专利名称：气囊装置、乘员保护系统、车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及在汽车等车辆中通过气囊保护驾驶员的技术。
背景技术：
以往，公开了在车辆事故时保护乘员的各种气囊装置。例如，在下述专利文件1中公开了下述技术在发生车辆事故时，气囊在驾驶员的前方膨胀，并且形成对气囊的受力面的圆环状方向盘向车辆前方转动，从而缓冲施加给驾驶员的冲击。
在上述专利文件1所述的气囊装置中，虽然公开了利用方向盘形成对发生车辆事故时展开膨胀的气囊的受力面的结构，但是在这种气囊装置中，要求与方向盘、气囊的形状无关地，通过确保对发生车辆事故时向乘员保护区域展开膨胀的气囊的受力面而提高对驾驶员的保护。例如，在使既定的方向盘小型化的结构、使方向盘形成非圆环状的异形的结构、使既定的气囊大型化的结构等中，存在方向盘外形相对于气囊的大小而相对较小，因而通过方向盘难以确保气囊受力面的情况，在这种情况下也同样要求可以有效保护驾驶员的技术。并且，要求利用气囊约束乘员时尽量缓冲施加给驾驶员的冲击，提高对驾驶员的保护。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种在车辆事故时可以有效利用气囊提高对驾驶员的保护的技术。
为了解决上述问题而构成本发明。并且，本发明能够适用于在以汽车为首的公共汽车、电车、船舶等各种车辆中，提高对驾驶员的保护的技术。
本发明的第一发明解决上述问题的本发明的第一发明构成技术方案1所述的气囊装置。
技术方案1所述的该气囊装置是装载在车辆上的装置，至少包括单一气囊和气体供给装置。本发明的气囊装置也可以具有在单一气囊中进一步组合了其他气囊的多个气囊。
本发明的单一气囊构成通过由气体供给装置供给展开膨胀用气体而向驾驶员的头部、胸部等乘员保护区域展开膨胀的气囊。本发明的气体供给装置具有至少向单一气囊供给膨胀展开用气体的功能。该气体供给装置也被称为“充气机”。
特别是，本发明的单一气囊构成在气囊展开膨胀时至少形成第一气囊部和第二气囊部的结构。该“气囊展开膨胀时”广泛地包括从气囊的展开膨胀过程至膨胀完毕时的时间。
单一气囊的第一气囊部，在驾驶员和位于驾驶员的车辆前侧的用于对车辆进行转向操作的操作部之间展开膨胀。并且，单一气囊的第二气囊部，在操作部的车辆前侧展开膨胀。并且，在本发明中，第一气囊部由于与操作部抵接而受到压力，第二气囊部由于与位于操作部的车辆前侧的受压部抵接而受到压力。即，由构成气囊受力面的操作部及受压部双方承受作用在单一气囊上的车辆前侧的力(压力)。这里所称的“用于对车辆进行转向操作的操作部”，以圆环状的方向盘为首，广泛地包括各种形状的用于对车辆进行转向操作的部件。并且，作为“受压部”，只要可以通过与展开膨胀的第二气囊部干涉(抵接)而承受来自该第二气囊部的压力即可，可以适当使用刚性体、弹性体、塑性体等而构成。并且，本发明的单一气囊的展开膨胀动作，可以通过适当设定气囊本身的形状、设在气囊上的吊绳、开孔(通气孔)的数量和形状、气囊内部的分隔室的数量和形状等而适当进行调整。
根据技术方案1所述的气囊装置的这种结构，由于不仅通过操作部，还通过位于该操作部的车辆前侧的受压部承受作用在单一气囊上的车辆前侧的力(压力)，因而即使在操作部的外形相对于气囊的大小相对较小的情况下，也可以通过操作部及受压部确保气囊受力面，由此能够提高对驾驶员的保护。
虽然在使既定的方向盘小型化的结构、使方向盘形成非圆环状的异形的结构、使既定的气囊大型化的结构等中，存在操作部的外形相对于气囊的大小相对较小，难以确保气囊受力面的情况，但是本发明对这种情况特别有效。
本发明的第二发明解决上述问题的本发明的第二发明构成技术方案2所述的气囊装置。
在技术方案2所述的该气囊装置中，单一气囊形成如下结构利用第一气囊部约束驾驶员，接着，第二气囊部展开膨胀，以向操作部的车辆前侧释放该第一气囊部受到的来自驾驶员的力。
由此，通过第二气囊部的展开膨胀动作，向操作部的车辆前侧释放第一气囊部的朝向车辆后侧的展开膨胀力，由此能够抑制约束驾驶员时施加给该驾驶员的冲击。具体而言，在进行驾驶员的初期约束时，通过第一气囊部初步缓冲作用于该驾驶员的冲击，并进一步在其后的约束驾驶员时，通过第二气囊部向操作部的车辆前侧释放第一气囊部从驾驶员受到的力，从而再次缓冲施加给驾驶员的冲击。并且，之后，通过第二气囊部与受压部抵接而使该受压部形成对第二气囊部的气囊受力面。
根据技术方案2所述的气囊装置的这种结构，除了可通过操作部和受压部确保气囊受力面以外，通过在约束驾驶员时限制施加给该驾驶员的冲击，能够进一步提高对驾驶员的保护。使用这种结构的气囊装置时，不必装载为了缓冲施加给驾驶员的冲击而使方向盘等操作部向车辆前方转动的机构，通过气囊本身的展开膨胀动作即可简便地缓冲施加给驾驶员的冲击。
