JP4526424B2

JP4526424B2 - インフレータ

Info

Publication number: JP4526424B2
Application number: JP2005078353A
Authority: JP
Inventors: 直樹松田; 幹夫藪田
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP2006256524A

Description

本発明は、カーテン用エアバッグ、サイド用エアバッグ等の乗員拘束装置に使用できるインフレータ、及びその組立方法に関する。

ガス発生器のハウジング形状は、ガス発生器を車両取り付ける部分によって制限を受ける。特に車両の狭い部分にガス発生器を取り付ける場合は、ガス発生器に突起した部分が存在すると車両側の他の部品と干渉しやすくなるため、できるだけ嵩張らない構造にすることが望まれる。

例えばカーテンエアバッグ用のインフレータは、ピラー部や天井部近くのように、車両の狭く細長いスペースに取り付けられることが多いため、ガス発生器に突起した部分を設けないことが望まれる。

特許文献１には、加圧ガスを用いたガス発生器であり、チューブ140が軸方向に伸びているものが開示されている。そして、破裂板60を点火器70で破裂させることで、加圧ガスを開口108、チューブ140を通してハウジング軸方向に排出する構造である。
US 2002/0109340

特許文献１では、加圧ガス充填室30の外径が大きいため、チューブ140の外径の大きさが全体の大きさを決定するものではないが、加圧ガス充填室30の外径が小さく、チューブ140の外径が全体の大きさを決定するものであるとき、チューブ140の外径ができるだけ小さいことが望ましい。しかし、加圧ガスの流出面積を確保する必要があり、チューブ140の径を小さくすることはできない。

本発明は、エアバッグと接続するときの作業性を損なうことなく、全体の幅方向の大きさをより小さくでき、狭い取付スペースにも取付できるインフレータ、及びその組立方法を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
加圧ガスが充填された加圧ガス室ハウジングと、前記加圧ガス室ハウジングの開口端部に接続されたディフューザ部とを有しており、
前記ディフューザ部が、ディフューザ部ハウジング内に点火手段が配置され、前記ディフューザ部ハウジングの周面に複数のガス排出口を有しており、
前記ディフューザ部ハウジングと前記加圧ガス室ハウジングの間のガス排出経路が破裂板で閉塞されたインフレータであり、
前記ディフューザ部の軸方向にガス排出ポートが接続されており、前記ガス排出ポートが、幅方向の断面形状が長さ方向において異なる通路を有するものであり、その一端側開口部において前記複数のガス排出口との間に間隙をおいて包囲するように接続され、他端側がエアバッグ連結口を有している、インフレータを提供する。

ディフューザ部に配置された点火手段は、外部電源（車両のバッテリー）と接続する必要があることから、一部がディフューザ部ハウジングの外に突き出され、そこにコネクタが嵌め込まれ、更にコネクタからリードワイヤが引き出される。このため、例えば幅方向の断面形状が筒状のガス排出ポートを用い、一端開口部をディフューザ部に被せて接続し、他端開口部にエアバッグを接続した場合、点火手段の突き出し部にコネクタを嵌め込み、リードワイヤを引き出すことができなくなる。或いは、先にコネクタを点火手段に接続した場合では、ガス排出ポートをディフューザ部に取り付けるときにリードワイヤが干渉する。

この問題は、ガス排出ポートの一端側周面に開口部を設け、この開口部をディフューザ部の周面に設けられたガス排出口に接続すれば解消できる。しかし、ディフューザ部の軸とガス排出ポートの軸をずらして配置させることになるため、ガス排出ポートの少なくとも一部をディフューザ部或いは加圧ガス室ハウジングから突出させることになり、インフレータ全体の幅方向の寸法を小さくするとの課題が解決できなくなる。

そこで、本発明のインフレータでは、ガス排出ポートとして幅方向の断面形状が長さ方向において異なる通路を有するものを用いることで、ガス排出ポートの一端側開口部において前記複数のガス排出口との間に間隙をおいて包囲するように接続されているにも拘わらず（即ち、一端開口部をディフューザ部に被せて接続し、他端開口部にエアバッグを接続するにも拘わらず）、点火手段の突き出し部にコネクタを嵌め込み、リードワイヤがガス排出ポートに干渉せずに引き出されるようにできると共に、インフレータ全体の幅方向の寸法を小さくできたものである。

