火薬式リニアインフレータ
細長いアウターハウジング（１２）を含むエアバッグインフレータ（１０）であって、該アウターハウジングは、内部および、それに沿って形成され、アウターハウジング内部とアウターハウジング（１２）外部との間の流体連通を可能にする、１つまたは２つ以上のオリフィス（２２）を有する。アウターハウジングオリフィス（複数を含む）（２２）は、アウターハウジング内部からインフレータの第１側面（Ｆ）へと開口している。細長いインナーハウジング（１４）は、アウターハウジング内部に配置される。インナーハウジング（１４）は、内部および、それに沿って形成され、インナーハウジング内部とインナーハウジング（１４）外部との間の流体連通を可能にする、１つまたは２つ以上のオリフィス（２０）を有する。インナーハウジングオリフィス（複数を含む）（２０）は、インナーハウジング内部からインフレータの第２側面（Ｓ）へと開口している。ある量のガス発生剤組成物（１６）は、インナーハウジング（１４）内部の一部に沿って伸びる。ガス発生剤（１６）は、実質的に「Ｃ」形状の断面と、ガス発生剤（１６）の長さに沿って伸びるスロット（２４）を有する。ガス発生剤スロット（２４）は、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）（２０）に向いて配置される。フィルタ（１５）は、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）（２０）とアウターハウジングオリフィス（複数を含む）（２２）の中間に配置されて、ガス発生剤組成物（１６）の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングする。点火装置（４０）は、ガス発生剤組成物（１６）に動作可能に連結され、これによってインフレータ（１０）の作動時に、点火装置（４０）とガス発生剤組成物（１６）の間の流体連通を可能にする。ガス発生剤（１６）のスロット状の「Ｃ」形状の断面は、スロット（２４）なしで達成できるより大きい、ガス発生剤の暴露表面積を提供する。これにより、インフレータの作動時に、ガス発生剤組成物（１６）の点火および燃焼を促進する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００３年１１月１３日付仮出願第60/519,880号および２００４年１１月１２日付出願された米国特許出願である代理人事件番号（attorney docket number）第5702-01058号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は車両エアバッグ用インフレータに関し、より具体的には、側面衝突用エアバッグまたはヘッドカーテンエアバッグに用いるための、インフレータの長さに沿って膨張ガスを排出するリニア（直線状）インフレータに関する。
典型的な側面衝突用またはヘッドカーテンエアバッグモジュールは、ガスをバッグへ供給するために配管へ排出する、１つまたは２つ以上の標準エアバッグインフレータを用いる。配管を通るガス流に付随する圧力損失が存在し、システム効率の低下につながる。さらに、デバイスのインフレータ部分を格納するための余分なスペースが、車両内に必要となる。
【発明の開示】
【０００３】
発明の概要
本発明によれば、内部および、アウターハウジング内部とアウターハウジング外部との間の流体連通を可能にする１つまたは２つ以上のオリフィスを有する、細長いアウターハウジングを含む、エアバッグインフレータが提供される。このアウターハウジングオリフィス（複数を含む）は、アウターハウジング内部からインフレータの第１側面へと開口している。細長いインナーハウジングは、アウターハウジング内部に配置される。インナーハウジングは、内部および、インナーハウジング内部とインナーハウジング外部との間の流体連通を可能にする、１つまたは２つ以上のオリフィスを有する。インナーハウジングオリフィス（複数を含む）は、インナーハウジング内部からインフレータの第２側面へと開口している。ある量のガス発生剤組成物は、インナーハウジング内部の一部に沿って伸びている。このガス発生剤は、実質的に「Ｃ」形状の断面とガス発生剤の長さに沿って伸びるスロットを有する。ガス発生剤スロットは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）に面するように配置される。フィルタは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）とアウターハウジングオリフィス（複数を含む）の中間に配置されて、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングする。インフレータの作動時に、点火装置とガス発生剤組成物の間の流体連通が可能となるように、点火装置はガス発生剤組成物に動作可能に連結される。
【０００４】
衝突事象時に、衝突センサからの信号が点火装置に伝達され、これが点火装置を起動して、ガス発生剤に点火する。ガス発生剤の燃焼により生成される膨張ガスは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）から出て、インナーハウジングの両側の周りとフィルタを通って流れる。膨張ガスは次に、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）を通って排出されて、エアバッグを膨張させる。
【０００５】
ガス発生剤のスロット状の「Ｃ」形状断面は、スロットなしで達成されるより大きい、ガス発生剤暴露表面積を提供する。これによって、インフレータの作動時に、ガス発生剤組成物の点火および燃焼を強化し、一方でまた、ガス発生剤の比較的大きな表面積と、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）との間の流体連通を提供する。本インフレータはまた内蔵式であり、配管に連結された別の従来のインフレータの必要なしに、その長さに沿って均一にガスを発生し排出する。これは、インフレータを囲む全体寸法を減少させる。本発明のインフレータはまた、多くの既知のデザインのものよりコストが低く、製造が簡単である。
【０００６】
詳細な説明
図１および図２は、本発明によるインフレータ１０の断面図を示す。インフレータ１０は、細長いアウターハウジング１２および、アウターハウジング１２の内側に配置された細長いインナーハウジング１４を含み、これによってインナーハウジング１４とアウターハウジング１２の間に空洞３０を形成する。インフレータ１０の全部品は、当分野に既知の材料および方法により製造される。
【０００７】
アウターハウジング１２は、第１端７０、第２端７１、および長手方向軸１３を含む。アウターハウジング１２は、それに沿って形成され、アウターハウジングの内部と外部の間の流体連通を可能とする、１つまたは２つ以上のオリフィス２２を有する。オリフィス（複数を含む）２２は、ガス発生剤組成物の燃焼により生成されるガスを、関連するエアバッグ（示されず）に移動させるように適合される。図１および図２に示す態様において、オリフィス（複数を含む）２２はアウターハウジング１２の長さ方向に沿って配置される。オリフィス（複数を含む）２２はまた、アウターハウジング内部からインフレータの第１側面（「Ｆ」と表示）に向かって開いている。オリフィス（複数を含む）２２は、アウターハウジング１２に沿って伸びる１つまたは２つ以上の長手方向のスリットとして形成されてもよく、または、オリフィス（複数を含む）２２は、アウターハウジング１２に沿って間隔をあけて配置される穴として形成されてもよい。アウターハウジング１２は、例えば押出し成形またはロール成形などの、種々の既知の方法の任意の１つを用いて製造することができる。アウターハウジング１２は好ましくは、金属または合金から、例えば、スチールまたはアルミニウムから製造される。代替的に、アウターハウジング１２は、ポリマーまたは他の好適な材料から製造してもよい。
【０００８】
インナーハウジング１４は、第１端７４、第１端７４の反対側の第２端７５、および長手方向軸７６を含む。インナーハウジング１４はまた、内部および、それに沿って形成された１つまたは２つ以上のオリフィス２０を有する。オリフィス（複数を含む）２０は、ガス発生剤組成物の燃焼により生成されるガスを、空洞３０に移動させるように適合される。１つの態様において、オリフィス（複数を含む）２０はインナーハウジング１４の長さ方向に沿って配置される。オリフィス（複数を含む）２０はまた、インナーハウジング内部からインフレータの第２側面（「Ｓ」と表示）に向かって開いている。オリフィス（複数を含む）２０は、インナーハウジング１４に沿って伸びる１つまたは２つ以上の長手方向のスリットとして形成されてもよく、または、オリフィス（複数を含む）は、インナーハウジング１４に沿って間隔をあけて配置される穴として形成されてもよい。インナーハウジング１４は、例えば押出し成形またはロール成形などの、種々の既知の方法の任意の１つを用いて製造することができる。インナーハウジング１４は好ましくは、金属または合金から、例えば、スチールまたはアルミニウムから製造される。代替的にインナーハウジング１４は、ポリマーまたは他の好適な材料から製造してもよい。
【０００９】
図１および図２に示される態様において、インナーハウジング１４は、アウターハウジング１２と同軸に配置される。さらに、図１および図２に見られるように、インフレータ１０の第２側面Ｓは、インフレータ１０の第１側面Ｆの反対側である。それぞれ外部および内部オリフィスがインフレータの反対側に向いた配置は、インフレータの作動時に生成される膨張ガスを強制的に、インナーハウジングオリフィス２０からインナーハウジング１４の周りへ流出させ、アウターハウジングオリフィス２２を通ってインフレータ１０から流出させることにより、フィルタ効率を最大化する。インナーハウジングオリフィス２０からアウターハウジングオリフィス２２へと流れるときに、膨張ガス流は分岐し、図２に矢印「Ｂ」で示されるように、流れの一部はインナーハウジング１４の片側の周りを流れ、流れの他の部分はインナーハウジングの反対側の周りを流れる。インナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０を、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）２２の反対側に配置することにより、流れの各部分の実質的に均等なフィルタリングが提供され、これは、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）２２が、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）からインナーハウジング１４の両側に沿って測って等距離に配置されることによる。
