JP3817215B2 - バッフル付き運転者側エアバッグ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してエアバッグに関し、特に、微粒子を捕捉するバッフルを有するエアバッグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアバッグの目的は、自動車の衝突時に搭乗者を保護することである。従来技術において知られているように、エアバッグは車両の実質的にどの部分にでも配置することができる。運転者を保護するのに用いられるエアバッグは、通常、ハンドル内に設けられ、一方、前席の乗客を保護するのに用いられるエアバッグは計器盤内に設けられている。
【０００３】
火工品のインフレータのようなガス発生器が、運転者側エアバッグを膨張させる代表的なものである。火工品のインフレータは、一般に、膨張ガスを発生する固体の発生剤を有している。このガス発生剤は、衝突の開始時に燃えて、車両のエアバッグを膨張させるのに用いられるガスを発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ガスを発生する組成物は、エアバッグを膨張させるため非常に速く、例えば３０ミリ秒かそれより短い間に燃焼しなければならない。しかし、燃焼速度は、エアバッグを必要な時間に必要な場所で必要な形状に確実に展開させ膨張させるために、制御可能でかつ再現可能でなければならない。ガス発生剤はエアバッグを膨張させるために非常に速く燃焼しなければならないので、発生した膨張ガスは約５９０℃かそれより高い温度になる場合がある。これらの高温ガスはエアバッグの生地を無傷の状態に保つのに有害である場合がある。
【０００５】
加工品のインフレータに関わる他の問題は、膨張ガス中の高温の微粒子によってエアバッグに焼け穴ができることである。この微粒子は未燃焼のガス発生剤または固体の燃焼粒子から生じる。固体粒子、あるいは一般に「スラグ」または「クリンカー」と呼ばれるものは、金属の組成物を含むガス発生剤の燃焼によって形成される。フィルターが、膨張ガスから微粒子を取り除き、それによって微粒子がエアバッグ内に入るのを防ぐのに一般に用いられている。いくらかの微粒子がインフレータ内のフィルターを通ってエアバッグ中に入り込む可能性がある。これらの微粒子は極めて熱く、膨張可能なクッションの内側に付着する傾向があり、エアバッグは通常ナイロンまたはその他の生地から作られているので、この高温微粒子はクッションに小さな穴をあける場合がある。この小さな穴のために、高温の膨張ガスが逃げて、エアバッグの、膨張した状態の外形に影響が生じる可能性がある。
【０００６】
米国特許第６２８３４９９Ｂ１号明細書には、外側のバッグとインフレータの間に配置された内側のバッグを有し、内側のバッグは可撓性の材料から作られ、外側のバッグをインフレータから生じる高温ガスと粒子から保護するエアバッグ装置が開示されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、エアバッグが、膨張可能なクッションと熱シールドとバッフルから構成されている。熱シールドとバッフルは、膨張可能なクッションとは異なる材料から作られるのが好ましい。バッフルは、バッフルから膨張可能なクッションへの膨張ガスの通路となるバッフル開口部を有している。バッフル開口部はインフレータ開口部の約２分の１と一列に揃っており、インフレータ開口部の面積とほぼ等しい面積を有している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
本欄および特許請求の範囲の欄で用いている、「上部」、「下部」などの位置を示す用語は、各図面に示されたエアバッグ、および、乗り物の、運転位置にあるハンドル内の構成部材の向きに関するものであると理解される。
【００１０】
本発明では、エアバッグが、膨張可能なクッション１６が高温の膨張ガスと高温の微粒子１３によって損傷するのを防ぐバッフル２を備えている。膨張可能なクッション１６は、３１５デニールのナイロンであるのが好ましいナイロンの織られた生地から作られており、また、膨張可能なクッション１６はウレタン、シリコンなどによって被覆されていてもよい。本発明では、バッフル２は、より高い温度に耐えなければならないので、膨張可能なクッション１６と異なる材料から作られるのが好ましい。バッフル２は、８４０デニールのナイロンであるのが好ましいナイロンの、メートル当たり０.２０４ｋｇのシリコン被覆材を備える被覆され織られた生地から作られている。異なる材料を本発明に用いることができることが当業者には分かるであろう。バッフル２用の他の材料は、無被覆のナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン類、ケブラー（商標）のようなポリアミド類、ノーメックス（商標）のようなアミド類、あるいは、エアバッグの展開中に発生する力と熱に耐えることができるどのような種類のフィルムまたは織られた生地も含んでいる。被覆材は、厚さと重量を増やし、透過性を低減するために付けてもよい。
【００１１】
