JPH10310016A - 回転通気リングをもつ空気クッションモジュール - Google Patents

回転通気リングをもつ空気クッションモジュール

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JPH10310016A
JPH10310016A JP10028179A JP2817998A JPH10310016A JP H10310016 A JPH10310016 A JP H10310016A JP 10028179 A JP10028179 A JP 10028179A JP 2817998 A JP2817998 A JP 2817998A JP H10310016 A JPH10310016 A JP H10310016A
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ring
air cushion
vent
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JP10028179A
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Brian T Seymour
ティ．セイマワー ブライアン
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Takata Inc
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Takata Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 空気クッションの膨脹を環境条件に依存して
制御する空気クッションモジュールにして、製造、組立
てを容易とする。 【解決手段】 空気クッションを膨脹させる膨脹ガス量
を制御する回転通気リングをもつ小型空気クッションモ
ジュールであって、回転通気リングが、回転量に応じて
違った流通面積を有する通気通路を開くように動き、膨
脹ガスを大気へと逃がして（通気させて）、膨脹式空気
クッションを満たす圧力を制御している。回転通気リン
グは、膨脹式空気クッションが最大圧力の空気で満たさ
れるように、通気が最小である中立回転位置を有し、自
動車内の変化する環境条件に応じて、種々の位置に回転
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車衝突の際に
自動車乗員を保護する乗員拘束システムに関し、詳しく
は、変化する環境要素に対応するため、展開時の膨脹ガ
スを可変的に通気させる回転通気リングを有する空気ク
ッションモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車乗員拘束システムは非燃焼ガスを
発生または貯蔵するインフレーターと、膨脹式空気クッ
ションとを備えた空気クッションモジュール有するとし
て知られている。インフレーターと空気クッションと
は、基板が二つの部品の間に装架されて、一緒に締結さ
れ、空気クッションモジュールを自動車に固定する搭載
機構を提供している。空気クッションモジュールが自動
車の運転者を保護しようとする場合は、モジュールは一
般に自動車ハンドルのハブに取り付けられる。装着され
ると、空気クッションが畳み込まれたモジュールはスプ
リット線を有するトリムカバーにより被覆される。
【０００３】空気クッションモジュールの展開は、衝突
時の自動車の減速を検知する衝突センサーにより起され
る。センサーがインフレーターに信号を送り、膨脹ガス
を発生または解放させたとき、展開が開始される。膨脹
ガスがインフレーターから流出し、空気クッションに入
るに従い、空気クッションが膨脹し、トリムカバーがス
プリット線に沿って制御された態様で分裂される。展開
されると、空気クッションが、乗員の運動エネルギーを
吸収することにより乗員を拘束し、乗員が自動車の構造
部品に衝突することを防止する。
【０００４】かかる空気クッションモジュールは、自動
車乗員に対し優れた保護を提供すると認められるが、装
置設計者は、空気クッションモジュールの性能を向上
し、乗員をより良く保護するための努力を続けている。
空気クッションモジュールの性能は環境条件の変化に影
響される。環境条件は、大気温度だけではなく、乗員位
置、シートベルトの使用、乗員のサイズを含んでいる。
空気クッションの膨脹を、これら条件の関数として調整
することにより、システムが作動条件の変化に一層適し
た態様で作動することが出来る。空気クッション内の膨
