説明

エアバッグインフレータおよびイニシエータと共に使用するための保護システム

【課題】イニシエータを、静電エネルギーに晒すのを最小限に抑え、イニシエータを設計通りに動作させる。
【解決手段】インフレータアセンブリは、インフレータハウジングと、インフレータハウジングに取り付けられるイニシエータ12とを含む。バリスタ58がイニシエータ12と関連付けられ、該バリスタ58は、インフレータハウジングの表面から離されて、インフレータハウジングの表面との間に、第1のスパークギャップを形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エアバッグアセンブリのインフレータおよびイニシエータに関し、特に、イニシエータを静電エネルギから絶縁するための保護システムに関する。
【背景技術】
【0002】
以下の説明は、必ずしも従来技術とは限らない。本開示に関連する背景的情報を与えるものである。
【0003】
車両の拘束システムは、一般に衝突事象を特定して、衝突事象に反応するためのセンサに応答するインフレータを有する、少なくとも1つのエアバッグアセンブリを含む。車両が衝突事象を受けると、センサは衝突を検出して、信号をインフレータへ送り、それによりインフレータは、車両の搭乗者を保護するために、膨張可能なクッションを膨張させるべく、所定量のガスを発生させる。
【0004】
インフレータは、センサから受信される信号に応答するが、一般に、イニシエータまたはスクイブがセンサとインフレータとの間に配置されて、センサから信号を受信する。センサからの信号は、イニシエータにより受信されるときに、その内部に配置される所定量の火薬材料に点火する、電気エネルギのパルスを含む場合がある。イニシエータ内に配置される火薬材料の点火は、インフレータ装置の動作、したがって膨張可能クッションの膨張を開始させるエネルギの急速なバーストを与える。
【0005】
イニシエータ、インフレータ、および/または、車両の組み立て中に、静電エネルギがイニシエータで生じ得る。そのような静電エネルギは、イニシエータに入り込んで、その適切な動作を妨げる場合がある。イニシエータを、静電エネルギに晒すのを最小限に抑えることは、イニシエータを設計通りに動作させるのに役立つ。
【発明の概要】
【0006】
以下の説明は、開示の一般的な要約であり、開示の全範囲または特徴の全ての包括的な開示ではない。
【0007】
インフレータアセンブリは、インフレータハウジングと、インフレータハウジングに取り付けられるイニシエータとを含んでもよい。バリスタがイニシエータと関連付けられてもよく、該バリスタは、インフレータハウジングの表面から離されて、インフレータハウジングの表面との間に第1のスパークギャップを形成してもよい。
【0008】
他の形態において、インフレータアセンブリは、インフレータハウジング内へ延びる、少なくとも1つのピンと、少なくとも1つのピンに取り付けられるプリント回路基板とを含んでもよい。バリスタが、プリント回路基板により、インフレータハウジングに対して支持されてもよく、また、少なくとも1つのピンから、電圧を選択的に受けてもよい。バリスタは、インフレータハウジングの露出表面と対向する少なくとも1つの表面を含んでもよく、それにより、バリスタの少なくとも1つの表面とインフレータハウジングの露出表面との間に第1のスパークギャップが配置される。
【0009】
インフレータハウジングの一部が、イニシエータに近接して露出されるように、イニシエータをインフレータに対して位置決めすることを含んでもよい。インフレータハウジングの露出部分に近接させて、バリスタを位置決めするとともに、バリスタとインフレータハウジングの露出部分との間に、第1のスパークギャップを形成することを更に含んでもよい。
【0010】
更なる適用分野は、本明細書中で与えられる説明から明らかとなる。以下の説明および特定の例は、単なる例示目的のために意図されており、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【0011】
ここに記載される図面は、選択された実施形態の単なる例示のためであって、全ての想定し得る実施ではなく、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の原理にしたがって、イニシエータを組み込むインフレータアセンブリの部分斜視図である。
