JP2007513818A - 火薬貯蔵ガスインフレータ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2004年9月17日付で出願された仮出願第60/503,577号の利益を主張する。
本発明はガス発生器に関し、そしてより具体的には、エアバッグなどの膨張式車両乗員拘束デバイスを膨張させるための貯蔵ガスを含む、火薬式(pyrotechnic)ガス発生器に関する。
膨張式車両乗員保護システムで用いるためのインフレータが提供される。インフレータは、その中に開口部を有する圧力容器と、圧力容器の開口部を密封するように配置された破裂可能な流体密封シール、および圧力容器に貯蔵されたある量の実質的に非反応性の加圧ガスを含む。点火装置は圧力容器に固定され、作動されると、圧力容器の内部と流体連通する。有孔のガス発生剤用筐体が圧力容器の内部に配置され、圧力容器の中心軸に沿って、点火装置から反対の端へと延びている。
図1は、本発明に従う貯蔵ガスインフレータ10の1つの態様を示す。インフレータ10は、第1端62と第2端64を有する圧力容器12を含む。図1および図4を参照すると、第1の態様は、実質的に円筒形の金属インフレータボディを有する細長い容器12を含む。しかし、代替的なインフレータボディの種類およびデザインも、本発明の範囲から逸脱することなく使用可能であることが理解されるべきである。容器12は、長さ方向の中心軸Aおよび容器12の一端に形成された開口部60を有する。圧力容器は、打抜き、押し出し、ダイカスト、または他の金属成形により製造でき、例えば炭素鋼またはステンレス鋼から製造できる。
換言すると、シリコーンを燃料として用いるガス発生剤の群は、本発明で用いるのに特に好適であると考えられている。これらのガス発生剤はさらに、金属および非金属過塩素酸塩、例えば、過塩素酸カリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸アンモニウムを含む群から選択される酸化剤を含む。所望の場合は、これらのガス発生剤は、金属炭酸塩、金属重炭酸塩、金属シュウ酸塩、および金属水酸化物を含む群から選択される冷却剤をさらに含んでもよい。
本明細書中の用語「シリコーン」は、一般的な意味として理解される。Hawleyは、シリコーン(有機シロキサン)を、交互のシリコンおよび酸素原子であって種々の有機基(または官能基)がシリコンに付着したものからなる構造に基づくシロキサンポリマーの多数の群の任意のものとして記述している:
シリコーンの例は、米国特許第5,589,662号、第5,610,444号および第5,700,532号、および、Technology of polymer compounds and energetic materials, Fraunhofer-Institut fur Chemische Technologie (ICT), 1990に記載されたものを含み、各参照文献および資料は本明細書に参照として組み込まれる。
一般に、成分を加える順序は、それらが均一に混合される限り重要ではない。他の既知の湿式および乾式混合法も用いることができる。混合が完了すると、ガス発生剤成分は、細長い突き出し形態、球粒、板状、または顆粒などの特定の形に押し出しまたは成形される。
衝突事象の際には、衝突センサー(示されず)からの信号が点火装置18に伝達され、これによって点火装置18を起動し、推進剤14に点火する。カップ25は、点火装置18からの燃焼生成物の流れを、筐体22の第1端68のガス発生剤ストランド14へと導く。推進剤14の点火により、筐体22の内部に比較的迅速に燃焼ガスが生成される。推進剤ストランド14の燃焼が、第1端14aから第2端14bへと進むにつれて、ガスは、筐体22の開口24を通って、圧力容器12の内部へと排出される。
図8は、ガス発生システムが、エアバッグ40および点火装置18と電子的に通信する衝突センサーパッケージ42を含む車両乗員保護システムである、本発明のガス発生システムの例の模式図である。
Claims (34)
- 膨張式車両乗員保護システムにおいて用いるためのインフレータであって、
第1端および第2端、およびその中の開口部を有する、圧力容器;
前記圧力容器の開口部を密封するように配置された、破裂可能なシール;
前記圧力容器に貯蔵された、ある量の実質的に非反応性の加圧ガス;
前記圧力容器に固定され、圧力容器の内部と流体連通する、点火装置;
前記圧力容器の内部に配置された有孔のガス発生剤用筐体であって、前記筐体は、ある長さ、第3端、第4端を有し、そして内部空洞を規定しており、第3端は、前記点火装置と前記内部空洞との間の流体連通を可能にするように配置され、第4端は前記シールと隣接しており、前記有孔筐体は前記加圧ガスと前記内部空洞との間の流体連通を可能にしている、前記筐体;および
