(57)【要約】   本発明は、乗員保護システム、特に外側ハウジング（１）と、ガス発生剤（１２）を収容するべく前記外側ハウジング（１）内に形成された内部空間（２）と、前記内部空間（２）で発生したガスをガス発生器外へ噴出させるための流出開口（１６）と、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の流通接続部と、を備える車両のエアバッグモジュールのためのガス発生器に関する。本発明によれば、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の前記流通接続部の断面積が、温度に応じて可変とされる。更に、ガス発生器のガス流に影響を及ぼす方法が述べられている。【選択図】      図１
2010540336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員保護システム、特に車両のエアバッグモジュールのためのガス発生器であって、
外側ハウジング（１）と、
ガス発生剤（１２）を収容するべく前記外側ハウジング（１）内に形成された内部空間（２）と、
前記内部空間（２）で発生したガスをガス発生器外へ噴出させるための流出開口（１６）と、
前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の流通接続部と、
を備え、
前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の前記流通接続部の断面積が、温度に応じて可変とされた構成であることを特徴とするガス発生器。
【請求項２】
請求項１に記載のガス発生器であって、
前記内部空間（２）の一部が所定変形温度に達し又は当該変形温度を超えたときに、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の前記流通接続部の断面積が大きくなることを特徴とするガス発生器。
【請求項３】
請求項２に記載のガス発生器であって、
前記変形温度が２５０℃またはそれを下回ることを特徴とするガス発生器。
【請求項４】
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のガス発生器であって、
シール要素（１８）で閉鎖される開口が、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間に形成されることを特徴とするガス発生器。
【請求項５】
請求項４に記載のガス発生器であって、
前記シール要素（１８）は、少なくとも２５０℃の溶融温度を有する材料からなることを特徴とするガス発生器。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のガス発生器であって、
前記シール要素（１８）は、合成樹脂材料、特にポリプロピレン又はポリアミドからなることを特徴とするガス発生器。
【請求項７】
請求項６に記載のガス発生器であって、
前記合成樹脂材料は、ガラス繊維からなることを特徴とするガス発生器。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか一項に記載のガス発生器であって、
前記流通接続部の断面積の変化によって、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間に別の流通経路が形成されることを特徴とするガス発生器。
【請求項９】
請求項８に記載のガス発生器であって、
前記別の流通経路は、当該流通経路を通じて前記流出開口（１６）へと流れるガスが、前記断面積の変化前に形成されている所定の流通経路を通じて流れるガスよりも方向変化の回数が少なくなるように構成されていることを特徴とするガス発生器。
【請求項１０】
ガス発生器のガス流に影響を及ぼす方法であって、
外側ハウジング（１）と、ガス発生剤（１２）を収容するべく前記外側ハウジング（１）内に形成された内部空間と、前記内部空間で発生したガスをガス発生器外へと噴出させるための流出開口（１６）と、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の流通接続部とを有し、前記流通接続部の断面の少なくとも一部がシール要素（１８）で閉鎖される構成のガス発生器を準備するステップと、
前記ガス発生器のうち前記シール要素（１８）が割り当てられた領域の温度を、所定の変形温度に達するまで又は当該変形温度を超えるまで上昇させ、これにより前記流通接続部の断面積を変化させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記流通接続部の断面積が、温度上昇によって大きくなることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載のガス発生器と、請求項１０の前文に記載のガス発生器のガス流に影響を及ぼす方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
そのようなガス発生器は、例えば、エアバッグ膨張用に使用されるガスを供給する車両のエアバッグシステムのような乗員保護システムに利用されるのが適している。そのようなガス発生器は、いわゆるボンファイヤーテスト（火炎テスト）の通過を含む安全要請に応えなければならない。このため、ガス発生器は、火炎の熱によってばらばらにならないように、すなわち破壊されないように構成されなければならない。これらの安全要請は、車両の生産者とともに、連邦材料研究試験協会での車両のガス発生器の認可機関によって規定される。
【０００３】
ボンファイヤーテスト用の火炎に関しては、ガス発生器の３つ又は４つの可能な位置が使用される。管状のガス発生器の場合には、例えば以下の４つの位置がテストされる。
【０００４】
１．ガス発生器の点火装置が火炎に向けて配置される位置
２．ガス発生器の点火装置が火炎とは反対側に配置される位置
３．ガス発生器の軸が水平で、ガス発生器における火炎の影響がガス発生器の中央部で生じる位置
４．ガス発生器の軸が引き続き水平である一方、火炎の影響がガス発生器のうち点火装置から離間する側で生じる位置
【０００５】
それは、いわゆるボンファイヤー問題（すなわち、ガス発生器の破裂が回避される一方、ガス発生器に火炎が影響を及ぼす問題）を解決するべく、錠剤又は粒剤の形態の初期点火手段（いわゆる自動点火材料）を使用する技術分野において知られている。初期点火手段は、実際のガス発生用のガス発生器で使用されるガスキットよりも低い自己点火温度（自動点火温度）とされる。例えば、１６０℃の自己点火温度を有する自己点火手段が知られている。通常、点火式のガスキットは熱抵抗が高い一方、初期点火手段に比べて点火温度が高く、或いは発熱反応温度が高い。例えば、２６０℃の発熱反応を生じるガスキットが知られている。
【０００６】
初期点火手段の機能の１つは、初期点火によって、実際のガスキットの制御された転換を生じさせることである。ここでいう「制御された転換」とは、ガスキットの燃焼速度（「燃焼率」ともいう）が適正に制御されることを意味する。ガスキットの燃焼速度は、ガスキットの転換前の温度に応じて上昇する。ガスキットの燃焼速度が高くなるほど、ガス発生器内部の内圧が高くなる。ガス発生器又は燃焼室での内圧が通常の度合いを超えた場合には、ガス発生器の破裂の危険が高まる。これは、特に強い加熱によってガス発生器の構造材料が軟弱化した場合である。このため、このことは、ボンファイヤーテストでガス発生器の構造材料が強い加熱を受けると、構造材料の構造上の性能がより低下するという技術分野から知られている。初期点火手段による初期の点火によって、またこれに伴って生じる実際のガスキットの相対的に低い開始温度での初期の転換によって、ガス発生器の内部ガス圧が低くなる結果、ガス発生器の構造材料に作用する負荷が低い状態で維持され、これにより破裂の危険が低下する。
【０００７】
ボンファイヤーテスト時において、ガス発生器への火炎の影響によってガス発生器に作用する熱が熱伝達で初期点火手段へと迅速に伝達できる場合に、上述の機能を初期点火手段によって特に良好に果たすことができる。これは、例えば点火装置が火炎に向けて配置された場合のように、特に有利なテスト位置がある場合とされる。この位置では、初期点火手段と火炎又は火との距離がそれぞれ短くなるほどに熱伝達が有利になることによって、自己点火手段の自己点火温度に迅速に到達することができる。
【０００８】
ボンファイヤーテスト時の不利な位置、例えばガス発生器とガス発生器のうち初期点火手段又は点火装置から離間する側にある火炎とが平面上に配置された位置の場合、初期点火手段の作動が遅延化し得る。これは、火炎と初期点火手段との間の距離が相対的に長いため、初期点火手段への熱伝達に要する時間が長くなるからである。この場合には、ガスキットは点火時にもはや相対的に高温とされ、これにより燃焼速度が高くなり、したがってガス発生器の燃焼室における内圧が高くなる。更に、ジェネレータハウジングは、温度上昇によって剛性が大きく低下する。最悪の場合には、ボンファイヤーテスト時にガス発生器の破裂が生じ得る。
