JP3089358B2 - 複式火工混成ガス詰め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景及び概要 本発明は、エアクッション，エアバッグなどを膨張さ
せる装置に関する。

膨張可能バッグの身体拘束システムは、自動車事故で
起こる負傷の危険度を軽減し且つ死亡数を減少させるこ
とがわかっている。エアバッグをふくらませるために選
択的に放出される多量の蓄積ガスを利用するなど、エア
クッション又はエアバッグを膨張させるための手段はい
くつかある。あるいは、アジ化ナトリウムなどのガス発
生物質プロペラントから取出したガス源に点火すると、
ガス源はエアバッグをふくらませるのに十分な量のガス
を発生する。第３の種類のガス源は、蓄積圧縮ガスの、
ガス発生物質又はガス強化物質との組合わせから得られ
る。この第３の装置は増強ガス又は混成ガス詰め装置と
呼ばれることが多い。これまで、米国特許第3,756,621
号及び第3,895,821号に例示されているものなどの様々
に混成ガス詰め装置が示されている。特許第3,756,621
号に示されているガス詰め装置は、プロペラントに点火
するための別個の点火管又はイニシエータと、圧縮ガス
の流れを開始させるための出口通路を開放するアクチュ
エータを使用する。特許第3,895,821号は、プロペラン
トに点火するために、圧縮容器の加圧環境の外側に単一
の点火管を取付けている。この発明においては、単一の
点火管とプロペラント室又はハウジングは、加圧不活性
ガス環境に設けられる。プロペラントの起爆時には、熱
ガスと、微粒子とから成る加熱媒体が発生し、それらは
吐出しノズルにより破裂可能なディスクに隣接する狭い
混合空洞又はチェンバの中へ導かれて、ディスクを破裂
させ、エアバッグの中へガスを流入させ始める。熱ガス
はプロペラント室から放出され続け、バッグへ流入し続
けてバッグをふくらませる前に、狭い混合チェンバの中
の低温の加圧ガスと混合される。本発明は、従来の技術
と比較して、漏れ通路の数が少なくなっており、電気リ
ード線は膨張ガスの苛酷な環境から遮蔽され、膨張速度
が調整されるという点で有利である。

本発明の目的は、自動車衝突の状況の間にクッション
又はエアバッグをふくらませるのに十分な量のガスを急
速に且つ効率良く発生できる混成ガス詰め装置を提供す
ることである。本発明の別の目的は、従来の技術の欠陥
を改善したエアクッション又はエアバッグのガス詰め装
置を提供することである。

従って、本発明は：一実施例においては、両端で火工
（pyrotechnic）アクチュエータアセンブリにより密閉
されている中空の円筒形スリーブを具備するクッション
の混成ガス詰め装置から成る。密閉スリーブは、アルゴ
ンなどの多量の加圧不活性ガスを蓄積するための圧力容
器を具備する。圧力容器を漏れ試験を容易にするため
に、こん跡量のヘリウムが存在していても良い。第１の
アクチュエータアセンブリは、第１のアクチュエータア
センブリと関連する流れオリフィスを通るガスの流れを
可能にするためにもろいディスク部材を破壊させるべき
衝撃波を発生するアクチュエータ、雷管又は点火管を具
備する。第２のアクチュエータアセンブリは第１のアク
チュエータアセンブリに対向して配置されており、ある
量のプロペラントの燃焼を開始させる別の雷管、イニシ
エータ、点火管などを含む。プロペラントは、エアクッ
ションを膨張させる前に、蓄積ガスの容積を増加するた
めにこのガスの温度を上昇させる。本発明の一実施例に
おいては、圧力容器の一部を形成する第２のもろい円板
はプロペラントに対向して位置しており、破壊される
と、プロペラントにより発生した熱を圧力容器の中へ流
入させる。本発明の別の実施例では、第２のディスクを
破壊すると、加熱された膨張ガスを圧力容器から流出さ
せるために、第２の流路が形成される。本発明の一実施
例においては、もろいディスクが破損したときに蓄積ガ
スを圧力容器からほぼプロペラントをめぐる方向へ流出
させる単一のアクチュエータアセンブリのみを使用す
る。本発明は、ガス詰め装置を支持し且つエアクッショ
ンに至る流路を形成するディフューザをさらに含む。デ
ィフューザはエアクッションをも支持する。ディフュー
ザは、圧力容器のいずれかのガス出口の下流側に相対的
に大きな容積領域を形成するようにガス詰め装置を包囲
する。この構成によってガスの乱流が少なくなると共
に、加熱された膨張ガスとディフューザとの間の熱伝達
の量は少なくなる。

本発明のその他の多くの目的及び用途は以下の図面の
詳細な説明から明白になるであろう。

図面の簡単な説明 図面中： 図１は、本発明の正面横断面図を示す。

図２は、本発明の側端面図を示す。

図３は、発生器ハウジングアセンブリの代替実施例を
示す。

図４は、使用されるプロペラントの横断面図を示す。

図５は、溶接継手の一例の拡大図である。

図６は、ディフューザの部分投影図である。

図７は、従来の技術のディフューザを示す。

図８は、折りたたみエアバッグを伴なうディフューザ
の側面図である。

図９は、エアバッグの概略図である。

図10は、本発明の一部の代替構成を示す。

図11は、膨張曲線のグラフを示す。

図12は、本発明の代替実施例を示す。

図13は、本発明の別の実施例を示す。

図面の詳細な説明 図１を参照すると、自動車の乗員身体拘束安全システ
ムの中で使用可能なエアバッグなどのエアクッションを
膨張させるための混成ガス詰め装置10が示されている。
ガス詰め装置10は、中空スリーブ22を含む全体を20とし
て示されている圧力タンクを具備する。圧力タンク20の
空間24はアルゴンなどの不活性ガスで充満し、加圧され
る。ガスはアルゴンと、ヘリウムなどの別の不活性ガス
との混合物であっても良い。ヘリウムの量はアルゴンガ
スの約２重量％とすべきであると考えられる。第２の不
活性ガスを使用することの目的は、漏れの原因になると
思われる混成ガス詰め装置の様々な溶接継手の欠陥を検
出する手段を提供することである。ヘリウムの有無を感
知する質量分析計などの装置は当該技術においては良く
知られている。圧力容器、さらに詳細にはスリーブ22
は、それぞれの端部26及び28で、圧力容器20の一部とみ
なして良いイニシエータハウジングアセンブリ30と、発
生器ハウジングアセンブリ80とにより密閉されている。

