JP4087558B2 - 選択可能な酸化体組成物を有する適応出力インフレータ - Google Patents
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Description
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は１９９６年４月１５日に出願された米国出願第08/632,698号の一部継続出願である。同時継続出願は参照することで本願に組み込まれ、本願の一部とし、特に後述する事項を含むがそれらに限定されるものではない。
【０００２】
発明の背景
本発明は概して膨張式拘束システムに関し、特に各膨張式拘束システムの膨張式車両乗員拘束装置等の膨張式装置の膨張に使用する装置および方法に関する。特に本発明は選択した作動条件およびパラメータに適応した膨張出力を有するインフレータ装置に関し、特に選択可能な酸化体組成物を有する適応出力インフレータに関する。
例えば車両が衝突したときのように突然減速したときに膨張または拡張される「エアバッグ」のようなクッションまたはバッグを用いて車両の乗員を保護することは公知である。このシステムではエアバッグは通常必要とする収容空間を最小限にするために膨張していない折り畳まれた状態で車両に収容される。このシステムを起動すると同時にエアバッグは一般に「インフレータ」と称される装置により生成され、或いは供給されるガスで約数ミリセカンド以内に膨張を開始する。
【０００３】
膨張式拘束システムに用いるエアバッグの膨張に関する技術分野では多くのタイプのインフレータ装置が開示されている。従来のインフレータ装置としては圧縮貯蔵ガスインフレータ、火薬式インフレータ、およびハイブリッドインフレータがある。不都合なことにこれら各タイプのインフレータ装置には一定の不利な点があるのが普通である。
【０００４】
例えば圧縮貯蔵ガスインフレータは典型的には比較的高圧のガスを比較的多量に貯蔵する必要がある。ガスの貯蔵圧が高いのでインフレータのガス貯蔵室の壁は強度を増すために比較的厚くされているのが普通である。多量のガスと厚くされた壁とが相まって比較的重く、嵩張るインフレータの構成である。
燃焼ガス発生材料、すなわち燃焼火薬からガスを発生する火薬式インフレータではガス発生材料は種々の粒状の固体材料を含んだ種々の望ましくない燃焼生成物を生成する。種々のフィルタ装置をインフレータ内またはインフレータ周りに組み込んで粒状固体材料を除去しようとするとインフレータの構成や処理を複雑化し、この構成や処理に関係してコストを増大させてしまう。さらにこのインフレータ装置から放出されるガス温は例えばインフレータの性能レベルや当該インフレータで用いるガス発生材料のタイプ、および量を含む多くの相互に関係した要素により約500EF(260EC)〜1200EF(649EC) の間を変動するのが典型的である。したがってこれらタイプのインフレータ装置と共に用いるエアバッグは高温に耐えられる材料で構成されるかまたはコーティングされるのが一般的である。例えばナイロン繊維から形成されたエアバッグは高温に晒される結果、完全燃焼してしまわないようにナイロン繊維エアバッグ材料をネオプレンでコーティングするか、または一つ以上のネオプレンでコーティングしたナイロンの切れ端を高温ガスが最初に当たるエアバッグの部位に設置するようにしている。後述するようにこのように特別に組立て作製したエアバッグの製造コストや生産コストは高くなるのが普通である。
【０００５】
ハイブリッドインフレータではエアバッグを膨張させるためのガスは貯蔵圧縮ガスとガス発生火薬の燃焼との組み合わせから得られ、このハイブリッドインフレータでもガス中の粒状材料含有量は比較的高い。
共通の譲受人に譲渡された１９９５年１１月２８日に発効されたSmith 等の米国特許第5,470,104 号、１９９６年２月２７日に発効されたRinkの米国特許第5,494,312 号および１９９６年７月２日に発効されたRink等の米国特許第5,531,473 号には新たなタイプのインフレータ装置の開発が開示されており、これらインフレータ装置では流体、例えば気体、液体、微細に分割した固体、またはこれらの一つ以上を組み合わせた形態の燃料材料が用いられる。例えばこのようなインフレータ装置の一つでは流体燃料が燃焼せしめられてガスを生成し、このガスが一定の量の貯蔵圧縮ガスに接触し、当該膨張式装置を膨張するのに用いる膨張ガスが生成される。
【０００６】
さらに様々な膨張式拘束システム装置が提案されており、これらシステム装置ではエアバッグの膨張が例えば車両の減速度や乗員によるシートベルトの使用といった要素に基づいて調整される。
例えば米国特許第5,323,243 号は乗員拘束システムに用いる乗員感知装置を開示する。この開示された感知装置は好適には車両の乗員用の座席を監視し、当該座席上における対象物体の有無と重量とを検出する。この検出値に応じて制御アルゴリズムを実行し、エアバッグの膨張を制御する。
【０００７】
米国特許第5,074,583 号は座席の位置、座席の背もたれの傾斜角度、および乗員のサイズ、および姿勢に関して乗員の着座状態を検出する着座状態センサを有する自動車用エアバッグシステムを開示する。この発明では乗員の着座状態に従ってエアバグシステムを作動させ、膨張したバッグが乗員に最適な状態で接触するようにされている。
【０００８】
二つ以上の性能レベルの提供については多くの適応膨張式システム（火薬および貯蔵ガスベースの双方のシステムを含む。）では二つ以上の燃料または貯蔵ガスに頼っている。これら燃料および／または貯蔵ガスはしばしば別々に貯蔵または収容され、同様な組成物または異なる組成物から構成されることができる。多数の燃料および／または貯蔵ガスを収容しなければならないので組立を複雑化し、組立コストが高くなるのが普通である。
【０００９】
したがって必要なガス発生材料またはガス生成材料の数またはタイプを削減し、或いは簡素化し、これらの製造および生産に関わるコストの簡素化および低減を助けるインフレータ装置が必要とされ、要求されている。
さらに上述したタイプの従来のインフレータ装置の多くがガスを発生または生成するために一つ以上の燃焼反応に依存している。典型的には燃料と酸化体とは一定の適切な条件下でのみ燃焼する。燃焼反応する反応体の結合能力を表すのに「易燃性」および「当量比」といった用語を用いるのが好都合である。希釈剤として働く不活性材料が入った燃料と酸化体との混合物または不活性材料が入っていない燃料と酸化体との混合物は通常一定の範囲の当量比でないと点火燃焼しない。混合物の一定のパラメータの変動が十分大きなものである場合には混合物は引火しない。所定の作動条件下において易燃性のある混合物を形成するのには燃料が僅かに不十分であるような易燃性動作パラメータは易燃性の「リーンリミット」と呼ぶことが多い。反対に所定の作動条件下において易燃性のある混合物を形成するには僅かに燃料が過剰である状態を易燃性の「リッチリミット」と呼ぶことが多い。理論燃焼反応比は何れの燃料・酸化体混合物に関しても画定できることから燃料と酸化体とからなる混合物の易燃性リミットを当量比で表すことができる。易燃性リミットの当量比は「臨海当量比」と呼ばれる。
【００１０】
典型的には特定の燃料と酸化体とからなる混合物の易燃性のリミットは混合物の圧力と温度とに大きく依存する。一般的には易燃性のリッチリミットは圧力および温度が上昇すると著しく高くなる。しかしながら易燃性のリーンリミットは圧力が上昇すると比較的僅かにだけ低下する。
或る従来の適応膨張式システムは二つの「単一出力型」のインフレータを結合し、或いは接合したのと同じである。一つの共通のディフューザを二つのインフレータそれぞれに取り付けたものはこの従来の適応膨張式システムの一例である。この適応膨張式システムでは二つの別個のインフレータを火薬式インフレータ（各インフレータが個々に運転者側エアバッグの膨張出力を提供することができる大きさにされているインフレータ）とすることができる。また従来の適応膨張式システムは圧縮ガス膨張式システムを有することもできる。例えばこの適応膨張式システムは一つの共通の不活性ガス貯蔵室を共有する二つの燃料燃焼室を有することができる。
【００１１】
不都合なことにこの適応膨張式システムで実現される出力レベルは互いに「独立」していないことが多い。すなわちこの適応膨張式システムでは「単一出力型」のインフレータがそれぞれ互いに独立して作動し、それぞれの出力を適切に結合して単一出力を形成した場合に通常実現することができるレベルの出力性能に匹敵する高いレベルの出力性能を常に提供できるものではない。こうした適応膨張式システムで実現される出力レベル間の相互作用は複雑であるが第二レベルの作用を制御する反応は第一レベルの出力を制御する反応に悪影響を及ぼす可能性があると考えられている。
【００１２】
このように望ましくは一定で均一または分離独立したレベルの作用を提供する適応膨張式システムが所望であり、求められている。
さらに第一レベルの性能のみを提供するために上述した従来の適応膨張式システムの少なくとも幾つかを作動させると第二レベル（典型的にはより高い）の性能を創出するために含まれているシステム成分が元のまま又は「生きた」稼動可能な状態に維持される。すなわちこのように部分的に作動した状態にされた適応出力膨張式システムは部分的に稼動したままの状態に維持されるのが典型的であり、望ましくない問題および危険を生む可能性がある。例えばこのような部分作動状態にされた適応出力膨張式システムでは第二レベルの性能を創出するために含まれているシステム成分が潜在的に不特定のタイミングで遅れて機能し、或いは作動して潜在的な危険やリスクを発生する可能性がある。
【００１３】
したがってシステムの一部の作動により生じる潜在的なリスクや危険を低減し、或いは最小限にする適応膨張式システムが所望であり、求められている。
或る従来の膨張式装置は上述した欠点の少なくとも幾つかを排除し、或いは最小限にするがデザインや構造や操作が簡単で、且つ公知の膨張式装置に比べて例えば周囲温度、乗員の有無、シートベルトの使用状態、および自動車の減速度といった選択されている作動条件に応じて膨張ガスの量、供給、および供給速度といった出力パラメータを良好に変動することができるインフレータ装置が依然として必要とされている。
【００１４】
発明の概要
本発明の主な目的は改良した適応出力インフレータを提供することにある。
本発明の特定の目的は上述した問題点の一つ以上を克服することにある。
本発明の主な目的は選択可能な酸化体組成物を有する適応出力インフレータにより少なくとも部分的に達成することができる。一実施例のインフレータ装置は亜酸化窒素を収容するための第一室と、起動自在に第一室と熱伝導するように接続された亜酸化窒素の分解を開始するための熱源とを有する。このインフレータ装置では第一室は気体膨張材料を膨張可能な装置へ供給するようにされている。したがってインフレータ装置は少なくとも一つの出口開口を有し、この開口を通して第一室からの膨張ガスがインフレータ装置から放出される。さらにインフレータ装置は膨張ガスが少なくとも一つの出口開口を流通するのを通常は防止するための第一シール手段と、第一室からの膨張ガスの少なくとも一部をインフレータ装置から放出するために少なくとも一つの出口開口を開くように起動することができる開口手段と、第一室から放出された内容物を膨張可能な装置へ指向する指向手段とを有する。
【００１５】
従来の技術ではコストを低減し、且つ信頼性を向上することができる所望のデザインや構造を非常に簡単な適応出力インフレータは提供できなかった。特に従来の技術ではインフレータのガス出力により測定されるインフレータ性能をインフレータの作用上の酸化体組成物を適切に変動し、且つ選択することで適切に変動し、且つ選択することができる適応出力インフレータ、およびこれに関連するインフレータの操作方法は提供できなかった。
【００１６】
さらに本発明は膨張可能な装置を膨張させ、且つ第一室および第二室と熱源と点火装置と指向手段とを有する適応出力インフレータを有する。
第一室は亜酸化窒素を収容し、且つ膨張ガスを膨張可能な装置へ提供するようにせしめられ、第二室は一回分のガス発生材料を貯蔵する。熱源は起動自在に第一室と熱伝導するように接続されており、亜酸化窒素の分解を開始する。
【００１７】
またインフレータ装置は第一室からの膨張ガスが流れ、当該インフレータ装置から放出される少なくとも一つの出口開口と、膨張ガスが少なくとも一つの出口開口を流れるのを通常は防止するための第一シール手段と、第一室からの膨張ガスの少なくとも一部をインフレータ装置から放出するために少なくとも一つの出口開口を開口するように起動することができる開口手段とを有する。
【００１８】
第二室は第一室に対して開口することができ、一回分のガス発生材料の少なくとも一部を第一室の内容物と流通させ、ガス発生材料の少なくとも一部を燃焼することができるようにする。
点火装置は起動されると可燃性ガス発生剤を点火して膨張可能な装置を膨張させるべく高温の膨張生成ガスを形成し、指向手段が第一室の放出内容物を膨張可能な装置へ指向する。
【００１９】
さらに本発明は膨張可能な装置を膨張させるための膨張物質を形成する装置の一定の改良をも含む。例えば本発明は特に複数の内部流絞りオリフィスと、インフレータ装置が起動されると同時に内部流絞りオリフィスの少なくとも一つを流れる物質流を選択的に制限する流制限部材とを組み込んだ改良を含む。
本願で用いる場合において「燃焼」「燃焼反応」とは一般に燃料と酸化体との発熱反応について言及するものである。
【００２０】
また「分解」「分解反応」とは単一の分子種を二つ以上の物に分割し、分離し、或いは崩壊することに関して言及するものである。
さらに「熱分解」とは主に温度により制御される分解である。複雑な方法では圧力も分解反応を開始するのに必要な閾値温度を変化すること等により熱分解に影響を与えたり、作動圧力が高い場合には分解反応を完了するのに必要なエネルギを変化させる可能性があるがこのような分解反応は主に温度により制御されるものである。
【００２１】
また「発熱熱分解」とは熱を遊離する熱分解である。
上述したように「当量比」（ｆ）という用語は燃焼とこれに関連する燃焼プロセスを称するのに一般的に使用られる表現である。当量比は酸化体に対する実際の燃料の比（Ｆ／Ｏ）Ａを酸化体に対する理論燃料の比（Ｆ／Ｏ）Ｓで割った比、すなわちｆ＝（Ｆ／Ｏ）Ａ／（Ｆ／Ｏ）Ｓで定義される。（理論反応は反応体の全てが消費されて最も安定した形の生成物に変換される反応として定義される独特の反応である。例えば炭化水素燃料を酸素と共に燃焼させる場合には理論反応は反応体が全て消費されて完全に二酸化炭素（ＣＯ2 ）と水（Ｈ2 Ｏ）から構成される生成物に変換される反応である。反対に一酸化炭素（ＣＯ）が生成物中に存在する場合にはＣＯがＯ2 と反応してＣＯより安定した生成物であると考えられるＣＯ2 を形成することも可能であるから同一の反応体が関与する反応は理論的でない。）
上述したように所定の温度および圧力条件では燃料と酸化体との混合物は特定の当量比範囲内でのみ易燃性がある。当量比が0.25未満の混合物は本願では非易燃性であり、関連する反応は燃焼反応とは反対の分解反応である。
インフレータまたは膨張ガス「出力」への言及は膨張ガスの量、供給、供給速度といったインフレータ性能出力パラメータについて言及するものである。適応出力インフレータではインフレータ出力は一般的に例えば周囲温度、乗員の有無、シートベルトの使用状況、および自動車の減速度といった選択した作動条件により決定されるものである。本発明の他の目的および効果は特許請求の範囲および図面に関連した以下の詳細な説明を読めば当業者には明らかである。
【００２２】
発明の詳細な説明
最初に図１を参照すると全体を１０で示したエアバッグインフレータ組立体が示されている。後に詳述するようにインフレータ組立体１０は分解材料により膨張ガスを発生する。後述する本発明は概してバン、ピックアップトラック、および特に乗用車といった自動車の運転席用、助手席用、および側面衝突用のエアバッグ組立体を含む様々なタイプまたは種類のエアバッグ組立体に適用することができる。
【００２３】
インフレータ組立体１０は室１４を有する圧力容器１２を有し、室１４は少なくとも一種類のガス源材料を含む内容物を収容し、ガス源材料は分解されて対応の膨張可能なエアバッグ装置（図示せず）を膨張させるのに用いられる少なくとも一種類の分解生成ガスを含む分解生成物を形成する。したがって室１４を「分解室」とも称する。
【００２４】
室１４は細長い概して円筒状のスリーブ１６により画成され、スリーブ１６は第一端２０と第二端２２とを有する。第一端２０は肩部分２４により部分的に閉鎖される。図示したように肩部分２４はスリーブ１６と一体（すなわちスリーブ１６と連続した一体物）であるのが望ましい。
ディフューザ組立体２６は周方向の溶接２７により肩部分２４に密封状態で取り付けられる。分解室の基部分３０は周方向の溶接３１によりスリーブの第二端２２に密封状態で取り付けられる。
【００２５】
ディフューザ組立体２６は概して円筒状のスリーブ３２を備え、スリーブ３２はディフューザ室４０を画成するようにキャップ部分３４と基部分３６とを有する。ディフューザ組立体のキャップ部分３４と基部分３６とはそれぞれ閉鎖した第一端４２ａおよび４２ｂと、開口した第二端４４ａおよび４４ｂとを有する。膨張ガスをインフレータ組立体から対応のエアバッグ内へ供給するためにディフューザ組立体のキャップ部分３４はキャップ部分の閉鎖した第一端４２ａに隣接して複数の開口４６を有する。さらに膨張ガスを分解室１４からディフューザ室４０内へ通すためにディフューザ組立体の基部分３６は基部分の閉鎖した第一端４２ｂに隣接して複数の開口４８を有する。
【００２６】
ディフューザ組立体のキャップ部分３４と基部分３６とはそれぞれの開口した第二端、すなわち端部４４ａと端部４４ｂとで整列され、これら端部は例えば開口した端部に当接する破裂ディスク５０のようなシール手段で閉鎖される。ディフューザ組立体の破裂ディスク５０は当該破裂ディスク５０の外周部で周方向の溶接５１によりディフューザ組立体のキャップ部分３４と基部分３６とのそれぞれに密封状態で接合される。静的状態では破裂ディスク５０はエアバッグから分解室１４の内容物を分離する。
【００２７】
後に詳述するように分解室の内容物には少なくとも一種類のガス源材料が含まれ、このガス源材料は分解されて対応のエアバッグ装置を膨張させるのに用いられる少なくとも一種類の分解生成ガスを含む分解生成物を形成する。分解室の内容物は通常好ましくは比較的低い圧力で分解室に保持される。例えば本質的に亜酸化窒素のみを収容する場合には分解室の内容物は概して約500psi〜約1400psi の範囲の圧力に保持され、好ましくは約650psi〜800psiの範囲に保持される。
【００２８】
