JP3073869U - 車両搭乗者拘束装置のためのガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全ベルト装置の駆動ユニットの機械的部品
が受ける応力が減じられ、ガス発生器の動力がより効果
的に利用できる車両搭乗者拘束装置の予緊張装置のため
のガス発生器を提供する。 【解決手段】 車両搭乗者拘束装置のためのガス発生器
２１０は、ハウジング２１２、ハウジング２１２内に収
容された容器２２６、容器２２６内に収容された火工装
薬２１６、および容器２２６と連通していてハウジング
２１２内の一室に収容された点火装置２１８を有してい
る。ハウジング２１２は、ハウジング内の一室の反対側
にあって且つ破裂ダイヤフラム２３０，２３８によって
閉鎖されている開口２５６を備えた底を有している。破
裂ダイヤフラムは、第１の比較的薄い壁部分２３０およ
び第１の比較的薄い壁部分２３０より実質的に大きい壁
厚の第２の壁部分２３８を有している。また、第１およ
び第２の壁部分２３０，２３８は、壁厚が半径方向外方
に向かって徐々に増加している中間壁部分によって互い
に連結されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は点火装置および火工推進装薬（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏ ｐｅｌｌａｎｔ ｃｈａｒｇｅ：点火されると比較的急激に燃焼して、多量のガ スを発生するもの）を有する車両搭乗者拘束装置用ガス発生器に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術および考案が解決しようとする課題】

そのようなガス発生器は安全ベルト装置の予緊張装置において使用されるよう に意図されている。火工装薬が車両の衝撃によって点火されるとき、駆動ユニッ トは燃焼ガスによる圧力を受けさせられる。推進装薬の爆発と同様の燃焼によっ て、駆動ユニットの可動部分は最大加速力を受けさせられる。

【０００３】 本考案の目的は、駆動ユニットの機械的部品が受けさせられる応力が減じられ 、かつ、ガス発生器の動力がより効果的に利用されるガス発生器を提供すること である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

後に説明する参考例及び本考案実施例の対応を明瞭にするために、参考例及び 実施例の説明に使用されている符号を付記して参考例及び本考案について以下に その概略を説明する。 まず、後述の参考例による車両搭乗者拘束装置のためのガス発生器１０，１１ ０は、ハウジング１２，１１２、前記ハウジング１２，１１２の内部に画定され た第１の室４２，１４２に収容された第１の火工装薬１６′，１１６′、前記ハ ウジング１２，１１２の内部に画定された第２の室４４，１４４に収容された第 ２の火工装薬１６″，１１６″、および前記ハウジング１２，１１２の内部に画 定されていて、前記第１の室４２，１４２と連通している第３の室に収容された 点火装置１８，１１８を有し、前記第１の火工装薬１６′，１１６′が前記第２ の火工装薬１６″，１１６″の燃焼速度より低い燃焼速度を有し、かつ、前記第 １の室４２，１４２と前記第２の室４４，１４４とが前記第１の火工装薬１６′ ，１１６′の燃焼の際に破壊される消耗可能の隔壁２８，１２８によって相互に 分離されており、前記ハウジング１２，１１２は前記第１の火工装薬１６′，１ １６′及び前記第２の火工装薬１６″，１１６″によって発生されるガスのため の単一の開口５６，１５６を備えている。

