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

エアバッグのインフレータ

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ビー.ジョンソン ケリー
ヒュッセイ ブレット
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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。
JP1996009355U 1995-09-15 1996-09-17 エアバッグのインフレータ Expired - Lifetime JP3035831U (ja)

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