JPH0717176B2 - 安全制御手段用空気袋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の技術分野 本発明は自動車の衝突事故等による衝撃から自動車の操
縦者及び乗客の安全を確保するための空気袋に関する。

従来技術 1970年のはじめ及びその間に自動車安全規格208（Motor
Vehicle Safety Standard208）（MVSS208）を満足する
であろうシステムの設計において空気袋の研究の大部分
に多大な努力がなされた。結果的には自動車会社は彼等
の努力を毎時30マイルの正面ならびに斜め角度の障壁衝
突に集中した。ただわずかのパーセンテイジの衝突が自
動車会社により企だてられたが、それは毎時30マイル以
上の衝突であり、ごく少数は障壁衝突より他の衝突であ
つた。逆に、例えば現実の世界的経験における不可避的
障壁衝突事故に対する不可避的支柱衝突事故の比率は約
7:1である。

支配的である毎時30マイル障壁衝突は単純化するセンサ
ーの基準になつた。特にもしも使用者が制限されない自
由なかたまりとして数字的に表現されるならば毎時12マ
イルで又は空気袋が必要とされたもの以上では客室内部
の乗客に打撃を与えるであろうということは一般的に認
められてきた。一人の使用者が客室内部の乗客から約２
ビート離れて位置できるのが最大距離であるので、もし
も速度が毎時12マイルを越えて変化するならばその時の
前に、そこでは空気袋が必要とされるが使用者の変位は
24インチを越えたことが計算された。ひとたび、ある与
えられた衝突に対して空気袋が要求されることが決定さ
れるとそこではセンサーが空気袋の膨張に対して使用者
が５インチ動く時間の前に膨張時間の30ミリ秒を許すべ
き時間内に活性化することが要求されるのである。この
要求は常にすべての型の事故に対して特に毎時30マイル
の障壁衝突事故に対してその時間内に空気袋を膨張する
ことになる。

1970年のはじめ及びその間に斜め角度の障壁衝突事故と
か或る自動車−自動車の衝突事故のような軟衝突事故に
対して満足させるためにはセンサーは自動車の衝突地帯
に置かれねばならない。衝突地帯は全自動車が遅くなる
以前の衝突事故において速度変化をはじめに経験する自
動車のその部分である。しかしながら、1970年のなかほ
どにおいて空気袋システムにおける可成りの節約がガス
発生器に集積し、接近し、すべて機械的センサーの使用
を通して実現化できることが認められた。相当の研究、
開発及び評価を通してブリードコーポレーシヨンにより
世界的に最も大きな自動車製造工場の７社により供給さ
れた数百の衝突事故のデータを用いて計算機により数字
的な模型製作を通してセンサーを自動車における衝突地
帯の外に置くと空気袋の膨張をドライバーによつて耐え
られる障害水準を保持する時間内の許容限界以下で開始
できることが決定された。この結論の重要さはドライバ
ー側のみの空気袋のシステムの費用が例えば５の係数だ
け減少し、さらにつけ加えて空気袋のシステムの信頼性
に劇的な改良をなし得ることである。

ベル（Bell）のアメリカ特許No.4,116,132に提案された
ドライバー側の空気袋システムが開示されている。この
ベルの特許はセンサーを膨張体ハウジングの側に置いて
いる。この公知の設計は多くの不利な点を有している。
ハウジングのなかに穴があると壁の厚さを実質的に圧力
要求に見合うように増加することが穴の存在により袋の
壁が弱化するために要求される。センサーの位置に拘ら
ず膨張体ハウジングは推進薬の燃焼により生ずる数千ps
iの圧力に耐えられるように設計しなければならない。
同様にしてベルシステムにおけるそれ自身のこのセンサ
ーは実質的に圧力に耐えられるハウジングを持たねばな
らないし他方センサーはガス発生用物質が焼えるときに
はほとんど破壊されるであろう。センサーが膨張体の外
側に置かれるならば、このベルの特許に示されるように
膨張体の重量が著しく大きくなるであろう。つづいてこ
のことは操縦ハンドルの重量を増加し操縦支柱をその位
置に保持するブラツケツトが強化されねばならない。こ
のことはブラツケツトの重量を増大させ、ブラツケツト
の重量は膨張体の重量がカンチレバンシヤフトの端部に
生ずるという事実により非常に重要である。この付加し
た重量はこの付加したブラツケツトの要求のために自動
車の改造をさらに困難にしている。

