(57)【要約】  エアバッグシステムにおいて使用し得る新しいタイプのエアバッグ用インフレータを開示する。このインフレータは、全体として１つのハウジングと２つのイニシエータを含む。従って、このインフレータは”デュアルステージ”インフレータである。２つのステージはハウジングの内部に配置されている。第２イニシエータは、第２ステージの発生剤カップ内部に配置されている。キャップも、第２ステージカップと噛み合うように使用される。キャップは、第２ステージの散開の間も、第２ステージカップとの嵌着状態での噛み合いを維持する。第２ステージには１つ以上の穿孔も設けられており、中をガスが通流し得る開口部を構成する。第２イニシエータが非作動状態にある時、この穿孔は、キャップにより発生剤から隔絶される。第２イニシエータの作動が１つ以上の穿孔の開封をもたらすが、キャップをカップから外す方向には働かない。それは、キャップが外されるのを防ぐ拘束手段がその位置に置かれているからである。
2009517263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアバッグを膨張させるためのインフレータにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置された第１室と、
前記ハウジングの内部に配置された、発生剤カップとキャップであって、ガス発生剤を収容する第２室を限定し、嵌着した状態で互いに噛み合う前記発生剤カップとキャップと、
前記第２室の中のガス発生剤の作動により、前記キャップを前記発生剤カップから外すことなく開封される前記１つ以上の穿孔とを備えていることを特徴とするインフレータ。
【請求項２】
前記第２室の中のガス発生剤の作動の間、前記キャップが前記ハウジングの上壁と接触することにより、前記キャップが発生剤カップから外れるのを抑止されることを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項３】
前記穿孔が前記キャップに設けられており、前記第２室の中のガス発生剤の作動が前記キャップを移動させることによって前記穿孔を開封するように前記インフレータが作ら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。
【請求項４】
前記穿孔が前記発生剤カップに設けら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。
【請求項５】
前記ガス発生剤の作動が前記ガス発生剤の燃焼を含むことを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項６】
前記ガス発生剤の作動の間の前記第２室の圧力が大気圧より高い圧力に維持されることを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項７】
前記第１室が膨張源を備え、前記第１インフレータの作動が前記膨張源の点火を包含することを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項８】
前記インフレータが、衝撃の激しさを特定するセンサと通信し、前記衝撃の激しさが第１閾値より上であることを前記センサが検出すると、前記インフレータが前記第１室の中のガス発生剤を作動させることを特徴とする、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項９】
前記衝撃の激しさが前記第１閾値レベルより高い第２閾値レベルより上であることを前記センサが検出すると、前記インフレータが前記第１室と第２室の両方の中のガス発生剤を作動させることを特徴とする、請求項８に記載のインフレータ。
【請求項１０】
前記衝撃の激しさが第２閾値レベルより上であることを前記センサが検出すると、前記第２室が作動する前に前記第１室が作動することを特徴とする、請求項９に記載のインフレータ。
【請求項１１】
エアバッグシステムにおいて、
エアバッグを備え、
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置された第１室と、
前記ハウジングの内部に配置された発生剤カップとキャップで、ガス発生剤を収容する第２室を限定し、嵌着した状態で互いに噛み合う前記発生剤カップとキャップと、
１つ以上の穿孔で、前記第２室の中のガス発生剤の作動により、前記キャップを前記発生剤カップから外すことなく開封される前記１つ以上の穿孔とを備えているインフレータと、
衝撃の激しさを検出するセンサで、前記衝撃の激しさが第１閾値より上であることを検出すると、前記インフレータが前記第１室の中のガス発生剤を作動させるように働くセンサとを更に備えていることを特徴とするエアバッグシステム。
【請求項１２】
前記衝撃の激しさが前記第１閾値レベルより高い第２閾値レベルより上であることを前記センサが検出すると、前記インフレータが前記第１室と第２室の両方の中のガス発生剤を作動させることを特徴とする、請求項１１に記載のエアバッグシステム。
【請求項１３】
１つ以上の穿孔が前記キャップに設けられており、前記第２室の中のガス発生剤の作動が前記キャップを移動させることによって前記穿孔を開封するように作られていることを特徴とする、請求項１１に記載のエアバッグシステム。
【請求項１４】
前記穿孔が前記発生剤カップに設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載のエアバッグシステム。
【請求項１５】
前記ガス発生剤の作動の間の前記第２室の圧力が大気圧より高い圧力に維持されることを特徴とする、請求項１１に記載のエアバッグシステム。
【請求項１６】
エアバッグシステムを作る方法において、
エアバッグを得る段階を備え、
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置された第１室と、
