JP2005518299A - エアベルトインフレータ - Google Patents

Abstract

火工材料の燃焼によるガスを、膨張式安全ベルトまたはエアバッグに供給かつ導入する、エアベルトインフレータ（１０）が提供される。エアベルトインフレータ（１０）は、実質的に円筒形のボディ（１２）を含む。１つまたは２つ以上の棚状突起（２６、４２）が、内壁（３４、３６、および３８）の接合部によって画定され、各棚状突起（２６、４２）は、内部インフレータ構成要素を保持する働きをする。本発明の別の観点では、増強ディスク（５６）は、関連フィルタ（４８）よりも金属密度が大きく、それによって、金属ディスク（５６）の密度を目的に合わせて変えることによって、インフレータ（１０）から出るガス流を迅速かつ簡便に修正する方法をもたらす。

Description

発明の詳細な説明

関係する出願の相互参照
本出願は、２００２年２月２２日付出願の米国特許仮出願第６０／３５８，７９０号の利益を主張するものである。

発明の分野
本発明は、車両乗員保護システムに関し、より具体的には、例えば、エアベルトまたは側面衝突エアバッグに、調整可能ガス出力量（output rate）および増強推力を提供し、同時にインフレータの寸法を最小化する、ガス発生器またはインフレータに関する。

背景
車両乗員保護システムにおいて進行する改良として、側面衝突エアバッグおよびエアベルトシステムなどの、サブシステムの出現がある。そのようなシステムを実現するために、調整可能ガス出力量、増強推力、および最小寸法の特徴を有するガス発生器が望まれる。従来技術によるガス発生器の多くが、これらの目的に有用であるが、インフレータの推力、ガス出力を目的に応じて適合させること、および寸法の最小化を改善することは、既知のインフレータに対して、いくつかの利点をもたらす。

発明の概要
好ましい一実施態様においては、上記の問題は、膨張式安全ベルトまたはエアバッグに、火工材料（pyrotechnic materials）の燃焼によるガスを供給かつ誘導することを可能にしたエアベルトインフレータ（１０）によって解決される。エアベルトインフレータ（１０）は、第１端（１４）と第２端（１６）とを有する実質的に円筒形のインフレータボディ（１２）を含む。イニシエータアセンブリ（１８）は、インフレータボディ（１２）内に第１端（１４）と隣接して配置されて、内部棚状突起（interior ledge）（２６）に支えられている。フィルタアセンブリ（４８）は、インフレータボディ（１２）内に、第２端（１６）に隣接して配置されて、第２内部棚状突起（４２）に支えられており、ガス発生剤タブレット（３２）を収容する空洞によって、イニシエータアセンブリ（１８）と分離されている。出力増強装置（５６）はフィルタアセンブリ（４８）およびガス出力ディスク（５２）と緊密に関連し、かつ同軸に整列して配置されており、ガス出力ディスクそれ自体は、第２端（１６）に位置するノズルアダプタ（５０）に隣接している。

インフレータボディ（１２）の第２端（１６）をカシメて圧着することによって、ノズルアダプタ（５０）、ガス出力ディスク（５２）、出力増強装置（５６）、およびフィルタアセンブリ（４８）が固定される。エアベルトインフレータ（１０）の組立は、事前組立されたイニシエータアセンブリ（１８）を、それが棚状突起（２６）に支えられるまで、インフレータボディ（１２）中に挿入することから始め、次いで、インフレータボディ（１２）の端（１４）をカシメて圧着し、イニシエータ（１８）を位置決め保持する。イニシエータ（１８）を固定すると、インフレータボディ（１２）を倒立させることが可能となり、主推進剤タブレット（３２）、フィルタアセンブリ（４８）、出力増強装置（５６）、およびノズルアダプタ（５０）をインフレータ（１０）中に装入することができる。異なる密度を有する出力増強装置を、インフレータボディに組み入れることによって、相対的なガス出力量を低減または増大させることができる。最後に、インフレータボディ（１２）の第２端をカシメて圧着し、構成要素を固定し、組立が完了する。

