特許 5769207 液冷式インフレータの添加剤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5769207

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】液冷式インフレータの添加剤

(51)【国際特許分類】

   B01J 7/00 20060101AFI20150806BHJP

   B60R 21/264 20060101ALI20150806BHJP

【ＦＩ】

   B01J7/00 A

   B60R21/264

【請求項の数】22

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-557238(P2012-557238)

(86)(22)【出願日】2011年3月10日

(65)【公表番号】特表2013-522010(P2013-522010A)

(43)【公表日】2013年6月13日

(86)【国際出願番号】US2011027847

(87)【国際公開番号】WO2011112785

(87)【国際公開日】20110915

【審査請求日】2012年10月17日

(31)【優先権主張番号】13/011,615

(32)【優先日】2011年1月21日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/723,275

(32)【優先日】2010年3月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】597065363

【氏名又は名称】オートリブ エーエスピー，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】コックス， マシュー， エー．

(72)【発明者】

【氏名】スミス， ブラッドリー， ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】テイラー， ロバート， ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ルンド， ゲイリー， ケー．

(72)【発明者】

【氏名】ジョーダン， マイケル， ピー．

(72)【発明者】

【氏名】メンデンホール， イヴァン， ヴィ．

【審査官】 増田 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４７−０２８６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４７−０２７８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／００８７７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭５０−１２５９３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特公昭５２−００４０６０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭４８−０５８４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５２０９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１５８４５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６０７６４６８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５６６９６３１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｒ ２１／２６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インフレータであって、
一定量のガス発生剤を収容する第１のチャンバを少なくとも部分的に規定するハウジングと、
前記第１のチャンバに対して動作するように関連付けられ、反応すると、前記一定量のガス発生剤の少なくとも一部分との連通を開始し、作動すると、前記一定量のガス発生剤の少なくとも一部分に点火してガスを形成するイニシエータと
を備えており、
前記ハウジングが、さらに、前記第１のチャンバに隣接する第２のチャンバを少なくとも部分的に規定し、前記第２のチャンバが、可溶性燃料および可溶性酸化剤の少なくとも１つを含む一定量の液体を含み、展開中、前記第２のチャンバが、前記ガス発生剤に点火することで形成されたガスと接触して前記ガスを冷却する前記一定量の液体の少なくとも一部分を解放し、
前記ハウジングが、ガスが前記ハウジングから出ることを可能にする少なくとも１つの吐出口をさらに有しており、
前記第２のチャンバが、前記一定量の液体を密封した内部を有するピストンを含むピストンアセンブリをさらに収容しており、展開中、前記ピストンは、前記液体を前記ピストンの内部から解放するように運動して前記第２のチャンバから前記一定量の液体の少なくとも一部分を前記第１のチャンバに向けて放出し、それにより、前記放出された液体が、前記ガス発生剤に点火することによって形成されたガスに接触して前記ガスを冷却する、インフレータ。

【請求項2】

前記液体が水を含む、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項3】

前記第１のチャンバが一定の容積を有する、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項4】

前記ガス発生剤が固体である、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項5】

前記ガス発生剤が燃料リッチであり、前記液体が少なくとも１つの可溶性酸化剤を含む、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項6】

前記ガス発生剤が燃料リーンであり、前記液体は少なくとも１つの可溶性燃料を含む、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項7】

前記液体は、尿素、硝酸グアニジン、アルコール類、グリセリン、糖類、グリシン、クロム酸塩類、重クロム酸塩類、炭酸塩類、ホルムアミド、シュウ酸およびシュウ酸アンモニウムからなる群の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項8】

前記液体は少なくとも１つのアルコールを含み、前記アルコールは、プロピレングリコールおよびジエチレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つのグリコールを含む、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項9】

前記液体は、硝酸アンモニウム、硝酸メチルアンモニウム、過酸化水素および過塩素酸アンモニウムからなる群の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項10】

前記液体は少なくとも１つの燃料を含み、前記燃料は増粘剤を含む、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項11】

前記液体は少なくとも１つの可溶性燃料を含み、前記少なくとも１つの可溶性燃料は、尿素および硝酸グアニジンの少なくとも１つである、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項12】

前記液体は少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、前記少なくとも１つの可溶性酸化剤は硝酸アンモニウムである、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項13】

前記液体は少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、前記少なくとも１つの可溶性酸化剤は過酸化水素である、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項14】

前記液体は、水、プロピレングリコールおよびＣａＣｌ_２からなる、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項15】

前記液体は、少なくとも１つの可溶性燃料と、少なくとも１つの可溶性酸化剤とを含み、前記少なくとも１つの可溶性燃料および前記少なくとも１つの可溶性酸化剤は、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項16】

前記液体は、前記ガス発生剤に点火することによって形成されたガスを冷却すると少なくとも部分的に蒸発する、請求項１に記載のインフレータ。

【請求項17】

インフレータ内に形成されたガスの冷却方法であって、前記インフレータは、一定量のガス発生剤を含む第１のチャンバを少なくとも部分的に規定するハウジングと、イニシエータとを備えており、前記ハウジングは、さらに、前記第１のチャンバに隣接する第２のチャンバを少なくとも部分的に規定し、前記第２のチャンバは、可溶性燃料および可溶性酸化剤の少なくとも１つを含む一定量の液体を収容しており、前記方法が、
ガスを形成するために前記ガス発生剤に点火するステップと、
前記形成されたガスの少なくとも一部分を前記一定量の液体の少なくとも一部分と接触させることにより、前記形成されたガスを冷却し、前記可溶性燃料および前記可溶性酸化剤の少なくとも１つの少なくとも一部分を反応させて追加のガスを形成するステップと
を含み、
前記第２のチャンバが、前記一定量の液体を密封した内部を有するピストンを含むピストンアセンブリをさらに収容しており、展開中、前記ピストンは、前記液体を前記ピストンの内部から解放するように運動して前記第２のチャンバから前記一定量の液体の少なくとも一部分を前記第１のチャンバに向けて放出し、それにより、前記放出された液体が、前記ガス発生剤に点火することによって形成されたガスに接触して前記ガスを冷却する、方法。

【請求項18】

前記ガス発生剤は固体であり、前記液体は水を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記液体は、前記形成されたガスを冷却すると少なくとも部分的に蒸発する、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記第２のチャンバはピストンアセンブリをさらに含み、前記方法が、さらに、
前記ピストンの内部を密封するために使用された前記ピストンアセンブリの開口を解放するステップと、
前記ピストンを運動させることにより前記一定量の液体の少なくとも一部分を前記第２のチャンバから放出し、放出された液体が、前記ガス発生剤に点火することによって形成されたガスに接触して前記ガスを冷却し、前記可溶性燃料および前記可溶性酸化剤の少なくとも１つが反応して追加のガスを形成するステップと
を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項21】

前記ガス発生剤が燃料リッチであり、前記液体が少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、前記ガス発生剤に点火すると残留燃料物質が生じるもので、前記方法が、さらに、前記可溶性酸化剤の少なくとも一部分を前記残留燃料物質の少なくとも一部分と反応させることにより、前記追加のガスの少なくとも一部分を形成するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項22】

