JP3742040B2 - 乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インフレータが発生する高圧ガスでエアバッグを展開させて乗員を保護する乗員保護装置に関し、特に前記高圧ガスに含まれるパティキュレートを捕捉するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる乗員保護装置に使用可能なインフレータが、特許第２８４７６５９号公報により公知である。このインフレータは、多数のガス流出孔が形成された外側筒状部材の内部に、多数のガス流出孔が形成された内側筒状部材を同軸に配置し、内側筒状部材の内部にガス発生剤を収納し、内側筒状部材および外側筒状部材間にフィルタを配置した構造を有している。ガス発生剤が燃焼して発生した高圧ガスが内側筒状部材のガス流出孔、フィルタおよび外側筒状部材のガス流出孔を経て流れることにより、高圧ガスに含まれる種々の異物の粒子（パティキュレート）をフィルタで除去するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、パティキュレートを捕捉するフィルタがインフレータの内部に組み込まれているため、インフレータが大型化して車体へのレイアウトの自由度が阻害されるだけでなく、フィルタの構造が制約を受けて充分なパティキュレート捕捉性能を発揮できないという問題があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、乗員保護装置のインフレータが発生する高圧ガスに含まれるパティキュレートを、インフレータを大型化することなく確実に捕捉することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、インフレータにアダプタ及び継ぎ手を介してガス供給パイプを取付け、インフレータからアダプタ、継ぎ手及びガス供給パイプを介してエアバッグ内に供給される高圧ガスでエアバッグを展開させて乗員を保護する乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造であって、インフレータからエアバッグに高圧ガスを供給する高圧ガス通路に、高圧ガスに含まれるパティキュレートを捕捉するフィルタを配置したものにおいて、前記継ぎ手は前記アダプタにねじ結合され、その継ぎ手の、アダプタ内に臨む端部と、該アダプタの内面に設けた段部との間に前記フィルタが挟持されることを特徴とする、乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造が提案され、また請求項２に記載された発明によれば、インフレータにアダプタを介してガス供給パイプを取付け、インフレータからアダプタ及びガス供給パイプを介してエアバッグ内に供給される高圧ガスでエアバッグを展開させて乗員を保護する乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造であって、インフレータからエアバッグに高圧ガスを供給する高圧ガス通路に、高圧ガスに含まれるパティキュレートを捕捉するフィルタを配置したものにおいて、前記アダプタの内面には、前記高圧ガス通路の上流側に臨む段部が設けられ、その段部よりも上流側で前記アダプタには、前記フィルタを前記段部との間で挟持、固定するクリップが装着されることを特徴とする、乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、インフレータからエアバッグに高圧ガスを供給する高圧ガス通路にフィルタを配置したので、インフレータの内部にフィルタを配置する必要がなくなり、インフレータを小型化して取付スペースを容易に確保することができる。またフィルタはインフレータおよびエアバッグを結ぶ高圧ガス通路に配置できるので、フィルタの寸法、構造およびレイアウトの自由度を高めてパティキュレートの捕捉性能を向上させることができる。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は２の構成に加えて、前記フィルタは、高圧ガスの流れ方向上流側から下流側に向けて積層されたクラッシュフィルタ、メッシュフルタおよびバックアッププレートの３層構造であることを特徴とする、乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、高圧ガスの流れ方向上流側から下流側に向けて、大型のパティキュレートを捕捉するクラッシュフィルタと、クラッシュフィルタを通過して減速した小型のパティキュレートを捕捉するメッシュフィルタと、高圧ガスの圧力に耐えるバックアッププレートとを３段に積層してフィルタを構成したので、フィルタの破損を防止しながら種々の大きさのパティキュレートを確実に捕捉することができる。