JP2007154968A - インフレータ - Google Patents

Abstract

【課題】高圧ガスの供給を瞬時に行うことができ、また使用後はユーザーレベルで部品交換を容易に行うことができるインフレータを提供する。
【解決手段】インフレータ１は、ガスボンベ２が着脱可能に取付けられたハウジング６と、このハウジング６内にガスボンベ２に対して進退移動自在に配設されたプランジャ１７と、このプランジャ１７を進退移動させる駆動装置３０と、ガスボンベ２を封止している封止板５を破断する破断パイプ２４とを備えている。プランジャ１７には、ガス導入口１８ａとガス排出口１８ｂを有するカス通路１８が形成されており、ガス排出口１８ｂが可撓性を有するパイプ１５を介してエアバッグ１６に接続されている。破断パイプ２４は、前端面に封止板５を破断する刃２７を有し、プランジャ１７に着脱可能に取付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種車両等に搭載されているエアバッグ装置のエアバッグ、救命具等の膨張体を緊急時に高圧ガスの充填によって膨張展開させるインフレータに関するものである。

インフレータは、各種車両等に搭載されている救命用のエアバッグに事故等の緊急時に高圧ガスを充填して膨張展開させるもので、ガスボンベを用いたストアーガスタイプと、ガス発生剤（プロペラント）を燃焼させて化学反応によりガスを発生させる燃焼タイプの２種類がある。このうち、ストアーガスタイプのインフレータとしては、例えば特許文献１に記載されている救命用電動ガス発生装置が知られている。

前記特許文献１に記載されている救命用電動ガス発生装置は、高圧ガスが充填されたガスカートリッジと、ガス発生器本体内に配設されたモータと、歯車機構および撃針とを備えている。歯車機構は、歯車、連動歯車、差動歯車、摺動差動歯車等の歯車群で構成され、摺動差動歯車に撃針を設け、この撃針をモータの駆動によって前進させ、ガスカートリッジの噴出口を封止している薄膜を突き破ることにより、ガスカートリッジ内の高圧ガスを救命具等の内部に充填するようにしている。

特開２０００−２３７５７６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されている従来の救命用電動ガス発生装置は、撃針を薄膜に突き刺すことによりガスカートリッジ内の高圧ガスを噴出させる構造であるため、撃針が細いとガスの噴出に時間が要するという問題があった。すなわち、細い中実の撃針を薄膜に突き刺しただけでは、撃針自体が穴を閉塞している状態となり、薄膜を広い範囲にわたって破断することができないためにガスの噴出に時間がかかり、救命具等を瞬時に膨張展開させることができない。

また、撃針を新しいものと交換する場合は、ガス発生器本体を開いて摺動差動歯車から撃針を取り外さなければならず、交換作業に時間を要するなどの問題もあった。

本発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高圧ガスの供給を瞬時に行うことができ、また使用後はユーザーレベルで部品交換を容易に行うことができるインフレータを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、ガスボンベの開口部を封止している封止板を破断することにより、前記ガスボンベ内の高圧ガスをエアバッグに供給し膨張展開させるインフレータにおいて、前記ガスボンベが着脱可能に取付けられたハウジングと、このハウジング内に前記ガスボンベに対して進退移動自在に配設されたプランジャと、このプランジャを進退移動させる駆動装置と、前記プランジャに取付けられ前記封止板を破断する破断パイプとを備え、前記プランジャにガス導入口とガス排出口を有するガス通路を形成し、前記破断パイプを前記プランジャのガス導入口に取付け、このパイプの前端側開口端面に前記封止板を破断する刃を形成したものである。

また、本発明は、前記プランジャの回転を防止する回転防止手段を備えているものである。

また、本発明は、前記破断パイプがプランジャに対して着脱可能に取付けられているものである。

また、本発明は、前記駆動装置がモータで、その出力軸の回転を減速しプランジャに伝達する減速歯車機構を備え、この減速歯車機構の最終段の回転軸と前記プランジャとを送りねじ機構によって接離可能に連結したものである。

また、本発明は、前記送りねじ機構が雄ねじと雌ねじとからなり、破断パイプが封止板を破断すると前記プランジャを回転軸から離脱させるものである。

また、本発明は、前記破断パイプの外周に嵌着された弾性体を備え、この弾性体が前記破断パイプによる封止板の破断によって封止板の非破断部表面に押し付けられると、回転軸とプランジャが離脱するものである。

さらに、本発明は、前記減速歯車機構に回転軸とプランジャを送りねじ機構を介して連結する手動連結操作部を設けたものである。

本発明においては、封止板を破断する手段として先端に刃をもったパイプを用いているので、刃が封止板を破断すると、破断パイプ自体がガスボンベのガス噴出口となり、針状のものに比べてボンベ内部の高圧ガスを短時間に噴出させることができる。