なお分解室内に収容される内容物の特定成分やこの特定成分の物理的状態に応じて分解室の圧力を適切に変えてもよい。例えば亜酸化窒素とアルゴンとヘリウムとが20:70:10のモル比で分解室に収容される場合、分解室の圧力は概して約500psi〜約5000psi の範囲であり、好ましくは約2000psi 〜約4500psi の範囲であり、さらに好ましくは約3000psi 〜約4000psi の範囲である。
【００２９】
分解室の基部分３０は基部分リング７４を有し、基部分リング７４は基部分キャップ７６を有し、基部分キャップ７６は基部分肩接続部分７８を介して基部分リングに接合される。基部分肩接続部分７８は分解室の基部分３０をスリーブ１６に対して位置決めし、周方向の溶接７９を配置する部分を提供し、分解室の基部分３０をスリーブ１６に密閉状態で取り付けるのに好都合な手段である。
【００３０】
基部分キャップ７６はそこに開口８０を有し、この開口８０を介して起動装置８２が溶接、クリンプ加工、または他の適切な気密シールにより分解室１４内に密閉状態で取り付けられる。この組立体では起動装置は任意の適当なタイプの起動手段でよく、例えば起動手段は隔壁を介してブリッジワイヤ、火花放電、加熱、または爆発ワイヤあるいは箔（例えば金属気密シールの形の隔壁を介して放電する起動手段）を有し、所望であれば任意に所望の装填量の火薬を収容してもよい。しかしながら実際には起動手段からの比較的多くの熱の入力が亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）のような様々なガス源材料の分解を完全に始動する助けとなる。こうしてみると火薬の入った起動手段は典型的には比較的小型の起動装置から上述した比較的多くの熱入力を簡単に生成することができるのでこのような起動手段で本発明を実施するのが特に効果的である。
【００３１】
上述したように分解室の内容物は発熱分解して対応のエアバッグ装置を膨張させるのに用いられる少なくとも一種類の分解生成ガスを含む分解生成物を形成する少なくとも一種類のガス源材料を含む。分解して生成ガスを形成する広い範囲の種類のガス源材料を利用することができる。これらガス源材料には例えば、アセチレン類として、アセチレンおよびメチルアセチレンのようなアセチレンベースの材料、ならびにアセチレン類と不活性ガスを含むアセチレンベース材料との混合物、ヒドラジン類として、ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ4 ）、ヒドラジン類と水との混合物、ヒドラジンのメチル誘導体、および不活性ガスを含むヒドラジン物質の混合物、過酸化物類として、メチル過酸化物（ＣＨ3 ＯＯＨ）のような過酸化物誘導体、メチル過酸化物とメタノールとの混合物、過酸化水素、アルカリヒドロベルオキシド、プロピノール、ブチリル過酸化物、および過酸化物類と不活性ガスを含む過酸化物誘導体との混合物、そして亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）、および不活性ガスを含む亜酸化窒素の混合物が含まれる。
【００３２】
本発明の実施に用いる分解可能なガス源材料は好適には、ａ）分解前と分解後との双方の状態で無毒性で且つ無腐蝕性であり、ｂ）大気状態では比較的安定しており、したがって液相で容易に貯蔵することができ、ここで液体は所定の圧力で同一容積であればガスに比べて多量の材料を貯蔵せしめられることができ、ｃ）分解反応を引き起こすが除去したり取り扱ったりするのが困難な触媒を必要とせず、ｄ）例えば炭質材料（例えば煤）、ＣＯ、ＮＯ、ＮＯ2 、ＮＨ3 といった望ましくないレベルの望ましくない種を含まない分解生成物を形成する。
【００３３】
したがって製造、貯蔵、および取扱の面での憂慮事項を考慮すると本発明の実施に用いる現時点で好適な分解可能なガス源材料は亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）であると考えられる。
亜酸化窒素が分解したときの分解生成物は以下の化学反応式（１）に従って窒素と酸素とであるのが望ましい。
【００３４】
２Ｎ2 Ｏ＝２Ｎ2 ＋Ｏ2 （１）
亜酸化窒素は実際には概して無毒性で且つ無腐蝕性であることから現時点では好ましい分解可能なガス源材料である。また亜酸化窒素は空気、窒素、およびアルゴンに比べて比較的容易に周囲温度で液化する。さらに亜酸化窒素は約200EC の温度まで比較的不活性である。このため亜酸化窒素は取扱いが比較的安全で熱的に安定しており、貯蔵が容易であり、製造するときの憂慮事項を軽減する点で望ましい。
【００３５】
なお分解可能なガス源材料を例えば所望により気体、液体、または多相状態（すなわち部分的に気体で部分的に液体の混合物）で貯蔵してもよい。しかしながら現代の車両設計上、大きさの点では小型のエアバッグインフレータが尊重されるのが一般的である。この観点から、そしてガス源材料の密度が気体のときよりも液体のときのほうが著しく高いという事実を考慮すると典型的には主に液体の形でガス源材料を貯蔵するのが好ましい。
【００３６】
また分解可能なガス源材料を純粋状態（例えば分解室に分解可能なガス源材料を充填する前に分解室に存在していた空気のような他の物質を分解室の内容物に僅かなレベル以上は含まない状態）で分解室に収容してもよいが、不活性ガスを分解可能なガス源材料に含めることも好ましい。例えばヘリウムのような不活性ガスを分解可能なガス源材料と一緒に含めればインフレータ装置、特に分解室からの漏れのチェックを容易に行うことができるようになる。これに加えて又はこれとは別に例えばアルゴンおよびヘリウム、またはこれら不活性ガスの混合物を含めれば分解可能なガス源材料が分解したときに生成され、或いは形成されるガスを補足することもできる。
【００３７】
さらに所望であって望ましいならば分解反応速度を促進し、或いは加速するために分解室に分解増感剤を含めてもよい。分解増感剤は典型的には水素を含む材料であり、少量だけ分解可能なガス源材料に添加される。特に好ましくは分解増感剤は分解室の内容物が0.25未満の当量比となるように内容物の混合に対して易燃性のリミット未満の量だけ分解可能なガス源材料に添加される。この低い相対量では分解室の内容物は本質的には非易燃性であるので燃焼したり燃焼生成物が形成されたりすることを実質的に回避することができる。
【００３８】
本発明の実施に用いることができる水素を含んだ分解増感剤は典型的には水素、炭化水素、炭化水素誘導体、およびセルロース系材料を含む気体、液体、固体、またはこれらを組み合わせた多相体である。本発明の実施に用いることができる好適な炭化水素を含んだ分解増感剤はパラフィン、オレフィン、シクロパラフィンおよびアルコールである。水素分子（Ｈ2 ）は一酸化炭素または二酸化炭素といった炭素酸化物にはならず、増感剤としてはかなり効果的であることが判明しており、本発明の実施には本質的には好適な水素を含んだ増感剤である。
【００３９】
衝突を感知し、作動したときには電気信号が起動装置８２へ送られる。起動装置８２が作動し、起動装置が火薬式起動手段である場合には高温の燃焼生成物を分解室１４と好適な実施例では主に液相状態のＮ2 Ｏを含んだ当該分解室の内容物とに放出する。多量の熱を添加することによりＮ2 Ｏが発熱熱分解し始める。この熱分解でＮ2 Ｏは小さな分子片に崩壊し始める。Ｎ2 Ｏ分子が崩壊するとこれに関連してエネルギーが放出され、残りの混合物がさらに加熱される。分解工程が進行すると混合物が加熱され、Ｎ2 Ｏの少なくとも幾分かが液体から気相へ変換される。したがってこの分解では熱と分解生成ガスとの双方の放出のみならずＮ2 Ｏの液体から気相への変換によりガス状種の追加がなされる。分解室１４内の温度上昇と生成ガスの相対量との双方の増加により分解室内の圧力が急速に上昇する。
【００４０】
分解室１４内のガス圧力が破裂ディスクの構造上の限界を超えると破裂ディスクが破裂し、斯くして膨張ガスがディフューザの基部分３６を介してディフューザのキャップ部分３４内へと通ることができるようになり、したがって膨張ガスが開口４６を通って対応のエアバッグ組立体内へ放出される。
斯くして本発明は取扱いに関する憂慮事項を低減し、或いは最小限にし、インフレータ組立体から流出するときに比較的低温である無害で無毒性の膨張ガスを提供するインフレータ装置と、このインフレータ装置を膨張させるのに関連する方法とを提供する。さらに図１に最も単純な形で示したインフレータ組立体１０は比較的小型の装置内に単一の組成物（すなわち例えばＮ2 Ｏのような分解可能なガス源材料）を貯蔵して含むことから簡素化や低コストといった要素から当該インフレータ組立体やその改良品は広く利用されることができる。
【００４１】
なおＮ2 Ｏの発熱分解は結果として主にＮ2 とＯ2 とを形成するが元々分解室に存在していたＮ2 Ｏの量に比べると比較的少量ではあるがＮＯおよびＮＯ2 といった望ましくない生成物も生成する。さらにＮ2 Ｏの一部が分解せずにインフレータ組立体から放出される膨張ガス中に認められる場合もある。
図２は本発明の一実施例の適応出力インフレータ組立体２１０を示す。インフレータ組立体２１０は貯蔵室２１４を有する圧力容器２１２を有し、貯蔵室２１４はＮ2 Ｏを収容し、さらに所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体ガスを収容することができる。なおアルゴンのような不活性ガスを一種類以上含むことは有益であり、インフレータの出力中におけるＮＯx （ただしｘ＝１または２）のような一般的に望ましくない種の濃縮や過度のＮ2 Ｏの濃縮を低減し、或いは最小限にするのには望ましいことであり、20容量％を超える亜酸化窒素を含んだインフレータ出力はこのインフレータ流出ガスの酸化体ポテンシャルから望ましくない。
【００４２】
貯蔵室２１４は細長い概して円筒状のスリーブ２１６により画成され、スリーブ２１６は第一端２２０と第二端２２２とを有する。第一端２２０は肩部２２４により部分的に閉鎖される。図示したように肩部２２４はスリーブ２１６と一体的である（すなわちスリーブと連続した一体物として形成される）のが望ましい。ディフューザ組立体２２６は溶接、クリンプ加工、または他の適当な気密シールにより肩部２２４に密封状態で取り付けられる。
【００４３】
ディフューザ組立体２２６はディフューザ組立体２６と同様に概して円筒状のスリーブ２３２を有し、スリーブ２３２はディフューザ室２４０を画成するようにキャップ部分２３４と基部分２３６とを有する。ディフューザ組立体のキャップ部分２３４は膨張ガスをインフレータ組立体から対応のエアバッグ組立体（図示せず）に供給するための複数の開口２４６を有する。さらにディフューザの基部分２３６は膨張ガスを貯蔵室２１４からディフューザ室２４０へ通過させるための複数の開口２４８を有する。
【００４４】
ディフューザ組立体のキャップ部分２３４と基部分２３６とはこれらキャップ部分および基部分に当接する例えば破裂ディスク２５０のようなシール手段により整列せしめられ、このシール手段により閉鎖され、破裂ディスクの外周部で周方向の溶接（図示せず）により破裂ディスクに密閉状態とされる。静的状態では破裂ディスク２５０は貯蔵室２１４の内容物をエアバッグから分離する。
【００４５】
ディフューザ組立体のキャップ部分２３４は開口２５２を有し、この開口２５２を介して例えば破裂ディスク２５０のようなシール手段を開口するための開口手段２５３が溶接、クリンプ加工、または他の適当な気密シールにより密閉状態で取り付けられる。図示した開口手段２５３は例えば点火装置２５６とこれに関連した発射体２５８とを有する形をしており、その作動は後に詳細に説明する。
【００４６】
なお本発明は発射体を用いて実現する機械的な開口に加えて他の形態やタイプの適切な開口手段をも考慮しており、これを含む。例えば所望であれば発射体を用いて実現する機械的な開口ではない代わりに使用することができる開口形態には熱を供給して当てることにより破裂ディスクを破裂させ、或いは開口する起動手段の使用が含まれる。
【００４７】
スリーブの第二端２２２はキャップ部分２６０により部分的に閉鎖される。図示したようにキャップ部分２６０はスリーブ２１６と一体である（すなわちスリーブと連続した一体物として形成される）のが望ましい。キャップ部分２６０は開口２６２を有し、この開口２６２を介して後に詳述する熱源２６４が溶接、クリンプ加工、または他の適当な気密シールにより密閉状態で取り付けられる。
【００４８】
熱源２６４は起動手段２６６を有する。この組立体の起動手段２６６としては任意の適当なタイプの起動手段でよく、例えば起動手段は隔壁を介してブリッジワイヤ、火花放電、加熱、または爆発ワイヤあるいは箔（例えば金属気密シールの形をした隔壁を介して放電する起動手段）を有し、所望であれば任意に所望の装填量の火薬を収容してもよい。しかしながら実際には起動手段からのような比較的多くの熱の入力が窒素酸化物（ＮＯ）のような様々なガス源材料の分解を完全に始動する助けとなる。この点を考慮すると火薬の入った起動手段は典型的には比較的小型の起動装置から上述した比較的多くの熱入力を簡単に生成することができるのでこの起動手段で本発明を実施するのが特に効果的である。
【００４９】
いずれにせよ起動手段２６６自体が所望の熱入力を提供できない場合には図示したように熱源２６４が追加の火薬２７０（「ブースタ」とも称する。）を起動手段２６６の放出端部２６６ａに隣接して収容するカップ２６８を有する。したがってカップ２６８を「ブースタキャップ」とも称する。
ブースタとして多くの異なる材料を利用することができる。一般的にはこれらブースタ材料は大まかに二つの分類またはタイプに分けることができる。すなわち完全酸化タイプまたは自己酸化タイプ（すなわち概して酸化体を追加する必要のないタイプ）と、非酸化タイプ（すなわち概して追加の酸化体必要とするタイプ）とである。好適な自己酸化ブースタ材料は硝酸化カリウム炭素（ＢＫＮＯ3 ）および過塩素カリウムジルコニウム（ＺＰＰ）である。エチルセルロース（Ｃ24Ｈ46Ｏ11）は本発明の実施に用いることができる非酸化ブースタ材料の一例である。
【００５０】
一般的に必要であればＢＫＮＯ3 のような自己酸化ブースタ材料は例えばインフレータの作動力学を単純化できることから好ましい。自己酸化ブースタ材料または噴射剤は一般的には貯蔵されている一酸化窒素または一酸化窒素の分解生成物と直接的に相互作用をしなくても適切に燃焼することができる。一般には自己酸化ブースタ材料は起動手段２６６の機能で点火し、貯蔵室２１４内に収容されている一酸化窒素を含んだ混合物を放出し、或いは相互作用する。自己酸化ブースタ材料の反応から生じる熱は一酸化窒素に伝導され、一酸化窒素が分解し始める。
【００５１】
しかしながら非酸化材料を使用した場合の作用において適切に燃焼させるためには典型的には貯蔵されている一酸化窒素から幾分かの酸化体を寄与させる必要があり、このため通常は完全酸化ブースタ材料または自己酸化ブースタ材料を含んでいる同様なインフレータでは可能であった独立した作用が幾分か失われることになる。非酸化材料は点火はするものの一般的には上述した酸化体の寄与がなければ完全に燃焼することはできない。一般的には非酸化材料は起動手段２６６の機能で点火し、貯蔵室２１４内に収容されている一酸化窒素を含んだ混合物を放出し、或いは混合物と相互作用する。ブースタ材料の反応から生じた熱は一酸化窒素へ伝導され、一酸化窒素が分解し始め、酸素ガスを生成し、酸素ガスが非酸化ブースタ材料と相互作用して燃焼を可能にする。
【００５２】
図示した熱源２６４はブースタカップ２６８の開口端２６８ａ周りに破裂ディスク２７２を有する。なお破裂ディスクを有することはインフレータ装置が通常車両乗員用の膨張式拘束システム内に設置される長時間に亘って貯蔵室２１４内に材料を貯蔵することに通常関係する圧力上昇に起動手段２６６が耐えられなくなる部位の気密性を確実にするためには望ましく、或いは必要である。また所望であれば例えば適切な箔の形の保持具を含む他の分離形態または分離手段を利用することもできる。
【００５３】
さらに破裂ディスクまたは他の適当な閉鎖体をブースタカップ２６８の開口端２６８ａに設けることでブースタ火薬２７０が未起動のインフレータ組立体の全寿命を通して起動手段２６６の放出端２６６ａに対する適切な位置決めが維持される。
衝突が感知され、作動されたときには開口手段２５３（例えば点火装置２５６）と熱源２６４（例えば起動手段２６６）との何れか又は双方に電気信号が送られる。後述するように電気信号が点火装置２５６と起動手段２６６との双方に送られるときには電気信号のタイミングと順序とを適切に選択することができる。
【００５４】
例えば第一の作動モードでは適切な信号を受信すると同時に開口手段２５３のみが起動され、点火装置２５６が発射体２５８を点火し、破裂ディスク２５０へと発射し、これにより破裂ディスクが破裂され、斯くして貯蔵室２１４に貯蔵されている内容物が開口２４６を通って対応のエアバッグ組立体内へと通ることができるようになる。
【００５５】
インフレータ組立体２１０から流出する貯蔵されている一酸化窒素の一部がインフレータから流出する点火装置２５６の燃焼中の火薬に接触し、燃焼中の火薬により流出ガスに熱が伝えられ、この流出ガスが一酸化窒素の分解温度にまで加熱されたときに一酸化窒素が分解し始める。この一酸化窒素の加熱方法は一般的に非常に効率的でないので分解量は極めて低い。実際には第一作動モードでは一酸化窒素の初めの段階における充填量の約10％未満、概して約５％未満が分解される。したがって第一作動モードではインフレータ２１４から放出されるガスは主に貯蔵室２１４内に貯蔵されているガスである。
【００５６】
第二の作動モードでは適切な信号を受信すると同時に熱源２６４のみが起動され、熱源起動手段２６６が点火され、ブースタ火薬２７０を点火する。これによりディスク２７２が破裂され、次いで貯蔵室２１４の内容物が加熱される。熱の供給が適切になされればＮ2 Ｏが発熱熱分解し始める。上述したようにこの熱分解ではＮ2 Ｏは小さな分子片に崩壊し始める。またＮ2 Ｏ分子が小片に細分化されるとこれに対応したエネルギが放出され、残りの混合物を加熱する。分解室２１４内の温度と生成ガスの相対量との双方が増大し、分解室内の圧力が急速に上昇する。
【００５７】
この作動モードは貯蔵されている一酸化窒素の加熱に関しては非常に効果的である。貯蔵室２１４内の一酸化窒素が多くなるほど一酸化窒素の分解が増え、分解生成物（例えば熱や分解生成物）がさらに生成される。
分解室２１４内のガス圧が破裂ディスク２５０の構造上の限界を超えるとディスク２５０が破裂され、斯くして膨張ガスがディフューザ組立体のキャップ部分２３４内へ通過することができるようになり、膨張ガス材料が開口２４６を通って対応のエアバッグ組立体内へ流出することができるようになる。
【００５８】
