用于驾驶员座椅的安全气囊装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2015年10月30日提交的日本专利申请第2015-215164号并根据35usc119要求该专利的优先权，其公开通过引用并入文中。

本公开涉及一种用于驾驶员座椅的安全气囊装置。

背景技术：

作为用于驾驶员座椅的安全气囊装置，存在一种用于驾驶员座椅的安全气囊装置，其中安全气囊的乘员反侧基布与调节安全气囊的厚度的拴系件的连接部布置在转向盘的轮缘上(例如，参见日本专利申请公开(jp-a)第2008-094224号)。

应注意，作为与安全气囊装置相关的技术，除了jp-a第2008-094224号之外，还存在例如jp-a第2015-116912号、jp-a第2015-024729号、jp-a第2007-296980号和jp-a第2008-062714号。

当就坐在驾驶员座椅中的乘员的头部(下文适当地称作“乘员头部”)伴随着碰撞体与车辆前表面斜向地碰撞的斜向碰撞而朝车辆斜前侧移动时，存在如下的担心。即，因为乘员头部接触了已膨胀并展开成扁球状的安全气囊的外周侧，所以存在乘员头部将绕沿着乘员头部的竖直方向延伸的轴而转动的可能性。

技术实现要素：

因而，本公开的目的是在乘员头部接触已伴随着斜向碰撞而膨胀并展开的安全气囊的外周侧的情况下抑制乘员头部绕沿着乘员头部的竖直方向延伸的轴而转动。

与第一方案相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置包括：充气装置，其设置在转向盘处，并在碰撞时或在当预测到碰撞时产生气体；主体安全气囊，其从所述充气装置接收气体供应，并在所述转向盘的车辆后侧膨胀并展开，并且从所述转向盘的轴向方向后侧所见的所述主体安全气囊的膨胀展开状态形成为圆形；以及环状安全气囊，其连接至所述主体安全气囊的车辆后侧处的后表面的外周部，且从所述主体安全气囊接收气体供应并从所述外周部朝车辆后侧膨胀并展开，并且从所述转向盘的所述轴向方向后侧所见的所述环状安全气囊的膨胀展开状态形成为环状，所述环状具有比所述主体安全气囊的外径大的外径并具有比所述主体安全气囊的所述外径小的内径。

根据上述的用于驾驶员座椅的安全气囊装置，当气体伴随着斜向碰撞而从充气装置被供应至主体安全气囊时，主体安全气囊在转向盘的车辆后侧处膨胀并展开。当从车辆后侧观看该主体安全气囊的膨胀展开状态时，主体安全气囊形成为圆形。

进一步地，环状安全气囊连接至主体安全气囊的车辆后侧处的后表面的外周部。伴随着主体安全气囊的膨胀和展开，该环状安全气囊从主体安全气囊接收气体供应，并从主体安全气囊的所述外周部朝车辆后侧膨胀并展开。进一步地，当从转向盘的轴向方向后侧观看环状安全气囊的膨胀展开状态时，环状安全气囊形成为环状，所述环状具有比所述主体安全气囊的外径大的外径并具有比所述主体安全气囊的所述外径小的内径。

因此，当乘员头部伴随着斜向碰撞而朝车辆斜前侧移动时，乘员头部穿过环状安全气囊的内侧(内周圆以内)并接触处于膨胀展开状态的主体安全气囊的所述外周侧。或者，乘员头部接触处于膨胀展开状态的主体安全气囊的外周侧以及环状安全气囊的内周面两者。此时，当伴随着主体安全气囊与乘员头部的接触，乘员头部绕沿着乘员头部的竖直方向延伸的轴而转动时，乘员头部接触环状安全气囊的内周面。或者，已接触环状安全气囊的内周面的乘员头部进一步抵着该内周面被推进。因此，抑制了乘员头部的转动。

进一步地，如上所述，当从转向盘的轴向方向后侧观看环状安全气囊的膨胀展开状态时，环状安全气囊形成为环状，所述环状具有比所述主体安全气囊的外径大的外径并具有比所述主体安全气囊的所述外径小的内径。因此，在确保处于膨胀展开状态的环状安全气囊的径向方向上的厚度(尺寸)的同时，可以抑制环状安全气囊伴随着乘员头部与环状安全气囊之间的接触而朝径向方向外侧塌陷。

