JP2012521921A - 車両エアバッグ用ガス発生器 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両エアバッグ（１２）用の火薬式ガス発生器（１０）に関し、このガス発生器は、火薬と、燃焼室（１４）内に配置され、迫りくる衝突状態を検出する第１検出システム（３０）および／または実際の衝突状態を検出する第２検出システム（３２）によって作動するようになされた火薬式点火装置（２８）とを含む。本発明の火薬式ガス発生器は、さらに、上記燃焼室（１４）と上記エアバッグ（１２）との間のガス流路（１６，１８）と、第１流動断面を画定する第１の位置からこの第１流動断面よりも大きい第２流動断面を画定する第２の位置へ、またはその逆に移動するようになされた少なくとも１つの弁（３４）とを含む。詳細には、弁（３４）は、火薬式点火装置（２８）が第１検出システム（３０）によって作動した場合に大きい方の流動断面を画定するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のエアバッグを膨張させるために使用される、火薬を含む火薬式ガス発生器に関する。より詳細には、本発明は、２つの動作速度を有しており衝撃前の指令または衝撃時の指令によってトリガされるよう構成された、火薬式ガス発生器に関する。

この２０年にわたって、自動車業界では、衝突の際に車両の乗員を保護するための数々のエアバッグシステムが開発されてきた。このようなエアバッグは、通常、火薬式ガス発生器により供給される高温のガスによって展開される。衝突の際、エアバッグは迅速に展開しなければならず、衝撃後十分な時間にわたって膨張した状態を維持しなければならない。したがって、火薬式ガス発生器は、数十ミリ秒程度の極めて短時間で動作するように設計されている。

現在、多くの車両にエアバッグ型の安全システムが装備されており、その多くは、車両が障害となる物体に実際に接触した瞬間、すなわち実際の衝突時にトリガされるものである。

このトリガは、車両の構成体（保護体、側部部品）に取り付けられ電子制御部に事故を知らせる働きをする複数の加速度計を利用して行われる。電子制御部は、確認とフィードバックを行った後、エアバッグの火薬式システムに電気的トリガ信号を送信する。

安全システムはこれを受けて極めて短時間で展開する必要があり、必然的にエアバッグは急激に（約３０ミリ秒から４０ミリ秒の間に約５０リットルから１００リットル）膨張する。これにより、乗員は、車両内で適切に位置していない場合、有害な影響を受ける可能性がある。

近年、非接触型検出器（ビデオカメラ、または、赤外線センサもしくはマイクロ波センサ等）に基づく新規な検出システムによって、衝突を予測することが可能になっている。このような衝突システムは、コンピュータによる信号処理と連動することで、衝突が間もなく起こることを信頼性の高い方法で判断可能にしている。現在の技術水準では、このような検出システムは、誤作動の危険性を伴わずに、衝突の約１００ミリ秒前に安全システムを作動させることができるとされている。上述の従来のシステムで可能であったより早い時点で各種の安全システム、とりわけ一または複数のエアバッグをトリガできるようにすることで、これらの新規の検出システムは、約１５０ミリ秒というより長い時間にわたってエアバッグを膨張可能にし、これにより、エアバッグが急激に動作することが抑制され、衝撃時に車両内で適切に位置していない乗員に対する危険を軽減することができる。

しかしながら、迫りくる衝突を検出するこのような新規のシステムはまだ十分に完成されていないため、自動車メーカー各社は現在、検出の種類に応じて異なる動作が可能な、すなわち、実際の衝突が検出された場合には従来通りエアバッグを高速（たとえば約３０ミリ秒から４０ミリ秒以内）で膨張させ、迫りくる衝突が検出された場合には「低速」で膨張させる（この場合、膨張の持続時間は１２０ミリ秒から１５０ミリ秒前後）、デュアル火薬式システムが利用可能になることを望んでいる。

検出の種類と各種センサから送信された情報に基づいて、電子制御ユニットが適切な動作モードを選択する。

車両エアバッグ内の圧力を制御するための技術的解決手段はすでに提案されている。たとえば、米国特許第５２３４２２９号および欧州特許第１６６１７６６号は、ガスの進路がエアバッグから逸れるように開孔を制御可能な火薬式ガス発生器を備えるエアバッグに関する。このようなシステムでは、燃焼室からの「漏出」が所望の動作モードに応じて調整される。これには、衝突の検出の時点に応じて火薬式ガス発生器自体を制御することは含まれていない。

したがって、本発明の目的は、検出システムが迫りくる衝突を検出したか、実際の衝突を検出したかに応じて、自動車両のエアバッグを膨張させる速度を変えることができる火薬式ガス発生器を提供することである。

より詳細には、本発明は、
燃焼室に配置され、迫りくる衝突状態を検出する第１検出システムおよび／または実際の衝突状態を検出する第２検出システムによって作動するようになされた火薬式点火装置と、
前記燃焼室と車両エアバッグとの間のガス流路と、
第１流動断面を画定する第１の位置から前記第１流動断面よりも大きい第２流動断面を画定する第２の位置へ、またはその逆に移動するようになされており、前記火薬式点火装置が前記第１検出システムによって作動した場合大きい方の前記第２流動断面を画定するように構成された、少なくとも１つの弁とを備えることを特徴とする、火薬を含む、車両エアバッグ用火薬式ガス発生器を提供する。

