(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護用クッションを膨張させることを意図したハイブリッド式ガス発生装置（１）において、加圧ガスで充満される貯蔵室（１７）を含む気密空間（２、５）と、点火装置（８）および固体であって完全に消耗可能な装薬（１９）が配置される燃焼混合室（１８）とを具備した、前記空間が前記燃焼混合室の範囲内に、破壊可能なダイアフラム（２２）でもって閉鎖される少なくとも一つの吐出し穴（２１）を有し、前記貯蔵室（１７）および前記燃焼混合室（１８）が前記空間（２、５）の内部で壁（１２）により互いに隔てられており、前記壁（１２）が少なくとも一つの開口（１４）を有し、開口（１４）は吐出し穴（２１）を閉鎖するダイアフラム（２２）が一旦割れると、装薬（１９）の燃焼時間にほぼ等しい時間で、前記貯蔵室内に封じ込められたガスが放出されることを許容しており、
ｉ）前記空間（２、５）が、側壁（３）および端壁（４）を具備する円筒形ハウジング（２）から成り、かつ前記ハウジングの自由端内に縁曲げ止めされる閉鎖リング（５）によって閉鎖されており、
ii）前記閉鎖リング（５）が、点火装置（８）が挿入される中空の円筒形くび部（７）によって延びる中心円形穴（６）を有しており、
iii）前記装薬（１９）が固体残留物を発生することなしに燃焼し、
iv）前記加圧ガスが酸化性ガスであり、かつ前記装薬（１９）が燃焼により還元性ガスを発生することを特徴とするハイブリッド式ガス発生装置。
【請求項２】
前記装薬（１９）が消耗可能な有機系装薬であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ガス発生装置。
【請求項３】
前記消耗可能な有機系装薬が、５−アミノテトラゾール、ジアミノトリアゾール、トリヒドラジノトリアジン、ポリ（グリシジルアジド）ポリウレタン、ヒドロキシテレケリックポリブタジエンポリウレタン、およびポリカーボネートからなるグループから選択された材料から主として構成されることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド式ガス発生装置。
【請求項４】
前記内部の壁が前記点火装置に向けて軸線方向に延びる中空の円筒形くび部（１６）を有する円板から成ることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド式ガス発生装置。
【請求項５】
前記装薬（１９）が前記壁（１２）に担持される前記中空のくび部（１６）内に挿入されることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド式ガス発生装置。
【請求項６】
前記装薬（１９）が中央通路（２０）を備えたリング形であり、前記壁が少なくとも一つの中央部開口（１４）を有することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド式ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車の安全の分野に関する。より具体的には、本発明は固体の装薬および加圧ガスの貯蔵部を含み、かつ自動車の乗員を保護するためのクッションを膨張させることを意図したハイブリッド式ガス発生装置に関する。
自動車の安全において、固体または液体燃料を燃焼させて得られるガスを別個の冷たいガスと混合させることにより活性ガスを発生させる原理に頼るハイブリッド式ガス発生装置が非常に求められる。というのは、ハイブリッド式ガス発生装置が伝統的な固体装薬式の発生装置によって供給されるガスよりも熱くなく、かつ自動車の安全で要求される低い毒性基準をこれよりも容易に満たすことができるガスを発生するからである。
