专利名称：膝部保护用气囊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及设置在落座的乘客膝部前方，能保护乘客膝部的膝部保护用气囊装置。
背景技术：
现在的膝部保护用气囊装置的结构是，具备有底的大致箱形的外壳，用于收纳折叠的气囊，并在车辆后方侧开口；以及气囊盖，具有用于覆盖外壳开口的车辆后方侧，并在气囊展开膨胀时可打开的气囊通道部(例如参照专利文献1)。
另外，在该膝部保护用气囊装置中，在外壳开口的周围设置了板状金属制的膝部保护板，当乘客膝部触及时发生塑性变形、在气囊的非膨胀时也能保护乘客膝部。该膝部保护板是以使上部侧位于车辆后方侧、使下端侧位于车辆前方侧的方式倾斜地设置，以便能够确保乘客的脚尖附近的空间。另外，气囊盖具备设置在气囊通道部周围、覆盖膝部保护板的车辆后方侧的一般部。该一般部与膝部保护板一起以使上部侧位于车辆后方侧、使下端侧位于车辆前方侧的方式倾斜地设置。
专利文献1特开2003-40072号公报发明内容但是，在现有的膝部保护用气囊装置中，虽然膝部保护板以与乘客膝部接触时能发生塑性变形的方式构成，但它是膝部保护板和以覆盖膝部保护板的车辆后方侧的方式设置的气囊盖一般部一起以使上部侧位于车辆后方侧的方式倾斜地设置的结构。因此，当乘客膝部触及气囊盖的一般部，一般部向膝部保护板侧挤压与膝部保护板接触时，一般部被朝向膝部保护板侧挤压而域膝部保护板抵接时，一般部相对于膝部保护板向上下方向偏移发生滑动，存在不能够借助于膝部保护板充分地吸收移动的乘客膝部的动能的可能性。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够借助于膝部保护板，可靠地吸收移动的乘客膝部的动能的膝部保护用气囊装置。
本发明的膝部保护用气囊装置设置在落座的乘客膝部前方，并且具有如下结构外壳，收纳折叠的气囊，形成为在车辆后方侧开口的有底的大致箱形；以及气囊盖，覆盖该外壳开口的车辆后方侧，具有在气囊展开膨胀时可打开的气囊通道部，在外壳开口的周围，倾斜地设置了当乘客膝部触及时发生塑性变形、可保护乘客膝部的板状金属制的膝部保护板，使得其上部侧位于车辆后方侧，气囊盖在气囊通道部周围，具有覆盖膝部保护板的车辆后方侧的一般部，一般部与膝部保护板一起被倾斜地设置，使得上部侧位于车辆后方侧，其特征在于在气囊盖的一般部上，设置了沿大致前后方向向膝部保护板侧突出、前端面大致沿铅直方向的加强筋，在膝部保护板上，设置了支持面，该支持面可以相应于向前方侧挤压的加强筋的挤压力而使膝部保护板发生塑性变形，并且该支持面与加强筋的前端面平行，当加强筋向前方侧挤压时支持加强筋。
本发明的膝部保护用气囊装置，在气囊非膨胀时，若乘客向前移动，乘客膝部触及气囊盖的一般部，一般部向膝部保护板侧即车辆前方侧挤压，则沿大致前后方向向膝部保护板侧突出地设置的加强筋与膝部保护板的支持面相抵接。与该加强筋接触的支持面大致沿铅直方向配置。即，支持面以与加强筋的前端面平行，同时与加强筋的突出方向和加强筋的移动方向大致正交的方式设置。因此，当加强筋与支持面接触时，加强筋的前端不发生相对于支持面向上下方向、左右方向的偏移的滑动，从而能够利用支持面，可靠地支持加强筋。其结果是当乘客膝部触及时，膝部保护板能够通过气囊盖的加强筋承受乘客膝部的挤压力，从而顺利地发生塑性变形，可靠地吸收移动的乘客膝部的动能。
因此，用本发明的膝部保护用气囊装置，能够借助于膝部保护板可靠地吸收移动的乘客膝部的动能。
图1是示出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简要纵剖视图。
图2是膝部保护用气囊装置的车辆前后方向简要放大纵剖视图。
图3是图2的III-III部位的简要剖视图。
