JP2000255371A - 膨張流体を提供する装置 - Google Patents

膨張流体を提供する装置

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JP2000255371A JP2000038947A JP2000038947A JP2000255371A JP 2000255371 A JP2000255371 A JP 2000255371A JP 2000038947 A JP2000038947 A JP 2000038947A JP 2000038947 A JP2000038947 A JP 2000038947A JP 2000255371 A JP2000255371 A JP 2000255371A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗員保護器のための膨張流体を発生させる新
規な装置を提供する。 【解決手段】 膨張可能な車両乗員保護器（１４）を膨
張させる膨張流体を提供するための装置（１０）はハウ
ジング（２０）と、ハウジング内に位置し、加圧膨張流
体を提供するように作動できる膨張流体源（１４０）と
を有する。ハウジングはハウジングからの膨張流体の流
れを膨張可能な保護器へ導く流体通路（１３０）を有す
る。ハウジングは膨張流体源の作動時にハウジング内の
膨張流体の圧力により変形する。流体通路の流れ面積は
ハウジングの変形により増大し、膨張流体源の作動時に
ハウジング内の膨張流体の圧力に従って変化する。装置
はまた膨張流体源と流体通路との間に位置する制御通路
（２１０）を画定する流れ制御部材（１８０）を有す
る。制御通路は流体通路よりも小さな流れ面積を有す
る。制御通路の流れ面積はハウジングの変形により増大
し、膨張流体源の作動時にハウジング内の膨張流体の圧
力に従って変化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は膨張可能な車両乗員
保護器を膨張させるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エアバッグの如き膨張可能な車両乗員保
護器は車両の衝突発生時に展開（膨張）される。エアバ
ッグは車両乗員保護装置の一部であり、この装置は更に
衝突センサ及び膨張器を有する。膨張器はハウジング
と、ハウジング内の固体推進剤の如き膨張流体源とを有
する。衝突センサが少なくとも所定のしきいレベルの衝
突表示状態を感知したとき、膨張器が作動し、膨張器の
ハウジング内に加圧膨張流体を発生させる。加圧された
膨張流体は膨張器のハウジングから出るように導かれ、
エアバッグを車両の乗員コンパートメント内へと膨張さ
せる。エアバッグがこのように展開されたとき、エアバ
ッグは、衝突の結果として車両の乗員が車両の部分と強
烈に衝突しないように保護する補助を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】膨張器が上昇した周囲
温度で作動されたとき、膨張器のハウジング内の膨張流
体の圧力が増大する。膨張器はこのような上昇した圧力
を収容するのに十分な構造上の強度を有しなければなら
ない。膨張器のハウジング内の圧力がこのように増大し
た場合、エアバッグ内へ流れる膨張流体の質量流量が所
望の流量以上に増大することがある。また、このような
増大した圧力の可能性が高い燃焼率指数即ち圧力変動に
対する高感度を有する固体推進剤の使用を不可能にして
しまうことがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は膨張可能な車両
乗員保護器を膨張させるための装置に関する。この装置
はハウジングと、ハウジング内に位置し、加圧膨張流体
を提供するように作動できる膨張流体源とを有する。ハ
ウジングはハウジングから出た膨張流体の流れを膨張可
能な保護器へ導くための流体通路を有する。ハウジング
は膨張流体源の作動時にハウジング内の膨張流体の圧力
により変形する。流体通路の流れ面積はハウジングの変
形により増大し、膨張流体源の作動時にハウジング内の
膨張流体の圧力に従って変化する。装置はまた、膨張流
体源と流体通路との間に位置する制御通路を画定する流
れ制御部材を有する。制御通路は流体通路よりも小さな
