JP2597455B2 - 安全制御手段用空気袋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車の衝突事故等によ
る衝撃から自動車の操縦者及び乗客の安全を確保するた
めの空気袋に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】１９７０年のはじめ及びそ
の間に自動車安全規格２０８（Motor Vehicle Safety S
tandard２０８）（ＭＶＳＳ２０８）を満足するであろ
うシステムの設計において空気袋の研究の大部分に多大
な努力がなされた。結果的には自動車会社は彼等の努力
を毎時３０マイルの正面ならびに斜め角度の障壁衝突に
集中した。ただわずかのパーセンテジの衝突が自動車会
社により企てられたが、それは毎時３０マイル以上の衝
突であり、ごく少数は障壁衝突より他の衝突であった。
逆に、例えば現実の世界的経験における不可避的障壁衝
突事故に対する不可避的支柱衝突事故の比率は約７：１
である。

【０００３】支配的である毎時３０マイル障壁衝突は単
純化するセンサーの基準になった。特にもしも使用者が
制限されない自由なかたまりとして数学的に表現される
ならば毎時１２マイルで又は空気袋が必要とされたもの
以上では客室内部の乗客に打撃を与えるであろうという
ことは一般的に認められてきた。一人の使用者が客室内
部の乗客から約２ヒート離れて位置できるのが最大距離
であるので、もしも速度が毎時１２マイルを越えて変化
するならばその時の前に、そこでは空気袋が必要とされ
るが使用者の変位は２４インチを越えたことが計算され
た。ひとたび、ある与えられた衝突に対して空気袋が要
求されることが決定されるとそこではセンサーが空気袋
の膨張に対して使用者が５インチ動く時間の前に膨張時
間の３０ミリ秒を許すべき時間内に活性化することが要
求されるのである。この要求は常にすべての型の事故に
対して特に毎時３０マイルの障壁衝突事故に対してその
時間内に空気袋を膨張することになる。

【０００４】１９７０年のはじめ及びその間に斜め角度
の障壁衝突事故とか或る自動車−自動車の衝突事故のよ
うな軟衝突事故に対して満足させるためにはセンサーは
自動車の衝突地帯に置かれねばならない。衝突地帯は全
自動車が遅くなる以前の衝突事故において速度変化をは
じめに経験する自動車のその部分である。しかしなが
ら、１９７０年のなかほどにおいて空気袋システムにお
ける可成りの節約がガス発生器に集積し、接近し、すべ
て機械的センサーの使用を通して実現化できることが認
められた。相当の研究、開発及び評価を通してブリード
コーポレーションにより世界的に最も大きな自動車製造
工場の７社により供給された数百の衝突事故のデータを
用いて計算機により数学的な模型製作を通してセンサー
を自動車における衝突地帯の外に置くと空気袋の膨張を
ドライバーによって耐えられる障害水準を保持する時間
内の許容限界以下で開始できることが決定された。この
結論の重要さはドライバー側のみの空気袋のシステムの
費用が例えば５の係数だけ減少し、さらにつけ加えて空
気袋のシステムの信頼性に劇的な改良をなし得ることで
ある。

【０００５】ベル（Ｂｅｌｌ）のアメリカ特許Ｎｏ．
４，１１６，１３２に提案されたドライバー側の空気袋
システムが開示されている。このベルの特許はセンサー
を膨張体ハウジングの側に置いている。この公知の設計
は多くの不利な点を有している。ハウジングのなかに穴
があると壁の厚さを実質的に圧力要求に見合うように増
加することが穴の存在により袋の壁が弱化するために要
求される。センサーの位置に拘わらず膨張体ハウジング
は推進薬の燃焼により生ずる数千ｐｓｉの圧力に耐えら
れるように設計しなければならない。同様にしてベルシ
ステムにおけるそれ自身のこのセンサーは実質的に圧力
に耐えられるハウジングを持たねばならないし他方セン
サーはガス発生用物質が燃えるときにはほとんど破壊さ
れるであろう。

【０００６】センサーが膨張体の外側に置かれるなら
ば、このベルの特許に示されるように膨張体の重量が著
しく大きくなるであろう。つづいてこのことは操縦ハン
ドルの重量を増加し操縦支柱をその位置に保持するブラ
ッケットが強化されねばならない。このことはブラッケ
ットの重量を増大させ、ブラッケットの重量は膨張体の
重量がカンチレバンシャフトの端部に生ずるという事実
により非常に重要である。この付加した重量はこの付加
したブラッケットの要求のために自動車の改良をさらに
困難にしている。

