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JP2002120687A - ハイブリッドインフレータ - Google Patents

ハイブリッドインフレータ

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Publication number
JP2002120687A
JP2002120687A JP2000319459A JP2000319459A JP2002120687A JP 2002120687 A JP2002120687 A JP 2002120687A JP 2000319459 A JP2000319459 A JP 2000319459A JP 2000319459 A JP2000319459 A JP 2000319459A JP 2002120687 A JP2002120687 A JP 2002120687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hybrid inflator
nozzles
pressurized medium
gas
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000319459A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Yamazaki
征幸 山▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP2000319459A priority Critical patent/JP2002120687A/ja
Priority to DE60117035T priority patent/DE60117035T2/de
Priority to EP01976712A priority patent/EP1327565B1/en
Priority to PCT/JP2001/009110 priority patent/WO2002032728A1/ja
Priority to US10/149,984 priority patent/US6799776B2/en
Publication of JP2002120687A publication Critical patent/JP2002120687A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/268—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
    • B60R21/272—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas with means for increasing the pressure of the gas just before or during liberation, e.g. hybrid inflators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/261—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow with means other than bag structure to diffuse or guide inflation fluid

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧媒質等の流出量制御が容易なハイブリッ
ドインフレータの提供。 【解決手段】 加圧媒質等の流出経路に位置する複数の
ノズル166の一部が、内圧の上昇で破裂するテープ160で
閉塞されている。内圧が低いときテープ160は破裂せ
ず、内圧が高いときテープ160は破裂するので、内圧の
変化に応じてノズル166の開口面積を変化させて加圧媒
質等の流出量を制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車両の膨張式
安全システムに関し、より詳しくは、実用時の環境温度
にかかわらず、エアバッグを迅速かつ確実に膨張させる
ことができるハイブリッドインフレータ及びそれを用い
たエアバック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
両の膨張式安全システム用のインフレータの発展に伴
い、加圧ガスと固形ガス発生剤とを併用するハイブリッ
ドインフレータが注目されている。ハイブリッドインフ
レータにおいて、主たる設計要件はエアバッグが効果的
に作動するように所定の時間で所定の量だけ膨張させね
ばならないことであり、従来その構造について種々の提
案がなされており、従来技術としては、特開平７−９８
８１４号公報、特開平１０−１００８５１号公報等が知
られている。
【０００３】本発明の目的は、エアバッグを迅速かつ確
実に膨張させることができる、安全性の高いハイブリッ
ドインフレータ及びそれを用いたエアバック装置を提供
することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、解決手段の１
つとして、加圧媒質が充填されたインフレータハウジン
グと、インフレータハウジング内に収容された、ガス発
生手段を含む１又は２以上のガス発生室を有するガス発
生器と、ガス発生器に接続された点火手段とを有する、
