(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル形状の外側ハウジングと、
前記外側ハウジングに接続されかつ外側チャンバと内側チャンバとを共に区画形成する内側ハウジングと、
前記外側チャンバ内に収容された、圧力に依存する燃焼速度を有するガス発生用火薬材料の貯蔵体であって、ガス発生用火薬材料の前記貯蔵体の少なくとも一部が生成ガスを生成するために反応可能である貯蔵体と、
前記外側チャンバへ射出物を伝達させかつガス発生用火薬材料の前記貯蔵体へ起爆作用を伝達させる一次起爆装置と、
前記内側ハウジングに各々が形成され、また前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の独立した流体の伝達を各々が行う第１の複数の孔および第２の複数の孔と、
前記第１の複数の孔と前記第２の複数の孔との両方を通過する、前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の流体の伝達を可能にして、低い生成ガス質量流速を形成する第１の位置と、前記第１の複数の孔の少なくとも１つを通過する、前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害して、前記低い生成ガス質量流速より高い生成ガス質量流速を形成する第２の位置と、の間で移動可能な出力制御デバイスと、
を備えるトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項２】
前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記出力制御デバイスを移動するために有効な、前記出力制御デバイスへ射出物を伝達させる制御起爆装置をさらに備える、請求項１に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項３】
前記出力制御デバイスが、前記制御起爆装置に関連して配置されかつ前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動可能な制御カップを含む、請求項２に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項４】
前記第１の複数の孔および前記第２の複数の孔の各々が、前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間に独立した流体伝達通路を形成する、請求項１に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項５】
燃焼速度式      ｒb＝ｋ（Ｐ）nのｎによって表される、ガス発生用火薬材料の前記貯蔵体の燃焼速度の圧力依存性が、少なくとも約０.４である、請求項１に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
ここで、ｒbはガス発生用火薬材料の燃焼速度、ｋは定数、Ｐは燃焼圧力であり、ｎは、燃焼速度対圧力のｌｏｇ−ｌｏｇプロットによって描かれる線形回帰線の勾配である。
【請求項６】
前記出力制御デバイスが、前記第１の位置と前記第２の位置との間で選択的に回転可能なロータ弁を含む、請求項１に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項７】
前記ロータ弁がソレノイド装置に作用上接続される、請求項６に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項８】
前記ロータ弁が、前記第１の位置と前記第２の位置との間で繰り返し回転可能である、請求項６に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項９】
前記第１の複数の孔および前記第２の複数の孔の各々が、前記内側ハウジングによって形成された円筒状壁部に形成される、請求項１に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項１０】
前記出力制御デバイスが前記内側チャンバ内に配置される、請求項９に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項１１】
前記円筒状壁部が、前記第２の位置の前記出力制御デバイスの移動を制限する少なくとも１つの干渉突出部を備える、請求項９に記載のトロイダル形状の適応出力型膨張器。
【請求項１２】
生成ガスを生成するために反応可能である圧力依存の燃焼速度を有するガス発生用火薬材料の貯蔵体を収容するトロイダル形状の外側ハウジングと内側ハウジングとを含むトロイダル形状の適応出力型膨張器であって、前記膨張器内に区画形成された外側チャンバと内側チャンバとの間の独立した流体の伝達を各々が行う第１の複数の孔および第２の複数の孔を含む適応出力型膨張器と、
前記膨張器と作用上制御通信し、また反応開始信号を一次起爆装置に供給してガス発生用火薬材料の前記貯蔵体の少なくとも一部の反応を開始し、かつ制御信号を供給して、前記第１の複数の孔と前記第２の複数の孔との両方を通過する、前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の流体の伝達を可能にして、低い生成ガス質量流速を形成する第１の位置と、前記第１の複数の孔の少なくとも１つを通過する、前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害して、前記低い生成ガス質量流速より高い生成ガス質量流速を形成する第２の位置との間で出力制御デバイスの移動を行う制御アセンブリと、
を備える組合体。
【請求項１３】
前記出力制御デバイスが、前記内側チャンバ内に配置されかつ前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動可能な制御カップを含む、請求項１２に記載の組合体。
【請求項１４】
前記出力制御デバイスが、前記第１の位置と前記第２の位置との間で選択的に回転可能なロータ弁を含む、請求項１２に記載の組合体。
【請求項１５】
前記ロータ弁がソレノイド装置に作用上接続される、請求項１４に記載の組合体。
【請求項１６】
前記ロータ弁が、前記第１の位置と前記第２の位置との間で繰り返し回転可能である、請求項１４に記載の組合体。
【請求項１７】
前記制御信号が制御起爆装置に供給されて、前記第１の位置と前記第２の位置との間で制御カップの移動を行う、請求項１２に記載の組合体。
【請求項１８】
前記制御信号がソレノイド装置に供給されて、前記第１の位置と前記第２の位置との間でロータ弁の移動を行う、請求項１２に記載の組合体。
【請求項１９】
トロイダル形状の外側ハウジングと、該外側ハウジングに接続されかつ外側チャンバと内側チャンバとを共に区画形成する内側ハウジングと、前記外側チャンバ内に収容された、圧力に依存する燃焼速度を有するガス発生用火薬材料の貯蔵体であって、ガス発生用火薬材料の前記貯蔵体の少なくとも一部が生成ガスを生成するために反応可能である貯蔵体と、を備えるトロイダル形状の膨張器の内部燃焼圧力を制御することによって生成ガスの質量流速を適応調整するための方法であって、
前記内側チャンバに各々が形成されかつ前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の独立した流体の伝達を各々が行う第１の複数の孔および第２の複数の孔の少なくとも１つを通過する前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に選択的に妨害することと、