【０００９】
先行技術文献ＵＳ−Ａ  ５，７３８，３７２によれば、ガス発生器が供給接続部を備え、これを介してガス発生器の内部空間が当該内部空間の圧力下のガスで充填可能とされる。内部空間の充填後には、高温又は溶融の場合に変形するシール部材によって供給接続部が閉鎖可能とされる。このため、供給接続部が再び開放可能とされ、これにより高温の場合に開放されるガス発生器の安全バルブが表現される。一方で、ガス発生器に貯留されたガスは、ガス流出口においてはガス発生器から流出せず、ガス発生器の供給接続部において流出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の問題は、ボンファイヤーテストを特に有利な方法で通過するガス発生器を提供することに基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この問題は、請求項１に記載の特徴を有するガス発生器によって解決される。そのようなガス発生器は、特に車両のエアバッグモジュール用の乗員保護システムに適している。ガス発生器は、外側ハウジングと、その外側ハウジングの内側に設けられた内側ハウジングとを備え、その内側ハウジングがガス発生剤を収容する機能を有する。通常の点火式ガスキットは、燃焼時に多量のガスを発生する固形の可燃材料からなるガス発生剤として使用可能とされる。ガス発生器の内部空間は、流通接続部を介してガス発生器の流出開口に接続され、ガス発生剤の燃焼後にガス発生器で生じたガスは、その流通接続部を通じてガス発生器外に流出し関連するエアバッグ内へと流れる。
【００１２】
本発明によれば、内部空間と流出開口との間のこの流通接続部の断面積（ないし断面）は、温度に依存して可変とされる。
【００１３】
変更例の１つでは、内部空間と流出開口との間の流通接続部の断面積は、所定の変形温度に達したとき又は当該変形温度を超えたときに増加する。例えば、内部空間を流出開口に接続するために更なる別開口を設けた場合に、流通接続部の断面積を増加させることができる。
【００１４】
本発明の１つの変更例では、変形温度は、概ね２５０℃、２４０℃、２３０℃、２２０℃、２１０℃、２００℃、１９０℃、１８０℃、１７０℃、１６０℃、又は１５０℃とされ、或いは１５０℃を下回る値とされる。このため、変形温度は、正確な値を示す正確な温度である必要はなく、むしろ所定範囲内で生じる温度とされる。従って、変形温度は、材料が所定の変形を受ける温度とされる。
【００１５】
特に簡便な方法によって、内部空間と流出開口との間に別開口を設けるためには、１つの変更例として、シール要素によって閉鎖される開口が内部空間と流出開口との間に形成される。特に、この開口がシール要素によって完全に閉鎖される。１つの（単一の）開口にかえて、１つの（単一の）シール要素によって閉鎖される複数の開口を設けることができる。更に、複数の開口を用いる場合には、これらの開口のうちのそれぞれが１つのシール要素によって閉鎖されることもできる。１つのシール要素が２又はそれ以上の数の開口を閉鎖することもでき、一方では閉鎖されなければならない全ての開口が閉鎖されるように１つ以上のシール要素を設けるこができる。
【００１６】
１つの変更形態では、シール要素は、概ね２５０℃に達しない、特には概ね２４０℃、２３０℃、２２０℃、２１０℃、２００℃、１９０℃、１８０℃。１７０℃、１６０℃又は１５０℃に達しない溶融温度の材料からなる。溶融温度は、概ね１５０℃以下であってもよい。この材料の溶融温度は変形温度の特殊な場合とされる。この溶融温度では材料は変形可能ではなく、この温度で溶融する。シール要素全体は、前述の溶融温度の１つを有する材料からなることが可能とされる。この材料は純物質である必要はなく、実際にはこの材料を構成するべく異なる物質の混合物を使用することもできる。
【００１７】
１つの変更例では、シール要素は、合成樹脂材料、特にはポリプロピレン又はポリアミドからなる。ポリプロピレンは溶融温度が概ね１６０℃とされ、またポリアミドは溶融温度が概ね２２０℃とされる。
【００１８】
１つの更なる別の変更例では、合成樹脂材料がガラス繊維（ファイバーグラス）からなる。ガラス繊維を加えることによって、合成樹脂材料の剛性が高まり、合成樹脂材料の溶融温度が実質的に影響を受けない。
【００１９】
１つの変更例では、内部空間と流出開口との間の流通接続部の断面積を変化させることによって、更なる別の流通経路が形成される。内部空間に配置されたガスキットから燃焼時に発生したガスは、内部空間からガス発生器の流出開口へと流れる過程において、最初から形成されている流通経路に加えて、この別の流通経路を通じて流通可能とされる。
【００２０】
内部空間での温度上昇時に、特に有利に圧力を低下させ、また内部空間からガスを噴出ないし吐出させるためには、そのような変更実施形態での別の流通経路は、この別の流通経路を通じて流れるガスが、最初から形成されている流通経路を通じて流れるガスよりも偏向が少なくなるように構成される。これは、別の流通経路がない場合には、内部空間と流出開口との間がより直接的に接続されることを示すものである。
【００２１】
本発明に係る問題は、また請求項１０の特徴を有する、ガス発生器のガス流の影響を及ぼす方法によっても解決される。この方法によれば、ガス発生器は、外側ハウジングと、ガス発生剤を収容するべく外側ハウジング内に設けられる内側ハウジングと、内部空間で発生したガスをガス発生器外へ噴出ないし吐出するための流出開口と、内部空間と流出開口との間の流通接続部とを備える。流通接続部の断面の少なくとも一部分がシール要素によって閉鎖される。ガス発生器のうちシール要素が割り当てられた領域の温度が、所定の変形温度に達するように或いは当該変形温度を上回るように上昇することによって、シール要素への熱伝達によってシール要素の変形が達成される。このため、流通接続部の断面積が変更される。
【００２２】
特には、その時までにシール要素によって断面が閉鎖されていた部位が開放される。このため、流通接続部において、更なる別の断面部分が形成される。
【００２３】
ガス発生器のうち、温度が変形温度に達する或いは変形温度を超える領域は、内部空間のうち、流通接続部の断面の一部を閉鎖するべくシール要素が配置される部位であるのが好ましい。内部空間における外部からの熱の影響は、ガス発生器又は内部空間の部位とは別の領域でも生じる可能性があり、このときシール要素が配置されているガス発生器の領域又は内部空間の部位での温度上昇による熱伝達が達せられる。
【００２４】
断面積を変更するこの方法は、上述の種類のガス発生器に特に有利に適用される。これに関して、ガス発生器に関する従属項に記載の特徴は、本方法の変更例又は変更の実施形態においても適用することができ、これにより上述のそれぞれの説明に関連している。更に、方法に関する説明もまた、クレームされたガス発生器に対して適用可能とされる。
【００２５】
本発明の更なる実施形態及び詳細については、以下の図面が参照されるより詳細な記載にしたがって説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施の形態のガス発生器の断面構造を示す図である。
【図２】第２実施の形態のガス発生器の断面構造を示す図である。
【図３】ボンファイヤーテスト時におけるテスト位置での状態を示す図である。
【図４ａ】図１のガス発生器外へのガス流通経路の可能性を、過熱バルブが閉止された場合について示す図である。
【図４ｂ】図１のガス発生器外へのガス流通経路の可能性を、過熱バルブが開放された場合について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１には、ガス発生器（「ガスジェネレータ」ともいう）の断面構造が示されており、このガス発生器は、外側ハウジングの中に配置された内部空間としての燃焼室２（「燃焼チャンバー」ともいう）と、外側ハウジング１と燃焼室２との間に配置された区画室３（「プレナム」、「空気たまり」、「空気充満空間」ともいう）とを備えており、燃焼室２で発生したガスがその区画室を通じて流通可能とされている。
【００２８】
更に、外側ハウジング１の内部には、図１に示すガス発生器の左側に、電気式の点火装置４（イグナイター）と、初期点火手段５と、増幅薬剤６（「初期点火手段５の点火を増幅させるための薬剤」ともいう）とが設けられている。増幅薬剤６は、補助薬剤としても示される。点火装置４、初期点火手段５及び増幅薬剤６は、共に補強カップ７内に配置されており、この補強カップは、区画室３のような隙間が形成されることなく、少なくとも一部が外側ハウジング１内に配置されている。このため、点火装置４は、補強カップ７の中へと突出しており、また一方では点火装置収容体８によって補強カップに保持されている。点火装置４は、通常の形態によって電気接続ケーブルを介して電気的な電圧源に接続されており、また作動の際に当該電圧源によって起動される。
