JP3029326U - 多段式エアバッグ膨張装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広範囲の衝突状況に亙って最適の機能を良好
に発揮できる多段式エアバッグ膨張装置を提供する。 【解決手段】 膨張装置20は、内壁構造34により2
つの区画室30、32に分割されるハウジング22を備
える。各室30、32は、多数のガス発生材40を収容
する。小形の第1室30及び大型の第2室32は、それ
ぞれスキブ44、52を収容する。内壁構造34は、中
心穴60aを有した支持部材60を備える。破裂板62
は、第1室30のガス発生材40の発火時のガス圧力に
よって破られるが、第2室32のガス発生材40の発火
時のガス圧力に抗して支持される。第1室30からの高
温ガスは、中心穴60aを通って流れ、第2室32のガ
ス発生材40に点火する。熱絶縁材層64は、第2室3
2のガス発生材40の点火により生じた熱が第1室30
のガス発生材40を発火させることを防止する。
に発揮できる多段式エアバッグ膨張装置を提供する。 【解決手段】 膨張装置20は、内壁構造34により2
つの区画室30、32に分割されるハウジング22を備
える。各室30、32は、多数のガス発生材40を収容
する。小形の第1室30及び大型の第2室32は、それ
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温ガスは、中心穴60aを通って流れ、第2室32のガ
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2のガス発生材40の点火により生じた熱が第1室30
のガス発生材40を発火させることを防止する。
Description
【0001】
本考案は、衝突の激しさ(すなわち衝突強度)に応じてガス流の程度を調節で きる多段式エアバッグ膨張装置に関する。特に本考案は、内壁により少なくとも 独立2室に分割される1つのハウジングを備え、各室にそれぞれガス発生装薬と その点火装置とを収容してなる多段式エアバッグ膨張装置に関する。この多段式 エアバッグ膨張装置では、内壁に、一方の室のガス圧力に応答して破裂するが他 方の室のガス圧力による破裂に対しては支持される脆弱部分が設けられる。した がって、ある強度の衝突では1室のみが作動し、他の強度の衝突では両室が作動 する。
【0002】
米国特許第 5,330,226号は、所定位置から逸脱(すなわち脱座)した乗員を検 出して車両用乗員抑制システムの作動を制御する方法及び装置を開示する。この 装置は、1つのエアバッグ抑制具を膨張させるために設けられた2つの膨張装置 の一方又は双方から発生するガスを通す遠隔通気弁を備える。
【0003】 米国特許第 5,074,583号は、独立制御される複数の膨張装置を収容したハウジ ングを備える自動車用エアバッグシステムを開示する。各膨張装置は、所定値を 超えるガス圧力が発生したときにエアバッグを膨張させるべく開放される放出弁 を備える。 米国特許第 5,232,243号は、乗員抑制システムで使用される乗員感知装置を開 示する。好ましくは乗員感知装置は、車両内の乗員座席を監視して、座席上の物 体の存在、位置及び重量を検出する。制御アルゴリズムの遂行により、検出値に 応答してエアバッグの膨張が制御される。
【0004】 米国特許第 4,243,248号は、運転者用エアバッグと前席乗員用エアバッグとを 備えたエアバッグシステムを開示する。このエアバッグシステムでは、減速度が 第1閾値及び第2閾値に達したときにセンサシステムから生じる主力信号に応答 して、2段階で乗員側エアバッグを膨張できる。 米国特許第 3,767,228号は、エアバッグの膨張作動を制御する制御装置を開示 する。この制御装置は、それを配置した車両内部の周囲温度に呼応して制御を行 う。
【0005】 米国特許第 5,074,583号は、乗員の着座位置、背もたれ角度、体格及び姿勢に 関する着座状況を検出する着座状況センサを備えた自動車用エアバッグシステム を開示する。エアバッグは、膨張時に最善の状態で乗員に接触するように、乗員 の着座状況に従って作動される。 米国特許第 4,984,651号は、安全ベルトの作用位置を検出するスイッチ部材を 備えた自動車用乗員抑制システムを開示する。エアバッグ及びベルトテンショナ は、安全ベルトの作用位置に応じて起動される。
