JP3035721U - エアバッグ膨張用ガスの供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド型インフレータの性能を全般的
に向上させ得るエアバッグ膨張用ガスの供給装置を提供
する。 【解決手段】 ガス供給源は、ガス出口とディフューザ
１６とを有する容器１２の中にガスを貯蔵し、ディフュ
ーザのガス出口開口を画成する手段は、ガス供給源から
エアバッグにガスを流れさせ、シリンダ３２の中に摺動
可能に収容されてバネ付勢されたピストン６０を含むバ
ルブ手段３０は、ガス出口開口を通るガスの流れを制御
し、該ピストン６０は、湾曲円錐状の尖端部分を有し、
ガスの流れは、該ピストン６０を所定方向に移動させ
て、ガス出口開口を通るガスの流れを増大させ、該バル
ブ手段３０は、該ピストン６０を付勢する作動経路上に
配設したバネ７０を含む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、ハイブリッド型のエアバッグインフレータに関し、更に詳細には、 インフレータからのガスの流速を制御する、エアバッグ膨張用ガスの供給装置に 関する。 尚、本出願は、『連続可変制御型オリフィスインフレータ（Continuously Var iable Controlled Orifice Inflator ）』という名称の出願日同一、発明者同一 の米国出願シリアルナンバー08/529,181号（モートン社：Doket No. 2531-21-00 ）に関係する。

【０００２】

【従来の技術と考案が解決しようとする課題】

通常のエアバッグインフレータ拘束装置は、エアバッグと、エアバッグを膨張 させるためにガスを供給するインフレータとを含む。ハイブリッド型のエアバッ グ、すなわち、貯蔵ガス強化型インフレータ装置においては、インフレータ内に は、所定圧で所定量のガスが貯蔵される。インフレータ作動時には、解放された ガスは、膨張動作を行わせるためにエアバッグに導入される。エアバッグを具え た車両用拘束装置においては、所定時の所定膨張量を確保するために、エアバッ グの作動圧のタイミングと程度とを制御することが望ましい。エアバッグ内への ガスの流速を制御することは、エアバッグの膨張を制御することである。一般的 に、インフレータからのガスの流れを制御するために、バルブ装置が使用される 。米国特許第3,638,964 号は、エアバッグへのガスの排出を制御するための可動 部材を開示している。所定量のシリコーンオイル又はグリースは、出口を通して 供給され、可動部材の動きを遅延制御する。米国特許第5,195,777 号は、インフ レータから出るガスの流れを制御するためのバルブ組立体を開示している。この バルブ組立体は、シリンダの中に摺動自在に受容されたピストンと、シリンダ内 のピストンの動きを制御するためにピストンの動作経路上に配設した圧壊可能な ハニカム構造、とを含む。

【０００３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、膨張型の車両用エアバッグ拘束システムの装置に向けられている。 本装置は、ディフューザ領域を包含するガス発生器と、該ディフューザ領域に制 御したガス出口開口オリフィスを画成する手段、とを含んでおり、該ディフュー ザ領域においては、ガスは、向きを変え、エアバッグ膨張のためにガス発生器か ら流出する。このガス出口開口オリフィスを画成する手段は、ガス発生器からガ スが出るディフューザ領域に配置した、非線形の、すなわち湾曲した円錐状の尖 端部分を具えたピストンを含む。ピストンは、制御オリフィスに対するピストン 及び尖端部分の動きを可能にする適当なスプリング様の部材で付勢される。ピス トン及び尖端部分が生じたガスからの圧力の下で移動するので、尖端部分は、制 御オリフィスから引き離されて、流れ領域が開き、これにより、連続的に変化す る形式で、可能ならば非変化形式で、オリフィスの流れ断面積が変化する。バネ の剛性及び尖端部分の寸法・形状は、線形もしくは非線形の、ガス発生圧力と流 れ領域との間の所定の関係を実現し得るように設計され得る。これにより、非線 形バネや類似のバネのような精巧なものと比較して、普通のバネの使用が可能で ある。ガス発生器からの流速及び作動圧は、制御オリフィスの流れ領域に直接依 存する。ガス発生器がより高い作動温度に遭遇した場合、燃焼率及び圧力は、増 大する傾向にある。ピストン制御式オリフィスは、制御オリフィスの広がりによ る圧力上昇を減少させ、これにより、温度の関数としてのガス発生器の性能が平 等化される。そのような現象は、圧力及び燃焼率が低い場合の低温作動中でも起 きる。このような条件の下で、狭い流れ領域が広がり、火工技術的な燃焼によっ て高圧が発生される。従って、インフレータは、温度範囲全般について相当に均 一に機能する。バネは、初期においては、所定の調整パラメータの獲得のために 、付加状態で配置される、すなわち、遅延状態を得るために付勢されるように配 置される。

