JP3123590B2 - コンパクトハイブリッドインフレータ - Google Patents

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、より詳細にはエア／安全バッグを
迅速に膨張させることが可能なハイブリッドインフレー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車両の膨張式安全システム用インフ
レータの発展に従い、加圧ガス専用インフレータ、推進
剤専用インフレータ及びハイブリッドインフレータが発
展してきた。当然のことながら上記のようなインフレー
タの各々には多くの設計が考えられる。３つのシステム
の全てにおいて、主たる設計要件はエア／安全バッグが
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る。

【０００３】また、多くの場合、自動車両の重量が重要
な設計要件になるため、インフレータの重量も重要な要
件である。更に、多くの自動車両の設計においては空間
が限られているため、インフレータの寸法も重要な設計
要件である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解消するためになされたものであって、その目的は従
来のインフレータよりも小型に形成することができ、か
つエア／安全バッグを所定の時間内に所定量、膨張させ
ることが可能なハイブリッドインフレータを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第一の実施態様のハイブリッドインフレ
ータでは、インフレータハウジングを備え、そのインフ
レータハウジングには加圧媒質が収容されるとともに、
約０．５から約２０ｇの推進剤が収容されている。そし
て、前記インフレータハウジングから加圧媒質が放出さ
れる際に、推進剤に点火されて推進ガスを発生する。更
に、加圧媒質は不活性流体と酸素とを含む。

【０００６】また、第二の実施態様のハイブリッドイン
フレータでは、そのインフレータハウジングに加圧媒質
が収容されるとともに、推進剤が収容されている。前記
インフレ−タハウジングの容積は約１０ｃｍ³から約４
５０ｃｍ³に設定されている。前記加圧媒質は不活性流
体と酸素とを含み、かつ前記インフレータハウジングか
ら放出されるとともに、前記推進剤は推進剤ガスを生成
するために燃焼され、かつ、推進剤ガスは推進剤１ｇあ
たり約０．３モルから約０．６モルの範囲で生成され
る。

【０００７】各実施態様のインフレータにおいて、前記
推進剤は、４，０００ポンド／平方インチ（２７．６Ｍ
Ｐａ）の圧力下において、１秒当たり約０．１インチ
（０．２５ｃｍ／秒）から約２インチ（５ｃｍ／秒）の
範囲の燃焼速度を有することが望ましい。また、前記推
進剤は、約２，０００°Ｋから約３，８００°Ｋの範囲
の燃焼温度を有することが望ましい。前記推進剤の点火
時に発生する熱は約８００ｃａｌ／ｇから約１，３００
ｃａｌ／ｇであることが望ましい。好ましくは、前記加
圧媒質と前記推進剤の重量比は約８から約２５である。

【０００８】ハイブリッドインフレータが車両の助手席
のために使用される場合、その容積は好ましくは、約１
５０ｃｍ³ から約４５０ｃｍ³ である。ハイブリッドイ
ンフレータが車両の運転席のために使用される場合、前
記容積は約５０ｃｍ³ から約１５０ｃｍ³ であることが
好ましい。ハイブリッドインフレータが車両に対するサ
イドインパクトのために使用される場合、前記容積は好
ましくは約１０ｃｍ³から約５０ｃｍ³ である。

【０００９】前記ハイブリッドインフレータにおける前
記インフレータハウジングの壁の肉厚は約１ｍｍから約
４ｍｍであることが好ましい。特にハイブリッドインフ
レータが車両の助手席のために使用される場合、前記壁
の肉厚は約２．５ｍｍから約４ｍｍであることが好まし
い。車両の運転席のために使用される場合、前記壁の肉
厚は約１ｍｍから約３ｍｍであることが好ましい。車両
に対するサイドインパクトのために使用される場合、前
記壁の肉厚は好ましくは約１ｍｍから約３ｍｍである。

【００１０】前記推進剤は燃焼して前記加圧媒体中の酸
素と化学的に反応し得る推進ガスを発生することが望ま
しい。この場合、推進ガス中に一酸化炭素が含まれてい
ても、加圧媒質中の酸素によって酸化され、搭乗者に無
害の二酸化炭素に変換されるからである。この二酸化炭
素及び不活性流体はエア／安全バッグを膨張させるため
に利用できる。

【００１１】前記加圧媒質はモルベースで約７０％から
約９２％の前記不活性流体と、約８％から約３０％の酸
素とを含むことが望ましい。更に望ましくは、前記加圧
媒質はモルベースで約７９％から約９０％の前記不活性
流体と、約１０％から約２１％の酸素とを含む。

【００１２】前記推進ガスに一酸化炭素と水素とが含ま
れていれば、加圧媒質中の酸素と化学的の反応して無害
の二酸化炭素及び水蒸気が生成される。前記推進ガス中
の前記一酸化炭素と水素はモルベースで約３０％から約
７０％含まれていることが望ましい。

【００１３】前記推進剤は二次爆薬及びガンプロペラン
トのいずれか一方を含むことが望ましい。前記ガンプロ
ペラント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またはトリプルベースガンプロペ
ラントであることが望ましい。前記推進剤は二次爆薬及
びバインダ−系を含むことも可能である。前記二次爆薬
はニトラミン系であることが望ましい。

