JP4062037B2

JP4062037B2 - インフレータ及びエアバッグ装置

Info

Publication number: JP4062037B2
Application number: JP2002286163A
Authority: JP
Inventors: 秀樹水野
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: US6805376B2; DE60203590T2; US20030116949A1; EP1323595A1; DE60203590D1; JP2003252167A; EP1323595B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車乗員の保護用エアバッグ等を膨張させる用途に好適なインフレータと、このインフレータを備えたエアバッグ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の乗員を保護するエアバッグを膨張させるインフレータとして、イニシエータが作動すると内部に衝撃波が発生し、この衝撃波によって前記ガス出口を開放させるようにしたものがある（米国特許第６，２７３，４６２号）。第２図はこの米国特許第６，２７３，４６２号のインフレータの断面図である。
【０００３】
このインフレータ１００は、高圧ガスが充填されたガス貯蔵室１０２を有する略円筒形状の耐圧容器１０４を備えている。この耐圧容器１０４の筒軸方向の一端（先端部）側に円形開口よりなるガス噴出口１０６が設けられている。このガス噴出口１０６は、金属薄板等よりなるバーストディスク１０８によって閉鎖されている。このバーストディスク１０８は、ガス貯蔵室１０２内の圧力が所定以上となるか、或いは後述のイニシエータ１１６により衝撃波が加えられると破裂して該ガス噴出口１０６を開放するように構成されている。
【０００４】
該耐圧容器１０４の他端（後端部）側にはイニシエータ設置用のイニシエータハウジング１１４が設けられている。このイニシエータハウジング１１４は、該耐圧容器１０４の後端部から該ガス噴出口１０６に向ってガス貯蔵室１０２内に延出した略円筒状のものである。このイニシエータハウジング１１４内に衝撃波発生用のイニシエータ１１６が設置されている。
【０００５】
このイニシエータ１１６は、後端側から延出した１対の通電用の電極１１８，１２０に通電されることにより作動し、ガス貯蔵室１０２内の圧力よりも高く、なおかつ該ガス貯蔵室１０２内に衝撃波を発生させるのに十分な差圧を有した高圧ガスを発生させ、その先端側から瞬間的に該ガス貯蔵室１０２内に噴出させるよう構成されている。
【０００６】
このように構成されたインフレータ１００においては、イニシエータ１１６が作動し、該イニシエータ１１６からガス貯蔵室１０２内に高圧ガスが噴出されると、このイニシエータ１１６からのガスの圧力とガス貯蔵室１０２内のガスの圧力との間の差圧により、該ガス貯蔵室１０２内に衝撃波が発生する。この衝撃波は該ガス貯蔵室１０２内をガス噴出口１０６に向って伝播する。この衝撃波が該ガス噴出口１０６を閉鎖しているバーストディスク１０８に到達すると、バーストディスク１０８は、ガス貯蔵室１０２内の全体の圧力が該バーストディスク１０８の破裂圧に達する前にこの衝撃波により破裂し、該ガス噴出口１０６を開放する。これにより、該インフレータ１００からガスが噴出するようになる。
【０００７】
このインフレータ１００においては、耐圧容器１０４の先端側には該ガス噴出口１０６に被さるように略キャップ状のディフューザ１１０が冠着されている。そのため、該バーストディスク１０８が破裂すると、ガス貯蔵室１０２内のガスは該ガス噴出口１０６から該ディフューザ１１０を経由し、該ディフューザ１１０の側周面に設けられたオリフィス１１２を通って外部に噴出する。
【０００８】
なお、上記のように、ガス貯蔵室１０２内の全体のガス圧がバーストディスク１０８の破裂強度に達するよりも前に該バーストディスク１０８を破ってガスを噴出口１０６から噴出させるように構成したインフレータ１００にあっては、該噴出口１０６から比較的低目のガス圧のガスを比較的長時間にわたって噴出させることができる。これにより、エアバッグを比較的ゆっくりと膨張させると共に、比較的長時間にわたってエアバッグ内圧を高く保つことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記第２図のインフレータ１００にあっては、イニシエータ１１６が高圧のガス貯蔵室１０２内に向ってガスを噴出させて衝撃波を発生させる構成であるところから、イニシエータ１１６は、ガス貯蔵室１０２内に充填された高圧ガスよりも十分に高圧のガスを急激に発生させる高性能のものである必要がある。もしくは、そこまで高性能でなくても、ある程度の性能のあるイニシエータを利用した場合、発生する衝撃波が充分でない場合が考えられ、バーストディスク１０８までたどり着かないか、たどり着いても、バーストディスクを破るほどの威力のないものである可能性がある。そのために、インフレータの耐圧容器の長さを短くして、衝撃波がバーストディスクまで充分にたどり着くようにする必要がある。
