JP4228810B2 - インフレータ及びエアバッグ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグ装置等に用いられるインフレータに係り、特に耐圧容器内部に充填された高圧ガスをガス出口から流出させるようにしたタイプのインフレータに関する。また、本発明は、このインフレータを備えたエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等の高速移動体に搭載され、緊急時に膨張して乗員の身体等を保護するエアバッグ装置のインフレータとして、耐圧容器内部に充填された高圧ガスをガス噴出口から噴出させるタイプのインフレータが知られている。このようなインフレータとして、ストアーガスインフレータが知られている。
【０００３】
ストアーガスインフレータの耐圧容器のガス出口は、通常時には薄い板状の封体によって気密に閉鎖されている。この封体は、所定値以上の力が加えられることにより破裂して出口からガスを噴出させるように構成されている。
【０００４】
特許第３０００１９８５号には、封体（バーストディスク）に隣接して起爆装置を配置し、この起爆装置を起爆させることによりバーストディスクを破裂させることが記載されている。
【０００５】
実公昭４７−３９７７８号には、起爆装置（スクイブ）によってピストンを移動させ、このピストンによって封板を引きちぎるようにして破断させるストアーガスインフレータが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３０００１９８５号公報
【特許文献２】
実公昭４７−３９７７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のストアーガスインフレータにあっては、封体がそれ自体の強度によって耐圧容器内のガス圧に対抗するよう構成されており、封体が高強度の肉厚のものとなっている。本発明は、封体を薄くすることができ、また、これにより封体を破るための必要エネルギーを小さくすることも可能なインフレータと、このインフレータを備えたエアバッグ装置とを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）のインフレータは、高圧ガス貯蔵室及びガス出口を有した耐圧容器と、該ガス出口を閉鎖している封体と、該封体を高圧ガス貯蔵室と反対側から支承している支承体と、該支承体による封体の支承を解除する支承解除装置とを備えてなり、該支承解除装置によって該支承体による封体の支承が解除されることにより、該封体が該高圧ガス貯蔵室内のガス圧により破れて高圧ガス貯蔵室内から高圧ガスが放出されるインフレータであって、前記支承体は、該支承体に係合したラッチ部材により支承位置に保持されており、前記支承解除装置は、該ラッチ部材と支承体との係合を解除するものであるインフレータにおいて、該支承体は、該封体に当接する先端体と、該先端体から立設され、該封体から遠ざかる方向に延在したロッドとを有しており、耐圧容器の前記ガス出口には、該先端体が嵌合した開口が設けられており、該ロッドは、ロッドガイド部材によって該ロッドの長手方向に移動可能に保持されており、該ロッドの長手方向の途中にラッチ係合部が設けられ、該ラッチ部材は該ラッチ係合部に係合しており、該ラッチ部材は、該ロッドの長手方向と交叉方向へ前記支承解除装置によって移動可能とされており、該ラッチ部材には該ロッドが挿通された開口又は切欠よりなるロッド挿通部が設けられており、前記ロッドのラッチ係合部は、該ロッド挿通部の縁部に係合した溝であることを特徴とするものである。
【０００９】
かかるインフレータにあっては、封体が支承体によって支承されているので、封体はそれ自身の強度で耐圧容器内のガス圧に耐える必要はなく、封体は低強度のもので足りる。
【００１０】
本発明では、支承体は、該支承体に係合したラッチ部材により支承位置に保持されており、前記支承解除装置は、該ラッチ部材と支承体との係合を解除するよう構成されている。このように構成した場合、ラッチ部材と支承体との係合が解除されると、耐圧容器内のガスによって封体に加えられるガス圧によって封体と共に支承体が退動し、封体が破れる。この場合、支承体を後退させるのは耐圧容器内のガス圧であり、支承体退動用の専用の駆動機構が不要である。
【００１１】
この場合、支承解除装置は、該ラッチ部材に向けてガスを噴出し、このガス圧によりラッチ部材を支承体との非係合位置へ移動させる装置（請求項２）が好適である。このラッチ部材移動用ガスを噴出させるものとしてイニシエータ等を採用することにより、ラッチ部材を確実に移動させることができる。
【００１２】
