JPH1044918A - ガス圧解放装置およびガス圧解放方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インフレータの小火災中にインフレータから
ガス圧を解放する。 【解決手段】 乗り物用拘束システムのインフレータの
ガス充填ポートを密閉する装置はインフレータの小火災
中にガス圧を解放する。インフレータが普通に機能する
間、上記装置は展開中においてインフレータ内に存在す
る圧縮ガス量を表示するために検査される。一つの実施
形態では、シールがインフレータの充填ポートを密閉す
る。このシールはガスがインフレータ室から放出される
ように小火災中にインフレータの自動点火温度でまたは
自動点火温度のすぐ下で溶ける材料から作製され、した
がってインフレータが極端に高い内圧を受けることを防
止する。他の実施形態の装置はインフレータの充填ポー
トを密閉し、また、自動表示装置として機能し、展開後
に装置を検出すると、機能中においてインフレータ内に
あるガス量が決まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は乗り物用安全拘束シ
ステムのインフレータのガス充填ポートを密閉し、イン
フレータの小火災中にガス圧を解放するガス圧解放装置
に関し、また、インフレータの通常の展開前におけるイ
ンフレータ内の圧縮ガス量を決定する自動表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】乗り物用安全拘束システムの膨張自在な
エアバッグを拡大する数々のタイプのインフレータが従
来から開示されている。一つのタイプのインフレータは
貯蔵シリンダまたはボディ内に貯蔵された大量の高圧ガ
スを用い、そのガスを選択的に解放してエアバッグを膨
張する。他のタイプのインフレータは燃焼可能なガス発
生材からガス源を得るものであり、ガス発生材がエアバ
ッグを膨張するための大量の高温ガスを発生する。

【０００３】他のタイプではインフレータは貯蔵圧縮ガ
スと燃焼可能な発火式ガス発生材との両方を有する。こ
のインフレータはハイブリッドインフレータと呼ばれ、
例えば本発明の譲受人に譲渡されて本願の一部を成す米
国特許第５３６０２３２号に開示されている。

【０００４】例えばハイブリッドインフレータは以下の
ように機能する。制御信号を受信すると、点火装置が発
火して発射体を破裂ディスクに通し、低温のガスが通気
し始める。発射体は動き続けて作動組立体にぶつかり、
次に二つの雷管にぶつかる。これら雷管が燃焼して点火
材に点火し、その力で粒状の発火式ガス発生材を点火す
る。燃焼する発火材粒の多くの熱エネルギはインフレー
タの貯蔵室内の圧縮ガスに伝達される。この加熱された
ガスがエアバッグ組立体へ排出され、エアバッグクッシ
ョンを十分に充填し、乗り物の乗客の怪我を防止する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ハイブリッドインフレ
ータの欠点は小火災中にインフレータの圧力容器が壊れ
る可能性があることである。軽量化を達成するためにイ
ンフレータのハウジングにはアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金が用いられることが多い。この材料は衝突時
の展開といった通常の使用中は問題とならない。しかし
ながら、インフレータが例えば保管中や輸送中または乗
り物の火災時に例えば小火災のような高温環境にさらさ
れると、軽量のインフレータハウジング構造が駄目にな
って割れたり破裂したりしてあらゆる方向へ破片が飛
ぶ。

【０００６】小火災中の加熱により既に上昇せしめられ
た高いインフレータボトルの圧力と、この上昇せしめら
れたインフレータボトルの圧力に応じて速くなった燃焼
速度とが組み合わさり、インフレータが駄目になる。こ
れによりディフューザがガスを放出できるより早く圧力
が上昇するまで、ボトル内の圧力がさらに高くなり、燃
焼速度がさらに速くなりインフレータが破裂する。

【０００７】ガスが突然放出されてインフレータボトル
内の圧力が減圧される間、小火災中に経験する温度のよ
うな高い温度にさらされて壊れた粒状の発火材からイン
フレータの損傷は生じる。圧縮ガスが素早く、すなわち
一秒以下で放出されると、発火材の粒のセルが壊れ、発
火材の粒に非常に大きな燃焼領域が形成される。このよ
うに燃焼領域が非常に増すので、いったん点火装置から
のブースタ火薬が小火災中に粒子を自動点火すると、発
火材の粒が爆発してインフレータの圧力容器が損傷す
る。