出力制御デバイスが、前記第１の複数の孔と前記第２の複数の孔との両方を通過する、前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の流体の伝達を可能にして、低い生成ガス質量流速を形成する第１の位置と、前記第１の複数の孔の少なくとも１つを通過する、前記外側チャンバと前記内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害して、前記低い生成ガス質量流速より高い生成ガス質量流速を形成する第２の位置と、の間で移動することと、
を含む方法。
【請求項２０】
前記出力制御デバイスは制御カップを含み、
該制御カップは、制御起爆装置に関連して配置され、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動可能である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記出力制御デバイスはロータ弁を含み、
該ロータ弁は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で選択的に回転可能である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記ロータ弁がソレノイド装置に作用上接続される、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、自動車の乗員に衝撃保護を提供するために、膨張式拘束エアバッグクッションの膨張に使用するための膨張器に関する。より詳しくは、本発明は、膨張ガスを生成するための可燃性材料の反応に主に依存し、また衝撃および乗員状態のような１つ以上の要因に適応する膨張ガス出力を提供できるような膨張器に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突時のように自動車が突然の減速に遭遇するときにガスで膨張または拡張されるクッションまたはバッグ、例えば「エアバッグ」を使用して、自動車の乗員を保護することがよく知られている。このようなシステムでは、エアバッグクッションは、通常、空間的な要件を最小にするために膨張していない折り畳み状態で収納される。システムが作動すると、一般に「膨張器」と称される装置によって生成または供給されるガスによって、クッションの膨張は数ミリ秒で開始する。
【０００３】
膨張式の拘束システムで使用されるようなエアバッグを膨張させるため、様々なタイプの膨張器デバイスが従来技術で開示されている。公知の膨張器デバイスの１つのタイプは、エアバッグを膨張させる程度に十分な量のガスを点火時に発生させる可燃性火薬ガス発生材料から膨張ガスを得る。
【０００４】
一般に、ガス発生用組成物の燃焼速度は、以下の式（１）によって表すことができる。
ｒb＝ｋ（Ｐ）n    （１）
ここで、
ｒb＝燃焼速度（線形）
ｋ＝定数
Ｐ＝圧力
ｎ＝圧力べき指数、ここで圧力べき指数は、燃焼速度対圧力のｌｏｇ−ｌｏｇプロットによって描かれる線形回帰線の勾配である。
【０００５】
圧力べき指数は、一般に、それぞれのガス発生用材料の性能感度に対応しており、より低い燃焼速度圧力べき指数は、より低いかまたは低減された対応する圧力感度を示すガス発生用材料に対応している。
【０００６】
典型的な火薬ベースの膨張器デバイスは、例えば、火薬ガス発生材料が燃焼する圧力容器と、関連するエアバッグクッション内を通過する前に膨張媒体を適切に調節するための様々なフィルタまたは膨張媒体処理装置と、膨張媒体を関連するエアバッグクッション内に適切に導くことを補助するためのディフューザとを含む所定の構成部品を一般に含むかまたは組み込む。
【０００７】
今までのところ、アジ化ナトリウムは、一般に受け入れられまた使用されているガス発生用材料である。アジ化ナトリウムおよび他の所定のアジ化物ベースのガス発生用材料の使用は、現在の工業仕様、ガイドラインおよび規格に適合するが、このような使用は、このような材料の取扱い、供給および廃棄処理に関するような潜在的な問題を伴うかまたは提起する可能性がある。さらに、経済的および設計上の理由のため、アジ化物ベースの火薬および関連するガス発生剤の代替物が必要とされまた要請されている。例えば、膨張式拘束システムに対する全体的な空間要件、特にこのようなシステムの膨張器構成要素に関係するこのような要件を最小にするかまたは少なくとも低減する関心は、典型的または通常のアジ化物ベースのガス発生剤と較べて比較的高い単位体積当たりのガス発生量を提供するガス発生用材料に対する追求を刺激している。なおさらに、自動車およびエアバッグ産業の競争は、一般に、より低コストの成分または材料から構成されること、およびより効率的またはより低コストのガス発生剤処理技術を介した処理に適していることのような１つ以上の条件を満たすガス発生用組成物に対する要求を生じさせている。
【０００８】
この結果、他の適切なガス発生用材料の開発および使用が追求されてきた。このような努力を通過して、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示す、例えば０.４以上の燃焼速度圧力べき指数を有する少なくとも幾つかの火薬を含む、このような膨張器デバイス用途に使用するためのアジ化物を含まない様々な火薬が開発されてきた。
【０００９】
可能な限り多様な作動条件、および一方で可能な限り多様な所望の性能特性に鑑み、「適応型」膨張器デバイスおよび対応する膨張式拘束システムと定義されてきたものを提供する必要性および要求が存在する。適応型膨張器デバイスでは、例えば、周囲温度、乗員の存在、シートベルト使用および自動車の減速速度のような選択された運転条件に応じて、例えば、膨張ガスの量、供給量、および供給速度（例えば、質量流速）の１つ以上の出力パラメータを選択的かつ適切に変更することができる。
【００１０】
このような適応型システムは望ましいが、このような適応型システムは、典型的に、関連する膨張器デバイスの部品である追加の構成要素を含むことを必要とし、したがって、望ましくないことに、膨張器デバイスの寸法、コストおよび重量の１つ以上を増大させる可能性がある。例えば、提案されるかまたは現在入手可能な２段階膨張器デバイスは、２つの別個の膨張器を共に格納する原理に基づいている。その結果、このような膨張器組合体は、一般に、２つの個別の圧力容器と、これらの圧力容器の各出力につき１つずつの２組のフィルタまたは膨張ガス処理構成要素と、および同様に圧力容器の各出力につき１つずつの２つの個別のディフューザとを有する。したがって、現代の自動車設計と関連する寸法、コストおよび重量の制限に十分に満足する適応型膨張器を提供することは、困難であった。特に、これらは、運転者側の仕様を含んでいるためである。
【００１１】
おそらく、適応型膨張システムの最も単純な形態は、２つのレベルまたは段階の性能を提供する膨張器、例えば、「２段階」膨張器と呼ばれるかまたは称される膨張器を利用する膨張システムである。しかし、当業者は、比較的単純な２段階膨張器でさえも、特に望まれる適応性能能力を実現するために、典型的な１段階膨張器と較べて相当複雑な作動および／または制御システムを必要とする場合があることを認識するであろう。
【００１２】
