专利名称：膝部保护用气囊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种膝部保护用气囊装置，其具备气囊，该气囊的结构为，使膨胀用气体流入，从收容部位向车辆后方侧凸出，同时向上方展开膨胀，以可以保护乘客的膝部。
背景技术：
作为现有的膝部保护用气囊装置，如特开2002-337649公报所示，其结构为，在由乘客侧壁部和车身侧壁部所构成的气囊主体内，设置连接乘客侧壁部和车身侧壁部的系带，以限制气囊主体的膨胀完成时的厚度尺寸，抑制对乘客的膝部的不必要的推压。
但是，在现有的膝部保护用气囊装置中，其结构为，膨胀完成时保护乘客两腿的从小腿至膝部同时位于膨胀用气体下游侧的下游侧部位，与作为膨胀用气体的上游侧的上游侧部位大致同时完成膨胀。因此，在以乘客的双腿接近车身侧配置的状态气囊展开膨胀的情况下，在柔和地保护特别是接近车身侧配置的乘客的小腿部这一点上还有进一步改善的余地。
发明内容
本发明的目的是提供一种膝部保护用气囊装置，其在乘客的双腿接近车身侧配置的情况下，也可以柔和地保护乘客的小腿部。
本发明的目的可利用下述结构的膝部保护用气囊装置来实现。
膝部保护用气囊装置为下述结构，具备气囊，该气囊使膨胀用气体流入，从收容部位向车辆后方侧凸出，同时向上方展开膨胀，以可以保护乘客的膝部，气囊具有上游侧部位，该部位是膨胀完成时的下端侧，为膨胀用气体的上游侧；以及下游侧部位，该部位配置在膨胀完成时的上端侧，构成膨胀用气体的下游侧部位，同时在气囊膨胀完成时可以保护乘客双腿的从小腿部到膝部的范围，气囊按照下述方式构成，即，下游侧部位中的保护小腿部的小腿部保护区域，以使其展开膨胀时的内压峰值产生时刻比上游侧部位的内压峰值产生时刻延迟5～15ms的方式完成膨胀。
本发明的膝部保护用气囊装置中，气囊以使膨胀完成时保护乘客小腿部的小腿部保护区域的内压峰值产生时刻，比上游侧部位的内压峰值的产生时刻延迟5～15ms的方式完成膨胀。也就是说，本发明的膝部保护用气囊装置中，因为下游侧部位以使内压缓慢升高的方式展开膨胀，所以在以乘客双腿接近车身侧配置的状态气囊展开膨胀的情况下，膨胀的下游侧部位的小腿部保护区域也不会对乘客的小腿部进行不必要的推压，能够柔和地保护乘客的小腿部。此外，如果小腿部保护区域的内压峰值产生时刻与上游侧部位的内压峰值产生时刻的差不足5ms，则时间差过小，担心会由膨胀的小腿部保护区域推压乘客的小腿部，而如果超过15ms，则下游侧部位的膨胀完成变慢，不能确保下游侧部位中保护乘客膝部的膝部保护区域的内压，产生无法适当地保护乘客的膝部的担心。
因此，利用本发明的膝部保护用气囊装置，在乘客的双腿接近车身侧配置的情况下，也能够柔和地保护乘客的小腿部。
另外，上述结构的膝部保护用气囊装置的优选结构为，使气囊为具有以下部分的结构气囊主体，其具有膨胀完成时位于乘客侧的乘客侧壁部，以及位于车身侧的车身侧壁部；以及限制用系带，其配置在气囊主体内，连接乘客侧壁部和车身侧壁部，限制气囊主体的膨胀完成时的厚度尺寸，并且以分隔上游侧部位和小腿部保护区域的方式，大致沿着左右方向配置，限制用系带的配置方式为，限制从上游侧部位流向小腿部保护区域的膨胀用气体的流路剖面面积，以使小腿保护区域的内压峰值产生时刻与上游侧部位的内压峰值产生时刻之间产生时间差。
如果使膝部保护用气囊装置采用上述结构，则因为可以利用配置在小腿部保护区域与上游侧部位之间的限制用系带来设定上游侧部位与小腿部保护区域中的内压峰值产生时刻的时间差，所以只要重新设计在现有的膝部保护用气囊装置中所使用的气囊系带，就能够简单地对应，可以抑制制造成本和部件数量的增加。
而且，在上述结构的膝部保护用气囊装置中，优选以下结构限制用系带与气囊主体的整个内周面相连接，同时具有可以使膨胀用气体流通的气体流通孔。
利用上述结构的膝部保护用气囊装置，因为上游侧部位与小腿部保护区域利用限制用系带被分隔，流入上游侧部位内的膨胀用气体通过形成于限制用系带上的气体流通孔，流入下游侧部位中的小腿部保护区域内，所以在气囊膨胀初期，上游侧部位完成一定程度的膨胀后，膨胀用气体流入小腿部保护区域内，可以可靠地使小腿部保护区域中的内压峰值产生时刻比上游侧部位中的内压峰值产生时刻延迟。而且，利用上述结构的膝部保护用气囊装置，因为在气囊膨胀初期，能够使上游侧部位迅速地向左右方向大宽度地展开，所以能够顺利地继续之后的向下游侧部位的向上方的展开。
