(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバッグ壁（５）を有するガスバッグ（３）を備え、該ガスバッグが、膨張状態のとき、乗物の搭乗者の膝の前面にて伸長し、拘束時に膝に接する位置にあり且つ膝が前方に動くのを大幅に防止することを目的とする、乗物搭乗者用の膝保護装置において、
前記ガスバッグ（３）は、前記膝に接触する上方部分と、脛骨の領域に配置される下方部分とを有し、該ガスバッグ（３）が取り付けられ且つ膨張した状態のとき、ガスバッグ（３）の下方部分が、上方部分よりも小さい容積及び／又はより浅い深さを有し、
前記ガスバッグ（３）に設けられる少なくとも１つの制限ストラップの形態の接続手段（１７，１９）を備え、該接続手段（１７，１９）は、ガスバッグの壁（５）の対向する部分（２１、２３）を接続し、ガスバッグ壁（５）の前記部分（２１、２３）に固定され、且つ膝が突っ込んだとき、ガスバッグ（３）の形状の変化に逆うような仕方にて配置され、前記接続手段（１７，１９）は、前記下方部分に設けられた少なくとも１つの制限ストラップ（１９）を有し、
ガスバッグ（３）が膨張した状態のとき、前記下方部分が前記上方部分よりも小さい容積及び／又はより浅い深さを有し、これにより前記ガスバッグ（３）による拘束力が主に前記上方部分から前記膝に導入されることを特徴とする、膝保護装置。
【請求項２】
請求項１に記載の膝保護装置において、
ガスバッグ（３）を膨張させるガス発生器（７）を備えることを特徴とする、膝保護装置。
【請求項３】
請求項１又は２の何れかに記載の膝保護装置において、
前記接続手段が、ガスバッグ（３）に設けられた少なくとも１つの仕切り壁（１７、１９）を備え、  該仕切り壁がガスバッグ壁（５）の対向する部分（２１、２３）を互いに接続し且つガスバッグの内部をチャンバ（１１、１３、１５）に仕切り、仕切り壁（１７、１９）が、チャンバ（１１、１３、１５）の間に流れ接続部を提供する少なくとも１つのオーバーフロー開口部を有することを特徴とする、膝保護装置。
【請求項４】
請求項３に記載の膝保護装置において、
仕切り壁（１７、１９）が幅を制限するストラップを形成することを特徴とする、膝保護装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の膝保護装置において、
ガスバッグ（３）が取り付けられ且つ膨張した状態にあるとき、仕切り壁（１７、１９）が、膨張したガスバッグ（３）の略全幅（ｂ）に亙って伸長するが、前記仕切り壁は、ガスバッグ壁（５）に横方向に固着されず、或いは該ガスバッグ壁の全深さに亙って固着されないことを特徴とする、膝保護装置。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れかに記載の膝保護装置において、
ガスバッグ壁（５）が、後方部分（２１）と、該後方部分に対向する位置にあり且つ搭乗者の膝に面する前面部分（２３）とを備え、仕切り壁（１７、１９）が後方部分（２１）から前面部分（２３）まで伸長することを特徴とする、膝保護装置。
【請求項７】
請求項６に記載の膝保護装置において、
ガスバッグ（３）が、ガスバッグ壁（５）の後方部分（２１）に形成された膨張開口部（３７）を備え、１つの部品から形成された２つの仕切り壁（１７、１９）が提供され、該仕切り壁の各々が、後方部分（２１）及び前面部分（２３）を互いに接続し、該仕切り壁を構成する部分が、対向する端縁（３５）と、中央部片とを有し且つ端縁（３５）により前面部分（２５）に固着され且つ中央部片によりガスバッグ壁の後方部分（２１）に固着されることを特徴とする、膝保護装置。
【請求項８】
請求項７に記載の膝保護装置において、
中央部片が膨張開口部（３７）の領域内にてガスバッグ壁（５）に締結され、膨張開口部（３７）を取り囲む縁の補強部分を画成することを特徴とする、膝保護装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の膝保護装置において、
ガスバッグ（３）がその壁（５）に形成された膨張開口部（３７）を有し、流入するガスに対する分配チャンバ（４１）を形成する火炎保護壁（２５）がガスバッグ（３）内に配置され、流入するガスが該火炎保護壁（２５）を直接当たることを特徴とする、膝保護装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の膝保護装置において、
