JP2006007816A - インフレータ及びエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薬剤の反応によって生じた反応ガスが貯蔵室内のガスと十分に混合してから噴出するよう構成されたインフレータを提供する。
【解決手段】ベッセル２１のガス貯蔵室２２内に加圧ガスが充填されている。イニシエータ５３に通電されると、イニシエータ５３が高温ガスを発生させ、この高温のガスが薬剤５２に接することにより薬剤５２が多量のガスを発生させる。この反応ガス圧により第１の連通口４１を塞ぐ第１の封止板４３が破れ、反応ガスはガス貯蔵室２２内に流入する。ガス貯蔵室２２内のガス圧が高まることにより第２の封止板４４が破れ、第２の連通口４２、ガス中継室３２を経てガス噴出口１０からガスが噴出する。このガスによりエアバッグが急速に膨張する。薬剤５２の反応ガスがガス貯蔵室２２内を往復するように流れるので、反応ガスと貯蔵ガスとが十分に混ざり合う。
【選択図】図１

Description

本発明は、インフレータに係り、特にガス発生用薬剤から発生するガスと貯蔵された加圧ガスとの混合ガスを噴出するように構成されたハイブリッド型のインフレータに関する。また、本発明は、このインフレータを用いたエアバッグ装置に関する。

ハイブリッド型インフレータは、イニシエータによって点火されるガス発生用の薬剤と、加圧ガスが充填された加圧ガス貯蔵室とを備えている。イニシエータによって該薬剤が反応を開始すると、この反応によって生じたガス（以下、「反応ガス」ということがある。）がガス貯蔵室に流入する。そして、このガス貯蔵室とガス噴出口とを隔てている封止板が破れ、貯蔵されていたガス（以下、「貯蔵ガス」ということがある。）と上記反応ガスとの混合ガスがガス噴出口から噴出する。

図３は従来のインフレータの一例を示すインフレータの長手方向の断面図である。

このインフレータ１は、内部がガス貯蔵室８となっている略円筒状の耐圧ベッセル２と、該ベッセル２の一端側に固着されたヘッドブロック３と、該ヘッドブロック３の薬剤室３ａ内に充填されたガス反応用の薬剤４と、該薬剤４を点火するためのイニシエータ５と、薬剤室３ａ内とガス貯蔵室８内の一端側とを隔てる第１の封止板６と、ガス貯蔵室８の他端側とガス噴出口１０とを隔てる第２の封止板９等を備えている。

このように構成されたインフレータ１において、イニシエータ５に通電されると、イニシエータ５が高温ガスを発生させ、この高温のガスにより薬剤４が多量の反応ガスを発生させる。この反応ガス圧により第１の封止板６が破れ、反応ガスがガス貯蔵室８内に流入する。ガス貯蔵室８内のガス圧が高まることにより第２の封止板９が破れ、導孔１２からガス噴出口１０を通ってガスが噴出する。

この図３のインフレータ１にあっては、反応ガスが薬剤室３ａからガス貯蔵室８内に直進状に噴出し、貯蔵ガスと十分に混ざり合うことなく導孔１２を経てガス噴出口１０から噴出し、そのために、ガス噴出口１０からの噴出ガス温度がやや高くなることが考えられる。このように反応ガスが貯蔵ガスと十分に混合せずに噴出すると、反応ガス分の多いガスが噴出する際に噴出ガス温度が高くなる。このため、エアバッグはこの高温ガスと接触しても十分な強度を有する耐熱特性が要求されることになる。

そこで、薬剤から発生した反応ガスがガス貯蔵室内に直進状に流入しないように、ガス貯蔵室の反応ガス入口部分にガス流入方向変更部材を設けることが考えられる。

特開２００３−２２６２１９号公報には、この反応ガスを孔あきキャップの孔から噴出させて円筒形ガス貯蔵室の一端側の室壁に衝突させ、該ガス貯蔵室の他端側に設けられたガス噴出口からガスを流出させるインフレータが記載されている。

なお、薬剤からの反応ガスの流出口をガス貯蔵室の流出口の近傍に配置したハイブリッド型インフレータが特開２０００−２１１４６６号公報に記載されている。同号公報では、薬剤を収容したカップをガス貯蔵室内部に配置し、該カップの反応ガス流出用の中央オリフィスをガス貯蔵室の流出口に向けて配置している。
特開２００３−２２６２１９号公報 特開２０００−２１１４６６号公報

