JPS588596Y2 - 流量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車輌のエアバッグの膨張展開を行うガスの流量
を制御するのに好適する装置に関する。

更に詳細には、シリンダ内の室を相連通せしめつつ区画
する予圧されたピストン状バルブの斜面に高圧ガス噴出
流を作用せしめる如く構成し、容器開口時のシリンダ内
の室の差圧でエアバッグへの作動初期のガス供給量を抑
制し、バッグ展開時の騒音の抑制、乗員へのバッグの局
部的な衝突を防止し、バッグの展開準備を行わせるとと
もに、作動後期には上期差圧の解消でバルブを後退勤さ
せて大量のガスを供給してバッグ展開膨張を行わせ、以
上を確実、円滑、安定して行い得る如くした流量制御装
置に関する。

車輛のエアバッグ装置は、既に知られている如く自動車
の衝突時の衝撃を検出し、これが設定値以上である場合
にはガス発生器を起動させ、これにより格納状態にある
エアバッグを膨張せしめ、乗員の受ける衝撃を緩和し、
車輛の安全性を向上せしめるものである。

かかるエアバッグ装置は、エアバッグ、ガス発生器、起
動手段、衝撃検出手段等からなる。

かかるエアバッグ装置の起動は、衝突検出で起動装置を
作動させ、ガス容器を開弁じ、バッグにガスを供給充填
し、これを展開膨張させる。

このバッグの展開時の騒音を抑制すること、バッグが展
開の途上で乗員に衝突する危険を防止すること、吸込式
エアバッグのポンピングレシオを向上させること等を目
的としてガス容器内圧が高く、要求吐出圧の低い作動初
期には流量を少なく、作動の後期には流量を大きくする
如く流量制御が行われる。

そしてこの制御装置はその耐久性、信頼性、サイズ等か
らガス容器内に設けることが好ましい。

従来のこの種ガス流量制御手段としては、容器内に設け
たこれの開口部より小径のシリンダ内に段差を有するピ
ストン状バルブを予圧して嵌装し、これに連通孔を設け
、更にシリンダ内壁にバルブストッパ用突起を設けたも
のが知られている。

このタイプの装置は流量制御を行うシリンダの口径が容
器口径より小さいこと、突起があるため全開時のポート
径が充分にとれないこと等の欠点がある。

これがため内周突起をシリンダ内径に近づけると作動が
不安定となり、実用上不都合で、正確且つ確実な流量制
御が期待し難いこと、特に衝突時の乗員の安全を高度に
追求するエアバッグ装置では好１しくないこと、上記有
効径を大きくしようとすると容器自体も大きくなり、車
輛への搭載上杆−１Ｌ＜ないこと等の問題がある。

本考案者はエアバッグ装置の上記ガス流量制御における
問題点を有効に解決すべく本考案をなしたものである。

本考案の目的とする処は、上記ピストン状バルブを雌テ
ーパー状に形成し、バルブ斜面にシリンダに設けた一次
孔から高圧ガス噴流を作用させ、バルブで区画された連
通室の差圧解消によりこれを後退させて二次孔を開く如
くしたガス流量制御装置を提供する。

従って本考案の目的とする処は、容器開口径を充分に利
用して効果的な初期、後期の流量制御が行い得ること、
バルブを段差式とせず斜面への高圧ガス噴流の衝突を利
用するためこれの反力によりバルブの作動の確実、安定
を図れること、従って流量制御の目的を確実に、高度の
信頼性をもって行え、エアバッグ装置の如き作動の確実
、信頼性を高度に要求される装置に好適するガス流量制
御装置を提供する。

又本考案の目的とする処は、従来のこの種装置の構造に
大幅な変更を加えることなく、簡易に実施でき、構造簡
単、且つ安価に、そしてコンパクトにガス容量に内装し
得るガス流量制御装置を提供する。

次に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述する
。

これにより本考案の更なる目的及び利点を明らかにする
。

第１図はエアバッグ装置の概略説明図を、第２図は運転
席側にエアバッグ装置を設けた実施例のレイアウトを示
す図を、第３図は運転席のステアリングコラムに設けた
実施例の縦断側面図である。

先ず本考案が適用されるエアバッグ装置の概略を第１図
及び第２図で説明すると、Ａは車輛で、これの前部のバ
ンパー１の取付ベース２のボディ側に電気式フロントセ
ンサＢが設置され、センサＢの所定以上の衝撃の検出で
高速ソレノイドＣを付勢動作せしめ、これに連なる機械
式開弁装置りを開弁作動せしめ、流量制御装置Ｅを介し
て高圧ガス容器Ｆ内の主として窒素ガス、アルゴンガス
等の不活性ガスを必要な圧力履歴に調圧してステアリン
グコラムＧ内を通してノ・ンドルＨに付設したバッグ１
に供給し、これを膨張せしめる。

