(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作信号に応答してガス出口より高圧ガスを放出するアキュムレータ容器（１）と、
該アキュムレータ容器（１）のガス出口に設けられ、該アキュムレータ容器（１）から放出された高圧ガスが通過するガス出口ポート（２１）と
を有する乗員拘束システム用ガスアキュムレータにおいて、
前記ガス出口ポート（２１）は、前記高圧ガスが該ガス出口ポート（２１）を流出時に侵食あるいは燃焼により消耗して開度を増大せしめるような材料を少なくとも部分的に設けられていることを特徴とする乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項２】
前記ガス出口ポート（２１）は、前記ガス出口に設けられたスクリーン（１９）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項３】
前記スクリーン（１９）がデフューザスクリーンであることを特徴とする請求項２に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項４】
前記材料は、前記ガス出口ポート（２１）に挿入された環状インサート（２９）を形成していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項５】
前記ガス出口ポート（２１）が、複数のリング状層で形成され、該複数のリング状層は、流出ガスによる侵食および／または燃焼に対して異なる抵抗を有する異なる材料からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項６】
前記材料には、非侵食性および／または非可燃性の材料が隣接され、前記圧縮ガスの流出時前記ガス出口ポート（２１）の開度の増加をこれにより減速させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項７】
前記インサート（２９）の内縁は、横断面が半円形状であることを特徴とする請求項４に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項８】
前記スクリーン（１９）またはインサート（２９）は、少なくとも部分的に軽合金であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項９】
前記スクリーン（１９）またはインサート（２９）は、少なくとも部分的にアルミニウム・マグネシウム合金製であることを特徴とする請求項８に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項１０】
前記スクリーン（１９）またはインサート（２９）は、少なくとも部分的に、圧縮セラミック材料あるいは樹脂材料製であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項１１】
前記出口ポート（２１）の開度の変化で、ガスバック（Ｇ）の内圧を、最初は平坦で、次いで急な勾配の曲線輪郭を描くように時間的に変化させるようになっていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項１２】
動作信号に応答してガス出口より高圧ガスを放出するアキュムレータ容器（１）と、
該アキュムレータ容器（１）のガス出口に設けられ、該ガス出口の壁との間で環状の流路（３３）を形成するイグナイタ（３１）と、
を有する乗員拘束システム用ガスアキュムレータにおいて、
前記環状の流路は、前記高圧ガスが流出時に侵食あるいは燃焼により消耗して開度を増大せしめるような材料で少なくとも部分的に覆われていることを特徴とする乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項１３】
前記イグナイタ（３１）の周りに、前記材料製のインサート（２９）が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【請求項１４】
前記環状の流路（３３）の開度の変化で、ガスバック（Ｇ）の内圧を、最初は平坦で、次いで急な勾配の曲線輪郭を描くように時間的に変化させるようになっていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の乗員拘束システム用ガスアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作信号に応答する火薬式装入物の活性化によって放出されるガスを高い圧力において長い期間にわたって貯蔵するアキュムレータ容器を有する乗員拘束システム用圧縮ガスアキュムレータに関し、該アキュムレータ容器の少くとも１つのガス出口ポートは、アキュムレータ容器から放出するガスによって開口される。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
