運転席用エアバッグ
【課題】乗員に対する安全性を向上させた運転席用エアバッグを提供する。
【解決手段】車両室内のインストルメントパネル１０４の上面内部に設置された運転席用エアバッグ１００において、ガスが供給されるとステアリングホイール１０８の上端を乗り越えるように膨張展開するガス流路部１３０と、ガス流路部１３０を介してガスが供給されると、ステアリングホイール１０８と運転席との間に下方に向かって膨張展開し、運転席側の外表面に、乗員と接触するための乗員接触面１４２を有する乗員保護部１４０と、を有し、乗員保護部１４０は、その内部に設置され、一端を乗員接触面１４２に、他端をステアリングホイール側の外表面を構成する後面に縫い付けられ、膨張展開後の乗員接触面１４２に凹凸を形成する凹凸形成部１６６を含むことを特徴とする。
【解決手段】車両室内のインストルメントパネル１０４の上面内部に設置された運転席用エアバッグ１００において、ガスが供給されるとステアリングホイール１０８の上端を乗り越えるように膨張展開するガス流路部１３０と、ガス流路部１３０を介してガスが供給されると、ステアリングホイール１０８と運転席との間に下方に向かって膨張展開し、運転席側の外表面に、乗員と接触するための乗員接触面１４２を有する乗員保護部１４０と、を有し、乗員保護部１４０は、その内部に設置され、一端を乗員接触面１４２に、他端をステアリングホイール側の外表面を構成する後面に縫い付けられ、膨張展開後の乗員接触面１４２に凹凸を形成する凹凸形成部１６６を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に衝撃が発生した時に膨張展開することで運転席の乗員を保護する運転席用エアバッグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衝突事故等の衝撃から運転席の乗員を保護するための運転席用エアバッグは、ステアリングホイールの中央内部に設置されていた。ステアリングホイールは、運転席の乗員からみて前方向の最も近くに位置し、ここにエアバッグを設置すれば迅速に乗員を保護可能だからである。かかる運転席用エアバッグによって、運転席の乗員は、衝突事故（主に前面衝突）の衝撃によってステアリングホイールへ激突したり、フロントガラスへ向かって飛び出したりすることから保護されていた。
【０００３】
運転席用エアバッグは、センサによって衝撃を感知し、インフレータの火薬を爆発させ、生じた気体を内部に取り込むことで、膨張展開して乗員を受け止めている。このように、衝撃発生時に乗員を瞬時に保護できる運転席用エアバッグであるが、乗員に向かって爆発的に膨張展開して接触するため、接触した乗員（特に、頭部等の突出した部位）を却って負傷させてしまうことが懸念されていた。
【０００４】
上記の問題を解決するために、例えば特許文献１には、ステアリングホイールに取り付けられるエアバッグ装置において、エアバッグ膨張時に、上方に開放する上部開放片と、左右に開放する開放小片とを形成する展開ラインを有するエアバッグカバーを備えたエアバッグ装置が開示されている。このエアバッグ装置によれば、乗員の首や顎等（頭部）に近い上部開放片の開放に先立って、開放小片が左右に開放してエアバッグの圧力を逃がすことで、安全性を高める（加害性を減らす）ことができるとされている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、インストルメントパネル（インパネ）の背後に収納され、ステアリングホイールを乗り越え、ステアリングホイールと運転者との間にもぐり込むように展開するエアバッグを備えたエアバッグ装置が開示されている。さらに、特許文献３にはインパネに収納され、ステアリングホイールの上方を越えて展開することを補助するサブエアバッグを備えた運転席用エアバッグ装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２および特許文献３によれば、エアバッグがステアリングホイールと乗員との間にもぐり込むように展開するため、ステアリングホイールから直接乗員に向かって展開するエアバッグと比較すると、乗員に与える衝撃は軽減されると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−００１４０２号公報
【特許文献２】特開平９−０１１８３７号公報
【特許文献３】特開２００７−１３１０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載のようなエアバッグ装置では、膨張展開するエアバッグ自体による頭部への加害性を減らすことは可能であると思われるが、展開ラインに沿って開裂したエアバッグカバーの開放片によって乗員がいかなる作用を受けるかについては開示されていない。また、開放片はヒンジ部を中心に開口するとされているが、ヒンジ部は展開ラインと同じく、その部分の肉厚を薄くすることによって形成されているため、エアバッグの圧力によってヒンジ部も裂けて開放片が飛散するおそれがある。
【０００９】
特許文献２および特許文献３に記載のようなエアバッグ装置では、乗員に与える衝撃は軽減されると考えられるものの、これはエアバッグの出現方向の変化に起因するものである。これら従来技術では、エアバッグと乗員とが直接どのように接触し、その接触によって乗員がいかなる作用を受けるかについては言及されていない。本来、特許文献２および特許文献３にてインパネ内部にエアバッグを設置した目的は、ステアリングホイールの操舵性の向上や、エアバッグの設置空間の確保である。このように、特許文献２および特許文献３では、エアバッグが乗員に対して与える衝撃の軽減までは考慮していない。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み、乗員に対する安全性を向上させた運転席用エアバッグを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ここで発明者らは、エアバッグの安全性の向上を図り得る手段について検討し、エアバッグへ乗員が接触した際に、エアバッグに偏った荷重（偏荷重）が発生していることに着目した。そして、この偏荷重を分散させることが、乗員の身体の一部に衝撃が集中することを防ぎ、負傷の発生を回避できると考えた。
【００１２】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる運転席用エアバッグの代表的な構成は、車両室内のインストルメントパネルの上面内部に設置された運転席用エアバッグにおいて、ガスが供給されるとステアリングホイールの上端を乗り越えるように膨張展開するガス流路部と、ガス流路部を介してガスが供給されると、ステアリングホイールと運転席との間に下方に向かって膨張展開し、運転席側の外表面に、乗員と接触するための乗員接触面を有する乗員保護部と、を有し、乗員保護部は、その内部に設置され、一端を乗員接触面に、他端をステアリングホイール側の外表面を構成する後面に縫い付けられ、膨張展開後の乗員接触面に凹凸を形成する凹凸形成部を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、乗員接触面に凹凸を形成することで、運転席用エアバッグに乗員の身体の各部が接触する時間差を短縮し、接触時に乗員に与える衝撃を、特定の部位に集中させることなく分散させることができる。すなわち、乗員の身体に同時に接触する面積が広くなり、偏荷重の発生を防ぐことができ、乗員に対する安全性を向上させた運転席用エアバッグを提供することが可能となる。
【００１４】
凹凸形成部は、一端から他端までの長さ、および設置位置を変更することで、凹凸の厚みおよび形成位置を調節可能であるとよい。
【００１５】
例えば、インストルメントパネルが車両内の側壁面へ向かって湾曲したデザインの車種において、運転席用エアバッグは、乗員に対して傾斜した状態で設置される場合がある。しかし、このような場合であっても、本発明によれば、凹凸形成部の長さおよび設置位置を変更し、乗員接触面の凹凸を乗員に正対するように調節することで、運転席用エアバッグの安全性の向上を図ることができる。
【００１６】
凹凸形成部は、乗員保護部の左右方向の中央に配置され、乗員接触面には、膨張展開後に、凹凸形成部によって凹形状となって乗員の頭部を拘束する頭部拘束部と、頭部拘束部の左右両側において凸形状となって乗員の肩部を拘束する肩部拘束部とが形成されるとよい。
【００１７】
通常、乗員の身体は、身体のなかでも重量が大きく、前方に突出している頭部（特に顔面）から先にエアバッグに接触する。膨張したエアバッグの外表面は相当に緊張しているため、乗員は頭部を負傷しやすい。しかし、本発明による運転席用エアバッグは、乗員の頭部を凹形状の頭部拘束部によって受け止め、乗員の肩部を凸形状の肩部拘束部によって受け止めている。これらにより、運転席用エアバッグに頭部が接触する時点と、胸部や肩部が接触する時点とで生じる時間差を短縮し、接触時に乗員に与える衝撃を、頭部のように突出した部位に集中させることなく分散させることができる。したがって、運転席用エアバッグの安全性の向上をさらに図ることが可能となる。
【００１８】
