JP4254001B2 - ステアリングホイール用エアバッグ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車におけるステアリングホイール用エアバッグに関する。特に、エアバッグの展開初期において運転者（乗員）とステアリングホイールとの間への侵入特性に優れているステアリングホイール用エアバッグに係る発明である。
【０００２】
【背景技術】
ステアリングホイール用エアバッグ装置において、乗員を的確に保護するためには、バッグ展開初期（バッグ飛び出し口から飛び出し直後）において、エアバッグを、迅速に展開膨出させるとともに、ステアリングホイール（以下「ホイール」）と乗員との間に素早く侵入させる必要がある。通常、ステアリングホイール１２のリング部（リム部）１６下部と乗員身体１４の腹部との間の距離Ｌ１はリング部１６の他部との距離、すなわち、上側部における距離Ｌ２及び両側部における距離Ｌ３より短くなっている（図１・２参照）。このため、展開初期におけるバッグの乗員腹部とリング部との間への侵入（以下「乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入」と表記することがある。）が阻害されやすい。特に、乗員がシート（座席）位置を前方へ設定しているような場合、この傾向は、より顕著となる。
【０００３】
このため、上記乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入を容易にするための技術として、整流布による下記のような技術が種々提案されている。
【０００４】
特開平１−３１１９３０号、特開平８−１０４１９６号、特開平９−３０３５３号、特開平９−１１８１８５号、特開平９−２２０９９５号、特開平１０−１００８３８号、特開平１０−１５２００９号、特許第２６７７９３７号、国際特許公開ＷＯ９７／３６７６８、英国特許明細書ＧＢ−２３３１０４９−Ａ等
これらの整流布による技術は、基本的には、インフレータのリアパネルとの対向面を略覆うように整流布を上下方向に配し、該整流布でインフレータから噴出するガス流れをエアバッグの周方向にガイド（案内）する構成である。
【０００５】
しかし、インフレータから噴出したガスは主として左右方向に流れるとともに、整流布の左右両縁に沿って上下方向に、すなわち、エアバッグの上下方向の中心線に平行な方向に流れて、乗員腹部中央（中心線）に向かう流れが弱くなる。
【０００６】
上記乗員腹部とリング部との距離（隙間）の小さいことと、ホイールの上下方向中心線に向かう流れの弱さが相まって、従来の整流布の技術では、エアバッグの展開膨張時における、エアバッグのホイールの上下方向の中心線に向かう、特に乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入作用が弱かった。
【０００７】
本発明は、上記にかんがみて、エアバッグのホイールの上下方向の中心線に向かう作用、特に乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入作用の増大が期待できるステアリングホイール用エアバッグを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構成のステアリングホイール用エアバッグに想到した。
【０００９】
ステアリングホイール用エアバッグ装置に組み付けられ、パネル（基布）から形成されるエアバッグであって、
展開膨出完了時の乗員側から見た（以下、「上下・左右・前後」はこれを基準とする。）平面外周形状が略円形の袋体であり、
ガス流入口を備えたフロントパネルと、該フロントパネルに対向するリアパネルとからなるバッグ本体と、該バッグ本体内にガス流入口に対面して配設される整流布体とを備えたエアバッグにおいて、
整流布体が、ガス流入口から左右両側に分岐しバッグ本体の外周縁まで伸びる一対の左・右半径方向流路と、該左・右半径方向流路の先端からバッグ本体の周縁に沿って上下に伸び、それぞれバッグ本体の上下方向中心線に向かってガス流出可能な位置に上・下開口端を備えた一対の左・右周方向流路を形成するものであり、
且つ、リアパネルが上に向かって幅広にされて、
バッグ本体が、展開膨張状態において、縦断面形状が前記ガス流入口を挟んで上側が下側に比して厚くなるように、前記パネルの形状が設定されていることを特徴とする。
【００１０】
当該構成のエアバッグは、エアバッグ装置に組み込んでステアリングホイールに装着して使用する。そして、エアバッグ装置が作動したとき、インフレータのガス噴出口から噴出した膨張ガスは、ガス流入口からエアバッグ内に流入して、エアバッグを展開膨張させる。膨張ガスは、整流布体により形成された左・右半径方向流路を膨出させながらバッグ本体の周縁に到達した後、左・右周方向流路を経て、各上下開口端から噴出する。このとき、各開口端は、バッグの上下方向中心線に向かってガス流出可能な位置にあるため、エアバッグ内で上下方向中心線に向かうベクトルのガス流れが発生し、結果的に乗員の頭部及び腹部とステアリングホイールの間にエアバッグが素早く展開する。このため、乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入作用の増大が期待できる。
