(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-14
(45)【発行日】2022-09-26
(54)【発明の名称】運転席用エアバッグ装置
(51)【国際特許分類】
B60R 21/215 20110101AFI20220915BHJP
B60R 21/203 20060101ALI20220915BHJP
【ＦＩ】
B60R21/215
B60R21/203
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021501864
(86)(22)【出願日】2020-02-07
(86)【国際出願番号】 JP2020004892
(87)【国際公開番号】W WO2020170864
(87)【国際公開日】2020-08-27
【審査請求日】2021-05-31
(31)【優先権主張番号】P 2019027905
(32)【優先日】2019-02-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】503358097
【氏名又は名称】オートリブ ディベロップメント エービー
(74)【代理人】
【識別番号】100124110
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 大介
(74)【代理人】
【識別番号】100120400
【弁理士】
【氏名又は名称】飛田 高介
(72)【発明者】
【氏名】森田 和樹
(72)【発明者】
【氏名】安部 和宏
【審査官】飯島 尚郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－００６３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０３８１０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０７１６８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０７６３８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５７３０４６０（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２００８－１０５５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１７３９９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－３１２６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０７６６１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第３９９１７３９（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２００８－０９４３４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｒ ２１／１６－２１／３３
Ｂ６２Ｄ １／００－ １／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のステアリングホイールと、インフレータおよびエアバッグクッションを含み該ステアリングホイールに収容されるエアバッグモジュールとを備えた運転席用エアバッグ装置であって、前記ステアリングホイールは、
中央のハブと、
乗員が把持するリムとを有し、
前記リムは、前記ハブの上方の範囲が一部省略された形状、または該ハブの上方に位置する部位が該ハブの左右に位置する部位に比べて該ハブ側に近づいた形状になっていて、
前記ハブは、
前記エアバッグモジュールを収容するモジュール収容部と、
前記モジュール収容部を覆い前記エアバッグクッションの膨張圧で開裂可能なカバーとを有し、
前記カバーは、前記エアバッグクッションの膨張圧を受けると開く複数のカバードアを含み、
前記複数のカバードアは少なくとも２枚あり、該２枚のカバードアは前記カバーを左右に二分していて、
前記カバーが開裂した状態において、前記複数のカバードアは前記ハブの中央から見て左右斜め上方向それぞれに向かって開いていて該ハブの下方に存在するリムに接触せず、該ハブの中央から見て直上方向には、該複数のカバードアの無い空間部が形成されていることを特徴とする運転席用エアバッグ装置。
【請求項2】
前記カバーは、前記エアバッグクッションの膨張圧によって開裂可能で前記複数のカバードアの形状を規定する溝部と、
前記ハブの中央から左右斜め上方向に離れたそれぞれの箇所に形成される前記溝部の端点同士の間の開裂しないヒンジと、を有す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装置。
【請求項3】
前記ヒンジは、前記ハブの中央を原点として当該中央を通る水平線に対して４５°±１５°の角度の領域に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の運転席用エアバッグ装置。
【請求項4】
前記溝部のうち前記ハブの中央の下側の範囲は、該ハブの中央の上側の範囲よりも深く彫られていることを特徴とする請求項２または３に記載の運転席用エアバッグ装置。
【請求項5】
前記溝部のうち前記ハブの中央の下側の範囲は、該ハブの中央の上側の範囲よりも薄肉であることを特徴とする請求項２または３に記載の運転席用エアバッグ装置。
【請求項6】
前記カバーは、上側が下側に比べて車両前方に傾いた形状になってい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装置。
【請求項7】
前記インフレータの一部は、前記エアバッグクッション内に挿入されていて、該一部には所定のガス排出口が形成されていて、当該運転席用エアバッグ装置はさらに、前記エアバッグクッション内に設置されていて前記インフレータの一部を覆う整流布を備え、
