(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車安全抑制装置を膨張させる膨張装置において、
貯蔵不活性ガスを所定量受容するチャンバを有する外側ハウジングと、
上記チャンバに設置されるとともに、ガス発生材料を受容する第１の発生器キャニスタと、ガス発生材料を受容するとともに上記第１の発生器キャニスタに隣接して配置される第２の発生器キャニスタと、上記第１および第２の発生器キャニスタの両方の端部に接続され、上記外側ハウジングに接続された共通ベースとを備えるユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリと、
上記第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火するように上記第１の発生器キャニスタの端部の上記共通ベースに近接して配置された第１の点火器と、
上記第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火するように上記第２の発生器キャニスタの端部の上記共通ベースに近接して配置された第２の点火器とを備え、
上記第１の発生器キャニスタと上記第２の発生器キャニスタとのそれぞれは、上記ガス発生材料を上記チャンバ内の貯蔵不活性ガスに露出する複数の開口を備えており、ガス発生材料の点火により好ましくない圧力上昇が発生することを防止し、
上記第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火して燃焼することにより、上記第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を不注意に点火してしまうことを防止するために、上記第１の発生器キャニスタの上記複数の開口を上記第２の発生器キャニスタの上記複数の開口から距離をおいて配置することにより、上記第１の発生器キャニスタの上記複数の開口からのガス流れを、上記第２の発生器キャニスタの上記複数の開口に到達する前に、上記チャンバ内の貯蔵不活性ガスにより冷却し、
上記第１および第２の発生器キャニスタは、共通の第１の方向に対向する第１の側面と、上記第１の方向の実質的に反対である共通の第２の方向に対向する第２の側面とを備え、
上記第１の発生器キャニスタの上記複数の開口は、上記第１の側面に設けられ、
上記第１の発生器キャニスタの上記第２の側面に開口を備えず、
上記第２の発生器キャニスタの上記複数の開口は、上記第２の側面に設けられ、
上記第２の発生器キャニスタの上記第１の側面に開口を備えていないことを特徴とする膨張装置。
【請求項２】
上記第１および第２の発生器キャニスタのそれぞれはシリンダ形状であり、
上記共通ベースは、上記第１および第２の発生器キャニスタから上記ユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリの２つの対向する側面まで横断するように外側に延びる取り付けフランジを備えていることを特徴とする請求項１に記載の膨張装置。
【請求項３】
上記外側ハウジングは円形の横断面であり、
上記共通ベースは上記外側ハウジングのチャンバ内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の膨張装置。
【請求項４】
上記外側ハウジングは、上記チャンバの端部近辺に設置されたエンドキャップと、
上記チャンバの上記端部と反対側の端部に形成される排出口とを備えており、
上記排出口の近辺に配置されるとともに、所定圧力レベルに達したときに上記チャンバ内で圧力分解するバーストディスクをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の膨張装置。
【請求項５】
上記第１の点火器と上記第２の点火器とは、上記エンドキャップ上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の膨張装置。
【請求項６】
上記第１の発生器キャニスタと上記第２の発生器キャニスタとの間に高熱ガスが流れることを防止するシール手段を、上記チャンバの端部近辺に設置されたエンドキャップと上記共通ベースとの間に備えていることを特徴とする請求項１に記載の膨張装置。
【請求項７】
自動車安全抑制装置を膨張させる二段階膨張装置において、
貯蔵不活性ガスを所定量受容するチャンバと自動車安全抑制装置へ加圧ガスを導く排出口とを有する外側ハウジングと、
上記チャンバに設置される第１の発生器キャニスタと、
上記チャンバに設置される第２の発生器キャニスタと、
上記第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火する少なくとも１つの点火器と、
上記第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火する少なくとも１つの点火器と、を備え、
上記第１の発生器キャニスタは、ガス発生材料を受容する空洞を形成する第１のキャニスタ壁と、
上記空洞と上記チャンバとを連通させるように上記第１のキャニスタ壁内に形成される少なくとも１つの第１の開口とを備え、
