JP4127280B2

JP4127280B2 - インフレータ

Info

Publication number: JP4127280B2
Application number: JP2005271497A
Authority: JP
Inventors: 勇高原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-04-12
Also published as: JP2006062647A

Description

本発明は、例えば、車両に装備されるエアバッグにガスを供給して同エアバッグを膨張展開させるためのインフレータに関する。

この種のインフレータの一つとして、単一のケーシング（ハウジングということもある）内に複数個のガス供給部を備えてなるものがあり、例えば、下記特許文献１に示されている。下記特許文献１に示されているインフレータにおいては、各ガス供給部が、ケーシング内に形成したガス室（燃焼室）と、このガス室に収容したガス発生剤と、ケーシング内にてガス発生剤を包囲するフィルタ部材と、ガス発生剤を着火燃焼させるイニシエータ（点火器）とを備えている。
特開平１１−２１７０５５号公報

上記した特許文献１に示されているインフレータにおいては、ケーシング内が仕切部材によって複数のガス室に画成されてはいるものの、各ガス室がフィルタ部材を介して互いに連通している。このため、ケーシング内にてそれぞれのガス室で発生したガス（ガス発生剤の着火燃焼によって発生するガス）が相互に影響しあって、所期のガス出力特性を得ることが難しい。

本発明は、単一のケーシング内に異なるガス出力を発生する複数個のガス供給部を備えてなるインフレータにおいて、前記各ガス供給部のガス室を前記ケーシングに設けた気密隔壁により気密的に分離するとともに、これら各ガス室に個別に連通する複数個のガス供給路を前記ケーシングに設けて、前記複数個のガス供給路の一つのガス供給路を車両における乗員の側部を保護するサイドエアバッグの胸部用膨張室に連通させるとともに、前記複数個のガス供給路の他の一つのガス供給路を前記サイドエアバッグの腰部用膨張室に連通させ、かつ前記腰部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部のガス出力に対して、前記胸部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部のガス出力が、時間差をもって得られるように設定したことに特徴がある。

この場合において、前記腰部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部の最高ガス出力は、前記胸部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部の最高ガス出力に比して大きいものであることも可能である。

本発明によるインフレータにおいては、ケーシング内にて気密隔壁により気密的に分離された各ガス室から各ガス供給路を通してガスがエアバッグの各膨張室にそれぞれ供給される。このため、ケーシング内にてそれぞれのガス室から各ガス供給路に供給されるガスが相互に影響しあうことがなくて、各ガス供給部での個々の出力を的確に得ることができ、インフレータとして所期のガス出力特性を得ることが可能である。また、ケーシングに設けた気密隔壁は、ケーシングの剛性（強度）を向上させる機能もあるため、ケーシングの小型・軽量化を図ることも可能である。

また、本発明によるインフレータにおいては、各ガス供給部の起動時期を調整制御することにより、サイドエアバッグの胸部用膨張室と腰部用膨張室の膨張展開特性を個別に制御することが可能である。このため、サイドエアバッグを種々な膨張展開モードにて膨張展開させることができて、乗員の胸部と腰部を的確に保護することが可能である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるインフレータ１０の一実施形態を概略的に示していて、この実施形態のインフレータ１０は、単一のケーシング１１と、このケーシング１１内に組付けた一対のガス封止板１２，１３および一対のイニシエータ２０を備えている。

ケーシング１１は、外壁１１ａと気密隔壁１１ｂを有するとともに、外壁の一部を兼ねる一対の取付部１１ｃ，１１ｄを有していて、各取付部１１ｃ，１１ｄには各ガス封止板１２，１３とイニシエータ２０が取付けられるとともに、ガス供給路１１ｃ１，１１ｄ１が形成されている。気密隔壁１１ｂは、周縁部にて外壁１１ａと取付部１１ｃ、１１ｄに一体的に結合されていて、ケーシング１１に一体的に形成されており、ケーシング１１内にて大小一対のガス室Ｒ１，Ｒ２を気密的に分離している。

各ガス室Ｒ１，Ｒ２は、異なる量で異なる圧力の高圧ガスを収容していて、これらのガスは外壁１１ａに設けた注入口１１ａ１，１１ａ２を通して充填封入されている。なお、各注入口１１ａ１，１１ａ２は、外壁１１ａに脱着可能なプラグ１４，１５によって気密的に塞がれるようになっている。

