JPH05505990A - エア・クッション用のインフレータおよびエア・クッション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 単一ピロテクニック・バイブリフト・インフレータ技術分野 本発明は、エア・クランラン、エア・バッグ等を膨らませるための装置に関する ものである。

背景技術 膨張式バッグによる抑制システムが、自動車事故において生じる傷害の重さ及び 死亡者数の減少につながることが明らかになってきた。エア・、４フグを膨張さ せるために選択的に解放されるある量だけ貯えられたガスを利用するといった、 エア・クラン四ンまたはエア・バッグを膨張させるための手段がいくつか存在す る。代替案として、点火すると、エア・バッグを膨張させるのに十分な量のガス を発生する、アジ化ナトリウムのようなガス発生材料推進剤から得られるガス供 給源もある。第３のタイプのガス供給源は、貯えられた圧縮ガスとガス発生また は増強材料の組み合わせから得られるものである。この最後の装置は、増補ガス またはハイブリッド・インフレータと呼ばれることが多い。米国特許第３，７５ ６．６２１号及び第３，８９５，８２１号に例示のような各種ハイブリ１ド・イ ンフレータが、これまでに示されている。米国特許第３，７５６，６２１号に示 すインフレータは、別個になった導火線または起爆剤を用いて、推進剤に点火し 、アクチュエータを利用して、出口通路を開き、圧縮ガスの流出を開始させるも のである。米国特許第３，８９５，８２１号は、圧力容器の加圧環境外に単一の 導火線を取り付けて、推進剤に点火するものである。該発明の場合、単一の導火 線及び推進剤室またはＩ＼ウジングが、圧縮不活性ガス環境内に配置される。推 進剤の反応を開始させると、高温ガスと微粒子からなる加熱媒体が発生し、吐き 出しノズルによって、破裂可能なディスクに隣接した狭い混合キャビティまたは 室１こ送り込まれて、これを破裂させ、エア・、４ブグへのガスの流入が開始す る。高温ガスは、引き続き、ｆｉ１ｍ剤室か６放出され、狭い混合室におｔｌて 低温の加圧ガスと混合してから、引き続き、エア・バッグに送り込まれて、これ を膨張させる。

本発明では、漏出通路の数が減少し、電気リード線が膨張ガスの過酷な環境力） らシールドされ、膨張速度が制御されるという点で、先行技術に関連した利点力 （得られる。

発明の目的 本発明の目的は、自動車の衝突状況において、クランランまたはエア・バッグを 膨張させるのに十分な量のガスを急速かつ有効に発生することの可能なハイブリ ッド・インフレータを提供することにある。本発明のもう１つの目的は、先行技 術の欠点を改良した、エア・クフシ四ンまたはエア・バッグ用のインフレークを 提供することにある。

発明の開示 従って、本発明は、実施例の１つでは、両端がビロテクニ１り（ｐｙｒｏｔｅｅ ｈｎｌｃ）・アクチュエータ・アセンブリによって密閉された、中空で、円筒形 のスリーブからなる、クツシラン用ハイブリッド・インフレータから構成される 。密閉されたスリーブは、ある量のアルゴンのような加圧不活性ガスを貯えるた めの圧力容器から構成される。圧力容器の漏れテストを容易にするため、微量の ヘリウムを入れておく場合もある。第１のアクチェエータ・アセンブリは、アク チュエータ、第１のアクチ一エータ・アセンブリに連係したフロー・オリフィス にガスを流すことができるようにするため、脆いディスク部材を破壊する衝撃波 を発生する雷管、または、導火線から構成される。第２のアクチュエータ・アセ ンブリは、第１のアクチェエータ・アセンブリの反対側に配置されており、ある 量の推進剤の燃焼を開始させるためのもう１つの雷管、起爆剤、導火線等を含ん でいる。推進剤は、貯えられている不活性ガスの温度を上昇させ、その体積を増 してから、エア・クランランを膨張させる。本発明の実施例の１つでは、圧力容 器の一部をなす第２の脆いディスクが、推進剤に向かい合って配置されており、 破壊されると、推進剤によって発生する熱が圧力容器に入り込めるようにする。

本発明のもう１つの実施例では、第２のディスクを破壊すると、第２の流路が形 成され、圧力容器から出る加熱された膨張ガスの排出を可能にする。本発明の実 施例の場合、脆いディスクが破壊されると、貯えられていたガスが、はぼ推進剤 の方間に加圧容器から流出できるようにする、単一のアクチェエータ・アセンブ リだけしか用いられない。本発明には、さらに、インフレークを支持し、エア・ り１／プンへの流路を形成するディフューザが含まれている。ディフューザは、 エア・りｌ／ＩＩンも支持している。ディフューザは、圧力容器のガス出口の下 流に比較的大きい容積の領域が形成されるように、インフレータを包囲している 。この設計によって、ガスの乱流が減少し、加熱された膨張ガスとディフューザ の間における熱伝導の置が減少する。