本发明的第三发明解决上述问题的本发明的第三发明构成技术方案3所述的气囊装置。
在技术方案3所述的该气囊装置中，通过由位于操作部的车辆前侧的车辆构成部件和其他气囊中的至少一方构成的受压部承受单一气囊的第二气囊部的压力。作为该“车辆构成部件”，广泛地包括位于操作部的车辆前侧并安装在车辆侧的各种部件。作为一例，可使用前风挡玻璃、内饰面板、仪表等已设在车辆上的部件构成车辆构成部件。并且，“其他气囊”构成向操作部的车辆前侧展开膨胀的气囊。该其他气囊可以专用作受压部，或者可以兼用作为了保护驾驶员而向操作部的车辆前侧展开膨胀的气囊。
根据技术方案3所述的气囊装置的这种结构，通过利用车辆构成部件或其他气囊确保单一气囊的气囊受力面，能够提高对驾驶员的保护。
本发明的第四发明解决上述问题的本发明的第四发明构成技术方案4所述的乘员保护系统。
技术方案4所述的该乘员保护系统至少包括气囊装置、检测装置、控制装置、操作部以及受压部。
本发明的气囊装置是具有通过从气体供给装置供给膨胀展开用气体而展开膨胀的单一气囊的气囊装置，具有与技术方案1所述的气囊装置实质上相同的结构。
本发明的检测装置是可检测与发生车辆事故有关的信息的装置。这里所称的“与发生车辆事故有关的信息”包括显示实际发生车辆事故的信息、显示有可能发生车辆事故的信息(预测信息)等。作为该检测装置，可以利用可检测出作用在车辆上的速度、加速度、加速度变化、与障碍物的相对速度、相对距离等的各种传感器。
本发明的控制装置构成至少对气体供给装置进行控制的装置。通过向气体供给装置输出工作信号，从气体供给装置开始向气囊供给膨胀展开用气体。在本发明中，可使用已知结构的CPU(运算装置)、ROM、RAM、输入输出装置及外围装置等而构成该控制装置。该控制装置可以构成专用于乘员保护系统的控制装置，或者也可以兼用作对车辆的行驶驱动系统、电气系统进行全面控制的控制装置。
本发明的用于对车辆进行转向操作的操作部构成位于驾驶员的车辆前侧的用于对车辆进行转向操作的操作部。作为该“用于对车辆进行转向操作的操作部”，以圆环状的方向盘为首，广泛地包括各种形状的用于对车辆进行转向操作的部件。
本发明的受压部构成位于操作部的车辆前侧的部位。作为该“受压部”，只要可以通过与展开膨胀的第二气囊部干涉(抵接)而承受该第二气囊部的压力即可，能够适当使用刚性体、弹性体、塑性体等构成。
在本发明中，当控制装置根据检测装置的检测结果使气体供给装置进行工作时，单一气囊使第一气囊部在驾驶员和操作部之间展开膨胀而约束该驾驶员，并使第二气囊部在操作部的车辆前侧展开膨胀。并且，在本发明中，通过操作部承受第一气囊部的压力，通过受压部承受第二气囊部的压力。
根据技术方案4所述的乘员保护系统的这种结构，由于不仅通过操作部，还通过位于该操作部的车辆前侧的受压部承受作用在单一气囊上的车辆前侧的力(压力)，因而即使在操作部的外形相对于气囊的大小相对较小的情况下，也可以通过操作部及受压部来确保气囊受力面，由此能够提高对驾驶员的保护。
虽然在使既定的方向盘小型化的结构、使方向盘形成非圆环状的异形的结构、使既定的气囊大型化的结构等中，存在操作部的外形相对于气囊的大小相对较小，因而难以确保气囊受力面的情况，但是本发明对这种情况特别有效。
本发明的第五发明解决上述问题的本发明的第五发明构成技术方案5所述的乘员保护系统。
在技术方案5所述的该乘员保护系统中，在技术方案4所述的结构中，单一气囊利用第一气囊部的约束驾驶员，接着，第二气囊部展开膨胀，以向操作部的车辆前侧释放该第一气囊部受到的来自驾驶员的力。
由此，通过第二气囊部的展开膨胀动作，向操作部的车辆前侧释放第一气囊部的朝向车辆后侧的展开膨胀力，从而能够限制约束驾驶员时施加给该驾驶员的冲击。具体而言，在进行驾驶员的初期约束时，通过第一气囊部初步缓冲施加给该驾驶员的冲击，并进一步在其后的约束驾驶员时通过第二气囊部向操作部的车辆前侧释放第一气囊部从驾驶员受到的力，再次缓冲施加给驾驶员的冲击。并且，之后，通过第二气囊部与受压部抵接而使该受压部形成对第二气囊部的气囊受力面。
根据技术方案5所述的乘员保护系统的这种结构，除了可利用操作部和受压部确保气囊受力面以外，通过在约束驾驶员时限制作用在该驾驶员的冲击，能够进一步提高对驾驶员的保护。使用这种结构的乘员保护系统时，不必安装为了缓冲施加给驾驶员的冲击而使方向盘等操作部向车辆前方转动的机构，通过气囊本身的展开膨胀动作即可简便地缓冲施加给驾驶员的冲击。
本发明的第六发明解决上述问题的本发明的第六发明构成技术方案6所述的乘员保护系统。
