特許 5937131 固体推進火薬／液体型のハイブリッド式ガス生成装置

(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】5937131

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】固体推進火薬／液体型のハイブリッド式ガス生成装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 7/00 20060101AFI20160609BHJP

   B60R 21/264 20060101ALI20160609BHJP

   B01J 7/02 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

   B01J7/00 A

   B60R21/264

   B01J7/02 Z

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-75535(P2014-75535)

(22)【出願日】2014年4月1日

(62)【分割の表示】特願2012-500810(P2012-500810)の分割

【原出願日】2010年2月22日

(65)【公開番号】特開2014-147932(P2014-147932A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2014年4月1日

(31)【優先権主張番号】12/382,426

(32)【優先日】2009年3月16日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504161766

【氏名又は名称】エイアールシー オートモーティブ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ローズ，ジェームス，マイケル

(72)【発明者】

【氏名】ハリフォード，ローレンス，エドワード

(72)【発明者】

【氏名】ゴールド，ステファン，クレイグ

(72)【発明者】

【氏名】トーマス，ブライアン，オージャイル

(72)【発明者】

【氏名】ウィルキンス，ジュダ，リー

(72)【発明者】

【氏名】イザベル，ロブ，カルバン

【審査官】 増田 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４７−２７８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２８３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３７５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−２６７０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−１２５９３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１１４０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５５−２０８９２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第０１／０９４１６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第４０１３４２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１３３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−９６８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０２８１８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−５２９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９８／５８８２４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ７／００

Ｂ０１Ｊ ７／０２

Ｂ６０Ｒ ２１／２６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混合チャンバーを有するハウジングと、
該ハウジング内に収納されたブースター起爆剤と、起爆剤または固体推進火薬と、
該ハウジングにおける長手方向の該混合チャンバーが設けられている側を内側よりとし、該ブースター起爆剤が設けられている側を外側よりとした場合、該ハウジング内に設けられ、該外側よりの閉鎖端部および該内側よりの端部を有し、液体を収納する、屈曲性を有する液体容器であって、該外側よりの閉鎖端部が起爆剤または固体推進火薬にパーティションを介して隣接し、かつ該パーティションの中心部に一点で固定されている一方、該内側よりの端部が、液体容器内の液体の圧力が所定の圧力を超えると開放されるように構成された脆弱部を有する、液体容器とを備えた、ガス生成装置であって、
該起爆剤または固体推進火薬、および液体容器の脆弱部が混合チャンバーと流体を通じて繋がれ、
起爆剤または固体推進火薬が点火されると起爆剤または固体推進火薬から発生する燃焼ガスが、ハウジングと液体容器との間を通して混合チャンバーに流入し、かつ、屈曲性を有する液体容器における閉鎖端部の外周部に接触し、液体容器が押し潰され、液体容器内の液体が加圧されて脆弱部が開放され、また、液体の圧力が所定の圧力を超えると、液体が液体容器から混合チャンバー内へ流入することができるようになり、
上記液体および燃焼ガスが混合されて液体を気化させ、また、燃焼ガスを冷却する、ガス生成装置。

【請求項2】

上記混合チャンバーが、ハウジング内に屈曲性を有する液体容器の上記内側よりの端部に隣接して設置されたハウジング部材によって規定され、
上記ハウジング部材が、液体容器の脆弱部に隣接して設けられたアパーチャを有する、請求項１に記載のガス生成装置。

【請求項3】

上記液体容器の上記外側よりの閉鎖端部は、平坦である、請求項１に記載のガス生成装置。

【請求項4】

上記屈曲性を有する液体容器は、上記ハウジングと上記屈曲性を有する液体容器との間に設けられた第２のハウジングによって囲まれている請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス生成装置。

【請求項5】

上記液体が水と塩化カルシウムとの混合物である請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス生成装置。

【請求項6】

上記塩化カルシウムが、２０重量％〜４０重量％の濃度で水と混合されている請求項５に記載のガス生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般にガス生成器に関し、さらに具体的には、液体を、固体推進火薬または起爆剤の高温のガス状の燃焼生成物と混合するガス生成器に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスを生成するさまざまな構成が、例えばエアーバッグなどの安全抑制装置を膨張させるために提案されてきた。ただし、これらの構成はその多数が、高温の燃焼生成物を膨張可能な装置の中に単純に放出するだけであり、フィルタリングを行って粒子状の物質を除去する以外にはほとんど改良されることがなかった。

