JP2001341610A - ハイブリッドインフレータ - Google Patents
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Abstract
インフレータの提供。 【解決手段】 第1及び第2ガス発生室120,130とイン
フレータハウジング102とを連通する第1及び第2連通
孔125、135が、ガス発生器ハウジング105に形成されてい
るので、スクリーンが不要となる。よって、軽量化や工
数削減が可能となる。
Description
安全システムに関し、より詳しくはエアバッグを確実に
かつ迅速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グシステムに関する。
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
案がなされている(例えば特開平8−282427号公
報参照)。かかるハイブリッドインフレータは自動車両
を対象とするため、自動車両の重量に影響を及ぼすイン
フレータの重量及び寸法が重要な設計要件となり、ハイ
ブリッドインフレータとしての機能を維持したまま、部
品の軽量化や部品点数の削減等が求められている。
なうことなく、インフレータの軽量化ができ、しかも製
造工程も簡略化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グシステムを提供することである。
ンフレータは、ガス発生室が1つのシングル型のハイブ
リッドインフレータ及びガス発生室が2つ(デュアル
型)又は3つ以上の多段膨張式ハイブリッドインフレー
タに適用することができる。
として、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器と、ガス発生器に接続
された点火手段を備えた点火手段室とを有する、エアバ
ッグ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、インフレータハウジング
内に不活性ガスを含む加圧媒質が充填され、ガス発生器
が、複数の連通孔を有するガス発生器ハウジングにより
外殻が形成され、ガス発生器ハウジング内にガス発生剤
が収容されたガス発生室を有し、複数の連通孔によりガ
ス発生室とインフレータハウジングとが連通されている
ものであり、ガス発生器ハウジングに設けられた複数の
連通孔が、ガス発生室で生じた燃焼ガスを流出させ、か
つガス発生剤の外部への漏出を防止できる大きさのもの
であるハイブリッドインフレータを提供する。
生室が1つのシングル型のものであり、複数の連通孔の
大きさ(孔径)を調整することによって、ガス発生剤の
外部への漏出防止用のスクリーンなしでもガス発生剤の
外部への漏出が防止できるようになされている。このよ
うにガス発生器ハウジングに設けられたガス発生室とイ
ンフレータハウジングを連通する複数の連通孔を覆うス
クリーンを使用していないため、スクリーンの分だけ重
量を削減でき、かつスクリーンの取付工程が不要となる
ので、工数の削減により製造工程を簡略化できる。
段として、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器と、ガス発生器に接
続された点火手段を備えた点火手段室とを有する、エア
バッグ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、インフレータハウジン
グ内に不活性ガスを含む加圧媒質が充填され、ガス発生
器が、複数の第1及び第2連通孔を有するガス発生器ハ
ウジングにより外殻が形成されており、ガス発生器ハウ
ジング内にそれぞれガス発生剤を含む第1及び第2ガス
発生室を有し、複数の第1連通孔により第1ガス発生室
とインフレータハウジングとが連通され、複数の第2連
通孔により第2ガス発生室とインフレータハウジングと
が連通されているものであり、複数の第1及び/又は第
2連通孔が、第1及び第2ガス発生室で生じた燃焼ガス
を流出させ、かつガス発生剤の外部への漏出を防止でき
る大きさのものであるハイブリッドインフレーを提供す
る。
通孔はスクリーンで覆われておらず、複数の第2連通孔
がスクリーンで覆われているもの、(b)複数の第1連
通孔がスクリーンで覆われており、複数の第2連通孔は
スクリーンで覆われていないもの、(c)複数の第1連
通孔と第2連通孔の両方ともスクリーンで覆われていな
いもの、3つの形態にすることができるが、これらの中
でも(c)の形態が好ましい。
生室が2つのデュアル型のものであり、上記したシング
ル型のものと同様に、複数の第1及び/又は第2連通孔
の大きさ(孔径)を調整することによって、ガス発生剤
の外部への漏出防止用のスクリーンなしでもガス発生剤
の外部への漏出が防止できるようになされている。この
ようにガス発生器ハウジングに設けられたガス発生室と
インフレータハウジングを連通する複数の連通孔を覆う
スクリーンを使用していないため、スクリーンの分だけ
重量を削減でき、かつスクリーンの取付工程が不要とな
るので、工数の削減により製造工程を簡略化できる。デ
ュアル型のハイブリッドインフレータは、従来、第1連
通孔と第2連通孔のそれぞれにスクリーンを取り付けて
いたため、スクリーンを使用しないことで部品点数を2
つ削減でき、かつ2つのスクリーンの取付工程を削減で
きるため、軽量化と製造工程の簡略化の効果は非常に大
きい。
ては、ガス発生器ハウジングに設けられている複数の連
通孔又は複数の第1及び第2連通孔の孔径を同一にする
ことができる。このように複数の連通孔の孔径を同一に
することによって、ガス発生剤の燃焼により発生する燃
焼ガスの流出量や流出状態の制御が容易となるほか、ガ
ス発生器ハウジング自体の製造も容易となる。
おいては、ガス発生器ハウジングに設けられている複数
