JPH05201305A - 自動車の乗員を保護する安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体クッションの内圧が異なる場合にも、使
用温度全域にわたって、気体クッションに衝突する乗員
を、常時、実質的に等しく減速しうるようにする。 【構成】 少なくとも１つの流出口２４をハウジング壁
２２に設け、この流出口を制御する流出口調節装置５２
が、流出口２４の全横断面を充填された気体クッション
の内圧に比例して変化させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝突時に自動車の乗員
を障害から保護するための安全装置、それも気体によっ
てふくらませることのできる気体クッションと、一方の
側が開放され、気体クッションに結合されたハウジング
と、ハウジング内に配置され、気体クッションに充填す
る圧力気体の発生器と、特に、乗員が気体クッションに
衝突するさいに圧力気体を流出させる少なくとも１個の
流出口とを有する形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の安全装置は、“エアバック”シ
ステムとも呼ばれ、次のような機能を有している。すな
わち、一方の側だけ開放され、他の側は閉じられたハウ
ジング内に収容された気体発生器が、自動車に対して作
用する加速力又は制動力の絶対値が所定値を超えると、
点火される機能である。点火された気体発生器は圧力気
体を発生させ、この気体が、ハウジングと結合された気
体クッションに充填される（気体クッションがふくら
む）。気体クッションは、流出口内に構成された気密材
料製フォイルから成り、このフォイルが、ハウジング壁
と気密に結合され、ハウジングの開放側を閉じている。
あるいは又、気体クッションの材料としては（フィル
タ）織物を用いることも可能である。その場合には、織
物の糸の間の隙間が流出口として機能する。圧力ガスが
充填されたクッションに乗員が衝突すると、内部の圧力
気体に付加的な圧力が加わり、気体が流出口から押出さ
れる。その場合、流出口には絞り作用が与えられている
ので、衝突する身体は減速され、危険な加速値の作用は
受けることがなくなる。気体発生器が圧力気体を発生さ
せる量（単位時間当り全発生量）は、温度に応じて決ま
る。従来、気体発生器内に通常用いられる気体組成の場
合、当面の使用温度域−３５℃〜＋８５℃の下限では、
上限でよりも時間単位当りの気体発生量は少ない。この
結果、気体クッションは、（外部の）温度が高ければ張
る度合いが高くなり、乗員を捕捉する挙動も、クッショ
ンの張りの弱い低温の場合と異なってくる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、衝突時に自動車の乗員を障害から護る安全装置を
次のように構成することにある。すなわち、充填された
気体クッションの内圧が異なる場合にも、当面の使用温
度全域にわたって、気体クッションに衝突する乗員を、
常時、確実に実質的に等しく減速させるように構成する
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、冒頭に述べた安全装置は、本発明により次のように
構成されている。すなわち、少なくとも１個の流出口が
ハウジング壁に設けられており、この流出口を制御可能
な流出口調節装置が備えられ、この調節装置が、前記流
出口の全横断面を、充填された気体クッションの内圧に
比例して調節し、変化させるようにしたのである。

【０００５】本発明によれば、気体クッション内圧に応
じて異なる減速特性が、有利にはハウジング壁内に設け
られた少なくとも１つの流出口の全横断面を、制御可能
の調節装置により変化させることにより補償される。充
填されたクッションの内圧が高い場合は、少なくとも１
個の流出口が、内圧の低い場合より大きい全横断面を有
するようにするのである。このように単数又は複数の流
出口の全横断面を可変にすることにより、気体流出量
（単位時間当り流出気体量）が変化せしめられ、その場
合、この流出量は、クッション内圧が高ければ、それだ
け大となる。単数又は複数の流出口を可変にすることに
より、当面の全使用温度域（−３５℃〜＋８５℃）内
で、乗員の衝突時にクッションからの圧力気体の流出特
性を一様にすることができる。

【０００６】全温度域にわたり気体の流出挙動を一様に
し、それによって乗員の保護効果を改善すると同時に、
本発明の安全装置によれば、全温度域にわたって充填度
を一様にすることも可能になる。つまり、単数又は複数
の流出口の大きさが、クッションへの圧力気体の充填度
にも影響を与える。なぜなら、圧力気体発生量が多い場
合には、クッションをふくらますさいにも既に、発生量
が少ない場合より多くの圧力気体が、より大きく開けら
れた流出口横断面から流出するからである。双方の要素
（気体クッションの充填度の一様化と、全温度域にわた
る圧力気体流出特性の一様化）により、乗員に作用する
気体クッションの制動挙動が一様化されるのである。

