JP5196530B2 - 膝保護用エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載され、インフレータからのガスにより膨張展開するエアバッグで車両内の乗員の主に膝を保護するための膝保護用エアバッグ装置に関する。

車両の衝突時や緊急時等に運転席や助手席等の乗員を保護するため、例えばステアリングホイールやインストルメントパネルに、膨張展開可能なエアバッグを備えたエアバッグ装置を搭載した自動車が広く普及している。また、近年では、乗員の膝を主に保護するため、その前方の車体にエアバッグ装置を配置し、車両の衝突時や緊急時等にインフレータを作動させて、車体と乗員の膝の間を中心にエアバッグ（いわゆるニーバッグ又はニーエアバッグ）を膨張展開させることで、乗員の少なくとも膝を保護可能な膝保護用エアバッグ装置も採用されている。

この膝保護用エアバッグ装置は、例えば乗員前方のインストルメントパネル内の下方側に配置され、そこから、エアバッグを、車体と乗員の足との間の狭い空間に向かって、かつ乗員の膝等が車体に接触する前に、乗員の膝付近まで膨張展開させて乗員を保護する。そのため、膝保護用エアバッグ装置では、エアバッグの膨張展開の開始後、約１０ｍｓ（ミリ秒）程度の短時間でエアバッグを乗員の膝上高さまで展開させる必要がある等、より速い展開特性が求められている。併せて、膨張展開時に、エアバッグから乗員に対して膝を開く方向の力が作用すると、乗員の傷害値が大きくなり危険であるため、横方向に展開するエアバッグと乗員との接触を抑制しつつ、エアバッグを左右均等に展開させることも要求される。

このような要求に応えるため、従来、エアバッグの展開方向側の先端部をエアバッグ内に折り込む等することで、特に、エアバッグの先端側の展開速度を速くし、乗員の膝付近の保護をより的確に行えるようにした膝保護用エアバッグ装置が知られている（特許文献１参照）。

この従来の膝保護用エアバッグ装置では、エアバッグの折り畳み時に、その膨張完了時の上縁側を下縁側に接近させるようにエアバッグ内に折り込み、折り込んだ状態の上縁側を、車体側壁部の側で前記下縁側に接近させるようにロール折りする。その後、ロール折りした左右両端を乗員側壁部の側で中央に接近させるように折り返し、これら折り込み、ロール折り、及び折り返しを順次経て、エアバッグの折り畳みを行う。

ところが、この従来の膝保護用エアバッグ装置では、膨張展開時のエアバッグが、その折り畳みの順序と逆の順序でのみ展開し、上記した折り返しとロール折り、及び上縁側の折り込みが順次解消されて、これら略３段階を経て展開を完了する。そのため、この膝保護用エアバッグ装置では、より少ない段階を経て展開するエアバッグを備えた装置と比べて、エアバッグ全体の展開が遅くなる、という問題がある。

また、この従来のエアバッグ装置では、展開初期のエアバッグは、最初に両側の折り返しが横方向に開き、乗員の膝が位置する上方向に対して略直交する方向に展開するため、乗員の膝上方向に向かう展開が遅くなる。その結果、乗員の膝が通常よりも車両前方に位置するときや、その車両前方側への移動速度が速いとき等、場合によっては、乗員に対する保護機能が低くなる恐れがある。加えて、この膝保護用エアバッグ装置では、最初に展開する横方向の両側の折り返しが、乗員側に向かってなされているため、折り畳んだエアバッグの車体への取付位置と、乗員の脚部との距離が近いとき等には、横方向に展開する両側の折り返し部が乗員の膝や膝下の部位に接触する恐れもある。

特開２００５−２７１７０３号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、膝保護用エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開速度を速くして乗員の膝を保護し得る位置まで早期に展開させ、乗員の保護機能を向上させることである。

請求項１の発明は、乗員前方の車体側に基端部が取り付けられて収納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を備え、該インフレータからのガスにより前記エアバッグを前記基端部側から前記車体と前記乗員の膝との間に膨張展開させる膝保護用エアバッグ装置であって、前記エアバッグは、前記展開方向側の先端部を該エアバッグ内に折り込んだ折り込み部と、該先端部を折り込んだエアバッグの左右両端側を互いに接近する方向に向けて前記車体側となる面側にロール折りした一対の第１ロール折り部と、該左右両端側をロール折りしたエアバッグの前記展開方向の先端側を前記基端部に向けて前記車体側となる面側にロール折りした第２ロール折り部と、を有するように折り畳まれて収納されることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された膝保護用エアバッグ装置において、前記一対の第１ロール折り部は、前記エアバッグの左右両端側が互いに接触しないよう離間した状態にロール折りされることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された膝保護用エアバッグ装置において、前記エアバッグ内に、前記展開方向と交差する方向に配置され該エアバッグ内を複数の気室に区画するテザーを有し、前記折り込み部は、前記先端部が前記展開方向の最先端部の前記気室内に折り込まれることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載された膝保護用エアバッグ装置において、前記テザーは、該テザーを挟んだ両側の前記気室間で前記インフレータからのガスを流通させるガス流通構造を有することを特徴とする。

