JP2001515816A - エアバッグのガス圧容器のための開口装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、エアバッグ（２）を膨らませるガス圧容器（１）のための開口装置に関する。ガス圧容器（１）は、ガス圧容器（１）の排流穴（３）に接続し且つガス圧容器（１）と固定結合されているハウジング（４）を有している。排流穴（３）は密封要素（１５）によって閉鎖され、密封要素（１５）は、ガス圧容器（１）内のガス圧により密封要素（１５）に対して作用する開口力に抗するように加圧部材（２１）を介して対向支持部材（２２）に支持されている。さらに作動装置（３０）が配置されている。作動装置（３０）は作動時に密封要素（１５）の支持を解消することにより、排流穴（３）がガス圧容器（１）内のガス圧により開口してエアバッグ（２）を膨らませる。ヘリウムの充填の際にガス圧容器（１）を確実に開口させるとともに、ガスの排流を適合させるため、ガスの排流方向において排流穴（３）の前方に絞り（４９）を配置し、絞り（４９）と排流穴（３）の間に圧力室（４６）が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の前提概念に記載の、エアバッグを膨らませるガス圧容器
のための開口装置に関する。

【０００２】 この種の開口装置は、ドイツ連邦共和国特許公開第１９５４０６１８号公報か
ら知られている。ガス圧容器の排流穴は密封要素で閉鎖され、密封要素はガス力
を支持するため加圧部材を介してハウジング固定の対向支持部材で支持されてい
る。加圧部材には、火工技術による負荷部が付設されており、負荷部が点火する
と対向支持部材が破損して、密封要素の支持が解消される。このとき密封要素は
ガス圧容器内のガス圧だけで破壊され、ハウジングに接続されているエアバッグ
は流出するガスにより膨らむ。

【０００３】 ドイツ連邦共和国特許第１９７２７０４７号公報からは、ガス圧蓄圧器を不活
性ガスで充填すること、たとえば窒素、アルゴンおよびヘリウムのグループから
なる少なくとも１種類のガスで充填することが知られている。充填されたガス圧
容器は破裂ディスクにより閉鎖される。破裂ディスクはガス圧容器に溶接されて
おり、火工技術による負荷部の爆発圧により開口する。

【０００４】 充填されるガス圧容器は下請け業者により製造されて顧客に発送される。発送
の準備が終わっているガス圧容器は、それぞれ火工技術による負荷部を備えた、
作動準備完了状態にある開口装置を含んでいる。したがって製造、発送、最終組
み立ての際には、開口装置の不慮の作動を回避するため、慎重な操作が必要であ
る。

【０００５】 さらに、エアバッグを機械的に損傷させずに急速にきちんと膨らませるには、
ガス圧容器内に蓄積されているガスが特定の混合状態になければならないことが
確認された。

【０００６】 本発明の課題は、この種の開口装置において、使用されるガスに関係なくエア
バッグを常に急激に開口させ、しかも膨らまし過程により機械的に損傷させずに
開口させるように改良することである。

【０００７】 この課題は、本発明によれば請求項１の特徴部分により解決される。 絞りがガスの排流方向においてガス圧容器の排流穴前方に設けられていること
により、種々の構成が達成される。まず、排流穴の径を大きく選定でき、これに
よりガス圧は対応的に大きな面に作用して、加圧部材が消失したときにガス圧容
器を爆発的に開口させるのを保証する大きな開口力を提供する。これに対しガス
の排流速度は絞りによって決定されている。絞りはガスの充填に応じて選定され
、ガス圧容器の製造の際に固定して組み込まれる。ガス圧容器が希ガス、特にヘ
リウムまたはヘリウム混合物で充填されているのが有利であり、この場合ガスの
排流速度が構造的に設定される。ヘリウムは温度依存性が少なく、分子量が比較
的小さいために、絞りとともにエアバッグに適合可能であるような大きな流動速
度を有している。

