(57)【要約】【課題】耐圧容器内に隔壁を設けなくてもガス漏れを確実に検知することができるインフレータと、このインフレータを備えたエアバッグ装置とを提供する。【解決手段】インフレータ１の耐圧容器１０内のガス圧が十分に高いときには、主ピストン９４及び子ピストン１０２は図示の位置にあり、固定電極１２０と可動電極１１４とは離反している。耐圧容器１０からガス漏れが生じると、耐圧容器１０の長手方向（筒軸方向）の長さが若干短くなる。連結部材９６によって該耐圧容器１０の後端に固定された主ピストン９４は、該耐圧容器１０の短縮に伴って変位し、これに伴って子ピストン１０２も変位する。子ピストン１０２の変位に伴って、バネ１１８に押されて軸体１１０及びそれと一体の可動電極１１４が変位し、可動電極１１４が固定電極１２０に接触する。これにより、警告装置１３０は、例えば警告ランプを点灯あるいは点滅させる等の警告動作を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスを貯蔵した耐圧容器と、該耐圧容器からのガス漏れによる該耐圧容器の変形を検知してガス漏れを検知する手段とを有するインフレータにおいて、
該ガス漏れ検知手段は、該耐圧容器の変形を増幅して検知する手段であることを特徴とするインフレータ。
【請求項２】
請求項１において、該ガス漏れ検知手段は、
耐圧容器の変形に伴って変位する主ピストンを有した主シリンダと、
子ピストンを有し、該主シリンダに連通した、該主シリンダよりも小径の子シリンダと、
該主シリンダ及び子シリンダ内の該主ピストンと子ピストンとの間に充填された作動媒体と、
該子ピストンの変位を検知する手段と、
を備えてなることを特徴とするインフレータ。
【請求項３】
請求項２において、該子ピストンの変位を検知する手段は、固定電極と、子ピストンの変位に伴って移動して該固定電極と接触又は離反する可動電極とを備えてなることを特徴とするインフレータ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインフレータを備えてなるエアバッグ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグ等を膨張させるためのガスを発生するインフレータに係り、特に高圧ガスを貯蔵したタイプのインフレータに関する。また、本発明は、このインフレータを備えたエアバッグ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エアバッグ装置等に用いられるインフレータとして、高圧ガスが充填された耐圧容器を有するインフレータがある。このインフレータの一つのタイプとして、耐圧容器のガス出口を開放させ、貯蔵していたガスのみを噴出させるコールドタイプと通称されるものがある。別のタイプのインフレータとして、高圧ガスが充填された耐圧容器と、化学反応により高圧ガスを発生させる機構とを併用したハイブリッド型インフレータなどがある。
【０００３】
いずれのタイプのインフレータにおいても、耐圧容器内には規定圧力のガスが充填されていることが必要であり、ガス漏れが生じた場合には速やかに検知できるガス漏れ検知手段が望まれる。
【０００４】
特開平１１−８２７７８号公報には、耐圧容器内に隔壁を配置し、該隔壁の一方の側の室内に高圧ガスを充填し、隔壁の該一方の側の面にエラストマー膜を積層配置し、該エラストマー膜に電極を設け、該電極を隔壁に接触させてなるガス漏れ検知機構が記載されている。この隔壁は、高圧ガス充填室から大気側へ膨出する形状となっており、高圧ガス充填室内のガス圧が十分に高いときにはエラストマー膜は該ガス圧に押されて隔壁に接触し、電極が隔壁に導通している。ガス漏れにより高圧ガス充填室内のガス圧が低下すると、エラストマー膜がその弾性によって隔壁から離反し、電極と隔壁との導通が断たれる。これにより、高圧ガス充填室内からのガス漏れが検知される。
【０００５】
なお、特開平１１−８２７７８号公報の従来技術の欄には、耐圧容器の変形を歪みケージで検知してガス漏れを検知することが記載されているが、耐圧容器の変形が微小であるときにはガス漏れを検知できないおそれがある。
