JP2002193170A - 瞬時膨張装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気体発生装置は、ボンベの封止口を突き破る
ピンを駆動するための比較的大きなロータリーカムを搭
載するため、大型化、重量化してしまう。また、ロータ
リーカムの回転運動を直線移動するピンに変換する際
に、伝達ロスが生じてしまう。 【解決手段】 ボンベ４の封止口４ａを開放する作動装
置５は、ボンベ４と同軸的に案内筒６ａを備え、その内
部には同軸的にピン７とコイルスプリング８が配置され
ている。ピン７は、ストッパ９によって封止口４ａから
離れた位置に固定される。ストッパ９は、ピン７の側面
に設けた凹部９ｃに球体９ｂを挿入し、その挿入状態を
リリースキー９ｄで保つものであり、リリースキー９ｄ
が外されると、ピン７の固定が解除される。すると、ピ
ン７が封止口４ａに向けて撃ち出され、封止口４ａが開
封される。このように、気体発生装置は、ロータリーカ
ムが不要で、ピン７、コイルスプリング８、リリースキ
ー９ｄが封止口４ａに同軸的に配置されるため、小型
化、軽量化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、膨張袋を素早く膨
らませる瞬時膨張装置に関するものであり、例えば２輪
車の乗員の保護具に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の技術として、実用新案登録第３
０４８０９４号公報に開示されるものが知られている。
この公報は、乗員保護用の膨張袋と、この膨張袋に送り
込まれるガスを急激に発生させる気体発生装置とを備え
る２輪車乗員の保護具を開示するものであり、転倒時に
紐が引かれると、気体発生装置に取り付けられたボンベ
を開封し、ボンベ内のガス（ＣＯ2 等）を開放して膨張
袋を膨らませ、乗員を保護しようとしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の気体発生装置
は、ボンベを開封する手段として、ボンベの封止口を突
き破るための針を備えたピン、このピンを駆動するため
のロータリーカム、このロータリーカムにピンを撃ち出
すための張力を与える引張コイルスプリング、ロータリ
ーカムの回転を規制するリリースピン等から構成されて
いる。そして、リリースピンがロータリーカムから外れ
ると、コイルバネの張力でロータリカムが回転し、その
回転力を受けてピンがボンベの封止口に向けて撃ち出さ
れるものであった。

【０００４】上記の構成を採用した従来の気体発生装置
は、次の不具合を有していた。 （１）コイルスプリングの力をピンに伝えるために、比
較的大きなロータリーカムを搭載していたため、気体発
生装置が大型化、重量化するとともに、ロータリーカム
の搭載によってコストがアップしてしまう。 （２）ロータリカムの回転運動を直線移動するピンに変
換する際に、伝達ロスが生じる。あるいはこの伝達ロス
を低減するために、ローラ等の転がり部材を追加する必
要があり、部品点数がアップしてしまう。 （３）部品点数の増加によって複雑化するため、信頼性
が低下してしまう。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記のような不具合を解決す
るために成されたものであり、その目的は、気体発生装
置を軽量化、小型化、低コスト化できるとともに、付勢
手段からピンに伝えられる付勢力の伝達ロスを小さく抑
え、さらに高い信頼性を得ることのできる瞬時膨張装置
の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】〔請求項１の手段〕請求
項１の構成を採用する瞬時膨張装置は、ストッパによる
ピンの固定が解除されると、付勢手段の付勢力によって
ピンがボンベの封止口に向けて撃ち出され、針が封止口
を突き破る。この結果、ボンベ内に充填された気体が膨
張袋に供給され、膨張袋が素早く（瞬時に）膨らむ。

【０００７】気体発生装置は、ボンベの封止口と同軸に
配置される案内筒内に、封止口を開封するためのピンと
付勢手段も同軸的に配置するものであり、付勢手段がピ
ンを直接付勢する構造を採用する。このため、従来のよ
うなロータリーカムが不要となり、次の効果を得ること
ができる。 （イ）気体発生装置は、ロータリーカムを搭載しないた
め、気体発生装置を小型化、軽量化することができると
ともに、コストを低減することができる。 （ロ）気体発生装置は、ロータリーカムを搭載しないた
め、従来のようなロータリーカムの回転運動を直線移動
するピンに変換する必要がなく、伝達ロスが生じない。
つまり、封止口を開封するためのピンと付勢手段が、案
内筒内で同軸的に配置されるため、付勢手段の付勢力を
無駄なくピンに伝えることができる。この結果、付勢手
段の付勢力を従来よりも小さくでき、軽量化および低コ
スト化できる。 （ハ）ロータリーカムを搭載しないため、気体発生装置
の構造を簡素化でき、高い信頼性を得ることができる。