前記ガス発生剤が燃料リーンであり、前記液体が少なくとも１つの可溶性燃料を含み、前記ガス発生剤に点火すると残留酸化剤物質が生じるもので、前記方法が、さらに、前記可溶性燃料の少なくとも一部分を前記残留酸化剤物質の少なくとも一部分と反応させることにより、前記追加のガスの少なくとも一部分を形成するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１０年３月１２日に出願された同時係属中の米国特許出願第１２／７２３，２７５号の一部継続出願である。この同時係属中の特許出願は、本明細書に参照により援用され、本明細書の一部をなすものであり、以下に詳細に記載される該当部分を含むが、これらの該当部分に限定されるものではない。

【背景技術】

【0002】

本発明は、一般に、自動車の乗員に衝撃保護を提供するために使用する目的などで、膨張式の拘束エアバッグクッションを膨張するさいに使用するインフレータに関する。特に、本発明は、液冷式インフレータおよび液冷式インフレータに性能強化用の添加剤を含ませることに関する。

【0003】

オペレータ、すなわち、「自動拘束システム（ｐａｓｓｉｖｅ ｒｅｓｔｒａｉｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）」が介入することなく、非展開状態から展開状態へ自己作動する安全拘束システムによって自動車乗員を保護することがよく知られている。このようなシステムは、通常、「エアバッグクッション」と一般に呼ばれるクッションやバッグの形状のような膨張式の自動車乗員拘束または要素を収容し、または含んでいる。実際には、このようなエアバッグクッションは、典型的に、自動車が衝突時などに急に減速すると、ガスで膨張または拡張するようにされている。このようなエアバッグクッションは、望ましくは、乗員と車室のある一定の部品との間の車内の１つ以上の場所、例えば、ドア、ハンドル、計器盤などに配備され、乗員が車室のこのような部品に強打する事態を防止または回避するようにされていることが望ましい。例えば、典型的または慣例的な車両エアバッグクッションの設置場所として、ハンドル、車の助手席側のダッシュボード、車両ドア上方などの車両のルーフラインに沿った部分、座席搭載型のエアバッグクッションなどの場合の自動車の座席などがある。また、ニーボルスターやオーバーヘッドエアバッグの形態などの他のエアバッグクッションは、衝突から身体の他の部位または特定のさまざまな部位を保護するように動作する。

【0004】

エアバッグクッションの他にも、膨張式の自動拘束システム設備はまた、典型的に、「インフレータ」と一般に呼ばれるガス発生器を含む。作動時、このようなインフレータ装置は、関連するエアバッグクッションを膨張するために使用される膨張流体、典型的には、ガスの形態の流体を提供するように働くことが望ましい。膨張式の拘束システムエアバッグクッションに使用するためのさまざまなタイプまたは形態のインフレータ装置がこれまで開示されてきた。

【0005】

膨張式の自動拘束システムで使用される１つの特に一般的なタイプまたは形態は、火工式インフレータと一般に呼ばれている。このようなインフレータ装置では、関連する膨張式要素の膨張に使用されるガスが、火工式ガス発生材料の燃焼から得られる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

また、火工式インフレータは、一般に、フィルタの形態のようなガス処理要素を含む。ガス処理要素のこのようなフィルタの形態は、火工式ガス発生材料の残留物質の形態のような固形物を除去するように働くことが望ましいこともあり、このような固形物は、除去されなければ、ガス流に取り込まれてしまうこともある。また、このようなフィルタは、インフレータ装置からこのようなガスを放出する前に、火工式ガス発生材料の燃焼によって形成されるガスを冷却するように働くことが望ましいこともある。しかしながら、フィルタ要素は、高価な場合が多く、フィルタ要素を含むことで、関連するインフレータ装置および膨張式拘束設備のコストおよび重量が著しく増す可能性がある。

【0007】

自動車産業は、小型化、軽量化、および製造コストの削減が図られた膨張式拘束システムを追求し続けている。車両の小型化やコンパクト化が進むにつれ、これらの小型車の制約に見合うように、変化に対応させて、関連する膨張式拘束システムを変更することが要求される。

【0008】

エアバッグインフレータは、膨張式拘束システムの重要なコンポーネントである。したがって、インフレータのサイズ、重量および／またはコストを低減することで、膨張式拘束システム全体のサイズ、重量および／またはコストを著しく節約できることになる。

【0009】

以上のことから、フィルタ要素を含む必要性を低減または削減する目的などのために、火工材料を含むインフレータ装置および関連する動作方法の必要性および需要がある。さらに、ガス出力の増大および低温ガス出力のいずれかまたは両方で、改良または強化された性能が提供されるか、または得られるこのようなインフレータ装置および関連する動作方法の必要性および需要がある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明により、改良されたインフレータ装置と、関連または対応する動作方法が提供される。

【0011】

１つの態様によれば、ガス発生剤チャンバ内に収容された一定量のガス発生剤を含むインフレータが提供される。ガス発生剤チャンバは、一定の容積を有する。インフレータはまた、ガス発生剤に点火し、展開中にガスを形成するイニシエータを備える。また、ピストンおよび液体を収容するチャンバが提供され、チャンバは、バーストディスクまたはシールによって密封され、展開中、バーストディスクまたはシールが開封され、ピストンが移動し、液体をピストンの開口を通して液圧放出することで、ガス発生剤の燃焼により形成されたガスに液体が接触し、ガスを冷却する。いくつかの実施形態において、インフレータは、完全または部分的にフィルタがないものであってもよい。また、他の実施形態では、ガス発生剤の燃焼によって形成されたガスが拡散器を通って流れるように、拡散器が設けられてもよい。いくつかの実施形態では、バーストディスクが破断するのに対して、他の実施形態では、シールがチャンバに圧着され、ピストンが動くことで、このシールが開封される。

【0012】

いくつかの実施形態において、１つ以上のバッフルが使用されてもよい。これらのバッフルは、ピストンに設けられてもよい。他の実施形態において、ガス発生剤の燃焼によって形成されたガスおよび液体は、ピストンの内部に移動し、ピストン外部との通路となる出口開口がピストンに設けられる。いくつかの実施形態において、開口を通って液圧放出された液体は蒸発し、ガス発生剤の燃焼によって形成されたガスと混合する。

【0013】

さらなる実施形態は、ガス発生剤の燃焼によって形成されたガスがインフレータを出る前に蛇行した経路を通って流れるように作られてもよい。この蛇行経路は、ガスに取り込まれた微粒子を捕捉するために直角の曲がり角を有してもよい。さらなる実施形態において、ガスが蛇行経路を流れるにつれ、ガスに微粒子が取り込まれている場合、ガスから微粒子が除去され、インフレータ内に堆積される。微粒子は、捕捉エリアで堆積されてもよい。

