JPH07257311A - エアバッグ装置 - Google Patents

エアバッグ装置

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JPH07257311A
JPH07257311A JP6055588A JP5558894A JPH07257311A JP H07257311 A JPH07257311 A JP H07257311A JP 6055588 A JP6055588 A JP 6055588A JP 5558894 A JP5558894 A JP 5558894A JP H07257311 A JPH07257311 A JP H07257311A
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JP
Japan
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chemical reaction
generated
electrothermal chemical
gas
inflator
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Pending
Application number
JP6055588A
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English (en)
Inventor
Yasushi Uehara
靖 上原
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型に構成できると共に管理の安全性や発生
ガスの安全性に優れたエアバッグ装置を提供する。 【構成】 衝突センサ(400)が衝突を検知すると、
スイッチ駆動装置(17)がインフレータ(100)の
スイッチ(16)をオンにし、電熱化学反応金属体
(4)に通電して高温とし、水(5)と電熱化学反応を
起こさせる。この電熱化学反応で生じる熱エネルギー
で、電熱化学反応金属粉(7)と水(8)がさらに電熱
化学反応を起こし、さらに熱エネルギーを発生する。こ
の熱エネルギーにより水(10)が加熱され、多量の水
蒸気が発生する。この水蒸気により、エアバッグが瞬時
に膨張する。 【効果】 インフレータが小型でもエアバッグを膨張さ
せるのに十分なガスを発生するので、構成を小型化する
ことが出来る。暴爆性や変質性がない電熱化学反応型の
インフレータを用いるから、製造や管理の安全性が高
く、発生するガスも無毒で安全性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、エアバッグ装置に関
し、更に詳しくは、エアバッグを膨張させるガスを電熱
化学反応金属体と水との電熱化学反応により発生させる
ようにしたエアバッグ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のエアバッグ装置の一例を
示す概略構成図である。このエアバッグ装置2000
は、自動車Cの前端に取り付けられた衝突センサ400
と、衝突時にステアリング300内から膨出するエアバ
ッグ200と、そのエアバッグ200を膨張させるガス
を発生するインフレータ2100と、前記衝突センサ4
00および前記インフレータ2100に給電するバッテ
リ500とを備えて構成されている。通常、前記エアバ
ッグ200はステアリング300内に収容されている
が、自動車Cが衝突すると、衝突センサ400がインフ
レータ2100を作動させ、ガスを発生させる。このガ
スが前記エアバッグ200内に流入すると、エアバッグ
200がステアリング300内から膨出し、ドライバD
に加わる衝突の衝撃を緩衝する。前記インフレータ21
00としては、高圧ボンベ式や,液化ガス式や,固体ガ
ス発生剤燃焼式のものが提案されている。
【0003】なお、衝突センサ400に関する従来技術
は、例えば「日経メカニカル;1991.9.2;26
頁〜40頁」に記載されている。また、固体ガス発生剤
に関する従来技術は、例えば「工業火薬;Vol.5
2;No.3.1991;153頁〜158頁」に記載
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のエアバッグ
装置2000において、インフレータ2100として高
圧ボンベ式や液化ガス式のものを用いると、エアバッグ
200を膨らませるのに必要なボンベ容量が大きくなり