また、本発明においては、プランジャの回転を回転防止手段によって防止しているので、破断パイプも回転せずプランジャと一体に前進して封止板を破断する。

また、本発明においては、破断パイプがプランジャに対して着脱可能に取付けられているので、刃が欠けたりしたときの交換作業が容易である。

また、本発明においては、減速歯車機構の最終段の回転軸とプランジャとを送りねじ機構によって接離可能に連結しているので、ガスボンベを交換する際に、プランジャと破断パイプをハウジングから取り出すことができる。

また、本発明においては、破断パイプが封止板を破断すると、プランジャが回転軸から離脱するので、プランジャおよび破断パイプの交換が容易である。

また、本発明においては、弾性体が破断パイプによる封止板の破断によって封止板の非破断部表面に押し付けられると、前記回転軸とプランジャが離脱し、弾性体の弾発力によってプランジャを回転軸に押し付ける。

さらに、本発明においては、減速歯車機構に回転軸とプランジャを連結する手動連結操作部を設けているので、インフレータを使用した後、手動操作によって手動連結操作部を操作すれば、回転軸とプランジャを送りねじ機構を介して再連結することができる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るインフレータの一実施の形態を示す断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は破断パイプが封止板を破断した状態を示す断面図である。本実施の形態においては、タクシーの車両室内隔離用エアバッグ装置に装備されるインフレータに適用した例を示している。ある種のタクシーにおいては、後部座席の乗客が運転手に危害を加えようとしたとき、車両室内の前部室と後部室をエアバッグによって仕切り、運転手の身を暴漢から保護するためのエアバッグ装置と、前記エアバッグに圧縮ガスを供給するインフレータとを装備している。

図１〜図３において、全体を参照符号１で示すインフレータは、高圧ガス３が充填されたガスボンベ２を備えることによりストアーガスタイプのインフレータを構成している。ガスボンベ２は、開口部４が封止板５によって気密に封止されており、ハウジング６に着脱可能に取付けられている。封止板５は、薄い金属板からなり、外周縁部が前記開口部４の外周に溶接によって固定されている。

前記ハウジング６は、両端が開放する円筒体に形成されることにより貫通孔からなる中心孔１０を有し、後端が第１のフレーム７に複数個の止めねじ８によって強固に固定され、前端側開口部１１に前記ガスボンベ２の開口部４が螺合によって着脱可能に接続されている。このため、ガスボンベ２の開口部４の外周面には、雄ねじ１２が形成されており、ハウジング６の前端側開口部１１の内周面には前記雄ねじ１２が螺合する雌ねじ１３が形成されている。

また、前記ハウジング６は、外周面の長手方向中間部に中心孔１０に連通する開口部１４を有し、この開口部１４には可撓性を有するパイプ１５の一端が接続されている。このパイプ１５の他端は、エアバッグ装置のエアバッグ１６に接続されている。前記エアバッグ１６は、高強度と高弾性率を有するアラミド繊維を主原料として気密加工された布によって袋状に製作されており、通常は運転席と助手席との間のコンソールボックスや運転席のヘッドレスト内に折り畳まれた状態で収納されている。また、ハウジング６の中心孔１０には、プランジャ１７が前記ガスボンベ２に対して進退移動自在に配設されている。

前記プランジャ１７は、前端面に開放する中心孔１８を有し、後端側が閉塞した筒状体に形成されている。中心孔１８は、高圧ガス３を前記エアバッグ１６に供給するためのガス通路を形成するもので、前端側開口部１８ａがガス導入口を形成し、外周面に前記中心孔１８に連通して形成された貫通孔１８ｂがガス排出口を形成している。このガス排出口１８ｂは、インフレータ１の使用時にプランジャ１７が前進移動すると、前記ハウジング６の開口部１４に連通するように形成されている。言い換えれば、ガス排出口１８ｂは、ハウジング６の開口部１４に対応して形成されている。また、プランジャ１７は、回転防止手段２０によって回転が防止されており、前端側開口部１８ａに前記封止板５を破断する破断パイプ２４が着脱可能に嵌着されている。

前記回転防止手段２０は、プランジャ１７の外周面に形成した軸線と平行な平坦部２２（図２参照）と、この平坦部２２に接するように前記ハウジング６の内壁に沿って打ち込まれた回転防止用ピン２３とで構成されている。