【0014】

別の態様として、インフレータで形成されたガスの冷却方法がある。１つのこのような方法において、インフレータは、ガス発生剤チャンバ内に収容された一定量のガス発生剤と、イニシエータと、ピストンおよび液体を収容するピストンチャンバとを備える。この方法は、ガス発生剤に点火しガスを形成するステップを含む。また、ピストンチャンバを密封するために使用するバーストディスクを破断するさらなるステップが実行される。また、ピストンを運動させるさらなるステップが実行されてもよい。ピストン運動は、液体をピストンの開口を通して液圧放出するように動作することで、ガス発生剤の燃焼によって形成されたガスに液体が接触し、ガスを冷却する。

【0015】

このような実施形態において、インフレータは、典型的に、ハウジング内に収容された一定量のガス発生剤を含む。ガス発生剤は、一定量の膨張ガスを生成するように点火されてもよい。次に、このガスは、エアバッグを展開するようにエアバッグ内に導かれてもよい。インフレータはまた、ハウジングにガス流開口を含む。本明細書において説明するように、インフレータが展開されると、ガスは、エアバッグ内に導かれるようにガス流開口から流出してもよい。

【0016】

インフレータは、さらに、チャンバ内に収容されるピストンを備えてもよい（チャンバはハウジング内にある）。また、チャンバ内には、一定量の液体が収容される。ピストンは、バーストディスクによって密封された開口を有してもよい。開口が密封されると、液体は開口から漏れることはない。

【0017】

ガス発生剤が燃焼すると、拡散器を流れる膨張ガスが生成され、インフレータに追加されたピストンと接触する。このピストンは、チャンバ内に収容される。ガスがこのチャンバに入ると、チャンバを加圧する。同時に、ガスの一部がインフレータから出始めうる。

【0018】

ピストンを収容するチャンバはまた、一定量の液体を含む。このチャンバが、チャンバ内へのガスの流入によって加圧されると、液体は、ピストンの開口を通って流れ始める。その後、この液体はガスと混合する。

【0019】

液体がガスに接触すると、液体の少なくとも一部が蒸発されてガス流になる。このような蒸発プロセスは吸熱性であり、ガスを冷却するように動作する。このようにして、蒸発液体を有するシステムを使用することによって、膨張ガスは、高価なフィルタを使用せずに冷却することができる。さらに、液体がこのように蒸発すると、チャンバ内のガスの量が増大する。このようにして、液体の使用により、十分な膨張ガスを生成するのに必要なガス発生剤の量も低減されることで、インフレータのさらなるサイズ縮小化および低コスト化が図られる。

【0020】

本明細書に記載する液体注入技術を使用することで、ガス冷却用にフィルタを使用する必要性が回避されるか、または最小限に抑えられる。さらに、液体をガス流に注入するのに要求される圧力は、インフレータの燃焼ガスによって供給されることが望ましい。具体的な実施形態において、ガス発生剤の燃焼時に生成されるガスの粒状物質は、フィルタを使用することなく除去されてもよい。詳細には、フィルタの微粒子除去機能の少なくとも一部は、ガス流がインフレータを出る前に、ガス流の向きを著しく変えることで達成される。液体の蒸発または分解によって生成されるガスは、エアバッグの膨張に寄与する。

【0021】

当業者および本明細書の教示に導かれた人であれば、本実施形態が必ずしもフィルタレスである必要がないことを理解および認識するであろう。すなわち、望ましければ、フィルタが使用されてもよい。しかしながら、システムは、必要とされるフィルタのサイズおよびタイプが低減されうるため、「部分的に」フィルタレスであってもよい。

【0022】

１つの態様において、一定量のガス発生剤を含有した第１のチャンバを規定するハウジングを含むインフレータが提供される。イニシエータが、第１のチャンバに作動的に関連付けられ、一定量のガス発生剤の少なくとも一部分と反応を起こす連通状態にある。作動時、イニシエータは、一定量のガス発生剤の少なくとも一部に点火するように作用し、または働いて、ガスを形成する。ハウジングは、第１のチャンバに隣接して配置された第２のチャンバを少なくとも部分的に規定する。第２のチャンバは、一定量の液体およびピストンアセンブリを含む。液体は、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤の少なくとも１つを含む。ピストンアセンブリは、一定量の液体から密封された内部を有するピストンを含み、展開中、ピストンは、一定量の液体の少なくとも一部分を第２のチャンバから放出するように、液体とピストンの内部との密封を開封するように移動することで、放出された液体は、ガス発生剤の点火によって形成されたガスに接触し、ガスを冷却する。ハウジングは、ガスがハウジングから出るための少なくとも１つの吐出口をさらに有する。

【0023】

別の態様において、一定の容積を有し、一定量のガス発生剤固形物を含む第１のチャンバを少なくとも部分的に規定するハウジングを含むインフレータが提供される。イニシエータが、一定量のガス発生剤固形物の少なくとも一部分と反応を起こす連通状態にある第１のチャンバに作動的に関連付けられる。作動時、イニシエータは、ガス発生剤に点火するように作用し、または働いて、ガスを形成する。ハウジングは、さらに、第１のチャンバに隣接して配置された第２のチャンバを少なくとも部分的に規定する。第２のチャンバは、一定量の液体およびピストンアセンブリを含む。液体は、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤を含むことが望ましく、これらは、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である。ピストンアセンブリは、一定量の液体から密封された内部を有するピストンを含む。展開中、ピストンは、第２のチャンバから一定量の液体の少なくとも一部分を液圧放出するように、液体とピストンの内部との密封を開封するように移動する。放出された液体は、ガス発生剤の点火によって形成されたガスと接触し、ガスを蒸発させ、混合および冷却し、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤の少なくとも一部分が反応して、追加のガスを形成する。ハウジングは、ガスがハウジングを出るための少なくとも１つの吐出口をさらに含む。

【0024】

別の態様において、インフレータに形成されたガスを冷却する方法が提供される。インフレータは、一定量のガス発生剤を含有する第１のチャンバを少なくとも部分的に規定するハウジングと、イニシエータとを含み、ハウジングは、さらに、第１のチャンバに隣接して配置された第２のチャンバを少なくとも部分的に規定する。第２のチャンバは、一定量の液体およびピストンアセンブリを含む。液体は、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤の少なくとも１つを含む。１つの実施形態によれば、この方法は、ガスを形成するためにガス発生剤に点火して、ピストン内部の密封に使用したピストンアセンブリの開口を開封するステップと、第２のチャンバから一定量の液体の少なくとも一部分を放出するようにピストンを運動させることで、放出された液体が、ガス発生剤の点火によって形成されたガスに接触し、ガスを冷却し、可溶性の燃料および酸化剤の少なくとも１つが反応して、追加のガスを形成するステップとを含む。

【0025】

本明細書において使用する場合、「液体」という用語は、動作条件下で適切に流れうる流体物質を包含する。

【0026】

本明細書において使用する場合、「燃料リッチ」または「燃料」として特定の組成、成分、物質などを参照する場合、このような組成、成分、物質などが、一般に、完全に燃焼してＣＯ_２、Ｈ_２ＯおよびＮ_２になるのに必要な量の酸素が不足している場合を参照していることが理解されている。

