JP2001500451A - 可変出力ドライバー側ハイブリッド膨張器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エアバッグまたはエアクッションを膨張させるのに使用する可変出力膨張器(20)は、以下を包含する：薄壁ドーナツ形圧力容器部分(23)および該ドーナツ形圧力容器部分と物理接触、流体連絡をなして、それを取り囲むシリンダー状圧力容器部分(60)を包含する圧力容器(22)であって、該シリンダー状圧力容器部分は、破裂可能なディスク(74)およびエアバッグと連絡可能な少なくとも１個の出口ポート(78)を備える；該圧力容器内の保存した膨張ガスを一定圧力レベルまで加熱して該破裂可能ディスクを破裂させ、加熱膨張ガスを出して、隣接して取り付けたエアバッグを満たすための火工手段(200a、b)。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 可変出力ドライバー側ハイブリッド膨張器 発明の背景および概要 本発明は、一般に、エアバッグ膨張器に関し、さらに特定すると、単一レベル で可変の出力レベルハイブリッド膨張器に関する。 米国特許第5,199,740号は、単一段階のドライバー側ハイブリッド膨張器を例 示している。この膨張器は、作動させると、その膨張率を、一般的には一定限度 で制御する。可変のまたは少なくとも二重レベルの出力能を有する膨張器(例え ば、米国特許第5,341,988号で使用されているもの)は、エアバッグの膨張率を事 故の程度に合わせるのに、特定の利点があることが長い間認められてきた。。後 者の特許は、二重レベルの助手席側エアバッグハイブリッド膨張器に関する。座 席占有者が正しい座席位置にあるか正しい位置から外れているかを関知する能力 および座席占有者のサイズ(体重)を関知する能力を有する、いわゆるスマート制 御システムの導入と共に、可変出力膨張レベルを与える膨張器は、その座席占有 者を保護する最大能力まで使用できる。 本発明の目的は、ナトリウムアジドを用いる従来使用されている固形推進剤膨 張器と同程度の大きさの単一レベルの可変出力膨張器を提供することにある。本 発明の他の目的は、価格効率のよい膨張器を提供するために、この膨張器の主要 部分の殆どに対して金属打ち抜き加工を使用することにある。 本発明の利点は、その多レベルの出力により、正しい座席位置から外れた座席 占有者に対して制御可能な低い割合で、および座席占有者が正しい位置に座って いるかどうかにかかわらず第５パーセント点より小さい割合で、エアバッグを膨 張できることにある。本発明の追加の目的は、中心に位置する挿入物(例えば、 管状マニホルドおよび充填アセンブリ)により補充されるドーナツ形圧力容器の 強度を利用する頑強で堅固な膨張器を提供することにある。この構成により、そ の圧力容器は、与えられた壁厚に対してより高い圧力で、膨張ガスを含有できる ようになり、それゆえ、この膨張器の重量を最小にできる。本発明の他の実施態 様は、単一の火工アセンブリを有するドーナツ形ドライバー側膨張器に関する。 種々の他の実施態様が示されている。 従って、この膨張器は、以下を備える：エアバッグまたはエアクッションを膨 張する際に使用する膨張器であって、該膨張器は、以下を備える：薄壁ドーナツ 形圧力容器部分、および該ドーナツ形圧力容器部分と物理接触および流体連絡し それを取り囲むシリンダー状圧力容器部分であって、該シリンダー状圧力容器部 分は、破裂可能ディスクおよびエアバッグと連絡可能な少なくとも１個の出口ポ ートを備える；および該圧力容器内に、該破裂可能ディスクを破裂させる圧力レ ベルまで、保存した膨張ガスを加熱する火工手段。 本発明の他の多くの目的は、以下の発明の詳細な説明から明らかである。 図面の簡単な説明 図面では： 図１は、本発明を組み込んだドライバー側ハイブリッド膨張器の断面図である 。 図２〜４は、下部ドーナツ形圧力容器部分の種々の図である。 図５は、マニホルドおよび充填アセンブリ(MF)の分離図である。 図６は、ドーナツ形圧力容器の下部内の膨張器アセンブリを示す部分断面図で ある。 図７は、推進剤カプセルキャップの分離図である。 図８は、火工カプセルアセンブリキャップの断面図である。 図９は、推進剤カプセルプレートの平面図である。 図10は、本発明の別の実施態様を示す。 図11および12は、本発明のさらに別の実施態様を示す。 図13は、本発明の他の実施態様を例示する。 図14は、本発明のさらに他の実施態様を例示する。 