(57)【要約】【課題】本発明は作動の柔軟性に優れたインフレータおよびエアバッグシステムを提供することを目的としている。【解決手段】本発明のインフレータおよびエアバックシステムは、ガス発生素子１が電気的エネルギーにより発熱する多孔質金属などからなる発熱体２と、この発熱体２に当接したガス発生剤と、前記発熱体２と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部３を少なくとも備え、前記電極部３には、前記発熱体２が発熱したときに、外部回路との接続を遮断する隔離手段４を設けたことを特徴としている。  これにより、外部回路へ発熱体２から発生する熱が逃げることを抑え、発熱体２内のガス発生剤への熱伝達効率が向上し、より迅速かつより確実にガス発生素子１を作動させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生素子と、電源と、この電源と前記ガス発生素子を接続した電源回路とを少なくとも備え、
前記ガス発生素子は、電気的エネルギーを供給されることにより発熱する発熱体と、この発熱体に当接したガス発生剤と、前記発熱体と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部を少なくとも備え、前記ガス発生剤を加熱するときに、前記ガス発生素子からの放熱量を抑制する熱抵抗上昇手段を有したインフレータ。
【請求項２】
前記熱抵抗上昇手段は、前記電源回路または前記ガス発生素子には、前記電源から前記ガス発生素子に電気エネルギーの供給が完了した後に、前記ガス発生素子の電気的接続を断つ隔離手段を設けたインフレータ。
【請求項３】
前記隔離手段がバイメタルから構成されている請求項２に記載のインフレータ。
【請求項４】
ガス発生素子と、電源と、この電源と前記ガス発生素子を接続した電源回路とを少なくとも備え、
前記ガス発生素子は、電気的エネルギーが供給されることにより発熱する発熱体と、この発熱体に当接したガス発生剤と、前記発熱体と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部を少なくとも備え、これらガス発生剤、発熱体および電極部が断熱部材によって分割されて複数の個片部を形成し、これら個片部はそれぞれ個別に電源と電気的に接続しているインフレータ。
【請求項５】
前記電源回路において、前記ガス発生素子のどの個片部に電気的エネルギーを供給するか選択する制御回路を設けた請求項４に記載のインフレータ。
【請求項６】
ガス発生素子と、電源と、この電源と前記ガス発生素子を接続した電源回路とを少なくとも備え、
前記ガス発生素子は、電気的エネルギーを供給されることにより発熱する発熱体と、この発熱体に当接したガス発生剤と、前記発熱体と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部を少なくとも備え、前記電源回路または前記ガス発生素子には、前記電源回路と前記ガス発生素子の電気的接続を断つ遮断手段を設けたインフレータ。
【請求項７】
前記遮断手段は前記ガス発生素子から発生するガスによる圧力に基づき作動する請求項６に記載のインフレータ。
【請求項８】
前記遮断手段は前記電源から前記ガス発生素子に供給される電気エネルギーの量に基づき作動する請求項６に記載のインフレータ。
【請求項９】
前記電源は、外部から発信された第１の信号を受信することにより前記ガス発生素子へ電気エネルギーの供給を開始し、前記遮断手段は前記第１の信号より後に外部から発信された第２の信号を受信することにより作動する請求項６に記載のインフレータ。
【請求項１０】
ガス発生素子と、電源と、この電源と前記ガス発生素子を接続した電源回路とを少なくとも備え、
前記ガス発生素子は、電気的エネルギーを供給されることにより発熱する発熱体と、この発熱体に当接したガス発生剤と、前記発熱体と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部を少なくとも備え、
前記電源の供給する電気的エネルギーの量または前記電源から前記ガス発生素子へ供給される電気的エネルギーの量を制御したインフレータ。
【請求項１１】
前記ガス発生素子へ供給される電気エネルギー量を制御して、このガス発生素子のガス発生量を制御した請求項１０に記載のインフレータ。
【請求項１２】
前記電源が電気二重層キャパシタである請求項１、４、６、１０に記載のインフレータ。
【請求項１３】
前記発熱体の前記ガス発生剤と当接した面に複数の突起が設けられた請求項１、４、６、１０に記載のインフレータ。
【請求項１４】
