(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張可能な器具を膨張するための膨張装置であって、所定量の炭化カルシウムと所定量の水と所定量の燃焼酸化剤とを収容する第一室を具備し、
当該膨張装置が作動せしめられたときに上記所定量の炭化カルシウムの少なくとも一部と上記所定量の水の少なくとも一部とを上記第一室内で反応させてアセチレンを生成させるアセチレン生成手段と、該生成されたアセチレンの少なくとも一部を上記所定量の燃焼酸化剤の少なくとも一部と接触させて該アセチレンの少なくとも一部を反応させて少なくとも一種類のガス状生成種を生成させるガス状生成種生成手段と、上記膨張可能な器具を膨張させるために該少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部を上記第一室から放出させる放出手段とをさらに具備する、膨張装置。
【請求項２】
上記ガス状生成種生成手段は、上記生成されたアセチレンの少なくとも一部を上記所定量の燃焼酸化剤の少なくとも一部と接触させて該アセチレンの少なくとも一部を反応させて少なくとも一種類のガス状生成種を生成させることに加えて、上記生成されたアセチレンの少なくとも一部を上記第一室内で分解させて少なくとも第二のガス状生成種を生成させ、上記放出手段は上記膨張可能な器具を膨張させるために上記第二のガス状生成種の少なくとも一部を上記第一室から放出させる、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項３】
上記第一室が上記所定量の水を収容する第一貯蔵コンテナを有し、上記アセチレン生成手段が導火装置を具備し、該導火装置は、作動せしめられたときに、上記第一貯蔵コンテナが開いて上記第一室内で上記所定量の炭化カルシウムの少なくとも一部と上記所定量の水の少なくとも一部とが接触するように、上記第一貯蔵コンテナに向けられる十分な量の導火生成物を放出する、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項４】
上記第一室が上記所定量の炭化カルシウムを収容する第一貯蔵コンテナを有し、上記アセチレン生成手段が導火装置を具備し、該導火装置は、作動せしめられたときに、上記第一貯蔵コンテナが開いて上記第一室内で上記所定量の炭化カルシウムの少なくとも一部と上記所定量の水の少なくとも一部とが接触するように、上記第一貯蔵コンテナに向けられる十分な量の導火生成物を放出する、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項５】
上記第一室が上記第一貯蔵コンテナに隣接して上記所定量の水を収容する第二貯蔵コンテナを有し、上記導火装置は、作動せしめられたときに、上記第一貯蔵コンテナおよび第二貯蔵コンテナが開いて上記第一室内で上記所定量の炭化カルシウムの少なくとも一部と上記所定量の水の少なくとも一部とが接触するように、上記第一貯蔵コンテナおよび第二貯蔵コンテナに向けられる十分な量の導火生成物を放出する、請求項４に記載の膨張装置。
【請求項６】
上記放出手段は上記第一室内の圧力が予め定められた量だけ増大せしめられたときに上記第一室を開かせ、上記少なくとも一種類のガス状生成種は第一室内で上記第一室を開かせるのに十分な量生成せしめられる、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項７】
所定量の圧縮貯蔵ガスを収容する第二室をさらに具備し、該第二室は、上記第一室から放出される上記少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部が上記所定量の圧縮貯蔵ガスと混ざって膨張ガスを生成して該第二室内の圧力を上昇させるように、上記第一室が開いたときに該第一室と流通し、上記第二室は該第二室内の圧力が予め定められた量だけ増大せしめられたときに開くようになっており、これにより膨張可能な器具を膨張させるために膨張ガスの少なくとも一部が該第二室から放出されるようにした、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項８】
上記生成されたアセチレンの上記所定量の燃焼酸化剤の少なくとも一部との反応を調整するための物理的な手段をさらに具備する、請求項１に記載の膨張装置。
【請求項９】
上記生成されたアセチレンの反応を調節するための上記物理的な手段が、上記燃焼酸化剤を上記生成されたアセチレンから分離する、上記第一室内に配置された通過部材を具備し、該通過部材は上記燃焼酸化剤と上記生成されたアセチレンとが接触制限されつつ接触することができるように該通過部材を貫通する複数のポートを有する、請求項８に記載の膨張装置。
【請求項１０】
上記生成されたアセチレンの反応を調整するための上記物理的な手段が、上記生成されたアセチレンと上記燃焼酸化剤とが接触して反応する細長いチューブを具備する、請求項８に記載の膨張装置。
【請求項１１】
上記第一室内の圧力が予め定められた量だけ増大せしめられたときに上記第一室が開くようになっており、所定量の圧縮貯蔵ガスを収容する第二室をさらに具備し、該第二室は、上記第一室から放出された少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部が上記所定量の圧縮貯蔵ガスの少なくとも一部と混ざって膨張ガスを生成して該第二室内の圧力を上昇させるように、上記第一室が開いたときに該第一室と流通し、上記第二室は該第二室内の圧力が予め定められた量だけ増大せしめられたときに開くようになっており、これにより膨張ガスの少なくとも一部が膨張可能な器具を膨張させるために膨張ガスの少なくとも一部が上記第二室から放出されるようにした請求項１０に記載の膨張装置。
【請求項１２】
膨張可能な安全器具を膨張するための膨張方法であって、
膨張装置の第一室内において炭化カルシウムと水とを反応させてアセチレンを生成する工程と、
該生成されたアセチレンの少なくとも一部を反応させて少なくとも一種類のガス状生成種を生成する工程であって、上記少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部が上記生成されたアセチレンの少なくとも一部を燃焼酸化剤によって燃焼させることにより生成される工程と、
上記少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部を膨張装置から放出して膨張可能な安全器具を膨張する工程とを具備する膨張方法。
【請求項１３】
上記少なくとも一種類のガス状生成種を生成する工程は、生成されたアセチレンの少なくとも一部を反応させて少なくとも一種類のガス状生成種を生成することに加えて、上記生成されたアセチレンの少なくとも一部を分解して少なくとも第二のガス状生成種を生成することを含む、請求項１２に記載の膨張方法。
【請求項１４】
上記第一室が水を収容する第一貯蔵コンテナを有し、上記膨張装置の第一室内において炭化カルシウムと水とを反応させてアセチレンを生成する工程では、該第一貯蔵コンテナを開いて炭化カルシウムと水とを接触させるために該第一貯蔵コンテナに向けられる十分な量の導火生成物を生成するために導火装置が作動せしめられる、請求項１２に記載の膨張方法。
【請求項１５】
上記第一室が炭化カルシウムを収容する第一貯蔵コンテナを有し、上記膨張装置の第一室内において炭化カルシウムと水とを反応させてアセチレンを生成する工程では、該第一貯蔵コンテナを開いて炭化カルシウムと水とを接触させるために該第一貯蔵コンテナに向けられる十分な量の導火生成物を生成するために導火装置が作動せしめられる、請求項１２に記載の膨張方法。
