(57)【要約】２段インフレータ１０は、主プロペラント燃焼チャンバ３４内で対称に配向された２つの補助プロペラント燃焼チャンバ１６，２６を有するハウジング１２を備えている。チャンバ１６，２６は、実質的に等価な寸法および体積であるように形成され、それによって組み立ておよび製造プロセスが簡略化される。
2005521582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生器であって：
内壁を画定する有孔のハウジング；
前記ハウジング内に含まれ、第１の寸法および体積を有する第１の燃焼チャンバを形成する、第１の有孔の壁；
燃焼するとガスを提供するために着火し得る、前記第１のチャンバ内の第１のガス発生組成物；
前記第１のガス発生組成物に着火するために、前記第１のチャンバに固定された第１の着火器；
前記ハウジング内に含まれ、前記第１の寸法および体積と実質的に等価な第２の寸法および体積を有する第２の燃焼チャンバを形成する、第２の有孔の壁；
燃焼するとガスを提供するために着火し得る、前記第２のチャンバ内の第２のガス発生組成物；
前記第２のガス発生組成物に着火するために、前記第２のチャンバに固定された第２の着火器；
前記ハウジングの内壁によって画定される主チャンバであって、前記ガス発生器を作動させると、前記主チャンバの内容物が前記第１および／または第２のチャンバの燃焼生成物と流体的に連結する、前記主チャンバ；および
前記主チャンバ内に含まれ、前記第１および／または第２のチャンバのガスによる接触が起きると、主膨張ガスを生成する主ガス発生組成物を含み、
ガス発生器を動作させると、第１および／または第２のガス発生組成物が着火されて燃焼生成物を生成し、この燃焼組成物は、それぞれ第１および／または第２のチャンバを出ると、それによって前記主ガス発生組成物に着火する、前記ガス発生器。
【請求項２】
第１および第２のガス発生組成物が、その組成および量について実質的に等価である、請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
第１および第２のチャンバが、主チャンバ内で対称的に配向される、請求項１に記載のガス発生器。
【請求項４】
ガス発生器であって：
内壁を画定する有孔のハウジング；
前記ハウジング内に含まれ、第１の寸法および体積を有する第１の燃焼チャンバを形成する、第１の有孔の壁；
燃焼するとガスを提供するために着火し得る、前記第１のチャンバ内の第１のガス発生組成物；
前記ハウジング内に含まれ、前記第１の寸法および体積と実質的に等価な第２の寸法および体積を有する第２の燃焼チャンバを形成する、第２の有孔の壁；
燃焼するとガスを提供するために着火し得る、前記第２のチャンバ内の第２のガス発生組成物；および
前記ハウジングの内壁によって画定される主チャンバであって、前記ガス発生器を作動させると、前記主チャンバの内容物が前記第１および／または第２のチャンバの燃焼生成物と流体的に連結する、前記主チャンバ
を含む、前記ガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、２００２年３月２６日に出願された仮出願第６０／３６７，６９０による利益を享受する。
発明の分野
本発明は、例えば車両乗員保護システムにおいてエアバッグを膨張させるために使用されるガス発生器に関し、より詳細には、デュアルチャンバインフレータのプロペラント（propellant）チャンバを隔離するための改善された構造を含み、それにより製造を簡略化する一方で、エアバッグの適切な配置を確保する、改善されたデュアルチャンバガス発生器に関する。
【０００２】
発明の背景
自動車のエアバッグを配置するための膨張システムは、一般的に非膨張時のエアバッグと流体的に連結する単一のガス発生器を利用している。感知された車両加速度が所定の閾値を超えたとき、点火回路は、加速度応答慣性スイッチを使用するなどして典型的にガス発生器を起動する。
