JP2001506562A - ハイブリッド・ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エアバッグを膨張させるためのハイブリッド・ガス発生器が２つの燃焼室（１４，１６）を有しており、これらの燃焼室内にそれぞれ１つの固形装薬（１５，１７）が配置されており、かつ加圧下の貯蔵ガスを保有する貯蔵室（１１）が設けられている。貯蔵室（１１）は突き破り可能な閉鎖エレメント（２９）を介してディフューザ室３０に連通している。第１の固形装薬（１５）及び第２の固形装薬（１７）は例えば別個４の点火エレメント（１８，１９）によって時間的に相前後して点火でき、このことによって、圧力形成の特性が規定される。

Description

【発明の詳細な説明】 ハイブリッド・ガス発生器 本発明は点火可能な、ガスを発生する固形装薬とガスを保有する貯蔵室とを備 えたハイブリッド・ガス発生器に関する。 ヨーロッパ特許第０６１６５７８Ｂ１号明細書からは、燃焼室内に点火可能な 固形装薬が配置され、かつ貯蔵室内に加圧下のガスが保有されている形式のエア バッグのためのハイブリッド‐ガス発生器が公知である。ガス発生器のレリース 時に点火エレメントが固形装薬を点火する。発生した燃焼ガスによって中空ピス トンが駆動され、この中空ピストンが、貯蔵室を閉鎖している閉鎖エレメントを 突き破り、これによって、貯蔵室内に保有されていた加圧下のガスが出口へ流出 することができる。さらに、固形装薬によって発生した燃焼ガスが貯蔵室内へ流 入してその場所で圧力ガスと混合される。閉鎖エレメントの破壊時にまず最初に 冷たい圧力ガスが出口へ流れる。このことによって、熱い燃焼ガスが最初にエア バッグ内に達するようなことが阻止される。次いで、冷たいガスと燃焼ガスとの 混合物がエアバッグ内へ流入する。 さらに、ヨーロッパ特許公開第０６６９２３１Ａ２号明細書からは、固形装薬 を保有する燃焼室と、圧力 ガスを保有する貯蔵室との間に混合室が配置されている形式のハイブリッド・ガ ス発生器が公知である。燃焼室及び貯蔵室は、固形装薬の燃焼ガスによって破壊 されるシール板によってシールされている。この場合、燃焼ガス及び冷たいガス は互いに逆の方向から混合室内へ突入し、このことによって流出が阻止される。 さらに、燃焼室のシール板が最初に破壊されるため、まず始めに有害ガスを含む 熱い燃焼ガスが流出する。 これらの公知のハイブリッド・ガス発生器は構造によって規定された圧力形成 の特性を有しており、最大圧及び圧力上昇勾配は予め規定されている。この場合 、ガス発生器に接続されたエアバッグは極めて迅速に、かつ一気に膨張させられ る。その際、搭乗者が“それた位置(Out of Positon)”にいると、エアバッグに よって損傷させられてしまう。 本発明の課題は、搭乗者のための高い安全性を得るために圧力形成の時間経過 を制御することを可能にするハイブリッド・ガス発生器（Hybrid-Gasgenerator ）を提供することにある。 この課題は、本発明に基づき請求項１に記載の構成によってによって解決され る。 本発明に基づくガス発生器では、２つの固形装薬が互いに異なる燃焼室内に設 けられており、第２の固形装薬が第１の固形装薬に対して時間的に遅れて点火可 能である。このことによって、ガス発生が２つの互い に異なる圧力上昇勾配によって行われ、その場合、有利にはまず始めにゆるやか な圧力上昇が、次いで比較的急勾配の圧力上昇が実現される。比較的急勾配の圧 力上昇の時点は点火を遅らせることで極めて正確に規定される。両方の固形装薬 は種々の大きさを有していてよく、若しくは種々のガス量を準備することができ る。装薬全体の圧力分布を両方の個々の装薬へ百分率で振り分けることによって 、圧力特性曲線に所望通りの影響を与えることが可能となる。本発明の枠内で、 両方の固形装薬に対して付加的に少なくとも１つの別の固形装薬を設けることも 可能である。 本発明に基づくハイブリッド・ガス発生器は、装薬の所望の分配と点火過程の 制御とによるのみならず、例えば流出ポートの横断面寸法のようなその他の構造 的な変更によっても種々の圧力形成特性の実現が可能である。 本発明の有利な変化実施形では第１の固形装薬と閉鎖エレメントとが貯蔵室の 互いに反対側の端部に配置されており、かつ衝撃エレメントが貯蔵室を貫通して 延びている。