前記内部空洞内に収納され、前記筐体の長さ方向に沿って延びている、ある量のガス発生剤組成物;
を含む、前記インフレータ。 - 少なくとも部分的にガス発生剤を囲むフィルターをさらに含み、ガス発生剤の燃焼によって生成されるガスをフィルタリングする、請求項1に記載のインフレータ。
- フィルターが、筐体の内部空洞内の、ガス発生剤と筐体の間に配置され、ガス発生剤の燃焼によって生成されるガスをフィルタリングする、請求項2に記載のインフレータ。
- フィルターが、筐体外部の、筐体と少なくとも一部の加圧ガスの間に配置され、ガス発生剤の燃焼によって生成されるガスをフィルタリングする、請求項3に記載のインフレータ。
- フィルターが、筐体の外表面に配置された、請求項4に記載のインフレータ。
- ガス発生剤が、ガス発生剤第1端およびガス発生剤第2端を有する細長いストランドの形状をしており、点火装置が、該ストランドの燃焼を開始するために、該ガス発生剤ストランドの第1端との流体連通を可能にするように配置された、請求項1に記載のインフレータ。
- 加圧ガスが、実質的に酸素を含有しない、請求項1に記載のインフレータ。
- 加圧ガスが、単一の成分を含む、請求項1に記載のインフレータ。
- 加圧ガスがN2を含む、請求項8に記載のインフレータ。
- 加圧ガスが、少なくとも2種の成分から形成されるガスを含む、請求項1に記載のインフレータ。
- 加圧ガスが、N2およびHe2から形成されるガスを含む、請求項10に記載のインフレータ。
- 加圧ガスが、N2を約95%およびHe2を約5%含む、請求項11に記載のインフレータ。
- 圧力容器中のガス発生剤(グラム)の加圧ガス(立法インチ)に対する比率が、約1/1.2〜約1/6の範囲である、請求項1に記載のインフレータ。
- 圧力容器中のガス発生剤(グラム)の加圧ガス(立法インチ)に対する比率が、約1/2.4である、請求項13に記載のインフレータ。
- 点火装置を囲み、筐体の第1端に結合され、ガス発生剤と点火装置の両方に連通する流体密封された内部を規定するカップをさらに含み、点火装置からガス発生剤への燃焼生成物の流れを導く、請求項1に記載のインフレータ。
- カップ内部に配置されてガス発生剤の燃焼を促進する、ある量のブースター推進剤をさらに含む、請求項1に記載のインフレータ。
- 圧力容器の開口部をカバーするよう配置されたキャップをさらに含み、該キャップは流体密封シールと連通する内部チャンバーを規定しており、該キャップは、その中に形成され、周縁部に間隔をおいて配置された複数のオリフィスを有しており、該キャップの内部チャンバーと該キャップの外側との流体連通を可能にする、請求項1に記載のインフレータ。
- ガス発生剤が、
燃料としてのシリコーン;
金属および非金属の過塩素酸塩からなる群から選択される酸化剤;および
アルカリ金属、アルカリ土類金属、および遷移金属の炭酸塩、重炭酸塩、シュウ酸塩および水酸化物からなる群から選択される、所望の冷却剤;
を含む、請求項1に記載のインフレータ。 - ガス発生剤が、
10〜25%のシリコーン;
金属および非金属の過塩素酸塩からなる群から選択される1級酸化剤を30〜85%;および
アルカリ金属、アルカリ土類金属、および遷移金属の炭酸塩、シュウ酸塩、重炭酸塩、および水酸化物からなる群から選択される冷却剤を0〜30%含み、該パーセンテージは前記ガス発生剤組成物の重量に基づき示される、請求項1に記載のインフレータ。 - 膨張式車両乗員保護システムにおいて用いるためのインフレータであって、
その中に開口部を含む、圧力容器;
前記圧力容器の開口部を密封するように配置された、破裂可能なシール;
前記圧力容器に貯蔵された、ある量の実質的に非反応性の加圧ガス;
前記圧力容器に固定され、圧力容器の内部と連通する、点火装置;
前記圧力容器の内部に圧力容器の中心軸に沿って配置されたガス発生剤用筐体であって、前記筐体は内部空洞およびその長さ方向に沿った複数の開口を規定して、加圧ガスと内部空洞との間の流体連通を可能にする、前記筐体;および
前記筐体の内部空洞内に収納され、前記筐体の長さ方向に沿って延びている、ある量のガス発生剤組成物であって、燃料としてのシリコーンと、金属および非金属の過塩素酸塩からなる群から選択される酸化剤とを含む、前記ガス発生剤組成物;
を含む、前記インフレータ。 - インフレータを製造するための方法であって、
その中に開口部を有する圧力容器を設けるステップ;
ガス発生剤組成物に点火するための点火装置を設けるステップ;
前記圧力容器の開口部を密封するための、破裂可能な流体密封シールを設けるステップ;
内部空洞を規定し第1端および第2端を有するガス発生剤用筐体であって、実質的に均等な間隔をおいて配置された複数の開口を有することにより、加圧ガスと前記内部空洞との間の流体連通を可能にする、該筐体を設けるステップ;
ある量の固体のガス発生剤組成物を設けるステップ;