【０００４】

【考案の実施の形態】

本考案は、エアバッグインフレータに関し、更に詳細には、車両の乗員を保護 するためにエアバッグを膨張させるためのインフレータに関する。本考案は、様 々のインフレータ構造に適用可能である。本考案の一実施態様として、図１は、 車両の乗員を保護するために（図示しない）エアバッグを膨張させるためのイン フレータ１０を図示している。インフレータ１０は、通常所定圧でインフレータ 容器の中に所定量のガスを充填して成る強化型インフレータである。該インフレ ータは、容器内に収容した所定量の可燃性材料とイニシエータとを含む。インフ レータの作動時において、イニシエータは、可燃性材料を発火させ、これにより 熱が発生し、容器内の貯蔵ガスの圧力が上昇する。また、可燃性材料は、容器内 の貯蔵ガスを増大させるように別のガスを発生させる。貯蔵ガスと可燃性材料に よって発生するガスとは、エアバッグに導入されてエアバッグを膨張させる。尚 、本考案が、このような強化型インフレータではない、ガス発生用の可燃性材料 のみを用いるタイプのインフレータにも適用可能である、ということは言うまで もない。

【０００５】 インフレータ１０は、容器１２の中に所定圧の所定量の貯蔵ガスを含む。好ま しくは該ガスは、アルゴンであるが、窒素や空気等の他のガスでもよい。容器１ ２は、ハウジング１４と、取付けボス１８を介してハウジング１４に取着したデ ィフューザ１６とを含む。ディフューザ１６、取付けボス１８、及びハウジング １４は、相互に溶着される。イニシエータ組立体２０は、イニシエータと、所定 量の可燃性のガス発生材料とを含んでおり、容器１２の中の一方の端部の近傍に 配設される。破裂ディスク２２は、取付けボス１８の開口２４をシールする。デ ィフューザ１６は、半径方向に穴４０を具えたカップ形状を有しており、インフ レータからエアバッグにガスを導く。

【０００６】 インフレータ１０は、インフレータから出るガスの流れを制御するバルブ組立 体３０を含む。バルブ組立体３０は、ディフューザ１６の一部として形成された シリンダ３２を含む。シリンダ３２は、取付けボス１８の半径方向延出部分３４ から軸線方向外方に延びている。シリンダ３２は、円筒状の外面３６（図２）と 円筒状の内面３８とを有しており、その間を結ぶように複数個の半径方向のガス 出口開口４０が設けられる。

【０００７】 ピストンガイド５０は、シリンダ３２に取付けられる。ピストンガイド５０は 、半径方向に延びる基部５２と、基部５２から軸線方向に突出するガイドピン５ ４とを含む。ガイドピン５４は、シリンダ３２の内面３８に平行に延びる円筒状 の外面５６を有する。シリンダ３２の中には、ピストン６０が配設される。ピス トン６０は、破裂ディスク２２に対して軸線方向内方に向いている、半径方向に 延びるような台形状すなわち湾曲した軸針型の尖端面（pintle surface）６２を 含む。尖端面６２は、非線形の流量制御を可能にする、流れ領域とシリンダ圧と の間の一般的関係を提供するように形成することができる。また、ピストン６０ は、ピストンガイド５０の基部５２に対して軸線方向外方に向いている半径方向 延出面６４を含む。ピストン６０は、シリンダ３２の内面３８と摺動係合する円 筒状の外面６６と、ガイドピン５４の貫通する中央開口を画成する円筒状の内面 ６８、とを含む。

【０００８】 シリンダ３２の中には、コイルバネ７０が配設される。バネの製造材料は、限 定されるべきではない。ディフューザに対するバネ及びピストンの動きを可能に するバネ７０の製造材料としては、一般的に使用されるバネ鋼、真ちゅう等が採 用可能である。円筒状のコイルバネが図示されているが、円錐状のコイルバネも 採用可能である。

