WO2013027537A1 - エアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

簡便な構造で連続的に引張力を制御することができるエアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置を提供する。 通常時は折り畳まれており緊急時に膨張展開されるエアバッグ２と、エアバッグ２にガスを供給するインフレータ３と、エアバッグ２及びインフレータ３を固定するリテーナ４と、張力によってエアバッグ２の形状又は機能を制御するエアバッグ用伸張部材５と、を有し、エアバッグ用伸張部材５は、エアバッグ２の膨張展開によって相対移動可能な部分に接続される両端部５１と、両端部５１の中間部に形成された拡幅部５２と、拡幅部５２の延出方向に沿って形成され両端部５１の間に生じる張力の大きさに応じて破断する破断部５３と、を有している。

Description

エアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置

　本発明は、エアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置に関し、特に、エアバッグの膨張展開形状やベントホールの開閉等の制御に適したエアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置に関する。

　自動車等の車両には、衝突時や急減速時等の緊急時にエアバッグを車内で膨張展開させて乗員に生ずる衝撃を吸収するためのエアバッグ装置が搭載されることが一般的になっている。かかるエアバッグ装置には、ステアリングに内装された運転席用エアバッグ装置、インストルメントパネルに内装された助手席用エアバッグ装置、車両側面部又はシートに内装されたサイドエアバッグ装置、ドア上部に内装されたカーテンエアバッグ装置、乗員の膝部に対応したニーエアバッグ装置、フード下に内装された歩行者用エアバッグ装置等、種々のタイプが開発・採用されている。

　これらのエアバッグ装置は、一般に、通常時は折り畳まれており緊急時に膨張展開されるエアバッグと、該エアバッグにガスを供給するインフレータと、前記エアバッグ及び前記インフレータを固定するリテーナと、を有する。また、かかるエアバッグには、例えば、エアバッグの膨張展開形状を規制したり、ベントホールの開閉を制御したりするためのテザーが配置されることがある（例えば、特許文献１～特許文献５参照）。

　特許文献１に記載されたエアバッグ装置は、エアバッグに設けられて膨張を制御するストラップ（テザー）を有し、該ストラップは、伸縮性に優れた性状の基布と、該基布よりも低い伸縮性を有する繊維体と、により構成されている。そして、前記ストラップは、低い引張力の場合には繊維体で伸長が規制され、高い引張力の場合には繊維体が破断して基布の伸縮性で伸長する。

　特許文献２に記載されたエアバッグ装置は、底壁部と天井壁部とに連結されて膨張時の形状を規制するテザーを有し、該テザーは長短の二種類から構成され、長いテザーを膨張完了時の形状規制用として、短いテザーを長いテザーより強度を低下させて底壁部と天井壁部とに連結させるようにしている。そして、エアバッグの膨張展開時には、まず短いテザーが延ばされ、底壁部と天井壁部との離隔距離が規制されてエアバッグの飛び出し量を規制し、その後、短いテザーが破断して、長いテザーが延ばされ、エアバッグを所定形状に規制する。

　特許文献３に記載されたエアバッグ装置は、エアバッグの形状を制御する膨張制御部材（テザー）を有し、該膨張制御部材は、解放可能接続部分と延伸可能部分とを有している。そして、解放可能接続部分は、膨張過程の初期段階において、そのままの状態を維持して膨張制御部材が初期長さまで延び、解放可能接続部分は、膨張過程の中間段階において、解放されて膨張制御部材は中間長さまで延び、延伸可能部分は、膨張過程の最終段階において、延伸することによって膨張制御部材は最終長さまで延びる。

　特許文献４に記載されたエアバッグ装置は、エアバッグの膨張形状を規制するテザーを有し、該テザーは、重合するように折り曲げられた折曲部と、エアバッグの内圧が所定値を超えたときに重合部分の一部が離隔するように固定された仮止め部（伸張量可変手段）と、を有している。そして、前記テザーは、エアバッグの膨張展開時に、エアバッグが第一の膨張状態を保持するように作用するとともに、エアバッグの内圧が所定値を超えたときにエアバッグを第二の膨張状態に移行させる。

　特許文献５に記載されたエアバッグ装置は、ベントホールの開口面積を変更する開度変更手段を有し、該開度変更手段は、ベントホールを開閉可能な弁体と、一端がエアバッグの外部において弁体に連結され、他端がエアバッグの乗員側基布の天井部に連結され、エアバッグの展開時に車両側面視において車両上下方向に張られた状態となり弁体を閉じ方向に付勢するテザーと、を有する。そして、前記テザーは、エアバッグが膨張展開を完了した状態においてベントホールを閉じるように弁体を引っ張り、乗員がエアバッグに接触すると弛んでベントホールを開くように作用する。

特開２００６－３４１７４０号公報 特開平０７－２７７１２４号公報 特許第２６７７９５１号公報 特開２００３－０９５０４７号公報 特許第４６６６０５９号公報

　上述した特許文献１に記載されたエアバッグ装置では、伸度の異なる基布を並列に配置して接続する必要があり、構造が複雑になってしまうとともに、エアバッグの引張特性に応じてテザーを個別に作成しなければならず、コストアップの要因となってしまうという問題があった。

　上述した特許文献２に記載されたエアバッグ装置では、長短二種類のテザーを使用していることから、短いテザーが破断してから長いテザーが作用するまでの間はエアバッグの膨張展開形状が規制されておらず、形状規制の効果が乏しいという問題があった。また、三種類以上の長さを有するテザーを使用した場合であっても、段階的にしか形状規制することができず、連続的に形状規制することができなかった。また、段階的な形状規制の間隔を狭くすれば、その分だけテザーの本数が増加することとなり、コストアップや重量増加の要因となってしまう。さらに、エアバッグの膨張展開過程において形状規制されない場合には、エアバッグの内部が負圧になってしまい、ガスが均等に分散しない、ベントホールからガスが排気されない等の問題も生じる。

