JP2007537909A - サイドカーテンエアバッグデバイス - Google Patents
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Abstract
細長いインフレータ10および細長いエアバッグ202を含むエアバッグモジュール50を含む乗り物乗員保護システム200が提供される。
エアバッグ202は第1および第2の上部、44および46、およびエアバッグ202の起動の際に少なくとも1つの上部49または48と流体連絡を有する少なくとも1つの下部または胸部部分48を有する。
エアバッグ202は第1および第2の上部、44および46、およびエアバッグ202の起動の際に少なくとも1つの上部49または48と流体連絡を有する少なくとも1つの下部または胸部部分48を有する。
Description
関連出願との相互参照
この出願は、2004年2月27日に出願された仮出願番号60/548,252の利益を要求する。
この出願は、2004年2月27日に出願された仮出願番号60/548,252の利益を要求する。
本発明の背景
製造コストと複雑さを最小限にしつつ、必要な保護を維持する乗り物乗員保護システムを製造することは進行中の挑戦である。当該技術分野で知られているように、多くの乗り物乗員保護システムが複数のエアバッグアセンブリーを利用し、それにより、アセンブリーの数が増加するとともに、製造コストを増加させる。したがって、2つ以上のアセンブリーの1つのアセンブリーへの統合は、付随するコストを最小限にすることにより、当該技術分野における改良を提供するだろう。
製造コストと複雑さを最小限にしつつ、必要な保護を維持する乗り物乗員保護システムを製造することは進行中の挑戦である。当該技術分野で知られているように、多くの乗り物乗員保護システムが複数のエアバッグアセンブリーを利用し、それにより、アセンブリーの数が増加するとともに、製造コストを増加させる。したがって、2つ以上のアセンブリーの1つのアセンブリーへの統合は、付随するコストを最小限にすることにより、当該技術分野における改良を提供するだろう。
発明の要約
上記の課題は、サイドカーテン/胸部エアバッグおよびエアバッグインフレータを解放可能に収容するためのエアバッグモジュールまたはデバイスを組込む、乗り物乗員保護システムによって解決される。展開した時、サイドカーテンエアバッグは、組み合わされる乗り物の長さ方向に沿って伸びる。エアバッグは、それの長さ方向に沿った第1の上部、また第1の上部に隣接し並置された第2の上部、並びにエアバッグの膨張時に第1の上部の下に垂直に向けられる下部または胸部部分を含み、完全に展開した時のエアバッグはそれぞれの部分の間の流体連絡を提供し、それらに隣接する乗員の頭部および胸部のための膨張可能な保護を提供する。インフレータは、エアバッグ内に配置され、エアバッグデバイスの起動に際して、インフレータはエアバッグを膨張させるのに十分な膨張ガスをエアバッグの長さにわたって提供する。
上記の課題は、サイドカーテン/胸部エアバッグおよびエアバッグインフレータを解放可能に収容するためのエアバッグモジュールまたはデバイスを組込む、乗り物乗員保護システムによって解決される。展開した時、サイドカーテンエアバッグは、組み合わされる乗り物の長さ方向に沿って伸びる。エアバッグは、それの長さ方向に沿った第1の上部、また第1の上部に隣接し並置された第2の上部、並びにエアバッグの膨張時に第1の上部の下に垂直に向けられる下部または胸部部分を含み、完全に展開した時のエアバッグはそれぞれの部分の間の流体連絡を提供し、それらに隣接する乗員の頭部および胸部のための膨張可能な保護を提供する。インフレータは、エアバッグ内に配置され、エアバッグデバイスの起動に際して、インフレータはエアバッグを膨張させるのに十分な膨張ガスをエアバッグの長さにわたって提供する。
別の表現では、インフレータおよび細長いエアバッグを含むエアバッグモジュールを含む乗り物乗員保護システムが提供される。エアバッグは第1および第2の上部、またはエアバッグモジュールと同一空間に広がる集合的な上部セクション、およびエアバッグの起動の際に少なくとも1つの上部と流体連絡を有する少なくとも1つの下部または胸部部分を含む。
詳細な説明
本発明は、カーテンバッグおよびサイドインパクトバッグの機能を一緒に果たすサイドカーテンエアバッグ42を提供する。バッグ42は、頭部および胸部の領域へのクッション効果、並びに乗員の投げ出しを防ぐ物理的障壁を提供するように設計されている。多くの乗り物乗員保護システムでは、前面インパクト衝突だけでなくサイドインパクト衝突から乗員を保護するために、複数のエアバッグが典型的に使用される。従って、サイドカーテンエアバッグは、頭部を保護し、かつ、乗り物からの乗員投げだしを防ぐために使用され、別のバッグが側面衝突の際に乗員の胸部領域を保護するためにしばしばさらに使用される。
