JP2011528300A - 液冷ハイブリッド - Google Patents

Abstract

チャンバ内に収容された一定量のガス発生剤を含むインフレータである。また、液体及びピストンが別のチャンバ内に収容されている。このチャンバは破裂ディスクによって密封される。ピストンは開口部を含んでいる。インフレータが展開している間に、破裂ディスクが破壊されて、ピストンがインフレータの遠位端に向かって移動する。ピストンが移動すると、液圧により液体が開口部を通ってピストン内に押し出され、この液体が、ガス発生剤の燃焼により発生したガスを冷却して同ガスに接触する。

Description

エアバッグ及びエアバッグシステムは、認知され、使用されるようになって数十年がたっており、多くの命を救い、かつ多くの傷害を防止すると信じられている。エアバッグシステムは、衝突時に車両乗員が車両内部の硬い表面ではなく展開されたエアバッグにぶつかるように、車両内部にエアバッグを膨張展開させるために使用される。

エアバッグシステムは通常、インフレータを含んでいる。インフレータは、展開プロセス中に一定量の膨張ガスを発生させるように、及び／又はエアバッグに流入させるように設計された装置である。エアバッグへのこの流入ガスがエアバッグを膨張させて、正しい位置に展開させる。多様なインフレータがこの工業分野において知られている。

一種類の既知のインフレータは、いわゆる「火工式」インフレータである。火工式インフレータは一定量のガス発生剤を含み、このガス発生剤を燃焼させて、エアバッグの展開に必要な膨張ガスを発生させる。したがって、火工式インフレータは、通常、ハウジング（即ち圧力容器）に収容された一定量のガス発生剤を含んでいる。火工式インフレータは通常フィルタも含んでいる。フィルタは、ガスを濾過してガス流に混入した固形物子を除去するように設計されている。フィルタは更に、ガスを冷却するように設計されている。しかしながら、多くの場合、フィルタは高価であり、大きな費用及び重量をインフレータに付加する。

自動車工業は、エアバッグシステムの小型化及び軽量化と、製造費の削減とを必要とし続けている。実際、車両の小型化が進むにつれて、これらの小型車の制約を満たすために対応するエアバッグシステムの変更が必要である。エアバッグインフレータは、エアバッグシステムの重要な構成部品である。したがって、インフレータのサイズ、重量、及び／又はコストを低減することにより、エアバッグシステム全体のサイズ、重量、及び／又はコストが大きく低減される。

したがって、本実施形態は、フィルタを含まないが、引き続きガスを冷却するように、及び／又は混入した微粒子をガス流から除去するように動作することができる新しいタイプのインフレータに関するものである。フィルタをエアバッグインフレータから取り除くと、この装置の小型化及び軽量化と、製造費の削減とが可能になる。

インフレータは、ガス発生剤チャンバ内に収容される一定量のガス発生剤を含む。ガス発生剤チャンバは一定の容積を有する。インフレータは更に、ガス発生剤に点火して、展開中にガスを発生させるイニシエータを備える。ピストン及び液体を収容するために更にチャンバが設けられる。このチャンバは破裂ディスク又はシールによって密封され、展開中に、破裂ディスク、及び／又はシールによる密封が解除され、ピストンが移動して、液圧により開口部を通ってピストン内に液体が押し出されることにより、ガス発生剤の燃焼により発生するガスに液体が接触してガスを冷却する。幾つかの実施形態では、インフレータは、完全に、及び／又は部分的にフィルタレス化することができる。ディフューザが設けられる他の実施形態を設計することができ、ガス発生剤の燃焼により発生するガスは、ディフューザを通って流れる。幾つかの実施形態では破裂ディスクが破壊されるのに対し、他の実施形態では、シールがチャンバに圧入され、このシールはピストンの移動により剥がれる。

幾つかの実施形態では、１つ以上のバッフルを使用することができる。これらのバッフルはピストンに設けることができる。他の実施形態では、ガス発生剤の燃焼により発生するガス、及び液体は、ピストンの内部に移動する。ピストンには流出開口部が設けられており、ピストンの外部への通過を可能にしている。幾つかの実施形態では、液圧により開口部から押し出される液体は気化し、ガス発生剤の燃焼により発生したガスと混ざり合う。