　上述した特許文献３に記載されたエアバッグ装置では、テザーが伸度の異なる基布（引張可能部分とその両端に配置される端片）を直列に配置して接続したものであることから、特許文献１と同様の問題点を有する。また、テザーの解放可能接続部分は、端片の中間部を接合することによって形成されることから、特許文献２と同様に、解放可能接続部分が破断してからテザーが伸び切るまでの間はエアバッグの膨張展開形状が規制されておらず、形状規制の効果が乏しいという問題があった。

　上述した特許文献４に記載されたエアバッグ装置では、仮止め部が一箇所の場合には、特許文献３の解放可能接続部分と同様の問題点を有する。また、特許文献４の図１６に記載されたように、重合部の全体を仮止め部とした場合には、連続的にエアバッグの膨張形状を規制することができるものの、接着剤や粘着剤による接合では耐環境性（例えば、－４０℃～８０℃の温度範囲において一定の性能を発揮すること）を維持することが難しく、さらに、部分的に縫合や溶着による固定部を形成した場合には構造が複雑になってしまい、実用性に乏しいという問題があった。

　上述した特許文献５に記載されたエアバッグ装置では、エアバッグが膨張展開を完了してから乗員が接触するまでの間はベントホールを閉じた状態に維持することができるものの、エアバッグが膨張展開を開始してから完了するまでの間はテザーに所定の張力が生じないことから、弁体を引っ張ることができず、ベントホールを閉じておくことが難しい。したがって、エアバッグが膨張展開を完了するまでの間、エアバッグの内圧の保持が難しいという問題があった。

　本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、簡便な構造で略連続的に引張力を制御することができるエアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置を提供することを目的とする。

　本発明によれば、通常時は車両の構造物内に折り畳まれて収容されており緊急時にガスが供給されて膨張展開するエアバッグに接続され、張力によって前記エアバッグの形状又は機能を制御するエアバッグ用伸張部材において、前記エアバッグの膨張展開によって相対移動可能な部分に接続される両端部と、該両端部の中間部に形成された拡幅部と、該拡幅部の延出方向に沿って形成され前記両端部の間に生じる張力の大きさに応じて破断する破断部と、を有することを特徴とするエアバッグ用伸張部材が提供される。

　また、本発明によれば、通常時は折り畳まれており緊急時に膨張展開されるエアバッグと、該エアバッグにガスを供給するインフレータと、前記エアバッグ及び前記インフレータを固定するリテーナと、張力によって前記エアバッグの形状又は機能を制御するエアバッグ用伸張部材と、を有するエアバッグ装置において、前記エアバッグ用伸張部材は、前記エアバッグの膨張展開によって相対移動可能な部分に接続される両端部と、該両端部の中間部に形成された拡幅部と、該拡幅部の延出方向に沿って形成され前記両端部の間に生じる張力の大きさに応じて破断する破断部と、を有することを特徴とするエアバッグ装置が提供される。

　上述したエアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置において、前記破断部は、例えば、前記両端部に生じる張力に対して略垂直方向に形成された複数の切れ目又は開口により構成されている。前記破断部は、左右交互に破断するように構成されていてもよい。また、前記破断部は、中央部に左右均等に破断を生じる初期破断部を有していてもよい。また、前記拡幅部は、前記破断部の破断を停止させる縫合部を有していてもよい。さらに、前記縫合部は、前記拡幅部を前記破断部に沿って折り曲げて前記破断部の端部から前記拡幅部の延出方向に傾斜した縫合線を有していてもよい。

　また、前記拡幅部は、延出方向と略垂直な方向に拡張した拡張部を有し、該拡張部は前記破断部と連続する拡張方向に形成された拡張破断部を有していてもよい。また、前記破断部は、前記拡幅部に複数形成されていてもよい。また、前記エアバッグ用伸張部材を構成する素材は、前記破断部に対して垂直な糸目を有していてもよい。

　上述したエアバッグ装置において、前記エアバッグ用伸張部材は、例えば、前記エアバッグの厚さを規制するテザー、前記エアバッグの接触面積を規制するテザー、前記エアバッグの形状を規制するテザー又は前記エアバッグに形成されたベントホールの開閉を規制するテザーに適用される。

　上述した本発明に係るエアバッグ用伸張部材及びエアバッグ装置によれば、エアバッグ用伸張部材に張力の大きさに応じて破断する破断部を拡幅部に形成したことにより、簡便な構造であるとともに、エアバッグの膨張展開の初期段階から完了段階までの間に渡って引張力を略連続的に付与することができる。また、上述した本発明によれば、エアバッグの膨張展開過程において形状規制を行うことができ、エアバッグの内圧を正圧に維持することができ、ガスを均等に分散することができる、ベントホールからガスを正常に排気することができる等の効果を有する。

　前記破断部を所定の切れ目又は開口によって形成することにより、縫合、接着、溶着等の接合手段を用いることなく破断部を形成することができ、容易に破断部を形成することができ、耐環境性にも優れ、実用化に適している。

　前記破断部を左右交互に破断するようにしたことにより、容易に、張力の大きさに応じて徐々に破断部を破断させることができる。

　前記破断部に初期破断部を形成することにより、破断部に対して破断する起点を形成することができるとともに、エアバッグの衝撃力が高い膨張展開初期段階において破断部に沿って容易に破断させることができる。

　前記破断部に縫合部を形成することにより、破断部における破断を容易に停止させることができる。さらに、縫合部を傾斜させて形成することにより、破断した破断部に生じる張力が縫合部に均等に作用するように構成することができる。

　前記拡幅部に拡張破断部を形成することによって、拡張破断部の長さ分だけ破断部の長さを短くすることができ、拡幅部の延出長さを短くすることができる。また、前記破断部を複数形成することにより、一つの破断部の長さを短くすることができ、拡幅部の延出長さを短くすることができる。