上述のことに鑑み、望ましくは単純な設計および構造の可燃性材料ベースの適応性能膨張器デバイスに対する必要性および要求が存在する。特に、比較的高い燃焼速度圧力依存性、例えば０.４以上の燃焼速度圧力べき指数を有するかまたは示すようなアジ化物を含まない火薬の使用をより自由に可能にするこのような適応性能膨張器デバイスに対する必要性および要求が存在する。さらに、比較的単純な制御構成と関連して使用するために貢献する適応性能膨張式拘束アセンブリ組合体に対する必要性および要求が存在する。
【００１３】
なおさらに、現在の傾向および開発は様々な適応性能拘束装置の開発および組み込みに大きな力を注いできたが、以前の膨張式拘束装置の大部分および大多数は伝統的な膨張式拘束アセンブリを使用している。したがって、望むなら、様々な既存の膨張式拘束装置内に改造して使用可能であるような適応性能膨張式拘束アセンブリ組合体に対する必要性および要求が存在する。
【００１４】
その開示が参考として本明細書に組み込まれかつその一部を形成する、通常の譲渡がされ、スミスに対し発行された米国特許第６，３１４，８８９号は、少なくとも部分的にこのような必要性および要求に応じて開発された。この特許は、適応出力型火薬膨張器デバイスおよび制御アセンブリ組合体を開示しており、この組合体では、膨張器デバイスは第１のチャンバを含み、圧力に依存する燃焼速度を有する可燃性ガス発生用材料の貯蔵体は、ガスを生成するために燃焼する。膨張器デバイスはまた、第１のチャンバへ流体を伝達させる調整可能な断面積の出口を含み、それを通過して生成ガスの少なくとも一部が膨張器デバイスを出ることができる。制御アセンブリは、膨張器デバイスと作用上制御通信し、また制御信号を膨張器デバイスに供給して、少なくとも１つの選択された生成ガス出力性能要因に依存して出口の断面積の調整を行う。
【００１５】
このような膨張器デバイスおよび制御アセンブリ組合体は、従来のアセンブリの欠陥のいくつかを少なくとも部分的に克服する点で成功してきたが、さらなる改良および開発が望まれ、追求されている。特に、上述の欠陥または制限のいくつかまたはすべてを首尾よく克服するかまたは最小にできるトロイダル形状の適応出力型膨張器に対する必要性および要求が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の一般的な目的は、改良された膨張器および関連または対応する膨張ガス供給の方法を提供することである。
【００１７】
本発明のより明確な目的は、上述の問題の１つ以上を克服することである。
【００１８】
本発明の一般的な目的は、トロイダル形状の外側ハウジングと、外側ハウジングに接続されかつ外側チャンバと内側チャンバとを共に区画形成する内側ハウジングとを含むトロイダル形状の適応出力型膨張器によって、少なくとも部分的に達成することができる。圧力に依存する燃焼速度を有するガス発生用火薬材料の貯蔵体は、外側チャンバ内に収容され、生成ガスを生成するために反応可能である。一次起爆装置は、外側チャンバへ射出物を伝達させかつガス発生用火薬材料の貯蔵体へ起爆作用を伝達させる。膨張器はまた、内側ハウジングに各々が形成され、外側チャンバと内側チャンバとの間の独立した流体の伝達を各々が行う第１の複数の孔および第２の複数の孔を含み、それらを通過して生成ガスの少なくとも一部は外側チャンバを出ることができる。出力制御デバイスは、第１の複数の孔と第２の複数の孔とを通過する外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達を可能にする第１の位置と、第１の複数の孔の少なくとも１つを通過する、外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する第２の位置との間で移動可能である。
【００１９】
本発明の好ましい実施によれば、膨張器出力の可変性は、第１の複数の孔を通過する、外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達の少なくとも部分的な妨害に起因するような燃焼圧力の変化によって達成される。ガス発生用材料、例えば火薬の燃焼速度は圧力に依存するので、燃焼圧力の変化は発生剤の燃焼速度を同様に変化させ、したがって、膨張器出力、例えば質量流速を変化させる。例えば、第１の複数の孔を通過する流体の伝達を妨害することにより、外側チャンバ出口面積が減少させられ、これにより、燃焼圧力が上昇し、この結果、発生剤燃焼速度が高まり、膨張器からの質量流速が増大される。同様に、第１の複数の孔を通過する流体の伝達を可能にすることにより、外側チャンバ出口面積が増大させられ、これにより、燃焼圧力が低下し、この結果、発生剤燃焼速度が低くなり、膨張器からの質量流速が減少する。このような性能挙動は、調節可能な出口面積を組み込む所定の貯蔵ガス膨張器のような従来技術の膨張器の性能挙動とは反対である。特に、このような従来の膨張器では、典型的に、出口面積の減少と共に膨張器からの質量流速が低減され、出口面積の増大と共に膨張器からの質量流速が増大する。
【００２０】
従来技術は、一般に、望ましい単純な設計および構造の適応性能膨張器デバイスを提供することに失敗している。特に、従来技術は、膨張ガスの形成または生成のために、特に、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示すアジ化物を含まない様々な火薬のような可燃性材料、例えば火薬の反応に大部分または主に依存するこのような適応性能膨張器デバイスを提供することに失敗している。さらに、従来技術は、一般に、比較的単純な制御構成と関連して使用するために貢献し、かつ望むなら、既存の膨張式拘束装置内に改造して使用可能であるような適応性能膨張式拘束アセンブリ組合体を提供することに失敗している。
【００２１】
他の好ましい実施形態によれば、本発明は、トロイダル形状の適応出力型膨張器と、膨張器と作用上制御通信する制御アセンブリとを含む組合体に関する。トロイダル形状の適応出力型膨張器は、トロイダル形状の外側ハウジングと内側ハウジングとを含み、また圧力に依存する燃焼速度を有しかつ生成ガスを生成するために反応可能であるガス発生用火薬材料の貯蔵体を収容する。膨張器はまた、膨張器によって区画形成された、外側チャンバと内側チャンバとの間の独立した流体の伝達を各々が行う第１の複数の孔および第２の複数の孔を含み、それらを通過して生成ガスの少なくとも一部が外側チャンバを出て、内側チャンバに入ることができる。
【００２２】
制御アセンブリは、膨張器と作用上制御通信し、また反応開始信号を一次起爆装置に供給してガス発生用火薬材料の貯蔵体の少なくとも一部の反応を開始し、かつ制御信号を供給して、第１の複数の孔と第２の複数の孔とを通過する、外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達を可能にする第１の位置と、第１の複数の孔の少なくとも１つを通過する外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する第２の位置との間で出力制御デバイスの移動を行う。
【００２３】
本発明は、さらに、外側チャンバと内側チャンバとを共に区画形成する、トロイダル形状の外側ハウジングと、外側ハウジングに接続された内側ハウジングと、を含むトロイダル形状の膨張器の内部圧力を制御することによって生成ガスの質量流速を適応調整するための方法に関する。ガス発生用火薬材料の貯蔵体は、圧力に依存する燃焼速度を有する外側チャンバ内に収容され、ガス発生用火薬材料の貯蔵体の少なくとも一部は生成ガスを生成するために反応可能である。本発明の好ましい一実施形態によれば、このような方法は、外側チャンバと内側チャンバとの間の独立した流体の伝達を各々が行う、内側チャンバに形成された第１の複数の孔および第２の複数の孔の少なくとも１つを通過する外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に選択的に妨害することを含む。例えば、外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達は、関連する制御アセンブリからの制御信号の受信に応答して調節可能であり、制御信号は、出力制御デバイスに関する少なくとも１つの選択された生成ガス出力性能要因に依存する。
