JP4955834B2 - 車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張用ガスジェネレータ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に記載の、車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張用ガスジェネレータに関するものである。

従来技術によれば、高圧の膨張ガス（低温のガス）の供給源と、薬剤の燃焼によって発生する燃焼ガスの供給源とが組み合わせられたハイブリッドガスジェネレータが公知とされている。

本発明によって解決される課題は、十分な量のガスを発生させると同時に、ガスバッグの膨張の際のダメージのリスクを極力低減させるガスジェネレータを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有するガスジェネレータによって解決される。本発明の実施形態は、従属請求項で具現化される。

従って、車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張用ガスジェネレータは、車両の制御信号による作動時にガス及び／又は熱を生じさせる点火手段と、前記点火手段によって発生したガス及び／又は熱で点火可能な薬剤を収容する第１チャンバーと、加圧された膨張ガスを収容する第２チャンバーと、前記第２チャンバーからガスバッグ内への膨張ガスの流出を許容する流出開口と、前記流出開口をシールするシール手段と、を備え、当該ガスジェネレータは、前記点火手段の作動後に、前記点火手段によって発生したガス及び／又は熱が前記薬剤を点火し、前記点火手段によって発生したガスの直接的又は間接的な影響下で加圧ガスに圧力波が形成され、前記圧力波が前記シール手段を破断して前記流出開口を通じて前記第２チャンバーからガスが流出可能とされるように構成される。

第２チャンバー内での圧力波は、例えば、点火装置の容積部をシールする別のシール手段（例えば、破断ディスク）を使用することによって発生可能とされ、容積部内の圧力が所定値を上回る場合にこのシール手段が破断する。このため、別のシール手段の破断によって（即ち、特に容積部と第２チャンバーとの間の圧力差によって）、容積部と第２チャンバーとの間の圧力差のために、即ち、容積部外へ第２チャンバー内へと流れる急激なガス流れのために、蓄積された加圧膨張ガスに対し強い衝撃力が作用し、膨張ガスに圧力波が生じる。

容積部は、例えば、空気又は別のガス、特に窒素又はヘリウムのような不燃性ガスで予め充填される。更に、点火手段によって容積部内にガス及び／又は熱が放出される点火手段の作動前に、容積部内のガスに生じた圧力波の影響下で、別のシール手段が破断するように、点火手段が構成可能とされる。

一方で、加圧された膨張ガスでの圧力波は、点火手段によって生じるガスの直接的な熱作用及び／又は物理的作用によって、即ち、点火手段によって生じたガスが第２チャンバー内へと急激に流入することによって発生する。

更に、薬剤の点火は、点火手段によって発生したガスによって直接的に生じる必要はないが、例えば、点火手段の作動時に発生する熱によって生じることもでき、（特に、対流又は熱伝導によって）この熱が薬剤に伝播する。点火手段は、例えば従来のガスジェネレータにおいて、薬剤の点火に使用される従来型の点火装置を備える。更に、この点火手段は、作動時に点火手段によって放出したガスの影響を支持する（固体の）粒子を用いることも可能とされる。

本発明の一実施例によれば、概ね６０［ＭＰａ］の圧力下で第２チャンバー内に蓄積され、そこでは例えば（アルゴンのような）不活性ガス、又は薬剤の燃焼によって生じた燃焼ガスと反応するガスのように、種々の膨張ガスが使用可能とされる。更に、固形状の薬剤、特には複数の錠剤の形状又はリング状の薬剤の形態が使用可能とされる。

更にその上、膨張ガスと薬剤の燃焼によって発生した燃焼ガスとの混合物が第２チャンバーに到達する前に、（シール手段が破断した後）薬剤の燃焼によって発生したガスが混合されていない膨張ガスが流出開口を通じて第２チャンバーから流出するように、ガスジェネレータを構成することができる。

このため、ガスバッグは、最初に（低温の）膨張ガスによって膨張し、膨張ガス及び燃焼ガスの（より高温の）混合物がガスバッグ内へと流入する際には、既に一部が膨張している。従って、より高温のガス混合物によってダメージを受け得るガスバッグ層は、第１の膨張段階の間に既にガスジェネレータから離間しており、ガスバッグ層におけるガス混合物の熱的影響が抑えられる。

一実施例では、点火手段の作動後、およそ１．５［ｍｓ］で、膨張ガスでの圧力波によってシール手段が破断する。更に、膨張ガス及び燃焼ガスからなるガス混合物は、点火手段の作動後、およそ６［ｍｓ］のみでガスバッグ内へと流入する。このため、この実施例によれば、ガスバッグは、最初の６［ｍｓ］の間は低温の膨張ガスによって膨張し、より高温のガス混合物がガスバッグ内へと流入を開始したときには、ガスバッグは多少の大きさに展開している。

更に、シール手段は、圧力波によって破断し、薬剤の燃焼によって発生した燃焼ガスによっては破断されないため、未混合の加圧膨張ガスによるガスバッグの膨張開始時と、ガス混合物がガスバッグ内へと流入する時点との間の遅れは、点火手段と薬剤との間の流通経路の構成によって調節可能とされる。別の種類の流通経路の実施例が以下に説明される。

流出開口をシールするために使用されるシール手段は、例えば流出開口の領域に配置される破断プレート（特には、破断ディスク）を備え、この流出開口を通る流路は、最初はブロックされている。