技术方案6所述的该乘员保护系统，在技术方案4或5所述的结构中，还包括根据检测装置的检测结果而向操作部的车辆前侧展开膨胀的其他气囊。并且，使用位于操作部的车辆前侧的车辆构成部件和其他气囊中的至少一方而构成受压部。作为该“车辆构成部件”，广泛地包括位于操作部的车辆前侧并安装在车辆侧的各种部件。作为一例，可使用前风挡玻璃、内饰面板、仪表等已设在车辆上的部件构成车辆构成部件。并且，“其他气囊”构成在位于操作部的车辆前侧展开膨胀的气囊。该其他气囊可以专用作受压部，或者可以兼用作为了保护驾驶员而在操作部的车辆前侧展开膨胀的气囊。
根据技术方案6所述的乘员保护系统的这种结构，通过车辆构成部件、其他气囊来确保单一气囊的气囊受力面，能够提高对驾驶员的保护。
本发明的第七发明解决上述问题的本发明的第七发明构成技术方案7所述的乘员保护系统。
在技术方案7所述的该乘员保护系统中，在技术方案6所述的结构中，作为受压部的其他气囊兼用作为了保护驾驶员的下肢部而在驾驶员下肢区域展开膨胀的气囊。该气囊也被称为“膝部气囊”。
根据技术方案7所述的乘员保护系统的这种结构，由于保护驾驶员头部、胸部的气囊的受压部(受压装置)兼用作保护驾驶员下肢部的气囊，因而在保护驾驶员时是合理的。
本发明的第八发明解决上述问题的本发明的第八发明是技术方案8所述的车辆。
技术方案8所述的该车辆，构成包括技术方案4至技术方案7中任一项所述的乘员保护系统的车辆。
根据技术方案8所述的车辆的这种结构，提供一种设有可提高对驾驶员的保护的气囊装置或乘员保护系统的车辆。
发明效果如上所述，根据本发明，特别是采用在气囊展开膨胀时通过操作部承受约束驾驶员的第一气囊部的压力，通过位于操作部的车辆前侧的受压部承受第二气囊部的压力的单一气囊结构，在车辆事故时可利用气囊提高对驾驶员的保护。
图1是表示本发明的一实施方式的乘员保护系统100的简要结构的图。
图2是表示从车辆侧方观察图1中的气囊装置110的工作过程的图。
图3是表示从车辆侧方观察图1中的气囊装置110的工作过程的图。
图4是表示从车辆侧方观察图1中的气囊装置110的工作过程的图。
图5是表示从驾驶员C侧方观察展开膨胀完毕的状态的图4中的气囊114的情况的图。
图6是表示在使用另一实施方式的方向盘28的情况下，从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114的情况的图。
图7是表示在使用另一实施方式的方向盘38的情况下，从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114的情况的图。
图8是表示在使用另一实施方式的方向盘48的情况下，从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114的情况的图。
图9是表示另一实施方式的乘员保护系统200的简要结构的图。
图10是表示从车辆侧方观察图9中的第一气囊装置110及第二气囊装置120的工作形式的情况的图。
图11是表示从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的图10中的气囊114及气囊124的情况的图。
图12是表示另一实施方式的乘员保护装置300的简要结构的图。
图13是表示从车辆侧方观察图12中的气囊装置300的工作形式的图。
图14是表示另一实施方式的乘员保护系统400的简要结构的图。
图15是表示从车辆侧方观察图14中的第一气囊装置110及第二气囊装置120的工作形式的情况的图。
图16是表示从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的图15中的气囊114的情况的图。
图17是关于图14中的乘员保护系统400的另一实施方式，表示从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114、114的情况的图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
首先参照图1，说明作为本发明的“乘员保护系统”的一个实施方式的乘员保护系统100的结构。其中，本实施方式的乘员保护系统100安装在作为本发明的“车辆”的车辆10(汽车)上。
在图1中表示本发明的—实施方式的乘员保护系统100的简要结构。
该乘员保护系统100以气囊装置(气囊组件)110、碰撞检测传感器130、控制单元等为主体而构成。
如图1所示，车辆10的用于转向操作的方向盘18(也称为“驾驶盘”)配置在驾驶员的车辆前侧。该方向盘18相当于本发明的“用于对车辆进行转向操作的操作部”。在本实施方式中，在该方向盘18上装载有气囊装置110。该气囊装置110至少包括充气机112和单一气囊114。该气囊装置110对应于本发明的“气囊装置”。该气囊装置110中也可以包括碰撞检测传感器130和控制单元，而构成本发明的“气囊装置”。并且，气囊装置110也可以是具有在单一气囊114中进一步组合其他气囊的多个气囊的结构。