【００１０】
図３を参照すると、ある量のガス発生剤組成物１６は、インナーハウジング１４の内部に沿って伸びている。火薬（pyrotechnic）は点火されて、車両乗員拘束システムのエアバッグ（示されず）を膨張させるための膨張ガスを生成する。示された態様において、ガス発生剤組成物１６はインナーハウジング１４と実質的に同軸である。ガス発生剤１６は、実質的に「Ｃ」形状の断面とガス発生剤の長さに沿って伸びるスロット２４を有する。好ましい態様において、開口部２４は、インナーハウジング１４のオリフィス（複数を含む）２０に向けて配置される。
【００１１】
ガス発生剤の「Ｃ」形状の断面は、スロットなしで達成できるより大きい、ガス発生剤の暴露表面積を提供する。これにより、インフレータ作動時にガス発生剤組成物の点火および燃焼を強化し、また、ガス発生剤１６の比較的大きな表面とインナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０との間の流体連通を提供する。
【００１２】
図１および図２を参照すると、特定の態様において、ガス発生剤１６の実質的に「Ｃ」形状の断面は、外半径ｒｏおよび内半径ｒｉを有する環状壁１９と、壁１９を通って伸びるスロット２４を規定する。この態様において、図１および図２のガス発生剤ブロックの総外表面積Ａは、次の関係式で近似される。
Ａ＝Ｌ（Ｘ（ｒｏ＋ｒｉ）＋２（ｒｏ−ｒｉ））＋Ｘ（ｒｏ２−ｒｉ２） （１）
式中、
Ｌ＝ガス発生剤ブロックの長さ；
ｒｏ＝壁の外半径；
ｒｉ＝壁の内半径；および
Ｘ＝壁が占める弧のなす角（ラジアン）。
【００１３】
比較例として、ｒｏ＝０．２５インチ、ｒｉ＝０．１５インチ、Ｌ＝１０インチ、および
【数１】
ラジアンに対して：
【数２】
対照的に、立体円柱の表面積は、次の関係式：
【数３】
式中、ｒは円柱の半径、およびＬは円柱の長さ、
で与えられる。上記寸法の立体円柱に対する表面積は、
【数４】
である。従って、図３に示されたガス発生剤形態は、ガス発生剤の与えられた外部寸法に対して、立体円柱が提供するより大きな総表面積を提供する。
【００１４】
１つの態様において（図４に示す）、ガス発生剤１６は、１つの長手方向のブロックからなるストリップの形状をとる。ガス発生剤１６を１つのブロックとして形成することにより、インナーハウジング１４内でのガス発生剤形状のよりよい制御を達成することができる。これにより、より制御可能で予測可能なガス発生剤燃焼伝播を生じる。インフレータの組み立て中のガス発生剤組成物の取り扱いの容易さもまた、促進される。
【００１５】
図４は、本発明による、ガス発生剤の押出し成形されたストリップ１６ａ〜ｃの斜視図を示す。ガス発生剤ストリップ１６ａは細長く、実質的に長方形のストリップであり、インナーハウジング１４内部に配置でき、ストリップ１６ｂおよび１６ｃに示すように、実質的にＣ形状の断面を有するように変形できる。ストリップ１６ｃは、ストリップ１６ｂより、さらに完全に閉じた形状（すなわち、より小さい開口部のスロット２４）を有し、比較的大きく平らなストリップ１６ａを組み込んで変形した場合に形成されるような、比較的大量のガス発生剤に対応する。代替的な態様において、ガス発生剤は、平面ストリップとして押出し成形された後に変形されるのでなく、所望の最終断面曲線を有するように押出し成形される。
【００１６】
他の代替的な態様において、図５に示すように、ガス発生剤組成物１６は、インナーハウジング１４の内部に沿って長手方向に積み重ねられた、複数のウェハー１６ｅの形状をとる。ガス発生剤ウェハー１６ｅの各々は、前に記載のように、実質的に「Ｃ」形状の断面とその中に形成されたスロット２４を有する。個々のウェハー１６ｅのスロット２４は、インナーハウジング１４の長さに沿って長手方向配列され、組み合わさって、前述のようなガス発生剤の長さに沿って伸びるスロットを提供する。
【００１７】
ガス発生剤１６の燃焼速度は、ガス発生剤のＬ／Ｄ率を変えることによっても影響され、Ｌ／Ｄ率は、ガス発生剤長さのガス発生剤外径に対する比率として定義される。より具体的には、比較的長く、細い（高いＬ／Ｄ率の）ガス発生剤ストリップは、厚いストリップ（すなわち、より大きな直径のストリップ）より速く均一に燃焼する。従って、特定の用途のために生成される膨張ガスの量を増したい場合には、ガス発生剤の外径を増さずに、インナーハウジング１４の長さに沿って伸びるガス発生剤の長さを増加するのが望ましい。長さ対外径比を少なくとも１０：１に維持することは、本明細書に記載の用途に対して、速く効率的な燃焼伝播を提供すると考えられている。
【００１８】
ガス発生剤組成物１６は、速く燃焼し、比較的容易に点火できる組成物である。１つの態様において、ガス発生剤１６は、燃料としてシリコーンを約１０〜２５重量％；過塩素酸アンモニウム、過塩素酸リチウム、または過塩素酸カリウムなどの過塩素酸塩酸化剤；および、冷却剤として、硝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ウム塩を含む。酸化剤および冷却剤は一般に、推進剤の約７５〜９０重量％を構成する。シリコーンは、例えばGeneral Electricまたは他のよく知られた供給業者から購入することができる。シリコーンは、バインダーとして作用するという付加的な利点を提供し、本明細書に記載のように、ガス発生剤ストリップまたはリボンの押出しを促進する。他のガス発生剤成分は、供給業者から、または当分野によく知られた方法で製造することにより、供給することができる。例示の好適な組成物は、米国特許出願公報第2001/0045735号、出願番号第09/846,004号に開示されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。
【００１９】
代替的な態様において、ガス発生剤組成物は、速い燃焼組成物および遅い燃焼組成物を組み込むように作製することができ、ここで、速い燃焼部分は押出し成形物の内部表面上に、インナーハウジング１４に組み込むようにできる。速い燃焼組成物は点火機構を支援し、初期のエアバッグ膨張に必要なガスを生成する。遅い燃焼組成物は速い燃焼層により点火され、ロールオーバーエアバッグなどの、長期の膨張用途のために必要なガスを、比較的ゆっくりと生成する。
【００２０】
図１および図２を再度参照すると、金属製のメッシュフィルタ１５は、アウターハウジング１２とインナーハウジング１４の間に形成された空洞内に、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０とアウターハウジングオリフィス（複数を含む）の間に配置され、インフレータ作動時に生成される粒子状物質をフィルタリングし、また熱い膨張ガスに対するヒートシンク（放熱板）として作用する。好適な金属製メッシュは、Kalkaska, MichiganのWayne Wire Inc.などの供給業者から容易に入手可能である。
【００２１】
図２を参照すると、点火装置４０はガス発生剤組成物１６に動作可能に連結され、インフレータの作動時に点火装置とガス発生剤組成物の間の流体連通を可能にする。示された態様において、点火装置４０は、インナーハウジング１４の端に連結される。点火装置４０は、当分野で知られているように形成することができる。１つの例示の点火装置構成は米国特許第6,009,809号に記載されており、これは本明細書に参照により組み込まれる。
【００２２】
点火装置はインフレータ構造に連結され、ここで、インフレータ作動時にインフレータの点火装置末端を通る膨張ガスの圧力損失を最小化するような設計の様式で連結される。図２ａを参照すると、好ましい態様において、点火装置４０は、アウターハウジング１２内に固定された点火装置アセンブリ３９内に組み込まれる。点火装置アセンブリ３９は、アウタースリーブ４１、点火装置４０、および点火装置インサート４２を含む。アウタースリーブ４１は、点火装置端子４０ａを接続するために、はめ合い相互接続物（mating interconnect）または他の好適な電気的インターフェイスを受け入れるように、後部空洞４１ａを規定する。アウタースリーブ４１はまた、前部空洞４１ｃを規定する環状壁４１ｂおよび、壁４１ｂによって囲まれたオリフィス４１ｄを含み、その中に点火装置４０と点火装置インサート４２を受け入れる。環状壁４１ｂの内部表面４１ｂ−１にはねじ山を切り、以下に記載するように、点火装置インサート４２の外表面に沿って形成された対応するねじ山とかみ合うようにする。
【００２３】
点火装置インサート４２は、インサートの中央部を通って伸びるオリフィス（開口）４２ａを含み、その中に点火装置４０の一部を受け入れる。環状壁４２ｂは、オリフィス４２ａを包含する。環状壁４２ｂの外表面には、前に記載したように、アウタースリーブ４１の内部表面４１ｂ−１に沿って形成された対応するねじ山とかみ合うように、ねじ山を切る。
【００２４】
点火装置４０は、アウタースリーブオリフィス４１ｄ内に挿入され、多数の既知の方法の１つ、例えば圧着、接着剤の適用、締りばめ（interference fit）の形成などを用いて、アウタースリーブ４１に固定する。点火装置４０がアウタースリーブ４１内に固定されると、点火装置インサート４２を、アウタースリーブ前部空洞４１ｃ内にねじ込む。点火装置インサート４２とアウタースリーブ４１のねじ式固定は、点火装置インサート４２とアウタースリーブ４１の間の接合部分を通る膨張ガス圧力損失を最小化すると考えられる。
