JP3035831U - エアバッグのインフレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアバッグへのガス流量を制御可能なインフ
レータを提供する。 【解決手段】 インフレータ１０は、所定量のガスを圧
力下で容器１２内に収容し、容器１２のハウジング１４
に取付けられるデフューザ１６と、放出ガス流を制御す
る弁組体３０とを備える。弁組体３０のシリンダ３２に
は、複数のガス放出口４０が貫設される。シリンダ３２
内には、コイルばね７０によって付勢されるピストン６
０が配置される。インフレータ１０が始動すると、ガス
がピストン６０をコイルばね７０に抗して移動させる。
ピストン６０の移動に従い、ガス放出口４０が露出され
る。ピストン６０の移動速度はコイルばね７０によって
制御される。したがって、適当なばねを選択することに
より、インフレータ１０からエアバッグへのガス流量を
制御することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、エアバッグのハイブリッド型インフレータに関し、特に、ハイブリ ッド型エアバッグインフレータからのガス流量を制御するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

エアバッグ膨張式の拘束システムは一般に、エアバッグとエアバッグを膨張さ せるガスを供給するインフレータとを備える。ハイブリッド型エアバッグインフ レータシステム、すなわち貯蔵ガス加増型のインフレータシステムでは、所定量 のガスがインフレータ内に圧力下で貯蔵される。インフレータの作動時には、こ のガスはエアバッグ内に向けて放出され、エアバッグを膨張させる。エアバッグ を備えた乗物用拘束システムでは、エアバッグ内の動作圧力を制御して、所望時 間で所望量の膨張を確保することが望まれる。エアバッグへのガス流量を制御す ることにより、エアバッグ膨張動作が制御される。インフレータからのガス流を 制御するために、弁装置が典型的に使用される。米国特許第 3,638,964号は、エ アバッグ内へのガスの放出を制御するための可動部材を開示する。所定量のシリ コーン油又はシリコーングリースが、出口を通して押し出され、可動部材の動作 を遅延させることにより制御する。米国特許第 5,195,777号は、インフレータか ら出るガス流を制御するための弁組体を開示する。この弁組体は、シリンダに摺 動可能に受容されるピストンと、ピストンの移動経路内に配置されてシリンダ内 でのピストンの動作を制御する圧壊可能なハニカム体とを備える。

【０００３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、乗物用のエアバッグ拘束装置の膨張に使用される装置を提供する。 この装置は、デフューザ領域と、このデフューザ領域に制御（絞り）可能な複数 のガス放出口（制御オリフィス）を画成する手段とを有したガス発生装置（イン フレータ）を具備し、ガス発生装置から放出されたガスがエアバッグを膨張させ るものである。ガス放出口を画成する手段は、ガス発生装置からガスを放出する デフューザ領域に配置されたピストンを備える。ピストンは、デフューザに対す る相対動作が可能なあらゆるばね状部材によりばね付勢される。生成されたガス によりピストンが圧力下で移動すると、ピストンは流れ面積を露出する制御オリ フィス群を通過して摺動し、それにより連続可変の範囲に亙って制御オリフィス 群の流れ断面積を変化させる。ガス発生装置からの動作圧力及び質量流量は、制 御オリフィス群の流れ面積に直接に依存する。ガス発生装置がさらに高い動作温 度に到ると、燃焼速度及び圧力が上昇する傾向にある。ピストンにより制御され るオリフィス群は、それら自体を露出させることにより、そのような圧力上昇を 低減させ、それにより温度の影響下でのガス発生装置の性能を均一化する。同様 の挙動は、圧力及び燃焼速度が低い冷間動作においても生じる。そのような状態 では、より小さな流れ面積が露出されるので、火工式の燃焼により圧力が上昇す る。したがって本考案のインフレータは、冷間発射よりも雰囲気発射のように作 動する。特定の調整パラメータを得るために、さらに遅延を生じさせるべくばね に予荷重を加えることができる。

【０００４】 すなわち、実用新案登録請求の範囲の請求項１に記載の本考案によれば、エア バッグを膨張させるガスを供給するインフレータであって、ガス放出端及びガス 放出端に添着されるシリンダの形状を有したデフューザを備えた容器内に、圧力 下で貯蔵されるガス生成源と、デフューザにガス放出口を画成して、ガス生成源 からエアバッグ内へのガス流によりエアバッグを膨張できるようにする手段と、 デフューザのガス放出口を通るガス流を制御する弁手段とを具備し、弁手段は、 シリンダ内に摺動可能に収容されるピストンと、ピストンの移動経路内に配置さ れてシリンダ内でのピストンの移動を制御するばねとを具備し、ピストンは、径 方向に広がる第１表面を有し、ガス流が第１表面に衝突してピストンを第１方向 へ移動させることによりガス放出口を通るガス流を増加させること、を特徴とす るインフレータが提供される。

