JP4922796B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグの膨張展開過程に応じてエアバッグ内の膨張圧が調整できるエアバッグ装置に関する。

従来、自動車等の車両には、車両が衝突した際などに、袋状のエアバッグを膨張展開させて、乗員を保護するエアバッグ装置が設置されている。

このエアバッグ装置には、運転者や助手席の乗員を保護するものの他に、後部座席の乗員や、車両が側面衝突したり、横転した際の衝撃から乗員を保護するもの等、種々のものが実用化されており、設置する場所に応じてエアバッグの形状等が異なっているが、その多くは、車両が衝突した際、インフレータより発生される高圧ガスによりエアバッグを膨張展開させて、衝突時の衝撃をエアバッグにより吸収緩和することにより、衝撃から乗員を保護する構造が採用されている。

一方従来のエアバッグ装置は、インフレータより噴出される高圧ガスにより瞬時にエアバッグを膨張させ、その後所定の方向へ展開させる構造となっている。

このため例えばチャイルドシートを座席に後ろ向きに取り付けているような場合、膨張展開初期にエアバッグがチャイルドシートの背もたれ上部等に当接することがあり、その結果膨張時の大きな衝撃がチャイルドシートに作用することがある。

これを防止するため従来では、エアバッグの膨張展開初期にチャイルドシート等の物体がエアバッグに近接している場合、これを事前に検知してエアバッグの膨張圧を調整することにより、物体に作用する衝撃を緩和したり、インフレータを複数設置して、膨張展開初期は１個のインフレータより高圧ガスを噴出させ、その後複数のインフレータより高圧ガスを噴出させて、エアバッグを所定形状に展開させるようにした車両用エアバッグが提案されている。

しかし前者の膨張圧を調整するようにしたエアバッグ装置は、エアバッグに設けられたベントホールの開口面積を電磁的開閉手段で調整したり、物体を検知する検知手段を必要とするため、装置が複雑かつ高価となる問題がある。

また後者のインフレータを複数設けたエアバッグ装置では、インフレータの着火時期の調整が難かしく、好適な条件となるよう制御するために多大なコストを要する党の問題がある。

かかる従来の問題を改善するため、例えば特許文献１で、電磁的開閉手段を使用せずにベントホールの開口面積を可変にしたエアバッグ装置が提案されている。

前記特許文献１に記載の車両用乗員保護装置は、エアバッグの膨張展開初期は、エアバッグのベントホールを固定部材に対し離間させ、膨張展開後期にベントホールを固定部材に当接させて開口面積を可変することにより、エアバッグの膨張展開初期の圧力を低減させ、膨張展開後期に保護能力を向上させるように構成されている。
特開２００１−１１４０６５号公報

しかし前記特許文献１に記載のエアバッグ装置のように、エアバッグの膨張展開初期にベントホールの開口面積を大きくし、その後開口面積が小さくなるように動作させるようにしたものでは、展開初期にエアバッグを覆うシート表皮を破断させるのに必要なガス圧をロスさせることになる。

その結果インフレータより噴出される高圧ガスを効率よく利用することができないため、エアバッグを瞬時に所定形状にまで膨張展開させるためにロス分を考慮した大出力のインフレータが必要となり、コストアップの要因となる。

また前記特許文献１のエアバッグでは、エアバッグの膨張展開後期にベントホールの開口面積を小さくしているため、エアバッグの膨張展開方向の物体の有無にかかわらず通常に展開されるため、エアバッグの展開方向にチャイルドシート等の物体があると、この物体に大きな衝撃が作用する問題がある。

本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、複雑かつ高価な検出手段や制御手段を必要とせずにエアバッグの膨張展開方向に存在する物体に対する衝撃を低減したエアバッグ装置を提供することを目的とするものである。

