JPH10509401A - 複数の推進剤室を有する可変性非アジド系気体発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エアバッグ等の気体発生器に関し、この気体発生器（10）はその中に複数個の非アジド系推進剤粒子（20、36および38）を含有している、少なくとも３つの隔離されている推進剤容器／燃焼室（22、32および34）および第一燃焼室（22）内に位置している推進剤粒子（20）のみを点火させる点火器（16）を使用する。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子（36および38）を引き続いて点火させるのに充分の熱エネルギーを発生する。膨張プロフィールが10〜90百分位数の範囲にわたり、車両乗員がカバーされるように調製される。

Description

【発明の詳細な説明】 複数の推進剤室を有する可変性非アジド系気体発生器 発明の背景 本発明は一般的に、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脹装置を開示して いるが、この装置は未膨張エアバッグと流体連絡している１個の気体発生器を備 えているものである。この気体発生器は典型的には、加速度−応答慣性スイッチ および爆発性「スクイブ」(squib)を使用することによって、検知された車両加 速度が既定のしきい値を越えると、エアバッグ点火回路により起動される。 慣用の単一型気体発生器膨張装置は、発生時加圧／膨張率が一般に攻撃的なま たは急速な初期膨張を提供するように設定されており、これによりエアバッグの 比較的近くに位置している乗員に対してさえも特定の膨張時間が与えられる。し かしながら、攻撃的で、無制御の加圧発生速度は、乗員がそのような位置から離 れている状況では問題となる。より具体的には、急速な加圧によって、乗員に損 傷を与えるのに充分な力で、エアバッグが乗員に衝撃を与えてしまう。 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て、いずれの乗員位置に対してもまたいずれの タイプの衝突に対しても調製できる可変性膨張プロフィールを提供することによ って前記問題を克服する膨張システムを教示している。この配置は膨張効率を劇 的に改良し、エアバッグの乗員保護能力を高めるが、極めて高価で、また複雑で ある。具体的には、複数個の気体発生器およびスクイブは、この装置に多大の費 用を付加し、しかも点火制御回路は、種々の点火時間のタイミングを正確に定め ることができ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、Ｎilssonは、推進剤燃焼室内に挿入されて おり、その燃焼室が相違する容積を有する２つの部分に部分的に分離されている 気体発生器を開示している。作動に際して、点火器は、燃焼室の第一区域を通過 する 推進剤の小部分を火炎前面（flame front）として初期点火させる火炎前面を生 じさせ、次いで最終的に、火炎前面として推進剤の残りの部分をこの導入部位付 近に通し、この燃焼室の第二区域に到達させる。Ｎilssonは、第一推進剤区域に より発生される容積の気体が定位置から離れている乗員を乗物座席に穏やかに押 しつけ、その後に第二の推進剤区域が可能な最短時間内で最大容積にまでバッグ を急速に膨張させることを教示している。 Ｎilssonは、より低い発生時膨張率を生じさせる気体発生器を開示しているが 、両方の推進剤区域の点火に同一の点火器火炎前面を使用しなければならないこ とから、この発生時の正確な膨張率は僅かに制御できるのみである。 ＤeＳautelle等による、1995年７月６日付けの共同出願である、「二室型非ア ジド系ガス発生器」(Ｄual Ｃhamber Ｎonazide Ｇas Ｇenerator)と題する米国 特許出願08／498,852において、最高膨張圧および膨張時間を犠牲にすることな く、低い発生時膨張率を得るために、２つの分離した推進剤室を利用する気体発 生器を教示している。第一室内に位置する非アジド系推進剤充填物に固有の高い 点火温度は、第二室に位置する非アジド系推進剤充填物を誘導点火させるのに充 分な熱エネルギーを生成する。 この米国特許出願Ｓerial Ｎo.08／498,852に記載の二室型非アジド系ガス発 生器は公知気体発生器に優る劇的に改良された性能を備えているか、より具体的 な燃焼状態に合わせた、例えば10百分位数燃焼状態に合わせたおよび（または） 定位置から離れている車両乗員に合わせたさらに広い範囲にわたる膨張プロフィ ールを得ることができる可変性気体発生器の提供に対する要望が依然として存在 する。従って、低い発生時膨張率を伴う可変性の膨張加圧を充分に提供すること ができる気体発生器に対する要望が依然として存在する。 発明の要旨 従って、本発明の目的は、最高膨張圧および膨張時間を犠牲にすることなく、 最適の低い発生時加圧率を生じることができ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、車両エアバッグの膨張に充分な可変性出力膨張プ ロフィールを生じさせて、車両乗員の10〜90百分位数の範囲にわたり最適の保護 を提供する改良された気体発生器を提供することにある。 本発明のさらにもう一つの目的は、第一非アジド系推進剤充填物の燃焼を利用 して、分離された第二および第三非アジド系推進剤充填物を誘導点火させる改良 された気体発生器を提供することにある。 