【特許文献１】特開平１１−８２７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特開平１１−８２７７８号公報のインフレータにあっては、耐圧容器内に隔壁を設ける必要がある。また、長期間が経過してエラストマー膜が劣化し、弾性が低下したときには、ガス漏れが生じてもエラストマー膜が隔壁から離反せず、ガス漏れが検知されないおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、耐圧容器内に隔壁を設けなくてもガス漏れを確実に検知することができるインフレータと、このインフレータを備えたエアバッグ装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明（請求項１）のインフレータは、高圧ガスを貯蔵した耐圧容器と、該耐圧容器からのガス漏れによる該耐圧容器の変形を検知してガス漏れを検知する手段とを有するインフレータにおいて、該ガス漏れ検知手段は、該耐圧容器の変形を増幅して検知する手段であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２のインフレータは、請求項１において、該ガス漏れ検知手段は、耐圧容器の変形に伴って変位する主ピストンを有した主シリンダと、子ピストンを有し、該主シリンダに連通した、該主シリンダよりも小径の子シリンダと、該主シリンダ及び子シリンダ内の該主ピストンと子ピストンとの間に充填された作動媒体と、該子ピストンの変位を検知する手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３のインフレータは、請求項２において、該子ピストンの変位を検知する手段は、固定電極と、子ピストンの変位に伴って移動して該固定電極と接触又は離反する可動電極とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明（請求項４）のエアバッグ装置は、かかるインフレータを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のインフレータにおいては、耐圧容器からのガス漏れが生じると、耐圧容器が縮小するように変形する。本発明では、この耐圧容器の変形を増幅して検知するので、ガス漏れが確実に検知される。また、エラストマー膜のように劣化し易い材料を用いないので、長期にわたり、ガス漏れ検知を確実に行うことができる。
【００１３】
なお、請求項２のインフレータにおいては、耐圧容器が変形すると、それにつれて主ピストンが変位し、子ピストンも変位する。この子ピストンの径が主ピストンよりも小さいので、両者の径の比率の２乗倍分だけ子ピストンのストロークが増幅される。従って、この径の比率を大きく設定することにより、増幅率を大きくし、ガス漏れを確実に検知することができる。
【００１４】
請求項３のインフレータにあっては、子ピストンの変位に伴って可動電極が固定電極に接触又は離反するので、耐圧容器の所定以上の変形を電気信号として検出することができる。
【００１５】
本発明のインフレータを備えたエアバッグ装置は、従って信頼性が確実に担保されたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１７】
第１図（ａ）は実施の形態に係るインフレータ１の長手方向の断面図、第１図（ｂ）はこのインフレータのスイッチ装置部分の拡大図、第２図（ａ）はこのインフレータの第１図の左半側の拡大図、第２図（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面斜視図である。第３図は第２図のIII−III線断面図、第４図はガス噴出作動時の同様箇所の断面図である。
【００１８】
このインフレータ１は、高圧ガス貯蔵室１２及びガス出口１４を有した耐圧容器１０と、このガス出口１４を閉鎖している封体としてのバーストシム１６と、このバーストシム１６を支承している支承本体８０と、支承本体８０をラッチしている支承板体８２と、この支承板体８２による支承を解除して支承本体８０によるバーストシム１６の支承を解除するための支承解除装置６０と、ガス噴出口７２を有したキャップ７０とから主として構成されている。
【００１９】
