JP2003528766A - コンパクトデュアルノズルエアバッグインフレータ - Google Patents

コンパクトデュアルノズルエアバッグインフレータ

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JP2003528766A
JP2003528766A JP2001570491A JP2001570491A JP2003528766A JP 2003528766 A JP2003528766 A JP 2003528766A JP 2001570491 A JP2001570491 A JP 2001570491A JP 2001570491 A JP2001570491 A JP 2001570491A JP 2003528766 A JP2003528766 A JP 2003528766A
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JP2001570491A
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ディジアコモ，マイケル
ブラック，ロバート，イー．
カッパータイト，チェスター，エー．
ダースティン，マーク，エス．
ロヴィト，ロバート，ダブリュ．
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アトランティック リサーチ コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】 乗り物の衝突の出来事の際に、エアバッグを膨張するための複数レベル出力インフレータ（１０）は、内部に、ハウジング、分離した第一次および第二次燃焼チャンバー（１８、２０）を規定するため上記ハウジング内に配置された壁セクションを備える。第一次イニシエータ（３０）および第一次推進剤は、第一次燃焼チャンバー（１８）内に配置され、ならびに第二次イニシエータ（３２）および第二次推進剤は、第二次燃焼チャンバー（２０）内に配置される。上記ハウジングは、上記第一次燃焼チャンバー（１８）に通じている第一次ノズル（２２）および上記第二次燃焼チャンバー（２０）に通じている第一次ノズル（３２）を有する。第一次および第二次イニシエータ（３０、３２）は、乗り物の衝突の性質に依存して異なる速度およびレベルで、エアバッグを膨張させるために、別々に、同時に、または時系列に燃焼されてもよい。インフレータの構成の組み立て方法もまた、記述され取り上げられている。

Description

【発明の詳細な説明】
（発明の属する分野） 本発明は、一般的にはエアバッグ等用のインフレータに関し、より明確には、
異なる速度およびレベルで、選択的にガスを放出でき、そして異なるセンサ入力
に基づき異なる出力レベルで、エアバッグが配備されるようにするコンパクトデ
ュアルノズルインフレータに関する。
【０００１】 （関連技術の詳細） 近年、乗客の大きさ、位置、シートベルトの使用、および衝突時の乗り物の速
度のように定まらないものに応じて、エアバッグ抑制システムのような安全装置
の膨張率および膨張量を制御することが要求されてきている。
【０００２】 最適な乗員保護を提供するために、異なる出力のレベルがエアバッグインフレ
ータから要求される。例えば、大柄で、ベルトを装着している人を乗せて高速で
衝突した際、最高の抑制を提供するために、充分急速に膨張をするエアバッグが
必要とされる。小柄な乗員または座る位置のずれた乗員を乗せて低速で衝突する
際、迂闊に乗員を傷つけないようにするだけでなく、適切な抑制をもたらす充分
な膨張を提供するように、最小限のよりゆっくりとした膨張の割合が必要とされ
る。
【０００３】 デュアルレベルまたは調節できる出力機能を考慮している現在のところ利用で
きるエアバッグインフレータにおいて、その性能は、１つのディフューザを共有
する２つの個々のインフレータによって構成されているインフレータを備えるこ
とで主に達成され得る。またはその性能は、１つの共通ノズルを共有する共通の
圧力容器における個々の推進剤チャンバーにて構成されているインフレータによ
