JP3975397B2 - 空気圧式防護製品又は用具を膨張させるためのインフレータ - Google Patents

Description

本発明は、一般に、衝突の衝撃を受ける人の安全を保証するために使用される種類の、自動車両乗員用のエアバッグやオートバイ乗員用の膨張式ジャケットや膨張式スポーツ用具など、短時間の膨張を必要とする空気圧式製品又は用具を膨張させるためのインフレータに関する。

上述の種類のインフレータは従来技術において以前より知られており、例えば、ドイツ実用新案第２９９ ０５ ９０８Ｕ号及び国際特許出願第ＷＯ９５／３３３８９号に開示されている。

文献ＤＥ−２９９ ０５ ９０８Ｕ号は、オートバイ乗員が衝突の衝撃を受ける際ジャケットを膨張させるように自動的に動作されるインフレータを備えたオートバイ乗員用膨張式防護ジャケットを記載する。この種のインフレータには、コイル圧縮バネの作用に対抗して穿孔ピンを打撃準備状態に保持する遮断装置が設けられる。遮断装置が解除されると、穿孔ピンは、コイル圧縮バネの与える推力の作用によってガス格納ボトルのキャップを形成する封止板に対抗し、該封止板を貫通するように駆動されるので、ボトルに格納されたガスがボトルから流出し、膨張式ジャケット内に流入することになる。インフレータの遮断装置は、一端をインフレータに他端をオートバイのシャーシに接続した短い操作コードによって自動的に解除可能である。インフレータの穿孔ピンは、インフレータの再使用を可能にするために打撃準備状態にリセット可能である。この種のインフレータの第１の欠点は、ボトルに格納された加圧ガスの与える推力にも関わらず、インフレータの穿孔ピンがガス格納ボトルのキャップに穿たれた穴内に保持されてしまい、膨張式ジャケットへのガス流入の障害になることがあるという点である。実に、現在まで、インフレータの穿孔ピンがコイル圧縮バネによって作動される場合、穿孔ピンがボトルのキャップに穿たれた穴から実際に引き出されることを保証するための方策は何ら採られてこなかったのである。この種のインフレータの第２の欠点は、ガス格納ボトルのキャップの封止板に穴を開けると、穿孔ピンは、その逆行程においてコイル圧縮バネに影響されるので、ガスがインフレータから膨張式ジャケット内へ流入する通過領域を部分的に制限してガスの流れの障害となる点である。この種のインフレータの第３の欠点は、ガス格納ボトルのキャップの封止板に穴を開けると、前記穿孔ピンがコイル圧縮バネの作用に抗して打撃準備状態に保持されるときに穿孔ピンのステムが配置される穴をガスが通過してインフレータから流出する点である。この結果、ガスは、意図に反してインフレータから膨張式ジャケットには流れず、膨張式ジャケットを膨張させないでインフレータから周辺環境に流出することがある。この種のインフレータの第４の欠点は、凡そ意図した使用に応じた応答性を持つようにインフレータを動作させるのに必要な力を調整することができないという点である。その結果、文献ＤＥ−２９９ ０５ ９０８Ｕ号に開示された種類のインフレータの示す膨張式ジャケットの膨張時間は、目的とする用途に対して所要時間が長すぎ、膨張式保護ジャケットの適切且つ確実な膨張を保証しない。空気圧式防護用具を膨張させるインフレータの場合、膨張時間はインフレータの有効性を評価する決定的なパラメータである。膨張時間は、ここでは、ガス格納ボトルに穴を開けるのに要する時間とガスがボトルから流出するのに要する時間との和として定義される。穴開け時間は、インフレータの遮断装置が解除される瞬間とインフレータの穿孔ピンがガス格納ボトルのキャップを貫通する瞬間との間隔として定義される。ガスの流出時間は、ガス格納ボトルのキャップを貫通する瞬間とガス格納ボトルの中身を完全にカラにする瞬間との間隔として定義される。ガスの流出時間は、穴開け時間よりも所要時間がずっと長いので、膨張時間はほぼガスの流出時間に相当する。上で引用された文献ＤＥ−２９９ ０５ ９０８Ｕ号によるインフレータでは、ガスの流出時間は次の理由で所要時間が長くなる。ｉ）ガス格納ボトルのキャップに穿たれた穴のサイズが小さいので、ガスの流量が制限される。ｉｉ）インフレータの穿孔ピンがガス格納ボトルのキャップに保持される場合、穿孔ピンの周囲のガス通過領域が狭い。ｉｉｉ）インフレータの穿孔ピンがガス格納ボトルの封止キャップに刺さったままでないとしても、穿孔ピンは、ガス格納ボトルから流出するガスの流れを遮る。これらの欠点のため、ガスは自由に流れることができず、更に、ガスの流出速度を大きく落とす乱流も生じる。その結果、ガスの流出時間及び膨張時間は目的とするインフレータの用途に対して所要時間が長すぎる。上述の欠点を予防する手段は、ガス格納ボトルのキャップに、ガス格納ボトルのキャップの構造の許す限りできるだけ大きなサイズを持つ穴を穿ち、ガス格納ボトルから流出するガスの通過を完全に許すことであろう。

