JPH06227341A

JPH06227341A - 車両用乗員拘束装置

Info

Publication number: JPH06227341A
Application number: JP1863193A
Authority: JP
Inventors: Hideo Omura; 英夫大村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1994-08-16
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JP2950078B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小さなスペースでも展開時の軸長の大きなエ
アバッグを採用できるようにし、乗員の拘束性能を向上
させる。【構成】車室内の所定箇所に取付部が支持され、当該
取付部から車室内の乗員方向へ展開可能なエアバッグ
と、前記取付部に支持され、点火による高圧ガスによっ
て前記エアバッグを展開するインフレータと、車両の衝
突を検知する衝突センサと、前記衝突センサの検知信号
に基づき前記インフレータに点火信号を出力する制御手
段と、前記エアバッグの取付部を、前記制御手段の点火
信号に同期して前記車室内所定箇所に対し反乗員方向へ
所定ストローク移動させ、前記エアバッグを乗員方向及
び反乗員方向の双方へ展開させる展開補助手段とよりな
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両衝突時における乗
員の拘束性能を向上させるようにした車両用乗員拘束装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の衝突時に、乗員の顔面前方
にエアバッグを展開させて、乗員を衝突時の衝撃から保
護する乗員拘束装置（エアバッグ装置）が普及してきて
いる。この装置では、エアバッグの軸長（乗員に向かう
方向）を大きくすれば、その分だけ乗員の拘束ストロー
ク（エネルギ吸収ストローク）が大きくなり、拘束性能
を向上させることができるが、通常、エアバッグはステ
アリングホイール等に装備されているから、エアバッグ
と乗員との間の距離の制限により大型化が難しかった。

【０００３】そこで、これに対処するため、本出願人
は、エアバッグの展開時に、ステアリングコラムを設定
ストロークだけ前方に引き込むことにより、エアバッグ
の取付点と乗員との間の距離を増大させて、軸長の大き
なエアバッグの採用を可能にする車両用乗員拘束装置を
提案している（特願平３−６４１６６）。

【０００４】図７及び図８を用いてその装置の概要を説
明する。

【０００５】この装置は、図７に示すように、イグニッ
ションスイッチ１、診断回路２、フロントスイッチ３、
バッテリー５、エアバッグ７を直列に接続したエアバッ
グ系回路８と、コラムスイッチ９、ステアリングコラム
１０を直列に接続したコラム系回路１１とを並列に結合
したものである。

【０００６】この装置では、車両の衝突時に、その衝撃
によりフロントスイッチ３が作動して、これが診断回路
２で衝突による衝撃と判断された場合にのみ、エアバッ
グ７の図示しないインフレータが点火され、エアバッグ
７が展開される。

【０００７】またこのとき、衝突の衝撃によりコラムス
イッチ９が作動し、図８に示すように、ステアリングコ
ラム１０が車体前方へ引き込まれ、このステアリングコ
ラム１０の前方への引き込み動作により、乗員Ｍとステ
アリングコラム１０との間に十分な間隔が形成される。

【０００８】従って、この間隔の確保により、通常のエ
アバッグ７’の軸長ＬＡよりも、引き込み分ＬＢだけ軸
長を大きく設定したエアバッグ７の採用が可能となり、
エアバッグによるエネルギ吸収ストロークを拡大して、
ソフトに乗員Ｍを拘束することができるようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エアバッグ
は一般に、図９（ａ）に示すように、展開直後は軸方向
（乗員方向）に向かって細長く延びて最大軸長となり、
その後、図９（ｂ）に示すように、外周方向に向かって
広がり、軸長が減少して全展開状態に達するという挙動
を示す。

【００１０】このため、上記提案の装置では、エアバッ
グ７の先端が乗員の顔面に接触しないように、最大軸長
をとる時点以前に、最大軸長に対応する設定ストローク
だけステアリングコラムを前方へ引き込むようにしてい
る。

【００１１】しかし、最大軸長をとった後の全展開時に
はバッグの軸長が減少することになるので、図９（ｂ）
に示すようにバッグ７と乗員Ｍとの間に間隔ＳＡが開く
ことになる。

【００１２】この間隔ＳＡは、バッグの最大軸長と全展
開時の軸長との開きが大きいほど大きくなり、この間隔
ＳＡが小さい程、限られたスペースで大きなエアバッグ
を（全展開時の軸長の長いエアバッグ）配置することが
できる。