流れ面積を有する。制御通路の流れ面積はハウジングの
変形により増大し、膨張流体源の作動時にハウジング内
の膨張流体の圧力に従って変化する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は膨張可能な車両乗員保護
器を膨張させる膨張流体を提供するための装置に関す
る。本発明の代表例として、図１は車両乗員保護装置１
２の一部を構成する膨張器１０を概略的に示す。
【０００６】装置１２は膨張可能な車両乗員保護器１４
を有する。本発明の好ましい実施の形態においては、保
護器１４はエアバッグである。本発明に従って使用でき
る他の膨張可能な車両乗員保護器は、例えば、膨張可能
なシートベルト、膨張可能な膝ボルスタ、膨張可能な頭
ライナー又は側カーテン、及び膨張可能なエアバッグに
より作動される膝ボルスタを含む。
【０００７】膨張器１０はエアバッグ１４を膨張させる
ための膨張流体を提供するために電気的に作動できる。
エアバッグ１４が膨張したとき、エアバッグは車両の乗
員コンパートメント（図示せず）内へ延び、衝突の結果
として車両の乗員が車両の部分と強烈に衝突しないよう
に保護する補助を行う。
【０００８】装置１２はまた衝突センサ１６を有する。
衝突センサ１６は既知の装置であって、衝突の発生を表
示する車両の状態を感知する。衝突センサ１６により感
知された車両の状態が所定のしきいレベル又はそれ以上
である場合、センサは激しさの少なくとも所定のしきい
レベルの衝突の発生を表示する。衝突の激しさのしきい
レベルは、エアバッグ１４の膨張が車両の乗員の保護を
行うことが望まれるレベルである。
【０００９】衝突センサ１６により感知される車両の状
態は、好ましくは、衝突により生じる車両の急激な減速
である。減速の大きさ及び期間は衝突センサ１６により
測定される。減速の大きさ及び期間が所定のしきいレベ
ルであるか又はそれを越えた場合、衝突の激しさの所定
のしきいレベルであるか又はそれを越えた衝突の発生を
表示する。次いで、展開信号がコントローラ１８に伝達
され、そのような衝突の発生を表示する。コントローラ
１８は作動信号を膨張器１０へ送り、膨張器を作動させ
る。
【００１０】膨張器１０（図２−４）はほぼ円筒状のハ
ウジング即ちシェル２０を有する。膨張器１０は図２、
３において上から見て円形の形状を有する。ハウジング
２０は第１の即ち上方（図において）のハウジング部分
３０（ディフューザと呼ぶ）と、第２の即ち下方（図に
おいて）のハウジング部分４０（覆い呼ぶ）とを有す
る。
【００１１】ディフューザ３０は逆カップ状の形状を有
し、半径方向に延びる端壁４２と、軸方向に延びる側壁
４４とを有する。ディフューザ３０の端壁４２はドーム
状を呈する；すなわち、覆い４０から離れるように突出
する湾曲形状を有する。端壁４２は内側表面４６を有す
る。
【００１２】上方のハウジング部分３０の側壁４４は膨
張器１０の軸線５０上に中心を持つ円筒形状を有する。
複数の膨張流体出口５２が側壁４４上で円形の配列のな
って位置する。膨張流体出口５２の各々は側壁４４を通
って半径方向に延びる。出口５２は膨張器１０からの膨
張流体がエアバッグ１４を膨張させるのを可能にする。
グループとしての出口５２は所定の一定の流れ面積を有
する。環状の膨張器装着フランジ５４は膨張流体出口５
２の（図２で見て）下方の位置で側壁４４から半径方向
外方へ延びる。
【００１３】覆い４０はカップ状の形状を有し、半径方
向に延びる端壁６２と、軸方向に延びる側壁６４とを含
む。覆い４０の端壁６２はドーム状を呈する；すなわ
ち、上方のハウジング部分３０から離れるように突出す
る湾曲形状を有する。端壁６２は上方のハウジング部分
３０の端壁４２の方に向いた内側表面６６を有する。端
壁６２に設けた円形開口６８は軸線５０上に中心を持
つ。
【００１４】覆い４０の側壁６４は軸線５０上に中心を
持つ円筒形形状を有する。覆い４０の側壁６４の外径は
ディフューザ３０の側壁４４の内径にほぼ等しい。図２
に示すように、覆い４０は上方のハウジング部分３０の
内側に位置する。覆い４０の側壁６４は単一の連続的な
溶接部７２により上方のハウジング部分３０の側壁４４
に溶着される。
【００１５】膨張器１０は点火組立体８０を有する。点
火組立体８０は点火ハウジング８２を有する。点火ハウ
ジング８２はほぼ環状の形状を有し、先細り（テーパ）