【００２５】
点火装置アセンブリ部品間および点火装置アセンブリ３９とインフレータの他の部品間の接合部分に、付加的なシールを形成することもできる。１つの態様において、図２Ａに詳細に示されるように、Ｏ環シールを適合するための環状空洞を、次の位置：アウタースリーブ４１および点火装置インサート４２内に、インナーハウジング１４と点火装置インサート４２の間の接合部分に隣接して、フィルタ１５と点火装置インサート４２の間に、フィルタとアウタースリーブ４１の間に、およびアウターハウジング１２とアウタースリーブ４１の間に、設けることができる。これらのシールは、インフレータからの圧力損失の最小化を支援する。点火装置アセンブリ３９は次に、アウターハウジング１２に、例えばアウターハウジングとアウタースリーブ４１の間に形成された締りばめなどにより固定することができる。アウターハウジング１２の末端部分は次に、アウタースリーブ４１上に圧着して、アウタースリーブをアウターハウジング内に固定する。
【００２６】
インフレータの操作について、次に図１および図２を参照して考察する。
衝突事象時に、衝突センサからの信号（示されず）は点火装置４０に伝達され、それによって点火装置が起動し、ガス発生剤１６を点火する。点火装置４０が起動すると、ガス発生剤１６の点火は、インナーハウジング末端７４からインナーハウジング末端７５に向って迅速に進行する。点火装置４０により生成された圧力波は、ガス発生剤１６の内部表面の長さまで進み、それが通り抜けるに従って推進剤に点火する。ガス発生剤は迅速に点火され、圧力波を供給する。開示された組成および形状を有するガス発生剤を利用することにより、ある既知のデザインに必要とされる点火用コードは不要である。さらに、ガス発生剤１６の実質的にＣ形状断面は、ガス発生剤の比較的円滑な点火を提供する。ある推進剤の圧力感度のため、この形状は多くの利点を与える。ガス発生剤１６の燃焼により生成される膨張ガスは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０から出て進行し、インナーハウジング１４の両側の周りおよびフィルタ１５を通って流れる。膨張ガスは次に、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）２２を通ってインフレータから排出される。図１の矢印「Ｂ」は、インフレータ作動時のガス流のおよその方向を示す。
【００２７】
他の代替的な態様において、膨張ガスの流れはまた、軸方向（インフレータの長手方向の軸に沿って）および放射状にインフレータから外側に向けることもできる。これにより、純粋に放射方向のガス流の場合より迅速に、一定のエアバッグ構造の一部を充填することが可能である。図６および図７は軸方向流の成分を組み込んだ本発明によるインフレータの態様を示す。
【００２８】
図６を参照すると、１つの態様において、インナーハウジング１４はハウジングの第１端７４に形成された開口部８０を含む。同様に、アウターハウジング１２は、アウターハウジング１２の第１端７０に形成された開口部８２を含む。フィルタ９０は、インナーハウジング第１端開口部８０とアウターハウジング第１端開口部８２の間に配置され、インナーハウジング１４内でガス発生剤組成物１６の燃焼により生成された燃焼生成物をフィルタリングする。インフレータの作動時に、ガス発生剤組成物１６の燃焼により生成された膨張ガスは、インナーハウジング第１端開口部８０から流れ、フィルタ９０を通り、アウターハウジング第１端開口部８２から排出されて、関連するエアバッグ（示されず）に入る。
【００２９】
図７はインフレータの他の態様を示し、ここではインナーハウジング１４で生成された膨張ガスはインフレータの両端から流れ出し、またインフレータから放射方向にも流れ出す。この態様において、追加の開口部８３がインナーハウジング１４の第２端７５に、また追加の開口部８５がアウターハウジング１２の第２端７１に形成される。他のフィルタ９２は、インナーハウジング第２端開口部８３とアウターハウジング第２端開口部８５の間に配置され、ガス発生剤組成物の燃焼により生成された燃焼生成物をフィルタリングする。インフレータの作動時に、ガス発生剤組成物１６の燃焼により生成された膨張ガスは、インナーハウジング第２端開口部８３から流れてフィルタ９２を通り、アウターハウジング第２端開口部８５を通ってインフレータから排出される。点火装置４０は、インナーハウジング第１端７４とインナーハウジング第２端７５の中間に、ガス発生剤のほぼ真ん中に配置されて、ガス発生剤１６の燃焼伝播がインナーハウジング１４の両端へと進行し、実質的に同時に終了するようにする。
【００３０】
ここで図８を参照すると、上記の任意のインフレータの態様は、エアバッグシステム２００に組み込むことができる。エアバッグシステム２００は、少なくとも１つのエアバッグ２０２および、エアバッグ２０２に連結してエアバッグの内部と流体連結する、インフレータ１０を含む。上に記載のようにインフレータ１０は、その長さに沿って伸びるスロット２４および実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックからなる、長手方向のガス発生剤アレンジメント１６、ガス発生剤ストリップ１６を包含するハウジング構造、およびガス発生剤ストリップ１６に動作可能に連結し、インフレータの作動時にガス発生剤ストリップ１６との間の流体連通を可能にする点火装置４０を組み込む。エアバッグシステム２００はまた、既知の衝突センサアルゴリズムを含む衝突事象センサ２１０と接続することができ、該アルゴリズムは、衝突の際に、例えばエアバッグインフレータ２０４の作動を介して、エアバッグシステム２００の作動の信号を送る。
【００３１】
図８を再度参照すると、エアバッグシステム２００はまた、安全ベルトアセンブリ１５０などの付加的な要素を含む、より広く総合的な車両乗員拘束システム１８０内に組み込むこともできる。図８は、かかる拘束システムの１つの例示の態様の概略図である。
【００３２】
安全ベルトアセンブリ１５０は、安全ベルトハウジング１５２および、ハウジング１５２から伸びる、本発明による安全ベルトを含む。安全ベルト格納機構１５４（例えば、バネ仕掛け機構）を、ベルトの端末部分１５３に連結することができる。さらに、安全ベルトプリテンショナ１５６をベルト格納機構１５４に連結して、衝突時にベルト格納機構を作動させることができる。本発明の安全ベルトの態様と組み合わせて用いることのできる、典型的なシートベルト格納機構は、米国特許第5,743,480号、第5,553,803号、第5,667,161号、第5,451,008号、第4,558,832号、および第4,597,546号に記載されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。本発明の安全ベルトの態様と組み合わせて用いることのできる、典型的なプリテンショナの説明に役立つ実例は、米国特許第6,505,790号および第6,419,177号に記載されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。
【００３３】
安全ベルトシステム１５０は、衝突事象センサ１５８（例えば、慣性センサまたは加速度計）と連通することができ、該センサは、例えばプリテンショナに組み込まれた火薬式点火装置（示されず）の起動を介してベルトプリテンショナ１５６の作動の信号を送る、既知の衝突センサアルゴリズムを含む。本明細書に参照として前に組み込まれた米国特許第6,505,790号および第6,419,177号は、かかる方式で作動されるプリテンショナの説明に役立つ実例を提供する。
【００３４】
本発明は、側面衝突またはヘッドカーテンエアバッグシステムにおいて第一の用途を見出すことが意図されるが、これらに限定されるものではない。本発明の態様の前述の記載は、説明目的のみであることも理解される。従って、本明細書に開示された種々の構造的および操作的特徴は、当業者の能力に相応した多数の改変を受けることができ、これらのいずれもが、添付のクレームに規定された本発明の範囲から逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるインフレータの１つの態様の断面端面図である。
【図２】図１に示されたインフレータの態様の断面側面図である。
【図２Ａ】本発明のインフレータに組み込まれた点火装置アセンブリの態様の断面側面図である。
【図３】本発明のインナーハウジングに組み込まれたガス発生剤ストリップの断面端面図である。
【図４】本発明によるガス発生剤ストリップの種々の態様の斜視図である。
【図５】本発明のインフレータ第２の態様の断面側面図である。
【図６】本発明のインフレータ第３の態様の断面側面図である。
【図７】本発明のインフレータ第４の態様の断面側面図である。
【図８】本発明によるインフレータを組み込んだ車両乗員拘束システムの例の概略図である。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００３年１１月１３日付仮出願第60/519,880号および２００４年１１月１２日付出願された米国特許出願である代理人事件番号（attorney docket number）第5702-01058号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は車両エアバッグ用インフレータに関し、より具体的には、側面衝突用エアバッグまたはヘッドカーテンエアバッグに用いるための、インフレータの長さに沿って膨張ガスを排出するリニア（直線状）インフレータに関する。
典型的な側面衝突用またはヘッドカーテンエアバッグモジュールは、ガスをバッグへ供給するために配管へ排出する、１つまたは２つ以上の標準エアバッグインフレータを用いる。配管を通るガス流に付随する圧力損失が存在し、システム効率の低下につながる。さらに、デバイスのインフレータ部分を格納するための余分なスペースが、車両内に必要となる。
【発明の開示】
【０００３】
発明の概要