イニシエータハウジングアセンブリ30は、首状になっ
た幅の狭い部分34と、幅広の部分36とから構成されるイ
ニシエータハウジング32を含む。幅の狭い部分34の中に
は、周知の構成の雷管を受入れるための中心開口39を有
するスペーサ又はハウジング38が螺合挿入されている。
雷管から起動リード線又はワイヤ42が延出している。Ｏ
リング44は雷管40とスペーサ38との間のシールを形成す
る。

イニシエータハウジング32には、アセンブリ30の一部
を形成して、マニホルドアセンブリ50が装着されてい
る。マニホルドアセンブリは、溶接（図中符号54を参
照）などの方法によりイニシエータハウジング32に装着
された外側円筒形部分52を有している。マニホルドアセ
ンブリ50は、外側部分52に対して引込んでいる径小円筒
形部分56をさらに含み、この部分はスリーブ22の一端部
26とかみ合い且つその端部を受入れる。スリーブ22とマ
ニホルドアセンブリ50は周溶接部58などにおいて装着さ
れている。マニホルドアセンブリは、バーストディスク
62などのもろい部材により包囲される大きな、縁部の平
坦なオリフィス60をさらに含む。適切なバーストディス
ク62はニッケル又はステンレス鋼から製造されていれば
良い。バーストディスクは、加圧ガスが当たる周プラズ
マ溶接部63でマニホルドアセンブリ50に装着される。

径小部分56の壁面には、雷管40の中心と同心の中心開
口68の周囲に位置している複数の開口66を含む穴あきス
クリーン64が圧入ばめされている。組立て時、がたつき
を防ぐために、スクリーン64はイニシエータハウジング
32の細い部分34によりわずかに内方へ変形される。スク
リーン64は、円板62の破片などの大きな物体がエアバッ
グの中に侵入するのを防止する。マニホルドアセンブリ
50の外側円筒形部分52は、中立のスラストを発生させる
ために真向かいの位置にある少なくとも２つのオリフィ
ス70a及び70bを含み、オリフィス70a及び70bの総流れ面
積は開口60の面積より著しく小さい。雷管40を起動させ
ると、圧力、すなわち、衝撃波が発生されて、もろい部
材、すなわち、ディスク62を破壊し、そこで、少なくと
も蓄積されている膨張ガスが圧力容器20を出る。この初
期ガス詰めを低温ガス詰めと呼ぶこともある。

本発明では、小さなオリフィス70a及び70bは圧力容器
20を出る膨張ガスの流量を調整する。バーストディスク
62の中心に位置しているオリフィス60は、それが大きい
ことによって、圧力の大きな降下を生じさせることはな
い。この構成は、ガス詰め装置のモデルごとのデザイン
を規格化するという利点を与える。バーストディスク62
と、オリフィス70a及び70bとの直径の関係は、誤用によ
る圧力容器の過熱又はへたりが原因となって起こる圧力
容器の過剰過圧の場合に安全リリーフ装置、すなわち、
逃がし弁として働くバーストディスク62の破裂点を確定
する。

ガス発生器ハウジングアセンブリ80は、圧力タンク20
のスリーブ22の他端部28と係合する拡張端部84を有する
段付きハウジング82から構成されている。スリーブ22と
ハウジング82は周溶接部87で接合されている。ハウジン
グ82は、その内側端部86に、通常はステンレス鋼から製
造される薄いバーストディスク90により覆われた中心開
口88を含む。ディスク90は先に論じたようにハウジング
82に溶接されている。

図３は、発生器ハウジングアセンブリ80の代替実施例
を示し、この場合、端部86は、開口88の前の場所に、バ
ーストディスク90により覆われる複数の小さな開口92を
含む。この実施例では、開口92の間のハウジング82の材
料はバーストディスク90をさらに支える働きをするの
で、バーストディスクを図１に示すバーストディスク90
より著しく薄く形成することができる。この状況におけ
るバーストディスク90の典型的な厚さは0.1mmであろう
（ステンレス鋼）。図１に戻ると、ハウジング82の中空
の内部には、複数の開口96を有する粒子トラップ94が配
置されており、この粒子トラップは燃焼中のプロペラン
ト100が開口96の中へ押出されるのを阻止する。粒子ト
ラップの上流には、押出又は造形された多量のプロペラ
ント100がある。プロペラント100は、この明細書に参考
として取入れられている米国特許第3,723,205号に開示
されているような物質であっても良い。

プロペラント100は波形座金102により粒子トラップ94
に向かって偏向されている。様々に異なるプロペラント
100の長さに対応するために、この弾性部材、すなわ
ち、波形座金102の厚さを変えても良い。ハウジング82
の中には、一方の末端が円錐形の末広ノズル108で終わ
っている中心開口106を有するハウジング104が螺合収容
されている。開口106の中には、複数の電気リード線112
が装着された周知の構成の別の雷管又はイニシエータ11
0が受入れられている。末広ノズル108の内部には、プロ
ペラント100の瞬時に点火するのに適する火炎温度と量
をもつ窒化ホウ素カリウムから成る点火強化物質109が
入っている。