更に別の実施形態は、ガス発生剤の燃焼により発生するガスが、インフレータから流出する前に、蛇行経路を辿って流れるように構成することができる。この蛇行経路は、ガスに混入している微粒子を捕捉する一又は複数の直角の曲がり角を有することができる。更に別の実施形態では、ガスが蛇行経路を辿って流れると、ガスに混入している全ての微粒子がガスから除去されてインフレータ内に付着する。これらの微粒子は捕捉領域に付着させることができる。

インフレータ内で発生するガスを冷却する方法が更に開示される。この方法では、インフレータは、ガス発生剤チャンバ内に収容される一定量のガス発生剤と、イニシエータと、ピストン及び液体を収容するピストンチャンバとを備える。この方法は、ガス発生剤に点火してガスを発生させる工程を含む。ピストンチャンバを密封するために使用される破裂ディスクを破壊する更に別の工程も行なわれる。ピストンを移動させる更に別の工程も行なうことができる。ピストンの移動は、液圧により開口部を通ってピストン内に液体を押し出すことにより、ガス発生剤の燃焼により発生するガスに液体を接触させて、ガスを冷却するように作用する。

本実施形態は、ハウジング内に収容される一定量のガス発生剤を含むインフレータに関する。ガス発生剤は、点火されて一定量の膨張ガスを発生させることができる。次に、このガスはエアバッグに流れてエアバッグを展開させることができる。インフレータは更に、ハウジング内にガス流開口部を含む。本明細書において説明するように、インフレータが展開するときに、ガスは、これらのガス流開口部から流出して、エアバッグに流入することができる。

インフレータは更に、チャンバ内に収容されるピストンを備える。（チャンバはハウジング内に在る）。チャンバ内には、一定量の液体も収容されている。ピストンは更に、破裂ディスクにより密封される開口部を有することができる。開口部が密封されると、液体は開口部を通って漏れ出すことができない。

ガス発生剤の燃焼により、膨張ガスが発生し、この膨張ガスはディフューザを通って流れ、インフレータに付設されたピストンに接触する。このピストンはチャンバ内に収容される。ガスは、このチャンバに流入するとチャンバを加圧する。同時に、ガスの一部がインフレータから流出し始める。

ピストンを収容するチャンバは、一定量の液体も含む。このチャンバが、ガスがチャンバに流入することにより加圧されると、液体は開口部を通ってピストンに流入し始める。次に、この液体はガスと混合される。

液体がガスに接触すると、液体の少なくとも一部が気化してガス流になる。言うまでもなく、この気化プロセスは吸熱プロセスであり、ガスを冷却するように作用する。このように、液体が蒸発する系を利用することにより、高価なフィルタを使用することなく膨張ガスを冷却することができる。更に、液体のこのような気化によって、チャンバ内のガス量が増加する。このように、液体を使用することにより、十分な量の膨張ガスを発生させるために必要なガス発生剤の量が低減し、更にはインフレータの大きさと費用が低減される。

このように、上に説明した液体注入技術を使用することにより、本実施形態では、ガスを冷却するためにフィルタを使用する必要がない。液体をガス流に注入するために必要な圧力は、インフレータの燃焼圧力により得られる。他の実施形態では、ガス発生剤の点火によって発生するガスに含まれる微粒子は、フィルタを使用することなく除去することができる。詳細には、フィルタの微粒子除去機能の少なくとも一部は、インフレータから流出する前にガス流の向きを大きく変えることにより実現する。液体の気化又は分解により発生するガスによって、エアバッグを膨張させることができる。

本実施形態は必ずしもフィルタレスとする必要がないことにも注意されたい。フィルタを使用してもよい。しかしながら、当システムは、必要なフィルタの大きさ及び種類を減らすことができるので、「部分的に」フィルタレス化することができる。

本発明の上に列挙した特徴及び利点と、他の特徴及び利点とが得られる態様の理解を助けるために、上に要約した本発明に関する更に詳細な説明を、添付図面に示される本発明の特定の実施形態を参照することにより行う。これらの図面は、本発明の代表的な実施形態を描いているに過ぎず、したがって本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は、添付図面を使用しながら特異性及び詳細を追加して記載及び説明する。

