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JP5046777B2 - エアバッグ装置 - Google Patents
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JP5046777B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両に搭載されるエアバッグ装置に関し、特に、エアバッグ装置の作動時にエアバッグを円滑に車内に開放することができるエアバッグ装置に関する。
自動車等の車両には、衝突時等にエアバッグを車内で膨張展開させて乗員を拘束するエアバッグ装置が搭載されているのが一般的である。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、通常時はその存在を意識できないように車両構造物内に格納されており、衝突時等の緊急時には車両構造物を突き破ってエアバッグを膨張展開させるようになっている。したがって、エアバッグ装置のエアバッグ開放部は、通常時は車内内装品と同化するようにカバーしておかなければならない一方で、緊急時にはエアバッグを円滑かつ迅速に開放できるようにしておかなければならない。
ここで、図5は、助手席用エアバッグ装置を示す断面図である。助手席用エアバッグ装置は、助手席の前面に配置されているインストルメントパネル91の車体側に内装されている。また、図5に示すように、助手席用エアバッグ装置は、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(図示せず)と、エアバッグにガスを供給するインフレータ92と、エアバッグ及びインフレータ92を収容するリテーナ93と、インストルメントパネル91に装着されるアウターパネル94と、アウターパネル94の内側に接続されるとともにリテーナ93を係止するインナーケース95と、を備えている。なお、リテーナ93は、接合部材96を介して固定部材97に連結され固定されている。
前記インストルメントパネル91には、開口部91aが形成されており、エアバッグを開放できるようになっている。開口部91aには、アウターパネル94がクリップ94a等で装着されており、その表面はインストルメントパネル91と同化するように加工されている。また、アウターパネル94の内側には、エアバッグ展開時に割れ易くするための複数の切欠94bが形成されている。この切欠94bにより、アウターパネル94は、固定部94cと、扉部94dに区分けされる。
前記インナーケース95は、アウターパネル94の内側に接続されるインナーパネル95aと、リテーナ93を収容する空間を形成する側壁95bと、から構成されている。また、側壁95bには複数の係止孔95cが形成されており、リテーナ93に接続されたフック93aが係止されるようになっている。また、インナーパネル95aは、中央部で2つに分割されており、各インナーパネル95aは、アウターパネル94の固定部94cに接続される支持部951と、扉部94dに接続されるフラップ部952と、支持部951とフラップ部952との間に形成されたヒンジ部953と、から構成されている。ヒンジ部953は、図5に示すように、略U字形状をなしており、ヒンジ部953の頂部と各支持部951及び各フラップ部952と滑らかに接続されている。なお、ヒンジ部953とアウターパネル94との間には幅wの非溶着部が形成される。
上述した助手席用エアバッグ装置は、車両衝突時等の緊急時にインフレータ92を作動させてエアバッグ(図示せず)にガスを供給する。エアバッグは、リテーナ93及びインナーケース95内で膨張し、インナーパネル95a及びアウターパネル94を押圧する。アウターパネル94は、扉部94d間の切欠94bで分割され、エアバッグを車内に開放する。エアバッグの膨張展開が進むにつれ、アウターパネル94の扉部94dはインストルメントパネル91側に回転し、固定部94cと扉部94dの間の切欠94bでさらに分割される。このとき、アウターパネル94の固定部94c及び扉部94dは、それぞれインナーパネル95aに接続されているため、切欠94bで分割されたとしても扉部94dが離散することはない。そして、扉部94dは、インナーパネル95aのヒンジ部953の作用により、インストルメントパネル91側にさらに回転され観音開きされる。
