JP2007154968A - インフレータ - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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