発明の詳細な説明 図１を参照すると、これは、ドライバー側エアバッグを膨張できる多レベルハ イブリッド膨張器20の主要要素を示す。膨張器20は、ドーナツ形部分23を含む圧 力容器22、マニホルドおよび充填アセンブリ(MFアセンブリ)60により形成した第 二シリンダー部分および中間圧力容器部分28を備える。MFアセンブリ60は、ドー ナツ形部分23の中心開口部25内に受容されている。MFアセンブリ60およびドーナ ツ形部分23は、以下で記述する複数の流体通路により、中間圧力容器部分28を通 って、互いに連絡している。このドーナツ形部分は、薄い金属(例えば、鋼また は軽量アルミニウム)で打ち抜いた上部24および下部26により、形成され得る。 上部24は、頂部32、外面28aおよび内面28bを備え、それぞれは、それぞれの末端 30a、bで終わっている。上部24はまた、側面28bの上部の回りに一般に一様に間 隔を開けた多数の流体通路45を備える。この下部は、底部40、および側面34a、b (それぞれ、それぞれの末端38a、bで終わっており、これらは、その頂部の末端 に接続している)を備える。上部24および下部26は、それらのそれぞれの末端で 形成された内部および外部継ぎ目に沿って共にスピン摩擦(spin friction)によ り接合されて、溶接部42および42aを形成している。 図２〜４を簡単に参照する。下部26はまた、２個の打ち抜きし伸長した中空シ リンダー状ボス35a、bを備え、各ボスは、それぞれの開口部46aまたは46bを有し 、この開口部を通って、それぞれの起爆剤アセンブリ100a、b(図１を参照)の一 部が伸びている。 MFアセンブリ60はまた、図５に示されているが、中心に描いた金属管62を備え 、これは、この管の側面63に複数のガス流開口部64およびこの管の底部68に充填 ポート66を有する。この圧力容器を充填した後、この充填ポート68は、溶接によ り閉じられる。アセンブリ60はまた、環状破裂ディスク支持体70を備え、これは 、曲げディスク71(これは、その上に薄いInconel 600合金破裂ディスク74をレー ザー溶接した中心開口部72を有する)および金属(好ましくは、鋼)のカップ形マ ニホルド76(これは、複数の出口通路７８を有する)を備える。支持体70のうちの 開口部72に近接した部分の形状は、丸形である(数字７３を参照)。この構成の利 点は、ディスク74が破裂するにつれて、ディスク74の種々の破裂したまたは分割 した部分(透視線を付けたディスク７４の部分を参照)が、排出される圧縮膨張ガ スにより押し上げられ、円形末端73の回りに巻き付いて、比較的に脆性の破裂デ ィスク74材料の破砕を防止することにある。 破裂ディスク支持体70にの破裂ディスクは、適当な位置に溶接されている)は 、次いで、管62の頂部82に摩擦溶接される。この溶接部は83として示し、図５で はっきりと認められる。その後、カップ形マニホルド76は、破裂ディスク支持体 70 にアーク溶接される(溶接部８４を参照)。MFアセンブリ60が組み立てられた後、 それは、中心ドーナツ形開口部25内にスライド挿入され、破裂ディスク支持体70 の縁部は、上部PV(圧力容器)部分24および下部PV部分26(上部24および下部26PV 部分を接合した後)に溶接される(外周溶接部86および86a(図１を参照))。図面か ら分かるように、中心管62の開口部64は、一般に、上部PV部分24における開口部 45の組と対向している。不活性ガス(例えば、アルゴンまたはアルゴン/ヘリウム 混合物)を含む膨張ガスは、公知の様式で、充填ポート66を通って、この膨張器 の圧力チャンバ44に導入され、その後、この充填ポートは、その中の鋼ボール88 を抵抗溶接することにより、封鎖される。理解できるように、ドーナツ形部分23 内の封入容量と、MFアセンブリ60と、上部PV部分24およびMFアセンブリ60の間の 中間チャンバ28とは、膨張器の圧力容器または圧力チャンバ44を形成する。 可変レベルの膨張率性能を得るために、膨張器20は、２個の独特の火工装置20 0a、bを備える。これらの火工装置200a、bは、それぞれの起爆剤アセンブリ100a 、bおよび火工カプセルアセンブリ202a、b(これらは、それぞれ、起爆剤アセン ブリの回りに固定されている)を備える。これらのカプセルアセンブリは、着火 を促進するため、また、独立した燃焼室(これは、この圧力容器よりも僅かに高 い圧力で作動できる)としても機能するように、各起爆剤116a、bの回りに発生剤 (推進剤)を包装し保持する手段を提供する。 