JP2609404B2 - 点火器および膨張器 - Google Patents
点火器および膨張器Info
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- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
- B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車輌乗員拘束装置のため
の点火器および膨張器に関し、更に詳細にのべると、エ
アバッグの如き、膨張可能な車輌乗員拘束装置を膨張す
るためのガスを発生するためにガス発生材料を点火する
点火器およびこの点火器を用いる膨張器に関する。
の点火器および膨張器に関し、更に詳細にのべると、エ
アバッグの如き、膨張可能な車輌乗員拘束装置を膨張す
るためのガスを発生するためにガス発生材料を点火する
点火器およびこの点火器を用いる膨張器に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】米国特許第3,211,
097号は外側のケーシンングを有する点火器を開示し
ている。このケーシンングは一端にノズルポートを有す
る。このケーシンング内には点火材料が収容されてい
る。この点火材料は97%の二酸化鉛と3%のボロンと
を含む。このケーシンングは、又、54%のマグネシウ
ムと30%のテフロンと16%のビトン(Viton−
−−フッ素ゴムの一種に対する登録商標)とを含む補助
促進(ブースタ)材料を収容している。ブリッジワイヤ
が点火材料を点火し、次いでブースタ材料を点火する。
この点火器はノズルポートから排出し且つ0.5乃至
1.5秒間持続する火炎を発生する。
097号は外側のケーシンングを有する点火器を開示し
ている。このケーシンングは一端にノズルポートを有す
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を含む。このケーシンングは、又、54%のマグネシウ
ムと30%のテフロンと16%のビトン(Viton−
−−フッ素ゴムの一種に対する登録商標)とを含む補助
促進(ブースタ)材料を収容している。ブリッジワイヤ
が点火材料を点火し、次いでブースタ材料を点火する。
この点火器はノズルポートから排出し且つ0.5乃至
1.5秒間持続する火炎を発生する。
【0003】しかし、この従来技術ではエアバッグの如
き車輌拘束装置を膨張するにはガス発生材料を点火する
ための燃焼時間が長過ぎてしまうという問題があった。
米国特許第3,904,221号はエアバッグを膨張す
るためにガス発生材料を点火する点火器を開示してい
る。この点火器は点火化学合成物を含む点火チューブを
備えている。プラチナ(白金)のワイヤがその点火化学
合成物を点火する。この点火はミリセコンドのオーダで
生ずるようにきわめて速い。この点火は燃焼ガスを発生
し、この燃焼ガスは点火チューブを破壊させて点火化学
合成物の幾らかを分散せしめる。この点火化学合成物は
点火チューブの外側に火炎を排出し、この火炎はガス発
生材料を点火する。このガス発生材料は比較的小さな錠
剤から成り、これら錠剤は点火チューブの破壊および点
火化学合成物の分散からは破壊されない。
き車輌拘束装置を膨張するにはガス発生材料を点火する
ための燃焼時間が長過ぎてしまうという問題があった。
米国特許第3,904,221号はエアバッグを膨張す
るためにガス発生材料を点火する点火器を開示してい
る。この点火器は点火化学合成物を含む点火チューブを
備えている。プラチナ(白金)のワイヤがその点火化学
合成物を点火する。この点火はミリセコンドのオーダで
生ずるようにきわめて速い。この点火は燃焼ガスを発生
し、この燃焼ガスは点火チューブを破壊させて点火化学
合成物の幾らかを分散せしめる。この点火化学合成物は
点火チューブの外側に火炎を排出し、この火炎はガス発
生材料を点火する。このガス発生材料は比較的小さな錠
剤から成り、これら錠剤は点火チューブの破壊および点
火化学合成物の分散からは破壊されない。
【0004】しかし、この従来技術では点火チューブを
破壊させたりしているので構造が複雑である上、確実性
にかけるという問題があった。
破壊させたりしているので構造が複雑である上、確実性
にかけるという問題があった。
【0005】本発明の目的は上述の如き従来技術の欠点
を改善した点火器および膨張器を提供することにある。
を改善した点火器および膨張器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は次の如き構成を有する。
めに本発明は次の如き構成を有する。
【0007】本発明に係る点火器は、点火可能な粒状出
力充填物のコンテナを備える。このコンテナは、出力充
填物が点火されたとき、コンテナを破壊することなくコ
ンテナ内で発生した圧力に対抗するのに充分な強度を有
する。この点火器は、出力充填物を5乃至100ミリセ
コンドの範囲で燃焼する燃焼時間を有する。このコンテ
ナは、又、破壊可能な爆発ディスクによって閉じられた
オリフイス及び該オリフィスに隣接して形成された自由
容積を有する。このオリフイス及び自由容積は、出力充
填物の少なくともかなりの部分が点火するまで出力充填
物及びその燃焼生成物を収容するように寸法が設定され
ている。出力充填物の少なくともかなりの部分が点火さ
れて、該出力充填物の燃焼により生じた火炎を含む燃焼
生成物が該自由容積に充満すると、爆発ディスクを破壊
せしめる。爆発ディスクが破壊すると、点火されていな
い粒状の出力充填物をほとんど含まない燃焼生成物すな
わち燃焼粒状物が、コンテナのオリフイスから排出して
ガス発生材料を点火せしめる。
力充填物のコンテナを備える。このコンテナは、出力充
填物が点火されたとき、コンテナを破壊することなくコ
ンテナ内で発生した圧力に対抗するのに充分な強度を有
する。この点火器は、出力充填物を5乃至100ミリセ
コンドの範囲で燃焼する燃焼時間を有する。このコンテ