前記整流布は、前記インフレータの一部の下方に開口部を有してい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装置。
【請求項8】
前記エアバッグクッションは、前記ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、
前記乗員側に位置する乗員側パネルと、
前記ステアリング側パネルの縁と前記乗員側パネルの縁とをつないでいて該エアバッグクッションの側部を構成するサイドパネルと、
前記サイドパネルのうち前記ハブの中央に対する左右斜め上方それぞれの箇所に設けられてガスを排出する第１のベントホールとを含む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装置。
【請求項9】
前記エアバッグクッションは、前記ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、
前記乗員側に位置する乗員側パネルと、
前記ステアリング側パネルの縁と前記乗員側パネルの縁とをつないでいて該エアバッグクッションの側部を構成するサイドパネルと、
前記ステアリング側パネルのうち前記ステアリングホイールおよび前記複数のカバードアの重ならない箇所に設けられてガスを排出する第２のベントホールとを含む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装置。
【請求項10】
前記エアバッグクッションは、前記ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、
前記乗員側に位置する乗員側パネルと、
前記ステアリング側パネルの縁と前記乗員側パネルの縁とをつないでいて該エアバッグクッションの側部を構成するサイドパネルと、
前記サイドパネルと前記ステアリング側パネルとの境界のうち前記ハブの中央に対する左右斜め上方それぞれの箇所を開放した状態になっていてガスを排出する第３のベントホールを含む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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、緊急時に乗員を拘束する運転席用エアバッグ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、車両のステアリングホイールには、運転席用エアバッグ装置がほぼ標準装備されている。運転席用エアバッグ装置のエアバッグクッションは、主にステアリングホイールの中央のハブに収容されていて、樹脂製のカバー等をその膨張圧で開裂して乗員の前方に膨張展開する。通常、ステアリングホイールは、上側が車両前方へ傾斜した姿勢になっている。例えば特許文献１では、エアバッグ１の上部を車両前後方向に厚くすることで、傾斜したステアリングホイールから膨張展開した際にもフロント面１ｆ（乗員拘束面）が鉛直になる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３９９１７３９号公報
【発明の概要】
【0004】
近年、電気的な信号を介して操舵力をホイールに伝える新たなステアリングホイールが開発されつつあり、ステアリングホイールのデザインが多様化している。特に、電気的に接続される新たなステアリングホイールは、ステアリングシャフトを介して操舵力を物理的に伝える従来のステアリングホイールと異なり、大きく回転させる必要が無い。具体的には、新たなステアリングホイールのリムは、従来のリムのように左右の手で持ちかえながら１８０°以上に回転させる操作が不要であるため、円環状である必要が無い。したがって、新たなステアリングホイールは、例えば中央のハブに対して左右にのみリムが存在したり、リムの上部がハブに近づいた扁平な形状になっていたりするなど、円形以外の異形のデザインを採用することが可能になっている（以下、円環状以外のリムを備えたステアリングホイールを「異形ステアリングホイール」と称呼する）。
【0005】
通常のエアバッグクッションは、ステアリングホイールのハブのカバーを開裂して膨張展開するところ、上記異形ステアリングホイールと組み合わせて実施するには、開裂したときのカバーの構成にも工夫が要る。例えば、異形ステアリングホイールは、ハブの上側にリム等の構造物が存在しないことが多い。この場合、カバーを直上に向けて開裂させると、周囲に他の構造物が存在しないことで、カバーの開裂した部分と乗員とが接触する可能性がある。加えて、カバーの開裂した部分がリムやスイッチ類に接触することも避ける必要がある。
【0006】
また、上記特許文献１に開示されたエアバッグ１であれば、リヤパネル７がフロントパネル８よりも大径になっていて、ステアリングホイール４から反力を効率よく得ることが可能になっている。しかしながら、上述した異形ステアリングホイールは、従来の円形のステアリングホイールに比べて小型かつ偏った形状であり、エアバッグクッションとの接触範囲が減るため、エアバッグクッションの展開挙動や姿勢が不安定になるおそれがある。
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、このような課題に鑑み、膨張展開時の安全面に配慮しつつ乗員を十全に拘束することが可能な運転席用エアバッグ装置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】
【0008】