前記ハウジングの内部に配置された発生剤カップとキャップで、ガス発生剤を収容する第２室を形成し、嵌着した状態で互いに噛み合う前記発生剤カップとキャップと、
前記第２室の中のガス発生剤の作動により、前記キャップを前記発生剤カップから外すことなく開封される１つ以上の穿孔とを備えているインフレータを獲得する段階と、
衝撃の激しさを検出するセンサで、前記衝撃の激しさが第１閾値より上であることを検出すると、前記インフレータが前記第１室の中のガス発生剤を作動させるように働くセンサを獲得する段階とをさらに備えていることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記衝撃の激しさが前記第１閾値レベルより高い第２閾値レベルより上であることを前記センサが検出すると、前記インフレータが前記第１室と第２室の両方の中のガス発生剤を作動させることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記インフレータが、前記第２室の中のガス発生剤を作動させる前に前記第１室の中のガス発生剤を作動させることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ガス発生剤の作動の間の前記第２室が大気圧より高い圧力に維持されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
作動の間、前記キャップが前記穿孔を露出させ、開封すべく移動することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグ用インフレータに関する。特に、本発明は、自動車エアバッグシステムと共に使用し得る新しいタイプのエアバッグ用デュアルステージインフレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エアバッグシステムは、従来技術において知られており、自動車全体の安全性を大いに高めると信じられてきた。特に、このエアバッグシステムは、事故の間に１つ以上のエアバッグが急速に膨張し、乗員と車両内部の硬い表面の間に位置するように設計されている。膨張したエアバッグは、乗員が車両内部の硬い表面に衝突するのを防ぎ、それで、クラッシュにおいて乗員が重傷を負いそうな危険を大幅に減じることになる。
【０００３】
従来技術において知られている通り、エアバッグシステムは一般に大量のガスを急速に生成できるインフレータを含む。その名前の意味する通り、インフレータの目的はエアバッグを“膨張させる（inflate）”ことである。事故が起こった時、インフレータは大量のガスを急速に生成させ、これをエアバッグの中に向かわせる。こうしてガスが急速に流入することによってインフレータは膨張し、伸張し、１つ以上の車内表面と真正面に向き合う位置にくることになる。事故は突然起こるので、このエアバッグの膨張は極めて急速に、すなわち、一般に約１００ミリ秒以内又は１５０ミリ秒以内に起こらなければならない。
【０００４】
現在知られている多くのインフレータは、互いに別個に点火すべき発生剤を中に入れた２つの別個の室を持つところから“デュアルステージ”インフレータと呼ぶ。この種のデュアルステージインフレータの例が、米国特許第６３６４３５３号、米国特許第６１４２５１５号、米国特許第６３１５３２２号、及び、米国特許第６７０１８４９号で開示されている（これらの特許を参考として本明細書に組み入れる）。これらの特許で述べられている通り、このデュアルステージインフレータは、車両がさほど重大でない、さほど危険でないクラッシュを起こした場合、第１室の中のイニシエータが信号を受け取り、それがエアバッグの膨張に使用されるように設計されている。しかしながら、エアバッグをより急速に、及び／又は、より高いピーク圧に膨張させることが必要なほど重大なクラッシュを起こした場合は、第１室と第２室の両方がエアバッグの膨張に使用されることになる。
【０００５】
残念ながら、現在知られているデュアルステージインフレータ（上に挙げた特許で開示されたタイプのものなど）には重大な問題がある。花火技術を駆使した特殊タイプのデュアルステージインフレータは、第２ステージが大量の膨張ガスを形成すべく燃焼させられるガス発生剤を供給するように設計されている。しかしながら、この燃焼が第２室で起こる時点でインフレータ内部の内圧がすでに放散させられており、周囲圧力（大気圧又は大気圧に近い圧力）にまで下げられてしまっている。
【０００６】
第２イニシエータのガス発生剤を大気圧で燃焼させることは重大な不利をもたらす。例えば、そのような大気圧での燃焼は一般にガス発生剤の不完全燃焼／反応という結果に終わる。この不完全燃焼は、望ましくない流出物又は副生物の形成という結果に終わる点で望ましくない。自動車メーカーは、このような望ましくない流出物を生成させるインフレータをエアバッグのある一定の用途に使用してはならないと結論づけた。同様に、こうした場面では、後の第２室燃焼が、後の出来事である乗員の拘束をもたらすのに十分なほど急速にガスを生成させることにならない（ある一定の用途では望ましいかもしれない）。
【発明の開示】
【０００７】
従って、これらの問題と取り組む新しいタイプのデュアルステージインフレータを製造することが、技術の進歩ということになろう。詳記するならば、述べたような望ましくない流出物を生成させず、あらゆるタイプのエアバッグの用途に使用してよい新しいデュアルステージインフレータを創造することが、進歩ということになろう。そのような装置をここで開示する。
【０００８】
本実施形態は、車両内部で使用してよいエアバッグシステムに関する。他のエアバッグシステムと同様、本システムは、事故又はクラッシュが起こった場合に乗員の正面で膨張し、それで乗員を保護し、乗員が車内の一部に危うく衝突するのを防ぐインフレータを有している。
【０００９】