ナは、又、破壊可能な爆発ディスクによって閉じられた
オリフイス及び該オリフィスに隣接して形成された自由
容積を有する。このオリフイス及び自由容積は、出力充
填物の少なくともかなりの部分が点火するまで出力充填
物及びその燃焼生成物を収容するように寸法が設定され
ている。出力充填物の少なくともかなりの部分が点火さ
れて、該出力充填物の燃焼により生じた火炎を含む燃焼
生成物が該自由容積に充満すると、爆発ディスクを破壊
せしめる。爆発ディスクが破壊すると、点火されていな
い粒状の出力充填物をほとんど含まない燃焼生成物すな
わち燃焼粒状物が、コンテナのオリフイスから排出して
ガス発生材料を点火せしめる。
【0008】好ましくは、点火材料の出力充填物はコン
テナの一部のみを占め、コンテナはオリフイスと連通す
る自由容積を有する。好ましくは、この自由容積はコン
テナの容積の約25%乃至75%に等しい。
テナの一部のみを占め、コンテナはオリフイスと連通す
る自由容積を有する。好ましくは、この自由容積はコン
テナの容積の約25%乃至75%に等しい。
【0009】
【実施例】本発明に従って構成された点火器および膨張
器を適用した膨張可能な車輌拘束装置10が図1に示さ
れている。この拘束装置は図1に示された如く、不作動
状態のエアバッグ12を含む。この拘束装置10を含む
車輌が衝突したとき、エアバッグ12は、折りたたみ状
態から拡開状態に伸張(膨張)する(図2参照)。エア
バッグの膨張は膨張器(インフレータ)14からのガス
の速い流れによって生ずる。エアバッグ12が図2に示
された膨張状態にあるとき、このエアバッグは車輌の乗
員の移動を拘束し且つ乗員が車輌内部の構成部品に烈し
く当ることを防ぐ。
器を適用した膨張可能な車輌拘束装置10が図1に示さ
れている。この拘束装置は図1に示された如く、不作動
状態のエアバッグ12を含む。この拘束装置10を含む
車輌が衝突したとき、エアバッグ12は、折りたたみ状
態から拡開状態に伸張(膨張)する(図2参照)。エア
バッグの膨張は膨張器(インフレータ)14からのガス
の速い流れによって生ずる。エアバッグ12が図2に示
された膨張状態にあるとき、このエアバッグは車輌の乗
員の移動を拘束し且つ乗員が車輌内部の構成部品に烈し
く当ることを防ぐ。
【0010】エアバッグ12は車輌の多くの異なる部品
に取付けることができるが、図1に示す如く、車輌のダ
ッシュボード16に取付けられている。エアバッグ12
は硬い金属の反応キャニスタ(缶)18に固定され、こ
の反応キャニスタはダッシュボード16に固定されてい
る。膨張器14は、図2に矢印20で示す如く膨張器1
4からのガスの流れがエアバッグ12を乗員室に膨張さ
せるように反応キャニスタ18内に配置されている。
に取付けることができるが、図1に示す如く、車輌のダ
ッシュボード16に取付けられている。エアバッグ12
は硬い金属の反応キャニスタ(缶)18に固定され、こ
の反応キャニスタはダッシュボード16に固定されてい
る。膨張器14は、図2に矢印20で示す如く膨張器1
4からのガスの流れがエアバッグ12を乗員室に膨張さ
せるように反応キャニスタ18内に配置されている。
【0011】膨張器14の詳細が図3に示されている。
この膨張器14は複数のガス排出ポート24を有する細
長い略円筒の外側スリーブ22を含む。排出ポート24
は、外側スリーブ22の略全長に亘って長手方向に沿っ
て延び且つ複数の平行列に間隔をあけて配置されるよう
にこの外側スリーブに設けられている。
この膨張器14は複数のガス排出ポート24を有する細
長い略円筒の外側スリーブ22を含む。排出ポート24
は、外側スリーブ22の略全長に亘って長手方向に沿っ
て延び且つ複数の平行列に間隔をあけて配置されるよう
にこの外側スリーブに設けられている。
【0012】多数の排出ポート24を有効に使用するた
めに、一列のポートは隣接する列の排出ポートに対して
図示の如く偏心して配置されている。各列の排出ポート
24の全ては同じ間隔で配置されている。隣接する列の
排出ポート24は、又、間隔をあけてある他の列の排出
ポートから同じ間隔をあけて配置されている。図3に示
すように、排出ポート24は外側スリーブ22の一側に
沿って比較的せまいバンド(帯)で配置され、その一側
はエアバッグ12に対向する。
めに、一列のポートは隣接する列の排出ポートに対して
図示の如く偏心して配置されている。各列の排出ポート
24の全ては同じ間隔で配置されている。隣接する列の
排出ポート24は、又、間隔をあけてある他の列の排出
ポートから同じ間隔をあけて配置されている。図3に示
すように、排出ポート24は外側スリーブ22の一側に
沿って比較的せまいバンド(帯)で配置され、その一側
はエアバッグ12に対向する。
【0013】細長い円筒の内側スリーブ26が外側スリ
ーブ22と同芯に取付けられている。この内側スリーブ
26および外側スリーブ22は半径方向に間隔をあけて
配置されてそれらの間に環状のスペース28を形成して
いる。内側スリーブ26は、複数のガス発生ウエハー3
0の形態の点火可能なガス発生材料を収容している。内
側スリーブ26は密封シールされている。ガス発生材料
がウエハー(薄板体)の形態で示されているが、他の形
態、例えば、タブレット(錠)又は多孔グレイン(粒)
にすることができる。
ーブ22と同芯に取付けられている。この内側スリーブ
26および外側スリーブ22は半径方向に間隔をあけて
配置されてそれらの間に環状のスペース28を形成して
いる。内側スリーブ26は、複数のガス発生ウエハー3
0の形態の点火可能なガス発生材料を収容している。内
側スリーブ26は密封シールされている。ガス発生材料
がウエハー(薄板体)の形態で示されているが、他の形
態、例えば、タブレット(錠)又は多孔グレイン(粒)
にすることができる。
【0014】環状のスペース28は破線で概略的に示さ
れたフィルタアセンブリ42を収容している。このフィ
ルタアセンブリ42は本発明の一部でないので詳細に説