国際特許出願第ＷＯ９５／３３３８９号は、専用ではないが、特にオートバイ乗員、乗馬者、その他防護されていない人向けの、膨張式緩衝パッドからなる安全上着を記載する。パッドの膨張はガス放出装置を用いて行われる。ガス放出装置は、封止板によって封止されたガス格納ボトル、少量の装薬、事故時に装薬を爆発させる手段、更に、装薬によって作動して封止板を貫通するボール状の装置を有する。装薬は、バネによって動作される打撃ピンによって爆発されることになっている。このために必要なエネルギーをバネに蓄える手段が構成される。即ち、事故によって防護上着の着用者とオートバイ、馬などとの間に相対運動が生じるが、これをエネルギーとしてバネに蓄える。本文献に記載の安全上着の欠点は、上着が膨張式防護ジャケットに直接適用されるので、上着は使用者にとって潜在的に危険であるという点である。更にまた、このような安全上着は、かなり複雑な構成を持つ。

それ故、動作を装薬に頼らず、しかも、ガス格納ボトルの封止キャップにできるだけ大きなサイズを持つ穴をインフレータの穿孔ピンが作成可能とし、且つ、ガス格納ボトルの封止キャップに穴を開けた後に穿孔ピンを待避可能とする手段を備えて、ガス格納ボトルから流出するガスの通過を完全に許し、空気圧式防護製品又は用具の非常に短い膨張時間を保証する空気圧式防護製品又は用具を膨張させるインフレータを提供することによって、公知技術の欠点を克服する必要がある。

本発明によれば、この目的は、次のインフレータを提供することによって達成される。即ち、封止キャップが嵌められたガス格納ボトルと、
インフレータハウジングと、
前記インフレータハウジング内に長さ方向に移動可能に格納され、ガス格納ボトルの前記封止キャップに穴を穿つように構成した突出穿孔ピンをその第１端に備えた打撃部材と、
前記インフレータハウジングに格納され、穿孔ピンを保持する前記第１端の反対側にあるその第２端において前記打撃部材を付勢し、ガス格納ボトルの封止キャップに対して前記打撃部材を駆動するように構成したコイル圧縮バネと、
前記ガス格納ボトルに格納されたガスが前記インフレータから空気圧式防護製品又は用具内に流入可能とするために前記インフレータハウジングの壁に設けられたガス排出口と、
前記コイル圧縮バネの作用に抗して前記打撃部材を打撃準備状態に解除可能に保持するために前記インフレータに結合し、前記打撃部材と協働する保持手段と、
前記インフレータに結合し、前記保持手段を解除するように構成した作動手段と、
前記作動手段に結合し、前記作動手段に前記保持手段を解除させることによって前記インフレータを動作するように構成した制御手段とからなる空気圧式防護製品又は用具を膨張させるためのインフレータにおいて、
前記穿孔ピンは、封止キャップを穿孔するように構成した略傾斜切頭円筒形状を有する先端形成部と、前記穿孔ピンが封止キャップに穿たれた穴内部に刺さったままにならないように穿孔ピンの先端形成部によって封止キャップに穿たれた穴の縁面を窪ませるように構成した略円錐台形状を有する基部形成部とからなり、
前記保持手段は、前記コイル圧縮バネの作用に抗して打撃部材を打撃準備状態にしっかりと保持するように構成した顎対から形成され、
前記作動手段は、前記顎対を打撃部材をしっかりと保持する閉鎖状態に維持するために顎対間に挿入される取り外し可能な鍵部材から形成され、前記鍵部材が取り外されると、前記顎対は前記打撃部材を解除する開放状態となることを許され、
前記制御手段は、取り外し可能な鍵部材に接続したコードから形成されることを特徴とするインフレータ。