加圧ガス室ハウジング、ディフューザ部ハウジング及びガス排出ポートの幅方向の断面形状は、同一であることが好ましいが、異ならせることもできる。幅方向の断面形状は、円形であることが好ましいが、それに限定されるものではなく、楕円形や多角形等でもよい。なお、本発明の課題を解決する上で、加圧ガス室ハウジングの中心軸と、ガス排出ポートの中心軸が一致乃至は近似する（近似する場合には平行となる）ようにすることが好ましい。

ガス排出ポートの幅方向の断面形状は、本発明の課題を解決できる範囲であれば限定されず、インフレータの形状、エアバッグとの接続状態、インフレータの取付場所の状態等に応じて、インフレータが正常に作動できることを考慮に入れた上で、適宜設計することができる。

ガス排出ポートの一端側は、複数のガス排出口との間に間隙をおいて包囲できるような形状であればよい。よって、ガス排出ポートの一端側とディフューザ部ハウジングとの間に形成されるガス通路は、ディフューザ部ハウジングの周方向の全部にわたってガス排出口が設けられている場合（好ましくは均等に配置されている場合）には、幅方向の断面形状は環状（ドーナツ状）となるが、ディフューザ部ハウジング周面の周方向の一部にのみ配置されている場合には、幅方向の断面形状は一回りしない環状（環の一部が欠けた状態の不完全な環状）にすることもできる。

一方、ガス排出ポートの他端側（エアバッグの連結口側）は、エアバッグとの接続作業を考慮して筒状にすることができ、先端部分はエアバッグの口径に合わせて外径を調整することもできる。

ガス排出ポートの中間部は、ディフューザ部ハウジングから突き出た点火手段とコネクタを嵌め込むための空間を確保するため、凹部を形成することができる。このような凹部を形成することで、ガス排出ポートの長さ方向の中間部において、ディフューザ部ハウジングから突き出た点火手段が、凹部を形成する壁にて包囲されるようにすることができる。

また、ガス排出ポートとして幅方向の断面形状が長さ方向において異なる通路を有するものを用いて、ディフューザ部とコネクタとの接続位置と、ガス排出ポートのエアバッグ連結口の位置を異ならせることで、ガス排出ポートにエアバッグを取り付ける際のリードワイヤとの干渉が防止でき、エアバッグの取付作業性が損なわれることがないほか、ガス排出ポートを流れる加圧ガスの流路断面積を確保することができる。

本発明のインフレータでは、インフレータの最大径部分がガス排出ポートとなり、ディフューザ部に設けられた複数のガス排出口との間に半径方向に間隙をおいて包囲する部分（幅方向の断面形状が環状又は不完全な環状となる通路部分）が最大径となる。そして、前記環状又は不完全な環状となる通路部分は、ガス排出口から排出された加圧ガスが最初に通過する部分となるものであるが、ガスの通過を阻害しない程度の狭い間隔で充分であるため、前記環状又は不完全な環状となる通路部分の外径を小さく維持できると同時に、充分なガスの排出流路面積を確保することができる。よって、インフレータの最大径部分となるガス排出ポートの外径を小さくできるので、インフレータ全体の外径を小さくできる。

本発明は、課題の他の解決手段として、
前記ガス排出ポートが、幅方向の断面形状が長さ方向において異なる通路を有するものであり、
前記ガス排出口を包囲する部分が環状通路であり、前記環状通路に続く部分が不完全環状通路であり、前記不完全環状通路に続く部分が筒状通路であり、前記不完全環状通路を形成する不完全環状壁内にディフューザ部ハウジングの外に突き出た点火手段が包囲されている、請求項１記載のインフレータを提供する。

ここで、「不完全環状通路」とは、上記したように、幅方向の断面形状が一回りしない環状（環の一部が欠けた状態の環状）であることを意味する。例えば、複数のガス排出口が、ディフューザ部ハウジング周面の周方向において、１／３円弧〜３／４円弧に相当する範囲に設けられているとき、断面形状における「不完全環状」は１／３円弧〜３／４円弧に相当する不完全な環状となる。

本発明のインフレータでは、ガス排出ポートが、ガス排出口側から、環状通路、不完全環状通路及び筒状通路となっているため、複数のガス排出口から排出された加圧ガスの全てが環状通路に流入し、不完全環状通路を通って筒状通路に至り、エアバッグ連結口に接続されたエアバッグ内に排出されることになる。

