(57)【要約】      （修正有）【課題】車両火災のような、乗り物の輸送または貯蔵の間の火災の際に、ガス生成装置／インフレータの高められた安全性を提供する。【解決手段】ガス生成システムは、自己点火組成物を含む自己点火クレードル１２を含むインフレータを含む。クレードルは、作動可能に熱力学的にインフレータの外部に連絡し、さらに弾性的に自己点火組成物を含んでおり、それにより点火の際の自己点火組成物の可燃性を最大限にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングを有するインフレータであつて、その内部は該ハウジングにより画定され、該ハウジングは該インフレータの周囲の外部も画定する；
前記の内部の内のガス生成組成物；
前記の内部の内のブースター組成物；
前記のブースター組成物を点火するための自己点火組成物；および
前記の内部内に固定され、前記の外部と操作可能に連絡を有し、自己点火組成物を含む自己点火クレードルを含むガス生成システムであって、
該自己点火組成物は前記自己点火クレードルから伝えられた熱によって点火される、ガス生成システム。
【請求項２】
自己点火クレードルが該ハウジングと物理的に接触し、その間に熱力学的接続を提供する、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項３】
自己点火クレードルが前記ハウジングを通って前記の外部に伸び、前記のクレードルと前記の外部との間の熱力学的接続を容易にする、請求項１記載のガス生成システム。
【請求項４】
請求項１記載のガス生成システムを含む乗り物乗員保護システム。
【請求項５】
以下を含むインフレータ；
内部を画定するハウジングであって、該ハウジングは該インフレータの周囲の外部も画定する；
前記の内部の内のガス生成組成物；
前記の内部の内のブースター組成物；
前記のブースター組成物に点火するための自己点火組成物；および
前記の内部の内に固定され、前記の外部と操作可能に連絡を有し、自己点火組成物を含む自己点火クレードル；
ここで該自己点火組成物は前記自己点火クレードルから伝えられた熱によって点火される。
【請求項６】
自己点火クレードルが該ハウジングと物理的に接触し、その間に熱力学的接続を提供する、請求項６記載のインフレータ。
【請求項７】
自己点火クレードルが前記ハウジングを通って前記の外部に伸び、前記のクレードルと前記の外部との間の熱力学的接続を容易にする、請求項６記載のインフレータ。
【請求項８】
請求項６記載のインフレータを含む乗り物乗員保護システム。
【請求項９】
前記のクレードルが第１の弾性要素および第２の弾性要素を含み、前記の自己点火組成物は第１の弾性要素および第２の弾性要素の間で拘束される、請求項６記載のインフレータ。
【請求項１０】
前記のハウジングが前述のクレードルの近傍に少なくとも１つの開口部を含み、クレードルは前記の少なくとも１つの開口を通って伸び、それによりインフレータの外部との熱力学的接続を提供する、請求項６記載のインフレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
この出願は、２００６年１１月２２日に出願された仮出願番号６０／８６０，７０１の利益を要求する。
【０００２】
本発明の背景
本発明はガス生成システムに関し、特には乗り物乗員保護システムの膨張可能な要素を膨張させるためのガス生成システム、およびブースター組成物との緊密な接触下での自己点火組成物の収容のためのアセンブリーを組込むガス生成システムに関する。
【０００３】
多くのインフレータが、すべての車両火災のような、たとえば乗り物の輸送または貯蔵の間の火災の際に、ガス生成装置／インフレータの高められた安全性を提供する、自己点火組成物を組込む。典型的には、自己点火組成物は、ブースター組成物および主ガス生成組成物をはじめとする、インフレータと組み合わされる他の組成物の融点以下の温度で、自動点火すいように配合される。いくつかのインフレータでは、インフレータの安全性の改善に従って、主ガス生成物質の十分な点火を保証するためにブースタープロペラントへの自己点火組成物の十分な接触を提供しないことがある。有効な自己点火メカニズムがない状態で、その溶融相中の主ガス生成物質は潜在的に過剰なエネルギーを有するシステムを提供し、それによりに安全性への関心が生ずる。
【０００４】
発明の要約
自己点火組成物とブースター組成物の間の確かな接触を容易にする、自己点火アセンブリーまたはクレードルの使用により、上記の課題を解決するインフレータが提供される。自己点火クレードルは、ハウジングまたはインフレータの外部とクレードル自体との間の熱力学的関係を有利に利用するように設計されている。そのため、作動可能な状態の自己点火クレードルは、熱力学的に、インフレータのハウジングまたは直接インフレータの外部と連絡を有する。一旦、インフレータを取り囲む熱が所定のしきい値温度に達すれば、その熱との熱力学の接続を有する自己点火クレードルは自己点火組成物の確実な点火を提供し、それは迅速で実質的に均一なブースター組成物の加熱を提供する。