エアバックを備えた車両の膨張式安全システムのための
ハイブリッドインフレータであって、ハイブリッドイン
フレータの作動時に加圧媒質が流出する経路が途中で主
破裂板により閉塞されており、更に加圧媒質が流出する
経路に加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を制御するための
複数のノズルが設けられているハイブリッドインフレー
タを提供する。
【０００５】なお、本発明においては、ハイブリッドイ
ンフレータの作動時に加圧媒質が流出する経路は、ハイ
ブリッドインフレータの構造に応じて適宜設定し、変更
することができる。
【０００６】本発明は、加圧媒質が流出する経路に設け
られた複数のノズルの作用によって、加圧媒質及び燃焼
ガスの流出量を制御することで、ハイブリッドインフレ
ータ内部の内圧の変化を制御するものであり、エアバッ
グ装置に適用した場合には、実用時の環境温度に左右さ
れることなく、迅速かつ確実にエアバッグを膨張させる
ことができる。
【０００７】更に上記発明のハイブリッドインフレータ
は、加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を制御するための複
数のノズルが、主破裂板に到る前の加圧媒質の流出経路
に設けられている構造にすることができる。
【０００８】このように主破裂板に到る前の流出経路に
複数のノズルを設ける場合は、例えば、下記の各構造を
有するハイブリッドインフレータにすることができる。
【０００９】一つの構造として、加圧媒質の流出経路
で、主破裂板に到る前の流出経路を筒状部材で形成し、
前記筒状部材を、一端側が主破裂板に面し、他端側が閉
塞された構造のものとし、側面に貫通孔からなる複数の
ノズルが設けられた構造にすることができる。
【００１０】他の構造として、加圧媒質の流出経路で、
主破裂板に到る前の流出経路を筒状部材で形成し、前記
筒状部材を、一端側が主破裂板に面し、他端側に貫通孔
からなる複数のノズルが設けられた構造にすることがで
きる。この場合、側面にはノズルは設けられていない。
【００１１】更に他の構造として、加圧媒質の流出経路
で、主破裂板に到る前の流出経路を筒状部材で形成し、
前記筒状部材を、一端側が主破裂板に面し、他端側と側
面に貫通孔からなる複数のノズルが設けられた構造にす
ることができる。
【００１２】また上記発明のハイブリッドインフレータ
は、加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を制御するための複
数のノズルが、主破裂板より後の加圧媒質の流出経路に
設けられている構造にすることができる。
【００１３】このように主破裂板より後の流出経路に複
数のノズルを設ける場合は、主破裂板より後の流出経路
を筒状部材で形成し、前記筒状部材を、一端側が主破裂
板に面し、他端側及び／又は側面に貫通孔からなる複数
のノズルが設けられた構造にすることができ、例えば、
主破裂板より後の流出経路に位置しているハイブリッド
インフレータからの加圧媒質及び燃焼ガスの複数の排出
口をノズルとすることができる。
【００１４】本発明のハイブリッドインフレータにおい
ては、主破裂板に到る前又は後の加圧媒質の流出経路の
いずれか又は両方にノズルを設けることができるが、主
破裂板に到る前の流出経路にノズルを設けることが望ま
しい。
【００１５】本発明においては、複数のノズル開口面積
を、それぞれ同一又は異なるものにすることができる。
このノズルの開口面積は、ハイブリッドインフレータに
要求される性能、用途に応じ、加圧媒質及び燃焼ガスの
流出量を所望程度に制御できるように設定する。ノズル
の開口面積は、ノズル径の大きさに対応するものである
ため、ノズル径で示すと、１〜８ｍｍが好ましく、１〜
６ｍｍがより好ましい。
【００１６】また、複数のノズルの総開口面積は、４０
〜１２０ｍｍ2が好ましく、６０〜９０ｍｍ2がより好ま
しく、ノズルの数は、ノズルの総開口面積に関連して決
定されるものであり、２〜８個が好ましく、４〜６個が
より好ましい。
【００１７】このように複数のノズルの開口面積や総開
口面積を調整することによって、加圧媒質及び燃焼ガス
の流出量の制御及びハイブリッドインフレータの内圧変
化の制御がより容易にできるようになる。
【００１８】本発明においては、複数のノズルが遮蔽手
段で閉塞されている構造にすることができ、この遮蔽手
段による閉塞状態は複数のノズルの設置場所により選択
される。複数のノズルが主破裂板に到る前の流出経路に
設けられているとき、複数のノズルの一部が遮蔽手段で
閉塞されている（即ち、遮蔽状態と開放状態のノズルが
混在する）構造にすることができ、複数のノズルが主破
裂板より後の流出経路に設けられているとき、複数のノ
ズルの一部又は全部が遮蔽手段で閉塞されている構造に
することができる。
【００１９】この遮蔽手段は、作動時におけるハイブリ
ッドインフレータの内圧の上昇に伴って破裂するもので
あり、複数のノズルの全部が遮蔽手段で閉塞されている
とき、遮蔽手段が破裂するに要する圧力が異なっている
ものが望ましく、例えば、ノズルが６個ある場合には、
１個ずつ、２個ずつ又は３個ずつ等の所望の組合せで遮
蔽手段の破壊圧力を異ならせることができる。この遮蔽
手段が破壊される圧力は、ノズルの径や遮蔽手段の強度
（厚み、材質等）等を変更することによって、調整する
ことができる。
【００２０】このようにして遮蔽手段が破裂するに要す
る圧力を異ならせることによって、複数のノズルごとに
遮蔽手段の破裂し易さ（即ち、破裂時間の長短）を異な
