JP3040975U - 発射体ガス解放型ハイブリッドインフレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 展開するときの初期圧が低い適応性のあるハ
イブリッドエアバッグインフレータを提供する。 【解決手段】 インフレータは二つの別々の室を有して
おり、これら室は各々、所定量の貯蔵不活性ガスを貯蔵
する。さらに各室は貯蔵ガスを加熱するための加熱装置
を有する。適応して作動させるために衝突の程度に応じ
て加熱装置の一方、他方、或いは両方を発火する。少な
くとも一方の室は発射体に対応した所定量のガス発生材
を有する。加熱装置によりガス発生材が燃焼され、次に
発射体を動かし、室をシールしている破砕ディスクを貫
通させる。これによりガスは貯蔵ガスが実質的に加熱さ
れるまえに、したがって低圧でインフレータを出ること
ができるため、クッションが乗員を傷つけてしまう可能
性を低減できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本発明は概して受動束縛エアバッグシステムに関する。特に本発明は適応して 作動可能なガス解放を開始する発射体を提供するエアバッグシステム用の改良型 のハイブリッドインフレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

エアバッグシステムにはクッションがあるのが一般的であり、このクッション は衝突時に膨張して乗客を該クッションにより保護する。上記エアバッグシステ ムはクッションを膨張するためにインフレータを採用している。異なる原理で作 動する様々なインフレータが知られている。長期の間においては、クッションの 圧力上昇および圧力降下のような作動上の僅かな違いが各作動原理にはある。し たがって応用形態が異なる場合には異なる原理で作動するインフレータを用いる のが好ましい。

【０００３】 公知のインフレータの一つの種類はハイブリッドと呼ばれる。ハイブリッドイ ンフレータは加圧された所定量の不活性ガスを貯蔵する圧力容器を備える。この 貯蔵されたガスだけでクッションを満たすには大量のガスを必要とするため、イ ンフレータが大きくなる。ハイブリッドインフレータでは大きさを小さくし且つ 重さを軽くするためにガス圧を温度により上昇するという原理が用いられる。し たがってハイブリッドインフレータはガスがインフレータから解放されるまえに ガスを加熱する様々なタイプのヒータを有する。これにより貯蔵すべきガスの量 を少なくでき、インフレータの大きさを大幅に小さくできる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

所望の圧力を得るのに十分に貯蔵不活性ガスを加熱できるようにするために、 圧力容器を破砕ディスクでシールするのが一般的である。破砕ディスクは、予め 定められた破砕圧力を有するため所望の圧力に達するまで加熱された貯蔵ガスを 保持し、それから破砕されてガスがクッションへ逃げることができる。これは受 け入れられるものではあったが、破砕ディスクによる初期圧が高すぎることが多 い。したがってクッションの膨張が早すぎ、乗員へ向かって高速で移動する。膨 張するクッションが乗員に衝突すると乗員を傷つけ、これはしばしば『バッグに よる平手打ち』と呼ばれる。したがって破砕ディスクで通常可能な圧力よりも低 い圧力で貯蔵ガスを解放することが望ましい。

【０００５】 さらに適応性のあるエアバッグシステムの提供に対するさらなる要望があった 。適応性のあるシステムは（上述のガス圧に影響する）大気圧、衝突の程度、乗 員の位置などの様々な基準に対してエアバッグの性能を合わせる。例えば適応性 のあるエアバッグシステムは衝突が緩やかであるか激しいかを感知する。衝突が 緩やかならばクッションを膨張するのに用いるガスの量を少なくする。衝突が激 しければ大量のガスを用いて、要求に応じてしっかりと保護するために『硬いク ッション』を提供する。