上記第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を、貯蔵不活性ガスに露出することにより、上記ガス発生材料の点火で上記空洞内において不測の圧力上昇が発生することを防止しており、
上記第２の発生器キャニスタは、ガス発生材料を受容する空洞を形成する第２のキャニスタ壁と、
上記空洞と上記チャンバとを連通させるように上記第２のキャニスタ壁内に形成される少なくとも１つの第２の開口とを備え、
上記第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を、貯蔵不活性ガスに露出することにより、上記ガス発生材料の点火で上記空洞内において不測の圧力上昇が発生することを防止しており、
上記第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火して燃焼することにより、上記第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を不注意に点火してしまうことを防止するために、上記第１の発生器キャニスタの上記少なくとも１つの第１の開口を上記第２の発生器キャニスタの上記少なくとも１つの第２の開口から距離をおいて配置することにより、上記第１の発生器キャニスタの上記少なくとも１つの第１の開口からのガス流れを、上記第２の発生器キャニスタの上記少なくとも１つの第２の開口に到達する前に、上記チャンバ内の貯蔵不活性ガスにより冷却し、
上記第１および第２の発生器キャニスタは、共通の第１の方向に対向する第１の側面と、
上記第１の方向の実質的に反対である共通の第２の方向に対向する第２の側面とを備え、
上記第１の発生器キャニスタの上記第１の側面に上記少なくとも１つの第１の開口を備え、
上記第１の発生器キャニスタの上記第２の側面に開口を備えず、
上記第２の発生器キャニスタの上記第２の側面に上記少なくとも１つの第２の開口を備え、
上記第２の発生器キャニスタの上記第１の側面に開口を備えていないことを特徴とする膨張装置。
【請求項８】
上記第１の発生器キャニスタと上記第２の発生器キャニスタとのうち少なくとも１つの中にあるガス発生材料は、低圧下では効率よく燃焼することができないタイプのものであることを特徴とする請求項７に記載の膨張装置。
【請求項９】
上記第１および第２の発生器キャニスタのそれぞれは、上記少なくとも１つの点火器と上記ガス発生材料との間の上記空洞に設置された増圧火薬を備え、
上記少なくとも１つの第１の開口と、上記少なくとも１つの第２の開口とのそれぞれは、増圧開口を含み、その増圧開口は、上記増圧火薬の何れか一方および上記少なくとも１つの点火器に隣接して配置されていることを特徴とする請求項８に記載の膨張装置。
【請求項１０】
上記少なくとも１つの第１の開口と上記少なくとも１つの第２の開口とのそれぞれは、上記第１および第２の発生器キャニスタに沿って軸方向に延びる複数の開口を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の膨張装置。
【請求項１１】
上記複数の開口は、２本の開口の列を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の膨張装置。
【請求項１２】
上記第１の発生器キャニスタは、ガス発生材料を第１の所定量受容しており、
上記第２の発生器キャニスタは、ガス発生材料を第１の所定量未満である第２の所定量受容することを特徴とする請求項８に記載の膨張装置。
【請求項１３】
自動車安全抑制装置を膨張させる二段階膨張装置において、
第１の所定圧力レベルにある貯蔵不活性ガスを所定量含むチャンバと、自動車安全抑制装置へ加圧ガスを導く排出口とを有する外側ハウジングと、
上記排出口に近接して配置されるとともに、上記チャンバ内の圧力が第１の所定圧力レベルよりも大きな第２の所定圧力レベルに達すると分解するように調整されたバーストディスクと、
上記チャンバに設置される第１の発生器キャニスタと、
上記チャンバに設置される第２の発生器キャニスタと、
上記第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火する少なくとも１つの点火器と、
上記第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火する少なくとも１つの点火器と、を備え、
上記第１の発生器キャニスタは、ガス発生材料を受容する空洞と、
上記空洞と上記チャンバとを連通させるように上記第１の発生器キャニスタ内に形成される少なくとも１つの第１の開口とを備え、
上記第２の発生器キャニスタは、ガス発生材料を受容する空洞と、
上記空洞と上記チャンバとを連通させるように上記第２の発生器キャニスタ内に形成される少なくとも１つの第２の開口とを備え、
上記第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火して燃焼することにより、上記第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を不注意に点火してしまうことを防止するために、上記少なくとも１つの第１の開口を上記少なくとも１つの第２の開口から距離をおいて配置することにより、上記少なくとも１つの第１の開口からのガス流れを、上記少なくとも１つの第２の開口に到達する前に、上記チャンバ内の貯蔵不活性ガスにより冷却し、
