JP2012530640A - ハイブリッド式ガス発生器 - Google Patents

Abstract

本発明は、高圧ガスシリンダ（１）、花火式ガスシリンダ（３）及び点火アセンブリ（４）を備えるガス放出作動装置、並びに破裂ディスク（２）を備えるハイブリッド式ガス発生器を開示する。花火式ガスシリンダ（３）は、その空間をガス放出チャンバ（３１１）と燃焼チャンバ（３１２）とに密封したまま分割するために花火式ガスシリンダ（３）内に確実に配置されたガイド用リング（５）及びガイド用リング（５）に取付けられた貫通プラグ（６）を備えており、ガス放出チャンバ（３１１）は、高圧ガスシリンダ（１）内に格納された該ガスを放出するための少なくとも１つの通気孔（３１３）を伴って形成されており、燃焼チャンバ（４）には、点火アセンブリ（４）が点火される際に貫通プラグ（６）の駆動用ガスを発生させるためのガス発生用媒体が備えられている。

Description

〔関連文献の参照〕
本出願は、２００９年６月２６日に中華人民共和国の知識産権局に出願された中国特許公開公報第２００９２０１３３３９９．５に基づく優先権および恩恵を主張する。その発明は、参照することにより本明細書にその全てが組み込まれる。

本開示は、ハイブリッド式ガス発生器に関する。より具体的には、自動車エアバッグ用ハイブリッド式ガス発生器に関する。

自動車業界の迅速な進展に伴って、人々は、自動車の安全性に関する問題、および、自動車の安全性能において重要な役割を担うエアバッグにより注目している。自動車の全ての安全性能を改善するために、エアバッグの性能要件は適宜増しており、エアバッグの重要な構成要素であるガス発生器の性能要件は、更に厳格になりつつある。

現在、３種類のガス発生器が存在する。つまり、花火式、高圧ガスシリンダ式、および、ハイブリッド式である。花火式ガス発生器は幅広く用いられているが、花火式ガス発生器特有の欠点がある。例えば、ガスの生成が安定しておらず、残留物により環境を汚染してしまう。高圧ガスシリンダ式ガス発生器では、残留物による汚染の問題はないが、ガス発生速度の制御が困難である。例えば、中国特許第２７７２９０２号明細書において開示されている、自動車での横方向の衝撃からの保護を目的として用いられているエアバッグのハイブリッド式ガス発生器のようなハイブリッド式ガス発生器は、花火式ガス発生器および高圧ガスシリンダ式ガス発生器の両者の利点を兼ね備えている。当該特許公報に開示されているように、ガス発生器は、高圧ガスシリンダおよびガス発生装置を備えている。高圧ガスシリンダは、ガス発生装置と接続されている端部を備えている。ガス発生装置は、２つの開かれた端部を伴う花火式ガスシリンダを備えており、火薬生成チャンバが花火式ガスシリンダ内部に備えられている。火薬生成チャンバは、電気的点火装置が備えられている一方の端部、および、円錐形状のネックが形成して備えられている他方の端部を有している。花火式ガスシリンダは、開かれた排気孔を有している。アーチ形状の破裂ディスクが、花火式ガスシリンダの端部に備えられている。火薬生成チャンバの円錐形状のネックは、火薬生成チャンバにおけるガス放出方向を規制しており、燃焼ディスクの破損に役立つ円錐形状のネックは、空間を占有してしまうので、排気空間は比較的狭く、ガスが放出孔から放出されることができず、エアバッグの展開速度に影響を与え得るのである。

上記を鑑みて、本発明は、従来技術に存在する少なくとも１つの問題を解決することを目的としている。従って、従来技術におけるガス放出の困難性を克服する、つまり、瞬時に破裂ディスクを破損させて、より滑らかにガスを排気させるハイブリッド式ガス発生器が提供される必要がある。