上記文献１（特開２００３−２２６２１９号公報）のインフレータにあっては、薬剤室からの反応ガスがガス貯蔵室内の貯蔵ガスと十分には混合しないおそれがある。

即ち、同号公報のインフレータにあっては、薬剤が反応を開始して反応ガスがガス貯蔵室内に流入する場合、反応ガスがガス貯蔵室の一端側において反応ガスの塊状部分を形成し、この塊状ガスに押されるようにして貯蔵ガスが噴出し、それに引き続いて反応ガスが噴出する傾向が生じる。

上記文献２（特開２０００−２１１４６６号公報）のインフレータにあっては、薬剤から発生した反応ガスが中央オリフィスから流出した後、直ちにガス噴出口に到達するので、貯蔵ガスと反応ガスとが十分に混合せず、噴出ガス温度が高温になるおそれがある。

本発明は、薬剤の反応によって生じた反応ガスが貯蔵室内のガスと十分に混合してから噴出するよう構成されたインフレータを提供することを目的とする。

本発明のインフレータは、加圧ガスが充填されたガス貯蔵室と、ガス発生用薬剤が充填された薬剤室と、該薬剤に点火するためのイニシエータと、該薬剤室内と該ガス貯蔵室内とを連通するための第１の連通口と、インフレータ外部に向って開放するガス噴出口と、該ガス貯蔵室からガスを該ガス噴出口に導くための第２の連通口と、該ガス噴出口と該ガス貯蔵室とを隔てる封止板とを備え、該イニシエータによって該薬剤がガス発生反応し、この反応ガスが前記加圧ガス貯蔵室に流入し、該封止板が破れ、該加圧ガス貯蔵室内のガス及び薬剤から発生した反応ガスが前記ガス噴出口から噴出するハイブリッド型のインフレータにおいて、該第１の連通口と第２の連通口とを該ガス貯蔵室の一方のサイドに配置し、且つ該第１の連通口と第２の連通口とを非対面状に配置したことを特徴とするものである。

本発明では、第１の連通口のガス貯蔵室内への指向方向と第２の連通口のガス貯蔵室内への指向方向とが略平行であることが好ましい。

また、本発明では、ガス貯蔵室は一方向に長く延在する形状であり、前記第１及び第２の連通口はいずれも該ガス貯蔵室の長手方向の一端側に配置され、且つ該第１及び第２の連通口のガス貯蔵室内への指向方向が該ガス貯蔵室の長手方向と略平行であることが好ましい。

本発明のエアバッグ装置は、かかる本発明のインフレータと、このインフレータからのガスにより膨張するエアバッグとを備えたものである。

本発明にあっては、薬剤の反応により生じた反応ガスが該ガス貯蔵室の一方のサイドの第１の連通口からガス貯蔵室内に流入する。この反応ガスは、該ガス貯蔵室内を該一方のサイドから他方のサイドに向って流れ、該他方のサイドに当って反転し、一方のサイドに向って流れ、その後、該一方のサイドに設けられた第２の連通口からガス噴出口を介して噴出する。このように、反応ガスがガス貯蔵室内の一方のサイドと他方のサイドとの間を往復して流れるため、この間に反応ガスと貯蔵ガスとが十分に混合する。このため、噴出ガス温度がムラなく低下するようになり、エアバッグに要求される耐熱性を緩和することができる。

本発明において、第１及び第２の連通口のガス貯蔵室内への指向方向を略平行とすることにより、第１の連通口からの反応ガスが第２の連通口へ短絡的に流れることが防止される。

ガス貯蔵室を一方向に延在させ、第１及び第２の連通口を該ガス貯蔵室の一端側に配置し、これら連通口のガス貯蔵室内への指向方向をガス貯蔵室の長手方向と平行とすることにより、反応ガスのガス貯蔵室内での移動距離が著しく長くなり、反応ガスと貯蔵ガスとが極めて十分に混合するようになる。この場合も、第１の連通口からの反応ガスが第２の連通口に短絡的に流れることが防止されると共に、反応ガスがガス貯蔵室に最初に流れ込んだときに封止板が速やかに開裂する。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

