JP3049461U - 車両用安全拘束装置のインフレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御された手段により圧力を解放することに
より液体型インフレータの爆発および破壊を防止する。 【解決手段】 車両用安全拘束装置のインフレータは液
体火薬の容器を有するハウジングを備える。ハウジング
内には液体火薬容器と流通する燃焼室が配置される。液
体火薬容器と燃焼室とを分離するために再利用型ピスト
ンがハウジング内に可動に配置される。ピストンヘッド
は液体火薬を燃焼室へ制御して運ぶための複数の射出ポ
ートを有する。液体火薬容器内の圧力を解放するため
に、通常はピストンステムにより密閉された圧力解放穴
がハウジング内に配置される。液体火薬容器内の分解ま
たは燃焼はピストンを動かし、圧力解放穴を開け、液体
火薬を減圧してインフレータの破壊および破裂を防止す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は車両用安全拘束装置の液体火薬ガスジェネレータまたは液体火薬ガス インフレータに関し、特に液体火薬の燃焼反応または分解反応により発生したイ ンフレータ内の圧力を解放してインフレータの破壊や破砕を防止するために制御 された手段を有するインフレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の乗員を保護するために従来の技術では膨張可能な車両用安全拘束装置 が採用されている。この車両用安全拘束装置はガスジェネレータまたはガスイン フレータと膨張せしめられていない状態のエアバッグとを収容した反応容器を有 する。インフレータを作動するには電気的に爆発可能な装置を具備するインフレ ータ発火器またはインフレータ点火器がインフレータ材料の燃焼を開始する。イ ンフレータ発火器は当該インフレータ発火器の近くに或いは車両内の離れた場所 に配置された衝突センサに接続されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

膨張可能なエアバッグを拡張させるための多くの異なるタイプのインフレータ が従来の技術で開示されている。一つのタイプのインフレータは保管シリンダ内 または本体内に貯蔵された大量の高圧ガスを用いるものであり、ここでは高圧ガ スが選択的に解放されてエアバッグを膨張する。他のタイプのインフレータは燃 焼可能なガス発生材からガス源を得るものであり、ここではガス発生材がエアバ ッグを膨張するための大量の高温ガスを発生する。さらに他のタイプのインフレ ータはエアバッグを膨張するために貯蔵された圧縮ガスとガス発生材との両方を 有するものである。

【０００４】 圧縮ガスを用いるエアバッグの欠点は長期間のうちにはガスが漏れてしまうと いうことである。検出されないガス漏れによりボトル内のガス圧が予め定められ たレベル以下に低下してしまうとエアバッグの効果が低下し、システムが適切に 動作しないこととなる。一方、固形火薬はガスから濾過しなければならない有毒 な副生成物やパティキュレートを発生してしまう。これら有毒な副生成物を除去 するのに必要なフィルタはインフレータを大きくし且つ重くするため、製造コス トが高くなる。

【０００５】 他のタイプのインフレータは膨張ガスを生成するために液体火薬を用いるもの である。液体火薬は加圧状態での保管を必要としない。他の利点は液体火薬は環 境に好ましく、生成ガスを解放するまえに濾過する必要がないことである。しか しながら、液体火薬を含む材料の選択は液体火薬の腐食性により限定されてしま う。また、液体火薬は汚染に弱い。

【０００６】 米国特許第５０６０９７３号にはエアバッグ膨張ガスを生成するために液体火 薬を用いた乗員拘束安全装置用インフレータが開示されている。米国特許第５４ ８７５６１号には液体火薬を用いたインフレータが開示されており、ここではピ ストンが燃焼室と液体火薬の容器とを分離している。ピストンは燃焼により駆動 され、液体火薬をピストンヘッドのポートを通って燃焼室へ運ぶ。

