JPH0131042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、安全ベルト装置の引戻し装置に用い
られる火薬式の駆動装置であつて、固体の推進火
薬を内蔵したカートリツジが設けられており、こ
のカートリツジが、駆動ピストンを有するシリン
ダと結合され、このシリンダに対して破裂底によ
つて仕切られており、この場合破裂底が推進火薬
の点火後に破られて、推進火薬の燃焼により生じ
たガスによつて、駆動ピストンが加速されるよう
になつている形式のものに関する。

従来の技術 このような形式の汎用の火薬式の駆動装置にお
いて、推進火薬を内蔵したカートリツジは、シリ
ンダ、例えば長く延ばされたシリンダ管と密に例
えばねじによつて結合されており、このシリンダ
のなかでは、シリンダに沿つて軸方向運動可能な
ピストンが、湾曲したシリンダが使用されている
場合にはボールピストンが案内されている。推進
火薬を収容する室は、例えばカートリツジと一体
成形された、円板形の横断面形状を備えた破裂底
によつてシリンダ室から仕切られており、推進火
薬が点火された後に破裂底は所定の圧力で破ら
れ、これによつてこの圧力は妨げられることなく
ピストンに作用する。金属材料製の従来のカート
リツジでは推進火薬の点火時に破裂底がその全面
にわたつて一遍に破られるので、直ちに大きな圧
力降下が生じてしまい、この結果推進火薬の一部
が燃焼されずに残り、従つてこの未燃焼の推進火
薬がもつエネルギをピストン加速のために役立て
ることができず、効率が悪い。この場合に、破裂
底を著しく強く構成して、極めて高い圧力が生じ
た場合に初めて破裂底が破れるようにすることも
可能であるが、しかしながらこのように構成する
と、火薬式の駆動装置の本来の駆動効率のために
もはや利用され得ない多くのエネルギが破裂底を
破るために使用されることになる。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の火
薬式の駆動装置を改良して、簡単な構造処置によ
つて効率を著しく改善された火薬式の駆動装置を
提供することである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では、
破裂底に直接接触して形状安定性の高いノズルプ
レートが配置されていて、このノズルプレートが
破裂底の貫通横断面に対して狭められたノズル開
口を有している。

発明の効果 本発明のように、破裂底の貫通横断面に対して
狭められたノズル開口の有する、形状安定性の高
いノズルプレートが、破裂底に直接接触して設け
られていると、このノズルプレートのノズル開口
によつて、カートリツジにおける圧力降下は急激
にではなく所望のように遅延させられ、この結果
推進火薬の完全な燃焼が保証され、ひいてはピス
トンがシリンダ内において最適に加速される。

実施態様 特許請求の範囲第２項に記載された有利な実施
態様においては、ノズルプレートに、円錐形に先
細になつているホツパ状のノズル開口が設けられ
ていることによつて、構造上極めて簡単かつ廉価
な形式で火薬の高い効率が達成される。実験によ
れば、上述のように構成されたノズルプレートが
破裂底に直接接続されていないと、火薬式駆動装
置の出力は50％にまで降下してしまう。

本発明のように構成された、ノズルプレートを
備えた火薬式の駆動装置は、直線的に延びるシリ
ンダにも湾曲せしめられたシリンダにも使用可能
である。湾曲せしめられたシリンダに用いられる
場合には、駆動ピストンがいわゆるボールピスト
ンとして構成されかつ深なべ形のシールスリーブ
と結合されていると有利である。このように構成
されていると、駆動ピストンがシリンダの湾曲部
を通過する際には、弾性的に可撓性のシールスリ
ーブがシリンダ湾曲部の横断面形状に応じて変形
するので、駆動ピストンのシール状態を可能な限
り高めることができる。