した軸方向に延びる側壁８４と、端部分８６と、フラン
ジ８８とを含む。
【００１６】点火ハウジング８２は側壁の半径方向内側
の点火室９０を有する。円形の列となったポート即ち通
路８７が側壁８４に形成される。通路８７は点火室９０
と点火ハウジング８２の外部との間を延びる。通路８７
の半径方向外端は接着フォイル８９により覆われる。点
火ハウジング８２の端部分８６は側壁８４の一端に位置
し、覆い４０の端壁６２の中央開口６８内へ延びる。
【００１７】点火組立体８０はイニシエータ（起動器）
９２を有する。イニシエータ９２は燃焼生成物を発生さ
せるために端子９４を介して供給される電流により電気
的に作動できる既知の装置である。スリーブ９６がイニ
シエータ９２と点火ハウジング８２の側壁８４との間に
圧入され、イニシエータをハウジング内で適所に固定す
る。
【００１８】点火物質９８は、イニシエータ９２に隣接
しこれと接触した状態で、点火ハウジング８２の点火室
９０内に位置する。点火物質９８はイニシエータ９２に
より点火可能で、点火されたときに燃焼生成物を発生さ
せる既知の物質である。１つの適当な物質は窒化ホウ素
カリウム即ちＢＫＮＯ3 である。
【００１９】点火組立体８０は点火ハウジング８２の上
端上の金属点火キャップ１００を有する。点火キャップ
１００は点火室９０内の点火物質９８を収容する。点火
キャップ１００は軸方向に延びる円筒状部分１０２を有
し、この円筒状部分は点火ハウジング８２の側壁８４内
に圧入される。点火キャップ１００の半径方向に延びる
端壁１０４は点火ハウジング８２内の点火室９０を横切
って延び、この室を閉じる。
【００２０】点火ハウジング８２のフランジ８８は点火
ハウジングの側壁８４から半径方向外方に延びる。フラ
ンジ８８は覆い４０の端壁６２の半径方向内側部分と重
なる。必要なら、ガスケット又はシーラント材料の層の
如きシール（図示せず）を点火ハウジング８２のフラン
ジ８８と覆い４０の端壁６２との間に設けることができ
る。
【００２１】膨張器１０は燃焼器又は燃焼カップ１１０
の形をした第１の流れ制御部材１１０を有する。燃焼カ
ップ１１０は環状の形状を有し、半径方向に延びる下方
の端壁１１２と、軸方向に延びる側壁１１４とを含む。
側壁１１４は内側表面１１５を有する。リング状の推進
剤室即ち燃焼室１１６が燃焼カップの内部に画定され
る。推進剤室１１６の半径方向外境界は燃焼カップ１１
０の側壁１１４である。推進剤室１１６の半径方向内境
界は点火ハウジング８２の側壁８４である。
【００２２】燃焼カップ１１０の側壁１１４はディフュ
ーザ３０及び覆い４０のそれぞれの側壁４４、６４の半
径方向内方に位置する。燃焼カップの側壁１１４はリン
グ状の上端表面１２０を有する。上端表面１２０は上方
のハウジング部分３０の端壁４２の内側表面４６に対し
てシールを行うほぼ切頭円錐形の形状を有する。
【００２３】燃焼カップ１１０の下方の端壁１１２は燃
焼カップの側壁１１４の下方部分から半径方向内方へ延
びる。下方の端壁１１２は上方のハウジング部分３０の
方に向いた内側表面１２２を有する。下方の端壁１１２
は覆い４０の端壁６２の内側表面６６と当接係合する外
側表面１２４を有する。燃焼カップ１１０の軸方向長さ
は、燃焼カップが上方のハウジング部分３０と覆い４０
との間で軸方向において捕捉即ち捕獲されるように、選
定される。
【００２４】燃焼カップの側壁１１４の上端表面１２０
及び上方のハウジング部分３０の内側表面４６は膨張器
１０内に流体通路１３０（図２−４）を画定する。燃焼
カップの側壁１１４が円筒状を呈するので、流体通路１
３０は、軸線５０のまわりを延びこの軸線上に中心を持
つ環状の形状を有する。流体通路１３０は燃焼室１１６
と流体出口５２との間に位置する。通常閉じている流体
通路１３０は、後述するように、膨張器１０の作動時に
開く。
【００２５】燃焼カップ１１０の下方の端壁１１２はリ
ング状の端表面１２６を有する。燃焼カップ１１０の下
方の端壁１１２の端表面１２６は点火ハウジング８２の
フランジ８８に隣接して位置する。点火ハウジング８２
は膨張器１０内で燃焼カップ１１０を半径方向に位置決
めする補助を行う。
【００２６】膨張器１０は固体推進剤の形をした作動可
能な膨張流体源１４０を含む。推進剤１４０は燃焼カッ
プ１１０の燃焼室１１６内に位置する。推進剤１４０
