JPH05154372A - 気体を供給するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膨張式安全装置を安定して作動させる点火ア
センブリを提供する。 【構成】 点火アセンブリ３５８は、係止ピン４０２に
よって離隔された、作動ピストン３６２、衝撃プライマ
３６６及び点火材料３７０を備える。作動ピストン３６
２に十分な力が作用すると、係止ピン４０２が脱落し、
作動ピストンが衝撃プライマに向かって移動しこれに衝
撃を与える。これにより、ガス発生器３２６の中の推進
剤３３４が点火される。その結果生じた推進剤のガスは
所定の方向に導かれる。作動ピストンに衝撃を与える弾
丸２９４は、閉止ディスク２８２を破断させる役割も有
する。閉止ディスク２８２の破断により、推進剤のガス
に先立って貯蔵ガスが包囲体に供給される。弾丸は閉止
ディスクを、この閉止ディスクから破片が生じないよう
に、破断する。従って、ディスクの破片による膨張式安
全装置内の閉塞が防止され、膨張式安全装置の作動の安
定性が保証される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に自動車用の膨張式
安全装置における気体を供給するための装置及び方法に
関し、より詳細には、作動ピストンが離脱して差動装置
に係合し推進剤を点火させる気体発生器点火アセンブリ
に関する。

【０００２】本件出願は、１９９１年５月９日出願の
「自動車用安全装置の膨張を開始させるための二機能弾
丸」と題する米国特許出願第０７／６９７，９００号、
及び１９９１年３月１日出願の「自動車用膨張式安全装
置の膨張を開始するための弾丸」と題する米国特許出願
第０７／６６３，２６４号の一部継続出願である１９９
２年１月７日発行の「ガスインフレータ装置」と題する
米国特許第５，０７８，４２２号の一部継続出願である
米国特許出願に対応するものである。

【０００３】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用の膨張式安全装置については、その有効性に関する認
識が深まったことを部分的な理由として、近年多大な開
発の努力が行われている。これらの膨張式安全装置は代
表的には、包囲体の膨張が必要であることを示す適宜な
検知器すなわちセンサからの信号を受けて作動される。
これらの装置においては種々のインフレータを用いて、
ある利点を提供する態様で包囲体を膨張させる。多くの
装置は、包囲体とインフレータの間の離隔を「取り除
く」ことにより膨張を開始させている。その後、加圧ガ
ス、推進剤の燃焼により生ずるガス、あるいはこれらの
ガスの混合体、又は他の適宜な流体等の何等かの膨張媒
体が包囲体に供給される。

【０００４】膨張式安全装置についての開発の努力の一
部は、膨張が始まった後のインフレータから包囲体への
流れの制御に集中され又は少なくともそれに向けられて
いる。信頼製のある膨張式安全装置を提供するために
は、膨張流体の十分な流れを適時に包囲体に供給する必
要があるだけではなく、作用全般を通じて包囲体自身が
構造的な完全性を維持する必要がある。これら２つの基
本的な目的を達成するために提案された代案の１つは、
インフレータの種々の要素に対する材料の選定に集中し
ている。

【０００５】１９７１年３月２日発行のエクストロム
（Ｅｋｓｔｒｏｍ）の米国特許第３，５６７，２４５号
明細書は、インフレータと包囲体の間に初期の隔離を提
供するバリアに対して特定の材料を用いることを開示し
ている。ある実施例においては、隔離バリアは砕け易い
すなわち破砕し易い材料であって、上記隔離バリアはそ
の中に設けられた爆発装置の作動により破断すなわち破
壊されて膨張を開始させる。その結果生じる明らかに十
分に小さい寸法である材料は次に、膨張のために使用さ
れる現存する加圧流体により種々の通路を通過し、恐ら
くは包囲体に入る。このタイプの構造にエラストマ材料
特にＲＴＶゴムを用いることも示唆されており、その理
由は、爆発の結果生ずる材料は、報告されるところによ
れば、その弾性の故に包囲体に損傷を与えないからであ
る。他の実施例は、予成形された溝を有する隔離バリア
を備えており、従って、爆発装置が作動すると、バリア
は溝により画成される部片に分解する。その結果生じた
部片は、通路を通過することができ、従って包囲体への
流体の流れを阻止せず、その結果恐らく包囲体に入る。

【０００６】１９７５年８月１９日発行のラッセル外
（Ｒｕｓｅｌｌ ｅｔ ａｌ．）の米国特許第３，９０
０，２１１号明細書は、膨張を開始させるポペット弁を
開放するために用いられる要素に対して適当な材料を選
定することを開示している。一般にポペット弁は、加圧
流体源に接続された排出導管に設けられ、最初は該加圧
流体源からの流れを阻止する。支持管が、ポペット弁を
この閉止した状態に維持する助けをし、またポペット弁
を火薬から分離する。膨張を必要とする信号を受ける
と、火薬が活性化されて支持管を破砕する。貯蔵された
流体によりポペット弁の面に作用する圧力はその後、ポ
ペット弁を動かして排出出口を開放し、流れを開始させ
る。支持管をポペット弁と火薬の間に位置決めし、また
活性化の後にポペット弁が火薬に向かって移動するため
に、この開示によれば、支持管の駆逐又は火薬の残留物
が流体の流れの中に存在しないことを示している。イン
フレータの作動時に発生する破片あるいは他の異物が流
れの中に入り、包囲体への通路を閉塞することにより流
量を制限したり、又は、包囲体の内面を擦ることにより
包囲体を損傷させたりすることにより、膨張式安全装置
の全体的な性能に悪影響を及ぼすという認識の下に、濾
過型の装置を採用してこれらの破片及び他の異物を除去
する。１９７１年１１月９日発行のリーシング外（Ｌｅ
ｉｓｉｎｇ ｅｔａｌ．）の米国特許第３，６１８，９
８０号明細書、１９７４年７月９日発行のオチアイ（Ｏ
ｃｈｉａｉ）の米国特許第３，８２２，８９５号明細
書、及び１９７８年９月１９日発行のカサギ外（Ｋａｓ
ａｇｉ ｅｔ ａｌ．）の米国特許第４，１１４，９２
４号明細書は、上述の如き努力の代表例である。リーシ
ング外は、ある実施例において、羽根構造体を推進剤室
と膨張可能なバッグの間に設けることを開示している。
衝突が検出され、また推進剤室の中の推進剤が点火する
と、その副生物は羽根構造体を通過する。より重い粒子
は羽根により外方へ押し出されてトラップ（溜め）に導
かれ、これら粒子は、ガスに変化するまで又はバッグが
膨張するまで、トラップの中に保持される。しかしなが
ら、推進剤の燃焼により生じたガスは包囲体へ流れる。
たの実施例においては、推進剤の融解した液体が膨張可
能なバッグに入るのを阻止すると同時にガスが他の通路
を通過するのを許容するためのスクリーン（網）構造体
が用いられている。

【０００７】オチアイは、膨張ガス源を保有する容器の
排出領域に設けられる濾過装置を開示している。貯蔵ガ
スに面する凸面形状の側部及び破断誘発手段を保持する
凹面形状の側部を有するコップ型のバリアが、最初に容
器の中にガスを保持する。コップ型のバリアが破断する
と、ガスがフィルタを通ってガスバッグに流れる。しか
しながら、コップ型のバリアの破片は、フィルタにより
ガスバッグに入るのを阻止される。

【０００８】カサギ外は、インフレータと安全膨張バッ
グの間に収集室を設け、インフレータと膨張可能なバッ
グの間の初期の隔離構造体を除去することにより発生す
る破片あるいは部片を収集することを開示している。よ
り詳細には、収集室は、インフレータ及びバッグを接続
する導管の曲がり部分（９０°のベンドとして図示され
ている）付近で、曲げる前の導管にほぼ整合して定置さ
れている。従って、隔離バリアの除去により発生したガ
ス及び総ての破片が収集室に近づくと、より重い破片が
持つ慣性力が破片を収集室に整合させた状態に維持し続
け、破片は収集室に細くされると共に、ガスの流れは導
管の曲がり部分（ベンド）を通って膨張可能なバッグに
導かれる。他の種々の実施例は、収集室及び／又は導管
の構造的な変更、及びある収集材料の収集室の中での位
置決めに関するものである。

【０００９】インフレータから包囲体への流れを制御す
るための上述の濾過型の装置には種々の欠点がある。例
えば、濾過装置又は収集装置は、インフレータの作動に
より生じた総ての粒子を保持できない。従って、いくつ
かの粒子は濾過装置を通過して通路の中に溜まり、これ
により、包囲体への流れを制限し、またいくつかの粒子
は包囲体の中に入り、いずれにしても膨張式安全装置の
性能に悪影響を及ぼすことになる。濾過装置が適正に機
能しまた発生した粒子を総て補足したとしても、この補
足により、通路の全体又はその一部を閉塞させて包囲体
への流れを制限するという問題を生ずる。更に、これら
の濾過型の装置はまた、材料を追加すると共に、インフ
レータのメンテナンスコストを増大させる。

【００１０】インフレータと包囲体の間の隔壁を除去す
ることにより発生する副生物に焦点を当てて流れを制御
する装置には上述の欠点が伴う結果、最近は、反応副生
物の量を低減する膨張開始方法を利用する努力が行われ
ている。ある可能性のある代案は、弾丸を用いて隔離部
材を「除去」することである。

【００１１】穿孔型の弾丸の代表的な例としては、１９
７４年１月２９日発行のヴァンシル（Ｖａｎｃｉｌ）の
米国特許第３，７８８，６６７号明細書、１９７５年３
月４日発行のメレル（Ｍｅｒｒｅｌｌ）の米国特許第
３，８６９，１４３号明細書があり、これら米国特許明
細書においては、ピストン形状の衝撃部材を用い、それ
ぞれの作動装置が適宜な信号を受信した後に、包囲体か
らインフレータを隔離しているバリアを取り除いてい
る。これらのバリアには、所定の破断線を提供する溝が
形成されており、これにより、衝撃部材がバリアに衝突
すると、バリアはその支持構造体から完全に除去されて
膨張を開始させる。

【００１２】１９８５年６月２８日発行のフランス特許
第２，５５７，２５１号は、弾丸を用いて加圧下の流体
を解放することを開示している。より詳細には、複数の
金属の粒子が（すなわち散弾）がコップ型のダイアフラ
ムに向けて導かれこのダイアフラムを「破裂」させ、こ
れにより加圧流体を解放する。発射した後に散弾を補足
する機構であるように見えない（すなわち散弾は、通路
に溜まることにより流れを制限することがあり、また流
体源に接続される包囲体に入ることがある）ばかりでは
なく、この特許明細書に開示されるディスクの「破裂」
は、反応により生成する副生物の量を減少させることを
望んでいるようには見受けられない。

【００１３】１９７４年９月１７日発行のグロシュ外
（Ｇｒｏｓｃｈ ｅｔ ａｌ．）の米国特許第３，８３
６，１７０号明細書は、膨張を開始させるための種々の
弾丸を開示している。一実施例においては、ピストン形
状の衝撃部材を用いて、破断線を有する隔離バリアを取
り除いており、従ってこの実施例も、上記ヴァンシル及
びメレルの米国特許明細書により開示されたものと同様
である。他の実施例においては、管状のガイドの中に設
けられた円筒形の弾丸が、火薬の反応により隔離バリア
に向けて導かれる。バリアの向こう側に設けられたトラ
ップが、弾丸、火薬の反応副生物及び恐らくは隔離バリ
アの一部を収集し、これら総てのものは、報告によれ
ば、複数の既存の通路を通るガスの流れを阻害しない。
他の実施例は、先端が尖っていない弾丸（すなわち、一
定のテーパ形状を有するが先端が点にはなっていないも
の）と、隔離バリアとを用いており、この隔離バリアは
図面から判断すると、圧縮ガス源の一部に露呈される弾
丸の下流側の側部が凹んでいるように見える。先端が尖
っていない弾丸が凹んだバリアのほぼ平坦な側部に衝突
すると、報告によれば、バリアは星型に裂け、弾丸及び
他の反応副生物はトラップに補足され、これにより、ガ
スの流れは阻害されない。先端が尖っていない弾丸の実
施例は、隔離バリアに星型の裂け目を形成すると報告さ
れているが、この特定の設計は、バリアに一定の裂け目
のパターンを生ずることはないであろう。先ず、弾丸の
尖っていない面の領域とほぼ一致するバリアの部分は、
弾丸の衝撃により「穿孔」され、バリアの他の部分から
完全に分離してしまうであろう。穿孔された部分が生じ
ないと仮定した場合でも、バリアの一部が脱落し、流れ
の中に入る可能性は依然として存在する。弾丸のテーパ
形状の部分を形成する表面のタイプに関しては何等明確
な開示がなされていないが、図面から判断すると、この
表面は円滑であるように見える。従って、この表面は、
バリアを通過する際に、このバリアを所定の態様で切断
又は分離させることはなく、バリアは、該バリアの応力
により部分的に誘導される線に沿って裂けるであろう。