乗員接触面には、膨張展開後に、頭部拘束部よりも下部に、凹凸形成部がなく凸形状となって乗員の胸部を拘束する胸部拘束部がさらに形成されてもよい。かかる構成によれば、胸部拘束部によって乗員の身体との接触面積がさらに拡大し、運転席用エアバッグの安全性をさらに向上させることが可能となる。
【００１９】
本発明による運転席用エアバッグは、膨張展開後において上に凸の湾曲形状であって、ガス流路部から乗員保護部にかけての左右側壁を構成する湾曲形状の側面布部材をさらに有し、側面布部材は、後面布部材との縫い位置を運転席エアバッグの外側に有するとよい。
【００２０】
通常のエアバッグは、内部に流入したガスによって膨張するため、必然的に袋状の構成（袋体）を採用している。袋体の外表面は、乗員と接触する部分であり乗員に対する危険防止のため、基布同士の縫い位置（縫代）が袋体の内側に位置するように縫製されていることが好ましい。ここで、本発明による運転席用エアバッグは、上に凸の湾曲形状の袋体として構成することで、ステアリングホイールを乗り越えての膨張展開を可能にしている。しかし、すべての基布同士の縫代が袋体の内側に位置するようにして、湾曲形状の運転席用エアバッグを縫製することは容易ではない。そこで、縫代のうち、乗員と接触する可能性の無い側面布部材と後面布部材との縫代を運転席用エアバッグの外側に位置させるように構成することで、乗員への危険防止を考慮した湾曲形状の運転席用エアバッグを容易に縫製可能にしている。
【００２１】
側面布部材は、ガスを排出することで運転席用エアバッグの内圧を制御可能な側面排気口を有するとよい。ガスの流入による圧力を利用して瞬時に膨張展開するエアバッグであっても、過剰な圧力の発生は、外表面の緊張を必要以上に強くし、接触時に乗員へ与える衝撃を増大させてしまう。しかし、上記構成によれば、乗員との接触時に側面排気口によりガスを排出することで、外表面に適度な柔軟性を持たせることができ、運転席用エアバッグの安全性を向上させることが可能となる。
【００２２】
本発明による運転席用エアバッグは、運転席用エアバッグの湾曲形状の内縁にそって縫い付けて設置されることで、上に凸の湾曲形状を維持させるように運転席用エアバッグを膨張展開させる外部形状維持部をさらに有してもよい。
【００２３】
上記構成によれば、外部形状維持部によって、本発明による運転席用エアバッグは確実に上に凸の湾曲形状に膨張展開することができる。これにより、インストルメントパネルの上面内部に設置されても、ステアリングホイールと運転席の間に確実に膨張展開することが可能となる。
【００２４】
本発明によるエアバッグは、乗員保護部のステアリングホイール側において、ステアリングホイールのステアリングリムの内側に合致し得る形状の補助膨張室をさらに備えてもよい。
【００２５】
上記構成によれば、本発明による運転席用エアバッグは、乗員との接触時に乗員から強い荷重を受けても、補助膨張室を備えることによって、ステアリングホイールと乗員との間からずれることがない。したがって、運転席用エアバッグの安全性をさらに向上させることができる。
【００２６】
本発明による運転席用エアバッグは、インストルメントパネルの上面内部に設置され、運転席エアバッグを収納するハウジングをさらに備え、ハウジングは、ヒンジによって車両前方向から後方向に向かって回動する蓋部を有し、蓋部は、蓋部におけるヒンジと反対側の端部が、ステアリングホイールの上端近傍に位置した状態で回動を停止可能であり、蓋部は、回動を停止した状態になることで、膨張展開途中のエアバッグがステアリングホイールに干渉することを防止可能であるとよい。
【００２７】
上記構成によれば、インストルメントパネルとステアリングホイールの間隙に、膨張展開途中の運転席用エアバッグが入り込むことを防止できる。よって、本発明による運転席用エアバッグは、ステアリングホイールの上端を確実に乗り越えて、ステアリングホイールと乗員との間に確実に膨張展開することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、乗員に対する安全性を向上させた運転席用エアバッグを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態にかかる運転席用エアバッグの車両室内における設置位置を例示する図である。
【図２】図１の運転席用エアバッグの展開動作を説明する図である。
【図３】図１の運転席用エアバッグを説明する斜視図である。
【図４】図１の運転席用エアバッグのＣ-Ｃ断面図である。
【図５】第２実施形態にかかる運転席用エアバッグを説明するための図である。
【図６】第３実施形態にかかる運転席用エアバッグを説明するための図である。
【図７】第１〜第３実施形態に共通したその他の効果を説明する図である。
【図８】第１〜第３実施形態に共通したその他の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００３１】
(第１実施形態)
図１は、第１実施形態にかかる運転席用エアバッグ１００の車両室内における設置位置を例示する図である。図１に例示するように、本実施形態にかかる運転席用エアバッグ１００（以下、単に「エアバッグ１００」と記載する）は、車両１０２のインストルメントパネル（インパネ１０４）の上面内部に設置される。
【００３２】
エアバッグ１００は、例えば、その表面を構成する基布を表裏で縫製したり、ＯＰＷ（One-Piece Woven）を用いて紡織したりすることによって、上に凸の湾曲形状の袋体として形成される。
【００３３】
車両１０２に衝突事故等によって衝撃が発生すると、まず車両１０２に備えられたセンサ（図示省略）がその衝撃を感知し、センサからインフレータ１０６へ発火信号が発信される。そして、インフレータ１０６の火薬が爆発し、発生したガスがエアバッグ１００へ供給される。ガスが供給されたエアバッグ１００は、膨張展開を開始し、ステアリングホイール１０８の上端を乗り越え、ステアリングホイール１０８と運転席１１２の乗員１１４との間に上に凸の湾曲形状となって膨張展開する。そして、乗員１１４を、ステアリングホイール１０８へ激突したり、フロントガラス１１０へ向かって飛び出したりすることから保護している。
【００３４】
図２は、図１の運転席用エアバッグの展開動作を説明する図である。図２では、蓋部１２２をインパネ１０４の上面部分と一体として簡潔に図示しているが、蓋部１２２は、インパネ１０４の上面部分とは別個に構成してもよい。
【００３５】
図２（ａ）に例示するように、本実施形態にかかるエアバッグ１００は、ハウジング１２０を備えている。ハウジング１２０は樹脂製であり、インパネ１０４の上面内部に設置され、エアバッグ１００を収納する。ハウジング１００の底面内部にはインフレータ１０６（ディスク型インフレータ）が設置されていて、エアバッグ１００にガスを供給可能にしている。
【００３６】
図２（ａ）に例示するように、ハウジング１２０は、上面に蓋部１２２を有している。蓋部１２２は、ヒンジ１２４を有していて、車両１０２の前方向から後方向に回動して開口することができる。
【００３７】
図２（ｂ）に例示するように、膨張展開を開始したエアバッグ１００からの圧力を利用して回動する。このとき、蓋部１２２が障壁となって、膨張展開途中のエアバッグ１００は、インパネ１０４とステアリングホイール１０８との間隙に進入することができない。
【００３８】
図２（ｃ）に例示するように、蓋部１２２の回動は、蓋部１２２のヒンジと反対側の端部がステアリングホイール１０８の上端近傍に位置した状態で停止する。これは蓋部１２２とハウジング１２０の上面とが干渉してそれ以上蓋部１２２が回動しないためである。蓋部１２２のヒンジと反対側の端部がステアリングホイール１０８の上端と干渉することによって蓋部１２２の回動を停止させてもよい。
【００３９】
このように、蓋部１２２は、インパネ１０４とステアリングホイール１０８との間隙を蓋い、エアバッグ１００がステアリングホイール１０８に干渉することを防止している。このように、ハウジング１２０の蓋部１２２によって、エアバッグ１００は、ステアリングホイール１０８の上端を確実に乗り越えて膨張展開することができる。
【００４０】
図３は、図１の運転席用エアバッグ１００を説明する斜視図である。図３に例示するように、エアバッグ１００は、ガス流路部１３０と、乗員保護部１４０と、側面排気口１５０とを備える。乗員保護部１４０は乗員接触面１４２を有する。
【００４１】
ガス流路部１３０は、インフレータ１０６（図１）から供給されたガスを乗員保護部１４０へ流通させる流路である。ガス流路部１３０には、車両前方向に、インフレータ１０６と接続する接続部１３２が設けられている。接続部１３２は、固定孔１３４、ガス受給口１３６を有している。固定孔１３４は、ボルト等を挿通させてエアバッグ１００をハウジング１２０の底面に固定させ、ガス受給口１３６は、インフレータ１０６と接続してガスの供給を受ける。
【００４２】
ガス流路部１３０は、インフレータ１０６からガスが供給されると、ステアリングホイール１０８の上端を乗り越えるように膨張展開する。インフレータ１０６からのガスの供給は、インフレータ１０６の火薬の爆発によって行われる。したがって、ガス流路部１３０へは相当な圧力がかかるが、ガス流路部１３０へ多重縫製、コーティング、および高密度生地の使用等による補強手段およびガス漏洩防止手段を施すことで、ガス流路部１３０の破損やガス漏洩は防止できる。