【0003】

酸化剤（例えば過塩素酸カリウム）と混合された固体推進火薬（例えばアジ化ナトリウム）を燃焼させることによって生成されるガス状生成物を改質するために、特許文献１では、ガス生成装置に冷却剤チャンバーを設置し、このチャンバーに液体のハロカーボンを充填し、例えばハロカーボン液体が窒素に富む環境内で微粒子化して、安全抑制装置（エアーバッグ）を膨張させるために使用されるガスの温度を低下させるように構成することが提案されている。ただし、この構成において、ガス状の燃焼生成物は、ハロカーボン液体を収容する、破裂板（ｂｕｒｓｔ ｄｉｓｃ）によって閉じられたチャンバー内に直接放出される。このためには、当然、液体をその沸点まで加熱することが要求される。結果として得られる、ガス状のハロカーボンと高温の燃焼生成物との混合物は反応性が高く、ハロカーボンの一部は分解される。ハロカーボンの分解の結果、分子量がより低いハロゲン化合物（ＨＣｌおよびＨＦを含む）が生成されるが、これらのハロゲン化合物は有毒である。この理由によって、ハイブリッド式エアーバッグの膨張装置において、ハロカーボンは使用されない。

【0004】

特許文献２には、Ｐｏｏｆｅ他の装置とほぼ同様の構成について記載されている。Ｐｏｏｆｅ他との基本的な違いは、水がハロカーボン液体の替わりに使用される点である。ただし、この構成では、気化せずにスラグ状になった液体が装置から噴出する可能性が高く、その結果、エアーバッグの内部全体に雨のように水がしぶきとなって飛び散るだけである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第３，７８５，６７４号明細書（１９７４年１月１５日、Ｐｏｏｆｅ他）

【特許文献2】米国特許第３，８６２，８６６号明細書（１９７５年１月２８日、Ｔｉｍｍｅｒｍａｎ他）

【特許文献3】米国特許第５，４４９，０４１号明細書（１９９５年９月１２日、Ｇａｌｂｒｉａｔｈ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このように、これらの構成は、特許文献３に開示されている特性を有する、固体推進火薬が点火され、これを使って、火炎抑制力を有するある体積の液体を火に対して火を抑制し消火するような様態で押し出す、消火器として適用されることはあるかもしれないが、冷却作用を、使用される液体の場合に可能な限りもっとも効率的に利用することには失敗している。

【0007】

これらの構成では解決できないもう１つの問題は、液体（例えば水）が凝固する可能性が高く、それゆえ、冷却効果が全く得られず、および／または、流出口を塞ぐ、あるいは、非常に望ましくない様態で装置から発射されるミサイルのようになってしまうかする可能性が高い固体材料（氷）の塊を形成することによって、装置の動作を阻害することさえある、低温気候の問題である。

【0008】

上記問題は、ハロカーボン液体の使用は、凝固問題を軽減する可能性がある一方で、さまざまな環境上の懸念から著しく制限されているという点において、さらに深刻なものとなる。

【0009】

本発明の目的は、低温のガスを効率的に高い収率で発生させる、発火燃焼ガスと液体との徹底した混合を達成し、したがって、発生させたガスの効率的な使用を達成する、エアーバッグなどのためのガス生成器を提供することである。

【0010】

本発明のもう１つの目的は、冷却液をその凝固点より高い温度で維持し、こうすることによって、ガス生成装置に関連する安全装置が使用される気候に関わりなく、安全装置を適切に作動可能な状態に維持するガス生成器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

端的に述べれば、上記目的は以下のような構成によって達成される。すなわち、この構成では、比較的少量の起爆剤の燃焼を利用して適切なタイプの液体を収納するチャンバーを加圧し、さらに、この液体を強制的に本チャンバーから混合チャンバーへ押し出す。このとき、液体は、起爆剤の燃焼によって生じるガスの高速流とよく混合されて気化する。燃焼生成物の顕熱は液体によって吸収され、これによって液体は大きな体積の蒸気に変わる。気化した液体と燃焼ガスとの混合物は、エアーバッグを無毒で、低温の、微粒子が少ない大気で膨張させるために使用される。