本発明の別の実施例によれば、薬剤の燃焼によって発生した燃焼ガスが第２チャンバー内へと流入する前に、シール手段が破断し、また膨張ガスが流出開口から流出するように、ガスジェネレータが構成される。このため、燃焼ガスが第２チャンバー内へと流入を開始し、また（残りの）膨張ガスと混合される際には、加圧膨張ガスの一部は第２チャンバーから流出している。

更にその上、ガスジェネレータは、点火手段によって生じたガス及び／又は熱が、点火手段から第２チャンバー内へと流入するのを可能とする所定の通路を備えることができる。

本発明の別実施の形態によれば、点火手段によって発生したガス及び／又は熱のための通路は、第２チャンバーの第１の側面に配置され、また第２チャンバーの流出開口が、第２チャンバーのうち第１の側面とは反対側の第２の側面に配置される。例えば、第２チャンバーは長尺状に延在し、例えば第２チャンバーは、中空状の、特には中空円筒状の部位（例えば、容器）によって形成される。中空円筒部の場合には、通路及び流出開口は、当該部位の端部に配置され、中空部の長軸に沿って互いに対向して配置される。

更に、ガスジェネレータは、少なくとも１つの流入開口を備え、薬剤の燃焼によって発生した燃焼ガスは、この流入開口を通じて第１チャンバーから第２チャンバーへと流れることが可能とされる。例えば、流入開口は、第１チャンバーと、点火手段及び第２チャンバー間の前述の通路との間に配置され、燃焼ガスは、流入開口及び通路を通じて第２チャンバー内へと流入可能とされる。追加又は変更として、通路を通るガス流れが生じることなく、第１チャンバーから第２チャンバーへと燃焼ガスが直接的に流れることが可能な流入開口を第１チャンバーと第２チャンバーとの間に設けることができる。

更に、点火手段が配置される中空円筒状の長尺部分によって、第１チャンバーを形成することが可能であり、即ち、第１チャンバーが点火手段のまわりに延在する。このため、第１及び第２チャンバーはそれぞれ、第１及び第２の中空部によって形成可能とされ、特に第１の中空部の一端部が第２の中空部の一端部に接続される。

例えば、第１及び第２の中空部は、形状適合の形態（形状が互いに合致するフォームフィットの形態）で、例えば第１及び第２の中空部を互いにクリンプ（曲げ加工する）ことによって互いに接続される。更に、第１及び第２の中空部は、接合によって、例えば溶接によって互いに固定可能とされる。別の実施例では、第１及び第２の中空部は、一体状に、即ち１つの（単一の）中空部によって形成され、特に管状の形態が使用され、この場合には中空部内に第１及び第２の中空部を形成するセパレータ（分離部）が配置される。

本発明の別実施の形態によれば、ガスジェネレータは、点火手段の作動時に生じたガス及び／又は熱を第２チャンバーに向けて誘導するべく、点火手段と第２チャンバーとの間の通路の一部を形成する中空要素（例えば、中空円筒状のリテーナーの形態の要素）を備える。例えば、管状の中空要素が、点火手段及び第２チャンバーに関し軸上に配置され、点火手段から中空要素の長軸に沿って予め顕著にガスが発生する。

更に、中空要素の一方の端部が点火手段に接続可能とされ、反対の端部が第２チャンバーに向けて延在し、中空要素を通り長軸に沿った所定方向に関し第２チャンバーに向けてガスが誘導される。特に、中空要素は、当該中空要素が第１チャンバーによって取り囲まれて、例えば、第１チャンバーの内側壁部を形成するように配置される。例えば、第１チャンバーは中空要素に対して同軸上に延在している。

第１及び第２の中空部の円筒構造に関し、ガスジェネレータの上述の通路（中空要素によって点火手段と第２チャンバーとの間に少なくとも一部を形成する）及び流出開口は、第１及び第２の中空部の中心軸に沿って互いに一直線上に配置可能とされる。更にその上、第１チャンバーは、第１及び第２の中空部の長軸上に中心が配置された点火手段のまわりに環状に延在することができる。

更に、少なくとも１つの流入開口が中空要素の表面に配置可能とされ、点火手段の作動時に発生したガスは、これら流入開口を通じて第１チャンバー内に配置された薬剤に到達することができる。１つの変更例として、中空要素の周囲に沿って放射状に複数の開口が配置される。また、薬剤の燃焼によって発生した燃焼ガスは、流入開口を通じて第１チャンバーから流出可能とされる。流入開口の数及び配置を選択することによって、第２チャンバー内へと流入する燃焼ガスの流速を調節することができる。

別の実施形態では、中空要素の表面の流入開口は、発生した燃焼ガスが第２チャンバー内へと流入するのを許容する開口のみとされ、即ち、薬剤の点火後に生じる燃焼ガスは、中空要素の表面の流入開口を通じて逆流し、中空要素を通じて第２チャンバーへと流入する経路を採らなければならない。特に、第１及び第２チャンバーの間を直接的に流れる流路は存在しない。

本発明の別の実施形態では、第１及び第２チャンバーがシール要素によって分離され、このシール要素は、点火手段から第２チャンバーへのガスの流れを可能とする上述の通路の一部を形成する開口を備える。例えば、特に第１及び第２チャンバーが中空円筒状のリレーナーによって形成される場合には、シール要素は、その通路を取り囲むリング状とされる。