前記点火装置を前記圧力容器に固定して、点火装置を圧力容器内部および圧力容器外部と連通させるステップ;
前記ある量のガス発生剤組成物を前記筐体の内部空洞に配置すること、そして筐体の長さ方向に沿って延びるようにするステップ;
前記ガス発生剤用筐体を前記圧力容器の内部に配置して、圧力容器の中心軸に沿って延びるようにするステップ;
前記筐体の第1端を、前記点火装置と筐体の内部空洞との間の流体連通を可能にする位置に固定するステップ;
前記筐体の第2端を、前記シールに隣接する位置に固定するステップ;
前記圧力容器に、ある量の高圧で実質的に非反応性ガスを充填するステップ;および
前記圧力容器を密閉し、それによって、前記筐体の開口が、筐体の内部空洞内のガス発生剤と、筐体の外部の加圧ガスとの間の流体連通を可能として、筐体内の前記固体のガス発生剤を加圧し、それによって固体のガス発生剤の点火および燃焼を促進するステップ;
を含む、前記方法。 - ガス発生剤を少なくとも部分的に囲むフィルターを設けるステップをさらに含み、ガス発生剤の燃焼によって発生するガスをフィルタリングする、請求項21に記載の方法。
- ガス発生剤と複数の開口との間の筐体の内部空洞に、フィルターを配置するステップをさらに含み、ガス発生剤の燃焼によって発生するガスをフィルタリングする、請求項21に記載の方法。
- 複数の開口と加圧ガスとの間の筐体の外部に、フィルターを配置するステップをさらに含み、ガス発生剤の燃焼によって発生するガスをフィルタリングする、請求項21に記載の方法。
- ある量の加圧された非反応性ガスを圧力容器内部に供給するステップが、N2およびHe2からなるガスを供給することを含む、請求項21に記載の方法。
- 点火装置からガス発生剤への燃焼生成物の流れを導くための、点火装置を囲むカップを設けるステップをさらに含み、該カップが、ガス発生剤と点火装置の両方に連通する内部を規定する、請求項21に記載の方法。
- ある量のブースター推進剤をカップ内部に配置して、ガス発生剤の燃焼を促進するステップをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 請求項21に記載の方法によって形成される、インフレータ。
- ガス発生システムであって、
ガスを発生するためのガス発生器;
前記ガス発生器内の圧力容器;
前記圧力容器内の、実質的に非反応性の加圧ガス;
前記加圧ガスを流出させるための、前記圧力容器に形成されたオリフィス;
前記圧力容器のオリフィスを密封するための破裂可能なシール;
前記ガス発生器内の、前記シールに隣接したガス発生剤用筐体;および
前記ガス発生剤用筐体内のガス発生剤であって、燃焼して、前記加圧ガスと連通する燃焼生成物を生成する、前記ガス発生剤;
を含む、前記ガス発生システム。 - ガス発生剤が、
燃料としてのシリコーン;および
金属および非金属の過塩素酸塩からなる群から選択される酸化剤;
を含む、請求項29に記載のガス発生システム。 - エアバッグインフレータを含む、請求項29に記載のガス発生システム。
- ガス発生システムが車両乗員保護システムである、請求項29に記載のガス発生システム。
- ガス発生システムであって、
第1端および第2端を有し、既定の圧力での加圧ガスを含む、密封された圧力容器;
前記圧力容器内に収納され、前記既定の圧力で加圧された有孔筐体であって、第1端に隣接して固定された第3端および第2端に隣接して固定された第4端を含む、前記有孔筐体;
エアバッグインフレータ内で用いるのに適し、前記有孔筐体内に収納された、ガス発生剤;
第1端に固定され、ガス発生器システムの起動により前記ガス発生剤と動作可能に連通する、点火装置;および
前記圧力容器に形成された少なくとも1つのガス出口オリフィスであって、前記点火装置の起動により、前記密封圧力容器が開かれて、前記ガス出口オリフィスからガスを放出する、前記出口オリフィス;
を含む、前記ガス発生システム。 - インフレータを製造する方法であって、
第1端および第2端およびその中に開口部を含む、密封された圧力容器を設けるステップ;
ガス発生剤組成物を点火するための点火装置を設けるステップ;
前記圧力容器内に有孔のガス発生剤用筐体を設けるステップであって、該筐体は内部空洞を規定し、第1端に固定された第3端および第2端に固定された第4端を有し、該有孔筐体は、前記点火装置の起動の前に、加圧ガスと前記内部空洞との間の連続的な流体連通を可能にする、前記ステップ;および
燃焼して燃焼生成物を生成するある量の固体のガス発生剤組成物を供給するステップであって、前記燃焼生成物は前記密封圧力容器をさらに加圧し、それによって圧力容器を開いて、前記燃焼生成物の少なくとも一部を放出する、前記ステップ;
を含む、前記方法。
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