本発明の特徴および利点は、添付図面に関する以下の好適な実施例の非限定的かつ詳細な説明から明らかになるであろう。
図面のうち図１及び２を参照すると、全体を１０で表した本発明のインフレータが示されている。本インフレータは、内部にインフレータハウジング１２を有するインフレータ本体１１からなる。インフレータハウジング１２には、打撃部材１３がインフレータハウジングの長さ方向に移動可能な状態で格納される。打撃部材１３は頭部１４及び細長ステム状部１５を有する。頭部１４は封止ガスケットＧを間に挟んだ一対の分離した鍔１４Ａ及び１４Ｂからなる。打撃部材１３の頭部１４は、インフレータ１０に結合したガス格納ボトル１７のキャップ１９に穴を開けるように構成した突出穿孔ピン１６を備える。このガス格納ボトル１７はインフレータ本体１１の接続部１８によってインフレータ本体１１に接続される。インフレータ本体１１は、更にガス格納ボトル１７のキャップ１９付近に、インフレータハウジング１２に形成したガス排出口２０を備える。ガス排出口２０は、ボトル１７から流出するガスをインフレータ１０からインフレータ１０に流体連通した膨張式防護製品又は用具内に流れさせる通路（図示せず）にインフレータ１０を接続する。

穿孔ピン１６の形状は、ガス格納ボトル１７のキャップ１９に穴を開け、そこに穿たれた穴を拡大するように構成される。このため、穿孔ピン１６は先端形成部１６Ａと基部形成部１６Ｂとからなる。先端形成部１６Ａは、傾斜切頭円筒形状を有し、ガス格納ボトル１７のキャップ１９の封止板を穿孔して内側に湾曲させることを目的とする。基部形成部１６Ｂは円錐台形状を有し、ガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴の縁面を窪ませ、この穴を拡げて穿孔ピン１６が穴に刺さったままにならないようにすることを目的とする。

打撃部材１３は、打撃部材１３のステム状部１５の周りに配されたコイル圧縮バネ２１によって付勢される。打撃部材１３は、ガス格納ボトル１７と反対側のインフレータ本体１１に接続したインフレータ端閉鎖部２３に格納された保持部材２２によってこのコイル圧縮バネの作用に抗して打撃準備位置に維持される。保持部材２２は枢動式の顎対２４、２５から形成される。顎対２４、２５は、図１に示すように、使用できる状態にある打撃準備位置に打撃部材１３をしっかりと保持するように、その頭部１４と反対側の端部において打撃部材１３のステム状部１５を掴む。取り外し可能な鍵部材２６は、打撃部材１３をしっかりと保持するために、顎対２４、２５に作用するバネ部材２９の作用に抗して、更にコイル圧縮バネ２１の作用にも抗して顎対２４、２５を閉鎖位置に維持する。図１では、顎対２４、２５は打撃部材のステム状部１５の表面に設けられた楔形凹部Ｗに係合して、コイル圧縮バネ２１の作用に抗してステム状部１５に作用することが分かる。楔形凹部Ｗの傾斜面を適当に形成することによって、本発明のインフレータ１０の構成において取り外し可能鍵部材２６を引き抜くのに必要な力を調整することができる。取り外し可能鍵部材２６は、好適には、球形又は半球形であり、動作コード２８が接続される棒状部２７を備える。この動作コード２８を引っ張ると、保持部材２２から鍵部材２６を引き抜き、顎対２４、２５を解放することができる。このように顎対２４、２５は、バネ部材２９及びコイル圧縮バネ２１の作用下では楔形凹部Ｗを介して開放し、打撃部材１３を解除する。上述のように形成された鍵部材２６を使用することによって、大体図１及び２に角アルファ及びベータで示した複数の異なる方向にコードを引っ張ることによってインフレータ１０が確実に動作可能となる。

