(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火工式分離デバイス（１０）であって、
圧力チャンバ（４０）を形成するハウジング（１２）と、
前記圧力チャンバ（４０）内に配置された少なくとも二つの分離ピストン（４４）とを有し、
前記少なくとも二つの分離ピストンは、１つの火工式駆動エレメント（２０）が発生した圧力パルスに露呈された場合に、前記ハウジング（１２）に対して移動し、これによって、前記ハウジング（１２）内に配置された少なくとも二つの導電体（１４）を切断できる、火工式分離デバイス（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の分離デバイス（１０）において、
前記分離ピストン（４４）は、様々な方向に移動できる、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の分離デバイス（１０）において、
前記少なくとも二つの分離ピストン（４４）が、互いに対して反対方向に移動できる、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の分離デバイス（１０）において、
前記少なくとも二つの分離ピストン（４４）が、互いに対して交差方向に移動できる、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の分離デバイス（１０）において、
前記駆動エレメント（２０）及び前記分離ピストン（４４）は一つの平面内を延びている、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【請求項６】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の分離デバイス（１０）において、
前記分離ピストン（４４）の少なくとも一つが、前記駆動エレメント（２０）及び別の分離ピストン（４４）が形成する平面に関して所定の角度をなす、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の分離デバイス（１０）において、
前記分離ピストン（４４）の各々は、対応する導電体（１４）を切断するための分離チゼル（４８）を有する、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の分離デバイス（１０）において、
前記分離ピストン（４４）のうちの少なくとも一つが、対応する数の導電体（１４）を切断する少なくとも二つの分離チゼル（４８）を有する、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【請求項９】
火工式分離デバイス（１０）であって、
圧力チャンバ（４０）を形成するハウジング（１２）と、
前記圧力チャンバ（４０）内に配置された少なくとも二つの分離ピストン（４４）とを有し、
前記分離ピストン（４４）の各々には、少なくとも二つの分離チゼル（４８）が設けられており、
前記分離チゼルが設けられた前記少なくとも二つの分離ピストン（４４）は、１つの火工式駆動エレメント（２０）が発生した圧力パルスに露呈された場合に、前記ハウジング（１２）に対して移動して、前記ハウジング（１２）内に配置された、前記分離チゼル（４８）と同数の導電体（１４）を切断できる、火工式分離デバイス（１０）。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載の分離デバイス（１０）において、
各導電体（１４）は分離点（４９）を有し、この分離点のところで厚さが薄くなっている、ことを特徴とする分離デバイス（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火工式分離デバイス（すなわち、火工式分離装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
火工式分離デバイスが原理的に既知である。このデバイスは、典型的には、圧力チャンバを形成するハウジングと、圧力チャンバ内に配置された分離ピストンとを有する。分離ピストンは、火工式駆動エレメントが発生した圧力パルスに露呈された場合にハウジングに対して移動し、ハウジング内に配置された導電体を切断できる。
