JP3971750B2

JP3971750B2 - Inflator for vehicle occupant protection assist device

Info

Publication number: JP3971750B2
Application number: JP2004071285A
Authority: JP
Inventors: ダグラス・ピー・キャンベル; アハマド・ケイ・アル−アミン; ティモシー・エイ・スワン; ロイ・ディー・ヴァン・ウインスバーゲ; ジェス・エイ・キューヴァス; ディーン・エム・エスターバーグ; ブライアン・ダブリュー・シャーク; ケネス・ディー・ブラナン
Original assignee: Trw Vehicle Safety Systems Inc; Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Current assignee: Trw Vehicle Safety Systems Inc; Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP2005096732A

Description

本発明は車両の乗員を保護する補助を行う装置に関し、特に、膨張可能な車両乗員保護装置を膨張させるために膨張流体を提供し、膨張可能な車両乗員保護装置を所望の時間期間だけ膨張状態に維持する膨張器に関する。 The present invention relates to an apparatus for assisting in protecting a vehicle occupant, and more particularly, to provide an inflating fluid for inflating an inflatable vehicle occupant protection device, wherein the inflatable vehicle occupant protection device is in an inflated state for a desired time period. It is related with the inflator maintained.

車両の衝突時に車両の乗員を保護する補助を行うために膨張可能な車両乗員保護装置を膨張させることは既知である。１つの特殊な型式の膨張可能な車両乗員保護装置は側面衝突や横転時に車両の屋根から車両の乗員と車両の側部構造体との間の乗員コンパートメント内へ下方に膨張する側カーテンである。既知の側カーテンは膨張器からフィルチューブを介して側カーテンへ導かれる膨張流体により非膨張状態から膨張される。 It is known to inflate an inflatable vehicle occupant protection device to assist in protecting a vehicle occupant in the event of a vehicle collision. One special type of inflatable vehicle occupant protection device is a side curtain that expands downward from the roof of the vehicle into the occupant compartment between the vehicle occupant and the vehicle side structure during a side impact or rollover. The known side curtain is inflated from an unexpanded state by an inflating fluid that is directed from the inflator through the fill tube to the side curtain.

複雑化させることなく車両乗員保護装置の膨張時間を長くすることが可能な膨張器を提供する。 Provided is an inflator capable of extending the inflation time of a vehicle occupant protection device without making it complicated.

本発明は側部構造体を有する車両の乗員を保護する補助を行う装置である。この装置は車両の側部構造体と車両の乗員との間の位置へ膨張できる膨張可能な車両乗員保護装置を有する。この装置はまた膨張可能な車両乗員保護装置を膨張させ、車両乗員保護装置を少なくとも５秒間だけ膨張状態に維持する膨張器を有する。膨張器は加圧下で貯蔵される膨張流体を収容する。膨張流体は実質上ヘリウムで形成される。膨張流体はフィルチューブを介し車両乗員保護装置に供給される。
本発明では、膨張流体は、車両乗員保護装置に供給された後の膨張流体に対する周辺からの熱伝達による該流体の温度上昇が膨張状態の維持の助けとなるよう、加圧下の膨張流体が膨張することによる温度低下により周囲状態以下の温度で車両乗員保護装置に供給される。 The present invention is an apparatus for assisting protection of a vehicle occupant having a side structure. The device includes an inflatable vehicle occupant protection device that can be inflated to a position between a vehicle side structure and a vehicle occupant. The apparatus also includes an inflator that inflates the inflatable vehicle occupant protection device and maintains the vehicle occupant protection device in an inflated state for at least 5 seconds. The inflator contains an inflating fluid that is stored under pressure. The inflation fluid is substantially formed of helium. The inflation fluid is supplied to the vehicle occupant protection device via the fill tube.
In the present invention, the expansion fluid is inflated so that an increase in temperature of the fluid due to heat transfer from the surroundings to the expansion fluid after being supplied to the vehicle occupant protection device helps maintain the expanded state. As a result, the vehicle occupant protection device is supplied at a temperature lower than the ambient state.