【0006】 米国特許第 4,998,751号は、第2点火段階を遅らせる点火材を備えた2段式自 動車用エアバッグ膨張装置を開示する。この膨張装置は2つの隔室を備え、第2 隔室の点火材が第1隔室の点火材よりもゆっくりと燃焼する。 米国特許第 5,071,160号は、乗員の位置を検出するセンサを開示する。このセ ンサによれば、乗員に最適な保護をもたらすべくエアバッグを展開配置できる。
【0007】 米国特許第 3,672,699号は、乗員の在不在に応じてエアバッグの膨張を制御す る自動抑制システムを開示する。乗員が不在の場合、エアバッグは膨張されない 。 米国特許第 4,620,721号は、やはり運転者がシートベルトを使用しているか否 かに呼応可能なエアバッグシステムを開示する。前述のものとの違いは、運転者 のベルト使用状況に対応して閾値が異なる点にある。
【0008】 米国特許第 3,767,002号は、座席占有状況対応型のエアバッグ作動及び監視回 路を開示する。この回路は、エアバッグの膨張を制御する点火装置(すなわちス キブ)を発火させる前に乗員の存在を検出する。 米国特許第 3,966,224号は、エア増強型膨張装置を使用した多段階の膨張速度 を有するエアバッグシステムを開示する。この膨張装置は、種々の所定レベルの 強さの衝撃が生じたときに様々な方法で起動され、多様な膨張速度を実現する。
【0009】
本考案の目的は、従来のエアバッグ膨張システムで可能とされた範囲よりも広 範囲の衝突状況に亙って最適の機能を良好に発揮する、新規でかつ改良された多 段式エアバッグ膨張システムを提供することにある。 本考案の他の目的は、新規でかつ改良された多段式エアバッグ膨張装置を提供 することにある。
【0010】 本考案のさらに他の目的は、選択的に制御可能な性能特性を有して多段階のエ ネルギ吸収能力を呈示する、新規でかつ改良された多段式エアバッグ膨張装置を 提供することにある。 本考案のさらに他の目的は、エアバッグ膨張ガスの質量流量を処理して適時レ ベルの抑制能力を呈示できる、新規でかつ改良された多段式エアバッグ膨張シス テムを提供することにある。
【0011】
上記課題を解決するために、本考案は、互いに独立した複数の室を備え、各室 内にガス発生手段及び点火手段を収容したハウジングと、ハウジングに設けられ 、ハウジングを分割して複数の室を形成する内壁手段であって、それら複数の室 のうちの1つの室で生じるガス圧力に応答して破裂してそれら室間の流体流通を 可能にする脆弱部分を備えた内壁手段とを具備することを特徴とする多段式エア バッグ膨張装置を提供する。
【0012】 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、脆弱部分が、複 数の室のうちの他の室の点火手段が起動したときに他の室で生じるガス圧力に応 答して破裂することを防止するに充分な強度を有する多段式エアバッグ膨張装置 を提供する。 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、内壁手段が、脆 弱部分をその少なくとも一方の面で支持する支持手段を備える多段式エアバッグ 膨張装置を提供する。
【0013】 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、支持手段が、複 数の室間にガスを流通させる少なくとも1つの穴を備える多段式エアバッグ膨張 装置を提供する。 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、支持手段が、複 数の室間にガスを流通させる穴を備えた穴明き構造を有し、脆弱部分が、支持手 段から離れた側で脆弱部分の他方の面に形成される少なくとも1つの溝を備え、 溝が、1つの室で生じるガス圧力に応答して脆弱部分を破裂させる破断線を形成 する多段式エアバッグ膨張装置を提供する。