本発明は、カーテンバッグおよびサイドインパクトバッグの機能を一緒に果たすサイドカーテンエアバッグ42を提供する。バッグ42は、頭部および胸部の領域へのクッション効果、並びに乗員の投げ出しを防ぐ物理的障壁を提供するように設計されている。多くの乗り物乗員保護システムでは、前面インパクト衝突だけでなくサイドインパクト衝突から乗員を保護するために、複数のエアバッグが典型的に使用される。従って、サイドカーテンエアバッグは、頭部を保護し、かつ、乗り物からの乗員投げだしを防ぐために使用され、別のバッグが側面衝突の際に乗員の胸部領域を保護するためにしばしばさらに使用される。
本発明によれば、乗り物乗員保護システムは、サイドカーテンを拘束し、さらに乗員の頭部および胸部領域を保護する機能を有するエアバッグ42を含む。従来では、要求される時間内で現在のエアバッグのサイズを事実上膨張させることができるインフレータの提供は、挑戦だった。従って、前述のように、複数のインフレータが複数のエアバッグを膨張させるために使用されていた。しかしながら、直線状のエアバッグインフレータの出現により、従来のサイドカーテンエアバッグよりも、大きな保護および機能性を提供する、より大きな単一のサイドカーテンエアバッグを使用することが現在では可能になった。共同所有される米国特許第6,805,377、および共同所有され同時係属中である米国出願番号10/662,771および11/034,892は、本発明のエアバッグとともに使用することが企図される直線状のインフレータを例証する。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。他の同様な構造のインフレータ、またはエアバッグの長さにわたって等価なインフレーション圧力を提供する他のインフレータは、ロールオーバー事故において、より大きなバッグを膨張させ、かつ所望の時間の間それを膨張しておくとの要求を満足する量のガスを、必ず提供する。顧客の要求に応じ、これらのピロテクニックインフレータの長さ方向に沿った、ガス生成またはガス加圧は、サイドカーテンエアバッグに必要な膨張速度および必要な膨張の持続を提供する。
図1に示されたように,先行技術でのサイドカーテンエアバッグは一般に乗員の頭部を保護する。図2に示されるように、エアバッグ42は本発明に従って形成され、少なくとも1つの頭部保護部分44および少なくとも1つの下部または胸部保護部分48を有する。より好ましい実施態様では、第1の頭部保護部分44、第1の頭部部分と隣接し膨張した際には第1の頭部部分44と流体連絡を有する第2の頭部保護部分46、および第1の頭部部分44から伸び、エアバッグの起動の際には第1の頭部部分と流体連絡を有する、1以上の下部または胸部部分48を有する。
本発明のエアバッグモジュール50または膨張可能な自動車の拘束システムの中で使用されるエアバッグまたはサイドカーテン42は、公知の方法、たとえば、ナイロンから作られた1枚以上のパネルをともに連結するか縫うことにより、構築されることができる。従って、サイドカーテン/胸部拘束42は、サイドカーテンクッション42の長さ方向全体にわたって伸びる、複数の垂直に向けられたチャンバーに、既知の方法で分割されることができる。上記のような直線状のインフレータ10は、図6に概略的に例証されるようなエアバッグの内部のセクションに設置されることができ、それにより、エアバッグの起動時にエアバッグ42の内部全体にわたって直接、流体流れを提供する。サイドカーテン/エアバッグ42は、好ましくはTyvek(登録商標)の商標名の下で商業的に利用可能である、軽量の不織布スパンボンドオレフィンシートから構成されるか、あるいは、Valeron(登録商標)の商標名の下で商業的に利用可能であるクロスラミネートされた高密度ポリオレフィンフィルムから構成されることができる。
Valeron(登録商標)はVan Leeer Flexibles,Inc. ヒューストン、テキサス州によって販売され、クロスラミネートされた延伸高密度ポリエチレンから作られ、耐穴あき性、耐引き裂き性、および耐薬品性を有しているとされる。好ましいフィルムは、強く、滑らかな表面、バランスのとれた耐引き裂き性と共に、均一の厚さを有するものである。フィルムは悪環境中でもその特性を維持し、−70°Fから200°F以上の使用温度範囲を有する。フィルムはアニールされるか、または高温(35℃からプラスチックの融点のすぐ下)に供され、アニールされていないものよりも高い強度を提供する。
エアバッグ構造に特に好適な織物は、米国特許第3,169,899に示されたタイプの、スパンボンド不織布ポリオレフィンフィルム−フィブリルである。この特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。そのようなスパンボンドシートは、参照され、本明細書の一部とされる米国特許3,532,589に示されるように熱結合され、または本明細書の一部とされるPCT公開WO 97/40224に記載された、カレンダー結合されたものである。これは、所望の空気バリア、水バリア、水蒸気透過性および強度特性を提供するためである。用語「ポリオレフィン」は、炭素と水素でのみで構成される、大きく、飽和した開鎖のポリマー性炭化水素の任意のものを意味するように意図される。