熱源により供給する必要がある熱量を定量化することは実際には困難であるが必要な熱量はインフレータから流出する分離していない一酸化窒素量を追跡すれば経験的に決定することができる。インフレータから流出する分離していない一酸化窒素量を低減し、或いは最小限にするためには貯蔵室２１４に追加の熱を供給することができるようにインフレータを設計すればよい。
【００５９】
一つの充填噴射剤を有する大型の起動手段の形の熱源が好適かも知れない。しかしながら十分に大きな起動手段は市販では見つけるのが困難である。なお実際には本発明を実施するには約35mg〜800mg の範囲のＺＰＰを収容し、ブースタ材料としてのＢＫＮＯ3 の供給量が０〜約５ｇである起動手段が有益であると考えられる。
【００６０】
上述したように所望であれば、或いは所望なときに信号のタイミングと順序とを選択して信号を点火装置２５６と起動手段２６６との双方へ送ることができる。
例えば初めに点火装置２５６を起動し、発射体２５８を点火して破裂ディスク２５０へと推進せしめ、これによりディスク２５０が破裂され、斯くして貯蔵されている内容物が開口２４６を介して貯蔵室２１４から対応のエアバッグ組立体内へ通ることができるようになる。斯くしてインフレータ２１４から最初に放出されるガスは本質的には貯蔵室２１４に貯蔵されていた周囲温度のガスであり、上述したように点火装置２５６のみが起動されたときには元の一酸化窒素のうち少量のみが分解される。
【００６１】
適切な時間間隔の後に起動手段２６６を起動させ、熱を残りの一酸化窒素を含んでいる貯蔵室２１４の残りの内容物に供給し、発熱熱分解を開始させる。なお起動手段が起動される前に点火装置２５６の起動で生じた可能性のある分解生成物は材料がインフレータ組立体から流出している間に形成され、起動手段２６６の起動時にインフレータ組立体の作動に及ぼす衝撃は最大でも比較的僅かであり、上述したように二つのレベルの動作を互いに比較的独立して発生させることができる。
【００６２】
図３は３１０で示した本発明の別の実施例の適応出力エアバッグインフレータ組立体を示す。適応出力エアバッグインフレータ組立体３１０は概して上述したインフレータ２１０と同様であり、上述した室２１４と同様な室３１４を有する圧力容器３１２を有し、室３１４はＮ2 Ｏを収容し、所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体ガスをさらに収容してもよい。
【００６３】
室３１４は細長い概して円筒状のスリーブ３１６により画成され、スリーブ３１６は第一端３２０と第二端３２２とを有する。第一端３２０には上述したディフューザ組立体２２６と同様にディフューザ組立体３２６が肩部分３２４のところで取り付けられ、第二端には上述した熱源２６４と同様に熱源３６４が取り付けられる。
【００６４】
ディフューザ組立体３２６は概して円筒状スリーブ３３２を有し、スリーブ３３２は破裂ディスク３５０と共にディフューザ室３４０を画成するようにキャップ部分３３４と基部分３３６とを有し、破裂ディスク３５０は室３１４の内容物を対応のエアバッグ（図示せず）から分離する。ディフューザ組立体のキャップ部分３３４と基部分３３６とはそれぞれディフューザ組立体２２６に関して上述したように複数の開口３４６および３４８を有する。
【００６５】
ディフューザ組立体３２６は上述したディフューザ組立体２２６と同様に例えば破裂ディスク３５０のようなシール手段を開口するための開口手段３５３を有する。図示した開口手段３５３は点火装置３５６とこれに関連する発射体３５８とを有する形をしている。
熱源３６４は上述した熱源２６４と同様に起動手段３６６と、追加の火薬３７０を有するブースタカップ３６８と、ブースタカップ３６８の開口端３６８ａ周りの破裂ディスク３７２とを有する。
【００６６】
インフレータ組立体３１０はガス発生剤３８０を収容したガス発生剤室３７８をディフューザ室３４０に隣接して有する点で上述した組立体２１０と異なる。さらにディフューザ室３４０とガス発生剤室３７８との間の壁３８２は点火装置貯蔵容積空間３８４を有し、この点火装置貯蔵容積空間３８４内には鉛スレフネートテロラシンタイプの無腐蝕性の混合物のような当技術分野で公知の適切な充填材料を含む点火材３８６を収容し、所望であれば硝酸カリウム硼素のような第二の点火材３８６を収容してもよい。点火材３８６は起動されるとガス発生剤３８０を点火する。
【００６７】
ガス発生剤３８０は好ましくはガス発生剤のような自己酸化発射剤または完全酸化発射剤であり、ガス発生剤としては例えば酸化剤と結合剤とを備えた遷移金属硝酸アミン、過塩素酸塩カリウム（ＫＰ）を備えたポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ＫＰを備えた酢酸セルロース、および他の結合剤と酸化剤とを備えた燃料がある。一般的には自己酸化材料または完全酸化材料を使用することは上述したブースタ材料と同様にインフレータの作動力学を簡素化することので一般的には好ましい。
【００６８】
なお所望であればガス発生剤３８０は非酸化剤でもよく、この場合の非酸化剤は例えば酢酸セルロース、グリシダルアジ化物ポリマ／ＲＤＸ／酢酸セルロースブチレートのような固体噴射剤、およびニトロセルロース／硝酸エステル(TEGDN) ／エチルセルロース／安定剤のような燃料のみを構成する。
典型的にはブースタ材料に関して上述したように非酸化材料は貯蔵されている亜酸化窒素からの酸化体の助けで適切に燃焼することができるようになる。本発明の実施において酸化体源材料として亜酸化窒素を利用することは例えば高い燃焼温度（亜酸化窒素分子が分解するときに少なくとも結合エネルギを放出する前に生じるような温度）と、高い分子出力（亜酸化窒素分子の分解に関する出力）を含む種々の望ましい面が提供される。
【００６９】
本発明の好適な実施例では非酸化ガス発生剤と非酸化ブースタ材料との何れか又は双方の酸化には最大でも貯蔵されている亜酸化窒素の比較的少量しか使用されない。貯蔵されている亜酸化窒素の大部分は分解膨張ガス生成効果のために含まれている。実際には（質量ベースで）亜酸化窒素の僅か約15％しか非酸化ガス発生剤と非酸化ブースタ材料との何れか又は双方の酸化には使用されない。
【００７０】
ガス発生剤室３７８は出口開口３７８ａを有し、例えばガス発生剤材料が燃焼したときに生成されるガスや熱を含んだガス発生剤の反応生成物が出口開口３７８ａを通ってガス発生剤室３７８から流出し、貯蔵室３１４内の内容物に連通することができる。
出口開口３７８ａは所望であればインフレータ組立体３１０が静的状態または通常状態にあるときに図示したように開口した状態にされている。しかしながら所望であれば適切な閉鎖体により出口開口を閉鎖し、或いは密閉してもよい。例えばこのように閉鎖体を有することは貯蔵状態または休止状態においてガス発生剤を貯蔵室３１４の内容物から隔離しておくことができるので望ましい。またこのような閉鎖体は特定の組立設計や作動に応じて例えば箔シールや破裂ディスクのような形を含めて様々な形態をとることもできる。
【００７１】
衝突を感知して作動すると開口手段３５３（例えば点火装置３５６）と熱源３６４（例えば起動手段３６６）との何れか又は双方へ電気信号が送られる。さらに後述するように電気信号が点火装置３５６と起動手段３６６との双方へ送られるときには信号のタイミングと順序とを適切に選択することができる。
なおインフレータ組立体２１０に関して説明したように特定されたエアバッグの膨張や展開に合わせてインフレータ組立体の出力レベルを適切に選択することができる。
【００７２】
例えば周囲の温度、乗員の有無、シートベルトの使用状態、および自動車の減速度といった少なくとも一つのエアバッグ作動条件の特定の感知に応じてインフレータからの膨張ガスの出力、特に特定の膨張可能なエアバッグ安全拘束装置への膨張ガスの出力を適切に適合し、或いは変動し、或いは選択するような適応出力膨張式システムではインフレータ組立体３１０を使用することは特に望ましい。初めに例えば貯蔵室３１４内に収容されている亜酸化窒素が上記化学反応式（１）に従って分解し始める。この反応で生じた生成ガスは酸素分子が存在しているので酸化体のままである。さらに生成ガスの温度および圧力は元の親分子Ｎ2 Ｏを一体に結合していた結合エネルギの放出により上昇する。さらにガス発生剤の燃焼反応速度が一般的には圧力に大きく依存しているので反応速度は亜酸化窒素の分解が増大すると上昇し、次いで膨張ガス発生速度がさらに上昇する。
【００７３】
第一の作動モードでは適切な信号を受信すると開口手段３５３のみが起動し、点火装置３５６が発射体３５８を点火して破裂ディスク３５０へと噴射し、これによりディスクが破裂され、斯くして室３１４内の貯蔵内容物が開口３４６を通って対応のエアバッグ組立体内へ通ることができるようになる。
この作動では発射体３５８は破裂ディスク３５０に接触して開口を形成した後にさらに前進し、点火材３８６に接触して点火材３８６を始動させ、点火材を点火する。次いでガス発生剤３８０の反応によりガスが発生し始める。ガス発生剤材料が反応した結果として生成されたガスおよび温度は開口３７８ａを通ってガス発生剤室３７８から流出し、貯蔵室３１４の内容物と流通してさらに加熱がなされる。
【００７４】
第二の作動モードでは適切な信号を受信すると熱源のみが起動し、熱源起動手段３６６が着火してブースタ火薬３７０を点火し、ディスク３７２を破裂させ、次いで室３１４の内容物が加熱される。熱が適切に供給されればＮ2 Ｏが発熱熱分解し始める。上述したように熱分解ではＮ2 Ｏが小さな分子片に崩壊し始める。Ｎ2 Ｏの分子が細分化するとこれに対応したエネルギが放出され、残りの混合物がさらに加熱される。分解室３１４内の生成ガスの温度と相対量との双方が増大すると分解室内の圧力が急速に上昇する。
【００７５】
分解室３１４内のガス圧が破裂ディスク３５０の構造上の限界を超えるとディスク３５０が破裂され、斯くして膨張ガスがディフューザ組立体のキャップ部分３３４内へと通ることができるようになり、これにより膨張ガス材料が対応のエアバッグ組立体内へと開口３４６を通って通ることができるようになる。
なおガス発生剤を収容したインフレータ組立体３１０をガス発生剤材料３８０の反応を開始させる点火材３８６と一緒に使用した場合を説明したが本発明はこれに限定されない。例えば熱源を単独で、或いはインフレータ内に貯蔵されている亜酸化窒素の分解に関連して生じる熱と共に作動させれば貯蔵ガス発生剤を点火して例えば追加の生成ガスや熱のような反応生成物を生じさせるには十分である。これによればインフレータ組立体は点火装置３８６を有する必要がなくなり、さらに簡素となり、製造も容易になり、コストも低減される。
【００７６】
図４は４１０で示した本発明の別の実施例の適応出力エアバッグインフレータ組立体を示す。適応出力エアバッグインフレータ組立体４１０は概して上述したインフレータ組立体２１０と同様であり、室４１４を有する圧力容器４１２を有し、室４１４はＮ2 Ｏを収容し、所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体をさらに収容することもできる。
【００７７】
室４１４は細長い概して円筒状のスリーブ４１４により画成され、スリーブ４１４は第一端４２０と第二端４２２とを有する。第一端４２０には上述したディフューザ組立体２２６と同様のディフューザ組立体４２６が肩部分４２４のところで取り付けられ、第二反４２２には上述した熱源２６４と同様の熱源４６４が取り付けられる。
【００７８】
ディフューザ組立体４２６は概して円筒状のスリーブ４３２を有し、スリーブ４３２は破裂ディスク４５０と共にディフューザ室４４０を画成するようにキャップ部分４３４と基部分４３６とを有し、破裂ディスク４５０は対応のエアバッグ（図示せず）から室４１４の内容物を分離する。ディフューザ組立体のキャップ部分４３４と基部分４３６とはそれぞれディフューザ組立体２２６に関して上述したように複数の開口４４６および４４８を有する。
【００７９】
ディフューザ組立体４２６は上述したディフューザ組立体２２６と同様に例えば破裂ディスク４５０のようなシール手段を開口するための開口手段４５３を有する。図示した開口手段４５３は点火装置４５６とこれに関連する発射体４５８とを有する形である。
熱源４６４は熱源２６４と同様にイニシエータ４６６と、追加の火薬４７０を収容したブースタカップ４６８と、ブースタカップ４６８の開口端４６８ａ周りの破裂ディスク４７２とを有する。
【００８０】
インフレータ組立体４１０は貯蔵室４１４を第一部分４９１ａと第二部分４９１ｂとに分離する流制限分離手段または隔壁４９０を有する点で上述したインフレータ組立体２１０とは異なる。分離手段４９０はその中央に配置されているように図示した流路４９０ａと箔シール４９２の形のシール手段とを有する。箔シールは好適にはインコ・アロイ・インタナショナル・インク(Inco Alloy International,Inc)のハンチントン・アロイ(Hundington Alloy)のインコネル(INCONEL) （ニッケルおよびクロミウムの合金）のような金属から製造されるのが好適であり、第一部分４９１ａと第二部分４９１ｂとの間の材料の流れをさらに適切に制限する。分離手段４９０の周面は間を開けた肩部４９３ａおよび４９３ｂの形であり、本体部分４９４はこれら肩部間にあって外周が小さくされている。こうした形状に形成された分離手段４９０は肩部４９３ａと肩部４９３ｂとの間で分離手段の本体部分４９４に隣接して本体部分周りに嵌合するようにスリーブ４１６を単にクリンピング加工することでインフレータ組立体４１０内に固着される。
【００８１】
分離手段を本発明のインフレータ組立体内に組み込み、或いはインフレータ組立体内で用いれば幾つかの目的または機能のうちの一つ以上を果たすことができる。例えば分離手段４９０を上述したインフレータ組立体４１０内に組み込むと初期の段階において貯蔵室４１４内に貯蔵されている亜酸化窒素のうちの選択した一部、例えば実質的に第二部分４９１ｂ内に元々収容されて貯蔵されている亜酸化窒素を熱源４６４に隣接して保持することができる。このため熱源４６４が起動されると第二部分４９１ｂに保持されて貯蔵されている亜酸化窒素が熱源４６４により効果的に加熱され、完全な分解され、或いは全分解され、さらに熱やガス状生成物が発生される。
【００８２】
さらに上述したインフレータ組立体４１０に分離手段４９０を組み込めばインフレータ組立体においてインフレータ組立体からの膨張ガスのような生成物の質量流量の制御を追加して実行したり向上したりすることができる。例えば一つの作動形態では適切な信号を受信すると開口手段４５３が起動され、点火装置４５６が着火し、発射体４５８を破裂ディスク４５０へと発射し、これにより破裂ディスク４５０が破裂され、斯くして貯蔵室４１４の第一部分４１９ａに貯蔵されている内容物が開口４４６を通って対応のエアバッグ組立体内へと通過して流入することができるようになる。
【００８３】
開口手段４５３が起動された後に適切に選択した間隔をおいて熱源４６４が起動され、熱源イニシエータ４６６が着火し、ブースタ火薬４７０を点火し、ディスク４７２が破裂させ、次いで貯蔵室４１４内の第二部分４９１ｂ内の内容物が加熱される。熱が適切に供給されれば室の第二部分４１９ｂ内に貯蔵されている亜酸化窒素が発熱熱分解し始める。上述したように熱分解ではＮ2 Ｏが小さな分子片に崩壊し始める。Ｎ2 Ｏ分子が細分化するとこれに対応してエネルギが放出され、残りの混合物がさらに加熱される。分解室の第二部分４９１ｂ内の生成ガスの温度と相対量との双方が増大すると第二部分内の圧力が急速に上昇する。分解室の第二部分４９１ｂ内のガス圧が箔シール４９２の構造上の限界を超えるとシールが破裂し、斯くして膨張ガスが第一部分４９１内に流入し、その後、インフレータ組立体４１０から流出して対応のエアバッグ（図示せず）内に流入することができるようになる。
【００８４】
なおこのインフレータ組立体では同一組成のガスが貯蔵室の第一部分および第二部分に貯蔵されている静的な状態では分離手段は室の部分間で気密の分離手段またはシールを形成する必要はない。したがって分離手段を貯蔵室内において貯蔵室に溶接する必要はない。このため分離手段を簡単なクリンピング加工によりインフレータ組立体内に組み込むことができるので貯蔵室の第一部分と第二部分との間の漏れを確認する必要もなく、このため組立や製造が簡素化される。斯くして本発明は従来のインフレータ組立体に比べて全体的に信頼性やコストの面で改良されたインフレータ組立体を提供する。
【００８５】
なお所望であれば特定の用途での特定の処理や作用要求を満たすために分離手段を他の形態や形状としてもよい。例えば所望であれば分離手段を貫通する複数の流路を有するように分離手段を構成し、貯蔵室の第一部分と第二部分とを連結し、或いは形成することができる。またこれら流路は様々なサイズや形状の穴またはオリフィスの形であり、断面が円形であったり全て同一サイズとなることに限定されるものではない。さらに複数の流路を組み込んだ分離手段を有するインフレータ組立体では所望であれば流路をシールし、或いは被覆することができ、または流路の幾つかをシールし、或いは被覆し、他の流路を開口したまま、或いはシールしない、或いは被覆しない実施例もこれに含まれる。本発明の好適な実施例ではインフレータ組立体は多数の小さな穴の流路を有し、これら流路が被覆されていない、或いはシールされていない分離手段を有する。
【００８６】
図５は５１０で示した本発明の別の代替実施例の適応出力エアバッグインフレータ組立体を示す。インフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体３１０および４１０の一定の特徴を組み合わせたものである。
特にインフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体と同様に室５１４を有する圧力容器５１２を有し、室５１４はＮ2 Ｏを収容し、所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体ガスをさらに収容することができる。
【００８７】
室５１４は細長い概して円筒状のスリーブ５１６により画成され、スリーブ５１６は第一端５２０と第二端５２２とを有する。第一端５２０には上述したディフューザ２２６と同様のディフューザ５２６が肩部５２４のところで取り付けられ、第二端５２２には上述した熱源２６４と同様の熱源５６４が取り付けられる。
【００８８】
ディフューザ組立体５２６は概して円筒状のスリーブ５３２を有し、スリーブ５３２は破裂ディスク５５０と共にディフューザ室５４０を画成するようにキャップ部分５３４と基部分５３６とを有し、破裂ディスク５５０は室５１４の内容物を対応のエアバッグ（図示せず）から分離する。ディフューザのキャップ部分５３４と基部分５３６とはそれぞれディフューザ２２６に関して上述したように複数の開口５４６および５４８を有する。
【００８９】