【０００８】〔請求項２の手段〕請求項２の構成を採用
し、ピンの側面に形成された凹部と、この凹部内に挿入
されてピンを封止口から離れた位置に固定しておく係止
部と、この係止部を凹部内に挿入した状態に保つリリー
スキーとからストッパを構成しても良い。この構成を採
用することにより、このリリースキーを操作して、係止
部を凹部から外すことにより、付勢手段の付勢力によっ
てピンがボンベに向かって打ち出され、針が封止口を開
封するように設けられる。

【０００９】〔請求項３の手段〕請求項３の構成を採用
し、ハウジングに形成された穴に挿入された状態でピン
の凹部に挿入されて、ピンを封止口から離れた位置に固
定しておく１つあるいは複数の球体によって係止部を構
成しても良い。この場合、ハウジングに対して取外し可
能に設けられたリリースキーによって、球体を凹部の内
部に押し込むように設けても良い。

【００１０】〔請求項４の手段〕請求項４の構成を採用
し、凹部をピンの外周側面に形成し、リリースキーが球
体を外周側から内径方向に向けて押さえ付ける構成を採
用しても良い。

【００１１】〔請求項５の手段〕請求項５の構成を採用
し、凹部をピンの内周側面に形成し、リリースキーが球
体を内周側から外径方向に向けて押さえ付ける構成を採
用しても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、２つの実
施例と変形例を用いて説明する。 〔第１実施例〕第１実施例は、本発明を２輪車の乗員を
保護する保護具に適用した例を示すものであり、図２は
膨張前の保護具、図３は膨張後の保護具を示す。この保
護具は、乗員が装着するベスト状の膨張部１と、この膨
張部１を瞬時に膨張させることの可能な気体発生装置２
とから構成される。

【００１３】この実施例に示す膨張部１は、乗員の首や
肩を保護する肩保護部１ａ、乗員の上半身前方を保護す
る前方保護部１ｂ、乗員の上半身後方を保護する後方保
護部１ｃ、乗員の上半身側面を保護する側面保護部１
ｄ、および乗員の臀部を保護する臀部保護部１ｅから構
成される。各保護部１ａ〜１ｅのそれぞれは、図４
（ａ）、（ｂ）に示す筒状袋部材３によって構成され
る。この筒状袋部材３は、気体（この実施例ではＣＯ2
）の供給によって膨張する膨張袋に相当するものであ
り、外筒部を形成する可撓性膜状部材からなる外膜３
ａ、および外筒部の内側に配置されて内筒部を形成する
可撓性膜状部材からなる内膜３ｂから構成される。そし
て、各保護部１ａ〜１ｅは、図示しないジョイントによ
って、各外膜３ａと内膜３ｂの間の空間が連通するよう
に連結されている。

【００１４】ここで、可撓性膜状部材とは、変形可能な
膜部材であり、且つ内部に供給される気体の透過を阻止
するものであり、ゴム膜やプラスチック膜よりなる樹脂
フィルム（例えば、熱可塑性ポリウレタンフィルム）
や、布材に樹脂膜をコーティングしたものであっても良
い。

【００１５】気体発生装置２は、気体発生の操作を受け
ると、各保護部１ａ〜１ｅのそれぞれを構成する筒状袋
部材３の内部へ、瞬時に気体を供給するものであり、こ
の実施例ではＣＯ2 が高圧充填されたボンベ４を用いた
ものである。この実施例の気体発生装置２の構造を図１
（ａ）、（ｂ）に示す。この図に示されるように、気体
発生装置２は、ボンベ４と、このボンベ４の封止口４ａ
を開放するための作動装置５とから構成される。