典型的なポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、およびエチレン、プロピレンおよびメチルペンテンのモノマーの種種の組み合わせのポリマーが挙げられるが、これらには限定されない。他の同様に作られたポリマーフィルムは、当業者には明白である。米国特許番号6,626,312、6,579,584、6,286,145、H1,989、6,488,801、6,364,341、6,447,005、6,641,896および6,355,333は、本発明において有用な他の好適なポリマーおよびプラスチックフィルムを開示する。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれ、その開示は本発明を制限しない例示的なものである。
適当なエアバッグ織物のポロシティまたはガス透過性は当該技術分野において公知の方法によって調整されることができる。例示的な米国特許番号H1,989および6,488,801は、ポロシティを透過性零から種種の大きな透過性まで調節し、それにより所望のポロシティにおいて、ガスを排出する効果を容易に得る方法を記載する。
好ましいエアバッグ、または上記のように構成されたサイドカーテンは、例えば、EVAタイプホットメルト接着剤、アクリル接着剤またはテープ、または低密度ポリエチレンヒートシールを使用してシールされることができる。そのため、エアバッグパネルの労働集約的な裁縫は必要ではなく、それにより、シールの容易性および縫い目からのガス漏れの可能性の除去という、顕著な製造上のおよび性能上の利点を提供する。
一般に、好ましいエアバッグは、当該技術分野において一般に使用されるエアバッグ織物よりも、比較的軽くより薄い織物から造られることができる。そのため、軽量のエアバッグはより容易に折られる。また、パッケージの密度は小さくなり、それにより全体としてより小さなパッケージサイズを要求する。したがって、組み立ておよび製造上の顕著な効果を奏する。エアバッグの材質にかかわらず、それは公知の方法で、折られ、または圧縮され、当該技術分野において公知の、図6に概略的に示されるようなそれぞれの乗り物の上部サイドトリム内に、またはそれに沿ってアセンブルされた、エアバッグモジュール50内に入れられる。
どのように構築されても、好ましい完成したエアバッグ42は前部または第1の上部44、後部または第1の部分に続いている第2の上部46を含み、展開した時に、組み込まれている自動車のB−ピラーを横切って長さ方向に沿って拡がり、それにより、乗員の頭部のような、乗員の体の上部四肢にロールオーバー時の保護およびクッションを提供する。展開した時、第3のより低い胸部部分48は、ドア56内に含まれる窓54のすぐ下、フロントドアに隣接して強制的に配置される。従って、エアバッグ42が展開する場合、上部および下部が膨張し、それに隣接して位置する乗員の、上部および下部の両方の保護を提供する。所望の場合には、エアバッグ42は後部ドアのリヤウインドウの下に伸びる第4の低い胸部のセクション(示されない)含むことができ、それによりそれぞれの乗り物のバックシートの乗員に同じ保護を提供する。
本明細書に記載されたエアバッグは、好ましくは公知の物質から、公知のプロセスによって形成される。例示的な適当なエアバッグ材料および製造法は以下の米国特許中で述べられる:米国特許第6,632,753、6,458,725、5,044,663および米国特許出願番号:2003/0148683、2003/0129339、2003/0104226、2003/0060103、および20020155774。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。
図3は、本発明のインフレータ10の断面図を示す。インフレータ10は、炭素鋼または鉄のような丈夫な金属から作られた要素から好ましく構成されるが、たとえば、強靱で、耐衝撃性の大きなポリマーから作られた要素を含むこともできる。当業者は、インフレータの様々な要素のために、様々な構成方法を認識するだろう。米国特許番号5,035,757、6,062,143、6,347,566、米国特許出願番号2001/0045735、WO 01/08936およびWO 01/08937は、様々なインフレータ要素の典型的な設計を例証し、これらは本発明を何ら制限することのないものとして、参照され本明細書の一部として組み入れられる。
図3を参照する。インフレータ10は、1対の相対する両端14、16およびハウジングウォール18を有する管状のハウジング12を含む。ハウジング12は、キャスト、スタンプ、押出、または他の方法で金属成形されることができる。ハウジングの内部とエアバッグ(図示されない)の間の流体連絡を許容するために、複数のガス出口開口部20がハウジングウォール18に沿って形成される。
