(57)【要約】   本発明は、燃焼チャンバー（２）にガス発生剤（３）が配置された車両乗員保護装置用のガスジェネレータ（１）に関するものである。円錐状の堆積チャンバー（５）は、複数のガス通過孔（５１）が形成された第１壁部（５０）と、第１壁部（５０）に対し所定の角度をなして延在し、少なくとも１つの流出孔（６）が形成された少なくとも１つの第２壁部（１１０）とを備える。燃焼チャンバー（２）の内部で発生したガスは、ガス通過孔（５１）を通って堆積チャンバー（５）に流入し、また少なくとも１つの流出孔（６）を通って堆積チャンバー（５）から流出する。【選択図】      図２
2010533618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼チャンバー（２）にガス発生剤（３）が配置された車両乗員保護装置用のガスジェネレータであって、
複数のガス通過孔（５）が形成された第１壁部（５０）と、前記第１壁部（５０）に対し所定角度をなして延在し、少なくとも１つの流出孔（６）が形成された少なくとも１つの第２壁部（１１０）とを含む円錐状の堆積チャンバー（５）を備え、
これにより前記燃焼チャンバー（２）の内部で発生したガスは、前記複数のガス通過孔（５１）を通って前記堆積チャンバー（５）に流入し、また前記少なくとも１つの流出孔（６）を通って前記堆積チャンバー（５）から流出する構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が前記複数のガス通過孔（５１）を通った後に当該堆積チャンバーの少なくとも１つの壁部（１１０，１１１）に衝突し、その後に方向転換するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項３】
請求項２に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が当該堆積チャンバーから流出する前に当該堆積チャンバーの壁部（１１０，１１１）に２回衝突し、その後に方向転換するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項４】
請求項４に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が前記複数のガス通過孔（５１）を流通した後に当該堆積チャンバー（５）の第２壁部（１１０）に衝突して方向転換し、その後に当該堆積チャンバー（５）の第３壁部（１１１）に衝突して更に方向転換し、そこから前記少なくとも１つの流出孔（６）を通って当該堆積チャンバー（５）から流出するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項５】
請求項２から５のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が１つの壁部（１１０，１１１）に衝突した後に概ね９０度で方向転換するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）の前記複数のガス通過孔（５１）は、前記少なくとも１つの流出孔（６）からオフセットして配置されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、当該堆積チャンバー（５）でのガス流速が前記少なくとも１つの流出孔（６）の方向に関して低下するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【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ジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、前記少なくとも１つの流出孔（６）の方向に関して円錐状に拡張された構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項９】
請求項６に従属の請求項８に記載のガスジェネレータであって、
前記複数のガス通過孔（５１）の全てが前記少なくとも１つの流出孔（６）からオフセットして配置され、これにより前記堆積チャンバー（５）のうち前記複数のガス通過孔（５１）を形成する領域から円錐状に拡張された領域に前記少なくとも１つの流出孔（６）が形成された構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１０】
請求項１から９のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）は、前記ガスジェネレータ（１）の外郭に対して角度をなして延在する構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、前記第１壁部（５０）、前記第２壁部（１１０）及び第３壁部（１１１）によって形成され、これにより前記第２壁部（１１０）が前記ガスジェネレータハウジングの側壁部によって形成され、また前記第３壁部（１１１）が前記ガスジェネレータハウジングの底部領域又はカバー領域によって形成された構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１２】
請求項６に従属の請求項１１に記載のガスジェネレータであって、
少なくとも１つの流出孔（６）と底部領域又はカバー領域（１１１）との距離（Ａ）に対する、ガス通過孔（５１）と底部領域又はカバー領域（１１１）との距離（Ｂ）の比率が、１．５を上回るか、或いは１．５に等しいことを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のガスジェネレータであって、
前記ガスジェネレータハウジングの底部領域又はカバー領域によって形成された第３壁部（１１１）が、前記ガスジェネレータハウジングの側壁部によって形成された第２壁部（１１０）の縁部を形成することを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１４】
請求項６に従属の請求項１３に記載のガスジェネレータであって、
少なくとも１つの流出孔（６）と前記縁部との距離（Ａ）に対する、ガス通過孔（５１）と前記縁部との距離（Ｂ）の比率が、１．５を上回るか、或いは１．５に等しいことを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１５】
請求項１から１４のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記燃焼チャンバー（２）及び前記堆積チャンバー（５）が回転対称形状となるように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１６】
請求項１から１５のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、少なくとも１つの流出孔（５）に隣接して、ガス流が前記流出孔（６）を流通する前に旋回するアンダーカット部（５２）を備える構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１７】
請求項１から１６のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）のガス通過孔（５１）は、孔、長孔、或いはドーム型の突出部として構成されることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１８】
請求項１から１７のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）の複数のガス通過孔（５１）は、ガス流が前記第１壁部（５０）外において前記堆積チャンバー（５）へと本質的に接線方向に流れるように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）は回転可能に配設され、ガス流の接線方向の流出によって当該第１壁部（５０）の回転が開始される構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項２０】
請求項１から１９のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記複数のガス通過孔（５１）の断面積が前記流出孔（６）の断面積を上回る構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項２１】
請求項１から２０のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記流出孔（６）の断面積は、当該流出孔（６）でのガス流速が音速を上回るか或いは音速に等しくなるように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項２２】