【００１０】
本発明は、イニシエータが上記ほど急激かつ高圧にガスを発生させるものでなくても衝撃波が発生し、耐圧容器のガス出口が衝撃波で破れてガスが噴出するよう構成されたインフレータと、このインフレータを備えたエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインフレータは、衝撃波を受けることによって開放するガス出口が一端に設けられ、内部に高圧ガスが充填された耐圧容器と、該耐圧容器の他端側に設けられた、該ガス出口に向って衝撃波を発生させるための衝撃波発生器と、を備えてなり、該衝撃波発生器は、内側から衝撃波を受けることにより破れて衝撃波を前記ガス出口に向けて発生させる先端部を有し、内部に前記高圧ガスよりも低圧のガスが充填されたチューブと、該チューブの後端側に設けられており、ガス発生作動することにより該チューブ内に衝撃波を放出するイニシエータとを有することを特徴とするものである。
本発明のエアバッグ装置は、エアバッグと、上記本発明のインフレータとを備えたものである。
【００１２】
かかる本発明のインフレータにあっては、イニシエータが作動するとイニシエータの発生ガス圧とチューブ内のガス圧の差圧によりチューブ内に衝撃波が発生し、この衝撃波を受けたチューブ先端が破れてチューブ内圧と耐圧容器内圧の差圧によりさらに衝撃波が発生する。この衝撃波は耐圧容器内を急速に伝播し、耐圧容器のガス出口に到達し、該ガス出口を破って開放させる。これにより、耐圧容器からガスが噴出する。
【００１３】
本発明においては、ガス圧が比較的低いチューブにイニシエータが設けられており、イニシエータはこのチューブ内に向けてガスを噴出させて衝撃波を発生させるので、イニシエータの作動時に発生するガス圧が前記米国特許６，２７３，４６２のイニシエータ１１６より低くても衝撃波を発生させることができる。このため、イニシエータとして構成が簡易で低コストのものを用いることができる。
【００１４】
本発明のインフレータは、チューブ内に、イニシエータによる衝撃波の発生を助勢するためのブースタが設けられていることが好ましい。
【００１５】
このブースタは、例えば、イニシエータのガス発生作動によってガス発生反応が誘起されるプロペラント（ガス発生剤）を備えてなり、イニシエータがガス発生作動したときに、その発生ガス圧により該イニシエータの発生ガス圧を昇圧してチューブ内における衝撃波の発生を助勢するよう構成されている。
【００１６】
このブースタをチューブ内に設けることにより、イニシエータの出力がさらに低くても足りるようになる。このため、イニシエータとしてより一層構成が簡易で低廉なものを用いることが可能となる。また、インフレータの耐圧容器として比較的大容量のものを採用した場合や、耐圧容器内の気体圧力を比較的高く設定した場合にも、比較的発生ガス圧の低いイニシエータにより、該耐圧容器のガス出口を開放させるのに十分な規模の衝撃波を発生させることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。第１図は本発明の実施の形態に係るインフレータの断面図である。
【００１８】
このインフレータ１は、高圧のガスが充填されたガス貯蔵室２を有する略円筒形状の耐圧容器４を備えている。この耐圧容器４の筒軸方向の一端（先端部）側にガス噴出口６が設けられている。このガス噴出口６はバーストディスク８によって閉鎖されている。このバーストディスク８は、後述の衝撃波発生器１０からの衝撃波が加えられることにより破裂して該ガス噴出口６を開放するように構成されている。
【００１９】