衝突状態において、車輌におけるガスバッグを膨脹するための圧縮ガスアキュムレータから貯蔵ガスが放出してガスバッグを膨脹する。ガスバッグは、非常に短い期間内に完全に展開されることが必要であり、これは、迅速な充填のために高いガス圧力を必要とする。しかしながら、最初にガスの圧力が高いとガスバッグがそのカバーないしガスバッグモジュールからまだ完全に出現していない場合には、ガスバッグの展開作用の開始を妨害する可能性があるが、これは、従来回避不能のことであった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、放出ガスの流れが放出過程で技術的に複雑な制御手段を講ずることなく変化する圧縮ガスアキュムレータを言及するものである。上述の種類の圧縮ガスアキュムレータの場合には、本発明は放出ガスの物理的および／または化学的な特性と、ガス出口ポートを少くとも部分的に取り囲む材料の特性とをうまく適合させ、ガスの流出の過程中に侵食および／または燃焼作用を該材料が受けて、少くともほぼ予め定められる程度までガス出口ポートの流れ断面を増大するようにしている。選定材料と、放出ガスのパラメータ（例えばガス圧力またはガス温度）に関連する壁の幾何学形状および形態とに依存して、断積の増大過程は、時間に関して極めて精確に設定でき、従来の圧縮ガスアキュムレータによって達成不能であった矛盾する要求を満足する圧力応答を達成可能である。
【０００４】
消耗可能ないし破壊可能の壁は、好ましくは、アキュムレータ容器へ固定されるディフューザスクリーンによって形成される。従って、アキュムレータ容器自体は、常に同一に形成可能であり、一方、ディフューザスクリーンは、断面の面積の変化における所望の応答に対して適合可能である。該壁は、単一の材料または幾つかの材料から成ってもよい。例えば、侵食可能および／または可燃の材料の少くとも１つのリング状インサートが設けられてもよく、該インサートは、ガス出口ポートを制限して、時間による断面の面積の変化における所望の応答を保証する。
【０００５】
ガス出口ポートを取り囲む異なる材料の幾つかのリング状層が連続して対応的に設けられてもよく、該材料は、放出ガスによる侵食および／または燃焼に対して異なる抵抗を有している。非侵食性および／または非可燃の材料を侵食可能および／または可燃の材料に外方において隣接させる場合圧縮ガスアキュムレータは、ガス流出の際に、ガス出口ポートに近い材料の除去後直ぐに一定の出口断面積が得られるようになる。
【０００６】
本発明による圧縮ガスアキュムレータ容器およびガスバッグを備えた乗員拘束システムのための本発明によるガスバッグモジュールは、時間に対するガスバッグの内圧の曲線輪郭が最初に平坦で次で急激となるように、ガス出口ポートの断面の面積における変化と、出口ガス流とがガスバッグ体積に適合されるように構成される。展開の開始の際、ガスバッグの内圧は、過度に急速に増大せず、従って、また、折りたたまれたガスバッグ部分が引っ掛ることはない。
【０００７】
以下、添付図面を参照して本発明の別の特徴および利点を詳細に説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１では、ガスバッグＧを膨脹するのに役立つ圧縮ガスアキュムレータを有するガスバッグモジュールが示される。アキュムレータ容器１の内部には、アルゴンおよびヘリウムのような希ガスまたは空気で充満されるチャンバ３が配置される。チャンバ３内の希ガスまたは空気は、２００バールを越える圧力にさらされる。充填端部５は、出口端部７の反対側に配置される。イグナイタ９は、出口端部からチャンバ３の内部に突出する。イグナイタ９は、衝突状態に信号によって点火される火薬式装入物を有している。出口端部７における端壁１１は、周辺まわりに均等に配列される幾つかのガス出口通路１３を有し、通路１３は、非動作状態では、イグナイタ９まで延びる壁１５によってチャンバ３に対して閉じられる。その１つのみが図２に拡大して示される多数のガス出口ポート２１を有するディフューザスクリーン１９は、端壁１１から突出すイグナイタ９の結合用ピン１７上に装着される。
【０００９】
アキュムレータ容器１は、ディフューザスクリーン１９によりガスバッグＧへ突入し、ガスバッグモジュールを構成する。
【００１０】
各ガス出口ポート２１は、円形リング状壁２３によって限定される。該壁２３は、ガス出口ポート２１に面する環状溝２７を有し半径方向内方に突出してディフューザスクリーン１９に一体に結合される部分２５から成っている。壁２３は、環状溝２７内に延びる成形体のセラミック材料のリング状インサート２９を更に有し、従って、インサート２９は、部分２５に対する所定の位置において軸方向に変位するのを阻止される。代りに、インサート２９は、樹脂材料から成ってもよい。ガス出口ポート２１を閉じる端縁は、断面で半円形である。
【００１１】