【００１６】作動装置５は、ボンベ４の封止口４ａの周
囲のネジ部４ｂに螺合する略筒状を呈したハウジング６
を備える。このハウジング６は、樹脂あるいは金属より
形成されたものであり、封止口４ａと対向する位置に、
ボンベ４と同軸的に形成された筒状の案内筒６ａが設け
られている。この案内筒６ａの内部には、軸方向へ摺動
自在にピン７が配置されている。このピン７も、樹脂あ
るいは金属より形成されたものであり、その封止口４ａ
側には、封止口４ａを突き破るための先端が尖った金属
製の針７ａが設けられている。また、案内筒６ａの内部
には、ピン７の他に、圧縮配置されたコイルスプリング
８（付勢手段に相当する）が同軸的に配置されており、
このコイルスプリング８の圧縮力によって、ピン７は常
時ボンベ４の封止口４ａに向けて付勢される。しかし、
図１（ａ）に示すように、ピン７は、封止口４ａから離
れた位置に、ストッパ９によって固定されるものであ
り、封止口４ａへの移動が阻止される。

【００１７】このストッパ９は、ピン７の側面に設けた
凹部に係止部を挿入し、その係止部を凹部から外すこと
により、ピン７の移動阻止を解除するものである。具体
的に、この実施例では、案内筒６ａに貫通して形成され
た穴９ａ、この穴９ａ内に配置された金属製の球体９ｂ
（係止部に相当する）、この球体９ｂをピン７の外周側
面に形成された凹部９ｃ内に押し付けるリリースキー９
ｄから構成されるものである。リリースキー９ｄは、樹
脂あるいは金属より形成されたものであり、案内筒６ａ
の周囲に装着される円筒部を備える。この円筒部が球体
９ｂをピン７の外周側から内径方向に向けて押し付ける
ことで、球体９ｂを凹部９ｃ内に挿入した状態を保つも
のである。

【００１８】そして、ハウジング６の案内筒６ａに装着
されたリリースキー９ｄをハウジング６から外すことに
より、図１（ｂ）に示すように、球体９ｂを凹部９ｃの
内部へ押し付ける力がなくなり、コイルスプリング８の
付勢力によって球体９ｂが凹部９ｃから外れ、ピン７の
固定が解除される。すると、コイルスプリング８の付勢
力によってピン７がボンベ４の封止口４ａに向けて撃ち
出され、針７ａが封止口４ａを突き破る。この結果、ボ
ンベ４内に充填されたＣＯ2 が開放される。なお、ボン
ベ４から開放されたＣＯ2 は、ハウジング６に形成され
た内外連通路６ｂから外部に供給されるものである。な
お、ハウジング６とピン７の間に図示しないシール部材
を配置して、ボンベ４の開封後にハウジング６とピン７
の間からガスが外部に僅かづつ漏れるのを防ぐように設
けても良い。

【００１９】この実施例の気体発生装置２は、外膜３ａ
と内膜３ｂとの間に配置されたものである。具体的に、
この実施例では、気体発生装置２は筒状袋部材３によっ
て構成される後方保護部１ｃの下側に配置されている。
そして、ボンベ４内に充填されたＣＯ2 が開放される
と、開放されたＣＯ2 が直接、後方保護部１ｃ（筒状袋
部材３）の内部に供給されるものである。そして、上述
したように、後方保護部１ｃは他の保護部１ａ、１ｂ、
１ｄ、１ｅと図示しないジョイントを介して連通されて
いるため、後方保護部１ｃに供給されたＣＯ2 は他の保
護部１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅの内部に素早く供給され
る。

【００２０】気体発生装置２は、上述したように、後方
保護部１ｃの下側に配置されるものであり、作動装置５
のリリースキー９ｄはベルト１０を介して車両に連結さ
れるものである。ベルト１０は、ナイロン等の樹脂繊維
によって織られた偏平な紐であり、車両等の振動を受け
ても破損する不具合がない。ベルト１０と車両との連結
部は図示しない係合手段によって容易に脱着可能に設け
られている。また、車両側に巻取式のコードリールを装
着し、そのコードリールにベルト１０を係合するように
設けても良い。コードリールは、通常に引っ張ると巻取
が解かれつつ伸びるが、一定のトルク以上でロックする
周知構造のものである。

【００２１】次に、第１実施例の作動および特徴を述べ
る。２輪車の乗員が事故等によって車両から投げ出され
ると、自動的にリリースキー９ｄがハウジング６から外
れ、ピン７がボンベ４の封止口４ａに向けて撃ち出され
て封止口４ａが破られる。すると、ボンベ４内に充填さ
れたＣＯ2 が開放され、開放されたＣＯ2 が後方保護部
１ｃ内に供給されるとともに、後方保護部１ｃから他の
保護部１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅへ瞬時に供給される。こ
の結果、各保護部１ａ〜１ｅが全て瞬時に膨張し、保護
具の着用者に与えられる衝撃が緩和される。

