JP3203063B2 - 車両搭乗者拘束具 - Google Patents
車両搭乗者拘束具Info
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Description
【0001】関連出願 本出願は、ジャック エル ブルメンタル(Jack L. Bl
umenthal)及びネイハム ガット(Nahum Gat)により
出願され、そして「膨張する車両搭乗者拘束具」の名称
を与えられた出願番号第07/761,685号の一部
継続出願である。前記の出願第07/761,685号
の先の出願日の利益を有し、この文書によって請求され
るものである。
umenthal)及びネイハム ガット(Nahum Gat)により
出願され、そして「膨張する車両搭乗者拘束具」の名称
を与えられた出願番号第07/761,685号の一部
継続出願である。前記の出願第07/761,685号
の先の出願日の利益を有し、この文書によって請求され
るものである。
【0002】発明の分野 本発明は、車両搭乗者拘束具のような新規で改善された
膨張する膨張具に関する。
膨張する膨張具に関する。
【0003】発明の背景 膨張する車両搭乗者拘束具の公知の構造は米国特許番号
第3,806,153号、3,868,124号及び
3,895,821号中に開示されている。これらの特
許中に開示された構造のそれぞれにおいて、空気、又は
他の気体、及び気体を生じる固体物質が容器の中に貯蔵
される。衝突を示す車両の急速な減速が起こると、容器
の中の気体が解放されて、衝突の間車両搭乗者を拘束す
る車両搭乗者拘束具を膨張させる。更に衝突を示す乗り
物の急速な減速が起こると、気体を生じる物質が点火さ
れる。気体を生じる物質が燃えるとき、それは貯蔵気体
を加熱し貯蔵気体と混ざり合う、熱い気体又は蒸気を形
成し、そして気体の加熱された混合物が車両搭乗者拘束
具の中に流れ込む。
第3,806,153号、3,868,124号及び
3,895,821号中に開示されている。これらの特
許中に開示された構造のそれぞれにおいて、空気、又は
他の気体、及び気体を生じる固体物質が容器の中に貯蔵
される。衝突を示す車両の急速な減速が起こると、容器
の中の気体が解放されて、衝突の間車両搭乗者を拘束す
る車両搭乗者拘束具を膨張させる。更に衝突を示す乗り
物の急速な減速が起こると、気体を生じる物質が点火さ
れる。気体を生じる物質が燃えるとき、それは貯蔵気体
を加熱し貯蔵気体と混ざり合う、熱い気体又は蒸気を形
成し、そして気体の加熱された混合物が車両搭乗者拘束
具の中に流れ込む。
【0004】発明の概要 本発明は搭乗者拘束具のような、膨張する膨張具のため
の新規で改善された装置に関する。本装置は可燃性の気
体混合物を与えるための気体を受け入れる手段を含む。
本装置は、含有手段の中の気体を温めそして圧力を増加
するために気体の混合物に点火するための点火手段をも
含む。本装置は更に気体を含有手段から膨張具に気体を
向けるための方向手段をも含む。
の新規で改善された装置に関する。本装置は可燃性の気
体混合物を与えるための気体を受け入れる手段を含む。
本装置は、含有手段の中の気体を温めそして圧力を増加
するために気体の混合物に点火するための点火手段をも
含む。本装置は更に気体を含有手段から膨張具に気体を
向けるための方向手段をも含む。
【0005】好ましくは、気体の混合物は、不活性気
体、可燃性気体及び酸化剤気体を含む。不活性気体は好
ましくは窒素又はアルゴン又は窒素とアルゴンとの混合
物である。燃料気体は好ましくは水素又はメタン又は水
素とメタンとの混合物であるが、いくつかの他の可燃性
気体であってもよい。酸化剤気体は好ましくは酸素であ
る。不活性気体は除去されることができ、代わりに、燃
料の乏しい可燃性気体の混合物が使用され得る。ヘリウ
ムのような不活性のトレーサー気体の少量を、装置のガ
ス漏れ調査を援助するために加えることもできる。
体、可燃性気体及び酸化剤気体を含む。不活性気体は好
ましくは窒素又はアルゴン又は窒素とアルゴンとの混合
物である。燃料気体は好ましくは水素又はメタン又は水
素とメタンとの混合物であるが、いくつかの他の可燃性
気体であってもよい。酸化剤気体は好ましくは酸素であ
る。不活性気体は除去されることができ、代わりに、燃
料の乏しい可燃性気体の混合物が使用され得る。ヘリウ
ムのような不活性のトレーサー気体の少量を、装置のガ
ス漏れ調査を援助するために加えることもできる。
【0006】含有手段は種々の異なった形態をとること
ができる。本発明の一態様においては、含有手段は、気
体混合物として不活性気体、燃料気体、及び酸化剤気体
を含有するための単一の容器である。代わりに、単一の
容器は非常に燃料の乏しい可燃性気体の混合物を含有す
ることもできる。
ができる。本発明の一態様においては、含有手段は、気
体混合物として不活性気体、燃料気体、及び酸化剤気体
を含有するための単一の容器である。代わりに、単一の
容器は非常に燃料の乏しい可燃性気体の混合物を含有す
ることもできる。
【0007】他の態様においては、一次容器が燃料気体
を含有し、二次容器が酸化剤気体を含有し、そして含有
手段が、燃料気体と酸化剤気体を受け入れてその中で気
体の混合物に点火される燃焼チャンバーを画成する。本
態様では、使用される酸化剤気体の量は燃料気体の燃焼
を支持するための化学量論的な量を越える。
を含有し、二次容器が酸化剤気体を含有し、そして含有
手段が、燃料気体と酸化剤気体を受け入れてその中で気
体の混合物に点火される燃焼チャンバーを画成する。本
態様では、使用される酸化剤気体の量は燃料気体の燃焼
を支持するための化学量論的な量を越える。
【0008】本発明によれば、膨張具の膨張速度は燃料
気体の点火の後に与えられた時間において膨張具の望ま
しい体積を与えることによって制御され得る。膨張具の
膨張速度と膨張具の中の圧力は、膨張具の中への温かい
気体の前以て決定された容積流速を引き続き決定する望
ましい燃焼速度を得るための燃料気体と酸化剤気体の量
を選択することによって制御され得る。代わりに、又は
追加して、膨張速度は、フローコントロールオリフィス
又は気体がそれを通って膨張具の中へ流れ込む類似のも
のによって制御され得る。膨張に必要とされる時間を制
御するための他の技術は、含有手段の中の燃料気体が点
火される位置の数を変えることである。
気体の点火の後に与えられた時間において膨張具の望ま
しい体積を与えることによって制御され得る。膨張具の
膨張速度と膨張具の中の圧力は、膨張具の中への温かい
気体の前以て決定された容積流速を引き続き決定する望
ましい燃焼速度を得るための燃料気体と酸化剤気体の量
を選択することによって制御され得る。代わりに、又は
追加して、膨張速度は、フローコントロールオリフィス
又は気体がそれを通って膨張具の中へ流れ込む類似のも
のによって制御され得る。膨張に必要とされる時間を制
御するための他の技術は、含有手段の中の燃料気体が点
火される位置の数を変えることである。
【0009】改善された点火手段は気体の混合物を点火
することを与える。点火手段は、含有手段の穴のあいて
いない壁の部分を通ってエネルギーを伝えるために使用
できる。含有手段の穴のあいていない壁の部分を通って
伝えられたエネルギーは、含有手段の中の点火物質の点
火をもたらす。特に、含有手段の穴のあいていない壁の
部分の外側付近に位置する点火チャージは、含有手段の
穴のあいていない壁の部分の内側付近に配置された点火
チャージの点火を引き起こす程に点火しやすい。点火手
段の他の特徴によれば、壊れやすいさやの中の延ばされ
た中心部分が含有手段の中に配置される。延ばされた中
心部分は、結果としてさやが粉砕されそして白熱した反
応生成物が含有手段の中に吹き出すことによって点火さ
れる。
することを与える。点火手段は、含有手段の穴のあいて
いない壁の部分を通ってエネルギーを伝えるために使用
できる。含有手段の穴のあいていない壁の部分を通って
伝えられたエネルギーは、含有手段の中の点火物質の点
火をもたらす。特に、含有手段の穴のあいていない壁の
部分の外側付近に位置する点火チャージは、含有手段の
穴のあいていない壁の部分の内側付近に配置された点火
チャージの点火を引き起こす程に点火しやすい。点火手
段の他の特徴によれば、壊れやすいさやの中の延ばされ
た中心部分が含有手段の中に配置される。延ばされた中
心部分は、結果としてさやが粉砕されそして白熱した反
応生成物が含有手段の中に吹き出すことによって点火さ
れる。
【0010】
(実施例1)本発明は多くの異なる構造によって具体化
することができる。代表として、図1に搭乗者安全装置
10において具体化された本発明を例示する。搭乗者安
全装置10は膨張性の搭乗者制止装置12及び搭乗者制
止装置を膨らませる装置を含む。
することができる。代表として、図1に搭乗者安全装置
10において具体化された本発明を例示する。搭乗者安
全装置10は膨張性の搭乗者制止装置12及び搭乗者制
止装置を膨らませる装置を含む。
【0011】車両衝突を示す車両の急減速が起きた時、
車両が衝突する際に搭乗者が車両のある部品(ハンド
ル、計器盤等)の方に移動してその部品と勢いよくぶつ
かる前に、搭乗者制止装置12が膨らみ、車両の中の搭