本発明の一実施形態に従えば、自シリンダの開かれた端部に放出ポートを伴って形成されている、高圧ガスが充填されている高圧ガスシリンダと、当該放出ポートに密封して接続されている一方の開かれた端部を伴う花火式ガスシリンダと、信号を受信し、点火を実行する点火アセンブリであって、上記花火式ガスシリンダの他方の開かれた端部に備えられている点火アセンブリ、を備えているガス放出作動装置と、当該ガスが放出されることを防ぐために当該放出ポート内に配置されている破裂ディスクと、を備えているハイブリッド式ガス発生器が提供されている。当該花火式ガスシリンダは、当該花火式ガスシリンダ内の空間をガス放出チャンバと燃焼チャンバとに密封したまま分割するために当該花火式ガスシリンダ内にしっかりと備えられているガイド用リングと、当該燃焼チャンバ内部の圧力が所定の閾値を超過すると当該破裂ディスクを破損させようと当該ガイド用リングから飛び出すために当該破裂ディスクに対向している、当該ガイド用リングに取付けられている貫通プラグと、を備えている。当該ガス放出チャンバは、当該高圧ガスシリンダ内に格納された当該ガスを放出するための少なくとも１つの通気孔を伴って形成されており、当該燃焼チャンバには、当該点火アセンブリが点火される際に当該貫通プラグの駆動用ガスを発生させるためのガス発生用媒体が充填されている。

本発明に従えば、緊急時に破裂ディスクを破損させるための貫通プラグにガイド用リングを取付けることにより、円錐形状のネックによる場合よりも追加空間が確保される。更に、貫通プラグによって破裂ディスクが瞬時に破裂した後、そこに発生したガスは、エアバッグが即座に展開されるように、より滑らかに排気または放出される。

本発明のこれらの態様および作用効果、ならびに、本発明の他の態様および作用効果は、下記の図面が併用されている以下の記述によって明白となり、より簡単に理解されるであろう。
本開示の実施形態に従ったハイブリッド式ガス発生器の断面図である。

本発明の実施形態を詳細に参照していく。図面を参照しながら本明細書に記述されている実施形態は、説明や例示のためのものであって、一般に本発明を理解するために用いられるものである。本実施形態は、本発明を限定するように解釈されるべきではない。同一のまたは同様のエレメント、および、同一のまたは同様の機能を有するエレメントは、本明細書を通して同様の符号によって示されている。

本発明の一実施形態に従えば、ハイブリッド式ガス発生器が提供される。当該ハイブリッド式ガス発生器は、自シリンダの開かれた端部に放出ポート１１を伴って形成されている、高圧ガスが充填されている高圧ガスシリンダ１と、放出ポート１１に密封して接続されている一方の開かれた端部を伴う花火式ガスシリンダ３と、信号を受信し、点火を実行する点火アセンブリ４であって、花火式ガスシリンダ３の他方の開かれた端部に備えられている点火アセンブリ４と、を備えているガス放出作動装置と、上記ガスが放出されることを防ぐために放出ポート１１内に配置されている破裂ディスク２と、を備えている。花火式ガスシリンダ３は、花火式ガスシリンダ３内の空間をガス放出チャンバ３１１と燃焼チャンバ３１２とに密封したまま分割するために上記花火式ガスシリンダ３内にしっかりと備えられているガイド用リング５と、燃焼チャンバ３１２内部の圧力が所定の閾値を超過すると破裂ディスク２を破損させようと当該ガイド用リングから飛び出すために破裂ディスク２に対向している、ガイド用リング５に取付けられている貫通プラグ６と、を備えている。ガス放出チャンバ３１１は、上記高圧ガスシリンダ１内に格納された上記ガスを放出するための少なくとも１つの通気孔３１３を伴って形成されており、上記燃焼チャンバ３１２には、点火アセンブリ４が点火される際に貫通プラグ６の駆動用ガスを発生させるためのガス発生用媒体が充填されている。