請求項１から２１のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記ガスジェネレータ（１）は、ワイヤメッシュフィルター、エキスパンデッドメタルフィルター、或いは焼結メタルフィルターを用いることなく構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項２３】
請求項１から２２のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）は、前記燃焼チャンバー（２）の一部を構成し、前記燃焼チャンバー（２）の境界を規定し、また前記燃焼チャンバー（２）外に配設されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項２４】
ガスジェネレータのガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を除去するための方法であって、
円錐状に形成された堆積チャンバー（５）にガスを流通させ、これにより前記堆積チャンバー（５）の少なくとも１つの壁部（１１０，１１１）にガス流を衝突させ、その後にガス流を方向転換させることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
第１の方向転換後に円錐状の前記堆積チャンバー（５）によってガスの圧力が低下し、これによりガス流速が低下することを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２４または２５に記載の方法であって、
前記堆積チャンバー（５）の第１壁部（５０）の複数のガス通過孔（５１）を通過したガス流は、前記堆積チャンバー（５）の第２壁部（１１０）に衝突して方向転換され、その後に前記堆積チャンバー（５）の第３壁部（１１１）に衝突して更に方向転換され、そこから少なくとも１つの流出孔（６）を通って前記堆積チャンバー（５）から流出することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、
ガス流は、第２の方向転換がなされる前、方向転換時、或いは方向転換がなされた後に乱流状態とされることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２４から２７のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
ガス流が概ね９０度で方向転換されることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２４から２９のうちのいずれか一項に記載の方法であって、
ガス流が所定の旋回軸まわりに旋回され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の前文に記載の車両乗員保護装置用のガスジェネレータと、ガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を除去するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、ガスジェネレータのガス発生剤が燃焼する間において、ガス流に含まれる固体および／または液体の燃焼残渣が生成される。これらの固体及び液体の燃焼残渣が、例えばエアバッグのような周辺領域に流出するのを防止するべく、ワイヤメッシュフィルター、エキスパンデッドメタルフィルター、焼結メタルフィルターによるガス流の濾過構造、或いは前記の各濾過構造を組み合わせた構造が知られている。フィルターの表面積を拡張することにより熱吸収を良好に行い、したがってガス流を冷却することができ、燃焼残渣の濾過が可能とされる。一方で、フィルターを使用することで、重量が増加し、装着スペースが拡張され、流量が安定せず、また製造コストが増大する。
【０００３】
ＥＰ  ０８０８２５８  Ｂ１によれば、ガス発生剤で発生したガス流が燃焼チャンバーから堆積チャンバー及び濾過チャンバーによって形成された膨張チャンバーへと誘導される構成のガスジェネレータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ  ０８０８２５８  Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ガスジェネレータのガス流おいて、フィルターを使用することなく固体及び液体の燃焼残渣を効果的に堆積させて、ガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を除去するためのガスジェネレータとその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴を有するガスジェネレータ、および請求項２０に記載の特徴を有する方法によって達成される。本発明の改良の好ましい形態が従属項に記載されている。
【０００７】
これにより、ガスジェネレータは円錐状に形成された堆積チャンバーを備え、この堆積チャンバーには、複数のガス通過孔を有する第１壁部と、第１壁部に対し所定角度で傾斜して配置され少なくとも１つの流出孔（「放出孔」ともいう）が形成された少なくとも１つの第２壁部が設けられている。燃焼チャンバーで発生したガスは、ガス通過孔を通って堆積チャンバーへ移流し、少なくとも１つの流出孔を通ってその堆積チャンバーから流出する。円錐状に形成された堆積チャンバーによって、ガス流は堆積チャンバーを通過する間に圧力低下が生じ、これによりガス流速が低下する。ガス流速の低下によって、ガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣（「燃焼残留物」ともいう）のセパレータでの堆積効率が上昇する。
【０００８】
本発明において「円錐状」とは、少なくとも一方向に向けて傾斜した（「漸減した」或いは「先細状の」ともいう）種々の円錐構造と解される。本発明において円錐構造の一例として、互いに所定の角度で傾斜した２つの壁部や側壁部を有する幾何学構造が挙げられる。従って、これらの壁部或いは側壁部は湾曲した形状とされ、また例えば円形ないし環状に構成される。
【０００９】
本発明の一実施の形態では、堆積チャンバーは、ガス流がガス通過孔を通過した後に当該堆積チャンバーの少なくとも１つの壁部に衝突し、その後に方向転換するように構成される。ガス流はそのような第１の方向転換の後、円錐状に形成された堆積チャンバーによって圧力低下が生じ、これによりガス流速が低下する。
【００１０】
更なる別の実施形態では、堆積チャンバーは、ガス流がガス通過孔を通過した後に当該堆積チャンバーの第２の壁部に衝突して方向転換し、その後に当該堆積チャンバーの第３の壁部に衝突して第２の方向転換がなされ、そこから少なくとも１つの流出孔を通って堆積チャンバーから流出するように構成される。ガス流がそれぞれ近傍の壁部に衝突する間に、高温の粒子や液体の燃焼残渣のような固形物が堆積する。更に、冷却作用が生じる。これにより、ガス流からエネルギー及び粒子が取り除かれる。好ましくは２度にわたるこれらの作用によって、固体及び液体の燃焼残渣がガス流から効果的に除去される。
【００１１】
本発明の一実施の形態では、第１壁部はガスジェネレータの外郭に対して角度をなして延在している。このため、堆積チャンバーは、所定の角度で延在する第１壁部、第２壁部および第３壁部によって形成されており、これにより第２壁部は、ジェネレータハウジングの一つの側壁部によって形成され、また第３壁部は、ジェネレータハウジングの底部領域又はカバー領域によって形成されている。このため、円錐状の堆積チャンバーを実現するべく、所定の角度で延在する第１壁部のみが設けられ、この堆積チャンバーがセパレータとしても構成される。ジェネレータハウジングの壁部によって更なる別の壁部が形成される。円錐状の堆積チャンバーを設けるべく例えばジェネレータハウジングの１つの側壁部が所定の角度で延在するように構成したり、或いは異なる角度位置に設定された第１および第２壁部を形成することも可能である。
【００１２】
更なる実施形態では、堆積チャンバーにおけるガス通過孔は、少なくとも１つの流出孔に対してオフセットして配置される。このオフセットは、従ってガス通過孔と流出孔が基準面に対して異なる距離で配置されていることを意味している。例えば、ガスジェネレータの底部領域又はカバー領域からのガス通過孔までの距離に対する、ガスジェネレータの底部領域又はカバー領域からの少なくとも１つの流出孔までの距離の比率が、１．５を上回るか或いは１．５に等しくなるように配置される。
【００１３】
更なる実施形態では、第１壁部のガス通過孔は、ガス流が第１壁部外で本質的に接線方向に堆積チャンバーへと流れるように構成される。このため、第１壁部が旋回可能に配置され、接線方向のガス流出によって第１壁部及びしたがってガス流が旋回を開始する。
【００１４】
本発明にかかる方法は、ガスジェネレータのガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を堆積させるための方法であり、円錐状に形成された堆積チャンバーを通じてガス流を流通させる処理を含み、これによりガス流が堆積チャンバーの少なくとも１つの壁部に衝突し、その後に方向転換する。
