JPH0524503A

JPH0524503A - 衝撃吸収装置

Info

Publication number: JPH0524503A
Application number: JP3187465A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Kurauchi; 憲孝倉内; Koichi Iwata; 幸一岩田; Kazuo Sawada; 和夫澤田; Yoshihiro Nakai; 由弘中井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1993-02-02
Anticipated expiration: 2015-12-04
Also published as: JP3114257B2

Abstract

(57)【要約】【目的】爆薬などの爆発性物質を用いずに、無害なガ
スを短時間で発生できる衝撃吸収装置を提供する。【構成】容器２の内部に、複数の金属膜６〜１１から
成る発熱体５を取付け、その上側に水１２を貯留する。
通電により上側の金属膜から順に溶融させて水を加熱
し、水蒸気を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの衝突時
に人体保護用バッグを膨張させて運転者や乗員にかかる
衝撃を吸収する衝撃吸収装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のエアバック装置に使用さ
れているインフレータは、図４に示すように、外壁にガ
ス放出孔２２を設けたケース２１内に、アジ化アルカリ
金属と金属酸化物の混合物からなるガス発生剤２３と、
点火装置２４を収納し、その点火装置２４を、火薬等の
爆発力のある物質から成る点火用薬剤２５と、衝撃の検
出信号によって作動するイグナイタ２６とから形成した
構造となっており、イグナイタ２６により点火用薬剤２
５を点火し、その爆発的な熱エネルギーによりガス発生
剤２３を燃焼させてガスを発生させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように点
火用薬剤２５に用いられる爆発性物質は、取扱いが危険
なために、その保管や組付け作業の際の安全性に問題が
ある。また、自動車に装着した状態では、誰れにでも爆
発性物質を手に入れられる可能性があるため、その防護
が大きな問題となる。

【０００４】また、従来のアジ化アルカリ金属を用いた
ガス発生剤２３は、４ＮａＮ₃＋Ｏ₂→２Ｎａ₂Ｏ＋６
Ｎ₂の反応式によって窒素ガスを発生させるが、副生成
物であるＮａ₂Ｏが人体に対して極めて有害な特性があ
り、これがエアバッグ等から外部に流出すると、人体に
害を与える問題がある。

【０００５】そこで、この発明は、上記のエアバッグ装
置に代えて、爆発性物質や有害成分を含むガスを用いず
にバッグを膨脹させて衝撃を有効に吸収することができ
る装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の第１の手段は、蒸発性物質の貯留部と、
加熱用電源に接続する発熱体を設けたガス発生容器に、
膨張収縮可能なバッグを連結した構造としたのである。

【０００７】上記の蒸発性物質としては、５０℃〜１５
０℃の沸点を有するものが望ましく、水又はアルコール
を利用することができる。

【０００８】また、この発明の第２の手段は、上記のガ
ス発生容器とバッグの連結部に、熱分解により発熱する
発熱性物質を設けた構造としたものである。

【０００９】上記の発熱性物質としては、酸化鉄と炭素
の混合物を利用することができる。また、この発熱性物
質は、粉末の固体の状態で用いるのが望ましい。

【００１０】また、この発明の第３の手段は、上記のバ
ッグを断熱材で形成した構造としたものである。

【００１１】なお、上述した各手段において、加熱用電
源に電気２重層コンデンサを用いることができる。

【００１２】

【作用】上記の第１の手段においては、衝撃の検出信号
により発熱体を通電して発熱させ、蒸発性物質を加熱し
て、発生する気化ガスによりバッグを膨張させる。

【００１３】このような気化ガスは、熱分解反応によっ
て発生する反応ガスでないため、有毒な成分が生成され
ず、外部に流出しても人体に害を与えない。また、発熱
体は通電によって作動するため、爆発性物質を用いる場
合のような危険がなく、加えて、スイッチ等の操作によ
って瞬時に発熱するため、速応性の高いガス発生を行な
うことができる。

【００１４】また、上記蒸発性物質の沸点を５０℃〜１
５０℃の温度範囲にすると、周辺の温度上昇によって不
用意に気化が始まるという不具合がなく、また、気化ガ
スによってバッグの表面温度が高くなりすぎないため、
人体の火傷事故を防止することができる。

