JP3031800U - エアバッグシステムのガスジェネレータとピロゲンイグニッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアバッグシステムにおけるガスジェネレー
タ、具体的にはその構成要素であるピロゲンイグニッタ
をその構成材の製作と組立が容易且つ簡単になるように
改良。 【解決手段】 ピロゲンイグニッタはイニシエータ（２
６）を部分的に収容し、そしてイニシエータの発火端部
を受容した中心キャビティ（３８）を有する点火材塊体
（３４）を収容している。当該塊体キャビティは塊体を
貫通していて、イニシエータの起動によって塊体から発
生するガス状の熱点火生成物がインフレータ或いはガス
ジェネレータ（１０）に収容されているガス発生剤のス
タック状の複数のウエハ（４８）を点火するためにウエ
ハの内部に規定される点火チアンネル（４４）に指向さ
せられるように配位している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は自動車等の乗物の受動式搭乗者拘束システムにおけるエアバッグを膨 張させるために、システム構成要素のガスジェネレータやインフレータを起動さ せるために使用されるイグニッタ（点火器）に関する。

【０００２】

【従来の技術】

乗物の衝突に応答して作動することにより搭乗者と搭乗者コンパートメント（ 区画室）の内面との間にクッション（緩衝作用）を与え、それによって搭乗者を 深刻な被害から保護するエアバッグはその証明済の有効性により現代の自動車等 の乗物において急激に普及している。エアバッグシステムは代表的には、搭乗者 （乗員）コンパートメントの貯蔵面域に折畳み、未膨張条件下で装着された１個 以上のエアバッグを含む。衝突事故の際には、車体やフレームに装着されたクラ ッシュセンサが乗物の突然の減速を感知し、電気的にエアバッグ起動の引金作用 （トリガー）を奏する。代表的には、エアバッグシステムはガス発生用火工品（ プロテクニック材料）或いはガス発生剤を収容したガスジェネレータ或いはイン フレータを含み、この火工品は点火するや関係するエアバッグの膨張に充分な量 のガスを急激に生成することが出来る。このシステムは更に、電気式点火管（ス クイブ）等のイニシエータとイグニッタとを含む。クラッシュセンサからトリガ ー信号を受信するや、イニシエータが発火してイグニッタ内の材料を急激に燃焼 させ、このイグニッタが次にガス発生剤を点火する。

【０００３】 添乗者側で使用されるエアバッグシステムは通常はインストルメントパネル／ ダッシュボードの背後の個所に装着される。この種のシステムは円筒形ハウジン グを有するガスジェネレータを含む。電気式イニシエータ或いはスクイブはハウ ジングの１端に配置されて、このハウジングの軸線に沿って延在するイグニッタ チューブを含んで成る線形イグニッタに火を付けるようになっている。イグニッ タチューブは点火粒剤を搭載していて、多くの場合チューブ軸線に沿って延在し 且つ点火粒剤によって囲まれている急速爆燃コードのフューズ（ＲＤＣ）を含み 、それによってインフレータ全長に亘って確実に均等点火（イグニッション）す るようにしている。イグニッタチューブの１端はスクリーンによって閉じられて おり、このスクリーンは点火粒剤を乗物の火災事故に際して自動点火装置によっ て粒剤点火を許容する状態で粒剤を保留している。ＲＤＣの露出長とイグニッタ のスタンドオフ距離はインフレータの組立中に厳密に監視されなければならない 重要な事項である。ガス発生剤はペレットやウエハの形式のものであって、これ がハウジングの長さに沿ってイグニッタチューブを囲んでいる。ガス発生剤は逆 に口過／冷却用構造物によって取り囲まれており、この構造物は、発生したガス をハウジングの円筒壁の開孔から出てエアバッグの内部に流入することによって エアバッグを膨張させる斯かる開孔からの放出の前に、冷却し且つガスから粒子 を口過するようになっている。ここに記述されたタイプのイグニッタは１９７７ 年２月１日発行の米国特許第４，００５，８７６号（Ｊｏｒｇｅｎｓｏｎ他）と １９８９年１１月７日発行の第４，８７８，６９０号（Ｃｕｎｎｉｇｈａｍ）に もっと詳しく説明されている。 先行技術のインフレータの多くの変形例とその線形イグニッタは現在使用され 、役立っている。しかし、イグニッタは労力負荷の大きな組立作業を要求し、し かも多くのコンポーネントを含んで成り、ある種のコンポーネントは高価につく ものである。

【０００４】 また、イグニッタは長尺の円筒形ガスジェネレータの１端に装着されるように これまで設計されている。この種のイグニッタは粒子状或いは顆粒状の点火剤を 用いるが、これは１９９５年４月２５日発行の米国特許第５，４０９，２５９号 及びこの特許の１９９３年８月１３日に出願された「ビークルオキュパントレス トレイントシステム用のガスジェネレータ」の名称の１部継続出願第０８／１０ ６，２９１号（同一譲受人のもの）に説明されている。