請求項１、４、６、１０のうちいずれか一つ記載のインフレータと加速度検出手段を少なくとも有したエアバッグシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車や飛行機などの移動体の乗員用安全装置に使用されるインフレータおよびそれを用いたインフレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車や飛行機などの移動体の乗員用安全装置は、衝突の検出装置と、エアバッグを始めとする衝撃吸収手段によって構成されており、この衝撃吸収手段の起動にはインフレータが用いられている。
【０００３】
このインフレータは、従来からイグナイタと火薬などの爆発力を有した点火剤とガス発生剤から少なくとも構成され、イグナイタにより点火剤が点火されて爆発し、この爆発により得られる熱エネルギーによってガス発生剤が燃焼されてガスを発生させる。このガスによりエアバッグの袋体を膨らませ、エアバッグは衝撃吸収手段として機能している。
【０００４】
しかし、このインフレータの起動には、ガス発生剤を燃焼させるために火薬などの点火剤を用いる必要があり、インフレータとして保管や移動体に組み込む際の取り扱いについて制約が課せられ、移動体作製における作業性の低下を招く恐れがある。
【０００５】
そこで、上記点火剤を必要としないインフレータが提案されている。
【０００６】
図９は従来の点火剤が不要であるインフレータのインフレータエレメント１００の構成を示した斜視図である。
【０００７】
インフレータに用いられるこのインフレータエレメント１００は、多孔質金属から成る発熱体１０１と、この発熱体の内部に設けられた空隙１０２を充填するガス発生剤である水素吸蔵合金（図示なし）と、この発熱体１０１の両端に設けられた一対の電極１０３から構成されている。このガス発生剤を電源と接続したインフレータおよびこのインフレータを用いたエアバッグ装置を使用することにより、緊急時に電源から電気エネルギーを受けた発熱体１０１が発熱することにより、その熱が水素吸蔵合金に伝わり、水素吸蔵合金から大量の水素ガスを発生させることができ、この水素ガスを用いてエアバッグを膨張させることができ、エアバッグの起動に爆発が伴わないため、インフレータとして安全性を向上させることが可能となる。
【０００８】
なお、この出願に関する先行技術文献情報として、例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０５−０２４５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、緊急時において、移動体やその乗員の状態に応じて、より臨機応変に作動していくことが求められている。そのために、このように点火剤を使用しないインフレータエレメント１００が上記のような発熱体１０１からガス発生剤へ、より柔軟かつ確実に加熱を行っていくように、伝熱を制御していくことが求められている。
【００１１】
そこで本発明は作動の安全性や柔軟性（融通性）に優れたインフレータおよびそれを用いたエアバッグシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のインフレータおよびそれを用いたエアバッグシステムは、ガス発生素子と、電源と、この電源と前記ガス発生素子を接続した電源回路とを少なくとも備え、前記ガス発生素子は、電気的エネルギーを供給されることにより発熱する発熱体と、この発熱体に当接したガス発生剤と、前記発熱体と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部を少なくとも備え、前記電源回路または前記ガス発生素子には、前記電源から前記ガス発生素子に電気エネルギーの供給が完了した後に、前記ガス発生素子の電気的接続を断つ隔離手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のインフレータおよびエアバッグシステムは、ガス発生素子と、電源と、この電源と前記ガス発生素子を接続した電源回路とを少なくとも備え、前記ガス発生素子は、電気的エネルギーを供給されることにより発熱する発熱体と、この発熱体に当接したガス発生剤と、前記発熱体と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部を少なくとも備え、これらガス発生剤、発熱体および電極部が断熱部材によって分割されて複数の個片部を形成し、これら個片部はそれぞれ個別に電源と電気的に接続していることを特徴としている。
【００１４】