もしもセンサーが膨張体の外側に置かれ物理的にそれに
接触していないとするならば、システムにおける信頼性
が低下することになる。センサーが電気的にしろ、ある
いはある種の花火的伝播コードのいずれにしろ、膨張体
に接触させねばならない。そこではこの連結部が破壊さ
れるというかなりの確率があるため、この連結部の安全
性を監視するシステムが恐らく必要とされるであろう。
この監視システムは自動車の電池に接続を必要とする電
気的なものとなるであろう。操縦ハンドルに据え付ける
システムについて、これにはスリツプリング（slip lin
gs）、電線固定ベルト、指示計点火用具、及び電気回路
が必要欠くべからざるものとなるであろう。これは、つ
づいて、システムの複雑さと費用を増加させ、故障の可
能性を付加する結果となる。

多くの不利な点につけ加えて従来技術の空気袋システム
の費用の高いことはその利用に対して第１の障害となつ
てきたのである。

本発明の解決すべき課題 本発明の第１の目的は膨張体ハウジングの内部にセンサ
ーを置く改良空気袋システムを提供することである。

センサーが膨張体の内側に据え付けられるときには、セ
ンサーが偶然的に又は故意的に損傷を受けることがずー
と難しくなるのである。膨張体の内部にセンサーを内蔵
するためにシステムの信頼性が改善され、それ故、非常
に強い鋼製の容器内にあることになる。膨張体にとつて
適当に燃焼するということは均一に、対称的に燃えるこ
とは重要である。これはイグナイターミツクス（Ignito
r mix）が容易に確実に点火することができるところの
膨張体の中央に置くことにより容易に達せられる。

本発明の他の目的は全部が機械的である空気袋システム
を提供することである。そのシステムは従来のシステム
の費用に対して極めて僅少であり、値段を低減するもの
である。

他の目的はセンサーを膨張体の内側に置くことにより、
非常に簡単で整然とし、対称的なモジユールになり設置
が易しくなる。膨張体の斜め角度に配位することは例え
ばこの状況のものでは重要でなくなり、同様に自動車に
ドライバーの側で空気袋モジユールをもつて改造するこ
とは望しく比較的簡単な作業で組立部分の失敗の可能性
も低くなる。

課題を解決する手段 センサーは他方ではきわめて敏感であるが振動効果を最
小にするため操縦ハンドルの軸の上に据え付けられるべ
きである。

操縦ハンドルハブの中のガス発生器の内部に位置する一
つのシステムがさらに簡単化され、さらに確実であり、
劇的に現在のドライバー側での空気袋システムより価格
が小さくなることを解決したのである。全部が機械的な
衝突センサー−開始器は遠隔的に位置する衝突センサ
ー、結合する配線、電気的コネクター及びコンデンサ、
スリツプリング、電気的点火管及び設置費用に関連する
電気的診断法システムの必要性を消失させている。前述
のすべての要因は価格について著しく低減になるのであ
る。

以下図面により本発明の具体的実施について説明する。

図面において、安全制御手段用空気袋８はガス発生器又
は膨張体12の内側に据付けたセンサー−開始器10を有す
る。膨張体12はフレーム14の上に対称的に据付けられ、
それにおおい（ハウジング）又はカバー16が折りたたま
れ空気袋18のために載せられている。空気袋のおおいは
もろい材料からつくられ、封じられ、それが貯蔵され膨
張しない状態にあるときには袋が傷つけられないように
保護するものである。