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記高圧ガス通路はＬ字状に屈曲しており、屈曲部の上流側の高圧ガス通路の下流端にパティキュレート捕捉室を凹設し、前記フィルタを前記屈曲部の下流側の高圧ガス通路に配置したことを特徴とする、乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造が提案される。 上記構成によれば、インフレータからエアバッグに高圧ガスを供給するＬ字状の高圧ガス通路にパティキュレート捕捉室を設けたので、高圧ガス通路を流れる高圧ガスがＬ字状の屈曲部で方向変換するときに、質量の大きいパティキュレートが慣性で直進してパティキュレート捕捉室に捕捉される。その結果、パティキュレート捕捉室の下流側に設けられたフィルタの負担が軽減され、そのフィルタの小型化や構造の簡素化が可能になる。
【００１０】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、パティキュレート捕捉室にパティキュレートを捕捉する捕捉材を配置したことを特徴とする、乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、パティキュレート捕捉室に捕捉材を配置したので、パティキュレート捕捉室に侵入したパティキュレートを捕捉材で確実に捕捉し、下流側のフィルタへの流出を効果的に防止することができる。
【００１２】
尚、実施例の第１、第２高圧ガス通路Ｐ１，Ｐ２は本発明の高圧ガス通路に対応する。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図７は本発明の第１実施例を示すもので、図１は自動車の車室内部に乗員保護装置のエアバッグが展開した状態を示す図、図２は図１の２部拡大図、図３は図２の要部拡大断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図３の５部拡大図、図６は図３の６部拡大図、図７はフィルタの分解斜視図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、車両の車体側面にはフロントピラー１１およびセンターピラー１２間にフロントドア１３が取り付けられるドア開口部１４が形成され、センターピラー１２およびリヤピラー１５間にリヤドア１６が取り付けられるドア開口部１７が形成される。フロントピラー１１の上端とリヤピラー１５の上端とを接続するように車体前後方向に延びるルーフサイドレール（図示せず）はフロントドア１３およびリヤドア１６のドア開口部１４，１７の上縁を区画しており、このルーフサイドレールに沿って乗員保護装置Ｃが設けられる。尚、乗員保護装置Ｃは、実質的に同一構造のものが車体の左右両側にそれぞれ設けられているが、以下その代表として車体の右側に設けられたものについて説明する。
【００１４】
車両の側面衝突時あるいはロールオーバー時に所定値以上の加速度が検出されると、車体の内部側面、即ちフロントピラー１１、センターピラー１２、リヤピラー１５、フロントドア１３のドアガラス１３ａおよびリヤドア１６のドアガラス１６ａと、フロントシートおよびリヤシートに座った乗員との間に遮るように、乗員保護装置Ｃのエアバッグ１８がドア開口部１４，１７の上縁から下向きにカーテン状に展開する。
【００１５】
リヤピラー１５の内部に収納されたインフレータ１９にアダプタ２０を介して取り付けられたガス供給パイプ２１は、エアバッグ１８の上縁部に沿って前方に延び、エアバッグ１８の前後方向中央近傍に達している。前部側突センサ２２および後部側突センサ２３が電子制御ユニット２４に接続されており、電子制御ユニット２４が両側突センサ２２，２３からの信号に基づいて車両の側面衝突を検知すると（あるいはロールオーバーセンサによって車両のロールオーバーを検知すると）、エアバッグ１８を展開すべくインフレータ１９に作動信号を出力する。
【００１６】
次に、アダプタ２０およびその周辺の構造を、図３〜図７に基づいて説明する。
【００１７】
インフレータ１９は高圧ガスが封入された概略円筒状の圧力容器であって、そのガス出口部３１の近傍が隔壁状のバーストディスク３２で閉塞される。バーストディスク３２に対向するガス出口部３１に、側面衝突を検出する電子制御ユニット２４からの信号で作動し、バーストディスク３２を破壊するインフレータ作動手段３３が設けられる。
【００１８】
アダプタ２０は、概略エルボ状に形成された本体部３４と概略Ｕ字状に形成された固定部３５とで構成されており、固定部３５にインフレータ１９のガス出口部３１を挿入し、かつ固定部３５の開口に本体部３４を嵌合させた状態で、本体部３４を貫通する２本のボルト３６，３６を固定部３５に螺合することで、本体部３４および固定部３５が一体に締結される。インフレータ１９のガス出口部３１には円形断面の開口３１ａ，３１ｂが直径方向に対向して形成されており、一方の開口３１ａにはアダプタ２０の固定部３５に圧入した円柱状のピン３７が嵌合し、他方の開口３２ｂにはアダプタ２０の本体部３４の上流側に圧入したパイプ部材３８が嵌合する。