【請求項１６】
上記第一室が水を収容する第二貯蔵コンテナを有し、上記膨張装置の第一室内において炭化カルシウムと水とを反応させてアセチレンを生成する工程では、これら第一貯蔵コンテナおよび第二貯蔵コンテナを開いて炭化カルシウムと水とを接触させるためにこれら第一貯蔵コンテナおよび第二貯蔵コンテナに向けられる十分な量の導火生成物を生成するために上記導火装置が作動せしめられるようにした請求項１５に記載の膨張方法。
【請求項１７】
上記生成された少なくとも一種類のガス状生成種により上記第一室内の圧力が予め定められた量だけ増大せしめられたときに上記第一室を開く工程を具備する、請求項１２に記載の膨張方法。
【請求項１８】
上記膨張装置が所定量の圧縮貯蔵ガスを収容する第二室を有し、該第二室が上記第一室が開いたときに該第一室と流通するようにされている請求項１２に記載の膨張方法において、少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部を膨張装置から放出して膨張可能な安全器具を膨張する工程は、上記第一室が開いて上記第一室と第二室とを流通させることによって上記第一室から放出された少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部を第二室内の圧縮貯蔵ガスと混合して該ガス状生成種を含む膨張ガスを生成し、第二室内の圧力を増大させる工程と、該第二室内の圧力が予め定められた量だけ増大せしめられたときに該第二室を開いて該第二室から上記ガス状生成種を含む膨張ガスの少なくとも一部を膨張装置から放出し、膨張可能な器具を膨張する工程とを有する、膨張方法。
【請求項１９】
上記生成されたアセチレンと上記所定量の燃焼酸化剤との接触が物理的に抑制されるようにした、請求項１２に記載の膨張方法。
【請求項２０】
上記生成されたアセチレンが上記燃焼酸化剤を上記生成されたアセチレンから分離する通過部材の複数のポートを通って通過せしめられるようにした、請求項１９に記載の膨張方法。
【請求項２１】
上記生成されたアセチレンと上記燃焼酸化剤とが接触して反応するように上記第一室が細長いチューブの形をしている、請求項１９に記載の膨張方法。
【請求項２２】
上記膨張装置が所定量の圧縮貯蔵ガスを収容する第二室を有し、該第二室は上記第一室が開いたときに該第一室と流通するようになっている請求項２１に記載の膨張方法において、少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部を膨張装置から放出して膨張可能な安全器具を膨張する工程は、上記第一室が開いて上記第一室と第二室とを流通させることによって上記第一室から放出された少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部を第二室内の圧縮貯蔵ガスと混合して該ガス状生成種を含む膨張ガスを生成し、第二室内の圧力を増大する工程と、該第二室内の圧力が予め定められた量だけ増大せしめられたときに該第二室を開いて該第二室から上記ガス状生成種を含む膨張ガスの少なくとも一部を膨張装置から放出し、膨張可能な器具を膨張する工程とをさらに具備する、膨張方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願に関する参照
本願の主題は１９９６年４月１５日に出願された先の米国出願０８／６３２６９８号であって１９９７年９月２３日にRinkに対して発行された米国特許５６６９６２９号に関する。
【０００２】
発明の背景
本発明は概して膨張式の拘束システムに関し、特にこうした拘束システムにて使用されて車両の乗員を拘束するための膨張可能なエアバッグクッションのような膨張可能な器具を膨張させるための膨張装置および膨張方法に関する。
【０００３】
例えば衝突時のように車両が突然の減速に見舞われたときにガスにより膨張せしめられ、或いは拡張せしめられるエアバッグのようなクッションやバッグを用いて車両の乗員を保護することが知られている。こうしたシステムにおいては必要空間をできる限り狭くするために通常はエアバッグクッションを膨張していない折り畳んだ状態にて収容するようにしている。当該システムが作動せしめられると一般的にインフレータと呼ばれる装置により生成され、或いは供給されるガスによりエアバッグクッションの膨張が凡そ数ミリ秒のうちに開始せしめられるようになっている。
【０００４】
当該技術分野においては拘束システムの膨張可能なエアバッグクッションを膨張させるための多くのタイプのインフレータ装置が既に開示されている。従来のインフレータ装置としては圧縮貯蔵ガス式インフレータ、火花式インフレータ、ハイブリッドインフレータといったものがある。しかしながらこれらのタイプのインフレータ装置には例えば重量が所望重量よりも重く、必要空間が所望空間よりも広く、望ましくなく好ましくない燃焼生成物が所望量以上に生成され、そしてガスが所望温度以上にて生成され、或いは放出されるといった不具合がある。
【０００５】
従来のインフレータ装置に関するこうした問題やこれに関連した類似の欠点に鑑み、所謂、流体積込み式インフレータ装置と呼ばれる新しいタイプのインフレータが開発されてきた。このようなインフレータは本願と共通の譲受人に譲渡され且つ１９９５年１１月２８日に発行されたSmith 他の米国特許５４７０１０４号、１９９６年２月２７日に発行されたRinkの米国特許５４９４３１２号、１９９６年７月２日に発行されたRink他の米国特許５５３１４７３号の主題であり、これら出願の開示内容はこれらを参照することによって本願の内容の一部を構成する。
【０００６】
上記インフレータ装置はエアバッグを膨張させるためのガスを生成するために例えばガス、液体、微細に砕かれた固形物、またはこれらの組合せといった流体の形の燃料物質を利用する。このインフレータ装置においては流体の形の燃料物質を燃焼せしめ、ガスを生成し、このガスを多量の圧縮貯蔵ガスに接触させ、対応の膨張可能な器具を膨張するために用いる膨張ガスを生成する。
【０００７】
自動車の膨張式の拘束システムには数年に亘る応答寿命が要求されるので特に自動車の膨張式の拘束システムに関連して長期間に亘り燃料物質とこれに対応する酸化剤とを適切に貯蔵することは困難である。燃料物質と酸化剤とを別々に貯蔵することで上述した貯蔵上の問題を緩和し、或いは軽減することもできるが燃料物質と酸化剤とを別々に貯蔵することができるインフレータにおいてはその仕様や製造が複雑になり、コスト的にも望ましくない。
【０００８】
上述した流体燃料式のインフレータは従来のインフレータ装置の上述したような欠点の少なくとも幾つかを回避し、或いは欠点の数を少なくするが以下の一つ以上の目的、すなわちデザインや構造をシンプルにすること、選択した種々のガス発生剤の貯蔵、取扱、および供給に関連する危険または問題を回避し、或いは少なくすること、そして組立体の重量を軽量化することといった目的を満足することができるインフレータ装置に対する要求が未だ残っている。
【０００９】
上述した関連の先の出願であって現在においてRinkに対して１９９７年９月２３日に発行された米国特許５６６９６２９号はエアバッグを膨張するためのガスを分解物質により発生することを開示し、そしてこれを特許請求しており、特にこの特許において利用可能な一つの分解可能な物質としてアセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）を開示している。
【００１０】