この支承体は、該封体に当接する先端体と、該先端体から立設され、該封体から遠ざかる方向に延在したロッドとを有しており、耐圧容器の前記ガス出口には、該先端体が嵌合した開口が設けられている。この支承体の先端体が該開口に嵌合することにより、この開口を閉鎖している封体をガス貯蔵室と反対側から確実に支承することができる。
【００１３】
このラッチ部材は該ロッドに係合しており、該ロッドは、ロッドガイド部材によって該ロッドの長手方向に移動可能に保持されている。このようにロッドを長手方向移動可能に保持することにより、ラッチが解除されたときに支承体がロッドガイド部材に沿って速やかに退動する。
【００１４】
このロッドの長手方向の途中にラッチ係合部が設けられ、該ラッチ部材は該ラッチ係合部に係合しており、該ラッチ部材は、該ロッドの長手方向と交叉方向へ前記支承解除装置によって移動可能とされている。この構成にあっては、ラッチ部材を介して支承体を支承位置に保持しておくことができる。このラッチ部材をロッドの長手方向と移動させることにより、ラッチが解除され、ガス貯蔵室のガス圧に押されて支承体が速やかに退動する。
【００１５】
このラッチ部材には該ロッドが挿通された開口又は切欠よりなるロッド挿通部が設けられており、前記ロッドのラッチ係合部は、該ロッド挿通部の縁部に係合した溝である。この構成によれば、ラッチ係合部としての溝にラッチ部材のロッド挿通部の縁部が係合することにより、支承体が確実にラッチされる。また、このラッチ部材がロッド長手方向と交叉方向（例えば直交方向）に移動することにより、ラッチ部材が溝から離脱し、支承体が直ちに退動する。
【００１６】
本発明のエアバッグ装置は、かかる本発明のインフレータと、このインフレータからのガスによって膨張するエアバッグとを備えてなるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜４を参照して請求項１，２に係るインフレータの実施の形態について説明する。図１はこのインフレータ１の長手方向の断面図、図２はこのインフレータ１のガス噴出作動時の断面図、図３（ａ）は図１のIII−III線断面図、図３（ｂ）はガス噴出作動時の断面図である。図４はラッチ部材としてのラッチ板３０と支承体２０との係合関係の説明図であり、（ａ）図は分解斜視図、（ｂ）図は非作動時の斜視図、（ｃ）図は作動時の斜視図である。
【００１８】
図１，２の通り、このインフレータ１は、高圧ガス貯蔵室１２及びガス出口１４を有した耐圧容器１０と、このガス出口１４を閉鎖している封体としてのバーストシム１６と、このバーストシム１６を支承している支承体２０と、支承体２０をラッチしているラッチ部材としてのラッチ板３０と、このラッチ板３０によるラッチを解除して支承体２０によるバーストシム１６の支承を解除するための支承解除装置６０と、ガス噴出口７２を有したキャップ７０とから主として構成されている。
【００１９】
耐圧容器１０は、略々円筒状であり、その一端にガス出口１４が設けられている。このガス出口１４に対しハウジング４０が溶接等により一体化されている。このハウジング４０は、該耐圧容器１０側の流入用開口４２と、それと反対側の流出用開口４４と、側面（図１，２では上面）に設けられた作動ガス噴出口４６とを備えている。
【００２０】
バーストシム１６は、ステンレス材（例えばＳＵＳ３０４）などの金属の薄いシート状物よりなる。このバーストシム１６は、該流入用開口４２を覆い、且つ該開口４２の周縁部に溶接等により固定されている。なお、バーストシム１６は、該開口４２の周縁部と共に該支承本体２０にも溶接等により固定されていても良い。
【００２１】
支承体２０は、この流入用開口４２に抜出可能に嵌合した略円盤形の先端体２２と、該先端体２２から立設され、ガス貯蔵室１２と反対方向に延出したロッド２４とを備えている。このロッド２４の延出方向の先端近傍には溝２６が設けられている。
【００２２】
この支承体２０を支承位置に停止させておくために、このロッド２４の長手方向と直交方向に進退可能な前記ラッチ板３０が設けられている。図４に明示の通り、このラッチ板３０には、ロッド２４が挿通されるロッド挿通部としての開口３２が設けられている。また、このラッチ板３０の一端には、前記作動ガス噴出口４６に対面配置された受圧片３４がラッチ板３０の板面と略垂直に立設されている。この開口３２の縁部３２ａに溝２６が係合することにより、支承体２０の退動が阻止される。
【００２３】
ハウジング４０内には、支承体２０の退動を案内するロッドガイド部材（以下、ガイドと略）５０が配置されている。このガイド５０は中空円錐台形状であり、大径側がハウジング４０のガス流出側開口４４の縁部に当接している。ガイド５０の小径側には、円錐台の軸心線方向に貫通したガイド孔５２が設けられており、このガイド孔５２にロッド２４がその長手方向移動可能に挿入されている。ガイド５０の側面には、該ガイド５０の外周囲と該ガイド５０の内部とを連通する透口５４が複数個設けられている。