は、点火組立体８０により点火可能で、点火されたとき
にエアバッグ１４を膨張させるための加圧ガスの形をし
た膨張流体を発生させる既知の物質である。推進剤１４
０はディスクの形に形成されたものとして示されている
（図２を明瞭にするために、推進剤ディスク１４０は燃
焼室１１６のある領域内では示されていない）。代わり
に、推進剤１４０は小さなペレット又はタブレットの形
として、或いは点火ハウジング８２を囲む大きなディス
クとして形成することができる。
【００２７】膨張器１０は燃焼室１１６内の推進剤リテ
ーナ１５０を有する。推進剤リテーナ１５０は複数の孔
１５２を有するリング状の金属板である。推進剤リテー
ナ１５０は燃焼室１１６内に位置し、点火ハウジング８
２の側壁８４と燃焼カップ１１０の側壁１１４との間を
半径方向に延びる。推進剤リテーナ１５０は燃焼室１１
６を、推進剤リテーナと覆い４０との間に位置する環状
の第１部分１５８、及び、推進剤リテーナとディフュー
ザ３０との間に位置する環状の第２部分１５９に分割す
る。
【００２８】膨張器１０はまた燃焼室１１６内の燃焼器
吸熱源１６０を有する。吸熱源１６０は点火ハウジング
８２の側壁８４の上端部分のまわりを延びる環状の形状
を有する。吸熱源１６０は図面に示す切頭円錐形状に圧
縮された編んだステンレス鋼のワイヤチューブとして形
成される。
【００２９】膨張器１０はしきいキャップ１８０の形を
した第２の流体流れ制御部材を有する。しきいキャップ
１８０は燃焼室１１６内に位置し、点火キャップ１００
とディフューザ３０との間で軸方向に位置する。しきい
キャップ１８０はハウジング部分３０、４０よりもかな
り薄いスタンピング加工された金属（好ましくは、アル
ミニウム）シートで形成される。
【００３０】しきいキャップ１８０（図５、６）はスロ
ーイング(throwing)ディスクにほぼ似た形をしており、
軸線５０上に中心を持つドーム状の主本体部分即ち中央
壁１８２を有する。中央壁１８２は円形の形状を呈し、
環状の外縁部分１８４を含む。中央壁１８２は平行な内
側及び外側表面１８６、１８８を有する。
【００３１】しきいキャップ１８０の環状側壁１９０は
中央壁１８２からほぼ軸方向に延びる。しきいキャップ
１８０の側壁１９０は第１部分１９２を有し、この部分
はしきいキャップの中央壁１８２の外縁部分１８４に接
続され、そこから延びる。第１部分１９２は僅かに切頭
円錐となった形状を有し、中央壁１８２から離れるよう
に軸方向に延びるときに中央壁１８２から半径方向外方
へ延びる。図示の実施の形態においては、側壁１９０の
第１部分１９２は軸線５０に対して小さな角度（約５
°）をなして延びる。しきいキャップ１８０の側壁１９
０の第２部分１９４は第１部分１９２から軸方向下方及
び半径方向内方へ延びる。
【００３２】しきいキャップ１８０は溝穴２００の形を
した複数の開口を有する。溝穴２００はしきいキャップ
１８０の側壁１９０の内側及び外側表面１９６、１９８
間を延びる。溝穴２００は軸線５０上に中心を持つ円形
の列となって側壁１９０に沿って等間隔で位置する。溝
穴２００の各々はそれぞれの上方縁部２０２を有する。
【００３３】しきいキャップ１８０の溝穴２００は一緒
になってしきいキャップ内に流体流れ制御通路２１０を
形成する。図示の実施の形態においては、しきいキャッ
プ１８０は６つの溝穴２００を有する。膨張器１０の所
望の流れ制御特性を得るために一層多数又は一層少数の
溝穴２００を設けることができる。
【００３４】しきいキャップ１８０（図２）は軸線５０
上に中心を持つ位置で膨張器１０の燃焼室１１６内に位
置する。しきいキャップ１８０の中央壁１８２の内側表
面１８６は点火キャップ１００の端壁１０４と当接係合
する。しきいキャップ１８０の中央壁１８２の外側表面
１８８の中央部分はディフューザ３０の中央壁３２の内
側表面４６と当接係合する。
【００３５】しきいキャップ１８０は膨張器１０の全体
の燃焼室１１６を横切って延びる。しきいキャップ１８
０の側壁１９０の外側表面１９８は流体通路１３０の近
くで燃焼カップ１１０の側壁１１４の内側表面１１５と
当接係合する。
【００３６】燃焼器吸熱源１６０はしきいキャップ１８
０と推進剤リテーナ１５０との間で軸方向に圧縮され
る。燃焼器吸熱源１６０は推進剤１４０に対して推進剤
リテーナ１５０を押し付けるバネとして作用する。燃焼