　前記エアバッグ用伸張部材を所定の糸目を有する素材によって形成することにより、両端部の張力によって破断部に生じる引張力により容易に基布を破断することができる。

　また、上述した本発明に係るエアバッグ装置によれば、エアバッグ用伸張部材を、エアバッグの厚さや接触面積、エアバッグの形状、ベントホールの開閉等を規制するテザーに適用することにより、エアバッグの膨張展開過程において、引張力を略連続的に付与することができ、エアバッグの形状や機能を効果的に制御することができる。

本発明の第一実施形態に係るエアバッグ装置を示す全体構成図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図、を示している。 本発明の第一実施形態に係るエアバッグ用伸張部材を示す図であり、（Ａ）はエアバッグ用伸張部材の平面図、（Ｂ）は接続部材の平面図、を示している。 本実施形態に係るエアバッグ用伸張部材の作用を示す図であり、（Ａ）は初期規制段階、（Ｂ）は第一破断段階、（Ｃ）は第二破断段階、（Ｄ）は破断停止段階、を示している。 エアバッグの膨張展開状態を示す図であり、（Ａ）は本実施形態に係るエアバッグ、（Ｂ）は従来技術におけるエアバッグ、（Ｃ）は乗員通常状態における本実施形態に係るエアバッグ、（Ｄ）は乗員近接状態における本実施形態に係るエアバッグ、を示している。 本実施形態に係るエアバッグ装置の効果を示す図であり、（Ａ）は突出量の時間変化、（Ｂ）は展開径の時間変化、を示している。 本発明の他の実施形態に係るエアバッグ用伸張部材を示す平面図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、を示している。 本発明の他の実施形態に係るエアバッグ用伸張部材を示す平面図であり、（Ａ）は第五実施形態、（Ｂ）は第六実施形態、（Ｃ）は第七実施形態、を示している。 本発明の他の実施形態に係るエアバッグ装置を示す概略構成図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、を示している。

　以下、本発明の実施形態について図１～図８を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るエアバッグ装置を示す全体構成図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図、を示している。図２は、本発明の第一実施形態に係るエアバッグ用伸張部材を示す図であり、（Ａ）はエアバッグ用伸張部材の平面図、（Ｂ）は接続部材の平面図、を示している。

　本発明の第一実施形態に係るエアバッグ装置１は、図１及び図２に示したように、通常時は折り畳まれており緊急時に膨張展開されるエアバッグ２と、エアバッグ２にガスを供給するインフレータ３と、エアバッグ２及びインフレータ３を固定するリテーナ４と、張力によってエアバッグ２の形状又は機能を制御するエアバッグ用伸張部材５と、を有し、エアバッグ用伸張部材５は、エアバッグ２の膨張展開によって相対移動可能な部分に接続される両端部５１と、両端部５１の中間部に形成された拡幅部５２と、拡幅部５２の延出方向に沿って形成され両端部５１の間に生じる張力の大きさに応じて破断する破断部５３と、を有している。

　図１（Ａ）及（Ｂ）に示したエアバッグ装置１は、例えば、運転席用エアバッグ装置であり、運転席の前面に配置されたステアリングホイール１１の略中央部に配置されたパッド部（図示せず）内に格納されている。パッド部内に折り畳まれて格納されたエアバッグ２は、インフレータ３の作動により内部にガスが供給されると膨張展開を開始し、ステアリングのパッド部を突き破って車室内に放出され、運転席に着座した乗員の前方に膨張展開される。なお、図１（Ａ）に示した断面図は、図１（Ｂ）におけるＡ－Ａ線断面図を示している。

　前記エアバッグ２は、例えば、図１（Ａ）に示したように、乗員との接触面を形成する第一基布２１と、ステアリングホイール１１側に配置される第二基布２２と、を有し、第一基布２１と第二基布２２との縁部を縫合することによってエアバッグ２を構成する袋体が形成されている。第二基布２２の略中央部には、インフレータ３を装着するための開口部が形成されている。エアバッグ２は、第二基布２２に形成された開口部にインフレータ３の一部が挿入され、内側からバッグリング４１が配置され、ボルト・ナット等の固定具によりリテーナ４に固定される。また、図１（Ｂ）に示したように、エアバッグ２は、乗員との接触面が略円形状となるように構成されている。なお、エアバッグ２の第二基布２２には、エアバッグ内のガスを外部に排出するベントホールが形成されていてもよい。

　前記インフレータ３は、エアバッグ２に供給されるガスを発生させるガス発生器であり、例えば、略円板形状の外形をなしている。図１では、ディスク型のインフレータ３の場合を図示しているが、略円柱形状の外形をなしたシリンダ型のインフレータを使用してもよい。インフレータ３は、図示しないＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続されており、加速度センサ等の計測値に基づいて制御される。ＥＣＵが車両の衝突や急減速を感知又は予測すると、インフレータ３はＥＣＵからの点火電流により点火され、インフレータ３の内部に格納された薬剤を燃焼させてガスを発生させ、エアバッグ２にガスを供給する。

　前記リテーナ４は、エアバッグ２及びインフレータ３を固定し、ステアリングのパッド部内に格納されることによってエアバッグモジュールを構成する。パッド部は、例えば、ステアリングシャフトに接続されるボス部に相対移動可能に接続され、パッド部とボス部との間でホーンスイッチを構成する。ステアリングホイール１１は、複数のスポークを介してボス部に接続されている。なお、リテーナ４の構成は、図示した構造に限定されるものではなく、従来から一般的に使用されている種々のリテーナに変更することができる。

　図１及び図２に示したエアバッグ用伸張部材５は、エアバッグ２の厚さＤ（リテーナ４からの突出量）を規制するテザーである。図１（Ａ）に示したように、エアバッグ用伸張部材５は、エアバッグ２の頂部（第一基布の略中央部）に接続される第一端部５１ａと、インフレータ３側に接続される第二端部５１ｂと、を有し、両端部５１は第一端部５１ａ及び第二端部５１ｂにより構成される。

