JPH07195997A

JPH07195997A - 乗物乗員用の膨張可能な拘束手段の膨張装置

Info

Publication number: JPH07195997A
Application number: JP6309085A
Authority: JP
Inventors: Ernst M Faigle; アーンスト・エム・フェイグル
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1995-08-01
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: DE4444319A1; US5460406A; JP2643881B2; DE4444319C2

Abstract

(57)【要約】【目的】エアバッグのような乗物乗員用の膨張可能な
拘束手段を膨張させるインフレータ組立体を提供するこ
と。【構成】乗物乗員用の拘束手段１２を膨張させるイン
フレータ組立体１０は、可燃性ガス混合体を収容する貯
蔵チャンバ１８を有する圧力容器１４を備えている。着
火性材料１２２は、燃焼するとき、貯蔵チャンバ１８内
の可燃性ガス混合体を着火させる。貯蔵チャンバ１８
は、軸線６１と、該軸線６１に沿ってある距離だけ互い
に離間された第一及び第二の両端と、該軸線６１に沿っ
た全ての位置における略円形の断面形状とを備えてい
る。貯蔵チャンバ１８は、該貯蔵チャンバ１８の最大の
断面直径に対する貯蔵チャンバ１８の両端間の距離の比
が０．７５乃至１．２５の範囲であるような形状をして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアバッグのような乗
物乗員用の膨張可能な拘束手段を膨張させるインフレー
タ組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアバッグのような乗物乗員用の膨張可
能な拘束手段を膨張させるインフレータ組立体は、該拘
束手段を膨張させるガスを貯蔵する圧力容器を備えてい
る。かかるインフレータ組立体は、１９９１年９月１８
日付けで出願され、ＴＲＷ・ビークル・セーフティ・シ
ステムズ・インコーポレーテッド（ＶｅｈｉｃｌｅＳ
ａｆｔｙＳｙｓｔｅｍｓＩｎｃ．）に譲渡された、
「乗物乗員用の拘束手段の膨張装置（Ａｐｐａｒａｔｕ
ｓｆｏｒＩｎｆｌａｔｉｎｇａＶｅｈｉｃｌｅ
ＯｃｃｕｐａｎｔＲｅｓｔｒａｉｎｔ）」という名
称の係属中の米国特許出願第７６１，６８５号の明細書
に開示されている。この係属中の特許出願に開示された
インフレータ組立体は、可燃性ガス混合体を保持する圧
力容器を備えている。該インフレータ組立体は、乗物の
衝突が生じたことを示すある大きさの乗物の減速度に応
答して作動し、乗物乗員用の拘束手段を膨張させる。こ
のように、インフレータ組立体が作動したとき、圧力容
器内の可燃性ガス混合体が着火される。次に、ガス混合
体の燃焼による熱により圧力容器内のガス圧力が増大す
る。その増大するガス圧力が所定の高圧に達すると、そ
の圧力は、破断ディスクを破断して、圧力容器を開放さ
せる。次に、高圧にて圧力容器から外方に流動し、乗物
乗員用の拘束手段内に入るガスにより乗物乗員用の拘束
手段が膨張する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
るエアバッグのような乗物乗員用の膨張可能な拘束手段
を膨張させるインフレータ組立体の改良を実現すること
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、エアバ
ッグのような乗物乗員用の膨張可能な拘束手段を膨張さ
せるインフレータ組立体は、圧力容器手段と、着火装置
手段と、導入手段とを備えている。圧力容器手段は、可
燃性のガス混合体を保持する貯蔵チャンバを形成する。
着火装置手段は、該貯蔵チャンバ内の可燃性ガス混合体
に着火することにより、貯蔵チャンバ内のガス圧力を増
大させる。導入手段は、ガスを案内して圧力容器手段か
ら乗物乗員用の拘束手段内に流動させる。

【０００５】該貯蔵チャンバは、軸線と、該軸線に沿っ
たある距離だけ互いに離間された第一及び第二の両端
と、該軸線に沿った全ての位置における略円形の断面形
状とを備えている。該貯蔵チャンバは、その貯蔵チャン
バの最大の断面直径に対する該貯蔵チャンバの両端間の
距離との比が０．７５乃至１．２５の範囲となるような
形状をしている。

【０００６】本発明の第一の好適な実施例において、該
貯蔵チャンバは、円筒形の形状であり、その両端間の長
さはその直径に等しい。本発明の第二の好適な実施例に
おいて、該貯蔵チャンバは球状の形状をしている。この
ため、該貯蔵チャンバの両端間の距離は、貯蔵チャンバ
の直径に等しい。

【０００７】貯蔵チャンバは、該貯蔵チャンバの全容積
を通じて均一にガス混合体の燃焼を促進し得るような形
状に設計されているから、本発明に従って形成されたイ
ンフレータ組立体は、乗物乗員用の拘束手段を効率的に
膨張させる。このため、貯蔵チャンバ内のガス混合体
は、効率良く加熱及び加圧される。その結果、乗物乗員
用の拘束手段を所定の速度で膨張させるためにガス混合
体が必要とする最初の可燃性ガスの量は少なくて済み且
つ／又は、最初の貯蔵圧力がより少なくて済む。

