ａの下端部は、タングプレート２２に通されている。

タングプレート２２は、ウェビング２０に通されており、シート左側に設けられたバックル２４に着脱可能に構成されている。そして、タングプレート２２をバックル２４に装着することで、ウェビング２０によって乗員Ｐが拘束された状態となる。

ウェビング２０は、タングプレート２２からシート右側へ延在されており、このシート幅方向に延在された部分によってラップベルト２０Ｂが構成されている。このため、ラップベルト２０Ｂの左側端部は、ショルダベルト２０Ａの下端部に繋がっている。また、ラップベルト２０Ｂの右側端部は、フロアパネル上に設けられた図示しないベルトアンカに固定されている。

（エアバッグ装置１０）
エアバッグ装置１０は、エアバッグ本体３４を備えている。エアバッグ本体３４は、ステアリングホイール３０の内部に折り畳まれた状態で収納されており、車両の前面衝突時にインフレータ３２からガス供給を受けることでステアリングホイール３０から車両後方側へ膨張展開される。

インフレータ３２は、ステアリングホイール３０の中央部３０Ａに配設されたガス発生装置であり、インフレータ３２には図示しないガス噴出部が設けられている。そして、車両の前面衝突が予知又は検知された場合にインフレータ３２のガス噴出部からガスが発生してエアバッグ本体３４へガスが供給される。なお、ここでいう前面衝突とは、フルラップ衝突、オフセット衝突、微小ラップ衝突及び斜め衝突を含む衝突を指す。

図２は、本実施形態におけるエアバッグ本体３４と乗員Ｐとの位置関係を示す概略正面図である。この図２に示されるように、エアバッグ本体３４は、第１チャンバ３６と第２チャンバ３８とを含んで構成されている。第１チャンバ３６は、乗員Ｐの少なくとも胸部Ｂを拘束する領域に展開するように構成されており、本実施形態に係る第１チャンバ３６は一例として、乗員Ｐの胸部Ｂの下部から顔の下部までの領域と対向する位置に膨張展開される。

第２チャンバ３８は、膨張展開状態で第１チャンバ３６の外周側に配置されて乗員Ｐの少なくとも頭部Ｈを拘束する領域に展開するように構成されている。本実施形態に係る第２チャンバ３８は一例として、展開状態で車両前後方向から見て車両下方側が開放された略Ｕ字状に形成されており、第１チャンバ３６の両側部及び上部を囲う形状とされている。

図３は、本実施形態に係るエアバッグ装置１０の正面図である。この図３に示されるように、エアバッグ本体３４は、第１チャンバ３６の上端部に第２チャンバ３８と連通する連通孔３７が形成されており、膨張展開直後の状態では、連通孔３７によって第１チャンバ３６と第２チャンバ３８とが連通されている。

また、第１チャンバ３６と第２チャンバ３８との連通部分には、流入制限部材４０が設けられている。流入制限部材４０は、テザー４２と布材４４とを含んで構成されている。図４に示されるように、テザー４２は長尺帯状の布材で形成されており、テザー４２の一端部は、第２チャンバ３８における上端部の内面に縫製されている。また、テザー４２の他端部は、連通孔３７を通じて第１チャンバ３６の内部に配置されており、テザー４２の他端部には布材４４が縫製されている。

ここで、布材４４は、連通孔３７の開口面積よりも大きく形成されており、テザー４２に張力が作用した際に連通孔３７を塞ぐように構成されている。具体的には、第１チャンバ３６から第２チャンバ３８へガスが流入することで、第２チャンバ３８が膨張して外形が大きくなる。これに伴い、テザー４２が上方へ引き上げられて布材４４が二点鎖線の位置から実線に位置へ移動して連通孔３７の孔縁に密着する。このようにして、布材４４によって連通孔３７が塞がれる。

図３に示されるように、第１チャンバ３６には、第１ベントホール３６Ａが形成されている。第１ベントホール３６Ａは、第１チャンバ３６における車両前方側の面の下部に形成されており、略円形に開口されている。このため、インフレータ３２から第１チャンバ３６へ流入したガスの一部が第１ベントホール３６Ａからエアバッグ本体３４の外部へ排気される。