【０００７】 上記液体火薬インフレータの欠点は貯蔵されている液体火薬内で燃焼または分 解が起こったときに、その結果としての素早い加圧によりインフレータが壊れる 可能性があることである。過剰な圧力を解放するための標準的な解決策は基準と なる作動圧以上で且つ燃焼室を破壊する圧力以下の圧力でのみ壊れる破壊ディス クを設けることである。しかしながら、このような解決策はコストを高くし、複 雑にし、作動圧以上の圧力での分解および／または燃焼率は高いので効果的に圧 力を解放する公知の手段は実用的ではない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の目的は制御された手段により圧力を解放することにより液体型インフ レータの爆発および破壊を防止することにある。本考案の再利用型ピストンは火 薬保管容器内の圧力にさらされたときにピストン軸を支持する穴が開くまで反対 方向へと移動する。

【０００９】 本考案の他の目的はゆっくりとした燃焼にさらされること、液体火薬の汚染、 火薬の密閉シールが損なわれること、または作動中に保管されている火薬を点火 してしまう燃焼行程の反転による壊滅的な結果を防止することにある。

【００１０】 本考案の上記目的および他の目的を達成するために、液体火薬の容器を有する ハウジングを備えた車両用安全拘束システムのインフレータが提供される。液体 火薬容器と流通する燃焼室がハウジング内に配置される。液体火薬容器と燃焼室 とを分離するために再利用型ピストン手段がハウジング内に可動に配置される。 ピストン手段は液体火薬を燃焼室に制御して運ぶための複数の射出ポートを有す る。液体火薬の燃焼反応および分解反応により生じた液体火薬容器内の圧力を解 放するための圧力解放手段がハウジング内に配置される。

【００１１】 渦形成管保持部材が燃焼室を包囲しており、ピストンのヘッドが渦形成管保持 部材に当接する。圧力解放手段はハウジング内に穴を具備し、その穴を通ってピ ストン軸が延びる。

【００１２】 一実施形態の渦形成管保持部材は上方部分と破壊可能な連結部を介して上方部 分に接続された下方部分とを有し、液体火薬容器内で燃焼または分解が起こった ときに、その結果として高められた圧力がピストンを動かして渦形成管保持部材 に押しつけ、破壊可能な連結部に沿って渦形成管保持部材の上方部分および下方 部分を壊し、上方部分を下方部分内に摺動させ、ハウジング内の穴を開けてイン フレータ内の圧力を解放するために通常の作動方向とは反対方向へピストンが動 けるようにする。

【００１３】 他の実施形態の渦形成管保持部材はその長さ方向に沿って複数の溝を有し、液 体火薬容器内で燃焼または分解が起こったときに、その結果として高められた圧 力がピストンを動かして渦形成管保持部材に押しつけ、渦形成管保持部材の側壁 を潰す。

【００１４】 さらに他の実施形態の渦形成管保持部材はその下方部分に複数のフィンガを有 し、液体火薬容器内で燃焼または分解が起こったときに、その結果として高めら れた圧力がピストンを動かして渦形成管保持部材に押しつけ、フィンガが拡がり 、渦形成管保持部材が渦形成管上を摺動することを可能とする。

【００１５】 本考案の他の特徴および利点は図面を参照した本考案の以下の詳細な説明から 明らかとなる。

【００１６】

【考案の実施の形態】

図１には車両用安全拘束システムのエアバッグ（図示せず）を展開するための インフレータが参照番号１０で示されている。インフレータ１０のガス発生材は Ｈａｎ／Ｔｅａｎ（９０ｇｍ）のような液体火薬である。インフレータ１０は例 えばアルミニウムのような軽量の材料から作製されたハウジング１２を有する。 ハウジング１２の一端には渦形成管１６とハウジング１２の当該端部を密閉する 端部蓋または基部スタッド１４とが配置されている。渦形成管１６は後述する渦 形成管保持部材２０内に納められる上方部分を具備する。