【０００８】

【実施例】本発明の上記及びその他の特徴は、当業者が
添付図面に関する以下の詳細な説明を参照することによ
り、明らかになるであろう。

【０００９】本発明の第一の実施例を構成するインフレ
ータ組立体１０は、図１に概略図で示してある。該イン
フレータ組立体１０は、図面に示した本発明の好適な実
施例において、エアバッグ１２である乗物乗員用の膨張
可能な拘束手段を備えている。該インフレータ組立体１
０は、エアバッグ１２が図１に示すように、折り畳んだ
状態で格納された不作動状態を有する。また、該インフ
レータ組立体１０は、図６に示すように、エアバッグ１
２を膨張させた作動状態を有する。インフレータ組立体
１０は、乗物の衝突が生じたことを示す少なくとも所定
の大きさの乗物の減速度に応答して作動する。次に、エ
アバッグ１２は、格納した折り畳み状態から膨張して膨
張状態になり、この膨張状態にて、乗物乗員の動きを拘
束し、乗員が乗物の部分に強くぶつからないように保護
する。

【００１０】インフレータ組立体１０は、圧力容器１４
であることが望ましい膨張流体源を更に備えている。該
圧力容器１４は、タンク部材１５と、アクチュエータ組
立体１６とを備えている。これらのタンク部材１５及び
アクチュエータ組立体１６は、共に、エアバッグ１２を
膨張させるガスのような膨張流体を保持する密封した貯
蔵チャンバ１８を形成する。該アクチュエータ組立体１
６は、乗物の衝突が生じたことを示す少なくとも所定の
大きさの乗物の減速度が発生したとき、圧力容器１４を
開放して、膨張流体を貯蔵チャンバ１８から解放する。

【００１１】該タンク部材１５は、略円筒形の側壁部分
２０と、略円形の第一の端部壁部分２２と、略円形の第
二の端部壁部分２４とを備えている。該タンク部分１５
の第一の端部壁部分２２は、該第一の端部壁部分２２を
貫通して伸長する開口部を形成する環状の内縁面２６を
備えている。タンク部材１５の第二の端部壁部分２４
は、同様に第二の端部壁部分２４を貫通して伸長する開
口部を形成する環状の内縁面２８を備えている。第二の
端部壁部分２４の開口部に端部キャップ３０がきちっと
受け入れられている。溶接部３２が、縁面２８と端部キ
ャップ３０との間で膨張流体が貯蔵チャンバ１８から漏
洩するのを防止する。端部キャップ３０は、膨張流体を
貯蔵チャンバ１８内に導入するための通路（図示せず）
を備えている。貯蔵チャンバ１８に所望の圧力の膨張流
体が充填された後、端部キャップ３０の通路を閉じる。
また、該端部キャップ３０は、貯蔵チャンバ１８内の流
体圧力を監視し、その流体圧力が所定のレベル以下に低
下したときに、乗物乗員に警告を発する従来の圧力スイ
ッチ（図示せず）を含むことも出来る。

【００１２】貯蔵チャンバ１８内の膨張流体は、可燃性
ガス混合体を備えることが望ましい。この貯蔵チャンバ
１８内の可燃性ガス混合体は、エアバッグ１２を膨張さ
せるガスの大部分を構成する一次ガスと、着火したとき
に該一次ガスを加熱する可燃性ガスとを含んでいる。こ
のガス混合体は、均質な気体状の形態にある。一次ガス
は、可燃性ガスの燃焼を促進する酸化ガスと、エアバッ
グ１２を膨張させる不活性ガスとを含むことが望まし
い。一次ガスは、空気、又は空気と不活性ガスとの混合
体を含むことが出来る。不活性ガスは、窒素、アルゴ
ン、又は窒素とアルゴンとの混合体であつてもよい。一
次ガスは空気であり、酸化ガスは空気中の酸素であるこ
とが望ましい。可燃性ガスは、水素、メタン又は水素と
メタンとの混合体としてもよい。可燃性ガスは、水素で
あることが望ましい。このガス混合体の典型的な組成
は、容積比で約１２％が水素、容積比で８８％が空気で
ある。このガス混合体は、約２，５００ｐｓｉの圧力で
貯蔵チャンバ１８内に貯蔵されているが、別の圧力で貯
蔵チャンバ１８内に貯蔵することも可能である。

【００１３】アクチュエータ組立体１６は、マニホルド
４０を備えている。該マニホルド４０は、略円筒形の側
壁４４と、該側壁４４の一端にある略円形の閉塞壁４６
と、側壁４４の他端にある略円形の外壁４８とを備えて
いる。マニホルド４０の側壁４４は、タンク部材１５の
第一の端部壁部分２２の開口部内にきちっと受け入れら
れている。溶接部４９が縁面２６と側壁４４との間でガ
スが貯蔵チャンバ１８から漏洩するのを防止する。複数
のガス流動開口部５０は、側壁４４を貫通して伸長して
いる。

