JP2642091B2 - 乗物搭乗者用の膨張可能な拘束具の膨張装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアバッグのよう
な乗物搭乗者用の膨張可能な拘束具を膨張させる装置に
関し、更に、かかる膨張装置を組み立てる方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，８１７，８２８号には、
エアバッグのような乗物搭乗者用の膨張可能な拘束具を
膨張させる装置が開示されている。該膨張装置は、エア
バッグを膨張させる気体源を有するインフレータを備え
ている。着火性気体発生材料が該インフレータ内に収容
されている。エアバッグの膨張が望まれる衝突状態が乗
物に生じたときに、該気体発生材料が着火される。この
衝突を表示する状態は、例えば、所定の量の乗物減速度
が生じた場合を含むことが出来る。気体発生材料が燃焼
すると、該材料は、多量の気体を発生させ、この気体が
インフレータからエアバッグ内に流動するよう導入され
てエアバッグを膨張させる。エアバッグが膨張したと
き、該エアバッグは、乗物搭乗者室内に伸長して、乗物
の部品に乗物搭乗者が強くぶつからないように拘束す
る。

【０００３】上記米国特許第４，８１７，８２８号に開
示されたインフレータは、円筒状ハウジングを備えてい
る。該円筒状、円筒状フィルタが同心状に保持されてい
る。管状内壁は、気体発生材料がその内部に収容された
円筒状燃焼チャンバを画成する。複数の気体流動口が管
状内壁を貫通して伸長し、気体が燃焼チャンバからフィ
ルタを通って管状外壁に向けて半径方向外方に流れるよ
うにする。管状外壁を貫通して伸長する複数の気体流動
口が同様に気体をハウジングからエアバッグに向けて流
れるように半径方向外方に流動させる。

【０００４】上記米国特許第４，８１７，８２８号に開
示されたインフレータにおいて、ハウジングは、その軸
方向両端が一対の円形の端部壁により閉じられている。
これらの端部壁は、管状壁の開放端を横断するように直
径方向に伸長する。端部壁の各々は、環状の周縁フラン
ジを有し、該端部壁は、該フランジの周りに圧着された
管状外壁のそれぞれの端部分により所定位置に保持され
る。ハウジングの閉端部は、一対のエラストマー密封リ
ングにより密封される。これら密封リングの各々は、端
部壁のそれぞれ一つに隣接する位置にてハウジング内に
配置される。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、乗物搭
乗者用の膨張可能な拘束具を膨張させる装置は、着火性
の気体発生材料と、着火装置手段と、ハウジングとを備
えている。該着火装置手段は、作動されたとき、気体発
生材料を着火させる。次に、この気体発生材料は、乗物
搭乗者用拘束具を膨張させる気体を発生する。該ハウジ
ングは、該気体発生材料を囲繞する管状壁を備えてい
る。該管状壁は、長手方向中心軸線と、複数の出口とを
備えており、気体が該出口を通ってハウジングから半径
方向外方に流れる。該ハウジングは、該ハウジングの閉
鎖端を画成する端部壁を備えている。

【０００６】該ハウジングは、気体発生材料を囲繞する
円筒状フィルタを備える管状構造体を収容している。該
管状構造体は、管状壁内に同軸状に配置されており、ま
た、端部壁に隣接する軸方向内端部分を備えている。

【０００７】該装置は、円形のスペーサと、環状のエラ
ストマー・シールとを更に備えている。該スペーサは、
端部壁に隣接する位置にて管状壁内に同軸状に配置され
ており、また、該スペーサは、該スペーサに沿って互い
に周方向に離間された位置にて半径方向に伸長する複数
のスペーサ張出し部を備えている。該シールは、スペー
サ張出し部を横断するように且つ該スペーサ張出し部の
間でスペーサに沿って周方向に伸長しており、該シール
は、管状構造体の内端部分とハウジングの端部壁との間
で軸方向に圧縮状態で装填されている。

【０００８】該装置は、管状構造体を中心軸線に沿って
ハウジング内に強制的に押し込む段階を含む方法により
組み立てられる。この押し込み段階は、管状構造体の内
端部分をシールに強制的に押し付ける段階を含む。その
結果、装置の隣接する部分の囲繞する面の間にシールが
圧縮状態で装填される。次に、さもなければ、気体発生
材料からの気体流が管状構造体の内端部分に沿って流動
することによりフィルタから漏洩する可能性があるこの
スペースをシールが充填する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の更に別の特徴は、添付図
面に関する以下の説明を読むことにより、当業者に明ら
かになるであろう。

【００１０】本発明の好適な実施例を具体化する乗物搭
乗者用の拘束装置１０が図１及び図２に概略図で示して
ある。該拘束装置１０は、一般に、エアバッグと呼ばれ
る乗物搭乗者用の膨張可能な拘束具１２を備えている。
該拘束装置１０は、エアバッグ１２を膨張させる気体源
を有するインフレータ１４を更に備えている。