本発明によれば、膝保護用エアバッグ装置のエアバッグの膨張展開速度を速くして乗員の膝を保護し得る位置まで早期に展開させることができ、乗員の保護機能を向上させることができる。

以下、本発明のエアバッグ装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
このエアバッグ装置は、例えば自動車の運転席や助手席に着座した乗員等、車両内の乗員の前方側に配置され、乗員の膝を保護可能な膝保護用エアバッグ装置（以下、単にエアバッグ装置という）である。また、このエアバッグ装置は、膝の保護と同時に、乗員の腰部が前方に移動するのを規制することで、シートベルトの効果を高めるようにも機能する。以下、本実施形態では、車両の運転席の前方に位置するインストルメントパネル内に配置されたエアバッグ装置を例に採り説明する。

図１は、本実施形態のエアバッグ装置を車両に搭載した状態を示す要部模式図であり、その側面（車両横方向）から見た概略構成を主に断面で示している。また、図では、エアバッグ装置１が備えるエアバッグ１０が車両９０内で膨張展開した状態も二点鎖線で模式的に示すとともに、エアバッグ装置１が搭載された車両９０の運転席付近も、ステアリングホイール９１側を中心に車両横方向から見て模式的に、かつ一部断面で示している。

なお、この車両９０は一般的な乗用車であり、図示のように、乗員Ｓ（図では脚のみ示す）の前方に配置されたステアリングホイール９１と、ステアリングホイール９１に連結されたシャフト９２等を覆うように、乗員Ｓの前方側に配置されたインストルメントパネル９３等を備えている。また、車両９０は、ステアリングホイール９１の下側に位置するインストルメントパネル９３内にエアバッグ装置１を備え、乗員Ｓの正面側となる所定位置に配置している。

エアバッグ装置１は、膨張展開可能なエアバッグ１０と、所定の衝撃を検知した時等にガスを発生してエアバッグ１０に供給するためのインフレータ２と、インフレータ２を収納するディフューザ３０と、膨張前のエアバッグ１０やインフレータ２及びディフューザ３０等を収納するケース３等を備えている。また、このエアバッグ装置１は、ケース３が、着座した乗員Ｓの膝Ｋよりも下側（ここでは脛Ｌに対向する位置）に、かつ、その車両前方側（図では右側）のインストルメントパネル９３内に配置されて取り付けられ、非動作時には、ケース３の乗員Ｓ側の開口が、膨張展開するエアバッグ１０により割裂するエアバッグカバー（図示せず）で覆われる等、周知の構成を備えている。

インフレータ２は、略筒状（図では長手方向から見た断面を示す）をなすシリンダタイプのガス発生装置であり、その長手方向の一端側に設けられたガス噴出し口（図示せず）からエアバッグ１０内に向かってガスを発生して供給する。また、ここでは、インフレータ２は、開口部３１を有する略袋状のディフューザ３０により全体が覆われ、その状態でエアバッグ１０内に配置されて、エアバッグ１０の一端部（基端部１０Ｔ）及びディフューザ３０を挟んで、それらと共に、ケース３内にボルトやナット、及び取付部材等からなる固定手段（図示せず）により固定されている。これにより、インフレータ２は、エアバッグ１０の基端部１０Ｔをケース３に気密状に取り付けて固定し、車両緊急時等には、ディフューザ３０のエアバッグ１０内を向く開口部３１から、エアバッグ１０内にガスを供給する。

ケース３は、エアバッグ装置１及びインフレータ２の作動前の通常時に、エアバッグ１０とインフレータ２等を一体に収納する容器であり、例えば金属板により略箱状に形成され、エアバッグ１０を膨張展開可能に折り畳まれた所定状態で収納する。また、ケース３は、上記したようにインストルメントパネル９３内に固定され、インフレータ２により内側に固定されたエアバッグ１０の基端部１０Ｔを、エアバッグ装置１の作動時（エアバッグ１０の膨張展開時）においても同位置に固定して保持する。このケース３により、エアバッグ１０は、膨張展開前には、着座した乗員Ｓの膝Ｋよりも車両前方側の車体側（ここではインストルメントパネル９３）に、基端部１０Ｔが取り付けられて収納される。

エアバッグ１０は、乗員Ｓの膝Ｋ等の保護すべき範囲に応じた大きさの略袋状をなし、その内部の乗員Ｓ側及び車体側（インストルメントパネル９３側）となる両面間に、１又は複数（ここでは２条）のテザー２４、２５が設けられている。これら複数のテザー２４、２５は、エアバッグ１０の厚さ方向の膨張を規制して前記両面間を所定間隔に維持する規制部材であるとともに、エアバッグ１０内を分割（区画）する隔壁でもあり、エアバッグ１０の内部を、それらを挟んで２以上の複数（ここでは３つ）の気室２１、２２、２３に区画している。

