JPH10315899A - 車両安全用の高温ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膨張速度の調整が可能で、エアバッグを完全
に膨張させるために最大容量のガスを解放或いは所定量
ガスを解放してエアバッグを部分的に膨張させ得る製造
安価且つ容易であるガス発生器を提供する。 【解決手段】 チューブの母量の長さＬが外径Ｄを越
え；チューブは一部品から成る円筒状の管であり；チュ
ーブは２つの隔壁部３、４によって上流部分７と中間部
分８と下流部分10とに分けられ、隔壁部３、４の各々は
最初閉じられているノズル５、６を有し、上流部分７及
び下流部分10の各々は火工装薬を包含し；チューブ内に
は点火システム13、14が挿入され、チューブ両端部はリ
ング11、12によって閉じられ；安全バルブ26は上流部分
７から進入するガスと下流部分10とを隔離するように、
中間部分８及び下流部分10の間に設けた隔壁部４に当接
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の安全の分野
に関係し、更に詳細には、エアバッグを膨張させるため
の火工技術的な高温ガス発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近時、新
しいガス発生器が出現している。２つの独立した燃焼チ
ャンバの中に配設された２つの電気的なイニシエータ
（initiator)によって、これらのガス発生器の流量は様
々なパラメータに応じて変更できるように構成されてい
る。そのパラメータとしては、温度、衝撃の特性及び強
烈さ、乗員の位置及び寸法などである。一般的に、２つ
のイニシエータの作動の引き金（トリガー）は時間的に
数ミリ秒だけずれている。このずれは、電気的に或いは
時間に関するプログラムによって成し遂げられる。これ
により、ガス発生器の流量、従って、エアバッグ内の圧
力は最適化される。

【０００３】米国特許第5,219,178 号は、乗員（passen
ger ）用の火工技術的な高温ガス発生器を開示してい
る。この高温ガス発生器は、２つの燃焼チャンバを含
む。燃焼チャンバの各々は、火工装薬（pyrotechnic ch
arge）とイニシエータを有する。燃焼チャンバは、拡散
チャンバ（diffusion chamber ）によって相互に隔てら
れている。衝撃時に、第１のチャンバは、１のイニシエ
ータによって発火する。火工装薬の燃焼によって生じる
ガスは、フィルタ濾過の後で、拡散チャンバに到達す
る。これらのガスによって、乗員がシートに対して正確
に位置することができるように、２０ミリ秒のオーダー
の時間的な範囲内で、エアバッグの緩やかな膨張が起き
る。別の（第２の）燃焼チャンバは作動を開始し、エア
バッグの急速な膨張が起き、エアバッグの完全な展開が
もたらされる。しかるに、このガス発生器は、エアバッ
グの膨張速度を変えることができるが、エアバッグへの
最終的な放出ガス量を状況に適したように制限すること
ができない。

【０００４】欧州特許EP0,428,298 は、火工技術的な高
温ガス発生器を開示しており、その本体は、接続システ
ムに押し付けられる２つの独立した異なる長さのシリン
ダから成る。従って、このガス発生器は、拡散チャンバ
を迂回する２つの燃焼チャンバを有する。燃焼チャンバ
の各々は、接続システムによって支持された金属板を介
して拡散チャンバから独立している。衝撃の重大さにも
よるが、２つの燃焼チャンバの一方を開始させることが
でき或いは両方を同時に開始させることができる。この
システムは、発生するガスの量を制限することができる
が、これに反して、エアバッグの膨張速度を変えること
ができない。その上、この種のガス発生器は、製造する
のに相当複雑であり、これにより車両の安全の分野にお
ける適用・応用が相当制限される。

【０００５】当業者は、状況にもよるが、膨張速度を調
整する可能性を有したまま、エアバッグを完全に膨張さ
せるために最大容量のガスを解放したり、或いは、所定
量のガスを解放してエアバッグを部分的に膨張させたり
することを可能にする、製造が安価且つ容易である火工
技術的なガス発生器を捜し求めている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、側壁を有する円筒状のチューブと、２つの
火工装薬と、２つの点火システム、とを含み、チューブ
の母量の長さが外径を越えているような、車両安全用の
高温ガス発生器において、 ｉ）チューブは、一部品から成る円筒状の管であり、 ii）チューブは、チューブに形成した２つの隔壁部によ
って、上流部分と中間部分と下流部分とに分けられ、隔
壁部の各々は、最初閉じられているノズルを有し、上流
部分及び下流部分の各々は、火工装薬を包含し、 iii）チューブ内には、点火システムが挿入され、チュ
ーブの両端部は、リングによって閉じられ、 iv）安全バルブは、上流部分から進入するガスと下流部
分とを隔離するように、チューブの中間部分及び下流部
分の間に設けた隔壁部に当接していることを構成上の特
徴とする。