【００４３】
乗員保護部１４０は、衝突事故等の発生時に乗員１１４（図１）を受け止めて保護する部分である。乗員保護部１４０は、ガス流路部１３０を介してガスを受け取ると、ステアリングホイール１０８と運転席１１２との間に下方に向かって膨張展開する。
【００４４】
乗員保護部１４０は、運転席１１２側の外表面に、乗員１１４と接触する乗員接触面１４２を有している。乗員接触面１４２には凹凸が形成されているため、エアバッグ１００と乗員１１４の身体とが接触する面積が拡大している。これにより、乗員接触面１４２は、乗員１１４の身体の一部に衝撃が集中すること（偏荷重の発生）を防いでいる。
【００４５】
本実施形態においては、乗員接触面１４２の凹凸は、頭部拘束部１４４、肩部拘束部１４６、胸部拘束部１４８として形成されている。
【００４６】
頭部拘束部１４４は、乗員接触面１４２の凹形状の部分であり、乗員１１４の頭部を拘束する（受け止める）部分である。通常、乗員１１４の身体は、身体のなかでも重量が大きく、前方に突出している頭部（特に顔面）から先にエアバッグに接触する。膨張したエアバッグの外表面は相当に緊張しているため、乗員１１４は頭部を負傷しやすい。しかし、本実施形態にかかるエアバッグ１００は、乗員１１４の頭部を凹形状の頭部拘束部１４４によって受け止めることで、頭部に与える衝撃を分散させ、加害性を低減させている。
【００４７】
肩部拘束部１４６は、頭部拘束部１４４の左右両側において凸形状となる部分であり、乗員１１４の肩部を受け止める部分である。肩部拘束部１４６によって、接触時に乗員１１４に与える衝撃を頭部のように突出した部分に集中させることなく分散させ、好適に受け止めることができる。
【００４８】
胸部拘束部１４８は、乗員接触面１４２において頭部拘束部１４４よりも下部に位置し、凸形状となって乗員１１４の胸部を拘束する部分である。胸部拘束部１４８によって、エアバッグ１００と乗員１１４の身体との接触面積はさらに拡大するため、乗員１１４に与える衝撃をさらに分散させることができる。
【００４９】
このように乗員接触面１４２は、エアバッグ１００に乗員１１４の頭部が接触する時点と、胸部や肩部が接触する時点とで生じる時間差の短縮を可能にしている。したがって、乗員接触面１４２は、接触時に乗員１１４に与える衝撃を、頭部のように突出した部位に集中させることなく分散させることができる。すなわち、乗員１１４の身体に同時に接触する面積が広くなり、偏荷重の発生を防ぐことができ、乗員１１４に対する安全性を向上させている。
【００５０】
側面排気口１５０は、エアバッグ１００の左右側面に設置され、エアバッグ１００内の圧力上昇を感知して開口し、ガスを排出する（ベントホール）。側面排気口１５０は、エアバッグ１００内のガスを排出することで、エアバッグ１００内の圧力を制御することができる。エアバッグ１００は、ガスの流入による圧力を利用して瞬時に膨張展開することができるが、過剰な圧力の発生は、外表面の緊張を必要以上に強くし、接触時に乗員１１４へ与える衝撃を増大させてしまう。しかし、側面排気口１５０によって、エアバッグ１００と乗員１１４との接触時にガスを排出することができるため、外表面に適度な柔軟性を持たせることができる。これによって、エアバッグ１００の安全性を向上させることが可能となる。
【００５１】
なお、エアバッグ１００は、排気口として、側面に設けられる側面排気口１５０ではなく、ステアリングホイール１０８側（後面）に設けられる後面排気口を備えてもよい。後面排気口であれば、排気するガスを乗員１１４に吹き付けてしまうおそれがないため、好適である。
【００５２】
図４は、図１の運転席用エアバッグ１００のＣ-Ｃ断面図である。図４に例示するように、エアバッグ１００は、前面布部材１６０、後面布部材１６２、側面布部材１６４、凹凸形成部１６６を含んでいる。
【００５３】
前面布部材１６０は、乗員保護部１４０における運転席１１２側の外表面である乗員接触面１４２を構成する。前面布部材１６０は、乗員１１４（図１）との接触時における危険防止のため、基布同士の縫い位置（縫代）、例えば側面布部材１６４との縫代である縫製部１７０がエアバッグ１００の内側に位置するように縫製されている。
【００５４】
後面布部材１６２は、乗員保護部１４０におけるステアリングホイール１０８側の外表面である後面を構成する。
【００５５】
側面布部材１６４は、湾曲形状であって、ガス流路部１３０から乗員保護部１４０にかけての左右側壁を構成する。側面布部材１６４には、上述した側面排気口１５０が設置されている。
【００５６】
側面布部材１６４は、前面布部材１６０との縫製部１７０をエアバッグ１００の内側に有しているが、後面布部材１６２との縫製部１７２はエアバッグ１００の外側に有している。通常のエアバッグでは、外表面は乗員１１４と接触する部分であり、乗員１１４に対する危険防止のため、縫代がエアバッグの内側に位置するように縫製されていることが好ましい。しかし、本実施形態にかかるエアバッグ１００は、上に凸の湾曲形状の袋体として構成されていて、すべての縫製部がエアバッグ１００の内側に位置するように縫製することは容易ではない。そこで、縫製部のうち、乗員１１４と接触する可能性の無い縫製部１７２をエアバッグ１００の外側に位置させることで、乗員１１４への危険防止を考慮した湾曲形状のエアバッグ１００を容易に縫製可能にしている。
【００５７】
凹凸形成部１６６は、乗員接触面１４２に凹凸を形成する。凹凸形成部１６６は布で構成されていて、乗員保護部１４０の内部であって、乗員保護部１４０の左右方向の中央に配置されている。凹凸形成部１６６は、一端が前面布部材１６０に縫製部１７４として、他端が後面布部材１６２に縫製部１７６として縫い付けられている。凹凸形成部１６６が縫い付けられていることによって、前面布部材１６０の一部（乗員接触面１４２の一部）は一定の厚み以上には膨張できないため、乗員接触面１４２に凹凸（頭部拘束部１４４および肩部拘束部１４６）が形成できる。凹凸形成部１６６は、乗員接触面１４２と後面とに縫い付けられることで、縫い付けられた部分の膨張を制限し、周囲に比較して凹形状とするものである。乗員接触面１４２の凸形状は、凹凸形成部１６６が縫い付けられる部分以外の、膨張が制限されていない領域に、おのずと形成される。なお、胸部拘束部１４８は、頭部拘束部１４４の下部の前面布部材１６０が、凹凸形成部１６６が設置されずに凸形状となった部分として形成されている。
【００５８】
凹凸形成部１６６は、一端から他端まで（縫製部１７４から縫製部１７６まで）の長さ、および設置位置を変更することで、乗員接触面１４２に形成される凹凸としての頭部拘束部等の厚みおよび形成位置を調節できる。例えば、インパネ１０４が車両内の側壁面へ向かって湾曲したデザインの車種において、エアバッグ１００は、乗員１１４に対して傾斜した状態で設置される場合がある。しかし、このような場合であっても、本実施形態にかかるエアバッグ１００によれば、凹凸形成部１６６の長さおよび設置位置を変更することで、乗員接触面１４２の頭部拘束部等が乗員１１４に正対するように調節可能である。これによって、エアバッグ１００の安全性の向上を図ることができる。
【００５９】
本実施形態にかかるエアバッグ１００は、上述したように乗員接触面１４２に頭部拘束部１４４、肩部拘束部１４６、胸部拘束部１４８を形成させることで、乗員１１４に与える衝撃を分散させることができるため、安全性が向上している。なお、エアバッグ１００は、胸部拘束部１４８を設けない構成とすることもできる。エアバッグ１００は、一般的な運転席用エアバッグと同様に、シートベルト（図示省略）との併用を前提としている。乗員１１４の胸部は、既設のシートベルトによってステアリングホイール１０８への激突から保護されているため、エアバッグ１００は、胸部拘束部１４８を省略した自由な形状としても安全性が低下することはない。
【００６０】
(第２実施形態)
図５は、第２実施形態にかかる運転席用エアバッグ２００を説明するための図である。第２実施形態にかかる運転席用エアバッグ２００（以下、単に「エアバッグ２００」と記載する）は、外部形状維持部２１０を備える点において、第１実施形態にかかるエアバッグ１００と異なる。なお、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
外部形状維持部２１０は、略半円状の布であり、エアバッグ２００の湾曲形状の内縁に沿って左右両側に対称的に縫い付けて設置される（図５では手前側の外部形状維持部２１０のみ見えている）。外部形状維持部２１０は、エアバッグ２００に対して上に凸の湾曲形状を維持させるようにして膨張展開させることができる。これにより、エアバッグ２００は、インパネ１０４の上面内部に設置されていても、ステアリングホイール１０８を乗り越え、ステアリングホイール１０８と運転席１１２（図１）の間に確実に膨張展開して、乗員１１４（図１）を保護することが可能となる。なお、外部形状維持部２１０は、湾曲形状の内縁であれば、側面布部材１６４と後面布部材１６２のどちらに縫い付けても同様の効果を発揮し得る。