气囊114构成单一气囊体(袋体)，以预先规定的折叠形式进行折叠的状态收容在气囊收容部中。该气囊114相当于本发明的“单一气囊”。该气囊114具有在发生车辆事故时通过以规定形式向乘员保护区域展开膨胀而对乘员进行约束的功能。并且，在该气囊114内安装有1个或多个下述吊绳115，通过该吊绳115控制展开膨胀时的气囊形状。并且，可根据需要在气囊114上设置开孔(通气孔)，通过该开孔可调整从气囊内向气囊外排放的气体流量。并且，通过隔板等将气囊114内划分成多个区域，由此控制气囊各部位的展开膨胀形式。在这种情况下，可以形成允许气体在多个区域之间移动的结构，也可以形成阻止气体在多个区域之间移动的结构。
充气机112，具有在发生车辆事故时向气囊114供给膨胀展开用气体的作为气体供给装置的功能。该充气机112相当于本发明的“气体供给装置”。
碰撞检测传感器130，构成具有检测车辆10实际发生碰撞事故的功能的传感器。该碰撞检测传感器130构成可检测与发生车辆事故有关的信息的装置，对应于本发明的“检测装置”。作为该碰撞检测传感器130，可以使用加速度式碰撞传感器，其根据发生车辆碰撞时作用在车辆10上的3轴(X轴、Y轴、Z轴)方向的加速度来检测碰撞的发生。并且，代替该加速度式碰撞传感器，或在使用该加速度式碰撞传感器的基础上，可以使用可检测出作用在车辆10上的速度、加速度变化、与障碍物的相对速度、相对距离等的各种传感器。
控制单元150包括已知结构的CPU(运算装置)152、ROM154、RAM156、输入输出装置及外围装置(图示省略)等，其具有如下功能至少根据来自碰撞检测传感器130的信息，进行各种运算处理、判别处理、预测处理以及存储处理，并且向气囊装置110(充气机112)输出控制信号。该控制单元150构成至少对充气机112进行控制的装置，对应于本发明的“控制装置”。该控制单元150可以构成专用于控制乘员保护系统100的控制装置，或者也可以兼用作对车辆10的行驶驱动系统、电气系统进行全面控制的控制装置。
在这种结构的气囊装置110中，特别是在本实施方式中，通过设法改变气囊114的展开膨胀动作时的动作形式来提高对乘员的保护。在此，参照图2至图5说明本实施方式的气囊装置110中的气囊114的展开膨胀动作。在图2至图4中，表示从车辆侧方观察图1中的气囊装置110的工作过程的情况，在图5中表示从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114的情况。
在车辆10发生前方碰撞等车辆事故时，如果碰撞检测传感器130检测出发生碰撞，则控制单元150向气囊装置110(充气机112)输出控制信号。由此，在充气机112中产生的展开膨胀用气体开始向气囊114内供给，该气囊114如图2所示地开始进行展开膨胀动作。在该展开膨胀的初期状态下，气囊114向乘员保护区域展开膨胀，以保护由于车辆碰撞而向车辆前侧(图2中的箭头方向)前倾的驾驶员C(也称为“驾驶员”)。该乘员保护区域是可以通过气囊有效地保护驾驶员C头部、胸部的区域，其形成在驾驶员C和方向盘18之间。并且，向乘员保护区域展开膨胀过程中的气囊114(下述第一气囊部114a)与驾驶员C干涉(抵接)而开始进行初期约束，从而初步缓冲施加给向车辆前侧前倾的驾驶员C的冲击。
具体而言，在图3所示的初期约束时，展开膨胀过程中的气囊114在驾驶员C的车辆前侧形成第一气囊部114a，进一步在其第一气囊部114a的外周部分形成第二气囊部114b及第3气囊部114c。
气囊114的第一气囊部114a是气囊114的各部位中、在方向盘18延伸的方向盘平面A的车辆后侧(驾驶员C侧)形成的部位。该第一气囊部114a通过向前倾移动的驾驶员C展开膨胀而形成约束该驾驶员C的头部、胸部的约束面。该第一气囊部114a是通过在驾驶员C和方向盘18之间展开膨胀而约束该驾驶员C的部位，相当于本发明的“第一气囊部”。
气囊114的第二气囊部114b是气囊114的各部位中、在方向盘平面A的车辆前侧形成的部位。该第二气囊部114b在方向盘18的上方朝方向盘平面A的车辆前侧迂回地展开膨胀。并且，第3气囊部114c是气囊114的各部位中、在方向盘平面A的车辆前侧形成的部位。该第3气囊部114c在方向盘18的下方朝方向盘平面A的车辆前侧迂回地展开膨胀。这些第二气囊部114b和第3气囊部114c都是向方向盘平面A的车辆前侧展开膨胀的部位，相当于本发明的“第二气囊部”。
通过这种结构的气囊114的展开膨胀，第一气囊部114a、第二气囊部114b及第3气囊部114c，以整体包围的方式覆盖方向盘18的驾驶员C侧。由此，能够可靠地对驾驶员C进行初期约束，并且能够阻止该驾驶员C直接与方向盘18抵接(接触)。