の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔の孔径を、好ま
しくは0.5〜3mm、より好ましくは1.0〜2.0
mmの範囲にすることができる。このように複数の連通
孔又は複数の第1及び第2連通孔の孔径を所定範囲に設
定することによって、一部の連通孔が目詰まりした場合
でも、連通孔全体としては、ガス発生剤の燃焼により発
生する燃焼ガスの流出量や流出状態を制御できる。
おいては、ガス発生器ハウジングに設けられている複数
の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔の総数を、好ま
しくは100〜600、より好ましくは200〜500
にすることができる。このように複数の連通孔又は複数
の第1及び第2連通孔の総数を所定範囲にすることによ
って、一部の連通孔が目詰まりした場合でも、連通孔全
体としては、ガス発生剤の燃焼により発生する燃焼ガス
の流出量や流出状態を制御できる。
(デュアル型)においては、ガス発生器ハウジングに設
けられている複数の第1及び第2連通孔の内、複数の第
1連通孔の総数を、好ましくは50〜300、より好ま
しくは100〜250、複数の第2連通孔の総数を、好
ましくは50〜300、より好ましくは100〜250
にすることができる。このように複数の第1及び第2連
通孔の総数をそれぞれ所定範囲にすることによって、一
部の連通孔が目詰まりした場合でも、連通孔全体として
は、ガス発生剤の燃焼により発生する燃焼ガスの流出量
や流出状態を制御できる。
おいては、ガス発生器ハウジングに設けられている複数
の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔の総開口面積
を、好ましくは100〜600mm2、より好ましくは
200〜500mm2にすることができる。このように
複数の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔の総開口面
積を所定範囲にすることによって、一部の連通孔が目詰
まりした場合でも、連通孔全体としては、ガス発生剤の
燃焼により発生する燃焼ガスの流出量や流出状態を制御
できる。
おいては、ガス発生器ハウジングに設けられている複数
の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔を、前記ガス発
生器ハウジングの長さ方向に複数列配置し、かつ外周方
向に複数列配置することができる。このようにして連通
孔を複数列の配置にすることによって、上記した連通孔
の孔径、総数及び開口面積の各要件の制御が容易とな
り、前記各要件を満たすハイブリッドインフレータを効
率的に製造することができる。
段として、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器と、ガス発生器に接
続された点火手段を備えた点火手段室とを有する、エア
バッグ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、インフレータハウジン
グ内に不活性ガスを含む加圧媒質が充填され、ガス発生
器が、複数の第1及び第2連通孔を有するガス発生器ハ
ウジングにより外殻が形成されており、ガス発生器ハウ
ジング内にそれぞれガス発生剤を含む第1及び第2ガス
発生室を有し、第1ガス発生室に第1点火手段を備えた
第1点火手段室が接続され、第2ガス発生室に第2点火
手段を備えた第2点火手段室が接続され、第1ガス発生
室とインフレータハウジングとが複数の第1連通孔で連
通され、第2ガス発生室とインフレータハウジングとが
複数の第2連通孔により連通されているものであり、複
数の第1及び/又は第2連通孔が、第1及び第2ガス発
生室で生じた燃焼ガスを流出させ、かつガス発生剤の外
部への漏出を防止できる大きさのもので、さらに複数の
第2連通孔が、第2点火手段からインフレータハウジン
グの幅方向及び/又は長さ方向に離れて配置されている
ハイブリッドインフレータを提供する。
第2点火手段からインフレータハウジングの幅方向及び
/又は長さ方向に離して配置されている」とは、第2点
火手段を基準としたとき、複数の第2連通孔が幅方向に
離れて配置されている、長さ方向に離れて配置されてい
る又は幅方向及び長さ方向に離れて配置されている3つ
の形態を含んでいる。なお、インフレータハウジングの
幅方向とは、インフレータハウジングの長さ方向への中
心軸を基準として、インフレータハウジング壁に向かう
方向を意味する。
配置する場合、複数の第2連通孔のすべてが、第2点火
手段とインフレータハウジングの幅方向に異なる方向に
なるように配置されていることが望ましい。さらに、イ
ンフレータハウジングの幅方向に異なる方向になるよう
に配置されている場合、複数の第2連通孔のすべてが、
第2点火手段と幅方向に90°以上異なる方向になるよ
うに配置されていることが望ましい。
上記した各発明と同様に複数の第1及び/又は第2連通
孔の大きさ(孔径)を調整することによって、ガス発生
剤の外部への漏出防止用のスクリーンなしでもガス発生
剤の外部への漏出が防止できるようになされている。よ
って、ガス発生剤の外部への漏出防止用のスクリーンが
不要となるため、軽量化及び製造工程の簡略化ができ、
ガス発生剤の漏出が生じることが防止される。第1及び
第2連通孔とスクリーンの関係は上記した(a)〜
(c)の3つの形態にすることができ、(c)の形態が
好ましい。
タにおいて、第2連通孔と第2点火手段が近接して配置
されている場合(即ち、インフレータハウジングの幅方
向が同じ方向になるように配置されている場合。図3に
具体例を示す。)、第2連通孔付近のガス発生剤の燃焼
は円滑になされるものの、第2連通孔から離れたガス発
生剤の燃焼が円滑になされない恐れがあるが、前記した
配置関係にすることより、すべてのガス発生剤の燃焼が
円滑かつ均等になされるようにできる。