らせることができ、その結果、加圧媒質及び燃焼ガスの
流出量を制御することができる。
【００２１】このようにノズルを遮蔽手段で閉塞するこ
とによって、加圧媒質及び燃焼ガスの流出量の制御及び
ハイブリッドインフレータの内圧変化の制御がより一層
容易にできるようになる。即ち、ガス発生手段が燃焼し
て高温の燃焼ガスが発生することによって、ハイブリッ
ドインフレータの内圧が徐徐に高まって行くため、その
圧力の上昇に伴って遮蔽手段が破裂され、段階的にノズ
ルの総開口面積が変化して行くので、加圧媒質及び燃焼
ガスの流出量が制御され、ハイブリッドインフレータの
内圧の変化が制御される。よって、具体的には、図３に
示されたような、望ましい圧力カーブを得ることができ
る。
【００２２】本発明で用いる遮蔽手段は、ハイブリッド
インフレータの内圧の変化に応じて破裂できるように、
その強度を厚み、材質等で調整する必要がある。ハイブ
リッドインフレータの作動時における内圧の変化は、ハ
イブリッドインフレータをエアバッグ装置に適用した場
合の種々の要件、例えば、車両内の取り付け位置（運転
席、助手席、後部座席等）、車種、使用環境温度に応じ
て異なるものであるが、遮蔽手段として、厚みが３０〜
３００μｍのテープを使用することが好ましく、厚みが
３０〜８０μｍのテープを使用することがより好まし
い。テープの素材は特に限定されるものではないが、金
属、例えばステンレス、アルミニウムが好ましい。
【００２３】本発明のハイブリッドインフレータで用い
る加圧媒質は、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス（本
発明では窒素も不活性ガスに含まれるものとする）から
なるものであり、必要に応じて酸素を含ませることもで
きる。アルゴンは加圧媒質の熱膨張を促進するように作
用し、ヘリウムを含有させておくと加圧媒質の漏れの検
出が容易となるので、不良品の流通が防止されるため好
ましい。また、酸素はガス発生手段としてのガス発生剤
の燃焼により生じた一酸化炭素や水素を、二酸化炭素や
水蒸気に変換するように作用する。加圧媒質の充填圧力
（＝インフレータハウジング内の圧力）は、好ましくは
１０，０００〜７０，０００ｋＰａ、より好ましくは３
０，０００〜６０，０００ｋＰａである。なお、加圧媒
質は酸素を含有しても含有していなくてもよく、酸素を
含有させる場合は最大で３０モル％が好ましい。
【００２４】本発明で用いるガス発生手段は、例えば、
ガンプロペラントを用いることができる。ガンプロペラ
ントとしては、シングルベースガンプロペラント、ダブ
ルベースガンプロペラント、トリプルベースガンプロペ
ラントのほかに、二次爆薬、結合剤、可塑剤、安定剤等
からなるものを混合し、所望形状に成型したものも使用
できる。
【００２５】二次爆薬としては、ヘキサハイドロトリニ
トロトリアジン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンテト
ラニトラミン（ＨＭＸ）、ペンタエリスリトールテトラ
ニトレイト（ＰＥＴＮ）、トリアミノグアニジンニトレ
イト（ＴＡＧＮ）等が挙げられる。例えば、二次爆薬と
してＲＤＸを用い、酸素のない雰囲気中、２０，６７０
ｋＰａの圧力下、燃焼温度３３４８Ｋで燃焼させた場
合、燃焼ガス中の生成ガスはｍｏｌｅ％で窒素３３％、
一酸化炭素２５％、水蒸気２３％、二酸化炭素８％及び
他のガス成分となる。
【００２６】結合剤としては、セルロースアセテート、
セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテー
トプロピオレート、エチルセルロース、ポリ酢酸ビニ
ル、アジドポリマー、ポリブタジエン、水素化ポリブタ
ジエン、ポリウレタン等が挙げられ；可塑剤としては、
トリメチロールエタントリニトレイト、ブタントリオー
ルトリニトレイト、ニトログリセリン、ビス（２，２−
ジニトロプロピル）アセタール／ホルマール、グリシジ
ルアジド、アセチルトリエチルシトレート等が挙げら
れ；安定剤は、エチルセントラライト、ジフェニルアミ
ン、レゾシノール等が挙げられる。
【００２７】二次爆薬と結合剤、可塑剤及び安定剤との
割合は、二次爆薬が約５０〜９０重量％、結合剤、可塑
剤及び安定剤の合計量が約１０〜５０重量％が好まし
い。
【００２８】また、本発明で用いるガス発生手段として
は、上記ガス発生手段の他に、下記のような燃料及び酸
化剤又は燃料、酸化剤及びスラグ形成剤を含むものを、
必要に応じて結合剤と共に混合し、所望形状に成型した
ガス発生剤を使用することができる。
【００２９】このガス発生剤としては、１又は２以上の
貫通孔又は非貫通孔を有する有孔円筒状のものを使用す
ることが好ましい。このような有孔円筒状のガス発生剤
を使用することにより、ガス発生剤の燃焼を促進させる
ことができるので、ハイブリッドインフレータの作動性
能を高めることができる。
【００３０】このような有孔円筒状のガス発生剤は、外
径（Ｒ）、内径（ｄ）及び長さ（Ｌ）をハイブリッドイ
ンフレータへの応用が可能な範囲で適宜設定することが
できる。１つの貫通孔を有する単孔円筒状のものの場
合、外径が６ｍｍ以下で、厚み（Ｗ）〔（Ｒ−ｄ）／
２〕に対する長さの比（Ｌ／Ｗ）が１以上であることが
好ましい。２以上の貫通孔を有する多孔円筒状のものの
場合、外径が６０ｍｍ以下で、厚み（Ｗ）（複数の孔が
均等に配置されている場合には、孔と孔との距離で、均
等に配置されていない場合には、各距離の平均値）に対
する長さの比（Ｌ／Ｗ）が１以上であることが好まし
い。更に、１又は２以上の非貫通孔を有するものの場