【０００８】 本発明の他の構成では、作動装置はハウジングとは別個の、自動的に取り付け
可能なユニットとして実施されている。密封要素の支持が作動装置とは独立に安
定であるため、作動装置なしでも開口装置をガス圧容器とともに事前に取り付け
ることができる。ハウジングは反対側で開いたままであるので、密封要素が不慮
に開口しても、加圧状態にあるガスは同じ開口面積の反対側から流出し、よって
スラスト力のない（schubneutral）反作用力だけが発生する。したがってガス圧
容器はほとんど移動せず、或いは全く移動しないので、事前に取り付けて発送し
、最終的に組み立てる場合、付加的なコストを要せずに高い安定性が得られる。
作動装置は開口装置およびガス圧容器とは別個に事前に取り付けられる。最終取
り付けのときにはじめてガス圧容器用の開口装置に作動装置を具備させて、装置
全体が作動準備状態にもたらされる。しかしこの場合ガス圧容器は固定して取り
付けられるので、排流ガスに発生するスラスト力が捕獲される。

【０００９】 ハウジングを、ガス圧容器と連結され端面が開口した本体から形成するのが有
利である。開口端面は端面板により閉鎖可能である。この場合、ハウジング本体
は発送用に暫定的な端面板で閉鎖することができる。両端面板は同じ大きさの排
流穴を有している。このように、ハウジング内での開口装置の損傷は確実に回避
される。最終組み立ての際にはじめて、一方の端面板に取り付けた作動装置がハ
ウジング本体に装着され、この場合、作動装置とは反対側の端面板はエアバッグ
の充填に必要な排流穴を有している。この端面板にエアバッグを固定するのが合
目的である。

【００１０】 作動装置の位置正確な取り付けを保証するため、ハウジング本体の端面の開口
縁は端面板の受容溝に係合する。 本発明の他の構成は他の請求項、以下の説明および図面から明らかである。図
面には、本発明のいくつかの実施形態が図示されている。

【００１１】 図１に図示したガス圧力容器１は、たとえば自動車に使用されるエアバッグ２
を膨らませるために用いる。 図２と図３からわかるように、圧力容器１の中央の流出口３には、圧力容器１
と固定連結されているハウジング４が接続している。流出口３は圧力容器１の中
心縦軸線４８に同軸に位置しているのが有利である。ハウジング４の正確な構成
は図１、図２および図７から明らかであり、他方図３ないし図６はハウジング４
を概略的に図示したものであり、図８と図９はハウジングの変形実施形態を示し
たものである。

【００１２】 ハウジング４は、特に図２に示すように中空の本体５を有している。中空の本
体５は、互いに逆の側に位置している開口した端面６と７を備え、端面６と７は
端面板８と９により閉鎖される。図１からわかるように端面板８と９は端面６と
７よりも大きく形成されているので、端面板８と９は本体５から突出している。
突出部分１０には、タイロッド１２を配置するための貫通穴１１が設けられてい
る。端面板８と９は大きさの点で同じであるように合目的に形成されているので
、互いに逆の側にある端面板８と９の貫通穴１１は互いに合同であり、それぞれ
のタイロッド１２の配置を可能にしている。端面板を本体５に位置正確に取付け
できるよう保証するため、端面板８と９の本体５側には、開口している端面６と
７の縁７を受容する受容穴１３が形成されている。端面６と７を閉鎖して端面板
８と９を取り付けると、本体５の縁１４はそれぞれの端面板の受容溝１３に係合
して、端面板のハウジング本体５への位置正確な取り付けを保証する。この配置
構成により、タイロッド１２の取り付けのため貫通穴１１が互いに正確に整列し
た位置を占めることも保証されている。なおタイロッド１２は端面板８，９の周
方向に３本設けられている。そのうち１本のタイロッド１２は圧力容器１の中心
縦軸線４８とほぼ交差して、開口装置上方の加圧部材の延長上にある。他の２本
のタイロッド１２は圧力容器１の首部に隣接するようにハウジング４の左右に位
置している。これら３本のタイロッド１２はすべて、端面板８と９に対して垂直
なハウジング４の中心縦軸線４５に平行に位置している。