【図2】本開示の原理にしたがって、イニシエータアセンブリを組み込むインフレータベースの上面斜視図である。
【図3】本開示の原理にしたがって、イニシエータアセンブリを組み込むインフレータベースの下面斜視図である。
【図4】図2および図3のアセンブリの分解図である。
【図5】図1の5−5線に沿う断面図である。
【図6】図5に示される領域の更に詳細な断面図である。
【図7】図1の7−7線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
一定の倍率で描かれる図面の幾つかにわたって、対応する参照符号は、対応する部分を示している。
【0014】
ここで、添付図面を参照して実施形態を更に十分に説明する。
【0015】
図面を参照すると、インフレータアセンブリ10が設けられており、このインフレータアセンブリは、該インフレータアセンブリ10の動作を選択的に引き起こす、または開始するイニシエータアセンブリ12を含んでもよい。イニシエータアセンブリ12は、インフレータベース14によって、ほぼ収容されて取り付けられてもよく、また、インフレータベース14と協働して、インフレータアセンブリ10またはイニシエータアセンブリ12のいずれかが受ける静電エネルギを消散してもよい。
【0016】
インフレータベース14は、主要本体16と複数の装着形態部18とを含み、装着形態部は、インフレータベース14、したがってインフレータアセンブリ10を、例えばエアバッグハウジング(図示せず)などの外部構造体に取り付ける。主要本体16は、底面20と、ポケット22と、ポケット22のベース26を貫通する開口24を含んでもよい。装着形態部18は、主要本体16から延びていてもよく、また、インフレータベース14およびインフレータアセンブリ10を、例えばエアバッグハウジングまたは他の車両構造体(図示せず)などの外部構造体に対して取り付けるための締結具(図示せず)を、選択的に受ける開口28をそれぞれが含んでいてもよい。
【0017】
図4〜7には、イニシエータアセンブリ12が示されている。該イニシエータアセンブリは、ハウジング30と、絶縁ピン32と、グランドピン34と、静電保護システム36とを含んでもよい。ハウジング30は内部にカップ38を含んでもよく、カップ38は、火薬材料40と、装薬ホルダ42と、第1の絶縁体44と、ヘッダ46とを収容する。装薬ホルダ42は一般に、火薬材料40を取り囲んで火薬材料40をカップ38から分離する。第1の絶縁体44は、一般に絶縁ピン32を取り囲んで、絶縁ピン32をヘッダ46から絶縁する。ヘッダ46は、第1の絶縁体44を取り囲むとともに、グランドピン34とヘッダ46との接合部で、グランドピン34をヘッダ46に電気的に結合する、例えばブリッジワイヤ(図示せず)およびカラー(図示せず)などの薄金属コネクタを介して、絶縁ピン32とグランドピン34との間を電気的に接続する。
【0018】
図5に示されるように、絶縁ピン32の先端は、ヘッダ46内にほぼ収容されて、第1の絶縁体44によって、ヘッダ46から絶縁されるとともに、火薬材料40に近接して配置される。第1の絶縁体44は、絶縁ピン32がヘッダ46から電気的に絶縁されるように、ガラスシールを含んでもよい。絶縁ピン32の先端を、火薬材料40に近接して位置決めすると同様に、薄金属ブリッジワイヤも火薬材料40に近接して位置される。したがって、絶縁ピン32が十分な電気エネルギを受けると、該電気エネルギが絶縁ピン32からブリッジワイヤを介してグランドピン34へ伝えられ、ブリッジワイヤが加熱されて、火薬材料40が点火される。具体的には、電気エネルギが絶縁ピン32からブリッジワイヤを介して、グランドピン34へと通るように、絶縁ピン32に十分な電気エネルギが供給されると、絶縁ピン32およびグランドピン34と比べたときの、ブリッジワイヤの相対的なサイズに起因して、ブリッジワイヤの温度が上昇する。ブリッジワイヤの温度上昇により、カップ38内に配置される火薬材料40が点火され、エネルギの急速なバーストを解放し、インフレータアセンブリ10の動作が引き起こされる。
【0019】