【０００３】
このような火工式分離デバイスは、例えば、自動車で使用されており、事故が起った場合に、機内電源を車輛のバッテリーから分離するのに使用される。火工式分離デバイスは、この目的で中央制御ユニット（ＥＣＵ）に接続されている。火工式分離デバイスは、更に、少なくとも一つの安全デバイス、例えばベルトタイトナー及び／又はエアバッグに接続されており、事故が起ったときに、電気トリガー信号を火工式分離デバイスの駆動エレメント及び少なくとも一つの安全デバイスに伝達する。
【０００４】
最新の自動車は、乗員の保護を行うために制御される複数の安全デバイスばかりでなく、互いから分離された幾つかの電気回路を有する。これらは、例えばハイブリッド駆動技術で始動／停止機能を提供するため、事故が起ったときに火工式分離技術によって遮断しなければならないか或いは電源から分離しなければならない。
【０００５】
かくして、安全デバイス及び火工式分離エレメントを制御するための中央制御ユニットの制御出力の数は、通常は限られており、この数が、例えばエアバッグ及びベルトタイトナー等の全ての安全デバイス及び全ての火工式分離エレメントの両方を制御できる上で十分ではないという問題がある。
【０００６】
原理的には、多数の制御出力を持つ中央制御ユニットを使用することによりこの問題を解決できる。しかしながら、この解決策は、これに伴う追加の費用のため、自動車の製造者にとって魅力的ではなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、中央制御ユニットの利用可能な制御出力よりも多数の回路の切断を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、請求項１の特徴を持つ火工式分離デバイスを提供する。
本発明の分離デバイスは、圧力チャンバを形成するハウジングと、圧力チャンバ内に配置された少なくとも二つの分離ピストンとを有し、これらの分離ピストンは、火工式駆動エレメントが発生した圧力パルスに露呈された場合にハウジングに対して移動して、ハウジング内に配置された少なくとも二つの導電体を切断できる。
【０００９】
本発明の概念は、かくして、幾つかの導電体を単一の火工式分離デバイスによって、具体的には、単一の駆動装薬によって切断し、従って幾つかの回路を遮断することである。
本発明によれば、分離デバイスは、少なくとも二つの分離ピストンを有する。これらの分離ピストンは、火工式駆動エレメントを一つしか必要とせず、制御を行うため、分離デバイスをトリガーするために設けられた制御ユニットで制御出力を一つしか必要としない。
【００１０】
制御ユニットが８個の制御出力を備えており、このうちの７個が、例えばエアバッグ及び／又はベルトタイトナー等の安全デバイスの制御に既に用いられている場合には、最後の制御出力を使用して、二つ又はそれ以上の回路を本発明の分離デバイスによって切断する。即ち、中央制御ユニットは、対応する数の自由制御出力を備えている必要がないのである。
【００１１】
本発明に従って幾つかの導電体を単一の分離デバイスを使用して切断することにより、追加の分離デバイスをトリガーし作動するのに必要な、例えば追加の電力ケーブルやプラグコネクタ等の材料費、及び各回路を切断するために別々の分離デバイスを制御しなければならない場合に生じる対応する組み立て費用もまた節約される。
【００１２】
本発明の分離デバイスは、更に、コンパクトな設計を有し、単一の回路を遮断するための従来の分離デバイスと比較してあまり大きくない。
本発明の有利な設計は、従属項、以下の説明、及び添付図面から明らかになるであろう。
【００１３】
好ましい実施例によれば、複数の分離ピストンは、様々な方向に移動できる。これは、少なくとも一部が複数の分離ピストン間に配置された領域、好ましくは圧力チャンバの中央領域で、駆動エレメントによって放出された圧縮ガスの膨張によって行われる。その結果、複数の分離ピストンが特に効果的に露呈され、かくして導電体を特に迅速に且つ確実に切断する。
【００１４】
利用可能な構造空間及び／又は切断されるべき導電体の数に応じて、分離ピストンのうちの少なくとも二つが互いに対して逆方向に移動でき、及び／又は分離ピストンのうちの少なくとも二つが互いに対して交差方向に（横方向に）移動できる。