以下において、ハイブリッド式ガス発生器が、添付の図１を参照しながら詳細に記述されている。

図１に示されているように、ハイブリッド式ガス発生器は、高圧ガスシリンダ１および高圧ガスシリンダ１に接続されているガス放出作動装置を備えている。放出ポート１１は、高圧ガスシリンダ１の開かれた端部にて形成されている。破裂ディスク２は、放出ポート１１内に固定されて備えられている。ガス放出作動装置は、２つの開かれた端部を有している。花火式ガスシリンダ３は、花火式ガスシリンダ３の外部シェル３１によって別々に形成されている燃焼チャンバ３１２およびガス放出チャンバ３１１を備えており、ガス放出チャンバ３１１は、例えば、放出ポート１１および燃焼チャンバ３１２の一端に螺合されている。燃焼チャンバ３１２の他端は、点火アセンブリ４に接続されている。少なくとも１つの通気孔３１３は、ガス放出チャンバ３１１の外部シェル上に形成されている。更に、ガイド用リング５は、ガス放出チャンバ３１１に近接した燃焼チャンバ３１２に備えられており、破裂ディスク２に対向している貫通プラグ６は、ガイド用リング５に取付けられている。燃焼チャンバ３１２内の圧力が、例えば貫通プラグ６へのガイド用リング５の取付け強度のような所定の閾値を超過すると、貫通プラグ６は、破裂ディスクに向かいガイド用リング５の中心軸に沿ってガイド用リング５から飛び出し、適宜、破裂ディスク２を破損させる。

本発明の一実施形態に従えば、破裂ディスク２は、ガス放出チャンバ３１１に対向している、凸状の側面を伴う凸状またはアーチ型のディスク形状を有している。また、破裂ディスク２は、放出ポート１１内に溶接されている。緊急時に貫通プラグ６によって破裂ディスク２をタイミング良く確実に破裂させるために、破裂ディスク２の強度は、必要な条件に応じて予め設定されている。更に、破裂ディスク２の強度は、高圧ガスシリンダ１が損傷を受けないように、貫通プラグ６による衝突直後に破裂ディスク２の動的エネルギーを確実に減少させなければならない。本発明の一実施形態に従えば、凸状の破裂ディスクは衝撃を受けた後に即座に破壊されるので、凸状の破裂ディスクであることが好ましい。高圧ガスシリンダ１は、放出ポート１１と反対の端部上にガス装填ポート１２および装填ポートカバー１３を有している。高圧ガスは、装填ポートカバー１３を開けた後に高圧ガスシリンダ１に予め装填されている。一般に、安全性を鑑み、高圧ガスは、実際の状況に基づいて規定されてもよい高圧を伴う不活性ガスである。本発明の一実施形態に従えば、高圧ガスシリンダ１は、花火式ガスシリンダ３に螺合されている。具体的には、高圧ガスシリンダ１の放出ポート１１は、外部ネジ山を伴って形成されており、花火式ガスシリンダ３は、放出ポート１１に適合された設置ポート３１４を伴って形成されている。設置ポート３１４は、放出ポート１１の外部ネジ山に関与している内部ネジ山を伴って形成されている。高圧ガスシリンダ１は、花火式ガスシリンダ３に外部ネジ山および内部ネジ山を用いて取付けることにより確実に接続されている。

本発明の一実施形態に従えば、フィルタスクリーン７が、ガス放出チャンバ３１１に備えられている。放出ポート３１３を通過するガスが、適宜、フィルタスクリーン７によって濾過される。フィルタスクリーンは、破裂ディスク２の欠片、および、燃焼チャンバ３１２内に格納されたガス発生用媒体によって生成された残留物を濾過する。図１に示されているように、本発明の一実施形態に従えば、シェル３１上に対称的に形成されてもよい２つの放出ポート３１３が存在している。

点火アセンブリ４は、燃焼チャンバ３１２に密封して接続されている端部カバー４１、および、燃焼チャンバ３１２内部に与えられる点火用火薬が充填された点火チューブ４２を備えている。点火用火薬は、点火チューブ４２内に充填されている。点火チューブ４２内の点火用火薬を即座に点火させるために、例えば、鋭いブレーク信号等のトリガー信号が、点火アセンブリ４に送信され、その結果、燃焼チャンバ３１２内に充填されている燃焼用火薬を点火させるために点火チューブ４２の外部シェルが押されて開けられる。点火アセブリ４および燃焼チャンバ３１２の取付け強度は、ガイド用リング５への貫通プラグ６の取付け強度より強い。このようにして、貫通プラグ６は、点火アセンブリ４が燃焼チャンバ３１２から分離される前に破裂ディスク２を破損させるために、燃焼チャンバ３１２内のガスによって押される。このようにして、通常、貫通プラグ６は、適宜、ガイド用リング５からのプラグ６から確実に飛び出す。