図１は実施の形態に係るインフレータの長手方向の断面図、図２はそのガス噴出作動時の断面図である。

インフレータ２０は、略円筒状の耐圧ベッセル（以下、ベッセルと略）２１と、該ベッセル２１の一端側に固着されたヘッドブロック３０と、該ヘッドブロック３０とベッセル２１との間に介在されたゲート板４０と、該ヘッドブロック３０内に差し込まれるようにして設置されたパイロジェネレータ５０と、ガス噴出用のノズル６０とを備えている。パイロジェネレータ５０は、薬剤５２を反応させて反応ガスを発生させるためのものである。

ベッセル２１は、鋼材等よりなり、内部のガス貯蔵室２２内に例えば１万〜７万ｋＰａ程度の窒素、アルゴン、ヘリウム等のガスが充填されている。このベッセル２１には、ガス貯蔵室２２内へのガス充填口２３が設けられている。このガス充填口２３は、ガス充填後に栓体２４によって閉鎖される。このベッセル２１は、その長手方向の一端側が開放し、他端側が閉じている。このベッセル２１の該一端側にゲート板４０を介してヘッドブロック３０が装着されることにより、ガス充填室２２が区画形成される。

ヘッドブロック３０には、このベッセル２１の一端側に外嵌する筒状部３１が設けられている。ベッセル２１は、その一端側が該筒状部３１に内嵌され、ねじ込みあるいは溶接等により固定される。

ヘッドブロック３０は、その中央部にベッセル２１側へ向って開放するガス中継室３２が設けられている。このガス中継室３２からヘッドブロック３０外面にまで達するようにパイロジェネレータ挿入孔３３が設けられている。このガス中継室３２の内面からは、パイロジェネレータ挿入孔３３の延長方向に凹陥するパイロジェネレータ受入穴３４が凹設されている。このガス中継室３２から前記ベッセル２１と反対方向にノズル取付口３５が延設されている。

ゲート板４０は、ベッセル２１の一端側の端面と、ヘッドブロック３０のガス中継室３２の周縁部との間にガスケット４６を介して挟まれている。

このゲート板４０には、パイロジェネレータ５０からの反応ガスをガス貯蔵室２２内に導入するための第１の連通口４１と、ガス貯蔵室２２とガス中継室３２とを連通するための第２の連通口４２とが設けられている。この連通口４１は第１の封止板４３によって閉鎖され、連通口４２は第２の封止板４４によって閉鎖されている。

これら連通口４１，４２はゲート板４０を厚み方向に貫通している。連通口４１，４２のガス貯蔵室２２内への指向方向は平行であり、且つ円筒状ベッセル２１の軸心線方向と平行である。

パイロジェネレータ５０は、先端が閉じ、後端側が開放した円筒形のハウジング５１と、該ハウジング５１内の薬剤室に充填されたガス発生用薬剤５２と、該ハウジング５１の後端側にイニシエータホルダ５４を介して装着されてハウジング５１の該後端側を閉鎖しているイニシエータ５３と、ハウジング５１に設けられたガス流出口５５とを備えている。このガス流出口５５は第１の連通口４１に近接して対面配置されている。

このパイロジェネレータ５０は、ヘッドブロック３０に対し挿入孔３３を通して差し込まれ、先端部が受入穴３４に嵌合される。ハウジング５１の後端側がヘッドブロック３０に対しねじ込み、溶接等により固定される。

前記ノズル６０は、先端側が封じられた円筒状であり、基端側６１がヘッドブロック３０のノズル取付口３５に挿入され、溶接、ねじ込み、カシメ等により固着されている。ノズル６０の先端側の側周面にガス噴出口６２が設けられている。なお、このノズル６０内に、ガスを濾過するためのフィルタが設置されてもよい。

このように構成されたインフレータ２０の作動は次の通りである。

イニシエータ５３に通電すると、イニシエータ５３が高温ガスを発生させ、この高温のガスが薬剤５２に接することにより薬剤５２が多量の反応ガスを発生させる。この反応ガスが流出口５５から第１の連通口４１に向って噴出し、このガス圧により第１の封止板４３が破れ、反応ガスがガス貯蔵室２２内に流入する。ガス貯蔵室２２内のガス圧が高まることにより第２の封止板４２が破れ、第２の連通口４２からガス中継室３２及びガス噴出口６２を通ってガスが噴出する。このガスによりエアバッグが急速に膨張する。