【００２９】
増幅薬剤６及び初期点火手段５が設けられた補強カップ７の内部は、フィルム状又は膜状の閉鎖要素９によって流通チャンネル１０から分離されており、閉鎖要素９が破裂した後には、燃焼室２と補強カップ７の内部との間がこの閉鎖要素によって接続される。
【００３０】
燃焼室２のうち補強カップ７に対向する側には、弾性の金属繊維フリースの形態の容量補正手段１１が更に配置されている。この容量補正手段１１によって、錠剤又は粒剤の形態の点火式のガスキット１２が燃焼室２において確実に保持され、ガス発生器の作動時にガスキット１２による過度のノイズが生じない。ガスキット１２は、ガス発生手段（所定のガスを発生させることが可能な「ガス発生剤」ないし「ガス発生物」ともいう）を構成している。内容を明確化するために、ガスキット１２を構成する錠剤又は粒剤（粒子）の全てには、対応する参照符号を付していない。
【００３１】
燃焼室２は、円筒状に構成され、その周面に複数の第１開口１３を備えており、これら第１開口は破断部分又は孔として構成され、また燃焼室２の内部と区画室３との間に所定の接続ないし連通状態を形成する。内容を明確化するために、図１には幾つかの開口１３のみが図示されている。区画室３は、第２開口１４を介して中空状の偏向要素１５の内部に接続ないし連通されており、これにより区画室３内のガスが第２開口１５を通じて偏向要素１５内へと流入可能とされる。最終的には、流出部１６を介してガス発生器から偏向要素１５外へとガスが流出可能とされ、またガス発生器に結合されたエアバッグに充填される。
【００３２】
偏向要素１５のうち燃焼室２に対向する側には、プレート１８（「板状部材」ともいう）によって閉鎖される更なる別開口１７が形成されている。このプレート１８は、シール要素を構成しており、本実施の形態では偏向要素１５のうち燃焼室２に対向する外面上に付着されている。このプレート１８は、合成樹脂材料によって形成されており、その溶融温度（「融解温度」ないし「溶解温度」ともいう）は、鋼鉄の溶融温度（１５４０℃）よりも著しく低く、例えば概ね１３０から２６０℃あたりにある。
【００３３】
別開口１７及びプレート１８は、熱によって作動可能とされたバルブ又は過熱バルブを共に形成する。ガス発生器の外側ハウジング１が、ボンファイヤーテスト（「火炎テスト」ともいう）の間に火炎によって加熱される場合には、例えばガス発生器に作用する火炎の熱が、外側ハウジング１から偏向要素１５を介して燃焼室２の外壁部２０へと伝達される。このため、燃焼室２に設けられたガスキット１２は、偏向要素１５に設けられたプレート１８と同様にして温められる。最終的には、温度上昇によってプレート１８の変形温度に達する。プレート１８を構成する材料は、この変形温度において軟らかくなり始め、また変形し始める。プレート１８がそのような軟弱状態になると、燃焼室の低過圧によって、プレート１８が破裂される。このため、その下流に配置された別開口１７が開放され、これにより燃焼室２で発生したガスが別開口１７を通じて偏向要素１５内へと流通可能とされる。燃焼室２から第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を経由して偏向要素１５内へと通じる最初から設けられている流通経路は、維持されたままの状態とされる。
【００３４】
ガス発生器が偏向要素１５及びプレート１８とともに加熱された（温められた）状態が生じた場合には、またプレート１８の溶融温度に達し得る。この場合には、プレート１８が溶融して、燃焼室２を低過圧にする必要なしに別開口１７がもはや開放される。そのような場合には、燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を経由する流通経路に加えて、別開口１７を通じて偏向要素１５内へと流れ、またここから流出開口１６を通じ関連するエアバッグ内へと流れる流通経路によって最初から適正に流通可能とされる。
【００３５】
ガス発生器がプレート１８の変形温度又は溶融温度に達するまで加熱されない場合には、プレート１８はそのままの状態とされ、また別開口１７は閉鎖されたままの状態とされる。この場合には、燃焼室２から別開口１７を通じて偏向要素１５内へと流れ、またここから流出開口１６を通じてガス発生器外へと流れる別の流通経路は有効とされない（ガス流が生じない）。
【００３６】
これは、プレート１８の材料の選択することにより、プレート１８及び別開口１７によって形成される過熱バルブの温度に依存した開放形態を実現できることを意味する。この場合、ガス発生器を単なる短期間で加熱したときには別開口１７は開放されず、また燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３、区画室３及び第１開口１４を通じてのみ偏向要素１５内へと流れることが可能とされる。
【００３７】
エアバッグの通常動作時において、燃焼室２から流出して偏向要素１５内へと流入するそのようなガス流が要請され、また図１に示すガス発生器によってそのようなガス流を形成可能とされる（これに関しては、図４Ａも参照）。例えば、車両事故によってエアバッグの作動が生じる場合には、最初に電圧供給がなされることによって点火装置４が作動する。点火装置４が初期点火手段５及び増幅薬剤６を点火する。このため、補強カップ７内で高温の燃焼ガスが発生し、その燃焼ガスによって補強カップ７内が高圧化状態とされる。この高圧化状態のために閉鎖要素９が破壊され、これにより高温の燃焼ガスが流通チャンネル１０を通じて燃焼室２へと流通可能とされる。このため、高温の燃焼ガスによって燃焼室２のガスキット１２の転換（「物質変換」ないし「相変化」ともいう）が生じ、これにより多量のガスが発生する。このガスは、それから第１開口１３を通じて区画室３内へ流れ、またそこから第２開口１４を通じて偏向要素１５内へと流れる。このため、ガスは、区画室３外へと流出する時と同様に区画室内へと流入する時に、第２開口１４によって偏向要素１５へと偏向され、このガスが少なくとも２回の方向変化を受ける。偏向要素１５内において、ガスは、流出開口１６を通じてガス発生器外へと関連するガスバッグ内に流入するべく、更に流出開口１６に向けて偏向される。
【００３８】
例えばボンファイヤーテストの間に、ガス発生器の加熱ないし加温によって、偏向要素１５又は燃焼室２の内部が十分に温められた場合に、プレート１８が溶融して開口１７が開放される。上記の説明のように高温状態のよる自己点火によって、或いは補強カップ７から流出した高温ガスが流入することによって、ガスキット１２が点火された場合には、発生したガスが別開口１７を通じて偏向要素１５内へと直接的に流入することも可能とされる。このため、これらのガスは、偏向要素１５から流出して流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へと案内されるまでは方向変化を受けない。
【００３９】
このため、第１開口１３、区画室３及び別開口１４を通じて偏向要素１５内へと流れる場合に比べて、別開口１７を通じて流れるガス流出速度を著しく高くすることができる。その結果、温度上昇によって燃焼室２で直ちに内圧が高圧化され、またそれに付随して燃焼速度（「燃焼率」ともいう）が上昇するのを、容易に解消することが可能とされる。ガス発生器を破裂させ得る臨界圧力は発生しない。
【００４０】
プレート１８及び別開口１７によって形成された過熱バルブを使用することで、燃焼室２のうち流出開口１６に対向する領域に、更なる別の初期点火手段を使用する必要がなくなる。この領域で更なる別の初期点火手段にそのように使用すると、ガスキット１２の点火前にガスキットの転換によって非常に高い燃焼速度が形成される温度に達するまで、燃焼室２での温度が上昇するのが妨げられる。更に、図１の実施形態に関しては、ガス発生器の外側ハウジング１、又はガス発生器の他の構成要素を、剛性及び耐熱性の高い鋼鉄によって製造する必要がない。また、本実施の形態に関しては、互いを押圧することによるプラグ接続の助けによって互いに押圧されることで、偏向要素１５が燃焼室２の外壁部２０に適切に接続され、ガス発生器のこれら構成要素間の剛性を高めるための追加の溶接が必要とされない。
【００４１】
ガス発生器の通常作動時においてプレート１８の基準を確保するために、プレート１８は、非常に剛性が高く又は強化された合成樹脂材料から製造され、或いは十分なプレート厚みを有する大きさとされる。これにより、通常は概ね５０ｍｓで生じる、燃焼室２でのガスキット１２の通常転換時においては、プレート１８が当該プレート１８の変形温度に達するまで加温ないし加熱されないという効果がある。同様に、プレート１８の大きさを選択することによって、プレート１８が燃焼室２で発生した圧力に対抗できるという結果となる。これは、別開口１７が通常は常時閉鎖された状態であり、これにより燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３を通じてのみ燃焼室２外へと流出可能であることを意味している。