図４を参照すると、この図はプロペラント100の横断
面図を示す。プロペラント100の外面120はクローバーの
葉のような模様を描いて成形されており、クローバーの
それぞれの葉には中心開口122がある。この構成はプロ
ペラントの燃焼速度を相対的に一定にするという目的を
もつ。プロペラント100が燃焼する間、その露出面積は
ほぼ一定のままである。すなわち、プロペラントの外面
が燃焼するにつれて、その外表面積は狭くなるのである
が、それぞれの中心開口122の周囲の表面積は増加する
ので、燃焼面は一様であり、その結果、燃焼速度を統制
できる。燃焼速度は中心開口92又は88の流れ面積によっ
てもさらに統制される。見ればわかる通り、開口92又は
88により確定される発生器ハウジング82（プロペラント
100を収納している）内の圧力も、総プロペラント燃焼
速度を統制する上で有効である。

ガス詰め装置10は、エンドキャップ132及び134と、主
要部分140とから構成されるディフューザ130をさらに含
む。各エンドキャップの形状は図２に見られる。エンド
キャップ132及び134はイニシエータハウジング32と、ガ
ス発生器ハウジング80とにそれぞれ固着されている。こ
の固着は、134のようなエンドキャップにある開口152を
貫通する延出部分又はのこ歯状切欠き150をガス発生器
ハウジング82に複数設けることにより行なわれても良
い。組立て中、これらの延出部分150をクリンプさせ
て、エンドキャップ134、ディフューザ130及び圧力容器
20を所定の場所に保持する。他方のエンドキャップ132
は、そのエンドキャップにある開口158を通して受入れ
られる同様の複数の延出部分又はのこ歯状切欠き156を
介してイニシエータハウジング32に固着されれば良い。

ガス発生器ハウジングアセンブリ80、あるいはイニシ
エータハウジングアセンブリ30は、圧力容器20の内部24
へ不活性ガスを流通させる通常の構成の注入管160の設
備をさらに含んでいても良い。圧力容器ガスで充満させ
たとき、注入管160は162ような箇所でクリンプし、箇所
163で密封される。密封溶接作業に続いて、管160のクリ
ンプ部分162を機械的に圧搾してそれを再び開放し、膨
張ガス又は試験ガスを溶接又は密封継手（箇所163）へ
直接に連通させても良い。

58のような溶接継手の一例を示す図５を参照する。以
下の説明は、54及び87などのガス詰め装置10内部で使用
されるその他の溶接継手にも同様に当てはまる。さらに
詳細といえば、図５はスリーブ22の左側端部26と、マニ
ホルドアセンブリ50との接合を示す。様々なアセンブリ
30及び80の製造中及びガス詰め装置10を製造し終わり、
ガスを充満させた後に、それぞれの溶接継手58及び87の
漏れ試験を実行する。そのような試験を容易にすると共
に、それらの溶接継手のそれぞれの効果を確保するため
に、本発明では、溶接すべき様々な金属片が溶接部の近
傍でのみ接触するように、そのような溶接に先立って金
属片の寸法を規定し、互いにはめ合い、それにより、長
い締まりばめ接触領域、螺合接触領域又は圧入ばめ接触
領域の使用をほぼ回避することを考えている。そこで図
５は、マニホルド50の部分56がスリーブ22からわずかに
離間している（図中符号166を参照）ことを示す。この
ようすると、蓄積加圧ガス、あるいは試験ガスは相対的
に障害のないように58のような溶接箇所へと移動するこ
とができる。様々な構成要素のはめ合いをこのように構
成することにより、圧力容器の試験中に溶接部の欠陥に
起因する漏れを容易に検出できる。この構成は、螺合可
能な相互接続部、あるいは締まりばめ接続部及び圧入ば
め接続部の使用を教示する従来の技術とは対照的であ
る。螺合接続又は圧入ばめ接続を使用すると、蓄積ガス
又は試験ガスの溶接箇所への移動が妨害され、そのた
め、従来のガス詰め装置で実施される漏れ試験では、溶
接箇所へのガスの移動が著しく制限される、すなわち、
圧力容器が試験される時点までにガスは溶接箇所へ移動
できないので、溶接部の欠陥を必ず検出するわけではな
かった。従来の技術におけるこの欠陥はいわゆる幼児死
亡率型の故障を引起こす結果となっていた。万一、螺合
接続が要求又は希望される場合には、ねじの長さに沿っ
たフライス削り溝穴254（図９を参照）が試験すべき継
手までガスを制限なく流通させるであろう。図９は、ね
じ螺合接続を呈する本発明の部品の別の装着構造を示
す。図示されている発生器ハウジング82は、スリーブ22
の端部28にあるねじ252に受入れられるねじ250を有す
る。ガス溶接継手87へ直接移動させるために、複数組の
ねじ山の中の１組にフライス削り溝穴254が設けられて
いる。溝穴254はハウジング82又は圧力容器20のスリー
ブ22のいずれか一方にあれば良いということを理解すべ
きである。

