JPH11509154A - 二室型非アジド系気体発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 気体発生器（10）は、その中にそれぞれ複数個の非アジド系推進剤粒状物（40および66）を有する２個の隔離された推進剤容器／燃焼室（62）および(64)、および第一燃焼室（62）内に位置している推進剤粒状物（40）のみを点火させる点火器（24）を利用する。非アジド系推進剤は強制伝導および（または）熱誘導により隔離されている推進剤粒状物（66）を引き続き点火させるのに充分な熱エネルギーを発生する。

Description

【発明の詳細な説明】 二室型非アジド系気体発生器 発明の背景 本発明は一般に自動車乗員保護装置におけるエアバッグを膨張するのに使用さ れるような気体発生器に関し、特に、低い発生時膨張を安全に達成することがで きる可変性膨張率出力を有する改良された気体発生器に関する。 従来技術は一般に、自動車にエアバッグを展開するための膨張装置を開示して いるが、この装置は未膨張エアバッグと流体連通の関係にある１個の単一型気体 発生器を備えるものである。典型的には、車両の加速度が、例えば、加速度感応 スイッチと爆発性の「スクイブ」(Squib)を使用したときのように、所定のしき い値を越えたと感知された時に気体発生器はエアバッグ発火回路によって起動さ れる。 慣用の単一型気体発生器膨張装置は、発生時加圧／膨張率がエアバッグの比較 的近くに位置している乗員にも特定膨張時間を達成するような、一般に攻撃的ま たは急速な初期膨張を提供するように設定されるという欠点をもっている。しか しながら、乗員が所定の位置にいない状況では攻撃的で、制御されていない発生 時加圧率は問題になる。より具体的には、急速な加圧はエアバッグが乗員を十分 損傷させる力で乗員に衝撃を与える原因ともなり得る。 米国特許第5,400,487号において、ジャウツォス等は、制御可能な状態で点火 される複数の気体発生器を利用し、どんな乗員位置に対してもまたどんな衝撃の 種類にもそれぞれに合った方法で対処出来るようにした可変膨張形状を提供する ことによって上記問題を克服する膨張装置を教示している。この配置は膨張効率 を劇的に改良し、それによってエアバッグの乗員保護能力を最大限にしようとす るものだが、実現には非常に高い費用と複雑さが要求される。より具体的には、 多数の気体発生器とスクイブのために、装置にかなりの費用を加算することにな る。一方、発火制御回路も種々の発火時間に正確に同調することの出来る高度な プロセッサーを必要とする。 米国特許第5,009,855号において、ニルソンは推進剤燃焼室の中に挿入物を置 く気体発生器を開示し、そこでは燃焼室を部分的に異なる容積を持つ２つの区分 に分 けている。作動に際しては、点火器が火炎前面を発生させ、それによってまず最 初に火炎前面が燃焼室の最初の区分を通り抜けたとき少量の推進剤を点火させ、 そしてそれから後最終的に火炎前面が挿入物の付近を通り抜けて燃焼室の第２区 分に到達したときに残りの推進剤を発火させるものである。ニルソンは第一推進 剤区分によって発生されたガス容量が正常な場所に位置していない乗員を車両の 席の方に軽く押しやりその後で第二推進剤区分がバッグを急速に膨張させ、可能 な限りの短時間で最大容積にまで持っていくことを教示している。 ニルソンはより低い発生時膨張率を発生させる気体発生器配置を開示している が、同一の点火器火炎前面は、両方の推進剤区分を発火させるのに用いなければ ならないので、正確な発生時膨張率に対してほんの僅かしか制御出来ない。この ため、低い発生時膨張率を有する可変性膨張加圧を満足に発生させることのでき る気体発生器に対するニーズはなお存在している。 発明の要旨 従って、本発明の目的は最高膨張圧または膨張時間を犠牲にすることなく、最 適の状態で低い発生時加圧率を生じることの出来る車両エアバッグ膨張装置に使 用するための改良された気体発生器を提供することにある。 本発明のもう一つの目的は、第一非アジド系推進剤充填物の燃焼を利用して隔 離された第二非アジド系推進剤充填物を誘導的に点火させる改良された気体発生 器を提供することにある。 本発明に従い、可変性出力ガス発生率を有する気体発生器は、間隔を開けて設 けられた複数個の孔を有するハウジング、ハウジング内に位置ししかもそれら複 数個の孔を流体連通の関係にあるように配置された第一推進剤室、そしてハウジ ング内に位置ししかもそれら複数個の孔と流体連通の関係にあるように配置され た第二推進剤室を含んでいる。第一非アジド系推進剤充填物は所定の燃焼温度を 有す第一燃焼室内に位置しており、第二非アジド系推進剤充填物は第二燃焼室に 位置している。点火器はハウジング内に位置しており、第一推進室にのみ火炎前 面を供給する。