【００１４】前記二次爆薬はＲＤＸ（ヘキサハイドロト
リニトロトリアジン）、ＨＭＸ（シクロテトラメチレン
テトラニトラミン）、ＰＥＴＮ（ペンタエリスリトール
テトラニトレイト）及びＴＡＧＮ（トリアミノグアニジ
ン ニトレイト）からなるグループから選択することが
できる。

【００１５】前記推進剤は二次爆薬及びバインダー系か
らなり、二次爆薬の含有率は５０から９０重量％であ
り、バインダー系の含有率は１０から５０重量％である
ことが望ましい。前記バインダー系は結合剤、可塑剤、
安定剤からなることが望ましい。前記バインダー系は約
５から約３０重量パ−セントの結合剤、０から約２０重
量パ−セントの可塑剤、及び０から約５重量パ−セント
の安定剤を含むことが望ましい。

【００１６】前記結合剤はＣＡ（セルロースアセテ−
ト）、ＣＡＢ（セルロースアセテ−トブチレ−ト）、Ｃ
ＡＰ（セルロ−スアセテ−トプロピオレ−ト）、ＥＣ
（エチルセルロース）、ＰＶＡ（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
ン及びポリウレタンからなるグループから選択すること
ができる。

【００１７】さらに、前記アジドポリマ−はＧＡ（グリ
シジルアジド）、ＢＡＭＯ（３，３−ビス（アジドメチ
ル）オキセタン）モノマー，及びＡＭＭＯ（アジドメチ
ルメチルオキセタン）モノマーからなるグループから選
択されたモノマーを有するホモポリマー及びコポリマー
の少なくともいずれか一方を含むことが望ましい。

【００１８】前記可塑剤はＴＭＥＴＮ（トリメチロール
エタントリニトレイト）、ＢＴＴＮ（ブタントリオール
トリニトレイト）、ＮＧ（ニトログリセリン）、ＢＤＮ
ＰＡ／Ｆ（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、及びＡＴＥＣ
（アセチルトリエチルシトレ−ト）からなるグループか
ら選択されたものであることが望ましい。

【００１９】前記安定剤はエチルセントラライト、ＤＰ
Ａ（ジフェニルアミン）及びレゾシノールからなるグル
ープから選択することが可能である。前記推進剤は、約
７０重量％のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニトロトリア
ジン）と、約５から約１５重量％のＣＡ（セルロ−スア
セテ−ト）と約５から約１５重量％のＧＡＰ（グリシジ
ルアジドポリマ−）及びＡＴＥＣ（アセチルエチルシト
レイト）のいずれか一方とを含むことができる。

【００２０】前記推進剤は、約７０重量％のＲＤＸ（ヘ
キサハイドロトリニトロトリアジン）と、約５から約１
５重量％のＣＡ（セルロ−スアセテ−ト）と約５から約
１５重量％のＴＭＥＴＮ（トリメチロールエタントリニ
トレイト）、及び約２％を越えないエチルセントラライ
トを含むことが可能である。

【００２１】前記推進ガスと前記加圧媒質とを合わせた
出力ガス中に含まれる酸素は、モルベースで約２０％未
満であることが望ましい。前記加圧媒質の圧力は約２０
００ｐｓｉから約７０００ｐｓｉであることが望まし
い。前記加圧媒質はその漏れの検出を行うために更にヘ
リウムを含むことができる。ヘリウムの含有率はモルベ
ースで好ましくは約０．５％から約１０％であり、最適
にはモルベースで約１％から約５％である。

【００２２】第三の態様において、本発明は加圧媒質を
含有するインフレータハウジング及び推進剤を含有する
ガス発生器を有する混成インフレータ（以下単にインフ
レータと称する）である。加圧媒質は実質的に不活性流
体及び酸素からなる。ガス発生器ハウジングは前記イン
フレータハウジングに接続され、少なくとも一つのガス
発生器用出口を備えている。推進剤は二次爆薬を備えて
いる。インフレータはインフレータ作動アッセンブリを
備えている。そして、前記加圧媒質が前記インフレータ
ハウジングから放出され、かつ前記インフレータ作動ア
ッセンブリを起爆させることによって、前記推進剤が点
火されて推進ガスを発生する。

【００２３】本発明の第三の態様における推進剤はバイ
ンダー系を含むことが望ましい。前記二次爆薬はＲＤＸ
（ヘキサハイドロトリニトロトリアジン）、ＨＭＸ（シ
クロテトラメチレンテトラニトラミン）、ＰＥＴＮ（ペ
ンタエリスリトールテトラニトレイト）及びＴＡＧＮ
（トリアミノグアニジン ニトレイト）からなるグルー
プから選択されたものであることが望ましい。前記推進
剤は燃焼時に、酸素と反応し得るガス状の燃焼生成物を
発生することが望ましい。更に、前記燃焼生成物は一酸
化炭素及び水素を含むことが望ましい。前記加圧媒質中
に酸素が含まれている場合、その酸素が前記推進剤の燃
焼生成物と化学的に反応することができるからである。