上記第１および第２の発生器キャニスタは、共通の第１の方向に対向する第１の側面と、
上記第１の方向の実質的に反対である共通の第２の方向に対向する第２の側面とを備え、
上記第１の発生器キャニスタの上記第１の側面に上記少なくとも１つの第１の開口を備え、
上記第１の発生器キャニスタの上記第２の側面に開口を備えず、
上記第２の発生器キャニスタの上記第２の側面に上記少なくとも１つの第２の開口を備え、
上記第２の発生器キャニスタの上記第１の側面に開口を備えていないことを特徴とする膨張装置。
【請求項１４】
上記外側ハウジングは、上記チャンバの端部近辺に設置されたエンドキャップと、
上記チャンバの上記端部と反対側の端部に形成される排出口とを備えていることを特徴とする請求項１３に記載の膨張装置。
【請求項１５】
上記少なくとも１つの点火器は、上記第１の発生器キャニスタに隣接する、上記チャンバの端部近辺に設置されたエンドキャップ上に設置され、上記第１の発生器キャニスタ内の上記ガス発生材料を点火する第１の点火器と、
上記第２の発生器キャニスタに隣接する上記エンドキャップ上に設置され、上記第２の発生器キャニスタ内の上記ガス発生材料を点火する第２の点火器とを含んでいることを特徴とする請求項１３に記載の膨張装置。
【請求項１６】
上記第１および上記第２の発生器キャニスタ内の上記ガス発生材料を、貯蔵不活性ガスに常時露出することにより、上記ガス発生材料の点火で上記各空洞内に好ましくない圧力上昇が発生することを防止しており、
上記少なくとも１つの第１の開口と上記少なくとも１つの第２の開口とのそれぞれは、上記第１および第２の発生器キャニスタに沿って軸方向に延びる複数の開口を備え、
上記第１の発生器キャニスタと上記第２の発生器キャニスタとのうち少なくとも１つの中にあるガス発生材料は、低圧下では効率よく燃焼することができないタイプのものであることを特徴とする請求項１３に記載の膨張装置。

【発明の詳細な説明】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、概してガス発生器を含む膨張装置に関するものであり、より詳細には異なる率およびレベルのガスを選択的に放出することができるとともに、エアバックやそのような種類の膨張可能な安全抑制装置を、異なるセンサ入力にしたがって異なる出力レベルで膨張することを可能とする二段階膨張器に関する。
【０００１】
（関連技術の詳細）
近年、乗客の大きさ、位置、シートベルトの使用および衝突時の自動車の速度にしたがってエアバック抑制システムのような安全装置の膨張率と膨張量とを制御することに対する需要が高まっている。
【０００２】
乗員に対して最適な保護を提供するために、エアバック膨張器から出力の異なるレベルが必要とされる。たとえば、大柄の人がベルトをしていない状態で高速度に衝突した場合、最も好適な保護を与えるためにはエアバックを急速かつ完全に膨らませることが必要になる。小柄な乗客あるいは正規の位置にいない乗客が低い速度で衝突した場合、不注意に乗客を傷つけないが保護を提供するために十分な膨張を行うため、より低い速度のゆっくりとして膨張が必要となる。
【０００３】
二段階の膨張を達成するために、トロウブリッジ（Trowbridge）らによる米国特許３，７７３，３５３号においては、２つの火薬を分離し、低速度の膨張が必要な場合にはその一方を点火し、高速度の衝突時にはその両方を点火することにより、そのような状況において必要なエアバックの急速な膨張と展開とを達成することが提案されている。この装置においては、非毒性のガスにより圧力充填されたリザーバ内に火薬が配置されている。２つの火薬のうち第１の火薬が着火した場合には、ピストンとロッドとからなるタイプの構成により穿孔されたバーストプレートにより、ハウジングは被覆される。しかしながらこの構成は、比較的複雑になるという欠点を有しており、それゆえ、相対的に高価になる。たとえば、少なくとも３つのバーストプレートからなる構成が必要となる。また、各火薬は、内部のハウジングとそれぞれが破壊可能な蓋とにより、リザーバとリザーバガスとから隔離されている。
【０００４】
アレマン（Allemann）による米国特許３，９０５，５１５号においては、２つの分離された火薬を用いるとともに、非毒性ガスを圧力保存したチャンバ内に火薬を配置する構成の他の２段階の膨張器アッセンブリが提案されている。しかしながら、この構成は特許３，７７３，３５３号のものよりもさらに複雑である。この構成においては、バーストディスクの一部が、２つの火薬のうち一方あるいは両方を爆発させるガスの流出を部分的に絞る、排気通路の中に突出した摺動可能なシャトル弁部材の頭部を形成する。
【０００５】