そして、本発明のインフレータおよびエアバッグシステムは、ガス発生素子と、電源と、この電源と前記ガス発生素子を接続した電源回路とを少なくとも備え、前記ガス発生素子は、電気的エネルギーを供給されることにより発熱する発熱体と、この発熱体に当接したガス発生剤と、前記発熱体と電気的に接続し電源と電気的に接続するための正負一対の電極部を少なくとも備え、前記電源回路または前記ガス発生素子には、前記電源回路と前記ガス発生素子の電気的接続を断つ遮断手段を設けたことを特徴としている。
【００１５】
さらに、本発明のインフレータおよびエアバッグシステムは、上記電源の供給する電気的エネルギーの量または前記電源から前記ガス発生素子へ供給される電気的エネルギーの量を制御したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
上記隔離手段を設けた構成により、本発明のインフレータおよびそれを用いたエアバッグシステムは、発熱体からガス発生剤への伝熱効率が向上し、ガス発生素子の作動における信頼性が向上する。
【００１７】
これは、上記隔離手段が外部回路との接続を遮断することにより、外部回路などのガス発生素子までの通電経路へ発熱体から得られる熱が逃げていくことを抑制することができるためである。
【００１８】
また、上記断熱部材によって個片部を設けた構成により、本発明のガス発生素子およびそれを用いたインフレータは、使用状況に応じて必要最小限のガス発生剤を消費してインフレータを作動させることが可能になる。
【００１９】
これは、本発明のインフレータに用いられるガス発生素子の上記個片部が互いに断熱部材を介して配設されているため、それぞれの個片部が独立して発熱し、それぞれが有するガス発生剤をそれぞれ電源に接続させることにより、状況に応じてガス発生剤の使用量を調整できるためである。
【００２０】
そして、上記遮断手段を設けた構成によって、インフレータが作動開始した後に、緊急性が低下したなどの理由からインフレータの作動を停止する場合などに、電源とガス発生素子との間の接続を断つことにより停止させることが可能となり、インフレータの不必要な作動を防ぐことが可能となる。
【００２１】
さらに、上記電源へ供給される電気的エネルギー量、電源からガス発生素子へ供給される電気的エネルギー量を制御することにより、ガス発生素子の構成を限定させずにエアバッグの展開領域、膨張量を制御し、緊急時の状況に合わせてエアバッグの形状などを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１におけるインフレータに用いられるガス発生素子を示した斜視図
【図２】本発明の実施例１におけるインフレータを示した断面概略図
【図３】本発明の実施例２におけるインフレータに用いられるガス発生素子を示した斜視図
【図４】本発明の実施例２におけるインフレータを示した断面概略図
【図５】本発明の実施例３におけるインフレータを示した断面概略図
【図６】本発明の実施例４におけるエアバッグシステムの構成を示したブロック図
【図７】本発明の実施例４におけるエアバッグシステムで実行される通常時の制御フローを示した図
【図８】本発明の実施例４におけるエアバッグシステムで実行される緊急時の制御フローを示した図
【図９】従来のインフレータエレメントを示した斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を用いながら本実施例および請求項１、２、９、１０に係る発明について説明を行う。
【００２４】
［実施例１］
図１は本実施例のインフレータに用いられるガス発生素子１を示した斜視図である。
【００２５】
図１において、本実施例のガス発生素子１は多孔質体である金属製の発熱体２と、この発熱体２に設けられた細孔に充填されたガス発生剤（図示なし）と、発熱体２の両端において電気的な接続をした正負一対の電極部３と、一対の電極部３に電気的に接続された隔離手段４が設けられている。
【００２６】
本実施例の発熱体２は、例えば空隙率９０％以上のニッケル−クロム合金の多孔質体を用いる。しかし、本実施例の発熱体２は所定の抵抗を有した導電材料であればいずれの材料も用いることができる。そして、ガス発生剤には粉末状の水素吸蔵合金を用いる。この水素吸蔵合金には、Ｍｇ2Ｎｉ、Ｍｇ2ＮｉＨ4等のマグネシウム基合金を用いる。本実施例に用いる水素吸蔵合金には上記マグネシウム基合金の他に、遷移元素の合金を基にしたＡＢ２型、希土類元素、ニオブ、ジルコニウムと遷移元素との合金を基にしたＡＢ５型や、Ｔｉ−Ｆｅ系合金、バナジウム基合金などがある。
【００２７】