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装置の代表的な構成は、車両のステアリングホイールと、インフレータおよびエアバッグクッションを含みステアリングホイールに収容されるエアバッグモジュールとを備えた運転席用エアバッグ装置であって、ステアリングホイールは、中央のハブと、乗員が把持するリムとを有し、リムは、ハブの上方の範囲が一部省略された形状、またはハブの上方に位置する部位がハブの左右に位置する部位に比べてハブ側に近づいた形状になっていて、ハブは、エアバッグモジュールを収容するモジュール収容部と、モジュール収容部を覆いエアバッグクッションの膨張圧で開裂可能なカバーとを有し、カバーは、エアバッグクッションの膨張圧を受けると開く複数のカバードアを含み、前記カバーが開裂した状態において、複数のカバードアはハブの中央から見て左右斜め上方向それぞれに向かって開いていて、ハブの中央から見て直上方向にはカバードアの無い空間部が形成されていることを特徴とする。
【0009】
近年開発が進んでいる新たなステアリングホイールには、従来のような円形でないものも多く、ハブの左右にのみリムが存在していたり、リムのうちハブの上側の部位が該ハブ側に近づいた形状になっていたりするなど、様々なデザインのものが存在する。これらの円形以外の異形ステアリングホイールは、ハブの直上の方向にカバードアを開かせると、周囲にカバードアと乗員との接触を避ける構造物が存在しない場合がある。そこで、上記構成では、カバードアが、ハブの中央から見て直上ではなく、主に左右斜め上方に開く構成となっている。この構成によれば、乗員の上半身が前方に倒れるように移動してきたとき、カバードアが真上に開く場合に比べて、カバードアと乗員との接触を避けることができる。
【0010】
また、上記構成であれば、異形ステアリングホイールに対して、カバードアがハブの左右斜め上方に開くことで、カバードアをエアバッグクッションの支持面として利用することができる。特に、カバードアがエアバッグクッションの前部上側を支えることで、エアバッグクッションは後方下側に向かう挙動を得て乗員を好適に拘束することが可能になる。また、左右斜め上方に開くカバードアであれば、ハブの左右や下方に存在するリムやスイッチ類との接触も避けることが可能である。
【0011】
上記の複数のカバードアは少なくとも２枚あり、２枚のカバードアはカバーを左右に二分していてもよい。この２枚のカバードアがハブの左右斜め上方に開くことで、カバードアと乗員やリム等との接触を好適に避けることができる。
【0012】
上記のカバーは、エアバッグクッションの膨張圧によって開裂可能で複数のカバードアの形状を規定する溝部と、ハブの中央から左右斜め上方向に離れたそれぞれの箇所に形成される溝部の端点同士の間の開裂しないヒンジと、を有してもよい。この構成によって、ハブの左右斜め上方に開くカバードアを、好適に実現することができる。
【0013】
上記のヒンジは、ハブの中央を原点として当該中央を通る水平線に対して４５°±１５°の角度の領域に設けられているとよい。この角度の領域に設けたヒンジによって開くカバードアであれば、乗員の頭部や、グリップ等の構造物を効率よく避けることができる。
【0014】
上記の溝部のうちハブの中央の下側の範囲は、ハブの中央の上側の範囲よりも深く彫られていてもよい。この構成によれば、溝部は、上側よりも下側のほうが速く開裂するため、カバードアに左右斜め上方に向かう動きを生じさせることができる。
【0015】
上記の溝部のうちハブの中央の下側の範囲は、ハブの中央の上側の範囲よりも薄肉であってもよい。この構成によっても、溝部は、上側よりも下側のほうが速く開裂するため、カバードアに左右斜め上方に向かう動きを生じさせることができる。
【0016】
上記のカバーは、上側が下側に比べて車両前方に傾いた形状になっていてもよい。この構成のカバーであっても、カバードアがハブの左右斜め上方に開くことで、カバードアを利用してエアバッククッションの前部上側を支え、エアバッグクッションを後方下側に向かって膨張展開させることができる。
【0017】
上記のインフレータの一部は、エアバッグクッション内に挿入されていて、一部には所定のガス排出口が形成されていて、当該運転席用エアバッグ装置はさらに、エアバッグクッション内に設置されていてインフレータの一部を覆う整流布を備え、整流布は、インフレータの一部の下方に開口部を有していてもよい。
【0018】
上記の整流布であれば、インフレータから供給されるガスを開口部から下方へと流すことができ、エアバッグクッションを下部側から膨張させることができる。したがって、エアバッグクッションは、異形ステアリングホイールと乗員の腹部との間に、迅速に入り込むことが可能となる。エアバッグクッションが異形ステアリングホイールと乗員の腹部とに挟まれると、エアバッグクッションの姿勢が安定するため、エアバッグクッションによる乗員の頭部に対する拘束性能も向上する。
【0019】
上記のエアバッグクッションは、ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、乗員側に位置する乗員側パネルと、ステアリング側パネルの縁と乗員側パネルの縁とをつないでいてエアバッグクッションの側部を構成するサイドパネルと、サイドパネルのうちハブの中央に対する左右斜め上方それぞれの箇所に設けられてガスを排出する第１のベントホールとを含んでもよい。サイドパネルの左右斜め上側に設けた第１のベントホールであれば、乗員の存在しない方向にガスを排出することが可能になる。
【0020】
上記のエアバッグクッションは、ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、乗員側に位置する乗員側パネルと、ステアリング側パネルの縁と乗員側パネルの縁とをつないでいてエアバッグクッションの側部を構成するサイドパネルと、ステアリング側パネルのうちステアリングホイールおよびカバードアの重ならない箇所に設けられてガスを排出する第２のベントホールとを含んでもよい。第２のベントホールによれば、乗員の存在しない方向にガスを排出することが可能になる。
【0021】