本発明は車両の乗員を保護する補助を行う装置に関する。特に、本発明は車両の側面衝突又は車両の横転時に車両の乗員を保護する補助をなす側カーテン組立体の如き膨張可能な車両乗員保護装置に関する。本発明の代表例として、図１は車両１２の乗員を保護する補助をなす装置１０を概略的に示す。 The present invention relates to a device for assisting protection of a vehicle occupant. In particular, the present invention relates to an inflatable vehicle occupant protection device such as a side curtain assembly that assists in protecting a vehicle occupant during a vehicle side impact or vehicle rollover. As a representative example of the present invention, FIG. 1 schematically shows an apparatus 10 that assists in protecting an occupant of a vehicle 12.

装置１０は側カーテン１４の形をした膨張可能な車両乗員保護装置を有する。側カーテン１４は車両１２の側部構造体１６及び屋根１８に隣接して装着される。フィル（充填）チューブ２０が側カーテン１４内へ延びる。作動可能な膨張器２２は、作動時に、カーテンを膨張させるために側カーテン１４内へ膨張流体を導く。側カーテン１４は非膨張状態即ち保管状態（図示せず）から図１に示すような膨張状態へと膨張する。膨張状態においては、側カーテン１４は車両の側部構造体１６と車両の乗員との間に位置する。 The device 10 has an inflatable vehicle occupant protection device in the form of a side curtain 14. The side curtain 14 is mounted adjacent to the side structure 16 and the roof 18 of the vehicle 12. A fill tube 20 extends into the side curtain 14. The activatable inflator 22 directs inflation fluid into the side curtain 14 in operation to inflate the curtain. The side curtain 14 expands from an unexpanded state or storage state (not shown) to an expanded state as shown in FIG. In the inflated state, the side curtain 14 is located between the vehicle side structure 16 and the vehicle occupant.

車両１２は膨張器２２を作動させるために車両への側面衝撃及び（又は）車両の横転を感知するための既知のセンサ２４を有する。センサ２４は車両への側面衝撃及び（又は）車両の横転の感知に応答して膨張器２２を作動させるための車両電気回路を有することができる。膨張器を作動させようとする場合は、センサ２４が膨張器２２へのリード線２６に電気信号を供給する。 The vehicle 12 has a known sensor 24 for sensing side impacts on the vehicle and / or vehicle rollover to activate the inflator 22. The sensor 24 may include a vehicle electrical circuit for actuating the inflator 22 in response to a side impact on the vehicle and / or sensing vehicle rollover. If an inflator is to be activated, sensor 24 provides an electrical signal on lead 26 to inflator 22.

膨張器２２（図２）は側カーテン１４のための膨張流体源を有する。膨張器２２はほぼ細長い形状の容器３０を有し、この容器は主本体部分３２と、端キャップ３４とを有する。端キャップ３４は摩擦溶接により主本体部分３２の開口端３３に取り付けられる。しかし、端キャップ３４はレーザー溶接、ろう付け又はネジの如き当業界で既知の任意の方法で主本体部分３２に接続することができる。 The inflator 22 (FIG. 2) has a source of inflation fluid for the side curtain 14. The inflator 22 has a generally elongated container 30 having a main body portion 32 and an end cap 34. The end cap 34 is attached to the open end 33 of the main body portion 32 by friction welding. However, the end cap 34 can be connected to the main body portion 32 by any method known in the art such as laser welding, brazing or screws.