図１は、インフレータの一実施形態の断面図であり、展開前のインフレータを示している。 図２は、図１の実施形態の断面図であり、イニシエータが作動し、破裂ディスクが破壊されるときのインフレータを示している。 図３は、図１の実施形態の断面図であり、液体注入が行なわれているときのインフレータを示している。 図４は、図１の実施形態の断面図であり、ガスがインフレータから漏れ出すときのインフレータを示している。 図５は、図１の実施形態の断面図であり、液体注入がほぼ完了したときのインフレータを示している。 図６は、図１の実施形態の断面図であり、インフレータが完全に展開した後のインフレータを示している。 図７は、インフレータの別の実施形態の断面図である。 図８は、インフレータの別の実施形態の断面図である。 図９は、インフレータの別の実施形態の断面図である。 図１０は、図９の実施形態の一部として使用できるバッフルを示す断面図である。 図１１は、インフレータの別の実施形態の断面図である。 図１１Ａは、図１１に示すピストンの拡大版である。 図１２は、図１１のインフレータの展開段階を示す断面図である。 図１３は、図１１のインフレータの展開段階を示す断面図である。 図１４は、図１１のインフレータの展開段階を示す断面図である。

本発明の現時点で好適な実施形態は、図面を参照することにより最も深く理解されると思われ、これらの図面では、図面全体を通じて同様の構成要素は同様の参照番号により示されている。本明細書において図に概略説明され、かつ示される本発明の構成要素は非常に多くの異なる構成に配置及び設計することができることが容易に理解できるであろう。したがって、図面に表わされる本実施形態に関する後述の更に詳細な説明は、特許請求される本発明の範囲を限定することを目的としているのではなく、単に本発明の現時点で好適な実施形態を表わすことを目的とする。

ここで図１を参照する。図１は、インフレータ１００の断面図である。当該インフレータは、ハウジング１０８に収容された一定量のガス発生剤１０４を含んでいる。イニシエータ１１２が更に、インフレータ１００に付設される。イニシエータ１１２を使用してガス発生剤１０４に点火する。ガス発生剤１０４に点火すると、一定量の膨張ガスが発生する。次に、このガスをエアバッグ（図示せず）に流入させてエアバッグを展開させる。この技術分野の当業者であれば、イニシエータ１１２及びガス発生剤１０４が本技術分野で公知であり、かつ非常に多くの異なる特徴をこれらの構成部品に使用できることが理解できるであろう。

発生剤１０４は、破裂ディスク１２０によって密封されたチャンバ１１６内に収容される。チャンバ１１６は、「ガス発生剤チャンバ」と表記されることがある。ガス発生剤チャンバ１１６は一定の容積を有する。ガス発生剤チャンバ１１６の容積は、インフレータの展開前、展開中、及び展開後を通じて同じ大きさに保持される。また、ディフューザ１２４は、チャンバ１１６内に配置される。詳細には、イニシエータ１１２が作動すると、当該イニシエータ１１２によって高温ガスが発生して孔１２８を通って流れる。次に、この高温ガスが発生剤１０４に接触することにより、発生剤１０４が点火される。次に、発生剤１０４のこの点火によって供給ガスが発生し、このガスは孔１３２を通って流れてディフューザ１２４の内側に達し、次いで破裂ディスク１２０に接触する。発生剤１０４の点火によって生じるチャンバ１１６内の圧力上昇によって破裂ディスク１２０が破壊され、ガスをチャンバ１１６から流出させる。

引き続き図１を参照する。インフレータ１００は更に、チャンバ１４０内に収容されたピストン１３６を備える。（チャンバ１４０はハウジング１０８内に位置する）。チャンバ１４０内には、一定量の液体１４４も収容される。ピストン１３６は、破裂ディスク１５２によって密封される開口部１４８を有することもできる。開口部１４８が密封されると、液体１４４は、開口部１４８を通って漏れ出すことができない。

液体１４４は、−３５℃〜８５℃の温度範囲で液体のままであればどのような液体でもよい。液体は更に、吸熱により気化する性質を示さなければならず、かつ気化したとき、エアバッグに関連する流出量許容限界内に収まるガスを発生させるものでなければならない。また、液体は、簡易チャンバ内に貯留することができるように非腐食性とすることもできる。これらの基準を満たすいずれの液体も、液体１４４として使用することができる。このような基準を満たす液体の例として、ＣａＣｌ_２混合水を挙げることができる。