另外，上述结构的膝部保护用气囊装置，优选结构为，系带在上下方向上设置多段，该系带配置在气囊主体内，连接乘客侧壁部和车身侧壁部，限制气囊主体的膨胀完成时的厚度尺寸，并且大致沿左右方向配置，在多段的系带中，一个构成限制用系带，另一个构成分隔用系带，该分隔用系带以分隔下游侧部位中保护小腿部的小腿部保护区域与保护膝部的膝部保护区域的方式配置，限制用系带以使从上游侧部位流向小腿部保护区域的膨胀用气体的流路剖面面积，比其他系带的配置部位中流向上方的膨胀用气体的流路剖面面积小的方式配置。
利用上述结构的膝部保护用气囊装置，因为在下游侧部位设置分隔小腿部保护区域与膝部保护区域的分隔用系带，所以可以利用该分隔用系带限制下游侧部位的膨胀完成时的厚度尺寸，并能够抑制小腿部保护区域过厚地膨胀导致推压乘客的小腿部。当然，因为在限制用系带的配置部位上，设定膨胀用气体的流路剖面面积比其他的系带配置部位中的膨胀用气体的流路剖面面积小，所以能够适当地延迟小腿部保护区域中的峰值产生时刻。
另外，上述结构的膝部保护用气囊装置，优选结构为，限制用系带和分隔用系带分别与气囊主体的整个内周面连接，同时具有可以使膨胀用气体流通的气体流通孔。
利用上述结构的膝部保护用气囊装置，因为膨胀用气体的流路通过形成于各个系带上的气体流通孔构成，所以仅通过改变气体流通孔的开口面积，就能够调整膨胀用气体的流路剖面面积，例如，与以下情况，即，不使系带为与气囊主体的整个内周面连接的结构，而采用部分地与气囊主体连接的结构，在构成气囊主体的基布与系带之间的部位，构成膨胀用气体流路的情况相比较，流路剖面面积的设定更容易。
另外，上述结构的膝部保护用气囊装置，优选结构为，限制用系带和分隔用系带分别具有多个气体流通孔，它们沿着左右方向并列设置，限制用系带的各个气体流通孔和分隔用系带的各个气体流通孔以相互在上下方向上排成一列的方式配置。
如果采用这种结构，则通过限制用系带的气体流通孔流入小腿部保护区域的膨胀用气体，通过与限制用系带的气体流通孔排成一列配置的分隔用系带的气体流通孔，到达膝部保护区域的上端，从而可以使膝部保护区域迅速膨胀。
当然，也可以采用以下结构，即，限制用系带的各个气体流通孔和分隔用系带的各个气体流通孔以从上方看在左右方向上相互偏离的方式配置。
图1是表示作为本发明的一个实施方式的膝部保护用气囊装置的使用状态的车辆前后方向的简要纵剖面图。
图2是该实施方式的膝部保护用气囊装置沿车辆前后方向的简要放大纵剖面图。
图3是图2的III-III部位的简要剖面图。
图4是表示该实施方式的膝部保护用气囊装置的使用状态的从车辆后方侧看的简要正视图。
图5是在该实施方式中使用的气囊的正视图。
图6是在该实施方式中使用的气囊的背视图。
图7是图5的VII-VII部位的简要放大剖面图。
图8是图5的VIII-VIII部位的简要放大剖面图。
图9是图5的IX-IX部位的简要放大剖面图。
图10是表示构成实施方式的气囊的基布的展开图。
图11是该实施方式的膝部保护用气囊装置中，表示气囊的膨胀完成状态的简要剖面图。
图12是该实施方式的膝部保护用气囊装置中，表示气囊的展开膨胀时的内压的曲线图。
图13是表示作为本发明的其他实施方式的气囊的正视图。
具体实施例方式
以下，根据
本发明的一个实施方式。实施方式的膝部保护用气囊装置S，如图1、4所示，以能够保护作为乘客的驾驶者MD的膝部K(KL·KR)的方式，配置在驾驶者MD的车辆前方侧即转向柱9的下方。
此外，本说明书中的上下、左右及前后，对应于将膝部保护用气囊装置S搭载到车辆上时的车辆的上下、左右及前后。
转向柱9如图1所示，具有以下部分而构成转向柱主体10，其与方向盘8连接；以及转向柱罩13，其以覆盖方向盘8的下方的转向柱主体10的方式配置。转向柱主体10具有主轴11和覆盖主轴11的周围的转向柱套管12而构成。
转向柱罩13为合成树脂制、呈大致四角筒形状，沿着转向柱主体10的轴方向配置，以覆盖转向柱主体10。转向柱罩13的从仪表板14突出的部位的后表面13a为大致长方形板状，在车辆前后方向上，形成后面高的曲面状。
膝部保护用气囊装置S具有以下部分而构成气囊44，其可以折叠；充气机37，其可以向气囊44供给膨胀用气体；外壳17，其收容被折叠的气囊44和充气机37，同时使车辆后方侧开口；以及气囊盖26，其覆盖外壳17的开口18a的车辆后方侧。
外壳17如图2～4所示，由板状金属制成，配置在转向柱9的下部侧，由箱状的主体部18和从主体部18向外延伸的面板部23构成。主体部18具有大致四角筒形状的周壁部19和堵住周壁部19的车辆前方侧的底壁部21，同时在车辆后方侧具有大致长方形状的开口18a而构成。在周壁部19上的上下方向上相对的壁部19a、19b的外表面侧，分别设置多个卡止爪20，它们用于将气囊盖26的后述的上下连接壁部29、30安装到外壳上。该卡止爪20在本实施方式中，与面板部23成为一体，而与主体部18分开形成。各个卡止爪20的剖面呈大致L字形状，插入气囊盖26中的连接壁部29、30的卡止孔部29a、30a内，可以与卡止孔部29a、30a的周缘卡止。