ッドインフレータであり、下記の要件(1)〜(3)か
ら選ばれる1、2又は3の要件を具備するハイブリッド
インフレータを提供する。
剤の燃焼により発生するガス量(Bモル)とのモル比
が、8/2〜1/9であること。
の重量(Y)との重量比(X/Y)が、0.1〜7であ
ること。
式:rb=αPn(式中、rb:燃焼速度、α:係数、
P:圧力、n:圧力指数を示す)で規定される圧力指数
が0.8未満であること。
m2)のタンク内で燃焼速度rb1を測定し、圧力P
2(100kg/cm2)のタンク内で燃焼速度rb2を
測定した後、rb1=αP1nとrb2=αP2 nの2式か
ら求めた。
り、加圧媒質の充填量を減少させることができる。よっ
て、ハウジングの容積を減少させた(即ち、ハウジング
の長さ及び/又は幅(直径)を減少させた)場合でも、
加圧媒質の充填圧力(=ハウジングの内圧)を高めるこ
となく、容積を減少させる前と同圧に維持することがで
きる。A/Bは、好ましくは8/2〜3/7であり、X
/Yは、好ましくは0.5〜5である。
生剤の燃焼初期における燃焼速度が急激に上昇すること
が抑制されるので、ハウジング内圧の上昇が小さい。こ
のため、ハウジングの肉厚を減少させた場合でも、十分
な耐圧性を維持できる。また、ハウジング内圧の上昇が
小さい(即ち、内圧の変化が小さい)ためにガス発生剤
の燃焼が安定して行われるので、燃え残りが生じること
がない。圧力指数(n)は、好ましくは0.1〜0.
8、より好ましくは0.1〜0.7である。
するガス発生剤は特に限定されるものはなく、以下にそ
の一形態を示す。本発明のハイブリッドインフレータに
おいて、下記の及びのとおり、1つのガス発生室に
収容するガス発生剤(シングル型ハイブリッドインフレ
ータ)又は第1ガス発生室に収容する第1ガス発生剤と
第2ガス発生室に収容する第2ガス発生剤(デュアル型
ハイブリッドインフレータ)は、インフレータハウジン
グ内に充填する加圧媒質の組成との関連で決定すること
ができる。
ス(本発明では窒素も不活性ガスに含まれるものとす
る)からなる組成にした場合、酸素はガス発生剤として
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し、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。なお、酸
素を含む加圧媒質の具体的組成は、使用するガス発生剤
の量や種類等に応じて決定されるが、酸素の含有量は約
8〜30モル%が好ましい。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30,0
00〜60,000kPaである。
デュアル型ハイブリッドインフレータにおけるガス発生
剤は、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。
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。
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。
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。
燃焼しにくい場合があるが、本発明のハイブリッドイン
フレータのように内部があらかじめ高圧に保持されてい
る場合には、安定かつ円滑に燃焼させることができる。
明では窒素も不活性ガスに含まれるものとする)からな
り、実質的に酸素を含まない組成にした場合、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、
加圧媒質は酸素を含まないものが好ましいが、ガス発生
剤の燃焼を促進させるため、酸素を含ませることもでき
る。酸素を含ませる場合の添加量は、10モル%以下が
好ましく、5モル%以下がより好ましい。加圧媒質の充
填圧力は、好ましくは10,000〜70,000kP
a、より好ましくは30,000〜60,000kPa
である。
デュアル型ハイブリッドインフレータにおけるガス発生
剤は、例えば、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ものを使用することができ、
このようなガス発生剤を用いた場合は、その燃焼により
発生するガスを、加圧媒質と共にエアバッグの膨張展開
に供することができる。特にスラグ形成剤を含むガス発
生剤を用いた場合は、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。
Q)、グアニジン硝酸塩(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。また燃料として、テトラゾール及びテトラゾー
ル誘導体等から選ばれる1又は2以上のものも用いるこ
とができる。
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。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
20〜50重量部である。
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。スラグ形成剤の配合量は、燃料1
00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。
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。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。
用した場合、加圧媒質の量(Aモル)とガス発生剤の燃
焼により発生するガス量(Bモル)とのモル比(A/
B)が、好ましくは8/2〜1/9、より好ましくは8
/2〜3/7になるように調整することが望ましい。
充填された加圧媒質の量と、ガス発生剤の燃焼により発