【００２４】前記二次爆薬はＲＤＸ（ヘキサハイドロト
リニトロトリアジン）からなり、前記バインダー系はＣ
Ａ（セルロースアセテート）、ＴＭＥＴＮ（トリメチロ
ールエタントリニトレイト）及びエチルセントラライト
を含むことも可能である。また、前記二次爆薬はＲＤＸ
（ヘキサハイドロトリニトロトリアジン）を含み、前記
バインダー系はＧＡＰ（グリシジル アジド ポリマ
ー）及びＣＡ（セルロースアセテート）を含むことも可
能である。前記二次爆薬がＲＤＸ（ヘキサハイドロトリ
ニトロトリアジン）からなり、前記バインダー系がＧＡ
Ｐ（グリシジルアジド ポリマー）及び可塑剤からなる
ことも可能である。前記二次爆薬がＲＤＸ（ヘキサハイ
ドロトリニトロトリアジン）からなり、前記推進剤がバ
インダー系を含み、そのバインダー系がセルロースアセ
テート、ＧＡＰ（グリシジル アジド ポリマー）及び
可塑剤からなる組み合わせも可能である。

【００２５】前記推進剤は、４，０００ポンド／平方イ
ンチ（２７．６ＭＰａ）において、１秒当たり約０．１
インチ（０．２５ｃｍ／秒）から約１インチ（２．５ｃ
ｍ／秒）の範囲の燃焼速度及び、約２，０００°Ｋから
約３，８００°Ｋの範囲の燃焼温度を有し、かつ長期に
わたる熱安定性を備えることが望ましい。

【００２６】前記推進剤は約５０から約９０ｗｔ％の二
次爆薬及び約１０から約５０ｗｔ％のバインダー系を含
有していることが可能である。前記推進剤は好ましくは
約６０から約８０ｗｔ％の二次爆薬及び約２０から約４
０ｗｔ％のバインダー系を含有し、前記推進剤は約７０
から８０ｗｔ％の二次爆薬及び約２０から３０ｗｔ％の
バインダー系を含有していることが更に好ましい。

【００２７】前記推進剤は、前記二次爆薬として約７０
重量％のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニトロトリアジ
ン）を含み、前記バインダー系として約５から約１５重
量％のＣＡ（セルロースアセテート）、約５から約１５
重量％のＴＭＥＴＮ（トリメチロールエタントリニトレ
イト）、及び約２重量％を越えないエチルセントラライ
トを含むことが望ましい。

【００２８】前記推進剤は、前記二次爆薬として約７０
重量％のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニトロトリアジ
ン）を含み、前記バインダー系として約５から約１５重
量％のＧＡＰ（グリシジル アジド ポリマー）及び約
５から約１５重量％のＣＡ（セルロースアセテート）を
含むことも可能である。

【００２９】前記加圧媒質はモルベースで約７０％から
約９０％の前記不活性流体と、約１０％から約３０％の
酸素とを含むことが好ましい。前記不活性流体はアルゴ
ンであることが好ましい。前記推進剤の燃焼生成物と前
記加圧媒質とからなる総出力ガス中の酸素の含有量は約
２０モル％未満であることが望ましい。

【００３０】前記インフレータは推進剤に点火するため
のブースタ剤を備えることが望ましい。そのブースタ剤
は８９重量％のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニトロトリ
アジン）及び１１重量％のアルミニウム粉末を含むこと
が望ましい。また、前記ブースタ剤においては、前記Ｒ
ＤＸ及びアルミニュウム粉を含むブースタ剤の約０．５
から約５．０重量％をヒドロキシプロピルセルロースと
置換することも可能である。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面に従って説明する。本発明は自動車両の膨張式
安全システム用混成インフレータに関する。即ち、本発
明は蓄積加圧ガス並びにガス及び／又は熱発生用推進剤
の双方を利用するインフレータに関するものである。種
々の混成インフレータがハミルトン（Hamilton）らによ
る米国特許第５，２３０，５３１号に開示されている。

【００３４】自動車両の膨張式安全システムの一実施例
の全体像を図１に示している。膨張式安全システム１０
の主たる部品は検出器１４、インフレータ２６及びエア
／安全バッグ１８である。エア／安全バッグ１８の膨張
を必要とする状況（例えば、所定の減速）を検出器１４
が感知すると、インフレータ２６に信号が伝送され、管
路２２を介してインフレータ２６からエア／安全バッグ
１８へガス又は他の適正な流体が放出される。

【００３５】図２に示すインフレータ３０は混成インフ
レータであり、図１の膨張式安全システム１０において
インフレータ２６に替えて使用できる。従って、インフ
レータ３０は、適正な時期にエア／安全バッグ１８（図
１）に供給される加圧媒質３６を有するボトル即ちイン
フレータハウジング３４、及び推進剤を供給してエア／
安全バッグ１８への流れを増大させる（例えば、加熱し
て加圧媒質３６を膨張させ、かつ／或いは更なるガスを
発生させることによって）ガス発生器８２を備えてい
る。以下に詳述するように、ガス発生器８２に配置され
た推進剤グレイン９０の形成にはガンタイプ推進剤（例
えば高温多燃料推進剤）が用いられ、加圧媒質３６には
少なくとも一つの不活性ガス（例えばアルゴン）と酸素
との混合物が用いられている。加圧媒質３６はモルベー
スで約７０％から約９２％の不活性ガスと、約８％から
約３０％の酸素とを含むことが望ましい。更に好適に
は、モルベースで約７９％から約９０％のの不活性ガス
と、約１０％から約２１％の酸素とを含むことが望まし
い。

