JP2009530163A - 冷間ガス発生器 - Google Patents

Abstract

本発明は、圧縮ガスで充填可能であり、かつ一端部に閉じられた底部、他端部にタンク開口部を備える圧力タンク（１）を有する冷間ガス発生器であって、電気的に駆動可能な閉鎖器具がタンク開口部内に挿入可能であり、その閉鎖器具が作動位置で通電され、閉鎖器具の出口開口部を開く、冷間ガス発生器に関する。

Description

本発明は、請求項１の前文によるガス発生器に関する。

冷間ガスが圧力下で貯蔵される圧力タンクと、開口機構によって流出開口部が開放されると、圧縮ガスが逃げることができるノズルとを備える冷間ガス発生器は知られている。

通常、この開口機構は、ガス圧力タンクに固定して連結されたダイアフラムを備え、それによって中央流出開口部を閉じる。このダイアフラムは通常点火機構又は適切な機構によって破壊され、流出開口部が開放される。

花火技術がしばしばこの点火機構のために使用される。花火技術により、欧州特許出願公開第１５６１６４９号、欧州特許第１３１９５５８号、又は欧州特許出願公開第１４２４２４６号に記載されるように、この閉鎖ダイアフラムを破壊する短時間高圧が生じる。欧州特許第１２９４５９２号は、静止した状態でダイアフラムを支持し、花火装薬の効果の結果としてこの支持部をなくし、その結果としてダイアフラムは破壊され、開口部が開放される機械的器具について述べている。この閉鎖ダイアフラムが不明確な方法で破壊される場合もあり、その結果として流出開口部が遮断される。これを防止するために、複雑な構造がしばしば使用される。

従来技術はいくつかの問題点を有する。閉鎖ダイアフラムを圧力タンクに連結するのに使用される複雑な製造器具が常に必要とされる。その上、花火ガスが点火の後制御されない形で逃げるのを防止するために、起爆器具自体を複雑な製造器具を介して圧力タンクに密封シール方式で連結する必要がある。充填器は非常に複雑な設計を有し、しばしば圧力タンクを密封シール方式で閉じるための器具を含む必要がある。従来技術の重大な欠点は、機能チェック、したがって事前の品質管理が可能でないことである。別の欠点は、この冷間ガス発生器は、ガスを放出した後再使用できないこと、あるいは複雑な補修作業の後で複雑な充填器で充填し、その後再使用できるにすぎないことにある。

したがって本発明は、前もって、設置に先立って開口機能の機能チェックの実施を可能にし、かつ花火ガスによる点火なしにうまく処理する冷間ガス発生器を提供する目的に基づいている。

この目的は、本発明により請求項１の特徴によって達成される。さらなる有利な構成及び発展形態は別の請求項で指定されている。

圧力タンクのタンク開口部内に使用することができる電気的に駆動可能な閉鎖器具の本発明による構成は、閉鎖位置と作動位置を圧力タンク内に設置する前に試験器具で確認することができる利点を有する。これによって、動作可能な閉鎖器具のみを冷間ガス発生器のために使用するのが確実になる。さらに、この電気的に駆動可能な閉鎖器具は、通電される閉鎖器具によって作動状態又は作動位置を駆動することが可能であり、その結果として、流れ出ることができる又は導入することができる圧縮ガスの量に対して出口開口部を設定することができるという利点を有する。結果として第１に、流れ出る予定のガスの量を必要な場合駆動することができる。これによって例えば、流出ガスの不連続な又は断続的な流出及び増加する又は減少する量をそれぞれの用途の場合に対して駆動するのが可能になる。さらにこの通電は、目標とされる充填又は再充填が可能であるようにも使用することができる。圧力タンクのタンク開口部内に挿入できるこの閉鎖器具はさらに、それが再使用可能でありかつ個々の構成部品がリサイクルできるという利点を有する。

本発明の有利な構成では、閉鎖器具が、タンク開口部内に媒体密に、特に脱着可能に挿入できるカバーを有する。これによって、圧力タンクの簡単な閉鎖が可能になる。例えば、圧力タンク内に加えられる圧力に耐え、媒体密に閉鎖するネジ結合が設けられる。別法として、このカバーを固定して保持するために、タンク縁部の圧縮又は溶接及びフランジ止めも設けることができる。