容器３０の主本体部分３２は軸方向に延びる円筒状の側壁４０を備えた管状で円筒状の形状を有する。側壁４０は膨張器２２の長手方向の中心軸４４上に中心を持つ円筒状の内表面４２を有する。主本体部分３２の第２の端部分４６はドーム状の端壁４８により閉じられる。側壁４０及び端壁４８は容器３０内に室５０を画定する。 The main body portion 32 of the container 30 has a tubular and cylindrical shape with a cylindrical side wall 40 extending in the axial direction. Side wall 40 has a cylindrical inner surface 42 centered on a longitudinal central axis 44 of inflator 22. The second end portion 46 of the main body portion 32 is closed by a dome-shaped end wall 48. Side wall 40 and end wall 48 define a chamber 50 within container 30.

室５０は加圧膨張流体を収容する。室５０内に貯蔵される膨張流体は好ましくは約２．７５８ｘ１０⁵ないし４．８２６ｘ１０⁵ｈＰａ（約４０００ｐｓｉないし約７０００ｐｓｉ）の範囲内の貯蔵圧力での実質上ヘリウムで形成される。膨張流体としてのヘリウムの使用はカーテンの膨張時の側カーテン１４の加圧を容易にする。本発明によれば、ヘリウムの膨張流体は周囲状態以下の温度でフィルチューブから側カーテン１４へ入る。周辺からの熱伝達により、ヘリウムの膨張流体の温度が上昇し、これにより、膨張した側カーテン１４内のヘリウムの膨張流体の圧力が増大する。これが所望の時間期間にわたっての側カーテン１４の膨張状態の維持を補助する。この所望の時間期間少なくとも５秒であり、好ましくは、少なくとも７秒である。 Chamber 50 contains pressurized inflation fluid. Inflation fluid stored in the chamber 50 is formed in substantially helium preferably storage pressure in the range of about 2.758X10 ⁵ to 4.826x10 ⁵ hPa (about 4000psi to about 7000 psi). The use of helium as the expansion fluid facilitates pressurization of the side curtain 14 during curtain expansion. In accordance with the present invention, helium inflation fluid enters the side curtain 14 from the fill tube at a temperature below ambient conditions. The heat transfer from the periphery increases the temperature of the helium expansion fluid, thereby increasing the pressure of the helium expansion fluid in the expanded side curtain 14. This assists in maintaining the inflated state of the side curtain 14 over the desired time period. This desired time period is at least 5 seconds, preferably at least 7 seconds.

容器３０の端キャップ３４（図２、３）は軸方向に延びる円筒状の側壁７０と、端表面７２とを備えたほぼ円筒状の形状を有する。環状の列をなした膨張流体出口通路７６が端キャップ３４の側壁７０に形成されている。出口通路７６の流れ面積、数及び（又は）形状は、フィルチューブ２０を通しての側カーテン１４内へのヘリウムの膨張流体の流れを制限するか又は制御するように選択することができる。図１に略示するように、フィルチューブ２０は既知の方法で端キャップ３４に接続される。 The end cap 34 (FIGS. 2 and 3) of the container 30 has a substantially cylindrical shape with an axially extending cylindrical side wall 70 and an end surface 72. An annular fluid outlet passage 76 is formed in the side wall 70 of the end cap 34 in an annular row. The flow area, number, and / or shape of the outlet passage 76 can be selected to limit or control the flow of helium inflation fluid through the fill tube 20 into the side curtain 14. As shown schematically in FIG. 1, the fill tube 20 is connected to the end cap 34 in a known manner.

端キャップ３４は端表面７２にほぼ平行に延びる表面７８（図２）を有する。通路８０が端キャップ３４を軸方向に貫通して延び、表面７８と交差している。通路８０は室５０からのヘリウムの膨張流体を出口通路７６へ導く。通路８０は軸４４上に中心を持つ。 End cap 34 has a surface 78 (FIG. 2) that extends generally parallel to end surface 72. A passage 80 extends axially through the end cap 34 and intersects the surface 78. The passage 80 directs the expanded helium fluid from the chamber 50 to the outlet passage 76. The passage 80 is centered on the shaft 44.