第２チャンバ３８には、第２ベントホール３８Ａが形成されている。第２ベントホール３８Ａは、第２チャンバにおける左右両側の下端部にそれぞれ形成されており、略円形に開口されている。また、左右の第２ベントホール３８Ａは略同一の大きさに形成されており、それぞれ第１ベントホール３６Ａよりも小径に形成されている。特に、左右の第２ベントホール３８Ａの合計の開口面積は、第１ベントホール３６Ａの開口面積よりも小さくなっている。このため、第１ベントホール３６Ａから排気されるガスの排気量よりも、左右の第２ベントホール３８Ａから排気される合計のガスの排気量が少ない。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態のエアバッグ装置１０では、第１チャンバ３６、第２チャンバ３８及び流入制限部材４０を備えており、第１チャンバ３６及び第２チャンバ３８を含むエアバッグ本体３４は、図１に示されるように、インフレータ３２からガス供給を受けることでステアリングホイール３０から車両後方側に膨張展開されて乗員Ｐの少なくとも胸部Ｂを拘束する。また、図２に示されるように、第２チャンバ３８は、第１チャンバ３６と連通されると共に展開状態で第１チャンバ３６の外周側に配置されて乗員Ｐの少なくとも頭部Ｈを拘束する。これにより、車両の前面衝突時にインフレータ３２が作動すると、第１チャンバ３６及び第２チャンバ３８が膨張展開して乗員Ｐの頭部Ｈ及び胸部Ｂが拘束される。

ここで、図４に示されるように、第２チャンバ３８の膨張時には、第１チャンバ３６と第２チャンバ３８との連通部分に配置された流入制限部材４０の布材４４によって連通孔３７が塞がれる。すなわち、第１チャンバ３６と第２チャンバ３８とが非連通状態となる。また、図３に示されるように、第１チャンバ３６に形成された第１ベントホール３６Ａよりも第２チャンバ３８に形成された第２ベントホール３８Ａの開口面積が小さくなっている。これにより、第１チャンバ３６及び第２チャンバ３８で乗員Ｐを拘束した際には、第１チャンバ３６と第２チャンバ３８との間でガスの流入出がなく、第１ベントホール３６Ａから多くのガスが排気されるため、乗員Ｐの胸部Ｂを拘束する第１チャンバ３６の内圧が第２チャンバ３８の内圧よりも低くなり、胸部Ｂへ作用する反力を低減できる。この結果、車両の前面衝突時にエアバッグ本体３４から乗員Ｐの胸部Ｂへ作用する反力を低減できる。

また、本実施形態では、車両の前面衝突時に乗員Ｐの頭部Ｈが左右に傾いている場合であっても、略Ｕ字状に形成された第２チャンバ３８によって乗員Ｐの頭部Ｈを適切に拘束できる。

さらに、本実施形態では、略Ｕ字状の第２チャンバ３８における左右両側の下端部に第２ベントホール３８Ａが形成されているため、第２チャンバ３８の左右両側を同等の内圧にできる。また、第２ベントホール３８Ａの合計の開口面積よりも第１ベントホール３６Ａの開口面積が大きいため、第１チャンバ３６の内圧を相対的に低くすることができる。

特に、本実施形態では、第１チャンバ３６の上端部の連通孔３７を通じて第２チャンバ３８へガスが流れる。これにより、第２チャンバ３８の上部を先行して膨張させることができ、衝突初期段階から乗員Ｐの頭部Ｈを良好に拘束できる。さらに、第２ベントホール３８Ａが第２チャンバ３８の下部に形成されているため、連通孔３７から第２チャンバ３８へ流入したガスを下部の第２ベントホール３８Ａまで流すことができ、第２チャンバ３８の内圧が局所的に低下するのを抑制できる。

さらにまた、本実施形態では、流入制限部材４０がテザー４２と布材４４とを含んで構成されており、第２チャンバ３８が膨張してテザー４２が上方へ引っ張られることで、布材４４が連通孔３７を塞ぐ構成である。このため、簡易な構造で第１チャンバ３６と第２チャンバ３８との間のガスの流入出を制限できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る運転席用エアバッグ装置５０（以下、適宜「エアバッグ装置５０」と称する。）について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

図５に示されるように、本実施形態に係るエアバッグ装置５０は、エアバッグ本体５２を備えており、エアバッグ本体５２は、第１チャンバ５４及び第２チャンバ５６を含んで構成されている。また、エアバッグ本体５２は、第１実施形態のエアバッグ本体３４よりも大きく、エアバッグ本体５２の下端部が乗員Ｐの腹部周辺に位置する大きさで形成されている。

ここで、本実施形態では、エアバッグ本体５２の形状が第１実施形態と異なる。具体的には、第１チャンバ５４は、車両前後方向から見て上下方向に長い略楕円状に形成されている。また、第１チャンバ５４における中央部よりもやや下方にオフセットされた位置に第１ベントホール５４Ａが形成されている。第１ベントホール５４Ａは、略円形に開口されており、第１チャンバ５４内のガスが第１ベントホール５４Ａから排気されるように構成されている。