　第一端部５１ａは、例えば、図２（Ａ）に示したように、略円形状をなしており、エアバッグ２の頂部（第一基布の略中央部）に縫合線５１ｃにより縫合される。第二端部５１ｂは、例えば、図２（Ｂ）に示した接続部材５４に接続される。接続部材５４は、図２（Ｂ）に示したように、１２０度の位相差で形成された三つの突出部５４ａと、インフレータ３を装着する開口部５４ｂと、ボルト等の固定具を挿通する挿通孔５４ｃと、を有する。そして、接続部材５４は、エアバッグ２の第二基布２２と同様に、リテーナ４とバッグリング４１との間に挟持されて固定される。

　突出部５４ａには、エアバッグ用伸張部材５の第二端部５１ｂが縫合線５１ｄにより縫合される。このように、接続部材５４を介してエアバッグ用伸張部材５を接続することにより、エアバッグ用伸張部材５を容易にエアバッグ２に接続することができる。図１（Ｂ）に示したように、三つのエアバッグ用伸張部材５が、１２０度の位相差でエアバッグ２の頂部（第一基布の略中央部）に接続されており、その各第二端部５１ｂが各突出部５４ａに接続される。かかる構成により、リテーナ４とエアバッグ２の頂部との間にエアバッグ用伸張部材５を配置することができる。エアバッグ２の膨張展開時には、エアバッグ２は、リテーナ４から離隔する方向に膨張展開することから、第一端部５１ａ及び第二端部５１ｂ（両端部５１）は、エアバッグ２の膨張展開によって相対移動可能な部分に接続されているものといえる。なお、エアバッグ用伸張部材５の個数は三つに限定されるものではなく、少なくとも一つ以上あればよい。

　第一端部５１ａ及び第二端部５１ｂ（両端部５１）の中間部には、図２（Ａ）に示したように拡幅部５２が形成されている。拡幅部５２は、第一端部５１ａと第二端部５１ｂとを結ぶ中心線に対して略垂直方向（左右方向）に幅広に延出された部分である。この拡幅部５２は、左右対称の外形を有し、延出方向の略中央部には破断部５３が形成されている。破断部５３は、例えば、両端部５１に生じる張力に対して略垂直方向に形成された複数の切れ目又は開口により構成されており、所定の間隔で直線状又は曲線状に配列されている。ここで、切れ目は、単なる切り込みであってもよいし、小幅のスリットであってもよい。また、開口は、いわゆるピンホールであってもよいし、円形状や多角形状の小穴であってもよい。

　破断部５３は、例えば、図２（Ａ）に示したように、中央部に左右均等に破断を生じる初期破断部５３ａを有する。図示した初期破断部５３ａは、スリット幅ｗ１及びスリット間隔ｓ１を有する四本（左右二本ずつ）のスリットにより構成されている。かかる初期破断部５３ａは、エアバッグ用伸張部材５が破断部５３で破断するきっかけ（起点）を与える部分である。特に、エアバッグ２の膨張展開の初期段階では、エアバッグ用伸張部材５に大きな衝撃力が加わり易いことから、左右均等に比較的広い範囲に渡ってエアバッグ用伸張部材５が破断するように設計されている。なお、初期破断部５３ａの有無、長さ、スリット幅ｗ１、スリット間隔ｓ１等は、エアバッグ２の種類、容量、インフレータ３のガス圧等の条件によって適宜変更されるものである。

　また、破断部５３は、左右交互に破断するように構成されている。具体的には、初期破断部５３ａの左隣の第二破断部５３ｂはスリット幅ｗ２及びスリット間隔ｓ１を有し、初期破断部５３ａの右隣の第三破断部５３ｃはスリット幅ｗ３及びスリット間隔ｓ１を有し、第三破断部５３ｃのスリット幅ｗ３は第二破断部５３ｂのスリット幅ｗ２よりも大きくなるように形成されている。すなわち、スリット幅ｗ３＞スリット幅ｗ２の関係を有している。また、第二破断部５３ｂの左隣の第四破断部５３ｄはスリット幅ｗ４及びスリット間隔ｓ２を有し、第三破断部５３ｃの右隣の第五破断部５３ｅはスリット幅ｗ４及びスリット間隔ｓ２を有し、第四破断部５３ｄ及び第五破断部５３ｅは同じスリット幅ｗ４及びスリット間隔ｓ２を有している。また、第四破断部５３ｄ及び第五破断部５３ｅ以後の左右両側の破断部５３（左側破断部５３ｆ及び右側破断部５３ｇ）は、それぞれスリット幅ｗ４及びスリット間隔ｓ２を有するスリットにより形成されている

　したがって、第一端部５１ａ及び第二端部５１ｂ（両端部５１）に所定の張力が生じて初期破断部５３ａが破断した後、張力が増大することによってスリット間隔ｓ１を有する第二破断部５３ｂ及び第三破断部５３ｃは略同時に破断する。このとき、第二破断部５３ｂ及び第三破断部５３ｃは、スリット幅ｗ３＞スリット幅ｗ２の関係を有することから、さらに張力が増大すると、第二破断部５３ｂ側の生じる張力は、第三破断部５３ｃ側に生じる張力も大きくなり、第四破断部５３ｄは第五破断部５３ｅよりも先に破断することとなる。さらに張力が増大すると、第五破断部５３ｅが破断する。以後、張力が増大するにつれて、左側破断部５３ｆが破断し、右側破断部５３ｇが破断する、という事象が繰り返される。