【００１４】閉塞壁４６は、予め形成した中央の破断部
分５８と、環状の縁部分６０とを備えており、その双方
の中心は軸線６１の上にある。図２に拡大して詳細に示
すように、縁部分６０は、外側面６２と、環状縁部６５
が破断部分５８に外接する内側面６４とを備えている。
該破断部分５８は、外側面６６と、円形の周縁部６９が
縁部分６０の環状縁部６５に接続する内側面６８とを備
えている。これらの縁部６５、６９は収斂して、閉塞壁
４６の材料内に応力ライザー部分を形成し、この応力ラ
イザー部分は破断部分５８を縁部分６０に相互に接続す
る。このように、縁部分６５、６９の接続部分は、リン
グ状の境界部を形成し、閉塞壁４６の破断部分５８はこ
の境界部分にて縁部分６０から破断することが出来る。

【００１５】上述のように、貯蔵チャンバ１８がガスの
混合体で一杯になると、貯蔵ガス混合体の圧力は、閉塞
壁４６の破断部分５８の内側面６８に対し軸方向外方に
作用する。これと同時に、外気の圧力が破断部分５８の
外側面６６に対し軸方向内方に作用する。その結果、貯
蔵ガス混合体の圧力と外気の圧力との気体圧力の差が該
破断部分５８に加わる。貯蔵ガス混合体の圧力は、外気
圧よりも高圧であるため、この気体圧力の差の結果、破
断部分５８を軸方向外方に動かす圧力が生じる。破断部
分５８を縁部分６０に相互に接続する応力ライザー部分
を備える閉塞壁４６の材料は、圧力の力が所定の高圧レ
ベルに達したときに軸方向外方に作用する圧力の力に起
因する応力によって破断するように設計されている。

【００１６】アクチュエータハウジング７０は、マニホ
ルド４０内に支持されている。該アクチュエータハウジ
ング７０は、軸線６１に上にその中心がある管状部材で
ある。該アクチュエータハウジング７０は、基部分７２
と、ガイド部分７３とを備えている。該基部分７２は、
円筒形の基部区画室７６を形成するねじ付き内面７４を
備えている。該ガイド部分７３は、環状の端面７８と、
平滑な円筒形内面７９とを備えている。環状の端面７８
は、円形の開口部８０を形成する。円筒形の内面７９
は、基部区画室７６からガイド部分７３を通って開口部
８０まで軸方向に伸長するガイド通路８２を形成する。
適当なテープ片８３が環状の端面７８に接着剤で接続さ
れて、開口部８０を覆い且つ密封している。

【００１７】図２に更に詳細に示すように、導火爆管９
０がアクチュエータハウジング７０内に支持されてい
る。該導火爆管９０は、円筒形のケーシング９２を備え
ている。該ケーシング９２は、ねじ付きの外面９４を有
し、また、導火爆管９０の前端にて開口部を形成する環
状の前端面９６を有している。一対の導電性ピン９８が
ケーシング９２内に伸長している。ケーシング９２は、
密閉密封された外包体１０２内に火工爆薬１００を保持
している。火工爆薬１００は、ピン９８の間で導火爆管
９０に電流が流れたときに着火する。火工爆薬１００
は、ＺｒＫＣｌＯ₄であることが望ましいが、導火爆管
９０内にその他の公知の火工爆薬材料を使用することが
出来る。導火爆管９０内の火工爆薬１００が着火される
と、燃焼生成物が発生して、この燃焼生成物が外包体１
０２を破断させ、密閉シールを開放し、導火爆管９０の
前端面９６の開口部から放出される。

【００１８】ケーシング９２は、アクチュエータハウジ
ング７０の基部区画室７６内にねじ込まれ、前端面９６
の開口部がガイド通路８２を向いている。このため、導
火爆管９０は、火工爆薬１００からの燃焼生成物を軸線
６１に沿って伸長する方向に向けてガイド通路８２内に
導入し得るようにアクチュエータハウジング７０により
支持されている。

【００１９】また、図２に示すように、アクチュエータ
組立体１６は、発射体部材の形態をした可動容器１０４
を更に備えている。該可動容器１０４は、円筒形の外側
面１１０と、環状の後端面１１２と、円錐形の前端面１
１４とを備えている。円錐形の前端面１１４は、円筒形
の外側面１１０から伸長して離れ、可動容器１０４の尖
鋭な先端部分１１５を形成する。

【００２０】該可動容器１０４は、円筒形の内面１１６
と、円形の内面１１８とを更に備えている。これらの内
面１１６、１１８は、外側面１１０と同軸状であり、共
に、可動容器１０４内に区画室１２０を形成する。該区
画室１２０は、円筒形の形状であり、環状の後端面１１
２の開放端と、円形の内面１１８の閉塞端とを備えてい
る。