【００２４】
本明細書で使用されているように、「乗員の存在」の検出または感知とは、考慮される乗員の身長、体重および／または位置の検出および／または感知を指す。
【００２５】
膨張器または膨張ガスの「出力」とは、膨張ガスの量、供給量、および供給速度のような膨張器性能出力パラメータを指す。「適応出力型膨張器」では、膨張器出力は、一般に、例えば周囲温度、乗員の存在、シートベルト使用および自動車の減速速度のような選択された運転条件に依存する。
【００２６】
さらに、本明細書では、「圧力依存性」の燃焼速度を有する可燃性ガス発生用材料（例えば火薬）とは、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するそれらの可燃性ガス発生用材料を指す。本発明の文脈では、このような比較的高い燃焼速度圧力依存性は、一般に、少なくとも約０.４の燃焼速度圧力べき指数によって、好ましくは少なくとも約０.５の燃焼速度圧力べき指数によって、さらに好ましくは少なくとも約０.５５〜約０.６０の範囲の燃焼速度圧力べき指数によって表される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
特許請求の範囲および図面に関連して行われる以下の詳細な説明から、他の目的および利点が当業者には明らかであろう。
【００２８】
本発明は、トロイダル形状の外側ハウジング２２を形成するトロイダル形状の適応出力型膨張器２０を提供する。「トロイダル」という用語は、一般的な従来のドーナッツ形状を有する膨張器２０の本体または要素を指す。内側ハウジング２４は、外側ハウジング２２に接続されるかまたはその中に装着され、外側ハウジング２２および内側ハウジング２４は、共に、外側チャンバ２８と内側チャンバ３０とを区画形成するか、さもなければ形成するかまたは含む。好ましくは、外側ハウジング２２は、摩擦溶接または他の適切な溶接技術によって位置２５と２７において内側ハウジング２４に溶接される。図１に示したように、外側ハウジング２２および内側ハウジング２４の各々は、参照記号Ａによって指定された軸線に沿って略同心にセンタリングされ、外側ハウジング２２は内側ハウジング２４を略半径方向に囲む。例えば図１を参照すると、内側ハウジング２４は、軸線Ａに沿って一般的にセンタリングされる円筒状壁部２６を形成する。円筒状壁部２６は複数の孔を含み、これらの孔を通過して、外側チャンバ２８によって例えば形成、生成、さもなければ供給される膨張流体を外側チャンバ２８から例えば内側チャンバ３０内に適切に射出することができる。例えば、図示したように、内側ハウジング２４は、外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間で独立した流体の伝達を各々が行う第１の複数の孔４０と第２の複数の孔４２とを構成する形態の孔を含むことが可能である。第１の複数の孔４０および第２の複数の孔４２は、外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間で独立した流体の伝達を行うので、膨張流体、例えば、膨張ガスは、膨張器性能配置に応じて、第１の複数の孔４０のみ、第２の複数の孔４２のみ、あるいは第１の複数の孔４０および第２の複数の孔４２の両方を通過して流れることができる。
【００２９】
本発明の一実施形態では、第１の複数の孔４０および第２の複数の孔４２の各々は、円筒状壁部２６の周りに略一列に配置されてもよい。さらに、第１の複数の孔４０および第２の複数の孔４２の各々は、外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間で独立した流体の伝達を形成できる。図１に示したような静的または非作動状態の膨張器２０では、第１の複数の孔４０の各々および第２の複数の孔４２の各々を障壁フォイル４３で覆うかまたは閉じて、外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を妨げ、かつガス発生用火薬材料の貯蔵体４５を定常状態に、例えば、湿気から隔離維持することが可能である。
【００３０】
ディフューザ３４は、内側および外側ハウジングアセンブリに関連して位置決めまたは配置され、またそれらに固定接続される。好ましくは、ディフューザ３４は溶接によって外側ハウジング２２に接続されるか、あるいはより好ましくは、ディフューザ３４は、例えば図１に示したように、位置３８において内側ハウジング２４の突出部をまたいでかしめることによって接続される。ディフューザ３４は、車両内に膨張器アセンブリを装着するための装着フランジ３５を含んでもよい。ディフューザ３４は、参照番号３６によって一般的に指定された出口開口部または通路を含み、これらの孔を通過して、膨張器２０によって形成、生成、さもなければ射出される膨張流体、例えば膨張ガスを関連する膨張関連デバイス（図示せず）に伝達して適切に射出できる。さらに、冷却パック３７および／または任意の適切なガス処理要素をディフューザ３４内に位置決めまたは配置し、また出口開口部３６を通過して膨張器２０を出る膨張ガスの少なくとも一部が冷却パック３７を通過して移動するかまたは流れるように、例えば図１に示したように、出口開口部３６と内側ハウジング２４との間に配置してもよい。冷却パック３７および／または適切なガス処理要素は、膨張器２０からこのような膨張流体を射出する前に、通過する膨張流体の温度を低下させるために有効な熱シンクとして使用するために含めることができる。また、通過する膨張流体から微粒子を濾過するかまたは除去するために、冷却パック３７および／または適切なガス処理要素を含めることができるかまたは使用できる。
【００３１】
ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５は、外側チャンバ２８内に配置するかまたは収容される。ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５の少なくとも一部は、生成ガスを発生するために反応可能であるかまたは可燃性である。好ましくは、ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５は圧力に依存する燃焼速度を有する。外側チャンバ２８は、例えば複数のペレットまたはディスク４６の形態の選択されたガス発生用火薬材料の貯蔵体４５を収容するかまたは含むものとして示されている。本発明は、関連技術で公知のような様々なガス発生用材料を使用して実施可能であるが、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示す、例えば０.４以上の燃焼速度圧力べき指数を有するガス発生用材料、例えば火薬と協働して使用する場合、本発明は特定の認知される効用を有する。上述のように、このようなガス発生用材料は、新しく開発されたアジ化物を含まない様々な火薬を含む。その開示が参考として本明細書に完全に組み込まれている２０００年８月１５日に発行された米国特許第６，１０３，０３０号に開示された金属アミン硝酸塩を含有するアジ化物を含まないガス発生用組成物は、本発明の実施に使用するためのこのような高い燃焼速度圧力依存性を有するアジ化物を含まないガス発生用組成物の１つの好ましい形態の例である。当該特許に開示されているように、当該特許による特に好ましい１つのガス発生用組成物は、約３５〜約５０重量％の硝酸グアニジン燃料、約３０〜約５５重量％の銅ジアミン二硝酸塩酸化剤、約２〜約１０重量％の二酸化ケイ素の燃焼速度向上およびスラグ形成添加剤、および約０〜約２５重量％の硝酸アンモニウム補助酸化剤を含む。このような火薬ガス発生用材料の燃焼速度は、強力な圧力関数であるので、より高い燃焼圧力は、より高い生成ガスの質量流速を生成するまたはもたらすことができる。同様に、このような火薬ガス発生用材料により、より低い燃焼圧力は、より低い生成ガスの質量流速を生成するかまたはもたらすことができる。