乗者とその部品との間に位置する。膨らんだ搭乗者制止
装置12は、搭乗者の移動の動力学的エネルギーを吸収
して搭乗者の移動を制止し、このため搭乗者は車両の部
品に勢いよくぶつからない。このような搭乗者制止装置
は、種々の気体で膨らませることができる。搭乗者制止
装置12に用いられる気体にかかわらず、搭乗者制止装
置は一般に空気バッグと言われる。
車両が衝突する際に搭乗者が車両のある部品(ハンド
ル、計器盤等)の方に移動してその部品と勢いよくぶつ
かる前に、搭乗者制止装置12が膨らみ、車両の中の搭
乗者とその部品との間に位置する。膨らんだ搭乗者制止
装置12は、搭乗者の移動の動力学的エネルギーを吸収
して搭乗者の移動を制止し、このため搭乗者は車両の部
品に勢いよくぶつからない。このような搭乗者制止装置
は、種々の気体で膨らませることができる。搭乗者制止
装置12に用いられる気体にかかわらず、搭乗者制止装
置は一般に空気バッグと言われる。
【0012】搭乗者制止装置12は、容器14から気体
を流して膨らませる。容器14は、気体混合物18を入
れる気体室16を有する。気体混合物18は、好ましく
は燃料用ガス、燃料ガスを燃焼させる酸化ガス及び不活
性ガスを含む。不活性ガスは、好ましくは窒素、アルゴ
ン又は窒素とアルゴンの混合物である。酸化ガスは、好
ましくは酸素である。燃料ガスは、好ましくは水素であ
るが、メタン又は水素とメタンの混合物でもよい。
を流して膨らませる。容器14は、気体混合物18を入
れる気体室16を有する。気体混合物18は、好ましく
は燃料用ガス、燃料ガスを燃焼させる酸化ガス及び不活
性ガスを含む。不活性ガスは、好ましくは窒素、アルゴ
ン又は窒素とアルゴンの混合物である。酸化ガスは、好
ましくは酸素である。燃料ガスは、好ましくは水素であ
るが、メタン又は水素とメタンの混合物でもよい。
【0013】あるいは、容器14の中の気体混合物は、
酸化ガスと燃料ガスの混合物であって、燃料ガスが非常
に薄く、酸化ガスの量が燃料ガスを燃焼させるのに必要
な量より過剰である混合物でもよい。
酸化ガスと燃料ガスの混合物であって、燃料ガスが非常
に薄く、酸化ガスの量が燃料ガスを燃焼させるのに必要
な量より過剰である混合物でもよい。
【0014】容器14の中の気体混合物18は点火によ
って容易に燃焼するが、それ以外では爆発性ではない。
気体混合物18は、種々の組成を有することができる。
気体混合物18の燃料ガスは2〜16モル%である。酸
化ガスは気体混合物18の7〜98モル%である。残部
は不活性ガスであり、気体混合物18の0〜91モル%
である。好ましくは、気体混合物18は水素10〜14
モル%、酸素15〜25モル%及び不活性ガス61〜7
5モル%を含む。
って容易に燃焼するが、それ以外では爆発性ではない。
気体混合物18は、種々の組成を有することができる。
気体混合物18の燃料ガスは2〜16モル%である。酸
化ガスは気体混合物18の7〜98モル%である。残部
は不活性ガスであり、気体混合物18の0〜91モル%
である。好ましくは、気体混合物18は水素10〜14
モル%、酸素15〜25モル%及び不活性ガス61〜7
5モル%を含む。
【0015】容器14の中の気体混合物18は、通常は
圧力のかかった状態にある。圧力は、膨らませる搭乗者
制止装置12の容量、膨らませるのに要する時間、所望
の膨張圧力、気体混合物18の容器の容量、及び気体混
合物の中の各々のガスの割合に依存する。通常は、容器
14の中の気体混合物18は、約344.70×104
ないし約3447.0×104パスカル(500〜5,
000psi)である。好ましくは容器14の中の気体
混合物18は、約689.40×104ないし約206
8.20×104パスカル(1,000〜3,000p
si)である。しかし、本発明は圧力にかかわらずどの
ような気体混合物をも用いることができる。
圧力のかかった状態にある。圧力は、膨らませる搭乗者
制止装置12の容量、膨らませるのに要する時間、所望
の膨張圧力、気体混合物18の容器の容量、及び気体混
合物の中の各々のガスの割合に依存する。通常は、容器
14の中の気体混合物18は、約344.70×104
ないし約3447.0×104パスカル(500〜5,
000psi)である。好ましくは容器14の中の気体
混合物18は、約689.40×104ないし約206
8.20×104パスカル(1,000〜3,000p
si)である。しかし、本発明は圧力にかかわらずどの
ような気体混合物をも用いることができる。
【0016】本発明のひとつの態様においては、気体混
合物18は乾燥空気と水素からなる。乾燥空気と水素の
混合物は、空気86モル%及び水素14モル%から、空
気92モル%及び水素8モル%の範囲である。しかしこ
こでは、空気90モル%及び水素10モル%から空気8
7モル%及び水素13モル%の範囲が好ましい。
合物18は乾燥空気と水素からなる。乾燥空気と水素の
混合物は、空気86モル%及び水素14モル%から、空
気92モル%及び水素8モル%の範囲である。しかしこ
こでは、空気90モル%及び水素10モル%から空気8
7モル%及び水素13モル%の範囲が好ましい。
【0017】車両が突然減速した場合に、減速センサー
22(周知の適当な構造のいかなるものでもよい)が気
体室16の中の点火装置24を作動させ、気体混合物1
8中の燃料ガスが点火する。酸化ガスが存在するため燃
料ガスは燃焼する。燃料ガスが燃焼するにしたがって、
燃料ガスの燃焼によって生じる熱によってガスが暖めら
れ、かつ、燃料ガスの燃焼によって追加のガスや蒸気が
生成するため、気体室16の圧力は上昇する。所定時間
の経過後、あるいは気体室16の中の圧力が所定の値に
達した時、容器14の末端の壁28が破裂し、暖かいガ
スが流量制御口を通って搭乗者制止装置12に流れる。
ガスが搭乗者制止装置12に流れ込むと、搭乗者制止装
置12はガスによって膨らみ、搭乗者を制止するための
所定の位置におかれる。
22(周知の適当な構造のいかなるものでもよい)が気
体室16の中の点火装置24を作動させ、気体混合物1
8中の燃料ガスが点火する。酸化ガスが存在するため燃
料ガスは燃焼する。燃料ガスが燃焼するにしたがって、
燃料ガスの燃焼によって生じる熱によってガスが暖めら
れ、かつ、燃料ガスの燃焼によって追加のガスや蒸気が
生成するため、気体室16の圧力は上昇する。所定時間
の経過後、あるいは気体室16の中の圧力が所定の値に
達した時、容器14の末端の壁28が破裂し、暖かいガ
スが流量制御口を通って搭乗者制止装置12に流れる。
ガスが搭乗者制止装置12に流れ込むと、搭乗者制止装
置12はガスによって膨らみ、搭乗者を制止するための
所定の位置におかれる。
【0018】水素の量が約8モル%以下である場合に
は、水素に点火することは困難であろう。水素の量が1
4モル%以上である場合には、搭乗者制止装置12の中
で許容できない圧力もしくは温度又はその両方が生じ
る。好ましくは気体混合物18は、容器14における燃
焼によって十分に消費されるような量の燃料ガスを含
む。したがって、搭乗者制止装置12は、不活性ガスが
用いられている場合には不活性ガス、燃焼生成物及び残
っている酸化ガスによって、あるいは、不活性ガスが用
いられていない場合には、残りの酸化ガスと燃焼生成物
とによって、ほぼ独占されて膨らむ。
は、水素に点火することは困難であろう。水素の量が1
4モル%以上である場合には、搭乗者制止装置12の中
で許容できない圧力もしくは温度又はその両方が生じ
る。好ましくは気体混合物18は、容器14における燃
焼によって十分に消費されるような量の燃料ガスを含
む。したがって、搭乗者制止装置12は、不活性ガスが
用いられている場合には不活性ガス、燃焼生成物及び残
っている酸化ガスによって、あるいは、不活性ガスが用
いられていない場合には、残りの酸化ガスと燃焼生成物
とによって、ほぼ独占されて膨らむ。
【0019】ガスが容器14から搭乗者制止装置12に
流れ込むと、ガスは膨張して冷える。さらに、搭乗者制
止装置が膨らむにしたがって、安全装置10のまわりか
らの空気が搭乗者制止装置12の中に吸引される。この
吸引された空気もまた、搭乗者制止装置12の中のガス
を冷却する。
流れ込むと、ガスは膨張して冷える。さらに、搭乗者制
止装置が膨らむにしたがって、安全装置10のまわりか
らの空気が搭乗者制止装置12の中に吸引される。この
吸引された空気もまた、搭乗者制止装置12の中のガス
を冷却する。
【0020】気体混合物18の中の燃料ガスが燃焼して
熱を発生し、気体室16の中のガスの圧力を上昇させる
ため、搭乗者制止装置12を所望の圧力に膨らませるた
めに容器14の中に保存しなければならないガスの総容
量を最小限にすることができる。
熱を発生し、気体室16の中のガスの圧力を上昇させる
ため、搭乗者制止装置12を所望の圧力に膨らませるた
めに容器14の中に保存しなければならないガスの総容
量を最小限にすることができる。
【0021】更に、燃料ガスが燃焼すると、固体物質の
代わりにガス状物質、即ち水蒸気が生成するので、粒子
状フィルターなどは必要ではない。
代わりにガス状物質、即ち水蒸気が生成するので、粒子
状フィルターなどは必要ではない。
【0022】安全装置10における容器14を図4に詳
細に示す。図4に示されているように、容器14は、円