エアバッグシステムは、一般に、エアバッグを膨張させるのに使用される大量のガスを生成できるインフレータを有している。このインフレータは、２つの別個のチャンバ又はステージ、特に第１ステージ及び第２ステージを含む。エアバッグシステムと共にセンサも使用される。センサはコントローラと通信し、車両がクラッシュを起こした時にこれを検出するように設計される。従って、センサは、クラッシュを検出した場合、これをコントローラに信号で知らせ、コントローラの方はインフレータを作動させ、それでエアバッグを膨張させる。
【００１０】
クラッシュの発生を検出することに加えて、センサは、クラッシュの激しさも検出する。センサは、クラッシュの激しさが所定の第１閾値レベルより上であると判定した場合、それをコントローラに知らせる。同様に、クラッシュの激しさが第１閾値レベルより高い所定の第２閾値レベルより上であると判定した場合、センサは、より重大なクラッシュが起こったことをコントローラに知らせる。
【００１１】
センサにより検出されるクラッシュの激しさは、エアバッグをどのように膨張させるかを決定することになる。特に、クラッシュの激しさが第１閾値レベルより上であるにすぎない場合、コントローラは、第１ステージだけを使ってエアバッグを膨張させる。ところが、クラッシュの激しさが第２閾値レベルより上である場合、コントローラは、第１ステージと第２ステージの両方を使ってエアバッグを膨張させることになる。
【００１２】
第１ステージだけがコントローラによって作動させられた場合、エアバッグは、第２ステージを使用することなく膨張させられることになる。このような場面では、第２ステージに収納されたガス発生剤は、散開させられない固体状態のまま残ることになる。一般に、これは、第１イニシエータがインフレータ内のガス発生剤を点火し、大量の膨張ガスに転換することによって実現させられる。このような第１ステージの作動によってインフレータは開封され、第１ステージで生成した膨張ガスはインフレータを出てエアバッグに進入できるようになる。
【００１３】
エアバッグを開かせるために第１ステージと第２ステージの両方が使用される場合、実施形態は、第２ステージが作動する前に第１ステージが作動する構成であってよい。しかしながら、他に、第１ステージと第２ステージの両方が同時に作動する構成であってもよい。
【００１４】
本実施形態の一部として使用される第２ステージは、発生剤カップを有する。このカップは、一般に大量のガス発生剤を収容するのに使用される。また、このカップと共にキャップも使用され、嵌着した状態でカップと噛み合う。一緒にされた時、発生剤カップとキャップは、密封された１つの室を形成する。従って、発生剤カップ内部のガス発生剤は、密封された環境の中に保たれる。
【００１５】
従来公知の多くのシステムと異なり、第２ステージと組み合わされたキャップは１つ以上の穿孔を有する。これらの穿孔は、ガス又は空気が通過してよい穴である。ところが、第２ステージが散開していない、作動していない状態にある時、穿孔は、カップとキャップの相対位置により密封されることになる。
【００１６】
第２ステージがコントローラから作動信号を受け取ると、第２ステージは、発生剤カップの中に収容されたガス発生剤を点火し、燃焼させる。このガス発生剤の点火／燃焼が、キャップの全表面を外へ押し出す。キャップにかかるこの力により、キャップは、その目的のためにここに介在する制御作用のゆえに完全にではないが、発生剤カップから外される。それでも、そのような力により、キャップは発生剤カップとの相対位置からずらされる。こうしてキャップの位置がずれると、キャップの穿孔は第２ステージの負荷をかけられ、ガス発生剤の点火により生成した膨張ガスはカップから逃げ出る。膨張ガスは、カップを離れた途端、第１ステージで生成した膨張ガスと結合し、エアバッグを膨張させるために使用できるようになる。
【００１７】
ここで注記するならば、穿孔が第２ステージにさらされた後でも、イニシエータカップ内部に維持された圧力は穿孔の制御作用の影響のゆえに大気圧より高い。従って、カップ内のガス発生剤が燃焼する時、この燃焼は大気圧／周囲圧力より高い圧力／最適圧力のもとで行われる。
【００１８】
本発明の他の実施形態は、第２ステージと組み合わされた穿孔がキャップよりむしろ発生剤カップの方に設けられた構成であってもよい。従って、この場合は、ガス発生剤が第２ステージで燃焼した時、生成した膨張ガスは発生剤カップとキャップを押し、穿孔を露出させる。すると、カップとキャップがその燃焼前の相対位置からずれ、その結果、穿孔は開封され、膨張ガスはカップ内から外へ逃げ出る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上で述べた本発明の特徴及び利点ならびに他の特徴及び利点をどのように獲得するか、容易に理解できるようにするため、以下、本発明の実施形態を添付図面に則して詳細に説明する。この図面が本発明の代表的な実施形態を描いているにすぎず、よって、本発明の範囲を制限するものとみなすべきでないことを理解した上で、添付図面を通して特異な点及び細部を付け加えながら本発明を説明し、解説する。
【００２０】
本発明の現に好ましい実施形態は、図面を参照することにより最も良く理解されよう。ここで、全体を通じて同様の部品には同様の番号を付けている。ここで図解し、全体的に説明した通りの本発明のコンポーネントが多様な幅広い構成の中で設計し、配置し得ることは、容易に理解できよう。よって、図に描いた通りに本発明の実施形態について詳述する以下の説明は、請求項に記載の通りの本発明の範囲を制限するつもりでなく、単に本発明の現に好ましい実施形態を表すにすぎない。
【００２１】
図１について説明すると、これは、車両内部１０の一例の切取断面図である。車両内部１０は、ダッシュボード１２と、乗員座席１４と、ステアリングホイール１６と、ステアリングコラム１８とを有している。ステアリングコラム１８は、ステアリングホイール１６を支持し、ステアリングホイール１６をダッシュボード１２に接続する働きをする。乗員２０も車両内部１０に示してある。乗員２０は乗員座席１４に座っている。