【０００７】本発明の本質的な特徴によると、安全バル
ブは、下流部分の中に収容された火工装薬が下流部分の
中に収容された点火システムの燃焼の結果のみによって
点火され得る、ということを確実にする。上流部分の中
に収容される点火システムを単に作動開始させることに
より、制限した量のガスを解放し、エアバッグを部分的
に膨張させることができるし、あるいは、両方の点火シ
ステムを同時に若しくは時間差をもたせて作動開始させ
ることによりエアバッグを完全に膨張させることができ
る。尚、時間差をもたせた作動開始の場合、エアバッグ
膨張速度の変更が可能である。

【０００８】好ましくは、火工装薬は、いわゆるダブル
ベース（double base ）組成物（すなわち、ニトロセル
ロース及びニトログリセリンをベースにした組成物）の
グループから選択した組成物、あるいは、１つの有機バ
インダー（organic binder）と少なくとも１つの酸化薬
（oxidizing charge）とをベースにした合成組成物から
構成される。

【０００９】都合のよいことに、火工装薬の各々は、円
筒状のケーシングによって側壁から隔てられ、従って、
鉄材料に接触している時間に悪化するという事実から成
る、ダブルベース組成物によってもたらされる不都合は
回避され、火工装薬の正確且つ確かな燃焼が保証され
る。更に、火工装薬が合成組成物から構成される場合、
火工装薬を包含する円筒状のケーシングは、火工装薬の
燃焼を保証するのに充分な圧力を保持することを可能に
すると共に、周囲の水蒸気から火工装薬を保護すること
を可能にする。

【００１０】好ましくは、中間部分は、穴を具えてお
り、拡散手段を構成する。本発明の第２の特徴に従い、
上流部分と下流部分の各々における、火工装薬とノズル
との間には、フィルタ濾過及び支持用のメッシュが配設
される。本発明の第３の特徴に従い、上流部分と下流部
分の各々における、リングと火工装薬との間には、バネ
が介装され、火工装薬がメッシュに対して押圧される。

【００１１】好適な第１の実施態様に従い、上流部分と
下流部分の各々における円筒状のケーシングは、バネと
火工装薬とメッシュとを囲んでいる。円筒状ケーシング
は、円筒状のケースのような形状を有しており、破裂デ
ィスクとして機能し得る閉じた端部がノズルに押圧され
ている。好適な第２の実施態様に従い、上流部分と下流
部分の円筒状ケーシングは、火工装薬を包含するチュー
ブ状のケーシングの形状を有しており、ノズルは、独立
した破裂ディスクによって閉じられている。

【００１２】都合のよいことに、チューブの中間部分の
側壁内部には、円筒状のコンデンサが押圧される。コン
デンサは、例えばロール状のメッシュから構成され得
る。好ましくは、火工装薬の各々は、円筒状のブロック
の形状を有し、該ブロックには、該ブロックの軸線に平
行な複数個のチャネルが穿設されており、該チャネル
は、チューブの回転軸線に平行である。

【００１３】好適な第３の実施態様に従い、安全バルブ
は、中間部分及び下流部分の間に設けた隔壁部に対して
対面するように、中間部分内に配設される。好ましく
は、安全バルブは、タブを介して中央ディスクに接続さ
れた外周リングを含む一部品から成る円筒状構成要素を
含み、中央ディスクの面積は、隔壁部のノズルの出口の
断面積と少なくとも等しい。

【００１４】従って、本発明に係るガス発生器は、次の
ような利点を有する。一方では、その製造にあたって、
少ない数の構成要素で済み、その組立は容易に自動化す
ることができ、これにより、エアバッグの正確且つ確か
な膨張を保証しながら、製造コストの実質的な著しい低
減が可能である。他方では、発生するガスの量もしくは
エアバッグの膨張速度が変更可能であるという事実は、
深刻な衝撃に適合し得るような保護を提供できるという
ことを意味する。

【００１５】本発明の好適な実施の形態については、図
１〜３を参照して以下に詳細に記載されよう。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜３を参照すると、本発明に
係る火工技術的（pyrotechnic ）な高温ガス発生器（ho
t-gas generator ）は、クリンプ加工（crimp ）できる
程に充分な延性を有した金属（すなわち、好ましくは、
２０％より大きい伸び特性と、４００ＭＰａより高い破
壊強度、とを有した金属）から形成される円筒状のチュ
ーブ１を含む。このチューブ１は、２個の開いた端部を
有し、側壁２を有し、その母量（generatrices）の長さ
Ｌは、外径Ｄよりも大きい。図１及び２に示す例におい
ては、長さＬは、外径Ｄの６倍に概ね等しい。２つの内
部の隔壁部３、４は、クリンプ加工により側壁２の内部
に形成され、各々がノズル５、６を具えている。チュー
ブ１は、連続した上流部分７、中間部分８、及び下流部
分１０に分けることができる。