本発明のエアバッグ装置は、エアバッグと前記エアバッグに膨張用ガスを供給するインフレータとを有して構成するエアバッグ装置であって、エアバッグがその展開状態において乗員に対向する乗員拘束面を有すると共に、エアバッグ内において、インフレータからの高圧ガス導入口の周辺部と乗員拘束面とに両端が連結されるテザーベルトと、エアバッグに設けられたベントホールと、テザーベルトに接続されてベントホールを開閉するベントホール開閉手段とを具備して、ベントホール開閉手段が、テザーベルトの中間部に接続されたスライダと、テザーベルトの展伸に伴いベントホールに沿ってスライダをスライドさせるようにガイドするガイド部材と、エアバッグの膨張展開過程の途中におけるテザーベルトの中間展伸位置でベントホールと重なるようにスライダに開口された弁孔とから構成されて、ベントホール開閉手段の前記スライダが、エアバッグの非展開時及び全展開時でベントホールを閉鎖し、且つ、テザーベルトの中間展伸位置で弁孔に重なることによってベントホールを開放するように構成したものである。

前記構成により、エアバッグの膨張展開初期には、ベントホールがベントホール開閉手段により閉鎖しているため、インフレータより噴出される高圧ガスがエアバッグを効率よく所定の方向へ確実に膨張展開させることができる。

またエアバッグの展開方向の近傍に例えば座席に後ろ向きに取り付けられたチャイルドシート等の物体があって、この物体に膨張展開途中のエアバッグが当接すると、ベントホール開閉手段によりテザーベルトが中間展伸位置にあってベントホールを開放させていることから、ベントホールから高圧ガスが排出されて、エアバッグ内の膨張圧の上昇が抑制されるため、エアバッグの膨張圧により物体に作用する衝撃を低減することができる。

またエアバッグの膨張展開後期には、ベントホール開閉手段によりベントホールが閉鎖されて、高圧ガスにより最終形状に膨張展開されたエアバッグにより乗員を拘束することができるため、衝突時の衝撃から乗員を確実に保護することができると共に、テザーベルトによりベントホール開閉手段を動作させるようにしたことから、ベントホールの開口面積を調整する電磁的開閉手段や乗員等を検知する検知手段、点火時期を異ならせた複数のインフレータ等を必要としないため、構造が簡単で、しかも安全性の高いエアバッグが安価に得られる。

さらに、前記構成により、エアバッグの膨張展開とともにテザーベルトによりベントホール開閉手段を確実に動作させることができる上、スライダに設ける弁孔の位置により排気時期の設定等が容易に行えるため、エアバッグの設計や製作が容易となる。

本発明のエアバッグ装置によれば、エアバッグの膨張展開初期には、ベントホールがベントホール開閉手段により閉鎖しているため、インフレータより噴出される高圧ガスがエアバッグを効率よく所定の方向へ確実に膨張展開させることができる。

またエアバッグの展開方向の近傍に例えば座席に後ろ向きに取り付けられたチャイルドシート等の物体があって、この物体に膨張展開途中のエアバッグが当接すると、ベントホール開閉手段によりテザーベルトが中間展伸位置にあってベントホールを開放させていることから、ベントホールから高圧ガスが排出されて、エアバッグ内の膨張圧の上昇が抑制されるため、エアバッグの膨張圧により物体に作用する衝撃を低減することができる。

またエアバッグの膨張展開後期には、ベントホール開閉手段によりベントホールが閉鎖されて、高圧ガスにより最終形状に膨張展開されたエアバッグにより乗員を拘束することができるため、衝突時の衝撃から乗員を確実に保護することができると共に、テザーベルトによりベントホール開閉手段を動作させるようにしたことから、ベントホールの開口面積を調整する電磁的開閉手段や乗員等を検知する検知手段、点火時期を異ならせた複数のインフレータ等を必要としないため、構造が簡単で、しかも安全性の高いエアバッグが安価に得られる。