【0014】 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、支持手段が、脆 弱部分の一方の面に係合して、複数の室のうちの他の室で生じるガス圧力に応答 した破裂に抗して脆弱部分を支持する多段式エアバッグ膨張装置を提供する。 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、脆弱部分の一方 の面は平坦であり、溝は薄壁部分を形成して、一方の面に隣接して発生したガス 圧力に応答した脆弱部分の破裂を促進する多段式エアバッグ膨張装置を提供する 。
【0015】 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、内壁手段が、他 の室のガス発生手段が起動したときに生じる熱により、1つの室のガス発生手段 が起動されることを防止する熱絶縁手段を備える多段式エアバッグ膨張装置を提 供する。 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、内壁手段が、複 数の室間にガスを流通させる穴を有した構造的支持体を備え、熱絶縁手段は、支 持体の少なくとも一方の面に隣接支持される多段式エアバッグ膨張装置を提供す る。
【0016】 さらに本考案は、上記多段式エアバッグ膨張装置において、内壁手段の脆弱 部分は、熱絶縁手段から離れた側で支持体の他方の面に支持される多段式エアバ ッグ膨張装置を提供する。 このように、本考案による多段式エアバッグ膨張装置は、膨張されるエアバッ グに直接に開校する複数のガス放出口を備えたハウジングを備えることができる 。ハウジングは少なくとも2つの区画室を備え、各室は所定量のガス発生材と、 エアバッグを急速に膨張させるガス発生材点火装置とを収容できる。ハウジング には、区画室を画成する内壁構造が設けられる。内壁構造は脆弱部分を備え、こ の脆弱部分は、1つの室で生じたガス圧力に応答して破裂するが、他の室で生じ たガスによる破裂に対しては支持される。一方又は両方の室に配置された点火装 置が起動すると、一方又は両方の室から発生した所望量のガスがエアバッグを膨 張させる。複数の点火装置の点火の間の時間遅延は、識別された衝突形式に応じ て設定される。
【0017】
図1及び図2は、本考案の一実施形態による多段式エアバッグ膨張装置20を 示す。膨張装置20は、可変タイミング及び可変膨張レベルを供与するエアバッ グシステム10において使用される。特に膨張装置20は、感知された種々の状 況及び衝突強度に適合してエアバッグをマルチパルス式に展開配置できるもので ある。
【0018】 膨張装置20は、略円筒形の金属製ハウジング22を備える。ハウジング22 は、中空筒状の側壁24と、側壁24にその一端を閉鎖すべく一体形成された円 形端壁26と、側壁24の他端を閉鎖する環状端板28とを備える。環状端板2 8は、側壁24の開放他端に一体形成された径方向内側に延びる端部係止フラン ジ24aによって所定位置に支持される。係止フランジ24aの環状内面と、環 状端板28の外面の周縁部との間には、環状シールリング29が介在される。
【0019】 ハウジング22の内部は、内壁構造34によって少なくとも2つの独立した区 画室30、32に分割される。各室30、32は、それぞれに多数のガス放出口 30a、32aを備える。各放出口30a、32aは、それぞれ矢印A、Bで示 すように径方向外方へガスを誘導し、それらに連通すべく組み合わされたエアバ ッグ(図示せず)を急速に膨張させる。各室30、32の筒状側壁24の内面に は箔状シール板36が接着剤で添着され、ハウジング外部からの望ましくない汚 染物質の侵入に対し各放出口30a、32aにてハウジング22の内部を密閉す る。膨張装置の始動により各室30、32に内部ガス圧力が発生すると、シール 板36は容易に破裂して各放出口30a、32aを開放し、ガスを急激に放出し てエアバッグを膨張させる。
【0020】 各室30、32は、アジ化ナトリウムや他の材料から形成される多数のペレッ トないしウエハの形状を有する固形ガス発生材40の装薬を収容する。ガス発生 材(ペレット)40は、点火時にエアバッグ膨張用の比較的大量の無毒性ガスを 急速に生成する。各室30、32はさらに、金属製遮蔽部材、セラミック製多孔 部材又は他の形式の濾過媒体の1つ以上の層から形成される筒状ガスフィルタ4 2を備える。ガスフィルタ42は、多数のガス発生材40から生成されるガスが 各放出口30a、32aから放出される前に、このガスから高温スラグや粒状物 質を除去する。