実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図に示されている、本発明の先行技術とな
つた駆動装置は主として、管状のシリンダ１と、
その内部を密に案内されているボールピストン２
とから成つている。シリンダ１の自由端部には、
ねじ山付きキヤツプ３を有するカートリツジ４が
ねじ締結されている。カートリツジ４は主とし
て、円筒状の金属部分から成り、閉鎖栓体６によ
つて閉鎖されている孔５を有している。閉鎖栓体
６には電気的に操作される起爆線７が支承され、
この起爆線７は孔５のなかに突入している。カー
トリツジ４はシリンダ１の自由端部に密にねじ締
結され、孔５とシリンダ室８との間の仕切り壁と
して破裂底９を有しており、この破裂底９はその
直系ａでカートリツジ４の目標破れ箇所を示して
いる。この目標破れ箇所は、カートリツジ４の孔
５のなかにある固体の推進火薬１０が起爆線７に
よつて点火されて、推進火薬１０が化学的に転換
されてガス状になつた後で所定の圧力で破れ、こ
れによつて直ちに大きな圧力降下が生じ、この結
果、推進火薬１０における化学的な転換はもはや
完全には行われ得ない、つまり、推進火薬１０は
もはや完全に燃焼してガスを生ぜしめることがで
きない、推進火薬１０の点火によつて生ぜしめら
れるガス圧はボールピストン２に作用し、このボ
ールピストン２を加速せしめる。ボールピストン
２はシリンダ１に沿つて運動せしめられる。ボー
ルピストン２は例えば、安全ベルト装置の自体公
知の引戻し装置を作動させるために設けられてお
り、この場合起爆線７は同様に自体公知の形式
で、安全ベルトシステムが取り付けられている自
動車に高められた加速が生じた場合に、例えば衝
突時にトリガされるようになつている。

第２図に示されている本発明の第１実施例にお
いてもシリンダ１はねじ締結によつてカーリツジ
４と密に結合されている。このカートリツジ４は
同様に固体の推進火薬１０を有し、駆動装置の作
動前には、つまり起爆線７の点火前には薄い閉じ
られた破裂底９を有しており、この破裂底９は孔
５を気密にシリンダ１から隔てている。符号１２
で示されている金属性のノズルプレートはフラン
ジ１３で管状のシリンダ１の端壁に接触しかつノ
ズル開口１４を有している。このノズル開口１４
はホツパ状の横断面を有しており、ノズル開口１
４の、破裂底９に接触している入口側の直径はほ
ぼ破裂底９の直径ａに相当し、出口側の直径は破
裂底９の直径ａよりも小さくなつている。ノズル
プレート１２はカートリツジ４によつて密にシリ
ンダ１に押しつけられる。この第２図に示された
実施例においてもピストンとしてボールピストン
１５が使用される。ボールピストン１５の直径
は、曲げられて延びているシリンダ１（図示せ
ず）の最小内径よりも小さく構成されており、ボ
ールピストン１５は、その半径方向の溝１６内で
可撓性に案内される環状のシール部材１７を有し
ている。このようにボールピストン１５を構成す
る理由は、曲げられたシリンダ１はその湾曲範囲
において通常円形とは異なつた、例えば幾分楕円
形の横断面形状を有していることに基づいてい
る。シリンダ１がその湾曲範囲において幾分楕円
形の横断面形状を有するということは、製作技術
上の理由から通常回避することはできない。シー
ル部分１７はシリンダ１の内壁に常に密に接触
し、湾曲範囲においてもその横断面形状に適合す
ることができる。なお、この場合ボールピストン
１５の回転を阻止するために適当なガイド手段が
設けられていてもよいが、ボールピストン１５の
ストロークが短い場合には通常問題になるほどボ
ールピストンは回転しない。固体の推進火薬１０
が点火されて破裂底９が破られた後で、この破ら
れた破裂底９は先細に構成されたノズル開口１４
を通つて進まねばならないので、上に述べた本発
明の先行技術の場合のような急激な圧力降下が生
じることはない、つまり、例えば化学的な推進火
薬１０の完全な転換を可能にする遅延が生じる。
これによつてボールピストン２は最適なガス負荷
で、つまり高い効率で前方に向かつて矢印の方向
に推進せしめられる。