【００４２】
ボンファイヤーテストでは、通常、ガス発生器が対応する火炎によって数分間加熱され、これによりプレート１８を変形温度又は溶融温度を上回る温度に達するまで加温ないし加熱することができる。ボンファイヤーテストの間に、火炎からガス発生器へと伝達した熱は、火炎がガス発生器に接触した位置から、ガス発生器のうち外側ハウジング１、偏向要素１５及び燃焼室２の外壁部２０のような鋼鉄からなる部位を介して、ガス発生器内に広がる。このため、偏向要素１５は、２００℃、３００℃、また更には４００℃以上に達する。偏向要素１５に固定されたプレート１８は、同様に加熱され、軟らかくなり始め、また変形温度で変形し始め、また溶融温度に達したときに液相状態となる。この溶融によって別開口１７が開放される。
【００４３】
補強カップ７内が初期点火手段５の点火温度（例えば、１６０℃）に達すると、初期点火手段５が点火され、またその部分で転換薬剤６を点火する。このため、発生したガスによってガスキット１２が点火される。燃焼室２で発生したガスは、別開口１７を通じて偏向要素１５内へと最大範囲に流れ、またそこから流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へと流れる。発生したガスのうちの小部分は、燃焼室２から流出し第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を経由して偏向要素１５内へと流入し、またそこから流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へと流れる。
【００４４】
所定のボンファイヤーテストの場合に、長さと径の比率が大きい管状（チューブ状）のガス発生器用として、特に、プレート１８及び別開口１７からなり、熱によって作動可能なバルブ（過熱バルブ）を使用するのが有利とされる。過熱バルブは、簡素化された構造によって作動可能とされ、またそれに加えて、通常動作時においてガス発生器の性能に影響しない。過熱バルブは小空間のみが必要であるため、過熱バルブを備えているにもかかわらず、ガス発生器のコンパクト構造が確保される。別の初期点火手段を使用することによってボンファイヤー問題に対処する代替の解決法に対比して、より安価での製造が達成される。
【００４５】
図２には、別実施の形態のガス発生器の断面構造が示されている。このガス発生器は、図１に示すガス発生器と同様の構成要素を備えており、これにより前述の説明が参照される。同一の構成要素には、同一の参照符号が使用されている。
【００４６】
図１に示すガス発生器と対比すると、図２に示すガス発生器は、２つの別開口１７を備えており、これら別開口が共通のプレート１８によって燃焼室２に対してシールされる。プレート１８が溶融した場合、燃焼室２と偏向要素１５の内部との間の２つの開口が同時に開放され、これにより燃焼室２で発生したガスは、更に流速を高め偏向要素１５及び流出開口１６を通じて燃焼室２外へと流出可能とされる。
【００４７】
原則として別開口１７の数は制限されない。これにより、２つ以上の別開口１７を設けることができる。異なる別開口１７に対して異なるプレート１８を割当てることが考えられ、異なるプレート１８は、異なる溶融点を有する異なる材料から製造され得る。この場合、ガス発生器の温度に依存する、燃焼室２と偏向要素１５との間の流通接続部（ガス流通のための接続部分）の断面積を変更することが可能とされる。このため、温度がより高く上昇するほどに、プレート１８の溶融が進行して開口１７が開放される。これは、燃焼室２の内部温度が特に高い場合には、燃焼速度が高まり、それとともに燃焼室２での内圧が高まり、原則的に燃焼室２と偏向要素１５又は流出開口１６との間の断面積が大きいほど効果があることを意味している。
【００４８】
燃焼室２の温度が低いとそのような大きな断面積が必要なく、このことは、ガス発生器のより低い温度で必ずしも全てのプレート１８が溶融せず、また結果的に、燃焼室２と偏向要素１５との間の別開口１７の全てが必ずしも開放されないことによって説明される。
【００４９】
別個に変形可能とされ或いは溶融可能な領域を有する１つの（単一の）プレート１８のみを用いることも可能であり、これによりプレート１８の下流にある別開口１７もまた、ガス発生器の温度に依存して開放される。
【００５０】
図３には、ボンファイヤーテストを受けている状態にある一般的なガス発生器の断面構造が示されており、一方でこのガス発生器が不利なボンファイヤーテスト位置にある。ガス発生器の各々の要素に関しては、上述の説明が参照される。このため、この一般的なガス発生器は、図１及び図２のガス発生器に類似の複数の構成要素を備えている。一方で、図３のガス発生器は、過熱バルブを備えていない。
【００５１】
このボンファイヤーテスト位置において、バーナーの火炎３０は、ガス発生器のうち流出開口１６が設けられている領域に向けられている。この領域は、初期点火手段５が配置された領域とは反対側に位置している。このことにより、過熱バルブが設けられていない場合には、初期点火手段５の点火温度に達するのに十分な温度上昇がその周辺部分で得られるように、火炎３０の熱が最初に外側ハウジング１、又は偏向要素１５と燃焼室のうち補強カップ７に向かう外壁部２０との金属部分にわたって伝達されなければならないこととなる。
【００５２】
この熱移動に大変長い時間を要してから、それに応じて燃焼室２の内部が温まることができる。初期点火手段５及び増幅薬剤６が作動し、このため高温ガスの発生によってガスキット１２が点火されるまで、燃焼室２の温度は、もはや時折相当に高くなり、ガスキット１２の燃焼速度が相当に高くなり、ガス発生器の破裂（分裂状態）を引き起こす圧力が発生する。このため、火炎による加温ないし加熱によって、もはや外側ハウジング１、偏向要素１５及び／又は燃焼室２の外壁部２０の軟弱化を生じ得ることがわかる。
【００５３】
図４ａには、図１のガス発生器の断面構造が示されており、ガスキット１２の転換によって燃焼室２で生じるガスの流通経路又は流通接続部での可能な流通方向が矢印で示されている。過熱バルブが閉止された場合には、プレート１８は影響を受けず、別開口１７が閉鎖されたままとされ、第１開口１３を通じてのみ区画室３内へとガスが流れ、また当該区画室から第２開口１４を通じて偏向要素１５内へとガスが流れ、また当該偏向要素から流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へとガスが流れることが可能とされる。この流れの場合には、区画室３への流入時にガス流の第１の（１回目の）偏向が生じ、区画室３から偏向要素１５内への流出時にガス流の第２の（２回目の）偏向が生じ、また最終的には、偏向要素１５内を流出開口１６へと向かう途中で更なる偏向又は方向変化が生じ、また流出開口１６を通じて偏向要素１５から流出する際に、ガス流の最後の方向変化又は偏向が生じる。
【００５４】
過熱バルブが上述のように開放された場合には、燃焼室２で発生したガスは、障害無く使用可能となった別開口１７を通じて偏向要素１５内へと向かう別の流通方向又は流通経路によって流通可能とされる。このため、燃焼室２と流出開口１６との間の流通接続部の断面積が増加する（断面が拡張される）。この別の流通経路の場合には、ガス流の方向変化の回数が実質的により少なくなることが必要とされ、これにより、このガス流の偏向回数が非常に少なくなり(すなわち、偏向要素１５から流出開口１６を通じて関連するガスバッグへと流出する際には偏向回数が１回のみとなり)、過熱バルブの開口ないし開放によって形成される別の流通経路は、本来の区画室３を通じた流通経路よりも抵抗（流通抵抗）が小さくなる。
【００５５】
これより、燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を通じて流れるよりも多い量が、別開口１７を通じて燃焼室２から流出することとなる。図４ａ及び図４ｂによれば、これらに図示されている２つの流通経路は概要のみが示されており、図４ａ及び図４ｂに図示された２つの流通経路では、燃焼室２で発生したガスが燃焼室２から変更要素１５に向けて流出し、また流出開口１６を通じて偏向要素１５から流出する様子が理想的に示されていることが、当業者には明らかである。実際にはガス流の旋回が生じるが、ここでは簡素化のためにこの旋回が考慮されていない。
【符号の説明】
【００５６】
１  外側ハウジング
２  燃焼室
３  区画室
４  点火装置
５  初期点火手段
６  増幅薬剤
７  補強カップ
８  点火装置収容体
９  閉鎖要素
１０  流通チャンネル
１１  容量補正要素
１２  ガスキット
１３  第１開口
１４  第２開口
１５  偏向要素
１６  流出開口
１７  別開口
１８  プレート
２０  燃焼室の外壁部
３０  火炎
【図１】
2010540336.tif 000003
【図２】
2010540336.tif 000004
【図３】