【００１９】
図５および図６から明らかなように、２本のボルト３６，３６でアダプタ２０の本体部３４および固定部３５を強固に締結したとき、アダプタ２０の内周面とインフレータ１９のガス出口部３１の外周面との間に僅かな隙間αが形成されており、その隙間αから高圧ガスが漏れるのを阻止すべく、開口３１ａ，３１ｂ周囲にＯリング３９，４０が装着される。従って、前記隙間αの作用で、アダプタ２０はインフレータ１９に対して僅かに相対移動することができ、しかもＯリング３９，４０の作用で前記隙間αからの高圧ガスの漏れを阻止することができる。
【００２０】
アダプタ２０の本体部３４の上流側と、そこに嵌合するパイプ部材３８とによって、インフレータ１９の軸線Ｌに対して半径方向に延びる第１高圧ガス通路Ｐ１が形成され、アダプタ２０の本体部３４の下流側にねじ結合４１された継ぎ手４２の内部に第１高圧ガス通路Ｐ１に対して直交する第２高圧ガス通路Ｐ２が形成される。継ぎ手４２の端部とアダプタ２０の本体部３４の段部３４ａとの間にフィルタ４３が挟持される。フィルタ４３は、高圧ガスの流れ方向上流側から下流側に向けてクラッシュフィルタ４４、メッシュフィルタ４５およびバックアッププレート４６の３層構造になっており、継ぎ手４２を取り外すことでアダプタ２０に対して着脱可能である。クラッシュフィルタ４４、メッシュフィルタ４５およびバックアッププレート４６の３個の部材は分離可能に独立していても良いし、焼結等により一体化しても良い。
【００２１】
図７から明らかなように、クラッシュフィルタ４４はスチールウールあるいは細いワイヤーを円板形状に圧縮したもので、インフレータ１９から噴出する高圧ガスに含まれる金属粉等のパティキュレートを捕捉し、その下流側のメッシュフィルタ４５の損傷を防止する機能を有する。メッシュフィルタ４５は金属線を格子状に編んだ網よりなり、その目の細かさはエアバッグ１８を損傷させる大きさのパーティキュレートが通過できないように設定されている。バックアッププレート４６は高圧ガスが通過可能な多数の開口４６ａを有する金属板であり、剛性の低いクラッシュフィルタ４４やメッシュフィルタ４５が高圧ガスの圧力で変形しないように支持する機能を有する。
【００２２】
継ぎ手４２の下流端には固定ナット４７がねじ結合４８されており、この継ぎ手４２と固定ナット４７との間にガス供給パイプ２１の固定端（上流端）が固定される。ガス供給パイプ２１の自由端（下流端）はエアバッグ１８を傷付けないように丸みを持たせてあり、その中間部にはエアバッグ１８内に高圧ガスを均等に供給するための複数の開口２１ａ…が形成される。
【００２３】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２４】
前部側突センサ２２、後部側突センサ２３あるいはロールオーバーセンサによって車両の側面衝突やロールオーバーが検知されると、電子制御ユニット２４からの指令でインフレータ作動手段３３が作動してバーストディスク３２を破壊することで、インフレータ１９の内部に充填されていた高圧ガスがガス出口部３１、アダプタ２０、継ぎ手４２およびガス供給パイプ２１を介してエアバッグ１８に供給される。その結果、折り畳み状態でルーフサイドレールに沿って収納されていたエアバッグ１８が膨張し、その圧力でルーフガーニッシュが下方に押し下げられて形成された開口を通して車室内に下向きに展開することで、シートに着座した乗員と車室内壁との間に介在して乗員の頭部を保護する。
【００２５】
インフレータ１９が高圧ガスを発生するとき、高圧ガスに含まれるパティキュレート（特にバーストディスク３２を破壊した際の金属粉）が高圧ガスと共にアダプタ２０内をガス供給パイプ２１に向けて流れるが、パティキュレートはアダプタ２０の出口に設けたフィルタ４３に捕捉されてエアバッグ１８内に流入することが防止され、パティキュレートによるエアバッグ１８の損傷を確実に防止することができる。
【００２６】
その際、高速で流れるパティキュレートのうちの大型のものは、緩衝機能を有するクラッシュフィルタ４４に衝突して捕捉され、クラッシュフィルタ４４を通過した小型のパティキュレートは、クラッシュフィルタ４４を通過する際に減速した状態で目の細かいメッシュフィルタ４５によって捕捉される。このように、目が粗いが強度が高いクラッシュフィルタ４４と、目が細かいが強度が低いメッシュフィルタ４５と、高圧ガスの圧力に耐えるバックアッププレート４６とを３段に組み合わせたことで、フィルタ４３の破損を防止しながら種々の大きさのパティキュレートを確実に捕捉することができる。
【００２７】
またフィルタ４３をインフレータ１９の外部に配置したので、フィルタをインフレータの内部に収納する場合に比べて形状や寸法の制約が少なくなり、フィルタ４３のレイアウトの自由度の確保やパティキュレートの捕捉性能の確保が容易になる。