図１のインフレータ１００は更に、ハウジング１０８にガス流開口部１５６を含んでいる。本明細書において説明するように、インフレータ１００が展開したとき、エアバッグ（図示せず）に流入するようにガスをガス流開口部１５６から流出させることができる。これらのガス流開口部１５６は、展開前に、破裂ディスクによって密封しても密封しなくてもよい。

上述のように、図１は、展開前のインフレータ１００を示している。図１〜６を参照して、インフレータ１００の展開について以下に説明する。図２は、図１の実施形態の断面図であり、イニシエータ１１２の作動を示している。イニシエータ１１２が作動すると、高温ガスが発生して孔１２８を通り抜け、それによりガス発生剤１０４に接触する。ガス発生剤１０４とのこのような接触は、ガス発生剤１０４に点火して燃焼させ、一定量の膨張ガスを発生させる。

図３は、ガス発生剤１０４が燃焼するときのインフレータ１００を示している。上述のように、ガス発生剤１０４が燃焼すると膨張ガス１６０（矢印で図示される）が発生し、この膨張ガスは、孔１３２を通り抜けてディフューザ１２４に達し、破裂ディスク１２０に接触する。ガス１６０が発生すると、チャンバ１１６が加圧されて破裂ディスク１２０が破壊される。破壊後、ガス１６０はチャンバ１１６から流出してチャンバ１４０に流入する。

ガス１６０は、チャンバ１４０内に入るとピストン１３６に接触してチャンバ１４０の内部を加圧する。また、ガス１６０の一部が開口部１５６を通ってインフレータ１００から流出し始める。しかしながら、チャンバ１４０を加圧すると、今度は破裂ディスク１５２（図１に示す）が破壊される。破壊後、液体１４４が開口部１４８（もはやディスク１５２によって密封されていない）から注入されてガス１６０と混合し始める。

図３に示すように、インフレータ１００は、ピストン１３６の、液体１４４に接触する領域である衝突領域１７９を有する。インフレータ１００は更に駆動領域１８１を有し、この駆動領域１８１は、ピストン１３６のガス１６０と接触する領域である。衝突領域１７９は駆動領域１８１よりも小さい。液体１４４の圧力は、領域１８１と領域１７９との差により大きくなる。液圧は、ガス１６０の圧力に、領域１７９に対する領域１８１の比を乗じた値に略等しい。この圧力差によって、液体１４４がピストン１３６の内部領域に注入されて、ガス１６０と相互作用する。

図４は、液体１４４が開口部１４８から注入されて、ガス１６０と混ざり合うときのインフレータ１００の展開を示している。チャンバ１４０内の圧力によって、ピストン１３６が押し込まれて液体１４４に向かって移動する。液体１４４上の液圧によって、開口部１４８を通り抜けざる液体１４４の量が増える。言うまでもなく、これが起こっている間に、ガス１６０はチャンバ１１６からチャンバ１４０に流入し続けている。また、ガスの一部は開口部１５６を通って流出し続けている。

液体１４４がガス１６０に接触すると、液体１４４の少なくとも一部が気化してガス流になることに注目されたい。当然ながら、この気化プロセスはガス１６０を冷却するように作用する。（詳細には、液体１４４を気化させる及び／又は分解するために必要な熱がガス流から取り除かれるために、流出ガス１６０の温度が大幅に下がる）。膨張ガスを冷却するためにフィルタが使用される場合が多いことに注目されたい。しかしながら、液体１４４を使用することにより、高価なフィルタを使用することなくガス１６０を冷却することができる。更に、液体１４４のこのような気化により、チャンバ１４０内のガス量が増加する。このように、液体１４４を使用することにより、十分な量の膨張ガスを発生させるために必要なガス発生剤１０４の量が減るので、インフレータ１００の大きさ及びコストを更に低減することができる。

図５は、ピストン１３６が完全に移動した後のインフレータ１００を示している。詳細には、ピストン１３６をチャンバ１４０の遠位端１６４に移動させることにより、液体１４４の全てが開口部１４８から押し出される。この場合も上述のように、この液体１４４が気化してガスになる。しかしながら、液体１４４が全て注入された後でも、ガス１６０は依然として、開口部１５６を通ってインフレータ１００から流出している。

図６は、展開プロセスが完了した後のインフレータ１００を示している。液体１４４は全てガスに変化しており、チャンバ１４０から流出してチャンバ１４０が空になっている。ガス発生剤１０４の点火により発生したガス１６０も全て放出されている。