2010540336.tif 000005
【図４ａ】
2010540336.tif 000006
【図４ｂ】
2010540336.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月9日(2010.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載のガス発生器と、請求項１０の前文に記載のガス発生器のガス流に影響を及ぼす方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
そのようなガス発生器は、例えば、エアバッグ膨張用に使用されるガスを供給する車両のエアバッグシステムのような乗員保護システムに利用されるのが適している。そのようなガス発生器は、いわゆるボンファイヤーテスト（火炎テスト）の通過を含む安全要請に応えなければならない。このため、ガス発生器は、火炎の熱によってばらばらにならないように、すなわち破壊されないように構成されなければならない。これらの安全要請は、車両の生産者とともに、連邦材料研究試験協会での車両のガス発生器の認可機関によって規定される。
【０００３】
ボンファイヤーテスト用の火炎に関しては、ガス発生器の３つ又は４つの可能な位置が使用される。管状のガス発生器の場合には、例えば以下の４つの位置がテストされる。
【０００４】
１．ガス発生器の点火装置が火炎に向けて配置される位置
２．ガス発生器の点火装置が火炎とは反対側に配置される位置
３．ガス発生器の軸が水平で、ガス発生器における火炎の影響がガス発生器の中央部で生じる位置
４．ガス発生器の軸が引き続き水平である一方、火炎の影響がガス発生器のうち点火装置から離間する側で生じる位置
【０００５】
それは、いわゆるボンファイヤー問題（すなわち、ガス発生器の破裂が回避される一方、ガス発生器に火炎が影響を及ぼす問題）を解決するべく、錠剤又は粒剤の形態の初期点火手段（いわゆる自動点火材料）を使用する技術分野において知られている。初期点火手段は、実際のガス発生用のガス発生器で使用されるガスキットよりも低い自己点火温度（自動点火温度）とされる。例えば、１６０℃の自己点火温度を有する自己点火手段が知られている。通常、点火式のガスキットは熱抵抗が高い一方、初期点火手段に比べて点火温度が高く、或いは発熱反応温度が高い。例えば、２６０℃の発熱反応を生じるガスキットが知られている。
【０００６】
初期点火手段の機能の１つは、初期点火によって、実際のガスキットの制御された転換を生じさせることである。ここでいう「制御された転換」とは、ガスキットの燃焼速度（「燃焼率」ともいう）が適正に制御されることを意味する。ガスキットの燃焼速度は、ガスキットの転換前の温度に応じて上昇する。ガスキットの燃焼速度が高くなるほど、ガス発生器内部の内圧が高くなる。ガス発生器又は燃焼室での内圧が通常の度合いを超えた場合には、ガス発生器の破裂の危険が高まる。これは、特に強い加熱によってガス発生器の構造材料が軟弱化した場合である。このため、このことは、ボンファイヤーテストでガス発生器の構造材料が強い加熱を受けると、構造材料の構造上の性能がより低下するという技術分野から知られている。初期点火手段による初期の点火によって、またこれに伴って生じる実際のガスキットの相対的に低い開始温度での初期の転換によって、ガス発生器の内部ガス圧が低くなる結果、ガス発生器の構造材料に作用する負荷が低い状態で維持され、これにより破裂の危険が低下する。
【０００７】
ボンファイヤーテスト時において、ガス発生器への火炎の影響によってガス発生器に作用する熱が熱伝達で初期点火手段へと迅速に伝達できる場合に、上述の機能を初期点火手段によって特に良好に果たすことができる。これは、例えば点火装置が火炎に向けて配置された場合のように、特に有利なテスト位置がある場合とされる。この位置では、初期点火手段と火炎又は火との距離がそれぞれ短くなるほどに熱伝達が有利になることによって、自己点火手段の自己点火温度に迅速に到達することができる。
【０００８】
ボンファイヤーテスト時の不利な位置、例えばガス発生器とガス発生器のうち初期点火手段又は点火装置から離間する側にある火炎とが平面上に配置された位置の場合、初期点火手段の作動が遅延化し得る。これは、火炎と初期点火手段との間の距離が相対的に長いため、初期点火手段への熱伝達に要する時間が長くなるからである。この場合には、ガスキットは点火時にもはや相対的に高温とされ、これにより燃焼速度が高くなり、したがってガス発生器の燃焼室における内圧が高くなる。更に、ジェネレータハウジングは、温度上昇によって剛性が大きく低下する。最悪の場合には、ボンファイヤーテスト時にガス発生器の破裂が生じ得る。
【０００９】
先行技術文献ＵＳ−Ａ  ５，７３８，３７２によれば、ガス発生器が供給接続部を備え、これを介してガス発生器の内部空間が当該内部空間の圧力下のガスで充填可能とされる。内部空間の充填後には、高温又は溶融の場合に変形するシール部材によって供給接続部が閉鎖可能とされる。このため、供給接続部が再び開放可能とされ、これにより高温の場合に開放されるガス発生器の安全バルブが表現される。一方で、ガス発生器に貯留されたガスは、ガス流出口においてはガス発生器から流出せず、ガス発生器の供給接続部において流出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の問題は、ボンファイヤーテストを特に有利な方法で通過するガス発生器を提供することに基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この問題は、請求項１に記載の特徴を有するガス発生器によって解決される。そのようなガス発生器は、特に車両のエアバッグモジュール用の乗員保護システムに適している。ガス発生器は、外側ハウジングと、その外側ハウジングの内側に設けられた内側ハウジングとを備え、その内側ハウジングがガス発生剤を収容する機能を有する。通常の点火式ガスキットは、燃焼時に多量のガスを発生する固形の可燃材料からなるガス発生剤として使用可能とされる。ガス発生器の内部空間は、流通接続部を介してガス発生器の流出開口に接続され、ガス発生剤の燃焼後にガス発生器で生じたガスは、その流通接続部を通じてガス発生器外に流出し関連するエアバッグ内へと流れる。
【００１２】
本発明によれば、内部空間と流出開口との間のこの流通接続部の断面積（ないし断面）は、温度に依存して可変とされる。
【００１３】
変更例の１つでは、内部空間と流出開口との間の流通接続部の断面積は、所定の変形温度に達したとき又は当該変形温度を超えたときに増加する。例えば、内部空間を流出開口に接続するために更なる別開口を設けた場合に、流通接続部の断面積を増加させることができる。
【００１４】
本発明の１つの変更例では、変形温度は、概ね２５０℃、２４０℃、２３０℃、２２０℃、２１０℃、２００℃、１９０℃、１８０℃、１７０℃、１６０℃、又は１５０℃とされ、或いは１５０℃を下回る値とされる。このため、変形温度は、正確な値を示す正確な温度である必要はなく、むしろ所定範囲内で生じる温度とされる。従って、変形温度は、材料が所定の変形を受ける温度とされる。
【００１５】
特に簡便な方法によって、内部空間と流出開口との間に別開口を設けるためには、１つの変更例として、シール要素によって閉鎖される開口が内部空間と流出開口との間に形成される。特に、この開口がシール要素によって完全に閉鎖される。１つの（単一の）開口にかえて、１つの（単一の）シール要素によって閉鎖される複数の開口を設けることができる。更に、複数の開口を用いる場合には、これらの開口のうちのそれぞれが１つのシール要素によって閉鎖されることもできる。１つのシール要素が２又はそれ以上の数の開口を閉鎖することもでき、一方では閉鎖されなければならない全ての開口が閉鎖されるように１つ以上のシール要素を設けるこができる。
【００１６】
１つの変更形態では、シール要素は、概ね２５０℃に達しない、特には概ね２４０℃、２３０℃、２２０℃、２１０℃、２００℃、１９０℃、１８０℃。１７０℃、１６０℃又は１５０℃に達しない溶融温度の材料からなる。溶融温度は、概ね１５０℃以下であってもよい。この材料の溶融温度は変形温度の特殊な場合とされる。この溶融温度では材料は変形可能ではなく、この温度で溶融する。シール要素全体は、前述の溶融温度の１つを有する材料からなることが可能とされる。この材料は純物質である必要はなく、実際にはこの材料を構成するべく異なる物質の混合物を使用することもできる。
【００１７】
１つの変更例では、シール要素は、合成樹脂材料、特にはポリプロピレン又はポリアミドからなる。ポリプロピレンは溶融温度が概ね１６０℃とされ、またポリアミドは溶融温度が概ね２２０℃とされる。
【００１８】
１つの更なる別の変更例では、合成樹脂材料がガラス繊維（ファイバーグラス）からなる。ガラス繊維を加えることによって、合成樹脂材料の剛性が高まり、合成樹脂材料の溶融温度が実質的に影響を受けない。
【００１９】