ガス発生器の燃焼室から流出するガスの流量が増大すると、車両エアバッグの膨張の速度が速くなる。ガスの流量は燃焼室内の圧力に応じて変動し、この圧力は、燃焼室からエアバッグの内部に至るガス流路の面積と、火薬の燃焼表面積とに応じて変化するものである。本発明は、燃焼室から流出するガスの流量を調整するために、移動可能な弁を用いて燃焼室からエアバッグ内部に至るガス流動部の断面を変更することを提案する。すなわち、衝突検出の種類（予測かそうでないか）に応じて、エアバッグを「低速で」膨張可能にする第１流動断面とエアバッグを「高速で」膨張可能にする第２流動断面のいずれかを画定することが可能である。迫りくる衝突を検出するシステムによって衝突が検出された場合、ガス発生器は、指令に基づき衝撃がくる前にトリガされ、衝突の予測により活用できる余剰時間を利用して、従来の検出システムと比較して「低速で」かつ緩やかに膨張が行われるように、ガス流動断面が調整される。つまりこの弁は、迫りくる衝突状態を検出するシステムによって火薬式点火装置が作動させられると大きい方の流動断面を画定するように、構成されている。一方、検出システムによって検出された衝突が実際の衝突である場合は、衝撃の最中および衝撃後に車両の乗員を保護可能な速い速度でエアバッグが膨張するよう、ガス流動断面が調整される。つまりこの弁は、実際の衝突を検出するシステムによって火薬式点火装置が作動させられると小さい方の流動断面を画定するように、構成されている。

本発明の火薬式ガス発生器に組み込まれた火薬は、衝突検出の種類（予測かそうでないか）に応じて、「低速」での燃焼または「高速」での燃焼に対応する必要がある。仏国特許出願公開第２９１５７４６号には、このような２つの動作モードに対応する火薬組成物が記載されている。

前記ガス流路は、たとえば前記燃焼室に形成された少なくとも２つのオリフィスによって構成され、前記弁は、前記少なくとも２つのオリフィスのうち少なくとも１つを閉塞するようになされてよい。

たとえば、前記弁は、火薬式作動用点火装置によって点火される火薬により放出されるガスの作用により、第１の位置から第２の位置へ、またはその逆に移動してよい。

一例として、前記弁は、直線経路に沿って移動するようになされた摺動部であってよい。また、前記弁は、前記燃焼室の前記オリフィスの少なくとも１つと位置合わせして配置されるようになされた少なくとも１つの開口と、少なくとも１つのガイド傾斜部とを有する回転可能な摺動部で、前記回転可能な摺動部は、前記火薬式作動用点火装置によって点火される火薬により放出されるガスにより作動し前記ガイド傾斜部と協働するピストンの作用により、移動するようになされてよい。前記弁は、ニードル弁の形をとってもよい。

本発明の別の実施形態では、前記弁が、初期状態では圧縮されており減速閾値到達時点で起動される慣性装置により解放されるバネで、付勢されている。

さらに別の実施形態では、前記弁が、初期状態では圧縮されており電気回路に接続された温度ヒューズにより解放されるバネで、付勢されている。

さらに別の実施形態では、前記弁が、初期状態では圧縮されており電磁トリガにより解放されるバネで、付勢されている。

また本発明は、車両エアバッグと、前記車両エアバッグが連結される上記に記載の火薬式ガス発生器との組み合わせを提供する。

また本発明は、上記に記載の火薬式ガス発生器と、迫りくる衝突状態を検出する第１検出システムと、実際の衝突状態を検出する第２検出システムとを備える、車両エアバッグを膨張させる安全システムを提供する。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明のガス発生器の第１実施形態を示す。 図２Ａから図２Ｃは、本発明のガス発生器の第２実施形態を示す。 図３Ａおよび図３Ｂは、本発明のガス発生器の第３実施形態を示す。 図４Ａおよび図４Ｂは、本発明のガス発生器の第４実施形態を示す。 図５Ａおよび図５Ｂは、本発明のガス発生器の第５実施形態を示す。 図６Ａおよび図６Ｂは、本発明のガス発生器の第６実施形態を示す。 図７Ａおよび図７Ｂは、本発明のガス発生器の第８実施形態を示す。

限定を意図しない例として提示する実施形態についての以下の詳細な説明を読むことにより、本発明はよりよく理解され、その利点がより明らかになる。以下の説明では、添付の図面を参照する。

図１Ａおよび図１Ｂに、車両エアバッグ１２を膨張させるための火薬式ガス発生器１０を示す。ガス発生器１０は、ガス流路を構成する複数のオリフィス１６および１８を介してエアバッグ１２の内部と連通する燃焼室１４を備える。