【００２８】
またガス供給パイプ２１の先端側が車体に固定されていると、車両の側面衝突時の衝撃や車体変形によってガス供給パイプ２１の先端がエアバッグ１８の内面に強く当たり、エアバッグ１８を傷付ける虞がある。しかしながら本実施例によれば、ガス供給パイプ２１の先端側が移動可能な自由端とされ、その基端側が固定されるアダプタ２０が車体に固定されたインフレータ１９に対して、図２の矢印Ａ−Ａ′方向に僅かに揺動し得るように支持されているため、車両の側面衝突時の衝撃や車体変形によってガス供給パイプ２１の先端側が移動することで、エアバッグ１８と強く干渉するのを防止して該エアバッグ１８を損傷から保護することができる。
【００２９】
ガス供給パイプ２１と一体のアダプタ２０はインフレータ１９のガス出口部３１との間に形成した隙間αによって揺動可能であるが、前記隙間αから漏れようとする高圧ガスは２個のＯリング３９，４０によって確実にシールされ、高圧ガスの漏洩によるエアバッグ１８の展開性能の低下が発生する虞がない。
【００３０】
次に、図８に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００３１】
第１実施例のフィルタ４３はアダプタ２０の出口部分に設けられているのに対し、第２実施例のフィルタ４３はアダプタ２０の入口部分に設けられている。フィルタ４３の構造は第１実施例と同じでクラッシュフィルタ４４、メッシュフィルタ４５およびバックアッププレート４６の３層構造であり、アダプタ２０のパイプ部材３８の段部３８ａとクリップ５１とによって固定される。この第２実施例によっても第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００３２】
次に、図９に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００３３】
第３実施例は第１実施例の改良であって、アダプタ２０の上流側の第１高圧ガス通路Ｐ１の突き当たりにパティキュレート捕捉室５２を形成し、そのパティキュレート捕捉室５２の底部にマグネット、ウレタン樹脂、粘土等の捕捉材５３を配置したものである。インフレータ１９が発生した高圧ガスがアダプタ２０の 第１高圧ガス通路Ｐ１をインフレータ１９の軸線Ｌに対して半径方向外側に移動するとき、質量の大きいパティキュレートは下流側の第２高圧ガス通路Ｐ２に方向変換できずに直進し、パティキュレート捕捉室５２の底部の捕捉材５３に捕捉される。このとき、捕捉材５３がマグネットであれば、鉄粉のような磁性体のパティキュレートが吸着により捕捉され、また捕捉材５３がウレタン樹脂や粘土であれば、パティキュレートの材質に関わらずに該パティキュレートが突き刺さって捕捉される。
【００３４】
このように、質量の大きい大型のパティキュレートをパティキュレート捕捉室５２で捕捉することで、その下流に配置されるフィルタ４３の小型化や構造の簡素化を図ることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３６】
例えば、実施例では高圧ガスを充填したインフレータ１９を例示したが、本発明は推薬の燃焼により高圧ガスを発生するインフレータに対しても適用することができる。
【００３７】
また実施例のインフレータ１９は車室の内側面に沿ってエアバッグ１８をカーテン状に展開させる乗員保護装置に対して適用されているが、本発明は他の任意のタイプの乗員保護装置に対して適用することができる。
【００３８】
また実施例のアダプタ２０はインフレータ１９に対して着脱自在であるが、それを溶接等でインフレータ１９と一体に構成することができる。
【００３９】
またクラッシュフィルタ４４は目が粗く強度が高いことが必要であるが、それを目が粗く線径が太いメッシュフィルタ４５で代用することができる。勿論、フィルタ４３は３層に限らず、目の粗さが中位のフィルタを途中に介在させて４層、５層としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、インフレータからエアバッグに高圧ガスを供給する高圧ガス通路にフィルタを配置したので、インフレータの内部にフィルタを配置する必要がなくなり、インフレータを小型化して取付スペースを容易に確保することができる。またフィルタはインフレータおよびエアバッグを結ぶ高圧ガス通路に配置できるので、フィルタの寸法、構造およびレイアウトの自由度を高めてパティキュレートの捕捉性能を向上させることができる。
【００４１】
また特に請求項３の発明によれば、高圧ガスの流れ方向上流側から下流側に向けて、大型のパティキュレートを捕捉するクラッシュフィルタと、クラッシュフィルタを通過して減速した小型のパティキュレートを捕捉するメッシュフィルタと、高圧ガスの圧力に耐えるバックアッププレートとを３段に積層してフィルタを構成したので、フィルタの破損を防止しながら種々の大きさのパティキュレートを確実に捕捉することができる。
