(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却剤のリークを防止できるエアバッグ用冷却剤放出装置、及び、このような冷却剤放出装置を備えるエアバッグ装置を提供する。【解決手段】冷却剤Ｃが封入されたシリンダ１１０と、シリンダの内周面との間で冷却剤をシールするピストン１２０，１３０と、シリンダの内部に冷却剤放出用ガスを供給する冷却剤放出用ガス供給装置１４０と、シリンダに形成され、冷却剤が放出される冷却剤放出孔１１２とを備えるエアバッグ用冷却剤放出装置１００を、ピストンは、シリンダの内周面と摺接し軸方向に離間して配置された第１及び第２の摺接面部と、第１及び第２の摺接面部の間に設けられた小径部とを有し、成型時における金型のパーティングラインを小径部の外周面に周方向に沿って配置した構成とする。【選択図】図２
2011116230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成され、エアバッグ内部に放出される冷却剤が封入されたシリンダと、
弾性を有する材料によって形成され、前記シリンダに挿入されて前記シリンダの内周面との間で前記冷却剤をシールするピストンと、
前記シリンダの内部に冷却剤放出用ガスを供給し前記ピストンを駆動する冷却剤放出用ガス供給装置と、
前記シリンダに形成され、前記ピストンに押圧された前記冷却剤が放出される冷却剤放出孔と
を備えるエアバッグ用冷却剤放出装置であって、
前記ピストンは、前記シリンダの内周面と全周にわたって摺接するとともに、前記シリンダの軸方向に離間して配置された第１及び第２の摺接面部と、前記第１及び第２の摺接面部の間に設けられるとともに、前記第１及び第２の摺接面部よりも小径に形成された小径部とを有し、成型時における金型のパーティングラインを前記小径部の外周面に周方向に沿って配置したこと
を特徴とするエアバッグ用冷却剤放出装置。
【請求項２】
前記ピストンの前記第１及び第２の摺接面部と前記小径部の間に、前記ピストンの軸方向に沿って径が徐変する斜面部が形成されること
を特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用冷却剤放出装置。
【請求項３】
前記ピストンの前記第１及び第２の摺接面部は球面状の凸面であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエアバッグ用冷却剤放出装置。
【請求項４】
前記ピストンは前記シリンダの長手方向に離間して一対が設けられ、
前記冷却剤は一対の前記ピストンの間隔に封入された状態で前記冷却剤放出孔から離れた位置に保持され、前記ピストンが前記冷却剤放出用ガスによって駆動されることにより、前記冷却剤放出孔が設けられた位置まで移動し、前記ピストンから受ける圧力によって放出されること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエアバッグ用冷却剤放出装置。
【請求項５】
バッグ状に形成され内部に展開用ガスが吹込まれることによって展開膨張するエアバッグと、
前記エアバッグの内部に前記展開用ガスを供給する展開用ガス供給装置と、
展開膨張中あるいは展開膨張後の前記エアバッグ内に冷却剤を放出する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエアバッグ用冷却剤放出装置と
を備えるエアバッグ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のエアバッグ内に冷却剤を放出してエアバッグの内圧を調整する冷却剤放出装置、及び、このような冷却剤放出装置を有するエアバッグ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグ装置は、自動車等の車両に設けられ、基布パネルによってバッグ状に形成され、衝突時に展開用ガスが吹込まれて展開膨張し、乗員を拘束するエアバッグを備えている。このようなエアバッグ装置においては、エアバッグを早期に展開させつつ乗員が受ける加速度ピークを軽減するために、エアバッグの内圧を適切に制御することが求められる。例えば、衝突直後にはエアバッグを早期に展開させるため内圧を比較的高圧とし、その後乗員拘束時には減圧して乗員が受ける加速度を軽減させることが提案されている。