【００１４】製造プロセスの通例として、金属の素材の
部片の厚みは、曲がり部分の領域に亀裂又はせん断を生
ずることなく形成することのできる曲げ半径を決定する
要因の１つである。素材部片の曲げ半径がその初期の厚
みよりも小さくなると、曲がり部分（ベンド）に亀裂が
生じたり素材のこの領域にせん断が生ずる可能性が増大
する。従って、この領域に切断作用を与える時には、素
材を、その厚みよりも小さな半径で「曲げる」ことがで
き、更に、厚みよりもかなり小さな半径で曲げてこの領
域にせん断又は切断を確実に生ずるようにするのが好ま
しい。

【００１５】グロシュ外の特許明細書の先端が尖ってい
ない弾丸の形状が隔離バリアのいずれの部分をも完全に
穿孔しないと仮定すると、上述の事柄に基づき、弾丸の
テーパ部分の円滑な表面はバリアを通過する際にバリア
を切断するよりもむしろ湾曲させる。その理由は、制御
された切断あるいはせん断を生ずるための「縁部」が何
等開示されていないからである（すなわち、図面から判
断すると、テーパ形状の表面の半径は、隔離バリアの厚
みよりも小さくはない）。従って、穿刺する弾丸により
生ずるバリアの曲がりは、バリアに存在する応力に部分
的に依存する線に沿う「裂け目」をバリアに与えるであ
ろう。従って、グロシュ外の特許明細書の先が尖ってい
ない弾丸の形状により得られるバリアの分離は制御され
たものではなく（すなわち、裂け目のパターンは一般に
種々の要因に依存して変わる）、これにより、バリアの
一部が脱落して流れの中に入るような態様でバリアが分
離する恐れが生ずる。

【００１６】１９５７年１１月１８日発行のフランス特
許第１，１４７，００５号明細書及び１９８４年１０月
５日発行のフランス特許第２，５４３，６５８号明細書
は各々、容器から加圧流体を解放するための弾丸を一般
的に開示している。この開示された弾丸は、点に向かっ
てテーパ形状になされ、そのテーパ形状の表面全体にわ
たって連続的に円滑であるように見える。弾丸のテーパ
形状の部分の明らかな円滑性は上述のものと同様に、バ
リアを「除去」すなわち分離する際に一定せずかつ制御
されない結果を生ずるであろう。その理由は、結果とし
てバリアが曲がり（テーパ形状の部分の半径に基づ
き）、その後バリアに存在する応力に部分的に依存する
線に沿ってバリアが制御されない状態で「裂ける」から
である。フランス特許第２，５４３，６５８号明細書は
事実、使用する弾丸が実際に隔離体を「粉砕」すること
を開示している。この粉砕は多数の粒子を発生させこれ
ら粒子を系内に導入することが予想され、従って、この
フランス特許明細書においては、バリアの分離により生
ずる副生物の量を制御することが望ましいことを認識す
らしていない。

【００１７】１９７５年５月６日発行のカナダ特許第９
６７，１９２号明細書は、圧縮ガスを解放するための他
の弾丸の頭部のデザインを開示している。バネ負荷され
たプランジャが、圧縮ガスの容器を貫通している。衝突
が検出されると、プランジャが、圧縮ガスを膨張可能な
部材から隔離しているダイアフラムを貫通し、これによ
りガスを解放する。プランジャの端部は、接合されず
（すなわち交差しない）傾斜した一連の平坦な面を備え
るように見えるが、上記一連の平坦な面は、テーパ形状
になってはいるが、１点に向かってテーパ形状になって
いるようには見受けられない。この弾丸は、上述の欠点
を有する上記グロシュ外により用いられた先端が尖って
いない形状のものである。更に、上記カナダ特許明細書
の記載及び図面からは、この弾丸の頭部の形状が一定の
態様で隔離部材を切断し、破片の生成を低減することを
示しているか否かは明らかではない。弾丸の傾斜した面
は交差していないので、これら傾斜した面により形成さ
れる縁部は、ダイアフラムに対する縁部の半径のため
に、バリアを切断するのではなくむしろ湾曲させ、これ
により、上述の如き一定せずかつ制御されないタイプの
「破断」を生ずる。

【００１８】包囲体に供給される流れを制御することに
関連するのは流れの供給源である。幾つかの膨張式安全
装置は、単一型の供給源だけを用いている。例えば、上
記エクストロムの米国特許明細書及び１９７６年６月２
９日発行のノイマン（Ｎｅｕｍａｎ）の米国特許第３，
９６６，２８８号明細書は共に、包囲体を膨張させるた
めに加圧下で貯蔵されたガスだけを用いることを開示し
ており、一方、１９８３年４月１９日発行のデイビス外
（Ｄａｖｉｓ ｅｔ ａｌ．）の米国特許第４，３８
０，３４６号明細書は、推進剤の燃焼により発生するガ
スを唯一の供給源として用いることを開示している。

【００１９】多数の他のタイプの膨張式安全装置におい
て２つのタイプの供給源が用いられており、代表的に
は、一方は周囲温度で貯蔵される圧縮ガス（すなわち冷
たいガス）であり、他方は推進剤の燃焼により生ずるガ
ス（すなわち熱いガス）である。例えば、１９７７年９
月２７日発行のビショップ（Ｂｉｓｈｏｐ）の米国特許
第４，０５０，４８３号明細書は、２つの時間遅延され
る電気信号を用いており、一方の信号は、圧縮ガスと包
囲体との間の隔離を取り除くためのものであり、他方の
すなわち第２の信号は、所定の遅延時間の後に推進剤を
点火するためのものである。１９７３年５月８日発行の
アンダーソン・ジュニア（Ａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｊｒ．）
の米国特許第３，７３１，８４３号明細書及び１９７６
年４月６日発行のミーチャム（Ｍｅａｃｈａｍ）の米国
特許第３，９４８，５４０号明細書８図はの実施例）は
各々、圧縮ガスと包囲体との間の隔離体を除去して流れ
を開始させること、及び、圧縮ガスのこの初期の解放の
後に生ずる差圧を用い、偏椅バネの力に抗して点火ピン
を衝撃キャップに効果的に係合させ、これにより推進剤
を点火することを一般的に開示している。

【００２０】１９９１年１０月２４日発行のハミルトン
外（Ｈａｍｉｌｔｏｎ ｅｔ ａｌ．）の米国特許第
５，０６０，９７４号明細書は、隔離体を取り除くこと
により貯蔵ガスを解放し、その後ガス発生器を作動させ
ることを開示している。より詳細には、点火ピンを取り
付けられたダイアフラムがある差圧を受けた時に、該ダ
イアフラムが反転して衝撃プライマを打撃し、ガス発生
器の中の推進剤を点火する。この点に関して、ダイアフ
ラムの一側部は基準圧力を受け、また、点火ピンが取り
付けられ従って衝撃プライマに面するダイアフラムの他
側部は、内部に貯蔵ガスを有する容器に対して、複数の
出口により流体的に接続される。従って、隔離体の除去
の後に、ダイアフラムの点火ピン側の貯蔵ガスが出口を
通って流れ始めると差圧が生じ。この差圧がダイアフラ
ムを所望の態様に反転させる。

【００２１】２つの供給源を備えた装置に関する他の代
替例は、上記ヴァンシルの特許明細書、メレルの特許明
細書、ミーチャムの特許明細書（図１実施例）、１９７
３年１１月２０日発行のトラウブリッジ外（Ｔｒｏｗｂ
ｒｉｄｇｅ ｅｔａｌ．）の米国特許第３，７７３，３
５３号明細書、１９７５年７月２２日発行のショットヘ
ーファ外（Ｓｃｈｏｔｔｈｏｅｆｅｒ ｅｔ ａｌ．）
の米国特許第３，８９５，８２１号明細書、及び１９７
７年４月１９日発行のマーロウ（Ｍａｒｌｏｗ）の米国
特許第４，０１８，４５７号明細書に一般に開示されて
いる。各々の明細書は一般に、適宜な電気信号を受けた
時に、推進剤を点火することによりインフレータを作動
させることを開示している。次に推進剤の燃焼により生
ずるガスを直接的又は間接的に用い、包囲体と圧縮ガス
との間の隔離体を取り除き、これにより圧縮ガス及び推
進剤のガスの両方を包囲体に解放する。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施例は一般
に、ガス又は流体からの流れの中に問題となる程の量の
異物が入らないような態様で、ガス又は他の流体を解放
することに関する。この点に関して、本発明は、ガス源
又は他の適宜な流体源を有するハウジングと、最初は上
記ハウジングの中にガスを保持するバリアと、該バリア
の一側部に設けられた弾丸とを備える。ガスを解放する
ことが必要とされる時に、弾丸をバリアに向けて前進さ
せ、該バリアを穿刺させ、貫通させ、更にハウジングか
らのガス流に対する通路を形成するような態様でバリア
を分離させる。バリアが制御された態様で分離されるた
めに、バリアは弾丸によって貫通された後に実質的に一
体性を保ち、これにより、破片又は他の異物が生成され
る可能性が低下する。従って、ガス源とガスを受け入れ
る物品とを接続する通路の中に異物が堆積することによ
って流量が制限される可能性が大幅に低下すると共に、
そのような異物が実際に上記物品の中に入る可能性が大
幅に低下する。従って、単一機能弾丸を用いた本発明の
この実施例は、自動車用の膨張式安全装置に用いるのに
特に有用である。

【００２３】単一機能弾丸の形状は、特にバリアの分離
を制御することにより、本発明のこの実施例の性能に寄
与する。この弾丸の一実施例においては、傾斜し、互い
に交差する複数の面を用いており、これら面は、該弾丸
の先端の一点にほぼ収束する。弾丸の鋭利な先端はバリ
アを効果的に穿刺し、また隣接する面の交差部は複数の
縁部を形成し、これら縁部は、弾丸がバリアを通過する
際に、該縁部により画成される線に沿ってバリアを切断
する。これら縁部をより明確に形成することにより、よ
り効果的な切断作用を達成し、これによりバリアの制御
された分離を更に改善するために、他の実施例において
は、弾丸の面を凹面形状とし、これにより縁部を「隆
起」させて該縁部をより鋭利にする。

【００２４】単一機能弾丸の上述の形状による効果的な
結果として、バリアは、弾丸の面及び縁部の数に一致す
る数のほぼ三角形状の多数の花弁に分離される。これら
個々の花弁は各々、バリアの周部に取り付いたままで流
れの方向に先端を向けている。従って、バリアは、弾丸
の上述の切断作用により制御された態様で分離され、こ
のバリアの一部が脱落して流れの中に入る可能性が少な
い最終形状を形成する。