長さ方向のガス生成物質エンクロージャー22は、ハウジング12から半径方向の内側に間隔を置かれ、ハウジングの長さ方向の軸に沿って同軸に配向されている。エンクロージャー22は実質的に円筒状の細長いボディを有し、第1の末端22a、第2の末端22b、およびその内部にガス生成組成物24を含むための内部キャビティーを画定する。エンクロージャーの第1の端22aは、イグナイタ26とエンクロージャー内部キャビティーの間の流体連絡を可能にするように配置される。エンクロージャー22は、以下により詳しく記載される方法で、エンクロージャーに沿ったガス生成物質24の燃焼反応の伝搬が容易になるように構成される。
好ましい実施態様においては、複数のガス生成物質タブレット24は、エンクロージャー22の長さ方向に沿って並んで積み重ねられる。タブレット24はそれぞれ実質的に同じ寸法を持っている。1つの実施態様では、ガス生成物質タブレット24はそれぞれ、1/4インチの外径を持っている。また表面間でおよそ0.165インチの最大のタブレット幅を提供する、1対の相対する、一般にドーム型の表面27を有する。図3に見られるように、タブレット24は有利に隣接したタブレット24との間にキャビティー25を作るように賦形されるか、構成される。これらのキャビティー25は、要するに、エンクロージャー22内に空気の領域を提供し、それによって、それらが点火される場合、タブレット24の燃焼特性を向上する。エンクロージャーの長さ方向に沿ったガス生成物質の異なる配置が提供されることができる。しかしながら、エンクロージャーに沿ったガス生成物質のどんな配置も、好ましくは、エンクロージャーの長さ方向に沿ったガス生成物質の実質的に均一な平均した分配を提供する。本発明で使用するにふさわしいガス生成物質組成物の例は、米国特許番号5,035,757、6,210,505および5,872,329に示される。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。しかしながら、適当なガス生成物質の範囲は、引用された特許に記載されたものに制限されない。
所定量の既知の自動点火組成物28が、ガス生成物質24の積み重ねの一方の端に配置される。エンクロージャー22は、アルミニウムテープ29または他の有効なシールで、両端で周囲から密閉される。
イグナイタ26はインフレータ10にしっかりと取り付けられられ、イグナイタが衝突の際にインフレータを活性化するために、ガス生成物質エンクロージャー22の内部と連絡を有するようにされる。示される実施態様では、イグナイタ26は、イグナイタクロージャー30の環状の内側に位置する。イグナイタ26は公知技術により形成されることができる。1つの例示的なイグナイタ構造は、米国特許6,009,809に記載されている。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。
イグナイタクロージャー30はクリンプされるか、または他の方法で、ハウジング12の第1の端14に固定される。第1のエンドキャップ32は、イグナイタクロージャー30と同軸で隣接して並置され、イグナイタクロージャー30とともに、イグナイタ26のための内部ハウジングを形成する。第1のエンドキャップ32は、さらにガス生成物質エンクロージャー22のためにクロージャーを提供する。第2のエンドキャップ34はクリンプされるか、または他の方法で、ハウジング12の第2の端16に固定される。エンドキャップ32および34、ならびにイグナイタクロージャー30はキャストされ、スタンプされ、押し出され、または他の方法で金属成形されることができる。あるいは、エンドキャップ32および34は適当なポリマーから成型されることができる。
フィルター36は、ガス生成物質24の燃焼によって生成されたガスからの微粒子をろ過するためにインフレータデザインに組み入れられることができる。一般に、フィルター36は、ガス生成物質24と、インフレータハウジングウォール18に沿って形成された開口部20の間に配置される。図3の中で示される実施態様では、フィルター36はガス生成物質エンクロージャー22の外部で、エンクロージャー22とハウジングウォール18の間に配置され、実質的にガス生成物質エンクロージャー22とハウジングウォール18の間の環状の空間を占める。異なる実施態様(図示されない)では、フィルター36は、ガス生成物質14と、エンクロージャー22に沿って形成されたエンクロージャーガス出口開口部40の間の、エンクロージャー22の内部キャビティーの中に配置される。フィルターは、ガス生成物質燃焼生成物のろ過のために当該技術分野において公知の種種の物質のうちの1つ、たとえば、カーボンファイバーメッシュまたはシートから形成されることができる。
本発明により、設計基準によって要求されるように、エンクロージャーに沿ったガス生成物質24の燃焼反応の伝搬速度を調整するために、複数のガス出口開口部40が、エンクロージャー22に沿って特に形成される。開口部40は、以下により詳し説明されるように、エンクロージャー22に沿って別々に間隔を置いて配置される。エンクロージャー22は、シート状の金属からロール成形し、次に、穿孔して開口部40を生成することができる。エンクロージャー開口部40は、アルミニウムテープ42または他の有効なシールで環境から密閉される。