生するガス量とのモル比を調整することにより、加圧媒
質の充填量を減少させることができる。よって、ハウジ
ングの容積を減少させた(即ち、ハウジングの長さ及び
/又は幅(直径)を減少させた)場合でも、加圧媒質の
充填圧力(=ハウジングの内圧)を高めることなく、容
積を減少させる前と同圧に維持することができる。な
お、本発明のハイブリッドインフレータにおいては、加
圧媒質の重量(X)とガス発生剤の重量(Y)との重量
比(X/Y)は、好ましくは0.1〜7であり、より好
ましくは0.5〜5である。
は、ガス発生剤の燃焼時における、次式:rb=αPn
(式中、rb:燃焼速度、α:係数、P:圧力、n:圧
力指数を示す)で規定される圧力指数が0.8未満のも
のにすることが望ましい。この圧力指数(n)は、より
好ましくは0.1〜0.8、さらに好ましくは0.1〜
0.7にする。なお、圧力指数nは、上記の要件(3)
で説明した方法により測定し、求めた。
した場合、ガス発生剤の燃焼初期における燃焼速度が急
激に上昇することが抑制されるので、ハウジング内圧の
上昇が小さい。このため、ハウジングの肉厚を減少させ
た場合でも、十分な耐圧性を維持できる。また、ハウジ
ング内圧の上昇が小さい(即ち、内圧の変化が小さい)
ためにガス発生剤の燃焼が安定して行われるので、ガス
発生剤の燃え残りが生じることがない。
ては、加圧媒質とガス発生剤の関係を上記の又はの
組合せにすることができるが、特にの組合せが望まし
い。
ールユニットからなる作動信号出力手段と、ケース内に
上記のハイブリッドインフレータ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エアバッグシステムを
提供する。
は、ガス発生器ハウジング(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。
図面により、本発明を詳しく説明する。図1は2つのガ
ス発生室を有するデュアル型のハイブリッドインフレー
タ100の一実施形態の長さ方向への断面図、図2は図
1におけるガス発生器ハウジングの概略平面図、図3は
図1の第2ガス発生室部分における幅方向への概略断面
図である。但し、図2及び図3は、それぞれ連通孔の配
置状態を説明するためだけに用いるものである。
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。
グ105により外殻が形成されており、その内部におい
て、伝火手段室110と、伝火手段室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第1ガス発生室120と
第2ガス発生室130とを有している。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。
11から形成されており、ブースター剤(伝火薬)11
2aが充填されたブースターカップ116aと第1閉鎖
手段としての第1破裂板119により閉鎖された第1連
通路113を介して、第1点火器117に連結されてい
る。伝火手段室110は、伝火孔118により第1ガス
発生室120と連通されている。
0の周囲に配置されており、ガス発生室ハウジング10
5、伝火手段室110のハウジング111、第1隔壁
(第1リテーナー)126及び第2隔壁(第2リテーナ
ー)136から形成されており、内部に所要量の第1ガ
ス発生剤124が収容されている。第1ガス発生室12
0とインフレータハウジング102は、複数の第1連通
孔125により連通されている。
示すとおり、ガス発生器ハウジング105の長さ方向に
6列(6個)配置され、かつ外周方向の全面に配置され
ている。複数の第1連通孔125は、図2に示すように
整列配置されているが、複数の第2連通孔135のよう
に列をずらして配置してもよい。
92、総開口面積は217mm2である。複数の第1連
通孔125は、外周方向の全面に配置しなくてもよく、
一部面に配置したり、適当な間隔をおいて複数群に分け
て分離配置してもよい。複数群に分けて配置するとは、
例えば、総数192個の第1連通孔125を96個ずつ
の2群に分け、これらの2群を分離して配置することを
意味し、3群又は4群以上に分け、それぞれを分離して
配置することもできる。
レータ100は、第1ガス発生剤124の漏出防止のた
めのスクリーンが設けられていないので、第1連通孔1
25と第1ガス発生剤124が接触している。
ジング105、伝火手段室110のハウジング111、
第2隔壁(第2リテーナー)136及びボス145(及
び第2破裂板139)から形成されており、その内部に
所要量の第2ガス発生剤134が収容されている。第2
ガス発生室130とインフレータハウジング102は、
複数の第2連通孔135により連通されている。
示すとおり、ガス発生器ハウジング105の長さ方向に
4列(4個)配置され、かつ外周方向の半分の面に配置
されている(図3参照)。複数の第2連通孔135は、
図2に示すように列をずらして配置されているが、複数
の第1連通孔125のように整列配置してもよい。
28、総開口面積は145mm2である。複数の連通孔
135は、外周方向の一部面に配置したり、適当な間隔
をおいて上記と同様に複数群に分けて分離配置してもよ
い。
タ100は、第2ガス発生剤134の漏出防止のための
スクリーンが設けられていないので、第2連通孔135
と第2ガス発生剤134が接触している。
しての第2破裂板139により閉鎖された第2連通路1
23を介して、第2点火器140に連結されている。1
12bはブースター剤、116bはブースターカップで
ある。
(第1点火手段室115)及び伝火手段室110がイン
フレータハウジング102の長さ方向への中心軸(図1
中の一点鎖線。図3中の中心点O)上に配置されている
ため、前記中心軸に対して偏心して配置されている。よ
って、第2ガス発生室130においては、図3に示すと