って主に達成され得る。
【０００４】 ２つ別々のインフレータを使用することは、ほとんどすべての構成部材が重複
するために、結果として大きく、重くそして高価な設計となる。例えば、重複す
る容器の蓋、シールならびに場合によってはディフューザを備える２つ別個の圧
力容器がある。その上、共通基盤に上記２つのインフレータを固定する更なる要
求があり、そのことは次々とコスト、重量、ならびに製造の複雑性を増す。その
ような設計の利点は、２つのインフレータ各々に対して、分離するノズルを作動
させ得ることである。上記のことは、より高い予測可能と反復可能な性能とを伴
って、要求される出力レベルに依存して、異なるタイミングで、インフレータが
作動する際の柔軟性を提供する。各ノズルは、特定の推進剤が夫々のガス発生装
置に最適に配置される。異なる構成（geometry）、燃焼率、処方物(formulation
)を備える一方の推進剤は、その他方の推進剤とは独立して上記インフレータの
性能を調節し最適化するように用いることができる。
【０００５】 １つの共通圧力容器中に、カプセルで包まれた分離した推進剤チャンバーを有
する第２のアプローチは、２つの推進剤を詰めることによって構成が分けられて
いるならば、コストは低減されるので、結果としてより効果的な詰め込みとなる
。しかしながら、そのような構成の主な不利点は、典型的には１つの共通ノズル
を全てのインフレータ出力配置に対して、共有することである。例えば、両方の
推進剤チャンバーの同時燃焼を要求する高出力インフレータの配備は、１つのノ
ズル構成から全てのインフレータガスを放出する。設計が制限する範囲内におい
て圧力を加えつづけるために、該ノズルは、典型的には最大となる出力条件とし
て最適化される。
【０００６】 乗り物の衝突のシナリオに応じて、最大出力以下の状態を要求する配備状態、
つまり交互交替的な上記２つの推進剤装填の燃焼又は、一方だけの推進剤装填の
燃焼が開始されてもよい。上記ノズルは、最大の出力に対して最適化されている
ので、特に温度範囲にわたって、しばしば反復可能性を損なうこととなるより低
い燃焼圧力が原因で、この低減された出力性能は最適以下となる。単体のノズル
を備えた広範囲の性能に適応する柔軟性は、非常に限定されるものとなる。上記
問題は、硝酸アンモニウムの処方物を基礎とするような「高傾斜（high slope）
」の推進剤である、圧力に敏感に反応するものの使用によりさらに悪化される。
【０００７】 結果として、費用効果的で、軽量で、コンパクトな、エアバッグ等用の単純な
複数レベルのインフレータが必要とされる。この必要性は、新規におよび改良さ
れた本発明のインフレータによって満たされる。
【０００８】 （本発明の概要） 本発明の目的は、従来技術の不利点を克服し、費用効果的な、軽量で、コンパ
クトおよび単純な、作動において信頼性の高い複数レベルのインフレータ装置を
提供することである。
【０００９】 本発明の更なる目的は、２つのガス生成装置を備える複数レベルのインフレー
タを提供することであり、上記生成装置の点火は、衝突などから生じるセンサ入
力に応じて、互いに別々に、同時に、時系列に、異なる速度でエアバッグインフ
レータを作動することができる。
【００１０】 本発明のまた更なる目的は、２つに分離しかつ別個の推進剤チャンバーに、完
全に独立した点火装置ならびにノズルを備えて、共通圧力容器を利用する複数レ
ベルインフレータを提供することである。
【００１１】 本発明の更なる目的は、パイロ（pyro）またはハイブリッドタイプであるよう
な複数レベルのインフレータを提供することである。
【００１２】 また、本発明の他の目的は、構成において単純であり、経費並びに組み立て品
サイズを最小化して容易に組み立てられるような複数レベルのインフレータを提
供することである。
【００１３】 本発明の上記および他の目的は、独立した点火装置を有する２つに分離しかつ
別々の推進剤チャンバーを備えるように構成される、共通圧力容器を備えるエア
バッグのような乗り物の安全防護を膨らませるための、複数レベルのインフレー