上記のエアバッグクッションは、ステアリングホイール側に位置するステアリング側パネルと、乗員側に位置する乗員側パネルと、ステアリング側パネルの縁と乗員側パネルの縁とをつないでいてエアバッグクッションの側部を構成するサイドパネルと、サイドパネルとステアリング側パネルとの境界のうちハブの中央に対する左右斜め上方それぞれの箇所を開放した状態になっていてガスを排出する第３のベントホールを含んでも良い。第３のベントホールによっても、乗員の存在しない方向にガスを排出することが可能になる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、膨張展開時の安全面に配慮しつつ乗員を十全に拘束することが可能な運転席用エアバッグ装置を提供可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施形態にかかる運転席用エアバッグ装置の概要を例示する図である。
【符号の説明】
【0024】
１００…運転席用エアバッグ装置、１０２…座席、１０４…クッション、１０４ａ…クッションの上部、１０４ｂ…クッションの下部、１０６…異形ステアリングホイール、１０８…ハブ、１１０…カバー、１１２…インフレータ、１１６…ガス排出口、１１８…スタッドボルト、１２０…乗員側パネル、１２０ａ…乗員側パネルの上端、１２２…ステアリング側パネル、１２４…サイドパネル、１２６ａ、１２６ｂ…第１のベントホール、１３８…乗員、１４０…頭部、１４２…腹部、１６０ …溝部、１６２ａ、１６２ｂ …左右のカバードア、１６４ …エンブレム、１６６ａ、１６６ｂ …左右のヒンジ、２７０ａ、２７０ｂ…第２のベントホール、２８０ａ、２８０ｂ…第３のベントホール、３６０…整流布、３６４…開口部、３６６ａ、３６６ｂ…排気口、３６８…挿入口、Ｌ１…ステアリング側パネルの中央から延ばした仮想線、Ｌ２…サイドパネルと乗員側パネルとの境界、Ｐ１…乗員側パネルの中央、Ｐ２…ステアリング側パネルの高さ方向の中央、Ｐ３…頭部重心、Ｐ４…ハブの中央、Ｓ１…空間部、Ｗ１…クッションの上部の幅、Ｗ２…クッションの下部の幅
【発明を実施するための形態】
【0025】
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。
【0026】
図１は、本発明の実施形態にかかる運転席用エアバッグ装置１００の概要を例示する図である。図１（ａ）は運転席用エアバッグ装置１００の稼動前の車両を例示した図である。以降、図１その他の図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Back)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Left)、R(Right)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(up)、D(down)で例示する。
【0027】
本実施形態では、運転席用エアバッグ装置１００を、左ハンドル車における運転席用（前列左側の座席１０２）のものとして実施している。以下では、前列右側の座席１０２を想定して説明を行うため、例えば車幅方向車外側（以下、車外側）とは車両左側を意味し、車幅方向内側（以下、車内側）とは車両右側を意味する。また、本実施形態に関しては、座席１０２に正規に着座した乗員から見て、正面の方向を「前」とし、背中側の方向を「後」として記載する。同様に、正規に着座した乗員の右手の方向を「右」とし、左手の方向を「左」として記載する。さらに、このときの乗員の身体の中心に対して、頭部に向かう方向を「上」とし、脚部に向かう方向を「下」とする。
【0028】
運転席用エアバッグ装置のエアバッグクッション（以下、クッション１０４（図１（ｂ）参照））は、折畳みや巻回等された状態で、座席１０２の着座位置の前方にて、ステアリングホイール（後述する異形ステアリングホイール１０６）の中央のハブ１０８の内部に収容されている。ハブ１０８は、クッション１０４およびガスを供給するインフレータ１１２（図４（ｂ）参照）を収容するモジュール収容部１０９およびカバー１１０等を含んで構成されている。このとき、クッション１０４は、インフレータ１１２と共にエアバッグモジュール１０５を構成してモジュール収容部１０９に収容される。
【0029】
本実施形態にてクッション１０４を設置する異形ステアリングホイール１０６は、乗員の操作を電気的な信号に変換してホイールに伝える構成のものを想定している。異形ステアリングホイール１０６は、円環以外の形状のリム１１４を備えていて、従来の円環状のリムを備えたステアリングホイールとは形状が異なっている。リム１１４は、乗員が把持する部位であり、中央のハブ１０８を中心にして回転させる操作を受け付けるが、従来の円環状のリムとは異なり、大きな角度で回転させる操作は不要であるため、左右の手で持ちかえる必要が無い。そのため、リム１１４はハブ１０８の左右および下方にのみ存在する形状になっていて、ハブ１０８の上方の範囲が一部省略された形状になっている。
【0030】
なお、異形ステアリングホイール１０６は、ハブ１０８の上側の一部の範囲が省略された形状を有するものの一例である。異形ステアリング１０６の他の例としては、ハブの上方に位置する部位がハブの左右に位置する部位に比べてハブ側に近づいた形状のものや、ハブの左右にのみリム（グリップ）が存在するものなども含めることができる。
【0031】
図１（ｂ）は運転席用エアバッグ装置１００のクッション１０４の膨張展開後の車両を例示した図である。クッション１０４は、インフレータ１１２（図２（ａ）参照）からのガスによってカバー１１０を開裂しながら膨張を開始し、座席１０２の着座位置の前方に袋状に膨張展開し、前方へ移動しようとする乗員の上半身や頭部を拘束する。クッション１０４は、着座位置側から見て円形で、その表面を構成する複数のパネルを重ねて縫製または接着することによって形成されている。
【0032】
図２は、図１（ｂ）の膨張展開時のクッション１０４を各方向から例示した図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）のクッション１０４を車外側のやや上方から見て例示している。図２（ａ）では、クッション１０４を構成するパネルの一部を切り欠いて、内部のインフレータ１１２を露出させている。
【0033】
