JP2001158686A - ガス発生方法及びガス発生装置 - Google Patents
ガス発生方法及びガス発生装置Info
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Abstract
要としながら、作動ガスの流出を迅速かつ確実に行うこ
とができるガス発生方法及びガス発生装置を提供するこ
と。 【解決手段】 作動ガスが蓄えられる圧力容器22とエ
アバッグとの間を連絡する流路を遮断する流路遮断板2
6に対向して、エアバッグ作動時、起爆部34の爆発作
用を受けて前進し先端部に流路遮断板26を貫通する穿
孔部33Aを有する可動部材30を配置したガス発生装
置において、穿孔部33Aを、流路遮断板26に貫通さ
せた状態でガスの流路が確保できるような形状にする。
具体的には穿孔部33Aをその最大外径が軸部32の軸
形よりも大きく、且つ、外周面が波形を呈する錐体形状
とする。
Description
着地用又は着水用エアバッグへ高圧ガスを供給するため
のガス発生方法及びガス発生装置に関する。
の任務を終えて宇宙から帰還した無人飛行体の着地(あ
るいは着水)過程を示している。大気圏を突入し終えた
飛行体Fは(図14A)、所定の高度でパラシュートP
を開いて降下し(図14B)、更に高度1km付近でエ
アバッグBを飛行体Fの腹部から出した後(図15
A)、作動ガスを導入して膨らませ(図15B)、この
エアバッグBを介して大地Gへ着地する(図16A、
B)。なお着地の瞬間、エアバッグBは内部のガスを孔
Hから外部へ排出して萎むことにより、着地時の衝撃を
吸収し、飛行体Fに搭載されている精密機器等を保護す
る。
バッグ作動用のガスを発生させるためのガス発生装置を
示している。従来のガス発生装置1は、圧力ガス源とな
る圧力容器2と、この圧力容器2と図示しないエアバッ
グとの間の流路を遮断する流路遮断板7と、この流路遮
断板7を突き破って開口を形成するための可動部材8
と、火薬13の爆発によって可動部材8を流路遮断板7
へ向けて移動させる起爆部12とを有する。
板)で成り、その周縁部が2部材でなる流路形成部材
3、4の間に挟持されて圧力容器の開口部2Aに取り付
けられており、これにより圧力容器2の内部空間2Bに
は高圧の作動ガスが蓄えられる。可動部材8は、筒状の
ケーシング部材5の内部に軸方向に摺動自在に収容さ
れ、流路遮断板7を貫通可能な穿孔部10を先端部に形
成した軸部9を有する。非作動時、可動部材8は復帰用
ばね11のばね力を受けて図示する非作動位置に待機し
ている。
薬13が爆発し、これを受けて可動部材8が復帰用ばね
11のばね力に抗して図中左方へ移動する。これにより
流路遮断板7が可動部材7の穿孔部10により突き破ら
れ、図18に示すように流路遮断板7に対して開口14
が形成される。可動部材8は流路遮断板7を貫通後、復
帰用ばね11のばね力により再び図示する非作動位置へ
戻り、これと同時に、圧力容器2の内部空間2Bから高
圧の作動ガスが、開放された流路6を介して図示しない
エアバッグの内部へ導入される。
置は「火薬類取締法令の解説」(通商産業省立地公害局
保安課監修日本火薬工業会資料編集部編:平成4年5月
日本火薬工業会資料編集部発行)の第593頁に記載の
消火器起動装置の構成を、そのまま適用したものであ
る。
る従来のガス発生装置1においては、以下に述べるよう
な問題を有している。
は、流路遮断板7に対して開口14を形成した後、可動
部材8を非作動位置へ戻すための復帰用ばね11が必要
であるという点で、部品点数及び組立コストを増大さ
せ、又、復帰用ばね11を設置するためのスペースを確
保しなければならないという問題がある。
ばね11が損傷し、可動部材8を非作動位置へ戻せなく
なると、可動部材8の軸部9が流路遮断板7に形成した
開口14を塞いでガスの流出を妨げ、エアバッグへ作動
ガスを導入することができなくなるおそれがある、又は