【００３２】
膨張器２０はまた、外側チャンバ２８内に、かつ外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間で流体の伝達を行う孔４０、４２と隣接して配置されたストレーナ３１を含むことが可能である。ストレーナ３１は、リテーナディスク３２によって外側チャンバ２８内に維持かつ固定される。ストレーナ３１は、生成ガスが外側チャンバ２８を出て内側チャンバ３０内に入るとき、ガス発生用火薬材料４５の燃焼副生成物として生成された微粒子を捕捉する。さらに、ダンパパッド３３は、減衰目的のためにリテーナディスク３２の内面に配置して、膨張器の使用期間中の衝撃または振動による火薬材料４５の移動を最小にすることが可能である。
【００３３】
例えば図１に示したように、少なくとも１つの一次起爆装置５０は、外側チャンバ２８へ射出物を伝達させ、またガス発生用火薬材料の貯蔵体４５へ起爆作用を伝達させる。好ましくは、一次起爆装置５０は、外側ハウジング２２に関連して着座させられるかまたは配置され、外側チャンバ２８の中へ伸びる。一次起爆装置５０は、外側ハウジング２２に様々に接合するかまたは固定することができる。例えば、外側ハウジング２２は、一次起爆装置５０からの起爆射出物が通過して、外側チャンバ２８内に収容されたガス発生用火薬材料の貯蔵体４５に伝達することを可能にするような開口部２３を含む。以下により詳細に説明する一次起爆装置５０の作動は、ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５の少なくとも一部の燃焼を開始して生成ガスを生成し、生成ガスは、第１の複数の孔４０および第２の複数の孔４２の少なくとも１つを通過して外側チャンバ２８を出て、内側チャンバ３０に入る。
【００３４】
膨張器２０は、第１の複数の孔４０と第２の複数の孔４２とを通過して外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を可能にする第１の位置または開位置と、第１の複数の孔４０の少なくとも１つを通過して外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する第２の位置または閉位置との間で移動可能な出力制御デバイス６０を含む。
【００３５】
図１〜図３を参照すると、本発明の好ましい一実施形態では、出力制御デバイス６０は、内側チャンバ３０内に配置されたピストンまたは制御カップ６５を含む。図１の膨張器２０は、静的な状態の膨張器２０を全体的に示し、この場合、一次起爆装置５０は、ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５の燃焼を開始するための作動をしていない。図２は、一般に、低い上昇速度（低い質量流速）の性能配置の図１の膨張器２０を示し、また図３は、一般に、高い上昇速度（高い質量流速）の性能配置の図１の膨張器２０を示している。制御カップ６５は、一般に、内側ハウジング２４に対する制御カップ６５の移動を妨げることなくまたは制限することなく、内側ハウジング２４の円筒状壁部２６の少なくとも一部と当接する円筒状の側壁６８を形成する。制御起爆装置７０は、制御カップ６５に関連してかつ制御カップ６５へ射出物を伝達させるよう配置されるかまたは位置決めされて、低い上昇速度（低い質量流速）の性能配置（図２）を示す第１の位置と、高い上昇速度（高い質量流速）の性能配置（図３）を示す第２の位置との間の制御カップ６５の移動を行う。第１の位置の制御カップ６５では、制御カップ６５は、一般に、制御起爆装置７０に配置されるかまたは着座させられて、図２に示したように、第１の複数の孔４０と第２の複数の孔４２とを通過する外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を可能にする。
【００３６】
制御起爆装置７０が作動すると、制御起爆装置７０は射出するか、あるいは制御カップ６５が軸線Ａに略沿った方向に第２の位置に移動するようにし、この場合、円筒状の側壁６８のような制御カップ６５の少なくとも一部は、内側ハウジング２４の円筒状壁部２６と当接して、第１の複数の孔４０の少なくとも１つを通過する外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を妨げるかまたは少なくとも部分的に妨害する。円筒状壁部２６は、図３に示したように、軸線Ａに略沿った方向の制御カップ６５のさらなる移動を妨げるかまたは制限する少なくとも１つの干渉突出部７２を形成するかまたは含むことが可能である。
【００３７】
一次起爆装置５０は、膨張器２０と作用上制御通信する制御アセンブリによって作動される。適切な制御アセンブリについて、図８と図９を参照して以下に詳述する。制御アセンブリは、反応開始信号を一次起爆装置５０に供給して、ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５の少なくとも一部の反応を開始させる。制御アセンブリはまた、制御信号を供給して、第１の位置と第２の位置との間の出力制御デバイス６０の移動を行うことが可能である。例えば、制御アセンブリは、制御信号を制御起爆装置７０に供給して、内側チャンバ３０内に配置された制御カップ６５の第１の位置から、第１の複数の孔４０の少なくとも１つを通過する、外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する第２の位置への移動を行う。
【００３８】
膨張器２０は、図１に静的な状態で示され、これによって、第１の複数の孔４０および第２の複数の孔４２の各々が開放して、作動時にそれらの孔を通過する膨張流体の通過を可能にする。図２は、一次起爆装置５０の作動後の膨張器２０を示している。
【００３９】
図示したように、一次起爆装置５０の作動により、外側チャンバ２８内に収容されたガス発生用火薬材料の貯蔵体４５と当接して起爆射出物の通過が行われ、ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５の点火を行う。このような点火により、ガス発生用火薬材料の貯蔵体４５の少なくとも一部の燃焼が行われ、外側チャンバ２８内の圧力が増大する。外側チャンバ２８内の圧力が十分に増大されると、第１の複数の孔４０の各々および第２の複数の孔４２の各々に隣接して覆う障壁フォイル４３は、破裂するかさもなければ開放して、それを通過する燃焼生成物の通過を可能にする。このような通過により、燃焼生成物は、内側チャンバ３０内に通過させられ、内側チャンバに収容された冷却パック３７と当接し、次に外側ハウジング出口開口部３６の１つ以上を通過して膨張器２０から出る。このような構成は、時に、本明細書では「低い上昇速度」（「低い質量流速」）の性能配置と称される。