本発明の別の有利な構成では、この閉鎖器具がカバーと本体、好ましくは回転対称な本体との間に圧縮ガス用の出口開口部を有し、この出口開口部は、拡大要素が通電されるとき、電気的に駆動可能な拡大要素によってカバーと本体の間に生じる隙間で開口させることができる。結果として、圧力タンク内に設けられる閉鎖器具のコンパクトな設計を実現することができる。さらに、同様に、簡単かつコスト効率的な製造及び高レベルの品質の確実化を可能にする、設計の点から見て簡単な構成が提供される。

この電気的に駆動可能な拡大要素は、回転対称な本体内に設けられるのが好ましい。結果として、この回転対称な本体とカバーの間に、好ましくは１０分の１ミリメートル範囲内で開口部横断面を駆動するための簡単な力比を設けることができる。

さらに、この回転対称な本体が、締結要素を用いて、予応力下で配置されるバネ要素によって、閉位置でカバー上に保持されることが好ましい。この接触圧力の力の結果として、静止位置での出口開口部の密封シール性が達成される。同時に、出口開口部の開口が、拡大する要素の所定の調整経路又は作動行程の後でのみ達成されるのを確実にすることが可能である。

シーリング圧力を増加させるために、かつ同時に回転対称な本体をカバーに対して中央に位置決めするために、円形溝に作用する円形リブが、カバーと、そこで止まる回転対称な本体の端部側面との間に設けられることが好ましい。この溝は、カバー上かつ回転対称な本体の端部面上の両方に設けることができる。

さらに、閉鎖器具の閉位置で出口開口部を封止するための、可撓性の材料から作られる適切なシールをカバーの下側と回転対称な、又はポット形状の本体の端部側面縁部との間に挿入できるのが好ましい。

必要とされるとき圧縮ガスが出口開口部を通って外側に流れることができるように、環状隙間を圧力タンクの内壁と挿入される閉鎖器具との間に設けることが好ましい。

簡単な充填のために、圧縮ガスを、出口開口部を介して圧力タンク内に導入できるように、回転対称な本体を媒体密にカバーに固定する締結要素に機械的に作用する作動装置を形成することができることが好ましい。

別法として、この作動装置は充填動作中に閉鎖器具に通電することができ、その結果として拡大要素はこの閉鎖器具を開位置に保持する。

本発明の別の好ましい実施態様によれば、保持要素が圧力タンクの外側円周上に設けられ、その保持要素は、エアーバッグ、圧力媒体で充填することができる物体又は充填器を位置決めするために設けられる。

上記で説明した冷間ガス発生器は、電気的に駆動可能な閉鎖器具の本発明による構成により、移動式器具又は静止器具の両方として幅広く様々な方法で使用することができる。例えば移動式使用領域は、ほとんど収容スペースのない車両内のエアーバッグその他である。この場合、エアーバッグ自体はこの領域内に搭載することができ、少し離れたところに収容される冷間ガス発生器までの供給ラインを有することができる。効果的により近い器具の例は、例えば価値を保護するために、汚染、又は水もしくは液体の流出及び流入を防止するように、警報があった場合、緊急事態の短時間に、安全性を重要視する器具を恒久的に閉じる閉鎖システムである。次いで、冷間ガス発生器内の本発明によるこれらの閉鎖器具は、一般に、緊急事態の終了時に、又はそれらの使用が終わりになり活動状態にリセットされた後で、権限保持者が開くことができる。

本発明及びそのさらなる有利な実施形態及び発展形態は、図面に示される例を参照して以下により詳細に記載しかつ説明する。記載内に与えられるかつ図面に示される特徴は、それ自体個別に、あるいは本発明による２つ以上の所望の組み合わせで使用することができる。

図１は本発明による閉鎖器具を有する冷間ガス発生器の概略断面図を示す。

圧力タンク１は、その開口端部でカバー３によって閉じられている。これは、それを圧力本体１に溶接することによって、あるいはその他に密封シール・ネジ接合によって行うことができる。その上、圧力本体１の外側縁部は、エアーバッグのノズル又は用途特有の器具のいずれかが密封シール方式で取り付けられ、冷間ガス発生器によって充填されるように構成される。圧力タンク１を充填するために、エアーバッグのノズル又は取り付けられた器具を充填器と取り替え、これを縁部に取り付ける。ノズルの脱着可能な締結のための簡単な解決策の一例は、密封シール・ネジ連結である。