電極部３には、一例としてニッケルを用いてスパッタによって形成した。しかし、本実施例の電極部３は上記ニッケルに限定されず、導電性を有した材料であればよく、アルミニウムや銅などでもよい。
【００２８】
隔離手段４には、一例として、バイメタルを用いる。そのため、板状である隔離手段４は、金属層４ａ、４ｂが積層された状態で構成されている。これによりガス発生素子が作動した時に発熱体２から発せられる熱を受けてバイメタルが曲がり、バイメタルの配置位置が変位することにより、当初接続されていた外部回路との接続を断つことができる。この隔離手段４が容易に接続を断てるように、この隔離手段４を曲げたい方向に熱膨張係数の小さい金属を設けることが好ましい。本実施例では、一例として図１において板状の隔離手段４の厚み方向上方に曲げることを目的とし、上記金属層４ａに熱膨張係数の小さいインバーと呼ばれるニッケルと鉄の合金を用い、金属層４ｂには、熱膨張係数の大きいものを用い、Ｎｉ、Ｚｎ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金等を用いる。
【００２９】
このように本実施例のガス発生素子１は隔離手段４を用いることにより、発熱体２の熱が電極部３を介して外部回路の導電部材内を伝導していき、逃げていくのを抑制することができ、熱伝達効率を高めることが可能となる。
【００３０】
図２は本実施例のインフレータを示した断面概略図である。
【００３１】
図２において、本実施例のインフレータは、上記ガス発生素子１とこのガス発生素子１を収容する外装体５と、ガス発生素子１に電気的エネルギーを供給する電源７と、この電源７と上記ガス発生素子１を電気的に接続する電源回路６から構成されている。
【００３２】
外装体５は、ガス発生素子１を収容し、他のデバイス（アクチュエータやエアバッグの袋体など）にガスを供給する入り口の役割も担う。そのため、外装体５には開口部にガスを噴出させるための噴出孔５ａが設けられている。この外装体５は、内部のガス発生素子１が作動してガスを発生したときに、ガスの圧力に耐え得る強度が必要となる、そのため、外装体５は所定の強度を有した樹脂性のものが好ましい。
【００３３】
電源回路６は一端でガス発生素子１の隔離手段４と電気的に接続し、他端で電源７の一方の電極と接続している。この電源回路６には通電経路の途中にこのインフレータを起動させるためのスイッチ６ａが設けられている。本実施例の電源回路の通電経路には一例として銅ケーブルを用いた。
【００３４】
電源７は、ガス発生素子１に急速な電力供給を行える蓄電装置が好ましく、一例として急速充放電に長けた電気二重層キャパシタを用いた。しかし、本実施例の電源７の急速に充放電を行うことができればよいため、他のコンデンサや電池などでもよい。
【００３５】
本実施例のインフレータは、所定のタイミングでスイッチ６ａが閉じられ、電源７から電源回路６を通じて電気的エネルギーの供給が始まり、電気的エネルギーを得たガス発生素子１の発熱体２が発熱し、所定の温度まで発熱体２が発熱した段階で、発熱体２から熱を受けた隔離手段４によって電源回路６とガス発生素子１とが遮断され、発熱体２の内部に充填されたガス発生剤から水素ガスが発生し、外装体５の噴出孔５ａからガスが噴出するようになる。
【００３６】
なお、本実施例のインフレータでは隔離手段４とガス発生素子１とが一体となった構成のものを用いて説明したが、この構成に限定されず、電源回路６の途中に隔離手段４を設けた構成でもよい。また隔離手段４はバイメタルに限定されず、ガス発生素子１に電力供給が完了した段階でガス発生素子１と電源回路６とを遮断できる装置であればよく、例えば、電源７の電力残量をモニタリングし、電力が空になった段階で、スイッチ６ａを開けるシステムなどでもよい。また、ガス発生素子１での熱伝導性をさらに高めるために、ガス発生素子１を収容する断熱材を設け、この断熱材の中に隔離手段４を設け、ガス発生素子１から隔離手段４までの経路（導線）が、温度の低さから吸熱性に優れた外気などと接する機会を低減させることが好ましい。
【００３７】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例２および請求項３、４に係る発明について説明を行う。なお、本実施例では他の実施例と異なる点を中心に説明していく。
【００３８】
［実施例２］
図３は本実施例のインフレータに用いられるガス発生素子１１を示した斜視図である。
【００３９】
図３において、本実施例のガス発生素子１１は、実施例１と同様の水素吸蔵合金を充填した発熱体２が十字状の断熱部材１８によって分割されるように配置され、分割された複数の発熱体２はそれぞれ両端に実施例１と同様に電極部３を有し、この電極部３が設けられたそれぞれの発熱体２を個片部１１ａとし、これら複数の個片部１１ａが一つのガス発生素子１１内に設けられている構成となっている。