【００１３】 ガス圧力容器１はほぼハウジング４の中心に開口しており、或いは図示した実
施形態の場合横断面にて正方形に実施されているハウジング本体５のほぼ中心に
開口している。ハウジング本体５の他の横断面形状も有利である（図８）。端面
板８と９を取り外したときにスラスト力がないようにするため、ハウジング４ま
たはその本体５は互いに逆の側の端面６，７で開口している。開口端面６，７は
同じ面積であるのが有利である。各端面６，７の中心垂線はハウジング本体４ま
たはハウジング４の中心縦軸線４５と同軸である。圧力容器１の中心縦軸線４８
は、ハウジング４の中心縦軸線４５と直角に交わっている。

【００１４】 流出口３は密封要素１５により密封されている。密封要素１５は、図示した実
施形態では薄いフォイルとして形成されており、流出口３のハウジング４とは逆
の側において圧力容器１内に取り付けられている。密封要素１５はフォイルエッ
ジ１６の領域で容器ハウジング１７と圧密に結合されているのが有利である。フ
ォイルエッジ１６は、フォイルの材料に応じて容器ハウジング１７と溶接または
接着してよい。

【００１５】 密封要素１５は、ハウジング４側で支持ディスク１８に当接している。支持デ
ィスク１８は流出口３内に配置されている。この場合支持ディスク１８は流出口
３の縁１９と半径方向に遊びを持って位置しており、これにより、密封要素１５
により容器側で閉鎖されている環状隙間２０が形成されている。この環状隙間２
０は逃がし弁を形成している。環状隙間２０は密封要素１５の材料との関連で次
のように構成され、すなわち予め設定可能な限界圧のときに密封要素１５がこの
環状隙間の領域で破損し、その結果過圧が環状隙間２０を介して逃がし制御され
、しかも流出口３自体が開口しないように構成されている。なお図８と図９は、
環状隙間を設けていないガス圧力容器を示している。

【００１６】 支持ディスク１８は、加圧部材２１を介して、ハウジング固定の対向支持部材
２２で支持されているので、容器１内のガス圧によって密封要素１５に作用する
開口力が確実に捕獲される。この場合加圧部材２１は、ボールヘッド状の端部２
３により支持ディスク１８の対応する凹状の支持部２４内にあり、加圧部材２１
の他端２５はわずかに凹状のロック凹部２６を有しており、このロック凹部２６
により加圧部材２１は対向支持部材２２を形成しているピン２７に当接して簡単
にロックが可能である。ピン２７は、ハウジング本体５の対向する穴４７で保持
されている。加圧部材２１の縦軸線２８は支持ディスク１８または密封要素１５
に対して垂直であり、ピン２７の軸線を通っており、圧力容器１の中心縦軸線４
８に同軸に位置している。

【００１７】 縦長の、有利には筒状の加圧部材２１の縦軸線２８に対して交差するように作
動装置３０が配置されている。作動装置３０は、図２が示すように、ハウジング
の端面板９に取り付けられ、端面板９とともに、ハウジング４とは別個の、自動
取り付け可能なユニット２９を形成している。

【００１８】 作動装置３０は、縦軸線２８に対して交差する方向にシリンダ３２内を移動可
能に案内されている操作ピストン３１を有している。シリンダ３２内には、公知
の態様で電気的に点火される火工技術による負荷部３３が配置されている。操作
ピストン３１は、対向支持ピン２７付近にして加圧部材２１の端部２５の領域に
おいて該加圧部材２１に接触し、この場合シリンダ３２の縦軸線３４は加圧部材
２１の縦軸線２８に対して直角であるのが有利である。