本実施形態では、エアバッグ１０は、この基端部１０Ｔ側の第１テザー２４と乗員Ｓ側の第２テザー２５とにより、内部が、基端部１０Ｔ側から他端側（先端側）に向かって順に、主に乗員Ｓの脛Ｌ側を受け止める第１気室２１と第２気室２２及び、主に乗員Ｓの膝Ｋを受け止める第３気室２３に分割される。また、このエアバッグ１０は、膨張展開時には、これら各気室２１、２２、２３が順次膨張等しつつ、基端部１０Ｔ側からインストルメントパネル９３と乗員Ｓの膝Ｋとの間に向かって展開（本発明では、このエアバッグ１０の展開する方向を展開方向という）するようになっている。

このようなエアバッグ１０は、例えば織布を裁断等して形成した２枚の同形状の基布を重ね合わせ、又は対称形状の１枚の基布を折り重ねて、縁部に沿って互いに縫製する等、対向する基布同士を所定位置で気密状態に接合し、その間に膨張可能な気室を形成することで略袋状に形成される。本実施形態では、このエアバッグ１０を、互いに同形状な乗員Ｓ側となる乗員側基布１１及び、インストルメントパネル９３側となる車体側基布１２とから構成し、それらを重ね合わせて、対向する基布１１、１２同士を外周縁部に沿うように縫製して、エアバッグ１０を形成している。

図２は、このように形成したエアバッグ１０を模式的に示す平面図であり、車体（インストルメントパネル９３）側から見た展開状態のエアバッグ１０の概略形状及び構成を示す平面展開図である。また、図では、エアバッグ１０の内部を透視して内部構成も示している。
エアバッグ１０は、図示のように、互いに対向する車体側基布１２と乗員側基布１１（紙面奥側に位置する）が、展開方向（図の矢印Ｆ）の先端側が広く、基端部１０Ｔ側に向かって徐々に幅が狭くなり、かつ展開方向Ｆに略直交する左右方向（図の矢印Ｇ）の両側が、エアバッグ１０の中心線を挟んで略対称になるように形成されている。

このエアバッグ１０の内部には、上記した２条のテザー２４、２５が展開方向Ｆと交差する方向に配置され、基布１１、１２の対向する両面に長手方向の略全体に亘って縫製により接合されている。これにより、テザー２４、２５は、エアバッグ１０内で車両前後方向に所定長さを有する隔壁として機能し、エアバッグ１０の内部を展開方向Ｆに分割して３つの気室２１、２２、２３を形成する。また、ここでは、両テザー２４、２５は、展開方向Ｆと直交して左右方向Ｇに延びる互いに略平行な所定幅の帯状をなし、エアバッグ１０の左右方向Ｇの両端側で、長手方向の両端部が各基布１１、１２に接合されずに、それらとの間にガス通路（間隙）２４Ａ、２５Ａが形成されている。

加えて、テザー２４、２５には、その左右方向Ｇの中央部近傍を中心にその両外側まで、例えば１又は複数の貫通孔を形成したり、或いは、各テザー２４、２５を複数の配列された分割片から構成して隙間や切れ込みを形成する等して、隣接する気室２１、２２、２３同士を連通させるガス流通（流入）構造が設けられている。このガス流通構造は、各テザー２４、２５により区画され、それぞれを挟んだ両側の気室２１、２２、２３間で、インフレータ２からのガスを流通（流入）させるガス通過可能部であり、ここでは、複数の貫通孔２４Ｂ、２５Ｂにより構成されている。即ち、各テザー２４、２５には、複数（ここでは４つ）の貫通孔２４Ｂ、２５Ｂ（図では、それぞれ模式的に円形孔で示している）が、エアバッグ１０の中心線を挟んで左右略対称に、かつ左右方向Ｇに等間隔で略均等に形成されており、それらを通してガスを流通させるようになっている。

一方、エアバッグ１０内の気室２１、２２、２３は、両テザー２４、２５等により区画されて、エアバッグ１０の展開方向Ｆと直交する左右方向Ｇに延びるとともに、膨張形状が、各テザー２４、２５の幅や配置間隔等に応じた厚さ及び幅の略筒状に形成される。また、気室２１、２２、２３は、テザー２４、２５を挟んで隣接するもの同士が、その両端側のガス通路２４Ａ、２５Ａ、及び複数の貫通孔２４Ｂ、２５Ｂにより互いに連通し、それらを介して供給されて流通するガスにより膨張展開する。