そして機械式開弁装置りは機械式センサＪでも作動せし
められ、上記電気式フロントセンサＢの万一の故障時の
補償を行い、これが作動で上記開弁装置りを開放動作さ
せ、このように二重の検出作動手段を備える。

そして電気式フロントセンサＢ１高速ソレノイドＣ１機
械式開弁装置り及び機械式センサＪは故障診断装置Ｋを
介して故障表示装置Ｌ１同記録装置Ｍに繋がれ、これら
の情報は故障診断装置Ｋにより判定され、故障及びモし
くない操作に対しては表示装置りを介して乗員に警告し
、この警告を無視して使用し続けた場合、及びガス圧低
下後に衝突が発生した場合には記録装置Ｍにこれが記録
される如くなっている。

具体的にはエアバッグ装置は第３図に示される如くで、
３は車室内前部に設けられるインストルメントパネルを
示し、これにステアリングコラムＧが斜め前下方へ設置
され、コラム本体４は筒状をなし、図示例ではエネルギ
ー吸収式として可動側４ａ、固定側４ｂで構成し、固定
側４ｂの前端をフレームの取付片５に支持し、内部にス
テアリングシャフト６を軸受７で回転自在に支持してい
る。

コラム４の周りは上下二分割タイプのカバー８の上半体
８ａ、下半体８ｂで覆われ、コラム４上には二本の高圧
ガス容器Ｆ、Ｆの各本体９，９が設置され、これらは上
半体８ａで覆われている。

そしてシャフト６のハンドルＨ側の部分は中空に形成さ
れ、この部分の周りに通孔６ｂ・・・を設けてコラム４
内とシャフト上部６ａ内の空間６Ｃとは連通せしめる。

シャフト上部６ａ（ｒｉハンドルＨをなすステアリング
ホイール１０に結合されて一体に回転する如く構成され
ている。

ホイール１０のブラケッ）１０ａＵ上記シャフト上部６
ａに結合され、これが下方へは一体のカバー１０ｂが上
記カバー８上端を覆う如く設けられ、シャフト上端部に
は左右方向へ長いノズル部材１１が設けられ、ノズル部
材１１はシャフト上端部からノズル孔１１ａをブラケツ
ｔｌＯａ上に開口し、これが内部は通孔１１ｂを介して
シャフト内の空間６Ｃと連通している。

ステアリングホイール１０の中央部上にはバッグ押え蓋
１２が設けられ、蓋１２は上記ノズル部材１１の周囲及
び上方を囲む如く設けられ、これが上には更にパッド１
３が設けられている。

部材１１と蓋１２間にはバッグ■をなすゴムや合成樹脂
の袋体１４が介装され、袋体１４ばこれが周辺を蓋１２
及びブラケッ）１０ａ等の内・外径部間に挾持している
。

第４図乃至第６図は本考案の要旨にかかる高圧ガス容器
Ｆの流量制御装置Ｅを示す。

第４図に釦いてガス容器９をなすボンベ本体２０はこれ
の前端部を支持部材２１に螺着し、部材２１の雌ネジ２
１ａの底とボンベ本体２０の開口２０ａ前端部には容易
に破裂する封板２２と、これの外側に放射状に切欠を有
し、破裂状態で花弁の如く開くガイド板２３が介装され
、これにより開口２０ａを塞ぎ、ガイド板２３の中央部
は後述の開弁装置りの要部をなすリンク機構でブ端を支
持されるロッド２４の基端膨径部２４ａが接し、本体２
０内の圧力を支持している。

この本体２０は前端部２０ｂを螺合部２０ｃを含んで小
径に、他の部分は大径に成形され、本体２０の前端部２
０ｂから前部中間部にかけてシリンダ部材２５が軸方向
へ内装されている。

このシリンダ部材２５は開口２０ａと肉厚分だけしか差
がなく、肉厚分内径が小さいだけで、実質上は開口径と
大差ない。

部材２５ばこれの前部を前端小径部２０ｂに嵌着し、こ
れ２５の本体２０の大径部２０ｄ内の室２０ｅに臨む部
分には小さい一次通孔２５ａが円周上に設けられ、又こ
れの後方には大きい二次通孔２５ｂが円周上に設けられ
、更に部材２５内にはバルブであるピストン２６が摺動
自在に嵌装されている。

ピストン２６（Ｉ′ｉ前部を円錐状に雄テーパー状に突
出せしめ、これが内部には空所２６ａを、又前部には空
所２６ａとピストン２６前方の部材２５内の前室Ｓ１、
即ちピストン２６で区画される部材２５内の前後の室Ｓ
□。