タ装置を提供することによって達成される。該チャンバーが、匹敵する１段イン
フレータのサイズおよび重量を維持している「分離した」インフレータとして機
能するために、燃焼ガスは、該チャンバー間を伝達しない。該ガスは、各チャン
バーにおいて、分離したノズルから重複構成を最小化するための共通のディフュ
ーザおよびスクリーン組み立て品へ抜け出る。該インフレータは、本質的には同
じ構成を備えた様々な出力のパイロインフレータ又は、様々な出力のハイブリッ
ドインフレータとして形成され得る。
【００１４】 （好ましい実施形態の説明） 図１は、オールパイロまたは直接的な膨張タイプの本発明のエアバッグインフ
レータ１０の第１実施形態を図示する。上記インフレータ１０は、概して下部ハ
ウジングすなわち圧力容器セクション１２、上記下部セクション１２と連結され
た上部ハウジングすなわち圧力容器セクション１４ならびに、互いに分離されて
いる第一次燃焼チャンバー１８と第二次燃焼チャンバー２０とを規定するために
、上部および下部セクション１２および１４に連結される中央すなわち壁セクシ
ョン１６を備える。
【００１５】 上記上部ハウジングセクション１４は、上記第一次燃焼チャンバーと隣接する
第一次ノズル２２および第一次破裂板２４を備え、並びに上記第二次燃焼チャン
バー２０と隣接する第二次ノズル２６および第二次破裂板２８を備える。第一次
イニシエータ３０は、下部ハウジングセクション１２に取り付けられ、上記第一
次燃焼チャンバー１８において配置される。同様に、第二次イニシエータ３２は
、上記下部ハウジングセクション１２に取り付けられ、上記第二次燃焼チャンバ
ー２０に配置される。上記イニシエータ３０、３２は、スリーブ３４、３６など
のような任意の適切な方法で、下部ハウジングセクション１２にそれぞれ連結さ
れる。第一次および第二次イニシエータコネクタつまり、任意の適切な構成のシ
ョーティングクリップ（shorting clips）３８、４０は、上記下部ハウジングセ
クション１２の下部に、それぞれ保持器４０、４２のような任意の適切な方法に
よって連結される。
【００１６】 ディフューザ４６は上記上部ハウジングセクション１４上に取り付けられ、上
記ハウジングセクション１４に固定されるまたは、上記下部ハウジングセクショ
ン１２に固定される。スクリーン／ヒートシンク（screen/heat sink）４８は、
ディフューザ４６内に取り付けられていてもよい。上記ディフューザ４６および
スクリーン／ヒートシンク４８は、いかなる適切な構成であってもよい。
【００１７】 適切な第一次推進剤５０は、ペレット形態、又はいかなる他の望まれる形態に
て、上記第一次燃焼チャンバー１８内部に配置される。同様に、適切な第二次推
進剤５２は、ペレット形態、又はいかなる他の望まれる形態にて、上記第二次燃
焼チャンバー２０内に配置される。上記第一次および第二次推進剤５０、５２は
、同じものまたは異なるものであってもよく、インフレータ１０の望まれる作動
に依存する。
【００１８】 インフレータ１０の作動において、乗り物の衝突などの検出の際、上記第一次
イニシエータ３０および／または第二次イニシエータ３２は燃やされ、それぞれ
、上記第一次燃焼チャンバー１８および／または第二次燃焼チャンバー２０にお
いて圧力のかかったガスを生成するために、上記第一次推進剤５０および／また
は第二次推進剤５２を点火する。第一次燃焼チャンバー１８におけるガス圧が、
予定された値を超えた時、第一次破裂板２４は、破裂させられ、結果として上記
ディフューザに連結されたエアバッグ（図示せず）を膨張させるために、ガスが
第一次ノズル２２およびディフューザ４６を通って流動する。同様に、上記第二
次燃焼チャンバー２０におけるガス圧が予定された値を超えた時、上記第二次破
裂ディスク２８は破裂させられ、結果として該ディフューザに連結されたエアバ
ッグ（図示せず）を膨張させるために、ガスが上記第二次ノズル２６およびディ
フューザ４６を通って流動する。
【００１９】 乗り物の衝突の性質や乗客の大きさ、座る位置のような他の様々な要素に依存
して、第一次イニシエータ３０のみ燃焼されてもよく、第二次イニシエータ３２
