膝部气袋和乘员腿部保护装置 【技术领域】
本发明涉及膝部气袋和具有此膝部气袋的乘员腿部保护装置，该膝部气袋用于对在汽车等碰撞时乘员的小腿碰座席前方的内装面板等情况进行保护，此外用于束缚膝部的移动而抑制乘员的下半身向车辆前方移动。
背景技术
作为用于对汽车等高速移动物体在正面碰撞时乘员的小腿碰座席前方的内装面板而承受很大的负荷的情况进行保护的乘员腿部保护装置，有具备在车辆乘员腿部前方膨胀的膝部气袋和用于使该膝部气袋膨胀的充气机(气体发生器)的装置。
在特开平11-321539号公报中发表了一种乘员腿部保护装置，在内侧面板(内装面板)中的与乘员膝部相对区域中使膝部气袋膨胀，利用膨胀的膝部气袋阻止乘员的膝部移动，抑制乘员身体向前方移动。
就这样在利用膨胀的膝部气袋阻止乘员膝部移动的情况下，可以非常有效地抑制乘员身体向前方移动。
专利文献1：特开平11-321539号公报
一般内侧面板中的与乘员膝部相对的高度附近大多设置杂物箱(小件物品抽屉)，因此会有在此区域难以设置乘员膝部保护装置的情况。
因此，考虑在此区域地偏下方(比与乘员膝部相对的高度更靠下的高度)设置乘员腿部保护装置，使膝部气袋从下向上膨胀，打开到与乘员膝部相对的高度。
可是在这样构成的情况下，膝部气袋由于从下向上在从比乘员膝部高度靠下的高度到与膝部相对的高度的比较长的距离内膨胀，因此往往是大容量的气袋，此外为了这样使大容量的膝部气袋膨胀，需要高输出的充气机。
【发明内容】
本发明的目的是提供：不使用高输出的充气机，也可以从下侧向上侧迅速膨胀的膝部气袋和具有此膝部气袋的乘员腿部保护装置。
本发明(方案1)的膝部气袋，在车辆乘员腿部前方膨胀，从下侧向上侧膨胀，其特征在于，在膨胀的状态下，除了该膝部气袋的左右侧以外，膝部气袋上部的厚度比膝部气袋上下方向中间部的厚度厚。
本发明(方案2)的膝部气袋，如方案1所述，其中，在该膝部气袋内设有上下多节连接该膝部气袋的乘员侧的底布和与其相反侧的底布的绳索，该绳索在左右方向连续延伸，该绳索的左右两端和膝部气袋的左右侧边之间形成通气空间，最上节的绳索位于上述膝部气袋上部与膝部气袋上下方向中间部的边界部附近，该最上节的绳索的膝部气袋厚度方向的长度C短于从该最上节绳索和上述乘员侧底布的结合部经过膝部气袋上缘到该最上节绳索和上述相反侧底布的结合部的膝部气袋底布的长度A的一半的大小(C＜1/2A)，而且短于从与该最上节绳索的左右方向末端部的该乘员侧底布的结合部经过膝部气袋的侧边到与该相反侧底布的结合部的、包围上述通气空间的膝部气袋的底布的长度B的一半的大小(C＜1/2B)。
本发明(方案3)的乘员腿部保护装置，具有这种本发明的膝部气袋和用于使其膨胀的充气机。
在本发明的膝部气袋和乘员腿部保护装置中，处于膨胀状态的膝部气袋上部的厚度比膝部气袋上下方向中间部厚，换句话说由于该膝部气袋上下方向中间部的厚度比上部小，因此即使不采用高输出的充气机，膝部气袋在膨胀时，该膝部气袋上下方向中间部仍可以从下向上迅速膨胀，膝部气袋上部很快在乘员膝部前方打开。
此外，膨胀后的膝部气袋上部在左右方向有足够的厚度。
在本发明中，在膝部气袋内设有上下多节连接该膝部气袋乘员侧底布和与此相反侧的底布的绳索，该绳索在左右方向连续延伸，在该绳索的左右两端和膝部气袋的左右侧边之间形成通气空间，最上节的绳索位于上述膝部气袋上部和膝部气袋上下方向中间部的边界附近，该最上节的绳索的膝部气袋厚度方向的长度C优选为短于从该最上节绳索和上述乘员侧底布的结合部经过膝部气袋上缘到该最上节绳索和上述相反侧底布的结合部的膝部气袋底布长度A的一半的大小(C＜1/2A)，而且短于从与该最上节绳索的左右方向末端部的该乘员侧底布的结合部经过膝部气袋到与该相反侧底布结合部的、包围上述通气空间的膝部气袋底布长度B的一半的大小(C＜1/2B)。
根据如此构成，在膝部气袋膨胀的状态下，使膝部气袋上下方向中间部小于膝部气袋上部，从而可以充分确保该膝部气袋上部的厚度。
【附图说明】
图1为表示实施方式的膝部气袋膨胀状态的车辆座席前方附近的剖视图。
图2为图1的膝部气袋膨胀状态下的主视图。
图3为沿图2的III-III线的剖视图。
图4为沿图2的IVA-IVA线和IVB-IVB线的剖视图。
图5为沿图1的V-V线的剖视图。
【具体实施方式】
