WO2016006319A1 - エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

斜め前方から障害物が衝突した場合に乗員の頭部が袋体（２）の表面を転がるのを抑制するエアバッグ装置を提供する。エアバッグ装置の袋体は、後方に膨張展開する前方部（３）と、前方部（３）の左縁部から後方へ膨張展開する左側方部（４）と、前方部（３）の右縁部から後方へ膨張展開する右側方部（５）とを備えるとともに、車両が斜め前方から衝撃を受けることにより斜め前方に変位した頭部の前面が前方部（３）の表面を押圧するとともに頭部の側面が左側方部（４）または右側方部（５）の表面を押圧する押圧状態となり、その状態において、頭部の前面が前方部（３）から受ける面直力および動摩擦力によって頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、頭部の側面が左側方部（４）または右側方部（５）から受ける面直力および摩擦力によって頭部を第１方向とは逆方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生するように構成されている。

Description

エアバッグ装置

　本発明は、エアバッグ装置に関する。

　従来、車両の運転席前方および助手席前方には、衝突時の衝撃から乗員を保護するためのエアバッグ装置が設けられている。特許文献１には、エアバッグ装置の一例が開示されている。

　特許文献１に記載のエアバッグ装置は、膨張展開時に乗員側中央付近で縦方向に延びる凹部と、当該凹部の左右両側に位置する凸部とを有するエアバッグを備えている。エアバッグの膨張展開時には、乗員の頭部前面側が凹部に入り込み、衝突時の衝撃から乗員の頭部は保護される。

　しかしながら、特許文献１に記載のエアバッグ装置では、車両に対して斜め前方から他車両が衝突した場合に、頭部がエアバッグの表面を転がってしまうことがある。これに対しては、エアバッグの形状や展開圧力等の調整等により対応可能と考えられるが、従来はこのためにエアバッグの試作や実験を繰り返してエアバッグの形状や展開圧力等について最適な条件を見出すというアプローチがとられており、開発に時間を要するものであった。

特開２０１３－８２４５４号公報

　本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、車両に対して斜め前方から障害物が衝突した場合に乗員の頭部がエアバッグの表面を転がるのを抑制することができるエアバッグ装置を提供することを目的とする。

　本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、車両が斜め前方から衝撃を受けた場合に、乗員の頭部が膨張展開したエアバッグの表面から動摩擦力および面直力を受け、その動摩擦力および面直力が乗員の頭部にモーメントを与えることにより頭部が回転することを見出し、これに着目して本発明を完成するに至った。

　すなわち、本発明は、車両が外部から衝撃を受けたときに供給される膨張用ガスにより膨張展開する袋体を備えた車両用のエアバッグ装置であって、前記袋体は、乗員の頭部の左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲で後方に膨張展開する前方部と、前記前方部の左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する左側方部と、前記前方部の右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する右側方部とを備えるとともに、車両が斜め前方から衝撃を受けて前記袋体が膨張展開することにより、斜め前方に変位した乗員頭部の前面が前記前方部の表面を押圧するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面を押圧する押圧状態となり、かつ、前記押圧状態において、乗員頭部の前面が前記前方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を前記第１方向とは逆方向である第２方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生するように構成されていることを特徴とするエアバッグ装置を提供する。

本発明の第１実施形態における袋体の構成を示す図であり、（ａ）は膨張展開状態における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態に係るエアバッグ装置をステアリングホイールに設けた例を示す図であり、（ａ）は袋体が膨張展開する前の状態を示す側面図、（ｂ）は袋体が膨張展開した状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態における膨張展開状態の袋体に乗員の頭部が衝突する前の状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態における膨張展開状態の袋体に乗員の頭部が衝突した状態を示す断面図である。 頭部の正面を基準とした上下方向軸周りの角度の向き（正負）を示すとともに、真円換算で中心角が１０°刻みの点を楕円形の乗員頭部の周囲にプロットした状態を示す図である。 自車両に他車両が衝突した場合に、乗員の頭部が変位する方向の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態における膨張展開状態の袋体に乗員の頭部が衝突した状態を示す断面図であり、袋体と頭部の接触範囲の一例を示す図である。 図５に示す各プロット点に作用する面直力および動摩擦力の向きを示す図である。 図５に示すプロット点に生じる面直力の作用線および動摩擦力の作用線と、各作用線から乗員頭部の重心までの距離（モーメントのアーム長）とを示す図である。 乗員頭部の変位方向と、乗員頭部に作用する面直力および動摩擦力との関係を示す図である。 乗員の頭部に作用する面直力によるモーメントと、乗員の頭部に作用する動摩擦力によるモーメントと、それらモーメントの和とを示すグラフである。 図１１に示すモーメントの和の積分値を示すグラフである。 図１２に示すグラフとは乗員頭部と袋体との接触範囲が異なる場合の積分値を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の変形例における袋体の構成を示す図であり、（ａ）は膨張展開状態における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の第２実施形態における袋体の構成を示す図であり、（ａ）は膨張展開状態における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の第２実施形態における膨張展開状態の袋体に乗員の頭部が衝突する前の状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態における膨張展開状態の袋体に乗員の頭部が衝突した状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の変形例における袋体の構成を示す図であり、（ａ）は膨張展開状態における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の第３実施形態における袋体の構成を示す図であり、（ａ）は膨張展開状態における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の第４実施形態における袋体の構成を示す断面図である。 本発明の第４実施形態における膨張展開状態の袋体に乗員の頭部が衝突した状態を示す断面図であり、袋体と乗員頭部の接触範囲の一例を示す図である。 本発明の第４実施形態において、乗員の頭部に作用するモーメントの和の積分値を示すグラフである。 本発明の第４実施形態の変形例における袋体の構成を示す断面図である。 本発明の第５実施形態における袋体の構成を示す図であり、（ａ）は膨張展開状態における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 本発明の第６実施形態における袋体の構成を示す図であり、（ａ）は膨張展開状態における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について詳述する。