【００１１】
そして、バッグ本体は、リアパネルが上に向かって幅広にされて、リアパネルが展開膨張状態において、縦断面形状が上側が下側に比して厚くなるように、パネルの形状が設定されているため、エアバッグが展開膨張に際して、乗員身体とリング部との上下各部位における距離に対応させた厚みに膨張するため、乗員身体とリング部の隙間に侵入する際の抵抗が小さくなり、乗員腹部とリング部との間にエアバッグが侵入し易くなる（乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入作用が増大する）ためである。
【００１２】
さらに、上記展開膨張状態のバッグ本体の上側を厚くした構成において、上開口端における開口径を下開口端における開口径より大きくすることが望ましい。エアバッグの上側・下側の膨張容量に対応させた膨張ガス量を確保し易くなり、エアバッグの展開膨張がより円滑となるためである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本実施形態のエアバッグ１２は、ステアリングホイール用エアバッグ装置Ｍに組み付けられるものである。
【００１４】
そしてエアバッグ１８は、展開膨出完了時の乗員側から見た（以下、特に断らない限り、「上下・左右・前後」はこれを基準とする。）平面外周形状が略円形の袋体であって、ガス流入口２０（インフレータ２１の取り付け口となる。）を備えたフロントパネル２２と、該フロントパネル２２に対向するリアパネル２４とを備えたバッグ本体２６と、該バッグ本体２６内にガス流入口２０に対面して配設される整流布体２８とを備えた構成である。
【００１５】
整流布体２８が、ガス流入口２０から左右両側に分岐しバッグ本体２６（通常、フロントパネル２２）の外周縁まで伸びる一対の左・右半径方向流路３０、３２と、該左・右半径方向流路３０、３２の先端からバッグ本体２６の周縁に沿って上下に伸び、それぞれバッグ本体２６の上下方向中心線Ｃに向かってガス流出可能な位置に上・下開口端３４、３６を備えた一対の左・右周方向流路３８、４０を形成するものである。このときの左・右半径方向流路３０・３２及び左・右周方向流路３８、４０の合計流路容量は、バッグ本体２６の要求展開特性により異なる。通常、膨張完了時のバッグ本体２６の全容量の１／５０〜１／５となるように設定する。本流路容量が小さ過ぎると、流路にガス流れ抵抗が発生して、バッグ本体２６への時間当たりのガス流入量が低減して、バッグ本体２６における上下部（頭部位置及び腹部位置）に展開膨張が遅れるおそれがある。逆に、本流路容量が大きすぎても、各左右周方向流路３８、４０にガスが溜るのに時間がかかり、バッグ本体２６へのガス流入までの時間を要して、やはり、バッグ本体２６における上下部（頭部位置及び腹部位置）に展開膨張が遅れるおそれがある。
【００１６】
ここで、上下開口端３４、３６の、位置は、上下方向の中心線Ｃを挟んだ角度をそれぞれα、βとしたとき、α、β＝１２０〜３０°、望ましくは９０〜６０°とする。特に、乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入作用の増大をねらうときは、下側の角度βを上側の角度αに比して小さめにする。これらの角度α、β（特に下側の角度β）が大き過ぎると、上・下開口端３４、３６から上下方向中心線Ｃに向かうガス流れの作用（ベクトル）が弱くなり、本発明の効果（特に乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入作用を増大させる）を十分に奏し得ないおそれがある。
【００１７】
また、左・右半径方向流路３０、３２は、図例では水平方向（左右方向）に伸びているが、八の字形に左・右半径流路３０、３２を配して、左右半径方向流路３０、３２の終端（分岐部位）から下開口端３６までのの距離を上開口端３４より短くなるようにしてもよい。この場合は、バッグ本体２６の下側の展開膨張が上側のそれより優先して、乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入が素早く行なわれることが期待できる。このときの開き角度（内角）は、６０°〜１８０°とする。
【００１８】
なお、本実施形態では、整流布体２８によりガス流入口２０に対面する部位がインナバッグ２９構成とされている。エアバッグの飛び出しを迅速に行なうためである。
【００１９】
また、本実施形態では、バッグ本体２６が、図４に示す如く、展開膨張時において、縦断面形状がガス流入口を挟んで上側が下側に比して厚くなるように、パネル（基布）、すなわち、図例ではフロント・リアパネル２２、２４の形状が設定してある。エアバッグが展開膨張に際して、乗員身体１４とリング部１６との上下各部位における距離に対応させた厚みに膨張するため、乗員身体１４とリング部１６の隙間に侵入する際の抵抗が小さくなり、乗員腹部１４ａとリング部１６との間にエアバッグが侵入し易くなるためである。