脹ガスの圧力を変化させることは、かかる変化を可能に
する方法の一つである。
【０００５】適応性のある膨脹特性を取り入れた空気ク
ッションモジュールが現在知られている。一つの方法
は、電子制御器により決められる排出速度または容積の
種々のレベルで、ガスを解放するインフレーターを利用
することである。しかし、これらシステムは高価であ
り、嵩張り、一般に、２個の別個の膨脹レベルしか提供
出来ない。他の方法は、バッグ内の膨脹ガスが脱出でき
る空気クッション通気通路が、変化可能な面積を有する
可変通気機構を使用することである。しかし、より大き
い設計融通性を備えた他の形態の空気クッションモジュ
ールが、自動車設計者に対し絶えず要求されている。特
に、組立て、製造が容易で、ハンドルのような限られた
面積に詰められ得る空気クッションは、本分野に対する
重要な貢献である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題と、解決する手段】本発
明の空気クッションモジュールは、空気クッションの展
開を、１個または１個以上の環境条件の変化に応じて変
化させることが出来る可変膨脹特性を備えた小型モジュ
ールを提供する。モジュールは、インフレーターを取り
巻く回転可能な通気リングを有する。通気リングは、通
気リングの通気開口を、クッション口、基板、通気スペ
イサーリング、インフレーターフランジ等の整合通気開
口と整列するように選択的に回転され得る。通気リング
を整合通気開口に整列するように選択的に回転させるこ
とにより、膨脹ガスが大気に逃がされ、空気クッション
内の膨脹ガスの圧力を変化させる。中立または非回転位
置にある通気リングは整合通気開口と整列せず、空気ク
ッションへの膨脹圧力と速度が最大になる。通気リング
は中立位置から、大気へ逃げる膨脹ガスの量を変化さ
せ、空気クッションを膨脹させるガスの速度または容積
を変化させるような種々の位置へと、多くの方法により
回転されることが出来る。
【０００７】通気リングの回転位置は、１個または１個
以上の環境条件または他の条件を監視し、ガスの通気速
度を、変化する条件に最も良く適合させることにより決
められる。通気速度と通気リングの回転は、不連続に増
大させても、連続して変化させてもよい。これら、およ
び、他の本発明の利益、特徴、利点は、以下述べる好適
実施例の詳細な説明を、付図と添付の特許請求の範囲と
を参照して読むことにより明らかになろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に従って作られ
た、運転者側の空気クッションモジュール１０の展開図
である。モジュール１０は、ステアリングコラム組立体
１６の一部であるハンドル１４のハブ１２内に搭載され
ている。モジュール１０には、インフレーター１８、通
気スペイサーリング２０、回転通気リング２２、基板２
４、空気クッション２６、クッションリング２８および
トリムカバー３０が含まれている。
【０００９】図１、図２を参照し、好適実施例において
は、インフレーター１８は、円筒部３２と、半径方向に
延びる環状インフレーターフランジ３４とを有する。イ
ンフレーター１８は、空気クッション２６の展開時、膨
脹ガスを通す複数個の通路３８を含むノズル３６を有す
る。通気スペイサーリング２０はインフレーターフラン
ジ３４に押し付けられ、回転通気リング２２を受容する
ほぼＵ字形溝の形態を有している。Ｕ字形溝の側方脚４
０は、長さが回転通気リング２２の厚さＴより大きく、
従って、通気リング２２と基板２４との間に隙間が存在
し、モジュール１０が組立てられたとき、リング２２は
回転可能である。
【００１０】空気クッション２６は、クッション口４２
が、インフレーター１８のノズルと整列しノズルを通る
ように、クッションリング２８を用いて基板２４に取り
付けられる。一連のファスナー孔４４、４６、４８、５
０、５２がそれぞれ、クッションリング２８、クッショ
ン２６、基板２４、スペイサーリング２０、インフレー
ターフランジ３４を通り整合されている。好適実施例
は、モジュール１０を一緒に保持するため、等距離隔て
られた４個のファスナー（図示せず）を使用している。
通気リング２２とスペイサーリング２０とは、クッショ
ン２６の外側に位置して示されているが、設計上望まし
く有益ならば、クッション２６内に配置することも可能
である。
【００１１】図４、図５、図６において、一連の整合通
気開口が、リング２８、クッション２６、基板２４、ス
ペイサーリング２０、インフレーターフランジ３４に形
成されている。図５に示すように、好適実施例の整合通