【０００７】もしもセンサーが膨張体の外側に置かれ物
理的にそれに接触してないとするならば、システムにお
ける信頼性が低下することになる。センサーが電気的に
しろ、あるいはある種の花火的伝播コードのいずれにし
ろ、膨張体に接触させねばならない。そこではこの連結
部が破壊されるというかなりの確率があるため、この連
結部の完全性を監視するシステムが恐らく必要とされる
であろう。この監視システムは自動車の電池に接続を必
要とする電気的なものとなるであろう。操縦ハンドルに
据え付けるシステムについて、これにはスリップリング
（ｓｌｉｐ ｌｉｎｇｓ）、電線固定ベルト、指示計点
火用具、及び電気回路が必要欠くべからざるものとなる
であろう。これは、つづいて、システムの複雑さと費用
を増加させ、故障の可能性を付加する結果となる。

【０００８】多くの不利な点につけ加えて従来技術の空
気袋システムの費用の高いことはその利用に対して第１
の障害となってきたのである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の安全制御手段用
空気袋は、膨張可能な空気袋と、上記空気袋を膨張させ
るための膨張装置と、上記膨張装置を活性化するため衝
突事故を検知する機械式センサを具備してなり、上記セ
ンサーを自動車のハンドルの柱に同軸的に設けてなり、
前記膨張装置は、前記機械的センサによる事故の検知を
受けて前記機械的センサにより点火される雷管と、該雷
管の点火を受けて燃焼する発火領域と、該発火領域の発
火を受けてガスを発生するガス発生部とを具備し、前記
機械的センサは、前記膨張装置を構成するハウジング内
において、略中央に配置され、前記雷管は、前記ハウジ
ング内において、前記機械的センサに隣接して配置さ
れ、前記発火領域は、前記ハウジング内において、前記
雷管に当接する着火部と、該着火部の端縁から前記軸方
向に延びて前記機械的センサを囲むよう筒状に延在する
伝播部とからなり、前記ガス発生部は、前記ハウジング
内において、前記発火領域に当接するとともに、前記発
火領域の側方を覆うように配置され、しかも、これら雷
管、発火領域、およびガス発生部は、それぞれが、前記
ハウジング内において前記ハンドルの柱の軸に関して軸
対称に配置されていることを特徴としている。

【００１０】この構成により、操縦ハンドルハブの中の
ガス発生器の内部に位置する一つのシステムがさらに簡
単化され、作動が確実であり、現在の空気袋システムよ
りコストが低減される。この装置のセンサーの全てを機
械的な衝突センサーで構成することにより、遠隔的に衝
突センサーを配置した場合の、結合する配線、電気的コ
ネクター及びコンデンサ、スリップリング、電気的点火
管及び設置費用に関連する電気的診断法システムの必要
がない。

【００１１】なお、センサーが膨張体の内側に据え付け
ることにより、センサーが偶然的に又は故意的に損傷を
受けることが少なくなる。膨張体の内部にセンサーを内
蔵するためにシステムの信頼性が改善され、それ故、非
常に強い鋼製の容器内にあることになる。膨張体にとっ
て適当に燃焼するということは均一に、対称的に燃える
ことは重要である。これはイグナイターミックス（Ｉｇ
ｎｉｔｏｒ ｍｉｘ）が容易に確実に点火することがで
きるところの膨張体の中央に置くことにより容易に達せ
られる。

【００１２】

【実施例】以下図面により本発明の具体的実施について
説明する。図面において、安全制御手段用空気袋８はガ
ス発生器又は膨張体１２の内側に据え付けたセンサー-
開始器１０を有する。膨張体１２はフレーム１４の上に
対称的に据え付けられ、それにおおい（ハウジング）又
はカバー１６が折りたたまれ空気袋１８のために載せら
れている。空気袋のおおいはもろい材料からつくられ、
封じられ、それが貯蔵され膨張しない状態にあるときに
は袋が傷つけられないように保護するものである。

【００１３】安全制御手段用空気袋８はフレーム１４に
より自動車の操縦ハンドル２２と結合している。操縦ハ
ンドル２２は外側リム２４と適当な数のスポーク２８を
有している。

