JP3665740B2 - エアバッグのガス圧容器のための開口装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ガス圧容器のための開口装置であって、ガス圧容器の排流穴に接続し、ガス圧容器と固定結合されているハウジングと、ハウジングの内部空間とガス圧容器の内部空間との間に配置され、ガス圧容器の排流穴を閉鎖することによりハウジングの内部空間をガス圧容器の内部空間に対し密封させている密封要素にして、ガス圧容器内のガス圧により密封要素に対して作用する開口力に抗するように加圧部材を介して対向支持部材に支持されている前記密封要素と、密封要素とは別個に支持される作動装置とを備え、作動装置が作動時に密封要素の支持を解消することにより、排流穴がガス圧容器内のガス圧により開口してエアバッグを膨らませるようにした前記開口装置に関する。
【０００２】
この種の開口装置は、ドイツ連邦共和国特許公開第１９５４０６１８号公報から知られている。ガス圧容器の排流穴は密封要素で閉鎖され、密封要素はガス力を支持するため加圧部材を介してハウジング固定の対向支持部材で支持されている。加圧部材には爆薬装填部が付設されており、爆薬装填部が点火すると対向支持部材が破損して、密封要素の支持が解消される。このとき密封要素はガス圧容器内のガス圧だけで破壊され、ハウジングに接続されているエアバッグは流出するガスにより膨らむ。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第１９７２７０４７号公報からは、ガス圧蓄圧器を不活性ガスで充填すること、たとえば窒素、アルゴンおよびヘリウムのグループからなる少なくとも１種類のガスで充填することが知られている。充填されたガス圧容器は破裂ディスクにより閉鎖される。破裂ディスクはガス圧容器に溶接されており、爆薬装填部の爆発圧により開口する。
【０００４】
充填されるガス圧容器は下請け業者により製造されて顧客に発送される。発送の準備が終わっているガス圧容器は、それぞれ爆薬装填部を備えた、作動準備完了状態にある開口装置を含んでいる。したがって製造、発送、最終組み立ての際には、開口装置の不慮の作動を回避するため、慎重な操作が必要である。
【０００５】
さらに、エアバッグを機械的に損傷させずに急速にきちんと膨らませるには、ガス圧容器内に蓄積されているガスが特定の混合状態になければならないことが確認された。
【０００６】
本発明の課題は、この種の開口装置において、製造、発送、最終組み立ての際に、開口装置の不慮の作動を回避することである。
【０００７】
この課題は、本発明によれば、互いに対向する側において開口しているハウジングが、ガス圧容器と結合される本体を有し、本体の開口端面が本体とは別個に設けられる端面板により閉鎖可能であり、作動装置が、ハウジングとは別個に独立して取り付け可能なユニットとして一方の端面板で保持されていることにより解決される。
【０００８】
本発明によれば、作動装置はハウジングとは別個に独立して取り付け可能なユニットとして実施されている。密封要素の支持が作動装置とは独立に安定であるため、作動装置なしでも開口装置をガス圧容器とともに事前に取り付けることができる。ハウジングは反対側で開いたままであるので、密封要素が不慮に開口しても、加圧状態にあるガスは同じ開口面積の反対側から流出し、よってスラスト力のない（schubneutral）反作用力だけが発生する。したがってガス圧容器はほとんど移動せず、或いは全く移動しないので、事前に取り付けて発送し、最終的に組み立てる場合、付加的なコストを要せずに高い安定性が得られる。作動装置は開口装置およびガス圧容器とは別個に事前に取り付けられる。最終取り付けのときにはじめてガス圧容器用の開口装置に作動装置を具備させて、装置全体が作動準備状態にもたらされる。しかしこの場合ガス圧容器は固定して取り付けられるので、排流ガスに発生するスラスト力が捕獲される。
【０００９】
ハウジングを、ガス圧容器と連結され端面が開口した本体から形成するのが有利である。開口端面は端面板により閉鎖可能である。この場合、ハウジング本体は発送用に暫定的な端面板で閉鎖することができる。両端面板は同じ大きさの排流穴を有している。このように、ハウジング内での開口装置の損傷は確実に回避される。最終組み立ての際にはじめて、一方の端面板に取り付けた作動装置がハウジング本体に装着され、この場合、作動装置とは反対側の端面板はエアバッグの充填に必要な排流穴を有している。この端面板にエアバッグを固定するのが合目的である。