【００２２】ここで、気体発生装置２は、ボンベ４の封
止口４ａと同軸に配置される案内筒６ａ内に、ピン７と
コイルスプリング８も同軸的に配置するものであり、コ
イルスプリング８がピン７を直接付勢する構造を採用し
ている。このため、従来のようなロータリーカムが不要
となるため、気体発生装置２を小型化、軽量化すること
ができるとともに、コストを低減することができる。特
にこの実施例の作動装置５は、ボンベ４の封止口４ａに
対し、案内筒６ａ、ピン７、コイルスプリング８、リリ
ースキー９ｄが同軸的に配置されているため、とても単
純且つコンパクトにできる。

【００２３】また、気体発生装置２は、ロータリーカム
を搭載しないため、従来のようなロータリーカムの回転
運動を直線移動するピン７に変換する必要がなく、伝達
ロスが生じない。つまり、封止口４ａを開封するための
ピン７とコイルスプリング８が、案内筒６ａ内で同軸的
に配置されるため、コイルスプリング８の付勢力を無駄
なくピン７に伝えることができる。この結果、コイルス
プリング８の付勢力を従来よりも小さくでき、気体発生
装置２を軽量化および低コスト化できる。さらに、気体
発生装置２は、ロータリーカムを搭載しないため、気体
発生装置２の構造を簡素化でき、高い信頼性を得ること
ができる。

【００２４】〔第２実施例〕図５を参照して第２実施例
を説明する。なお、図５は作動装置５の作動を示す断面
図である。この第２実施例の作動装置５は、球体９ｂの
係止方向が第１実施例とは異なるものである。この作動
装置５を図５（ａ）を参照して具体的に説明する。ピン
７は、コイルスプリング８の周囲を覆う筒体７ｂを備え
るものであり、この筒体７ｂの内周面にストッパ９の凹
部９ｃが形成される。一方、球体９ｂを保持する穴９ａ
は、ピン７の筒体７ｂの一部に挿入される挿入筒６ｃに
形成されたものであり、リリースキー９ｄは、挿入筒６
ｃの内部に挿入される棒状部を備えるものであり、この
棒状部が球体９ｂを内周側から外径方向に向けて押し付
けることで、球体９ｂを凹部９ｃ内に挿入した状態を保
つものである。

【００２５】そして、ハウジング６に装着されたリリー
スキー９ｄを外すことにより、図５（ｂ）に示すよう
に、球体９ｂを凹部９ｃの外部へ押し付ける力がなくな
り、コイルスプリング８の付勢力によって球体９ｂが凹
部９ｃから外れ、ピン７の固定が解除される。すると、
コイルスプリング８の付勢力によってピン７がボンベ４
の封止口４ａに向けて撃ち出され、針７ａが封止口４ａ
を突き破る。この結果、ボンベ４内に充填されたＣＯ2
が開放される。

【００２６】〔変形例〕上記の実施例では、膨張袋の一
例として、外膜３ａと内膜３ｂからなる筒状袋部材３を
例に示したが、内膜３ｂのない単純な袋であっても良い
し、複数の袋を繋げた形の膨張袋であっても良いし、複
数の袋を繋げて筒状に設けた膨張袋（図６参照）であっ
ても良い。上記の実施例では、膨張袋の内部に直接、ボ
ンベの気体（実施例ではＣＯ2 ）を供給する例を示した
が、ホース等によって供給するように設けても良い。

【００２７】上記の実施例では、リリースキー９ｄをピ
ン７の移動方向と同軸方向に抜けるように設けたが、他
方向に抜けるように設けても良い。上記の実施例では、
球体９ｂをピン７の凹部９ｃに挿入してピン７を固定し
た例を示したが、球体９ｂに代えて、他の係止部を設け
ても良い。具体的な一例を示すと、リリースキー９ｄの
一部にピン７に係止する係止部を設け、リリースキー９
ｄが外れることにより、ピン７の固定が解除されるよう
に設けても良い。