過去、例えば溶接や金属切削といった数々の工業上の用途における燃料物質としてアセチレンが利用されてきた。発熱量が比較的大きく（１３０７ｋＪ／ｍｏｌ）、炎温度も比較的高い（酸素雰囲気中において３３００℃）というアセチレンの有利な熱力学的な特性と物理的な特性とから上述した用途にアセチレンは非常に適している。しかしながら圧力が比較的低い（例えば約２５ｐｓｉ（約０．１７ＭＰａ）と同程度の圧力）ときであってもアセチレンは概して不安定であり、このためアセチレンを使用することが概して困難となり、典型的にはアセチレンを取り扱い、そして使用するのに関して予め特別な注意を払う必要がある。例えば約２５ｐｓｉ（約０．１７ＭＰａ）より高い圧力で貯蔵されている純粋なアセチレンは酸化剤が存在しないときでさえも反応しやすい。このためアセチレンは一般的にアセトンに吸収され、多孔性充填剤で満たされたシリンダ内に保持された状態で貯蔵せしめられる。
【００１１】
したがって例えば燃料物質の貯蔵または取扱に通常は関連する危険を避け、或いは小さくすることでアセチレンのような一つ以上の燃料物質の使用を少なくとも簡便にし、或いは容易にすることができる膨張可能な器具を膨張するためのエアバッグインフレータ装置および方法が望まれ、探究されている。
【００１２】
発明の開示
本発明の全体的な目的は膨張可能な器具を膨張するための改良型の膨張装置および膨張方法を提供することにある。
また本発明の特定の目的は上述した問題のうち一つ以上の問題を解決することにある。
【００１３】
本発明の全体的な目的は少なくとも部分的には膨張可能な器具を膨張するための膨張装置であって、所定量の炭化カルシウムと所定量の水とを収容する第一室を有する装置により達成される。当該膨張装置が始動せしめられたときには第一室において所定量の炭化カルシウムの少なくとも一部と所定量の水の少なくとも一部とが反応してアセチレンを生成する。次いで生成されたアセチレンの少なくとも一部が反応して少なくとも一種類のガス状生成種を生成する。この少なくとも一種類のガス状生成種の一部は膨張可能な器具を膨張するために第一室から放出される。
【００１４】
従来の技術は様々な選択されたガス発生物質の貯蔵、取扱、そして供給に関連する危険や問題を回避し、或いは少なくすることができたり、組立体の重量を所望通りに軽量化することができたりする所望のシンプルなデザインや構造を有するインフレータ装置を提供することはできない。特に従来の技術は例えばアセチレンのような燃料物質の貯蔵または取扱に通常は関連する危険を回避し、或いは所望通りの程度にまで小さくすることによりアセチレンのような燃料物質を少なくとも簡単に、或いは容易に使用することができるようにする膨張可能な器具を膨張するためのエアバッグインフレータ装置や方法を提供することはできない。
【００１５】
また本発明は膨張可能な安全器具を膨張するための膨張方法に関する。当該膨張方法は膨張装置の第一室内において炭化カルシウムと水とを反応させてアセチレンを生成する工程と、この生成されたアセチレンの少なくとも一部を反応させて少なくとも一種類のガス状生成種を生成する工程と、この少なくとも一種類のガス状生成種の少なくとも一部を膨張装置から放出して膨張可能な安全器具を膨張する工程とを具備する。
【００１６】
なお本明細書において燃焼や燃焼反応といった用語は燃料と酸化剤との発熱反応を意味する。
また分解や分解反応といった用語は一つの分子種が二つ以上の部分に分裂し、或いは解離し、或いは分離することを意味する。
熱分解は主に温度により制御される分解反応である。もちろん複雑ではあるが分解反応を実行させるのに必要な閾温度を変えることにより圧力が熱分解に影響を与えたり、或いは例えば高い作動圧においては分解反応を完了させるのに必要なエネルギを圧力が変えたりすることもあるが、いずれにしてもこうした分解反応は主に温度により制御されたままである。
発熱分解は熱を放出する熱分解である。
【００１７】
等量比（□）という用語は通常は燃焼と燃焼に関連するプロセスとに関して用いられる表現である。等量比は実際の酸化剤に対する燃料の比（Ｆ／Ｏ）A を理論的な酸化剤に対する燃料の比（Ｆ／Ｏ）S の比で割った比：□＝（Ｆ／Ｏ）A ／（Ｆ／Ｏ）S として定義される。（理論反応は全ての反応物質が消費されて最も安定した状態にある反応生成物に変換せしめられる独特な反応である。例えば炭化水素燃料と酸素との燃焼において理論反応は反応物質が全体的に消費されて全体として二酸化炭素（ＣＯ2 ）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）とを構成する反応生成物に変換せしめられる反応である。逆に一酸化炭素（ＣＯ）はＯ2 と反応してＣＯよりも安定した生成物と考えられるＣＯ2 を生成するのでＣＯが生成物に存在する場合には同じ反応物質を含んだ反応であっても理論反応ではない。）
【００１８】
所定の温度および圧力状態において燃料と酸化剤との混合体は特定の等量比の範囲に亘ってのみ可燃性を有する。本明細書において等量比が０．２５より小さい混合体は不燃性であり、関連する反応は燃焼反応とは異なる分解反応、或いは特に解離反応であると考える。
なおインフレータ、或いは膨張ガス出力とは膨張ガスの量、供給、および供給速度といったインフレータの性能出力パラメータを示す。適応性のある出力インフレータではインフレータ出力は概して例えば自動車の周囲温度、乗員の存在の有無、シートベルトの使用の有無、そして減速度に依存する。
その他の目的および利点を特許請求の範囲および図面と合わせて後述の詳細な説明から当業者には明らかである。
【００１９】
発明の詳細な説明
初めに図１を参照すると本発明の一つの実施例であるアセチレンベースの乗員側エアバッグインフレータ１０が示されている。もちろん概してこれから説明する発明はバン、ピックアップトラック、および特に自動車といった自動乗物のような様々な種類またはタイプの乗物のための運転手側エアバッグ組立体、乗員側エアバッグ組立体、および側方衝突用エアバッグ組立体を含む様々な種類またはタイプのエアバッグ組立体に適用することができる。
【００２０】
インフレータ組立体１０は後述にて詳細に説明する室１２を有し、また所定量の酸化剤または所定量の酸化剤含有ガスを有する。室１２は部分的には細長い略円筒形のスリーブ１４により画成され、スリーブ１４は第一端１６と第二端２０それぞれを有する。第一端１６は端部ベース２２により閉じられ、端部ベース２２はスリーブ１４に一体的に（すなわちスリーブ１４と連続的に一体部分として）形成される。第二端２０は部分的にはこれと一体的なショルダ部分２４により閉じられる。スリーブの第二端２０においてショルダ部分２４にディフューザ組立体２６が密封状態で取り付けられる。
【００２１】
ディフューザ組立体２６は絞り部分３０と放出端部分３２とを有し、これらはディフューザ本体部分３４により連結される。絞り部分３０は複数の開口３６を有し、これら開口３６は室１２からその中身をディフューザ組立体２６内へと通過させることができる。またディフューザ組立体の放出端部分３２はインフレータ組立体からエアバッグ組立体（図示せず）内に膨張ガスを分配し且つ向けるための複数の開口４０を有する。
【００２２】
ディフューザ組立体の絞り部分３０とディフューザ本体部分３４とはインターフェース４２を形成し、インターフェース４２は例えばこれら絞り部分とディフューザ本体部分３４との間に配置された破裂ディスク４４のような密閉手段により閉じられる。破裂ディスク４４は静状態においては室１２の中身をエアバッグから分離する働きをする。