【００１０】
作動装置の位置正確な取り付けを保証するため、ハウジング本体の端面の開口縁は端面板の受容溝に係合する。
本発明の他の構成は他の請求項、以下の説明および図面から明らかである。図面には、本発明のいくつかの実施形態が図示されている。
【００１１】
図１に図示したガス圧容器１は、たとえば自動車に使用されるエアバッグ２を膨らませるために用いる。
図２と図３からわかるように、ガス圧容器１の中央の排流穴３には、ガス圧容器１と固定連結されているハウジング４が接続している。排流穴３はガス圧容器１の中心縦軸線４８に同軸に位置しているのが有利である。ハウジング４の正確な構成は図１、図２および図７から明らかであり、他方図３ないし図６はハウジング４を概略的に図示したものであり、図８と図９はハウジングの変形実施形態を示したものである。
【００１２】
ハウジング４は、特に図２に示すように中空の本体５を有している。中空の本体５は、互いに逆の側に位置している開口した端面６と７を備え、端面６と７は端面板８と９により閉鎖される。図１からわかるように端面板８と９は端面６と７よりも大きく形成されているので、端面板８と９は本体５から突出している。突出部分１０には、タイロッド１２を配置するための貫通穴１１が設けられている。端面板８と９は大きさの点で同じであるように合目的に形成されているので、互いに逆の側にある端面板８と９の貫通穴１１は互いに合同であり、それぞれのタイロッド１２の配置を可能にしている。端面板を本体５に位置正確に取付けできるよう保証するため、端面板８と９の本体５側には、開口している端面６と７の縁１４を受容する受容穴１３が形成されている。端面６と７を閉鎖して端面板８と９を取り付けると、本体５の縁１４はそれぞれの端面板の受容溝１３に係合して、端面板のハウジング本体５への位置正確な取り付けを保証する。この配置構成により、タイロッド１２の取り付けのため貫通穴１１が互いに正確に整列した位置を占めることも保証されている。なおタイロッド１２は端面板８，９の周方向に３本設けられている。そのうち１本のタイロッド１２はガス圧容器１の中心縦軸線４８とほぼ交差して、開口装置上方の加圧部材の延長上にある。他の２本のタイロッド１２はガス圧容器１の首部に隣接するようにハウジング４の左右に位置している。これら３本のタイロッド１２はすべて、端面板８と９に対して垂直なハウジング４の中心縦軸線４５に平行に位置している。
【００１３】
ガス圧容器１はほぼハウジング４の中心に開口しており、或いは図示した実施形態の場合横断面にて正方形に実施されているハウジング本体５のほぼ中心に開口している。ハウジング本体５の他の横断面形状も有利である（図８）。端面板８と９を取り外したときにスラスト力がないようにするため、ハウジング４またはその本体５は互いに逆の側の端面６，７で開口している。開口端面６，７は同じ面積であるのが有利である。各端面６，７の中心垂線はハウジング本体４またはハウジング４の中心縦軸線４５と同軸である。ガス圧容器１の中心縦軸線４８は、ハウジング４の中心縦軸線４５と直角に交わっている。
【００１４】
排流穴３は密封要素１５により密封されている。密封要素１５は、図示した実施形態では薄いフォイルとして形成されており、排流穴３のハウジング４とは逆の側においてガス圧容器１内に取り付けられている。密封要素１５はフォイルエッジ１６の領域で容器ハウジング１７と圧密に結合されているのが有利である。フォイルエッジ１６は、フォイルの材料に応じて容器ハウジング１７と溶接または接着してよい。
【００１５】
密封要素１５は、ハウジング４側で支持ディスク１８に当接している。支持ディスク１８は排流穴３内に配置されている。この場合支持ディスク１８は排流穴３の縁１９と半径方向に遊びを持って位置しており、これにより、密封要素１５により容器側で閉鎖されている環状隙間２０が形成されている。この環状隙間２０は逃がし弁を形成している。環状隙間２０は密封要素１５の材料との関連で次のように構成され、すなわち予め設定可能な限界圧のときに密封要素１５がこの環状隙間の領域で破損し、その結果過圧が環状隙間２０を介して逃がし制御され、しかも排流穴３自体が開口しないように構成されている。なお図８と図９は、環状隙間を設けていないガス圧容器を示している。