图4是从车辆前方侧观察在该实施方式中使用的气囊盖、膝部保护板、外壳和止动部件的简要分解透视图。
图5是示出该实施方式的膝部保护用气囊装置中的在气囊盖上形成的加强筋的部位的简要纵剖视图，是示出图3的V-V部位的图。
图6是示出该实施方式的膝部保护用气囊装置的使用状态的、从车辆后方侧观察的简要正视图。
图7是说明该实施方式的膝部保护用气囊装置中的加强筋前端面与支持面相抵接的过程的简要剖视图。
具体实施例方式
以下根据
本发明的一个实施方式。如图1、6所示，本实施方式的膝部保护用气囊装置S设置在驾驶员MD的车辆前方侧即转向柱6的下方，能够保护作为乘客的驾驶员MD的膝部K(KL、KR)。
另外，本说明书中的上下、左右以及前后，与将膝部保护用气囊装置S安装在车辆上时的车辆上下、左右、前后对应。
如图1所示，转向柱6具备与方向盘5连接的转向柱主体7和以覆盖方向盘5下方的转向柱主体7的方式设置的转向柱罩10。转向柱主体7具备主轴8和覆盖主轴8周围的转向柱套管9。
转向柱罩10由大致为四棱筒状的合成树脂制成，沿转向柱主体7的轴向设置，覆盖转向柱主体7。转向柱罩10的从仪表板11突出的部位的后面10a为大致长方形板状，在车辆的前后方向形成后方上翘的曲面形状。
膝部保护用气囊装置S具备折叠的气囊65，向气囊65供给膨胀用气体的充气机58，收纳折叠的气囊65和充气机58、并在车辆后方侧有开口的外壳14，覆盖外壳14的开口14a的车辆后方侧的气囊盖45，以及在外壳开口14a的周边、配置在气囊盖45的车辆前方侧位置处的膝部保护板29。
如图1～5所示，外壳14由板状金属制成，配置在转向柱6的下方。外壳14具备在车辆后方侧开口的大致为四棱筒状的周壁部15、堵塞周壁部15的车辆前方侧的底壁部16。在周壁部15上设置了卡合爪部18和卡合突起19，用于将气囊盖45的后述上侧壁部51和下侧壁部52分别组装到在上下方向对置的上壁部15a和下壁部15b上。另外，在周壁部15上还形成可使充气机58的后述主体59的端部穿过的通孔15c。
在上壁部15a上设置的卡合爪部18从上壁部15a向上方突出，形成前端18a侧离开外壳14的开口14a、向底壁部16侧弯曲的剖面为大致J字形的形状。另外，卡合爪部18沿左右方向设置了多个(在本实施方式中为6个)(参照图4)。在本实施方式的情况下，各卡合爪部18，如图4所示，借助于在根部侧(车辆前方侧)的部位沿左右方向设置的连接部18b相连接，构成一个整体。各卡合爪部18将前端18a卡合在形成于气囊盖45的上侧壁部51上的卡合孔部51a的周边。
设置在下壁部15b上卡合突起19以从下壁部15b向下方突出的方式构成。另外，卡合突起19沿左右方向设置了多个(虽未图示，但与卡合爪部相同，设置了6个)。另外，各卡合突起19具备突出部19a，穿过在气囊盖45的下侧壁部52上形成的卡合孔部52a，从下侧壁部52向下方突出。在突出部19上形成可插入与外壳14分体形成的止动部件26的后端26a的插入孔19b。
如图2、4所示，止动部件26为弯曲成大致L字形的板状，从外壳14的底壁部16至下壁部15b设置，将后端26a插入插入孔19b，以闩的形式配置固定在各卡合突起19的突出部19a的里面与下侧壁部52之间，由此将各卡合突起19卡合，使其不能从卡合孔部52a抽出。另外，在本实施方式的情形下，止动部件26如图2、3所示，使用用于将充气机58固定到外壳14上的螺栓60c和螺母61，与充气机68一起被固定到外壳14上。
另外，在外壳14上设置用于将外壳14固定到膝部保护板29上的安装托架21、23，这些安装托架21、23与外壳14分体形成。安装托架21沿左右方向设置了2个，如图2～5所示，剖面为大致コ字形，设置成从底壁部16向车辆前方侧突出的状态。另外，在各安装托架21设置可穿过用于向膝部保护板29的后述前侧壁部40上固定的螺栓22的通孔21a和固定在通孔21a周边、用于旋入螺栓22的螺母21b。