【０００５】 また請求項２に記載の本考案は、請求項１に記載のインフレータにおいて、デ フューザが、ピストンの移動経路を規定する長手方向壁からなり、デフューザが 、ガス放出口を設けた軸方向内側のシリンダ部分を備え、ピストンが、インフレ ータの始動前にシリンダ部分の第１位置に配置され、デフューザが、ばねを配置 した軸方向外側部分を備え、ガスが、ピストンをばねの抵抗に抗して第１方向に 第１位置から第２位置へ、デフューザの軸方向外側部分に少なくとも部分的にピ ストンを移動させるように構成されたインフレータを提供する。

【０００６】 請求項３に記載の本考案は、請求項２に記載のインフレータにおいて、ピスト ンが、軸方向へ延びる中心孔を有した環状体の形状を有し、ばねが、軸方向へ延 びる中心開口を有したコイルばねであり、デフューザが、デフューザの端部に設 置されるピストンガイド基部に固定されたガイドピンを備え、ガイドピンが、ピ ストンの中心孔及びばねの中心開口を貫通して延びて、デフューザ内でのピスト ンの移動を案内するように構成されたインフレータを提供する。

【０００７】 請求項４に記載の本考案は、請求項３に記載のインフレータにおいて、ばねが 、第１方向を横断して延びる複数のコイルを有し、軸方向内側のコイルがピスト ンに当接されるとともに、軸方向外側のコイルがピストンガイド基部に当接され 、第１方向へのピストンの移動により複数のコイルが圧縮されるように構成され たインフレータを提供する。

【０００８】 請求項５に記載の本考案は、請求項３に記載のインフレータにおいて、ばねが 円錐コイルばねであるインフレータを提供する。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下、添付図面を参照して、本考案をその実施形態に基づき詳細に説明する。 本考案は、エアバッグインフレータに関し、特に、エアバッグを膨張させて乗 物の乗員を保護するためのインフレータに関する。本考案は様々なインフレータ 構造に適用できる。図１は、エアバッグ（図示せず）を膨張させて乗物の乗員を 保護するための本考案の一実施形態によるインフレータ１０を示す。インフレー タ１０は、加増型のインフレータであり、インフレータの容器に通常は圧力下で 貯蔵される所定量のガスを有する。インフレータ１０は、起爆材及び所定量の可 燃性物質を容器内に収容して備える。インフレータの始動時には、起爆材は可燃 性物質を発火させ、可燃性物質が発熱して容器内に貯蔵されたガスの圧力を上昇 させる。可燃性物質はまた、追加のガスを発生して、容器内に貯蔵されたガスを 加増する。貯蔵ガス及び可燃性物質から生じたガスは、エアバッグ内に導入され てエアバッグを膨張させる。本考案は、このような加増型インフレータではなく 、ガス生成用の可燃性物質のみを使用するインフレータにおいても実施できるこ とは理解されるべきである。

【００１０】 インフレータ１０は、所定量のガスを圧力下で容器１２内に備える。このガス は好ましくはアルゴンであるが、窒素や空気等の他のガスを使用することもでき る。容器１２はハウジング１４と、取付ボス１８によってハウジング１４に取付 けられるデフューザ１６とを備える。デフューザ１６、取付ボス１８及びハウジ ング１４は、一体に溶接される。起爆装置２０は、起爆材及び所定量の可燃性ガ ス発生材を備えて、容器１２の一端に隣接して容器１２内に配置される。破裂板 ２２は、取付ボス１８の穴２４を封鎖する。デフューザ１６は、複数の径方向ガ ス放出口（制御オリフィス）４０を備えたカップ形状を有し、インフレータから のガスをエアバッグ内に案内する。

【００１１】 インフレータ１０は、インフレータから放出されるガス流を制御するための弁 組体３０を備える。弁組体３０は、デフューザ１６の一部分を構成するシリンダ ３２を備える。シリンダ３２は、取付ボス１８の径方向延長部分３４から軸方向 外方へ延設される。シリンダ３２は円筒状外面３６と円筒状内面３８とを備え、 それら内外面の間に複数の径方向ガス放出口４０が延設される。

