JP3227484B2 - スラストニュートラルインフレータをエアバッグモジュールで使用するのに適するようにする手段 - Google Patents

スラストニュートラルインフレータをエアバッグモジュールで使用するのに適するようにする手段

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景及び概要 本発明は、一般に、補助膨張式拘束（エアバッグ）シ
ステムに関し、特にハイブリッドインフレータに関す
る。
ハイブリッドインフレータは、大量の不活性加圧ガス
を蓄積しておく圧力容器を具備する。膨張ガスを排出さ
せるために圧力容器から出口ポートに至る通路を選択的
に開放するための手段が設けられている。そのような手
段は、典型的には、破裂可能円板を制動する機構を含
む。ハイブリッドインフレータは、圧力容器内に残留し
ているガスを加熱することによりエアバッグをより効率
良く膨張させる大量の推進剤などの発熱装置をさらに含
んでいても良い。ガスがインフレータから排出すると
き、特にインフレータがエアバッグモジュールの一部で
はない場合に、ハイブリッドインフレータをスラストニ
ュートラル位置に維持するように出口ポートの向きを定
めることが必要条件となる。スラストニュートラルと
は、ガスが出口ポートから排出するときに、その反力の
合力は本質的に零であることを意味している。ハイブリ
ッドインフレータガスラストニュートラルでないと、偶
発的に作動されるか、又は火災等々を原因とする超過圧
力などによってガスが放出されてしまったとき、排出す
るガスの流れにより発生する零でない合力のためにイン
フレータは推進されるおそれがあることが理解できる。
このため、ハイブリッドインフレータを搬送、出荷な
どしているときには、上記のスラストニュートラル条件
は有益である。ところが、以下の説明でわかるように、
上記の条件はエアバッグ膨張プロセスの効率を低下させ
る。本発明は、膨張ガスを発生するインフレータと、イ
ンフレータの周囲に配設されて、インフレータから排出
する膨張ガスを受け入れるエアバッグと、少なくともイ
ンフレータを支持する構造とを具備するエアバッグモジ
ュールから成る。インフレータは圧力容器と、膨張ガス
がインフレータから排出するときに通過する複数の出口
ポートとを具備する。出口ポートは、インフレータが構
造体に装着されていないときにインフレータをスラスト
ニュートラル状態にさせるように配列されている。モジ
ュールは、構造体により支持されたときにインフレータ
を非スラストニュートラル状態にさせるために指定され
た１組の出口ポートを閉鎖する第１の手段を具備する。
その第１の手段は、それら指定の出口ポートの各々に受
け入れられる栓を含む。各々の栓は、インフレータが構
造体から取り外された場合に、各々の栓も必然的に取り
除かれ、それによって先に閉鎖されていた出口ポートの
全てを開放し、膨張を再びスラストニュートラル状態に
させるように、構造体の一部分を通して受け入れられる
のが好ましい。
本発明のその他の多くの目的と意図は以下の図面の詳
細な説明から明白になるであろう。
図面の簡単な説明 図面中： 図１は、従来のハイブリッドインフレータを示す。
図２から図５は、ハイブリッドインフレータの出口ポ
ートの向きを示す。
図６は、エアバッグモジュール中のインフレータを示
す。
図７は、ハイブリッドインフレータ及びエアバッグモ
ジュールの横断面図を示す。
図８は、ハイブリッドインフレータの様々な要素を概
略的に示す。
図９は、本発明の別の実施例を示す。
図面の詳細な説明 図１は、従来のエアバッグ12用ハイブリッドインフレ
ータ10を示す。インフレータ10はマニホルド14又はそれ
に類似する支持構造の中に固着されている。理解できる
であろうが、インフレータはその一端部の周囲に配置さ
れた複数の出口ポート16を含む。インフレータ内部の、
蓄積されている膨張ガスを解放する機構は図示されてい
ない。ガスがどのように解放されるかにかかわらず、等
間隔で配置された出口ポート16はスラストニュートラル
状態を発生させることがわかる。スラストニュートラル
インフレータの概念は有益であるが、インフレータをモ