【００２１】可動容器１０４内の区画室１２０内には、
着火性材料１２２が収容されている。この着火性材料１
２２は、ＢＫＮＯ₃であることが望ましいが、火工爆薬
１００と同様に、その他の公知の材料をその代替物とし
て使用することも可能である。着火性材料１２２は、区
画室１２０を満たし、このため、その面１２４は区画室
１２０の開放端を横断して伸長している。着火性材料１
２２は（着火性材料１００と同様に）、水分のような周
囲の条件から保護することが望ましい。かかる保護は、
区画室の開放端にて面１２４を覆う外殻、又はワックス
被覆（その何れも図示せず）の性質のキャップ又はカバ
ーで行うことが出来る。

【００２２】インフレータ組立体１０が図１に示した不
作動位置にあるとき、可動容器１０４は、アクチュエー
タハウジング７０内に位置している。具体的には、可動
容器１０４は、アクチュエータハウジング７０のガイド
部分７３内のガイド通路８２内に同軸状にきつく受け入
れられた不作動位置にある。可動容器１０４がその不作
動位置に配置されているとき、可動容器１０４の円筒形
外側面１１０は、ガイド部分７３の円筒形内面７９に解
放可能な締まり嵌め状態できつく受け入れられる。この
締り嵌めは、アクチュエータハウジング７０のガイド部
分７３を圧着することにより、又はシャーピン等により
補強することが可能である。更に、着火性材料１２２の
露出面１２４は、導火爆管９０の前端面９６の開口部に
向けて軸方向を向いている。

【００２３】アクチュエータ組立体１６は、電気回路１
５０を更に備えている。該電気回路１５０は、乗物のバ
ッテリ及び／又はコンデンサであることが望ましい電源
１５２と、ノーマルオープンスイッチ１５４とを備えて
いる。該スイッチ１５４は、乗物の減速度センサ１５６
の一部であることが望ましい。該減速度センサ１５６
は、衝突したことを表示する少なくとも所定の大きさの
乗物の減速度を検出し、かかる乗物の減速度に応答して
スイッチ１５４を接続する。かかる減速度センサは、当
該技術分野で公知である。電気回路１５０は、ピン９８
の間で導火爆管９０を貫通して伸長し、スイッチ１５４
が接続したときに導火爆管９０を作動させる。

【００２４】衝突を表示する少なくとも所定の大きさの
減速度が乗物に加わったとき、減速度センサ１５６は、
かかる乗物の減速度の発生を検出し、スイッチ１５４を
接続する。このスイッチ１５４が接続したとき、電流が
ピン９８の間で導火爆管９０を通って流れる。次に、導
火爆管９０内の火工爆薬１００が着火されて、燃焼生成
物を発生し、この燃焼生成物が外包体１０２を破断さ
せ、導火爆管９０から出る。導火爆管９０から放出され
る燃焼生成物は、導火爆管９０と可動容器１０４との間
のガイド通路８２内のスペース１６０に流れ、スペース
１６０を横断して、軸方向に流れて可動容器１０４に達
する。導火爆管９０からの燃焼生成物が可動容器１０４
に達すると、これら燃焼生成物は、区画室１２０内の着
火性材料１２２を面１２４にて着火させる。次に、この
着火性材料１２２は、燃焼生成物を発生させ、この燃焼
生成物が区画室１２０の開放端から放出され、スペース
１６０内に導入される。面１２４上の環境保護手段は全
て破壊される。

【００２５】火工爆薬１００及び着火性材料１２２が燃
焼するとき、燃焼生成物は、最初に導火爆管９０と可動
容器１０４との間のスペース１６０内に収容される。こ
のスペース１６０内の燃焼生成物の気体成分は、火工爆
薬１００及び着火性材料１２２が燃焼すると、その圧力
が増大する。導火爆管９０は、ねじが係合することで基
部区画室７６内に強固に保持されている。しかしなが
ら、可動容器１０４は、締り嵌めによってガイド通路８
２内に解放可能に保持されている。

【００２６】スペース１６０内の増大するガス圧力が所
定の高圧レベルに達すると、可動容器１０４に対し軸方
向に作用するガス圧力の力は、その締り嵌めを上廻るの
に十分な大きさとなる。次に、ガス圧力の力は、可動容
器１０４をガイド通路８２の外方にその不作動位置から
開口部８０に向けて高速度で推進する。可動容器１０４
が高速度で推進されるとき、可動容器１０４はある量の
運動エネルギの質量体を備えている。この可動容器１０
４の運動エネルギは、可動容器１０４がテープ８３を破
断させ、開口部８０から出て閉塞壁４６に向けて動くの
を可能にするのに十分である。

【００２７】可動容器１０４の運動エネルギは、図３及
び図４に示すように、可動容器１０４が閉塞壁４６の破
断部分５８の一部分１７０に貫入し且つ該部分１７０を
切断して、破断部分５８に穴１７２を形成するのに更に
十分である。可動容器１０４の運動エネルギは、可動容
器１０４が部分１７０を破断部分５８から破断させ、円
形の形状の穴１７２を開けるのに十分な大きさであるこ
とが最も望ましい。このとき、穴１７２は、可動容器１
０４の円筒形外面１１０の直径に略等しい直径を有す
る。

