JP4228811B2

JP4228811B2 - インフレータ及びエアバッグ装置

Info

Publication number: JP4228811B2
Application number: JP2003201829A
Authority: JP
Inventors: 完侍矢野; 淳西村
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: JP2005041307A

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】
Ｉ．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】
II．ストアーガスインフレータが火災に遭遇したときに、その高圧ガス貯蔵室内からガスを放出させるようにするために、排気孔と、該排気孔を密閉しているが火災時の熱を受けると該排気孔を開放させて高圧ガス貯蔵室からガスを流出させる密閉手段とを設けることが特開平１０−４４９１８号公報に記載されている。同号公報では、この密閉手段として熱可塑性プラスチック、低い融点を有する金属材料（すず、鉛等）が示されている。
【０００７】
【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
【特許文献３】
特開平１０−４４９１８号公報
【０００８】
【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であり、しかも火災時に高圧ガス貯蔵室からガスを放出させる手段を有したインフレータと、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のインフレータは、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、火災時に該高圧ガス貯蔵室内のガスを流出させるための排気孔と、平常時は該排気孔を密閉しており、火災時に熱を受けて該排気孔を開放させる密閉手段とが設けられているインフレータにおいて、該排気孔及び密閉手段は前記支承体に設けられており、前記支承体は、該封体に当接した支承本体と、該支承本体を高圧ガス貯蔵室と反対側から支持している支承板体とを備えてなり、前記支承解除装置は、該支承板体に向けてガスを噴出し、このガス圧により支承板体を移動させて支承板体の非支持位置へ移動させるものであり、該支承板体は、該支承解除装置からのガス圧により割断するように割断用の溝が設けられており、該溝の一端は、該支承板体の支承本体側の端縁に達しており、前記排気孔は前記支承本体に設けられており、該溝の一端が前記排気孔に対面していることを特徴とするものである。
【００１０】
かかる本発明のインフレータにあっては、火災に遭遇して熱を受けると、密閉手段による排気孔の密閉が解除され、高圧ガス貯蔵室からガスが放出される。
【００１１】
本発明の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。
【００１２】
本発明においては、排気孔及び密閉手段は支承体に設けられている。この場合、高圧ガス貯蔵室から流出したガスを濾過するためのフィルタを設けておく（請求項２）ことにより、支承体から外れた密閉手段を該フィルタで捕捉することができる。
【００１３】
本発明においては、支承体は、封体に当接した支承本体と、該支承本体を高圧ガス貯蔵室と反対側から支持している支承板体とを備えてなり、解除装置は、該支承板体に向けてガスを噴出し、このガス圧により支承板体を移動させて支承板体の非支持位置へ移動させるものである。
【００１４】
このような構成とした場合、ガス圧を受ける板面の面積を大きくし、支承板体を急速に非支持位置へ移動させることができる。これにより、インフレータの起動を迅速化させることができる。
【００１５】
この支承板体は、該解除装置からのガス圧により割断するように割断用の溝が設けられており、該溝の一端は、該支承板体の封体側の端縁に達しており、排気孔は支承本体に設けられており、該溝の一端が排気孔に対面している。このように構成した場合、支承板体が割れて小さくなることにより、支承板体が少し動くだけで支承板体が非支持位置まで移動する。これにより、インフレータの起動を一層迅速化させることができる。なお、火災時に密閉手段が密閉を解除した場合、高圧ガス貯蔵室内のガス圧は排気孔から支承板体の一端側の溝を経て流出する。
【００１６】
本発明では、支承解除装置がガス圧によって支承解除動作するものである場合、この支承解除用ガス圧が密閉手段を過度に強力に押圧しないようにするために、排気孔は孔の開放断面積が部分的に小さくなっているオリフィス部を有しており、前記密閉手段は該オリフィス部よりも前記高圧ガス貯蔵室側に配置されている構成（請求項３）としてもよい。
【００１７】
このオリフィス部は、上記支承解除用ガス圧によって密閉手段に加えられる圧力を軽減する。
【００１８】
上記の密閉手段としては、火災時の熱によって軟化又は溶融する材料が好適である（請求項４）。
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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜４を参照して実施の形態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（ａ）はこのインフレータ１の長手方向の断面図、図１（ｂ）は支承本体の断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面斜視図、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（ａ）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（ａ），（ｂ）は、それぞれ支承板体２２の支承本体２０支承時及び支承解除時における斜視図である。
【００２０】
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本体２０と、支承本体２０を支持している支承板体２２と、この支承板体２２を支承本体２０の非支承位置に移動させて該支承本体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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
この流入用開口４２に、バーストシム１６に接するように支承本体２０が嵌入されている。この支承本体２０は円盤形であり、該流入用開口４２に挿抜自在に挿入されている。ハウジング４０内には、この支承本体２０を支承する支承板体２２が設置されている。この支承板体２２は、略長方形板状のものであり、その一辺（前辺）が支承本体２０に当接しており、他辺（後辺）がハウジング４０の段差部２８に係止されている。
【００２４】
略々円筒状のハウジング４０の内孔は、流入用開口４２側が大径部２４となっており、流出用開口４４側が小径部２６となっている。なお、流出用開口４４及び小径部２６は支承本体２０よりも大径であり、後述の通り、支承本体２０が該小径部２６から流出用開口４４を通ってキャップ７０まで移動可能となっている。この大径部２４と小径部２６との境界は段差部２８となっている。