本発明によれば、内部および、アウターハウジング内部とアウターハウジング外部との間の流体連通を可能にする１つまたは２つ以上のオリフィスを有する、細長いアウターハウジングを含む、エアバッグインフレータが提供される。このアウターハウジングオリフィス（複数を含む）は、アウターハウジング内部からインフレータの第１側面へと開口している。細長いインナーハウジングは、アウターハウジング内部に配置される。インナーハウジングは、内部および、インナーハウジング内部とインナーハウジング外部との間の流体連通を可能にする、１つまたは２つ以上のオリフィスを有する。インナーハウジングオリフィス（複数を含む）は、インナーハウジング内部からインフレータの第２側面へと開口している。ある量のガス発生剤組成物は、インナーハウジング内部の一部に沿って伸びている。このガス発生剤は、実質的に「Ｃ」形状の断面とガス発生剤の長さに沿って伸びるスロットを有する。ガス発生剤スロットは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）に面するように配置される。フィルタは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）とアウターハウジングオリフィス（複数を含む）の中間に配置されて、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングする。インフレータの作動時に、点火装置とガス発生剤組成物の間の流体連通が可能となるように、点火装置はガス発生剤組成物に動作可能に連結される。
【０００４】
衝突事象時に、衝突センサからの信号が点火装置に伝達され、これが点火装置を起動して、ガス発生剤に点火する。ガス発生剤の燃焼により生成される膨張ガスは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）から出て、インナーハウジングの両側の周りとフィルタを通って流れる。膨張ガスは次に、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）を通って排出されて、エアバッグを膨張させる。
【０００５】
ガス発生剤のスロット状の「Ｃ」形状断面は、スロットなしで達成されるより大きい、ガス発生剤暴露表面積を提供する。これによって、インフレータの作動時に、ガス発生剤組成物の点火および燃焼を強化し、一方でまた、ガス発生剤の比較的大きな表面積と、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）との間の流体連通を提供する。本インフレータはまた内蔵式であり、配管に連結された別の従来のインフレータの必要なしに、その長さに沿って均一にガスを発生し排出する。これは、インフレータを囲む全体寸法を減少させる。本発明のインフレータはまた、多くの既知のデザインのものよりコストが低く、製造が簡単である。
【０００６】
詳細な説明
図１および図２は、本発明によるインフレータ１０の断面図を示す。インフレータ１０は、細長いアウターハウジング１２および、アウターハウジング１２の内側に配置された細長いインナーハウジング１４を含み、これによってインナーハウジング１４とアウターハウジング１２の間に空洞３０を形成する。インフレータ１０の全部品は、当分野に既知の材料および方法により製造される。
【０００７】
アウターハウジング１２は、第１端７０、第２端７１、および長手方向軸１３を含む。アウターハウジング１２は、それに沿って形成され、アウターハウジングの内部と外部の間の流体連通を可能とする、１つまたは２つ以上のオリフィス２２を有する。オリフィス（複数を含む）２２は、ガス発生剤組成物の燃焼により生成されるガスを、関連するエアバッグ（示されず）に移動させるように適合される。図１および図２に示す態様において、オリフィス（複数を含む）２２はアウターハウジング１２の長さ方向に沿って配置される。オリフィス（複数を含む）２２はまた、アウターハウジング内部からインフレータの第１側面（「Ｆ」と表示）に向かって開いている。オリフィス（複数を含む）２２は、アウターハウジング１２に沿って伸びる１つまたは２つ以上の長手方向のスリットとして形成されてもよく、または、オリフィス（複数を含む）２２は、アウターハウジング１２に沿って間隔をあけて配置される穴として形成されてもよい。アウターハウジング１２は、例えば押出し成形またはロール成形などの、種々の既知の方法の任意の１つを用いて製造することができる。アウターハウジング１２は好ましくは、金属または合金から、例えば、スチールまたはアルミニウムから製造される。代替的に、アウターハウジング１２は、ポリマーまたは他の好適な材料から製造してもよい。
【０００８】
インナーハウジング１４は、第１端７４、第１端７４の反対側の第２端７５、および長手方向軸７６を含む。インナーハウジング１４はまた、内部および、それに沿って形成された１つまたは２つ以上のオリフィス２０を有する。オリフィス（複数を含む）２０は、ガス発生剤組成物の燃焼により生成されるガスを、空洞３０に移動させるように適合される。１つの態様において、オリフィス（複数を含む）２０はインナーハウジング１４の長さ方向に沿って配置される。オリフィス（複数を含む）２０はまた、インナーハウジング内部からインフレータの第２側面（「Ｓ」と表示）に向かって開いている。オリフィス（複数を含む）２０は、インナーハウジング１４に沿って伸びる１つまたは２つ以上の長手方向のスリットとして形成されてもよく、または、オリフィス（複数を含む）は、インナーハウジング１４に沿って間隔をあけて配置される穴として形成されてもよい。インナーハウジング１４は、例えば押出し成形またはロール成形などの、種々の既知の方法の任意の１つを用いて製造することができる。インナーハウジング１４は好ましくは、金属または合金から、例えば、スチールまたはアルミニウムから製造される。代替的にインナーハウジング１４は、ポリマーまたは他の好適な材料から製造してもよい。
【０００９】
図１および図２に示される態様において、インナーハウジング１４は、アウターハウジング１２と同軸に配置される。さらに、図１および図２に見られるように、インフレータ１０の第２側面Ｓは、インフレータ１０の第１側面Ｆの反対側である。それぞれ外部および内部オリフィスがインフレータの反対側に向いた配置は、インフレータの作動時に生成される膨張ガスを強制的に、インナーハウジングオリフィス２０からインナーハウジング１４の周りへ流出させ、アウターハウジングオリフィス２２を通ってインフレータ１０から流出させることにより、フィルタ効率を最大化する。インナーハウジングオリフィス２０からアウターハウジングオリフィス２２へと流れるときに、膨張ガス流は分岐し、図２に矢印「Ｂ」で示されるように、流れの一部はインナーハウジング１４の片側の周りを流れ、流れの他の部分はインナーハウジングの反対側の周りを流れる。インナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０を、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）２２の反対側に配置することにより、流れの各部分の実質的に均等なフィルタリングが提供され、これは、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）２２が、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）からインナーハウジング１４の両側に沿って測って等距離に配置されることによる。
【００１０】
図３を参照すると、ある量のガス発生剤組成物１６は、インナーハウジング１４の内部に沿って伸びている。火薬（pyrotechnic）は点火されて、車両乗員拘束システムのエアバッグ（示されず）を膨張させるための膨張ガスを生成する。示された態様において、ガス発生剤組成物１６はインナーハウジング１４と実質的に同軸である。ガス発生剤１６は、実質的に「Ｃ」形状の断面とガス発生剤の長さに沿って伸びるスロット２４を有する。好ましい態様において、開口部２４は、インナーハウジング１４のオリフィス（複数を含む）２０に向けて配置される。
【００１１】
ガス発生剤の「Ｃ」形状の断面は、スロットなしで達成できるより大きい、ガス発生剤の暴露表面積を提供する。これにより、インフレータ作動時にガス発生剤組成物の点火および燃焼を強化し、また、ガス発生剤１６の比較的大きな表面とインナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０との間の流体連通を提供する。
【００１２】
図１および図２を参照すると、特定の態様において、ガス発生剤１６の実質的に「Ｃ」形状の断面は、外半径ｒｏおよび内半径ｒｉを有する環状壁１９と、壁１９を通って伸びるスロット２４を規定する。この態様において、図１および図２のガス発生剤ブロックの総外表面積Ａは、次の関係式で近似される。
Ａ＝Ｌ（Ｘ（ｒｏ＋ｒｉ）＋２（ｒｏ−ｒｉ））＋Ｘ（ｒｏ２−ｒｉ２） （１）
式中、
Ｌ＝ガス発生剤ブロックの長さ；
ｒｏ＝壁の外半径；
ｒｉ＝壁の内半径；および
Ｘ＝壁が占める弧のなす角（ラジアン）。
【００１３】
比較例として、ｒｏ＝０．２５インチ、ｒｉ＝０．１５インチ、Ｌ＝１０インチ、および
【数１】
ラジアンに対して：
【数２】
対照的に、立体円柱の表面積は、次の関係式：
【数３】
式中、ｒは円柱の半径、およびＬは円柱の長さ、
で与えられる。上記寸法の立体円柱に対する表面積は、
【数４】
である。従って、図３に示されたガス発生剤形態は、ガス発生剤の与えられた外部寸法に対して、立体円柱が提供するより大きな総表面積を提供する。
【００１４】
１つの態様において（図４に示す）、ガス発生剤１６は、１つの長手方向のブロックからなるストリップの形状をとる。ガス発生剤１６を１つのブロックとして形成することにより、インナーハウジング１４内でのガス発生剤形状のよりよい制御を達成することができる。これにより、より制御可能で予測可能なガス発生剤燃焼伝播を生じる。インフレータの組み立て中のガス発生剤組成物の取り扱いの容易さもまた、促進される。