【0021】 図示のように、第1室30は相対的に小さく、第2室32は相対的に大きい。 しかし、この比率は本考案の範囲内で変更できる。例えば図1に示すように、第 1室30は第2室32より小さくできる。また、第1室30と第2室32とが同 じ大きさでもよく、或いは第1室30が第2室32より大きくてもよい。 独立した燃焼室である第1室30は、端板28の中心穴28aに密に装着され た電気起動式点火管(すなわちスキブ)44を備える。スキブ44は、それを包 囲して端板28に取付けられた環状部材27により所定位置に保持される。スキ ブ44は、外方へ突出する複数の電気端子44aを備え、それら端子44aは端 子ソケット46を介して、後述する感知制御システムからの電気点火信号を送る 複数の電線48に接続される。またスキブ44は、BKNO3 等の点火増進材の容器 50を備えることができる。スキブ44がパルス信号により電気的に起動される と、点火作用が増進され、多数のガス発生材40が急激に点火されて所定量の膨 張ガスを生成し、エアバッグを急速に膨張させる。
【0022】 独立した燃焼室である第2室32は、もう1つのスキブ52を備える。スキブ 52は、コネクタ54及び複数の電線56を介して感知制御システムに接続され る複数の外部端子52aを備える。またスキブ52は、BKNO3 等の点火増進材の 容器58を備えることができる。スキブ52は、ハウジング22の一体形端壁2 6の中心穴26aに密に装着され、それを包囲して端壁26に取付けられた環状 部材31により所定位置に保持される。
【0023】 ハウジング22内を第1室30と第2室32とに分割する隔壁である内壁構造 34は、金属製の強固な環状支持部材60を備える。支持部材60の外縁部は、 ハウジング22の筒状側壁24の内面に形成された肩面24bに、スナップ式に 取付けられるか、或いは固定される。支持部材60は中心穴60aを備える。中 心穴60aは、第1室30のガス発生材40の発火時に、ガス圧力が金属製の薄 い円形破裂板62に伝わってそれを突き破ること(図2)を可能にする。
【0024】 環状支持部材60の中心穴60aが比較的小径であるので、第2室32のガス 発生材40の発火時に、破裂板62は破られず、第1室30との間の圧力伝達を 許容せずに第2室32内の圧力を維持する(図1)。破裂板62の背面が比較的 大きな面積を有するので、破裂板62は第1室30のガス発生材40の発火時の ガス圧力によって破られる。そこで第1室30からの高温ガスは、中心穴60a 及び破裂した破裂板62を通って流れ、第2室32のガス発生材40に点火する 。熱絶縁材層64は、ガス不浸透性でなくてもよく、僅かな機械的支持作用を有 するものであるが、第1室30内で支持部材60に添設されて第1室30と第2 室32との間を熱絶縁し、第2室32のガス発生材40の点火により生じた熱が 第1室30のガス発生材40を発火させることを防止する。第1室30と第2室 32とが同一寸法であるか、又は第1室30が第2室32より大きい場合は、破 裂板62は第1室30内に配置できる。
【0025】 図3に示すように、破裂板62の図2で右手の面には複数の切込線又は溝62 aが設けられ、それにより、第1室30内のガス圧力が第2室内よりも大きくな ったときの破裂板62の破裂が促進される。このような状況は、スキブ44が最 初に起動されて、第2室32内のガス発生材40の点火よりも先に第1室30内 のガス発生材40がガスを生成する場合に起こる。第1室30内の高いガス圧力 は、熱絶縁材層64を透過又は突き破って移動し、環状支持部材60の中心穴6 0aを通って破裂板62の背面全体に達し、破裂板62を撓ませ(図2に破線で 示す)、最終的に図示のように突き破る。破裂板62の破裂は、弱め溝62aに より、また第2室32に破裂板62の構造的支持が無いので、促進される。