【００１１】エアバッグ１２及びインフレータ１４は、
反動キャニスタ１６内に収容されている。該反動キャニ
スタ１６は、乗物の計器盤２０のような乗物搭乗者室１
８に隣接する乗物の部品に取り付けられている。展開扉
２２が反動キャニスタ１６に形成された展開口２３の上
方を亙って伸長している。該展開扉２２は、展開口２３
を横断して計器盤２０の縁部に連続し、これにより、エ
アバッグ１２及び反動キャニスタ１６を乗物搭乗者室１
８から見えないように隠す。エアバッグ１２、インフレ
ータ１４、反動キャニスタ１６及び展開扉２２は、計器
盤２０から別個に組み立てられるエアバッグ・モジュー
ル２４の一部である。

【００１２】エアバッグ１２が膨張して乗物の搭乗者を
拘束することが望まれる衝突が乗物に生じたとき、イン
フレータ１４が作動される。次に、該インフレータ１４
は、多量の気体を発生させ、該気体がエアバッグ１２内
に流動してエアバッグ１２を格納した折畳み状態（図
１）から膨張状態（図２）まで膨張させる。気体がエア
バッグ１２の膨張を開始すると、気体は、エアバッグ１
２を展開扉２２に対して外方に動かす。インフレータ１
４からエアバッグ１２内に流動する気体の圧力の上昇に
起因する応力によって、展開扉２２に設けられた応力弱
体化部分（図示せず）が破断する。気体がエアバッグ１
２の膨張を続けると、該気体は、図２に示すようにエア
バッグ１２を展開扉２２を経て展開口２３から外方に動
かす。次に、エアバッグ１２は、乗物搭乗者室１８内に
伸長して、乗物の計器盤２０又はその他の部分に強くぶ
つからないように乗物の搭乗者を拘束する。

【００１３】エアバッグ１２は、適当なクランプ止め組
立体２６により、反動キャニスタ１６に接続されてい
る。複数の外気流入口２８がインフレータ１４とエアバ
ッグ１２との間で反動キャニスタ１６を貫通して伸長し
ている。フォイル等のシート３０は、幾つかの外気流入
口２８の上方を亙ってインフレータ１４から伸長する一
対のフラップ３４を提供する。エアバッグ１２の縁部分
を備えることが好ましい追加のフラップ３６が、外気流
入口２８の他の部分の上方に亙ってクランプ止め組立体
２６から伸長している。

【００１４】図１及び図２に概略図で示すように、イン
フレータ１４は、長手方向中心軸線４０を有する円筒状
の形状をしており、反動キャニスタ１６の対向する二つ
の側壁４２、４４の間を軸方向に伸長している。図３に
更に詳細に示すように、インフレータ１４は、円筒状ハ
ウジング５０を備えている。該ハウジング５０は、管状
の外壁５２と、円形の端部壁５４とを備えており、これ
らの壁の各々は、軸線４０上にその中心がある。端部壁
５４がハウジング５０の一端を閉じ、また、インフレー
タ１４を反動キャニスタ１６内に取り付け得るように、
ねじ付き取り付けスタッド５８を支持している。円形の
端部キャップ５６が、ハウジング５０の他端を閉じてい
る。また、該端部キャップ５６は、軸線４０上にその中
心がある。

【００１５】ハウジング５０は、着火性気体発生材料の
細長の円筒状本体６０を備えている。また、該ハウジン
グは、管状構造体６２も収容している。該管状構造体６
２は、その内部に着火性気体発生材料本体６０が保持さ
れる円筒状の燃焼チャンバ６４を画成する。

【００１６】図４の拡大図に詳細に示すように、燃焼チ
ャンバ６４は、管状構造体６２の内径を画成する円筒状
のワイヤーメッシュ・スクリーン６６により形成されて
いる。これと代替的に、該燃焼チャンバ６４は、当該技
術分野で公知であるように、有孔管状の本体内壁により
形成してもよい。略円筒状のフィルタ７０がスクリーン
６６の周りを周方向に伸長している。フィルタ７０は、
ワイヤーメッシュ・スクリーン層７２と、鋼ウール層７
４と、セラミック／ガラスウール層７６という略円筒状
の複数のフィルタ層を備えている。

【００１７】管状構造体６２は、支持部材８０を更に備
えている。該支持部材８０は、フィルタ７０の上方に亙
って周方向に且つ軸方向に伸長する金属ワイヤー・スト
ランドである。より具体的には、支持部材８０は、溶接
部（図示せず）によりフィルタ７０に固定され、また、
フィルタ７０の上方に亙ってら旋状の形態にて伸長する
両端８２、８４（図３）を備えている。このように、支
持部材８０は、軸線４０の全周に亙って周方向にフィル
タ７０の上方に亙って伸長するら旋状の形状とした複数
の連続部分８６（図４）を備えている。支持部材８０の
ら旋状部分８６は、空隙９０を画成するように互いに軸
方向に離間された、対向するら旋状面部分８８を備えて
いる。同様に、空隙９０は、軸線４０の全周に亙って周
方向にフィルタ７０の上方に亙り、複数のら旋状の形態
にて伸長している。該空隙９０は、開放し、その幅の全
体を軸方向に及びその全長に沿って周方向の妨害物が存
在していない。空隙９０の幅は、変更可能であり、フィ
ルタ７０内のワイヤーメッシュ・スクリーンの下方層７
２に形成された開口部の幅よりも著しく大きくすること
が好ましい。