本実施形態におけるクッション１０４は、特徴的な形状として、異形ステアリングホイール１０６側（図１（ａ）参照）から乗員側（車両後方側）に向かって径の広がった、円錐台に近い形状になっている。
【0034】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のクッション１０４を車幅方向左側から例示した図である。クッション１０４は複数のパネルから形成されていて、乗員側に位置する乗員側パネル１２０（乗員から見て手前に位置するためフロントパネルとも称呼される）、異形ステアリングホイール１０６側（図１（ａ）参照）に位置するステアリング側パネル１２２（乗員から見て奥手に位置するためリアパネルとも称呼される）、およびこれら乗員側パネル１２０とステアリング側パネル１２２とをつないでクッション１０４の側部を構成しているサイドパネル１２４とを含んでいる。
【0035】
乗員側パネル１２０は、円形であって、クッション１０４の膨張展開時には乗員を拘束する乗員拘束面として機能する。ステアリング側パネル１２２は、円形であって、クッション１０４（図１（ｂ）参照）の膨張展開時には異形ステアリングホイール１０６（図１（ａ）参照）から反力を得る反力面として機能する。サイドパネル１２４は、ステアリング側パネル１２２の縁の全周と、乗員側パネル１２０の縁の全周とに接合される。
【0036】
クッション１０４のうち、乗員側パネル１２０とステアリング側パネル１２２との間には全体にわたってサイドパネル１２４が介在していて、ステアリング側パネル１２２と乗員側パネル１２０とが直接に縫製される箇所が存在していない。また、クッション１０４には、計３枚のパネルが重なって同時に縫製される箇所も存在していない。これらの構成によって、クッション１０４を袋状に効率よく縫製し製造することが可能になっている。
【0037】
当該クッション１０４は乗員側に広がる円錐台状に膨張展開するため、ステアリング側パネル１２２は乗員側パネル１２０よりも面積が狭い構成となっている。ステアリング側パネル１２２の中央は、インフレータ１１２の一部が挿入され、インフレータ１１２に備えられたスタッドボルト１１８が貫通し、ハブ１０８の内部に固定される。
【0038】
インフレータ１１２は、ガスを供給する装置であって、本実施例ではディスク型（円盤型）のものを採用している。インフレータ１１２は、ガス排出口１１６の形成された一部がステアリング側パネル１２２からクッション１０４内に挿入されていて、不図示のセンサから送られる衝撃の検知信号に起因して稼働し、クッション１０４にガスを供給する。インフレータ１１２は、複数のスタッドボルト１１８が設けられている。スタッドボルト１１８は、クッション１０４のステアリング側パネル１２２を貫通し、上述した異形ステアリングホイール１０６（図１（ａ）参照）のハブ１０８の内部に締結される。このスタッドボルト１１８の締結によって、クッション１０４もハブ１０８の内部に固定されている。
【0039】
なお現在普及しているインフレータには、ガス発生剤が充填されていてこれを燃焼させてガスを発生させるタイプや、圧縮ガスが充填されていて熱を発生させることなくガスを供給するタイプ、または燃焼ガスと圧縮ガスとを両方利用するハイブリッドタイプのものなどがある。インフレータ１１２としては、いずれのタイプのものも利用可能である。
【0040】
膨張展開したクッション１０４は、円錐台に沿った形状でありつつも、全体的にやや傾斜した形状になっている。具体的には、乗員側パネル１２０の高さ方向の中央Ｐ１が、ステアリング側パネル１２２の高さ方向の中央Ｐ２から水平に延ばした仮想線Ｌ１に対して上方に位置するように、傾斜した形状になっている。また、クッション１０４が膨張展開したとき、乗員側パネル１２０はほぼ鉛直に延びるよう配置されているが、ステアリング側パネル１２２は上部が車両前側（図２（ｂ）中左側）に倒れるよう傾斜して配置されている。これによって、車両前後方向において、膨張展開したエアバッグクッション１０４の上部１０４ａの幅Ｗ１は、エアバッグクッション１０４の下部１０４ｂの幅Ｗ２に比べて厚い構成となっている。
【0041】
図２（ｃ）は、図２（ａ）のクッション１０４を上方から例示した図である。クッション１０４は、上方から見ると、ほぼ左右対称な円錐台の形状になっている。サイドパネル１２４には、ガスを排出する２つの第１のベントホール１２６ａ、１２６ｂが設けられている。ベントホール１２６ａ、１２６ｂは、サイドパネル１２４のうち上側の左右２箇所に設けられている。この位置に設けられたベントホール１２６ａ、１２６ｂによれば、クッション１０４の膨張展開時において乗員の存在しない方向にガスを排出することが可能である。
【0042】
【0043】
本実施例では、図２（ｂ）を参照して説明したように、膨張展開したクッション１０４の上部１０４ａは、クッション１０４の下部１０４ｂに比べて、車両前後方向に厚い構成となっている。特に、膨張展開したクッション１０４は、車幅方向から見たとき、サイドパネル１２４と乗員側パネル１２０との境界Ｌ２が上方へ延びるような姿勢で設置されている。緊急時において車両前方に移動しようとする乗員１３８は、クッション１０４の上部１０４ａから早期に接触する。そして、クッション１０４の上部１０４ａは、その厚みをもって乗員１３８の頭部１４０からの荷重を吸収する。
【0044】
図２（ｂ）を参照して説明したように、クッション１０４の下部１０４ｂの車両前後方向の幅Ｗ２は、上部１０４ａの幅Ｗ１に比べて、やや小さい。一般の車両では、ステアリングホイールは車両前側に約２０°から２５°程度の角度で傾斜していて、ステアリングホイールと乗員１３８との間の空間は、下方の腹部１４２側に向かって車両前後方向に狭くなっている。本実施例のクッション１０４であれば、下部１０４ｂに向かうほど車両前後方向の幅は減少していくため、下部１０４ｂが異形ステアリングホイール１０６と腹部１４２との狭い空間に入り込みやすくなっている。
【0045】
