(57)【要約】車両乗員保護システムのインフレータ１０は、その長さ方向に複数のガス排出口が設けられた細長いハウジング１２を包含する。ハウジング１２の長さに実質的に等しい長さで、着火体３０および推進剤１６が設けられ、着火体３０と推進剤体１６とは、それぞれの長さの全部または大部分において物理的に接触している。衝突時に着火体３０が点火されると、その結果、推進剤１６の長さ方向において均一な着火および燃焼が起こることによって、均一なガス生成およびエアバッグ２６の均一な膨張がもたらされる。エアバッグ２６は、ハウジング１２と少なくとも実質的に同延であり、かつ流体連通している。推進剤１６の好適な混合物は、シリコーン、過塩素酸酸化剤、および冷却剤を含有する。
2004501019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さと、第１端および第２端とを有する細長いハウジングと、
前記ハウジングの長さ方向に沿って間隔を空けて設けられた複数のガス排出口と、
前記ハウジング内に包含される推進剤体であって、前記ハウジングと略同延の長さを有する前記推進剤体と、
前記推進剤と略同延である着火体であって、略前記推進剤の長さにわたって前記推進剤と物理的に接触すると共に、前記推進剤の燃焼速度の少なくとも２倍の燃焼速度を有する前記着火体とを含み、
該着火体に点火することによって、本質的に前記推進剤の全長にわたる均一な着火および燃焼がもたらされる、車両乗員保護システムのガス発生装置。
【請求項２】
ハウジングに包含されて、ハウジングと略同延の有孔スリーブをさらに含み、該スリーブに推進剤が収容されている、請求項１に記載のガス発生装置。
【請求項３】
複数のガス排出口の少なくとも１つのガス排出口に対応して、各フィルタがその上に取り付けられている、複数のフィルタをさらに含み、それによってガス発生装置から流出するガスをフィルタリングする、請求項１に記載のガス発生装置。
【請求項４】
ハウジングに包含されて、ハウジングと略同延の環状フィルタをさらに含み、該環状フィルタが有孔スリーブを包み込んでいる、請求項２に記載のガス発生装置。
【請求項５】
ハウジングの回りを包む断熱材をさらに含み、該断熱材が、複数のガス排出口に対応する複数のガス排出開口を有する、請求項１に記載のガス発生装置。
【請求項６】
所定の長さと、該長さ方向に沿って間隔を空けて設けた複数のガス排出口とを有すると共に、第１端および第２端を有する細長いハウジングと、
該ハウジング内に包含される推進剤体であって、前記ハウジングと略同延の長さを有すると共に、燃料として約１０〜１５重量％のシリコーンの混合物と、約７５〜９０重量％の酸化剤とを含み、ここで前記重量％の配合は前記推進剤体の重量に対する割合である前記推進剤体と、
該推進剤と略同延の着火体であって、略前記推進剤の長さにわたって前記推進剤と物理的に接触する前記着火体とを含み、
前記着火体に点火することによって、本質的に前記推進剤の全長にわたる均一な着火および燃焼がもたらされる、車両乗員保護システムのガス発生装置。
【請求項７】
酸化剤が、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カリウム、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、相安定化硝酸アンモニウム、およびその混合物からなる群から選択される、請求項６に記載のガス発生装置。
【請求項８】
推進剤混合物が、金属水酸化物、金属炭酸化物、無機シュウ酸化物、およびその混合物の群から選択される冷却剤をさらに含み、該冷却剤の含有量が、前記推進剤体の重量の約１〜３０％である、請求項６に記載のガス発生装置。
【請求項９】
推進剤混合物が、推進剤体の重量の約１〜３０％の炭酸ストロンチウムをさらに含む、請求項２に記載のガス発生装置。
【請求項１０】
酸化剤が、過塩素酸化物酸化剤である、請求項６に記載のガス発生装置。
【請求項１１】
所定の長さと、該長さ方向に沿って間隔を空けて設けられた複数のガス排出口とを有すると共に、第１端および第２端を有する細長いハウジングと、
