JPH07505844A - インフレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ように大きな拡張力を受けると考えられる所定位置にいない乗員を主に保護する 第３，７５８，１３１号は１つの型の段階膨張装置を示す。このインフレータの ように破壊ディスクを開放するために使用される。他の２つの点火要素は同時に に、インフレータのコストはきわめて高く、また、３つの電子起動回路を必要と を使用する別の型のハイブリッドインフレータを示す。この特許は各々の点火要 である。

従って、本発明は、大量の蓄積膨張ガスを加圧下で蓄積する圧力容器を具備する インフレータから成る。圧力容器手段は、共に圧力容器を選択的に密封する第１ の破壊ディスク及びシールディスクを具備する。インフレータは、所定の膨張速 度で制御されて段階的に膨張ガスを放出さゼるガス放出機構を含む。ガス放出機 構は、圧力容器の外に第１の破壊ディスクから離間して配置された第１の点火装 置を含む。これは、第１の量の推進剤の燃焼によって起こる圧力の上昇に応答し て、第１の破壊ディスクを破壊させるためにディスク穿孔位置へ移動するピスト ンを含む。第１の破壊ディスクの破壊によって、膨張ガスは最初は圧力容器から 調整された低温膨張速度で流出し、その後、ピストンは、圧力手段の中の温度を 」：昇させて、ガスの排出の速度をに昇させるように燃焼する推進剤の燃焼の生 成物を圧力手段に連通させる導管となる。インフレータは、圧力容器の外にシー ルディスクから離間して配置され、起動されたときに、第２の量の推進剤の燃焼 によって発生する燃焼の追加生成物を供給する第２の点火機構をさらに含み、そ の燃焼の生成物はシールディスクを開放し、その後、圧力容器に流入して、その 内部の膨張ガスを加熱し、それにより、膨張ガスの排出の速度と、その結果とし てのｗＥｇｔガスの圧力の量を第１の点火装置によって達成できる速度と圧力を 上回るまで増加させる。

本発明のその他の数多くの目標と１」的は、以下の図面の簡単な説明から明らか になるであろう。

図面の簡単な説明 図面中： 図１は、本発明の横断面図を示す。

ｒＡ２は、スリーブとビストノの分解図を示す。

図３から図５は、ディスクの様々な図を示す。

図６及び図７は、ピストンの様々な図を示す。

図８は、前方位置にあるピストンを示す。

図９は、別の実施例を示す。

図１０は、点火物質の横断面図を示す。

図１１は、本発明を使用してノミュレートした膨張プロファイルを示す。

図面の簡単な説明 従来に代わるハイブリッドインフレーク１ｏを示す図１を参照する。ハイブリッ ドインフレーク１ｏは、端部キャップ１６及び２ｏにより塞がれた円筒形のスリ ーブト１から構成される圧力容器１２を含む。端部キャップ２ｏは、破壊ディス ク４６によって烹封される開口４４を形成する首状に細（なった部分４ｏを含む 。イノフレーク１０の内部には、通常は２２で示すアルゴンガスとは離して、開 口５４を自するガス発生器ハウジング５２が配置されている。ガス発生器ハウジ ング５２の開口５４の中にはスリーブ６ｏが配置されている。スリーブ６ｏは開 口６８で終わる段の付いた孔７０（図２を参照）を含む。孔７ｏの中には中空の 摺動ピストン７２が配置されている。ピストン７２は、後述するように破壊ディ スク４６に１人する切断ニブシフ４を含む。切断エツジ７４は、ピストンの全直 径へ＃ｉ斜する２つの鋭い尖端がら構成されている。それらの尖端は利用可能な エネルギーを集中して、破壊ディスク４６に対して局所的な応力を発生すると共 に、破壊ディスク４６を介してピストン７２を駆動するために必要とされる発生 器圧力を最小に抑える。この作用はアルゴンガス２２の急速な放出を促進する。

ピストン７２は中心孔７３をさらに含む。通常の周囲温度条件の下では、孔７３ の直径はガス発生器の中の圧力を有効に調整でき、それに相応して推進剤の燃焼 速度を制御することがわかる。燃焼速度の制御は、エアバッグの膨張の速度を自 動４（の特定の要求に適応させる上で有効である。ピストン７２の左側端部７８ 、すなわち、頭部は段付きの孔７ｏの中に摺動自在に受け入れられている。図１ に示すような位置では、ピストン７２は、当初、破壊ディスク８ｏの使用によっ てスリーブ６０に保持されている。破壊ディスクは、８２ａ及び８２ｂとして示 すような円形溶接継手でスリーブにレーザー溶接されていても良い。破壊ディス ク８０の端面図を図３に示す。破壊ディスク８ｏは、ディスクの中心部分８６を ピスト／７２に面する外側部分８７がら制御下で分離させる円形の応力増加溝８ ４を含む。破壊ディスク８ｏは、中心部分８６に、好ましい実施例ではＸ字又は Ｔ字の形状をとる（図４を参照）交差する溝から構成される第２の応力増加溝８ ８をさらに含む。この応力増加溝８８は、破壊ディスク８ｏの中心部分８６が而 ８９に加わる圧力の増加によって破壊するときの圧力を確定する。破壊ディスク ８０の横断面図を図５に示す。

