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
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Description
【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)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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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