【００２２】
従来技術において知られている通り、エアバッグシステム３０が車両内部１０に搭載されている。エアバッグシステム３０は、事故又はクラッシュの事態において膨張するように設計された膨張可能な拘束装置３２（破線で描かれている）を内蔵する。詳記するならば、図１に示した通り、膨張可能な拘束装置３２は、クラッシュが起こった場合に膨張可能な拘束装置（又はエアバッグ）３２が乗員２０の正面で膨張し、それで、乗員２０がステアリングホイール１６、ステアリングコラム１８、ダッシュボード１２、又は車両内部１０の他の部分に危うく衝突するのを防ぐように設計されたエアバッグである。
【００２３】
注記するならば、図１に示したエアバッグシステム３０は、エアバッグ３２がクラッシュの事態においてステアリングホイール１６から膨張し、運転者を保護するように設計された“ステアリングホイール”エアバッグシステムである。しかしながら、この図は、図解の目的のために作られたにすぎない。当業者であれば、エアバッグシステム３０の実施形態が他のタイプの車両エアバッグシステムとしても実現し得ることを理解するであろう。例えば、エアバッグシステム３０は、乗客エアバッグシステム、オーバヘッドエアバッグシステム、膝エアバッグシステム、膝クッション、サイドカーテンエアバッグシステム、グローブボックスエアバッグシステム、ダッシュボードエアバッグシステム、インフレータブルシートベルト等々として実現できよう（全体的であれ部分的であれ）。
【００２４】
図１に示したエアバッグシステム３０は、インフレータ３４も内蔵する。このインフレータを下でより詳細に説明する。インフレータ３４は、エアバッグ３２を膨張させるのに使用される大量のガスを生成できる装置である。
【００２５】
センサ３６がエアバッグシステム３０に追加されてもよい。このセンサ３６は、従来技術において知られており、車両がクラッシュを起こした時にこれを感知／検出するように設計される。通常、センサ３６がこのクラッシュを検出するのは、衝撃を感知し、車両の減速を測定し、又は、多様な既知の物理的パラメータのどれかを感知することによってである。センサ３６は、マイクロコンピュータ又は他のタイプの処理装置であるコントローラ３８に取り付けてあってよい。このコントローラ３８は、センサ３６がクラッシュを検出した場合にコントローラ３８がセンサ３６から受け取った信号を処理し、エアバッグ３２を膨張させるのに必要な量の膨張ガスをインフレータ３４に生成させるように設計される。
【００２６】
図２について説明すると、これは、エアバッグシステム３０の一般的動作を描いた概観図である。センサ３６がクラッシュの発生を検出すると、センサ３６は、クラッシュ又は衝撃の激しさを特定することになる。衝撃の激しさが所定の第１閾値レベル以上であると特定された場合、センサ３６はこの状況をコントローラ３８に知らせる。クラッシュの激しさの第１閾値レベルは、相対的に低い速度でのエアバッグ３２の膨張が乗員２０（図１に示してある）の保護のために望まれるレベルである。クラッシュセンサ３６により感知された車両状態が所定の第２閾値レベル以上である場合、該センサは、より高い第２閾値レベルを有する衝撃の発生を知らせる。この衝撃の激しさの第２閾値レベルは、相対的に高い速度でのエアバッグ３２の膨張が乗員２０の保護のために望まれるレベルである。
【００２７】
図２に示した通り、インフレータ３４は第１イニシエータ５０を含む。第１イニシエータ５０は、第１膨張源５４からの大量の膨張ガスの生成を開始できるように設計される。一般に、この第１膨張源５４は、点火された時に大量のガスを生成させるガス発生剤材料である。従って、第１イニシエータ５０は、ガス発生剤を点火することによって大量の膨張ガスを生成させる働きをする。
【００２８】
インフレータ３４は、センサ３６が第１閾値レベルより上の衝撃を感知した時、コントローラ３８が、第１イニシエータ５０に第１膨張源５４を点火させ、膨張ガスを生成させる信号をインフレータ３４に送るように設計される。生成した膨張ガスは、次に、エアバッグ３２を膨張させるべくエアバッグ３２の中に向かわされる。
【００２９】
図２に示したインフレータ３４はまた、第２膨張源６０からの大量の膨張ガスの生成を開始できる第２イニシエータ５８も含む。この第２膨張源６０も、第２イニシエータ５８により点火された時に大量のガスを生成させるガス発生剤材料である。幾つかの実施形態では、第１膨張源５４と第２膨張源６０は同じ材料からなる。無論、他の実施形態では、第１膨張源５４に使用される材料が第２膨張源６０に使用される材料と異なる構成であってよい。
【００３０】
衝撃の激しさが第１閾値レベルより高い第２閾値レベルより上であるとセンサ３６が特定した場合、センサ３６は、この状態を知らせる相応の信号をコントローラ３８に送る。この信号を受け取ると、コントローラ３８は、第１イニシエータ５０と第２イニシエータ５８の両方にそれぞれの膨張源５４、６０を点火させる信号をインフレータ３４に送る。第１膨張源５４と第２膨張源６０の両方が点火されると、より多くの量の膨張ガスが生成させられ、これにより、乗員２０をこの衝撃から守るためにエアバッグ３２は相対的に高い速度で膨張させられることになる。
【００３１】
図３について説明すると、これは、インフレータ３４の一実施形態を詳細に図解する断面図である。ここでより詳細に説明する通り、インフレータ３４は、エアバッグ膨張させるために別個に（又は同時に）散開し得る２つの別個の室又はステージを備えているデュアルステージインフレータである。他のタイプの既知のデュアルステージインフレータに関する背景情報として、米国特許第６３６４３５３号、米国特許第６１４２５１５号、米国特許第６３１５３２２号、及び、米国特許第６７０１８４９号を参照されたい（これらの特許を参考として本明細書に組み入れる）。