【００１３】しかし、上記提案の装置では、インフレー
タ点火によるガス圧でバッグ７が乗員方向へのみ展開し
ていくものであるため、単にバッグ展開時にステアリン
グコラムを前方に引き込むだけでは最大軸長に関して
は、ステアリングコラムを引き込まない場合と変わら
ず、上記の間隔ＳＡも大きくなり、エアバッグの大型化
（全展開時の軸長の増大）には限界があった。

【００１４】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、限
られたスペースで全展開時の軸長の大きなエアバッグを
採用することができる車両用乗員拘束装置を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、車室内の所定箇所に取付部が支
持され、当該取付部から車室内の乗員方向へ展開可能な
エアバッグと、前記取付部に支持され、点火による高圧
ガスによって前記エアバッグを展開するインフレータ
と、車両の衝突を検知する衝突センサと、前記衝突セン
サの検知信号に基づき前記インフレータに点火信号を出
力する制御手段と、前記エアバッグの取付部を、前記制
御手段の点火信号に同期して前記車室内所定箇所に対し
反乗員方向へ所定ストローク移動させ、前記エアバッグ
を乗員方向及び反乗員方向の双方へ展開させる展開補助
手段とよりなることを特徴とする。

【００１６】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
車両用乗員拘束装置であって、前記車室内所定箇所は、
ステアリングホイールであることを特徴とする。

【００１７】また、請求項３の発明は、請求項１又は請
求項２記載の車両用乗員拘束装置であって、前記展開補
助手段は、前記制御手段の出力信号により点火し、発生
する高圧ガスで前記取付部を反乗員方向へ移動させるピ
ストン機構であることを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１の車両用乗員拘束装置では、バッグ展
開開始と同期して展開補助手段が動作し、エアバッグが
乗員方向と反乗員方向との双方へ展開される。従って、
バッグ展開時に反乗員方向へ慣性力が働き、その結果と
して、最大軸長が短くなる。よって、全展開時の軸長と
最大軸長との開きを小さくすることができる。

【００１９】請求項２の車両用乗員拘束装置では、ステ
アリングホイールの部分でエアバッグを乗員方向及び反
乗員方向の双方へ展開させることができる。

【００２０】請求項３の車両用乗員拘束装置では、ピス
トン機構により、エアバッグの取付部を反乗員方向へ確
実に移動させることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２２】図１はこの実施例の車両用乗員拘束装置の
側断面を示す。図２は図１の車両用乗員拘束装置のエア
バッグ展開時の側断面図である。

【００２３】この乗員拘束装置は、ステアリングホイー
ル２０に装備されたエアバッグモジュール２１と、エア
バッグモジュール２１の取付点を移動させてエアバッグ
を乗員方向及び反乗員方向の双方へ展開させる展開補助
手段としてのバッグ展開補助機構２２と、エアバッグモ
ジュール２１に点火信号を出力すると共に補助機構２２
に作動信号（これも本実施例では「点火信号」である）
を供給する制御手段としての診断回路２３と、を備えて
いる。

【００２４】前記診断回路２３は、車両の衝突を検知す
る衝突センサ２４の信号に基づいて衝突による衝撃か否
かを診断し、その診断結果に応じて前記点火信号及び作
動信号を出力する。

【００２５】前記エアバッグモジュール２１は、エアバ
ッグ２５、インフレータ２６、バッグカバー２７からな
るもので、前記インフレータ２６はフランジ部２６ａ
が、車室内所定箇所であるステアリングホイール２０に
前後方向移動可能に支持された取付部としてのベースプ
レート２８に固定され、エアバッグ２５の端末は、リテ
ーナリング２９を用いて前記ベースプレート２８に固定
されている。

【００２６】前記ベースプレート２８の支持は、火薬式
のバッグ展開補助機構２２を介してステアリングホイー
ル２０のスポーク部３０に対して行なわれている。

【００２７】前記バッグ展開補助機構２２は、ベースプ
レート２８にロッド３１ａの端部３１ｂが固定されたピ
ストン３１と、当該ピストン３１が摺動自在に嵌合され
たシリンダ３２と、火薬３３と、シリンダ３２と火薬３
３とを連結するジョイント部３４と、ジョイント部３４
をスポーク部３０に結合するブラケット３５とから構成
され、火薬３３が点火されて高圧ガスが発生すると、シ
リンダ３２の圧力室３４ａにガスが流入してピストン３
１が図中左方へ移動するようになっている。

【００２８】前記ピストン３１のロッド３１ａは、ジョ
イント部３４の端壁３４ｂからエアバッグモジュール２
１側に貫通しており、このジョイント部３４の端壁３４
ｂにロッド３１ａと端部３１ｂが当たることで、ベース
プレート２８のそれ以上の移動を阻止し、ベースプレー
ト２８をその移動限で固定するようになっている。従っ
て、ベースプレート２８の初期位置とジョイント部３４
の端壁３４ｂとの間隔が、バッグ展開補助機構２２の設
定ストロークとして規定されている。