【０００３】
従来、展開膨張後にエアバッグの内圧を適度な圧力まで低下させることを目的として、エアバッグにベントホール等の排気手段を設けて、その個数や配置等によって特性のチューニングを行うことが一般的であった。
【０００４】
また、従来、エアバッグの展開用ガスを冷却することによって、高温のガスがベントホール等から噴出されることを防止したり、エアバッグの内圧を適切な圧力まで低下させることが提案されている。
例えば、特許文献１には、ガス発生装置が発生した高温のガスに水等の冷却剤を直接接触させることによってガス温度を低下させる自動車用エアバッグモジュールが記載されている。
また、特許文献２には、ガス発生器と隣接してエアバッグ内部に冷却剤を放出する冷却装置を設けることが記載されている。冷却装置は、冷却剤が貯留されるリザーバ及びリザーバ内に過剰な圧力を与えて流出口を開放させ、冷却剤を放出させる作動装置を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５１１３２７号公報
【特許文献２】特表２００９−５２８２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エアバッグの展開膨張中あるいは展開膨張後に、所定のタイミングで液体の冷却剤を放出すれば、冷却剤の気化熱によって展開用ガスを冷却してエアバッグの内圧を低下させ、良好な乗員拘束性能を得ることができる。
このような冷却剤放出装置として、例えば、円筒状のシリンダ内部に不凍液等の冷却剤をシリコンゴム等のピストンによって封入し、マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）が発生するガスを用いてピストンを押圧し、冷却剤を放出するものが提案されている。
【０００７】
冷却剤放出装置は、例えば車両の寿命（一例として１０年以上）にわたって冷却剤がリークしないように保持する必要がある。上述したようにシリンダ内周面とゴム製ピストンの外面との間で冷却剤をシールする場合、例えば球形や円筒形のピストンを用いると、ピストンを２つ割の金型によって成型する際の金型の分割線（パーティングライン）に形成されるバリがシリンダとの摺接部にかかることになり、微小な隙間が形成されてシール性能が損なわれ、冷却剤のリークが生ずることが懸念される。また、このようなバリを除去してシリンダとの摺接面を滑らかにすることも考えられるが、この場合バリ取り作業が煩雑となりピストンのコストが高くなってしまう。
本発明の課題は、冷却剤のリークを防止できるエアバッグ用冷却剤放出装置、及び、このような冷却剤放出装置を備えるエアバッグ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するため、本発明のエアバッグ用冷却剤放出装置は、円筒状に形成され、エアバッグ内部に放出される冷却剤が封入されたシリンダと、弾性を有する材料によって形成され、前記シリンダに挿入されて前記シリンダの内周面との間で前記冷却剤をシールするピストンと、前記シリンダの内部に冷却剤放出用ガスを供給し前記ピストンを駆動する冷却剤放出用ガス供給装置と、前記シリンダに形成され、前記ピストンに押圧された前記冷却剤が放出される冷却剤放出孔とを備えるエアバッグ用冷却剤放出装置であって、前記ピストンは、前記シリンダの内周面と全周にわたって摺接するとともに、前記シリンダの軸方向に離間して配置された第１及び第２の摺接面部と、前記第１及び第２の摺接面部の間に設けられるとともに、前記第１及び第２の摺接面部よりも小径に形成された小径部とを有し、成型時における金型のパーティングラインを前記小径部の外周面に周方向に沿って配置したことを特徴とする。
なお、本明細書、特許請求の範囲等において、摺接とは摺動可能な状態で接している状態を指すものとする。
【０００９】
本発明によれば、パーティングラインを第１及び第２の摺接面部の間に設けられた小径部に設けたことによって、バリがシリンダとの摺接面部に配置されることがない。