【０００５】 先行技術のイグニッタは作成し、そして設置するのに比較的コスト高になる。 それに加えて、発生ガスから除去し、それによってエアバッグの膨張に際してそ の損傷を阻止しなければならない熱粒状残留物を生み出す可能性のある消耗不能 材料を収容している。 均等点火を実行すると共に高度の安全性と信頼性を維持するイグニッタであっ て、複雑度が低下し且つ組立容易度が向上している斯かるイグニッタに対する要 望は引続き存在している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は従来のイグニッタよりも簡単に且つ低コストで作成し、組立る ことが可能な改良イグニッタを提供することにある。 本考案の第２の目的は発生ガス内に粒状残留物を生成可能な、消耗不能部分が 従来のイグニッタに存在するよりも少量となる斯かるイグニッタを提供すること にある。 本考案の第３の目的は点火材が、従来の粒状或いは顆粒状固形点火材を容れた イグニッタのように特別の包囲容器を要さずに、企図した位置に保留することが 出来るサイズと形状の一体化物として点火材がイグニッタ内に配設されている斯 かるイグニッタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るピロゲンイグニッタはインフレータ基部の端部の１方に設置出来 るサイズと形状の塊体（グレン）に成形された点火材火工品を含んで成る。この 塊体点火材で囲まれて成る内部チアンネルとしてその１端がイグニッタの少なく とも１つの出口ポートに通じ、その他端がイニシエータに通じている斯かる通路 を有するように成形されている。

【０００８】 イグニッタは軸方向に開通した点火チアンネルを内部に規定するように収納さ れたウエハ等の形態のガス発生剤を有する長尺のガスジェネレータ或いはインフ レータの１端部に装着される。口過／冷却手段がガス発生剤とインフレータのハ ウジングに配設されているベント（排気孔）の間に配設される。ピロゲンイグニ ッタはこれが起動したときに内部で生成された熱点火ガスが出口ポートから放出 されて、ガス発生剤内の点火チアンネルに指向され、このチアンネルにおいて熱 点火生成ガスがガス発生剤を点火する結果として充分な量のガスが関係するエア バッグの膨張のために解放されるように、配設される。発生ガスは口過／冷却手 段（構成体）を通過し、その際にガスが冷却されると共にガスに随伴する粒子が 除去される。次いでガスはベントを通ってエアバッグ内部に流入して、エアバッ グを膨張させる。

【０００９】

【実施例】

インフレータとも称されるガスジェネレータは本考案に係るピロゲン（発熱源 式）イグニッタを組込んでおり、図１と図２に図示されている。図示のインフレ ータは添乗者（パッセンジャ）側のエアバッグシステムにおいて使用するのに特 に適したものであるが、本考案はその他の個所に配置されるエアバッグの膨張の ためにも使用可能である。

【００１０】 インフレータ１０は概して円筒形の長尺な金属ハウジング１２を含み、このハ ウジングは閉端１６と開端１８の間に延在する円筒形の管状側壁１４から成る。 複数の開孔、即ちベント（排気孔）２０がこの管状側壁１４に配設され、それに よってインフレータからのガスが関係するエアバッグ（図示省略）に向けて流出 出来るようになっている。これらの開孔は直径方向に対立配位した規則的パター ンで配設され、それによりいづれの方向の流出ガスもそれとは逆の方向の同様の 流出ガスと均衡、即ちバランスして、いづれかの特定の方向にガスが突流すると いう事態がないようにしてある。乗物のエアバッグシステムにインフレータを取 付けるためのスタッド２２は閉端１６からインフレータの軸線に沿って延在して いる。

【００１１】 端蓋、即ちベースプレート２４はハウジング１２の開端１８を閉じるものであ り、これは円筒形ハウジング１２の内径より僅かに小さい外径を有し、それによ り該ハウジングに嵌合するようになっている。ハウジングの側部はベースプレー トの丸めた外縁に覆さるようにローラクリンプ加工されている。イニシエータ２ ６、代表的には電気式スクイブは乗物のフレームや車体に装着されている関係す るクラッシュセンサ（図示省略）からの信号、代表的には電気信号を受信するや インフレータの点火を起動する手段であって、これはベースプレート２４を軸方 向に貫通状に装着される。

【００１２】 イグニッタハウジング２８はイニシエータと点火材を収容する区画室（コンパ ートメント）を規定する部材であって、これは概してその１端に内方延入リップ ３０とその他端の外方延出リップ３２を有する円筒形のものであり、ハウジング １２の開端１８にある点火材３４の特定形状の単一グレン（塊体）を包囲してい る。外方突出リップ（或いはフランジ）３２はベースプレート２４の内面に配設 されたインデント（くぼみ）に嵌合している。点火材３４の単塊体はイグニッタ ハウジング２８の内側に嵌合している円筒形外側面３６と、ベースプレート２４ に接合しているイグニッタ閉端（即ち、ベースプレートによって形成されている ）４０からその反対側の終端にあるポート４２まで軸方向に延在する中心キャビ ティ３８とを備えるように形成されている。このキャビティ３８は閉端４０に近 付くに従って拡張し、それによってイニシエータ２６の発火端部にその全域に亘 って適合出来るようになっている。好ましくは、点火材の単塊の横断面はその全 長の少なくとも１／４に亘っては本質的一定の形状になっている。ポート４２は 内方延入リップ３０によって規定されていて、そして開いた点火チアンネル４４ に接合した状態で開通しており、当該開チアンネルはガス発生剤４６をインフレ ータの閉端１６まで軸方向に貫通した状態で延在している。ポート４２はガス発 生剤４６の開点火チアンネル４４の直径と略同じ直径のものである。更にこのポ ート４２は点火材塊体の中心キャビティ３８の横断面積と当該キャビティと接合 する個所において略等しい横断面積を有している。