更に、展開方向Ｆの先端側の第３気室２３内には、複数（ここでは３つ）の第３テザー２６が、それぞれ基布１１、１２の対向する所定位置に縫製等により接合されている。これら第３テザー２６は、第３気室２３の厚さ方向の膨張を規制等するための、例えば略矩形状や短冊状の基布であり、第３気室２３内の展開方向Ｆの所定位置（ここでは略中央部の第２テザー２５寄りの位置）で、左右方向Ｇに沿って略等間隔に配列されている。これに対し、基端部１０Ｔ側の第１気室２１内には、上記したディフューザ３０により覆われたインフレータ２が、その長手方向をエアバッグ１０の展開方向Ｆと略直交する方向に向けて配置されている。

なお、このディフューザ３０は、インフレータ２からのガスを整流してエアバッグ１０内に供給等する整流部材であり、かつインフレータ２及び、その一端側のガス噴出し口２Ａから発生するガスからエアバッグ１０を保護するための保護部材（保護布）でもある。即ち、ディフューザ３０は、インフレータ２を内部の収納部３２に収納した状態で、エアバッグ１０内の基端部１０Ｔ側に、基布１１、１２とインフレータ２との間を中心に配置される。これにより、ディフューザ３０は、インフレータ２が発生するガスが基布１１、１２及び第１テザー２４等に直接噴射されて当たるのや、ガス噴出し口２Ａがエアバッグ１０に直接接触するのを防止してエアバッグ１０を保護し、そのダメージを軽減等する。

また、ここでは、ディフューザ３０は、１枚の基布を半分に折り重ねて、縁部に沿って、一部が開口した状態になるように接合して袋状に形成され、その開口部３１がエアバッグ１０内で展開方向Ｆ側（図では上側）を向くように配置される。更に、ディフューザ３０は、その略袋状の収納部３２が開口部３１側に向かって次第に縮小するように、開口部３１側の左右両側が徐々に接近する方向に向かって斜めに傾斜して接合され、開口部３１が第１テザー２４の中央部側に対向して配置されている。これに対し、インフレータ２は、全体がディフューザ３０内に収納されるとともに、そのガス噴出し口２Ａが、ディフューザ３０内の左右方向Ｇの一端側（図では左側）に、かつ開口部３１よりも外側の上記した斜めに傾斜した接合部内の領域に位置するように配置されている。

エアバッグ装置１は、このように第１気室２１内にインフレータ２を配置し、車両緊急時等には、そのガス噴出し口２Ａから発生するガスをディフューザ３０の開口部３１を介して第１気室２１内に供給する。このガスを、ガス通路２４Ａ、２５Ａや貫通孔２４Ｂ、２５Ｂを通して、第２気室２２や第３気室２３に向かって流通させる等して、それらを膨張させつつエアバッグ１０を展開方向Ｆに向かって展開させる。これにより、エアバッグ装置１（図１参照）は、エアバッグ１０を、乗員Ｓの前方に取り付けられた基端部１０Ｔから、インストルメントパネル９３に沿うように車両高さ方向の上方側に向かって展開させ、車体と少なくとも乗員Ｓの膝Ｋとの間（ここでは脛Ｌから膝Ｋの上まで）に膨張展開させる。このようにしてエアバッグ１０を、車体と乗員Ｓの膝Ｋとの間を中心に膨張展開させ、このエアバッグ１０で乗員Ｓの少なくとも膝Ｋを保護する等して、車両内に着座等した乗員Ｓの主に膝を中心に保護する。

ここで、エアバッグ１０を構成する基布１１、１２等には、コーティング処理を施していないノンコート基布を使用してもよいが、気密性の観点等から、例えばシリコーンゴムやシリコーン樹脂等の気密性樹脂層が設けられた基布を使用してもよい。また、このエアバッグ装置１では、エアバッグ１０の展開方向Ｆの最先端側に設けられた第３気室２３が、乗員Ｓの両膝Ｋ付近に接触するとともに、エアバッグ１０の先端部が、乗員Ｓの膝上高さよりも５０ｍｍ上までの領域（図１のＨ範囲）をカバーできるように、エアバッグ１０の展開長さが設定されている。更に、ここでは、エアバッグ１０の膨張展開速度を速くして、乗員Ｓの膝上の所定高さまで早期に展開等させるため、エアバッグ１０の先端部をエアバッグ１０内に折り込む等、エアバッグ１０を所定の手順で折り畳んだ状態でケース３内に収納している。

図３は、このエアバッグ１０の折り畳み手順を順に示す模式図であり、上記した図２に対応して、車体（インストルメントパネル９３）側から見たエアバッグ１０の各状態を概略的に平面図で示している。ただし、図３Ｄは、図３ＣのＸ−Ｘ矢視断面を模式的に示している。