【０００５】
本発明は、したがって、インフレータの内部に延ばされた自己点火クレードルを含むインフレータを包含する。自己点火組成物はクレードル内に収容され、クレードルのデザインによって提供されるバイアスによってそこに保持される。ブースター組成物は自己点火物質に緊密に暴露される。一旦、クレードルが加熱され、自己点火組成物を点火すると、ブースター組成物は効率的に燃焼され、それによりさらに効率的に、ガス生成組成物の任意の本質的な溶融に先立つ、主ガス生成組成物の燃焼をもたらす。
【０００６】
詳細な説明
ガス生成システムは、自己点火組成物を含む自己点火クレードルを含むインフレータを含む。クレードルは、作動可能に熱力学的にインフレータの外部に連絡し、さらに弾性的に自己点火組成物を含んでおり、それにより点火の際の自己点火組成物の可燃性を最大限にする。図１−３は、本発明の自己点火クレードル１２を組込むインフレータ１０を示す。インフレータ１０は、ドライバーサイドエアーバッグを膨張させるためのドライバーサイドインフレータとして、例えば利用されることができる。図１−３で見られるように、インフレータ１０はハウジング１４、環状のプロペラントチャンバー１６、プロペラントチャンバー１６内に配置された所定量のガス生成物質１８、およびプロペラントチャンバー１６を囲む環状のフィルター２０を含む。インフレータハウジング１４は、第１のハウジング部分２２と第２のハウジング部分２４を、入れ子の関係で結合するか溶接することにより形成される。第２のハウジング部分２４はイグナイタアセンブリー２６をその内部に受容するために開口部を有する。イグナイタアセンブリー２６は溶接されるか、または他の方法で第２のハウジング部分２４に適切に取り付けられる。複数のガス排出開口部２８は第１のハウジング部分２２を囲む周縁に間隔を置いて配置され、ハウジング１０の内部とハウジングの外部の間の流体連絡を可能にする。第１のハウジング部分と第２ハウジング部分は、炭素鋼またはステンレス鋼のような固い物質から、例えば引き抜き、スタンプ、キャスティング、成形加工、押し出しまたは他の適当なプロセスによって作り上げられる。
【０００７】
ガス生成物質１８は、当該技術分野において公知の任意の適当なガス生成組成物、たとえば、硝酸アンモニウムのような非アジド組成物であることができる。非制限的な配合の例示は米国特許５，８７２，３２９、５，７５６，９２９および５，３８６，７７５に記載される。示された実施態様ではガス生成物質１８はタブレットの形で提供されるが、ガス生成物質の顆粒のような他の形状も企図される。
【０００８】
フィルター２０は、環状に形成された細かい編み目のワイヤーメッシュまたは他の好適な材料を含み、これは半径方向に配置され、第１のハウジング部分２２の内側の壁と外側の壁の間で弾性的に圧縮される。
【０００９】
ブースターチューブ３２は一般に円筒状で、所定量のブースター組成物３８を含み、これは公知の方法でイグナイタ３６によって点火可能であり、ガス生成物質１８の燃焼特性を高める。ブースター組成物３８とガス生成物質１８の間の流体連絡を可能にするために、複数のガス排出開口部４２がチューブ３２のまわりの周辺に間隔を置いて配置される。ブースターチューブ３２は、炭素鋼またはステンレス鋼のような固い物質から、スタンプ、キャスティング、成形加工、押し出し、または他の適当な方法により、作りられる。
【００１０】
当該技術分野において公知のようにして、イグナイタ３６を形成することができる。１つの例示的なイグナイタ構造は参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許６，００９，８０９に記載されている。イグナイタアセンブリーは、ハウジング１４内に配置される場合、イグナイタ３６とブースター組成物３８の間の流体連絡が可能になる。
【００１１】
図２−５を参照する。自己点火クレードル１２はベース部分１２ａ、ベース部分に形成された開口１２ｂ、および所定量の公知の自己点火物質２９との接触を維持し、それに対して力を加えるために、ベース部分から延ばされた少なくとも１つの弾性要素１２ｃを含んでいる。開口１２ｂはクレードルの「Ａ」側からの自己点火物質２９の挿入を許容するサイズにされる。要素１２ｃは物質２９に力を加え、物質を要素１２ｃとインフレータの他の部分、たとえばブースターチューブ３２、ハウジング１４または他の弾性要素との間に配置する。図４および５の中で示される特定の実施態様では、弾性要素の対１２ｃおよび１２ｄがベース部分１２ａから伸び、それらの間に物質２９を配置し、保持する。
【００１２】