ここで、インナーケース95は、一般に樹脂により形成されており、周囲の温度の影響を受け易く、硬化したり軟化したりするため、アウターパネル94を適切に観音開きさせるためにはヒンジ部953の形状を工夫する必要がある。例えば、特許文献1に記載されたヒンジ部は、アウターパネルから離間する方向に膨出するとともに、固定部側からドア補強部側に向かって徐々に薄肉となるように形成されている(特許文献1、図4参照)。また、特許文献2に記載のヒンジ部は、屈曲頂部が湾曲ヒンジ部の他部より薄肉となるように形成されている(特許文献2、図4参照)。
特開2006−96267号公報、図4 特表2003−137057号公報、図4
しかしながら、特許文献1に記載のヒンジ部では、固定部側が全体的に厚く形成されているため、アウターパネルを観音開きさせる際の伸び上がり量が少なく、ヒンジ部全体(すなわち、U字形状部の径)を大きく形成して不足分を補わなければならない。ところが、U字形状部の径を大きくすると、アウターパネルとインナーパネルとの非溶着部の幅w(図5参照)が増加してしまい、アウターパネルの補強としての効果が薄れてしまうという問題がある。また、ヒンジ部を大きくすると、エアバッグの膨張展開時にヒンジ部全体が押圧されてしまい、アウターパネルを円滑に観音開きさせることができない等の問題も生じる。
また、特許文献2に記載のヒンジ構造では、アウターパネルの観音開き時に最も伸び易い個所(屈曲頂部)が薄肉に形成されているため、屈曲頂部に応力が集中し過ぎてしまうという問題が生じる。
本発明は、上述の課題に鑑み創案された発明であり、エアバッグを円滑に車内に開放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、前記エアバッグを収容するリテーナと、車両構造物に形成されたエアバッグ開放用の開口部を覆うアウターパネルと、該アウターパネルの内側に接続されるとともにリテーナを係止するインナーケースと、有するエアバッグ装置であって、前記アウターパネルは、エアバッグ展開時に前記開口部を開放する扉部と、前記車両構造物に接続される固定部とを有し、前記インナーケースは、前記アウターパネルに接続されるインナーパネルと、前記リテーナを収容する空間を形成する側壁と、を有し、前記インナーパネルは、前記扉部に接続されるフラップ部と、前記固定部に接続される支持部と、前記フラップ部と前記支持部との間に形成された略U字形状のヒンジ部と、を有し、前記開口部、前記アウターパネル及び前記インナーパネルから構成されるエアバッグ開放部構造において、前記ヒンジ部は、前記エアバッグが開放される方向に延びた直線部を有し、前記直線部は、少なくとも前記ヒンジ部の頂部と前記支持部との間に形成されており、前記インナーパネルは、乗員側と車両構造物側に対峙するように配置されており、該インナーパネルの一方又は両方のヒンジ部に前記直線部が形成されており、前記直線部と前記支持部との間に傾斜部が形成され、該傾斜部と前記直線部との間に低剛性部が形成されている、ことを特徴とするエアバッグ装置が提供される。
また、前記直線部は、前記支持部又は前記ヒンジ部の頂部よりも薄肉に形成されていてもよいし、前記ヒンジ部の頂部と前記支持部及び前記フラップ部との間の両方に形成されていてもよいし、前記側壁と略平行に形成されていてもよい。
上述した本発明のエアバッグ装置によれば、ヒンジ部に直線部を形成したことにより、エアバッグの開放方向に対する剛性を高くすることができる。したがって、エアバッグの膨張展開時にヒンジ部が押圧されてもエアバッグ開放方向の変形を低減することができ、エアバッグを円滑に車内に開放することができる。また、ヒンジ部に直線部を形成したことにより、ヒンジ部の幅を狭くすることができ、アウターパネルとインナーパネルとの非溶着部の幅を狭くすることができ、アウターパネルの補強材としての効果を向上させることができる。さらに、ヒンジ部に直線部を形成したことにより、ヒンジ部の幅を広くすることなくヒンジ部を長く設定することができ、アウターパネルの展開に必要なヒンジ部のストロークを効果的に取ることができ、ヒンジ部の柔軟性を担保することができる。