【0026】 第1室30のガス発生材40から生じた高温の燃焼生成物は、図2に矢印Cで 示すように第2室32内に進入し、内壁構造34に隣接配置されたガス発生材4 0aを発火させる。この作用は、結果として第2室32内の全てのガス発生材4 0を発火させ、最大量のガスを生成する。このとき、第1室30のガス発生材4 0の最初の発火と、第2室32のガス発生材40a、40の発火による次の発火 パルスとの間に、時間遅延が生じる。
【0027】 破裂板62の破裂をさらに促進させるために、大形の第2室32内に、破裂板 62から離れて円形スペーサ65を設置できる。スペーサ65は、ガス発生材4 0が破裂板62に直接に押し付けられて小形の第1室30からのガス圧力による 破裂作用に抗して破裂板62を支持することを防止する。スペーサ65は、それ 自体比較的脆弱であり、第1室30からのガス圧力により破裂する破裂板62に よって容易に突き破られる。
【0028】 最初に第2室32内のスキブ52を起動する場合は、第2室32で生じたガス 圧力は、破裂板62が図1の左側で支持部材60により充分に支持されているの で、破裂板62を破壊して第1室30にガスを流入させるには足りない。しかも 、第2室32内の燃焼過程で生じる熱は、熱絶縁材層64の存在により、第1室 30のガス発生材40を発火させることができない。
【0029】 第2室32の最初の発火が始まった後、第1室30のガス発生材40は、スキ ブ44に送られる電気パルス信号によって要求されたときに点火できる。各スキ ブ52、44への点火信号の出力タイミングは、エアバッグの所望のパルス式膨 張特性を得るべく、後述する感知制御システムによって選択的に制御できる。 図4は、エアバッグシステム10をブロック線図表示で示す。エアバッグシス テム10は、電気制御装置100、電源102、及び電気制御装置100に接続 される多段センサブロック104で表示される複数のセンサを備える。電気制御 装置100は、図5に示す制御機能を遂行すべく適当にプログラムされる。一組 の電力ステージ/モニタブロック106、108は、電気制御装置100及び電 源102に接続されるとともに、それぞれ電線48、56を介して、点火制御器 であるスキブ44、52に接続される。電力ステージ/モニタブロック106、 108は、スキブ44、52にエネルギを供給できる。電力ステージ/モニタブ ロック106、108に含まれるモニタ機能は、電力ステージ及びその後段のス キブ44、52の停止モードを監視する。多段センサ104は、加速度センサ、 運転者側温度センサ、乗員側温度センサ、運転者側バックルスイッチ、乗員側バ ックルスイッチ、運転者側脱座センサ、乗員側脱座センサ、及び選択的な乗員側 着座センサを含むことが有利である。
【0030】 参考までに、米国特許第 5,411,289号(発行日1995年5月2日、出願日1993年 10月29日)は、電気制御装置、電源、及び上述したような多段センサを備え、複 数レベルのガス発生源に連結される自動車要エアバッグシステムを開示する。 図5は、電気制御装置100によって遂行される連続ステップを示すフローチ ャートである。連続動作は、電気制御装置100が多段センサ104を監視する ことにより開始される(ブロック400)。電気制御装置100は、監視したセ ンサの入力信号により、衝突の発生を識別する(判断ブロック402)。判断ブ ロック402で衝突が確認されると、電気制御装置100は車両の速度変化を測 定する(ブロック404)。次いで電気制御装置100は、衝突強度又は衝突形 式を識別する(ブロック406)。次に電気制御装置100は、スキブ1、2( それぞれスキブ44、52に対応する)の両方を起動すなわち点火すべきか否か を決定する(判断ブロック408)。両スキブを点火すべきことが決定されると 、電気制御装置100はスキブ1を点火し(ブロック410)、選定された時間 遅延値を確認する(ブロック412)。例えば50ミリ秒以下で選定された時間 遅延の後、電気制御装置100はスキブ2を点火する(ブロック414)。
【0031】 他方、判断ブロック408で両スキブ1、2を点火する必要がないと決定され ると、電気制御装置100はいずれのスキブ1又は2を点火すべきかを決定する (判断ブロック416)。スキブ2が適当な点火制御器であると認定されたとき には、電気制御装置100は認定されたスキブ2を点火する(ブロック418) 。また、スキブ1が適当な点火制御器であると認定されたときには、電気制御装 置100は認定されたスキブ1を点火する(ブロック420)。