詳細な説明
図１を参照すると、本発明の好ましい構成の実施態様によるエアベルトインフレータ１０を示してある。インフレータ１０は、好ましくは、火工材料の燃焼によるガスを、膨張式車両安全ベルト中に供給かつ導入するように設計するが、その使用に限定されるものではない。例示的であって限定するものではないエアベルトが、米国特許第６，４３９，６０１号、第６，１７０，８６３号、第６，１４５，８７３号、および第６，１４２，５１２号に記載されており、これらの教示を、参照により本明細書に組み入れてある。

インフレータ１０は、好ましくは金属製で、第１端１４および第２端１６を有する、実質的に円筒形のインフレータボディまたはハウジング１２を含む。セラミック材料、高分子材料、およびその他の適切な材料が、インフレータ１０の様々な構成要素の製造に有用であると考えられる。第１の外径を有するイニシエータアセンブリ１８は、インフレータボディ１２の第１端１４内部に配置して、好ましくは、第１端を従来方法で圧着することによって位置決め保持する。イニシエータアセンブリ１８は、取りつけ点火装置２２を備えるイニシエータボディ２０を含む。点火装置２２またはスクイブ（squib）は、好ましくは第１端からアクセス可能な、１組の電気接点２４を有する。点火装置２２は、好ましくは、参照により本明細書に組み入れてある、米国特許第５，９３４，７０５号または第５，７２７，８１３号に教示されている従来型点火装置であり、好ましくは、従来方法で点火装置を起動することのできる、自動車電気システムに接続する。この好ましい実施態様においては、ボディ２０は、インフレータボディ１２の第１内部棚状突起２６上に支えられており、第１端での圧着によって保持されているが、ネジまたはスナップ嵌めなどのその他の好適な取りつけ方法も、本発明の範囲から逸脱することなく使用できることを認識すべきである。好ましくは、ゴム製オーリング２８を環３０内に配置して、イニシエータボディ２０を包囲して、インフレータボディ１２と流体緊密なシールを生成する。

本応用によれば、第１内壁３４は、第１端１４に近接して形成されて、イニシエータアセンブリの外形に略等しい第１の直径を画定する。第２内壁３６が、第２端１６に近接して形成されて、第２の直径を画定する。図１に示すように、第１および第２の直径は、実質的に等しいが、本発明はそれに限定されるものではない。第３内壁３８は、第１内壁３４および第２内壁３６の間に形成され、第３の直径を形成して、それによって推進剤タブレット３２のベッドを収容する。第１棚状突起２６は、第１内壁３４および第３内壁３８が出合う点４０に形成する。望ましい場合には、第２棚状突起４２を、第２内壁３６と第３内壁３８が出合う点４４に形成する。各棚状突起は、ハウジング１２内部の一体型構造障害物を意味し、これによって、溶接の必要なく、インフレータ構成要素の、個々の配置または配向が容易になる。

主推進剤装入物（main propellant charge）３２の複数のタブレットは、インフレータボディ１２の内部に配置されて、点火装置２２によって従来方法で点火が可能である。装入物またはガス発生剤組成物は、当該技術において知られている任意好適な推進剤としてもよく、好ましくは非アジド推進剤とする。例示的であって、限定的ではない組成物が、参照により本明細書に組み入れてある米国特許第５，８７２，３２９号、第５，７５６，９２９号、および第５，３８６，７７５号に記載されている。好ましくは、自己点火材料４６からなる第２の装入物を、インフレータボディ１２内に主装入物３２に隣接して配置して、従来方法で点火可能とする。フィルタ４８は、インフレータボディ１２内で、推進剤装入物３２および４６に隣接して配置する。好ましい一実施態様においては、フィルタ４８は、周知の金属メッシュフィルタであるが、その他の適当な種類のフィルタを使用することもできる。第２棚状突起４２は、好ましくはフィルタ４８に当接して、インフレータ１０の様々な構成要素を所望の位置に保持するのを支援する。