エアバッグへ作動ガスの導入を迅速に行うことができな
くなるおそれがある。
部材を非作動位置へ戻す復帰用ばねを不要としながら、
作動ガスの流出を迅速かつ確実に行うことができるガス
発生方法及びガス発生装置を提供することを課題とす
る。
力ガス源に連絡し他端がガス受容体に連絡する流路を遮
断する薄板状の流路遮断板に対し、火薬の爆発を受けて
駆動される可動部材の先端部で開口を形成することによ
り、前記圧力ガス源から前記ガス受容体へ向かうガスを
発生させるガス発生方法において、前記可動部材の先端
部を前記流路遮断板に貫通させた状態で、前記圧力ガス
源からのガスを、前記先端部の外周部又は前記先端部の
内部を介して、前記ガス受容体へ向けて流出させるよう
にしたことを特徴とするガス発生方法、によって解決さ
れる。
可動部材の先端部が流路遮断板に貫通した状態で、圧力
ガス源とガス受容体(例えばエアバッグ)との間の流路
を確保するようにしており、これにより可動部材を非作
動位置へ戻すための復帰用ばねを不要とし、部品点数及
び組立コストの低減、及びガス受容体へのガス供給を迅
速かつ確実に行わしめる。
に係る発明では、高圧ガスが蓄えられる圧力ガス源に連
絡し薄板状の流路遮断板により流路が遮断された流路形
成部材と、前記流路遮断板に対向するように前記流路内
に一端が臨み、他端は火薬が充填された起爆部に面して
配置される可動部材と、前記流路形成部材に接続され前
記起爆部の爆発により前記可動部材を前記流路遮断板側
へ移動可能に収容するケーシング部材と、前記可動部材
の一端側先端に設けられ前記可動部材の移動時に前記流
路遮断板を突き破る穿孔手段とを備えたガス発生装置に
おいて、前記穿孔手段は、その最大外径が前記可動部材
の一端側の外径よりも大きく、且つ、外周面が波形を呈
する錐体形状であることを特徴としている。これによ
り、可動部材の先端部に設けた穿孔手段を流路遮断板に
貫通させた状態で、穿孔手段の外周部を介して作動ガス
を下流側へ流出させることができる。
では、前記穿孔手段は、一部に切欠きを有する環状の刃
部が端部に形成された筒状部材からなり、且つ、その側
周面の少なくとも一部に前記筒状部材の内外を連通させ
る通路が形成されることを特徴としており、これによ
り、穿孔手段を流路遮断板に貫通させた状態で、穿孔手
段の内部を介して作動ガスを下流側へ流出させることが
できる。
置では、前記可動部材の移動時に前記可動部材を軸心の
まわりに回転させる回転機構を備えるとともに、前記穿
孔手段は、その最大外径が前記可動部材の一端側の外径
よりも大きく、且つ、前記可動部材の軸心に関して対称
な位置に配置され軸方向に突出する少なくとも一対の刃
部からなることを特徴としている。これにより、穿孔手
段を流路遮断板に貫通させた状態で、穿孔手段の外周部
を介して作動ガスを下流側へ流出させることができる。
いて図面を参照して説明する。なお以下に説明するガス
発生装置は、図14から図18を参照して説明した従来
のガス発生装置と同様、無人飛行体着地用(あるいは着
水用)のエアバッグシステムの一装置として構成される
場合について説明する。
によるガス発生装置を示している。ガス発生装置21
は、圧力ガスが蓄えられる圧力ガス源としての圧力容器
22と、圧力容器22の開口部22Aに一端23aが気
密に接続される流路形成部材23と、流路形成部材23
の他端23bに一端24aが気密に接続されるケーシン
グ部材24とを備えている。
動ガスが流通可能な流路25が形成されている。この流
路25は一端23a側に小径部25aおよび他端23b
側に大径部25bを有し、その間には段部40が形成さ
れている。流路25を遮断する薄板状金属板(本実施の
形態では厚さ約0.6mmの銅板)でなる流路遮断板2
6が、その周縁部が一対の環状の支持板27a、27b
に挟持された状態で、シールリング28を介して上記段
部40に配置されている。流路遮断板26は、筒状の保