また、直線部をヒンジ部の頂部と支持部との間に形成することにより、従来のヒンジ部の形状を継承しつつ、本発明の優れた効果を容易に発揮させることができる。また、直線部と支持部との間に傾斜部を形成することにより、ヒンジ部の幅を狭くしつつヒンジ部の回転を補助することができる。また、直線部を薄肉に形成することにより、剛性の必要な箇所の剛性を維持しつつヒンジ部の回転に必要な柔軟性を担保することができる。また、対向する一対のヒンジ部を有する場合に、本発明を適用する箇所は任意に設定することができ、いずれか一方又は両方に本発明を適用した場合であっても、上述した本発明の効果を発揮させることができる。
以下、本発明の実施形態について図1〜図4を用いて説明する。ここで、図1は、助手席用エアバッグ装置を示す図であり、(A)は断面図、(B)は図1(A)におけるB部拡大図である。
図1に示した助手席用エアバッグ装置は、助手席の前面に配置されているインストルメントパネル1の車体側に内装されている。また、図1(A)に示すように、助手席用エアバッグ装置は、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(図示せず)と、エアバッグにガスを供給するインフレータ2と、エアバッグ及びインフレータ2を収容するリテーナ3と、インストルメントパネル1に装着されるアウターパネル4と、アウターパネル4の内側に接続されるとともにリテーナ3を係止するインナーケース5と、を備えている。また、リテーナ3は、接合部材6を介して固定部材7に連結され固定されている。なお、インフレータ2は、リテーナ3に収容せずに、リテーナ3に外付けするようにしてもよい。
前記インストルメントパネル1には、エアバッグ開放用の開口部1aが略矩形に形成されており、エアバッグを開放できるようになっている。開口部1aには、アウターパネル4が複数のクリップ4aで装着されており、その表面はインストルメントパネル1と同化するように加工されている。アウターパネル4の内側には、エアバッグ展開時に割れ易くするための複数の切欠4bが形成されている。この切欠4bにより、アウターパネル4は、一対の固定部4c,4cと、一対の扉部4d,4dに区分けされる。また、図1(A)に示した3箇所の切欠4b,4b,4bは、一連の線状溝により形成されていてもよい。なお、ここではアウターパネル4とインストルメントパネル1とが別部材の場合について説明したが、アウターパネル4とインストルメントパネル1とは一体に形成されていてもよい。この場合、固定部4c,4cとインストルメントパネル1とが連接するように形成される。すなわち、扉部4d,4dで覆われている部分が開口部1aに相当することとなる。
前記インナーケース5は、アウターパネル4の内側に接続されるインナーパネル5aと、リテーナ3を収容する空間を形成する側壁5bと、から構成されている。ここで、アウターパネル4とインナーパネル5aの接続には、振動溶着、超音波溶着、ボルト留め、リベット留め、接着剤留め、熱かしめ等、種々の接合方法を適用することができる。また、側壁5bには複数の係止孔5cが形成されており、リテーナ3に接続されたフック3aが係止されるようになっている。また、インナーパネル5aは、中央部で2つに分割されており、各インナーパネル5aは、アウターパネル4の固定部4cに接続される支持部51と、扉部4dに接続されるフラップ部52と、支持部51とフラップ部52との間に形成されたヒンジ部53と、から構成されている。ヒンジ部53は、エアバッグ開放方向と反対方向の側に凸な形状となるように略U字形状をなしている。なお、エアバッグ開放部構造は、開口部1aとアウターパネル4とインナーパネル5aとから構成されている。
前記ヒンジ部53は、図1(B)に示すように、頂部53aと、支持部51と頂部53aとを接続する支持部側接続部53bと、フラップ部52と頂部53aとを接続するフラップ側接続部53cと、を有し、支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cは、エアバッグが開放される方向に延びた直線部を有する。かかる直線部を形成することにより、エアバッグの膨張展開時にヒンジ部53がエアバッグにより押圧される時の剛性を高くすることができ、ヒンジ部53の変形を低減することができる。また、ヒンジ部53の幅を狭くすることができ、アウターパネル4とインナーパネル5aとの非溶着部の幅wを狭くすることができ、アウターパネル4の補強材としての効果を向上させることができる。さらに、支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cの直線部の長さを調節することにより、アウターパネル4の展開に必要なヒンジ部53のストロークを任意に設定することができ、ヒンジ部53の柔軟性を担保することができる。