また、シール要素は、少なくとも１つの別の開口を備えることができ、点火手段の作動時に発生し、また第２チャンバー内に流入したガスは、薬剤を点火するべく当該開口を通じて第２チャンバーから第１チャンバー内へと流入可能とされる。特に、第１チャンバー内の薬剤にガスが到達することができる別の開口又は通路は存在せず、ガスは、第１チャンバー内へ流入可能となる前に第２チャンバー内へと流入しなければならない。この変更例では、（シール要素の破断後の）膨張ガスの流出開始時と、ガスジェネレータの流出開口への燃焼ガスの到達時との間により大きな遅れが生じる。

本発明は、またガスバッグモジュールに関するものであり、このガスバッグモジュールは、ガスバッグと、上述の実施形態のようにガスバッグを膨張させるためのガスジェネレータとを備える。特に、このガスバッグモジュールは、第１段階では、薬剤の燃焼によって発生したガスが混合されていない加圧膨張ガスによってガスバッグが膨張し、またその後の第２段階では、加圧膨張ガスと薬剤の燃焼によって発生したガスとの混合物によってガスバッグが膨張する。

更に、本発明は、また車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張方法に関するものであり、この方法は、薬剤を収容する第１チャンバーと、加圧された膨張ガスを収容する第２チャンバーとを有し、第２チャンバーが更に、最初はシール手段によってシールされ、シール解除時にガスバッグ内への膨張ガスの流入を許容する流出開口を備えるガスジェネレータを準備するステップと、圧力波の影響下でシール手段が破断され、膨張ガスがガスバッグ内へと流出するように、膨張ガスに圧力波を生じさせるステップと、薬剤を点火し、点火時に薬剤の燃焼によって発生したガスを第２チャンバー内へと誘導するステップと、を含む。

以下、本発明の実施形態が図面について説明される。

図１は、本発明の第１実施の形態のガスジェネレータを示す図である。 図２Ａは、本発明におけるガスジェネレータの作動原理を示す図である。 図２Ｂは、本発明におけるガスジェネレータの作動原理を示す図である。 図２Ｃは、本発明におけるガスジェネレータの作動原理を示す図である。 図２Ｄは、本発明におけるガスジェネレータの作動原理を示す図である。 図３Ａは、図１のガスジェネレータの変形例を示す図である。 図３Ｂは、図１のガスジェネレータの変形例を示す図である。 図４Ａは、図１のガスジェネレータの更なる別の変形例を示す図である。 図４Ｂは、図１のガスジェネレータの更なる別の変形例を示す図である。 図５Ａは、本発明の別実施の形態における異なるガスジェネレータによって発生したガスで充填されるテスト容積部での圧力の時間依存性を示す図である。 図５Ｂは、本発明の別実施の形態における異なるガスジェネレータによって発生したガスで充填されるテスト容積部での圧力の時間依存性を示す図である。 図６は、本発明におけるガスジェネレータの第２チャンバーの内圧の時間依存性を示す図である。 図７Ａは、本発明の別実施の形態における異なるガスジェネレータを示す図である。 図７Ｂは、本発明の別実施の形態における異なるガスジェネレータを示す図である。 図７Ｃは、本発明の別実施の形態における異なるガスジェネレータを示す図である。

図１には、本発明の第１実施の形態のガスジェネレータ（「ガス発生器」ともいう）１の断面構造が示されている。このガスジェネレータは、車両乗員拘束システムの電気信号（制御信号）によって作動可能とされた火薬式の点火装置（イグナイター）２の形態の点火手段を備えている。この点火装置は、拘束システムの所定の制御ユニットと接続のために、電気的接点（「接続部」ないし「インターフェース」ともいう）２１を備えている。

更に、このガスジェネレータ１は、点火装置２の周りに環状に延在する第１チャンバー（「第１室」ともいう）１１を備えており、この第１チャンバー内に複数の薬剤（「錠剤」ともいう）３が配置されている。加圧された（圧縮された）膨張ガスが蓄積される第２チャンバー（「第２室」ともいう）１２が、第１チャンバー１１に隣接して延在している。これら第１及び第２チャンバー１１，１２は、それぞれ第１及び第２の中空円筒部（中空部）１１１及び１２１によって形成されており、これらの中空円筒部は、クリンプ部（曲げ加工部分）又は溶接部１３を介して互いに接続されている。

更に、このガスジェネレータ１は流出開口４１を備えており、第２チャンバー内に蓄積された膨張ガスの少なくとも一部は、この流出開口を通じてガスジェネレータ外へ所定のガスバッグ（図示省略）内へと流出可能とされる。ガスジェネレータのうち第２の中空円筒部１２１の一端部に配置された流出部（流出要素）４に、この流出開口４１が形成されており、この流出開口４１は、最初は（作動前の初期状態では）、破断ディスク４６の形態のシール手段によって閉鎖されている。

更に、流出部４の外側領域４４には、流出開口４１に連通するガス流路４５が設けられており、第２チャンバー１２から流出開口４１を通じて流出したガスは、ガス流路４５を通じてガスバッグ内へと拡散する。流出部４には、更にフィルター４３が設けられており、このフィルターは、第２チャンバーの内部に配置されており、第２チャンバー内のガスが流出開口４１を通じて第２チャンバーから流出する前に当該ガスを濾過処理（「フィルター処理」ともいう）するよう構成されている。