ディフューザ組立体５２６は上述したディフューザ組立体２２６と同様に破裂ディスク５５０のようなシール手段を開口するための開口手段を有する。図示した開口手段５５３は点火装置５５６とこれに関連した発射体５５８とを有する形をしている。
熱源５６４は熱源２６４と同様にイニシエータ５６６と、追加の火薬５７０を収容したブースタカップ５６８と、ブースタカップ５６８の開口端５６８ａ周りの破裂ディスク５７２とを有する。
【００９０】
インフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体３１０と同様にガス発生室５７８を有し、ガス発生室５７８は出口開口５７８ａを有し、ディフューザ室５４０に隣接してガス発生剤５８０を収容し、そしてディフューザ室５４０とガス発生剤室５７８との間の壁５８２内に点火装置貯蔵容積空間５８４を有し、点火装置貯蔵容積空間５８４は起動されたときにガス発生剤５８０を点火するための点火材５８６を収容する。
【００９１】
さらにインフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体４１０と同様に貯蔵室５１４を第一部分５９１ａと第二部分５９１ｂとに分離するための分離手段５９０を有する。分離手段５９０は上述した分離手段４９０と同様に流路５９０ａと上述したように箔シールの形のシール手段５９２とを有し、シール手段５９２は流路５９０ａを常時閉鎖して材料が流路５９０ａを通って流通するのを防止する。分離手段５９０の外周部は間を開けた肩部５９３ａおよび５９３ｂの形であり、本体部分５９４はこれら肩部間にあってその外周を小さくされている。このような形状に形成された分離手段５９０は肩部５９３ａと肩部５９３ｂと間で分離手段の本体部分５９４に隣接して本体部分周りに嵌合されるようにスリーブ５１６を単にクリンピング加工することでインフレータ組立体５１０内に固着される。
【００９２】
図６Ａおよび図６Ｂを参照すると上述したインフレータ組立体２１０と同様なインフレータ組立体６１０の適応出力インフレータのディフューザ端部６１０ａが示されている。インフレータ組立体６１０はインフレータ組立体２１０と同様に室６１４を有する圧力容器６１２を有する。またインフレータ組立体６１０はインフレータディフューザ組立体６２６を有する。インフレータディフューザ組立体６２６は概して円筒状のスリーブ６３２の形であり、スリーブ６３２はディフューザ室６４０を画成するようにキャップ部分６３４と基部分６３６とを有する。破裂ディスク６５０は室６１４の内容物を対応のエアバッグ（図示せず）から分離する。ディフューザ組立体６２６は破裂ディスク６５０のようなシール手段を開口するための開口手段６５３を有し、図示した開口手段６５３は点火装置６５６とこれに関連した発射体６５８とを有する形をしている。
【００９３】
図示したディフューザ組立体の基部分６３６はスリーブ６３２に開口６４８を有し、膨張ガスがインフレータ組立体の貯蔵室６１４からディフューザ組立体６２６内へ流入することができるようにする。
図６Ａに示したようにシートまたは断片状の流制限材またはシムストック６９６がスリーブ６３２に部分的に重なり、開口６９７を形成し、この開口はその下のスリーブ６３２に形成された開口６４８と略同心である。本発明の本態様の特定の実施例では流制限材は厚さが約0.0508mm（0.02インチ）のアルミ製のシムストックから構成される。流制限材６９６の開口６９７はインフレータ組立体が初期状態または静的状態にあるときにはスリーブ６３２の開口６４８より小さい。したがって６９８で示した開口６９７の近傍の流制限材６９６の一部は下に位置するスリーブ６３２に直接支持されておらず、そして直接接触していない。
【００９４】
インフレータ６１０が起動されたときに開口６９７を通り、次いで開口６４８を通るガス流は比較的小径の開口６９７により制限される。しかしながらインフレータの作動中は開口６９７の外面と内面との間の差圧、例えばインフレータの内部空隙（貯蔵室６１４）とディフューザ組立体の内部との間の差圧が増大して十分大きくなると流制限材の一部６９８が屈曲し、斯くして開口６９７ａ（図６Ｂ）の面積が増大し、開口を通過する材料の流量が増大する。
【００９５】
このような流制限開口を本発明のインフレータ組立体に組み込むと対応のエアバッグを穏やかに、すなわち少なくとも最初は従来の標準の膨張システムでの膨張よりも漸進的に膨張することができる。初期の段階では小さな流量で膨張材料をエアバッグに流入させ、その後、大きな流量で膨張材料をエアバッグに流入させることができることは正しく着座していない乗員の膨張式補足拘束には重要であることが一般的に認識されている。
【００９６】
しかしながら一般的にはエアバッグへの膨張材料の質量流量は適応膨張システムを適切に設計する上での唯一の要素ではない。実際には例えば結果として生じるエアバッグ上昇速度のような他の要素も考慮し評価する必要がある。
なお本発明の上記実施例を実施する上では流制限材をインフレータの種々の流絞りオリフィスに効果的に使用することができるが、流絞りオリフィスの全てに流制限材を設ける必要はない。例えば複数の流絞りオリフィスを備えるインフレータ組立体においては流絞りオリフィスのうちの一つ以上を流制限材を設けずに元のままにしておいてもよい。
【００９７】
さらに本発明はインフレータ組立体に上述した流制限材を組み込むことを替えた様々な実施例をも有する。例えば本発明は静的状態にあるインフレータの一つ以上の選択した絞りオリフィスを流制限材を用いて完全に被覆してしまう実施例を含む。このインフレータを作動するに際しては選択した流絞りオリフィスを被覆している流制限材とは反対側の差圧が十分な大きさになると流制限材が破損し、破裂し、或いは開口し、膨張材料がその下に位置する流絞りオリフィスを通って対応のエアバッグに流入することができるようになる。
【００９８】
なお流制限材を異なる構造材料で形成してもよく、構造材料は選択した差圧で屈曲して開口サイズを増大するといった特に所望の性能特性を提供できるように様々な厚さに形成される。
また流制限材を仮付け溶接、またはレーザー溶接のような溶接、または例えば接着剤化学結合のような結合を含む様々な方法や技術によりインフレータ組立体に取り付け、或いは接合することができる。さらに所望であれば流制限材を適切な囲繞構造により簡単に所定の位置に保持するようにしてもよい。
【００９９】
本発明の実施に関連する様々な特徴を示し、或いはシミュレーションする以下の例に関連して本発明を詳細に説明する。なお本発明の範囲内における全ての変更は保護されるべきであり、したがって本発明は以下の例に限定されるものと解釈されるべきではない。。
例
例１〜６と比較例１および２
以下の実験では上述したインフレータ組立体３１０に類似したエアバッグインフレータ組立体を使用した。しかしながら後述するように比較例１および２では貯蔵室３１４内の貯蔵ガスは亜酸化窒素を含んでいなかった。以下の各実験においてインフレータは、ａ）酸化剤と結合剤とを備えた遷移金属硝酸アミンで形成される18g のガス発生剤からなる一定量の発生剤をガス発生剤室３７８内に有し、ｂ）130gの貯蔵ガスからなる一定量のガスを貯蔵室３１４内に有し、ｃ）2.3gのＢＫＮＯ3 からなる熱源３６４を有し、ｄ）貯蔵室３１４内に貯蔵するガスの成分は表１に示したように変えた。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
作用
上述した各実験では各インフレータが１００リットルのタンク内へ発射するようにした。比較例１と例１〜３とでは各インフレータを第一作動モードで作動させた。すなわち点火装置３５６は起動されるが、熱源イニシエータ３６６は起動させなかった。比較例２と例４〜６とでは点火装置３５６を起動し、10ms後に熱源イニシエータ３６６を起動した。
【０１０２】
結果の考察
これら例と比較例との結果からタンク圧で測定したガス出力と時間との関係のグラフを得た（図７）。
例１で実現した性能が比較例１に比べて向上したことは直接的には単工程作動における亜酸化窒素の分解に起因する。例２および３（それぞれ15％および20％の亜酸化窒素を含む貯蔵ガス成分）のプロットは亜酸化窒素の貯蔵充填量は上昇し続けるにも係わらず略一定の出力を示す。このように出力が略一定となるのは点火装置３５６が十分な熱を供給できず、貯蔵されている亜酸化窒素が激しく分解できなかったためと考えられる。
【０１０３】
比較例２の性能が比較例１に比べて増大したことは熱源３６４から供給された追加の熱に起因するものと考えられる。なお例４、５、６でのインフレータ組立体の性能は貯蔵ガス室内の亜酸化窒素の濃度が高いほど漸進的に上昇した。
【０１０４】
これら実験結果から幾つかの重大な結論が導かれた。
１．インフレータ性能は作動モードの選択に応じて著しく異なる。
２．インフレータ性能の上昇は亜酸化窒素の相対量の増大の有無と、これに関連する分解とに起因する。
３．貯蔵されている亜酸化窒素の若干の分解は開口手段点火装置のみが起動される第一作動モードにおいて発生する。
４．開口手段点火装置と熱源イニシエータとの双方が起動したときの出力レベルは本質的には開口手段点火装置のみが起動したときの出力レベルとは無関係である。
５．開口手段点火装置と熱源イニシエータとの双方が起動したときの出力レベルは貯蔵されている亜酸化窒素の相対量が上昇すると実質的に同時に上昇する。
【０１０５】
例７と比較例３
例７と比較例３とでは図６Ａおよび図６Ｂに関連して上述した流制限絞り開口と性質が同様な流制限絞り開口の思想を試験した。特に流れを制限された絞りオリフィスを備えたハイブリッドインフレータ（例７）と、流制限絞り開口のないハイブリッドインフレータ（比較例３）とがそれぞれ６０リットルのタンク内に向けて発射するようにして試験した。
【０１０６】
特にこの例と比較例との双方では酸化剤と結合剤とを備えた30g の遷移金属硝酸アミンと、95モル％のアルゴンと５モル％のヘリウムとの145gの混合ガスの貯蔵ガスとを有するハイブリッドインフレータを使用した。
比較例３のインフレータは四つの絞りオリフィスまたは穴を有し、各穴の直径は約0.62484mm （0.246 インチ）であった。
【０１０７】
例７のインフレータではディフューザに二列の別々の絞りオリフィスまたは穴を設けた。第一列の絞りオリフィスには被覆していない二つの穴を設け、これら穴の直径は約0.254mm （0.100 インチ）であった。第二列の絞りオリフィスには六つの穴を設け、各穴の直径は約0.47752mm （0.188 インチ）であり、また各穴を厚さが約0.0508mm（0.020 インチ）のアルミ製シムストックで被覆した。
【０１０８】
結果および考察
例７で発射されたユニットの試験では初期の段階でシムストックにより被覆されていた直径が約0.47752mm の六つの穴のうち三つが試験中に開口され、その下に位置していた流れオリフィスが露出したことを示した。
図８は比較例３と例７とから得られたタンク圧と時間との間の性能を表している。図９は比較例３と例７とのインフレータ組立体に対する予想した質量流量と時間との間の性能を示している。
図８は例７のインフレータでは初期段階における上昇速度または開始速度が低いことを示している。すなわち初期段階の約10msの作動における例７のタンク圧と時間とのラインの傾きは比較例３に比べて著しく小さい。しかしながら最終的には例７と比較例３との双方のインフレータとも約同一の最大タンク圧を達成した。
【０１０９】
したがってこれら結果は流制限オリフィスを組み込んだ結果の潜在的な利点として初期のバッグ展開ができるだけ望ましくゆっくりとした速度で開始されるが最終的には約同一の最大タンク圧を達成することを強調している。
図９に示したように初期段階における比較例３のインフレータの質量流量（初期の約10msの作動における質量流量）は例７のインフレータの予想質量流量の約二倍であると考えられる。しかしながら膨張開始から10msの時点ではシムストックオリフィスカバーが破損し、これによりインフレータからの質量流量が劇的に増大すると考えられる。このような破損とその後のオリフィス開口面積の増大とにより例７のインフレータの質量流量が劇的に増大し、例７のインフレータの質量流量が比較例３のインフレータの質量流量を暫くの間に亘って超えるものと考えられる。しかしながらその後、直ちに各インフレータからの質量流量は略同一となると考えられる。
【０１１０】
これらを鑑みると本発明は一定で且つ均一または別個の独立したレベルの作用を容易に達成することができる適応膨張システムを提供することが分かる。
さらに本発明は従来技術の膨張システムに関係した困難な問題の少なくとも幾つかが排除できる、対応のエアバッグの展開の後で第二のまたは異なる出力レベルの性能を創出すべく含まれた組成物と一緒にインフレータが活動または生きたままにされる適応膨張式システムを提供する。
【０１１１】
特にこうした適性膨張式システムの少なくとも幾つかでは本質的に全加圧ガス充填材料が性能レベルの選択に関係なく装置を退出すると共に活動状態または生きた状態にされた全てが比較的火工品充填量の少ないイニシエータとなる。こうしたイニシエータ自体による該イニシエータの簡単な着火は問題となる可能性はない。或いは膨張システムの着火論理を簡単に設計して残りのイニシエータの事後着火を確実にし、事後の廃棄または取り扱いに当たってイニシエータを不活性にする。
【０１１２】
なお例えば本発明を理解するための一助とすべく分解に関する考察のような理論の検討を含めたが決して本発明の広範囲の適応を制限するものではない。
また本願では本発明を例示を用いて開示したが本発明を本願で具体的に開示していない任意の要素、部品、工程、組成物または材料がなくても適切に実施することはできる。
【０１１３】
上述した詳細な説明は本発明を明確に理解するためのものであって本発明を制限するものではなく、本発明の範囲を逸脱しない修正であれば如何なる修正も可能であることは当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の一実施例の分解材料を介して膨張ガスを発生させるエアバッグインフレータの単純化した一部断面略図である。
【図２】 図２は本発明の一実施例の選択可能な酸化体組成物を有する適応出力インフレータの単純化した一部断面略図である。
【図３】 図３は本発明の別の実施例の適応出力インフレータの単純化した略部分断面図である。
【図４】 図４は本発明の代替実施例の適応出力インフレータの単純化した略部分断面図である。
【図５】 図５は本発明の別の代替実施例の適応出力インフレータの単純化した略部分断略図である。
【図６】 図６Ａおよび図６Ｂは本発明の一実施例のそれぞれ操作開始および操作後の段階におけるディフューザ開口を示した適応出力インフレータのディフューザ端部の単純化した略部分断面分解図である。
【図７】 図７は亜酸化窒素を含んでいないインフレータ組立体を使用した比較例１〜２と、選択した相対量の亜酸化窒素を含んでいるインフレータ組立体を使用した本発明の一実施例に係わる例１〜６とから得られたタンク圧と時間との間の性能を示す。
【図８】 図８は比較例３と例７とから得られたタンク圧と時間との間の性能を示す。
【図９】 図９は比較例３と例７とのインフレータ組立体についての質量流量と時間との間の性能を示す。
関連出願の相互参照
本出願は１９９６年４月１５日に出願された米国出願第08/632,698号の一部継続出願である。同時継続出願は参照することで本願に組み込まれ、本願の一部とし、特に後述する事項を含むがそれらに限定されるものではない。
【０００２】
発明の背景
本発明は概して膨張式拘束システムに関し、特に各膨張式拘束システムの膨張式車両乗員拘束装置等の膨張式装置の膨張に使用する装置および方法に関する。特に本発明は選択した作動条件およびパラメータに適応した膨張出力を有するインフレータ装置に関し、特に選択可能な酸化体組成物を有する適応出力インフレータに関する。
例えば車両が衝突したときのように突然減速したときに膨張または拡張される「エアバッグ」のようなクッションまたはバッグを用いて車両の乗員を保護することは公知である。このシステムではエアバッグは通常必要とする収容空間を最小限にするために膨張していない折り畳まれた状態で車両に収容される。このシステムを起動すると同時にエアバッグは一般に「インフレータ」と称される装置により生成され、或いは供給されるガスで約数ミリセカンド以内に膨張を開始する。
【０００３】
膨張式拘束システムに用いるエアバッグの膨張に関する技術分野では多くのタイプのインフレータ装置が開示されている。従来のインフレータ装置としては圧縮貯蔵ガスインフレータ、火薬式インフレータ、およびハイブリッドインフレータがある。不都合なことにこれら各タイプのインフレータ装置には一定の不利な点があるのが普通である。
【０００４】
例えば圧縮貯蔵ガスインフレータは典型的には比較的高圧のガスを比較的多量に貯蔵する必要がある。ガスの貯蔵圧が高いのでインフレータのガス貯蔵室の壁は強度を増すために比較的厚くされているのが普通である。多量のガスと厚くされた壁とが相まって比較的重く、嵩張るインフレータの構成である。
燃焼ガス発生材料、すなわち燃焼火薬からガスを発生する火薬式インフレータではガス発生材料は種々の粒状の固体材料を含んだ種々の望ましくない燃焼生成物を生成する。種々のフィルタ装置をインフレータ内またはインフレータ周りに組み込んで粒状固体材料を除去しようとするとインフレータの構成や処理を複雑化し、この構成や処理に関係してコストを増大させてしまう。さらにこのインフレータ装置から放出されるガス温は例えばインフレータの性能レベルや当該インフレータで用いるガス発生材料のタイプ、および量を含む多くの相互に関係した要素により約500EF(260EC)〜1200EF(649EC) の間を変動するのが典型的である。したがってこれらタイプのインフレータ装置と共に用いるエアバッグは高温に耐えられる材料で構成されるかまたはコーティングされるのが一般的である。例えばナイロン繊維から形成されたエアバッグは高温に晒される結果、完全燃焼してしまわないようにナイロン繊維エアバッグ材料をネオプレンでコーティングするか、または一つ以上のネオプレンでコーティングしたナイロンの切れ端を高温ガスが最初に当たるエアバッグの部位に設置するようにしている。後述するようにこのように特別に組立て作製したエアバッグの製造コストや生産コストは高くなるのが普通である。
【０００５】
ハイブリッドインフレータではエアバッグを膨張させるためのガスは貯蔵圧縮ガスとガス発生火薬の燃焼との組み合わせから得られ、このハイブリッドインフレータでもガス中の粒状材料含有量は比較的高い。
共通の譲受人に譲渡された１９９５年１１月２８日に発効されたSmith 等の米国特許第5,470,104 号、１９９６年２月２７日に発効されたRinkの米国特許第5,494,312 号および１９９６年７月２日に発効されたRink等の米国特許第5,531,473 号には新たなタイプのインフレータ装置の開発が開示されており、これらインフレータ装置では流体、例えば気体、液体、微細に分割した固体、またはこれらの一つ以上を組み合わせた形態の燃料材料が用いられる。例えばこのようなインフレータ装置の一つでは流体燃料が燃焼せしめられてガスを生成し、このガスが一定の量の貯蔵圧縮ガスに接触し、当該膨張式装置を膨張するのに用いる膨張ガスが生成される。