【００１４】ガス発生器１２はナトリウムアジド又は他
の適当な物質であるガス発生用物質３４を含有するハウ
ジング３２を有する。ナトリウムアジドは広い温度範囲
にわたり安全であるが燃焼する。ときには急速に分解し
大容量の窒素ガスを発生するものである。発火領域をな
すイグナイターミックス３５（ｉｇｎｉｔｏｒ ｍｉｘ
３５）は、センサー−開始器１０の周囲に図示するよう
ガス発生器１２のなかに対称的に配置され、センサー−
開始器１０の雷管３６の点火により燃焼するよう適合さ
れている。イグナイターミックスは容易に点火し、すみ
やかに燃える花火材料であり、センサー−開始器１０と
ガス発生用材料３４との間に占めている。

【００１５】ハウジング４０の内部にある雷管３６を活
性化するよう適合している一対の冗長性センサー３８を
含むセンサー-開始器１０に言及しよう。各センサー３
８はハウジング４０の内部に含まれるブロック４４のな
かのシリンダ３９内で限定された運動をすることのでき
る検知物体４１を持っている。空気袋８が操縦ハンドル
２２に取り付けられる前には検知物体４１の運動は相当
するシリンダ３９の範囲に妨げられる。空気袋が操縦ハ
ンドルの上に取り付けられるときには操縦柱の上の操縦
ハンドルを保持するナット５０の一部分であるところの
延長したピン４８がセンサー-開始器１０のなかの止め
ピンの孔５１に入る。このピン延長部４８は円錐形の止
めピン５４の位置を変えるものであり検知物体４１が止
め腕５２を検知物体４１の道程の外に回転することを可
能とし、その際には空気袋は発火準備状態にあるのであ
る。

【００１６】止め腕５２は、通常の結合器であり、腕を
互いに刺激するようスブリング５５のバイアスのもとに
作動するものである。腕が発火準備状態にない時には腕
は離して保持していて、その結果検知物体４１とのかみ
合いで検知物体４１の運動は妨げている。センサーが安
全にされるときには円錐形ピン５４のより大きい直径部
分が器具５２とかみ合ってその際それらを離して保持し
ている。ピン５４が内側に働くときには止めピン５４の
円錐形状のより小さい直径が腕にふれてスブリング５５
の刺激のもとに互いに動き、その際検知物体４１を自由
にする。すでに説明したように円錐形ピン５４の内側へ
の運動は操縦ハンドルのナット５０のピン４８により生
じるのである。

【００１７】各検知物体４１はＤ−シャフト５８から延
長して一つのピン５６に結合している。各ピン５６の他
の端部には検知物体４１と結合してピン５６の内部かみ
合を確実にするためバイアス用スブリング６２でかみ合
っている球状ボール６０を持っている。各Ｄ−シャフト
５８は外側面に一般に円筒状に形づくられて構成されて
いて、平らな表面６４を設けている。第８図に示したよ
うにスプリングによりバイアスされた点火ピン６６は雷
管３６と一直線に並んでいて、Ｄ−シャフト５８の円筒
形状の外側部によって引き込み位置に保持され表面６４
と一直線になるときには解放できる。（第９図）

【００１８】自動車の衝突事故を経験する出来事におい
て各検知物体４１は第７図に示したように右側に動く。
しかしながら、この運動はバイアススプリング６２によ
り及び検知物体４１の左側及び右側との間の空気圧力差
によりピン５６を通して作動するのにさからっている。
この圧力は検知物体４１とそれに結合するシリンダ３９
との間のすきまを空気が流れて徐々に解放される。もし
も衝突事故が充分に苛酷であるならば検知物体４１は充
分に右に動くであろう。Ｄ−シャフト５８を点火用ピン
６６を充分に明けるように回転せしめ、後の表面６４を
動かし、雷管３６を刺激し、そこで点火し、イグナイタ
ーミックス３５の燃焼を生じる。イグナイターミックス
はガス発生用材料を燃やすために燃え、つづいて空気袋
が膨張する。