更に、ガスジェネレータ１は中空要素１５を備えており、この中空要素は、点火装置２によって生じたガス及び／又は熱が、当該点火装置から第２チャンバーへと流出するのを許容する通路１５３の一部を形成している。より詳細には、第１の中空円筒部１１１の一端部に接続された（点火装置）ホルダ２２内に点火装置２が配置されている。このホルダ２２は、中空円筒部２２１を備えており、この中空円筒部に中空要素１５の一端部が配置されており、中空円筒部２２１及び中空要素１５は同時に、第１チャンバー１１の内側壁部を構成している。

中空要素１５の他端部は、第１及び第２チャンバー１１，１２の間に配置された角のシール要素５の中央穴（「開口」ともいう）５１内に収容されている。この穴５１は、中空要素１５とともに通路１５３を形成し、この通路を通じて点火装置２から第２チャンバー１２内へとガスが流通可能とされる。通路１５３は、最初は、通路破断ディスク１５２の形態のシール要素によってブロックされ、この破断ディスクは、例えば点火装置ホルダ２２の中空円筒部２２１に固定されて、点火装置２と中空要素１５との間に配置されている。

更に、点火装置２は、破断ディスク１５２に隣接して配置された中空円筒部２２２の形態の容積部（「充填可能容積部」ともいう）を有する。点火装置２の作動時に、この中空円筒部２２２が点火装置によって放出されたガスで充填される。中空円筒部２２２内の圧力が、破断ディスク１５２の構造に依存する所定の最大値を上回ると、この破断ディスク１５２が破断する。その結果、特に中空円筒部２２２内に蓄積されているガスは、破断ディスク１５２の破断後に急激に第２チャンバー１２内へと流れるため、第２チャンバー１２に含まれる膨張ガスに圧力波が付与される。本発明におけるガスジェネレータの作動原理は、図２Ａから図２Ｄについて以下に詳細に説明される。

更に、中空要素１５の表面には、複数の流入開口１５１が放射状に配置されており、点火装置２からのガスは、薬剤３を点火するべくこれらの流入開口を通じて第１チャンバー１１内へと流入可能とされる。また、薬剤３の燃焼によって生じた燃焼ガスは、流入開口１５１を通じて第１チャンバー１１から通路１５３内へと逆流することが許容されており、燃焼ガスは、流入開口１５１及び通路１５３を介して第２チャンバー１２内へと流入可能とされる。

図２Ａによれば、点火装置２は、車両乗員拘束システムの制御ユニット又はセンサからの信号の受信時に作動する。点火装置２は、作動時に高温ガスを放出し、この高温ガスが中空円筒状の充填可能容積部２２２内へと流入する。中空円筒部２２２内でのガス圧の影響下（作用下）で、当該容積部内の圧力が所定の最大値を上回ると、通路破断ディスク１５２が破断する。破断ディスク１５２の破断後には、中空円筒部２２２に蓄積されていた（燃焼）ガス６０は、急激に放出され、中空要素１５及び穴５１によって形成された通路１５３を通じて第２チャンバー１２内へと流入する。

破断ディスク１５２の破断及びガス６０の急激な流入の影響下では、第２チャンバー１２内に蓄積された加圧膨張ガスに圧力波が生じる。この圧力波は、図２Ｂにおいては、第２チャンバーの（点火装置２に対向する）第１端部から、流出開口４１を有するその第２端部に向けて、第２チャンバー１２内の膨張ガスを介して伝播する波面１００によって示されている。

更に、この圧力波１００の影響下では、流出開口４１をシール（被覆）している破断ディスク４６が破断し、この流出開口４１の被覆が解除され、加圧膨張ガスは、流出開口４１及びそれに隣接する拡散用の流路４５を介してガスジェネレータ外へと流出可能となる。

点火手段によって生じたガス及び／又は熱は、第２チャンバー１２に流入するばかりでなく、（図２Ｂ中の矢印Ａで示すように）中空要素１５の放射状の開口１５１を通じて第１チャンバー１１内にも流入するため、図２Ｃに示されるように、点火装置２の作動後に薬剤３が点火される。薬剤３の点火後においては、当該薬剤の燃焼によって生じた燃焼ガスは、通路１５３内へと逆流し、それから（図２Ｄ中の矢印Ｃで示されるように）通路１５３を通じて第２チャンバー内へと流れる。従って、高温の燃焼ガス（図２Ｄ参照：チャンバー１２内で「雲状部分」のうち曇りの多い（濃い）左側の部分）は、第２チャンバーから未だ流出していない低温の加圧膨張ガス（雲状部分のうち曇りの少ない（薄い）右側の部分）と混ざり合う。

流出開口４１をシールしているシール要素４６は、ガスの直接的な影響下や、薬剤の燃焼で生じた燃焼ガスの影響下ではなく、加圧膨張ガスに交差するように（加圧膨張ガスのガス流れに交差するように）延在する圧力波の影響下で単独で破裂するので、初期の膨張段階では、膨張ガス及び燃焼ガスの混合物が流出開口４１に到達してガスバッグ内へと流れる前に、「混合されていない」（即ち、比較的低温の）加圧膨張ガスが第２チャンバーから流出する。従って、ガスバッグは、第１段階では低温の膨張ガスで充填され、また第２段階においてのみ、より高温のガス混合物で充填される。本発明にかかるこのガスジェネレータの膨張性能は、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６について更に説明される。