另外，在周壁部19的侧方侧的壁部19c上，形成有可以使充气机37的后述的主体38插入的插入孔19d(参照图3)。另外，在底壁部21上，形成有用于使充气机37的螺栓39c插入的2个插入孔21a。
面板部23与主体部18分开，以包围外壳17的开口18a的周围的方式形成。另外，在面板部23上，如图4所示，设置连接部24，其用于将外壳连接固定到车体1侧。在实施方式的情况下，连接部24形成于主体部18上方的2处、左下角附近、右侧的上下端附近这5个部位上。在使各个连接部24连接的车体1侧，如图4所示，设置托架4、5、6、7。设置在上部侧的使连接部24A、24B连接的托架4、5与车体1侧的仪表板加强件2相连接。另外，设置在下部侧的使连接部24C、24D连接的托架6、7与车体1侧的未图示的中央支柱或前车体支柱等相连接。另外，在面板部23上，如图2所示，形成有使气囊盖26的上侧壁部29插入的插入孔23a。
气囊盖26由烯烃类等的热塑性弹性体形成，以可以覆盖外壳17的车辆后方侧的方式构成，安装在外壳17上。另外，气囊盖26设置在由上面板14a和下面板14b组成的仪表板14的下面板14b侧，具有以下部分而构成门配置部28，其配置在外壳17的开口18a附近；以及覆盖部27，其在门配置部28的周围，以可以覆盖面板部23的车辆后方侧的方式配置。门配置部28具有门部35以及设置在门部35的周缘附近的部位上的上、下、左、右侧壁部29、30、31、32而构成。
门部35以比外壳17的开口18a稍大的方式形成，成为覆盖开口18a的大致长方形板状。门部35在实施方式中，由向上下方向打开的2个门部构成。并且，门部35的结构为，在上端及下端设置成为打开时的转动中心的铰接部34，同时在门部35周围的从车辆后方侧看成大致H字形状的部位上，设置薄壁的断裂预定部33。
上侧壁部29、下侧壁部30、左侧壁部31以及右侧壁部32分别与外壳主体部18的周壁部19的外周侧邻接，以向车辆前方侧突出的方式配置。另外，在实施方式的情况下，设置在周壁部19的上壁部19a附近的上侧壁部29和设置在下壁部19b附近的下侧壁部30，成为使气囊盖26与外壳17相连接的连接壁部。在上侧、下侧壁部29、30上分别形成用于使卡止爪20卡止的多个卡止孔部29a、30a。
充气机37如图2、3所示，作为使轴方向沿着车辆的左右方向而配置的圆筒式结构，具有大致圆柱状的主体38和扩散器39而构成。在主体38的一端侧(实施方式情况下为左端侧)，设置多个气体喷出口38a。并且，在主体38的另一端侧(右端侧)，连接着与动作信号输入用的引线42相连接的连接器41。扩散器39具有以下部分而构成大致圆筒状的板状金属制的保持筒部39a，其可以覆盖主体38；以及多个(实施方式中为2个)螺栓39c，它们从保持筒部39a突出。保持筒部39a以使多个气体喷出口39b在车辆搭载状态的保持筒部39a的车辆后方侧的表面上开口的方式构成，该气体喷出口39b可以使从主体38的气体喷出口38a喷出的膨胀用气体流出。
此外，在搭载于车辆上的气囊动作电路检测到车辆的前面碰撞时，该充气机37与搭载于方向盘8上的未图示的气囊装置同时通过引线42输入动作信号。
气囊44如图5～9所示，由具有挠性的聚脂或聚酰胺丝等构成的织布形成，具有以下部分而构成气囊主体45；以及系带54、55，它们配置在气囊主体内，限制膨胀完成时的气囊主体45的厚度尺寸。
气囊主体45使膨胀完成时的形状如图5、6所示，成为大致长方形板状，同时具有以下部分而构成上游侧部位49，其为膨胀完成时的下端侧，成为膨胀用气体的上游侧，以及下游侧部位50，其配置在膨胀完成时的上端侧，构成膨胀用气体的下游侧的部位。下游侧部位50因为要在气囊44膨胀完成时，可以保护作为乘客的驾驶者MD的双腿的从小腿部L到膝部K的范围，所以做成具有可以保护驾驶者MD的膝部KL、KR的左右方向的宽度尺寸的形状(参照图4)。另外，气囊主体45具有膨胀完成时位于乘客MD侧的乘客侧壁部46和位于车身侧的转向柱罩13侧的车身侧壁部47而构成，将两壁部46、47的外型形状做成使长方形和梯形相连接的形状，以制成大致相同的平面气囊。
上游侧部位49为在气囊44展开膨胀完成时，大部分配置在外壳主体部18内，同时利用充气机37，被保持在外壳主体部18内的部位。在车身侧壁部47的下部侧构成上游侧部位49的部位上，形成2个插入孔49a、49a和1个狭缝49b(参照图3、5)。插入孔49a、49a使充气机37的各个螺栓39c插入，狭缝49b使充气机37的主体38插入。于是，气囊44使充气机37的主体38从狭缝49b突出，使各个插入孔49a的周缘被保持筒部39a和外壳主体部18的底壁部21夹持，安装到外壳主体部18上。此外，气囊44膨胀完成时，从外壳主体部18突出的上游侧部位49的上部49d，如图11所示，为与乘客MD的腿部(小腿部L)不干涉的状态。
