(57)【要約】【課題】  作動時の加圧ガス排出開始までの時間が短縮されたハイブリッドインフレータの提供。【解決手段】  細長い形状のインフレータハウジングを外殻容器とするハイブリッドインフレータであり、インフレータハウジングの一端側に燃焼室を有し、燃焼室内にはガス発生剤とガス発生剤を着火燃焼させる点火器が収容されており、インフレータハウジングの他端側にガス排出口を有し、インフレータハウジング内部とガス排出口の間の通気経路は破裂板で閉塞されており、インフレータハウジング内には加圧ガス（好ましくはヘリウム）が充填されており、インフレータハウジングの長さＬ（m）と加圧ガスの音速Ｖ（ms−１，20℃）の比（Ｌ／Ｖ）が4.6×10−４ｓ以下であるハイブリッドインフレータ。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い形状のインフレータハウジングを外殻容器とするハイブリッドインフレータであり、
インフレータハウジングの一端側に燃焼室を有し、燃焼室内にはガス発生剤とガス発生剤を着火燃焼させる点火器が収容されており、
インフレータハウジングの他端側にガス排出口を有し、インフレータハウジング内部とガス排出口の間の通気経路は破裂板で閉塞されており、
インフレータハウジング内の加圧ガス充填空間には加圧ガスが充填されており、加圧ガス充填空間の長さＬ（m）と加圧ガスの音速Ｖ（ms−１，20℃）の比（Ｌ／Ｖ）が4.6×10−４ｓ以下であるハイブリッドインフレータ。
【請求項２】
加圧ガスがヘリウムである、請求項１記載の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が円筒状であり、燃焼室がインフレータハウジングと同心状に直列配置されている、請求項１又は２記載のハイブリッドインフレータ。
【請求項４】
点火器、ガス発生剤、インフレータハウジング内部とガス排出口の間の通気経路を閉塞する破裂板及びガス排出口が同一線上にある、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッドインフレータ。
【請求項５】
インフレータハウジング内部の加圧ガス充填空間と燃焼室との間に連通孔が設けられ、前記連通孔が破裂板で閉塞され、燃焼室内部が常圧である、請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッドインフレータ。
【請求項６】
ガス発生剤が、1.2mol／100g以上のガス発生効率を有する請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッドインフレータ。
【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ハイブリッドインフレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に取り付けるエアバッグシステム用のインフレータが、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。
【０００３】
更に、サイドエアバッグやカーテンエアバッグの場合は、取付スペースの問題上、軸方向に長い形状のハウジングが好ましい。また、運転席や助手席に比べて車体と乗員との間が近く、エアバッグの展開時間をより短くする必要があるため、破裂板が破壊されて加圧ガスが噴出されるまでの時間を短縮することが重要となる。
【０００４】
特許文献１には、細長い形状のハイブリッドインフレータが開示されている。本体２とリザーバ３は直列に配置され、本体２には２種類の火薬13、14とそれを着火させる点火器16が配置されている。加圧ガスは、段落９に記載のとおり、ヘリウム、アルゴン、窒素、亜酸化窒素の混合物が例示されている。
【０００５】
このハイブリッドインフレータでは、点火器16の作動により、火薬14が燃焼し、リザーバ本体の連通孔を閉塞する破裂板を破り、リザーバ３内に燃焼ガスを排出し、この中の圧力を上昇させる。その後、燃焼ガスがリザーバ３内に流入するときの衝撃波と圧力の上昇により、通路８の破裂板が破壊される。
【０００６】
このハイブリッドインフレータは細長い形状のため、ハウジング一端に配置された点火器16と通路８の破裂板との間隔が長くなり、衝撃波が破裂板に至るまでの時間も長くなるが、乗員の保護を確実にする観点からは、できるだけ早期にエアバッグを展開させる必要がある。
【０００７】
特にエアバッグシステムの内、サイドエアバッグやカーテンエアバッグは、その取り付ける部分の車両構造と乗員との間隔が狭いため、点火器の作動から加圧ガスの噴出までの時間短縮は重要である。
【特許文献１】特開2003−81050号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、サイドインフレータ用又はカーテンインフレータ用として適した細長い形状のハイブリッドインフレータであり、加圧ガスの噴出までの時間をより短縮できるハイブリッド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、細長い形状のインフレータハウジングを外殻容器とするハイブリッドインフレータであり、
インフレータハウジングの一端側に燃焼室を有し、燃焼室内にはガス発生剤とガス発生剤を着火燃焼させる点火器が収容されており、
インフレータハウジングの他端側にガス排出口を有し、インフレータハウジング内部とガス排出口の間の通気経路は破裂板で閉塞されており、
インフレータハウジング内の加圧ガス充填空間には加圧ガスが充填されており、加圧ガス充填空間の長さＬ（m）と加圧ガスの音速Ｖ（ms−１，20℃）の比（Ｌ／Ｖ）が4.6×10−４ｓ以下であるハイブリッドインフレータを提供する。
【００１０】