明しない。重要な部分を述べると、このフィルタアセン
ブリ42は、外周に複数のガス排出ポート32を有する
長い円筒のステンレススチール燃焼チューブと、ガス発
生ウエハー30の点火後燃焼チューブのガス排出ポート
32から出る反応物を濾過するための金属メッシュスク
リーンおよび他のフィルタ材料とを備えている。
れたフィルタアセンブリ42を収容している。このフィ
ルタアセンブリ42は本発明の一部でないので詳細に説
明しない。重要な部分を述べると、このフィルタアセン
ブリ42は、外周に複数のガス排出ポート32を有する
長い円筒のステンレススチール燃焼チューブと、ガス発
生ウエハー30の点火後燃焼チューブのガス排出ポート
32から出る反応物を濾過するための金属メッシュスク
リーンおよび他のフィルタ材料とを備えている。
【0015】ガス発生ウエハー30は複数の平坦な円筒
のトロイダルディスクの形態にある。これらウエハーの
夫々はウエハーを貫通する中央通路34を有する。ウエ
ハー30は内側スリーブ26内で一つのスタックに配置
され且つ各通路34がこのスタックの軸方向通路36を
形成するように互いに整列されている。内側スリーブ2
6は任意の数のウエハー30に適用即ち収容可能であ
る。
のトロイダルディスクの形態にある。これらウエハーの
夫々はウエハーを貫通する中央通路34を有する。ウエ
ハー30は内側スリーブ26内で一つのスタックに配置
され且つ各通路34がこのスタックの軸方向通路36を
形成するように互いに整列されている。内側スリーブ2
6は任意の数のウエハー30に適用即ち収容可能であ
る。
【0016】好ましくは、ウエハー30は、燃焼のため
にできるだけ最大の外表面積を露出するように僅かに間
隔をあけた関係に維持されている。この間隔をあけた関
係は、隣接するウエハーに当接するように各ウエハーの
端面に設けられた軸方向に延びる突部(図示せず)によ
って得られる。ウエハー間のこの間隔には、ガス発生材
料の連続した相が内側スリーブ26内で長手方向に設け
られるように粒状のガス発生材料が充填される。このよ
うにすると、全てのウエハー30の瞬間点火と各ウエハ
ーを衝撃および振動から緩和することを保証する。
にできるだけ最大の外表面積を露出するように僅かに間
隔をあけた関係に維持されている。この間隔をあけた関
係は、隣接するウエハーに当接するように各ウエハーの
端面に設けられた軸方向に延びる突部(図示せず)によ
って得られる。ウエハー間のこの間隔には、ガス発生材
料の連続した相が内側スリーブ26内で長手方向に設け
られるように粒状のガス発生材料が充填される。このよ
うにすると、全てのウエハー30の瞬間点火と各ウエハ
ーを衝撃および振動から緩和することを保証する。
【0017】ウエハー30は、ポリアミドフィルム又は
フェノール含浸ペーパーチューブの如き破壊し易い材料
から作られた密封カートリッジ(図示せず)内に封入す
ることもできる。
フェノール含浸ペーパーチューブの如き破壊し易い材料
から作られた密封カートリッジ(図示せず)内に封入す
ることもできる。
【0018】当業者に知られた種々の組成物をウエハー
30のガス発生材料として用いることができる。
30のガス発生材料として用いることができる。
【0019】ある好ましい組成物はナトリウムアジドと
酸化第二銅との混合物であり、この場合、夫々の重量比
はナトリウムアジドが61%、酸化第二銅が39%であ
る。この重量比は、金属酸化物が実質的に全てのアジド
との反応を高めるためにアジドに対して僅かに過剰の化
学量の金属酸化物を与える。リチウムアジドの如き他の
アジドを用いることができる。鉄酸化物および二酸化チ
タニウムの如き他の金属酸化物も用いることができる。
又、この組成物はオキシダントの如き他の成分を含むこ
とができる。適当なオキシダントは過塩素酸カリウムお
よび硝酸ナトリウムである。さらにこの組成物は、クレ
ー等のバインダ、グラファイトファイバ等の強化繊維及
び他の成分を含むことができるが、バインダは組成物に
対して希釈剤となるので用いないことが好ましい。ウエ
ハー30はブースタコーティングによって被覆すること
ができる。
酸化第二銅との混合物であり、この場合、夫々の重量比
はナトリウムアジドが61%、酸化第二銅が39%であ
る。この重量比は、金属酸化物が実質的に全てのアジド
との反応を高めるためにアジドに対して僅かに過剰の化
学量の金属酸化物を与える。リチウムアジドの如き他の
アジドを用いることができる。鉄酸化物および二酸化チ
タニウムの如き他の金属酸化物も用いることができる。
又、この組成物はオキシダントの如き他の成分を含むこ
とができる。適当なオキシダントは過塩素酸カリウムお
よび硝酸ナトリウムである。さらにこの組成物は、クレ
ー等のバインダ、グラファイトファイバ等の強化繊維及
び他の成分を含むことができるが、バインダは組成物に
対して希釈剤となるので用いないことが好ましい。ウエ
ハー30はブースタコーティングによって被覆すること
ができる。
【0020】好ましくは、ウエハー30は、ガス発生材
料の粒状物をダイの中に単に充填し、次いで粒状をダイ
内でトロイダル形状に押圧することによって形成され
る。バインダのないウエハー30の幾何学的形状はウエ
ハーをやや破壊し易くする。従って、ウエハーが非常に
高い破壊力(ブリザンス)で点火されるならば、粉々に
砕粉される。ウエハーを粉砕することにより、より大き
い表面積を灼熱にさらし且つウエハーを速過ぎる初期速
度にて燃焼せしめる。従って、ウエハーの粉砕を避ける
のに十分低い破壊力にてウエハー30を点火することが
望ましい。
料の粒状物をダイの中に単に充填し、次いで粒状をダイ
内でトロイダル形状に押圧することによって形成され
る。バインダのないウエハー30の幾何学的形状はウエ
ハーをやや破壊し易くする。従って、ウエハーが非常に
高い破壊力(ブリザンス)で点火されるならば、粉々に
砕粉される。ウエハーを粉砕することにより、より大き
い表面積を灼熱にさらし且つウエハーを速過ぎる初期速