図１、及び図２Ａから図２Ｄのガスジェネレータにおいて可能とされる変形例が、図３Ａ及び図３Ｂに示されており、図３Ａには、図１のガスジェネレータ１のうち第１チャンバー１１の領域の断面構造が示されている。図３Ｂの第１図面は、図３Ａ中のＡ−Ａ線に沿った断面図を示すものであり、中空要素１５はその表面に複数の流入開口１５１を備え、これら流入開口１５１が等間隔で配置されている構成を開示している。

図３Ｂは、更に（図３Ｂ中の下側の図面によって）、中空要素１５の２つの変形例を示しており、左下の図面では中空要素１５は、当該中空要素１５の半分（同一の半割部分）に配置された３つの流入開口を備えており、これに対して右下の図面における中空要素１５の変形例では、１つの（単一の）流入開口１５１のみが設けられている。中空要素１５の表面における流入開口１５１の数を減らすことによって、点火装置２から第１チャンバー１１内へと流れるガス及び／又は熱の流入と、第１チャンバー１１から通路１５３を通じて第２チャンバー１２内へと流れる燃焼ガスの流速を抑えることが可能となる。その結果、加圧膨張ガス及び燃焼ガスの混合物が流出開口に到達したときに、（図３Ａでは図示されていない）ガスジェネレータの流出開口において生じる圧力上昇が抑えられ、より詳細には、例えば、図５Ａに示されている圧力−時間曲線の傾きが抑えられる（減少する）。

図４Ａ及び図４Ｂは、図１に示すガスジェネレータの別の変形例に関するものであり、ここでは図４Ａの左側の図面は、シール要素５のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示している。このシール要素５は、中央穴５１を有する環状に形状されている。図４Ａによれば、このシール要素５は、連続状に形成され中央穴５１を除いては別の貫通穴を有しておらず、第１及び第２チャンバー１１，１２の間の直接的なガス流れをこのシール要素５が阻止している。

図４Ｂには、図４Ａの変形例が示されており、ここではシール要素５は、等間隔に配置された複数の別の開口（貫通開口）５２を備えている。これら開口５２は、一方では、点火装置２から吐出されたガス及び／又は熱が第２チャンバーを通じて第１チャンバー内に配置された薬剤に到達するのを許容し、また他方では、第１チャンバーで生じた燃焼ガスが、中空要素１５及び中央穴５１によって形成された通路１５３を通じて流れることなく、第１チャンバーから第２チャンバーへと直接的に流れるのを許容する。

更に、図４Ｂに示されるように、当該中空要素を、その表面に流入開口が設けられないように構成することができ、第１チャンバーで生じた燃焼ガスは、シール要素５の開口５２のみを通じて第２チャンバーへと到達することができる。一方で、開口５２に加えて、少なくとも１つの開口が中空要素１５の表面に配置可能とされる。

図４Ｂの実施例によれば、点火装置２から生じたガス及び／又は熱は、第１チャンバー内へと直接的に流入することができず、シール要素の開口５２を通じて第１チャンバー内へと流入可能となる前に、通路１５３を通じて第２チャンバー１２内へと流入しなければならない。従って、最初に流出開口をシールしている破断ディスクの開放時（即ち、ガス流出の開始時）と、第１チャンバーでの燃焼ガスの生成時との間での遅れ（「遅延」ないし「遅延時間」）が増加し、この遅れは、シール要素の開口５２や中空要素の流入開口１５１の数及び／又は位置によって調節可能とされる。

図４Ａ及び図４Ｂのガスジェネレータの変形例の充填特性についてはそれぞれ、図５Ａ及び図５Ｂに示されている。これらの図面は、図４Ａ及び図４Ｂのそれぞれのガスジェネレータによって充填されるテスト容積部（膨張するガスバッグを想定した容積部）内の圧力の時間依存性を示している。

図５Ａ中のＣＧ曲線は、従来の低温のガスジェネレータの挙動が比較例として示されている。従来のガスジェネレータを使用すると、テスト容積部内の圧力は一定レベルに達するまで増加する。本発明（ＩＮ曲線）におけるガスジェネレータによって生じる圧力は、最初は、従来のガスジェネレータを示すＣＧ曲線にしたがって変化する。一方で、（点火装置の作動からおよそ６［ｍｓ］の経過後に）第２チャンバー内へと燃焼ガスの流入が開始されると、テスト容積部での圧力が、従来のガスジェネレータによって達成される圧力を上回るように、ガスジェネレータのガス流出量が上昇する。これは、一方では、燃焼ガスの温度が加圧膨張ガスの膨張（拡張）を促進し、また他方では、燃焼ガスがテスト容積部内へと更なるガス容積を流入させるためである。

図５Ｂに示されるように、テスト容積部内の圧力の時間依存性は、図４Ｂにおける点火装置と第２チャンバーとの間の通路１５３（中空要素１５に流入開口を設けない実施例）、及びシール要素５の変更によって変化する。特に、燃焼ガス及び加圧膨張ガスの混合物は、流出開口での出現が遅れ、テスト容積部内の圧力は、（図４Ａのガスジェネレータ機構について図５Ａの６［ｍｓ］に対比して）膨張装置（点火装置）の作動からおよそ２５［ｍｓ］経過後においてのみ、従来のガスジェネレータによって生じる圧力を上回りはじめる。この遅れは、シール要素５での開口５２の数、及び／又は、中空要素１５に設けられる流入開口１５１の数を変更することによって調節可能とされる。より高温のガス混合物がガスバッグ内へと流入する前にガスバッグが十分に展開されるように、ガスバッグの流通経路が長い構成の場合には、この遅れが長いほど有効とされる。例えば、カーテンガスバッグは、その他のサイドガスバッグよりも長い遅れを要する。