単一レベルの膨張器が望ましいなら、火工装置を１個だけ(200aまたは200b)使 用すれば分かるはずである。上部および下部ドーナツ形部分（24および26）を組 み立てる前に、１個またはそれ以上の起爆剤アセンブリ100a、bを組み立て、下 部26内に設置する。本発明の好ましい実施態様は、２個の火工起爆剤アセンブリ 100a、bを使用し、これらは、独立して、(電気制御ユニット(図示せず)により) 着火でき、各発生剤室内での燃焼を開始して、その膨張ガスを別個に加熱し、従 って、このエアバッグの膨張レベルを変える。図１および６を参照すると、これ らは、火工起爆アセンブリ100aの詳細を示す。他のアセンブリ100bは、起爆アセ ンブリ100aと同じである。 各起爆剤アセンブリ100aは、それにおいて多段ボア112を規定する閉鎖頂部108 および側壁110を有する薄いステンレス鋼スリーブ106を備える。環状フランジ11 4は、側壁110の末端の回りに伸長している。ボア112は、公知の構造の起爆剤116 (当該分野でしばしば呼ばれているように、起爆筒または点火管)を密接に受容す るような大きさにされている。この起爆剤は、複数の電気ターミナル118を備え 、これは、電気制御ユニット(ECU)と連絡しており、このユニットは、１個また はそれ以上の制御信号を発生して、測定可能な規模の衝突を感知すると、起爆剤 116の一方または他方または両方を着火させる。各起爆剤116は、起爆剤116に接 した曲線頂部122を有する環状支持体120により、そのスリーブ106内に支持され ている。さらに特定すると、その末端122は面取りされ、起爆剤116の傾いた側面 に接している。環状支持体120は、任意の圧力または反応充填物を、起爆剤116か ら下部26へと直接伝達させるように機能して、起爆剤116が、下部26から押し出 されないようにする。O-リング124は、スリーブ106と起爆剤116との間に圧力シ ールを与えて、スリーブ106が起爆剤116の作動中に開いた後、漏れを防止する。 各スリーブ106は、それぞれの開口部46aまたは46bの回りの下部ドーナツ形部分2 6にレーザー溶接されて、シールを形成する。この溶接は、一般に、126として示 されている。この起爆剤は、短絡クリップ（shorting clip）アセンブリ117によ って、開口部46aまたは46bに対して中心に据えられる。短絡クリップアセンブリ 117は、電気接合コネクターが設置されていない間、起爆剤116のピン118を短絡 するように、インサート成形（insert molded）した電気接触棒を有するプラス チック部分である。 各火工カプセル202a、bは、図１、７、８および９で示されているが、形成し た金属製腎臓形キャップ210および底部要素250を備える。キャップ210は、複数 の伸長タブ211(図７を参照)および一連の小開口部220(これにより、発生剤ガス を膨張器チャンバ44へと制御して排出でき、アルゴン/ヘリウムガス混合物と混 合し、それを加熱する)を備える。第一量の緩慢燃焼性発生剤230(図１を参照)( 例えば、複数の個々のペレット)を、チャンバ210内に配置する。一定量のより細 かい迅速燃焼性発生剤232は、起爆剤116に近接したキャップ210内に配置される 。この発生剤232は、緩慢燃焼性推進剤230の粉末化した形状、粉砕した形状また は小顆粒形状であり得、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、紙または金属 箔により形成した薄い閉鎖エンベロープ234内に含まれる。火工カプセル202a、 bは、同量または異なる量の発生剤230で満たされ、このエアバッグに対して、所 望の燃焼速度が確立でき、従って、所望の膨張率が確立できる。起爆剤116を活 性化した後、迅速燃焼性発生剤232は、素早く燃焼して、熱いガスを発生し、こ れは、ペレット化された緩慢燃焼性発生剤230を着火する。図３を簡単に参照す ると、これは、透視線にて、下部ドーナツ形部分26に対して、各カプセルキャッ プ210の位置を示す。 各キャップ210は、別個の底部構造に接合され、次いで、圧力容器23に正しく 配置され得るものの、本発明は、薄い環状プレート250(図９を参照)を使用し、 これは、１個または両方のキャップ210を正しく配置し保持するのに便利な手段 として、提供される。プレート250は、中心開口部252および対向開口部254a、b を有し、これらは、プレート250を下部ドーナツ形部分26内に配置するとき、起 爆剤116a、bがそれを通って伸長するように位置している。