のみ燃焼されてもよく、または第一次および第二次イニシエータ３０、３２が同
時にまたは、エアバッグの膨張を異なる速度およびレベルに設定するため時系列
に燃焼されてもよい。
【００２０】 インフレータ１０は、コンパクトであり、構成において単純であり、従って重
量において軽量であることが特筆される。完全に独立したノズル２２および２６
を有する２つに分離しかつ別個の燃焼チャンバー１８および２０を夫々備えるよ
うに共通のハウジング、つまり圧力容器１２、１４を利用する。燃焼ガスは、第
一次燃焼チャンバー１８と第二次燃焼チャンバー２０との間を伝わらず、それに
よって匹敵しうる１段インフレータの大きさおよび重さを維持しながら、「分離
した」インフレータを提供する。ガスが分離したノズル２２、２６から共通ディ
フューザ４６およびスクリーン／ヒートシンク４８に流出することによって、重
複する構成は最小化される。
【００２１】 図例のように、該ハウジングつまり圧力容器１２、１４および該中央セクショ
ン１６は、好ましくは鉄またはアルミニウムのような適切な金属で構成され、溶
接などのような、任意の適切な方法にてともに連結される。単純な構成および最
小数の部材であるために、図３Ａ−３Ｅに示される方法において容易に、素早く
組み立てることができる。
【００２２】 最初のステップとして、第一次および第二次のイニシエータ３０、３２は図３
Ａに示されるように下部ハウジングセクション１２に取り付けられる。次に、該
中央セクション１６は図３Ｂで示されるように第一次および第二次点火装置を分
離するために下部ハウジングセクション１２内部に配置され下部ハウジングセク
ション１２で固定される。３番目のステップとして、第一次および第二次の推進
剤５０、５２は図３Ｃに示されるように夫々第一次および第二次燃焼チャンバー
１８、２０内部に配置される。
【００２３】 次のステップにおいて、図３Ｄに示されるように、上部ハウジングセクション
１４は、下部ハウジングセクション１２および中央セクション１６の上部の上で
配置され、下部ハウジングセクション１２および中央セクション１６の上部に連
結される。その後、上記ディフューザ４６およびスクリーン／ヒートシンク４８
は、図３Ｅに示されるようにハウジング１２、１４の上に取り付けられ、ハウジ
ング１２、１４へ固定される。
【００２４】 図２には、内部にアルゴンなどのような加圧されている不活性ガスが、第一次
および第二次燃焼チャンバー１８´および２０´に蓄えられているハイブリッド
タイプである本発明のインフレータ１０´の第２の実施形態を開示している。上
記ハイブリッドのインフレータ１０´の構成および作動は、後述の相違は例外と
して、実質的には図１に示されるオールパイロのインフレータ１０の構成及び作
動と同じである。
【００２５】 図２に示されるように、下部ハウジングセクション１２´は加圧された不活性
ガスを第一次燃焼チャンバー１８´に送り出し、中央セクション１６´のブリー
ド穴６２´から第二次燃焼チャンバー２０´まで送りだすために埋め込み穴（fi
ll hole）６０´を備える。下部ハウジングセクション１２´の上記穴６０´は
、任意の適切な構成のプラグ６４´によって閉ざされる。上記ハイブリッドイン
フレータ１０´の作動において、上記ブリード穴６２´は、第一次燃焼チャンバ
ー１８´と第二次燃焼チャンバー２０´との間で、第一次および第二次推進剤の
点火によって発生した加圧インフレーションガス（inflation gas）の流動を最
小限にするために十分小さい。
【００２６】 上記インフレータ１０および１０´は、任意の適切なサイズ及び形状であって
もよい。好ましくは、上記ハウジングつまり圧力容器１２、１４又は１２´、１
４´および中央セクション１６、１６´は、概して円柱状であり、該中央セクシ
ョンの上部は、強度目的のため、並びにまた第二次燃焼チャンバー２０´を適切
な大きさに規定するために上向きかつ外向きに伸ばされる。上記ハイブリッドイ
ンフレータ１０´の圧力の下で蓄えられた不活性ガスが原因で、ハイブリッドイ
ンフレータ１０´の構成要素は、オールパイロのインフレータ１０の構成要素よ
りも構造においてやや重くなる。