度にて燃焼せしめる。従って、ウエハーの粉砕を避ける
のに十分低い破壊力にてウエハー30を点火することが
望ましい。
【0021】内側スリーブ26は一端に点火手段即ち点
火アセンブリ40を収容している。この点火アセンブリ
40は車速の速い変化を検出する慣性センサ(図示せ
ず)に応答可能である。この点火アセンブリ40は、起
動時、燃焼粒状物の流れを、トロイダルウエハー30の
スタックの整列した軸方向孔34を軸方向に通じて投射
してウエハーを点火する。燃焼しているウエハーは窒素
ガスを発生し、この窒素ガスは内側スリーブ26のポー
ト32、フィルタアセンブリ42、次いで外側スリーブ
の排出ポート24を通してエアバッグ12の中に流れる
(図1および図2)。円筒のスラグフィルタ50が点火
アセンブリ40を包囲して支持している。このスラグフ
ィルタは点火アセンブリ40に沿って流れる任意の燃焼
物を濾過する役目をする。
火アセンブリ40を収容している。この点火アセンブリ
40は車速の速い変化を検出する慣性センサ(図示せ
ず)に応答可能である。この点火アセンブリ40は、起
動時、燃焼粒状物の流れを、トロイダルウエハー30の
スタックの整列した軸方向孔34を軸方向に通じて投射
してウエハーを点火する。燃焼しているウエハーは窒素
ガスを発生し、この窒素ガスは内側スリーブ26のポー
ト32、フィルタアセンブリ42、次いで外側スリーブ
の排出ポート24を通してエアバッグ12の中に流れる
(図1および図2)。円筒のスラグフィルタ50が点火
アセンブリ40を包囲して支持している。このスラグフ
ィルタは点火アセンブリ40に沿って流れる任意の燃焼
物を濾過する役目をする。
【0022】点火アセンブリ40の詳細が図4に示され
ている。この点火アセンブリ40は出力充填物のホルダ
112とモールドされたボディ114とを備えている。
このボディ114は押出成形された円筒のプラスチッ
ク、例えば、ナイロン体から成る。ヘッダー116がボ
ディ114の面118に取付けられている。このヘッダ
ーは、ガラス絶縁材を囲む円筒のステンレススチールス
リーブ(図示せず)を備えている。点火充填物のホルダ
120がこのヘッダー116の面に取付けられている。
このホルダ120は点火充填物124を保持する。
ている。この点火アセンブリ40は出力充填物のホルダ
112とモールドされたボディ114とを備えている。
このボディ114は押出成形された円筒のプラスチッ
ク、例えば、ナイロン体から成る。ヘッダー116がボ
ディ114の面118に取付けられている。このヘッダ
ーは、ガラス絶縁材を囲む円筒のステンレススチールス
リーブ(図示せず)を備えている。点火充填物のホルダ
120がこのヘッダー116の面に取付けられている。
このホルダ120は点火充填物124を保持する。
【0023】一対のワイヤリード126がボディ114
を貫通して抵抗ワイヤ(図示せず)に接続され、この抵
抗ワイヤはヘッダー116のセラミック基体に位置決め
されている。抵抗ワイヤは、点火充填物124に隣接す
るように位置決めされている。ワイヤリード126は車
輌の慣性センサに接続されている。車輌の衝突時又は他
の突然の車輌減速時、慣性センサは電気回路を閉じる。
次いで、電流がワイヤリード126を通してヘッダー1
16の抵抗ワイヤに流れる。この抵抗ワイヤはヒートア
ップ(加熱)して点火充填物124を点火する。
を貫通して抵抗ワイヤ(図示せず)に接続され、この抵
抗ワイヤはヘッダー116のセラミック基体に位置決め
されている。抵抗ワイヤは、点火充填物124に隣接す
るように位置決めされている。ワイヤリード126は車
輌の慣性センサに接続されている。車輌の衝突時又は他
の突然の車輌減速時、慣性センサは電気回路を閉じる。
次いで、電流がワイヤリード126を通してヘッダー1
16の抵抗ワイヤに流れる。この抵抗ワイヤはヒートア
ップ(加熱)して点火充填物124を点火する。
【0024】点火充填物124は迅速に燃焼し且つヘッ
ダー116の抵抗ワイヤによって点火可能な火工材料で
ある。ジルコニウム過塩素酸カリウムが好ましい点火充
填物材料である。加熱抵抗ワイヤに感知する他の適当な
点火充填物材料は、スチフニン酸、スチフニン酸鉛、チ
タニウム過塩素酸カリウムおよびHMX(シクロテトラ
メチレンテトラニトラミン)である。
ダー116の抵抗ワイヤによって点火可能な火工材料で
ある。ジルコニウム過塩素酸カリウムが好ましい点火充
填物材料である。加熱抵抗ワイヤに感知する他の適当な
点火充填物材料は、スチフニン酸、スチフニン酸鉛、チ
タニウム過塩素酸カリウムおよびHMX(シクロテトラ
メチレンテトラニトラミン)である。
【0025】出力充填物のホルダ112は円筒の金属製
コンテナ130を備える。このコンテナは比較的厚い側
壁132を有し、この側壁は、コンテナを破壊すること
なくコンテナ内に発生した内部力に対抗するのに十分な
強度を有する。コンテナ130のための好ましい材料は
ステンレススチールである。このコンテナは、又、コン
テナ内の上述の内部力に抵抗するのに十分な強度の比較
的厚い端壁134を有する。この端壁は制限された一つ
の開口又はオリフイス136を有する。しかし、この端
壁134に複数の開口を設けることができる。オリフイ
ス136はコンテナ130の中心線と同芯である。この
オリフイス136は閉鎖手段例えば破壊ディスク138
によって閉じられ、この破壊ディスクは端壁134の外
側に溶接されている。破壊ディスク138は、所定の圧
力がコンテナ130内に発生したときにこのディスクが
破壊するように十分薄い。
コンテナ130を備える。このコンテナは比較的厚い側
壁132を有し、この側壁は、コンテナを破壊すること
なくコンテナ内に発生した内部力に対抗するのに十分な
強度を有する。コンテナ130のための好ましい材料は
ステンレススチールである。このコンテナは、又、コン
テナ内の上述の内部力に抵抗するのに十分な強度の比較
的厚い端壁134を有する。この端壁は制限された一つ
の開口又はオリフイス136を有する。しかし、この端