端部ベース２２は第一開口４６を有し、本明細書においてはこの第一開口４６を充填ポートと称することがあり、第一開口４６を介して流体を室１２内へと通過させることができる。図示したように完成した組立体において充填ポート開口４６は例えば従来公知のプラグ５０により適切に密閉され、或いは閉じられている。
【００２３】
上述したように室１２は静状態においては所定量の酸化剤または所定量の酸化剤含有ガスを有する。本発明において使用可能な酸化剤としては例えば純粋な酸素と、空気と、稀釈空気と、窒素、二酸化炭素、およびヘリウム、アルゴン、キセノンのような希ガスのような一つ以上の稀釈ガスと組み合わせた酸素と、単独の酸化二窒素と、同様に一種類以上の稀釈ガスおよび希ガスと組み合わせた酸化二窒素とがある。
【００２４】
純粋な酸素（Ｏ2 ）を使用することには実際には以下の幾つかの理由、すなわち（１）製造上の観点から純粋な酸素の使用には取扱上の困難さが伴うこと、（２）純粋な酸素の使用により自己着火の困難さが拡大すること、（３）適量の燃料と混ざったとき（理論比または理論比近傍０．８〜１．２）に（特に上述した設計のインフレータに共通して関係する高圧下において）炎温度が極めて高くなること、（４）０．８より小さい等量比において酸素と一酸化炭素との量が極めて多くなることが問題となること、といった幾つかの理由から不具合がある。
【００２５】
こうした観点からアルゴンと酸素との混合気が好ましい。アルゴンは比較的（１）不活性であり、（２）安価であり、（３）安全であり、（４）取扱が容易であるといった点で好ましい。概してこうした混合気の構成物質間における好ましい相対量はインフレータの形状やここで使用される特定の燃料といった要因に依存する。例えばエチルアルコールベースの燃料を含有した組立体に対しては酸素が５０〜６５容積％であって残りがアルゴンである酸化混合気を使用するとよい。
また酸化剤を充填すべき室内に酸化剤を加える前に初めから存在する少量の空気と組み合わせて上述したような酸化混合気を使用することもできる。
【００２６】
本発明を実施するに当たってはこうした酸化剤または酸化剤含有ガスと混合体との圧力は約５００〜約３０００ｐｓｉａ（約３．４５〜約２０．７ＭＰａ）の範囲、好ましくは約１０００〜約２０００ｐｓｉａ（約６．９〜約１３．８ＭＰａ）の範囲の圧力である。さらに上述したように酸素を不活性ガスと混合することもできる。さらに酸素が約３５〜６５％であってヘリウムが約２〜１５％であって残りが単独の一種類以上の不活性ガス（例えばヘリウム、アルゴン、窒素）、或いは様々な相対量の二種類以上の不活性ガスである酸化混合気を用いてもよい。例えば酸素が約６０％であってアルゴンが約３２％であってヘリウムが約８％である酸化混合気は高温特性、低温特性、そして点火遅延特性を改善し、また製造工程中において装置からの漏れを容易に検出することができる。
【００２７】
ところで端部ベース２２は第二開口５２を有し、この第二開口５２を通して導火装置５４がＯリング、かしめ止め、或いはその他の適切な密閉シールといった手段（図示せず）により室１２に密封状態で取り付けられる。概して導火装置は例えばブリッジワイヤ、火花放電、加熱ワイヤ、加熱フォイル、爆発ワイヤ、爆発フォイル、通過隔壁（例えば金属製の密閉シールの形態をした隔壁を通して放電する導火装置）を含む適切なタイプの導火手段であり、所望により所望量の火薬を含むこともできる。しかしながら実際には比較的多量の熱を導火装置から入力したほうが全体的に点火し、生成されるアセチレンを所望通りに反応させるには都合がよい。この観点から一般的には火薬含有型の導火装置が比較的小さなサイズの導火装置からでも比較的多量の熱を容易に入力させることができ、こうした火薬含有型の導火装置を備えて本発明を実施することには特に利点がある。
【００２８】
導火装置５４は導線５６と本体部分６０とを有し、本体部分６０は放出端または放出部分６２を有し、火薬含有型の導火装置は適切な電気信号を受信したときに高温の微粒子を含有した放出物をこの放出端６２から放出する。
導火装置の放出端６２の近く、好ましくは近傍の室１２内に第一貯蔵コンテナ６４が配設され、第一貯蔵コンテナ６４内には所定量の炭化カルシウムが収容される。導火装置の放出端６２とは概して反対側に位置する第一貯蔵コンテナ６４の近く、好ましくは近傍には第二貯蔵コンテナ６６が配設され、第二貯蔵コンテナ６６内には所定量の水が収容される。もちろん所望により炭化カルシウム貯蔵用のコンテナと水貯蔵用のコンテナとを例えば別体構造、連結構造、或いは一体構造としてもよい。
【００２９】
衝突を検出して作動したときには導火装置５４に電気信号が送信される。導火装置５４が始動し、それが火薬含有型の導火装置であるときには第一貯蔵コンテナ６４に向けて高温の燃焼生成物を放出し、第一貯蔵コンテナ６４を破砕し、或いは開き、そこに貯蔵されている炭化カルシウムを第一貯蔵コンテナ６４から放出する。導火装置５４から高温の燃焼生成物が放出されることにより、または第一貯蔵コンテナ６４が破砕され、或いは開かれることにより、またはこれら両者により第二貯蔵コンテナ６６が破砕され、或いは開かれ、斯くしてそこに貯蔵されている水が第二貯蔵コンテナ６６から放出される。
【００３０】
放出された炭化カルシウムと放出された水とが以下の反応メカニズム、すなわちＣａＣ2(s)＋２Ｈ2 Ｏ(l) ＝Ｃａ（ＯＨ）2(s)＋Ｃ2 Ｈ2(g)という反応メカニズムに従って反応してアセチレンを生成する。
こうして生成されたアセチレンが室１２内に収容されている酸化剤に接触し、混ざる。結果的に分解するという上述したアセチレンの不安定な性質のみにより、或いは導火装置５４から放出された残りの熱が入力され、アセチレンと酸化剤との混合体が点火され、燃焼せしめられた結果、生成されたアセチレンの少なくとも一部が反応し、少なくとも一種類のガス状生成種を多量に生成し、斯くして室１２内の圧力が急激に上昇する。
【００３１】
もちろん不安定な性質を有するアセチレンを少なくとも幾つかの異なる技術を介して利用し、これを反応させてもよい。例えば発生せしめられ、或いは生成せしめられたアセチレンをアセチレンの自己分解圧以上の圧力、例えば約２５ｐｓｉ（約０．１７ＭＰａ）以上のガス圧の環境に解放し、これを反応させ、これに対応した少なくとも一種類のガス状生成種を生成するようにしてもよい。
【００３２】
分解室１２内のガス圧が破裂ディスク４４の構造上の許容強度を越えると破裂ディスクが破れ、或いはディフューザ組立体２６を通って膨張ガスがディフューザ組立体の放出開口４０から対応のエアバッグ組立体内へと通過することができるようになる。
【００３３】
斯くして本発明はデザインや構造をシンプルにした膨張可能な器具を膨張するためのインフレータ装置と、これに対応した方法とを提供し、これにより従来のガス生成剤の貯蔵、取扱、および供給に関する危険や問題を回避し、或いは小さくすることができ、そして組立体の重量を軽量化することもできる。特に本発明は膨張可能な器具を膨張するために使用時、或いは使用時近くで例えばアセチレンのような燃料物質を初めにインフレータ内で生成し、或いは発生させるようなエアバッグインフレータ装置および方法を提供する。これによれば本発明は通常はアセチレンのような燃料物質の貯蔵または取扱に関連する危険を回避し、或いは小さくすることによりアセチレンのような燃料物質の使用を少なくとも簡便にし、或いは容易にすることができる。
【００３４】
図２は本発明の第二実施例のアセチレンベースの乗員側エアバッグインフレータ２１０を示す。インフレータ組立体２１０は第一室２１２と第二室２１３とを有する。第一室２１２は一般的には２０００〜５０００ｐｓｉ（１３．８〜３４．４ＭＰａ）の範囲の圧力に圧縮された状態のアルゴン、或いは窒素のような不活性ガス、またはこうした不活性ガスの混合気により充填される。そこで本明細書において第一室２１２をガス貯蔵室と称することもある。また後述で詳細に説明するが本明細書において第二室２１３を反応室と称することもある。