【００１９】 図３からわかるように、密封要素１５の支持は、支持ディスク１８と加圧部材
２１と対向支持部２２とを介して行なわれ、作動装置３０とは独立に安定である
。これにはロック凹部２６も寄与している。したがってガス圧力容器１は、作動
装置３０を配置しなくても作動可能状態に予め取り付けることができ、火工技術
による点火負荷部３３が配置されなくとも充填することができる。これは事前組
み立て、発送、最終組み立ての際に有利である。最終組み立ての際にはじめて、
端面板９が火工技術による負荷部３３を含んでいる作動装置３０とすでに述べた
態様でハウジング本体５に固定される。この場合、他の端面６に配置された端面
板８が排流穴３５を有し、これらの排流穴３５を介して、有利には端面板８に固
定されるエアバッグ２を膨らませるのが有利である。

【００２０】 図４の実施形態では、火工技術による負荷部３３の代わりに、純粋に電気的ま
たは熱電的に作用する作動装置３０が設けられている。図３で述べた支持態様と
異なっているのは、加圧部材２１のピン２７側の端部２５が傾斜して形成されて
いるので、加圧部材２１に対して矢印方向３６に作用する力が加圧部材２１の端
部２５の傾斜面３７のために合成力３８を生じさせ、この合成力が加圧部材２１
を対向支持部材２２から引き離そうとすることである。合成力３８は、導電性が
あり機械的に負荷可能なワイヤー３９により捕獲される。ワイヤー３９は、その
一端を絶縁部材４０を介して加圧部材２１に固定され、他端を他の絶縁部材４０
を介してハウジング４に固定されている。ワイヤー３９には作動装置の接続ケー
ブル４１が蝋付けされており、この接続ケーブル４１を介してワイヤー３９が一
瞬間高電流により加熱されて熱で弱くなるので、合成力３８の作用でワイヤー３
９が破断し、加圧部材２１の端部２５が対向支持部材２２から離間し、密封要素
１５の支持が解消されるため、圧力容器１内のガス圧が密封要素１５を急激に開
放させ、排流穴３５を介してエアバッグ２が充填される。電気的な作動装置３０
を、図３の火工技術による作動装置３０に対応させて、ハウジングとは別個の、
自動取り付け可能なユニットとして形成するのが合目的である。

【００２１】 図５の実施形態は、原理的には図４で説明した電気的な作動装置３０に対応し
ている。したがって同一の部材には同一の符号を付すことにする。図５の実施形
態の場合、ガス圧力容器１は２つの別個の丸い個別容器から形成されており、そ
の間にハウジング４が設けられている。トーラス状のリングは２つの排流穴３と
３ａを有し、排流穴３ａは排流穴３よりも小さく実施されている。密封要素１５
または１５ａは、支持ディスク１８または１８ａと加圧部材２１と２１ａを介し
て共通の対向支持部材２２で同じように支持されている。それぞれの支持に対し
て別個の保持ワイヤー３９が設けられているので、排流穴３，３ａは互いに時間
的にずれて開口することができる。エアバッグ２の好ましい膨張特性を得るため
、まず一方の容器の排流穴３ａを開口させ、その後時間をずらして他方の容器の
大きなほうの排流穴３を開口させて最終的にエアバッグを膨らませるのが有利で
ある。

【００２２】 図６の実施形態は原理的には図５の実施形態に対応しているので、同一の部材
に対しては同一の符号を使用する。 両加圧部材２１と２１ａは共通の対向支持部材２２に配置されている。火工技
術による作動装置３０は設けられていないが、それぞれの密封要素１５と１５ａ
の支持はトグルレバー構成に相当しているので安定である。加圧部材２１，２１
ａの端部２５または２５ａは、図３の実施形態で説明したようなロック凹部２６
，２６ａを有している。対向支持部材２２ａはハウジング４の縦スリット４２で
移動可能に保持され、火工技術による作動装置３０の操作ピストン３１は対向支
持部材２２ａに係合する。作動時には、操作ピストン３１は対向支持部材２２ａ
を図示した安定な位置からトグルレバー装置の死点を越えて移動させ、これによ
りそれぞれの密封要素１５と１５ａの支持が解消され、排流穴３と３ａを開口さ
せる。