【００１３】 ガス発生剤４６は開点火チアンネル４４を囲むように配置されている。図示例 はガス発生剤の複数個の環形ワッシャを整列、即ち整合重積（スタック）させる ことによってワッシャの整合した中心孔が開点火チアンネル４４を形成するよう になっている好ましい構成を表している。スタックウエハ群の１端に配置した発 生剤プレロード構成体（アッセンブリ）５０はスタックウエハ付勢手段であって 、特定の圧縮弾発度をウエハ群に与え、それによって当該構成体が偶発的に脱落 したならば遭遇する可能性のある振動、熱膨張或いはショックに帰因する摩滅に 対してスタックウエハを物理的に安定化させる。環状の口過／冷却用構成体（ア ッセンブリ）５２はガス発生剤ウエハ４８の外周を取り囲み、ウエハ４８の外面 とベント２０との間に展開し且つインフレータの全長に亘って延在している。高 温に耐え得るゴムシール５４はベースプレート２４に覆さるクリンプ加工部の形 成中に圧縮された状態で口過／冷却用構成体５２の終端に配設されて、構成体の 当該終端にある要素と気密係合し、そして発生ガスが企図通りに口過／冷却用構 成体を横切って貫流することを保証する。自動点火（オートイグニッション）カ ップ５８はガス発生剤ウエハ４８を貫通延在している開いた点火チアンネル４４ と概して整合しているハウジングの閉端１６に設けられている。この自動点火カ ップには自動点火材５６が装填されている。この自動点火材にはハウジング用の 構造材料がその機械的強度を実質的に喪失する温度より下の温度で自然に点火、 燃焼するものが選定される。このような自動点火材は乗物事故や家屋火災の場合 に生じ得る高温度を蒙ったときにインフレータが圧力破裂するという斯かる事態 の発生を阻止するために設けられる。この自動点火材はインフレータを低温度と して、インフレータハウジングが点火前に弱体化条件に達することなくその強度 を維持することが出来る斯かる低温度で起動させるものである。アルミニウムが インフレータハウジングの構造材料である場合には、１６３℃〜２４６℃（３０ ０°Ｆ〜４５０°Ｆ）の範囲の温度で自然に点火する自動点火材が適している。

【００１４】 事故の場合に、乗物のクラッシュセンサはスクイブ、即ちイニシエータ２６に 伝達される電気信号を発生し、これがイニシエータの点火始動と加熱された燃焼 生成物の生成の原因になり、結果の燃焼生成物は点火材の塊体の中心キャビティ ３８の中に解放されるものである。それにより点火材塊体の内面が点火され、そ の点火が塊体を通じてその内面から急激に拡張され、これが加熱点火材燃焼生成 物を解放させ、この生成物が次にイグニッタの開端のポート４２を通じて突流さ れて、スタック状のガス発生剤ウエハ４８に配設されている点火チアンネル４４ に流入される。点火材燃焼生成物の突出流は急速に点火チアンネルを横断し且つ その全体に充満し、そしてスタック状ウエハ４８の全長に亘って接触するので、 これがガス発生剤ウエハの装填量全体に亘ってガス発生反応の急激始動を引き起 こす。次に発生ガスは口過／冷却用構成体５２を横断させられ、そこで反応生成 物中の粒子が発生ガスから取り除かれ、且つガスがこの構成体５２のヒートシン ク特性と、発生ガスが口過／冷却構成体を横断時にたどる曲りくねった経路によ り生じるエネルギー損失とにより冷却される。次に口過、冷却されたガスはベン ト２０からインフレータから流出して、関係するエアバッグの内部に指向し、そ れによってエアバッグが膨張して搭乗者とコンパートメントインテリアの硬質内 面との間にまくら（ピロー）状やバルーン状の障壁を構成する。

【００１５】 点火材の特定形状になる一体化塊体を具備したピロゲンイグニッタ（ｐｙｒｏ ｇｅｎ ｉｇｎｉｔｅｒ）はイグニッタそれ自体の製造並びにインフレータへの 組込みに有利である。点火材の一体化した単塊は周知の大量生産技法である鋳込 、加圧成形或いは押出成形等の方法によって形成され得る。点火材を特定形状の 一体化塊体として提供することによって、閉じられた容器に粒子状或いは顆粒状 の点火材を収容する必要性が回避される。更に、スクイブイニシエータに近接し た点火面を有する比較的コンパクトなイグニッタ形状にすることによって、点火 材の急激始動を達成するために比較的高価な急速爆燃コード（ＲＤＣ）等の個別 の融解性材料（フューズ材）に依存する必要性が回避される。信頼性のある点火 はこの種のＲＤＣがイグニッタ内でインフレータの他の要素に対し相対的に正確 に位置付けられることを要求するものであるので、イグニッタ内のＲＤＣの組立 とインフレータ内でのこの種のイグニッタの以後の組立とが細心の処理と品質管 理のための監視とを要求する。これとは対照的に、本考案に係るピロゲンイグニ ッタの一体化塊体はインフレータの組立中に自己位置付けするように特定の形状 に成形され得る。