安装托架23设置在沿左右方向的大致中央的1个部位上，如图2所示，以从周壁部15的下壁部15b向下方突出的方式设置。该安装托架23的在左右方向的剖面大致为U字形，具备配置于左右的侧壁部23a和以连接侧壁部23a下端的方式设置的底壁部23b(参照图2)。另外，在安装托架23底壁部23b上也设置可穿过用于向膝部保护板29的后述下侧壁部41固定的螺栓24的通孔23c和固定在通孔23c的周边、用于旋入螺栓24的螺母23b。
膝部保护板29具备主体部30和与主体部30分体形成的、用于将主体部30安装到车体1侧的托架部43。托架部43固定在车体1侧。
主体部30由板金属制成，并且可以在气囊65展开膨胀时支持展开膨胀的气囊65的车辆前方侧，它具备支持气囊65的车辆前方侧的一般部31和用于安装、固定外壳14的外壳安装部36。
一般部31，如图4所示，在外壳14的开口14a周围以沿外壳14的开口14a面、向外壳开口14a上方侧和左右两侧延伸的方式设置。另外，一般部31如图1、2所示，为了确保乘客MD的脚尖附近的空间，以使上部侧位于车辆后方侧、使下部侧位于车辆前方侧的方式倾斜地设置。另外，在一般部31的区域内，设置了向车辆前方侧凹陷的、用于与气囊盖45的后述加强筋47相抵接的凹部32。在本实施方式的情形下，在作为外壳安装部36上部侧的位置上，沿左右方向的2个部位设置了凹部32。该凹部32具备以从一般部31向车辆前方侧突出的方式设置的横壁部32a、从横壁部32a前端附近向下方突出的纵壁部32b和堵塞凹部32的左右方向侧的侧壁部32c(参照图5)。另外，纵壁部32b的车辆后方侧的面成为可支持设置在气囊盖45上的加强筋47的支持面33。
另外，在一般部31的边缘部附近设置了多个用于将主体部30安装固定到车体1侧的托架部43上的安装部34。在本实施方式的情形下，安装部34设置在作为外壳安装部36左右两侧的上缘侧的部位、一般部31上部侧的右缘侧的部位、一般部31下部侧的左右两缘侧的部位这5个部位。对各安装部34形成用于利用螺栓固定在车体1侧的托架部43上的安装孔34a。
如图2～4所示，外壳安装部36以从一般部31向车辆前方侧突出的方式设置，并且以覆盖外壳14、气囊盖45的周壁部50周围的方式设置。即，外壳安装部36具备覆盖外壳14和周壁部50上部侧的上侧壁部37；覆盖外壳14和周壁部50左右侧的左、右侧壁部38、39；覆盖外壳14前方侧的前侧壁部40；以及覆盖外壳14和周壁部50下方侧的下侧壁部41。另外，在本实施方式的情形下，左、右侧壁部38、39是可覆盖周壁部50左右侧方的结构(参照图3、4)。
另外，在前侧壁部40和下侧壁部41上，分别设置了可穿过用于固定在外壳14上设置的安装托架21、23的螺栓22、24的安装孔40a、40a、41a。
即，在本实施方式中，通过如下步骤将外壳14安装固定在膝部保护板29上将螺栓22穿过各安装孔40a、21a，旋紧到固定在各安装孔21a的周边的螺母21b中；将螺栓24穿过各安装孔41a、23a，旋紧到固定在安装孔23a的周边的螺母23b中。
托架部43与设置在一般部31上的安装部34对应，设置在5个部位。用于对设置在作为外壳安装部36左右两侧的上缘侧部位的安装部34A、34A进行安装的托架部43A、43A，与车体1侧的仪表板加强件2连接。另外，分别用于对设置在一般部31右上角的安装部34B、设置在一般部31的右下角的安装部34C和设置在一般部31左下角的安装部34D进行安装的托架部43B、43C、43D分别与车体1侧的未图示的中央支柱、前车体支柱等连接(参照图6)。
