JP2002504046A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガス発生器がケーシング（１０）を有しており、その内室が貯蔵室（１１）を形成している。ケーシング（１０）には装薬ヘッド（１２）とディフューザヘッド（１３）とが結合されている。装薬ヘッド内には点火装薬（１６）が配置されており、この点火装薬は２つの点火セット（１７，１７ａ）を備えている。両方の点火セット（１７，１７ａ）は互いに無関係に点火エレメント（２１，２２）により点火可能である。両方の点火セット（１７，１７ａ）の燃焼により中間室（２５）内に燃焼ガスが生じ、この燃焼ガスが中間室（２５）内に圧力を形成する。この圧力により、管（３４）のヘッド部分（３３）がディフューザヘッド（１３）の方向へ押圧される。その際、管（３４）によって閉鎖エレメント（３８）が破壊され、その結果、貯蔵室（１１）からガスが流入開口（４１，４２）を通って管（３４）の内部へ流入し、管（３４）の流出開口（４４）を通ってディフューザヘッド（１３）内へ流出する。ディフューザヘッド（１３）からガスが開口（４９）を通ってエアバッグ内へ流入する。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス発生器 本発明はガス発生器、特にエアバッグのためのガス発生器に関する。 エアバッグのためのガス発生器は燃焼室内に点火可能な点火装薬を、かつ貯蔵 室内に加圧下のガスを保有している。点火装薬としてはガスまたは固形物が設け られる。ガス発生器のレリーズ時に点火エレメントがこの点火装薬を点火する。 貯蔵室の開放のために、点火装薬の燃焼時に発生する圧力によりピストン形状の 衝撃エレメントが加速され、この衝撃エレメントが貯蔵室の閉鎖エレメントを破 壊する。それゆえ、貯蔵室内の加圧下のガスは開かれた出口を通ってエアバッグ 内へ流出する。さらに、点火装薬の燃焼により発生した燃焼ガスが貯蔵室内に流 入して、貯蔵室内で圧力ガスと混合する。従って、閉鎖エレメントの破壊後には まず冷たい圧力ガスが、次いで圧力ガスと燃焼ガスとの混合物がエアバッグ内へ 流入する。それゆえ、熱い燃焼ガスが最初にエアバッグ内に達することが阻止さ れる。 公知のガス発生器の圧力特性曲線は構造全体により予め規定されており、その 場合、ガス発生器に接続されているエアバッグはそのつど衝撃的に膨らまされる 。 本発明の課題は、種々異なる圧力特性曲線を得るために簡単に変化させられる ようなガス発生器を製作することにある。 この課題の解決は本発明によれば請求項１または７の特徴により行われる。 本発明によるガス発生器は貯蔵室の閉鎖エレメントの開放のために、複数の開 口を備えた管として形成された衝撃エレメントを有している。開口は、閉鎖エレ メントの破壊後に少なくとも１つの流入開口が貯蔵室の内部に、かつ少なくとも １つの流出開口が貯蔵室の外部に位置するように配置される。それゆえ、閉鎖エ レメントの破壊後に貯蔵室からガスが流入開口を通って管内へ、かつ流出開口を 通って管からエアバッグ内へ流入する。開口を通って流れるガスの質量流れは単 数または複数の開口の形状により影響されることができる。要するに、流入開口 およびまたは流出開口の形状、数および配置により質量流れに影響を与えること ができる。閉鎖エレメントの破壊時の管の運動中に、１つの流入開口または１つ の流出開口の１部分が閉じられ、次いで管の終端位置で全開されることができる 。それゆえ、エアバッグの膨らみ開始時点ではガス流出がわずかである。このこ とにより、エアバッグの衝撃的な膨みによる運転者または運転助手の怪我が回避 される。 種々に形成された管を衝撃エレメントとして使用することにより、たった１つ の構成部材を変化させることによって、種々の圧力特性曲線を有するガス発生器 を製作することができる。管は簡単な構成エレメントであるため、管の種々の形 状は簡単にかつ経済的に有利に製作可能である。