これによって、シリンダの内周面とピストンとの接触状態を改善し、バリに起因するシール性能の低下やこれに伴う冷却剤のリークを防止することができる。
【００１０】
本発明において、前記ピストンの前記第１及び第２の摺接面部と前記小径部の間に、前記ピストンの軸方向に沿って径が徐変する斜面部が形成される構成とすることができる。
本発明においては、ピストンを金型から取り出す際に、ピストンを変形させながら引き抜くいわゆる無理抜きを行うが、このような斜面部を設けることによって、金型からの取り出しを容易とし、ピストンの破損等も防止することができる。
【００１１】
本発明において、前記ピストンの前記第１及び第２の摺接面部は球面状の凸面である構成とすることができる。
これによれば、仮にシリンダに対するピストンの微小な傾斜が生じた場合であっても、シリンダとピストンとの接触状態の変化が抑制され、冷却剤のシール性を確保できる。
【００１２】
前記ピストンは前記シリンダの長手方向に離間して一対が設けられ、前記冷却剤は一対の前記ピストンの間隔に封入された状態で前記冷却剤放出孔から離れた位置に保持され、前記ピストンが前記冷却剤放出用ガスによって駆動されることにより、前記冷却剤放出孔が設けられた位置まで移動し、前記ピストンから受ける圧力によって放出される構成とすることができる。
これによれば、冷却剤放出孔に特に閉塞手段を設けることなく、未使用状態における冷却剤の密封及び使用時における冷却剤の放出を行うことができる。
【００１３】
また、本発明のエアバッグ装置は、バッグ状に形成され内部に展開用ガスが吹込まれることによって展開膨張するエアバッグと、前記エアバッグの内部に前記展開用ガスを供給する展開用ガス供給装置と、展開膨張中あるいは展開膨張後の前記エアバッグ内に冷却剤を放出する上記いずれかのエアバッグ用冷却剤放出装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、冷却剤のリークを防止できるエアバッグ用冷却剤放出装置、及び、このような冷却剤放出装置を備えるエアバッグ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した冷却剤放出装置の実施形態を有するエアバッグ装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施形態の冷却剤放出装置の断面図であって、シリンダの中心軸を含む平面で切った断面を示すものである。図２（ａ）は未使用状態、図２（ｂ）はピストンの駆動開始直後の状態、図２（ｃ）は冷却剤の放出中の状態を示す。
【図３】実施形態の冷却剤放出装置におけるピストンの側面図である。
【図４】図３のピストンを成型する金型の構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した冷却剤放出装置及びエアバッグ装置の一実施形態について説明する。
実施形態のエアバッグ装置は、例えば乗用車等の自動車に設けられるものである。エアバッグ装置の適用部位は特に限定されず、例えば、ステアリングホイールのボス部分に設けられる運転席エアバッグ、ダッシュボードに設けられる助手席エアバッグ、ダッシュボード下部等に設けられ乗員の膝部等を拘束するニーバッグ、座席側部に設けられるサイドエアバッグ、サイドウインドウに沿って幕状に展開するカーテンエアバッグ等として用いられる。なお、各構成部材の形状、配置等は、適用箇所に応じて適宜変更される。
【００１７】
図１に示すように、エアバッグ装置１は、エアバッグ１０、リテーナ２０、インフレータ３０、冷却剤放出装置１００等を備えて構成されている。
エアバッグ１０は、例えばナイロン系やポリエステル系の基布を切り出して形成された複数のパネルを縫合してバッグ状に形成されている。エアバッグ１０は、未使用時（衝突前）においては、折り畳まれた状態でリテーナ２０の内部に収容されている。
そして、衝突時には、エアバッグ１０は、インフレータ３０が発生する展開用ガスが導入されることによって、車両のキャビン内で展開膨張し、図示しない乗員を拘束する。
【００１８】
リテーナ２０は、展開膨張前のエアバッグ１０が収容される容器状の部分である。また、リテーナ２０には、インフレータ３０及び冷却剤放出装置１００が設けられている。
インフレータ３０は、図示しないエアバッグ制御ユニットからの信号に基いて、エアバッグ１０を展開膨張させる高温の展開用ガスを発生させる展開用ガス供給装置である。インフレータ３０は、燃焼時に窒素ガスなどを発生するガス発生剤や、着火剤を介してガス発生剤に点火するイグナイタを備えている。
【００１９】
冷却剤放出装置１００は、エアバッグ１０の展開膨張中あるいは展開膨張終了後に、エアバッグ制御ユニットからの信号に応じてエアバッグ１０内の展開用ガス中へ例えば不凍液等の液体の冷却剤を放出し、エアバッグ１０の内圧を低下させるものである。
図２に示すように、冷却剤放出装置１００は、シリンダ１１０、第１ピストン１２０、第２ピストン１３０、マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）１４０等を備えて構成されている。
【００２０】
シリンダ１１０は、例えばスチール等の金属を用いてほぼ円筒状に形成されている。
シリンダ１１０の一方の端部は、本体と一体に成型された端面１１１によって実質的に閉塞されている。
シリンダ１１０の端面１１１側の端部近傍における外周面部には、ノズル１１２が形成されている。このノズル１１２は、冷却剤Ｃを放出する冷却剤放出孔として機能する。ノズル１１２は、冷却剤ＣをスプレイＳとして噴出（噴霧）可能なよう、例えばテーパ孔形状のノズルとして形成されている。
シリンダ１１０の端面１１１とは反対側の端部には、他の部分よりも段状に拡径して形成されＭＧＧ１４０が取り付けられるマウント部１１３が形成されている。
【００２１】
第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、シリンダ１１０の内径側に挿入されるとともに、これらの間に例えば不凍液等の液体の冷却剤Ｃを保持するものである。また、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、冷却剤放出装置１００の動作時には、冷却剤Ｃをノズル１１２の設けられた領域まで搬送して加圧し、ノズル１１２から噴出させる機能を有する。
なお、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、部品としては共通したものであることから、以下、代表して第１ピストン１２０について、図３を参照して説明する。
【００２２】
第１ピストン１２０は、例えばシリコンゴム等の弾性を有する材料によって一体に形成されている。第１ピストン１２０には、図３に示すように、第１摺接面部１２１、第２摺接面部１２２、小径部１２３、テーパ面部１２４，１２５、面取り部１２６，１２７、端面１２８，１２９等が形成されている。
【００２３】
第１摺接面部１２１及び第２摺接面部１２２は、第１ピストン１２０の外周面部に周方向に延びて設けられ、全周にわたってシリンダ１１０の内周面と当接し、第１ピストン１２０の移動時にはシリンダ１１０の内周面と摺動する面部である。第１摺接面部１２１及び第２摺接面部１２２は、第１ピストン１２０の中心軸方向（シリンダ１１０の中心軸方向）に離間して配列されている。
また、第１摺接面部１２１及び第２摺接面部１２２の表面は、第１ピストン１２０の中心軸上に中心を有する球面にほぼ沿った凸面として形成されている。
【００２４】
小径部１２３は、第１摺接面部１２１と第２摺接面部１２２との中間部に設けられ、これらを連結する円筒状の部分である。
小径部１２３の外径は、第１摺接面部１２１及び第２摺接面部１２２の外径よりも小さく設定され、小径部１２３の外周面はシリンダ１１０の内周面とは当接しないようになっている。第１摺接面部１２１及び第２摺接面部１２２と小径部１２３との半径の差（第１ピストン１２０の外周面における溝深さ）は、小径部１２３に金型の分割線に沿って生じるバリの突端部が、第１摺接面部１２１及び第２摺接面部１２２の接触面よりも外径側に張り出さず、仮にバリがシリンダ１１０の内面に接触したとしてもシーリング性能に実質的に影響を与えないことを考慮して設定され、材料の硬度等にもよるが例えば０．５〜１ｍｍ程度に設定することができる。
【００２５】
テーパ面部１２４，１２５は、小径部１２３と第１摺接面部１２１との間、及び、小径部１２３と第２摺接面部１２２との間にそれぞれ設けられている。
テーパ面部１２４，１２５は、小径部１２３側から各摺接面部１２１，１２２側にかけて、外径が徐々に大きくなるように形成されている。第１ピストン１２０を径方向に切った断面においてテーパ面部１２４，１２５の表面が第１ピストン１２０の中心軸方向に対してなす角度は、例えば約４５度に設定されている。
また、テーパ面部１２４，１２５と小径部１２３との境界箇所（コーナ部）には丸みがつけられている。
【００２６】
面取り部１２６，１２７は、第１ピストン１２０の中心軸方向における両端部に設けられている。面取り部１２６，１２７は、第１摺接面部１２１及び第２摺接面部１２２の端部にいわゆるコーナ面取り（Ｃ面取り）を施すことによって、先細ったテーパ状に形成されている。
【００２７】
端面１２８，１２９は、第１ピストン１２０の中心軸方向における両端部にそれぞれ設けられ、この中心軸と直交する平面状に形成されている。
端面１２８，１２９の間隔は、第１ピストン１２０のシリンダ１１０に対する傾斜を防止するため、例えば、シリンダ１１０の内径とほぼ同じに設定されている。
【００２８】
図４に示すように、第１ピストン１２０は、２つ割りに構成された一対の金型Ｍ１、Ｍ２を用いて成形される。なお、図４において、ゲートやイジェクトピン等は図示を省略している。
金型Ｍ１には、第１摺接面部１２１、テーパ面部１２４、面取り部１２６、端面１２８及び小径部１２３の中間部分までを成型するキャビティＣ１が形成されている。
金型Ｍ１には、第２摺接面部１２２、テーパ面部１２５、面取り部１２７、端面１２９及び小径部１２３の中間部分までを成型するキャビティＣ２が形成されている。
金型Ｍ１、Ｍ２の分割線（パーティングライン）ＰＬは、第１ピストン１２０の小径部１２３の中間部分に周方向に延びて配置される。
【００２９】
ＭＧＧ１４０は、例えば火薬を用いて冷却剤放出用ガスを発生させ、ピストン１２２を駆動する冷却剤放出用ガス供給装置である。
ＭＧＧ１４０は、ほぼ円柱状に形成されるとともに、ほぼ円筒状に形成されたホルダ１４１の内部に挿入され固定されている。
ホルダ１４１は、シリンダ１１０のマウント部１１３に挿入されている。ホルダ１４１は、マウント部１１３の開口端部をクリンプ加工することによって、ＭＧＧ１４０を保持した状態でシリンダ１１０に固定される。
【００３０】
ＭＧＧ１４０は、エアバッグ制御ユニットからの信号に応じて着火し、冷却剤放出用ガスを発生する。
ＭＧＧ１４０からの冷却用ガス発生時には、図２（ｂ）に示すように、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、冷却剤Ｃを挟んだ状態のまま、ガス圧力によって端面１１１側へ変位する。そして、第２ピストン１３０が端面１１１に当接した後は、第１ピストン１２０のみが変位することによって、図３（ｃ）に示すように第１ピストン１２０と第２ピストン１３０との間隔が狭まって冷却剤Ｃの貯留空間が減少し、冷却剤Ｃはノズル１１２からスプレイＳとして放出される。
【００３１】
以上説明した実施形態の冷却剤放出装置１００及びエアバッグ装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）金型Ｍ１，Ｍ２の分割線ＰＬを、バリがシリンダ１１０の内周面とのシーリング性確保に実質的に影響を与えることがない小径部１２３に配置したことによって、第１摺接面部１２１、第２摺接面部１２２の表面にはバリが存在しないことから、各摺接面部とシリンダ１１０との間にバリに起因する隙間が形成されることがなく、シール性能の低下やこれに伴う冷却剤Ｃのリークを防止することができる。
（２）第１摺接面部１２１、第２摺接面部１２２と小径部１２３との間に、第１ピストン１２０の径が徐変するテーパ面部１２４，１２５を設けたことによって、第１ピストン１２０を金型Ｍ１，Ｍ２からいわゆる無理抜きによって取り出すことを容易とし、第１ピストン１２０の破損等も防止することができる。このため、高価で複雑なスライド金型等を用いたアンダーカット処理を行う必要がない。
さらに、テーパ面部１２４，１２５と小径部１２３との境界箇所に丸みをつけたことによって、無理抜きをよりいっそう容易にすることができる。