持体29を介してケーシング部材24側から押圧され
て、図示する位置に保持される。これにより、圧力容器
22の内部空間22Bには、図示しないエアバッグの作
動ガス(例えば窒素ガス)が高圧(25〜30MPa )で蓄え
られる。なお流路形成部材23には、流路遮断板26よ
りも圧力容器22側の位置に、安全弁39が設けられて
いる。
境として流路25に連絡する流路連絡室43と後述する
可動部材30が収容される作動室44とに区画されてい
る。流路連絡室43にはポート24cが形成されてお
り、これに図示しないエアバッグへ連絡する配管45が
接続されている。
動部材30がケーシング部材24の内壁面に対して気密
かつ摺動自在に配置されている。可動部材30は、ケー
シング部材24の内壁面に対して摺動可能な基部31
と、これより小径の軸部32とを有する。軸部32は、
隔壁41に形成された孔42を貫通して先端部が流路2
5内に臨んでいる。軸部32の先端部には流路遮断板2
6を貫通可能なステンレス製の穿孔部33Aが設けられ
ている。穿孔部33Aは図2に示すように、最大外径が
軸部32の外径(軸径)よりも大きく、且つ、外周面が
波形を呈する錐体形状を呈しており、特に本実施の形態
では、穿孔部33Aの軸直断面形状が、五角形の星型に
形成されている。
方(図中右方)端部に位置する起爆部34に面して配置
されており、起爆部34の爆発作用を受けて前方(図中
左方)へ移動可能に構成される。起爆部34は、所定量
の火薬35を充填したホルダ37をケーシング部材24
の後方開口端部24bに螺着固定して成り、火薬35を
爆発させるための電気配線36が接続されている。
グ部材24の内壁面との間には、可動部材30の位置決
め用のストッパピン38が設けられている。このストッ
パピン38は、起爆部34の爆発による可動部材30の
移動時に剪断される程度の強度を有する。このストッパ
ピン38によって振動等による可動部材30の移動が防
止される。
上のように構成され、次にこの作用について説明する。
態をとっている。図示しないエアバッグの作動指令が電
気配線36を介して起爆部34に供給されると、起爆部
34において火薬35が着火され爆発する。この爆発力
を受けて、可動部材34は図示する非作動位置から図中
左方へ移動し、図3に示すように軸部32先端の穿孔部
33Aが流路遮断板26を突き破る。可動部材30は更
に前進するが、隔壁41に当接してその最大移動距離が
規制される。このとき穿孔部33Aは、図4に示すよう
に流路遮断板26を貫通して停止し、流路遮断板26に
星型の開口46を形成する。
ガス圧により流路連絡室43側へ折り曲げられて開口面
積が広げられ、圧力容器22内の作動ガスは、穿孔部3
3Aの外周部及び、開口46と軸部32との間を介し
て、図示しないエアバッグへ導かれる。これによりエア
バッグが膨張し、図15Bに示す状態となる。
材30の穿孔部33Aを流路遮断板26に貫通させた状
態で圧力容器22内の作動ガスを図示しないエアバッグ
へ迅速かつ確実に供給することができるので、従来用い
られていた可動部材の非作動位置への復帰用ばねを不要
として部品点数及び組立工数の削減を図ることができる
とともに、当該ばねを設置するためのスペースを確保す
る必要もなく、更に、エアバッグ作動用のガスを確実に
発生させることができる。
を示している。なお本実施の形態では、主として可動部
材30の先端部に設けた穿孔部33Bのみが上述の第1
の実施の形態と異なる構成を有するので、当該穿孔部の
詳細のみ説明する。その他の構成要素については上述の
第1の実施の形態と同様としその詳細な説明は省略する
ものとする。
の軸部32の先端に設けた穿孔部33Bは、一部に切欠
き52を有する環状の刃部51が端部に形成されたステ
ンレス製の筒状部材からなり、軸部32に対して螺着固
定されている。筒状の穿孔部33Bの側周面の一部には