【００１８】ハウジング５０の管状外壁５２は、円筒状
の内側面９４と、円筒状外側面９６と、外壁５２を貫通
して軸方向に伸長する気体出口１００を画成する複数の
円筒状内縁面９８とを備えている。アルミニウムフォイ
ルで出来たものであることが好ましい破断可能な圧力制
御材料から成るシート１０２が、内側面９４と連続的に
接触した状態にて外壁５２の内側面９４の周りを周方向
に伸長している。このように、シート１０２は、独立的
な円形部分１０４を複数、備えており、該円形部分の各
々は、外壁５２に形成された気体出口１００のそれぞれ
一つの内端を横断するように伸長している。

【００１９】ハウジング５０に管状構造体６２を取り付
ける前に、破断可能な圧力制御材料から成るシート１０
２をハウジング５０の外壁５２の内側面９４に接着する
ことが好ましい。フィルタ７０を備える管状構造体６２
は、次に、管状外壁５２の開放端を通じてハウジング５
０内に長手方向に動かす。このように、管状構造体６２
がハウジング５０内に動いたとき、支持部材８０は、破
断可能な圧力制御部材のシート１０２に対しら旋状に線
接触する状態にて摺動する。このような線接触すること
は、フィルタ７０内のワイヤーメッシュ・スクリーンの
最外側層７２により破断可能な圧力制御材料のシート１
０２が引き裂かれるのを防止するのに役立つ。

【００２０】細長の気体発生材料本体６０は、粒子とし
て公知の円筒状の複数の気体発生材料本体１１０により
画成される。粒子１１０を形成する気体発生材料は、着
火したときに、多量の気体を急激に発生させる着火性材
料である。該気体発生材料は、当該技術分野で公知の任
意の適当な組成とすることが出来、粒子１１０は、当該
技術分野で公知の任意の適当な形態とすることが可能で
ある。

【００２１】インフレータ１４内に使用可能な各種の気
体発生材料の粒子の一例として、かかる粒子１１０の形
態が図５、図６に詳細に示してある。該粒子１１０は、
軸線１１４上にその中心がある円筒状の外面１１２を備
えている。該粒子１１０は、第一及び第二という対向し
た側面１１６、１１８を更に備えている。これら対向し
た側面１１６、１１８の各々は、軸線１１４上にその中
心がある円形の形状をしており、軸線１１４に対して略
垂直である。

【００２２】粒子１１０は、複数の円筒状内面１２０を
備え、その円筒状内面の各々が粒子１１０を通って軸方
向に伸長するそれぞれの円筒状通路１２２を画成するこ
とが好ましい。該円筒状内面１２０の数及び配置は、変
更が可能である。一例として、図５及び図６に示すよう
に、円筒状内面１２０の一方が軸線１１４上にその中心
があり、もう一方の円筒状内面１２０が第一及び第二の
円形列にて配置されている。円筒状内面１２０の第一の
円形列は、第一の円１２４上で軸線１１４の周りを周方
向に伸長している。第一の円１２４は、軸線１１４上に
その中心がある。円筒状内面１２０の第二の円形列は、
第二の円１２６上で軸線１１４の周りを周方向に伸長し
ている。また、第二の円１２６は、その中心が軸線１１
４上にあり、第一の円１２４から半径方向外方に離間さ
れている。更に、第二の円形列内の円筒状内面１２０の
各々は、第一の円形列内の円筒状内面１２０の各々から
少なくともその一部が周方向にずらした位置に配置され
ている。

【００２３】気体発生材料の粒子１１０の各々は、火工
材料で形成された着火促進被覆を有することが好まし
い。被覆を形成する火工材料は、エアバッグ１２を膨張
させる顕著な量の気体は発生させないが、粒子１１０を
形成する気体発生材料よりは着火し易いものとする。こ
の火工材料は、当該技術分野で公知の任意の適当な組成
物を含むものでよい。これと代替的に、かかる被覆が気
体発生材料の粒子１１０に存在しないようにしてもよ
い。

【００２４】気体発生材料の粒子１１０は、燃焼チャン
バ６４内に同軸状に受け入れられて、図３に示すような
細長の気体発生材料本体６０を画成する。円形スペーサ
１４０及び環状のエラストマー・シール１４２もハウジ
ング５０内に収容されている。

【００２５】図７に示すように、スペーサ１４０は、軸
線１４５上にその中心がある円筒体１４４を有する。該
円筒体１４４は、管状構造体６２（図３）の内径よりも
小さい径の円筒状外面１４６を備えている。フランジ１
４８は、円筒体１４４の後端から半径方向外方に突出
し、また、該フランジは、軸線１４５上にその中心があ
る環状の外縁面１５０を備えている。外縁面１５０の径
は、管状のハウジングの外壁５２（図３）の内径よりも
僅かに小さい。

【００２６】スペーサ１４０の後側面１５２は、フラン
ジ１４８の外縁面１５０から半径方向内方に伸長する截
頭円錐形部分１５４を備えている。後側面１５２は、軸
線１４５を横断して直径方向に伸長する平坦な円形部分
１５６を更に備えている。スペーサ１４０の環状前側面
１５８は、フランジ１４８に対向した円筒体１４４の端
部に配置されている。前側面１５８は、軸線１４５上に
その中心がある円形の開口部１６０を画成する。