【００６２】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態にかかる運転席用エアバッグ３００を説明するための図である。第３実施形態にかかる運転席用エアバッグ３００（以下、単に「エアバッグ３００」と記載する）は、補助膨張室３１０を備える点において、第１実施形態にかかるエアバッグ１００と異なる。なお、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
補助膨張室３１０は、ステアリングホイール１０８の窪み（ステアリングリムの内側）に合致し得る形状であって、乗員保護部１４０におけるステアリングホイール１０８側に設置される。補助膨張室３１０がステアリングリムの内側に嵌まり込むように膨張展開することで、本実施形態にかかるエアバッグ３００は、乗員１１４（図１）との接触時に乗員１１４から強い荷重を受けても、ステアリングホイール１０８と乗員１１４との間からずれることがない。したがって、運転席用エアバッグの安全性をさらに向上させることができる。
【００６４】
補助膨張室３１０には、補助排気口３１２が備えられている。補助排気口３１２は、エ補助膨張室３１０内の圧力上昇を感知して開口し、ガスを排出する（ベントホール）。補助排気口３１２は、補助膨張室３１０内のガスを排出することで内圧を下げることができる。補助排気口３１２によって補助膨張室３１０の柔軟性が確保されるため、エアバッグ３００は、補助膨張室３１０を背面に備えることで、正面から接触した乗員１１４をより柔軟に受け止めることができる。また、補助膨張室３１０には、乗員保護部１４０と連絡するための連通口３１４が設けられている。連通口３１４および補助排気口３１２は、ガスの通過に伴う負荷がかかりやすいため、多重縫製等の補強処理を施すと好適である。
【００６５】
（その他の効果）
図７および図８は、上記の第１〜第３実施形態に共通したその他の効果を説明する図である。図７（ａ）では従来の運転席用エアバッグ１０を例示し、図７（ｂ）では上記の実施形態の運転席用エアバッグの代表として、第１の実施形態のエアバッグ１００を例示する。図７および図８は、停車している車両を例示している。また、運転席付近にいるが運転席１１２（図１）には正しく着座していない乗員（正規外着座条件の乗員）として、６歳児相当の幼児１８０を例示している。
【００６６】
図７（ａ）に例示するように、車両２０には、ステアリングホイール１０８の中央に設置された従来の運転席用エアバッグ１０（以下、単に「エアバッグ１０」と記載する）が備えられている。運転席付近に幼児１８０がいる状態において、車両２０に備えられたセンサ（図示省略）が幼児１８０のいたずら等に誤って反応してしまう場合がある。そのような場合、エアバッグ１０は、ステアリングホイール３０から幼児１８０に向かって直線的に膨張展開して接触することになる。幼児１８０は、成人より身体が小さいため、接触時の衝撃による影響を受けやすい。
【００６７】
図７（ｂ）に例示するように、本発明の各実施形態によれば、センサが不測の衝撃を感知したとしても、エアバッグ１００は、ハウジング１２０からフロントガラス１１０の方向へ膨張し、次に運転席方向へ向かって膨張した後、下方へ向かって膨張して幼児１８０と接触する。このように、エアバッグ１００は、膨張展開初期の爆発的な圧力を幼児１８０に対して直線的に与えないため、幼児１８０に与える衝撃が従来のエアバッグ１０よりも低減している。
【００６８】
図８に例示するように、幼児１８０がステアリングホイールに近接して位置していた場合、エアバッグ１００は、上方から幼児１８０に接触することで、幼児１８０の背後に向かって展開することも起り得る。しかし、本発明の実施形態であるエアバッグ１００は、このように展開しても、幼児１８０に与える衝撃は、幼児１８０に向かって直線的に膨張展開する従来のエアバック１０のそれよりも小さい。このように、上記の実施形態にかかるエアバッグ１００は、幼児１８０（正規外着座条件の乗員）に対する安全性が向上している。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。
【００７０】
したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７１】
また、上記実施形態においては本発明にかかる運転席用エアバッグを自動車に適用した例を説明したが、自動車以外にも航空機や船舶などに適用することも可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
さらに、本発明にかかる運転席用エアバッグは、運転席以外であっても、設置位置付近に障害物が存在する場合等において有効に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、車両に衝撃が発生した時に膨張展開することで運転席の乗員を保護する運転席用エアバッグに利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０ …エアバッグ
１００ …エアバッグ
１０２ …車両
１０６ …インフレータ
１１０ …フロントガラス
１１２ …運転席
１１４ …乗員
１２０ …ハウジング
１２２ …蓋部
１２４ …ヒンジ
１３０ …ガス流路部
１３２ …接続部
１３４ …固定孔
１３６ …ガス受給口
１４０ …乗員保護部
１４２ …乗員接触面
１４４ …頭部拘束部
１４６ …肩部拘束部
１４８ …胸部拘束部
１５０ …側面排気口
１６０ …前面布部材
１６２ …後面布部材
１６４ …側面布部材
１６６ …凹凸形成部
１７０ …縫製部
１７２ …縫製部
１７４ …縫製部
１８０ …幼児
２００ …エアバッグ
２１０ …外部形状維持部
３００ …エアバッグ
３１０ …補助膨張室
３１２ …補助排気口
３１４ …連通口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に衝撃が発生した時に膨張展開することで運転席の乗員を保護する運転席用エアバッグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衝突事故等の衝撃から運転席の乗員を保護するための運転席用エアバッグは、ステアリングホイールの中央内部に設置されていた。ステアリングホイールは、運転席の乗員からみて前方向の最も近くに位置し、ここにエアバッグを設置すれば迅速に乗員を保護可能だからである。かかる運転席用エアバッグによって、運転席の乗員は、衝突事故（主に前面衝突）の衝撃によってステアリングホイールへ激突したり、フロントガラスへ向かって飛び出したりすることから保護されていた。
【０００３】
運転席用エアバッグは、センサによって衝撃を感知し、インフレータの火薬を爆発させ、生じた気体を内部に取り込むことで、膨張展開して乗員を受け止めている。このように、衝撃発生時に乗員を瞬時に保護できる運転席用エアバッグであるが、乗員に向かって爆発的に膨張展開して接触するため、接触した乗員（特に、頭部等の突出した部位）を却って負傷させてしまうことが懸念されていた。
【０００４】
上記の問題を解決するために、例えば特許文献１には、ステアリングホイールに取り付けられるエアバッグ装置において、エアバッグ膨張時に、上方に開放する上部開放片と、左右に開放する開放小片とを形成する展開ラインを有するエアバッグカバーを備えたエアバッグ装置が開示されている。このエアバッグ装置によれば、乗員の首や顎等（頭部）に近い上部開放片の開放に先立って、開放小片が左右に開放してエアバッグの圧力を逃がすことで、安全性を高める（加害性を減らす）ことができるとされている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、インストルメントパネル（インパネ）の背後に収納され、ステアリングホイールを乗り越え、ステアリングホイールと運転者との間にもぐり込むように展開するエアバッグを備えたエアバッグ装置が開示されている。さらに、特許文献３にはインパネに収納され、ステアリングホイールの上方を越えて展開することを補助するサブエアバッグを備えた運転席用エアバッグ装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２および特許文献３によれば、エアバッグがステアリングホイールと乗員との間にもぐり込むように展開するため、ステアリングホイールから直接乗員に向かって展開するエアバッグと比較すると、乗員に与える衝撃は軽減されると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−００１４０２号公報
【特許文献２】特開平９−０１１８３７号公報
【特許文献３】特開２００７−１３１０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載のようなエアバッグ装置では、膨張展開するエアバッグ自体による頭部への加害性を減らすことは可能であると思われるが、展開ラインに沿って開裂したエアバッグカバーの開放片によって乗員がいかなる作用を受けるかについては開示されていない。また、開放片はヒンジ部を中心に開口するとされているが、ヒンジ部は展開ラインと同じく、その部分の肉厚を薄くすることによって形成されているため、エアバッグの圧力によってヒンジ部も裂けて開放片が飛散するおそれがある。
【０００９】