【００１２】 シリンダ３２内にはピストンガイド５０が固定される。ピストンガイド５０は 、径方向へ延びる基部５２と、基部５２から軸方向へ突設されるガイドピン５４ とを備える。ガイドピン５４は、シリンダ３２の円筒状内面３８に平行に延びる 円筒状外面５６を備える。 シリンダ３２内にはピストン６０が配置される。ピストン６０は、破裂板２２ に軸方向内向きに対面する径方向へ広がる表面６２を備える。ピストン６０はさ らに、ピストンガイド５０の基部５２に軸方向外向きに対面する径方向へ広がる 表面６４を備える。ピストン６０は、シリンダ３２の円筒状内面３８に摺動式に 係合する円筒状外面６６と、ガイドピン５４を貫通させる中心穴を画成する円筒 状内面６８とを備える。

【００１３】 シリンダ３２内にはコイルばね７０が配置される。コイルばね７０の材料は重 要ではない。典型的にばねに使用され、デフューザに対するコイルばね及びピス トンの動作を許容する、例えばばね鋼、真鍮等のあらゆる材料を、コイルばね７ ０の作成に使用できる。コイルばね７０は、円筒形又は円錐形であることができ 、円形断面又は矩形断面を有することができる。

【００１４】 コイルばね７０の軸方向内端７２はピストン６０の表面６４に当接される。コ イルばね７０の軸方向外端７４はピストンガイド５０の基部５２に当接される。 典型的な装備では、ガイドピン５４、コイルばね７０及びピストン６０がデフュ ーザ１６内に配置される。デフューザ１６は、取付ボス１８の肩部２６上に置か れ、従来のあらゆる溶接工程により取付ボス１８に溶接される。取付ボス１８は 図１に示すように、最初にハウジング１４に溶接される。ばねに少量の予荷重を かけておくことは、緩んだ部品のがたつきを防止するために望ましい。この予荷 重は、インフレータの性能を個々の設計用途による特定の要求に合致させるべく 適応可能にする調整パラメータとして、有利に使用できる。

【００１５】 図２は、弁組体３０の複数の構成部品を、インフレータ１０の始動前の第１の 状態で示す。破裂板２２は変形しておらず、ガスを容器内に維持している。ピス トン６０は、穴２４とガス放出口４０との間の、シリンダ３２の軸方向内端に配 置される。コイルばね７０は、ピストン６０とピストンガイド５０の基部５２と の間に配置される。

【００１６】 インフレータ１０が始動すると、起爆装置２０は容器１２内のガスを加熱して その圧力を上昇させる。起爆装置２０はさらに、追加のガスを生成して容器１２ に貯蔵されたガスを加増する。容器２１内の圧力が所定レベルに達すると、破裂 板２２は図３に示すように破裂する。そこでガスは、ピストン６０の表面６２に 接触し、ピストン６０をシリンダ３２内で、図２に示す位置から図３に示す位置 へと第１方向へ移動させる。

【００１７】 コイルばね７０は、その複数のコイル（一巻き）がピストン６０の移動経路を 横断する方向に向けられて、ピストン６０の移動経路内に配置されている。コイ ルばね７０は、ピストン６０の移動に抵抗してそれを遅延させるが、移動を妨害 することはない。移動するピストン６０からコイルばね７０に加えられる力によ り、コイルばね７０は移動するピストン６０とピストンガイド５０の基部５２と の間で圧縮される。コイルばね７０はその軸方向内面７２から軸方向外面７４に 向かって圧縮される。ピストン６０がシリンダ３２内での移動経路の終端に到達 したとき、コイルばね７０は図３に示す状態に圧縮される。

【００１８】 ピストン６０がシリンダ３２内で移動するに従って、複数のガス放出口４０が 露出される。容器１２からのガスは、穴２４を通って流れ、次いで複数のガス放 出口４０を通って流れる。そしてガスはエアバッグ（図示せず）内に流入して、 エアバッグを膨張させる。 ピストン６０がシリンダ３２内で移動するに従って、複数のガス放出口４０を 通るガス排出面積の増加部分を露出する。ピストン６０の移動速度はコイルばね ７０によって制御される。ピストン６０がシリンダ３２内で引込まれるときに、 コイルばね７０はピストン６０の移動に対して抵抗を示す。コイルばね７０の構 造は、ばね圧縮率を制御すべく変更でき、それによりシリンダ３２内でのピスト ン６０の移動速度が制御される。このように、適当なばねを選択することにより 、インフレータ１０からエアバッグへのガス流量を制御することができる。