【００３２】
インフレータ３４はハウジング７０を備えてよい。このハウジング７０はほぼ円筒形で、金属（アルミニウム又はステンレス鋼など）又は別の適当な材料から作られている。このハウジングは、一般に上壁７２（時には“ディフューザ”と呼ぶ）を備えている。ハウジングはまた、下壁７４（時には“ベース”と呼ぶ）を含む。上壁７２は“ドーム形”であってよく、すなわち、上壁７２は、下壁７４から遠ざかる方向に張り出した湾曲形状であってよい。同様に、下壁７４も“ドーム形”であってよく、すなわち、上壁７２から遠ざかる方向に張り出した湾曲形状であってよい。
【００３３】
上壁７２と下壁７４は、側壁８０により連結されている。１つ以上の膨張流体出口８４が、側壁８０に円環状に配置されている。膨張流体出口８４の各々が側壁８０を通って半径方向に延びる。下でより詳細に説明する通り、出口８４は、エアバッグ３２を膨張させるべくインフレータ３４から膨張流体を流出できるようにする。空気が通過し得る１つ以上のフィルタ（図示なし）を出口８４の正面に配置することができる。これらのフィルタは、インフレータ３４を出ていく膨張ガスを濾過するように設計される。従来技術において知られている他の機能、例えば、膨張ガスがインフレータ３４を出ていくにつれて該膨張ガスを冷却するように設計されたヒートシンク（図示なし）なども、インフレータ３４の一部として内蔵してよい。
【００３４】
ハウジング７０は、下壁７４に沿って配置された２つの開口部９０、９２を備えている。これらの開口部９０、９２は、第１イニシエータ５０側と第２イニシエータ５８側の電気端子９４を電線（図示なし）に取り付けてよいスペースを提供する。従来技術において知られている通り、これらの端子９４は、イニシエータ５０、５８に電流を供給できる電線を介して接続される。詳記するならば、コントローラ３８がインフレータ３４を散開させるべく信号を送ると、電流がイニシエータ５０、５８の１つ以上に送られ、これにより、イニシエータ５０、５８は膨張源５４、６０を点火する。
【００３５】
第１膨張源５４は、第１イニシエータ５０の近くに位置する。第１イニシエータ５０は、第１室１１１の中に位置する（ここでより詳細に説明する通り、この第１室１１１はインフレータ３４の第１ステージを備えている）。図３に示した実施形態では、第１膨張源５４は固形のガス発生剤５５である。下でより詳細に説明する通り、インフレータ３４は、第１膨張源５４がデュアルステージインフレータ３４の“第１ステージ”を構成するように設計される。換言すれば、事故又はクラッシュの間に、第１膨張源５４は、エアバッグ３２を膨張させるのに使用し得る膨張ガスの第１ステージを生成させるべく点火／燃焼することになる。
【００３６】
図３に示した通り、発生剤カップ１１０（“第２発生剤カップ”又は“第２ステージカップ”と呼んでもよい）が第２イニシエータ５８と共に使用される。この発生剤カップ１１０は、第２膨張源６０を収容する第２室１１２を作るように設計された１つ以上の壁を備えている（第２室１１２は、時には“第２ステージ”又は“第２発生剤室”と呼ぶ）。幾つかの実施形態では、第２室１１２は、第２イニシエータ５８の全部又は一部も収容する。従来技術において知られている通り、第２膨張源６０は固形のガス発生剤６１を備えてよい。多くの実施形態では、第２ガス発生剤６１と第１ガス発生剤５５は同じ材料から構成される。無論、他の実施形態において第２ガス発生剤６１が第１ガス発生剤５５と異なる材料から作ってあってもよい。
【００３７】
キャップ１２０も、第２イニシエータ室１１２と共に使用される。このキャップ１２０をここでより詳細に説明する。図３に見られる通り、キャップ１２０は、第２発生剤カップ１１０と嵌着した状態で第２発生剤カップ１１０と噛み合う。キャップ１２０は、第２室１１２を密封し、包囲する働きをする。一般に、キャップ１２０はプレスばめによりカップ１１０に嵌着させられ、これで第２室１１２の密封を確実にすることになる。
【００３８】
図３に示した実施形態では、キャップ１２０は１つ以上の穿孔１２４を含む。穿孔１２４の大きさ及び数は実施形態によって異なる。この穿孔１２４は、キャップ１２０に形成された穴又は開口部である。しかしながら、図３に示した通り、キャップ１２０は、第２イニシエータ５８が非作動状態にある時、カップ１１０に対するキャップ１２０の相対位置により穿孔１２４が第２ステージから隔絶される（すなわち、閉じられる）ように設計される。従って、穿孔１２４が存在しても、第２室１１２は密封された室である。
【００３９】
図４について説明すると、これは、第１ステージ作動中のインフレータ３４を描いた断面図である。まさしく図４において、衝撃の激しさが第１閾値レベルより上のクラッシュを車両が起こしたことを知らせる信号をコントローラ３８（図示なし）がセンサ３６から受け取ったところである。従って、コントローラ３８が、第１イニシエータ５０を作動させるべくインフレータ３４に相応の信号を送ったところである。
【００４０】
センサ３６から相応の信号を受け取ると、コントローラ３８は、第１イニシエータ５０側にある端子９４に電流を送らせる（しかしながら、この状況では、電流が第２イニシエータ５８に送られない）。第１イニシエータ５０に電流が流入することにより、第１膨張源５４／ガス発生剤５５は点火／燃焼させられ、その結果、インフレータ３４の第１ステージは散開させられる。第１膨張源５４／ガス発生剤５５が大量の膨張ガスに転換された途端、このガスはインフレータ３４から（出口８４を経由して）エアバッグ３２の中に向かわされる。
【００４１】