起爆剤116を１個だけ 使用するなら、プレート250は、１個の開口部(例えば、254a)を有し得る。この プレートはまた、その重量を減らしそこを横切ってガスが流れるのを可能にする ために、複数の補助開口部または除去部分255を備えていてもよい。中心開口部2 52は、プレート250が下部26と接合してかみ合うことができるように、下部ドー ナツ形部分26の内面34bを横切る直径より僅かに大きい。このプレートは、さら に、各キャップ210からのタブを受容するための２組のタブ受容開口部236を備え る。より長いキャップ210に適合させるために、プレート240内には、追加の開口 部(例えば、236a、236b)が提供される。 組立て中、各キャップ210は、アセンブリ取付具に上下逆さまに配置してもよ い。まず、発生剤230のペレットを、逆にしたキャップ210にゆるく配置する。各 キャップ210内に、迅速燃焼性推進剤232のエンベロープ234を配置する。その後 、プレート250を、タブ受容開口部236を通って伸長しているタブ211を有する逆 にしたキャップ210の頂部に配置する。これらのタブは、キャップ210をプレート 250に固定するように折り畳まれ、必要に応じて、プレート250の底面に溶接され る(図１に示した溶接部237を参照)。キャップ210およびプレート250を上記位置 にして、下部ドーナツ形部分26をプレート250に挿入するが、その内面34bは、中 心プレート開口部252に伸長しており、起爆剤スリーブ106a、bは、それぞれの開 口 部254a、bに伸長している。プレート250は、この部分26の内側に溶接されている 。これらの溶接部は、257で示されている。他方、適当な位置にキャップ210を有 するプレート250は、右側を上にして回転させ、垂直下部26内に設置できる。上 部ドーナツ形部分24は、下部26と接合させ、それに摩擦溶接されて、このドーナ ツ形圧力容器が完成する。MFアセンブリ60は、中心穴25に下げられ、そこへ溶接 される(溶接部86および86aを参照)。膨張器20は、次いで、上記のようにして、 膨張ガスで満たされる。 上記膨張器20の作動は、以下のようである：衝撃を感知すると、電子制御ユニ ットは、１個以上の衝突センサからの信号の受信後、この衝突の規模、座席占有 者の着席位置および/または体格を測定し、１個または２個の信号を発して、１ 個の起爆剤116aまたは両方の起爆剤116a、bを着火する。カプセルアセンブリ202 aがカプセルアセンブリ202bよりも少ない推進剤を含有するとの仮定で論述する 。 上記の膨張器のタイプは、安全性制約デザイナーに、完全な範囲の作動能力を 与える。起爆剤116aまたは116bのいずれかは、事故の重大性および座席占有者の データに依存して、独立してまたは同時にまたは時間をずらして順番に（timeds equence）着火できる。軽度の事故では、起爆剤116aのみが着火する場合がある 。中程度の衝撃が検出されたなら、より大きな量の推進剤を有する起爆剤116bが 着火できる。非常に重大な事故では、起爆剤116a、bの両方が同時に着火でき、 または任意のレベルの事故の間では、時間間隔をおいて、両方の起爆剤が着火で きる。いずれかの起爆剤116a、bを着火すると、そのスリーブ106の頂部108を通 じた破裂において、加熱ガスおよび炎が発生し、エンベロープ234内の迅速燃焼 発生剤232が着火し、この発生剤232が強く燃焼する。この燃焼する発生剤232に より発生する燃焼生成物は、その回りに流れ、緩慢燃焼性発生剤230のペレット の燃焼を引き起こす。この燃焼している推進剤230から生じる燃焼生成物は、キ ャップ210内で、任意の保存膨張ガスを加熱し始め、そして開口部220を通って流 れ、圧力容器22の圧力チャンバ44内で、膨張ガス(アルゴン)を加熱する。保存膨 張ガスの圧力は、破裂ディスク74が破れるのに充分なレベルに達するまで上昇し 続け、この時点で、加熱された膨張ガスが膨張器20から出て隣接するエアバッグ に入り、このエアバッグを、測定可能な第一膨張率で満たす。第二膨張器の着火 は、任意 の残留保存膨張ガスをさらに加熱すると、この膨張ガスがこの膨張器を出て、さ らに高い膨張率およびレベルで、このエアバッグを満たす。 上記から分かるように、楕円形または腎臓形カプセルアセンブリキャップ210 使用における１つの利点は、必要な容量を最小にしてキャップ210およびドーナ ツ形圧力容器高さを低下できるように、推進剤230の主要充填物を配置すること である。 