また、不完全環状通路を設けていることにより、不完全環状通路で部分的に囲まれた空間内に点火手段の突き出し部（コネクタ等）を存在させることができるので、コネクタ等がインフレータの外側に突き出されることがなく、コネクタに接続するリードワイヤの引き出しも容易になる。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記ガス排出ポートが、ディフューザ部ハウジングの周面に形成された溝と、前記溝と正対する位置の前記ガス排出ポートに形成された溝が嵌合されることで接続されている、請求項１又は２記載のインフレータを提供する。

このような取付手段を採用することにより、取付作業が容易になるため、インフレータの製造ラインにおいてガス排出ポートを接続する必要はなく、例えば、車両に取り付けるときに、インフレータ本体（加圧ガス室ハウジング及びディフューザ部）にガス排出ポートを接続することもできる。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記ガス排出ポートの前記ガス排出口を包囲する部分が最大径（Ｄmax）を有する部分であり、前記最大径（Ｄmax）が、加圧ガス室ハウジングの最大外径（Ｄ_１）及びディフューザ部ハウジングの最大外径（Ｄ_２）の１．５倍以下である、請求項１〜３のいずれかに記載のインフレータを提供する。

上記したとおりのガス排出ポートを有する構造を有しているため、ＤmaxとＤ_１又はＤ_２の関係が、次式：Ｄmax／Ｄ_１又はＤ_２＜１．５、で示されるようになるものである。

本発明は、他の課題の解決手段として、
請求項１〜４のいずれかに記載のインフレータの組立方法であり、
加圧ガス室ハウジングとディフューザ部とを有するインフレータ本体と、ガス排出ポートを別々に保管しておき、
インフレータを車両に取り付けるとき、インフレータ本体とガス排出ポートを非溶接手段により接続する、インフレータの組立方法を提供する。

非溶接手段（溶接手段を除く手段）としては、ディフューザ部ハウジングの周面に形成された溝と、前記溝と正対する位置の前記ガス排出ポートに形成された溝を嵌合させる方法、ディフューザ部ハウジングにガス排出ポートの開口部を被せ、外側から締め付け手段で締め付ける方法等を適用できる。

このようにインフレータ本体とガス排出ポートを別々に保管・運搬し、車両の組立時に接続することにより、全体が嵩張らないので保管や運搬が容易である。

本発明のインフレータは、半径方向への突き出しが小さく、幅が狭い縦長形状であるので、特に車両内の狭く細長い空間への取付性が良い。

＜インフレータ＞
以下、図面により本発明のインフレータの実施形態を説明する。図１は、本発明のインフレータ１０の側面図であるが、ガス排出ポートのみが軸方向の断面図で示されている。図２は、図１の軸方向断面図、図３は、図１のIII−III間の概略断面図（ガス排出ポートとディフューザ部との関係を示す図）、図４は、図１のIV−IV間の断面図である。

加圧ガス室ハウジング１１は、一端側に開口部１２を有し、他端側は閉塞部材１３で閉塞されている。内部空間１４には、アルゴン、ヘリウム、窒素ガス、二酸化炭素、又はそれらの混合物からなる加圧ガスが、最大圧７０，０００ｋＰａ程度で充填されている。加圧ガス室ハウジング１１は幅方向の断面が円形のものであり、開口部１２も同様に円形である。加圧ガス室ハウジング１１の両端部は縮径している。

加圧ガス室ハウジング１１は、パイプをスエージ加工又はスピンニング加工して製造することもでき、また既製のガスボンベをそのまま利用することもできる。パイプをスエージ加工又はスピンニング加工する場合は、一端側の閉塞部材１３を加圧ガスの充填孔となる細孔を残した状態でほぼ閉塞させる。

加圧ガスは、加圧ガス室ハウジング１１にディフュザー部２０を接続した後、前記細孔に嵌入したシールピン１５の隙間から充填し、その後、シールピン１５の部分で閉塞部材１３を溶接して完全に閉塞する。

加圧ガス室ハウジング１１の開口部１２側には、ディフュザー部２０が接続されている。ディフュザー部２０は、ディフューザ部ハウジング２１で外殻が形成されており、幅方向の断面は円形である。ディフューザ部ハウジング２１の周面において、複数のガス排出口２２が周方向の全体に均等間隔で設けられている。複数のガス排出口２２は閉塞されていない。

加圧ガス室ハウジング１１とディフュザー部ハウジング２１は、溶接部１７において溶接により接続されているが、加圧ガス室ハウジング１１の端部外周面に雄ネジ部を設け、ディフュザー部ハウジング２１の端部内周面に雌ネジ部を設けて、雄ネジ部と雌ネジ部において螺じ合わせて接続してもよい。