【0027】

同様に、本明細書において、「燃料リーン」または「酸化剤」として特定の組成、成分、物質などを参照する場合、このような組成、成分、物質などが、一般に、完全に燃焼してＣＯ_２、Ｈ_２ＯおよびＮ_２になるのに必要な量より多くの酸素がある場合を参照していることが理解されている。

【0028】

当業者であれば、添付の特許請求の範囲および図面を参照しながら、以下の詳細な説明から、他の目的および利点が明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】展開前のインフレータが示されているインフレータの断面図である。

【図2】イニシエータが作動され、バーストディスクが破断されたときのインフレータを示す図１の実施形態の断面図である。

【図3】液体が注入されているときのインフレータが示されている図１の実施形態の断面図である。

【図4】ガスがインフレータから放出されているときのインフレータを示す図１の実施形態の断面図である。

【図5】液体注入の終了間近のインフレータを示す図１の実施形態の断面図である。

【図6】インフレータが完全に展開された後のインフレータを示す図１の実施形態の断面図である。

【図7】インフレータの別の実施形態の断面図である。

【図8】インフレータの別の実施形態の断面図である。

【図9】インフレータの別の実施形態の断面図である。

【図10】図９の実施形態の一部として使用されてもよいバッフルを示す断面図である。

【図11】インフレータの別の実施形態の断面図である。

【図11A】図１１に示すピストンの拡大図である。

【図12】図１１のインフレータの展開段階を示す断面図である。

【図13】図１１のインフレータの展開段階を示す断面図である。

【図14】図１１のインフレータの展開段階を示す断面図である。

【図15】インフレータの別の実施形態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下に詳細に記載するように、本発明により、改良されたインフレータ装置および関連または対応する動作方法が提供される。

【0031】

図１は、参照番号１００で概して示された、本発明のインフレータ装置を示す。インフレータ１００は、ハウジング１０８内に含まれた一定量のガス発生剤１０４を含む。図１に示すように、ガス発生剤１０４は、ウェハまたはディスクの形態のような固体でありうる。当業者および本明細書の教示に導かれた人に認識されるように、特定の用途で望ましい場合など、他の形態のガス発生剤が必要に応じて使用可能である。

【0032】

インフレータ１００はまた、イニシエータ１１２を含む。イニシエータ１１２は、ガス発生剤１０４に点火するために使用される。ガス発生剤１０４が点火されると、一定量の膨張ガスが形成される。次に、このガスは、エアバッグを展開するためにエアバッグ（図示せず）に送り込まれてもよい。当業者であれば、イニシエータおよびガス発生剤は、当業界において既知のものであり、種々の異なる特徴がこれらのコンポーネントに使用されてもよいことを認識するであろう。

【0033】

ガス発生剤１０４は、バーストディスク１２０によって密封されたチャンバ１１６内に収容される。チャンバ１１６は、「ガス発生剤チャンバ」と呼ばれることもある。ガス発生剤チャンバ１１６は、一定の容積を有する。インフレータの展開前、展開中および展開後、ガス発生剤チャンバ１１６の容積は同じままである。また、チャンバ１１６には、拡散器１２４が位置付けられる。詳細には、作動時、イニシエータ１１２は、孔１２８を通って流れる高温ガスを含むような点火生成物を発生する。この高温ガスは、ガス発生剤１０４に接触し点火する。その後、ガス発生剤１０４が点火されると、ガスの供給が孔１３２を通って拡散器１２４の内部へ流れ、バーストディスク１２０に接触する。ガス発生剤１０４の点火によりチャンバ１１６内の圧力が上昇することで、バーストディスク１２０が破断し、ガスがチャンバ１１６から放出される。

【0034】

図１をさらに参照すると、インフレータ１００は、チャンバ１４０内に収容されたピストン１３６をさらに備える。（チャンバ１４０は、ハウジング１０８内にある）。また、チャンバ１４０内には、一定量の液体１４４が収容される。また、ピストン１３６は、バーストディスク１５２によって密封された開口１４８を有してもよい。開口１４８が密封されると、液体１４４は開口１４８から漏れることはない。

【0035】

液体１４４は、−４０℃〜９０℃の液体を維持する任意の液体でありえる。いくつかの実施形態において、液体１４４は、−３５℃〜８５℃の液体を維持する任意の液体である。液体はまた、吸熱蒸発可能でなければならず、蒸発時、エアバッグに関連する許容可能な排出限界内のガスを生成する。また、液体は、単純なチャンバに格納しやすいように非腐食性のものであることが望ましい。これらの基準を満たす任意の液体が、液体１４４として使用されうる。このような基準を満たす液体の１つの例として、水とＣａＣｌ_２との混合液がある。

【0036】

図１のインフレータ１００はまた、ハウジング１０８にガスフロー開口１５６を含む。本明細書において説明するように、インフレータ１００が展開されるとき、ガスは、エアバッグ（図示せず）内に送り込まれるようにガスフロー開口１５から流出してもよい。ガスフロー開口１５６は、展開前にバーストディスクによって密封されても、密封されなくてもよい。

【0037】

上述したように、図１は、展開前のインフレータ１００を示す。以下、図１〜図６を参照しながら、インフレータ１００の展開について記載する。図２は、イニシエータ１１２の作動を示す図１の実施形態の断面図である。イニシエータ１１２が作動すると、高温ガスが生成され、孔１２８を貫通することで、ガス発生剤１０４に接触する。このようなガス発生剤１０４との接触で、ガス発生剤１０４が点火および燃焼して、一定量の膨張ガスが発生する。

【0038】

図３は、ガス発生剤１０４が燃焼するときのインフレータ１００を示す。上述したように、ガス発生剤１０４が燃焼すると、拡散器１２４の孔１３２を流れ、バーストディスク１２０に接触する膨張ガス１６０（矢印で図示）が生成される。ガス１６０が生成されると、チャンバ１１６が加圧され、バーストディスク１２０が破断する。破断が起こると、ガス１６０はチャンバ１１６を出て、チャンバ１４０に入る。

【0039】

ガス１６０がチャンバ１４０にあるとき、ガス１６０はピストン１３６に接触し、チャンバ１４０の内部を加圧する。ガス１６０の一部が、開口１５６を介してインフレータ１００から出始めうる。しかしながら、チャンバ１４０が加圧されると、バーストディスク１５２（図１に図示）が破断する。破断が起こると、液体１４４は、開口１４８（この時点でディスク１５２に密封されていない）を通して注入され始め、ガス１６０と混合される。

【0040】

図３に示すように、インフレータ１００は、液体１４４と接触するピストン１３６のエリアである衝撃エリア１７９を有する。インフレータ１００はまた、ガス１６０が接触するピストン１３６のエリアである駆動エリア１８１を有する。衝撃エリア１７９は、駆動エリア１８１より小さい。液体１４４の圧力は、エリア１８１およびエリア１７９の差により増幅される。液体圧力は、ガス１６０の圧力と駆動エリア１８１と衝撃エリア１７９の比の積にほぼ等しい。この圧力差により、液体１４４は、ピストン１３６の内側領域に注入され、ガス１６０と相互作用する。