【００２３】 図７の実施形態は構成の点で図２の実施形態に対応しているので、同一の部材
に対しては同一の符号を使用する。ハウジング４を形成しているハウジング本体
５は圧力容器１の首部と溶接され、互いに対向する開口した端面６と７を有して
いる。端面板９は調心ピン４２を有している。支持ディスク１８は排流穴３内に
わずかに遊びを持って位置しているので、密封要素１５としては圧力に関しあま
り安定でないフォイルを使用できる。排流穴内での支持ディスク１８の遊びが小
さいため、フォイルは排流穴のほとんど全開口横断面にわたって支持されている
。

【００２４】 排流穴３の開口横断面、たとえばその径は、ガス圧が支持ディスク１８に対し
て大きな開口力を生じさせるように選定されるので、作動時には加圧部材２１が
急激に離間して排流穴３が急激に爆発的に開口することが保証されている。

【００２５】 圧力容器はヘリウム混合物、特に主にヘリウムまたは他の適当な希ガスで充填
されているのが有利である。希ガスは温度依存性が低く、蓄圧が同じである場合
高い膨張（膨らまし）速度を持っているので、エアバッグを極めて短時間で膨ら
ませることができ有利である。

【００２６】 エアバッグの機械的損傷を確実に阻止するため、圧力容器１内には、ガスの排
流方向において排流穴３の前方に絞り４９が設けられている。図示した実施形態
の場合、絞り４９は穴付き絞りとして形成されており、絞り板４７はその外縁に
おいて容器壁とほぼ気密に、有利には完全に気密に溶接されている。絞り穴５０
は容器ハウジング１７の中心縦軸線４８に関し対称で、特に排流穴３に対し整列
するように位置しているのが合目的である。この場合、排流穴３の開口横断面は
絞り穴５０の開口横断面よりも大きく、特に複数倍大きい。図示した実施形態で
はその比はほぼ３：１であり、有利にはほぼ８：１である。

【００２７】 絞り板４７は、たとえば瓶首部への引き込み領域において密封要素１５または
支持板１８に対しほぼ平行に間隔ｄを持って位置しているので、瓶首部には密封
要素１５と絞り板４８の間に圧力室４６が形成されている。この圧力室４６には
、残りの容器ハウジング１７と同じ静圧が支配している。排流穴が開口した後圧
力が降下し、その後の圧力は絞り穴５０を介して流れてくるガスによって決定さ
れる。なお前記間隔ｄは、絞り穴５０の径Ｄのほぼ半分に相当している。

【００２８】 排流穴３５を有している端面板８に鉢状の凹部を設けるのが合目的である。こ
の凹部はエアバッグ内へドーム状に突出し、エアバッグの確実な固定を可能にす
る。 図８と図９に図示した実施形態では、瓶首部は絞り板４７と排流穴３と密封要
素１５とを備え、ハウジング本体５とともに管部分として実施され、一方の開口
端面において圧力容器１と溶接され、他方の開口端面においてねじ込み可能なキ
ャップ８ａで閉鎖されている。キャップ８ａは排流穴３５を有し、エアバッグの
中にドーム状に突出している。作動装置３０は構成部品として前記管部分の筒状
の壁のなかに中心縦軸線４８に対して交差するようにねじ込まれ（図９）、これ
で開口装置が完備したことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一端に開口装置を配置したガス圧容器の斜視図である。