【００２５】バリアの形状自体も、本発明の単一機能弾
丸の実施例の性能に寄与する。一実施例においては、バ
リアは、凹面形状の側部及び凸面形状の側部を有するド
ーム型のディスクである。凹面形状の側部は加圧ガスに
露呈され、該加圧ガスは従って上記凹面形状の側部に力
を作用させ、一方、凸面形状の側部は弾丸に面するのが
好ましい。この構成は、弾丸が最初にディスクの凸面形
状の部分の中央領域に接触すると、ディスクが凹み、こ
れによりディスクの中の応力を増大させるという利点を
有する。従って、弾丸がディスクを穿刺し、弾丸の上述
の縁部が上述の切断作用によりディスクに分離線を形成
し始めると、上記ディスクの凹みにより生じたディスク
の応力及び加圧ガスによりディスクの凹面形状の側部に
作用する力が、弾丸の上記縁部により画成される線に沿
うディスクの分離を助ける。

【００２６】上述の事柄に基づき、本発明の単一機能弾
丸の実施例は、一般に何等かの形式のインフレータ及び
膨張可能な包囲体から成る自動車用の膨張式安全装置に
用いるのが特に有用であることが理解されよう。この点
に関して、弾丸は、衝突、衝撃又は減速度を検出する検
知器に一般に接続される導火線（スキーブ）又は他の同
様な点火源に適宜に取り付けられる。導火線が適宜な信
号を受けると、弾丸を発射してバリアを通過させ、これ
により上述の結果を得る。インフレータはその後、種々
の方法によりガス又は他の流体を包囲体に供給する。こ
のように包囲体に供給されたガス流は、膨張式安全装置
の性能に悪影響を及ぼす恐れのある異物を実質的に含ん
でいない。

【００２７】本発明の単一機能弾丸の実施例は、膨張式
安全装置用の周知のガス解放機構によっては従来得られ
なかった、多数の利点を提供する。例えば、この実施例
は、ガスを解放する際に生ずる材料を低減することに重
点をおいている。従って、インフレータと包囲体の間
に、時として構造が複雑な追加のコネクタを設ける必要
がない。これに関連して、総ての粒子を効果的に除去す
ることができずまた閉塞してインフレータの性能に更に
悪影響を与えることのあるフィルタ等の追加の要素を用
いる必要もない。弾丸に対して、適当な数の傾斜した面
従って切断縁部を選択することにより、この実施例は、
インフレータ及び／又は膨張可能な包囲体の性能に悪影
響を及ぼす破片を発生させることなく、安定してガスを
解放する。

【００２８】本発明の他の実施例は一般に、圧縮ガスを
解放し、二機能弾丸を用いて推進剤を点火することに関
する。この点に関して、本発明は、ガス源又は他の適宜
な流体源を有するハウジングと、該ハウジングと相互に
接続されると共に推進剤を保有するガス発生器と、弾丸
とを備える。ガスを解放することが必要とされた時に
は、弾丸を発射してハウジングの封止部分を通過させ、
これによりハウジングからの流通路が形成される。弾丸
は次にガス発生器の作動部分に衝突し、推進剤を点火す
る。従って、弾丸は２つの機能を果たし、これにより、
必要とされる要素の数を減少させると共に、２つの供給
源系（すなわち、貯蔵ガス及び推進剤のガス）を用いる
インフレータを相互作用させる煩雑性も減少させる。

【００２９】ハウジングの封止部分は、弾丸が作動され
るまでは、貯蔵ガスを保持する。一実施例においては、
ハウジングのこの封止部分は、弾丸にほぼ整合された閉
止ディスクである。種々の形状の閉止ディスク及び弾丸
を用いることができるが、この単一機能弾丸の実施例に
おいては、上述の単一機能弾丸と同一の形状を有する弾
丸と組み合わせて、上述のドーム型のディスクを用いる
のが好ましく、これにより、望ましい破片を低減する特
徴も提供される。

【００３０】弾丸がハウジングの封止部分を通過する
と、弾丸はガス発生器の作動部分に衝突する。一実施例
においては、この作動部分は、弾丸にほぼ整合された作
動プレートを備えている。弾丸が作動プレートに衝突す
ると、作動プレートは撓み、これにより、例えばリング
又は複数の延長部等の作動プレートに取り付けられた衝
撃部材が、ガス発生器の中で点火装薬付近に位置する複
数の衝撃プライマの少なくとも１つに向けて移動されか
つこれと接触する。その結果、点火装薬及び次に推進剤
が点火され、これにより、貯蔵ガスの温度よりも高い温
度を有する推進剤のガス源が生ずる。

【００３１】この二機能弾丸の実施例は、必要とされる
要素の数を減らし、また２つの供給源を有するインフレ
ータの相互作用の複雑さを減少させるが、本発明の性能
は問題となる程の影響を受けない。例えば、自動車用の
膨張式安全装置においては、温度の高いガス源を提供す
る前に、周囲温度のガス流を最初に包囲体に供給するの
が望ましい。本発明のこの実施例は望ましい特徴を提供
する。例えば、一実施例においては、ガス発生器に出口
を設け、推進剤のガスの流れを、弾丸により封止部分に
形成された流通路から離れる方向に導く。更に他の実施
例においては、ガス発生器の出口を、ハウジングの封止
部分からある程度離して設ける（すなわち、貯蔵ガスの
柱状体が、ハウジングの封止部分とガス発生器の出口の
間にある）。更に他の実施例においては、ガス発生器
は、ハウジングの中の圧力よりもそれ程大きくない圧力
で作動する。その結果、乱流が殆ど発生せず、従って、
推進剤のガスと貯蔵ガスの混合が極めて少なくなる。そ
の結果、推進剤のガスは、高い温度の推進剤のガスの相
当な部分が包囲体に供給される前に、周囲温度にある上
述の貯蔵ガスの柱状体を包囲体に押し出すピストンの機
能を効果的に果たす。

【００３２】本発明のこの実施例の多くの利点は、二機
能弾丸に起因するものである。一実施例においては、弾
丸は空所部分を有しており、該空所部分の中に導火線の
少なくとも一部を位置させることができる。その結果、
このアセンブリは、ハウジング及びその貯蔵ガス源の外
部に位置することができるので都合が良い。更に、弾丸
に空所を設けこの空所の中に導火線の一部を位置させる
ことにより、導火線は、点火された時に、十分な力を弾
丸に与えることができ、これにより、弾丸をハウジング
の封止部分を通して十分に案内し、ガス発生器の作動部
分に接触させる。弾丸の誘導性を更に改善するために、
他の実施例においては、導火線及び弾丸をスリーブの中
に位置させることができる。スリーブの長さを、弾丸全
体がスリーブから決して出ないような長さにすることが
できる。その結果、弾丸がその二元機能を果たした後
に、弾丸はスリーブの中に保持される。弾丸がスリーブ
の中に保持されることはまた、導火線の点火により生じ
装置の性能に悪影響を及ぼす可能性のある副生物が流れ
の中に入る恐れを低下させる。

【００３３】弾丸の実際の形状は、両方の機能の達成に
対しては概ね致命的ではないが、複数の切断縁部を有す
る上述の単一機能弾丸を用い、望ましい破片低減特性を
も提供することが好ましい。二機能弾丸については、ボ
ール等の他のタイプの形状を用いることができるが、包
囲体に破片が供給される恐れを少なくするために、適宜
な濾過装置を組み込むことが必要乃至は少なくとも望ま
しくなる。

【００３４】本発明の他の実施例は、自動車用の膨張式
安全装置に用いられるインフレータ用のガス発生器の点
火アセンブリである。点火アセンブリは、作動ピストン
及び作動体を備え、これらピストン及び作動体は、作動
ピストンに係合する保持装置により最初は分離されてい
る。膨張式安全装置を作動させることが必要とされる状
況に一致するのが好ましい、ある強さの力が作動ピスト
ンに作用すると、保持装置は実質的に作動ピストンを解
放し、これにより、作動ピストンは作動体に係合し、ガ
ス発生器の中に収容されている推進剤に点火する。

【００３５】点火アセンブリの上述の実施例に種々の特
徴を組み込み、この点火アセンブリに関連するインフレ
ータの性能を向上させることができる。例えば、一実施
例においては、作動支持構造体を設け、この構造体をガ
ス発生器のハウジングに係合させて作動ピストンの少な
くとも一部を保持し、該作動ピストンを作動体に向けて
案内する。この点に関して、作動ピストンを、作動支持
構造体に摺動可能に係合させ、該作動ピストンには、作
動体の一部に係合する少なくとも１つの突出部材、例え
ばそのような突出部材にほぼ整合する衝撃プライマを設
けることができる。更に、作動支持構造体の中に着座す
る係止ピン又はリングが、作動ピストンに係合し、最初
はその位置を衝撃プライマから離れた位置に維持し、こ
れにより、推進剤の早期点火の可能性を少なくすること
ができる。しかしながら、作動ピストンに適宜な力が作
用した場合には、係止ピン又はリングが破断し、これに
より、作動ピストンの突出部材がほぼ整合された衝撃プ
ライマに衝突して推進剤を点火させる。例えば、作動ピ
ストンと作動体との間で何等かのガスが圧縮することに
より生ずる、作動ピストンの上記運動に対する抵抗を小
さくするために、作動支持構造体に適宜なオリフィス
（開口）を設け、これによりそのようなガスに対する解
放通路を設けることができる。更に、排出された後には
推進剤のガスがプライマを通って漏洩することができる
ために、そのような推進剤のガスの力により、作動ピス
トンがプライマから離れる方向に効果的に押され、これ
により、作動ピストンの肩部が作動支持構造体の肩部に
係合して逆止弁の役割を果たすと共に、この領域におい
てガス発生器のハウジングを効果的に封止する。その結
果、推進剤のガスはガス発生器の出口を適正に通り、イ
ンフレータの性能の安定性を改善する。

【００３６】理解され得るように、本発明の点火アセン
ブリは、本発明の上述の二機能弾丸の実施例の如き、ガ
ス発生器を作動させるための弾丸を用いるものを含む種
々のインフレータの設計に用いることができる。この点
に関して、二機能弾丸がほぼ整合された作動ピストンに
向けて発射されて該作動ピストンに衝突すると、その衝
撃力により保持装置が作動ピストンを解放し、これによ
り、作動ピストンは移動して作動体に係合して推進剤を
点火させる。作動ピストンが、弾丸の衝突によって受け
る衝撃圧力に耐え得るようにするのが効果的である。そ
の後、推進剤のガス、及び二機能弾丸により解放された
貯蔵ガスは、上述の態様で膨張式安全装置に供給され
る。

【００３７】

【実施例】本発明に関連する特徴を図示する図面を参照
して、以下に本発明を説明する。本発明の一実施例は、
単一機能弾丸を用いることにより、流体の流れの中に問
題となるほどの量の破片あるいは他の異物を何等導入す
ることなく、容器からガス又は他の流体を解放する装置
である。この実施例はガス源あるいは他の流体源を解放
することを必要とする総ての用途において用いることが
できるが、その破片減少特性により、自動車用の膨張式
安全装置に用いるのが特に有用である。

【００３８】図１を参照すると、代表的な膨張式安全装
置２２が全体的に示されている。この膨張式安全装置２
２は、検知器２６と、インフレータ３０と、膨張可能な
包囲体１５８とを備えている。検知器２６が包囲体１５
８を膨張させる必要のある状態を検出すると、インフレ
ータ３０に信号が送られ、インフレータ３０から包囲体
１５８へ適宜な導管１５４を介してガス又は他の適宜な
流体が解放される。この単一機能弾丸の実施例を参照し
てある特定のタイプのインフレータ３０を説明するが、
単一機能弾丸は種々の広範囲なインフレータ３０と共に
用いることができ、例えば、加圧ガス源又は他の流体源
だけを備えるインフレータ、流れを増大させる膨張の間
のある点において点火される弾丸と組み合わせて加圧ガ
ス源を用いるインフレータ、あるいは点火及びその後の
弾丸の燃焼のみを用いて包囲体１５８を膨張させるイン
フレータと共に用いることができる。