エンクロージャー開口部40のサイズ、および開口部間の間隔の燃焼伝搬に与える影響は、図3に示されるようなインフレータを多数作ることにより研究された。開口部40の複数のグループが、各エンクロージャー22に沿って、インフレータ10のイグナイタ26に近い端から始めて、下に記載されているような各グループ内での所定の方法で、異なる開口部のサイズおよび間隔で作られた。
実施例1:
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの23個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの48個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの23個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの48個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。
実施例2:
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの16個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの51個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。最後に、中心間距離で1/4インチ離れて配置される直径5.0mmの20個の開口の第3の群が、開口の第1の群および開口の第2の群と同一線上に形成された。
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの16個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの51個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。最後に、中心間距離で1/4インチ離れて配置される直径5.0mmの20個の開口の第3の群が、開口の第1の群および開口の第2の群と同一線上に形成された。
実施例3:
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの12個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの47個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。 最後に、中心間距離で1/4インチ離れて配置される直径5.0mmの45個の開口の第3の群が、開口の第1の群および開口の第2の群と同一線上に形成された。
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの12個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの47個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。 最後に、中心間距離で1/4インチ離れて配置される直径5.0mmの45個の開口の第3の群が、開口の第1の群および開口の第2の群と同一線上に形成された。
実施例4:
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの12個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの23個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。 最後に、中心間距離で1/4インチ離れて配置される直径5.0mmの91個の開口の第3の群が、開口の第1の群および開口の第2の群と同一線上に形成された。
中心間距離(OC)で1インチ離れて配置される直径4.0mmの12個の開口の第1の群が最初に直線的に形成された。ついで、中心間距離で1/2インチ離れて配置される直径4.0mmの23個の開口の第2の群が、開口の第1の群と同一線上に形成された。 最後に、中心間距離で1/4インチ離れて配置される直径5.0mmの91個の開口の第3の群が、開口の第1の群および開口の第2の群と同一線上に形成された。
「中心間距離」の用語は、1つのオリフィスの中心点から隣接したオリフィスの中心点までの距離と定義される。穴またはガス出口開口部のサイズは、好ましくは約1ミリメートルから、プロペラントチューブの直径の約半分までである。1ミリメートル未満の穴は、一貫したサイズで、所望の効率で製造することがしばしば難しい。プロペラントチューブの直径の半分より大きな穴またはガス出口開口部は、チューブの構造を弱くし、したがって生産するのが比較的難しい。
ガス出口開口部は、中心間距離で、好ましくは約6ミリメートルから26ミリメートルの間隔を置かれる。約6mm未満の間隔は、エンクロージャー22の構造を弱めることがあり、ある場所またはそれに伴うガス出口開口部サイズが、比較的大きいかまたはプロペラントチューブの直径に近い場合、さらに構造上の問題が生ずる。26mmよりも大きい場合も可能であるが、スクリーンを冷却する効率は減じられることがある。
