JP4916992B2 - インフレータ - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ装置等の車両の人員拘束装置用に適したインフレータに関する。

側面衝突用やカーテン用のエアバッグ装置に使用されるストアードガス型のインフレータは、車両内における取り付け場所が制限されるため、小型化に対する要求が特に大きい。

特許文献１のインフレータでは、図１に示されているとおり、ガス排出ポート４０を取り付けているために、幅方向の寸法が大きくなるという点で改善の余地がある。特許文献２のインフレータは、図１に示されているとおり、幅方向の寸法は小さくされているが、ガス排出ポート４０は点火器カラー２７に直接溶接されているため、溶接時の熱により、点火器カラー２７に樹脂で固定された点火器３６の固定強度に悪影響が及ぶことも考えられる。引用文献３のインフレータは。Ｆｉｇ．２に示されているとおり、エンドキャップ５０、イニシエータ７０、リテーナ９０を含む部分は格別小型化の工夫はなされておらず、大きな直径の容器３０に比べて小さいというだけのものである。
特開２００３−１０４１６４号公報 特開２００５−３４３３４１号公報 ＵＳ２００２／０１０９３３９ Ａ１

本発明は、特に幅方向の寸法が小さくされた、車両の人員拘束装置用に適したインフレータを提供することを課題とする。

請求項１の発明は、課題の解決手段として、
一端側開口部が閉塞され、他端側開口部がクロージャで閉塞され、内部にガスが充填された筒状のインフレータハウジングと、前記クロージャ側に取り付けられた点火器組立体と筒状のガス排出ポートを有しているインフレータであり、
前記クロージャが、一部にガス通路となる開口部を有し、前記開口部が破裂板で閉塞されており、
前記点火器組立体が、金属製の点火器カラーの一部と電気式点火器が樹脂により一体化されたものであり、
前記点火器カラーが、前記点火器カラーと前記クロージャとの間にガス通路となる空間が形成され、かつ前記電気式点火器の着火部が前記破裂板に正対されるように前記クロージャに固定されたものであり、
前記筒状のガス排出ポートが、少なくとも周面に複数のガス排出口を有し、一端側が前記クロージャの開口部を除く部分に溶接固定され、周面の一部が前記点火器カラーの他部で支持され、他端側が前記点火器カラーの外に突き出されたものである、インフレータを提供する。

筒状のインフレータハウジングとして、一端側が閉塞され、他端側が開口されたものを用いており、前記他端側開口部はクロージャで閉塞されている。インフレータハウジングとして両端が開口したものを用いたときは、両端開口部がそれぞれクロージャで閉塞されたものでもよい。

筒状のインフレータハウジングは、一端側から他端側まで均一径（均一幅）のものが好ましいが、中央部分が膨らんだ形状のもののように均一径でないものでもよい。筒状のインフレータハウジングの幅方向の断面形状は円形が好ましいが、それに限定されるものではなく、楕円形や多角形でもよい。

筒状のインフレータハウジング内には、公知のインフレータと同様に、アルゴン、ヘリウム等のガスが高圧で充填されている。

クロージャは、インフレータハウジングの開口部に溶接固定されており、前記開口部の形状と同形状のものであり、前記開口部が円形のときは同程度の寸法の外径を有するものである。クロージャの一部はガス通路となる開口部が形成されており、前記開口部は、インフレータで汎用されている周知の破裂板で閉塞されている。

点火器組立体を構成する点火器カラーは、環状壁面乃至短い筒状壁面を有したカップ形状であり、一端面側が開口しており、カップの底面に相当する他端面側に電気式点火器とガス排出ポートをそれぞれ取り付けるための２つの開口部を有しているものである。ガス排出ポートは、２つの開口部の一方を貫通している。

点火器カラーは、一端面側の開口部がクロージャに溶接等の方法で固定されており、電気式点火器の着火部は、破裂板に正対されるように取り付けられている。電気式点火器の着火部と破裂板は、破裂板を破壊し易くする観点から、互いの中心軸が一致するように正対されていることが好ましいが、破裂板の破壊性が損なわれないのであれば、前記２つの中心軸がずれていてもよい。

筒状のガス排出ポートは、一端が開口され、他端が閉塞されているか、又は両端が閉塞されているものであり、周面又は周面と底面に複数のガス排出口を有しているものである。ガス排出ポートは、一端側（開口部があるものは開口部側）がクロージャに溶接固定され、他端側は点火器カラーの外側に突き出されており、中間部分の一部が点火器カラーで支持されている。