【００１５】
できるだけコンパクトが設計を得るため、駆動エレメント及び複数の分離ピストンは、好ましくは、一つの平面内を延びる。例えば、複数の分離ピストン及び駆動エレメントは、Ｔ字形状に配置されていてもよい。この場合、複数の分離ピストンが一方向に延びるのに対し、駆動エレメントはこれに対して直角に配向される（又は方向決めされる）。しかしながら原理的には、複数の分離ピストン及び駆動エレメントをＹ字形状に配置することも考えられる。更に、１つの駆動エレメント及び三つの分離ピストンを交差形状即ちＸ字形状に配置してもよく、又は１つの駆動エレメント及び三つ以上の分離ピストンを星型に配置してもよい。その結果、対応する多数の分離ピストンに単一の火工式駆動エレメントが作用を及ぼすことができ、対応する数の回路を単一の分離デバイスによって遮断できる。
【００１６】
変形例によれば、少なくとも一つの分離ピストンが、駆動エレメント及び別の分離ピストンが形成する平面に関して所定の角度をなす。駆動エレメント及び複数の分離ピストンをこのように立体的に配置することにより、単一の火工式駆動エレメントが作用を及ぼすことができる分離ピストンの数、従って、分離デバイスによって遮断できる回路の数を更に増やすことができる。従って、駆動エレメント及び全ての分離ピストンを直角に配置することによって、５個の分離ピストンを駆動エレメントで駆動できる。
【００１７】
回路をできるだけ迅速に且つ確実に遮断するため、各分離ピストンは、好ましくは、対応する導電体を切断するための分離チゼル（分離用のみや分離用たがねなど）を備えている。
【００１８】
分離デバイスによって遮断されるべき回路の数は、分離チゼルの数と同数の導電体を切断するため、少なくとも一つの分離ピストンが少なくとも二つの分離チゼルを備えている場合に、更に増やすことができる。
【００１９】
各導電体が分離点を有し、この分離点のところで導電体が細くなっている場合、導電体が更に迅速に且つ確実に切断される。
本発明の目的を達成するため、請求項９に記載の分離デバイスが更に設けられる。この分離デバイスにより、幾つかの導電体を単一の火工式駆動エレメントによって切断でき、及びかくして上述の利点が得られる。
【００２０】
本発明を、添付図面を参照して有利な実施例を使用して以下に単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１実施例による本発明の分離デバイスの斜視図である。
【図２】図２は、図１の分離デバイスの断面図である。
【図３】図３は、第２実施例による本発明の分離デバイスの一部を除去した断面図である。
【図４】図４は、第３実施例による本発明の分離デバイスの断面図である。
【図５】図５ａは、図１の分離デバイスを、この分離デバイスによって遮断されるべき様々な回路とともに示す概略図である。図５ｂは、図１の分離デバイスを、この分離デバイスによって遮断されるべき様々な回路とともに示す概略図である。図５ｃは、図１の分離デバイスを、この分離デバイスによって遮断されるべき様々な回路とともに示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２は、二つの回路７０、７２（図５参照）をほぼ同時に遮断する火工式分離デバイス１０の第１実施例を示す。分離デバイス１０は、二つのレール状導電体１４が配置されたハウジング１２を有する。導電体１４は、各々、数回曲げたシート状金属ストリップ１６から形成されている。これらのシート状金属ストリップ１６の各々の端部領域には、導電体１４の特定の回路７０、７２への電気的接続を容易にする接続片１８が設けられている。
【００２３】
ハウジング１２には、更に、火工式駆動エレメント２０が配置されている。火工式駆動エレメント２０は、火工推進薬又は燃料が入った構造的空間区分２２を備えており、このハウジング１２の内部に向いている。駆動エレメント２０は、更に、ハウジング１２から少なくとも部分的に突出した結合区分２４を含む。この結合区分２４は、構造的空間区分２２から遠ざかる方向に向いたその後側で、分離デバイス１０をトリガーするため、駆動エレメント２０を制御ユニット６８（図５参照）に容易に電気的に接続する。
【００２４】