【0041】

図４は、液体１４４が開口１４８を通して注入され、ガス１６０と混合されるときのインフレータ１００の展開を示す。チャンバ１４０内の圧力によりピストン１３６が押圧され、ピストンが液体１４４の方に移動する。液体１４４へのこのような液圧により、より多くの液体１４４が開口１４８を通る。このような液体の流れが起こっている間、ガス１６０は、チャンバ１１６からチャンバ１４０に入り続けていることを認識されたい。また、ガスの一部は、開口１５６を介して流出し続ける。

【0042】

液体１４４がガス１６０に接触すると、液体１４４の少なくとも一部が蒸発してガス流が生じる。明らかに、この蒸発プロセスは、ガス１６０を冷却するように動作する。（詳細には、液体１４４の蒸発または分解に要する熱がガス流から除去され、このような熱除去は、放出ガス１６０を著しく冷却する働きをする）。フィルタは、燃焼生成された膨張ガスを冷却するために使用されてきたが、液体１４４を使用することで、課題のインフレータ装置のガス１６０は、高価なフィルタを使用することなく冷却されうる。さらに、液体１４４が蒸発すると、チャンバ１４０内のガス量が増大する。このようにして、液体１４４を使用することによって、十分な膨張ガスの生成に必要なガス発生剤１０４の量が低減され、インフレータ１００のサイズ縮小およびコスト削減がさらに図られる。

【0043】

図５は、ピストン１３６が完全に移動した後のインフレータ１００を示す。詳細には、ピストン１３６がチャンバ１４０の末端１６４に移動することで、液体１４４がすべて開口１４８を通過する。この場合も、上述したように、この液体１４４が蒸発されてガスになる。しかしながら、液体１４４が完全に注入された後でも、ガス１６０は開口１５６を介してインフレータ１００から出続けている。

【0044】

図６は、展開処理が完了した後のインフレータ１００を示す。液体１４４は、ガスに完全に変換され、チャンバ１４０から出て空になっている。ガス発生剤１０４の点火により生成されるガス１６０も完全に流出される。

【0045】

本発明の１つの態様において、液体１４４が、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤のうち少なくとも１つを添加剤として含むことが有益であることが分かった。液体１４４が開口１４８を通して注入され、ガス１６０と混合されると、燃料および酸化剤の少なくとも１つは、分解し、燃焼し、および／または反応して、追加の気体生成物を形成する。

【0046】

例えば、インフレータ１００が、燃料リッチなガス発生剤を含む場合、残留する燃料物質との反応に可溶性の酸化剤を利用して、利用可能な反応物がより完全に反応し、ガス生成が増大するように、可溶性の酸化剤を含むことが有益でありうる。同様に、インフレータが燃料リーンのガス発生剤を含む場合、残留する酸化剤物質との反応に可溶性の燃料を利用して、利用可能な反応物がより完全に反応し、ガス生成が増大するように、可溶性の燃料を含むことが有益でありうる。

【0047】

当業者および本明細書の教示に導かれた人であれば認識されるように、本発明を実施するさい、さまざまな可溶性燃料および可溶性酸化剤を使用することができる。例えば、特定の用途の詳細に依存するが、適切な可溶性燃料および可溶性酸化剤は、液体が水を含む場合、例えば、尿素、硝酸グアニジン、プロピレングリコールおよびジエチレングリコールなどのグリコール類を含むアルコール類、グリセリン、他の糖類、グリシン、クロム酸ナトリウムなどのクロム酸塩類および重クロム酸塩類、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩類、ホルムアミド、シュウ酸およびシュウ酸アンモニウムなどの燃料物質を含むとともに、硝酸アンモニウム、硝酸メチルアンモニウム、過酸化水素、過塩素酸アンモニウムなどの酸化剤物質を含む。

【0048】

さらに、適切な添加剤物質が、さまざまな実施形態において、多機能、追加機能または異なる機能を果たしうることが理解されている。例えば、いくつかの実施形態において、適切な燃料が、増粘剤またはゲル化剤であってもよく、または増粘剤またはゲル化剤として働くことが望ましい場合もある。増粘剤またはゲル化剤として働きうる燃料物質の例として、グアーガム、キサンタンガムなどのゴム類、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）などのセルロース類が挙げられる。さらに、過酸化水素、アルコール類および糖類などの添加剤を含ませることで、凝固点抑制剤または不凍物質として働くことが望ましい場合もある。例えば、４０重量％の過酸化水素が水に含まれていると、凝固点が約−４０℃低下しうる。同様に、炭酸塩類または重クロム酸塩類を含むクロム酸塩類も、例えば、腐食防止剤または防食材料として働くことが望ましい場合もある。

【0049】

本発明の１つの実施形態により使用に好ましい液体は、適切には、水、ＣａＣｌ_２およびプロピレングリコール（１，２−プロパンジオール）を含み、基本的には、これらから構成されるか、またはこれらからなる混合物で構成されていることが望ましい。当業者および本明細書の教示に導かれた人であれば、このような混合物が、特定の用途の特定の要求に応じて、さまざまな相対量でＣａＣｌ_２およびプロピレングリコールなどの成分を含有しうることを認識するであろう。例えば、ＣａＣｌ_２を含ませることで、混合物の凝固点を著しく下げることができるが、ＣａＣｌ_２は、典型的に、反応せず、例えば、不活性であり、したがって、インフレータ残留物に付加され、膨張ガスのフィルタリングの負荷が増してしまう。また、プロピレングリコールは、燃料として働くため、含有しても、インフレータ残留物に付加されて悪影響を及ぼさずにインフレータからのガス排出を増大するように働くが、プロピレングリコールの相対量が混合物の非常に高い割合を占めれば、さまざまな望ましくない燃焼生成物が形成されうる。上記の観点から、いくつかの好ましい実施形態において、水と１０〜２０％のＣａＣｌ_２および３〜１０％のプロピレングリコールの混合物が望ましく、いくつかの実施形態において、水と１５％のＣａＣｌ_２および５％のプロピレングリコールの混合物が特に好ましい。

【0050】

当業者および本明細書の教示に導かれた人であれば、選択された実施形態により、適切な液体が、ＣａＣｌ_２への追加または代替となる不活性材料を含んでもよいことをさらに認識するであろう。例えば、適切な液体は、液体に対して増粘剤として働きうるようなラポナイトを含んでもよい。

【0051】

１つの好ましい実施形態において、液体１４４は、添加剤として、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤の両方を含み、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤は、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である。さらに詳細には、液体１４４が開口１４８を通して注入され、ガス１６０と混合されると、少なくとも１つの可溶性流体および少なくとも１つの可溶性酸化剤は、望ましくは、分解し、燃焼し、および／または反応して、追加の気体生成物を形成する。