【００２７】 現在のところもっとも実用的で好ましい実施形態であると考えられているもの
に関して述べてきた一方で、本発明は、開示された実施形態に限定されず、それ
どころか添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる様々な変形および相
当する配置にもわたることを意図しているということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、第１の実施形態での本発明の複数レベルインフレータ断面の側面図で
ある。
【図２】 図２は、第２の実施形態での本発明の複数レベルインフレータ断面の側面図で
ある。
【図３Ａ】 図３Ａは、組み立て品の異なる段階における本発明の複数レベルインフレータ
断面の側面図である。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、組み立て品の異なる段階における本発明の複数レベルインフレータ
断面の側面図である。
【図３Ｃ】 図３Ｃは、組み立て品の異なる段階における本発明の複数レベルインフレータ
断面の側面図である。
【図３Ｄ】 図３Ｄは、組み立て品の異なる段階における本発明の複数レベルインフレータ
断面の側面図である。
【図３Ｅ】 図３Ｅは、組み立て品の異なる段階における本発明の複数レベルインフレータ
断面の側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラック，ロバート，イー． アメリカ合衆国，ヴァージニア州 20120， センターヴィル，ファーム ポンド コー ト 14603 (72)発明者 カッパータイト，チェスター，エー． アメリカ合衆国，ヴァージニア州 22754， サマーダック，サマーダック ロード 5578 (72)発明者 ダースティン，マーク，エス． アメリカ合衆国，ヴァージニア州 20136， ブリストウ，アイオナ サウンド ドライ ブ 14201 (72)発明者 ロヴィト，ロバート，ダブリュ． アメリカ合衆国，テネシー州 37922，ノ ックスヴィル，オーガスト ナショナル ウェイ 413 Ｆターム(参考） 3D054 DD09 DD28 EE08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 乗り物の衝突の際、エアバッグを膨らませるための複数レベル出力インフレー
    タであって、 ハウジング； 上記ハウジングに配置され、その中で互いに分離されている第一次燃焼チャン
    バー及び第二次燃焼チャンバーを規定する壁セクション； 上記第一次燃焼チャンバー内に配置された第一次イニシエータ及び第一次推進
    剤； 上記第二次燃焼チャンバー内に配置された第二次イニシエータ及び第二次推進
    剤； 上記第一次燃焼チャンバーから上記エアバッグに燃焼ガスを配向するための上
    記第一次燃焼チャンバーと導通している上記ハウジングの第一次ノズル；及び 上記第一次ノズル及び上記第一次燃焼チャンバーから独立して、第二次燃焼チ
    ャンバーから上記エアバッグに燃焼ガスを配向するための上記第二次燃焼チャン
    バーと導通している上記ハウジングの第二次ノズル；を備え、 ここで、上記第一次イニシエータ及び第二次イニシエータは、乗り物の衝突の
    性質による異なる速度及びレベルでエアバッグを膨らませるために、別々に、同
    時にまたは時系列に燃焼され、 上記壁セクションは、環状の第一次燃焼チャンバーによって取り囲まれている
    実質的に円柱状の第二次燃焼チャンバーを規定する概して円柱形状の中央セクシ
    ョンであり、上記中央セクションの上部は、外側及び上方に伸びているインフレ
    ータ。
  2. 【請求項２】 上記第一次ノズルを覆って上記ハウジングに取り付けられた第一次破裂板およ
    び上記第二次ノズルを覆って上記ハウジングに取り付けられた第二次破裂板をさ
    らに備え、上記第一次および第二次破裂板は、上記第一次および第二次燃焼チャ
    ンバーにおける所定のガス圧で破壊するよう構成される請求項１に記載のインフ
    レータ。