Ｓ２を連通せしめる通孔２６ｂを備える。

そしてピストン２６の背面と部材２５の底２５ｃとの間
にはスプリング２７が縮装され、ピストン２６（／ｉ前
方へ弾圧付勢され、このピストン２６の前方への移動を
規制する内筒部材２８が部材２５前部に密に嵌装され、
これが後端部でシリンダ内径との間に段差部を形威し、
ピストン２６のテーパー状部分の外径都に設けた小幅の
リング状ストッパ一部２６ｃが衝合し、ピストン２６の
前進が段差部で規制されている。

このピストン２６の前進規制位置で内筒部材２８の後端
に設けたスリン）２８ａと一次孔２５ａとはラップし、
本体２０内の高圧室２０ｅと室Ｓ１とは常時連通してい
る。

そして室Ｓ□と室Ｓ２とは通孔２６ｂで相連通して訃り
、従って各室２０ｅ、５１ｔＳ２は同圧に保持されてい
る。

以上に嘔いては、後述のリンク機構の解除によりロッド
２４は解除され、本体２０内のガス圧により封板２２及
びガイド板２３（／′ｉ開く。

この開いた直後の状態を第５図で示し、室Ｓ１は既述の
袋体１４と繋がり、圧力は下がる。

ところでガスの圧力は上記により急激に低下するが、一
方バッグを有効に展開させるためには、既述の如く初期
ではバッグが小さく流量も少ないため充分に低く抑える
必要があり、後期ではこれより高くする必要がある。

これは既述の如くバッグの吸入効率の向上と、騒音の低
下、乗員との出合い時の危険防止のために必要である。

そこで上記では、室２０ｅから室Ｓ１に一次孔２５ａを
介して噴出するガスは、封板２２の方向に直角に転向す
る必要があり、−次孔２５ａにテーパー先部が臨むピス
トン２４はその反力で図中右方に押圧される。

一方、封板２２が開放される以前においては室Ｓ１と８
２は同圧のため、ピストン２６はスプリング２７で内筒
部材の後端に衝合し、第４図、第５図の位置にある。

封板２２が開いた直後は室Ｓ２内の圧力は室Ｓｌ内の圧
力と同等であるが、室Ｓ工の圧力の降下による差圧とス
プリング２７による弾圧作用でピストン２６は更に左方
へ押され、内筒部材２８後端段差部と衝合位置にある。

しかしながら通孔２６ｂの存°在で室Ｓ２内の圧力は室
Ｓ０に噴出して降下し、両室Ｓ２．Ｓ１間の圧力差は次
第に小さくなる。

そしてこの圧力差及びスプリング２Ｔのバネ荷重が一次
通孔２５ａからの噴出ガスの反力より小さくなるとピス
トン２６はスプリング２７に抗して図中右動し、ついに
は第６図の如く後退し、二次通孔２５ｂを開き、大量に
ガスは室Ｓ１に流入し、バッグに供給する。

従ってガスの流量は初期では比較的小さく、後期では大
きくなり、バッグの展開膨張後期での動作を迅速に行わ
せる。

即ちこの関係を第８図のグラフで説明すると、横軸はガ
ス容器開口の経過時間を、縦軸はガス圧力を示す。

指示線ａＨ容器内のガス圧の変化を示し、時間の経過と
ともにガス圧は降下する。

一方、指示線すで示される如く流量は作動の初期Ｃにお
いては所定の時間迄少なく、後期ｄでは流量は多くなる
。

このような圧力及び流量の履歴を得ることができる。

同上記二次孔２５ｂは軸方向へ複数或はポート面積を変
える如くする等により任意の流量制御を行うことができ
る。

伺第７図は上記高圧ガス容器９の後端を示し、本体２０
の後端にネジ部２０ｆを設けてこれにエンドナツト２９
を螺合して電子ビーム溶接等で封印し、これ２９をブラ
ケット３０を介して既述のコラム４にポル）３０ａ等で
結着し、図示例では既述の如くエネルギー吸収式のステ
アリングコラムを採用しているため、コラム４の可動側
４ａに取り付け、４ｂは固定側である。

そしてエンドナツト２９にはガス充填用パイプ３１が延
出され、充填後この部分３１を圧潰３１ａし、スポット
溶接で封印し、更にナツト２９には可溶栓３２を備え、
火災時に溶解して容器９内の圧力を逃がし、かかる場合
の圧力はナツト２９に被冠した袋ナツト３３のｌＪ呼Ｌ
３３ａから放出される。