器吸熱源１６０は振動しないように推進剤リテーナ１５
０を保持する。吸熱源１６０の円錐形状が吸熱源を弾力
的にする。吸熱源１６０の弾力性が組立て中の膨張器１
０の部品の変形及び推進剤１４０の押し潰しを排除す
る。
【００３７】点火組立体８０はしきいキャップ１８０と
覆い４０との間で軸方向において捕捉即ち捕獲される。
特に、点火キャップ１００と点火ハウジング８２のフラ
ンジ８８との間の距離は、ハウジング部分３０、４０が
点火組立体８０の内部で一緒に溶着されたときに、点火
キャップの端壁１０４がしきいキャップの中央壁１８２
の内側表面１８６と係合するように、選定される。点火
ハウジング８２は覆い４０と係合するように軸方向に押
圧される。点火ハウジング８２のフランジ８８は覆い４
０の端壁６２に接するように即ち端壁の方へ軸方向外方
に押圧される。
【００３８】膨張器１０の作動前には、燃焼カップの側
壁１１４の端表面１２０はディフューザの端壁４２の内
側表面４６に対してシールを行い、流体通路１３０を閉
じ、流れ面積をゼロにする。閉じた流体通路１３０は、
膨張器１０の作動前には、燃焼室１１６と流体出口５２
との間で流体の流れを遮断する。膨張流体源１４０と流
体出口５２との間で実質的な量の流体を流す他の経路は
存在しない。後述するが、膨張器１０の作動時に、流体
通路１３０が開き、膨張流体は膨張流体源１４０と流体
出口５２との間を流れることができる。開いたとき、流
体通路１３０はディフューザ３０の流体出口５２よりも
小さな流れ面積を有する。
【００３９】膨張器１０の作動前には、しきいキャップ
１８０の制御通路２１０もまた閉じ状態にある。燃焼カ
ップ１１０の側壁１１４としきいキャップ１８０の側壁
１９０の第１部分１９２との間の僅かな角度は、しきい
キャップの溝穴２００が燃焼カップの側壁によりほぼ完
全に覆われることを保証する。最初は、しきいキャップ
１８０の側壁１９０と燃焼カップ１１０の側壁１１４と
の間に実質的なギャップは存在しない。しきいキャップ
１８０は燃焼室１１６と流体通路１３０との間での流体
の流れを実質的に遮断する。後述するが、膨張器１０の
作動時に、しきいキャップ１８０が移動して変形し、膨
張流体が溝穴２００を通って流れることができるように
する。
【００４０】衝突の激しさの所定のしきいレベルでの又
はそれ以上のレベルでの車両の衝突時に、膨張器１０は
イニシエータ９２の端子９４へ供給される電気信号によ
り作動される。イニシエータ９２が作動し、点火物質９
８を点火する。点火物質９８は燃焼生成物を発生させ、
この燃焼生成物はフォイル８９を破裂させ、図３に矢印
で示すように、通路８７を通って燃焼室１１６内へ流入
する。この期間中、点火キャップ１００は点火ハウジン
グ８２の上端から出る燃焼生成物の流れを阻止するシー
ルを提供する。
【００４１】燃焼室１１６内へ流入する燃焼生成物は推
進剤１４０を点火する。推進剤１４０は燃焼し、燃焼室
１１６内に加圧膨張流体を発生させる。燃焼室１１６内
の圧力は約６．８９×１０6Ｐａ（１０００ｐｓｉ）な
いし約１３．８×１０6Ｐａ（２０００ｐｓｉ）又はそ
れ以上の範囲の圧力まで急激に上昇する。
【００４２】ハウジング２０の材料の厚さは、膨張流体
源１４０の作動時にハウジング内の膨張流体の圧力によ
り端壁４２、６２が変形するように、選定される。特
に、ディフューザ３０の端壁４２は図２に示す状態から
軸方向外方（図３の上方向）へ変形する。同時に、覆い
４０の端壁６２は、図２に示す状態から、反対方向へ、
軸方向外方に変形し、図３に示す状態となる。端壁４
２、６２の変形即ち偏向の量はハウジング２０内の圧力
に依存する。すなわち、ハウジング内の圧力が高いほ
ど、端壁４２、６２は外方へ一層大きく偏向する。
【００４３】ディフューザ３０及び覆い４０が相対的に
離れるように移動すると、しきいキャップ１８０の内側
表面１８６上の流体圧力が、覆いから離れるようにディ
フューザと一緒にしきいキャップを移動させる。同時
に、吸熱源１６０及び推進剤リテーナ１５０がまた、覆
い４０から離れるようにディフューザ３０と一緒に移動
する。後に詳述するが、しきいキャップ１８０のこの運
動が制御通路２１０を開き、流体が燃焼室１１６から出
て流体通路１３０を通るのを可能にする。
【００４４】点火ハウジングのフランジ８８に作用する
膨張流体の圧力が覆い４０の端壁６２に対してフランジ