注記するならば、第１膨張源５４の点火／燃焼の前、インフレータ３４の第１ステージは、膨張源５４が高圧で燃焼できるように（かつ、膨張源５４がインフレータ３４から漏出しないように）密封状態に維持される。従って、第１膨張源５４が散開させられた時、このような散開も、ガスがインフレータ３４から流出できるように第１ステージを開封する効果を持つことになる。このようなインフレータ３４の“開封”は、従来技術において知られている通り、例えばシールを吹き飛ばす、流体通路が露出するように上壁７２を移動／変形させる、インフレータを密封する蓋／バリヤを除去する等々を含めて多様な方法で実現できる。無論、インフレータ３４の開封には他の手段を使用してもよい。
【００４２】
但し、第１イニシエータ５０の作動が第２イニシエータ５８に影響を及ぼさないことに注意されたい。むしろ、第２イニシエータ５８と第２膨張源６０はキャップ１２０により密封されたまま留まり、反応しないまま留まり、すなわち、固形の状態に留まる。
【００４３】
図５について説明すると、これは、衝撃の激しさが所定の第２閾値レベルより上のクラッシュをセンサ３６が検出した場合のインフレータ３４作動中のインフレータ３４を描いた断面図である。上で注記した通り、第２閾値レベルは第１閾値レベルより高い。従って、衝撃の激しさが第２閾値レベル以上であることを知らせる信号をセンサ３６がコントローラ３８に送ると、コントローラ３８は、この衝撃が、激しさがより低い第１閾値レベルでしかない衝撃より深刻（潜在的に、より危険）であることを知る。
【００４４】
該信号をセンサ３６から受け取ると、コントローラ３８は、相応の信号を第１イニシエータ５０に送り、第１イニシエータ５０を図４に則して上で述べた仕方で作動させる（簡潔を期すため、先の説明を繰り返さない）。しかしながら、図４の状況と異なり、コントローラ３８は第２イニシエータ５８も作動させる。幾つかの実施形態では、この第２イニシエータ５８の作動は、第１イニシエータ５０の作動と同時に起こることになる。他の実施形態では、第２イニシエータ５８は第１イニシエータ５０の作動の後に作動することになる。他の実施形態は、第１イニシエータ５０の作動中に第２イニシエータ５８が作動し始める、すなわち、第１イニシエータ５０が作動プロセスを開始し、それから瞬時遅れて（５ミリ秒、１０ミリ秒、２０ミリ秒、１００ミリ秒など）第２イニシエータ５８が作動プロセスを開始する構成であってよい。
【００４５】
作動プロセスを開始するために、電流が電気端子９４を経由して第２イニシエータ５８に導入される。この第２イニシエータ５８への電流の流入により、第２室１１２の中に収容された第２膨張源６０／ガス発生剤６１は点火される。従来技術において知られている通り、この第２膨張源６０／ガス発生剤６１の点火が大量の膨張ガスを発生させる。
【００４６】
発生した途端、イニシエータ第２室１１２の中の膨張ガスは第２室１１２の壁を外へ押しやる。従来知られている多くのインフレータシステムと異なり、第２膨張源６０からの膨張ガスの生成は、キャップ１２０を第２カップ１１０から分離させない。むしろ、第２イニシエータ５８の燃焼／作動の間ずっと、キャップ１２０は、この目的のために設計された拘束手段（ここで説明する）により第２イニシエータカップ１１０と嵌着した状態に保たれる。しかしながら、生成した膨張ガスはキャップ１２０に外向きの力を加え、その結果、キャップ１２０は外へ押しやられる。こうしてキャップ１２０が外へ押しやられると、１つ以上の穿孔１２４は開封され、及び／又は、露出させられる。この穿孔１２４の開封は、イニシエータ第２室１１２の中の膨張ガスが穿孔１２４を通過してイニシエータ第２室１１２から逃げ得ることを意味する。大量のガスが穿孔１２４を通過した途端、このガスは、第１膨張源５４／ガス発生剤５５から形成された他の膨張ガスと混合され、次いで、（上で述べた仕方で）出口８４を経由してインフレータ３４から流出する。
【００４７】
図５に見られる通り、第２イニシエータ５８の散開は、キャップ１２０を押しやり、穿孔１２４を露出させる。図５に示した実施形態では、キャップ１２０は、上壁７２と接触するまで外へ移動し、その接触の時点で、上壁７２はキャップ１２０を止め、それ以上の移動を阻止する。このようにして、上壁７２は、キャップ１２０がカップ１１０から完全に外されるのを防ぐ。無論、他の実施形態では、キャップ１２０がカップ１１０から外れないようにするために他の手段、例えば、スロット、フック、嵌合手段、インタロック、及び／又は、キャップ１２０がカップ１１０から外されるのを阻止できる他の手段を使用してよい。
【００４８】
但し、注記するならば、このキャップ１２０と穿孔１２４の使用は、従来知られているインフレータシステムでは得られない重大な効果をもたらす。特に、上で述べた通り、既知のデュアルステージインフレータと結び付いた問題の１つは、第２ステージにおけるガス発生剤の燃焼が通常、遅延条件下で点火された時に大気圧（周囲圧力）で起こり、最終的に、ガス発生剤、望ましくない流出物などの不完全燃焼という結果に終わることである。本実施形態のインフレータ３４は、こうした問題から解放されている。むしろ、インフレータ３４では、穿孔１２４の制御機能により、第２膨張源６０の燃焼が、大気圧より高い（又は、はるかに高い）圧力に維持される閉じられた加圧室１１２の中で起こる（そして、キャップ１２０はカップ１１０から外れない）。従って、第２膨張源６０が燃焼すると、これは高圧で完全燃焼し、高レベルの望ましくない流出物を出さなくなる。
【００４９】
図６Ａについて説明すると、ここに示してあるのは、本発明に係るインフレータ３４ａの第２実施形態である。インフレータ３４ａは、図１〜５に則して上で述べたインフレータ３４と同様である（簡潔を期すため、先の説明を繰り返さない）。むしろ、本実施形態とインフレータ３４の間の差違だけを強調する。
【００５０】
図６Ａに見られる通り、第１イニシエータ５０は第１室１１１と共に使用され、第１膨張源５４は第１室１１１の外側に収容される。しかしながら、他面、第１イニシエータ５０は上で概述した仕方でインフレータ３４ａの第１ステージを作動させ、散開させる。無論、当業者であれば、第１イニシエータ５０と共に使用される第１室１１１を有するインフレータ３４ａをどのように実現させ、どのように創造すべきか知っていよう。