【００１５】
本発明は、幾つかの実施例に基づいて、図面を参照しつつ以下のように説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】円錐状に形成された堆積チャンバーを有する第１実施の形態のガスジェネレータの断面図である。
【図２】円錐状に形成された堆積チャンバーを有する第２実施の形態のガスジェネレータの部分断面図である。
【図３】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図４】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図５】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図６】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図７】堆積チャンバーの堆積壁部の領域に形成された複数のドーム型突出部を示す図である。
【図８】堆積チャンバーの堆積壁部の領域に形成された複数のドーム型突出部を示す図である。
【図９】図２のガスジェネレータにおいて、ガス通過孔と流出孔との間の距離を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１には、回転対称形状を有するガスジェネレータ（「ガス発生器」ともいう）１が示されており、このガスジェネレータは、ジェネレータポット（「ジェネレータ容器」ともいう）１１を含むジェネレータハウジングと、それに連結されたジェネレータカバー１２（「カバー領域」ともいう）とを備えている。ジェネレータハウジングの内部には燃焼チャンバー（「燃焼室」ともいう）２が形成されており、その燃焼チャンバーに点火要素、点火出力及び薬剤要素（図示省略）が配置されている。更にこのガスジェネレータ１は、燃焼チャンバー２に隣接して位置チャンバー５を形成しており、この位置チャンバーは、以下のようにセパレータとしても構成される堆積壁部５０（第１壁部）によって形成され、当該壁部は、ジェネレータポット１１の側壁部（第２壁部）によって、またジェネレータポット１１の底部領域１１１（第３壁部）によって、ガスジェネレータの外郭（「外形」ともいう）に対して所定角度をなして延在している。セパレータ（「分離装置」ともいう）５０のこの角度配置によれば、ジェネレータカバー１２に向かうにつれて断面が減少する。
【００１８】
セパレータ５０のこの角度配置のため、側方からみて円錐状とされ、これにより錐面がジェネレータカバー１２の方向に傾斜した（「漸減している」或いは「先細状になっている」ともいう）堆積チャンバー（「堆積室」、「分離チャンバー」、或いは「分離室」ともいう）５が実現される。この円錐状の構造のため、堆積チャンバー５はその上部領域にその下部領域よりも断面積が小さい断面領域を有しており、当該断面領域は、例えば図１において異なる大きさの断面領域Ｆ１及びＦ２によって示されている。これらの断面領域Ｆ１，Ｆ２は、垂直軸に垂直となるように、例えば水平に延在している。このためＦ２はＦ１よりも大きい。
【００１９】
複数のガス通過孔５１が堆積チャンバー５０の上部領域に配置されており、これらのガス通過孔は、例えば孔、長孔、或いはドーム型の突出部として構成される。堆積チャンバー５或いはジェネレータポット１１の側壁部１１０では、その下部領域にガスが流通するための１または複数の流出孔（「放出孔」ともいう）６が形成されており、当該流出孔は垂直方向についてガス通過孔５１に対してシフトされている。ガス通過孔５１が断面積Ａ１を有し、また流出孔６が断面積Ａ２を有し、Ａ１がＡ２よりも大きく、例えば最も断面積の小さい流通領域が流出孔６に含まれる。
【００２０】
燃焼チャンバー内においては、ガス混合反応の間に作動圧Ｐ０が生じる。このＰ０は、燃焼チャンバー２に配置されたガス発生剤の燃焼によるものであって、時間に依存している。堆積チャンバー５では、ガス通過孔５１に隣接する上部領域において圧力Ｐ１が生じており、当該圧力がセパレータ５０を通過した後のガス圧を示している。更に、ガス流（或いは「ガス」）が流出孔６を通って流出する前にセパレータ５の下部領域に圧力Ｐ２が生じる。ガスが周辺領域に流出した後の周囲の圧力がＰ３として示されている。（作動前の）時点ｔ＝０では、Ｐ０がＰ３に等しくなることが概ね必須とされる。
【００２１】
変形の実施形態では、堆積チャンバーの円錐面がジェネレータポット１１の底部の方向に向けて次第に先が細くなるようなテーパー形状となるように構成することができる。それに応じてセパレータ５０の傾斜配置が反転される。そのような実施形態では、ガス通過孔５１及び流出孔６も同様に、それに応じて反転位置に設定される。
【００２２】
以下に、図１に示すような堆積チャンバーを備えるガスジェネレータ１の機能及び作用効果が説明される。
【００２３】
燃焼チャンバー２に配置されたガス発生剤が点火された後は、燃焼チャンバー２の圧力Ｐ０が上昇する。その結果、発生したガスがガス通過孔５１を通って燃焼チャンバー２から堆積チャンバー５へと移流する。この現象は本質的に圧力がロスすることなく発生する。そのため、既に第１のフィルター機能（「濾過機能」ないし「篩い分け機能」ともいう）が生じ、（例えばガスタブレット（錠剤）の形態とされる）ガス発生剤の燃焼固形物は、燃焼チャンバー２内に留まり、燃焼チャンバー２から流出するのが防止される。
【００２４】
ガス通過孔５１の断面積Ａ１が流出孔６の断面積Ａ２よりも大きいので、ガス通過孔５１では音速は生じず、ガス流は音速に達することなく流通する。ガスジェネレータ１全体においては、ガス流速が音速を下回る。
【００２５】
ガス通過孔５１を通過することによって、側方規制のジェネレータ壁部１１０の方向へとガス流の移動方向が付与される。この高温のガス流は、規制された低温のジェネレータ壁部１１０に対して高速で衝突する。この衝突時に、高温の燃焼粒子や液体の燃焼残渣（「燃焼残留物」ともいう）のような固形物が堆積する。そのために冷却作用が発生する。凝縮および／または付着および／または遠心分離によって、構成要素が壁部１１０の内表面に集まる。ガス流からエネルギーと粒子が除去される。温度及び圧力が低下する。圧力Ｐ１が生じる。
【００２６】
さて、ガス流は概ね９０度で方向転換し、拡張する円錐面に沿って燃焼チャンバー５の底部の方向へと流れる。この流れの間に燃焼チャンバー５の断面領域が増加する（断面領域Ｆ１から断面領域Ｆ２へと断面積が増加する）ため、また断面領域Ｆ１の部位でのガス流速と断面領域Ｆ１との積が、断面領域Ｆ２の部位でのガス流速と断面領域Ｆ２との積と等しくなるため、ガス流速が本質的に低下し、例えばガス流れがゆっくりと低下する。その上、対応する方向に沿って圧力が低下する。
【００２７】
下部領域では燃焼チャンバー５によってアンダーカット部（下部をくり抜いた部分）５２が形成され、このアンダーカット部においてガス流が旋回する。更に、ジェネレータポット１１の底部領域１１１では隣接壁部によってガス流が再び誘導される。説明した堆積及び冷却の機構によって別な時に運動量が加わる。
【００２８】
ガス流速が低下するほどに固体及び液体の燃焼残渣を凝縮等によってガス流から容易の取り除くことが可能であることから、前述のようなガス流のＳ方向の流速低下によって冷却及び堆積の効率が上昇する。それゆえに、ガス流速が低下するほどに凝縮及び堆積が容易とされる低温状態になる。
【００２９】
浄化及び冷却処理がなされたガスは、再び概ね９０度で方向転換し、また圧力低下にしたがって流出孔６を通って周辺領域へと流出する。流出孔６はガスジェネレータ全体で最も狭い断面積Ａ２を有しているため、この流出孔６内での流れが音速まで加速される。このことは、加速流をつくるラバルノズルのような形態を形成することに関連している。このラバルノズルの場合、ノズルの手前で亜音速が生じ、ノズルの内部で音速となり、ノズルの後ろで超音速となり、これによりその一方ではノズルの後ろでガス流が速やかに減速される。
【００３０】
更に、ガスジェネレータ１の中間軸まわりにガス流が旋回される。そのような旋回は、（図７および８において後述されるように）接線方向のガス流及びガス通過孔５１によって、或いは所定の駆動ユニットによって生じることが可能とされる。ガス流が旋回することによって、ガス流が隣接壁部１１０と相互作用し、またその結果として堆積及び冷却の作用が向上するまでの距離が増えることとなる。
【００３１】
図２には、ガスジェネレータ１の更なる別の実施形態が示されている。このガスジェネレータ１は、回転対称形状とされ、中心軸８を有する。多数のガス錠剤３が配設された燃焼チャンバー２が図示されている。また、点火要素（「点火手段」ともいう）４１と錠剤からなる点火剤４２とが配置された点火チャンバー４が中心に設けられている。この点火チャンバー４は、燃焼チャンバー２の一部を構成することが可能とされ、或いは開口４３を有する壁部を隔てて燃焼チャンバーから分離されることが可能とされる。更に、ガス通過孔５１を有し角度をなして延在するセパレータ５０を備える堆積チャンバー５が設けられている。