　また、拡幅部５２は、図２（Ａ）に示したように、破断部５３の破断を停止させる縫合部５５を有していてもよい。具体的には、縫合部５５は、拡幅部５２を破断部５３に沿って折り曲げて破断部５３の端部から拡幅部５２の延出方向に傾斜した縫合線５５ａを有する。縫合部５５は、図２（Ａ）に示したように、破断部５３に沿った中心線Ｌに沿って二つ折りされ互いに縫合される。縫合線５５ａは、破断部５３（中心線Ｌ）に対して垂直ではなく、角度θだけ端部側に傾斜するように設定される。破断部５３を破断する張力は、拡幅部５２の中心線Ｌ側に沿った中央部に偏っており、拡幅部５２の中央部に付加される張力は、拡幅部５２の中心線Ｌに平行な縁部に付加される張力よりも大きい。したがって、縫合線５５ａを破断部５３に垂直な方向に形成すると、破断部５３の破断を停止させる縫合部５５においても、張力が中央部に偏ったままとなってしまい、応力が集中してしまう。そこで、中央部に付加される張力と縁部に付加される張力との大きさを考慮して縫合線５５ａに沿って均等に張力が付加されるように角度θが設定されている。

　また、エアバッグ用伸張部材５は、例えば、エアバッグ２に使用される基布によって構成されており、エアバッグ用伸張部材５を構成する基布は、破断部５３に対して垂直な糸目５６を有する。一般に、糸目５６は、格子状を形成する縦糸及び横糸により形成されており、一方が破断部５３に対して垂直に配置され、他方が破断部５３に対して平行に配置される。かかる構成により、両端部５１の張力によって破断部５３に生じる引張力により容易に基布を破断することができ、安定した張力制御を提供することができる。なお、図示した糸目５６は部分的に拡大したものである。

　なお、エアバッグ用伸張部材５を構成する素材は、エアバッグ２に使用される基布に限定されるものではなく、所定の張力に耐えることができ、耐環境性（例えば、－４０℃～８０℃の温度範囲において一定の性能を発揮すること）を有するものであれば、他のエラストマーや樹脂材等であってもよい。また、「エアバッグ用伸張部材」の用語は、テザー、ストラップ、連結材、パッチ、ベルト、係留索、係留綱、紐状部材、帯状部材等のエアバッグ２の張力制御に用いられる全ての用語を総称するものである。

　続いて、上述したエアバッグ用伸張部材５の作用について、図３を参照しつつ説明する。ここで、図３は、本実施形態に係るエアバッグ用伸張部材の作用を示す図であり、（Ａ）は初期規制段階、（Ｂ）は第一破断段階、（Ｃ）は第二破断段階、（Ｄ）は破断停止段階、を示している。なお、図３の各図において、破断部５３は点線で簡略化して図示している。

　図３（Ａ）に示した初期規制段階は、破断部５３が破断しない状態でエアバッグ用伸張部材５によりエアバッグ２の厚さ（突出量）が規制された状態である。両端部５１がエアバッグ装置１に接続された状態で、エアバッグ２にガスが噴出されると、エアバッグ２に配置された第一端部５１ａは、エアバッグ２の膨張展開とともに、リテーナに接続された第二端部５１ｂから離隔するように移動する。そして、第一端部５１ａと第二端部５１ｂとの間隔分だけ膨張展開されたエアバッグ２は、エアバッグ用伸張部材５によりエアバッグ２の厚さ（突出量）が規制され、ガスは径方向に分散することとなる。

　図３（Ｂ）に示した第一破断段階は、初期破断部５３ａが破断した状態である。図３（Ａ）の状態から、エアバッグ２の膨張展開がさらに進行すると、エアバッグ用伸張部材５に所定の張力が作用し、最初に初期破断部５３ａが破断する。このときの衝撃力は比較的高いことから、初期破断部５３ａは左右均等に破断するように構成されている。

　図３（Ｃ）に示した第二破断段階は、第二破断部５３ｂ及び第三破断部５３ｃが破断した状態である。第二破断部５３ｂ及び第三破断部５３ｃは、それぞれ初期破断部５３ａから同じスリット間隔ｓ１によって形成されていることから、エアバッグ用伸張部材５に所定の張力が作用すると略同時に破断する。このとき、第二破断部５３ｂのスリット幅ｗ２＜第三破断部５３ｃのスリット幅ｗ３という関係を有していることから、破断部５３の破断によって形成された略菱形の開口部は、左側（第二破断部５３ｂ側）よりも右側（第三破断部５３ｃ側）の方が長く形成されることとなる。

　したがって、さらに張力が増大すると、第二破断部５３ｂ側に生じる張力は、第三破断部５３ｃ側に生じる張力も大きくなり、図２（Ａ）に示した第四破断部５３ｄは第五破断部５３ｅよりも先に破断することとなる。すなわち、破断部５３の左側は右側よりも先に破断する。さらに張力が増大すると、図２（Ａ）に示した第五破断部５３ｅが破断する。以後、張力が増大するにつれて、図２（Ａ）に示した左側破断部５３ｆが破断し、図２（Ａ）に示した右側破断部５３ｇが破断する、という事象が繰り返される。したがって、本実施形態によれば、エアバッグ２の膨張展開の初期段階から完了段階までの間に渡って引張力を略連続的に付与することができる。

　図３（Ｄ）に示した破断停止段階は、破断部５３の破断が縫合部５５に到達した状態である。破断部５３は、左右交互に破断を繰り返していくと、最終的に縫合部５５に到達して破断が停止する。縫合部５５は張力の大きさやエアバッグ２の容量の大きさ等によっては、省略して基布の強度のみで破断部５３の破断を停止させるようにしてもよいが、破断停止部に縫合部５５を形成することにより、破断部５３の破断の勢いによって生じる余分な破断を抑制することができ、張力制御の精度を向上させることができる。そして、エアバッグ２は、破断部５３が最大限まで破断した状態のエアバッグ用伸張部材５によって、エアバッグ２の厚さ（突出量）が規制される。