カバー３は、冷間ガス発生器の閉鎖器具の残りの構成部品用の保持器としても働く。したがって、閉鎖器具全体は、カバー３それ自体、回転対称な好ましくはポット形状の本体９、ヘッド７を有するピン６、拡大要素１３を備える。この閉鎖器具は、最終的な組み立てに先立ち簡単な方法で事前に製造し、かつ圧力タンク１を取り付ける必要なしに適切な試験器具内で容易に試験することができ、その結果非常に高度の動作信頼性と品質保証を確実にすることができる。

カバー３は流出開口部４を有し、それを通って圧縮ガス２が流れ出る、又は圧縮ガスを圧力タンク１内に導入することができる。ヘッド７を有するピン６が内向きに貫通して飛び出す凹んだ穴又は段付き穴５がカバー３の中央にある。このピン６はネジ６とすることもできる。例えば、ポット形状本体９の形態の回転対称な本体９が、ピン６の下側端部に締結される。本体の上側縁部がカバー３の出口開口部４の外側でカバー３の下側１１に押し付けられる。必要とされるシール圧力は、図示の実施形態ではカバー３とピン６のヘッド７との間に配置されるバネ要素１０、特に円板バネによって与えられる。閉じられた冷間ガス発生器の密封シール性に対して要求されるシール圧力は、その圧力がポット形状本体９の底部に作用するこの圧縮ガス２それ自体によって助力される。ポット形状の本体９は、圧力タンクの内側直径全体を満たさず、圧縮ガス２が入る環状区域又は環状隙間１７を空けておく。したがって、ポット形状本体９と圧力タンク１は特に互いに嵌合する必要はなく、それによって製造と組み立てを簡単化し、同時に摩擦を回避する。カバー３は、下側に環状リブ１８を有するのが有利であり、そのリブ１８はポット形状の本体９の縁部に押し付けられ、それらが互い平らに圧迫される設計と比較して、より高められたシール圧力を得、その結果として、増大するレベルの密封シール性を確実にする。さらに、ポット形状本体９の縁部に設けられ、リブ１８に対応する溝１８’が、ポット形状本体９の中央位置合わせのために使用されるのが有利である。このリブ１８がポット形状本体９の縁部に嵌合され、溝がカバー３の下側１１に嵌合されることも考え得る。図示されない別の可能性は、可撓性の材料から作られるシーリング要素が嵌め込みとして使用されることであり、その結果としてカバー３とポット形状本体９の間のどのような不整も補償することができ、密封シール性が再び増加することである。ポット形状本体を中央位置合わせするための別の可能性は、例えば圧力タンク１の内壁に対して隙間をまたぐ、ポット形状本体９の外側直径上にある短い半径方向リブ（図示せず）であろう。

拡大本体１３は、ポット形状本体９内のピン６の周りに配置され、ネジ６が拡大本体１３の中央穴１４を貫通して差し込まれ、それによって中央に位置合わせし、かつポット形状本体９の底部１５とカバー３の下側１１の間の高さを少量の遊びを有して満たす。上側では、拡大本体１３は例えば段付き縁部１６を使用して、カバー３の流出開口部４が自由であるように構成される。この拡大本体１３は、絶縁電線１９を介してカバー３を通って電源に接続される。この電気接続によって、拡大本体１３は、適切な通電によって作動させられ、非常に短時間に拡大することができる。この拡大本体１３は、それが拡大するときカバー３の下側１１とポット形状本体９の底部１５の間で長手方向に支持される。この場合、これらの電線１９は、例えばカバー３上の適切な接点（図示せず）に接続され、この接点は用途特有器具又は充填器の取り付けられたノズルの対応する接点に対応し、あるいはこの線はプラグ形式のコネクタを介して単純にこれらの器具の電源に接続される。ポット形状本体９が圧力タンク１内に圧縮ガスを封じ込めるので、電線１９を密封シール方式でカバー３を貫通して案内することは必要なく、この結果として設計がさらに単純化される。拡大本体１３は、例えば多層の圧電要素の形態であることができる。記憶効果を有する他の熱的拡大本体１３又は材料を、所望の長手方向拡大を達成させるために高電流で短時間の間激しく加熱することもできる。