本発明の他の多くの目的及び目標については、図面に関する下記の詳細説明から 明らかになる。

図面の簡単な説明 図１には、本発明の正面断面図が示されている。

図２には、本発明の側端面図が示されている。

図３には、発生器ハウジング・アセンブリの代替実施例が示されている。

図４には、用いられる推進剤の断面図が示されている。

図５は、典型的な溶接接合部の拡大図である。

図６は、ディフューザの部分投影図である。

図７には、先行技術によるディ７ｓ−ザが示されている。

図８は、エア・バッグが折り畳まれた、ディフューザの側面図である。

図９は、エア・バッグの略図である。

図１Ｏには、本発明の一部の代替構成が示されている。

図１１には、膨張曲線のグラフが示されている。

図１２には、本発明の代替実施例が示されている。

図１３には、本発明のもう１つの代替実施例が示されている。

発明を実施するための最良の形態 図１を参照すると、自動車の乗員を拘束する安全システム内において笥いること の可能なエア・バッグのようなエア・クランランを膨張させるための７Ｘイブリ ツド・インフレータが示されている。このインフレータ１０は、中空のスリーブ ２２を含む、全体が２０で示された圧力タンクから構成される。空間２４内の圧 力タンク２０には、アルゴンのような不活性ガスが充填され、それによって加圧 されている。このガスは、アルゴンと、ヘリウムのような別の不活性ガスとの混 合物でも可能である。ヘリウムの量は、アルゴン・ガスの量の約２％になるよう に意図されている。第２の不活性ガスを利用する目的は、漏れを生じさせる／＼ イブリブト・インフレータの各種溶接接合部における欠陥を検出するための手段 を提供することにある。当該技術においては、質量分析計のようなヘリウムの存 在を検知するための装置は、周知のところである。圧力容器、とりわけ、スリー ブ２２は、それぞれの端部２６及び２８が、圧力容１２０の一部とみなすことの 可能な、起爆剤ハウジング・アセンブリ３０．及び、発生器ハウジング・アセン ブ「Ｊ８０によって密閉されている。

起爆剤ハウジング・アセンブリ３ｏには、直径の短縮された狭い部分３４と、広 くなった端部３６から成る起爆剤ハウジングが含まれている。狭い部分３４には 、既知の構造の雷管４ｏを収容するための中央開口部を備えたスペーサまたはハ ウジング３８が、ねじ込んで挿入されている。雷管から、作動リード線またはワ イヤ４２が延びている。０リング４４が、雷１！４ｏとスペーサ３８の間を密封 している。

アセンブリ３０の一部をなす起爆剤ハウジング３２には、マニホルド・アセ／ブ リ５０が取り付けられている。マニホルド・アセンブリは、例えば溶接によって （ｉｌ１号５４参照）起爆剤ハウジング３２に取り付けられた外部円筒形部分５ ２を有スる。マニホルド・アセンブリ５ｏには、さらに、前記外側部分５２に対 して引っ込んだ、より直径の短い円筒形部分５６が含まれており、スリーブ２２ の一方の端部２６とかみ合い、受けるようになっている。スリーブ２２及びマ二 十−ルド・アセンブリ５ｏは、例えば、周囲溶接部５８で取り付けられている。

マニホルド・アセンブリには、さらに、破裂ディスク６２のような脆い部材によ って密閉された、大形のフラットなエノン・オリフィス６ｏが含まれている。適 用する破裂ディスク６２は、ニッケルまたはステンレス鋼で製造することができ る。

破裂ディスクは、加圧ガスに面した、周囲プラズマ溶接部６３において、マニホ ルド・アセンブリ５ｏに固定されている。

雷管４０の中心と同軸をなす中央開口部６８のまわりに配置された、複数の開口 部６６を設けた盲孔スクリーン６４が、直径の短い部分の壁面に対して圧入され ている。アセンブリ時、スクリーン６４は、起爆剤ハウジング３２の狭い部分３ ４によって少し内側に変形し、がたつきが防止される。スクリーン６４は、ディ スク６２の一部のような大きい物体がエア・バッグに侵入するのを防止する。

マニホルド・アセンブリ５ｏの外側円筒部分５２には、直径方向において反対側 に位置し、中立スラストを生じる少なくとも２つのオリフィス７０ａ及びｂが含 まれており、オリフィス７０ａ及びｂの総フロー面積は、開口部６ｏの面積より 大幅に狭い。雷管４ｏが作動すると、圧力、すなわち、衝撃波が生じ、脆い部材 すなわちディスク６２が破壊されて、少なくとも、膨張ガスが圧力容器２ｏから 放出される。この初期膨張は、低温膨張と呼ばれる場合もある。

本発明の場合、狭いオリフィス７０ａ及び７ｏｂによって、圧力容器２ｏを出た 膨張ガスの流量が調整される。破裂ディスク６２が取り付けられているオリフィ ス６０は、そのサイズが大きいため、圧力降下はあまり生じない。この構成によ って、モデルのサイズ毎に、インフレークの設計の標準化の利点が得られる。

破裂ディスク６２とオリフィス７０ａ及び７０ｂとの直径の関係によって、誤使 用による圧力容器の過熱または平坦化によって過度の圧力が生じたときの、安全 逃し装置または弁としての破裂ディスク６２の破壊点が設定される。

ガス発生器ハウジング・アセンブリ８ｏは、圧力タンク２ｏのスリーブ２２のも う一方の喘２８とかみ合う拡大された端部８４を備えるステップ式ハウジノグ８ ２を有する。スリーブ２２及びハウジング８２は、周囲溶接部８７で接合されて いる。ハウジング８２は、その内側端部８６に、一般にステンレス鋼から製造さ れる薄い破裂ディスク９ｏによってカバーされた、中央開口部８８が設けられて いる。ディスク９ｏは、上述のようにハウジングに溶接されている。