【００４０】
この構成により、実施例１のようなガス発生素子１と同じ容積のガス発生素子１１を用いたとき、ガス発生素子１１のガス発生量以下の様々な量のガスを発生することが可能となる。
【００４１】
これは、個片部１１ａがそれぞれ断熱部材を介して離設されているため、それぞれ独立して発熱およびガス発生ができるためである。
【００４２】
これにより、用途に応じてガス発生量を調整することができ、電源の限られた電気的エネルギーの中で、必要最小限の個片部１１ａに対して電気的エネルギーを集中的に供給することが可能となり、本来必要なガス発生量に対して他のガス発生素子に比べてより迅速なガス発生を行うことが可能となる。
【００４３】
図４は本実施例のインフレータを示した断面概略図である。
【００４４】
図４において、本実施例のインフレータは、ガス発生素子１１と、このガス発生素子１１を収容する実施例２の外装体５と、この外装体５を介してガス発生素子１１と電気的に接続した制御部１９と、実施例２の電源７と、この制御部１９と電源７を電気的に繋ぐ、実施例２の電源回路６から構成されている。
【００４５】
制御部１９は、別途設けられた緊急事態を発信する信号発信部（図示なし）から受信する事態の程度に基づいて電源７から供給される電気的エネルギーをガス発生素子１１におけるいくつの個片部１１ａに対して電力供給を行うか決定し、実際に特定の個片部１１ａに電流が流れるように電流の流れを制御する。なお、図４において制御部１９は外装体５の外部に設けられる構成になっているが、位置関係はこれに限定されず、外装体５と一体で設けてもよい。
【００４６】
また、制御部１９が上記信号発信部から信号を受信する方法は有線、無線いずれでもよい。
【００４７】
このように、本実施例のインフレータは、所定のタイミングでスイッチ６ａが閉じられ、電源７から電源回路６を通じて電気的エネルギーが制御部１９へ供給され、制御部１９により電流の流れが制限され、この電流により電気的エネルギーを得たガス発生素子１１の特定の個片部１１ａの発熱体２が発熱し、発熱体２の内部に充填されたガス発生剤から水素ガスが発生し、外装体５の噴出孔５ａからガスが噴出するようになる。
【００４８】
このような構成により、様々な緊急事態に応じてインフレータを作動させることができ、必要最小限の発熱体２を作動させるため、必要最小限の量のガスをより迅速に発生させることができる。
【００４９】
［実施例３］
以下に、図面を用いながら本実施例および請求項５〜８に係る発明について説明を行う。
【００５０】
図５は本実施例のインフレータを示した断面概略図である。
【００５１】
図５において、本実施例のインフレータは、実施例１のガス発生素子１から隔離手段４を除いた発熱体２２と電極部２３を有するガス発生素子２１と、このガス発生素子２１を収容する実施例３の外装体５と、この外装体５を介してガス発生素子２１と、実施例３の電源７と、この電源７と上記ガス発生素子２１を電気的に繋ぐ実施例３の電源回路６と、電源７のガス発生素子２１への電気エネルギーの供給状態を検知する電気量測定手段２７と、この電気量測定手段２７で検知された結果に基づき電源回路６の途中に設けられたスイッチ６ａを開く遮断手段２８から構成されている。
【００５２】
電気量測定手段２７は、電源７がガス発生素子２１へ供給した電気エネルギーの量を計測し、供給された電気エネルギーの量が所定の量に達したときに、遮断手段２８へ電気エネルギーの供給を止めるために、スイッチ６ａを開くように指示を行う。このとき、電気量測定手段２７が、電源７の電気エネルギー供給量を検知する方法は特に限定されないが、電源７の電気エネルギーの残量から消費した電気エネルギー量を算出する方法や電源７から流れる電流の値を計測し、この電流の値を積分して算出する方法などが挙げられる。
【００５３】
遮断手段２８は、インフレータ作動時にスイッチ６ａが閉じられて上記電源７が、ガス発生素子２１と電気的に接続するとともにガス発生素子２１へ電気エネルギーを供給し始めた後に、スイッチ６ａを再び開く機能を有する。この遮断手段として例えばリレーなどがある。本実施例のインフレータの遮断手段２８にリレーを用いることにより、上記スイッチ６ａの機能も同時に持たせることができるため、インフレータとして小型化が図れる。
【００５４】
ただし、本実施例の遮断手段２８は上記のリレーに限定されず、回路上の配線を物理的に破壊して遮断してもよい。
【００５５】