本実施形態では、図示のように、エアバッグ１０内に、上記したディフューザ３０（図３では図示せず）に収納されたインフレータ２を、所定位置に予め配置した状態でエアバッグ１０の折り畳みを行い、それらを一体にケース３内に収納する。その際、エアバッグ１０を、主に、展開方向Ｆ側の先端部１０Ｓを折り込む第１工程と、第１工程後のエアバッグ１０の展開方向Ｆと直交する左右方向Ｇの両端（左右両端）１０Ｍ側を横方向にロール折りする第２工程と、第２工程後のエアバッグ１０を基端部１０Ｔ側に向かって縦方向にロール折りする第３工程と、を有する折り畳み工程（手順）を経て折り畳む。

具体的には、第１工程では、エアバッグ１０の両基布１１、１２を重ねて平らに展開した状態（図３Ａ参照）から、その膨張展開時の展開方向Ｆ側の先端部１０Ｓを、エアバッグ１０内に押し込むようにして折り込む（図３Ｂの矢印Ｊ）。その際、エアバッグ１０の先端部１０Ｓ側（図３Ｃ参照）の表面を内側に裏返すようにして、上縁側からエアバッグ１０の基端部１０Ｔ側に向かってエアバッグ１０内に押し込み、両基布１１、１２を各々折り重ねて（図３Ｄ参照）、折り込み部１０Ｂを形成する。

また、この第１工程では、エアバッグ１０の先端部１０Ｓを、展開方向Ｆの最先端部側の気室（ここでは第３気室２３）内に向かって折り込み、先端部１０Ｓの折り込みを第３気室２３内でのみ施す。同時に、ここでは、エアバッグ１０の先端部１０Ｓを、第３気室２３内の複数の第３テザー２６に押し当てるように、各第３テザー２６に合わせて同位置まで折り込む。

なお、図３Ｄでは、この先端部１０Ｓの折り込み状態を、基布１１、１２等の各部材間に隙間を開けて模式的に示しているが、実際には、これら各部材は互いに重なり合うように配置されている。また、各第３テザー２６は、先端部１０Ｓにより第２テザー２５側に向かって押し込まれて、略中間位置で屈曲して折り重ねられた状態になっている。加えて、ここでは、エアバッグ１０の先端部１０Ｓを、第３テザー２６に合わせて折り込むが、第３気室２３内に同様のテザー等がないときには、先端部１０Ｓの折り込みは、例えば第３気室２３を区画する第２テザー２５に押し当て、その位置に合わせる等して行う。

次に、第２工程では、第１工程後のエアバッグ１０（図３Ｅ参照）の左右両端１０Ｍ側を、互いに接近する方向に向けて、かつ車体側となる面側に巻き付けるように折り返して、それぞれ所定範囲を横方向にロール折りする。その際、この第２工程では、エアバッグ１０の左右両端１０Ｍ側を、外側からエアバッグ１０の左右方向Ｇの中心に向かって、それぞれインストルメントパネル９３側となる車体側基布１２側に所定回数折り曲げながら順に巻き付け（図３Ｅの矢印Ｒ１、Ｒ２）、車体側基布１２が内側になるようにロール折りする。

これにより、エアバッグ１０の左右両端部１０Ｍ側を、インフレータ２の長さ、及び上記したケース３の収納部の幅に合わせてロール折りし、エアバッグ１０の横方向両側に所定幅の一対の横ロール折り部（第１ロール折り部）１０Ｃ（図３Ｆ参照）を形成して、その左右方向Ｇの折り畳み幅Ｗをインフレータ２の長さと略同じ幅にする。また、ここでは、エアバッグ１０は、この第２工程でロール折りされた左右両端１０Ｍ側が、エアバッグ１０の中心側の対向部同士で互いに接触しないように、所定距離だけ離間した状態にロール折りされ、横ロール折り部１０Ｃ間にロール折りがされていない部分が設けられる。

続いて、第３工程では、第２工程後のエアバッグ１０の展開方向Ｆの先端側を、基端部１０Ｔに向けて、かつ車体側となる面に巻き付けるように折り返して所定範囲を縦方向にロール折りする。その際、この第３工程では、横ロール折り部１０Ｃが形成されたエアバッグ１０を、展開方向Ｆの先端側から基端部１０Ｔ及びインフレータ２側に向かって、車体側基布１２側に所定回数折り曲げるようにして順に巻き付ける（図３Ｆの矢印Ｒ３〜Ｒ７）。これにより、エアバッグ１０を、横ロール折り部１０Ｃ及び車体側基布１２が内側になるように所定幅でロール折りし、インフレータ２が配置された部分に隣接して縦ロール折り部（第２ロール折り部）１０Ｄ（図３Ｇ参照）を形成する。