【００１９】

【考案の効果】 本考案によれば、ばねは直線状に動作して、全燃焼工程を通した燃焼作用に影 響を及ぼす。初めにばねはピストンの移動に抵抗するが、圧力が降下し始めると 、ピストンはデフューザの制御オリフィス群の上で復帰移動し、インフレータか ら出る質量流量を減速させる。その結果、一定の制御オリフィス面積を有したも のよりも高いインフレータ圧力が得られ、したがってより速い燃焼が実現される 。それにより、比較的一定の圧力での持続期間が得られ、ピーク圧力達成後の性 能が向上し、インフレータ圧力の漸減が一層迅速になる。さらに本考案は、より 単純な火工技術的形状の使用を可能にして、定面燃焼特性を達成することができ る。要するに、本考案のばね付装置は、例えば米国特許第 5,195,777号に開示さ れる装置のような、インフレータのピーク圧力時までのみの性能に影響を及ぼす 従来技術の装置とは異なり、全燃焼工程を通して性能に有利な影響を及ぼすもの である。

【００２０】 当業者は上記説明から、本考案の様々な改良、変更及び修正に想到するであろ う。そのような当業者による改良、変更及び修正は、実用新案登録請求の範囲に 含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施形態によるインフレータの長手
方向断面図である。

【図２】図１のインフレータの部分拡大図で、弁組体を
閉状態で示す。

【図３】図１のインフレータの部分拡大図で、弁組体を
開状態で示す。

【符号の説明】

１０…インフレータ １２…容器 １４…ハウジング １６…デフューザ ２０…起爆装置 ２２…破裂板 ２４…穴 ３０…弁組体 ３２…シリンダ ４０…ガス放出口 ５０…ピストンガイド ５２…基部 ５４…ガイドピン ６０…ピストン ７０…コイルばね

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアバッグを膨張させるガスを供給する
   インフレータであって、 ガス放出端及び該ガス放出端に添着されるシリンダの形
   状を有したデフューザを備えた容器内に、圧力下で貯蔵
   されるガス生成源と、 前記デフューザにガス放出口を画成して、前記ガス生成
   源から前記エアバッグ内へのガス流により該エアバッグ
   を膨張できるようにする手段と、 前記デフューザの前記ガス放出口を通る前記ガス流を制
   御する弁手段とを具備し、 前記弁手段は、前記シリンダ内に摺動可能に収容される
   ピストンと、該ピストンの移動経路内に配置されて該シ
   リンダ内での該ピストンの移動を制御するばねとを具備
   し、 前記ピストンは、径方向に広がる第１表面を有し、前記
   ガス流が該第１表面に衝突して該ピストンを第１方向へ
   移動させることにより前記ガス放出口を通る該ガス流を
   増加させること、を特徴とするインフレータ。
2. 【請求項２】 前記デフューザが、前記ピストンの移動
   経路を規定する長手方向壁からなり、該デフューザが、
   前記ガス放出口を設けた軸方向内側のシリンダ部分を備
   え、該ピストンが、前記インフレータの始動前に該シリ
   ンダ部分の第１位置に配置され、該デフューザが、前記
   ばねを配置した軸方向外側部分を備え、前記ガスが、該
   ピストンを該ばねの抵抗に抗して前記第１方向に第１位
   置から第２位置へ、該デフューザの該軸方向外側部分に
   少なくとも部分的に該ピストンを移動させるように構成
   された請求項１に記載のインフレータ。
3. 【請求項３】 前記ピストンが、軸方向へ延びる中心孔
   を有した環状体の形状を有し、前記ばねが、軸方向へ延
   びる中心開口を有したコイルばねであり、前記デフュー
   ザが、該デフューザの端部に設置されるピストンガイド
   基部に固定されたガイドピンを備え、該ガイドピンが、
   該ピストンの該中心孔及び該ばねの該中心開口を貫通し
   て延びて、該デフューザ内での該ピストンの移動を案内
   するように構成された請求項２に記載のインフレータ。
4. 【請求項４】 前記ばねが、前記第１方向を横断して延
   びる複数のコイルを有し、軸方向内側の該コイルが前記
   ピストンに当接されるとともに、軸方向外側の該コイル
   が前記ピストンガイド基部に当接され、該第１方向への
   該ピストンの移動により該複数のコイルが圧縮されるよ
   うに構成された請求項３に記載のインフレータ。
5. 【請求項５】 前記ばねが円錐コイルばねである請求項
   ３に記載のインフレータ。