【００４０】
制御起爆装置７０の作動は、図３に示したように、制御カップ６５へ射出物を方向付けるか、さもなければ制御起爆装置７０に一般的に着座した初期のまたは第１の位置から、制御カップ６５の分離または解放を生じさせるかまたはもたらす。このような分離あるいは解放により、制御カップ６５は軸線Ａに略沿った方向に第２の位置へ移動し、この場合、制御カップ６５の側壁６８は第１の複数の孔４０の少なくとも１つの少なくとも一部を覆って、第１の複数の孔４０を通過する外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する。第１の複数の孔４０の少なくとも１つのこのような少なくとも部分的な妨害またはブロックの結果、外側チャンバ２８内の圧力は増大されるかまたはより大きくなり、これによって、ガス発生用火薬材料４５の燃焼速度が高められ、第２の複数の孔４２を通過する生成ガスの質量流速の増大をもたらす。したがって、上述のように、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示す、例えば０.４以上の燃焼速度圧力べき指数を有するガス発生用材料、例えば火薬を使用して本発明が実施される場合、このようなより高い燃焼圧力は、生成ガスのより高い質量流速を生成するかまたはもたらすことができる。したがって、このような構成は、時に、本明細書では「高い上昇速度」（「高い質量流速」）の性能配置と称される。
【００４１】
当業者によって認識され、また本発明に提供される教示によって案内されるように、外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達の調整、および最終的に、例えば衝撃および乗員状態の１つ以上に対応する膨張器２０から出る出力生成ガスの調整は、例えば膨張ガス質量流速および温度を含む少なくとも１つの選択された生成ガス出力性能要因に依存して選択することができる。
【００４２】
第１の複数の孔４０を通過する生成ガス流を普通に可能にするために、また射出時、第１の複数の孔４０を通過する生成ガス流を制限するために、１回射出されるように制御カップ６５が固定される膨張器２０に関し本発明について上述してきたが（例えば図１〜図３）、本発明のより広範な実施は必ずしもそれほど制限されない。例えば、本発明は、望むなら、膨張器デバイス内の流体の伝達を１回以上調整することができる膨張器デバイスを使用して実施できる。
【００４３】
図４〜図７は、選択された作動状態下で本発明の好ましい代替実施形態によるこのような１つの多数の調整膨張器１２０を示している。
【００４４】
例えば図４を参照すると、膨張器１２０は、低い上昇速度（例えば、低い膨張ガス質量流速）の性能配置で示されている。膨張器１２０は、外側チャンバ１２８と上述の膨張器２０と同様の内側チャンバ１３０とを含む。外側チャンバ１２８は、トロイダル形状の外側ハウジング１２２と、外側ハウジング１２２に接続された内側ハウジング１２４とによって少なくとも部分的に区画形成される。外側ハウジング１２２および内側ハウジング１２４の各々は、参照記号Ａによって指定された軸線に沿って略同心にセンタリングされ、外側ハウジング１２２は内側ハウジング１２４を略半径方向に囲む。
【００４５】
上述の実施形態のように、外側ハウジング１２２は、一次起爆装置１５０が受容される開口部１２３を形成するかまたは含む。外側チャンバ１２８は、例えばペレットまたはディスク１４６の形態のような、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示す、例えば０.４以上の燃焼速度圧力べき指数を有するガス発生用火薬材料１４５、例えば火薬を収容することが望ましい。例えば図４に示したように、一次起爆装置１５０は、外側チャンバ１２８へ射出物を伝達させかつガス発生用火薬材料の貯蔵体１４５へ起爆作用を伝達させる。好ましくは、一次起爆装置１５０は、外側ハウジング１２２に関連して着座させられるかまたは配置され、外側チャンバ１２８の中へ伸びる。一次起爆装置１５０は、外側ハウジング１２２に様々に接合するかまたは固定することができる。例えば、外側ハウジング１２２は、一次起爆装置１５０からの起爆射出物が、外側ハウジングを通過して、また外側チャンバ１２８内に収容されたガス発生用火薬材料１４５の貯蔵体に伝達して通過することを許容するような開口部２３を含む。一次起爆装置１５０の作動は、ガス発生用火薬材料の貯蔵体１４５の少なくとも一部の燃焼を開始して生成ガスを生成し、生成ガスは、第１の複数の孔１４０および第２の複数の孔１４２の少なくとも１つを通過して外側チャンバ１２８を出て、内側チャンバ１３０に入る。
【００４６】
内側ハウジング１２４は、ロータ弁１８０が受容される開口部１２５を形成するかまたは含み、ロータ弁は、ソレノイド装置１８２に作用上結合されるかまたは接続される。好ましくは、ソレノイド装置１８２は、ロータ弁１８０に関連してかつロータ弁１８０と作動伝達して配置されるかまたは位置決めされて、低い上昇速度（低い質量流速）の性能配置を示す開位置（図４と図５）と、高い上昇速度（高い質量流速）の性能配置を示す閉位置（図６と図７）との間でロータ弁１８０の回転を行う。
【００４７】
膨張器１２０は、複数の孔、例えば第１の複数の孔１４０および第２の複数の孔１４２を含み、これらの孔を通過して、外側チャンバ１２８によって形成、生成、さもなければ供給される膨張流体、例えば膨張ガスを外側チャンバ１２８から例えば内側チャンバ１３０内に適切に射出することができる。例えば、図示したように、このような第１の複数の孔１４０および第２の複数の孔１４２は、それぞれ、第１の列の孔１４０および第２の列の孔１４２の形態であるかまたはそれらを構成することが可能である。
【００４８】
図４〜図７を参照すると、出力制御デバイス１６０は、内側チャンバ１３０内に配置されかつソレノイド装置１８２に作用上接続されるロータ弁１８０を含む。図４は、一般に、低い上昇速度（低い質量流速）の性能配置の膨張器１２０を示し、また図６は、一般に、高い上昇速度（高い質量流速）の性能配置の膨張器１２０を示している。ソレノイド装置１８２は、ロータ弁１８０に関連してかつロータ弁１８０と作用上制御通信して配置されるかまたは位置決めされて、低い上昇速度（低い質量流速）の性能配置を示す第１のまたは開位置（図５）と、高い上昇速度（高い質量流速）の性能配置を示す第２のまたは閉位置（図７）との間でロータ弁１８０の回転運動を行う。開位置のロータ弁１８０では、ロータ弁１８０は、一般に、複数の第１の孔１４０の１つに各々が対応する複数の通路またはスロット１８１を提供して、図４に示したように、第１の複数の孔１４０を通過するならびに第２の複数の孔１４２を通過する、外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達を可能にする。
【００４９】
ソレノイド装置１８２が作動すると、ソレノイド装置１８２は、内側チャンバ１３０内でまた軸線Ａを略中心に閉位置に回転するようにロータ弁１８０を作動するかまたはそのようにさせ、この場合、通路１８１は、図７に示したように、第１の複数の孔１４０の対応する１つと整列されず、第１の複数の孔１４０の少なくとも１つを通過する外側チャンバ２８と内側チャンバ３０との間の流体の伝達を妨げるかまたは少なくとも部分的に妨害する。ロータ弁１８０は、要求または命令に応じて低い質量流速または高い質量流速を行うために、開位置と閉位置との間で選択的に回転可能である。このように、ロータ弁１８０は、関連する膨張式エアバッグクッションの展開中に開位置と閉位置との間で繰り返してトグルまたは回転できる。