図10を参照すると、これは、別のドライバー側ハイブリッド膨張器20'を例示 する。この膨張器は、ドーナツ形部分23を備え、ここで、上部24および下部26ド ーナツ形半部分は、内部継ぎ目溶接部42および外部継ぎ目溶接部42aを規定する 部分末端30a、30b、38aおよび38bにより規定される継ぎ目に沿って接合される。 上部24は、第一の複数流路45を備え、そして下部26は、他の複数流路45aを備え る。ドーナツ形部分23の内壁間の中心開口部25内には、壁63を有するシリンダー 状管60'が配置されている。管60'は、第一の複数開口部64(これは、図１に示し たものと類似している)および第二の複数下部配置開口部64aを備える。管60'を 適当な位置にすると、開口部64は、一般に、開口部45と対向しており、開口部64 aは、好ましくは、開口部45aと対向している。一連の開口部64の真下には、その 中に複数の開口部302を有するセパレーターディスク300が位置している。ディス ク300および側壁63により形成された圧力チャンバ304内には、一般に310で示さ れるエネルギー性のまたは火工のカプセルが位置している。このカプセルは、起 爆剤アセンブリ(例えば、100)を備え、これは、構造的に、図１で示したものと 同じであり、スリーブ106、起爆剤116および支持体120を有する。支持体120の下 部末端は、下部プレート314の環状溝312内に収納されており、これは、側壁63に て、溝316内に受容されている。スリーブ106のフランジ114は、プレート314に溶 接されている。このような溶接部は、126として示されている。プレート314は、 壁63に溶接され、このような溶接部は、320として示されている。プレート312の 大部分は、熱を起爆剤116および推進剤から離しておく熱溜め場として機能する 。チャンバ304内には、発生剤の中空シリンダー322が配置されている。この発生 剤は、ワッシャー324により、スリーブ106に対して、固定されるかまたは中心に 置かれる。 管60'の上部には、複数の出口開口部または穴78を有するマニホルド76が位置 している。マニホルド76は、破裂ディスク支持体70を支持し、次いで、これは、 それに溶接した薄い破裂ディスク74を支持している。この支持体は、その中心開 口部72に近接して緩やかに曲がった壁73'を備え、この開口部72の回りには、デ ィスク74がほぼ破裂した後、破壊されたディスクの種々の部分が巻き付く。ディ スク74は、圧縮された膨張ガスにより歪められる場合にとる位置では、弓形に曲 げられた形に示される。マニホルド76は、マニホルド支持体70の頂部に溶接され 、マニホルド支持体70の下方に伸長した環状縁部340は、その上部ドーナツ形部 分24に溶接されて、それにマニホルド76および管60'を固定している。管60'はま た、86aにて、下部ドーナツ形部分26に溶接されている。 図10で分かるように、発生剤322は、僅かに間隔を開けられており（側面63か らの間隙342がわかる）膨張ガスは、この発生剤を完全に包み込むことができる 。この別の実施態様は、一定量の迅速燃焼性推進剤232を備えることができる。 下部ドーナツ形部分チャンバ26は、それに抵抗溶接した鋼鉄ボール88で密封した 充填ポートまたは経路66を備える。膨張器20'を膨張ガス(例えば、アルゴン、ま たはアルゴンおよびヘリウムの組み合わせ)で満たすと、この膨張ガスは、プレ ート300と破裂ディスク74との間のチャンバまたは容量だけでなく、このドーナ ツ形部分とチャンバ304も満たす。 起爆剤116を活性化した後、それは、燃焼生成物を生成し、これは、スリーブ1 06の頂部108を通って圧縮され破裂して、直ちに、火工充填物232を着火し、これ は、引き続いて、発生剤322を着火して、チャンバ304内の膨張ガスを加熱する。 燃焼生成物の一部は、プレート300の小開口部302を通り、破裂ディスク74に作用 して、それを素早く開く。発生剤322が燃焼し続けるにつれて、加熱した膨張ガ スの一部は、開口部302を通って開口破裂ディスクへと流れ続けて、比較的すば やく膨張ガス源を与えて、このエアバッグを膨張させ始める。この燃焼発生剤に より生成した燃焼生成物はまた、より大きな開口部64aおよび45aを通って下部ド ーナツ形部分23へと流れ、この部分内に残留している膨張ガスを加熱する。加熱 した膨張ガスは、開口部45、64および78を通って、この膨張器を出る。 