本実施例のインフレータは、最初、開いた状態となっているスイッチ６ａが閉じられることにより、電源７からガス発生素子２１に電気エネルギーの供給が始まり、ガス発生素子２１に対して一定量の電気エネルギーが供給された段階で、上記遮断手段２８が作動することによってガス発生素子２１と電源７の間の導通が断たれ、ガス発生素子２１のガス発生が途中で止まる。
【００５６】
この構成により、インフレータとして、点火式のインフレータに比べて簡素な機構および回路によってガス発生量を制御することが可能となり、作動時の様々な状況に応じたインフレータの作動が可能となる。
【００５７】
本実施例のインフレータでは、様々な目的で遮断手段２８を作動させることがある。例えば、発生可能なガス量全てを用いてインフレータを作動させる必要がない場合は、上記のように電源７の供給される電気エネルギーの量を管理しながら作動させる、あるいは、ガス発生素子２１側に圧力測定器（図示なし）を設けてこの圧力測定器の圧力上昇具合に応じて遮断手段２８を作動させることがある。これらの場合、遮断手段２８はインフレータ内の主に計測機器と接続し、作動することになる。この他に、実はインフレータを作動させる必要がなく、一度作動が始まったインフレータを急に停止させる必要がある場合がある。この場合、この本実施例のインフレータが搭載された自動車などの移動体の状況を検知するセンサ（図示なし）から、移動体の状況の情報に基づき、遮断手段２８へ作動命令の信号を発信し、この信号を遮断手段２８が受信することにより、遮断手段２８が作動する。このように本実施例の遮断手段２８は、インフレータ外の機器との接続により、作動する構成も含まれる。
【００５８】
このような構成によって、本実施例のインフレータを用いることにより、移動体にとって衝突の原因となる障害物と接触する直前から作動させ、衝突した後の移動体の状況によりガス発生量の調整を行うことなどが可能となり、インフレータとして搭載された移動体の異常時により早い段階から作動ができるため、より確実に移動体の搭乗者の安全を守ることができる。
【００５９】
以下に図面を用いながら、本発明の実施例４について説明を行う。
【００６０】
［実施例４］
図６は、本実施例のエアバッグシステムの構成を示したブロック図である。
【００６１】
本実施例のエアバッグシステムは、一例として、自動車などの移動体に搭載されたものとする。
【００６２】
本実施例のエアバッグシステムは、エアバッグの作動を制御するエアバッグＥＣＵ４０と、このエアバッグＥＣＵ４０の制御により作動するインフレータ４７、４８と、このエアバッグＥＣＵ４０が緊急時に作動するために、エアバッグＥＣＵ４０と接続した加速度検出手段４１、４２、４３と、エアバッグＥＣＵ４０と接続して上記移動体内にいる乗員の重量を検知する複数の重量検出手段４４、４５と、ペダルポジション検出手段４６と、移動体の速度を検出する速度検出手段６３と、車両間隔検出手段６４と、インフレータ４７、４８にそれぞれ設けられた電気二重層キャパシタから構成された電源５３、５４にそれぞれ電力を供給する充電手段５１、５２と、上記電源５３、５４の電圧などの制御を行う、電源電圧制御回路４９、５０から構成されている。
【００６３】
ここで、加速度検出手段４１〜４３は、一例として、加速度検出手段４１は、移動体前方の加速度の発生を検出し、加速度検出手段４２は、移動体後方の加速度の発生を検出し、加速度検出手段４３は、移動体側面方向の加速度の発生を検出するものとする。
【００６４】
エアバッグＥＣＵ４０は、移動体の状態に関する情報および乗員の状態に関する情報を受信し、これら情報に応じてエアバッグとしてインフレータ４７、４８の動作を制御するものである。上記情報を受信するために、本実施例のエアバッグＥＣＵ４０は、例えば衝突などの緊急事態の際、上記加速度検出手段４１〜４３から衝突の度合に関する情報を受信し、移動体の速度を考慮して速度検出手段６３から情報を受信し、乗員が移動体に搭乗した際に、乗員の状態（特に体格）に合わせてエアバッグの膨張量を決定するために、各座席の重量検出手段４４、４５、ペダルポジション検出手段４６から情報を受信する。
【００６５】
インフレータ４７、４８は、それぞれ、電源５３、５４とそれぞれスイッチ５５、５６を介して電気的に接続されたガス発生素子５７〜５９、６０〜６２が接続された構成である。
【００６６】
インフレータ４７、４８にそれぞれ設けられたスイッチ５５、５６は、例えばリレースイッチから構成される。これらスイッチ５５、５６の作動については、エアバックＥＣＵ４０または電源電圧制御回路４９、５０によって制御される。
【００６７】