次に拡大本体１３が通電されると、ポット形状本体９をガス圧力及びバネ要素１０に逆らってカバー３から離し、その結果１／１００から１ｍｍ、特に約１／１０ｍｍの大きさ程度の小さな隙間がカバー３の下側１１とポット形状本体９の縁部の間に形成される。この隙間がカバー３の流出開口部４と、ポット形状本体９と圧力タンク１の内側直径の間の環状隙間１７との間の接続を生じさせ、その結果圧縮ガス２が逃げることができる。この隙間の高さ及びポット形状本体９の溢れ出る縁部の直径が、流出する圧縮ガス２に対する通過流横断面を与える。これは、ポット形状本体９の直径及び隙間の高さならびに流出開口部４のサイズの選択によって、圧縮ガスの流出時間を用途に応じて固定することができるので、多様な調整可能性に結果としてなる。

圧縮ガスが流れ出てしまい拡大本体１３への通電が終わり、又は拡大本体１３が冷えてしまい再度後退した後、ポット形状本体９はバネ要素１０の力の結果としてその最初の位置に戻る。したがって原理的には、この冷間ガス発生器は再度いつでも充填される状態になる。この目的のために、エアーバッグ又は用途特有の器具のノズルは冷間ガス発生器から取り外され、充填器と交換される。これはどのような特別の製造器具も必要とせず、その結果この充填作業は原理的に器具の位置で行うことができる。

この充填作業に対して、原理的に２つの異なる可能性が存在する。充填器のノズルが密封シール方式で冷間ガス発生器に取り付けられると、例えばポット形状本体９がピン６を介してバネ要素１０に対して下向きに単に押されれて、圧力タンク１が機械的に開き、その結果としてカバー３の下側１１とポット形状本体９の縁部の間の隙間が開く。別の可能性は、拡大本体１３に通電することであり、その結果同様に隙間を開かせる。説明した方法のうちの１つで圧力タンク１が開いた後、充填器のバルブを開くことによって圧縮ガス２を導入することができる。

用途や使用位置に応じて、様々な器具を充填作業に使用することができる。充填作業は例えば、冷間ガス発生器の使用者が商店から入手可能な、冷間ガス発生器のノズルに接続される適切なホルダ内に挿入される圧縮ガス２で充填されたカートリッジを使用することによって可能である。この１つの欠点は、一般にこのカートリッジは一度だけしか使用できないことである。別の可能性は、充填作業を高圧ポンプによって行うことであろう。しかしながらこれは、高圧ポンプや必要とされるガスが適切な形態で使用者に入手可能であること、又は適切な器具を有する会社の施設で充填できるように、冷間ガス発生器が用途特有の器具から取り外されることを前提とする。

この充填器が、どのような圧力も加えられることなしに、重力によって冷間ガス発生器内に流れ込み、そこで自然に加熱されることによって凝集のその状態を変化させ、その結果必要とされるガス圧力を作り出す、正確に決められた量の液体ガスで充填することも考えられる。任意の極冷間ガスの場合でのように、１つの欠点は、一般的に非常に低い温度に起因して、例えば空気湿分の結果として凍結するのを防止することが意図されている場合、ガスを取り扱うために特別な知識が必要とされることであり、かつ液体ガス製造者と使用者の間に十分な輸送時間が存在するように、充填器が良好に断熱されている必要があることである。したがって、この充填器も商店から使用者は入手できない。この充填作業は、冷間ガス発生器の決められた設定及び冷間ガスが空気と混合するのを防止するためにその事前の蒸発も必要とされる。