【０００５】 このような構成によって、圧力は初め僅かに増し、したがって、圧力を及ぼさ れた駆動ユニットの可動部品は初め僅かな程度まで加速されるにすぎない。比較 的緩慢に圧力が増すこの初段階に、圧力が比較的急勾配で増す段階が続き、した がって、拘束装置の急速かつ信頼できる駆動が確実に生じる。この比較的緩慢な 初期圧力増加は低燃焼速度を有する火工装薬の燃焼間に初めに生じる燃焼ガスに よって決定される。ハウジング１１，１１２の底に設けた比較的薄い破裂ダイヤ フラム３０，１３０は、実際上、低燃焼速度を有する火工装薬１６′，１１６′ の点火直後に破裂する。前記ダイヤフラム３０，１３０の破裂後、駆動ユニット は露出された開口を通じて、最初に、比較的緩慢に増す圧力にさらされる。圧力 を比較的緩慢に増加させるのに役立つ火工装薬１６′，１１６′の燃焼が進行す るにつれて、破裂される隔壁２８，１２８は圧力の高まり（ｂｕｉｌｄ ｕｐ） に続いて破裂し、したがって高燃焼速度を有する火工装薬１６″，１１６″が、 第１の火工装薬１６′，１１６′によって点火され、それにより、好適により急 速に増す圧力をもって第２の段階において駆動ユニットに作用し得る。それぞれ 、低および高燃焼速度を有する２つの火工装薬を適切に選択することによって、 それぞれの要求に従って、それぞれ、緩慢なおよび急速な圧力増加の勾配を設定 し、かつ、最大圧力到達時点を設定することが可能である。したがって、例えば 、比較的緩慢な圧力増加による初段階にもかかわらず、最大圧力が比較的早い時 点に到達されることが可能である。

【０００６】 破裂される隔壁は点火装置１８，１１８と破裂ダイヤフラム３０，１３０との 間に延びている内管２８，１２８によって構成されることが好ましく、かつ、そ れは一端部３４，１３４において点火装置１８，１１８に対して露出され他端部 ３２，１３２において破裂ダイヤフラム３０，１３０によって閉鎖されるように 配置されることが好ましい。したがって最初、点火装置１８，１１８は単に低燃 焼速度を有する火工装薬１６′，１１６′を初めに点火する。いったん、破裂ダ イヤフラム３０，１３０が圧力の高まりに続いて破裂したならば、駆動ユニット との連係が生じる。駆動ユニットは初め比較的緩慢な圧力増加を受けさせられる 。高燃焼速度を有する火工装薬１６″，１１６″の点火は、低燃焼速度を有する 火工装薬１６′，１１６′の燃焼過程において内管２８，１２８も破壊されると きにのみ生じる。

【０００７】 低燃焼速度を有する火工装薬１６′は内管２８の内部に配置され得る。この場 合、そのような内管２８は第２の室４４を包囲している容器２６と一体であるよ うに構成されるのが好ましい。

【０００８】 低燃焼速度を有する火工装薬１１６′は内管１２８それ自体によって構成され 、該内管１２８はこの目的のためむくの火工装薬（すなわち固形の火工装薬自体 ）から構成され得る。

【０００９】 内管１２８をガス発生器内に保持して整合させる信頼できる方法は、容器１２ ６の環状ベース１４０内に、容器１２６の破裂ダイヤフラム１３０と隣接する管 端部を挿入することによって達成されるのが好ましく、一方、点火装置１１８に 隣接するその端部１３４は点火装置１１８の点火通路１３６内に挿入されるのが 好ましい。この場合、同様に、低燃焼速度を有する火工装薬１１６′は最初に点 火装置１１８によって点火される。さらなる火工装薬１１６″の点火は内管１２ ８が完全に燃え尽きた後にのみ生じる。環状ベース１４０はそれ自体としては容 器１２６と一体的に形成され得る。

【００１０】 本考案によれば、車両搭乗者拘束装置のためのガス発生器２１０は、ハウジン グ２１２、前記ハウジング２１２内に収容された容器２２６、前記容器２２６内 に収容された火工装薬２１６、および前記容器２２６と連通していて前記ハウジ ング２１２内の一室に収容された点火装置２１８を有し、前記ハウジング２１２ は、前記一室の反対側にあって破裂ダイヤフラム２３０，２３８によって閉鎖さ れている開口２５６を備えた底を有し、前記破裂ダイヤフラムが、第１の比較的 薄い壁部分２３０および前記第１の比較的薄い壁部分２３０より実質的に大きい 壁厚さの第２の壁部分２３８を有し、前記第１および第２の壁部分２３０，２３ ８が壁厚が半径方向外方に向かって徐々に増加している中間壁部分によって互い に連結されていることを特徴とする。

