JP2020504002A - インフレーター - Google Patents

Abstract

円筒形状のインフレーターは、細長い管状収容部と、中空管状フィルターと、複数のガス発生剤ペレットとを有している。細長い管状収容部は、発火器機構によってシールされている第１の端部と、拡散器機構によってシールされている反対側の第２の端部とを有している。拡散器機構は、壊れやすいホイルでシールされている第１のセットの発射開口を有しており、燃焼室は、発火器機構とホイルでシールされた拡散器機構との間に位置し延びている。中空管状フィルターは、燃焼室の内側に位置しており、拡大された第１の端部と、細長い狭い部分とを有しており、拡大された第１の端部は、細長い管状収容部の内側壁部で圧縮されており、細長い狭い部分は、中空管状フィルターの拡大された第１の端部から管状収容部の第２の端部に向けて延びている。

Description

本発明は、エアバッグ膨張装置に関し、より詳細には、ガス発生剤を充填した管状の円筒形状の収容部を有する改善されたインフレーターに関し、ガス発生剤は、発火すると、膨張ガスを生成し、エアバッグクッションを膨張させる。

エアバッグクッションは、一般に、燃焼したときに大量の膨張ガスを発生させる固体点火材料で満たされたインフレーターを使用して膨らませられる。

これらの装置は、最も一般的に、電気的な発火装置を備えて構成されており、電気的な発火装置は、発火の信号を受けると、爆竹を活性化させ、爆竹は火花を発生させ、シールされた独立式の部屋の中の少ない量の促進剤と呼ばれる発射火薬を発火させ、シールされた独立式の部屋は、一般的に、部屋の中の軸線方向に位置付けられている破裂ディスクまたは壊れやすいホイルによってシールされている１つの開口部を有している。促進剤が急速に燃焼するので、ホイルシールが破裂し、促進剤の燃焼負荷が、一般的により大きい燃焼室の中に保管されている固体散弾の形状の大量のガス発生剤材料を発火し、それは、エアバッグを膨張させるために必要なガスを生成させる。

サイドエアバッグのためのインフレーターは、一般的に、細長い円筒形状または管状の装置である。先行技術は、多くの場合、一方の端部に起爆剤／発射火薬を有する管状の収容部を備えた細長いインフレーターを示しており、中央部に燃焼室を示しており、燃焼室と収容部の外側壁部の内側／内側表面との間に通路を示しており、発射火薬／起爆剤の反対側の端部に拡散器機構を示している。多くの先行技術特許は、ガスの流路に言及しており、また、それがどのようにインフレーター部品によって構築されているかということを言及しており、ガスが半径方向に逃げ、燃焼室の周囲の狭い中空通路に進入し、次いで、拡散器／抑制端部に向けて軸線方向に流れ、次いで、最後にインフレーターから流出するときに、インフレーターの部品は、ガスの流れの方向の変化を引き起こす。この狭い中空通路は、燃焼室の狭い部分と外側収容部のチューブの内側の壁との間に形成されており、狭い中空通路の中へのガスの流れが、シールされた開口部を破裂させる前に冷却することを可能にし、次いで、拡散器から脱出することを可能にする。

この構成は、先行技術特許の米国特許第９，１１４，７７８号明細書Ｄａｉｃｅｌ；米国特許第７，６６９，８９３号明細書Ｔａｋａｔａ；米国特許第８，３７６，４００号明細書Ｔａｋａｔａ；米国特許第８，４９６，２６６号明細書Ｔａｋａｔａ；米国特許第８，３０２，９９２号明細書Ｄａｉｃｅｌ、および米国特許第９，０５１，２２４号明細書に示されている。この二重壁のインフレーターの使用は、適度に効率的であるが、とりわけ、外径およびさらには長さの面ではサイズが違ってくる。

他の先行技術のインフレーターは、シールされた部屋の外側の実質的なフィルターを利用し、スロットル開口部から来るガスを冷却する。従来の発明では、ガスの流れは、ディスクまたは壊れやすいホイルによってシールされている軸線方向の１つの開口によって制御されていた。これは、高いガス温度を有する高い燃焼速度の推進薬を必要とし、燃えることは避けられない。

本発明の目的は、燃焼ガス発生剤材料の必要な冷却および破片の濾過を依然として提供しながら、より多くの燃焼材料がより小さい直径のインフレーターの中に保管されることを可能にする、空間のより効率的な使用を実現することである。