【０００６】 本発明の目的は保護クッションへガスを信頼性高く提供するハイブリッドイン フレータを提供することにある。 本発明の他の目的は加熱工程の早い段階でガスを解放して圧力曲線をゆるやか にし、『バッグによる平手打ち』の可能性を低くしたインフレータを提供するこ とにある。 さらに本発明の他の目的は単にガス圧を用いて可能なよりも早い時間で破砕デ ィスクを開けるために破砕ディスクを機械的に破砕するようにしたインフレータ を提供することにある。 本発明の他の目的は適応して作動可能なインフレータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的および他の目的は展開の際に低い初期圧を有する適応性のあるハイブ リッドエアバッグインフレータにより達成される。インフレータは二つの別々の 室を有しており、これら室の各々は所定量の貯蔵不活性ガスを貯蔵する。さらに 各室は貯蔵ガスを加熱するための加熱装置を有する。適応して作動するために衝 突の程度によって一方、他方、或いは両方の加熱装置を発火する。少なくとも一 方の室は発射体に対応した所定量のガス発生材を有する。加熱装置によりガス発 生材が燃焼され、次に発射体が動かされ、室をシールする破砕ディスクが貫通さ れる。これによりガスは貯蔵ガスを実質的に加熱するまえ、したがって低圧でイ ンフレータを出られるため、クッションが乗員を傷つけてしまう可能性が低くな る。

【０００８】 本発明の上記目的および特徴を図面を参照して詳細に説明する。尚、図面にお いて同じ参照番号は同じ構成要素を示している。

【０００９】

【考案の実施の形態】

図１を参照すると、本考案のインフレータの第一実施形態が全体を参照番号１ ０で示されている。インフレータ１０は少なくとも一つの第一圧力容器１２と、 好ましくは第二圧力容器１４とを有する。容器の形態としては球形など様々な形 態が可能ではあるが、各容器の形状は概ね円筒形とするのが好ましい。

【００１０】 各容器１２および１４はそれぞれ第一室１６および第二室１８を形成する。こ れら室は所定量の貯蔵不活性ガスを各々保持する。各室内における量は等しくて も等しくなくてもよい。量を異ならせるならば、これら室の大きさや形状を異な らせて異なる量を収容するようにすればよい。選択可能には不活性ガスを異なる 圧力下で各室に貯蔵してもよい。

【００１１】 各室は加熱装置２０を有する。加熱装置の形態としては様々なものが可能であ る。圧力容器の壁の適切な取付け穴２２内に取り付けられる火薬式発火装置で加 熱装置を構成するのが好ましい。内蔵型の流体燃料型加熱装置のような他の装置 を採用することも可能である。所定量のガスについての二つの加熱装置の大きさ 、特に熱出力は等しくても等しくなくてもよい。

【００１２】 また各圧力容器は放出用オリフィス２４を有し、放出用オリフィス２４は対応 の室との連通状態を提供する。図示した実施形態では、圧力容器は二つの放出用 オリフィス２４が互いに間を開けて向かい合った関係になるように向けられてい る。このような形態が好ましいが、必ずしもこのとおりでなくてもよい。

【００１３】 第一および第二圧力容器は対応の放出用オリフィス２４を遮断する第一および 第二破砕ディスク２６および２８をそれぞれ備える。各破砕ディスクは対応の室 とクッション（図示せず）との間の連通状態を遮断し、不活性ガスが逃げないよ うに対応の室をシールする。従来の技術では公知なように、破砕ディスクは対応 した室内が予め定められた圧力以上となると壊れるようになっており、このこと は後述で詳しく説明する。

【００１４】 図示したように各容器は概ね環状の出口リング３０を備える。出口リング３０ の外周部が放出用オリフィス２４に取り付けられ、出口リング３０の内周部が出 口３２を形成する。破砕ディスクは出口３２を覆うように出口リング３０上に取 り付けられる。他の構成も可能である。例えば、圧力容器の放出用オリフィスを 覆うように破砕ディスクを取り付けることも可能である。概して放出用オリフィ スと出口との双方は『放出口』という用語に含めることができる。

【００１５】 破砕ディスクのいずれかが壊れたときには対応した圧力容器からのガスが対応 した室から流れる。ガス流を放出するためにガスディフューザ３４が設けられる 。ガスディフューザ３４は放出用オリフィス２４を包囲するように圧力容器間で 延びる円筒部分の形態をしているのが有利である。ガスディフューザ３４は多数 の放出ポート３６を有し、該放出ポート３６を通ってガスが流れる。

【００１６】 上述の説明は適応性のあるハイブリッドエアバッグインフレータの基本を提供 し、上記インフレータは破砕ディスクを破砕するのに十分な圧力に到達したとき にのみガスを放出する。上述したように、この多くは所望の圧力よりも高い圧力 で起こる。本考案は破砕ディスクの少なくとも一つを低い圧力で破砕する構成を 提供する。