合、外径が６０ｍｍ以下で、厚み（Ｗ）（前記の多孔円
筒状のものと同じ定義である）対する長さの比（Ｌ／
Ｗ）が１以上で、非貫通孔部分の肉厚Ｗ’（非貫通孔の
底部と円筒状物の底部までの距離）と厚みＷとの比
（Ｗ’／Ｗ）が０．５〜２であることが好ましい。
【００３１】このガス発生剤は、その燃焼により発生す
るガスが、加圧媒質と共にエアバックの膨張展開に役立
つものである。特に本発明においては、スラグ形成剤を
含むガス発生剤を用いることにより、インフレータから
排出されるミストの量を大幅に低減できる。
【００３２】ガス発生手段は、燃料としてニトラミン系
化合物を除く非アジド有機化合物を含有するものが好ま
しいが、ニトラミン系化合物を含むものとしては、米国
特許第５，５０７，８９１号明細書に開示され、特許請
求の範囲に示されている推進剤組成物が挙げられ、例え
ば、シクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）、シ
クロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）を含む
組成物が挙げられる。また、その他には、特開平８−２
８２４２７号公報に開示され、特許請求の範囲に示され
ている推進剤であり、例えば、請求項３２に記載されて
いる二次爆薬及びバインダー系が挙げられる。二次爆薬
は、同公報の請求項３４に記載されたＲＤＸ、ＨＭＸ、
ＰＥＴＮ、ＴＡＧＮ等が挙げられ、バインダー系は請求
項３７、３８に記載されているＣＡ、ＣＡＢ、ＣＡＰ、
ＥＣ、ＰＶＡ等の結合剤を含むものが挙げられる。
【００３３】ニトラミン系化合物を除く非アジド有機化
合物を含有する燃料としては、次のような含窒素化合物
を使用することができる。例えば、トリアゾール誘導
体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカ
ルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体から選ばれる１
又は２以上の混合物が挙げられる。これらの具体例とし
ては、５−オキソ−１，２，４−トリアゾール、テトラ
ゾール、５−アミノテトラゾール、５，５−ビ−１Ｈ−
テトラゾール、グアニジン、ニトログアニジン、シアノ
グアニジン、トリアミノグアニジン硝酸塩、硝酸グアニ
ジン、炭酸グアニジン、ビウレット、アゾジカルボンア
ミド、カルボヒドラジド、カルボヒドラジド硝酸塩錯
体、蓚酸ジヒドラジド、ヒドラジン硝酸塩錯体等が挙げ
られる。
【００３４】燃料としては、ニトログアニジン（Ｎ
Ｑ）、グアニジン硝酸（ＧＮ）、グアニジン炭酸塩、ア
ミノニトログアニジン、アミノグアニジン硝酸塩、アミ
ノグアニジン炭酸塩、ジアミノグアニジン硝酸塩、ジア
ミノグアニジン炭酸塩、トリアミノグアニジン硝酸塩等
のグアニジン誘導体等から選ばれる１又は２以上が好ま
しいが、勿論これらに限定されるものではない。
【００３５】酸化剤としては、硝酸ストロンチウム、硝
酸カリウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、酸
化銅、酸化鉄、塩基性硝酸銅等から選ばれる１又は２以
上が好ましい。
【００３６】酸化剤の配合量は、燃料１００重量部に対
して、好ましくは１０〜８０重量部、より好ましくは２
０〜５０重量部である。
【００３７】スラグ形成剤としては、酸性白土、タル
ク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、シリカ、ア
ルミナ、ケイ酸ナトリウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、
ヒドロタルサイト及びこれらの混合物から選ばれる１又
は２以上が好ましい。
【００３８】スラグ形成剤の配合量は、燃料１００重量
部に対して、好ましくは０〜５０重量部、より好ましく
は１〜１０重量部である。
【００３９】結合剤としては、カルボキシルメチルセル
ロースのナトリウム塩、ヒドロキシエチルセルロース、
デンプン、ポリビニルアルコール、グアーガム、微結晶
性セルロース、ポリアクリルアミド、ステアリン酸カル
シウム等から選ばれる１又は２以上が好ましい。
【００４０】結合剤の配合量は、燃料１００重量部に対
して、好ましくは０〜３０重量部、より好ましくは３〜
１０重量部である。
【００４１】本発明は、ガス発生器がガス発生手段を含
む１つのガス発生室を有するもの（シングル型）、２つ
のガス発生室を有するもの（デュアル型）又は３つ以上
のガス発生室を有するものに適用することができる。ガ
ス発生室が２以上の場合の配置は特に限定されるもので
はなく、例えばガス発生室が２つの場合は、２つのガス
発生室が長さ方向に直列にかつ隣接して配置された構造
のもの、長さ方向に直列にかつ離して配置した構造のも
の、幅方向に並列にかつ隣接して配置した構造のもの、
幅方向に並列にかつ離して配置した構造のもの等にする
ことができる。なお、幅方向に並列に配置する場合は、
二つのガス発生室を同心円に配置し、一つのガス発生室
の外側に他のガス発生室を配置した場合又は幅方向の断
面が半円形の二つのガス発生室を幅方向に配置した場合
を含む。
【００４２】本発明のハイブリッドインフレータにおい
ては、ガス発生手段が常圧雰囲気中に保持されている構
成にすることができる。このようにガス発生手段を加圧
雰囲気ではなく常圧雰囲気に保持した場合、長期間経過
中にガス発生手段が圧力によって劣化されにくいため好
ましい。圧力による劣化を受けた場合、燃焼時において