しかしながら、単一のガス発生器を利用するエアバッグ膨張システムは、乗員位置に関連する特有の膨張時間を達成するために、積極的な初期膨張を提供するように開始時の加圧／膨張率が一般的に設定されるという欠点に悩まされている。より具体的には、急速なエアバッグの開始時の加圧によって、エアバッグが必要以上に大きな力で乗員にぶつかることがある。本質的に、エアバッグの体積および膨張の容量は、大柄な乗員および小柄な乗員の両方を保護するように設計され、これは一般的に単一のガス発生器では可変ではない。単一のガス発生器を利用するエアバッグが配置されるときに、小柄な乗員、通常子供および小柄な大人が保護されることがあるが、必要以上に大きな力を伴うことがある。したがって、あらゆる大きさの乗員を保護する一般化された力を利用するよりも、乗員に作用する力をそれぞれに合わせて減少させようとする連続的な試みがされている。
【０００３】
本出願人が保有する米国特許第５，４００，４８７号は、膨張システムを開示しており、これは、可変の膨張プロフィールを提供するために制御可能に着火される、複数のガス発生器を利用することによって上記した問題を解決し、与えられた乗員の体重および／または位置ならびにどの衝突タイプにも対応できる。この方法は膨張システムの乗員保護能力を劇的に改善するが、非常に高価であり、複雑さを伴う。複数のガス発生器およびスクイブ（squib）は、そのシステムに高いコストを付加し、また、点火制御回路は多種の着火プロフィールに対して正確に合わせることができる、洗練されたプロセッサを必要とする。
本出願人が保有する米国特許第５，９３４，７０５号が開示するように、別の提案は、その端部の間の機械的に保持された壁によって画定された単一のハウジング内に２つのチャンバを有するガス発生器である。それぞれのハウジングは、プロペラント容量、つまりそれぞれのチャンバの膨張能力を決定する、あらかじめ決められた大きさのものである。車両衝突が発生すると、乗員の体重に依存して、いずれかのチャンバまたは両方が選択的に着火され、それにより保護用エアバッグを膨張させる。しかしながら、この設計では、乗員側のインフレータのみに適応するように思われる。
【０００４】
他の公知の設計は、異なる寸法および体積に決められた複数のチャンバインフレータを利用している。それぞれのチャンバは、その大きさに依存して比較的大きな、または小さな量のガス発生を保つ。関連のシステムアルゴリズムによって集められたデータに基づいて、乗員の大きさおよび／または位置がどのチャンバ（単数または複数）が利用されるかを決定し、それによってより大きな、またはより小さなエアバッグ拘束力をもたらす。一つの懸念は、この手法が、インフレータが追加部分を含む点において、必然的に製造プロセスを複雑化することである。また、乗員の大きさおよび／または位置データ処理を利用するこのシステムアルゴリズムは、多種のチャンバの点火について多種の順列または組み合わせに適応するために、より多くの選択肢または結果が必要とされる点で、必然的により複雑となる。
したがって、簡略化された設計、製造を提示し、すなわち原料コストおよび製造コストを下げ、それでも選択的にエアバッグ膨張加圧を提供することができる複数のチャンバを備えたガス発生器に対する需要がある。
【０００５】
発明の概要
本発明にしたがって、上述された懸念は、製造コストを下げ、複雑さを減少させたインフレータによって解決される。有孔のハウジングを含む複数のチャンバを備えたインフレータが提供される。このハウジング内の第１の壁面は、第１の有孔の燃焼チャンバを形成する。第１のガス発生組成物またはガス発生プロペラントは、着火されたときに第１の膨張ガスを生成する第１チャンバ内に含まれる。第１のチャンバ内に固定された第１の着火器は、例えば衝突センサまたはシステムアルゴリズムから信号を受け取ると、選択的に第１のプロペラントに着火する。
第２の有孔の燃焼チャンバは、ハウジング内の第２の壁面によって形成され、着火されたときに第２の膨張ガスを生成する第２のチャンバ内に第２のガス発生組成物を含む。第２のチャンバ内に固定された第２の着火器は、例えば衝突センサまたはシステムアルゴリズムから信号を受け取ると、選択的に第２のプロペラントに着火する。有孔の第１および第２の壁面は、インフレータの動作に先立って最初密封される。いずれかのチャンバが選択的に動作されると、第１および第２のチャンバ各々の周りに提供される絶縁シールによって他のチャンバの独立した動作が保証される。このように、第１または第２のチャンバは、他方のチャンバの結果として生じる動作でなくとも、所望により動作されてよい。
