JPH05294205A - ガス発生装置 - Google Patents

ガス発生装置

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JPH05294205A
JPH05294205A JP4358883A JP35888392A JPH05294205A JP H05294205 A JPH05294205 A JP H05294205A JP 4358883 A JP4358883 A JP 4358883A JP 35888392 A JP35888392 A JP 35888392A JP H05294205 A JPH05294205 A JP H05294205A
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JP
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gas
housing
propellant
baffle
generator
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JP4358883A
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Andrew C Nguyen
シー．ヌグイエン アンドリュー
Randel L Hoskins
エル．ホスキンズ ランデル
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Automotive Systems Laboratory Inc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R21/264—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous generation of gas, e.g. pyrotechnic
    • B60R21/2644—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous generation of gas, e.g. pyrotechnic using only solid reacting substances, e.g. pellets, powder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/04—Blasting cartridges, i.e. case and explosive for producing gas under pressure

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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 エアーバッグ膨張装置に適当な成分を有する
冷たい、清浄なガスを発生するように、冷却し濾過する
段階を組み込んだガス発生装置を提供する。 【構成】 複数の小さな開口７０を有する推進薬容器５
０と、この中に装填された推進薬５１と、点火する手段
と、推進薬容器５０との間にガスを放出するための複数
の開口１１０を有するバッフル筐体１００と、複数のガ
ス放出オリフィス１４を有する発生装置ハウジング１２
と、バッフル筐体と発生装置ハウジングとの間に配置さ
れた最終冷却液スクリーン１２０，１２２，１２４とを
含んで構成され、発生したガスが筺体の内壁面に衝突し
次にその内壁面に沿って開口へ、次にスクリーンを通し
て放出オリフィスへ向けて流れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエアーバッグ膨張装置から供給
されるガス成分は、有害なものを回避する厳重な要求を
受けている。一般に、固体推進薬を使用するガス発生装
置は許容し得ない副産物を発生してしまう。この副産物
はガス発生装置を出る前にガス流から除去されねばなら
ない。固体推進薬の燃焼で高温度が発生するので、非許
容副産物の多くは液体またはガスとなる。これらの非許
容副産物は、それらの望ましくない副産物が濾過できる
固体に変換されるか、ガス発生装置の冷えた面に接触し
て凝固するような液体に変換される温度にまで冷却され
なければ、除去するのが困難である。
【０００３】上述した問題を解決する従来の試みは、高
温の推進薬ガスを直接に冷却液／フィルターの質量体内
に導き、１段階において望ましくない固体や液体の副産
物が除去される温度にまで急速にガスを冷却することで
あった。しかしながらこの方法によれば、ガスの急速冷
却は、望ましくないガスが許容できないほどの高レベル
にしてしまうようにして、推進薬燃焼生成物を安定化さ
せるという問題が生じている。
【０００４】例えばエアーバッグ膨張装置において、発
生ガス中のＮＯおよびＣＯは低レベルであるべきことが
指定されている。Ｎ、ＣおよびＯを含有する化学量論的
な推進薬が燃焼されるとき、生成されるＮＯおよびＣＯ