気開口は、２セットの整合通気開口６０、６２を有す
る。スペイサーリング２０が、他の成分２８、２６、２
４、３４の代表として示されている。第１セットの整合
通気開口６０は、第２セットの整合通気開口６２に比較
して直径が小さい。好適実施例にはまた、通気開口６０
と６２との間に置かれた遮断部６１が含まれている。遮
断部６１は孔を有せず、僅少または零の通気面積が意図
されている。図示の実施例は、整合通気開口セット６
０、６２がそれぞれ４個の開口から成っているが、その
数は、設計要求と実験とに依存して、より多くても少な
くてもよい。
【００１２】図６において、通気リング２２が、１セッ
トの通気開口６４と、１セットの半径方向円弧状スロッ
ト６６とを有して示されている。通気開口６４は一般
に、大きい整合通気開口６２に等しいか、より大きく、
スロット６６はファスナー孔４４〜５２に整列するよう
に整合されている。回転通気リング２２内のスロット６
６は、モジュール１０を組立体として保持するために使
用されるファスナーに対して隙間を提供する。スロット
６６は、リング２２が或る角度範囲動くことを許し、リ
ング２２の回転運動の範囲を制限している。好適実施例
では、スロット６６が、通気開口６４と同じ半径距離の
位置に示されているが、空気クッションモジュール１０
の正確な形態および使用状態に依存して、通気開口６４
の半径方向内側にあっても、外側にあってもよい。
【００１３】自動車運転時、好適実施例の通気リング２
２は、３個の位置の中の何れかの位置に回転されてい
る。第１相対回転位置とは、通気開口６４が、小整合通
気開口６０とも、大整合通気開口６２とも整列せず、遮
断部６１と整列する位置である。第１相対回転位置にお
いては、インフレーター１８に発生した膨脹ガスが、通
常空気クッション２６により提供された場所以外の大気
へ通気されることは殆ど、または、全く無い。好適実施
例においては、空気クッション２６は、展開時膨脹ガス
の或る程度の通気を許す多孔性材料から作られている
が、通気スロットまたは孔を、業界で知られているよう
に、クッション２６内に設けてもよい。空気クッション
２６はまた、通気させない非多孔性または被膜材料から
作られてもよい。このタイプの構造においては、通気の
一部または全部が、通気開口６４と整合通気開口のセッ
トとを通して行われる。通気リング２２が、図４におけ
る反時計方向に、通気開口６４が小整合通気開口６０と
整列する第２位置へと回転されると、膨脹ガスの一部
が、用意された通気面積を通り大気へ通気する（逃げ
る）ことを許し、展開時の空気クッション内の膨脹ガス
の圧力を減少させる。他方、通気リング２２が図４の時
計方向に、通気開口６４が大整合通気開口６２と整列す
る第３位置へと回転されると、膨脹ガスの多くの量が、
用意された大きい通気面積を通り大気へ通気することを
許し、展開時の空気クッション内の膨脹ガスの圧力をさ
らに低くさせる。
【００１４】図３は、通気リング２２（明瞭にするため
図示せず）が第３位置にあり、通気開口６４（図示せ
ず）が大整合通気開口６２と整列しているときの、膨脹
ガスの流れを図示している。破線矢印Ａにより示すよう
に、ガスはインフレーター１８から空気クッション２６
内へと流れ、同時に、インフレーターガスの一部が、実
線の矢印Ｂによって示されるように、空気クッション２
６から、開口６２と通気開口６４とにより提供される通
気面積を通り大気へと逃げる。
【００１５】本発明の空気クッションモジュール１０は
また、通気リング２２を回転させる装置と、通気リング
２２の位置を検出する方法とを含む。通気リング２２を
回転させる装置の一つが図７、図８に示され、ここで
は、トロイド形電磁石６８が、通気リング２２から延び
る腕７２を貫通するピン７０を用いて、通気リング２２
に機械的に連結されている。第１相対回転位置において
は、電磁石６８に電流が供給され、通気リング２２は２
個の復帰スプリング７４、７６によりその位置に保持さ
れるが、該復帰スプリングが反対方向に働く力を通気リ
ングに加え、それにより、通気リング２２を第１相対回
転位置に維持する。通気リング２２は、電磁石６８に電
流を第１方向に流すことによって第２相対回転位置へ回
転され、これは、復帰スプリング７６の力に打ち勝って
ピンを右方向に引っ張る。また、通気リング２２は電磁
石６８に電流を第２方向に流すことによって第３相対回
転位置へ回転され、復帰スプリング７４の力に打ち勝っ
てピンを左方向に押し、通気リング２２を反対方向に回
転させる。
【００１６】通気リング２２を回転させる他の装置とし
て、トロコイダル電磁石６８の代わりに、サーボモータ