耐圧容器４の他端（後端部）側には、このバーストディスク８を破裂させる衝撃波を発生させるための衝撃波発生器１０が設けられている。この衝撃波発生器１０は、該耐圧容器４の後端部に取り付けられたイニシエータ設置用のイニシエータハウジング１２と、該イニシエータハウジング１２からガス噴出口６に向かうようにガス貯蔵室２内に延出したチューブ１４と、該イニシエータハウジング１２を介して耐圧容器４の後端部に設置されており、先端側が該チューブ１４の基端側に内嵌したイニシエータ１６と、該チューブ１４の先端側を閉鎖しており、該チューブ１４内で衝撃波が発生すると破裂して該チューブ１４の先端側を開放するよう構成されたクロージャディスク１８を備えている。このクロージャディスク１８により閉鎖された状態において、該チューブ１４内にはガス貯蔵室２内の圧力よりも低い圧力にてガスが充填されている。このチューブ１４内のガス充填圧と、ガス貯蔵室２内のガス充填圧の差圧は大きければ大きい程好ましいが、例えばチューブ内のガス圧が１気圧とした場合、ガス貯蔵室のガス圧はその１．５倍以上であるのが好ましい。
【００２０】
なお、該チューブ１４内に充填されるガス及びガス貯蔵室２内に充填されるガスはそれぞれ非燃焼性のガスで足り、例えば空気、窒素、ヘリウムなどが充填される。
【００２１】
該イニシエータ１６は、後端側に設けられた通電用の電極２０，２２に通電されることにより作動し、チューブ１４内のガス圧よりも高く、該チューブ１４内に衝撃波を発生させるのに十分な圧力を有した高圧ガスを噴出させるように構成されている。
【００２２】
このように構成されたインフレータ１においては、イニシエータ１６が作動し、該イニシエータ１６からチューブ１４内に高圧ガスが噴出されると、イニシエータより発生したガス圧とチューブ１４内の内圧との差圧により該チューブ１４内に衝撃波が発生する。この衝撃波は、チューブ１４内を該チューブ１４の先端側に向って急速に伝播してクロージャディスク１８を破裂させる。さらに、ガス貯蔵室２内に充填されている充填ガス圧と、衝撃波発生器１０からの衝撃波から発生する圧力との差圧により、衝撃波が発生し、ガス噴出口６に向ってガス貯蔵室２内を伝播する。この衝撃波が該ガス噴出口６を閉鎖しているバーストディスク８に到達すると、バーストディスク８はガス貯蔵室２内の全体の圧力が該バーストディスク８の破裂圧に達する前にこの衝撃波により破裂し、該ガス噴出口６を開放する。これにより、該インフレータ１からガスが噴出するようになる。
【００２３】
また、本実施の形態においては、チューブ１４の先端がクロージャディスク１８により蓋をされているため、イニシエータの作動により発生したガス圧は、衝撃波によりクロージャディスクが破壊されるまでの間、チューブ内の低圧ガスとあいまって、圧縮圧となる。ガスが圧縮されたときには熱が発生し、それにより、衝撃波だけでなく、熱膨張によってもクロージャディスクを破断させることとなり、より効果的にガスを放出することができる。
【００２４】
先述のＵＳＰ６２７３４６２の場合、イニシエータハウジングは封鎖されていないため、熱は発生せず、衝撃波のみが発生することとなる。
【００２５】
なお、この実施の形態では、耐圧容器４の先端側にディフューザ２４が冠着されており、ガス噴出口６から噴出したガスはこのディフューザ２４を経由し、該ディフューザ２４の側周面に設けられたオリフィス２６から外部に流出する。
【００２６】
このインフレータ１においては、ガス貯蔵室２よりもガス圧が低いチューブ１４内に向けてイニシエータ１６からガスを噴出させて該チューブ１４内に衝撃波を発生させるので、イニシエータ１６からのガス圧が前記第２図のイニシエータ１１６からのガス圧より低くても衝撃波を発生させることができる。また、チューブ１４内の圧力はガス貯蔵室２内の圧力より低いものであり、例えば通常の大気圧程度の圧力でもよい。そのため、該チューブ１４内に衝撃波を発生させるのに必要なイニシエータ１６からのガス圧はさほど高くなくても足り、比較的低出力のイニシエータでもチューブ１４内に衝撃波を発生させることができる。
【００２７】
これにより、このインフレータ１にあっては、イニシエータとして構成が簡易で低コストのものを用いることが可能となる。
【００２８】
第３図は、本発明の別の実施の形態に係るインフレータ１Ａの断面図である。この実施の形態では、耐圧容器４Ａの先端にディフューザ２４Ａを一体に設け、このディフューザ２４Ａの先端面にオリフィス２６Ａを設けている。これにより、ガス噴出口６からのガスがそのまま耐圧容器４Ａの軸方向に放出される。
【００２９】
また、この実施の形態にあっては、衝撃波発生器１０のチューブ１４Ａは、クロージャディスク１８Ａ側を先細形状としている。これにより、発生した衝撃波が、バーストディスク８Ａに伝播されやすくなる。
【００３０】