ジュールの中に設置すると、スラストニュートラルの特
徴は不効率の原因である。エアバッグを急速に膨張させ
るために、膨張ガスはインフレータから出て、エアバッ
グの中に直接に流入することが望ましい。ハイブリッド
インフレータから出るガスの流れは多方向の流れである
ので、ハイブリッドインフレータは、典型的には、エア
バッグに流入するガスの流れのある部分を再誘導するた
めの何らかの機構を含む。この再誘導は先に挙げたマニ
ホルド、又は多種多様な形態をとりうるハウジングなど
によって実行される。
図２を参照すると、図２は、２つの出口ポート16a及
び16bのみを有する典型的なハイブリッドインフレータ1
0の端面横断面図を示す。図３から図５は、別の個別の
出口ポート構成を有するハイブリッドインフレータの利
用例を示す。各々のポートから出ている矢印18は、イン
フレータから排出するときの膨張ガスの流れの方向を示
す。図３は、３つの等間隔で配置された同じ大きさの出
口ポート16a〜16cを示す。図４は、３つの非対称に配置
された出口ポートを示す。ポート16cの流れ面積は、ス
ラストニュートラル状態を得るために、いずれかのポー
ト16a又は16bの流れ面積より広い。典型的には、ポート
16aとポート16bの面積は等しい。ポート16cの大きさ
は、ポート16aとポート16bとの角間隔によっても異な
る。図５は、４つの等間隔で配置された同じ大きさの出
口ポート16a〜16dの使用を示す。
次に、当該技術では多くの場合に反応かん、反応ハウ
ジング、反応マニホルド又は反応部材と呼ばれるハウジ
ング20に固着されたインフレータを示す図６を参照す
る。ハウジング20の目的は、インフレータを支持すると
共に、膨張ガスの流れを遮断して、その流れをエアバッ
グの中へ再誘導することである。１例として、ここで示
すインフレータは２つの出口ポートを使用している。理
解できるであろうが、膨張ガスの二分の一は16aのよう
な一方のポートから排出して、ハウジング20に当たり、
膨張ガスの残る半分は対向するポート16bを排出して、
ほぼ直径にエアバッグに流入する。ポート16aを出るガ
スに関して、そのようなガスは加熱、加圧、高速の流れ
を表わすことがわかる。ガスがハウジング20に当たると
き、ある量の熱エネルギーは失われる。すなわち、典型
的には膨張ガスより低い温度であるハウジングによって
吸収されるのである。相対的に少数の出口ポートを使用
しているので、高温の膨張ガスはハウジングの局限され
た領域に当たり、おそらくは、過剰な熱、局限的な過剰
圧力、構造を補強する必要性及びその衝突領域の中に配
置されるエアバッグ材料の劣化の可能性を引き起こす。
膨張ガスの流れを再誘導するように反応ハウジング20を
設計しなければならないので、そのようにしない場合と
比べて反応ハウジングはより複雑で、コスト高の構成要
素になり、その結果、エアバッグモジュールの重量、コ
スト及びサイズはいずれも増加する。
次に、エアバッグモジュール50の一部を形成している
ハイブリッドインフレータ40を示す図７を参照する。ハ
イブリッドインフレータの横断面図は図８に概略的に示
されている。ハイブリッドインフレータの例は、この明
細書にも参考として取り入れてある米国特許第5,022,67
4号及び第5,076,607号の中に示されている。ハイブリッ
ドインフレータ40は、加圧アルゴンガスを蓄積する圧力
容器部分42を具備する。圧力容器部分は、上記の特許の
中に示されているような周知の何らかの手段によって開
放できる破裂可能円板44を含む。インフレータ40は、同
様に上記の特許の中に示されているガス発生器のような
発熱部材46をさらに含む。円板44が破裂すると、ガスは
非圧力容器部分48に流入し、続いて複数の出口ポート16
から流出する。２つのそのような出口ポート16a及び16b
が図示されているが、どのような数のポートの向きをも
採用できることを理解すべきである。出口ポートが２つ
である場合、各出口ポートの大きさは、ハイブリッドイ
ンフレータがモジュール外にあるときにインフレータの
スラストニュートラルという特徴を維持するように同一
に選択される。また、各々の出口ポート16a及び16bの大
