(57)【要約】【課題】車両の前突時における乗員の頸部の傷害値を低減し、乗員保護性能を高めることが可能な乗員保護装置を提供する。【解決手段】乗員保護装置Ｓは、車両の前突時に、乗員９の頭部９０を頸部の延長軸線Ｃ周りに回転させるように動作する乗員頭部回転手段を備えている。好ましくは、乗員９の着座位置の車両前方側に配設され、かつ車両の前突時に展開することにより乗員９の上部を保護するためのエアバッグＡを備え、このエアバッグＡは、主エアバッグ部２と、この主エアバッグ部２が展開するよりも前に乗員９の頭部９０に当接可能な突起状に展開する補助エアバッグ部３と、を備えた構成とされ、補助エアバッグ部３が、前記乗員頭部回転手段とされる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前突時に、乗員の頭部を頸部の延長軸線周りに回転させるように動作する乗員頭部回転手段を備えていることを特徴とする、乗員保護装置。
【請求項２】
請求項１に記載の乗員保護装置であって、
前記乗員の着座位置の車両前方側の位置に格納され、かつ車両の前突時に展開することにより前記乗員の上部を保護するためのエアバッグを備えており、
このエアバッグは、主エアバッグ部と、この主エアバッグ部が展開するよりも前に前記乗員の頭部に当接可能な突起状に展開する補助エアバッグ部と、を備えており、
前記補助エアバッグ部が、前記乗員頭部回転手段である、乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前突時における乗員保護性能を高めるための乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前突時における乗員保護手段としては、特許文献１〜４などに記載されたエアバッグがある。ところが、このようなエアバッグを用いただけでは、次に述べるように、乗員の傷害値が悪化する問題点があった。
【０００３】
すなわち、図４において、車両の前突が発生した際には、車両用シート８に着座している乗員９の頭部９０をシートベルト６によって効果的に拘束することはできず、慣性により乗員９の頭部９０は矢印Ｎａに示すように車両前方への略水平方向に進もうとする。これに対し、乗員９の胸部などの下側の身体部分は、シートベルト６によって拘束され、車両前方への一定寸法以上の移動が規制される。このため、乗員９の頭部９０の挙動とそれよりも下側の身体部分の挙動とには角度差（方向の相違）が生じ、このことによって乗員９の頸部９１には、乗員９の頭部９０をそれよりも下側の身体部位に相対させて車両後方側へ大きく傾かせる慣性後傾モーメントＭが発生する。このような慣性後傾モーメントＭが発生し、乗員９の頭部９０が車両後方側へ大きく傾いた状態が発生したのでは、乗員９の頸部９１の傷害値が悪化する。
【０００４】
前記した不具合を解消する手段としては、たとえばステアリングエアバッグＡａを大型化するとともに、その展開時期を早めることによって、前突発生時の初期段階で乗員９の頭部９０をステアリングエアバッグＡａによって拘束させることが考えられる。ところが、このような手段を採用しようとすると、エアバッグＡａの容量をかなり大きくする必要がある他、ステアリングエアバッグＡａの展開速度の一層の高速化を図る必要もあるため、高コスト化を招くばかりか、技術的にも難しい点がある。
とくに、貨物用自動車などに多くみられるように、フロントノーズが短い車両においては、図４に示すように、ステアリングコラム１１が起立気味とされ、ステアリングホイール１の傾斜角度が小さい場合が多く、このような場合には、ステアリングエアバッグＡａによって乗員９の頭部９０を適切に拘束し得るように設定することは、より難しい。さらに、このような車両においては、前突時にインターミディエイトシャフト１０が突き上げられることにより、ステアリングコラム１１やステアリングホイール１が矢印Ｎｂで示すような方向に回転し、ステアリングホイール１がさらに水平に近い姿勢となる。このため、ステアリングエアバッグＡａを利用して乗員９の頭部９０を適切に拘束することは一層難しいものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−９５２９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８９２５号公報
【特許文献３】特開平８−７２６６１号公報
【特許文献４】特開２０１５−１１６９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、車両の前突時における乗員の頸部の傷害値を低減し、乗員保護性能を高めることが可能な乗員保護装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明により提供される乗員保護装置は、車両の前突時に、乗員の頭部を頸部の延長軸線周りに回転させるように動作する乗員頭部回転手段を備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、車両の前突時に、乗員の頭部を頸部の延長軸線周りに回転させることができるために、乗員の頭部の挙動を、従来技術において生じていた後傾モードから頭部が回転する捩じりモードに変換し、このことによって乗員の頭部がそれよりも下側の身体部位に相対して車両後方側へ大きく傾くことを抑制し、乗員の頸部の傷害値を低減することができる。乗員の頭部が後傾する場合の可動域は小さく、乗員の耐性は低いために、その際の傷害値は大きくなるが、これに対し、乗員の頭部を頸部の延長軸線周りに回転させる場合の可動域は大きく、乗員の耐性は高いために、乗員の頭部を捩じりモードに変換すること自体による傷害値の増大もない。