　（第１実施形態）
　図１～１３を参照しつつ、第１実施形態に係るエアバッグ装置１について説明する。

　以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」とは、それぞれ、エアバッグ装置１が搭載される車両の前方向、後方向、左方向、右方向のことである。また、「上下方向」は、鉛直方向の他、鉛直方向に対してある程度傾斜した方向を含む。

　図１に示されるように、エアバッグ装置１は、車両が外部から衝撃を受けたときに供給される膨張用ガスＧにより膨張展開する袋体２を備えている。

　エアバッグ装置１は、例えば、図２に示されるように、ステアリングホイールＳの中央部に設けられる。

　図１に示されるように、袋体２は、前方部３と、左側方部４と、右側方部５とを備えている。袋体２は、複数枚のシートを縫い合わせることによって構成されている。シートの素材は特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル系やポリアミド系の糸からなる可撓性を有する織布から構成される。袋体２は、不使用時には、ステアリングホイールＳの中心部に設けられた収納室（図示せず）に、折り畳まれた状態で収納されている。

　図１に示されるように、袋体２の内部には、袋体２の膨張展開を規制する形状保持テザー６が設けられている。形状保持テザー６は、例えば、袋体２と同じ素材で構成される。形状保持テザー６は、前方部３の内部、左側方部４の内部、および右側方部５の内部にそれぞれ設けられている。形状保持テザー６を設けることにより、袋体２は、膨張用ガスＧの供給を受けて、前方部３、左側方部４、および右側方部５を有する形状に膨張展開する。形状保持テザー６が設けられていなければ、袋体２は凹凸のないボールのような形状に膨張する。

　前方部３の前面には、ガス供給口Ｋが形成されている。ガス供給口Ｋは、図外のガス発生装置に接続されている。図２～４に示されるように、前方部３は、乗員の頭部を模したダミー（以下、「ダミー頭部Ｈ」と称する）に向かって後方に膨張展開する。膨張展開状態の前方部３は、ダミー頭部Ｈ側から見て、ダミー頭部Ｈの横幅よりも大きな直径を有する円形状をなす（図１（ａ）参照）。従って、膨張展開状態の前方部３は、ダミー頭部Ｈの左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲に拡がっている。

　左側方部４は、前方部３の左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。膨張展開状態の左側方部４は、ダミー頭部Ｈ側から見て、左側に凸の円弧状をなす（図１（ａ）参照）。

　右側方部５は、前方部３の右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。膨張展開状態の右側方部５は、ダミー頭部Ｈ側から見て、右側に凸の円弧状をなす（図１（ａ）参照）。

　左側方部４の上側端部と右側方部５の上側端部は連続し、左側方部４の下側端部と右側方部５の下側端部は連続している。左側方部４と右側方部５は、膨張展開状態において、全体として円筒状の壁を構成する。円筒状の壁の後端面は、前方部３の後側表面よりも後方に位置している。

　ダミー頭部Ｈの前面が前方部３に接触した状態において、それらの間の動摩擦係数μ’は、ダミー頭部Ｈの表面の滑らかさや袋体２の素材によって異なるが、例えば０．４程度とされる。ダミー頭部Ｈの左側面と左側方部４の間や、ダミー頭部Ｈの右側面と右側方部５の間の動摩擦係数μ’についても同様である。

　ダミー頭部Ｈは、上から見ると、図５，６に示されるように前後方向を長軸方向とする楕円形であるものとする。

　次に、膨張展開状態の袋体２の表面においてダミー頭部Ｈの転がりが抑制される原理について説明する。

　以下の説明では、図５に示されるように、車両の正面方向を基準として左回りになす角度を正（＋）の角度とし（０°～＋１８０°）、右回りになす角度を負（－）の角度とする（０°～－１８０°）。また、ダミー頭部Ｈを上下方向の軸周りに右回り（時計回り）に回転させようとするモーメントを正（＋）のモーメントとし、左回り（反時計回り）に回転させようとするモーメントを負（－）のモーメントとする。

　エアバッグ装置１を搭載した車両（以下、「自車両Ｊ」称する。図６参照）の左斜め前方から他車両が衝突した場合を想定する。他車両が例えば＋１５°の方向から自車両に衝突すると、例えば＋３０°の方向（図５，６の破線矢印の方向）にダミー頭部Ｈが変位する。他車両が衝突する方向とダミー頭部Ｈが変位する方向が異なるが、これは、他車両の衝突によって自車両Ｊが回転するからである。なお、ここに挙げた衝突方向の角度、ダミー頭部Ｈの変位方向の角度の値は一例であり、特に限定されるものではない。

　他車両が衝突すると、図７に示されるように、左斜め前方に変位したダミー頭部Ｈの前面が、前方部３の表面を押圧するとともに、ダミー頭部Ｈの左側面が左側方部４の表面を押圧する押圧状態となる。ダミー頭部Ｈは、その正面方向が自車両Ｊの正面方向と一致した状態で袋体２に衝突するものとする。