【００１６】
支持ディスク１８は、加圧部材２１を介して、ハウジング固定の対向支持部材２２で支持されているので、容器１内のガス圧によって密封要素１５に作用する開口力が確実に捕獲される。この場合加圧部材２１は、ボールヘッド状の端部２３により支持ディスク１８の対応する凹状の支持部２４内にあり、加圧部材２１の他端２５はわずかに凹状のロック凹部２６を有しており、このロック凹部２６により加圧部材２１は対向支持部材２２を形成しているピン２７に当接して簡単にロックが可能である。ピン２７は、ハウジング本体５の対向する穴４７で保持されている。加圧部材２１の縦軸線２８は支持ディスク１８または密封要素１５に対して垂直であり、ピン２７の軸線を通っており、ガス圧容器１の中心縦軸線４８に同軸に位置している。
【００１７】
縦長の、有利には筒状の加圧部材２１の縦軸線２８に対して交差するように作動装置３０が配置されている。作動装置３０は、図２が示すように、ハウジングの端面板９に取り付けられ、端面板９とともに、ハウジング４とは別個に独立して取り付け可能なユニット２９を形成している。
【００１８】
作動装置３０は、縦軸線２８に対して交差する方向にシリンダ３２内を移動可能に案内されている操作ピストン３１を有している。シリンダ３２内には、公知の態様で電気的に点火される爆薬装填部３３が配置されている。操作ピストン３１は、対向支持ピン２７付近にして加圧部材２１の端部２５の領域において該加圧部材２１に接触し、この場合シリンダ３２の縦軸線３４は加圧部材２１の縦軸線２８に対して直角であるのが有利である。
【００１９】
図３からわかるように、密封要素１５の支持は、支持ディスク１８と加圧部材２１と対向支持部２２とを介して行なわれ、作動装置３０の支持とは独立である。これにはロック凹部２６も寄与している。したがってガス圧容器１は、作動装置３０を配置しなくても作動可能状態に予め取り付けることができ、爆薬装填部３３が配置されなくとも充填することができる。これは事前組み立て、発送、最終組み立ての際に有利である。最終組み立ての際にはじめて、端面板９が爆薬装填部３３を含んでいる作動装置３０とすでに述べた態様でハウジング本体５に固定される。この場合、他の端面６に配置された端面板８が排流穴３５を有し、これらの排流穴３５を介して、有利には端面板８に固定されるエアバッグ２を膨らませるのが有利である。
【００２０】
図４の実施形態では、爆薬装填部３３の代わりに、純粋に電気的または熱電的に作用する作動装置３０が設けられている。図３で述べた支持態様と異なっているのは、加圧部材２１のピン２７側の端部２５が傾斜して形成されているので、加圧部材２１に対して矢印方向３６に作用する力が加圧部材２１の端部２５の傾斜面３７のために合成力３８を生じさせ、この合成力が加圧部材２１を対向支持部材２２から引き離そうとすることである。合成力３８は、導電性があり機械的に負荷可能なワイヤー３９により捕獲される。ワイヤー３９は、その一端を絶縁部材４０を介して加圧部材２１に固定され、他端を他の絶縁部材４０を介してハウジング４に固定されている。ワイヤー３９には作動装置の接続ケーブル４１が蝋付けされており、この接続ケーブル４１を介してワイヤー３９が一瞬間高電流により加熱されて熱で弱くなるので、合成力３８の作用でワイヤー３９が破断し、加圧部材２１の端部２５が対向支持部材２２から離間し、密封要素１５の支持が解消されるため、ガス圧容器１内のガス圧が密封要素１５を急激に開放させ、排流穴３５を介してエアバッグ２が充填される。電気的な作動装置３０を、図３の爆薬装填部を備えた作動装置３０に対応させて、ハウジングとは別個に独立して取り付け可能なユニットとして形成するのが合目的である。
【００２１】
図５の実施形態は、原理的には図４で説明した電気的な作動装置３０に対応している。したがって同一の部材には同一の符号を付すことにする。図５の実施形態の場合、ガス圧容器１は２つの別個の丸い個別容器から形成されており、その間にハウジング４が設けられている。トーラス状のリングは２つの排流穴３と３ａを有し、排流穴３ａは排流穴３よりも小さく実施されている。密封要素１５または１５ａは、支持ディスク１８または１８ａと加圧部材２１と２１ａを介して共通の対向支持部材２２で同じように支持されている。それぞれの支持に対して別個の保持ワイヤー３９が設けられているので、排流穴３，３ａは互いに時間的にずれて開口することができる。エアバッグ２の好ましい膨張特性を得るため、まず一方の容器の排流穴３ａを開口させ、その後時間をずらして他方の容器の大きなほうの排流穴３を開口させて最終的にエアバッグを膨らませるのが有利である。