の量は推進薬の燃焼温度の関数となる。温度が高くなれ
ばなるほど、多量のＮＯおよびＣＯが形成されることに
なる。従来装置においてガス反応速度が本質的にゼロと
なるまで低下されるような燃焼温度にまでガスが１段階
で急冷されるならば、結果的な推進薬の燃焼温度の平衡
状態によって許容できないほどに高いＣＯおよびＮＯレ
ベルが生じることになる。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、望
まれる発生ガス特性を達成するように冷却し濾過する段
階を組み込んだガス発生装置を使用して、前述した問題
を解決する概念を提供することである。各段の間に十分
な滞留時間を取ることにより、ＣＯおよびＮＯの平衡状
態は比較的低い許容できるＣＯおよびＮＯ濃度となるよ
うに変化されることができるのである。本発明の好まし
い実施例においては、複数段階における推進薬燃焼ガス
の冷却は、ガスを半径方向および円周方向に交互に流す
ことによって達成される。しかしながらこの概念は軸線
方向流れのガス発生装置にも適用できる。
【０００６】
【課題を達成するための手段】更に詳しくは、始動信号
を入力することにより、始動装置すなわち導火装置が固
体推進薬を点火する。この推進薬は急速燃焼して、ガ
ス、液体および固体の生成物を発生する。この発生され
た推進薬ガスが推進薬チューブの内部を加圧する。推進
薬チューブの内部圧力が予め定めたレベルに達すると、
その内側の爆発フォイルが破裂して、推進薬ガスが推進
薬チューブの穿孔された壁部を通して急速に外部へ流れ
出て、スラッギング（ｓｌａｇｇｉｎｇ）スクリーンを
通して周囲の空気室すなわちプレナムの中に流れ込むよ
うにすることができる。このプレナムはバッフルチュー
ブによって形成されている。燃焼生成物を中間的な温度
にまで冷却する最初の冷却は、燃焼生成物がスラッギン
グスクリーンを通過する際に行われる。凝固点の高い副
産物および固体副産物はこのスラッギングスクリーンに
よって最初に濾過される。ガスはプレナム内でバッフル
チューブ壁に対する熱伝達によって更に冷却される。更
に、固体の除去はバッフルチューブの半径方向内側の壁
面の衝突板によって達成される。プレナムの寸法は、プ
レナム内のガス温度が低いことと関連して、ＣＯおよび
ＮＯ濃度が比較的低い平衡濃度状態となる方向へ変化で
きるような十分に長い平均滞留時間を与えるように、設
計される。
【０００７】しかる後に推進薬ガスは、第１の円周方向
それに続き半径方向に移動した後、軸線方向に整合され
ている周囲のバッフルチューブの比較的大きな開口を通
してプレナムから出る。次にこの推進薬ガスはバッフル
チューブの回りを取り巻いている冷却スクリーンに流入
し、スクリーンを通じて反対側に円周方向へ流れて放出
オリフィスへ向かう。これらのオリフィスはバッフルチ
ューブの開口から発生装置ハウジングの反対側に配置さ
れている。
【０００８】前述した経路を通してガスが流れる際、そ
れらは比較的ゆっくりと冷却され、ＣＯおよびＮＯを更
に低い状態へ向けて変化させる。冷却スクリーンはガス
を望まれる出口温度にまで冷却し、流れに含まれている
あらゆる残留した凝縮可能な液体もしくは固体の推進薬
副産物を濾過する。
【０００９】しかる後に推進薬ガスはガス発生装置から
そのハウジングのオリフィスを通して半径方向へ放出さ
れる。弾道学的な要求によって、オリフィスは爆発シム
によってシールされることもされないこともできる。
【００１０】
【実施例】図面に見られるように、本発明の例示的構造
の実施例によるガス発生装置１０は、例えばアルミニウ
ム鍛造体であるハウジング１２を含む。このハウジング
１２は複数のガス放出オリフィス１４を備えている。こ
れらのオリフィスはこの実施例では長手方向の２つの列
に沿って配置されている。これらの列は互いに対して円
周方向に約３０°ほど間隔を隔てられている。ハウジン
グ１２は一端に一体形成されている蓋１６を有し、ま
た、他端１８において開口し、端部蓋２０を受け止める
ようになされている。端部蓋２０は中央穴２２を有し、
通常の導火装置２４を受け入れるようになされている。
導火装置２４は一対の電線２６および２８を備えてお
り、内部に装填されている爆発性物質を電気的に点火す
るのを容易にしている。
【００１１】端部蓋２０はＯ−リング溝３０を備えてお
り、通常のＯ−リングを受け入れてハウジング１２のシ
ール性を保証している。ハウジング１２の端部１８は端
部蓋２０を回り込んで再び入り込むように折り曲げら
れ、端部蓋２０をハウジング１２の内部肩部３４に対し
て機械的に保持するようになされている。導火装置２４
はブッシュ３６によって端部蓋２０内に固定されてい
る。このブッシュは端部蓋２０の補完的穴の中に受け入
れられる。端部蓋２０における軸線方向外側の端部４０
は内方へ折り曲げられてブッシュ３６をその補完穴３８
の中に固定するようになされている。
【００１２】円筒形の推進薬チューブ５０は複数の推進
薬粒５１を内部に支持している。チューブ５０は一端部
５２が端部蓋２０の補完的円筒ボス５４に支持され且つ
また伸縮できるようになされている。また、他端部５６
は端部クリップ６０の補完的円形凹部５８内に配置され