【００１５】また、第２の手段においては、ガス発生容
器から気化ガスがバッグに導入される際に、その気化ガ
スと共に、発熱性物質がバッグ内に放出され、気化ガス
の熱によって熱分解してバッグを加熱する。これによ
り、バッグの内部温度を沸点以上に保持することがで
き、バッグに導入した気化ガスの液化を防止することが
できる。

【００１６】このような発熱性物質は、粉末状態で使用
すると、バッグに放出される気化ガスの圧力によって広
範囲にバッグ内に分散し、その内部を均一に加熱するこ
とができる。

【００１７】一方、この発明の第３の手段のように、バ
ッグを断熱材で形成すると、高温状態になるバッグ内部
に対してバッグの外表面を低温度に保つことができ、接
触による人体の火傷を防止することができる。

【００１８】なお、加熱用の電源としては、電池やコン
デンサ等の通常の電源を用いることができるが、特に、
電気２重層コンデンサを用いると、軽量かつコンパクト
な状態で大容量の電気を保持することができ、装置の小
型化と、大電流を一度に発熱体に流せることによる高い
加熱性能とを得ることができる。

【００１９】

【実施例】図１及び図２は、実施例の衝撃吸収装置を示
している。この衝撃吸収装置は、図１に示すように、ガ
ス発生容器１と、膨張収縮するバッグ２とを連通管３に
より連結し、その連通管３の内部に、ガス中の微細なゴ
ミ等を除去するフィルタ４を収納して構成される。

【００２０】ガス発生容器１は、図２に示すように、そ
の内部に、発熱体５を構成する容器の内面を覆う大きさ
をもった６枚の金属膜６、７、８、９、１０、１１が、
それぞれ一定の間隔をあけて平行に取付けられており、
その最上部の金属膜６の上側が、蒸発性物質１２の貯留
部１３となっている。

【００２１】上記金属膜６〜１１は、通電によって溶融
可能な材料で形成され、その厚みが上側のものになるに
従って順に薄くなるように設定されており、その各金属
膜６〜１１に電源回路１４が並列接続されている。

【００２２】この電源回路１４は、電気２重層コンデン
サ１５と、スイッチ１６とから構成され、そのスイッチ
１６は、衝突時の圧力変化を検出する衝撃検出器（図示
省略）に接続し、その検出器からの信号により作動し
て、コンデンサ１５と各金属膜を接続するように設定さ
れている。

【００２３】バッグ２は、断熱性を有するＳｉＣやＡｌ
₂Ｏ₃等のセラミックス繊維を袋状に編んで形成されて
おり、内部からのガス圧によって膨張できる柔軟性がも
たされている。

【００２４】また、連通管３内部のフィルタ４には、発
熱性物質１７の粉末が充填されている。

【００２５】上記の構造で成る衝撃吸収装置において
は、スイッチ１６の作動によりコンデンサ１５から各金
属膜に電流を流すと、各金属膜６〜１１がその厚みの違
いによって薄い上側のものから順に溶融し、その上側に
貯留した蒸発性物質１２をその溶融熱によって加熱しつ
つ落下させる。

【００２６】この加熱によって発生する気化ガスは、容
器１内部の圧力上昇によりフィルタを通ってバッグ２に
導入されるが、このときフィルタ４内部の酸化鉄と炭素
の粉末が気化ガスと共にバッグ２内に放出され、バッグ
２の内部で気化ガスの熱により分解してバック２内部を
加熱する。

【００２７】バッグ２は、この加熱により内部温度が沸
点温度以上に維持されると共に、導入される気化ガスに
よって膨張される。

【００２８】（実験例）次に、上記衝撃吸収装置を用い
て行なったバッグの膨張実験について説明する。この実
験では、ガス発生容器１の内寸法を、高さ１５mm、幅５
０mm、長さ５０mmで形成し、その内部に蒸発性物質１２
として５０ｇの水を収納し、フィルタ４の内部には発熱
性物質１７として酸化銅と炭素の粉末の混合物を充填し
た。