鍵部材２６を保持部材２２から引き抜くのに必要な力は、インフレータ１０の動作前に、中央にバネ部材２９を付勢する止めネジ３０によって調整可能である。止めネジ３０への作用によって、バネ部材２９の張力、引いては顎対２４、２５に伝達される力を調整することができる。この結果、インフレータ１０を動作するのに必要な力を調整することが可能となる。保持部材２２を格納するインフレータ端閉鎖部２３には、その外面上に調整切欠き（図示せず）が適当に設けられ、それを参照して、インフレータを動作させる力を容易に調整できる。

図１及び２では、インフレータ１０は使用できる状態で示される。この状態では、コイル圧縮バネ２１は圧縮されて顎対２４、２５が打撃部材１３を打撃準備位置に維持する。既に上述したように、インフレータ１０は動作コード２８を引っ張ることによって動作させることができる。

次に図面のうち図３〜６を参照して本発明のインフレータ１０の動作を説明する。

動作コード２８を引っ張ると、鍵部材２６が引き抜かれ、顎対２４、２５が開放して打撃部材１３を解除する。第１局面では、打撃部材１３は、コイル圧縮バネ２１の与える推力のために加速し、ガス格納ボトル１７のキャップ１９へ向かうその走行のうちの第１区間ＡＢを進む。第２局面では、コイル圧縮バネ２１がその作業行程を終えると、打撃部材１３は解放されて、決められた計算通りの運動エネルギー量を持つ。打撃部材１３は、ガス格納ボトル１７のキャップ１９へ向かうその走行のうちの第２区間ＢＣに沿ってその行程を継続する。この局面中、打撃部材１３はその頭部１４でガス排出口２０を閉鎖しているので、穿孔ピン１６はガス格納ボトル１７のキャップ１９を貫通してそこに穴を穿つことになる。

穿孔ピン１６の先端形成部１６Ａがキャップ１９の封止板に穴を開けて内側に湾曲させる一方で、穿孔ピン１６の基部形成部１６Ｂはガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴の縁面を窪ませる。この動作時点に対応するインフレータ１０の状態は図５に示される。

ガス格納ボトル１７のキャップ１９が穿孔されると、ガスはガス格納ボトル１７から流出して打撃部材１３の頭部１４に圧力を加えるので、打撃部材１３は後方へ駆動される。この逆行程の第１区間ＣＢでは、打撃部材１３はコイル圧縮バネ２１に強制されず、打撃部材１３の頭部１４はガス排出口２０を開放してガスをインフレータ１０から膨張式防護製品又は用具内に流入させる。逆行程の第２区間ＢＡでは、コイル圧縮バネ２１が打撃部材１３に作用してその速度を落とし、ガス格納ボトル１７から流出するガスが打撃部材１３に伝える衝撃を和らげる。これによって打撃部材１３が加圧ガスの与える推力によってインフレータ１０を破壊するのを防止する。

穿孔ピン１６がガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴に刺さったままにならないようにするために、３つの方策が採用されており、穿孔ピン１６がガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴から退避し、迅速且つ確実な復帰行程を行って、ガスの流出通路を完全に解放することを保証する。

第１の方策は穿孔ピン１６の形状に関する。特に、既に上で説明したように、穿孔ピン１６は、先端形成第１部１６Ａと基部形成第２部１６Ｂとからなる。先端形成第１部１６Ａは、傾斜切頭円筒形状を有し、ガス格納ボトル１７のキャップ１９の封止板を穿孔して内側に湾曲させることを目的とする。基部形成第２部１６Ｂは円錐台形状を有し、ガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴の縁面を窪ませることを目的する。こうして、加圧ガスの与える推力によってガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴から穿孔ピン１６が確実に退避できる。

第２の方策は、穿孔ピン１６がガス格納ボトル１７のキャップ１９に穴を穿つと、打撃部材１３の復帰行程の第１区間ＣＢではコイル圧縮バネ２１によって強制されなくなるので、この区間では打撃部材１３の行程は自由な後方移動になるという事実に関する。コイル圧縮バネ２１は、打撃部材１３の復帰行程のうち第２区間ＢＡでのみ打撃部材１３の速度を遅らせる。これによって、打撃部材１３の復帰行程において、少なくとも第１区間ＣＢ中は、コイル圧縮バネ２１に強制されることなく打撃部材１３をインフレータハウジング１２内部より退避させることが可能となる。