おり、複数の第2連通孔135が第2点火器140とは
幅方向(半径方向)に反対側になるようにして形成され
ている。複数の第2連通孔135と第2点火器140が
近接して配置されている場合(例えば、第2点火器が図
3において破線で示す140aの位置にある場合)、複
数の第2連通孔135と第2点火器140aはインフレ
ータハウジングの幅方向が同じ方向になるように配置さ
れていることになるため、第2点火器140a付近のガ
ス発生剤134は燃えやすいが、反対側のガス発生剤1
34は燃えにくい。
有するデュアル型のインフレータであるが、1つのガス
発生室を有するシングル型のインフレータへの適用例を
図4に示す。図4に示すシングル型のハイブリッドイン
フレータ(ガス発生器ハウジング205)の場合は、1
つのガス発生室とインフレータハウジングとを連通する
複数の連通孔225が、ガス発生器ハウジング205の
長さ方向に10列(10個)配置され、かつ外周方向の
全面に配置されている。連通孔225の孔径は1.2m
m、総数は320、総開口面積は362mm2である。
この場合、複数の連通孔225は、外周方向の全面に配
置しなくてもよく、一部面に配置したり、上記と同様に
複数群に分けて分離配置してもよい。
100においては、上記したような第2点火器140が
偏心配置されているかどうかに関係なく、第1連通孔1
25と第2連通孔135を、ミストのインフレータハウ
ジング100外部への流出を防止する目的で、それぞれ
の一部又は全部がインフレータハウジングの幅方向に異
なる方向になるように形成することができる。次に、こ
のような第1連通孔125と第2連通孔135の配置状
態の一実施形態を図5に基づいて説明する。図5は、第
2ガス発生室130側のガス発生器ハウジング105の
一面を切り欠いている。なお、以下でいう「ミスト」
は、ガス発生剤の燃焼によって発生するガス発生剤中の
固形成分(例えば、金属成分)をいう。
5はガス発生器ハウジング105の一方の面側にのみ形
成され、複数の第2連通孔135はガス発生器ハウジン
グ105の反対面側にのみ形成されている。このように
第1連通孔125と第2連通孔135をガス発生器ハウ
ジング105の幅方向に対向する面側に配置することに
より、第1ガス発生室120で第1ガス発生剤124の
燃焼により生じたミスト(第1ミスト)が、第1連通孔
125から流出して対向するインフレータハウジング1
02の内壁面に付着した場合、第2ガス発生室130で
第2ガス発生剤134の燃焼により生じたガス流(第2
ガス流)は、第1ミストが付着したインフレータハウジ
ング102の内壁面とは反対側を流れていくため、第2
ガス流によって第1ミストが飛散して、ハイブリッドイ
ンフレータ100の外に流出することが防止される。
生剤124と同量又は第1ガス発生剤124の量よりも
多くしたり少なくしたりすることができ、形状及び組成
は同一でも異なっていてもよい。また、第1ガス発生室
120と第2ガス発生室130の容積は同一でも異なっ
ていてもよく、第1隔壁126と第2隔壁136により
調整することができる。
ス発生室120に連通され、第1ガス発生室120がイ
ンフレータハウジング102と連通されており、さらに
第2ガス発生室130がインフレータハウジング102
と連通されているため、伝火手段室110、第1ガス発
生室120及び第2ガス発生室130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。
30は、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ている。このように直列に
配置することにより、ガス発生室を二つにした場合でも
ハイブリッドインフレータ全体の大きさをコンパクトに
し、重量増加を抑制できる。
30は、それぞれにおいて第1ガス発生剤124と第2
ガス発生剤134が燃焼して発生したガスがインフレー
タハウジング102に流入する経路が独立した経路とな
っている。即ち、第1ガス発生室120において発生し
たガスは、第1連通孔125からインフレータハウジン
グ102に流入し、第2ガス発生室130において発生
したガスは、第2連通孔135からインフレータハウジ
ング102に流入する。
生室130は、第1ガス発生室120において発生した
ガスが、流入経路である第1連通孔125を通ってガス
流としてインフレータハウジング102内をディフュー
ザポート182方向に流れて行くとき、第2ガス発生室
130の流入経路である第2連通孔135は、第1ガス
発生室120の流入経路である第1連通孔125に対し
て前記ガス流の逆方向側に位置している。
2ガス発生室130を配置することにより、第1ガス発
生室120の燃焼の影響を第2ガス発生室130に及ぼ
さないようにできる。このような配置は、特に加圧媒質
に酸素を含まない場合において、第1ガス発生室120
の燃焼による影響を第2ガス発生室130に及ぼさない
点で有効となる。なお、第1ガス発生室120と第2ガ
ス発生室130の配置順序は逆の順序でもよい。
4は、第1点火手段室115と第2点火手段室141を
有し、第1点火手段室は第1点火器117を収容し、第
2点火手段室は第2点火器140を収容する。第1及び
第2点火手段室は、イフレータハウジング102の幅方
向に並列にかつ隣接して配置することができる。
点火器カラー143を介してボス145に取り付けられ
ており、ボス145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。
170が連結され、伝火手段室110とアダプター17
0とを連通する開口部には、O−リング172を介し、
伝火手段室110とアダプター170の両方にまたがっ
て、作動時において主破裂板178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。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103とは、アダプ