【００２２】
図６の実施形態は原理的には図５の実施形態に対応しているので、同一の部材に対しては同一の符号を使用する。
両加圧部材２１と２１ａは共通の対向支持部材２２ａに配置されている。爆薬装填部を備えた作動装置３０を配置しなくとも、それぞれの密封要素１５と１５ａの支持はトグルレバー構成に相当しているので安定である。加圧部材２１，２１ａの端部２５または２５ａは、図３の実施形態で説明したようなロック凹部２６，２６ａを有している。対向支持部材２２ａはハウジング４の縦スリット４２で移動可能に保持され、爆薬装填部を備えた作動装置３０の操作ピストン３１は対向支持部材２２ａに係合する。作動時には、操作ピストン３１は対向支持部材２２ａを図示した安定な位置からトグルレバー装置の死点を越えて移動させ、これによりそれぞれの密封要素１５と１５ａの支持が解消され、排流穴３と３ａを開口させる。
【００２３】
図７の実施形態は構成の点で図２の実施形態に対応しているので、同一の部材に対しては同一の符号を使用する。ハウジング４を形成しているハウジング本体５はガス圧容器１の首部と溶接され、互いに対向する開口した端面６と７を有している。端面板９は調心ピン４２を有している。支持ディスク１８は排流穴３内にわずかに遊びを持って位置しているので、密封要素１５としては圧力に関しあまり安定でないフォイルを使用できる。排流穴内での支持ディスク１８の遊びが小さいため、フォイルは排流穴のほとんど全開口横断面にわたって支持されている。
【００２４】
排流穴３の開口横断面、たとえばその径は、ガス圧が支持ディスク１８に対して大きな開口力を生じさせるように選定されるので、作動時には加圧部材２１が急激に離間して排流穴３が急激に爆発的に開口することが保証されている。
【００２５】
ガス圧容器はヘリウム混合物、特に主にヘリウムまたは他の適当な希ガスで充填されているのが有利である。希ガスは温度依存性が低く、蓄圧が同じである場合高い膨張（膨らまし）速度を持っているので、エアバッグを極めて短時間で膨らませることができ有利である。
【００２６】
エアバッグの機械的損傷を確実に阻止するため、ガス圧容器１内には、ガスの排流方向において排流穴３の前方に絞りが設けられている。図示した実施形態の場合、絞りは穴付き絞り板４７として形成されており、絞り板４７はその外縁において容器壁とほぼ気密に、有利には完全に気密に溶接されている。絞り穴５０は容器ハウジング１７の中心縦軸線４８に関し対称で、特に排流穴３に対し整列するように位置しているのが合目的である。この場合、排流穴３の開口横断面は絞り穴５０の開口横断面よりも大きく、特に複数倍大きい。図示した実施形態ではその比はほぼ３：１であり、有利にはほぼ８：１である。
【００２７】
絞り板４７は、たとえば瓶首部への引き込み領域において密封要素１５または支持板１８に対しほぼ平行に間隔ｄを持って位置しているので、瓶首部には密封要素１５と絞り板４７の間に圧力室４６が形成されている。この圧力室４６には、残りの容器ハウジング１７と同じ静圧が支配している。排流穴が開口した後圧力が降下し、その後の圧力は絞り穴５０を介して流れてくるガスによって決定される。なお前記間隔ｄは、絞り穴５０の径Ｄのほぼ半分に相当している。
【００２８】
排流穴３５を有している端面板８に鉢状の凹部を設けるのが合目的である。この凹部はエアバッグ内へドーム状に突出し、エアバッグの確実な固定を可能にする。
図８と図９に図示した実施形態では、瓶首部は絞り板４９と排流穴３と密封要素１５とを備え、ハウジング本体５とともに管部分として実施され、一方の開口端面においてガス圧容器１と溶接され、他方の開口端面においてねじ込み可能なキャップ８ａで閉鎖されている。キャップ８ａは排流穴３５を有し、エアバッグの中にドーム状に突出している。作動装置３０は構成部品として前記管部分の筒状の壁のなかに中心縦軸線４８に対して交差するようにねじ込まれ（図９）、これで開口装置が完備したことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一端に開口装置を配置したガス圧容器の斜視図である。