過ぎる問題がある。また、固体ガス発生剤燃焼式のもの
を用いると、固体ガス発生剤が基本的に火薬であること
から、管理の安全性や発生ガスの安全性の面で問題があ
る。そこで、この発明の目的は、小型に構成できると共
に管理の安全性や発生ガスの安全性に優れたエアバッグ
装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のエアバッグ装
置(1000)は、衝突を検知するための衝突センサ
(400)と、衝突の衝撃を緩衝するためのエアバッグ
(200)と、そのエアバッグ(200)を膨張させる
ガスを発生するインフレータ(100)とを備えてなる
エアバッグ装置(1000)において、前記インフレー
タ(100)は、前記衝突センサ(400)が衝突を検
知した時に電熱化学反応金属体(4)に通電して電熱化
学反応を起こさせる電熱化学反応手段(2,5,15,
16,17,6,7,8)と、電熱化学反応の熱により
水蒸気を発生させる水蒸気発生手段(9,10)とを具
備することを構成上の特徴とするものである。
【0006】上記構成のエアバッグ装置(1000)に
おいて、前記電熱化学反応金属体(4)のインダクタン
ス値および抵抗値を変えてガス発生速度を調整可能とす
るのが好ましい。また、上記構成のエアバッグ装置(1
000)において、電熱化学反応により発生する固体分
をトラップする質量分離部(14a,14b)を設ける
のが好ましい。また、上記構成のエアバッグ装置(10
00)において、電熱化学反応により発生する水素ガス
を燃焼させる燃焼部(12)を設けるのが好ましい。
【0007】
【作用】この発明のエアバッグ装置(1000)では、
衝突センサ(400)が衝突を検知すると、インフレー
タ(100)の電熱化学反応手段(15,16,17)
が電熱化学反応金属体(4)に通電して高温とし、水
(5)と電熱化学反応を起こさせる。例えば、電熱化学
反応金属体(4)をアルミニウムとすれば、 2Al+3H2O→Al23+3H2+800kJ(熱エ
ネルギー) この電熱化学反応で生じる熱エネルギーで、さらに電熱
化学反応手段(7,8)で電熱化学反応が起こり、さら
に熱エネルギーが生じる。インフレータ(100)の水
蒸気発生手段(9,10)は、前記電熱化学反応で生じ
た熱エネルギーにより大量の水蒸気を発生させる。この
水蒸気により、エアバッグ(200)が瞬時に膨張す
る。
【0008】このエアバッグ装置(1000)では、4
0kcm3〜80kcm3のエアバッグ(200)を膨張させ
るのに、インフレータ(100)の電熱化学反応手段お
よび水蒸気発生手段の体積は120cm3〜240cm3くら
いになり、小型に構成できる。また、電熱化学反応金属
体と水は、暴爆性や変質性がないから、製造や管理の安
全性が高い。また、発生するガスは、水素ガスと水蒸気
であり、無毒で安全である。
【0009】なお、電熱化学反応金属体のインダクタン
ス値および抵抗値を変えてガス発生速度を調整可能とす
れば、エアバッグの膨張速度を容易に制御できる。ま
た、電熱化学反応により発生する固体分をトラップする
質量分離部を設ければ、エアバッグへの前記固体分の流
入を抑制できる。また、電熱化学反応により発生する水
素ガスを燃焼させる燃焼部を設ければ、その燃焼の熱エ
ネルギーを水蒸気の発生に利用できる。
【0010】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図1は、この発明の一実施例のエア
バッグ装置を示す概略構成図である。このエアバッグ装
置1000は、自動車Cの前端に取り付けられた衝突セ
ンサ400と、衝突時にステアリング300内から膨出
するエアバッグ200と、そのエアバッグ200を膨張
させるガスを発生するインフレータ100と、前記衝突
センサ400および前記インフレータ100に給電する
バッテリ500とを備えて構成されている。
【0011】通常、前記エアバッグ200はステアリン
グ300内に収容されているが、自動車Cが衝突する
と、衝突センサ400がインフレータ100を作動さ
せ、ガスを発生させる。このガスが前記エアバッグ20
0内に流入すると、エアバッグ200がステアリング3
00内から膨出し、ドライバDに加わる衝突の衝撃を緩
衝する。
【0012】図2は、インフレータ100の断面図であ
る。インフレータ100の筒状胴部1は、アルミニウ
ム,鉄,FRP,ポリカーボネイト樹脂などの材料から
なる。この筒状胴部1の長さは約300mm、外径は約
60mm、内径は約50mmである。筒状胴部1の内側