【００３５】
ガス貯蔵室２１２は細長い略円筒形のスリーブ２１４により画成され、スリーブ２１４は第一端２１６と第二端２２０とを有する。第二端２２０は部分的にはショルダ部分２２４により閉じられている。図示したようにショルダ部分２２４をスリーブ２１４と一体的に（すなわちスリーブ２１４と連続して一体部分として）形成することが望ましい。
【００３６】
スリーブの第二端２２０においてショルダ部分２２４にディフューザ組立体２２６が密封状態で取り付けられる。ディフューザ組立体２２６は上述したインフレータ組立体１０に関連して説明したディフューザ組立体２６と概して同様であり、絞り部分２３０と放出端部分２３２とを有し、これらはディフューザ本体部分２３４により連結される。上述したディフューザ組立体２６におけるのと同様に絞り部分２３０は複数の開口２３６と有し、ディフューザ組立体の放出端部分２３２は複数の開口２４０を有する。
ディフューザ組立体の絞り部分２３０とディフューザ本体部分２３４との間のインターフェース２４２においては破裂ディスク２４４が静状態において対応のエアバッグ（図示せず）から貯蔵室２１２の中身を分離する働きをする。
【００３７】
スリーブの第二端２１６の近傍において径方向へ延びる端壁２４５がスリーブの第二端を部分的に閉じる働きをする。端壁２４５は開口２４６を有する。開口２４６は通常は従来公知のように密封状態にて開口２４６に取り付けられ連結される破裂ディスク２４８のような密閉手段により閉じられる。図示したように従来公知のように破裂ディスクリテーナ２４９を用いれば破裂ディスク２４８を容易に取り付けることができる。図示した実施例における端壁２４５はスリーブ２１４に一体的、すなわちスリーブ２１４と一体部分として形成される。もちろん端壁を構成する別体の部品をスリーブに連結して使用してもよいが端壁を一体的に形成したほうが製造が簡便となり、しかもインフレータ組立体から望ましくない漏れが発生する可能性を少なくすることができる。
【００３８】
スリーブ２１４は開口２５０を有し、この開口２５０は充填ポートとして働き、この開口２５０を介して貯蔵室２１２に流体を通過させることができる。上述した実施例と同様に完成した組立体においては例えば従来公知のプラグ２５２により充填ポート開口２５０は適切に密閉され、或いは閉じられている。
【００３９】
第二室２１３はスリーブの第一端２１６にある。スリーブ２１４は第一端２１６に端壁２４５を越えて軸線方向へと延びる部分２５４を有する。この軸線方向へと延びる部分２５４は端面２５６を有する。第二室２１３は部分２５４に燃焼カップ２６０を合わせて連結することにより形成された組立体であり、燃焼カップ２６０は概して円筒形をなして延びる側壁２６２と、ベース壁２６４とを有する。側壁２６２の端面２６２ａは例えば溶接により軸線方向へと延びる部分の端面２５６に密封状態で連結される。
【００４０】
ベース壁２６４は開口２６６を有し、この開口２６６を介して上述したような導火装置２７０が例えば溶接、かしめ止め、或いはその他の密閉シールにより室組立体２１３内に密封状態にて取り付けられる。
導火装置２７０は導線２７２と本体部分２７４とを有し、本体部分２７４は放出端または放出部分２７６を有し、適切な電気信号を受信したときに火薬含有型の導火装置はこの放出部分２７６から高温の微粒子含有放出物を放出する。
【００４１】
導火装置の放出部分２７６近傍の第二室２１３内には貯蔵コンテナ２７８が配設され、この貯蔵コンテナ２７８内には所定量の炭化カルシウムが収容される。導火装置の放出部分２７６の概して反対側に貯蔵コンテナ２７８に隣接して貯蔵コンテナ２８０が配設され、この貯蔵コンテナ２８０内には所定量の水が収容される。もちろん所望によりこれら炭化カルシウム貯蔵用のコンテナと水貯蔵用のコンテナとを例えば別体構造、或いは一体構造とすることもできる。
【００４２】
ベース壁２６４は開口２８２を有し、この開口２８２は充填ポートとして働き、この開口２８２を介して流体を第二室２１３へと通過させることができる。図示したように完成した組立体においては充填ポート開口２８２は例えば従来公知のプラグ２８２ａにより適切に密閉され、或いは閉じられている。
図１に示したインフレータ組立体１０の室１２と同様に第二室２１３は静状態において上述したような所定量の酸化剤、或いは所定量の酸化剤含有ガスを収容する。
【００４３】
衝突を検出して作動したときには導火装置２７０に電気信号が送信される。導火装置２７０が始動し、それが火薬含有型の導火装置であるときには第一貯蔵コンテナ２７８に向けて高温の燃焼生成物を放出し、第一貯蔵コンテナが破砕し、或いは開き、そこに貯蔵されている炭化カルシウムを第一貯蔵コンテナから放出する。導火装置２７０から高温の燃焼生成物が放出されることにより、または第一貯蔵コンテナ２７８が破砕され、或いは開かれることにより、またはこれら両者により第二貯蔵コンテナ２８０が破砕され、或いは開かれ、斯くしてそこに貯蔵されている水が第二貯蔵コンテナ２８０から放出される。
【００４４】
放出された炭化カルシウムと放出された水とが反応してアセチレンを生成し、斯くして生成されたアセチレンが導火装置２７０から放出される残りの熱により点火され、反応室２１３内の圧力が急激に上昇する。
反応室２１３内のガス圧が破裂ディスク２４８の構造上の許容強度を越えると破裂ディスク２４８が破れ、或いは反応生成物がガス貯蔵室２１２内へ通過することができるようになる。
【００４５】
ガス貯蔵室２１２内のガス圧が破裂ディスク２４４の構造上の許容強度を越えると破裂ディスク２４４が破かれ、或いは加熱されて拡張した貯蔵ガスと、ディフューザ組立体２２６を通って反応室２１３からガス貯蔵室２１２内へと通された反応生成物、或いはその他の物質とがディフューザ組立体の放出開口２４０から対応のエアバッグ組立体内へ通過することができるようになる。
【００４６】
もちろん反応生成物を稀釈するのに加えて貯蔵されている不活性ガスで反応生成ガスを増せば反応生成ガス単独によるよりも低温の膨張ガスを生成することができる。したがってこうした不活性ガス貯蔵室を収容しておけばインフレータ組立体から放出されるガスの温度を比較的低くすることができ、斯くして放出されるガスに生成の可能性のあるＣＯおよびＣＯ2 ような特定の反応生成物を許容可能な低い濃度だけ含むことを確実なものとすることができる。
【００４７】
図３は本発明の第三実施例のアセチレンベースの乗員側エアバッグインフレータ３１０を示す。上述したインフレータ組立体２１０と同様にインフレータ組立体３１０はガス貯蔵室３１２と反応室３１３とを有する。上述したガス貯蔵室２１２と同様にガス貯蔵室３１２は細長い略円筒形のスリーブ３１４により画成され、第一端３１６と第二端３２０とを有する。第二端３２０は部分的にはスリーブ３１４に一体的に（すなわちスリーブ３１４と連続的に一体部分として）形成されたショルダ部分３２４により閉じられる。
【００４８】
それぞれ複数の開口３３６、３４０を有する絞り部分３３０と放出端部分３３２とを有するディフューザ組立体３２６がスリーブの第二端３２０においてショルダ部分３２４に密封状態で取り付けられる。また絞り部分３３０と放出端部分３３２とをディフューザ本体部分３３４が連結し、インターフェース３４２における破裂ディスク３４４が静状態において対応のエアバッグ（図示せず）からガス貯蔵室３１２の中身を分離する働きをする。
【００４９】