下游侧部位50为气囊44展开膨胀完成时以从外壳开口18a向车辆后方侧突出，保护乘客MD两腿的从小腿部L到膝部K的范围的方式，配置于乘客MD与转向柱罩13之间的部位，其具有下述部分而构成小腿部保护区域51，其配置在膨胀完成时上游侧部位49的上方侧，保护乘客MD的小腿部L；以及膝部保护区域52，其配置在小腿部保护区域51的上方侧(气囊主体45的上端侧)，保护乘客MD的膝部K。在实施方式的情况下，小腿部保护区域51与膝部保护区域52利用系带(分隔用系带)55进行分隔。另外，小腿部保护区域51与上游侧部位49也利用系带(限制用系带)54进行分隔。
系带54、55是限制气囊主体45膨胀完成时的厚度尺寸的部件，以分别连接气囊主体45的乘客侧壁部46与车身侧壁部47的方式设置为上下两段。这些系带54、55如图6～9所示，以将气囊主体45内分隔为上下部分的方式，沿着左右方向缝合在气囊主体45的整个内周面内而连接，分别在左右方向为长带状(大致长方形板状)。
系带54作为限制用系带，以分隔上游侧部位49与小腿部保护区域51的方式设置，具有气体流通孔54a，该气体流通孔54a构成可以使流入上游侧部位49内的膨胀用气体G向小腿部保护区域51侧流出的气体流路。在实施方式的情况下，气体流通孔54a的形成方式为，在系带54的左右方向的中央附近的位置上，在沿左右方向的2个部位上开大致圆形的口。该气体流通孔54a以这样的方式设定开口面积(流路剖面面积)的合计值A1，即，使得在气囊44展开膨胀时，使小腿部保护区域51中的内压峰值产生时刻与上游侧部位49中的内压峰值产生时刻之间产生时间差。具体地说，气体流通孔54a的开口面积的合计值A1被设定为，小腿部保护区域51在上游侧部位49中的内压峰值产生时刻的5～15ms(优选值是6～10ms)后，迎来内压峰值产生并完成膨胀。这是为了以下目的，即，若小腿部保护区域51的内压峰值产生时刻与上游侧部位49的内压峰值产生时刻的差不到5ms，则由于时间差过小，会担心由膨胀的小腿部保护区域51推压乘客MD的小腿部L，若超过15ms，则下游侧部位50的膨胀完成延迟，因此可能会无法确保膝部保护区域52的内压，担心无法适当地保护乘客MD的膝部K。
系带55作为分隔用系带，在下游侧部位50的区域内，以分隔小腿部保护区域51与膝部保护区域52的方式配置，具有气体流通孔55a，该气体流通孔55a构成可以使流入小腿部保护区域51内的膨胀用气体G向膝部保护区域52侧流出的气体流路。在实施方式的情况下，气体流通孔55a在沿着左右方向的3处开大致椭圆形的口而形成，以从上方侧看时，这3处位于形成于系带54上的气体流通孔54a、54b之间和左右两侧的方式形成(参照图8)。也就是说，在实施方式中，系带54的气体流通孔54a与系带55的气体流通孔55a，以从上方看沿左右方向互相偏离的方式配置。另外，气体流通孔55a以使得开口面积(流路剖面面积)的合计值A2(参照图8)比系带54的气体流通孔54a的开口面积的合计值A1大的方式形成。具体地说，气体流通孔55a设定为，使其与气体流通孔54a的开口面积比A1/A2在0.1～0.4(优选0.2～0.3)的范围内。
在实施方式的情况下，气囊主体45的容积设定为15～20L，充气机37的主体38的输出设定为200～250kPa/ft3(5.66～7.08kPa/m3)。并且，上游侧部位49的容积设定为5～8L，下游侧部位50的容积设定为10～14L。另外，小腿部保护区域51的容积设定为3～6L，膝部保护区域52的容积设定为7～10L。形成于限制用系带54上的气体流通孔54a，其开口面积的合计值A1设定为15～25cm2，形成于分隔用系带55上的气体流通孔55a，其开口面积的合计值A2设定为60～100cm2。通常，在膝部保护用气囊装置S中，优选在从充气机37的主体38开始动作到向前移动过来的乘客MD的膝部K与膨胀完成时的气囊44相干涉的时间即30ms的时间之前的时间内，使气囊44的膨胀完成，在实施方式的气囊44中，膝部保护区域52以从充气机主体38开始动作22～26ms之后，使内压达到峰值的方式进行设定。