そのため、本発明は、ガス出口開口部のサイズおよび間隔の両方に依存して、特別にあつらえた全体としての表面積をもたらす。全体の表面積は、種種の設計基準、例えばガス生成物質の組成および/または組み合わされるエアバッグの所望の膨張プロフィールなどに基づいて調整されることができる。プロペラントチューブの第1の半分(これは発火源に隣接し近い側の半分である)の比較的小さな開口面積から、プロペラントチューブの第2の半分(これは発火源から遠い側のプロペラントチューブの半分である)の比較的大きな開口面積、全体としての表面積の分布は、チューブの長さ方向にわたって所望の燃焼伝搬を提供する。
発火源からの穴の位置の関数としての、合計の表面積のパーセンテージは、以下に作表され例証される。開口面積は、プロペラントチューブ内のすべての穴の面積の合計として定義される。等しいサイズで、等しく間隔を置かれて穴が配置され、プロペラントチューブの長さ方向全体にわたって均一にオリフィス面積が分布される既知の例から始める。そのように設計されたインフレータは最も速い伝搬時間および、最短の燃焼終了時間、または最短の完全にガス生成物質を燃焼するのに必要な時間に帰着する。実施例1から4の中で示されるように、チューブの点火端での開口部/オリフィス面積の割合は、比較的小さい。その一方で点火チューブの反対端のオリフィス面積の割合は、比較的大きい。これは、プロペラントの積み重ね全体を点火するための時間の比例的な増大を引き起こし、したがって、初期の燃焼速度およびガス生成の期間に影響を与える。
その後、インフレータの各々が活性化された。また、得られたエアバッグのインフレーション圧力が、インフレーションの最初の数秒にわたり測定された。図4は、インフレータ起動の後の最初の0.1秒の間に生じるエアバッグインフレーション圧力をグラフに表わす。図5は、インフレータ起動の後の最初の2秒の間のエアバッグインフレーション圧力をグラフに表わす。
これらの測定および研究所での分析に基づいて、イニシエーター26が活性化された後の、エンクロージャーに沿った燃焼反応の伝搬速度は、開口部40の数、およびエンクロージャー22に沿った開口部間の間隔に依存する考えられた。より詳細には、開口部間隔が1インチの中心間距離であるエンクロージャーのセクションに沿って、燃焼反応が熱いガスを介して伝搬すると考えられている。なぜなら、圧力を解放する開口部の相対的な不足により、エンクロージャーのこの部分の内部の圧力が比較的高いからである。従って、熱いガスがエンクロージャーをさらに下ることを促す駆動圧力が存在する。開口部間隔が1/2インチの中心間距離であるセクション中では、燃焼反応は依然として熱いガスを介して伝搬するが、開口部間の短い距離のために、内部の圧力が比較的低いので、燃焼速度は遅くなる。開口部間隔が1/4インチの中心間距離であるセクション中では、開口部40は比較的多数であり、エンクロージャーの内部圧力がより容易に解放されることが可能になる;このように、熱いガスがエンクロージャーの長さ方向にさらに下ることを促す最低限の駆動圧力が存在する。この場合、タブレット24のそれぞれが燃えながら、次の隣接したタブレットに点火するので、燃焼反応は比較的遅い速度で伝搬し続ける。
したがって、上記の例の分析から、エンクロージャー開口部40間の比較的大きな間隔は、対応する大きな圧力をエンクロージャー22内に生じさせ、間隔を置いて離れて存在する開口部間に存在するガス生成物質の部分に沿った燃焼反応のより速い伝搬(熱いガスを介する)に帰着すると考えられている。例えば、燃焼反応のより迅速な伝搬は、ガス生成物質のより迅速な燃焼、したがって膨張ガスのより迅速な生成、および組み合わせられるエアバッグのより迅速な膨張に帰着する。したがって、エンクロージャーの部分に沿った燃焼反応の伝搬速度に影響を与えるために、エンクロージャーの部分に沿った開口部を、開口部間に配置したガス生成物質の燃焼反応の伝搬の所望の速度に比例した距離で離して配置することができる。したがって、実施例は、エンクロージャー開口部の適切な配置を使用して、より長いかまたはより短い所望のエアバッグ膨張速度、およびまた所望の、より短いかより長い膨張時間に適合するために、燃焼伝搬速度をあつらえる方法を示す。使用されるプロペラントまたはガス生成組成物24のタイプは、例えば参照されてここに組込まれる、米国特許番号5,035,757、5,872,329および6,210,505に記載されたものであることができ、このタイプもプロペラントチューブ22の長さ方向にわたる、所望の燃焼伝搬速度の決定要因であることが認識されるべきである。従って、使用されるプロペラントは、プロペラントチューブの長さ方向に沿った開口部の面積に影響を与えるだろう。異なるプロペラントが使用される際に、「開口部の面積/プロペラントチューブの単位長さ」は、エンクロージャーまたはプロペラントチューブの長さ方向にわたって所望の伝搬速度を生ずるために実験的方法によって反復して決定されることができる。例えば、本発明によりプロペラントチューブの長さ方向の単位長さ当たりで異なる開口部面積で、同じプロペラントを有するプロペラントチューブに穴を開け、ついで定量的および定性的に、燃焼の保持、燃焼の伝搬、エアバッグのインフレーションプロフィル、ガス生成期間、長さ方向にわたる膨張圧力、および他の設計基準について評価する。