【００２４】
なお、溝２６に係合したラッチ板３０は、このガイド５０のガイド孔５２周囲の先端面に摺動可能に当接している。
【００２５】
支承解除装置６０は、ハウジング４０の側面の作動ガス噴出口４６に臨むようにして該ハウジング４０の側面に溶接等により固着されたスリーブ６２と、該スリーブ６２に螺じ込み等により固着されたイニシエータ（点火器）６４と、該イニシエータ６４とスリーブ６２とハウジング４０とで囲まれた閉空間内に充填されたプロペラント（反応薬剤）６６と、作動ガス噴出口４６をハウジング４０の外面側から覆っている破裂可能なクロージャ（薄肉閉鎖部材）６８とを備えている。プロペラント６６としては、例えばアジ化ナトリウムなどが用いられるが、その成分は特に限定されるものではない。
【００２６】
イニシエータ６４としては、例えば、その先端の薄肉カップ６４ａ内に収容された点火薬剤と、この点火薬剤に接するようにイニシエータ内に配置された電橋線と、該電橋線に通電するための端子等を備えたものを用いることができる。この端子に通電されると、電橋線が発熱して点火薬剤が急速に反応し、高温のガスあるいは微粒子を発生して薄肉カップ６４ａが破れる。ただし、イニシエータ６４の構成はこれに限定されるものではない。
【００２７】
前記ハウジング４０の流出側開口４４に臨むようにして前記キャップ７０がハウジング４０に固着されている。このキャップ７０内には、微粒子の捕捉とガスの冷却のためにフィルタ７４が充填されている。
【００２８】
このように構成されたインフレータ１の作動について次に説明する。
【００２９】
インフレータ１がガス噴出動作する前にあっては、図１、図３（ａ）及び図４（ｂ）の通り、支承体２０の先端体２２がハウジング４０の開口４２に嵌合し、該先端体２２の先端面が開口４２の周囲と面一状となっている。バーストシム１６は、この先端体２２の先端面及び開口４２の周囲に重なっている。
【００３０】
支承体２０のロッド２４の溝２６にラッチ板３０の開口縁部３２ａが係合し、このラッチ板３０がガイド５０の先端面に当接している。従って、高圧ガス貯蔵室１２側からバーストシム１６を介して支承体２０に高いガス圧が加えられても、支承体２０は退動せず、バーストシム１６は支承体２０によって支承されている。従って、バーストシム１６が薄肉であっても十分にガス圧に耐える。
【００３１】
このインフレータ１をガス発生作動させるときには、イニシエータ６４に通電する。これにより、カップ６４ａ内の点火薬剤が反応を開始し、この反応が直ちにプロペラント６６に伝播し、プロペラント６６が急速に反応して高圧ガスを発生する。この高圧ガスによりクロージャ６８が破れ、ガスが作動ガス噴出口４６から噴出し、ラッチ板３０の受圧片３４を押圧する。これにより、ラッチ板３０が図１の下方に移動し、開口縁部３２ａが支承体２０のロッド２４の溝２６から離脱する。この結果、支承体２０は貯蔵室１２内のガス圧に押されて図２、図３（ｂ）及び図４（ｃ）の通り退動すると共に、バーストシム１６が支承を失ってガス圧により破れ、開口４２が開放する。なお、バーストシム１６が開口４２の周縁部と共に支承本体２０にも溶接等により固定されているときは支承体と共にバーストシム１６も退動し、ガス圧により破れ、開口４２が開放する。そして、貯蔵室１２内の高圧ガスがハウジング４０及びキャップ７０を通過し、ガス噴出口７２から噴出する。
【００３２】
この実施の形態にあっては、ラッチ部材としてのラッチ板３０によって支承体２０がガイド５０に対し停止されており、特に、このラッチ板３０の開口縁部３２ａと溝２６とが係合しているので、支承体２０の後退が確実に阻止される。また、イニシエータ６４が作動すると、このラッチ板３０の開口縁部３２ａと溝２６との係合が短時間のうちに解除されると共に、支承体２０がガイド５０に案内されてスムーズに後退する。このため、貯蔵室１２内のガス圧に押されてバーストシム１６が速やかに破れ、イニシエータ６４への通電後、短時間のうちにインフレータ１からのガス噴出が開始する。
【００３３】
次に、別の実施の形態について図５，６を参照して説明する。
【００３４】
図５のインフレータ１Ａは、ラッチ板３０Ａの受圧片３４Ａを耐圧容器１０側にも延設してＴ字形側面視形状としたものである。このように受圧片３４Ａを大きくすることにより、作動ガス噴出口４６からの噴出ガス圧によってラッチ板３０Ａに加えられる押圧力が増大し、ラッチ板３０Ａの移動速度が増加し、インフレータ１Ａのガス噴出作動が早くなる。なお、図５（ａ）では、支承体２０のロッド２４にストッパ２４Ａを設け、支承体２０の後退限を規制し、後退した支承体２０の先端体２２が受圧片３４Ａに当たることを防止している。ただし、このストッパ２４Ａは省略されてもよい。このインフレータ１Ａのその他の構成はインフレータ１と同じである。