絶縁ピン32およびグランドピン34は、インフレータベース14に形成される開口24を貫通して延びてもよい。開口24は、絶縁ピン32およびグランドピン34の並列形態を収容するために略楕円形またはスロット状の形態を含んでいてもよい。絶縁ピン32およびグランドピン34は、第1の絶縁体48および第2の絶縁体50を介して、開口24に近いインフレータベース14から絶縁されてもよい。第1の絶縁体48および第2の絶縁体50は、例えばナイロンなどの、任意の適した絶縁材料から形成されてもよく、また、イニシエータアセンブリ12がインフレータベース14上に取り付けられる時点で、オーバーモールドされてもよい。
【0020】
第1の絶縁体48は、インフレータベース14のポケット22内に収容されてもよく、また、絶縁ピン32およびグランドピン34の通過を可能にしてもよい。第2の絶縁体50は、ポケット22のベース26に取り付けられてもよく、また、絶縁ピン32、グランドピン34、および、イニシエータアセンブリ12のハウジング30を、少なくとも部分的に取り囲んで、絶縁ピン32およびグランドピン34を、開口24に近いインフレータベース14から絶縁するとともに、絶縁ピン32、グランドピン34、および、ハウジング30をインフレータベース14に対して、所望の位置に保持してもよい。第1の絶縁体48および第2の絶縁体50をインフレータベース14に取り付けるため、第1の絶縁体48および第2の絶縁体50のそれぞれは、インフレータベース14の嵌め合い凹部54内へと延びる一連の突起52を含んでもよい。
【0021】
図5および図6を参照すると、静電保護システム36は、プリント回路基板56とバリスタ58を含むように示されている。プリント回路基板56は、絶縁ピン32およびグランドピン34をそれぞれ収容する一対の開口60を含んでもよく、また、一連の半田付けランド62を含んでもよい。半田付けランド62は、絶縁ピン32およびグランドピン34を、プリント回路基板56に電気的に取り付けてもよく、また、同様に、バリスタ58をプリント回路基板56に取り付けるために、バリスタ58とプリント回路基板56の間に配置されてもよい。
【0022】
プリント回路基板56は、図5〜7に示されるように、第1の絶縁体48の少なくとも一部分に収容されて取り付けられてもよい。第1の絶縁体48は、プリント回路基板56の上端部に当接する略平坦面64(図6)を含んでもよい。また、第1の絶縁体48は、インフレータベース14の金属面、またはさもなければ導電面68が、バリスタ58の近傍で露出されるように、バリスタ58に隣接して配置されるポケット66(図6)を含んでもよい。第1の絶縁体48のポケット66は、第1の絶縁体48の材料が、ポケット66の領域内に流れるのを防止することにより、第1の絶縁体48の形成中に形成されてもよい。プリント回路基板56が、第1の絶縁体48の平坦面64に当接するように、プリント回路基板56が絶縁ピン32およびグランドピン34に取り付けられると、バリスタ58がポケット66内に収容されて、インフレータベース14の導電面68と対向するように、ポケット66がプリント回路基板56に対して位置決めされる。
【0023】
バリスタ58は、酸化亜鉛粒子のセラミック塊を他の金属酸化物の基質中に含む、金属酸化物バリスタであってもよい。バリスタ58は、プリント回路基板56が絶縁ピン32およびグランドピン34に取り付けられるとき、インフレータベース14の導電面68と対向する上面70と、半田付けランド62によってプリント回路基板56に取り付けられる下面72とを含んでもよい。プリント回路基板56が、第1の絶縁体48の平坦面64と当接するように、プリント回路基板56が絶縁ピン32およびグランドピン34に取り付けられると、バリスタ58の上面70は、インフレータベース14の導電面68から離されて該導電面と対向する。第1の絶縁体48は、バリスタ58の領域にポケット66を含むため、バリスタ58の上面70は、インフレータベース14の導電面68に対して露出される。したがって、バリスタ58の上面70とインフレータベース14の導電面68との間にスパークギャップ74(図6)が形成される。
【0024】
図5〜7を参照して、インフレータアセンブリ10、イニシエータアセンブリ12、および、静電保護システム36の動作について、以下詳しく説明する。通常の動作下において、車両が衝突事象を受けたことを示す信号が、イニシエータアセンブリ12へ送られると、電気エネルギが絶縁ピン32へ送られ、ブリッジワイヤを介してグランドピン34へ伝えられる。この電気エネルギがブリッジワイヤを加熱し、それにより、イニシエータ12のハウジング30内に配置される火薬材料40が、熱を急速に解放して、所定量のガスが急速に発生し、膨張可能な拘束体(図示せず)が膨張する。