エアバッグは、インナーケース5の側壁5bに沿って開放されるため、支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cの直線部は、側壁5bに略平行に形成されると言うこともできる。例えば、側壁5bの軸をC1とし、支持部側接続部53bの直線部の軸をC2とした場合、理想的には軸C1と軸C2とは平行に形成される。実際には、製作工程における金型の関係上、軸C1と軸C2とが形成する角度αは、例えば、1°〜5°の範囲に設定される。したがって、上述した略平行とは角度αが0°ではない場合も含む概念である。
また、支持部51と支持部側接続部53bとの間には、傾斜部54が形成されている。かかる傾斜部を形成することにより、支持部51と支持部側接続部53bとを効率的に接続することができ、ヒンジ部53の幅を狭くするとともにヒンジ部53の回転を補助することができる。かかる傾斜部54がない場合には、エアバッグの膨張展開時に支持部側接続部53bを約270°回転させなければならないが、傾斜部54を形成することによりエアバッグの膨張展開時における支持部側接続部53bの回転角度を小さくすることができる。また、傾斜部54から支持部側接続部53bに移行する際にヒンジ部53の肉厚が薄くなるようにしている。このように、支持部側接続部53b、頂部53a及びフラップ側接続部53cの肉厚を薄くすることにより、支持部51側の剛性を維持しつつ、ヒンジ部53の柔軟性を担保することができ、フラップ部52を支持部51側に回転させ易くすることができる。さらに、傾斜部54と支持部側接続部53bの移行部は、アウターパネル4を展開する際の起点となる低剛性部54aを構成し、ヒンジ部53の回転を補助する。
なお、傾斜部54と支持部側接続部53bの移行部の形状は一例であり、必ずしも低剛性部54aを形成する必要はない。また、低剛性部54aの他の構成として、複数のパンチ孔を形成したり、複数の小さい凹凸を形成したり、表面に複数の切り込みを入れたり、複数のスリットを形成したり、材質を剛性の低いものに変更したり等、種々の形態を採用することができる。
次に、図1に示した助手席用エアバッグ装置のエアバッグ展開時の動作について、図2を参照しつつ説明する。ここで、図2は、図1に示した助手席用エアバッグ装置のエアバッグ展開時の動作を示した図であり、(A)はエアバッグ膨張初期段階、(B)はアウターパネル押圧段階、(C)はアウターパネル分割段階、(D)は扉部回転段階である。
図2(A)に示すエアバッグ膨張初期段階は、インナーケース5の内部でエアバッグ8が膨張し始めた段階である。エアバッグ装置は、車両の衝突等を感知又は検知したECU(電子制御ユニット)から所定の信号を受け取るとインフレータ2からエアバッグ8にガスを供給する。エアバッグ8は、図の矢印方向に膨張し、一方のヒンジ部53と接触する。このとき、本発明では、ヒンジ部53の幅を狭くすることができるため、エアバッグ8が膨張する段階でヒンジ部53が邪魔になり難い。また、支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cに直線部が形成されているため、剛性が高く、エアバッグ8により押圧されても変形し難くなっている。
図2(B)に示すアウターパネル押圧段階は、エアバッグ8がインナーケース5内で膨張し、アウターパネル4を押圧する段階である。エアバッグ8は、図2(A)の状態から更に図の矢印方向に膨張し、他方のヒンジ部53と接触し、最終的にインナーパネル5aのフラップ部52を押圧する。この段階においても、ヒンジ部53の変形は抑制されている。
図2(C)に示すアウターパネル分割段階は、エアバッグ8がアウターパネル4を押圧し、アウターパネル4を、固定部4c,4cと扉部4d,4dとに分割する段階である。ヒンジ部53の作用により、固定部4cと扉部4dの間の切欠4bよりも、扉部4dと扉部4dの間の切欠4bの方が先に分割される。このとき、アウターパネル4の扉部4dの分割に伴って、ヒンジ部53は回転を開始する。なお、アウターパネル4の扉部4dは、固定部4cから切り離されるが、内側にインナーパネル4aが接続されているため離散することはない。