上記構成によれば、クッション１０４の下部１０４ｂが異形ステアリングホイール１０６と腹部１４２とによって挟まれることで、クッション１０４の姿勢が崩れ難くなっている。またそれによって、クッション１０４の上部１０４ａの、乗員１３８の頭部１４０に対する拘束性能も向上する構成となっている。特に、クッション１０４の姿勢が安定することで、乗員１３８の頭部１４０の前屈や後屈など、傷害値の高くなりやすい頭部１４０の動きを防ぐことが可能になる。
【0046】
上述したように、本実施例のクッション１０４は、乗員拘束面となる乗員側パネル１２０の面積が広く、異形ステアリングホイール１０６から反力を得るステアリング側パネル１２２の面積が狭い構成となっている。異形ステアリングホイール１０６は、従来の円形のステアリングホイールに比べて、エアバッグクッションとの接触範囲が狭い。ステアリング側パネル１２２は、異形ステアリングホイール１０６に接触しない部分を省くよう、異形ステアリングホイール１０６に応じた寸法に設定することができる。これによって、ステアリング側パネル１２２を構成する材料の使用量を減らしたり、クッション１０４のガス容量を抑えたりすることが可能になり、コスト削減に資することができる。
【0047】
本実施形態のクッション１０４は、小径のステアリング側パネル１２２を採用することで、ガス容量が５０リットルから６０リットルの範囲内に設定することができる。これによって、クッション１０４を構成するパネルの量が抑えられるため、クッション１０４はより小さな収容形態に折り畳み等することができ、収容空間の限られた異形ステアリングホイール１０６にも容易に取り付けることが可能になる。
【0048】
上記範囲内のガス容量であれば、高出力インフレータは不要であり、インフレータ１１２（図２（ａ）参照）としてなるべく小型かつ低廉なものを採用可能になっている。例えば、インフレータ１１２には、出力が２００ｋＰａから２３０ｋＰａの範囲のものを採用することができる。この出力のインフレータであれば、小型かつ低廉であり、軽量化やコスト削減の点で有益である。また、クッション１０４のガス容量を抑えることは、クッション１０４の膨張が完了するまでにかかる時間を早めるため、乗員拘束性能の向上にもつながる。
【0049】
本実施形態では、膨張展開したクッション１０４の乗員側パネル１２０の上端１２０ａは、成人男性の頭部重心の±１００ｍｍの範囲内の高さに位置するよう設定している。例えば、図３の乗員１３８は、平均的な米国成人男性の５０％に適合する体格を模した試験用のダミー人形ＡＭ５０（50th percentile 男性相当で身長１７５ｃｍ、体重７８ｋｇ）を想定したものである。クッション１０４の乗員側パネル１２０の上端１２０ａは、このＡＭ５０の頭部重心Ｐ３の±１００ｍｍの範囲内の高さに位置するよう設定している。
【0050】
乗員１３８の頭部１４０は、乗員側パネル１２０に対して顎や額などから接触すると、前屈や後屈などの回転動作を引き起こすおそれがある。前述したように、頭部１４０の前屈や後屈は、人体の構造上、傷害値が高くなりやすい。本実施形態のクッション１０４は、頭部重心Ｐ３の位置から乗員側パネル１２０を接触させ、頭部１４０を過度に動かすことなく拘束し、傷害値を抑えることを可能にしている。
【0051】
図４は、図１（ａ）の異形ステアリングホイール１０６を各方向から例示した図である。図４（ａ）は、図１（ａ）の異形ステアリングホイール１０６の拡大図である。本実施形態では、クッション１０４（図３参照）の膨張展開時における安全面への配慮と、乗員拘束性能のさらなる向上のために、ハブ１０８のカバー１１０に工夫を施している。
【0052】
以下の説明において、異形ステアリングホイール１０６に関する上下左右の方向について、ハブ１０８の上側などといった表現が登場する。この場合、ハブ１０８の上側とは、異形ステアリングホイール１０６を時計に見立てて、ハブ１０８の中心に時計の針の軸が有るとした場合の３時と９時とを結ぶ直線よりも上側という意味である。異形ステアリングホイール１０６の上部は、車両前側に傾いて設置されることもある。そのため、異形ステアリングホイール１０６の上下方向は、異形ステアリングホイール１０６を時計に見立てたときの１２時と６時とを結ぶ方向であり、現実の鉛直方向とは一致しないことがある。また、異形ステアリングホイール１０６の左右方向は、異形ステアリングホイール１０６を時計に見立てたときの３時または９時の方向である。
【0053】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の異形ステアリングホイール１０６のハブ１０８のＡ－Ａ断面図である。図４（ｂ）に例示するように、ハブ１０８は、エアバッグモジュール１０５を収容するモジュール収容部１０９と、モジュール収容部１０９を覆うカバー１１０とを含んで構成されている。カバー１１０は、クッション１０４の膨張圧で開裂可能になっている。そのため、カバー１１０のモジュール収容部１０９側の面には、開裂を誘発する溝部１６０が彫られている。
【0054】
再び図４（ａ）を参照する。カバー１１０は開裂時に複数のカバードア１６２ａ、１６２ｂが形成される構成になっていて、溝部１６０はカバードア１６２ａの形状を規定している。本実施形態では、カバー１１０には、２枚のカバードア１６２ａ、１６２ｂが形成される構成となっている。カバードア１６２ａ、１６２ｂは、右側のカバードア１６２ａにエンブレム１６４が含まれるようにして、カバー１１０を左右に二分して形成される。また、カバー１１０には、カバードア１６２ａが飛散しないよう、カバー１１０の本体とカバードア１６２ａ、１６２ｂとをつなぐヒンジ１６６ａ、１６６ｂが形成される。
【0055】
図５は、図４（ａ）のカバー１１０が開裂したときの様子を例示した図である。図５は、クッション１０４のステアリング側パネル１２２を透過して異形ステアリングホイール１０６のハブ１０８付近を例示している。本実施形態のカバー１１０は、溝部１６０（図４（ａ）参照）がクッション１０４の膨張圧によって開裂すると、２枚のカバードア１６２ａ、１６２ｂが、ハブ１０８の中央Ｐ４から見て左右斜め上方向それぞれに向かって開く。
【0056】