【００１５】
図４は、本発明による、ガス発生剤の押出し成形されたストリップ１６ａ〜ｃの斜視図を示す。ガス発生剤ストリップ１６ａは細長く、実質的に長方形のストリップであり、インナーハウジング１４内部に配置でき、ストリップ１６ｂおよび１６ｃに示すように、実質的にＣ形状の断面を有するように変形できる。ストリップ１６ｃは、ストリップ１６ｂより、さらに完全に閉じた形状（すなわち、より小さい開口部のスロット２４）を有し、比較的大きく平らなストリップ１６ａを組み込んで変形した場合に形成されるような、比較的大量のガス発生剤に対応する。代替的な態様において、ガス発生剤は、平面ストリップとして押出し成形された後に変形されるのでなく、所望の最終断面曲線を有するように押出し成形される。
【００１６】
他の代替的な態様において、図５に示すように、ガス発生剤組成物１６は、インナーハウジング１４の内部に沿って長手方向に積み重ねられた、複数のウェハー１６ｅの形状をとる。ガス発生剤ウェハー１６ｅの各々は、前に記載のように、実質的に「Ｃ」形状の断面とその中に形成されたスロット２４を有する。個々のウェハー１６ｅのスロット２４は、インナーハウジング１４の長さに沿って長手方向配列され、組み合わさって、前述のようなガス発生剤の長さに沿って伸びるスロットを提供する。
【００１７】
ガス発生剤１６の燃焼速度は、ガス発生剤のＬ／Ｄ率を変えることによっても影響され、Ｌ／Ｄ率は、ガス発生剤長さのガス発生剤外径に対する比率として定義される。より具体的には、比較的長く、細い（高いＬ／Ｄ率の）ガス発生剤ストリップは、厚いストリップ（すなわち、より大きな直径のストリップ）より速く均一に燃焼する。従って、特定の用途のために生成される膨張ガスの量を増したい場合には、ガス発生剤の外径を増さずに、インナーハウジング１４の長さに沿って伸びるガス発生剤の長さを増加するのが望ましい。長さ対外径比を少なくとも１０：１に維持することは、本明細書に記載の用途に対して、速く効率的な燃焼伝播を提供すると考えられている。
【００１８】
ガス発生剤組成物１６は、速く燃焼し、比較的容易に点火できる組成物である。１つの態様において、ガス発生剤１６は、燃料としてシリコーンを約１０〜２５重量％；過塩素酸アンモニウム、過塩素酸リチウム、または過塩素酸カリウムなどの過塩素酸塩酸化剤；および、冷却剤として、硝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ウム塩を含む。酸化剤および冷却剤は一般に、推進剤の約７５〜９０重量％を構成する。シリコーンは、例えばGeneral Electricまたは他のよく知られた供給業者から購入することができる。シリコーンは、バインダーとして作用するという付加的な利点を提供し、本明細書に記載のように、ガス発生剤ストリップまたはリボンの押出しを促進する。他のガス発生剤成分は、供給業者から、または当分野によく知られた方法で製造することにより、供給することができる。例示の好適な組成物は、米国特許出願公報第2001/0045735号、出願番号第09/846,004号に開示されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。
【００１９】
代替的な態様において、ガス発生剤組成物は、速い燃焼組成物および遅い燃焼組成物を組み込むように作製することができ、ここで、速い燃焼部分は押出し成形物の内部表面上に、インナーハウジング１４に組み込むようにできる。速い燃焼組成物は点火機構を支援し、初期のエアバッグ膨張に必要なガスを生成する。遅い燃焼組成物は速い燃焼層により点火され、ロールオーバーエアバッグなどの、長期の膨張用途のために必要なガスを、比較的ゆっくりと生成する。
【００２０】
図１および図２を再度参照すると、金属製のメッシュフィルタ１５は、アウターハウジング１２とインナーハウジング１４の間に形成された空洞内に、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０とアウターハウジングオリフィス（複数を含む）の間に配置され、インフレータ作動時に生成される粒子状物質をフィルタリングし、また熱い膨張ガスに対するヒートシンク（放熱板）として作用する。好適な金属製メッシュは、Kalkaska, MichiganのWayne Wire Inc.などの供給業者から容易に入手可能である。
【００２１】
図２を参照すると、点火装置４０はガス発生剤組成物１６に動作可能に連結され、インフレータの作動時に点火装置とガス発生剤組成物の間の流体連通を可能にする。示された態様において、点火装置４０は、インナーハウジング１４の端に連結される。点火装置４０は、当分野で知られているように形成することができる。１つの例示の点火装置構成は米国特許第6,009,809号に記載されており、これは本明細書に参照により組み込まれる。
【００２２】
点火装置はインフレータ構造に連結され、ここで、インフレータ作動時にインフレータの点火装置末端を通る膨張ガスの圧力損失を最小化するような設計の様式で連結される。図２ａを参照すると、好ましい態様において、点火装置４０は、アウターハウジング１２内に固定された点火装置アセンブリ３９内に組み込まれる。点火装置アセンブリ３９は、アウタースリーブ４１、点火装置４０、および点火装置インサート４２を含む。アウタースリーブ４１は、点火装置端子４０ａを接続するために、はめ合い相互接続物（mating interconnect）または他の好適な電気的インターフェイスを受け入れるように、後部空洞４１ａを規定する。アウタースリーブ４１はまた、前部空洞４１ｃを規定する環状壁４１ｂおよび、壁４１ｂによって囲まれたオリフィス４１ｄを含み、その中に点火装置４０と点火装置インサート４２を受け入れる。環状壁４１ｂの内部表面４１ｂ−１にはねじ山を切り、以下に記載するように、点火装置インサート４２の外表面に沿って形成された対応するねじ山とかみ合うようにする。
【００２３】
点火装置インサート４２は、インサートの中央部を通って伸びるオリフィス（開口）４２ａを含み、その中に点火装置４０の一部を受け入れる。環状壁４２ｂは、オリフィス４２ａを包含する。環状壁４２ｂの外表面には、前に記載したように、アウタースリーブ４１の内部表面４１ｂ−１に沿って形成された対応するねじ山とかみ合うように、ねじ山を切る。
【００２４】
点火装置４０は、アウタースリーブオリフィス４１ｄ内に挿入され、多数の既知の方法の１つ、例えば圧着、接着剤の適用、締りばめ（interference fit）の形成などを用いて、アウタースリーブ４１に固定する。点火装置４０がアウタースリーブ４１内に固定されると、点火装置インサート４２を、アウタースリーブ前部空洞４１ｃ内にねじ込む。点火装置インサート４２とアウタースリーブ４１のねじ式固定は、点火装置インサート４２とアウタースリーブ４１の間の接合部分を通る膨張ガス圧力損失を最小化すると考えられる。
【００２５】
点火装置アセンブリ部品間および点火装置アセンブリ３９とインフレータの他の部品間の接合部分に、付加的なシールを形成することもできる。１つの態様において、図２Ａに詳細に示されるように、Ｏ環シールを適合するための環状空洞を、次の位置：アウタースリーブ４１および点火装置インサート４２内に、インナーハウジング１４と点火装置インサート４２の間の接合部分に隣接して、フィルタ１５と点火装置インサート４２の間に、フィルタとアウタースリーブ４１の間に、およびアウターハウジング１２とアウタースリーブ４１の間に、設けることができる。これらのシールは、インフレータからの圧力損失の最小化を支援する。点火装置アセンブリ３９は次に、アウターハウジング１２に、例えばアウターハウジングとアウタースリーブ４１の間に形成された締りばめなどにより固定することができる。アウターハウジング１２の末端部分は次に、アウタースリーブ４１上に圧着して、アウタースリーブをアウターハウジング内に固定する。
【００２６】
インフレータの操作について、次に図１および図２を参照して考察する。
衝突事象時に、衝突センサからの信号（示されず）は点火装置４０に伝達され、それによって点火装置が起動し、ガス発生剤１６を点火する。点火装置４０が起動すると、ガス発生剤１６の点火は、インナーハウジング末端７４からインナーハウジング末端７５に向って迅速に進行する。点火装置４０により生成された圧力波は、ガス発生剤１６の内部表面の長さまで進み、それが通り抜けるに従って推進剤に点火する。ガス発生剤は迅速に点火され、圧力波を供給する。開示された組成および形状を有するガス発生剤を利用することにより、ある既知のデザインに必要とされる点火用コードは不要である。さらに、ガス発生剤１６の実質的にＣ形状断面は、ガス発生剤の比較的円滑な点火を提供する。ある推進剤の圧力感度のため、この形状は多くの利点を与える。ガス発生剤１６の燃焼により生成される膨張ガスは、インナーハウジングオリフィス（複数を含む）２０から出て進行し、インナーハウジング１４の両側の周りおよびフィルタ１５を通って流れる。膨張ガスは次に、アウターハウジングオリフィス（複数を含む）２２を通ってインフレータから排出される。図１の矢印「Ｂ」は、インフレータ作動時のガス流のおよその方向を示す。
【００２７】
他の代替的な態様において、膨張ガスの流れはまた、軸方向（インフレータの長手方向の軸に沿って）および放射状にインフレータから外側に向けることもできる。これにより、純粋に放射方向のガス流の場合より迅速に、一定のエアバッグ構造の一部を充填することが可能である。図６および図７は軸方向流の成分を組み込んだ本発明によるインフレータの態様を示す。
【００２８】
図６を参照すると、１つの態様において、インナーハウジング１４はハウジングの第１端７４に形成された開口部８０を含む。同様に、アウターハウジング１２は、アウターハウジング１２の第１端７０に形成された開口部８２を含む。フィルタ９０は、インナーハウジング第１端開口部８０とアウターハウジング第１端開口部８２の間に配置され、インナーハウジング１４内でガス発生剤組成物１６の燃焼により生成された燃焼生成物をフィルタリングする。インフレータの作動時に、ガス発生剤組成物１６の燃焼により生成された膨張ガスは、インナーハウジング第１端開口部８０から流れ、フィルタ９０を通り、アウターハウジング第１端開口部８２から排出されて、関連するエアバッグ（示されず）に入る。