本発明の一実施形態に従えば、ガイド用リング５は、内側に円筒形状の孔を伴って形成された円筒形状をしている。貫通プラグ６は、楔形状の部材６１、および、楔形状の部材６１に接続されている円筒形状の部材６２を備えている。楔形状の部材６１は破裂ディスク２に対向してもよく、円筒形状の部材６２の外部表面は、所定の取付け強度を伴って、内側の円筒形状の孔に密着または密封して結合される、または取付けられる。ガイド用リング５は、燃焼チャンバ３１２の内壁に固定して接合されており、このようにして、内部に点火用火薬が充填されている燃焼チャンバ３１２内に密封空間を形成する。ガイド用リング５への円筒形状の部材６２の取付け強度は、通常、プラグ６がガイド用リング５の内側の円筒形状の孔から確実に飛び出すために、燃焼チャンバ３１２への点火アセンブリ４の取付け強度より小さい。

なお、本ハイブリッド式ガス発生器は、自車両に装着されているエアバッグを作動させるために、自動車またはトラック等の分野に適用されてもよい。

以下において、本発明の動作が、添付の図１を参照しながら詳細に記述されている。

車両が緊急事態に陥り、自車両に装着されているエアバッグが展開されようとする際に、本ハイブリッド式ガス発生器の点火アセンブリ４が、点火アセンブリ４の点火用火薬を瞬時に点火させるための信号を受信後ごく短時間内に反応する。燃焼点火用火薬が、燃焼チャンバ３１２に格納されている、ガス発生用火薬のようなガス発生用媒体を非常に速い速度にて点火する。燃焼チャンバ３１２が、花火式火薬シリンダ３のシェル、ガイド用リング５、プラグ６、および、点火アセンブリ４によって形成されている密封空間であるので、一旦、ガス発生用火薬がその内部にて燃焼すると、燃焼チャンバ３１２内に生じる瞬間圧力を引き起こすために、高圧を伴う大量のガスが即座に発生する。一方、点火アセンブリ４および燃焼チャンバ３１２の取付け強度が、ガイド用リング５へのプラグ６の取付け強度よりも大きいので、燃焼チャンバ３１２内部の圧力が、所定の値に到達すると、ガイド用リング５に取付けられたプラグ６が、ガイド用リング５からガイド用リングの軸に沿って真っ直ぐに飛び出す。プラグ６は破裂ディスク２と対向しているので、飛び出しプラグ６は、高圧ガスシリンダ１の放出ポート１１内部にて破裂ディスク２に直接衝突する。緊急時に貫通プラグ６によって破裂ディスク２をタイミング良く確実に破裂させるために、破裂ディスク２の強度は、必要な条件に応じて予め設定されている。更に、破裂ディスク２の強度は、高圧ガスシリンダ１が損傷を受けないように、貫通プラグ６による衝突直後に破裂ディスク２の動的エネルギーを確実に減少しなければならない。衝突後のプラグ６は、高圧ガスシリンダ１の内部に落下する。破裂ディスク２の破損または破裂に起因して、高圧ガスシリンダ１に格納されている高圧を伴う不活性ガスが、放出ポート１１から放出され、燃焼チャンバ３１２から発生したガスと混合される。混合ガスは、フィルタスクリーン７によって濾過され、更に、放出孔３１３から本ハイブリッド式ガス発生器の外部に放出される。そして、エアバッグが瞬時に展開される。

本発明に従えば、高圧ガスシリンダの作動モードは、火薬の点火を用いるガス発生器の作動モードを廃止することによって改善または向上されている。本発明において、ガス発生器は、ガイド用リングを伴う貫通プラグという機械的に単純なデザインによって作動され、高圧ガスシリンダ１の作動および破裂ディスクの破裂を確実に為すのである。また、本発明の一実施形態に従った高圧ガスシリンダ内の燃焼チャンバは、密封して封入されており、燃焼チャンバに収容されたパワーは、最大限に機能する。更に、ガス放出チャンバ内に形成された放出孔は、如何なる障害または封鎖からの影響も受けないので、ガス放出チャンバからのガスの放出は、より滑らかになる。

例示的な実施形態が図示されつつ記述されてきたが、実施形態において変更、代替、および補正が本発明の精神および原理の範疇から逸脱することなく為され得ることは、当業者には明白である。このような変更、代替、および補正は、本請求項およびその等価物の範疇に入る。

Claims (10)