火炎保護壁（２５）が、膨張開口部（３７）の上方及び下方にてガスバッグ壁（５）の後方部分（２１）に固定され、前面部分（２３）から隔てられ且つガスバッグ（３）が膨張状態にあるとき、側方向で開放していることを特徴とする、膝保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバッグ壁を有するガスバッグすなわちエアバッグを備え、該ガスバッグが、拘束時に、膨張状態にあるとき、乗物の搭乗者の膝の前方を伸長し、拘束時に、膝に接する位置にあり、膝が前方に動くのを防止する、乗物搭乗者の膝保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、膝保護装置の色々な原理が存在する。一方にて、拘束時に、搭乗者の膝が前方に動くのを防止するため、パッド付き板がこの搭乗者の膝に向けて動くようにした、システムが公知である。他方、拘束時に、インスツルメンツパネルから出て、搭乗者の膝の前方に伸長し、膝がガスバッグに直接、接触する（且つパッド付き板に接触しない）位置にあり、また、ガスバッグにより拘束されるようにする、管状のガスバッグを備える膝保護装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明に関係する第二のシステムには、幾つかの不利益な点がある。このように、この装置の拘束効果は、ガスバッグが搭乗者に接触する面積の寸法に、極めて依存する。膝がガスバッグ内に突っ込むと、そのガスバッグの内部圧力は上昇する。しかしながら、搭乗者との接触が極めて狭い面積にて生ずるならば、極く少量のガスしか排出することができず、このため、エアバッグ内部の圧力上昇は極く僅かである。この効果は、膝がエアバッグ内に突っ込んだとき、エアバッグが異なる箇所にて膨張することで一層、顕著となり、このことは、容積の変化を小さくし且つ圧力上昇を少なくすることにつながる。しかしながら、圧力上昇が少なければ、小さい拘束力しか発生しない。更なる不利益な点は、乗物搭乗者に拘束力を加えることに関する。従来のシステムにおいて、拘束時、搭乗者は脛骨の大部分に亙って膝までガスバッグに接するため、この力の大部分は、必要とされるように膝に伝えられることなく、脛骨に伝えられる。生物機械的な理由（損傷の危険性）のため、脛骨への力の伝達は最小限にしなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、膝の領域内にて大きく且つ選択可能な拘束力を付与することを特徴とする膝保護装置を提供するものである。このことは、ガスバッグ壁の対向部分を接続する手段をガスバッグ内に設けることにより、当初記載の型式の膝保護装置により実現される。これらの手段は、ガスバッグ壁の部分に固着され、膝がガスバッグ内に突っ込むとき、ガスバッグの形状の変化に反作用し得るような仕方にて配置される。本発明は、実際には、前方に動く乗物搭乗者による慣性力がガスバッグの狭い面積にしか作用しないから、そのガスバッグの形状を保つことが極めて重要であるという知見に基づいている。ガスバッグの形状を安定させるこの手段は、例えば、幾つかのチャンバを形成するように、ガスバッグ及び／又は仕切り壁の内部に設けられた制限ストラップとする。該制限ストラップは、ガスバッグ壁の対向する部分間の距離を短くし、これらの部分は、ストラップが存在しないガスバッグと異なり、ストラップにより接続される。
【０００５】
好適な実施の形態によれば、制限ストラップは、次のような仕方にて配置される。すなわち、取り付け及び膨張状態のとき、平均的体格の運転者の場合、脛骨の領域内に位置するガスバッグの下方部分が、搭乗者の膝が打撃するガスバッグの上方部分よりも小さい容積及び／又はより浅い深さを有するように配置する。これにより、脛骨には何ら拘束力が作用することなく、利用可能な拘束力が可能な限り完全に膝に伝達されるようにするため、脛骨とガスバッグとの間にある距離を提供する試みが為される。
【０００６】
ガスバッグの形状を保つ手段として１つ以上の仕切り壁を提供することにより、仕切り壁は、少なくとも１つのオーバーフロー開口部を有することになる。膝がチャンバを打撃するならば、排出された空気は、オーバーフロー開口部を介して他のチャンバに入ろうとする。しかしながら、オーバーフロー開口部はスロットルとして機能するため、このことは、著しい時間的遅れを伴って生じる。従って、外力の作用に対して、全体としてガスバッグのより安定的な構造体が提供される。更に、幾つかの小さいチャンバを提供することにより、圧力上昇はより迅速となる。
【０００７】
仕切り壁は、制限ストラップとして更に機能することが好ましい。従って、該仕切り壁は、二重の機能を有する。