【0025】
通常の動作状態下(すなわち、例えば衝突事象中)では、電気エネルギは絶縁ピン32を通じて流れてグランドワイヤに達する。それにより、グランドワイヤが加熱されて、火薬材料40が点火される。静電保護システム36は、空電エネルギ(stray electrical energy)が、絶縁ピン32またはグランドピン34により受けられると、空電エネルギを火薬材料40から離れるように方向付ける。空電エネルギを火薬材料40から離れるように方向付けることにより、火薬材料40の不慮の点火、火薬材料40の劣化、および/または、絶縁ピン32、グランドピン34、および、ブリッジワイヤのそれぞれの構成要素40,42,44に対する接続の劣化が防止される。空電エネルギは、しばしば、静電エネルギの結果である場合があり、インフレータアセンブリ10、イニシエータアセンブリ12の製造中、および/または、インフレータアセンブリ10および/またはイニシエータアセンブリ12の、車両(図示せず)への組み込み中に生じる場合がある。そのような静電エネルギは、例えば、ハウジング30などのイニシエータアセンブリ12のハウジングに集められてもよく、または、絶縁ピン32またはグランドピン34のいずれかによって受けられてもよい。静電エネルギ源にかかわらず、エネルギは、絶縁ピン32およびグランドピン34のいずれかによって受けられると、バリスタ58および/またはスパークギャップ74によって、火薬材料40から離れるように方向付けられてもよい。
【0026】
静電エネルギが火薬材料40に達しないように、バリスタ58によって消散されてもよい。例えば、絶縁ピン32が静電エネルギを受けた場合、バリスタ58は、該エネルギをグランドピン34へ向けて、火薬材料40から離れるように方向付けて、該エネルギが火薬材料40の不慮の点火を引き起こさないようにする。同様に、静電エネルギをグランドピン34が受けた場合、エネルギは、バリスタ58により絶縁ピン32へ向けて、火薬材料40から離れるようにそらされ、それにより、火薬材料40の不慮の点火が回避される。先の状況では、バリスタ58がスイッチとして作用し、絶縁ピン32およびグランドピン34のうちの一方から受けたエネルギが、絶縁ピン32およびグランドピン34の他方へそらされる。
【0027】
絶縁ピン32またはグランドピン34によって受けた静電エネルギが、閾値電圧を超えた場合には、バリスタ58は前述したようにスイッチとして作用する。1つの形態では、閾値電圧は約5000〜6000ボルトである。したがって、絶縁ピン32またはグランドピン34によって受けた電圧が、5000〜6000ボルトよりも大きい場合には、バリスタ58は、その電圧を絶縁ピン32またはグランドピン34から、絶縁ピン32およびグランドピン34の他方へ伝える。しかしながら、絶縁ピン32またはグランドピン34によって受けた電圧が、閾値電圧よりも小さい(すなわち、5000〜6000ボルト未満)場合には、その電圧はバリスタ58からスパークギャップ74を介して、インフレータベース14へアーク放電し、インフレータベース14から消散される。
【0028】
絶縁ピン32またはグランドピン34のいずれかに印加される静電エネルギは、絶縁ピン32またはグランドピン34に印加される電圧が、スパークギャップ74閾値絶縁破壊電圧を超える場合には、バリスタ58または半田付けランド62からインフレータベース14の導電面68との間でアーク放電し得る。静電エネルギは、バリスタ58に近い、第1の絶縁体48に形成されるポケット66に起因して、バリスタ58または半田付けランド62から、インフレータベース14の導電面68の間でスパークし得る。なお、電圧破壊電位(すなわち、閾値電圧)は、バリスタ58または半田付けランド62から、インフレータベース14の導電面68の間のスパークギャップ74によって規定される。
【0029】
