JPS585816B2

JPS585816B2 - 乗物安全装置

Info

Publication number: JPS585816B2
Application number: JP50045738A
Authority: JP
Inventors: サミユエルバルバンモ−トン
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1974-04-15
Filing date: 1975-04-15
Publication date: 1983-02-01
Also published as: US3980318A; FR2267221B1; FR2267221A1; GB1508891A; CA1063206A; DE2516354A1; JPS50146038A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は乗物安全装置、さらに詳しくいえば乗員を抑
制する多重膨脹装置に関するものである。

安全器として乗員の抑制と組合された形式の乗物安全装
置はよく知られている。

このような装置は一般に、衝突の際に乗物の乗員の移動
を抑制するように膨脹される膨脹袋または膨脹座席ベル
トのような少なくとも１つの膨脹可能な封納体を含む。

この形式の安全装置において、封納体は、衝撃感知スイ
ッチが、衝突の発生をあらわす乗物のあらかじめ決めら
れた大きさの減速を検知したとき膨脹される。

衝撃感知スイッチの閉鎖は、乗物安全装置用の作動器を
はたらかせる電流を流すための電気回路を閉回路にする
。

作動器は、***コイルと組合されて、作動したとき封納
体を拡張状態すなわち乗員抑制状態にまで膨脹させる電
気爆発装置である。

上述の一般形式の安全装置、およびこの発明が適用され
ることができる安全装置については、この発明の譲受人
に譲渡されたエス・オルドバーグ等の米国特許第３４１
４２９２号明細書に記述されている。

そのような既知の装置において、作動された電気爆発装
置は、それにより発生される拡張ガスで直接に封納体を
膨脹させるか、または貯槽から封納体内への圧力ガスの
流れを解放するなどして間接に封納体を膨脹させる。

普通の膨脹しない座席ベルト、肩ひも等の抑制装置は、
衝突時よりも前に、好ましくは乗物が動き出す以前に乗
物の乗員によって作動抑制位置に装着される。

これに対して、上述した種類の抑制装置は、通常は乗物
の乗員によって収納された状態にあるが、衝突の際に確
実かつ自動的に膨脹してその抑制状態になる。

乗物のバッテリは、普通は抑制装置を作動させる電気爆
発装置の作動用の主要電源である。

しかし、衝突の際中に、とくに衝突の初期段階において
乗物の急速な減速および／または車輌に構造上の損傷が
生じると、乗物のバッテリと安全装置その他との接続が
切れて、抑制装置を作動する電流の供給が不可能になる
。

この危険性に関して、この発明の出願人は先に出願した
米国特許出願第３３２４４０号明細書（特公昭５７−９
９８０号公報参照）において、乗物のバツテリを使用す
ることなく抑制装置を作動させることができる余剰電源
（乗物のバツテリによって通常充電を維持される充電器
）を付加的に提供する。

このような余剰電源は比較的小形でかつ軽量にすること
ができ、また、主要電源の使用不能にかかわらず作動を
維持するように乗物内部に保護して配置することができ
る。

そのような抑制装置に使用される電気爆発装置は、オル
ドバーグ等の前記特許第３４１４２９２号明細書に開示
された形式と同様のものでよい。

この出願人は、既知の電気爆発装置が、機能した後にそ
れらの電気接点を短絡することを認めている。

そのような短絡は、電源を使用不能にしてその後の作動
を禁止または妨害する。

よって、制限された電流を供給することのできる余剰電
源は消耗されてその後の機能が禁止されることになる。

この出願人はさらに、１つの電気爆発装置の発火により
短絡して残りの電気爆発装置の発火を妨げ、その結果乗
物内の１つまたはそれ以上の抑制位置が乗員を所望に保
護することができないような１つの共通電源とは無関係
に、減速割合の順次増加に応答して種々の電気爆発装置
の順次作動を許すことが望ましいことであることを認め
ている。

同様に、複数の電気爆発装置が同時に発火するように構
成されている場合に１つの電気爆発装置が短絡すると、
１つの共通の電流制限電源が使用される場合には残りの
電気爆発装置の適当な発火を妨げることになる。

この問題は、安全装置が速やかに反応しなければならず
、衝突の際に膨脹可能な抑制装置を膨脹させるのに利用
できる時間が、毎時３０マイルの速度で静止した障害物
と衝突した場合、衝突の発生から抑制装置を完全に膨脹
するまでに普通４０〜６０ミリセカンドの範囲であり、
よって最初の電気爆発装置が急速に作動することが必要
であり、かつ種々の電気爆発装置が速やかに連続して作
動することが必要であるということにより、さらに複雑
である。

したがって、この発明の目的は下記の乗物安全装置を提
供することである。

（１）乗物の乗員抑制装置を段階的に作動させることが
でき、しかも１段またはそれ以上の段階の短絡が他の段
階の機能を禁止することがない乗物安全装置。

（２）各段階が少なくとも１つの電気爆発装置を含み、
関係のある段階の機能が１つの段階における電気爆発装
置と無関係であり、かつそれの短絡により禁止されるこ
とがない上述の乗物安全装置。

（３）電源により他の段階を機能させるように、短絡し
た電気爆発装置を自動的に電源から切離しそれにより電
源の消耗を防止する上述の乗物安全装置。

（４）短絡した電気爆発装置を自動的に電源から切離す
ことを、短絡が発生したのち数ミリセカンド以内に実施
することが可能な上述の乗物安全装置。

（５）１つまたはそれ以上の電気爆発装置の短絡にもか
かわらず、限定された電力のみを発生することが可能な
（すなわち限定された電流を限定された時間間隔のあい
だのみ発生することができる）電源によって、種々の電
気爆発装置を連続して確実に発火させる上述の乗物安全
装置。

（６）多重の膨脹可能な乗員抑制装置の作動における確
実性を増大し、しかもその増大した確実性が、低コスト
で、かつ電気爆発抑制装置の短絡にもかかわらず達成さ
れる上述の乗物安全装置。

この発明の他の目的は、膨脹可能な乗員抑制装置のよう
な衝撃によって作動する安全装置と、あらかじめ設定さ
れた最小値の電流があらかじめ設定された最少時間持続
して電源から供給されるのに応答して対応する安全装置
を作動させる電気爆発装置とともに組合される乗物安全
装置を提供することである。

減速感知装置は、衝突の際にそのような電源からそのよ
うな電気爆発装置を作動させる。

余剰電源装置は、電源が使用不能になったとき電気爆発
装置を作動させることができるように、あらかじめ充電
可能である。

対応する電気爆発装置と直列に接続される電源保護ヒュ
ーズは、電気爆発装置が爆発したとき余剰電源が短絡お
よび放電しないように保護する。

第１図はこの発明の１実施例の乗物安全装置を符号１０
で示すものである。

電源ユニット１１は乗物のバツテリ１３を含み、かつ符
号１５で示す乗物の点火スイッチを具えていることが好
ましい。

バツテリ１３は点火スイッチ１５の接触片１７と接続さ
れ、かつアースされるかまたは図示しない導線と接続さ
れる。

普通、点火スイッチ接触片１７は、切、符号１８で示す
走行、始動のいずれかと交互に接触する。

電源ユニット１１は余剰電源２０を含み、この余剰電源
２０は、点火スイッチの走行接点１８が接触片１７を通
してバツテリ１３と接続されているとき、走行接点１８
に接続されたダイオード２４および抵抗器２３を通して
充電されるコンデンサ２２を具えている。