膝部保护板29被制成在气囊64非膨胀时，当乘客MD的膝部K经气囊盖45触及一般部31时，可使规定部位发生塑性变形，吸收移动的乘客MD的膝部K的动能的结构。在本实施方式的情形下，制成了如图7所示，当在气囊盖45上形成的加强筋47挤压凹部32的支持面33时，凹部32向车辆前方侧移动，使凹部32周围的部位发生塑性变形，从而可吸收乘客MD的膝部K的动能的结构。另外，膝部保护板29的变形部位不限于一般部31，例如也可以制成当乘客MD的膝部K触及时，一般部31整体向车辆前方侧移动，使用于将主体部30固定在车体1侧的托架部43的规定部位发生塑性变形的结构，另外，也可以制成使一般部31和托架部43两者都发生塑性变形的结构。当然，膝部保护板29不仅在气囊65非膨胀时，而且在气囊65展开膨胀时，若因气囊65到达底部等，未能用气囊65承受住乘客MD的膝部K的动能的情形下，也能够使规定部位发生塑性变形，吸收移动的乘客MD的膝部K的动能。
气囊盖45由烯烃类等热塑性人造橡胶形成，为可以覆盖外壳14的车辆后方侧的结构，与外壳14保持连结。另外，气囊盖45设置在由上面板11a和下面板11b构成的仪表板11的下面板11b侧，具备设置在外壳14的开口14a附近的气囊通道配置部49和设置在气囊通道配置部49周围的一般部46。
一般部46以覆盖膝部保护板29的一般部31的车辆后方侧的方式设置，与一般部31一样，以使上部侧位于车辆后方侧、使下部侧位于车辆前方侧的方式倾斜地设置(参照图1、2)。另外，在一般部46上设置了沿大致前后方向向膝部保护板29侧突出，前端面47a大致沿铅直方向的加强筋47。该加强筋47的前端面47a可与在一般部31上形成的凹部32的支持面33相抵接，该加强筋47与凹部32对应，在作为后述的周壁部50上部侧的位置上，沿左右方向的两个部位上设置。
气囊通道配置部49具备气囊通道部56和设置在气囊通道部56的周边附近的周壁部50。气囊通道部56以覆盖外壳14的开口14a的方式设置，形成得比开口14a略大，并形成覆盖开口14a的大致长方形的板状。在本实施方式的情形下，气囊通道部56由向上下方向打开的2块气囊通道部构成。另外，气囊通道部56在上端或下端设置了作为打开时的旋转中心的铰接部55，并且在从气囊通道部56周围的车辆后方侧观察时为大致H字形的部位，设置了厚度较薄的断开预定部54。
周壁部50与外壳14的周壁部15外周侧相邻接地配置，为向车辆前方侧突出的大致四棱筒状。利用在周壁部50中设置在外壳周壁部15上部侧的上侧壁部51和设置在外壳周壁部15下部侧的下侧壁部52，将气囊盖45组装到外壳14上。在上侧壁部51上形成可以将在外壳14的周壁部15上形成的卡合爪部18卡合的卡合孔部51a。在下侧壁部52上形成可以使在外壳14的周壁部15上形成的卡合突起19的突出部19a穿过的卡合孔部52a。另外，在下侧壁部52的左右方向的中央附近，形成用于使外壳14的安装托架23向下方突出的切口凹部52b(参照图4)。
另外，在本实施方式中，可以将上侧、下侧壁部51、52和各卡合孔部51a、52a的尺寸设定成这样的尺寸，即在将气囊盖45向外壳14上组装时，气囊盖45在安装在车辆上的状态下，可以吸收相对于周围的下面板11b的组装误差，并且可以相对于外壳14移动。
如图1～3所示，充气机58是使轴向沿车辆左右方向设置的圆筒式结构，具备大致为圆柱状的主体59和扩散器60。在主体59的一端设置了多个气体喷出口59a。另外，与启动信号输入用引线63连接的连接器62与主体59的另一端侧连接。扩散器60具备可覆盖主体59的、大致圆筒状的由板状金属制成的保持筒部60a和从保持筒部60a突出的多个(在本实施方式中为2个)螺栓60c。保持筒部60a的结构是在安装于车辆上的状态下的保持筒部60a的车辆后方侧的面上，开设了可使从主体59的气体喷出59a喷出的膨胀用气体流出的多个气体流出口60b。