在从图3所示的初期约束状态达到图4及图5所示的展开膨胀完毕状态的过程中，通过第二气囊部114b及第3气囊部114c向方向盘平面A的车辆前侧展开，进一步缓冲施加给由第一气囊部114a进行初期约束的驾驶员C的冲击。即，在本实施方式中，通过第二气囊部114b和第3气囊部114c的展开膨胀动作，向车辆前侧释放第一气囊部114a向车辆后侧施加给驾驶员C的一部分展开膨胀力，由此可限制施加给驾驶员C的冲击。由此，在对驾驶员C进行初期约束时，可以通过由第一气囊部114a牢固地阻挡来初步缓冲施加给该驾驶员C的冲击，并进一步在其后的约束驾驶员时通过第二气囊部114b和第3气囊部114c向方向盘18(方向盘平面A)的车辆前侧释放第一气囊部114a受到的来自驾驶员C的力，从而再次缓冲施加给驾驶员C的冲击。
之后，当成为图4及图5所示的展开膨胀完毕状态时，安装在气囊内的吊绳115成为完全拉伸的状态，从而限制第一气囊部114a向驾驶员C侧的移动。在该状态下，第一气囊部114a继续约束驾驶员C，并且第二气囊部114b在方向盘18的车辆前侧，与前风挡玻璃12及内饰面板(包括仪表类)14抵接。此时，方向盘18的上表面(面向驾驶员C的表面)成为对第一气囊部114a的受力面(抵接面)，前风挡玻璃12及内饰面板14的受压部成为对第二气囊部114b的受力面(抵接面)。
即，在本实施方式中，除了方向盘18以外，在跨越前风挡玻璃12及内饰面板14的大范围内形成气囊114的受力面。由此，跨越方向盘18、前风挡玻璃12及内饰面板14的大范围，来承受气囊114从驾驶员C受到的朝向车辆前侧的力(压力)。此时的前风挡玻璃12及内饰面板14相当于本发明的“位于操作部的车辆前侧的受压部”、“位于操作部的车辆前侧的车辆构成部件”。
其中，在本实施方式的车辆10中，采用如图5的俯视图所示的方向盘18。该方向盘18，构成将圆环状(环状)的方向盘的上部除去一部分的形态的方向盘。在该方向盘18中，驾驶员C用手握住在该方向盘18两侧沿着上下方向延伸的轴状把持部18a、18a进行操作，从而能够使车辆转向。
近年来，被称为所谓“线传转向(Steer-By-Wire或Steering-By-Wire)”的系统，作为驾驶盘和转向前车轮机械分离的下一代系统而受到关注，通过导引进系统，除了现有的圆环状(环状)的方向盘外，可以采用各种形状的方向盘。图5所示实施方式中的方向盘18是采用该线传转向的系统时所适用的方向盘的一例。这种方向盘，其方向盘外形与现有结构的方向盘相比缩小，因而有时只通过方向盘难以确保对气囊的受力面(抵接面)。
在本实施方式中，不仅利用方向盘18的方向盘上表面，还利用前风挡玻璃12及内饰面板14形成对气囊114的受力面(抵接面)。根据这种结构，即使在使用方向盘外形缩小的方向盘18的情况下，也能够确保对气囊114的受力面。
如上所述，使用本实施方式的乘员保护系统100时，能够提高发生车辆事故时对驾驶员C的保护。
即，在本实施方式中，通过方向盘18形成第一气囊部114a的受力面，并且通过前风挡玻璃12及内饰面板14形成第二气囊部114b和第三气囊部114c的受力面，由此即使在方向盘18的方向盘外形相对于气囊114的大小相对较小的情况下，也能够确保对气囊114的受力面。虽然在使既定的方向盘小型化的结构、使方向盘形成非圆环状的异形的结构、使既定的气囊大型化的结构等中，存在操作部的外形相对于气囊的大小相对较小，因而难以确保气囊受力面的情况，但是本实施方式对这种情况特别有效。在使气囊大型化的情况下，例如可以使用最大限度膨胀时的容量为60升以上的气囊。
并且，根据本实施方式，通过使第二气囊部114b和第三气囊部114c向车辆前侧展开膨胀，以向方向盘18(方向盘平面A)的车辆前侧释放在约束驾驶员C时第一气囊部114a从该驾驶员C受到的一部分力，从而能够缓冲驾驶员C从气囊114受到的缓冲。由此能够进一步提高对驾驶员C的保护。并且，在使用这种结构的气囊114时，不必装载为了缓冲施加给驾驶员的冲击而使方向盘向车辆前方转动的机构、即所谓的“EA机构”，通过气囊114本身的展开膨胀动作即可简便地缓冲施加给驾驶员的冲击。
并且，除了图5所示形态的方向盘18的结构以外，还可以采用图6至图8所示形态的方向盘。
在图6中表示在使用另一实施方式的方向盘28的情况下，从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114的情况。
图6中所示的方向盘28，构成除去圆环状(环状)方向盘的上部及下部的一部分的形态的方向盘。在该方向盘28中，驾驶员C用手握住在该方向盘18两侧沿着上下方向延伸的轴状把持部28a、28a而进行操作，从而能够使车辆转向。该方向盘28相当于本发明的“用于对车辆进行转向操作的操作部”。
并且，在图7中表示在使用方向盘38的情况下，从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114的情况。