耐圧容器１０は、略々円筒状であり、その一端にガス出口１４が設けられている。このガス出口１４に対しハウジング４０が溶接等により一体化されている。このハウジング４０は、該耐圧容器１０側の流入用開口４２と、それと反対側の流出用開口４４と、側面（図１，２では上面）に設けられた作動ガス噴出口４６とを備えている。
【００２０】
バーストシム１６は、ステンレス材（例えばＳＵＳ３０４）などの金属の薄いシート状物よりなる。このバーストシム１６は、該流入用開口４２を覆い、且つ該開口４２の周縁部に溶接等により固定されている。なお、バーストシム１６は、該開口４２の周縁部と共に該支承本体８０にも溶接等により固定されていても良い。
【００２１】
この実施の形態では、ハウジング４０の流入用開口４２に、バーストシム１６に接するように支承本体８０が嵌入されている。この支承本体８０は円盤形であり、該流入用開口４２に挿抜自在に挿入されている。ハウジング４０内には、この支承本体８０を支承する支承板体８２が設置されている。この支承板体８２は、略長方形板状のものであり、その一辺（前辺）が支承本体８０に当接しており、他辺（後辺）がハウジング４０の段差部８８に係止されている。
【００２２】
略々円筒状のハウジング４０の内孔は、流入用開口４２側が大径部８４となっており、流出用開口４４側が小径部８６となっている。なお、流出用開口４４及び小径部８６は支承本体８０よりも大径であり、後述の通り、支承本体８０が該小径部８６から流出用開口４４を通ってキャップ７０まで移動可能となっている。この大径部８４と小径部８６との境界は段差部８８となっている。
【００２３】
この実施の形態では、支承解除装置６０からの作動ガス噴出口４６は大径部８４内に臨むように該ハウジング４０の側面（第１図（ａ）、第３，４図における上面）に設けられており、支承板体８２は、該大径部８４内において、その板面が該作動ガス噴出口４６に対面するよう配置されている。
【００２４】
該支承解除装置６０は、前記作動ガス噴出口４６に臨むようにしてハウジング４０の側面に溶接等により固着されたスリーブ６２と、該スリーブ６２に螺じ込み等により固着されたイニシエータ（点火器）６４と、該イニシエータ６４とスリーブ６２とハウジング４０とで囲まれた閉空間内に充填されたプロペラント（反応薬剤）６６と、作動ガス噴出口４６をハウジング４０の外面側から覆っている破裂可能なクロージャ（薄肉閉鎖部材）６８とを備えたものである。
【００２５】
この支承解除装置６０において、イニシエータ６４に通電されると、該イニシエータ６４の先端の薄肉キャップ６４ａ内に収容された点火薬剤が急速に反応し、この反応が直ちにプロペラント６６に伝播し、プロペラント６６が急速に反応して高圧ガスを発生する。そして、この高圧ガスによりクロージャ６８が破れ、作動ガス噴出口４６から支承板体８２に作動ガスが吹き付けられる。
【００２６】
支承板体８２の両板面には、それぞれ、該支承板体８２の前記一辺（前辺）及び他辺（後辺）の中間同士を結ぶように、ノッチ状の溝よりなるテアライン８２ａが延設されている。該支承板体８２は、前記作動ガス噴出口４６を介してその板面に支承解除装置６０からの作動ガスが吹き付けられたときに、このガス圧により、該テアライン８２ａに沿って真二つに割断される。
【００２７】
なお、第３図に示すように、支承板体８２の該一辺は流入用開口４２を直径方向に横断し、その両端側が、ピン８２ｂ等を介して該流入用開口４２の周縁部に枢支されている。また、該他辺も、小径部８６を直径方向に横断し、その両端側がピン８２ｂ等を介して段差部８８に枢支されている。
【００２８】
従って、支承板体８２は、作動ガス噴出口４６を介して支承解除装置６０から作動ガスが吹き付けられると、このガス圧によってテアライン８２ａに沿って真二つに割断されると共に、第４図に示すように、該テアライン８２ａから一半側と他半側とがそれぞれピン８２ｂを回動中心として互いに離反するように回動し、支承本体８０から外れる。これにより、該支承板体８２による支承本体８０の支承が解除される。
【００２９】
このインフレータ１をガス発生作動させるときには、イニシエータ６４に通電する。これにより、カップ６４ａ内の点火薬剤が反応を開始し、この反応が直ちにプロペラント６６に伝播し、プロペラント６６が急速に反応して高圧ガスを発生する。この高圧ガスによりクロージャ６８が破れ、作動ガス噴出口４６から支承板体８２にガスが吹き付けられる。
