JPH06508320A - ハイブリッド式エアバッグ膨張器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ハイブリッド式エアバッグ膨張器 ＆塑ρｊ」冒絽と１枚 本発明はエアバッグの膨張に用いられるノ＼イブリブド式膨張器に関する。

膨張式バッグを用いた乗員保護装置は、自動車事故による傷害の度合いを軽減し 、死亡者の数を削減し得ることが明かとなっている。エアク１シ田ンやエアノイ ッグを膨張させる手段は多数存在し、例えば所定量の貯留ガスを選択的に解放し てエアバッグを膨張させる方法が知られている。また、アジ化ナトリウム等ガス 発生物質推進薬をガス供給源として、点火時にエアバッグの膨張に十分な皿のガ スを発生させるものもある。またその外に、貯留圧縮ガスとガス発生物質または ガス増圧物質の組み合わせによるガス供給源もある。最後に挙げた装置は、増圧 ガス膨張器またはハイブリッド式膨張器と呼ばれる場合が多い。ノ＼イブリ・メ ト式膨張器は、米国特許第３，７５６，６２１号と第３，８９５，８２１号に示 されたものを始め、各種のタイプが過去に提示されている。第３，７５６，６２ １号に示された膨張器は独立の爆管すなわち起爆剤を用いて推進薬とアクチュエ ータを点火し、出口通路を問いて圧縮ガスの流れを生じさせるものである。特許 第３゜８９５．８２１号は圧力容器の高圧環境外部に単独の爆管を設けて推進薬 を点火するものである。

米国特許３，８９１，２３３号と第３，９０１，５３０号はいわゆる運転手側エ アバッグ膨張器を例示している。米国特許３，９０１，５３０号には、起爆剤と 所定ｍの推進薬を使用するハイブリッド式膨張器が示されている。この膨張器に は、燃焼する起爆剤と発進薬が発生する高温により初期に開かれる複数個の破断 ディスクが含まれている。この従来型膨張器の一つの欠点は、燃焼生成物が直接 エアバッグに移行してしまうことである。もう一つの欠点は、エアバッグの初期 膨張時に非常に高温のガスが発生することである。よ（あるケースだが、推進薬 の燃焼時間は貯留ガスの全放出時間よりも短く、このため、初期の高温膨張ガス の次に、膨張器のなかにはより低温のガスが残留することになる。これに対し− Ｃ本発明は起爆器とｌｌｉ進薬と貯留ガスとの間の熱伝導プロセスを改善し、一 定量のより均一に加熱された膨張ガスを発生する。さらに以下の記載より明かな 通り、本発明では、主として貯留膨張ガスの過圧縮により、出口部の破断ディス クが開放される。この過圧縮は、燃焼するｔ１４薬の燃焼生成物により貯留ガス を加熱することにより達成される。このため、当初エアバッグに導かれる膨張ガ スは公知技術で発生するガスよりも低温であり、これによりエアバッグ、エアバ ッグ・カバーおよび関連機器にχ１する損傷を最小限にとどめることができる。

上述のような欠陥を、本発明は回避できるのである。

本発明の目的は、改良型ハイブリッド膨張器を提供することである。本発明の他 の目的は、圧力容器の内壁に一定の燃焼生成物が付着され、これにより微粒放出 物を低減しうるハイブリッド膨張器をＩＭ供することである。

従って本発明は容器部分を有する圧力容器と発生器本体アブセンブリとからなる 装置を備えている。発生器本体ア・ラセンブリは、容器部分２２の向かい合う開 口部に支承され、これに固着されて気密シールを形成している。発生器本体アッ センブリは、車両の衝突を示す制御信号に感応して推進薬を燃焼させるよう、一 定ｍの推進薬と起爆器アッセンブリ手段を支承する第一〇内孔を有する。発生器 本体アッセンブリはさらに、圧力容器の内壁に向かって形成され、燃焼中の推進 薬の燃焼生成物の一部がこれに衝突付着するよう構成した、少なくとも一つの半 径方向通路を有する。第一の破断ディスクが、少なくとも一つの半径方向通路と 圧力容器を密封するよう設けられている。第一の破断ディスクは燃焼生成物によ り開放され、燃焼生成物が圧力容器内に流れてその中に蓄えられたガスを加熱す ることを可能にする。ガス発生器本体アブセンブリはさらに圧力容器と連通して 出口通路に至る複数の流体通路、および該流体通路の出口端と出口通路に相対的 に配置されて気密／−ルを形成する出口破断ディスクを有する。出ロンールは、 推進薬の燃焼による加熱の結果生じる圧力容器（３４）内のガス圧上昇により破 断される。