【００２８】上記の実施例は、瞬時膨張装置を２輪車
（オートバイ、自転車等）の乗員を保護する保護具とし
て用いた例を示したが、２輪車や４輪車等のモータスポ
ーツの保護具として用いても良いし、スキー、スノーボ
ード、ハングライダー、パラグライダー、ロッククライ
ミング、フリークライミング、シャワークライミング、
乗馬、高所作業等、使用者が装着して身体を衝撃から保
護するものに適用可能なものである。あるいは、膨張袋
が膨張する際に発生する力、あるいは膨張後の形状を利
用したアクチュエータとして利用しても良い。具体的な
例を示すと、車両に搭載されるチャイルドシートやベビ
ーベットの上部をネット等で覆うためのアクチュエータ
に利用しても良いし、テントや簡易更衣室等の枠体を膨
張袋で設けた場合、その枠体に気体を素早く供給するた
めの気体発生装置２に適用しても良い。

【００２９】上記の各実施例では、気体発生装置２の一
例として、ＣＯ2 を高圧充填したボンベ４を例に示した
が、空気など、他の気体を高圧充填したボンベ４を採用
しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】作動装置の作動を示す断面図である（第１実施
例）。

【図２】膨張前の保護具の説明図である（第１実施
例）。

【図３】膨張後の保護具の説明図である（第１実施
例）。

【図４】膨張前と膨張後の筒状袋部材の構造を示す説明
図である（第１実施例）。

【図５】作動装置の作動を示す断面図である（第２実施
例）。

【図６】膨張前と膨張後の筒状袋部材の構造を示す説明
図である（変形例）。

【符号の説明】

２ 気体発生装置 ３ 筒状袋部材（膨張袋） ４ ボンベ ４ａ 封止口 ５ 作動装置 ６ ハウジング ６ａ 案内筒 ７ ピン ７ａ 針 ８ コイルスプリング（付勢手段） ９ ストッパ ９ｂ 球体（係止部） ９ｃ 凹部 ９ｄ リリースキー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】袋状に設けられた膨張袋と、この膨張袋内
   へ気体を急速に供給するための気体発生装置とを具備す
   る瞬時膨張装置であって、 前記気体発生装置は、気体が高圧充填されたボンベと、
   このボンベの封止口を開封するための作動装置とを備
   え、 この作動装置は、前記ボンベの封止口側が固定されると
   ともに、前記封止口と対向する位置に前記ボンベと同軸
   的な案内筒が形成されたハウジングと、前記案内筒内に
   おいて摺動自在に配置され、前記封止口を突き破るため
   の針を備えたピンと、前記案内筒内に配置され、前記ピ
   ンを前記封止口に向けて付勢する付勢手段と、この付勢
   手段による付勢力に抗して、前記ピンを前記封止口から
   離れた位置に固定しておくストッパとを備え、 このストッパによる前記ピンの固定を解除することによ
   り、前記付勢手段の付勢力によって前記ピンが前記ボン
   ベに向かって打ち出され、前記針が前記封止口を開封す
   るように設けられた瞬時膨張装置。
2. 【請求項２】請求項１の瞬時膨張装置において、 前記ストッパは、前記ピンの側面に形成された凹部と、
   この凹部内に挿入されて前記ピンを前記封止口から離れ
   た位置に固定しておく係止部と、この係止部を前記凹部
   内に挿入した状態に保つリリースキーとを備え、 このリリースキーを操作して、前記係止部を前記凹部か
   ら外すことにより、前記付勢手段の付勢力によって前記
   ピンが前記ボンベに向かって打ち出され、前記針が前記
   封止口を開封するように設けられたことを特徴とする瞬
   時膨張装置。
3. 【請求項３】請求項２の瞬時膨張装置において、 前記係止部は、前記ハウジングに形成された穴に挿入さ
   れた状態で前記ピンの凹部に挿入されて、前記ピンを前
   記封止口から離れた位置に固定しておく１つあるいは複
   数の球体であり、 前記リリースキーは、前記ハウジングに対して取外し可
   能に設けられ、前記球体を前記凹部の内部に押し込むも
   のであることを特徴とする瞬時膨張装置。
4. 【請求項４】請求項３の瞬時膨張装置において、 前記凹部は、前記ピンの外周側面に形成されたものであ
   り、 前記球体は、前記リリースキーによって、外周側から内
   径方向に向けて押さえ付けられていることを特徴とする
   瞬時膨張装置。
5. 【請求項５】請求項３の瞬時膨張装置において、 前記凹部は、前記ピンの内周側面に形成されたものであ
   り、 前記球体は、前記リリースキーによって、内周側から外
   径方向に向けて押さえ付けられていることを特徴とする
   瞬時膨張装置。