【００３５】
図６（ａ），（ｂ）のように、この受圧片３４Ａの縁部に突条３４ａ，３４ｂを設け、作動ガス噴出口４６からのガス圧を受け易くしてもよい。
【００３６】
なお、突条３４ａは受圧片３４Ａの１対の側縁に立設されており、突条３４ｂは受圧片３４Ａの全周縁から囲枠状に立設されている。
【００３７】
上記実施の形態は請求項１，２の発明に係るインフレータの一例であり、請求項１，２の発明は図示以外の形態をも採りうる。例えば、ラッチ板３０のロッド挿通部は開口３２ではなく切欠状であってもよい。また、作動ガス噴出口４６をシリンダ状とすると共に、受圧片３４をピストン状とし、この噴出口内に挿入する構成としてもよい。ガス噴出口７２はキャップ７０の周面ではなく先端面に設けられてもよい。
【００３８】
上記の各実施の形態では、インフレータは高圧ガスのみを貯蔵する構成のストアーガスインフレータであるが、本発明は、ガス発生剤と高圧ガス貯蔵室とを内蔵しており、ガス噴出作動時にはガス発生剤からのガスと該貯蔵室内のガスとが混合されながら噴出口から噴出するハイブリッド型インフレータにも適用できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると、インフレータの耐圧容器のガス出口に設けられるバーストシム等の封体を肉薄とすることができる。また、これにより、インフレータの起動時間の短縮を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係るインフレータの長手方向の断面図である。
【図２】 図１のインフレータのガス噴出作動時の断面図である。
【図３】 （ａ）図は図１のIII−III線断面図、（ｂ）図はガス噴出作動時における（ａ）図と同一部分の断面図である。
【図４】 ラッチ部材としてのラッチ板と支承体との係合関係の説明図である。
【図５】 （ａ）図は別の実施の形態に係るインフレータの断面図、（ｂ）図はこのインフレータのラッチ板の斜視図である。
【図６】 さらに別のラッチ板の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１Ａ インフレータ
１０ 耐圧容器
１２ 高圧ガス貯蔵室
１４ ガス出口
１６ バーストシム（封体）
２０ 支承体
２２ 先端体
２４ ロッド
２６ 溝
３０，３０Ａ ラッチ板
３２ 開口（ロッド挿通部）
３２ａ 開口３２の縁部
４０ ハウジング
６０ 支承解除装置
６２ スリーブ
６４ イニシエータ
６６ プロペラント
６８ クロージャ

Claims (3)

1. 高圧ガス貯蔵室及びガス出口を有した耐圧容器と、
   該ガス出口を閉鎖している封体と、
   該封体を高圧ガス貯蔵室と反対側から支承している支承体と、
   該支承体による封体の支承を解除する支承解除装置と
   を備えてなり、該支承解除装置によって該支承体による封体の支承が解除されることにより、該封体が該高圧ガス貯蔵室内のガス圧により破れて高圧ガス貯蔵室内から高圧ガスが放出されるインフレータであって、
   前記支承体は、該支承体に係合したラッチ部材により支承位置に保持されており、前記支承解除装置は、該ラッチ部材と支承体との係合を解除するものであるインフレータにおいて、
   該支承体は、該封体に当接する先端体と、該先端体から立設され、該封体から遠ざかる方向に延在したロッドとを有しており、
   耐圧容器の前記ガス出口には、該先端体が嵌合した開口が設けられており、
   該ロッドは、ロッドガイド部材によって該ロッドの長手方向に移動可能に保持されており、
   該ロッドの長手方向の途中にラッチ係合部が設けられ、該ラッチ部材は該ラッチ係合部に係合しており、
   該ラッチ部材は、該ロッドの長手方向と交叉方向へ前記支承解除装置によって移動可能とされており、
   該ラッチ部材には該ロッドが挿通された開口又は切欠よりなるロッド挿通部が設けられており、
   前記ロッドのラッチ係合部は、該ロッド挿通部の縁部に係合した溝であることを特徴とするインフレータ。
2. 請求項１において、該支承解除装置は、該ラッチ部材に向けてガスを噴出し、このガス圧によりラッチ部材を支承体との非係合位置へ移動させるものであることを特徴とするインフレータ。
3. エアバッグ及び該エアバッグを膨張させるための請求項１又は２に記載のインフレータを備えてなるエアバッグ装置。

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