【００３６】インフレータハウジング３４とガス発生器
８２とは連通され、ガス発生器８２はインフレータハウ
ジング３４の内側に配置され、インフレータ３０に必要
な空間を狭めている。より詳細には、中空のボス６６
（例えば直径約１．２５インチ（３．１８ｃｍ））の一
端に中空のディフューザ３８が溶接されている。ディフ
ューザ３８は複数列の吐出孔４０（例えば、各々が直径
約０．１００インチ（０．２５４ｃｍ）の８０個の吐出
孔４０）を有し、インフレータ３０からここを介して
「非スラスト出力」を付与し、この吐出孔４０に隣接し
てスクリーン５８が配置されている。初期にインフレー
タハウジング３４内に加圧媒質３６を保持すべく、閉鎖
ディスク７０がボス６６の内部に適切に配置され、ボス
６６に溶接されている。ガスの放出が必要な時には、ほ
ぼ円錐形のヘッドを有する発射体５０が閉鎖ディスク７
０を貫通するように推進される。より詳細には、発射体
５０はバレル５４内にて閉鎖ディスク７０の凸側に配置
され、膨張式安全システム１０（図１）の検出器１４か
ら適正な信号を受信すると、イニシエータ４６の作動に
よって推進される。当初、着火前に発射体５０を適正位
置に保持すべく、リング６２が設けられている。

【００３７】閉鎖ディスク７０及び／又はボス６６の端
部にオリフィススリーブ７４が溶接されている。オリフ
ィススリーブ７４は中空であり、複数のオリフィスポー
ト７８（例えば、各々が直径約０．２０１インチ（０．
５１１ｃｍ）の４つのオリフィスポート７８）を有し、
閉鎖ディスク７０が発射体５０によって破裂させられた
時にインフレータハウジング３４の内部とボス６６及び
ディフューザ３８の内部とを連通する。更に、インフレ
ータハウジング３４とガス発生器８２との連通を完結す
べく、ガス発生器８２、より詳細にはガス発生器ハウジ
ウング８６がオリフィススリーブ７４に溶接されてい
る。

【００３８】ガス発生器ハウジング８６は複数の推進剤
グレイン９０を含有し、これは点火されるとエア／安全
バッグ１８（図１）への流れを増大させるための加熱推
進剤の燃焼生成ガスを供給する。推進剤グレイン９０は
推進スリーブ９４によってガス発生器ハウジング８６の
内部に保持され、この推進スリーブ９４はスクリーン１
０４及びバッフル１００によってガス発生器ハウジング
８６の端部９６におけるガス発生器用吸入ノズル９８か
ら隔離されている。下記のように、推進剤グレイン９０
はガンタイプ推進剤から製造可能である。しかし、推進
剤グレイン９０はほぼ円筒形であり、一つの孔がその中
央部を貫通している。他の形状の推進剤グレインが適切
なこともあり、少なくとも部分的には使用される推進剤
の製造法に依存している。

【００３９】単体の（又は複合体の）ガス発生器用吸入
ノズル９８（例えば、直径約０．５１６インチ（１．３
１ｃｍ）の吸入ノズル９８）はガス発生器ハウジング８
６の端部９６に配置され、通常、閉鎖ディスク７０から
離間する方向に向けられている。ガス発生器ハウジング
８６はその側壁にて円周方向に間隔をおかれた複数の出
口、即ち吐出ノズル２００も有している（例えば、各々
が直径約０．２２１インチ（０．５６１ｃｍ）である１
「列」の４個の吐出ノズル２００）。これら吐出ノズル
２００（通常はガス発生器ハウジング８６の中間部にあ
る。）の軸位置を変更するのが望ましいこともあるが、
出口に近接した位置によって作用が強化される。更に、
吐出ノズル２００の数を変更するのが望ましいこともあ
る。ガス発生器ハウジング８６の側壁に吐出ノズル２０
０を有し、ガス発生器ハウジング８６の端部９６に吸入
ノズル９８を有するこの構成では、推進剤グレイン９０
の燃焼中に吸入ノズル９８を介して加圧媒質３６がガス
発生器ハウジング８６の中に引き込まれ、ガス発生器ハ
ウジング８６の内部からの混合ガスが吐出ノズル２００
を介してガス発生器ハウジング８６から流出する。詳述
すると、ガス発生器ハウジング８６の側壁近傍の加圧媒
質３６の流れにより圧力差が生じ、これにより加圧媒質
３６は吸入ノズル９８を介してガス発生器ハウジング８
６の中に引き込まれる。以下に詳述するように、これは
少なくともある種の推進ガスを生成する時にはインフレ
ータ３０の性能を大幅に向上させている。