第２チャンバ５６は、展開状態で第１チャンバ５４の外周側に配置されており、本実施形態の第２チャンバ５６は、第１チャンバ５４の周囲を囲うように略円環状に形成されている。なお、本実施形態の第２チャンバ５６は、車両右側の上下方向中央部分で分断されているが、これに限らず、完全な円環状に形成されてもよい。

第２チャンバ５６には、右部と左部にそれぞれ第２ベントホール５６Ａが形成されている。左右の第２ベントホール５６Ａは略同一の大きさに形成されており、それぞれ第１ベントホール５４Ａよりも小径の略円形に開口されている。また、左右の第２ベントホール５６Ａの合計の開口面積は、第１ベントホール５４Ａの開口面積よりも小さくなっている。このため、第１ベントホール５４Ａから排気されるガスの排気量よりも、左右の第２ベントホール５６Ａから排気される合計のガスの排気量が少ない。

第１チャンバ５４の上部には、連通孔５７が形成されており、この連通孔５７を通じて第１チャンバ５４と第２チャンバ５６とが連通されている。また、第１チャンバ５４と第２チャンバ５６との連通部分には、流入制限部材４０が設けられている。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態のエアバッグ装置５０では、より高圧となる第２チャンバ５６が略円環状に形成されているため、乗員Ｐの拘束力を向上できる。また、内側に位置する第１チャンバ５４が低圧となるため、乗員の胸部Ｂ及び腹部へ作用する反力を低減することができ、肋骨周辺への負荷を減らすことができる。

また、本実施形態では、車両の前面衝突時にステアリングホイール３０の角度が大きい状態であっても、エアバッグ本体５２の形状が大きく変わらないため、ステアリングホイール３０の角度にかかわらずに第２チャンバ５６によって適切に乗員Ｐを拘束できる。その他の作用については第１実施形態と同様である。

以上、第１実施形態及び第２実施形態に係るエアバッグ装置１０，５０について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、エアバッグ装置１０，５０では、第１チャンバの上端部に連通孔が形成されていたが、これに限定されず、他の部位に連通孔が形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、流入制限部材４０としてテザー４２と布材４４を含んだ構成を図示して説明したが、これに限定されず、他の構造を採用してもよい。例えば、第２チャンバから第１チャンバへのガスの流入を抑制する逆止弁を採用してもよい。

さらに、上記実施形態では、第１チャンバには１つの第１ベントホールが形成されていたが、これに限定されず、複数の第１ベントホールを形成してもよい。この場合であっても、第１ベントホールの開口面積の合計が第２ベントホールの開口面積の合計よりも大きければ、第１チャンバを低圧とすることができる。

１０，５０ 運転席用エアバッグ装置
３０ ステアリングホイール
３２ インフレータ
３６，５４ 第１チャンバ
３６Ａ，５４Ａ 第１ベントホール
３７ 連通孔
３８，５６ 第２チャンバ
３８Ａ，５６Ａ 第２ベントホール
４０ 流入制限部材
４２ テザー
４４ 布材
Ｂ 胸部
Ｈ 頭部
Ｐ 乗員

Claims (4)

1. インフレータからガス供給を受けることでステアリングホイールから車両後方側に膨張展開されて乗員の少なくとも胸部を拘束する第１チャンバと、
   前記第１チャンバと連通されると共に展開状態で前記第１チャンバの外周側に配置されて乗員の少なくとも頭部を拘束する第２チャンバと、
   前記第１チャンバと前記第２チャンバとの連通部分に配置されて前記第２チャンバの膨張時に該連通部分を塞ぐ流入制限部材と、
   を有し、
   前記第１チャンバには第１ベントホールが形成され、
   前記第２チャンバには、前記第１ベントホールよりも開口面積が小さい第２ベントホールが形成されており、
   前記第２チャンバは、展開状態で車両前後方向から見て車両下方側が開放された略Ｕ字状に形成されている、運転席用エアバッグ装置。
2. 前記第２ベントホールは、前記第２チャンバにおける左右両側の下端部にそれぞれ形成されており、
   前記第２ベントホールの合計の開口面積が前記第１ベントホールの開口面積よりも小さい請求項１に記載の運転席用エアバッグ装置。
3. 前記第１チャンバの上端部に前記第２チャンバと連通する連通孔が形成されている請求項１に記載の運転席用エアバッグ装置。
4. 前記流入制限部材は、一端部が前記第２チャンバに固定され、他端部が前記連通孔を通じて前記第１チャンバ内に配置されたテザーと、該テザーの前記他端部に取付けられて前記テザーに張力が作用した際に前記連通孔を塞ぐ布材と、
   を含んで構成されている請求項３に記載の運転席用エアバッグ装置。