【００５１】
図６Ａに示したインフレータ３４ａと上で述べたインフレータ３４の間の主な差違は、第２イニシエータ５８に関連することであり、下でより詳細に説明する。
【００５２】
インフレータ３４と異なり、インフレータ３４ａは、１つ以上の穿孔１２４を含むキャップ１２０を第２発生剤カップ１１０が有するシステムを備えていない。むしろ、インフレータ３４ａでは、穿孔１２４ａが現実に第２ステージ発生剤カップ１１０ａに追加される。しかしながら、図６Ａに示した通り、穿孔１２４ａは実際にキャップ１２０ａにより密封され、穿孔１２４ａが覆われた／密封されたまま留まるようにキャップ１２０が発生剤カップ１１０ａを適切な位置に保っている。
【００５３】
図６Ｂについて説明すると、これは、第２イニシエータ５８が作動している時のインフレータ３４ａの断面図である。図６Ｂに示した通り、第２膨張源６０の燃焼は大量の膨張ガスを生成させ、生成した膨張ガスはキャップ１２０ａと第２カップ１１０ａに外向きの力を加える。キャップ１２０ａに力が加えられた結果、穿孔１２４ａは露出し、膨張ガスが室１１２から出ていく。幾つかの実施形態では、これは、穿孔１２４ａが露出するようにキャップ１２０ａを外へ移動させることによって実現できる。但し、再び注記するならば、キャップ１２０ａのこのような移動がキャップ１２０ａをカップ１１０ａから外すことにならない。むしろ、キャップ１２０ａは、インフレータ３４ａの上壁７２と接触するまで移動し、その接触の時点で、上壁７２はキャップ１２０ａのそれ以上の移動を阻止する。無論、キャップ１２０ａが移動中にカップ１１０ａから外されるのを防ぐ他の制御手段も使用してよい。
【００５４】
図７Ａについて説明すると、ここに示してあるのは、本発明の追加実施形態である。図７Ａは、上で述べたインフレータ３４、３４ａと同様のインフレータ３４ｂを示す。図７Ａに示した通り、インフレータ３４ｂは、第１イニシエータ５０と共に使用される第１室１１１を備えている。この第１室１１１は大量のガス発生剤５５を収容する。ガス発生剤１２６を供給する別の供給源も第１室１１１の外側に位置する。実施形態に応じて、ガス発生剤５５とガス発生剤１２６は同じ材料から作られていても、異なる材料から作られていてもよい。一緒にされた時、ガス発生剤５５とガス発生剤１２６は第１膨張源５４を構成する。従って、第１イニシエータ５０は、上で述べた通り、第１膨張源５４（すなわち、ガス発生剤５５及び１２６）の点火／燃焼によってインフレータ３４ｂの第１ステージを散開させる働きをすることになる。
【００５５】
先の実施形態におけると同様、インフレータ３４ｂと上で述べたインフレータの間の主な差違は、第２膨張源６０を収容するために使用されるキャップ１２０ｂ及びカップ１１０ｂに関連する。特に、本実施形態は、使用し得るキャップ１２０ｂ及びカップ１１０ｂの別のタイプを示す。発生剤カップ１１０ｂはキャップ１２０ｂにより密封される。穿孔１２４ｂも設けられる。これらの穿孔は、キャップ１２０ｂよりむしろカップ１１０ｂの側に位置する。
【００５６】
図７Ｂについて説明すると、これは、第２イニシエータ５８が作動している時のインフレータ３４ｂの断面図である。先の実施形態におけると同様、第２イニシエータ５８の作動は、第２膨張源６０（図７Ａ）を燃焼させ、キャップ１２０ｂを移動させることになる。このキャップ１２０ｂの移動がカップ１１０ｂにおける穿孔１２４ｂの露出／開封をもたらし、これで、第２膨張源６０により生成させられたガスがエアバッグ３２を膨張させられるのに使用できるようになる。先の実施形態におけると同様、キャップ１２０ｂの移動がキャップ１２０ｂをカップ１１０ｂから外すことにならないようにするために制御機能が設けられる。キャップ１２０ｂは、インフレータ３４ｂの上壁７２と接触するまで移動し、その接触の時点で、キャップ１２０ｂのそれ以上の移動が阻止する。これで、第２ステージは高圧／最適圧力のもとで散開できるようになる（上で述べた通り）。
【００５７】
図８Ａ及び８Ｂについて説明すると、ここに示してあるのは、本発明に係るインフレータの追加実施形態である。図８Ａ及び８Ｂは、上で述べた実施形態と同様のインフレータ３４ｃを描いた断面図である。特に、図８Ａに示した第１ステージ及び第１イニシエータ５０と結び付いた機能及びエレメントは、上で述べたものと同様及び／又は同一である。しかしながら、第２ステージに関しては、図８Ａに示した実施形態は、キャップ１２０ｃにより密封されるカップ１１０ｃの異なるタイプを含む。
【００５８】
カップ１１０ｃは、キャップ１２０ｃを受け止め、保持するように設計されたリップ１２１を有する。本実施形態では、キャップ１２０ｃは、カップ１１０ｃの内側に嵌合するプラグ又はバリヤを備えている。リップ１２１は、キャップ１２０ｃを定位置に保持し、キャップ１２０ｃが第２イニシエータ５８に向かって内へ移動するのを防ぐ。図８Ａ及び８Ｂの両方に示した通り、１つ以上の穿孔１２４ｃがキャップ１２０ｃに設けられる。本実施形態では、穿孔１２４ｃはスロット又は他の開口部である。一般に、穿孔１２４ｃはリップ１２１より上に位置する。従って、キャップ１２０ｃがリップ１２１と向き合う位置にくると、キャップ１２０ｃは穿孔１２４ｃを密封することになる。
【００５９】
図８Ｃ及び８Ｄについて説明すると、ここに示してあるのは、第２イニシエータ５８が作動している時のインフレータ３４ｃである。先の実施形態におけると同様、インフレータ３４ｃの第２ステージの作動は、第２膨張源６０の燃焼／点火をもたらす。この第２膨張源６０の点火がキャップ１２０ｃを移動させることになる。図８Ｃ及び８Ｄに示した実施形態では、キャップ１２０ｃは、キャップ１２０ｃ自体が穿孔１２４ｃを通過するように外へ移動する。このキャップ１２０ｃの移動が穿孔１２４ｃの露出／開封をもたらし、これで、膨張ガスが第２室１１２から外へ流出させられる。
【００６０】