コンデンサ２２の自由端はアースされる。

８ボルトから１５ボルトの間で変動する乗物のバツテリ
が１２ボルトであるとき、コンデンサ２２の値は１０キ
ロマイクロファラドである。

バツテリ１３のプラス側がダイオード２４のアノード側
と接続されるようにその間に点火スイッチが配置される
。

別のダイオード２６が抵抗器２３と並例に接続され、ダ
イオード２４，２６のカソードは電源ユニットの出力導
線２８と接続される。

図示の極性をもつツエナーダイオード２９がアースと点
火スイッチの接点１８との間に接続される。

この装置１０はさらに、符号３３Ａ，３３Ｂ，３４〜３
６で示す複数の電気爆発装置と組合される減速感知点火
ユニット３１を含む。

これらの電気爆発装置は、たとえば上述のオルドバーグ
等の米国特許第３４１４２９２号明細書に開示されてい
る形式のものでよい。

ここに概略的に示すように、各電気爆発装置は、アース
と点火導線たとえば導線４０．４１との間に接続された
１対の並列接続ブリッジ電線Ｂ１，Ｂ２を含む。

ブリッジ電線Ｂ１，Ｂ２は、破線４３で示す適当なハウ
ジング内に配置されて爆発火薬Ｄと協働し、それにより
ブリッジ電線Ｂ１またはＢ２を通るあらかじめ決められ
た最小値および持続時間の電流は火薬Ｄを点火するであ
ろう。

さらに詳しくいえば、ブリッジ電線は、爆発発火が起る
臨界温度に到達する所与の時間の間入力される電流に必
要な電気抵抗ヒータとしてはたらく。

電流が減少すると、加熱時間はある程度増加する。

電気爆発装置３３Ａ，３３Ｂ，３４は第１図の実施例に
おいて多重膨脹装置４５内に配置される。

膨脹装置４５はさらに、全体をＣで示す封納体を含む。

封納体Ｃは、たとえば抑制装置によって膨脹される袋と
組合せられた袋からなる。

装置３３Ａ，３３Ｂ，３４の火薬の爆発によって発生さ
れるガスは、電気爆発装置３３Ａ，３３Ｂ，３４からそ
れぞれ封納体Ｃに導かれる通路５１Ａ，５１Ｂ，５２で
示される普通の方法で、所望の膨脹効果を発生する封納
体Ｃに直接導かれる。

これに対して電気爆発装置は、通路５４Ａ，５４Ｂ，５
５それぞれを通して貯槽Ｒに接続された入力をもつ通常
閉鎖した爆発弁として配置される。

ここにおいて、貯槽Ｒはたとえば装置３３Ａのような電
気爆発装置の作動圧力をもつガスを貯え、この装置３３
Ａは通路５４Ａおよび通路５１Ａを通して上述の膨脹を
発生する。

さらに多重膨脹装置は、符号５７で示され、かつ上述の
電気爆発装置３５．３６を含む。

そのような装置は膨脹装置４５と同様である。

点火導線４１は減速感知装置５９を通して電源ユニット
出力導線２８に接続される。

これに対応して点火導線４０は、直列の電源保護装置６
１および減速感知装置６２を通して前記電源導線２８に
接続される。

減速感知装置５９、６２は普通の形式のもの、たとえば
上述のオルドバーグ等の米国特許第３４１４２９２号明
細書に開示されているものである。

減速感知装置５９．６２のおのおのは乗物に取付けられ
たノーマルオープンスイッチと協働し、かつあらかじめ
決められた減速に応答する。

第１図に示す実施例において、減速感知装置６２は第１
の低減速レベルを超えた乗物の減速に応答して閉じ、減
速感知装置５９は第２の高減速レベルを超えた乗物の減
速に応答して閉じる。

減速感知装置６２．５９の閉鎖はたとえばそれぞれ５Ｇ
および１０Ｇであり、ここでＧは重力の加速度をあらわ
す。

しかし、これらの閉鎖値は比較的広い範囲内で選択され
ることができる。

電源保護装置６１は充分に制御されたヒューズからなる
。

さらに詳しくいうと、ヒューズ６１は、１つまたはそれ
以上の電気爆発装置（ここでは３３Ａ，３３Ｂ）が直列
に接続された減速感知装置６２の閉鎖にともなって、充
分な電流が充分な発火時間だけ流れる際中は、破断され
ない（閉鎖している）ように選択される。