【００１７】 特に図１に明示したように、第一圧力容器１２は封じ込めチューブ、すなわち 封入管３８を有する。封入管３８は前端部４０と後端部４２とのそれぞれを有し 、前端部４０は第一破砕ディスク２６を包囲する。放出用オリフィス２４周りに 前端部４０を溶接することなどにより前端部４０が容器に固定される。選択可能 には、図示したように、前端部４０の外側にネジ山を設け、出口リング３０に設 けたネジ溝４４に前端部４０を螺合してもよい。このように螺合により接続する には、耐熱性ゴムから作製したＯリングのような適切なガスシールを提供するの が好ましい。

【００１８】 封入管３８の後端部４２は室内で自由に延びていてもよいが、圧力容器の反対 側の端部に取り付けるのが好ましい。しかしながら、放出用オリフィス２４の反 対側に位置する圧力容器の出口開口に向かい合って端部蓋４６を取り付け、端部 蓋４６および封入管３８の後端部４２を前端部４０と同様に螺合により互いに取 り付けるのが好ましい。

【００１９】 封入管は所定量のガス発生材４８を収容する。これは熱が加えられたときに所 定量の高温ガスを生成する材料であればいかなるものでもよい。例えば、粉末状 、ペレット状またはウエハ状のアジ化ナトリウムを封入管３８内に収容する。酸 素や亜酸素窒素のような酸化ガスを封入管３８内に密封することも選択可能であ る。

【００２０】 ガス発生材４８がガスを生成するには熱源が必要であり、加熱装置２０がこの 熱源を提供する。加熱装置２０はガス発生材４８と、したがって封入管３８の内 部と作動上において対応していなければならない。前端部４０と後端部４２との 中間の位置から径方向に封入管３８内へと発火装置を延在させることもできるが 、封入管３８の後端部４２が加熱装置２０を包囲するのが好ましい。好ましい構 成では、封入管３８の後端部４２により包囲されるべき位置に端部蓋４６を通っ て発火装置用の取付け穴２２を形成するのが好ましい。こうして、図１に示すよ うに、封入管３８の後端部４２により加熱装置２０を包囲する。

【００２１】 もちろんガス発生材４８により生成されたガスは封入管３８を出て、貯蔵不活 性ガスと混ざり、不活性ガスの温度（したがって圧力）を上昇する。したがって 封入管３８は封入管３８の前端部４０に隣接して複数の封入管用出口ポート５０ を備える。さらに加熱された不活性ガスは室を出なければならないが封入管３８ が第一破砕ディスク２６を包囲しているので、封入管３８は封入管３８の前端部 ４０に隣接して複数の貫通した通過ポート５２を備える。図示したように、通過 ポート５２は第一破砕ディスク２６と出口ポート５０との中間に位置する。 こうして、以下で詳細に説明するように、ガス発生材４８からの高温ガスは出 口ポート５０を通って封入管３８を出て不活性ガスを加熱し、それから加熱され た不活性ガスが通過ポート５２を第一破砕ディスク２６へと通り、こうして第一 室１６を出る。

【００２２】 ガス発生材３８と第一破砕ディスク２６との間の封入管３８内には遮断用発射 体５４が取り付けられる。図示したように、発射体５４は封入管３８内に圧入す るのに必要な大きさの直径を有するカラー部分５６を有する。またカラー部分５ ６の長手方向の長さは封入管用出口ポート５０の直径よりも長い。カラー部分５ ６の周囲部からは複数の当接フィンガー５８が延び、これら当接フィンガー５８ は第一破砕ディスク２６に隣接して自由端部を有する。図示したように、当接フ ィンガー５８は以下で明らかにする理由によりカラー部分５６の周囲部周りで間 を開けて設けられている。最後に発射体５４はカラー部分５６の中央部分から第 一破砕ディスク２６へ向かって延びる切込み用先端６０を有する。切込み用先端 ６０の自由端部はテーパーを付けられて尖った先端となっている。この先端は円 錐形状でも三稜形状でもよい。

【００２３】 発射体５４は圧入に打ち勝つ十分な力のもとで初期位置から最終位置へと動く 。この力はガス発生材４８の点火により封入管３８内に生成された圧力により供 給される。特に発射体５４の初期位置では、図１に示すように、カラー部分５６ は封入管用出口ポート５０を遮断する。この位置決めを補助するために、封入管 ３８の前端部４０は、前方を向いたショルダ６２を封入管３８の内面に形成する 厚さを薄くした部分を有し、カラー部分５６とショルダ６２との当接によりショ ルダ６２は適切に位置決めされるように配置される。