而且，即使在主体安全气囊和环状安全气囊在转向盘已经被转动的状态下膨胀并展开的情况下，环状安全气囊的内周面仍然在主体安全气囊的车辆横向方向两侧处展开。即，不管转向盘的转动角度，可以由环状安全气囊的内周面接收该乘员头部。

在与第二方案相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置中，在与所述第一方案相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置中，多个供应孔形成在所述环状安全气囊中，所述多个供应孔在所述环状安全气囊的周向上间隔地布置，且气体从所述主体安全气囊经过所述多个供应孔来供应。

根据上述的用于驾驶员座椅的安全气囊装置，多个供应孔形成在所述环状安全气囊中，所述多个供应孔在所述环状安全气囊的周向上间隔地布置。气体从主体安全气囊经过这些供应孔被供应至环状安全气囊。因此，环状安全气囊膨胀并展开。

因此，在乘员头部接触环状安全气囊的内周面时环状安全气囊内的压力(内部压力)可以通过改变多个供应孔的数目或尺寸来调节。即，环状安全气囊的内周面限制乘员头部所借助的力可以通过改变多个供应孔的数目或尺寸来调节。相应地，可以更有效地防止乘员头部的转动。

如上所述，在上述的用于驾驶员座椅的安全气囊装置中，在乘员头部接触已伴随着斜向碰撞而膨胀和展开的安全气囊的外周侧的情况下，可以抑制乘员头部绕沿着乘员头部的竖直方向延伸的轴而转动。

附图说明

将基于下列附图详细描述本公开的示例性实施例，其中：

图1为从车辆横向外侧观看应用有与实施例相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置的转向盘的侧视图；

图2为沿图3所示的线f2-f2截取的放大截面图；

图3为从车辆后侧观看的图1所示的驾驶员座椅安全气囊的后视图；

图4为示出了图1所示出的驾驶员座椅安全气囊的分解立体图；

图5为从车辆上侧观看图1所示的驾驶员座椅安全气囊的附图，且为示出乘员头部已朝车辆前侧移动的状态的俯视图；

图6为从车辆上侧观看图1所示的驾驶员座椅安全气囊的附图，且为示出乘员头部已朝车辆斜前侧移动的状态的俯视图；

图7a为对应于图6的俯视图，并示出了与比较例相关的驾驶员座椅安全气囊；

图7b为对应于图6的俯视图，并示出了与比较例相关的驾驶员座椅安全气囊；以及

图8为图6的主要部分的放大平面截面图。

具体实施方式

下文参照附图描述与实施例相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置10。应注意，在各个附图中恰当地示出的箭头“前”(fr)表示车辆前侧(车辆纵向方向前侧)，且箭头“上”(up)表示车辆上侧(车辆竖直方向上侧)。进一步地，箭头“左”(lh)表示车辆横向方向外侧(当面朝车辆前侧时的左侧)。进一步地，除非另有指明，下面描述中的纵向、竖直以及左和右分别意味着车辆纵向方向的纵向、车辆竖直方向的竖直以及车辆横向方向的左和右。

图1中示出了车辆的转向盘20，该车辆应用有与本实施例相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置10。应注意，在本实施例中，转向盘20和未图示的驾驶员座椅(前座椅)在车辆前部处相对于车厢12的车辆横向方向中央设置在左侧。另一方面，未图示的前部乘员座椅在车辆前部处相对于车厢12的车辆横向方向中央设置在右侧。

模拟乘员的碰撞试验假人(假人模型)p坐在(放置)在驾驶员座椅中。作为worldsid(国际标准化侧面碰撞假人：worldsideimpactdummies)的hybrid-3am50(百分之五十的美国成年男性)、thor假人等用作假人p。