　次に上述したエアバッグ用伸張部材５を用いたエアバッグ装置１の効果について説明する。ここで、図４は、エアバッグの膨張展開状態を示す図であり、（Ａ）は本実施形態に係るエアバッグ、（Ｂ）は従来技術におけるエアバッグ、（Ｃ）は乗員通常状態における本実施形態に係るエアバッグ、（Ｄ）は乗員近接状態における本実施形態に係るエアバッグ、を示している。図５は、本実施形態に係るエアバッグ装置の効果を示す図であり、（Ａ）は突出量の時間変化、（Ｂ）は展開径の時間変化、を示している。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）において、実線は本実施形態の計測結果、点線は従来技術の計測結果を示している。

　図４（Ａ）に示したように、本実施形態に係るエアバッグ装置１では、エアバッグ２内に本実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５が配置されていることから、エアバッグ２の膨張展開形状は、状態２ａ→状態２ｂ→状態２ｃ→状態２ｄのように徐々に膨張展開する。このことは、図５（Ａ）に示した突出量を計測した結果からも明らかである。

　図５（Ａ）において、エアバッグ２の突出量（リテーナ４からエアバッグ２の頂部までの距離）は、時間ｔ1まで徐々に増大し、時間ｔ１から時間ｔ２まで一定状態を維持し、時間ｔ２から時間ｔ３まで徐々に増大し、時間ｔ３を経過した後は再び一定状態を維持する。これは、時間ｔ１まではエアバッグ用伸張部材５の両端部５１が伸張する時間を意味し、時間ｔ２まではエアバッグ用伸張部材５が破断せずに一定の長さを保持している時間を意味し、時間ｔ３まではエアバッグ用伸張部材５の破断部５３が破断してエアバッグ用伸張部材５が伸張する時間を意味し、時間ｔ３以降はエアバッグ用伸張部材５の破断が停止して最大限伸張した長さを保持している時間を意味している。

　一方、図４（Ｂ）に示したように、従来技術に係るエアバッグ装置１０では、エアバッグ２０内に通常のテザーが配置されていることから、エアバッグ２０の膨張展開形状は、状態２０ａ→状態２０ｂ→状態２０ｃ→状態２０ｄのように移行することが一般的に知られている。すなわち、エアバッグ２０は、膨張展開が完了するまでの間に、前方に大きく突出してから引き戻されることとなる。このことは、図５（Ｂ）に示した突出量を計測した結果からも明らかである。

　図５（Ａ）において、エアバッグ２０の突出量は、時間ｔ４で最大値を示した後、振幅を繰り返しながら徐々に膨張展開完了状態に移行し、時間ｔ５で形状が安定する。すなわち、エアバッグ２０は、勢いよく突出した後、テザーに引っ張られて引き戻され、バウンドするかのように前後の振幅を繰り返しながら最終形態に収束することとなる。したがって、従来技術におけるエアバッグ装置１０では、エアバッグ２０の膨張展開過程において、最終形態よりも前方にエアバッグ２０が突出したり、最終形態に安定するまでに時間を要したりしている。一方、同図に実線で示した本実施形態に係るエアバッグ装置１については、時間の経過とともにエアバッグ２を突出させることができ、形状制御の精度が高いことを容易に理解することができる。

　また、図４（Ａ）に示したように、本実施形態に係るエアバッグ装置１では、突出量を精度よく制御することができることから、展開径（エアバッグ２の接触面積）についても図５（Ｂ）に示したように、精度よく制御することができる。

　図５（Ｂ）において、エアバッグ２の展開径（膨張展開したエアバッグ２の上端から下端までの距離）は、概ね時間ｔ1まで徐々に増大し、時間ｔ１を少し経過した時点で最大値を示した後、時間ｔ２まで一定状態を維持し、時間ｔ２から時間ｔ３まで徐々に減少し、時間ｔ３を経過した後は所定の大きさに収束する。これは、時間ｔ１まではエアバッグ用伸張部材５の両端部５１が伸張する時間を意味し、時間ｔ２まではエアバッグ用伸張部材５が破断せずに一定の長さを保持している時間を意味し、時間ｔ３まではエアバッグ用伸張部材５の破断部５３が破断してエアバッグ用伸張部材５が伸張する時間を意味し、時間ｔ３以降はエアバッグ用伸張部材５の破断が停止して最大限伸張した長さを保持している時間を意味している。

　一方、図５（Ｂ）に点線で示したように、従来技術に係るエアバッグ装置１０では、エアバッグ２０の突出量と呼応するように展開径も振幅を繰り返しながら所定の大きさに収束することになる。したがって、従来技術におけるエアバッグ装置１０では、エアバッグ２０の膨張展開過程において、展開径を精度よく制御することが困難であった。しかしながら、本実施形態に係るエアバッグ装置１によれば、初期段階において展開径を従来技術よりも大きくすることができ、乗員が衝突する接触面積を早い段階で確保することができ、展開径の振幅を抑制したまま突出量を増大させることができ、乗員の保護に最適なエアバッグ２の膨張展開形状の制御を行うことができる。

　また、エアバッグ２の膨張展開過程においてエアバッグ２の突出方向及び展開径方向の振幅を抑制していることから、エアバッグ２の内圧が負圧にならないようにすることができ、ガスを均等に分散することができ、ベントホールからガスを正常に排気することができる。

　また、本実施形態に係るエアバッグ装置１によれば、エアバッグ用伸張部材５に生じる張力に応じて破断部５３が破断されることから、エアバッグ２の膨張展開過程において、エアバッグ用伸張部材５の張力の増大を妨げる事象が生じた場合、エアバッグ用伸張部材５の破断部５３は破断せずにその長さを維持する。