円筒形状のインフレーターは、細長い管状収容部と、中空管状フィルターと、複数のガス発生剤ペレットとを有している。細長い管状収容部は、発火器機構によってシールされている第１の端部と、拡散器機構によってシールされている反対側の第２の端部とを有している。拡散器機構は、壊れやすいホイルでシールされている第１のセットの発射開口を有しており、燃焼室は、発火器機構とホイルでシールされた拡散器機構との間に位置し延びている。中空管状フィルターは、燃焼室の内側に位置しており、また、拡大された第１の端部と、細長い狭い部分とを有しており、拡大された第１の端部は、細長い管状収容部の内側壁部で圧縮されており、細長い狭い部分は、中空管状フィルターの拡大された第１の端部から管状収容部の第２の端部に向けて延びている。狭い部分は、拡散器機構の内部端部に取り付けられ、または当接する端部を有している。細長い狭い部分は、細長い管状収容部から離れており、ガス発射プレナムを形成している。複数のガス発生剤ペレットは、燃焼室を少なくとも部分的に満たす。発火すると、ガス発生剤ペレットは、圧力下で膨張ガスを生成し、中空管状フィルターの狭い部分を通過し、ガス発射プレナムを充填し、ホイルを破裂させ、発射開口を開口させ、拡散器機構から外へ出ていくようになる。

ガス発射プレナムは、フィルターの狭い部分の外側から取り囲む。ガス発射プレナムは、フィルターの拡大された部分と管状収容部の第２の端部との間を長手方向に延びている。膨張ガスは、発火されたガス発生剤の圧力を生成し、圧力は、インフレーターの中心軸に向けて半径方向内側を向くシール破裂力を印加する。好ましくは、拡散器機構は、ガスの流れを半径方向外側に向けるために半径方向に位置する第２のセットの複数のガス発射開口を有している。

本発明は、例として、添付図面を参照して、説明される。
本発明にしたがって作製された第１実施形態の円筒形状のインフレーターの断面図である。 発火後の状態において、本発明にしたがって作製された第２実施形態の円筒形状のインフレーターの断面図である。

図１を参照すると、本発明の第１の実施形態にしたがって作製された円筒形状のインフレーター１０が図示されている。インフレーター１０は、細長い管状収容部１２を有しており、管状収容部１２は、発火器機構２０によってシールされている第１の端部１４と、拡散器機構４０によってシールされている反対側の第２の端部１６とを有している。拡散器機構４０は、壊れやすいホイル３２によってシールされている拡散開口４４の第１のセットを有している。収容部１２は、燃焼室１５を有しており、燃焼室１５は、発火器機構２０とホイルによってシールされた拡散器機構４０との間に位置し延びている。中空管状フィルター５０が、燃焼室１５の内側に配置されている。中空管状フィルター５０は、拡大された第１の端部５４を有しており、拡大された第１の端部５４は、細長い管状の収容部１２の内側壁部１２ａで圧縮されている。フィルター５０は、細長い狭い部分５２を有しており、細長い狭い部分５２は、拡大された端部５４から管状の収容部１２の第２の端部１６に向けて延びており、フィルター５０は、図示されているように、拡散器機構４０の内部端部４１に取り付けられている。