特許文献２および特許文献３に記載のようなエアバッグ装置では、乗員に与える衝撃は軽減されると考えられるものの、これはエアバッグの出現方向の変化に起因するものである。これら従来技術では、エアバッグと乗員とが直接どのように接触し、その接触によって乗員がいかなる作用を受けるかについては言及されていない。本来、特許文献２および特許文献３にてインパネ内部にエアバッグを設置した目的は、ステアリングホイールの操舵性の向上や、エアバッグの設置空間の確保である。このように、特許文献２および特許文献３では、エアバッグが乗員に対して与える衝撃の軽減までは考慮していない。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み、乗員に対する安全性を向上させた運転席用エアバッグを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ここで発明者らは、エアバッグの安全性の向上を図り得る手段について検討し、エアバッグへ乗員が接触した際に、エアバッグに偏った荷重（偏荷重）が発生していることに着目した。そして、この偏荷重を分散させることが、乗員の身体の一部に衝撃が集中することを防ぎ、負傷の発生を回避できると考えた。
【００１２】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる運転席用エアバッグの代表的な構成は、車両室内のインストルメントパネルの上面内部に設置された運転席用エアバッグにおいて、ガスが供給されるとステアリングホイールの上端を乗り越えるように膨張展開するガス流路部と、ガス流路部を介してガスが供給されると、ステアリングホイールと運転席との間に下方に向かって膨張展開し、運転席側の外表面に、乗員と接触するための乗員接触面を有する乗員保護部と、を有し、乗員保護部は、その内部に設置され、一端を乗員接触面に、他端をステアリングホイール側の外表面を構成する後面に縫い付けられ、膨張展開後の乗員接触面に凹凸を形成する凹凸形成部を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、乗員接触面に凹凸を形成することで、運転席用エアバッグに乗員の身体の各部が接触する時間差を短縮し、接触時に乗員に与える衝撃を、特定の部位に集中させることなく分散させることができる。すなわち、乗員の身体に同時に接触する面積が広くなり、偏荷重の発生を防ぐことができ、乗員に対する安全性を向上させた運転席用エアバッグを提供することが可能となる。
【００１４】
凹凸形成部は、一端から他端までの長さ、および設置位置を変更することで、凹凸の厚みおよび形成位置を調節可能であるとよい。
【００１５】
例えば、インストルメントパネルが車両内の側壁面へ向かって湾曲したデザインの車種において、運転席用エアバッグは、乗員に対して傾斜した状態で設置される場合がある。しかし、このような場合であっても、本発明によれば、凹凸形成部の長さおよび設置位置を変更し、乗員接触面の凹凸を乗員に正対するように調節することで、運転席用エアバッグの安全性の向上を図ることができる。
【００１６】
凹凸形成部は、乗員保護部の左右方向の中央に配置され、乗員接触面には、膨張展開後に、凹凸形成部によって凹形状となって乗員の頭部を拘束する頭部拘束部と、頭部拘束部の左右両側において凸形状となって乗員の肩部を拘束する肩部拘束部とが形成されるとよい。
【００１７】
通常、乗員の身体は、身体のなかでも重量が大きく、前方に突出している頭部（特に顔面）から先にエアバッグに接触する。膨張したエアバッグの外表面は相当に緊張しているため、乗員は頭部を負傷しやすい。しかし、本発明による運転席用エアバッグは、乗員の頭部を凹形状の頭部拘束部によって受け止め、乗員の肩部を凸形状の肩部拘束部によって受け止めている。これらにより、運転席用エアバッグに頭部が接触する時点と、胸部や肩部が接触する時点とで生じる時間差を短縮し、接触時に乗員に与える衝撃を、頭部のように突出した部位に集中させることなく分散させることができる。したがって、運転席用エアバッグの安全性の向上をさらに図ることが可能となる。
【００１８】
乗員接触面には、膨張展開後に、頭部拘束部よりも下部に、凹凸形成部がなく凸形状となって乗員の胸部を拘束する胸部拘束部がさらに形成されてもよい。かかる構成によれば、胸部拘束部によって乗員の身体との接触面積がさらに拡大し、運転席用エアバッグの安全性をさらに向上させることが可能となる。
【００１９】
本発明による運転席用エアバッグは、膨張展開後において上に凸の湾曲形状であって、ガス流路部から乗員保護部にかけての左右側壁を構成する湾曲形状の側面布部材をさらに有し、側面布部材は、後面布部材との縫い位置を運転席エアバッグの外側に有するとよい。
【００２０】
通常のエアバッグは、内部に流入したガスによって膨張するため、必然的に袋状の構成（袋体）を採用している。袋体の外表面は、乗員と接触する部分であり乗員に対する危険防止のため、基布同士の縫い位置（縫代）が袋体の内側に位置するように縫製されていることが好ましい。ここで、本発明による運転席用エアバッグは、上に凸の湾曲形状の袋体として構成することで、ステアリングホイールを乗り越えての膨張展開を可能にしている。しかし、すべての基布同士の縫代が袋体の内側に位置するようにして、湾曲形状の運転席用エアバッグを縫製することは容易ではない。そこで、縫代のうち、乗員と接触する可能性の無い側面布部材と後面布部材との縫代を運転席用エアバッグの外側に位置させるように構成することで、乗員への危険防止を考慮した湾曲形状の運転席用エアバッグを容易に縫製可能にしている。
【００２１】
側面布部材は、ガスを排出することで運転席用エアバッグの内圧を制御可能な側面排気口を有するとよい。ガスの流入による圧力を利用して瞬時に膨張展開するエアバッグであっても、過剰な圧力の発生は、外表面の緊張を必要以上に強くし、接触時に乗員へ与える衝撃を増大させてしまう。しかし、上記構成によれば、乗員との接触時に側面排気口によりガスを排出することで、外表面に適度な柔軟性を持たせることができ、運転席用エアバッグの安全性を向上させることが可能となる。
【００２２】
本発明による運転席用エアバッグは、運転席用エアバッグの湾曲形状の内縁にそって縫い付けて設置されることで、上に凸の湾曲形状を維持させるように運転席用エアバッグを膨張展開させる外部形状維持部をさらに有してもよい。
【００２３】
上記構成によれば、外部形状維持部によって、本発明による運転席用エアバッグは確実に上に凸の湾曲形状に膨張展開することができる。これにより、インストルメントパネルの上面内部に設置されても、ステアリングホイールと運転席の間に確実に膨張展開することが可能となる。
【００２４】
本発明によるエアバッグは、乗員保護部のステアリングホイール側において、ステアリングホイールのステアリングリムの内側に合致し得る形状の補助膨張室をさらに備えてもよい。
【００２５】
上記構成によれば、本発明による運転席用エアバッグは、乗員との接触時に乗員から強い荷重を受けても、補助膨張室を備えることによって、ステアリングホイールと乗員との間からずれることがない。したがって、運転席用エアバッグの安全性をさらに向上させることができる。
【００２６】
本発明による運転席用エアバッグは、インストルメントパネルの上面内部に設置され、運転席エアバッグを収納するハウジングをさらに備え、ハウジングは、ヒンジによって車両前方向から後方向に向かって回動する蓋部を有し、蓋部は、蓋部におけるヒンジと反対側の端部が、ステアリングホイールの上端近傍に位置した状態で回動を停止可能であり、蓋部は、回動を停止した状態になることで、膨張展開途中のエアバッグがステアリングホイールに干渉することを防止可能であるとよい。
【００２７】
上記構成によれば、インストルメントパネルとステアリングホイールの間隙に、膨張展開途中の運転席用エアバッグが入り込むことを防止できる。よって、本発明による運転席用エアバッグは、ステアリングホイールの上端を確実に乗り越えて、ステアリングホイールと乗員との間に確実に膨張展開することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、乗員に対する安全性を向上させた運転席用エアバッグを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態にかかる運転席用エアバッグの車両室内における設置位置を例示する図である。
【図２】図１の運転席用エアバッグの展開動作を説明する図である。
【図３】図１の運転席用エアバッグを説明する斜視図である。
【図４】図１の運転席用エアバッグのＣ-Ｃ断面図である。
【図５】第２実施形態にかかる運転席用エアバッグを説明するための図である。
【図６】第３実施形態にかかる運転席用エアバッグを説明するための図である。
【図７】第１〜第３実施形態に共通したその他の効果を説明する図である。
【図８】第１〜第３実施形態に共通したその他の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００３１】
(第１実施形態)
図１は、第１実施形態にかかる運転席用エアバッグ１００の車両室内における設置位置を例示する図である。図１に例示するように、本実施形態にかかる運転席用エアバッグ１００（以下、単に「エアバッグ１００」と記載する）は、車両１０２のインストルメントパネル（インパネ１０４）の上面内部に設置される。