図６には、本発明におけるガスジェネレータの第２チャンバー１２の内圧（「ＩＮ」曲線）の時間依存性を、従来の低温のガスジェネレータのチャンバー内の圧縮ガスの内圧（「ＣＧ」曲線）と対比して示している。ＣＧ曲線に関しては、点火装置の作動後に、点火装置の充填可能容積部内の圧力が所定値を上回ると、通路破断ディスクが破断し、ガスが急激に膨張して第２チャンバー内へと流入し、（点火装置の作動からおよそ１．４［ｍｓ］経過後に）第２チャンバーの流出開口をシールしている破断ディスクを破断する圧力波が生じる。

流出開口をシールしている破断ディスクの破断時には、ブロックが解除されたこの流出開口を通じて第２チャンバーからガスが流出するため、第２チャンバーの内圧が低下しはじめる。一方では、膨張ガスの膨張を促進する高温の燃焼ガスが第２チャンバーに流入し、また第２チャンバーから流出開口を通じて流出する膨張ガスを置換するため、この内圧の低下が減衰する（抑制される）。一方では、燃焼ガスが第２チャンバーに流入するが、第２チャンバーの内圧は、従来のガスジェネレータのガス蓄積チャンバーで測定される最大内圧（約１００［ｂａｒ］）を上回ることがない。従って、本発明におけるガスジェネレータの第２チャンバーは、従来のガスジェネレータの加圧されたガス蓄積チャンバーを形成する収容部と同様に安定した特性を有する中空部によって形成し得る。

図７Ａから図７Ｃは、本発明におけるガスジェネレータの更なる別の実施形態に関するものである。これらの実施形態のガスジェネレータでは、錠剤の形態の薬剤に代えて、リング状（「環状」ともいう）の複数の薬剤要素３１の形態の薬剤が使用されている。このリングタイプの薬剤要素３１は、（同様にリング状ないし環状の）第１チャンバーにおいて点火装置ホルダ２２の少なくとも一部のまわりに、また中空要素１５の少なくとも一部のまわりに配置されている。

更に、図７Ｃに示す変形例によれば、リングタイプの薬剤が使用される場合には、中空要素１５を省略することができ、点火装置２と第２チャンバーとの間の通路１５３は、少なくとも１つの薬剤要素３１によって形成される。その上、この実施形態では、第１チャンバー１１は、（第１チャンバーの外側壁部を規定する）第１の中空部１１１、点火装置ホルダ２２、破断ディスク１５２及びシール要素５の間の容積を規定している。

勿論、本発明にかかる上述の異なる実施形態の構成要素を組み合わせて使用することもできる。例えば、リングタイプの薬剤を、図４Ｂにおけるシール要素とともに使用することができる。

本発明では、「車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張用ガスジェネレータであって、車両の制御信号による作動時に、ガス及び／又は熱を発生させる点火手段（２）と、前記点火手段（２）によって発生したガス及び／又は熱によって点火可能な薬剤（３，３１）を収容する第１チャンバー（１１）と、加圧された膨張ガスを収容する第２チャンバー（１２）と、前記第２チャンバーからガスバッグ内への膨張ガスの流出を許容する少なくとも１つの流出開口（４１）と、前記流出開口（４１）をシールするシール手段（４６）と、を備え、当該ガスジェネレータ（１）は、前記点火手段の作動後に、前記点火手段（２）によって発生したガス及び／又は熱が前記薬剤（３，３１）を点火し、前記点火手段（２）によって発生したガスの直接的又は間接的な影響下で膨張ガスに圧力波（１００）が生じ、前記第２チャンバー（１２）から前記流出開口（４１）を通じて膨張ガスが流出するよう前記圧力波が前記シール手段（４６）を破断する構成であることを特徴とするガスジェネレータ、或いは請求項１に記載のガスジェネレータであって、前記点火手段（２）によって発生したガス及び／又は熱が前記点火手段（２）から前記第２チャンバー（１２）内へと流れるのを許容する通路（１５３）を備えることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１に記載のガスジェネレータであって、前記圧力波（１００）は、前記点火手段の作動時に前記点火手段（２）によって発生したガスが、前記通路（１５３）を通じて前記第２チャンバー内へと流れる際の急激なガス流れによって形成されることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様２）を採り得る。
また本発明では、「請求項１、前記態様１から２のうちのいずれかに記載のガスジェネレータであって、前記点火手段は、作動時に前記点火手段によって発生したガスを収容する容積部（２２２）を備え、前記容積部（２２２）は、当該容積部（２２２）内の圧力が所定の最大値を上回った場合に破断する別のシール手段（１５２）によってシールされ、前記別のシール手段（１５２）の破断により膨張ガスに前記圧力波（１００）が生じることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様３）を採り得る。
また本発明では、「前記態様３に記載のガスジェネレータであって、前記別のシール手段（１５２）の破断時に、前記容積部（２２２）から前記第２チャンバー（１２）内へと急激にガスが流れるよう構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様４）を採り得る。
また本発明では、「前記態様３又は４に記載のガスジェネレータであって、前記容積部（２２２）は、空気又は別のガス、特に不燃性ガスによって予め充填されることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様５）を採り得る。
また本発明では、「前記態様４に記載のガスジェネレータであって、前記点火手段（２）は、当該点火手段（２）によって前記容積部（２２２）内へと放出されたガス及び／又は熱により、前記容積部（２２２）内のガスに生じた圧力波の影響下で、前記別のシール手段（１５２）が破断するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様６）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から２、前記態様１から６のうちのいずれかに記載のガスジェネレータであって、前記シール手段（４６）の破断時において、膨張ガスと前記薬剤（３，３１）の燃焼によって発生したガスとの混合物が前記流出開口（４１）に到達する前に、前記薬剤（３，３１）の燃焼によって発生したガスが混合されていない膨張ガスが前記流出開口（４１）を通じて流出するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様７）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から２、前記態様１から７のうちのいずれかに記載のガスジェネレータであって、前記薬剤の燃焼によって発生したガスが前記第２チャンバー（１２）内へと流入する前に、前記シール手段（４６）が破断して、前記流出開口（４１）から膨張ガスが流出するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様８）を採り得る。
また本発明では、「請求項２、前記態様１からから８のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記流出開口（４１）は、前記第２チャンバー（１２）の第１の側面に設けられ、また前記通路（１５３）は、前記第２チャンバー（１２）のうち前記第１の側面とは反対側の第２の側面に設けられていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様９）を採り得る。
また本発明では、「請求項２から７、前記態様１から９のうちのいずれかに記載のガスジェネレータであって、前記第２チャンバー（１２）内へとガス及び／又は熱が流入するのを許容する通路（１５３）の一部を形成する中空要素（１５）を備えることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１０）を採り得る。