以上の各工程等を経て折り畳まれたエアバッグ１０は、次に、インフレータ２等と共にケース３（図１参照）に収容され、上記したように基端部１０Ｔがケース３に固定される等してエアバッグ装置１が製造される。その後、このエアバッグ装置１は、車両のインストルメントパネル９３に搭載され、車両緊急時等にインフレータ２を作動させて、テザー２４、２５の貫通孔２４Ｂ、２５Ｂや、両側のガス通路２４Ａ、２５Ａを順次通して、エアバッグ１０内にガスを供給する。これにより、エアバッグ１０を、その折り畳み形状を解消させつつ、車体側に取り付けられた基端部１０Ｔ側から先端部１０Ｓ及び左右方向等に向かって膨張展開させる。

図４は、このエアバッグ装置１のエアバッグ１０が膨張展開する各状態を順に示す模式図であり、上記した図１からエアバッグ装置１と乗員Ｓの膝Ｋ付近を抜き出して示している。
膨張展開前のエアバッグ１０は、図４Ａに示すように、上記した第３工程による縦ロール折り部１０Ｄを上側に向けて、ケース３内にインフレータ２等と共に配置され、乗員Ｓ側に対して車体（インストルメントパネル９３）側にロール折りされた状態で車体側に収納されている。その状態から、エアバッグ１０は、膨張展開時には、ディフューザ３０の開口部３１を介して供給されるガスにより、車体側の基端部１０Ｔから展開を開始して、ケース３及びインストルメントパネル９３内から車両後方側の乗員Ｓ側に向かって突出する。

この膨張展開時に、エアバッグ１０は、図４Ｂに示すように、まず、第３工程で施された縦ロール折り部１０Ｄ（図３Ｆ、Ｇ参照）が、その巻き付け方向と逆方向に解かれて、主に車両高さ方向に向かって順次展開する。その際、このエアバッグ装置１のエアバッグ１０は、インストルメントパネル９３側にロール折りされているため、インストルメントパネル９３を舐めるようにして、その乗員Ｓ側の外面に沿って乗員Ｓの膝Ｋ側方向に展開する。このように、膨張展開初期のエアバッグ１０は、最初に車両高さ方向に展開が方向付けられて、縦ロール折り部１０Ｄのロール折りが解消するまで、インストルメントパネル９３に沿って主に同方向に伸び出し（図４Ｃ参照）、乗員Ｓの膝Ｋの高さ付近まで展開する。

続いて、エアバッグ１０は、第２工程で施された横ロール折り部１０Ｃ（図３Ｅ、Ｆ参照）が、その巻き付け方向と逆方向に解かれて、それぞれ主にエアバッグ１０の左右方向Ｇの両外側に向かって展開する。その際、この展開する横ロール折り部１０Ｃは、インストルメントパネル９３側にロール折りされているため、上記した縦ロール折り部１０Ｄと同様に、インストルメントパネル９３の外面に沿って舐めるように、エアバッグ１０の乗員Ｓの逆側で左右両端側に伸び出して展開する。

なお、この横ロール折り部１０Ｃは、ロール折りの回数や程度等のロール折り状況やエアバッグ１０の折り畳み状態等に応じて展開の開始時期が異なり、例えば縦ロール折り部１０Ｄの展開が完了した時点で展開を開始したり、或いは、縦ロール折り部１０Ｄの展開した部分から、その展開に合わせて順次展開等する。ただし、横ロール折り部１０Ｃは、縦ロール折り部１０Ｄの展開よりも遅れて展開を開始し、エアバッグ１０が一次的に車両高さ方向に展開を方向付けられた後に、車両幅方向等の左右方向Ｇに展開する。そのため、このエアバッグ１０は、縦ロール折り部１０Ｄが、横ロール折り部１０Ｃよりも優先的に解消するように展開して、車両高さ方向（上記した展開方向Ｆ）に向かう展開速度が速くなり、乗員Ｓの膝Ｋ付近まで早期に膨張展開する。

また、エアバッグ１０は、この横ロール折り部１０Ｃの展開に従って、第１工程で施された折り込み部１０Ｂ（図３Ｂ、Ｃ参照）が、横ロール折り部１０Ｃによる拘束を解かれつつ、そのガスによる膨張領域内に位置する範囲が徐々に大きくなる。これに伴い、エアバッグ１０内の折り込み部１０Ｂ（図４Ｃ参照）は、ガス圧を受けて展開を開始し、横ロール折り部１０Ｃの展開に連動してエアバッグ１０外に次第に伸び出し（図４Ｄ参照）、横ロール折り部１０Ｃの展開完了とほぼ同時に展開を完了する。従って、エアバッグ１０は、上記した縦ロール折り部１０Ｄの展開完了後も、その先端部１０Ｓまで速い速度で展開し、左右方向Ｇを含めて全体が略２段階で展開して膨張展開が早期に完了する。

以上のようにして、エアバッグ１０は、基端部１０Ｔ側からインストルメントパネル９３と乗員Ｓの膝Ｋとの間に向かって膝上の所定高さまで膨張展開し、車両前方に移動する乗員Ｓの膝Ｋを中心とした部分が乗員側基布１１に接触する。これにより、エアバッグ１０は、逆側の車体側基布１２がインストルメントパネル９３の外面に押し付けられ、上記したように、エアバッグ１０内の各気室２１、２２、２３（図１参照）により乗員Ｓの膝Ｋ等を受け止めて、主に膝Ｋを中心として乗員Ｓを保護する。