图7中所示的方向盘38构成圆环状(环状)的方向盘。在该方向盘38中，驾驶员C用手握住其环部分进行操作而使车辆转向。该方向盘38相当于本发明的“用于对车辆进行转向操作的操作部”。
并且，在图8中表示在使用方向盘48的情况下，从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的气囊114的情况。
图8所示的方向盘48构成椭圆环状(环状)的方向盘。在该方向盘48中，驾驶员C用手握住其环部分进行操作而使车辆转向。该方向盘48相当于本发明的“用于对车辆进行转向操作的操作部”。
在图6至图8所示的这些方向盘28、38、48中，当其方向盘外形与方向盘18相同地缩小时，有时只通过方向盘难以确保相对气囊的受力面(抵接面)。通过使用本实施方式这样的进行展开膨胀动作的气囊114，可确保对气囊114的受力面。并且，此时同样地，可以通过第二气囊部114b和第3气囊部114c的展开动作向车辆前侧释放第一气囊部114a向车辆后方侧施加给驾驶员C的一部分展开膨胀力，由此缓冲驾驶员C从气囊114受到的冲击。
并且，除了图1所示的乘员保护系统100以外，还可以采用图9所示结构的乘员保护系统200。其中，在图9中表示另一实施方式的乘员保护系统200的简要结构。
图9所示的乘员保护系统200，除了图1所示的乘员保护系统100的(第一)气囊装置110以外，还包括另一气囊装置120。该气囊装置120以作为气体供给装置的充气机122和气囊124为主体构成，所述充气机122内置于方向盘18下方的下部面板16中，所述气囊以根据预先规定的折叠形式进行折叠的状态收容在气囊收容部中。该气囊124构成单一气囊体(袋体)，发生车辆事故时，通过从充气机122供给膨胀展开用气体，以下述规定形式展开膨胀。
在此，参照图10和图11说明图9中的乘员保护系统200的具体工作形式。在图10中，表示从车辆侧方观察图9中的第一气囊装置110及第二气囊装置120的动作形式的情况，在图11中表示从驾驶员C侧观察展开膨胀完毕的状态的图10中的气囊114和气囊124的情况。并且，关于第一气囊装置110，由于与上述乘员保护系统100的气囊装置110相同，因而在此主要说明气囊装置120的动作。
在车辆10发生前方碰撞等车辆事故时，当碰撞检测传感器130检测到发生碰撞时，控制单元150除了向第一气囊装置110(充气机112)输出控制信号以外，还向气囊装置120(充气机122)输出控制信号。关于气囊装置120，在开始向气囊124内供给充气机122产生的膨胀展开用气体后，使该气囊124开始进行展开膨胀动作。并且，该气囊124在方向盘18的下方朝第一气囊部114a展开膨胀，所述第一气囊部114a向方向盘平面A的车辆前侧迂回而展开膨胀。
在该状态下，气囊114的第一气囊部114a继续约束驾驶员C，并且在方向盘18的车辆前侧，第二气囊部114b与前风挡玻璃12及内饰面板(包括仪表)14抵接，第三气囊部114c与气囊124抵接。此时，方向盘18的上表面(面向驾驶员C的表面)成为对第一气囊部114a的受力面(抵接面)，前风挡玻璃12及内饰面板14的受压部成为对第二气囊部114b的受力面(抵接面)，并且气囊124及下部面板16的受压部成为对第三气囊部114c的受力面(抵接面)。
即，在本实施方式中，在跨越方向盘18、前风挡玻璃12及内饰面板14、气囊124及下部面板16的大范围内形成气囊114的受力面。由此，跨越大范围地承受气囊114从驾驶员C受到的朝向车辆前侧的力(压力)。特别是，通过采用在方向盘18的上下设置气囊114的受力面(抵接面)的结构，能够在其上下保持良好平衡地阻挡该气囊114。此时的气囊124相当于本发明的“其他气囊”。并且，此时的前风挡玻璃12、内饰面板14、下部面板16及气囊124相当于本发明的“位于操作部的车辆前侧的受压部”、“位于操作部的车辆前侧的车辆构成部件”。
并且，图10中的气囊装置120的气囊124构成专门用于阻挡气囊114的第三气囊部114c的装置，或者除了用作该阻挡装置以外，还可以兼用作用于保护驾驶员C的下肢部的保护装置。当气囊124用作保护驾驶员C的下肢部的气囊(所谓的“膝部气囊”)时，使该气囊124向驾驶员C的下肢区域展开膨胀，在该下肢区域中，气囊124阻挡第三气囊部114c。此时的气囊124相当于本发明的“向驾驶员下肢区域展开膨胀的气囊”。
并且，除了图10所示的乘员保护系统200以外，还可以采用图12所示结构的乘员保护系统300。其中，在图12中表示另一实施方式的乘员保护系统300的简要结构。
图12所示的乘员保护系统300形成将图10所示的乘员保护系统200的第一气囊装置110内置于方向盘18的车辆前侧的内饰面板14内的结构。