【０００９】 バネ７０の軸方向内方側の端部７２は、ピストン６０の面６４に当接している 。バネ７０の軸方向外方側の端部７４は、ピストンガイド５０の基部５２に当接 している。典型的な場合としては、ガイドピン５４とバネ７０とピストン６０が ディフューザ１６に組み込まれる。次いで、ディフューザ１６は、取付けボス１ ８の肩部２６に配置され、ディフューザは、通常の溶接作業によって取付けボス １８に溶着される。取付けボス１８は、図１に示すように、先ずハウジング１４ に溶着される。バネの僅かな量の予圧は、緩んだ部品のガタをなくすのに望まし い。好ましくは予圧量は、所定の適用における特性を充足するためのインフレー タ性能を仕立てるのを可能にする調節可能なパラメータとして利用できる。

【００１０】 図２は、インフレータ１０の作動前の第１段階のバルブ組立体３０の要部を示 している。破裂ディスク２２は、容器内にガスを完全に保持させている。ピスト ン６０は、ガス出口開口４０と開口２４との間のシリンダ３２の軸方向内方側の 端部に配設されている。バネ７０は、ピストンガイド５０の基部５２とピストン ６０との間に配設されている。

【００１１】 インフレータ１０の作動時において、イニシエータ組立体２０は、容器１２内 のガスを加熱して圧力を上昇させる。また、イニシエータ組立体２０は、容器１ ２内の貯蔵ガスを強化（補助）するために、別のガスを発生させる。容器１２内 のガス圧が所定レベルになると、破裂ディスク２２は、図３に示したように破裂 する。ガスは、ピストン６０の面６２に接触し、これにより、ピストン６０は、 所定方向に、すなわち、図２に示す位置から図３に示す位置に移動する。ピスト ン６０の軸針型の尖端部（pintle）は、その変更例として、内部の燃焼圧に耐え るためではなくて、むしろ破裂ディスク２２を破裂させるために使用することが できる。このことは、ガス発生器（インフレータ）の点火と独立させることがで きるので、インフレータ内の圧力の上昇速度は、容易に設定可能である。

【００１２】 バネ７０は、ピストン６０の移動経路上に配設され、バネ７０のコイルは、該 移動経路を横断する方向に配向される。バネ７０は、ピストン６０の動きを完全 に止めない程度に制限・弛緩させる。バネ７０の上を移動するピストン６０によ って生じる力は、該ピストンとピストンガイドの基部５２との間でバネを圧縮さ せる。バネ７０は、軸方向内方側の面７２から軸方向外方側の面７４に張設され る。ピストン６０がシリンダ３２内における動きを完了したときに、バネ７０は 、図３に示すような圧縮状態になる。

【００１３】 ピストン６０がシリンダ３２内を動くので、円錐状に湾曲した尖端部分は、オ リフィス２４に出入し、これにより、オリフィスの流れ断面積（cross-sectiona l flow area ）が変化する。容器１２からのガスは、開口２４を通り、ガス出口 開口４０を通る。次いで、ガスは、エアバッグ（図示せず）の中に流入し、エア バッグを膨張させる。好ましくは、ピストンの尖端部分（pintle portion）は、 流量の非線形制御を可能にする流れ領域と容器（ボトル）との間の一般的関係を 得ることができるように形成することができる。

【００１４】 ピストン６０がシリンダ３２内を移動するので、ピストン６０は、ガス出口開 口４０を通したガス排出領域を量的に増大させる。ピストン６０の移動速度は、 バネ７０によって制御される。ピストン６０と尖端部分がシリンダ３２内を移動 するので、バネは、ピストンの動きに抵抗する。バネの圧縮比を制御するため、 従って、シリンダ３２内のピストン６０及び尖端部分の動く速度を制御するため 、他のバネ構造を採用することができる。バネや尖端部分の寸法・形状等を適当 に選定することにより、インフレータ１０からエアバッグに至るガスの流速を制 御することができる。本考案は、作動温度及び貯蔵温度の関数とする性能を平等 化する制御可能な可変領域を有したオリフィスという特徴・利点を有する。

【００１５】 バネは、全燃焼過程を通して燃焼動作に影響を及ぼすように線形的に作用する 。バネがピストンの動きに抵抗するが、圧力が変化し始めたとき、ピストンがオ リフィス２４に向かって後退し、インフレータから出る流量が変化する。この結 果、インフレータの圧力が、一定の制御オリフィス領域を具えた場合より高くな り、依って、燃焼が促進される。相当に一定の圧力で所定時間保持することがで き、ピーク圧の後において性能がより向上し、インフレータ圧力がより迅速に減 少する。更に、本装置は、中立燃焼特性（neutral-burn characteristics）を実 現するための火工技術に基づく簡略化形状の適用を可能にする。本考案のバネ付 勢装置は、ピークのインフレータ圧力時のみに特性に影響する米国特許第5,195, 777 号の装置のような従来装置と比較して、全燃焼過程において特性に良好な影 響を及ぼす。