【００１７】上流部分７と下流部分１０の両方におい
て、チューブ１の開放端部は、打ち抜きリング１１、１
２によって閉塞されている。チューブ内部には、シャン
ト１５、１６によって保護されたコネクタを有する電気
的イグナイタ１３、１４が挿入されている。イグナイタ
１３、１４は、破砕性を有する金属キャップ１７、３８
によって取付けられコイルバネ１８、１９によって囲ま
れ、内部には、例えばボロン／硝酸カリウムのタイプの
パウダーのような点火パウダー（firing powder）が包
含されている。コイルバネ１８、１９は、打ち抜きリン
グ１１、１２に当接し、円筒状のブロック２０、２１の
一端に当接している。ブロック２０、２１は、火工装薬
（pyrotechnic charge）を構成しており、ブロック２
０、２１の軸線に平行な１９個のチャネルが穿設されて
いる。このブロック２０、２１の軸線は、チューブ１の
回転軸線と一致している。ブロック２０、２１の他端
は、フィルタメッシュ２２、２３に当接している。フィ
ルタメッシュ２２、２３は、ブロック２１、２１に対し
て凸状を呈している。円筒状のケース２４、２５は、打
ち抜きリング１１、１２に当接している開いた端部と、
ノズル５、６のための破裂ディスクとして機能する隔壁
部３、４に押し付けられている閉じた端部、とを有す
る。ケース２４、２５は、コイルバネ１８、１９、ブロ
ック２０、２１、及びフィルタメッシュ２２、２３を囲
んでいる。

【００１８】好ましくは、上流部分７の長さは、下流部
分１０のそれよりも長く、上流部分７に収容されたブロ
ック２０は、下流部分１０に収容されたものよりも大き
い。一部品（one-piece ）から成る円筒状の金属製コン
ポーネントから構成される安全バルブ２６は、タブ３９
を介して中央ディスク２８に接続された外周リング２７
を含む。中央ディスク２８の面積は、少なくともノズル
６の出口の断面積と等しい。安全バルブ２６は、中間部
分８の内部において、隔壁部４に対面するように配置さ
れる。隔壁部４は、上述したように、チューブ１の中間
部分８と下流部分１０との間の境界において、クリンプ
加工により側壁２の内部に形成される。中央ディスク２
８は、ノズル６の出口オリフィスを閉塞する。例えばロ
ール状のメッシュで形成された多孔性の円筒状のコンデ
ンサ２９は、中間部分８の側壁２内部に押圧されてい
る。コンデンサ２９は、隔壁部３に当接した開放端部を
有すると共に、安全バルブ２６に当接した別の開放端部
を有する。

【００１９】このタイプのガス発生器は、多機能検出シ
ステムに接続されており、次のような作動内容を可能に
する。軽い衝撃の場合、衝突検出器によって発せられた
信号は、上流部分７のイグナイタ１３の点火の引き金を
引くことになり、これにより、点火パウダーが点火され
る。発生した燃焼ガスは、キャップ１７を吹き飛ばし、
ブロック２０に接触し、従って、ブロック２０が燃焼す
る。ノズル５を閉じるケース２４の破裂強度に圧力が達
すると、ケースがノズル５の近傍で破裂し、ガスがチュ
ーブ１の中間部分８の中に進入し、多孔性のコンデンサ
２９を貫通し、エアバッグを膨張させるために穴９を通
って漏出する。安全バルブ２６によって、ブロック２０
によって上流部分７で発生した高温ガスがノズル６近傍
の下流部分１０のケース２５を破裂させてブロック２１
が燃焼するような事態を回避することができる。

【００２０】衝撃が更に厳しい場合、下流部分のイグナ
イタ１４は、イグナイタ１３の後で、プログラム済みの
遅れ時間の後に燃焼する。ブロック２１は、同様な形式
で燃焼し、圧力が所定限界値（a certain threshold ）
に達したときに、ケース２５がノズル６の近傍で破裂す
る。従って、発生したガスは、安全バルブ２６の中央デ
ィスク２８に圧力を及ぼし、これにより、タブ３９は、
ガスの流れ方向に曲がる。従って、ガスは、最終的にエ
アバッグを膨張させるために中間部分８の中に進入す
る。