二段階膨張器の設計に関しては、たとえば、膨張器アッセンブリを棄てるために取り除いたり、自動車全体を解体したりするときのように、使用後における膨張器アッセンブリの処理可能性が重要である。二段階装置においては、１つのガス発生器が点火された場合、たとえば低速度の衝突に対しては、他の発生器が点火可能状態のままであるので、たとえば取り外しあるいは自動車の保管の間における潜在的な安全性に関する問題を提起する。万一点火した場合には、第２の発生器は高温高圧ガスを発生する。
【０００６】
このような理由により、第１の発生器のみが展開された場合であっても、第２の発生器も、瞬間衝突の後であって、衝突後たとえば１００ミリセカンドまでの衝突事故の時間内に点火することが好ましい。この場合、エアバック内に可能な限り小さな出力を付与することにより、バックが再び膨張して乗客に衝撃を与えないようにすることが重要である。
【０００７】
ブッチャナンによる欧州特許公開第８００９６５号では、メインチャンバを形成する球形ハウジングと、メインチャンバに設置される２つの加熱装置とを開示している。これらの加熱装置は、広範囲の性能を達成するために連続して起動される。しかしながら、各加熱装置は、メインチャンバ内のガスから装置を隔離するための防護殻により覆われている。その結果、加熱装置内の圧力は、防護殻を破壊するのに十分なレベルまで上昇されなければならない。また、膨張器に一般的に用いられているガス発生材料（generant）の性質のため、ガス発生材料は、発熱および／またはガス発生を引き起こしながら、高圧力下において急速に燃焼する。この膨張器が二重モードで用いられるとともに単一の加熱装置のみが低速度の衝撃に対応して起動された場合、他のガス発生器が故意あるいは不測の状態で点火すると、エアバックが再び膨らむことが十分起こりえる。
【０００８】
また、加熱装置は貯蔵ガスから隔離されているので、余分な容積が貯蔵ガスにより占有され、膨張器全体を小さくすることができる。米国特許第５，５８２，４２８号および第５，６３０，６１９号は同様の膨張器を開示している。しかしながら、これらの膨張器は複数のバーストディスクと複数の容器とを有しているため不必要に複雑であり、さらに未使用の発生器が遅れて点火することによりエアバックが再び膨らんでしまう可能性がある。さらに、上記したトロウブリッジらおよびアレマンにより開示された装置は、ブッチャナンにより開示された装置と同様の欠点がある。
【０００９】
したがって、ユニットを分解して廃棄することができるように、破壊されたエアバックを再び膨らませずに第１の発生器の点火後に第２の発生器を点火させることが可能な、低コスト、コンパクト、かつシンプルな二段階膨張器が必要である。
【００１０】
（発明の概要）
それゆえ、本発明は、従来技術の問題点を解決し、二段階性能を効率的に発揮することが可能な、低コストかつ安全な二段階膨張装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、エアバックを再び膨らませることなく、単一の発生器のみの出力が必要な場合、発生器の一方あるいは両方を点火させることにより、エアバックを最初に膨張させるとともに第２の発生器を連続して点火させることが可能な二段階膨張器を提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、本発明は、貯蔵ガス用の内部容積を最大化するとともに、容易に輸送でき、膨張器アッセンブリに簡易に取り付けることが可能な単一発生器キャニスタサブアッセンブリを備える二段階膨張器を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、衝突事故において第２の発生器を分解することにより、自動車事故の後における乗員の安全性を改善する二段階膨張器を提供することを目的とする。
【００１４】
さらに、本発明は、個々のレベルにおけるガス発生器の負荷をシステム要求に依存させて独立して調整することにより、適用性を最大化することができる二段階膨張器を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明は、アッセンブリのコストとサイズとを最小化する二段階膨張器を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明のこれらの目的と他の目的とは、自動車安全抑制装置を膨張させる二段階膨張装置において、所定量が貯蔵不活性ガスを含むチャンバと自動車安全抑制装置へ加圧ガスを導く排出口とを有する外側ハウジングと、上記チャンバに設置されるとともに、ガス発生材料を受容する空洞を形成する第１のキャニスタ壁と上記空洞と上記チャンバとを連通させる少なくとも１つの開口とを有する第１の発生器キャニスタと、チャンバに設置されるとともにガス発生材料を受容する空洞を形成する第２のキャニスタ壁と上記空洞と上記チャンバとを連通させる少なくとも１つの第２の開口とを有する第２の発生器キャニスタとを備える二段階膨張装置を提供することにより達成される。重要であるのは、第１の発生器キャニスタと第２の発生器キャニスタとの両方の内部にあるガス発生器は、貯蔵不活性ガスに露出されており、ガス発生材料の点火により各空洞内において予期せぬ圧力上昇がおこることを防止するとともに、貯蔵ガスのための内容積を最大化することにより、膨張器全体の大きさを最小化することである。二段階膨張装置は、少なくとも１つの点火器を備えており、該点火器は第１および第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火する。第１の発生器キャニスタと第２の発生器キャニスタとのうち少なくとも１つのガス発生材料は、低圧下では効率よく燃焼することができないタイプのものである。その結果、連結された自動車安全抑制装置、すなわちエアバックを再び膨らませることなく、発生器キャニスタのうち１つの中にある未点火のガス発生材料を、他の発生器キャニスタの点火に連続させて点火することが可能となる。