種々の型のハイブリッド式ガス発生装置が当業者に提案されている。米国特許第３８１３００７号明細書もしくはそれに対応する仏国特許第２１１６９４７号および第２１１６９４９号明細書はダブルベース固体粉末の装薬を具備したハイブリッド式ガス発生装置の一つの型を提案している。発生装置内の圧力の作用下で動作可能なピストンを備えた貯蔵部の内部に封じこめられた気化可能な液体でもってその型のハイブリッド式ガス発生装置の燃焼ガスは希釈される。この発生装置が比較的複雑な構造であることおよび液体を使用しているということは当業者が本願発明の解決案を採用していないということを意味する。
米国特許第５１９９７４０号明細書は不活性加圧ガスで充満された空間内で固体装薬の燃焼からのガスが希釈されるガス発生装置を提案している。そのような発生装置も非常に複雑な構造である。
欧州特許出願第０６８５３６９号公報は、不活性加圧ガスが封じ込めれた空間内で希釈される前に、酸化性ガスの混合物が圧力下で液体燃料と燃焼せしめられることにより加熱されるハイブリッド式ガス発生装置を提案している。そのような発生装置は多くの加圧室を必要とし、同じ型の欠点を有している。
それゆえに、英国特許出願第２２９４９９９号公報において、作用時にマグネシウムおよび鉄と共に燃焼することによって加熱される加圧酸化性ガスの貯蔵部を有するハイブリッド式ガス発生装置が提案されている。この発生装置は二つの要素の欠点を有する。すなわち、この発生装置は熱せられた金属の粒子がクッション内に入るのを妨げるための効果的な濾過システムを必要とし、一方では、前記燃焼が発生装置からの出口で起こるので、この発生装置は膨張可能なクッション内にまだ比較的熱いガスを放出する。
最後に、例えば国際特許出願第ＷＯ９５／１８７３０号において、固体装薬を具備したハイブリッド式ガス発生装置であって、誘導用警音器のシステムを通り抜ける周囲空気でもって、この固体装薬の燃焼ガスを希釈する発生装置が提案されている。自動車の安全に要求される非常に短い与えられた作用時間では、大量の周囲空気を吸い込むことが不可能であり、かつクッションを膨張させるガスは、ほとんどの割合で、装薬の燃焼の結果による熱いガスであるため、理論上は非常に魅力的なこのシステムは実際には満足いくものではない。
このように、当業者にとって、安全に作用する単純な構造で高価でないハイブリッド式ガス発生装置は容易に入手可能ではない。
本発明の目的は具体的にはそのような発生装置を提案することである。
それゆえに、本発明は特に保護用クッションを膨張させることを意図したハイブリッド式ガス発生装置であって、加圧ガスで充満される貯蔵室を含む気密空間と、点火装置および固体装薬が配置される燃焼混合室とを具備した、前記空間が前記燃焼混合室の範囲内に、破壊可能なダイアフラムでもって閉鎖される少なくとも一つの吐出し穴を有し、前記貯蔵室および前記燃焼混合室が前記空間の内部で壁により互いに隔てられるガス発生装置において、前記壁が少なくとも一つの開口を有し、開口は
吐出し穴を閉鎖するダイアフラムが一旦割れると、装薬の燃焼時間にほぼ等しい時間で、前記貯蔵室内に封じ込められたガスが放出されることを許容し、
前記装薬が完全に消費可能なガス発生用装薬であることを特徴とするハイブリッド式ガス発生装置に関する。
衝突が生ずると、電気信号が装薬の燃焼を開始させる点火装置を起爆させる。燃焼混合室内の圧力が結果として増大することにより、吐出し穴を閉鎖している割れやすいダイアフラムが破裂される。この時から、貯蔵室内に含まれる加圧ガスが内部の壁により担持された開口を介し、燃焼混合室内へ流出して装薬の燃焼により発生する熱いガスと混合する。このようにして形成される混合体は吐出し穴を通ってハイブリッド式ガス発生装置から離れる。
内部の壁に担持された開口は、装薬の燃焼時間にほぼ等しい時間で、貯蔵室を空にするのを許容するために校正される必要がある。初期状態では、これらの開口を閉鎖しなくても破裂可能なダイアフラムで閉鎖してもよく、前者の場合には貯蔵室内部の圧力は燃焼混合室内の圧力と等しくなる。