【０００６】
さらに様々な膨張式拘束システム装置が提案されており、これらシステム装置ではエアバッグの膨張が例えば車両の減速度や乗員によるシートベルトの使用といった要素に基づいて調整される。
例えば米国特許第5,323,243 号は乗員拘束システムに用いる乗員感知装置を開示する。この開示された感知装置は好適には車両の乗員用の座席を監視し、当該座席上における対象物体の有無と重量とを検出する。この検出値に応じて制御アルゴリズムを実行し、エアバッグの膨張を制御する。
【０００７】
米国特許第5,074,583 号は座席の位置、座席の背もたれの傾斜角度、および乗員のサイズ、および姿勢に関して乗員の着座状態を検出する着座状態センサを有する自動車用エアバッグシステムを開示する。この発明では乗員の着座状態に従ってエアバグシステムを作動させ、膨張したバッグが乗員に最適な状態で接触するようにされている。
【０００８】
二つ以上の性能レベルの提供については多くの適応膨張式システム（火薬および貯蔵ガスベースの双方のシステムを含む。）では二つ以上の燃料または貯蔵ガスに頼っている。これら燃料および／または貯蔵ガスはしばしば別々に貯蔵または収容され、同様な組成物または異なる組成物から構成されることができる。多数の燃料および／または貯蔵ガスを収容しなければならないので組立を複雑化し、組立コストが高くなるのが普通である。
【０００９】
したがって必要なガス発生材料またはガス生成材料の数またはタイプを削減し、或いは簡素化し、これらの製造および生産に関わるコストの簡素化および低減を助けるインフレータ装置が必要とされ、要求されている。
さらに上述したタイプの従来のインフレータ装置の多くがガスを発生または生成するために一つ以上の燃焼反応に依存している。典型的には燃料と酸化体とは一定の適切な条件下でのみ燃焼する。燃焼反応する反応体の結合能力を表すのに「易燃性」および「当量比」といった用語を用いるのが好都合である。希釈剤として働く不活性材料が入った燃料と酸化体との混合物または不活性材料が入っていない燃料と酸化体との混合物は通常一定の範囲の当量比でないと点火燃焼しない。混合物の一定のパラメータの変動が十分大きなものである場合には混合物は引火しない。所定の作動条件下において易燃性のある混合物を形成するのには燃料が僅かに不十分であるような易燃性動作パラメータは易燃性の「リーンリミット」と呼ぶことが多い。反対に所定の作動条件下において易燃性のある混合物を形成するには僅かに燃料が過剰である状態を易燃性の「リッチリミット」と呼ぶことが多い。理論燃焼反応比は何れの燃料・酸化体混合物に関しても画定できることから燃料と酸化体とからなる混合物の易燃性リミットを当量比で表すことができる。易燃性リミットの当量比は「臨海当量比」と呼ばれる。
【００１０】
典型的には特定の燃料と酸化体とからなる混合物の易燃性のリミットは混合物の圧力と温度とに大きく依存する。一般的には易燃性のリッチリミットは圧力および温度が上昇すると著しく高くなる。しかしながら易燃性のリーンリミットは圧力が上昇すると比較的僅かにだけ低下する。
或る従来の適応膨張式システムは二つの「単一出力型」のインフレータを結合し、或いは接合したのと同じである。一つの共通のディフューザを二つのインフレータそれぞれに取り付けたものはこの従来の適応膨張式システムの一例である。この適応膨張式システムでは二つの別個のインフレータを火薬式インフレータ（各インフレータが個々に運転者側エアバッグの膨張出力を提供することができる大きさにされているインフレータ）とすることができる。また従来の適応膨張式システムは圧縮ガス膨張式システムを有することもできる。例えばこの適応膨張式システムは一つの共通の不活性ガス貯蔵室を共有する二つの燃料燃焼室を有することができる。
【００１１】
不都合なことにこの適応膨張式システムで実現される出力レベルは互いに「独立」していないことが多い。すなわちこの適応膨張式システムでは「単一出力型」のインフレータがそれぞれ互いに独立して作動し、それぞれの出力を適切に結合して単一出力を形成した場合に通常実現することができるレベルの出力性能に匹敵する高いレベルの出力性能を常に提供できるものではない。こうした適応膨張式システムで実現される出力レベル間の相互作用は複雑であるが第二レベルの作用を制御する反応は第一レベルの出力を制御する反応に悪影響を及ぼす可能性があると考えられている。
【００１２】
このように望ましくは一定で均一または分離独立したレベルの作用を提供する適応膨張式システムが所望であり、求められている。
さらに第一レベルの性能のみを提供するために上述した従来の適応膨張式システムの少なくとも幾つかを作動させると第二レベル（典型的にはより高い）の性能を創出するために含まれているシステム成分が元のまま又は「生きた」稼動可能な状態に維持される。すなわちこのように部分的に作動した状態にされた適応出力膨張式システムは部分的に稼動したままの状態に維持されるのが典型的であり、望ましくない問題および危険を生む可能性がある。例えばこのような部分作動状態にされた適応出力膨張式システムでは第二レベルの性能を創出するために含まれているシステム成分が潜在的に不特定のタイミングで遅れて機能し、或いは作動して潜在的な危険やリスクを発生する可能性がある。
【００１３】
したがってシステムの一部の作動により生じる潜在的なリスクや危険を低減し、或いは最小限にする適応膨張式システムが所望であり、求められている。
或る従来の膨張式装置は上述した欠点の少なくとも幾つかを排除し、或いは最小限にするがデザインや構造や操作が簡単で、且つ公知の膨張式装置に比べて例えば周囲温度、乗員の有無、シートベルトの使用状態、および自動車の減速度といった選択されている作動条件に応じて膨張ガスの量、供給、および供給速度といった出力パラメータを良好に変動することができるインフレータ装置が依然として必要とされている。
【００１４】
発明の概要
本発明の主な目的は改良した適応出力インフレータを提供することにある。
本発明の特定の目的は上述した問題点の一つ以上を克服することにある。
本発明の主な目的は選択可能な酸化体組成物を有する適応出力インフレータにより少なくとも部分的に達成することができる。一実施例のインフレータ装置は亜酸化窒素を収容するための第一室と、起動自在に第一室と熱伝導するように接続された亜酸化窒素の分解を開始するための熱源とを有する。このインフレータ装置では第一室は気体膨張材料を膨張可能な装置へ供給するようにされている。したがってインフレータ装置は少なくとも一つの出口開口を有し、この開口を通して第一室からの膨張ガスがインフレータ装置から放出される。さらにインフレータ装置は膨張ガスが少なくとも一つの出口開口を流通するのを通常は防止するための第一シール手段と、第一室からの膨張ガスの少なくとも一部をインフレータ装置から放出するために少なくとも一つの出口開口を開くように起動することができる開口手段と、第一室から放出された内容物を膨張可能な装置へ指向する指向手段とを有する。
【００１５】
従来の技術ではコストを低減し、且つ信頼性を向上することができる所望のデザインや構造を非常に簡単な適応出力インフレータは提供できなかった。特に従来の技術ではインフレータのガス出力により測定されるインフレータ性能をインフレータの作用上の酸化体組成物を適切に変動し、且つ選択することで適切に変動し、且つ選択することができる適応出力インフレータ、およびこれに関連するインフレータの操作方法は提供できなかった。
【００１６】
さらに本発明は膨張可能な装置を膨張させ、且つ第一室および第二室と熱源と点火装置と指向手段とを有する適応出力インフレータを有する。
第一室は亜酸化窒素を収容し、且つ膨張ガスを膨張可能な装置へ提供するようにせしめられ、第二室は一回分のガス発生材料を貯蔵する。熱源は起動自在に第一室と熱伝導するように接続されており、亜酸化窒素の分解を開始する。
【００１７】
またインフレータ装置は第一室からの膨張ガスが流れ、当該インフレータ装置から放出される少なくとも一つの出口開口と、膨張ガスが少なくとも一つの出口開口を流れるのを通常は防止するための第一シール手段と、第一室からの膨張ガスの少なくとも一部をインフレータ装置から放出するために少なくとも一つの出口開口を開口するように起動することができる開口手段とを有する。
【００１８】
第二室は第一室に対して開口することができ、一回分のガス発生材料の少なくとも一部を第一室の内容物と流通させ、ガス発生材料の少なくとも一部を燃焼することができるようにする。
点火装置は起動されると可燃性ガス発生剤を点火して膨張可能な装置を膨張させるべく高温の膨張生成ガスを形成し、指向手段が第一室の放出内容物を膨張可能な装置へ指向する。
【００１９】
さらに本発明は膨張可能な装置を膨張させるための膨張物質を形成する装置の一定の改良をも含む。例えば本発明は特に複数の内部流絞りオリフィスと、インフレータ装置が起動されると同時に内部流絞りオリフィスの少なくとも一つを流れる物質流を選択的に制限する流制限部材とを組み込んだ改良を含む。
本願で用いる場合において「燃焼」「燃焼反応」とは一般に燃料と酸化体との発熱反応について言及するものである。
【００２０】
また「分解」「分解反応」とは単一の分子種を二つ以上の物に分割し、分離し、或いは崩壊することに関して言及するものである。
さらに「熱分解」とは主に温度により制御される分解である。複雑な方法では圧力も分解反応を開始するのに必要な閾値温度を変化すること等により熱分解に影響を与えたり、作動圧力が高い場合には分解反応を完了するのに必要なエネルギを変化させる可能性があるがこのような分解反応は主に温度により制御されるものである。
【００２１】
また「発熱熱分解」とは熱を遊離する熱分解である。
上述したように「当量比」（ｆ）という用語は燃焼とこれに関連する燃焼プロセスを称するのに一般的に使用られる表現である。当量比は酸化体に対する実際の燃料の比（Ｆ／Ｏ）Ａを酸化体に対する理論燃料の比（Ｆ／Ｏ）Ｓで割った比、すなわちｆ＝（Ｆ／Ｏ）Ａ／（Ｆ／Ｏ）Ｓで定義される。（理論反応は反応体の全てが消費されて最も安定した形の生成物に変換される反応として定義される独特の反応である。例えば炭化水素燃料を酸素と共に燃焼させる場合には理論反応は反応体が全て消費されて完全に二酸化炭素（ＣＯ2 ）と水（Ｈ2 Ｏ）から構成される生成物に変換される反応である。反対に一酸化炭素（ＣＯ）が生成物中に存在する場合にはＣＯがＯ2 と反応してＣＯより安定した生成物であると考えられるＣＯ2 を形成することも可能であるから同一の反応体が関与する反応は理論的でない。）
上述したように所定の温度および圧力条件では燃料と酸化体との混合物は特定の当量比範囲内でのみ易燃性がある。当量比が0.25未満の混合物は本願では非易燃性であり、関連する反応は燃焼反応とは反対の分解反応である。
インフレータまたは膨張ガス「出力」への言及は膨張ガスの量、供給、供給速度といったインフレータ性能出力パラメータについて言及するものである。適応出力インフレータではインフレータ出力は一般的に例えば周囲温度、乗員の有無、シートベルトの使用状況、および自動車の減速度といった選択した作動条件により決定されるものである。本発明の他の目的および効果は特許請求の範囲および図面に関連した以下の詳細な説明を読めば当業者には明らかである。
【００２２】
発明の詳細な説明
最初に図１を参照すると全体を１０で示したエアバッグインフレータ組立体が示されている。後に詳述するようにインフレータ組立体１０は分解材料により膨張ガスを発生する。後述する本発明は概してバン、ピックアップトラック、および特に乗用車といった自動車の運転席用、助手席用、および側面衝突用のエアバッグ組立体を含む様々なタイプまたは種類のエアバッグ組立体に適用することができる。
【００２３】
インフレータ組立体１０は室１４を有する圧力容器１２を有し、室１４は少なくとも一種類のガス源材料を含む内容物を収容し、ガス源材料は分解されて対応の膨張可能なエアバッグ装置（図示せず）を膨張させるのに用いられる少なくとも一種類の分解生成ガスを含む分解生成物を形成する。したがって室１４を「分解室」とも称する。
【００２４】
室１４は細長い概して円筒状のスリーブ１６により画成され、スリーブ１６は第一端２０と第二端２２とを有する。第一端２０は肩部分２４により部分的に閉鎖される。図示したように肩部分２４はスリーブ１６と一体（すなわちスリーブ１６と連続した一体物）であるのが望ましい。
ディフューザ組立体２６は周方向の溶接２７により肩部分２４に密封状態で取り付けられる。分解室の基部分３０は周方向の溶接３１によりスリーブの第二端２２に密封状態で取り付けられる。
【００２５】
ディフューザ組立体２６は概して円筒状のスリーブ３２を備え、スリーブ３２はディフューザ室４０を画成するようにキャップ部分３４と基部分３６とを有する。ディフューザ組立体のキャップ部分３４と基部分３６とはそれぞれ閉鎖した第一端４２ａおよび４２ｂと、開口した第二端４４ａおよび４４ｂとを有する。膨張ガスをインフレータ組立体から対応のエアバッグ内へ供給するためにディフューザ組立体のキャップ部分３４はキャップ部分の閉鎖した第一端４２ａに隣接して複数の開口４６を有する。さらに膨張ガスを分解室１４からディフューザ室４０内へ通すためにディフューザ組立体の基部分３６は基部分の閉鎖した第一端４２ｂに隣接して複数の開口４８を有する。
【００２６】
ディフューザ組立体のキャップ部分３４と基部分３６とはそれぞれの開口した第二端、すなわち端部４４ａと端部４４ｂとで整列され、これら端部は例えば開口した端部に当接する破裂ディスク５０のようなシール手段で閉鎖される。ディフューザ組立体の破裂ディスク５０は当該破裂ディスク５０の外周部で周方向の溶接５１によりディフューザ組立体のキャップ部分３４と基部分３６とのそれぞれに密封状態で接合される。静的状態では破裂ディスク５０はエアバッグから分解室１４の内容物を分離する。
【００２７】
後に詳述するように分解室の内容物には少なくとも一種類のガス源材料が含まれ、このガス源材料は分解されて対応のエアバッグ装置を膨張させるのに用いられる少なくとも一種類の分解生成ガスを含む分解生成物を形成する。分解室の内容物は通常好ましくは比較的低い圧力で分解室に保持される。例えば本質的に亜酸化窒素のみを収容する場合には分解室の内容物は概して約500psi〜約1400psi の範囲の圧力に保持され、好ましくは約650psi〜800psiの範囲に保持される。
【００２８】
なお分解室内に収容される内容物の特定成分やこの特定成分の物理的状態に応じて分解室の圧力を適切に変えてもよい。例えば亜酸化窒素とアルゴンとヘリウムとが20:70:10のモル比で分解室に収容される場合、分解室の圧力は概して約500psi〜約5000psi の範囲であり、好ましくは約2000psi 〜約4500psi の範囲であり、さらに好ましくは約3000psi 〜約4000psi の範囲である。
【００２９】
分解室の基部分３０は基部分リング７４を有し、基部分リング７４は基部分キャップ７６を有し、基部分キャップ７６は基部分肩接続部分７８を介して基部分リングに接合される。基部分肩接続部分７８は分解室の基部分３０をスリーブ１６に対して位置決めし、周方向の溶接７９を配置する部分を提供し、分解室の基部分３０をスリーブ１６に密閉状態で取り付けるのに好都合な手段である。
【００３０】
基部分キャップ７６はそこに開口８０を有し、この開口８０を介して起動装置８２が溶接、クリンプ加工、または他の適切な気密シールにより分解室１４内に密閉状態で取り付けられる。この組立体では起動装置は任意の適当なタイプの起動手段でよく、例えば起動手段は隔壁を介してブリッジワイヤ、火花放電、加熱、または爆発ワイヤあるいは箔（例えば金属気密シールの形の隔壁を介して放電する起動手段）を有し、所望であれば任意に所望の装填量の火薬を収容してもよい。しかしながら実際には起動手段からの比較的多くの熱の入力が亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）のような様々なガス源材料の分解を完全に始動する助けとなる。こうしてみると火薬の入った起動手段は典型的には比較的小型の起動装置から上述した比較的多くの熱入力を簡単に生成することができるのでこのような起動手段で本発明を実施するのが特に効果的である。
【００３１】
上述したように分解室の内容物は発熱分解して対応のエアバッグ装置を膨張させるのに用いられる少なくとも一種類の分解生成ガスを含む分解生成物を形成する少なくとも一種類のガス源材料を含む。分解して生成ガスを形成する広い範囲の種類のガス源材料を利用することができる。これらガス源材料には例えば、アセチレン類として、アセチレンおよびメチルアセチレンのようなアセチレンベースの材料、ならびにアセチレン類と不活性ガスを含むアセチレンベース材料との混合物、ヒドラジン類として、ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ4 ）、ヒドラジン類と水との混合物、ヒドラジンのメチル誘導体、および不活性ガスを含むヒドラジン物質の混合物、過酸化物類として、メチル過酸化物（ＣＨ3 ＯＯＨ）のような過酸化物誘導体、メチル過酸化物とメタノールとの混合物、過酸化水素、アルカリヒドロベルオキシド、プロピノール、ブチリル過酸化物、および過酸化物類と不活性ガスを含む過酸化物誘導体との混合物、そして亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）、および不活性ガスを含む亜酸化窒素の混合物が含まれる。
【００３２】
本発明の実施に用いる分解可能なガス源材料は好適には、ａ）分解前と分解後との双方の状態で無毒性で且つ無腐蝕性であり、ｂ）大気状態では比較的安定しており、したがって液相で容易に貯蔵することができ、ここで液体は所定の圧力で同一容積であればガスに比べて多量の材料を貯蔵せしめられることができ、ｃ）分解反応を引き起こすが除去したり取り扱ったりするのが困難な触媒を必要とせず、ｄ）例えば炭質材料（例えば煤）、ＣＯ、ＮＯ、ＮＯ2 、ＮＨ3 といった望ましくないレベルの望ましくない種を含まない分解生成物を形成する。
【００３３】
したがって製造、貯蔵、および取扱の面での憂慮事項を考慮すると本発明の実施に用いる現時点で好適な分解可能なガス源材料は亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）であると考えられる。
亜酸化窒素が分解したときの分解生成物は以下の化学反応式（１）に従って窒素と酸素とであるのが望ましい。
【００３４】
２Ｎ2 Ｏ＝２Ｎ2 ＋Ｏ2 （１）