【００１１】 本考案においては、同様に、破裂ダイヤフラム２３０，２３８の前記比較的薄 い壁部分２３０の破裂後に、単に圧力が比較的緩慢に増加する初期段階が生じる 。これはダイヤフラムの破裂とともに、最初、比較的小さい噴口が完全に開くに すぎない事実に帰せられる。この初め比較的小さい噴口が燃焼の進行によって拡 大されるにつれて、圧力の増大は急勾配になる。噴口の寸法は時間の関数として 拡大する。初め破裂ダイヤフラム２３０によって密閉されている開口２３２は、 とりわけ、火工装薬の容器２２６のいわば変化する厚さ底壁によって構成され得 、前記噴口の横断面の寸法の拡大の時間関数は、その勾配が一定でない開口２３ ２の内壁面の推移によって与えられることが好ましい。

【００１２】 本考案の実施例のさらなる有利な修正形式は従属請求項に記載されている。

【００１３】 本考案のさらなる特徴および利点は以下述べる説明から、および参照さるべき 図面から、判明するであろう。

【００１４】

【実施例】

図１に示されている火工方式の参考例のガス発生器１０は、鎖錠ピン（図示さ れていない）などのための外受け手段１４を備えた円筒形のハウジング１２を有 し、該鎖錠ピンによってガス発生器１０は例えば車両搭乗者安全ベルト装置のた めの予緊張装置である１個の装置の孔に便利に固定され得る。

【００１５】 ガス発生器１０は燃焼速度が互いに異なっている推進装薬１６' および１６'' 、および図示の例においては機械的衝撃式点火装置である点火装置１８を備えて いる。

【００１６】 ガス発生器１０のハウジング１２は点火装置１８の衝撃面４６の中心部分に対 向して位置する段付き案内穴２０を有し、かつ、ピン状の衝撃伝達素子２２がそ のような案内穴２０のなかに受容されている。前記衝撃伝達素子２２は衝撃手段 （図示されていない）によって打撃されるように案内穴２０から突出している。 前記衝撃手段は例えば機械的な釈放手段の一部分である。衝撃伝達素子２２はヘ ッド２４を有し、該ヘッドは点火装置１８に指向されていて比較的幅広であるが 先端を点火装置１８に対して指向されており、衝撃伝達素子２２を内部に固定す るため段付き案内穴２０の広化部分２０' 内に受容されている。もし今衝撃部（ 図示されていない）が衝撃伝達素子２２の、ハウジング１２から突出している端 部に対して打ち当てられるならば、ヘッド２４の先端は点火装置１８の衝撃面４ ６をその中心において貫通し、したがってガス発生器１０は点火される。

【００１７】 点火装置１８はブースタ４８を有する点火通路３６を介して推進装薬容器２６ と接続されており、該容器はガス発生器１０の円筒形のハウジング１２内に配置 されており、主たる推進装薬１６' および１６''を収容している。

【００１８】 塑性材料から構成されていることが好ましいボウル状の推進装薬容器２６は、 底壁３８と接続しているかなり長い円筒形部分２６' と、点火装置１８に向かっ て円錐状にテーパになっているより短い部分２６''とを有する。推進装薬容器２ ６の円筒形部分２６' と底壁３８との間の遷移部分は丸くされている。推進装薬 容器２６は円筒形のハウジング１２を通って延びている段付き穴の好適に設計さ れた部分２０''のなかにプレス嵌めにされている。これに関して、推進装薬容器 ２６の円錐状テーパ部分２６''は、ハウジング１２を通って延びている段付き穴 の内部において大横断面の部分２０''と小横断面の部分２０''' との間の段５０ から小さい距離ｄをもって離されており、前記部分２０''' 内には点火装置１８ およびブースタ４８を収容する挿入体５２が受容されている。点火装置１８から 遠くかつ推進装薬容器２６に隣接している挿入体５２の端５４も段５０から引込 められている。