【００１７】
好ましくは、第１および第２の発生器キャニスタのそれぞれは、点火器とガス発生材料との間の空洞に設置された増圧火薬を含んでいる。少なくとも１つの第１の開口と、少なくとも１つの第２の開口とは、増圧火薬の１つに隣接して配置された増圧開口と、少なくとも１つの点火器とを備えている。好ましくは、少なくとも１つの第１の開口と少なくとも１つの第２の開口とのそれぞれは、各発生器キャニスタに沿って軸方向に延びる複数の開口を含む。複数の開口は、２本の開口列とすることが可能である。第１の発生器キャニスタは、ガス発生材料を第１の所定量受容することが可能であり、一方第２の発生器キャニスタは、ガス発生材料を第１の所定量以上あるいは未満である第２の所定量受容することが可能である。
【００１８】
本発明は、自動車安全抑制装置を膨張させる二段階膨張装置において、第１の所定圧力レベルにある貯蔵不活性ガスを所定量含むチャンバと自動車安全抑制装置へ加圧ガスを導く排出口とを有する外側ハウジングと、上記排出口に近接して配置されるとともに、チャンバ内の圧力が第１の所定圧力レベルよりも大きな第２の所定圧力レベルに達すると分解するように調整されたバーストディスクと、上記チャンバに設置されるとともに、ガス発生材料を受容する空洞と上記空洞と上記チャンバとを連通させるように上記キャニスタ内に形成される少なくとも１つの開口とを有する第１の発生器キャニスタと、チャンバに設置されるとともにガス発生材料を受容する空洞と各空洞と上記チャンバとを連通させる少なくとも１つの第２の開口とを有する第２の発生器キャニスタとを備える二段階膨張装置を提供することにより達成される。二段階膨張器は、第１および第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火する少なくとも１つの点火器を備える。重要であるのは、二段階膨張装置は、第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火して燃焼させることにより、第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を不注意に点火してしまうことを防止する点火防止構成を備えていることである。点火防止構成は少なくとも１つの第１の開口および少なくとも１つの第２の開口から十分な距離をおいて配置されており、少なくとも１つの第１の開口からのガス流れを少なくとも１つの第２の開口に到達する前に、チャンバ内の内部ガスにより十分冷却することができる。好適な実施形態では、第１および第２の発生器キャニスタは、共通の第１の方向に対向する第１の側面と、第１の方向の実質的に反対である共通の第２の方向に対向する第２の側面とを含んでいる。点火防止構成は、第１の発生器キャニスタの第１の側面に少なくとも１つの第１の開口を含んでいるが、第１の発生器キャニスタの第２の側面には開口が無い。点火防止構成は、第２の発生器キャニスタの第２の側面に少なくとも１つの第２の開口を含んでいるが、第２の発生器キャニスタの第１の側面には開口が無い。また、共通のベースに配置された２つの発生器の間には、第２の発生器の不注意の点火を防止するためのシールが存在する。
【００１９】
本発明は、自動車安全抑制装置を膨張させる膨張装置において、貯蔵不活性ガスを所定量受容するチャンバと、チャンバ内に設置されたユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリとを有しているとともに、ガス発生材料を受容する第１の発生器キャニスタを有している外側ハウジングと、ガス発生材料を受容するとともに上記第１の発生器キャニスタに近接して配置された第２の発生器キャニスタと、第１および第２の発生器キャニスタの両方の端部に接続された共通ベースとを備えており、共通ベースは外側ハウジングに接続されている。膨張装置は、第１の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火するように第１の発生器キャニスタの端部の共通ベースに近接して配置された第１の点火器と、第２の発生器キャニスタ内のガス発生材料を点火するように第２の発生器キャニスタの端部の共通ベースに近接して配置された第２の点火器とを備えている。好ましくは、第１の発生器キャニスタと第２の発生器キャニスタとのそれぞれはシリンダ形状であり、共通ベースは、第１および第２の発生器キャニスタからユニット型ガス発生器アッセンブリの２つの対向する側面まで横断するように外側に延びる取り付けフランジを備えている。外側ハウジングは円形の横断面であることが好ましく、共通ベースは外側ハウジングのチャンバ内に配置されている。外側ハウジングは、チャンバの端部近辺に設置されたエンドキャップと、チャンバと反対側の端部に形成される排出口とを備えており、これによりバーストディスクを排出口の近辺に配置するとともに、所定圧力レベルに達したときにチャンバ内で圧力分解させることができる。好ましくは、第１の点火器と第２の点火器とはエンドキャップ上に配置される。また、第１の発生器キャニスタと第２の発生器キャニスタとのそれぞれは、ガス発生材料をチャンバ内の貯蔵不活性ガスに露出する複数の開口を備えており、第２のガス発生材料の点火により空洞内に好ましくない圧力上昇が発生することを防止している。