假人p以碰撞试验方法所规定的标准坐姿坐在驾驶员座椅中。进一步地，驾驶员座椅的坐垫相对于转向盘20的车辆纵向方向位置以及座椅靠背相对于坐垫的倾斜角度被调整为对应于假人p的前述坐姿的标准放置位置。应注意，下文为了便于解释，假人p称为乘员p，且假人p的头部h被称为乘员头部h。

转向盘20可转动地支撑在转向柱22处，转向柱22从形成车厢12的前壁部的未图示的仪表板朝车辆后侧(驾驶员座椅侧)伸出。转向盘20的转轴v沿着车辆纵向方向延伸，并相对于车辆纵向倾斜，以便在朝车辆后侧行进的同时朝车辆上侧行进。

如图2所示，用于驾驶员座椅的安全气囊装置10具有充气装置30和驾驶员座椅安全气囊40。用作供气装置的充气装置30具有气体喷射部30a，其将气体喷出至稍后进行描述的主体安全气囊42的内部58。充气装置30通过支架24安装至转向盘20。

用作控制装置的安全气囊ecu32电连接至充气装置30。充气装置30的操作由该安全气囊ecu32来控制，且充气装置30在碰撞时或在当预测到碰撞时产生气体。具体地，碰撞传感器34电连接至安全气囊ecu32。

碰撞传感器34能够感测或预测诸如斜向碰撞和小重叠碰撞的各种类型的前面碰撞。该碰撞传感器34向安全气囊ecu32输出表示已经感测或预测到碰撞的碰撞信号(碰撞信息)。基于从碰撞传感器34输入的碰撞信号，安全气囊ecu32在碰撞时或在当预测到碰撞时操作充气装置30，并引起气体从气体喷射部30a喷出。

应注意，此处所谓的“小重叠碰撞”是指一种碰撞体与车辆前表面在比前侧构件更靠车辆横向方向外侧处碰撞的碰撞形式。

驾驶员座椅安全气囊40具有主体安全气囊42和环状安全气囊60。该驾驶员座椅安全气囊40以折叠的状态与充气装置30一起容纳在设置在转向盘20处的未图示的转向盘衬垫内。应注意，伴随着驾驶员座椅安全气囊40的膨胀和展开而破裂的未图示的撕裂部在转向盘衬垫中形成在其面向乘员头部h的部分处。

主体安全气囊42从充气装置30接收气体供应，并在转向盘20的车辆后侧处膨胀并展开。换言之，主体安全气囊42在转向盘20的轮缘20a和坐在驾驶员座椅中的假人p的头部h之间膨胀并展开。

如图3所示，当从转向盘20的轴向方向后侧(转轴v的轴向方向后侧)观看主体安全气囊42的膨胀展开状态时，主体安全气囊42形成为圆形。换言之，如从转向盘20的轴向方向后侧所见的，主体安全气囊42膨胀并展开成圆形。除非另有指明，否则以下描述中的主体安全气囊42是指处于其膨胀展开状态的主体安全气囊42。

进一步地，当从转向盘20的轴向方向后侧观看主体安全气囊42时，主体安全气囊42的外径(下文中称作“主体外径”)t设定为大于转向盘20的轮缘20a的外径s(t>s)。环状安全气囊60连接至处于主体安全气囊42的车辆后侧的后表面42r的外周部42r1。

环状安全气囊60伴随着主体安全气囊42的膨胀和展开而从主体安全气囊42接收气体供应，并从主体安全气囊42的外周部42r1朝车辆后侧膨胀并展开。更具体地，环状安全气囊60经由主体安全气囊42从充气装置30接收气体供应，并从主体安全气囊42的外周部42r1朝车辆后侧膨胀并展开。应注意，除非另有指明，否则下面描述中的环状安全气囊60是指处于膨胀展开状态的环状安全气囊60。

进一步地，当从转向盘20的轴向方向后侧观看环状安全气囊60时，环状安全气囊60形成为环状。进一步地，当从转向盘20的轴向方向后侧观看环状安全气囊60时，环状安全气囊60形成为环状，在该环状处，外径u1大于主体安全气囊42的主体外径t(u1>t)且内径u2小于主体外径t(u2<t)。