加圧ガス室ハウジング１１の開口部１２と、ディフュザー部２０との間の加圧ガスの流出経路１８は、加圧ガスの圧力で椀状に変形した破裂板１９で閉塞されており、作動前においては、内部空間１４は高圧の気密状態に維持されている。破裂板１９は、ディフュザー部ハウジング２１に溶接固定されている。

ディフュザー部２０には、破裂板１９の破壊手段として、点火薬を備えた点火器２５が配置されている。点火器２５は、加圧ガス室ハウジング１１とディフュザー部２０とを接続した後に取り付けられるもので、ディフュザー部２０の一端開口部から破裂板１９に向かう方向に嵌入され、嵌入後において、ディフュザー部２０の一端開口部の周縁（かしめ部）２３をかしめることで固定されている。点火器２５には、リードワイヤ２７を有するコネクタ２６が嵌め込まれている。

ディフュザー部２０には、アルミニウム、ステンレス等の金属製のガス排出ポート３０が接続されている。ガス排出ポート３０の一端側は、複数のガス排出口２２の全てに対して半径方向に間隙をおいて包囲しており、他端側はエアバッグ連結口を有している。

ガス排出ポート３０は、幅方向の断面形状が長さ方向において異なっており、ガス排出口２２を包囲している部分は環状通路３１（図３）であり、環状通路３１に続く部分が不完全環状通路３２（図４）であり、不完全環状通路３２に続く部分が筒状通路３３である。本実施形態では、環状通路３１と筒状通路３３は同一外径であるが、筒状通路３３の外径を環状通路３１の外径よりも小さくしてもよい。

不完全環状通路３２を形成する不完全環状壁内に、ディフューザ部ハウジング２１の外に突き出された、かしめ部２３、コネクタ２６が包囲されている。不完全環状通路３２の長さ（Ｌ）は、かしめ部２３、コネクタ２６等の突き出し部分の合計長さよりも長くなるように設定されている。

ガス排出ポート３０は、ディフューザ部ハウジング２１の周面に形成された溝２４と、ガス排出ポート３０の端部に形成された溝３５を嵌合させることで接続されている。更に、溝３５の前後は、ディフューザ部ハウジング２１の外形と一致した形状にされ、ディフューザ部ハウジング２１よりも径が小さくなるように設定されているので、ディフューザ部ハウジング２１に対して外側から密着した状態で押圧している。なお、ガス排出ポート３０の端部を筒状にしておき、ディフューザ部ハウジング２１の溝２４に被せた後、ディフューザ部ハウジング２１の外形に合うように周囲から加圧変形させてもよい。

ガス排出ポート３０は、加圧ガス室ハウジング１１の中心軸と、ガス排出ポート３０の中心軸が平行になるように取り付けられるが、図１、図２に示すように、同一線上になるように取り付けられていることが好ましい。

ガス排出ポート３０は、エアバッグ連結口を有しているが、エアバッグ連結口は、端部開口に設けてもよいし、周面に設けてもよい。また、エアバッグ連結口に至るまでの筒状通路内に、異物除去（例えば、破裂板１９の破片）を取り除くための金網等からなるスクリーンを配置することができる。

インフレータ１０は、本発明の課題を解決する上で、ガス排出ポート３０が最大径（Ｄmax）を有する部分であり、最大径（Ｄmax）が、加圧ガス室ハウジング１１の最大外径（Ｄ₁）及びディフューザ部ハウジング２１の最大外径（Ｄ₂）の１．５倍以下（Ｄmax／Ｄ₁又はＤ₂ ≦１．５）であることが好ましい。

次に、インフレータ１０の動作を説明する。インフレータ１０は、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、ケース内に前記のインフレータ１０とエアバッグが収容されたモジュールケース等と組み合わせたシステムとして設置される。

まず、車両が衝撃を受けた場合、前記システムの衝撃センサからの信号を受け、電気式点火器２５が作動し、点火薬が着火燃焼することで破裂板１９が破壊される。

破裂板１９の破壊によってガス流出経路１８が開放されるため、内部空間１４内の加圧ガスは、ガス流出経路１８を通ってガス排出口２２から半径方向に流出し、ガス排出口２２を包囲するガス排出ポート３０の環状通路３１内に流入する。その後、不完全環状通路３２及び筒状通路３３を通って、エアバッグ連結口に連結されたエアバッグを膨張させる。