【００２０】
展開膨張形状の上側を下側に比して厚くする形態としては、通常、図５に示す如く、リアパネル２４を上に向かって幅広にする。その他、ガス流入口２０を下側へ偏在させたり、さらには、フロントパネル２２とリアパネル２４との間に、中央幅広で先端側先細りの帯パネルを、中央側が頂部（上側）になるように配したり、種々の態様が考えられる。
【００２１】
そして、上端開口３４の開口径ｄ１を下端開口３６におけるｄ２より大きくしてある。エアバッグ本体２６の上側・下側の膨張容量に対応させた膨張ガス量を確保し易くなり、エアバッグ本体２６の展開膨張がより円滑となるためである。このときの開口径の比率は、ｄ１／ｄ２＝３／１〜１／１とする。
【００２２】
本実施形態のエアバッグ１８は、通常、ポリエステル糸やナイロン糸からなる織布をパネル体（基布）２２、２４、２８を所定形状に裁断したものを、縫合して製造するが（図５参照）、接着や袋縫い等により製造することもできる。なお、パネル体は、織布をゴム引きしたものでもよい。
【００２３】
すなわち、整流パネル２８は、図３（又は図５）に示すごとく、湾曲Ｈ字型パネル２８を直接的にフロントパネル２２（ガス流入口２０を備えている側）に縫合させて、左右半径方向流路３０、３２及び左右周方向流路３８、４０を形成する。
【００２４】
そして、バッグ本体２６は、整流パネル２８が縫合されたフロントパネル２２（底面側パネル）とリアパネル２４（天井側パネル）とを内側となる面を外側にして縫合した後、反転して形成する。また、フロントパネル２２には、通常、ガス抜き孔（ベント）２３を１個以上（図例では左右に２個）備えている。そして、ガス流入口２０及びガス抜き孔２３の周縁はそれぞれ図示しないが、通常、１枚以上の環状補強布を共縫いして補強しておく。
【００２５】
次に、本実施形態のエアバッグの使用態様について説明する。
【００２６】
当該エアバッグを適用するステアリングホイール用エアバッグ装置Ａは、例えば、図６に示すような３本スポークタイプのホイール本体４６に装着する場合を例にとり説明するが、４本スポークタイプ、２本スポークタイプでも同様である。
【００２７】
ホイール本体４６は、操舵時に把持するリング部１６と、図示しないステアリングシャフトと連結させるボス部５０と、ボス部５０とリング部１６とを接続する３本の左右及び下方向に伸びるスポーク部５２、５２、５４とからなる構成である。
【００２８】
ホイール本体４６は、アルミダイカスト等からなるホイール芯金５６をポリウレタン等合成樹脂の成形被覆部５８等で被覆して構成する。さらに、ホイール本体４６には、エアバッグ装置Ａ及びホーンスイッチ装置Ｓが組み込まれている（図７・８参照）。概略を説明すると下記の如くである。
【００２９】
エアバッグ装置Ａは、インフレータ６２、エアバッグ１８及びパッドカバー６６を、装置ケース６８を介して一体化されている。エアバッグ装置Ａの取り付けは、ホイール芯金５６の各スポーク部芯金５６ａにねじ固着された支持プレート７０の支持フランジ７０ａと、装置ケース６８の取付フランジ６８ａとの間に３箇所にホーンスイッチ装置Ｓを配して３点支持により行なわれている。スイッチ装置Ｓは、支持フランジ７０ａに固着させた固定接点７２と取付フランジ６８ａに固着させた可動接点７４との間にコイルばね７６を配した慣用のものであるので詳細な説明は省略する。なお、７８は可動接点を垂直方向に移動させるためガイドポスト（段付きボルト）であり、８０は押圧リブである。
【００３０】
こうして、エアバッグ装置等を組み込んだステアリングホイールＷは、図示しないステアリングシャフトを介してステアリング装置に組み込むことにより車両に搭載する。
【００３１】
そして衝撃荷重の検知信号がインフレータ６２に入力して、インフレータ６２から噴出された膨張ガスが、エアバッグ１８内にガス流入口２０から流入する。すると、整流パネル２８の中央部で形成されたインナバッグ２９がまず膨張してパッドカバー６６のＨ字形のテアライン６７を破断して開いてエア飛び出し口を形成する。その後、エアバッグ１８は、装置ケース６８から飛び出して展開膨張する。
【００３２】
本実施形態のエアバッグ１８においては、バッグ本体２６内に配された整流パネル２８の存在により下記のようなガス流れが発生する。
【００３３】