【００３２】
この装置は、ジェネレータポット１１及びジェネレータカバー１２からなるジェネレータハウジングによって取り囲まれている。堆積チャンバー５の領域には、ジェネレータポット１１の底部の底部領域１１１と、ジェネレータポット１１の側壁部１１０が形成されている。側壁部１１０には、１または複数の流出孔６が設けられている。堆積チャンバー５の構造は、基本的には図１に示す堆積チャンバーの構造に一致している。
【００３３】
ガスジェネレータ１及び堆積チャンバー５の機能や有効性は、図１に関して示された機能や有効性に一致している。更なる点については以下のように言及される。
【００３４】
点火手段４１は、点火剤４２に公知の態様で所定の電位を付与することによって点火される。これにより生じた点火噴射物によって錠剤３が点火される。錠剤３の燃焼に伴う圧力上昇によって、燃焼チャンバー２から堆積チャンバー５へとガス流が移流し、これにより固体及び液体の燃焼残渣を含む高温ガスが、セパレータ５０のガス通過孔５１を通って流れて堆積チャンバー５に到達する。この流れが図２中の矢印Ａで示されている。
【００３５】
固体及び液体の燃焼残渣を含む高温ガスは、セパレータ５０を通過した後に、第１衝突領域７１においてガスジェネレータの隣接壁部１１０に衝突する。そのため、固体及び液体の燃焼残渣が堆積し、これにより図３が参照されるように、隣接壁部１１０の冷却壁のいくつかの範囲で凝縮作用が生じる。
【００３６】
必須ではないが好ましい実施形態として、高温ガスはガス通過孔５１の通過の間にセパレータ５０を軸８まわりに回転ないし旋回させるように構成される。そのため、ガス通過孔５１は、例えば図７及び８に示される突出形状のドーム型突出部５５として形成され、その開口５６は、ドーム型突出部５５から外へと接線方向にガスが流れるのを許容する。これに関連して生じるブローバック（ガスの拭き戻し）によって、この場合の枢軸とされるセパレータ５０の回転が生じる。そのため、ガス流も旋回して遠心力が付与されるという作用が生じる。これにより、固体及び液体のガス構成要素の堆積作用が向上し、また冷却作用が向上する。一方で、セパレータ５０の回転は、１つの選択肢であって、必ずしも必要とされるものではない。また、この回転は、例えば所定の駆動ユニットによる別形態によっても実現可能とされる。そのような場合、一実施の形態として、駆動ユニットがセパレータ５０をブローバックの方向と反対に旋回させ、そのセパレータは接線方向に流れるガスに対抗する。これにより堆積作用及び冷却作用が高まる。
【００３７】
図４に示されるように、固体及び液体の燃焼残渣が未だ残留する高温のままのガスは、圧力低下を伴って矢印Ｂで示されるように概ね９０度で方向転換する。堆積チャンバー５０の円錐状の構造によってこの圧力低下が強まり、これにより図１に関して説明したように流れが減速される。
【００３８】
図５に示されるように、方向転換したガスは、第２衝突領域４２において更なる第２の隣接壁部、すなわち底部領域１１１及び側壁部１１０の下部領域に衝突する。この第２衝突領域４２では、固体及び液体の燃焼残渣が新たに堆積し、再び堆積作用及び冷却作用が生じる。この堆積物は、ガスジェネレータ１の隣接壁部１１１，１１０上に生じる沈殿物とされる。
【００３９】
図６及び図６中の矢印Ｃに示されるように、固体及び液体の燃焼残渣が圧力低下に伴って新たに堆積した後に、ガスジェネレータハウジングからガスが流出し、これによりガスは流出孔６を通って流出し、また好ましくは当該流出の間に音速に近づき、或いは音速を上回るように加速される。
【００４０】
図９には、図２におけるガスジェネレータ２が示されており、ガス通過孔５１と流出孔６０との間のシフト構造が示されている。このため、全てのガス通過孔５１が流出孔６に対し所定のシフト態様で配置される。そのため、ガス通過孔５１が形成された上部領域よりも大きな断面を有する堆積チャンバー５の下部領域に流出孔６が形成されている。
【００４１】
図９では、流出孔６とジェネレータポット１１の底部１１１との間の距離がＡによって示されている。この距離は、流出孔６の中心と底部１１１の内表面との間の距離としてみなされる。また、ガス通過孔５１とジェネレータポット１１１の底部１１１との間の距離がＢによって示されている。この距離はまた、ガス通過孔５１の中心と底部１１１の内表面との間の距離としてみなされる。Ａ分のＢが１．５を上回るか或いは１．５に等しくなるように、すなわちＢ／Ａ≧１．５となるように、ガス通過孔５１と流出孔６との間のシフト構造の設定がなされる。
【００４２】
この比率Ｂ／Ａ≧１．５は、ガス通過孔５１と流出孔６の全てにおいて適用される。特に、図９に示す実施形態では、中心軸８に対する所定の水平面（水平高さ）に流出孔６が配置されている。また、ガス通過孔５１は数箇所の高さに、或いは一列に並んで配置される。このため、距離Ｂは、ガス通過孔５１と、底部１１１からの距離が最も短いガス通過孔の高さに配置された流出孔６との間の距離を示している。また、言及している比率Ｂ／Ａ≧１．５は、勿論、適宜の高さに配置されるガス通過孔に適用することもでき、Ｂの値が大きくなることで前述の比率Ｂ／ａもまた大きくなる。
【００４３】
ガス通過孔５１を複数の高さに配置する構成は、単なる例示に過ぎない。また、複数のガス通過孔５１を１つの高さのみに、或いは不規則的に配置することが可能である。また、流出孔６を１つの高さのみに或いは不規則的に配置するかわりに、複数の高さに配置することが可能である。
【００４４】
変更例として、側壁部１１０の底部１１１によって形成される縁部を、底部１１１のかわりに距離Ａ，Ｂの基準中心とすることができる。このとき、本質的には、流出孔６とこの縁部との距離Ａに対するガス通過孔５１とこの縁部との距離Ｂの比率が１．５よりも大きいか、或いは１．５に等しくなる。
【００４５】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、燃焼チャンバーの厳密な構造によって本発明の役割が果たされるものではない。また、堆積チャンバーは燃焼チャンバーの一部とされ、或いは燃焼チャンバーと共通の壁部を形成することなく当該燃焼チャンバーの外部に配置され得る。更に、図１から６の堆積チャンバーの円錐状のテーパー形状は、単なる一例とされる。円錐状のテーパー形状が例えば別の方向へと形成され得る。
【符号の説明】
【００４６】
１  ガスジェネレータ
２  燃焼チャンバー
３  ガス錠剤
４  点火チャンバー
５  堆積チャンバー
６  流出孔
８  中心軸
１１  ジェネレータポット
１２  ジェネレータカバー
４１  点火要素
４２  点火剤
４３  開口
５０  セパレータ
５１  ガス通過孔
５２  アンダーカット部
５５  ドーム型突出部
５６  開口
７１  第１衝突領域
７２  第２衝突領域
１１０  側壁部
１１１  底部（領域）
【図１】
2010533618.tif 000003
【図２】
2010533618.tif 000004
【図３】
2010533618.tif 000005
【図４】
2010533618.tif 000006
【図５】
2010533618.tif 000007
【図６】
2010533618.tif 000008
【図７】
2010533618.tif 000009
【図８】
2010533618.tif 000010
【図９】
2010533618.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【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の前文に記載の車両乗員保護装置用のガスジェネレータと、ガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を除去するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、ガスジェネレータのガス発生剤が燃焼する間において、ガス流に含まれる固体および／または液体の燃焼残渣が生成される。これらの固体及び液体の燃焼残渣が、例えばエアバッグのような周辺領域に流出するのを防止するべく、ワイヤメッシュフィルター、エキスパンデッドメタルフィルター、焼結メタルフィルターによるガス流の濾過構造、或いは前記の各濾過構造を組み合わせた構造が知られている。フィルターの表面積を拡張することにより熱吸収を良好に行い、したがってガス流を冷却することができ、燃焼残渣の濾過が可能とされる。一方で、フィルターを使用することで、重量が増加し、装着スペースが拡張され、流量が安定せず、また製造コストが増大する。
【０００３】