【００２５】
この実施の形態では、支承解除装置６０からの作動ガス噴出口４６は大径部２４内に臨むように該ハウジング４０の側面（各図における上面）に設けられており、支承板体２２は、該大径部２４内において、その板面が該作動ガス噴出口４６に対面するよう配置されている。
【００２６】
支承板体２２の両板面には、それぞれ、該支承板体２２の前記一辺（前辺）及び他辺（後辺）の中間同士を結ぶように、ノッチ状の溝よりなるテアライン２２ａが延設されている。該支承板体２２は、前記作動ガス噴出口４６を介してその板面に支承解除装置６０からの作動ガスが吹き付けられたときに、このガス圧により、該テアライン２２ａに沿って真二つに割断される。
【００２７】
なお、図３（ａ）に示すように、支承板体２２の該一辺は流入用開口４２を直径方向に横断し、その両端側が、ピン２２ｂ（図４参照）等を介して該流入用開口４２の周縁部に枢支されている。また、該他辺も、小径部２６を直径方向に横断し、その両端側がピン２２ｂ等を介して段差部２８に枢支されている。
【００２８】
従って、支承板体２２は、作動ガス噴出口４６を介して支承解除装置６０から作動ガスが吹き付けられると、このガス圧によってテアライン２２ａに沿って真二つに割断されると共に、図３（ｂ）に示すように、該テアライン２２ａから一半側と他半側とがそれぞれピン２２ｂを回動中心として互いに離反するように回動し、支承本体２０から外れる。これにより、該支承板体２２による支承本体２０の支承が解除される。
【００２９】
円盤状の支承本体２０の中央部には、その軸心方向に貫通する排気孔３０が設けられている。この排気孔３０の長手方向の途中部に小径孔よりなるオリフィス部３２が設けられており、このオリフィス部３２より高圧ガス貯蔵室１２側の該排気孔３０内に密閉体（密閉手段）３４が充填され、排気孔３０が密閉されている。この密閉体３４の端面は支承本体２０の板面と面一状となっている。この密閉体３４は、熱可塑性合成樹脂や、鉛、スズ等の低融点の金属又は合金等にて構成されている。
【００３０】
支承板体２２の表裏のテアライン２２ａ，２２ａは、この排気孔３０に臨むように配置されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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（ａ）の通り、支承本体２０がハウジング４０の開口４２に嵌合し、該支承本体２０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、この支承本体２０の先端面及び開口４２の周囲に重なっている。
【００３６】
この支承本体２０は支承板体２２によって支えられているので、高圧ガス貯蔵室１２側からバーストシム１６を介して支承本体２０に高いガス圧が加えられても、支承本体２０は退動せず、バーストシム１６は支承本体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。
【００３７】
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、高圧ガスが作動ガス噴出口４６から噴出し、支承板体２２に該ガスが吹き付けられる。
【００３８】
そして、このガス圧により、前述の通り支承板体２２がテアライン２２ａに沿って割断されると共に、図３（ｂ）、図４（ｂ）のように、該テアライン２２ａから一半側と他半側とがそれぞれピン２２ｂを回動中心として互いに離反するように回動して支承本体２０から外れ、該支承板体２２による支承本体２０の支承が解除される。この結果、支承本体２０は貯蔵室１２内のガス圧に押されて退動すると共に、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。そして、貯蔵室１２内の高圧ガスが、支承本体２０をキャップ７０に向って移動させながらハウジング４０及び該キャップ７０を通過し、ガス噴出口７２から噴出する。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バーストシム１６と支承本体２０がキャップ７０に向かって移動する。
【００３９】
このインフレータ１にあっては、支承解除装置６０からのガスは支承板体２２の板面に吹き付けられるため、支承板体２２は、このガス圧を大きな面積で受け、急速に支承本体２０の非支持位置まで移動するようになる。これにより、インフレータ１は起動が迅速なものとなる。
【００４０】
この実施の形態では、支承板体２２は支承解除装置６０からのガス圧によりテアライン２２ａに沿って割断されて小さくなるため、該テアライン２２ａから一半側と他半側とが少しずつ動くだけで支承本体２０の非支持位置まで移動する。これにより、インフレータ１の起動が一層迅速なものとなる。
【００４１】
この実施の形態にあっては、排気孔３０にオリフィス部３２が設けられているので、イニシエータ６４の作動時に排気孔３０を通って密閉体３４に加えられるガス圧が軽減される。このため、密閉体３４は支承本体２０から外れることなく、図２の通り支承本体２０と一体に該キャップ７０内にまで移動する。
【００４２】
このインフレータ１が火災に遭遇して熱が加えられた場合、密閉体３４が軟化するか又は溶融し、高圧ガス貯蔵室１２内のガス圧によって密閉体３４が排気孔３０から押し出されて排気孔３０が開通する。これにより、高圧ガス貯蔵室１２内のガスが排気孔３０からキャップ７０のガス噴出口７２を経て流出する。なお、排気孔３０から押し出された密閉体３４はフィルタ７４によって捕捉される。
【００４３】
本発明において、支承板体２２の設置構造は図示の構成に限定されるものではない。例えば、図示はしないが、支承解除装置６０からの作動ガス圧によって支承板体２２の係止を解除する係止手段によって支承板体２２を係止し、支承解除装置６０から支承板体２２にガスが吹き付けたられたときに、そのガス圧によって該係止手段による支承板体２２の係止が解除されると共に該支承板体２２が支承本体２０の非支承位置まで移動するよう構成してもよい。
【００４４】
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。
【００４５】
【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。本発明によると、火災時に高圧ガス貯蔵室内のガスを放出することができる。
【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】ガス噴出作動前及び作動後における支承板体の斜視図である。
【符号の説明】
１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支承本体
２２支承板体
２２ａテアライン
２４大径部
２６小径部
２８段差部
３０排気孔
３２オリフィス部
３４密閉体
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