そこで第一充填物を火炎前面で点火することにより、熱エネルギ ーが生じ、その熱エネルギーは引き続いて第二非アジド系推進剤充填物を誘導的 に点火させる。この第一および第二推進剤室の隔離はハウジング内に障壁を取り 付 けることにより達成される。障壁は点火器火炎前面が第一燃焼室から第二燃焼室 へ通過するのを効果的に阻害する。 本発明は添付図面とともに下記の好適実施態様の詳細な説明を読めばより完全 に理解されるものである。 図面の簡単な説明 図１は第一の実施態様に合致した２個の推進剤室を有する膨張器の横断面図で あり； 図２は図１の線２−２に沿って切り取られた図であり； 図３は膨張器の第二の実施態様の横断面図であり；そして 図４は膨張器圧力の比較カーブである。 好適な実施態様の詳細な説明 図１及び図２に示されるように、自動車エアバッグ用の気体発生器または膨張 器10は本発明の第一の実施態様に従って、ハウジング12、例えば複数個の気体排 出孔14を備えたアルミニウム鍛造物より成っている。このハウジング12では一端 は一体成型された栓16をもち、対向する端末18は端末栓20を受け入れられるよう に開いている。端末栓20は中央部に穴22を有し、慣用の点火器24を受け入れられ るようになっている。点火器24は一対の電気導体26および28を備えており、これ によりそこに入れられている爆発性充填物の電気点火が促進される。 円筒型推進剤管30は端末栓20の上に保持された１個の端末部32とハウジング12 の閉じた端末部16によって保持された１個の対向端末部34とを有している。 推進剤管30は複数個の比較的小さい孔36を備えている。推進剤管30の内側には 破裂薄膜38が備えられており、この破裂薄膜38は圧力上昇と推進剤管30の内側に 置かれた複数個の非アジド系推進剤粒状物40および66への火炎前面の広がりを制 御する。 推進剤管30は一層以上の金網から成るスラグスクリーン42に取り囲まれている 。整流管44はその上にあるスラグスクリーン42に対して放射状的に間隔をあけて 置かれた関係にある推進剤管30の近辺にはめこみ式に挿入されている。このこと によりスクリーン42から放射状に外側に向けて位置する加圧部46を区画している 。整流管44には複数個の比較的大きい孔48が備えられており、最終的フィル タースクリーン50によって取り囲まれている。 推進剤40により発生される気体は推進剤管30中の孔36を通り推進剤管30から排 出され、スラグスクリーン42を経て、スラグスクリーン42と整流管44の放射状に 位置する内壁との間の空間によって区画された加圧部46に入る。その後、気体は 放射状に外側に向けて流れて整流管44中の孔48を通り、最終フィルタースクリー ン50を経て、ハウジング12の孔14を通り出口より排出される。 本発明に従って、推進剤管30内に固体の障壁60を置き、２個の分離した推進剤 室62および64を作ることにより、低い発生時加圧が達成される。障壁60は点火器 24によって発生する火炎前面の通過を防いで、燃焼室64中に置かれた推進剤粒状 物66の燃焼の直接的原因にならないようにした機構を提供する。その代わりに、 推進剤粒状物40の燃焼によって発生する熱が強制伝導（convection）および（ま たは）誘導（conduction）により推進剤粒状物66の引き続く遅延点火を生じさせ る。さらに詳細には、熱エネルギーは本質的に高い温度の燃焼室62から、例えば 孔36や加圧部46を経由して低い温度の燃焼室64へ移動する。なぜなら第一燃焼室 62に置かれた推進剤粒状物は非アジド組成物からなることから、この室内での燃 焼において発生する固有の熱量は燃焼室64内に置かれた推進剤粒状物を誘導点火 させるのに充分な程高いからである。慣用のアジド系推進剤混合物は点火器24火 炎前面から完全に隔離している燃焼室を点火させるのに充分な程の熱エネルギー を発生させない。 図３を参照して、本発明の第二の実施態様による膨張器100は４種の主要部品 、すなわち、ハウジング102、非アジド系推進剤104および106、フィルター108お よび点火器110から成る。 膨張器ハウジング102は２つの皿型状形態の部分112および114から形成されて おり、この部分112および114は反対向きの関係になるように互いに溶接されてい る。ハウジングの下方部分114は推進剤により発生する気体をエアバッグ（図示 されていない）中に放出するための複数個の孔116を有する。 ハウジング102は中央に配置されている点火器支持管118を備えており、この支 持管118はハウジングの下方部分114にある補償ボス（Boss）に溶接されている燃 焼する下端部分を有するようになっている。支持管118はそれの内部で点火 器110を保持し、ハウジングの上方部分112に溶接されている。 点火器管118は点火器110の下側の部位に円周状の配列状態になるように配置さ れている複数個の孔120を備えている。