きさは、１つのポートの面積がエアバッグを規定の充満
速度と充満圧力をもって適切に充満するように選択され
る。この特徴は、エアバッグの側でないポートが閉鎖さ
れるためである。本発明の最も単純な形態では、16aの
ような一方のポートに60のような栓を受け入れるための
雌ねじが形成されている。
当該技術において典型的に見られるように、ハイブリ
ッドインフレータ40は上記の特許に記載されているよう
な方法で構造体たるハウジング52に固着される。インフ
レータ40をハウジングの内部にそのように位置決めした
場合、栓60はハウジングの開口62を通して16aのような
ねじ付き出口ポートに差し込まれる。必要に応じて、栓
と出口ポートとの境界面をさらに密封するために、Ｏリ
ングなどのシール64を使用することができる。ハウジン
グと、栓と、インフレータは、インフレータをハウジン
グから取り外した場合に、必然的に栓も取り除かれるよ
うに協働する。栓60が取り除かれれば、インフレータは
再びスラストニュートラル状態になることは明白であ
る。図５に示すようなポートの向きを使用する場合に
は、後向きのポート16c及び16dを通るガスの逆流を防止
するために、２つのそのような栓60a及び60bを使用す
る。図９は、栓のねじ山をＯリングに代わるものとして
のねじ密封材61によって被覆した本発明の別の実施例を
示す。図８のインフレータ40はガス発生器ハウジング54
を概略的に示す。そのようなガス発生器ハウジングは米
国特許第5,076,607号にさらに詳細に示されている。ガ
ス発生器ハウジングはインフレータの非圧力容器部分48
に配置される。図９に示す通り、栓60はねじ付きポート
16aの中に差し込まれて、ガス発生器ハウジングに達し
ている。栓とガス発生器ハウジングとの間の反力は、そ
れらを確実に嵌合させる。
従って、本発明は、ハイブリッドインフレータがエア
バッグモジュールの中にないときにはインフレータをス
ラストニュートラル状態とし、加えて、インフレータが
エアバッグモジュールの一部として取り付けられている
ときには、膨張ガスは物理的再誘導又は偏向を必要とせ
ずにエアバッグに向かってのみ流れるように誘導される
という必要条件を満たすことがわかる。そのため、ハイ
ブリッドインフレータの膨張エネルギーの全てが１つ又
は複数の出口ポートを通って流出して、膨張ガスをエア
バッグの中へ直接に流入させる。
以上のことからわかるように、本発明はスラストニュ
ートラルガス容器としての圧力容器／ハイブリッドイン
フレータの利用を可能にし、また、そのようなインフレ
ータをエアバッグモジュールに取り付けた場合には、エ
アバッグの膨張を改善する。膨張ガスはインフレータか
ら後方へ排出しないので、ハウジング52などの近接して
配置されている構成要素の加熱に起因する熱エネルギー
の損失はないことを理解すべきである。ガスの流れを再
誘導する必要がないので、ガスの運動エネルギーは高い
レベルに維持され、支持構造を衝突する膨張ガスによっ
て起こる局限的な加熱と加圧に耐えるように設計しなく
とも良いので、支持構造の重量、コスト等を減少させる
ことができる。
本発明の範囲から逸脱せずに、本発明の以上説明した
実施例の数多くの変更や変形を実施できることは言うま
でもない。従って、その範囲は添付の請求の範囲によっ
てのみ限定されるものとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラウン，ロイ・ジイ アメリカ合衆国 71913 アーカンソー 州・ホット スプリングス・マリオン アンダーソン ロード・2105 (72)発明者 レンフロウ，ドナルド・ダブリュ アメリカ合衆国 22069 ヴァージニア 州・ヘイマーケット・ピーオーボックス 140・（番地なし) (72)発明者 フラントム，リチャード・エル アメリカ合衆国 48062 ミシガン州・ リッチモンド・サウス フォレスト・ 67799 (72)発明者 オッカー，クラウス・エフ アメリカ合衆国 48026 ミシガン州・ フレイザー・パイン リッジ ノース・ 16273 (72)発明者 ベイゼル，テレサ・エル アメリカ合衆国 22003 ヴァージニア 州・アナデイル・スプリングブルック ドライブ・4828 (56)参考文献 特開 平５−24498（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−503489（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/16 - 21/32