【００２８】穴１７２は、貯蔵チャンバ１８内のガス混
合体が貯蔵チャンバ１８から出るときに通る第一のオリ
フィスである。ガス混合体は、第一のオリフィス１７２
を通って外方に流動し、更に、マニホルド４０を通って
ガス流動口５０に流動する。次に、複数のガス出口１７
８を有するディフューザ１７６がガスをガス流動口５０
からエアバッグ１２に流動するように案内する。

【００２９】可動容器１０４が閉塞壁４６の破断部分５
８を穿刺して第一のオリフィス１７２を開けた後、可動
容器１０４は、図面に見て右方向への動きを続け、貯蔵
チャンバ１８内に入る。このため、着火性材料１２２が
燃焼するとき、可動容器１０４は、着火性材料１２２、
及び破断部分５８の破片１７０を貯蔵チャンバ１８のガ
ス混合体内に運ぶ。着火性材料１２２によって発生され
た燃焼生成物は、熱、高温粒子及び高温ガスを含んでい
る。これらの燃焼生成物は、可動容器１０４がガス混合
体を通って動くとき、可動容器１０４内の区画室１２０
からの放出を続ける。このため、燃焼生成物は、ガス混
合体中で十分に分散されて、貯蔵チャンバ１８の全体を
通じて混合体中の可燃性ガスを略均一に且つ急速に着火
させる。

【００３０】図６に示すように、可動容器１０４は、閉
塞壁４６から軸線６１に沿ってタンク部材１５の略第二
の端部壁部分２４まで貯蔵チャンバ１８を通って推進さ
れることが望ましい。この着火性材料１２２は、可動容
器１０４が貯蔵チャンバ１８の末端に達するまで、燃焼
生成物をガス混合体中に吹き出し続けることが望まし
い。このことは、混合体中の可燃性ガスの均一な燃焼を
確実にする。タンク部材１５の第二の端部壁部分２４に
隣接する貯蔵チャンバ１８内には、選択随意のスクリー
ン１８０を含めることが出来る。該スクリーン１８０
は、可動容器１０４によって穴が開けられ、図６に示す
ように、貯蔵チャンバ１８の末端にて可動容器１０４を
捕獲する。また、該スクリーン１８０は、可動容器１０
４によって運ばれた閉塞壁４６の破断部分５８の破片１
７０をも捕獲する。

【００３１】燃焼ガスが貯蔵チャンバ１８内で燃焼する
と、このガスは熱を発生し、また、気体状の燃焼生成物
を生じ、この燃焼生成物がガス混合体の温度及び圧力を
増大させる。例えば、貯蔵容器１８と同様の貯蔵容器を
備える圧力容器を含む試験装置の場合、ガス混合体の圧
力は、約２，０００−２，５００ｐｓｉの最初の貯蔵圧
力から約４，５００−５，５００ｐｓｉの高圧にまで増
大することが観察された。

【００３２】貯蔵チャンバ１８内で圧力が増大している
間に、ガスの混合体は、既に貯蔵チャンバ１８から第一
のオリフィス１７２を通って外方に流動し始めている
が、閉塞壁４６の破断部分５８には、依然として、側面
６６、６８間の圧力差が加わる。従って、破断部分５８
における気体圧力の差は、貯蔵チャンバ１８内の圧力の
増大に比例する。気体の圧力差が所定の高圧レベルに達
すると、破断部分５８に対して軸方向に作用する、発生
した圧力の力もそれに対応する高圧レベルに達する。上
述のように、破断部分５８を縁部分６０に相互に接続す
る応力ライザー部分を有する閉塞壁４６の材料は、圧力
の力に起因する応力により破断する。閉塞壁４６の材料
が破断すると、貯蔵チャンバ１８から外方に流動するガ
スの作用によって、破断部分５８は解放され、閉塞壁４
６から軸方向外方に流れてマニホルド４０内に入る。こ
のようにして、図５に示すように、閉塞壁４６に第二の
穴１８６が形成される。この第二の穴１８６は、破断部
分５８の外周の円形の形状及び直径に適合する円形の形
状及び直径を有する。

【００３３】該第二の穴１８６は、ガスが貯蔵チャンバ
１８から出るときに通る第二のオリフィスである。この
第二のオリフィス１８６は、第一のオリフィス１７２よ
りも著しく大きいため、この第二のオリフィス１８６を
通って外方に流れる流量は、上記の第一のオリフィス１
７２を通って外方に流動するガスの流量よりも著しく多
量である。この流量は、第二のオリフィス１８６が形成
されるときにガス混合体により得られる高圧より更に増
大するため、可燃性ガスの燃焼時に加圧されたガス混合
体は貯蔵チャンバ１８から急速に外方に吹き出して、エ
アバッグ１２を膨張させる。