【0012】

本発明の一参考形態は、例えば側面衝撃用膨張装置などの任意の適切なエアーバッグ膨張装置に適用されてもよく、該一参考形態では、細長い形状を有する一般に円筒状のハウジングが、一方の端部に、点火装置と、点火装置より内側に設けられたブースター起爆剤と、このブースター起爆剤より内側に設けられた任意の適切なタイプの起爆剤または固体推進火薬とを備えている。コップ型パーティションが起爆剤の内側よりの部分を囲む。このコップ型パーティションは、その周囲にはハウジングの内周との間に空間を有する複数の第１の孔を有し、内側よりの端部には１つ以上の第２の孔を有している。

【0013】

上記コップ型パーティションより内側には、チャンバー用チューブが設けられている。また、このチャンバー用チューブは、その端部にパーティションに隣接してキャップを備えている。なお、このキャップは、チャンバー用チューブに着脱可能に固定され、チャンバー用チューブ内でスライド可能である。チャンバー用チューブのもう一方の端部は閉じられており、所定の圧力を受けると破損または開放するようになっている薄いまたは脆弱な部分を備えている。チャンバー用チューブには、例えば凝固点抑制剤（例えば塩化カルシウム）の水溶液などの適切な液体が充填されている。上記チャンバー用チューブと、点火されると推進火薬のためのコップ型パーティションの第１の周辺孔から流出する起爆剤から発生する燃焼ガスのためのハウジングとの間に環状のチャンネルを提供するために、チャンバー用チューブの周囲は、ハウジングの内周より内側に空間を有している。

【0014】

上記ハウジングのもう一方の端部は、チャンバー用チューブの閉鎖端部に隣接して設置された内側よりの端部を有する内側ハウジング部材によって規定される混合チャンバーを備えている。なお、上記内側ハウジング部材の内側よりの端部は、チャンバー用チューブの閉鎖端部における脆弱部とアパーチャを有する。第２のパーティションは、ハウジングの内周より内側に空間を有し、チャンバー用チューブとハウジングとの間の環状のガス流動チャンネルに通じる複数の第３の周辺孔を備えている。このハウジングは、第１の周辺孔と推進火薬を囲むコップ型パーティションとに通じる。内側ハウジング部材は、その外側よりの端部において流体マニフォールドに固定または流体マニフォールドと一体的に形成される。なお、この流体マニフォールドは、マニフォールドおよび／またはエアーバッグなどに接続するための複数の同間隔に配置された放射状の排気口を有する。

【0015】

一参考形態の動作において、点火装置を作動させると、ブースター起爆剤および推進火薬が点火されて燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスは、上記パーティションの第１の周辺孔からチャンバー用チューブを囲む環状の流動チャンネルを通り、ハウジングの端部において内側ハウジング部材の第３の周辺孔を通って混合チャンバーに流入する。燃焼ガスは、パーティションの内側よりの端部の少なくとも１つの第２の孔を通って軸方向にも流れ、隣接するチャンバーキャップがチャンバー用チューブから離間してその内部で内側へ移動し、チャンバー用チューブ内の液体を加圧するために十分な圧力を、該チャンバーキャップに対して生成する。チャンバー用チューブ内で増加した圧力によって、チャンバー用チューブの閉鎖端部における脆弱部が開放し、加圧された液体が、内側ハウジング部材の隣接する内側よりの端部におけるアパーチャを通って混合チャンバー中に流入することができるようになる。

【0016】

混合チャンバー内では、燃焼ガスおよび加圧された液体がよく混合されて、液体が気化する。燃焼生成物の顕熱は液体によって吸収され、これによって液体は大きな体積の蒸気に変わる。そして、気化した液体と燃焼ガスとの混合物は、上記流体マニフォールドの放射状の排気口から流出して、エアーバッグなどをほぼ無毒で、低温の、微粒子が少ない大気で膨張させる。

【0017】

エアーバッグの膨張装置などに係わる本発明の別の一参考形態では、上記ハウジングが円形状のものであっても、短い小型の円筒状のものであってもよい。また、上記点火装置、ブースター起爆剤、および、推進火薬が、チャンバー用チューブに対して、長手方向ではなく、半径方向に空間を有していてもよい。本参考形態の動作は、ここで説明した上記一参考形態の動作とほぼ同じである。