図７は、インフレータ２００の別の実施形態の断面図である。インフレータ２００は、図１の実施形態と同様である。簡潔性を期すために、この説明は繰り返さない。

インフレータ２００とインフレータ１００との主要な差は、インフレータ２００がディフューザ１２４を含んでいないことである。インフレータ２００は、ディフューザ１２４ではなく、単なる開口部２３２を含んでおり、ガス２６０が、ガス発生剤１０４の点火により発生した後にこれらの開口部２３２を通り抜ける。ガス２６０が開口部２３２を通り抜けるとき、当該ガスは、矢印で示すように、蛇行経路を辿って流れる。更に詳細には、ガス２６０は、コーナー２６４を通過して流れ、即ちガス流路は曲がっている。ガス流がこのように曲がる場合、ガス２６０内の混入微粒子及び他の固体微粒子がガス２６０から分離され、コーナー２６４の近傍に付着する。このように、混入微粒子はガス流２６０から、高価なフィルタ又はディフューザを使用することなく除去される。

図７に示すように、ピストン２３６がインフレータ２００内で使用される。ピストン２３６は中空であり、チャンバ２４０内に位置する。したがって、チャンバ１１６から出て行くガス２６０は、ピストン２３６の内部に流入する。ピストン２３６は、ガスをピストン２３６の外部に流出させ、次いでインフレータ２００から開口部１５６を通って流出させることができる流出開口部２６８を含む。ピストン２３６は更に開口部１４８を含み、この開口部１４８は、破裂ディスク１５２によって密封してもしなくてもよい。この場合も、ガスにより生じる圧力によって、ピストン２３６が遠位端１６４に向かって移動し、液体１４４が開口部１４８から注入される。注入されると、液体１４４は気化して、上述のようにガス２６０を冷却する。インフレータ２００が展開している間に、ピストン２３６を完全に移動させることにより、液体１４４の全てを強制的に開口部１４８から完全に注入することができる。

図７に示すように、インフレータ２００は、ピストン１３６の液体１４４と接触する領域である衝突領域１７９を有する。インフレータ２００は更に駆動領域１８１を有し、この駆動領域１８１は、ピストン１３６のガス１６０と接触する領域である。衝突領域１７９は駆動領域１８１よりも小さい。

次に図８を参照する。図８は、インフレータ３００の断面図である。インフレータ３００は、上述の実施形態と同様である。簡潔性を期すために、この説明は繰り返さない。

上に示した実施形態と同じように、インフレータ３００はディフューザを含んでいない。ディフューザではなく、図８の実施形態は開口部３３２を含み、これらの開口部３３２を通って、ガス３６０（発生剤１０４の点火により発生する）がチャンバ１１６から流出することができる。上に説明した実施形態と同じように、ガス３６０は、チャンバ１１６から流出すると、蛇行経路を辿って二つ以上のコーナー３６４を通過する。このようなコーナー３６４は直角の曲がり角であり、これらの曲がり角に混入微粒子が残る。即ち、ガス３６０がコーナー３６４で向きを変えると、混入微粒子がガスから分離して、捕捉領域３６６に付着する。概して、このような捕捉領域３６６は、付着を容易にするコーナー、又はでこぼこの表面である。このように、混入微粒子は、高価なフィルタ、及び／又はディフューザを使用することなくガス３６０から除去される。

インフレータ３００は更にピストン３３６を含む。ピストン３３６は中空であり、チャンバ３４０内に位置している。したがって、チャンバ１１６から出て行くガス３６０は、ピストン３３６の内部に流入する。インフレータ３００は更に開口部を含み、これらの開口部は、ガスをピストン３３６の外部に流出させ、次いでインフレータ３００から開口部１５６を通って流出させることができる。ピストン３３６は更に開口部１４８を含み、この開口部１４８は破裂ディスク１５２によって密封しても密封しなくてもよい。この場合も、ガスにより生じる圧力によって、ピストン３３６が遠位端１６４に向かって移動し、液体１４４が開口部１４８から注入される。注入されると、液体１４４は気化して、上述のようにしてガス３６０を冷却する。インフレータ３００が展開している間に、ピストン３３６を完全に移動させることにより、液体１４４の全てを強制的に開口部１４８から完全に注入することができる。インフレータ３００は衝突領域１７９及び駆動領域１８１を有する。この衝突領域１７９は駆動領域１８１よりも小さい。