【０００７】本発明によれば、気体圧力に応じて異なる
気体クッションの制動特性の補償は、まず第一に、保護
対象の乗員が気体クッションに衝突した場合に、つまり
気体クッションに気体が充填されたのち、気体の流出時
に行われる。気体クッション内圧発生時の補償は、少な
くとも１つの流出口の開く度合いを変化させることによ
る影響は別にして（既述のように）、意図されていな
い。なぜなら、まず確実に、気体クッションを出来るだ
け迅速に、かつまたあくまで異なる張り具合に充填せね
ばならないからである。圧力発生の制御を通じて、気体
クッション制動特性を補償することによって、気体クッ
ションは、使用温度に応じて異なる速さで充填される。
それによって、安全装置の構成上の妥協がはかられてい
る。

【０００８】制御可能な、少なくとも１つの流出口が、
既述のように、有利にはハウジング壁に設けられてい
る。しかし、これは必ず必要というわけではない。燃焼
気体（圧力気体）が車室内へ入らず、車両から外部へ放
出される安全システムの場合、たとえば、その全横断面
を制御可能な流出口が、開口を介してハウジング内部と
連通する圧力気体排出管の端部にも設けられている。

【０００９】有利な別の構成によれば、流出口調節装置
の制御が、気体クッションの内圧又は圧力気体発生量に
応じてではなく、温度に応じて行われる。この場合に
は、もちろん、温度に対する圧力気体量の依存性を知ら
ねばならない。たとえば、気体発生器に、圧力気体発生
量が温度に比例する気体成分、要するに、温度上昇につ
れて、単位時間当りの圧力気体発生量が増加する気体成
分を用いる場合には、少なくとも１つの流出口の全横断
面の値が温度に比例して変化せしめられる。また、圧力
気体発生量が温度上昇につれて減少する気体成分を使用
する場合には、流出口調節装置が、流出口の大きさを温
度に逆比例して変化させる。（外部）温度、要するに、
安全装置もさらされる温度の検知と、流出口調節装置の
温度に応じた制御は、気体クッション内圧又は圧力気体
発生量に応じた、流出口調節装置の起動制御よりも、技
術的には、はるかに簡単に実現できる。

【００１０】流出口有効全横断面の変更、又は、複数流
出口の場合には、流出口の全有効全横断面（すべての流
出口の全横断面の合計）の変更は、有利には、単数又は
複数の流出口の開閉用制御滑り弁により行われる。この
制御滑り弁は、可動であり、特にハウジングのところを
移動可能に案内されている。その場合、流出口調節装置
は、制御滑り弁のほかに、制御滑り弁の無段階的運動又
は双安定的運動のための駆動装置をも有している。この
結果、少なくとも１つの流出口の、制御滑り弁により閉
じられる全横断面の割合、又はすべての流出口の、制御
滑り弁により閉じられる全横断面の割合に影響を与える
ことができる。

【００１１】本発明の有利な別の構成によれば、駆動装
置がバイメタルロッドとして構成されている。このバイ
メタルロッドは、一端が固定支承され、自由に可動の区
域が、制御滑り弁と連結され、この滑り弁を変位させる
ようになっている。バイメタルロッドの運動が運動の変
化度や運動時に調達される力の点で不十分であれば、バ
イメタルロッドと制御滑り弁との間に、バイメタルロッ
ドの運動を制御滑り弁の運動へ変換するための伝動装置
を配置することができる。

【００１２】しかし、制御滑り弁を用いる代わりに、流
出口全横断面を簡単に変られる装置であれば、ほかのど
のような閉鎖装置を用いてもよい。たとえば虹彩絞りの
形式で動作する閉鎖装置を用いることができる。

【００１３】特に、気体クッション内へ乗員がめり込む
さいに、圧力気体の流出挙動に影響を与えるため、複数
の流出口を設ける場合には、原則として、すべての流出
口の横断面を流出口調節装置により（同時に）無段階的
に変更するようにすることが可能である。しかし、ま
た、次のようにすることも考えられる。すなわち、複数
の流出口をグループ毎にまとめて、各流出口グループ毎
に、駆動装置を有する共通の閉鎖装置を備えるようにす
るか、もしくは各グループの各流出口が、別個の駆動装
置を有する別個の閉鎖装置を利用するようにするのであ
る。流出口をグループ毎にまとめる場合には、流出口調
節装置は、気体の内圧、気体発生量、温度のいずれかに
応じて流出口がグループ毎に開閉されるように制御され
る。温度、気体圧力、気体発生量のいずれかが上昇する
につれて、開閉される流出口の数も増加する。異なる流
出口グループ毎の駆動装置は、したがって、異なる温度
で応動する。このような構成の流出口調節装置の場合
は、流出口を無段階的に開閉する必要は、もはや無い。
閉鎖装置は次の２つの状態をとることができれば十分で
ある。すなわち、単数又は複数の流出口が全開される開
状態、又は完全に閉じられる閉状態である。