【００４２】
また特に請求項４の発明によれば、インフレータからエアバッグに高圧ガスを供給するＬ字状の高圧ガス通路にパティキュレート捕捉室を設けたので、高圧ガス通路を流れる高圧ガスがＬ字状の屈曲部で方向変換するときに、質量の大きいパティキュレートが慣性で直進してパティキュレート捕捉室に捕捉される。その結果、パティキュレート捕捉室の下流側に設けられたフィルタの負担が軽減され、そのフィルタの小型化や構造の簡素化が可能になる。
【００４３】
また特に請求項５の発明によれば、パティキュレート捕捉室に捕捉材を配置したので、パティキュレート捕捉室に侵入したパティキュレートを捕捉材で確実に捕捉し、下流側のフィルタへの流出を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車の車室内部に乗員保護装置のエアバッグが展開した状態を示す図
【図２】 図１の２部拡大図
【図３】 図２の要部拡大断面図
【図４】 図３の４−４線断面図
【図５】 図３の５部拡大図
【図６】 図３の６部拡大図
【図７】 フィルタの分解斜視図
【図８】 本発明の第２実施例に係る、前記３に対応する図
【図９】 本発明の第３実施例に係る、前記３に対応する図
【符号の説明】
１８ エアバッグ
１９ インフレータ
２０ アダプタ
３４ａ 段部
３８ａ 段部
４１ ねじ結合
４２ 継ぎ手
４３ フィルタ
４４ クラッシュフィルタ
４５ メッシュフルタ
４６ バックアッププレート
５２ パティキュレート捕捉室
５３ 捕捉材
Ｐ１ 第１高圧ガス通路（高圧ガス通路）
Ｐ２ 第２高圧ガス通路（高圧ガス通路）

Claims (5)

1. インフレータ（１９）にアダプタ（２０）及び継ぎ手（４２）を介してガス供給パイプ（２１）を取付け、インフレータ（１９）からアダプタ（２０）、継ぎ手（４２）及びガス供給パイプ（２１）を介してエアバッグ（１８）内に供給される高圧ガスでエアバッグ（１８）を展開させて乗員を保護する乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造であって、
   インフレータ（１９）からエアバッグ（１８）に高圧ガスを供給する高圧ガス通路（Ｐ１，Ｐ２）に、高圧ガスに含まれるパティキュレートを捕捉するフィルタ（４３）を配置したものにおいて、
   前記継ぎ手（４２）は前記アダプタ（２０）にねじ結合（４１）され、その継ぎ手（４２）の、アダプタ（２０）内に臨む端部と、該アダプタ（２０）の内面に設けた段部（３４ａ）との間に前記フィルタ（４３）が挟持されることを特徴とする、乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造。
2. インフレータ（１９）にアダプタ（２０）を介してガス供給パイプ（２１）を取付け、インフレータ（１９）からアダプタ（２０）及びガス供給パイプ（２１）を介してエアバッグ（１８）内に供給される高圧ガスでエアバッグ（１８）を展開させて乗員を保護する乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造であって、
   インフレータ（１９）からエアバッグ（１８）に高圧ガスを供給する高圧ガス通路（Ｐ１，Ｐ２）に、高圧ガスに含まれるパティキュレートを捕捉するフィルタ（４３）を配置したものにおいて、
   前記アダプタ（２０）の内面には、前記高圧ガス通路（Ｐ１，Ｐ２）の上流側に臨む段部（３８ａ）が設けられ、その段部（３８ａ）よりも上流側で前記アダプタ（２０）には、前記フィルタ（４３）を前記段部（３８ａ）との間で挟持、固定するクリップ（５１）が装着されることを特徴とする、乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造。
3. 前記フィルタ（４３）は、高圧ガスの流れ方向上流側から下流側に向けて積層されたクラッシュフィルタ（４４）、メッシュフルタ（４５）およびバックアッププレート（４６）の３層構造であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造。
4. 前記高圧ガス通路（Ｐ１，Ｐ２）はＬ字状に屈曲しており、屈曲部の上流側の高圧ガス通路（Ｐ１）の下流端にパティキュレート捕捉室（５２）を凹設し、前記フィルタ（４３）を前記屈曲部の下流側の高圧ガス通路（Ｐ２）に配置したことを特徴とする、請求項１に記載の乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造。
5. パティキュレート捕捉室（５２）にパティキュレートを捕捉する捕捉材（５３）を配置したことを特徴とする、請求項４に記載の乗員保護装置におけるパティキュレート捕捉構造。

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