壁134に複数の開口を設けることができる。オリフイ
ス136はコンテナ130の中心線と同芯である。この
オリフイス136は閉鎖手段例えば破壊ディスク138
によって閉じられ、この破壊ディスクは端壁134の外
側に溶接されている。破壊ディスク138は、所定の圧
力がコンテナ130内に発生したときにこのディスクが
破壊するように十分薄い。
【0026】コンテナ130は端壁134に対向したネ
ック端142を有する。このネック端はヘッダー116
の外周面に係合する。コンテナ130のネック端142
はヘッダー116のステンレススチールスリーブにその
周囲の周りで溶接されている。これは、コンテナ130
をヘッダー116に確実に取付ける。
ック端142を有する。このネック端はヘッダー116
の外周面に係合する。コンテナ130のネック端142
はヘッダー116のステンレススチールスリーブにその
周囲の周りで溶接されている。これは、コンテナ130
をヘッダー116に確実に取付ける。
【0027】カップ状の薄い壁の絶縁体146が円筒の
コンテナ130を囲んでいる。この絶縁体は任意のプラ
スチックの如き非電導材料にすることができる。絶縁体
146の目的は、点火アセンブリ40を接地して膨張器
10を不作動にする可能性のある金属と金属との接触を
防ぐ。
コンテナ130を囲んでいる。この絶縁体は任意のプラ
スチックの如き非電導材料にすることができる。絶縁体
146の目的は、点火アセンブリ40を接地して膨張器
10を不作動にする可能性のある金属と金属との接触を
防ぐ。
【0028】コンテナ130は出力充填物152を収容
している。図4に示す実施例において、出力充填物15
2は、図4に符号154で示された自由容積を残してコ
ンテナ130の内部の一部のみを占める。出力充填物1
52はコンテナ130の一端で点火充填物124に対し
て位置決めされるのが好ましい。自由容積は出力充填物
152とオリフイス136との間の空間である。
している。図4に示す実施例において、出力充填物15
2は、図4に符号154で示された自由容積を残してコ
ンテナ130の内部の一部のみを占める。出力充填物1
52はコンテナ130の一端で点火充填物124に対し
て位置決めされるのが好ましい。自由容積は出力充填物
152とオリフイス136との間の空間である。
【0029】出力充填物152がコンテナの一部のみを
占めるなら、この出力充填物はリティナ(図示せず)に
よって所定位置に保持される。これとは別に、出力充填
物をコンテナ130内で自由にすることができる。出力
充填物がコンテナ130内で自由にされ且つコンテナの
容積の一部のみを占めても、なお、点火充填物124に
よって容易に点火される。
占めるなら、この出力充填物はリティナ(図示せず)に
よって所定位置に保持される。これとは別に、出力充填
物をコンテナ130内で自由にすることができる。出力
充填物がコンテナ130内で自由にされ且つコンテナの
容積の一部のみを占めても、なお、点火充填物124に
よって容易に点火される。
【0030】出力充填物152は図4に示す場合に比べ
てコンテナ130の大きい又は小さい部分を占めること
ができる。好ましくは、この出力充填物152はコンテ
ナ130の容積の75%乃至25%を占める。従って、
コンテナ130はその容積の25%乃至75%の範囲の
自由容積を有することができる。好ましい自由容積はコ
ンテナの容積の約50%乃至約75%であり、より好ま
しくはコンテナの容積の約2/3である。出力充填物15
2の量は、膨張器14内のガス発生ウエハー30を点火
するのに必要な量である。この量は膨張器の寸法および
ガス発生ウエハーの組成物に応じて変えることができ
る。好ましくは、使用される出力充填物の量は約0.5
乃至2.0グラムの範囲にある。
てコンテナ130の大きい又は小さい部分を占めること
ができる。好ましくは、この出力充填物152はコンテ
ナ130の容積の75%乃至25%を占める。従って、
コンテナ130はその容積の25%乃至75%の範囲の
自由容積を有することができる。好ましい自由容積はコ
ンテナの容積の約50%乃至約75%であり、より好ま
しくはコンテナの容積の約2/3である。出力充填物15
2の量は、膨張器14内のガス発生ウエハー30を点火
するのに必要な量である。この量は膨張器の寸法および
ガス発生ウエハーの組成物に応じて変えることができ
る。好ましくは、使用される出力充填物の量は約0.5
乃至2.0グラムの範囲にある。
【0031】出力充填物152は任意の固体の粒状体、
例えば、迅速な燃焼速度と短い燃焼時間を有しガス発生
ウエハーを点火するのに適当な火工材料とすることがで
きる。一つの適当な出力充填物材料はオキシダントを含
む可燃性の組成物である。ある好ましい出力充填物材料
はボロン硝酸カリウムである。この材料は、重量で約2
0〜26%のボロンと重量で約69〜73%の硝酸カリ
ウムと重量で約1.6〜6%のバインダとを含んでい
る。他の適当な出力充填物材料はアルミニウム過塩素酸
カリウムおよびチタニウム過塩素酸カリウムである。他
の適当な出力充填物材料は、マグネシウム及びテフロン
又はマグネシウム、テフロン及びビトン(テフロン及び
ビトンは共にデュポン社の登録商標)との混合物であ
る。又、ボロン硝酸カリウムおよびチタニウム過塩素酸
カリウムの混合物を用いることもできる。この混合物は
スペシャル・デバイス会社(カルホルニヤ)から購入す
ることができる。
例えば、迅速な燃焼速度と短い燃焼時間を有しガス発生
ウエハーを点火するのに適当な火工材料とすることがで
きる。一つの適当な出力充填物材料はオキシダントを含
む可燃性の組成物である。ある好ましい出力充填物材料
はボロン硝酸カリウムである。この材料は、重量で約2
0〜26%のボロンと重量で約69〜73%の硝酸カリ
ウムと重量で約1.6〜6%のバインダとを含んでい
る。他の適当な出力充填物材料はアルミニウム過塩素酸
カリウムおよびチタニウム過塩素酸カリウムである。他
の適当な出力充填物材料は、マグネシウム及びテフロン