この膨張展開時に、本実施形態のエアバッグ装置１では、エアバッグ１０の展開速度が速く、エアバッグ１０を車体と乗員Ｓの足との間の狭い空間に向かって迅速に展開させて、エアバッグ１０の膨張展開を早期に完了させることができる。これに伴い、エアバッグ１０を、乗員Ｓの膝Ｋ等が車体に接触する前に、その膝上高さまで確実に展開させることができる等、エアバッグ１０の展開特性を高めて、乗員Ｓの膝Ｋ等を確実に保護することができる。

併せて、このエアバッグ１０は、そのロール折りの方向に起因して、インストルメントパネル９３に沿って素早く展開し、かつ乗員Ｓ（膝Ｋ）側への展開が小さくなるため、乗員Ｓの膝Ｋへの衝撃荷重を低く抑えることができ、膝Ｋに対する直接的なダメージを軽減することができる。同時に、例えば乗員Ｓの膝Ｋとインストルメントパネル９３との間の間隔が狭いときや、乗員Ｓの車両前方への移動速度が速いとき等でも、エアバッグ１０を膝Ｋ等に引っ掛からずに正常に膨張展開させることができる。このように、エアバッグ１０が膝上まで速く、かつ確実に展開するので、乗員Ｓの膝Ｋが、対向するインストルメントパネル９３に底付く危険も軽減でき、エアバッグ１０の乗員Ｓ（膝Ｋ）に対する保護機能を効果的に向上させることができる。

また、このエアバッグ１０は、折り畳み工程では３段階の工程を経るのに対し、膨張展開時には上記したように略２段階で展開するため、エアバッグ１０全体の膨張展開も短時間で完了させることができる。更に、ここでは、第２工程で施した横ロール折り部１０Ｃ（図３Ｅ、Ｆ参照）も、インストルメントパネル９３の外面に沿って横方向に展開するため、展開中の横ロール折り部１０Ｃが乗員Ｓと接触し難く、その展開を確実かつ左右略対称（均等）に行わせることができる。その結果、膨張展開時に、乗員Ｓの膝Ｋがエアバッグ１０に接触して開くのを防止できる等、膝Ｋに開く方向の力が作用するのを抑制することができ、乗員Ｓの傷害値を小さく抑えることができる。

従って、本実施形態によれば、エアバッグ装置１のエアバッグ１０の膨張展開速度を速くして乗員Ｓの膝Ｋを保護し得る位置まで早期に展開させることができ、乗員Ｓの保護機能を向上させることができる。加えて、このエアバッグ１０では、先端部１０Ｓ側の折り込み部１０Ｂをエアバッグ１０内に位置させたため、折り込み部１０Ｂを、膝Ｋやインストルメントパネル９３との摩擦の影響を受けることなく確実に展開させることができ、狭い隙間でも車両高さ方向に充分に展開させて乗員Ｓを確実に保護することができる。また、この折り込み部１０Ｂは、乗員Ｓとインストルメントパネル９３との間に挟まれても、それらの間を抜けるように展開するため、エアバッグ１０を先端部１０Ｓまで確実に展開させることができる。更に、折り込み部１０Ｂが、最初に展開する縦ロール折り部１０Ｄの展開が終了するときに（図４Ｃ参照）、その展開時の遠心力によりエアバッグ１０内から展開方向Ｆ側へ飛び出そうとするので、折り込まれたエアバッグ１０の展開を一層速く行うことができる。

ここで、本実施形態では、折り畳みの第２工程（図３Ｅ、Ｆ参照）で、横ロール折り部１０Ｃ同士を離間させて形成したため、縦ロール折り部１０Ｄの展開終了後、インフレータ２からのガスを、両側の横ロール折り部１０Ｃの間を通して、先端部１０Ｓ側の折り込み部１０Ｂに直接作用させることができる。そのため、折り込み部１０Ｂの展開を、より早い時点から開始させることができ、エアバッグ１０の先端部１０Ｓ及び、エアバッグ１０全体の展開速度を速めて、より早期に展開を完了させることができる。

また、このエアバッグ装置１では、エアバッグ１０内に、上記したガスを流通させる貫通孔２４Ｂ、２５Ｂを有するテザー２４、２５や、複数の第３テザー２６を設けたため、エアバッグ１０の膨張を規制して、乗員Ｓ側への大きな膨張展開を抑制することができる。同時に、インフレータ２からのガスが、縦ロール折り部１０Ｄを展開させながら、各テザー２４、２５の貫通孔２４Ｂ、２５Ｂを通ってエアバッグ１０の先端部１０Ｓまで到達し、各気室２１、２２、２３を膨張させつつ、先端の折り込み部１０Ｂにも作用する。その結果、折り込み部１０Ｂを、より確実かつ早期に展開させることができ、その展開が横ロール折り部１０Ｃの展開とほぼ同時に完了する等して、エアバッグ１０全体を、一層早期に展開させることができる。