【００２４】 出口ポート５０は初めは遮断されているので、ガス発生材４８は発生したガス のための出口がなく、封入管３８内の圧力は増大する。この圧力はある予め定め られた時点で発射体５４の圧入に打ち勝つのに十分な圧力になり、発射体５４は 封入管３８の前端部４０へ向かって動く。この発射対５４の移動により出口ポー ト５０が露出し、高温ガスが第一室１６へ流入し、貯蔵されている不活性ガスと 混合される。

【００２５】 また発射体５４が前方へ移動することにより切込み用先端６０が第一破砕ディ スク２６と係合せしめられ、第一破砕ディスク２６に割れ目が付けられる。第一 破砕ディスク２６には貯蔵不活性ガスにより既に負荷がかかっており、この負荷 は封入管３８からの高温ガスと貯蔵ガスとの混合により僅かに増大され始まる。 この負荷のもとでは、切込み用先端６０が接触して破砕ディスクに付けられた割 れ目は、第一破砕ディスクを破砕するのに十分である。当接フィンガー５８の自 由端部が圧力容器の内部に、この場合には出口リング３０の内面に当接するため 、発射体５４がさらに前方へ移動することはこの点で停止される。尚、これに関 してねじ溝４４を用いるには、当接フィンガー５８の厚みが（図２の鎖線６４で 示したように）ねじ溝４４を跨ぐのに十分であり、または、当接フィンガー５８ の長さが発射体５４運動を所望の位置で停止するのに十分である必要がある。

【００２６】 このとき、発射体５４はその最終位置に到達している。この最終位置では、カ ラー部分５６は出口ポート５０と通過ポート５２との中間にある。さらに当接フ ィンガー５８を間を開けて周囲部に設けているため、当接フィンガー５８が通過 ポート５２を実質的に遮断しないことが確実となる。封入管３８からの高温ガス と混合され始まっている貯蔵不活性ガスが、通過ポート５２を介して第一室１６ および破砕された第一破砕ディスク２６を出始める。ガス発生材４８は第一破砕 ディスク２６が壊されたあと、ある期間、高温ガスを生成し続け、この高温ガス が第一室１６内に残った不活性ガスと混合し続け、この混合体は第一室１６から 流れ続ける。発射体５４は封入管３８内の高温ガスが第一破砕ディスク２６へ直 接流れることを遮断する。このように、破砕ディスクのみを用いたときに可能で ある圧力よりも低い圧力でガスが室から解放され、圧力曲線がよりゆるやかにな り、バックにより平手打ちされる可能性が低減される。

【００２７】 所望であるならば封入管および発射体を第二圧力容器に用いることもできる。 しかしながら、第二圧力容器はより少ない量のガスを含み、衝突が激しいときに 第一圧力容器からのガスに加えるためのみに用いるのが好ましい。この場合、第 一圧力容器の解放のあとで且つクッションが実質的に膨張された、また可能であ るならば完全に膨張されたときと同時に第二圧力容器からガスを解放するのが一 般的である。こうして、第二圧力容器からのゆるやかな圧力曲線はクッションの 展開に影響を与えず、ガス圧のみにより第二破砕ディスクが破砕されることが可 能である。したがって第二圧力容器に必要なものは貯蔵ガス圧を増大するための 加熱装置２０で全てであり、第二の封入管や発射体のために費用がかさむことを 避けることができる。

【００２８】 上述したインフレータは特別な衝突の必要性に対応して構成された適応性のあ る量の膨張ガスを提供する。さらに膨張ガスは低い初期圧力で供給され、クッシ ョンのスムーズで安全な展開を提供する。これら基本的な特徴は図示した基本的 な実施形態を備えるが、他の利点または性能特性を提供するために他の変更が可 能である。例えば、図示したように放出用オリフィスが互いに向かい合った構成 に対して、二つの放出用オリフィス２４の間に衝突壁６６を設けることもできる 。容器からのガスは衝突壁６６に衝突し、それから径方向外方へ方向転換し、ガ スディフューザを通って流れる。しかしながら、この衝突中においては、破砕さ れた破砕ディスクの小さな破片のようなガスに含まれた微粒子材が衝突壁６６に 付着する。こうして、衝突壁６６はガス用のフィルタとして作用する。インフレ ータ１０の作動に矛盾しない他の変更を所望により採用することも可能である。