(本実施の形態では3箇所)、穿孔部33Bの内外を連
通させる通路53が形成されている。
発作用を受けて、可動部材30が図6に示す非作動位置
から前進すると、図7に示すように穿孔部33Bが流路
遮断板26を打ち抜く形で突き破る。このとき、穿孔部
33Bの切欠き52部分においては流路遮断板26は切
り取られずに残り、ここを支点として円形の切り取られ
た流路遮断板26がガス圧によって流路連絡室43側に
折り曲げられ、開口46が形成される。これにより、圧
力容器22内の作動ガスは、開口46を介して穿孔部3
3Bの内部に至り、ここから通路53を介して図示しな
いエアバッグへ向けて流出する。可動部材30は、軸部
に形成された拡径部54が隔壁に当接してその最大移動
距離が規制される。
部33Bを流路遮断板26に貫通させた状態でエアバッ
グ作動用のガスを迅速かつ確実に発生させることがで
き、上述の第1の実施の形態と同様な効果を得ることが
できる。
態を示している。なお本実施の形態では可動部材30の
みが上述の第1、第2の実施の形態と異なる構成を有す
るので、当該可動部材30の詳細のみ説明する。その他
の構成要素については上述の第1の実施の形態と同様と
しその詳細な説明は省略するものとする。
31の側周面には、その軸心を中心として形成される螺
旋状のガイド溝55が形成されており、このガイド溝5
5に係合する突起59がケーシング部材24の内壁面に
形成されている。これにより起爆部34における爆発作
用を受けて可動部材30が前進する際、ガイド溝55と
突起59との間の係合作用により基部31、すなわち可
動部材30全体が軸のまわりに回転する回転機構が構成
される。本実施の形態では、穿孔部33Cの先端部が流
路遮断板26に到達してから少なくとも180度以上回
転できるようにガイド溝55が形成される。
の字形状に形成されたステンレス製の基体56からな
る。これは、最大外径が軸部32の外径(軸径)よりも
大きく、軸心に関して対称な位置に配置され軸方向に突
出する一対の刃部57、57を有している。刃部57
は、可動部材30の回転方向側の縁部のほぼ全域に刃を
有している。また本実施の形態における穿孔部33Cに
は、基体56の中心部に軸部32の軸心と整列してピン
部58が刃部57と同一方向に設けられ、可動部材30
の前進時に当該ピン部58で流路遮断板26を突き通す
ようにしている。ピン部58の長さは刃部57の長さと
ほぼ同一としている。
れば、起爆部34における爆発作用を受けて可動部材3
0が流路遮断板26へ向けて前進する際、上記回転機構
により可動部材30は全体的に軸心の周りに回転する。
したがって穿孔部33cは軸心のまわりに回転しながら
流路遮断板26を貫通し、刃部57でもって流路遮断板
26を円形に切断する。これと同時に、ピン部58が流
路遮断板26を突き通し、当該ピン部58でもって刃部
57の回転で切断した円形の板26Aを支持して(図1
0)、切屑26Aによる流路の閉塞を回避する。
容器22の高圧ガスにより流路連絡室43側へ折り曲げ
られ、これにより形成された開口を介して作動ガスが図
示しないエアバッグへ向けて流出する。
部33Cを流路遮断板26に貫通させた状態でエアバッ
グ作動用のガスを迅速かつ確実に発生させることがで
き、上述の第1、第2の実施の形態と同様な効果を得る
ことができる。
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。
部33Aの軸直断面形状を外周面が屈曲した波形を呈す
る五角形の星型に形成したが、勿論、これだけに限られ
ず、穿孔部33Aを外周面が湾曲した波形を呈する錐体
形状としてもよい。
57を180度間隔に一対設けた構成としたが、例えば
図11に明示するように刃部57を90度間隔に2対設
けた構成としてもよい。これにより図12及び図13に
示すように、穿孔部33Cは流路遮断板26を貫通した
後、90度回転することにより円形の板26Aをくり抜