を押し付ける。フランジ８８上の膨張流体により与えら
れる力は点火ハウジング８２と覆い４０との間の流体密
シールを行う。
【００４５】ハウジング部分３０、４０の端壁４２、６
２の変形の結果、ディフューザの端壁と覆いの端壁との
間の距離が増大する。点火物質９８の燃焼生成物の力に
より、点火キャップ１００が、しきいキャップ１８０及
びディフューザと一緒に、覆い４０から離れる方向へ、
点火ハウジング８２の側壁８４に沿って軸方向に摺動す
る。
【００４６】点火ハウジング２０が変形したとき、燃焼
カップ１１０はディフューザ３０と覆い４０との間で軸
方向においてもはや捕捉されない。燃焼カップ１１０の
下方部分１１２上で下向き方向（図３）に作用する燃焼
室１１６内の膨張流体の圧力が覆い４０の端壁６２との
係合状態に燃焼カップを保持する。燃焼カップ１１０
は、ディフューザ３０の端壁４２から離れるように、覆
い４０の端壁６２と一緒に移動する。
【００４７】燃焼カップ１１０の上端表面１２０はディ
ーザ３０の端壁４２の内側表面４６から離れるように移
動する。ハウジング２０の変形のため、流体通路１３０
が開き、その流れ面積が増大する。点火ハウジング８２
の側壁８４、点火ハウジングのフランジ８８、燃焼カッ
プ１１０及びしきいキャップ１８０は共働し、燃焼室１
１６から流出するすべて又は実質上すべての膨張流体を
流体通路１３０を通って流れるように導く。膨張流体源
１４０と流体出口５２との間で実質的な量の流体を流す
他の経路は存在しない。
【００４８】吸熱源１６０は燃焼室１１６から流出する
膨張流体を冷却し、濾過する。吸熱源１６０はまた膨張
流体から粒状物質を濾過する。推進剤リテーナ１５０は
推進剤１４０の完全燃焼度を増大させることにより燃焼
プロセスの有毒放出物を減少させる。推進剤の燃焼にお
ける液体中間物が吸熱源１６０に吸収されること及び吸
熱源により抑制又は消滅されることが阻止されるため、
これが生じるものと思われる。
【００４９】膨張流体は燃焼室１１６から出て、しきい
キャップ１８０の溝穴２００を通り、流体通路１３０の
方へ流れる。膨張流体は流体通路１３０を通り、最終フ
ィルタ２２０を通って、膨張流体出口５２の方へ流れ
る。膨張流体は燃焼室１１６から出て、流体通路１３０
の３６０°の全角度範囲に沿って流れる。流体出口５２
は、ハウジング２０から出て膨張可能な保護器１４へ流
入するように膨張流体を導く。
【００５０】ハウジング２０内の流体通路１３０の流れ
面積はハウジング２０内の膨張流体の圧力に応じて変化
する。特に、ハウジング２０内の圧力が高いほど、端壁
４２、６２は外方へ一層大きく偏向即ち変形する。端壁
４２、６２が外方へ一層大きく偏向するほど、燃焼カッ
プ１１０の端表面１２０はディフューザ３０の端壁から
一層離れるように移動し、流体通路１３０は一層大きく
なる。１つの実施の形態においては、膨張器１０が作動
したとき、流体通路１３０は典型的には約１／２ｍｍの
軸方向の長さを有する。極限圧力状態の下では、流体通
路１３０は２ないし３ｍｍほどの大きさの軸方向長さを
有することができる。
【００５１】ハウジング２０が変形すると、しきいキャ
ップ１８０の溝穴２００は徐々に開くが、ディフューザ
３０と燃焼カップ１１０との間の流体通路１３０は一層
速く開く。従って、しきいキャップ１８０の溝穴２００
を通る流体流れ面積は殆ど瞬時に燃焼カップ１１０とデ
ィフューザ３０との間のギャップ即ち流体通路１３０を
通る流体流れ面積よりも小さくなる。従って、しきいキ
ャップ１８０は膨張器１０から出る流体の流量のための
絞り又は制御子として作用する。
【００５２】制御通路２１０を構成するしきいキャップ
１８０の溝穴２００の流れ面積も、ハウジング２０内の
膨張流体の圧力に応じて変化する。特に、ハウジング２
０内の圧力が高いほど、しきいキャップ１８０は覆い４
０から一層離れるように移動する。更に、しきいキャッ
プ１８０の中央壁１８２の外縁部分１８４はディフュー
ザ３０の端壁３２に接して平坦化される。その結果、し
きいキャップ１８０の各溝穴２００の一層大きな部分が
露出し、制御通路２１０が一層大きくなる。
【００５３】制御通路２１０の流れ面積がハウジング２
０内の膨張流体の圧力に応じて変化するので、膨張器１
０の内部作動圧力は自己規制的なものとなる。燃焼室１
１６内の圧力が増大すると、制御通路２１０が更に開