以下の説明において、ガス発生器１０の軸方向外側の方向は、エアバッグ１２が、燃焼室１４から到来するガスの作用により膨張するときの膨張の方向と定義する（この方向を図１Ａに矢印Ｄで示す）。一方、軸方向内側の方向は、このガス発生器が取り付けられている構造体（たとえばダッシュボード）に向かう方向と定義する。

同様に、エアバッグの「高速」膨張および「低速」膨張は以下のように定義する。エアバッグ１２の膨張が、迫りくる衝突が検出されたことを受けて開始される場合、その膨張を「低速」とする。この検出の時点では、衝撃はまだ発生していない。したがって、衝突を予測することによって活用できる余剰時間を最大限に利用して、膨張はより緩やかに行われる。これに対し、実際の衝突が検出されてからエアバッグの膨張が開始される場合、その膨張が高速であるとする。

図示の実施形態では、燃焼室１４は軸Ａを中心とした環状である。エアバッグ１２に対向する、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０は、中央部分２２と、それを取り囲む周辺部分２４とを備える。この中央部分２２は、燃焼室１４の軸Ａに直交する平面を画定し、周辺部分２４よりもガス発生器１０の内側方向に若干後退するように配置されている。図示の実施形態では、軸方向外側端壁２０の周辺部分と中央部分とは、互いに平行である。一変形例として、燃焼室の端壁２０の周辺部分２４は、中央部分２２からガス発生器１０の外側方向に張り出す、略円錐形の形状を呈することも可能である。

図１Ａおよび図１Ｂに示すガス発生器には、直径方向に対向する２つのオリフィス１８が周辺部分２４に設けられ、１のオリフィス１６が中央部分２２に形成されている。一変形例では、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０の周辺部分２４に、複数のオリフィスを周方向に分散配置することもできる。また、燃焼室１４の中央部分２２に複数のオリフィスが分散配置されるように構成することもできる。

燃焼室１４は、たとえば塊状固体推進剤または小球状装填物である火薬２６を収容する。火薬２６は、燃焼室１４内に配置された火薬式点火装置２８の作用によって点火されるようになされている。

図１Ａに示すように、火薬式点火装置２８は、２つの衝突検出システム３０および３２に接続されており、これら２つのシステムのうち先に動作した方のシステムによってトリガされるようになされている。以下の説明では、第１検出システム３０がビデオカメラまたは赤外線センサ型の非接触型検出器によって迫りくる衝突を検出するよう機能し、第２検出システム３２が実際の衝突を検出するよう機能することとする。一例として、複数の加速度計（図示せず）を車両の構造体に設けてもよい。これらの加速度計が電子制御部に衝突を報知し、電子制御部がトリガ用電子信号２８を火薬式点火装置に送信する。

図１Ａに示すように、ガス発生器１０は、燃焼室１４内に配置されその内部を直線状の経路に沿って、詳細には軸Ａに沿って移動するようになされた少なくとも１つの弁型摺動部（ｖａｌｖｅ−ｆｏｒｍｉｎｇ ｓｌｉｄｅｒ）３４を含む。この移動のために、摺動部３４は、高さｈ１が燃焼室１４の高さｈ２よりも低く燃焼室１４の周壁３８に沿って摺動するようになされたスカート３６を備える。摺動部３４のスカート３６は、その軸方向内側端部に、摺動部３４の内側に向かって９０度曲げられた環状縁部４０を含む。図１Ａに示すように、この環状縁部４０は、燃焼室１４の軸方向内側端壁４４に形成された相補的形状の環状溝部４２に受容されるようになされている。

上記の構成によって、摺動部３４は、火薬２６の周囲において、燃焼室１４の軸方向内側端壁４４に当接する図１Ａに示す第１の位置と、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０の中央部分に接近して当接し、それによりこの中央部分２２に設けられたオリフィス１６を閉塞する、図１Ｂに示す第２の位置との間を移動可能である。燃焼室１４内の摺動部３４の位置がいずれであっても、火薬２６から摺動部３４の外側へ、その後エアバッグ１２の内部に向かって進むガスの流れは、摺動部３４の軸方向外側壁部４６に設けられた複数の開口４８を介して行われる。有利には、これらの開口４８は、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０の周辺部分２４の複数のオリフィス１８に対向して配置される。以下の説明を読めば、これらの開口４８は、中央部分２２と位置合わせして配置すべきではないことが理解できよう。摺動部３４が第１の位置にあるときは、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０のオリフィス１６および１８が共同で第１流動断面を形成する。摺動部３４が第２の位置にあるときは、第１流動断面よりも小さい第２流動断面が、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０の周辺部分２４に形成されたオリフィス１８のみによって画定される。

塊状固体推進剤または小球状装填物からのガスの質量流量は、燃焼室１４内の圧力Ｐが増大するにつれて増加する。ここで、圧力Ｐは、塊状固体推進剤または小球状装填物の燃焼表面積に対する、ガス排出オリフィス１６および１８の面積の割合に応じて変化するものである。燃焼室１４内に所与の塊状固体推進剤が配置された場合、ガス流動断面が小さいと、燃焼室１４内の圧力Ｐが大きくなるため、エアバッグ１２に向かうガスの流量は増大する。したがって、摺動部３４が第１の位置にある場合よりも、安全摺動部３４が第２の位置にある場合の方が、エアバッグ１２は速く膨張する。