き(図13A)、さらに前進することによって流路遮断
板26に対して開口46を形成してガスを図示しないエ
アバッグへ向けて流出させる(図13B)。これによっ
て上述の第3の実施の形態と同様な効果を得ることがで
きる。
Aは穿孔部33Cの刃部57の間に挟持されることにな
る。また、十分な開口面積を確保する意味から、可動部
材30は穿孔部33C全体が流路遮断板26から圧力容
器22側へ位置する点まで前進できるように、ガイド溝
55の長さを設定する必要がある。
行体直値用のエアバッグ作動システムに本発明に係るガ
ス発生装置を適用したが、これだけに限らず、例えば
「火薬類取締法令の解説」(通商産業省立地公害局保安
課監修日本火薬工業会資料編集部編:平成4年5月日本
火薬工業会資料編集部発行)の第593頁に記載されて
いる消火器起動装置について、本発明を適用することも
可能である。但しこの場合、上述の各実施の形態のよう
に、可動部材を非作動位置へ戻す復帰用ばねを不要とす
ることができる。
下の効果を得ることができる。
可動部材を非作動位置へ戻すための復帰用ばねが不要と
なるので、部品点数及び組立コストの低減を図ることが
できるとともに、ガス受容体へのガス供給を迅速かつ確
実に行うことができる。
動手段の先端部に形成した穿孔手段を流路遮断板に貫通
させた状態で圧力ガス源のガスを迅速かつ確実に発生さ
せることができ、可動部材を非作動位置へ戻すための復
帰用ばねの設置を廃止して、部品点数の減少及び組立コ
ストの低減を図ることができるとともに、上記ばねの設
置スペースを確保する必要をなくして設計の簡素化を図
ることができる。
の側断面図である。
拡大斜視図である。
孔手段による流路遮断板の貫通初期の状態を示す側断面
図であり、Bはその正面図である。
孔手段による流路遮断板の貫通完了の状態を示す側断面
図であり、Bはその[B]−[B]線方向の断面図であ
る。
備えた可動部材の斜視図である。
の側断面図である。
側断面図である。
備えた可動部材の斜視図である。
の側断面図である。
の側断面図である。
穿孔手段を備えた可動部材の斜視図である。
内の側断面図である。
の側断面図であり、Aは穿孔手段による流路遮断板の貫
通初期の状態を示し、Bは貫通完了の状態を示す。
Aは飛行状態を示し、Bはパラシュートを開いた状態を
示す。
Aはエアバッグを出した状態を示し、Bはそのエアバッ
グを作動させた状態を示す。
Aは着地の瞬間を示し、Bはエアバッグを萎ませて着地
の際の衝撃を吸収している状態を示す。
Claims (11)
- 【請求項1】 一端が圧力ガス源に連絡し他端がガス受
容体に連絡する流路を遮断する薄板状の流路遮断板に対
し、火薬の爆発を受けて駆動される可動部材の先端部で
開口を形成することにより、前記圧力ガス源から前記ガ
ス受容体へ向かうガスを発生させるガス発生方法におい
て、 前記可動部材の先端部を前記流路遮断板に貫通させた状
態で、前記圧力ガス源からのガスを、前記先端部の外周
部又は前記先端部の内部を介して、前記ガス受容体へ向
けて流出させるようにしたことを特徴とするガス発生方
法。 - 【請求項2】 前記ガス受容体は、無人飛行体の着地用
又は着水用エアバッグ装置として用いられることを特徴
とする請求項1に記載のガス発生方法。 - 【請求項3】 高圧ガスが蓄えられる圧力ガス源に連絡
し薄板状の流路遮断板により流路が遮断された流路形成
部材と、前記流路遮断板に対向するように前記流路内に
一端が臨み、他端は火薬が充填された起爆部に面して配
置される可動部材と、前記流路形成部材に接続され前記
起爆部の爆発により前記可動部材を前記流路遮断板側へ
移動可能に収容するケーシング部材と、前記可動部材の
一端側先端に設けられ前記可動部材の移動時に前記流路
遮断板を突き破る穿孔手段とを備えたガス発生装置にお
いて、 前記穿孔手段は、その最大外径が前記可動部材の一端側