ガス発生手段が崩壊し易くなる場合がある。
【００４３】更に本発明は、衝撃センサ及びコントロー
ルユニットからなる作動信号出力手段と、ケース内に上
記したハイブリッドインフレータとエアバックが収容さ
れたモジュールケースとを備えたことを特徴とするエア
バック装置を提供する。
【００４４】本発明において、「ガス発生器」は、ガス
発生室内に存在するガス発生手段（ガス発生剤）の燃焼
により高温の燃焼ガスを発生させ、前記高温の燃焼ガス
をインフレータハウジング内に流出させるガス発生機能
を有するものを意味する。また、ハイブリッドインフレ
ータは、インフレータハウジング内に前記ガス発生器を
含むものであり、「インフレータ」は前記ガス発生器か
ら流出した高温の燃焼ガスの作用によって、インフレー
タハウジング内でかつガス発生器外に存在する加圧媒質
を外部に流出させ、エアバッグ等の被膨張性物品を膨張
させる機能を有するものを意味し、「ハイブリッド」
は、ガス発生剤の燃焼による高温燃焼ガスと加圧媒質の
両方を組み合わせて利用することを意味する。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を示した
図面により、本発明を詳しく説明する。図１は、ガス発
生室が１つのシングル型ハイブリッドインフレータ１０
０の一実施形態の長さ方向への断面図である。
【００４６】図１に示すように、インフレータハウジン
グ１０２は筒状の耐圧性容器からなり、内部空間１０３
は加圧媒質が充填され、高圧に保持されている。加圧媒
質は、通常はインフレータハウジング１０２の一端側に
接続されたボス１４５に形成された細孔１０７から充填
し、前記細孔は加圧媒質の充填後にシールピン１０９に
より閉塞する。インフレータハウジング１０２は、ディ
フューザ１８０側の端部近傍を除いた残部外形を均一径
の形状（くびれ等のないフラットな外形）にすることが
できる。
【００４７】ガス発生器１０８は、ガス発生器ハウジン
グ１０５により外殻が形成されており、その内部におい
て、伝火室１１０と、伝火室１１０の周囲に形成され
た、インフレータハウジング１０２の長さ方向に直列に
かつ隣接して配置されたガス発生室１２０を有してい
る。このガス発生器１０８は、インフレータハウジング
１０２内に配置され、その長さ方向の一端において、ボ
ス１４５に溶接により固着されている。
【００４８】伝火室１１０は、筒状の伝火室ハウジング
１１１から形成されており、ブースター剤（伝火薬）１
１２が充填されたブースターカップ１１６と閉鎖手段と
しての破裂板１１９により閉鎖された連通路を介して、
点火用イニシエータ１１７に連結されている。伝火室１
１０は、伝火孔１１８によりガス発生室１２０と連通さ
れている。
【００４９】ガス発生室１２０は、伝火室１１０の周囲
に配置されており、ガス発生室ハウジング１０５、伝火
室１１０のハウジング１１１、隔壁１２６及びボス１４
５から形成されており、内部に所要量のガス発生手段と
してのガス発生剤１２４が収容されている。ガス発生室
１２０とインフレータハウジング１０２は複数の連通孔
１２５により連通されており、複数の連通孔１２５は、
ガス発生剤１２４がガス発生室１２０の外に漏れ出ない
ように、それらの孔径が調整されている。
【００５０】上記のとおり、伝火室１１０がガス発生室
１２０に連通され、ガス発生室１２０がインフレータハ
ウジング１０２と連通されているため、伝火室１１０、
ガス発生室１２０は、いずれも高圧、即ちインフレータ
ハウジング１０２内部（内部空間１０３）と同じ圧力に
保持されている。
【００５１】ボス１４５内に形成された点火手段室１１
５には、点火用イニシエータ１１７が収容されており、
点火用イニシエータ１１７は、イニシエータカラー１４
３を介してボス１４５に取り付けられており、ボス１４
５は、接合部位１４６においてインフレータハウジング
１０２に溶接等により固着されている。
【００５２】伝火室１１０の延長上には、加圧媒質の流
出経路となる筒状のアダプター１７０が連結され、伝火
室１１０とアダプター１７０とを連通する開口部には、
Ｏ−リング１７２を介し、伝火室１１０とアダプター１
７０の両方にまたがって、作動時において主破裂板１７
８を破壊するための図示した形状の発射体１７５が取り
付けられている。よって、伝火室１１０とアダプター１
７０とを連通する開口部は、発射体１７５によって閉塞
されている。
【００５３】この発射体１７５の先端部は、アダプター
１７０の内部空間１７６内に位置しており、前記内部空
間１７６とインフレータハウジング１０２の内部空間１
０３とは、アダプター１７０の側面（ハウジング１０５
の内側面に対向する面）を貫通して設けられた複数のノ
ズル１６６のみによって連通されている。この複数のノ
ズル１６６は、主破裂板１７８に到る前の加圧媒質の流
出経路に設けられていることになる。ハウジング１０５
の内側面とアダプター１７０の外側面とによりガス流路
１０５ａが形成されているので、内部空間１０３の加圧
媒質は、作動時において必ずガス流路１０５ａを通って
ノズル１６６に流入することになる。
【００５４】そして、複数のノズル１６６の内の一部に
は、遮蔽手段１６０（例えば、厚さ３０〜８０μｍのス
テンレスのテープ）が接着剤で貼り付けられている。例
えば計６個のノズルが設けられているとき、その内の３
個が閉塞されているとすると、残りの３個が開放されて
いることになる。なお、これらの複数のノズル１６６の
開口面積（又は直径）は同一でも異なっていてもよい。
【００５５】また、本発明のハイブリッドインフレータ