第２端１６に注目すると、その内部に、好ましくは金属製であるノズルアダプタ５０が固定されており、インフレータボディ１２から出る燃焼ガスの流れを、膨張式エアベルトまたはエアバッグ（図示せず）中に誘導する。また、ノズルアダプタ５０は、インフレータボディ１２の第２端１６をカシメて圧着することによって位置決め保持するのが好ましいが、ねじ、接着剤、溶接またはその他の好適な取り付け方法によって取り付けることもできる。有孔ガス出力ディスク５２は、ノズルアダプタ５０に隣接して位置し、好ましくは、その外周の回りに、第２のゴム製オーリング５４を有して、第２端１６に流体緊密なシールを生成する。

本発明のさらに別の実施態様においては、増強ディスク（enhancer disc）５６が、フィルタ４８と端１６との間に配向されるとともに、フィルタ４８に対して並置されて、それに同軸に整列されている。増強ディスク５６の金属密度（metallic density）は、設計基準に応じて、所望のガス流量を収容するように適応させてある。このような例として、本インフレータを目的に合わせて、インフレータからのガス流量を、増強ディスク５６の金属密度を変えることによって修正することができる。言い換えると、ディスク５６の金属密度は、一般に、フィルタ４８のそれを超え、この場合にディスク５６の金属密度は、フィルタ４８の金属に対して、少し大きいから、ずっと大きいまでの範囲で、修正することができる。ミシガン州HillmanのWayne Wire Clothまたはミシガン州SaginawのExpan Metalなどの既知の製造業者が、フィルタ４８および増強ディスク５６を供給している。バーストシム（burst shim）５８は、増強ディスク５６を封止して、それによって、推進剤３２の燃焼のために、インフレータ１０内部の圧力上昇を促進する。

インフレータ１０の組立は、好ましくは、事前組立したイニシエータアセンブリ１８を、インフレータボディ１２中に、それが棚状突起２６に支えられるまで挿入し、次いで第１端の縁を、インフレータボディ１２の内部に向かってカシメて圧着し、その中にイニシエータアセンブリ１８を固定することによって開始する。イニシエータアセンブリ１８が挿入されると、インフレータボディ１２を倒立させて、主推進剤タブレット３２を装入する。次に、自己点火材料４６を追加し、続いてフィルタ４８を追加する。フィルタ４８は、好ましくは、第２棚状突起４２の方向に偏らさせて、それによって、フィルタ４８の外径４９が、内壁３６で画定される第２の直径に、本質的に等しくなる。イニシエータ１０の組立は、増強ディスク５６、バーストシム５８、ガス出力ディスク５２、および最後にノズルアダプタ５０を、直列に装入することによって完了する。好ましくは、ノズルアダプタ５０は、第２端１６の縁をアダプタ５０の回りにカシメて圧着することによって固定する。インフレータボディ１２内に位置する、本明細書に記述する様々な構成要素は、好ましくは実質的に円盤状（discoidal）である。

衝突、突然の車両減速、またはその他の所定の条件が発生すると、電気信号が、搭載電子コントローラ（図示せず）から点火装置２２に従来方法で送られる。続いて、点火装置２２が、インフレータボディ１２内に配置されたガス発生剤タブレット３２に点火する。望ましい場合には、ブースタ材料（図示せず）を、インフレータ１０内に含めて、主装入物３２の点火を促進することができる。タブレット３２の点火によって、インフレータボディ１２内の燃焼ガスが非常に急速に生成されて、その後に、インフレータボディ１２内の内部ガス圧が急激に上昇する。内部ガス圧が、十分なレベルまで上昇すると、それによってバーストシム（burst shim）５８が破断する。燃焼ガスは、フィルタ４８を通過して、それによって、スラグを除去し、次いで増強ディスク５６、ガス出力ディスク５２を通過し、最後に、ノズルアダプタ５０を介して、関連するエアベルトまたはエアバッグに移動する。