【００１６】 上述した記載から理解され得るように、当業者は、本考案の様々の改善、変更 、更新等を実施できる。斯かる改善等は、実用新案登録請求の範囲の内容に包含 され得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を具現化したインフレータの長手断面図
である。

【図２】閉じた位置にあるバルブ組立体を示している図
１の要部拡大図である。

【図３】開いた位置にあるバルブ組立体を示している図
１の要部拡大図である。

【符号の説明】

１０…インフレータ １２…容器 １４…ハウジング １６…ディフューザ １８…取付けボス ２０…イニシエータ組立体 ２２…破裂ディスク ３０…バルブ組立体 ３２…シリンダ ５０…ピストンガイド ５４…ガイドピン ７０…バネ

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアバッグ膨張用ガスの供給装置であっ
   て、 ガス供給源は、ガス出口を有する容器の中に所定圧でガ
   スを貯蔵して成り、 該容器は、該容器のガス出口に取着された円筒状のディ
   フューザを含み、 ディフューザのガス出口開口を画成する手段は、エアバ
   ッグを膨張させるために、ガス供給源からエアバッグに
   ガスが流れるのを可能にし、 バルブ手段は、ディフューザのガス出口開口を通るガス
   の流れを制御し、 該バルブ手段は、シリンダの中に摺動可能に収容され、
   バネ付勢され得るピストンを含み、 該ピストンは、非線形面から成る湾曲した円錐状の尖端
   部分をその一部として有しており、ガスの流れは、該ピ
   ストンを所定方向に移動させて、ガス出口開口を通るガ
   スの流れを増大させ、 該バルブ手段は、シリンダ内の該ピストンの動きを制御
   するために、該ピストンの作動経路上に配設したバネを
   含むことを特徴とするエアバッグ膨張用ガスの供給装
   置。
2. 【請求項２】 前記ピストンの尖端部分は、流量の非線
   形制御を可能にする、流れ断面積と容器圧との一般的関
   係を提供し得るような形状に形成されることを特徴とす
   る請求項１記載のエアバッグ膨張用ガスの供給装置。
3. 【請求項３】 前記ディフューザは、前記ピストンの動
   作経路を画成する長手方向延出壁を含み、 前記ディフューザは、前記ガス出口開口の形成される軸
   方向内方側のシリンダ部分を含み、 前記ピストンは、装置作動前に、軸方向内方側のシリン
   ダ部分の中の第１の位置に位置し、 前記シリンダは、前記バネの配設される軸方向外方側の
   シリンダ部分を含み、 前記ピストンは、ガスの作用により、第１の位置から軸
   方向外方側のシリンダ部分に少なくとも部分的に入った
   第２の位置に、前記所定方向に、バネの抵抗に拮抗しな
   がら移動することを特徴とする請求項１記載のエアバッ
   グ膨張用ガスの供給装置。
4. 【請求項４】 前記ピストンは、軸方向に延びる中央開
   口を有する環状を呈し、 前記バネは、軸方向に延びる中央開口を有するヘリカル
   スプリングであり、 前記ディフューザは、端部に配設したピストンガイド基
   部に固定したガイドピンを有し、 該ガイドピンは、ディフューザ内の前記ピストンの動き
   を案内するため、前記バネの中央開口と前記ピストンの
   中央開口とを通るように延びていることを特徴とする請
   求項２記載のエアバッグ膨張用ガスの供給装置。
5. 【請求項５】 前記バネは、前記所定方向を横断する方
   向に延びる複数個のコイルから成るヘリカルスプリング
   であり、 前記コイルの軸方向内方側のコイルは、ピストンに当接
   し、 前記コイルの軸方向外方側のコイルは、ピストンガイド
   基部に当接し、 前記コイルは、前記所定方向に動くピストンの作用によ
   り圧縮されることを特徴とする請求項４記載のエアバッ
   グ膨張用ガスの供給装置。
6. 【請求項６】 前記バネは、円錐状のヘリカルスプリン
   グであることを特徴とする請求項３記載のエアバッグ膨
   張用ガスの供給装置。