ＥＰ  ０８０８２５８  Ｂ１によれば、ガス発生剤で発生したガス流が燃焼チャンバーから堆積チャンバー及び濾過チャンバーによって形成された膨張チャンバーへと誘導される構成のガスジェネレータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ  ０８０８２５８  Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ガスジェネレータのガス流おいて、フィルターを使用することなく固体及び液体の燃焼残渣を効果的に堆積させて、ガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を除去するためのガスジェネレータとその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴を有するガスジェネレータ、および請求項１０に記載の特徴を有する方法によって達成される。本発明の改良の好ましい形態が従属項に記載されている。
【０００７】
これにより、ガスジェネレータは円錐状に形成された堆積チャンバーを備え、この堆積チャンバーには、複数のガス通過孔を有する第１壁部と、第１壁部に対し所定角度で傾斜して配置され少なくとも１つの流出孔（「放出孔」ともいう）が形成された少なくとも１つの第２壁部が設けられている。燃焼チャンバーで発生したガスは、ガス通過孔を通って堆積チャンバーへ移流し、少なくとも１つの流出孔を通ってその堆積チャンバーから流出する。円錐状に形成された堆積チャンバーによって、ガス流は堆積チャンバーを通過する間に圧力低下が生じ、これによりガス流速が低下する。ガス流速の低下によって、ガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣（「燃焼残留物」ともいう）のセパレータでの堆積効率が上昇する。
【０００８】
本発明において「円錐状」とは、少なくとも一方向に向けて傾斜した（「漸減した」或いは「先細状の」ともいう）種々の円錐構造と解される。本発明において円錐構造の一例として、互いに所定の角度で傾斜した２つの壁部や側壁部を有する幾何学構造が挙げられる。従って、これらの壁部或いは側壁部は湾曲した形状とされ、また例えば円形ないし環状に構成される。
【０００９】
本発明の一実施の形態では、堆積チャンバーは、ガス流がガス通過孔を通過した後に当該堆積チャンバーの少なくとも１つの壁部に衝突し、その後に方向転換するように構成される。ガス流はそのような第１の方向転換の後、円錐状に形成された堆積チャンバーによって圧力低下が生じ、これによりガス流速が低下する。
【００１０】
更なる別の実施形態では、堆積チャンバーは、ガス流がガス通過孔を通過した後に当該堆積チャンバーの第２の壁部に衝突して方向転換し、その後に当該堆積チャンバーの第３の壁部に衝突して第２の方向転換がなされ、そこから少なくとも１つの流出孔を通って堆積チャンバーから流出するように構成される。ガス流がそれぞれ近傍の壁部に衝突する間に、高温の粒子や液体の燃焼残渣のような固形物が堆積する。更に、冷却作用が生じる。これにより、ガス流からエネルギー及び粒子が取り除かれる。好ましくは２度にわたるこれらの作用によって、固体及び液体の燃焼残渣がガス流から効果的に除去される。
【００１１】
本発明の一実施の形態では、第１壁部はガスジェネレータの外郭に対して角度をなして延在している。このため、堆積チャンバーは、所定の角度で延在する第１壁部、第２壁部および第３壁部によって形成されており、これにより第２壁部は、ジェネレータハウジングの一つの側壁部によって形成され、また第３壁部は、ジェネレータハウジングの底部領域又はカバー領域によって形成されている。このため、円錐状の堆積チャンバーを実現するべく、所定の角度で延在する第１壁部のみが設けられ、この堆積チャンバーがセパレータとしても構成される。ジェネレータハウジングの壁部によって更なる別の壁部が形成される。円錐状の堆積チャンバーを設けるべく例えばジェネレータハウジングの１つの側壁部が所定の角度で延在するように構成したり、或いは異なる角度位置に設定された第１および第２壁部を形成することも可能である。
【００１２】
更なる実施形態では、堆積チャンバーにおけるガス通過孔は、少なくとも１つの流出孔に対してオフセットして配置される。このオフセットは、従ってガス通過孔と流出孔が基準面に対して異なる距離で配置されていることを意味している。例えば、ガスジェネレータの底部領域又はカバー領域からのガス通過孔までの距離に対する、ガスジェネレータの底部領域又はカバー領域からの少なくとも１つの流出孔までの距離の比率が、１．５を上回るか或いは１．５に等しくなるように配置される。
【００１３】
更なる実施形態では、第１壁部のガス通過孔は、ガス流が第１壁部外で本質的に接線方向に堆積チャンバーへと流れるように構成される。このため、第１壁部が旋回可能に配置され、接線方向のガス流出によって第１壁部及びしたがってガス流が旋回を開始する。
【００１４】
本発明にかかる方法は、ガスジェネレータのガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を堆積させるための方法であり、円錐状に形成された堆積チャンバーを通じてガス流を流通させる処理を含み、これによりガス流が堆積チャンバーの少なくとも１つの壁部に衝突し、その後に方向転換する。
【００１５】
本発明は、幾つかの実施例に基づいて、図面を参照しつつ以下のように説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】円錐状に形成された堆積チャンバーを有する第１実施の形態のガスジェネレータの断面図である。
【図２】円錐状に形成された堆積チャンバーを有する第２実施の形態のガスジェネレータの部分断面図である。
【図３】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図４】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図５】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図６】図２のガスジェネレータにおいて、異なる段階でのガス分散状態を示す図である。
【図７】堆積チャンバーの堆積壁部の領域に形成された複数のドーム型突出部を示す図である。
【図８】堆積チャンバーの堆積壁部の領域に形成された複数のドーム型突出部を示す図である。
【図９】図２のガスジェネレータにおいて、ガス通過孔と流出孔との間の距離を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１には、回転対称形状を有するガスジェネレータ（「ガス発生器」ともいう）１が示されており、このガスジェネレータは、ジェネレータポット（「ジェネレータ容器」ともいう）１１を含むジェネレータハウジングと、それに連結されたジェネレータカバー１２（「カバー領域」ともいう）とを備えている。ジェネレータハウジングの内部には燃焼チャンバー（「燃焼室」ともいう）２が形成されており、その燃焼チャンバーに点火要素、点火出力及び薬剤要素（図示省略）が配置されている。更にこのガスジェネレータ１は、燃焼チャンバー２に隣接して位置チャンバー５を形成しており、この位置チャンバーは、以下のようにセパレータとしても構成される堆積壁部５０（第１壁部）によって形成され、当該壁部は、ジェネレータポット１１の側壁部（第２壁部）によって、またジェネレータポット１１の底部領域１１１（第３壁部）によって、ガスジェネレータの外郭（「外形」ともいう）に対して所定角度をなして延在している。セパレータ（「分離装置」ともいう）５０のこの角度配置によれば、ジェネレータカバー１２に向かうにつれて断面が減少する。
【００１８】
セパレータ５０のこの角度配置のため、側方からみて円錐状とされ、これにより錐面がジェネレータカバー１２の方向に傾斜した（「漸減している」或いは「先細状になっている」ともいう）堆積チャンバー（「堆積室」、「分離チャンバー」、或いは「分離室」ともいう）５が実現される。この円錐状の構造のため、堆積チャンバー５はその上部領域にその下部領域よりも断面積が小さい断面領域を有しており、当該断面領域は、例えば図１において異なる大きさの断面領域Ｆ１及びＦ２によって示されている。これらの断面領域Ｆ１，Ｆ２は、垂直軸に垂直となるように、例えば水平に延在している。このためＦ２はＦ１よりも大きい。
【００１９】
複数のガス通過孔５１が堆積チャンバー５の上部領域に配置されており、これらのガス通過孔は、例えば孔、長孔、或いはドーム型の突出部として構成される。堆積チャンバー５或いはジェネレータポット１１の側壁部１１０では、その下部領域にガスが流通するための１または複数の流出孔（「放出孔」ともいう）６が形成されており、当該流出孔は垂直方向についてガス通過孔５１に対してシフトされている。ガス通過孔５１が断面積Ａ１を有し、また流出孔６が断面積Ａ２を有し、Ａ１がＡ２よりも大きく、例えば最も断面積の小さい流通領域が流出孔６に含まれる。
【００２０】