各ガス封止板１２，１３は、ケーシング１１内に気密的に組付けられていて、各イニシエータ２０の起爆によって破損可能であり、破損していない状態では、ケーシング１１の各ガス室Ｒ１，Ｒ２に高圧ガスが貯留され、また、破損したときには、ケーシング１１の各ガス室Ｒ１，Ｒ２から各取付部１１ｃ，１１ｄに設けたガス供給路１１ｃ１，１１ｄ１を通して高圧のガスがエアバッグ（図示省略）に向けて噴射供給される。

各イニシエータ２０は、図２にて拡大して示した各構成部品、すなわち、一対のリードピン２１ａ，２１ｂ、導電ヘッダ２２、絶縁部材２３、電橋線２４、火薬２５、ケース２６および樹脂モールド２７等の構成部品を備えるとともに、図２に示した各構成部品を図１に示したようにインフレータ１０に組付けるための樹脂ホルダ２８等の構成部品を備えている。なお、各イニシエータ２０への通電は、通電制御装置（図示省略）によって制御されるようになっている。

一方のリードピン２１ａは、導電ヘッダ２２に一体的に組付けられている電極である。他方のリードピン２１ｂは、絶縁部材２３を介して導電ヘッダ２２に一体的に組付けられている電極である。導電ヘッダ２２は、導電性金属にて円筒形状に形成されていて、中心部には内孔２２ａを有している。

絶縁部材２３は、円筒形状に形成されていて、軸心には他方のリードピン２１ｂが密に嵌合して同軸的に固定される挿通孔２３ａが設けられている。この絶縁部材２３は、耐熱・耐圧ガラスであり、導電ヘッダ２２の内孔２２ａに密に嵌合して同軸的に固定されている。

電橋線２４は、リードピン２１ｂと導電ヘッダ２２に接続されていて、リードピン２１ａ，２１ｂに間接的に接続されており、リードピン２１ａ，２１ｂを通して通電されることにより発熱して、火薬２５を起爆するようになっている。火薬２５は、ケース２６の内部に電橋線２４とともに密封状態にて収容されていて、一部が電橋線２４と接触している。

ケース２６は、薄肉の金属板にてカップ状に形成されていて、火薬２５の起爆によって底部が破損可能であり、開口端部にて導電ヘッダ２２の外周に溶接等により気密状態で固着されている。樹脂モールド２７は、リードピン２１ａ，２１ｂ、導電ヘッダ２２、絶縁部材２３、ケース２６等構成部品の連結部を一体化するようにモールド成形されている。樹脂ホルダ２８は、図２に示した各構成部品がケーシング１１に組付けられた状態でモールド形成されている。

上記のように構成したこの実施形態のインフレータ１０においては、図１左方のイニシエータ２０に通電がなされて、内部の電橋線２４が通電されると、起爆剤２５が着火して爆発し、金属カプセル２６が底部にて破損する。このため、これに伴ってガス封止板１２が破損し、ケーシング１１のガス室Ｒ１に貯留されている高圧ガスが取付部１１ｃに設けたガス供給路１１ｃ１を通してエアバッグ（図示省略）に向けて噴射供給される。

一方、図１右方のイニシエータ２０に通電がなされて、内部の電橋線２４が通電されると、起爆剤２５が着火して爆発し、金属カプセル２６が底部にて破損する。このため、これに伴ってガス封止板１３が破損し、ケーシング１１のガス室Ｒ２に貯留されている高圧ガスが取付部１１ｄに設けたガス供給路１１ｄ１を通してエアバッグ（図示省略）に向けて噴射供給される。