示されているように、フィルター５０の細長い狭い部分５２は、管状収容部１２の内側壁部１２ａから離間しており、ガス発射プレナム６０を形成するように構成されている。示されているように、中空管状フィルター５０は、拡大された端部５４を備えた円筒形状に丸めた穴の開いた金属から作製されている。多数の穴または開口部５５が、狭い部分５２に沿って３６０度に分散して示されており、発射するガスが、狭い部分５２を通り抜けて、ガス発射プレナム６０の中へ入るようになっている。内部燃焼室１５は、複数のガス発生剤ペレット１１で満たされている。これらのガス発生剤ペレット１１は、大量のガス発生剤ペレット１１がインフレーター１０の内側に位置され得るように、中空管状フィルター５０の狭い部分５２の内部を含む燃焼室１５全体を満たすことが可能である。これは、燃焼室１５が、管状収容部１２の体積を含むだけでなく、フィルター５０によって占有される体積のその部分も含むため、当てはまる。示されているように、インフレーター収容部１２は、全体の長さＬ_Ｈを有しており、また、拡散器機構４０の拡大された部分４５が収容部１２の端部１６に近接して終端するように、拡散器機構４０に取り付けられている。示されているように、フィルターは、収容部１２の端部から内側に距離Ｌ_Ｆだけ延びており、距離Ｌ_Ｆは、収容部の長さＬ_Ｈの距離の半分よりも小さくなっている。これは、拡散端部４１において支持されているフィルター５０が、フィルターの拡大された端部５４において、収容部１２の内側壁部１２ａの表面に押し付けられることによっても支持されており、また、フィルター５０が先行技術において見出されるものよりも実質的に短くされることを可能にする方法で支持されているという点において重要である。これは、有益なことには、フィルター５０のインフレーター１０後方全体が複数のガス発生剤ペレット１１で満たされていることを可能にし、フィルター５０の内部は、同様に、複数のガス発生剤ペレットで満たされていることを可能にし、したがって、大量のガス発生剤ペレット１１が、インフレーター１０の全体的な直径を増加させることなく、機構に追加され得る。示されているように、代表的なインフレーター１０は、３５ｍｍの外径Ｄｏ、および、２５．４ｃｍ（１０インチ以下）の全長を有している。これは、上向きにまたは下向きに調節され得る。しかしながら、インフレーター１０の全体的なサイズ、特に、直径が最小に維持され、充填することとなる膨張していないエアバッグクッションの折り畳みを提供するために、より多くの体積が利用可能になるようになっているということが、最も有益であると考えられている。

発火器機構２０を参照すると、示されているように、発火器機構２０は、電気突起２１を有しており、電気突起２１は、電気的配線ハーネスに接続し、検出された衝突または衝撃の場合にはインフレーター１０を起動させるように構成されている。発火器機構２０は、爆竹または点火の装置２２をさらに含み、それは、電気信号を受け取ると起動し、火花を発生させ、次いで、火花は、促進剤材料２４が発火されることを引き起こす。促進剤材料２４が発火されるときに、圧力の増加が起こり、壊れやすいシール３０が破裂され、促進剤ガスが発射開口２５を通って燃焼室１５に入ることを可能にする。これらの燃焼促進剤ガスが燃焼室１５の中へ入るときに、それらは、ガス発生剤ペレット１１を発火することとなる。これが起こるとき、ガス発生剤ペレット１１は、急速に燃焼し、ガスは、穴が開いた金属中空管状のフィルター５０を通って逃げようとする。ガスがフィルター５０の開口５５を通って逃げるとき、それらは、ガス発射プレナム６０の中へ入り、ガス発射プレナム６０のポイントにおいて、高温ガスおよびフィルター５０によって捕獲されていない任意の破片が、一般的に、フィルター収容部の内側に閉じ込められ、圧力が高まると、拡散器機構４０の第１のセットの発射開口４４の周りに外巻きされたホイル３２が、半径方向内側に断裂される。この断裂が起きるとき、開口４４は、生成されるガスが、拡散器機構４０の中へ半径方向内側に流れること、および、その後、このフローの方向を示す矢印によって示されているように、拡散器機構４０の端部４６において拡散開口４８を介して半径方向外側に逃げることを可能にする。半径方向の推力が複数の開口４８によって相殺されるように、発射開口４８の配置を、円周の周りに配置させることによって、発射開口４８の配置は、バランスの取れた中立流パターンを生成する。中立流パターンによって、インフレーターが誤った時間に発火される場合、その結果生じるガスの推力は事実上ゼロになり、インフレーター１０は動作しない。これは、インフレーターがロケットのように振る舞うことを防止し、ロケットのような振る舞いは、インフレーターが何かに物理的に取り付けられていないとき、または、出荷時のように拘束されていないときに起こり得る。

発火器機構２０を参照すると、管状収容部１２は、圧着１３を備えて示されており、圧着１３は、発火器機構２０を終止するために使用される。発火器機構２０は、管状収容部１２の内部の位置に滑り込むとき、圧着または終止部１３に当接し、収容部１２の中に圧入され、または、所定の位置で収容部１２に溶接され、シールされた端部１４を生成する。