【０００６】
主燃焼チャンバは、有孔のハウジング内でかつ第１および第２のチャンバ周りに形成される。この主チャンバは、最初チャンバ内の圧力上昇を促進するために密封され、圧力が関連するシールを裂くまで密封される。主チャンバは、燃焼されると主膨張ガスを生成する、主ガス発生組成物を含む。第１および／または第２のチャンバの起動によって、第１および／または第２の膨張ガス（単数または複数）と主チャンバ内の主プロペラントとが流体的に連結される。したがって、主プロペラントは、第１、第２の膨張ガスのいずれかまたは両方と流体的に連結することによって、そして第１および／または第２のガス発生組成物の燃焼に付随して生じる火炎面によって着火される。
【０００７】
本発明にしたがって、第１および第２のチャンバは、寸法および体積について等価である。第１および第２のガス発生組成物は、好ましくは同一の組成物および同一の量であり、または異なる組成物および／または異なる量でもよい。第１のチャンバと第２のチャンバとが同じガス発生組成物を同一量含むとき、組み立てプロセスの際に部分を区別する必要性が排除される。これにより、第１または第２の着火器点火等価システムのいずれかに通ずる回路のために、システム回路を第１および第２の着火器に接続するときに、組み立て時のエラーが減少する。第１および第２のチャンバは、好ましくは主チャンバ内に対称に配置される。同じ大きさにされた第１および第２のチャンバの使用により、必要な設備が少なく、したがって製造コストを削減し、かつ同時に製造時および組み立て時の複雑さを減少させる。
【０００８】
好適な態様の詳細な説明
複数のチャンバを備えたインフレータ１０は、有孔のハウジング１２を含む。このハウジングは、インフレータ１０が動作されると、圧力増大を促進するように最初密封されている。第１の壁面１４は、ハウジング１２内に固定されるか、または配置され、第１のチャンバ１６を形成する。第１のガス発生組成物またはプロペラント１８は、チャンバ１６内に収容され、それが選択的に燃焼されると、第１の膨張ガスを提供する。第１の着火器２０は、チャンバ１６内に固定されるか、または配置され、そして例えば衝突センサアルゴリズムから受信すると、公知の形態でプロペラント１８に着火する。少なくとも１つの第１のガス出口オリフィス２２、好ましくは複数のガス出口オリフィス２２は、第１の膨張ガスと付随して生じる火炎面との間にハウジング１２の内部との流体的な連結を提供する。オリフィス２２（単数または複数）は、第１のチャンバ１６の動作に先立って密封され、それによってチャンバを外の燃焼から隔離する。
【０００９】
本発明にしたがって、第２の壁面２４がハウジング１２内に固定されるか、または配置され、第１のチャンバ１６の寸法および体積と実質的に等価または同一であるように特定された寸法および体積の第２のチャンバ２６を形成する。第２のガス発生組成物またはプロペラント２８は、チャンバ２６内に収容され、それが選択的に燃焼されると、第２の膨張ガスを提供する。第２の着火器３０は、チャンバ２６内に固定されるか、または配置され、そして例えばシステムアルゴリズムから受信すると、公知の形態でプロペラント２８に着火する。少なくとも１つの第２のガス出口オリフィス３２、好ましくは複数のガス出口オリフィス３２は、第２の膨張ガスと付随して生じる火炎面との間にハウジング１２の内部との流体的な連結を提供する。オリフィス３２（単数または複数）は、第２のチャンバ２６の動作に先立って密封され、それによってチャンバを外の燃焼から隔離する。このようにして、起動されていないチャンバに含まれる組成物の不慮の着火の危険を伴わずに、隔離された第１のチャンバ１６または隔離された第２のチャンバ２６のいずれかの独立動作が保証される。
【００１０】