【００１４】圧力気体の流出特性に影響を与えるため複
数の流出口を設け、流出口調節装置により全流出口を同
時に変化させる場合、本発明の別の有利な構成によれ
ば、流出口が並列配置され、場合によっては、このよう
な列が複数列配置されるようにし、更に、制御滑り弁に
複数の開口を設け、これらの開口は、複数流出口列が存
在する場合、縦の列を形成する全部の流出口にわたって
延びるようにされている。制御滑り弁の複数開口は、縦
の列の複数流出口と、それぞれに整列するようにされ、
そのさい、制御滑り弁により閉じられる流出口全横断面
の割合は、この滑り弁の運動により変更できる。本発明
のこの構成の場合、すべての流出口の全横断面は、共通
の閉鎖装置、すなわち制御滑り弁ないし制御プレートに
より変更することができる。

【００１５】気体クッションからの圧力気体流出特性に
影響を与えるために設けられた流出口のほかに、本発明
による安全装置には可変でない流出口も設けておくこと
ができる。これらの流出口は、たとえば、従来の安全装
置に設けられているような、気体クッションの流出口で
ある。本発明の安全装置は、したがって、流出口が形成
された従来材料製気体クッションを有する“エアバッ
ク”・システムにも利用できる。

【００１６】複数グループにまとめられた流出口が、流
出特性に影響を与えるために備えられている場合には、
各流出口グループ用の閉鎖装置は、有利には、別個の駆
動装置を有する別個の制御滑り弁から成るようにする。
その場合、各駆動装置は、有利には、それぞれバイメタ
ルロッドを有するようにし、各バイメタルロッドの温度
に対する挙動が、他のバイメタルロッドのそれとは異な
るようにしておく。

【００１７】

【実施例】以下では図面につき本発明の実施例を説明す
る。

【００１８】安全装置１０の構成要素は、図１の概観図
に示してある。安全装置１０は、一方の側が開いたハウ
ジング１２を有している。ハウジング１２の開放側１４
は、安全装置の非作動状態ではハウジング１２内に折り
たたまれて収納されているフォイル又はスキン１６によ
り閉じられている。ハウジング１２内には、開放側１４
と反対側の端部に気体発生器１８が収容されている。こ
の気体発生器１８の点火により圧力気体が発生し、ハウ
ジング１２の内圧が上昇する。内圧の上昇により、ハウ
ジングの開放側１４の区域に取付けられている保護用の
蓋２０の目標破断個所（図示せず）が破断される。蓋２
０が破断すると、フォイル１６がハウジング１２から飛
び出して、気体発生器１８の圧力気体の充填された気体
クッションが形成される。

【００１９】ハウジング１２の壁部内には、列をなして
並置された複数流出口２４が形成されている。特に図１
から分かるように、ハウジング壁２２外側の流出口２４
の区域に案内兼保持アングル条片２６を有している。こ
れらの条片２６は、９０°のアングル形材であり、ハウ
ジング壁２２の外側から突出ており、流出口２４の列の
両長手側と平行に延びている。条片２６は、ハウジング
壁２２と一緒に、その間に配置された制御滑り弁２８用
の、互いに向かい合ったＣ字形の案内を形成している。
制御滑り弁２８は、両矢印３０で示された方向で案内兼
保持アングル条片２６の間を縦移動可能に案内され、保
持されている。

【００２０】制御滑り弁２８と連結されているバイメタ
ルロッド３２の一端は、保持ピン３６のところに回動不
能に支承されている。また、保持ピン３６のほうはハウ
ジング壁２２と回動不能に結合されている。バイメタル
ロッド３２は、ハウジング壁２２から間隔をおいて配置
され、この壁２２と平行に延びており、その自由に可動
の区域３８が、制御滑り弁２８上方に延びている。バイ
メタルロッド３２は、公知の形式で、異なる熱膨張係数
を有する２つの材料製ロッド４０，４２から成ってい
る。双方のロッド４０，４２の互いに向かい合った面
は、互いに結合されて、互いの相対変位が不能にされて
いる。自由に可動な区域３８の、端部３４と、反対側の
端区域は、制御滑り弁２８と結合された２個の支承ピン
４４の間を延びている。