【００１６】 先行技術の線形イグニッタは概して中空金属チューブに同封された顆粒状或い は粒子状の点火材を具備している。この点火材の点火によりその生成ガスに不規 則な形状粒子がチューブから随伴させられることになる。この種の粒子は発生ガ スがエアバッグそれ自体と接触する前にガスから除去されなければならなかった 。本考案のピロゲンイグニッタの特定形状塊体の点火材は容器内に完全に封止込 めることを要求しない。それ故にこれは先行技術の線形イグニッタによって一般 に生成されるようなガス反応生成物中の副生成物を生成することがない。点火材 を特定形の塊体状で提供することが出来るということは、異なる点火材と異なる インフレータ形態に対し夫々点火特性を最適にする機会を与えることを意味する 。特に、イグニッタの中心キャビティ３８の断面を変えることによって、スクイ ブによる点火のための表面積は所定圧が如何るものであれ、その圧力の所望質量 流を与えるのに必要なだけ変えることが出来る。塊体の形状は点火上昇プロフィ ール（点火中の圧力上昇率のプロフィール）に影響するので、この影響度合を制 御するために変化させることが出来る。異なる点火材の点火特性に関して本考案 のピロゲンイグニッタ内の塊体の断面を変化させることによって夫々最適化を計 ることが出来るが、この能力はガス発生剤を破壊する可能性のある衝撃波の発生 を回避するものでなければならない。

【００１７】 図３〜図１４はピロゲンイグニッタの特定の用途に夫々有用である種々の点火 材塊体形状の事例を図示しているが、本考案はこれらの事例に限定されるもので はない。一般的には、点火材塊体の内面積が大きくなるに従って、質量流（マス フロー）量と点火始動力が高まる。また、塊体の２種の内面が鋭い形態で接合す ればする程、当該接合個所における塊体点火の信頼度が高まる。図８と図９に図 示する一体化塊体（ユニタリグレン）の横断面は星形のキャビティを規定してお り、図３，４，１０，１１，１２及び１４に示す一体化塊体は塊体の中心に配位 する概して円形のキャビティ部分とそれから塊体にその半径外方向に延在する複 数のスロット部分とを含むキャビティを内部に規定している。

【００１８】 ピロゲンイグニッタの基本的タイプには、イグニッタの開端にある出口ポート のサイズと使用する具体的点火材の係り具合から結果的に２種のものになる。こ の種のポートのサイズはイグニッタの中心キャビティ内で生じる圧力と点火燃焼 生成物の質量流量に影響する。ポートの断面積が小さくなれば、それだけキャビ ティ内に生じる圧力が大きくなり、しかも点火材塊体の燃焼速度が大きくなる。 従って、ピロゲンイグニッタで使用する点火材はその燃焼速度以外の出力特性と 、必要な燃焼速度を与えるように調節された出口ポートのサイズとに基本的に基 づいて選定することが出来る。基本タイプの１つとして、高圧ピロゲンイグニッ タが図１５に図示されており、図１６には他の基本タイプとして低圧ピロゲンイ グニッタが図示されている。ここでは２種の基本タイプのイグニッタを説明して いるが、認識されている成果に有効な変量の変化で所謂「高圧」タイプと所謂「 低圧」タイプのイグニッタ間で連続した特性範囲を有する特定範囲のイグニッタ を提供出来ることは理解されるべきである。

【００１９】 図１５に分解図で示す高圧ピロゲンイグニッタは基部（ベース）２４、イニシ エータ２６、イグニッタハウジング２８及び点火材塊体３４を含んで成る。本例 では、イニシエータ２６を囲む基部２４の凹所に自動点火材６０を更に配設して いる。自動点火材６０が点火した場合に、その点火材塊体３４に近い部分によっ て塊体が点火して、それによってインフレータを起動させることになる。更に、 自動点火材６０は点火して、イニシエータ２６による正規起動を助勢する。ハウ ジングはその開端にあるポート６２として、このポートに隣接したイグニッタの 中心凹所３８の横断面積より実質的に小さい横断面積を有する斯かるポートによ って特徴付けられている。この開孔は任意に採用可能なノズルスロートインサー ト６４として、そのノズル６６が更に小さい横断面積を有している斯かるノズル スロートインサートによる変形によって更に絞ることが可能である。この絞られ たポート６２は：（ａ）比較的小さい容積を規定するイグニッタハウジング２８ と基部２４との組合せで、（ｂ）中心キャビティ３８からのイグニッタ燃焼生成 物がこのポート６２を通じて逃げ出すことを許容しているに過ぎないが、点火材 塊体の燃焼中には上昇圧力を生み出す圧力室を提供する。この高圧の発生は点火 材塊体の一層の急速燃焼を促進する。従って、このような高圧ピロゲンイグニッ タは特に、比較的遅速の燃焼速度を有する点火材料をその他の望ましい出力特性 との組合せで使用する場合に適している。イグニッタの内圧は燃焼勾配（圧力に 対する燃焼速度の変化）と、燃焼表面積とによって影響を受ける。両要因のいづ れか或いは両方を変動させることによりイグニッタ圧力を変え得る。

【００２０】 図示例の高圧イグニッタは一定直径であり得る管状のイグニッタハウジング３ ２の壁を準備することから組立が始まる。イグニッタに納める点火材塊体（イグ ニッタグレン）３４とオプション部材としてのノズルスロートインサート６４を 前記管形壁の内側に配置する。次に、壁はローラクリンプ加工されることによっ てポート６２で終端となる内方延在リップ３０を提供する。この組立段階におけ るイグニッタはハウジング壁と閉鎖構造とリムとを一体構造として提供し、この 一体化構造が高圧ピロゲンイグニッタ用の特に有利なハウジングをもたらす。