図３には、発生器ハウジング・アセンブリの代替実施例が示されているが、この 場合、端部８６には、前述の開口部８８位置に、破裂ディスク９ｏによってカバ ーされた、複数のより小さい開口部９２が設けられている。この実施例の場合、 開口部９２の間のハウジング８２の材料によって、破裂ディスク９ｏに対する支 持が付加されるので、図１に示す破裂ディスク９ｏに比べて大幅に薄くすること が可能になる。この状況における破裂ディスク９ｏの典型的な厚さは、０．１ｍ ｍである（ステンレス鋼）。図１に戻ると、ハウジング８２の中空の内部には、 複数の開口１９６を備えた粒子トラップ９４が配置されており、噴出して開口部 ９６に入り込む燃焼した推進剤１００を食い止めるようになっている。粒子トラ ップの上流には、ある量の押し出しまたは成形推進剤１００が配置されている。

推進剤１００は、参考までに本書に組み込まれている、米国特許第３，７２３゜ ２０５号に開示のような物質とすることが可能である。

！を進剤１００には、波形ワ、ンヤ１０２によって、粒子トラップ９４に押しつ けるようにバイアスがかかっている。弾性部材すなわち波形ワノ／ヤ１０２の厚 さは、？ｌＡ剤＋００のさまざまな長さに適応するように変えることが可能であ る。

ハウジング８２には、その終端が円錐形の末広ノズル１０８にくる中央開口部１ ０６を備えたハウジング１０４が、ねじ込むようにして納められている。開口部 １０６には、ＩＩＩ数の電気リード１１１２が取り付けられた、既知の設計のも う１つの雷管または起爆剤１１Ｏが納められている。末広ノズル１０８内には、 炎の温度及び量が推進剤ｌＯＯに瞬時に点火するのに適したホウ素、硝酸カリウ ムから成る点火増進材料＋０９が納められている。

図４を参照すると、この図には、推進剤１００の断面図が示されている。推進剤 １００の外部＋２０は、クローバの票のタイプのパターンをなすように形成され ており、各クローバの葉には、中央開口部１２２が設けられている。この構造の 目的は、比較的一定した推進剤の燃焼速度を可能にすることにある。推進剤１０ ０の燃焼時、その露出表面は、はぼ一定のままである、すなわち、推進剤の外部 が燃焼するにつれて、その外部表面積は、減少するが、円筒形開口部１２２のそ れぞれの表面積は、増大するので、均一な燃焼面積が得られ、結果として燃焼速 度の制御が可能である。燃焼速度は、さらに、中央開口部９２または８８のフロ ー面積によって制御される。開口部９２または８８によって決まる発生器ハウジ ング８２（推進剤１００を収容している）内の圧力も、推進剤の燃焼時間全体を 制御する上で有効なのは、明らかである。

インフレータｌＯには、さらに、エンド・キャップ１３２及び１３４と、主要部 分＋４０から構成されるディフューザ１３０が含まれている。各エンド・キャッ プの形状は、図２に示されている。エンド・キャップ１３２及び１３４は、それ ぞれ、起爆剤ハウジング３２及びガス発生器ハウジング８０に固定されている。

この固定は、ガス発生器ハウジング８２に複数の突起またはセレーシロン１５０ を設け、これを１３４のようなエンド・キャップの開口部１５２を通して延ばす ことによって行うことができる。これらの突起１５０は、アセンブリ時に曲げら れ、エンド・キャップ１３４、ディフューザ１３０、及び、圧力容器２ｏを所定 の位置に保持する。もう１つのエンド・キャップ１３２は、開口部１５８を通っ てエンド・キャップ内に挿入される、同様の複数の突起またはセレー／ゴン１５ ６によって、起爆剤ハウジング３２に固定される。

ガス発生器ハウジング・アセンブリ８０．代替案として、起爆剤ハウジング・ア センブリには、さらに、不活性ガスと圧力容器２ｏの内部を通じさせる、通常の 構造の充填管１６０を設けることも可能である。圧力容器にガスを充填すると、 充填１１６０は、１６２のような位置に波形が形成され、位１ｆ＋６３で密封さ れる。漏れ止め溶接工程に続いて、膨張ガスまたはテスト・ガスが溶接された、 または、密封された接合部（位置１６３）に直接通じるようにするため、充填管 １６０の波形になった部分１６２を機械的に圧搾し、これを再度開くことができ る。

６８のような一般的な溶接接合部をしめす図５を参照する。下記は、５４及び８ ７といったインフレータ１０内で用いられる他の溶接接合部にも当てはまる。

とりわけ、図５には、マニホルド・アセンブリ５ｏに対するスリーブ２２の左側 端部２６の接合部が示されている。各種アセンブリ３ｏ及び８ｏの製作時、及び 、製作を完了して、インフレータ１０にガスを充填した後、溶接接合部５８及び ８７のそれぞれについて、漏れテストが実施される。こうしたテストを容易化し 、かつ、これら溶接接合部のそれぞれについて効力を確実なものにするため、本 発明の企図するところによれば、こうした溶接の前に、溶接される各種金属片に サイジングを施し、互いに合わせてみて、溶接部の近くしか接触しないようにす るので、長い締めしろ、ねじ込み式接触領域、または、圧入接触領域の利用がほ ぼ回避されることになる。図５自体においては、マニホルド５０の一部５６が、 スリーブ２２から少し間隔をあけて配置されている（番号１６６参照）。この方 法の場合、貯えられた加圧ガスまたは代替案としてのテスト・ガスは、比較的差 し障りのないようにして、５８のような溶接箇所まで移動させることが可能にな る。