インフレータ組立体２１０と同様にインフレータ組立体３１０は径方向へ延びる端壁３４５を有し、この端壁３４５は開口３４６を有し、この開口３４６は従来公知のように密封状態にて開口に取り付けられ連結される破裂ディスク３４８のような密閉手段により通常は閉じられている。
スリーブ３１４は開口３５０を有し、この開口３５０は充填ポートとして働き、この開口３５０を介して流体をガス貯蔵室３１２内へ通過させることができる。上述した実施例と同様に完成した組立体においては充填ポート開口３５０は例えば従来公知のプラグ３５２により適切に密閉され、或いは閉じられている。
【００５０】
第二室３１３はスリーブの第一端３１６にあり、スリーブの延長部分３５４を燃焼カップ３６０に連結することにより形成される。燃焼カップ３６０は概して円筒形状をなして延びる側壁３６２とベース壁３６４とを有する。ベース壁２６４は開口３６６を有し、この開口３６６を介して上述したような導火装置３７０が例えば溶接、かしめ止め、或いはその他の適切な密閉シールにより室組立体３１３に密封状態で取り付けられる。
導火装置３７０は導線３７２と本体部分３７４とを有し、本体部分３７４は放出端または放出部分３７６を有し、適切な電気信号を受信したときに火薬含有型の導火装置はこの放出部分３７６から高温の微粒子含有放出物を放出する。
【００５１】
導火装置の放出部分３７６近傍の反応室３１３内には貯蔵コンテナ３７８が配設され、この貯蔵コンテナ３７８内には所定量の第一アセチレン生成反応物質３９０が収容される。反応室３１３は所定量の第二アセチレン生成反応物質を収容する。一つの実施例においてこれら第一アセチレン生成反応物質と第二アセチレン生成反応物質とはそれぞれ炭化カルシウムと水とであり、炭化カルシウムは貯蔵コンテナ３７８内に貯蔵される。
本発明の別の実施例においては貯蔵コンテナ内に所定量の水が収容され、反応室３１３内に炭化カルシウムが収容される。
【００５２】
ベース壁３６４は開口３８２を有し、この開口３８２は充填ポートとして働き、この開口３８２を介して流体を反応室３１３内へと通過させることができる。図示したように完成した組立体においては充填ポート開口３８２は例えば従来公知のプラグ３８２ａにより適切に密閉され、或いは閉じられている。
【００５３】
図１に示したインフレータ組立体１０の室１２と同様に反応室３１３は静状態において上述したような所定量の酸化剤、或いは所定量の酸化剤含有ガスを収容する。
【００５４】
衝突を検出して作動したときには導火装置３７０に電気信号が送信される。導火装置３７０が始動し、それが火薬含有型の導火装置であるときには貯蔵コンテナ３７８に向けて高温の燃焼生成物を放出し、これにより貯蔵コンテナ３７８を破砕し、或いは開き、第一アセチレン生成反応物質３９０を放出し、次いで第二アセチレン生成反応物質３９２に接触させて反応させ、斯くしてアセチレンを生成する。導火装置３７０から放出される残りの熱は斯くして生成されたアセチレンを点火し、これにより反応室３１３内の圧力が急激に上昇する。反応室３１３内のガス圧が破裂ディスク３４８の構造上の許容強度を越えると破裂ディスク３４８は破れ、或いは反応生成物がガス貯蔵室３１２内へと通過することができるようになる。
【００５５】
反応生成物がガス貯蔵室３１２内に流入するとガス貯蔵室内の生成ガスの温度と相対量との両方が増大せしめられる。その後、インフレータ組立体３１０は上述したインフレータ組立体２１０と同様にして作動する。特にガス貯蔵室３１２内のガス圧が破裂ディスク３４４の構造上の許容強度を越えると破裂ディスク３４４が破れ、或いは加熱されて拡張した貯蔵ガスと、ガス貯蔵室３１２内に流入する反応生成物、或いはその他の物質とが反応室３１３から対応のエアバッグへと流入することができるようになる。
【００５６】
もちろん上述したように本発明のインフレータ組立体において炭化カルシウムと水との間の反応からのアセチレンの生成を反応物質である水と炭化カルシウムとの相対量、反応物質の圧力および温度、選択した炭化カルシウムの粒子サイズ、水滴のサイズ（水スプレーを利用した場合）といった様々な因子により制御することもできる。またこれら変数のうちの一つ、或いはそれ以上を制御し、アセチレンが本発明のインフレータ組立体内で生成される速度を有利なように変更することもできる。こうしてインフレータ組立体内で発生する内圧の最大値を所望通りに適切に制限することができる。
【００５７】
さらに本発明の実施例として本発明の特定のインフレータ組立体とその作動方法とが生成されるアセチレンの燃焼反応の制御または調整に頼っていてもよい。例えば後述で詳細に説明するように本発明の特定の実施例は生成されるアセチレンの燃焼反応を調整するための物理的な手段を含むことに頼っている。
【００５８】
主題であるインフレータ組立体が比較的低い最大圧をインフレータ内で生成するような一つの特定の技術としては生成されたアセチレンを燃焼せしめるための反応室または燃焼室を比較的長く構成したインフレータに関連して炭化カルシウムと水との反応によるアセチレンの生成速度を比較的遅くするという技術がある。こうしたインフレータ組立体においては燃料、すなわちアセチレンは燃焼反応に対してずっとゆっくり形成され、或いは放出される。燃焼室が長いことは概して燃料にとっての滞留時間を長くし、斯くして燃料がより確実に完全燃焼することができる。
【００５９】
さらに初めに対応のエアバッグを徐々に膨張させ、その直後に比較的速い速度で膨張ガスをエアバッグへと通過させるように所望通りに膨張ガスを生成するように上述したインフレータを作製することもできる。こうした膨張特性を奏するインフレータは当該分野においては一般的にＳ字曲線に従って膨張ガスを生成するものと呼ばれる。
【００６０】
図４および図５は概して組立体４１０、５１０とそれぞれ称するアセチレン燃料タイプの乗員側エアバッグインフレータ組立体の別の実施例を示す。これら組立体は初めは対応のエアバッグを徐々に膨張させ、その直後に比較的速い速度で膨張ガスをエアバッグに通過させるようにインフレータ内に比較的低い最大圧と、膨張ガスとを生成する。
【００６１】
インフレータ組立体４１０は室４１２を有し、この室４１２は部分的には細長い略円筒形のスリーブまたはボトル４１４により画成され、このスリーブ４１４はそれぞれ内方へと先細にされた第一端４１６と第二端４２０とを有する。第二端４２０は端部プラグまたは閉鎖具４２２により閉じられ、この閉鎖具４２２は例えば溶接４２４により密封状態で第二端に取り付けられる。
上述したインフレータ組立体と同様に室４１２は静状態において上述したような所定量の酸化剤、或いは所定量の酸化剤含有ガスを収容する。
【００６２】
スリーブの第一端４１６には溶接４２８により密封状態にてインフレータコンポーネント組立体４２６が取り付けられる。インフレータコンポーネント組立体４２６は部分的には細長い略円筒形のスリーブ４３０により画成される。スリーブ４３０は参照符号４３２、４３４をそれぞれ付した第一端部分と第二端部分とを有する。第一端部分４３２は概して室４１２を越えて外方へ延び、端部開口４３６を有し、この端部開口４３６を介して密封状態にて導火装置４４０が取り付けられる。導火装置４４０に隣接して発射体４４２が収容される。第一端部分４３２は複数の開口４４４を有し、これら開口４４４を介してインフレータ組立体４１０からの膨張ガスが対応のエアバッグ（図示せず）に流入することができる。
【００６３】
第二端部分４３４はピストン４４６と、例えば水のような所定量の第一アセチレン生成反応物質を収容するコンテナ４５０と、例えば炭化カルシウムのような所定量の第二アセチレン生成反応物質を収容する室４５２とを収容する。室４５２はそれぞれ腔の開けられた第一側壁４５４と第二側壁４５６とを有する。さらに第二端部分４３４は複数の開口４６０を有し、これら開口４６０をインフレータ組立体の室４１２からの膨張ガスが通過することができる。