このインフレータ１Ａにおいては、耐圧容器４Ａが細長いが、チューブ１４Ａも長くしている。耐圧容器４Ａが細長いために、衝撃波発生器１０のイニシエータ１６とバーストディスク８Ａが離間し、衝撃波が伝播されにくくなったとしても、チューブ１４Ａの長さが長いので、バーストディスク８Ａにより近いところで衝撃波が放出される。そのため、充分にバーストディスク８Ａを破ることができ、インフレータを細長くしたからといって、イニシエータ１６を高出力のものにする必要はない。
【００３１】
第４図及び第５図は、それぞれ、本発明の異なる実施の形態に係るインフレータの断面図であり、チューブ内に、イニシエータによる衝撃波の発生を助勢するためのブースタを設けた構成を示している。
【００３２】
この第４図及び第５図のインフレータ１’，１Ａ’においては、それぞれ、チューブ１４，１４Ａ内に、イニシエータ１６の先端部と隣接するようにブースタ３０が配設されている。このブースタ３０は、該イニシエータ１６のガス発生作動によりガス発生反応が誘起されるプロペラント（ガス発生剤）を備えてなり、イニシエータ１６がガス発生作動したときには、該プロペラントからの発生ガス圧により該イニシエータ１６の発生ガス圧を昇圧してチューブ１４，１４Ａ内における衝撃波の発生を助勢するよう構成されている。
【００３３】
なお、このインフレータ１’，１Ａ’は、それぞれ、チューブ１４，１４Ａ内にブースタ３０が設けられたこと以外は、前述の第１図のインフレータ１及び第３図のインフレータ１Ａと同一の構成となっており、第４図及び第５図において、それぞれ第１図及び第３図と同一の符号は同一の部分を示している。
【００３４】
このように構成されたインフレータ１’，１Ａ’にあっては、イニシエータ１６がガス発生作動すると、ブースタ３０のプロペラントがガス発生反応を起し、このブースタ３０の発生ガス圧によりイニシエータ１６の発生ガス圧が昇圧される。このため、該イニシエータ１６は、前記第１図及び第３図のインフレータ１，１Ａの場合と比べて、このブースタ３０の発生ガス圧の分だけ発生ガス圧が低くてもチューブ１４，１４Ａ内に衝撃波を発生させることができる。これにより、このインフレータ１’及びインフレータ１Ａ’にあっては、イニシエータとしてより一層構成が簡易で低コストのものを用いることが可能である。
【００３５】
また、耐圧容器４，４Ａとしてガス貯蔵室２の容積が比較的大きなもの或いは細長いものを採用した場合や、該ガス貯蔵室２内の貯蔵気体の圧力が比較的高く設定されている場合でも、このようにチューブ１４，１４Ａ内にブースタ３０を設けることにより、比較的発生ガス圧の低いインフレータにより、ガス噴出口６のバーストディスク８，８Ａを破裂させるのに十分な衝撃波を発生させることが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によると、イニシエータが著しく急激且つ高圧にガスを発生させるものでなくても衝撃波が発生し、この衝撃波により耐圧容器のガス出口を破裂させてガスを噴出させることが可能なインフレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るインフレータの断面図である。
【図２】従来例に係るインフレータの断面図である。
【図３】別の実施の形態に係るインフレータの断面図である。
【図４】異なる実施の形態に係るインフレータの断面図である。
【図５】さらに異なる実施の形態に係るインフレータの断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１’，１Ａ’ インフレータ
２ガス貯蔵室
４耐圧容器
６ガス噴出口
８，８Ａバーストディスク
１０衝撃波発生器
１２イニシエータハウジング
１４，１４Ａチューブ
１６イニシエータ
１８，１８Ａクロージャディスク
３０ブースタ

Claims

衝撃波を受けることによって開放するガス出口が一端に設けられ、内部に高圧ガスが充填された耐圧容器と、
該耐圧容器の他端側に設けられた、該ガス出口に向って衝撃波を発生させるための衝撃波発生器と、
を備えてなり、該衝撃波発生器は、
内側から衝撃波を受けることにより破れて衝撃波を前記ガス出口に向けて発生させる先端部を有し、内部に前記高圧ガスよりも低圧のガスが充填されたチューブと、
該チューブの後端側に設けられており、ガス発生作動することにより該チューブ内に衝撃波を放出するイニシエータと、
を有することを特徴とするインフレータ。
請求項１において、前記チューブ内に、前記イニシエータによる衝撃波の発生を助勢するためのブースタが設けられていることを特徴とするインフレータ。
エアバッグと、請求項１又は２に記載のインフレータとを備えてなるエアバッグ装置。