第３の方策は、穿孔ピン１６がガス格納ボトル１７のキャップ１９に穴を開ける瞬間に、その付近に加圧室が形成されることにある。加圧室は、打撃部材１３の頭部１４と、打撃部材１３を格納するインフレータハウジング１２の側壁とによって画成される。図５を参照すると、ガス格納ボトル１７のキャップ１９に穴を開けた後の第１時点では、ガス排出口２０は打撃部材１３の頭部１４によって閉鎖されるので、ガス格納ボトル１７から流出するガスの圧力は非常に高い値のままであり、キャップ１９によって封止閉鎖されている時のガス格納ボトル１７内の圧力と実質上同一の値である。この加圧室内に格納された高圧ガスは打撃部材１３の頭部１４に作用して、打撃部材１３を迅速に後方に移動させ、排出口２０を開き、ガスの流出を許す。

一連の研究、試験及び試行によれば、上述の方策を採ることによって、穿孔ピン１６は穴開け後にガス格納ボトル１７のキャップ１９に刺さったままとならないことが確認できた。

図６は打撃部材１３がガス排出口２０を完全に開くのに十分な長さだけ引き抜かれる動作時点に対応する状態にあるインフレータ１０を示す。本動作時点では、加圧ガスは、ガス排出口２０を通過して、退避位置にある打撃部材１３の穿孔ピン１６によって流れを邪魔されることなく、ガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴から流出可能である。

図６で分かるように、ガス排出口２０は、打撃部材１３の穿孔ピン１６によってキャップ１９に穿たれた穴より大きい。また、ガス流はインフレータハウジング１２内部で一度ガス排出口２０の方向に転換されるだけなので、ガスは最小限の長さの経路を流れる。ガスの流量はガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴の通路面積に比例し、この面積はキャップ１９の構造の許す限り最大であるので、流量もまた、これらの条件にあるガスの種類、特にその分子量の許す限り最大となる。この結果、ボトル１７に格納されたガスがそこから流出するのに必要な時間は最小となる。

インフレータが動作された後、インフレータはコイル圧縮バネ２１を圧縮することによってリセット可能である。この目的には、インフレータ端閉鎖部２３に穿たれた適当な貫通孔３１に挿入されて打撃部材１３のステム状部１５内部を縦方向に延伸するネジ穴３２に係合するネジ（図示せず）が使用可能である。このネジを締めることによって、打撃部材１３が保持部材２２に近づくように移動されて、コイル圧縮バネ２１が圧縮される。ネジを締めると、インフレータ本体１１に接続した帯板３３によって打撃部材１３はその縦軸を中心に回転しないようにされる。帯板３３は、打撃部材１３のステム状部１５の上平坦面と協働する突出平坦要素３４を備える。コイル圧縮バネ２１が圧縮されると、鍵部材２６が顎対２４、２５間に挿入されるので、顎対２４、２５は打撃部材１３のステム状部１５をしっかりと保持し、ネジは取り外される。打撃部材１３は図１に示す打撃準備状態にリセットされ、インフレータ１０は再び使用できる状態にある。勿論、打撃部材１３を打撃準備位置にリセットするために他の同等な手段を用いることもできる。

上記より、本発明のインフレータ１０で採用した方策によって狙いの目的が達成可能となることが分かる。

特に、ガス格納ボトル１７からのガス流出時間、引いては膨張時間が非常に短くなる。この結果、非常に迅速な反応を必要とするような用途においてインフレータの有効性を改善することができる。自動車両エアバッグ用の火工動作インフレータの膨張時間に匹敵する膨張時間を、そのような火工動作インフレータに頼らずに達成することができる。