再び図２、持にスリーブ６０を参照する。図かられかるように、スリーブ６０の 外面には段がイ１いている。スリーブは、中心間［−ｌ　５４に近接するガス発 生器ハウ、；７・グ５２の内壁にほぼ相応した形状を（ｆする弓形の外側フラン ツ９２を含む。スリーブ６０は第２のフラ／〕９４をさらに含む。図２には、フ ランツ９２をｉｌ＋　、’／て１１；Ｉの状態で小している。組−χて中、スリ ーブ６０を破壊ディスク８０及びビス］／７２と共にガス発生器ハウジング５２ の開［第５４の中にすべり込ませることにｔｉる。その後、フラッジ９４を外側 に屈曲させると、図１に示す構成となり、そ第１により、スリーブ６０をガス発 生器ハウジング５２に固着する。

ピストン７２の様々な図を示し、ピスト／７２に形成された切断エツジ７４をさ らに明確に示している図６及び図７を参照する。図７並びに図２かられかるよう に、ピストンは、ピストン７２の細長い部分９８の直径よりわずかに大きい直径 を自する段イ・ｌきの１０９６を含む。環９６の直径は、同様にスリーブ６０の 開口６８の直径よりわずかに大きい。ピストン７２は環状渦１００をさらに含む 。溝ｌＯＯと環９６の目的については以下に説明する。先に述べた通り、開口６ ８の直径はピスト／７２に形成された環９６より小さくなるように大きさを定め られている。この・１法の差がピストン７２とスリーブ６０の締まりばめを形成 する。

ピスト／７２に加わる５０００ｐｓｉ程度と思われる圧力によってピストン７２ が１１リノｊへ押出されるにつれて、より大きな肛環９６は開［１６８に近接し てスリーブ６０に１ｆｉＸして、綿よりほめを形成し、ビストノを停止させるか 又は減速することにより、ビストノ頭部に加わる応力を減少さゼる。環がスリー ブ６０に８１突すると、スリーブは開［］６８の周囲でわずかに変形して、隆起 部分又はまくれ６９を形成すると考えられる。先に述べた通り、ピストノア２は 環状渦１００を含む。１口状溝１００はピストン頭部７４と環９６のわずかに右 側に位置している。

図８に示す萌ノ」位置、すなわぢ、バーストディスク穿孔位置では、溝＋００は まくれ６９とはまり合い、これはピストンが後方へ移動するのをイ「効に阻止す ることにより、ビストノをその行程に確実に保持する。

山び図１を参照する。インフレータ１０は起爆剤ハウジング２０２と、その内部 に固着された起爆管２０４と、薄い金属石層２１２によってハウジング２０２に 対して密封された硝酸ホウ素カリウムなどの少量の点火促進物質２１０とを含む 。起爆剤ハウジング２０２の右側には、スポンジ又はばね要素２１４と、板ふる い２＋６とが配置されでいる。金属保持器２２０により固着されたガス発生器ハ ウジング５２の内部には、大量の成形又は押出し推進剤２１８も配置されている 。推進剤は保持器２２０の中に形成されている開口２２４と同軸である複数の軸 方向通路２２２を含む。点火促進物質２１０は、推進剤２１８の自動点火温度よ り低い温度で点火するように設計されている。この特徴は、自動車が火炎の中に 巻き込まれた場合又はインフレータ自体が廃棄処分のための火の中に投じられた ときのように燃焼しようとした場合に、推進剤２１８の燃焼速度と圧力発生がピ ストンノズル、すなわち、孔７３を介して制御されるほど十分に低い温度で推進 剤が点火されるように保証する。

インフレータ１．　Ｏは、圧力タンク１２のスリーブ１４の他端部３０５と係合 する拡張端部３０４をイｒする段付きハウジング３０２から構成される、別のガ ス発生器ハウジングアセンブリ３００をさらに含む。スリーブ１４とハウジング ３０２は周囲溶接部３０７で接合されている。ハウジング３０２は、内側端部３ ０Ｂに、典型的にはステンレス鋼から製造されている薄いディスク又はシール３ １０により被覆された中心開口３０８を含む。ディスク３１０は先に論じたよう な方法でハウジング３０２に溶接されている。