該ハウジング内に包含される推進剤体であって、前記ハウジングと略同延であると共に、燃料として約１０〜１５重量％のシリコーンの混合物と、約７５〜９０重量％の酸化剤と、金属水酸化物、金属炭酸化物、無機シュウ酸化物、およびそれらの混合物の群から選択される約１〜３０重量％を含み、ここで前記重量％の配合は前記推進剤体の重量に対する割合である前記推進剤体と、
該推進剤と略同延の着火体であって、略前記推進剤の長さにわたって前記推進剤と物理的に接触する前記着火体とを含み、
該着火体に点火することによって、本質的に前記推進剤の全長にわたる均一な着火および燃焼がもたらされる、車両乗員保護システムのガス発生装置。
【請求項１２】
推進剤混合物が、１〜２０重量％のスラグ生成成分をさらに含み、ここで前記重量％の配合が前記推進剤体の重量に対する割合である、請求項１１に記載のガス発生装置。
【請求項１３】
スラグ形成成分が、アルミニウム酸化物および鉄酸化物からなる群から選択される、請求項１２に記載のガス発生装置。
【請求項１４】
冷却剤が、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸ナトリウム、シュウ酸カルシウム、シュウ酸ストロンチウム、およびシュウ酸アルミニウムからなる群から選択される、請求項１１に記載のガス発生装置。
【請求項１５】
所定の長さと、該長さ方向に沿って間隔を空けて設けられた複数のガス排出口とを有すると共に、第１端および第２端を有する細長いハウジングと、
該ハウジングの中央に配置された推進剤チャンバと、
該チャンバ内に収納される推進剤体であって、前記ハウジングと略同延であると共に、燃料として約１０〜１５重量％のシリコーンの混合物と、約７５〜９０重量％の酸化剤とを含み、前記重量％の配合が前記推進剤体の重量に対する割合である前記推進剤体と、
該推進剤と略同延の着火体であって、略前記推進剤の長さにわたって前記推進剤と物理的に接触する前記着火体とを含み、
前記着火体に点火することによって、本質的に前記推進剤の全長にわたる均一な点火および燃焼がもたらされる、車両乗員保護システムのガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、２０００年５月１日付け出願の米国仮出願第６０／２０１１３０号の優先権を主張するものである。
【０００２】
発明の背景
本発明は、自動車乗員保護システムのインフレータ・エアバッグに使用されるガス発生装置に関し、より具体的にはロールオーバ事故中の車両乗員を保護するように設計されたヘッド・カーテン・インフレータに関する。この新規設計は、安定かつ均一なガス生成を可能とすることによって、エアバッグの全長にわたっての持続する膨張をもたらし、直線型のヘッド・サイド・エアバッグ・インフレータに特に有用である。
【０００３】
自動車のエアバッグを展開するための膨張システムでは、一般に膨張前のエアバッグに流体連通するガス発生装置が使用される。ガス発生装置は通常、加速度応答性の慣性スイッチを用いることにより感知された車両加速度が所定の閾値を超えると、点火回路によって起動される。
ロールオーバ事故用に設計されたエアバッグ膨張システムでは、例えば車のＢピラー内に格納されたガス発生装置が使用されることが多い。ハイブリッド式ガス発生装置が一般的であり、これには所定の信号を受信すると開放される加圧ガスが収容されている。このガスを、次いで作用点まで移送する必要があり、このために追加の配管が必要である。
【０００４】
公知の側面衝突インフレータの中には、比較的離れた場所にあるガス発生装置内で発生したガスを、エアバッグまで伝達するための配管を必要とするものがあり、このために車両乗員保護システムの製造が複雑化すると共に、さらにエアバッグが膨張する前の相対遅れの原因となっている。
その他の公知のガス発生装置では、最適の膨張プロフィールが得られないことがある。例えば、ＯＥＭ業者はエアバッグの持続的な膨張を要件として課し、それによってロールオーバ事故中の継続的な保護を保証することが多い。持続的な膨張を保証するためには、ガス発生組成物の燃焼が、所望の時間または要求される時間中、持続的な燃焼である必要がある。
【０００５】