　例えば、図４（Ｃ）に示したように、乗員Ｐ（又はダミー人形）が通常の状態で運転席に着座している場合、ステアリングホイール１１からの距離に応じてエアバッグ２の突出量は抑制される。乗員Ｐの頭部付近と胸部付近とでは、胸部付近の方が頭部付近よりもエアバッグ２との距離が近いため、エアバッグ２の下側は胸部に接触した状態でエアバッグ用伸張部材５の破断が抑制され、突出量が少ない状態を維持する。エアバッグ２の突出量は、乗員Ｐに接触した時点でエアバッグ用伸張部材５の破断が抑制されることによって制御され、乗員Ｐに対して部分的に大きな圧迫感を与えることがない。

　また、図４（Ｄ）に示したように、乗員Ｐ（又はダミー人形）が通常の状態よりもステアリングホイール１１に近接した状態であっても、エアバッグ２は、乗員Ｐに接触した時点で、エアバッグ用伸張部材５の破断が抑制されることによって突出量が制御され、乗員Ｐに対して付加される圧迫感や衝撃力を抑制することができる。

　次に、本発明の他の実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５について、図６及び図７を参照しつつ説明する。ここで、図６は、本発明の他の実施形態に係るエアバッグ用伸張部材を示す平面図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、を示している。図７は、本発明の他の実施形態に係るエアバッグ用伸張部材を示す平面図であり、（Ａ）は第五実施形態、（Ｂ）は第六実施形態、（Ｃ）は第七実施形態、を示している。なお、上述した第一実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

　図６（Ａ）に示した第二実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５は、破断部５３を均等なスリット（スリット幅ｗ及びスリット間隔ｓ）によって形成したものである。このように均等なスリットにより破断部５３を形成した場合であっても、スリット幅ｗ及びスリット間隔ｓを適宜設定することにより、エアバッグ２の膨張展開の初期段階から完了段階までの間に渡って引張力を略連続的に付与することができる。

　図６（Ｂ）に示した第三実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５は、第二実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５に初期破断部５３ａを形成したものである。かかる構成によれば、エアバッグ２の膨張展開の初期段階における衝撃を緩和しつつ、エアバッグ２の膨張展開の初期段階から完了段階までの間に渡って引張力を略連続的に付与することができる。

　図６（Ｃ）に示した第四実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５は、第三実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５の初期破断部５３ａにおける左右両側の破断部５３を段階的にスリット（スリット幅ｗ及びスリット間隔ｓ）が小さくなるように構成したものである。具体的には、第一段階破断部５３ｈを構成するスリットは、初期破断部５３ａを構成するスリットよりもスリット幅ｗ及びスリット間隔ｓが狭く設定され、第二段階破断部５３ｉを構成するスリットは、第一段階破断部５３ｈを構成するスリットよりもスリット幅ｗ及びスリット間隔ｓが狭く設定される。なお、ここではスリット幅ｗ及びスリット間隔ｓを三段階となるように設定しているが、四段階以上に設定してもよいし、中央部から両端部に向かって徐々にスリット幅ｗ及びスリット間隔ｓを狭くするように設定してもよい。

　また、エアバッグ２の機能によっては、第一段階破断部５３ｈを構成するスリットは、初期破断部５３ａを構成するスリットよりもスリット幅ｗ及びスリット間隔ｓが広く設定され、第二段階破断部５３ｉを構成するスリットは、第一段階破断部５３ｈを構成するスリットよりもスリット幅ｗ及びスリット間隔ｓが広く設定されるようにしてもよい。

　図７（Ａ）に示した第五実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５は、拡幅部５２をエアバッグ用伸張部材５の左右片側にのみ形成したものである。かかる構成によれば、拡幅部５２を有しない側の起点部５３ｊから破断部５３は破断し、上述した実施形態と同様に、エアバッグ２の膨張展開の初期段階から完了段階までの間に渡って引張力を略連続的に付与することができる。

　図７（Ｂ）に示した第六実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５は、拡幅部５２が延出方向と略垂直な方向に拡張した拡張部５７を有し、拡張部５７が破断部５３と連続する拡張方向に形成された拡張破断部５８を有するものである。このように、拡幅部５２の両端部に拡張破断部５８を形成することによって、拡張破断部５８の長さ分だけ破断部５３の長さを短くすることができ、拡幅部５２の延出長さを短くすることができる。

　かかる第六実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５は、例えば、助手席用エアバッグのように、エアバッグ２の容量が大きく、エアバッグ２の突出量が大きい場合に適している。なお、図では、拡幅部５２の両端部に拡張部５７を形成しているが、拡幅部５２の中間部に拡張部５７を形成してもよいし、左右両側にそれぞれ二つ以上の拡張部５７を形成するようにしてもよい。

　図７（Ｃ）に示した第七実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５は、拡幅部５２に破断部５３を複数形成したものである。具体的には、各破断部５３は平行に形成され、中央部の破断部５３は、拡幅部５２の両端部から破断し、拡幅部５２の中央部でテザー（張力形成部材）として機能し得る島部５９が形成されている。このように、破断部５３を複数形成することにより、一つの破断部５３の長さを短くすることができ、拡幅部５２の延出長さを短くすることができる。なお、平行に配置された各破断部５３は、破断する順序を考慮してスリット幅ｗ及びスリット間隔ｓが適宜設定される。

　上述した第五実施形態～第七実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５において、第一実施形態～第四実施形態に示した破断部５３を適宜選択して適用することができる。

　次に、本発明の他の実施形態に係るエアバッグ装置１について、図８を参照しつつ説明する。ここで、図８は、本発明の他の実施形態に係るエアバッグ装置を示す概略構成図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、（Ｃ）は第四実施形態、を示している。なお、上述した第一実施形態に係るエアバッグ装置１と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