【００１９】 推進装薬容器２６は円筒形のハウジング１２と推進装薬容器２６とに共通の長 手方向軸線Ｌと同軸である中心内管２８を備えており、該内管２８は容器２６の 底壁３８と結合しており、一方、反対端において挿入体５２に接している。内管 ２８の内径は同軸の点火通路３６の内径より僅かに小さく、一方、これとは反対 に内管２８の外径は点火通路３６の外径より僅かに大きく、したがって内管２８ の各端部はその縁の一部分を、点火通路３６のオリフィスを有する挿入体５２の 前端壁５４に対し緊密に係合させられている。好ましくは推進装薬容器２６と一 体的に作られた内管２８は、その他端部において、推進装薬容器２６の底壁３８ すなわち床に対しそれに垂直に結合されている。内管２８のこの端部に設けられ た開口３２は破裂壁３０によって常態では密閉されており、該破裂壁３０は底壁 ３８および内管２８と一体的に作られており、かつ、底壁３８の内管２８および 開口３２を包囲している部分より薄い。内管２８と底壁３８の半径方向外方部分 との間の遷移部分はより大きい厚さをもって作られている。

【００２０】 破裂壁３０すなわち破裂ダイヤフラムに隣接するその端部において、円筒形の ハウジング１２は、開口３２に対して、かつ破裂壁３０に対して、それぞれ、同 軸である外開口５６を有し、該外開口は内管２８の破裂壁３０によって閉鎖され た開口３２より大きい直径を有する。この外開口５６を通じて、ガス発生器１０ は、例えばベルト引込器にかつまたベルトバックルに配置され得る安全ベルト装 置の予緊張装置であり得る車両搭乗者拘束装置の駆動ユニットと結合されること が可能である。

【００２１】 低燃焼速度を有する推進装薬１６' は内管２８の内部に、したがって、推進装 薬容器２６の中心受容部４２に配置されており、一方、これに反して高燃焼速度 を有する推進装薬１６''は推進装薬容器２６の内管２８を包囲している受容部４ ４に収容されている。したがって、高燃焼速度を有する推進装薬を収容している 受容部４４は、破裂壁３０によって外側から遮断された受容部４２から中心内管 ２８（その端部は推進装薬容器２６から突出して点火装置に隣接している）によ って隔離されている。

【００２２】 点火装置１８が衝撃伝達素子２２によって打撃されるとき、ブースタ４８を通 じて最初に、内管２８内に収容されている低燃焼速度を有する推進装薬１６' が 点火される。内管２８の内部の圧力が十分に増大した後、破裂壁３０が破裂し、 従って開口３２が開かれ、それを通じて拘束装置、例えば安全ベルト装置の予緊 張装置、の駆動ユニットが作動される。この段階の間、圧力は比較的ゆっくりと 増加するに過ぎず、したがって、拘束装置の機械的構成要素に及ぼされる荷重は 減じられる。破裂ダイヤフラムとして働く内管２８は低燃焼速度を有する推進装 薬１６' の燃焼の進行間に破裂し、したがって高燃焼速度を有する推進装薬１６ ''は低燃焼速度を有する既に燃焼中の推進装薬１６' によって点火される。高燃 焼速度を有する推進装薬１６''の燃焼によって、拘束装置を即時駆動する責任の ある圧力は急勾配で上昇する。初期における圧力の上昇は比較的小さいから、拘 束装置の破損および、または、損傷のおそれは最小限に減じられる。

【００２３】 異なる推進装薬の適切な選択によって、圧力上昇速度および最大圧力到達時点 が規定され得る。異なる段階間の遷移時点は、とりわけ、内管の厚さおよび材料 によって規定されることが可能であり、内管は推進装薬容器と一体に形成される ことが好ましく、同様に塑性材料から構成されることが好ましい。

【００２４】 図２は２つの異なる主たる推進装薬を装薬容器内に収容されている火工方式の ガス発生器の別の参考例を示している。図１に例示された諸部品と同じである諸 部品は、１００を加えた符号（参照数字）によって示されている。以下、図２の 参考例と図１のそれとの相違点のみについて説明する。

【００２５】 図２に示された火工方式のガス発生器１１０の場合、低燃焼速度を有する推進 装薬１１６' は内管１２８それ自体によって構成されている。この場合において は、前記内管１２８はむく推進装薬から成っている。