另外，当安装在车辆上的气囊启动电路检测到车辆的前方碰撞时，启动信号经引线63输入该充气机58以及安装在方向盘5上的未图示的气囊装置。
气囊65由用具有挠性的聚酯、聚酰胺丝等构成的织物形成，展开膨胀结束时的形状如图1、6中的双点划线所示，为大致长方形板状，并且为具备可以保护作为乘客的驾驶员MD的两膝部KL、KR的左右方向宽度的形状。另外，如图3所示，在展开膨胀结束时的气囊65的下端侧部位形成2个通孔65a、65a和一个通孔65b。通孔65a、65a是使充气机58的各螺栓60c穿过的通孔。通孔65b是使充气机58的主体59穿过的通孔。另外，通过如下的步骤，使充气机58的主体59从通孔65b突出，在穿过各通孔65a和外壳底壁部16的通孔16a的螺栓60c上旋紧螺母61，由此使气囊65的各通孔65a的周边被保持筒部60a和外壳14的底壁部16夹住，从而被安装到外壳14上。
下面说明本气囊装置S的组装。首先，使螺栓60c从通孔65a突出出来，使主体59的端部从通孔65b突出出来，将充气机58收纳到气囊65内。然后折叠气囊65，用防止折叠散开的、未图示的缠绕材料缠绕气囊65。这时，从通孔65a、65b突出的充气机58的螺栓60c、主体59的端部从缠绕材料中突出出来。
接着使充气机58的各螺栓60c从通孔16a突出出来，并且使充气机主体59的端部从通孔15c突出出来，将充气机58与折叠的气囊65一起收纳到外壳14内。
然后，将气囊盖45组装到外壳14上。这时，首先将在外壳周壁部15上形成的各卡合爪部18分别插入气囊盖45的上侧壁部51上的各卡合孔部51a中，将端部18a卡合在卡合孔部51a的周边。之后将在外壳周壁部15上形成的各卡合突起19分别插入下侧壁部52上的各卡合孔部52a。再将止动部件26配置成使后端26a插入从下侧壁部52突出出来的各突出部19a的插入孔19b的状态，并且在外壳底壁部16侧使充气机58的螺栓60c从止动部件26突出出来。之后将螺母61旋紧到充气机58的螺栓60c上，就能够将气囊盖45组装到外壳14上，形成气囊组装体SA。
接着，利用设置在外壳14上的安装托架21、23，将气囊组装体SA安装固定到膝部保护板29的主体部30上。然后利用固定在车体1侧的托架部43，将固定有气囊组装体SA的膝部保护板29的主体部30安装固定到车体1侧，并将仪表板11(上面板11a、下面板11b)安装固定到车体1侧。同时，将与引线63连接的连接器62经膝部保护板主体部30的外壳安装部36的右侧壁部39的前方侧的开口，连接到充气机58的主体59上。此作业利用用于设置底罩12的间隙进行。之后，安装底罩12，就可以将气囊装置S安装到车辆上。
气囊装置S安装到车辆上后，如果经引线63向充气机58的主体59输入启动信号，膨胀用气体就从充气机58的气体喷出口59a喷出，膨胀用气体经扩散器60的气体流出口60b流入气囊65内。于是，气囊65膨胀，使未图示的缠绕材料断开，并且挤压气囊盖45的气囊通道部56，使断开预定部54断开。然后，气囊通道部56以铰接部55为旋转中心向上下打开，气囊65如图1、6的双点划线所示，展开膨胀。
于是，用本实施方式的膝部保护用气囊装置S，在气囊65非膨胀时，若乘客MD向前移动，乘客MD的膝部K触及气囊盖45的一般部46，一般部46向膝部保护板29侧即车辆前方侧挤压，则沿大致前后方向向膝部保护板29侧突出地设置的加强筋47与在膝部保护板29的一般部31上设置的凹部32的支持面33相抵接。与该加强筋47接触的支持面33大致沿铅直方向配置。即，支持面33以与加强筋47的前端面47a平行，同时与加强筋47的突出方向和加强筋47的移动方向大致正交的方式设置。因此，当加强筋47与支持面33接触时，加强筋47的前端不发生相对支持面33向上下方向、左右方向偏移的滑动，从而能够利用支持面33，可靠地支持加强筋47(参照图7)。其结果是，当乘客MD的膝部K触及时，膝部保护板29能够通过气囊盖45的加强筋47，承受乘客MD的膝部K的挤压力，从而可以顺利地发生塑性变形，可靠地吸收移动的乘客MD的膝部K的动能。