另外，在实施方式的情况下，气囊主体45分别将上下方向的长度尺寸L1设定为450～470mm，将从上游侧部位49的下缘到限制用系带54的距离L2设定为170～200mm，将从上游侧部位49的下缘到分隔用系带55的距离L3设定为260～330mm(参照图5)。并且，将气囊主体45的上游侧部位49的下缘与交点P的距离L4设定为215～235mm(参照图5)，该交点P为上游侧部位49的构成缘部的斜边与下游侧部位50(膝保护区域52)的缘部的交点。另外，气囊主体45，将膝部保护区域52的左右方向的宽度尺寸W1设定为550～600mm，将上游侧部位49的下缘侧的左右方向的宽度尺寸W2设定为275～305mm(参照图5)，将限制用系带54的短边方向侧的宽度尺寸W3设定为50～60mm，将分隔用系带55的短边方向侧的宽度尺寸W4设定为50～80mm(参照图10)。
此外，实施方式中，气囊装置44如图10所示，使用缝合线69，对3块主体用基布58、59、60、2块系带用基布62、63以及3块加强布65、66、67进行缝合而形成。在实施方式的情况下，主体用基布58、59、60和加强布66由在表面涂敷了由硅等组成的涂层的涂层布构成，系带用基布62、63和其他的加强布65、67由未涂敷涂层的非涂层布构成。
主体用基布58、59是构成上游侧部位49、以及下游侧部位50中的小腿部保护区域51的部位，形成外形形状大致相同的梯形。基布58是构成上游侧部位49和小腿部保护区域51中的乘客侧壁部46的部位，以使经线VT和纬线HT相对于上下方向成45°角交叉的方式裁减而形成。基布59是构成上游侧部位49和小腿部保护区域51中的车身侧壁部47的部位，具有构成插入孔49a、狭缝49b的开口59a、狭缝59b。基布59以使经线VT大致沿上下方向，纬线HT相对于上下方向成90°交叉的方式裁减而形成。主体用基布60是构成下游侧部位50的膝部保护区域52中的乘客侧壁部46和车身侧壁部47的部位，为大致长方形形状。基布60以与各个基布58、59线纹相交叉的方式构成，在实施方式的情况下，以使经线VT相对上下方向以22.5°的角度交叉的方式裁减而形成。
系带用基布62构成限制用系带54，为大致长方形形状。该系带用基布62，在短边方向侧的中央附近按照沿长度方向的折痕折回，将折回的周缘缝合到主体用基布58、59上，构成系带54，在相对应的4处上，形成构成气体流通孔54a的大致圆形的开口62a。
系带用基布63构成分隔用系带55，为大致长方形形状。该系带用基布63与上述系带用基布62同样地，在短边方向侧的中央附近按照沿长度方向的折痕折回，将折回的周缘缝合到主体用基布58、59、60上，构成系带55，在相对应的6个位置上，形成构成气体流通孔55a的大致椭圆形的开口63a。
加强布65以覆盖主体用基布59的下部侧部位的内周侧的方式配置，为大致梯形状。在加强布65上，形成构成插入孔49a、狭缝49b的开口65b、狭缝65c。另外，在加强布65上，形成用于加强狭缝49b的周缘部位的突出部65a，在突出部65a上，也形成构成狭缝49b的狭缝65d。
加强布66以覆盖加强布65的内周侧的充气机37的前端侧部位(实施方式的情况下，为车辆搭载时的左侧一半的部位)的方式配置，为了抑制由从充气机37的气体喷出口38a喷出膨胀用气体时所产生的热量引起的破坏，由提高了耐热性的涂层布构成。在加强布66上，形成构成插入孔49a的开口66c。加强布67为了加强系带54与乘客侧壁部46间的连接部位附近而设置，形成沿左右方向的带状。
下面，对实施方式的气囊44的制造进行说明。首先，将系带用基布63在短边方向侧中央附近按照沿长度方向的折痕折回。然后，使用缝合线69，将主体用基布60的短边方向侧的缘部(下缘)60a、60a与各个主体用基布58、59的上缘58a、59c分别缝合。这时，同时在各个主体用基布58、59的内周侧，配置被折回的系带用基布63，将系带用基布63的短边方向侧的缘部63b、63b缝合到各个主体用基布58、59上。另外，主体用基布60的下缘60a、60a分别以位于各个主体用基布58、59的上缘58a、59c的外周侧的方式进行缝合。
然后，在主体用基布58的内周侧，配置加强布67和在短边方向侧的中央附近按照沿长度方向折痕折回的系带用基布62，使用缝合线69，将加强布67的上缘67a，与系带用基布62同时缝合到主体用基布58上。同时，将加强布67的下缘67b，与系带用基布62的短边方向侧的一边的缘部62b同时缝合到主体用基布58上。另外，在主体用基布59的内周侧配置加强布65，使用缝合线69，将加强布65的上缘65e，与系带用基布62同时缝合到主体用基布59上。然后，以将上缘66a配置在加强布65与系带用基布62之间的方式配置加强布66，使用缝合线69，将系带用基布62的短边方向侧的另一边的缘部62b，与加强布65及加强布66的上缘66a同时缝合到主体用基布59上。