ター170のハウジング105の内側面に対向する面に
設けられた所要数のガス流入孔166のみによって連通
されている。ハウジング105の内側面とアダプター1
70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を通ってガス流入孔166に流入
することになる。
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
への加圧媒質の移動経路を遮断する主閉鎖手段としての
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15
0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。
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。
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。
ては、以下に示すように第1ガス発生室と第2ガス発生
室の配置関係を適宜変更することができる。
の両端に第1ガス発生室120と第2ガス発生室130
を対向するように配置することができる。この場合、加
圧媒質は第1ガス発生室120と第2ガス発生室130
の間の空間部に充填する。
2内において、伝火手段室110の周囲に第1ガス発生
室120(又は第2ガス発生室130)を配置し、さら
に第1ガス発生室120の周囲に第2ガス発生室130
(又は第1ガス発生室120)を配置することができ
る。
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とを備えたも
のである。ハイブリッドインフレータ100は、第1点
火器117と第2点火器140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。
インフレータ100の動作を説明する。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
第1連通孔125及び第2連通孔135で連通された第
1ガス発生室120及び第2ガス発生室130に流入
し、さらに伝火孔118を経て伝火手段室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17
6と伝火手段室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。
第1点火器117が作動点火し、第1破裂板119(第
1連通路113を形成しているボス145に固着されて
いる)を破って伝火手段室110内のブースター剤11
2aを着火させ、高温のブースターガスを発生させる。
10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。
から第1ガス発生室120内に流入し、第1ガス発生剤
124を着火燃焼させて、所定量(第1ガス発生剤12
4の充填量に応じた量)の高温燃焼ガスを発生させる。
このとき、第1ガス発生室120内は加圧媒質が流入し
て高圧に保持されているので第1ガス発生剤124の燃
焼は安定している。なお、伝火手段室110及び第1ガ
ス発生室120と、第2ガス発生室130とは、それぞ
れ筒状ハウジング111及び第2隔壁136により隔離
されているので、第2ガス発生剤134が着火燃焼する
ことはない。さらに、第1ガス発生室120の第1連通
孔125と第2ガス発生室130の第2連通孔135と
の配置状態も、第1ガス発生剤124の燃焼により第2
ガス発生剤134が着火燃焼しないように作用する。
25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は、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。こ
のようにしてガス流入空間150内に流入した加圧媒質
は、さら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。
又は僅かに遅れて(約10〜40ms)、作動信号出力
手段により第2点火器140が作動点火し、第2破裂板
139(第2連通路123を形成するボス145に固着
されている)を破ってブースター剤112bを着火燃焼
させ、更に第2ガス発生室130内の第2ガス発生剤1
34を着火燃焼させ、所定量(第2ガス発生剤134の
充填量に応じた量)の高温燃焼ガスを発生させる。この
とき、第2ガス発生室130内は加圧媒質が流入して高
圧に保持されているので第2ガス発生剤134の燃焼は
安定している。なお、第2ガス発生剤134の着火燃焼
手段は、点火器のみを使用し、ブースター剤を使用しな
くてもよい。
火器140が第2連通孔135と離れて半径方向に異な
る向きに配置されているので、第2ガス発生室130内
の第2ガス発生剤134は均等に燃焼される。例えば、
第2連通孔135が第2点火器140に近い位置に配置
されているとすると、その付近の第2ガス発生剤134
は円滑に燃焼するが、前記第2連通孔135から離れた
位置にある第2ガス発生剤134は燃焼しにくい場合が
ある。
高温燃焼ガスは、第2連通孔135からインフレータハ
ウジング102内に流入して圧力を高め、押圧された残
部の加圧媒質は、破裂した主破裂板178を経てガス流
入空間150内に流入し、ディフューザポート182か
ら噴射され、さらにエアバッグを膨張させる。
ータは、2段階で燃焼ガスを発生させることによって、
第1ガス発生室120の作用により、車両の衝突時にお
けるエアバッグ膨張動作の立ち遅れを防止するととも
に、第2ガス発生室130の作用により、インフレータ
ハウジング102内の加圧媒質を完全に排出して、安全