主体安全气囊42的后表面42r的中央区域在环状安全气囊60的内周面60s的内侧处暴露。后表面42r的该中央区域为由已伴随着各种类型的前面碰撞中的任意类型碰撞而朝车辆前侧移动的乘员头部h接触的接触区域(限制区域)42r2。

此处，如图2所示，多个连接孔56形成在主体安全气囊42的外周部42r1中。具体地，主体安全气囊42在膨胀展开状态下具有布置在乘员p侧的乘员侧主体基布44，以及相对于乘员p布置在转向盘20轴向反侧(即，布置在转向盘20侧)的乘员反侧主体基布46。

如图4所示，在平面展开状态下，乘员侧主体基布44和乘员反侧主体基布46形成为圆形。进一步地，乘员侧主体基布44和乘员反侧主体基布46通过在其相应的外周缘部彼此叠置的状态下缝合来接合在一起。因此，主体安全气囊42形成为袋状。

如图2所示，圆形的插入孔48形成在乘员反侧主体基布46的中央部中。充气装置30的气体喷射部30a插入至插入孔48中。进一步地，气体喷射部30a插入至布置在乘员反侧主体基布46的内表面侧(后表面侧)处的环状板50中。穿过乘员反侧主体基布46并通过螺母52固定至充气装置30的凸缘部30b的双头螺栓设置在环状板50处。应注意，双头螺栓所穿过的多个安装孔54(参照图4)在插入孔48的周围形成在乘员反侧主体基布46中。

乘员侧主体基布44的车辆后侧处的后表面形成主体安全气囊42的后表面42r。多个连接孔56形成在乘员侧主体基布44的后表面42r的外周部42r1中。多个连接孔56为圆形的且在乘员侧主体基布44的厚度方向上穿过乘员侧主体基布44的通孔。多个连接孔56被制成相同尺寸(直径)。如图4所示，这些连接孔56布置成在主体安全气囊42的周向上间隔地布置。应注意，在本实施例中，连接孔56中的四个在主体安全气囊42的外周部42r1处以均匀间隔布置在主体安全气囊42(环状安全气囊60)的周向上。

另一方面，连接至(连通于)主体安全气囊42的多个连接孔56的多个供应孔66形成在环状安全气囊60的车辆前侧(主体安全气囊42侧)的前表面60f中。具体地，环状安全气囊60在膨胀展开状态中具有布置在乘员p侧的乘员侧环状基布62，以及相对于乘员p布置在转向盘20轴向方向反侧(即，布置在主体安全气囊42侧)的乘员反侧环状基布64。

乘员侧环状基布62和乘员反侧环状基布64在平面展开状态中形成为环状，且通孔62a、64a分别在其中央部中形成。进一步地，乘员侧环状基布62和乘员反侧环状基布64通过在其相应的外周缘部彼此叠置的状态下缝合而接合在一起，且通过在其相应的内周缘部彼此叠置的状态下缝合而接合在一起。因此，环状安全气囊60形成为圆突形(toroidshape)(圆环形)。

乘员反侧环状基布64的车辆前侧处的前表面形成环状安全气囊60的前表面60f。多个供应孔66形成在乘员反侧环状基布64中。多个供应孔66为圆形的且在乘员反侧环状基布64的厚度方向上穿过乘员反侧环状基布64的通孔。多个供应孔66被制成相同尺寸(直径)。这些供应孔66在环状安全气囊60(主体安全气囊42)的周向上间隔地布置。应注意，在本实施例中，在环状安全气囊60的前表面60f处，供应孔66中的四个在环状安全气囊60的周向上、对应于主体安全气囊42中的四个连接孔56地以均匀间隔布置。

如图2所示，环状安全气囊60的供应孔66的周缘部被缝合并接合至主体安全气囊42的连接孔56的周缘部。因此，主体安全气囊42的内部58和环状安全气囊60的内部68经由多个连接孔56和供应孔66连接在一起(彼此连通)。因此，从充气装置30供应至主体安全气囊42的内部58的气体(箭头g)经由多个连接孔56和供应孔66供应至环状安全气囊60。