の外径よりも大きく、且つ、外周面が波形を呈する錐体
形状であることを特徴とするガス発生装置。 - 【請求項4】 前記穿孔手段の軸直断面形状が、五角形
の星型に形成されることを特徴とする請求項3に記載の
ガス発生装置。 - 【請求項5】 高圧ガスが蓄えられる圧力ガス源に連絡
し薄板状の流路遮断板により流路が遮断された流路形成
部材と、前記流路遮断板に対向するように前記流路内に
一端が臨み、他端は火薬が充填された起爆部に面して配
置される可動部材と、前記流路形成部材に接続され前記
起爆部の爆発により前記可動部材を前記流路遮断板側へ
移動可能に収容するケーシング部材と、前記可動部材の
一端側先端に設けられ前記可動部材の移動時に前記流路
遮断板を突き破る穿孔手段とを備えたガス発生装置にお
いて、 前記穿孔手段は、一部に切欠きを有する環状の刃部が端
部に形成された筒状部材からなり、且つ、その側周面の
少なくとも一部に前記筒状部材の内外を連通させる通路
が形成されることを特徴とするガス発生装置。 - 【請求項6】 高圧ガスが蓄えられる圧力ガス源に連絡
し薄板状の流路遮断板により流路が遮断された流路形成
部材と、前記流路遮断板に対向するように前記流路内に
一端が臨み、他端は火薬が充填された起爆部に面して配
置される可動部材と、前記流路形成部材に接続され前記
起爆部の爆発により前記可動部材を前記流路遮断板側へ
移動可能に収容するケーシング部材と、前記可動部材の
一端側先端に設けられ前記可動部材の移動時に前記流路
遮断板を突き破る穿孔手段とを備えたガス発生装置にお
いて、 前記可動部材の移動時に前記可動部材を軸心のまわりに
回転させる回転機構を備えるとともに、前記穿孔手段
は、その最大外径が前記可動部材の一端側の外径よりも
大きく、且つ、前記可動部材の軸心に関して対称な位置
に配置され軸方向に突出する少なくとも一対の刃部から
なることを特徴とするガス発生装置。 - 【請求項7】 前記回転機構は、前記可動部材の他端側
の側周面に軸心を中心として形成される螺旋状のガイド
溝と、前記ケーシング部材内壁面に形成され前記ガイド
溝に係合する突起とからなることを特徴とする請求項6
に記載のガス発生装置。 - 【請求項8】 前記穿孔手段は、前記刃部を90度間隔
に配置してなることを特徴とする請求項6又は請求項7
に記載のガス発生装置。 - 【請求項9】 前記穿孔手段の中心には、前記刃部と同
一方向に延在し前記流路遮断板を貫通可能なピン部が形
成されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載
のガス発生装置。 - 【請求項10】 前記可動部材と前記ケーシング部材と
の間には、前記起爆部の爆発による前記可動部材の移動
時に剪断される、前記可動部材の位置決め用ストッパピ
ンが設けられることを特徴とする請求項3から請求項9
のいずれかに記載のガス発生装置。 - 【請求項11】 前記圧力ガス源に蓄えられる高圧ガス
は、無人飛行体の着地用又は着水用エアバッグ装置の作
動ガスであることを特徴とする請求項3から請求項10
のいずれかに記載のガス発生装置。
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---|---|---|---|
JP34108499A JP4872071B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ガス発生方法及びガス発生装置 |
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JP34108499A JP4872071B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ガス発生方法及びガス発生装置 |
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