筒形のタンク30を有する。タンク30は、ガスの混合
物18を含む室16を画定する。タンク30は、容器中
に含まれるガスに対して不透過性の材料でできていなけ
ればならない。したがって、タンク30は、鋼鉄又はア
ルミニウムのような好適な材料で製造することができ、
ガラスライニングを有していてもよい。円筒形のガス流
ディフューザー32がタンク30を被包している。ディ
フューザー32は、多数のガス流用開口35を有する。
細に示す。図4に示されているように、容器14は、円
筒形のタンク30を有する。タンク30は、ガスの混合
物18を含む室16を画定する。タンク30は、容器中
に含まれるガスに対して不透過性の材料でできていなけ
ればならない。したがって、タンク30は、鋼鉄又はア
ルミニウムのような好適な材料で製造することができ、
ガラスライニングを有していてもよい。円筒形のガス流
ディフューザー32がタンク30を被包している。ディ
フューザー32は、多数のガス流用開口35を有する。
【0023】点火装置ハウジング34は、タンク30の
一端における開口を通って伸長しており、点火装置24
を支持する。点火装置24は、多くの公知のタイプの点
火装置のいずれのタイプのものであってもよい。しかし
て、点火装置は、スパークプラグ、フラッシュバルブ点
火装置(例えば米国特許第3,695,179号に示さ
れているようなもの)、又は火工用の点火装置であって
よい。図4に示す特定の点火装置24は、好ましくはジ
ルコニウムカリウムペルクロレートである火工材料を含
む公知の導火爆管である。図4に示すような単一の点火
装置、あるいは複数の点火装置を用いることができる。
ガスの混合物18中の燃料ガスの割合を変化させて、単
数又は複数の点火装置による燃料ガスの点火を容易にす
ることができる。
一端における開口を通って伸長しており、点火装置24
を支持する。点火装置24は、多くの公知のタイプの点
火装置のいずれのタイプのものであってもよい。しかし
て、点火装置は、スパークプラグ、フラッシュバルブ点
火装置(例えば米国特許第3,695,179号に示さ
れているようなもの)、又は火工用の点火装置であって
よい。図4に示す特定の点火装置24は、好ましくはジ
ルコニウムカリウムペルクロレートである火工材料を含
む公知の導火爆管である。図4に示すような単一の点火
装置、あるいは複数の点火装置を用いることができる。
ガスの混合物18中の燃料ガスの割合を変化させて、単
数又は複数の点火装置による燃料ガスの点火を容易にす
ることができる。
【0024】円筒形のマニホールド40が、点火装置2
4の反対側のタンク30の端部における開口を通って伸
長し、同様にディフューザー32における隣接する開口
を通って伸長している。タンク30の内側に配置されて
いるマニホールド40の円形の端壁部42は、中心に配
置されている制御オリフィス44を有している。マニホ
ールド40の円筒形の側壁46は、タンク30とディフ
ューザー32との間に配置された円周状に配列されたガ
ス流用開口48を有している。図1に概略的に示されて
いる端壁部28は、制御オリフィス44とガス流用開口
48との間のマニホールド40の内部に支持されている
破裂板である。
4の反対側のタンク30の端部における開口を通って伸
長し、同様にディフューザー32における隣接する開口
を通って伸長している。タンク30の内側に配置されて
いるマニホールド40の円形の端壁部42は、中心に配
置されている制御オリフィス44を有している。マニホ
ールド40の円筒形の側壁46は、タンク30とディフ
ューザー32との間に配置された円周状に配列されたガ
ス流用開口48を有している。図1に概略的に示されて
いる端壁部28は、制御オリフィス44とガス流用開口
48との間のマニホールド40の内部に支持されている
破裂板である。
【0025】室16内のガスの混合物18中の燃料ガス
が点火装置24によって点火されると、燃料ガスの燃焼
によって熱及びガス状燃焼生成物が生成し、これが室1
6内の圧力を上昇させる。タンク30内の上昇した圧力
が所定のレベルに達すると端壁部28が破裂する。次
に、加圧されたガスが、マニホールド40を通って室1
6からディフューザー32のガス流用開口35へ流れ、
ガス流用開口35を通って乗り物用乗員拘束装置(occup
ant restraint)12中に流れる。
が点火装置24によって点火されると、燃料ガスの燃焼
によって熱及びガス状燃焼生成物が生成し、これが室1
6内の圧力を上昇させる。タンク30内の上昇した圧力
が所定のレベルに達すると端壁部28が破裂する。次
に、加圧されたガスが、マニホールド40を通って室1
6からディフューザー32のガス流用開口35へ流れ、
ガス流用開口35を通って乗り物用乗員拘束装置(occup
ant restraint)12中に流れる。
【0026】図5は、乗り物用乗員用安全装置10の操
作中の、室16内の圧力と、乗り物用乗員拘束装置12
内のガスの容量との関係をグラフで示すものである。室
16内の圧力は図5において曲線Pで示されている。曲
線Pに関するスケールは図5の左側に示されている。乗
り物用乗員拘束装置12内のガスの容量は図5において
曲線Vで示されている。曲線Vに関するスケールは図5
の右側に示されている。時間T0において、室16内の
ガスの混合物18中の燃料ガスが点火され、燃焼の結果
として室16内の圧力が保存圧力PSを超えて上昇し始
める。時間T1において、端壁部28が破裂し、加圧さ
れたガスが乗り物用乗員拘束装置12中に流れ始める。
次に、曲線Vによって示されるように、乗り物用乗員拘
束装置12内のガスの容量が上昇し始める。燃焼工程に
よって熱が発生し続け、これにより乗り物用乗員拘束装
置12中にオリフィス44を通って流れ込むガスの流れ
よりも早い速度でガスの混合物が膨張するので、室16
内の圧力は、端壁部が開放された後は、始めは一定のま
まで保持されるか又は上昇を続ける。燃焼が完了に近づ
くと、加圧されたガスが室16から乗り物用乗員拘束装
置12中に移動するに連れて、室16内の圧力は低下す
る。室16内の圧力が低下するに連れ、乗り物用乗員拘
束装置12内のガスの容量は、乗り物用乗員拘束装置1
2が乗り物の乗員を拘束する目的のために完全に膨らむ
まで上昇する。
作中の、室16内の圧力と、乗り物用乗員拘束装置12
内のガスの容量との関係をグラフで示すものである。室
16内の圧力は図5において曲線Pで示されている。曲
線Pに関するスケールは図5の左側に示されている。乗
り物用乗員拘束装置12内のガスの容量は図5において
曲線Vで示されている。曲線Vに関するスケールは図5
の右側に示されている。時間T0において、室16内の
ガスの混合物18中の燃料ガスが点火され、燃焼の結果
として室16内の圧力が保存圧力PSを超えて上昇し始
める。時間T1において、端壁部28が破裂し、加圧さ
れたガスが乗り物用乗員拘束装置12中に流れ始める。
次に、曲線Vによって示されるように、乗り物用乗員拘
束装置12内のガスの容量が上昇し始める。燃焼工程に
よって熱が発生し続け、これにより乗り物用乗員拘束装
置12中にオリフィス44を通って流れ込むガスの流れ
よりも早い速度でガスの混合物が膨張するので、室16
内の圧力は、端壁部が開放された後は、始めは一定のま
まで保持されるか又は上昇を続ける。燃焼が完了に近づ
くと、加圧されたガスが室16から乗り物用乗員拘束装
置12中に移動するに連れて、室16内の圧力は低下す
る。室16内の圧力が低下するに連れ、乗り物用乗員拘
束装置12内のガスの容量は、乗り物用乗員拘束装置1
2が乗り物の乗員を拘束する目的のために完全に膨らむ
まで上昇する。
【0027】図5は、単に本発明の乗り物の乗員拘束用
膨張装置の操作の例を示したものである。図5における
曲線を多くの方法で変化させて容量対時間の曲線を変化
させ、乗り物用乗員拘束装置の膨張を特定の乗り物に関
する特定の用途のために調整することができる。例え
ば、ガスの混合物18の燃料ガス含有量を増加させるこ
とによって、及び/又は、酸化剤ガスの含有量を増加さ
せることによって、乗り物用乗員拘束装置12を完全に
膨らませるための時間を減少させることができる。更に
は、ガスの混合物18中の燃料ガスを点火させる場所の
数、及び/又は制御オリフィス44の面積を増加させる
ことができる。更に、これらの変更を組み合わせて、乗
り物用乗員拘束装置12を膨らませる時間を減少させる
ことができる。逆に、例えばガスの混合物18中の燃料
ガス含有量及び/又は酸化剤ガス含有量を減少させるこ
とによって、乗り物用乗員拘束装置12を完全に膨らま
せる時間を増加させることができる。
膨張装置の操作の例を示したものである。図5における
曲線を多くの方法で変化させて容量対時間の曲線を変化
させ、乗り物用乗員拘束装置の膨張を特定の乗り物に関
する特定の用途のために調整することができる。例え
ば、ガスの混合物18の燃料ガス含有量を増加させるこ
とによって、及び/又は、酸化剤ガスの含有量を増加さ
せることによって、乗り物用乗員拘束装置12を完全に
膨らませるための時間を減少させることができる。更に
は、ガスの混合物18中の燃料ガスを点火させる場所の
数、及び/又は制御オリフィス44の面積を増加させる
ことができる。更に、これらの変更を組み合わせて、乗