【0018】

本発明の実施形態では、上記チャンバー用チューブは屈曲性を有するチューブである。なお、このチャンバー用チューブは燃焼ガスの圧力によって押し潰されてその一方の端部における脆弱部を開放し、チャンバー用チューブ内の加圧された液体が混合チャンバー内に流入することができるようにする。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】（Ａ）は、本発明のガス生成装置の一参考形態の、一部を切り取った側方立面図であり、（Ｂ）は、改良されたガス生成装置の構造における一部を切り取った側方立面図であり、（Ｃ）は、さらに改良されたガス生成装置の構造における一部を切り取った側方立面図である。

【図2】（Ａ）は、本発明のガス生成装置の別の一参考形態の、一部を切り取った側方立面図であり、（Ｂ）は、上記ガス生成装置の別の参考形態の、一部を切り取った側方立面図である。

【図3】（Ａ）は、上記ガス生成装置の本実施形態の、一部を切り取った側方立面図であり、（Ｂ）は、上記ガス生成装置の、一部を切り取った平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１（Ａ）は、本発明の一参考形態を、エアーバッグなどのための側面衝撃用膨張装置などの膨張装置に用いられる、ガス生成装置１０の形態で示している。ガス生成装置１０は、任意の適切なタイプの点火装置１４を一方の端部に有する、任意の適切な金属などの素材で形成された、細長く、一般に円筒状のハウジング１２を備えている。任意の適切なタイプのブースター起爆剤１６が点火装置１４より内側に設けられ、さらに、任意の適切なタイプの起爆剤または固体推進火薬１８がブースター起爆剤１６より内側に設けられている。コップ状のパーティション２０が起爆剤または固体推進火薬１８の内側よりの部分を囲み、かつ、直径が小さい末端部２２を備えている。なお、この末端部２２は、その周囲に複数の第１の孔２４を有し、内側よりの端部に少なくとも１つの第２の孔２６を有している。

【0021】

ハウジング１２内には、パーティション２０の末端部２２より内側にチャンバー用チューブ２８が設けられ、また、環状のガス流動チャンネル３０をチャンバー用チューブ２８とハウジング１２との間に形成するために、ハウジング１２の内径より小さな直径を有している。なお、この環状のガス流動チャンネル３０は、パーティション２０の末端部２２の周囲における第１の孔２４と通じている。チャンバー用チューブ２８は、そこに着脱可能に連結された端部キャップ３２を備え、パーティション２０の末端部２２に隣接して設置されている。チャンバー用チューブ２８および端部キャップ３２は、任意の適切な素材で形成されればよく、適切な様態で相互に接続されてもよい。一例をあげれば、チャンバー用チューブ２８および端部キャップ３２は、透湿性が低く、高温および低温に対して耐性を有する、例えばポリプロピレンなどの適切なプラスチックで形成されてもよい。端部キャップ３２は、粘着剤を用いて、あるいは他の形態でチャンバー用チューブ２８に接続されてもよく、また、所定の圧力を受けることによって端部キャップ３２から離間すると、チャンバー用チューブ２８内でスライド可能な内部のピストン部３４を備えていてもよい。一例をあげれば、ピストン部３４は、脆弱なまたは壊れやすい部分３６によって端部キャップ３２に接続されてもよい。

【0022】

低温に晒されたときには液体が凝固することを防止し、高温に晒されたときには液体が沸騰することを防止するために、チャンバー用チューブ２８には、例えば塩化カルシウムと水との混合物などの適切な液体が充填されている。一例をあげれば、この塩化カルシウムは、２０重量％〜４０重量％との間の濃度になるまで水と混合されてもよく、こうすることによって、凝固に対する保護が−５０℃まで提供され、沸騰に対する保護が１１５℃まで提供されるようになる。当業者にとって既知の他の適切な液体を使用してもよく、これは本発明の技術的範囲から逸脱するものではない。