前記切断パイプ２４は、ステンレス等の金属製パイプからなり、プランジャ１７の前端側開口部１８ａの内周面に嵌合されることにより、前端が前記封止板５と対向している。また、切断パイプ２４の前端面は、軸線に対して所要角度（３０〜４５°程度）で斜めに切断されることにより、先細りの鋭利な刃２７を形成している。さらに、切断パイプ２４の外周面には弾性体としてのＯリング２８が嵌着されている。このＯリング２８は、プランジャ１７の前端面に接触することにより、プランジャ１７と切断パイプ２４との隙間をシールしており、インフレータ１の使用時にはプランジャ１７の前進移動にともない封止板５の表面外周縁部に押し付けられることにより、ガスボンベ２の開口部４、言い換えれば封止板５と切断パイプ２４との隙間をシールする。

前記第１のプレート７の外側面には、前記プランジャ１７をガスボンベ２に対して進退移動させる駆動装置３０が固定されている。駆動装置３０としてはＤＣモータが用いられ、その出力軸３１の回転を減速して前記プランジャ１７に伝達する減速歯車機構３２と送りねじ機構３３とを備えている。

前記減速歯車機構３２は、前記第１のフレーム７と、これと複数の間隔設定部材３６により平行に連結された第２のフレーム３５との間に軸受３８，３９を介してそれぞれ回転自在に軸支された３本の回転軸４８ａ〜４８ｃと、前記出力軸３１と回転軸４８ａ，４８ｂにそれぞれ取付けられた３個の小径歯車４９ａ〜４９ｃと、前記回転軸４８ａ〜４８ｃにそれぞれ取付けられ前記各小径歯車４９ａ〜４９ｃに噛合する３個の大径歯車５０ａ〜５０ｃとで構成されている。２段目の回転軸４８ｂの一端部は、第２のフレーム３５の外側に突出し、プランジャ１７を手動操作によって後退させ回転軸４８ｃに連結する際の操作部（以下、手動連結操作部という）５１を構成している。

前記送りねじ機構３３は、最終段の回転軸４８ｃの回転を直線運動に変換して前記プランジャ１７に伝達するための機構であり、前記回転軸４８ｃのガスボンベ２側端に一体に設けられた雄ねじ５３と、前記プランジャ１７の後端面に形成され前記雄ねじ５３が螺合する雌ねじ５４とで構成されている。プランジャ１７は、回転防止機構２０によって回転が防止されているため、回転軸４８ｃが正方向に回転すると送りねじ機構３３によって前進し、逆方向に回転すると後退する。また、インフレータ１の使用時に駆動装置３０の駆動によってプランジャ１７が最大距離前進し、切断パイプ２４が図３に示すように封止板５を破断してＯリング２８が封止板５の非破断部表面に押し付けられると、送りねじ機構３３は雄ねじ５３と雌ねじ５４が螺合しなくなるため、プランジャ１７と回転軸４８ｃとの連結状態を解除されるように構成されている。これは、プランジャ１７や切断パイプ２４の交換作業を容易にするためである。なお、プランジャ１７と回転軸４８ｃを再び連結するときは、Ｏリング２８の弾性復帰力により雌ねじ５４が雄ねじ５３に押し付けられているので、中間の回転軸４８ｂの一端に設けた手動連結操作部５１を手で回せば雄ねじ５３と雌ねじ５４を再び螺合させることができる。

次に、このような構造からなるインフレータ１の動作について説明する。
不使用状態において、切断パイプ２４は図１に示すように封止板５に近接して対向している。この状態において、スイッチをＯＮさせて駆動装置３０を駆動すると、その出力軸３１の回転は減速歯車機構３２および送りねじ機構３３を介してプランジャ１７に伝達される。このため、プランジャ１７はハウジング６の中心孔１０に沿って前進し、これと一体に前進する切断パイプ２４を封止板５に押し付ける。このため、切断パイプ２４は刃２７によって封止板５を破断してガスボンベ２の開口部４内に一定長さだけ侵入する。封止板５が破断されると、ガスボンベ２内の高圧ガス３は、破断パイプ２４の内部−プランジャ１７のガス通路１８−ガス排出口１８ｂ−ハウジング６の開口部１４−パイプ１５を通ってエアバッグ１６内に噴射、供給され、エアバッグ１６を膨張展開させる。

破断パイプ２４によって封止板５を破断すると、Ｏリング２８は封止板５の破断パイプ２４より外側部分である非破断部の表面に押し付けられることにより、ガスボンベ２内の高圧ガス３が破断パイプ２４の前端側開口部と封止板５との間からプランジャ１７の外部に漏れるのを防止する。