【００２１】バイメタルロッド３２の自由に可能な区域
３８は、温度に応じて一方の側又は他方の側が湾曲す
る。図２には、顧慮する必要のある温度域、すなわち−
３５℃〜＋８５℃以内での中間的な温度の場合のバイメ
タルロッド３２の位置が示されている。安全装置は、こ
の温度域用に構成されている。図３は、高いほうの温度
域でのバイメタルロッドの湾曲方向を示したものであ
る。この温度域では制御滑り弁２８は矢印３０の方向へ
押しずらされる。最後に図４には、低いほうの温度域で
のバイメタルロッド３２の湾曲方向が示されている。こ
の温度域では、制御滑り弁２８が矢印方向３０に押しず
らされる。

【００２２】図面から分かるように、制御滑り弁２８に
は、等間隔に複数開口４６が設けられている。開口４６
は、同じく等間隔で形成されている流出口２４と部分的
重なり合っている。制御滑り弁２８の、流出口２４に対
する移動位置に応じて、開口４６の小部分ないしは大部
分が流出口２４の一部分と重なり合う。制御滑り弁２８
は、したがって、開口４６の間の閉鎖部分４８が、多差
の差はあれ流出口２４を、滑り弁２８の移動位置に応じ
て覆うことになる。この移動位置は、また、温度に応じ
て決定される。したがって、各流出口２４の有効横断面
積、すなわち、乗員が充填された気体のクッションに衝
突するさい圧力気体が流出する流出口全横断面は、温度
に応じて変化させることができる。この全横断面の変更
は、その場合、温度上昇につれて有効横断面積が拡大さ
れ、温度の下降につれて縮小されるという具合に行われ
る。気体発生器１８に用いられる気体成分は、温度が高
ければそれだけ多くの気体を発生させるので、高温の場
合には、気体クッションの気体圧力も高くなり、乗員の
気体クッション衝突時には、気体発生量の少ない低温の
場合より速く気体を流させることができる。全体として
このようにして、全温度域にわたって圧力気体流出特性
を一様にすることが可能となる。

【００２３】開口４６と閉鎖部分４８とを有する制御滑
り弁２８と、バイメタルロッド３２と、支承ピン４４と
から成るこの装置が、流出口２４の全横断面５０を変化
させるための流出口調節装置５２である。バイメタルロ
ッド３２は、この場合、閉鎖装置５６を調節する駆動装
置５４の機能を有している。閉鎖装置５６は、流出口２
４を多少の差はあれ閉鎖することができる。流出口調節
装置５２は、図示の実施例の場合は、温度制御式であ
る。この場合、気体発生器が温度に比例する気体量を発
生させ、その気体発生量又は気体クッション内圧に直接
に依存する制御が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】気体発生器と折りたたまれた気体クッションと
を有するハウジングの横断面図。