本発明を運転者用エアバッグ装置に実施した実施の形態について、図面を参照して詳述する。

図１はステアリングホイールのほぼ中央部に装着されたエアバッグ装置の分解斜視図、図２は同エアバッグ装置を組み立てた状態を描画した断面図、図３はベントホール開閉手段の拡大斜視図、図４ないし図６は作用説明図である。

車両が衝突した際の衝撃から運転者を保護する運転者用のエアバッグ装置は、図示しないステアリングホイールのほぼ中央部分に設置されたベースプレート１と、このベースプレート１に取り付けられたインフレータ２と、インフレータ２より噴出される高圧ガスにより膨張展開されるエアバッグ３と、折り畳まれた状態でベースプレート１内に収納されたエアバッグ３の上面を覆うカバー４等からなる。

ベースプレート１は、金属板を折り曲げることにより上面が開口した偏平なほぼ５角形の箱形に形成されていて、底板１ａのほぼ中央に円形のインフレータ取り付け孔１ｂが開口されており、このインフレータ取り付け孔１ｂに、インフレータ２のガス噴出部２ａが下方から嵌合されている。

ベースプレート１の周辺部を上方へ折り曲げることにより形成された側板１ｃの上縁部には、例えば３個所にブラケット１ｄが突設されていて、これらブラケット１ｄにカバー４が取り付けられるようになっており、側板１ｃにより囲まれた底板１ａ上に折り畳まれた状態のエアバッグ３が載置されている。

エアバッグ３は、ナイロン等の織布からなる複数枚の基布３ａを袋状に縫製することにより形成されていて、車両の衝突時はほぼ楕円形に膨張展開されることにより、運転者と対向する乗員拘束面３ｂにより運転者の頭部と胸部等を拘束し、衝突時の衝撃から運転者を保護するようになっており、膨張時下側となる基布３ａのほぼ中央に、エアバッグ取り付け孔１ｂとほぼ同大のガス導入口３ｃが開口されている。

ガス導入口３ｃの周囲には補強布３ｄが縫着されて、ガス導入口３ｃの周辺が補強されており、ガス導入口３ｃの周辺部に穿設された複数の取り付け孔３ｅに、リテーナ５より突設された固着具５ａの先端が上方より挿入されている。

リテーナ５はほぼ正方形の金属板により形成されていて、中央にガス導入口３ｃとほぼ同大の円孔５ｂが開口されており、リテーナ５より突設された固着具５ａの先端は、ベースプレート１の底板１ａに穿設された取り付け孔１ｅ及びインフレータ２のフランジ２ｂに穿設された取り付け孔２ｃを貫通してフランジ２ｂの下方に突出され、先端部に螺装されたナット５ｃを締め付けることにより、ベースプレート１に対しインフレータ２が固定されると同時に、ベースプレート１とリテーナ５の間でガス導入口３ｃの周辺部が気密に挟着されている。

エアバッグ３内には、図１ないし図３に示すように、エアバッグ３の膨張形状を規定するテザーベルト３ｆが設けられている。

テザーベルト３ｆはナイロン等の織布により帯状に形成されていて、一端側は膨張時エアバッグ３の上側となる乗員拘束面３ｂの内面に縫着されている。

テザーベルト３ｆの他端側は２路に分岐されていて、分岐部３ｇの先端部は、インフレータ２のガス噴出部２ａを跨ぐようにして、ガス導入口３ｃの周辺部に縫着されており、エアバッグ３の折り畳み時には、図２に示すようにほぼＵ字状に折り畳まれた状態でエアバッグ３内に収納されている。

またテザーベルト３ｆには、分岐部よりやや上方にベントホール開閉手段７が接続されている。

ベントホール開閉手段７は、エアバッグ３のガス導入口３ｃ周辺とベースプレート１の底板１ａに開口されたベントホール８を開閉するもので、テザーベルト３ｆとほぼ同幅の帯状物よりなるスライダ７ａと、このスライダ７ａをエアバッグ３の基布３ａとの間でスライド自在に挟着するガイド部材７ｂ及びスライダ７ａに開口された弁孔７ｃとからなる。