各電源５３、５４とそれぞれ接続された充電手段５１、５２は、それぞれ、オルタネータを介して充電された鉛蓄電池などの電池から電力の供給を行う。このとき、用途の具体的な例については、詳細を後述するが、エアバッグの使用目的に応じて電源電圧制御回路４９、５０を用いながら電源５３、５４に供給される電気エネルギー量を調整する。これにより状況に応じたインフレータ４７、４８の動作制御を行うことができる。
【００６８】
電源電圧制御回路４９、５０は、充電手段５１、５２から電源５３、５４へ供給される電気エネルギー量を調整するとともに、各インフレータ４７、４８作動時に、電源５３、５４からガス発生素子５７〜５９、６０〜６２のうち、エアバッグＥＣＵ４０においていくつのガス発生素子に電力を供給するのか決定された情報を基に調整を行う。
【００６９】
なお、各構成要素の制御を行うエアバッグＥＣＵ４０および電源電圧制御回路４９、５０は制御に必要なプログラムは、記憶媒体に格納されている。
【００７０】
以下に、本実施例のエアバッグシステムの動作の一例を示す制御フローについて説明を行う。
【００７１】
図７は、通常時の本実施例のエアバッグシステムが実行する制御フローの一例を示した図である。
【００７２】
図７のように、本実施例のエアバッグシステムは、このエアバッグシステムが搭載された車（移動体）の乗員の体格を判定するステップＳ１と、このステップＳ１においてこの乗員の体格が条件を満たしたとき、エアバッグの膨らみ方を弱めるよう設定するステップＳ２と、この車の速度を判定するステップＳ３と、このステップＳ３において、速度の条件が合致したときに、電源５３、５４の電圧値を制御するステップＳ４と、上記ステップＳ３において、電源５３、５４の電圧値を最大値であるＶmaxに設定するステップＳ５とから構成される。
【００７３】
ステップＳ１では、乗員の体格を判定する手段の一例として、座席に設けた重量検出手段４４、４５やペダルポジション検出手段４６で行う。体格によってエアバッグの制御を変える重量の基準値をＷtとし、ステップＳ１において乗員の体重が、Ｗt以下であると判定した場合、重量検出手段４４、４５からの信号を受け、ステップＳ２のように、エアバッグＥＣＵ４０がガス発生素子５７〜５９、６０〜６２のうち作動させるガス発生素子の個数をｎtと設定する。これにより、エアバッグの膨張する領域を制限し、体格が小さい乗員が、エアバッグが作動したときに過剰な圧迫を受けることを抑制することができる。
【００７４】
ステップＳ３では、速度検出手段６３などから車の速度の情報をエアバッグＥＣＵ４０が受信し、車の速度に応じて、エアバッグの膨張の程度を調整する。ステップＳ３において、膨張の程度を調整する速度の基準値がｖtであり、車の速度がこのｖt以下である場合、強い衝突が発生しにくい運転状況と判断し、ステップＳ４において電源電圧制御回路４９、５０を介して、電源５３、５４の設定電圧を、最大電圧値Ｖmaxよりも値が小さい所定の電圧値Ｖtとする。逆に、ステップＳ３において、車の速度がこのｖt以上である場合、この車は所定の速度以上で移動を行っているため、この車の衝突時は強い衝突が発生し得ると判断し、ステップＳ５において、エアバッグＥＣＵ４０は、電源電圧制御回路４９、５０を介して、電源５３、５４の設定電圧を、最大電圧値Ｖmaxに設定する。これにより、車の衝突時に乗員に加わる強い衝撃に対して、より確実に乗員を保護できる環境を形成する。
【００７５】
ステップＳ４またはＳ５を経て本制御フローは終了する。
【００７６】
図７の制御フローによって、乗員の体格、特に幼児と成人の違いによって生じる体格差に対して、エアバッグの作動状態を制御することや、車の運転状況に応じて、エアバッグの作動を調整することができ、エアバッグの過剰な膨張などを抑制することができる。
【００７７】
なお、ステップＳ５におけるＶmaxは、必ずしも電源５３、５４の耐電圧の上限を意味するものではない。
【００７８】
図８は、本実施例のエアバッグシステムが実行する緊急時の制御フローを示した図である。
【００７９】
図８のように、本実施例のエアバッグシステムは、緊急時において、このエアバッグシステムが搭載された車の衝突の有無を判定するステップＳ６と、このステップＳ６において、衝突があったと判定した場合に、この衝突の度合を判定するステップＳ７、Ｓ９と、このステップＳ７において、衝突が所定の強さ以上と判定した場合、電源５３、５４からインフレータ４７、４８へ電力供給を開始するステップＳ８と、上記ステップＳ９において、車に発生した衝突が、非常に強いと判定されなかったときに、インフレータ４７、４８への電力供給を止めてエアバッグの膨張を抑えるようにするステップＳ１０と、上記ステップＳ９において、車に発生した衝突が、非常に強いと判定したときにインフレータ４７、４８へ電源５３、５４からエアバッグの膨張具合が最大となるように、エアバッグを作動させるステップＳ１１から構成されている。