また本発明では、「前記態様１０に記載のガスジェネレータであって、前記中空要素（１５）は、前記第１チャンバー（１１）によって取り囲まれていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１１）を採り得る。
また本発明では、「請求項８に記載のガスジェネレータであって、複数の流入開口（１５２）が、前記中空要素（１５）の周囲に沿って放射状に配置されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１２）を採り得る。
また本発明では、「請求項２から８、前記態様１から１２のうちのいずれかに記載のガスジェネレータであって、前記第１及び第２チャンバー（１１，１２）は、シール要素（５）によって分離され、当該シール要素は、前記点火手段（２）によって生じたガス及び／又は熱が前記第２チャンバー（１２）内へと流入するのを許容する通路（１５３）の一部を形成する開口（５１）を備えていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１３）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１３に記載のガスジェネレータであって、前記シール要素（５）は、前記通路（１５３）を通じて前記第２チャンバー（１２）内へと流入したガスが前記第２チャンバー（１２）から前記第１チャンバー（１１）内へと流入して、前記薬剤（３，３１）を点火するのを許容する少なくとも１つの別の開口（５２）を備えていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１４）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１３又は１４に記載のガスジェネレータであって、前記シール要素（５）は、環状に形成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１５）を採り得る。
また本発明では、「請求項１０に記載のガスバッグモジュールであって、前記ガスバッグ（１）は、第１段階において、前記薬剤（３，３１）の燃焼によって発生したガスが混合されない加圧膨張ガスによって膨張し、また前記ガスバッグは、その後の第２段階において、加圧膨張ガスと前記薬剤の燃焼によって発生したガスとの混合物によって膨張するように構成されていることを特徴とするガスバッグモジュール」という態様（態様１６）を採り得る。
また本発明では、「車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張方法であって、薬剤（３，３１）を収容する第１チャンバー（１１）と、加圧された膨張ガスを収容する第２チャンバー（１２）とを有し、前記第２チャンバー（１２）が更に、最初はシール手段（４６）によってシールされ、シール解除時にガスバッグ内への膨張ガスの流入を許容する流出開口（４１）を備えるガスジェネレータ（１）を準備するステップと、圧力波（１００）の影響下で前記シール手段（４６）が破断され、膨張ガスがガスバッグ内へと流出するように、膨張ガスに前記圧力波（１００）を生じさせるステップと、前記薬剤（３，３１）を点火し、点火時に前記薬剤の燃焼によって発生したガスを前記第２チャンバー（１２）内へと誘導するステップと、を含むことを特徴とする方法」という態様（態様１７）を採り得る。

１ ガスジェネレータ
２ 点火装置
３ 薬剤
４ 流出要素
５ シール要素
１１ 第１チャンバー
１２ 第２チャンバー
１３ 溶接部
１５ 中空要素
２１ 接点
２２ 点火装置ホルダ
３１ リング状薬剤要素
４１ 流出開口
４３ フィルター
４４ 外側領域
４５ 流路
４６ 破断ディスク
５１ 中央穴
５２ 貫通開口
６０ 燃焼ガス
１００ 圧力波
１１１ 第１の中空部
１２１ 第２の中空部
１５１ 流入開口
１５２ 破断ディスク
１５３ 通路
２２１ 中空円筒部
２２２ 充填可能容積部

Claims (11)