図11および12を参照すると、これらは、図１に示した膨張器20と類似の構造を 有する別のドーナツ形膨張器350を示しているが、しかしながら、シリンダー形 状のMFアセンブリ60はなく、ワッシャー様インサート(短シリンダー)352で置き 換えられている。インサート352は、中心開口部25にて、ドーナツ23の内壁に溶 接され、このような溶接は、354として示されている。インサート352は、充填穴 66を備え、これは、鋼鉄ボール88のような溶接物体により、密封されている。イ ンサート352は、その内部末端30bのすぐ下に、下部ドーナツ形部分26に溶接され ている。理解できるように、このインサートはまた、接合したドーナツ形部分24 および26の内壁を強化するように機能する。MFアセンブリ60をなくし、インサー ト352で置き換えることにより、このタイプの膨張器は、膨張器20よりも狭くか つ軽量にできる。膨張器350は、図１で示したキャップ210およびプレート250を ドーナツ形フレームまたはバスケット236(これは、推進剤タブレット230を保持 する手段としての膨張器350の一般形状と一致する一般的な楕円形断面を有する) で置き換えている膨脹器20とは異なる。フレームまたはバスケット236は、打ち 抜きした薄い金属プレートからの一体部品として、形成できる。例示の実施態様 では、フレーム256は、その側面257の下部末端近傍で、複数のスタンドオフ258a 、bを備え、これらは、下部ドーナツ形部分26の底部と連結されて、フレームお よび推進剤230を起爆剤116に対して正しい位置にする。スタンドオフ258a、bは 、推進剤フレーム256を下部ドーナツ形部分26と点接触させて、隣接部分の溶接 中での推進剤の熱伝達を減らす。フレーム256はまた、その底部に、起爆剤116を 受容する穴260を備える。フレーム256はまた、その頂部に220のような複数の開 口部、およびその底部220'に他の複数の開口部を備えることができ(フレーム256 の底部平面図である図12を参照)、それらを通って、燃焼生成物は、ドーナツ形 部分23に流れる。フレーム256の側面257は、一般に、その頂部259で接合されて いる。この膨張器350のマニホルド76'は、カップ形状であり、その側面にポート 78を備える。マニホルド76'の側面362の末端364は、内側に折り曲げられ、(73に て)緩やかに放射状に曲がって、それに、破裂ディスク74が溶接されている。破 裂すると、ディスク74は、末端364の回りに巻き付く。マニホルド76'は、溶接物 86にて、上部ドーナツ形部分24に溶接されている。この膨張器の作動は、起爆剤 116の一方また両方が活性化すると、その燃焼生成物が、第一または第二速度で 、 保存膨張ガスを加熱して、破裂ディスク74が破裂するまで膨張器350の圧力を上 げ、加熱した膨張ガスが、間隙の密なエアバッグに入ることができるという点で 先の膨張器20、20'の作動と実質的に同じである。この膨張器内の加熱膨張ガス は、ディスク74を押し、設計と同じ圧力で開口させる。 図13に示した膨張器350'は、単一膨張器116を使用すること以外は、膨張器350 と類似の構造である。緩慢燃焼性推進剤タブレット230は、推進剤フレーム256全 体にわたって分配されている。上部ドーナツ形部分24は、起爆剤116に隣接した 上部24(膨張器３５０の場合と同じ)の回り全体にわたって作動する開口部45を備 えないことに注目すべきである。開口部45（単数または複数）は、しかしながら 、単一起爆剤116と一般に反対側の上部ドーナツ形部分24にある。起爆剤116を着 火すると、この起爆剤の一般に上部に位置している迅速燃焼性推進剤232の燃焼 により生成した燃焼生成物によって、緩慢燃焼性タブレット230が燃焼する。こ のタブレット230の燃焼は、開口部45（単数または複数）に対して、このドーナ ツ23の内部の回りに、この起爆剤から時計回りまたは反時計回りに進行する。燃 焼生成物は、フレーム256の回りに位置している保存膨張ガスを加熱して、膨張 器350'内の圧力を上げる。加熱膨張ガスおよび燃焼生成物は、開口部45（単数ま たは複数）を出て、圧力容器44の中心に入り、ディスク74を破裂させる。開口部 220および220'は、一般に、起爆剤116の位置とは反対側のフレーム256上に房状 になっていてもよい。 図14は、本発明の他の実施態様を示し、起爆剤116が発生剤カプセル230から分 離されていること以外は、図10に示した膨張器とかなり類似している。推進剤23 2の迅速燃焼量は、同様に、起爆剤116と近接して位置しており、必要に応じて、 (他の実施態様のいずれでも使用できる)自動着火装置342を含み得、これは、こ の膨張器の温度が所定温度を超えると自動的に着火して、この膨張器を自動着火 させる。