このようなことから、本発明によれば、乗員保護性能を高めることが可能となる。とくに、背景技術の欄において述べたフロントノーズが短い貨物用自動車などの車両には一層好ましいものとなる。また、車両のオフセット前突時には、乗員の頭部がある程度は自然に回転するものの、非オフセット前突時には乗員の頭部は自然に回転しないため、非オフセットの前突時には、本発明がとくに有効となる。
さらに、エアバッグを用いる場合には、その大型化なども適切に抑制し、エアバッグの小型化による製造コスト低減などを好適に図ることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、前記乗員の着座位置の車両前方側に配設され、かつ車両の前突時に展開することにより前記乗員の上部を保護するためのエアバッグを備えており、このエアバッグは、主エアバッグ部と、この主エアバッグ部が展開するよりも前に前記乗員の頭部に当接可能な突起状に展開する補助エアバッグ部と、を備えており、前記補助エアバッグ部が、前記乗員頭部回転手段である。
【００１１】
このような構成によれば、車両の前突時には、補助エアバッグ部が先ず展開し、突起状となるため、乗員の頭部は、この補助エアバッグ部に当たることよって頸部の延長軸線周りに回転し、その後乗員の上部が主エアバッグ部に当たることとなる。したがって、乗員の上部が主エアバッグ部に当たる前に、乗員の頭部を適切に回転させることが可能となり、傷害値低減を適切に図ることができる。前記構成によれば、エアバッグの構成を比較的簡易にしつつ、本発明が意図する効果が得られ、生産性などにも優れる。
【００１２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、本発明に係る乗員保護装置の一例を示す作動状態説明図であり、（ｂ）は、エアバッグ展開状態を示す斜視図であり、（ｃ）は、（ｂ）の平面断面図である。
【図２】本発明の他の例を示す要部側面図である。
【図３】本発明の他の例を示す要部側面図である。
【図４】従来技術の一例を示す要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
なお、図４に示した従来技術と同一または類似の要素には、従来技術と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。
【００１５】
図１に示す乗員保護装置Ｓにおいては、車両の前突時に、車両のステアリングホイール１のセンタ部からエアバッグＡ（ステアリングエアバッグ）が展開するように構成されている。したがって、詳細な説明は省略するが、一般的なステアリングエアバッグ装置と同様に、ステアリングホイール１のセンタ部には、折り畳み状態のエアバッグＡ、および車両の前突時にこのエアバッグＡに膨張ガスを供給するインフレータ４（図１（ｃ）に簡略的に示す）を備えたエアバッグユニットが格納されている。
【００１６】
エアバッグＡは、主エアバッグ部２と、補助エアバッグ部３とを備えている。本実施形態では、これら主エアバッグ部２と補助エアバッグ部３とは一体的に繋がった構成とされている。主エアバッグ部２は、乗員９の身体上部（頭部９０を含む）を比較的広い面積で受けるための部分である。これに対し、補助エアバッグ部３は、主エアバッグ部２から車両後方側に傾いた上向きに突出する突起状の形態に展開可能な部分であり、本発明でいう「乗員頭部回転手段」の一例に相当する。この補助エアバッグ部３は、主エアバッグ部２に先立って展開するように構成されている。そのための手段として、たとえば図１（ｃ）に示すような手段が採用されている。すなわち、インフレータ４で発生された膨張ガスは、まず補助エアバッグ部３内に流入し、この補助エアバッグ部３が展開する。次いで、補助エアバッグ部３内のガス圧が所定圧以上になると、補助エアバッグ部３の一部分３０が開口し、この開口部分３０を介して補助エアバッグ部３内から主エアバッグ部２内に膨張ガスが流入するようになっている。
【００１７】
前記した乗員保護装置Ｓにおいては、次のような作用を生じる。
【００１８】
まず、車両の前突があると、乗員９の上体は、シートベルト６による拘束を受けながらも車両前方側へ移動していく。これに対し、補助エアバッグ部３は迅速に展開し、突起状となる。このため、乗員９の頭部９０は、補助エアバッグ部３の先端部に当接することとなり、この当接によって乗員９の頭部９０が回転する。具体的には、図１（ｃ）の符号Ｎａ，Ｎｂで示すように、乗員９の頭部９０は補助エアバッグ部３の一側面に沿って順次回転していく。あるいは、符号Ｎａ’，Ｎｂ’で示すように補助エアバッグ部３の他側面に沿って順次回転していく。このような頭部９０の回転は、乗員９の頸部９１の延長軸線Ｃ（図１（ａ）を参照）周りの回転であるが、人間の身体は元々そのような回転動作の可動域が大きいため、乗員９にとって大きなダメージにはならない。