り物用乗員拘束装置12を膨らませる時間を減少させる
ことができる。逆に、例えばガスの混合物18中の燃料
ガス含有量及び/又は酸化剤ガス含有量を減少させるこ
とによって、乗り物用乗員拘束装置12を完全に膨らま
せる時間を増加させることができる。
【0028】上記に記載した態様Iは本発明の好ましい
態様である。以下に、本発明を実施する別の方法である
本発明の他の態様を説明する。
態様である。以下に、本発明を実施する別の方法である
本発明の他の態様を説明する。
【0029】(実施例2)図2に示されている発明の実
施態様は、図1に示されているそれと一般に同じなの
で、同じ符号は同じ部材を表すのに使用することとす
る。なお、添字aは、混乱を避けるために、図2に示さ
れている部材を表すものとして符号と共に用いる。
施態様は、図1に示されているそれと一般に同じなの
で、同じ符号は同じ部材を表すのに使用することとす
る。なお、添字aは、混乱を避けるために、図2に示さ
れている部材を表すものとして符号と共に用いる。
【0030】乗用車安全装置10a(図2)は、膨張可
能な乗車員拘束具12aを含む。該拘束具は、コンテナ
ー14aからのガス流によって膨張する。コンテナー1
4aはチャンバー16aを有する。該チャンバー内に
は、ガス混合物18aが保持されている。ガス混合物1
8と同様に、ガス混合物18aは、燃料ガス、燃料ガス
の燃焼を支えるための酸化ガス、及び不活性ガスを含
む。また、他の態様として、ガス混合物18aは、燃料
ガスと酸化ガスとを含み、且つ燃料が非常に少ない燃焼
性ガス混合物であってもよい。また、ガス混合物18a
は、加圧下にあってもよい。
能な乗車員拘束具12aを含む。該拘束具は、コンテナ
ー14aからのガス流によって膨張する。コンテナー1
4aはチャンバー16aを有する。該チャンバー内に
は、ガス混合物18aが保持されている。ガス混合物1
8と同様に、ガス混合物18aは、燃料ガス、燃料ガス
の燃焼を支えるための酸化ガス、及び不活性ガスを含
む。また、他の態様として、ガス混合物18aは、燃料
ガスと酸化ガスとを含み、且つ燃料が非常に少ない燃焼
性ガス混合物であってもよい。また、ガス混合物18a
は、加圧下にあってもよい。
【0031】乗用車の減速が素早く起こると、減速セン
サー22aが開口器60を作動させ、コンテナー14a
の端壁28aに機械的に穴を開ける。開口器60はピス
トンから成る。該ピストンは、爆発的なチャージによっ
て、端壁28aに対向して動く。好ましくは、それと同
時に、減速センサー22aは点火器24aを作動させ、
ガス混合物18a中の燃料に点火をする。このようにし
て、図2に示される本発明の実施態様では、開口器60
によってコンテナー14aが開き、それと同時に点火器
24aによってガス混合物18a中の燃料に点火される
のである。別の態様では、ガス混合物18aは、端壁2
8aに穴が開けられてから短時間の後に点火されてもよ
い。これは、乗車員拘束具12a中に僅かに「柔らか
い」又はゆっくりとした初期ガス流を送り込むためであ
る。これに加えて、ガス混合物18aは端壁28aに穴
が開けられる前に点火されてもよい。燃料ガスが燃える
と、チャンバー16a内のガスが加熱される。加熱され
たガスは、チャンバー16aから端壁28aの開口部を
通り、乗車員拘束具12a内に流れる。その結果、乗車
員拘束具12aが膨張する。
サー22aが開口器60を作動させ、コンテナー14a
の端壁28aに機械的に穴を開ける。開口器60はピス
トンから成る。該ピストンは、爆発的なチャージによっ
て、端壁28aに対向して動く。好ましくは、それと同
時に、減速センサー22aは点火器24aを作動させ、
ガス混合物18a中の燃料に点火をする。このようにし
て、図2に示される本発明の実施態様では、開口器60
によってコンテナー14aが開き、それと同時に点火器
24aによってガス混合物18a中の燃料に点火される
のである。別の態様では、ガス混合物18aは、端壁2
8aに穴が開けられてから短時間の後に点火されてもよ
い。これは、乗車員拘束具12a中に僅かに「柔らか
い」又はゆっくりとした初期ガス流を送り込むためであ
る。これに加えて、ガス混合物18aは端壁28aに穴
が開けられる前に点火されてもよい。燃料ガスが燃える
と、チャンバー16a内のガスが加熱される。加熱され
たガスは、チャンバー16aから端壁28aの開口部を
通り、乗車員拘束具12a内に流れる。その結果、乗車
員拘束具12aが膨張する。
【0032】ガス混合物18aは数多くの異なる組成で
あり得る。ガス混合物18aの好ましい組成は、上述の
ガス18と同様である。一つの具体的な実施態様によれ
ば、ガス混合物18aは、乾燥空気を含む。該乾燥空気
には、燃料ガスとして、ほぼ11モル%の水素ガスが添
加されている。開口器60によってコンテナー16aの
端壁28aに穴が開けられる前、且つ、ガス混合物18
a中の水素ガスに点火される前に、コンテナー14a内
に保持されているガス混合物18aの圧力は、ほぼ13
78.8パスカル(2,000psi)である。ガス混
合物18aの保管時の圧力は、好ましくは、上述の混合
ガス18のそれと同様である。
あり得る。ガス混合物18aの好ましい組成は、上述の
ガス18と同様である。一つの具体的な実施態様によれ
ば、ガス混合物18aは、乾燥空気を含む。該乾燥空気
には、燃料ガスとして、ほぼ11モル%の水素ガスが添
加されている。開口器60によってコンテナー16aの
端壁28aに穴が開けられる前、且つ、ガス混合物18
a中の水素ガスに点火される前に、コンテナー14a内
に保持されているガス混合物18aの圧力は、ほぼ13
78.8パスカル(2,000psi)である。ガス混
合物18aの保管時の圧力は、好ましくは、上述の混合
ガス18のそれと同様である。
【0033】(実施例3)本発明の第三の実施態様は、
図3に示されている。 図3に示されている発明の実施
態様は、図1及び図2に示されているそれと一般に同じ
なので、同じ符号は同じ部材を表すのに使用することと
する。なお、添字bは、混乱を避けるために、図3に示
されている部材を表すものとして符号と共に用いる。
図3に示されている。 図3に示されている発明の実施
態様は、図1及び図2に示されているそれと一般に同じ
なので、同じ符号は同じ部材を表すのに使用することと
する。なお、添字bは、混乱を避けるために、図3に示
されている部材を表すものとして符号と共に用いる。
【0034】乗用車安全装置10b(図3)は乗車員拘
束具12bを含む。該拘束具は、コンテナー14bから
のガス流によって膨張し、乗車員の動きを拘束する。コ
ンテナー14bは、第一の室又は容器、即ち、上部コン
パートメント70及び第二の室又は容器、即ち下部コン
パートメント72を含む。上部コンパートメント70
は、端壁28bを有する。上部及び下部コンパートメン
ト70及び72は、中間壁74によって互いに仕切られ
ている。上部コンパートメント70は膨張性のガス、即
ち加圧ガス78を含む。該加圧ガスは燃焼性ではない。
下部コンパートメントは可燃性のガス、即ち加圧ガス混
合物80を含む。ガス混合物80は、好ましくは、燃料
ガス、ガス混合物中の燃料ガスの燃焼を支えるための酸
化ガス、及び不活性ガスを含む。別の態様では、ガス混
合物80は酸化ガスと燃料ガスとから成っていてもよ
い。この場合には、該ガス混合物80は燃料が非常に少
ないガス混合物である。
束具12bを含む。該拘束具は、コンテナー14bから
のガス流によって膨張し、乗車員の動きを拘束する。コ
ンテナー14bは、第一の室又は容器、即ち、上部コン
パートメント70及び第二の室又は容器、即ち下部コン
パートメント72を含む。上部コンパートメント70
は、端壁28bを有する。上部及び下部コンパートメン
ト70及び72は、中間壁74によって互いに仕切られ
ている。上部コンパートメント70は膨張性のガス、即
ち加圧ガス78を含む。該加圧ガスは燃焼性ではない。
下部コンパートメントは可燃性のガス、即ち加圧ガス混
合物80を含む。ガス混合物80は、好ましくは、燃料
ガス、ガス混合物中の燃料ガスの燃焼を支えるための酸
化ガス、及び不活性ガスを含む。別の態様では、ガス混
合物80は酸化ガスと燃料ガスとから成っていてもよ
い。この場合には、該ガス混合物80は燃料が非常に少
ないガス混合物である。
【0035】乗用車が突然減速すると、減速センサー2
2bが開口器60bを作動させ、コンテナーの端壁28
bに機械的に穴を開ける。上部コンパートメント70内
のガス78は加圧下にあるので、コンテナーの端壁28
bに穴が開けられると、ガス78は、上部コンパートメ
ント70から乗車員拘束具12b中に流れる。
2bが開口器60bを作動させ、コンテナーの端壁28
bに機械的に穴を開ける。上部コンパートメント70内
のガス78は加圧下にあるので、コンテナーの端壁28
bに穴が開けられると、ガス78は、上部コンパートメ
ント70から乗車員拘束具12b中に流れる。
【0036】ガス78が、上部コンパートメント70か
ら乗車員拘束具12b中に流れると、上部コンパートメ
ント70内の圧力は減少する。従って、下部コンパート
メント72内のガス混合物80と、上部コンパートメン
ト70内のガス78との圧力差は増加する。上部及び下
部コンパートメント70及び72内のガスの圧力差が、