図１Ａは、初期状態の火薬式ガス発生器１０を示す。摺動部３４が第１の位置にあり、燃焼室１４とエアバッグ１２の間のガス流動断面が最大である。

上述のように、火薬式点火装置２８は、第１検出システム３０および第２検出システム３２の両方に接続されている。最初に動作するのが第１検出システム３０である場合、すなわち、迫りくる衝突が予測方式で検出された場合、火薬式点火装置２８は衝撃前に火薬２６に点火し、それにより発生して燃焼室１４のオリフィス１６および１８から流出するガスの作用により、エアバッグ１２は「低速で」膨張する。

ここで、第１検出システム３０が動作しなかった場合を検討する。より信頼性の高い第２検出システム３２が衝撃時に衝突を検出し、火薬２６を点火する火薬式点火装置２８を即座に作動させる。このとき、ガス発生器１０が図１Ａの初期状態のままであれば、燃焼室１４から流出するガスの流量が少なすぎ、エアバッグ１２を時間内に十分に膨張させることができない。エアバッグ１２は十分に膨張せず、車両の乗員を衝撃の破壊力から保護できない。

したがって、本発明のガス発生器１０では、実際の衝突が第２検出システム３２によって検出された場合には、弁型摺動部３４を第１の位置（図１Ａ）から第２の位置（図１Ｂ）に移動可能にしている。このため、第２検出システム３２に接続され、これにより単独で作動するようになされた火薬式作動用点火装置５０が、燃焼室１４内に配置されている。火薬式作動用点火装置５０が作動すると、燃焼室１４の環状溝部４２および摺動部３４の環状縁部４０により形成される空間にガスが放出される。ガスは、環状縁部４０に力を加えて、摺動部３４を第１の位置から第２の位置に向けて移動させる。この第２の位置では、初期状態では燃焼室の全オリフィス１６および１８が共同で構成していたガス流動断面が（中央部分２２のオリフィス１６の断面の分だけ）縮小し、その結果、燃焼室１４から流出するガスの流量が増大する。このように、実際の衝突が検出された場合は、ガス発生器１０は確実にエアバッグ１２を「高速で」膨張させて車両の乗員を保護する。

第１検出システム３０が先に正常に動作したとしても火薬式作動用点火装置５０が第２検出システム３２によってトリガされるように構成することもできる。この場合、エアバッグ１２の膨張が２段階で、すなわち、第２検出システム３２が動作するまでは「低速で」、動作後は高速で行われる。

図２Ａから図２Ｃは、本発明の第２実施形態のガス発生器を示す。以下の説明では、第１実施形態と共通の要素には同じ参照符号を付することとする。

第２実施形態では、燃焼室１４は、軸方向外側端壁２０に直径方向に分散配置された４つのオリフィス１８，１８’を有する。当然ながら、本発明の別の実施形態では、燃焼室はこれ以外の数のオリフィスを、他の配置態様で有することができる。

燃焼室１４の内部には、弁型摺動部５４が、軸Ａに沿って延在する軸５６を中心に回転するように取り付けられている。

摺動部５４を回転させるために、ガス発生器１０は火薬式作動用点火装置６６を含む。衝突検出器から送信されるトリガ信号を受けて、火薬式作動用点火装置６６は、ピストン７０が移動するよう働くガスを放出する火薬を点火するようになされている。図２Ｃに示すように、ピストン７０は、回転可能な摺動部５４のガイド傾斜部７２に対向して位置している。したがって、火薬式作動用点火装置６６がトリガされると、ピストンが摺動部５４のガイド傾斜部７２を押圧し、摺動部５４を燃焼室１４内で回転させる。

摺動部５４は、その軸方向外側端部に、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０に当接する環状縁部５８を含む。さらに摺動部５４の端壁６０は、燃焼室１４の軸方向内側端壁４４に当接する。摺動部５４の端壁６０に１の開口６２が設けられ、火薬式点火装置２８と、燃焼室１４の内部に配置され摺動部５４に囲まれた火薬２６との間の接続部となっていることが分かる。

摺動部５４の環状縁部５８は２つの開口６４を有し、そのそれぞれが、燃焼室１４のオリフィス１８と位置合わせできるようになされている。環状縁部５８の径方向長さＬ１は、径方向に関して燃焼室１４の中心側に配置された２つのオリフィス１８’を環状縁部５８が覆わないように設定される。

このように、燃焼室の複数のオリフィス１８および摺動部５４の複数の開口６４は、摺動部５４が燃焼室１４内で第１角度位置にあるときに燃焼室１４とエアバッグ１２との間に第１ガス流動断面が画定されるように配列されている。ここで説明する例では、この第１ガス流動断面は、燃焼室１４の全オリフィス１８，１８’の断面の合計に等しい。径方向に関して中心側に配置された２つのオリフィス１８’は、環状縁部５８と接触していないため、開放状態である。径方向に関して燃焼室１４の中心から離れて配置された残りの２つのオリフィス１８は、摺動部５４の複数の開口６４とそれぞれ連通しているため、ガスが流動可能である。