エアバッグに配管されるガス量は、エアバッグの膨張プロフィールにおいて、均一でないことが多い。言い換えると、エアバッグの一部が、他の部分よりも大きく膨張または昇圧することがある。この結果、エアバッグの完全に膨張しない部分においては保護能力が低下する可能性がある。
このように、車両の側面衝突保護用エアバッグの全長にわたって持続的かつ均一な膨張を提供するという課題が残されている．
関連する車両乗員保護システムが公知である。米国特許第５３２２３２２号明細書、米国特許第５０９４４７５号明細書、米国特許第３７３３０８８号明細書、米国特許第５５４０４５９号明細書、米国特許第５５８８６７２号明細書、および米国特許第５９２１５７６号明細書を例として引用し、かつ参照として本願に組み入れる。
【０００６】
発明の概要
上記の課題は、本発明の車両乗員保護システムによって解決される。本発明によれば、側面衝突ヘッド・カーテン・インフレータは細長いハウジングを含む。このハウジングの長さ方向に沿って、間隔を空けてガス排出口を設けることにより、ガスの開放を容易にする。推進剤体（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｂｏｄｙ）は、ハウジング内に収納されると共に、実質的にハウジングと同延（ｃｏｅｘｔｅｎｓｉｖｅ， 同じ方向に延在する）である。着火体（ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｂｏｄｙ）または急速爆燃コード（ｒａｐｉｄ ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ ｃｏｒｄ）が、推進剤体と並置されるか、またはその中に収納されて、この着火体は推進剤体と同延であると共に、物理的に接触している。エアバッグまたは側面衝突ヘッド・カーテン・エアバッグは、ハウジングの全長にわたって延びると共に、ハウジングと流体連通している。
【０００７】
好適な一実施態様においては、推進剤体は、燃料および酸化剤として、シリコーン混合物を含有する。シリコーンの柔軟性によって、ハウジングと同延の長い円筒体の押出し加工が容易となる。着火体は、推進剤の円筒体内に、例えば軸方向に配置して収納される。
燃料として使用されるシリコーンによって、燃焼が持続し、したがって持続する燃焼が得られる。着火体または急速爆燃コードによって、推進剤の長さ方向にわたって実質的に同時に着火と燃焼が起こる。結果として、ハウジングの長さ方向に間隔を空けて設けられたガス排出口から流出するガスが、ハンジングの全長の回りに密封されてハウジングに流体連通するエアバッグを均一に膨張させる。作動においては、衝突事象が発生すると、エアバッグが直ちに展開し、ハウジングの全長にわたって持続的かつ均一な膨張プロフィールを示す。
【０００８】
好ましい実施態様の詳細な説明
本発明によれば、ガス発生装置１０は、カーボンスチールなどの剛性のある材料で製作された細長いハウジング１２を含む。複数のガス排出口１４が、ハウジング１２の全長に沿って間隔を空けて設けられている。ハウジング１２は、好ましくはカーボンスチールのパイプまたはチューブで形成される。寸法は、設計仕様に基づく。推進剤装填物１６は、ハウジング１２内の、実質的に同延の任意選択の有孔チューブ１８内に配置してもよい。標準点火装置２０またはイニシエータ・アセンブリが、ハウジングの一端に配置され、点火回路からの信号と通信することによって、インフレータ１０の作動を開始する。複数のフィルタ・スクリーン２２が、ハウジング１２の外部表面に取り付けられて、これによってフィルタ・スクリーン２２が各ガス排出口１４を覆う。図１および３を参照のこと。溶接金網（ｗｅｌｄｅｄ ｗｉｒｅ ｍｅｓｈ）フィルタ２２は、ミシガン州カルカスカ市（Ｋａｌｋａｓｋａ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ）のウエイン・ワイヤ社（Ｗａｙｎｅ Ｗｉｒｅ， Ｉｎｃ．）などから容易に入手可能である。
【０００９】