【0023】

チャンバー用チューブ２８のもう一方の端部は閉鎖されており、また、脆弱部４０を有している。なお、この脆弱部４０は、チャンバー用チューブ内で所定の液体の圧力を受け
ると開放されて、チャンバー用チューブ内で圧力下にある液体のための流出開口部を形成するように構成されている。ハウジング１２のもう一方の端部からは、ハウジング部材としての内側ハウジング部材４２が内側へ延び、チャンバー用チューブ２８の脆弱部４０に隣接して一列に並べて設けられたアパーチャ４６を有する内側よりの末端部４４を備えている。内側ハウジング部材４２は、チャンバー用チューブ２８とハウジング１２との間の環状のガス流動チャンネル３０に通じる複数の第３の孔４８を、内側ハウジング部材４２の周囲に備えている。内側ハウジング部材４２は、その内部に、第３の孔４８を通って内側へ流れる燃焼ガスのための、および、チャンバー用チューブ２８から末端部４４におけるアパーチャ４６を通って内側へ流れる加圧された液体のための混合チャンバー５０を規定する。

【0024】

内側ハウジング部材４２はその外側よりの端部において、任意の適切なタイプの流体マニフォールド５２に接続されてもよい。なお、この流体マニフォールド５２は、推力に無関係に動作できるように複数の開口部５４を有していてもよく、さらに、マニフォールド（図示せず）および／またはエアーバッグ（図示せず）に任意の適切な様態で接続されてもよい。

【0025】

チャンバー用チューブ２８が環状のガス流動チャンネル３０内の高温の燃焼ガスに直接接触しないようにするために、チャンバー用チューブ２８は、任意の適切な素材（例えば金属）で形成された第２のチューブ５６によって囲まれていてもよい。第２のチューブ５６は、内側ハウジング部材４２に任意の適切な様態で固定されてもよく、第２のチューブ５６とハウジング１２との間に滑らかな環状のガス流動チャンネル３０を規定するように作用する。第２のチューブ５６は、所望であれば、環状のガス流動チャンネル３０の幅を変化させるために、ハウジング１２の内周面に対して平行または同心とならないように構成されてもよい。第２のチューブ５６は図１（Ｂ）に示すように省略されてもよく、これは本発明の技術的範囲から逸脱するものではない。

【0026】

図１（Ａ）に示すガス生成装置１０の動作において、点火装置１４を作動させると、ブースター起爆剤１６および起爆剤または固体推進火薬１８が点火されて燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスは、上記パーティション２０の末端部２２の周囲の第１の孔２４から流出して、チャンバー用チューブ２８とハウジング１２との間の環状のガス流動チャンネル３０に流入する。高温の燃焼ガスは、パーティション２０の末端部２２における少なくとも１つの第２の孔２６からも流出し、チャンバー用チューブ２８の端部キャップ３２のピストン部３４に接触する。ピストン部３４にかかる燃焼ガスの圧力は、脆弱なまたは壊れやすい部分３６を壊すことによってピストン部３４を端部キャップ３２から離間させるように作用し、ピストン部３４がチャンバー用チューブの内側へスライドして、チャンバー用チューブ内の液体を加圧する。こうして高められた液体の圧力によってチャンバー用チューブ２８の端部における脆弱部４０は破損し、加圧された液体が、チャンバー用チューブ２８から内側ハウジング部材４２の隣接する末端部４４におけるアパーチャ４６を通って内側ハウジング部材４２の混合チャンバー５０に流入できるようになる。環状のガス流動チャンネル３０を通って流れる高温の燃焼ガスも、内側ハウジング部材４２の周囲における３の孔４８を通って混合チャンバー５０に流入し、混合チャンバー５０に流入する液体と混合する。

【0027】

混合チャンバー５０内では、上記高温の燃焼ガスおよび液体がよく混合されて、液体が気化する。燃焼生成物の顕熱は液体によって吸収され、これによって液体は大きな体積の蒸気に変わる。そして、気化した液体と燃焼ガスとの混合物は、上記流体マニフォールド５２の複数の開口部５４を通って流れ、エアーバッグ（図示せず）などを無毒で、低温の、微粒子が少ない大気で膨張させる。