【００４０】ガス発生器８２は適時に推進剤グレイン９
０を点火するための点火アッセンブリ１１４を備えてい
る。点火アッセンブリ１１４は発射体５０と推進剤グレ
イン９０との間にて、少なくとも部分的にガス発生器ハ
ウジング８６内に配置され、通常は作動ピストン１２
４、少なくとも一つの撃発雷管１２０及び活性剤として
の点火／ブースタ剤１４４を有している。より詳細に
は、作動ガイド１４０がオリフィススリーブ７４の端部
及びガス発生器ハウジング８６の内壁に係合し、よって
作動ガイド１４０はここに配置された作動ピストン１２
４の少なくとも一部を含み、かつ作動ピストン１２４を
案内する機能を少なくとも部分的に果たす。雷管ホルダ
１１６は作動ガイド１４０の一端に係合し、点火／ブー
スタ剤１４４にほぼ隣接して配置された複数の従来型撃
発雷管１２０を収容している。通例、点火／ブースタ剤
１４４は装薬カップ１４８によって撃発雷管１２０に隣
接して保持されている。点火／ブースタ剤１４４の好適
例に、８９％のＲＤＸ、１１％のアルミニューム粉末と
いう組成で０．５％のヒドロキシプロピル−セルロース
が添加されたＲＤＸアルミニュームブースタ剤がある。
雷管ホルダ１１６と推進スリーブ９４との間に保持器１
０８及びバッフル１１２が配置されている。ガス発生器
ハウジング８６が溶接ではなく圧着によってオリフィス
スリーブ７４に取り付けられた場合は、動作中に延びる
性質を帯びることがある。従って、前記部品を確実に相
互作用させるべく、例えば保持器１０８とバッフル１１
２との間に波型ばね座金を配置できる（図示せず）。

【００４１】作動ピストン１２４は作動ガイド１４０の
内部に摺動可能に配置され、実質的に撃発雷管１２０に
配列された一つの連続的突出リム１２８を備えている。
理解されようが、ほぼ連続した一つの突出リム１２８に
替えて複数の突出部材（図示せず）を用いることもでき
る。皿座金１３６が（スペーサ１２６を介して）作動ガ
イド１４０及び作動ピストン１２４の間に配置され、か
つこれら双方の一部に係合し、当初は作動ピストン１２
４の位置を撃発雷管１２０から離した状態に維持する。
その結果、作動ピストン１２４が撃発雷管１２０に誤っ
て係合し、ガス発生器８２を作動させる可能性は低下す
る。しかし、発射体５０が閉鎖ディスク７０を通過した
後では、発射体５０により作動ピストン１２４に伝達さ
れたエネルギーは皿座金１３６を圧倒するのに充分なも
のであり、突出リム１２８は少なくとも一つの撃発雷管
１２０を点火するだけの力を備えて撃発雷管１２０に係
合できる。次に、これにより点火／ブースタ剤１４４の
点火が生じ、推進剤グレイン９０が点火する。

【００４２】ガス発生器８２の動作中、撃発雷管１２０
が腐食し、推進剤グレイン９０の燃焼によって発生した
推進ガスが撃発雷管１２０の中を流れることを許容する
こともある。このような推進剤のガス漏れはインフレー
タ３０の性能の一貫性に悪影響を与えることもある。し
かし、こうしたガスは望ましくは作動ピストン１２４に
作用し、これを移動させて作動ガイド１４０に密閉状に
係合させる。これにより、実質上如何なるガス漏れも制
限するガス発生器ハウジング８６用シールが得られる。
従って、推進ガスはガス発生器用吸入ノズル９８の中を
好適に流れる。

【００４３】インフレータ３０の作動を要約すると、検
出器１４（図１）がイニシエータ４６に信号を伝送し、
発射体５０を推進する。発射体５０はまず閉鎖ディスク
７０を通過し、インフレータハウジング３４とエア／安
全バッグ１８との間の通路を開放する（図１）。発射体
５０は前進し続けて最後には作動ピストン１２４に衝突
し、作動ピストン１２４に取り付けられた突出リム１２
８が少なくとも一つの配列撃発雷管１２０に衝突する。
この結果、点火／ブースタ剤１４４が点火し、次に推進
剤グレイン９０が点火される。ガス発生器ハウジング８
６の中の推進剤グレイン９０の燃焼中、インフレータハ
ウジング３４からの加圧媒質３６がガス発生器ハウジン
グ８６の端部９６に配置された吸入ノズル９８を介して
ガス発生器ハウジング８６の中に引き込まれる。これは
ガス発生器ハウジング８６の側壁近傍にあって圧力差を
生成する加圧媒質３６の流れから生じる。この加圧媒質
３６の「引込み」によりガス発生器ハウジング８６内で
の推進ガスと加圧媒質３６との混合が促進される。以下
に詳述するように、これは加圧媒質３６に酸素が含有さ
れていて、一酸化炭素及び水素の含有量が多い推進ガス
と反応する時に特に望ましい。しかし、このガスはガス
発生器ハウジング８６の側壁上の吐出ノズル２００を介
してガス発生器ハウジング８６から排出される。こうし
て、加圧媒質３６とガス発生器ハウジング８６からの燃
焼生成物とを混合することによって、エア／安全バッグ
１８への流れは好適に増大する（図１）。