好適な実施の形態によれば、ガスバッグの取り付け及び膨張状態において、仕切り壁は、膨張したガスバッグの約全幅に亙って伸長するが、仕切り壁はガスバッグ壁に固着されない、すなわち全深さに亙ってガスバッグ壁に固着されない。これにより、側部にオーバーフロー導管が形成される。ガスバッグが展開すると、仕切り壁は、膨張速度に対してほとんど不利益な効果を与えることはない。その理由は、非膨張状態にあるとき、ガスバッグは、膨張状態にあるときよりも幅が広く、仕切り壁の側部とガスバッグ壁の側方部分との間に大きい貫流開口部が形成されるからである。これらの幅の広い開口部は、ガスバッグに入るガスが１つのチャンバから別のチャンバに迅速に溢れることを許容する。該仕切り壁は、乗物の搭乗者に対して横方向に、すなわち、乗物の横方向に伸長することが好ましい。更に、仕切り壁は、乗物のインスツルメンツパネルに近い、ガスバッグ壁の後方部分から搭乗者に面する前面部分まで伸長することが更に好ましい。
【０００８】
展開過程を最適にするため、流入するガスに対する分配チャンバを形成し且つ流入するガス流が突き当たる火炎保護壁がガスバッグ内に配置されることが好ましい。該火炎保護壁は、ガスバッグ壁の後方部分に締結され、膨張状態において、ガスバッグ壁の前面部分から隔てられている。更に、該火炎保護壁は、側方向に開放し、このため、流入するガスがガスバッグを最初に、側方向に展開させ、従って、該ガスバッグを正確に配置する。次に、ガスバッグは、主として、搭乗者の膝の方向に展開する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の更なる特徴及び有利な点は、次に説明する以下の記載及び図面から明らかになるであろう。
【００１０】
図１において、乗物搭乗者の膝の高さにて乗物内にてインスツルメンツパネル１内に受け入れられた膝保護装置が示してある。該膝保護装置は、ガスバッグ壁５を有するエアバッグすなわちガスバッグ３と、該ガスバッグを展開させるガス発生器７とを基本的に備えている。該ガス発生器７は、インスツルメンツパネル１の後方に隠れるように配置されている。展開するとき、ガスバッグ３は、インスツルメンツパネルから出て且つそれ自体をインスツルメンツパネルと搭乗者の膝９との間にて押し付ける。ガスバッグ３は、幾つかのチャンバ１１、１３、１５を有しており、これらチャンバは、２つの仕切り壁１７、１９により形成される。仕切り壁１７、１９は、ガスバッグ壁５の後方部分２１と前面部分２３とを接続する。後方部分２１は、インスツルメンツパネル１に面し、また、前面部分２３は、乗物搭乗者に面している。また、該仕切り壁１７、１９は、制限ストラップとしても機能する。それは、これらの仕切り壁は、短い構造とされているため、前面部分２３を、仕切り壁１７、１９が存在しない対応するガスバッグの場合におけるよりも、後方部分２１により近くに保持することにより、膨張状態におけるガスバッグの形状を略共に決定するからである。更に、中央チャンバ１３内に火炎保護壁２５が存在しており、この火炎保護壁については、図３に関して更に詳細に説明する。
【００１１】
図２において、ガスバッグ３は、拡げられて折りたたまれていない状態が破線で示され、また、膨張状態が連続線で示されている。ガスバッグ３は極めて幅が広く、このため該ガスバッグは、拘束時、膝の衝撃力が加わる可能性のある全ての点を覆う。図２から理解し得るように、膨張したとき、ガスバッグ３の幅は、寸法ｂまで縮小する。仕切り壁１７、１９は、全幅ｂの略全体を伸長している。仕切り壁１７、１９は、前面部分２３及び後方部分２１にのみ配置されるが、ガスバッグ壁５の側部３１、３３には配置されない。従って、仕切り壁１７、１９と側部３１、３３との間にて仕切り壁１７、１９の両側部にスリット状のオーバーフロー開口部が形成される。
【００１２】
図３から、仕切り壁１７、１９は織地片から成ることが理解できる。この織地片は、ガスバッグ壁５の前面部分２３に縫い合わされる箇所である、両端縁３５を有している。この織地片の中央部は、ガスバッグの膨張開口部３７の領域内にて後方部分２１に縫い合わされており、また、膨張開口部３７の領域内に凹所を有している。このため、仕切り壁１７、１９を形成するこの部分は、膨張開口部３７の縁の補強部分となる。火炎保護壁２５は、仕切り壁１７、１９を形成する部分と共に、膨張開口部３７の縁に縫い合わされており、同様に、膨張開口部３７の縁の補強部分を形成する。膨張状態にあるとき、火炎保護壁２５は、側方向に開放した略円筒体の形状をしている。この火炎保護壁２５を介して、ガス発生器７により発生されてガスバッグ３内に流入するガスのための分配装置チャンバ４１が形成される。仕切り壁１７、１９の長さは相違している。仕切り壁１７は、比較的長い長さｘを有する一方、長さｙの仕切り壁１９は、かなり短い。従って、下方部分内におけるガスバッグの深さは、上方部分における深さよりも明確に浅い。このことは、ガスバッグの下方部分内において搭乗者の脛骨（図１参照）とガスバッグ３との間にある距離が実現され、このため、ガスバッグと搭乗者との接触は膝の領域内においてのみ生ずるという利点が得られる。従って、拘束力は、主として、膝内に導入され、この膝内にて、この拘束力が下方身体領域及び上方大腿領域に対する最大の拘束効果を生じさせる。