然后，使形成于加强布65上的突出部65a向内周侧折回，将成为狭缝49b的周围的部位，以使主体用基布59、加强布65和突出部65a重叠的状态，缝合成大致椭圆形，形成加强部位49c。然后，如果使用缝合线69，将主体用基布60的长度方向侧的缘部60b、60b相互之间、以及主体用基布58、59的其他周缘58b、59d相互之间，与系带基布62、63、加强布67的长度方向侧的缘部62b、63b、67c，以及加强布65、66的其他周缘65f、66b同时进行缝合，则可制成气囊44。此外，构成插入孔49a和狭缝49b的在各个基布59、65、66上所形成的开口59a、65b、66c和狭缝59b、65c、65d，可以预先在各个基布59、65、66上形成，此外也可以在将加强布65、66缝合到主体用基布59上之后，利用开孔加工等一起形成。
下面，对实施方式的膝部保护用气囊装置S向车辆的搭载进行说明。首先，使螺栓39c从插入孔49a凸出，使主体38的端部从狭缝49b突出，将充气机37收容于气囊44内，折叠气囊44，通过未图示的防止折叠散开的可断裂的包封材料包裹被折叠的气囊44的周围。此时，从插入孔49a及狭缝49b突出的充气机37的螺栓39c和主体38的端部从包封材料中突出。
然后，使充气机37的各个螺栓39c从插入孔21a突出，用螺母40固定，同时使充气机主体38的端部从插入孔19d突出，使充气机37与被折叠的气囊44一起收容于外壳主体部18内。
然后，将气囊盖26安装到外壳17上。具体地说，将上侧壁部29插入到面板部23的插入孔23a中，使气囊盖26向外壳17侧移动，如果将各个卡止爪20插入到上侧壁部29和下侧壁部30的各个卡止孔部29a、30a中，与各个卡止孔部29a、30a的周缘卡止，则可以将气囊盖26安装到外壳17上。
然后，将外壳17的各个连接部24，利用托架4、5、6、7安装固定在车体1侧，同时，将连接着引线42的连接器41连接到充气机主体38上。然后，如果安装上仪表板14和下板12(参照图1、2)，则可将气囊装置S搭载到车辆上。
气囊装置S向车辆搭载后，如果通过引线42向充气机主体38输入动作信号，则从充气机37的气体喷出口38a喷出膨胀用气体，膨胀用气体经过扩散器39的气体喷出口39b，流入气囊44内。然后，气囊44膨胀，使未图示的包封材料断裂，推压气囊盖26的门部35，使断裂预定部33断裂。然后，门部35以铰接部34为转动中心向上下打开，气囊44如图1、4的双点划线及图11的实线所示，展开膨胀。
而且，实施方式的膝部保护用气囊装置S中，以使膨胀完成时保护乘客MD的小腿部L的小腿部保护区域51的内压峰值产生时刻，比上游侧部位49的内压峰值产生时刻延迟5～15ms的方式使气囊44完成膨胀。也就是说，实施方式的膝部保护用气囊装置S中，因为下游侧部位50以使内压缓慢地提高的方式展开膨胀，所以在以乘客MD的双腿(特别是小腿部L)接近转向柱罩13侧配置的状态气囊44展开膨胀的情况下，膨胀的下游侧部位50的小腿部保护区域51也不会不必要地推压乘客MD的小腿部L，从而能够柔和地保护乘客MD的小腿部L。此外，如果小腿部保护区域51的内压峰值产生时刻与上游侧部位49的内压峰值产生时刻的时间差不足5ms，时间差过小，则会担心由膨胀的小腿部保护区域51推压乘客MD的小腿部L，如果超过15ms，则下游侧部位50的膨胀完成延迟，无法确保下游侧50中的保护乘客MD的膝部K的膝部保护区域52的内压，会担心无法适当地保护乘客MD的膝部K。
图12A中表示了测定在实施方式的膝部保护用气囊装置S中所使用的气囊44的展开膨胀时的内压的曲线图。在内压测定中所使用的气囊44中，分别将各个部位的长度尺寸L1～L4设定为L1470mm、L2200mm、L3300mm、L4235mm，分别将各个部位的宽度尺寸W1～W4设定为W1600mm、W2305mm、W350mm、W480mm。另外，在内压测定所使用的气囊44中，将气囊主体45的容积设定为18L(下游侧部位5013L，小腿部保护区域513L，膝部保护区域5210L)，将形成于限制用系带54上的气体流通孔54a的开口面积的合计值A1设定为19.2cm2，将形成于分隔用系带55上的气体流通孔55a的开口面积的合计值A2设定为93.2cm2。