【００４４】上記のように、混成インフレータ３０は推
進剤グレイン９０のために、ガンタイプ推進剤及び加圧
媒質３６用の少なくとも一つの不活性ガスと酸素との混
合物を用いることができる。ここで用いるガンタイプ推
進剤はシングルベース、ダブルベース又はトリプルベー
ス推進剤のような高温多燃料推進剤並びにＬＯＶＡ又は
ＨＥＬＯＶＡ推進剤のようなニトラミン推進剤である。
より詳細には、従来のガンタイプ推進剤は約２，５００
〜３，８００°Ｋの範囲であって、通常は約３，０００
°Ｋ以上の燃焼温度を有する推進剤であり、過剰の酸素
が存在しないと大量のＣＯ及びＨ₂を発生させるという
点において多燃料性である。通常、これらの推進剤から
の燃料の過剰分を反応させてＣＯ₂及びＨ₂Ｏを得るに
は、５〜２５モル％又は時には１５〜４０モル％の酸素
を高圧ガスに付加する必要がある。

【００４５】混成インフレータ３０の推進剤グレイン９
０に使用され得る、ある特定の「従来型」ガンタイプ推
進剤に、ＨＰＣ−９６がある。これは重量パーセントに
して約１３．２５％が窒素からなる約７６．６％のニト
ロセルロース、約２０．０％のニトログリセリン、約
０．６％のエチルセントラライト、約１．５％の硝酸バ
リウム、約０．９％の硝酸カリウム及び約０．４％の黒
鉛という組成であり、ダブルベース無煙推進剤である。
ＨＰＣ−９６は米国デラウェア州ウィルミントン（Wilm
ington）在のヘラクレス社（Hercules, Inc.）において
入手できる。このダブルベース推進剤は主成分としてニ
トロセルロースを含有するため、所望の弾道特性を生み
出すものの、現行の自動車産業界の長期的耐熱性の基準
を満たすことはできない。

【００４６】ＬＯＶＡ推進剤（低脆弱性弾薬）及びＨＥ
ＬＯＶＡ推進剤（高エネルギー、低脆弱性弾薬）も推進
剤グレイン９０に使用可能な別の「従来型」ガンタイプ
推進剤である。これには重量パーセントにして約７６．
０％のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニトロトリアジ
ン）、約１２．０％の酢酸酪酸セルロース、約４．０％
のニトロセルロース（１２．６％の窒素）、約７．６０
％のクエン酸アセチルトリエチル及び約０．４％のエチ
ルセントラライトの組成からなるＭ３９ＬＯＶＡ推進剤
がある。Ｍ３９ ＬＯＶＡ推進剤は米国メリーランド州
インディアンヘッド在の海軍海戦センター（The Naval
Surface Warfare Center）及び欧州（スウェーデン）の
ボフォール（Bofors）において入手でき、過剰の酸素が
存在しないと約３２モルパーセントのＣＯ及び３０モル
パーセントのＨ₂を発生させる。ＬＯＶＡ及びＨＥＬＯ
ＶＡ推進剤は既存のダブルベース推進剤より好ましい。
それは、後者は現行の米国自動車産業界の耐熱性基準に
合格していないが、前者は合格しているためである。し
かし、ＬＯＶＡ及びＨＥＬＯＶＡ推進剤を安定燃焼させ
るには、比較的高い動作圧を必要とする。ＨＰＣ−９６
及びＬＯＶＡ推進剤の特性にも関わらず、ＨＰＣ−９６
及びＬＯＶＡ推進剤は本発明の原理／特徴の少なくとも
幾つかの点を例示するのに役立っている。

【００４７】推進剤グレイン９０の形成として使用され
る時のガンタイプ推進剤の性能特性に起因し、加圧媒質
３６の一部として酸素が使用されることと相まって、例
えば本特許出願の譲受人から入手可能な２０〜３０ｇの
ＦＮ １０６１−１０を用いる現在の設計に比較して、
ガス発生器８２に必要な推進剤の量を低減することが可
能である（ＦＮ １０６１−１０の組成は重量パーセン
トにして約７．９３％のポリ塩化ビニール、７．１７％
のアジピン酸ジオクチル、０．０５％のカーボンブラッ
ク、０．３５％の安定剤、８．５％のシュウ酸ナトリウ
ム、７５％の過塩素酸カリウム及び約１％のレシチンで
ある。）。例えば、推進剤グレイン９０の形成として使
用可能なガンタイプ推進剤では、通常、総粒重量は約１
０〜１２ｇの範囲であり（助手席側で用いる場合）、好
ましくは約１５ｇ未満である。この場合、約１５０〜１
９０ｇの加圧媒質３６を、モルベースで加圧媒質３６の
約１０〜３０％の酸素とともに使用することが好まし
い。より詳細には、約１６９ｇの加圧媒質３６を、モル
パーセントベースで加圧媒質３６の約１５％の酸素とと
もに使用する時、推進剤グレイン９０の総重量は約１
０．４ｇである。運転席側にて用いる場合、推進剤グレ
イン９０の所望／必要量は約５ｇであり、サイドインフ
レータに用いる場合には約１．５ｇである。