インフレータをエアバッグ装置に組み込むとき、ガス排出ポートは、エアバッグ内にガスを導入するためのガス導入管と接続することになるため、軸方向と直交する方向に動かないことが望ましい。このため、ガス排出ポートの中間部分は、前記ガス導入管との接続作業が円滑にできるように、周囲が点火器カラーで囲まれた状態で支持されていればよく、その場合、前記中間部分と前記点火器カラーは、接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

作動時、インフレータハウジング内に高圧充填されているガスは、電気式点火器の作動により破裂板が破壊された後、クロージャの開口部を通り、クロージャと点火器カラーで囲まれた空間を通り、ガス排出ポートを通って、ガス排出口から排出される。

このように１つのクロージャの範囲内にて、破裂板、電気式点火器、ガス排出ポートが取り付けられているため、幅方向の寸法はクロージャの直径の範囲内（即ち、インフレータハウジングの直径の範囲内）にすることができる。

また、クロージャはインフレータハウジングに溶接固定され、ガス排出ポートは、点火器カラーをクロージャに固定する前にクロージャに溶接固定されている。よって、ガス排出ポートをクロージャに溶接するとき、点火器カラーに点火器を固定している樹脂が溶接熱による影響を受け難くなる。

請求項２の発明は、課題の解決手段として、前記クロージャを二等分したとき、一方にガス通路となる開口部が形成され、他方にガス排出ポートの一端側が溶接固定されている、請求項１記載のインフレータを提供する。

クロージャが円形であるときは、一方の半円側に開口部が形成され、他方の半円側にガス排出ポートが取り付けられている。

請求項３の発明は、課題の解決手段として、前記筒状のガス排出ポートが、前記ガス通路となる空間内に形成された内部ガス排出口と、前記点火器カラーの外への突き出し部分に形成された外部ガス排出口を有している、請求項１又は２記載のインフレータを提供する。

ガス排出ポートを通るガスの流れを円滑にするため、ガス排出口は、クロージャと点火器カラーで囲まれたガス通路となる空間に面した部分と、点火器カラーの外に突き出された部分に形成され、中間部分（特にガス排出ポートが点火器カラーで囲まれた部分）には形成されていないことが望ましい。

請求項４の発明は、課題の解決手段として、前記金属カラーが一部に筒状突出部を有しており、前記筒状突出部により、前記筒状のガス排出ポートの周面の一部が支持されている、請求項１〜３のいずれか１項記載のインフレータを提供する。

金属カラーの一部が筒状突出部を有しており、前記筒状突出部によりガス排出ポートを支持することで、ガス排出ポートの支持が容易になり、エアバッグのガス導入管との接続作業性も良くなる。

請求項５の発明は、課題の解決手段として、前記金属カラーの筒状突出部が、エアバッグに接続され、前記エアバッグ内にガスを導入するためのガス導入管に接続されるものであり、前記筒状突出部の内壁面と前記筒状のガス排出ポートの周面との間に隙間が存在している、請求項１〜４のいずれか１項記載のインフレータを提供する。

金属カラーの筒状突出部とエアバッグのガス導入管とを接続するときは、例えば、前記筒状突出部の外表面にネジ山を形成し、前記ガス導入管の内表面に前記ネジとネジ合わせることができるネジ山を形成しておき、互いをネジ合わせる方法、前記筒状突出部を前記ガス導入管内に差し込んだ後、外側からかしめる（プレスして、前記筒状突出部と前記ガス導入管の両方に跨った環状溝を形成する）方法等を適用できる。

このように金属カラーの筒状突出部とエアバッグのガス導入管とを接続するようにした場合、筒状のガス排出ポートはガス導入管内に位置することになる。このため、筒状突出部の内壁面と筒状のガス排出ポートの周面との間に隙間が存在していても、ガスの排出には影響を与えることはなく、前記隙間の存在により、筒状突出部にガス排出ポートを差し込むときの作業も容易になる。

請求項６の発明は、課題の解決手段として、前記クロージャに形成されたガス通路となる開口部から外部ガス排出口までのガス通路において、前記開口部によりガス流出量を制御する、請求項１〜５のいずれか１項記載のインフレータを提供する。

このようにクロージャの開口部により、ガスの流出量（ガス流出速度）が制御されると、前記開口部が最大圧を受けることになり、それよりもガス流の下流側にかかる圧力は小さくなる。このため、インフレータハウジングやクロージャと比べると、下流側の耐圧強度を低下させることができる。

本発明のインフレータは、インフレータとしての性能を維持したまま、特に幅方向の寸法を減少させることができる。また、組立時において使用される溶接によって、構成部品に悪影響を与えるようなこともなく、組立作業も容易である。