　この押圧状態において、ダミー頭部Ｈが、－α°から＋β°の方向の範囲で袋体２を押圧したとする。αは、０より大きく９０未満の値である（０＜α＜９０）。βは、９０より大きく１８０未満の値である（９０＜β＜１８０）。この押圧状態では、図８に示されるように、ダミー頭部Ｈは、ダミー頭部Ｈの表面に対して垂直な方向の力である面直力Ｎを袋体２の表面から受ける。

　面直力Ｎの向きは、ダミー頭部Ｈにおける位置によって異なる。面直力Ｎの向きは、図８に示される例では、－α°以上０°未満の方向の範囲、および、９０°より大きく＋β°以下の方向の範囲において、ダミー頭部Ｈを左回転させようとする向きである。一方、０°より大きく９０°未満の方向の範囲において、ダミー頭部Ｈを右回転させようとする向きである。従って、他車両が左斜め前方から衝突する場合には、面直力Ｎのダミー頭部Ｈを回転させようとする向きは、ダミー頭部Ｈの正面付近および真横付近で反転する。

　面直力Ｎの作用線ｎとダミー頭部Ｈの重心の距離ｔ１（図９参照）が、面直力Ｎによってダミー頭部Ｈを回転させようとするモーメントＭ１のアーム長となる。

　モーメントＭ１は、以下の式１に示されるように、面直力Ｎとアーム長ｔ１の積で表すことができる。

　Ｍ１＝Ｎ×ｔ１　　（式１）

　また、図８に示されるように、ダミー頭部Ｈは、袋体２の表面から動摩擦力Ｆを受ける。動摩擦力Ｆは、以下の式２に示されるように、面直力Ｎと動摩擦力μ’の積で表すことができる。

　Ｆ＝Ｎ×μ’　　（式２）

　動摩擦力Ｆの向きは、図８に示されるように、ダミー頭部Ｈにおける位置によって異なる。動摩擦力Ｆの向きは、図８に示される例では、－α°以上＋γ°未満の範囲においてダミー頭部Ｈを右回りに回転させようとする向きである。一方、動摩擦力Ｆの向きは、＋γ°より大きく＋β°以下の範囲においてダミー頭部Ｈを左回りに回転させようとする向きである。このように、＋γ°の方向を境に、動摩擦力Ｆのダミー頭部Ｈを回転させようとする向きが反転する。＋γ°の方向は、０°の方向と９０°の方向の間にある。従って、他車両が左斜め前方から衝突する場合には、動摩擦力Ｆのダミー頭部Ｈを回転させようとする向きは、前方部３と左側方部４の境界付近で反転する。動摩擦力Ｆの向きの反転は、図１０に示されるように、面直力Ｎの作用線ｎに対してダミー頭部Ｈの変位方向が右側にあるか（図１０（ａ）参照）、或いは左側にあるか（図１０（ｂ）参照）の違いによって生じる。

　動摩擦力Ｆの作用線ｆとダミー頭部Ｈの重心の距離ｔ２が、動摩擦力Ｆによってダミー頭部Ｈを回転させようとするモーメントＭ２のアーム長となる。

　モーメントＭ２は、以下の式３に示されるように、動摩擦力Ｆとアーム長ｔ２の積で表すことができる。

　Ｍ２＝Ｆ×ｔ２　　（式３）

　図１１に示されるように、面直力Ｎによって生じるモーメントＭ１（実線で示す）は、－α°より大きく０°未満の範囲および９０°より大きく１８０°未満の範囲では、負のモーメントである。一方、０°より大きく９０°未満の範囲では、正のモーメントである。

　動摩擦力Ｆによって生じるモーメントＭ２（一点鎖線で示す）は、－α°以上γ°未満の範囲では、正のモーメントである。一方、γ°より大きく１８０°以下の範囲では、負のモーメントである。

　モーメントＭ１とモーメントＭ２の和Ｓ（破線で示す）は、－α°以上γ°未満の範囲では、正のモーメントである。一方、γ°より大きく１８０°以下の範囲では、負のモーメントである。

　図１１に示したモーメントＭ１とモーメントＭ２の和Ｓを、－α°から角度が大きくなる側に積分していくと、モーメントの総和（積分値ＩＳ１）が求められる。図１２に示されるように、積分値ＩＳ１がγ°において最大となり、δ°においてゼロとなる。δは、９０より大きく１８０未満の値（図１２に示す例では、約１３０）である。

　つまり、ダミー頭部Ｈが－α°からδ°の範囲で袋体２を押圧すれば（図７のβをδと等しくすれば）、ダミー頭部Ｈに作用するモーメントの総和がゼロとなり、ダミー頭部Ｈの回転（転がり）が防止される。また、モーメントの総和がゼロにならなくても、ゼロに近くなるような範囲でダミー頭部Ｈが袋体２を押圧すれば（βをδの近傍に設定すれば）、ダミー頭部Ｈの回転を抑制することができる。

　なお、ダミー頭部Ｈが袋体２を押圧する範囲は、図８に示した範囲に限られるものではない。例えば、ダミー頭部Ｈが０°から袋体２を押圧する場合には、図１３に示されるように、δ°よりも小さいε°においてモーメントの総和（積分値ＩＳ２）がゼロになる。この場合においても、ダミー頭部Ｈの回転を防止することができる。図１３に示す例では、εは約１１０である。