【０００８】圧縮ガスを用いたインフレータの他の欠点
は、長い間にはガスが漏れてしまうことである。検出さ
れないガス漏れによりボトルのガス圧が予め定められた
レベル以下に低下すると、エアバッグが十分に充填され
ず、エアバッグの効果が低下し、システムが適切に作動
しない。さらにガス発生工程により大きな熱応力および
機械的な応力が生じるので、インフレータがこれら力に
耐えられなければならない。しかしながら、発火材が点
火されたときに十分な貯蔵ガスがインフレータ内にない
と、発火材の熱エネルギは残りの貯蔵ガスに適切に吸収
されず、インフレータが損傷する。

【０００９】加圧容器内の圧力損失を検出するために貯
蔵ガスを含む加圧ボトルを監視することが公知であり、
この圧力損失は容器内の漏れや容器の他の損傷が原因で
あると考えられる。米国特許第３７７１１２１号、米国
特許第４０４９９３５号および米国特許第５２２５６４
３号参照。本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５２
２５６４３号は加圧容器内に配置された異なる圧力スイ
ッチを開示する。

【００１０】しかしながら、上記装置のこれらセンサは
ボトル内に直接配置されるため、更なる大きな漏れ通路
を招き、漏れが生じてインフレータが作動できなくな
る。他の欠点はセンサがそのセンサを監視するためにイ
ンフレータボトルの内側から自動車のダッシュボードま
での連絡を必要とすることである。センサを監視するた
めにダッシュボードに更なるワイヤや警報信号を設けな
ければならず、製造コストが増大する。

【００１１】公知のインフレータにおける更なる欠点
は、インフレータのガス貯蔵室を加圧するのに用いる充
填ポートが貯蔵ガスの更なる漏れ通路を招くことが多い
ことである。

【００１２】したがってインフレータが損傷したり破裂
したりすることを防止するために充填ポートを密閉し、
小火災中に生成されたガスの圧力を解放するインフレー
タが必要である。

【００１３】本発明の目的はインフレータの小火災中に
インフレータからガス圧を解放する装置を提供すること
にある。

【００１４】本発明の他の目的はガスが充填されたあと
にインフレータの圧力容器を密閉し、現在は公知の低圧
センサに関連した更なる漏れ通路を排除した装置を提供
することにある。

【００１５】本発明の他の目的はインフレータが普通に
作動したときにインフレータ内に十分な圧縮ガスがある
か否かを判別するために展開後に検査可能な表示装置を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のこれら目的およ
び他の目的を達成するために、乗り物の拘束システムの
インフレータのガス充填ポートを密閉し、インフレータ
の小火災中にガス圧を解放する装置を提供する。この装
置はインフレータの充填ポートを密閉する密閉手段を具
備する。密閉手段は小火災中にインフレータの自動点火
温度でまたは自動点火温度以下で溶けてガスを室から放
出し、インフレータが高い内圧を受けることを防止する
材料から作製される。

【００１７】インフレータが普通に作動している間、す
なわちインフレータが小火災温度に晒されていないと
き、上記密閉手段は溶けず、またはガス充填ポートから
飛び出さず、この密閉手段は展開前のインフレータ内の
圧縮ガス量に比例した量だけを変形し、表示装置として
機能する。この変形量を展開後に検査して作動時にイン
フレータ内にあった加圧ガス量を測定する。

【００１８】本発明は温度が上昇したときにガス圧が非
常に増大する圧縮ガスインフレータに最もよく利用でき
る。一つの実施形態の密閉手段はインフレータの充填ポ
ートと連通して配置されるシールを具備する。他の実施
形態では、充填ポートがシーラントのコーティングで覆
われ、このシーラントは通常の機能時に燃えて、傷痕を
残し、インフレータ内の貯蔵ガス量に比例した量だけ駄
目になる。

【００１９】シールの材料は上昇した温度およびガス圧
がシールを溶かしまたは追い出すような小火災中のイン
フレータの自動点火温度でまたは自動点火温度のすぐ下
で十分に溶けまたは軟化する。シールが動くことで更な
る開口ができるため、放出ガスの排出が増し、インフレ
ータの内圧が危険なレベルまで上昇せず、インフレータ
の構造的な完全性が悪化しない。

【００２０】本発明の他の特徴および利点は添付の図面
を参照した本発明の以下の説明から明らかとなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図面にはエアバッグを膨張するた
めのハイブリッドインフレータ組立体１０を示した。イ
ンフレータ組立体は、好ましくはアルミニウムまたはア
ルミニウム合金から作製された圧力容器１２を具備す
る。圧力容器１２は通常は１３７９．０×１０⁴ Ｐａ〜
２７５７．９×１０⁴ Ｐａ（２０００〜４０００ｐｓ
ｉ）の範囲の圧力に圧縮された例えばアルゴンまたは窒
素といった不活性ガスの貯蔵ガスで充填されて加圧され
た貯蔵室１４を有する。なお、本発明の装置はハイブリ
ッドインフレータ組立体や乗客側インフレータ組立体に
のみ使用するものに限定されない。