図９は、端部３０６が開口３０８の先の場所に、破壊ディスク３１０により被覆 された複数のより小さな開口３１２を含むような発生器ハウジングアセンブリ３ ００の別の実施例を示す。この実施例では、開口３１２の間のハウジング３゜２ の材料は破壊ディスク３１０をさらに支持する働きをしており、そのため、破壊 ディスク３１０を図１に示す破壊ディスク３１０より著しく薄（製造することが できる。ハウジング３０２の中空の内部の中には、複数の開口３１６を有する粒 子トラップ３１４が配置されており、これは燃焼する推進剤３２０の開口３１６ の中への侵入を阻止する。粒子トラップの上流側には、大量の押出し又は成形推 進剤３２０がある。推進剤３２０は、本明細書にも参考として取り入れている米 国特許第３，７２３，２０５号又は第４，９８１，５３４号に開示されているよ うなＡｒｃ　ｉ　ｔｅであっても良い。

推進剤３２０は波形座金３２２によって粒子トラップ３１４に接するように押し 付けられている。この弾性部材、すなわち、波形座金３２２の厚さは推進剤３２ ０の様々に異なる長さに対応するように変更されても良い。ハウジング３０２の 中には、一端部で円錐形の、末広がりになったノズル３２８として終端している 中心開口３２６を有するハウジング３２４が螺合受は入れされている。開口３２ ６の中には、複数の電気リード線が装着されている周知の構成の別の起爆薬又は 起爆剤３２０が受け入れられている。末広がりのノズル３２８の中には、火炎の 温度と量が推進剤３２０に同時に点火するのに適している硝酸ホウ素カリウムか ら成る点火促進物質３２９がある。

図１０を参照すると、この図は推進剤３２０の横断面図を示す。推進剤３２０の 外側３３０はクローバ−の葉のような形状で形成されており、各々のクローバ− の葉は中心に開口３２２を有する。この構成の目的は、推進剤の燃焼速度を相対 的に一定にすることである。

ガス発生器ハウジングアセンブリ３００１あるいはハウジングアセンブリ５２は 、タンク１２を充満し且つ密封する充満チューブ３６０又は同様の機能をする手 段をさらに含んで〜）でも良い。

本発明の二重点火構成は、エアバッグの膨張の速度を制御できるという点で融通 性に富んでいる。膨張ガスを受け取るためにエアバッグがインフレークと連通ず る状態で取り付けられていることは理解できる。インフレータは、図示されてい ないクラッシュセンサと、当該技術では知られている関連する電子感知回路とに よって起動される。好ましい種類のタラッンユセンサと電子回路は、自動車が高 レベルにあるか、低レベルにあるか、衝突レベルにあるが等々を判定するために 減速のレベルを識別することができるものである。そのようなりラッンユセンサ ／システムは現在利用可能である。たとえば、毎時１０から１８マイルの低レベ ル衝突信号に応答して、第１の起爆剤２０４が起動されてディスク４６を破壊さ せ、エアバッグを低速度で膨張させる。たとえば、毎時１８から３５マイルでの 衝突に対応する高レベル衝突信号を受信すると、双方の起爆剤２０４及び３２０ が起動される。この起動は同時であっても良いが、起爆剤３２０の起動を適切に 遅延させることもできる。そのような「低レベル衝突」に対する衝突信号は、あ らゆる衝突状況に巻き込まれた統計的に見て多数の乗員又はインフレータを装備 している特定の型の自動車の乗員を保護するために閾値が設定されるように確定 されるものと考えられる。図１１は、膨張ガスを１００リツトルの容積の試験タ ンクの中へ放出することによりノミュレートしたエアバッグの膨張を示す。その ような手続きは当該技術では知られている。図１１の下方の曲線は低レベル衝突 に対して期待できるタンク圧力（すなわち、エアバッグの膨張）を示しく最も下 方の曲線）、双方の点火要素の同時起動（曲線０、時間遅延が０の場合）と、遅 延がｌＯから４０ミリ秒である場合の膨張プロファイルとを示す。燃焼させるべ き推進剤の量、その燃焼時間、蓄積ガスの圧力及び圧力容器１２の容積を変化さ せることにより、膨張特性をさらに適応させることができるという点を理解すべ きである。

本発明の範囲から逸脱せずに、本発明の以上説明した実施例の数多くの変更や変 形を実施できることは言うまでもない。従って、その範囲は添付の請求の範囲に よってのみ限定されるものとする。