このインフレータ２０にあっては、ガス流出口５５から第１の連通口４１を介してガス貯蔵室２２へ流入した反応ガスが、図２中の矢印にて示される通り、ガス貯蔵室２２内をその長手方向に他端側へ向って流れてベッセル２１の他端側に到達して反転し、次いでガス貯蔵室２２内を一端側即ちゲート板４０側へ向って流れ、第２の連通口４２から流出する。このように、ガス流出口５５からの反応ガスが第１の連通口４１から第２の連通口４２に到達するまでのガス貯蔵室２２内の移動距離が長いため、反応ガスと貯蔵ガスとが十分に混ざり合う。従って、ガス噴出口６２からの噴出ガス温度のムラが殆ど無い。即ち、一時的に熱い反応ガスがまとまってガス噴出口６２から噴出することがない。このため、このインフレータ２０によって膨張するエアバッグに要求される耐熱性が緩和される。

なお、この実施の形態では、連通口４１，４２のガス貯蔵室２２内への指向方向が平行となっているため、連通口４１からガス貯蔵室２２内へ流入したガスが短絡的に連通口４２へ流れることが防止される。これによっても、ガス噴出口６２からの噴出ガス温度ムラが小さいものとなる。

図７は別の実施の形態に係るインフレータの長手方向の断面図である。

このインフレータ７０は、略円筒状の耐圧ベッセル（以下、ベッセルと略）７１と、該ベッセル７１の一端側に固着されたヘッドブロック８０と、該ヘッドブロック８０内に形成された薬剤室８１と、該薬剤室８１内に充填されたガス発生用薬剤８２と、該ガス発生用薬剤８２を点火するためのイニシエータ８３と、該ヘッドブロック８０の先端面に固着された封止板９０と、該ヘッドブロック８０の側面に取り付けられたガス噴出用のノズル１００とを備えている。

ベッセル７１は、鋼材等よりなり、内部のガス貯蔵室７２内に高圧ガスが充填されている。このベッセル７１は、その長手方向の一端側が開放し、他端側が閉じている。このベッセル７１の該一端側に封止板９０を備えたヘッドブロック８０が装着されることにより、ガス充填室７２が区画形成される。

ヘッドブロック８０には、このベッセル７１の一端側に内嵌され、ねじ込みあるいは溶接（この実施の形態ではねじ込み）等により固定される。

ヘッドブロック８０の薬剤室８１は該ヘッドブロック８０をベッセル７１の長手方向と平行方向に貫通する孔により構成されている。この薬剤室８１のベッセル７１と反対側にイニシエータホルダ８４を介してイニシエータ８３が設置されている。

ヘッドブロック８０には、先端がヘッドブロック８０のベッセル７１側の端面に臨み、後端がヘッドブロック８０の側面に臨むガス流出孔８６が穿設されている。前記ノズル１００はこのガス流出孔８６に連通するようにヘッドブロック８０に固着されている。なお、このノズル１００内にガスフィルタが設けられてもよい。

封止板９０はこのヘッドブロック８０の先端面に溶接等により固着されている。この封止板９０は、薬剤室８１を閉鎖する第１封止部９１と、ガス流出孔８６を閉鎖する第２封止部９２とを有している。

この実施の形態では、薬剤室８１のベッセル７１側の開口部が第１の連通口であり、ガス流出孔８６が第２の連通口である。

このように構成されたインフレータ７０の作動は次の通りである。

イニシエータ８３に通電すると、イニシエータ８３が高温ガスを発生させ、この高温のガスが薬剤８２に接することにより薬剤８２が多量の反応ガスを発生させる。この反応ガス圧により第１封止部９１が破れ、反応ガスがガス貯蔵室７２内に流入する。ガス貯蔵室７２内のガス圧が高まることにより第２封止部９２が破れ、ガス流出孔８６及びノズル１００のガス噴出口１０１を通ってガスが噴出する。このガスによりエアバッグが急速に膨張する。

