(57)【要約】【課題】  作動信頼性の高いインフレータの提供。【解決手段】  点火器43で着火燃焼されたガス発生剤から生じた高温ガスにより、１枚の第１破裂板47が確実に破壊され、高温ガスが内部空間16a、16bに流入して内圧を上昇させる。その結果、加圧により２枚の第２破裂板26、36が破壊され、ガス排出口25、35から加圧ガスが噴射される。【選択図】  図１
2005053440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ガスが充填された筒状ハウジングと、筒状ハウジング内部に高温ガスを放出するための点火手段を備えたインフレータであり、
筒状ハウジングが、内部が単一空間で、両端にガス排出口を有し、それぞれのガス排出口に至る通気経路が破裂板で閉塞されたものであり、
点火手段が、筒状ハウジングの両端部を除く部分に取り付けられ、前記点火手段と筒状ハウジング内部とを連通する経路が１枚の破裂板により閉塞されたものであるインフレータ。
【請求項２】
点火手段が、点火手段室となる点火手段ハウジング内に点火器とガス発生剤が収容されたものであり、点火手段室内の点火器と正対する位置に、前記１枚の破裂板が取り付けられている、請求項１記載のインフレータ。
【請求項３】
点火手段ハウジングが、筒状ハウジングを二分割して取り付けられており、点火手段ハウジングに設けられた連通孔により、筒状ハウジング内部が単一空間を形成している、請求項２記載のインフレータ。
【請求項４】
点火手段が筒状ハウジングの軸方向の中央部に取り付けられている、請求項１〜３のいずれかに記載のインフレータ。
【請求項５】
両端のガス排出口に至る通気経路がそれぞれ１つずつで、それぞれ１枚の破裂板で閉塞されている、請求項１〜４のいずれかに記載のインフレータ。
【請求項６】
両端のガス排出口に至る通気経路の中心が、筒状ハウジングの中心軸と一致している、請求項１〜５のいずれかに記載のインフレータ。
【請求項７】
加圧ガスがヘリウムのみからなる、請求項１〜６のいずれかに記載のインフレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエアバッグシステム用として好適なインフレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるエアバッグシステムに使用するインフレータには、作動の確実性が求められる。特にインフレータが、高圧充填された加圧ガスを放出することでエアバッグを膨張させる方式のものの場合、加圧ガスの放出を可能とするための閉塞手段（破裂板）の破壊が重要となる。この破裂板の取付位置、破壊方法等は、インフレータの種類や構造に応じて種々のものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、図１に示されているような細長い形状のインフレータ100が開示されている。インフレータ100は、２つの容器112、116を有し、両端外側にガス排出口124、128を有している。ガス排出口124、128は、破裂板142で閉塞されている。
【０００４】
中央部には接続チャンバ120が設けられ、２つのオリフィス146、147はそれぞれ破裂板144で閉塞され、２つの容器112、116は分離されている。接続チャンバ120には、点火器160を固定する本体164が半径方向外側から配置され、内部には点火増強剤168が充填されている。
【０００５】
点火器160の作動により発生した圧力が接続チャンバ120内を加圧し、この加圧により２枚の破裂板144が破壊されオリフィス146、147が開口する。その後、２つの容器112、116内も加圧される結果、２枚の破裂板142が開口されてガスが排出される。しかし、特許文献１のインフレータには、以下のような問題点が考えられる。
【０００６】
（i）インフレータ100では、２つのオリフィス146、147を閉塞する２枚の破裂板144を圧力の上昇により破壊し、更に２枚の破裂板142も圧力の上昇により破壊する。このように２段階にわたって加圧により２枚ずつの破裂板を破壊するものであるので、２つの破裂板144の僅かな厚さの差、引張強度の差によって２つの破裂板144の一方のみが破壊され、更にガス排出口124、128を閉塞する破裂板142の一方のみが破壊されて片噴き出しとなったり、片方の破裂板が遅れて破裂する恐れがある。このような場合には、エアバッグの膨張速度が遅れるほか、エアバッグが均等に展開せず、またエアバッグ展開の遅れが発生し、乗員の保護が充分でなくなることが考えられる。
【０００７】
（ii）２つの容器112、116は、２枚の破裂板144により分離されているので、別々の充填孔からガスを充填する必要があり、充填終了後には、別々に充填孔を封止する必要があるため、工数が増加する。