き、圧力を逃して低下させる。それ故、膨張器１０内の
ピーク作動圧力の範囲が一層狭くなり、これに応じて膨
張器のハウジング２０の構造上の要求を減少させる。
【００５４】このような方法での（即ち、溝穴付きしき
いキャップ１８０の運動を介しての）流体流れの制御は
２つの変形するハウジング部分３０、１１０間のギャッ
プ１３０を利用しての流体流れの制御よりも一層正確で
ある。更に、異なる開口寸法又は形状を有する異なるし
きいキャップ１８０を提供することにより、異なる膨張
器のための流体流れ特性を変更することは比較的容易で
ある。
【００５５】可変の制御通路２１０の開度を増大させる
ことにより燃焼室１１６内のピーク圧力が減少するの
で、燃焼室１１６内の圧力に対する温度変化の効果が最
小化される。これは、圧力に一層敏感な（即ち、一層高
い燃焼率指数を有する）推進剤１４０の使用を可能にす
る。
【００５６】本発明の上述の説明から、当業者なら、本
発明における改良、変更及び修正を理解できよう。例え
ば、溝穴２００は図示の矩形の形状とは異なる形状を有
することができる。特に、各溝穴２００は、しきいキャ
ップ１８０の中央壁１８２の近くの頂点と、しきいキャ
ップの側壁部分１９４の縁部での大きな底辺とを含む三
角形の形状を有することができる。この溝穴の形状は、
しきいキャップ１８０が燃焼カップ１１０に関して移動
するときに、溝穴を通る流体流れを非線形的に増大させ
る。この非線形的な流れは膨張器１０の出力に対する周
囲温度の効果を中和する補助を行うことができる。より
詳しく述べると、膨張器１０が冷えている場合は、推進
剤１４０は一層ゆっくり燃焼し、膨張器内の圧力は一層
ゆっくり増大する。この場合、膨張器１０の流体出口面
積は最初は比較的小さい方が望ましい。三角形の溝穴が
部分的にのみ開いたときに提供される比較的小さな流れ
面積は、この結果を提供する補助をなすことができる。
一方、膨張器１０が高温の場合は、推進剤１４０は一層
迅速に燃焼し、膨張器内の圧力は一層迅速に増大する。
この場合、膨張器１０の流体出口面積は比較的大きい方
が望ましい。三角形の溝穴が一層完全に開いたときに提
供される比較的大きな流れ面積は、この結果を提供する
補助をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に従って構成された
膨張器を含む車両乗員保護装置の概略図である。
【図２】作動していない状態での図１の膨張器を示す断
面図である。
【図３】作動状態での膨張器を示す、図２と同様の図で
ある。
【図４】図３の一部の拡大図である。
【図５】図１の膨張器の一部を構成するしきいキャップ
の底面図である。
【図６】図５の５−５線におけるしきいキャップの断面
図である。
【符号の説明】
１０ 膨張器 １４ 車両乗員保護器 ２０ ハウジング ３０ ディフューザ ４０ 覆い ８０ 点火組立体 １１０ 燃焼カップ １１２ 端壁 １１４ 側壁 １１６ 燃焼室 １３０ 流体通路 １４０ 膨張流体源（推進剤） １８０ 制御部材（しきいキャップ） ２００ 溝穴 ２１０ 制御通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロイド・ジー・グリーン アメリカ合衆国アリゾナ州85206，メサ, イースト・ファームデイル・アベニュー 5523

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 膨張可能な車両乗員保護器を膨張させる
    膨張流体を提供するための装置において、 ハウジングと；上記ハウジング内に位置し、加圧膨張流
    体を提供するように作動できる膨張流体源と；を有し、 上記ハウジングが同ハウジングからの膨張流体の流れを
    上記膨張可能な保護器へ導く流体通路を有し；さらに、
    上記膨張流体源と上記流体通路との間に位置する制御通
    路を画定する流れ制御部材が設けられ；上記ハウジング
    が上記膨張流体源の作動時に当該ハウジング内の膨張流
    体の圧力により変形するようになっており；上記流体通
    路の流れ面積が上記ハウジングの変形により増大し、上
    記膨張流体源の作動時に当該ハウジング内の膨張流体の
    圧力に従って変化するようになっており；上記制御通路
    が上記流体通路よりも小さな流れ面積を有し、当該制御