図示の実施例において、電気爆発装置のブリッジ電線Ｂ
１，Ｂ２は約５オームの抵抗値をもち、かつ電気爆発装
置３３Ａ，３３Ｂのおのおのは１〜２ミリセカンドの間
約０．５アンペアの電流を必要とし、それは全体で約１
〜２ミリセカンドに１アンペアである。

電気爆発装置は、抵抗値が約２〜５オーム、電流が約０
．５〜１アンペア、時間が約１〜５ミリセカンドの間で
変更することができる。

他方、電源保護ヒューズ６１は上述の点火電流の大きさ
が超えたとき、たとえば約４〜５ミリセカンドの間９〜
１０アンペアの電流が流れたとき開放する。

瞬間的な高電流レベルが発生すると、破断時間は約３．
５ミリセカンドに短縮する。

他方、電流が減少すると、ヒューズ６１の破断時間はや
や長くなる。

ヒューズの開放時間は、減速感知器６２の閉鎖にともな
って、またはそれと直列に接続された電気爆発装置３３
Ａ，３３Ｂの発火の際中に、短い持続時間だけその開放
を防止するように選定される。

しかし、ヒューズは、安全装置の他の電気爆発装置の引
続いた点火を妨害しないように、それと直列に接続され
た電気爆発装置の点火後ただちに開放されなければなら
ない。

余剰電源２０は、乗物のバツテリ１３が使用不能になっ
たときに充分な時間点火することができるように、それ
に接続されたすべての電気爆発装置に点火電流を供給す
ることができる大きさである。

しかし、余剰電源２０はその容量を超えた電流供給能力
はもたない。

よって、１つまたはそれ以上の電気爆発装置における低
抵抗または実質的な零抵抗は、その後の残りの電気爆発
装置の点火を妨げるレベルにまで、余剰電源２０から比
較的速く電流を排出する。

しかし、必要な破断電流および破断時間に関するヒュー
ズ６１の上述の破断特性は、それと直列に接続された電
気爆発装置を電源導線２８から切離し、それにより、選
択された電気爆発装置を点火する乗物のバツテリ１３の
接続が切れたとき余剰電源２０をはたらかせる。

よって、ヒューズ６１を破断する電流値および必要な時
間は余剰電源２０の供給能力による。

適当なヒューズ６１が容易に生産され、また利用される
ことができ、たとえばリトルヒューズ社のモデル第２７
５００２号が挙げられる。

この安全装置の作動は上述したところから当業者には理
解されるけれども、その概要を以下に述べる。

乗物のエンジンは点火スイッチ１５の接触片１７を始動
位置にすることによって始動する。

エンジンが始動すると接触片１７は図示しないばね機構
によって走行接点１８に戻され、ここで点火スイッチは
バツテリの正電位をツエナーダイオード２９に適用して
、ダイオード２４および抵抗器２３を通して余剰電源２
０のコンデンサ２２を充電する。

抵抗器２３は、好ましくはコンデンサ２２をたとえば数
秒間のような短時間で乗物のバツテリ１３の電圧にまで
充電するように選定され、それにより余剰電源２０は乗
物が動き始めると完全に充電される。

電気爆発装置の作動中、バツテリ１３はコンデンサ２２
の両端の電圧を維持する。

抵抗器２３の電圧降下はダイオード２６を逆バイアスに
してコンデンサ２２の放電を防止する。

ツエナーダイオード２９は約２４ボルトを超える高過度
電圧に対して保護する。

バツテリ電圧が衝突の際失われると、ダイオード２４，
２６のカソード電位はコンデンサ２２の両端の電位より
も小さくなり、ダイオード２６は順バイアスとなってコ
ンデンサ２２を放電させて、ダイオード２６，導線２８
および閉鎖された１つの減速感知装置６２または５９を
通して点火電流を流し、それと直列に接続された電気爆
発装置を点火する。

減速感知装置５９．６２はいかなる方向に対しても乗物
の減速を感知するように設計されるけれども、他の乗物
または固定構造物に対して前方への衝突が発生したとき
に乗物の乗員を保護することに関しては、減速感知器５
９．６２は乗物の前方移動における変化である衝突を感
知するであろう。

感知器５９．６２は最初開いた状態にあり、かつ乗物の
普通の作動中、すなわち一定速度の前方移動および乗物
の減速が１Ｇまたは１．５Ｇ以下であるブレーキングに
おいても開いた状態に維持される。

衝突が発生すると、乗物は減速が急速に増大する。

減速値があらかじめ決められた第１レベルすなわち低レ
ベル減速に達すると、感知器６２は閉ｌ六かつ電源ユニ
ット１１からの電流は導線２８，感知器６２，ヒューズ
６１，導線４０を通して電気爆発装置３３Ａ，３３Ｂに
流れる。

電気爆発装置３３Ａ，３３Ｂは発火し、導線５１Ａ，５
１Ｂを通して封納体Ｃに加圧ガスを急速に供給して封納
体を膨脹させ、乗物の乗員が乗物の減速にともなって周
囲の各部分に接触することを抑制する。

ヒューズ６１は、電流がそれを発火させるのに充分な時
間電気爆発装置３３Ａ，３３Ｂのブリッジ電線を通して
流れるとき閉鎖（導通）状態にある。

電気爆発装置が発火したのち、ライン４０からブリッジ
電線を通してアースされる回路を開放すると、ヒューズ
６１は閉鎖状態を維持される。

しかし、電気爆発装置が爆発すると、爆発によって解放
された電線または火薬は電気爆発装置の端子間を短絡し
、電源ユニット１１を短絡する。

その結果、直列に接続されたヒューズ６１を通る電流は
急速に増加し、それを開回路にして、それにより電源か
らの短絡を除去する。

ヒューズの開放は、直列に接続された電気爆発装置の発
火および短絡ののちきわめて短い数ミリセカンドの時間
に生じる。

電流は引続いて発火された電気爆発装置によって電源か
ら流出される。

この効果は、乗物のバツテリ１３が衝突の際、損傷を受
けて電源導線２８と切離されることによって使用不能に
なる場合にとくに重要である。

そのような場合、ヒューズ６１の開放は、その後の付加
的な電気爆発装置の点火を妨害する余剰電源２０の消耗
を防止する。

減速レベルが少なくとも減速感知装置５９の作動域まで
増加しつづけると、減速感知装置５９は電源出力導線２
８からの電流をライン４１を通して他の電気爆発装置３
４に適用するように閉じ、乗物の乗員を増加された減速
に対して保護するために通路５２を通して封納体Ｃにガ
スを供給する。

上に示したように、減速感知装置６２．５９の作動は、
５７で示すような付加的な多重膨脹装置と組合せられた
対応する電気爆発装置を作動するのに使用される。

低減速電気爆発装置が膨脹装置を作動させると、それら
は１つの共通ヒューズ６１を通して低レベル減速感知器
６２と接続される。

しかし、付加的な膨張装置の低レベル電気爆発装置は、
ヒューズ６１と同様の対応する個々のヒューズ６１Ａを
通して低減速感知装置６２と接続されることが好ましい
。

たとえば運転者と乗員とを別々に抑制するための搏々の
膨張装置の高減速電気爆発装置が、図示のように高減速
感知装置５９と直接に並列接続されることができるけれ
ども、６１に関して上述した種類のヒューズを、低レベ
ル減速装置およびヒューズ６１，６１Ａに関して示した
ように、個々の高レベル電気爆発装置３４．３６と直
列に挿入することも可能である。