また破裂ディスク４６２が第一端部分４３２を第二端部分４３４から分離し、通常は第二端部分４３４から第一端部分４３２への流れを阻止している。
【００６４】
衝突を検出して作動したときには導火装置４４０に電気信号が送信される。導火装置４４０が始動し、発射体４４２を破裂ディスク４６２へと、或いは破裂ディスク４６２を貫通するように発射し、ピストン４３０に接触させる。発射体４４２が破裂ディスク４６２内に、或いは破裂ディスク４６２を貫通するように通されると破裂ディスク４６２が開かれ、室４１２から物質が開口４６０を通り、破れた破裂ディスク４６２を通り、開口４４４から対応のエアバッグ内へと流入することができる。
【００６５】
発射体４４２の作用の結果としてピストン４３０にかけられる力によりピストン４３０はコンテナ４５０を押すように作用し、コンテナ４５０を破砕し、或いは開き、そこに収容されている水の少なくとも一部を腔の開けられた第一壁４５４を通して室４５２内へと通過させ、水を室４５２内に収容されている炭化カルシウムに接触させる。
【００６６】
放出された炭化カルシウムと放出された水とが反応してアセチレンを生成する。斯くして生成されたアセチレンは室４１２内に貯蔵されている酸化剤に接触して混ざり、インフレータ装置４４０から放出される残りの熱によりこの混合物が点火され、これにより追加の膨張ガスが生成され、次いでこの追加の膨張ガスが開口４６０を通り、破れた破裂ディスク４６２を通り、開口４４４から対応のエアバッグ内へと通過せしめられる。
【００６７】
もちろん室４５２を酸化剤含有室４１２から分離する腔の開けられた側壁４５６が上述したようにして生成されるアセチレンの燃焼反応を調整するための物理的な手段を構成することもできる。特にこうした腔の開けられた側壁を燃焼酸化剤と生成アセチレンとの間の接触を調節するために利用することもできる。
【００６８】
図５に示したインフレータ組立体５１０は上述したインフレータ組立体４１０と同様に室５１２を有し、室５１２は部分的には細長い略円筒形のスリーブまたはボトル５１４により画成され、スリーブ５１４はそれぞれ内方へ先細りとされた第一端５１６と第二端５２０とを有する。第二端５２０は端部プラグまたは閉鎖具５２２により閉じられ、閉鎖具５２２は例えば溶接５２４により密封状態にて第二端に取り付けられる。
上述したインフレータ組立体と同様に室５１２は静状態において上述したような所定量の酸化剤、或いは所定量の酸化剤含有ガスを収容する。
【００６９】
スリーブの第一端５１６には溶接５２８により密封状態にてインフレータコンポーネント組立体５２６が取り付けられる。インフレータコンポーネント組立体５２６は部分的には細長い略円筒形のスリーブ５３０により画成される。スリーブ５３０は概して参照符号５３２、５３４をそれぞれ付した第一端部分と第二端部分を有する。上述したインフレータ組立体４１０と同様に第一端部分５３２は概して室５１２を越えて外方へ延び、端部開口５３６を有し、この端部開口５３６を介して密封状態にて導火装置５４０が取り付けられる。導火装置５４０に隣接して発射体５４２が収容される。第一端部分５３２は複数の開口５４４を有し、これら開口５４４を通ってインフレータ組立体５１０からの膨張ガスが対応のエアバッグ（図示せず）内に通過することができる。
【００７０】
第二端部分５３４は通過室５５０を有し、この通過室５５０は複数の開口５５２を有し、これら開口５５２を通ってインフレータ組立体の室５１２からの膨張ガスが通過することができる。
破裂ディスク５５４が第一端部分５３２を第二端部分５３４から分離し、通常は第二端部分５３４から第一端部分５３２への流れを阻止している。
通過室５５０に隣接して貯蔵室５５６があり、この貯蔵室５５６は所定量の適切な発火剤５６０を収容する。スチフニン酸鉛およびテトラセンのような小さな火器用弾薬発火剤を含む様々な発火物質が従来公知であり、所望により本発明を実施するに当たって適切に利用することができる。
【００７１】
第二端部分５３４からは直径が小さな円筒形の管状スリーブ５６２が延びる。スリーブ５６２は発火剤貯蔵空間５５６に隣接して第一コンテナ５６４を収容し、この第一コンテナ５６４内には所定量の水が収容される。概して発火剤貯蔵空間５５６の反対側の第一貯蔵コンテナ５６４に隣接して第二貯蔵コンテナ５６６が配設され、この第二貯蔵コンテナ５６６内には所定量の炭化カルシウムが収容される。もちろん所望によりこれら炭化カルシウム貯蔵用のコンテナと水貯蔵用のコンテナとを例えば別体構造、連結構造、或いは一体構造としてもよい。またスリーブ５６２にコンテナを固定するためにスリーブ５６２をかしめ、スリーブ５６２がかしめ部分５７０を有するようにすることができる。
【００７２】
スリーブ５６２はかしめ部分５７０を越えて延び、反応室または燃焼室５７２が形成され、反応室５７２は通常は破裂ディスク５７２により閉じられている端部５７４を有する。通常の静状態にておいは反応室５７２は酸化剤含有ガスを収容し、或いは内包している。
【００７３】
衝突を検出して作動したときには導火装置５４０に電気信号が送信される。導火装置５４０が始動し、発射体５４２を破裂ディスク５５４に、或いは破裂ディスク５５４を貫通するように発射する。発射体５４２が破裂ディスク５５４内に、或いは破裂ディスク５５４を貫通するように通ると破裂ディスク５５４が開かれ、室５１２からの物質が開口５５２を通り、破れた破裂ディスク５５４を通り、開口５４４から対応のエアバッグ内に流入することができるようになる。
【００７４】
発射体５４２は破裂ディスク５５４に接触した後に発火物質５６０に接触してそれを点火する。点火せしめられた発火物質は第一コンテナ５６４と第二コンテナ５６６とをそれぞれ押すように作用する。第一貯蔵コンテナ５６４が破られ、或いは開かれると水がそこから放出される。第二貯蔵コンテナ５６６が破られ、或いは開かれると炭化カルシウムがそこから放出される。
放出された炭化カルシウムと放出された水とが反応してアセチレンを生成する。斯くして生成されたアセチレンは室５７２内に貯蔵されている酸化剤に接触して混ざり、導火装置５４０から放出される残りの熱がこの混合体を点火し、これにより追加の膨張ガスを生成し、斯くして反応室５７２内の圧力が急激に上昇する。
【００７５】
反応室５７２内のガス圧が破裂ディスク５７６の構造上の許容強度を越えると破裂ディスク５７６が破砕され、或いは反応生成物がガス貯蔵室５１２内へと流入することができるようになる。これら反応生成物はさらに室５１２内に残っているガスを加熱し、これによりこのガスを拡張させ、この結果として得られるガスが開口５５２を出て破れた破裂ディスク５５４を通り、開口５４４から出て対応のエアバッグ内に流入する。
【００７６】
もちろん生成アセチレンと燃焼酸化剤とを接触させて反応させる細長いチューブ５６２が上述したような生成アセチレンの燃焼反応を調整するための物理的な手段を構成してもよい。特に当業者には明らかであるようにこの細長いチューブが生成アセチレンと所定量の燃焼酸化剤との間の接触を抑制するように働くことができるように燃焼酸化剤と生成アセチレンとの間の接触を調節するのにこのチューブを利用することもできる。
【００７７】
本発明を実施したときの様々な局面を示し、或いはシュミレーションした以下の例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。なお本発明の精神の範囲内における全ての変更が保護されることを希望しており、したがって本発明は以下の例に限定されるものではない。