【００２７】円筒体１４４の第一の円筒状内面１６２
は、開口部１６０から環状内面１６４まで軸方向内方に
伸長している。第二の円筒状内面１６６は、環状内面１
６４から円形の内面１６８まで軸方向内方に伸長してい
る。第二の円筒状内面１６６及び円形の内面１６８は、
共に、前側面１５８に形成された開口部１６０に向けて
軸方向外方の方向に開放する中央区画室１７０を画成す
る。

【００２８】該スペーサ１４０は、複数のスペーサ張出
し部１７２を更に備えている。該スペーサ張出し部１７
２は、円筒体１４４の円筒状外面１４６から半径方向外
方に突き出し、また、前側面１５８に向けてフランジ１
４８から円筒体１４４の上方を亙って軸方向に伸長して
いる。該スペーサ張出し部１７２は、軸線１４５を中心
として互いに周方向に均一に離間されており、その全て
の寸法及び形状は同一である。

【００２９】当該スペーサ張出し部１７２の各々は、外
面１７６と、対向し且つ平行で平坦な一対の側面１７８
とを備えている。スペーサ張出し部１７２の外面１７６
は、軸線１４５上にその中心がある円筒状の外形をして
おり、また、管状構造体６２の内径に略等しい同一径を
有する。スペーサ張出し部１７２の各々は、略平面状の
前端面１８０を更に備えている。前端面１８０の各々
は、円筒体１４４の円筒状外面１４６から軸線１４５に
対し急角度でそれぞれのスペーサ張出し部１７２の外面
１７６まで後方に伸長している。図面に示した本発明の
好適な実施例において、この角度は、約６５°である
が、これは変更が可能である。

【００３０】シール１４２がスペーサ張出し部１７２の
外面１７６の上方を亙って周方向に且つ半径方向に延伸
されており、該シールは、図３に示すように、スペーサ
１４０と同心状にハウジング５０内に受け入れられる。
スペーサ１４０の平面状の背面部分１５６は、端部壁５
４の略同一程度に伸長する平面状の内面部分１８２に当
接する。スペーサ１４０の截頭円錐形の背面部分１５４
は、端部壁５４の截頭円錐形の内面部分１８４に当接す
る。このように、スペーサ１４０は、軸線４０上にその
中心がある位置にて、端部壁５４に近接する位置にあ
る。

【００３１】上記に簡単に説明したように、フィルタ７
０を含む管状構造体６２は、軸線４０に沿って外壁５２
の開放端を貫通して端部壁５４に向けハウジング５０内
まで長手方向に移動する。該管状構造体６２が端部壁５
４に接近すると、管状構造体６２の内端部分１８６がシ
ール１４２に対して移動する。スペーサ張出し部１７２
の傾斜した前端面１８０は、スペーサ張出し部１７２の
外面１７６の上方を亙って同心状に動くように管状構造
体６２の内端部分１８６を案内し、また、シール１４２
と同心状に整合するように案内する。次に、該管状構造
体６２は、ハウジング５０内に且つシール１４２に対し
強制的に押し付けられる。管状構造体６２をハウジング
５０内に強制的に押し込む過程は、ハウジング５０の他
端に設けられた端部キャップ５６に関して以下に更に説
明する。

【００３２】管状構造体６２の内端部分１８６がシール
１４２に強制的に押し付けられると、シール１４２は、
管状構造体６２とフランジ１４８との間で軸方向に圧縮
状態で装填される。この軸方向への装填により、シール
１４２は、スペーサ張出し部１７２と外壁５２との間で
半径方向に更に圧縮状態で装填される。シール１４２の
エラストマー材料は、拡張して外壁５２とフランジ１４
８の外縁面１５０との間のスペースに入り、更に半径方
向に拡張して、スペーサ張出し部１７２の間を周方向に
伸長するスペースに入る。このように、シール１４２
は、インフレータ１４の隣接する部分の囲繞する面の間
に圧縮状態で装填される。その結果、さもなければ、燃
焼チャンバ６４からの気体流が管状構造体６２の内端部
分１８６の周りを流動することにより、フィルタ７０を
通って漏洩する可能性のあるスペースをシール１４２が
充填する。

【００３３】スペーサ１４０の中央部分の区画室１７０
は、選択随意の自己着火性材料体１８８を収容してい
る。この自己着火性材料体１８８は、スペーサ１４０の
環状内面１６４に接着された金属フォイル等のシート１
８９により区画室１７０内に収容されている。この自己
着火性材料は、所定の高温度にて着火し且つ自動的に燃
焼生成物を放出し、また、当該技術分野で公知の任意の
適当な組成を含むことが出来る。自然着火性材料体１８
８から放出された燃焼生成物は、密封シート１８９を破
断させ、開口部１６０を通ってスペーサ１４０から放出
される。このように、こうした燃焼生成物は、燃焼チャ
ンバ６４内の気体発生材料の隣接する粒子１１０に対し
て動いて、インフレータ１４の周囲温度が所定の高温レ
ベルに達したときに、自動的に、細長い気体発生材料本
体６０を着火させる。

【００３４】図８に最も良く示すように、端部キャップ
５６は、軸線１９４上にその中心がある対向した内側面
１９０と、外側面１９２とを備えている。端部キャップ
５６は、軸線１９４上にその中心がある第一及び第二の
円筒状壁部分１９６、１９８を更に備えている。これら
円筒状壁部分１９６、１９８の各々は、内側面１９０か
ら軸方向に突出し、第一の円筒状壁部分１９６は、第二
の円筒状壁部分１９８よりも短く且つ該第二の円筒状壁
部分１９８から半径方向外方に離間されている。第二の
円筒状壁部分１９８の環状端面２００は、軸線１９４上
にその中心がある円形の開口部２０２を画成する。

【００３５】端部キャップ５６の第一の円筒状内面２０
４は、開口部２０２から環状内面２０６まで軸方向に伸
長している。このように、開口部２０２と環状内面２０
６との間には、円筒状区画室２０８が画成される。端部
キャップ５６の第二の円筒状内面２１０は、環状内面２
０６から外側面１９２まで軸方向に伸長している。第二
の円筒状内面２１０は、軸方向に伸長する通路２１２を
画成し、該通路２１２は、区画室２０８を外側面１９２
に設けられた端部キャップ５６の外側と連通させる。

【００３６】該端部キャップ５６は、第一及び第二の周
縁面部分２１６、２１８を更に備えている。該第一の周
縁面部分２１６は、内側面１９０から半径方向内方に且
つ軸方向外方に伸長する円弧状の断面形状をしている。
このように、端部キャップ５６の第一の周縁面部分２１
６は、軸線１９４上にその中心があるドーム状の外形と
なる。

【００３７】端部キャップ５６の第二の周縁面部分２１
８は、第一の周縁面部分２１６から外側面１９２まで短
い距離、軸方向外方に伸長している。第二の周縁面部分
２１８は環状であり、前側面１９２がその上に位置する
短い軸方向突起２２０の長さを規定する。

【００３８】図３に更に示すように、ハウジング５０の
外壁５２は、主要部分２３０と、開放した端部面２３２
とを備えている。外壁５２の主要面２３０は、円筒状で
あり、管状構造体６２の上方を亙って軸方向に伸長して
いる。外壁５２の開放した端部分２３２は、主要部分２
３０から半径方向内方に、また、軸方向外方に伸長する
円弧状の断面形状をしている。このように、開放した端
部分２３２は、軸線４０上にその中心があるドーム状の
外形となる。開放端部分２３２は、軸線４０上にその中
心がある円形の開口部２３６を画成する環状の縁面２３
４を更に備えている。

【００３９】端部キャップ５６は、ハウジング５０の外
壁５２内に同軸状に緊密に受け入れられる。具体的に
は、外壁５２の開放端部分２３２は、端部キャップ５６
の第一の周縁面部分２１６の僅かに上になり、外壁５２
の環状縁面２３４が端部キャップ５６の第二の周縁面部
分２１８を包み込む。このように、端部キャップ５６の
短い突起部分２２０は、開口部２３６内に受け入れられ
且つ該開口部を横断するように直径方向に伸長する。

【００４０】図３に一点鎖線で示すように、外壁５２の
開放端部分２３２は、最初、外壁５２の主要部分２３０
の円筒状の外形をしている。端部キャップ５６が同軸状
にハウジング５０内に移動したならば、外壁５２の開放
端部分２３２は、端部キャップ５６の上方を亙って半径
方向且つ軸方向内方に変形する。この過程により、外壁
５２の開放端部分２３２には、端部キャップ５６の第一
の周縁面部分２１６の外形に正確に適合したドーム状の
外形が付与され、これにより、開放端部分２３２は、周
縁面部分２１６の僅かに上方になる。開放端部分２３２
は、周縁面部分２１６の相当な部分と接触した状態にて
周縁面部分２１６の上方にあることが好ましく、また、
完全に軸線４０の周りで周方向に伸長する領域と接触す
ることが最も好ましい。

【００４１】このように外壁５２を変形させることは、
当該技術分野で公知の任意の適当な技術で実現すること
が可能である。しかしながら、図９に概略図で示すよう
に、外壁５２の開放端部分２３２に対しダイ２４０を軸
方向に押し付けることで外壁を変形させることが好まし
い。該ダイ２４０は、点２４４上にその中心があるラジ
アル状の形状をした、円弧状の形状をしている。内面部
分２４２のラジアル状の形状は、曲率半径Ｒを有し、中
心点２４４を中心として約６５°乃至７５°、周方向に
伸長している。ハウジング５０の外壁５２の開放端部分
２３２がダイ２４０内で変形されると、開放端部分２３
２の外面２４６には、ダイ２４０の内面部分２４２の外
形に適合したラジアル状の外形が付与される。このと
き、外面２４６のラジアル状の外形は、曲率半径Ｒを有
し、中心点２４４を中心として約６５°乃至７５°周方
向に伸長している。従って、外壁５２の開放端部分２３
２のドーム状外形の円弧角度は約６５°乃至７５°であ
る。開放端部分２３２のパラメータを９０°以下、又は
９０°に保つことにより、鋼ではなくて、アルミニウム
のような展性の小さい衝撃押出し成形金属でハウジング
５０を形成することが可能となる。これは、円弧角度９
０°以下のドーム状の形状に曲げたとき、より脆性な材
料は、構造的に劣化しない一方、その限界以上に曲げた
場合、亀裂を生じ、又はその他の劣化を生じ易いことが
判明しているからである。