【特許文献１】US 2003/0062713 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、２つの異なるガス排出口から均等に加圧ガスを排出することができる、エアバッグシステム用として好適なインフレータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、課題の解決手段として、加圧ガスが充填された筒状ハウジングと、筒状ハウジング内部に高温ガスを放出するための点火手段を備えたインフレータであり、
筒状ハウジングが、内部が単一空間で、両端にガス排出口を有し、それぞれのガス排出口に至る通気経路が破裂板で閉塞されたものであり、
点火手段が、筒状ハウジングの両端部を除く部分に取り付けられ、前記点火手段と筒状ハウジング内部とを連通する経路が１枚の破裂板により閉塞されたものであるインフレータを提供する。
【００１０】
筒状ハウジングは、幅方向の断面は円形のものが好ましいが真円である必要はなく、楕円、真円に近い多角形のような形状でも良く、インフレータの取付部となる空間形状等に応じて適宜変更することができるが、軸方向の中央部を基点として左右対称のものである。
【００１１】
筒状ハウジング内に存在するガス排出口に至る通気経路は、両端側に存在するもので、経路の大きさ及び長さは同一である。
【００１２】
両端のガス排出口に至る経路を閉塞する破裂板は、同一材質、同一厚み、同一形状、同一面積のものである。
【００１３】
加圧ガスは、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、窒素ガス等を使用する。加圧ガスの充填圧力は、約10〜67MPaである。
【００１４】
請求項１の発明では、筒状ハウジング内部は単一空間となっているため、点火手段の作動により１枚の破裂板が破壊され、筒状ハウジング内部に高温ガスが流入したとき、高温ガスは内部全体に均一に行き渡る。このため、筒状ハウジング内部全体の圧力上昇も均一となるので、両端のガス排出口に至る経路を閉塞する破裂板が同時に破壊されて、加圧ガスが両端のガス排出口から均等に放出される。
【００１５】
従来技術のように、加圧により２段階で２枚ずつの破裂板を破壊する方式では、同時破壊を確実に行うことが難しく、破裂板の破壊時間にずれが生じたり、片噴き出しになる恐れがある。しかし、本発明では、点火手段により１枚の破裂板を確実に破壊し、加圧により２枚の破裂板を破壊するものであるため、２枚の破裂板の破壊時間にずれが少ない。
【００１６】
また、筒状ハウジング内が単一空間であるため、１回の充填で加圧ガスの充填が完了し、充填後のガス充填孔の封止作業も１回で完了する。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載のインフレータにおいて、点火手段が、点火手段室となる点火手段ハウジング内に点火器とガス発生剤が収容されたものであり、点火手段室内の点火器と正対する位置に、前記１枚の破裂板が取り付けられているものを提供する。
【００１８】
点火手段は、筒状ハウジング内部に高温ガス又は圧力波（衝撃波）を放出する機能を有するものであれば、その構造は特に制限されるものではない。一例を挙げると、点火手段ハウジング内（内部空間が点火手段室となる。）に、点火器（点火薬を備えた電気式点火器）と、点火器の作動により着火燃焼して高温ガスを発生するガス発生剤が収容されたものを適用できる。
【００１９】
点火手段ハウジングの形状は特に制限されず、点火手段ハウジングは、溶接等の手段により、筒状ハウジングと一体化される。
【００２０】
このような構造にすることで点火器の取付が容易となり、点火器と破裂板の位置関係の調整も容易となるほか、破裂板の破壊性が高められる。なお、破裂板は、点火器によりガス発生剤を着火燃焼させた後、生じる高温ガス又は衝撃波で破壊する方式、及び点火器のみにより破壊する方式のいずれでも良い。本発明のインフレータとしては、次の２つの構造が採用できる。
【００２１】
（i）点火器とガス発生剤により破裂板を破壊する方式の場合、ガス発生剤は、点火手段と筒状ハウジング内部とを連通する経路の内、点火器と破裂板との間に収容される。この場合、ガス発生剤は常圧雰囲気中に収容されることになる。
【００２２】
（ii）点火器により破裂板を破壊する方式の場合、ガス発生剤は、点火手段と筒状ハウジング内部とを連通する経路の内、破裂板と筒状ハウジングの間に収容される。この場合、ガス発生剤は高圧雰囲気中に収容されることになる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項２記載のインフレータにおいて、点火手段ハウジングが、筒状ハウジングを二分割して取り付けられており、点火手段ハウジングに設けられた連通孔により、筒状ハウジング内部が単一空間を形成しているものを提供する。