主燃焼チャンバ３４は、ハウジング内壁３６によって画定され、したがってハウジング１２内でかつチャンバ１６，２６周りに形成される。主要なプロペラント３８は、燃焼されたときに第３または主膨張ガスを有効量生成する主チャンバ３４内に含まれる。第１のチャンバ１６および／または第２のチャンバ２６の起動は、第１および／または第２の膨張ガスをそれぞれ生成し、これは、それぞれのチャンバを出ると、チャンバ３４内で主プロペラント３８と混合し、それによりプロペラント３８に着火する。したがって、本発明の目的は、まず膨張ガス（単数または複数）を内部チャンバ１６もしくは２６、またはそれら両方の内部で生成してから主膨張ガスをチャンバ３４内で生成することであり、それにより、プロペラント３８の着火に起因する膨張圧を急にではなく、徐々に開始せしめ、そして膨張ガスの混合をチャンバ３４内で行う。第３の少なくとも１つのガス出口オリフィス４０、好ましくは複数のガス出口オリフィス４０は、ハウジング１２の周囲に配向され、インフレータ１０の動作に先立って最初は密封される。インフレータ１０が動作されると、チャンバ３４内の圧力の増大によりオリフィス（単数または複数）４０のシールが裂かれ、そうしてエアバッグ（図示せず）へのガスの放出が容易になる。
【００１１】
本発明にしたがって、チャンバ１６と２６は、同一の寸法および体積のものである。ガス発生組成物１８と２８は、同一の組成物を同一量含んでもよく、または異なる組成物かつ／または異なる量含んでもよい。ガス発生組成物３８は、チャンバ１６および／または２６に利用されたものと同じものでよく、または異なる組成物でもよい。好適な態様において、チャンバ１６および２６は、同じガス発生組成物を同一量含み、それにより組み立てプロセスの際に部分を区別する必要性を排除する。図に示されるように、チャンバ１６および２６は、好ましくはチャンバ３４内に対称に配置され、または言い換えると、チャンバ３４の中で互いに反対側に配置される。対称的な配向は、第１および第２のチャンバの両方が同時に起動されるときに大きな安定性を提供する。所望により、インフレータ１０は、燃焼ガスをろ過するためにチャンバ３４の周りに半径方向に配置されるフィルタ４２をさらに含む。
本発明のインフレータ１０は、公知の方法で形成される。ハウジング１２は、例えば、スタンピングまたは他の公知の形成プロセスによって、キャップおよびベースから形成されてもよい。例えば、チャンバ１６および２６は、鋳造もしくはスタンプされてから溶接され、またはハウジング１２に固定される。
【００１２】
着火器２０，３０およびガス発生組成物１８，２８，３８は、それぞれ従来技術による着火器およびガス発生組成物であり、例えばエアバッグインフレータに使用される公知のものである。フィルタ４２は、ミシガン州サギノーのウェインワイヤ（Wayne Wire）からの拡大ワイヤ（expanded wire）として提供されうる。
公知の着火器、ガス発生組成物および／または形成プロセスの例示が、これらに限定されないが、米国特許第５，０３５，７５７号、同第５，６２２，３８０号、同第５，６２８，５２８号、同第５，８０６，８８８号、同第６，０２３，６６４号および同第５，８７２，３２９号に記載されており、これらはそれぞれ参照として本明細書に組み込まれる。
本発明にしたがって、同じの大きさの内部チャンバ１６，２６を有するインフレータは、必要な設備が少なく、したがって製造コストを削減し、複雑さを減少させる。さらに、チャンバ１６，２６が同一の構成、つまり同じタイプでかつ同じ量のガス発生組成物を有し、同じ着火器を有することにより、製造プロセスを通して部分の配向を維持する必要性を排除する。例えば組み立ての際に、着火器接続リード線は、性能に害を与えることなくいずれの着火器に対して接続されてもよい。
【００１３】
本発明の好適な態様についての上記説明は、説明目的のためだけであることが理解されよう。同様に、本明細書に開示される多種の構造上および動作上の特徴は、多数の改変を許容するが、これらのいずれも添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲を逸脱しない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のガス発生器を示す図である。
【図２】本発明のガス発生器を示す図である。
【図１】
2005521582.tif 000003
【図２】
2005521582.tif 000004
【国際調査報告】
2005521582.tif 000005