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1为表示实施方式的膝部气袋膨胀状态的车辆座席前方附近的剖视图，图2为此膝部气袋膨胀状态下的主视图，图3为沿图2的III-III线的剖视图，图4(a)、(b)分别为沿图2的IVA-IVA线和IVB-IVB线的剖视图，图5为沿图1V-V线的剖视图。此外，在以下的说明中，左右方向是指车辆宽度方向。
在座席12前方的内装面板10上设有乘员腿部保护装置14。
此乘员腿部保护装置14，具有：向前面(乘员侧的面)敞开的容器状的保持器16、连接在此保持器16内的膝部气袋18、和用于使此膝部气袋18膨胀的充气机(气体发生器)20。
该保持器16配置在内装面板10上的开口10a内。平时，膝部气袋18被折叠起来放在该保持器16内，在该保持器16前面装有盖22，以便覆盖该膝部气袋18的折叠体。平时，此盖22被配置成与该内装面板10大体呈同一个面，在膝部气袋18膨胀时，如图1所示，以其下端侧为支点向该内装面板10的表侧打开。
如图1所示，该开口10a设置在比座席12的座面附近高度稍低的高度上。膝部气袋18从此开口10a沿内装面板10的前面(乘员侧的面)从下向上膨胀。
如图2所示，在此实施方式中，该膝部气袋18中的上部形成左右方向宽度在规定的上下方向宽度上大体相等的等宽部24，比此等宽部24偏下的部位形成越向下宽度越小的窄宽部26。该窄宽部26的下端部连接在上述保持器16上。
该等宽部24配置成：在膝部气袋18从上述开口10a沿内装面板10的前面从下向上膨胀时，占据从座席12的座面附近高度偏上的位置。因此，当膝部气袋18在乘员腿部前方膨胀时，此等宽部24与坐在该座席12上的乘员的膝部附近相对。
此等宽部24的左右方向的宽度优选为500～600mm。此外，上述保持器16的前面开口的左右方向的宽度优选为此等宽部24宽度的1/2以下，更好为40～50％。如图5所示，窄宽部26优选为左右侧边为分别连接该等宽部24的左右侧边下端和保持器16前面开口的左右的下角部附近而延伸的形状。
在此膝部气袋18内部设有上下多节(在此实施方式中为2节)连接该膝部气袋18正面(乘员侧的底布)18a和背面(内装面板10侧的底布)18b的绳索28、30。标号Sf表示把各绳索28、30连接在该正面18a的接缝，标号Sr表示把各绳索28、30连接在背面18b的接缝。上节侧的绳索28配置在上述等宽部24和窄宽部26边界部附近(优选距等宽部24和窄宽部26边界部的上方0～70mm范围或下方0～70mm范围，更好为在上方0～30mm范围或下方0～30mm范围)，下节侧的绳索30配置在该窄宽部26的上下方向的中间部分。
该绳索28、30都在左右方向连续延伸，分别在规定的左右方向宽度上连接在正面18a和背面18b上。如图5所示，各绳索28、30的左右两端都距膝部气袋18的左右侧边有一定距离，在这些绳索28、30的左右两端和膝部气袋18的左右侧边之间分别形成通气空间V。
此外，上节侧的绳索28的前后长度(在正面18a和背面18b的连接方向的长度，以下相同。)C(图4(a))比下节侧的绳索30D的前后长度D(图4(b))长。
因此，处于膨胀的状态的膝部气袋18，如图3和图4(a)、(b)所示，该膝部气袋18的上部(等宽部24)的厚度比膝部气袋上下方向中间部(窄宽部26)厚，换句话说，该膝部气袋上下方向中间部的厚度比膝部气袋上部小，同时该膝部气袋上部的厚度在除了该膝部气袋18的左右两侧边部附近的左右方向中央侧的大部分几乎相等，而且足够大。
另外，就这样上下配置多节绳索28、30，从而限定膝部气袋上部和膝部气袋上下方向中间部的膝部气袋膨胀时的厚度的情况下，优选上节侧的绳索28的前后长度C为20～150mm，更好为50～100mm，优选下节侧的绳索30前后长度D为10～130mm，更好为30～90mm。
此情况下，特别优选使上节侧的绳索28的前后长度C为短于从该绳索28和膝部气袋正面18a的结合部(接缝Sf)经过膝部气袋18上缘到该绳索28和膝部气袋背面18b的结合部(接缝Sr)的膝部气袋底布长度A的一半(C＜1/2A)，而且短于从与上节侧的绳索28左右的各侧面包围上述通气空间V(从该绳索28左右方向末端部上接缝Sf，经过膝部气袋18的侧边到相反侧的接缝Sr)的膝部气袋底布长度B(图4(a))的一半(C＜1/2B)的大小。