1. 車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張用ガスジェネレータであって、
   車両の制御信号による作動時に、ガス及び／又は熱を発生させる点火手段（２）と、
   前記点火手段（２）によって発生したガス及び／又は熱によって点火可能な薬剤（３，３１）を収容する第１チャンバー（１１）と、
   加圧された膨張ガスを収容する第２チャンバー（１２）と、
   前記第２チャンバー（１２）からガスバッグ内への膨張ガスの流出を許容する少なくとも１つの流出開口（４１）と、
   前記流出開口（４１）をシールするシール手段（４６）と、
   を備え、
   当該ガスジェネレータ（１）は、前記点火手段（２）の作動後に、前記点火手段（２）によって発生したガス及び／又は熱が前記薬剤（３，３１）を点火し、前記点火手段（２）によって発生したガスの直接的又は間接的な影響下で膨張ガスに圧力波（１００）が生じ、前記第２チャンバー（１２）から前記流出開口（４１）を通じて膨張ガスが流出するよう前記圧力波が前記シール手段（４６）を破断する構成であり、
   前記点火手段（２）は、前記薬剤（３，３１）を点火するとともに圧力波を生じさせる１つの点火装置として構成され、
   当該ガスジェネレータ（１）は、前記点火装置によって発生したガス及び／又は熱が前記点火装置から前記第２チャンバー（１２）内へと流入する通路（１５３）を備え、
   前記圧力波（１００）は、前記点火装置の作動時に発生したガスが前記通路（１５３）を通じて前記第２チャンバー（１２）内へと流入する際の急激なガス流れによって生じ、
   前記薬剤（３，３１）の燃焼によって発生した前記第１チャンバー（１１）の燃焼ガスが前記第２チャンバー（１２）内へと流入する前に、前記シール手段（４６）が破断して、前記流出開口（４１）から膨張ガスが流出するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
2. 車両乗員拘束システムのガスバッグ膨張用ガスジェネレータであって、
   車両の制御信号による作動時に、ガス及び／又は熱を発生させる点火手段（２）と、
   前記点火手段（２）によって発生したガス及び／又は熱によって点火可能な薬剤（３，３１）を収容する第１チャンバー（１１）と、
   加圧された膨張ガスを収容する第２チャンバー（１２）と、
   前記第２チャンバー（１２）からガスバッグ内への膨張ガスの流出を許容する少なくとも１つの流出開口（４１）と、
   前記流出開口（４１）をシールするシール手段（４６）と、
   を備え、
   当該ガスジェネレータ（１）は、前記点火手段（２）の作動後に、前記点火手段（２）によって発生したガス及び／又は熱が前記薬剤（３，３１）を点火し、前記点火手段（２）によって発生したガスの直接的又は間接的な影響下で膨張ガスに圧力波（１００）が生じ、前記第２チャンバー（１２）から前記流出開口（４１）を通じて膨張ガスが流出するよう前記圧力波が前記シール手段（４６）を破断する構成であり、
   前記点火手段（２）は、作動時に前記点火手段によって発生したガスを収容する容積部（２２２）を備え、前記容積部（２２２）は、当該容積部（２２２）内の圧力が所定の最大値を上回った場合に破断する別のシール手段（１５２）によってシールされ、前記別のシール手段（１５２）の破断により膨張ガスに前記圧力波（１００）が生じ、
   前記薬剤（３，３１）の燃焼によって発生した前記第１チャンバー（１１）の燃焼ガスが前記第２チャンバー（１２）内へと流入する前に、前記シール手段（４６）が破断して、前記流出開口（４１）から膨張ガスが流出するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
3. 請求項１又は２に記載のガスジェネレータであって、
   前記薬剤（３，３１）の燃焼によって発生したガスが前記第１チャンバー（１１）から前記第２チャンバー（１２）へと流れるのを許容する少なくとも１つの流入開口（１５１）を備えることを特徴とするガスジェネレータ。
4. 請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
   前記第１及び／又は第２チャンバー（１１，１２）が長尺状に延在していることを特徴とするガスジェネレータ。
5. 請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
   前記第１チャンバー（１１）が前記点火手段（２）のまわりに延在していることを特徴とするガスジェネレータ。
6. 請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
   前記第１チャンバー（１１）は、前記点火手段（２）が配置される第１の中空部（１１１）によって形成され、また前記第２チャンバー（１２）は、第２の中空部（１２１）によって形成され、前記第１の中空部（１１１）の一端部が前記第２の中空部（１２１）の一端部に接続されていることを特徴とするガスジェネレータ。
7. 請求項６に記載のガスジェネレータであって、
   前記第１及び第２の中空部（１１１，１２１）は、形状適合の形態によって或いは接合によって互いに接続されていることを特徴とするガスジェネレータ。
8. 請求項７に記載のガスジェネレータであって、
   前記第１及び第２の中空部（１１１，１２１）は、一体状に形成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
9. 請求項１から８のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
   前記第２チャンバー（１２）内へとガス及び／又は熱が流入するのを許容する通路（１５３）の一部を形成する中空要素（１５）を備え、前記中空要素（１５）の表面に少なくとも１つの流入開口（１５２）が配置され、前記点火手段（２）によってその作動時に生じたガス及び／又は熱が、前記流入開口（１５２）を通じて前記薬剤（３，３１）に到達可能とされていることを特徴とするガスジェネレータ。
10. 請求項１から９のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
    前記薬剤（３１）は、環状に形成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
11. ガスバッグと、前記ガスバッグを膨張させるべく請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータ（１）とを備えたガスバッグモジュール。

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