インフレータ１を使用した後は、Ｏリング２８の弾性復帰力によりプランジャ１７の雌ねじ５４の開口部が雄ねじ５３の先端部に押し付けられているので、送りねじ機構３３を逆方向に回転させて切断パイプ２４をガスボンベ２の開口部４内から引抜き、空になったガスボンベ２をハウジング６から取外す。そして、高圧ガスが充填されている新しいガスボンベ２をハウジング６の前端側開口部に装着すると、インフレータ１を再使用可能な状態にすることができる。なお、エアバッグ１６は、内部の圧縮ガスを抜いた後、折り畳まれて元の場所に収納される。

このように本発明においては、ガスボンベ２の封止板５を破断する破断手段として刃２７を備えた切断パイプ２４を用いているので、パイプ自体の内径が高圧ガス３の噴出口を形成し、内径の大きいパイプを用いると、高圧ガス３をエアバッグ１６に瞬時に充填することができ、上記した特許文献１に記載されているような細い針状の破断手段に比べて充填時間を大幅に短縮することができる。したがって、運転手の身の安全性をより一層高めることができる。

また、インフレータ１を使用してエアバッグ１６を膨張展開させると、送りねじ機構３３によってプランジャ１７と回転軸４８ｃとの連結状態を解除するので、プランジャ１７をハウジング６から抜き出すと切断パイプ２４の交換作業を容易に行うことができる。

また、インフレータ１を使用した後は、回転軸４８ｂの手動連結操作部５１を手で操作することによりプランジャ１７と回転軸４８ｃを送りねじ機構５４を介して再び連結することができるので、駆動装置３０を駆動する必要がない。

なお、上記した実施の形態においては、送りねじ機構３３として、回転軸４８ｃに形成した雄ねじ５３と、プランジャ１７に形成した雌ねじ５４とで構成したが、この逆であってもよい。すなわち、回転軸４８ｃに雌ねじ５４を形成し、プランジャ１７に雄ねじ５３を設けてもよい。

また、上記した実施の形態においては、ハウジング６の開口部１４にパイプ１５を介してエアバッグ１６を取付けたが、これに限らず開口部１４にエアバッグ１６を直接接続してもよい。

本発明に係るインフレータの一実施の形態を示す断面図である。 図１のII−II線断面図である。 破断パイプが封止板を破断した状態を示す断面図である。

符号の説明

１…インフレータ、２…ガスボンベ、３…高圧ガス、４…開口部、５…封止板、６…ハウジング、１６…エアバッグ、１７…プランジャ、１８…ガス通路、１８ａ…ガス導入口、１８ｂ…ガス排出口、２０…回転防止手段、２７…刃、２８…Ｏリング、３０…駆動装置、３１…出力軸、３２…減速歯車機構、３３…送りねじ機構、４８ｃ…最終段の回転軸、５３…雄ねじ、５４…雌ねじ。

Claims (7)

1. ガスボンベの開口部を封止している封止板を破断することにより、前記ガスボンベ内の高圧ガスを膨張体に供給し膨張展開させるインフレータにおいて、
   前記ガスボンベが着脱可能に取付けられたハウジングと、このハウジング内に前記ガスボンベに対して進退移動自在に配設されたプランジャと、このプランジャを進退移動させる駆動装置と、前記プランジャに取付けられ前記封止板を破断する破断パイプとを備え、
   前記プランジャにガス導入口とガス排出口を有するガス通路を形成し、
   前記破断パイプを前記プランジャのガス導入口に取付け、このパイプの前端側開口端面に前記封止板を破断する刃を形成したことを特徴とするインフレータ。
2. 請求項１記載のインフレータにおいて、
   前記プランジャの回転を防止する回転防止手段を備えていることを特徴とするインフレータ。
3. 請求項１または２記載のインフレータにおいて、
   前記破断パイプがプランジャに対して着脱可能に取付けられていることを特徴とするインフレータ。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載のインフレータにおいて、
   前記駆動装置がモータであって、その出力軸の回転を減速しプランジャに伝達する減速歯車機構を備え、この減速歯車機構の最終段の回転軸と前記プランジャとを送りねじ機構によって接離可能に連結したことを特徴とするインフレータ。
5. 請求項４記載のインフレータにおいて、
   前記送りねじ機構は雄ねじと雌ねじとからなり、破断パイプが封止板を破断すると前記プランジャを回転軸から離脱させることを特徴とするインフレータ。
6. 請求項４または５記載のインフレータにおいて、
   前記破断パイプの外周に嵌着された弾性体を備え、この弾性体が前記破断パイプによる封止板の破断によって封止板の非破断部表面に押し付けられると、回転軸とプランジャが離脱することを特徴とするインフレータ。
7. 請求項４〜６のうちのいずれか１つに記載のインフレータにおいて、
   前記減速歯車機構に回転軸とプランジャを送りねじ機構を介して連結する手動連結操作部を設けたことを特徴とするインフレータ。

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