本発明のその他多くの目標および目的は、以下の詳細な図面の説明より明かであ る。

図面の簡単な説明 図において 図１は本発明の教示を体現する組立て済みハイブリッド膨張器の断面図である。

図２は容器部分の平面断面図である。

図３はハイブリッド膨張器の部分断面図である。

図４はハイブリッド膨張器内に形成された複数の流体通路の平面図である。

図５．６はマニホールド部分の独立図である。

図７．８は拡散板を示す各種の図面である。

図９は本発明の池の実施例を示す図である。

鳳国囚止梃矢賑胆 ハイブリッド膨張１１２０の様々な特徴を示す図１．２を参照する。膨張！１２ ゜は、公知の態様で車両の運転者を保護するよう、操舵ハンドルの中央ハブに取 り付けてよいものとする。ハイブリッド膨張器は、第一と第二の開口部２４．２ ６をもつほぼトロイド状の容器部分より構成される。これらの開口部２４．２６ は概ね対向位置にある。さらに開口部２４．２６は外側に向かって広がっており 、以下に述べるようにより効果的な溶接ができるようになっている。容器部分２ ２内には、全体的に３０で示す発生器本体アッセンブリが嵌入されている。発生 器本体アッセンブリ３ｏは、第一と第二の開口部２４．２６付近で容器部分２２ に接合され、それらの間に気密のシールを形成している。気密シール２８は発生 器本体アッセンブリ３ｏを、開口部２４．２６の周囲で容器部分２２に溶接する ことにより形成される。その結果生じる円周溶接部を３２ａ、３２ｂで図示する 。

発生器本体アッセンブリ３ｏと容器部分２２は共に圧力容器３４を形成しており 、３６で示すアルゴン等所定圧力のガスが内部に貯留される。この内圧は膨張さ れるエアバッグの大きさにより、２，０００〜４，０００ｐｓｌの範囲で変動し うる。貯留ガスには、漏れ感知技術で用いられるヘリウムを少量（２％）混入し てもさしつかえない。圧力容器の周囲に位置し、これに固着されてブラヶ・ｙ　 ト３５が設けられている。このブラケット３５にはハンドルへの取付は用に取付 穴（図示せず）を設けてもよい。エアバッグ３７はこのブラケットに装着され、 膨張する前は畳んだ状態で格納されている。畳んだエアバッグ３７を保護するた めに、ＪＩ！Ｉ常カバー（図示せず）が設けられている。

膨張器２０の断面図を示し、発生器本体アッセンブリ３０の細部をさらに詳しく 示す３図を参照する。発生器本体アッセンブリ３０は第一の下部内孔３８と出口 側上部内孔４０をもつ円筒壁体部３７を有する。これらの内孔３８と４０はそれ ぞれ第一と第二の開口部２４．２６に対してほぼ同軸状に配置されている。第一 の内孔３８の上部には、ガス入りロシール４８により密封されたガス入り口通路 ４２が形成されている。ガス入りロンール４８は、加圧膨張ガス３６が圧力容器 ３４内を満たした後所定部位に溶接される。発生器本体アッセンブリ３０はさら に、段（ｔき内孔４０の小径部５２から外側に延びる複数の半径方向通路５０８ −ｇを有する。これらのうち２つの通路５０８．５０ｇは断面で示しであるが、 その他の通路は３図では端部しか見られない。さらに複数の圧力通路５４ａ−ｃ が円筒壁体３７を貫通している。このうち１つの通＆５５４ａが３図に見られる 。

これらの通路５４ａ−ｃは、第二の内孔６２内に支承され固着された発生器すな わち第一の破断ディスク６０に連通している。第二の内孔６２の通路５４ａ−ｃ に幻する関係は４図に示されている。第二の通孔６２は発生器本体アッセンブリ ３０の外側に向かう面に形成され、圧力容器３４の内側に面している。第一の破 断ディスクは通常周縁が内孔６２に溶接される。

ハイブリッド膨張０２０はさらに段付き内孔の段部７２に配置固着された出口側 第二の破断ディスク７０を有する。１掲各図より見られる通り、段部７２は段（ ｒき内孔４０を形成する小径部５２と大径部７４の間に位置している。