本発明によるハイブリッド式ガス発生装置が濾過装置を有すべきでないのが望ましい場合には、完全に消費可能な装薬が固体残留物を発生することなしに燃焼する必要がある。この装薬は酸化剤および還元剤に関して調整された固体の推進装薬から成り、その場合に貯蔵室内に含まれる加圧ガスは単に希釈剤としての役目を果たし、有利には窒素、アルゴン、もしくはヘリウムのような不活性ガスから構成されるであろう。
しかしながら、本発明の好ましい実施態様によると、前記装薬は、燃焼により還元性ガスを発生する装薬であり、この場合、貯蔵室内の加圧ガスは、前記還元性ガスと共に燃焼するであろう酸化剤である。
有利には加圧された空気もしくはアルゴン／酸素の混合物が酸化性ガスとして使用される。
還元性ガスを発生する完全に消費可能な装薬の一群は例えばポリウレタンバインダを含む組成から成り、このポリウレタンバインダは酸化剤としてのオクトーゲンと共に、ヒドロキシテレケリックポリブタジエンを基とする。
本発明の特に好ましい実施態様によると、固体装薬は消耗可能な有機系装薬である。外部からの供給による酸化剤とのみ燃焼可能であるとき、装薬は「消耗可能である」と言われる。この消耗可能な有機系装薬は５−アミノテトラゾール、ジアミノトリアゾール、トリヒドラジノトリアジン、ポリ（グリシジルアジド）ポリウレタン、ヒドロキシテレケリックポリブタジエンポリウレタン、およびポリカーボネートからなるグループから選択された材料から主として構成される。
本発明の第二の好ましい実施態様によると、前記空間は側壁および端壁を具備した円筒形ハウジングからなり、前記ハウジングは前記ハウジングの自由端内に縁曲げ止めされる閉鎖リングによって閉鎖される。閉鎖リングは中空の円筒形くび部によって延びる円形の中央穴を有し、このくび部内に前記点火装置が挿入される。この実施態様では、前記内部の壁は前記点火装置に向けて軸線方向に延びる中空の円筒形くび部を有する円板から成る。このように内部の壁は閉鎖リングと共に混合燃焼室の境界を規定し、貯蔵室は内部の壁と円筒形ハウジングの端壁間に位置する。
装薬が前記内部の壁に担持される中空のくび部内に挿入されてできる限り結合される。有利なことに、この装薬は中央通路を備えたリング形の装薬であり、かつ内部の壁は装薬内の通路に通じている少なくとも一つの中央部開口を有する。
リング形の装薬が消耗可能な装薬である場合に、貯蔵室内に含まれるすべてのガスが消耗可能な装薬を実際に通過することを保証するために、好ましくは内部の壁はこの中央部開口のみを有するであろう。消耗可能な装薬が多数の通路を有する場合には、内部の壁は各通路に対面する一つの開口を有する。
本発明によるハイブリッド式ガス発生装置は以下に続く一連の利点を示す。
ハイブリッド式ガス発生装置はあらゆる固体粒子も含まない無毒ガスを供給する。
ハイブリッド式ガス発生装置は少ない数の非常に単純な部品で構成され、それゆえに高価でない。
固体装薬および加圧ガスを選択することにより、ハイブリッド式ガス発生装置は発生装置からの出口部における温度を非常に広い範囲にすることができる。
その上、消耗可能な固体装薬が使用されるときには、これらのガス発生装置はただ一つの高感度である火工の要素、すなわち点火装置を有する。
本発明によるガス発生装置は自動車の運転手もしくは乗員の保護用クッションを膨張させることに十分に適している。
図１および図２を参照することにより、本発明の好ましい実施態様がここに詳細に示される。
図１は本発明による第一の発生装置の断面図を示す。
図２は本発明による第二の発生装置の断面図を示す。