インフレータのアセンブリー中に、クレードル１２と、インフレータ外部と熱連絡を有するインフレータの熱伝導性の部分（例えばハウジング部分２２）の間の十分な熱接触が達成され、インフレータの外部からクレードルまで、およびそこから自己点火物質２９までの適時な熱伝導を容易にすることを支援する。インフレータが高い外部温度に暴露される場合、これは物質２９の適時の点火を容易にする。自己点火物質２９と弾性要素１２ｃ、１２ｄの間の接地面積および保持力のような設計基準は、クレードル１２から自己点火物質２９までの効率的な熱伝導を容易にするために最適化される。これらの要因は、クレードル物質の規格によって、およびクレードル物質の厚さ、弾性要素の寸法、自己点火物質の構造および他の要因の制御によって公知の方法で制御されることができる。ここに示された実施態様では、クレードル１２はブースターチューブ３２の端部分の上に据え付けるように形作られる。しかしながら、インフレータへクレードルをマウントする他の方法も企図される。自己点火クレードル１２はスタンプおよび成形加工のような公知の技術を使用して、金属のような熱伝導性の物質から作られる。
【００１３】
所定量の公知の自己点火化合物２９はインフレータ１０内に配置され、インフレータ１０の起動に際して、ブースタープロペラント３８と自己点火化合物２９の間の流体連絡を可能にする。好ましい実施態様では、自己点火組成物２９を含み、これはブースター組成物３８と流体連絡を有するだけではなく、物理的な接触も有することは認識されるだろう。ブースター組成物３８および主ガス生成組成物１８は実際には１つの組成物でありうることが、参照され本明細書の一部として組み込まれる、本出願人により所有され、同時係属する出願番号１１／４９７，１４９、１１／６５６，３１９および１１／８０９，３５６に記載される事項からさらに認識されるだろう。
【００１４】
当該技術分野において公知の方法で、物質２９がインフレータの外部で生じる高温に暴露される場合、ブースタープロペラント３８の点火は自己点火物質２９の点火によって生じる。次にガス生成物質１８の点火が、ブースタープロペラント３８の点火によって生じる。自己点火物質２９は、ガス生成物質２２の点火温度より低い温度への暴露によって点火される火工品物質である。点火された時、自己点火物質２９は熱いガス／微粒子流出物を生産する。適当な自己点火物質は当業者に公知である。適当な自己点火物質の例としては、ニトロセルロースに基づく組成物および黒色火薬があげられる。
【００１５】
インフレータのアセンブリー中に、クレードル１２は、図１−３の中で示されるようにブースターチューブ３２の端部分上に置かれる。自己点火物質２９は、クレードルベース部分１２ａの開口１２ｂを通って差し込まれる。挿入された自己点火物質２９は弾性要素１２ｃ、１２ｄの間におかれ、またブースターチューブ３２中のブースター組成物３８と流体連絡にある。熱伝導性材料から形成されたフレーム４０は、示されるようにフィルター２０上およびクレードル１２の上に置かれる。フレーム４０はクレードル１２との密接な熱接触にあり、その間の熱伝導を容易にする。図２および３を参照する。フレーム４０がインフレータアセンブリーに適用されると、フレームは自己点火物質２９に対して圧力を及ぼし、弾性要素１２ｃ、１２ｄの間のインフレータの内部へより深く物質２９を押し込み、さらに弾性要素をそらし、それにより物質２９と弾性要素の間の接触力を増加させる。したがって、フレーム４０によって、および弾性要素１２ｃ、１２ｄによって自己点火物質２９に及ぼされた力は、示されるような所定位置に自己点火物質２９をしっかりと取り付けるように作用する。ハウジング部分２２は次いでハウジング部分２４にしっかりと取り付けられ、ハウジング部分２２とフレーム４０との間の緊密な熱接触を確実にする。あるいは、自己点火物質２９に対する圧力は、インフレータアセンブリー中にハウジング部分２４にしっかりと取り付けられる、ハウジング部分２２との直接の接触によって印加されることができる。
【００１６】
インフレータの操作中に、乗り物衝突検知システムから信号を受信するに際して、イグナイタ３６は活性化し、ブースター組成物３８およびガス生成物質１８の燃焼を起こす。燃焼ガスは、プロペラントチャンバー１６から半径方向外側に流れ、次いでフィルター２０を通り、インフレータハウジング１４中の複数の開口部２８を通ってインフレータを出る。インフレータの外部が、乗り物火災または他の高温源に暴露される場合、熱は自己点火クレードル１２を介して自己点火物質２９に伝えられ、その結果物質２９を点火させ、当該技術分野において公知の方法でブースター組成物３８およびガス生成物質１８の点火および燃焼に帰着させる。
【００１７】
図７の中で示される異なる実施態様では、少なくとも１つの開口２３をハウジング部分２２の内に形成することができ、クレードル１２の部分１２ｃまたは複数の部分１２ｃおよび１２ｄをハウジングを通って伸ばすかまたは他の方法で、インフレータの外部に直接クレードル１２を暴露することができる。これは、クレードル１２、ハウジング１４、およびハウジング１４とクレードル１２の間に配置される任意の中間要素（たとえばフレーム４０）の間の密接な熱の接触を保証する必要を回避する。別の言い方をすれば、いずれの設計でも、自己点火クレードル１２はインフレータ１０の外部１１またはハウジング１４と操作可能に連絡し、インフレータ１０の外部１１の周囲の熱が増加すると、外部温度が所定のしきい温度に達すると自己点火組成物は熱力学的に点火される。