この場合、衝撃エレメントの長さは種々の圧力形成特性を実現する ために変更可能である。別の１つのパラメータは、閉鎖エレメントの開放前にお ける貯蔵室内での燃焼ガスの滞留時間である。これによって、燃焼ガスと貯蔵ガ スとの間の熱伝達が影響され、このことが最大圧と圧力上昇勾配とに作用する。 本発明の別の利点及び特徴が種々の実施例に基づき以下の記載で明らかにして ある。 次ぎに、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。 図面： 図１はガス発生器の第１実施例を準備状態で示し、 図２は図１に基づくガス発生器を固形装薬の燃焼後の状態で示し、 図３は環状の第２の固形装薬を備えた第２実施例のガス発生器を示し、 図４は複数の固形装薬が火工術的に互いに結合されていて、その結果、点火がも っぱら１つの点火エレメントで行われる実施例を示し、 図５は個々の装薬に対応して配置された別個の衝撃エレメントを備えた実施例を 示し、かつ 図６は第１の固形装薬の燃焼時に第２の固形装薬を逆火から保護する弁を備えた 別の実施例を示している。 図１及び図２に示すガス発生器においては、管状のケーシング１０が設けられ ており、ケーシングの内室が貯蔵室１１を形成している。ケーシング１０は一方 の端部を装薬ヘッド１２によって閉鎖されていて、かつ相対する他方の端部をデ ィフューザヘッド１３によって閉鎖されている。 装薬ヘッド１２は第１の固形装薬(Feststoffladung)１５を備えた第１の燃焼 室１４と、第２の固形装薬 １７を備えた第２の燃焼室１６とを互いに並べて備えている。固形装薬１５，１ ７は火工術的な装薬(pyrotechnische Ladung)である。固形装薬１５には第１の 点火エレメント１８が対応して配置され、かつ固形装薬１７には第２の点火エレ メント１９が対応して配置されている。点火エレメント１８，１９は装薬ヘッド １２内に取付けられて、かつそれぞれの燃焼室内へ突入している。点火エレメン トは図示されていない制御部によって電気的に点火される。点火エレメントはそ れぞれ１つの点火薬を保有しており、この点火薬は燃焼することで付属の固形装 薬１５若しくは１７を点火する。 燃焼室１４は、貯蔵室１１内へ案内された流出ポート２０を有しており、かつ 、燃焼室１６は同様に貯蔵室１１内へ案内された流出ポート２１を有している。 それぞれの燃焼室の内部には、固形装薬を抑留する孔あき板(Lochscheibe)２２ 若しくは２３がそれぞれの流出ポート２０若しくは２１の手前に配置されている 。孔あき板２２，２３は固形装薬の燃焼時に固形粒子をその完全燃焼まで抑留し ておくべきものである。さらに、流出ポート２１はダイヤフラム又は破裂板(Ber stscheibe)２４を備えており、この破裂板はガス圧によって同様に破壊され又は 開放される。 貯蔵室１１は加圧下の貯蔵ガスを保有している。貯蔵室１１を貫通して棒状の 衝撃エレメント２５が延び ており、この衝撃エレメントは燃焼室１４に面した側の端部に、流出ポート２０ を覆うキャップ２６を備えており、かつその反対側の端部にプランジャ２７を有 している。このプランジャ２７はディフューザヘッド１３の管状ガイド１８内で 案内されている。管状ガイド２８は閉鎖エレメント２９によって閉鎖されており 、この閉鎖エレメントは、貯蔵室１１から、ディフューザヘッド１３内に設けら れたディフューザ室３０までの通路を開くために、プランジャ２７によって突き 破られ、又は突き外され得る。ディフューザ室３０からは流出ポート３１が、ケ ーシング１０を囲むスペース内へ通じており、このスペースはエアバッグ（図示 せず）へ通じている。 レリーズの際に、まず初めに点火エレメント１８が電気的に点火され、この点 火エレメントが第１の固形装薬を点火する。その燃焼ガスの圧力によって衝撃エ レメント２５が閉鎖エレメント２９を突き外すために軸方向に運動する。熱い燃 焼ガスは燃焼室１５から貯蔵室１１内へ流入し、その場所で冷たい貯蔵ガスと混 合される。ガス混合物はディフューザ室３０内へ流入し、かつこのディフューザ 室から流出ポート３１を通って流出する。