予め決めておいた圧力差に達すると、中間壁74が破裂
し、下部コンパートメント72と上部コンパートメント
70とが流体経路によって接続される。その結果、下部
コンパートメント72が流体経路によって上部コンパー
トメントを介して乗車員拘束具12bに接続されること
になる。
ら乗車員拘束具12b中に流れると、上部コンパートメ
ント70内の圧力は減少する。従って、下部コンパート
メント72内のガス混合物80と、上部コンパートメン
ト70内のガス78との圧力差は増加する。上部及び下
部コンパートメント70及び72内のガスの圧力差が、
予め決めておいた圧力差に達すると、中間壁74が破裂
し、下部コンパートメント72と上部コンパートメント
70とが流体経路によって接続される。その結果、下部
コンパートメント72が流体経路によって上部コンパー
トメントを介して乗車員拘束具12bに接続されること
になる。
【0037】圧力差によって中間壁74が破裂したか否
かはセンサー86によって検知する。別の態様では、セ
ンサー86は、中間壁74があるプリセットした位置か
ら偏ったか否かを検知する。中間壁74が破裂したか又
はあるプリセットした位置から偏ったかをセンサー86
が検知すると、センサー86が点火器88を作動させ、
ガス混合物80中の燃料ガスに点火をする。ガス混合物
80中の燃料ガスが点火され、そして燃えると、下部コ
ンパートメント72内のガスが加熱される。下部コンパ
ートメント72内のガスが加熱されると、下部コンパー
トメント72内の圧力が増加する。それ故、中間壁74
及び端壁28bを流通し乗車員拘束具12bに達するガ
ス速度は増加し、しかも、乗車員拘束具12bを膨張せ
しめるのに有効なガス容積も増加する。
かはセンサー86によって検知する。別の態様では、セ
ンサー86は、中間壁74があるプリセットした位置か
ら偏ったか否かを検知する。中間壁74が破裂したか又
はあるプリセットした位置から偏ったかをセンサー86
が検知すると、センサー86が点火器88を作動させ、
ガス混合物80中の燃料ガスに点火をする。ガス混合物
80中の燃料ガスが点火され、そして燃えると、下部コ
ンパートメント72内のガスが加熱される。下部コンパ
ートメント72内のガスが加熱されると、下部コンパー
トメント72内の圧力が増加する。それ故、中間壁74
及び端壁28bを流通し乗車員拘束具12bに達するガ
ス速度は増加し、しかも、乗車員拘束具12bを膨張せ
しめるのに有効なガス容積も増加する。
【0038】上部コンパートメント70には、圧力約1
378.8×104パスカル(2,000psi)の乾
燥空気が充填されていてもよい。下部コンパートメント
72内のガス混合物は、種々の組成を有し且つ種々の圧
力を有し得る。下部コンパートメント72には、圧力約
1378.8×104パスカル(2,000psi)の
ガス混合物が充填されていてもよい。下部コンパートメ
ント72内のガス混合物80は、85〜90モル%の乾
燥空気と10〜15モル%の水素ガスとから成っていて
もよい。上部コンパートメント70には窒素ガスが充填
されており、そして、下部コンパートメントには窒素ガ
ス、水素ガス及び酸化ガスを含む混合物が充填されてい
ることもある。下部コンパートメント72内のガス混合
物は、図1に示した実施態様で述べたガス混合物18に
関する如何なる組成及び/又は保管圧力をも有し得る。
378.8×104パスカル(2,000psi)の乾
燥空気が充填されていてもよい。下部コンパートメント
72内のガス混合物は、種々の組成を有し且つ種々の圧
力を有し得る。下部コンパートメント72には、圧力約
1378.8×104パスカル(2,000psi)の
ガス混合物が充填されていてもよい。下部コンパートメ
ント72内のガス混合物80は、85〜90モル%の乾
燥空気と10〜15モル%の水素ガスとから成っていて
もよい。上部コンパートメント70には窒素ガスが充填
されており、そして、下部コンパートメントには窒素ガ
ス、水素ガス及び酸化ガスを含む混合物が充填されてい
ることもある。下部コンパートメント72内のガス混合
物は、図1に示した実施態様で述べたガス混合物18に
関する如何なる組成及び/又は保管圧力をも有し得る。
【0039】上部及び下部コンパートメント70及び7
2間の圧力差が予め決めておいた値に達すると中間壁7
4が破裂して、下部コンパートメント72と、上部コン
パートメント及び乗車員拘束具12bとが流体経路によ
って接続されることが好ましいが、コンテナー14bの
上部コンパートメント70及び下部コンパートメント7
2は、異なる方法の流体経路によって接続され得る。例
えば、開口器60bに類似した開口器によって中間壁7
4に機械的に穴を開け得る。開口器を作動せしめて中間
壁74に穴を開け、それと同時に点火器を作動せしめて
ガス混合物中の燃料ガスに点火をする操作は、減速セン
サー22bが乗用車の突然の減速を検知した後、予め決
めておいた時間間隔が経過すると行われる。
2間の圧力差が予め決めておいた値に達すると中間壁7
4が破裂して、下部コンパートメント72と、上部コン
パートメント及び乗車員拘束具12bとが流体経路によ
って接続されることが好ましいが、コンテナー14bの
上部コンパートメント70及び下部コンパートメント7
2は、異なる方法の流体経路によって接続され得る。例
えば、開口器60bに類似した開口器によって中間壁7
4に機械的に穴を開け得る。開口器を作動せしめて中間
壁74に穴を開け、それと同時に点火器を作動せしめて
ガス混合物中の燃料ガスに点火をする操作は、減速セン
サー22bが乗用車の突然の減速を検知した後、予め決
めておいた時間間隔が経過すると行われる。
【0040】(実施例4)本発明の第4の実施例を図6
に示す。この実施例においては、水素を容器100に圧
力を負荷した状態で貯蔵し、酸素は容器101に圧力を
負荷した状態で貯蔵する。容器100には収容手段10
6によって境界を定められた燃焼チャンバー104と連
通した出口102が備えられている。同様に、容器10
1には燃焼チャンバー104と連通した出口108も備
えられている。
に示す。この実施例においては、水素を容器100に圧
力を負荷した状態で貯蔵し、酸素は容器101に圧力を
負荷した状態で貯蔵する。容器100には収容手段10
6によって境界を定められた燃焼チャンバー104と連
通した出口102が備えられている。同様に、容器10
1には燃焼チャンバー104と連通した出口108も備
えられている。
【0041】出口102には流量制御オリフィス110
及び破裂ディスク112も備えられている。破裂ディス
ク112が開くと、収容手段106の燃焼チャンバー1
04に水素が流入する。水素の流れは、流量制御オリフ
ィス110の領域付近では一部制御される。出口108
には流量制御オリフィス114及び破裂ディスク116
が備えられている。破裂ディスク116が開くと、収容
手段106の燃焼チャンバー104に酸素が流入する。
酸素の流れは、流量制御オリフィス114の領域付近で
は一部制御される。従って、破裂ディスク112、11
6が開くと、収容手段106にガス即ち水素及び酸素が
収容され、水素と酸素との可燃性混合物が形成される。
及び破裂ディスク112も備えられている。破裂ディス
ク112が開くと、収容手段106の燃焼チャンバー1
04に水素が流入する。水素の流れは、流量制御オリフ
ィス110の領域付近では一部制御される。出口108
には流量制御オリフィス114及び破裂ディスク116
が備えられている。破裂ディスク116が開くと、収容
手段106の燃焼チャンバー104に酸素が流入する。
酸素の流れは、流量制御オリフィス114の領域付近で
は一部制御される。従って、破裂ディスク112、11
6が開くと、収容手段106にガス即ち水素及び酸素が
収容され、水素と酸素との可燃性混合物が形成される。
【0042】適切な発火装置130が収容手段106と
結合している。発火装置130が作動すると、収容手段
106の燃焼チャンバー104内にあるガスの混合物が
発火し、燃焼チャンバー104内の圧力を増大させ且つ
ガスを暖める。ガスは、燃焼チャンバー104から流量
制御オリフィス131及び出口導管132を経て膨張性
搭乗者拘束具134に向かう。流量制御オリフィス13
1は、膨張性搭乗者拘束具134に向かうガスの流量割
合及び燃焼チャンバー104内の圧力を一部制御する。
膨張性車両搭乗者拘束具134は実施例1において既述
されているようなものであってもよい。
結合している。発火装置130が作動すると、収容手段
106の燃焼チャンバー104内にあるガスの混合物が
発火し、燃焼チャンバー104内の圧力を増大させ且つ
ガスを暖める。ガスは、燃焼チャンバー104から流量
制御オリフィス131及び出口導管132を経て膨張性
搭乗者拘束具134に向かう。流量制御オリフィス13
1は、膨張性搭乗者拘束具134に向かうガスの流量割
合及び燃焼チャンバー104内の圧力を一部制御する。
膨張性車両搭乗者拘束具134は実施例1において既述
されているようなものであってもよい。
【0043】適切な開放装置140が破裂ディスク11
2と結合している。開放装置140が作動すると、破裂
ディスク112が開く。同様に、適切な開放装置142
が破裂ディスク116と結合している。開放装置142