またはステップモータを使用することが発明者により考
えられた。さらに発明者は、通気リング２２の周辺の一
部に螺旋形歯車を設け、現在利用可能な、または、将来
発見されるであろう回転駆動装置により駆動されるウォ
ーム歯車と駆動係合させる装置を考えた。また、図９に
示すように、通気リング２２の外周の一部に歯１３０を
設け、該歯が、駆動装置により側方に動かされるラック
１３２と噛み合い係合し、通気リング２２を回転させる
ようになった、ラック・ピニオン形態の線型駆動装置も
使用可能である。
【００１７】種々の方法が、本発明の通気リング２２の
相対回転位置を検知するために使用されよう。図４、図
８において、好適実施例の方法は、互いに所定の角度隔
置された３個の位置センサー９０、９２、９４を有す
る。この角度は、通気開口６４が第１相対回転位置にあ
るとき、接触腕９６が位置センサー９２と電気的に接触
するように選ばれる。第２位置は、通気開口６４が特定
の角度回転され、小整合通気開口６０と整列したときに
得られ、この位置において、接触腕９６が第２位置セン
サー９０と整列し、第２相対回転位置へ反時計方向に回
転されたことを指示する。第３位置は、通気リング２２
を時計方向に、通気開口６４が大整合通気開口６２と整
列したときに得られ、この位置において、接触腕９６が
第３位置センサー９４と整列し、第３相対回転位置へと
回転されたことを指示する。
【００１８】以上、本発明の好適実施例を、３個の不連
続通気位置を有するとして説明したが、連続的に変化す
る通気形態を使用することも考えられる。図９に示すよ
うに、通気リング２２’は、モジュール１０’の部品
（明瞭にするため図示せず）であるクッションリング２
８’、クッション２６’、基板２４’、スペイサーリン
グ２０’、インフレーターフランジ３４’のそれぞれに
形成された整合開口スロット１１２と整列するように位
置される細長いスロット１１０を有する。細長いスロッ
ト１１０は、図示のように、小さい第１端１１４と、大
きい第２端１１６とを有し、半径方向の長さに沿って均
一である。整合開口スロット１１２もまた、図示のよう
に、小さい第１端１１８と、大きい第２端１２０とを有
し、半径方向の長さに沿って均一である。スロット１１
０と１１２の形態は、通気リング２２’を回転させる装
置のタイプと制御方法と、変化する環境条件の下で適切
な保護をするために必要な通気制御範囲と、に依存す
る。
【００１９】本発明の他の実施例が図１０、図１１に示
され、一般に円筒形のインフレーター１８’が数個の半
径方向に延びるフランジ部を有し、該フランジ部が空気
クッション２６’をインフレーター１８’に取り付ける
ための締結突起１５０として働いている。使用されるフ
ァスナー１５２は、通気リング１５４を回転可能に保持
する。通気リング１５４は、締結突起１５０と整合する
ように半径方向に位置された通気開口１５６を有する。
この整合形態により、通気開口１５６は、締結突起１５
０と完全に重なる図１２に示す位置から、重ならない図
１４に示す位置までの間の任意の位置に位置されること
が出来、従って、膨脹ガスの通気を、締結突起１５０に
対する通気リングの相対回転位置に依存して変化させる
ことが可能になっている。
【００２０】注意すべきことは、本実施例と、前述した
実施例とにおいては、通気リングが通気開口に対し最も
閉じた位置にあるとき、製造公差または設計に起因し
て、或る程度の膨脹ガスの通気が生じることである。本
発明の通気リングは、変化する環境条件に応じて、種々
の位置へ回転される。かかる３個の位置が図１２、図１
３、図１４に示されている。図１２は、通気開口１５６
が締結突起１５０とほぼ整列した最も閉じた位置を示
す。図１３は、通気開口１５６の第１部１６０が締結突
起１５０と整列し、第２部１６２が締結突起１５０と整
列せず、空気クッション２６’からの膨脹ガスの通気を
許している中間通気位置を示す。図１４は、通気開口１
５６が締結突起１５０と整列せず、大きい通気面積が形
成される完全開放通気位置を示している。本実施例にお
いては、通気開口がほぼ円形として示されているが、違
った形状や通気面積を有する種々の開口が、使用される
空気クッション、インフレーターの設計に応じて使用可
能であることに注意すべきである。さらに、図１２は
“閉鎖位置”を示しているが、閉鎖位置は、ある程度膨
脹ガスを通すように設計することも可能であり、小さい
通気面積の位置と見なしてもよいことを認識すべきであ
る。また、半径方向に延びる締結突起１５０に、種々の
形状やサイズをもつ、１個または１個以上の開口を形成