【図２】図１の矢印Ｉ方向へ見たハウジングの部分側面
図で、使用温度域内の中間温度時の各装置の状態を示し
た図。

【図３】図１の矢印Ｉ方向へ見たハウジングの部分側面
図で、使用温度域内の高温時の各装置の状態を示した
図。

【図４】図１の矢印Ｉ方向へ見たハウジングの部分側面
図で、使用温度域内の低温時の各装置の状態を示した
図。

【符号の説明】

１０ 安全装置、 １２ ハウジング、 １４ 開放
側、 １６ フォイル又はスキン、 １８ 気体発生
器、 ２０ 保護用の蓋、 ２２ ハウジング壁、２４
流出口、 ２６ 保持アングル条片、 ２８ 制御滑
り弁、 ３０ 両矢印、 ３２ バイメタルロッド、
３４ バイメタルロッドの端部、 ３６保持ピン、 ３
８ 可動区域、 ４０，４２ ２種の材料ロッド、 ４
４ 支承ピン、 ４６ 制御滑り弁の開口、 ４８ 閉
鎖部分、 ５０ 全横断面、 ５２ 流出口調節装置、
５４ 駆動装置、 ５６ 閉鎖装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝突時の障害から乗員を保護する安全装
   置であって、気体によりふくらませることの可能な気体
   クッション（フォイル１６）と、気体クッション（フォ
   イル１６）と結合され、一方の側が開いているハウジン
   グ（１２）と、このハウジング（１２）内に配置され
   た、気体クッション（フォイル１６）に充填する圧力気
   体の発生器（１８）と、特に気体クッション（フォイル
   １６）への乗員の衝突時に圧力気体を流出させる少なく
   とも１つの流出口（２４）とを有する形式のものにおい
   て、 制御可能な流出口調節装置（５２）が備えられ、この調
   節装置が、少なくとも１つの流出口（２４）の全横断面
   （５０）を調節することにより、この全横断面（５０）
   の大きさを、充填された気体クッション（フォイル１
   ６）の内圧に比例して変化させることを特徴とする、自
   動車の乗員を保護する安全装置。
2. 【請求項２】 流出口調節装置（５２）が、温度に応じ
   て制御され、しかも、圧力気体発生量が温度に比例する
   ようにされた場合には、前記の制御により、少なくとも
   １つの流出口（２４）の全横断面（５０）の大きさが温
   度に比例して変化せしめられ、圧力気体発生量が温度に
   逆比例するようにされた場合には、前記制御により、少
   なくとも１つの流出口（２４）の全横断面（５０）の値
   が温度に逆比例して変化せしめられることを特徴とす
   る、請求項１記載の安全装置。
3. 【請求項３】 流出口調節装置（５２）が、少なくとも
   １つの流出口（２４）を開閉する可動制御滑り弁（２
   ８）と、制御滑り弁（２８）用の駆動装置（５４）とを
   有しており、この駆動装置（５４）が、制御滑り弁（２
   ８）により閉じられる全横断面（５０）の割合を変化さ
   せるために、制御滑り弁（２８）を動かすことを特徴と
   する、請求項１又は２に記載の安全装置。
4. 【請求項４】 駆動装置（５４）が、バイメタルロッド
   （３２）を有し、このバイメタルロッド３２は、その一
   端が固定され、その自由に可動な区域（３８）が、制御
   滑り弁（２８）を押しずらすために制御滑り弁（２８）
   と連結されていることを特徴とする、請求項２又は３記
   載の安全装置。
5. 【請求項５】 バイメタルロッド（３２）の可動区域
   （３８）と制御滑り弁（２８）との間に、バイメタルロ
   ッド（３２）の運動を制御滑り弁（２８）の移動に変換
   するための伝動装置が配置されていることを特徴とす
   る、請求項４記載の安全装置。
6. 【請求項６】 複数の流出口（２４）が設けられてお
   り、かつまた、流出口調節装置（５２）によってすべて
   の流出口(２４)の全横断面(５０)を変化させ得ることを
   特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載
   の安全装置。
7. 【請求項７】 複数の流出口（２４）が少なくとも１列
   に一様の相互間隔をおいて設けられており、かつまた、
   制御滑り弁（２８）が複数の開口（４６）を有し、これ
   らの開口(４６)が１列に並置されており、しかも各開口
   (４６)が、流出口（２４）の列数に対応する数の、流出
   口列と直角方向に連続する流出口（２４）の上方に延び
   ていることを特徴とする、請求項４又は６記載の安全装
   置。
8. 【請求項８】 複数の流出口（２４）が備えられてお
   り、かつまた流出口調節装置（５２）により流出口(２
   ４)の一定部分だけ全横断面を変更可能であることを特
   徴とする、請求項１から５までのいずれか１項又は７記
   載の安全装置。
9. 【請求項９】 複数グループの流出口（２４）が備えら
   れており、しかも各グループが少なくとも１個の流出口
   （２４）を有しており、かつまた、流出口調節装置が、
   全流出口（２４）の全横断面（５０）を、流出口をグル
   ープ毎に開閉することにより変化させることを特徴とす
   る、請求項１から５までのいずれか１項又は７記載の安
   全装置。
10. 【請求項１０】 流出口調節装置（５２）が、流出口
    （２４）の各グループ毎に、そのグループの少なくとも
    １個の流出口（２４）を開閉する可動制御滑り弁（２
    ８）を有しており、かつまた流出口調節装置（５２）
    が、各制御滑り弁（２８）毎に別個の駆動装置（５４）
    を有しており、この駆動装置（５４）が、少なくとも１
    つの流出口（２４）の、制御滑り弁（２８）によって閉
    じられる全横断面（５０）の割合を変化させるため、制
    御滑り弁（２８）を移動させることを特徴とする、請求
    項９記載の安全装置。
11. 【請求項１１】 各駆動装置（５４）が、温度に依存す
    る挙動の異なるバイメタルロッド（３２）を有し、この
    バイメタルロッド（３２）は、一方の端部が固定されて
    おり、他方、その自由に可動の区域（３８）が制御滑り
    弁（２８）を移動させるため、この滑り弁（２８）と連
    結されており、かつまた、少なくとも１つの所属の流出
    口（２４）の、制御滑り弁（２８）により閉じられる全
    横断面（５０）の割合が、流出口グループ及び制御滑り
    弁（２８）毎に異なることを特徴とする、請求項１０記
    載の安全装置。