が作動すると、破裂ディスク116が開く。
2と結合している。開放装置140が作動すると、破裂
ディスク112が開く。同様に、適切な開放装置142
が破裂ディスク116と結合している。開放装置142
が作動すると、破裂ディスク116が開く。
【0044】開放装置140、142は、衝突の印とし
て車両の急激な減速を感知する車両減速センサーで作動
する。結果として、水素と酸素が燃焼チャンバー104
に流入し、そこで混合されて一緒になる。車両減速セン
サーは発火装置130をも同様に作動させ、引き続い
て、燃焼チャンバー104内の水素と酸素とからなる混
合物を発火させる。燃焼チャンバー104内のガスの混
合物が発火することによってガスが暖まり、且つ、燃焼
チャンバー104内の圧力が増大する。その後、ガスは
車両搭乗者拘束具134に流入する。
て車両の急激な減速を感知する車両減速センサーで作動
する。結果として、水素と酸素が燃焼チャンバー104
に流入し、そこで混合されて一緒になる。車両減速セン
サーは発火装置130をも同様に作動させ、引き続い
て、燃焼チャンバー104内の水素と酸素とからなる混
合物を発火させる。燃焼チャンバー104内のガスの混
合物が発火することによってガスが暖まり、且つ、燃焼
チャンバー104内の圧力が増大する。その後、ガスは
車両搭乗者拘束具134に流入する。
【0045】容器100、101に貯蔵する水素と酸素
の量は変えられる。燃焼チャンバー104内の水素の量
は、燃焼チャンバー104内の水素と酸素との総量の約
10モル%であるのが好適である。一方、燃焼チャンバ
ー104内の酸素の量は、燃焼チャンバー104内の水
素と酸素との総量の約90%であるのが好適である。こ
の場合に、水素の燃焼を促進するために必要とされる量
を超える量の酸素を供給することになる。従って、車両
拘束具は、燃焼チャンバー104内のガスの混合物の燃
焼による生成物と酸素によって膨張する。燃焼生成物に
は水蒸気が含まれる。
の量は変えられる。燃焼チャンバー104内の水素の量
は、燃焼チャンバー104内の水素と酸素との総量の約
10モル%であるのが好適である。一方、燃焼チャンバ
ー104内の酸素の量は、燃焼チャンバー104内の水
素と酸素との総量の約90%であるのが好適である。こ
の場合に、水素の燃焼を促進するために必要とされる量
を超える量の酸素を供給することになる。従って、車両
拘束具は、燃焼チャンバー104内のガスの混合物の燃
焼による生成物と酸素によって膨張する。燃焼生成物に
は水蒸気が含まれる。
【0046】(実施例5)本発明の第5の実施例を図
7、8及び9に例示する。本発明のこの実施例の構成部
品は、実施例1乃至4において例示されている発明の実
施例の構成部品と一般的には類似するものであり、同じ
符号を用いて類似する構成部品を指示している。添え字
cは、混合を避けるために、図7乃至9の数字に添えら
れている。
7、8及び9に例示する。本発明のこの実施例の構成部
品は、実施例1乃至4において例示されている発明の実
施例の構成部品と一般的には類似するものであり、同じ
符号を用いて類似する構成部品を指示している。添え字
cは、混合を避けるために、図7乃至9の数字に添えら
れている。
【0047】車両安全装置10c(図7)には、(図示
されてはいないが)容器14cからのガスの流れによっ
て膨張した車両搭乗者拘束具が含まれている。容器14
cには、ガスの混合物18cを保持するチャンバー16
cが備えられている。ガスの混合物18cには、燃料ガ
ス、燃料ガスの燃焼を促進する酸化性ガス、及び不活性
ガスが含まれるのが好ましい。別法として、容器14c
内のガスの混合物18cは、酸化性ガス及び燃焼ガスを
非常に可燃成分の少ない混合物となるような量で含むも
のであってもよい。すなわち、酸化性ガスの量が、燃料
ガスの燃焼を促進するために必要とされる量を超えても
よい。
されてはいないが)容器14cからのガスの流れによっ
て膨張した車両搭乗者拘束具が含まれている。容器14
cには、ガスの混合物18cを保持するチャンバー16
cが備えられている。ガスの混合物18cには、燃料ガ
ス、燃料ガスの燃焼を促進する酸化性ガス、及び不活性
ガスが含まれるのが好ましい。別法として、容器14c
内のガスの混合物18cは、酸化性ガス及び燃焼ガスを
非常に可燃成分の少ない混合物となるような量で含むも
のであってもよい。すなわち、酸化性ガスの量が、燃料
ガスの燃焼を促進するために必要とされる量を超えても
よい。
【0048】ガスの混合物18cは発火すると、容器1
4c内で燃焼するが、発火しなければ爆発性ではない。
容器14c内のガスの混合物18cには通常圧力が負荷
される。ガスの混合物18cは、図1乃至4において例
示されている発明の実施例と関連して詳述されているガ
スの混合物18と同じ組成である。
4c内で燃焼するが、発火しなければ爆発性ではない。
容器14c内のガスの混合物18cには通常圧力が負荷
される。ガスの混合物18cは、図1乃至4において例
示されている発明の実施例と関連して詳述されているガ
スの混合物18と同じ組成である。
【0049】突然車両が減速すると、(ここでは図示さ
れてはいないが)公知で適切な構成からなるいずれかの
種類の減速センサーが信号を伝導体150、152に伝
送し発火装置24cを作動させる。発火装置24cが作
動して、ガスの混合物18cの内の燃料ガスを発火させ
る。混合物18c内の燃料ガスの燃焼は酸化性ガスによ
って促進される。燃料ガスが燃焼するにつれて、チャン
バー16c内の圧力は上がる。かかる圧力の増大は、発
火装置24cと燃料ガスの燃焼によって供給される熱に
よる。
れてはいないが)公知で適切な構成からなるいずれかの
種類の減速センサーが信号を伝導体150、152に伝
送し発火装置24cを作動させる。発火装置24cが作
動して、ガスの混合物18cの内の燃料ガスを発火させ
る。混合物18c内の燃料ガスの燃焼は酸化性ガスによ
って促進される。燃料ガスが燃焼するにつれて、チャン
バー16c内の圧力は上がる。かかる圧力の増大は、発
火装置24cと燃料ガスの燃焼によって供給される熱に
よる。
【0050】チャンバー16c内の圧力が所定の圧力に
達したとき又は所定の時間の経過後に、破裂ディスクア
センブリ156内の(ここでは図示されていないが)破
裂ディスクが破裂し、1個又は2個以上の流量制御オリ
フィスを通過して車両搭乗者拘束具に暖かいガスが流入
する。ガスが車両搭乗者拘束具に流入するにつれて、ガ
スによって車両搭乗者拘束具が車両搭乗者を拘束するた
めの所定の場所まで膨張される。
達したとき又は所定の時間の経過後に、破裂ディスクア
センブリ156内の(ここでは図示されていないが)破
裂ディスクが破裂し、1個又は2個以上の流量制御オリ
フィスを通過して車両搭乗者拘束具に暖かいガスが流入
する。ガスが車両搭乗者拘束具に流入するにつれて、ガ
スによって車両搭乗者拘束具が車両搭乗者を拘束するた
めの所定の場所まで膨張される。
【0051】本発明のこの実施例の特徴によれば、発火
装置24cを作動させて、エネルギーを容器14cの無
孔壁部160(図8)を通過して伝送し、容器14c内
のガスの混合物18cを発火させることが燃焼させるこ
とができる。発火装置24cは、壁部160の無孔外壁
表面166に隣接して配置する。外側の装填材料164
は、シリンダー状の金属ハウジング170に包まれてい
る。かかる金属ハウジング170は、壁部160の無孔
外側部166に溶接されている。外側の装填材料164
は、壁部160の無孔外側部166と嵌合している。
装置24cを作動させて、エネルギーを容器14cの無
孔壁部160(図8)を通過して伝送し、容器14c内
のガスの混合物18cを発火させることが燃焼させるこ
とができる。発火装置24cは、壁部160の無孔外壁
表面166に隣接して配置する。外側の装填材料164
は、シリンダー状の金属ハウジング170に包まれてい
る。かかる金属ハウジング170は、壁部160の無孔
外側部166に溶接されている。外側の装填材料164
は、壁部160の無孔外側部166と嵌合している。
【0052】内側の発火性の装填材料174は、壁部1
60の無孔内側部176と嵌合状態で配置する。内側の
装填材料174は、シリンダー状の金属ハウジング17
8に包まれている。かかる金属ハウジング178は、壁
部160の無孔内側部176に溶接されている。シリン
ダー状の封止ディスク186は、チャンバー18c内の
ガスの混合物への内側の装填材料の暴露を防ぐ。
60の無孔内側部176と嵌合状態で配置する。内側の
装填材料174は、シリンダー状の金属ハウジング17
8に包まれている。かかる金属ハウジング178は、壁
部160の無孔内側部176に溶接されている。シリン
ダー状の封止ディスク186は、チャンバー18c内の
ガスの混合物への内側の装填材料の暴露を防ぐ。
【0053】本発明のある特別な実施例においては、外
側の発火性装填材料164はRDX(Royal Da
nish Explosive)であってもよい。しか
しながら、望むならば、HMX(Her Majest
y’s Explosive)を使用することも可能で
あった。外側の装填材料164及び内側の装填材料17
4の断面は両方とも、直径が約0.254cm(約0.