接下来描述本实施例的操作。

如图2所示，当安全气囊ecu32基于来自碰撞传感器34的碰撞信号来感测或预测到多种类型的碰撞中的任意类型碰撞时，安全气囊ecu32操作充气装置30。因此，气体从充气装置30的气体喷射部30a供应至主体安全气囊42的内部58，且主体安全气囊42在转向盘20的车辆后侧处膨胀并展开。此时，未示出的转向盘衬垫因主体安全气囊42的膨胀压力而破裂。

进一步地，当气体从充气装置30供应至主体安全气囊42的内部58时，气体从主体安全气囊42的内部58经由多个连接孔56和供应孔66供应至环状安全气囊60的内部68，如箭头g所示。因此，环状安全气囊60从主体安全气囊42的外周部42r1朝车辆后侧膨胀并展开。

进一步地，在相对于车辆前表面的完全重叠碰撞(前面碰撞)时，如图5的箭头j所示，乘员头部h相对于车厢12朝车辆前侧移动。乘员头部h穿过环状安全气囊60的内侧(内周圆以内)，并接触主体安全气囊42的接触区域42r2的中央部。因此，乘员头部h由主体安全气囊42的接触区域42r2所限制。

相反，在相对于前部乘员座椅侧的斜向碰撞时，如由图6中的箭头k所示，坐在驾驶员座椅中的乘员p的乘员头部h朝车辆前表面的碰撞区域而朝车辆斜前侧移动。具体地，如由箭头k所示，乘员头部h相对于车厢12朝车辆前侧和车辆横向方向右侧(车辆横向方向中央侧)移动。乘员头部h穿过环状安全气囊60的内侧(内周圆以内)，且如由箭头k所示，接触主体安全气囊42的接触区域42r2的外周侧。或者，乘员头部h接触主体安全气囊42的外周侧以及环状安全气囊60的内周面60s两者。

此处，描述与比较例相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置以便进一步阐释与本实施例相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置10的操作。如图7a和图7b所示，在与比较例相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置100中，伴随着多种类型的碰撞中的任意类型碰撞，驾驶员座椅安全气囊102在转向盘20的车辆后侧处膨胀并展开。应注意，用于驾驶员座椅的安全气囊装置100不具有对应于本实施例的环状安全气囊60的结构。

在相对于前部乘员座椅斜向碰撞时，如由图7a中箭头k所示，乘员头部h朝车辆前表面的碰撞区域而朝车辆斜前侧移动。因此，如由双点划线所示，乘员头部h接触驾驶员座椅安全气囊102的后表面(接触区域)102r的外周侧。在这种情况下，乘员头部h沿驾驶员座椅安全气囊102的后表面102r朝车辆横向方向右侧移动，且存在乘员头部h将接触诸如未图示的仪表板等的内部配件的可能性。进一步地，如由图7b中双点划线所示，存在乘员头部h将绕沿乘员头部h的竖直方向延伸的轴z而转动的可能性。

更具体地，如由图7b中箭头k所示，当乘员头部h接触驾驶员座椅安全气囊102的后表面102r的外周侧时，指向车辆横向方向左侧(箭头lh侧)的摩擦力f在乘员头部h与后表面102r接触的部分处产生。使乘员头部h绕轴z转动而使得乘员头部h面向车辆横向方向左侧的力矩m由摩擦力f产生。因此，如由双点划线所示的，存在乘员头部h将绕轴z转动的可能性。

相反，在与本实施例相关的用于驾驶员座椅的安全气囊装置10中，如图6所示，环状安全气囊60连接至主体安全气囊42的外周部42r1。进一步地，当伴随着相对于前部乘员座椅侧的斜向碰撞，乘员头部h如由箭头k所示相对于车厢12朝车辆斜前侧移动时，乘员头部h穿过环状安全气囊60的内侧并接触主体安全气囊42的接触区域42r2的外周侧。或者，已接触环状安全气囊60的内周面60s的乘员头部h抵着该内周面60s被进一步推进。