代替手法として、やはりウエイン・ワイヤ社製の金網ソックス２４（ｗｏｖｅｎ ｗｉｒｅ ｓｏｃｋ）を用いて、推進剤充填１６を収納する有孔チューブ１８の覆いをして、これによって燃焼性生成物の好適なフィルタリングを実現してもよい。あるいは、有孔チューブ１８を備えない場合には、実施的に推進剤充填１６と同延の環状フィルタソックス（ａｎｎｕｌａｒ ｆｉｌｔｅｒ ｓｏｃｋ）２４によって、推進剤をそれぞれの全長にわたって単に包み込むだけでもよい。金網ソックス２４で覆いをすると、次いで有孔チューブ１８は、ハウジング１２中に挿入される。これによって、金網フィルタ２２をハウジング１２の外表面３２に溶接することが不要となる。図１および３を参照のこと。
【００１０】
推進剤装填物１６は、本質的にハウジング１２の全長あるいはその長さのほとんどにわたって延びるようにすることで、推進剤１６が点火されたときに、実質的に均一なガス生成を促進する必要がある。ハウジング１２の全長わたって取り付けられて、密封されているエアバッグ２６を均一に膨張させるためには、インフレータ１０の全長にわたって均一にガスが生成されることが望ましい。ガラス繊維織物（例えば、ノースカロライナ州グリーンスボロ市のＢＧＦインダストリ社（ＢＧＦ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ． ｏｆ Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ， Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）製）、またはＮＯＭＥＸ（デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）製）またはＫＹＮＯＬ（ニッポン・キーノル（Ｎｉｐｐｏｎ Ｋｙｎｏｌ）製）などの商標で知られるその他の材料などの絶縁材料２８を、ハウジング外周回りに配置し、これがハウジングからエアバッグへの熱伝達を防止する役割をする。複数のガス排出口１４は、推進剤１６が点火されると、エアバッグ２６と連通して、エアバッグ２６をその全長にわたって持続的かつ均一に膨張させる。
【００１１】
推進剤充填物１６は、ハウジング１２および有孔チューブ１８と、本質的ではないとしても、少なくとも実質的に同延の単体の円筒形または細長形の押出し品として形成される。ハウジング１２はまた、推進剤装填物１６と同延で連通する、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）、またはウイック（ｗｉｃｋ， 芯）の形態の点火化合物３０を包含する。言い換えると、推進剤充填物１６およびウイック３０は、完全ではなくても、少なくとも実質的にそれぞれの長さにわたって、物理的に接触している。ウイック３０は、限定されるものではないが、セシウム硝酸カリウムなどの着火材である。ウイック３０は、例えばカリフォルニア州ホリスタ市のマコーミック・セルフ社（ＭｃＣｏｒｍｉｃｋ Ｓｅｌｐｈ， Ｉｎｃ． ｏｆ Ｈｏｌｌｉｓｔｅｒ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）などから容易に入手が可能である。ウイック３０はイグナイタ２０に接続され、インフレータ点火回路が起動すると、その全長にわたって迅速に点火される。一般に、ウイック３０は推進剤充填物１６の約１０倍の速さで燃焼するのが好ましい。言い換えると、ウイック３０は、相対的に高速度で、あるいは推進剤１６の燃焼速度と比較して少なくとも２倍の速度で燃焼しなくてはならない。ウイック３０の点火によって、推進剤充填物１６の均一な燃焼および推進剤１６の端から端までの均一なガス発生が容易となる。
【００１２】
好ましい一実施態様においては、細長いハウジング１２は、ハウジング１２の中心に配置した推進剤チャンバ１３（有孔チューブ１８を用いて形成される）を収容する。複数のガス排出口１４が、ハウジング１２の長さに沿って間隔を空けて設けられており、エアバッグ２６と流体連通している。エアバッグ２６は、ハウジング１２の回りに、その全長またはその長さのほとんどにわたって密封されている。推進剤１６は、チャンバ１３内に配置される。着火体またはウイック３０は、推進剤１６内に軸方向に配置されるか、または推進剤１６と少なくとも実質的にその全長にわたって、少なくとも物理的に接触している。細長いフィルタソックス２４が、有孔チューブ１８の半径方向外側、かつハウジング１２の内壁の半径方向内側に配置されている。イグナイタ２０は、ハウジング１２の一端に設けられて、クラッシュセンサと通信して、ウイック３０の点火を円滑に行う。ハウジング１２、推進剤１６、有孔チューブ１８、フィルタソックス２４、およびウイック３０のそれぞれの長さは、少なくとも実質的に長さにおいて同延であるとともに、厳密に同一の長さでもよい。
