(57)【要約】  本発明は、自動車安全装置のためのハイブリッド型ガス発生器に関する。ガス発生器は、−ガス発生のための花火起爆剤（４）および花火装填剤（５）を含みかつ少なくとも一つの酸化剤を含み、花火起爆剤（４）の起爆により装填剤（５）が燃焼する燃焼室（Ｃ）、ならびに−カプセル（８）により燃焼室（Ｃ）へ向けて閉鎖されるガスタンク（３）を含み、前記カプセルがガスタンク（３）からガスを解放しかつ外部へ排出するために装填剤（５）の燃焼時に崩壊するのに適したものであり、燃焼室（Ｃ）は、花火装填剤（５）から区別される、少なくとも一つの金属を含む充填剤（９）を含むことを特徴とする。
2009519168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−ガス発生のための花火起爆剤（４）および花火装填剤（５）を含みかつ少なくとも一つの酸化剤を含み、前記花火起爆剤（４）の起爆により前記装填剤が燃焼する燃焼室（Ｃ）、ならびに
−カプセル（８）により燃焼室（Ｃ）へ向けて閉鎖されるガスタンク（３）を含み、前記カプセルが前記ガスタンク（３）からガスを解放しかつ外部へ排出するために前記装填剤（５）の燃焼時に崩壊するのに適したものである、自動車安全装置のためのハイブリッド型ガス発生器において、
前記燃焼室（Ｃ）は、前記花火装填剤（５）から区別される、少なくとも一つの金属を含む充填剤（９）を含むことを特徴とする、ガス発生器。
【請求項２】
前記装填剤（９）は一つ以上の金属を含み、かつ合金の形態であることを特徴とする、請求項１のガス発生器。
【請求項３】
金属を含む前記装填剤（９）は大きな交換領域を有することを特徴とする、請求項１または２のガス発生器。
【請求項４】
金属を含む前記装填剤（９）は、ビーズ（beads)、粉末、任意選択的に交絡したワイヤ、グリッド、または燒結片の形態であることを特徴とする、請求項３のガス発生器。
【請求項５】
金属はＡｌ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｍｎ，およびＢのリストから選択されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１のガス発生器。
【請求項６】
前記花火装填剤に対する金属装填剤の重量比は２％から３０％の範囲内であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１のガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車安全装置のためのハイブリッド型ガス発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、この種の発生器（generator)は、
−ガス発生のための花火起爆剤（pyrotechnic initiator）および花火装填剤(pyrotechnic charge)を含みかつ少なくとも一つの酸化剤を含み、前記装填剤の燃焼が前記花火起爆剤により誘引される燃焼室、ならびに
−カプセルにより前記燃焼室へ向けて閉鎖されるガスタンクを含み、前記カプセルは前記ガスタンクからガスを解放しかつ外部へ排出するために前記装填剤の燃焼時に崩壊するように構成される。
【０００３】
通常、転送兼拡散室は、燃焼室とガスタンク間に介在する。
【０００４】
装填剤の燃焼により発生するガスは、カプセルに到達するために転送室を通過し、かつ転送室とガスタンク間のバリアを構成する。カプセルは、全体的に、薄い金属膜である。
【０００５】
カプセルが崩壊するときに、ガスタンク内の冷えたガスは転送室へ侵入し、花火装填剤の燃焼により生じた熱いガスと混合し、かつ膨張のためのエアバッグに通じる周辺開口を介して外側へ排出する。
【０００６】
花火装填剤の燃焼により発生したガス流は、カプセルを機械的に弱化させるのに十分であり、崩壊する。しかしながら、かかる崩壊が常に形成されるとは限らない。そして、当然ながらエアバッグを膨張させる時間および膨張特性に悪影響を与える。
【０００７】
このことが、カプセルを穿刺し、分割し、またはその座から少なくとも一部を分離して、ガスタンクをガス発生器の残部と連通させるために、カプセルと接触する移動可能な機械部品を含むガス発生器が開発された理由である。
【０００８】
かかる機械部品例には、発射体もしくは自動推進体、穿刺プランジャ、およびピストンが含まれる。
【０００９】
ただし、この種の解決策は、発生器のコストプライスに大きな影響を与えるのは必須である。
【００１０】
更に、かかる部品を発生器に設置することは寸法および重量を増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、機械部品の移動に依存することなく崩壊するカプセルを有する発生器を提供することにより、即ち花火装填剤の燃焼により発生する熱いガス流の実質的使用により、問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、自動車安全装置のためのハイブリッド型ガス発生器に関する。前記発生器は、少なくとも、