【００１８】
図６を参照する。本明細書に記載された自己点火クレードルを含むインフレータは、インフレータ１０、およびエアバッグの内部と流体連絡を可能にするようにインフレータに連結された少なくとも１つのエアバッグ１１６を含むエアバッグシステム１００に組み入れられることができる。
【００１９】
エアバッグシステム１００または上記の任意のインフレータの実施態様は、たとえば安全ベルトアセンブリー１５０のような追加の要素を含む、より広範な、より包括的な乗り物乗員拘束システム１８０に組み入れられることができる。図６は、そのような拘束システムの１つの典型的な実施態様の概略図を示す。エアバッグモジュール１００は、衝突の際にたとえば、イグナイタ３６（図１−３）の起動によって、エアバッグモジュール１００の起動の信号を発生する既知のクラッシュセンサーアルゴリズムと接続される衝突センサー２１０と接続されることができる。
【００２０】
安全ベルトアセンブリー１５０は、安全ベルトハウジング１５２および、ハウジング１５２から伸びる本発明の安全ベルト２２５を含む。安全ベルトリトラクタメカニズム１５４（例えば、ばね式のメカニズム）は、ベルトの端部分に連結されることができる。さらに、衝突の際にリトラクタメカニズムを始動させるために、安全ベルトプリテンショナー１５６はベルトリトラクターメカニズム１５４に連結されることができる。本発明の安全ベルト実施態様と共に使用されることができる典型的なシートベルトリトラクタメカニズムは、米国特許番号５，７４３，４８０、５，５５３，８０３、５，６６７，１６１、５，４５１，００８、４，５５８，８３２および４，５９７，５４６に開示されている。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。本発明の安全ベルトの実施態様が組み合わされることができる典型的なプリテンショナーの例は、米国特許番号６，５０５，７９０および６，４１９，１７７に開示されている。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。
【００２１】
安全ベルトシステム１５０は、例えばプリテンショナーに組み入れられた火工品イグナイタ（図示せず）の起動によって、ベルトプリテンショナー１５６の起動の信号を発生する既知の衝突センサーアルゴリズムを含む、衝突センサ１５８（例えば慣性センサあるいは加速度計）と接続されることができる。先に参照され、本明細書の一部として組み込まれた米国特許番号６，５０５，７９０および６，４１９，１７７は、そのような方法で始動するプリテンショナーの例を提供する。
【００２２】
安全ベルトアセンブリ１５０、エアバッグシステム２００、およびより広範な乗り物乗員保護システム１８０が例示されるが、本発明により意図されるガス生成システムはこれらに限定されるものではない。
【００２３】
ドライバーサイドインフレータとして適用される本発明の自己点火クレードルおよび他の原理を組み込むことにより、乗客側インフレータ、およびサイドインフレータのような他のインフレータも、本発明の自己点火クレードルを使用して構成することができることが理解されるであろう。
【００２４】
本発明の実施態様の先の記述が例示の目的だけのためにあり、本発明の範囲を何ら制限しないことはさらに理解されるだろう。そのため、ここに示された様々な構造操作上の特徴は、当該技術分野における当業者により、特許請求の範囲により規定される本発明の技術範囲を逸脱することなく多くの改良を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の自己点火クレードルを組込むインフレータの横断面の側面図である；
【図２】図２は、本発明の自己点火クレードルを組込むインフレータの横断面の側面図である；
【図３】図３は、本発明の自己点火クレードルを組込むインフレータの横断面の側面図である；
【図４】図４は、本発明の自己点火クレードルの１つの実施態様の平面図である；
【図５】図５は、図４の中で示される自己点火クレードルの実施態様の横断面の側面図である；
【図６】図６は、本発明の自己点火クレードルを有するインフレータを組込む例示的な乗り物乗員拘束システムの概要図である。
【図７】図７は、本発明のインフレータの別の実施態様であり、自己点火クレードルはインフレータの外部に熱力学的に連絡する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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