　上記の説明では、自車両Ｓが左斜め前方から衝撃を受けた場合について説明したが、自車両Ｊが右斜め前方から衝撃を受けた場合についても同様である。

　以上説明したように、本実施形態によれば、例えば、自車両Ｊが左斜め前方から衝撃を受けた場合には、袋体２が膨張展開することにより、ダミー頭部Ｈの前面が前方部３の表面を押圧するとともに、ダミー頭部Ｈの左側面が左側方部４の表面を押圧する押圧状態となる。その押圧状態において、ダミー頭部Ｈの前面が前方部３の表面から受ける面直力Ｎおよび動摩擦力Ｆによってダミー頭部Ｈを右方向（右回り）に回転させようとする右方向モーメントが発生するとともに、ダミー頭部Ｈの左側面が左側方部４の表面から受ける面直力Ｎおよび動摩擦力Ｆによってダミー頭部Ｈを左方向（左回り）に回転させようとする左方向モーメントが発生する。左方向モーメントと右方向モーメントは互いを打ち消し合うため、ダミー頭部Ｈが袋体２の表面を転がるのを抑制することができる。

　また、自車両Ｊが右斜め前方から衝撃を受けた場合には、袋体２が膨張展開することにより、ダミー頭部Ｈの前面が前方部３の表面を押圧するとともに、ダミー頭部Ｈの右側面が右側方部５の表面を押圧する押圧状態となる。その押圧状態において、ダミー頭部Ｈの前面が前方部３の表面から受ける面直力Ｎおよび動摩擦力Ｆによってダミー頭部Ｈを左方向に回転させようとする左方向モーメントが発生するとともに、ダミー頭部Ｈの右側面が右側方部５の表面から受ける面直力Ｎおよび動摩擦力Ｆによってダミー頭部Ｈを右方向に回転させようとする右方向モーメントが発生する。左方向モーメントと右方向モーメントは互いを打ち消し合うため、ダミー頭部Ｈが袋体２の表面を転がるのを抑制することができる。

　また、本実施形態によれば、左側方部３と右側方部４は連続しており、膨張展開状態において全体として円環状をなす。このため、膨張展開状態の左側方部４または右側方部５に外力が加わったとき、応力は左側方部４および右側方部５の全体に分散する。従って、例えば、膨張展開状態の左側方部４にダミー頭部Ｈが衝突した場合に、左側方部４が過度に変形することが防止される。その結果、左方向モーメントを十分に発生させて、ダミー頭部Ｈが袋体２の表面を転がるのを確実に抑制することができる。

　（第１実施形態の変形例）
　図１４を参照しつつ、第１実施形態の変形例に係るエアバッグ装置１Ａについて説明する。

　エアバッグ装置１Ａの袋体２Ａは、前方部３Ａと、左側方部４Ａと、右側方部５Ａとを備えている。

　膨張展開状態の前方部３Ａは、ダミー頭部Ｈ側（後方）から見て、ダミー頭部Ｈの横幅よりも大きな横幅を有する四角形状をなす。従って、膨張展開状態の前方部３Ａは、ダミー頭部Ｈの左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲に拡がる。

　左側方部４Ａは、前方部３Ａの左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。膨張展開状態の左側方部４Ａは、ダミー頭部Ｈ側から見て、上下方向に延びる直線状をなす。

　右側方部５Ａは、前方部３Ａの右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。膨張展開状態の右側方部５Ａは、ダミー頭部Ｈ側から見て、上下方向に延びる直線状をなす。

　左側方部４Ａと右側方部５Ａは、前方部３Ａを介して連結されている。

　左側方部４Ａおよび右側方部５Ａは、形状保持テザー６Ａによって膨張展開形状が保持される。

　本変形例によれば、左側方部４Ａおよび右側方部５Ａが上下方向に直線的に延びている。ダミー頭部Ｈの側面は上下方向に平面的であることが多いため、ダミー頭部Ｈの側面の広い範囲を左側方部４Ａまたは右側方部５Ａに当接させ易い。従って、ダミー頭部Ｈに作用するモーメントの総和を十分に小さくして、ダミー頭部Ｈが袋体２Ａの表面を転がるのを確実に抑制することができる。

　（第２実施形態）
　図１５～１７を参照しつつ、第２実施形態に係るエアバッグ装置１Ｂついて説明する。第１実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

　図１５に示されるように、エアバッグ装置１Ｂは、連結テザー１０を備えている。連結テザー１０は、左側方部４と右側方部５を連結するとともに、図１６に示されるように、袋体２の膨張展開状態において前方部３よりも後方に位置する。

　連結テザー１０は、例えば、図１５に示されるように紐状であってもよいし、あるいは帯状であってもよい。また、連結テザー１０は、例えば、図１５に示されるように、左側方部４の中央部と右側方部５の中央部を連結する連結テザー１０と、左側方部４と右側方部５の上側境界部と下側境界部を連結する連結テザー１０とを十字に交差させた状態で設けてもよい。

　本実施形態によれば、連結テザー１０によって左側方部４および右側方部５の膨張展開形状をより確実に保持することができる。また、図１６，１７に示されるように、左側方部４と右側方部５の間にダミー頭部Ｈが進入した場合に、ダミー頭部Ｈが連結テザー１０を押し込む。そうすると、左側方部４と右側方部５が連結テザー１０に引っ張られてダミー頭部Ｈ側に撓むので、ダミー頭部Ｈを左右両側から包み込むように保護することができる。

　（第２実施形態の変形例）
　図１８を参照しつつ、第２実施形態の変形例に係るエアバッグ装置１Ｃついて説明する。第１実施形態の変形例と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

　図１８に示されるように、エアバッグ装置１Ｃは、連結テザー１０Ａを備えている。連結テザー１０Ａは、左側方部４Ａと右側方部５Ａを連結するとともに、袋体２Ａの膨張展開状態において前方部３Ａよりも後方に位置する。