回転可能な摺動部５４は、燃焼室１４内を角度的に移動することにより、上述のように画定された第１ガス流動断面よりも小さい第２ガス流動断面が画定される第２の位置を取ることができる。摺動部５４が第２の位置にあるとき、摺動部５４の環状縁部５８と位置合わせして配置された燃焼室１４の２つのオリフィス１８は、この環状縁部５８によって閉塞されるが、残りの２つのオリフィス１８’は、依然として燃焼室１４からエアバッグ１２内部へのガスの移動を可能にしている。

図２Ａは、初期状態のガス発生器１０を示す。摺動部５４は第１角度位置にあり、ガス流動断面は最大である。第１実施形態と同様に、火薬式点火装置が衝突検出システム３０および３２の両方に接続されており、火薬式作動用点火装置６６が第２検出システム３２だけに接続されている。第１検出システム３０が迫りくる衝突を検出すると、火薬式点火装置２８がトリガされ、これにより火薬２６が点火される。ガス流動断面は最大のままであり、エアバッグ１２は「低速で」膨張する。

第２検出システム３２が動作すると、それにより火薬式点火装置２８および火薬式作動用点火装置６６の両方が作動する。次いで、火薬式作動用点火装置６６が、ピストン室７６にガスを放出する火薬に点火する。摺動部５４のガイド傾斜部７２に対向して配置されたピストンは、火薬によって放出されたガスの作用により、軸方向Ａの外側方向に移動する。ピストン７０は、ガイド傾斜部７２を介して摺動部５４に回転運動をさせる。その結果ガス流動断面が縮小し、それにより燃焼室１４内の圧力が増大し、ガス送出流量が増加して、エアバッグ１２の膨張の速度が速くなる。すなわち、「高速で」膨張する。

図３Ａおよび図３Ｂは、火薬式本発明のガス発生器の第３実施形態を示す。上述の２つの実施形態と同様に、火薬式ガス発生器１０は、第１検出システム３０および第２検出システム３２に接続されこれら２つの検出システム３０および３２のうち先に動作した方のシステムによってトリガされるようになされた火薬式点火装置２８を含む。

図３Ａに示すように、燃焼室１４は、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した第１実施形態と同様に、２つの排出オリフィス１８が形成された周辺部分２４と、１のガス排出オリフィス１６が形成された中央部分２２とを有する、軸方向外側端壁２０を含む。当然ながら、本発明の別の実施形態では、燃焼室はこれ以外の数の排出オリフィスを他の配置態様で有することができる。

第２検出システムに接続された火薬式作動用点火装置８０が、燃焼室１４の外側端壁２０の中央部分２２に形成されたオリフィス１６に対向して設けられており、その上には終端が弁型ニードル（ｖａｌｖｅ−ｆｏｒｍｉｎｇ ｎｅｅｄｌｅ）８４となっている円筒形のロッド８２が載置されている。この円筒形のロッドは、燃焼室１４内に設けられた円筒形のガイド軸受面８６内を摺動するようになされている。火薬式作動用点火装置８０は、装填物に点火することで円筒形のロッド８２の内部にガスを放出させる。放出されたガスの作用により、このロッドはガイド軸受面８６内を軸方向Ａに、すなわちガス発生器１０の外側方向に摺動し、その結果、ニードル８４が燃焼室１４のオリフィス１６を閉塞する。

上述の２つの実施形態と同様に、ガス発生器１０は、初期状態では、ガスが燃焼室１４の全オリフィス１６および１８を通じてエアバッグ１２に向かって流動し、これらの全オリフィスが共同で第１ガス流動断面を画定するように、構成されている。第１ガス流動断面は、第２検出システム３２が作動した場合には縮小される。この作動は、第１検出システム３０が正常に動作しなかった場合、または、第１検出システム３０がすでにエアバッグ１２の「低速」膨張をトリガしていたとしても衝撃時に第２検出システム３２が動作するようにガス発生器１０が設計されている場合に、行われ得る。後者の場合、膨張は、衝撃の前の「低速」段階と、それに続く、衝撃後の「高速」段階との２段階で行われる。

図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第４実施形態を示す。

図４Ａに示すように、ガス発生器１０は、中央部分２２に形成されたオリフィス１６を閉塞するよう燃焼室１４の外側端壁２０の外側面に当接するようになされた弁９０を含む。一変形例では、弁９０は、燃焼室１４に設けられた他のオリフィスを閉塞するよう設計することができる。

弁９０は、その中央部が、燃焼室１４のオリフィス１６を貫通するピストンロッド９２に接続されている。このロッド９２は、ガス発生器の燃焼室内に設けられてピストン室９８を形成する環状ハウジング９６内を摺動するようになされたピストン９４に、接続されている。

ガス発生器は、本実施形態では第１検出システム３０によってトリガされるようになされ、かつ、ピストンを軸方向Ａに移動させるためにピストン室９８内にガスを放出すべく火薬に点火するように設計された、火薬式作動用点火装置１００を含む。