図２及び図６は、ディフューザ130の様々な図を示
す。図６は、ディフューザを形成する主な構成要素の一
部の投影部分図を示す。ディフューザ130は、本質的に
は、圧力容器20を収容し且つ支持するように設計された
特定の形状の金属製容器である。見ればわかる通り、デ
ィフューザ130はエアバッグをも支持している。ディフ
ューザ130は、圧力容器として共働して、膨張ガスをエ
アバッグへ連通させるダクトも形成する。図６に示すデ
ィフューザ130は、図１に示す主要部分140と、エンドキ
ャップ132及び134とを含む。主要部分140は下部アセン
ブリ180と、上部アセンブリ182とから製造されていても
良い。上部アセンブリ182と下部アセンブリ180は、それ
ぞれ、圧力容器20との間に３箇所の軸方向締まりばめを
形成している。横断面では、ディフューザ130の形状は
やや三角形であり、３箇所で圧力容器20と接触する。図
６に示すようなディフューザの後部、すなわち、下部に
向かって、その形状は円筒形の圧力容器の形状にほぼ従
っている。ディフューザの前面に向かって、すなわち、
膨張しつつあるエアバッグの方向へ、ディフューザは圧
力容器から離れて、空間183a及び183bを規定する。下部
アセンブリは、下方末端に長手方向に延出するトラフ18
4を有する開放構造から構成される。下部アセンブリ
は、上部アセンブリに形成された同様の複数の開口188
を通って嵌合するように設計されている複数のタブ186
をさらに含む。タブ186は屈曲、クリンプ又はその他の
方法により所定の場所に固着されれば良い。横断面で
は、壁190a及び190bは内方へテーパして、少なくとも接
線192a及び192bに沿って円形の圧力容器20と交わる。圧
力容器20のより広い面積と締まりばめを形成するため
に、図６にさらに明瞭に示すように、壁190a及び190bは
弓形に形成されていても良い。トラフ184の内部に位置
して、そこから延出している複数の取付け耳部204は、
ガス詰め装置10とエアバッグ202を自動車の構造の共働
部分に取付けるのに有用であり、従来の技術で使用され
ていたようなディフューザとガス詰め装置を保持するた
めの追加ハウジングは不要であろう（図７を参照）。当
該技術では、耳部204をディフューザ130を下部アセンブ
リ180に装着する様々な技法が知られている。

上部アセンブリ182には、圧力容器20に沿って少なく
とも１つの接触点（又は接触領域）を形成する、長手方
向に延出する中心トラフ194を形成することができる。
図６に示すように圧力容器のより広い面積、すなわち、
平坦面と接触するように、トラフ194を図２に示すよう
に弓形の形状としても良い。軸方向に延出するトラフは
ディフューザ130に剛性を与えるので、軽量の材料を使
用できる。トラフ194は本発明には不可欠ではなく、ト
ラフを取除けばディフューザの図６に示すような正面19
3又は上面はほぼ平坦な構成になるであろう。上部アセ
ンブリ182は、周囲に位置しているエアバッグ202に膨張
ガスを分配するための複数の開口200をさらに含んでい
ても良い。穴200の向きはアセンブリ182の上面193に沿
って軸方向（想像線で示す）に延出しても良く、又は半
径方向でも良いが、それらの組合せであっても良い。穴
の場所と位置は、膨張ガスの発生時にディフューザ130
に起こりうる変形を制限するのを助けると共に、発生し
たガスをクッション又はエアバッグの内部に均一に分配
するように選択される。

（むだ）容積、すなわち、183a,183bは広くなったこ
とと、ディフューザ130の上面193の開口200を使用する
ことの利点は、膨張ガスが圧力容器を出てディフューザ
130を流通するときの膨張ガスの乱流を少なくすること
である。典型的には円形の横断面（図７を参照）をもつ
従来のガス詰め装置／ディフューザの特徴は、圧力容器
を出るときの膨張ガスの乱流の程度が大きいことであっ
た。この乱流は加熱膨張ガスと従来のディフューザとの
間に大きな熱伝達を発生させるのを助長していた。膨張
ガスから失われた熱はその体積を減らし、そのために、
エアバッグをふくらませる効率は低下する。従来の技術
におけるこの影響を補正するために、より多くの量の蓄
積ガス及び／又はプロペラントの使用が必要であった。
これに対し、本発明は乱流の流れを減少させ、ディフュ
ーザを通る間の圧力降下を少なくし且つ熱伝達の量を少
なくして、さらに効率良く性能を発揮させる。従来の技
術を例示している図７は、円筒形の近接離間して配置さ
れているディフューザ130′の中に位置する典型的な円
筒形状のガス詰め装置10′を示す。ガス詰め装置は本発
明のような混成型であっても良く、あるいは、当該技術
で知られているようにアジ化ナトリウムを利用するガス
詰め装置であっても良い。220のような開口を出た膨張
ガスは乱流を起こしながらディフューザ130′を流通し
て、概略的に示されているエアバッグ202をふくらませ
る。ディフューザ130′と、ガス詰め装置10′と、エア
バッグは典型的には反応かん222の中に固着されてお
り、そのかんは自動車の計器盤のような部分に固着され
る。図中符号224を参照すると、それは反応かん222の中
の捕獲空間224示す。エアバッグ202をこの空間の中に隙
間なく折りたたむことができないため、この空間は有効
に利用されていなかった。

本発明に関して、図８は、ガス詰め装置10の周囲に固
着されたエアバッグ202を概略的に示す。さらに詳細に
いえば、エアバッグ202はディフューザ130を中に受入れ
る開放端部210（図10を参照）を含む。エアバッグ202
は、その端部210に近接して、複数の延出するフラップ2
12a及び212bを含んでいても良く、それらのフラップは
ディフューザ130の周囲に重なり合うように（図８を参
照）、取付け耳部204が貫通する状態で受入れられる。
エアバッグ202は、図８に破線で示す薄い破裂可能なカ
バー214でエアバッグを包囲することにより、折りたた
み形状に維持されても良い。この特徴によって、中間ハ
ウジング又は反応かんの必要なく装置を自動車の取付け
構造に直接に装着することができる。この場合、自動車
の計器盤は図７に示す反応かんに類似する空洞又は形状
を含むことができるであろう。これとは対照的に、ほぼ
円筒形のガス詰め装置10又は圧力容器20に対して本発明
のディフューザ130の非円形の横断面は、膨張ガスにさ
らされる表面積をできる限り小さくすると共に、圧力降
下を最小限に抑えて、装置の総パッケージサイズに影響
を及ぼさずに熱損失を減少させるようになっている。図
１及び図６から、出口オリフィス70a及び70bが膨張ガス
をディフューザ130の空間183a及び183bの中へ直接導く
ことを理解すべきである。加えて、エアバッグの折たた
み及びディフューザに対するエアバッグの位置決めの面
に関して本発明のもう１つの利点が達成される。ディフ
ューザのほぼ平坦な上面を利用することにより、理想の
面の上にエアバッグを折りたためるであろう。