　連結テザー１０Ａは、例えば、図１８に示されるように紐状であってもよいし、あるいは帯状であってもよい。また、例えば、図１８に示されるように、左側方部４の中央部と右側方部５の中央部を連結する複数本の連結テザー１０Ａを、上下方向に相異なる高さで設けてもよい。

　本実施形態によれば、連結テザー１０Ａによって左側方部４Ａおよび右側方部５Ａの膨張展開形状をより確実に保持することができる。また、左側方部４Ａと右側方部５Ａの間にダミー頭部Ｈが進入した場合に、ダミー頭部Ｈが連結テザー１０Ａを押し込む。そうすると、左側方部４Ａと右側方部５Ａが連結テザー１０Ａに引っ張られてダミー頭部Ｈ側に撓むので、ダミー頭部Ｈを左右両側から包み込むように保護することができる。

　（第３実施形態）
　図１９を参照しつつ、第３実施形態の変形例に係るエアバッグ装置１Ｄについて説明する。

　エアバッグ装置１Ｄにおける左側方部４Ｄは、図１９に示されるように、前方部３Ｄの左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。膨張展開状態の左側方部４Ｄは、ダミー頭部Ｈ側から見て、左側に凸の円弧状をなす。

　右側方部５Ｄは、前方部３Ｄの右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。膨張展開状態の右側方部５Ｄは、ダミー頭部Ｈ側から見て、右側に凸の円弧状をなす。

　左側方部４Ｄの上端部と右側方部５の上端部は連続し、左側方部４Ｄの下端部と右側方部５Ｄの下端部は連続している。左側方部４Ｄと右側方部５Ｄは、膨張展開状態において、全体として円環状の壁を構成する。円環状の壁の後端部は、前方部３Ｄの後側表面よりも後方に位置している。

　袋体２Ｄにおいては、図１９（ｂ），（ｃ）に示されるように、左側方部４Ｄは、その円弧外周部を構成する外側生地と、円弧内周部を構成する内側生地が、前方部３Ｄ側において部分的に結合されている（結合部ｄ）。また、右側方部４Ｄは、その円弧外周部を構成する外側生地と、円弧内周部を構成する内側生地が、前方部３Ｄ側において部分的に結合されている。図１９（ｃ）に示される例では、外側生地と内側生地は、左側方部４および右側方部５において周方向に一定間隔毎に結合されている。結合の方法は特に限定されないが、例えば、生地同士の縫合や接着剤による接着を挙げることができる。

　外側生地と内側生地が結合されていない部位においては、左側方部４Ｄの内部と前方部３Ｄの内部が連通しているとともに、右側方部５Ｄの内部と前方部３Ｄの内部が連通している。

　本実施形態によれば、左側方部４Ｄおよび右側方部４Ｄは、それぞれ、その円弧外周部を構成する外側生地と円弧内周部を構成する内側生地が部分的に結合されている。従って、形状保持テザーを設けることなく、袋体２Ｄの膨張展開形状を保持することができる。

　（第４実施形態）
　図２０を参照しつつ、第４実施形態に係るエアバッグ装置１Ｅについて説明する。第１実施形態と同様の構成について、図１と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

　エアバッグ装置１Ｅは、前方部３と左側方部４の間、および、前方部３と右側方部５の間に仕切り壁７を有している。仕切り壁７には、逆止弁１１が設けられている。逆止弁１１は、膨張用ガスＧが流れる方向を、前方部３から左側方部４へ向かう方向に維持するとともに、前方部３から右側方部５へ向かう方向に維持する弁である。従って、左側方部４および右側方部５に入った膨張用ガスＧが前方部３へ逆流することが阻止される。

　このような構成において、前方部３内に膨張用ガスＧが供給されると、左側方部４および右側方部５の内部気圧は、前方部３の内部気圧よりも高くなる（図２０，２１参照）。

　本実施形態によれば、左側方部４および右側方部５の内部気圧が、前方部３の内部気圧よりも高くなるため、左側方部４または右側方部５とダミー頭部Ｈの接触圧が大きくなり、左側方部４または右側方部５とダミー頭部Ｈの間の動摩擦力Ｆが大きくなる。従って、左側方部４および右側方部５の長さを短くし、左側方部４または右側方部５とダミー頭部Ｈとの接触範囲を小さくしても、左方向モーメントと右方向モーメントを釣り合わせることができる。例えば、図２１に示されるように、ダミー頭部Ｈが－α°からθ°の範囲で袋体２を押圧すれば、ダミー頭部Ｈに作用するモーメントの総和（積分値ＩＳ３）がゼロとなり（図２２参照）、ダミー頭部Ｈの回転（転がり）が防止される。θは図１２のδよりも小さな値である。従って、左側方部４および右側方部５を小さく構成することが可能となる。

　なお、左側方部４および右側方部５の内部気圧を前方部３の内部気圧よりも高くする方法は、第４実施形態に示した例に限られない。例えば、図２３に示されるように、左側方部４および右側方部５に膨張用ガスＧ１を供給する第１ガス発生装置（図示せず）と、前方部３に膨張用ガスＧ２を供給する第２ガス発生装置（図示せず）を設け、膨張用ガスＧ１の圧力を膨張用ガスＧ２の圧力よりも高くすればよい。

　（第５実施形態）
　図２４を参照しつつ、第５実施形態に係るエアバッグ装置１Ｆについて説明する。第２実施形態と同様の構成については、図１５と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