ところで、図１左方のイニシエータ２０への通電起爆によって得られるガス出力特性（左方のイニシエータ２０、ガス封止板１２、ガス室Ｒ１内の高圧ガス、ガス供給路１１ｃ１等からなる左方のガス供給部の作動によって得られる特性）は、図３の特性線Ｂに示したように変化するものであり、また、図１右方のイニシエータ２０への通電起爆によって得られるガス出力特性（右方のイニシエータ２０、ガス封止板１３、ガス室Ｒ２内の高圧ガス、ガス供給路１１ｄ１等からなる右方のガス供給部の作動によって得られる特性）は、図３の特性線Ａに示したように変化するものであり、図３に示したように、図１右方のイニシエータ２０への通電起爆によって得られる最高ガス出力（特性線Ａの最高値参照）は、図１左方のイニシエータ２０への通電起爆によって得られる最高ガス出力（特性線Ｂの最高値参照）に比して大きいものである。なお、特性線Ａは、図１右方のイニシエータ２０への通電開始時期（起動時期）をｔｏとしたものであり、特性線Ｂは、図１左方のイニシエータ２０への通電開始時期（起動時期）をｔ１としたものである。

このため、この実施形態のインフレータ１０においては、図１右方のイニシエータ２０への通電をｔｏにて開始し、図１左方のイニシエータ２０への通電をｔ１にて開始すれば、図１右方のイニシエータ２０への通電起爆によって得られるガス出力特性Ａと図１左方のイニシエータ２０への通電起爆によって得られるガス出力特性Ｂが時間差（ｔ１−ｔｏ）をもって重畳的に得られて、インフレータ１０として図３の特性線Ｃ１にて示したガス出力特性が得られる。

また、左右両イニシエータ２０への通電をｔｏにて同時に開始すれば、ガス出力特性ＡとＢが時間差なく得られて、インフレータ１０として図３の特性線Ｃ２にて示したガス出力特性が得られる。したがって、各イニシエータ２０への通電開始時期（起動時期）を調整制御することにより、当該インフレータ１０のガス出力特性を、小さい出力（ガス出力特性Ｂ）から大きい出力（ガス出力特性Ａ）まで幅広いガス出力特性とすることができるとともに、容易に調整制御して所期のガス出力特性とすることが可能である。

また、この実施形態のインフレータ１０においては、ケーシング１１内にて気密隔壁１１ｂにより気密的に分離された各ガス室Ｒ１，Ｒ２から各ガス供給路１１ｃ１，１１ｄ１を通してガスがエアバッグに向けて供給される。このため、ケーシング１１内にてそれぞれのガス室Ｒ１，Ｒ２から各ガス供給路１１ｃ１，１１ｄ１に供給されるガスが相互に影響しあうことがなくて、左右各ガス供給部での個々の出力を的確に得ることができ、インフレータ１０として所期のガス出力特性（例えば、Ｃ１またはＣ２）を得ることが可能である。

また、ケーシング１１に設けた気密隔壁１１ｂは、ケーシング１１の剛性（強度）を向上させる機能もあるため、ケーシング１１の小型・軽量化を図ることも可能である。また、気密隔壁１１ｂがケーシング１１に一体的に形成されているため、気密隔壁１１ｂを別部材で形成してケーシング１１に固着する場合に生じやすい局所的な応力の発生がなくて、気密隔壁１１ｂの剛性を確保した上で小型・軽量化を図ることが可能である。これらの効果は、ケーシング１１の各ガス室Ｒ１，Ｒ２に充填封入するガス圧が高くなるほど有効である。

また、この実施形態のインフレータ１０においては、左右各ガス供給部のガス室Ｒ１，Ｒ２に高圧ガスを封入したものであるため、各ガス室Ｒ１，Ｒ２から各ガス供給路１１ｃ１，１１ｄ１を通して供給されるガス中に、例えば、燃焼屑（燃焼によって気化ガスを発生するガス発生剤が不完全燃焼した場合等において発生する不用物）が混入することはない。

上記実施形態においては、図１に示したように、気密隔壁１１ｂにおける外壁１１ａとの結合部（周縁部）の厚さを中央部の厚さと略等しくして実施したが、図４または図５にて概略的に示したように、気密隔壁１１ｂにおける外壁１１ａとの結合部（周縁部）の厚さを、中央部の厚さに比して大きくして実施することも可能である。この場合には、気密隔壁１１ｂと外壁１１ａとの連結強度を高めることができて、気密隔壁１１ｂと外壁１１ａとの連結部における耐久性を向上させることが可能である。

図６は、本発明によるインフレータ１０の他の実施形態を示していて、この実施形態のインフレータ１０においては、図６の上下方向に細長く形成したケーシング１１の上下両端部に各イニシエータ２０が取付けられている。また、このインフレータ１０のその他の構成は、図１に示したインフレータ１０の対応する構成と実質的に同じ構成であるため、同一符号を付して説明は省略する。