スパークギャップ74は、電圧破壊閾値を制御して調整するために使用されてもよい。例えば、閾値電圧が5000ボルトである場合には、5000ボルトを超えて印加される電圧は、前述のように、バリスタ58または半田付けランド62からインフレータベース14の導電面68へアーク放電する。この閾値電圧は、スパークギャップ74が減少すると5000ボルトから減少され、スパークギャップ74が増大すると5000ボルトから増大されてもよい。例えば、バリスタ58の上面70とインフレータベース14の導電面68との間の距離が離される場合には、バリスタ58または半田付けランド62からインフレータベース14の導電面68までアーク放電するのに必要な閾値電圧が増大する。同様に、バリスタ58の上面70が、インフレータベース14の導電面68に近接して位置される場合には、バリスタ58または半田付けランド62からインフレータベース14の導電面68までアーク放電するのに必要な電圧が減少するであろう。したがって、スパークギャップ74の制御は、バリスタ58または半田付けランド62から、インフレータベース14の導電面68までアーク放電をする閾値電圧を定めることにより、静電保護システム36の動作を制御する。
【0030】
閾値電圧は、インフレータベース14の導電面68に対する、半田付けランド62の位置を調整することにより、更に手直しされてもよい。例えば、バリスタ58は、半田付けランド62とインフレータベース14の導電面68との間に配置されているため、プリント回路基板56により受けられるエネルギは、バリスタ58からアーク放電せずに、むしろ半田付けランド62からアーク放電するように、バリスタ58によって吸収されてもよい。
【0031】
以上の構造のいずれかにおいて、絶縁ピン32またはグランドピン34のいずれかに印加される静電エネルギが、プリント回路基板56から、バリスタ58または半田付けランド62のいずれかを介して、インフレータベース14の導電面68までアーク放電を起こす場合、印加エネルギがイニシエータアセンブリ12の火薬材料40から離れて、移動されるようにインフレータベース14により消散される。
【0032】
実施形態の以上の説明は、例示する目的でなされた。実施形態の以上の説明は、網羅的となるようにまたは本発明を限定するように意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されず、適用できる場合には、具体的に図示されまたは説明されていない場合であっても、置き換え可能であって、選択された実施形態において使用できる。また、特定の実施形態の個々の要素または特徴が多くの方法で変形されてもよい。そのような変形は、本発明から逸脱していると見なされるべきではなく、そのような変更の全ては本発明の範囲内に含まれるべく意図される。
【符号の説明】
【0033】
10 インフレータアセンブリ
12 イニシエータアセンブリ
14 インフレータベース
16 主要本体
18 装着形態部
20 底面
22 ポケット
24,28,60 開口
26 ベース
30 ハウジング
32 絶縁ピン
34 グランドピン
36 静電保護システム
38 カップ
40 火薬材料
42 装薬ホルダ
44,48 第1の絶縁体
46 ヘッダ
50 第2の絶縁体
52 突起
54 嵌め合い凹部
56 プリント回路基板
58 バリスタ
62 半田付けランド
64 平坦面
66 ポケット
68 導電面
70 上面
72 下面
74 スパークギャップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
インフレータハウジングと、
前記インフレータハウジングに取り付けられるイニシエータと、
前記イニシエータと関連付けられ、前記インフレータハウジングの表面から離されて前記インフレータハウジングの表面との間に第1のスパークギャップを形成するバリスタと、
を備えるインフレータアセンブリ。
【請求項2】
前記イニシエータがプリント回路基板を含む請求項1に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項3】
前記バリスタが前記プリント回路基板に取り付けられる請求項2に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項4】
前記プリント回路基板は、前記インフレータハウジングの前記表面との間に第2のスパークギャップを形成する、少なくとも1つの半田付けランドを含む請求項2に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項5】
前記少なくとも1つの半田付けランドが、前記バリスタを前記プリント回路基板に接続する請求項4に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項6】