以上のことを考慮すると、ディフューザ130は軽量の
材料から製造されても良いと考えられる。さらに詳細に
いえば、下部アセンブリ180はアルミニウム製であって
も良く、一方、上部アセンブリ182は強度の高い低合金
鋼から製造されても良い。

図１、特にアクチュエータ40及びイニシエータ110か
ら延出する電線又はリード線42及び112の向きを参照す
る。図１からわかるように、これらのリード線又はワイ
ヤ42及び112はそれぞれ圧力容器の外側にあり、そのた
め、励起時にアクチュエータ40又はイニシエータ110に
より発生する熱を受けない。ワイヤ42は図１に示すよう
にガス詰め装置10の右側から出てトラフ184を通り、ガ
ス詰め装置の左側からカバー134の開口220を通って出る
と考えられる。この構成は制御装置への装着を容易に
し、ワイヤのゆるみやぶらつきをなくし、また、必要と
される電気コネクタの数を減少させる。それに相応し
て、異物（内部ワイヤの溶融によるものなど）の破壊は
阻止され、流出物をさらに良く管理できるため、毒物に
関わる心配も少なくなるので、本発明における生成ガス
の清浄度は向上する。米国特許第3,756,621号に示され
ているような従来の技術においては、ワイヤ圧力容器を
通り抜けており、100のようなプロペラントの起動時に
発生するきわめて苛酷な環境にさらされていた。

以下、ガス詰め装置10を組立て、試験するために利用
できる典型的な製造プロセスを簡単に説明する。イニシ
エータハウジングアセンブリ30は、スクリーン64−使用
するならば−をマニホルドアセンブリ50の中に位置決め
し、マニホルドアセンブリを場所54でイニシエータハウ
ジング32に溶接することにより組立てられる。プラズマ
容積工程を使用して、バーストディスク62を開口60の周
囲に溶接する。この時点で、このサブアセンブリはアク
チュエータ40と、スペーサ38を含んでいない。このアセ
ンブリの内部を試験チェンバの中で真空排気し、ヘリウ
ムなどの試験ガスをバーストディスク62の圧力容器側に
当てる。溶接したバーストディスクを通ってゆくヘリウ
ムの移動を試験することにより、漏れ試験を実行する。
溶接されている面から持上がりがちであるバーストディ
スクの側にヘリウム試験ガスを当てるという点に注意す
ることが大切である。試験ガスを反対の側に当てると、
試験ガスはバーストディスクをそれらの面に保持して、
漏れを遮蔽してしまうであろう。その後、スリーブ22を
マニホルドアセンブリ50に組立て、58で溶接する。発生
器ハウジングアセンブリ80を同様にスリーブに取付け
て、87で溶接する。アルゴンと、少ない割合のヘリウム
とから成る起動ガスを完成した圧力容器20の中に導入
し、約3000psiである動作圧力まで充満させる。その
後、場所58及び87の溶接部を漏れ試験する。続いて、ス
ペーサ38とアクチュエータ40をイニシエータハウジング
32の中に螺合挿入する。発生器ハウジングアセンブリを
構成する様々な構成要素、すなわち、粒子トラップ94、
プロペラント100、スプリングディスク102、ハウジング
104及びイニシエータ110を発生器ハウジング82に取付け
る。この組立て技法に従うことにより、圧力容器が漏れ
試験に不合格である場合に、様々な火工技術に関連する
構成要素を廃棄する必要はない。さらに、火工要素を溶
接中に取付けるのではないので、本発明は広範囲にわた
る溶接技術に十分に適している。従来の技術において
は、溶接技術は、取付けられている火工要素に火がつか
ないように熱の影響を受ける区域ができる限り少ないと
考えられるものに限られていた。通常は電子ビーム溶接
を使用していたが、この方法は高いコストを要し、大量
生産には適していない。ガス詰め装置10の最終組立て時
に、エアバッグ202をそれに固着する。

発生器ハウジングアセンブリについても、バーストデ
ィスク90と発生器ハウジング82との境界面の漏れを先に
説明したようにして試験する。エンドカバー132及び134
と、上部アセンブリ180及び下部アセンブリ182とから構
成されるディフューザ130をその後にガス詰め装置10の
周囲に装着する。