破裂ディスクの如き破裂可能な閉鎖部材９２（図２、３）はレーザー溶接９４により表面７８に取り付けられる。しかし、破裂ディスク９２はろう付け、プロジェクション溶接又は電子ビーム溶接の如き当業界で周知の任意の方法で表面７８に接続することができる。破裂ディスク９２は軸４４上に中心を持ち、通路８０を通っての通路７６への膨張流体の流れを遮断する。 A rupturable closure member 92 (FIGS. 2 and 3), such as a rupturable disc, is attached to the surface 78 by laser welding 94. However, the rupture disc 92 can be connected to the surface 78 by any method known in the art, such as brazing, projection welding or electron beam welding. The rupture disc 92 is centered on the shaft 44 and blocks the flow of inflation fluid through the passage 80 to the passage 76.

軸４４上に中心を持つ始動器９８は閉鎖部材９２を支持する中空の支持体１００内に収容される。リード線２６は始動器９８のコネクタピン１０１から延び、センサ２４からの電気信号を受け取る。支持体１００は軸４４上に中心を持つ。支持体１００（図２、３）は端キャップ３４の端表面７２に係合するフランジ１０２を有する。フランジ１０２は支持体１００の外方へ半径方向に延び、また、始動器９８の半径方向に延びたベース１０４に係合する。 A starter 98 centered on the shaft 44 is housed in a hollow support 100 that supports a closure member 92. Lead wire 26 extends from connector pin 101 of starter 98 and receives an electrical signal from sensor 24. The support 100 has a center on the shaft 44. The support 100 (FIGS. 2 and 3) has a flange 102 that engages an end surface 72 of the end cap 34. The flange 102 extends radially outward of the support 100 and engages a radially extending base 104 of the starter 98.

環状のリム部分１０６は端表面７２から延びる。リム部分１０６は最初は端表面７２から離れるように軸方向に突出し、次いで、始動器９８のベース１０４のまわりでクリンプされ、始動器及び支持体１００を端キャップ３４内の適所に保持する。代わりに、始動器９８及び支持体１００を端キャップ３４に溶着して、始動器及び支持体を端キャップ内に保持させることができる。 An annular rim portion 106 extends from end surface 72. The rim portion 106 initially projects axially away from the end surface 72 and is then crimped around the base 104 of the starter 98 to hold the starter and support 100 in place within the end cap 34. Alternatively, the starter 98 and support 100 can be welded to the end cap 34 to hold the starter and support within the end cap.

支持体１００は軸４４に沿って内方へ突出し、閉鎖部材９２に当接する。従って、支持体１００は閉鎖部材９２に対して荷重支持関係で装着される。詳細には、閉鎖部材９２は室５０内のヘリウムの膨張流体の貯蔵圧力を受ける。それ故、閉鎖部材９２は支持体１００に対して軸方向外向きの流体貯蔵圧力を伝達する。次いで、支持体１００は、始動器９８が端表面７２のクリンプされたリム１０６と結合する端キャップ３４の端表面７２へ貯蔵圧力を伝達する。 The support 100 protrudes inward along the shaft 44 and abuts against the closing member 92. Accordingly, the support body 100 is attached to the closing member 92 in a load supporting relationship. Specifically, the closure member 92 is subjected to the storage pressure of the helium inflation fluid in the chamber 50. Therefore, the closure member 92 transmits axially outward fluid storage pressure to the support 100. The support 100 then transmits the stored pressure to the end surface 72 of the end cap 34 where the starter 98 couples to the crimped rim 106 of the end surface 72.

支持体１００は室１１０を画定する。支持体１００の端部分１１２は閉鎖部材９２と係合する円形のリム１１４を有する。リム１１４は室１１０内に開口１１６を画定する。 The support 100 defines a chamber 110. The end portion 112 of the support 100 has a circular rim 114 that engages the closure member 92. The rim 114 defines an opening 116 in the chamber 110.