駆動エレメント２０は、ハウジング１２に、圧力に耐えることができるように（すなわち、耐圧的に）連結されている。これは、例えば、図２に示すように、駆動エレメント２０をハウジング１２の凹所２６に挿入し、溶接又は接着し、更に導電体１４の区分２８により固定することによって、行われる。導電体１４の区分２８は、駆動エレメント２０の対応する溝３０と係合する。
【００２５】
別の態様では、図３に示すように、連結片３２をハウジング１２の外側に形成してもよい。ここに駆動エレメント２０を取り付け、そして、モールディングによって成形した成形体３４によって固定する。連結片３２と駆動エレメント２０との間の連結を改善するため、モールディングイン３４が係合する凹所３６又は少なくとも部分的に環状の溝を、連結片３２の外側及び駆動エレメント２０の外側の両方に形成する。
【００２６】
駆動エレメント２０の構造的空間区分２２は、ハウジング１２によって形成された圧力チャンバ４０の中央区分３８を形成する。圧力チャンバ４０は、更に、二つの分離ピストン区分４２を含む。これらのピストン区分は、中央区分３８から開始して逆方向に延びる。二つの分離ピストン区分４２の各々に、分離ピストン４４が、変位可能に取り付けられている。
【００２７】
各分離ピストン４４は、中央区分３８に面したその後側に凹所４６を備えている。導電体１４の分離点４９の方向に向いた分離チゼル４８が、各分離ピストン４４に割り当てられており、各分離ピストン４４のうち中央区分３８とは反対方向に向いた前側に形成されている。
【００２８】
通常位置即ち休止位置、即ち分離デバイス１０がトリガー（始動）される前は、各分離ピストン４４は、後端位置に配置されている。この位置では、分離ピストン４４は互いから最小距離のところにあり、導電体１４から最大距離のところにある。この後端位置では、分離ピストン４４は、後側がハウジングの第１肩部５０に当接している。
【００２９】
各分離ピストン４４は、更に、その前側の領域に、突出部５２を有する。この突出部は、分離ピストン４４の周囲に沿って延びている。突出部５２は、特定の分離ピストン区分４２を形成するハウジング壁に設けられた環状溝５６を形成する第２肩部５４に着座する。
【００３０】
例えばＯ−リング５８等のシールが、溝５６に配置されている。Ｏ−リング５８等のシールは、中央区分３８に連結された圧力チャンバ４０の特定の分離ピストン区分４２の部分を、特定の分離ピストン４４とこの分離ピストン４４に割り当てられた導電体１４との間で、空間６０に関して実質的に気密にシールする。別の態様では、Ｏ−リング５８は、図３に示すように、分離ピストン４４の後側と、対応する第１ハウジング肩部５０との間に配置されていてもよい。
【００３１】
駆動エレメント２０の作動中に、分離デバイス１０をトリガーすると、構造的空間区分２２内の燃料が点火され、構造的空間区分２２の前側が中央区分３８に向かって破裂する。燃料の変換によって放出されたガスにより、図３では、ガス圧が、矢印６１で示すように、圧力チャンバ４０内で発生し、これが、分離ピストン４４に互いに対して反対方向（又は逆方向）に、従って、特定の導電体１４の方向に作用する。
【００３２】
ガス圧が特定の閾値を越えるとすぐに、分離ピストン４４の突出部５２が剪断され、分離ピストン４４が特定の導電体１４の方向に加速される。
分離チゼル４８が導電体１４とぶつかることにより、導電体１４が分離点４９のところで切断され、特定の回路が遮断される。導電体１４の切断を容易にするため、導電体１４は分離点４９のところが細くなっている。更に、導電体１４は、分離点４９の領域が、各場合において、剪断縁部６２によって支持されている。
【００３３】
図４は、本発明の分離デバイス１０の第３実施例を示す。この実施例は、四つの導電体１４を少なくともほぼ同時に切断するため、従って、四つの回路をほぼ同時に遮断できる。
【００３４】
上文中に説明した分離デバイス１０と同様に、図４に示す分離デバイス１０は、互いに対して反対方向（又は逆方向）に移動できる二つの分離ピストン４４を有する。
しかしながら、上文中に説明した分離デバイス１０とは異なり、各分離ピストン４４の前側には、タング（舌）状に設計された二つの分離チゼル４８が設けられている。これらの分離チゼル４８は、互いに隣接して配置されており、一つの平面内を延びる。
【００３５】