＜インフレータ＞
図１により、本発明のインフレータ１０について説明する。図１は、本発明のインフレータ１０の軸方向断面図と、エアバッグ５０とそのガス導入管５１の軸方向断面図である。

筒状のインフレータハウジング１１は、一端側から他端側まで均一径のものであり、幅方向の断面が円形で、両端が開口したものを用いている。一端側開口部は、円板の第１クロージャ１２が溶接固定されて閉塞されており、他端側開口部は、円板の第２クロージャ１４が溶接固定されて閉塞されている。

第１クロージャ１２には、インフレータハウジング１１の内部空間１１ａにガスを充填するための充填孔が形成されており、前記充填孔は、ガス充填後に差し込まれ、溶接されて第１クロージャ１２と一体化された金属ピン１３で閉塞されている。

第２クロージャ１４は、二等分したときの一方の半円側に開口部１５が形成されており、開口部１５は破裂板１６で閉塞されている。破裂板１６は、開口部１５を形成する第２クロージャ１４の環状突出部１４ａに溶接固定されている。

第２クロージャ１４には、金属製の点火器カラー２１と電気式点火器２２が樹脂２３で一体化された点火器組立体２０が取り付けられている。

点火器カラー２１は、環状周面２１ａを有しており、環状周面２１ａの一端面側の開口部が第２クロージャ１４に溶接固定されており、他端面側の破裂板１６と正対する位置にある開口部には、電気式点火器２２が樹脂２３で固定されている。図示するとおり、破裂板１６の中心軸と電気式点火器２２の着火部の中心軸は一致している。

第２クロージャ１４の開口部１５が形成されていない残部（第２クロージャ１４を二等分したときの他方の半円側）表面には、ガス排出ポート３０が取り付けられている。

ガス排出ポート３０は、一端側が開口しており、他端側は閉塞面３１となっている。ガス排出ポート３０は、前記開口部が第２クロージャ１４に溶接固定されており、点火器カラー２１に形成された筒状突出部２１ｂ内を通されて、他端面３１が点火器カラー２１の外に突き出されている。

ガス排出ポート３０は、第２クロージャ１４と点火器カラー２１、樹脂２３で囲まれた空間２８に面した部分に複数の内部ガス排出口３５を有し、点火器カラー２１の外に突き出された部分に複数の外部ガス排出口３６を有している。

ガス排出ポート３０の内部ガス排出口３５と外部ガス排出口３６が形成されてない周面は、筒状突出部２１ｂで囲まれているが、前記周面とそれを囲む筒状突出部２１ｂの内周面との間には、僅かな間隙が存在している。ガス排出ポート３０が筒状突出部２１ｂで囲まれている部分の長さは特に制限されないが、ガス排出ポート３０の全長の１／３〜１／２程度にすることができる。

筒状突出部２１ｂの外周面には、エアバッグ５０のガス導入管５１と接続するためのネジ山２７が形成されている。ガス導入管５１の内周面には、ネジ山２７とネジ合わせることができるネジ山５２が形成されている。

図１に示すとおり、インフレータ１０は、全体の直径がインフレータハウジング１１の直径方向の断面積の範囲内にされているため、幅方向の寸法が減少されている。

次に、インフレータ１０を車両のエアバッグ装置に組み込んだときの動作について説明する。

車両が衝撃を受けた場合、衝撃センサ（図示せず）からの信号を受けて点火器２２が作動し、点火薬が着火燃焼する。そして燃焼生成物によって破裂板１６が破壊される。破裂板１６の破壊によって開口部１５が開放され、内部空間１１ａ内の加圧ガスは、開口部１５を通って空間２８内に流入する。そして、内部ガス排出口３５からガス排出ポート３０内に流入した後、その中を通って外部ガス排出口３６から排出され、ガス導入管５１を通ってエアバッグ５０内に流入し、膨張させる。

このようなガス排出過程において、第２クロージャ１４の環状突出部１４ａの開口面積は、他のガス通路（開口部１５から内部ガス排出口３５に至るまでの空間２８内のガス通路）の断面積、内部ガス排出口３５の総開口面積、外部ガス排出口３６の総開口面積の中で最も小さくなるように設定されている。よって、ガスの排出速度（排出流量）は、環状突出部１４ａにおいて制御されることになり、環状突出部１４ａに最も大きな圧力が加えられ、それによりも下流側に加えられる圧力はより小さくなる。

＜インフレータの組立方法及びエアバッグへの接続方法＞
次に、図１〜図３により、インフレータ１０の組立方法とエアバッグ５０への接続方法について説明する。図２は、図１の部分斜視図であり、図３は、インフレータとエアバッグのガス導入管との接続方法を説明するための図である。