閉鎖部材９２は室１１０内へ延びる中央のドーム状の部分１２２を有する。閉鎖部材９２の部分１２４はドーム状の部分１２２を取り囲む。閉鎖部材９２の部分１２４は支持体１００の円形リム１１４から端キャップ３４の表面７８へ延びる。閉鎖部材９２の別の部分１２６が部分１２４を取り囲み、表面７８に溶接される。 The closure member 92 has a central dome-shaped portion 122 that extends into the chamber 110. The portion 124 of the closure member 92 surrounds the dome-shaped portion 122. A portion 124 of the closure member 92 extends from the circular rim 114 of the support 100 to the surface 78 of the end cap 34. Another portion 126 of the closure member 92 surrounds the portion 124 and is welded to the surface 78.

室５０がヘリウムの膨張流体で満たされていないときは、図４に示すように、閉鎖部材９２は平坦なディスクの形をしている。閉鎖部材９２は支持体１００のリム１１４から離れている。ヘリウムの膨張流体の圧力による閉鎖部材９２の引き続きの負荷中、閉鎖部材は応力を受け、室１１０内へ塑性変形する。閉鎖部材９２は図４に示す平坦なディスクから図３に示す形状へと変形する。塑性変形中に閉鎖部材９２の加工硬化が生じる。 When chamber 50 is not filled with a helium inflation fluid, closure member 92 is in the form of a flat disk, as shown in FIG. The closure member 92 is remote from the rim 114 of the support 100. During subsequent loading of the closure member 92 due to the pressure of the helium inflation fluid, the closure member undergoes stress and plastically deforms into the chamber 110. The closing member 92 is deformed from the flat disk shown in FIG. 4 to the shape shown in FIG. Work hardening of the closure member 92 occurs during plastic deformation.

センサ２４から電気信号を受け取ったとき、始動器９８が既知の方法で作動し、衝撃波及び燃焼ガスを生じさせる。燃焼ガスの圧力は、衝撃波と組合わさって、閉鎖部材９２のドーム状の部分１２２に作用し、ドームを図３に示す位置から図５に示す位置へ反転させる。 When an electrical signal is received from sensor 24, starter 98 operates in a known manner to produce shock waves and combustion gases. The pressure of the combustion gas, in combination with the shock wave, acts on the dome-shaped portion 122 of the closing member 92 to reverse the dome from the position shown in FIG. 3 to the position shown in FIG.

図６に示すように、ドーム１２２の大きな運動が閉鎖部材９２からドームをせん断させる。ドーム１２２のまわりの閉鎖部材９２の部分１２４は通路８０を遮断し続ける。ドーム１２２が除去されたときには、ヘリウムの膨張流体により発生した圧力は部分１２４の強度によってのみ支持される。ヘリウムの膨張流体の圧力は閉鎖部材９２の部分１２４を支持体１００から離れるように図７に示す位置へ引き裂いて開弁させる。閉鎖部材９２の引き裂き及び開弁が通路８０を通って出口通路７６に至りその後側カーテン１４に至るヘリウムの膨張流体の流れを提供する。 As shown in FIG. 6, the large movement of the dome 122 shears the dome from the closure member 92. The portion 124 of the closure member 92 around the dome 122 continues to block the passage 80. When the dome 122 is removed, the pressure generated by the helium inflation fluid is supported only by the strength of the portion 124. The pressure of the helium inflation fluid tears the portion 124 of the closure member 92 away from the support 100 to the position shown in FIG. The tearing and opening of closure member 92 provides a flow of helium inflation fluid through passage 80 to outlet passage 76 and back curtain 14.

側カーテン１４はナイロン又はポリエステルの如き任意の適当な材料で作ることができる。ナイロンはシリコン又はウレタンでコーティングすることができる。同様に、ポリエステルもコーティングすることもできる。ウレタンのコーティングはナイロンよりも一層強力なポリエステルへの接着性を有する。 The side curtain 14 can be made of any suitable material such as nylon or polyester. Nylon can be coated with silicone or urethane. Similarly, polyester can be coated. The urethane coating has a stronger adhesion to polyester than nylon.