本発明の複式火工構成は、エアバッグ202のふくらむ
速度を調整できるという点で融通性を与える。乗客、特
に立っている子供のように所定位置にいない乗客にエア
バッグが余り激しく突当たることのないように、初期膨
張速度を制御することが望ましい。この点に関して、ア
クチュエータ40とイニシエータ110を同時に始動するこ
とによりガス詰め装置を動作状態にできる。この型の始
動は最も強力にエアバッグを充満させる（図11の曲線Ａ
を参照）。あるいは、アクチュエータ40を始動して、デ
ィスク62を破裂させる衝撃波を発生し、それにより、蓄
積アルゴン膨張ガスなどの初期低温ガス膨張が流れオリ
フィス70a及び70bから放出させ、エアバッグ202を膨張
させ始めるようにしても良い（図11の曲線Ｂを参照）。
その後、たとえば、7,10又は16ミリ秒の時間遅延を経
て、イニシエータ110を起動し、それにより、プロペラ
ント100を燃焼させ、その結果、圧力容器の中に残って
いる蓄積ガスの温度を上昇させ、エアバッグをふくませ
るために利用できるガスの体積を増加させる。このよう
に、初期低温ガス膨張では、エアバッグの当初の膨張速
度は遅く、所定位置にいない乗客に対してエアバッグは
比較的やわらかく接触するが、その後にイニシエータ11
0が起動すると、エアバッグはより急速にふくらむ。ア
クチュエータ30及び／又はイシニエータ110の起動の順
序は、自動車のデザインと、車内の広さとにより大きく
左右される。１例として、衝突のエネルギーの吸収が悪
く、そのエネルギーの多くが乗客に伝わってしまうよう
な特定の自動車のフレーム又は他の支持構造を考える。
この状況では、曲線Ａのより激しい膨張速度が要求され
るであろう。衝突エネルギーをより多く吸収するような
自動車であれば、曲線Ｂのような激しさの少ない膨張速
度によって、最初のうちは、乗客を徐々に包んでゆくで
あろう。ただし、図11のグラフに基づけば、膨張手順が
曲線Ａのものであれ、曲線Ｂのものであれ、ほぼ同じ時
点で最大エアバッグ膨張に到達することがわかる。

状況によっては、イニシエータ110の起動を実際に25
ミリ秒以下、おそらくは25ミリ秒を越える期間にわたり
遅延させるのが望ましいことがわかっている。図１のガ
ス詰め装置10を利用する場合、この延長時間遅延期間の
間に大量の低温蓄積膨張ガスが圧力容器20から出たと考
えることがわかる。図12は、延長時間遅延起動期間を要
求する膨張方式に適するガス詰め装置300を例示する本
発明の代替実施例を示す。図12は、そのようなガス詰め
装置300の左側部分を示す。右側部分は図１の右側部分
と同一であることを理解すべきである。ガス詰め装置30
0は、スリーブ22′への周溶接継手305でスリーブ28′に
溶接されている第２のマニホルドアセンブリ304を含む
発生器ハウジングアセンブリ80′を具備する。第２のマ
ニホルドアセンブリ304は、縁部が鋭くとがっている開
口308を有する凹形端部306を末端とする円筒形である。
端部306は第２のバーストディスク310を支持する。第２
のマニホルドアセンブリ304の中には、プロペラント10
0、イニシエータ110などを具備する発生器ハウジング82
が配置されている。ハウジング82の開口88を密閉するた
めに先に使用されていたバーストディスク90は取除かれ
ていることを理解すべきである。開口88にまたがって、
スクリーン64に類似する312のようなオプションのスク
リーンを配置しても良い。マニホルドアセンブリ304は
ほぼスラストを受けない状態で配設される第２の１組の
ガス流れオリフィス320a及び320bをさらに含む。スリー
ブ22′の周囲には、先に論じたディフューザ130が位置
している。本発明のこの実施例では、流れオリフィス32
0a及び320bはマニホルド50の中に製造されている流れオ
リフィス70より大きくなるようにサイズを規定される。
さらに詳細にいえば、流れ面積は3:1の比を有していて
も良い。１例として、オリフィス70a及び70bの総流れ面
積は約.32平方センチメートル（.05平方インチ）であ
り、オリフィス320の総流れ面積は約.97平方センチメー
トル（0.15平方インチ）になるであろう。衝突状況を示
す信号に応答して、アクチュエータ40は起動し、それに
よりバーストディスク62を開放して、蓄積膨張ガスがオ
リフィス70a及び70bを出るにつれてエアバッグを低温膨
張させると考えられ、その結果、図11の曲線Ｃの傾きの
少ない部分に従うことになる。その後、イニシエータ11
0が起動されると、プロペラント100は第２のバーストデ
ィスク310を燃焼し尽くすので、残留蓄積ガスが圧力容
器を出るための第２の流路が形成される。バーストディ
スク310がなくなると、残留蓄積ガスは開口308と、オプ
ションのスクリーン312を経て圧力容器から出て、その
後、より大きなオリフィス320a及び320bを出ると、それ
により、蓄積ガスが圧力容器を出る速度が増し、その結
果、曲線Ｃの傾きの大きい部分に従うようになる。膨張
ガスが開口308を出ると、ガスはプロペラントにより発
生した熱の中を直接に通り抜けるので、ガスが圧力容器
を出てエアバッグ又はクッションに流入するときのガス
の体積は増加する。

図13は、イニシエータ104などの単一の火工要素を有
する本発明の別の代替実施例を示す。このガス詰め装置
350の構造は図12に示す代替実施例に基づいている。さ
らに詳細にいえば、このガス詰め装置350の左側部分は
図12の左側部分と同一である。圧力容器のスリーブ部分
302は、その右側で、アーチ形又はおそらくは球形の面3
54で終わっている。端部352には、溶接されたカップ形
構造356のような保持部材が装着されている。この構造3
56の端部358は、先に述べたように、ディフューザ132に
装着するためにアクチュエータハウジング32から延出す
る156のようなタブを含む。端部352には、圧力容器に不
活性膨張ガスを充満させるための注入管360が設けられ
ている。イニシエータ110が起動すると、バーストディ
スク310は開放し、それにより、加熱膨張ガスはオリフ
ィス320a及び320bを出ることができる。その結果として
得られるこの単一の火工装置の膨張曲線は、図11の曲線
Ａの膨張曲線にほぼ従うであろう。