【００４２】外壁５２の開放端部分２３２の設計におい
て、考慮すべきもう一つのパラメータは、曲率半径Ｒと
外壁５２の厚さとの関係である。外壁５２の曲率半径Ｒ
（図９）対厚さｔ（図３）との比は、少なくとも約３．
７５であることが好ましい。例えば、本発明の好適な実
施例において、曲率半径Ｒは、１９ｍｍ、厚さｔは４．
６ｍｍで、曲率半径Ｒ対厚さｔの比は４．１３である。
開放端部分２３２のこのパラメータを約３．７５以上の
値に保つことにより、上述のように、ドーム状の形状に
変形させたとき、開放端部分２３２のアルミニウム、又
はその他の材料が構造的に劣化しないことが確実とな
る。

【００４３】また、ハウジング５０内には、環状のエラ
ストマー・シール２５０が収容される。図１０に示すよ
うに、該シール２５０は、中心軸線２５２と、矩形断面
の本体部分２５４と、該本体部分２５４から軸方向に突
出する張出し部分２５６とを備えている。シール２５０
のこの張出し部分２５６は、本体部分２５４と比較し
て、半径方向厚さが薄く、また、該張出し部部分は、半
径方向外方に突出する小型のフランジ２５８をその自由
端に備えている。

【００４４】図３に示すように、シール２５０がハウジ
ング５０内に受け入れられる。シール２５０の本体部分
２５４は、端部キャップ５６の第一の円筒状壁部分１９
６の上方を亙って同軸状に受け入れられ、また、ハウジ
ング５０の外壁５２まで半径方向外方に伸長している。
シールの本体部分２５４は、端部キャップ５６の内側面
１９０からインフレータ１４の管状部分６２まで軸方向
内方に更に伸長している。シール２５０の張出し部分２
５６は、端部キャップ５６のドーム状の周縁面部分２１
６と外壁５２のドーム状端部分２３２との間を軸方向に
且つ半径方向に伸長する。上述のように、外壁５２の端
部分２３２が半径方向に且つ軸方向内方に変形すると、
シール２５０の本体部分２５４及び張出し部分２５６
は、共に、インフレータ１４の接続部分の囲繞面の間に
圧縮状態で装填される。その結果、さもなければ、気体
が燃焼チャンバ６４から漏れて、開口部２３６を通って
外方に漏洩する可能性のあるスペースをシール２５０が
充填する。

【００４５】上述したように、ハウジング５０の外壁５
２の開放端部分２３２は、変形して、端部キャップ５６
の周縁面部分２１６のドーム状外形に正確に適合するド
ーム状外形の形態となる。このように、周縁面部分２１
６の曲率は、開放端部分２３２が変形したときに、開放
端部分２３２の内面２４８の曲率と等しくなるようにす
ることが好ましい。しかしながら、周縁面２１６及び内
面２４８の曲率は、多少異なるようにしてもよい。これ
は、その曲率の差があれば、シール２５０がその面の間
を伸長するスペース内に気体が漏洩するのを妨害する効
果が得られるからである。

【００４６】上述の方法にて、シール２５０がインフレ
ータ１４の接続部分の囲繞する面の間で圧縮状態で装填
されたとき、顕著な力が端部キャップ５６からシール２
５０を通じて管状構造体６２まで軸方向に伝達される。
このように、管状構造体６２が軸線４０に沿って端部壁
５４に向けハウジング５０内に押し込まれる。スペーサ
１４０及びシール１４２に関して上述したように、これ
により、シール１４２は、インフレータ１４の接続部分
の囲繞面の間で圧縮状態で装填されることになる。

【００４７】コイルばね２５９（概略図で図示）は、端
部キャップ５６の第一の円筒状壁部分１９６内に正確に
受け入れられ、また、該コイルばねは、端部キャップ５
６の内側面１９０から、該端部キャップ５６に隣接する
気体発生材料の第一の粒子１１０まで軸方向に伸長して
いる。該コイルばね２５９は、端部キャップ５６と気体
発生材料の第一の粒子１１０との間で軸方向に圧縮さ
れ、これにより、気体発生材料の粒子１１０を共に強固
に圧縮して、該粒子がハウジング５０内でがたつくのを
十分に防止する。

【００４８】インフレータ１４は、端部キャップ５６に
より支持された着火装置２６０を更に備えている。該着
火装置２６０は、公知の構造の爆管であり、図３に示す
ように、端部キャップ５６の区画室２０８内に受け入れ
られる円筒状の金属製ケーシング２６２を備えている。
該ケーシング２６２は、端部キャップ５６に形成された
開口部２０２に隣接する破断可能な前端部分２６４を備
えている。一対の導線２６６がケーシング２６２から端
部キャップ５６の通路２１２を通ってハウジング５０の
外側まで伸長している。

【００４９】ケーシング２６２は、公知の組成の火工材
料を収容しており、導線２６６の間で着火装置２６０に
電流を流したときに、該火工材料が着火する。ケーシン
グ２６２内の火工材料が着火すると、該材料は、燃焼生
成物を発生させ、この燃焼生成物がケーシング２６２の
前端部分２６４を破断させ、ケーシング２６２から外に
出る。エラストマーＯリング２６８がケーシング２６２
と端部キャップ５６の第一の円筒状内面２０４との間に
密閉シールを提供する。このように、端部キャップ５６
及びＯリング２６８は、着火装置２６０を所定位置に支
持し、この所定の位置から、図３に示すように、燃焼生
成物がケーシング２６２から且つ開口部２０２を通って
軸線４０に沿って左方向から右方向に外方に噴出する。