100インチ)のシリンダー状である。
側の発火性装填材料164はRDX(Royal Da
nish Explosive)であってもよい。しか
しながら、望むならば、HMX(Her Majest
y’s Explosive)を使用することも可能で
あった。外側の装填材料164及び内側の装填材料17
4の断面は両方とも、直径が約0.254cm(約0.
100インチ)のシリンダー状である。
【0054】本発明の既に例示されている特定の実施例
においては、内側の装填材料174は2つの区画部に含
まれる。シリンダー状の外側の区画部180とシリンダ
ー状の内側の区画部182である。外側の区画部180
は、ペンタエリトリトールテトラニトレート製である。
内側の区画部182は硝酸ボロンカリウム(BKN
O 3 )製である。本発明のこの特別な実施例において
は、シリンダー14cは304ステンレス鋼を真空アー
クで再溶解して形成したものである。外側の装填材料1
64と内側の装填材料174との間のシリンダー壁部1
60の厚さは約0.216cm(約0.085インチ)
である。
においては、内側の装填材料174は2つの区画部に含
まれる。シリンダー状の外側の区画部180とシリンダ
ー状の内側の区画部182である。外側の区画部180
は、ペンタエリトリトールテトラニトレート製である。
内側の区画部182は硝酸ボロンカリウム(BKN
O 3 )製である。本発明のこの特別な実施例において
は、シリンダー14cは304ステンレス鋼を真空アー
クで再溶解して形成したものである。外側の装填材料1
64と内側の装填材料174との間のシリンダー壁部1
60の厚さは約0.216cm(約0.085インチ)
である。
【0055】点火器24cは伸長された点火ライン19
2を含む。点火ライン192は端部194を有し、内部
チャージ174とシーリングディスク186に隣接して
配置される。図8において点火ライン192の端部19
4は、ハウジング178に入れ子状にマウントされ、点
火ライン192の端部がシーリングディスク196と隣
接して連結され、内部チャージ174の近くに隣接して
配置される。点火ライン192の長手方向の中心軸は、
コンテナー14cの長手方向の中心軸と一致するように
配置される。点火ライン192はハウジング178から
コンテナー14cの中心部を通り、図7のコンテナーの
右端部分へ伸びる。点火ライン192は図7に196で
示された端部を有し、これはバーストディスクアッセン
ブリ156に隣接して配置される。
2を含む。点火ライン192は端部194を有し、内部
チャージ174とシーリングディスク186に隣接して
配置される。図8において点火ライン192の端部19
4は、ハウジング178に入れ子状にマウントされ、点
火ライン192の端部がシーリングディスク196と隣
接して連結され、内部チャージ174の近くに隣接して
配置される。点火ライン192の長手方向の中心軸は、
コンテナー14cの長手方向の中心軸と一致するように
配置される。点火ライン192はハウジング178から
コンテナー14cの中心部を通り、図7のコンテナーの
右端部分へ伸びる。点火ライン192は図7に196で
示された端部を有し、これはバーストディスクアッセン
ブリ156に隣接して配置される。
【0056】点火ライン192の端部196は、図7に
おいて支持されていないように図示されているが、支持
体をバーストディスクアッセンブリの内側、またはコン
テナー14cの横壁に設けることができる。さらに、所
望であれば、点火ライン192は、コンテナー14cの
中心軸の一方へ軸をずらして(offset)配置する
ことができる。
おいて支持されていないように図示されているが、支持
体をバーストディスクアッセンブリの内側、またはコン
テナー14cの横壁に設けることができる。さらに、所
望であれば、点火ライン192は、コンテナー14cの
中心軸の一方へ軸をずらして(offset)配置する
ことができる。
【0057】図8に示された点火ライン192は円筒状
の鞘202を有する。鞘202は、プラスチック、セラ
ミックまたは複合材のようなもろい材料の織物である。
伸長されたコア204が鞘202の内側に配置される。
コア204は非爆発性、点火性の材料であって、高い燃
焼熱を有する材料で形成される。
の鞘202を有する。鞘202は、プラスチック、セラ
ミックまたは複合材のようなもろい材料の織物である。
伸長されたコア204が鞘202の内側に配置される。
コア204は非爆発性、点火性の材料であって、高い燃
焼熱を有する材料で形成される。
【0058】コア204は3つの円筒状のストランド2
06、208、および210(図9)で形成され、鞘2
02の開口していない円筒状横壁により閉じ込められ
る。ストランド206、208および210は長手方向
に伸びた支持部材214を含み、該部材は非爆発性、点
火性の粉末燃料、オキシダントおよび適当なバインダー
の混合物で被覆されている。支持部材214はガラス繊
維、金属またはポリマー材料のようなものの織物であ
る。
06、208、および210(図9)で形成され、鞘2
02の開口していない円筒状横壁により閉じ込められ
る。ストランド206、208および210は長手方向
に伸びた支持部材214を含み、該部材は非爆発性、点
火性の粉末燃料、オキシダントおよび適当なバインダー
の混合物で被覆されている。支持部材214はガラス繊
維、金属またはポリマー材料のようなものの織物であ
る。
【0059】鞘202で区切られる面積はコア204の
断面積よりも大きい。そのため、コアストランド20
6、208、210と鞘202の間、およびコアストラ
ンド自身の間に空間が生ずる。ストランド206、20
8、210と同じ材料で作られる粉末接着性点火層22
2が、鞘202の内部に配置される。
断面積よりも大きい。そのため、コアストランド20
6、208、210と鞘202の間、およびコアストラ
ンド自身の間に空間が生ずる。ストランド206、20
8、210と同じ材料で作られる粉末接着性点火層22
2が、鞘202の内部に配置される。
【0060】点火ライン192は Explosive Technolog
y (Fairfield California) から商業的に利用でき、I
TLXとして知られている。3つのストランド206、
208、および210で形成されるコア204と円筒状
の鞘202を有する点火ライン192はすでに開示され
ており、点火ライン192が種々の異なる構成を採れる
ように企図されている。たとえば、「線状点火フュー
ズ」の名称で1980年9月7日に発行された米国特許
4,220,087に示されている。
y (Fairfield California) から商業的に利用でき、I
TLXとして知られている。3つのストランド206、
208、および210で形成されるコア204と円筒状
の鞘202を有する点火ライン192はすでに開示され
ており、点火ライン192が種々の異なる構成を採れる
ように企図されている。たとえば、「線状点火フュー
ズ」の名称で1980年9月7日に発行された米国特許
4,220,087に示されている。
【0061】乗り物が突然減速された時、減速センサー
(図示せず)は信号をライン150、152を介して伝
え、外部チャージ164を点火させる。外部チャージ1
64の点火は、コンテナー14cの非開口壁部分160
を振動させる。チャージ164と174の間の壁部分1
60の振動により伝えられた力が内部チャージ174の
点火部分180の点火を引き起こす。これがチャージ部
分182を点火する。内部チャージ174のチャージ部
分180と182の点火がシーリングディスク186を
破壊し、点火ライン192の端部にあるコア204を点
火する。
(図示せず)は信号をライン150、152を介して伝
え、外部チャージ164を点火させる。外部チャージ1
64の点火は、コンテナー14cの非開口壁部分160
を振動させる。チャージ164と174の間の壁部分1
60の振動により伝えられた力が内部チャージ174の
点火部分180の点火を引き起こす。これがチャージ部
分182を点火する。内部チャージ174のチャージ部
分180と182の点火がシーリングディスク186を
破壊し、点火ライン192の端部にあるコア204を点
火する。
【0062】コア204の点火の際、点火反応が非常に
早い速度、1,000ー1,500メートル毎秒のオー
ダーの速度で点火ラインに沿って伝播する。反応が点火