各種コンポーネントの取り付けをこのように構成することによって、溶接部の欠 陥によって生じる漏れは、圧力容器のテスト時に、簡単に検出することができる 。

この構成は、ねじ込み式の相互接続部、代替案としての、締まりばめ及び圧入接 続の利用を教示した、先行技術とは対照的である。ねじ込み式の接続または圧入 接続の利用は、貯えたガスまたはテスト・ガスの溶接ポイントへの移動を妨げる ことになり、また、先行技術のインフレークで実施される漏れテスト自体、溶接 ポイントへのガスの移動が大幅に制限されるので、すなわち、圧力容器のテスト の実施時までに、ガスが溶接ポイントに到達できなかったので、必ずしも、溶接 部の欠陥を検出するというわけにはいかなかった。先行技術におけるこの欠陥は 、結果として、乳児死亡率タイプの故障と呼ばれる車重を生じることになった。

ねじ込み式接続が必要になるか、あるいは、所望の場合、ネジの全長にわたって 延びるぎざぎざの付いたスロット２５４（図９）によって、ガスが制限を受けず にテスト下の接合部まで送られるようにすることが可能である。図９には、ネジ 接続部を示す本発明の一部の代替取り付けが表されている。スリ一ブ２２の端部 ２Ｂのネジ２５２にかみ合うネジ２５０を備えた発生器ハウジング８２が示され ている。１組のネジの一方には、ガスが直接溶接接合部８７まて移動できるよう にするため、ぎざぎざの付いたスロット２５４が設けられている。スロット２５ ４は、ハウジング８２と、圧力容器２０のスリーブ２２のどちらに設けてもかま わないのは、もちろんである。

図２及び図６には、ディフューザ１３０の翼なる図が示されている。図６には、 ディフューザを形成する主要コンポーネントの一部に関する部分投影図が示され ている。ディフューザ＋３０は、圧力容器２０を受けて、支持するように設計さ れた特定の形状のカンである。ディフューザ＋３０もエア・バッグを支持してい るのは、明らかである。ディフューザ１３０は、また、圧力容器とＩＭ動して、 膨張ガスをエア・バッグに通じさせる導管を形成している。図６に示すディツユ −ｆ１３０には、図１に示す主要部分１４０、及び、エンド・キャップ１３２及 び１３４が含まれている。主要部分＋４０は、下方アセンブリ１８０及び上方ア センブリ１８２から製作することができる。上方アセンブリ１８２及び下方アセ ンブリ＋８０は、それぞれ、圧力容器２０との３位置軸方向締まりばめを可能に する。断面において、ディフューザ１３０の形状は、３点が圧力容器２０と接触 する、三角形に近い形状である。その形状は、ディフューザの後方（すなわち、 図６に示す下方部分）に向かって、円筒形圧力容器の形状をほぼなぞっている。

ディフューザは、その前方に向かって、すなわち、膨張するエア・バッグの方向 に、圧力容器から離れていき、容積１８３ａ及びｂを形成している。下方アセン ブリは、その下方端に、縦方向に延びる１４１８４を備えた開放構造から構成さ れる。

下方アセンブリには、さらに、上方アセンブリに形成された同様の複数の開口部 １８８にはまるように設計された複数のタブ１８６が含まれている。タブ１８６ は、曲げたり、波形にしたり、あるいは、別様にして、所定位置に固定される。

断面において、壁面！９０ａ及びｂは、内側にテーパ状をなし、少なくとも、線 接触部１９２ａ及び１９２ｂに沿って、円形圧力容器２０と交差している。壁面 １９０ｍ及び！９０ｂは、図６により明確に示すように、弧状をなし、圧力容器 ２０のより広い領域との締まりばめを可能にしている。インフレータ１０及びエ ア・バッグ２０２を車体構造の協働部分に取り付け、先行技術に用いられたよう な、ディフューザ及びインフレークを保持するための追加ハウジング（図７参照 ）の必要をなくすのに有効な、複数の取り付はラグ２０４が、溝１８４内に配置 され、そこから突き出している。当該技術においては、ラグ２０４を下方アセン ブリ１８０に取り付けるための各種技法が知られている。

上方アセンブリ１８２には、縦方向に延びる中央のＷＩ１１９４を形成し、圧力 容器２０に沿って１９６に少なくとも点接触部（または接触領域）が形成される ようにすることができる。溝１９４は、図２に示す弧状とし、図６に示す圧力容 器のより広い領域に接触させることが可能である。軸方向に延びる溝によって、 ディフューザ１３０に剛性が与えられ、軽量の材料を用いることが可能になる。

溝１９４は、本発明にとって、必須のものではなく、除去すれば、ディフューザ の前部１９３（または図６に示す上部）は、はぼ平面構造になる。上方アセンブ リ１８２には、さらに、まわりに配置されたエア・バッグ２０２に膨張ガスを分 配する複数の開口部２００を設けることもできる。ホール２００の配向は、アセ ンブリ１８２の上部１９３に沿って軸方向（虚線で示す）に、あるいは、半径方 向に、あるいは、これらを組み合わせて伸ばすことが可能である。ホールの場所 及び位置は、膨張ガスの発生時に、ディフューザ１３０に生じる可能性のある変 形を制限する助けとなるように、かつ、発生したガスがエア・クラン１ンまたは エア・バッグの内部に均等に分配されるように選択される。