【００１３】
推進剤１６は一般に、燃料として約１０〜２５重量％のシリコーン混合物と、過塩素酸アンモニウムまたは過塩素酸カリウムなどの酸化剤を約７５〜９０重量％を含む。シリコーンは、燃料として作用するだけでなく、バインダとしてもはたらき、これによって柔軟な円筒形の推進剤押出し加工品の形成を容易にする。
推進剤１６は好ましくは、燃料として重量で約１０〜２５％のシリコーンと、アンモニウム、リチウム、またはカリウムの過塩素酸化物などの過塩素酸酸化剤と、冷却剤として過塩素酸ストロンチウムまたは炭酸ストロンチウムなどのストロンチーム塩とを含むのが好ましく、ここで酸化剤および冷却剤は、推進剤の重量の約７５〜９５％を構成する。シリコーンは、例えばジェネラル・エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）またはその他の周知のサプライヤから購入することができる。その他のガス発生剤組成物は、サプライから購入するか、あるいは当該技術において公知の方法で製造することができる。
【００１４】
推進剤組成物はより好ましくは、重量％で、１０〜２５％のシリコーン、７５〜９０％の酸化剤、１〜３０％の冷却剤、および１〜２０％のスラグ生成成分を含む。酸化剤は、例えば過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、相安定化硝酸アンモニウムなどの、無機物過塩素酸化物および硝酸化物から選択してもよい。冷却剤としては例えば、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸ナトリウムなどの金属炭酸化物、およびシュウ酸カルシウム、シュウ酸ストロンチウム、およびシュウ酸アンモニウムなどの無機シュウ酸化物から選択してもよい。スラグ生成成分は例えば、アルミニウム酸化物および鉄酸化物などの金属酸化物から選択してもよい。シリコーンおよび過塩素酸酸化剤を含有するガス生成組成物は、本発明による冷却剤を混合物に添加する場合には、比較的低い温度で燃焼することがわかった。結果として、インフレータ１０内で生成されるガスの冷却要件が、大幅に緩和される。
【００１５】
車両中で使用する場合には、インフレータ１０は、好ましくは車両の両側のヘッドライナ内に装着するが、インフレータ１０の長さは、車両の長さと実質的に平行に延びる。したがって車両の両側に、上記のインフレータ１０が収容される。遠隔点火回路によって起動されると、エアバッグ２６が、ヘッドライナから押し下げられ、それによってサイドウインドを覆うと共に、ロールオーバまたはその他の事故中のクッションとなる。本発明は、ガス発生装置と流体連通するエアバッグ２６の、少なくとも５秒間の持続的膨張という顧客要件を超えている。
【００１６】
前述した本発明の好ましい実施態様の説明は、説明のためのものであり、本願において開示したさまざまな構造上および作動上の特徴は、多数の修正形態が可能であり、これらの修正形態のいずれもが、添付の特許請求項に定義した本発明の趣旨と範囲を逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施態様を示す、部分断面および部分正面図である。
【図２】本発明の第２の実施態様を示す、断面図である。
【図３】第１の実施態様を示す、図１の線分３−３に沿った横断面図である。
【図４】図２の第２の実施態様を示す横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004501019.tif 000022
2004501019.tif 000023