上十分な程度にまでエアバッグを瞬時に膨張させること
ができる。
で、第1ガス発生室120のみから燃焼ガスを発生させ
たり、第1及び第2ガス発生室120、130から同時
に燃焼ガスを発生させたり、第1ガス発生室120と第
2ガス発生室130における燃焼ガス発生時間を所望間
隔に適宜調整するような実施形態にも対応することがで
きる。
するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。なお、以下において使用したガス発生剤は、単孔円
筒状で、外径5.4mm、内径0.7mm、長さ5mm
のものである。
100を製造した。詳細は下記のとおりである。
鋼(引張強度90kg/mm2)を使用して作製した。
加圧媒質は、アルゴン及びヘリウム混合ガス[Ar:H
e=96:4(モル比)]2.6モル(100g)を使
用し(内圧32,000kPa)、ガス発生剤は、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(34:50:9:7)からなる
ものを、第1ガス発生室に20g、第2ガス発生室に2
0g(計40gで発生ガス量1.0モルに相当する)使
用した(A/B=7.2/2.8)。加圧媒質とガス発
生剤の重量比(X/Y)は2.5であった。よって、作
動時には合計で3.6モルのガスが利用できることにな
り、作動前の加圧媒質とガス発生剤の合計重量は140
gであった。なお、このガス発生剤の圧力指数(n)は
0.6であった。
ータ100は、直径59mm、長さ156mm(スタッ
ドボルト190を除いた長さ。スタッドボルト190の
長さ20mm)で、インフレータハウジング102の肉
厚2.5mmであり、全重量は1200gであった。こ
のようなハイブリッドインフレータ100を、第1の点
火器と第2の点火器により同時着火させて作動させた結
果、インフレータハウジング102の内圧は48,00
0kPaとなった。
ガス発生室とインフレータハウジングとを連通する連通
孔を覆うスクリーンを使用していないので、部品点数及
び工数を削減できるので、ハイブリッドインフレータの
軽量化や製造工程の簡略化によるコスト低減の上で大き
な効果がある。
形態を示す縦断面図である。
ス発生器ハウジングの概略平面図である。
の概略断面図である。
形態におけるガス発生器ハウジングの概略平面図であ
る。
形態におけるガス発生器ハウジングの概略平面図であ
る。
Claims (21)
- 【請求項1】 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器と、ガス発生器
に接続された点火手段を備えた点火手段室とを有する、
エアバッグ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、 インフレータハウジング内に不活性ガスを含む加圧媒質
が充填され、 ガス発生器が、複数の連通孔を有するガス発生器ハウジ
ングにより外殻が形成され、ガス発生器ハウジング内に
ガス発生剤が収容されたガス発生室を有し、複数の連通
孔によりガス発生室とインフレータハウジングとが連通
されているものであり、 ガス発生器ハウジングに設けられた複数の連通孔が、ガ
ス発生室で生じた燃焼ガスを流出させ、かつガス発生剤
の外部への漏出を防止できる大きさのものであるハイブ
リッドインフレータ。 - 【請求項2】 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器と、ガス発生器
に接続された点火手段を備えた点火手段室とを有する、
エアバッグ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、 インフレータハウジング内に不活性ガスを含む加圧媒質
が充填され、 ガス発生器が、複数の第1及び第2連通孔を有するガス
発生器ハウジングにより外殻が形成されており、 ガス発生器ハウジング内にそれぞれガス発生剤を含む第
1及び第2ガス発生室を有し、複数の第1連通孔により
第1ガス発生室とインフレータハウジングとが連通さ
れ、複数の第2連通孔により第2ガス発生室とインフレ
ータハウジングとが連通されているものであり、 複数の第1及び/又は第2連通孔が、第1及び第2ガス
発生室で生じた燃焼ガスを流出させ、かつガス発生剤の
外部への漏出を防止できる大きさのものであるハイブリ
ッドインフレータ。 - 【請求項3】 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器と、ガス発生器
に接続された点火手段を備えた点火手段室とを有する、
エアバッグ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、 インフレータハウジング内に不活性ガスを含む加圧媒質
が充填され、 ガス発生器が、複数の第1及び第2連通孔を有するガス
発生器ハウジングにより外殻が形成されており、 ガス発生器ハウジング内にそれぞれガス発生剤を含む第
1及び第2ガス発生室を有し、第1ガス発生室に第1点
火手段を備えた第1点火手段室が接続され、第2ガス発
生室に第2点火手段を備えた第2点火手段室が接続さ
れ、第1ガス発生室とインフレータハウジングとが複数
の第1連通孔で連通され、第2ガス発生室とインフレー
タハウジングとが複数の第2連通孔により連通されてい
るものであり、 複数の第1及び/又は第2連通孔が、第1及び第2ガス
発生室で生じた燃焼ガスを流出させ、かつガス発生剤の
外部への漏出を防止できる大きさのもので、さらに複数
の第2連通孔が、第2点火手段からインフレータハウジ
ングの幅方向及び/又は長さ方向に離れて配置されてい
るハイブリッドインフレータ。 - 【請求項4】 ガス発生器ハウジングに設けられている
複数の連通孔或いは複数の第1及び/又は第2連通孔
が、スクリーンで覆われていない請求項1〜3のいずれ