【００２１】 図１，２の低圧ピロゲンイグニッタでは、イグニッタ開端に設けたポートがイ グニッタハウジング２８の内方延在リップ３０によって規定される。このポート はガス発生剤ウエハ４８に配設されている点火チアンネルの直径と略同じサイズ に設定され、ポートに隣接する点火塊体３４の中心キャビティ３８の横断面積と 略同じ横断面積を有している。この形態はイグニッタの中心キャビティから燃焼 生成物の逃げる事態を顕著に制限するものではないので、これは比較的低いイグ ニッタ圧を生み出すに過ぎず、従って図１５の高圧ピロゲンイグニッタで必要な 程の強力なハウジングを要求しない。低圧ピロゲンイグニッタは特に、比較的高 い燃焼速度を有する点火材を使用する場合に適している。

【００２２】 ある種の点火材料には点火の全体的信頼性は劣るが、点火特性身体は良好であ るものが存在する。この種の点火材で作られたイグニッタグレン（点火材塊体） の点火はイニシエータにおける最初の燃焼生成物が塊体のキャビティに放出され たときに生じる当該塊体キャビティにおける瞬間的な圧力急増によって強められ る。一般に昇圧は一段と高い信頼度の点火をもたらす。イグニッタ開端にある開 孔、即ちポート４２を覆う薄層の破裂可能なフイルムはイニシエータの最初の燃 焼時点で塊体キャビティ内圧を瞬間的に急増させる。この圧力急増はフイルムの 破裂によって解除される。しかし、瞬間的圧急増は点火信頼性の度合を高める。 この種のフイルムはアルミフォイル（箔）等のメタル或いはセラミックから作り 得るし、或いは有毒燃焼生成物を発生させないものから選定されたセルローズや プラスチック等の消耗品から作り得る。

【００２３】 低圧ピロゲンイグニッタを用いたインフレータのもう１つの事例は図１６に示 されている。この図における部材は図１，２の例に示すものに対応しており、従 って同じ部材番号によって指定されている。本例では、インフレータハウジング １２の開端１８は基部７０によって閉じられている。この閉塞は基部とハウジン グの７２で示す個所の円形当接面を溶接することによって、好ましくは慣性溶接 法によって達成される。点火材の固形物、即ち塊体はイグニッタハウジング７４ に収容されている。塊体とハウジングの組立は遠隔の場所で行われ、それからこ の組立品が慣性溶接工程の前にインフレータの内側にかしめ（プレスフイット） ることによりインフレータに組込まれる。図１７にも示されている通り、イグニ ッタハウジング７４はその閉端に、イグニッタハウジングベースプレート７６等 の閉塞素子を含んで成る。このベースプレートは環状リム７８を有し、このリム がインフレータハウジング１２の側壁１４の内面と干渉嵌合している。このリム ７８は図示のように角度付けられて、リムのインフレータハウジングへの挿入を 助勢すると共にハウジングからのその取外しに対して抵抗を発揮するようになっ ている。イグニッタハウジングのベースプレート７６は中央開孔８０を有してお り、基部７０に装着されているイニシエータ或いはスクイブ２６の発火端部は基 部７０をガスジェネレータの残部と共に組立てる際にこの中央開孔８０から挿入 される。本例のイニシエータはこのイニシエータ内で生れた燃焼生成物が発火端 部の外側に配設されている複数のポート８１から放出されるようになっている斯 かる側発火式スクイブ（ｓｉｄｅ ｆｉｒｉｎｇ ｓｑｕｉｂ）である。従って 、イニシエータの燃焼生成物は点火材の一体化グレン（塊体）の内面に指向させ られて、グレンに対する点火力を強めている。この種の側発火式スクイブは好ま しくはその発火端部の外側の周りに２〜８個のポートを有している。イグニッタ ハウジング７４は更に、点火材塊体３４を包囲した状態で収容している概してカ ップ形の素子８２を含む。このカップ形素子８２はスタック状のガス発生剤ウエ ハ４８の中心に配設されている点火チアンネル４４と連通する開孔８４を有して いる。図１６に示す例では、アルミフォイル（箔）等の破裂可能隔壁８５が始め から開孔に覆さるように配設されていて、それによりイニシエータが起動するや 直ちに初期圧急増をもたらし、且つ点火信頼度を高めるようになっている。イグ ニッタハウジング７４の開孔８４によって規定されたポートはガス発生剤ウエハ ４８の開いた点火チアンネル４４の直径と略同じ直径を有しており、且つ点火材 塊体の中心キャビティ３８と少なくとも略同じか或いはそれより大きな横断面積 を有している。

【００２４】 イグニッタハウジング７４は、点火材塊体をハウジング側壁から成るカップ形 素子８２に挿置し、次いでこの素子８２の周辺フランジに配設されたタブ８６を ベースプレート７６に配設されている対応した孔８８に挿入してからタブを曲折 し、それによってタブをベースプレートを把持した形態にすることによって組立 られる。次にイグニッタハウジングをガスジェネレータの管状側壁の内側に挿入 することが出来る。この場合、側壁はその閉端近傍に配置される素子を予め搭載 している。このようなハウジングの使用は組立工程で溶接を適用するインフレー タにおいて特に有利である。それは、イグニッタハウジングが溶接部と点火材と の間及びガス発生剤との間に溶接過程において有効な熱遮蔽（シールド）を与え るからである。イグニッタハウジングがガスジェネレータの管状側壁と干渉嵌合 状に組立てられると、この組立中間品はイニシエータ、即ち側発火式スクイブ２ ６と予め組立られている基部７０に溶接される、好ましくは慣性溶接法（イナー シャウエルディング）によって溶接される。