増大したく空き）容積、すなわち、１８３ａ、ｂの利点、及び、ディフューザ！ ３０の上部１９３における開口部２００の利用によって、膨張ガスが圧力容器を 出て、ディフューザ１３０に流れる際に生じる膨張ガスの乱流が減少する。一般 的には、円形の断面（図７８％＞であった先行技術によるインフレータ／ディフ ューザの特性は、膨張ガスが圧力容器を出る際に生じる膨張ガスの乱流の程度が 激しいということであった。この乱流が、加熱された膨張ガスと先行技術による ディフューザの間に多大の熱伝導が生じるのを助けた。膨張ガスから熱が失われ ると、その体積が縮小し、従って、エア・バッグを膨張させる効率が低下するこ とになる。先行技術におけるこの影響を補償するには、多量の貯えられたガスと 推進剤の両方または一方の利用が必要であった。これに対し、本発明では、乱流 が減少し、ディフューザにおける圧力降下が減少し、熱伝導が減少するので、よ り効率のよい性能が得られる。先行技術を表した図７には、間隔を密にして配置 された円筒形のディフューザ１３〇−内に取り付けられた典型的な円筒形インフ レータ１０′が示されている。インフレータは、本発明のような／−イブリッド ・タイプでも、あるいは、代替案として、当該技術において既知のアジ化ナトリ ウムをベースにしたインフレータでもかまわない。２２０のような開口部を出た 膨張ガスは、乱流を生じながらディフューザ１３０′を通り、略図で示したエア ・バッグ２０２を膨張させる。ディフューザ１３ｍ、インフレークｌＯ゛、及び 、エア・バッグは、一般に、反応カン２２２内に固定されて粘り、反応カンは、 さらに、計器板のような車体の一部に固定されている。反応カン２２２内のトラ ップ容積２２６が図示されている符号２２４を参照する。この容積は、エア・バ 、グ２０２をしっかり折り畳んで入れることができないので、有効活用されなか った。

本発明に関して、図８には、インフレータ１０まわりに固定されたエア・バッグ ２０２の概略が示されている。すなわち、エア・バッグ２０２は、ディフューザ １３０を受ける開放端２１０を具備している（図１Ｏ参照）。エア・バッグ２０ ２には、その端部２１０に近接して、それを通って延びる取り付はラグ２０４と 雪なるように（図８参１１１）、ディフューザ１３０まわりにはまる複数の延長 フラ、ブ２１２ｍ及びわが設けられている。エア・バッグ２０２は、図８にドツ ト・ラインで示す薄い引き裂くことの可能なカバー２１４でこれを包囲すること によって、その折り畳んだ形状に維持することが可能である。この特徴によって 、中間ハウジングまたは反応カンを必要とせずに、車体の取り付は構造に直接取 り付けることが可能になる。この場合、自動車の計器板に、図７に示す反応カッ と同様のキャビティまたは形状を設けることができる。これに対し、はぼ円筒形 のインフレーク１０または圧力容！１２０に対する本ディフューザ１３０の非円 形断面は、装置全体のパッケージ・サイズに影響のないようにして、膨張ガスが さらされる表面積を最小限に抑え、また、圧力降下を最低限に抑えて、熱の損失 を減少させるように構成されている。図１及び図６から明らかなように、出口オ リフィス７０ａ及びｂによって、膨張ガスは、ディフューザ１３０の容積１８３ ａ及びｂに直接送り込まれる。さらに、本発明のもう１つのや１点が、エア・ノ ＜ラグを折り量み、ディフューザに対してその位萱決めを行うＩｓ様に関連して 得られる。

ディフューザのほぼフラットな上部表面１９３を利用することによって、エア・ バッグを折り畳むことの可能な理想の表面が得られる。

以上を勘案し、デイフユーザ１３０は軽量の材料で製造することができるように 考えられている。すなわち、下方のアセンブリ１８０は、アルミニウムで作るこ とが可能であり、一方、上方のアセンブリ１８２は、強度の高い低合金鋼で作る ことができる。

図１、とりわけ、アクチユエータ４０及び起爆剤１１０から延びる電気ワイヤま たはリード線４２及び１１２の配向を参照する。図１から明らかなように、これ らのリード線またはワイヤ４２及び１１２は、圧力容器の外部にあり、それ自体 は、励起時にアクチニエータ４０または起爆剤１１０によって発生する熱を受け ない。ワイヤ４２は、図１に示すように、インフレータｌＯの右側から左側端部 に送られ、その左側端部においてカバー１３４の開口部２２０から出るように考 えられている。この構成によって、コントローラに対する取付が容易になり、ゆ るんだり、ぶら下がったりするワイヤをなりシ、必要な電気コネクタの数が減少 することになる。異物の分解（内部ワイヤの融解によるような）が阻止されて、 ＩＩＩ物学的な懸念を緩和することにもなる流出物の管理が向上するので、本発 明において発生するガスの清浄さが、相応して、高められる。米国特許第３，７ ５６゜６２１号に示されるような先行技術の場合、ワイヤは、圧力容器を通って 延びるため、＋００のような推進剤が活性化されると発生する極めて過酷な環境 にさらされることになった。

以下では、インフレータ１０をアセンブルし、テストするために利用することの 可能な、典型的な製造プロセスについて簡単に述べることにする。起爆剤ハウジ ング・アセンブリ３０は、利用する場合、マニホルド・アセンブリ５０内におい てスクリーン６４の位置決めを行い、マニホルド・アセンブリを位Ｗ１５４にお いて起爆剤ハウジング３２に溶接することによって組み立てられる。破裂ディス ク６２は、プラズマ溶接プロセスを利用して、開口部６０のまわりで溶接される 。