【００２９】なお、この実施例では、エアバッグ２５と
して、標準のものよりも軸長の長いバッグが用いられて
いる。そして、バッグ展開補助機構２２の最大変位量
（設定ストローク）が、標準のエアバッグと今回のエア
バッグ２５の軸長の差の２／３となるように設定されて
いる。

【００３０】また、この装置では、エアバッグモジュー
ル２１のインフレータ２６の点火タイミングと、バッグ
展開補助機構２２の火薬３３の点火タイミングとが同期
され、ベースプレート２８の移動と、エアバッグ２５の
展開とが乗員方向と反乗員方向との双方へ同時に進行す
るように設定されている。さらに、ベースプレート２８
の移動速度については、バッグ最大軸長発生時に、ちょ
うどバッグ展開補助機構２２が設定ストロークだけ作動
完了するようにセットされている。

【００３１】次に衝突時の作用を説明する。

【００３２】車両の衝突が検知され、診断回路２３から
点火信号が出力されると、エアバッグモジュール２１で
は、まずインフレータ２６が点火され、そこから発生し
たガスによりエアバッグ２５が展開を始め、図２に示す
ようにエアバッグ２５がバッグカバー２７を破って、車
室内の乗員方向である運転者方向（図中右方向）へ、最
大軸長に向け細長く延びようとする。

【００３３】一方、バッグ展開補助機構２２では、診断
回路２３から出力される作動信号により、火薬３３が点
火され、そこから発生した高圧ガスが、ジョイント部３
４を通り、ピストン３１を押す。ピストン３１はシリン
ダ３２内を軸方向前方（図中左方）に進むため、該ピス
トン３１と結合しているベースプレート２８が、エアバ
ッグ展開方向と逆方向の反乗員方向へ移動する。

【００３４】この際、ベースプレート２８にはエアバッ
グ２５が結合されているため、展開中のエアバッグ２５
にも、エアバッグ２５の展開方向と逆方向の力が同時に
作用することになる。そして、点火と同時にバッグ取付
点が前方（反乗員方向）に移動することにより、展開過
程のエアバッグ２５に与えられる前方（反乗員方向）へ
の慣性に伴って、エアバッグ２５が乗員方向及び反乗員
方向の双方へ展開され、その結果バッグ最大軸長が短く
なる。

【００３５】この現象については、図３の実験結果を用
いて詳細に説明する。

【００３６】この実験では、取付点（ベースプレート２
８）を前方（反乗員方向）に移動させながらバッグを双
方向へ展開させた場合（本実施例の場合実線）と、取付
点を前方に移動させずにバッグを一方向へ展開させた場
合（点線）とで、展開が開始してからの時刻毎にそれぞ
れバッグの軸長を測定した。

【００３７】本実験では、標準タイプのバッグの軸長３
２０ｍｍより８０ｍｍ長い軸長のバッグ（軸長４００ｍ
ｍ）を用い、バッグ取付点を８０ｍｍだけ展開と同時に
反対方向に移動させ、双方向へ展開させた。

【００３８】展開から１０ｍｓまでは両者とも同じよう
な軸長で展開するのに対し、その後はバックを前方移動
させた比較例の方が軸長が長くなっており１５ｍｓ後で
は４０ｍｍの差が発生している。この結果バッグの軸長
は４００ｍｍで同一であるのに、一方向へのみ展開させ
る比較例に比べ、双方向へ展開させる本実施例の場合は
約４０ｍｍだけバッグの最大軸長が短くなることが分か
った。

【００３９】次に、図４の作動チャート及び図５の挙動
図を参照しながらバック展開時の挙動を更に詳細に説明
する。

【００４０】図４は、標準タイプのバッグの軸長３２０
ｍｍよりも１２０ｍｍだけ軸長の長い、全展開時の軸長
が４４０ｍｍのバッグを用い、しかもバッグ取付点を８
０ｍｍ前方に移動させた場合の作動チヤートを示す。ま
た、図５は作動チャートの各時刻におけるバッグの挙動
を示している。

【００４１】図４の作動チヤートの縦軸は、バッグおよ
びバッグ取付点の軸方向の変位を示し、また横軸は時間
を示している。図中のラインＡはバッグ先端の位置、ラ
インＢはバッグ取付点位置、ラインＣはそれぞれの初期
位置を示す。また、ラインＢ’はステアリングコラムを
引き込む先願（特願平３−６４１６６号）のバッグの取
付点位置、ラインＡ’は同バッグ先端の位置を示す。