種々の圧力特性曲線を生じる種 々の開口を備えた管は、その他の点では変更されないガス発生器内で使用される ことができる。管の開口の変更はガス発生器のその他の構造の変更を必要としな い。 圧力形成の時間的な経過を変化させるために、本発明の有利な実施形では、管 の、閉鎖エレメントに向いた端面が閉じられている。流出開口は管の周囲に配置 されている。管による閉鎖エレメントの破壊前では流出開口は貯蔵室の内部に位 置している。閉鎖エレメントの破壊のための管の運動時には、その運動の開始時 点で流出開口が部分的に貯蔵室の壁により閉鎖される。管が貯蔵室から次第に大 きく走出するにつれて、管の流出開口が次第に大きく開放される。それゆえ、エ アバッグ内での圧力上昇は膨み開始時点では比較的わずかであり、かつ流出開口 の増大につれて次第に増大する。 時間的な圧力特性曲線を変化させるために、複数の流出開口は管の縦方向で互 いにずらして配置されることができる。特に、流出開口は長穴として形成される ことができる。 流出開口に相応して、管の周壁には複数の流入開口が分配されて設けられるこ とができる。管内へガスが流入する際の流れの状態を改善するために、これらの 流入開口は有利には縦方向で互いにずらされている。 別の独立した１実施形では、圧力特性曲線の制御のために管の代わりにピスト ンが設けられている。このピストンは、閉鎖エレメントの破壊後に、閉鎖エレメ ントにより閉じられていた開口とピストンとの間に、横断面積がピストンの位置 に依存して変化する流出隙間が形成されるように形成されている。例えば、テー パしたピストンが使用されると、ピストンの運動につれて、ガス発生器から流出 する質量流れが増大する。所望の圧力特性曲線に応じてピストンの形状を任意に 選択することができる。 管として形成された衝撃エレメントでも、かつピストンとして形成された衝撃 エレメントでも、圧力特性曲線は緩衝エレメントを設けることにより著しく良好 となる。この場合、緩衝エレメントは弾性的または塑性的に変形可能であること ができる。要するに、例えばばねのような弾性的な緩衝エレメントにより、流出 開口はエアバッグの負荷を軽減するためにエアバッグの膨みの最終状態で再び部 分的に閉鎖されることができる。 管またはピストンはそれらの緩衝のために凹所内へ 突入することができる。この場合、緩衝の大きさは凹所と管もしくはピストンと の間の隙間幅に依存している。 圧力特性曲線の変化のための別の１つの可能性は点火装薬内に少なくとも１つ の付加的な点火セットを配置することにある。単数もしくは複数の付加的な点火 セットは、ガス発生器を作動せしめる第１の点火セットに対して時間的にずらさ れて点火される。１つの付加的な点火セットの点火は貯蔵室内の圧力を増大せし め、ひいてはエアバッグ内の圧力特性曲線を変化せしめる。付加的な点火セット の点火は例えば車両速度などのような外的なパラメータに依存して行われること ができる。 次に、図面を参照して有利な実施例につき本発明を詳細に説明する。ここに、 第１図は管を備えたガス発生器の第１実施例の縦断面図を示し、 第２図は第１図に図示したガス発生器をレリーズ後の状態で示し、 第３図から第８図までは管を備えたガス発生器の種々の実施形の部分をレリー ズの前および後の状態で示し、 第９図および第１０図はピストンを備えたガス発生器の部分をレリーズの前お よび後の状態で示す。 すべての実施例は第１図に相応して管状のケーシン グ１０を有しており、その内室は貯蔵室１１を形成している。ケーシング１０の 一方の端部は装薬ヘッド１２に、かつ反対側の端部はディフューザヘッド１３に 結合されている。 装薬ヘッド１２のケーシング１４内には点火装薬１６が配置されており、この 点火装薬は２つの点火セット１７ａ，１７ｂから成る。点火セット１７ａ，１７ ｂはそれぞれ固形薬１８，１８ａを保有しており、この固形薬はそれぞれ燃焼室 １９，２０内に配置されている。それぞれの点火セット１７ａ，１７ｂはさらに 固形薬１８，１８ａの点火のための１つの点火エレメント２１，２２を有してい る。