【００２９】
図７はインフレータの他の態様を示し、ここではインナーハウジング１４で生成された膨張ガスはインフレータの両端から流れ出し、またインフレータから放射方向にも流れ出す。この態様において、追加の開口部８３がインナーハウジング１４の第２端７５に、また追加の開口部８５がアウターハウジング１２の第２端７１に形成される。他のフィルタ９２は、インナーハウジング第２端開口部８３とアウターハウジング第２端開口部８５の間に配置され、ガス発生剤組成物の燃焼により生成された燃焼生成物をフィルタリングする。インフレータの作動時に、ガス発生剤組成物１６の燃焼により生成された膨張ガスは、インナーハウジング第２端開口部８３から流れてフィルタ９２を通り、アウターハウジング第２端開口部８５を通ってインフレータから排出される。点火装置４０は、インナーハウジング第１端７４とインナーハウジング第２端７５の中間に、ガス発生剤のほぼ真ん中に配置されて、ガス発生剤１６の燃焼伝播がインナーハウジング１４の両端へと進行し、実質的に同時に終了するようにする。
【００３０】
ここで図８を参照すると、上記の任意のインフレータの態様は、エアバッグシステム２００に組み込むことができる。エアバッグシステム２００は、少なくとも１つのエアバッグ２０２および、エアバッグ２０２に連結してエアバッグの内部と流体連結する、インフレータ１０を含む。上に記載のようにインフレータ１０は、その長さに沿って伸びるスロット２４および実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックからなる、長手方向のガス発生剤アレンジメント１６、ガス発生剤ストリップ１６を包含するハウジング構造、およびガス発生剤ストリップ１６に動作可能に連結し、インフレータの作動時にガス発生剤ストリップ１６との間の流体連通を可能にする点火装置４０を組み込む。エアバッグシステム２００はまた、既知の衝突センサアルゴリズムを含む衝突事象センサ２１０と接続することができ、該アルゴリズムは、衝突の際に、例えばエアバッグインフレータ２０４の作動を介して、エアバッグシステム２００の作動の信号を送る。
【００３１】
図８を再度参照すると、エアバッグシステム２００はまた、安全ベルトアセンブリ１５０などの付加的な要素を含む、より広く総合的な車両乗員拘束システム１８０内に組み込むこともできる。図８は、かかる拘束システムの１つの例示の態様の概略図である。
【００３２】
安全ベルトアセンブリ１５０は、安全ベルトハウジング１５２および、ハウジング１５２から伸びる、本発明による安全ベルトを含む。安全ベルト格納機構１５４（例えば、バネ仕掛け機構）を、ベルトの端末部分１５３に連結することができる。さらに、安全ベルトプリテンショナ１５６をベルト格納機構１５４に連結して、衝突時にベルト格納機構を作動させることができる。本発明の安全ベルトの態様と組み合わせて用いることのできる、典型的なシートベルト格納機構は、米国特許第5,743,480号、第5,553,803号、第5,667,161号、第5,451,008号、第4,558,832号、および第4,597,546号に記載されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。本発明の安全ベルトの態様と組み合わせて用いることのできる、典型的なプリテンショナの説明に役立つ実例は、米国特許第6,505,790号および第6,419,177号に記載されており、これらは本明細書に参照として組み込まれる。
【００３３】
安全ベルトシステム１５０は、衝突事象センサ１５８（例えば、慣性センサまたは加速度計）と連通することができ、該センサは、例えばプリテンショナに組み込まれた火薬式点火装置（示されず）の起動を介してベルトプリテンショナ１５６の作動の信号を送る、既知の衝突センサアルゴリズムを含む。本明細書に参照として前に組み込まれた米国特許第6,505,790号および第6,419,177号は、かかる方式で作動されるプリテンショナの説明に役立つ実例を提供する。
【００３４】
本発明は、側面衝突またはヘッドカーテンエアバッグシステムにおいて第一の用途を見出すことが意図されるが、これらに限定されるものではない。本発明の態様の前述の記載は、説明目的のみであることも理解される。従って、本明細書に開示された種々の構造的および操作的特徴は、当業者の能力に相応した多数の改変を受けることができ、これらのいずれもが、添付のクレームに規定された本発明の範囲から逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるインフレータの１つの態様の断面端面図である。
【図２】図１に示されたインフレータの態様の断面側面図である。
【図２Ａ】本発明のインフレータに組み込まれた点火装置アセンブリの態様の断面側面図である。
【図３】本発明のインナーハウジングに組み込まれたガス発生剤ストリップの断面端面図である。
【図４】本発明によるガス発生剤ストリップの種々の態様の斜視図である。
【図５】本発明のインフレータ第２の態様の断面側面図である。
【図６】本発明のインフレータ第３の態様の断面側面図である。
【図７】本発明のインフレータ第４の態様の断面側面図である。
【図８】本発明によるインフレータを組み込んだ車両乗員拘束システムの例の概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インフレータであって、
細長いアウターハウジングであって、内部および、前記アウターハウジング内部と前記アウターハウジング外部との間の流体連通を可能にする少なくとも１つのオリフィスを有する、前記アウターハウジング、ここで前記少なくとも１つのアウターハウジングオリフィスが、前記アウターハウジング内部から前記インフレータの第１側面へと開口しており；
前記アウターハウジング内部に位置する細長いインナーハウジングであって、内部および、前記インナーハウジング内部と前記インナーハウジング外部との間の流体連通を可能にする少なくとも１つのオリフィスを有する、前記インナーハウジング、ここで前記少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスが、前記インナーハウジング内部から前記インフレータの第２側面へと開口しており；
前記インナーハウジング内部の少なくとも一部に沿って伸びるある量のガス発生剤組成物、ここで前記ガス発生剤は、長さおよび実質的に「Ｃ」形状の断面と前記ガス発生剤の長さに沿って伸びるスロットを有し；
前記ガス発生剤組成物に動作可能に連結された点火装置であって、これにより前記インフレータの作動時にガス発生剤組成物の燃焼を開始させる、前記点火装置；
を含む、前記インフレータ。
【請求項２】
ガス発生剤組成物が単一ブロックに形成されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項３】
インナーハウジングが長手方向軸を有し、ガス発生剤組成物が前記長手方向軸に沿って積み重ねられた複数のウェハーを含む、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項４】
インナーハウジングがアウターハウジングと同軸に配置されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項５】
実質的に「Ｃ」形状の断面が、外半径および内半径を有する環状壁を規定し、ここでスロットが該壁を通って伸びる、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項６】
ガス発生剤が、外径および、少なくとも１０：１の長さ対外径比を有する、請求項５に記載のインフレータ。
【請求項７】
インフレータの第２側面が、インフレータの第１側面の反対側にある、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項８】
ガス発生剤組成物が、インナーハウジングと実質的に同一の広がりを有する、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項９】
スロットが、少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスと連通する、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１０】
インナーハウジングが、第１端、第１端の反対側の第２端、およびインナーハウジング第１端に形成された開口部を含み；
アウターハウジングが、インナーハウジング第１端に近接する第１端、インナーハウジング第２端に近接する第２端、およびアウターハウジング第１端に形成された開口部を含み；および
第２フィルタが、インナーハウジング第１端開口部とアウターハウジング第１端開口部の間に配置されて、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングし、これによって、インフレータの起動に続き、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される膨張ガスが、インナーハウジング第１端開口部から流出して、第２フィルタを通り、アウターハウジング第１端開口部から排出される；
請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１１】
インナーハウジング第２端に形成された開口部、アウターハウジング第２端に形成された開口部、およびインナーハウジング第２端開口部とアウターハウジング第２端開口部との間に配置された第３フィルタをさらに含み、第３フィルタはガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングし、これによって、インフレータの起動に続き、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される膨張ガスが、インナーハウジング第２端開口部から流出して、第３フィルタを通り、アウターハウジング第２端開口部から排出される、請求項１０に記載のインフレータ。