スライダ７ａ及びガイド部材７ｂは、テザーベルト３ｆと同様なナイロン等の織布により形成されていて、スライダ７ａの一端がテザーベルト３ｆの中間部である分岐部近傍に縫着されており、他端側はエアバッグ３の内面に沿って折り畳まれていると共に、ガイド部材７ｂはほぼ額縁状に形成されていて、両側縁はスライダ７ａの幅よりやや広い間隔で下側の基布３ａの内面に縫着されている。

スライダ７ａに開口された弁孔７ｃは、ベントホール８の直径より１辺が大きい例えば角孔より形成されていて、エアバッグ３が膨張展開する過程のほぼ中間部でベントホール８と重合する位置に開口されている。

これによってエアバッグ３が折り畳まれてベースプレート１内に収納された状態では、エアバッグ３の非展開時であることから、ベントホール８はスライダ７ａにより閉状態にあり、エアバッグ３が膨張展開する過程のほぼ中間で、テザーバルト３ｆが中間展伸位置にあることから、スライダ７ａの弁孔７ｃがベントホール８に重なって、その後エアバッグ３がさらに展開されると、ベントホール８が再びスライダ７ａにより閉鎖され、エアバッグ３の全展開時へと到達するようになっている。

一方折り畳まれた状態でベースプレート１内に収納されたエアバッグ３の上面を覆うカバー４は、全体が樹脂により成形されていて、裏面のほぼ中央にＶ溝よりなるテアライン４ａが例えばＨ字状に形成されている。

テアライン４ａは、エアバッグ３が膨張した際の膨張圧により開裂してエアバッグ３の膨張展開を妨げないようになっており、カバー４の裏面に突設された取り付け部４ｂを介してカバー４がベースプレート１のブラケットに取り付けられている。

次に前記構成されたエアバッグの作用を、図４ないし図９を参照して説明する。

エアバッグ３は、予め図２に示すように折り畳まれた状態でベースプレート１に取り付けることによりモジュール化され、このモジュールの状態でステアリングホイールの所定位置に装着されるが、このような非展開時のときベントホール開閉手段７の弁孔７ｃは図３に示す位置にあって、ベントホール８はスライダ７ａにより閉鎖状態にある。

一方車両が衝突し、その衝撃が図示しない衝突感知手段により感知されると、ベースプレート１に取り付けられたインフレータ２のガス噴出部２ａに形成された噴出孔２ｄよりエアバッグ３内に高圧ガスが噴出される。

これによってエアバッグ３が膨張を開始し、このときの膨張圧によりカバー４のテアライン４ａが開裂してカバー４が開放される。

その後エアバッグ３は所定の方向、すなわち運転者の方向へ膨張展開されるが、エアバッグ３の膨張展開初期には、ベントホール開閉手段７のスライダ７ａによりベントホール８が閉鎖状態にあるため、エアバッグ３は膨張展開初期からインフレータ２より噴出される高圧ガスにより所定の方向へ安定した状態で膨張展開を続ける。

そしてエアバッグ３の膨張展開過程のほぼ中間に達すると、エアバッグ３の上面、すなわち乗員拘束面３ｂの展開に伴いテザーベルト３ｆがけん引され、これによってスライダ７ａも上方へ引っ張られるため、テザーベルト３ｆは中間展伸位置にあることになって、基布３ａとガイド部材７ｂとの間にスライド自在に挟着されたスライダ７ａがスライドし、スライダ７ａに開口された弁孔７ｃが図４に示すようにベントホール８に重なる。

これによって図５に示すように運転者がステアリングホイールに近接した姿勢のときに車両が衝突してエアバッグ３が膨張展開された場合、エアバッグ３の乗員拘束面３ｂがチャイルドシート等の物体Ｘに当接しても、エアバッグ３内の高圧ガスの一部がベントホール８より図６に示すように排出されるため、エアバッグ３の膨張圧により物体Ｘに作用する衝撃を低減することができる。