では、複数のノズル１６６に相当するノズルを、主破裂
板１７８よりも後に位置する加圧媒質の流出経路に設け
ることができ、このような場合には、例えば、複数のデ
ィフューザポート（ガス排出口）１８２をノズルとする
ことができる。複数のディフューザポート１８２の一部
又は全部は、上記した遮蔽手段１６０と同等の部材で閉
塞することができる。
【００５６】インフレータハウジング１０２の一端側に
はディフューザ１８０が連結されており、ディフューザ
１８０は、接合部位１８１において溶接により固着され
ている。ディフューザ１８０の発射体１７５に対向する
端部側には、作動前におけるディフューザポート１８２
への加圧媒質の流出経路を遮断する閉塞手段としての主
破裂板１７８が取り付けられている。よって、作動前に
おいては、この主破裂板１７８により、インフレータハ
ウジング１０２の内部空間１０３とガス流入空間１５０
とは完全に分離遮断されているので、加圧媒質の移動は
阻止される。
【００５７】ディフューザ１８０の他端側には、エアバ
ッグに加圧媒質を送り込むための複数のディフューザポ
ート１８２、微粒子を取り除くためのディフューザスク
リーン１８６が設けられ、外表面側にはエアバッグモジ
ュールと接続するためのスタッドボルト１９０が固着さ
れている。
【００５８】ハイブリッドインフレータ１００におい
て、上記した各構成要素は、いずれも中心軸（図１中の
一点鎖線）に対して、幅方向に対称となるように配置さ
れていることが望ましいが、一部構成要素又は全ての構
成要素が前記の中心軸に対して偏心して配置されていて
もよい。
【００５９】本発明のエアバッグシステムは、衝撃セン
サ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段
と、モジュールケース内にハイブリッドインフレータ１
００とエアバッグが収容されたモジュールケースとを備
えたものである。ハイブリッドインフレータ１００は、
点火用イニシエータ１１７側において作動信号出力手段
（衝撃センサ及びコントロールユニット）に接続し、エ
アバッグを取り付けたモジュールケース内には、スタッ
ドボルト１９０をねじ込むことにより接続固定する。そ
して、かかる構成のエアバッグシステムにおいて、作動
信号出力手段における作動信号出力条件を適宜設定する
ことにより、衝撃の程度に応じてガス発生量を調整し、
エアバッグの膨張速度を調整することができる。
【００６０】次に、図１を参照しながら、ハイブリッド
インフレータ１００の動作を説明する。
【００６１】インフレータハウジング１０２内に高圧充
填された加圧媒質は、ハイブリッドインフレータ１００
の作動前において、それぞれ連通孔１２５で連通された
ガス発生室１２０に流入し、更に伝火孔１１８を経て伝
火室１１０にも流入しており、それらを高圧でかつ等圧
に保持している。また、発射体１７５は、同圧に保持さ
れた内部空間１７６と伝火室１１０にまたがって取り付
けられているので、誤作動が防止される。
【００６２】車両の衝突時、作動信号出力手段により、
点火用イニシエータ１１７が作動点火し、破裂板１１９
を破って伝火室１１０内のブースター剤１１２を着火さ
せ、高温のブースターガスを発生させる。
【００６３】ブースターガスの発生により伝火室１１０
の内圧が高まると、その圧力によって押圧された発射体
１７５が移動し、鋭利な先端部分で主破裂板１７８を破
裂させる。このとき、一部のブースターガスは、主破裂
板１７８の破裂によってガス流入空間１５０に流入す
る。
【００６４】ブースターガスの大部分は、伝火孔１１８
からガス発生室１２０内に流入し、ガス発生剤１２４を
着火燃焼させて、所定量（ガス発生剤１２４の充填量に
応じた量）の高温燃焼ガスを発生させる。
【００６５】その後、この高温燃焼ガスが連通孔１２５
から流入してインフレータハウジング１０２内の圧力を
高めるため、押圧された加圧媒質がガス流路１０５ａに
流入し、ノズル１６６を通り、破裂した主破裂板１７８
を経てガス流入空間１５０内に流入する。
【００６６】このとき、ハイブリッドインフレータ１０
０の内圧が低い場合は、複数のノズル１６６の内の開放
されたノズル１６６のみを通って加圧媒質及び燃焼ガス
は流出するが、内圧が高い場合は、遮蔽手段１６０が破
裂して閉塞されていたノズル１６６も開放されるため、
加圧媒質及び燃焼ガスは全てのノズル１６６を通って流
出することになる。
【００６７】このように内圧の変化に応じ、複数のノズ
ル１６６の総開口面積を変化させることにより（即ち、
遮蔽手段１６０を破裂させて閉塞されたノズル１６６を
開放することにより）、加圧媒質及び燃焼ガスの流出量
を制御することができるものであり、実用上、下記のと
おりの作用をなすものである。
【００６８】ハイブリッドインフレータを車両搭載用の
エアバッグ装置に適用した場合、車両の使用環境が様々
であることから、実際の使用環境温度も−２０、−３０
℃の低温〜常温〜５０、６０℃もの高温までの幅広い範
囲にわたることになるため、作動時におけるハイブリッ
ドインフレータの内圧も使用環境温度の影響を受けて変
化することになる。
【００６９】このため、低温環境下での作動時（低温燃
焼時）には、ハイブリッドインフレータの内圧は低くな
るので、その場合には一部のノズル１６６の閉塞状態を
維持して総開口面を小さくすることで内圧が急激に低下
することを防止し、加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を制
御する。このとき、全てのノズル１６６が開放状態であ
ると（即ち、総開口面積が大き過ぎると）、作動初期に