【００２９】また、各金属膜６〜１１にアルミニウムハ
クを使用し、その厚みを上側のものから順に２.5、３.
0、３.5、４.0、４.5、５.0μｍで形成した。また、各
金属膜の間の間隔を３mmに設定した。

【００３０】さらに、電気２重層コンデンサ１５の容量
を、各金属膜６〜１１にそれぞれ４Ａの電流が流れるよ
うに設定し、バッグ２の容量を３０リットルに設定し
た。

【００３１】実験は、以上のような構造において、衝撃
検出器に模擬的な衝撃を加え、スイッチ１６を作動させ
て行なった。このスイッチ１６の作動と同時に、最上部
の金属膜６が溶融しはじめ、その後、順を追って下側の
金属膜が溶融し、それに沿って水が気化しつつ落下し
た。そして、最下部の金属膜１１が溶融した時点で水が
完全に蒸発して水蒸気となり、バッグ２を急激に膨張さ
せた。

【００３２】図３は、この膨張実験におけるバッグ２内
部の圧力変化と温度変化をスイッチ１６の作動からの時
間的経過を追って示したものである。この図に示すよう
に、バッグ内の圧力は、３０ｍｓｅｃ前後で最大圧力
（２気化）を示し、６０ｍｓｅｃ前後でバッグが完全な
展開形状に膨張したことが示される。

【００３３】また、バッグ内の温度は、４０ｍｓｅｃ前
後で最高温度まで上昇した後、水の沸点温度（１００
℃）以上で保持されており、酸化鉄と炭素の粉末がバッ
グ内部で発熱して有効に温度維持を図ったことが示され
た。

【００３４】また、膨張後のバッグ２の外表面の温度を
測定すると３７℃前後を示し、火傷などの弊害は生じな
かった。

【００３５】さらに、バッグ２の内部のガスを分析する
と、水蒸気によってバッグが膨張されていたことが確認
され、有害な成分は含まれていなかった。

【００３６】なお、上記の実験例では蒸発性物質として
水を利用したが、これに限定されるものではなく、アル
コールやその他の蒸発性物質を利用することができる。

【００３７】また、発熱性物質の種類や、蒸発性物質を
気化させる構造についても、上述した実施例のものに限
定されるものではない。

【００３８】

【効果】以上のように、この発明は、蒸発性物質の気化
ガスを利用してバッグを膨張させるので、有害なガスの
発生や流出がなく安全な衝撃吸収構造を実現できる。

【００３９】また、蒸発性物質を通電による加熱で気化
させるため、爆薬等の爆発性物質を燃焼させる場合のよ
うな危険性がなく、安全性に優れた装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の衝撃吸収装置を示す一部縦断正面図

【図２】同上のインフレータの内部構造を示す縦断正面
図

【図３】ガス導入におけるエアバッグ内部の圧力変化と
温度変化を示すグラフ

【図４】従来のインフレータの内部構造を示す断面図

【符号の説明】

１ガス発生容器２バッグ４フィルタ６、７、８、９、１０、１１金属膜１２蒸発性物質１３貯留部１４電源回路１７発熱性物質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中井由弘大阪市此花区島屋一丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発性物質の貯留部と、加熱用電源に接
続する発熱体を設けたガス発生容器に、膨張収縮可能な
バッグを連結した衝撃吸収装置。
【請求項２】蒸発性物質が５０℃〜１５０℃の沸点を
有するものである請求項１に記載の衝撃吸収装置。
【請求項３】蒸発性物質が水又はアルコールである請
求項２に記載の衝撃吸収装置。
【請求項４】ガス発生容器とバッグとの連結部に、熱
分解して発熱する発熱性物質を設けた請求項１乃至３い
ずれかに記載の衝撃吸収装置。
【請求項５】上記発熱性物質が、酸化鉄と炭素の混合物
である請求項４に記載の衝撃吸収装置。
【請求項６】上記発熱性物質が粉末状の固体である請
求項４又は５に記載の衝撃吸収装置。
【請求項７】上記バッグが断熱材で形成されている請
求項１乃至６いずれかに記載の衝撃吸収装置。
【請求項８】上記加熱用電源が電気２重層コンデンサ
である請求項１乃至７いずれかに記載の衝撃吸収装置。