−ガス発生のための花火起爆剤および花火装填剤を含みかつ少なくとも一つの酸化剤を含み、前記花火起爆剤の起爆により前記装填剤が燃焼する燃焼室、ならびに
−カプセルにより燃焼室へ向けて閉鎖されるガスタンクを含み、
前記カプセルは、前記ガスタンクからガスを解放しかつ外部へ排出するために前記装填剤の燃焼時に崩壊するのに適している。
【００１３】
本発明によれば、前記燃焼室は、前記花火装填剤から区別される、少なくとも一つの金属を含む充填剤を含むことを特徴とする。
【００１４】
本出願人は、使用した発生器に関して、開放カプセルの残部が衝撃の痕跡を有し、痕跡が開口に通じる弱化領域を構成する可能性が高いことを知見した。
【００１５】
燃焼作用下において、金属装填剤は酸化して発熱酸化還元反応を起こしかつ少なくとも一部で液化し、結果として溶融金属がガス流に乗って運ばれ、カプセルを打撃し、そのようにしてカプセルの機械的強度が十分に弱化してカプセルの崩壊に至る。
【００１６】
本発明による発生器の他の特徴によれば、限定的でないが、
−前記装填剤は一つ以上の金属を含み、かつ合金の形態である。
【００１７】
金属を含む前記装填剤は大きな交換領域を有する。
【００１８】
金属を含む前記装填剤は、ビーズ（beads)、粉末、任意選択的に交絡したワイヤ、グリッド、または燒結片の形態である。
【００１９】
前記金属はＡｌ，Ｚｎ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｍｎ，およびＢのリストから選択されている。
【００２０】
前記花火装填剤に対する金属装填剤の重量比は２％から３０％の範囲内である。
【００２１】
本発明の他の特徴および利点は続く実施形態に関する詳細説明により明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して非制限的実施形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の特徴を実施するのに適した発生器を示す。
【００２４】
前記発生器は全体的に従来構造のハイブリッド発生器である。
【００２５】
発生器１は、ガスタンク３を連結した包囲体２により実質的に構成される。
【００２６】
包囲体２は、長軸Ｘ−Ｘ’を有する中空筒状金属体の形態に形成される。
【００２７】
起爆剤４が包囲体２の壁２０内に存在する上流端開口内に取付けられ、かつ長軸Ｘ−Ｘ’上にセンタリングされる。起爆剤４は、図面の左側に示され、かつ適宜保持手段により所定位置に保持される。
【００２８】
起爆剤４は、燃焼室Ｃを占領する花火装填剤５と連通する。図示例において、花火装填剤５は例えば推進燃料（propellant)により構成される。花火装填剤５は一セットのペレットの形態である。
【００２９】
異なる実施形態において、花火装填剤５は、例えばブロック、特に、環状ブロックとして構成され、長軸Ｘ−Ｘ’と合致する回転軸を有する等の他の任意形態であってよい。
【００３０】
グリッド６が花火装填剤５に隣接し、かつ燃焼室Ｃの下流端を構成する。
【００３１】
起爆剤４とその支持体、花火装填剤５、およびグリッド６により構成される組立体は、単一体として組立体を提供する薄い金属膜により構成されるひだ付き『カートリッジ２２』内に収容される。その構造は弱く、内部圧力の上昇により直ちに崩壊する。
【００３２】
このカートリッジは、組立体をより一層容易に形成しかつ発生器の作動に寄与する。
【００３３】
燃焼室Ｃは、概ねＨ形長手断面を有する管状組立体７により構成され、横切る方向に延在しかつ軸開口７１により穿孔された隔壁７０を有する転送兼充気室Ｔに隣接する。
【００３４】
組立体７と包囲体２の長手壁２０間に、拡散室Ｄを構成する環状周辺スペースが存在する。フィルタまたはスクリーン１００がそのスペース内に設置されて後述機能を実行する。
【００３５】
組立体７の周辺壁は、花火装填剤５の燃焼の結果として発生するガスを拡散室Ｄへ向けて逃す作用をする半径方向の開口７２を有し、拡散室Ｄはそれ自体半径方向の開口２００を有する（壁２０内に形成されている）。発生ガスは発生器の外側へ、そして膨張可能エアバッグ（図示せず）へ逃げる。
【００３６】
拡散室Ｄ内のフィルタまたはスクリーン１００は、ガス流速をスローダウンしかつ粒子を保持する。
【００３７】
開口７１は、ガスタンク３と連通させるために、包囲体２を横切る下流端壁２１内に形成された他の開口２１０に対面する位置にある。
【００３８】
ガスタンク３は、細長い管の形態である。包囲体２から遠隔の端で、ガスタンク３の壁３０は、ガスタンクへの充填を可能にしかつ通常はプラグ３２により閉鎖されている軸方向の開口を有する過剰厚部３１を有する。
【００３９】
非作動時に、包囲体２をガスタンク３に連通させる開口２１０は、図２から特に明らかに理解できるカプセル８により閉鎖される。
【００４０】
例示としで、カプセルは金属材料による薄いシートにより構成される。
【００４１】
かかる発生器の作用は従来通りである。
【００４２】
起爆剤４が起爆すると花火装填剤５の燃焼が開始し、結果としてガス流および粒子がグリッド６により濾過される。