【００５０】図１及び図２に示すように、インフレータ
１４を反動キャニスタ１６内に取り付けたとき、着火装
置２６０は電気回路２７０内に含まれる。該電気回路２
７０は、車両のバッテリ及び／又はコンデンサであるこ
とが好ましい電源２７２と、ノーマル開スイッチ２７４
とを更に備えている。該スイッチ２７４は、乗物搭乗者
を拘束するためにエアバッグ１２が膨張することが望ま
れる衝突を示す、乗物の状態を感知する衝突センサ２７
６の一部であることが好ましい。この衝突表示状態は、
例えば、乗物の所定の量の減速度を含めることが出来
る。かかる衝突を表示する状態を検出したときに、衝突
センサ２７６は、スイッチ２７４を接続する。

【００５１】回路２７０内のスイッチ２７４が接続する
と、導線２６６（図３）の間で着火装置２６０に電流が
流れる。次に、着火装置２６０内の火工材料が着火さ
れ、上述したように、着火装置２６０が端部キャップ５
６に形成された開口部２０２を通じて燃焼生成物を噴出
する。開口部２０２から放出される燃焼生成物は、端部
キャップ５６に隣接する気体発生材料の第一の粒子１１
０に対して動き且つ該粒子を着火させる。

【００５２】ガス発生材料の第一の粒子１１０が着火す
ると、該粒子は、急速に気体を発生させて、エアバッグ
１２を膨張させる。また、該粒子は、熱及び高温な粒子
を含む更なる燃焼生成物を発生し且つ放出する。こうし
た燃焼生成物の一部は、移動して第二の粒子１１０と接
触する。その結果、第二の粒子１１０も着火され、一
方、更なる燃焼生成物を放出する。この過程は、気体発
生材料の全ての粒子１１０が連続的に着火されるに伴
い、細長い気体発生材料本体６０の全長に沿って連続的
に行われる。このようにして、円筒状内面１２０により
提供される着火性表面積、及び通路１２２により提供さ
れる流体連通状態は、粒子１１０の急速な着火を促進す
る。このように、細長い気体発生材料本体６０は、その
全長に沿って急速に着火され、その結果、エアバッグ１
２を膨張させる気体が細長い気体発生材料本体６０の全
長に沿って急速に発生される。

【００５３】気体発生材料が燃焼したときに発生された
気体は、円筒状スクリーン６６を通って燃焼チャンバ６
４から半径方向外方に流れる。次に、この気体は、フィ
ルタ７０の層７２乃至７６を通って半径方向外方への流
れを続ける間に冷却され且つろ過される。この気体は、
最初に、破断可能な圧力制御材料のシート１０２により
ハウジング５０内に封じ込まれる。シート１０２に対し
半径方向外方に作用する気体の圧力が所定の高圧レベル
に達すると、該圧力は、外壁５２の気体出口１００の内
端を横断して伸長するシート１０２の円形部分１０４を
破断させる。次に、気体は、気体出口１００を通って半
径方向外方に流れる。

【００５４】図２に大きい矢印で概略図的に示すよう
に、インフレータ１４から半径方向外方に流れる気体
は、反動キャニスタ１６によりエアバッグ１２に向けて
案内される。この気体の流れにより、フラップ３４、３
６に隣接する反動キャニスタ１６内の気体圧力が低下す
る。この反動キャニスタ１６内の気体圧力の低下によ
り、図２に概略図的に小さい矢印で示すように、反動キ
ャニスタ１６の外部の外気が、外気流動口２８を通り且
つフラップ３４、３６を経て内方に流動する。この外気
は、反動キャニスタ１６内の気体と混合してその気体を
冷却させる。また、外気はエアバッグ１２内への気体の
流量を増し、これにより、インフレータ１４内で気体発
生材料により発生することを要する気体量を軽減する。
このように、エアバッグ１２は膨張して乗物搭乗者室１
８内に入り、乗物搭乗者を拘束する。

【００５５】本発明の上記の説明から、当業者は、その
改良、変更及び応用例が認識されよう。例えば、ハウジ
ング５０の外壁５２及び端部壁５４は、単一の部品の一
部ではなくて、独立的な部品としてもよい。当業者の技
術範囲に属するかかる改良、変更及び応用例は、特許請
求の範囲に包含することを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例を具体化する乗物搭乗者
用拘束装置の概略図である。