【００４８】上記のＦＮ １０６１−１０推進剤の組成
と比較しての上記のガンタイプ推進剤の量の低減は、推
進剤グレイン９０の総重量に対する加圧媒質３６の重量
比として表すこともできる。現在、ＦＮ １０６１−１
０推進剤については、本特許出願の譲受人はＦＮ １０
６１−１０推進剤の重量に対してアルゴン（即ち、高圧
ガスであり、本発明に関連する加圧媒質３６に相当す
る）の重量で約７．０４の比率を用いている。ガンタイ
プ推進剤の使用については、ＦＮ １０６１−１０を用
いるインフレータと同一の出力、重量及び寸法を有する
インフレータを得るべく、推進剤グレイン９０の総重量
に対する加圧媒質３６の重量比は約１０〜２０、より好
適には約１４〜１８、最適には約１５以上である。理解
されようが、より高温の推進剤を用いることでこれらの
比率を更に増加でき、必要な推進剤の量がより低減す
る。この点において、ガンタイプ推進剤の出力ガスには
高温粒状物質が本質的に存在しないため、インフレータ
は現在の最新型混成インフレータのような粒子負荷型イ
ンフレータよりも高温で出力ガスを生成できる。この温
度上昇により、高温ガスは相対的に膨張性であるため、
インフレータはより小さく、より軽くなる。前記に加
え、インフレータの構造上の寸法及び重量はガンタイプ
推進剤を使用する時には概して低減できる。例えば、イ
ンフレータにおいてガンタイプ推進剤に対して７．０４
の比率を用いた時でも、同率のＦＮ １０６１−１０を
用いた場合と同じ出力が得られるが、ガンタイプ推進剤
を有するインフレータはＦＮ １０６１−１０を用いた
インフレータより更に約５０％軽く、かつ小さい。７．
０４という比率は運転席側で用いた場合もサイドインフ
レータで用いた場合でも、上記のように等しく好適に用
いることができる。

【００４９】上記のＦＮ １０６１−１０推進剤の組成
と比較して上記のガンタイプ推進剤の量が低減されたこ
とは、推進剤グレイン９０の総重量に対する総ガス出力
（即ち、推進ガスと加圧媒質３６との混合物）のグラム
モル数の比率として表すこともできる。現在、ＦＮ １
０６１−１０推進剤については、本特許出願の譲受人は
推進剤の重量に対する出力ガスのモル数については推進
剤１ｇ当り約０．１９２ｇモルという比率を用いてい
る。これとは対照的に、通常、同一の出力、重量及び寸
法のインフレータ用のガンタイプ推進剤の場合、推進剤
グレイン９０の総重量に対する出力ガスのモル数の比率
は推進剤１ｇ当り約０．３５〜０．６ｇモル、より好適
には約０．４〜０．５ｇモル、最適には約０．５ｇモル
である。上記したように、ガンタイプ推進剤を用い、更
には推進剤１ｇ当り０．１９２ｇモルという比率を用い
る混成インフレータでは、インフレータの出力はＦＮ
１０６１−１０を使用する混成インフレータと同じであ
るが、ガンタイプ推進剤式インフレータの重量及び寸法
は約５０％低減している。

【００５０】加圧媒質３６に複数のガスを使用すること
で、推進剤グレイン９０に少なくともガンタイプ推進剤
の形成が使用され得る。通常、加圧媒質３６は少なくと
も一つの不活性ガス及び酸素からなっている。適正な不
活性ガスにはアルゴン、窒素、ヘリウム及びネオンがあ
り、この中でもアルゴンが好ましい。加圧媒質３６の酸
素部分は多機能性である。当初、推進剤グレイン９０の
ガンタイプ推進剤のガス状燃焼生成物と酸素が反応する
ことで、不活性ガスが膨張する原因となる熱源が得られ
る。これにより、ガス発生器８２に必要な推進剤の量を
少なくとも部分的に低減できる。更に、酸素と推進剤燃
焼生成物との反応により推進ガスの現存する毒性レベル
を許容レベルに低減している。例えば、酸素は好適には
現存する一酸化炭素の相当部分を二酸化炭素に（例え
ば、ＣＯの少なくとも約８５％をＣＯ₂に）、現存する
水素を水蒸気に（例えば、Ｈ₂の少なくとも約８０％を
Ｈ₂Ｏに）変換し、相当部分の未燃炭化水素も同様にし
て除去される（例えば、炭化水素の少なくとも７５％を
除去）。こうして、ガス発生器８２の性能は上記のよう
に大幅に向上している。即ち、酸素を含有する加圧媒質
３６は側壁に吐出ノズル２００を有するガス発生器ハウ
ジング８６の側壁近傍の加圧媒質３６の流れによって生
成される圧力差によって、ガス発生器ハウジング８６の
端部９６における吸入ノズル９８を介してガス発生器ハ
ウジング８６の中に引き込まれる。その結果、加圧媒質
３６とガス生成源のＣＯ及び水素に富む燃焼生成物とが
混合され、ガス生成源の総燃焼効率、ガス生成源の燃焼
生成物と酸素に富む加圧媒質３６との混合及び推進剤グ
レイン９０の燃焼率が顕著に向上している。そして、ガ
ス発生器ハウジング８６の側壁上の吐出ノズル２００か
らガスが引き出される。こうして、ガス発生器ハウジン
グ８６の上記構成によりインフレータ３０の性能が大幅
に向上している（例えば、酸素と推進ガスとを迅速かつ
効率的に混合するようにして）。