安全制御手段用空気袋８はフレーム14により自動車の操
縦ハンドル22と結合している。操縦ハンドル22は外側リ
ム24と適当な数のスポーク28を有している。

ガス発生器12はナトリウムアジド又は他の適当な物質で
あるガス発生用物質34を含有するハウジング32を有す
る。ナトリウムアジドは広い温度範囲にわたり安全であ
るが燃焼する。ときには急速に分解し大容量の窒素ガス
を発生するものである。イグナイターミツクス35（igni
tor mix35）はセンサー−開始器10の周囲に図示するよ
うガス発生器12のなかに対称的に配置され、センサー−
開始器10の雷管36の点火により燃焼するよう適合されて
いる。イグナイターミツクスは容易に点火し、すみやか
に燃える花火材料であり、センサー−開始器10とガス発
生用材料34との間に占めている。

ハウジング40の内部にある雷管36を活性化するよう適合
している一対のセンサー38を含むセンサー−開始器10に
言及しよう。各センサー38はハウジング40の内部に含ま
れるブロツク44のなかのシリンダ39内で限定された運動
をすることのできる検知物体41を持つている。空気袋８
が操縦ハンドル22に取り付けられる前には検知物体41の
運動は相当するシリンダ39の範囲に妨げられる。空気袋
が操縦ハンドルの上に取り付けられるときには操縦柱の
上の操縦ハンドルを保持するナツト50の一部分であると
ころの延長したピン48がセンサー−検知器10のなかの止
めピンの孔51に入る。このピン延長部48は円錐形の止め
ピン54の位置を変えるものであり検知物体41が止め腕52
を検知物体41の道程の外に回転することを可能とし、そ
の際には空気袋は発火準備状態にあるのである。

止め腕52は、通常の結合器であり、腕を互いに刺戟する
ようスプリング55のバイアスのもとに作動するものであ
る。腕が発火準備状態にない時には腕は離して保持して
いて、その結果検知物体41とのかみ合いで検知物体41の
運動は妨げている。センサーが安全にされるときには円
錐形ビン54のより大きい直径部分が器具52とかみ合つて
その際それらを離して保持している。ピン54が内側に動
くときには止めピン54の円錐形状のより小さい直径が腕
にふれてスプリング55の刺戟のもとに互いに動き、その
際検知物体41を自由にする。すでに説明したように円錐
形ピン54の内側への運動は操縦ハンドルのナツト50のピ
ン48により生じるのである。

各検知物体41は断面略半円形の切欠が形成されてなるＤ
−シャフト58から延長して一つのピン56に結合してい
る。各ピン56の他の端部には検知物体41と結合してピン
56の内部かみ合を確実にするためバイアス用スプリング
62でかみ合つている球状ボール60を持つている。各Ｄ−
シヤフト58は外側面に一般に円筒状に形づくられて構成
されていて、平らな表面64を設けている。第８図に示し
たようにスプリングによりバイアスされた点火ピン66は
雷管36と一直線に並んでいて、Ｄ−シヤフト58の円筒形
状の外側部によつて引き込み位置に保持され表面64と一
直線になるときには解放できる。（第９図） 自動車の衝突事故を経験する出来事において各検知物体
41は第７図に示したように右側に動く。しかしながら、
この運動はバイアススプリング62により及び検知物体41
の左側及び右側との間の空気圧力差によりピン56を通し
て作動するのにさからつている。この圧力は検知物体41
とそれに結合するシリンダ39との間のすきまを空気が流
れて徐々に解放される。もしも衝突事故が充分に苛酷で
あるならば検知物体41は充分に右に動くであろう。Ｄ−
シヤフト58を点火用ピン66を充分に明けるように回転せ
しめ、後の表面64を動かし、雷管36を刺戟し、そこで点
火し、イグナイターミツクス35の燃焼を生じる。イグナ
イターミツクスはガス発生用材料を燃やすために燃え、
つづいて空気袋が膨張する。