第２図に示された実施例と比べて、第３図及び
第４図の実施例ではピストンの構成が変られてお
り、この第２実施例では、保持作用及びシール作
用を有する付加的な部分が設けられている。さら
に、符号１２′で示されているノズルプレートは
図示されていないカートリツジ４（第２図参照）
によつてシリンダ１の端壁に押しつけられる。符
号１８で示されているほぼ深なべ形のシールスリ
ーブは、弾性的に可撓性の材料から成つている。
このシールスリーブ１８はほぼ平らな底部１９と
深なべ形に湾曲された、有利にはホツパ状の縁部
２０とによつてノズルプレート１２′の出口側を
取り囲んでいる。この場合縁部２０の自由な制限
部は環状の肉厚部２１を有している。特に、第３
図に示された火薬式の駆動装置の組み立てられる
前の図である第４図に示されているように、ノズ
ルプレート１２′はフランジ１３′と接続部に続い
て周方向溝２２とホツパ状に先細になつた区分２
３とを有している。この場合ノズルプレート１
２′がシリンダ１に押しつけられることによつて、
縁部２０はその肉厚部２１で周方向溝２２内に緊
締される（第３図参図）。これによつてシールス
リーブ１８はシール作用を有し、さらに、シール
スリーブ１８がこのシールスリーブ１８に一体成
形されたピン２４を介してボールピストン２６と
結合されていることによつて、ボールピストン２
６に対する保持作用をも有する。この場合ピン２
４とボールピストン２６との結合は、このボール
ピストン２６に設けられたホツパ状に延びる軸方
向孔を介して行われる。この第３図及び第４図に
示された実施例では、肉厚部２１との接続部近く
の縁部２０の壁厚はシールスリーブ１８の底部１
９の壁厚よりも薄く構成されており、これによつ
て、破裂底部９が破れて圧力負荷されると、シー
ルスリーブ１８はこの目標破れ箇所において引き
裂かれる。この後で、残つた深なべ状の縁部はシ
リンダ１の内面に密に接触し、第２図の実施例の
ように、曲げられたシリンダ１の最小内径よりも
小さな直径を有するボールピストン２６は極めて
小さな摩擦で曲げられたシリンダ範囲を通り抜け
ることができる。この場合に、連行されるシール
スリーブ１８は、不利な作用を及ぼす漏れ箇所ひ
いては圧力降下を生ぜしめないために役立つ。他
方の側において、つまりノズルプレート１２′の
範囲においては、組立て時に周方向溝２２のなか
に押し込まれかつこの周方向溝２２を満たしてい
る肉厚部２１は、この駆動装置における申し分の
ないシールを保つためにも役立つている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の先行技術である火薬式の駆動
装置を示す断面図、第２図は本発明による火薬式
の駆動装置の第１実施例を示す部分断面図、第３
図及び第４図は本発明による火薬式の駆動装置の
第２実施例を示す断面図である。 １……シリンダ、２，１５，２６……ボールピ
ストン、３……ねじ山付きキヤツプ、４……カー
トリツジ、５……孔、６……閉鎖栓体、７……起
爆線、８……シリンダ室、９……破裂底、１０…
…推進火薬、１２，１２′……ノズルプレート、
１３，１３′……フランジ、１４……ノズル開口、
１６……溝、１７……シール部材、１８……シー
ルスリーブ、１９……底部、２０……縁部、２１
……肉厚部、２２……周方向溝、２３……区分、
２４……ピン、ａ……区分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 安全ベルト装置の引戻し装置に用いられる火
   薬式の駆動装置であつて、固体の推進火薬を内蔵
   したカートリツジが設けられており、このカート
   リツジが、駆動ピストンを有するシリンダと結合
   され、このシリンダに対して破裂底によつて仕切
   られており、この場合破裂底が推進火薬の点火後
   に破られて、推進火薬の燃焼により生じたガスに
   よつて、駆動ピストンが加速されるようになつて
   いる形式のものにおいて、破裂底９に直接接触し
   て形状安定性の高いノズルプレート１２，１２′
   が配置されていて、このノズルプレートが破裂底
   ９の貫通横断面に対して狭められたノズル開口１
   ４を有していることを特徴とする火薬式の駆動装
   置。 ２ ノズル開口１４がホツパ状の横断面を有して
   おり、この横断面の、破裂底９に接している入口
   側の幅がほぼ破裂底９の幅（直径ａ）に相当し、
   出口側の幅が破裂底９の幅よりも小さく構成され
   ている特許請求の範囲第１項記載の駆動装置。 ３ ノズルプレート１２，１２′がシリンダ１を
   密に閉鎖している特許請求の範囲第１項記載の駆
   動装置。 ４ 可撓性の材料から成るシールスリーブ１８が
   ノズルプレート１２′の出口側を取り囲み、シー
   ルスリーブ１８の縁部２０がノズルプレート１
   ２′とシリンダ１との間で緊締されている特許請
   求の範囲第３項記載の駆動装置。 ５ シールスリーブ１８の縁部２０がノズルプレ
   ート１２′の周方向溝２２内に緊締されかつ保持
   されている特許請求の範囲第４項記載の駆動装
   置。 ６ シールスリーブ１８がその縁部範囲に目標破
   れ箇所を有している特許請求の範囲第４項記載の
   駆動装置。 ７ 深なべ状のシールスリーブ１８の縁部２０が
   底部１９よりも薄い材料厚を有している特許請求
   の範囲第６項記載の駆動装置。 ８ シールスリーブ１８が球状のピストン２６と
   結合されており、このピストン２６の直径がシリ
   ンダ１の最小内径よりも小さい特許請求の範囲第
   １項記載の駆動装置。