言うまでもなく、本発明の上述の実施例の数多くの変
更や変形を本発明の範囲から逸脱せずに実施することが
できる。従って、その範囲は添付の請求の範囲の範囲に
よってのみ限定されるものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビショップ，ロバート・ジェイ アメリカ合衆国 48094 ミシガン州・ ワシントン・スプリングウッド ウェ イ・8575 (72)発明者 クレマー，ロバート・エム アメリカ合衆国 48026 ミシガン州・ フレイザー・スーウェル・17490 (72)発明者 オッカー，クラウス アメリカ合衆国 48026 ミシガン州・ フレイザー・エリン・16286 (72)発明者 ブラウン，ロイ アメリカ合衆国 71913 アーカンソー 州・ホットスプリングス・マリオン ア ンダーソン ロード・2101エイ (72)発明者 ローズ，ジェイムズ アメリカ合衆国 22033 ヴァージニア 州・フェアファックス・マジェスティッ ク レイン・4225 (72)発明者 レンフロウ，ドナルド アメリカ合衆国 22069 ヴァージニア 州・ヘイマーケット・ピイオーボックス 140・（番地なし) (72)発明者 ベイジル，テレーサ アメリカ合衆国 22003 ヴァージニア 州・アンデイル・スプリングブルック ドライブ・4828 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/26