この発明はここでは運転者側の空気袋が記載されてきた
が、乗客に空気袋を使用しても有利であることは明らか
である。

同様に、自動車について記載されてきたが、この発明は
トラツク、ボート、飛行機、列車のような他の型の乗物
の乗客及び運転者の保護に応用できることは明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車の操縦ハンドル上に据え付けられる本発
明の操縦者側の空気袋の上面図、第２図は中央部分を取
り外した空気袋の分解透視図、第３図は操縦ハンドルに
装置されるセンサーを発火準備状態にあるガス発生器の
一部分を取り外したセンサー側面図、第４図はＤ−シヤ
フトを支持する据え付け板及びＤ−シヤフトの末端部を
含む拡大部分図、第５図はカバーを取り外し、他の部分
を取り去り、センサーが安全であるとき発火準備状態の
位置を示すセンサーの上面図、第６図は衝突事故に付随
する検知物体の運動の前にＤ−シヤフトから延長して結
合するピンと検知物体の拡大部分図、第７図はＤ−シヤ
フトと結合するピンの運動を示し衝突事故の結果として
位置をかえた検知物体を示す同様な拡大部分図、第８図
はＤ−シヤフトによる引き込み位置に保持された点火用
ピンの拡大部分図、第９図は衝突の結果として開放され
た点火用ピンについての拡大部分図である。 ８……安全制御手段用空気袋、10……センサー開始器、
12……ガス発生器、14……フレーム、16,32,40……ハウ
ジング又はカバー、18……折りたたまれた空気袋、22…
…操縦ハンドル、24……リム、28……スポーク、34……
ガス発生用物質、36……雷管、38……冗長センサー、39
……シリンダー、41……検知物体、44……ブロツク、48
……ピン延長部、50……ナツト、51……止めピンの孔、
52……止め腕、54……止めピン、56……ピン、60……球
形ボール、62……スプリング、64……平らな表面。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】膨張可能な空気袋と、この空気袋に接続さ
   れた気密性のあるハウジングとを備え、上記ハウジング
   の内部に、点火されて上記空気袋に供給するガスを発生
   する材料を有するガス発生部と、上記材料を点火するた
   めの点火装置と、衝突事故を検知して上記点火装置を駆
   動するセンサーとを配置したことを特徴とする安全制御
   手段用空気袋。
2. 【請求項２】上記安全制御手段用空気袋は自動車の操縦
   ハンドルに据え付けられ、自動車に据え付けられる前に
   は上記センサーを安全に保持する装置及び自動車に安全
   制御手段用空気袋を据え付けることにより上記センサー
   を発火準備状態にするための装置を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載による安全制御手段用空気
   袋。
3. 【請求項３】上記センサーが衝突事故を検知し、冗長性
   装置を含む点か装置に点かすることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載による空気袋。
4. 【請求項４】上記センサーは一つの可動物体と、一つの
   回転可能なシャフトと、上記可動物体の移動をシャフト
   の回転に変える変換手段と、雷管と、上記シャフトによ
   り引き込め位置に保持するためスプリングでバイアスを
   かけた点火用ピンと、上記点火装置の点火を開始するた
   めに上記シャフトを所定の回転により上記雷管を打つよ
   う上記点火用ピンを開放する装置を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載による安全制御手段用空気
   袋。
5. 【請求項５】上記可動物体は、上記センサーのなかのシ
   リンダーの内部で限定運動するために適合される球状ボ
   ールであることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   による安全制御手段用空気袋。
6. 【請求項６】上記シャフトを回転させるための上記可動
   物体の移動の変換手段は、上記可動物体を押圧するよう
   に適合される上記シャフトの上に半径方向に延長したピ
   ンを含むことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載に
   よる安全制御手段用空気袋。
7. 【請求項７】上記延長したビンの上記シャフトの直径方
   向反対側には、上記延長したピンが上記可動物体を押圧
   するように付勢する弾性部材と係合する延長部が設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲５項記載によ
   る安全制御手段用空気袋。
8. 【請求項８】上記シャフトの少なくとも一部には、断面
   略半円形の切欠部が形成され、上記シャフトが所定量回
   転するときに点火用ピンにとつて遊びを設けている一つ
   の面を持つことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   による安全制御手段用空気袋。
9. 【請求項９】上記センサーが上記操縦ハンドルに同軸的
   に据え付けられることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載による安全制御手段用空気袋。
10. 【請求項１０】もろい空気袋カバーが設けられ、上記空
    気袋がその中に配置されることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載による安全制御手段用空気袋。