燃焼チャンバー内においては、ガス混合反応の間に作動圧Ｐ０が生じる。このＰ０は、燃焼チャンバー２に配置されたガス発生剤の燃焼によるものであって、時間に依存している。堆積チャンバー５では、ガス通過孔５１に隣接する上部領域において圧力Ｐ１が生じており、当該圧力がセパレータ５０を通過した後のガス圧を示している。更に、ガス流（或いは「ガス」）が流出孔６を通って流出する前にセパレータ５０の下部領域に圧力Ｐ２が生じる。ガスが周辺領域に流出した後の周囲の圧力がＰ３として示されている。（作動前の）時点ｔ＝０では、Ｐ０がＰ３に等しくなることが概ね必須とされる。
【００２１】
変形の実施形態では、堆積チャンバーの円錐面がジェネレータポット１１の底部の方向に向けて次第に先が細くなるようなテーパー形状となるように構成することができる。それに応じてセパレータ５０の傾斜配置が反転される。そのような実施形態では、ガス通過孔５１及び流出孔６も同様に、それに応じて反転位置に設定される。
【００２２】
以下に、図１に示すような堆積チャンバーを備えるガスジェネレータ１の機能及び作用効果が説明される。
【００２３】
燃焼チャンバー２に配置されたガス発生剤が点火された後は、燃焼チャンバー２の圧力Ｐ０が上昇する。その結果、発生したガスがガス通過孔５１を通って燃焼チャンバー２から堆積チャンバー５へと移流する。この現象は本質的に圧力がロスすることなく発生する。そのため、既に第１のフィルター機能（「濾過機能」ないし「篩い分け機能」ともいう）が生じ、（例えばガスタブレット（錠剤）の形態とされる）ガス発生剤の燃焼固形物は、燃焼チャンバー２内に留まり、燃焼チャンバー２から流出するのが防止される。
【００２４】
ガス通過孔５１の断面積Ａ１が流出孔６の断面積Ａ２よりも大きいので、ガス通過孔５１では音速は生じず、ガス流は音速に達することなく流通する。ガスジェネレータ１全体においては、ガス流速が音速を下回る。
【００２５】
ガス通過孔５１を通過することによって、側方規制のジェネレータ壁部１１０の方向へとガス流の移動方向が付与される。この高温のガス流は、規制された低温のジェネレータ壁部１１０に対して高速で衝突する。この衝突時に、高温の燃焼粒子や液体の燃焼残渣（「燃焼残留物」ともいう）のような固形物が堆積する。そのために冷却作用が発生する。凝縮および／または付着および／または遠心分離によって、構成要素が壁部１１０の内表面に集まる。ガス流からエネルギーと粒子が除去される。温度及び圧力が低下する。圧力Ｐ１が生じる。
【００２６】
さて、ガス流は概ね９０度で方向転換し、拡張する円錐面に沿って堆積チャンバー５の底部の方向へと流れる。この流れの間に堆積チャンバー５の断面領域が増加する（断面領域Ｆ１から断面領域Ｆ２へと断面積が増加する）ため、また断面領域Ｆ１の部位でのガス流速と断面領域Ｆ１との積が、断面領域Ｆ２の部位でのガス流速と断面領域Ｆ２との積と等しくなるため、ガス流速が本質的に低下し、例えばガス流れがゆっくりと低下する。その上、対応する方向に沿って圧力が低下する。
【００２７】
下部領域では堆積チャンバー５によってアンダーカット部（下部をくり抜いた部分）５２が形成され、このアンダーカット部においてガス流が旋回する。更に、ジェネレータポット１１の底部領域１１１では隣接壁部によってガス流が再び誘導される。説明した堆積及び冷却の機構によって別な時に運動量が加わる。
【００２８】
ガス流速が低下するほどに固体及び液体の燃焼残渣を凝縮等によってガス流から容易の取り除くことが可能であることから、前述のようなガス流のＳ方向の流速低下によって冷却及び堆積の効率が上昇する。それゆえに、ガス流速が低下するほどに凝縮及び堆積が容易とされる低温状態になる。
【００２９】
浄化及び冷却処理がなされたガスは、再び概ね９０度で方向転換し、また圧力低下にしたがって流出孔６を通って周辺領域へと流出する。流出孔６はガスジェネレータ全体で最も狭い断面積Ａ２を有しているため、この流出孔６内での流れが音速まで加速される。このことは、加速流をつくるラバルノズルのような形態を形成することに関連している。このラバルノズルの場合、ノズルの手前で亜音速が生じ、ノズルの内部で音速となり、ノズルの後ろで超音速となり、これによりその一方ではノズルの後ろでガス流が速やかに減速される。
【００３０】
更に、ガスジェネレータ１の中間軸まわりにガス流が旋回される。そのような旋回は、（図７および８において後述されるように）接線方向のガス流及びガス通過孔５１によって、或いは所定の駆動ユニットによって生じることが可能とされる。ガス流が旋回することによって、ガス流が隣接壁部１１０と相互作用し、またその結果として堆積及び冷却の作用が向上するまでの距離が増えることとなる。
【００３１】
図２には、ガスジェネレータ１の更なる別の実施形態が示されている。このガスジェネレータ１は、回転対称形状とされ、中心軸８を有する。多数のガス錠剤３が配設された燃焼チャンバー２が図示されている。また、点火要素（「点火手段」ともいう）４１と錠剤からなる点火剤４２とが配置された点火チャンバー４が中心に設けられている。この点火チャンバー４は、燃焼チャンバー２の一部を構成することが可能とされ、或いは開口４３を有する壁部を隔てて燃焼チャンバーから分離されることが可能とされる。更に、ガス通過孔５１を有し角度をなして延在するセパレータ５０を備える堆積チャンバー５が設けられている。
【００３２】
この装置は、ジェネレータポット１１及びジェネレータカバー１２からなるジェネレータハウジングによって取り囲まれている。堆積チャンバー５の領域には、ジェネレータポット１１の底部の底部領域１１１と、ジェネレータポット１１の側壁部１１０が形成されている。側壁部１１０には、１または複数の流出孔６が設けられている。堆積チャンバー５の構造は、基本的には図１に示す堆積チャンバーの構造に一致している。
【００３３】
ガスジェネレータ１及び堆積チャンバー５の機能や有効性は、図１に関して示された機能や有効性に一致している。更なる点については以下のように言及される。
【００３４】
点火手段４１は、点火剤４２に公知の態様で所定の電位を付与することによって点火される。これにより生じた点火噴射物によって錠剤３が点火される。錠剤３の燃焼に伴う圧力上昇によって、燃焼チャンバー２から堆積チャンバー５へとガス流が移流し、これにより固体及び液体の燃焼残渣を含む高温ガスが、セパレータ５０のガス通過孔５１を通って流れて堆積チャンバー５に到達する。この流れが図２中の矢印Ａで示されている。
【００３５】
固体及び液体の燃焼残渣を含む高温ガスは、セパレータ５０を通過した後に、第１衝突領域７１においてガスジェネレータの隣接壁部１１０に衝突する。そのため、固体及び液体の燃焼残渣が堆積し、これにより図３が参照されるように、隣接壁部１１０の冷却壁のいくつかの範囲で凝縮作用が生じる。
【００３６】
必須ではないが好ましい実施形態として、高温ガスはガス通過孔５１の通過の間にセパレータ５０を軸８まわりに回転ないし旋回させるように構成される。そのため、ガス通過孔５１は、例えば図７及び８に示される突出形状のドーム型突出部５５として形成され、その開口５６は、ドーム型突出部５５から外へと接線方向にガスが流れるのを許容する。これに関連して生じるブローバック（ガスの拭き戻し）によって、この場合の枢軸とされるセパレータ５０の回転が生じる。そのため、ガス流も旋回して遠心力が付与されるという作用が生じる。これにより、固体及び液体のガス構成要素の堆積作用が向上し、また冷却作用が向上する。一方で、セパレータ５０の回転は、１つの選択肢であって、必ずしも必要とされるものではない。また、この回転は、例えば所定の駆動ユニットによる別形態によっても実現可能とされる。そのような場合、一実施の形態として、駆動ユニットがセパレータ５０をブローバックの方向と反対に旋回させ、そのセパレータは接線方向に流れるガスに対抗する。これにより堆積作用及び冷却作用が高まる。
【００３７】
図４に示されるように、固体及び液体の燃焼残渣が未だ残留する高温のままのガスは、圧力低下を伴って矢印Ｂで示されるように概ね９０度で方向転換する。堆積チャンバー５の円錐状の構造によってこの圧力低下が強まり、これにより図１に関して説明したように流れが減速される。
【００３８】
図５に示されるように、方向転換したガスは、第２衝突領域７２において更なる第２の隣接壁部、すなわち底部領域１１１及び側壁部１１０の下部領域に衝突する。この第２衝突領域７２では、固体及び液体の燃焼残渣が新たに堆積し、再び堆積作用及び冷却作用が生じる。この堆積物は、ガスジェネレータ１の隣接壁部１１１，１１０上に生じる沈殿物とされる。
【００３９】
図６及び図６中の矢印Ｃに示されるように、固体及び液体の燃焼残渣が圧力低下に伴って新たに堆積した後に、ガスジェネレータハウジングからガスが流出し、これによりガスは流出孔６を通って流出し、また好ましくは当該流出の間に音速に近づき、或いは音速を上回るように加速される。
【００４０】
図９には、図２におけるガスジェネレータ２が示されており、ガス通過孔５１と流出孔６との間のシフト構造が示されている。このため、全てのガス通過孔５１が流出孔６に対し所定のシフト態様で配置される。そのため、ガス通過孔５１が形成された上部領域よりも大きな断面を有する堆積チャンバー５の下部領域に流出孔６が形成されている。
【００４１】