本発明に従い、可変性出力の気体発生率を備えた気体発生器が提供され、この 気体発生器は、間隔をあけて存在する複数個の孔をそこに有するハウジング、こ のハウジング内に存在し、かつまた複数個の孔により流体が移動されるように配 置されている第一推進剤室、およびこのハウジング内に存在し、かつまた複数個 の孔により流体が移動されるように配置されている少なくとも第二のおよび第三 の推進剤室からなる。第一非アジド系推進剤充填物は既定の燃え上がり温度を有 する第一燃焼室内に位置しており、かつまた第二および第三非アジド系推進剤室 はそれぞれ、第二および第三燃焼室内に位置している。点火器はハウジング内に 存在しており、第一推進剤室に対してのみ火炎前面を供給する。この火炎前面に よる第一推進剤の点火は、第二および第三非アジド系推進剤充填物を引き続いて 誘導点火させる熱エネルギーを発生する。この第一、第二および第三推進剤室の 分離は、ハウジング内に固定されている障壁により達成される。この障壁は点火 器火炎前面が第一燃焼室から第二および（または）第三燃焼室へ通過するのを効 果的に防止する。これらの燃焼室は点火器に対して放射状に位置していてパイ構 造を形成していてもよく、あるいは軸状に位置していて、積重構造を形成してい てもよい。 本発明は、添付図面とともに下記の好適態様にかかわる詳細な説明を読むこと によってより理解され得る。 図面の簡単な説明 図１は第一の具体例に従う３つのパイ型形状の推進剤室を有する可変性インフ レーターの上面横断面図である。 図２は本発明による積重型形状インフレーターの第二の具体例の横断面図であ る。 好適態様の詳細な説明 図１を参照して、この自動車エアバッグ用の可変性気体発生器またはインフレ ー ター10は本発明の「パイ型形状」に構成されている第一の具体例であって、ハウ ジング12、例えばバッグを膨張させる気体を放出する複数個のオリフィス（図示 されていない）を有するアルミニウム鍛造ハウジングを包含する。このハウジン グ12は一体成型された中央支持管14を備えており、これにより慣用の点火器16（ 点線で示されている）が据付けられている。この点火器16は一対の電気導体（図 示されていない）を備えており、これによりそこに含有されている爆発性充填物 の電気による点火が促進される。 この点火器管14は、点火器16の下側の部位に位置している少なくとも１個の孔 18を有する。この孔18は点火器16により発生された火炎前面を、第一燃焼室22内 に位置する非アジド系推進剤20にまで押し進めることができるようにする。３個 の分離した障壁24、26および28は点火器管14と外側推進剤保有スリーブ30との間 に延びて配置されており、第二燃焼室32および第三燃焼室34を形成している。非 アジド系推進剤36は第二燃焼室32内に位置しており、そして非アジド系推進剤充 填物38は第三燃焼室34内に位置している。この保有スリーブ30はそこに複数個の 孔40を有しており、これにより推進剤20、36および38により発生される気体を放 射状に外側に向けて通過させることを可能にする。フィルター42は、この保有ス リーブ30を取り囲んでおり、その組立てに際して、ハウジング12内に弾力を持っ 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42は比較的重いワイアースクリーン44により放射状に保持されており、ワイ アースクリーン44はハウジング部品の組立てに際して、縦方向圧縮によりフィル ター部品42の放射状方向の膨張を調節する。 作動に際して、推進剤充填物20、36および38により発生される気体は、各燃焼 室から孔40を通り、フィルター42およびワイアーメッシュスクリーン44を経てハ ウジング12内に位置するバッグ膨張オリフィスを通り出口から排出される。 本発明によって、燃焼領域を３つの分離した推進剤室22、32および34に区分す ることによって、低い可変性の発生時加圧を達成することができる。障壁24、26 および28は、点火器16により発生される火炎前面の通過による、各燃焼室32およ び34に位置している推進剤充填物36および38の直接燃焼を防止する機能を備えて いる。この代わりに、第一推進剤充填物20の燃焼によって発生される熱は、強 制伝導および（または）誘導により推進剤充填物36および38の引続く遅延点火を 生じさせる。さらに詳細には、この熱エネルギーは固有温度が高い方の燃焼室22 から温度が低い方の燃焼室32および34に、例えば孔40によって流動する。第一室 22内に位置する推進剤充填物は非アジド系組成物からなることから、この室内で 発生する固有の熱量は、燃焼室32および34内に位置する推進剤充填物を誘導点火 させるのに充分なように充分に大きい。慣用のアジド系推進剤混合物は、点火器 16の火炎前面から完全に分離している燃焼室を点火させるのに充分な熱エネルギ ーを発生させることはできない。 添付図２を参照して、第二の具体例である“積重型”構造を有する可変性出力 インフレーター100は、４種の主要部品からなる。すなわち、ハウジング102、非 アジド系推進剤充填物104、106および108、フィルター109および点火器110から なる。 インフレーター10と同様に、インフレーターハウジング102は２つの皿状形態 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は反対方向から 相互に集合された関係で一体に合体されている。