根据该曲线图，实施方式的气囊装置S中的气囊44中，如果从充气机37喷出膨胀用气体，则首先上游侧部位49的内压急剧上升。然后，上游侧部位49的内压在13ms左右达到峰值时，小腿部保护区域51以使内压缓慢上升的方式膨胀，上游侧部位49的内压转为急剧下降，在从上游侧部位49的内压峰值产生后经过8ms左右的时间的21ms左右，小腿部保护区域51的内压达到峰值，然后，在25ms左右，膝部保护区域52的内压达到峰值，气囊主体45完成膨胀。因此，在以乘客MD的双腿(特别是小腿部L)接近转向柱罩13侧配置的状态气囊44展开膨胀的情况下，膨胀的下游侧部位50的小腿部保护区域51也不会不必要地推压乘客MD的小腿部L，能够柔和地保护乘客MD的小腿部L。此外，实施方式的气囊44中，在膨胀初期，上游侧部位49的内压急剧上升，但该上游侧部位49如图11所示，是在气囊44膨胀完成时，主要配置在外壳主体部18内的部位，由于从外壳主体部18突出的上部49d(参照图11)也不会与乘客MD的双腿干涉，所以即使上游侧部位49的内压高，也能够无障碍地保护乘客MD的小腿部L。
与此相反，将气囊主体45′的容量设定为与气囊44的气囊主体45相同，如图8、9所示，在气囊主体45′内，使限制用系带54′和分隔用系带55′分别以在其与气囊主体45′的左右两缘侧之间设置间隙的方式上下并列设置，在配置于下部侧的限制用系带54′的中央附近，设置可以使膨胀用气体从上游侧部位向小腿部保护区域流出的气体流通孔54a′，如果采用这种结构的气囊(比较例)，则如图12B所示，随着上游侧部位的内压上升，小腿部保护区域也以使内压急剧地上升的方式膨胀，上游侧部位的内压在14ms左右刚达到峰值之后，在17ms左右小腿部保护区域的内压达到峰值。采用这种结构的气囊，上游侧部位与小腿部保护区域的内压峰值产生时刻的时间差过小，会担心由膨胀的小腿部保护区域推压乘客的小腿部，所以不优选。
因此，利用实施方式的膝部保护用气囊装置S，在乘客MD的双腿接近车身侧配置的情况下，也能够柔和地保护乘客MD的小腿部L。
另外，实施方式的气囊装置S中，因为利用在设置于上游侧部位49和下游侧部位50之间的限制用系带54上所形成的气体流通孔54a的开口面积(流路剖面面积)的合计值A1，设定上游侧部位49与小腿部保护区域51的内压峰值产生时刻的时间差，所以只要重新设计现有的膝部保护用气囊装置中所使用的气囊的系带，就可以简单地进行对应，可以抑制制造成本和部件数量的增加。当然，如果不考虑这一点，则也可以采用例如下述结构，即，通过调整喷出膨胀用气体的充气机的气体喷出量，调整上游侧部位与膝部保护区域的内压峰值产生时刻的时间差。
而且，实施方式的气囊装置S中，是将限制用系带54与气囊主体45的整个内周面连接，在限制用系带54上设置可以使膨胀用气体流通的气体流通孔54a的结构。也就是说，实施方式的气囊装置S中，因为上游侧部位49和小腿部保护区域51利用限制用系带54被分隔，流入上游侧部位49内的膨胀用气体G通过形成于限制用系带54上的气体流通孔54a，流入下游侧部位50的小腿部保护区域51内，所以在气囊44的膨胀初期，上游侧部位49完成一定程度的膨胀后，膨胀用气体G流入到小腿部保护区域51内，能够可靠地使小腿保护区域51的内压峰值产生时刻，比上游侧部位49的内压峰值产生时刻延迟。而且，实施方式的气囊装置S中，因为在气囊44的膨胀初期，可以使上游侧部位49迅速地向左右方向大宽度地展开，所以可以使之后向下游侧部位50上方的展开顺利地进行。
此外，实施方式的气囊装置S中，因为在下游侧部位50的区域内，设置分隔小腿部保护区域51和膝部保护区域52的分隔用系带55，所以通过该分隔用系带55，能够限制下游侧部位50的膨胀完成时的厚度尺寸，可以抑制小腿部保护区域51过厚膨胀而推压乘客MD小腿部L。当然，实施方式的气囊装置S中，因为是将限制用系带54的气体流通孔54a的开口面积的合计值A1设定为比设置在分隔用系带55上的气体流通孔55a的开口面积的合计值A2小的结构，所以能够适当地使小腿部保护区域51的峰值产生时间延迟。
此外，实施方式的气囊装置S中，为以下结构，即，使限制用系带54和分隔用系带55分别与气囊主体45的整个内周面连接，同时具有可以使膨胀用气体流通的气体流通孔54a、55a。也就是说，实施方式的气囊装置S中，膨胀用气体的流路由形成于各个系带54、55上的气体流通孔54a、54a构成。因此，只要改变形成于系带54、55上的气体流通孔54a、54a的开口面积，就可以调整膨胀用气体的流路剖面面积，与例如以下情况相比，流路剖面面积的设定变得容易，即，不是使系带与气囊主体的整个内周面连接的结构，而是局部地与气囊主体连接的结构，在构成气囊主体的基布与系带之间的部位构成膨胀用气体流路。
此外，作为气囊44A，如图13所示，也可以使用下述结构，即，使限制用系带54A的气体流通孔54a和分隔用系带55A的气体流通孔55a，互相在上下方向排成一列地配置。在使用这种结构的气囊44A的情况下，从上游侧部位49通过气体流通孔54a流入小腿部保护区域51的膨胀用气体G，通过与气体流通孔54a排成一列配置的气体流通孔55a，直接地到达膝部保护区域52的上端，可以使膝部保护区域52迅速膨胀。