その後さらにエアバッグ３が展開を続けると、スライダ７ａによりベントホール８が図７及び図８に示すように再び閉鎖されるため、エアバッグ３の膨張展開後期には、インフレータ２より噴出される高圧ガスによりエアバッグ３が最終形状である全展開時に達する。

これによって高圧ガスにより最終形状に膨張展開されたエアバッグ３により運転者の胸部や頭部が図９に示すように拘束されるため、衝突時の衝撃から乗員を確実に保護することができるようになる。

以上説明したように、エアバッグ３の展開方向にチャイルドシート等の物体Ｘがなく、運転者が通常の姿勢で乗車している状態で車両が衝突した際には、エアバッグ３の膨張展開に伴い展伸するテザーベルト３ｆによりベントホール開閉手段７が動作されてベントホール８が瞬時に閉鎖されるため、インフレータ２よりエアバッグ３内へ噴出された高圧ガスがベントホール８よりより外部へ排出されることはほとんどなく、これによってエアバッグ３を瞬時に所定の方向及び所定の形状に膨張展開させることができることから、エアバッグ３をインフレータ２より噴出される高圧ガスを効率よく使用して全展開時へと到達させることができ、衝突時の衝撃から乗員を確実に保護することができる。

なお前記実施の形態では、運転者用エアバッグに適用した例について説明したが、エアバッグ３内にテザーベルト３ｆ設けられたエアバッグ装置全般に適用できるものである。

本発明のエアバッグは、エアバッグの膨張展開過程に応じて、ベントホール開閉手段の作用によりベントホールを開閉することにより、インフレータから噴出される高圧ガスを効率よく使用できしかもエアバッグ内の圧力が調整できるため、車両が衝突した際の衝撃から乗員を保護するエアバッグ装置等に最適である。

本発明の実施の形態になるエアバッグ装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグ装置の組み立て状態の断面図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグに設けられたベントホール開閉手段の斜視図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグの膨張展開過程の途中におけるベントホール開閉手段の作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグの膨張展開過程の途中を示す作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグの膨張展開過程の途中におけるベントホール開閉手段の作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグの膨張展開過程の最終状態におけるベントホール開閉手段の作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグの膨張展開過程の最終状態におけるベントホール開閉手段の作用説明図である。 本発明の実施の形態になるエアバッグの膨張展開過程の最終状態を示す作用説明図である。

符号の説明

２ インフレータ
３ エアバッグ
３ｂ 乗員拘束面
３ｆ テザーベルト
７ ベントホール開閉手段
７ａ スライダ
７ｂ ガイド部材
７ｃ 弁孔
８ ベントホール

Claims (1)

1. エアバッグと前記エアバッグに膨張用ガスを供給するインフレータとを有して構成するエアバッグ装置であって、
   前記エアバッグがその展開状態において乗員に対向する乗員拘束面を有すると共に、前記エアバッグ内において、前記インフレータからの高圧ガス導入口の周辺部と前記乗員拘束面とに両端が連結されるテザーベルトと、前記エアバッグに設けられたベントホールと、前記テザーベルトに接続されて前記ベントホールを開閉するベントホール開閉手段とを具備して、
   前記ベントホール開閉手段が、前記テザーベルトの中間部に接続されたスライダと、前記テザーベルトの展伸に伴い前記ベントホールに沿って前記スライダをスライドさせるようにガイドするガイド部材と、前記エアバッグの膨張展開過程の途中における前記テザーベルトの中間展伸位置で前記ベントホールと重なるように前記スライダに開口された弁孔とから構成されて、
   前記ベントホール開閉手段の前記スライダが、前記エアバッグの非展開時及び全展開時で前記ベントホールを閉鎖し、且つ、前記テザーベルトの中間展伸位置で前記弁孔に重なることによって前記ベントホールを開放するように構成したことを特徴とするエアバッグ装置。

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