それぞれの部分にわたる圧力降下を調整することによって、要求される時間に、より大きな容積、例えば、エアバッグで拘束される上部部分および下部部分により画定される容積の膨張ができる。公知のインフレータを利用するエアバッグ設計が、反復して評価され、所望の時間でエアバッグの必要な膨張を提供する適当な膨張プロフィールを提供することが推奨される。
以下の表はこの概念を例証する。
以下の表はこの概念を例証する。
プロペラントチューブのそれぞれのセクションの合計の開口部面積の、好ましいパーセンテージの範囲は、以下のとおりである:
プロペラントチューブ長さの最初の25%(イニシエーターに最も接近している)− 約7−25%、
プロペラントチューブ長さの第2の25%− 約13−25%
プロペラントチューブ長さの第3の25%− 約18−43%
プロペラントチューブ長さの第4の25%− 約25−54%
プロペラントチューブ長さの最初の25%(イニシエーターに最も接近している)− 約7−25%、
プロペラントチューブ長さの第2の25%− 約13−25%
プロペラントチューブ長さの第3の25%− 約18−43%
プロペラントチューブ長さの第4の25%− 約25−54%
上に与えられたデータを考慮して、本発明は、複数のガス出口開口部40を有するプロペラントチューブ22を含み、ここでそれぞれの穴の面積は計算され、合計の開口部面積は、ガス出口開口部面積を一緒に加えることにより計算される。プロペラントチューブ22の第1の穿孔されたセクション23または部分は、イグナイタ26に最も接近して固定され、第1の部分23は開口部面積の合計の半分未満を有する。プロペラントチューブ22の第2の穿孔されたセクション25または部分は、第1の部分23と一体化され、共軸であり、第2の部分25は開口部面積の合計の半分よりも多くを有する。上記の表の中で例証されるように、たとえば、第1の部分23はプロペラントチューブ22の全長の75%以内を含むことができる。例えば、他方では、第2の部分25は、プロペラントチューブ22の全長の最低25%を含むことができる。好ましい実施態様では、チューブ22の最初の半分27が、合計の開口部面積の半分未満を含み、プロペラントチューブ22の第2の半分29が、合計の開口部面積の半分より多くを含む。上に議論されるように、第1または第2のセクションのいずれかの、第1および第2のそれぞれのガス出口開口部面積は、一つのセクションに含まれるそれぞれのガス出口開口部の数およびサイズによって調整されることができる。
上記の表と矛盾しないで、本発明は、ともに単一の穴あき管22を構成する、複数の同一線上の一体化されたセクションを含む、細長いインフレータ10である点で特徴づけられることもできる。本実施態様においては、組み合わせるイグナイタに最も近い第1のセクション、第1のセクションに並置された第2のセクション、第2のセクションに並置された第3のセクション、およびイグナイタから最も遠く、第3のセクションに並置された第4のセクションが、インフレータの内部にプロペラントチューブを構成する。より一般的には、好ましい実施態様は、細長いハウジング12であって、実質的にそれとともに伸びる細長いプロペラントチューブ22を含む。プロペラントチューブ22の第1の端28は組み合わせるイグナイタ26に固定される。プロペラントチューブ22の第2の端33は、インフレータ10が起動した際に燃焼ガスのフローから密閉するために好ましくは閉鎖される。複数のガス出口オリフィス40は、第1の端から第2の端の間でプロペラントチューブ22内に形成される。上記の表で支持されるように、第1の端から第2の端への単位長さ当たりの、全体の開口部面積に対する比率、開口部の数および/またはサイズを増加することができ、それによりインフレータ10の長さ全体にわたって均一な膨張プロファイルを提供することができる。
エンクロージャー22に沿って互いに隣接する実質的に均一なガス生成物質タブレット24の積重ねは、エンクロージャーに沿って比較的一定なガス生成物質の平均密度を与える。さらに、エンクロージャーの長さ方向において実質的に一定の断面積を持っているエンクロージャーの使用は、エンクロージャーの単位長さ当たり、実質的に一定の容積を与える。これらの機能は、エンクロージャーに沿ったガス生成物質の不均一な分布に起因する、たとえば、エンクロージャー容積、局在化するホットスポットおよびより高い圧力領域のような要因による、エンクロージャー内の圧力変化を最小限にすることを助ける。各プロペラントタブレットのドーム型の表面は、それぞれのドーム型の表面がその頂点でピボットポイントを提供し、隣接したタブレットのプロペラント表面のアペックスと物理的に連絡する点で、アセンブリーの容易さをさらに促進する。従って、個々のドーム型の表面上で作成されたピボットポイントによって、各プロペラントタブレットの同じ並置された配向が、不適当な複雑性なしで保証される。