図９では、流出孔６とジェネレータポット１１の底部１１１との間の距離がＡによって示されている。この距離は、流出孔６の中心と底部１１１の内表面との間の距離としてみなされる。また、ガス通過孔５１とジェネレータポット１１の底部１１１との間の距離がＢによって示されている。この距離はまた、ガス通過孔５１の中心と底部１１１の内表面との間の距離としてみなされる。Ａ分のＢが１．５を上回るか或いは１．５に等しくなるように、すなわちＢ／Ａ≧１．５となるように、ガス通過孔５１と流出孔６との間のシフト構造の設定がなされる。
【００４２】
この比率Ｂ／Ａ≧１．５は、ガス通過孔５１と流出孔６の全てにおいて適用される。特に、図９に示す実施形態では、中心軸８に対する所定の水平面（水平高さ）に流出孔６が配置されている。また、ガス通過孔５１は数箇所の高さに、或いは一列に並んで配置される。このため、距離Ｂは、ガス通過孔５１と、底部１１１からの距離が最も短いガス通過孔の高さに配置された流出孔６との間の距離を示している。また、言及している比率Ｂ／Ａ≧１．５は、勿論、適宜の高さに配置されるガス通過孔に適用することもでき、Ｂの値が大きくなることで前述の比率Ｂ／Ａもまた大きくなる。
【００４３】
ガス通過孔５１を複数の高さに配置する構成は、単なる例示に過ぎない。また、複数のガス通過孔５１を１つの高さのみに、或いは不規則的に配置することが可能である。また、流出孔６を１つの高さのみに或いは不規則的に配置するかわりに、複数の高さに配置することが可能である。
【００４４】
変更例として、側壁部１１０の底部１１１によって形成される縁部を、底部１１１のかわりに距離Ａ，Ｂの基準中心とすることができる。このとき、本質的には、流出孔６とこの縁部との距離Ａに対するガス通過孔５１とこの縁部との距離Ｂの比率が１．５よりも大きいか、或いは１．５に等しくなる。
【００４５】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、燃焼チャンバーの厳密な構造によって本発明の役割が果たされるものではない。また、堆積チャンバーは燃焼チャンバーの一部とされ、或いは燃焼チャンバーと共通の壁部を形成することなく当該燃焼チャンバーの外部に配置され得る。更に、図１から６の堆積チャンバーの円錐状のテーパー形状は、単なる一例とされる。円錐状のテーパー形状が例えば別の方向へと形成され得る。
【００４６】
本発明では、「燃焼チャンバー（２）にガス発生剤（３）が配置された車両乗員保護装置用のガスジェネレータであって、複数のガス通過孔（５）が形成された第１壁部（５０）と、前記第１壁部（５０）に対し所定角度をなして延在し、少なくとも１つの流出孔（６）が形成された少なくとも１つの第２壁部（１１０）とを含む円錐状の堆積チャンバー（５）を備え、これにより前記燃焼チャンバー（２）の内部で発生したガスは、前記複数のガス通過孔（５１）を通って前記堆積チャンバー（５）に流入し、また前記少なくとも１つの流出孔（６）を通って前記堆積チャンバー（５）から流出する構成であり、前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が前記複数のガス通過孔（５１）を通った後に当該堆積チャンバーの少なくとも１つの壁部（１１０，１１１）に衝突し、その後に方向転換するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」、或いは「請求項１に記載のガスジェネレータであって、前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が前記複数のガス通過孔（５１）を通った後に当該堆積チャンバーの少なくとも１つの壁部（１１０，１１１）に衝突し、その後に方向転換するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」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に記載のガスジェネレータであって、前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が当該堆積チャンバーから流出する前に当該堆積チャンバーの壁部（１１０，１１１）に２回衝突し、その後に方向転換するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様２）を採り得る。
また本発明では、「前記態様２に記載のガスジェネレータであって、前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が前記複数のガス通過孔（５１）を流通した後に当該堆積チャンバー（５）の第２壁部（１１０）に衝突して方向転換し、その後に当該堆積チャンバー（５）の第３壁部（１１１）に衝突して更に方向転換し、そこから前記少なくとも１つの流出孔（６）を通って当該堆積チャンバー（５）から流出するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様３）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１から３のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記堆積チャンバー（５）は、ガス流が１つの壁部（１１０，１１１）に衝突した後に概ね９０度で方向転換するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様４）を採り得る。
また本発明では、「請求項１，２、前記態様１から４のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記堆積チャンバー（５）は、当該堆積チャンバー（５）でのガス流速が前記少なくとも１つの流出孔（６）の方向に関して低下するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様５）を採り得る。
また本発明では、「請求項３に記載のガスジェネレータであって、前記複数のガス通過孔（５１）の全てが前記少なくとも１つの流出孔（６）からオフセットして配置され、これにより前記堆積チャンバー（５）のうち前記複数のガス通過孔（５１）を形成する領域から円錐状に拡張された領域に前記少なくとも１つの流出孔（６）が形成された構成であることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様６）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から３、前記態様１から６のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記第１壁部（５０）は、前記ガスジェネレータ（１）の外郭に対して角度をなして延在する構成であることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様７）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から３、前記態様１から７のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記堆積チャンバー（５）は、前記第１壁部（５０）、前記第２壁部（１１０）及び第３壁部（１１１）によって形成され、これにより前記第２壁部（１１０）が前記ガスジェネレータハウジングの側壁部によって形成され、また前記第３壁部（１１１）が前記ガスジェネレータハウジングの底部領域又はカバー領域によって形成された構成であることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様８）を採り得る。
また本発明では、「前記態様８に記載のガスジェネレータであって、少なくとも１つの流出孔（６）と底部領域又はカバー領域（１１１）との距離（Ａ）に対する、ガス通過孔（５１）と底部領域又はカバー領域（１１１）との距離（Ｂ）の比率が、１．５を上回るか、或いは１．５に等しいことを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様９）を採り得る。
【００４７】