【００２２】貯蔵室１４は長さの長い円筒形のスリーブ
１６により形成される。スリーブ１６の第一端部１８に
は周方向における溶接１９により充填プラグ２０が取り
付けられている。充填プラグ２０は通路または充填ポー
ト２２を有する。貯蔵すべきガスは充填ポート２２を通
って貯蔵室２４内に運ばれる。

【００２３】スリーブ１６の第二端部１７から貯蔵室１
４内へと密閉関係で発火ハウジング４０が収容される。
発火ハウジング４０はその内部に例えば粒状混合体であ
るＢＫＮＯ₃ （図示せず）のような所定量の発火材４３
を貯蔵する室４２を有する。点火材（図示せず）が点火
されると、発火材が燃焼して発生ガスを生成する。室４
２は中央開口またはノズル４６を有する端部分４４を有
する。発火材４３の点火により発生した高温ガスはノズ
ル４６を通って貯蔵室１４へ解放され、発生した高温ガ
スは貯蔵ガスを加熱して増やす。

【００２４】また、発火ハウジング４０は発火用の室４
２に隣接し且つ該室４２と一体的にインフレータディフ
ューザ３０を有する。ディフューザ３０は第一端部３２
において貯蔵用の室４２に連結された概して円筒形状の
スリーブを具備する。ディフューザ３０の反対側の第二
端部３４はコンテナ、すなわち圧力容器１２から外方へ
向かって延びる。概して等間隔を隔てるように規定され
たオリフィス３６が圧力容器１２からディフューザ３０
への膨張ガスの通路を提供する。それから膨張ガスはデ
ィフューザ３０の第二端部３４周りで離間して且つ該第
二端部３４に隣接した複数のガス出口ポート３８により
インフレータ組立体１０から出る。

【００２５】本発明は充填ポート２２を密閉し且つ小さ
な火災（以下、小火災）中にガス圧を解放する装置を提
供する。図１に示したように、この装置は充填ポート２
２を密閉する材料５２から作製されたシール５０を具備
する。従来公知のインフレータでは充填ポートはこの充
填ポートに押しつけられてそこに溶接された鋼製の球体
により密閉される。

【００２６】材料５２は熱可塑性プラスチック、すず、
鉛または低い溶融点を有する合金である。シール５０は
充填ポート２２の内端を覆い、僅かに充填ポート２２内
に延在する。この形態ではシール材が外方へ広がって充
填ポートを覆うようにシールを軟らかい状態で充填ポー
ト２２に射出することができる。また、シール５０を接
着剤または他の公知の取付け手段により充填ポート２２
の端部に接着してもよい。

【００２７】シール５０の材料は自動発火温度でまたは
自動発火温度のすぐ下で例えば８４２°Ｃから９３２°
Ｃ（４５０°Ｆから５００°Ｆ）の適切な小火災温度で
溶融あるいは軟化する。シール材は小火災中に溶融ある
いは焼失し、圧力が危険な状態になってインフレータ容
器を爆発するまえに室１４内の圧縮ガスを排気する。材
料が軟化するのみで溶融しなければ、ガス圧が増大する
ことにより残りの部分が充填ポート２２を通って追い出
される。さらに発火材の自動点火まえにおける充填ポー
ト２２を通る比較的ゆっくりとした圧縮ガスの排気は、
粒状の発火材がばらばらにならないよう助ける。

【００２８】したがって充填ポート２２はガスの追加逃
避通路を提供する。材料５２が自動発火温度以下で溶融
するならば、発火材が自動点火したときインフレータ内
にガスはない。材料が自動点火温度でまたは自動点火温
度近くで溶融するならば、軟化した材料の強度は十分に
低下し、上昇する温度により増大した圧力がシールを追
い出して圧縮ガスをインフレータから排気するための追
加の出口通路が形成される。この追加の出口通路はイン
フレータが極端に高い内圧を受けることを防止し、ま
た、この過剰圧力によりインフレータの圧力容器が破壊
する可能性を低減する。また、本発明のシール装置は高
強度の破壊ディスクを用いるインフレータ用の圧力解放
を提供する。