【００８０】
ステップＳ６では、上記加速度検出手段４１〜４３を用いて車への衝突の有無を判定する。このとき、上記加速度検出手段４１〜４３の加速度検出の結果から衝突がないと判断された場合、フローはそのまま終了する。そして、ステップＳ６において、衝突があると判定し、ステップＳ７において、その衝突によって車に発生する加速度が所定値ａ0未満である場合も、エアバッグＥＣＵ４０がこの衝突は乗員保護を必要としないと判断し、この場合も、特にインフレータ４７、４８を作動させないまま本制御フローを終了する。
【００８１】
逆に、ステップＳ７において、上記加速度が所定値ａ0を超える場合、乗員の保護が必要であると判断して、電源５３、５４からインフレータ４７、４８へ電力供給を行うステップＳ８を実行する。
【００８２】
さらに、上記ステップＳ８に続いて、ステップＳ９において、上記加速度がエアバッグシステム内で設定されている上限値ａmaxを超えたと判定した場合は、この衝突は非常に強いと判断し、ステップＳ１１において、インフレータ４７、４８を、エアバッグの膨張量が、設定された範囲において最大になるように、作動させる。逆にステップＳ９において、上記加速度が上記ａmaxを超えない場合、エアバッグＥＣＵ４０において、この衝突は乗員保護を必要とする強さであるが、エアバッグの膨張を最大にして保護することを必要とする強さではないと判断する。そして、エアバッグＥＣＵ４０は、ステップＳ１０において、ステップＳ８にて電力供給を開始した電源５３、５４を、所定のタイミングでガス発生素子５７〜５９、６０〜６２との接続を断ち、ガス発生素子５７〜５９、６０〜６２からガス発生を止めることを指示する。これにより、乗員保護に必要な最低限のエアバッグの膨張を実現することができる。なお、このステップＳ１０において、電源５３、５４からガス発生素子５７〜５９、６０〜６２への電力供給を断つタイミングは、電源５３、５４の電気的エネルギー量の残量に基づく方法や、エアバッグの膨張量（エアバッグ内の圧力など）に基づくものでもあってもよい。
【００８３】
図８の制御フローによって、本実施例のエアバッグシステムは、衝突時の状況に応じて、エアバッグの膨張の程度を制御し、乗員を保護することができる。これにより、衝突の程度に対してエアバッグの過剰な膨張による、乗員へのダメージが生じる危険性を低減することができる。
【００８４】
本実施例において、図７の制御フローと図８の制御フローは、必ずしも両方をともに実施することを必要としない。少なくとも一方のフローについて実施していればよい。また、各フローのステップにおいて、判定のために設定される数値（判定基準）は、必ずしも一つではなく、複数あってもよい。
【００８５】
なお、本実施例１〜４においてガス発生剤として水素吸蔵合金を用いて説明したが、これに限定されず、希土類と鉄との合金を用いた窒素吸蔵合金を用いてもよい。
【００８６】
以上のように、本発明のインフレータおよびそれを用いたエアバッグシステムは、火薬を使用せず、電力でガス発生剤を加熱し、電源から供給される電源を様々な方法により調整することにより、より確実に、かつ利用状況に応じて様々な形態での作動を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明のインフレータおよびエアバッグシステムは、より確実に、かつ緊急事態の状況や乗員の状態に合わせて作動できるため、エアバッグに限らず、ヘッドレスト、プリテンショナーなどの人の安全に関わる車両向け安全装置などに利用されることが期待される。
【符号の説明】
【００８８】
１、１１、２１  ガス発生素子
２、２２  発熱体
３、２３  電極部
４  隔離手段
４ａ、４ｂ  金属層
５  外装体
５ａ  噴出孔
６  電源回路
６ａ  スイッチ
７  電源
１１ａ  個片部
１８  断熱部材
１９  制御部
２７  電気量測定手段
２８  遮断手段
４０  エアバッグＥＣＵ
４１、４２、４３  加速度検出手段
４４、４５  重量検出手段
４６  ペダルポジション検出手段
４７、４８  インフレータ
４９、５０  電源電圧制御回路
５１、５２  充電手段
５３、５４  電源
５５、５６  スイッチ
５７、５８、５９、６０、６１、６２  ガス発生素子
６３  速度検出手段
６４  車両間隔検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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