【００２０】
（好適な実施形態の詳細な説明）
図１ａには本発明の二段階膨張装置あるいは膨張器が、参照符号１０により全体的に示されており、膨張器１０は、自動車安全抑制器、すなわちエアバックを、例えば高速度の自動車衝突時には高レベルかつ高膨張率にて膨張させる一方、低速度の衝突時には低レベルかつ低膨張率で膨張させる。二段階膨張器１０はチャンバ１４を形成する外側ハウジング１２と、チャンバ１４に配置されたユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６と、ユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６内のガス発生材料の燃焼を開始させる第１および第２の点火器１８・２０とを概して備えている。
【００２１】
図１ａ〜１ｃに示すように、外側ハウジング１２は、シリンダ形状のハウジング部分２２と、チャンバ１４を被覆するように取り囲むハウジング部分２２の一端に設置されたエンドキャップ２４と、ハウジング部分２２の反対側の端部に設置された排出ピース２６とを備えている。排出ピース２６は、チャンバ１４の内部に延びており、チャンバ１４からエアバック（図示せず）の中へガスを導く排出口２８を備えている。ディフューザ３０は、排出口２８の上流側ですぐ近くに配置されており、バーストディスク３２は、ディフューザ３０の上流側ですぐ近くに配置されている。バーストディスク３２は所定圧力を加えることにより分解するように調整されているので、排出口２８を通じてチャンバ１４からエアバックに加圧されたガスを流すことができる。これ以降に詳述するユニット型ガス発生器キャニスタ１６を取り付けも含めて、二段階膨張器１０を組み立てた後、エンドキャップ２４が気密的に密閉される。充填ポート３４がエンドキャップ２４に設けられているので、アルゴン、ヘリウム等の選択された非毒性ガスをチャンバ１４へ圧力下で容易に補充することができる。
【００２２】
図１ａ，１ｃおよび図２ａ〜２ｃに示すように、ユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６は、第１のキャニスタ壁３８により形成された第１の発生器キャニスタ３６と、第２のキャニスタ壁４２により形成された第２の発生器キャニスタ４０とを備えている。第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０は、概してシリンダ形状であり、各空洞４４および４６を形成している。４８で示されているガス発生材料は、点火時にガスを発生するものであり、各空洞４４・４６に配置されている。二段階性能を達成するために、たとえば低速度の衝突時において、第２の発生器キャニスタ４０を点火して燃焼させずに、低減されたレベルおよび割合でエアバックを膨張させるのに十分な量のガス発生材料４８が、第１の発生器キャニスタ３６に配置される。第２の発生器キャニスタ４０は、たとえば高速度の衝突時において、第１の発生器キャニスタ３６とともに点火してより高い膨張レベルと所望の割合を得ることができる量のガス発生材料４８を備えている。ガス発生材料４８は、各空洞４４・４６内においてバイアススプリング５０とスプリングプレート５２とにより固定されている。第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０は、第１の点火器１８および第２の点火器２０に隣接する空洞の一端に設置された増圧ハウジング５６内に増圧火薬５４を備えている。増圧火薬５４により、点火器１８・２０を用いてガス発生材料４８を効率的かつ確実に点火させることができる。
【００２３】
ユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６は、最終アッセンブリの前に容易に輸送することができるような完全なユニット型アッセンブリとして有利に形成される。特に、第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０は、互いにアーチ形状となるように設置されており、図２ａ〜図２ｃにおいて明瞭に示すように、共通ベース５８に接続されている。第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０の外側の合計幅と実質的に等しい直径に共通ベース５８を形成することにより、ユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６のサイズを最小化することができる。