【００１９】この発明はここでは運転者側の空気袋が記
載されてきたが、乗客に空気袋を使用しても有利である
ことは明らかでるあ。同様に、自動車について記載され
てきたが、この発明はトラック、ボート、飛行機、列車
のような他の型の乗物の乗客及び運転者の保護に応用で
きることは明らかである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、衝突事故を検知する機械式センサを自動車のハンド
ルの柱に同軸的に設けているので、空気袋をハンドルに
設ければ、機械式センサと空気袋とを直接接続させるこ
とができる。したがって、機械式センサと空気袋との間
に複雑なリンク機構や信号ケーブルを介在させずに空気
袋を膨張させることができ、リンクの不作動といった機
械的なノイズが可及的に減少するとともに、電気ノイズ
を拾うおそれもなく作動の確実性・信頼性が高まるばか
りでなく、コストの低減を図ることができるという効果
がある。加えて、センサ１０がハウジング３２の内部に
あることにより、センサーが偶然的に又は故意的に損傷
を受けることが少なくなり、システムの信頼性を高める
ことができ、 さらに、センサ１０、雷管３６、イグナイ
ターミックス３５（発火領域）、ガス発生剤３４がハン
ドル軸に関して軸対称に配置されていることにより、イ
グナイターミックスが容易にかつ確実に点火するととも
に、ガス発生剤が確実にかつ全量が有効的に機能するこ
とができる、 という効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の操縦ハンドル上に据え付げられる本発
明の操縦者側の空気袋の上面図である。

【図２】中央部分を取り外した空気袋の分解透視図であ
る。

【図３】操縦ハンドルに装置されるセンサーを発火準備
状態にあるガス発生器の一部分を取り外したセンサー側
面図である。

【図４】Ｄ−シャフトを支持する据え付け板及びＤ−シ
ャフトの末端部を含む拡大部分図である。

【図５】カバーを取り外し、他の部分を取り去り、セン
サーが安全であるとき発火準備状態の位置を示すセンサ
ーの上面図である。

【図６】衝突事故に付随する検知物体の運動の前にＤ−
シャフトから延長して結合するピンと検知物体の拡大部
分図である。

【図７】Ｄ−シャフトと結合するビンの運動を示し衝突
事故の結果として位置をかえた検知物体を示す同様な拡
大部分図である。

【図８】Ｄ−シャフトによる引き込み位置に保持された
点火用ピンの拡大部分図である。

【図９】衝突の結果として解放された点火用ピンについ
ての拡大部分図である。

【符号の説明】

８ 安全制御手段用空気袋 １０ センサー開始器 １２ ガス発生器 １４ フレーム １６，３２，４０ ハウジング（カバー） １８ 折りたたまれた空気袋 ２２ 操縦ハンドル ２４ リム ２８ スポーク ３４ ガス発生用物質３５ イグナイターミックス（発火領域） ３６ 雷管 ３８ 冗長センサー ３９ シリンダー ４１ 検知物体 ４４ ブロック

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 膨張可能な空気袋と、上記空気袋を膨張
   させるための膨張装置と、上記膨張装置を活性化するた
   め衝突事故を検知する機械式センサを具備してなり、上
   記センサーを自動車のハンドルの柱に同軸的に設けてな
   り、 前記膨張装置は、前記機械的センサによる事故の検知を
   受けて前記機械的センサにより点火される雷管と、該雷
   管の点火を受けて燃焼する発火領域と、該発火領域の発
   火を受けてガスを発生するガス発生部とを具備し、 前記機械的センサは、前記膨張装置を構成するハウジン
   グ内において、略中央に配置され、 前記雷管は、前記ハウジング内において、前記機械的セ
   ンサに隣接して配管され、 前記発火領域は、前記ハウジング内において、前記雷管
   に当接する着火部と、該着火部の端縁から前記軸方向に
   延びて前記機械的センサを囲むよう筒状に延在する伝播
   部とからなり、 前記ガス発生部は、前記ハウジング内において、前記発
   火領域に当接するとともに、前記発火領域の側方を覆う
   ように配置され、 しかも、これら雷管、発火領域、およびガス発生部は、
   それぞれが、前記ハウジング内において前記ハンドルの
   柱の軸に関して軸対称に配置されている ことを特徴とす
   る安全制御手段用空気袋。
2. 【請求項２】 上記センサーが衝突事故を検知し上記膨
   張装置を活性化させるための冗長装置を持つことを必要
   とする特許請求の範囲第１項記載による安全制御手段用
   空気袋。
3. 【請求項３】 上記センサーは可動物体と、回転可能な
   シャフトと、上記物体の移動をシャフトの回転に変える
   変換手段と、雷管と、上記シャフトにより引き込め位置
   に保持されたスプリングによりバイアスをかけた引き込
   め点火用ピンと、膨張装置の活性化を開始させるために
   上記シャフトの所定の回転により上記雷管を打つよう上
   記点火用ピンを開放する装置を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載による安全制御手段用空気袋。