エアベルトインフレータ１０は、比較的簡単な設計を表し、軽量であり、比較的少数の構成要素を使用している。したがって、インフレータ１０の製造は、容易かつ安価である。さらに、インフレータ１０は、その構造健全性を損なうことなく、いかなるガス出力要件も満足することができる。イニシエータ１０は、好ましくは、車両Ｂピラー内に配置して、車両乗員保護システムにおいて知られている従来型車両センシングシステムによって起動されるときに、膨張式安全拘束ベルト中に膨張ガスを導入することができる。しかしながら、インフレータ１０は、車両Ｃピラー内、あるいは車両のその他の場所に配置してもよい。さらに、インフレータ１０は、車両エアベルトへの応用に限定されることはなく、従来型車両エアバッグにも応用可能である。本明細書の説明は、説明のためだけのものであり、本発明の範囲をいかなる方法においても限定してはならないことを、理解すべきである。すなわち、添付の請求の範囲に示す本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく、様々な修正を、本明細書で開示した実施態様に加えることができることを、当業者は認識するであろう。

本発明によるガス発生器の横断面図である。

Claims (5)

1. 第１端と第２端とを有するハウジング；
   前記第１端に近接して、第１の直径を画定する、前記ハウジウングの第１内壁；
   前記ハウジングによって前記第２端に近接して画定されて、第２の直径を画定する、前記ハウジングの第２内壁；および
   前記第１内壁および前記第２内壁が出合う点において形成されて、前記インフレータの内部構成要素を保持する働きをする第１棚状突起を含む、車両乗員保護システム用のガス発生器。
2. 第１端と第２端とを有するハウジング；
   前記第１端に近接して、第１の直径を画定する、前記ハウジウングの第１内壁；
   前記ハウジングによって前記第２端に近接して画定されて、第２の直径を画定する、前記ハウジングの第２内壁；
   前記第１内壁と前記第２内壁との間にあって、前記第１または第２の直径のいずれかよりも小さい第３の直径を画定する、前記ハウジングの第３内壁；
   前記第１内壁および前記第３内壁が出合う点において形成される、第１棚状突起；および
   前記第２内壁および前記第３内壁が出合う点において形成される、第２棚状突起を含み、前記第１棚状突起および前記第２棚状突起が、前記インフレータの内部構成要素を保持する働きをする、車両乗員保護システム用のガス発生器。
3. 第１端と第２端とを有するハウジング；
   前記第１端に近接して、第１の直径を画定する、前記ハウジウングの第１内壁；
   前記ハウジングによって前記第２端に近接して画定されて、第２の直径を画定する、前記ハウジングの第２内壁；
   前記第１内壁と前記第２内壁との間にあって、前記第１または第２の直径のいずれかよりも小さい第３の直径を画定する、前記ハウジングの第３内壁；
   前記第１内壁および前記第３内壁が出合う点において形成される、第１棚状突起；
   前記第２内壁および前記第３内壁が出合う点において形成される、第２棚状突起であって、前記第１棚状突起および前記第２棚状突起が、前記インフレータの内部構成要素を保持する役割をする、前記第２棚状突起；
   前記第１端内部に固定されて、前記第１の内径と実質的に同等である第１の外径を画定するとともに、前記第１内壁内部に圧入されて、前記第１棚状突起に支えられている、イニシエータアセンブリ；
   前記イニシエータアセンブリによって点火されてガスを生成することのできる、前記第３内壁内に設けられた推進剤ベッド；
   前記第２内壁内に固定されて、前記第２棚状突起に支えられている、ガスフィルタであって、第１の金属密度を有する前記ガスフィルタ；および
   前記フィルタに対して並置された増強ディスクであって、前記フィルタよりも大きな金属密度を有し、それによってインフレータの作動時にガス流量を変更する、前記増強ディスクを含む、車両乗員保護システム用のガス発生器。
4. 第１内壁内部に圧入され、かつ第１棚状突起に支えられている、イニシエータアセンブリ；
   第３壁内部に収納されて、前記イニシエータアセンブリによって点火されて、膨張ガスを生成することのできる、推進剤ベッド；および
   第２内壁内部に圧入され、かつ第２棚状突起に支えられている、フィルタをさらに含む、請求項２に記載のガス発生器。
5. フィルタと第２端との間にあって、前記フィルタに対して同軸に整列され、かつそれに並置された増強ディスクであって、ガス発生器の作動時に、ガス流量を変更または低減する前記ディスクをさらに含む、請求項４に記載のガス発生器。

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