また、穿孔ピン１６の先端形成部１６Ａの形状、打撃部材１３の自由な復帰行程、排出口２０の配置、及びガス格納ボトルにおけるガス圧力は、穿孔ピン１６がガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿たれた穴に刺さったままとならないことを保証する。実際には、ガス格納ボトル１７のキャップ１９の穴開け中、ガス排出口２０は打撃部材１３の頭部１４によって閉鎖され、ガス格納ボトル１７に格納された加圧ガスによって打撃部材１３の頭部１４に伝えられる衝撃のために、打撃部材１３が引き抜かれるまでガス排出口２０は開かれない。特に、打撃部材１３の頭部１４に伝えられる衝撃は、ガス排出口２０が打撃部材１３の頭部１４によって閉鎖されているときに発生するので、大きなものである。打撃部材１３は、インフレータハウジング１２内部で退避するに際し、コイル圧縮バネ２１に影響されずに退避可能とするために自由な復帰行程を有する。打撃部材１３はコイル圧縮バネ２１に影響されず、ガスは非常に高い圧力で打撃部材１３に作用する。それ故、非常に大きな推力が打撃部材１３の頭部１４に加わり、打撃部材１３を非常に素早く引き戻すことができ、ガスの通路を完全に解放する。打撃部材１３の頭部１４に伝達される衝撃は非常に大きいので、打撃部材１３の頭部１４がガス排出口２０を開くと、コイル圧縮バネ２１は打撃部材１３の復帰行程を遅らせる動作に入らねばならない。また、打撃部材１３の頭部１４の表面積は、加圧ガス流によって付勢される時にガス格納ボトル１７のキャップ１９に穿孔ピン１６を保持する力よりも遙かに大きな力が頭部１４に加わるように計算しておく。更にまた、コイル圧縮バネ２１の作用によって加速される打撃部材１３の行程及び質量は、ガス格納ボトル１７のキャップ１９に穴を開けるのに必要な運動エネルギー量よりも大きな運動エネルギー量が打撃部材１３に与えられるように計算しておく。ガスは、穿孔ピン１６の存在によって乱されることなく、非常に短くて完全に自由な通路を通ってガス格納ボトル１７から流出可能となる。

本発明のインフレータ１０を用いれば、ガス格納ボトル１７のキャップ１９の構造の許す限り最大サイズの穴をキャップ１９に穿つことができる。

本発明のインフレータの有効性を評価するため、本出願人は本発明のインフレータに試験を実施した。ガス格納ボトルを空にするのに必要な時間を本発明のインフレータの有効性を評価する要素として選択した。以下では、幾つかの有意義な結果を報告する。

本発明のインフレータを膨張式製品に接続した。膨張試験は市販の二酸化炭素を格納したガス格納ボトルを用いて行った。

試験は、毎秒２５枚の捕捉速度を持つカメラで撮影し、コンピュータ処理した。二酸化炭素ガスを用いた試験は室内条件で実施した。試験は室温とは異なる温度で繰り返し、この異なる温度における試験結果間の差異は室温で得られた結果に対して重要なものではなかった。

次の表は、試験条件と、室内条件（温度２０〜２２℃、相対湿度５０〜６０％）で膨張式製品の完全な膨張を得る凡その所要時間とを示す。膨張式製品の体積と形状、ガスの種類、ガスの質量、及びガス格納ボトルのキャップの直径を適当に選択することによって、膨張式製品、例えば、自動車両乗員用エアバッグの膨張時間を更に減少させることができる。表はまた、ガスの質量及びガス格納ボトルのノズルの直径によって膨張時間がどのように変化するかも示す。試験は、膨張式製品の形式と体積、ガスの種類、及び周囲条件を変えずに実施した。

表

ガス種類 ガス質量 [ｇ] ノズル直径 [ｉｎ] 膨張時間 [ｍｓ]
CO₂ ３３ １／２ １２０ circa
CO₂ ３０ ５／８ ８０ circa
CO₂ ３８ ５／８ ４０〜８０ circa(*)
CO₂ ７５ ５／８ ４０ circa

＊（前述の通り、これらの試験では捕捉速度が毎秒２５枚である。このことは、ある写真と次の写真の間に４０ｍｓの時間間隔が存在するという意味である。膨張時間の調査は写真を観察して行われた。この場合、こうした捕捉システムのために不確定性が存在する。調査からは、膨張式製品は４０ｍｓにおいて撮影された写真では完全には膨張していないが、８０ｍｓに対応する写真では完全に膨張していたという結論である。このことは、４０ｍｓと８０ｍｓの間の時間において膨張式製品が完全に膨張したということを意味する。）

二酸化炭素より小さな分子量を持つガス、例えばアルゴンやヘリウムを用いれば、等しい試験条件で更なる膨張時間の減少を得ることができる。

明白であるが、非常に短い膨張時間をより高精度に測定するためには、毎秒２５枚より多くの枚数の速度、例えば、毎秒２５０枚の速度を持つ捕捉システムを用いるのが相応しい。毎秒２５０枚の捕捉速度を持つカメラを用いれば、膨張時間は上の表に報告したものよりも短くなることも分かった。