には、FRP,ポリカーボネイト樹脂などの絶縁性材料
からなる絶縁容器2が収容されている。絶縁容器2の開
口部内側には、アルミニウム,鉄,銅などの導電性材料
からなる導電容器6が螺入されている。この導電容器6
の底部6aの厚さは、0.5mm程度である。その導電
容器6の内部には、40g〜60gの電熱化学反応金属
粉7と同重量の水8とを混合したスラリを充填してい
る。前記電熱化学反応金属粉7は、例えばアルミニウム
粉末である。この外に、マグネシウムやボロンの粉末な
どを用いてもよい。
【0013】前記絶縁容器2の底部には、アルミニウ
ム,鉄,銅などの導電性材料からなる通電端子3が螺入
されている。前記導電容器6の底部6aと前記通電端子
3の間には、コイル状の電熱化学反応金属体4が張架さ
れている。この電熱化学反応金属体4は、例えば硼素な
どで表面が被覆されたアルミニウムである。この外に、
マグネシウムやボロンなどを用いてもよい。前記電熱化
学反応金属体4の周りの空間には、2cm3〜3cm3位の水
5が封入されている。
【0014】前記導電容器6の開口部外側には、アルミ
ニウム,鉄などの導電性材料からなる水容器9が螺合さ
れている。この水容器9の底部9aの厚さは、0.5m
m程度である。前記水容器9の内部には約80cm3 の水
10が入れられ、蓋11で密封されている。
【0015】前記筒状胴部1の開口部には、蓋13が取
り付けられている。その蓋13には、導管14が螺嵌さ
れている。この導管14については後述する。前記水容
器9の蓋11と筒状胴部1とその蓋13とは、燃焼室1
2を区画している。この燃焼室12の容積は、約400
cm3である。
【0016】前記給電端子3と前記水容器9の間には、
コンデンサからなる電源15とスイッチ16とが接続さ
れている。前記電源15は、前記バッテリ500により
充電されている。前記スイッチ16は、前記衝突センサ
400が衝突を検知した時に、スイッチ駆動装置17に
よりオンにされる。
【0017】図3に示すように、前記導管14は、イン
フレータ100で発生したガスをエアバッグ200に導
く中空管であり、例えば鉄製である。また、その容量
は、約1000cm3である。導管14の途中は曲率半径
10cm以下でU字形に湾曲させられており、質量分離
部14a,14bを形成している。
【0018】次に、インフレータ100の動作について
説明する。自動車Cの衝突を衝突センサ400で検知す
ると、スイッチ駆動装置17がスイッチ16をオンにす
る。すると、電熱化学反応金属体4のインダクタンス値
および抵抗値に応じた立上がり特性で電源15から電熱
化学反応金属体4に電流が供給され(約50kA)、電
熱化学反応金属体4がジュール熱で高温になる(約60
0℃)。これにより、電熱化学反応金属体4と水5とが
電熱化学反応を起こす。電熱化学反応金属体4がアルミ
ニウムとすれば、 2Al+3H2O→Al23+3H2+800kJ(熱エ
ネルギー) となり、酸化アルミニウムと水素ガスと熱とその熱によ
る水蒸気とが発生する(以下、酸化アルミニウムと水素
ガスと水蒸気とを水蒸気等という)。
【0019】高温高圧の水蒸気等が発生すると、導電容
器6の底部6aが破壊され、高温高圧の水蒸気等が導電
容器6内に流入する。すると、導電容器6内の電熱化学
反応金属粉7と水8とが加熱され、2次の電熱化学反応
を起こし、酸化アルミニウムと水素ガスと熱とその熱に
よる水蒸気とを多量に発生する。導電容器6で高温高圧
の水蒸気等が多量に発生すると、水容器9の底部9aが
破壊され、高温高圧の水蒸気等が水容器9内に流入す
る。すると、水10が加熱され、水蒸気を発生する。こ
の水蒸気により水容器9の蓋11が破壊され、前記導電
容器6で発生した高温高圧の水蒸気等および前記水容器
9で発生した水蒸気および前記水容器9の水10が燃焼
室12内に流入する。すると、高温の水素ガスが燃焼室
12内の空気により燃焼し、熱を発生し、さらに水蒸気
を発生させる。
【0020】水蒸気等は、燃焼室12から導管14に流
入し、エアバッグ200へと向かう。ところが、水蒸気
等に含まれる固形分(例えば酸化アルミニウム)は、エ
アバッグ200に到達するまでに質量分離部14a,1
4bでトラップされてしまう。このため、水蒸気および
未燃焼の水素ガスだけがエアバッグ200に流入し、エ
アバッグ200を膨張させる。
【0021】図4は、電熱化学反応金属体4のインダク
タンス値とインフレータ100でのガス発生速度の関係
図である。インダクタンス値を大きくすると、ガス発生