図2(D)に示す扉部回転段階は、エアバッグ8の膨張の進行に合わせて扉部4dがヒンジ部53を中心に固定部4c側に回転していく段階である。このとき、ヒンジ部53は、エアバッグ8の膨張により押し上げられて上方に伸び上がることになるが、支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cの直線部により、十分なストロークのヒンジ部53が形成されており、円滑に扉部4dを回転させることができる。また、アウターパネル4とインナーパネル5aとの非溶着部の幅wが狭く形成されているため、扉部4dの飛び上がり量を小さくすることができ、扉部4dが回転中に固定部4cに接触した場合であっても、その衝撃荷重を低くすることができる。
次に、ヒンジ部の他の実施形態について説明する。ここで、図3は、ヒンジ部の他の実施形態を示す図であり、(A)は第二実施形態、(B)は第三実施形態、(C)は第四実施形態、である。
図3(A)に示す第二実施形態は、支持部側接続部53bに直線部を形成し、フラップ側接続部53cには直線部を形成しない場合を示している。このように、支持部側接続部53bにのみ直線部を形成した場合であっても、従来のヒンジ部のように直線部を有しない場合よりも、エアバッグ開放方向の剛性を高くすることができる。
図3(B)に示す第三実施形態は、支持部51と側壁部5bとが略90°に構成されている場合を示している。この場合、エアバッグは、側壁部5bに沿って開放されるため、支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cの直線部も支持部51と略90°をなす方向に形成されている。
図3(C)に示す第四実施形態は、頂部53aの肉厚を支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cの肉厚よりも厚くした場合を示している。この場合、ヒンジ部53の回転時に延び易い頂部53aの剛性を高くすることができる。また、結果的に、支持部側接続部53b及びフラップ側接続部53cは薄肉部を構成することとなり、回転起点となり易い低剛性部を構成し、ヒンジ部53の回転を補助することができる。
次に、本発明のヒンジ部を助手席用エアバッグ装置に適用した場合の変形例について説明する。ここで、図4は、図1に示した助手席用エアバッグ装置の変形例であり、(A)は第二変形例、(B)は第三変形例である。なお、リテーナ3等の部品については図を省略してある。
図4(A)に示した第二変形例は、乗員側のヒンジ部53hに本発明のヒンジ構造を適用し、フロントウィンドウ側のヒンジ部53fに従来のヒンジ構造を適用した場合を示している。例えば、エアバッグがロール折により折り畳まれている場合には、乗員側のヒンジ部53hの方がエアバッグにより押圧される荷重が大きく、フロントウィンドウ側のヒンジ部53fよりも高い剛性が要求される。このような場合に、ヒンジ部53hに本発明のヒンジ構造を適用することにより、ヒンジ部53hの剛性を高くすることができ、効果的である。
図4(B)に示した第三変形例は、フロントウィンドウ側のヒンジ部53fに本発明のヒンジ構造を適用し、乗員側のヒンジ部53hに従来のヒンジ構造を適用した場合を示している。例えば、インストルメントパネル1とフロントウィンドウとの隙間が狭く、フロントウィンドウ側の扉部4dの飛び上がり量を抑制したい場合に、ヒンジ部53fに本発明のヒンジ構造を適用すると効果的である。本発明のヒンジ構造では、剛性を高くすることができるため、ヒンジ部53fを小型化することができ、扉部4dの飛び上がり量を小さくすることができる。
上述した実施形態では助手席用エアバッグ装置に基づいて説明したが、本発明は助手席用エアバッグ装置に限定されるものではなく、車両構造物に形成されたエアバッグ開放用の開口部と、開口部を覆うアウターパネルと、アウターパネルの内側に接続されるインナーパネルと、を備え、アウターパネルは、エアバッグ展開時に前記開口部を開放する扉部と、車両構造物に接続される固定部とを有し、インナーパネルは、扉部に接続されるフラップ部と、固定部に接続される支持部と、フラップ部と支持部との間に形成された略U字形状のヒンジ部と、を有するエアバッグ開放部構造であれば、どの部分に設けられるエアバッグ装置にも適用することができる。