【００５０】
図４と図５に示した開位置では、一次起爆装置１５０の作動により、外側チャンバ１２８内に収容されたガス発生用火薬材料１４５の貯蔵体と当接して起爆射出物の通過が行われ、ガス発生用火薬材料の貯蔵体１４５の点火を行う。このような点火により、ガス発生用火薬材料の貯蔵体１４５の少なくとも一部の燃焼が行われ、外側チャンバ１２８内の圧力が増大する。外側チャンバ１２８内の圧力が十分に増大されると、第１の複数の孔１４０の各々および第２の複数の孔１４２の各々に隣接して覆う障壁フォイル１４３は、破裂するかさもなければ開放して、それを通過する燃焼生成物の通過を可能にする。このような通過により、燃焼生成物は、内側チャンバ１３０内へ通過させられ、内側チャンバに収容された冷却パック１３７と当接し、次に外側ハウジング出口開口部１３６の１つ以上を通過して膨張器１２０から出る。
【００５１】
図４と図５に示したように、ロータ弁１８０は、第１の複数の孔１４０と第２の複数の孔１４２とを通過するまたはそれらからの流れが、ロータ弁１８０によって一般に中断されないかまたは妨げられないように配置される。上述のように、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示す、例えば０.４以上の燃焼速度圧力べき指数を有するガス発生用材料、例えば火薬を使用する場合、このようなロータ弁配置により、生成ガスの低減されたまたはより低い質量流速を生成するかまたはもたらすことができることが望ましく、例えば、このような性能配置は、膨張ガスの「低い上昇速度」（「低い質量流速」）を生成するかまたはもたらす。
【００５２】
次に図６と図７を参照すると、第２の複数の孔１４２が開放のままであるか、さもなければロータ弁１８０によって妨げられないままである一方で、第１の複数の孔１４０の少なくとも一部を通過する生成ガスの通過を覆う、阻止するか、さもなければ妨害するために、ロータ弁１８０が第１の複数の孔１４０の各々に適切に隣接するように、ソレノイド装置１８０の作動およびロータ弁１８０の回転後の膨張器１２０が示されている。図７に示したように、ロータ弁１８０の通路１８１は、第１の複数の孔の対応する１つともはや整列されず、したがって、一般に、第１の複数の孔１４０を通過する生成ガス流を妨げる。
【００５３】
上述のように、外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達を調整して、外側チャンバ１２８内のより高いかまたはより大きな圧力をもたらすかまたは生成することができる。上述のように、比較的高い燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示すガス発生用材料を使用して本発明が実施される場合、このようなより高い燃焼圧力は、生成ガスのより高い質量流速を生成するかまたはもたらすことができる。したがって、このような構成は、本明細書で「高い上昇速度」（「高い質量流速」）の性能配置と呼ばれるものを構成する。
【００５４】
このように、膨張器１２０は、特定の膨張状況または取付け要件のために所望のように、１回、２回、選択された複数の回数または実質上連続的にこのような調整を可能にする方法で、外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達の調整を許容しまた促進するように設計される。したがって、例えば、上述の燃焼速度圧力依存性を有するかまたは示すガス発生用材料を使用して本発明が実施される場合、本明細書に提供される教示によって案内される当業者は、このような膨張器センブリの出口面積を調整かつ制御して、特に所望の膨張性能特性、例えば、膨張式装置の上昇速度を提供できることを認識するであろう。
【００５５】
次に、膨張器１２０を適切に作動して図４に示した状態に戻すことができる。このような復帰により、第１の複数の孔を通過する外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達が回復される。
【００５６】
一次起爆装置１５０は、膨張器１２０と作用上、制御通信する制御アセンブリによって作動される。適切な制御アセンブリについて、図８と図９を参照して以下に詳述する。制御アセンブリは、反応開始信号を一次起爆装置１５０に供給して、ガス発生用火薬材料の前記貯蔵体１４５の少なくとも一部の反応を開始する。制御アセンブリはまた、制御信号を供給して、第１の複数の孔１４０と第２の複数の孔１４２とを通過する外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達を可能にする開位置と、第１の複数の孔１４０の少なくとも１つを通過する外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する閉位置との間で、出力制御デバイス１６０の移動を行うことが可能である。例えば、制御アセンブリは、制御信号をソレノイド装置１８２に供給して、第１の複数の孔１４０を通過するならびに第２の複数の孔１４２を通過する外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達を可能にする開位置（図４と図５）から、第１の複数の孔１４０の少なくとも１つを通過する外側チャンバ１２８と内側チャンバ１３０との間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する閉位置（図６と図７）に、内側チャンバ１３０内に配置されたロータ弁１８０の回転を行う。
【００５７】
様々な制御装置を本発明の実施に使用することができる。図８は、本発明の好ましい一実施形態による膨張式拘束システムアセンブリ２４１を示した概略図であり、本発明によるまた上述のような膨張器２２０を組み込んでいる。膨張器２２０に加えて、膨張式拘束システムアセンブリ２４１は、一次起爆装置２５０への電気配線２４４を介して膨張器２２０と制御通信する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２４３を含む。
【００５８】
さらに、膨張式拘束システムアセンブリ２４１は１つ以上の衝撃センサ２４６を含む。関連技術で公知のような衝撃センサが利用可能であり、また衝撃の発生に関する選択された１つ以上のパラメータを感知または検出できる。例えば、急激または急速な車両減速度を衝撃発生パラメータとして使用することが知られている。図８に概略的に示したように、衝撃センサ２４６およびＥＣＵ２４３は、ライン２５１で示されるように信号通信する。
【００５９】
このような膨張式拘束システムアセンブリでは、ＥＣＵ２４３は、第１の起爆装置２５０が作動された場合に信号を送り、またその時点を制御するように、すなわち、膨張器２２０が所望の膨張ガスを発生させて射出するために作動された場合に信号を送り、またその時点を制御するように機能できる。例えば、衝突センサ２４６から適正または適切な信号を受信すると、ＥＣＵ２４３は、膨張器２２０内に収容されたガス発生用火薬材料２４５を反応させ、これによって生成ガスを発生させるように、第１の起爆装置２５０に信号を送るかさもなければ作動させる。
【００６０】