　図８（Ａ）に示した第二実施形態に係るエアバッグ装置１は、エアバッグ２に形成されたベントホール１２の開閉を規制するテザーとして、本実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５を適用したものである。例えば、ベントホール１２を被覆可能な弁体１３の一端がベントホール１２の縁部に縫合されており、弁体１３の他端とエアバッグ２の頂部とを接続するテザーとしてエアバッグ用伸張部材５が適用される。エアバッグ用伸張部材５は、エアバッグ２に形成されたスリット部を貫通して、弁体１３の他端とエアバッグ２の頂部とを接続する。なお、エアバッグ２は、ステアリング本体部１４を構成するパッド部内に格納されており、図ではエアバッグ２が膨張展開した状態を概念的に図示している。

　かかる第二実施形態によれば、エアバッグ２の膨張展開過程において、弁体１３に対して引張力を略連続的に付与することができ、エアバッグ２の膨張展開の初期段階から膨張展開完了までの間に渡って、ベントホール１２を弁体１３で閉鎖しておくことができ、開閉型のベントホール１２の機能をエアバッグ２の膨張展開過程において略常時作用させることができる。なお、開閉型のベントホール１２の構成は、図示したものに限定されず、筒状のダクトを有するものやテント型の突出部を有するもの等、種々のタイプのものに本実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５を適用することができる。

　図８（Ｂ）に示した第三実施形態に係るエアバッグ装置１は、エアバッグ２の接触面積（展開径）を規制するテザーとして、本実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５を適用したものである。例えば、エアバッグ用伸張部材５の両端部５１は、エアバッグ２を構成する第一基布２１と第二基布２２との縫合部に一緒に縫合されることによって、エアバッグ２内に配置される。エアバッグ２の接触面積（展開径）を規制するエアバッグ用伸張部材５は、エアバッグ２の上下方向又は左右方向のいずれかに一本だけ配置するようにしてもよいし、エアバッグ２の上下方向及び左右方向の両方に配置するようにしてもよいし、均等な位相差で三本以上を配置するようにしてもよい。

　かかる第三実施形態によれば、エアバッグ２の膨張展開過程において、エアバッグ２の厚さ方向だけでなく、展開径方向に対しても引張力を略連続的に付与することができ、エアバッグ２の膨張展開の初期段階から膨張展開完了までの間に渡って、エアバッグ２の厚さ及び接触面積（展開径）を制御することができる。かかる第三実施形態に係るエアバッグ装置は、例えば、助手席用エアバッグのように、エアバッグ２の容量が大きく、エアバッグ２の展開径（展開幅）が大きい場合やツインエアバッグのように複数の袋体を有している場合に適している。

　図８（Ｃ）に示した第四実施形態に係るエアバッグ装置１は、エアバッグ２の形状を規制するテザーとして、本実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５を適用したものである。例えば、エアバッグ用伸張部材５の両端部５１は、エアバッグ２の外表面とリテーナ４の一部とに接続される。このように、エアバッグ用伸張部材５は、エアバッグ２の内部に配置されるものだけでなく、エアバッグ２の外部に配置されるテザーにも適用することができる。

　かかる第四実施形態によれば、エアバッグ２の膨張展開過程において、引張力を略連続的に付与することができ、エアバッグ２の膨張展開の初期段階から膨張展開完了までの間に渡って、エアバッグ２の形状を制御することができる。

　なお、上述した第二実施形態～第四実施形態に係るエアバッグ装置１において、第一実施形態～第七実施形態に係るエアバッグ用伸張部材５を適宜選択して使用することができる。

　本発明は上述した実施形態に限定されず、エアバッグ装置１は、助手席用エアバッグ装置、サイドエアバッグ装置、カーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置、歩行者用エアバッグ装置等であってもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
 

Claims (11)

1. 　通常時は車両の構造物内に折り畳まれて収容されており緊急時にガスが供給されて膨張展開するエアバッグに接続され、張力によって前記エアバッグの形状又は機能を制御するエアバッグ用伸張部材において、
   　前記エアバッグの膨張展開によって相対移動可能な部分に接続される両端部と、該両端部の中間部に形成された拡幅部と、該拡幅部の延出方向に沿って形成され前記両端部の間に生じる張力の大きさに応じて破断する破断部と、を有することを特徴とするエアバッグ用伸張部材。
2. 　前記破断部は、前記両端部に生じる張力に対して略垂直方向に形成された複数の切れ目又は開口により構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用伸張部材。
3. 　前記破断部は、左右交互に破断するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用伸張部材。
4. 　前記破断部は、中央部に左右均等に破断を生じる初期破断部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用伸張部材。
5. 　前記拡幅部は、前記破断部の破断を停止させる縫合部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用伸張部材。
6. 　前記縫合部は、前記拡幅部を前記破断部に沿って折り曲げて前記破断部の端部から前記拡幅部の延出方向に傾斜した縫合線を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ用伸張部材。
7. 　前記拡幅部は、延出方向と略垂直な方向に拡張した拡張部を有し、該拡張部は前記破断部と連続する拡張方向に形成された拡張破断部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用伸張部材。
8. 　前記破断部は、前記拡幅部に複数形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用伸張部材。
9. 　前記エアバッグ用伸張部材を構成する素材は、前記破断部に対して垂直な糸目を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用伸張部材。
10. 　通常時は折り畳まれており緊急時に膨張展開されるエアバッグと、該エアバッグにガスを供給するインフレータと、前記エアバッグ及び前記インフレータを固定するリテーナと、張力によって前記エアバッグの形状又は機能を制御するエアバッグ用伸張部材と、を有するエアバッグ装置において、
    　前記エアバッグ用伸張部材は、請求項１～請求項９のいずれかに記載のエアバッグ用伸張部材である、ことを特徴とするエアバッグ装置。
11. 　前記エアバッグ用伸張部材は、前記エアバッグの厚さを規制するテザー、前記エアバッグの接触面積を規制するテザー、前記エアバッグの形状を規制するテザー又は前記エアバッグに形成されたベントホールの開閉を規制するテザーに適用される、ことを特徴とする請求項１０に記載のエアバッグ装置。
     

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