【００１９】
補助エアバッグ部３の展開後には、主エアバッグ部２が展開し、最終的には、乗員９の頭部９０はこの主エアバッグ部２に当たり、保護される。車両の前突の発生初期から主エアバッグ部２に頭部９０が当たるまでの間において、前記したように乗員９の頭部９０を回転させると、乗員９の頭部９０の挙動が、図４を参照して先に説明した後傾モードから捩じりモードに変換されることとなる。このため、乗員９の頭部９０の後傾量を減らすことができ、乗員９の頸部９１の傷害値を低減することが可能となる。
【００２０】
さらに、本実施形態においては、図１（ｃ）に示すように、乗員９の頭部９０は、車両正面方向には移動せず、補助エアバッグ部３の側面に沿って斜め前方に移動することとなる。このため、頭部９０の移動速度のベクトルＶを、車両正面への速度Ｖｆと、車幅方向への速度Ｖｗとに分解した場合、Ｖ＞Ｖｆとなり、車両正面への頭部９０の移動速度の減速化が図られる。したがって、頭部９０が主エアバッグ部２に当たった際の衝撃を小さくし、このことによって乗員の傷害値をさらに低減することができる効果も得られる。
【００２１】
このようなことから、本実施形態によれば、エアバッグＡの全体の大型化などを図ることなく、乗員保護性能を高めることができる。また、車両が、図４に示したものと同様に、たとえばフロントノーズが短い貨物用自動車などであって、ステアリングホイール１の傾斜角度が比較的小さく、かつ前突時にはインターミディエイトシャフト１０が突き上げられ、ステアリングコラム１１やステアリングホイール１が矢印Ｎｂで示すように回転するような場合であっても、前記したような作用を適切に生じさせて、乗員保護性能を高めることが可能である。
【００２２】
図２および図３は、本発明の他の実施形態を示している。
【００２３】
図２に示す実施形態においては、車両のルーフ部１７の前部から下方に向けて展開する天井エアバッグ７Ａが設けられている。ステアリングホイール１のセンタ部には、既存の一般的なエアバッグ７Ｂ（ステアリングエアバッグ）が展開可能に設けられている。天井エアバッグ７Ａは、車両の前突があったときに、ステアリングエアバッグ７Ｂよりも先に展開し、車両前方に移動する乗員９の頭部９０に当接させることが可能とされている。
本実施形態においては、天井エアバッグ７Ａが、本発明でいう「乗員頭部回転手段」に相当する。車両の前突があると、乗員９の頭部９０は、前記実施形態の補助エアバッグ部３に当接した場合と同様に、天井エアバッグ７Ａに当接することによって回転し、その後ステアリングエアバッグ７Ｂに受けられる。したがって、やはり乗員９の頸部９１の傷害値を低くすることが可能である。
【００２４】
図３に示す実施形態においては、車両用シート８のヘッドレスト８０が、アクティブヘッドレストとされ、車両の前突時には、ヘッドレスト８０と乗員９の頭部９０との隙間をなくすように車両前方側へ前進するように構成されている。ただし、このような機能に加え、ヘッドレスト８０は、車両前方側へ前進すると同時に、略鉛直軸周りに回転し、乗員９の頭部９０を頸部９１の延長軸線Ｃ周りに回転させることが可能に構成されている。また、このような構成に代えて、ヘッドレスト８０の車幅方向一端側が車両前方側に膨らみ、乗員９の頭部９０の片側を車両前方側に押すことにより、乗員９の頭部９０を頸部９１の延長軸線Ｃ周りに回転させることが可能とされている。
本実施形態においても、車両の前突時に乗員９の頭部９０を回転させるために、先の実施形態と同様な効果を得ることが可能である。
本実施形態から理解されるように、乗員９の頭部９０を回転させるための手段は、エアバッグに限らない。
【００２５】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る乗員保護装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００２６】
図１に示した実施形態では、主エアバッグ部２と補助エアバッグ部３とを一体的に形成しているが、本発明はこれに限定されず、これら主エアバッグ部２と補助エアバッグ部３とを別体で形成し、かつ２つのインフレータを用いて個々に展開させるようにしてもよい。
本発明は、フロントノーズが短く、ステアリングホイールの傾斜角度が小さい車両に好適であるが、これに限定されず、様々な車両に適用することができる。運転席および助手席の乗員保護用に限らず、後部座席の乗員保護用として構成することもできる。
【符号の説明】
【００２７】
Ｓ  乗員保護装置
Ａ  エアバッグ
Ｃ  乗員の頸部の延長軸線
２  主エアバッグ部
３  補助エアバッグ部（乗員頭部回転手段）
７Ａ  天井エアバッグ（乗員頭部回転手段）
８０  ヘッドレスト（乗員頭部回転手段）
９  乗員
９０  頭部
９１  頸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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