在此，参照图13说明图12中的乘员保护系统300的具体工作形式。在图13中表示从车辆侧方观察图12中的第一气囊装置110及气囊装置120的工作形式的情况。并且，关于气囊装置120的动作，由于与乘员保护系统200相同，因而在此主要说明第一气囊装置110的动作。
在车辆10发生前方碰撞等车辆事故时，当碰撞检测传感器130检测到发生碰撞时，控制单元150还向第一气囊装置110(充气机112)和气囊装置120(充气机122)输出控制信号。关于第一气囊装置110，气囊114从内饰面板14一侧向车辆后方的乘员保护区域展开膨胀。具体而言，展开膨胀过程中的气囊114从第二气囊部114b一侧向第一气囊部114a及第三气囊部114c展开膨胀。并且，处于展开膨胀过程中的气囊114的第一气囊部114a与驾驶员C干涉而进行初期约束，由此缓冲施加给向车辆前侧前倾的驾驶员C的冲击。
在达到图13所示的展开膨胀完毕状态的过程中，第二气囊部114b及第三气囊部114c向方向盘平面A的车辆前侧展开。即，第二气囊部114b及第三气囊部114c向方向盘平面A的车辆前侧释放第一气囊部114a从驾驶员C受到的力(压力)地展开膨胀。通过第二气囊部114b及第三气囊部114c的这种展开膨胀动作，可以再次缓冲由第一气囊部114a进行初期约束的驾驶员C所受到的冲击。
并且，在图13所示的展开膨胀完毕状态下，气囊114的第一气囊部114a继续约束驾驶员C，并且在方向盘18的车辆前侧，第二气囊部114b与前风挡玻璃12及内饰面板(包括仪表)14抵接，第三气囊部114c与气囊124抵接。此时，方向盘18的上表面(面向驾驶员C的表面)成为对第一气囊部114a的受力面(抵接面)，前风挡玻璃12及内饰面板14的受压部成为对第二气囊部114b的受力面(抵接面)，并且气囊124及下部面板16的受压部成为对第三气囊部114c的受力面(抵接面)。由此，跨越大范围地承受气囊114从驾驶员C受到的朝向车辆前侧的力(压力)。特别是，通过采用在方向盘18的上下设置气囊114的受力面(抵接面)的结构，可以在其上下保持良好平衡地阻挡该气囊114。
并且，除了图9所示的乘员保护系统200以外，还可以采用图14所示结构的乘员保护系统400。其中，在图14中表示另一实施方式的乘员保护系统400的简要结构。
在图14所示的乘员保护系统400中，除了图5至图8所示类型的方向盘以外，还采用具有沿着上下方向延伸的轴状把持部58a的转向装置58。在该转向装置58中，驾驶员C用手或手指握住单一把持部58a进行操作，而使车辆转向。该把持部58a也被称为游戏机等中使用的“控制手柄”。该把持部58a配置在驾驶员的车辆前侧，相当于本发明的“用于对车辆进行转向操作的操作部”。在该转向装置58上内置有第一气囊装置110。
在此，参照图15和图16说明图14中的乘员保护系统400的具体工作形式。在图15中表示从车辆侧方观察图14中的第一气囊装置110及气囊装置120的动作形式的情况，在图16中表示从驾驶员C侧观察处于展开膨胀完毕状态的图15中的气囊114和气囊124的情况。
在通过气囊114对驾驶员C进行初期约束时，处于展开膨胀过程中的气囊114在驾驶员C的车辆前侧形成第一气囊部114a，进一步在其第一气囊部114a的外周部分形成第二气囊部114b及第3气囊部114c。在从该初期约束状态至图15及图16所示的展开膨胀完毕状态的过程中，使第二气囊部114b及第三气囊部114c向把持部平面B的车辆前侧展开膨胀，从而通过第二气囊部114b及第三气囊部114c的展开动作向车辆前侧释放第一气囊部114a向车辆后侧施加给驾驶员C的一部分展开膨胀力，由此再次缓冲由第一气囊部114a进行初期约束的驾驶员C所受到的冲击。
之后，当达到图15及图16所示的展开膨胀完毕状态时，安装在气囊内的吊绳115成为完全拉身的状态，从而限制第一气囊部114a向驾驶员C一侧移动。在该状态下，第一气囊部114a继续约束驾驶员C，并且在把持部58a的车辆前侧，第二气囊部114b与前风挡玻璃12及内饰面板(包括仪表类)14抵接。此时，把持部58a的背面(面向驾驶员C的表面)成为对第一气囊部114a的受力面(抵接面)，前风挡玻璃12及内饰面板14的受压部成为对第二气囊部114b的受力面(抵接面)，并且气囊124及下部面板16的受压部成为对第三气囊部114c的受力面(抵接面)。由此，跨越大范围地承受气囊114从驾驶员C受到的朝向车辆前侧的力(压力)。特别是，通过采用在方向盘18的上下设置气囊114的受力面(抵接面)的结构，可以在其上下保持良好平衡地阻挡该气囊114。
并且，在图14所示的该乘员保护系统400中，对于第一气囊装置110中的气囊114的结构，还可以采用如图17一样展开膨胀的、左右一对气囊114、114，即所谓的“双气囊”。在这种结构中，具有与使用单一气囊114时相同的作用效果。并且，对于乘员保护系统100、200、300，也同样地可以采用双气囊方式的主要结构。