【００３２】
エアバッグ１００は、例えば、その表面を構成する基布を表裏で縫製したり、ＯＰＷ（One-Piece Woven）を用いて紡織したりすることによって、上に凸の湾曲形状の袋体として形成される。
【００３３】
車両１０２に衝突事故等によって衝撃が発生すると、まず車両１０２に備えられたセンサ（図示省略）がその衝撃を感知し、センサからインフレータ１０６へ発火信号が発信される。そして、インフレータ１０６の火薬が爆発し、発生したガスがエアバッグ１００へ供給される。ガスが供給されたエアバッグ１００は、膨張展開を開始し、ステアリングホイール１０８の上端を乗り越え、ステアリングホイール１０８と運転席１１２の乗員１１４との間に上に凸の湾曲形状となって膨張展開する。そして、乗員１１４を、ステアリングホイール１０８へ激突したり、フロントガラス１１０へ向かって飛び出したりすることから保護している。
【００３４】
図２は、図１の運転席用エアバッグの展開動作を説明する図である。図２では、蓋部１２２をインパネ１０４の上面部分と一体として簡潔に図示しているが、蓋部１２２は、インパネ１０４の上面部分とは別個に構成してもよい。
【００３５】
図２（ａ）に例示するように、本実施形態にかかるエアバッグ１００は、ハウジング１２０を備えている。ハウジング１２０は樹脂製であり、インパネ１０４の上面内部に設置され、エアバッグ１００を収納する。ハウジング１００の底面内部にはインフレータ１０６（ディスク型インフレータ）が設置されていて、エアバッグ１００にガスを供給可能にしている。
【００３６】
図２（ａ）に例示するように、ハウジング１２０は、上面に蓋部１２２を有している。蓋部１２２は、ヒンジ１２４を有していて、車両１０２の前方向から後方向に回動して開口することができる。
【００３７】
図２（ｂ）に例示するように、膨張展開を開始したエアバッグ１００からの圧力を利用して回動する。このとき、蓋部１２２が障壁となって、膨張展開途中のエアバッグ１００は、インパネ１０４とステアリングホイール１０８との間隙に進入することができない。
【００３８】
図２（ｃ）に例示するように、蓋部１２２の回動は、蓋部１２２のヒンジと反対側の端部がステアリングホイール１０８の上端近傍に位置した状態で停止する。これは蓋部１２２とハウジング１２０の上面とが干渉してそれ以上蓋部１２２が回動しないためである。蓋部１２２のヒンジと反対側の端部がステアリングホイール１０８の上端と干渉することによって蓋部１２２の回動を停止させてもよい。
【００３９】
このように、蓋部１２２は、インパネ１０４とステアリングホイール１０８との間隙を蓋い、エアバッグ１００がステアリングホイール１０８に干渉することを防止している。このように、ハウジング１２０の蓋部１２２によって、エアバッグ１００は、ステアリングホイール１０８の上端を確実に乗り越えて膨張展開することができる。
【００４０】
図３は、図１の運転席用エアバッグ１００を説明する斜視図である。図３に例示するように、エアバッグ１００は、ガス流路部１３０と、乗員保護部１４０と、側面排気口１５０とを備える。乗員保護部１４０は乗員接触面１４２を有する。
【００４１】
ガス流路部１３０は、インフレータ１０６（図１）から供給されたガスを乗員保護部１４０へ流通させる流路である。ガス流路部１３０には、車両前方向に、インフレータ１０６と接続する接続部１３２が設けられている。接続部１３２は、固定孔１３４、ガス受給口１３６を有している。固定孔１３４は、ボルト等を挿通させてエアバッグ１００をハウジング１２０の底面に固定させ、ガス受給口１３６は、インフレータ１０６と接続してガスの供給を受ける。
【００４２】
ガス流路部１３０は、インフレータ１０６からガスが供給されると、ステアリングホイール１０８の上端を乗り越えるように膨張展開する。インフレータ１０６からのガスの供給は、インフレータ１０６の火薬の爆発によって行われる。したがって、ガス流路部１３０へは相当な圧力がかかるが、ガス流路部１３０へ多重縫製、コーティング、および高密度生地の使用等による補強手段およびガス漏洩防止手段を施すことで、ガス流路部１３０の破損やガス漏洩は防止できる。
【００４３】
乗員保護部１４０は、衝突事故等の発生時に乗員１１４（図１）を受け止めて保護する部分である。乗員保護部１４０は、ガス流路部１３０を介してガスを受け取ると、ステアリングホイール１０８と運転席１１２との間に下方に向かって膨張展開する。
【００４４】
乗員保護部１４０は、運転席１１２側の外表面に、乗員１１４と接触する乗員接触面１４２を有している。乗員接触面１４２には凹凸が形成されているため、エアバッグ１００と乗員１１４の身体とが接触する面積が拡大している。これにより、乗員接触面１４２は、乗員１１４の身体の一部に衝撃が集中すること（偏荷重の発生）を防いでいる。
【００４５】
本実施形態においては、乗員接触面１４２の凹凸は、頭部拘束部１４４、肩部拘束部１４６、胸部拘束部１４８として形成されている。
【００４６】
頭部拘束部１４４は、乗員接触面１４２の凹形状の部分であり、乗員１１４の頭部を拘束する（受け止める）部分である。通常、乗員１１４の身体は、身体のなかでも重量が大きく、前方に突出している頭部（特に顔面）から先にエアバッグに接触する。膨張したエアバッグの外表面は相当に緊張しているため、乗員１１４は頭部を負傷しやすい。しかし、本実施形態にかかるエアバッグ１００は、乗員１１４の頭部を凹形状の頭部拘束部１４４によって受け止めることで、頭部に与える衝撃を分散させ、加害性を低減させている。
【００４７】
肩部拘束部１４６は、頭部拘束部１４４の左右両側において凸形状となる部分であり、乗員１１４の肩部を受け止める部分である。肩部拘束部１４６によって、接触時に乗員１１４に与える衝撃を頭部のように突出した部分に集中させることなく分散させ、好適に受け止めることができる。
【００４８】
胸部拘束部１４８は、乗員接触面１４２において頭部拘束部１４４よりも下部に位置し、凸形状となって乗員１１４の胸部を拘束する部分である。胸部拘束部１４８によって、エアバッグ１００と乗員１１４の身体との接触面積はさらに拡大するため、乗員１１４に与える衝撃をさらに分散させることができる。
【００４９】
このように乗員接触面１４２は、エアバッグ１００に乗員１１４の頭部が接触する時点と、胸部や肩部が接触する時点とで生じる時間差の短縮を可能にしている。したがって、乗員接触面１４２は、接触時に乗員１１４に与える衝撃を、頭部のように突出した部位に集中させることなく分散させることができる。すなわち、乗員１１４の身体に同時に接触する面積が広くなり、偏荷重の発生を防ぐことができ、乗員１１４に対する安全性を向上させている。
【００５０】
側面排気口１５０は、エアバッグ１００の左右側面に設置され、エアバッグ１００内の圧力上昇を感知して開口し、ガスを排出する（ベントホール）。側面排気口１５０は、エアバッグ１００内のガスを排出することで、エアバッグ１００内の圧力を制御することができる。エアバッグ１００は、ガスの流入による圧力を利用して瞬時に膨張展開することができるが、過剰な圧力の発生は、外表面の緊張を必要以上に強くし、接触時に乗員１１４へ与える衝撃を増大させてしまう。しかし、側面排気口１５０によって、エアバッグ１００と乗員１１４との接触時にガスを排出することができるため、外表面に適度な柔軟性を持たせることができる。これによって、エアバッグ１００の安全性を向上させることが可能となる。
【００５１】
なお、エアバッグ１００は、排気口として、側面に設けられる側面排気口１５０ではなく、ステアリングホイール１０８側（後面）に設けられる後面排気口を備えてもよい。後面排気口であれば、排気するガスを乗員１１４に吹き付けてしまうおそれがないため、好適である。
【００５２】
図４は、図１の運転席用エアバッグ１００のＣ-Ｃ断面図である。図４に例示するように、エアバッグ１００は、前面布部材１６０、後面布部材１６２、側面布部材１６４、凹凸形成部１６６を含んでいる。
【００５３】
前面布部材１６０は、乗員保護部１４０における運転席１１２側の外表面である乗員接触面１４２を構成する。前面布部材１６０は、乗員１１４（図１）との接触時における危険防止のため、基布同士の縫い位置（縫代）、例えば側面布部材１６４との縫代である縫製部１７０がエアバッグ１００の内側に位置するように縫製されている。
【００５４】
後面布部材１６２は、乗員保護部１４０におけるステアリングホイール１０８側の外表面である後面を構成する。
【００５５】
側面布部材１６４は、湾曲形状であって、ガス流路部１３０から乗員保護部１４０にかけての左右側壁を構成する。側面布部材１６４には、上述した側面排気口１５０が設置されている。
【００５６】
側面布部材１６４は、前面布部材１６０との縫製部１７０をエアバッグ１００の内側に有しているが、後面布部材１６２との縫製部１７２はエアバッグ１００の外側に有している。通常のエアバッグでは、外表面は乗員１１４と接触する部分であり、乗員１１４に対する危険防止のため、縫代がエアバッグの内側に位置するように縫製されていることが好ましい。しかし、本実施形態にかかるエアバッグ１００は、上に凸の湾曲形状の袋体として構成されていて、すべての縫製部がエアバッグ１００の内側に位置するように縫製することは容易ではない。そこで、縫製部のうち、乗員１１４と接触する可能性の無い縫製部１７２をエアバッグ１００の外側に位置させることで、乗員１１４への危険防止を考慮した湾曲形状のエアバッグ１００を容易に縫製可能にしている。