亜酸化窒素は実際には概して無毒性で且つ無腐蝕性であることから現時点では好ましい分解可能なガス源材料である。また亜酸化窒素は空気、窒素、およびアルゴンに比べて比較的容易に周囲温度で液化する。さらに亜酸化窒素は約200EC の温度まで比較的不活性である。このため亜酸化窒素は取扱いが比較的安全で熱的に安定しており、貯蔵が容易であり、製造するときの憂慮事項を軽減する点で望ましい。
【００３５】
なお分解可能なガス源材料を例えば所望により気体、液体、または多相状態（すなわち部分的に気体で部分的に液体の混合物）で貯蔵してもよい。しかしながら現代の車両設計上、大きさの点では小型のエアバッグインフレータが尊重されるのが一般的である。この観点から、そしてガス源材料の密度が気体のときよりも液体のときのほうが著しく高いという事実を考慮すると典型的には主に液体の形でガス源材料を貯蔵するのが好ましい。
【００３６】
また分解可能なガス源材料を純粋状態（例えば分解室に分解可能なガス源材料を充填する前に分解室に存在していた空気のような他の物質を分解室の内容物に僅かなレベル以上は含まない状態）で分解室に収容してもよいが、不活性ガスを分解可能なガス源材料に含めることも好ましい。例えばヘリウムのような不活性ガスを分解可能なガス源材料と一緒に含めればインフレータ装置、特に分解室からの漏れのチェックを容易に行うことができるようになる。これに加えて又はこれとは別に例えばアルゴンおよびヘリウム、またはこれら不活性ガスの混合物を含めれば分解可能なガス源材料が分解したときに生成され、或いは形成されるガスを補足することもできる。
【００３７】
さらに所望であって望ましいならば分解反応速度を促進し、或いは加速するために分解室に分解増感剤を含めてもよい。分解増感剤は典型的には水素を含む材料であり、少量だけ分解可能なガス源材料に添加される。特に好ましくは分解増感剤は分解室の内容物が0.25未満の当量比となるように内容物の混合に対して易燃性のリミット未満の量だけ分解可能なガス源材料に添加される。この低い相対量では分解室の内容物は本質的には非易燃性であるので燃焼したり燃焼生成物が形成されたりすることを実質的に回避することができる。
【００３８】
本発明の実施に用いることができる水素を含んだ分解増感剤は典型的には水素、炭化水素、炭化水素誘導体、およびセルロース系材料を含む気体、液体、固体、またはこれらを組み合わせた多相体である。本発明の実施に用いることができる好適な炭化水素を含んだ分解増感剤はパラフィン、オレフィン、シクロパラフィンおよびアルコールである。水素分子（Ｈ2 ）は一酸化炭素または二酸化炭素といった炭素酸化物にはならず、増感剤としてはかなり効果的であることが判明しており、本発明の実施には本質的には好適な水素を含んだ増感剤である。
【００３９】
衝突を感知し、作動したときには電気信号が起動装置８２へ送られる。起動装置８２が作動し、起動装置が火薬式起動手段である場合には高温の燃焼生成物を分解室１４と好適な実施例では主に液相状態のＮ2 Ｏを含んだ当該分解室の内容物とに放出する。多量の熱を添加することによりＮ2 Ｏが発熱熱分解し始める。この熱分解でＮ2 Ｏは小さな分子片に崩壊し始める。Ｎ2 Ｏ分子が崩壊するとこれに関連してエネルギーが放出され、残りの混合物がさらに加熱される。分解工程が進行すると混合物が加熱され、Ｎ2 Ｏの少なくとも幾分かが液体から気相へ変換される。したがってこの分解では熱と分解生成ガスとの双方の放出のみならずＮ2 Ｏの液体から気相への変換によりガス状種の追加がなされる。分解室１４内の温度上昇と生成ガスの相対量との双方の増加により分解室内の圧力が急速に上昇する。
【００４０】
分解室１４内のガス圧力が破裂ディスクの構造上の限界を超えると破裂ディスクが破裂し、斯くして膨張ガスがディフューザの基部分３６を介してディフューザのキャップ部分３４内へと通ることができるようになり、したがって膨張ガスが開口４６を通って対応のエアバッグ組立体内へ放出される。
斯くして本発明は取扱いに関する憂慮事項を低減し、或いは最小限にし、インフレータ組立体から流出するときに比較的低温である無害で無毒性の膨張ガスを提供するインフレータ装置と、このインフレータ装置を膨張させるのに関連する方法とを提供する。さらに図１に最も単純な形で示したインフレータ組立体１０は比較的小型の装置内に単一の組成物（すなわち例えばＮ2 Ｏのような分解可能なガス源材料）を貯蔵して含むことから簡素化や低コストといった要素から当該インフレータ組立体やその改良品は広く利用されることができる。
【００４１】
なおＮ2 Ｏの発熱分解は結果として主にＮ2 とＯ2 とを形成するが元々分解室に存在していたＮ2 Ｏの量に比べると比較的少量ではあるがＮＯおよびＮＯ2 といった望ましくない生成物も生成する。さらにＮ2 Ｏの一部が分解せずにインフレータ組立体から放出される膨張ガス中に認められる場合もある。
図２は本発明の一実施例の適応出力インフレータ組立体２１０を示す。インフレータ組立体２１０は貯蔵室２１４を有する圧力容器２１２を有し、貯蔵室２１４はＮ2 Ｏを収容し、さらに所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体ガスを収容することができる。なおアルゴンのような不活性ガスを一種類以上含むことは有益であり、インフレータの出力中におけるＮＯx （ただしｘ＝１または２）のような一般的に望ましくない種の濃縮や過度のＮ2 Ｏの濃縮を低減し、或いは最小限にするのには望ましいことであり、20容量％を超える亜酸化窒素を含んだインフレータ出力はこのインフレータ流出ガスの酸化体ポテンシャルから望ましくない。
【００４２】
貯蔵室２１４は細長い概して円筒状のスリーブ２１６により画成され、スリーブ２１６は第一端２２０と第二端２２２とを有する。第一端２２０は肩部２２４により部分的に閉鎖される。図示したように肩部２２４はスリーブ２１６と一体的である（すなわちスリーブと連続した一体物として形成される）のが望ましい。ディフューザ組立体２２６は溶接、クリンプ加工、または他の適当な気密シールにより肩部２２４に密封状態で取り付けられる。
【００４３】
ディフューザ組立体２２６はディフューザ組立体２６と同様に概して円筒状のスリーブ２３２を有し、スリーブ２３２はディフューザ室２４０を画成するようにキャップ部分２３４と基部分２３６とを有する。ディフューザ組立体のキャップ部分２３４は膨張ガスをインフレータ組立体から対応のエアバッグ組立体（図示せず）に供給するための複数の開口２４６を有する。さらにディフューザの基部分２３６は膨張ガスを貯蔵室２１４からディフューザ室２４０へ通過させるための複数の開口２４８を有する。
【００４４】
ディフューザ組立体のキャップ部分２３４と基部分２３６とはこれらキャップ部分および基部分に当接する例えば破裂ディスク２５０のようなシール手段により整列せしめられ、このシール手段により閉鎖され、破裂ディスクの外周部で周方向の溶接（図示せず）により破裂ディスクに密閉状態とされる。静的状態では破裂ディスク２５０は貯蔵室２１４の内容物をエアバッグから分離する。
【００４５】
ディフューザ組立体のキャップ部分２３４は開口２５２を有し、この開口２５２を介して例えば破裂ディスク２５０のようなシール手段を開口するための開口手段２５３が溶接、クリンプ加工、または他の適当な気密シールにより密閉状態で取り付けられる。図示した開口手段２５３は例えば点火装置２５６とこれに関連した発射体２５８とを有する形をしており、その作動は後に詳細に説明する。
【００４６】
なお本発明は発射体を用いて実現する機械的な開口に加えて他の形態やタイプの適切な開口手段をも考慮しており、これを含む。例えば所望であれば発射体を用いて実現する機械的な開口ではない代わりに使用することができる開口形態には熱を供給して当てることにより破裂ディスクを破裂させ、或いは開口する起動手段の使用が含まれる。
【００４７】
スリーブの第二端２２２はキャップ部分２６０により部分的に閉鎖される。図示したようにキャップ部分２６０はスリーブ２１６と一体である（すなわちスリーブと連続した一体物として形成される）のが望ましい。キャップ部分２６０は開口２６２を有し、この開口２６２を介して後に詳述する熱源２６４が溶接、クリンプ加工、または他の適当な気密シールにより密閉状態で取り付けられる。
【００４８】
熱源２６４は起動手段２６６を有する。この組立体の起動手段２６６としては任意の適当なタイプの起動手段でよく、例えば起動手段は隔壁を介してブリッジワイヤ、火花放電、加熱、または爆発ワイヤあるいは箔（例えば金属気密シールの形をした隔壁を介して放電する起動手段）を有し、所望であれば任意に所望の装填量の火薬を収容してもよい。しかしながら実際には起動手段からのような比較的多くの熱の入力が窒素酸化物（ＮＯ）のような様々なガス源材料の分解を完全に始動する助けとなる。この点を考慮すると火薬の入った起動手段は典型的には比較的小型の起動装置から上述した比較的多くの熱入力を簡単に生成することができるのでこの起動手段で本発明を実施するのが特に効果的である。
【００４９】
いずれにせよ起動手段２６６自体が所望の熱入力を提供できない場合には図示したように熱源２６４が追加の火薬２７０（「ブースタ」とも称する。）を起動手段２６６の放出端部２６６ａに隣接して収容するカップ２６８を有する。したがってカップ２６８を「ブースタキャップ」とも称する。
ブースタとして多くの異なる材料を利用することができる。一般的にはこれらブースタ材料は大まかに二つの分類またはタイプに分けることができる。すなわち完全酸化タイプまたは自己酸化タイプ（すなわち概して酸化体を追加する必要のないタイプ）と、非酸化タイプ（すなわち概して追加の酸化体必要とするタイプ）とである。好適な自己酸化ブースタ材料は硝酸化カリウム炭素（ＢＫＮＯ3 ）および過塩素カリウムジルコニウム（ＺＰＰ）である。エチルセルロース（Ｃ24Ｈ46Ｏ11）は本発明の実施に用いることができる非酸化ブースタ材料の一例である。
【００５０】
一般的に必要であればＢＫＮＯ3 のような自己酸化ブースタ材料は例えばインフレータの作動力学を単純化できることから好ましい。自己酸化ブースタ材料または噴射剤は一般的には貯蔵されている一酸化窒素または一酸化窒素の分解生成物と直接的に相互作用をしなくても適切に燃焼することができる。一般には自己酸化ブースタ材料は起動手段２６６の機能で点火し、貯蔵室２１４内に収容されている一酸化窒素を含んだ混合物を放出し、或いは相互作用する。自己酸化ブースタ材料の反応から生じる熱は一酸化窒素に伝導され、一酸化窒素が分解し始める。
【００５１】
しかしながら非酸化材料を使用した場合の作用において適切に燃焼させるためには典型的には貯蔵されている一酸化窒素から幾分かの酸化体を寄与させる必要があり、このため通常は完全酸化ブースタ材料または自己酸化ブースタ材料を含んでいる同様なインフレータでは可能であった独立した作用が幾分か失われることになる。非酸化材料は点火はするものの一般的には上述した酸化体の寄与がなければ完全に燃焼することはできない。一般的には非酸化材料は起動手段２６６の機能で点火し、貯蔵室２１４内に収容されている一酸化窒素を含んだ混合物を放出し、或いは混合物と相互作用する。ブースタ材料の反応から生じた熱は一酸化窒素へ伝導され、一酸化窒素が分解し始め、酸素ガスを生成し、酸素ガスが非酸化ブースタ材料と相互作用して燃焼を可能にする。
【００５２】
図示した熱源２６４はブースタカップ２６８の開口端２６８ａ周りに破裂ディスク２７２を有する。なお破裂ディスクを有することはインフレータ装置が通常車両乗員用の膨張式拘束システム内に設置される長時間に亘って貯蔵室２１４内に材料を貯蔵することに通常関係する圧力上昇に起動手段２６６が耐えられなくなる部位の気密性を確実にするためには望ましく、或いは必要である。また所望であれば例えば適切な箔の形の保持具を含む他の分離形態または分離手段を利用することもできる。
【００５３】
さらに破裂ディスクまたは他の適当な閉鎖体をブースタカップ２６８の開口端２６８ａに設けることでブースタ火薬２７０が未起動のインフレータ組立体の全寿命を通して起動手段２６６の放出端２６６ａに対する適切な位置決めが維持される。
衝突が感知され、作動されたときには開口手段２５３（例えば点火装置２５６）と熱源２６４（例えば起動手段２６６）との何れか又は双方に電気信号が送られる。後述するように電気信号が点火装置２５６と起動手段２６６との双方に送られるときには電気信号のタイミングと順序とを適切に選択することができる。
【００５４】
例えば第一の作動モードでは適切な信号を受信すると同時に開口手段２５３のみが起動され、点火装置２５６が発射体２５８を点火し、破裂ディスク２５０へと発射し、これにより破裂ディスクが破裂され、斯くして貯蔵室２１４に貯蔵されている内容物が開口２４６を通って対応のエアバッグ組立体内へと通ることができるようになる。
【００５５】
インフレータ組立体２１０から流出する貯蔵されている一酸化窒素の一部がインフレータから流出する点火装置２５６の燃焼中の火薬に接触し、燃焼中の火薬により流出ガスに熱が伝えられ、この流出ガスが一酸化窒素の分解温度にまで加熱されたときに一酸化窒素が分解し始める。この一酸化窒素の加熱方法は一般的に非常に効率的でないので分解量は極めて低い。実際には第一作動モードでは一酸化窒素の初めの段階における充填量の約10％未満、概して約５％未満が分解される。したがって第一作動モードではインフレータ２１４から放出されるガスは主に貯蔵室２１４内に貯蔵されているガスである。
【００５６】
第二の作動モードでは適切な信号を受信すると同時に熱源２６４のみが起動され、熱源起動手段２６６が点火され、ブースタ火薬２７０を点火する。これによりディスク２７２が破裂され、次いで貯蔵室２１４の内容物が加熱される。熱の供給が適切になされればＮ2 Ｏが発熱熱分解し始める。上述したようにこの熱分解ではＮ2 Ｏは小さな分子片に崩壊し始める。またＮ2 Ｏ分子が小片に細分化されるとこれに対応したエネルギが放出され、残りの混合物を加熱する。分解室２１４内の温度と生成ガスの相対量との双方が増大し、分解室内の圧力が急速に上昇する。
【００５７】
この作動モードは貯蔵されている一酸化窒素の加熱に関しては非常に効果的である。貯蔵室２１４内の一酸化窒素が多くなるほど一酸化窒素の分解が増え、分解生成物（例えば熱や分解生成物）がさらに生成される。
分解室２１４内のガス圧が破裂ディスク２５０の構造上の限界を超えるとディスク２５０が破裂され、斯くして膨張ガスがディフューザ組立体のキャップ部分２３４内へ通過することができるようになり、膨張ガス材料が開口２４６を通って対応のエアバッグ組立体内へ流出することができるようになる。
【００５８】
熱源により供給する必要がある熱量を定量化することは実際には困難であるが必要な熱量はインフレータから流出する分離していない一酸化窒素量を追跡すれば経験的に決定することができる。インフレータから流出する分離していない一酸化窒素量を低減し、或いは最小限にするためには貯蔵室２１４に追加の熱を供給することができるようにインフレータを設計すればよい。
【００５９】
一つの充填噴射剤を有する大型の起動手段の形の熱源が好適かも知れない。しかしながら十分に大きな起動手段は市販では見つけるのが困難である。なお実際には本発明を実施するには約35mg〜800mg の範囲のＺＰＰを収容し、ブースタ材料としてのＢＫＮＯ3 の供給量が０〜約５ｇである起動手段が有益であると考えられる。
【００６０】
上述したように所望であれば、或いは所望なときに信号のタイミングと順序とを選択して信号を点火装置２５６と起動手段２６６との双方へ送ることができる。
例えば初めに点火装置２５６を起動し、発射体２５８を点火して破裂ディスク２５０へと推進せしめ、これによりディスク２５０が破裂され、斯くして貯蔵されている内容物が開口２４６を介して貯蔵室２１４から対応のエアバッグ組立体内へ通ることができるようになる。斯くしてインフレータ２１４から最初に放出されるガスは本質的には貯蔵室２１４に貯蔵されていた周囲温度のガスであり、上述したように点火装置２５６のみが起動されたときには元の一酸化窒素のうち少量のみが分解される。
【００６１】
適切な時間間隔の後に起動手段２６６を起動させ、熱を残りの一酸化窒素を含んでいる貯蔵室２１４の残りの内容物に供給し、発熱熱分解を開始させる。なお起動手段が起動される前に点火装置２５６の起動で生じた可能性のある分解生成物は材料がインフレータ組立体から流出している間に形成され、起動手段２６６の起動時にインフレータ組立体の作動に及ぼす衝撃は最大でも比較的僅かであり、上述したように二つのレベルの動作を互いに比較的独立して発生させることができる。
【００６２】
図３は３１０で示した本発明の別の実施例の適応出力エアバッグインフレータ組立体を示す。適応出力エアバッグインフレータ組立体３１０は概して上述したインフレータ２１０と同様であり、上述した室２１４と同様な室３１４を有する圧力容器３１２を有し、室３１４はＮ2 Ｏを収容し、所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体ガスをさらに収容してもよい。
【００６３】
室３１４は細長い概して円筒状のスリーブ３１６により画成され、スリーブ３１６は第一端３２０と第二端３２２とを有する。第一端３２０には上述したディフューザ組立体２２６と同様にディフューザ組立体３２６が肩部分３２４のところで取り付けられ、第二端には上述した熱源２６４と同様に熱源３６４が取り付けられる。
【００６４】
ディフューザ組立体３２６は概して円筒状スリーブ３３２を有し、スリーブ３３２は破裂ディスク３５０と共にディフューザ室３４０を画成するようにキャップ部分３３４と基部分３３６とを有し、破裂ディスク３５０は室３１４の内容物を対応のエアバッグ（図示せず）から分離する。ディフューザ組立体のキャップ部分３３４と基部分３３６とはそれぞれディフューザ組立体２２６に関して上述したように複数の開口３４６および３４８を有する。
【００６５】
ディフューザ組立体３２６は上述したディフューザ組立体２２６と同様に例えば破裂ディスク３５０のようなシール手段を開口するための開口手段３５３を有する。図示した開口手段３５３は点火装置３５６とこれに関連する発射体３５８とを有する形をしている。
熱源３６４は上述した熱源２６４と同様に起動手段３６６と、追加の火薬３７０を有するブースタカップ３６８と、ブースタカップ３６８の開口端３６８ａ周りの破裂ディスク３７２とを有する。
【００６６】
インフレータ組立体３１０はガス発生剤３８０を収容したガス発生剤室３７８をディフューザ室３４０に隣接して有する点で上述した組立体２１０と異なる。さらにディフューザ室３４０とガス発生剤室３７８との間の壁３８２は点火装置貯蔵容積空間３８４を有し、この点火装置貯蔵容積空間３８４内には鉛スレフネートテロラシンタイプの無腐蝕性の混合物のような当技術分野で公知の適切な充填材料を含む点火材３８６を収容し、所望であれば硝酸カリウム硼素のような第二の点火材３８６を収容してもよい。点火材３８６は起動されるとガス発生剤３８０を点火する。