この時点で、このサブ・アセンブリには、アクチュエータ４０及びスペーサ３８ は、含まれていない。このアセンブリの内部は、テスト室において真空排気され て、真空になり、ヘリウムのようなテスト・ガスが、破裂ディスク６２の圧力容 器側にさらされる。漏れテストは、破裂ディスクを横切るヘリウムの移動につい てテストすることによって行われる。ヘリウム・テスト・ガスは、破裂ディスク の片面に作用し、該ディスクが溶接されている表面から持ち上げようとする。テ スト・ガスを反対側に作用させると、テスト・ガスは、破裂ディスクをこれらの 表面に保持し、漏れを遮蔽しようとする。次に、スリーブ２２が、マニホルド・ アセンブリにアセンブルされ、５８の位置で溶接される。発生器ハウジング・ア センブリ８０が、同様に、スリーブに取り付けられ、８７において溶接される。

アルゴン及びわずかなパーセンテージのヘリウムから成る作動ガスが、完成され た圧力容器２０内に納められ、約３００ｐｓｌの動作圧になるまで充填される。

次に、位置５８及び８７の溶接部に、漏れテストが施される。引き続き、起爆剤 ハウジング３２内に、スペーサ３８及びアクチュエータ４０がねじ込まれる。起 爆剤ハウジング・アセンブリを構成する各種コンポーネント、すなわち、微粒子 トラップ９４、推進剤１００１バネ・ディスク１０２、ハウジング＋０４、及び 、起電剤１１０が、発生器ハウジング８２にアセンブルされる。このアセノブリ 技法に従うことによって、圧力容器が漏れテストに不合格になる場合、各種ピロ テクニック関連コンポーネントを廃物にしなくてすむことになる。さらに、本発 明は、ピロテクニック要素が溶接時に取り付けられないので、広範囲にわたる溶 接技法に十分に対応する。先行技術の場合、溶接技法は、取り付けられたビロテ ク二１り要素に点火しないように、熱による影響のある／−ンが最小限ですむ技 法に限定された。一般に、電子ビームが利用されたが、この技法は、費用が高く 、大量生産には適合しない。インフレータ１ｏが最終的にアセンブルされると、 エア・バッグ２０２が固定される。

発生器ハウジング・アセンブリは、上述の方法で、破裂ディスク９ｏと発生器ハ ウジング８２の界面に漏れがないかについてのテストも受ける。その後、エンド ・カバー１３２及び１３４と、上部アセンブリ１８０及び下部アセンブリ１８２ が、インフレータに取り付けられる。

本発明の二重ピロテクニックは、エア・バッグ２０２の膨張速度を制御すること ができるので、フレキシビリティになる。膨張の初期速度は、エア・バッグが、 乗員、とりわけ、立っている子供のような位置のずれた乗員に、あまり強すぎる 衝撃を加えないように制御することが望ましい。これに関して、アクチュエータ ４０と起爆剤＋１０を同時に始動させることによって、インフレータを作動させ ることができる。このタイプの始動によって、最も強力なエア・バッグの充填が 可能になる（図１１の曲線Ａ参照）。代替案として、貯えられているアルゴン膨 張ガスが、ブロー・オリフィス７０８及びｂを出て、エア・バッグ２０２を膨張 させ始めると（図１１の曲線Ｂ１１１）、アクチュエータ４０を始動させて、デ ィスク６２を破壊する衝撃波を発生し、初期低温ガス膨張を生じさせることも可 能である。次に、例えば、７、ＩＯｌまたは、１６ミリ秒の時間遅延後、起爆剤 】ｌＯを作動させて、推進剤を燃焼させ、さらに、圧力容器内に貯えられた残り のガスの温度を上昇させて、エア・バッグを膨張させるのに利用可能なガスの体 積を増大させる。こうして、初期低温ガス膨張によって、当初はエア・バッグ膨 張速度を緩やかにして、位置のずれた乗員との接触を比較的穏やかにし、引き続 き、起爆剤＋１０の作動によって、エア・バッグの膨張を急速にする。アクチュ エータ３０及び起爆剤１１０の両方または一方の作動シーケンスは、かなりの程 度まで、車体の設計及び車室のサイズによって決まる。例えば、傾向として衝突 のエネルギの吸収が少なく、従って、乗員のその多くが伝達される、特定の自動 車のフレームまたは他の支持構造について考察を行うことにする。この状況の場 合、いっそう急激な膨張速度の曲線Ａが要求されることになる。自動車が衝突エ ネルギの多（を吸収するようになっていれば、当初は、曲線Ｂのような緩やかな 膨張速度によって、乗員を徐々に包み込むことが可能である。しかし、図１１の グラフに基づいて明らかなように、最大のエア・バッグ膨張は、膨張手順が曲線 Ａと曲ｗＡＢのいずれに合わせたものになろうと、はぼ同じポイントで得られる ことになる。