【００４３】
『カートリッジ』２２は、ガス圧下で容易に崩壊するように設計構成され、転送兼充気室Ｔに侵入し、ノズルを形成する開口７１を通過する。このノズルは、カプセル８へ向かうガス流を、言わば『凝縮する』働きをする。
【００４４】
このように、ガス流は、その圧力および温度により崩壊するカプセル８に達する。ガス流の残部は開口１００を介してガス発生器から逃げ、他方、ガスタンク内に存在するガスは転送兼充気室Ｔへ侵入し、開口１００から逃げる。
【００４５】
そこで、熱いガスは、拡散室Ｄ内の開口２００から外へ逃げる前に、ガスタンクからの冷たいガスと混合する。
【００４６】
このようにして、ガス発生器は理論的には作動するが、上述のごとく、カプセル８の開口は問題を提起する。
【００４７】
本発明によれば、燃焼室内に存在する花火装填剤５は、少なくとも一つの酸化剤を含む。換言すれば、燃焼により酸素または酸化物が解放される。このことは市場の花火装填剤の大半に通用し、特に推進剤を基礎とする装填剤に共通する。
【００４８】
本発明によれば、燃焼室Ｃは少なくとも一つの金属の装填剤を含み、この装填剤は花火装填剤５とは区別される。
【００４９】
『金属』の用語は、本願において、ホウ素で始まる対角線の左に位置する周期表の複数の要素を意味し、対角線上に存在する要素は概ね『非金属』と呼ばれかつ本発明の定義に含まれる。
【００５０】
更に、『少なくとも一つの金属』の用語は、装填剤が二つ以上の金属により構成されてよいことを意味し、他の材料（接着剤等）を含まない。
【００５１】
ただし、本発明の意味において、『金属装填剤』の用語は、陽イオン状態で無い金属を呼ぶ。金属装填剤がアルミニウムで構成される場合、『Ａｌ3+』ではなく、『Ａｌ』により構成される。
【００５２】
非制限例として、本発明に特に好適な金属は、アルミニウム、亜鉛、シリコーン、マグネシウム、スズ、マンガンおよびホウ素である。
【００５３】
上述のごとく、金属装填剤は、花火装填剤から区別される。これは、金属装填剤が花火装填剤または燃焼室に存在する他の要素と、例えば接着剤により、連結しない、結合しない、または組合せない形態であることを意味する。
【００５４】
従って、例えば金属が粉末で構成される場合に、粉末は燃焼室に存在するが、花火装填剤５からは解離される。
【００５５】
当然ながら、金属装填剤９は粉末以外の形態であってよく、特に図２に示されたように固定形態であっよい。
【００５６】
かかる条件下で、金属装填剤９は燃焼室Ｃの下流端を占領することが好適である。即ち、金属装填剤９は、燃焼結果としてガス流の『通路』上に存在するようにグリッド６の直前に設置される。
【００５７】
いずれにせよ、金属装填剤９が大きな交換領域を提供することが好適である。
【００５８】
このことは、図３の実施形態に適用され、図３において金属装填剤９は金属ワイヤ、例えばアルミニウムワイヤの交絡によって形成された『塊(wad)』により構成されている。
【００５９】
図４の実施形態において、金属装填剤９は垂直に交差したワイヤ９１および９２のアレイにより構成されたグリッドの形態である。
【００６０】
他の実施形態において、金属装填剤９はビーズまたは燒結片の形態であってよい。ただし、いずれの状況においても、金属装填剤は花火装填剤から区別されるものである。
【００６１】
本出願人は、かかる金属装填剤を含む発生器を試験した。
【００６２】
試験結果として、ガスタンク３から包囲体２を分離するカプセル８は、全体的に正確な方法、かつ通常の観察時間に全体的に適合する長さの時間内で、開放することが発見された。
【００６３】
上述のごとく、本出願人は、カプセルの複数破片が機械的アタックの痕跡を有することを観察できた。
【００６４】
花火装填剤５の燃焼結果として、金属装填剤９は酸化し、発熱酸化還元反応を示し、かつ少なくとも一部で液化し、結果としての溶融した金属はガス流に乗って運ばれ、カプセル８を攻撃し、そのようにしてカプセルの機械的強度を十分に弱化してカプセルを崩壊する。
【００６５】
表は、本発明に使用できる金属のリストを示し、それぞれの沸点および融点、ならびに測定されたエンタルピー値および反応結果としての酸化還元物を示す。図示金属は、当然ながら、合金形態で使用できる。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
最後に、花火装填剤に対する金属装填剤の重量比は、好適には、２％から３０％の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を使用できるハイブリッド発生器の単純化した長手切断図である。
【図２】本発明の発生器を示す長手断面の断片図であり、特に、金属装填剤の好適場所を示すのに役立つ。
【図３】金属装填剤の一実施形態の表面図である。
【図４】金属装填剤の第二実施形態の断片表面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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