【００２９】小火災が起こらなければインフレータは普
通に機能する。この例では本発明の装置は圧力解放とし
て機能する必要はないが、この装置は普通に展開すると
きに室１４内に存在するガス量を表示する自動表示器と
しても働く。インフレータが普通に機能している間、発
火材から生成されたエネルギは殆ど室の端部、したがっ
て低い溶融点を有する材料５２を有するシール５０に伝
達される。材料５２は燃焼し、傷が残り、または悪くな
り、その量はインフレータを分解したときに検査されて
インフレータ内にあるガス量が算出される。

【００３０】インフレータが圧力を損失しないならば、
発火材からの熱エネルギのうち、より多くが貯蔵ガスへ
伝達される。しかしながら、インフレータ内での漏れの
ためにガス体積が小さいと、貯蔵ガスが吸収できる熱エ
ネルギが少なく、発火材の多くのエネルギはシール５０
へ伝達され、したがってシール５０を燃焼し、悪くし、
または傷をつける。本発明の装置はこの追加のエネルギ
を受けたときに高い程度まで悪くなることにより上記少
ないガス体積が検出される。

【００３１】図２に示した他の実施形態では、プラグ２
０の一端にシーラント５４のコーティングを提供して充
填ポート２２を覆う。この実施形態は小火災中に圧力を
解放する装置としては機能せず、自動表示装置としての
み機能する。

【００３２】インフレータの展開後、シーラントのコー
ティング５４を検査し、変形量を観察する。なお、変形
は展開前に存在するガス量に比例している。したがって
装置はインフレータのガスを連続して監視せず、エアバ
ッグの展開のときにだけ測定され、展開後の検査中にの
み用いられ、作動直前にインフレータ内に存在するガス
量が推察される。

【００３３】本発明を特定の実施形態について説明した
が、多くの他の変更例および修正例が当業者には明らか
である。したがって本発明は特定の開示には制限され
ず、特許請求の範囲によってのみ制限される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の密閉・圧力開放・自動表示装置の第一
実施形態を含むハイブリッドインフレータ組立体の断面
図である。

【図２】本発明の自動表示装置の他の実施形態を含むハ
イブリッドインフレータの断面図である。

【符号の説明】 １０…ハイブリッドインフレータ組立体 １２…圧力容器 １４…貯蔵室 １６…スリーブ ２０…充填プラグ ２２…充填ポート ２４…貯蔵室 ３０…インフレータディフューザ ４０…発火ハウジング ５０…シール

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗り物用拘束システムのインフレータの
   ガス充填ポートを密閉し、インフレータの小火災中にガ
   ス圧を解放するガス圧解放装置であって、 前記インフレータの充填ポートを密閉する密閉手段を具
   備し、ガスがインフレータから排気されるように該密閉
   手段が小火災中にインフレータの自動発火温度でまたは
   自動発火温度のすぐ下で溶ける材料から作製され、これ
   によりインフレータが極端に高い内圧を受けることを防
   止するガス圧解放装置。
2. 【請求項２】 前記充填ポートを密閉する密閉手段がイ
   ンフレータの充填ポートを密閉するシールを具備する請
   求項１に記載のガス圧解放装置。
3. 【請求項３】 前記密閉手段の材料が熱可塑性プラスチ
   ック、すず、鉛、および低い溶融点を有する合金からな
   るグループから選択される請求項１に記載のガス圧解放
   装置。
4. 【請求項４】 前記密閉手段が展開前にインフレータ内
   にあるガス量に比例した量だけ変形し、インフレータ作
   動後に変形量を検出してインフレータ内にあるガス量を
   算出することができる請求項１に記載のガス圧解放装
   置。
5. 【請求項５】 小火災中における乗り物用安全拘束シス
   テムのインフレータからのガス圧を解放するガス圧解放
   方法であって、 小火災中にインフレータの自動発火温度でまたは自動発
   火温度のすぐ下で溶融する材料によりインフレータのガ
   ス充填ポートを密閉する密閉工程と、 充填ポートを開放するために小火災の際に前記充填ポー
   トから材料を外す工程と、 インフレータが極端に高い内圧を受けることを防止する
   ために充填ポートを通してインフレータ内のガスを排気
   する排気工程とを具備する方法。
6. 【請求項６】 前記材料を取り外す工程が高温ガスによ
   り材料を溶かす工程を具備する請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記材料を取り外す工程が、材料がガス
   圧により充填ポートを通って追い出されるように材料を
   軟化する工程を具備する請求項５に記載の方法。