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】インフレータ（40）と、インフレータの周
    囲に協働するように配設されて、インフレータから排出
    する膨張ガスを受け入れるエアバッグ（12）と、少なく
    ともインフレータを支持する構造体（52）とを具備する
    エアバッグモジュール（50）において、 インフレータは、圧力容器（42）と、膨張ガスがインフ
    レータから排出するときに通過する複数の出口ポート
    （16）とを具備し、その出口ポートは、インフレータが
    構造体に装着されていないときにインフレータをスラス
    トニュートラル状態にさせるように配列されており、エ
    アバッグモジュールは、指定された１組の出口ポートを
    閉鎖する第１の手段（60）を具備し、インフレータが構
    造体に支持されているときにインフレータを非スラスト
    ニュートラル状態にさせることを特徴とするエアバッグ
    モジュール（50）。
  2. 【請求項２】通常のエアバッグの膨張の方向とはほぼ逆
    の第１の方向を向いている指定された１組の出口ポート
    から膨張ガスの一部が排出するように、出口ポートがイ
    ンフレータの一部分に沿って配列されており、且つ前記
    第１の手段は、膨張ガスがそのような第１の方向に流れ
    るのを阻止するための手段からなる請求項１記載のモジ
    ュール。
  3. 【請求項３】第１の手段は、膨張ガスをインフレータか
    ら第１の方向に排出させる出口ポートを含めて、指定さ
    れた出口ポートの全てを閉鎖するための手段からなる請
    求項２記載のモジュール。
  4. 【請求項４】第１の手段は、指定された出口ポートの各
    々に受け入れられる栓（60）を含む請求項３記載のモジ
    ュール。
  5. 【請求項５】インフレータを構造体から取り外した場合
    に、各々の栓も必然的に取り除かれ、それにより、先に
    閉鎖していた出口ポートの全てを開放し且つ膨張を再び
    スラストニュートラル状態にさせるように、各々の栓
    （60）は構造体の一部分を通して受け入れられる請求項
    ４記載のモジュール。
  6. 【請求項６】インフレータ（40）は出口ポート（16）に
    対向する壁包囲部材（52）を含み且つ栓（60）の一端部
    は壁包囲部材（52）と係合する請求項４記載のモジュー
    ル。
  7. 【請求項７】エアバッグを膨張させるハイブリッドイン
    フレータ（40）において、インフレータは、膨張ガスが
    全ての出口ポートから排出して、インフレータをスラス
    トニュートラル状態にさせる一方、インフレータをエア
    バッグに近接して支持構造体に取り付けたときには、い
    くつかの出口ポートが閉鎖又は密封され、インフレータ
    を非スラストニュートラル状態にさせるように配列され
    た複数の出口ポートを具備するインフレータ。
  8. 【請求項８】いくつかの出口ポートの閉鎖は、インフレ
    ータの支持構造体への組立て中に栓を出口ポートに差し
    込むことにより実行される請求項７記載のインフレータ
    （40）。
  9. 【請求項９】インフレータを協働する支持構造体から分
    離することが望ましい場合には、まず、インフレータを
    取り外し、それにより、インフレータを再びスラストニ
    ュートラル状態にさせるために、栓を取り除かなければ
    ならない請求項８記載のインフレータ。
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