次に図９を参照する。図９は、インフレータ４００の別の実施形態を示している。インフレータ４００は、上述した実施形態と同様である。簡潔性を期すために、この説明は繰り返さない。

図１の実施形態と同じように、インフレータ４００はディフューザ１２４を含む。上述のように、発生剤１０４の点火により発生したガス４６０は、孔１３２を通って流れ、破裂ディスク１２０を破壊し、次いでチャンバ１１６から流出する。チャンバ１１６から流出すると、ガスは開口部１５６を通ってインフレータ４００から流出することができる。ガスは更に、ピストン４３６の内部に流入してピストン４３６を移動させるので、液体１４４は上述のようにして開口部１４８を通過させられる。インフレータ４００は衝突領域１７９及び駆動領域１８１を有する。この衝突領域１７９は駆動領域１８１よりも小さい。

図１０は、図９の実施形態の切り欠き図である。図１０に示すように、インフレータ４００は更に、１つ以上のバッフル４７０を含むことができ、これらのバッフル４７０は、ガス４６０及び注入液１４４を案内／誘導するように作動する。この技術分野の当業者であれば、バッフル４７０に他の構成及び／又は形状を採用することもできることが理解できるであろう。実際、バッフル４７０は、必要に応じて、ガス流を調整するような形状に作製することができる。バッフル４７０は、別の開口部４７２を有することができる。幾つかの実施形態では、ガス発生剤チャンバ１１６から出て行くガスの方向は、注入される液体１４４の方向とは正反対（又は、略正反対）である。その結果、これらの二つの流れは、互いに押し合い、正常な流れを邪魔する。幾つかの例では、混入微粒子が蓄積して開口部１４８（図９）を詰まらせることにより、液体１４４でガス４６０を冷却することができなくなる場合がある。したがって、バッフル４７０を付設してガス流を誘導することにより、ガス流が液体１４４の流れを邪魔又は阻止する方向に流れることがないようにすることができる。

図１１は、本実施形態によるインフレータ５００の別の実施形態の断面図である。図１１Ａは、図１１のピストン部分の拡大版である。図１１及び図１１Ａに示すように、インフレータ５００は、チャンバ１１６内に収容された発生剤１０４を含む。これまでの実施形態と同じように、イニシエータ１１２は、ガス発生剤１０４に点火して、一定量の膨張ガスを発生させることができる。ディフューザ１２４は、チャンバ１１６内に配置される。ディフューザ１２４は孔１３２を含み、これらの孔１３２は、発生剤１０４の燃焼によって発生するガスをディフューザ１２４の内部に流入させて、チャンバ１１６から出すことができる。

インフレータ５００は更にピストン１３６を備える。ピストン１３６には、液体１４４を含むチャンバ１４０が隣接している。図１１Ａに示すように、液体１４４は、シール５５２によりチャンバ１４０内に密封される。このシール５５２は、ピストン１３６の周囲に圧入されてチャンバ１４０を密封するカップとすることができる。他の実施形態では、シール５５２は、ピストン１３６（又はチャンバ１４０）に付着させてチャンバ１４０を密封するコーティングとすることができる。この技術分野の当業者であれば、シール５５２を介してチャンバ１４０を密封する方法を理解できるであろう。インフレータ５００は、これまでの実施形態のうちの幾つかの実施形態とは異なり、破裂ディスクを持たない。破裂ディスクではなく、この実施形態は、チャンバ１４０を密封するために使用されるシール５５２を有する。

ピストン１３６の内部は混合チャンバ５６０である。発生剤１０４の燃焼によって発生したガスは、チャンバ１１６から流出すると、ピストン１３６に衝突し、混合チャンバ５６０を満たす。ピストン１３６がチャンバ１４０内を進むと、発生したガスがインフレータから開口部１５６を通って流出することができる。ピストン１３６は衝突領域１７９及び駆動領域１８１を有する。この衝突領域１７９は駆動領域１８１よりも小さい。