【0028】

図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示すガス生成装置１０と同様の構造を有し、同様に動作するガス生成装置２１０の別の一参考形態を示している。ガス生成装置１０と同様に、図１（Ｃ）に示すガス生成装置２１０は、一般に、ハウジング２１２と、点火装置２１４と、ブースター起爆剤２１６と、起爆剤または固体推進火薬２１８と、起爆剤の内側よりの部分を囲むコップ状のパーティション２２０と、パーティション２２０より内側に設けられ、端部キャップ２３２を有するチャンバー用チューブ２２８と、ピストン部２３４とを備えている。チャンバー用チューブ２２８のもう一方の端部には、脆弱部２４０および内側ハウジング部材２４２が設けられ、チャンバー用チューブ２２８の脆弱部２４０に隣接して設けられたアパーチャ２４６を有する内側よりの末端部２４４を備えている。なお、この内側ハウジング部材２４２は、ハウジング２１２のもう一方の端部から内側へ延びている。内側ハウジング部材２４２は、チャンバー用チューブ２２８とハウジング２１２との間の環状のガス流動チャンネル２３０に通じる複数の第３の孔２４８を、内側ハウジング部材２４２の周囲に備えている。内側ハウジング部材２４２は、その内部に、孔２４８を通って内側へ流れる燃焼ガスのための、および、チャンバー用チューブ２２８からアパーチャ２４６および末端部２４４を通って内側へ流れる加圧された液体のための混合チャンバー２５０を規定する。

【0029】

図１（Ｃ）に示すガス生成装置２１０の参考形態は、コップ状のパーティション２２０がその周囲に第１の孔を有しておらず、コップ状のパーティション２２０の内側よりの端部に、チャンバー用チューブ２２８の端部キャップ２３２との間に空間を有する少なくとも１つの第２の孔２３６が設けられている点において、図１（Ａ）に示すガス生成装置と異なる。したがって、パーティション２２０の内側よりの端部における第２の孔２３６を通って流れる燃焼ガスは、チャンバー用チューブ２２８のピストン部２３４と、混合チャンバー２５０を規定する内側ハウジング部材２４２に通じる環状のガス流動チャンネル２３０とを同時に加圧する。

【0030】

図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示すガス生成装置１０と同様に動作し、例えば前面膨張装置などのエアーバッグの膨張装置として使用する、小型の円形または短い円筒状のハウジング１１２で形成されたガス生成装置１１０の別の参考形態を示している。

【0031】

ガス生成装置１１０において、点火装置１１４、ブースター起爆剤１１６、および、起爆剤または固体推進火薬１１８は、チャンバー用チューブ１２８の隣に横に並べて配置されている。チャンバー用チューブ１２８は、その内部に設置された端部キャップ１３２および可動ピストン部１３４を有する。チャンバー用チューブ１２８の内側または上側の閉鎖端部は、脆弱部１４０がパーティション１４７の流出孔１４６と一列に並ぶように形成されている。流出孔１４６は、ハウジング１１２内の起爆剤または固体推進火薬１１８に晒される複数の第３の孔１４８を周囲に有する、内側ハウジング部材１４２の上部にある混合チャンバー１５０内部へ向かって開いている。混合チャンバー１５０は、マニフォールド（図示せず）および／またはエアーバッグ（図示せず）と通じるように、放射状の開口部１５４を内部に有する上側または外側の流体マニフォールド部１５２と通じている。

【0032】

ガス生成装置１１０の動作は、図１（Ａ）に示したガス生成装置１０の動作と同じである。起爆剤または固体推進火薬１１８に点火すると燃焼ガスが生成され、この燃焼ガスが内側ハウジング部材１４２における孔１４８を通って混合チャンバー１５０に流入する。燃焼ガスは、さらに、ピストン部１３４をチャンバー用チューブ１２８の端部キャップ１３２から離間させ、その結果、ピストン部１３４はチャンバー用チューブ１２８の内側へ移動して、チャンバー用チューブ１２８内の液体を加圧し、チャンバー用チューブ１２８の閉鎖端部における脆弱部１４０を開放する。こうすることによって、液体は流出孔１４６を通って混合チャンバー１５０へ流入するようになる。この液体は、混合チャンバー１５０内で、内側ハウジング部材１４２における孔１４８を通って混合チャンバー１５０に流入する高温の燃焼ガスと混合する。そして、混合済みの燃焼ガスおよび気化液体は、混合チャンバー１５０の開口部１５１を通って流体マニフォールド部１５２に流入し、流体マニフォールド部１５２における開口部１５４から流出して、エアーバッグ（図示せず）などを膨張させる。