1. 自シリンダの開かれた端部に放出ポートを伴って形成されている、高圧ガスが充填されている高圧ガスシリンダと、
   上記放出ポートに密封して接続されている一方の開かれた端部を伴う花火式ガスシリンダと、
   信号を受信し、点火を実行する点火アセンブリであって、上記花火式ガスシリンダの他方の開かれた端部に備えられている点火アセンブリと、
   を備えているガス放出作動装置と、
   上記ガスが放出されることを防ぐために上記放出ポート内に配置されている破裂ディスクと、
   を備えており、
   上記花火式ガスシリンダは、
   上記花火式ガスシリンダ内の空間をガス放出チャンバと燃焼チャンバとに密封したまま分割するために上記花火式ガスシリンダ内にしっかりと備えられているガイド用リングと、
   上記燃焼チャンバ内部の圧力が所定の閾値を超過すると上記破裂ディスクを破損させようと上記ガイド用リングから飛び出すために上記破裂ディスクに対向している、上記ガイド用リングに取付けられている貫通プラグと、
   を備えており、
   上記ガス放出チャンバは、上記高圧ガスシリンダ内に格納された上記ガスを放出するための少なくとも１つの通気孔を伴って形成されており、
   上記燃焼チャンバには、上記点火アセンブリが点火される際に上記貫通プラグの駆動用ガスを発生させるためのガス発生用媒体が充填されている、
   ことを特徴とするハイブリッド式ガス発生器。
2. 上記通気孔を覆うために上記ガス放出チャンバの内部に備えられているフィルタスクリーンを更に備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ガス発生器。
3. 上記点火アセンブリは、
   上記燃焼チャンバに密封して接続されている端部カバーと
   上記燃焼チャンバ内部に与えられている点火用火薬が充填されている点火チューブと、
   を備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ガス発生器。
4. 上記ガイド用リングは、内側に円筒形状の孔を有している円筒形状を有しており、
   上記貫通プラグは、楔形状の部材および当該楔形状の部材に接続されている円筒形状の部材を、当該楔形状の部材を上記破裂ディスクに対向させながら有しており、
   上記ガイド用リングおよび結合している上記貫通プラグは、上記燃焼チャンバにおいて密封空間を形成するために固定されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド式ガス発生器。
5. 上記破裂ディスクは、上記ガス放出チャンバに対向している、凸状の側面を伴う凸状のディスク形状を有しており、
   上記破裂ディスクは、上記放出ポート内に溶接されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ガス発生器。
6. 上記点火アセンブリは、上記ガイド用リングへの上記貫通プラグの取付け強度よりも大きな上記花火式ガスシリンダへの取付け強度を有している、
   ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド式ガス発生器。
7. 上記花火式ガスシリンダは、上記放出ポートに螺合されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ガス発生器。
8. 上記破裂ディスクの強度は、上記貫通プラグによって破損されるように構成されており、更に、上記貫通プラグによる衝突後に上記高圧ガスシリンダを破損させることを防ぐように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１の記載のハイブリッド式ガス発生器。
9. 請求項１に記載のハイブリッド式ガス発生器を備えている車両。
10. 高圧ガスシリンダと、
    開かれた端部を伴う花火式ガスシリンダおよび点火アセンブリを備えている、上記高圧ガスシリンダに接続されているガス放出作動装置と、
    上記ガス放出作動装置に接続されている、上記高圧ガスシリンダの端部にて形成されている放出ポートと、
    上記放出ポート内に備えられている破裂ディスクと、
    を備えており、
    上記花火式ガスシリンダは、内側に孔を有するガイド用リングによって密封したまま分割されている燃焼チャンバおよびガス放出チャンバを備えており、
    上記ガス放出チャンバは、上記放出ポートおよび上記燃焼チャンバの一方の端部にそれぞれ接続されており、
    上記燃焼チャンバの他方の端部は、上記点火アセンブリに接続されており、
    少なくとも１つの排気孔が、上記ガス放出チャンバ上に形成されており、
    上記破裂ディスクに対向している貫通プラグが、上記ガイド用リングに取付けられており、
    上記燃焼チャンバ内部の圧力が、上記プラグへの上記ガイド用リングの取付け強度を超過すると、上記プラグが上記ガイド用リングの中心軸に沿って上記ガイド用リングから飛び出し、上記破裂ディスクを破損させる、
    ことを特徴とするハイブリッド式ガス発生器。

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