【００１７】 渦形成管１６は複数のガス入口開口１７と複数のガス出口開口１８とを有し、 これらガス出口開口１８はハウジング１２に設けられた出口ポート２２と連通し ている。後述するように生成ガスはガス入口開口１７を介して渦形成管１６内に 入る。渦形成管１６内ではガス出口開口１８を通って出てゆく前に生成ガスが一 回ほど循環して冷える。ガス出口開口１８は所望の流量および流速に応じて径方 向または接線方向へと切り込まれている。上述したように生成ガスは渦形成管１ ６を出てハウジング１２内へと入り、それから出口ポート２２を通ってインフレ ータから出てゆく。

【００１８】 渦形成管保持部材２０は互いに分離した開口１７および１８に加えて燃焼室２ ４を包囲形成しており、この燃焼室２４は例えば空気のような適切なガスを含む 。後述するように燃焼室２４は燃焼中に加圧される。

【００１９】 図示したようにハウジング１２は燃焼室２４と液体火薬室または液体火薬容器 ３０とに分離されている。燃焼室２４および液体火薬容器３０はピストンヘッド またはピストン面４２を有する再利用型ピストン４０により分離されており、ピ ストン４０はカプセル型カップ５０内に摺動可能に受容されている。ピストンヘ ッド４２は燃焼室２４と液体火薬容器３０との間で流体の流通ができるように破 壊箔４６で密閉された複数の射出ポート４４を有する。ピストン４０は火薬を活 性化しない材料、すなわち金属またはプラスチックから作製されている。

【００２０】 カプセル、すなわちカプセル型カップ５０は例えばテフロンのような液体火薬 の腐食効果に耐えられる材料から作製され、液体火薬との直接接触からハウジン グ１２を保護する。ピストンヘッド４２は液体火薬容器から液体火薬が漏出する のを防止するのに十分なほど密にカプセル５０内に受容されるが、ピストンヘッ ド４２はカプセル５０内で摺動可能である。必要に応じて例えばＯリングのよう な密閉手段を漏れ防止のために設けることができる。カプセル５０は基部５２を 有する。基部５２は挿入シールとして働き、テフロン（商標名）をコーティング したアルミニウムから作製されている。軸４８は基部５２を通って摺動可能に受 容され、Ｏリング５４または他の均等の手段を介し基部５２とは密閉状態にある 。

【００２１】 ピストン４０は液体火薬容器３０を通って延びる軸４８を有する。軸４８の腐 食を防止するために張り５６が設けられている。張り５６は例えばテフロン（商 標名）またはフルオロカーボンといった非腐食性材料から作製される。軸４８は 点火材５８を収容するために中空とされている。ピストンヘッド４２は点火材５ ８と燃焼室２４との間の一端に中央穴３８を有する。軸４８とは反対側の端部に は接続挿入部材６２を介して点火装置６０が取り付けられている。

【００２２】 点火装置６０を点火した通常の作動中においては、点火材５８が点火され、ガ スがポート３８を出て燃焼室２４内での燃焼反応を引き起こす。燃焼室２４内で 増大せしめられた圧力は射出ポート４４を覆っている破壊箔４６を破壊し、ピス トンヘッドを駆動して液体火薬を押し、初期量の液体火薬がポート４４を通って 燃焼室２４へと運ばれる。この初期量の液体火薬が燃焼し、燃焼室２４内の圧力 をさらに高める。初期量の燃焼により発生したエネルギはピストンを液体火薬容 器内へと駆動するのに用いられ、さらなる液体火薬が燃焼室内へと射出される。 破壊箔２６が破壊されたとき、生成ガスはガス入口開口１７を介して渦形成管１ ６内に入り、ガス出口開口１８およびハウジング１２のポート２２を通って外へ 出る。

【００２３】 ピストンが駆動されて液体火薬をさらに押し、液体火薬が移動せしめられるほ ど多くのガスが発生する。この再利用サイクルにより液体火薬の燃焼が制御され 、インフレータの爆発を引き起こすような急激な液体火薬の燃焼が防止される。