図１に戻ると、段（ｔき内孔の大径部７４内にワノンヤ−７６が挿入されている 。

ワッシャー７６は、通當段（ｉき内孔４０の小径部５２の径よりも直径が小さい 中央開口部７８をず１する。上１８ａ図より明かな通り、ワッシャー７６は第二 の破断ディスク７０の外側部分に当てて、破断ディスク開口部の直径を定めてい る。段（ｉき内孔４０の大（１部７４にはさらに、全体として９０で示すマニフ 嗜ルドが挿入されている。マニフォルドは発生器本体アッセンブリ３０の隣接部 分に溶接される。なおマニフォルドは図５．６にも示されている。７ニフｔルト ′９０は中板９２と下方に延びる円周壁９４を有する。中板は複数の出口開口部 ９６と外側に延びるボス９８とを有する。中板９２の下側にはマニフ堵ルドスク リーン１ｏ。

が配置されているが、その目的は膨張ガス中に破断ディスク素材があれば、エア バッグに連通する以前にそれを濾過することである。マニフォルドスクリーン１ ００は１図にも示されている。

図７．８に示す通り、マニフォルド９０には拡散装置１１０が固着されている。

拡散装置はボス９８の上に支持固着された中央開口部１１２を有する。すなわち 、ボス９８を形成する素材はさらに成形されてリベット頭構造とされ、これによ り拡散装置１１０をマニフ肯ルド９０に固定する。拡散装置１１０は補強の度合 いを高める複数のリブをもつ可撓板１１４を有する。拡散装置１１０を所定の場 所に固定すると、拡散板１１４はマニフ締ルド９０内に形成された出口開口部９ ６を逃蔽する。貯留高圧ガスがマニフォルド開口部９６から出ていくと、このガ スの奔流により可撓板１１４がマニフォルドから離れる。拡散装置は概ね膨張ガ スを半径方向外方に流れるように導くので、突き出し力が緩和される。この態様 で、膨張ガスは当初車両乗員から離れる方向に導かれるのである。

図１に戻ると、ハイブリッド膨張器２０はさらに起爆器ハウジング・アッセンブ リ！２０を有する。起爆器ハウジング・アッセンブリ１２０は第一の内孔３８内 に支承されたハウジング＋２２を有する。ハウジング１２２は起爆器保持孔１２ ６を有し、そのなかに公知の構成の起爆器すなわち爆管１４０が支承されている 。起爆器１４０は制御信号で励起されると強い火炎を発生し、その結果一定量の 推進薬が燃焼し始める。起爆器ハウジング１２２は発生器本体アブセンブリと起 爆ｕ１４０とにＯリング１２３．１２５で密封されている。１掲各図より明かな 通り、起爆器ハウジング・γノセンブリ１２０とガス発生器アブセンブリ３０は 、両者の間に推進薬用空洞部１２４を形成する。この空洞部内には、米国特許第 ３，７２３，２０５号に図示されたようなアーサイト等の所定量の推進薬■５０ が配置されている。

図１に示す本発明実施例においては、第一のスクリーン１５２が起爆器ハウジン グ１２２上に＊ｌ置されている。また、通常押し出し成形になる推進薬＋５０の 薄ハ２片とそのほか廖数個のスクリーン１５２ｂと１５２０も、推進薬空洞部内 に配置されている。推進薬を内包する起爆器／為つジング１２２とスクリーンを 発生器本体アメセンブリに固定するには、ネジ溝付き押さ几金具１５４が用いら れる。

図９において、本発明の他の実施例が示されている。図より明かな通り、ここに 示す膨張器２０の一般的構造は１図に示す膨張器とほぼ同一である。図９に示す 実施例においては、推進ａ１５０は短円ｍ吠または中空円筒状になるよう押し出 し成形され、推進薬容器１７０内に整列または無作為に配列されている。容器に はＩ’ｌｌ数の穿孔１７２が設けられている。注目すべき点は、容器が推進薬の 保持手段を構成し１、また穿孔は、反応生成物が自由に発生器本体アブセンブリ から出られるよう、流体通路として機能する点である。場合により、１７４等の スクリーンを容器１７０内に挿入して、推進薬のあらゆる面で点火を促進するよ うにしてもよい。さらに図９に見られる通り、円筒壁体３７内にもう一組圧力通 路５４ｄ−ｆが形成され、もう一つの破断ディスク６０８により閉じられている 。

以下に本発明作用をｌＩｒｌｌ１１に説明する。車両の衝突を示す信号に感応し て、制御信号が起爆ＰＪＩ４０に伝尤られると、起爆器が起動する。起爆器１４ ０は起動すると強い火炎を発生し、その結果推進ａ１５０が燃焼を始める。推進 薬が燃焼すると、推進薬空洞部１２４内の圧力が次第に上昇し、破断ディスク６ ０ａが破断して、燃焼生成物が圧力容器３４内に導かれる。これらの燃焼生成物 には、熱と、１１を進１１５０により発生する生態のガス、および若干の微粒状 物質が含まれる。