【００２６】 さらに、推進装薬容器１２６は塑性材料から構成されていることが好ましい。 それは底壁１３８から内方へ延びて底壁１３８の中心開口１３２を包囲している 環状ベース１４０と一体的に製作され、前記中心開口が常態において破裂ダイヤ フラム１３０によって密閉されていることが好ましい。環状ベース１４０は円筒 形のハウジング１１２と同軸であり、点火通路１３６と整合されている。点火通 路１３６は推進装薬容器１２６の他端と対向している。低燃焼速度を有する推進 装薬１１６' を構成している内管１２８は、その２つの端部を、それぞれ、環状 ベース１４０と点火通路１３６とに挿入されており、したがって、それは円筒形 のハウジング１１２、推進装薬容器１２６および点火装置１１４の点火通路１３ ６に対して同軸に整合固定されている。内管１２８の、環状ベース１４０内に固 定された端部は破裂ダイヤフラム１３０と確実に連結してそれによって密閉され ているが、点火通路１３６内に挿入された端部１３４はブースタ１４８から距離 ｅに位置しており、ブースタ１４８は図１に示した参考例と全く同様に低燃焼速 度を有する推進装薬１１６' の爆発的点火を生じさせる。

【００２７】 図２に示された参考例の場合において、点火装置１１８は本場合には内管１２ ８そのものによって構成されている低燃焼速度を有する推進装薬１１６' を点火 するのに最初使用されるにすぎない。むく装薬から成るこの内管１２８は比較的 低速で燃え尽き、したがって、第１段階の間、発生される圧力も比較的低速で増 大する。内管１２８が燃え尽きた後、高燃焼速度を有する装薬１１６''が点火さ れ、それにより次段階において、拘束装置のより急速な駆動が生じる。この拘束 装置はやはりとりわけ安全ベルト装置のための予緊張装置である。そのような予 緊張装置は例えばベルト引込器におよびベルトバックルにも配置され得る。

【００２８】 図３は本考案による火工方式のガス発生器２１０の一実施例であってそのボウ ル状の好ましくは塑性材料から成る推進装薬容器２２６が漸変底（傾斜して厚さ の変動している底部）を設けられていて、単に１つの主たる推進装薬２１６を有 するものを示している。図１に示した参考例の諸部品に相当する諸部品には２０ ０を付加された符号が付されている。やはり、図２の参考例と図３の実施例との 間の相違点についてのみ説明する。

【００２９】 図３に示された構成の火工方式のガス発生器２１０の場合においては、既述の ２つの参考例に使用されたごとき内管は存在しない。推進装薬容器２２６内に１ つの推進装薬２１６が配置されているだけである。

【００３０】 底壁２３８に設けられていて常態においては破裂ダイヤフラム２３０によって 密閉されている開口２３２は、外側へ向かって漸減する横断面を有する。薄い破 裂ダイヤフラム２３０は最小直径を有する外側部分において開口２３２を閉鎖し ている。推進装薬容器２２６の、破裂ダイヤフラム２３０を包含している底壁２ ３８は、点火装置に隣接している推進装薬容器２２６の端部に対向して配置され ている。開口２３２は底壁２３８の中心に配置されており、したがって円筒形の ハウジング２１２に対してかつ推進装薬容器２２６に対して同軸である。ガス発 生器２１０の円筒形のハウジング２１２内には、直列に点火装置２１８および推 進装薬容器２２６がハウジング２１２の長手方向軸線Ｌに対してやはり同軸に配 置されている。

【００３１】 変化する厚さの底壁２３８を備えた推進装薬容器２２６を有する火工方式のガ ス発生器２１０の、図３に示された実施例において、車両の衝突は推進装薬２１ ６が点火装置２１８およびブースタ２４８によって点火されることを意味する。 この直後に、推進装薬容器２２６内における対応する圧力増大は薄い破裂ダイヤ フラム２３０を破裂させ、その結果、比較的小さい穴があけられる。したがって 、最初、圧力は比較的ゆっくりと増大する。圧力の増大がより急勾配になるのは 燃焼作用によって前記小さい穴の寸法が増したときだけであり、そのような穴は 開口２３２の内壁面の形状に従って時間の経過とともにより幅広になる。好適な 設計の変化する厚さの底壁を有することによって、所望の増圧機能を決定するこ とが可能である。