孔120は点火器110により発生される火炎 前面が第一燃焼室122内に置かれた非アジド系推進剤104に移行できるようにする 。障壁124は点火器管118と推進剤保有スリーブ126との間に位置しこれにより第 二燃焼室128を形成している。推進剤106は第二燃焼室128の中に位置している。 保有スリーブ126はその中に複数個の孔130を有しており、これにより推進剤104 および106により発生される気体を放射状に外側に向けて通すことが可能にされ ている。フィルター108はその組み立てに際して、ハウジング部分112および114 との間に弾力を持って軸方向に圧縮されている細かいワイアーメッシュ環状体か らなる。このフィルター108は比較的重いワイアースクリーン132により放射状に 保持されており、そのワイアースクリーン132はハウジング部品112および114を 組み立てるに際しての縦方向の圧縮によりフィルター部品108の放射状膨張を調 節する。 第一の実施態様10におけると正に同様に、推進剤104の燃焼により発生させら れる熱エネルギーは強制伝導および（または）誘導により推進剤106の引き続く 遅延点火を生じさせる。点火器火炎前面は第一燃焼室122のみを通り、そこで発 生する熱は誘導的に複数個の孔130を経て、第二燃焼室128に達する。 上記したように、本発明は非アジド系推進剤混合物の高い燃焼温度を有利に利 用して、各燃焼室の完全隔離を可能にする。この方法で気体発生器による総合的 膨張プロフィール出力を最適に制御し、特別の場合に合わせることができ、これ により所望の膨張プロフィールを得ることができる。 図４において、曲線200は最初の30ミリ秒でエアバッグ膨張圧の過度な上昇を 有する慣用の膨張器出力を示している。 上記したように、この急速な圧力上昇は高い気体発生時燃焼率により生じる。 しがしながら、本発明による誘導点火される第二推進剤室では、最高膨張時間ま たは圧力を犠牲にすることなく曲線202に例示することく望ましい「低い発生時 」Ｓ型曲線が達成される。 本発明の好適実施態様にかかわる前記説明は例示目的で示されているだけであ り、本明細書に記載されている種々の構造および動作特性に関して、請求の範囲 に規定されている本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、多くの修正をな しうるものと理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年４月１６日 【補正内容】 請求の範囲 １．可変性出力気体発生率を有する気体発生器であって、 そこに間隔をあけて設けられる複数個の孔を有するハウジング； 上記ハウジング内に位置しており、上記複数個の孔と流体連通の関係にあるよ うに配置されている第一推進剤室； 上記ハウジング内に位置しており、上記複数個の孔と流体連通の関係にあるよ うに配置されている第二推進剤室； 所定の燃焼温度を有する上記第一燃焼室内に位置している第一非アジド系推進 剤充填物； 上記第二室に位置している第二非アジド推進剤充填物；および 上記ハウジング内に位置しており、上記第一推進剤室のみに火炎前面を供給す る点火器、ここにおいて上記火炎前面による上記第一充填物の点火は上記第二非 アジド系推進剤充填物を引き続き誘導点火させる熱エネルギーを発生させ、上記 第一および第二推進剤室は点火火炎前面が上記第一室から上記第二室に通るのを 阻害する固体の障壁によりそれぞれ隔離されている； を含む気体発生器。 ２．第一室および第二室が点火器の周囲に放射状に配置されている、請求項１に 記載の気体発生器。 ３．第一および第二室が点火器に対して軸方向に配置されており、そのことによ り積重型形状を形成している、請求項１に記載の気体発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．可変性出力気体発生率を有する気体発生器であって、 そこに間隔をあけて設けられる複数個の孔を有するハウジング； 上記ハウジング内に位置しており、上記複数個の孔と流体連通の関係にあるよ うに配置されている第一推進剤室； 上記ハウジング内に位置しており、上記複数個の孔と流体連通の関係にあるよ うに配置されている第二推進剤室； 所定の燃焼温度を有する上記第一燃焼室内に位置している第一非アジド系推進 剤充填物； 上記第二室に位置している第二非アジド推進剤充填物；および 上記ハウジング内に位置しており、上記第一推進剤室のみに火炎前面を供給す る点火器、ここにおいて上記火炎前面による上記第一充填物の点火は上記第二非 アジド系推進剤充填物を引き続き誘導点火させる熱エネルギーを発生させる； を含む気体発生器。 ２．第一室および第二室がハウジング内に取り付けられた障壁によって互いに隔 離されており、該障壁が点火器火炎前面が第一室から第二室へ通過する請求項１ に記載の気体発生器。