状況によっては、実際には、起爆ｌＡ１１０の作動をおそらくは２５ミリ秒以上 にわたって遅延させることが望ましい場合もある。図１のインフレータ１０を利 用する場合、この延長される時間遅延期間の間に、貯えられている、かなりの量 の低湿の膨張ガスが圧力容器２０に残ることになるのは明らかである。図１２に は、時間延長による遅延作動期間を必要とする膨張影響に適合したインフレーク ３００を示す、本発明の代替実施例が示されている。図１２には、こうしたイン フレータ３００の左側部分が示されている。もちろん、右側部分は、図１のもの と同一である。インフレーク３００は、スリーブ２２′に対する周囲溶接接合部 ３０５において、スリーブ２８′に対して溶接された第２のマニホルド・アセン ブリ３０４を備える、発生器ハウジング・アセンブリ８０′から構成される。第 ２のマニホルド・アセンブリ３０４は、円筒形であり、鋭いエツジ開口部３０８ を備几た開端部３０６に終端をなしている。端部３０６は、第２の破裂ディスク ３１０を支持する。第２のマニホルド・アセンブリ５０内には、推進剤＋００、 起爆剤１１０等から成る発生器！−ウジング８２が配置されている。）＼ウジフ グ８２の開口部８８を密閉するために以前用いられた破裂ディスク９０が、除去 されているのはもちろんである。開口部３０８には、スクリーン６４と同様の３ １２のようなオプシッンのスクリーンを配置することができる。マニホルド・ア センブリ３０４には、さらに、はぼ中立のスラスト状響になるように配置された 第２の組をなすガス・フロー・オリフィス３２０ａ及びｂが含まれている。スリ ーブ２２′には、上述のディフユーザ１３０が取り付けられる。本発明のこの実 施例の場合、フロー・オリフィス３２０ａ及び３２０ｂには、マニホルド５０内 に作られたフロー・オリフィス７０８及び７０ｂよりも大きくなるようにサイジ ングが施されている。すなわち、フロー領域は、３対２の比率にすることが可能 である。例えば、オリフィス７０８及び７０ｂの全フロー領域が、約０．３２平 方センチメートル（０，０５平方インチ）とすれば、オリフィス３２０ａ及び３ ２０ｂの全フロー領域は、約０．９７平方センチメートル（０，１５平方インチ ）にすることができる。衝突状況を表す信号に応答し、アクチュエータが作動す ると、破裂ディスクが開放され、貯えられていた膨張ガスがオリフィス７０ａ及 び７０ｂを出る際、エア・バッグの低温膨張が生じ、結果として、図１１の曲線 Ｃの傾斜の緩い部分が生じることになる。次に、起爆剤１１０が作動し、推進剤 １００によって、第２の破裂ディスクを焼き払い、貯えられていた残りのガスが 圧力容器を出るための第２の流路が形成される。破裂ディスク３１０が除去され ると、貯えられていた残りのガスが、開口部３０８、オブシ冒ンのスクリーン３ １２を通り、さらに、大きい方のオリフィス３２０ａ及び３２０ｂを通って圧力 容器から出ていくので、貯えられていたガスが圧力容器を出る速度が上昇し、結 果として、曲線Ｃの傾斜部分が急になる。膨張ガスは、開口部３０ｇを出ると、 推進剤によって発生する熱を直接横切って通過するので、圧力容器を出て、エア ・バッグまたはクランロンに流入する際には、その体積が増大することになる。

図１３には、さらに、インフレータ１１０のような単一のピロテクニ１り要素を 備えた、本発明のもう１つの代替実施例が示されている。このインフレータ３５ ０の構造は、図１２に示す代替実施例に基づいて作られている。すなわち、この インフレータ３５０の左側部分は、図１２の左側部分と同じである。圧力容器の スリーブ部分３０２は、その終端が、弧状、または、おそらく球状の表面３５４ の右側にくる。端部３５２には、溶接されたカップ状の構造３５６のような保持 部材が、取り付けられている。この構造３５６の端部３５８には、前述のように 、ディフユーザ１３２に取り付けられるアクチエエータ・ハウジング３２から延 びる１５６のようなタブが含まれている。端部３５２には、圧力容器に不活性膨 張ガスを充填するための充填管３６０が設けられている。起爆剤１１０が活性化 すると、破裂ディスク３１０が開放され、加熱された膨張ガスをオリフィス３２ ０ｓ及びｂから出すことが可能になる。結果生じるこの単一火工装置の膨張曲線 は、図１１の曲線Ａをほぼなぞることになる。

本発明に関する上述の実施例に対し、その範囲を逸脱することなく、多くの変更 及び修正を加えることができるのはもちろんである。従って、その範囲は、付属 の請求項の範囲によってのみ制限されるものとする。

二≧Ａ−≦２６− ＦＩＧ、　ｌ　ｌ 要約 アルゴンのような、ある量の不活性ガスを貯えるための中空のスリーブ（２２， ２２−）から成る圧力容器を備えた、エア・クラン璽ン（２０２）用のインフレ ータ（１０，３５０）。スリーブの一方の端部は、第１のピロテクニック・アク チュエータ・アセンブリ（８０，８０−）によって閉鎖され、スリーブのもう一 方の端部は、閉じた端部またはもう１つのピロテクニック・アクチュエータ・ア センブリ（４０）を具備している。圧力容器（２０）は、膨張ガスを直接エア・ クッション（２０２）に送り込むディフューザ（ｉａｏ）内に固定されている。

圧力容器（２０）は、ディフューザ（１３０）と協働して、ガスの乱流を減少さ せ、ガスとデイフユーザ（１３０）の間における熱伝導を抑える助けとなる各種 領域を形成する。