　エアバッグ装置１Ｆは、ベース部１２と、左側方部４Ｆと、右側方部５Ｆと、形状保持テザー６Ｆと、連結テザー１０とを備えているが、前方部を備えていない。

　ベース部１２は、ダミー頭部Ｈの左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲に設けられている。ベース部１２は、左側方部４Ｆおよび右側方部５Ｆに膨張用ガスを導くための部分であり、前方部３（図１５参照）よりも膨張展開状態における厚みが小さい。

　左側方部４Ｆは、ベース部１２の左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。

　右側方部５Ｆは、ベース部１２の右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する。

　エアバッグ装置１Ｆにおいては、例えば、自車両Ｊが斜め左前方から衝撃を受けて袋体２Ｆが膨張展開することにより、左斜め前方に変位したダミー頭部Ｈの前面が連結テザー１０の表面を押圧するとともに、ダミー頭部Ｈの左側面が左側方部４Ｆの表面を押圧する押圧状態となる。

　その押圧状態において、ダミー頭部Ｈの前面が連結テザー１０の表面から受ける面直力および動摩擦力によってダミー頭部Ｈを右方向に回転させようとする右方向モーメントが発生するとともに、ダミー頭部Ｈの左側面が左側方部４Ｆの表面から受ける面直力および動摩擦力によってダミー頭部Ｈを左方向に回転させようとする左方向モーメントが発生する。

　膨張展開状態の袋体２Ｆおよび連結テザー１０に対するダミー頭部Ｈの接触範囲を、左方向モーメントと右方向モーメントの和の積分値がゼロに近づくように設定すれば、ダミー頭部Ｈが袋体２Ｆおよび連結テザー１０の表面を転がるのを確実に抑制することができる。

　自車両Ｊが右斜め前方から衝撃を受けた場合も、同様に、ダミー頭部Ｈが袋体２Ｆおよび連結テザー１０の表面を転がるのを確実に抑制することができる。

　（第６実施形態）
　図２５を参照しつつ、第６実施形態に係るエアバッグ装置１Ｇについて説明する。第５実施形態と同様の構成については、図２４と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

　エアバッグ装置１Ｇは、ベース部１２と、左側方部４Ｆと、右側方部５Ｆと、形状保持テザー６Ｆと、リッド９とを備えているが、連結テザーは備えていない。

　リッド９は、袋体２Ｇを収納する収納室の開口部に設けられる円板状のカバーである。袋体２Ｆが膨張展開した状態において、リッド９は左側方部４Ｆと右側方部５Ｆの間に保持されるとともに、ベース部１２よりも後方でかつ左側方部４Ｆおよび右側方部５Ｆの後端より前方に位置する。

　エアバッグ装置１Ｇにおいては、例えば、自車両が斜め左前方から衝撃を受けて袋体２Ｆが膨張展開することにより、左斜め前方に変位したダミー頭部Ｈの前面がリッド９の表面を押圧するとともに、ダミー頭部Ｈの左側面が左側方部４Ｆの表面を押圧する押圧状態となる。

　その押圧状態において、ダミー頭部Ｈの前面がリッド９の表面から受ける面直力および動摩擦力によってダミー頭部Ｈを右方向に回転させようとする右方向モーメントが発生するとともに、ダミー頭部Ｈの左側面が左側方部４Ｆの表面から受ける面直力および動摩擦力によってダミー頭部Ｈを左方向に回転させようとする左方向モーメントが発生する。

　膨張展開状態の袋体２Ｆおよびリッド９に対するダミー頭部Ｈの接触範囲を、左方向モーメントと右方向モーメントの和の積分値がゼロに近づくように設定すれば、ダミー頭部Ｈが袋体２Ｆおよびリッド９の表面を転がるのを確実に抑制することができる。

　自車両Ｊが右斜め前方から衝撃を受けた場合も、同様に、ダミー頭部Ｈが袋体２Ｆおよびリッド９の表面を転がるのを抑制することができる。

　（その他の実施形態）
　なお、上記各実施形態では、エアバッグ装置を運転席前方のステアリングホイールＳ内に設けているが、これに限られない。例えば、助手席前方のインストルメントパネルＰ内（図２参照）や、シートバックＳＢの後面に設けてもよい。

　（実施形態のまとめ）
　最後に、上記実施形態の中で開示された特徴的な構成およびそれに基づく作用効果についてまとめて説明する。

　上記実施形態が開示するエアバッグ装置は、車両が外部から衝撃を受けたときに供給される膨張用ガスにより膨張展開する袋体を備えた車両用のエアバッグ装置であって、前記袋体は、乗員の頭部の左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲で後方に膨張展開する前方部と、前記前方部の左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する左側方部と、前記前方部の右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する右側方部とを備えるとともに、車両が斜め前方から衝撃を受けて前記袋体が膨張展開することにより、斜め前方に変位した乗員頭部の前面が前記前方部の表面を押圧するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面を押圧する押圧状態となり、かつ、前記押圧状態において、乗員頭部の前面が前記前方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を前記第１方向とは逆方向である第２方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生するように構成されていることを特徴とする。

　この構成によれば、車両が斜め前方から衝撃を受けて袋体が膨張展開することにより、乗員頭部の前面が前方部の表面を押圧するとともに、乗員頭部の側面が左側方部または右側方部の表面を押圧する押圧状態となる。その押圧状態において、乗員頭部の前面が前方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、乗員頭部の側面が左側方部または右側方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向とは逆方向である第２方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生する。第１方向モーメントと第２方向モーメントは互いを打ち消し合うため、車両に対して斜め前方から障害物が衝突した場合に、乗員頭部が袋体（エアバッグ）の表面を転がるのを抑制することができる。