  3. 【請求項３】 上記ハウジングは、共に連結された上部セクション及び下部セクション、上記
    下部ハウジングセクションに取り付けられている上記第一次及び第二次イニシエ
    ータ、並びに上記上部ハウジングセクションに配置されている第一次及び第二次
    ノズルを備える請求項１に記載のインフレータ。
  4. 【請求項４】 上記壁セクションは、概して円柱状の第二次燃焼チャンバーと、上記第二次燃
    焼チャンバーを取り囲む概して環状の第一次燃焼チャンバーとを規定するために
    、上記上部ハウジングセクションに連結された上端と上記下部ハウジングセクシ
    ョンに連結された下端とを有する概して円柱状の中央セクションである請求項３
    に記載のインフレータ。
  5. 【請求項５】 ディフューザが、上記第一次及び第二次ノズル近くで、上記ハウジングに取り
    付けられている請求項１に記載のインフレータ。
  6. 【請求項６】 スクリーンおよびヒートシンクが、上記ディフューザ内に取り付けられている
    請求項５に記載のインフレータ。
  7. 【請求項７】 穴が、加圧された不活性ガスが上記第一次燃焼チャンバーに送られるようにす
    るために上記ハウジングに備えられ、ブレード穴が、上記加圧された不活性ガス
    が遅い速度で上記第二次燃焼チャンバーに流入するように上記壁セクションに配
    置されている請求項１に記載のインフレータ。
  8. 【請求項８】 プラグが、上記穴を閉じるために上記ハウジングに取り付けられている請求項
    ７に記載のインフレータ。
  9. 【請求項９】 まっすぐな側壁の下部ハウジングセクション、上部ハウジングセクション、分
    離した燃焼チャンバーを規定するために上記上部及び下部ハウジングセクション
    内に配置された概して円柱状の中央セクションを備える複数レベル出力エアバッ
    グインフレータの組み立て方法であって、 間隔のあいた関係にて、上記下部ハウジングセクションに第一次及び第二次イ
    ニシエータを取り付けるステップ、 上記下部ハウジングセクションの中央部分内に、上記中央セクションを配置し
    、上記下部ハウジングセクションの側壁内にて、上記第一次及び第二次イニシエ
    ータを分離し、かつ第一次及び第二次燃焼チャンバーを規定するように上記下部
    ハウジングセクションに上記中央セクションを固定するステップであって、上記
    第一次燃焼チャンバーは、概して環状であり上記中央セクションを取り囲んでお
    り、上記第二次燃焼チャンバーは、上記中央セクション内に配置されているステ
    ップ、 上記第一次及び第二次燃焼チャンバーにおいて、第一次及び第二次推進剤を据
    えるステップ、 第一次及び第二次ノズルを備える上記上部ハウジングセクションを上記下部ハ
    ウジングセクションおよび上記中央セクション上に配置し、上記第一次燃焼チャ
    ンバーと導通している上記第一次ノズル及び上記第二次燃焼チャンバーと導通し
    ている上記第二次ノズルとともに上記上部ハウジングセクションを、上記下部ハ
    ウジングセクション及び上記中央セクション上に固定するステップを有する組み
    立て方法。
  10. 【請求項１０】 ディフューザを、上記第一次及び第二次ノズルに隣接する上記上部ハウジング
    セクション上に配置するさらなるステップを有する請求項９に記載の組み立て方
    法。
  11. 【請求項１１】 上記下部ハウジングセクション、上記中央セクション、上記上部ハウジングセ
    クション、及び上記ディフューザを金属で形成し、溶接によって連結する請求項
    １０に記載の組み立て方法。
JP2001570491A 2000-03-28 2001-03-27 コンパクトデュアルノズルエアバッグインフレータ Pending JP2003528766A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

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