まず、一端側が第１クロージャ１２で閉塞されたインフレータハウジング１１に対して、開口部１５が破裂板１６で閉塞されている第２クロージャ１４を溶接固定する；
次に、第２クロージャ１４にガス排出ポート３０を溶接固定する；
次に、ガス排出ポート３０に点火器組立体２０（点火器２２が樹脂２３で点火器カラー２１に取り付けられたもの）の筒状突出部２１ｂを差し込む。このとき、筒状突出部２１ｂの内径がガス排出ポート３０の外径よりも僅かに大きいので、取り付け作業は容易である；
次に、第２クロージャ１４と点火器カラー２１の接触部を溶接固定する。このとき、溶接部と樹脂２３が離れているので、樹脂２３が溶接熱を受けて変形するようなことはない；
次に、第１クロージャ１２側からガスを充填し、充填孔をピン１３で閉塞する。

次に、エアバッグ５０のガス導入管５１を筒状突出部２１ｂに差し込み、ネジ山５１とネジ山２７をネジ合わせて固定する。このとき、ガス排出ポート３０は筒状突出部２１ｂにより支持されているので、ガス導入管５１を筒状突出部２１ｂに差し込むときにガス排出ポート３０が動いて作業を邪魔することはない。また、ガス排出ポート３０がガス導入管５１内に存在しているため、筒状突出部２１ｂとガス排出ポート３０の間に隙間があっても、ガス漏れが生じたり、ガスの流れが阻害されたりすることはない。

なお、エアバッグ５０のガス導入管５１を筒状突出部２１ｂに差し込んで固定するとき、ネジ合わせ方法に代えて、図３で示すような固定方法を適用してもよい。図３に示す方法は、ガス導入管５１に筒状突出部２１ｂに差し込んだ後、重なり合った部分を外側からプレスして、ガス導入管５１とガス導入管２１ａの両方に跨った、連続又は不連続の環状溝５５を形成して固定する方法である。

本発明のインフレータの軸方向断面図と、エアバッグとの接続方法を説明するための断面図である。 図１の部分斜視図である。 インフレータとエアバッグを接続するための別方法を説明するための部分断面図である。

符号の説明

１０ インフレータ
１１ インフレータハウジング
１２ 第１クロージャ
１４ 第２クロージャ
１５ 開口部
１６ 破裂板
２０ 点火器組立体
２１ 点火器カラー
２２ 電気式点火器
２３ 樹脂
３０ ガス排出ポート
３５ 内部ガス排出口
３６ 外部ガス排出口

Claims (6)

1. 一端側開口部が閉塞され、他端側開口部がクロージャで閉塞され、内部にガスが充填された筒状のインフレータハウジングと、前記クロージャ側に取り付けられた点火器組立体と筒状のガス排出ポートを有しているインフレータであり、
   前記クロージャが、一部にガス通路となる開口部を有し、前記開口部が破裂板で閉塞されており、
   前記点火器組立体が、金属製の点火器カラーの一部と電気式点火器が樹脂により一体化されたものであり、
   前記点火器カラーが、前記点火器カラーと前記クロージャとの間にガス通路となる空間が形成され、かつ前記電気式点火器の着火部が前記破裂板に正対されるように前記クロージャに固定されたものであり、
   前記筒状のガス排出ポートが、少なくとも周面に複数のガス排出口を有し、一端側が前記クロージャの開口部を除く部分に溶接固定され、周面の一部が前記点火器カラーの他部で支持され、他端側が前記点火器カラーの外に突き出されたものである、インフレータ。
2. 前記クロージャを二等分したとき、一方にガス通路となる開口部が形成され、他方にガス排出ポートの一端側が溶接固定されている、請求項１記載のインフレータ。
3. 前記筒状のガス排出ポートが、前記ガス通路となる空間内に形成された内部ガス排出口と、前記点火器カラーの外への突き出し部分に形成された外部ガス排出口を有している、請求項１又は２記載のインフレータ。
4. 前記金属カラーが一部に筒状突出部を有しており、前記筒状突出部により、前記筒状のガス排出ポートの周面の一部が支持されている、請求項１〜３のいずれか１項記載のインフレータ。
5. 前記金属カラーの筒状突出部が、エアバッグに接続され、前記エアバッグ内にガスを導入するためのガス導入管に接続されるものであり、前記筒状突出部の内壁面と前記筒状のガス排出ポートの周面との間に隙間が存在している、請求項１〜４のいずれか１項記載のインフレータ。
6. 前記クロージャに形成されたガス通路となる開口部から外部ガス排出口までのガス通路において、前記開口部によりガス流出量を制御する、請求項１〜５のいずれか１項記載のインフレータ。

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