【0052】

当業者および本明細書の教示に導かれた人であれば、液体に燃料および／または酸化剤をこのように追加することによって、さまざまな利点および／または恩恵が得られ、または実現されうることを認識するであろう。例えば、このような追加によりガス生成物の生成が増大または追加されることで、インフレータが特定のガス排出を生成するのに要求されるガス発生剤の負荷を低減でき、したがって、ガス発生剤および関連するインフレータのコスト、サイズおよび重量の１つ以上が低減されうる。さらに、液体への燃料および／または酸化剤のこのような追加は非常に簡単なプロセスで達成できる。さらに、燃料および／または酸化剤の追加は、液体に補充的防食材料または添加物を含む必要性を低減し、最小限に抑え、または回避するために、液体の凝固点を抑制するようにさらに働きうる。さらに、可溶性燃料または可溶性酸化物のいずれかまたは両方などの添加剤は、蒸発後および／またはガス発生剤の反応副生成物との反応後、固体生成物または残留物としてほとんど残らないか、または残っても最小限に抑えられることが望ましい。

【0053】

図７は、同図において参照番号２００で示されるインフレータの別の実施形態の断面図である。インフレータ２００は、図１に示し、上述した実施形態に類似したものである。簡潔に示すために、同様の説明は繰り返さない。

【0054】

インフレータ２００とインフレータ１００との主な違いは、インフレータ２００が拡散器１２４を含まない点である。より正確に言えば、インフレータ２００は、ガス２６０がガス発生剤１０４の点火から形成された後に通過する開口２３２を有するだけである。ガス２６０が開口２３２を通過すると、ガス２６０は、蛇行経路を通って矢印で示すように流れる。より詳細には、ガス２６０は、ガス流路が曲がるように角２６４を通って流れる。ガスの流れがこのように曲がると、取り込まれた微粒子や他の固形物がガス２６０から分離し、角２６４に隣接して堆積する。このようにして、高価なフィルタや拡散器を含み使用することなく、ガス２６０の流れからこのように取り込まれた微粒子が除去される。

【0055】

図７に示すように、インフレータ２００にはピストン２３６が使用されている。ピストン２３６は中空であり、チャンバ２４０内にある。したがって、チャンバ１１６を離れるガス２６０は、ピストン２３６の内部に流入する。ピストン２３６は、ガスがピストン２３６の外部に向かって流れた後、開口１５６を介してインフレータ２００から出る出口開口２６８を含む。ピストン２３６はまた、バーストディスク１５２によって密封されても、密封されなくてもよい開口１４８を含む。この場合も、ガスによって生じる圧力は、末端１６４の方へピストン２３６を運動させるように働き、開口１４８を通して液体１４４を注入する。注入されると、上述したように、液体１４４は蒸発し、ガス２６０を冷却する。インフレータ２００の展開中、ピストン２３６は、液体１４４のすべてが開口１４８を通して完全に押し出されるように完全に変位されてもよい。

【0056】

図７に示すように、インフレータ２００は、液体１４４と接触するピストン１３６のエリアである衝撃エリア１７９を有する。インフレータ２００はまた、ガス２６０が接触するピストン２３６のエリアである駆動エリア１８１を有する。衝撃エリア１７９は、駆動エリア１８１より小さい。

【0057】

図１に示し、上述したインフレータ１００と同様に、インフレータ２００の液体１４４は、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤の少なくとも１つを含んでもよい。液体１４４が開口１４８を通して注入され、ガス２６０と混合されると、燃料または酸化剤の少なくとも１つは、分解し、燃焼し、および／または反応して、追加の気体生成物を形成することが望ましい。１つの好ましい実施形態において、液体１４４は、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤は、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である。

【0058】

以下、図８を参照すると、インフレータ３００の断面図が示されている。インフレータ３００は、上述した実施形態に類似したものである。簡潔に示すために、同様の説明は繰り返さない。

【0059】

上記に示す実施形態のように、インフレータ３００は、拡散器を含まない。正確に言えば、インフレータ３００は、ガス３６０（発生剤１０４の点火により生成）がチャンバ１１６を出る開口３３２を含む。上述した実施形態と同様に、ガス３６０は、チャンバ１１６を出ると、蛇行経路に引き込まれ、２つ以上の角３６４を通る。このような角３６４は直角の曲がり角であり、取り込まれた微粒子を受けるように働く。言い換えれば、ガス３６０が角３６４で曲がると、取り込まれた微粒子は、ガスと分離し、捕捉エリア３６６で堆積する。一般に、この捕捉エリア３６６は、堆積しやすい角または平坦でない表面である。このようにして、取り込まれた微粒子は、高価なフィルタや拡散器を使用することなく、ガス３６０から除去される。

【0060】

インフレータ３００も、ピストン３３６を含む。ピストン３３６は中空であり、チャンバ３４０内にある。したがって、チャンバ１１６を離れたガス３６０は、ピストン３３６の内部に流入する。インフレータ３００はまた、ガスがピストン３３６の外部に向かって流れた後、開口１５６を介してインフレータ３００を出る開口を含む。ピストン３３６はまた、バーストディスク１５２によって密封されても、密封されなくてもよい開口１４８を含む。この場合も、ガスによって生じる圧力は、末端１６４の方へピストン３３６を運動させ、開口１４８を通して液体１４４を注入すると、上述したように、液体１４４は蒸発し、ガス３６０を冷却する。インフレータ３００の展開中、ピストン３３６は、液体１４４のすべてが開口１４８を通して完全に押し出されるように完全に変位されてもよい。インフレータ３００は、衝撃エリア１７９と、駆動エリア１８１とを有する。衝撃エリア１７９は、駆動エリア１８１より小さい。

【0061】

図１に示し、上述したインフレータ１００と同様に、インフレータ３００の液体１４４は、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤の少なくとも１つを含んでもよい。液体１４４が開口１４８を通して注入され、ガス３６０と混合されると、燃料または酸化剤の少なくとも１つは、分解し、燃焼し、および／または反応して、追加の気体生成物を形成することが望ましい。１つの好ましい実施形態において、液体１４４は、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤は、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である。

【0062】

以下、図９を参照すると、インフレータ４００の断面図が示されている。インフレータ４００は、上述した実施形態に類似したものである。簡潔に示すために、同様の説明は繰り返さない。

【0063】

図１の実施形態と同様に、インフレータ４００は、拡散器１２４を含まない。上述したように、発生剤１０４の点火により生成されたガス４６０は、穴１３２を貫流し、バーストディスク１２０を破断した後、チャンバ１１６を出る。チャンバ１１６を出ると、ガスは開口１５６を介してインフレータを出ることができる。ガスは、ピストン４３６の内部に接近し、ピストン４３６を運動させてもよく、それによって、上述したように、液体１４４が開口１４８を通って流れる。インフレータ４００は、衝撃エリア１７９と、駆動エリア１８１とを有する。衝撃エリア１７９は、駆動エリア１８１より小さい。