【００２４】
このようにして点火手段を取り付けることにより、インフレータ全体をコンパクトにすることができる。なお、点火手段ハウジングは筒状ハウジングを二分割するものであるから、筒状ハウジングの幅方向断面積と同等以上の面積の壁面を有しているものである。
【００２５】
（i）、（ii）のいずれの場合でも、点火手段ハウジングに形成される連通孔は、ガスの流通に対して実質的に圧力損失を発生させない程度の流路断面積を有する。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のインフレータにおいて、点火手段が筒状ハウジングの軸方向の中央部に取り付けられているものを提供する。
【００２７】
インフレータが左右対称形となるため、インフレータ取付時に取付の向きを規定する必要がなくなるので、作業性が向上される。
【００２８】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のインフレータにおいて、両端のガス排出口に至る通気経路がそれぞれ１つずつで、それぞれ１枚の破裂板で閉塞されているものを提供する。
【００２９】
通気経路が１つで破裂板が１枚であると、確実に破裂板が破壊されて通気経路が開放され、加圧ガスが放出される。
【００３０】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のインフレータにおいて、両端のガス排出口に至る通気経路の中心が、筒状ハウジングの中心軸と一致しているものを提供する。
【００３１】
部品が対称であるから製造が容易であり、インフレータや部品の取付時の向きを決める必要がない。
【００３２】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のインフレータにおいて、加圧ガスがヘリウムのみからなるものを提供する。
【００３３】
ヘリウムは、音速の理論値が1010ｍ／ｓ（23℃）と速いため、点火手段の作動により破裂板が破壊されたとき、他の加圧ガスに比べて衝撃の伝播速度が大きい。このため、ガス排出口を閉塞する破裂板が破壊されるタイミングが早くなり、加圧ガスの排出開始を早くすることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のインフレータによれば、ハウジングの両端に設けられたガス排出口から同時にかつ確実に加圧ガスを噴射することができる。このため、自動車のエアバッグシステムに適用したときの作動信頼性が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（１）第１の実施形態
図１により、第１の実施形態について説明する。図１は、インフレータの軸方向断面図である。
【００３６】
インフレータ10は、加圧ガスが充填された筒状ハウジング15と、筒状ハウジング15の内部空間16（16a、16b）に高温ガスを放出するための点火手段40を備えている。
【００３７】
筒状ハウジング15は、一端側開口部がディフューザキャップ22で閉塞されている。ディフューザキャップ22は、キャップ部23と、キャップ部23の開口部から外側に延ばされたフランジ部24とからなり、フランジ部24と筒状ハウジング15の開口部の接触部が溶接により固着されている。
【００３８】
ディフューザキャップ22のキャップ部23には、所要数のガス排出口25が設けられている。なお、必要に応じて、第２破裂板26の破片を捕捉するため、キャップ部23内のガス排出口25に面する位置に金網製等の筒状フィルタを配置しても良い。
【００３９】
キャップ部23内の空間がガス排出口25に至る通気経路となっており、キャップ部23の開口部27を閉塞する位置に円板状の第２破裂板26（但し、図では加圧ガスによる圧力を受けて椀状に変形した状態で示されている。）が取り付けられている。図１においては、この第２破裂板26が取り付けられた部分の開口部27によって、ガス排出口25から排出されるガス量を調整する。
【００４０】
第２破裂板26は、その周縁部においてフランジ部24の表面に溶接により固着されている。この第２破裂板26により、ガス排出口25に至る通気経路が閉塞されているため、ガス排出口25を介して外部雰囲気と連通するキャップ部23内部は常圧となっている。
【００４１】