ている。クリップはハウジング１２の閉じた端部１６に
対して着座されている。
【００１３】推進薬チューブ５０は複数の比較的小さな
開口７０を千鳥配列で備えており、チューブ５０の約２
５〜４０％がこの応用例における要求条件によって規定
されているように開口するようになされている。本発明
の実施例におけるこの開口７０は直径が１．６ｍｍ
（０．０６３インチ）である。推進薬チューブ５０の内
側には爆発フォイル７２が備えられており、これは推進
薬チューブ５０の内部に配置された推進薬粒５Ｉを通じ
て圧力の蓄積およびフレームアウト伝播を容易にしてい
る。推進薬チューブ５０は第１フィルタースクリーン７
４に取り囲まれている。この第１フィルタースクリーン
は１つ以上の２０メッシュワイヤー層を含んで構成され
ている。ワイヤー径は０．５８４ｍｍ（０．０２３イン
チ）である。
【００１４】本発明の特徴によれば、バッフルチューブ
１００が推進薬チューブ５０の近くに、このスラッギン
グスクリーン７４に対して半径方向に間隔を隔てられ
て、伸縮可能に配置される。このバッフルチューブ１０
０の一端部１０２は端部クリップ６０により支持されて
いる。また、バッフルチューブ１００の他端部１０４は
半径方向外方へ延在し、ハウジング１２の内壁面１０６
に係合していて、バッフルチューブ１００を内壁面およ
び推進薬チューブ５０に対して半径方向に位置付けする
ようになされている。バッフルチューブ１００はスラッ
ギングスクリーン７４から半径方向外方へ空気室すなわ
ちプレナム１０８を形成している。
【００１５】バッフルチューブ１００は複数の比較的大
きな開口１１０を備えている。これらの開口は互いに軸
線方向に整合され、約１００゜の円弧にわたって延在さ
れている。バッフルチューブ１００の開口１１０はハウ
ジング１２の放出オリフィス１４に対して直径方向反対
側に配置されている。この理由が説明される。
【００１６】バッフルチューブ１００は複数の最終フィ
ルター冷却液スクリーン１２０，１２２および１２４で
取り囲まれている。これらのスクリーンは、例えばそれ
ぞれ０．８８９ｍｍ（０．０３５インチ）のワイヤーの
１０メッシュスクリーン１２０、０．５８４ｍｍ（０．
０２３インチ）のワイヤーの２０メッシュスクリーン１
２２および０．８８９ｍｍ（０．０３５インチ）のワイ
ヤーの１０メッシュスクリーン１２４で構成される。３
つの冷却液スクリーン１２０、１２２および１２４は円
周方向に同延とされ、約２７０°の円弧にわたって延在
している。こうしてスクリーン１２０、１２２および１
２４に形成された９０°の開口は、ハウジング１２のオ
リフィス１４と半径方向に整合されて配向されている。
他の方法で説明すれば、スクリーン１２０、１２２およ
び１２４の中央位置はバッフルチューブ１００の開口１
１０と半径方向に整合されて配置されている。従って、
推進薬チューブ５０を出たガスは開口７０を通り、取り
囲んでいるスラッギングスクリーン７４を通して、この
スラッギングスクリーン７４とバッフルチューブ１００
の半径方向の内壁面との間に形成されているプレナム１
０８に流入する。このガスの流れに含まれる液体および
固体の両方がバッフルチューブ１００の半径方向の内壁
面に付着し、または別の言葉で言えば衝突して濾過され
る。しかる後このガスはバッフルチューブ１００の半径
方向の内壁面に沿って開口１１０へ向けて円周方向に流
れ、次にバッフルチューブ１００の開口１１０を通して
半径方向外方へ流れ、次にハウジング１２の内壁面の内
側でバッフルチューブ１００を取り囲むスクリーン１２
０、１２２および１２４内をバッフルチューブ１００の
円周方向へ流れて、ハウジング１２のオリフィス１４を
通して流出する。
【００１７】前述から本発明のガス発生装置は発生した
ガスを段階的に冷却し、時間および温度の両方の状態を
制御して、いっそう良好な状態、例えば低いＣＯおよび
ＮＯレベル、に変化するようになす。本発明のガス発生
装置は冷たい、清浄な無害のガスが要求される多くの応
用例を有する。本発明は自動車用エアーバッグの応用例
に関して開示されたが、本発明は他の応用例において使
用できることは明白である。
【００１８】本発明の好ましい実施例が開示されたが、
本発明は特許請求の範囲の欄に記載した範囲から逸脱す
ることなく仮することが可能であることが認識されねば
ならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガス発生装置の側面立面図。
【図２】図１の線２−２に沿う横断面図。
【図３】図１の線３−３に沿う横断面図。
【符号の説明】
１０ ガス発生装置 １２ ハウジング １４ 放出オリフィス ２０ 端部蓋 ２４ 導火装置 ２６，２８ 電線 ３２ Ｏ−リング ３６ ブッシュ ５０ 推進薬チューブ ５１ 推進薬粒 ５４ ボス ６０ クリップ ７０ 小さい開口 ７２ 爆発フォイル ７４ フィルタースクリーンすなわちスラッギングスク
リーン １００ バッフルチューブ １１０ 開口 １２０，１２２，１２４ 最終フィルター冷却液スクリ
ーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランデル エル．ホスキンズ アメリカ合衆国ワシントン州ボセル，ワン ハンドレッド アンド フィフス アベニ ュー 14212

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の比較的小さな開口を有する推進薬
    容器と、 前記推進薬容器の中の推進薬と、 前記推進薬を点火する手段と、 前記推進薬容器との間にプレナムを形成するように間隔
    をおいてその近くに配置され、ガスを放出するための複
    数の局部的に位置付けられた開口を有するバッフル筐体
    と、 前記バッフル筺体に対して間隔をおいてその近くに配置
    され、前記筐体の開口とは反対側に複数の局部的に位置
    付けられたガス放出オリフィスを有する発生装置ハウジ
    ングと、 前記バッフル筺体とこれに並置されている発生装置ハウ
    ジングとの間に配置された最終冷却液スクリーンと、 これにより前記推進薬容器の内部で発生したガスが前記
    バッフル筐体の内壁面に当たるように前記プレナムを通
    して流れ、前記ガスは次に前記バッフル筺体の内壁面に
    沿ってその開口に向かって流れ、次に前記バッフル開口
    を通して外方へ流れ、次に前記スクリーンを通して前記
    発生装置ハウジングに形成されている放出オリフィスへ
    向けて流れるように強制される、ことを含んで構成され
    たことを特徴とするガス発生装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載されたガス発生装置であ
    って、前記推進薬容器すなわちチューブの外部の近くに
    配置された第１フィルタースクリーンを含むことを特徴
    とするガス発生装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載されたガス発生装置であ
    って、前記推進薬容器すなわちチューブの内部に爆発フ
    ォイルを含むことを特徴とするガス発生装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載され、たガス発生装置で
    あって、前記バッフル筺体すなわちチューブの開口が約
    １００°の円弧に沿って延在することを特徴とするガス
    発生装置。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載されたガス発生装置であ
    って、前記最終冷却液スクリーンが約２７０°の円弧に
    わたって延在し、また、その円周方向の中央位置が前記
    バッフル筐体すなわちチューブの開口と半径方向に整合
    されることを特徴とするガス発生装置。
  6. 【請求項６】 複数の比較的小さな開口を有する推進薬
    容器と、 前記推進薬容器の中の推進薬と、 前記推進薬を点火する手段と、 前記推進薬容器との間にプレナムを形成するように間隔
    をおいてその近くに配置され、ガスを放出するための複
    数の局部的に位置付けられた開口を一方の側に有するバ
    ッフル筺体と、 前記バッフル筺体に対して間隔をおいてその近くに配置
    され、前記筐体の開口とは反対側に複数の局部的に位置
    付けられたガス放出オリフィスを有する発生装置ハウジ
    ングと、 前記バッフル筺体とこれに接近して並置されている発生
    装置ハウジングとの間に配置された冷却液スクリーン
    と、 これにより前記推進薬容器の内部で発生したガスが前記
    バッフル筐体の内壁面に当たるように前記プレナムを通
    して半径方向に流れ、前記ガス手段は次に前記プレナム
    を通して前記バッフル筐体の内壁面に沿ってその開口に
    向かって流れ、次に前記スクリーンを通して前記発生装
    置ハウジングに形成されている放出オリフィスへ向けて
    流れるように強制される、ことを含んで構成されたこと
    を特徴とするガス発生装置。
JP4358883A 1991-12-09 1992-12-09 ガス発生装置 Pending JPH05294205A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US07/803,530 US6379627B1 (en) 1991-12-09 1991-12-09 Gas generator
US803530 1991-12-09

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ID=25186752

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EP (1) EP0546791B1 (ja)
JP (1) JPH05294205A (ja)
KR (1) KR930019466A (ja)
AU (1) AU2994992A (ja)
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