実施された試験は、インフレータの設計パラメータを適当に選択することによって膨張式製品を膨張させるのにより短い時間で済ませることができる。

これに関して、製造者によって公表されているような火工式インフレータを有するエアバッグの膨張時間が３０乃至５０ｍｓであることを考慮すると、表から、本発明のインフレータは火工式インフレータに匹敵する膨張式製品の膨張時間を得ることができると言うことができる。

本発明のインフレータは、１以上の膨張可能要素の迅速な膨張を必要とする多様な防護又は安全膨張式製品を膨張させるのに使用可能である。例えば、インフレータは、自動車両用エアバッグ、オートバイ乗員用膨張式防護ジャケット、膨張式防護スポーツ用具、及び乗馬スポーツ活動に必要な用具など他の同様な安全製品を膨張させるのに使用できる。また、ここに説明したインフレータは、例えば各種アームなどの装置を動作させるために装薬ではなく加圧ガスを使用するあらゆる用途に使用可能である。

インフレータは火工で動作されないので、使用するのが安全であり、人体に密着することになる膨張式用具において使用者に危険な影響を与えずに構成することが可能となる。

本発明はその好適な実施例に関連して説明されてきたが、当業者ならば、明白に、付属請求項から離れることなくそれに改変を加えられるであろう。具体的には、穿孔ピンは、漸次増大する直径を持つ基部形成部を有するが、図示したものとは別の形状を有しても良い。また、インフレータはここで説明したような動作コードによって直接動作させず、電気機械式又は電子式の制御回路を用いて間接的に動作させても良い。

打撃部材が第１動作位置にあり、使用できる状態を示す本発明のインフレータの縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う本発明のインフレータの横断面図である。 打撃部材が保持手段から解除されてコイル圧縮バネによって加速された後、第２動作位置にある状態を示す本発明のインフレータの縦断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う本発明のインフレータの横断面図である。 打撃部材がガス格納ボトルのキャップに穴を開ける瞬間における打撃部材が第３動作位置にある状態を示す本発明のインフレータの縦断面図である。 打撃部材がガス格納ボトルのキャップに穿たれた穴から引き抜かれた後に打撃部材が第４動作位置にある状態を示す本発明のインフレータの縦断面図である。

Claims (9)