【００３９】本発明の単一機能弾丸の実施例を用いるこ
とができる１つのインフレータ３０を図２に示す。イン
フレータ３０は一般に、加圧ガス源を保有する貯蔵ガス
ハウジング３４と、膨張を必要とする状態が検知器２６
（図１）によって検出されるまで、ガスを該貯蔵ガスハ
ウジング３４の中に保有する加圧されたドーム型の離隔
ディスク３８と、ディスク３８を制御された態様（以下
に詳述する）で分離することによって、貯蔵ガスハウジ
ング３４からガスを解放し、これにより包囲体１５８
（図１）へのガスの流れを開始させる作動アセンブリ５
８と、内部に収容された推進剤１４６の点火及びその後
の燃焼による包囲体の初期の膨張の後に包囲体１５８
（図１）へのガスの流量を増大させるガス発生器１１０
とを備えている。

【００４０】図２のインフレータ３０の作用の際には、
検知器２６は膨張式安全装置２２の作動を必要とする状
態を検知し、その後、導線７８を介して、ディスク３８
に近接して設けられる作動アセンブリ５８に信号を送信
する。作動アセンブリ５８は、点火源７４を備えてお
り、該点火源はこの点火源に適宜に取り付けられた弾丸
８２を有している。この信号を受信すると、点火源７４
はディスク３８に向けて弾丸８２を発射し、制御された
態様でディスク３８を貫通させかつ分離させ（以下に説
明する）、これにより、貯蔵ガスハウジング３４から、
内側の排出ポート６６、排出コネクタ６２、外側の排出
ポート７０、導管１５４を介して、包囲体１５８の中に
ガスを流入させ始める。弾丸８２の有効直径のために、
弾丸８２は外側の排出ポート７０を通過することができ
ず、従って膨張の間にはインフレータ３０の中に保持さ
れる。

【００４１】ガス発生器１１０が、貯蔵ガスハウジング
３４の中で同軸状に設けられており、貯蔵ガスハウジン
グ３４からの加圧ガスの流れにより最初に膨張された後
に包囲体１５８への流量を増大させる。この増大した流
量は、圧力の変化等の変化する状態に応じて開始され、
従って、インフレータ３０は基準室１１４を用いてお
り、該基準室は、弾丸室１４２の中に収容された推進剤
１４６を作動させる助けをするコップ型の双安定性のダ
イアフラム１１８によって基準室の中に保有された加圧
ガスを有する。

【００４２】第１の位置において、ダイアフラム１１８
の凸面は基準室１１４の中のガスに露呈され、一方ダイ
アフラム１１８の凹面は、ガス発生器１１０の壁部に設
けられた複数の圧力ポート１２６及びダイアフラム１１
８と弾丸室１４２の間に設けられた分割器１３０を介し
て、貯蔵ガスハウジング３４の中のガスに露呈される。
その結果、弾丸８２によるディスク３８の制御された態
様の上記分離の後に、貯蔵ガスハウジング３４から包囲
体１５８へガスが流れると、ダイアフラム１１８の初期
の凹面に作用する圧力は、ダイアフラム１１８の凸面に
力を与え続ける基準室１１４の中の圧力に関係して減少
する。ある程度の差圧が発生した後に、ダイアフラム１
１８は急速に第２の位置に移動し（すなわち、この状態
においては凸面は弾丸室１４２に面している）、これに
より、衝撃質量体１２２を爆発プライマ（爆発誘引装
置）１３８に係合させ、これにより推進剤１４６を発火
させる。推進剤１４６の燃焼により生じた推進ガスは次
に、ガス発生器のポート１５０を介して弾丸室１４２を
出て、これにより、上記通路を介する包囲体１５８への
流量を増大させる。

【００４３】本発明の単一機能弾丸の実施例の重要な特
徴は、ディスク３８の制御された態様での分離であり、
この制御された態様においては、インフレータ３０から
包囲体１５８への十分なかつ適時な流れを許容する（図
１）だけではなく、ディスク３８を実質的に不作動状態
に維持し、これによりインフレータ３０の作動時に発生
する異物の量を大幅に減少させる。弾丸８２の形状は、
ディスク３８のこの制御された分離に貢献するものであ
り、この弾丸８２の実施例を図３乃至図８に図示する。
図２、図９、図１０及び図１５にはディスク３８はドー
ム形状で示されており、このドーム形状の利点は後述す
るが、他の形状のディスクも、弾丸８２によって上記所
望の制御された態様で適宜に分離させることができる。

【００４４】特に図３乃至図５を参照すると、弾丸８２
は、傾斜し、交差する複数の面８６を備えており、これ
ら面は、弾丸８２の先端９０の点に向かって収束してい
る。従ってこれら面８６の交差部は複数の縁部９４を画
成し、該縁部９４は、これら縁部に一致する線に沿って
ディスク３８を分離させ始めるために用いられる。以下
により詳細に説明するように、各々の面８６はほぼ同一
の寸法及び形状であるのが好ましく、これにより、縁部
９４は均等に隔置されてディスク３８をほぼ等しい寸法
の花弁部分に分離させ、各々の花弁部分はディスク３８
の周部に位置するリム４２に取り付けられた状態に維持
され、また各花弁部分は図１１、図１２及び図１７に示
すように、流れの方向にその先端を向けている。

【００４５】尖った先端９０は、ディスク３８の問題と
なる程の材料の部分を何等取り除くことなく（すなわ
ち、弾丸８２によりディスク３８の問題となる程の部分
が穿孔により取り除かれず、かつディスク３８の残りの
部分から分離することなく）ディスク３８を効果的に穿
刺することを可能とする。弾丸８２がディスク３８を貫
通して進むにしたがって、縁部９４がこれら縁部９４に
合致する線に沿ってディスク３８を切断する。この切断
作用を行うことができる理由は、弾丸８２がその先端９
０から基部９８に向かって外方に広がっている（すなわ
ち、弾丸８２の有効直径が先端９０から基部９８に向か
って増大している）からである。更に、各々の縁部９４
は、これら縁部９４に合致する線に沿って加圧されたデ
ィスク３８を切断すなわちせん断するに十分な「鋭利
性」を有している。この鋭利性は、ディスク３８の制御
された分離を行い、インフレータ３０の作用を通じて実
質的に一体性を保つディスク３８の一貫した端部の形状
を得るために必要とされる基本的な要件であり、これに
より、破片あるいは他の異物を流れの中に導入すること
によりその性能に悪影響を及ぼさない。ディスク３８の
切断又はせん断は、ディスク３８の凹型の側部５０にガ
スの圧力が作用することによるディスク３８の高い応力
レベルによって大幅に促進される。

【００４６】製造プロセスの一般的なルールとして、金
属素材の部片の厚みは、該素材に亀裂を生じたりあるい
はせん断を生ずることなく形成することのできる曲げ半
径を決定する要因の１つである。ある金属素材の部片の
曲げ半径が該素材の初期の厚みよりかなり小さくなった
場合には、曲がりにおけるクラック（亀裂）又はこの領
域における素材の実際のせん断が生ずる可能性が大きく
なる。従って、この領域において切断あるいはせん断作
用を行わせる必要がある場合には、素材をその厚みより
もかなり小さな半径で曲げなければならない。ここに説
明するタイプのインフレータ３０に使用される代表的な
ディスク３８の厚みは約０．２５ｍｍ（０．０１０イン
チ）である。従って、上述の一般的なルールによれば、
図６に最も良く示された縁部９４を画成する弾丸８２の
面８６の交差部により確定される半径「Ｒ」は、所望の
切断作用を行うために０．２５ｍｍ（０．０１０イン
チ）程度とする必要がある。しかしながら、所望の切断
あるいはせん断がこれらの領域において生ずるのを確実
にするために、半径Ｒをディスク３８の厚みよりもかな
り小さくする必要があり、この場合においては従って、
０．０５ｍｍ（０．００２インチ）よりも小さいのが好
ましい。

【００４７】弾丸８２において縁部９４をよりはっきり
とさせるために、面８６には図３、図４及び図７に最も
良く示すようにある程度の凹面性をもたせることができ
るが、この凹面性は必ずしも必要ではない（すなわち、
上述の所望の切断作用を生ずるために縁部９４は既に十
分に小さな半径を有している）。面８６は縁部９４から
下方に向かってテーパ形状になっており、これにより所
望の凹面性を呈している。結局、縁部９４は、ディスク
３８の分離を促進させるために実質的に「隆起」してお
り、より有効な切断作用を生ずる。理解され得るよう
に、縁部９４をある程度明確にすることにより、これら
縁部により画成される所定の線に沿うディスク３８の制
御された分離を向上させるが、そのように明確にするこ
とは、ディスク３８を通過する際に、弾丸８２の残りの
部分から弾丸８２の部分が脱落する可能性が高くなると
いう欠点を生ずることがある。

【００４８】図３乃至図８の弾丸８２、及び所定の線に
沿って切断すなわちせん断することによりディスク３８
の制御された分離を可能とするその形状を比較する目的
で、図１３に示すタイプの円錐形の弾丸１６２を考慮す
る。この弾丸１６２は、図１１、図１２及び図１７に示
す端部形状と同様なディスク３８の端部形状を一貫して
生ずることができない。円錐形の弾丸１６２の円滑でテ
ーパ付きの面１６６の半径は、上述の曲げの原理に基づ
き曲げの領域にディスク３８のせん断を生ずるようなも
のには近づかない（すなわち、テーパ付きの面の半径
は、所定の線に沿ってディスク３８をせん断する程には
十分に小さくない）。円錐形の弾丸１６２がディスク３
８を通過する際に、その曲げがディスク３８の中の応力
と部分的に一致する線に沿ってディスク３８を引き裂く
が、その曲げは場合毎に多くの要因に依存する。円錐形
の弾丸１６２を用いた場合のディスク３８の予期される
代表的な端部形状を図１４に示す。図１４のディスク３
８の形状から明らかなように、その結果は必然的に予期
不能であり、またバリア３８の一部が剥離してインフレ
ータ３０から流れに入る恐れがある。

【００４９】弾丸８２の各縁部９４の「鋭利性」は、所
望の切断作用を行ってディスク３８の制御された切断を
生ずるために重要ではあるが、他の要因もある。例え
ば、面８６の傾斜角度により確定される縁部９４のテー
パの度合いが切断作用に影響を与える。一実施例におい
ては、面は弾丸８２の長手方向の軸線に対して４５°
（あるいは図４に示すように先端９０に接する水平面に
対して４５°）の角度で傾斜しており、これにより効果
的な切断作用を提供する。縁部９４の長さは、この傾斜
角度及び弾丸８２の有効直径により直接的に影響を受け
るが、必要とされる長さは、分離されるべきディスク３
８の直径のより大きな関数である（以下に説明する）。
しかしそれにもかかわらず、各々の縁部９４の長さがほ
ぼ等しいことが望ましい。また、弾丸８２の縁部９４
は、弾丸８２の基部９８まで完全に伸び、そのカットを
急激に終えるようにその全長にわたって「鋭利性」を保
つ必要がある（しかしながら、以下に説明するように他
の力により継続せることができる）。弾丸８２の基部９
８に達するまえに縁部９４が丸くなると、弾丸８２が貫
通した後のディスク３８の破断が不規則となり、これに
よりディスク３８の一部が脱落する恐れが大きくなる。

【００５０】弾丸８２は、またその基部９８から底部１
０２までの形状が縁部９４により形成される分離線を阻
害しないような形状にしなければならない（すなわち、
基部９８は、６つの縁部９４がある場合には弾丸８２が
ほぼ六角形となるように縁部９４の端部をほぼ直線的に
接続しなければならない）。弾丸８２の外側部分１００
を平坦にすることが必要乃至は望ましいことであろう。
更に、弾丸８２及びその縁部９４の硬度を、ディスク３
８の硬度よりかなり大きくし、これにより所望の切断作
用を確実に達成することが好ましい。代表的なディスク
３８はインコネル６２５（Ｉｎｃｏｎｅｌ：商標）から
形成されるので、弾丸８２用の適切な材料の１つはステ
ンレス鋼である。