此外，在这种情况下，优选为：使下节侧的绳索的前后方向长度D为上节侧的绳索28的前后方向长度C以下的大小(C≥D)，同时使上述膝部气袋底布长度B为在下节侧绳索30左右的各边中包围通气空间V(从该绳索30左右方向末端部上接缝Sf，经过膝部气袋18的侧边到相反侧的接缝Sr)的膝部气袋底布长度E(图4(b))以上的大小(B≥E)。
根据如此构成，在膝部气袋膨胀的状态下，使膝部气袋上下方向中间部比膝部气袋的上部小，从而可以充分确保该膝部气袋上部的厚度。
上述各通气空间V的流路截面面积优选为3000～7850mm2，更好为4500～5500 mm2。这种情况下，在膝部气袋18处于平整折叠的状态下，优选各绳索28、30的两端和该膝部气袋18的左右侧边的间隔(最短距离)为80～130mm，更好为90～120mm。
特别是如图5所示，在这种情况下，连接各绳索28、30左端彼此之间的线段L1和连接右端彼此的线段L2分别与沿窄宽部26的左右侧边的线段L3、L4平行，而且优选这些线段L1、L3彼此之间以及线段L2、L4彼此之间的距离d为80～130mm，更好为90～120mm。根据采用这样的构成，充气机20产生的气体通过各通气空间V，沿窄宽部26的左右的侧边快速向上方流动。
另外，在本发明中，也可以设置把该充气机20产生的气体在膝部气袋18内导向左右方向的扩散器。在这样的情况下，该充气机20产生的气体可以更有效地沿窄宽部26的左右侧边流动。
充气机20在此实施方式中为棒状，配置在该窄宽部26内，并使其长度方向成为左右方向。在此充气机20中装有充气机架32。此充气机架32由基座部和把充气机固定在此基座部的结合部(标号均省略)构成。双头螺栓32a从该基座部伸出。
此双头螺栓32a插入设置在窄宽部26下端侧的背面18b的螺栓插通孔(标号省略)，从膝部气袋18的后方(与乘员相反侧)伸出，再插入设在保持器16内的螺栓插通孔(标号省略)。而利用在此双头螺栓32a上拧紧螺母32b，使充气机架32固定在该保持器16内，同时使窄宽部26的下端侧的背面18b夹在该充气机架32和保持器16之间。
当具有如此构成的乘员腿部保护装置14的车辆在前方冲撞时，充气机20动作喷出气体，从此充气机20产生的气体使膝部气袋18开始膨胀。此膝部气袋18挤开盖22，向内装面板10的表侧膨出，沿该内装面板10向上方展开。并且，膨胀后的膝部气袋18的上部的等宽部24与乘员的膝部附近相对，阻止其移动。
在此乘员腿部保护装置14中，处于膨胀状态的膝部气袋18的上部(等宽部24)的厚度比膝部气袋上下方向中间部(窄宽部26)厚，也就是该膝部气袋上下方向中间部的厚度比膝部气袋上部薄，所以即使不使用高输出的充气机20，膝部气袋18膨胀时，该膝部气袋上下方向中间部仍能迅速从下向上膨胀，膝部气袋上部很快在乘员膝部前方打开。
此外，由于膨胀后的膝部气袋上部(等宽部24)在左右方向的厚度大体相等，而且尺寸足够大，所以当乘员的膝部碰到该膝部气袋上部时，可以充分使乘员的膝部停止向前方移动。
在此实施方式中，膝部气袋18的下部的窄宽部26越向下左右宽度越小，也就是成为向上方扩展的形状，此外，配置在该窄宽部26下端侧的充气机20产生的气体通过上下配置多节的绳索28、30的左右两端和该窄宽部26的左右侧边之间分别形成的通气空间V流向上方。因此，膝部气袋18膨胀时，首先窄宽部26向上而且向左右扩展而膨胀，然后此窄宽部26上侧的等宽部24膨胀，跨接该窄宽部26的左右两侧膨胀部分彼此之间，成为向左右延伸的状态，此后等宽部24的中央附近膨胀。
另外，上节侧的绳索28位于等宽部24和窄宽部26的边界部附近，而且左右宽度大，所以等宽部24容积比较小，该等宽部24快速膨胀。
因此，此膝部气袋18的左右两侧和上部的等宽部24快速膨胀，向左右和上方迅速膨胀。
此外，在此实施方式中，由于各绳索28、30的两端和窄宽部26的左右侧边之间的通气空间V的流路截面面积为3000～7850mm2，因此气体经由该通气空间V快速向上方流动。因此，膝部气袋18的膨胀非常迅速。
上述的实施方式是本发明的一个示例，本发明不限于上述的实施方式。