【図２】 図１の斜視図において、開口装置のハウジングを開口させて示した図である。
【図３】 爆薬装填部を備えた開口装置の第１実施形態の断面図である。
【図４】 熱電式作動装置を備えた開口装置の第２実施形態を示す図である。
【図５】 電気式作動装置を備えた複動型開口装置を備えるガス圧容器の他の基本形状を示す図である。
【図６】 爆薬装填部を有する作動装置を備えた、図５のガス圧容器を示す図である。
【図７】 絞りを備えたガス圧容器の部分断面図である。
【図８】 膨らませ穴とは反対側に端面キャップを備えたガス圧容器を半径方向に切断した断面図である。

Claims (9)

1. ガス圧容器のための開口装置であって、ガス圧容器（１）の排流穴（３）に接続し、ガス圧容器（１）と固定結合されているハウジング（４）と、ハウジング（４）の内部空間とガス圧容器（１）の内部空間との間に配置され、ガス圧容器（１）の排流穴（３）を閉鎖することによりハウジング（４）の内部空間をガス圧容器（１）の内部空間に対し密封させている密封要素（１５）にして、ガス圧容器（１）内のガス圧により密封要素（１５）に対して作用する開口力に抗するように加圧部材（２１）を介して対向支持部材（２２）に支持されている前記密封要素（１５）と、密封要素（１５）とは別個に支持される作動装置（３０）とを備え、作動装置（３０）が作動時に密封要素（１５）の支持を解消することにより、排流穴（３）がガス圧容器（１）内のガス圧により開口してエアバッグ（２）を膨らませるようにした前記開口装置において、
   互いに対向する側（６,７）において開口しているハウジング（４）が、ガス圧容器（１）と結合される本体（５）を有し、本体（５）の開口端面（６,７）が本体（５）とは別個に設けられる端面板（８,９）により閉鎖可能であり、作動装置（３０）が、ハウジング（４）とは別個に独立して取り付け可能なユニット（２９）として一方の端面板（９）で保持されていることを特徴とする開口装置。
2. 端面（６,７）がほぼ同じ面積を有していることを特徴とする、請求項１に記載の開口装置。
3. 作動装置（３０）が一方の端面板（９）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の開口装置。
4. 端面板（８,９）がハウジング本体（５）から側方へ突出し、両側（６,７）に配置されている端面板（８,９）がタイロッド（１２）により互いに連結され、ハウジング本体（５）の開口縁（１４）が、有利には端面板（８,９）の受容溝（１３）に係合していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の開口装置。
5. 一方の端面板（８）がエアバッグ（２）の充填ガスのための排流穴（３５）を有し、有利にはこの端面板（８）にエアバッグ（２）が固定されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の開口装置。
6. 密封要素（１５）が、ガス圧容器（１）内にあり、且つガス圧容器（１）の内面でガス圧容器（１）の排流穴（３）を閉鎖し、且つ排流穴（３）内に半径方向の遊びを持って位置している支持ディスク（１８）を介して支持されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の開口装置。
7. 排流穴（３）の縁（１９）と支持ディスク（１８）の間に形成され、密封要素（１５）により閉鎖される環状隙間（２０）が、逃がし弁を形成していることを特徴とする、請求項６に記載の開口装置。
8. 加圧部材（２１）が対向支持部材（２２）に十分安定にロックされており、有利には加圧部材（２１）が対向支持部材（２２）側の端部にロック凹部（２６）を有していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の開口装置。
9. 作動装置（３０）が電気的に点火可能な爆薬装填部（３３）を有していることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の開口装置。

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