【００３４】第二のオリフィス１８６を通って外方に流
動する流量に影響を与える別の因子は、第二のオリフィ
ス１８６を形成する閉塞壁４６の表面の形状である。具
体的には、閉塞壁４６の縁部分６０は、破断部分５８の
破断した境界部分に形成された環状面１８８を有してい
る。この環状面１８８は、第二のオリフィス１８６の出
口領域を形成する。また、破断部分５８の破断した境界
部分に外接する内側面６４の環状縁部６５もまた、部分
的に第二のオリフィス１８６を形成する。縁部６５に
は、テーパーが付けられており、その最大直径は内側面
６４の平坦面部分にあり、その最小直径は環状面１８８
にある。このため、第二のオリフィス１８６は、貯蔵チ
ャンバ１８から外方に伸長するに伴ないその面積が小さ
くなる。また、縁部６５は、方形縁部のオリフィスでは
なく、円形の第二のオリフィス１８６を形成する円形の
放射状の形状を有する。故に、第二のオリフィス１８６
が方形縁部のオリフィスである場合のように、第二のオ
リフィス１８６から放出されるガスジエットの面積が収
縮することはない。

【００３５】図面に示した本発明の好適な実施例におい
て、縁部６５は、円形の形状をしており、その結果、そ
の収縮率は約０．９７−０．９８となる。約０．６１の
収縮率となるであろう方形の縁部を有するオリフィスと
比較して、円形のオリフィス１８６は、貯蔵チャンバ１
８内の燃焼生成物により加圧されたガス混合体の外方へ
の流量を最大にする。

【００３６】図５及び図６に示すように、第二のオリフ
ィス１８６が形成されたとき、破断部分５８は、マニホ
ルド４０内に動かされる。しかしながら、マニホルド４
０を通って外方に流動するガスは、アクチュエータハウ
ジング７０とマニホルド４０の側壁４４との間の環状ス
ペースを通って動くことが必要である。故に、破断部分
５８は、マニホルド４０を通るガスの流れを妨害する程
度が可能な限り少ないことが望ましい。破断部分５８、
アクチュエータハウジング７０及び側壁４４は、そのよ
うに寸法が設定されており、このため、破断部分５８が
図５に示した最大の妨害位置に動く場合でも、破断部分
５８の外周縁部６９と側壁４４との間で半径方向には、
十分な環状の流動面積が付与される。この環状の流動面
積は、第二のオリフィス１８６の出口面積よりも大き
く、このため、第二のオリフィス１８６は制御オリフィ
スとなる。例えば、直径１１．９３８ｍｍ（０．４７０
インチ）、破断部分５８を囲繞する、１７１．６１ｍｍ
²（０．２６６平方インチ）の環状の流動面積が、出口
面積１１１．６１３ｍｍ²（０．１７３平方インチ）の
第二のオリフィス１８６にとって十分であることが判明
している。

【００３７】インフレータ組立体１０の機能は、多数の
異なる方法で制御可能である。例えば、導火爆管９０内
の火工爆薬１００及び可動容器１０４内の着火性材料１
２２の量及び組成は、導火爆管９０と可動容器１０４と
の間のスペース１６０内の圧力の上昇速度を決定する因
子である。スペース１６０内の圧力の上昇速度は、可動
容器１０４が貯蔵チャンバ１８に入る時点及びその速度
に影響を与える。可動容器１０４がガス混合体を通って
動くときの速度、及び可動容器１０４がガス混合体を通
って動くときに燃焼を続ける着火性材料１２２の量は、
燃焼生成物がガス混合体中で分散される量、及び混合体
中の可燃性ガスが着火させる速度に影響を与える。

【００３８】インフレータ組立体１０の機能に影響する
もう一つの特徴は、貯蔵チャンバ１８の形状である。貯
蔵チャンバ１８内のガス混合体の圧力を増大させるべく
可燃性ガスを貯蔵チャンバ１８内で燃焼させるから、該
貯蔵チャンバ１８は、また、燃焼チャンバとしても機能
する。ガス混合体の全体を通じて均一に燃焼するとき、
ガス混合体は、最も効率良く加圧される。故に、貯蔵チ
ャンバ１８の形状は、該貯蔵チャンバ１８の容積全体を
通じて均一な燃焼を促進し得るように設計されている。

【００３９】図１に示した本発明の第一の実施例におい
て、圧力容器１４は、直径ｄ及び長さＬの略円筒形の形
状の貯蔵チャンバ１８を形成する。具体的には、タンク
部材１５の円筒形の側壁部分２２が直径ｄを規定する。
長さＬは、タンク部材１５の第一の端部壁部分２２と第
二の端部壁部分２４との間で規定される。この長さＬ
は、端部壁部分２２、２４が僅かに湾曲しているため、
及び／又は第一の端部壁部分２２と閉塞壁４６とが僅か
に軸方向にずれているため、多少変動することがある。
しかし、圧力容器１４のかかる構造体的な僅かな変化に
より、直径ｄ及び長さＬで規定された容積の円筒形の形
状から貯蔵チャンバ１８が著しく変化することはない。

【００４０】本出願人は、貯蔵チャンバ１８の長さＬ対
直径ｄの比が０．７５−１．２５の範囲となる寸法であ
るときに、貯蔵チャンバ１８内の可燃性ガスの燃焼は最
も効率良く行われることを確認した。更に、長さＬ対直
径ｄの比が１．０という最適値に近づくにつれて、この
燃焼効率は更に向上することが判明した。故に、図１に
示した本発明の第一の実施例における長さＬ対直径ｄの
比は、１．０に等しくしてある。このため、貯蔵チャン
バ１８は最高の燃焼効率となる。