点火エレメント２１，２２は（図示されていない）制御部により電気的に点 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 が燃焼し、かつこれにより付属の点火セット１７，１８を点火する。 燃焼室１９内での固形薬１８の燃焼時に発生した燃焼ガスは中間室２５内へ流 入する。中間室２５内に存在する燃焼ガスによる第２の固形薬１８ａの点火を回 避するために、燃焼室２０はカバー２６により閉鎖されている。それゆえ、固形 薬１８ａは点火エレメント２２によって遅れた時点で点火されることができ、そ の際、燃焼室２０内での固形薬１８ａの燃焼時に発生する圧力によりカバー２６ が破壊される。 装薬ヘッド１２のケーシング１４は、ケーシング１ ４の、ケーシング１０のカバー３０へ向いた縁３１がカバー３０の溝３２内にか しめられていることによりカバー３０に結合されている。カバー３０は貯蔵室１ １を密に閉鎖するためにケーシング１０に溶接されている。 カバー３０内には、衝撃エレメントとして役立つ管３４のヘッド部分３３が配 置されている。このヘッド部分３３は、中間室２５内のガス圧が十分である場合 にヘッド部分３３の目標破断箇所３５が破壊されるように、カバー３０に結合さ れている。その際、ヘッド部分３３は中間室２５内に支配するガス圧により貯蔵 室１１内へ押し入れられる。ヘッド部分３３と一緒に、これに固定的に結合され ている管３４が第１図において右方へ運動させられ、かつ、燃焼ガスが中間室２ ５から貯蔵室１１内へ流入する。その際、第１図で見て管３４の右側の端部によ って閉鎖エレメント３８が破壊される。閉鎖エレメント３８はケーシング１０の カバー４０の開口３９内に配置されている。カバー４０は、カバー３０に相応し て貯蔵室１１をシールするために管状のケーシング１０に溶接されている。 第１図および第２図に示された実施形では、管３４が流入開口４１，４２を有 しており、これらの流入開口は管縦軸線に関して互いにずれて配置されている。 管３４の端面４３は開かれており、それゆえ流出開口４４として役立っている。 第２図に示された管３４の位置ではストッパ４５がカバー４０の内側に当接し ており、この結果、管３４がケーシング１０から著しく突出して、例えば流入開 口４１がカバー４０により覆われることが阻止される。それゆえ、燃焼ガスは中 間室２５からカバー３０の流入開口３６を通って貯蔵室１１内へ流入し、かつ反 対側で圧力ガスが矢印の方向に貯蔵室１１から流入開口４１，４２を通って管内 部へ流入して流出開口４４を通ってディフューザヘッド１３内へ流入する。 ディフューザヘッド１３はかしめ結合４８によりケーシング１０のカバー４０ に固定的に結合されている。ディフューザヘッド１３内に流入したガスは、ディ フューザヘッド１３の周壁に配置された開口４９を通って、図示されていないエ アバッグ内へ流入する。 第３図から第１０図までに図示されていないガス発生器部分は第１図および第 ２図に相応している。 第３図および第４図には別の１実施形がガス発生器のレリーズ前と後とで図示 されている。管３４の端面４３は平らな閉鎖部材５０により密に閉鎖されている 。管３４は従って、管の端面４３の近くで周壁に配置された流出開口５１，５２ を有しており、その結果、これらの流出開口５１，５２は閉鎖エレメント３８が 突き破られた後ではディフューザヘッド１３内に、もしくは貯蔵室１１の外部に 位置している（第４図）。 第１図および第２図に図示された実施形に相応して 、この管３４はストッパ４５と、ずれて配置された流入開口４１，４２とを有し ている。それゆえ、閉鎖エレメント３８が破壊された後に貯蔵室１１からガスが 第４図に示された矢印の方向で流入開口４１，４２を通って管内部へ、かつ流出 開口５１，５２を通ってディフューザヘッド１３内へ流入する。ディフューザヘ ッド１３は第１図およぴ第２図に基づいて説明した実施形に相応して形成されて いる。 第５図および第６図に示された実施形では管３４の端面が同様に閉鎖部材５５ により閉鎖されている。