【0033】

図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すガス生成装置１１０と同様の構造を有し、同様に動作するガス生成装置３１０の別の一参考形態を示している。ガス生成装置３１０において、点火装置３１４は、ハウジング３１２の下部の中央部に配置されており、パーティション３４９における孔３４８を介して、混合チャンバー３５０と流体を通じて繋がれている起爆剤または固体推進火薬３１８によって囲まれている。

【0034】

パーティション３４９の内部には、点火装置３１４の上方にチャンバー用チューブ３２８が設けられており、端部キャップ３３２およびそこに着脱可能に連結された可動ピストン部３３４を備えている。チャンバー用チューブ３２８の上側の閉鎖端部は、脆弱部３４０が、混合チャンバー３５０内部へ向かって開いている、パーティション３４９における流出開口部３４６と一列に並ぶように形成されている。ピストン部３３４は、起爆剤または固体推進火薬３１８と流体を通じて繋がれている。

【0035】

混合チャンバー３５０は、流体マニフォールド（図示せず）および／またはエアーバッグ（図示せず）と流体を通じて繋がれている。

【0036】

ガス生成装置３１０の動作は、図２（Ａ）に示すガス生成装置１１０の動作と一般に同じである。起爆剤または固体推進火薬３１８に点火すると燃焼ガスが生成され、この燃焼ガスがパーティション３４９における孔３４８を通って混合チャンバー３５０に流入する。燃焼ガスは、さらに、ピストン部３３４をチャンバー用チューブ３２８の端部キャップ３３２から離間させ、その結果、ピストン部はチャンバー用チューブ３２８の内側へ移動して、チャンバー用チューブ３２８内の液体を加圧し、チャンバー用チューブ３２８の閉鎖端部における脆弱部３４０を開放する。こうすることによって、液体は流出開口部３４６を通って混合チャンバー３５０へ流入するようになる。この液体は、混合チャンバー３５０内で、パーティション３４９における孔３４８を通って混合チャンバー３５０に流入する高温の燃焼ガスと混合する。そして、混合済みの燃焼ガスおよび気化液体は、流体マニフォールド（図示せず）などに流入し、エアーバッグ（図示せず）などを膨張させる。

【0037】

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、および、図１（Ｃ）に示すガス生成装置１０および２１０と同様の構造を有し、同様に動作するガス生成装置４１０の本実施形態を示している。ガス生成装置４１０は、任意の適切なタイプの点火装置４１４を一方の端部に有する、任意の適切な金属などの素材で形成された、細長く、一般に円筒状のハウジング４１２を備えている。任意の適切なタイプのブースター起爆剤４１６が点火装置４１４より内側に設けられ、さらに、任意の適切なタイプの起爆剤または固体推進火薬４１８がブースター起爆剤４１６より内側に設けられている。コップ状のパーティション４２０がブースター起爆剤４１６および起爆剤または固体推進火薬４１８を囲んでいる。また、このコップ状のパーティション４２０は、その周囲に複数の第１の孔４２４を有し、その内側よりの末端部４２２に複数の第２の孔４２６を有している。

【0038】

ハウジング４１２内には、パーティション４２０の末端部４２２より内側にチャンバー用チューブ４２８が設けられ、また、環状のガス流動チャンネル４３０をチャンバー用チューブ４２８とハウジング４１２との間に形成するために、ハウジング４１２の内径より小さな直径を有している。なお、この環状のガス流動チャンネル４３０は、パーティション４２０における第１の孔４２４および第２の孔４２６と通じている。チャンバー用チューブ４２８は、平坦な封止された外側よりの端部４３２および内側よりの端部４３３を有する、屈曲性を有するチューブである。なお、この内側よりの端部４３３は、チャンバー用チューブ内で所定の液体の圧力を受けると開放されて、チャンバー用チューブ内で圧力下にある液体のための流出開口部を形成するように構成された脆弱部４４０を有している。チャンバー用チューブ４２８は、任意の適切な素材で形成されればよく、例えばポリエチレンなどの適切なプラスチックで形成されてもよい。低温に晒されたときには液体が凝固することを防止し、高温に晒されたときには液体が沸騰することを防止するために、チャンバー用チューブ４２８には、例えば塩化カルシウムと水との混合物などの適切な液体が充填されている。この塩化カルシウムの濃度は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すチャンバー用チューブ２８についてここで説明した濃度と同じであってもよい。