共通ベース５８は２つの取り付けフランジ６０を備えており、該取り付けフランジ６０は、第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０のそれぞれの一端を摺動可能に受容するように形成された中心開口６２から径方向の外側に向かって延びている。共通ベース５８は、第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０を支持するとともに、それらの接続位置を提供するように中心開口６２の周りに延びるサポートリング６４を備えている。第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０は、たとえばろう付けや溶接により、共通ベース５８と、特にサポートリング６４とに接続することが可能である。その結果、ユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６は、内蔵型のものとなり、よりコンパクトなものとなる一方、容易に輸送することができるとともに外側ハウジング１２に取り付けることができる。
【００２４】
図１ａ，１ｃおよび１ｄに示すように、あらゆる従来の方法で共通ベース５８をエンドキャップ２４に接続することにより、ガス発生器アッセンブリ１６はチャンバ１４に設置される。シール７５は、第２の発生器を不注意に点火することをより確実に防止するように、共通ベース５８とエンドキャップ２４との間に設置されている。第１および第２の点火器１８・２０は、それぞれエンドキャップ２４の内側部に設置されており、それぞれ第１および第２の発生器３６・４０の中に延びている。第１および第２の点火器１８・２０は、点火器に点火信号を伝達する適切な電気配線と接続するためのコネクタを備えている。
【００２５】
第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０は、それぞれのキャニスタ壁に形成された複数の開口を備えているので、これにより各空洞はチャンバ１４に直接つながっている。特に、図２ｂおよび図２ｃに示すように、第１の発生器キャニスタ３６はユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６の第１の側面７０に配置された複数の開口６６を備えており、一方第２の発生器キャニスタ４０はユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６の第２の側面７２に配置された複数の開口６８を備えている。好適な実施形態では、図２ｂおよび図２ｃに示すように、第１の発生器キャニスタ３６に形成された第１の複数の開口６６は、キャニスタ３６にそって軸方向に延びる２本の開口の列を含んでいる。複数の開口６６は、増圧火薬５４からの圧力を制御する一対の増圧開口６７を含んでいる。同様に、複数の開口６８は、増圧開口６９を備える第２の発生器キャニスタ４０の第２の側面に沿って延びる２本の開口列を含んでいる。
【００２６】
複数の開口６６および６８は、第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０内のガス発生材料を、チャンバ１４内の現在の条件に露出していることも重要である。第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０内に配置されたガス発生材料４８は、ガス発生材料とキャニスタ壁との間に、増圧部材とガス発生材料との両方の初期および連続点火燃焼の間にキャニスタのそれぞれの空洞内での圧力上昇を引き起こすような他のケーシング、被覆物、あるいは包装材を備えていない。重要であるのは、第２の発生器キャニスタ４０が、エアバックを再び膨らませることなく第１の発生器キャニスタ３６の点火から所定時間後に点火するように設定されていることである。たとえば、低速度の衝突においては、第１の発生器キャニスタ３６が点火されると、第１の発生器キャニスタ３６により生成される高温ガスによりチャンバ１４の中がさらに加圧される。ガス発生材料４８が燃焼すると、ガスは即座に複数の開口６６を通じてチャンバ１４の中に放出され、ガスの量が増加するとともに温度も上昇するので、チャンバ１４内の圧力が上昇する。所定の圧力まで上昇すると、バーストディスク３２が分解し、チャンバ１４内のガスが排出口２８を通じてエアバック内に流れ込む。続いて、不注意の点火と乗客に損傷を与えることを防止するという安全上の目的のため、第２の発生器キャニスタ４０を点火することが望ましい。この２次点火はエアバックを再び膨らませることなく行われる。本発明の二段階膨張器１０によれば、第２の発生器キャニスタ４０は２つの特定の理由によりエアバックを再び膨らませることなく点火される。第１に、第１および第２の発生器キャニスタ３６・４０の両方のガス発生材料４８は、直接チャンバ１４に露出されている。その結果、第２の発生器キャニスタ４０が第２の点火器２０により点火されると、チャンバ１４は（最初の展開からおおよそ１００ミリセカンド後に）本質的に減圧される。第２の発生器キャニスタ４０により生成されるガスとチャンバ１４内の既に減圧されたガスの量を合計しても、エアバックを再び膨らませるためには不十分である。第２に、ガス発生材料４８は、低圧の環境下においては、効率的に燃焼することができない、すなわち高い割合でガスを発生するタイプのものである。ガス発生材料４８により生成される初期のガスは、複数の開口により受容されず、さらに低圧チャンバ１４の中に放出されるので、第２の発生器キャニスタ４０内のガス発生材料はエアバックを再び膨らませるために十分な量のガスを生成することができない。たとえば、ガス発生材料４８は、この中に援用として全体が含まれている米国特許第５，７２６，３８２号に記載されているようなタイプの材料とすることができる。