しかしながら、先の実施形態におけると同様、キャップ１２０ｃのこのような移動がキャップ１２０ｃをカップ１１０ｃから外すことにならない。むしろ、キャップ１２０ｃは、上壁７２と接触するまで外へ移動する、上壁７２と接触すると、この上壁７２とキャップ１２０ｃの間の接触面が、キャップ１２０ｃのそれ以上の移動を阻止し、第２膨張源６０の最適な燃焼／点火のために第２室１１２を加圧されたままにする（上で述べた通り）。
【００６１】
図９Ａについて説明すると、ここに示してあるのは、本発明に係るインフレータ３４ｄの更なる実施形態である。インフレータ３４ｄは、上で示したインフレータ３４ｂにおけると同様の第１室１１１及び第１ステージを有する。但し、インフレータ３４ｄの第２ステージにあるキャップ１２０ｄ及びカップ１１０ｄは、上で示したそれと異なる。
【００６２】
上で示した実施形態の幾つかにおけると同様、キャップ１２０ｄは、カップ１１０ｄの頂部にかぶせられるように設計される。１つ以上の穿孔１２４ｄがカップ１１０ｄとキャップ１２０ｄに設けられる。但し、カップ１１０ｄとキャップ１２０ｄの両方が相対的位置に位置するので、インフレータ３４ｄが散開せず、作動しない位置にある時、穿孔１２４ｄはキャップ１２０ｄにより密封される。
【００６３】
図９Ｂについて説明すると、ここに示してあるのは、第２イニシエータ５８が作動している時のインフレータ３４ｄである。先の実施形態におけると同様、第２イニシエータ５８の作動がキャップ１２０ｄの外への移動をもたらす。図９Ｂに示した実施形態では、このキャップ１２０ｄの外への移動により、キャップ１２０は、穿孔１２４ｄが開封／露出される位置へとずらされる。こうして、第２膨張源６０の燃焼により生成させられた膨張ガスは、穿孔１２４ｄを通過して第２室１１２から出ていくことになる。但し、同時に、このキャップ１２０ｄの移動がキャップ１２０ｄをカップ１１０ｄから外す方向には働かない。それは、この目的のために設計された拘束手段がその位置に置かれているからである。むしろ、キャップ１２０ｄが移動すると、キャップ１２０ｄはインフレータ３４ｄの上壁７２と接触し、第２膨張源６０の燃焼を高圧／最適圧力を生じさせる位置に維持されることになる。
【００６４】
上で解説した通り、上で述べた実施形態は、第２ステージの作動が、穿孔を露出／開封するための手段としてのキャップをずらす働きをするように設計されている。しかしながら、注記するならば、他の実施形態は、第２イニシエータの作動がキャップよりむしろ発生剤カップをずらす（そして穿孔を露出させる）働きをするように設計してあってよい。例えば、第２イニシエータの作動がカップをずらし、及び／又は、そのベースを外へ褶動させることによって穿孔を露出させる働きをするような構成であってよい。他の実施形態は、カップ及び／又はキャップの一部が穿孔を露出させる構成であってよい。更に別の実施形態は、キャップとカップの両方が穿孔を露出させるようにずれる構成であってよい。当業者であれば、カップ１１０ａの穿孔を露出させる働きをするどんなタイプの移動もこれらの実施形態において使用し得ることを理解するであろう。
【００６５】
本実施形態は、エアバッグシステム３０を作る方法も提供する。この方法は、エアバッグ３２を獲得し、インフレータを獲得する工程を含む。
【００６６】
本方法において使用されるインフレータは、ここで述べたインフレータのいずれであってもよい。更に、本方法は、車両衝撃の激しさを測定するセンサ３６を獲得する工程も含む。
【００６７】
本発明は、その構成、その方法、又は、明細書本文及びその後の請求項に幅広く述べた他の主特徴から逸脱することなく、他の特異な形で実施してよい。述べた実施形態は、あらゆる面において単に例示的であるとみなすべきで、制限的であるとみなすべきでない。よって、本発明の範囲は、上の説明よりむしろ付記請求項により指示される。請求項の等価値の範囲及び意味に含まれる変更はすべて、本発明の範囲内にあるとすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るエアバッグシステムを搭載する車両内部の切取断面図である。
【図２】図１のエアバッグシステムの断面図である。
【図３】本発明に係るインフレータの断面図で、インフレータが非作動位置にあるところを示す。
【図４】図３のインフレータの断面図で、インフレータの第１イニシエータだけが作動させられたところを示す。
【図５】図３のインフレータの断面図で、第１イニシエータと第２イニシエータの両方が作動させられたところを示す。
【図６Ａ】本発明に係るエアバッグシステムと共に使用し得るインフレータの第２実施形態の断面図で、両ステージが非作動位置にあるところを示す。
【図６Ｂ】図６Ａのインフレータの断面図で、第１ステージと第２ステージの両方が作動位置にあるところを示す。
【図７Ａ】本発明に係るエアバッグシステムと共に使用し得るインフレータの第２実施形態の断面図で、両ステージが非作動位置にあるところを示す。
【図７Ｂ】図７Ａのインフレータの断面図で、両ステージが作動位置にあるところを示す。
【図８Ａ】本発明に係るインフレータの追加実施形態の断面図で、両ステージが非作動位置にあるところを示す。
【図８Ｂ】図８Ａのインフレータの斜視断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａのインフレータの断面図で、両ステージが作動位置にあるところを示す。
【図８Ｄ】図８Ｃのインフレータの斜視断面図である。
【図９Ａ】インフレータの別の実施形態の断面図で、両ステージが非作動位置にあるところを示す。
【図９Ｂ】図９Ａのインフレータの断面図で、両ステージが作動位置にあるところを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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