ガス発生器の動作は、上述の複数の実施形態とは逆になる。

弁９０は、初期状態では、燃焼室１４の中央部分２２のオリフィス１６を閉塞してエアバッグの「高速」膨張に適した制限されたガス流動断面を画定する位置にある。

上述のように、火薬式点火装置２８は２つの検出システム３０および３２に接続されており、火薬式作動用点火装置１００は、迫りくる衝突を検出する第１検出システム３０だけに接続されている。

第１検出システム３０は、迫りくる衝突を検出すると、火薬式点火装置２８および火薬式作動用点火装置１００の両方を同時にトリガする。火薬式点火装置２８は、燃焼室１４に配置された火薬２６の燃焼を開始させ、これによりエアバッグ１２の膨張がトリガされる。同時に、火薬式作動用点火装置１００は、ピストン室９８に配置された火薬に点火し、それにより、ピストン９４を移動させて、ガス発生器１０の外側方向、すなわち矢印Ｄで示す方向に弁９０を移動させる。したがって、中央部分２２に形成されたオリフィス１６が開放され、燃焼室１４の排出ガス流動断面が拡大する。このようにして、予測方式で衝突が検出された際にエアバッグ１２の「低速」膨張を行うことができる。

第１検出システム３０が動作しなかった場合、第２検出システム３２が火薬式点火装置２８を作動させるが、弁９０はオリフィス１６を閉塞する初期位置のままであるため、エアバッグの「高速」膨張が確実に行われる。

図５Ａおよび図５Ｂは、本発明のガス発生器１０の第５実施形態を示す。

第４実施形態と同様に、ガス発生器１０は、初期設定ではエアバッグ１２が「高速」膨張するようガス流動断面が調整されるように構成されている。

図５Ａは、初期状態のガス発生器１０を示す。１のオリフィス１０２が、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０に形成されている。初期状態では、このオリフィス１０２は、燃焼室の軸Ａに直交する軸Ｂを中心にヒンジにより回動するようになされた弁１０８によって、一部閉塞されている。このヒンジは、単に、燃焼室の軸方向外側端壁に形成された切り欠きによって構成されてよく、燃焼室１４内に放出されたガスに対してある程度の抵抗力を弁に付与するものである。

ガス発生器１０はさらに、第１の衝突検出システム３０および第２の衝突検出システム３２に接続されこれら２つのシステムのうち先に動作した方のシステムによって作動するようになされた火薬式点火装置２８を備える。

また、ガス発生器１０は、第１検出システム３０に接続された火薬式作動用点火装置１０４を有し、その上には、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０の弁１０８へ続く円筒形チムニー１０６が載置されている。図５Ａに示すように、この弁の幅Ｌ２は、円筒形チムニー１０６の直径Ｄ１よりも大きい。

弁１０８は、火薬式作動用点火装置１０４により点火される火薬によって円筒形チムニー１０６内に放出されるガスの作用により、軸Ｂを中心にガス発生器１０の外側方向に回動するようになされている。弁１０８は円筒形チムニー１０６より幅が広いため、燃焼室１４から流出するガスの流動断面が拡大する。

弁１０８のヒンジが単に燃焼室１４の軸方向外側端壁２０に形成された切り欠きにすぎないという上記構成では、弁１０８に付与された抵抗力は、火薬式作動用点火装置１０４がトリガされることによりチムニー１０６内に放出されるガスの作用だけで持ち上がるほどのものである。

第１検出システム３０は、衝突が間もなく起こることを検出すると、火薬式点火装置２８および火薬式作動用点火装置１０４を共に作動させ、まずエアバッグ１２の膨張を開始し、次いで、円筒形チムニー１０６内に放出されたガスの作用により弁１０８を回動させてガス流動断面を拡大する。このようにして燃焼室１４内の圧力が低下し、ガスの排出流量が減少し、エアバッグ１２が「低速で」膨張する。

第１検出システム３０が動作しなかった場合、第２検出システム３２は、火薬式点火装置２８だけを作動させ、これによりガスを放出し、ガスはオリフィス１０２からエアバッグに向かって流出するが、このとき流動断面は最小である。したがって、エアバッグは「高速で」膨張する。

図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の第６実施形態を示す。

本実施形態では、燃焼室１４の中央部分２２に設けられたガス流動オリフィス１６は、初期状態では、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０の外側面に当接する弁１１０によって閉塞されている。弁１１０は、燃焼室１４を貫通するロッド１１２に接続され、燃焼室の外にあるロッド１１２の弁と反対側の終端は、アンカーハウジング１１６が形成されたヘッド１１４となっている。図６Ａおよび図６Ｂに示す例では、アンカーハウジング１１６は、周方向の溝部の形をとる。

ヘッド１１４の内側端面１２０と、この内側端面１２０に対向する、ガス発生器１０の壁部１２２とに当接する圧縮バネ１１８によって、弁１１０は、軸方向Ａに関しガス発生器１０の外側方向に付勢される。