前記イニシエータを、前記インフレータハウジングから絶縁する絶縁体を更に備える請求項1に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項7】
前記絶縁体は、前記バリスタに近い前記インフレータハウジングの前記表面を露出させるポケットを含む請求項6に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項8】
前記インフレータハウジングの前記表面が、前記バリスタの表面に近接して露出される請求項1に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項9】
インフレータハウジングと、
前記インフレータハウジング内に延びる少なくとも1つのピンと、
前記少なくとも1つのピンに取り付けられるプリント回路基板と、
前記少なくとも1つのピンから、電圧を選択的に受けるために、前記プリント回路基板により前記インフレータハウジングに対して支持され、前記インフレータハウジングの露出表面と対向する、少なくとも1つの表面を含むバリスタと、
前記バリスタの前記少なくとも1つの表面と、前記インフレータハウジングの前記露出表面の間に配置される第1のスパークギャップと、
を備えるインフレータアセンブリ。
【請求項10】
前記プリント回路基板が、少なくとも1つの半田付けランドを含む請求項9に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項11】
前記少なくとも1つの半田付けランドと前記インフレータハウジングの前記露出表面の間に形成される、第2のスパークギャップを更に備える請求項10に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項12】
前記少なくとも1つの半田付けランドが、前記バリスタを前記プリント回路基板に接続する請求項10に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項13】
前記少なくとも1つのピンおよび前記プリント回路基板のうちの少なくとも一方を、前記インフレータハウジングから絶縁する、絶縁体を更に備える請求項9に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項14】
前記絶縁体は、前記第1のスパークギャップが、前記バリスタの前記少なくとも1つの表面から、前記インフレータハウジングの前記露出表面へ及ぶことができるように前記バリスタの近傍に配置されるポケットを含む請求項13に記載のインフレータアセンブリ。
【請求項15】
イニシエータをインフレータに対して位置決めし、
前記イニシエータに近いインフレータハウジングの部分を露出させ、
前記インフレータハウジングの前記露出部分に近接してバリスタを位置決めし、
前記バリスタと前記インフレータハウジングの前記露出部分の間に第1のスパークギャップを形成する、
ことを含む方法。
【請求項16】
前記インフレータハウジングの前記露出部分に対して、プリント回路基板を位置決めすることを更に含む請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記プリント回路基板と前記インフレータハウジングの前記露出部分の間に、第2のスパークギャップを形成することを更に含む請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記第2のスパークギャップを形成することは、前記プリント回路基板上に少なくとも1つの半田付けランドを形成することを含み、前記第2のスパークギャップが、前記少なくとも1つの半田付けランドと前記インフレータハウジングの前記露出部分の間に及ぶ請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記イニシエータを、前記インフレータハウジングから絶縁するための第1の絶縁体を形成することを更に含む、請求項15に記載の方法。
【請求項20】
前記第1の絶縁体を形成することは、前記第1の絶縁体の材料が、前記バリスタと前記インフレータハウジングの前記露出部分の間に形成されないようにすることを含む請求項18に記載の方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate