JPS6055330B2 - 膨張型乗員抑止装置用流体発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 受動型の乗物乗員抑止装置は、乗物に装着された衝突感
知器からの信号によつて発動される流体供給装置により
膨張される拡張可能な封納体または緩衝体を使用する。

封納体を膨張するための流体供給源は、圧力流体を収容
する貯槽と可燃性化学流体発生装置、或はこれら両方の
組合せ体を含む混合供給源を含む数種類の任意のものを
採り得．る。これら３型式の流体供給源の中で膨張流体
を発生するのに、化学的燃焼を利用する流体供給装置を
囲む乗員抑止装置を設計することが最も経済的であるこ
とが判つた。化学的燃焼流体の発生装置は最もまとまり
がよく、かつ軽量な設計とする！ことができ、したがつ
て乗物の所定部分に取付けるのに極めて便利である。膨
張型乗物乗員抑止装置用の流体供給源の設計に際し、化
学的燃焼ガス発生装置が膨張型運転者抑止装置とともに
用いるのが特に好都合であるこ■とが判明した。

乗物の運転者を抑止するのに用いられる比較的小型の膨
張型封納体は、操向ハンドルのハブ部に容易に装着可能
な寸法をもつハウジング内にある燃料および酸化剤を含
む小型の化学的燃焼流体発生装置によつて容易に供給で
きる一定量の膨張ガスを必要とする。この化学的燃焼流
体発生装置は運転者抑止装置または緩衝器用の膨張流体
源として広く考えられてきた。しかし前席に着座した位
置で、運転者と横に並んで乗物乗客を適切に抑止するた
めに好適な大きさの膨張型封納体を設ける場合、運転者
を抑止するのに用いられる膨張緩衝体の容積よりも可成
り大きい容積をもつことが必要である。

ゆえにこのノ大型の封納体を膨張するために、さらに可
成り多量の膨張用流体すなわち多量の燃焼性化学材料が
必要である。化学的ガス発生装置は数ミリ秒内でその中
に収容された多量のガス発生材料全部に点火することが
要求される。大型封納体を完全に膨．張するのにガス発
生材料全部の燃焼が十分に短時間内に起るために、すな
わち衝突信号を受けてからほぼ５０ミリ秒の経過時間内
に起るために、多量の燃焼性材料は５０ミリ秒と比較す
ればほとんど瞬間的に点火されなければならない。乗物
の前方座席位置の乗客側の封納体を膨張するためには、
一般に円筒形化学ガス発生装置を用いることが望ましい
と判明した。封納体に入る前にガスを放射状に拡散する
円筒形拡散器の使用を可能にする。このような円筒形発
生・拡散装置は乗物の計器板部分内の凹所に容易に嵌込
み取付けられる。しかし一端における単一の起爆薬によ
つて容易に点火でき、しかもその長さに沿つて均等な流
体の流れを提供し、従つて所要時間内に必要な燃焼性化
学材料をすべて完全燃焼する円筒形拡散器と共に使用す
る放射状ガス発生装置を提供することは困難なことが判
明した。本発明は乗物乗員抑止装置に用いられる封納体
を膨張するための放射状ガス発生装置の設計に当つての
上述の問題点を解決することを目的とする。

本発明は流体放射用孔をもつチューブ状ハウジング内に
環状に配置されたガス発生材料を有する化学的燃焼ガス
発生装置を提供する。

縦方向または直線的に燃焼する補助装薬がガス発生材料
の中央部内に位置された破断可能なケーシング内に配置
されている。衝突信号に応答可能な起爆剤が補助装薬を
その一端で点火し、これによりケーシングは補助装薬が
ケーシングの長さに亘つて遂次燃焼するにつれて順次縦
方向に破断し、従つてケースと直接隣接しかつこれを包
囲するガス発生材料区域をほぼ瞬間的に点火する。よつ
て環状に配置されたガス発生材料はその中央の芯区域か
ら放射状に外方へその全長に沿つてほぼ瞬間的に燃焼せ
しめられて、チューブ状ハウジングの長さに沿つてほぼ
均等に発生した膨張流体の均等な放射放流を行う。チュ
ーブ状ハウジングは排出孔の流路内に配置された濾過部
材を有する。以下図面を参照しつつ本発明を説明する。

第１図におい゛Ｃ流体発生装置１０は乗物に横向に配列
し、または計器板に沿つて配置して乗物の計器板に装着
された状態が示されている。拡散装置１２はそのまわり
に折たたみ状態で格納されている封納体内に流体の流れ
を拡散するために流体発生装置を同心的に取巻いて示さ
れている。封納体１１は第１図では膨張状態が仮想線で
示されている。次に第２図において、ハウジングの壁に
設けられた複数の等間隔で円周に配置された孔２１の形
をもつことが好ましい放出孔２０を形成する細長いハウ
ジング２２をもつた流体発生装置１０が示されている。
ハウジングは特定の乗物に取付けるのに適した任意の好
適な大きさおよび寸法を採ることができる。しかしこの
実施例では、ハウジングはその最大横方向寸法の少なく
とも４倍の長さをもち、かつ円筒形てあることが好まし
いチューブ状となつている。本発明のここに示す１実施
例では、ハウジングは６１ｃｍの長さで直径は７ｍであ
る。ハウジング２２にはその各端を密封するために、閉
塞端蓋２４，２６が取付けられている。第２，３図にお
いて、ハウジング２２の左方端に示される端蓋２６の一
端には、例えば溶接などによつて端蓋２６の内側面に取
付けられた一端をもつ案内チューブ２８が取付けられて
いる。チューブ２８は端蓋２６の外側面からチューブ２
８の内孔に連通するねじ孔２７を具えた端蓋２６の中心
に配置される。第３，４図において、全般に３０で示す
補助装薬部材がハウジング２２の内部でその中心にかつ
これと同軸に配置される。

補助装薬部材はその横方向寸法に比して肉薄の壁をもち
、かつ案内チューブ２８の内孔に受入れられた一端をも
つチューブ状ケーシング３２を含む。ケーシング３２の
他端は端蓋２４を貫通して設けられた中心孔２５内に受
入れられている。チューブ状ケーシングはクラフト紙ま
たはボンド紙のような破断可能または破壊し易い材料で
造られるが、硬質ポリエステル材であることが好ましく
、かつその内部は比較的速燃性ではあるが非爆発性の粒
状燃焼補助装薬が充填されている。補助装薬部材３０は
少しの一酸化炭素も発生しない本技術分野では公知の比
較的速燃性ではあるが非爆発性の材料を収容する。しか
し、補助装薬部材は少なくとも５０７ＴＬ／Ｓで好まし
くは１００７Ｔｔ．／ｓ以上の速度でケーシング３２の
長さに沿つて燃焼できなければならない。このために粒
状の過塩素酸カリＫＣｌＯ４を加えた粒状アジ化ナトリ
ウムＮａＮ３燃料が導火材料または補助装薬として特に
好適であることが判明している。本発明の実施例では、
粒状補助装薬は１朽至２８メッシュの大きさをもち、す
なわち粒子は１４メッシュの網目は通過するが２８メッ
シュの網目は通らない。本文に用いるメッシュ寸法は、
米国標準試験法、市販品等級類に対する米国立基準局で
設定されたメッシュ数記号を意味すると理解される。電
気作動型起爆剤５２または爆竹の形態をもつことが好ま
しい起爆部材は第３図に示すようにケーシング３２の一
端近くに提供される。起爆剤５２はこれから延びる一対
の導線５３，５４をもち、該導線は起爆剤５２の端末を
プラグ５６のねじ端に設けられた段付孔５５内に受入れ
た状態でねじプラグ５６に設けられた中心孔５７を通し
て受入れられる。本発明の実施例では、起爆剤５２は例
えばエポキシ樹脂または室温加硫シーラントのような任
意適当な電気絶縁性セメントまたは充填化合物で段付孔
５５内に接着される。起爆剤５２およびねじプラグ５６
の組立品が次に端蓋２６の孔２７を通して好適に受入れ
られ、起爆剤５２の自由端は案内チューブ２８の内孔に
収まる。起爆剤が組付けられているプラグ５６が次に端
蓋に・取付固定され、これに関しては、プラグは起爆剤
５２を案内チューブ２８の内孔中に取付けて保持するた
めに、孔２７内に設けられた対応するねじとねじ係合さ
れることが好ましく、これによつて起爆剤５２の端末は
ケーシング３２の端末と接触ｌせしめられ、かつケーシ
ング内の粒状補助装薬３４に押圧されている。各端蓋２
４，２６は例えば溶接によりハウジング２２に取付けら
れた外側部分および外側リング内にねじ込まれた内側プ
ラグ部分から成ることが好ましい。

このようにすることによつて製造および組立を容易なら
しめるため、いずれかの端蓋のプラグ部分の取外しを可
能にする。端蓋２４はその中央プラグ区域に設けられた
充填プラグ２９をもち、該プラグ２９は端蓋をハウジン
グ２２に組付けたのちに、持続装薬ガス発生材料（後述
する）をハウジング内に装填するため取外しできる。濾
過部材４０がチューブ状ハウジング２２の内側であつて
、各放射用孔２１の流路内に配置されるのが望ましい。

本流体発生装置に用いられる濾過部材は本出願と同時に
出願された本出願人による係属出願の１乗員抑止装置用
流体供給濾過器とその組立方法ョと題する発明の型式の
ものが好適である。第５図において濾過部材４０は、本
発明に用いられているように、孔２１に軸方向に対して
横向ガス流を許すための充満区域を形成する部材４３と
隣接してその上流に配置され、さらにこれに一体的に組
付けられる。充満部材４３は各放射孔２１を覆うように
チューブ状ハウジング２２の内周と直接隣接して配置さ
れた６乃至８メッシュであることが好適な粗目の網目４
２の層を含む。もし要すれは、充満部材４３は半径方向
内方にかつ網目４２と隣接して配置された同一またはわ
ずかに細かい網目４２ａの第２層を含むこともでき、こ
の選択は放射用孔２１の数と位置によつて決められる。
ガス流を吸出し拡散器に向けるために、例えばハウジン
グ２２の円周のわずか一部分を繞つて数少ない放射用孔
が配置されているような場合には、２層の網目をもつ充
満部材は放射．用孔へ制限された横向流れを少なくさせ
る良好な充満作用を提供することが知られている。しか
し放射用孔がハウジング２２の全円周に亘つて配置され
る場合、もしくは放射用孔間の間隙が小さい場合には、
放射用孔２１からの適正な放射流を許．すためには単層
の網目４２だけで十分な充満区域を提供することが判明
している。充満部材４３と隣接しかつその半径方向内方
にはガラス繊維材の環状層４４があり、その半径方向内
側に隣接して環状に配置された鋼毛材料層４・６がある
。

鋼毛層４６の内周と隣接し半径方向内側に環状に配置さ
れているのは細かい網目層４８で、該網目層４８は有孔
板環状層５０によつてその半径方向内周で支持されてい
る。実際例においては網目４８は１００７！７至２０の
範囲のメッシュ寸法をもつ。このように板５０は濾過部
材４０の半径方向内周を形成する。特定構造の濾過部材
４０について図示、説明したが、他の濾過部材も用いる
ことができ、中でも本出願と同時に出願した上述の特許
出願に記述された濾過器は好適である。第３，４図にお
いて、上述の持続装薬３６がハウジング２２内に配置さ
れかつ補助装薬ケーシング３２と濾過部材の有孔板５０
との中間で環状にＬ配列されている。持続装薬３６は点
火されると燃えて固形の多孔性焼結体を形成する粒状材
料３７を含む。持続装薬３６は補助装薬ケーシング３２
の全周がガス発生材料３７の粒体と接触するように点火
に先だつて適当なかさの密度に封装される。本発明の実
施例において、持続装薬３６は補助装薬の粒体の少なく
とも２倍の大きさをもち、これは６乃至８メッシュの範
囲が好ましい。また本発明の実施例では、粒状材料３７
はアジ化アルカリ金属のガス発生粒体から成るが、燃焼
したときに固形の多孔質焼結残滓および無毒性ガスを発
生するのに用いられる任意の他の適当な成分を含むこと
ができる。それらの中で特に好適な成分は１９７４ｊｆ
−１１月２９日に出願された本出願人の係属米国特許願
第５２８１９的Ｊアジ化ガス発生成分ョ明細書に記載さ
れたものてある。本発明の補助装薬部材によれば最初に
一方の端蓋を取付けることによつて発生器の便利かつ安
全な組立が可能となり、例えば蓋２４がまづハウジング
２２およびその中心位置に装着されたケーシング３２に
組立てられる。持続装薬材料３７は次にハウジングの残
りの開口端を通してケーシング３２の周りに充填され、
次に前記開口端が残りの端蓋２６を組付けることによつ
て閉鎖される。つぎに補助装薬が端蓋２６の孔５５及び
中空の案内チューブ２８を通してケーシング３２に装着
される。次に起爆プラグが取付けられる。従つてこれに
よつて補助装薬の装填前に持続装薬の処理および装填が
完了し、組立に際しての１つの安全手順が得られる。よ
つて本発明は膨張型乗物乗員抑止装置用の化学的燃焼流
体発生装置を提供し、該発生装置は発動時にはハウジン
グから放射状に膨張用流体を放出する。

ハウジングはチューブ状で一般に円筒形であることが好
ましく、かつ乗物の計器板に取付けるのに適合し易い形
態を具えるために、その最大横方向長さの少なくとも４
倍程度の長さをもつ。ハウジング２２内に配置された持
続装薬３６がハウジングの全長に亘つてほとんど瞬間的
に点火されるように、本発明ではハウジングの中心にチ
ューブ状ケーシング内に配置された補助装薬部材および
持続装薬を用いている。補助装薬部材はその一端におい
て活性化されると、急速に燃焼して逐次ケーシングをそ
の全長に亘つて破断し、これによつて持続装薬をその全
長に沿つて点火して、ハウジングの全長に沿つてガス発
生材料の放射状燃焼をほとんど瞬間的に開始する。よつ
て本発明による流体発生装置は一端において点火される
が、その全長に沿つて発生された流体をほぼ均等に放射
状に排出するような状態で燃焼する。よつて本発明は乗
物の計器板に取付けるのに好適な形態をもち、かつ衝突
感知作動装置と連通するようにその一端のみにおいて結
合されている乗物乗員抑止装置用の新規な流体発生装置
を提供する。本発明は図示の実施例について説明したが
、本技術分野において通常の技側を有する者は、本発明
の種々の変形が前述の特許請求の範囲に詳細特記された
本発明の範囲から離れることなく実施できることが理解
されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は計器板に取付けられた本発明による流体発生装
置および仮想線で外形が示された封納体をもつ乗物の一
部分の側面図、第２図は本発明の実施例の一部切欠正面
図、第３図は第２図の線３一３に沿つてとられた断面図
、第４図は第３図の一部の拡大図、第５図は第３図の他
の部分の拡大図である。 １０・・・・・・流体発生装置、１１・・・・・・封納
体、１２・・・・・拡散装置、２０・・・・・・放射孔
、２１・・・・・・孔、２２・・・・・・ハウジング、
２４・・・・・・端蓋、２５・・・・・・中心内孔、２
６・・・・・・端蓋、２７・・・・・・ねじ孔、３０・
・・・・・補助装薬部材、３２・・・・・・ケーシング
、３４・・・・・・補助装薬、３６・・・・・・持続装
薬、３７・・・・・・ガス発生材料、４０・・・・・・
濾過部材、４２・・・・・・粗網目、４２ａ・・・・・
・細網目、４３・・・・・・充満部材、４４・・・・・
・ガラス繊維層、４６・・・・・・鋼毛材料、４８・・
・・・・網目、５０・・・・・・有孔板、５２・・・・
・・起爆剤、５３，５４・・・・・・導ｌ線、５５・・
・・・・段付内孔、５６・・・・・・プラグ、５７・・
・・・・中心内孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乗物における膨張型乗員抑止装置用流体発生装置で
   あつて、つぎの部材（ａ）〜（ｅ）を具えていることを
   特徴とする流体発生装置。 （ａ）長さ方向に沿つて分配して設けられた複数の流体
   放射用孔を有する、細長いハウジング（ｂ）つぎの部材
   （ I ）〜（III）を具えていて、ハウジング内に配置さ
   れたガス発生部材（ I ）補助装薬 （II）前記ハウジング内に配置されて、内部に前記補助
   装薬が内周面に直接接触して収容される細長いチューブ
   状ケーシングであつて、ハウジングの全長に亘つて延び
   、横方向寸法に比して薄肉で破壊し易い材料で作られた
   壁をもつているケーシング、（III）ケーシングの周囲
   に環状に配置されていて、補助装薬によつて点火される
   と、圧縮流体を発生でき、補助装薬よりもかなり遅い燃
   焼速度を有する粒状の持続装薬であつて、補助装薬によ
   つて点火されると、燃焼して固形の多孔性焼結体を形成
   するとともに、ハウジングの放射用孔から流体を外方に
   放出する持続装薬（ｃ）ハウジング内にあつて放射用孔
   のそれぞれと連通し、持続装薬を取り巻いて配置されて
   、該持続装薬による排出流体を受入れる環状の充満区域
   を形成する部材（ｄ）補助装薬に点火するためケーシン
   グの一端に隣接して配置され、その発動によつて補助装
   薬が点火して逐次ケーシングをその長さ方向に沿つて破
   断し、該ケーシングに隣接する持続装薬を長さ方向に沿
   つて点火して、それの半径方向外方への燃焼を行わせる
   起爆部材（ｅ）前記起爆部材を作動源に結合する部材２
   前記補助装薬が前記起爆部材が発動すると５０ｍ／ｓ
   を下廻らない速度で前記ケーシングに沿つて長さ方向に
   燃焼する特許請求の範囲第１項記載の流体発生装置。 ３ （ａ）前記補助装薬が前記持続装薬よりも可成り急
   速な燃焼特性をもつ粒状の材料を含み、（ｂ）前記持続
   装薬が前記補助装薬の粒子の大きさの少なくとも２倍の
   粒子寸法をもつ粒状材料を含む特許請求の範囲第１項記
   載の流体発生装置。 ４ 前記チューブ状ケーシングが硬質ポリスチル材料で
   作られている特許請求の範囲第１項記載の流体発生装置
   。 ５ 前記ハウジングが複数の間隔を保つた流体放射用孔
   をその壁に形成した円筒形チューブ状部分を含む特許請
   求の範囲第１項記載の流体発生装置。 ６ 前記持続装薬が６乃至８メッシュの大きさが好まし
   い粒子を含む特許請求の範囲第１項記載の流体発生装置
   。 ７ 前記補助装薬が１４乃至２８メッシュの範囲の粒子
   を含む特許請求の範囲第１項記載の流体発生装置。 ８ 前記持続装薬がアジ化アルカリ金属化合物を含む特
   許請求の範囲第１項記載の流体発生装置。 ９ 前記補助装薬が過塩素酸カリ材料を含む特許請求の
   範囲第１項記載の流体発生装置。 １０ 前記チューブ状ケーシングが部分的に軟質ポリエ
   ステル材料で造られている特許請求の範囲第１項記載の
   流体発生装置。 １１ 前記充満区域と前記持続装薬との中間の流れ経路
   内で前記ハウジング内に配置された濾過部材ををさらに
   含む特許請求の範囲第１項記載の流体発生装置。 １２ 前記補助装薬が急速燃焼性ではあるが、非爆発性
   の燃焼材料を含む特許請求の範囲第１項記載の流体発生
   装置。