尚上記ガス容器の開弁装置りを第９図に示すと、４０ｔ
Ｉｉ開弁装置りのハウジングで、これの図中上側（車輌
前方）には既述のガス容器本体２０が二本平行に並設２
０Ａ、２０Ｂされ、従って支持部分は二個２１Ａ、２１
Ｂ備える。

封板２２、ガイド板２３を支持し、開口２０ａを塞ぐロ
ッド２４Ａ、２４Ｂはハウジング４０内の室４１に突出
し、図は閉弁状態にあって待期状態を示している。

そしてハウジングには既述の機械式センサＪが付設一体
化されている。

ロッド２４Ａ、２４Ｂの各先端は尖鋭化され、ピース４
２，４３の各一端の上で保合支持され、ピース４２．４
３のこの端部の下はオフセットさせた位置でピース４４
，４５と係合し、ピース４４．４５は室４１の壁４１ａ
に係合支持されている。

ピース４２，４３の向い合う端部はラップされ、これが
下を中間ピース４６の一端で係合支持し、ピース４６の
一端はオフセットさせたピース４７で壁４１ａにも係合
支持され、更にピース４６の他端はファイナルピース４
８の一端に係合支持される。

そしてファイナルピース４８の一端にはオフセットされ
てピース４９が係合支持され、このピース４９は一端を
壁４１ａに係合支持されたセンサピース５０の同端上と
係合し、センサピース５０はバイメタル５１、スプリン
グヲ有スる感度調節ナツト５２に関係し、ガス圧が規定
値にあるか否かを検出する。

そしてファイナルピース４８にはロッド２４Ａ、２４Ｂ
の合成荷重がレバー比で減少せしめられて働き、これを
ツレ／イドＣと機械式センサＪの起動機構５３で係合支
持し、衝突時には前記ファイナルピース４８を解放し、
リンク機構を崩壊解除し、ロッド２４Ａ、２４Ｂを解除
して第５図の如くガスを開放する。

以上詳述せる如く本考案によれば、エアバッグ展開用ガ
ス解放時の初期に釦ける流量の抑制と後期におけるこれ
が増大を図り、展開時の騒音の抑制、バッグ展開途中の
乗員に対する危険の防止、更にはガスの吸入効率の向上
を図り、円滑なエアバッグの作動を保障することができ
る。

又パルプを雄テーパー状とし、これに直角に一次孔から
ガス圧を作用させる如くしたため、ポートの開放作動も
円滑、確実で信頼性に富む作動を得ることができ、２段
差ピストン状パルプでないため実用上容器開口と略等し
い流通断面を確保することができ、全開時の有効径を充
分に大きく設定し、ガスの効率的なエアバッグへの供給
充填を容易に行うことができる。

しかも構造的には従来のタイプの装置の基本構造を大幅
に変更することな〈実施でき、簡易且つ安価に得ること
ができるとともに、小型の容器に口径を最大に用いつつ
適用でき、容器の小型化をも図ることができる。

尚本実施例ではエアバッグ装置に適用したが、これに限
られず、ガス流量制御を要する他の機器に用い得ること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図はエアバ
ッグ装置のシステムの系統的説明図、第２図は車輛前部
の透視説明図、第３図はハンドル部分の縦断側面図、第
４図乃至第６図は流量制御装置の縦断側面図で図の夫々
は作動経過を示す。 第７図はガス容器の端末処理の図、第８図はグラフ、第
９図は開弁装置を示す図である。 伺図面中２０はガス容器、２５はシリンダ、２５ａは一
次孔、２ｓｂは二次孔、２６はピストン、２６ｂは通孔
、２７Ｕ予圧スプリング、Ｓｌ。 Ｓ２は室である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガス容器の開口部から内方へ延出されるシリンダと、シ
   リンダ内に嵌装されて該シリンダ内を前後の室に区画す
   るピストン状バルブと、バルブとシリンダ間に介装され
   て該バルブに前進動を付勢するスプリングとからなり、
   シリンダの内壁にはバルブの前進を規制する段差部を形
   成するとともに、該段差部の前・後のシリンダ周壁には
   容器内とシリンダ内とを各連通する夫々−次孔・二次孔
   を形成し、バルブにはシリンダ内の前後の室を連通ずる
   通孔を形成して構成される流量制御装置にあ・いて、上
   記ピストン状バルブの前部を斜面形状に形成し、且つ該
   斜面に対向するシリンダ周壁には、容器開口時に当該斜
   面に高圧ガス噴流を衝突せしめて該ピストン状バルブを
   後退勤させるために上記−次孔を形成し、バルブの作動
   で上記二次孔を開いてガス開放開口量を大きくするよう
   に構成したことを特徴とする流量制御装置。