    通路の流れ面積が上記ハウジングの変形により増大し、
    上記膨張流体源の作動時に当該ハウジング内の膨張流体
    の圧力に従って変化するようになっている；ことを特徴
    とする装置。
  2. 【請求項２】 上記制御通路が上記ハウジングの変形時
    に流れ面積を増大させるために当該ハウジングに関して
    移動する複数の流体流れ制御開口を有することを特徴と
    する請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 上記流体流れ制御開口が上記膨張流体源
    のまわりで列となって延びることを特徴とする請求項２
    に記載の装置。
  4. 【請求項４】 上記膨張流体源が上記膨張器の燃焼室内
    に位置し、上記流れ制御部材が全体の上記燃焼室を横切
    って延びることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 上記ハウジングが上記流体通路の流れ面
    積を変化させるように相対的に移動する第１及び第２の
    ハウジング部分を有し、上記流れ制御部材が、上記膨張
    流体源の作動時に、上記制御通路を閉状態から開状態へ
    移動させるように、上記第１のハウジング部分と一緒に
    上記第２のハウジング部分に関して移動できることを特
    徴とする請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 上記第２のハウジング部分が上記膨張流
    体源を少なくとも部分的に囲う燃焼カップを有し、上記
    燃焼カップは、装置が作動していない状態のときに、上
    記第１及び第２のハウジング部分にそれぞれ係合する第
    １及び第２の端部分を有し、当該燃焼カップの上記第１
    の端部分が装置の作動時に当該第１のハウジング部分と
    一緒に移動し、該燃焼カップの上記第２の端部分が上記
    制御通路を上記閉状態から上記開状態へ移動させるため
    に当該第２のハウジング部分から離れるように移動する
    ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 上記制御通路が上記ハウジングの変形時
    に流れ面積を増大させるために当該ハウジングに関して
    移動する複数の流体流れ制御開口を有することを特徴と
    する請求項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 上記流体流れ制御開口が上記膨張流体源
    のまわりで列となって延びることを特徴とする請求項７
    に記載の装置。
  9. 【請求項９】 上記流れ制御部材が上記第１及び第２の
    ハウジング部分の厚さよりも実質的に小さな厚さを有す
    るディスク状の金属シート部材を有することを特徴とす
    る請求項５に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 上記ハウジングの端壁間で軸方向にお
    いて捕獲される燃焼カップ及び点火組立体を備え、上記
    燃焼カップ及び点火組立体が上記膨張流体源の作動時に
    当該ハウジングに関して移動し、当該燃焼カップの運動
    が上記制御通路の流れ面積を増大させることを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 上記流れ制御部材がスローイングディ
    スクにほぼ似た形状を有することを特徴とする請求項１
    に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 上記制御通路が上記ハウジングの変形
    時に流れ面積を増大させるために当該ハウジングに関し
    て移動する複数の流体流れ制御開口を有することを特徴
    とする請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 上記流体流れ制御開口が上記膨張流体
    源のまわりで列となって延びることを特徴とする請求項
    １２に記載の装置。
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