【００３０】
そして、このガス圧により、前述の通り支承板体８２がテアライン８２ａに沿って割断されると共に、第４図のように、該テアライン８２ａから一半側と他半側とがそれぞれピン８２ｂを回動中心として互いに離反するように回動して支承本体８０から外れ、該支承板体８２による支承本体８０の支承が解除される。この結果、支承本体８０は貯蔵室１２内のガス圧に押されて退動すると共に、バーストシム１６が支承を失ってガス圧により破れ、開口４２が開放する。なお、バーストシム１６が開口４２の周縁部と共に支承本体２０にも溶接等により固定されているときは支承体と共にバーストシム１６も退動し、ガス圧により破れ、開口４２が開放する。そして、貯蔵室１２内の高圧ガスが、支承本体８０をキャップ７０に向って移動させながらハウジング４０及び該キャップ７０を通過し、ガス噴出口７２から噴出する。
【００３１】
このインフレータ１にあっては、支承解除装置６０からのガスは支承板体８２の板面に吹き付けられるため、支承板体８２は、このガス圧を大きな面積で受け、急速に支承本体８０の非支持位置まで移動するようになる。これにより、インフレータ１は起動が迅速なものとなる。
【００３２】
このインフレータ１においては、耐圧容器１０のガス出口１４側の外周面にセンサ取付用ケーシング９０の先端が固着されている。該ケーシング９０は、耐圧容器１０の外周を該耐圧容器１０と同軸状に延在している。ケーシング９０の後端は、耐圧容器１０の後端よりも後方に延出し、その端面９０ｅは主シリンダ９２のエンド面を構成している。該主シリンダ９２は該ケーシング９０の後端内部に固定設置されており、この主シリンダ９２内に主ピストン９４が摺動自在に配置されている。該主シリンダ９４は、連結部材９６を介して耐圧容器１０の後端に連結固定されている。
【００３３】
ケーシング９０のエンド面９０ｅからは子シリンダ１００が突設されており、この子シリンダ１００内に子ピストン１０２が摺動自在に配置されている。子シリンダ１００内は主シリンダ９２内に連通しており、主ピストン９４と子ピストン１０２との間にはシリコーンオイル等の液体よりなる作動媒体Ｍが充填されている。
【００３４】
子シリンダ１００内の子ピストン１０２を挟んで作動媒体Ｍと反対側には、電気絶縁材料よりなる軸体１１０と、この軸体１１０を子ピストン１０２に押し付ける付勢手段としてのコイルバネ１１８とが配置されている。なお、コイルバネ１１８は、軸体１１０後端のフランジ１１２に当接している。この軸体１１０に鍔状に取り付けられた可動電極１１４に対しリード線１１６が接続されている。可動電極１１４に対峙して固定電極１２０が子シリンダ１００の内周に、内向き鍔状に突出するように固定設置されている。子シリンダ１００は金属製であり、固定電極１２０は子シリンダ１００を介してリード線１２２に導通している。リード線１１６，１２２は警告装置１３０に接続されている。
【００３５】
固定電極１２０と可動電極１１４との間には若干の隙間が存在する。固定電極１２０は、可動電極１１４と子ピストン１０２との間に位置している。
【００３６】
このインフレータ１の耐圧容器１０内のガス圧が十分に高いときには、主ピストン９４及び子ピストン１０２は図示の位置にあり、固定電極１２０と可動電極１１４とは離反している。
【００３７】
耐圧容器１０からガス漏れが生じると、耐圧容器１０の長手方向（筒軸方向）の長さが若干短くなる。連結部材９６によって該耐圧容器１０の後端に固定された主ピストン９４は、該耐圧容器１０の短縮に伴って第１図の左方向に変位し、これに伴って子ピストン１０２も左方向に変位する。子ピストン１０２の左方向への変位に伴って、バネ１１８に押されて軸体１１０及びそれと一体の可動電極１１４が左方向に変位し、可動電極１１４が固定電極１２０に接触する。これにより、警告装置１３０は、例えば警告ランプを点灯あるいは点滅させる等の警告動作を行う。
【００３８】
このガス漏れ検知機構にあっては、主ピストン９４の径をＤ１、子ピストン１０２の径をＤ２とした場合、子ピストン１０２の変位量は主ピストン９４の変位量の（Ｄ１／Ｄ２）２倍となる。従って、主ピストン９４の変位が微小であっても、子ピストン１０２の変位が十分に大きく増幅されたものとなるので、ガス漏れに伴う耐圧容器１０の短縮変形を確実に検知することができる。
【００３９】
上記実施の形態では、子ピストン１０２が変位すると、可動電極１１４と固定電極１２０とが接触するものとなっているが、ガス漏れ前には可動電極と固定電極とが接触しており、ガス漏れに伴う子ピストンの変位に伴って可動電極が固定電極から離反する構成としてもよい。
【００４０】
上記実施の形態では、可動電極と固定電極との接離によって子ピストンの変位を検知しているが、子ピストンの変位を誘電率の変化として検知する方式など各種の変位検知方式を採用することができる。
【００４１】
第５図は実施の形態に係るハイブリッド型インフレータ１４０の長手方向断面図である。このハイブリッド型インフレータ１４０は、円筒状の耐圧容器１４０と、該耐圧容器１４０の先端に設けられたキャップ１４３と、該キャップ１４３に設けられたガス噴出口１４４と、該キャップ１４３と耐圧容器１４０との境界部に配置されたバーストシム１４６と、耐圧容器１４２内の後端側に設けられたガス発生用薬剤１４８と、該ガス発生用薬剤１４８を点灯作動させるためのイニシエータ１５０及び該イニシエータ１５０の周囲に充填されたプロペラント１５２等を有する耐圧容器１４２内には高圧のガスが充填されている。
【００４２】
この耐圧容器１４２に対し、前記実施の形態と同様にセンサ取付ケーシング９０が固設され、センサ取付ケーシング９０の後端部に主シリンダ９２が設置され、主シリンダ９２内に主ピストン９４が配置されている。主ピストン９４は連結部材９６を介して耐圧容器１４２の後端に連結されている。センサ取付ケーシング９０から子シリンダ１００が突設されている。図示及び説明は省略するが、この子シリンダ１００内部の構成及び警告装置１３０との接続方式は第１図（ｂ）と同一である。
【００４３】
このハイブリッド型インフレータ１４０のガス噴出作動は次の通りである。即ち、イニシエータ１５０に通電されて該イニシエータ１５０が作動すると、プロペラント１５２が反応し、その反応ガスの熱によってガス発生薬剤１４８が反応し、大量のガスを発生する。これにより、耐圧容器１４２内のガス圧が上昇し、バーストシム１４６が破れ、耐圧容器１４２内に充填されていたガス及び反応により発生したガスが混ざり合って噴出口１４４から噴出する。
【００４４】
このハイブリッド型インフレータ１４０のガス漏れ検知動作は前記第１〜４図の実施の形態と同一である。
【００４５】
即ち、耐圧容器１４２からガス漏れが生じると、耐圧容器１４２の長手方向長さが短くなり、主ピストン９４が第５図の左方向に変位し、子ピストン１０２が変位して可動電極と固定電極とが接触し、警告装置が作動する。この場合も、子ピストン１０２の変位量は（Ｄ１／Ｄ２）２倍に増幅されているので、ガス漏れを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態に係るインフレータの長手方向の断面図とスイッチ装置部分の拡大図である。
【図２】図１のインフレータの要部断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】ガス噴出作動時における図３と同一部分の断面図である。
【図５】別の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】
【００４７】
１，１４０  インフレータ
１０，１４２  耐圧容器
１２  高圧ガス貯蔵室
１４  ガス出口
１６  バーストシム（封体）
２０  支承本体
６０  支承解除装置
６２  スリーブ
６４  イニシエータ
６６  プロペラント
６８  クロージャ
８０  支承本体
８２  支承板体
８２ａ  テアライン
８４  大径部
８６  小径部
８８  段差部
９０  センサ取付用ケーシング
９２  主シリンダ
９４  主ピストン
１００  子シリンダ
１０２  子ピストン
１１４  可動電極
１２０  固定電極
１３０  警告装置
【図１】
2005225269.tif 000003
【図２】
2005225269.tif 000004
【図３】
2005225269.tif 000005
【図４】
2005225269.tif 000006
【図５】
2005225269.tif 000007