別々の導電体１４が各分離チゼル４８に割り当てられており、そのため、分離デバイス１０は、切断されるべき導電体１４が全部で四つ設けられている。これらの四つの導電体１４は、分離ピストン４４が導電体１４とぶつかったときに各導電体１４が分離チゼル４８のうちの一つのよって切断されるように、ハウジング１２に対をなして取り付けられている。
【００３６】
上文中に説明した分離デバイス１０の導電体１４とは異なり、図４に示す導電体１４は、数回曲げられておらず、平らであるように設計されている。かくして、各導電体対の導電体１４は、分離チゼル４８が形成する平面に対して少なくともほぼ直角に延びる一つの平面に位置する。導電体１４を切り易くするため、これらの導電体は、更に、厚さが薄くなった分離点４９を有する。
【００３７】
上文中に説明した分離デバイス１０とは異なり、図４に示す分離デバイス１０の駆動エレメント２０は、ハウジング１２に挿入されており且つこのハウジングに本質的に気密に連結された、ハウジング挿入体６３に収容されている。ハウジング挿入体６３は、ガスチャンネル６５を形成しており、このチャンネルを通ってガスが駆動エレメント２０によって放出され、分離ピストン４４に更に効率的に露呈するため、分離ピストン４４の凹所４６に差し向けられる。
【００３８】
図５は、第１実施例による分離デバイス１０によって遮断される回路７０及び７２の様々な態様を示す。
従って、図５ａは、矢印６４で示す互いに対して逆方向に移動できる二つの分離ピストンを持つ分離デバイス１０を概略に示す。分離ピストンには、駆動エレメント２０が作用を及ぼすことができる。駆動エレメント２０は、分離デバイス１０を差動するため、リード６６によって制御ユニット６８に連結されている。
【００３９】
上文中に言及したように、分離デバイス１０に配置された二つの導電体１４は、分離ピストンによって切断できる。一方の導電体１４は、接続点Ａを接続点Ｂに接続する第１回路７０の部分であり、これに対し、他方の導電体１４は、接続点Ｃを接続点Ｄに接続する第２回路７２の部分である。
【００４０】
図５ａに示す変形例では、回路７０、７２は互いから電気的に絶縁されている。かくして、これらの回路７０、７２は、電位又は極性が同じであってもよいし、異なっていてもよい。分離デバイス１０をトリガーして、導電体１４が切断された結果、一方では、第１回路７０の接続点Ａ及びＢが互いから電気的に分離され、他方では、第２回路７２の接続点Ｃ及びＤが互いから電気的に分離される。
【００４１】
図５ｂは、回路の第２の変形例を示す。この回路は、接続点Ｂ及びＤが互いに接続されているという点で図５ａの変形例と異なる。この変形例では、両回路７０、７２は電位及び極性が同じである。分離デバイス１０のトリガーにより、接続点Ａ及びＢが互いに分離され、また、接続点Ｃ及びＤも互いに分離されるが、接続点Ｂ及びＤは互いに接続されたままである。
【００４２】
図５ｃは、回路の第３の変形例を示す。この回路は、接続点Ａ及びＣが、更に、互いに電気的に接続されている。この変形例では、回路７０、７２は、同様に、電位及び極性が同じである。分離デバイス１０をトリガーしたとき、接続点Ａ及びＢが互いに分離され、接続点Ｃ及びＤも互いに分離されるが、一方では接続点Ａ及びＣが、互いに電気的に接続されたままであり、また、他方では接続点Ｂ及びＤが互いに電気的に接続されたままである。
【符号の説明】
【００４３】
１０  火工式分離デバイス
１２  ハウジング
１４  レール状導電体
１６  シート状金属ストリップ
１８  接続片
２０  火工式駆動エレメント
２２  構造的空間区分
２４  結合区分
２６  凹所
２８  区分
３０  溝
３２  連結片
３４  モールディングイン
３６  凹所
３８  中央区分
４０  圧力チャンバ
４２  分離ピストン区分
４４  分離ピストン
４６  凹所
４８  分離チゼル
４９  分離点
５０  第１肩部
５２  突出部
５４  第２肩部
５６  環状溝
５８  Ｏ−リングシール
６２  剪断縁部
６８  制御ユニット
７０、７２  回路
【図１】
0005028434.tif 000002
【図２】
0005028434.tif 000003
【図３】
0005028434.tif 000004
【図４】
0005028434.tif 000005
【図５】
0005028434.tif 000006