１つの変更例では、内部空間と流出開口との間の流通接続部の断面積を変化させることによって、更なる別の流通経路が形成される。内部空間に配置されたガスキットから燃焼時に発生したガスは、内部空間からガス発生器の流出開口へと流れる過程において、最初から形成されている流通経路に加えて、この別の流通経路を通じて流通可能とされる。
【００２０】
内部空間での温度上昇時に、特に有利に圧力を低下させ、また内部空間からガスを噴出ないし吐出させるためには、そのような変更実施形態での別の流通経路は、この別の流通経路を通じて流れるガスが、最初から形成されている流通経路を通じて流れるガスよりも偏向が少なくなるように構成される。これは、別の流通経路がない場合には、内部空間と流出開口との間がより直接的に接続されることを示すものである。
【００２１】
本発明に係る問題は、また請求項１０の特徴を有する、ガス発生器のガス流の影響を及ぼす方法によっても解決される。この方法によれば、ガス発生器は、外側ハウジングと、ガス発生剤を収容するべく外側ハウジング内に設けられる内側ハウジングと、内部空間で発生したガスをガス発生器外へ噴出ないし吐出するための流出開口と、内部空間と流出開口との間の流通接続部とを備える。流通接続部の断面の少なくとも一部分がシール要素によって閉鎖される。ガス発生器のうちシール要素が割り当てられた領域の温度が、所定の変形温度に達するように或いは当該変形温度を上回るように上昇することによって、シール要素への熱伝達によってシール要素の変形が達成される。このため、流通接続部の断面積が変更される。
【００２２】
特には、その時までにシール要素によって断面が閉鎖されていた部位が開放される。このため、流通接続部において、更なる別の断面部分が形成される。
【００２３】
ガス発生器のうち、温度が変形温度に達する或いは変形温度を超える領域は、内部空間のうち、流通接続部の断面の一部を閉鎖するべくシール要素が配置される部位であるのが好ましい。内部空間における外部からの熱の影響は、ガス発生器又は内部空間の部位とは別の領域でも生じる可能性があり、このときシール要素が配置されているガス発生器の領域又は内部空間の部位での温度上昇による熱伝達が達せられる。
【００２４】
断面積を変更するこの方法は、上述の種類のガス発生器に特に有利に適用される。これに関して、ガス発生器に関する従属項に記載の特徴は、本方法の変更例又は変更の実施形態においても適用することができ、これにより上述のそれぞれの説明に関連している。更に、方法に関する説明もまた、クレームされたガス発生器に対して適用可能とされる。
【００２５】
本発明の更なる実施形態及び詳細については、以下の図面が参照されるより詳細な記載にしたがって説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施の形態のガス発生器の断面構造を示す図である。
【図２】第２実施の形態のガス発生器の断面構造を示す図である。
【図３】ボンファイヤーテスト時におけるテスト位置での状態を示す図である。
【図４ａ】図１のガス発生器外へのガス流通経路の可能性を、過熱バルブが閉止された場合について示す図である。
【図４ｂ】図１のガス発生器外へのガス流通経路の可能性を、過熱バルブが開放された場合について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１には、ガス発生器（「ガスジェネレータ」ともいう）の断面構造が示されており、このガス発生器は、外側ハウジングの中に配置された内部空間としての燃焼室２（「燃焼チャンバー」ともいう）と、外側ハウジング１と燃焼室２との間に配置された区画室３（「プレナム」、「空気たまり」、「空気充満空間」ともいう）とを備えており、燃焼室２で発生したガスがその区画室を通じて流通可能とされている。
【００２８】
更に、外側ハウジング１の内部には、図１に示すガス発生器の左側に、電気式の点火装置４（イグナイター）と、初期点火手段５と、増幅薬剤６（「初期点火手段５の点火を増幅させるための薬剤」ともいう）とが設けられている。増幅薬剤６は、補助薬剤としても示される。点火装置４、初期点火手段５及び増幅薬剤６は、共に補強カップ７内に配置されており、この補強カップは、区画室３のような隙間が形成されることなく、少なくとも一部が外側ハウジング１内に配置されている。このため、点火装置４は、補強カップ７の中へと突出しており、また一方では点火装置収容体８によって補強カップに保持されている。点火装置４は、通常の形態によって電気接続ケーブルを介して電気的な電圧源に接続されており、また作動の際に当該電圧源によって起動される。
【００２９】
増幅薬剤６及び初期点火手段５が設けられた補強カップ７の内部は、フィルム状又は膜状の閉鎖要素９によって流通チャンネル１０から分離されており、閉鎖要素９が破裂した後には、燃焼室２と補強カップ７の内部との間がこの閉鎖要素によって接続される。
【００３０】
燃焼室２のうち補強カップ７に対向する側には、弾性の金属繊維フリースの形態の容量補正手段１１が更に配置されている。この容量補正手段１１によって、錠剤又は粒剤の形態の点火式のガスキット１２が燃焼室２において確実に保持され、ガス発生器の作動時にガスキット１２による過度のノイズが生じない。ガスキット１２は、ガス発生手段（所定のガスを発生させることが可能な「ガス発生剤」ないし「ガス発生物」ともいう）を構成している。内容を明確化するために、ガスキット１２を構成する錠剤又は粒剤（粒子）の全てには、対応する参照符号を付していない。
【００３１】
燃焼室２は、円筒状に構成され、その周面に複数の第１開口１３を備えており、これら第１開口は破断部分又は孔として構成され、また燃焼室２の内部と区画室３との間に所定の接続ないし連通状態を形成する。内容を明確化するために、図１には幾つかの開口１３のみが図示されている。区画室３は、第２開口１４を介して中空状の偏向要素１５の内部に接続ないし連通されており、これにより区画室３内のガスが第２開口１４を通じて偏向要素１５内へと流入可能とされる。最終的には、流出部１６を介してガス発生器から偏向要素１５外へとガスが流出可能とされ、またガス発生器に結合されたエアバッグに充填される。
【００３２】
偏向要素１５のうち燃焼室２に対向する側には、プレート１８（「板状部材」ともいう）によって閉鎖される更なる別開口１７が形成されている。このプレート１８は、シール要素を構成しており、本実施の形態では偏向要素１５のうち燃焼室２に対向する外面上に付着されている。このプレート１８は、合成樹脂材料によって形成されており、その溶融温度（「融解温度」ないし「溶解温度」ともいう）は、鋼鉄の溶融温度（１５４０℃）よりも著しく低く、例えば概ね１３０から２６０℃あたりにある。
【００３３】
別開口１７及びプレート１８は、熱によって作動可能とされたバルブ又は過熱バルブを共に形成する。ガス発生器の外側ハウジング１が、ボンファイヤーテスト（「火炎テスト」ともいう）の間に火炎によって加熱される場合には、例えばガス発生器に作用する火炎の熱が、外側ハウジング１から偏向要素１５を介して燃焼室２の外壁部２０へと伝達される。このため、燃焼室２に設けられたガスキット１２は、偏向要素１５に設けられたプレート１８と同様にして温められる。最終的には、温度上昇によってプレート１８の変形温度に達する。プレート１８を構成する材料は、この変形温度において軟らかくなり始め、また変形し始める。プレート１８がそのような軟弱状態になると、燃焼室の低過圧によって、プレート１８が破裂される。このため、その下流に配置された別開口１７が開放され、これにより燃焼室２で発生したガスが別開口１７を通じて偏向要素１５内へと流通可能とされる。燃焼室２から第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を経由して偏向要素１５内へと通じる最初から設けられている流通経路は、維持されたままの状態とされる。
【００３４】
ガス発生器が偏向要素１５及びプレート１８とともに加熱された（温められた）状態が生じた場合には、またプレート１８の溶融温度に達し得る。この場合には、プレート１８が溶融して、燃焼室２を低過圧にする必要なしに別開口１７がもはや開放される。そのような場合には、燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を経由する流通経路に加えて、別開口１７を通じて偏向要素１５内へと流れ、またここから流出開口１６を通じ関連するエアバッグ内へと流れる流通経路によって最初から適正に流通可能とされる。
【００３５】
ガス発生器がプレート１８の変形温度又は溶融温度に達するまで加熱されない場合には、プレート１８はそのままの状態とされ、また別開口１７は閉鎖されたままの状態とされる。この場合には、燃焼室２から別開口１７を通じて偏向要素１５内へと流れ、またここから流出開口１６を通じてガス発生器外へと流れる別の流通経路は有効とされない（ガス流が生じない）。
【００３６】