ライン192に沿って伝播するので、鞘202が破壊さ
れる。鞘202が破壊され、点火ライン192から半径
方向に放出された反応生成物の小さな白熱した粒子とな
る。
早い速度、1,000ー1,500メートル毎秒のオー
ダーの速度で点火ラインに沿って伝播する。反応が点火
ライン192に沿って伝播するので、鞘202が破壊さ
れる。鞘202が破壊され、点火ライン192から半径
方向に放出された反応生成物の小さな白熱した粒子とな
る。
【0063】点火ライン192の点火により得られる熱
は、鞘202の表面近傍のガスを急速に加熱し、約1,
000°Fまで速やかに昇温する。これがチャンバー1
6c内のガスの燃焼性混合物18cを点火する。さら
に、鞘が破壊されたために生ずる、点火ライン192か
ら半径方向に放出された反応生成物の小さな白熱した粒
子は、点火ラインから離れた場所にある燃焼性ガス混合
物18cを効果的に点火する。
は、鞘202の表面近傍のガスを急速に加熱し、約1,
000°Fまで速やかに昇温する。これがチャンバー1
6c内のガスの燃焼性混合物18cを点火する。さら
に、鞘が破壊されたために生ずる、点火ライン192か
ら半径方向に放出された反応生成物の小さな白熱した粒
子は、点火ラインから離れた場所にある燃焼性ガス混合
物18cを効果的に点火する。
【0064】すなわち、点火ライン192は、コンテナ
ー14c内部のガス混合物18cの加熱と、ガス混合物
の点火という2つの役割を果たす。点火ライン192は
ガス混合物18cへの実質的な熱量を増加させ、異なる
タイプの点火器が使用された場合に比較してより少ない
燃料ガスしか必要としない。
ー14c内部のガス混合物18cの加熱と、ガス混合物
の点火という2つの役割を果たす。点火ライン192は
ガス混合物18cへの実質的な熱量を増加させ、異なる
タイプの点火器が使用された場合に比較してより少ない
燃料ガスしか必要としない。
【0065】本発明に関する上記の説明に基づき、当業
者は応用、改良、変更および修正を行うことができる。
たとえば、図6のコンテナー101内部のガスは窒素な
どの不活性ガスを酸素とともに含むことができる。図6
の実施例の変形において、不活性ガスをコンテナー10
0および101と同様な分離されたコンテナー内部に加
圧下で貯蔵することもできる。本発明にかかる装置は、
エアーバッグとして知られる、車の搭乗者の拘束用の
他、他の膨張装置としても使用できる。たとえば、本発
明にかかる装置は、膨張する自動車用シートベルト、い
かだ、脱出用シュートなどに使用できる。当業者の容易
にすることができる応用、改良、変更および修正など
は、本発明の技術範囲に含まれるものである。
者は応用、改良、変更および修正を行うことができる。
たとえば、図6のコンテナー101内部のガスは窒素な
どの不活性ガスを酸素とともに含むことができる。図6
の実施例の変形において、不活性ガスをコンテナー10
0および101と同様な分離されたコンテナー内部に加
圧下で貯蔵することもできる。本発明にかかる装置は、
エアーバッグとして知られる、車の搭乗者の拘束用の
他、他の膨張装置としても使用できる。たとえば、本発
明にかかる装置は、膨張する自動車用シートベルト、い
かだ、脱出用シュートなどに使用できる。当業者の容易
にすることができる応用、改良、変更および修正など
は、本発明の技術範囲に含まれるものである。
【図1】本発明の1実施例の概略図である。
【図2】本発明の第2の実施例の概略図である。
【図3】本発明の第3の実施例の概略図である。
【図4】本発明による車両搭乗者安全装置の1部の断面
図である。
図である。
【図5】本発明による代表的な車両搭乗者安全装置の性
能特性を示すグラフ図である。
能特性を示すグラフ図である。
【図6】本発明の第4の実施例の概略図である。
【図7】本発明の第5の実施例の概略図である。
【図8】図7の装置の1部の断片拡大概略図ある。
【図9】図8のライン9−9に沿って切断された断面図
である。
である。
10 搭乗者安全装置 12 膨張性車両搭乗者拘束具 14 容器 18 ガス混合物 22 減速センサー 24 点火器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック・エル・ブルメンタール アメリカ合衆国カリフォルニア州90004, ロサンジェルス,ノース・ジューン 618 (72)発明者 ネイハム・ガット アメリカ合衆国カリフォルニア州90266, マンハッタン・ビーチ,ナインス・スト リート 1227 (72)発明者 ジョン・エイチ・セムチェナ アメリカ合衆国ミシガン州48073,ロイ ヤル・オーク,ダーラム 3818 (72)発明者 アーンスト・エム・フェイグル アメリカ合衆国ミシガン州48444,イム レイ・シティー,ウィンスロー 2510 (72)発明者 リチャード・ジェイ・トンプソン アメリカ合衆国ミシガン州48444,イム レイ・シティー,ウエストウッド・ドラ イヴ 635 (56)参考文献 特開 昭50−112939(JP,A) 特開 昭47−8910(JP,A) 特公 昭42−10098(JP,B1)
Claims (6)
- 【請求項1】 乗物搭乗者用拘束具を膨張させる装置に
して、 第一の容器と、 前記第一の容器内に貯えられた燃料気体と、 第二の容器と、 前記第二の容器内に貯えられた酸化剤の気体と、 前記燃料気体を酸化剤の気体と接触させて着火させ、燃
焼生成物を発生させるように動作可能な手段と、 前記燃焼生成物を前記乗物搭乗者用拘束具に供給する手
段と、 を備える装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の乗物搭乗者用拘束具を
膨張させる装置にして、 前記第一及び第二の容器から前記燃料気体及び酸化剤の
気体を受け取って、内部に可燃性の気体混合体を供給す
る収容手段を備え、前記動作可能な手段が前記収容手段
内の可燃性の気体混合体に着火して、前記燃焼生成物を
発生させる着火装置を備える装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の乗物搭乗者用拘束具を
膨張させる装置にして、 前記第二の容器が前記酸化剤の気体のみを貯える装置。 - 【請求項4】 乗物搭乗者用拘束具を膨張させる装置に
して、 第一の気体を収容する第一のチャンバを画成する第一の
手段と、 第二の気体を収容する第二のチャンバを画成する第二の
手段と、 前記第一のチャンバ内の第一の気体と、 前記第二のチャンバ内の可燃性の気体混合体から成る第
二の気体と、 前記第一及び第二の気体を異なる時点にて解放し、前記
異なる時点にて前記第一及び第二のチャンバから流すよ
うに動作可能な手段と、 前記第一の気体及び前記着火した可燃性の気体混合体を
前記乗物搭乗者用拘束具内に供給する供給手段と、を備
え、 前記動作可能な手段が、前記第一の気体が前記第一のチ
ャンバから解放された後前記可燃性の気体混合体に着火
する着火手段を有する装置。 - 【請求項5】 乗物搭乗者用拘束具を膨張させる装置に
して、 第一の気体を収容する第一のチャンバを画成する第一の
手段と、 第二の気体を収容する第二のチャンバを画成する第二の
手段と、 前記第一のチャンバ内の第一の気体と、 前記第二のチャンバ内の可燃性の気体混合体から成る第
二の気体と、 作動されたときに、前記第一及び第二の気体が前記第一
及び第二のチャンバから流れるのを許容する動作可能な
手段と、 前記可燃性の気体混合体を着火させるための着火手段
と、 前記第一の気体を前記第一のチャンバから前記乗物搭乗
者用拘束具に向かって送りかつ着火した可燃性の気体混
合体を前記第二のチャンバから前記乗物搭乗者用拘束具
に向かって送る供給手段と、 を備え、 第一の気体と第二の気体が共に混合した後に燃焼される
装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の乗物搭乗者用拘束具を
膨張させる装置にして、 前記動作可能な手段が、 作動されたとき、前記第一のチャンバを開放して、前記
第一の気体が前記第一のチャンバから流れるのを可能に
する、第一の動作可能な開放手段と、 前記第一の動作可能な開放手段から独立しており、前記
第二のチャンバを開放して前記第二の気体が前記第二の
チャンバから流れるのを可能にする第二の動作可能な開
放手段とを備える装置。
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