【００５１】上述の形状の弾丸８２がほぼ円形のディス
ク３８を穿刺してこれを貫通すると、切断作用により、
図１１、図１２及び図１７に示すように三角形状の多数
の花弁５４を有し、ディスク３８のリム４２に取り付け
られたままで、かつ弾丸８２の多数の縁部９４及び面８
６に一致するディスク３８の端部形状が生ずる。例え
ば、弾丸８２が６つの同様な寸法の面８６を有している
場合には、分離したディスク３８はこれに一致して図１
１に示すように６つの同様の寸法の花弁５４を有し、一
方、弾丸８２が３つの同様な寸法の面８６を有する場合
には、分離したディスク３８はこれに一致して図１２に
示すような３つの同様な寸法の花弁５４を有することに
なる。

【００５２】ディスク３８が分離して生ずる花弁５４の
数は、ディスク３８の一部が剥離して流れの中に入る可
能性を所望のように減少させることに直接的に影響を及
ぼす。例えば、花弁５４の数が減少すると、これに応じ
てそれぞれの花弁の寸法は当然に増大する。従って、デ
ィスク３８のリム４２に取り付いたままでいる各々の花
弁５４の基部の「幅」も増大する。花弁５４の基部の幅
がある程度まで増大すると、この領域における材料の応
力がディスク３８の制御されない破断を生ずることにな
る。その結果、最初は制御された態様で弾丸８２により
分離されるが、これらの応力のためにディスク３８の一
部がちぎれてすなわち剥離し、最終的にはインフレータ
３０から流れの中に入る可能性がある。

【００５３】花弁５４の数を増加させると、個々の花弁
の寸法、従って、ディスク３８のリム４２に取り付いた
ままでいる花弁５４の「幅」が減少し、これら領域にお
けるディスク３８の応力も減少する。しかしながら、花
弁５４の数が増大すると、個々の花弁５４の基部は、イ
ンフレータ３０からの流れにより破断すなわちちぎれて
しまう程に十分に小さくなる。更に、複数の交差面８６
は、図１３に示すような円錐形の弾丸１６２が有するよ
うな円滑な表面に近づく（すなわち、縁部９４の半径Ｒ
（図６）が増大し、これにより、上述の曲げの原理によ
り所望の切断作用を達成することができなくなる）。そ
の結果、ディスク３８は、縁部９４の切断作用により破
断されるのではなく、基本的には弾丸８２の曲げ作用に
よりディスク３８に生ずる応力によって破断され、従っ
て、ディスク３８の一部が脱落すなわちちぎれて流れの
中に入る可能性が高くなる。あまりに多くの縁部９４を
有し図１３の円錐形の弾丸１６２の形状に近づいた弾丸
８２が通過した後のディスク３８の予想される端部形状
を図１４に示す。

【００５４】上述の事柄に基づき、所望の切断作用を達
成し、流れの中に問題となる程の量の材料が入らないよ
うなディスク３８の端部形状を一貫して形成するために
は、弾丸８２の面８６の数従って縁部９４の数を４−１
０とすることができ、好ましくは５−８とすべきであ
る。六角形の（すなわち６つの面８６を有する）弾丸８
２は、特に望ましい結果を生ずる。

【００５５】上述の形状の弾丸８２をディスク３８に向
けて発射し、所望の制御された分離を生ずる。この点に
関し、図２及び図１５に最も良く示すように弾丸８２は
最初は電気信管装置７４の端部に取り付けられている。
種々の方法を用いて弾丸８２を電気信管装置７４に取り
付けることができ、例えば、成形法、かしめ又は接着剤
を用いることができる。検知器２６（図１）が包囲体１
５８（図１）の膨張を必要とする状態を検知すると、電
気信管装置７４（図２及び図１５）が作動され、外部ガ
イドあるいは他の同様の孔を用いることなく、弾丸８２
をディスク３８（図２及び図１６）に向けて発射させ
る。単一機能弾丸の図示の実施例においては外部ガイド
を使用しないために、弾丸８２はその底部１０２に位置
する空所１０６を有することができ、これにより、図７
及び図８に最も良く示すように電気信管装置７４の力は
弾丸８２に集中される。この望ましい力の集中を増大さ
せるために、例えば黒色火薬を保有する電気信管装置７
４の延長部７５を弾丸８２の空所１０６の中に装着する
ことができる（図７及び図８）。その結果、別個の外部
ガイドを設ける必要がなくなる。その代わりに、弾丸８
２の運動は、最初、電気信管装置７４の延長部７５に被
嵌された弾丸８２の空所１０６により案内される。

【００５６】ディスク３８の形状はまた、弾丸８２によ
る制御された分離に貢献する。凹面形状の側部４６及び
凸面形状の側部５０を有するドーム型のディスク３８を
用いて、図９及び図１０に最も良く示すようにまた図２
及び図１５に全体的に示すように、同様の結果を得るこ
とができる。凹面形状の側部４６は、貯蔵ガスハウジン
グ３４（図２）の中のガスに露呈されるのが好ましく、
一方凸面形状の側部５０は、弾丸８２に面するように位
置されるのが好ましい（図２）。この特定の構成によ
り、貯蔵ガスハウジング３４からガスが放出される際に
生成される破片の数を減少させ、また、導線７６を有す
る電気信管装置７４を貯蔵ガスハウジング３４の加圧さ
れた隔室の外側に設けることができる等の多くの利点が
奏功される。

【００５７】図１５乃至図１７を参照すると、ディスク
３８は最初は、貯蔵ガスハウジング３４（図２）の中の
加圧ガスにより凹面形状の側部４６に作用する力によっ
て、応力状態にある。弾丸８２がディスク３８に向けて
発射されて最初にこのディスク３８に接触すると、ディ
スク３８は、図１６に示すように「凹み」、ディスク３
８の「穿刺」が開始される。ディスク３８のこの凹みは
更にディスク３８内の応力を増大させる。ディスク３８
が弾丸８２により穿刺されると、これらの応力が解放さ
れ、弾丸８２の縁部９４により画成される線に沿うディ
スク３８の分離を助ける（すなわち、所望の切断作用が
促進される）。これらの線に沿うディスク３８の制御さ
れた分離に更に貢献するものは、貯蔵ガスハウジング３
４からのガスの流れである。従って、最終的な結果とし
て、流れの方向に向かうほぼ同様の寸法の複数の花弁５
４が形成され、これにより、図１７に示すように、ディ
スク３８の一部が脱落してインフレータ３０からの流れ
の中に入る可能性を更に減少させる。

【００５８】上述の「ドーム型」のディスク３８を用い
た場合には、制御された分離を確実に行わせるために、
弾丸８２の直径を必ずしもディスク３８の直径と同様に
する必要はない。例えば、弾丸８２による上述のディス
ク３８の初期の「凹み」により生ずるディスク３８の応
力、及び貯蔵ガスハウジング３４からのガスによりディ
スク３８の凹面形状の側部４６に与えられる力により、
弾丸８２の縁部９４は、ディスク３８をリム４２まで切
断して完全に分離させる必要はない。制御された切断が
所定の距離まで達する限り、これら他の力は、ディスク
３８の一部を脱落させる危険性を大幅に増大させること
なく、制御された態様でディスク３８の分離を完遂す
る。実際、問題となる程の量の破片の発生を起こさず又
はその可能性を不当に増大させることがなく弾丸８２の
直径をディスク３８の直径の約半分とすることが可能で
ある。

【００５９】本発明の実施例の単一機能弾丸を図１及び
図２に示すタイプの膨張式安全装置２２に組み込んだ場
合では、膨張式安全装置２２を作動させる必要がある時
に、検知器２６が電気信管装置７４に信号を送る。電気
信管装置７４が信号を受けた後に、弾丸８２がディスク
３８を貫通して上述の所望の結果を生ずる。六角形状の
弾丸８２が最初にディスク３８から約６．３５ｍｍ（１
／４インチ）の位置に設けられ、約１５３−１８３ｍ／
ｓ（５００−６００フィート／ｓ）の範囲の初速度でデ
ィスク３８に向けて発射させることにより、所望の結果
が得られた。しかしながら、弾丸の重さを変化させるこ
とにより、種々の範囲の初速度を用いることができるこ
とは理解されよう。例えば、弾丸８２の重さを増大させ
ることにより、初速度を約９２−１５３ｍ／ｓ（３００
−５００フィート／ｓ）まで減少させることができる。

【００６０】弾丸８２がディスク３８を通過した後に、
膨張式安全装置２２の性能に悪影響を及ぼす恐れのある
問題となる程の量の異物を伴うことなく、ガスは貯蔵ガ
スハウジング３４から包囲体１５８の中に流入する。弾
丸８２の直径がそれぞれ内側の排出ポート６６及び外側
の排出ポート７０の直径よりも大きいために、弾丸８２
は作動の間にインフレータ３０の中に止まり、包囲体１
５８の中に入らない。

【００６１】本発明の他の実施例は、図１８乃至図２０
に示すように二機能弾丸２３４を用いた特別の形状のイ
ンフレータ１７０である。このインフレータ１７０は一
般に、圧縮ガス源を保有する圧力容器１７４と、内部に
推進剤１８６を有するガス発生器１７８と、弾丸２３４
とを備えている。インフレータ１７０により適宜な信号
が受信されると、弾丸２３４が発射されて圧力容器１７
４からのガスの流通路を提供し、かつガス発生器１７８
の一部に衝撃を与えて推進剤１８６を点火する。以下の
説明から理解されるように、インフレータ１７０は、特
にその性能特性により、以下に説明するように、図１の
膨張式安全装置２２に組み込んで上記インフレータ３０
と置き換えることによって特に有用である。従って、図
１の膨張可能な包囲体１５８にガスを供給することに関
連して、図１８乃至図２０の二機能弾丸の実施例を以下
に説明する。

【００６２】図１８を参照すると、圧力容器１７４は、
周囲温度に応じて約１４８乃至２７４ｋｇ／ｃｍ
²（２，１００乃至３，９００ｐｓｉ）の範囲の圧力に
一般に維持される包囲体１５８（図１）を最初に膨張さ
せるための適宜なガス源を備えている。種々のガスを適
宜用いることができるが、その不活性さ及び毒性のなさ
の為にアルゴン用いるのが好ましい。更に、アルゴンの
高密度及び分子量は、以下に説明するように、図２２に
示すインフレータ１７０の所望の性能曲線の達成に潜在
的に貢献する。

【００６３】貯蔵ガスは最初に、閉鎖ディスク２２２に
より圧力容器１７４の中に保持されている。すなわち、
閉鎖ディスク２２２は、溶接等の適宜な手段により圧力
容器１７４の排出端１７６に取り付けられているディス
クハウジング２１４の中に位置している。ディスクハウ
ジング２１４には圧力容器１７４の中のガスがディスク
ハウジング２１４の内部と流体連通するのを許容するた
めに複数のディスクハウジング出口２１８が設けられて
おり、従って、インフレータ１７０の作動の前に、閉鎖
ディスク２２２の一部に力を与えることができる。

【００６４】インフレータ１７０が検知器２６（図１）
から適宜な信号を受信すると、図１９に示すように弾丸
２３４が適宜な速度で（弾丸８２に関して上に説明した
ように）発射されて閉鎖ディスク２２２を通過し、貯蔵
ガス及びガス発生器１７８の作動により生じた推進ガス
（以下に説明する）の両方に対する圧力容器１７４から
の流通路を提供する。この点に関し、弾丸２３４は、導
火線２３８あるいは他の適宜な電気信管装置に取り付け
られており、閉鎖ディスク２２２の中央領域にほぼ整合
されるのが好ましい。検知器２６（図１）に電気的と相
互に電気的に接続された導火線２３８及び弾丸２３４
は、閉鎖ディスク２２２の下流側でディスクハウジング
２１４の端部に位置するマニホールドコネクタ２２６の
中に保持されている。従って、導火線２３８及び弾丸２
３４は最初は圧力容器１７４の中の貯蔵ガスに露呈され
ないのが望ましく、これにより、インフレータ１７０に
このタイプの活性化装置を用いる煩雑性を低減させる。
マニホールドコネクタ２２６には複数のマニホールド出
口２３０が設けられ、これらマニホールド出口は、弾丸
２３４が閉鎖ディスク２２２を一旦通過すると、導管１
５４（図１）を介して包囲体１５８との流体連通を提供
する。従って、弾丸２３４が閉鎖ディスク２２２を一旦
通過すると、圧力容器１７４から包囲体１５８（図１）
への流体通路が確立される。すなわち、この流体通路
は、圧力容器１７４から、ディスクハウジングの出口２
１８、ディスクハウジング２１４、マニホールドコネク
タ２２６、マニホールドコネクタの出口２３０及び導管
１５４（図１）を通って伸びる。