　上記エアバッグ装置においては、膨張展開状態の前記袋体に対する乗員頭部の接触範囲は、当該接触範囲における前記第１方向モーメントと前記第２方向モーメントの和の積分値がゼロに近づくように設定されることが好ましい。

　この構成によれば、第１方向モーメントと第２方向モーメントの和の積分値がゼロに近づく、すなわち第１方向モーメントと第２方向モーメントが接触範囲全体でほぼ釣り合った状態となるので、乗員頭部が袋体の表面を転がるのをより確実に抑制することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記袋体は、前記前方部、前記左側方部、および前記右側方部に導入される膨張用ガスの圧力が同じになるように構成されていることが好ましい。

　この構成によれば、前方部、左側方部、および右側方部の各々に導入される圧力を異ならせるための構成が不要であるので、エアバッグ装置を簡素に構成することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記左側方部および前記右側方部は、膨張展開状態において、正面視でそれぞれ左側に凸の円弧状および右側に凸の円弧状をなすとともに、一端部同士および他端部同士が連続して全体として円環状をなすことが好ましい。

　この構成によれば、左側方部および右側方部は連続しており、膨張展開状態において全体として円環状をなす。このため、膨張展開状態の左側方部または右側方部に外力が加わったときに、応力は左側方部および右側方部の全体に分散する。従って、膨張展開状態の左側方部または右側方部に乗員頭部が衝突した場合に、乗員頭部が衝突した側の側方部が過度に変形することが防止される。その結果、第２方向モーメントを十分に発生させて、乗員頭部が袋体表面を転がるのを確実に抑制することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記左側方部は、当該左側方部の円弧外周部を構成する外側生地と、円弧内周部を構成する内側生地が、前記前方部側において部分的に結合され、前記右側方部は、当該右側方部の円弧外周部を構成する外側生地と、円弧内周部を構成する内側生地が、前記前方部側において部分的に結合されていることが好ましい。

　この構成によれば、形状保持テザーを設けることなく、膨張展開形状を保持することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記左側方部および前記右側方部は、膨張展開状態において、上下方向に直線的に延びていることが好ましい。

　乗員の頭部側面は、上下方向において平面的であることが多い。従って、頭部の側面の広い範囲を左側方部または右側方部に当接させ易い。従って、第２方向モーメントを十分に発生させて、頭部が袋体の表面を転がるのを確実に抑制することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記左側方部および前記右側方部は、その内部に設けられた形状保持テザーにより、膨張展開形状が保持されることが好ましい。

　この構成によれば、形状保持テザーによって容易かつ確実に膨張展開形状を保持することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記袋体の膨張展開状態において、前記左側方部および前記右側方部は、前記前方部よりも内部気圧が高いことが好ましい。

　この構成によれば、左側方部または右側方部と乗員頭部の接触圧が大きくなるため、乗員頭部が左側方部または右側方部から受ける面直力および動摩擦力が大きくなる。従って、左側方部および右側方部の長さを短くしても、第２方向モーメントを十分に発生させて、乗員頭部が袋体表面を転がるのを抑制することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記左側方部と前記右側方部を連結するとともに前記袋体の膨張展開状態において前記前方部よりも後方に位置する連結テザーが設けられていることが好ましい。

　この構成によれば、連結テザーによって左側方部および右側方部の膨張展開形状をより確実に保持することができる。また、左側方部と右側方部の間に乗員頭部が進入した場合に、乗員頭部が連結テザーを押し込む。そうすると、左側方部と右側方部が連結テザーに引っ張られて乗員頭部側に撓むので、乗員頭部を左右両側から包み込んで保護することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記袋体は、ステアリングホイール上で膨張展開するように構成されていることが好ましい。

　この構成によれば、ドライバの頭部を保護することができる。また、左側方部および右側方部が、膨張展開状態において全体として円環状をなす場合に、ステアリングホイールの回転角度によらず頭部を保護することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記袋体は、インストルメントパネル上で膨張展開するように構成されていることが好ましい。

　この構成によれば、助手席に座っている人の頭部を保護することができる。

　上記エアバッグ装置においては、前記袋体は、シートバックの後面側で膨張展開するように構成されていることが好ましい。

　この構成によれば、後部座席に座っている人の頭部を保護することができる。

　また、上記実施形態が開示するエアバッグ装置は、車両が外部から衝撃を受けたときに供給される膨張用ガスにより膨張展開する袋体を備えた車両用のエアバッグ装置であって、前記袋体は、乗員の頭部の左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲に設けられたベース部と、前記ベース部の左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する左側方部と、前記ベース部の右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する右側方部と、前記左側方部と前記右側方部を連結するとともに、前記袋体の膨張展開状態において前記ベース部よりも後方に位置する連結テザーとを備えるとともに、車両が斜め前方から衝撃を受けて前記袋体が膨張展開することにより、斜め前方に変位した乗員頭部の前面が前記連結テザーの表面を押圧するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面を押圧する押圧状態となり、かつ、前記押圧状態において、乗員頭部の前面が前記連結テザーの表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を前記第１方向とは逆方向である第２方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生するように構成されていることを特徴とする。