其他实施方式本发明不限定于上述实施方式，可以考虑进行各种应用、变形。例如能够实施应用了上述实施方式的以下各形式。
在上述各实施方式中，虽然描述了使用前风挡玻璃12及内饰面板14等车辆构成部件、或气囊124等其他气囊而形成对气囊114的第二气囊部114b或第三气囊部114c的受力面的情况，但是在本发明中，可以采用利用车辆构成部件及其他气囊中的至少一方形成上述受力面的结构。
并且，如上述各实施方式所示，本发明可应用于设有以圆环状(环状)方向盘为首的各种形状的操作部的车辆。作为上述各实施方式中描述的操作部以外的结构，还可以采用键盘或便携键盘、游戏机控制器等结构。虽然在使既定的方向盘小型化的结构、使方向盘形成非圆环状的异形的结构、使既定的气囊大型化的结构等中，存在操作部的外形相对于气囊的大小相对较小，因而难以确保气囊受力面的情况，但是本发明对这种情况特别有效。
并且，在本发明中，可根据需要适当选择用于内置上述各实施方式所述的气囊114、气囊124等气囊的部位，也可以将气囊收容在以方向盘18、转向装置58、内饰面板14、下部面板16为首的、这些部位以外的其他车辆侧部件中。
并且，在本发明中，为了实现上述各实施方式所述的气囊114的所需展开膨胀动作，可适当设定气囊本身的形状、设在气囊上的吊绳、开孔(通气孔)的数量、形状、气囊内部的分隔室的数量、形状等。
此外，在上述实施方式中，虽然对于安装在汽车上的气囊装置及乘员保护系统的结构进行了描述，但是本发明也能够适用于汽车以外的车辆，例如公共汽车、电车、船舶等各种车辆。
权利要求
1.一种气囊装置，其安装在车辆上，并具有借助于由气体供给装置所供给的展开膨胀用气体而展开膨胀的单一气囊，其特征在于，所述单一气囊，形成第一气囊部，当气囊展开膨胀时，通过在驾驶员和位置比该驾驶员靠近车辆前侧的用于对车辆进行转向的操作部之间展开膨胀而约束该驾驶员；和第二气囊部，向所述操作部的车辆前侧展开膨胀；并且，通过所述操作部承受所述第一气囊部的压力，通过位置比所述操作部靠近车辆前侧的受压部承受所述第二气囊部的压力。
2.根据权利要求1所述的气囊装置，其特征在于，所述单一气囊形成如下结构利用所述第一气囊部约束驾驶员，紧接着所述第二气囊部展开膨胀，以便向所述操作部的车辆前侧释放该第一气囊部受到的来自所述驾驶员的力。
3.根据权利要求1或2所述的气囊装置，其特征在于，通过所述受压部承受所述第二气囊部的压力，其中所述受压部由位置比所述操作部靠近车辆前侧的车辆构成部件以及向所述操作部的车辆前侧展开膨胀的其他气囊中的至少一方构成。
4.一种乘员保护系统，包括气囊装置，其安装在车辆上，并具有在发生车辆事故时借助于由气体供给装置所供给的展开膨胀用气体而展开膨胀的单一气囊；可检测发生车辆事故的相关信息的检测装置；对所述气体供给装置进行控制的控制装置；位置比驾驶员靠近车辆前侧的用于对车辆进行转向的操作部；和位置比所述操作部靠近车辆前侧的受压部；其特征在于，当所述控制装置根据所述检测装置的检测结果使所述气体供给装置工作时，所述单一气囊，其第一气囊部在所述驾驶员与所述操作部之间展开膨胀而约束该驾驶员，第二气囊部向所述操作部的车辆前侧展开膨胀，并且通过所述操作部承受所述第一气囊部的压力，通过所述受压部承受所述第二气囊部的压力。
5.根据权利要求4所述的乘员保护系统，其特征在于，所述单一气囊，利用所述第一气囊部约束驾驶员，紧接着所述第二气囊部展开膨胀，以便向所述操作部的车辆前侧释放该第一气囊部受到的来自所述驾驶员的力。
6.根据权利要求4或5所述的乘员保护系统，其特征在于，还具有根据所述检测装置的检测结果向所述操作部的车辆前侧展开膨胀的其他气囊；所述受压部，采用位置比所述操作部靠近车辆前侧的车辆构成部件以及所述其他气囊中的至少一方构成。
7.根据权利要求6所述的乘员保护系统，其特征在于，作为所述受压部的其他气囊兼用作向驾驶员下肢区域展开膨胀的气囊。
8.一种车辆，其特征在于，具有权利要求4至7中任一项所述的乘员保护系统。
全文摘要
本发明提供一种在车辆事故时可以有效利用气囊提高对驾驶员的保护的技术。对于装载在车辆(10)上的乘员保护系统(100)，气囊(114)形成第一气囊部，在气囊展开膨胀时，通过在驾驶员和方向盘(18)之间展开膨胀而约束该驾驶员；和第二气囊部，在方向盘(18)的车辆前侧展开膨胀；并且，通过方向盘(18)承受第一气囊部的压力，通过位置比方向盘(18)靠近车辆前侧的前风挡玻璃(12)及内饰面板(14)承受第二气囊部的压力。
文档编号B60R21/233GK1853988SQ20061007553
公开日2006年11月1日 申请日期2006年4月19日 优先权日2005年4月19日
发明者熊谷雅义, 安部和宏 申请人:高田株式会社