ハウジングの下方部分114は推 進剤により発生された気体をエアバッグ（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はハウジング下方部分114に存在する補償ボス（boss）に合体されている 燃焼する下端部分を有する。管118はその内部に点火器110を支持しており、ハウ ジング上方部分112に合体されている。 点火器管118は、点火器110の下側の部位に円周状列として配置されている複数 個の孔120を備えている。この孔120は点火器110により発生される火炎前面を、 第一燃焼室122内に位置する非アジド系推進剤充填物104に押し進めることができ るようにする。第一障壁124は、点火器管118と推進剤保有スリーブ126との間に 延びて位置していて、ハウジング102内の第一室122の上に位置している第二燃焼 室128を形成している。推進剤充填物106は第二燃焼室128内に位置している。第 二障壁129は、点火器管118とスリーブ126との間に延びて位置していて、ハウジ ング102内の第二室128の上に位置している第三燃焼室130を形成 している。推進剤充填物108は第三燃焼室130内に位置している。この保有スリー ブ126はそこに複数個の孔131を有しており、これにより推進剤充填物104、106お よび108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る 。フィルター109は、その組立てに際して、ハウジング部分112とハウジング部分 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109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、ワイアースクリーン132はハウジング部品112および114の 組立てに際して、縦方向圧縮によりフィルター部品109の放射状膨張を調節する 。 第一の具体例10と正に同様に、推進剤充填物104の燃焼により発生される熱エ ネルギーは、強制伝導および（または）誘導により推進剤充填物106および108の 引き続く遅延点火を生じさせる。点火器の火炎前面は第一燃焼室122のみに通り 、そこで発生される熱は誘導されて、複数個の孔131を経て、第二および第三燃 焼室128および130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使 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。本発明による誘導点火さ れる第二および第三推進剤室では、最高膨張時間または圧力を犠牲にすることな く、望ましい「低い発生時」Ｓ型曲線が達成される。さらにまた、燃焼室の各寸 法を調整することによって、３個よりも多くの燃焼室を利用することによって、 そして（または）各燃焼室内に充填する推進剤の量を変えることによって、名目 上50百分位数の乗員膨張プロフィールを提供するにすぎない慣用のインフレータ ーとは異なり、ほぼ10〜90百分位数の範囲にわたる車両乗員がカバーされるよう に膨張プロフィールを調製することができる。 本発明の好適態様にかかわる前記説明は例示の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かぎり、多くの修正をな しうるものと理解されるべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．可変性出力の気体発生率を有する気体発生器であって、 そこに間隔を離して存在す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、上記複数個の孔によりその中の流体が移 動され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、上記複数個の孔によりその中の流体が移 動されるように配置されている少なくとも第二の推進剤室および第三の推進剤室 、ここにおいて上記第一推進剤室と少なくとも第二の推進剤室および第三の推進 剤室とは、各推進剤室間の流体の直接的移動を防止する堅固な障壁部品によりそ れぞれ分離されている； 既定の燃焼温度を有する上記第一室内に位置している第一非アジド推進剤充 填物； 上記第二室および第三室内に位置している少なくとも第二の非アジド推進剤 充填物および第三の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、上記第一推進剤室にのみ火炎前面を供給 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が、上記の 少なくとも第二の非アジド系推進剤充填物および第三の非アジド系推進剤充填物 を引続き誘導点火させる熱エネルギーを発生させる； からなる、気体発生器。 ２．上記第一室、第二室および第三室が上記点火器の周囲に放射状に配置されて おり、パイ型形状を形成している請求項１に記載の気体発生器。 ３．上記第一室、第二室および第三室が上記点火器に対して軸方向に配置されて おり、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。 ４．上記堅固な障壁部品が、上記第一推進剤室および少なくとも第二の推進剤室 および第三の推進剤室の寸法を変えることによって点火に関して所望の膨張プロ フィールが創造されるように配置されている請求項１に記載の気体発生器。