充填器が冷間ガス発生器それ自体の設計と同様な設計を有する場合に、特に簡単な実施形態が提供される。拡大本体１３が通電されることによって、又はバネ荷重が加えられたピン６が機械的に作動されると同時に充填器が開かれ、その結果、充填器と冷間ガス発生器の間に圧力平衡が設定される。この圧力平衡は、充填器と冷間ガス発生器が再び閉じられる前の、冷間ガス発生器の必要と評価される圧力に対応する。そのような充填器は、商店から使用者が入手できるようにすることができる。この方式の充填作業は、充填器が製造者の施設で再充填された後の充填器の再使用可能性から結果として生じるコスト優位も有する。そのような充填器は、冷間ガスに必要とされるガス量の複数を含むこともでき、その結果、複数の冷間ガス発生器を単一の器具で充填することができる。これは、例えば閉鎖システムがそのような冷間ガス発生器の複数を作動させたとき、主として非常に有利である。

上記で説明した特徴の全ては各々それ自体本発明に不可欠なものであり、かつ所望により互いに組み合わせることができる。

本発明による閉鎖器具を有する冷間ガス発生器の概略断面図である。

Claims (14)

1. 圧縮ガスで充填可能であり、かつ一端部に閉じられた底部、他端部にタンク開口部を備える圧力タンク（１）を有する冷間ガス発生器であって、電気的に駆動可能な閉鎖器具がタンク開口部内に挿入可能であり、前記閉鎖器具が作動位置で通電され、前記閉鎖器具の出口開口部を開くことを特徴とする、冷間ガス発生器。
2. 前記閉鎖器具は、前記タンク開口部内に媒体密に嵌合可能、特に脱着可能に嵌合可能なカバー（３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
3. 前記閉鎖器具が、カバー（３）と本体（９）好ましくは回転対称な本体（９）との間に圧縮ガス用の出口開口部を有し、前記出口開口部は、電気的に駆動可能な前記拡大要素（１３）によって、前記カバー（３）と前記本体（９）の間に拡大要素（１３）によって隙間が生じることにより、開口可能であることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
4. 前記拡大要素（１３）が、ポットの形状であることが好ましい本体（９）内に設けられることを特徴とする、請求項３に記載の冷間ガス発生器。
5. 前記本体（９）が、締結要素（６）を用いて、予応力下で配置されるバネ要素（１０）によって、閉位置でカバー（３）上に保持されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の冷間ガス発生器。
6. 前記カバー（３）が、その下側（１１）に円形のリブ（１８）を有し、前記リブ（１８）が、前記ポット形状の本体（９）の縁部の、特に溝（１８’）の深さがリブ（１８）の高さよりわずかに小さな同様の円形の溝（１８’）に対応することを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
7. 前記閉鎖器具の閉位置で前記出口開口部を封止するための、可撓性の材料から作られる適切なシールが、前記カバー（３）の下側（１１）と前記ポット形状本体（９）の縁部の間に導入されることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
8. 環状隙間（１７）が前記ポット形状本体（９）と前記圧力タンク（１）の内壁との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
9. 長手方向リブが前記ポット形状本体（９）と前記圧力タンク（１）の内壁との間の前記環状隙間（１７）内に設けられ、前記長手方向リブによって前記ポット形状本体（９）が中央に維持され、特に前記長手方向リブが少量の遊びを有して前記ポット形状本体（９）に作用することを特徴とする、請求項８に記載の冷間ガス発生器。
10. 特に盲ネジ（８）によって前記ポット形状本体（９）に連結され、かつ拡大要素（１３）を保持する、ヘッド（７）を有するピン（６）、好ましくはネジが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
11. 前記ピン（６）が、固定して前記ポット形状本体（９）に連結され、又はポット形状本体の一体化した構成部品であり、前記ヘッド（７）が、前記ピン（６）の端部でネジに螺合されるナットの形態であることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
12. 拡大要素（１３）上に配置される絶縁電線（１９）が、前記カバー（３）を外側に通り抜けることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
13. 前記閉鎖器具が、圧力によって前記ピン（６）の前記ヘッド（７）に機械的に作用する、又は前記拡大要素（１３）に通電する作動装置によって開口可能であることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。
14. 前記圧力タンク（１）上において、エアーバッグ又は用途特有の器具及び充填器が、媒体密に密封シール性締結オプション部（２０）上に嵌合可能であることを特徴とする、請求項１に記載の冷間ガス発生器。

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