さらに、特に図4および図5からわかるように、各実施例において測定されたエアバッグ圧力は、インフレータ起動のおよそ.02秒以内に、最初のピーク値から著しく減少することが理解される。初期圧力の低下の大きさは、実施例1のインフレータでは比較的より小さく、実施例4のインフレータでは比較的より大きなことがさらに理解される。この圧力降下の大きさは、それぞれのガス生成物質エンクロージャーに沿った開口部の合計の数と関係があると信じられている。実施例1のガス生成物質エンクロージャーは、それに沿って合計71個の開口部を有し、実施例4のエンクロージャーは、それに沿って形成された合計126個の開口部を有する。それぞれのエンクロージャーのより長い距離にわたって離れて配置された、実施例4のエンクロージャーに沿った開口部のより大きな数は、エンクロージャーの内部の圧力を低下させるためのより大きな合計の開口部面積を提供すると信じられている。したがって、実施例4のガス生成物質エンクロージャーに沿ったより多くの数の開口部は、エンクロージャーの比較的より大きな低下のために、実施例1のエンクロージャーと比較して燃焼伝搬速度を減じる役目をすることができる。したがって、エンクロージャーの部分に沿った燃焼反応の伝搬速度に影響を与えるために、エンクロージャーの部分に沿って提供される開口部の数は、開口部間に配置したガス生成物質に沿った燃焼反応の伝搬の所望の速度に反比例するようにされる。
図6を参照する。上に概説された原理に従って構築されたインフレータは、模式的に示されるように、乗り物乗員拘束システム200に組み入れられることができる。乗り物乗員拘束システム200は、本発明に従って形成された少なくとも1つのエアバッグ202、およびエアバッグの内部と流体連絡を可能にするようにエアバッグ202に連結されたインフレータ10を含む。乗り物乗員拘束システム200は、典型的には、たとえば、衝突の際にエアバッグインフレータ10の起動を介して乗り物乗員拘束システム200を発動させる信号を発する、既知のクラッシュセンサーアルゴリズムと接続される、既知の方法で製造された衝突センサー211と作動可能に接続される。既知の方法で形成されたシートベルトアセンブリーおよび他のエアバッグアセンブリー(図示されない)のような他の要素も、当該技術分野において公知のように、乗り物乗員拘束システム200にさらに組み入れられることができる。
本発明の先の実施態様の記述は例示の目的だけのためにあることも理解されるだろう。そのため、本明細書に示された様々な構造および操作上の態様は、当業者により多くの変更が、本発明の範囲を逸脱することなく行われることができる。
Claims (5)
- 乗り物のサイドカーテンエアバッグモジュール内のエアバッグデバイスであって、
それの長さ方向に沿った第1の上部部分、第1の上部に隣接し並置された第2の上部部分、並びにエアバッグの膨張時に第1の上部部分の下に垂直に向けられる少なくとも1つの胸部部分を含み、完全に展開した時に、エアバッグはそれらに隣接する乗員の頭部および胸部のための膨張可能な保護を提供するエアバッグ、
を含む、エアバッグデバイス。 - エアバッグ内に配置されたインフレータであって、エアバッグデバイスの起動の際に、該インフレータがエアバッグの長さ方向にわたり該エアバッグを膨張するに十分な膨張ガスを提供するインフレータをさらに含む、請求項1記載のエアバッグデバイス。
- エアバッグとエアバッグインフレータを解放可能に収容するためのエアバッグモジュール、
エアバッグモジュール内に固定されたエアバッグであって、それの長さ方向に沿った第1の上部部分、第1の上部部分に隣接し並置された第2の上部部分、並びにエアバッグの膨張時に第1の上部部分の下に垂直に向けられる第一の胸部部分を含み、完全に展開した時に、エアバッグはそれらに隣接する乗員の頭部および胸部のための膨張可能な保護を提供するエアバッグ、および
エアバッグ内に配置されたインフレータであって、エアバッグデバイスの起動の際に、該インフレータがエアバッグの長さ方向にわたり該エアバッグを膨張するに十分な膨張ガスを提供するインフレータ、
を含む、乗り物乗員保護システム。 - 乗り物の長さ方向に沿って、乗り物の内部に含まれるサイドカーテンエアバッグモジュールであって、該モジュールは、
エアバッグインフレータ、および
その長さ方向に沿って伸びる上部部分と、該上部部分の下に伸びる少なくとも1つの下部部分から形成されるエアバッグ、を含み、
該インフレータはインフレータの起動の際に該エアバッグと流体連絡し、それによりエアバッグの上部部分と下部部分の両方を加圧する、
サイドカーテンエアバッグモジュール。 - 該エアバッグインフレータが乗り物の長さ方向に沿って伸び、該エアバッグと実質的に同一空間をしめる、請求項4記載のサイドカーテンエアバッグモジュール。
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