次に、圧縮ガスアキュムレータの作用を説明する。衝突状態の際、イグナイタ９に収容される火薬式装入物は、付加的なガスがチャンバ３へ流れるように点火され、その結果、チャンバ３内の圧力は、壁１５が破断して、ガスがガス出口通路１３を経てディフューザスクリーン１９内に流れて、ガス出口ポート２１を経てガスバッグの内部に流入するような程度まで増大される。ガス出口ポート２１を経て高圧において流れるガスにより、インサート２９は、ガス出口ポート２１の断面の面積が出口流れの際に拡大されるように消耗される圧縮粉末のセラミック材料によって侵食される。ガス流出の開始において、ガス出口ポート２１は、いまだ直径ｄを有している。ガス出口ポート２１の断面の面積は、一層安定した材料で作られて侵食され得ない部分２５まで完全にインサート２９が消耗されるまでガス流出の際に迅速に増大する。このとき、ガス出口ポート２１は、直径Ｄを有している。
【００１２】
ガス流出の際のガス出口ポート２１の断面の面積の拡大過程は、インサート２９の材料と、所要により全体として壁２３の幾何学的形状におけると同様に消耗されてもよい部分２５の材料とに依存する。図２に示されるように、インサート２９の半円形の断面の場合には、一層多くの材料が、ガス流出の際にガス出口ポート２１の断面の面積を拡大する。これによりインサート２９の幅の増大に伴ってインサート２９から材料が消耗される必要がある。例えば、半径方向内方に鋭角な円錐形のインサートの場合には、ガス出口ポート２１の断面積が更に一層早く増大しうる。一方、矩形断面を有するインサート２９は、ガス流出の際にインサート２９の幅が変化しないため、断面の面積における一様であるがゆっくりして増大を保証する。
【００１３】
壁２３の材料の選択および幾何学的形状と、流出するガスの物理的および／または化学的な特性と、ガスバッグの幾何学的形状とにより、ガスバッグの内圧の予め定められる応答は、簡単な手段によって達成可能である。図３では、時間に関するガスバッグの内圧変化がプロットされ、曲線ａは、変化しない断面の面積を有するガス出口ポートを特徴とする従来の圧縮ガスアキュムレータを使用するときのガスバッグ内圧の応答を示し、曲線ｂは、図１、図２に示される圧縮ガスアキュムレータを使用するときの対応する応答を示す。従来の圧縮ガスアキュムレータでは、ガスバッグの内圧は、最初に線形的に増大して、曲線が平らとなり、この時点で内圧が、ゆっくりと最高値となる。この応答は、ガスバッグの展開の開始において該高い圧力とならないようにしなければならず、一方、ガスバッグの高い内圧でガスが出来るだけ迅速にガスバッグに充満するようにしなければならないので好ましくない。好ましくはＳ状曲線輪郭である好適な曲線輪郭は、各ガス出口ポート２１の断面の面積が拡大される侵食可能なガス出口ポート２１を有する圧縮ガスアキュムレータによって達成可能である。図３から明らかなように、該圧縮ガスアキュムレータを使用する場合のガスバッグの内部における圧力は、ガスバッグが点火後約１０ｍｓでカバーから出現するまではすなわちガスバッグの展開の開始における圧力が従来の圧縮ガスアキュムレータの場合におけるよりも小さいが、従来の圧縮ガスアキュムレータを使用するときよりも迅速に最高圧力に到達する。点火後本発明による圧縮ガスアキュムレータによって膨脹されるガスバッグは、既に概略３５ｍｓでその最高内圧に到達する。
【００１４】
断面の面積の拡大は、必ずしも侵食によってのみ達成可能のものである必要はない。例えばチャンバ３が装入物によって発生されるガスによる化学反応によって強烈に加熱されるガスを収容するとき、壁２３は、侵食されて付加的に燃焼されてもよい。この場合には、チャンバ３に収容されるガスは、空気と、１２％の水素との混合気でもよく、これにより、環状インサート２９および部分２５は、結果として生じる熱によって燃焼されて部分的に溶融し従って侵食にさらされるアルミニウム・マグネシウム合金から成ってもよい。
【００１５】
壁２３の燃焼により、流出ガスは、付加的に加熱されて膨脹し、これは、圧縮ガスアキュムレータの性能を向上するために望ましい。
【００１６】
図４に示される実施例では、出口チャンネル３３に挿入されるイグナイタ３１が設けられる。イグナイタ３１の外側に配置されるインサート２９は、環状である最小ガス流断面を限定する。イグナイタ３１の動作の際、チャンバ３を密封する薄膜３５は、破壊される。次に、圧縮ガスは、遮壁として作用するインサート２９を通過して流れ、それを侵食または燃焼して、ポート３７を経てガスバッグに達する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧縮ガスアキュムレータを有する本発明によるガスバッグモジュールの縦断面図。
【図２】侵食可能および／または可燃の壁を有する図１の圧縮ガスアキュムレータのスクリーンを通る縦断面図。
【図３】通常の手段と、本発明による圧縮ガスアキュムレータとによって膨脹されるガスバッグの内部における時間による圧力輪郭を記入する線図。
【図４】本発明による圧縮ガスアキュムレータの別の実施例の出口端部を通る縦断面図。
【符号の説明】
１  アキュムレータ容器
１９  ディフューザスクリーン
２１  ガス出口ポート
２３  円形リング状壁
２９  リング状インサート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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