国際調査報告 国際調査報告 ＬＩＳ　９１０２１００ ＳＡ　４６３９４

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．一方の端（３５２）が閉ヒ、その閉じた端部（３５２）を通って延びる膨張 ガスを受け入れるための充填手段（３６０）を含んでおり、もう一方の端部（２ ８′）が開いている中空の円筒形スリーブ（２２′）と、前記スリーブとで判定 可能な圧力で膨張ガスを貯える圧力容器（２０）を構成し、圧力容器の一部をな す破壊可能なディスク（３１０）から成る脆い部材によって密閉されたマニホル ド開口部（３０８）を有し、さらに、圧力容器（２０）からの膨張ガスの決れを 制御するためのフロー制御手段（３２０）を有する、前記スリーブ（２２′）内 に一部が引っ込んでおり、そのスリーブの反対側の端部に固定された、中空のマ ニホルド・アセンブリ（３０４）から成るスリーブ（２２′）を密閉するための 発生器ハウジング・アセンブリ（８０′）と、で構成され、 前記発生器ハウジング・アセンブリ（８０′）が、マニホルド・アセンブリ（３ ０４）に入り込んで、これに固定された中空の発生器ハウジング（８２）と、そ の発生器ハウジング（８２）内に納められたある量の推進剤（１００）と、作動 すると、前記推進剤の燃焼を開始するピロテクニック・アクチュエータ手段（１ １０）とを有し、マニホルド・アセンブリは、貯えられているガスを、差し障り なく、溶接箇所まで移動させることができるようにスリーブに溶接されていると いうことを特徴とする、 エア・クッション用インフレータ（３５０）。
2. ２．前記発生器ハウジング・アセンブリは、マニホルド・アセンブリの開放端部 に入り込む中空の発生器ハウジングと、第１のハウジング端部が、マニホルド・ アセンブリの開放端部に近接して固定きれ、第２のハウジング端部が、ほぼマニ ホルドの開口部と一列になった少なくとも１つの開口部を有する第１のハウジン グ端部及び第２のハウジング端部とを有しており、さらに、発生器ハウジング・ アセンブリ（８０）には、第２のハウジングの端部（８６）に近接して配置され た複数のトラッブ開口部（９６）を備えた微粒子トラッブ（９４）と、ある量の 成形推進剤（１００）、及び、推進剤（１００）にバイアスをかけて、微粒子ト ラッブに送り込む弾性部材（１０２）と、弾性部材（１０２）から間隔をあけて 配置きれ、作動すると、推進剤（１００）の燃焼を開始させるピロテクニック・ アクチュエータ手段（１１０）が含まれていることを特徴とする請求項１に記載 のインフレータ（３５０）。
3. ３．スリーブ（２２′）の閉じた端部（３５２）が内側にへこんでいて、インフ レータが、さらに、閉じた端部（３５２）と一致した形状で、スリーブをディフ ューザ（１３０）に固定するための固定手段（３５６）を含んでいることを特徴 とする請求項２に記載のインフレータ（３５０）。
4. ４．アクチュエータには、推進剤（１００）から間隔をあけて配置され、これに 面した末広ノズル（１０８）が含まれていることを特徴とする請求項２に記載の インフレータ（３５０）。
5. ５．アクチュエータ手段（１１０）に、末広ノズル（１０８）における推進剤の 燃焼を急速に開始きせる点火増進手段（１０９）が含まれていることを特徴とす る請求項４に記載のインフレータ（３５０）。
6. ６．アクチュエータ手段が、発生器ハウリング・アセンブリ（８２）内に取り外 し可能に収容されていることを特徴とする請求項２に記載のインフレータ（３５ ０）。
7. ７．第１のハウジング端部（８５）に、圧力容器（２０）をディフューザ（１３ ０）を取り付けるための取り付け手段が含まれていることを特徴とする請求項２ に記載のインフレータ（３５０）。
8. ８．ディフユーザ（１３０）が、流量制御手段（３２０）と通じており、圧力容 器（２０）を支持し、膨張ガスをエア・クッション（２０２）に送り込み、ディ フューザには、圧力容器（２０）の下方部分を支持するようになっている下方部 分（１８０）が含まれており、さらにディフューザには、圧力容器（２０）の上 方部分にかみ合うようになっている上方部分（１８２）が含まれていて、その上 方部分（１８２）は、膨張ガスが流れることができるようにする複数の開口部（ ２００）を備えてもり、圧力容器と共に、圧力容器（２０）の上方部分に近接し た２つの容積領域（１８３ａ、ｂ）を形成し、膨張ガスの乱流を減少させ、膨張 ガスとディフューザ（１３０）との熱伝導を抑える手段が得られるようにするこ とを特徴とする請求項７に記載のインフレータ（３５０）。
9. ９．ディフューザ（１３０）には、エンド・キャップ（１３２、１３４）が含ま れ、一方のキャップ（１３２）は、アクチュエータ・ハウジング・アセンブリ（ ３０）に取り付けられ、もう一方のキャップ（１３４）は、発生器ハウジングア センブリ（８０）に取り付けられて、ディフューザ（１３０）の主要部分１４０ のそれぞれの端部を密閉するようになっていることを特徴とする請求項８に記載 のインフレータ（３５０）。
10. １０．ディフューザ（１３０）が、それから延びる複数のボルト（２０４）のよ うな取り付け手段（２０４）を備え、エア・バッグを収容し、ディフューザを車 体の支持構造に直接取り付ける手段を形成することを特徴とする請求項９に記載 のインフレータ（３５０）。
11. １１．発生器ハウジングの端部（８６）における少なくとも１つの開口部（８８ 、９２）にスクリーン（３１２）が配置され、マニホルド・アセンブリ（３０４ ）の一部とかみ合うことを特徴とする請求項１０に記載のインフレータ（３５０ ）。