　この構成によれば、車両が斜め前方から衝撃を受けて袋体が膨張展開することにより、乗員頭部の前面が連結テザーの表面を押圧するとともに、乗員頭部の側面が左側方部または右側方部の表面を押圧する押圧状態となる。その押圧状態において、乗員頭部の前面と連結テザーの表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、乗員頭部の側面が左側方部または右側方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向とは逆方向である第２方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生する。第１方向モーメントと第２方向モーメントは互いを打ち消し合うため、車両に対して斜め前方から障害物が衝突した場合に、乗員頭部が袋体（エアバッグ）および連結テザーの表面を転がることを抑制することができる。

　上記エアバッグ装置においては、膨張展開状態の前記袋体および前記連結テザーに対する乗員頭部の接触範囲は、当該接触範囲における前記第１方向モーメントと前記第２方向モーメントの和の積分値がゼロに近づくように設定されることが好ましい。

　この構成によれば、第１方向モーメントと第２方向モーメントの和の積分値がゼロに近づく、すなわち第１方向モーメントと第２方向モーメントが接触範囲全体においてほぼ釣り合った状態となるので、乗員頭部が袋体および連結テザーの表面を転がるのをより確実に抑制することができる。

Claims (14)

1. 　車両が外部から衝撃を受けたときに供給される膨張用ガスにより膨張展開する袋体を備えた車両用のエアバッグ装置であって、
   　前記袋体は、
   　乗員の頭部の左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲で後方に膨張展開する前方部と、
   　前記前方部の左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する左側方部と、
   　前記前方部の右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する右側方部とを備えるとともに、
   　車両が斜め前方から衝撃を受けて前記袋体が膨張展開することにより、斜め前方に変位した乗員頭部の前面が前記前方部の表面を押圧するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面を押圧する押圧状態となり、かつ、
   　前記押圧状態において、乗員頭部の前面が前記前方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を前記第１方向とは逆方向である第２方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生するように構成されていることを特徴とする、エアバッグ装置。
2. 　膨張展開状態の前記袋体に対する乗員頭部の接触範囲は、当該接触範囲における前記第１方向モーメントと前記第２方向モーメントの和の積分値がゼロに近づくように設定されることを特徴とする、請求項１に記載のエアバッグ装置。
3. 　前記袋体は、前記前方部、前記左側方部、および前記右側方部に導入される膨張用ガスの圧力が同じになるように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のエアバッグ装置。
4. 　前記左側方部および前記右側方部は、膨張展開状態において、正面視でそれぞれ左側に凸の円弧状および右側に凸の円弧状をなすとともに、一端部同士および他端部同士が連続して全体として円環状をなすことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のエアバッグ装置。
5. 　前記左側方部は、当該左側方部の円弧外周部を構成する外側生地と、円弧内周部を構成する内側生地が、前記前方部側において部分的に結合され、
   　前記右側方部は、当該右側方部の円弧外周部を構成する外側生地と、円弧内周部を構成する内側生地が、前記前方部側において部分的に結合されていることを特徴とする、請求項４に記載のエアバッグ装置。
6. 　前記左側方部および前記右側方部は、膨張展開状態において、上下方向に直線的に延びていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のエアバッグ装置。
7. 　前記左側方部および前記右側方部は、その内部に設けられた形状保持テザーにより、膨張展開形状が保持されることを特徴とする、請求項４または６に記載のエアバッグ装置。
8. 　前記袋体の膨張展開状態において、前記左側方部および前記右側方部は、前記前方部よりも内部気圧が高いことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のエアバッグ装置。
9. 　前記左側方部と前記右側方部を連結するとともに、前記袋体の膨張展開状態において前記前方部よりも後方に位置する連結テザーが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載のエアバッグ装置。
10. 　前記袋体は、ステアリングホイール上で膨張展開するように構成されていることを特徴とする、請求項４、５、７、８、および９のいずれかに記載のエアバッグ装置。
11. 　前記袋体は、インストルメントパネル上で膨張展開するように構成されていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載のエアバッグ装置。
12. 　前記袋体は、シートバックの後面側で膨張展開するように構成されていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載のエアバッグ装置。
13. 　車両が外部から衝撃を受けたときに供給される膨張用ガスにより膨張展開する袋体を備えた車両用のエアバッグ装置であって、
    　前記袋体は、
    　乗員の頭部の左斜め前方から右斜め前方に亘る範囲に設けられたベース部と、
    　前記ベース部の左縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する左側方部と、
    　前記ベース部の右縁部から後方へ迫り出すように膨張展開する右側方部と、
    　前記左側方部と前記右側方部を連結するとともに、前記袋体の膨張展開状態において前記ベース部よりも後方に位置する連結テザーとを備えるとともに、
    　車両が斜め前方から衝撃を受けて前記袋体が膨張展開することにより、斜め前方に変位した乗員頭部の前面が前記連結テザーの表面を押圧するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面を押圧する押圧状態となり、かつ、
    　前記押圧状態において、乗員頭部の前面が前記連結テザーの表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を第１方向に回転させようとする第１方向モーメントが発生するとともに、乗員頭部の側面が前記左側方部または前記右側方部の表面から受ける面直力および動摩擦力によって乗員頭部を前記第１方向とは逆方向である第２方向に回転させようとする第２方向モーメントが発生するように構成されていることを特徴とする、エアバッグ装置。
14. 　膨張展開状態の前記袋体および前記連結テザーに対する乗員頭部の接触範囲は、当該接触範囲における前記第１方向モーメントと前記第２方向モーメントの和の積分値がゼロに近づくように設定されることを特徴とする、請求項１３に記載のエアバッグ装置。

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