か1記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項5】 ガス発生器ハウジングに設けられている
複数の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔にガス発生
剤が接触している請求項1〜4のいずれか1記載のハイ
ブリッドインフレータ。 - 【請求項6】 ガス発生器ハウジングに設けられている
複数の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔が、孔径が
同一のものである請求項1〜5のいずれか1記載のハイ
ブリッドインフレータ。 - 【請求項7】 ガス発生器ハウジングに設けられている
複数の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔が、孔径が
0.5〜3mmの範囲のものである請求項1〜6のいず
れか1記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項8】 ガス発生器ハウジングに設けられている
複数の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔の総数が、
100〜600である請求項1〜7のいずれか1記載の
ハイブリッドインフレータ。 - 【請求項9】 ガス発生器ハウジングに設けられている
複数の第1及び第2連通孔の内、複数の第1連通孔の総
数が50〜300で、複数の第2連通孔の総数が50〜
300である請求項2〜8のいずれか1記載のハイブリ
ッドインフレータ。 - 【請求項10】 ガス発生器ハウジングに設けられてい
る複数の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔の総開口
面積が、100〜600mm2である請求項1〜9のい
ずれか1記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項11】 ガス発生器ハウジングに設けられてい
る複数の連通孔又は複数の第1及び第2連通孔が、前記
ガス発生器ハウジングの長さ方向に複数列配置され、か
つ外周方向に複数列配置されている請求項1〜10のい
ずれか1記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項12】 ガス発生器ハウジングに設けられてい
る複数の第1連通孔と複数の第2連通孔が、それぞれの
一部又は全部がインフレータハウジングの幅方向に異な
る方向になるように形成されている請求項2〜10のい
ずれか1記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項13】 ガス発生器ハウジングに設けられてい
る複数の第1及び第2連通孔の内、複数の第1連通孔が
前記ガス発生器ハウジングの長さ方向に複数列配置さ
れ、かつ外周方向の全面に配置されており、複数の第2
連通孔が前記ガス発生器ハウジングの長さ方向に複数列
配置され、かつ外周方向の半分以下の面に配置されてい
る請求項3記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項14】 ガス発生器が更に伝火手段室を有して
おり、伝火手段室が第1点火手段室の長さ方向延長上に
配置され、第1ガス発生室と連通されており、第2ガス
発生室に接続された第2点火手段が、インフレータハウ
ジングの長さ方向への中心軸に対して偏心して配置され
ている請求項3又は13記載のハイブリッドインフレー
タ。 - 【請求項15】 第1点火手段室と第2点火手段室が、
インフレータハウジングの幅方向に並列にかつ隣接して
配置され、第1点火手段室がインフレータハウジングの
長さ方向の中心軸上に配置されている請求項3、13又
は14記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項16】 第1ガス発生室と第2ガス発生室にお
いて発生したガスのインフレータハウジングへの流入経
路がそれぞれ独立している請求項2〜15のいずれか1
記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項17】 第1ガス発生室と第2ガス発生室が、
インフレータハウジングの長さ方向に直列にかつ隣接し
て配置されている請求項2〜16のいずれか1記載のハ
イブリッドインフレータ。 - 【請求項18】 第1ガス発生室と第2ガス発生室が、
インフレータハウジングの長さ方向に直列にかつ対向し
て配置されている請求項2〜16のいずれか1記載のハ
イブリッドインフレータ。 - 【請求項19】 第1ガス発生室と第2ガス発生室が、
インフレータハウジングの幅方向に並列にかつ隣接して
又は離して配置されている請求項2〜16のいずれか1
記載のハイブリッドインフレータ。 - 【請求項20】 請求項1〜19のいずれか1記載のハ
イブリッドインフレータであり、下記の要件(1)〜
(3)から選ばれる1、2又は3の要件を具備するハイ
ブリッドインフレータ。 (1)加圧媒質の量(Aモル)とガス発生剤の燃焼によ
り発生するガス量(Bモル)とのモル比が、8/2〜1
/9であること。 (2)加圧媒質の重量(X)とガス発生剤の重量(Y)
との重量比(X/Y)が、0.1〜7であること。 (3)ガス発生剤の燃焼時における、次式:rb=αP
n(式中、rb:燃焼速度、α:係数、P:圧力、n:
圧力指数を示す)で規定される圧力指数が0.8未満で
あること。 - 【請求項21】 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1〜2
0のいずれか1記載のハイブリッドインフレータとエア
バッグが収容されたモジュールケースとを備えたエアバ
ッグシステム。
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