【請求項１２】
点火装置が、インナーハウジング第１端とインナーハウジング第２端の間に配置される、請求項１１に記載のインフレータ。
【請求項１３】
点火装置が、インナーハウジング第２端の近傍に配置される、請求項１０に記載のインフレータ。
【請求項１４】
少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスと少なくとも１つのアウターハウジングオリフィスの間に配置されたフィルタをさらに含み、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングする、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１５】
少なくとも１つのアウターハウジングオリフィスから排出される膨張ガス流の方向が、少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスから排出される膨張ガス流の方向から約１８０度離れている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１６】
点火装置が、アウターハウジング内にネジ式に受け入れられる、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１７】
請求項１に記載のインフレータおよび、前記インフレータエアバッグに連結された少なくとも１つのエアバッグを含み、これによって、前記インフレータの作動時に、前記インフレータと前記エアバッグの内部との間の流体連通を提供する、エアバッグシステム。
【請求項１８】
インフレータが、
ガス発生剤ストリップを囲むインナーハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、ガス発生剤ストリップと前記インナーハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記インナーハウジング；
前記インナーハウジングを囲み、その間に空洞を形成しているアウターハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、前記インナーハウジングと前記アウターハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記アウターハウジング；および
前記空洞内に配置され、前記ガス発生剤ストリップの燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングするためのフィルタ；
を含む、請求項１７に記載のエアバッグシステム。
【請求項１９】
点火装置と接続される衝突事象センサをさらに含み、前記衝突事象センサは、衝突時にエアバッグシステムの作動の信号を出す既知の衝突センサアルゴリズムを含む、請求項１８に記載のエアバッグシステム。
【請求項２０】
少なくとも１つのエアバッグが、サイドカーテンエアバッグである、請求項１７に記載のエアバッグシステム。
【請求項２１】
少なくとも１つのエアバッグが、ヘッドカーテンエアバッグである、請求項１７に記載のエアバッグシステム。
【請求項２２】
請求項１に記載のインフレータを含む、車両乗員拘束システム。
【請求項２３】
ガス発生剤組成物が、長さに沿って伸びるスロットおよび実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックを含むガス発生剤ストリップである、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項２４】
車両乗員拘束システムであって、少なくとも１つのエアバッグと、エアバッグに連結されたインフレータであって、前記インフレータの作動時にエアバッグの内部と流体連通する前記インフレータとを有するエアバッグシステムを含み、前記インフレータが、
長さに沿って伸びるスロットおよび実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックを含む、ガス発生剤ストリップ；
ガス発生剤ストリップを囲むハウジング構造；および
ガス発生剤ストリップに動作可能に連結された点火装置であって、前記インフレータの作動時に、前記点火装置とガス発生剤ストリップの間の流体連通を可能にする、前記点火装置；
を含む、前記車両乗員拘束システム。
【請求項２５】
ハウジングおよび該ハウジングから伸びる安全ベルトを含む、安全ベルトアセンブリをさらに含む、請求項２４に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項２６】
ハウジング構造が、
ガス発生剤ストリップを囲むインナーハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、ガス発生剤ストリップと前記インナーハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記インナーハウジング；
前記インナーハウジングを囲み、その間に空洞を形成しているアウターハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、前記インナーハウジングと前記アウターハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記アウターハウジング；および
前記空洞内に配置され、前記ガス発生剤ストリップの燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングするためのフィルタ；
を含む、請求項２４に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項２７】
エアバッグシステムに接続される衝突事象センサをさらに含み、前記衝突事象センサは、衝突時にエアバッグシステムの作動の信号を出す衝突センサアルゴリズムを含む、請求項２４に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項２８】
インフレータ内で用いるための、長さに沿って伸びるスロットおよび実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックを含む、ガス発生剤ストリップ。
【請求項２９】
「Ｃ」形状の断面が、外半径および内半径を有する環状壁を規定し、ここでスロットが該壁を通って形成されている、請求項２８に記載のガス発生剤ストリップ。
【請求項３０】
ガス発生剤ブロックの総外表面積Ａが、関係式：
Ａ＝Ｌ（Ｘ（ｒｏ＋ｒｉ）＋２（ｒｏ−ｒｉ））＋Ｘ（ｒｏ２−ｒｉ２）
式中、
Ｌ＝ガス発生剤ブロックの長さ；
ｒｏ＝壁の外半径；
ｒｉ＝壁の内半径；および
Ｘ＝壁が占める弧のなす角（ラジアン）；
によって近似される、請求項２９に記載のガス発生剤ストリップ。
【請求項１】
インフレータであって、
細長いアウターハウジングであって、内部および、前記アウターハウジング内部と前記アウターハウジング外部との間の流体連通を可能にする少なくとも１つのオリフィスを有する、前記アウターハウジング、ここで前記少なくとも１つのアウターハウジングオリフィスが、前記アウターハウジング内部から前記インフレータの第１側面へと開口しており；
前記アウターハウジング内部に位置する細長いインナーハウジングであって、内部および、前記インナーハウジング内部と前記インナーハウジング外部との間の流体連通を可能にする少なくとも１つのオリフィスを有する、前記インナーハウジング、ここで前記少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスが、前記インナーハウジング内部から前記インフレータの第２側面へと開口しており；
前記インナーハウジング内部の少なくとも一部に沿って伸びるある量のガス発生剤組成物、ここで前記ガス発生剤は、長さおよび実質的に「Ｃ」形状の断面と前記ガス発生剤の長さに沿って伸びるスロットを有し；
前記ガス発生剤組成物に動作可能に連結された点火装置であって、これにより前記インフレータの作動時にガス発生剤組成物の燃焼を開始させる、前記点火装置；
を含む、前記インフレータ。
【請求項２】
ガス発生剤組成物が単一ブロックに形成されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項３】
インナーハウジングが長手方向軸を有し、ガス発生剤組成物が前記長手方向軸に沿って積み重ねられた複数のウェハーを含む、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項４】
インナーハウジングがアウターハウジングと同軸に配置されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項５】
実質的に「Ｃ」形状の断面が、外半径および内半径を有する環状壁を規定し、ここでスロットが該壁を通って伸びる、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項６】
ガス発生剤が、外径および、少なくとも１０：１の長さ対外径比を有する、請求項５に記載のインフレータ。
【請求項７】
インフレータの第２側面が、インフレータの第１側面の反対側にある、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項８】
ガス発生剤組成物が、インナーハウジングと実質的に同一の広がりを有する、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項９】
スロットが、少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスと連通する、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１０】