【００６７】
ガス発生剤３８０は好ましくはガス発生剤のような自己酸化発射剤または完全酸化発射剤であり、ガス発生剤としては例えば酸化剤と結合剤とを備えた遷移金属硝酸アミン、過塩素酸塩カリウム（ＫＰ）を備えたポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ＫＰを備えた酢酸セルロース、および他の結合剤と酸化剤とを備えた燃料がある。一般的には自己酸化材料または完全酸化材料を使用することは上述したブースタ材料と同様にインフレータの作動力学を簡素化することので一般的には好ましい。
【００６８】
なお所望であればガス発生剤３８０は非酸化剤でもよく、この場合の非酸化剤は例えば酢酸セルロース、グリシダルアジ化物ポリマ／ＲＤＸ／酢酸セルロースブチレートのような固体噴射剤、およびニトロセルロース／硝酸エステル(TEGDN) ／エチルセルロース／安定剤のような燃料のみを構成する。
典型的にはブースタ材料に関して上述したように非酸化材料は貯蔵されている亜酸化窒素からの酸化体の助けで適切に燃焼することができるようになる。本発明の実施において酸化体源材料として亜酸化窒素を利用することは例えば高い燃焼温度（亜酸化窒素分子が分解するときに少なくとも結合エネルギを放出する前に生じるような温度）と、高い分子出力（亜酸化窒素分子の分解に関する出力）を含む種々の望ましい面が提供される。
【００６９】
本発明の好適な実施例では非酸化ガス発生剤と非酸化ブースタ材料との何れか又は双方の酸化には最大でも貯蔵されている亜酸化窒素の比較的少量しか使用されない。貯蔵されている亜酸化窒素の大部分は分解膨張ガス生成効果のために含まれている。実際には（質量ベースで）亜酸化窒素の僅か約15％しか非酸化ガス発生剤と非酸化ブースタ材料との何れか又は双方の酸化には使用されない。
【００７０】
ガス発生剤室３７８は出口開口３７８ａを有し、例えばガス発生剤材料が燃焼したときに生成されるガスや熱を含んだガス発生剤の反応生成物が出口開口３７８ａを通ってガス発生剤室３７８から流出し、貯蔵室３１４内の内容物に連通することができる。
出口開口３７８ａは所望であればインフレータ組立体３１０が静的状態または通常状態にあるときに図示したように開口した状態にされている。しかしながら所望であれば適切な閉鎖体により出口開口を閉鎖し、或いは密閉してもよい。例えばこのように閉鎖体を有することは貯蔵状態または休止状態においてガス発生剤を貯蔵室３１４の内容物から隔離しておくことができるので望ましい。またこのような閉鎖体は特定の組立設計や作動に応じて例えば箔シールや破裂ディスクのような形を含めて様々な形態をとることもできる。
【００７１】
衝突を感知して作動すると開口手段３５３（例えば点火装置３５６）と熱源３６４（例えば起動手段３６６）との何れか又は双方へ電気信号が送られる。さらに後述するように電気信号が点火装置３５６と起動手段３６６との双方へ送られるときには信号のタイミングと順序とを適切に選択することができる。
なおインフレータ組立体２１０に関して説明したように特定されたエアバッグの膨張や展開に合わせてインフレータ組立体の出力レベルを適切に選択することができる。
【００７２】
例えば周囲の温度、乗員の有無、シートベルトの使用状態、および自動車の減速度といった少なくとも一つのエアバッグ作動条件の特定の感知に応じてインフレータからの膨張ガスの出力、特に特定の膨張可能なエアバッグ安全拘束装置への膨張ガスの出力を適切に適合し、或いは変動し、或いは選択するような適応出力膨張式システムではインフレータ組立体３１０を使用することは特に望ましい。初めに例えば貯蔵室３１４内に収容されている亜酸化窒素が上記化学反応式（１）に従って分解し始める。この反応で生じた生成ガスは酸素分子が存在しているので酸化体のままである。さらに生成ガスの温度および圧力は元の親分子Ｎ2 Ｏを一体に結合していた結合エネルギの放出により上昇する。さらにガス発生剤の燃焼反応速度が一般的には圧力に大きく依存しているので反応速度は亜酸化窒素の分解が増大すると上昇し、次いで膨張ガス発生速度がさらに上昇する。
【００７３】
第一の作動モードでは適切な信号を受信すると開口手段３５３のみが起動し、点火装置３５６が発射体３５８を点火して破裂ディスク３５０へと噴射し、これによりディスクが破裂され、斯くして室３１４内の貯蔵内容物が開口３４６を通って対応のエアバッグ組立体内へ通ることができるようになる。
この作動では発射体３５８は破裂ディスク３５０に接触して開口を形成した後にさらに前進し、点火材３８６に接触して点火材３８６を始動させ、点火材を点火する。次いでガス発生剤３８０の反応によりガスが発生し始める。ガス発生剤材料が反応した結果として生成されたガスおよび温度は開口３７８ａを通ってガス発生剤室３７８から流出し、貯蔵室３１４の内容物と流通してさらに加熱がなされる。
【００７４】
第二の作動モードでは適切な信号を受信すると熱源のみが起動し、熱源起動手段３６６が着火してブースタ火薬３７０を点火し、ディスク３７２を破裂させ、次いで室３１４の内容物が加熱される。熱が適切に供給されればＮ2 Ｏが発熱熱分解し始める。上述したように熱分解ではＮ2 Ｏが小さな分子片に崩壊し始める。Ｎ2 Ｏの分子が細分化するとこれに対応したエネルギが放出され、残りの混合物がさらに加熱される。分解室３１４内の生成ガスの温度と相対量との双方が増大すると分解室内の圧力が急速に上昇する。
【００７５】
分解室３１４内のガス圧が破裂ディスク３５０の構造上の限界を超えるとディスク３５０が破裂され、斯くして膨張ガスがディフューザ組立体のキャップ部分３３４内へと通ることができるようになり、これにより膨張ガス材料が対応のエアバッグ組立体内へと開口３４６を通って通ることができるようになる。
なおガス発生剤を収容したインフレータ組立体３１０をガス発生剤材料３８０の反応を開始させる点火材３８６と一緒に使用した場合を説明したが本発明はこれに限定されない。例えば熱源を単独で、或いはインフレータ内に貯蔵されている亜酸化窒素の分解に関連して生じる熱と共に作動させれば貯蔵ガス発生剤を点火して例えば追加の生成ガスや熱のような反応生成物を生じさせるには十分である。これによればインフレータ組立体は点火装置３８６を有する必要がなくなり、さらに簡素となり、製造も容易になり、コストも低減される。
【００７６】
図４は４１０で示した本発明の別の実施例の適応出力エアバッグインフレータ組立体を示す。適応出力エアバッグインフレータ組立体４１０は概して上述したインフレータ組立体２１０と同様であり、室４１４を有する圧力容器４１２を有し、室４１４はＮ2 Ｏを収容し、所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体をさらに収容することもできる。
【００７７】
室４１４は細長い概して円筒状のスリーブ４１４により画成され、スリーブ４１４は第一端４２０と第二端４２２とを有する。第一端４２０には上述したディフューザ組立体２２６と同様のディフューザ組立体４２６が肩部分４２４のところで取り付けられ、第二反４２２には上述した熱源２６４と同様の熱源４６４が取り付けられる。
【００７８】
ディフューザ組立体４２６は概して円筒状のスリーブ４３２を有し、スリーブ４３２は破裂ディスク４５０と共にディフューザ室４４０を画成するようにキャップ部分４３４と基部分４３６とを有し、破裂ディスク４５０は対応のエアバッグ（図示せず）から室４１４の内容物を分離する。ディフューザ組立体のキャップ部分４３４と基部分４３６とはそれぞれディフューザ組立体２２６に関して上述したように複数の開口４４６および４４８を有する。
【００７９】
ディフューザ組立体４２６は上述したディフューザ組立体２２６と同様に例えば破裂ディスク４５０のようなシール手段を開口するための開口手段４５３を有する。図示した開口手段４５３は点火装置４５６とこれに関連する発射体４５８とを有する形である。
熱源４６４は熱源２６４と同様にイニシエータ４６６と、追加の火薬４７０を収容したブースタカップ４６８と、ブースタカップ４６８の開口端４６８ａ周りの破裂ディスク４７２とを有する。
【００８０】
インフレータ組立体４１０は貯蔵室４１４を第一部分４９１ａと第二部分４９１ｂとに分離する流制限分離手段または隔壁４９０を有する点で上述したインフレータ組立体２１０とは異なる。分離手段４９０はその中央に配置されているように図示した流路４９０ａと箔シール４９２の形のシール手段とを有する。箔シールは好適にはインコ・アロイ・インタナショナル・インク(Inco Alloy International,Inc)のハンチントン・アロイ(Hundington Alloy)のインコネル(INCONEL) （ニッケルおよびクロミウムの合金）のような金属から製造されるのが好適であり、第一部分４９１ａと第二部分４９１ｂとの間の材料の流れをさらに適切に制限する。分離手段４９０の周面は間を開けた肩部４９３ａおよび４９３ｂの形であり、本体部分４９４はこれら肩部間にあって外周が小さくされている。こうした形状に形成された分離手段４９０は肩部４９３ａと肩部４９３ｂとの間で分離手段の本体部分４９４に隣接して本体部分周りに嵌合するようにスリーブ４１６を単にクリンピング加工することでインフレータ組立体４１０内に固着される。
【００８１】
分離手段を本発明のインフレータ組立体内に組み込み、或いはインフレータ組立体内で用いれば幾つかの目的または機能のうちの一つ以上を果たすことができる。例えば分離手段４９０を上述したインフレータ組立体４１０内に組み込むと初期の段階において貯蔵室４１４内に貯蔵されている亜酸化窒素のうちの選択した一部、例えば実質的に第二部分４９１ｂ内に元々収容されて貯蔵されている亜酸化窒素を熱源４６４に隣接して保持することができる。このため熱源４６４が起動されると第二部分４９１ｂに保持されて貯蔵されている亜酸化窒素が熱源４６４により効果的に加熱され、完全な分解され、或いは全分解され、さらに熱やガス状生成物が発生される。
【００８２】
さらに上述したインフレータ組立体４１０に分離手段４９０を組み込めばインフレータ組立体においてインフレータ組立体からの膨張ガスのような生成物の質量流量の制御を追加して実行したり向上したりすることができる。例えば一つの作動形態では適切な信号を受信すると開口手段４５３が起動され、点火装置４５６が着火し、発射体４５８を破裂ディスク４５０へと発射し、これにより破裂ディスク４５０が破裂され、斯くして貯蔵室４１４の第一部分４１９ａに貯蔵されている内容物が開口４４６を通って対応のエアバッグ組立体内へと通過して流入することができるようになる。
【００８３】
開口手段４５３が起動された後に適切に選択した間隔をおいて熱源４６４が起動され、熱源イニシエータ４６６が着火し、ブースタ火薬４７０を点火し、ディスク４７２が破裂させ、次いで貯蔵室４１４内の第二部分４９１ｂ内の内容物が加熱される。熱が適切に供給されれば室の第二部分４１９ｂ内に貯蔵されている亜酸化窒素が発熱熱分解し始める。上述したように熱分解ではＮ2 Ｏが小さな分子片に崩壊し始める。Ｎ2 Ｏ分子が細分化するとこれに対応してエネルギが放出され、残りの混合物がさらに加熱される。分解室の第二部分４９１ｂ内の生成ガスの温度と相対量との双方が増大すると第二部分内の圧力が急速に上昇する。分解室の第二部分４９１ｂ内のガス圧が箔シール４９２の構造上の限界を超えるとシールが破裂し、斯くして膨張ガスが第一部分４９１内に流入し、その後、インフレータ組立体４１０から流出して対応のエアバッグ（図示せず）内に流入することができるようになる。
【００８４】
なおこのインフレータ組立体では同一組成のガスが貯蔵室の第一部分および第二部分に貯蔵されている静的な状態では分離手段は室の部分間で気密の分離手段またはシールを形成する必要はない。したがって分離手段を貯蔵室内において貯蔵室に溶接する必要はない。このため分離手段を簡単なクリンピング加工によりインフレータ組立体内に組み込むことができるので貯蔵室の第一部分と第二部分との間の漏れを確認する必要もなく、このため組立や製造が簡素化される。斯くして本発明は従来のインフレータ組立体に比べて全体的に信頼性やコストの面で改良されたインフレータ組立体を提供する。
【００８５】
なお所望であれば特定の用途での特定の処理や作用要求を満たすために分離手段を他の形態や形状としてもよい。例えば所望であれば分離手段を貫通する複数の流路を有するように分離手段を構成し、貯蔵室の第一部分と第二部分とを連結し、或いは形成することができる。またこれら流路は様々なサイズや形状の穴またはオリフィスの形であり、断面が円形であったり全て同一サイズとなることに限定されるものではない。さらに複数の流路を組み込んだ分離手段を有するインフレータ組立体では所望であれば流路をシールし、或いは被覆することができ、または流路の幾つかをシールし、或いは被覆し、他の流路を開口したまま、或いはシールしない、或いは被覆しない実施例もこれに含まれる。本発明の好適な実施例ではインフレータ組立体は多数の小さな穴の流路を有し、これら流路が被覆されていない、或いはシールされていない分離手段を有する。
【００８６】
図５は５１０で示した本発明の別の代替実施例の適応出力エアバッグインフレータ組立体を示す。インフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体３１０および４１０の一定の特徴を組み合わせたものである。
特にインフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体と同様に室５１４を有する圧力容器５１２を有し、室５１４はＮ2 Ｏを収容し、所望であれば例えばアルゴンまたは窒素のような一種類以上の不活性ガスの何れか又は双方、および例えば酸素のような一種類以上の追加の酸化体ガスをさらに収容することができる。
【００８７】
室５１４は細長い概して円筒状のスリーブ５１６により画成され、スリーブ５１６は第一端５２０と第二端５２２とを有する。第一端５２０には上述したディフューザ２２６と同様のディフューザ５２６が肩部５２４のところで取り付けられ、第二端５２２には上述した熱源２６４と同様の熱源５６４が取り付けられる。
【００８８】
ディフューザ組立体５２６は概して円筒状のスリーブ５３２を有し、スリーブ５３２は破裂ディスク５５０と共にディフューザ室５４０を画成するようにキャップ部分５３４と基部分５３６とを有し、破裂ディスク５５０は室５１４の内容物を対応のエアバッグ（図示せず）から分離する。ディフューザのキャップ部分５３４と基部分５３６とはそれぞれディフューザ２２６に関して上述したように複数の開口５４６および５４８を有する。
【００８９】
ディフューザ組立体５２６は上述したディフューザ組立体２２６と同様に破裂ディスク５５０のようなシール手段を開口するための開口手段を有する。図示した開口手段５５３は点火装置５５６とこれに関連した発射体５５８とを有する形をしている。
熱源５６４は熱源２６４と同様にイニシエータ５６６と、追加の火薬５７０を収容したブースタカップ５６８と、ブースタカップ５６８の開口端５６８ａ周りの破裂ディスク５７２とを有する。
【００９０】
インフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体３１０と同様にガス発生室５７８を有し、ガス発生室５７８は出口開口５７８ａを有し、ディフューザ室５４０に隣接してガス発生剤５８０を収容し、そしてディフューザ室５４０とガス発生剤室５７８との間の壁５８２内に点火装置貯蔵容積空間５８４を有し、点火装置貯蔵容積空間５８４は起動されたときにガス発生剤５８０を点火するための点火材５８６を収容する。
【００９１】
さらにインフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体４１０と同様に貯蔵室５１４を第一部分５９１ａと第二部分５９１ｂとに分離するための分離手段５９０を有する。分離手段５９０は上述した分離手段４９０と同様に流路５９０ａと上述したように箔シールの形のシール手段５９２とを有し、シール手段５９２は流路５９０ａを常時閉鎖して材料が流路５９０ａを通って流通するのを防止する。分離手段５９０の外周部は間を開けた肩部５９３ａおよび５９３ｂの形であり、本体部分５９４はこれら肩部間にあってその外周を小さくされている。このような形状に形成された分離手段５９０は肩部５９３ａと肩部５９３ｂと間で分離手段の本体部分５９４に隣接して本体部分周りに嵌合されるようにスリーブ５１６を単にクリンピング加工することでインフレータ組立体５１０内に固着される。
【００９２】
図６Ａおよび図６Ｂを参照すると上述したインフレータ組立体２１０と同様なインフレータ組立体６１０の適応出力インフレータのディフューザ端部６１０ａが示されている。インフレータ組立体６１０はインフレータ組立体２１０と同様に室６１４を有する圧力容器６１２を有する。またインフレータ組立体６１０はインフレータディフューザ組立体６２６を有する。インフレータディフューザ組立体６２６は概して円筒状のスリーブ６３２の形であり、スリーブ６３２はディフューザ室６４０を画成するようにキャップ部分６３４と基部分６３６とを有する。破裂ディスク６５０は室６１４の内容物を対応のエアバッグ（図示せず）から分離する。ディフューザ組立体６２６は破裂ディスク６５０のようなシール手段を開口するための開口手段６５３を有し、図示した開口手段６５３は点火装置６５６とこれに関連した発射体６５８とを有する形をしている。
【００９３】
図示したディフューザ組立体の基部分６３６はスリーブ６３２に開口６４８を有し、膨張ガスがインフレータ組立体の貯蔵室６１４からディフューザ組立体６２６内へ流入することができるようにする。
図６Ａに示したようにシートまたは断片状の流制限材またはシムストック６９６がスリーブ６３２に部分的に重なり、開口６９７を形成し、この開口はその下のスリーブ６３２に形成された開口６４８と略同心である。本発明の本態様の特定の実施例では流制限材は厚さが約0.0508mm（0.02インチ）のアルミ製のシムストックから構成される。流制限材６９６の開口６９７はインフレータ組立体が初期状態または静的状態にあるときにはスリーブ６３２の開口６４８より小さい。したがって６９８で示した開口６９７の近傍の流制限材６９６の一部は下に位置するスリーブ６３２に直接支持されておらず、そして直接接触していない。
【００９４】
インフレータ６１０が起動されたときに開口６９７を通り、次いで開口６４８を通るガス流は比較的小径の開口６９７により制限される。しかしながらインフレータの作動中は開口６９７の外面と内面との間の差圧、例えばインフレータの内部空隙（貯蔵室６１４）とディフューザ組立体の内部との間の差圧が増大して十分大きくなると流制限材の一部６９８が屈曲し、斯くして開口６９７ａ（図６Ｂ）の面積が増大し、開口を通過する材料の流量が増大する。
【００９５】