【００２５】 点火材塊体（イグニッタグレン）を形成する点火材は既知のいづれの点火材で あってもよい。この点火材塊体は周知の鋳込み法、加圧成形法、押出成形法等に よって成形され得る。同様の方法による線形イグニッタの製作法は本考案者の二 名が関与している「エアバッグインフレーションのためのガスジェネレーション とイグニッションシステム」の名称になる米国特許出願第０８／３９２，５７０ 号と「エアバッグインフレータのためのリニアイグニッタ」の名称になる米国特 許出願第０８／３９２，５７８号の２件の先行出願に開示されている。両出願は １９９５年２月２３日に出願され、いづれも本願と共に本出願人に譲渡されてい る。ここでは両先行出願が参考文献として組込まれている。押出成形法はグレン （塊体）をコラム状に押出成形し、そのサイズが長尺のコラム状押出物を所望長 に切断することによって容易に変え得ることから、一般には好ましいものである 。既知の点火材は、押出成形の温度と圧力で適度の可塑性を有している限り、い づれも押出成形することが出来る。この可塑性は１種以上の成分の溶融、１種以 上の成分の押出条件下での変形能力、或いは押出完成品から揮発され得る溶媒や 懸濁媒体（水等）のいづれかから結果的に得られる。２５％の微粉砕されたホウ 素と７５％の窒化カリウムから成る従来の混合物はメタノールと水と混和するこ とによって押出可能混合物として調製され得る。これには溶剤に溶解したベント ナイトやナイロン等のバインダを添加したり、更にはファイバグラスやグラファ イトの強化ファイバを添加することが可能である。押出成形品は一体化した固形 物であるが、これはその乾燥状態或いは硬化状態において特定の気孔率を有して おり、この気孔率がイグニッタの所定形状に対して変動可能な度合の有効表面積 をもたらす。有効表面積が大きくなるに従って、点火速度が早くなる。従って、 押出成形点火材塊体の気孔率の制御によりこの種のイグニッタの燃焼特性の全般 的制御が可能である。

【００２６】 メタルやメタロイドの粉末の微細粒子を点火材塊体に全体的に分散させると、 イグニッタからガス発生剤への熱伝達量を高めるように思われる。５〜１００ミ クロン、好ましくは５〜５０ミクロンの範囲の粒子サイズを有する、マグネシウ ム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ホウ素（ボロン）等のメタルやメタ ロイドの粉末は点火材塊体に全体的に添加されているならば、これは特に有効で ある。

【００２７】 一体化グレンである点火材塊体はコラム状押出品を単一の長さの個片に順次切 断することによって作られた単片固形グレンとして提供するのが好ましい。しか し、本質的に同一の効果は同じ押出品から２種以上の前記の寸法より短いものを 作り、これらを端面の当接した整合重積（スタック）状に固定して、前記の相対 的に長い単片グレンと全体的に同じ形態にすることによっても得ることが出来る 。同様に、補完形状の２種以上の個片を合体させて、前記の一体化グレンと本質 的に全体が同じ形態になるものは、これらの個片を接着剤やファスナ等により、 或いはこれらの個片を囲む或いは保持する所望の補完形状のハウジングにより、 或いはこれらの個片に雌雄の形状部分を形成してそれらを適合させることにより 一体に固定することが出来る。特定の形状になる１個片の点火材塊体によって与 えられる性能と同じ性能を与える上述の、並びにそれに類似の技法はここで使用 されている「一体化点火材塊体」の範囲に包含される。この用語中の「一体化」 とはユニットの性質を有する、或いはユニットとして使用されることを意味する ように解釈されるべきものである。

【００２８】 ガス発生剤は燃焼速度、フレーム（炎）温度及び無毒性の認知されている要件 を満す多数の既知組成物のいづれであってもよい。この種の組成物の幾つかの事 例はここに参考文献として組込まれる米国特許第４，２０３，７８７号（Ｓｃｈ ｎｅｉｔｅｒ他）に開示されている。この好ましい組成物は約６５ｗ．ｔ．％〜 約７０ｗ．ｔ．％のアジ化金属、約２７ｗ．ｔ．％〜約３３ｗ．ｔ．％の二硫化 モリブデン及び約４ｗ．ｔ．％までのイオウ（Ｓ）を含んで成る。更に具体的に いえば、この組成物は約６８ｗ．ｔ．％のアジ化ナトリウム、約３０ｗ．ｔ．％ の二硫化モリブデン及び約２ｗ．ｔ．％のイオウを含んだものであり得る。

【００２９】 ガス発生剤は好ましくは中心孔を有する環形ウエハの形式のものであって、当 該中心孔の直径がイグニッタの開端におけるポートの直径より大きいか、略同じ ものである。個々のウエハ間にはこれらの側壁に配設した隆起スペーサ等によっ て空隙が維持されるのが好ましい。具体例としてのウエハは３．６６cm（１．４ ４インチ）の外径、１．２７cm（０．５インチ）の中心孔及び約０．３８cm（約 ０．１５インチ）の厚さを有する。

【００３０】

【考案の効果】 本考案のピロゲンイグニッタによれば、これに使用される一体化点火材塊体に よってイグニッタ構造材の製作、組立が容易に且つ単純になるという利点が得ら れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る発熱源式（ピロゲン）イグニッタ
を含む自動車等の乗物用エアバッグシステムにおけるガ
スジェネレータの部分断面側面図である。