これは、プレート１８の材料の選択することにより、プレート１８及び別開口１７によって形成される過熱バルブの温度に依存した開放形態を実現できることを意味する。この場合、ガス発生器を単なる短期間で加熱したときには別開口１７は開放されず、また燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３、区画室３及び第１開口１４を通じてのみ偏向要素１５内へと流れることが可能とされる。
【００３７】
エアバッグの通常動作時において、燃焼室２から流出して偏向要素１５内へと流入するそのようなガス流が要請され、また図１に示すガス発生器によってそのようなガス流を形成可能とされる（これに関しては、図４Ａも参照）。例えば、車両事故によってエアバッグの作動が生じる場合には、最初に電圧供給がなされることによって点火装置４が作動する。点火装置４が初期点火手段５及び増幅薬剤６を点火する。このため、補強カップ７内で高温の燃焼ガスが発生し、その燃焼ガスによって補強カップ７内が高圧化状態とされる。この高圧化状態のために閉鎖要素９が破壊され、これにより高温の燃焼ガスが流通チャンネル１０を通じて燃焼室２へと流通可能とされる。このため、高温の燃焼ガスによって燃焼室２のガスキット１２の転換（「物質変換」ないし「相変化」ともいう）が生じ、これにより多量のガスが発生する。このガスは、それから第１開口１３を通じて区画室３内へ流れ、またそこから第２開口１４を通じて偏向要素１５内へと流れる。このため、ガスは、区画室３外へと流出する時と同様に区画室内へと流入する時に、第２開口１４によって偏向要素１５へと偏向され、このガスが少なくとも２回の方向変化を受ける。偏向要素１５内において、ガスは、流出開口１６を通じてガス発生器外へと関連するガスバッグ内に流入するべく、更に流出開口１６に向けて偏向される。
【００３８】
例えばボンファイヤーテストの間に、ガス発生器の加熱ないし加温によって、偏向要素１５又は燃焼室２の内部が十分に温められた場合に、プレート１８が溶融して開口１７が開放される。上記の説明のように高温状態のよる自己点火によって、或いは補強カップ７から流出した高温ガスが流入することによって、ガスキット１２が点火された場合には、発生したガスが別開口１７を通じて偏向要素１５内へと直接的に流入することも可能とされる。このため、これらのガスは、偏向要素１５から流出して流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へと案内されるまでは方向変化を受けない。
【００３９】
このため、第１開口１３、区画室３及び別開口１４を通じて偏向要素１５内へと流れる場合に比べて、別開口１７を通じて流れるガス流出速度を著しく高くすることができる。その結果、温度上昇によって燃焼室２で直ちに内圧が高圧化され、またそれに付随して燃焼速度（「燃焼率」ともいう）が上昇するのを、容易に解消することが可能とされる。ガス発生器を破裂させ得る臨界圧力は発生しない。
【００４０】
プレート１８及び別開口１７によって形成された過熱バルブを使用することで、燃焼室２のうち流出開口１６に対向する領域に、更なる別の初期点火手段を使用する必要がなくなる。この領域で更なる別の初期点火手段にそのように使用すると、ガスキット１２の点火前にガスキットの転換によって非常に高い燃焼速度が形成される温度に達するまで、燃焼室２での温度が上昇するのが妨げられる。更に、図１の実施形態に関しては、ガス発生器の外側ハウジング１、又はガス発生器の他の構成要素を、剛性及び耐熱性の高い鋼鉄によって製造する必要がない。また、本実施の形態に関しては、互いを押圧することによるプラグ接続の助けによって互いに押圧されることで、偏向要素１５が燃焼室２の外壁部２０に適切に接続され、ガス発生器のこれら構成要素間の剛性を高めるための追加の溶接が必要とされない。
【００４１】
ガス発生器の通常作動時においてプレート１８の基準を確保するために、プレート１８は、非常に剛性が高く又は強化された合成樹脂材料から製造され、或いは十分なプレート厚みを有する大きさとされる。これにより、通常は概ね５０ｍｓで生じる、燃焼室２でのガスキット１２の通常転換時においては、プレート１８が当該プレート１８の変形温度に達するまで加温ないし加熱されないという効果がある。同様に、プレート１８の大きさを選択することによって、プレート１８が燃焼室２で発生した圧力に対抗できるという結果となる。これは、別開口１７が通常は常時閉鎖された状態であり、これにより燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３を通じてのみ燃焼室２外へと流出可能であることを意味している。
【００４２】
ボンファイヤーテストでは、通常、ガス発生器が対応する火炎によって数分間加熱され、これによりプレート１８を変形温度又は溶融温度を上回る温度に達するまで加温ないし加熱することができる。ボンファイヤーテストの間に、火炎からガス発生器へと伝達した熱は、火炎がガス発生器に接触した位置から、ガス発生器のうち外側ハウジング１、偏向要素１５及び燃焼室２の外壁部２０のような鋼鉄からなる部位を介して、ガス発生器内に広がる。このため、偏向要素１５は、２００℃、３００℃、また更には４００℃以上に達する。偏向要素１５に固定されたプレート１８は、同様に加熱され、軟らかくなり始め、また変形温度で変形し始め、また溶融温度に達したときに液相状態となる。この溶融によって別開口１７が開放される。
【００４３】
補強カップ７内が初期点火手段５の点火温度（例えば、１６０℃）に達すると、初期点火手段５が点火され、またその部分で転換薬剤６を点火する。このため、発生したガスによってガスキット１２が点火される。燃焼室２で発生したガスは、別開口１７を通じて偏向要素１５内へと最大範囲に流れ、またそこから流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へと流れる。発生したガスのうちの小部分は、燃焼室２から流出し第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を経由して偏向要素１５内へと流入し、またそこから流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へと流れる。
【００４４】
所定のボンファイヤーテストの場合に、長さと径の比率が大きい管状（チューブ状）のガス発生器用として、特に、プレート１８及び別開口１７からなり、熱によって作動可能なバルブ（過熱バルブ）を使用するのが有利とされる。過熱バルブは、簡素化された構造によって作動可能とされ、またそれに加えて、通常動作時においてガス発生器の性能に影響しない。過熱バルブは小空間のみが必要であるため、過熱バルブを備えているにもかかわらず、ガス発生器のコンパクト構造が確保される。別の初期点火手段を使用することによってボンファイヤー問題に対処する代替の解決法に対比して、より安価での製造が達成される。
【００４５】
図２には、別実施の形態のガス発生器の断面構造が示されている。このガス発生器は、図１に示すガス発生器と同様の構成要素を備えており、これにより前述の説明が参照される。同一の構成要素には、同一の参照符号が使用されている。
【００４６】
図１に示すガス発生器と対比すると、図２に示すガス発生器は、２つの別開口１７を備えており、これら別開口が共通のプレート１８によって燃焼室２に対してシールされる。プレート１８が溶融した場合、燃焼室２と偏向要素１５の内部との間の２つの開口が同時に開放され、これにより燃焼室２で発生したガスは、更に流速を高め偏向要素１５及び流出開口１６を通じて燃焼室２外へと流出可能とされる。
【００４７】
原則として別開口１７の数は制限されない。これにより、２つ以上の別開口１７を設けることができる。異なる別開口１７に対して異なるプレート１８を割当てることが考えられ、異なるプレート１８は、異なる溶融点を有する異なる材料から製造され得る。この場合、ガス発生器の温度に依存する、燃焼室２と偏向要素１５との間の流通接続部（ガス流通のための接続部分）の断面積を変更することが可能とされる。このため、温度がより高く上昇するほどに、プレート１８の溶融が進行して開口１７が開放される。これは、燃焼室２の内部温度が特に高い場合には、燃焼速度が高まり、それとともに燃焼室２での内圧が高まり、原則的に燃焼室２と偏向要素１５又は流出開口１６との間の断面積が大きいほど効果があることを意味している。
【００４８】
燃焼室２の温度が低いとそのような大きな断面積が必要なく、このことは、ガス発生器のより低い温度で必ずしも全てのプレート１８が溶融せず、また結果的に、燃焼室２と偏向要素１５との間の別開口１７の全てが必ずしも開放されないことによって説明される。
【００４９】
別個に変形可能とされ或いは溶融可能な領域を有する１つの（単一の）プレート１８のみを用いることも可能であり、これによりプレート１８の下流にある別開口１７もまた、ガス発生器の温度に依存して開放される。
【００５０】