【００５７】
凹凸形成部１６６は、乗員接触面１４２に凹凸を形成する。凹凸形成部１６６は布で構成されていて、乗員保護部１４０の内部であって、乗員保護部１４０の左右方向の中央に配置されている。凹凸形成部１６６は、一端が前面布部材１６０に縫製部１７４として、他端が後面布部材１６２に縫製部１７６として縫い付けられている。凹凸形成部１６６が縫い付けられていることによって、前面布部材１６０の一部（乗員接触面１４２の一部）は一定の厚み以上には膨張できないため、乗員接触面１４２に凹凸（頭部拘束部１４４および肩部拘束部１４６）が形成できる。凹凸形成部１６６は、乗員接触面１４２と後面とに縫い付けられることで、縫い付けられた部分の膨張を制限し、周囲に比較して凹形状とするものである。乗員接触面１４２の凸形状は、凹凸形成部１６６が縫い付けられる部分以外の、膨張が制限されていない領域に、おのずと形成される。なお、胸部拘束部１４８は、頭部拘束部１４４の下部の前面布部材１６０が、凹凸形成部１６６が設置されずに凸形状となった部分として形成されている。
【００５８】
凹凸形成部１６６は、一端から他端まで（縫製部１７４から縫製部１７６まで）の長さ、および設置位置を変更することで、乗員接触面１４２に形成される凹凸としての頭部拘束部等の厚みおよび形成位置を調節できる。例えば、インパネ１０４が車両内の側壁面へ向かって湾曲したデザインの車種において、エアバッグ１００は、乗員１１４に対して傾斜した状態で設置される場合がある。しかし、このような場合であっても、本実施形態にかかるエアバッグ１００によれば、凹凸形成部１６６の長さおよび設置位置を変更することで、乗員接触面１４２の頭部拘束部等が乗員１１４に正対するように調節可能である。これによって、エアバッグ１００の安全性の向上を図ることができる。
【００５９】
本実施形態にかかるエアバッグ１００は、上述したように乗員接触面１４２に頭部拘束部１４４、肩部拘束部１４６、胸部拘束部１４８を形成させることで、乗員１１４に与える衝撃を分散させることができるため、安全性が向上している。なお、エアバッグ１００は、胸部拘束部１４８を設けない構成とすることもできる。エアバッグ１００は、一般的な運転席用エアバッグと同様に、シートベルト（図示省略）との併用を前提としている。乗員１１４の胸部は、既設のシートベルトによってステアリングホイール１０８への激突から保護されているため、エアバッグ１００は、胸部拘束部１４８を省略した自由な形状としても安全性が低下することはない。
【００６０】
(第２実施形態)
図５は、第２実施形態にかかる運転席用エアバッグ２００を説明するための図である。第２実施形態にかかる運転席用エアバッグ２００（以下、単に「エアバッグ２００」と記載する）は、外部形状維持部２１０を備える点において、第１実施形態にかかるエアバッグ１００と異なる。なお、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
外部形状維持部２１０は、略半円状の布であり、エアバッグ２００の湾曲形状の内縁に沿って左右両側に対称的に縫い付けて設置される（図５では手前側の外部形状維持部２１０のみ見えている）。外部形状維持部２１０は、エアバッグ２００に対して上に凸の湾曲形状を維持させるようにして膨張展開させることができる。これにより、エアバッグ２００は、インパネ１０４の上面内部に設置されていても、ステアリングホイール１０８を乗り越え、ステアリングホイール１０８と運転席１１２（図１）の間に確実に膨張展開して、乗員１１４（図１）を保護することが可能となる。なお、外部形状維持部２１０は、湾曲形状の内縁であれば、側面布部材１６４と後面布部材１６２のどちらに縫い付けても同様の効果を発揮し得る。
【００６２】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態にかかる運転席用エアバッグ３００を説明するための図である。第３実施形態にかかる運転席用エアバッグ３００（以下、単に「エアバッグ３００」と記載する）は、補助膨張室３１０を備える点において、第１実施形態にかかるエアバッグ１００と異なる。なお、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
補助膨張室３１０は、ステアリングホイール１０８の窪み（ステアリングリムの内側）に合致し得る形状であって、乗員保護部１４０におけるステアリングホイール１０８側に設置される。補助膨張室３１０がステアリングリムの内側に嵌まり込むように膨張展開することで、本実施形態にかかるエアバッグ３００は、乗員１１４（図１）との接触時に乗員１１４から強い荷重を受けても、ステアリングホイール１０８と乗員１１４との間からずれることがない。したがって、運転席用エアバッグの安全性をさらに向上させることができる。
【００６４】
補助膨張室３１０には、補助排気口３１２が備えられている。補助排気口３１２は、エ補助膨張室３１０内の圧力上昇を感知して開口し、ガスを排出する（ベントホール）。補助排気口３１２は、補助膨張室３１０内のガスを排出することで内圧を下げることができる。補助排気口３１２によって補助膨張室３１０の柔軟性が確保されるため、エアバッグ３００は、補助膨張室３１０を背面に備えることで、正面から接触した乗員１１４をより柔軟に受け止めることができる。また、補助膨張室３１０には、乗員保護部１４０と連絡するための連通口３１４が設けられている。連通口３１４および補助排気口３１２は、ガスの通過に伴う負荷がかかりやすいため、多重縫製等の補強処理を施すと好適である。
【００６５】
（その他の効果）
図７および図８は、上記の第１〜第３実施形態に共通したその他の効果を説明する図である。図７（ａ）では従来の運転席用エアバッグ１０を例示し、図７（ｂ）では上記の実施形態の運転席用エアバッグの代表として、第１の実施形態のエアバッグ１００を例示する。図７および図８は、停車している車両を例示している。また、運転席付近にいるが運転席１１２（図１）には正しく着座していない乗員（正規外着座条件の乗員）として、６歳児相当の幼児１８０を例示している。
【００６６】
図７（ａ）に例示するように、車両２０には、ステアリングホイール１０８の中央に設置された従来の運転席用エアバッグ１０（以下、単に「エアバッグ１０」と記載する）が備えられている。運転席付近に幼児１８０がいる状態において、車両２０に備えられたセンサ（図示省略）が幼児１８０のいたずら等に誤って反応してしまう場合がある。そのような場合、エアバッグ１０は、ステアリングホイール３０から幼児１８０に向かって直線的に膨張展開して接触することになる。幼児１８０は、成人より身体が小さいため、接触時の衝撃による影響を受けやすい。
【００６７】
図７（ｂ）に例示するように、本発明の各実施形態によれば、センサが不測の衝撃を感知したとしても、エアバッグ１００は、ハウジング１２０からフロントガラス１１０の方向へ膨張し、次に運転席方向へ向かって膨張した後、下方へ向かって膨張して幼児１８０と接触する。このように、エアバッグ１００は、膨張展開初期の爆発的な圧力を幼児１８０に対して直線的に与えないため、幼児１８０に与える衝撃が従来のエアバッグ１０よりも低減している。
【００６８】
図８に例示するように、幼児１８０がステアリングホイールに近接して位置していた場合、エアバッグ１００は、上方から幼児１８０に接触することで、幼児１８０の背後に向かって展開することも起り得る。しかし、本発明の実施形態であるエアバッグ１００は、このように展開しても、幼児１８０に与える衝撃は、幼児１８０に向かって直線的に膨張展開する従来のエアバック１０のそれよりも小さい。このように、上記の実施形態にかかるエアバッグ１００は、幼児１８０（正規外着座条件の乗員）に対する安全性が向上している。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。
【００７０】
したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７１】
また、上記実施形態においては本発明にかかる運転席用エアバッグを自動車に適用した例を説明したが、自動車以外にも航空機や船舶などに適用することも可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
さらに、本発明にかかる運転席用エアバッグは、運転席以外であっても、設置位置付近に障害物が存在する場合等において有効に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、車両に衝撃が発生した時に膨張展開することで運転席の乗員を保護する運転席用エアバッグに利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０ …エアバッグ
１００ …エアバッグ
１０２ …車両
１０６ …インフレータ
１１０ …フロントガラス
１１２ …運転席
１１４ …乗員
１２０ …ハウジング