此时，当乘员头部h由于上述的力矩m而绕轴z转动或开始转动使得乘员头部h面向车辆横向方向左侧时，乘员头部h的右侧表面在环状安全气囊60的车辆横向方向右侧处抵着内周面60s被推进。由于乘员头部h的右侧表面由环状安全气囊60的内周面60s接收，因此抑制了乘员头部h与诸如未图示的仪表板等内部配件之间的接触。

进一步地，当乘员头部h接触主体安全气囊42的接触区域42r2时，主体安全气囊42被压缩，且主体安全气囊42的内部58处的气体经由多个连接孔56和供应孔66(参见图2)被供应至环状安全气囊60的内部68。因此，环状安全气囊60在较早阶段膨胀并展开，并因此，乘员头部h可以由已经膨胀并展开至预定内部压力的环状安全气囊60的内周面60s限制。

进一步地，由于乘员头部h的右侧表面由环状安全气囊60的内周面60s接收，因此抑制了乘员头部h绕轴z的转动。而且，如图8所示，指向车辆后侧的摩擦力q在乘员头部h的接触环状安全气囊60的内周面60s的部分处产生。使乘员头部h绕轴z转动使得乘员头部h面向车辆横向方向右侧的力矩n由摩擦力q产生。即，抵消上述力矩m的力矩n在乘员头部h处产生。因此，抑制了乘员头部h绕轴z的转动。

进一步地，从转向盘20的轴向方向后侧所见的环状安全气囊60的膨胀展开状态形成为外径u1大于主体安全气囊42的主体外径t且内径u2小于主体外径t的环状。因此，在确保处于膨胀展开状态的环状安全气囊60的径向方向上的厚度(尺寸)的同时，抑制了环状安全气囊60伴随着乘员头部h与环状安全气囊60之间的接触而朝车辆横向方向右侧(径向方向外侧)塌陷。

而且，即使在主体安全气囊42和环状安全气囊60在转向盘20已经转动的状态下膨胀并展开的情况下，环状安全气囊60的内周面60s仍然在主体安全气囊42的车辆横向方向两侧展开。即，不管转向盘20的转动角度，可以由环状安全气囊60的内周面60s来接收乘员头部h。

进一步地，在环状安全气囊60的周向上间隔布置的多个供应孔66形成在环状安全气囊60中。气体从主体安全气囊42的内部58经由这些供应孔66供应至环状安全气囊60的内部68。因此，环状安全气囊60膨胀并展开。

因此，在乘员头部h接触环状安全气囊60的内周面60s时的环状安全气囊60内的压力(内部压力)可以通过改变多个供应孔66的数目或尺寸来调节。即，环状安全气囊60的内周面60s限制乘员头部h所借助的力可以通过改变多个供应孔66的数目或尺寸来调节。相应地，可以更有效地防止乘员头部h绕轴z转动。

进一步地，在本实施例中，如上所述，在完全重叠碰撞时，已经朝车辆前侧移动的乘员头部h经过环状安全气囊60的内侧并接触主体安全气囊42的接触区域42r2。即，在完全重叠碰撞时，乘员头部h可以在不受到环状安全气囊60的影响的情况下由主体安全气囊42限制。相应地，在完全重叠碰撞时确保限制乘员头部h的性能的同时，可以抑制在斜向碰撞时乘员头部h绕轴z的转动。

应注意，本实施例中的与上述操作和效果类似的操作和效果也可以在相对于驾驶员座椅侧的斜向碰撞或小重叠碰撞时获得，且并不限于相对于前部乘员座椅侧的碰撞。

进一步地，在上述实施例中，转向盘20和未图示的驾驶员座椅在车辆前部处相对于车厢12的车辆横向方向中央设置在左侧，但是上述实施例不限于此。转向盘20和未图示的驾驶员座椅可以在车辆前部处相对于车厢12的车辆横向方向中央设置在右侧。

尽管上文描述了本公开的实施例，但是本公开不限于本实施例，且本实施例和各种修改示例可以通过恰当地组合在一起来使用。当然，进一步地，本公开可以在不偏离其主旨的范围内以各种形式来体现。