【００４２】従って、ラインＣとラインＢとの間隔は、
バッグ取付点移動量ＬＣを表しており、ラインＡとライ
ンＢとの間隔はバッグの軸長ＬＡを表している。ライン
Ｄはエアバッグが乗員位置の限界ラインを示しており、
ＬＤが初期位置から限界ラインまでの距離である。

【００４３】今、車両が時刻ｔ₀で衝突したとすると、
その後衝突センサ２４が衝撃を検知し、診断回路２３が
その正しさを判断して、時刻ｔ₁でエアバッグ２５が点
火され展開が開始される。このとき同時に、バッグ展開
補助機構２２が作動することにより、バッグ取付点が前
方に移動する。

【００４４】図４中破線Ａ’で示す先願例では、時刻ｔ
₁でバッグが展開し、その後、時刻ｔ₂でステアリング
コラムが前方への移動を開始し、最大軸長をとる時刻ｔ
₄の前の時刻ｔ₃で前方移動を完了する構成としている
ため、最大軸長への展開過程では前記慣性の効果を期待
することはできず、エアバッグ自体の展開そのものは乗
員方向のみへの展開となる。従って、エアバッグの最大
軸長と全展開時の軸長との差も大きくなり、全展開時の
軸長をバッグ取付点の前方移動量と同一の８０ｍｍしか
延長できず、全展開時の軸長４００ｍｍのバッグしか使
えないこととなる。このため、図４に示すように最大軸
長発生の後、全展開状態に向かうにつれ軸長４００ｍｍ
まで短くなり、全展開時刻ｔ₅では乗員との間隔がＳ
Ａ’となる。

【００４５】これに対して、実線で示す本発明の実施例
では、点火と同時にバッグ展開方向と逆にバッグ取付点
の移動を開始し、最大軸長発生時の時刻ｔ₄で８０ｍｍ
前方に移動させ、エアバックが最大長となるまで連続し
て、エアバッグ２５を乗員方向と反乗員方向との双方へ
展開させるため、ベースプレート２８に与えられた前方
への慣性効果で、全展開時の軸長が４４０ｍｍのエアバ
ッグ２５にも拘らず、最大軸長を従来例と同じに抑える
ことができる。

【００４６】最大軸長になった後は、バッグ取付点の移
動は止められているため、もはや慣性の効果はなく、こ
の分のエネルギーが側方への展開圧力に変換されるため
バッグ軸長が短くなってしまうことはない。従って、全
展開時に、４４０ｍｍの大軸長を乗員拘束ストロークと
して用いることができる。

【００４７】さらに、その結果として、取付点を８０ｍ
ｍ前方に引き込ませたとしても、バッグ先端が初期位置
に対して乗員側に３６０ｍｍ出ていることになるため、
時刻ｔ₅で乗員とバッグ先端との間隔がＳＡ’からＳＡ
へと極めて小さくなり、時刻ｔ₇よりも早い時刻ｔ₆で
拘束が開始される。このため、初期拘束性能が著しく向
上する。

【００４８】この点、同様の初期拘束性能を得るため
に、一度前方の反乗員側に移動させた取付点を、バッグ
の軸長を計測しながらバッグ軸長の縮小に合わせて元に
戻すようにすることも考えられるが、本実施例の場合
は、そのような複雑な制御機構は一切必要としないの
で、構造が簡単で実現容易である。

【００４９】また、バッグ２５自体に展開方向と反対方
向の慣性を与えれば良いため、ステアリングコラムを引
き込ませることにより、エアバッグモジュール２１を含
むステアリングホイール全体を引き込ませる必要はな
く、本実施例のようにバッグ取付点のみ前方へ移動させ
れば良い。

【００５０】次に他の実験例の説明をする。

【００５１】この実験例では、全展開時の軸長４００ｍ
ｍのバッグを用い、バッグ取付点の移動量を、上記具体
例よりも小さい５７ｍｍに設定している。

【００５２】図６は作動チャートを示す。なお、この作
動チャートにおいて、縦軸、横軸、各ラインは図４と同
じである。

【００５３】この例では、先願に対して少ない前方移動
量にも拘らず、バッグ最大軸長に短縮できる。

【００５４】もちろん全展開後のバッグ軸長は同じ４０
０ｍｍであるため、乗員拘束ストロークは同等である。
しかしながら、バッグ取付点の前方移動量は５７ｍｍと
少ないため、初期位置に対して乗員側に３４３ｍｍだけ
乗員側に出た形になる（先願は３２０ｍｍ）。そのた
め、時刻ｔ₅にバッグ先端と乗員との間隔をＳＡ’から
ＳＡへと減少することができ時刻ｔ₆で拘束を開始する
ことができ、初期拘束性能が向上する。