ガス発生器１０が初期状態であるとき、図６Ａに示すように、燃焼室のオリフィス１６は、弁１１０により閉塞されている。弁１１０は、これを外側方向に付勢するバネ１１８の戻り力に反して、弁１１０のロッド１１２に対して直角に延在し初期状態ではヘッド１１４のアンカーハウジング１１６に受容されているアンカーロッド１２４によって、この位置に保持されている。

このアンカーロッド１２４は、ガス発生器１０内に設けられた固定支持体１２７に貫挿されている。また、アンカーロッド１２４は、戻りバネ１２６と協働する当接部１２５を含み、戻りバネ１２６は、固定支持体１２７および当接部１２５に当接して、ヘッド１１４のアンカーハウジング１１６内にアンカーロッド１２４を付勢する。

アンカーロッド１２４は、たとえば軟鉄などの磁化可能な材料から作製される。図６Ａに示すように、アンカーロッド１２４には、迫りくる衝突を検出するよう働く第１検出システム３０に接続された電磁コイル１３０が巻回されている。

電磁コイル１３０は、電気パルスの作用により、バネ１２６の戻り力に反してアンカーロッドを径方向外側に移動させることができる。

アンカーロッド１２４およびアンカーハウジング１１６により形成される機構が、電磁トリガを構成する。

ガス発生器１０は、以下のように動作する。初期状態では、弁１１０が燃焼室のオリフィス１６を閉塞している。この状態では、ガス流動断面は、軸方向外側端壁２０の周辺部分２４に形成された複数のオリフィス１８の断面の合計に等しい。この状態のガス発生器１０は、エアバッグ１２が「高速」膨張することが必要である、実際の衝突が検出された場合に適合している。

電磁コイル１３０は、迫りくる衝突を検出するようになされた第１検出システム３０に接続された定電流源から供給を受けている。第１検出システム３０が動作すると、火薬２６の燃焼を開始するために火薬式点火装置２８がトリガされ、同時に、電気パルスが電磁コイル１３０に伝達される。電磁コイル１３０は、磁化されて、アンカーロッド１２４を図６Ｂ中矢印Ｆで示す径方向に移動させる。径方向に移動すると、アンカーロッド１２４はアンカーハウジング１１６から係合解除され、それにより弁１１０が解放されて、バネ１１８の推進力を受けてガス発生器１０の軸方向外側に向かって軸Ａ方向に移動する。ロッド１１２のストロークは、燃焼室１４の軸方向内側端壁４４に接近して当接するヘッド１１４によって制限される。このとき、弁１１０が燃焼室１４のオリフィス１６から離隔してガス流動断面が拡大しており、その結果、エアバッグ１２は「低速」膨張することができる。

図４Ａから図６Ｂに対応する上述の３つの実施形態では、一旦ガス発生器１０がエアバッグ１２の「低速」膨張用に展開されると、その後に、第２検出システムが動作したことを受けてエアバッグを高速膨張させることができないことが理解されよう。これらの３つの実施形態では、第１検出システム３０が適切に動作した場合、エアバッグの膨張が「低速」でのみ行われ得る。

上述の第６実施形態に類似した第７実施形態では、第６実施形態の電磁トリガが、電気回路に接続された温度ヒューズに置換されている。この温度ヒューズによって、図６Ａおよび図６Ｂのロッドと同様に、ヘッド１１４のアンカーハウジング１１６への挿入を通じて弁１１０のロッド１１２が退避位置に保持されている。差し迫る衝撃が検出されると、第１検出システムが電気パルスを電気回路に伝送し、それにより、温度ヒューズが高温になり溶解して、弁１１０のロッド１１２が解放される。弁１１０は、初期状態では圧縮していたバネ１１８によって付勢されているので、ガス発生器１０の外側に向かって即座に展開し、燃焼室１４のオリフィス１６を開放する。

図７Ａおよび図７Ｂは、本発明のガス発生器の第８実施形態を示す。

図７Ａおよび図７Ｂに示す第８実施形態では、ガス発生器は、燃焼室１４の軸方向外側端壁２０に形成された１のオリフィス１６を閉塞するようになされた弁１３０を含む。この弁は、アンカーハウジング１３６が形成されたヘッド１３４が終端をなすロッド１３２によって伸張されている。上述の第６実施形態と同様に、ヘッド１３４の内側端面１４０と、この内側端面１４０に対向するガス発生器１０の支持壁１４２とに当接する、初期状態では圧縮されたバネ１３８によって、弁１３０は、ガス発生器１０の外側方向に付勢されている。

図７Ａに示すように、この例の弁１３０は、ニードルの形をとる。

弁１３０は、静止状態では、燃焼室１４のオリフィス１６が開放されている位置に保持されている。この位置では、ガス発生器１０は、燃焼室１４から流出するガスの流動断面が最大であるので、エアバッグの「低速」膨張に適合している。