【００６５】上述の流体通路を可能とするこの初期の機
能を果たした後に、図１９及び図２０に示すようにガス
発生器１７８の中に収容された推進剤１８６の燃焼を開
始させるために、弾丸２３４はガス発生器１７８に向か
って引き続き前進する。この点に関して、ガス発生器１
７８は、溶接等によりディスクハウジング２１４に適宜
に接続されており、弾丸２３４とほぼ整合されるのが好
ましい。更に、ガス発生器１７８は一般に、ディスクハ
ウジング２１４に隣接して設けられた点火アセンブリ１
９０と、推進剤１８６を収容すると共に点火アセンブリ
１９０に隣接して設けられた推進剤室１８２とを備えて
いる。

【００６６】点火アセンブリ１９０は作動プレート１９
４を備えており、該作動プレート１９４は弾丸２３４と
ほぼ整合させるのが好ましい。作動プレート１９４を固
定する例としては、この作動プレート１９４を、ディス
クハウジング２１４の端部と、ガス発生器１７８の中に
設けられた装薬ホルダ２００の間に設けることがある。
従って、作動プレート１９４は、弾丸２３４による衝撃
を受けた時に、装薬ホルダ２００に向かって撓み、推進
剤１８６の点火を開始させることができる（以下に説明
するように）。しかしながら理解され得るように、この
必要とされる撓みは弾丸２３４による衝撃を受けた時だ
けに生ずるのが好ましく、従って、作動プレート１９４
は、推進剤１８６が不用意に点火する恐れを少なくする
ために、十分な「剛性」を有しなければならない。弾丸
２３４と作動プレート１９４の間の距離、従って導火線
２３８の作動と作動プレート１９４に対する弾丸２３４
の衝撃との間の時間間隔、を減少させるために、作動プ
レート１９４は、弾丸２３４に面する凹面形状の部分１
９６を有することができる。

【００６７】作動プレート１９４の撓みは、ガス発生器
１７８を作動させ、これにより、作動プレート１９４に
設けられた衝撃部材１９８が、装薬ホルダ２００の切り
欠き領域の中に設けられた複数の衝撃プライマ２０２の
少なくとも１つを打撃するために必要とされる。この衝
撃部材１９８は例えば連続的なリング又は複数の別個の
伸長部分とすることができる。プライマ２０２に隣接し
て設けられるのは、点火装薬２０６である。装薬ホルダ
２００、及び従ってプライマ２０２並びに点火装薬２０
６は、ガス発生器１７８の肩部に接触するリテーナ２４
２により、ディスクハウジング２１４と推進剤室１８２
との間に保持されている。

【００６８】弾丸２３４が閉鎖ディスク２２２を通過し
て作動プレート１９４に衝撃を与えた後に、作動プレー
ト１９４は撓み、また作動プレート１９４に設けられた
衝撃部材１９８は、図２０に示すように該衝撃部材に整
合された１又はそれ以上の衝撃プライマ２０２を打撃す
る。点火装薬２０６及び従って推進剤１８６が点火さ
れ、推進剤１８６の燃焼により発生したガスが、ガス発
生器１７８の排出端部に設けられたガス発生器の出口２
１０を通って流れる。推進剤ストレーナ２４６を、推進
剤室１８２の中に推進剤１８６を保持するためにガス発
生器の出口２１０に隣接して設けることができる。

【００６９】インフレータ１７０の作用を総括すると、
検知器２６（図１）が導火線２３８に信号を送って弾丸
２３４を発射させる。発射された弾丸２３４は最初に閉
鎖ディスク２２２を通過し、圧力容器１７４と包囲体１
５８（図１）の間に上述の通路を開く。しかしながら、
弾丸２３４は、作動プレート１９４に衝撃を与えるまで
前進し続ける。弾丸２３４が作動プレートに衝突する
と、作動プレート１９４は、この作動プレートに取り付
けられた衝撃部材１９８が少なくとも１つの整合された
衝撃プライマ２０２を打撃する位置まで撓み、これによ
り、点火装薬２０６、従って推進剤１８６を点火させ
る。推進剤１８６の燃焼により生じた推進ガスは、ガス
発生器１７８の排出端部に設けられたガス発生器の出口
２１０を出、上述の流体通路を通って包囲体１５８（図
１）へ流れる。

【００７０】理解され得るように、弾丸２３４はその二
つの機能を果たすために種々の形状を取ることができ
る。二つの機能とは、閉鎖ディスク２２２を貫通して圧
力容器１７４から包囲体１５８（図１）までの流体通路
を提供することと、作動プレート１９４に衝撃を与えて
ガス発生器１７８の中の推進剤１８６の燃焼を開始させ
ることである。例えば、弾丸２３４は、ボール形状又は
図１３の円錐形の弾丸１６２の形状とすることができ
る。しかしながら、これらの例においては、弾丸が閉鎖
ディスク２２２を通過する際に、単一機能弾丸の実施例
に関して上に説明したように、破片を生ずるであろう。
閉鎖ディスク２２２の制御された態様での分離、これは
二機能弾丸の実施例では要求されないが、このような分
離をさせることができない形状の弾丸２３４の場合、イ
ンフレータ１７０と包囲体１５８との間に濾過装置（図
示せず）を設け、これにより膨張式安全装置２２の性能
に悪影響を及ぼさないようにする必要があろう。

【００７１】濾過装置の必要性を軽減するために、この
二機能弾丸の実施例に対しては、単一機能弾丸の実施例
に関して説明した弾丸８２と同様な形状を採用し、その
デザインに伴う所望の破片減少特性を達成することが好
ましい。従って、弾丸２３４には、図３乃至図８の弾丸
８２に関して図示したような、傾斜し交差する複数の面
８６と、先端９０と、複数の切断縁部９４（弾丸２３４
に関しては図示されていない）とを設け、これにより閉
鎖ディスク２２２を制御可能に分離することになろう。
圧力容器１７４からの流体通路を確立する際に発生する
破片の量を更に低減させるために、閉鎖ディスク２２２
が、単一機能弾丸の実施例に関して図９及び図１０に図
示し上に説明したディスク３８のドーム型の形状を備え
ることも好ましい。

【００７２】弾丸２３４は、閉鎖ディスク２２２を貫通
して作動プレート１９４に衝撃を与える必要があり、従
って、弾丸８２の空所１０６と同様の空所（図示せず）
を有している。導火線２３８の一部をこの空所の中に設
け、これにより導火線２３８の点火により弾丸２３４に
与えられる力を集中させ、従って弾丸２３４を所望の経
路上で効果的に案内することができる。この二機能弾丸
の実施例においては、空所１０６の長さは約１２．７ｍ
ｍ（約０．５インチ）とすることができる。

【００７３】弾丸２３４は、閉鎖ディスク２２２を貫通
して作動プレート１９４に衝撃を与えなければならない
ので、導火線２３８及び弾丸２３４をガイドスリーブ２
５０の中に設けることが望ましい。ガイドスリーブ２５
０は、多数の有用な目的を果たす。最初に、ガイドスリ
ーブ２５０は弾丸２３４を閉鎖ディスク２２２及び作動
プレート１９４に向けて導き、次に導火線２３８がその
作動力のかなりの部分を弾丸２３４に伝達することがで
きる。更に、ガイドスリーブ２５０は、弾丸２３４の全
体がスリーブ２５０を抜けて作動プレート１９４に衝撃
を与えることのないように、十分な長さを有している。
従って、弾丸２３４は、作動プレート１９４に衝突した
後に跳ね返ってスリーブ２５０の中に戻り、これにより
膨張の間にスリーブの中に保持される。これに関連し
て、弾丸２３４はガイドスリーブ２５０の中に位置する
ことができ、従って、導火線２３８の作動の後に弾丸２
３４は、インフレータ１７０からのガス流に入るとイン
フレータ１７０の性能に悪影響を及ぼす恐れがある作動
による副生物の大部分を保持する。更に、スリーブ２５
０は弾丸２３４の溝２５８に係合するかしめ部２５４を
有することができ、これにより導火線２３８の点火の前
に弾丸２３４を適所に保持する助けをする。

【００７４】本発明の二機能弾丸の実施例は、インフレ
ータ１７０の全体的な性能に悪影響を及ぼすことなく、
ガス発生器１７８の点火に関する複雑性を減少させる。
当業界においては周知のように、熱いガス（すなわち推
進剤１８６の燃焼により生ずる温度の高いガス）を供給
する前に冷たいガス（すなわち周囲温度のガス）によっ
て包囲体１５８（図１）を最初にある程度まで膨張させ
ることが望ましい。これにより、包囲体１５８の熱劣化
を低減させるばかりではなく、包囲体１５８の膨張によ
り、該包囲体自身が包囲体１５８に接触した人に損傷を
与える恐れを低減させる。二機能弾丸の実施例は、ガス
発生器１７８の点火を遅延させる必要なく、この所望の
特徴を提供する。

【００７５】上記所望の態様の膨張を生ずるインフレー
タ１７０の作用全般に関して、弾丸２３４が一旦閉鎖デ
ィスク２２２を通過すると、圧力容器１７４の中に収容
されたガスが上述の通路を介して包囲体１５８へ流れ始
める。しかしながら、弾丸２３４はまた作動プレート１
９４に衝突し、他の状況あるいは状態を監視することな
く、その後間もなく推進剤１８６を点火させる。ガス発
生器１７８がその作動圧力に到達する前に、圧力容器１
７４の中の圧力が所定の適度まで下がる（すなわち、あ
る量の「冷たい」貯蔵ガスが包囲体１５８に供給され
る）。ガス発生器１７８がその作動圧力に到達すると、
ガス発生器により発生された推進ガスが最初はピストン
として作用し、ガス発生器の出口２１０、ディスクハウ
ジングの出口２１８及び閉鎖ディスク２２２の間にある
「冷たい」貯蔵ガスの部分を圧力容器１７４から追い出
す。貯蔵ガスのこの「柱状体（コラム）」が一旦圧力容
器１７４から排出されると、次には高い温度にある大量
の推進剤のガスだけが包囲体１５８に供給される。従っ
て、包囲体１５８は、推進剤のガスが供給される前に、
より冷たいガスにより最初に膨張されるので望ましい。