図１２、１３、及び１４は、インフレータ５００の複数の展開段階を示している。発生剤１０４が燃焼すると、一定量のガスが発生する。（このガスは、矢印１６０で示される）。このガスは、チャンバ１１６からディフューザ１２４を介して流出し、ピストン１３６に接触することができる。このガス１６０の一部は更に、インフレータ５００から開口部１５６を通って流出し始める。ガスがピストン１３６に接触すると、ピストンはチャンバ１４０に向かって移動／変位し始める。次いで、この変位によってシール５５２が剥がれる。例えば、圧入シール５５２が変位して、当該シールが密封機能を有さなくなる。（これは、ピストン１３６が、圧入ゾーン、即ち圧入される領域を通り過ぎて密封機能がなくなった状態でありうる）。幾つかの実施形態では、ピストン１３６は、凹部５６６、又はチャンバ１４０に向かって移動するときに、液体１４４が流れることができる通路を確保するように作用する他の特徴部を有することができる。１つ以上の排出孔５７１を追加することもできる。これらの排出孔は、装置内の圧力（「背圧」のような）を軽減するように作用することができる。

シール５５２が剥がれた後、液体１４４はチャンバ１４０から流出し始める。この液体１４４は、開口部５７０からピストン１３６に流入することができる。ここでも、ピストン１３６が移動すると、チャンバ１４０内の液体１４４が液圧により押し出されるので、液体１４４が開口部５７０から注入されてガス１６０と接触し、混ざり合う。（図１３は、移動しているときのピストン１３６を示しており、図１４は、ピストン１３６が完全に変位して、液体１４４の全てがチャンバ１４０から押し出された後のピストン１３６を示している）。ピストン１３６の内部に注入された液体１４４は気化し、エアバッグを膨張させるために使用される。しかしながら、気化は、本明細書に説明するように、ガスを冷却するように作用する。ガス１６０及び液体１４４は混合チャンバ５６０内で混合することができる。幾つかの実施形態では、ガス１６０は、ピストン１３６を移動させる手段として、ピストン１３６のピストンヘッド５７６を押し付ける。ガス１６０がこのピストンヘッド５７６を押し付けることにより、微粒子及び他の望ましくない副生成物がピストンヘッド５７６に付着することができ、それにより一定量のガス１６０から分離されうる。

更に、上述のように、ピストン１３６をチャンバ１４０に向かって変位させることができる。幾つかの実施形態では、ピストン１３６のこの移動は、チャンバ１４０が液体１４４で完全に満たされないようにすることにより容易になりうる。即ち、チャンバ１４０内にはピストン１３６を変位させることができるスペース（「ヘッドスペース」と呼ばれることがある）が存在する。幾つかの実施形態では、このヘッドスペース５８０に、展開中にチャンバ１４０内にピストン１３６を進入させることができる圧縮可能ガス５８４を充満させることができる。この圧縮可能ガス５８４は、空気、アルゴン、又は他のいずれかの適切なガスとすることができる。このガスは、チャンバ１４０の密封が解除されるとチャンバ１４０から漏れ出し、膨張プロセスにおいて更に使用することができる。

ここで添付図面全てをまとめて参照すると、本実施形態は種々の利点をもたらすことが理解できるであろう。例えば、本実施形態は、ガスを冷却するためにフィルタを使用する必要が無い。フィルタを使用するのではなく、冷却機能は、展開中に液体１４４をガス流に注入することにより置き換えられる。フィルタの微粒子除去機能は、インフレータから流出する前に、ガス流の向きを大きく変えることにより実現する。液体の気化又は分解によって発生したガスによってエアバッグを膨張させることができる。液体をガス流に注入するために必要な圧力は、インフレータの燃焼圧力から得られる。更に、幾つかの実施形態では、液体注入速度はインフレータの燃焼圧力に比例するので、液体は高温の（燃焼圧力が高い）方が高速で注入することができ、低い温度（低い燃焼圧力）の方が低速で注入することができる。

本発明は、他の特定の形態として、本発明の構造、方法、及び／又は他の基本的特徴から逸脱することなく、本明細書に広義に記載され、以下に請求されるように実施することができる。記載される実施形態は、全ての点において、例示としてのみ解釈されるべきであり、限定的に解釈されるべきではない。したがって、本発明の範囲は、これまでの記述ではなく、添付の請求項により規定される。これらの請求項の均等物の意味及び範囲に含まれる全ての変更は、これらの請求項の範囲に包含されるべきものである。

Claims (21)