【００２９】 上記構造にとって固有である明らかな他の利点と共に説明した全ての目的を達 成するのに本考案が適していることが上述からも明らかである。尚、実用新案登 録請求の範囲内における多くの実施形態が可能であり、本明細書で説明し添付図 面で図示した全ての事項は例示であり、本考案を限定するものではない。

【提出日】平成９年４月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】 封入管は所定量のガス発生材４８を収容する。これは熱が加えられたときに所 定量の高温ガスを生成する材料であればいかなるものでもよい。例えば、粉末状 、ペレット状またはウエハ状のアジ化ナトリウムを封入管３８内に収容する。酸 素や亜酸化窒素のような酸化ガスを封入管３８内に密封することも選択可能であ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】発火されていない初期位置にある発射体を備え
た本発明のインフレータの側断面図である。

【図２】前進の最終位置にある図１の発射体を示した断
面詳細図である。

【符号の説明】

１０…インフレータ １２…第一圧力容器 １４…第二圧力容器 １６…第一室 １８…第二室 ２０…加熱装置 ２４…放出用オリフィス ２６…第一破砕ディスク ２８…第二破砕ディスク ３８…封入管 ４８…ガス発生材 ５４…発射体 ６６…衝突壁

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定量の貯蔵加圧ガスを貯蔵すると共に
   放出口を有する第一室と、 前記放出口をシールする破砕ディスクと、 前記放出口を包囲する第一端部を有し且つ前記第一室内
   に取り付けられる封入管とを具備しており、該封入管が
   複数の出口ポートと複数の通過ポートとを有し、該通過
   ポートが前記出口ポートと前記放出口との中間にあり、 前記封入管内に取り付けられた所定量のガス発生材と、 前記ガス発生材と作動上で対応して該ガス発生材を点火
   する加熱装置と、 前記ガス発生材が点火されたときに初期位置と最終位置
   との間で移動するように前記封入管に取り付けられた発
   射体とを具備しており、該発射体は前記初期位置では前
   記出口ポートを遮断し、該発射体は前記最終位置では前
   記出口ポートと前記通過ポートとの間に位置し、該発射
   体は切込み用先端を有し、該切込み用先端は前記初期位
   置では前記破砕ディスクから間を開け、前記最終位置で
   は前記破砕ディスクと係合する発射体ガス解放型ハイブ
   リッドインフレータ。
2. 【請求項２】 前記発射体が前記封入管と係合するカラ
   ー部分を有し、前記切込み用先端が該カラー部分から延
   び、前記カラー部分が前記初期位置では前記出口ポート
   を遮断する請求項１に記載のハイブリッドインフレー
   タ。
3. 【請求項３】 前記発射体はさらに前記カラー部分から
   延びる複数の当接フィンガーを有し、該当接フィンガー
   は前記最終位置では前記第一室と係合して前記発射体が
   さらに移動することを防止する請求項２に記載のハイブ
   リッドインフレータ。
4. 【請求項４】 前記封入管の前記後端部は前記放出口に
   向かい合った位置で前記第一室に取り付けられており、
   前記封入管の後端部が前記加熱装置を包囲する請求項３
   に記載のハイブリッドインフレータ。
5. 【請求項５】 所定量の貯蔵加圧ガスを貯蔵すると共に
   放出口を有する第二室をさらに具備し、該第二室が前記
   第一室に取り付けられており、 前記第二室の前記放出口をシールする破砕ディスクと、 前記第二室と作動上で対応した加熱装置とをさらに具備
   する請求項１に記載のハイブリッドインフレータ。
6. 【請求項６】 前記放出口が互いに間を開けて向かい合
   った関係にある請求項５に記載のハイブリッドインフレ
   ータ。
7. 【請求項７】 さらに前記放出口を包囲するガスディフ
   ューザを具備する請求項６に記載のハイブリッドインフ
   レータ。
8. 【請求項８】 さらに前記放出口の中間において前記ガ
   スディフューザに取り付けられた衝突壁を有する請求項
   ７に記載のハイブリッドインフレータ。