図３には、ボンファイヤーテストを受けている状態にある一般的なガス発生器の断面構造が示されており、一方でこのガス発生器が不利なボンファイヤーテスト位置にある。ガス発生器の各々の要素に関しては、上述の説明が参照される。このため、この一般的なガス発生器は、図１及び図２のガス発生器に類似の複数の構成要素を備えている。一方で、図３のガス発生器は、過熱バルブを備えていない。
【００５１】
このボンファイヤーテスト位置において、バーナーの火炎３０は、ガス発生器のうち流出開口１６が設けられている領域に向けられている。この領域は、初期点火手段５が配置された領域とは反対側に位置している。このことにより、過熱バルブが設けられていない場合には、初期点火手段５の点火温度に達するのに十分な温度上昇がその周辺部分で得られるように、火炎３０の熱が最初に外側ハウジング１、又は偏向要素１５と燃焼室のうち補強カップ７に向かう外壁部２０との金属部分にわたって伝達されなければならないこととなる。
【００５２】
この熱移動に大変長い時間を要してから、それに応じて燃焼室２の内部が温まることができる。初期点火手段５及び増幅薬剤６が作動し、このため高温ガスの発生によってガスキット１２が点火されるまで、燃焼室２の温度は、もはや時折相当に高くなり、ガスキット１２の燃焼速度が相当に高くなり、ガス発生器の破裂（分裂状態）を引き起こす圧力が発生する。このため、火炎による加温ないし加熱によって、もはや外側ハウジング１、偏向要素１５及び／又は燃焼室２の外壁部２０の軟弱化を生じ得ることがわかる。
【００５３】
図４ａには、図１のガス発生器の断面構造が示されており、ガスキット１２の転換によって燃焼室２で生じるガスの流通経路又は流通接続部での可能な流通方向が矢印で示されている。過熱バルブが閉止された場合には、プレート１８は影響を受けず、別開口１７が閉鎖されたままとされ、第１開口１３を通じてのみ区画室３内へとガスが流れ、また当該区画室から第２開口１４を通じて偏向要素１５内へとガスが流れ、また当該偏向要素から流出開口１６を通じて関連するエアバッグ内へとガスが流れることが可能とされる。この流れの場合には、区画室３への流入時にガス流の第１の（１回目の）偏向が生じ、区画室３から偏向要素１５内への流出時にガス流の第２の（２回目の）偏向が生じ、また最終的には、偏向要素１５内を流出開口１６へと向かう途中で更なる偏向又は方向変化が生じ、また流出開口１６を通じて偏向要素１５から流出する際に、ガス流の最後の方向変化又は偏向が生じる。
【００５４】
過熱バルブが上述のように開放された場合には、燃焼室２で発生したガスは、障害無く使用可能となった別開口１７を通じて偏向要素１５内へと向かう別の流通方向又は流通経路によって流通可能とされる。このため、燃焼室２と流出開口１６との間の流通接続部の断面積が増加する（断面が拡張される）。この別の流通経路の場合には、ガス流の方向変化の回数が実質的により少なくなることが必要とされ、これにより、このガス流の偏向回数が非常に少なくなり(すなわち、偏向要素１５から流出開口１６を通じて関連するガスバッグへと流出する際には偏向回数が１回のみとなり)、過熱バルブの開口ないし開放によって形成される別の流通経路は、本来の区画室３を通じた流通経路よりも抵抗（流通抵抗）が小さくなる。
【００５５】
これより、燃焼室２で発生したガスは、第１開口１３、区画室３及び第２開口１４を通じて流れるよりも多い量が、別開口１７を通じて燃焼室２から流出することとなる。図４ａ及び図４ｂによれば、これらに図示されている２つの流通経路は概要のみが示されており、図４ａ及び図４ｂに図示された２つの流通経路では、燃焼室２で発生したガスが燃焼室２から変更要素１５に向けて流出し、また流出開口１６を通じて偏向要素１５から流出する様子が理想的に示されていることが、当業者には明らかである。実際にはガス流の旋回が生じるが、ここでは簡素化のためにこの旋回が考慮されていない。
【００５６】
本発明では、「請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のガス発生器であって、
シール要素（１８）で閉鎖される開口が、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間に形成されることを特徴とするガス発生器」という態様（態様１）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１に記載のガス発生器であって、前記シール要素（１８）は、少なくとも２５０℃の溶融温度を有する材料からなることを特徴とするガス発生器」という態様（態様２）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から５、前記態様１から２のうちのいずれかに記載のガス発生器であって、前記流通接続部の断面積の変化によって、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間に別の流通経路が形成されることを特徴とするガス発生器」という態様（態様３）を採り得る。
また本発明では、「前記態様３に記載のガス発生器であって、前記別の流通経路は、当該流通経路を通じて前記流出開口（１６）へと流れるガスが、前記断面積の変化前に形成されている所定の流通経路を通じて流れるガスよりも方向変化の回数が少なくなるように構成されていることを特徴とするガス発生器」という態様（態様４）を採り得る。
【符号の説明】
【００５７】
１  外側ハウジング
２  燃焼室
３  区画室
４  点火装置
５  初期点火手段
６  増幅薬剤
７  補強カップ
８  点火装置収容体
９  閉鎖要素
１０  流通チャンネル
１１  容量補正要素
１２  ガスキット
１３  第１開口
１４  第２開口
１５  偏向要素
１６  流出開口
１７  別開口
１８  プレート
２０  燃焼室の外壁部
３０  火炎
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員保護システム、特に車両のエアバッグモジュールのためのガス発生器であって、
外側ハウジング（１）と、
ガス発生剤（１２）を収容するべく前記外側ハウジング（１）内に形成された内部空間（２）と、
前記内部空間（２）で発生したガスをガス発生器外へ噴出させるための流出開口（１６）と、
前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の流通接続部と、
を備え、
前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の前記流通接続部の断面積が、温度に応じて可変とされた構成であることを特徴とするガス発生器。
【請求項２】
請求項１に記載のガス発生器であって、
前記内部空間（２）の一部が所定変形温度に達し又は当該変形温度を超えたときに、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の前記流通接続部の断面積が大きくなることを特徴とするガス発生器。
【請求項３】
請求項２に記載のガス発生器であって、
前記変形温度が２５０℃またはそれを下回ることを特徴とするガス発生器。
【請求項４】
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のガス発生器であって、
前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間に形成された開口を閉鎖するシール要素（１８）は、合成樹脂材料、特にポリプロピレン又はポリアミドからなることを特徴とするガス発生器。
【請求項５】
請求項４に記載のガス発生器であって、
前記合成樹脂材料は、ガラス繊維からなることを特徴とするガス発生器。
【請求項６】
ガス発生器のガス流に影響を及ぼす方法であって、
外側ハウジング（１）と、ガス発生剤（１２）を収容するべく前記外側ハウジング（１）内に形成された内部空間と、前記内部空間で発生したガスをガス発生器外へと噴出させるための流出開口（１６）と、前記内部空間（２）と前記流出開口（１６）との間の流通接続部とを有し、前記流通接続部の断面の少なくとも一部がシール要素（１８）で閉鎖される構成のガス発生器を準備するステップと、
前記ガス発生器のうち前記シール要素（１８）が割り当てられた領域の温度を、所定の変形温度に達するまで又は当該変形温度を超えるまで上昇させ、これにより前記流通接続部の断面積を変化させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記流通接続部の断面積が、温度上昇によって大きくなることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2010540336.tif 000008
2010540336.tif 000009
2010540336.tif 000010
2010540336.tif 000011
2010540336.tif 000012
2010540336.tif 000013