【図２】作動状態にあるときの図１の拘束装置を示す概
略図である。

【図３】図１の拘束装置の部分断面図である。

【図４】図３に示した部分の拡大断面図である。

【図５】図３に示した部分の拡大図である。

【図６】図５の線６−６に沿った断面図である。

【図７】図３に示した別の部分の図である。

【図８】図３に示した更に別の部分の図である。

【図９】図１の拘束装置を組み立てるときに使用される
装置の概略図である。

【図１０】図３に示した更に別の部分の図である。

【符号の説明】

１０ 乗物搭乗者用の拘束装置 １２ エアバッグ／
膨張可能な拘束具 １４ インフレータ １６ 反動キャニス
タ １８ 乗物の搭乗者室 ２０ 計器盤 ２２ 展開扉 ２４ エアバッグ・
モジュール ２６ クランプ止め組立体 ２８ 外気流入口 ３０ 薄板 ４２、４４ 反動キ
ャニスタの側壁 ５０ 円筒状ハウジング ５２ 円筒状ハウジ
ングの外壁 ５４ 円筒状ハウジングの端部壁 ５６ 端部キャップ ５８ 取り付けスタッド ６０ 円筒状本体 ６２ 管状構造体 ６４ 燃焼チャンバ ６６ ワイヤーメッシュ・スクリーン ７０ フィルタ ８０ 支持部材 ９０ 空隙 １００ 気体出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス・ジェイ・フィオーア アメリカ合衆国ミシガン州48042，マコ ウム，ヘイズ・ロード 5200 (56)参考文献 特開 平６−340243（ＪＰ，Ａ) 米国特許5380039（ＵＳ，Ａ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗物搭乗者用の膨張可能な拘束具を膨張
   させる装置にして、 着火されたときに、該拘束具を膨張させる気体を発生さ
   せる着火性気体発生材料と、 作動されたときに、該気体発生材料を着火させる着火装
   置手段と、 前記気体発生材料を囲繞する管状壁を有するハウジング
   であって、該管状壁が長手方向中心軸線と、前記気体が
   該ハウジングから半径方向外方に流れるときに通る複数
   の出口とを有し、該ハウジングの閉鎖端を画成する端部
   壁を更に備える前記ハウジングと、 前記気体発生材料を囲繞する円筒状フィルタを有する管
   状構造体であって、前記管状壁内に同軸状に配置され且
   つ前記端部壁に隣接する軸方向内端部分を有する前記管
   状構造体と、 前記端部壁に隣接して前記管状壁内に同軸状に配置され
   た円形スペーサであって、該スペーサの周りで周方向に
   互いに離間された位置にて複数の半径方向に突出するス
   ペーサ張出し部を有する前記スペーサと、 該スペーサ張出し部を横断し且つ該スペーサ張出し部の
   間で前記スペーサの周りを周方向に伸長する環状のエラ
   ストマー・シールであって、前記管状構造体の内端部分
   と前記端部壁との間にて軸方向に圧縮状態で装填される
   前記環状のエラストマー・シールとを備えることを特徴
   とする膨張装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の膨張装置にして、前記
   スペーサが、前記シールと前記端部壁との間で半径方向
   に突出する周縁フランジを備え、前記シールが前記管状
   構造体の前記内端部分と、前記フランジとの間にて軸方
   向に圧縮状態で装填されることを特徴とする膨張装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の膨張装置にして、前記
   管状構造体の前記内端部分が前記スペーサ張出し部を横
   断し且つ該スペーサ張出し部の間を前記スペーサの周り
   で周方向に伸長することを特徴とする膨張装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の膨張装置にして、前記
   管状構造体が内径を有し、前記スペーサが、該内径より
   も小さい外径の円筒状本体を備え、前記スペーサ張出し
   部の各々が、前記内径に等しい外径の半径方向外面を有
   し、前記スペーサ張出し部の各々が、前記円筒状本体か
   らそれぞれの外面に向けて前記軸線に対して鋭角度で半
   径方向外方に伸長する傾斜面を更に備えることを特徴と
   する膨張装置。
5. 【請求項５】 乗物搭乗者用の膨張可能な拘束具を膨張
   させる装置を組み立てる方法にして、 長手方向軸線と、複数のガス出口を有する管状壁と、ハ
   ウジングの閉鎖端を画成する端部壁とを有する円筒状ハ
   ウジング内に円形スペーサを同軸状に配置する段階を備
   え、前記スペーサが、前記端部壁に隣接する位置に配置
   され且つ前記スペーサの周りで周方向に互いに離間され
   た位置にて半径方向に突き出る複数のスペーサ張出し部
   を有し、 前記スペーサ張出し部を横断し且つ該スペーサ張出し部
   の間で周方向に伸長する位置にて前記スペーサの上方に
   亙って環状のエラストマー・シールを同心状に配置する
   段階と、 円筒状の管状構造体を前記ハウジングの前記管状壁内に
   同軸状に配置する段階とを備え、前記管状構造体が、前
   記軸線の周りで周方向に伸長する円筒状フィルタと、前
   記端部壁に隣接する位置に配置された内端部分とを備
   え、 前記管状構造体の前記内端部分を強制的に前記シールに
   押し付け得るように、前記管状構造体を前記軸線に沿っ
   て前記ハウジング内に強制的に押し込む段階とを備え、 前記管状構造体を前記ハウジング内に押し込む前記段階
   により、前記シールが端部壁と前記管状構造体の間にて
   且つ前記管状壁と前記スペーサ張出し部との間にて半径
   方向に圧縮状態で装填されるようにすることを特徴とす
   る組み立て方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の組み立て方法にして、
   前記管状構造体を前記ハウジング内に押し込む前記段階
   により、前記管状構造体の前記内端部分が前記スペーサ
   張出し部の上方を亙って同心状に移動して、前記スペー
   サ張出し部を横断し且つ該スペーサ張出し部の間で周方
   向に伸長する位置に達するようにしたことを特徴とする
   組み立て方法。