この物質には推進薬＋５０が燃焼するときに発生する溶融塩化カリウムが含まれ る場合もある。破断ディスク６０ａが開放すると、これらの燃焼生成物は強制的 に圧力通路５４ａ−ｃ（あれば５４ｄ−ｆも）に流される。推進薬の燃焼により 生成される加熱ガスのその他の含有物と同様、高温塩化カリウムも圧力容器３４ ζご進入して、容器部分２２の内壁に衝突する点に注目すべきである。圧力容１ １３４が次第に燃焼生成物の温度よりも低温になると、塩化カリウムは圧力容器 ２２にぶつかって圧力容ＰＪ３４の内壁に付着し、すなわちその表面を被覆し、 これによってエアバッグに入る塩化カリウムのｍを低減する。加熱燃焼生成物が 圧力容器に入ると、高圧アルゴンガスの温度は比較的一様に上昇する。アルゴン ガスの温度が上昇するとその圧力も増加して、段付き内孔４０に設けられた出口 側破断ディスク７０を破断するまでになり、このためガスはマニフォルド９０の 出口開口部９６を貫流するようになる。これらのガス流が拡散板１１４にぶつか り、これをマニフォルドから持ち上げる。その後膨張ガスはエアバツグに入って これを膨張する。

本発明は起爆器と推進薬と貯留ガスとの間の熱伝導プロセスを改善し、一定量の より均一に加熱された膨張ガスを発生する。また当初エアバフグに導かれる膨張 ガスは公知技術で発生するガスよりも低温であり、これによりエアバツグ、エア バッグ・カバーおよび関連機器に対する損傷を最小限にとどめることができる。

以上説明した本発明実施例には、その範囲を逸脱することなく多くの変更ならび に改変をなしうろことはいうまでもない。従ってその範囲を制限するのは、添１ １請求範囲に限るらのとする。

ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　２　ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　９ 、　ｍ１Ａ−１＋＋ｌ＋Ｍ＋　ＰＣＴ／ＵＳ　９２１０４８０Ｂフロントページ の続き （７２）発明者　オカー、クラウス・エフアメリカ合衆国　４８０２６　ミシガ ン州・フレイザー・パイン　リッジ　ノース・ （７２）発明者　クレマー、ロバート・エムアメリカ合衆国　４８０２６　ミシ ガン州・フレイザー・サラエル・１７４９０ （７２）発明者　ロジャーソン、ウィリアム・イーアメリカ合衆国　４８３０９ 　ミシガン州・ロチニスター　ヒルズ・ステルマン　レイン・１１４１ （７２）発明者　ガウ、ウィリアム・ディ・ジュニアアメリカ合衆国　４８０１ ７　ミシガン州・クラウソン・ノース　メリアス・２４７ （７２）発明者　ブラウン、ロイ・シイアメリカ合衆国　７１９１３　アリシナ 州・ホット　スプリングス・マリオン　アンダーソン　ロード・２１０１エイ （７２）発明者　バーゼル、テレサ・エルアメリカ合衆国　２２００３　ヴアー ジニア州・アナディル・スプリングプルツク　ドライブ・４８２８ （７２）発明者　レンフロウ、ドナルド・ダブリュアメリカ合衆国　２２０６９ 　ヴアージニア州・ヘイマーケット・ビイオーボックス１４０・　（番地なし） （７２）発明者　ウッズ、チャールズ・ディアメリカ合衆国　２２０６５　ヴア ージニア州・ゲインズヴイル・ステップニイ　ドライブ・４１８６ （７２）発明者　ビショップ、ロバート・ジェイアメリカ合衆国　４８０９４　 ミシガン州・ワシントン・スプリングウッド　ウェイ・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エアバッグ（３７）を膨張させる装置（２０）において、容器部分（２２） で形成された圧力容器（３０）と、容器部分（２２）の向かい合う開口部に（２ ４、２６）に支承され、これに固着されて気密シール（２８）された発生器本体 アッセンブリとを有し、その発生器本体アッセンブリ（３０）が、一定量の推進 薬（１５０）と起爆器アッセンブリ手段（１２０）を支承して、車両の衝突を示 す制御信号に感応して推進薬（１５０）を燃焼させるようにした第一の内孔（３ ８）と、 前記圧力容器（３４）の内壁に向かって形成され、燃焼山の推進薬の燃焼生成物 の一部がこれに衝突して付着するようにした、少なくとも一つの半径方向通路（ ５４ａ−ｃ、５４ｄ−ｆ）と、前記少なくとも一つの半径方向通路と圧力容器を 密封するよう設げられるとともに、燃焼生成物を圧力容器（３４）内に流してそ の中に蓄えられたがスを加熱させるためにその燃焼生成物により開放される第一 の破断ディスク（６０）と、 圧力容器（３４）と連通して出口通路（４０）に至る複数の流体通路（５０）と 、 その流体通路の出口端と出口通路（４０）に相対的に配置されて気密シールを形 成し、推進薬の燃焼による加熱の結果生じる圧力容器（３４）内のがス圧上昇に より破断する出口破断ディスク（７０）とを有するエアバッグ膨張装置。 ２．出口破断ディスク（７０）の下流でガス発生器本体アッセンブリ（３０）に 固定され、複数の出口通路（９６）が貫通しているマニフォルド（９０）と、マ ニフォルド（９０）に固着されて前記出口通路を覆い、圧力容器（３４）からの 高圧ガスの流れでその出口通路を開放させるとともに、このガスを突き出し力を 緩和させてエアバッグに流れるように導く拡散手段（１００）とを有する請求項 １の装置。 ３．推進薬（１５０）は複数のワッシャー形構造に形成される請求項１の装置。 ４．圧力容器に進入する前に推進薬のあらゆる面で点火を促進するスクリーン手 段（１５２、１７０）を有する請求項第１の装置。 ５．前記推進薬は発生器本体アッセンブリに内包された短円筒として形成される 請求項第１の装置 ６．第一の内孔（３８）を複数の流体通路（５０）に連通させ、加圧ガスを圧力 容器（３４）に進入させてこれを満たすガス入り口通路（４２）と、該ガス入り 口通路（４２）を密封するシール（４８）を有する請求項１の装置。 ７．車両の乗員を保護する装置（２０）において、第一（２４）と第二（２６） の開口部を内部に形成したトロイド状容器部分（２２）と、 前記第一と第二の開口部（２４、２６）に支承され、容器部分（２２）に接合さ れて両者の間に気密シールを形成する一方、容器部分とともに加圧ガス（３６） 貯留用の圧力容器（３イ）を画成する発生器本体アッセンブリ（３０）と、起爆 器ハウジング・アッセンブリ（１２０）とを有し、前記発生器本体アッセンブリ （３０）は、円筒状本体（３７）、第一の内孔（３８）および第一と第二の開口 部に対して概ね同軸に配置されるとともに出口通路を形成させる対向段付き内孔 （４０）と、 ガスを圧力容器（３４）に入れて段付き内孔の下に配置したガス入りロシールで 一端（４４）を密封されるガス入り口通路（４２）と、段付き内孔（４０）の小 径部（５２）から外方に延びて圧力容器を段付き内孔（４０）に連通させる複数 の半径方向通路（５０ａ−ｇ）と、円筒体壁（３７）を半径方向に貫通して、そ れぞれ一端は、圧力容器（３４）の内側に面して形成された第二の内孔（６２） 内に支承され固着された第一の破断ディスク（６０）により包囲されている複数 の圧力通路（５４ａ−ｃ）と、 前記段付き内孔（４０）の大径部（７４）と小径部（５２）の間で段部（７２） に配置され固定きれた第二の破断ディスク（７０）と、前記段付き内孔（４０） の大径部に支承され、小径部（５２）の直径より小さい開口部を有するとともに 、前記第二の破断ディスク（７０）の外側部分に重なるワッシャー（７６）と、 複数の出口開口部（９６）と外方に延びるボス（９８）とを有する板状体（９２ ）と下方に延びる円周壁（９４）とからなり、内側にマニフォルドスクリーン（ １００）を有して、前記大径部（７４）に支承されて発生器本体アッセンブリに 固着されているマニフォルド（９０）と、開口部（１１２）で前記ボス（９８） に支持固着され、板状体の出口開口部（９６）を囲むとともに、貯留ガスがこれ ら開口部（９６）から出るとここから外方に移動させる拡散装置（１１０）とを 有し、前記起爆器ハウジング・アッセンブリ（１２０）は、第一の内孔（３８） に支承され、 起爆器支持内孔（１２６）を形成されたハウジング（１２２）と、推進薬保持内 孔（１２４）内に支承された所定量の推進薬（１５０）と、起爆器支承内孔内に 支承され、励起に際して推進薬（１５０）の燃焼を生じさせる起爆器（１４０） と、 第一の内孔（３８）内に支承されて起爆器ハウジング・アッセンブリ（１２０） を発生器本体アッセンブリ（３０）に固着する保持装置（１５４）とを有する 保護装置。