【図２】 図１の斜視図において、開口装置のハウジングを開口させて示した図である。

【図３】 火工技術による作動装置を備えた開口装置の第１実施形態の断面図である。

【図４】 熱電式作動装置を備えた開口装置の第２実施形態を示す図である。

【図５】 電気式作動装置を備えた複動型開口装置を備えるガス圧容器の他の基本形状を
示す図である。

【図６】 火工技術による作動装置を備えた、図５のガス圧容器を示す図である。

【図７】 絞りを備えたガス圧容器の部分断面図である。

【図８】 膨らませ穴とは反対側に端面キャップを備えたガス圧容器を半径方向に切断し
た断面図である。

【図９】 図８の作動装置を半径方向に切断した断面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年３月９日（２０００．３．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアバッグを膨らませるガス圧容器のための開口装置であって
   、ガス圧容器（１）の排流穴（３）に接続し、ガス圧容器（１）と固定結合され
   ているハウジング（４）と、排流穴（３）を閉鎖している密封要素（１５）にし
   て、ガス圧容器（１）内のガス圧により密封要素（１５）に対して作用する開口
   力に抗するように加圧部材（２１）を介して対向支持部材（２２）に支持されて
   いる密封要素（１５）と、作動装置（３０）とを備え、作動装置（３０）が作動
   時に密封要素（１５）の支持を解消することにより、排流穴（３）がガス圧容器
   （１）内のガス圧により開口してエアバッグ（２）を膨らませ、作動装置（３０
   ）とは独立に密封要素（１５）の支持が安定である前記開口装置において、 ガスの排流方向において排流穴（３）の前方に絞り（４９）が配置されている
   こと、絞り（４９）と排流穴（３）の間に圧力室（４６）が形成されていること
   を特徴とする開口装置。
2. 【請求項２】ガス圧容器（１）が希ガスで、特にヘリウムで充填されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の開口装置。
3. 【請求項３】排流穴（３）の開口横断面が絞り（４９）の開口横断面よりも
   大きく、特に複数倍大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の開口装
   置。
4. 【請求項４】絞り（４９）の開口横断面が軸方向対称になるようにガス圧容
   器（１）内に配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか
   一つに記載の開口装置。
5. 【請求項５】絞り（４９）が穴付き絞りであることを特徴とする、請求項１
   から４までのいずれか一つに記載の開口装置。
6. 【請求項６】作動装置がハウジング（４）とは別個の、自動取り付け可能な
   ユニット（２９）として形成されていること、ハウジング（４）が、ガス圧容器
   （１）と連通しているハウジング本体（５）を有し、ハウジング本体（５）が、
   作動装置（３０）を取り外したときに互いに対向する開口した端面（６，７）、
   有利には同じ面積の端面（６，７）を備え、これらの端面（６，７）は端面板（
   ８，９）により閉鎖可能であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれ
   か一つに記載の開口装置。
7. 【請求項７】作動装置（３０）が一方の端面板（９）に取り付けられている
   ことを特徴とする、請求項６に記載の開口装置。
8. 【請求項８】端面板（８，９）がハウジング本体（５）を越えて突出し、両
   側（６，７）に配置されている端面板（８，９）がタイロッド（１２）により互
   いに連結され、ハウジング本体（５）の開口縁（１４）が、有利には端面板（８
   ，９）の受容溝（１３）に係合していることを特徴とする、請求項６または７に
   記載の開口装置。
9. 【請求項９】一方の端面板（９）がエアバッグ（２）の充填ガスのための排
   流穴（３５）を有し、有利にはこの端面板（８）にエアバッグ（２）が固定され
   ていることを特徴とする、請求項６から８までのいずれか一つに記載の開口装置
   。
10. 【請求項１０】密封要素（１５）が、ガス圧容器（１）内にあり、且つガス
    圧容器（１）の内面でガス圧容器（１）の排流穴（３）を閉鎖し、且つ排流穴（
    ３）内に半径方向の遊びを持って位置している支持ディスク（１８）を介して支
    持されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の開
    口装置。
11. 【請求項１１】排流穴（３）の縁（１９）と支持ディスク（１８）の間に形
    成され、密封要素（１５）により閉鎖される環状隙間（２０）が、逃がし弁を形
    成していることを特徴とする、請求項１０に記載の開口装置。
12. 【請求項１２】加圧部材（２１）が対向支持部材（２２）に十分安定にロッ
    クされており、有利には加圧部材（２１）が対向支持部材（２２）側の端部にロ
    ック凹部（２６）を有していることを特徴とする、請求項１から１１までのいず
    れか一つに記載の開口装置。