【００４１】例えば、試験装置において、長さＬ対直径
ｄの比が１．０の円筒形の貯蔵チャンバに約２，５００
ｐｓｉの初期の貯蔵圧力にて可燃性のガス混合体を充填
した。この混合体中の可燃性ガスは、最初の全貯蔵圧力
の約１２乃至１３％を占める部分圧力の水素を含んでい
た。インフレータ組立体１０に関して上述したように、
試験装置を作動させて、ガス混合体を更に加圧し且つそ
の混合体を貯蔵チャンバから放出させた後、貯蔵チャン
バ内の圧力は大気圧の圧力レベルに復帰した。この時点
にて、残留する水素の寄与部分圧力は約２％と測定され
た。このように、水素の占める部分圧力は、空気中の水
素が大気圧にて着火可能な最小レベルである約４％以下
のレベルに迄、減少していた。このように、本発明によ
り行われる燃焼は、通常、燃焼を促進すると考えられる
量以下の量まで水素が減少した後、水素を消費し続ける
のに十分、効率的である。かかる効率は、長さＬ対直径
ｄの比が０．７５乃至１．２５の範囲外である円筒形の
貯蔵チャンバを有する試験装置では達成出来なかった。
故に、貯蔵チャンバ１８内では、消費される可燃性ガス
の比率は比較的大きくなる。その結果、貯蔵チャンバ１
８内のガス混合体が所定の速度でエアバッグ１２を膨張
させるのに必要な最初の可燃性ガスの量及び／又は最初
の貯蔵圧力は少なくて済む。

【００４２】本発明の第二の実施例を具体化するインフ
レータ組立体２００が図７に示してある。本発明の第一
の実施例に関する上記の説明に記載したように、貯蔵チ
ャンバ１８の長さを短くすることにより、貯蔵チャンバ
１８内の燃焼効率が向上することが判明している。故
に、インフレータ組立体２００は、略球状の形状、即
ち、細長でない貯蔵チャンバ２２４を有する圧力容器２
２２を備えている。

【００４３】インフレータ組立体２００のその他の構成
要素は、図７に使用した参照符号と同一の参照符号で示
すように、上述のインフレータ組立体１０の対応する構
成要素と同一である。このように、インフレータ組立体
２００は、可動容器１０４を備えている。該可動容器１
０４は、着火性材料１２２を保持し、貯蔵チャンバ２２
４の外端における閉塞壁４６から軸線６１に沿って貯蔵
チャンバ２２４の内端に隣接するスクリーン１８０まで
貯蔵チャンバ２２４を通じて推進される。貯蔵チャンバ
２２４が球状であるため、貯蔵チャンバ２２４の内端と
外端との間の距離は、貯蔵チャンバ２２４の直径に等し
くなる。その結果、燃焼生成物が可動容器１０４内の着
火性材料１２２から貯蔵チャンバ２２４内に噴出される
とき、貯蔵チャンバ２２４内に保持されたガス混合体中
の可燃性ガスは、貯蔵チャンバ２２４の容積全体を通じ
て迅速に且つ均一に着火される。

【００４４】上述の本発明の好適な実施例の各々におい
て、可動容器がガス混合体を通じて推進されるときに、
可燃性ガスは、ガス混合体の全体に分散される燃焼生成
物により着火される。しかしながら、本発明は、可燃性
ガスを着火させるかかる手段にのみ限定されるものでは
ない。例えば、可燃性ガスは、可燃性のガス混合体によ
り貯蔵チャンバ内部に配置した導火爆管又はその他の着
火装置により着火することも可能である。本発明は、上
述のアクチュエータ組立体１６及び閉塞壁４６と同様の
アクチュエータ組立体及び閉塞壁の採用にのみ限定され
るものではない。本発明に従って構成した貯蔵チャンバ
を備える圧力容器は、貯蔵チャンバ内で可燃性のガス混
合体に着火する前に、又は着火した後に、その他の任意
の適当な手段により開放させることが可能である。例え
ば、本発明に従って構成した貯蔵チャンバを備える圧力
容器は、この圧力容器を閉塞状態に維持する従来の破断
ディスクを備えることが出来る。この破断ディスクは、
可動容器１０４に似た発射体のような発射体により破断
させることも可能である。これと選択的に、貯蔵チャン
バ内に配置された着火装置と共に該破断ディスクを使用
することも可能である。かかる構成の場合、貯蔵チャン
バ内の上昇するガス圧力が所定の高圧に達したとき、そ
の圧力が破断ディスクを破断させる。かかる破断ディス
クは、当該技術分野で公知であるように、所定の目打ち
線に沿って破断可能であるように設計することも出来
る。