筒状ハウジング15は、他端側開口部がディフューザキャップ32で閉塞されている。ディフューザキャップ32は、キャップ部33と、キャップ部33の開口部から外側に延ばされたフランジ部34とからなり、フランジ部34と筒状ハウジング15の開口部の接触部が溶接により固着されている。
【００４２】
ディフューザキャップ32のキャップ部33には、所要数のガス排出口35が設けられている。なお、必要に応じて、第２破裂板36の破片を捕捉するため、キャップ部33内のガス排出口35に面する位置に金網製等の筒状フィルタを配置しても良い。
【００４３】
キャップ部33内の空間がガス排出口35に至る通気経路となっており、キャップ部33の開口部37を閉塞する位置に円板状の第２破裂板36（但し、図では加圧ガスによる圧力を受けて椀状に変形した状態で示されている。）が取り付けられている。図１においては、この第２破裂板36が取り付けられた部分の開口部37によって、ガス排出口35から排出されるガス量を調整する。
【００４４】
第２破裂板36は、その周縁部においてフランジ部34の表面に溶接により固着されている。この第２破裂板36により、ガス排出口35に至る通気経路が閉塞されているため、ガス排出口35を介して外部雰囲気と連通するキャップ部33内部は常圧となっている。
【００４５】
両端側のガス排出口に至る経路（それぞれキャップ部23とキャップ部33）の中心は、筒状ハウジング15の中心軸と一致しており、２つの経路の大きさ及び長さは同一である。このようにすることで部品が対称となるから、製造が容易であり、インフレータ取付時の向きを決める必要がない。
【００４６】
２つの経路を閉塞する２つの第２破裂板26、36は、同一材質、同一厚み、同一形状、同一面積、同一強度のものである。
【００４７】
点火手段40は、点火手段ハウジング41内（内部が点火手段室42となる。）に点火器43とガス発生剤（図示せず。）が収容されたものであり、点火手段ハウジング41により、筒状ハウジング15の内部空間16を二等分割するようにして取り付けられている。
【００４８】
点火手段ハウジング41は、本体41aと蓋部41bとからなっており、組立工程において、本体41aの段部44に第１破裂板47を溶接により固着した後、蓋部41bを取り付け溶接により固着する。
【００４９】
点火手段ハウジング41と筒状ハウジング15とは、接触部分において溶接固着されている。点火器43は、点火手段ハウジング41の開口部側から嵌め込んだ後、周縁部41cをカシメて固定されている。
【００５０】
このようにして点火手段40を取り付けることにより、筒状ハウジング15の外周面に取り付けた場合に比べて、インフレータ10全体の大きさをよりコンパクトにすることができる。また、インフレータ10が左右対称形となるため、インフレータ10の取付時に取付の向きを規定する必要がなくなり、作業性が向上される。
【００５１】
点火手段ハウジング41には、インフレータ10の軸方向に延びた第２連通路46a、b、cが設けられている。この第２連通路46a、b、cにより、二等分割された内部空間16a、16bが連通されて単一空間となっている。第２連通路46ａと第２連通路46b、cの径は異なっているが、全て同一径でも良い。但し、第２連通路46a、b、cは、そこを通過するガスに対して実質的に圧力損失を発生させない程度の流路断面積を有している。
【００５２】
点火手段室42は、インフレータ10の半径方向に延びた第１連通路45を介して、第２連通路46ａと連通されている。
【００５３】
第１連通路45、第２連通路46a、b、cが、点火手段40と内部空間16とを連通する経路となり、第１連通路45が第１破裂板47で閉塞されている。第１破裂板47と点火器43は正対している。
【００５４】
図１では、点火器43とガス発生剤により第１破裂板47を破壊する方式であり、ガス発生剤は、点火器43と第１破裂板47との間にある点火手段室42収容されているので、ガス発生剤は常圧雰囲気中に収容されている。
【００５５】
以上のとおり、筒状ハウジング15の内部空間16（16a、16b）は単一空間であり、第１破裂板47、２枚の第２破裂板26、36、ディフューザキャップ22、32により、気密状態に維持されている。なお、加圧ガスは、ディフューザキャップ22、32を固着する前に、ディフューザキャップ22、32のいずれか一方と筒状ハウジング15の開口部との隙間（必要に応じて、ガス充填孔を設ける）から充填した後、溶接固着する。加圧ガスはヘリウム単独であることが望ましい。
【００５６】
次に、インフレータ10を自動車のエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作について説明する。
【００５７】