1. 一定の容積を有するガス発生剤チャンバ内に収容された一定量のガス発生剤と、
   ガス発生剤に点火して、展開中にガスを発生させるイニシエータと、
   ピストン及び液体を収容するチャンバと
   を備え、ピストンの内部が液体から密封されており、展開中にピストンが移動するとピストンの内部が液体密封状態から解除され、液圧により液体が開口部を通ってピストン内に押し出されることにより、液体が、ガス発生剤の燃焼により発生したガスに接触してガスを冷却する、
   インフレータ。
2. ガス発生剤の燃焼により発生したガスと、ピストンの内部に移動する液体とが、流出開口部を通り抜けて、ピストン外部への通路を形成する、請求項１に記載のインフレータ。
3. インフレータがフィルタレス構造を有している、請求項１に記載のインフレータ。
4. 複数の開口部を更に備え、これらの開口部のうちの少なくとも１つがガスの流れからずれていることにより、液体が更に容易に液圧により開口部から押し出される、請求項１に記載のインフレータ。
5. 液圧により開口部から押し出される液体が気化して、ガス発生剤の燃焼により発生したガスと混ざり合う、請求項１に記載のインフレータ。
6. 液体が気化して、混合チャンバ内でガスと混ざり合う、請求項５に記載のインフレータ。
7. ガス発生剤の燃焼により発生したガスが、インフレータから流出する前に、蛇行経路を辿って流れる、請求項１に記載のインフレータ。
8. 蛇行経路が、ガスに混入している微粒子を捕捉する直角の曲がり角を有している、請求項７に記載のインフレータ。
9. ガスが蛇行経路を辿って流れると、ガスに混入している少なくとも幾つかの微粒子がガスから除去されて、インフレータ内に付着する、請求項７に記載のインフレータ。
10. 微粒子は捕捉領域に付着する、請求項９に記載のインフレータ。
11. １つ以上のバッフルを更に備える、請求項１に記載のインフレータ。
12. 液体が水を含む、請求項１に記載のインフレータ。
13. 液体はチャンバ内に収容されてシールにより密封されており、インフレータは更に、液体の近傍に一定量のガスを含んでいる、請求項１に記載のインフレータ。
14. シールは、圧入されており、ピストンの移動により剥がれる、請求項１３に記載のインフレータ。
15. ピストンの内部が破裂ディスクにより密封されている、請求項１に記載のインフレータ。
16. ピストンの、液体に接触する衝突領域が、ガスに接触する駆動領域よりも小さく、液体の圧力を増大させて、衝突領域と駆動領域との差によって液体注入を生じさせる、請求項１に記載のインフレータ。
17. 一定の容積を有するガス発生剤チャンバ内に収容された一定量のガス発生剤と、
    ガス発生剤に点火して、展開中にガスを発生させるイニシエータと、
    ピストン及び液体を収容するチャンバと
    を備え、ピストンの内部が液体から密封されており、展開中にピストンが移動するとピストンの内部が液体密封状態から解除され、ピストンの移動が液圧により開口部を通ってピストン内に液体を押し出すことにより、液体が、ガス発生剤の燃焼により発生したガスに接触し、気化し、ガスと混ざり合い、ガスを冷却し、ガスは蛇行経路を辿って流れて、ガスに混入している少なくとも幾つかの微粒子がガスから除去されてインフレータ内に付着する、
    インフレータ。
18. 蛇行経路が、ガスに混入している微粒子を捕捉する直角の曲がり角を有している、請求項１７に記載のインフレータ。
19. インフレータ内で発生するガスを冷却する方法であって、インフレータが、一定の容積を有するガス発生剤チャンバ内に収容された一定量のガス発生剤と、イニシエータと、ピストン及び液体を収容するピストンチャンバとを備えているもので、
    ガス発生剤に点火してガスを発生させる工程と、
    ピストンチャンバを密封するために使用されたピストンの開口部の密封を解除する工程と、
    ピストンを移動させて、液圧により開口部を通ってピストン内に液体を押し出すことにより、ガス発生剤の燃焼により発生したガスに液体を接触させて、このガスを冷却する工程と
    を含む方法。
20. 液体が気化してガスと混ざり合うことによりガスを冷却するもので、更に、液体により冷却されたガスをインフレータから流出させる工程を含む、請求項１９に記載の方法。
21. 更に、インフレータ内の圧力を軽減する１つ以上の排出孔を備える、請求項１に記載のインフレータ。

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