まず、膨張用ガスは、整流パネル２８で形成された左・右半径方向流路３０、３２を膨らましながらバッグの左右方向に噴出しバッグ本体２６の周縁に衝突する。そして、バッグ本体２６の周縁に衝突したガスは、左右周方向流路３８、４０によりバッグ本体２６の周縁に沿って上下に分流したあと、上下開口端３４、３６から流出する。そして、上・下開口端３４、３６の位置がガス流れをバッグ本体（ホイール）２６の上下方向中心線Ｃに向かわせる位置にあるため、膨張用ガスは上下中心線方向に向かって流れるバッグの膨張方向がホイールＷの上下中心方向に向かうことになる。このため、リング部１６と乗員身体１４の隙間のある方向から乗員身体１４の腹部１４ａ側と頭部１４ｂ側とにおいてエアバッグが素早く展開膨出する。このとき、リング部６下部と乗員身体の腹部１４ａとの間の上下方向中心線Ｃ部位の距離が、他部に比して短かくても、ガス流れが中心線に向かうベクトルを有しているため、リング部１６と乗員身体１４の隙間のある方向から、エアバッグ１８は、素早く、乗員腹部１４ａとリング部１６との間に侵入することができる。そして、本実施形態では、バッグ本体２６の膨張形態が上側を厚く下側を薄くした構成であるため、リング部１６下端部位と乗員身体１４との間が近接していても、そのバッグ本体２６の膨出厚みが薄いため侵入抵抗が小さく、乗員腹部１４ａ／リング部１６間へのエアバッグ１８の展開膨張による侵入が円滑となる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のエアバッグは、上記の如く、ガス流入口を備えたフロントパネルと、該フロントパネルに対向するリアパネルとを備えたバッグ本体と、該バッグ本体内にガス流入口に対面して配設される整流布体とを備えたエアバッグにおいて、整流布体が、ガス流入口から左右両側に分岐しバッグ本体の外周縁まで伸びる一対の左・右半径方向流路と、該半径流路の先端からバッグ本体の周縁に沿って上下に伸び、それぞれバッグ本体の上下方向中心線に向かってガス流出可能な位置に上・下開口端を備えた一対の左・右周方向流路を形成するものである構成により、前述のような作用を奏することにより、エアバッグのホイールの上下方向の中心線に向かう作用（乗員腹部／リング部間へのバッグ侵入作用）の増大が期待できる。
【００３５】
また、上記構成において、バッグ本体は、展開膨張状態において、縦断面形状が上側が下側に比して厚くなるように、パネルの形状を設定した場合は、乗員腹部とリング部との間にエアバッグが侵入し易くなる。
【００３６】
さらに、展開膨張状態のバッグ本体の上側を厚くした構成において、上開口端における開口径を下開口端における開口径より大きくした場合は、エアバッグの展開膨張がより円滑となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗員（運転者）とステアリングホイールの垂直方向の位置関係を示すモデル図
【図２】同じく水平方向の位置関係を示すモデル図
【図３】本発明の一実施形態におけるエアバッグのフロントパネルを内側から見た平面図
【図４】図３の４−４線（上下方向中心線）部位におけるエアバッグを膨らました状態のモデル断面図
【図５】図３のエアバッグの分解斜視図（インフレータを含む。）
【図６】本発明のエアバッグを組み込むステアリングホイールの一例を示す平面図
【図７】図６の７−７線概略断面図
【図８】同じくエアバッグ作動時におけるエアバッグの展開態様を示す図６の８−８線概略断面図
【符号の説明】
１２ ステアリングホイール
１４ 乗員身体（運転者身体）
１６ リング部（リム部）
１８ エアバッグ
２０ ガス流入口
２１ インフレータ
２２ フロントパネル（底面パネル）
２４ リアパネル（天井パネル）
２６ バッグ本体
２８ 整流パネル
３０ 左半径方向流路
３２ 右半径方向流路
３４ 上開口端
３６ 下開口端
３８ 左周方向流路
４０ 右周方向流路
Ｃ バッグ（リング部）の上下方向中心線

Claims (2)

1. ステアリングホイール用エアバッグ装置に組み付けられ、パネル（基布）から形成されるエアバッグであって、
   展開膨出完了時の乗員側から見た（以下、「上下・左右・前後」はこれを基準とする。）平面外周形状が略円形の袋体であり、
   ガス流入口を備えたフロントパネルと、該フロントパネルに対向するリアパネルとからなるバッグ本体と、該バッグ本体内に前記ガス流入口に対面して配設される整流布体とを備えたエアバッグにおいて、
   前記整流布体が、前記ガス流入口から左右両側に分岐し前記バッグ本体の外周縁まで伸びる一対の左・右半径方向流路と、該左・右半径方向流路の先端から前記バッグ本体の周縁に沿って上下に伸び、それぞれ前記バッグ本体の上下方向中心線に向かってガス流出可能な位置に上・下開口端を備えた一対の左・右周方向流路を形成するものであり、且つ、
   前記リアパネルが上に向かって幅広にされて、
   前記バッグ本体が、展開膨張状態において、縦断面形状が前記ガス流入口を挟んで上側が下側に比して厚くなるように、前記パネル形状が設定されていることを特徴とするステアリングホイール用エアバッグ。
2. 前記上開口端における開口径が前記下開口端における開口径より大きいことを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール用エアバッグ。

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