【００５５】また、本例ではバッグ取付点の移動量が小
さくてよいため、バッグ展開補助機構をさらに簡略化す
ることができる。

【００５６】さらに、本例を、コラプシブルストローク
を用いたステアリングコラムの引き込み装置と組み合わ
せれば引き込みストロークとして５７ｍｍしか用いてい
ないため、フルストローク８０ｍｍの設定としたときの
残り２３ｍｍは、コラプシブルストロークとして残るこ
とになる。

【００５７】従って、万一１回目の衝突からバッグがし
ぼんでしまうほど大きく時間が経過した段階でさらに衝
突が発生した場合、ステアリングコラムのコラプシブル
ストロークが残っているため、乗員の拘束を一層確実に
行うことができる。もちろんベルトを着用していれば、
バッグがしぼんだ後でも十分な拘束が得られることは言
うまでもないが、より良くすることができるのである。

【００５８】なお、この発明の車両用乗員拘束装置は、
ステアリングホイールのみならず、グローブボックス等
他の車室内所定箇所にも適用できる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、エアバッグを乗員方向と反乗員方向との双方へ
展開することによって、展開時の反乗員方向への慣性効
果によりバッグ最大軸長を大きくせずに全展開時の最大
軸長を大きくすることができる。従って、限られたスペ
ースで乗員拘束ストロークの長いエアバッグを採用する
ことが可能となり、乗員拘束時の反力をより低く抑える
ことができる。

【００６０】また、最大軸長と全展開軸の軸長との差を
小さくすることができ、バッグ先端位置をより乗員に近
い位置に設定することができるようになる。その結果、
早期の乗員拘束性能が格段に高まる。しかも、バッグの
軸長の変化に合わせてバッグ取付点位置を前後させるよ
うな複雑な機構を必要とせず、簡単な構成によりこれを
実現することができる。

【００６１】請求項２の発明では、さらに運転者の拘束
性能を高めることができる。

【００６２】請求項３の発明では、確実な双方向展開に
より、拘束性能を確実に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の車両用乗員拘束装置の概略
構成を示す側断面図である。

【図２】図１の車両用乗員拘束装置のエアバッグ展開時
の側断面図である。

【図３】エアバッグを双方向を展開させた場合と一方向
を展開させた場合とのバッグ軸長の変化を比較した実験
結果を示す特性図である。

【図４】図１の車両用乗員拘束装置の作動チャートであ
る。

【図５】図４の作動チャートの各時刻におけるバッグと
バッグ取付点の挙動図であり、（ａ）は時刻ｔ₁におけ
る挙動図、（ｂ）は時刻ｔ₄における挙動図、（ｃ）は
時刻ｔ₅における挙動図である。

【図６】本発明の別の実施例の乗員拘束装置の作動チャ
ートである。

【図７】従来例に係る車両用乗員拘束装置のブロック図
である。

【図８】従来例のステアリングコラムの挙動図である。

【図９】バッグとバッグ取付点の挙動図であり、(a) は
時刻ｔ₄における挙動図、(b)は時刻ｔ₅における挙動
図である。

【符号の説明】

２０ステアリングホイール（車室内の所定箇所）２２バッグ展開補助機構（移動手段）２３診断回路（制御装置）２４衝突センサ２５エアバッグ２６インフレータ２８ベースプレート（取付部）３１ピストン機構３２シリンダ３３火薬

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内の所定箇所に取付部が支持され、
当該取付部から車室内の乗員方向へ展開可能なエアバッ
グと、前記取付部に支持され、点火による高圧ガスによって前
記エアバッグを展開するインフレータと、車両の衝突を検知する衝突センサと、前記衝突センサの検知信号に基づき前記インフレータに
点火信号を出力する制御手段と、前記エアバッグの取付部を、前記制御手段の点火信号に
同期して前記車室内所定箇所に対し反乗員方向へ所定ス
トローク移動させ、前記エアバッグを乗員方向及び反乗
員方向の双方へ展開させる展開補助手段とよりなること
を特徴とする車両用乗員拘束装置。
【請求項２】請求項１記載の車両用乗員拘束装置であ
って、前記車室内所定箇所は、ステアリングホイールであるこ
とを特徴とする車両用乗員拘束装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の車両用乗員
拘束装置であって、前記展開補助手段は、前記制御手段の出力信号により点
火し、発生する高圧ガスで前記取付部を反乗員方向へ移
動させるピストン機構であることを特徴とする車両用乗
員拘束装置。