另外，实施方式中，在气囊主体45内设置两个系带54、55，但系带的数量并不限于此，也可以采用在下游侧部位50的区域内设置多个系带的结构。另外，实施方式中，作为系带54、55，使用分别将系带用基布62、63折叠两次的形状，但系带用基布的形状不限于此，例如，也可以使用将两张基布重叠来构成系带，该基布为使各个系带基布62、63利用折回的部位附近而被分成两部分的形状(使外形形状与系带大致相同的基布)。
此外，在实施方式中，以设置在转向柱9的下方，用于保护驾驶者MD的膝部K的膝部保护用气囊装置S为例进行了说明，但本发明的膝部保护用气囊装置也可以适用于为了保护坐在副驾驶席的乘客的膝部而设置在副驾驶席前方的膝部保护用气囊装置。
权利要求
1.一种膝部保护用气囊装置，其具备气囊，该气囊使膨胀用气体流入，从收容部位向车辆后方侧凸出，同时展开膨胀，以可以保护乘客的膝部，气囊具有上游侧部位，该部位是膨胀完成时的下端侧，为前述膨胀用气体的上游侧；以及下游侧部位，该部位配置在膨胀完成时的上端侧，构成前述膨胀用气体的下游侧部位，同时在前述气囊膨胀完成时可以保护前述乘客双腿的从小腿部到膝部的范围，前述气囊按照下述方式构成，即，前述下游侧部位中的保护小腿部的小腿部保护区域，以使其展开膨胀时的内压峰值产生时刻比前述上游侧部位的内压峰值产生时刻延迟5～15ms的方式完成膨胀。
2.如权利要求1所述的膝部保护用气囊保护装置，前述气囊为具有以下部分的结构气囊主体，其具有膨胀完成时位于乘客侧的乘客侧壁部，以及位于车身侧的车身侧壁部；以及限制用系带，其配置在前述气囊主体内，连接前述乘客侧壁部与前述车身侧壁部，限制前述气囊主体的膨胀完成时的厚度尺寸，并且以分隔前述上游侧部位和前述小腿部保护区域的方式，大致沿着左右方向配置，前述限制用系带的配置方式为，限制从前述上游侧部位流向前述小腿部保护区域的膨胀用气体的流路剖面面积，以使前述小腿保护区域的内压峰值产生时刻与前述上游侧部位的内压峰值产生时刻之间产生时间差。
3.如权利要求2所述的膝部保护用气囊装置，前述限制用系带的构成方式为，与前述气囊主体的整个内周面相连接，同时具有可以使前述膨胀用气体流通的气体流通孔。
4.如权利要求2所述的膝部保护用气囊装置，系带在上下方向上设置多段，该系带配置在前述气囊主体内，连接前述乘客侧壁部和前述车身侧壁部，限制前述气囊主体的膨胀完成时的厚度尺寸，并且大致沿左右方向配置，在多段的前述系带中，一个构成前述限制用系带，另一个构成分隔用系带，该分隔用系带以分隔前述下游侧中保护前述小腿部的小腿部保护区域与保护前述膝部的膝部保护区域的方式配置，前述限制用系带以使从前述上游侧部位流向前述小腿部保护区域的前述膨胀用气体的流路剖面面积，比其他前述系带的配置部位中流向上方的前述膨胀用气体的流路剖面面积小的方式配置。
5.如权利要求4所述的膝部保护用气囊装置，前述限制用系带和前述分隔用系带的构成方式为，分别与前述气囊主体的整个内周面连接，同时具有可以使前述膨胀用气体流通的气体流通孔。
6.如权利要求5所述的膝部保护用气囊装置，前述限制用系带和前述分隔用系带分别具有多个前述气体流通孔，它们沿着左右方向并列设置，前述限制用系带的各个气体流通孔和前述分隔用系带的各个气体流通孔以相互在上下方向上排成一列的方式配置。
7.如权利要求5所述的膝部保护用气囊装置，前述限制用系带和前述分隔用系带分别具有多个前述气体流通孔，它们沿着左右方向并列设置，前述限制用系带的各个气体流通孔和前述分隔用系带的各个气体流通孔，以从上方看在左右方向上相互偏离的方式配置。
全文摘要
本发明的膝部保护用气囊装置，其具备气囊，该气囊使膨胀用气体流入，从收容部位向车辆后方侧凸出，同时向上方展开膨胀。气囊具有上游侧部位，该部位是膨胀完成时的下端侧，为膨胀用气体的上游侧；以及下游侧部位，该部位配置在膨胀完成时的上端侧，构成膨胀用气体的下游侧部位，同时在气囊膨胀完成时可以保护乘客双腿的从小腿部到膝部的范围。气囊按照下述方式构成，即，下游侧部位的保护小腿部的小腿部保护区域，以使其展开膨胀时的内压峰值产生时刻比上游侧部位的内压峰值产生时刻延迟5～15ms的方式完成膨胀。
文档编号B60R21/231GK1772536SQ200510115660
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者堀田直纪, 水野喜夫, 永田笃, 田中宏纪 申请人:丰田合成株式会社