【図２】図１のガスジェネレータのピロゲンイグニッタ
の拡大部分断面、部分側面図である。

【図３】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点火
材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図４】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点火
材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図５】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点火
材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図６】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点火
材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図７】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点火
材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図８】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点火
材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図９】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点火
材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図１０】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点
火材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図１１】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点
火材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図１２】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点
火材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図１３】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点
火材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図１４】本考案のピロゲンイグニッタで使用可能な点
火材の一体化塊体の１例の横断面図である。

【図１５】本考案に係る「高圧」ピロゲンイグニッタの
部分断面、斜視分解図である。

【図１６】本考案に係るピロゲンイグニッタを用いた別
の例のガスジェネレータの部分断面部分側面図である。

【図１７】図１６のガスジェネレータで使用されるイグ
ニッタハウジングの斜視図である。

【符号の説明】

１０…インフレータ（ガスジェネレータ） １２…ハウジング（インフレータの） １４…管状側壁（インフレータの） １６…閉端（インフレータの） １８…開端（インフレータの） ２０…ベント（排気孔） ２２…スタッド ２４…ベースプレート ２６…イニシエータ（側発火式スクイブ） ２８…イグニッタハウジング ３０…内方延入リップ ３２…外方延出リップ ３４…点火材塊体（単片の） ３６…塊体外側面 ３８…塊体キャビティ（中心の） ４０…イグニッタ閉端（ベースプレートによって形成さ
れている） ４２…ポート（或いは開孔） ４４…点火チアンネル ４６…ガス発生剤 ４８…ガス発生剤ウエハ ５０…スタックウエハ付勢手段 ５２…口過／冷却構成体（アッセンブリ） ５４…ゴムシール ５６…自動点火材 ５８…自動点火カップ ６０…自動点火材 ６２…ポート ６４…ノズルスロートインサート ６６…ノズル ７０…インフレータ基部（ベース） ７２…溶接部 ７４…イグニッタハウジング ７６…ベースプレート（イグニッタの） ７８…リム ８０…中心開孔 ８１…ポート ８２…カップ形素子 ８４…開孔 ８５…破裂可能隔壁 ８６…タブ ８８…孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ジョセフ エル．ラルストン アメリカ合衆国，ユタ 84414，ノース オグデン，イースト 403 ノース 3350