【００１３】
更に、ガスバッグの下端には、オーバーフロー開口部５１が形成されており、該オーバーフロー開口部は、ガスバッグ内にて一定の圧力が生じる迄、開放しない。更に、又は代替的に、常時、開放したオーバーフロー開口部（図示せず）を形成することも勿論、可能である。
【００１４】
以下に、拘束時における膝保護装置の機能に関して説明する。ガス発生器７が作動されると、直ちに、ガスは膨張開口部３７を介してガスバッグ内に流入する。該ガスバッグは、分配装置チャンバ４１が形成される迄、最初に、搭乗者の方向に僅かに展開する。このガス流は火炎保護壁２５に衝突し、それ自体が分割された後、側方向に偏向される。次に、ガスバッグは、略側方にのみ展開し、これにより、極めて早期の時点にてそれ自体を既に配置している。ガスは、分配装置チャンバ４１から中央チャンバ１３内へ側方向に流れる。展開過程が開始するとき、ガスバッグの仕切り壁１７、１９と側部３１、３３との間に幅の広いスリットが依然として存在するため、ガスは、他のチャンバ１１、１５内に急激に溢れ出る。ガスバッグはその完全な寸法に達する迄、上方、下方及び搭乗者の方向に展開する。
【００１５】
この状態のとき、仕切り壁１７、１９は、側部３１、３３に対し略又は完全に横になっている。ガスバッグの位置は、搭乗者の膝が中央チャンバ１３を打撃するように選択される。膝はガスバッグに向かって突き進み、ガスを押し出すことになる。このことは、通常、膝が接触しない領域でガスバッグ壁２５が外方に膨れることになる。しかしながら、仕切り壁１７、１９は制限ストラップとして機能するため、ガスバッグの形状は略保持され、このため、膝が強く当たったとき、ガスバッグの内部圧力は顕著に上昇する。膝により押し出されたガスは、オーバーフロー開口部を介して他のチャンバ１１、１５内に入り込もうとする。しかしながら、完全に膨張した状態のとき、オーバーフロー開口部は比較的小さいため、流れ抵抗が生じ、遅れた仕方にて溢れるように、最初にこの流れ抵抗に打ち勝つことを要する。又は、これにより、ガスバッグの内部圧力は急激に上昇し、このため、大きい拘束力が生じる。この溢れ挙動、従って、圧力上昇過程は、ガスバッグの幅に対する仕切り壁１７、１９の幅を変化させることにより容易に調節することができる。力のピーク値を小さくするため、所定の値に達したとき、内部圧力によってオーバーフロー開口部５１は開放し、矢印で示したガスはガスバッグ３から流れ出ることができる。
【００１６】
搭乗者の膝及び脛骨の位置に対するガスバッグの最適な位置及び形状は、仕切り壁１７、１９の長さｘ、ｙ及びガスバッグ壁５への取り付け点により設定することができる。仕切り壁１７、１９に代えて、幅の狭い複数の制限ストラップを互いに隣接するように配置することができる。かかる制限ストラップは、図１の断面図で見たとき、仕切り壁の設計を有している。
【００１７】
【発明の効果】
図示した膝保護装置の有利な点は、基本的に次の通りである：
展開過程にてガスバッグを迅速に且つ正確に配置することができること；
形状の変化に逆う、ガスバッグに設けられた手段（制限ストラップ及び仕切り壁）により、膝が突き当たったとき、ガスバッグの形状の変化を少なくすること；
迅速な圧力上昇、従って、大きい拘束力が得られること；
拘束力を搭乗者に伝える箇所を正確に位置決めすることができること；
仕切り壁、制限ストラップ及び火炎保護壁の組み合わせにより、ガスバッグを極めて有利に製造できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】取り付け且つ膨張状態にある、本発明の膝保護装置の断面図である。
【図２】図１による膝保護装置の一部分としての膨張したガスバッグの正面図である。
【図３】図１による膝保護装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  インスツルメンツパネル      ３  ガスバッグ
５  ガスバッグ壁                ７  ガス発生器
９  膝                          １１、１３、１５  チャンバ
１７、１９  仕切り壁            ２１  後方部分
２３  前面部分                  ２５  火炎保護壁
３１、３３  側部                ３５  端縁
３７  膨張開口部                ４１  分配装置チャンバ
５１  オーバーフロー開口部
【図１】
0004146962.tif 000002
【図２】
0004146962.tif 000003
【図３】
0004146962.tif 000004