【００３２】 図４の曲線ａは在来の火工方式のガス発生器の対時間圧力関数を示す。これに よれば、点火時点ｔ_zの直後に圧力は比較的急勾配で増し、そのあと、その勾配 が、ピーク値に達するまで、連続的に減じる期間が続く。このあと、圧力ｐは時 間ｔとともに次第に小さくなる。

【００３３】 図４の曲線ｂは本考案による火工方式のガス発生器の対時間圧力関数を示す。 これから認められるように、点火時点ｔ_zに続いて、最初、圧力は比較的緩慢に 増す。圧力が比較的平らに増すこの初期段階に、圧力が比較的急勾配で増す段階 が続き、その間に拘束装置の急速駆動が生じる。ピーク値に達すると同時に、圧 力値は時間とともに減じる。

【００３４】 ガス発生器の適切な設計を採用することによって、図４において曲線ｃによっ て示されるごとき圧力関数を得ることが可能である。この場合において、圧力の 連続増加はピーク値に達するまで達成される。そのような圧力増加は在来形ガス 発生器の場合における圧力（曲線ａを見よ）の初期増加より小さく、かつ、曲線 ｂによる圧力の初期増加より大きい。ピーク値は上記２つの場合の曲線ａおよび ｂにおけるそれらより大きい。

【００３５】 初期圧力の減少によって拘束装置の機械的構成要素における応力は実質的に減 じられ、したがって、圧力によって影響される構成要素の破損および、または、 損傷の危険は低く保たれる。本考案による火工方式のガス発生器は安全ベルト装 置の予緊張装置との関連においてとりわけ有利であり、そのような予緊張装置は ベルト引込器に、かつまた、ベルトバックルに配置されることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を理解する上での参考となる参考例とし
ての、２つの異なる推進装薬を有する火工方式のガス発
生器を縦断面図で示す参考図。

【図２】２つの異なる推進装薬を有する火工方式のガス
発生器の別の参考例を縦断面図で示す参考図。

【図３】漸変床（傾斜して厚さの変動している床）を有
する火工方式のガス発生器の、本考案実施例の縦断面
図。

【図４】在来形ガス発生器と比較して図１から図３に描
かれたガス発生器に関する対時間圧力を示しているグラ
フ。

【符号の説明】

２１０ ガス発生器 ２１２ ハウジング ２１６ 推進装薬（火工製薬） ２１８ 点火装置 ２２６ 推進装薬容器 ２３０ 破裂ダイヤフラム ２３２ 開口 ２３８ 底壁（破裂ダイヤフラム） ２４８ ブースタ ２５６ 開口

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両搭乗者拘束装置のためのガス発生器
   （２１０）であって、ハウジング（２１２）、前記ハウ
   ジング（２１２）内に収容された容器（２２６）、前記
   容器（２２６）内に収容された火工装薬（２１６）、お
   よび前記容器（２２６）と連通していて前記ハウジング
   （２１２）内の一室に収容された点火装置（２１８）を
   有し、前記ハウジング（２１２）は、前記一室の反対側
   にあって破裂ダイヤフラム（２３０，２３８）によって
   閉鎖されている開口（２５６）を備えた底を有し、前記
   破裂ダイヤフラムが、第１の比較的薄い壁部分（２３
   ０）および前記第１の比較的薄い壁部分（２３０）より
   実質的に大きい壁厚さの第２の壁部分（２３８）を有
   し、該第１および第２の壁部分（２３０，２３８）が、
   壁厚が半径方向外方に向かって徐々に増加している中間
   壁部分によって互いに連結されていることを特徴とする
   ガス発生器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のガス発生器において、
   前記破裂ダイヤフラム（２３０，２３８）が前記容器
   （２２６）と一体的に形成されているガス発生器。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のガス発生器において、
   前記第１の壁部分（２３０）が前記第２の壁部分（２３
   ８）によって包囲されているガス発生器。