【００２７】
二段階膨張装置１０は、第１の発生器キャニスタ３６内のガス発生材料４８を点火して燃焼させることにより、第２の発生器キャニスタ４０内のガス発生材料が不注意に点火してしまうことを防止する点火防止構成を備えていることである。第１の発生器キャニスタ３６を点火する間は、ガス発生材料４８の燃焼により生成されるガスが非常に高温で存在する。この高温ガスは、複数の開口６６を通じてチャンバ１４内に流れ込み、チャンバ１４内の不活性ガスと混合する。第１の発生器キャニスタ３６からの高温ガスは、第２の発生器キャニスタ４０内のガス発生材料４８の温度誘導点火を引き起こす可能性があることが知られている。しかしながら、本発明の点火防止構成７４によれば、第１の発生器キャニスタ３６に形成された複数の開口６６と第２の発生器キャニスタ４０に形成された複数の開口６８との間に長い流れ通路を形成することにより、第２の発生器キャニスタ４０内のガス発生材料４８の温度誘導点火を防止する。特に、点火防止構成は、第１の発生器キャニスタ３６における複数の開口６６を、ユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリ１６の外周面に沿って、第２の発生器キャニスタ４０に形成された複数の開口６８から十分な距離をおいて配置しているので、複数の開口６６からのガス流れを、第２の発生器キャニスタ４０に形成された複数の開口６８に到達する前に、チャンバ１４内の不活性ガスにより十分冷却することができる。
【００２８】
好適な実施形態では、図２ｂおよび図２ｃに示すように、複数の開口６６が第１の発生器キャニスタ３６の第１の側面７０上に形成されているが、キャニスタ３６の第２の側面７２には開口が形成されていない。一方、複数の開口６８は、複数の開口６６と反対の方向となるように第２の発生器キャニスタ４０の第２の側面に形成されており、第２の発生器キャニスタ４０の第１の側面７０には開口が無い。したがって、複数の開口６６からのガス流れは、複数の開口６８に進入する前に、ユニット型ガス発生器アッセンブリ１６の外周面あるいは端部に沿って、流れなければならない。その結果、本発明の点火防止構成７４は、他方のキャニスタの開口に到達する前に高温ガスを冷却するための長い冷却通路を形成するので、チャンバ１４内の低温の不活性ガスにより、第１の発生器キャニスタ３６により生成される高温ガスを、第２の発生器４０内のガス発生材料４８の温度誘導引火が起きないような低い温度まで冷却することができる。さらに、共通ベース５８とエンドキャップ２４との間に設置されたシール７５は、第１の発生器からの高温のガス流れが第２の発生器へ流れることを防止する。これにより、第２の発生器が不注意に点火することをより確実に防止する。その結果、この構成により、安全性、信頼性がより高い二段階膨張装置１０を提供することができる。もちろん、開口の間の距離が、未点火のキャニスタを不注意に温度的に誘導引火することを防止することができるよう、高温のガスを適切に冷却することができるのに十分である限り、複数の開口６６と複数の開口６８とは、各キャニスタの他の位置に形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  本発明の膨張装置の断面図であり、本発明のユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリの平面１ａ−１ａに沿う断面図を図１ｂに示す。
【図１ｂ】  図１ａの膨張装置の端部の側面図であり、点火器の位置を示す。
【図１ｃ】  図１ａの膨張装置の平面１ｃ−１ｃに沿う断面図である。
【図１ｄ】  本発明の膨張装置の図１ｂにおける１ｄ−１ｄに沿う部分断面図である。
【図２ａ】  本発明のユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリの断面図である。
【図２ｂ】  本発明のユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリの側面を示す斜視図である。
【図２ｃ】  本発明のユニット型ガス発生器キャニスタアッセンブリにおける、アッセンブリの反対側の側面を、逆転させた位置で示す斜視図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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