し、空気クッションからの膨脹ガスの通気を、広い範囲
に変化させることも可能である。本発明を、好適実施例
において説明、図示したが、添付の特許請求の範囲の趣
旨と範囲とから逸脱することなく、種々の変形、修正が
なされ得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従い作られた運転者側の空気クッショ
ンモジュールの展開図、
【図２】本発明の空気クッションモジュールの一部断面
図、
【図３】本発明の展開された空気クッションモジュール
の透視図、
【図４】本発明の運転手側空気クッションモジュールの
背面図にして、特に、本発明の通気開口パターンを示
す、
【図５】整合通気開口のパターンをもつ本発明の成分の
正面図、
【図６】通気開口のパターンと、空気クッションモジュ
ールのファスナーに間隙を提供する１セットの半径方向
円弧状スロットとを有する、本発明の通気リングの正面
図、
【図７】本発明の好適実施例に従うトロイダル電磁石
と、復帰スプリングとを示す部分断面図、
【図８】本発明の位置センサーを示す断面図、
【図９】スロット通気開口と整合通気開口とを有する本
発明の他の好適実施例の正面図、
【図１０】本発明の空気クッションモジュールの他の好
適実施例の正面図、
【図１１】図１０に示す空気クッションモジュールの部
分断面図、
【図１２】第１相対回転位置にある図１１の空気クッシ
ョンモジュールの断面図、
【図１３】図１２に類似し、第２相対回転位置にある図
１１の空気クッションモジュールの断面図、
【図１４】図１２に類似し、第３相対回転位置にある図
１１の空気クッションモジュールの断面図、である。
【符号の説明】
１０ 空気クッションモジュール １４ ハンドル １８ インフレーター ２０ 通気スペイサーリング ２２、１５４ 通気リング ２４ 基板 ２６ 空気クッション ２８ クッションリング ３０ トリムカバー ３６ ノズル ３８ 通路 ４２ クッション口 ４４、４６、４８、５０、５２ ファスナー孔 ６０、６２ 整合通気開口 ６４、１５６ 通気開口 ６１ 遮断部 ６６、１１０ スロット ７０ ピン ６８ 電磁石 ７４、７６ 復帰スプリング １３０ 歯 １３２ ラック １５０ 締結突起

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車用小型可変通気空気クッションモ
    ジュールにして、 環状フランジを備え、膨脹ガスを供給する、一般に円筒
    形のインフレーターと、 前記インフレーターから膨脹ガスを受容する口を備えた
    膨脹式空気クッションと、 前記モジュールを自動車に取り付けるための基板と、を
    有し、 前記フランジ、基板、空気クッションが、第１セットの
    整列された整合通気開口と、第２セットの整列された整
    合通気開口とを有しており、 前記モジュールがさらに、 第１相対回転位置から第２相対回転位置へと回転可能に
    取り付けられた通気リングにして、該通気リングが、通
    気リングが前記第１相対回転位置にあるとき、第１セッ
    ト整合通気開口と整列して第１通気面積を画定する通気
    開口と、前記第２相対回転位置にあるとき、第２セット
    整合通気開口と整列して第２通気面積を画定する通気開
    口とを有する通気リングと、 前記空気クッション、基板、通気リング、インフレータ
    ーを互いに連結させるファスナーと、および前記通気リ
    ングを、第１相対回転位置から第２相対回転位置へと選
    択的に回転させる装置と、を有する空気クッションモジ
    ュール。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の空気クッションモジュ
    ールにおいて、第１セット整合通気開口が第１通気面積
    を有し、第２セット整列通気開口が第２通気面積を有
    し、第１通気面積が第２通気面積と相違しており、それ
    により、前記膨脹ガスが大気へ異なる速度で通気するこ
    とが可能であり、展開時、空気クッション内に異なる圧
    力を与えることを特徴とする空気クッションモジュー
    ル。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の空気クッションモジュ
    ールにおいて、該モジュールがさらに、前記フランジ、
    基板、空気クッションの前記第１，第２セット整合通気
    開口に整列した第１，第２セット整合通気開口を有する
    通気スペイサーリングを有し、該通気スペイサーリング