バッフル２は、縫い合わせることによって熱シールド６に取り付けられている。バッフル２と同様に、熱シールド６を作るのに用いられている材料も膨張可能なクッション１６を作るのに用いられている材料と異なっている。熱シールド６は、バッフル２を上述したように作るのに用いるのと同じ材料から作ることができる。バッフル２は、二重針鎖縫い５を用いて、熱シールド６の縁から約１０ｍｍの周縁の周りで熱シールド６に縫い付けるのが好ましい。熱シールド６を膨張可能なクッション１６に取り付けるのに用いる縫合パターンが同様に図２に示されている。縫合線３の１つは円形であり、インフレータ開口部４を囲んでいる。第２の縫合線３は正方形のような形状を有しており、同様にインフレータ開口部４を囲んでいる。当業者には、バッフル２を熱シールド６に、また、熱シールド６を膨張可能なクッション１６に取り付ける多くの他の適当な方法があることが分かるであろう。
【００１２】
バッフル２は、膨張ガスをバッフル２から膨張可能なクッション１６へ通すことができるようにするバッフル開口部１を有している。図１に示されたバッフル開口部１は、最小で、インフレータ開口部４の面積の２分の１である面積を有している。バッフル開口部１は、インフレータ開口部４の大きさの約２倍の面積を有するのが好ましい。
【００１３】
バッフル開口部１は、エアバッグが完全に膨張した時、バッフル開口部１が、インフレータ開口部４の少なくとも３分の１とー列に揃うように位置している。バッフル開口部１はインフレータ開口部４の約２分の１とー列に揃うのが好ましい。バッフル開口部１がインフレータ開口部４の２分の１とー列に揃う場合、バッフル２を通ってインフレータ１０の方をＢ方向に見た時、インフレータ開口部４の約２分の１が見える。方向Ｂはインフレータ１０の縦軸Ａ（図５参照）に平行であり、例えば図２に示すような眺めを生じさせる。図２は、インフレータ開口部４の約２分の１だけが見えているので、インフレータ開口部４の約２分の１とー列に揃ったバッフル２を示している。
【００１４】
図１に示すように、バッフル開口部１は実質的に楕円形である。その底部はインフレ−タ１０のほぼ中心線から延び、頂部はインフレータ１０の頂部の僅かに上に延び、側部はインフレータ１０の側部を僅かに越えて延びている。図３および４には、本発明における、バッフル開口部の他の２つの実施形態が示されている。図３における、バッフル開口部２６は実質的に円形である。他の各実施形態における、バッフル開口部１，２６とは異なり、図４におけるバッフル２は２つのバッフル開口部３１を有している。図４における各バッフル開口部３１はほぼ四半円形である。
【００１５】
図５には、バッフル２を有する膨張可能なクッション１６の断面図が示されている。乗り物の衝突時には、インフレータ１０が作動させられ、膨張ガスを膨張可能なクッション１６内に放出する。膨張ガスが、インフレータ１０中に蓄えられたガス発生剤の急速な燃焼によって発生する。インフレータ１０は上部分１９と下部分２０を有している。上部分１９はインフレータ１０の、エアバッグによって囲まれた部分であり、複数の放出口１１を有している。放出口１１は膨張ガスの、インフレータ１０からバッフル２への逃げ路を形成している。インフレータ１０は、スタッド１８が入れられる方形のフランジ２１を有している。方形のフランジ２１は、ハンドルのアーマチュア（不図示）に固定された、エアバッグのハウジング１５の隣りに配置することができる。膨張可能なクッション１６は、インフレータ１０の上部分１９を囲んでいる保持リング１７によってインフレータ１０に固定されている。保持リング１７はスタッド１８によってエアバッグのハウジング１５と方形のフランジ２１に取り付けられている。膨張可能なクッション１６をインフレータ１０に取り付ける１つの方法を説明したが、当業者には、他の適当な取り付け方法も有ることが分かる。
【００１６】
本発明はバッフル２と熱シールド６を有し、バッフル２と熱シールド６を併せて内側エアバッグ７と呼ぶことができる。この呼称を用いる場合、膨張可能なクッション１６は外側エアバッグと呼ぶことができる。本発明のバッフル２と熱シールド６は、高温の膨張ガスと高温の微粒子１３の悪影響から膨張可能なクッション１６を保護する。バッフル２は膨張ガスの流路を変える利点を生じさせている。バッフル２の無い膨張可能なクッション１６では、インフレータ１０と膨張可能なクッション１６の間に障害物が無いので、インフレータ１０からの膨張ガスの流れは層状となり、すなわち、乱流を殆ど有していない。バッフル２が無いとインフレータ１０を出る全ての微粒子１３が膨張可能なクッション１６内へと流れ、それによって、膨張可能なクッション１６を焦がして穴をあける場合がある。
【００１７】