図１に示される発生装置はちょうど単一でかつ同一部材を形成する、側壁３および端壁４を具備した円筒形ハウジング２から成る。ハウジング２は前記ハウジングの自由端内に縁曲げ止めされる閉鎖リング５によって閉鎖される。ハウジング２およびリング５は気密空間を構成する。この空間は３０ＭＰａを越える高圧もしくは６０ＭＰａの高圧にさえ耐える必要があり、かつ、その構成部品は鋼から形成されるであろう。前記閉鎖リング５は発生装置１の内部にある中空の円筒形くび部７で境界付けされる中央穴６を有し、かつくび部７内には、電気的な点火器９から成る点火装置８が挿入され、この電気的な点火器９は、点火用粉体１１で完全に満たされたこわれやすい金属キャップ１０で取り巻かれている。円板形をした内部の壁１２は発生装置１の内部を別個の二つの内部室に分割する。この内部の壁１２はハウジング２内部の横表面により形成される内部の肩部１３上に係止し、例えば電子照射により肩部１３に溶接される。壁１２は高圧でかつ２０００Ｋと同じだけかもしくは超過することもありうる高温に耐える必要のある支持部材である。
壁１２は中央部開口１４および周辺部開口１５を有し、これらの開口はダイアフラムによって閉鎖されない。壁１２は点火装置に向けて軸線方向に延びる中空の円筒形くび部１６も支持する。このくび部も高温および高圧に耐える必要がある。図１に有利に示されるように、くび部は壁１２と共にちょうど単一でかつ同一の金属製部材を形成する。
このようにして壁１２は発生装置１の内部を、端壁４と壁１２とにより境界付けられた貯蔵室１７、および壁１２と閉鎖リング５とにより境界付けられた燃焼混合室１８という二つの別個の室に分割する。完全に消費可能な装薬のブロック１９は内部の壁１２により保持されるくび部１６内に挿入される。
この装薬のブロック１９はリングの形をしたブロックであり、内部の壁１２により形成される中央部開口１４に対面するよう配置された中央通路２０を備えている。
この装薬１９を形成するために、以下の配合を充足する組成を用いるのが有利である。
0003905133.tif 000002
燃焼混合室１８の側壁内に形成されるのは、閉鎖リング５と相対的に近接し、かつそれにより消費可能な装薬のブロック１９と相対的に離れるよう配置される吐出し穴２１である。これらの吐出し穴２１はあらかじめ決められた圧力で割れるよう校正されたダイアフラム２２によって閉鎖される。
たとえば３０ＭＰａの空気といった加圧ガスで貯蔵室１７は充満される。内部の壁１２により保持される開口１４、１５が開いているので、発生装置１の内部の全体積がこの圧力であるのが分かるはずである。発生装置１が加圧ガスで充満されるのを許容するために、端壁４は溶接によるプラグ２４を用いて充満後に閉鎖される軸線方向の穴２３を有する。
この発生装置が作動する方法は以下の通りである。衝突が生ずると、点火用粉体１１に点火する点火器９が電気信号によって始動される。点火用粉体１１の燃焼によるガスによりキャップ１０が粉砕され、装薬１９が点火される。室１８内での結果としての圧力が増大することによりダイアフラム２２が破裂され、さらにガスは吐出し穴２１を介して流出し始める。それゆえに貯蔵室１７内に含まれるガスは装薬１９の燃焼によるガスと適切に反応し、かつ燃焼によるガスを希釈しながら、開口１４、１５を通じてこの室から流出する。
図２は発生装置１に類似の発生装置１０１を示し、図２に示される同一の要素は図１でなされたのと同じ参照符号で示す。発生装置１０１では、壁１２は単の中央部開口１４だけを有し、それにより貯蔵室１７に含まれるガスのすべてが装薬のブロック１９を通り過ぎる。この実施態様は装薬１９が消耗可能な装薬のときに推薦される。発生装置１０１の場合には、装薬のブロック１９は抑制剤からなる外部の層２５によって覆われ、この抑制剤は内部の壁１２により担持されるくび部１６内に装薬１９が結合するのを許容する。
【図１】
0003905133.tif 000003
【図２】
0003905133.tif 000004