インナーハウジングが、第１端、第１端の反対側の第２端、およびインナーハウジング第１端に形成された開口部を含み；
アウターハウジングが、インナーハウジング第１端に近接する第１端、インナーハウジング第２端に近接する第２端、およびアウターハウジング第１端に形成された開口部を含み；および
第２フィルタが、インナーハウジング第１端開口部とアウターハウジング第１端開口部の間に配置されて、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングし、これによって、インフレータの起動に続き、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される膨張ガスが、インナーハウジング第１端開口部から流出して、第２フィルタを通り、アウターハウジング第１端開口部から排出される；
請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１１】
インナーハウジング第２端に形成された開口部、アウターハウジング第２端に形成された開口部、およびインナーハウジング第２端開口部とアウターハウジング第２端開口部との間に配置された第３フィルタをさらに含み、第３フィルタはガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングし、これによって、インフレータの起動に続き、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される膨張ガスが、インナーハウジング第２端開口部から流出して、第３フィルタを通り、アウターハウジング第２端開口部から排出される、請求項１０に記載のインフレータ。
【請求項１２】
点火装置が、インナーハウジング第１端とインナーハウジング第２端の間に配置される、請求項１１に記載のインフレータ。
【請求項１３】
点火装置が、インナーハウジング第２端の近傍に配置される、請求項１０に記載のインフレータ。
【請求項１４】
少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスと少なくとも１つのアウターハウジングオリフィスの間に配置されたフィルタをさらに含み、ガス発生剤組成物の燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングする、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１５】
少なくとも１つのアウターハウジングオリフィスから排出される膨張ガス流の方向が、少なくとも１つのインナーハウジングオリフィスから排出される膨張ガス流の方向から約１８０度離れている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１６】
点火装置が、アウターハウジング内にネジ式に受け入れられる、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項１７】
請求項１に記載のインフレータおよび、前記インフレータエアバッグに連結された少なくとも１つのエアバッグを含み、これによって、前記インフレータの作動時に、前記インフレータと前記エアバッグの内部との間の流体連通を提供する、エアバッグシステム。
【請求項１８】
インフレータが、
ガス発生剤ストリップを囲むインナーハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、ガス発生剤ストリップと前記インナーハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記インナーハウジング；
前記インナーハウジングを囲み、その間に空洞を形成しているアウターハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、前記インナーハウジングと前記アウターハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記アウターハウジング；および
前記空洞内に配置され、前記ガス発生剤ストリップの燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングするためのフィルタ；
を含む、請求項１７に記載のエアバッグシステム。
【請求項１９】
点火装置と接続される衝突事象センサをさらに含み、前記衝突事象センサは、衝突時にエアバッグシステムの作動の信号を出す既知の衝突センサアルゴリズムを含む、請求項１８に記載のエアバッグシステム。
【請求項２０】
少なくとも１つのエアバッグが、サイドカーテンエアバッグである、請求項１７に記載のエアバッグシステム。
【請求項２１】
少なくとも１つのエアバッグが、ヘッドカーテンエアバッグである、請求項１７に記載のエアバッグシステム。
【請求項２２】
請求項１に記載のインフレータを含む、車両乗員拘束システム。
【請求項２３】
ガス発生剤組成物が、長さに沿って伸びるスロットおよび実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックを含むガス発生剤ストリップである、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項２４】
車両乗員拘束システムであって、少なくとも１つのエアバッグと、エアバッグに連結されたインフレータであって、前記インフレータの作動時にエアバッグの内部と流体連通する前記インフレータとを有するエアバッグシステムを含み、前記インフレータが、
長さに沿って伸びるスロットおよび実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックを含む、ガス発生剤ストリップ；
ガス発生剤ストリップを囲むハウジング構造；および
ガス発生剤ストリップに動作可能に連結された点火装置であって、前記インフレータの作動時に、前記点火装置とガス発生剤ストリップの間の流体連通を可能にする、前記点火装置；
を含む、前記車両乗員拘束システム。
【請求項２５】
ハウジングおよび該ハウジングから伸びる安全ベルトを含む、安全ベルトアセンブリをさらに含む、請求項２４に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項２６】
ハウジング構造が、
ガス発生剤ストリップを囲むインナーハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、ガス発生剤ストリップと前記インナーハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記インナーハウジング；
前記インナーハウジングを囲み、その間に空洞を形成しているアウターハウジングであって、少なくとも１つのオリフィスを有することにより、前記インナーハウジングと前記アウターハウジングの外部との間の流体連通を可能にしている、前記アウターハウジング；および
前記空洞内に配置され、前記ガス発生剤ストリップの燃焼により生成される燃焼生成物をフィルタリングするためのフィルタ；
を含む、請求項２４に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項２７】
エアバッグシステムに接続される衝突事象センサをさらに含み、前記衝突事象センサは、衝突時にエアバッグシステムの作動の信号を出す衝突センサアルゴリズムを含む、請求項２４に記載の車両乗員拘束システム。
【請求項２８】
インフレータ内で用いるための、長さに沿って伸びるスロットおよび実質的に「Ｃ」形状の断面を有する１つの長手方向のブロックを含む、ガス発生剤ストリップ。
【請求項２９】
「Ｃ」形状の断面が、外半径および内半径を有する環状壁を規定し、ここでスロットが該壁を通って形成されている、請求項２８に記載のガス発生剤ストリップ。
【請求項３０】
ガス発生剤ブロックの総外表面積Ａが、関係式：
Ａ＝Ｌ（Ｘ（ｒｏ＋ｒｉ）＋２（ｒｏ−ｒｉ））＋Ｘ（ｒｏ２−ｒｉ２）
式中、
Ｌ＝ガス発生剤ブロックの長さ；
ｒｏ＝壁の外半径；
ｒｉ＝壁の内半径；および
Ｘ＝壁が占める弧のなす角（ラジアン）；
によって近似される、請求項２９に記載のガス発生剤ストリップ。
【図１】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００７−５２３７８６（Ｐ２００７−５２３７８６Ａ）
【公表日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３９９５３（Ｐ２００６−５３９９５３）
【出願日】平成１６年１１月１５日（２００４．１１．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３８０１４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４９３７４
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（５０６０９１４９２）オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド (11)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１５日（２００４．１１．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３８０１４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４９３７４
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（５０６０９１４９２）オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド (11)
【Ｆターム（参考）】
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