反対側の端部１６を参照すると、拡散器機構４０は、２つの金属成分によって形成されていることが示されている。内側成分４１は、収容部１２の中へ圧入されており、また、第１のセットの発射開口４４を含む。拡散器機構４０のこの部分４１は、フレア部分４５を有しており、フレア部分４５は、収容部１２の内側壁部１２ａに押し付けられており、それが収容部１２に恒久的に固定されるように、所定の位置に溶接されるかまたはシールされる。拡散４２の残りの外側成分は、発射開口４８を含むように、フレア部分４５において第１の部分４１の内部にカプセル化して圧着されており、膨張ガスが、発射開口４８を通ってインフレーター１０から逃げ、膨張の間にエアバッグを膨らませる。

インフレーター１０を参照すると、大量のガス発生剤が、この装置の中に安全に収集および保管され、炎や他の熱い物質を燃やすと、フィルター５０の中へ直ちに送られることとなり、フィルター５０において、最も高い温度を生成するガスの発射が、管状フィルター５０の小さい孔５５および拡散器機構４０の孔４４の使用によって冷却され、拡散器機構４０から外へ発射されるということに留意することが重要である。管状フィルターおよび拡散孔のガス冷却効果によって、ガス発射プレナム６０は、先行技術の装置と比較して短縮され、それは、フィルター５０と管状収容部１２の内側壁部との間の十分な量の空間を可能にし、エアバッグクッションの燃焼のリスクなしに、十分な冷却を達成し得るようになっている。先行技術では、ガス発生剤材料のための唯一の源として長く細いフィルターを使用することは、小さい体積の中に挿入されるガス発生剤ペレットの量を大きく低減させた。本発明では、外径Ｄ_Ｏが３５ｍｍ以下に維持されているという事実にもかかわらず、より大量の燃焼材料が、フィルター５０および収容部１２内に簡単に封じ込められる。理想的には、プレナム６０は、インフレーター内側壁部１２ａから離れて配置され、ガスを冷却することを可能にする。プレナム６０の大きさは、延長または短縮され、所望の通りに膨張ガスを調整または制御する方法として、より深くまたはより狭くされる。

図２を参照すると、本発明の第２のまたは代替的な実施形態が示されており、ここでは、中空管状フィルター５０がインフレーター１０Ａ内に示されており、拡散器機構４０に当接している。拡大端部５４は、インフレーター本体の内側にしっかりとフィットするフランジ５４として形成されている。第１の実施形態のこの中空管状フィルター５０の全長。この短い長さは、第１の端部を有する圧縮可能なスプリング５３が、拡大された端部５４に位置し、フランジ５４に当接することを可能にする。

スプリング５３に当接する第２の端部は、多孔質のフィルター８０である。多孔質のフィルター８０は、できれば、インフレーターがガス発生剤ペレット１１で満たされているときに、スプリング５３を圧縮するのに十分な剛性の、スチール製または不織メッシュ材料から作製される。示されているように、スプリング５３および多孔質のフィルター８０は、圧縮されるときに、長さＬ_Ｆ１へ延びることとなり、ペレット１１の追加的な体積が、距離Ｌ_Ｆ２−Ｌ_Ｆ１に沿ってインフレーターを充填することを可能にする。

最も有益には、第１の実施形態のインフレーター１０のように、第２の実施形態のインフレーターは、多孔質のフィルター８０、圧縮可能なスプリング５３、および、短い管状フィルター５０を有しており、組み立てるとき、および、スプリング５３とフィルター８０とが、Ｌ_Ｆ１が満たされる位置へ移動するとき、より多くの発生剤ペレット１１をインフレーター１０Ａの中に詰めることを可能にする。圧縮可能なスプリング５３とフィルター８０との使用は、ペレット１１がガタつくことを防止する方法として、保管されたペレット１１を押し付け、第２の実施形態のインフレーターを消音インフレーター１０Ａにする。

第２の実施形態の他の特徴は、発火器機構が、単一の発射開口２５を有する代わりに、燃焼促進剤材料２４を通すための複数の発射開口２５を有しており、壊れやすいシール３０が張り裂けることを引き起こし、ガス発生剤ペレット１１を発火することである。十分な量のガス発生剤ペレット１１が燃えるとき、スプリング５３とフィルター８０とは、示されているような位置Ｌ_Ｈへ移動することが可能である。

第１の実施形態のフィルターと比較して、第２の実施形態のこれらの変形例は、スプリング５３とフィルター８０とを圧縮し充填量を調整することによって、より多くの量のガス発生剤ペレット１１を使用するために提供され、あるいは、第１の実施形態のインフレーター１０の中のすべての特徴は、代替的な第２の実施形態のインフレーター１０Ａの中に見出される。