【００２４】 しかしながら、液体火薬が燃焼または素早く分解したときに、その結果として 起きる素早い加圧によりインフレータが壊れるかもしれない。液体火薬の燃焼ま たは分解はゆっくりとした燃焼にさらされること、液体火薬が汚染されること、 液体火薬の密封シールが損なわれること、または貯蔵されている火薬を点火して しまう燃焼行程の反転が生じることにより起こる。

【００２５】 本考案はインフレータの爆発または破壊を防止する手段を利用する。図２に示 したようにピストン４０は通常の作動方向とは反対方向へ動き、液体火薬を減圧 し、インフレータの破裂および破壊を防止する圧力解放穴７０を開くことができ る。均衡のとれた燃焼室の圧力もなく液体火薬の圧力が高くなると、ピストンが 動いて解放穴が開かれる。

【００２６】 図２から図４を参照すると、渦形成管保持部材２０は破壊可能な連結部または 刻み目ライン３６に沿って取り付けられた上方部分３２と下方部分３４とを有す る。ピストン４０は液体火薬室３０内の圧力にさらされたときに反対方向であっ て図２に示したような左方向に移動する。ピストン４０がこの方向へと動くと、 ピストンヘッド４２が渦形成管保持部材２０の上方部分３２に当接し、上方部分 ３２と下方部分３４とがライン３６に沿って分離せしめられ、上方部分３２が図 ４に示したように下方部分３４の内側へと摺動する。ピストンヘッド４２が渦形 成管保持部材２０の上方部分３２を下方部分３４内へと潰すと、ピストンの軸４ ８を支持する穴に開口７０が形成される。穴７０が形成されたとき、液体火薬が 解放されるため、インフレータが破壊される前に素早い燃焼または分解が停止さ れる。

【００２７】 図５および図６の実施形態の渦形成管保持部材２０は一つの部品からなり、そ の長さ方向に沿って溝２８を有する。液体火薬容器３０内の圧力が高くなると、 ピストンヘッド４２が動かされて渦形成管保持部材２０に押しつけられ、図６で 示したように渦形成管保持部材２０の側壁が溝により脆弱とされているため渦形 成管保持部材２０が潰れる。渦形成管保持部材が潰れる圧力は溝の量による。す なわち溝の量が多ければ多いほど、解放されるときの圧力は小さくなる。

【００２８】 図７および図８は本考案の第三実施形態を示している。図７に示すように渦形 成管保持部材２０はその下方部分に破壊可能な溝６６を有し、この溝６６は渦形 成管保持部材の下方部分を複数のフィンガ６８に分割する。液体火薬室３０内の 圧力が高くなると、ピストンヘッド４２が動かされて渦形成管保持部材２０に押 しつけられ、フィンガ６８が拡がり、渦形成管保持部材が渦形成管１６上を摺動 し、ピストン４０が穴７０を開く方向へ動き、上記圧力を解放する。渦形成管保 持部材２０は通常の作動圧には耐えられ、作動中においてはポート２２への内部 容積部から燃焼室２４を分離するように設計されている。

【００２９】 したがって本考案は火薬保管容器のために圧力解放を制御することによりイン フレータの破壊または粉砕の問題を解決する。通常の作動方向とは反対方向へピ ストンを移動可能とすることにより、保管室内の火薬が圧力解放弁を形成する。

【００３０】 本考案は特定の実施形態について説明したが、多くの他の変更実施形態および 修正実施形態ならびに他の使用が可能であることは当業者には明らかである。し たがって本考案はここでの特定の開示に限定されず、実用新案登録請求の範囲に よりのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施形態の圧力解放手段を備えた
インフレータの断面図である。