ヒンジ１６６ａ、１６６ｂは、ハブ１０８の中央Ｐ４から左右斜め上方向に離れたそれぞれの箇所にて、溝部１６０の端点同士の間の開裂しない領域として形成されている。そして、ヒンジ１６６ａ、１６６ｂは、ハブ１０８の中央Ｐ４を原点として、当該中央Ｐ４を通る水平線に対して４５°±１５°の角度の領域、すなわち３０°から６０°の間の角度α１および角度α２の範囲内の領域に設けられている。この構成のヒンジ１６６ａ、１６６ｂによって、異形ステアリングホイール１０６を時計に見立てたとき、左のカバードア１６２ａは１０時と１１時の間の範囲の方向に向かって開き、右のカバードア１６２ｂは１時と２字の間の範囲の方向に向かって開く。
【0057】
異形ステアリングホイール１０６に代表されるように、近年開発が進んでいる新たなステアリングホイールには、従来のような円形でないものも多い。例えば、ハブの左右にのみリムが存在していたり、リムのうちハブの上側の部位が該ハブ側に近づいた形状になっていたりするなど、様々なデザインのものが存在する。これら円形以外の異形ステアリングホイール１０６は、ハブ１０８の直上の方向にカバードアを開かせると、周囲にカバードアと乗員との接触を避ける構造物が存在しないことがある。具体的には、異形ステアリングホイール１０６を時計に見立てたとき、ハブ１０８の中心を通る３時と９時とを結ぶ直線よりも上側の範囲にて、リムが省略されていたり、リムがハブに近づいたデザインになっていたりすることがある。
【0058】
そこで、本実施形態では、左右斜め上方にカバードア１６２ａ、１６２ｂが開く構成を実現している。すなわち、本実施形態では、ハブ１０８の中央Ｐ４から見て直上方向（１２時の方向）に開くカバードアを含んでいない。左右斜め上方に開いたカバードア１６２ａ、１６２ｂであれば、車両の緊急時において、乗員１３８（図３参照）の上半身が前方に倒れるように移動してきたとき、直上に開いたカバードアに比べて、乗員１３８との接触を避けることができる。
【0059】
特に、異形ステアリングホイール１０６は、従来の円形のステアリングホイールに比べて、ハブ１０８の上側（１２時側）にリム１１４が存在しないため、乗員１３８（図３参照）が車両前方に身を乗り出しやすい。例えば、乗員１３８の頭部１４０が、ハブ１０８の上側に位置している可能性もある。このような、乗員１３８が座席１０２から身を乗り出すなど、座席１０２に対して非正規の着座位置（通称アウトオブポジション）にいた場合、カバードアを直上に向けて開かせると、乗員１３８の頭部１４０とカバードアとが接触する可能性はより高まる。そのようなアウトオブポジションの場合であっても、本実施形態であれば、カバー１１０が開裂した状態において、カバードア１６２ａ、１６２ｂが左右の斜め上方に開くため、ハブ１０８の中央Ｐ４から見て直上方向にはカバードア１６２ａ、１６２ｂの無い空間部Ｓ１が形成されている。すなわち、本実施形態であれば、カバードア１６２ａ、１６２ｂが空間部Ｓ１を形成するように左右に開くため、カバー１１０と頭部１４０との接触の可能性を減らすことができる。
【0060】
本実施形態の左右斜め上方に開くカバードア１６２ａ、１６２ｂであれば、ハブ１０８の左右や下方に存在するリム１１４やスイッチ類との接触も避けることができる。カバードア１６２ａ、１６２ｂがリム等の構造物に接触する機会を減らすことで、カバードア１６２ａ、１６２ｂが衝撃で脱落すること等を防止でき、安全性をより高めることができる。
【0061】
また、異形ステアリングホイール１０６に対して左右斜め上方に開くカバードア１６２ａは、クッション１０４の支持面として利用することができる。カバー１１０は、溝部１６０のみで開裂し、そしてヒンジ１６６ａ、１６６ｂのみで動く構成とすることで、カバードア１６２ａ、１６２ｂに所定の剛性が確保できる。カバードア１６２ａ、１６２ｂがエアバッグクッション１０４の前部上側を支えることで、クッション１０４は後方下側に向かう挙動を生じさせることができる。図３を参照して説明したように、クッション１０４を後方下側に向けて膨張展開させることで、クッション１０４を異形ステアリングホイール１０６と乗員１３８の腹部１４２との間に入り込ませ、そしてクッション１０４を異形ステアリングホイール１０６と乗員１３８の腹部１４２とに挟ませることで、クッション１０４の姿勢を崩れ難くして、クッション１０４の乗員１３８の頭部１４０に対する拘束性能を向上させることができる。また、クッション１０４の後方下側に向かう挙動であれば、後方上側に向かう挙動に比べて、乗員１３８の頭部１４０に下方から接触するおそれがないため、乗員１３８の頭部１４０の後屈など、傷害値の高くなりやすい頭部１４０の動きを防ぐことができる。特に、前述したアウトオブポジションの乗員１３８の頭部１４０に対しては、クッション１０４が下方から接触しやすいため、クッション１０４に後方下側に向かう挙動を生じさせることは極めて有効である。
【0062】
再び図４（ａ）を参照する。溝部のうちハブ１０８の中央Ｐ４の下側の範囲Ｅ１は、ハブ１０８の中央Ｐ４の上側の範囲Ｅ２よりも深く彫られていてもよい。言い換えれば、溝部のうちハブ１０８の中央Ｐ４の下側の範囲Ｅ１は、ハブ１０８の中央Ｐ４の上側の範囲Ｅ２よりも薄肉になっているとよい。この構成によれば、溝部１６０は、上側の範囲Ｅ１よりも下側の範囲Ｅ２のほうが先に開裂を誘発し、そして開裂する速度も速くなるため、カバードア１６２ａ、１６２ｂに左右斜め上方に向かう動きを効率よく生じさせることができる。
【0063】
図２（ｃ）に例示したように、ベントホール１２６ａ、１２６ｂは、サイドパネル１２４の左右の上側に設けられている。このとき、ベントホール１２６ａ、１２６ｂは、サイドパネル１２４のうちハブ１０８の中央Ｐ４（図４（ａ）参照）に対する左右斜め上方それぞれの箇所に設けられているとよい。このベントホール１２６ａ、１２６ｂであれば、乗員の存在しない方向にガスを排出することが可能になる。
【0064】