細長い形状のインフレータハウジングとは、特許文献１の図１にも示されているような周知の形状（直径に比べて長さが充分に長い形状）のものを意味するものである。
【００１１】
サイドエアバッグ用インフレータ、カーテンエアバッグ用インフレータとしたとき、車体側面という取付場所の制約から細長い形状のものとならざるを得ず、加圧ガスの充填量を増加させる場合には、より長くする必要も出てくる。
【００１２】
このようにインフレータハウジングを細長い形状にした場合、両端に破裂板と燃焼室を配置した構造であると、燃焼室から生じた高温ガスによる衝撃波が破裂板に到達するまでの時間が長くなるが、Ｌ／Ｖを4.6×10−４ｓ以下にすることにより、前記の到達時間を適正に維持することができる。
【００１３】
このため、インフレータの形状変化、エアバッグの形状及び容量の変化等に容易に対応することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載のハイブリッドインフレータにおいて、加圧ガスがヘリウムであるものを提供する。
【００１５】
ヘリウムは、音速の理論値が1010 ms−１（23℃）と速いため、点火器の作動により高温ガスが発生したとき、他の加圧ガスに比べて衝撃波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。
【００１６】
本発明で使用する加圧ガスの音速（20℃）は、800 ms−１以上が好ましく、850 ms−１であることがより好ましく、好適な加圧ガスとしてヘリウムが挙げられるが、前記数値である限り、他のガスが混在していても良い。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のハイブリッドインフレータにおいて、インフレータハウジングが円筒状であり、燃焼室がインフレータハウジングと同心状に直列配置されているものを提供する。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッドインフレータにおいて、点火器、ガス発生剤、インフレータハウジング内部とガス排出口の間の通気経路を閉塞する破裂板及びガス排出口が同一線上にあるものを提供する。
【００１９】
このように各要素が同一線上にあるとき、点火器の作動後のガス発生剤の燃焼による圧力（衝撃波）は、減衰することなく直進して破裂板に到達するので、破裂板に対する破壊力が高められ、加圧ガスの排出開始時間を短縮できる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッドインフレータにおいて、インフレータハウジング内部の加圧ガス充填空間と燃焼室との間に連通孔が設けられ、前記連通孔が破裂板で閉塞され、燃焼室内部が常圧であるものを提供する。
【００２１】
連通孔が破裂板で閉塞され、ガス発生剤は常圧雰囲気中に収容されているので、圧力によるガス発生剤の劣化がなく、設計通りのガス発生効率が発揮され、インフレータとしての信頼性が確保できる。なお、点火器と破裂板は正対しており、前記破裂板は、点火器、ガス発生剤、インフレータハウジング内部とガス排出口の間の通気経路を閉塞する破裂板及びガス排出口と共に同一線上にあることが望ましい。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッドインフレータにおいて、ガス発生剤が１．２mol／100g以上のガス発生効率を有するものを提供する。
【００２３】
ガス発生剤のガス発生効率を所定値以上にすることにより、圧力（衝撃波）を高めることができるので、破裂板に対する破壊力が高められ、加圧ガスの排出開始時間を短縮できる。更に、エアバッグの膨張に要するガス量に占める燃焼ガスの割合を高められるので、加圧ガスの充填量が減少でき、インフレータハウジングの肉厚を薄くできるため、インフレータ全体の軽量化ができる。
【００２４】
なお、本発明においては、加圧ガス充填空間の長さが長くなるほど、即ちインフレータの長さが長くなるほど効果を発揮する（点火器の作動から、加圧ガスの排出までの時間が短縮される）ものである。このため、乗員の安全確保性能を維持したまま、インフレータの長さの変化の要望に対して容易に対応できる。
【００２５】
本発明のハイブリッドインフレータは、エアバッグシステムに使用する各種インフレータとして適用できるが、特にサイドエアバッグ用インフレータ、カーテンエアバッグ用インフレータとして適しており、運転席用や助手席用のエアバッグ用インフレータとしても適用できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のハイブリッドインフレータは、点火器の作動から加圧ガスを排出するまでに要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１により、本発明のハイブリッドインフレータを説明する。図１は、ハイブリッドインフレータの軸方向の断面図である。なお、図１は、本発明を説明するための概念図であり、全体として簡略化しているが、各構成要素は公知のハイブリッドインフレータの構成要素を利用できる。
【００２８】
ハイブリッドインフレータ10は、細長い形状のインフレータハウジング12を外殻容器としている。
【００２９】
インフレータハウジング12内部は加圧ガス充填空間14となっており、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス、窒素ガス等の加圧ガスが充填されているが、ヘリウムのみであることが好ましい。加圧ガスの充填圧力は、ガス発生剤からのガス発生量により異なるが、10〜66MPａ程度であれば良い。
【００３０】