第１の点火エレメント１８のレリース の後に、しかも貯蔵室１１内の圧力が減退する前に第２の点火エレメント１９が レリースされる。第２の固形装薬１７の燃焼によって、いまや両方の固形装薬１ ５，１７が同時に燃焼することに起因して急勾配の圧力上昇が生じる。両方の固 形装薬１５，１７が量に関して互いに規定されることと、固形装薬が時間的にず らされて点火されることとによって、圧力特性曲線と、得られる最大圧力と、比 較的急勾配の圧力上昇の時点とが規定される。衝撃エレメント２５の長さによっ て、閉鎖エレメント２９の突き開き時点が規定される。さらに、閉鎖エレメント ２９が突き開かれる前における貯蔵室１１の熱い燃焼ガスの滞留時間によって燃 焼ガスと貯蔵ガスとの間の熱伝達が影響され、このことが最大圧と圧力上昇勾配 とに影響を及ぼす。 図２は両方の固形装薬の燃焼後のハイブリッド・ガス発生器の最終状態を示す 。閉鎖エレメント２９を備えたプランジャ２７はいまやディフューザ室３０内に 位置し、かつ、すべての流出ポート２０，２１及び管状ガイド２８は開放されて いる。 第１実施例では両方の固形装薬が互いに並んで配置されているのに対して、図 ３の実施例では第２の固形装薬１７が、中央に配置された燃焼室１４を囲んでい る環状の燃焼室１６内に保有されている。第１の燃焼室１４の流出ポート２０は 貯蔵室１１の中央軸線に沿って配置されている。環状の第２の燃焼室１６の有す る流出ポート３３は、貯蔵室１１内に案内されておらず、半径方向で外側に向け られており、その結果、逃がされた熱いガスはケーシング１０を囲んだスペース 内に直接に流入し、その場所で、ディフューザ室３０から到来した他のガス混合 物と混合される。半径方向の流出ポート３３の手前のフィルタ３４は固形装薬の 固形粒子をその完全燃焼まで抑留すべきものである。 固形装薬１５の燃焼ガスはガス圧によってケーシング１０とキャップ２６との 結合を目標破断箇所で分離せしめ、その結果、燃焼ガスは貯蔵室１１内に進入す る。貯蔵室１１内で燃焼ガスは貯蔵ガスと混合され、かつガス混合物がディフュ ーザ室３０内へ流入する。第１の固形装薬１５の点火後に、第２の固形装薬１７ が時間的に遅れて点火される。 図４に示す実施例では第１の固形装薬１５が点火エレメント１８に結合されて いる。両方の燃焼室１４，１６はブリッジ３４を介して互いに連結されている。 ブリッジ３４は火工術的な遅延導線(pyrotechnische Verzoegerungsleitung)、 熱伝達性の壁部分、又は固形装薬１５の燃焼時に破壊可能な壁を保有していてよ い。第１の固形装薬１５の燃焼時にブリッジ３４を介して第２の固形装薬１７の 火工術的な点火が行われる。この変化実施例の利点はガス発生器に電気的な１つ の信号だけを印加すればよいことにある。従って、図４の点火エレメント１９は 省かれてもよい。しかしながら、点火エレメント１９を設けた場合には、選択的 にまずいずれか一方の点火エレメント１８，１９を起動制御することができ、そ の結果、操作された方の点 火エレメントに依存して圧力特性曲線の別の特徴が得られる。 図５の実施例では、互いに異なる大きさの２つの固形装薬１５，１６が設けら れており、それぞれの固形装薬は固有の点火エレメント１８若しくは１９を有し ている。第１の固形装薬１５は第１実施例と同様に衝撃エレメント２５を駆動し 、かつ第２の固形装薬１７には別の衝撃エレメント(Stosselement)３５が対応し て配置されており、この衝撃エレメント３５は貯蔵室１１を貫通案内されており 、かつキャップ３６によって流出ポート２１を覆っている。第２の衝撃エレメン ト３５の端部には閉鎖エレメント３９を突き開けるためのプランジャ３７が設け られており、このプランジャは貯蔵室１１をディフューザ室３０に対して閉鎖し ている。両方の固形装薬１５，１７のいずれか一方が最初に点火され、次いで他 方の固形装薬が若干の遅れで点火される。初めに点火される固形装薬は貯蔵室１ １の当該閉鎖エレメント２９，３９を開放する。後から点火される固形装薬によ ってガス混合物が付加的に加熱される。 図６の実施例では同様に両方の固形装薬１５，１７のいずれにも固有の点火エ レメント１８，１９が対応して配置されている。流出ポート２０，２１は捕集室 ４０内へ案内されており、この捕集室は流出ポート４１を介して貯蔵室１１に連 通している。