図６は、図４（ａ）の異形ステアリングホイール１０６のＢ－Ｂ断面図である。カバー１１０は、上側が下側に比べて車両前方に傾いた形状になっていてもよい。例えば、カバー１１０は、乗員側の意匠面が鉛直線に対して車両前方に角度α３で傾いた形状になっている。この構成のカバー１１０を有する異形ステアリングホイール１０６であっても、従来であればクッション１０４に対して後方上側に向かう反力を与えるところ、上述したカバードア１６２ａ、１６２ｂ（図５参照）がハブ１０８の左右斜め上方に開くことで、このカバードア１６２ａを利用してクッション１０４の前部上側を支え、クッション１０４を後方下側に向かわせるよう膨張展開させることができる。
【0065】
以上のように、本実施形態によれば、膨張展開時の安全面に配慮しつつ乗員１３８（図３参照）を十全に拘束することが可能な運転席用エアバッグ装置１００を実現することができる。
【0066】
（変形例）
以下、上述した各構成洋装の変形例について説明する。図７および図８では、既に説明した構成要素と同じものについては、同じ符号を付することによって説明を省略する。また、以下の説明では、既に説明した構成要素と同じ名称のものについては、例え異なる符号を付していても、特に明記しない場合は同じ機能を有するものとする。
以下、上述した各構成洋装の変形例について説明する。図７および図８では、既に説明した構成要素と同じものについては、同じ符号を付することによって説明を省略する。また、以下の説明では、既に説明した構成要素と同じ名称のものについては、例え異なる符号を付していても、特に明記しない場合は同じ機能を有するものとする。
【0067】
図７は、図２（ａ）のクッション１０４の内部構造の変形例を例示した図である。図７（ａ）は、図２（ａ）のクッション１０４の各パネルを透過して内部構造を例示している。クッション１０４には、新たな内部構造として、整流布３６０が備えられている。
【0068】
整流布３６０は、インフレータ１１２（図２（ａ）参照）のガスを特定の方向に導く部材であり、クッション１０４の内部にて、挿入されたインフレータ１１２のガス排出口１１６を有する部分を覆った状態で、ステアリング側パネル１２２に接続されている。整流布３６０は、インフレータ１１２の下方にガスを排出する開口部３６４を有し、側部にもガスを排出する小径の排気口３６６ａ、３６６ｂ（図７（ｃ）参照）を有している。
【0069】
【0070】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）の整流布３６０の縫製を解いて平面上に広げた状態を例示している。整流布３６０は、中央にインフレータ１１２（図２（ａ）参照）の一部が挿入される挿入口３６８が設けられていて、インフレータ１１２のスタッドボルト１１８によってステアリング側パネル１２２と共にハブ１０８（図１（ａ）参照）の内部に固定される。排気口３６６ａ、３６６ｂは、左右の二箇所に設けられていて、ガスをクッション１０４の中央付近へと供給する。開口部３６４は、排気口３６６ａ、３６６ｂよりも大きな径に形成され、排気口３６６ａ、３６６ｂよりもガスの通過量が多い。
【0071】
上記の整流布３６０によって、インフレータ１１２から供給されるガスは、開口部３６４を通じてクッション１０４（図７（ａ））の下部１０４ｂへと優先的に供給される。これによって、クッション１０４は、下部１０４ｂ側から優先的に膨張展開する。この構成によれば、クッション１０４は、下部１０４ｂを早期に異形ステアリングホイール１０６（図４参照）と乗員１３８の腹部１４２との間に入り込ませ、異形ステアリングホイール１０６と腹部１４２とに挟持させることが可能になる。
【0072】
図８は、図２（ｃ）のベントホールの各変形例を例示した図である。図８（ａ）は、図２（ｃ）のベントホールの第１変形例（第２のベントホール２７０ａ、２７０ｂ）を例示している。このベントホール２７０ａ、２７０ｂは、ステアリング側パネル１２２に設けられている。このとき、ステアリング側パネル１２２のうち異形ステアリングホイール１０６（図４等参照）とは接触しない箇所にベントホール３００ａ、３００ｂを設けることによっても、乗員１３８の存在しない方向にガスを排出することが可能になる。ベントホール２７０ａ、２７０ｂは、ステアリング側パネル１２２のうち異形ステアリングホイール１０６およびカバードア１６２の重ならない箇所に設けられている。ベントホール２７０ａ、２７０ｂによっても、乗員の存在しない方向にガスを排出することが可能になる。
【0073】
図８（ｂ）は、図２（ｃ）のベントホール１２６ａ、１２６ｂの第２変形例（第３のベントホール２８０ａ、２８０ｂ）を例示している。このベントホール２８０ａ、２８０ｂは、サイドパネル１２４とステアリング側パネル１２２との境界２８２の一部を開放することで形成されている。サイドパネル１２４とステアリング側パネル１２２との境界は車両前側に位置していて、特に上側であれば周囲に乗員１３８（図３参照）の身体は位置していない。そこで、サイドパネル１２４とステアリング側パネル１２２との境界２８２の上側の一部を開放してベントホール２８０ａ、２８０ｂとすることで、乗員１３８の存在しない方向にガスを排出することが可能になる。
【0074】
なお、上述した第１のベントホール１２６ａ、１２６ｂ、第２のベントホール２７０ａ、２７０ｂおよび第３のベントホール２８０ａ、２８０ｂは、一つのエアバッグクッションに対して同時に実施することも可能である。エアバッグクッションは、乗員との位置関係や周囲の構造物の配置に応じて、これら各ベントホールを適宜実施することが可能である。
【0075】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例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。
【0076】
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。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本発明は、緊急時に乗員を拘束する運転席用エアバッグ装置に利用することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】