大部分の加圧媒質が一気に流出して内圧が低下するた
め、ガス発生剤の燃焼速度が遅くなってしまい、所定の
時間内にエアバッグを十分に膨張させることができなく
なる。
【００７０】逆に、高温環境下での作動時（高温燃焼
時）には、ハイブリッドインフレータの内圧は高くなる
ので、その場合には、遮蔽手段１６０を破裂させて閉塞
されたノズル１６６を開放し、総開口面積を大きくする
ことで内圧の過度の上昇を防止し、加圧媒質及び燃焼ガ
スの流出量を制御する。このとき、ノズル１６６の一部
が閉塞状態のままであると（即ち、開口面積が小さすぎ
ると）、内圧が過度に高くなってインフレータハウジン
グ１０２の耐圧強度を超えてしまい、ハイブリッドイン
フレータが破壊してしまう恐れがある。
【００７１】以上のとおり、本発明のハイブリッドイン
フレータは、低温燃焼時と高温燃焼時において、ノズル
の総開口面積を変化させることで上記動作をなすもので
あり、一般的には、ハイブリッドインフレータの低温燃
焼時における最大内圧が１５，０００〜２０，０００ｋ
Ｐａで、常温燃焼時における最大内圧が３０，０００〜
３５，０００ｋＰａであるとされているため、遮蔽手段
が破裂する閾値を３０，０００ｋＰａに設定すれば、低
温燃焼時でも遮蔽手段は内圧が３０，０００ｋＰａに達
するまで破裂しないので、ノズルの総開口面積が小さく
保たれて内圧の急激な低下が防止され、その結果、加圧
媒質及び燃焼ガスの流出量が制御され、所定の時間内に
エアバッグを十分に膨張させることができる。
【００７２】また、閾値を３０，０００ｋＰａに設定す
れば、常温乃至高温燃焼時には、遮蔽手段が破裂して全
てのノズルが開放されるので、加圧媒質及び燃焼ガスの
流出量が制御され、所定の時間内にエアバッグを十分に
膨張させることができる。
【００７３】このようにしてノズル１６６を通ってガス
流入空間１５０内に流入した加圧媒質及び燃焼ガスは、
更にディフューザスクリーン１８６を経て、ディフュー
ザポート１８２から噴射され、エアバッグモジュールに
取り付けられたエアバッグを膨張させる。
【００７４】次に、図２により、本発明の他の実施形態
を説明する。図２は、ガス発生室が２つのガス発生室を
有するデュアル型ハイブリッドインフレータ２００の一
実施形態の長さ方向への断面図である。なお、図１と同
一番号を付したものは同じ意味を示しており、１１５が
第１点火手段室、１１７が第１点火用イニシエータ、１
１９が第１破裂板、１２０が第１ガス発生室、１２４が
第１ガス発生剤、１２５が第１連通孔を示し、１４１が
第２点火手段室、１４０が第２点火用イニシエータ、１
３９が第２破裂板、１３０が第２ガス発生室、１３４が
第２ガス発生剤、１３５が第２連通孔を示す。
【００７５】図２のデュアル型ハイブリッドインフレー
タ２００は、第１ガス発生室１２０と第２ガス発生室１
３０において、同時又は第２ガス発生室１３０の方が僅
かに遅れて燃焼を開始して燃焼ガスを発生させる他は、
図１のハイブリッドインフレータ１００と同一動作をな
すものである。従って、このハイブリッドインフレータ
２００においても、遮蔽手段１６０とノズル１６６の作
用によって、低温又は高温環境下であっても所定の時間
内にエアバッグを十分に膨張させることができる。
【００７６】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。
【００７７】実施例１ 図１に示すシングル型のハイブリッドインフレータ１０
０を製造した。ノズル１６６は、アダプター１７０の側
面に、直径５ｍｍのものを２個、直径４．２ｍｍのもの
を３個、計５個（総開口面積Ａ＝８０．８ｍｍ2）を設
けた。そして、それらのノズル１６６の中で、直径５ｍ
ｍのものを２個、直径４．２ｍｍのもの１個を開放状態
とし（総開口面積５３．１ｍｍ2）、直径４．２ｍｍの
２個を、ステンレステープ（厚み４０μｍ）で外側から
完全に閉塞した（総開口面積２７．７ｍｍ2）。なお、
その他の条件は次のとおりである。
【００７８】加圧媒質：アルゴンとヘリウムの混合ガス
〔Ａｒ：Ｈｅ＝９６：４（モル比）〕２．６モル（１０
０ｇ）（充填内圧３２，０００ｋＰａ） ガス発生剤：４０ｇ（ニトログアニジン：硝酸ストロン
チウム：カルボキシメチルセルロース：酸性白土＝３
４：５０：９：７；外径５．４ｍｍ、内径０．７ｍｍ、
長さ５ｍｍの単孔円筒状、発生ガス量１．０モル） 破裂板１７８部分の開口面積（Ｂ）：３１４ｍｍ2（直
径２０ｍｍ） 比較例１ 実施例１のハイブリッドインフレータにおいて、直径５
ｍｍのものを４個（総開口面積７８．５ｍｍ2）設け、
全て開放状態とした以外は同一のものを製造した。
【００７９】試験例１ 実施例１、比較例１のハイブリッドインフレータを用
い、−３５℃で６０Ｌタンク試験を行って、タンク内圧
の変化を測定し、図３に示す圧力カーブを得た。なお、
実施例１のハイブリッドインフレータは、試験終了後に
はノズルを閉塞していたステンレステープが全て破裂し
ていた。
【００８０】図３の圧力カーブから明らかなとおり、ノ
ズルの総開口面積を変化させることのできる実施例１の
ハイブリッドインフレータの方が、エアバッグ装置に適
用した場合に、加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を更に望
ましい状態に制御できることが確認できた。
【００８１】
【発明の効果】本発明のハイブリッドインフレータは、
加圧媒質及び燃焼ガスの流出量の制御が容易になるの
で、エアバッグ用装置に適用した場合には、環境温度に
左右されることなく、迅速かつ確実にエアバッグを膨張