更に、ここでは、エアバッグ１０の折り畳み時に、先端部１０Ｓを展開方向Ｆの最先端部の第３気室２３（図３Ｂ、Ｃ参照）内に折り込んでおり、先端部１０Ｓの折り込みを、第３気室２３内の複数の第３テザー２６に合わせて行える等、その折り込みの作業が行い易く、作業効率を高めることができる。同時に、第３テザー２６が、エアバッグ１０の先端部１０Ｓを折り込む長さの目安にもなるため、作業時のバラツキを低減して均質に折り込むことができ、そのエアバッグ１０毎の折り込み形状を安定かつ均質にすることもできる。

なお、このエアバッグ装置１では、エアバッグ１０内に略帯状のテザー２４、２５を設けて気室２１、２２、２３を区画したが、例えば短冊状の複数のテザーを左右方向Ｇに配列させて、又は所定間隔で配置してもよく、或いは、両側の基布１１、１２同士を縫製等により互いに接合して、同様の気室を形成してもよい。また、エアバッグ１０は、その形状や寸法、又は必要とされる性能や車体への取り付け位置等によっては、テザー２４、２５、２６のいずれか又は全てを有さないものであってもよい。

更に、本実施形態では、インフレータ２をエアバッグ１０内に配置したエアバッグ装置１を例に説明したが、本発明は、エアバッグ１０外にインフレータ２を配置して固定したエアバッグ装置等、他の構成の膝保護用エアバッグ装置に適用することもできる。

本実施形態のエアバッグ装置を車両に搭載した状態を示す要部模式図である。 本実施形態のエアバッグを模式的に示す平面図である。 本実施形態のエアバッグの折り畳み手順を順に示す模式図である。 本実施形態のエアバッグ装置のエアバッグが膨張展開する各状態を順に示す模式図である。

符号の説明

１・・・エアバッグ装置、２・・・インフレータ、２Ａ・・・ガス噴出し口、３・・・ケース、１０・・・エアバッグ、１０Ｂ・・・折り込み部、１０Ｃ・・・横ロール折り部、１０Ｄ・・・縦ロール折り部、１０Ｓ・・・先端部、１０Ｔ・・・基端部、１１・・・乗員側基布、１２・・・車体側基布、２１・・・第１気室、２２・・・第２気室、２３・・・第３気室、２４・・・第１テザー、２４Ａ・・・ガス通路、２４Ｂ・・・貫通孔、２５・・・第２テザー、２５Ａ・・・ガス通路、２５Ｂ・・・貫通孔、２６・・・第３テザー、３０・・・ディフューザ、３１・・・開口部、３２・・・収納部、９０・・・車両、９１・・・ステアリングホイール、９２・・・シャフト、９３・・・インストルメントパネル、Ｆ・・・エアバッグの展開方向、Ｓ・・・乗員、Ｋ・・・膝、Ｌ・・・脛。

Claims (4)

1. 乗員前方の車体側に基端部が取り付けられて収納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を備え、該インフレータからのガスにより前記エアバッグを前記基端部側から前記車体と前記乗員の膝との間に膨張展開させる膝保護用エアバッグ装置であって、
   前記エアバッグは、前記展開方向側の先端部を該エアバッグ内に折り込んだ折り込み部と、該先端部を折り込んだエアバッグの左右両端側を互いに接近する方向に向けて前記車体側となる面側にロール折りした一対の第１ロール折り部と、該左右両端側をロール折りしたエアバッグの前記展開方向の先端側を前記基端部に向けて前記車体側となる面側にロール折りした第２ロール折り部と、を有するように折り畳まれて収納されることを特徴とする膝保護用エアバッグ装置。
2. 請求項１に記載された膝保護用エアバッグ装置において、
   前記一対の第１ロール折り部は、前記エアバッグの左右両端側が互いに接触しないよう離間した状態にロール折りされることを特徴とする膝保護用エアバッグ装置。
3. 請求項１又は２に記載された膝保護用エアバッグ装置において、
   前記エアバッグ内に、前記展開方向と交差する方向に配置され該エアバッグ内を複数の気室に区画するテザーを有し、
   前記折り込み部は、前記先端部が前記展開方向の最先端部の前記気室内に折り込まれることを特徴とする膝保護用エアバッグ装置。
4. 請求項３に記載された膝保護用エアバッグ装置において、
   前記テザーは、該テザーを挟んだ両側の前記気室間で前記インフレータからのガスを流通させるガス流通構造を有することを特徴とする膝保護用エアバッグ装置。

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