バッフル２を有するエアバッグの場合、高温の膨張ガスは先ずバッフル２内へと進み、次に、図５に示すバッフル開口部１を通って膨張可能なクッション１６内へと流れる。矢印１２は膨張ガスの可能な通路を表している。膨張ガスの一部はバッフル２の下部分２３に当たり、バッフル２の上部分２２に接触するまで上方向に向きを変えられる。この時点で、膨張ガスは上部分２２で跳ね返って下方向に流れる。この膨張ガスは、結局、バッフル２の下部分２３から上方に向けられている残りの膨張ガスと接触する。この膨張ガスの接触によって、膨張ガスを、微粒子１３が重力のためにバッフル２の底部に落とされるようにするのに十分な程遅くする「渦」、すなわち渦巻きが生じる。インフレーションガスのこの曲がりくねった流路によって、高温の微粒子１３がバッフル２の底部に落ち、膨張可能なクッション１６に入らない可能性が高められる。さらに、ガスの流れ内に含まれる微粒子１３のいくらかはバッフル２に直接当たり、その結果、これらの微粒子１３はバッフル２に付着し、クッション１６に入らない。また、バッフル２と熱シールド６はインフレータ１０の上部分１９を効果的に囲んでおり、それによって、膨張可能なクッション１６をインフレータ１０の高温の表面と直接接触するのを防止する。
【００１８】
バッフル２が膨張可能なクッション１６内に存在することは、膨張可能なクッション１６の展開する軌跡には影響しない。これは、ガスが流れ始める時、クッション１６は圧縮され、または畳まれた状態にあるためである。バッフル２は、インフレータ１０に近いために、クッション１６の、圧力がかけられる最初の部分であり、ガスが流れ始めてから最初の数ミリ秒の間に、インフレータ１０によって急速に満たされて内側バッグを形成する。クッション１６が搭乗者と作用し合うまでには、バッフル２は完全に展開させられ、膨張ガスが、軌跡に影響しない予測可能な速さで内側バッグから出て行く定常状態になる。エアバッグモジュールは、エアバッグが、力を人体における自然な堅さと支えのために最も速やかに吸収することができる、搭乗者の胸部/胸骨の領域に向かう角度で展開するようにハンドル内に配置されている。本発明は膨張可能なクッション１６の展開する方向には影響しない。
【００１９】
図２に示すバッフル開口部１は、実質的に、バッフル２の上部分２２に位置している。バッフル開口部２を他の位置にしても、膨張ガスの曲がりくねった流れが生じることが分かる。例えば、図２に示された、実質的に楕円形のバッフル開口部１は、実質的に、バッフル２の下部分２３に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱シールド、バッフル、およびインフレータの斜視図である。
【図２】Ｂ方向から見た、図１の熱シールドとバッフルを示す図である。
【図３】熱シールドとバッフルの第２の実施形態である。
【図４】熱シールドとバッフルの第３の実施形態である。
【図５】本発明の断面図である。
【符号の説明】
１，２６，３１ バッフル開口部
２ バッフル
３ 縫合線
４ インフレータ開口部
５ 二重針鎖縫い
６ 熱シールド
７ 内側エアバッグ
１０ インフレータ
１１ 放出口
１３ 微粒子
１５ ハウジング
１６ クッション
１７ 保持リング
１８ スタッド
１９，２２ 上部分
２０，２３ 下部分
２１ フランジ

Claims (8)

1. インフレータを入れることができるインフレータ開口部を有する、第１の材料で作られた膨張可能なクッションと、
   第２の材料から作られた、バッフル開口部を有するバッフルであって、前記バッフル開口部は、前記インフレータ開口部を含む平面に直角な、前記インフレータの縦軸線に平行な方向に見て前記インフレータ開口部の少なくとも３分の１と重なっており、前記インフレータ開口部の面積の約２倍の面積を有し、展開中のエアバッグの中心に対して鉛直上方に偏って配置されており、前記バッフル開口部は、エアバッグが前記インフレータからの膨張ガスによって満たされる前から前記バッフルに存在しており、膨張している時、前記インフレータ開口部は、前記インフレータの前記縦軸線に平行な方向に前記バッフル開口部を通して見た時に見ることができる、バッフルと、
   前記膨張可能なクッションの材料と異なる材料から作られ、前記インフレータを入れることができるインフレータ開口部を有する熱シールドと、
   を有するエアバッグ。
2. 前記バッフル開口部（１）は、前記インフレータの縦軸線に平行な方向に見て前記インフレータ開口部（４）の約２分の１と重なっている、請求項１に記載のエアバッグ。
3. 前記熱シールド（６）は前記バッフル（２）に取り付けられている、請求項１に記載のエアバッグ。
4. 前記バッフル（２）は２個の前記バッフル開口部（３１）を有している、請求項１から３のいずれかに記載のエアバッグ。
5. 前記バッフル（２）は上部分（２２）と下部分（２３）からなり、前記バッフル開口部（１）または（３１）は、前記バッフル（２）の前記上部分（２２）に位置している、請求項１から４のいずれかに記載のエアバッグ。
6. 前記熱シールド（６）は、該熱シールドの縁から間隔をおいて位置する二重針鎖縫いを用いて前記バッフル（２）に取り付けられている、請求項１から５のいずれかに記載のエアバッグ。
7. 前記バッフル開口部（１）または（３１）は、膨張ガスの一部分が前記バッフル開口部を真っ直ぐに通過するように、前記バッフル（２）に配置されている、請求項１から６のいずれかに記載のエアバッグ。
8. 前記バッフル開口部（１）または（３１）は、エアバッグの展開する軌跡が前記バッフルの有無に拘わらず不変であるように、前記バッフル（２）に配置されている、請求項１から７のいずれかに記載のエアバッグ。

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