本明細書で提供されているその説明に照らして、本発明の変形が可能である。特定の代表的な実施形態および詳細が、本発明を図示する目的のために示されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および修正が行われ得るということは、当業者にとって明らかである。したがって、説明されている特定の実施形態において変更が行われ、それは、以下の添付の特許請求の範囲によって定義されているような本発明の完全な意図した範囲内に入ることになるということが理解される。

Claims (12)

1. 発火器機構によってシールされている第１の端部と、拡散器機構によってシールされている反対側の第２の端部と、燃焼室とを有する細長い管状収容部であって、前記拡散器機構は、壊れやすいホイルでシールされている第１のセットの発射開口を有しており、前記燃焼室は、前記発火器機構と前記ホイルでシールされた拡散器機構との間に位置し延びている、細長い管状収容部と、
   前記燃焼室の内側に位置する中空管状フィルターであって、拡大された第１の端部と、細長い狭い部分とを有しており、前記拡大された第１の端部は、前記細長い管状収容部の内側壁部で圧縮されており、前記細長い狭い部分は、前記中空管状フィルターの前記拡大された第１の端部から前記管状収容部の第２の端部に向けて延びており、前記細長い狭い部分は、前記拡散器機構の内部端部に取り付けられ、または当接する端部を有しており、前記細長い狭い部分は、前記細長い管状収容部から離れてガス発射プレナムを形成する中空管状フィルターと、
   前記燃焼室を少なくとも部分的に満たす複数のガス発生剤ペレットと、
   を含む、円筒形状のインフレーターであって、
   発火すると、前記ガス発生剤ペレットは、圧力下で膨張ガスを生成し、前記中空管状フィルターの前記狭い部分を通過し、前記ガス発射プレナムを充填し、前記ホイルを破裂させ、前記発射開口を開口させ、前記拡散器機構から外へ出ていく、インフレーター。
2. 前記ガス発射プレナムは、前記フィルターの前記狭い部分の外側から取り囲む、請求項１に記載のインフレーター。
3. 前記ガス発射プレナムは、前記フィルターの前記拡大された部分と前記管状収容部の前記第２の端部との間を長手方向に延びている、請求項２に記載のインフレーター。
4. 前記膨張ガスは、発火されたガス発生剤の圧力を生成し、前記圧力は、前記インフレーターの中心軸に向けて半径方向内側を向くシール破裂力を印加する、請求項３に記載のインフレーター。
5. 前記拡散器機構は、ガスの流れを半径方向外側に向けるために半径方向に位置する第２のセットの複数のガス発射開口を有している、請求項４に記載のインフレーター。
6. 前記インフレーターの細長い管状収容部は、３５ｍｍ以下の外径を有する、請求項１に記載のインフレーター。
7. 前記インフレーターの細長い管状収容部は、２５ｃｍ以下の長手方向の長さＬ_Ｈを有する、請求項１に記載のインフレーター。
8. 前記フィルターは、前記拡散器機構から前記細長い管状収容部に対して内側に距離Ｌ_Ｆ延びており、前記距離Ｌ_Ｆは、収容部の長手方向の長さＬ_Ｈの半分よりも小さい距離である、請求項１に記載のインフレーター。
9. 前記インフレーターは、
   第１の端部と第２の端部を有する圧縮可能なスプリングであって、前記スプリングの前記第１の端部は、前記中空管状フィルターの前記拡大された端部に当接している圧縮可能なスプリングと、
   前記圧縮可能なスプリングの前記第２の端部に当接しているフィルターと、をさらに含む、請求項１に記載のインフレーター。
10. 前記インフレーターは、前記インフレーターの前記長さＬ_Ｈから前記圧縮可能なスプリングとフィルターの前記長さＬ_Ｆ２を引くことによって定義されるガス発生剤充填体積を有する、請求項９に記載のインフレーター。
11. 前記圧縮可能なスプリングとフィルターは、十分な量のガス発生剤が燃焼するとき、距離Ｌ_Ｆ１へ移動する、請求項１０に記載のインフレーター。
12. 前記圧縮可能なスプリングとフィルターは、前記ガス発生剤ペレットに対する押す力を提供し、保管中の消音を形成する、請求項９に記載のインフレーター。

Images