又はマグネシウム、テフロン及びビトン(テフロン及び
ビトンは共にデュポン社の登録商標)との混合物であ
る。又、ボロン硝酸カリウムおよびチタニウム過塩素酸
カリウムの混合物を用いることもできる。この混合物は
スペシャル・デバイス会社(カルホルニヤ)から購入す
ることができる。
【0032】本発明の重要な面は、例えば、比較的長い
燃焼時間を有する固体のロケット燃料の通常の点火器に
比べて比較的迅速に燃焼する出力充填物材料を提供する
ことである。点火器の燃焼時間は、点火器に電流が流れ
始めてから出力充填物の燃焼の終り迄の時間として測定
される。しかし、点火器への電流の流れの開始と出力充
填物152の燃焼の開始との間の時間は通常、きわめて
短い。例えば、ミリセコンド(例えば500マイクロセ
コンド)のオーダである。従って、燃焼時間は実質的に
出力充填物152を燃焼させる時間として定義される。
燃焼時間を有する固体のロケット燃料の通常の点火器に
比べて比較的迅速に燃焼する出力充填物材料を提供する
ことである。点火器の燃焼時間は、点火器に電流が流れ
始めてから出力充填物の燃焼の終り迄の時間として測定
される。しかし、点火器への電流の流れの開始と出力充
填物152の燃焼の開始との間の時間は通常、きわめて
短い。例えば、ミリセコンド(例えば500マイクロセ
コンド)のオーダである。従って、燃焼時間は実質的に
出力充填物152を燃焼させる時間として定義される。
【0033】通常のロケット点火器の燃焼時間は典型的
にはセコンドのオーダー、例えば約5セコンドで測定さ
れる。本発明の点火器において、燃焼時間はきわめて短
く、約5ミリセコンド乃至100ミリセコンドの範囲で
ある。5セコンドの比較的長い燃焼時間は、固体のロケ
ット燃料には望ましい比較的ソフトな点火を作る。しか
しこのような長い燃焼時間は衝突中車輌の乗員を保護す
るエアバッグを膨張する膨張器には不適当である。
にはセコンドのオーダー、例えば約5セコンドで測定さ
れる。本発明の点火器において、燃焼時間はきわめて短
く、約5ミリセコンド乃至100ミリセコンドの範囲で
ある。5セコンドの比較的長い燃焼時間は、固体のロケ
ット燃料には望ましい比較的ソフトな点火を作る。しか
しこのような長い燃焼時間は衝突中車輌の乗員を保護す
るエアバッグを膨張する膨張器には不適当である。
【0034】本発明の他の重要な面は、出力充填物の少
なくともかなりの部分が点火する迄出力充填物がコンテ
ナ130内に収容されるように開口136および破壊デ
ィスク138の寸法を設定することである。好ましく
は、出力充填物の少なくとも約90%が点火する迄出力
充填物がコンテナ130内に収容され且つ破壊ディスク
が破壊しない。出力充填物152の少なくともかなりの
部分が点火する迄出力充填物をコンテナ130の中に収
容するようにオリフイス136を寸法設定することによ
って、最初に、燃焼粒状物のみがオリフイス136を通
して火炎として放出されてウエハー30を点火する。非
燃焼粒状物のかなりの量がオリフイス136を通して放
出されコンテナ130の外側で点火するようにされたな
ら粒状物はきわめて強く点火する。もし粒状物がウエハ
ーの開口34内できわめて強く点火したならウエハーは
破壊してしまう。本発明によって比較的ソフトで低強度
で低温度のウエハーの点火が達成されてガス発生ウエハ
ーを防護する。
なくともかなりの部分が点火する迄出力充填物がコンテ
ナ130内に収容されるように開口136および破壊デ
ィスク138の寸法を設定することである。好ましく
は、出力充填物の少なくとも約90%が点火する迄出力
充填物がコンテナ130内に収容され且つ破壊ディスク
が破壊しない。出力充填物152の少なくともかなりの
部分が点火する迄出力充填物をコンテナ130の中に収
容するようにオリフイス136を寸法設定することによ
って、最初に、燃焼粒状物のみがオリフイス136を通
して火炎として放出されてウエハー30を点火する。非
燃焼粒状物のかなりの量がオリフイス136を通して放
出されコンテナ130の外側で点火するようにされたな
ら粒状物はきわめて強く点火する。もし粒状物がウエハ
ーの開口34内できわめて強く点火したならウエハーは
破壊してしまう。本発明によって比較的ソフトで低強度
で低温度のウエハーの点火が達成されてガス発生ウエハ
ーを防護する。
【0035】この目的を達成するためボロン硝酸カリウ
ム火工材料を用いる仕様は次の通りである。
ム火工材料を用いる仕様は次の通りである。
【0036】 ・出力火工充填物 0.5〜2グラム ・自由容積 25〜75% ・開口の直径 0.38〜5.16ミリメータ ・火炎長さ 100〜600ミリメータ ボロン硝酸カリウム火工材料を有するコンテナ130の
好ましい自由容積はコンテナの容積の少なくとも25%
である。より好ましくは、自由容積はコンテナの容積の
約2/3である。
好ましい自由容積はコンテナの容積の少なくとも25%
である。より好ましくは、自由容積はコンテナの容積の
約2/3である。
【0037】点火アセンブリ40を組立てるために出力
充填物152は、先ず、コンテナ130内に配置され
る。次いで、ホルダ120とヘッダー116とがコンテ
ナ130のネック端142に配置され、コンテナとヘッ
ダー116のステンレススチールスリーブとが互いに溶
接される。ワイヤリード126をヘッダー116の抵抗
ワイヤから延ばす。次いで、ボディ114が図4に示さ
れた位置で構成部品の周りに押出し成形されて一体の点
火アセンブリ40を形成する。
充填物152は、先ず、コンテナ130内に配置され
る。次いで、ホルダ120とヘッダー116とがコンテ
ナ130のネック端142に配置され、コンテナとヘッ
ダー116のステンレススチールスリーブとが互いに溶
接される。ワイヤリード126をヘッダー116の抵抗
ワイヤから延ばす。次いで、ボディ114が図4に示さ
れた位置で構成部品の周りに押出し成形されて一体の点
火アセンブリ40を形成する。
【0038】本願発明の点火器は、以下の作用効果を奏