Claims (33)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車等の乗物におけるエアバッグシス
   テムで使用されるガスジェネレータであって：ガス放出
   開孔を有する長尺ハウジング；ガス発生剤の構成体を収
   容した燃焼部室として、当該構成体がガス発生材の中に
   開通している点火チアンネルを提供している斯かる燃焼
   部室；該構成体に隣接配位したイグニッタとして、イニ
   シエータと点火材の一体化塊体とを含んで成り、当該一
   体化塊体はキャビティ壁が点火部室を部分的に規定して
   いるキャビティを有している斯かる構成のイグニッタを
   含んで成り、 該点火部室は該点火材からの点火生成物を放出するため
   の少なくとも１つのポートを有しており、 該イグニッタと該ガス発生剤構成体は：点火材の点火と
   燃焼によって生み出された熱点火生成物が該ポートを通
   じて放出されて且つ該点火チアンネルに指向され、その
   結果としてガス発生剤がその点火温度に加熱されること
   により該ガス放出孔の方へ流れ且つそこから放出される
   ことになるガスを発生するように、ガスジェネレータに
   配置されている、斯かる構成のエアバッグシステムのガ
   スジェネレータ。
2. 【請求項２】 該ガス発生剤構成体は中心孔を有する複
   数の環形ウエハを含んで成る、請求項１に記載のガスジ
   ェネレータ。
3. 【請求項３】 該環形ウエハが整合配置され、それによ
   って夫々の中心孔が該点火チアンネルを構成している、
   請求項２に記載のガスジェネレータ。
4. 【請求項４】 該ポートが該点火チアンネルに隣接して
   いる、請求項１に記載のガスジェネレータ。
5. 【請求項５】 該点火チアンネルが該ポートの近傍から
   該ガス発生剤構成体を通って延在している、請求項１に
   記載のガスジェネレータ。
6. 【請求項６】 該一体化点火材塊体が特定長さの点火材
   押出成形品を含んで成る、請求項１に記載のガスジェネ
   レータ。
7. 【請求項７】 ガス放出孔を有し、ガス発生剤の火工品
   体を収容しているハウジングとして、当該火工品体が内
   部に延在する貫通した点火チアンネルを有している斯か
   るハウジング；出口孔を有し且つ点火材を収容している
   イグニッタ；該点火材を点火するために作動可能なイニ
   シエータを含んで成り、該イグニッタの該出口孔は該ガ
   ス発生剤火工品体の該点火チアンネルに対し隣接配位し
   ており、該点火材の点火と燃焼が熱点火生成物を生み出
   し、当該熱生成物が該出口孔を通って該点火チアンネル
   に流入し、当該チアンネルにおいて該熱生成物が該ガス
   発生剤を点火するようになっている、自動車等の乗物に
   おけるエアバッグシステム用のガスジェネレータにおい
   て、 該点火材が該出口孔と流通している中心キャビティを有
   する固形の一体化塊体として配置されていることを特徴
   とするガスジェネレータ。
8. 【請求項８】 自動車等の乗物のエアバッグシステムに
   おけるガス発生剤を点火するためのイグニッタであっ
   て：ハウジング内の区画室の周りに延在する壁を含むハ
   ウジングとして、その１端が該壁から内方に延入するリ
   ップを有し、当該リップが少なくとも１つの開孔を規定
   しており、該ハウジングが該区画室の前記１端に対立す
   る閉端に配設された閉塞素子を含む斯かる構成のハウジ
   ング；該区画室内に配設された点火材の一体化塊体であ
   って、その外側面が該壁に実質的に隣接されており、そ
   して該１端から該閉端まで該区画室の中心部分を通って
   延在するキャビティを有していて、当該キャビティが該
   一体化塊体の内面を規定している斯かる一体化点火材塊
   体；及び該点火材を該内面において点火する能力を有す
   るイニシエータを含んで構成され、 該点火材の点火と燃焼が該開孔から熱点火材燃焼生成物
   を爆出させるようになっている、エアバッグシステムの
   イグニッタ。
9. 【請求項９】 該一体化点火材塊体の外形は円筒形であ
   り、該塊体キャビティが該塊体の全長の少なくとも１／
   ４に亘って実質的に一定の横断面形状を有している、請
   求項８に記載のイグニッタ。
10. 【請求項１０】 該塊体キャビティが該区画室の該閉端
    の近傍にあるキャビティ端部で拡張された形状になって
    いる、請求項９に記載のイグニッタ。
11. 【請求項１１】 該塊体キャビティの該拡張端部が該イ
    ニシエータの少なくとも１部分を囲んでいる、請求項１
    ０に記載のイグニッタ。
12. 【請求項１２】 該キャビティ横断面が星形である、請
    求項９に記載のイグニッタ。
13. 【請求項１３】 該塊体がその中心に実質的に配位する
    概して円形のキャビティから半径外方向に延在するスロ
    ットを含む、請求項９に記載のイグニッタ。
14. 【請求項１４】 該ハウジングはこれをエアバッグシス
    テムの構成要素であるインフレータに取付ける手段を含
    む、請求項９に記載のイグニッタ。
15. 【請求項１５】 該取付け手段が該ハウジングと一体成
    形されたものである、請求項１４に記載のイグニッタ。
16. 【請求項１６】 該取付け手段は該エアバッグシステム
    の構成要素であるガスジェネレータのハウジングと干渉
    嵌合している、請求項１４に記載のイグニッタ。
17. 【請求項１７】 該一体化点火材塊体が点火材の押出成
    形品を含んで成る、請求項８に記載のイグニッタ。
18. 【請求項１８】 該点火材がホウ素と窒化カリウムを含
    んで成る、請求項８に記載のイグニッタ。
19. 【請求項１９】 該点火材はマグネシウム、アルミニウ
    ム、チタニウム、ジルコニウム及びホウ素から成る群か
    ら選択されたメタル或いはメタロイドの微細粒子を含ん
    で成る、請求項８に記載のイグニッタ。
20. 【請求項２０】 該ハウジングは該エアバッグシステム
    の構成要素であるインフレータのハウジングにおける適
    合表面と連結する手段を形成するように外形付けられた
    表面を有している、請求項８に記載のイグニッタ。
21. 【請求項２１】 該イニシエータが該閉塞素子を貫通し
    て該塊体キャビティに延入している、請求項８に記載の
    イグニッタ。
22. 【請求項２２】 該イグニッタは複数のポートを有し、
    該イニシエータ内で発生した燃焼生成物が当該ポートを
    通じて該一体化点火材塊体の内面に指向させられるよう
    になっている、請求項２１に記載のイグニッタ。
23. 【請求項２３】 該イニシエータが２〜８個の該ポート
    を有する側発火式スクイブである、請求項２２に記載の
    イグニッタ。
24. 【請求項２４】 該イニシエータが該閉塞素子に取付け
    られている、請求項２１に記載のイグニッタ。
25. 【請求項２５】 該開孔によって規定される面域は該塊
    体キャビティが当該開孔と接合する個所における該塊体
    キャビティの横断面積に少なくとも等しい、請求項８に
    記載のイグニッタ。
26. 【請求項２６】 該ハウジング壁、該リップ及び該閉塞
    素子は一体構造になっている、請求項８に記載のイグニ
    ッタ。
27. 【請求項２７】 フランジが該区画室の該閉端に近い個
    所において該ハウジング壁から外方に延在している、請
    求項８に記載のイグニッタ。
28. 【請求項２８】 該リップの内周縁が単一の該開孔を規
    定しており、該塊体キャビティの軸線が当該開孔を通っ
    ている、請求項８に記載のイグニッタ。
29. 【請求項２９】 １６３℃〜２４６℃（３００°Ｆ〜４
    ５０°Ｆ）の範囲の温度に達するや点火する自動点火材
    が該イグニッタに該点火材塊体キャビティに接続する個
    所において収納されている、請求項８に記載のイグニッ
    タ。
30. 【請求項３０】 該自動点火材が該イニシエータの近傍
    に配位している、請求項２９に記載のイグニッタ。
31. 【請求項３１】 ノズル開孔を規定するインサートは当
    該ノズル開孔が該リップによって規定されている前記開
    孔と整合した状態で該リップに対し隣接配位するように
    配設されている、請求項８に記載のイグニッタ。
32. 【請求項３２】 薄い破裂可能な隔壁が該リップに隣接
    するように配設されて、該開孔を覆うように延在してお
    り、それにより該イニシエータが起動するや当該隔壁は
    該イグニッタからの燃焼生成物の放出を圧力が該隔壁を
    破裂させるだけの高さに上昇するまで抑制するようにし
    た、請求項８に記載のイグニッタ。
33. 【請求項３３】 該隔壁がメタル、プラスチック、セル
    ローズ及びセラミックから成る群から選定された材料で
    作られている、請求項３２に記載のイグニッタ。