弁１３０は、一端が弁１３０のロッド１３４のアンカーハウジング１３６に挿入されたアンカーロッド１４４によって、適切な位置に保持されている。アンカーロッド１４４の終端は、錘１４６となっており、錘１４６は、ガス発生器１０の壁部１４２に形成された凹部１５０内に位置する球体１４８によって支持されている。これらの要素は、減速閾値に達すると起動される慣性装置（ｉｎｅｒｔｉａｌ ｄｅｖｉｃｅ）を構成する。

衝撃の際には、車両の急激な減速による慣性力の作用により、球体１４８は、収容されていた凹部１５０から追い出される。ロッド１４４に連結された錘１４６の作用により、このロッドは回動軸Ｊを中心に回動し、それによりその端部１５２が、ロッド１３２のヘッド１３４に設けられたアンカーハウジング１３６から解放される。

弁１３０は、圧縮バネ１３８によって軸方向Ａに関してガス発生器の外側方向に付勢されているため、オリフィス１６を閉塞するまで燃焼室内部を移動する。閉塞された状態では、ガス流動断面が縮小して燃焼室内の圧力が増大し、その結果、ガスの排出流量が増加してエアバッグの膨張が高速で行われる。

図示のように、火薬式点火装置２８は２つの検出システム３０および３２に接続されている。第１検出システム３０が動作すると、第１段階では膨張は「低速」で開始されてよい。その後、衝突が起こると、慣性装置が弁１３０を解放し、膨張が速度を速めて継続される。第１検出システム３０が動作しなかった場合、第２検出システム３２は、衝撃時に火薬式点火装置２８をトリガすることになり、慣性装置は、エアバッグが十分高速で膨張するようにガス発生器を調整するよう働く。

Claims (11)

1. 燃焼室（１４）に配置され、迫りくる衝突状態を検出する第１検出システム（３０）および／または実際の衝突状態を検出する第２検出システム（３２）によって作動するようになされた火薬式点火装置（２８）と、
   前記燃焼室（１４）と車両エアバッグ（１２）との間のガス流路（１６，１８，１８’，１０２）と、
   第１流動断面を画定する第１の位置から前記第１流動断面よりも大きい第２流動断面を画定する第２の位置へ、またはその逆に移動するようになされており、前記火薬式点火装置（２８）が前記第１検出システム（３０）によって作動した場合、大きい方の前記第２流動断面を画定するように構成された、少なくとも１つの弁（３４，５４，８４，９０，１０８，１１０，１３０）とを備えることを特徴とする、火薬を含む、前記車両エアバッグ（１２）用の火薬式ガス発生器（１０）。
2. 前記ガス流路（１６，１８，１８’，１０２）が、前記燃焼室（１４）に形成された少なくとも２つのオリフィスによって構成され、前記弁（３４，５４，８４，９０，１０８，１１０，１３０）が、前記オリフィスのうち少なくとも１つを閉塞するようになされている、請求項１に記載の火薬式ガス発生器。
3. 前記弁（３４，５４，８４，９０，１０８）が、火薬式作動用点火装置（５０，６６，８０，１００，１０４）によって点火される火薬により放出されるガスの作用により移動するようになされている、請求項１または２に記載の火薬式ガス発生器。
4. 前記弁（３４）が、直線経路に沿って移動するようになされた摺動部である、請求項１から３のいずれか１項に記載の火薬式ガス発生器。
5. 前記弁（５４）が、前記燃焼室（１４）の前記オリフィス（１８）の少なくとも１つと位置合わせして配置されるようになされた少なくとも１つの開口（６４）と、少なくとも１つのガイド傾斜部（７２）とを有する、回転可能な摺動部であり、前記回転可能な摺動部（５４）が、前記火薬式作動用点火装置（６６）で点火される火薬により放出されるガスによって作動し前記ガイド傾斜部（７２）と協働する、ピストン（７０）の作用により移動するようになされている、請求項１から３のいずれか１項に記載の火薬式ガス発生器。
6. 前記弁（８４，１３０）がニードル弁の形をとる、請求項１から３のいずれか１項に記載の火薬式ガス発生器。
7. 前記弁（１３０）が、初期状態では圧縮されており減速閾値到達時点で起動される慣性装置（１４６，１４８）により解放されるバネ（１３８）で付勢されている、請求項１または２に記載の火薬式ガス発生器。
8. 前記弁が、初期状態では圧縮されており電気回路に接続された温度ヒューズにより解放されるバネで付勢されている、請求項１または２に記載の火薬式ガス発生器。
9. 前記弁（１１０）が、初期状態では圧縮されており電磁トリガ（１１６，１２４）により解放されるバネ（１１８）で付勢されている、請求項１または２に記載の火薬式ガス発生器。
10. 車両エアバッグ（１２）と、前記車両エアバッグ（１２）が取り付けられる請求項１から９のいずれか１項に記載の火薬式ガス発生器（１０）との組み合わせ。
11. 請求項１から９のいずれか１項に記載の火薬式ガス発生器（１０）と、
    迫りくる衝突状態を検出する第１検出システム（３０）と、
    実際の衝突状態を検出する第２検出システム（３２）とを備えることを特徴とする、車両エアバッグを膨張させる安全システム。

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