インフレータハウジング12は、幅方向の断面が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10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。
【００３１】
インフレータハウジング12の一端側には燃焼室20が設けられている。燃焼室20は、別途設けた燃焼室ハウジング22により外殻が形成され、燃焼室20にはガス発生剤（図示せず。）とガス発生剤を着火燃焼させる点火器24が収容されている。なお、燃焼室ハウジング22を別途設けることなく、インフレータハウジング12の端部を仕切ることで、又はインフレータハウジング12の端部側内部に燃焼室ハウジング22を配置して燃焼室を形成しても良い。
【００３２】
燃焼室20は、インフレータハウジング12と同心状に直列配置されており、加圧ガス充填空間14と燃焼室20との間には、第１連通孔18を有する第１隔壁16が設けられ、第１連通孔18は円盤状の第１破裂板26により閉塞されている。（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。）このため、加圧ガス充填空間14の加圧ガスは燃焼室20内に流入していないので、燃焼室20内は常圧であるから、ガス発生剤が圧力により劣化することがない。
【００３３】
ガス発生剤の充填量、形状、組成等は特に制限されるものではないが、ガス発生効率が1.2mol／100g以上のものが好ましく、より好ましくは1.4mol／100g以上のものである。このようなガス発生剤としては、例えば、特開平１１−２０５９８号公報の実施例等に記載のものを使用できる。
【００３４】
インフレータハウジング12の他端側は、所要数のガス排出口28が設けられているものであれば良いが、ガス排出口28を有するディフューザ部30としても良い。
【００３５】
ディフューザ部30は、ディフューザハウジング32により外殻が形成され、加圧ガス充填空間14とディフューザ部30の間は、第２連通孔35を有する第２隔壁34で仕切られている。第２連通孔35は第２破裂板36により閉塞されている。なお、ディフューザハウジング32を別途設けることなく、インフレータハウジング12の端部を仕切ることでディフューザ部を形成しても良い。
【００３６】
ディフューザ部30には、第２破裂板36及び第１破裂板26の破片がガス排出口28から外部に噴出されることを防止するため、金網製等のフィルタを配置しても良い。
【００３７】
ハイブリッドインフレータ10においては、点火器24、ガス発生剤の収容空間、第１連通孔18を閉塞する第１破裂板26、第２連通孔35を閉塞する第２破裂板36、及びガス排出口28が同一線上にある。
【００３８】
ハイブリッドインフレータ10においては、加圧ガス充填空間14の長さＬ（m）と加圧ガス（ヘリウム）の音速Ｖ（ms−１，20℃）の比（Ｌ／Ｖ）が4.6×10−４ｓ以下であり、好ましくは2.3×10−４ｓ以下、より好ましくは2.0×10−４ｓ以下である。
【００３９】
次に、本発明のハイブリッドインフレータ10を自動車のエアバッグシステムに組み込んだときの動作を説明する。
【００４０】
自動車が衝突したとき、点火器24が作動して、燃焼室20内に充填されたガス発生剤が着火燃焼される。そして、火炎及び高温の燃焼ガスが発生し、点火器24と正対する第１破裂板26が破壊される。
【００４１】
第１破裂板26の破壊により、第１連通孔18が開口するため、燃焼ガスは加圧ガス充填空間14内に流入して、圧力を上昇させる。このとき、圧力（衝撃波）は直進して第２破裂板36に到達し、第２破裂板36が破壊される。
【００４２】
第２破裂板36の破壊により、第２連通孔35が開口するため、加圧ガス及び燃焼ガスはディフューザ部30に流入し、ガス排出口28から噴出して、エアバッグを膨張させる。
【００４３】
このような動作において、ハイブリッドインフレータ10では、点火器24、ガス発生剤の収容空間、第１連通孔18を閉塞する第１破裂板26、第２連通孔35を閉塞する第２破裂板36、及びガス排出口28が同一線上にあるため、衝撃波は減衰することなく直進するので、第１破裂板26と第２破裂板36は容易かつ確実に破壊される。
【００４４】
そして、加圧ガスとして音速の大きなヘリウムが充填されているので、前記衝撃波の伝播時間が短縮されるため、点火器24の作動から、ガス排出口28から加圧ガス及び燃焼ガスが排出されるまでの時間が短縮される。
【００４５】
また、ガス発生剤としてガス発生効率が１．２mol／100g以上のものを使用すれば、第１破裂板26と第２破裂板36の破壊時間が短縮される。なお、ガス発生剤は常圧雰囲気中に収容され、圧力による劣化がないため、設計どおりのガス発生効率が維持される。
【００４６】
例えば、図１中のＬが400mm（0.4m）であるとき、温度23℃の場合、ヘリウム（音速1100m/sec）を用いたときとアルゴン（音速332m/sec）を用いたときでは、点火器の作動からガス排出口より加圧ガスが排出されるまでの時間、つまり長さＬを衝撃波が通過する時間（ヘリウムでは約0.40msec、アルゴンでは約1.20msec）に約0.80msecの差が生じる。この時間差は、Ｌが大きくなるほど大きくなるので、細長い形状のサイドエアバッグ用インフレータ、カーテンエアバッグ用インフレータに適用したときには、エアバッグの展開時間に大きな影響を与える。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ハイブリッドインフレータの軸方向の断面概念図。
【符号の説明】
【００４８】
10  ハイブリッドインフレータ
12  インフレータハウジング
14  加圧ガス充填空間
20  燃焼室
24  点火器
26  第１破裂板
28  ガス排出口
30  ディフューザ部
36  第２破裂板
【図１】
2005059711.tif 000002