する。 (a)出力充填物の燃焼時間が非常に短いので、ガス発生
材料を点火するために必要な迅速な燃焼時間を有する。 (b)オリフィスの寸法が、出力充填物のかなりの部分が
点火されるまで該出力充填物及びその燃焼生成物を収容
するようにされており、且つ出力充填物とオリフィスと
の間には該出力充填物のかなりの部分が点火されるまで
該出力充填物及びその燃焼生成物を収容するために十分
な自由容積が形成されているので、出力充填物のかなり
の部分が点火されるまで、すなわちオリフイスの閉鎖手
段を破壊するために十分なほど、出力充填物の燃焼生成
物が自由容積内に充満するまで、該出力充填物及びその
燃焼生成物をコンテナ内に収容したまま維持することが
できる。 (c)出力充填物は十分に点火され、点火していない粒状
の出力充填物をほとんど含まない状態になるまで、コン
テナ内に収容されたまま維持されるので、出力充填物の
燃焼により生成した火炎を含む燃焼生成物がオリフイス
を介して排出されて、コンテナ外部にてガス発生材料に
点火する際には、出力充填物はもはや点火されないの
で、出力充填物が点火される際に発生するであろうガス
発生材料を破壊するほどの衝撃を与えることなく、ガス
発生材料に点火することができる。 (d)点火器の点火初期には、燃焼粒状物のみがオリフィ
スを通して火炎として放出されるので、燃焼粒状物及び
点火器からの火炎は、幅広く放出されるよりもむしろ方
向性を有して放出され、ガス発生材料のウエハーへの点
火を確実にすることができる。 (e)点火器から排出される出力充填物の燃焼生成物は、
もはや爆発的に点火することがないので、ガス発生材料
を穏やかに且つ低温度にて点火することができる。 さら
に上記作用効果を奏する点火器を備えることにより、本
願発明の膨張器は以下の作用効果を奏する。 (f)ガス発生材料が低温で且つ迅速に点火されて燃焼す
るので、エアバッグを膨 張させるまでに要する時間を非
常に短くすることができる。 (g)出力充填物のかなりの部分が十分に点火されるま
で、出力充填物をコンテナ内に維持しておくことがで
き、点火初期には燃焼粒状物のみが火炎として方向性を
有して放出されるので、比較的低温度でソフトなガス発
生ウエハーの点火が可能となる。 (h)ガス発生ウエハーの点火がソフトに生じるので、該
ガス発生ウエハーの破壊を防止することができる。
する。 (a)出力充填物の燃焼時間が非常に短いので、ガス発生
材料を点火するために必要な迅速な燃焼時間を有する。 (b)オリフィスの寸法が、出力充填物のかなりの部分が
点火されるまで該出力充填物及びその燃焼生成物を収容
するようにされており、且つ出力充填物とオリフィスと
の間には該出力充填物のかなりの部分が点火されるまで
該出力充填物及びその燃焼生成物を収容するために十分
な自由容積が形成されているので、出力充填物のかなり
の部分が点火されるまで、すなわちオリフイスの閉鎖手
段を破壊するために十分なほど、出力充填物の燃焼生成
物が自由容積内に充満するまで、該出力充填物及びその
燃焼生成物をコンテナ内に収容したまま維持することが
できる。 (c)出力充填物は十分に点火され、点火していない粒状
の出力充填物をほとんど含まない状態になるまで、コン
テナ内に収容されたまま維持されるので、出力充填物の
燃焼により生成した火炎を含む燃焼生成物がオリフイス
を介して排出されて、コンテナ外部にてガス発生材料に
点火する際には、出力充填物はもはや点火されないの
で、出力充填物が点火される際に発生するであろうガス
発生材料を破壊するほどの衝撃を与えることなく、ガス
発生材料に点火することができる。 (d)点火器の点火初期には、燃焼粒状物のみがオリフィ
スを通して火炎として放出されるので、燃焼粒状物及び
点火器からの火炎は、幅広く放出されるよりもむしろ方
向性を有して放出され、ガス発生材料のウエハーへの点
火を確実にすることができる。 (e)点火器から排出される出力充填物の燃焼生成物は、
もはや爆発的に点火することがないので、ガス発生材料
を穏やかに且つ低温度にて点火することができる。 さら
に上記作用効果を奏する点火器を備えることにより、本
願発明の膨張器は以下の作用効果を奏する。 (f)ガス発生材料が低温で且つ迅速に点火されて燃焼す
るので、エアバッグを膨 張させるまでに要する時間を非
常に短くすることができる。 (g)出力充填物のかなりの部分が十分に点火されるま
で、出力充填物をコンテナ内に維持しておくことがで
き、点火初期には燃焼粒状物のみが火炎として方向性を
有して放出されるので、比較的低温度でソフトなガス発
生ウエハーの点火が可能となる。 (h)ガス発生ウエハーの点火がソフトに生じるので、該
ガス発生ウエハーの破壊を防止することができる。
【0039】尚、本発明は上述の実施例に限定されず、
種々の変更をなし得る。例えば、ガス発生材料が点火器
40の半径方向に配置されたら、火炎を点火器から指向
する開口を半径方向に延ばし火炎を半径方向に指向させ
る。
種々の変更をなし得る。例えば、ガス発生材料が点火器
40の半径方向に配置されたら、火炎を点火器から指向
する開口を半径方向に延ばし火炎を半径方向に指向させ
る。
【図1】本発明に係る点火器を適用した車輌乗員拘束装
置の断面図。
置の断面図。
【図2】エアバッグが膨張した状態で示す図1の拘束装
置の断面図。
置の断面図。
【図3】本発明に係る膨張器を示す図1の拘束装置の一
部の拡大部分断面図。
部の拡大部分断面図。
【図4】図3の膨張器のための点火器の拡大断面図。
10:車輌乗員拘束装置 12:エアバッグ 14:膨張器 22:外側スリーブ 24:ガス排出ポート 26:内側スリーブ 42:フィルタアセンブリ 30:ガス発生ウエハ
ー 40:点火アセンブリ 130:コンテナ 136:オリフイス 152:出力充填物