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、
火災時に該高圧ガス貯蔵室内のガスを流出させるための排気孔と、平常時は該排気孔を密閉しており、火災時に熱を受けて該排気孔を開放させる密閉手段とが設けられているインフレータにおいて、
該排気孔及び密閉手段は前記支承体に設けられており、
前記支承体は、該封体に当接した支承本体と、該支承本体を高圧ガス貯蔵室と反対側から支持している支承板体とを備えてなり、
前記支承解除装置は、該支承板体に向けてガスを噴出し、このガス圧により支承板体を移動させて支承板体の非支持位置へ移動させるものであり、
該支承板体は、該支承解除装置からのガス圧により割断するように割断用の溝が設けられており、
該溝の一端は、該支承板体の支承本体側の端縁に達しており、
前記排気孔は前記支承本体に設けられており、
該溝の一端が前記排気孔に対面していることを特徴とするインフレータ。
請求項１において、前記高圧ガス貯蔵室からガス出口を通って流出したガスが通過するフィルタが設けられていることを特徴とするインフレータ。
請求項１又は２において、前記排気孔は孔の開放断面積が部分的に小さくなっているオリフィス部を有しており、
前記密閉手段は該オリフィス部よりも前記高圧ガス貯蔵室側に配置されていることを特徴とするインフレータ。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記密閉手段は、火災時の熱によって軟化又は溶融する材料よりなることを特徴とするインフレータ。
エアバッグと、該エアバッグを膨張させるための請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインフレータとを備えてなるエアバッグ装置。