自動車の衝突時、点火器43の作動により、点火手段室42内のガス発生剤が着火燃焼され、高温ガスが発生され、第１破裂板47が破壊される。このとき、点火器43、ガス発生剤が収容された点火手段室42及び第１破裂板47は同一線上に配置されているので、火炎及び高温ガスは第１破裂板47に直進し、破壊力が高められる。
【００５８】
高温ガスは、第１連通路45、第２連通路46a、b、cを通って、内部空間16（16a、16b）に流入して均一に行き渡って、内部圧力を上昇させる。内部空間16a、16bは、同一形状で同一容積であるため均等に圧力が上昇し、２枚の第２破裂板26、36が均等に加圧されるため、同時に破壊される。
【００５９】
このように、点火器43及びガス発生剤により、１枚の第１破裂板47が確実に破壊される結果、内部空間16a、16b内の圧力上昇が均等となり、２つの第２破裂板26、36に対する加圧状態も均一となるから、同時に破壊されることになる。
【００６０】
その後、加圧ガスはガス排出口25、35から排出されて、エアバッグを膨張させる。このとき、ガス排出口25、35からは同量のガスが噴射されるので、エアバッグは均等に展開されることになる。
【００６１】
なお、加圧ガスとしてヘリウムのみ（但し、不純物として、微量の他のガスを含む場合も含まれる）を使用した場合、ヘリウムは、音速の理論値が1010m／s（23℃）と速いため、点火器23の作動により第１破裂板47が破壊されたとき、他の加圧ガスに比べて衝撃の伝播速度が大きい。このため、第１破裂板47の破壊から、両端のガス排出口25、35を閉塞する２つの第２破裂板26、36が破壊されるタイミングが早くなり、加圧ガスの排出開始を早めることができる。
【００６２】
（２）第２の実施形態
図２により、第２の実施形態について説明する。図１は、インフレータ100の軸方向断面図である。
【００６３】
インフレータ100は、点火手段50の部分以外は図１のインフレータ10と同一構造のものであるため、同一部分には同一番号を付して説明を略す。
【００６４】
点火手段50は、点火手段ハウジング51内（内部が点火手段室となる。）に点火器53とガス発生剤（図示せず。）が収容されたものであり、点火手段ハウジング51により、筒状ハウジング15の内部空間16（16a、16b）を二等分割するようにして取り付けられている。点火手段ハウジング51と筒状ハウジング15とは、接触部分において溶接固着されている。点火器53は、点火手段ハウジング51の開口部側から嵌め込んだ後、周縁部51cをカシメて固定されている。
【００６５】
点火手段ハウジング51は、本体51aと蓋部51bとからなっており、組立工程において、本体51aの段部59に第１破裂板57を溶接により固着した後、蓋部51bを取り付け溶接により固着する。
【００６６】
このようにして点火手段50を取り付けることにより、筒状ハウジング15の外周面に取り付けた場合に比べて、インフレータ100全体の大きさをよりコンパクトにすることができる。また、インフレータ100が左右対称形となるため、インフレータ100の取付時に取付の向きを規定する必要がなくなるので、作業性が向上される。
【００６７】
点火手段室は、点火器53の収容空間とガス発生剤の収容空間54からなり、両空間の間には第１連通路55が設けられ、第１連通路55は第１破裂板57で閉塞されている。第１破裂板57と点火器53は正対している。
【００６８】
点火手段ハウジング51には、内部空間16a、16bとガス発生剤の収容空間54を連通する第２連通路56ａ、56bが設けられており、この第２連通路56ａ、56b により、内部空間16a、16bは単一空間となっている。
【００６９】
図２では、点火器53のみにより第１破裂板57を破壊する方式であり、ガス発生剤は、第１破裂板57と内部空間16間のガス発生剤の収容空間54に収容されているので、ガス発生剤は加圧雰囲気中に収容されている。
【００７０】
インフレータ100の動作は、第１破裂板47の破壊方式が異なるのみで、その他はインフレータ10の動作と同一である。また、ディフューザキャップ22、32からのガス排出量調整の機構、第２連通路56ａ、56bの流路断面積についてもインフレータ10と同一である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】インフレータの軸方向断面図。
【図２】別形態のインフレータの軸方向断面図。
【符号の説明】
【００７２】
10、100  インフレータ
15  筒状ハウジング
22、32  ディフューザキャップ
25、35  ガス排出口
26、36  第２破裂板
40  点火手段
43  点火器
47  第１破裂板
【図１】
2005053440.tif 000003
【図２】
2005053440.tif 000004