図６に示したインフレータ１０は、ケーシング１１が図６の上下方向に細長く形成されているため、図６に仮想線にて概略的に示したサイドエアバッグ４０のインフレータとして採用するに適している。図６に示したサイドエアバッグ４０は、車両における乗員の胸部と腰部を保護するもので、腰部用膨張室４１と胸部用膨張室４２を備えており、腰部用膨張室４１にはガス室Ｒ２からガス供給路１１ｄ１を通してガスが供給され、胸部用膨張室４２にはガス室Ｒ１からガス供給路１１ｃ１を通してガスが供給されるようになっている。

上記のように構成した図６のインフレータ１０においては、上下の各イニシエータ２０の起動時期を調整制御することにより、サイドエアバッグ４０の胸部用膨張室４２と腰部用膨張室４１の膨張展開特性を個別に制御することが可能である。このため、サイドエアバッグ４０を種々な膨張展開モードにて膨張展開させることができて、乗員の胸部と腰部を的確に保護することが可能である。

上記各実施形態においては、各ガス供給部が、高圧ガスを貯留するガス室Ｒ１，Ｒ２と、これを封止するガス封止板１２，１３と、これを破損するためのイニシエータ２０を備える構成として実施したが、各ガス供給部が、ガス発生室（ガス室Ｒ１，Ｒ２と実質的に同じ室）と、このガス発生室に収容されて各イニシエータ２０の起爆によって着火されてガスを発生するガス発生剤を備える構成として実施することも可能である。

この場合には、ガス発生剤の種類（異なるモル数の気化ガスを発生するガス発生剤を含む）を代えて実施することも可能であり、またガス発生剤の収容量（使用量）を代えて実施することも可能である。なお、一方のガス室Ｒ１またはＲ２に高圧ガスを貯留し、他方のガス室Ｒ２またはＲ１にガス発生剤を収容して実施することも可能である。

また、上記各実施形態においては、インフレータ１０が２個のガス供給部を備える構成として実施したが、インフレータが３個以上のガス供給部を備える構成として実施することも可能である。

本発明によるインフレータの一実施形態を概略的に示す縦断側面図である。図１に示したイニシエータの要部拡大断面図である。図１に示したインフレータのガス出力特性を示す特性線図である。インフレータにおける気密隔壁の変形実施形態を示す部分断面図である。インフレータにおける気密隔壁の他の変形実施形態を示す部分断面図である。本発明によるインフレータをサイドエアバッグとともに概略的に示す縦断側面図である。

符号の説明

１０…インフレータ、１１…ケーシング、１１ａ…外壁、１１ｂ…気密隔壁、１１ｃ，１１ｄ…取付部、１１ｃ１，１１ｄ１…ガス供給路、１２，１３…ガス封止板、Ｒ１，Ｒ２…ガス室、２０…イニシエータ、２１ａ，２１ｂ…リードピン（電極）、２２…導電ヘッダ、２３…絶縁部材、２４…電橋線、２５…火薬、２６…金属カプセル、２７…樹脂モールド、４０…サイドエアバッグ、４１…腰部用膨張室、４２…胸部用膨張室

Claims

単一のケーシング内に異なるガス出力を発生する複数個のガス供給部を備えてなるインフレータにおいて、前記各ガス供給部のガス室を前記ケーシングに設けた気密隔壁により気密的に分離するとともに、これら各ガス室に個別に連通する複数個のガス供給路を前記ケーシングに設けて、前記複数個のガス供給路の一つのガス供給路を車両における乗員の側部を保護するサイドエアバッグの胸部用膨張室に連通させるとともに、前記複数個のガス供給路の他の一つのガス供給路を前記サイドエアバッグの腰部用膨張室に連通させ、かつ前記腰部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部のガス出力に対して、前記胸部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部のガス出力が、時間差をもって得られるように設定したことを特徴とするインフレータ。
請求項１に記載のインフレータにおいて、前記腰部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部の最高ガス出力は、前記胸部用膨張室に連通するガス供給路にガスを供給するガス供給部の最高ガス出力に比して大きいものであることを特徴とするインフレータ。