第２図は、第１図に示す実施例と減速感知点火ユニット
３１Ａの点で異なるこの発明の別の実施例を示すもので
ある。

感知点火ユニット３１Ａは、電源ユニット出力導線２８
と並列に接続された複数の感知点火副ユニット（そのう
ちの２つを６７，６８で示す）を含む。

副ユニットおのおのは、電源保護ヒューズ７１および膨
張装置７２と直列に接続された対応する減速感知装置６
９を含み、各膨張装置７２は少なくとも１つの電気爆発
装置７３を含んでいる。

各電気爆発装置７３は、その爆発ガスを解放することに
より直接に、または加圧ガス貯槽Ｒｓからの接続を開放
することにより、対応する封納体Ｃｓを膨張させること
ができる。

各エレメント６９，７１，７３，Ｃｓ，Ｒｓは、好まし
くは第１図に関して上述した対応するエレメントと同様
のものである。

減速感知点火ユニット３１Ａは、同時にまたは連続して
生じる種々の異なった方向からの乗物の衝突による衝撃
によって発生する減速から、乗物の乗員を保護するよう
に配置されることができる。

後者に関して、第２図の装置を具えた乗物は、たとえば
第１の障害物と前方衝突し、続いて第２の障害物と側方
衝突する。

このような例において、前方衝突は副ユニット６７の感
知装置６９を閉じて、その電気爆発装置７３を点火し、
かつ対応する封納体を膨張して、乗物の乗員を前方移動
による前方の乗物部分との接触から保護する。

そのような電気爆発装置に短絡が生じると、副ユニット
６７のヒューズ７１は、第１図に関して上述したように
余剰電源２０Ａをみせかけの放電から保護するように破
断する。

よって、引続いて第２側方衝突が発生すると、副ユニッ
ト６８の減速感知装置６９および別の電気爆発装置７３
は対応して機能して、乗員を側方移動により乗物部分と
接触することを防止するように配置された副ユニット６
８の対応する別の封納体を膨張させる。

よって、各段階の機能はその他の段階内の電気爆発装置
とは無関係であり、またそれらの短絡によっては禁止さ
れない。

電気爆発装置の短絡が発生すると、充分に制御された数
ミリセカンドの破断または開放時間をもつそれと直列に
接続されたヒューズは開く。

このようなヒューズの開放は、その短絡が無くなること
により電源の排出を生じさせ、それにより安全装置の別
の段階を確実に機能させる。

第２図の実施例において、余剰電源２０Ａ内のコンデン
サは３５００〜５０００マイクロファラドの値をもつ。

この発明の特別の実施例が詳細に上述されたが、この発
明の範囲内で装置の変更または修正および各部品の取換
えが可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による乗物安全装置の１実施例を示す
ブロック線図、第２図は別の実施例を示すブロック線図
である。１０……乗物安全装置、１１……電源ユニット、１３…
…バッテリ、１５……点火スイッチ、２０……余剰電源
、３１……減速感知点火ユニット、３３Ａ，３３Ｂ，３
４，３５，３６……電気爆発装置、４５……多重膨張装
置、５９，６２……減速感知装置、６１……電源保護装
置、Ｃ……封納体、Ｄ……火薬、Ｒ……貯槽。

Claims

【特許請求の範囲】

１衝撃で作動する保護部材と組合される乗物安全装置
において、電源と、前記電源からあらかじめ設定された
最小値の電流があらかじめ設定された最少時間持続して
適用されるのに応答して前記保護部材を作動する電気爆
発部材と、前記電気爆発部材と組合されかつ前記電源と
直列に接続されて、衝突が発生したとき前記電源のはた
らきを受けて前記電気爆発部材を作動させる感知部材と
、前記電源が使用不能になったとき、前記電源の代りに
前記電気爆発部材を作動させるようにあらかじめ充電可
能となっている余剰電源と、前記電気爆発部材と直列に
接続されて、前記電気爆発部材が爆発したとき前記余剰
電源が短絡および放電しないように保護する電源保護部
材とを具えていることを特徴とする乗物安全装置。