閉鎖部材５５は管３４の内部へ湾入するように形成され ている。管３４の周壁には流出開口５６，５７が設けられており、管３４の端面 からの流出開口５６，５７の間隔は第３図および第４図に示された実施形の流出 開口５１，５２の間隔に比して大きい。管３４はさらに対応する流入開口４１， ４２を有している。 ガス発生器のレリーズ時に管３４は第１図および第２図で説明したようにディ フューザヘッド１３ａへ向かう方向に運動させられる。この場合、管３４の端面 ４３により閉鎖エレメント３８が破壊される。ディフューザヘッド１３ａはこの 実施形では円筒状の凹所５８を有している。この凹所５８の直径は管３４の外径 に比して若干大きく、従って、管３４が凹所５８内へ突入した際に管３４と凹所 ５８との間には隙間５９が形成される。凹所５８内への管３４の突入時に凹所５ ８内に存在する空気はこの隙間５９を通して逃されなければならない。このこと により、管３４の運動が緩衝される。 流出開口５６，５７がカバー４０を少なくとも部分的に通過するやいなや、貯 蔵室１１からガスが第６図に示された矢印の方向に流入開口４１，４２を通って 管３４内へ、かつ流出開口５６，５７を通ってディフューザヘッド１３ａ内へ流 入する。管の緩衝される運動中に流出開口５６，５７が部分的にカバー４０によ り閉鎖され、その結果、エアバッグ内への質量流れが制限される。 第７図および第８図に示された実施形では、管３４の緩衝手段としてディフュ ーザヘッド１３ｂ内に塑性的または弾性的に変形可能なくぼみ６０が閉鎖エレメ ント３８に対向して配置されている。管３４の端面４３は閉鎖部材６１を備えて おり、この閉鎖部材は同様に塑性的または弾性的に変形可能であることができる 。管３４はさらに端面４３の近くに配置された流出開口６２，６３と流入開口４ １，２とを有している。閉鎖エレメント３８が破壊された後、貯蔵室１１からガ スが矢印の方向に管３４を通ってディフューザヘッド１３ｂ内へ流入する。 第９図および第１０図に示された実施形は管３４の代わりにピストン６５を有 している。このピストン６５はピストン棒６６とピストン足部６７とから成り、 ピストン足部６７の直径はピストン棒６６の直径に比して大きい。ピストン６５ はピストン足部６７とピストン棒６６との間に円錐台形の移行領域６８を有して いる。さらに、ピストン６５は、ピストン足部６７とは逆の側で図示されていな いピストンヘッドに結合されており、このピストンヘッドは管３４のヘッド部分 （第１図）に相応している。ガス発生器のレリーズ時にピストン６５は第９図に おいて右方へ運動させられる。その際、ピストン足部６７が閉鎖エレメント３８ を破壊してディフューザヘッド１３ｂの、緩衝部材として役立つくぼみ６０に衝 突する。くぼみ６０並びにピストン足部６７は弾性的または塑性的に変形可能で あることができる。 くぼみ６０の代わりに第５図および第６図に基づいて説明したディフューザヘ ッド１３ｂの凹所５８をピストン６５の緩衝のために設けることもできる。 閉鎖エレメント３８が破壊されるやいなや、貯蔵室１１からガスが第１０図に 示した矢印の方向にディフューザヘッド１３ｂ内へ流入する。ピストン６５の円 錐台形の部分６８に基づき、円錐台形の部分６８とカバー４０の開口３９との間 に形成された隙間６９を通る質量流れは運動の初期ではわずかである。第１０図 で見て右方へのピストン６５の運動が増加するにつれて、これに応じて隙間６９ と、貯蔵室１１からの質量流れとが増大する。 時間的な圧力特性のさらなる制御のために個々の実施形で説明した細部構成が 有意義に互いに組み合わされることもできる。