【００４５】本発明の上記の説明から、本発明の当業者
は、その改良、変更及び応用例が案出されよう。本発明
の当業者の技術範囲に属するかかる改良、変更及び応用
例は、本発明の特許請求の範囲に包含することを意図す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】不作動状態にあるインフレータ組立体を示す、
本発明の第一の実施例によるインフレータ組立体の概略
図である。

【図２】図１のインフレータ組立体の部品の拡大図であ
る。

【図３】上記と異なる位置にある部品を示す、図２と同
様の図である。

【図４】上記と異なる位置にある部品を示す、図３と同
様の図である。

【図５】上記と異なる位置にある部品を示す、図４と同
様の図である。

【図６】作動状態にあるときの図１のインフレータ組立
体を示す図である。

【図７】不作動状態にあるインフレータ組立体を示す、
本発明の第二の実施例によるインフレータ組立体の図で
ある。

【符号の説明】

１０インフレータ組立体１２エアバッグ１４圧力容器１５タンク部材１６アクチュエータ組立体１８貯蔵チャン
バ２０側壁部分２２第一の端部
壁部分２４第二の端部壁部分２６第一の端部
壁部分の内縁面２８第二の端部壁部分の内縁面３０端部キャッ
プ３２溶接部４０マニホルド４４側壁４６閉塞壁４８外壁４９溶接部５０ガス流動開口部５８閉塞壁の破
断部分６０閉塞壁の縁部分６２縁部分の外
側面６４縁部分の内側面６５環状縁部６６閉塞壁の外側面６８閉塞壁の内
外面６９周縁部７０アクチュエ
ータハウジング７２アクチュエータハウジングの基部分７３アクチュエータハウジングのガイド部分７４ねじ付き内面７６基部区画室７８環状端面７９円筒形内面８０開口部８２ガイド通路８３テープ片９０導火爆管１００火工爆薬１０２可動容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乗物乗員用の膨張可能な拘束手段の膨張
装置にして、可燃性ガス混合体を収容する貯蔵チャンバを形成する圧
力容器手段と、前記貯蔵容器内の可燃性ガス混合体と、前記貯蔵容器内の可燃性ガス混合体を着火させる着火装
置手段と、前記圧力容器手段から乗物乗員用の拘束手段内に流動す
るようにガスを案内する導入手段と、を備え、前記貯蔵チャンバが、軸線と、該軸線に沿ってある距離
だけ互いに離間された一及び第二の両端と、前記軸線に
沿った全ての位置における略円形の断面形状と、を備
え、前記貯蔵チャンバの最大の断面直径に対する前記距
離の比が０．７５乃至１．２５の範囲にあることを特徴
とする装置。
【請求項２】請求項１に記載の膨張装置にして、前記
貯蔵チャンバが、前記両端間のある長さ及び該長さに沿
った略一定の直径を有する略円筒形の形状であることを
特徴とする膨張装置。
【請求項３】請求項２に記載の膨張装置にして、前記
長さが前記直径に略等しいことを特徴とする膨張装置。
【請求項４】請求項１に記載の膨張装置にして、前記
貯蔵チャンバの直径が、前記両端の間で前記軸線に沿っ
て連続的に変化することを特徴とする膨張装置。
【請求項５】請求項４に記載の膨張装置にして、前記
貯蔵チャンバが、略球状の形状であり、従って、前記貯
蔵チャンバの前記両端間の前記距離が前記球の直径に等
しいことを特徴とする膨張装置。
【請求項６】請求項１に記載の膨張装置にして、前記
可燃性ガス混合体が着火される前に、前記貯蔵チャンバ
を開放して、前記可燃性ガス混合体を解放し、前記貯蔵
チャンバの外方に流動させるアクチュエータ手段を更に
備えることを特徴とする膨張装置。
【請求項７】請求項６に記載の膨張装置にして、前記
アクチュエータ手段が、前記着火装置手段を備え、該着
火装置手段が、燃焼したとき、前記可燃性混合体を着火
させる燃焼生成物を放出する着火性材料を含み、前記ア
クチュエータ手段が、前記着火性材料を着火させると共
に、該着火性材料が燃焼するとき、該着火性材料を前記
貯蔵チャンバ内の前記可燃性ガス混合体を通じて動かす
手段を更に備えることを特徴とする膨張装置。
【請求項８】請求項７に記載の膨張装置にして、前記
アクチュエータ手段が、前記着火性材料を収容する可動
容器を備え、前記着火性ガスが燃焼するとき、前記アク
チュエータ手段が、前記可動容器を前記貯蔵チャンバの
前記第一の端部から該第一の端部から離間した内方の位
置まで動かすことを特徴とする膨張装置。
【請求項９】請求項８に記載の膨張装置にして、前記
着火性材料が燃焼するとき、前記アクチュエータ手段
が、前記可動容器を前記貯蔵チャンバ内に動かすことを
特徴とする膨張装置。
【請求項１０】請求項１に記載の膨張装置にして、乗
物の衝突を表示する少なくとも所定の大きさの乗物の減
速度の発生を検出する検出手段を更に備え、前記着火装
置手段が、該検出手段に応答可能であることを特徴とす
る膨張装置。