【００２１】最後に、衝撃が厳しい場合、イグナイタ１
３及び１４は同時に作動し始めて、ブロック２０及び２
１の燃焼が同時に起きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス発生器の長手方向断面図であ
る。

【図２】図１に示すガス発生器の要部破断斜視図であ
る。

【図３】図１及び２に示すガス発生器の安全バルブの斜
視図である。

【符号の説明】

１…チューブ ２…側壁 ３、４…隔壁部 ５、６…ノズル ７…上流部分 ８…中間部分 ９…穴 １０…下流部分 １１、１２…リング １３、１４…イグナイタ １７、３８…キャップ １８、１９…コイルバネ ２０、２１…ブロック ２２、２３…フィルタメッシュ ２４、２５…ケース ２６…安全バルブ ２７…外周リング ２８…中央ディスク ２９…コンデンサ ３９…タブ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側壁（２）を有する円筒状のチューブ
   （１）と、２つの火工装薬と、２つの点火システム（１
   ３、１４）、とを含み、チューブ（１）の母量の長さ
   （Ｌ）が外径（Ｄ）を越えているような、車両安全用の
   高温ガス発生器において、 ｉ）チューブ（１）は、一部品から成る円筒状の管であ
   り、 ii）チューブ（１）は、チューブ（１）に形成した２つ
   の隔壁部（３、４）によって、上流部分（７）と中間部
   分（８）と下流部分（１０）とに分けられ、隔壁部
   （３、４）の各々は、最初閉じられているノズル（５、
   ６）を有し、上流部分（７）及び下流部分（１０）の各
   々は、火工装薬を包含し、 iii）チューブ（１）内には、点火システム（１３、１
   ４）が挿入され、チューブ（１）の両端部は、リング
   （１１、１２）によって閉じられ、 iv）安全バルブ（２６）は、上流部分（７）から進入す
   るガスと下流部分（１０）とを隔離するように、チュー
   ブ（１）の中間部分（８）及び下流部分（１０）の間に
   設けた隔壁部（４）に当接していることを特徴とするガ
   ス発生器。
2. 【請求項２】 火工装薬の各々は、円筒状のケーシング
   （２４、２５）によって側壁（２）から隔てられている
   ことを特徴とする請求項１記載のガス発生器。
3. 【請求項３】 中間部分（８）は、穴（９）を具えてお
   り、拡散手段を構成することを特徴とする請求項２記載
   のガス発生器。
4. 【請求項４】 上流部分（７）と下流部分（１０）の各
   々における、火工装薬とノズル（５、６）との間には、
   フィルタ濾過及び支持用のメッシュ（２２、２３）が配
   設されることを特徴とする請求項３記載のガス発生器。
5. 【請求項５】 上流部分（７）と下流部分（１０）の各
   々における、リング（１１、１２）と火工装薬との間に
   は、バネ（１８、１９）が介装され、火工装薬がメッシ
   ュ（２２、２３）に対して押圧されることを特徴とする
   請求項４記載のガス発生器。
6. 【請求項６】 上流部分（７）と下流部分（１０）の各
   々における円筒状のケーシング（２５、２５）は、バネ
   （１８、１９）と火工装薬とメッシュ（２２、２３）と
   を囲んでいることを特徴とする請求項５記載のガス発生
   器。
7. 【請求項７】 チューブ（１）の中間部分（８）の側壁
   （２）内部には、円筒状のコンデンサ（２９）が押圧さ
   れることを特徴とする請求項５又は６のいずれか記載の
   ガス発生器。
8. 【請求項８】 火工装薬の各々は、円筒状のブロック
   （２０、２１）の形状を有し、該ブロック（２０、２
   １）には、該ブロック（２０、２１）の軸線に平行な複
   数個のチャネルが穿設されており、該チャネルは、チュ
   ーブ（１）の回転軸線に平行であることを特徴とする請
   求項１記載のガス発生器。
9. 【請求項９】 安全バルブ（２６）は、中間部分（８）
   及び下流部分（１０）の間に設けた隔壁部（４）に対し
   て対面するように、中間部分（８）内に配設されること
   を特徴とする請求項１記載のガス発生器。
10. 【請求項１０】 安全バルブ（２６）は、タブ（３９）
    を介して中央ディスク（２８）に接続された外周リング
    （２７）を含む一部品から成る円筒状構成要素を含み、 中央ディスク（２８）の面積は、隔壁部（４）のノズル
    （６）の出口の断面積と少なくとも等しいことを特徴と
    する請求項９記載のガス発生器。