また本発明では、「前記態様８に記載のガスジェネレータであって、前記ガスジェネレータハウジングの底部領域又はカバー領域によって形成された第３壁部（１１１）が、前記ガスジェネレータハウジングの側壁部によって形成された第２壁部（１１０）の縁部を形成することを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１０）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１０に記載のガスジェネレータであって、少なくとも１つの流出孔（６）と前記縁部との距離（Ａ）に対する、ガス通過孔（５１）と前記縁部との距離（Ｂ）の比率が、１．５を上回るか、或いは１．５に等しいことを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１１）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から３、前記態様１から１１のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記燃焼チャンバー（２）及び前記堆積チャンバー（５）が回転対称形状となるように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１２）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から３、前記態様１から１２のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記堆積チャンバー（５）は、少なくとも１つの流出孔（５）に隣接して、ガス流が前記流出孔（６）を流通する前に旋回するアンダーカット部（５２）を備える構成であることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１３）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から８、前記態様１から１３のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、前記ガスジェネレータ（１）は、ワイヤメッシュフィルター、エキスパンデッドメタルフィルター、或いは焼結メタルフィルターを用いることなく構成されていることを特徴とするガスジェネレータ」という態様（態様１４）を採り得る。
また本発明では、「ガスジェネレータのガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を除去するための方法であって、円錐状に形成された堆積チャンバー（５）にガスを流通させ、これにより前記堆積チャンバー（５）の少なくとも１つの壁部（１１０，１１１）にガス流を衝突させ、その後にガス流を方向転換させ、第１の方向転換後に円錐状の前記堆積チャンバー（５）によってガスの圧力が低下し、これによりガス流速が低下することを特徴とする方法」、或いは「請求項１０に記載の方法であって、第１の方向転換後に円錐状の前記堆積チャンバー（５）によってガスの圧力が低下し、これによりガス流速が低下することを特徴とする方法」という態様（態様１５）を採り得る。
また本発明では、「請求項１０または前記態様１５に記載の方法であって、前記堆積チャンバー（５）の第１壁部（５０）の複数のガス通過孔（５１）を通過したガス流は、前記堆積チャンバー（５）の第２壁部（１１０）に衝突して方向転換され、その後に前記堆積チャンバー（５）の第３壁部（１１１）に衝突して更に方向転換され、そこから少なくとも１つの流出孔（６）を通って前記堆積チャンバー（５）から流出することを特徴とする方法」という態様（態様１６）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１６に記載の方法であって、ガス流は、第２の方向転換がなされる前、方向転換時、或いは方向転換がなされた後に乱流状態とされることを特徴とする方法」という態様（態様１７）を採り得る。
また本発明では、「請求項１０、前記態様１５から１７のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、ガス流が概ね９０度で方向転換されることを特徴とする方法」という態様（態様１８）を採り得る。
【符号の説明】
【００４８】
１  ガスジェネレータ
２  燃焼チャンバー
３  ガス錠剤
４  点火チャンバー
５  堆積チャンバー
６  流出孔
８  中心軸
１１  ジェネレータポット
１２  ジェネレータカバー
４１  点火要素
４２  点火剤
４３  開口
５０  セパレータ
５１  ガス通過孔
５２  アンダーカット部
５５  ドーム型突出部
５６  開口
７１  第１衝突領域
７２  第２衝突領域
１１０  側壁部
１１１  底部（領域）
【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】
燃焼チャンバー（２）にガス発生剤（３）が配置された車両乗員保護装置用のガスジェネレータであって、
複数のガス通過孔（５１）が形成された第１壁部（５０）と、前記第１壁部（５０）に対し所定角度をなして延在し、少なくとも１つの流出孔（６）が形成された少なくとも１つの第２壁部（１１０）とを含む円錐状の堆積チャンバー（５）を備え、
これにより前記燃焼チャンバー（２）の内部で発生したガスは、前記複数のガス通過孔（５１）を通って前記堆積チャンバー（５）に流入し、また前記少なくとも１つの流出孔（６）を通って前記堆積チャンバー（５）から流出する構成であり、
前記堆積チャンバー（５）が前記第１壁部（５０）、前記第２壁部（１１０）及び第３壁部（１１１）によって形成され、前記第２壁部（１１０）がガスジェネレータの側壁部によって形成され、前記第３壁部（１１１）が前記ガスジェネレータハウジングの底部領域又はカバー領域によって形成され、これによりガス流は、前記複数のガス通過孔（５１）を流通した後に、前記堆積チャンバー（５）の前記第２壁部（１１０）に衝突して方向転換し、その後に前記堆積チャンバー（５）の前記第３壁部（１１１）に衝突して更に方向転換し、そこから前記少なくとも１つの流出孔（６）を通って前記堆積チャンバー（５）から流出するように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）の前記複数のガス通過孔（５１）は、前記少なくとも１つの流出孔（６）からオフセットして配置されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガスジェネレータであって、
前記堆積チャンバー（５）は、前記少なくとも１つの流出孔（６）の方向に関して円錐状に拡張された構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【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ジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）のガス通過孔（５１）は、孔、長孔、或いはドーム型の突出部として構成されることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）の複数のガス通過孔（５１）は、ガス流が前記第１壁部（５０）外において前記堆積チャンバー（５）へと本質的に接線方向に流れるように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項６】
請求項５に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）は回転可能に配設され、ガス流の接線方向の流出によって当該第１壁部（５０）の回転が開始される構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記複数のガス通過孔（５１）の断面積が前記流出孔（６）の断面積を上回る構成であることを特徴とするガスジェネレータ。
【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ジェネレータであって、
前記流出孔（６）の断面積は、当該流出孔（６）でのガス流速が音速を上回るか或いは音速に等しくなるように構成されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項９】
請求項１から８のうちのいずれか一項に記載のガスジェネレータであって、
前記第１壁部（５０）は、前記燃焼チャンバー（２）の一部を構成し、前記燃焼チャンバー（２）の境界を規定し、また前記燃焼チャンバー（２）外に配設されていることを特徴とするガスジェネレータ。
【請求項１０】
ガスジェネレータのガス流に含まれる固体及び液体の燃焼残渣を除去するための方法であって、
円錐状に形成された堆積チャンバー（５）にガスを流通させ、これによりガス流は、前記堆積チャンバー（５）の第１壁部（５０）の複数のガス通過孔（５１）を流通した後に、前記堆積チャンバー（５）の第２壁部（１１０）に衝突して方向転換し、その後に前記堆積チャンバー（５）の第３壁部（１１１）に衝突して更に方向転換し、そこから少なくとも１つの流出孔（６）を通って前記堆積チャンバー（５）から流出する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、
ガス流が所定の旋回軸まわりに旋回されることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2010533618.tif 000012
2010533618.tif 000013
2010533618.tif 000014
2010533618.tif 000015
2010533618.tif 000016
2010533618.tif 000017