【0064】

図１０は、図９の実施形態の切欠図である。図１０に示すように、インフレータ４００は、ガス４６０および注入液体１４４を誘導／方向付けするように動作する１つ以上のバッフル４７０をさらに含んでもよい。当業者であれば、バッフル４７０の他の構成および／または形状も可能であることを認識するであろう。実際、バッフル４７０は、必要に応じて、ガスの流れを調節するような形状であってもよい。バッフル４７０は、追加の開口４７２を有してもよい。いくつかの実施形態において、ガス発生剤チャンバ１１６を離れるガスの方向は、注入される液体１４４の方向と正反対（または実質的に反対）である。結果として、これらの２つの流れは互いに押し合い、適切な流れを妨げる。場合によっては、取り込まれた微粒子が蓄積して、開口１４８（図９）を塞ぎ、それによって、液体１４４がガス４６０を冷却できなくなる。したがって、バッフル４７０は、液体１４４の流れを妨げたり防止したりする方向に流れないようにガスの流れを方向付けるために追加されてもよい。

【0065】

図１に示して上述したインフレータ１００と同様に、インフレータ４００の液体１４４は、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤の少なくとも１つを含んでもよい。液体１４４が開口１４８を通して注入され、ガス４６０と混合されると、燃料または酸化剤の少なくとも１つは、分解し、燃焼し、および／または反応して、追加の気体生成物を形成することが望ましい。１つの好ましい実施形態において、液体１４４は、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤は、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である。

【0066】

図１１は、本発明の実施形態によるインフレータ５００の別の実施形態の断面図である。図１１Ａは、図１１のピストン部分の拡大図である。以下、図１１および図１１Ａを参照すると、インフレータ５００は、チャンバ１１６内に収容された発生剤１０４を含む。前述した実施形態と同様に、イニシエータ１１２は、一定量の膨張ガスを生じるようにガス発生剤１０４に点火することができる。チャンバ１１６内には、拡散器１２４が位置付けられる。拡散器１２４は、発生剤１０４の燃焼により生成されたガスが拡散器１２４の内部に接近でき、チャンバ１１６から出ることができる孔１３２を含む。

【0067】

インフレータ５００は、ピストン１３６をさらに備える。ピストン１３６に隣接して、液体１４４を含むチャンバ１４０がある。図１１Ａに示すように、液体１４４は、シール５５２でチャンバ１４０内に密封される。このシール５５２は、チャンバ１４０を密封するためにピストン１３６の周りに圧入されるカップであってもよい。他の実施形態において、シール５５２は、チャンバ１４０を密封するためにピストン１３６（またはチャンバ１４０）に追加されるコーティングであってもよい。当業者であれば、シール５５２を介してチャンバ１４０を密封する方法を認識するであろう。インフレータ５００には、前述した実施形態の一部とは異なり、バーストディスクがないことに留意されたい。正確に言えば、この実施形態は、チャンバ１４０を密封するために使用されるシール５５２を有する。

【0068】

ピストン１３６の内部は、混合チャンバ５６０であり、または混合チャンバ５６０を形成する。発生剤１０４の燃焼により生成されるガスがチャンバ１１６を出ると、ピストン１３６に衝撃を与え、混合チャンバ５６０を重点する。ピストン１３６がチャンバ１４０内に前進すると、生成されたガスは、開口１５６を介してインフレータを出ることができる。ピストン１３６は、衝撃エリア１７９と、駆動エリア１８１とを有する。衝撃エリア１７９は、駆動エリア１８１より小さい。

【0069】

以下、図１２、図１３および図１４を参照すると、インフレータ５００の展開段階が示されている。発生剤１０４が燃焼されると、一定量のガスが生成される。（このガスは矢印１６０で示される）。このガスは、拡散器１２４を介してチャンバ１１６を出て、ピストン１３６と接触しうる。このガス１６０の一部が開口１５６を介してインフレータ５００から出始めうる。ガスがピストン１３６と接触するにつれ、ピストンはチャンバ１４０の方へ移動／変位し始める。次に、このような変位により、シール５５２が開封される。例えば、圧入シール５５２は、密封ができなくなるように変位される。（これは、ピストン１３６が圧入ゾーン、すなわち、シールがなくなるように圧入されるエリアを過ぎて変位するものであってもよい）。いくつかの実施形態において、ピストン１３６は、チャンバ１４０の方へ運動すると、液体１４４が貫流しうる通路が存在するように動作する窪み５６６または他の特徴を有してもよい。１つ以上の排出口５７１が追加されてもよい。これらの排出口は、デバイスにおける圧力（「背圧」など）を除去するように動作してもよい。

【0070】

シール５５２が開封されると、液体１４４は、チャンバ１４０から流出し始める。この液体１４４は、ピストン１３６の開口５７０を通って流れてもよい。この場合も、ピストン１３６が運動すると、チャンバ１４０にある液体１４４が液圧放出されることで、液体１４４がガス１６０と接触し混合するために開口５７０を通って注入される。（図１３は、運動時のピストン１３６を示しているのに対して、図１４は、ピストン１３６が完全に変位し、液体１４４がチャンバ１４０から完全に放出された後のピストン１３６を示す）。ピストン１３６の内部に注入された液体１４４は蒸発され、エアバッグを膨張するために使用される。しかしながら、本明細書において記載するように、蒸発は、ガスを冷却するように動作する。ガス１６０および液体１４４は、混合チャンバ５６０において混合してもよい。いくつかの実施形態において、ガス１６０が、ピストン１３６を運動させる手段として、ピストン１３６のピストンヘッド５７６を押圧する。ガス１６０がこのピストンヘッド５７６を押圧するため、微粒子および他の望ましくない副生成物が、ピストンヘッド５７６に堆積され、このようにして、一定量のガス１６０から分離される。

【0071】

さらに、上述したように、ピストン１３６は、チャンバ１４０の方へ変位してもよい。いくつかの実施形態において、ピストン１３６のこのような運動は、チャンバ１４０が液体１４４で完全に満たされていなくてもよい。言い換えれば、チャンバ１４０内に、ピストン１３６が変位しうる空間（「ヘッドスペース」と呼ばれることもある）が存在する。いくつかの実施形態において、このヘッドスペース５８０には、展開中、ピストン１３６がチャンバ１４０内に運動できるようにする圧縮ガス５８４が充填されてもよい。この圧縮ガス５８４は、空気、アルゴンまたは任意の他の適切なガスであってもよい。このガスは、開封されるとチャンバ１４０から漏れ、膨張プロセスにおいてさらに使用されてもよい。

【0072】

上述したインフレータの実施形態と同様に、インフレータ５００の液体１４４は、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤の少なくとも１つを含んでもよい。液体１４４が開口５７０を通して注入され、ガス１６０と混合されると、燃料または酸化剤の少なくとも１つは、分解し、燃焼し、および／または反応して、追加の気体生成物を形成することが望ましい。１つの好ましい実施形態において、液体１４４は、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤は、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である。

【0073】

以下、図１５を参照すると、別の実施形態によるインフレータ６００が示されている。インフレータ６００は、チャンバ１１６内に収容された、ウェハまたはディスクの形態の固形物のようなガス発生剤１０４を含む。前述した実施形態と同様に、イニシエータ１１２がガス発生剤１０４に点火して、一定量の膨張ガスを生じうる。チャンバ１１６内に、拡散器１２４が位置付けられる。拡散器１２４は、ガス発生剤１０４の燃焼により生成されたガスが拡散器１２４の内部に接近でき、チャンバ１１６から出ることができる孔１３２を含む。