【0032】 以上、本考案をその実施形態により説明したが、本考案はそれに限定されず、 実用新案登録請求の範囲の記載から逸脱することなく、様々な修正および変更を 成し得るものである。
【図1】本考案の実施形態による多段式エアバッグ膨張
装置を、一方の区画室のガス発生材のみが発火してエア
バッグを膨張させる最小ガス流が生じている作動状態で
示す断面図である。
装置を、一方の区画室のガス発生材のみが発火してエア
バッグを膨張させる最小ガス流が生じている作動状態で
示す断面図である。
【図2】図1に対応する断面図で、両方の区画室のガス
発生材が発火して最大ガス流が生じている他の作動状態
で示す。
発生材が発火して最大ガス流が生じている他の作動状態
で示す。
【図3】図1の線3−3に沿った断面図である。
【図4】図1のエアバッグ膨張装置とともに使用される
エアバッグシステムのブロック線図である。
エアバッグシステムのブロック線図である。
【図5】図4のエアバッグシステムにおける電気制御装
置によって遂行される連続ステップを示すフローチャー
トである。
置によって遂行される連続ステップを示すフローチャー
トである。
20…多段式エアバッグ膨張装置 22…ハウジング 30…第1室 32…第2室 34…内壁構造 40…ガス発生材 44、52…スキブ 60…支持部材 62…破裂板 65…スペーサ
Claims (10)
- 【請求項1】 互いに独立した複数の室を備え、各室内
にガス発生手段及び点火手段を収容したハウジングと、 前記ハウジングに設けられ、該ハウジングを分割して前
記複数の室を形成する内壁手段であって、それら複数の
室のうちの1つの室で生じるガス圧力に応答して破裂し
てそれら室間の流体流通を可能にする脆弱部分を備えた
内壁手段と、を具備することを特徴とする多段式エアバ
ッグ膨張装置。 - 【請求項2】 前記脆弱部分は、前記複数の室のうちの
他の室の前記点火手段が起動したときに該他の室で生じ
るガス圧力に応答して破裂することを防止するに充分な
強度を有する請求項1に記載の多段式エアバッグ膨張装
置。 - 【請求項3】 前記内壁手段は、前記脆弱部分を該脆弱
部分の少なくとも一方の面で支持する支持手段を備える
請求項1に記載の多段式エアバッグ膨張装置。 - 【請求項4】 前記支持手段は、前記複数の室間にガス
を流通させる少なくとも1つの穴を備える請求項3に記
載の多段式エアバッグ膨張装置。 - 【請求項5】 前記支持手段は、前記複数の室間にガス
を流通させる穴を備えた穴明き構造を有し、前記脆弱部
分は、該支持手段から離れた側で該脆弱部分の他方の面
に形成される少なくとも1つの溝を備え、該溝が、前記
1つの室で生じるガス圧力に応答して該脆弱部分を破裂
させる破断線を形成する請求項3に記載の多段式エアバ
ッグ膨張装置。 - 【請求項6】 前記支持手段は、前記脆弱部分の前記一
方の面に係合して、前記複数の室のうちの他の室で生じ
るガス圧力に応答した破裂に抗して該脆弱部分を支持す
る請求項5に記載の多段式エアバッグ膨張装置。 - 【請求項7】 前記脆弱部分の前記一方の面は平坦であ
り、前記溝は薄壁部分を形成して、該一方の面に隣接し
て発生したガス圧力に応答した該脆弱部分の破裂を促進
する請求項6に記載の多段式エアバッグ膨張装置。 - 【請求項8】 前記内壁手段は、他の前記室の前記ガス
発生手段が起動したときに生じる熱により、1つの前記
室の前記ガス発生手段が起動されることを防止する熱絶
縁手段を備える請求項1に記載の多段式エアバッグ膨張
装置。 - 【請求項9】 前記内壁手段は、前記複数の室間にガス
を流通させる穴を有した構造的支持体を備え、前記熱絶
縁手段は、該支持体の少なくとも一方の面に隣接支持さ
れる請求項8に記載の多段式エアバッグ膨張装置。 - 【請求項10】 前記内壁手段の前記脆弱部分は、前記
熱絶縁手段から離れた側で前記支持体の他方の面に支持
される請求項9に記載の多段式エアバッグ膨張装置。
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