このような流制限開口を本発明のインフレータ組立体に組み込むと対応のエアバッグを穏やかに、すなわち少なくとも最初は従来の標準の膨張システムでの膨張よりも漸進的に膨張することができる。初期の段階では小さな流量で膨張材料をエアバッグに流入させ、その後、大きな流量で膨張材料をエアバッグに流入させることができることは正しく着座していない乗員の膨張式補足拘束には重要であることが一般的に認識されている。
【００９６】
しかしながら一般的にはエアバッグへの膨張材料の質量流量は適応膨張システムを適切に設計する上での唯一の要素ではない。実際には例えば結果として生じるエアバッグ上昇速度のような他の要素も考慮し評価する必要がある。
なお本発明の上記実施例を実施する上では流制限材をインフレータの種々の流絞りオリフィスに効果的に使用することができるが、流絞りオリフィスの全てに流制限材を設ける必要はない。例えば複数の流絞りオリフィスを備えるインフレータ組立体においては流絞りオリフィスのうちの一つ以上を流制限材を設けずに元のままにしておいてもよい。
【００９７】
さらに本発明はインフレータ組立体に上述した流制限材を組み込むことを替えた様々な実施例をも有する。例えば本発明は静的状態にあるインフレータの一つ以上の選択した絞りオリフィスを流制限材を用いて完全に被覆してしまう実施例を含む。このインフレータを作動するに際しては選択した流絞りオリフィスを被覆している流制限材とは反対側の差圧が十分な大きさになると流制限材が破損し、破裂し、或いは開口し、膨張材料がその下に位置する流絞りオリフィスを通って対応のエアバッグに流入することができるようになる。
【００９８】
なお流制限材を異なる構造材料で形成してもよく、構造材料は選択した差圧で屈曲して開口サイズを増大するといった特に所望の性能特性を提供できるように様々な厚さに形成される。
また流制限材を仮付け溶接、またはレーザー溶接のような溶接、または例えば接着剤化学結合のような結合を含む様々な方法や技術によりインフレータ組立体に取り付け、或いは接合することができる。さらに所望であれば流制限材を適切な囲繞構造により簡単に所定の位置に保持するようにしてもよい。
【００９９】
本発明の実施に関連する様々な特徴を示し、或いはシミュレーションする以下の例に関連して本発明を詳細に説明する。なお本発明の範囲内における全ての変更は保護されるべきであり、したがって本発明は以下の例に限定されるものと解釈されるべきではない。。
例
例１〜６と比較例１および２
以下の実験では上述したインフレータ組立体３１０に類似したエアバッグインフレータ組立体を使用した。しかしながら後述するように比較例１および２では貯蔵室３１４内の貯蔵ガスは亜酸化窒素を含んでいなかった。以下の各実験においてインフレータは、ａ）酸化剤と結合剤とを備えた遷移金属硝酸アミンで形成される18g のガス発生剤からなる一定量の発生剤をガス発生剤室３７８内に有し、ｂ）130gの貯蔵ガスからなる一定量のガスを貯蔵室３１４内に有し、ｃ）2.3gのＢＫＮＯ3 からなる熱源３６４を有し、ｄ）貯蔵室３１４内に貯蔵するガスの成分は表１に示したように変えた。
【０１００】
【表１】
作用
上述した各実験では各インフレータが１００リットルのタンク内へ発射するようにした。比較例１と例１〜３とでは各インフレータを第一作動モードで作動させた。すなわち点火装置３５６は起動されるが、熱源イニシエータ３６６は起動させなかった。比較例２と例４〜６とでは点火装置３５６を起動し、10ms後に熱源イニシエータ３６６を起動した。
【０１０２】
結果の考察
これら例と比較例との結果からタンク圧で測定したガス出力と時間との関係のグラフを得た（図７）。
例１で実現した性能が比較例１に比べて向上したことは直接的には単工程作動における亜酸化窒素の分解に起因する。例２および３（それぞれ15％および20％の亜酸化窒素を含む貯蔵ガス成分）のプロットは亜酸化窒素の貯蔵充填量は上昇し続けるにも係わらず略一定の出力を示す。このように出力が略一定となるのは点火装置３５６が十分な熱を供給できず、貯蔵されている亜酸化窒素が激しく分解できなかったためと考えられる。
【０１０３】
比較例２の性能が比較例１に比べて増大したことは熱源３６４から供給された追加の熱に起因するものと考えられる。なお例４、５、６でのインフレータ組立体の性能は貯蔵ガス室内の亜酸化窒素の濃度が高いほど漸進的に上昇した。
【０１０４】
これら実験結果から幾つかの重大な結論が導かれた。
１．インフレータ性能は作動モードの選択に応じて著しく異なる。
２．インフレータ性能の上昇は亜酸化窒素の相対量の増大の有無と、これに関連する分解とに起因する。
３．貯蔵されている亜酸化窒素の若干の分解は開口手段点火装置のみが起動される第一作動モードにおいて発生する。
４．開口手段点火装置と熱源イニシエータとの双方が起動したときの出力レベルは本質的には開口手段点火装置のみが起動したときの出力レベルとは無関係である。
５．開口手段点火装置と熱源イニシエータとの双方が起動したときの出力レベルは貯蔵されている亜酸化窒素の相対量が上昇すると実質的に同時に上昇する。
【０１０５】
例７と比較例３
例７と比較例３とでは図６Ａおよび図６Ｂに関連して上述した流制限絞り開口と性質が同様な流制限絞り開口の思想を試験した。特に流れを制限された絞りオリフィスを備えたハイブリッドインフレータ（例７）と、流制限絞り開口のないハイブリッドインフレータ（比較例３）とがそれぞれ６０リットルのタンク内に向けて発射するようにして試験した。
【０１０６】
特にこの例と比較例との双方では酸化剤と結合剤とを備えた30g の遷移金属硝酸アミンと、95モル％のアルゴンと５モル％のヘリウムとの145gの混合ガスの貯蔵ガスとを有するハイブリッドインフレータを使用した。
比較例３のインフレータは四つの絞りオリフィスまたは穴を有し、各穴の直径は約0.62484mm （0.246 インチ）であった。
【０１０７】
例７のインフレータではディフューザに二列の別々の絞りオリフィスまたは穴を設けた。第一列の絞りオリフィスには被覆していない二つの穴を設け、これら穴の直径は約0.254mm （0.100 インチ）であった。第二列の絞りオリフィスには六つの穴を設け、各穴の直径は約0.47752mm （0.188 インチ）であり、また各穴を厚さが約0.0508mm（0.020 インチ）のアルミ製シムストックで被覆した。
【０１０８】
結果および考察
例７で発射されたユニットの試験では初期の段階でシムストックにより被覆されていた直径が約0.47752mm の六つの穴のうち三つが試験中に開口され、その下に位置していた流れオリフィスが露出したことを示した。
図８は比較例３と例７とから得られたタンク圧と時間との間の性能を表している。図９は比較例３と例７とのインフレータ組立体に対する予想した質量流量と時間との間の性能を示している。
図８は例７のインフレータでは初期段階における上昇速度または開始速度が低いことを示している。すなわち初期段階の約10msの作動における例７のタンク圧と時間とのラインの傾きは比較例３に比べて著しく小さい。しかしながら最終的には例７と比較例３との双方のインフレータとも約同一の最大タンク圧を達成した。
【０１０９】
したがってこれら結果は流制限オリフィスを組み込んだ結果の潜在的な利点として初期のバッグ展開ができるだけ望ましくゆっくりとした速度で開始されるが最終的には約同一の最大タンク圧を達成することを強調している。
図９に示したように初期段階における比較例３のインフレータの質量流量（初期の約10msの作動における質量流量）は例７のインフレータの予想質量流量の約二倍であると考えられる。しかしながら膨張開始から10msの時点ではシムストックオリフィスカバーが破損し、これによりインフレータからの質量流量が劇的に増大すると考えられる。このような破損とその後のオリフィス開口面積の増大とにより例７のインフレータの質量流量が劇的に増大し、例７のインフレータの質量流量が比較例３のインフレータの質量流量を暫くの間に亘って超えるものと考えられる。しかしながらその後、直ちに各インフレータからの質量流量は略同一となると考えられる。
【０１１０】
これらを鑑みると本発明は一定で且つ均一または別個の独立したレベルの作用を容易に達成することができる適応膨張システムを提供することが分かる。
さらに本発明は従来技術の膨張システムに関係した困難な問題の少なくとも幾つかが排除できる、対応のエアバッグの展開の後で第二のまたは異なる出力レベルの性能を創出すべく含まれた組成物と一緒にインフレータが活動または生きたままにされる適応膨張式システムを提供する。
【０１１１】
特にこうした適性膨張式システムの少なくとも幾つかでは本質的に全加圧ガス充填材料が性能レベルの選択に関係なく装置を退出すると共に活動状態または生きた状態にされた全てが比較的火工品充填量の少ないイニシエータとなる。こうしたイニシエータ自体による該イニシエータの簡単な着火は問題となる可能性はない。或いは膨張システムの着火論理を簡単に設計して残りのイニシエータの事後着火を確実にし、事後の廃棄または取り扱いに当たってイニシエータを不活性にする。
【０１１２】
なお例えば本発明を理解するための一助とすべく分解に関する考察のような理論の検討を含めたが決して本発明の広範囲の適応を制限するものではない。
また本願では本発明を例示を用いて開示したが本発明を本願で具体的に開示していない任意の要素、部品、工程、組成物または材料がなくても適切に実施することはできる。
【０１１３】
上述した詳細な説明は本発明を明確に理解するためのものであって本発明を制限するものではなく、本発明の範囲を逸脱しない修正であれば如何なる修正も可能であることは当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の一実施例の分解材料を介して膨張ガスを発生させるエアバッグインフレータの単純化した一部断面略図である。
【図２】 図２は本発明の一実施例の選択可能な酸化体組成物を有する適応出力インフレータの単純化した一部断面略図である。
【図３】 図３は本発明の別の実施例の適応出力インフレータの単純化した略部分断面図である。
【図４】 図４は本発明の代替実施例の適応出力インフレータの単純化した略部分断面図である。
【図５】 図５は本発明の別の代替実施例の適応出力インフレータの単純化した略部分断略図である。
【図６】 図６Ａおよび図６Ｂは本発明の一実施例のそれぞれ操作開始および操作後の段階におけるディフューザ開口を示した適応出力インフレータのディフューザ端部の単純化した略部分断面分解図である。
【図７】 図７は亜酸化窒素を含んでいないインフレータ組立体を使用した比較例１〜２と、選択した相対量の亜酸化窒素を含んでいるインフレータ組立体を使用した本発明の一実施例に係わる例１〜６とから得られたタンク圧と時間との間の性能を示す。
【図８】 図８は比較例３と例７とから得られたタンク圧と時間との間の性能を示す。
【図９】 図９は比較例３と例７とのインフレータ組立体についての質量流量と時間との間の性能を示す。
Claims (28)
- 膨張可能な装置を膨張させるための膨張装置において、亜酸化窒素を収容し且つ前記膨張可能な装置に膨張ガスを供給する第一室と、前記亜酸化窒素の発熱熱分解を開始するために前記第一室の内容物に熱伝導するように起動可能な熱源と、前記第一室からの膨張ガスが当該膨張装置から放出されるときに通ることができる少なくとも一つの出口開口と、該少なくとも一つの出口開口から膨張ガスが流出するのを常時防止するための第一シール手段と、膨張ガスが前記少なくとも一つの出口開口を通って流出することができるようにすることによって前記第一室からの膨張ガスの少なくとも一部が当該膨張装置から放出されるように前記第一シール手段を開口するために起動可能な開口手段と、前記第一室から放出された内容物を前記膨張可能な装置へ指向する指向手段とを具備する膨張装置。
- 請求項１に記載の膨張装置を作動する方法であって、前記開口手段を起動させて前記第一シール手段を開口し、膨張ガスが前記少なくとも一つの出口開口を流れることができるようにする工程と、前記少なくとも一つの出口開口を通して周囲温度の亜酸化窒素を放出する工程とを具備する方法。
- 前記熱源を起動して熱を前記第一室の内容物へ伝導して該内容物の温度を上昇させる工程と、周囲温度の亜酸化窒素の前記放出を開始した後で前記第一室の加熱された内容物の少なくとも一部を前記少なくとも一つの出口開口を通して放出させる工程とをさらに具備する請求項２に記載の方法。
- 前記第一シール手段が前記第一室内の圧力の所定の上昇が実現されたときに開口する請求項１に記載の膨張装置。
- 請求項４に記載の膨張装置を作動する方法であって、前記熱源を起動して熱を前記第一室の内容物に伝導して該第一室内の温度と圧力とを上昇させる工程と、前記第一室内の圧力の所定の上昇が実現されたときに前記第一シール手段を開口する工程と、前記第一室内の加熱された内容物を前記膨張装置から放出する工程とを具備する方法。
- 前記第一室に貯蔵されている亜酸化窒素の少なくとも一部がガス状である請求項１に記載の膨張装置。
- 前記第一室に貯蔵されている亜酸化窒素の少なくとも一部が液体状である請求項１に記載の膨張装置。
- 前記第一室が少なくとも１種類の不活性ガスをさらに収容している請求項１に記載の膨張装置。
- 前記第一室が酸素を含んでいる別のガスを収容している請求項８に記載の膨張装置。
- 前記第一室が酸素を含んでいる別のガスを収容している請求項１に記載の膨張装置。
- 前記第一室内に収容されている亜酸化窒素と流通し、一部が可燃性である一定充填量のガス発生剤の材料と、起動されると前記可燃性ガス発生剤を点火して前記膨張可能な装置を膨張させる高温の膨張生成ガスを形成する点火装置とをさらに具備する請求項１に記載の膨張装置。
- 請求項１１に記載の装置を作動する方法であって、前記可燃性ガス発生剤を点火して高温の膨張生成ガスを形成する工程を具備する方法。
- 第二室に通常貯蔵された一定充填量のガス発生剤の材料であって少なくとも一部が可燃性であるガス発生剤の材料をさらに具備し、該一定充填量のガス発生剤材料の少なくとも一部が前記第一室の内容物に流通するように前記第二室が前記第一室に対して開口可能であり、起動されると前記可燃性ガス発生剤を点火して前記膨張可能な装置を膨張させる高温の膨張生成ガスを形成する点火装置をさらに具備する請求項１に記載の膨張装置。
- 前記一定充填量のガス発生剤の材料が非酸化材料である請求項１３に記載の膨張装置。
- 請求項１４に記載の装置を作動する方法であって、前記可燃性ガス発生剤を点火して高温の膨張生成ガスを形成する工程を具備する方法。
- 前記開口手段が発射体と該発射体を噴射させて前記第一シール手段を破裂させるための手段とを具備する請求項１に記載の膨張装置。
- 前記第一室内に収容されている亜酸化窒素と流通する高温の膨張生成ガスを形成するように少なくとも一部が可燃性である一定充填量のガス発生剤の材料と、起動されると前記可燃性ガス発生剤を点火して高温膨張生成ガスを形成する点火装置とをさらに具備し、前記発射体がさらに前記点火装置を起動させるように機能する請求項１６に記載の膨張装置。
- 前記第一室を前記熱源に隣接した第一部分と前記少なくとも一つの出口開口に隣接した第二部分とに分離する分離手段をさらに具備し、該分離手段が前記第一部分と第二部分との間における前記第一室の内容物の流通を制限する請求項１に記載の膨張装置。
- 前記分離手段が該分離手段を貫通する少なくとも一つの流路を有し、該少なくとも一つの流路を第二シール手段が常時閉鎖し、該第二シール手段が前記第一部分と第二部分との間における前記少なくとも一つの流路を介した流通を可能にするように予め選択された作動状態で開口可能である請求項１８に記載の膨張装置。
- 請求項１９に記載の膨張装置を作動する方法であって、前記第一室を開口して前記膨張装置から周囲温度の亜酸化窒素を放出する工程と、前記熱源を起動して熱を前記第一室の前記第一部分の内容物に伝導して前記第一部分内の温度と圧力とを上昇させる工程と、前記第一室が開口した後に前記少なくとも一つの流路を開口して前記第一部分と第二部分との間における流通を可能にする工程とを具備する方法。
- 複数の内部流絞りオリフィスをさらに具備し、該内部流絞りオリフィスが当該膨張装置が起動されたときに該内部流絞りオリフィスの少なくとも一つを通る材料の流れを選択的に制限する流制限部材を有する請求項１に記載の膨張装置。
- 膨張可能な装置を膨張させるための適応出力インフレータ装置において、亜酸化窒素を収容し且つ膨張ガスを前記膨張可能な装置に供給する第一室と、前記亜酸化窒素の分解を開始するために前記第一室に熱伝導するように起動可能な熱源と、前記第一室からの膨張ガスが当該適応出力インフレータ装置から放出されるときに通ることができる少なくとも一つの出口開口と、該少なくとも一つの出口開口から膨張ガスが流出するのを常時防止するための第一シール手段と、膨張ガスが前記少なくとも一つの出口開口を通って流出することができるようにすることによって前記第一室からの膨張ガスの少なくとも一部が当該適応出力インフレータ装置から放出されるように前記第一シール手段を開口するために起動可能な開口手段と、少なくとも一部が可燃性である一定充填量のガス発生剤の材料を貯蔵すると共に該一定充填量のガス発生剤の材料の少なくとも一部が前記第一室の内容物に流通するように前記第一室に対して開口可能な第二室と、起動されると前記可燃性ガス発生剤を点火して前記膨張可能な装置を膨張させる高温の膨張生成ガスを形成する点火装置と、前記第一室から放出された内容物を前記膨張可能な装置へ指向する指向手段とを具備する適応出力インフレータ装置。
- 前記第一室が少なくとも一種類の不活性ガスをさらに収容している請求項２２に記載の適応出力インフレータ装置。
- 前記第一室が酸素を含んでいる別のガスを収容している請求項２３に記載の適応出力インフレータ装置。
- 前記第一室が酸素を含んでいる別のガスを収容している請求項２２に記載の適応出力インフレータ装置。
- 前記貯蔵されている一定充填量のガス発生剤の材料が非酸化材料である請求項２２に記載の適応出力インフレータ装置。
- 前記流制限部材が圧力感知するものであり、最初に前記装置が起動されると前記内部流絞りオリフィスの少なくとも一つを通る流れを完全に制限すると共に所定の圧力が前記流制限部材に加わると該流制限部材が選択的に開口して以前に完全に流れを制限されていた内部流れ絞りオリフィスを通る流れを可能にする、請求項２１に記載の装置。
- 前記流制限部材が圧力感知するものであり、最初に前記装置が起動されると前記内部流絞りオリフィスの少なくとも一つを通る流れを部分的に制限すると共に所定の圧力が前記流制限部材に加わると該流制限部材が選択的に開口してより大きな相対流が前記内部流絞りオリフィスを通るのを可能にする、請求項２１に記載の装置。
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