ー 40:点火アセンブリ 130:コンテナ 136:オリフイス 152:出力充填物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドリュー・ジー・ボナス アメリカ合衆国アリゾナ州85213,メサ, イースト・ミントン・ドライブ 3026 (56)参考文献 特開 昭61−41647(JP,A) 特開 昭63−141851(JP,A)
Claims (20)
- 【請求項1】 乗員拘束装置を膨張するためにガス発生
材料に点火する点火器であって、点火可能な粒状の出力
充填物を収容するコンテナと、該出力充填物を点火する
点火手段と、該コンテナの一部に設けられており、該出
力充填物の点火により生じる火炎を含む燃焼生成物を連
通するためのオリフイスと、該オリフイスを閉鎖する破
壊可能な閉鎖手段と、を備えており、 該コンテナは、該オリフイスに隣接した側に、前記閉鎖
手段が前記出力充填物の燃焼によって破壊されるまで、
該出力充填物及びその燃焼生成物を収容したまま維持可
能な自由容積を有し、 該出力充填物は、5乃至100ミリセコンドの範囲の燃
焼時間で燃焼し、 こうして、該出力充填物の燃焼の間に、該出力充填物の
燃焼により生成した火炎を含む燃焼生成物が該コンテナ
の自由容積に充満し、該オリフイスの閉鎖手段を破壊し
て、該オリフイスから排出されて、ガス発生材料に点火
することを特徴とする点火器。 - 【請求項2】 前記出力充填物が可燃性金属とオキシダ
ントとの組成物から成る請求項1記載の点火器。 - 【請求項3】 前記出力充填物がボロン硝酸カリウムか
ら成る請求項2記載の点火器。 - 【請求項4】 前記コンテナがステンレススチールから
成る請求項1記載の点火器。 - 【請求項5】 前記オリフイスを閉じる閉鎖手段が前記
コンテナに溶接された破壊可能なディスクから成る請求
項4記載の点火器。 - 【請求項6】 前記自由容積は前記コンテナの容積の2
5%乃至75%に等しい請求項1記載の点火器。 - 【請求項7】 前記自由容積は前記コンテナの容積の約
2/3に等しい請求項1記載の点火器。 - 【請求項8】 出力充填物の少なくとも90%が前記コ
ンテナからの排出前に点火する請求項1記載の点火器。 - 【請求項9】 前記粒状の出力充填物は、点火されたと
きに実質的に非点火粒子がない火炎を生ずる請求項1記
載の点火器。 - 【請求項10】 前記コンテナは略円筒の形状と端壁と
を有し、前記オリフイスが該端壁に設けられている請求
項1記載の点火器。 - 【請求項11】 車輌乗員拘束装置のための膨張器であ
って、複数のガス発生ウエハーと、該ウエハーを点火さ
せる低燃焼火炎を発生する点火器とを備え、 該点火器は、点火可能な粒状の出力充填物を収容するコ
ンテナと、該出力充填物を点火する点火手段と、該コン
テナの一部に設けられており、該出力充填物の点火によ
り生じる火炎を含む燃焼生成物を流体連通するためのオ
リフイスと、該オリフイスを閉鎖する破壊可能な閉鎖手
段と、を備えており、 該コンテナは、該オリフイスに隣接した側に、前記閉鎖
手段が前記出力充填物の燃焼によって破壊されるまで、
該出力充填物及びその燃焼生成物を収容したまま維持可
能な自由容積を有し、 該出力充填物は、5乃至100ミリセコンドの範囲の燃
焼時間で燃焼し、 こうして、該出力充填物の燃焼の間に、該出力充填物の
燃焼により生じた火炎を含む燃焼生成物が該コンテナの
自由容積に充満し、該オリフイスの閉鎖手段を破壊し
て、該オリフイスを介して排出される低燃焼火炎を発生
し、該火炎により該ウエハーに点火することを特徴とす
る膨張器。 - 【請求項12】 前記出力充填物が可燃性金属とオキシ
ダントとの組成物から成る請求項11記載の膨張器。 - 【請求項13】 前記出力充填物がボロン硝酸カリウム
から成る請求項12記載の膨張器。 - 【請求項14】 前記コンテナがステンレススチールか
ら成る請求項11記載の膨張器。 - 【請求項15】 前記閉鎖手段が前記コンテナに溶接さ
れた破壊可能なディスクから成る請求項14記載の膨張
器。 - 【請求項16】 前記自由容積は前記コンテナの容積の
25%乃至75%に等しい請求項11記載の膨張器。 - 【請求項17】 前記自由容積は前記コンテナの容積の
約 2 / 3 に等しい請求項11記載の膨張器。 - 【請求項18】 出力充填物の少なくとも90%が前記
コンテナからの排出前に点火する請求項11記載の膨張
器。 - 【請求項19】 前記コンテナは略円筒形を有し且つ端
壁を有し、前記オリフイスは前記端壁に設けられている
請求項11記載の膨張器。 - 【請求項20】 前記ガス発生ウエハーの夫々は中央開
口を有する円筒形状を有し、前記出力充填物の燃焼ガス
は前記ウエハーの中央開口を通して軸方向に流れる請求
項11記載の膨張器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US75553091A | 1991-09-05 | 1991-09-05 | |
US755530 | 1991-09-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05208654A JPH05208654A (ja) | 1993-08-20 |
JP2609404B2 true JP2609404B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=25039555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4238333A Expired - Fee Related JP2609404B2 (ja) | 1991-09-05 | 1992-09-07 | 点火器および膨張器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5403036A (ja) |
JP (1) | JP2609404B2 (ja) |
DE (1) | DE4229624C2 (ja) |
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