【００７６】多くの構造的な特徴及び作動的なパラメー
タ（要因）がインフレータ１７０のこの所望の作用に寄
与する。例えば、ガス発生器の出口２１０はディスクハ
ウジングの出口２１８から十分に離れており（圧力容器
１７４からの初期の排出通路）、これにより、推進剤の
ガスのピストン様作用により包囲体１５８に供給される
「冷たい」ガスの柱状体が存在する。推進剤のガスにこ
のピストン様特性を持たせることに関しては、推進剤の
ガスと貯蔵ガスとの混合が殆ど生じないようにする必要
がある（すなわち乱流を殆ど生じさせない）。この所望
の状態には多数の因子が寄与する。例えば、ガス発生器
の出口２１０は、熱い推進剤のガスを最初はディスクハ
ウジングの出口２１８及び閉鎖ディスク２２２から離れ
る方向に導く。更に、ガス発生器１７８が作用する間に
は（すなわち推進剤１８６の燃焼の間には）、ガス発生
器１７８の中の圧力は、圧力容器１７４の中の圧力より
も僅かに約０−２０％高い範囲にある。更に、ガス発生
器１７８は亜音速的に作動する（すなわち、推進剤のガ
スは、音速よりも低い速度で圧力容器１７４に供給され
る）。その結果、貯蔵ガスと推進剤のガスとの間には全
くと言って良いほど乱流が生じない。従ってその効果に
より、推進剤のガスは、推進剤のガスが供給される前
に、貯蔵ガスの柱状体を包囲体１５８の中に効果的に押
し込める。図１８乃至図２０のインフレータ１７０の作
用は、図２１及び図２２に示す例示的な性能曲線により
代表される。図２１の性能曲線は、圧力容器１７４の中
で温度が約２１．１°Ｃ（７０°Ｆ）で約２１１ｋｇ／
ｃｍ²（３０００ｐｓｉ）のゲージ圧力にある初期の貯
蔵ガスを基準とした場合の、インフレータ１７０の作動
の際の圧力容器１７４の中の圧力の発生を図示してい
る。点Ａは、弾丸２３４が閉鎖ディスク２２２を貫通し
た結果、貯蔵ガスが圧力容器１７４から包囲体１５８に
流れ始める点を示している。上述のように、弾丸２３４
は作動プレート１９４に衝突し続けて最終的には推進剤
１８６を点火させる。推進剤１８６の点火は実際に点Ａ
と点Ｂとの間で起こる。しかしながら、ガス発生器１７
８がまだその作動圧力に達していないので、推進剤１８
６が点火した後の短時間の間、圧力容器１７４の中の圧
力は低下し続ける。流れが開始してから約５−７ミリ秒
後である点Ｂにおいて、ガス発生器１７８は十分な量の
推進剤のガスを供給し始め、圧力容器１７４の中の圧力
を増加させ始める。その後、継続する推進剤１８６の燃
焼により圧力容器１７４の中の圧力は点Ｃで示すように
最大値まで増加するが、この状態は、流れが開始してか
ら約３０ミリ秒後に生ずる。その後、圧力容器１７４の
中の圧力は点Ｄの最小値まで低下するが、この状態は、
膨張が始まってから約１００ミリ秒後に生ずる。従っ
て、包囲体１５８（図１）の完全な膨張はこの間に達成
される。

【００７７】インフレータ１７０に接続された特定の固
定壁型の容器（図示せず）の圧力生成曲線は図２２に示
されており、この曲線は包囲体１５８に供給される流量
及び包囲体の膨張を効果的に表すものである。点Ａにお
いて、貯蔵ガスは、効果的には第１の流量で圧力容器１
７４から包囲体１５８に流れ始める。点Ａと点Ｂの間
で、推進剤１８６は衝突する弾丸２３４により作動さ
れ、推進剤のガスが、ガス発生器の出口２１０とディス
クハウジングの出口２１８の間にある冷たいガスの柱状
体を圧力容器１７４から押し出す。流れが開始してから
約２０ミリ秒後である点Ｂにおいて、推進剤のガスは実
際に包囲体１５８の中に入り、これにより圧力の生成速
度がより大きな第１のレベルで増大する。推進剤のガス
の包囲体加圧速度は、「冷たい」貯蔵ガスの加圧速度の
約３倍である。その後圧力は点Ｃまでほぼ一定の速度で
上昇し、点Ｃの後に圧力生成は増加し続けるが、ガス発
生器１７８がその作用の終了に近づくので、若干小さな
速度で増加する。点Ｄにおいて、最大圧力に達し、その
後圧力は若干減少する。

【００７８】図２１及び図２２の性能曲線は、包囲体１
５８に対する所望の圧力生成従って効果的な流量を示し
ている。例えば、図２２の点Ａ及び点Ｂの間では、上述
の冷たいガスの柱状体（すなわち圧力容器１７４の中の
貯蔵ガス）が包囲体１５８に供給される。冷たいガス
は、第１の速度で包囲体１５８の中の圧力を増大させ、
これにより、包囲体１５８の熱的な劣化を低減させると
共に、包囲体１５８に接触する人に対する膨張する包囲
体の効果を低減させる。点Ｂにおいて、高い温度の推進
剤のガスが包囲体に供給され、これにより、より高い速
度で圧力生成を行って包囲体１５８を効果的に「硬化」
させることができるが、この高い速度での圧力生成も、
包囲体と人との間の接触が達成された後にのみ生ずる。

【００７９】図２３及び図２４を参照すると、本発明の
他の実施例は、例えば上述のタイプの弾丸を用いること
により作動させることのできるガス発生器用の点火アセ
ンブリである。この点に関して、点火アセンブリは、弾
丸から上述の如き衝撃プライマ等の作動装置へ、運動エ
ネルギを効果的に伝達するが、ガス発生器の中に保有さ
れた推進剤が事前点火する可能性を低減させる。更に、
点火アセンブリは、ガス発生器のハウジングを封止し、
これにより推進剤のガスが所望の態様でガス発生器の出
口を通って適正に導かれるようにする逆止弁の役割を果
たし、この逆止弁はインフレータの性能の安定性を改善
する。すなわち、推進剤のガスは第１の方向に流れるこ
とは許容されるが、第１の方向とは反対の方向の第２の
方向へ流れることは上記逆止弁の作用により実質的に阻
止される。

【００８０】本発明の点火アセンブリの一実施例を含む
インフレータ２７０が図２３及び図２４に示されてい
る。インフレータ２７０の全体的な作用及び構造は、本
発明の二機能弾丸の実施例に関して上に説明した図１８
乃至図２０のインフレータ１７０とほぼ同様であり、従
ってここではインフレータ２７０の作用的な及び構造的
な特徴のみを説明する。

【００８１】インフレータ２７０は、包囲体１５８（図
１）に加圧された貯蔵ガスを供給するための圧力容器２
７４と、上述の態様で推進剤のガスを提供するガス発生
器３２６とを用いている。従って、圧力容器２７４はオ
リフィスボス２７８に接続されており、オリフィスボス
２７８の中に適宜に設けられたオリフィス閉鎖ディスク
２８２が、最初に貯蔵ガスを圧力容器２７４の中に保持
する。また、弾丸２９４が、胴部２９８の中のオリフィ
ス閉鎖ディスク２８２の凸面形状の側部２８６の上に位
置しており、該弾丸２９４は、上述のように膨張式安全
装置２２（図１）の検知器２６からの信号を受信した場
合におけるように、導火線３０２の作動により発生する
推進力を利用し、オリフィス閉鎖ディスク２８２を穿刺
しこれを貫通する。圧力容器２７４の中の加圧された貯
蔵ガスは従って、オリフィス閉鎖ディスク２８２の凹面
形状の側部２９０の上でオリフィスボス２７８に接続さ
れたオリフィススリーブ３０６の複数のオリフィス３１
０を通過し、ディフューザ３１４のスクリーン３２２及
びオリフィス３１８並びに導管１５４（必要であれば）
を通って包囲体１５８（図１）へ流れる。

【００８２】また図２３に示すように、好ましい弾丸２
９４は、弾丸の頭部２９６を備え、この頭部は、該頭部
２９６の一端部は本体３００と一体に形成されており、
また弾丸２９４は、本体３００の反対側の端部の基部３
０４を備えている。弾丸の頭部２９６は、上述の弾丸２
３４の頭部と同様の形状になされており、従って、その
ような形状に伴う利点を提供する。しかしながら、本体
３００は上述の実施例と比較して変更されており、該本
体３００は、上記実施例に比較して小さな直径すなわち
幅を有しており、これにより、ディスク３８に関して上
に説明した態様でのオリフィス閉鎖ディスク２８２の制
御された分離を容易にする。本体３００の直径は、図２
５から分かるように本体３００に接続された部分である
頭部２９６の最大直径を有する部分の直径の約２分の１
よりも小さいのが好ましい。オリフィス閉鎖ディスク２
８２が２５．４ｍｍ（１インチ）の直径を有している実
施例においては、弾丸の頭部２９６は約１２．７ｍｍ
（約０．５インチ）の直径を有し、本体３００は、約
４．８ｍｍ（約３／１６インチ）の直径を有している。
基部３０４はまた図２３に示すように、封止リング３１
２を収容するための溝３０８を備えている。封止リング
３１２は、インフレータ２７０が点火されるまで又は点
火されない場合に、ガス流が弾丸２９４を通過するのを
防止する助けをする封止機能を提供する。

【００８３】ガス発生器３２６すなわちガス発生器ハウ
ジング３３０は、オリフィススリーブ３０６に適宜に連
結され、本発明の点火アセンブリ３５８により点火され
た時に包囲体１５８（図１）への流れを増大させるため
のガス発生推進剤３３４を保有している。推進剤３３４
は、絶縁装置３５０及びストレーナ３５４によってガス
発生ハウジング３３０の排出端部３４８のガス発生器の
出口３４６から離隔された、推進剤保持装置３３８の中
に収容されている。ストレーナ３５４を設けるのが望ま
しい。その理由は、一実施例においては、推進剤３３４
が推進剤保持装置３３８の中にピン３４２により保持さ
れる固体であるからである。従って、推進剤３３４が点
火アセンブリ３５８により点火されると、ストレーナ３
５４は、膨張式安全装置２２（図１）の性能に悪影響を
及ぼす恐れのある推進剤３３４が、出口３４６を介して
ガス発生器３２６から流れの中に入る可能性を低減す
る。

【００８４】点火アセンブリ３５８は、弾丸２９４と推
進剤３３４との間でガス発生器ハウジング３３０の中に
少なくとも部分的に設けられる。点火アセンブリ３５８
は一般に、作動ピストン３６２と、少なくとも１つの衝
撃プライマ３６６と、活性化剤の役割を果たす点火材料
３７０とを備えている。より詳細には、作動保持装置３
７４は、オリフィススリーブ３０６の端部分及びガス発
生器ハウジング３３０の内壁に係合しており、これによ
り、作動保持装置３７４は、作動ピストン３６２の少な
くとも一部を部分的に収容しかつ該作動ピストンを案内
するように機能する。プライマホルダ３７８は、作動保
持装置３７４の端部に係合すると共に、点火材料３７０
にほぼ隣接して設けられる複数の衝撃プライマ３６６を
備えており、点火材料３７０は、コップ３８２によっ
て、プライマホルダ３７８の一部の中に保持されてい
る。これら各々の衝撃プライマ３６６は以下に説明する
ように、作動ピストン３６２の衝撃部分にほぼ整合され
ている。保持装置３８６及びストレーナ３９０は、プラ
イマホルダ３７８に係合し、点火アセンブリ３５８の推
進剤３３４への相互接続を完遂している。ガス発生器の
ハウジング３３０をかしめ作用等によりオリフィススリ
ーブ３０６に取り付けた場合には、ガス発生器のハウジ
ング３３０が長くなる傾向がある。従って、上述の要素
の確実な相互作用を維持するために、波型のバネワッシ
ャ３９４を保持装置すなわちリテーナ３８６とストレー
ナ３９０の間に設けるのが好ましいが、ワッシャ３９４
をガス発生器のハウジング３３０の中のいずれの箇所に
設けても上記所望の機能を達成することができる。

【００８５】作動ピストン３６２は、作動保持装置３７
４の中に摺動可能に設けられると共に、プライマ３６６
にほぼ整合された連続的な縁部すなわちリムを有する突
出部材３９８を備えている。理解され得るように、複数
の突出部材（図示せず）により、連続的な縁部を有する
突出部材３９８を置き換えることができる。係止ピン４
０２が、作動保持装置３７４及び作動ピストン３６２の
一部を貫通し、作動ピストン３６２の位置を最初はプラ
イマ３６６から離れた位置に保持している。従って、作
動ピストン３６２が不用意に衝撃プライマ３６６と係合
してガス発生器３２６を作動させる可能性が低減され
る。しかしながら、弾丸２９４がオリフィス閉鎖ディス
ク２８２を通過した後に、弾丸２９４が作動ピストン３
６２に衝突して保持ピン４０２をせん断し、これにより
作動ピストン３６２が実質的に保持ピンから解放され
る。従って、弾丸２９４の運動エネルギは作動ピストン
３６２に次いでプライマ３６６に効果的に伝達され、こ
れにより、十分な衝撃が確立されてプライマ３６６が点
火材料３７０従って推進剤３３４を点火する。その後イ
ンフレータ２７０の作用は、インフレータ１７０に関し
て上で説明したように継続する。理解され得るように、
保持ピン４０２は保持リング（図示せず）とすることが
できる。