（３）第１摺接面部１２１、第２摺接面部１２２を球面状の凸面としたことによって、仮にシリンダ１１０に対する第１ピストン１２０の微小な傾斜が生じた場合であっても、シリンダ１１０と第１ピストン１２０との接触状態の変化が抑制され、冷却剤Ｃのシール性を確保できる。
（４）第１ピストン１２０の両端部に面取り部１２６，１２７を形成したことによって、第１ピストン１２０をシリンダ１１０に挿入する際に面取り部１２６，１２７が第１ピストン１２０をシリンダ１１０に対してセンタリングし、挿入作業を容易にすることができる。
（５）第１ピストン１２０の両端部を平坦な端面１２８，１２９としたことによって、第１ピストン１２０の軸方向長さを短くし、冷却剤Ｃの容量を確保しつつシリンダ１１０の短縮化を図ることができる。
なお、以上説明した第１ピストン１２０に関する効果は、部品を共用する第２ピストン１３０においても得ることができる。
（６）第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、ノズル１１２から離れた位置でこれらの間隔に冷却剤Ｃを保持するとともに、冷却剤放出用ガスによって駆動されることにより、冷却剤Ｃをノズル１１２のある位置まで搬送して放出させる構成としたことにより、ノズル１１２に特に閉塞手段を設けることなく、未使用状態における冷却剤Ｃの密封及び使用時における冷却剤Ｃの放出を行うことができる。
【００３２】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態によって限定されるものではなく、冷却剤放出装置及びエアバッグ装置の構成には適宜変更を加えることができ、エアバッグ装置を構成する各部材の形状、構造、配置等は適宜変更することができる。
例えば、実施形態のピストンにおいては、摺接面部は球面状の凸面であったが、これに限らず、他の形状としてもよい。また、テーパ面部の角度や丸みのつけ方も適宜変更することができる。また、材質も実施例のシリコンゴムには限定されない。さらに、端面の形状も実施形態のような平面に限定されず、例えば凸曲面や凹曲面としてもよい。
また、実施形態の冷却剤放出装置は、一対のピストンの間に冷却剤を保持するタイプのものであったが、本発明はこれに限らず、例えばピストンを１つ使用し、冷却剤放出孔を他の閉塞手段によって閉塞するものにも適用することができる。
また、１つのエアバッグ装置に対して本発明の冷却剤放出装置を複数設けて、衝突の状況や乗員の体格、位置等に応じて、作動タイミングや作動個数を変化させるようにしてもよい。また、１つの冷却剤放出装置に設けられる冷却剤放出孔の個数や放出方向も限定されない。
【符号の説明】
【００３３】
１    エアバッグ装置                １０    エアバッグ
２０    リテーナ                      ３０    インフレータ
１００    冷却剤放出装置
１１０    シリンダ                    １１１    端面
１１２    ノズル                      １１３    マウント部
１２０    第１ピストン                １２１    第１摺接面部
１２２    第２摺接面部                １２３    小径部
１２４，１２５    テーパ面部          １２６，１２７    面取り部
１２８，１２９    端面                １３０    第２ピストン
１４０    マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）
１４１    ホルダ
Ｃ    冷却剤                          Ｓ    スプレイ
Ｍ１，Ｍ２    金型                    Ｃ１，Ｃ２    キャビティ
ＰＬ    分割線
【図１】
2011116230.tif 000003
【図２】
2011116230.tif 000004
【図３】
2011116230.tif 000005
【図４】
2011116230.tif 000006