このインフレータ７０にあっては、薬剤室８１からガス貯蔵室７２へ流入した反応ガスが、ガス貯蔵室７２内をその長手方向に他端側へ向って流れてベッセル７１の他端側に到達して反転し、次いでガス貯蔵室７２内を一端側即ちヘッドブロック８０側へ向って流れ、ガス流出孔８６から流出する。このように、薬剤室８１からの反応ガスがガス流出孔８６に到達するまでのガス貯蔵室７２内の移動距離が長いため、反応ガスと貯蔵ガスとが十分に混ざり合う。従って、ノズル１００からの噴出ガス温度のムラが殆ど無い。即ち、一時的に熱い反応ガスがまとまってノズル１００から噴出することがない。このため、このインフレータ７０によって膨張するエアバッグに要求される耐熱性が緩和される。

なお、この実施の形態では、薬剤室８１及びガス流出孔８６のガス貯蔵室７２内への指向方向が平行となっているため、薬剤室８１からガス貯蔵室７２内へ流入したガスが短絡的にガス流出孔８６へ流れることが防止される。これによっても、ノズル１００からの噴出ガス温度ムラが小さいものとなる。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、上記の図１，２の実施の形態では連通口４１，４２のガス貯蔵室２２内への指向方向を全くの平行とし、図４の実施の形態では薬剤室８１とガス流出孔８６の長手方向を全くの平行としているが、これに限定されるものではない。

図１，２の実施の形態では、パイロジェネレータ５０の差し込み方向をベッセル２１の長手方向の延長線に対し直交する方向としているが、このようにした場合には、インフレータ２０の長手方向長さ（図１，２の左右方向長さ）を小さくすることができる。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明のインフレータは、助手席用、頭部保護用、脚部保護用、運転席用など各種のエアバッグ装置に適用することができる。

実施の形態に係るインフレータの長手方向の断面図である。 図１のインフレータの作動時の断面図である。 従来のインフレータの断面図である。 別の実施の形態に係るインフレータの長手方向の断面図である。

符号の説明

２０，７０ インフレータ
２１，７１ ベッセル
２２，７２ ガス貯蔵室
３０，８０ ヘッドブロック
３２ ガス中継室
４０ ゲート板
４１，４２ 連通口
４３，４４，９０ 封止板
５０ パイロジェネレータ
５２，８２ 薬剤
５３，８３ イニシエータ
５５ ガス流出口
６０，１００ ノズル
６２，１０１ ガス噴出口

Claims (4)

1. 加圧ガスが充填されたガス貯蔵室と、
   ガス発生用薬剤が充填された薬剤室と、
   該薬剤に点火するためのイニシエータと、
   該薬剤室内と該ガス貯蔵室内とを連通するための第１の連通口と、
   インフレータ外部に向って開放するガス噴出口と、
   該ガス貯蔵室からガスを該ガス噴出口に導くための第２の連通口と、
   該ガス噴出口と該ガス貯蔵室とを隔てる封止板とを備え、
   該イニシエータによって該薬剤がガス発生反応し、この反応ガスが前記加圧ガス貯蔵室に流入し、該封止板が破れ、該加圧ガス貯蔵室内のガス及び薬剤から発生した反応ガスが前記ガス噴出口から噴出するハイブリッド型のインフレータにおいて、
   該第１の連通口と第２の連通口とを該ガス貯蔵室の一方のサイドに配置し、且つ該第１の連通口と第２の連通口とを非対面状に配置したことを特徴とするインフレータ。
2. 請求項１において、該第１の連通口のガス貯蔵室内への指向方向と該第２の連通口のガス貯蔵室内への指向方向とが略平行であることを特徴とするインフレータ。
3. 請求項１又は２において、該ガス貯蔵室は一方向に長く延在する形状であり、前記第１及び第２の連通口はいずれも該ガス貯蔵室の長手方向の一端側に配置され、且つ該第１及び第２の連通口のガス貯蔵室内への指向方向が該ガス貯蔵室の長手方向と略平行であることを特徴とするインフレータ。
4. エアバッグと、該エアバッグを膨張させるインフレータとを有するエアバッグ装置において、該インフレータが請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインフレータであることを特徴とするエアバッグ装置。

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