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアクッション又はエアバック（202）の
   ガス詰め装置（10）において， （ａ）第１の端部（26）及び第２の端部（28）を有する
   中空の円筒形スリーブ（22）を備え； （ｂ）スリーブ（22）の第１の端部（26）を密閉するイ
   ニシエータハウジングアセンブリ（30）を備え； （ｃ）スリーブ（22）の第２の端部（28）を密閉する発
   生器ハウジングアセンブリ（80）を備え、この発生器ハ
   ウジングアセンブリ（80）と前記スリーブ（22）および
   イニシエータハウジングアセンブリ（30）は、エアバッ
   グを膨張させるために使用される多量の加圧不活性ガス
   を蓄積するための圧力容器（20）を構成し； （ｄ）イニシエータハウジングアセンブリ（30）は、 平坦な端部分に第１のオリフィス（60）を有していて、
   スリーブ（22）の第１の端部（26）に固着されたマニホ
   ルド（50）と、 第１のオリフィス（60）を覆うようその周囲に固着され
   ていて、一方の面が蓄積された不活性ガスに曝されてい
   る、第１の破裂可能なディスク状部材（62）を備え、 マニホルド（50）に、スリーブ（22）とは反対側におい
   て固着されて、スリーブ（22）の内部との間にガス流路
   を定めるイニシエータハウジング（32）を備え、不活性
   ガスが圧力容器（20）から出るときはその不活性ガスは
   第１のオリフィス（60）を通して上記ガス流路へと流
   れ、イニシエータハウジング（32）には中空の首状部分
   （34）があり、 第１の破裂可能なディスク状部材（62）を破壊するため
   の第１の火工アクチュエータ手段（40）を備え、この第
   １の火工アクチュエータ手段（40）は、イニシエータハ
   ウジング（32）の中空の首状部分（34）内に取り外し可
   能に、第１の破裂可能なディスク状部材（62）に近接さ
   せて配置され、第１の火工アクチュエータ手段（40）の
   起動時に第１の破裂可能なディスク状部材（62）が衝撃
   波により破裂して、膨張したガスの流れが第１のオリフ
   ィス（60）通して開始させられ、 マニホルド（50）には、スリーブ（22）とは反対側に位
   置されていて、圧力容器から流れ出る膨張したガスを制
   御する、ガス流路の出口としての流量制御オリフィス手
   段（70a,70b）が設けられおり； （ｅ）発生器ハウジングアセンブリ（80）は、 第１のハウジング端部（86）及び第２のハウジング端部
   （84）を含む中空の細長い発生器ハウジング（82）を含
   み、第２のハウジング端部（84）は、スリーブ（22）の
   第２の端部（28）に固着され、第１のハウジング端部
   （86）は第２の破裂可能なディスク状部材（90）で覆わ
   れた少なくとも１つの開口（88,92）を備えており； （ｆ）イニシエータハウジングアセンブリ（30）のマニ
   ホルド（50）は、スリーブ（22）にその第１の端部（2
   6）で溶接され、発生器ハウジング（82）は、スリーブ
   （22）にその第２の端部（28）で溶接されている、 ことを特徴とするガス詰め装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のガス詰め装置において、
   流量制御オリフィス手段（70a,70b）に連通していて、
   圧力容器（20）を支持するとともに、膨張したガスをエ
   アバッグ（202）へと導くためのディフューザ（130）を
   含み、ディフューザ（130）の下端部には、圧力容器（2
   0）の一部で閉じられるトラフ（184）が含まれ、そのト
   ラフ（184）内には第１の火工アクチュエータ手段（4
   0）に付随のワイヤ（42）が受けられ、それらのワイヤ
   （42）が膨張ガスから遮蔽される、ことを特徴とするガ
   ス詰め装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載のガス詰め装置において、
   発生器ハウジングアセンブリ（80）は、 第１のハウジング端部（86）に近接して配置される複数
   のトラップ開口（96）を含む粒子トラップ（94）と、 多量のプロペラント（100）と、 プロペラント（100）を粒子トラップの方へ押圧する弾
   性部材（102）と、 この弾性部材（102）から離間して配置され、起動時に
   プロペラント（100）の燃焼を開始させる第２の火工ア
   クチュエータ手段（110）と 含んでいる、ことを特徴とするガス詰め装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載のガス詰め装置において、
   流量制御オリフィス手段（70a,70b）に連通していて、
   圧力容器（20）を支持するとともに、膨張したガスをエ
   アバッグ（202）へと導くためのディフューザ（130）を
   含み、 このディフューザ（130）には、圧力容器（20）の下部
   を外側から支持する下部（180）と、スリーブ（22）の
   上部に外側から係合していて膨張したガスの流出を可能
   とする複数の開口（200）を持つ上部（182）とが含ま
   れ、 ディフューザ（130）は、その上部（182）の下方であっ
   て且つ圧力容器（20）の外側上方に、膨張したガスの乱
   流を減少させ且つ膨張したガスからディフューザ（13
   0）への熱の伝達を減少させる空間領域（183a,183b）が
   形成されるよう、構成されている、 ことを特徴とするガス詰め装置。
5. 【請求項５】請求項３に記載のガス詰め装置において、
   第１の火工アクチュエータ手段（40）と第２の火工アク
   チュエータ手段（110）およびプロペラント（100）は、
   蓄積されている不活性ガス中ではない場所に位置されて
   いる、ことを特徴とするガス詰め装置。
6. 【請求項６】エアクッション又はエアバック（202）の
   ガス詰め装置（10）において， （ａ）第１の端部（26）及び第２の端部（28′）を有す
   る空中の円筒形スリーブ（22′）を備え； （ｂ）スリーブ（22′）の第１の端部（26）を密閉する
   イニシエータハウジングアセンブリ（30）を備え； （ｃ）スリーブ（22′）の第２の端部（28′）を密閉す
   る発生器マニホルドアセンブリ（304）を備え、この発
   生器マニホルドアセンブリ（304）と前記スリーブ（2
   2′）およびイニシエータハウジングアセンブリ（30）
   は、エアバッグを膨張されるために使用される多量の加
   圧不活性ガスを蓄積するための圧力容器（20）を構成
   し； （ｄ）イニシエータハウジングアセンブリ（30）は、 平坦な端部分に第１のオリフィス（60）を有していて、
   スリーブ（22′）の第１の端部（26）に固着されたマニ
   ホルド（50）と、 第１のオリフィス（60）を覆うようその周囲に固着され
   ていて、一方の面が蓄積された不活性ガスに曝されてい
   る、第１の破裂可能なディスク状部材（62）を備え、 マニホルド（50）に、スリーブ（22′）とは反対側にお
   いて固着されて、スリーブ（22′）の内部との間に第１
   のガス流路を定めるイニシエータハウジング（32）を備
   え、不活性ガスが圧力容器（20）から出るときはその不
   活性ガスは第１のオリフィス（60）を通して上記ガス流
   路へと流れ、イニシエータハウジング（32）には中空の
   首状部分（34）があり、 第１の破裂可能なディスク状部材（62）を破壊するため
   の第１の火工アクチュエータ手段（40）を備え、この第
   １の火工アクチュエータ手段（40）は、イニシエータハ
   ウジング（32）の中空の首状部分（34）内に取り外し可
   能に、第１の破裂可能なディスク状部材（62）に近接さ
   せて配置され、第１の火工アクチュエータ手段（40）の
   起動時に第１の破裂可能なディスク状部材（62）が衝撃
   波により破裂して、膨張したガスの流れが第１のオリフ
   ィス（60）通して開始させられ、 マニホルド（50）には、スリーブ（22′）とは反対側に
   位置されていて、圧力容器から流れ出る膨張したガスを
   制御する、ガス流路の出口としての第１の流量制御オリ
   フィス手段（70a,70b）が設けられており； （ｅ）発生器マニホルドアセンブリ（304）は、 全体として円筒形の発生器マニホルドであって、平坦な
   端部分に第２のオリフィス（308）を形成する一方の端
   部と、開放された他方の端部とを有している発生器マニ
   ホルドを備え、前記開放した他方の端部は、スリーブ
   （22′）の第２の端部（28′）に固着され、 第２のオリフィス（308）を覆うようその周囲に固着さ
   れていて、一方の面が蓄積された不活性ガスに曝されて
   いる、第２の破裂可能なディスク状部材（310）を備
   え、 前記発生器マニホルドの前記開放した他方の端部から前
   記発生器マニホルド中へと挿入されている、中空の細長
   い発生器ハウジング（82）を備え、発生器ハウジング
   （82）の第１の端部は前記発生器マニホルド中に挿入さ
   れ、発生器ハウジング（82）の第２の端部は、前記発生
   器マニホルドの前記開放された他方の端部に固着されて
   おり、発生器ハウジング（82）と前記発生器マニホルド
   との間に第２のガス流路が定められ、 前記発生器マニホルドには、スリーブ（22′）とは反対
   側に位置されていて、圧力容器（20）から第２のオリフ
   ィス（308）を通して流れ出る膨張したガスを制御す
   る、ガス流路の出口としての第２の流量制御オリフィス
   手段（320a,320b）が設けられおり； （ｆ）イニシエータハウジングアセンブリ（30）のマニ
   ホルド（50）はスリーブ（22′）にその第１の端部（2
   6）にて溶接され、前記発生器マニホルドはスリーブ（2
   2′）にその第２の端部（28′）にて溶接されている、 ことを特徴とするガス詰め装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載のガス詰め装置において、
   第１および第２のの流量制御オリフィス手段（70a,70b;
   320a,320b）に連通していて、圧力容器（20）を支持す
   るとともに、膨張したガスをエアバッグ（202）へと導
   くためのディフューザ（130）を含んでいる、ことを特
   徴とするガス詰め装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載のガス詰め装置において、
   発生器ハウジングの第１の端部の少なくとも１つの開口
   （88;92）を覆うスクリーン（312）が、発生器マニホル
   ドに係合して設けられている、ことを特徴とするガス詰
   め装置。