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のシングル型ハイブリッドインフレー
タの一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】 本発明のデュアル型ハイブリッドインフレー
タの一実施形態を示す縦断面図である。
【図３】 試験例１のタンク内圧カーブを示す図であ
る。
【符号の説明】
１００ ハイブリッドインフレータ １０２ インフレータハウジング １１０ 伝火室 １１８ 伝火孔 １２０ ガス発生室 １２４ ガス発生剤 １２５ 連通孔 １２６ リテーナー １６０ 遮蔽手段 １６６ ノズル １７５ 発射体 １７８ 主破裂板

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加圧媒質が充填されたインフレータハウ
    ジングと、インフレータハウジング内に収容された、ガ
    ス発生手段を含む１又は２以上のガス発生室を有するガ
    ス発生器と、ガス発生器に接続された点火手段とを有す
    る、エアバックを備えた車両の膨張式安全システムのた
    めのハイブリッドインフレータであって、ハイブリッド
    インフレータの作動時に加圧媒質が流出する経路が途中
    で主破裂板により閉塞されており、更に加圧媒質が流出
    する経路に加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を制御するた
    めの複数のノズルが設けられているハイブリッドインフ
    レータ。
  2. 【請求項２】 加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を制御す
    るための複数のノズルが、主破裂板に到る前の流出経路
    に設けられている請求項１記載のハイブリッドインフレ
    ータ。
  3. 【請求項３】 前記主破裂板に到る前の流出経路が筒状
    部材で形成されており、前記筒状部材が、一端側が主破
    裂板に面し、他端側が閉塞されており、側面に貫通孔か
    らなる複数のノズルが設けられたものである請求項１又
    は２記載のハイブリッドインフレータ。
  4. 【請求項４】 前記主破裂板に到る前の流出経路が筒状
    部材で形成されており、前記筒状部材が、一端側が主破
    裂板に面し、他端側に貫通孔からなる複数のノズルが設
    けられたものである請求項１又は２記載のハイブリッド
    インフレータ。
  5. 【請求項５】 前記主破裂板に到る前の流出経路が筒状
    部材で形成されており、前記筒状部材が、一端側が主破
    裂板に面し、他端側と側面に貫通孔からなる複数のノズ
    ルが設けられたものである請求項１又は２記載のハイブ
    リッドインフレータ。
  6. 【請求項６】 加圧媒質及び燃焼ガスの流出量を制御す
    るための複数のノズルが、主破裂板より後の流出経路に
    設けられている請求項１記載のハイブリッドインフレー
    タ。
  7. 【請求項７】 前記主破裂板より後の流出経路が筒状部
    材で形成されており、前記筒状部材が、一端側が主破裂
    板に面し、他端側及び／又は側面に貫通孔からなる複数
    のノズルが設けられたものである請求項６記載のハイブ
    リッドインフレータ。
  8. 【請求項８】 主破裂板より後の流出経路が、ハイブリ
    ッドインフレータからの加圧媒質及び燃焼ガスの排出口
    である請求項６又は７記載のハイブリッドインフレー
    タ。
  9. 【請求項９】 複数のノズルの開口面積が、それぞれ同
    一又は異なるものである請求項１〜８のいずれか１記載
    のハイブリッドインフレータ。
  10. 【請求項１０】 複数のノズルが遮蔽手段で閉塞されて
    いる請求項１〜９のいずれか１記載のハイブリッドイン
    フレータ。
  11. 【請求項１１】 複数のノズルが主破裂板に到る前の流
    出経路に設けられているとき、複数のノズルの一部が遮
    蔽手段で閉塞されている請求項２〜５、９及び１０のい
    ずれか１記載のハイブリッドインフレータ。
  12. 【請求項１２】 複数のノズルが主破裂板より後の流出
    経路に設けられているとき、複数のノズルの一部又は全
    部が遮蔽手段で閉塞されている請求項６〜１０のいずれ
    か１記載のハイブリッドインフレータ。
  13. 【請求項１３】 遮蔽手段が、作動時における内圧の上
    昇に伴って破裂するものである請求項１０、１１又は１
    ２記載のハイブリッドインフレータ。
  14. 【請求項１４】 複数のノズルの全部が遮蔽手段で閉塞
    されているとき、一部又は全部の遮蔽手段が破裂するに
    要する圧力が異なっているものである請求項１２又は１
    ３記載のハイブリッドインフレータ。
  15. 【請求項１５】 遮蔽手段が、厚み３０〜３００μｍの
    金属製テープである請求項１０〜１４のいずれか１記載
    のハイブリッドインフレータ。
  16. 【請求項１６】 衝撃センサ及びコントロールユニット
    からなる作動信号出力手段と、ケース内に請求項１〜１
    ５のいずれか１記載のハイブリッドインフレータとエア
    バックが収容されたモジュールケースとを備えたエアバ
    ック装置。
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