ＦＩＧ、２ 国際調査報告　ＰＣＴ／ＬＩＳ　９３１０３５０６フロントページの続き （７２）発明者　クレマー、ロバート・マックスアメリカ合衆国　４８０２６　 ミシガン州・フレイザー・スウェル・１７４９０ （７２）発明者　オッカー、クラウス・フリードリヒアメリカ合衆国　４８０２ ６　ミシガン州・フレイザー・パイン　リッジ　ノース・ （７２）発明者　ブラウン、ロイ・グレンアメリカ合衆国　７１９１３　アリシ ナ州・ホット　スプリングス・マリアン　アンダーソン　ロード・２１０５ （７２）発明者　ローズ、ジェイムズ アメリカ合衆国　２２０３３　ヴアージニア州・フェアファックス・マリェステ ィックレイン・４２２５ （７２）発明者　レンフロウ、ドナルド・ワツズワースアメリカ合衆国　２２０ ６９　ヴアージニア州・ヘイマーケット・ベア　ハロウ　トレイル・４２５８

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．大量の膨張ガスを加圧下で蓄積する圧力手段（１２，１４，１６，２０）で あって、共に圧力手段を密封する第１の破壊ディスク（４６）と、シールディス ク（３１０）とを具備する圧力手段と、膨張ガスを制御しながら、段階的に所定 の膨張速度で放出させるガス放出手段（５２，３００）であって、 圧力手段の外側に第１の破壊ディスク（４６）から離間して配置されており、第 １の量の推進剤（２１８）の燃焼によって起こる圧力の上昇に応答して策１の破 壊ディスク（４６）を破壊させるためにディスク穿孔位置へ移動するピストン（ ７２）を含み、第１の破壊ディスクの破壊によって、膨張ガスが圧力手段から低 温膨張速度で流出し、内部の膨張ガスの温度を上昇させ、それにより、ガスの排 出の速度を増加させるように、燃焼する推進剤の燃焼の生成物を圧力手段に流通 させる導管が前記ピストンで構成される第１の点火手段と、圧力手段の外側にシ ールディスク（３１０）から離間して配置されており、起動されたとき、節２の 量の推進剤の燃焼によって起こる燃焼の追加生成物を供給し、その燃焼の生成物 はシールディスク（３１０）を開放し、その後、圧力手段に流人して膨張ガスを 加熱し、それにより、膨張ガスの排出の速度を第１の点火手段によって速成可能 な速度を上回るまで上昇させるような第２の点火手段（３００）とを含むガス放 出手段とを具備するインフレーク（１０）。
2. ２．第１の点火手段は、 開口を存し且つ一端部に第１の破壊ディスク（４６）に穴をあけるための第１の 手段（７４）を含む中空すべりピストン（７２）と、静止した外側部分（８７） 及び中心部分又は内側部分（８６）を有し、中心部分はピストン（７２）の一端 部に第１の手段（７４）に対向して固着され且つ中心部分は外側部分から離間し 、ピストン（７２）と共に移動することができ、中心部分は第２の破壊ディスク として機能するような破壊ディスク（８０）と、前記破壊ディスク（８０）の付 近に投げられ、燃焼したときにガス状の燃焼生成物を発生する推進剤（９０）と を含み、推進剤（２１８）の燃焼によって発生する圧力の上昇に応答して、破壊 ディスクの中心部分（８６）が外側部分から離間した後に、ピストンは第１の破 壊ディスク（４６）の中へ推進されてゆき、それにより、蓄積されていた膨張ガ スを排出させ、中心部分（８６）、すなわち、破壊ディスクが燃焼する推進剤に よって圧力が上昇し続けることにより破壊され、その破壊ディスクの破壊後、燃 焼する推進剤から発生する燃焼の加熱生成物がすべりピストン（７２）を通って 流れて、インフレークから排出する前の蓄積されている膨張ガスの温度を上昇さ せる請求項１記載のインフレータ。
3. ３．圧力手段の容積、膨張ガスが蓄積されるときの圧力、推進剤の第１の量及び それにより発生する熱は、協働するエアバッグに連通する膨張ガスの体積が自動 車の事故の間にエアバッグを閾値レベルより高いが、第２のレベルよりは低い部 分充満レベルまで膨張されるように選択される請求項１記載のインフレーク。
4. ４．節２の推進剤の昂及びそれにより発生する熱は、自動車の事故の間にエアバ ッグが第２のレベルと第３のレベルとの間のより完全なレベルまで膨張するよう に選択される請求項３記載のインフレータ（１０）。
5. ５．閾値レベルと第２の事故レベルは、それぞれ、毎時約１０〜１８マイルと、 毎時約１８〜３５マイルの範囲にある請求項４記載のインフレータ。
6. ６．閾値レベルは統計的に見てかなりの数の自動車事故を含む状況に対応するよ うに選択される請求項３記載のインフレータ（１０）。