【0039】

ハウジング４１２のもう一方の端部からは、内側ハウジング部材４４２が内側へ延び、チャンバー用チューブ４２８の脆弱部４４０に隣接して設けられたアパーチャ４４６を有する内側よりの末端部４４４を備えている。内側ハウジング部材４４２は、その周囲に、チャンバー用チューブ４２８とハウジング４１２との間の環状のガス流動チャンネル４３０と通じる複数の第３の孔４４８を備えている。内側ハウジング部材４４２は、その内部に、孔４４８を通って内側へ流れる燃焼ガスのための、および、チャンバー用チューブ４２８から内側ハウジング部材４４２の末端部４４４におけるアパーチャ４４６を通って内側へ流れる加圧された液体のための混合チャンバー４５０を規定する。内側ハウジング部材４４２はその外側よりの端部において、任意の適切なタイプの流体マニフォールド４５２に接続されてもよい。なお、この流体マニフォールド４５２は、推力に無関係に動作できるように複数の開口部４５４を有していてもよく、さらに、マニフォールド（図示せず）および／またはエアーバッグ（図示せず）に任意の適切な様態で接続されてもよい。

【0040】

チャンバー用チューブ４２８が環状のガス流動チャンネル４３０内の高温の燃焼ガスに直接接触しないようにするために、チャンバー用チューブ４２８は、任意の適切な素材（例えば金属）で形成された第２のチューブ４５６によって囲まれていてもよい。第２のチューブ４５６は、内側ハウジング部材４４２に任意の適切な様態で固定されてもよく、第２のチューブ４５６とハウジング４１２との間に滑らかな環状のガス流動チャンネル４３０を規定するように作用する。第２のチューブ４５６は、所望であれば、環状のガス流動チャンネル４３０の幅を変化させるために、ハウジング４１２の内周面に対して平行または同心とならないように構成されてもよい。第２のチューブ４５６は図１（Ｂ）に示すように省略されてもよく、これは本発明の技術的範囲から逸脱するものではない。

【0041】

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すガス生成装置４１０の動作において、点火装置４１４を作動させると、ブースター起爆剤４１６および起爆剤または固体推進火薬４１８が点火されて燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスは、パーティション４２０における第１の孔４２４および第２の孔４２６から流出して、チャンバー用チューブ４２８の隣接する平坦な端部に接触し、また、チャンバー用チューブ４２８とハウジング４１２との間の環状のガス流動チャンネル４３０に流入する。屈曲性を有するチャンバー用チューブ４２８にかかる燃焼ガスの圧力によって、チャンバー用チューブ４２８は押し潰されてその内部の液体を加圧する。こうして高められた液体の圧力によってチャンバー用チューブ４２８の内側よりの端部における脆弱部４４０は破損し、加圧された液体が、チャンバー用チューブ４２８から内側ハウジング部材４４２の隣接する末端部４４４におけるアパーチャ４４６を通って内側ハウジング部材４４２の混合チャンバー４５０に流入できるようになる。環状のガス流動チャンネル４３０を通って流れる高温の燃焼ガスは、内側ハウジング部材４４２の周囲における孔４４８を通って混合チャンバー４５０に流入し、混合チャンバー４５０に流入する液体と混合する。

【0042】

混合チャンバー４５０内では、上記高温の燃焼ガスおよび液体はよく混合されて、液体が気化する。燃焼生成物の顕熱は液体によって吸収され、これによって液体は大きな体積の蒸気に変わる。そして、気化した液体と燃焼ガスとの混合物は、上記流体マニフォールド４５２の開口部４５４を通って流れ、エアーバッグ（図示せず）などを無毒で、低温の、微粒子が少ない大気で膨張させる。

【0043】

上記ガス生成装置の１０、１１０、２１０、３１０、および４１０の部品は任意の適切な素材で形成されてもよく、また、上記起爆剤は任意の適切なタイプの起爆剤または推進火薬であってもよく、さらに、上記チャンバー用チューブ内の液体は任意の適切なタイプの液体であってもよく、これは本発明の技術的範囲から逸脱するものではない。

【0044】

本発明について、現在もっとも実用的かつ好適な実施形態と考えられる事項との関連において記載してきたが、本発明が開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に、添付の請求項の精神と技術的範囲から逸脱しない各種の改良および等価の構成を包含するものであることは明らかである。

【図1】

【図2】

【図3】