流出ポート４ １は衝撃エレメント２５に結合されたキャップ２６によって覆われている。この 捕集室４０の存在により、ただ１つの衝撃エレメント２５を使用して選択的に両 方の固形装薬１５，１７のいずれか一方を最初に点火することが可能である。装 薬が互いに異なる大きさ及び又は種々異なる性質を有しているため、点火エレメ ント１９，２０を適当に起動制御することによって圧力発生特性を選択すること ができる。 捕集室４０は軸線４３を中心として旋回可能なフラップの形状の弁４２を備え ている。固形装薬１５が最初に点火される場合には、他方の固形装薬１７が捕集 室４０から点火されるのを阻止するために、他方の固形装薬１７の流出ポート２ １の前方へ弁４２が旋回する。これに対して固形装薬１７が最初に点火される場 合には、弁４２は他方の固形装薬１５の前方へ旋回する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドゥアルト ベレンツ ドイツ連邦共和国 フュルト エミール― ノルデ―シュトラーセ 29 (72)発明者 ウヴェ ブレーデ ドイツ連邦共和国 フュルト ベーナーシ ュトラーセ 32 (72)発明者 アントン ブレートフェルト ドイツ連邦共和国 フュルト クロイツシ ュタインヴェーク 28 (72)発明者 ヨーゼフ クラフト ドイツ連邦共和国 ベルク ハインリッヒ スブルクシュトラーセ 33 (72)発明者 ゲリット シャイデラー ドイツ連邦共和国 フュルト シュピッツ ヴィーゼンシュトラーセ 16 (72)発明者 ヴァルデマー ヴォイター ドイツ連邦共和国 フュルト クローナッ ハー シュトラーセ 446 (72)発明者 ジャン チャン ドイツ連邦共和国 ニュルンベルク シュ タインシュトラーセ 24

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハイブリッド・ガス発生器であって、第１の燃焼室（１４）内に配置された 第１の固形装薬（１５）、圧力ガスを保有していて閉鎖エレメント（２９）によ って閉鎖された貯蔵室（１１）及び、燃焼ガスの圧力下で閉鎖エレメント（２９ ）を突き開く衝撃エレメント（２５）を備える形式のものにおいて、第２の燃焼 室（１６）を設けてあり、該燃焼室が、第１の固形装薬（１５）に対して時間的 に遅れて点火可能な第２の固形装薬（１７）を保有していることを特徴とするハ イブリッド・ガス発生器。 ２．第１の固形装薬（１５）及び閉鎖エレメント（２９）が貯蔵室（１１）の互 いに逆の側の端部に配置されており、衝撃エレメント（２５）が貯蔵室（１１） を貫通して延びている請求項１記載のハイブリッド・ガス発生器。 ３．第２の固形装薬（１７）に対応して第２の衝撃エレメント（３５）を配置し てあり、該第２の衝撃エレメント（３５）が第２の閉鎖エレメント（３９）を突 き開けるようになっており、この場合、選択的にいずれか一方の固形装薬（１５ ，１７）が最初に点火可能である請求項２記載のハイブリッド・ガス発生器。 ４．両方の燃焼室（１４，１６）が１つの捕集室（４ ０）に連通しており、該捕集室が、衝撃エレメント（２５）に結合された１つの 流出ポート（４１）を有しており、この場合、それぞれの固形装薬（１５，１６ ）が固有の点火エレメント（１８，１９）を備えており、最初に燃焼されられる べき固形装薬が当該点火エレメント（１８、１９）の起動制御によって選択可能 である請求項１から３までのいずれか１項記載のハイブリッド・ガス発生器。 ５．一方の固形装薬（１７）が他方の固形装薬（１５）の周りに同軸的に配置さ れている請求項１から４までのいずれか１項記載のハイブリッド・ガス発生器。 ６．それぞれの固形装薬（１５，１７）に対応して、固有の点火エレメント（１ ８，１９）が配置されている請求項１から５までのいずれか１項記載のハイブリ ッド・ガス発生器。 ７．固形装薬（１５，１７）が火工術的又は熱的に、又は燃え尽き可能な壁によ って互いに連結されている請求項１から６までのいずれか１項記載のハイブリッ ド・ガス発生器。 ８．第１の固形装薬（１５）の燃焼時に第２の固形装薬（１７）を逆火から遮蔽 する弁（４２）が設けられている請求項１から６までのいずれか１項記載のハイ ブリッド・ガス発生器。