例えば、管３４はピストン６５の 形状に相応する外輪郭を有することができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 ウーヴェ 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 ブレットフェルト 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 ゲルリット 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 ヴァルデマール ヴォイター ドイツ連邦共和国 フュルト クロナッハ ー シュトラーセ 44 ベー (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. 点火装薬（１６）備えたガス発生器であって、点火装薬（１６）の点火のた めの少なくとも１つの点火エレメント（２１，２２）と、閉鎖エレメント（３８ ）により閉鎖されていて圧力ガスを保有する貯蔵室（１１）と、閉鎖エレメント （３８）を加圧下で破壊する衝撃エレメントとを備えている形式のものにおいて 、衝撃エレメントとして、開口（４１，４２，４４，５１，５２）を備えた管（ ３４）が設けられており、かつ、閉鎖エレメント（３８）の破壊の後に少なくと も１つの流入開口（４１，４２）が貯蔵室（１１）の内部に、かつ少なくとも１ つの流出開口（４４；５１，５２）が貯蔵室（１１）の外部に位置するように前 記管（３４）が配置されており、かつ、開口（４１，４２，４４，５１，５２） のうちの少なくとも１つの開口が質量流れに影響を与えるように寸法決めされて いることを特徴とするガス発生器。 2. 管（３４）の、閉鎖エレメント（３８）に向いた端面（４３）が流出開口（ ４４）として開かれており、かつ、管（３４）の縦方向運動を制限するストッパ （４５）が設けられていることを特徴とする請求項１記載のガス発生器。 3. 管（３４）の、閉鎖エレメント（３８）に向いた 端面（４３）が閉じられており、かつ、管（３４）が周壁に分配された複数の流 出開口（５１，５２）を有していることを特徴とする請求項１記載のガス発生器 。 4. 管（３４）の、閉鎖エレメント（３８）とは逆の側の端面が閉じられており 、かつ管（３４）が周壁に分配された複数の流入開口（４１，４２）を有してい ることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載のガス発生器。 5. 流入開口（４１，４２）が管（３４）の縦方向で互いにずれて配置されてい ることを特徴とする請求項４記載のガス発生器。 6. 流出開口（５１，５２）のうちの少なくとも１つの流出開口が長穴として形 成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載のガス発 生器。 7. 点火装薬（１６）を備えたガス発生器であって、点火装薬（１６）の点火の ための点火エレメント（２１，２２）と、閉鎖エレメント（３８）により閉鎖さ れていて圧力ガスを保有する貯蔵室（１１）と、閉鎖エレメント（３８）を加圧 下で破壊する衝撃エレメントとを備えている形式のものにおいて、衝撃エレメン トとしてピストン（６５）が設けられており、このピストンが、閉鎖エレメント （３８）の破壊後に、閉鎖エレメント（３８）により閉鎖され ていた開口（３９）で流出隙間（６９）を形成し、この流出隙間の横断面積がピ ストン（６５）の位置に依存して変化させられることを特徴とするガス発生器。 8. 管（３４）またはピストン（６５）の運動の緩衝のために緩衝エレメント（ ５８，６０）が設けられていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか １項記載のガス発生器。 9. 管（３４）またはピストン（６５）が緩衝のために、閉鎖エレメント（３８ ）に向き合って配置された凹所（５８）内へ突入することを特徴とする請求項８ 記載のガス発生器。 10．管（３４）またはピストン（６５）の端面が、変形可能な緩衝エレメント（ ６０）に衝突することを特徴とする請求項８記載のガス発生器。 11．点火装薬（１６）が、時間をずらして点火可能な付加的な少なくとも１つの 点火セット（１８）を有していることを特徴とする請求項１から１０までのいず れか１項記載のガス発生器。