【図２】インフレータの圧力が解放された後における図
１のインフレータの断面図である。

【図３】図１の渦形成管保持部材を示す図である。

【図４】図２の渦形成管保持部材を示す図である。

【図５】本考案の第二実施形態の圧力解放装置を備えた
インフレータの部分断面図である。

【図６】本考案の第二実施形態の圧力解放装置を備えた
インフレータの部分断面図である。

【図７】本考案の第三実施形態の圧力解放手段を備えた
インフレータの部分断面図である。

【図８】本考案の第三実施形態の圧力解放手段を備えた
インフレータの部分断面図である。

【符号の説明】

１０…インフレータ １２…ハウジング １６…渦形成管 ２０…渦形成管保持部材 ２４…燃焼室 ３０…液体火薬容器 ４０…再利用型ピストン ７０…解放穴

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体火薬の容器を有するハウジングと、
   該ハウジング内に配置され且つ前記液体火薬容器と連通
   する燃焼室と、前記ハウジング内に配置され且つ前記燃
   焼室を包囲する渦形成管保持部材と、前記液体火薬容器
   と前記燃焼室とを分離するために前記ハウジング内に可
   動に配置された再利用型ピストン手段とを具備し、該ピ
   ストン手段が前記燃焼室を前記液体火薬容器から分離す
   るピストンヘッドと前記ハウジングを通って延びるピス
   トンステムとを有し、前記ピストンヘッドが前記液体火
   薬を前記燃焼室へと制御して運ぶための複数の射出ポー
   トを有し、前記液体火薬の燃焼反応および分解反応によ
   り生じた前記液体火薬容器内の圧力を解放するために前
   記ハウジング内に配置された圧力解放手段をさらに具備
   する車両用安全拘束装置のインフレータ。
2. 【請求項２】 前記圧力解放手段が前記ハウジング内に
   穴を具備し、前記ピストン軸が該穴を通って延びる請求
   項１に記載のインフレータ。
3. 【請求項３】 前記ピストンヘッドが前記渦形成管保持
   部材に当接する請求項２に記載のインフレータ。
4. 【請求項４】 前記渦形成管保持部材が上方部分と破壊
   可能な連結部を介して該上方部分に接続された下方部分
   とを有し、前記圧力解放手段が前記ハウジング内に穴を
   具備し、前記ピストン軸が該穴を通って延び、前記液体
   火薬容器内で燃焼または分解が起こったときに、その結
   果として高められた圧力が前記ピストンを動かして前記
   渦形成管保持部材に押しつけ、前記渦形成管保持部材の
   前記上方部分および下方部分を前記破壊可能な連結部に
   沿って壊し、前記上方部分と前記下方部分内へと摺動さ
   せ、前記ハウジング内の前記穴を開けて前記インフレー
   タ内の圧力を解放するために通常の作動方向とは反対方
   向へ前記ピストンが動くことを可能とした請求項３に記
   載のインフレータ。
5. 【請求項５】 前記渦形成管保持部材がその長さ方向に
   沿って複数の溝を有し、前記圧力解放手段が前記ハウジ
   ング内に穴を具備し、前記ピストン軸が該穴を通って延
   び、前記液体火薬容器内で燃焼または分解が起こったと
   きに、その結果として高められた圧力が前記ピストンを
   動かして前記渦形成管保持部材に押しつけ、該渦形成管
   保持部材の側壁が潰れ、前記ハウジング内の前記穴を開
   けて前記インフレータ内の圧力を解放するために通常の
   作動方向とは反対方向へ前記ピストンが動くことを可能
   とした請求項３に記載のインフレータ。
6. 【請求項６】 前記渦形成管保持部材がその下方部分に
   沿って複数のフィンガと前記ハウジング内に配置され且
   つ前記燃焼室と流通する渦形成管とを有し、前記圧力解
   放手段が前記ハウジング内に穴を具備し、前記ピストン
   軸が該穴を通って延び、前記液体火薬容器内で燃焼また
   は分解が起こったときに、その結果として高められた圧
   力が前記ピストンを動かして前記渦形成管保持部材に押
   しつけ、前記渦形成管保持部材が前記渦形成管上で摺動
   できるように前記フィンガが拡がり、前記ハウジング内
   の前記穴を開けて前記インフレータ内の圧力を解放する
   ために通常の作動方向とは反対方向へ前記ピストン軸が
   動くことを可能とした請求項３に記載のインフレータ。