膨張式拘束システム組立体２４１はまた、本明細書でアウトオブポジション（ＯＯＰ）論理回路と称されかつ参照番号１５２で示され、例えば電気配線２５４を介して出力制御デバイス２６０と制御通信する論理回路を有する。例えば、一般的なアウトオブポジション論理回路は、乗員の有無またはシートベルト装着の有無のような信号入力に基づくことが可能である。この目的で、膨張式拘束システム組立体２４１はまた、ライン２５８で示されるように、論理回路２５２と信号通信する関連技術で公知のような乗員センサ２５６を有する。
【００６１】
膨張式拘束アセンブリ２４１では、論理回路２５２は、出力制御デバイス２６０が作動される時点、例えば状況および場合を制御し、したがって、膨張流体が射出される外側チャンバ２２８と内側チャンバ２３０との間の流体の伝達の調整を制御するように機能することが望ましい。この結果、外側チャンバ２２８と内側チャンバ２３０の間の流体の伝達は、膨張式拘束具の特定の展開状態と関連する特定の選択状況に応じて適切に調整できる。本発明の好ましい一実施形態では、出力制御デバイス２６０は、図１〜図３を参照して上述したように、制御カップ６５へ射出物を伝達させる制御起爆装置７０を含む。本発明の好ましい代替実施形態では、出力制御デバイス２６０は、図４〜図７を参照して上述したように、ソレノイド装置１８２に作用上接続されるロータ弁１８０を含む。
【００６２】
図９は、本発明の好ましい代替実施形態による膨張式拘束システムアセンブリ３６１を示している。以下により詳細に説明するように、膨張式拘束システムアセンブリ３６１は、膨張式拘束システムアセンブリ２４１と多くの相似性を有するが、単一の制御ユニットを利用して、関連する膨張器３２０内に収容されたガス発生用火薬材料の貯蔵体３４５の反応起爆、ならびに外側チャンバ３２８と内側チャンバ３３０との間の流体の伝達、したがって膨張器３２０からの生成ガスの質量流速の調整の両方を制御する。
【００６３】
例えば、上述の膨張式拘束システムアセンブリ２４１と同様の膨張式拘束システムアセンブリ３６１は、膨張器３２０を組み込み、また例えば一次起爆装置３５０への電気配線３６４を介して膨張器３２０と制御通信する電子制御ユニット（ＥＣＵ）３６２を有する。また、膨張式拘束システムアセンブリ２４１と同様に、膨張式拘束システムアセンブリ３６１は、ライン３７１で示されるように、ＥＣＵ３６２と信号通信する関連技術で公知のような１つ以上の衝撃センサ３６６を含む。
【００６４】
しかし、システムアセンブリ３６１はまた、ライン３７４で示されるように、ＥＣＵ３６２と信号通信する乗員センサ３７３を含む。次に、ＥＣＵ３６２は、出力制御デバイス３６０への電気配線３７６を介して膨張器３２０と制御通信して結合または接続される。
【００６５】
ＥＣＵ３６２は、例えば一次起爆装置３５０の作動を介した関連する膨張器３２０内に収容されたガス発生用火薬材料３４５の反応起爆、ならびに例えば出力制御デバイス３６０の適切な作動を介した膨張器３２０内の流体の伝達の調整の両方を制御するための制御ロジック能力を有する。この結果、外側チャンバ３２８と内側チャンバ３３０の間の流体の伝達は、膨張式拘束具の特定の展開状態と関連する特定の選択状況に応じて適切に調整できる。本発明の好ましい一実施形態では、出力制御デバイス３６０は、図１〜図３を参照して上述したように、制御カップ６５へ射出物を伝達させる制御起爆装置７０を含む。本発明の好ましい代替実施形態では、出力制御デバイス３６０は、図４〜図７を参照して上述したように、ソレノイド装置１８２に作用上接続されるロータ弁１８０を含む。
【００６６】
膨張式拘束エアバッグクッションの形態の膨張式装置の膨張を参照して本発明について上述してきたが、本発明のより広範な実施は必ずしもそれほど制限されないことが認識されるであろう。
【００６７】
このように、本発明は、外側チャンバと内側チャンバとを共に区画形成する、トロイダル形状の外側ハウジングと、外側ハウジングに接続された内側ハウジングと、を提供する。圧力に依存する燃焼速度を有するガス発生用火薬材料の貯蔵体は、外側チャンバ内に収容される。一次起爆装置は、外側チャンバへ射出物を伝達させ、かつガス発生用火薬材料の貯蔵体へ起爆作用を伝達させ、ガス発生用火薬材料の貯蔵体の少なくとも一部の燃焼を開始して生成ガスを発生する。内側ハウジングに各々が形成された第１の複数の孔および第２の複数の孔は、外側チャンバと内側チャンバとの間で独立した流体の伝達を行い、これによって、生成ガスは外側チャンバを出て内側チャンバ内に入ることができる。出力制御デバイスは、内側ハウジングに関連して位置決めされるかまたは配置され、また第１の複数の孔と第２の複数の孔とを通過する外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達を可能にする第１の位置または開位置と、第１の複数の孔の少なくとも１つを通過する外側チャンバと内側チャンバとの間の流体の伝達を少なくとも部分的に妨害する第２の位置または閉位置との間で移動可能である。
【００６８】
本発明の好ましい一実施形態では、出力制御デバイスは、制御起爆装置に関連して配置された制御カップを含み、制御カップへ射出物を伝達させる制御起爆装置は、第１の位置と第２の位置との間に制御カップを移動するために有効である。
【００６９】
本発明の好ましい代替実施形態では、出力制御デバイスは、ソレノイド装置に作用上接続されかつ開位置と閉鎖位置との間で選択的に回転可能であるロータ弁を含む。好ましくは、ロータ弁は、関連する膨張式エアバッグクッションの展開中に開位置と閉位置との間で繰り返して回転可能である。
【００７０】
本明細書に例示的に開示した本発明は、本明細書に詳しく開示していない任意の要素、部分、ステップ、構成要素、または成分がない場合に、適切に実現可能である。
【００７１】
上述の詳細な説明において、本発明の所定の好ましい実施形態に関して本発明について記述し、説明のために多くの詳細について説明してきたが、本発明は追加の実施形態が可能であり、本明細書で説明した詳細のいくつかは本発明の基本原理から逸脱することなく著しく変更可能であることが、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の好ましい一実施形態による膨張器の概略部分断面図である。
【図２】図１に示した膨張器の概略部分断面図であり、低上昇速度（低質量流速）性能配置の膨張器を通過する生成ガスの方向流を示している。
【図３】図１に示した膨張器の概略部分断面図であり、高上昇速度（高質量流速）性能配置の膨張器を通過する生成ガスの方向流を示している。
【図４】本発明の好ましい他の実施形態による膨張器の概略部分断面図であり、低上昇速度（低質量流速）性能配置の膨張器を通過する生成ガスの方向流を示している。
【図５】図４に示した線５−５に略沿って図４に示した膨張器の概略部分断面図である。
【図６】図４に示した膨張器の概略部分断面図であるが、高上昇速度（高質量流速）性能配置の膨張器を通過する生成ガスの方向流を示している。
【図７】図６に示した線７−７に略沿って図６に示した膨張器の概略部分断面図である。
【図８】本発明の好ましい一実施形態による膨張式拘束システムアセンブリの概略図である。
【図９】本発明の好ましい代替実施形態による膨張式拘束システムアセンブリの概略図である。
【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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【図８】
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【図９】
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