    が、通気リングの厚さよりも長い側方脚を有するほぼＵ
    字形の断面を有し、通気リングが通気スペイサーリング
    内に同心に回転可能に搭載されていることを特徴とする
    空気クッションモジュール。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の空気クッションモジュ
    ールにおいて、通気リングが前記基板と前記フランジと
    の間に搭載されていることを特徴とする空気クッション
    モジュール。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の空気クッションモジュ
    ールにおいて、通気リングが、空気クッション、基板、
    通気リング、インフレーターを連結する前記ファスナー
    とそれぞれ整合された、半径方向に円弧状をなすスロッ
    トを有し、該スロットが、通気リングが第１相対回転位
    置から第２相対回転位置に、空気クッション、基板、通
    気リング、インフレーターを互いに連結するファスナー
    と干渉することなく、回転することを可能にしているこ
    とを特徴とする空気クッションモジュール。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の空気クッションモジュ
    ールにおいて、通気リングに回転運動を与える装置が、
    通気リングに機械的に連結された電磁石と、該電磁石を
    貫通するピンとを有し、電磁石に電流が第１方向に流さ
    れたとき、前記ピンが第１方向に押されて、通気リング
    を第１相対回転位置へ回転させ、また、電磁石に電流が
    第２方向に流されたとき、前記ピンが第２方向に押され
    て、通気リングを第２相対回転位置へ回転させることを
    特徴とする空気クッションモジュール。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の空気クッションモジュ
    ールにおいて、前記通気リングに回転運動を与える装置
    が、 通気リングに腕を用いて機械的に連結された電磁石と、 電磁石を貫通し、前記腕に連結され、第１方向と第２方
    向とに動き得るピンと、 ピンを第１方向に押しつけるスプリングと、から成り、 電流が電磁石に流されないときは、ピンがスプリングに
    より第１方向に押され、通気リングが第１相対回転位置
    へ回転されており、電流が電磁石に流されたときは、ス
    プリングの力に打ち勝ってピンが第２方向に押され、通
    気リングが第２相対回転位置へ回転されることを特徴と
    する空気クッションモジュール。
  8. 【請求項８】 自動車用小型可変通気空気クッションモ
    ジュールにして、 半径方向に延びた締結突起を備え、膨脹ガスを供給す
    る、ほぼ円筒形のインフレーターと、 締結突起と整合して半径方向に位置された通気開口を有
    し、締結突起に回転可能に搭載された通気リングと、 インフレーターからの膨脹ガスを受容する口を有し、膨
    脹ガスのために、通気リング内の通気開口に対する連通
    を有する膨脹式空気クッションと、 通気リングを第１相対回転位置から第２相対回転位置へ
    と選択的に回転させる装置と、を有し前記通気リングの
    通気開口が、通気リングが第１相対回転位置にあると
    き、締結突起と整列し、第１通気面積を提供し、また、
    通気リングが第２相対回転位置にあるとき、違った態様
    で締結突起と整列し、第２通気面積を提供し、その際、
    第１通気面積が第２通気面積と相違していることを特徴
    とする空気クッションモジュール。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の空気クッションモジュ
    ールにおいて、前記膨脹ガスのための通気リング内の通
    気開口に対する連通が空気クッションの口を通して行わ
    れることを特徴とする空気クッションモジュール。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載の空気クッションモジ
    ュールにおいて、通気リングが空気クッション内に搭載
    され、空気クッションが、膨脹ガスを、空気クッション
    の口を通して、通気リング内の通気開口へ連通させてい
    ることを特徴とする空気クッションモジュール。
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