【００７８】
例
上述したインフレータ組立体３１０と略同様の側方衝突サイズの二室型のエアバッグインフレータ組立体をシュミレーションするために重量の重い再利用可能な試験装置を用いてアセチレンベースのエアバッグインフレータという技術思想を実験的に検証した。
試験用のエアバッグインフレータ組立体は反応室と貯蔵ガス室とを有し、これらの内容積はそれぞれ１．５３ｉｎ3 （２５．１ｃｃ）と４．２ｉｎ3 （６８．８ｃｃ）とに設定されていた。これら内容積は側方衝突に対する応用例において用いられるものでは一般的なものである。
【００７９】
反応室内においては標準的な４００ｍｇＺＰＰ（ジルコニウム過塩素酸カリウム）型の導火装置の放出端に直ぐに隣接した小さなコンテナ内に１．０ｇの水を貯蔵した。水は直径が０．３７５インチ（９．５ｍｍ）であって厚さが０．００８インチ（０．２ｍｍ）の破裂ディスクにより貯蔵コンテナ内に保持した。反応室内に貯蔵し、アセチレンを生成するために水と組み合わせて用いる炭化カルシウム（ＣａＣ2 ：１．８０ｇ）を概して反応室の底壁上に載るように反応室内に粉末（粒子サイズが約４０〜１００メッシュ）として緩く保持した。反応室自体は初めに（乾燥したモルベースで）７７％の酸素と２３％のヘリウムとの混合気を３．９３ｇほど保持していた。こうした結果、反応室内の圧力は周囲の試験温度（２１℃）において２１８０ｐｓｉ（１５．０ＭＰａ）であった。
【００８０】
貯蔵ガス室は（モルベースで）９５％のアルゴンと５％のヘリウムとの混合気で満たし、こうした結果、初期圧は４０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）であった。反応室の中身を貯蔵ガス室の中身から分離するために使用した破裂ディスクは直径が０．３７５インチ（９．８ｍｍ）であって厚さが０．０１インチ（０．２５ｍｍ）であった。インフレータ内に貯蔵ガス中身を保持するのに使用した破裂ディスクは直径が０．２５インチ（６．３５ｍｍ）であって厚さは０．０１インチ（６．３５ｍｍ）であった。
【００８１】
圧力変換器を試験装置の側部に配設し、反応室と貯蔵ガス室との内部の動的（リアルタイム）な圧力測定を行うことができるようにした。試験用のインフレータはこれも圧力変換器を備えた６０リットル閉鎖型タンク内へと発射された。
【００８２】
結果の考察
図６〜図９に示したように試験用のインフレータは６０リットルの試験タンク内における正圧の発生により表示されるように連続して展開された。したがって燃料の内部生成という概念と、膨張装置内におけるその結果としての燃焼とは連続して示された。６０リットル試験タンク内に記録された圧力は図６に示した。正圧が発生していることはインフレータが連続して展開されていることを示しているが実際の圧力曲線は導火装置が点火されてから試験タンク内において正圧が記録されるまでの間に長い遅れ（約１５０ｍｓ）があることに特徴がある。実際にはこうした遅れは概してエアバッグという応用場面にとっては許容することができないものと考えられる。しかしながら後述するようにこうした遅れは比較的簡単に短く、最小限にすることができる。
【００８３】
導火装置が点火されてからインフレータからガスが流出するまでの間の遅れは炭化カルシウムを反応室の底部に緩く保持し、水を導火装置に非常に隣接して保持するといった試験用のインフレータ内に反応物質（炭化カルシウムおよび水）を保持するのに用いた方法に起因するところが大であると考えられる。すなわち試験用のインフレータの作動に関連して導火装置を始動したときに高温の導火装置の燃焼生成物が水に放出され、このため水が加熱されて微粒子化され、水貯蔵用のコンテナから反応室へと放出される。高温の水と導火装置の燃焼生成物とが放出されるとこれらは貯蔵されている炭化カルシウムと直ぐには反応しないことは明らかである。言い換えれば反応物質が即座には混合されず、斯くしてアセチレン燃料が生成される前に比較的長い時間が経過する。このことは図７から容易に判り、ここでは圧力上昇が比較的ゆっくりであることは燃焼速度が燃料の生成速度により制限されていることを示している。
【００８４】
試験用のインフレータにて使用された特定の反応物質を貯蔵するための構成を考慮すれば燃料生成速度が遅いことは必ずしも予想できないものではない。燃料生成速度を増大するためには放出される水と即座に混ざることができるように炭化カルシウムを保持すればよい。例えば炭化カルシウムを導火装置近くに配置された小さなパケット内に保持すればインフレータの性能を素早くすることができる。
【００８５】
いったん反応室内にて十分な圧力が形成され、反応室を貯蔵ガス室から分離している破砕ディスクが破られればインフレータの作動は極めて急速であった。図６に示したように反応室の破裂ディスクは１５０ｍｓの直前に壊れた。図８に示したように貯蔵ガス室の破裂ディスクはその直後に約８０００ｐｓｉ（５５．２ＭＰａ）の圧力で壊れた。いったんガスがインフレータから流出するとガス解放速度および解放強度が図９に示したように略側方衝突に関する用途にとって必要な程度となった。図９においては膨張曲線を明瞭に表示するために長い遅れ期間（１５０ｍｓ）をプロット上から省略してある。なおいったんガスがインフレータから流出すると極めて直ぐに、すなわち約６０ｍｓ以内に最大圧に達することに注目することができる。最大圧までの時間が側方衝突に関する用途にとって幾ばくか遅い場合には単に絞りオリフィスの直径を大きくすることによりこの時間を容易に調節することができる。また所望であれば例えばインフレータ内のガス充填量、特に貯蔵ガス室内に貯蔵するガスの充填量を少なくすることにより最大タンク圧を簡単に小さくすることができる。
【００８６】
本明細書にて図を用いて開示した発明は本明細書にて特別開示していない幾つかの要素、部品、工程、コンポーネント、或いは成分がなくても実施することもできる。
上述した詳細な説明においては本発明を或る好適な実施例に関して説明し、例示の目的で多くの詳細な事項をも説明したが、本発明を別の実施例に適用したり、本明細書にて説明した詳細な事項の或るものを本発明の基本的な原理から逸脱せずにかなり変更することができることは当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例のアセチレンベースのエアバッグインフレータを簡単に示した部分断面図である。
【図２】  本発明の実施例のアセチレンベースのエアバッグインフレータを簡単に示した部分断面図である。
【図３】  本発明の実施例のアセチレンベースのエアバッグインフレータを簡単に示した部分断面図である。
【図４】  本発明の実施例のアセチレンベースのエアバッグインフレータを簡単に示した部分断面図である。
【図５】  本発明の実施例のアセチレンベースのエアバッグインフレータを簡単に示した部分断面図である。
【図６】  例にて使用されたインフレータ組立体に対する時間の関数におけるタンク圧を示す図である。
【図７】  例にて使用されたインフレータ組立体に対する時間の関数における燃焼室圧を示す図である。
【図８】  例にて使用されたインフレータ組立体に対する時間の関数における貯蔵ガス室圧を示す図である。
【図９】  初期遅れを示さずに例のインフレータ組立体に対して得られた時間の関数におけるタンク圧を示す図である。
【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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