１２２ …蓋部
１２４ …ヒンジ
１３０ …ガス流路部
１３２ …接続部
１３４ …固定孔
１３６ …ガス受給口
１４０ …乗員保護部
１４２ …乗員接触面
１４４ …頭部拘束部
１４６ …肩部拘束部
１４８ …胸部拘束部
１５０ …側面排気口
１６０ …前面布部材
１６２ …後面布部材
１６４ …側面布部材
１６６ …凹凸形成部
１７０ …縫製部
１７２ …縫製部
１７４ …縫製部
１８０ …幼児
２００ …エアバッグ
２１０ …外部形状維持部
３００ …エアバッグ
３１０ …補助膨張室
３１２ …補助排気口
３１４ …連通口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両室内のインストルメントパネルの上面内部に設置された運転席用エアバッグにおいて、
ガスが供給されるとステアリングホイールの上端を乗り越えるように膨張展開するガス流路部と、
前記ガス流路部を介してガスが供給されると、前記ステアリングホイールと運転席との間に下方に向かって膨張展開し、該運転席側の外表面に、乗員と接触するための乗員接触面を有する乗員保護部と、
を有し、
前記乗員保護部は、その内部に設置され、一端を前記乗員接触面に、他端を前記ステアリングホイール側の外表面を構成する後面に縫い付けられ、膨張展開後の前記乗員接触面に凹凸を形成する凹凸形成部を含むことを特徴とする運転席用エアバッグ。
【請求項２】
前記凹凸形成部は、前記一端から前記他端までの長さ、および設置位置を変更することで、前記凹凸の厚みおよび形成位置を調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項３】
前記凹凸形成部は、前記乗員保護部の左右方向の中央に配置され、
前記乗員接触面には、膨張展開後に、前記凹凸形成部によって凹形状となって乗員の頭部を拘束する頭部拘束部と、該頭部拘束部の左右両側において凸形状となって乗員の肩部を拘束する肩部拘束部とが形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項４】
前記乗員接触面には、膨張展開後に、前記頭部拘束部よりも下部に、前記凹凸形成部がなく凸形状となって前記乗員の胸部を拘束する胸部拘束部がさらに形成されることを特徴とする請求項３に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項５】
当該運転席用エアバッグは、膨張展開後において上に凸の湾曲形状であって、前記ガス流路部から前記乗員保護部にかけての左右側壁を構成する湾曲形状の側面布部材をさらに有し、
前記側面布部材は、前記後面布部材との縫い位置を当該運転席用エアバッグの外側に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項６】
前記側面布部材は、前記ガスを排出することで当該運転席用エアバッグの内圧を制御可能な側面排気口を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項７】
当該運転席用エアバッグは、当該運転席用エアバッグの湾曲形状の内縁に沿って縫い付けて設置されることで、上に凸の湾曲形状を維持させるように該エアバッグを膨張展開させる外部形状維持部をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項８】
当該運転席用エアバッグは、前記乗員保護部の前記ステアリングホイール側において、該ステアリングホイールのステアリングリムの内側に合致し得る形状の補助膨張室をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項９】
当該運転席用エアバッグは、前記インストルメントパネルの上面内部に設置され、当該運転席用エアバッグを収納するハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、ヒンジによって車両前方向から後方向に向かって回動する蓋部を有し、
前記蓋部は、該蓋部における前記ヒンジと反対側の端部が、前記ステアリングホイールの上端近傍に位置した状態で回動を停止可能であり、
前記蓋部は、前記回動を停止した状態になることで、膨張展開途中の前記エアバッグが前記ステアリングホイールに干渉することを防止可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項１】
車両室内のインストルメントパネルの上面内部に設置された運転席用エアバッグにおいて、
ガスが供給されるとステアリングホイールの上端を乗り越えるように膨張展開するガス流路部と、
前記ガス流路部を介してガスが供給されると、前記ステアリングホイールと運転席との間に下方に向かって膨張展開し、該運転席側の外表面に、乗員と接触するための乗員接触面を有する乗員保護部と、
を有し、
前記乗員保護部は、その内部に設置され、一端を前記乗員接触面に、他端を前記ステアリングホイール側の外表面を構成する後面に縫い付けられ、膨張展開後の前記乗員接触面に凹凸を形成する凹凸形成部を含むことを特徴とする運転席用エアバッグ。
【請求項２】
前記凹凸形成部は、前記一端から前記他端までの長さ、および設置位置を変更することで、前記凹凸の厚みおよび形成位置を調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項３】
前記凹凸形成部は、前記乗員保護部の左右方向の中央に配置され、
前記乗員接触面には、膨張展開後に、前記凹凸形成部によって凹形状となって乗員の頭部を拘束する頭部拘束部と、該頭部拘束部の左右両側において凸形状となって乗員の肩部を拘束する肩部拘束部とが形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項４】
前記乗員接触面には、膨張展開後に、前記頭部拘束部よりも下部に、前記凹凸形成部がなく凸形状となって前記乗員の胸部を拘束する胸部拘束部がさらに形成されることを特徴とする請求項３に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項５】
当該運転席用エアバッグは、膨張展開後において上に凸の湾曲形状であって、前記ガス流路部から前記乗員保護部にかけての左右側壁を構成する湾曲形状の側面布部材をさらに有し、
前記側面布部材は、前記後面布部材との縫い位置を当該運転席用エアバッグの外側に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項６】
前記側面布部材は、前記ガスを排出することで当該運転席用エアバッグの内圧を制御可能な側面排気口を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項７】
当該運転席用エアバッグは、当該運転席用エアバッグの湾曲形状の内縁に沿って縫い付けて設置されることで、上に凸の湾曲形状を維持させるように該エアバッグを膨張展開させる外部形状維持部をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項８】
当該運転席用エアバッグは、前記乗員保護部の前記ステアリングホイール側において、該ステアリングホイールのステアリングリムの内側に合致し得る形状の補助膨張室をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【請求項９】
当該運転席用エアバッグは、前記インストルメントパネルの上面内部に設置され、当該運転席用エアバッグを収納するハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、ヒンジによって車両前方向から後方向に向かって回動する蓋部を有し、
前記蓋部は、該蓋部における前記ヒンジと反対側の端部が、前記ステアリングホイールの上端近傍に位置した状態で回動を停止可能であり、
前記蓋部は、前記回動を停止した状態になることで、膨張展開途中の前記エアバッグが前記ステアリングホイールに干渉することを防止可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の運転席用エアバッグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−３７３９８（Ｐ２０１１−３７３９８Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８７８９（Ｐ２００９−１８８７８９）
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（５０３３５８０９７）オートリブ ディベロップメント エービー (402)
【復代理人】
【識別番号】１１００００３４９
【氏名又は名称】特許業務法人 アクア特許事務所
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（５０３３５８０９７）オートリブ ディベロップメント エービー (402)
【復代理人】
【識別番号】１１００００３４９
【氏名又は名称】特許業務法人 アクア特許事務所
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]