また、本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、車両構造物はインストルメントパネルの他にドア部・天井部・ステアリング部等であってもよい、図3に示した実施形態を適宜組み合わせるようにしてもよい等、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。
助手席用エアバッグ装置を示す図であり、(A)は断面図、(B)は図1(A)におけるB部拡大図である。 図1に示した助手席用エアバッグ装置のエアバッグ展開時の動作を示した図であり、(A)はエアバッグ膨張初期段階、(B)はアウターパネル押圧段階、(C)はアウターパネル分割段階、(D)は扉部回転段階である。 ヒンジ部の他の実施形態を示す図であり、(A)は第二実施形態、(B)は第三実施形態、(C)は第四実施形態、である。 図1に示した助手席用エアバッグ装置の変形例であり、(A)は第二変形例、(B)は第三変形例である。 従来の助手席用エアバッグ装置を示す断面図である。
符号の説明
1,91 インストルメントパネル
1a,91a 開口部
2,92 インフレータ
3,93 リテーナ
3a,93a フック
4,94 アウターパネル
4a,94a クリップ
4b,94b 切欠
4c,94c 固定部
4d,94d 扉部
5,95 インナーケース
5a,95a インナーパネル
5b,95b 側壁
5c,95c 係止孔
51,951 支持部
52,952 フラップ部
53,953 ヒンジ部
53a 頂部
53b 支持部側接続部
53c フラップ側接続部
54 傾斜部
54a 低剛性部
55 接合部
6,96 連結部材
7,97 固定部材
8 エアバッグ

Claims (4)

  1. 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、前記エアバッグを収容するリテーナと、車両構造物に形成されたエアバッグ開放用の開口部を覆うアウターパネルと、該アウターパネルの内側に接続されるとともにリテーナを係止するインナーケースと、有するエアバッグ装置であって、
    前記アウターパネルは、エアバッグ展開時に前記開口部を開放する扉部と、前記車両構造物に接続される固定部とを有し、前記インナーケースは、前記アウターパネルに接続されるインナーパネルと、前記リテーナを収容する空間を形成する側壁と、を有し、
    前記インナーパネルは、前記扉部に接続されるフラップ部と、前記固定部に接続される支持部と、前記フラップ部と前記支持部との間に形成された略U字形状のヒンジ部と、を有し、
    前記開口部、前記アウターパネル及び前記インナーパネルから構成されるエアバッグ開放部構造において、
    前記ヒンジ部は、前記エアバッグが開放される方向に延びた直線部を有し、
    前記直線部は、少なくとも前記ヒンジ部の頂部と前記支持部との間に形成されており、
    前記インナーパネルは、乗員側と車両構造物側に対峙するように配置されており、該インナーパネルの一方又は両方のヒンジ部に前記直線部が形成されており、
    前記直線部と前記支持部との間に傾斜部が形成され、該傾斜部と前記直線部との間に低剛性部が形成されている、
    ことを特徴とするエアバッグ装置。
  2. 前記直線部は、前記支持部又は前記ヒンジ部の頂部よりも薄肉に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のエアバッグ装置。
  3. 前記直線部は、前記ヒンジ部の頂部と前記支持部及び前記フラップ部との間の両方に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のエアバッグ装置。
  4. 前記直線部は、前記側壁と略平行に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のエアバッグ装置。
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