本発明の上述の説明から、当業者なら、改善、変更及び修正を理解できよう。当業界内でのこのような改善、変更及び修正は本発明の要旨内に含まれる。 From the above description of the invention, those skilled in the art will perceive improvements, changes and modifications. Such improvements, changes and modifications within the skill of the art are included within the spirit of the invention.

本発明の第１の実施の形態に係る、車両の乗員を保護するための補助をなす装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the apparatus which makes the assistance for protecting the passenger | crew of a vehicle based on the 1st Embodiment of this invention. 図１の装置の膨張器部分の拡大断面図である。2 is an enlarged cross-sectional view of an inflator portion of the apparatus of FIG. 図２の膨張器の一部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a part of the inflator of FIG. 2. 図３と同様の図であるが、閉鎖部材により閉じられた容器へ膨張流体が入る前の破裂可能な閉鎖部材を示す図である。FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 but showing the ruptureable closure member before the inflation fluid enters the container closed by the closure member. 図３と同様の図であるが、膨張器の始動器が作動した後の閉鎖部材を示す図である。FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 but showing the closure member after the starter of the inflator has been activated. 図５と同様の図であるが、せん断された閉鎖部材の一部を示す図である。FIG. 6 is a view similar to FIG. 5 but showing a portion of the sheared closure member. 図６と同様の図であるが、容器からの膨張流体の流出中の閉鎖部材を示す図である。FIG. 7 is a view similar to FIG. 6 but showing the closure member during the flow of inflation fluid from the container.

Explanation of symbols

１０車両乗員保護装置
１２車両
１４側カーテン
１６側部構造体
２０フィルチューブ
２２膨張器
３０容器
３２主本体部分
３４端キャップ
５０室
７６出口通路
９２閉鎖部材
９８始動器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle occupant protection apparatus 12 Vehicle 14 Side curtain 16 Side part structure 20 Fill tube
22 inflator
30 containers
32 main body part
34 end cap
50 rooms 76 exit passage
92 Closure member
98 starter

Claims

In an apparatus for assisting the protection of a vehicle occupant having a side structure,
An inflatable vehicle occupant protection device capable of inflating to a position between the vehicle side structure and the vehicle occupant;
An inflator for inflating the vehicle occupant protection device and maintaining the vehicle occupant protection device in an inflated state for at least 5 seconds, comprising a stored inflation fluid under pressure substantially formed of helium; ;
A fill tube for supplying the inflation fluid to the inflatable vehicle occupant protection device;
Have
The inflation fluid under pressure expands so that the rise in temperature of the fluid due to heat transfer from the periphery to the inflation fluid after the inflation fluid is supplied to the vehicle occupant protection device helps to maintain the inflation state. An apparatus configured to be supplied to the vehicle occupant protection device through the fill tube at a temperature lower than an ambient state due to a temperature drop due to the above .

The apparatus of claim 1, wherein the inflator maintains the vehicle occupant protection device in an inflated state for at least 7 seconds.

The apparatus of claim 1, wherein the fill tube, characterized in that it comprises a portion located above the vehicle occupant protection in the device.

The inflator is
A container for storing the inflation fluid under pressure, the container having a passage through which the inflation fluid passes from the container toward the vehicle occupant protection device;
A rupturable closure member secured to the container and blocking the flow of the inflation fluid through the passage;
A starter that ruptures the closure member to allow the inflation fluid to flow through the passageway in operation;
4. The apparatus of claim 3, comprising:

A support for supporting the closure member against the pressure of the inflation fluid in the container, and when the starter is activated, the closure member bursts under the pressure of the inflation fluid 5. The apparatus of claim 4, wherein the passage is opened to provide a flow of inflation fluid from the container through the passage.

The apparatus of claim 1 wherein the inflatable vehicle occupant protection device is made of a polyester material.