因此，用本发明的膝部保护用气囊装置S，能够借助于膝部保护板29可靠地吸收移动的乘客MD的膝部K的动能。
另外，在本实施方式的膝部保护用气囊装置S中，气囊盖45在安装在车辆上的状态下，可以吸收相对于周围的下面板11b的组装误差，相对于外壳14可以移动地向外壳14上组装。另外，由于膝部保护板29向车体1侧的安装位置、气囊盖45对仪表板11的配置位置等关系，往往在安装于车辆上的状态下，膝部保护板29的一般部31与气囊盖45的一般部46之间的距离较大。但是，在本实施方式的气囊装置S中，由于在气囊盖45的一般部46上设置了向膝部保护板29的一般部31侧突出的加强筋47，所以即使气囊盖45的一般部46与膝部保护板29的一般部31之间的距离较大，借助于加强筋47，实质上可以减小气囊盖45与膝部保护板29的距离。因此，当乘客MD的膝部K触及时，可以借助于能发生塑性变形的膝部保护板29，迅速地吸收乘客MD的膝部K的动能。
另外，虽然在本实施方式中以设置在转向柱6的下方，用于保护作为乘客的驾驶员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S也能够应用于为了保护落座在副驾驶员席上的乘客膝部而设置在副驾驶员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，该膝部保护用气囊装置设置在落座的乘客膝部前方，并且具有如下结构外壳，收纳折叠的气囊，形成为在车辆后方侧开口的有底的大致箱形；以及气囊盖，覆盖该外壳开口的车辆后方侧，具有在上述气囊展开膨胀时可打开的气囊通道部，在上述外壳开口的周围，倾斜地设置了当上述乘客膝部触及时发生塑性变形、可保护上述乘客膝部的板状金属制的膝部保护板，使得其上部侧位于车辆后方侧，上述气囊盖在上述气囊通道部周围，具有覆盖上述膝部保护板的车辆后方侧的一般部，上述一般部与上述膝部保护板一起被倾斜地设置，使得上部侧位于车辆后方侧，其特征在于在上述气囊盖的一般部上，设置了沿大致前后方向向上述膝部保护板侧突出、前端面大致沿铅直方向的加强筋，在上述膝部保护板上，设置了支持面，该支持面可以相应于向前方侧挤压的上述加强筋的挤压力而使上述膝部保护板发生塑性变形，并且该支持面与上述加强筋的前端面平行，当上述加强筋向前方侧挤压时支持上述加强筋。
全文摘要
本发明提供了能够借助于膝部保护板可靠地吸收移动的乘客膝部的动能的膝部保护用气囊装置。它在外壳(14)的开口的周围倾斜地设置了膝部保护板(29)，使得上部侧位于车辆后方侧。在气囊盖(45)的气囊通道部(56)周围，设置了覆盖膝部保护板的车辆后方侧的一般部(46)。一般部与膝部保护板一起以使上部侧位于车辆后方侧的方式倾斜。在一般部上设置了向膝部保护板侧突出、前端面(47a)大致沿铅直方向的加强筋(47)。在膝部保护板上设置了支持面(33)，该支持面可以相应于向前方侧挤压的加强筋的挤压力，使膝部保护板(29)发生塑性变形，并且该支持面与加强筋的前端面平行，当加强筋向前方侧挤压时支持加强筋(47)的。
文档编号B60R21/20GK1796187SQ20041010350
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月29日 优先权日2004年12月29日
发明者铃木宪优, 浅野耕世 申请人:丰田合成株式会社, 丰田自动车株式会社