1. 封止キャップ（１９）が嵌められたガス格納ボトル（１７）と、
   インフレータハウジング（１２）と、
   前記インフレータハウジング（１２）内に長さ方向に移動可能に格納され、ガス格納ボトル（１７）の前記封止キャップ（１９）に穴を穿つように構成した突出穿孔ピン（１６）をその第１端に備えた打撃部材（１３）と、
   前記インフレータハウジング（１２）に格納され、穿孔ピン（１６）を保持する前記第１端の反対側にあるその第２端において前記打撃部材（１３）を付勢し、ガス格納ボトル（１７）の封止キャップ（１９）に対して前記打撃部材（１３）を駆動するように構成したコイル圧縮バネ（２１）と、
   前記ガス格納ボトル（１７）に格納されたガスが前記インフレータ（１０）から空気圧式防護製品又は用具内に流入可能とするために前記インフレータハウジング（１２）の壁に設けられたガス排出口（２０）と、
   前記コイル圧縮バネ（２１）の作用に抗して前記打撃部材（１３）を打撃準備状態に解除可能に保持するために前記インフレータ（１０）に結合し、前記打撃部材（１３）と協働する保持手段（２４、２５）と、
   前記インフレータ（１０）に結合し、前記保持手段（２４、２５）を解除するように構成した作動手段（２６）と、
   前記作動手段（２６）に結合し、前記作動手段に前記保持手段を解除させることによって前記インフレータ（１０）を動作するように構成した制御手段（２８）とからなる空気圧式防護製品又は用具を膨張させるためのインフレータ（１０）において、
   前記穿孔ピン（１６）は、封止キャップ（１９）を穿孔するように構成した略傾斜切頭円筒形状を有する先端形成部（１６Ａ）と、前記穿孔ピン（１６）が封止キャップ（１６）に穿たれた穴内部に刺さったままにならないように穿孔ピン（１６）の先端形成部（１６Ａ）によって封止キャップ（１９）に穿たれた穴の縁面を窪ませるように構成した略円錐台形状を有する基部形成部（１６Ｂ）とからなり、
   前記保持手段（２４、２５）は、前記コイル圧縮バネ（２１）の作用に抗して打撃部材（１３）を打撃準備状態にしっかりと保持するように構成した顎対（２４、２５）から形成され、
   前記作動手段（２６）は、前記顎対（２４、２５）を打撃部材（１３）をしっかりと保持する閉鎖状態に維持するために顎対（２４、２５）間に挿入される取り外し可能な鍵部材（２６）から形成され、前記鍵部材（２６）が取り外されると、前記顎対（２４、２５）は前記打撃部材（１３）を解除する開放状態となることを許され、
   前記制御手段（２８）は、取り外し可能な鍵部材（２６）に接続したコード（２８）から形成されることを特徴とするインフレータ。
2. 前記打撃部材（１３）は、第１順行程区間（ＡＢ）及び第２順行程区間（ＢＣ）からなる、ガス格納ボトル（１７）に向かう方向に向けた順行程（ＡＣ）を有し、前記第１順行程区間（ＡＢ）において打撃部材（１３）はコイル圧縮バネ（２１）によって付勢、加速され、前記第２順行程区間（ＢＣ）において打撃部材（１３）は前記コイル圧縮バネ（２１）から離れてガス格納ボトル（１７）に穴を開けることを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
3. 前記打撃部材（１３）は、第１逆行程区間（ＣＢ）及び第２逆行程区間（ＢＡ）からなる、ガス格納ボトル（１７）から離れる方向に向けた逆行程（ＣＡ）を有し、前記第１逆行程区間（ＣＢ）において打撃部材（１３）はコイル圧縮バネ（２１）から離れて加圧ガスの与える推力によって加速され、前記第２逆行程区間（ＢＡ）において打撃部材（１３）はコイル圧縮バネ（２１）によって強制されることを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
4. ガス格納ボトル（１７）の封止キャップ（１９）の穴開け中、前記打撃部材（１３）はインフレータハウジング（１２）のガス排出口（２０）を閉じて、打撃部材（１３）と前記打撃部材（１３）を格納するインフレータハウジング（１２）の壁とによって画成される加圧室を形成し、次に、打撃部材（１３）がガス格納ボトル（１７）から離れるその逆行程（ＣＡ）の第１逆行程区間（ＣＢ）に進むと、前記ガス排出口（２０）が開かれてガスをインフレータから空気圧式防護製品又は用具へ流入させることを特徴とする、請求項１及び３のインフレータ。
5. 非圧縮状態におけるコイル圧縮バネ（２１）は、ガス格納ボトル（１７）から流出するガスを遮断しないように、前記コイル圧縮バネ（２１）によって強制されないガス格納ボトル（１７）から離れる逆行程（ＣＡ）の第１逆行程区間（ＣＢ）に打撃部材（１３）が進むことを許すような伸長範囲を有することを特徴とする、請求項１及び３のインフレータ。
6. 前記インフレータは、打撃部材（１３）に掛かる顎対（２４、２５）の締付力と、取り外し可能な鍵部材（２６）を引き抜くのに必要な力とを調整するための調整手段を更に有し、前記調整手段は、バネ部材（２９）によって顎対（２４、２５）に作用する止めネジ（３０）から形成されることを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
7. 打撃部材（１３）を打撃準備状態にリセットするために、打撃部材（１３）内部を縦方向に延伸するネジ付き閉鎖穴（３２）が設けられ、前記穴はネジ部材を収容するように構成され、前記ネジ部材を回すことによって、前記打撃部材（１３）は、顎対（２４、２５）によって係合されるまで引き抜かれ、コイル圧縮バネ（２１）を圧縮することを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
8. 取り外し可能な鍵部材（２６）は、コード（２８）が複数の異なる方向に引っ張られるときにインフレータの作動を許すような球形又は半球形を有し、一端をコード（２８）に接続した棒状部（２７）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
9. ガス排出口（２０）の通過領域は、ガス格納ボトルの封止キャップに穿たれた穴の通過領域よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。

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