【0074】

インフレータ６００は、ピストン１３６をさらに備える。ピストン１３６は、ベースフランジ６８６を含む。図示した実施形態において、インフレータ６００のピストン１３６は、展開するまで、タブ６８８によって適所に保持されることが望ましく、タブ６８８は、外側ハウジングに穴を開け、このように開けた穴をハウジング内部の方に内向きに折りたたむことで、外側ハウジング１００から形成され、ピストンベースフランジ６８６の上方（図示せず）および下方のいくつかの場所（例えば、典型的に、４〜６か所）に含まれる。当業者および本明細書の教示に導かれた人であれば、必要に応じて、展開まで、ハウジング１００内でのピストン１３６の配置を維持するための適切な代替要素または手段を、本発明の実施にさいして採用できる。

【0075】

ピストン１３６の隣には、液体１４４を含むか、または収容するチャンバ１４０がある。この実施形態において、液体を密封するためにピストンとチャンバとの間に挟まれる密封部材との圧入ではなく、液体１４４は、Ｏリングシール６９０を含むことでチャンバ１４０内に密封される。

【0076】

上述した実施形態と同様に、ピストン１３６の内部は、混合チャンバ６６０であり、または混合チャンバ６６０を形成する。発生剤１０４の燃焼により生成されたガスがチャンバ１１６を出ると、ピストン１３６に衝撃を与え、混合チャンバ６６０を満たしてもよい。ピストン１３６がチャンバ１４０内で前進すると、生成されたガスは、開口１５６を介してインフレータを出うる。

【0077】

発生剤１０４が燃焼すると、一定量のガスが生成される。このガスは、拡散器１２４を介してチャンバ１１６から出て、ピストン１３６と接触しうる。このガスの一部は、開口１５６を介してインフレータ６００から出始めうる。このガスがピストン１３６に接触するにつれ、ピストンは、チャンバ１４０の方へ運動／変位し始める。

【0078】

開口６７０の１つ以上が、Ｏリングシール６９０を過ぎて、チャンバ１４０内に運動／変位すると、液体１４４は、ピストン１３６の開口６７０を通ってチャンバ１４０から流出し始める。この場合も、ピストン１３６が運動すると、チャンバ１４０にある液体１４４が液圧放出されることで、液体１４４が、ガス発生剤の燃焼により生成されたガスと接触し混合するために開口６７０を通って注入される。ピストン１３６内に注入された液体１４４は蒸発され、エアバッグを膨張するために使用される。さらに、蒸発は、本明細書において記載するように、ガス発生剤燃焼生成物のガスを冷却するように動作する。ガス発生剤燃焼生成物のガスおよび液体１４４は、混合チャンバ６６０で混合してもよい。いくつかの実施形態において、ガス発生剤燃焼生成物のガスは、ピストン１３６を運動させる手段として、ピストン１３６のヘッドを押圧することを留意されたい。ガス発生剤燃焼生成物のガスがピストンヘッドを押圧するにつれ、微粒子および他の望ましくない副生成物が、ピストンヘッドに堆積され、このようにして、一定量のガス発生剤燃焼生成物ガスから分離できる。

【0079】

さらに、上述したように、ピストン１３６は、チャンバ１４０の方に変位してもよい。いくつかの実施形態において、ピストン１３６のこのような運動は、チャンバ１４０が液体１４４で完全に満たされていなくてもよい。言い換えれば、チャンバ１４０内に、ピストン１３６が変位しうる空間（「ヘッドスペース」と呼ばれることもある）が存在する。いくつかの実施形態において、このヘッドスペース６８０には、展開中、ピストン１３６がチャンバ１４０内に運動できるようにする圧縮ガス５８４が充填されてもよい。この圧縮ガス６８４は、空気、アルゴンまたは任意の他の適切なガスであってもよい。このガスは、開封されるとチャンバ１４０から漏れ、膨張プロセスにおいてさらに使用されてもよい。

【0080】

上述したインフレータの他の実施形態と同様に、インフレータ６００の液体１４４は、可溶性の燃料および可溶性の酸化剤の少なくとも１つを添加剤として含んでもよい。液体１４４が開口６７０を通して注入され、ガス発生剤燃焼生成物のガスと混合されると、燃料または酸化剤の少なくとも１つは、分解し、燃焼し、および／または反応して、追加の気体生成物を形成することが望ましい。１つの好ましい実施形態において、液体１４４は、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤を含み、少なくとも１つの可溶性燃料および少なくとも１つの可溶性酸化剤は、作動すると追加のガスを形成するように反応可能である。

【0081】

以下、一般に、図をすべて参照すると、本発明の実施形態によりさまざまな利点が得られることを認識するであろう。例えば、本発明の実施形態では、ガスを冷却するフィルタを使用する必要がない。正確に言えば、冷却機能は、フィルタの代わりに、展開中にガス流に液体１４４を注入することで行われる。フィルタの微粒子除去機能は、インフレータから出る前にガスの流れを著しく曲げることで達成される。液体の蒸発または分解によって生成されるガスは、エアバッグの膨張に貢献する。液体をガス流に注入するのに要求される圧力は、インフレータの燃焼圧力によって与えられてもよい。さらに、いくつかの実施形態において、液体注入速度は、インフレータの燃焼圧力に比例しうるため、液体は、高温（高燃焼圧力）で高速注入され、低温（低燃焼圧力）で低速注入されてもよい。

【0082】

さらに、当業者および本明細書の教示に導かれた人であれば認識されるように、例えば、本発明に記載した実施形態のように、液体に可溶性の燃料および／または可溶性の酸化剤を追加または含ませることで、さまざまな利点および／または恩恵が得られ、または実現されうる。例えば、比較的安価な可溶性の燃料および／または可溶性の酸化剤を液体冷却材に比較的単純に追加し含ませることで、最初のインフレータ容積変化でガス生成物の量を著しく増大できる。さらに、このように追加することで生じるガス生成物の生産が増大または追加されることで、要求されるガス発生剤の負荷が著しく低減するとともに、燃焼チャンバのサイズも著しく縮小できる。実際には、可溶性の燃料および／または可溶性の酸化剤をこのように追加し、または含ませることで、部分的に、単純な溶液をよりコストの高いガス発生剤の代わりにしていることになる。有益には、液体に可溶性の燃料および／または可溶性の酸化剤をこのように追加し、または含ませると、蒸発後および／またはガス発生剤の反応副生成物との反応後、固体微粒子または残留物がほとんどないか、最小限に抑えられるか、またはまったくないことが望ましい。

【0083】

本発明は、本明細書に広義に記載され、以下、請求される構造体、方法、または他の必須な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化されてもよい。さらに、本明細書において例示的に開示された本発明は、本明細書に詳細に開示されていない任意の要素、部品、ステップ、コンポーネントまたは材料なしに実施されてもよい。記載された実施形態は、すべての点において、例示的にかつ非制限的にのみ考慮されるべきものである。したがって、本発明の範囲は、前述した記載ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の同等物の意味および範囲内にあるすべての変更は、特許請求の範囲内に含まれるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図11A】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】