【００８６】作動保持装置３７４及び作動ピストン３６
２の相互作用に基づき、多くの設計的な変形を用いるこ
とができることは理解されよう。例えば、作動ピストン
３６２を解放する力は、衝突する弾丸２９４に対して貯
蔵ガスを最初に解放する際に生ずる差圧とすることがで
き、また、保持ピン４０２以外の種々の他の保持装置を
用いることができるが、その場合には、そのような保持
装置が、衝撃プライマ３６６に対する運動エネルギの伝
達に悪影響を及ぼさないように、作動ピストン３６２を
十分に解放することが条件となる。

【００８７】弾丸２９４からプライマ３６６への運動エ
ネルギの伝達をより効果的にするために、作動保持装置
３７４に解放オリフィス４０６を設け、これにより、プ
ライマ３６６に向かう作動ピストン３６２の運動に対す
る抵抗を低減する。より詳細には、プライマホルダ３７
８／プライマ３６６と作動ピストン３６２との間の空気
又は他の気体が、解放オリフィス４０６を介して押し出
される。理解され得るように、解放オリフィス４０６は
必ずしも必要ではなく、その理由は、作動保持装置３７
４に摺動可能に係合する作動ピストン３６２の部分の間
には何等かの空隙が存在し、そのような空隙を介して上
述の如き空気及び／又は他の気体が逃げることができる
からである。

【００８８】理解され得るように、作動ピストン３６２
は、弾丸２９４による衝撃を受けた時に、かなり大きな
衝撃圧力を受ける。例えば、そのような圧力は、約２１
１乃至約３５２ｋｇ／ｃｍ²（約３，０００ｐｓｉ乃至
約５，０００ｐｓｉ）の範囲とすることができる。従っ
て、作動ピストン３６２は、このような衝撃に耐えるに
十分な厚みの受容部分３６０を備える。一実施例におい
ては、この厚みは約５．１ｍｍ乃至約１０．２ｍｍ（約
０．２インチ乃至約０．４インチ）の範囲であり、１０
１８スチールあるいは１７−４ＰＨのＳＳＴ等の材料
が、作動ピストン３６２の構造に用いられる。作動ピス
トン３６２のこれらの特性にもかかわらず、保持ピン４
０２を用いて作動ピストン３６２に係合させ該作動ピス
トンの位置を保持させるので、受容部分３６０の厚み
は、衝撃プライマ３６６への運動エネルギの伝達に殆ど
影響を及ぼさない。

【００８９】衝撃プライマ３６６の基本的な機能は、点
火材料３７０を点火させることである。しかしながら、
ガス発生器３２６の作用の間に、プライマ３６６が腐食
を受け、推進剤３３４の燃焼により発生するガスがプラ
イマ３６６を通過することを許容する。このように推進
剤のガスが漏洩することはいずれにしても、インフレー
タ２７０の性能の安定性に悪影響を及ぼす。しかしなが
らこのガスは、連続的なリムを有する突出部材３９８及
び該連続的なリムを有する突出部材３９８の内側に位置
する凹面形状の部分３６４を含むプライマ３６６に面す
る作動ピストン３６２の全領域に作用し、該ピストン３
６２を動かして以下に述べる封止機能をもたらすのが望
ましい。理解され得るように、凹面形状の部分３６４
を、連続的なリムを有する突出部材３９８が十分に伸び
てプライマ３６６に係合するのを許容する別の形状によ
って置き換えることができる。

【００９０】作動保持装置３７４は、保持装置の肩部４
１０を備えるのが望ましく、該肩部４１０は、作動ピス
トン３６２のピストン肩部４１４に係合してガス発生器
のハウジング３３０に対するシールを提供し、該シール
はガスのいかなる漏洩をも実質的に制限する。これらの
肩部４１０、４１４を画成するのを助けまたいかなる漏
洩する推進剤のガスが作用する十分な表面を提供するた
めに、プライマ３６６に面する作動ピストン３６２の断
面積は、弾丸２９４により係合される受容部分３６０の
断面積よりも大きいのが好ましい。従って、凹面形状の
部分３６４、連続的なリムを有する突出部材３９８、及
びこれらの間の領域は、プライマ３６６を通過するガス
の力が作用して作動ピストン３６２をプライマ３６６か
ら離れる方向に動かすための適宜な表面を提供する。作
動ピストン３６２がこのように移動すると、ピストンの
肩部４１４は保持装置の肩部４１０に圧接され、これに
よりこの領域においてガス発生器のハウジング３３０を
実質的に封止する。従って、インフレータ２７０の性能
はより安定しており、その理由は、ガス発生器の推進剤
のガスがガス発生器の出口３４６を介して導かれ、これ
により上述の態様の作動を行うからである。

【００９１】本発明に関する上述の記載は、例示及び説
明の目的で行ったものである。また上記記載は、本発明
を上に開示した形態に限定することを意図するものでは
ない。従って、上記開示、及び本発明に関連する技術並
びに知識の水準にある変形及び変更は、本発明の範囲に
入るものである。また上に説明した実施例は、本発明を
実施するための現在認識されている最良の態様を説明す
るために、また当業者が本発明を上述のあるいは他の実
施例において利用することを可能とするために、本発明
の特定の用途又は使用により必要とされる種々の変更例
と共に記載したものである。特許請求の範囲は、従来技
術により許される範囲において、代替的な実施例を含む
ものと解釈されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用の代表的な膨張式安全装置のブロック
ダイアグラムである。

【図２】本発明の単一機能弾丸の実施例と共に用いるこ
とのできる１つの形式のインフレータの長手方向の断面
図である。

【図３】弾丸の一実施例の斜視図である。

【図４】図３の弾丸の側面図である。

【図５】図３の弾丸の平面図である。

【図６】図３の弾丸の隣接面の交差部を示す図である。

【図７】図３の弾丸をその底部から見た場合の第２の斜
視図である。

【図８】図３の弾丸の底面図である。

【図９】本発明に用いるのに有用な離隔ディスクの好ま
しい構成を示す斜視図である。

【図１０】図９のディスクを線１０−１０に沿って示す
断面図である。

【図１１】単一機能弾丸の一実施例が通過した後の図９
の離隔ディスクを示す斜視図である。

【図１２】単一機能弾丸の他の実施例が通過した後の図
９の離隔ディスクを示す斜視図である。

【図１３】尖った先端及び該先端を形成するテーパ状の
滑らかな表面を有する弾丸の斜視図である。

【図１４】図１３の弾丸が通過した後の図９の離隔ディ
スクの予想される形状を示す斜視図である。

【図１５】図９の離隔ディスクに向けて発射される前の
単一機能弾丸の一実施例の側面図である。

【図１６】図９の離隔ディスクに最初に接触してこれを
穿刺する際の単一機能弾丸の一実施例の側面図である。

【図１７】図９の離隔ディスクを完全に穿刺しこれを貫
通した後の単一機能弾丸の一実施例の側面図である。

【図１８】本発明の他の実施例による二機能弾丸を用い
たインフレータの長手方向の断面図である。

【図１９】二機能弾丸が圧力容器の封止部を貫通した後
の図１８のインフレータの断面図である。

【図２０】二機能弾丸が気体発生器の作動部分に衝突し
た後の図１８のインフレータの断面図である。

【図２１】図１８のインフレータの作用の例示的な性能
曲線であって、膨張の間の圧力容器の中の圧力変動を示
している。

【図２２】図１８のインフレータの作用の例示的な性能
曲線であって、インフレータと相互に接続された固定壁
型の容器の圧力発生速度を示している。

【図２３】本発明の点火アセンブリの一実施例を用いた
気体発生器の断面図である。

【図２４】係留ピンにより係合されている作動ピストン
の拡大断面図である。

【図２５】弾丸の頭部に比較して直径が減少されている
本体を有する弾丸の実施例の側面図である。

【符号の説明】

２２ 膨張式安全装置 ３０ インフレー
タ ３４ ハウジング ３８ 離隔ディス
ク ５８ 作動アセンブリ ７４ 点火源 ８２ 弾丸 １１０ ガス発生
器 １４６ 推進剤 １５８ 包囲体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・ジェイ・バット アメリカ合衆国コロラド州80121，リトル トン，サウス・クック・ウェイ 6581 (72)発明者 ブレント・エイ・パークス アメリカ合衆国コロラド州80111，イング ルウッド，サウス・マコン・ウェイ 6153

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体を供給するための装置において、 気体を保有するための容器手段と、 前記容器手段に接続され、推進剤手段を含む気体発生手
   段と、 閉鎖手段と、 前記閉鎖手段を開放させると共に、前記気体発生手段に
   衝撃を与えて前記推進剤手段を点火させる推進体手段と
   を備える装置。
2. 【請求項２】 請求項１の装置において、 前記気体発生手段が、前記推進体手段にほぼ整合する可
   撓性の部材を備えることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】 請求項２の装置において、 前記気体発生手段が、複数のプライマを備え、また前記
   可撓性の部材が、前記推進体手段に面する凸面形状の部
   分と、前記複数のプライマに整合する衝撃リングとを備
   えることを特徴とする装置。
4. 【請求項４】 請求項１の装置において、 前記気体発生手段は、前記閉鎖手段が前記推進体手段に
   より開放された時に、最初は前記閉鎖手段から離れる方
   向に気体を導くように位置決めされた出口手段を備える
   ことを特徴とする装置。
5. 【請求項５】 請求項１の装置において、 更に導火線手段及び空所手段を備え、前記導火線手段の
   少なくとも一部が前記空所手段の中に位置していること
   を特徴とする装置。
6. 【請求項６】 請求項１の装置において、 前記推進体手段が、弾丸及びガイド手段を備え、該ガイ
   ド手段は、前記弾丸が前記気体発生手段に衝撃を与えた
   時に、前記弾丸の少なくとも一部が前記ガイド手段の中
   に保持されるような長さを有することを特徴とする装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１の装置において、 更に所定の方向とは反対方向に流れる推進剤の気体の流
   れを実質的に低減する封止手段を備えることを特徴とす
   る装置。
8. 【請求項８】 請求項７の装置において、 前記封止手段は、前記ハウジング手段に接続された作動
   支持手段を備え、該作動支持手段は第１の封止部分を有
   し、前記気体発生手段は第２の封止部分を有し、前記第
   １の封止部分は前記第２の封止部分に係合可能であり、
   これにより、発生した気体が力を発揮し、前記第１の封
   止部分と前記第２の封止部分の間に実質的な封止的な係
   合を提供する助けをすることができるように構成された
   装置。
9. 【請求項９】 請求項１の装置において、 前記気体発生手段がピストン手段を備え、該ピストン手
   段は前記推進体手段により係合可能な第２の部分の断面
   積よりも大きい断面積の第１の部分を有することを特徴
   とする装置。
10. 【請求項１０】 請求項１の装置において、 前記推進体手段が、頭部及び本体を備え、前記頭部の最
    大直径が、該頭部に隣接する前記本体の部分の最大直径
    よりも大きいことを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 気体を供給するための方法において、 容器手段の中に気体源を収容する段階と、 推進体手段を閉鎖手段を通して推進させ、前記容器手段
    からの気体流通路を提供する段階と、 前記推進体手段により気体発生手段に衝撃を与え、前記
    気体発生手段の中に収容される推進剤手段を点火して推
    進剤の気体を発生させる段階とを備える方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１の方法において、 前記衝撃を与える段階が、推進剤の気体を最初は前記流
    通路から離れる方向に導く段階を含むことを特徴とする
    方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１の方法において、 前記衝撃を与える段階が、前記気体発生手段の少なくと
    も一部を封止し、これにより、ある所定の方向とは実質
    的に反対方向への推進剤の気体の流れを実質的に低減す
    る段階を含むことを特徴とする方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３の方法において、 前記封止する段階が、推進剤の気体を用いて前記気体発
    生手段の部分の間に封止的な係合を提供する助けを行う
    段階を含むことを特徴とする方法。