速度が低下する。図5は、電熱化学反応金属体4の抵抗
値とインフレータ100でのガス発生速度の関係図であ
る。抵抗値を大きくすると、ガス発生速度が上昇する。
従って、電熱化学反応金属体4のインダクタンス値と抵
抗値とを適当に変えると、ガス発生速度を調整すること
が出来る。
【0022】
【発明の効果】この発明のエアバッグ装置によれば、イ
ンフレータが小型でもエアバッグを膨張させるのに十分
なガスを発生するので、構成を小型化することが出来
る。また、暴爆性や変質性がない電熱化学反応型のイン
フレータを用いるから、製造や管理の安全性が高く、発
生するガスも無毒で安全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のエアバッグ装置を示す概
略構成図である。
【図2】図1のエアバッグ装置におけるインフレータの
断面図である。
【図3】図1のエアバッグ装置における導管の説明図で
ある。
【図4】電熱化学反応金属体のインダクタンス値とイン
フレータでのガス発生速度の関係図である。
【図5】電熱化学反応金属体の抵抗値とインフレータで
のガス発生速度の関係図である。
【図6】従来のエアバッグ装置の一例を示す概略構成図
である。
【符号の説明】
1000 エアバッグ装置 100 インフレータ 1 筒状胴部 2 絶縁容器 3 給電端子 4 電熱化学反応金属体 5,8,10 水 6 導電容器 6a 底部 7 電熱化学反応金属粉 9 水容器 9a 底部 11 蓋 12 燃焼室 13 蓋 14 導管 14a,14b 質量分離部 15 電源 16 スイッチ 200 エアバッグ 300 ステアリング 400 衝突センサ 500 バッテリ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衝突を検知するための衝突センサと、衝
    突の衝撃を緩衝するためのエアバッグと、そのエアバッ
    グを膨張させるガスを発生するインフレータとを備えて
    なるエアバッグ装置において、 前記インフレータは、前記衝突センサが衝突を検知した
    時に電熱化学反応金属体に通電して電熱化学反応を起こ
    させる電熱化学反応手段と、電熱化学反応の熱により水
    蒸気を発生させる水蒸気発生手段とを具備することを特
    徴とするエアバッグ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のエアバッグ装置におい
    て、前記電熱化学反応金属体のインダクタンス値および
    抵抗値を変えてガス発生速度を調整可能としたことを特
    徴とするエアバッグ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のエアバ
    ッグ装置において、電熱化学反応により発生する固体分
    をトラップする質量分離部を設けたことを特徴とするエ
    アバッグ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
    のエアバッグ装置において、電熱化学反応により発生す
    る水素ガスを燃焼させる燃焼部を設けたことを特徴とす
    るエアバッグ装置。
JP6055588A 1994-03-25 1994-03-25 エアバッグ装置 Pending JPH07257311A (ja)

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JP (1) JPH07257311A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002506775A (ja) * 1998-03-16 2002-03-05 ユニヴァーサル プロパルジョン カンパニー インコーポレイテッド 可膨張性物体の膨張方法および装置
US6932383B2 (en) 2000-08-11 2005-08-23 Frieder Flamm Gas generator and restraint system for a vehicle
JP2015187053A (ja) * 2014-03-27 2015-10-29 日本光電工業株式会社 水素発生装置及び水素含有ガス発生方法
KR20160125159A (ko) * 2015-04-21 2016-10-31 (주)메디칼드림 공기주입장치

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