＜インフレータの組立方法及び車両への取付方法＞
本発明のインフレータ１０は、予め組み立てたものを保管及び運搬し、車両に取り付けることもできるが、加圧ガス室ハウジング１１とディフューザ部２０とを有するインフレータ本体（加圧ガスを充填したもの）と、ガス排出ポート３０を別々に保管しておき、インフレータ１０を車両に取り付けるとき、インフレータ本体とガス排出ポート３０を非溶接手段により接続する方法を適用して組み立てる。

非溶接手段としては、上記した図１、図２に示すような溝２４と溝３５の嵌め合わせる方法を適用できる。ここで、溝３５の前後の内径が、対向するディフューザ部ハウジング２１の外形よりも小さくなるように設定することで、前記した溝同士の嵌合と共に、ガス排出ポート３０によりディフューザ部ハウジング２１を押圧する力も作用するので、ディフューザ部ハウジング２１とガス排出ポート３０との結合力が高められる。また、その他にも、ディフューザ部ハウジング２１にガス排出ポート３０の開口部を被せ、外側から締め付け手段（金属製やゴム製のバンド等）で締め付ける方法も適用できる。

このようにインフレータ本体とガス排出ポート３０を別々に保管運搬し、車両の組立時に接続することにより、予めインフレータ１０を組み立てたものを保管運搬する場合に比べると、全体が嵩張らないので保管や運搬が容易である。

また、ガス排出ポート３０のエアバッグ連結口にエアバッグを取り付けるとき、コネクタ２６のリードワイヤ２７の引き出し方向とエアバッグの取付位置は異なるので、エアバッグの取付作業も円滑になる。

更に、上記したとおり、インフレータ１０は、Ｄmax／Ｄ₁又はＤ₂ ≦１．５の関係を有するものであるから、車両のピラー部や天井近くのような狭い場所（特に、細長く幅の狭い空間）への取付作業性もよい。

本発明のインフレータ１０は、各種エアバッグシステム用のインフレータとして適用できるが、特に狭い場所への設置が求められるカーテンエアバッグ用として適している。

本発明のインフレータの側面図（一部断面図を含む）。本発明のインフレータの軸方向断面図。図１のIII−III間の断面図。図１のIV−IV間の断面図。

符号の説明

１０インフレータ
１１加圧ガス室ハウジング
１９破裂板
２０ディフューザ部
２１ディフューザ部ハウジング
２２ガス排出口
２３点火器
３０ガス排出ポート
３１環状通路
３２不完全環状通路
３３筒状通路

Claims

加圧ガスが充填された加圧ガス室ハウジングと、前記加圧ガス室ハウジングの開口端部に接続されたディフューザ部とを有しており、
前記ディフューザ部が、ディフューザ部ハウジング内に点火手段が配置され、前記ディフューザ部ハウジングの周面に複数のガス排出口を有しており、
前記ディフューザ部ハウジングと前記加圧ガス室ハウジングの間のガス排出経路が破裂板で閉塞されたインフレータであり、
前記ディフューザ部の軸方向にガス排出ポートが、その中心軸と前記加圧ガス室ハウジングの中心軸と一致するように接続されており、
前記ガス排出ポートが、その一端側開口部において前記複数のガス排出口との間に間隙をおいて包囲するように接続され、他端側がエアバッグ連結口を有しており、
さらに前記ガス排出ポートが、幅方向の断面形状が長さ方向において異なる通路を有するものであり、前記ガス排出口を包囲する部分が環状通路であり、前記環状通路に続く部分が不完全環状通路であり、前記不完全環状通路に続く部分が筒状通路であり、前記不完全環状通路を形成する不完全環状壁内にディフューザ部ハウジングの外に突き出た点火手段が包囲されている、インフレータ。
前記ガス排出ポートが、ディフューザ部ハウジングの周面に形成された溝と、前記溝と正対する位置の前記ガス排出ポートに形成された溝が嵌合されることで接続されている、請求項１記載のインフレータ。
前記ガス排出ポートの前記ガス排出口を包囲する部分が最大径（Ｄmax）を有する部分
であり、前記最大径（Ｄmax）が、加圧ガス室ハウジングの最大外径（Ｄ₁）及びディフ
ューザ部ハウジングの最大外径（Ｄ₂）の１．５倍以下である、請求項１又は２記載のインフレータ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のインフレータの組立方法であり、
加圧ガス室ハウジングとディフューザ部とを有するインフレータ本体と、ガス排出ポートを別々に保管しておき、
インフレータを車両に取り付けるとき、インフレータ本体とガス排出ポートを非溶接手段により接続する、インフレータの組立方法。