タブレット230は、下部ドーナツ形部分26からタブレット230を吊す推進 剤フレーム360内に収容されている。フレーム360は、曲がった環状ディスク370 を備え、これは、位置372で、下部ドーナツ形部分26に溶接されている。ドーナ ツ形の発生剤フレームまたはバスケット380は、ディスク370から吊されている。 バスケット380は、例えば、364での溶接のようにして、ディスク370に取り付け た下部360、および下部360に取り付けた頂部362を備える。緩慢燃焼性推進剤の カプセルは、バスケット380内に収容されている。バスケット380の上部362およ び下部360の両方は、開口部382を備え、これを通って、燃焼カプセル(推進剤)の 燃焼生成物は、ドーナツ形圧力容器部分23に流れ、その中に保存した膨張ガスを 加熱する。 この膨張器と図10のものとの間の他の相違は、セパレーターディスク300'が固 定されており、アーチ形の形状であることがある。起爆剤116(これは、中心管部 分62に収容されている)を着火すると、生成したガスおよび他の燃焼生成物は、 セパレーター300'の下面に衝突し、下方に逸れて、開口部45aおよび64aを流れ、 緩慢燃焼性推進剤230を加熱し、それを燃焼させて、圧力チャンバ44内に保存し た膨張ガスを加熱する。ディスク74が破壊されると、燃焼生成物および加熱膨張 ガスは、開口部45、64、72および78から出ていき、間隔が密なエアバッグを膨張 させる。セパレーター300'は、開口部64の下部の管62の回りに溶接される。 本発明の上記実施態様の多くの変更および改良は、もちろん、その範囲から外 れることなく、行うことができる。従って、その範囲は、添付の請求の範囲によ ってのみ、限定されることを意図している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハズバンド，リチャード アメリカ合衆国 テネシー 37922，ファ ラガット，ラメサ レーン 12934 (72)発明者 ビショップ，ロバート アメリカ合衆国 ミシガン 48313，スタ ーリン ハイツ，リリアン レーン 13554 (72)発明者 コッパーサイト，チェスター アメリカ合衆国 バージニア 20109，マ ナサス，バーノン ストリート 8251 (72)発明者 ウッズ，チャールズ アメリカ合衆国 アリゾナ 71701，イー スト キャンデン，メイプル ドライブ 501

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エアバッグまたはエアクッションを膨張させるのに使用する多レベル膨張 器(20)であって、該膨張器は、以下を包含する： その中に保存した膨張媒体を含有する閉鎖容量(44)を規定する圧力容器(22)で あって、該圧力容器(22)は、以下を包含する：環状の内壁および外壁部分を有す る薄壁ドーナツ形圧力容器部分(23)であって、該内壁は、環状空間(25)を規定す る；および内部圧力に関連して該圧力容器を強化するための強化手段(60、62、6 0)であって、該強化手段は、該環状空間の回りで、該内壁部分の少なくとも外部 に固定されている；および 該圧力容器内に保存した膨張ガスを一定圧力レベルまで加熱して破裂可能ディ スクを開き該媒体を該膨張器から出すための火工手段(200a、bまたは310)。 ２．前記強化手段が、前記ドーナツ形圧力容器部分の一部と物理接触、流体連 絡をなして形成することにより、取り囲まれるシリンダー状圧力容器部分(60、6 0)を備え、該シリンダー状圧力容器部分が、前記破裂可能ディスク(74)およびエ アバッグと連絡可能な少なくとも１個の出口ポート(78)を備える、請求項１に記 載の装置。 ３．前記封鎖手段が、前記内壁部分により取り囲まれた前記圧力容器部分に固 定された環状部材(352)を備える、請求項１に記載の装置。 ４．前記環状部材が、膨張ガスを受容する中心充填ポート(354)を有する短シ リンダーの形状で形成される、請求項３に記載の装置。 ５．前記シリンダー状圧力容器部分が、前記ドーナツ形圧力容器の内壁部分(2 8b、34b)の外側に固定された壁(63)と開放頂部(82)を有するシリンダー状管(62) 、および中心開口部(72)付きの破裂ディスク支持部材(70)を包含し、 ここで、該破裂ディスクが、該中心開口部(72)を密封するように、該支持部材 に固定されており、そしてここで、該支持部材(70)の外縁が、前記ドーナツ型圧 力容器部分(22)に固定されており、該支持部材、前記ドーナツ形圧力容器部分の 外部および前記シリンダー状圧力容器部分(60)の外部が、中間環状圧力容器部分 (28)を規定している、請求項２に記載の装置。 ６．前記開口部(72)を取り囲む支持構造が、破裂に続いて前記破裂可能ディス クの一部を受容するように、緩やかに曲がっている、請求項５に記載の装置。 ７．前記ドーナツ形圧力容器部分および前記シリンダー状圧力容器部分が、互 いにそれぞれ、前記中間環状圧力容器部分(28)と連絡した少なくとも１個の流れ 開口部(45、64)を備える、請求項５に記載の装置。 ８．前記ドーナツ形圧力容器部分(22)が、内部第一継ぎ目(30b、38b)および外 部継ぎ目(30a、38a)に沿って共に接合して前記ドーナツ形圧力容器部分(23)を形 成する上部(24)および下部(26)半ドーナツ形部分を包含し、そしてここで、前記 シリンダー状圧力容器部分(60)が、前記内部継ぎ目に接する、請求項１に記載の 装置。 ９．前記ドーナツ形圧力容器(23)が、少なくとも１個の外方に伸長したボス(3 5a、b)を備え、該ボスが、その中にそれぞれの起爆剤開口部(46)を付けた一般に 平らな底部(40)を有する、請求項１に記載の装置。 10．各起爆剤開口部(46a、b)に付随した起爆剤アセンブリ(100a、b)を備え、 該アセンブリが、以下を包含する、請求項９に記載の装置： 前記ドーナツ形圧力容器部分(23)に伸長した閉鎖末端(108)および該起爆剤開 口部(46a、b)の回りの該ドーナツ形圧力容器部分へと密封した他の末端(114)を 有する薄壁金属スリーブ(106)； 受信した制御信号に対応して、該スリーブ(106)の該閉鎖末端の一部を破裂さ せる燃焼生成物を発生させるための起爆剤手段；および 該起爆剤手段および該ドーナツ形圧力容器部分に接する関係で該スリーブ(106 )内に位置している、該起爆剤手段を支持しかつ該起爆剤手段内で作用する任意 の力を該ドーナツ形圧力容器部分に直接伝達させるための起爆剤支持手段(120) 。 11．前記火工手段(200a、b)が、前記圧力容器の外部であるが前記ドーナツ形 圧力容器部分(23)の輪郭内に設置された起爆剤(116a、b)、およびキャップ(210) と底部(250)とを有する楕円形火工カプセル(202)を備える、請求項１に記載の装 置。 12．前記起爆剤により生じた燃焼生成物を直接受容するために、緩慢燃焼量の 推進剤材料と一定量の迅速燃焼性材料が位置付けおよび配置されている、請求項 10に記載の装置。 13．前記起爆剤が、２個の離れて位置している起爆剤および２個の対応する火 工カプセルを備える、請求項12に記載の装置。 14．前記破裂ディスク支持手段の環状ディスクが、曲げディスク(71)を備え、 その外縁が、前記ドーナツ形圧力容器部分に取り付けられている、請求項２に記 載の装置。 15．エアバッグまたはエアクッションを膨張させるのに使用する多レベル膨張 器(20)であって、該膨張器は、以下を包含する： 薄壁ドーナツ形圧力容器部分(23)を包含する圧力容器(22)；および 該ドーナツ形圧力容器部分内に配置され、該圧力容器内の保存した膨張ガスを 一定圧力レベルまで加熱してエアバッグ上流の破裂ディスク(74)を破裂させるた めの火工手段(200a、b)。 16．前記圧力容器が、さらに、以下を備える、請求項15に記載の装置：前記ド ーナツ形圧力容器部分と物理接触、流体連絡をなして、取り囲まれるシリンダー 状圧力容器部分(60)であって、該シリンダー状圧力容器部分が、前記破裂可能デ ィスク(74)およびエアバッグと連絡可能な少なくとも１個の出口ポート(78)を備 える。 17．前記火工手段が、単一であり、前記シリンダー状圧力容器部分内に完全に 位置している、請求項１に記載の装置。 18．前記ドーナツ形圧力容器部分が、前記破裂可能ディスクに近接した１組の みの穴を含有し、また、一般に、単一起爆剤(116)の反対側に位置している、請 求項17に記載の装置。 19．前記火工手段と前記破壊ディスクとの間に、セパレーター(300、300')が 提供されている、請求項17に記載の装置。 20．前記セパレーター(300、300')が、上方に窪んだ形になっており、前記燃 焼起爆剤および迅速燃焼性推進剤により発生した燃焼生成物を、前記シリンダー 状圧力容器部分の底部近傍に位置する流路へと下向きに方向転換させ、前記ドー ナツ形圧力容器部分内に位置している一定量の緩慢燃焼性推進剤に入れる、請求 項19に記載の装置。