【００５１】通常、少なくとも一つの不活性ガスの量は
モルベースで約７０〜９０％であり、酸素量はモルベー
スで約１０〜３０％である。一般に、理論上の変換に基
づく量を上回る酸素量を用いることが望ましい。しか
し、通常、出力ガス（即ち、推進ガスと加圧媒質との混
合物）の中に約２０％（モル）以上の酸素を含有しない
ことも望ましい。

【００５２】インフレータ３０は以下のようにして組み
立てられる。まず、ガス発生器８２が以下のように組み
立てられる。１）吐出し端部９６に隣接するようにガス
発生器ハウジング８６にバッフル１００及びスクリーン
１０４を挿着し、２）推進スリーブ９４をガス発生器ハ
ウジング８６に挿着し、３）推進剤グレイン９０を推進
スリーブ９４内に配置し、４）ガス発生器８２の吐出し
端部９６の反対方向にて推進スリーブ９４の端部に隣接
するようにガス発生器ハウジング８６にバッフル１１２
及び保持器１０８を挿着し、５）ガス発生器ハウジング
８６に点火／ブースタ剤１４４及び装薬カップ１４８と
ともに雷管ホルダ１１６を挿着し、６）作動ガイド１４
０、皿座金１３６及び作動ピストン１２４をガス発生器
ハウジング８６に挿着する。この後、各種部品が次のよ
うに相互連結される。ガス発生器ハウジング８６をオリ
フィススリーブ７４に溶接し、発射体５０及びイニシエ
ータ４６をディフューザ３８に配置した後に、このディ
フューザ３８をボス６６に溶接し、このボス６６とオリ
フィススリーブ７４との間に閉鎖ディスク７０を溶接
し、ボス６６をインフレータハウジング３４に溶接す
る。上記の構造を確保してインフレータハウジング３４
の中に加圧媒質３６を導入できる。この点において、複
数のガスの場合、アルゴンと酸素とはインフレータハウ
ジング３４の端部に溶接されたエンドプラグ４２を介し
てインフレータハウジング３４の中に別々に導入でき
（例えば、まずアルゴン及び／又は他の不活性ガスを導
入し、次に酸素を導入するか、或いはこの逆でもよ
い。）、或いは予混合した状態でも導入できる。

【００５３】以下の例はガンタイプ推進剤を混成インフ
レータにおいて使用することに関連した種々の特徴を記
載するのに更に役立っている。 例１：総重量１８ｇの推進剤グレイン９０を形成するの
に上記のＨＰＣ−９６推進剤を用いた。各推進剤グレイ
ン９０は図２に概略的に示した形状を呈し、長さ又は厚
さが約０．５２インチ（１．３２ｃｍ）、外径が約０．
２９インチ（０．７３７ｃｍ）、薬厚が約０．１０５イ
ンチ（０．２６７ｃｍ）（推進剤グレイン９０の内径と
外径との差の１／２）であった。更に、ＨＰＣ−９６推
進剤は空気下にて点火されると以下の特性を示した。運
動力が３６３，４９３ｆｔ−ｌｂｓ／ｌｂ、爆発熱が
１，０６２カロリー／ｇ、ＴV が３，４９０°Ｋ、ガス
の分子量が２６．７ｇ／モル、特定の熱比率が１．２１
９６、固相密度が１．６５ｇ／ｃｍ³であった。通常の
組成の理論上の計算に基づき、大気圧まで膨張したガン
圧力での燃焼を想定したガスの組成は、モルパーセント
ベースで約２６．５％の一酸化炭素、約１９．１％の
水、約２６．２％の二酸化炭素、約１３．７％の窒素、
約１４．２％の水素及び約０．３％の他のガスであっ
た。

【００５４】ＨＰＣ−９６の推進剤グレイン９０は工業
規格のタリアニ（Taliani ）耐熱性試験で１２０℃の温
度に晒されると、約４０分以内で変色し始め、約５時間
以内で点火した。このことにより推進剤グレイン９０に
ＨＰＣ−９６推進剤を用いる妥当性は減じる。それは、
膨張式安全システム用推進剤が４００時間、１０７℃の
温度に晒された時にそれほど劣化せず、この後、自動点
火温度に晒された時に点火するようにと現行の一つの工
業規格で規定されているためである。しかし、ＨＰＣ−
９６推進剤は本発明のある種の原理を示すため、本明細
書中に記載されている。

【００５５】ＨＰＣ−９６推進剤グレイン９０について
は、約１６９ｇの加圧媒質３６がインフレータハウジン
グ３４に備えられ、モルパーセントベースで約５％の酸
素及び約９５％のアルゴンから構成された。インフレー
タ３０はオリフィススリーブ７４上に４つのオリフィス
ポート７８を備え、その各々の直径は約０．６７６ｃｍ
（０．２６６インチ）であり、ガス発生器用吸入ノズル
９８の直径は約１．１９１ｃｍ（０．４６９インチ）で
あった。ガス発生器ハウジング８６の側壁に吐出ノズル
２００は設けられなかった。こうして、作動中にはガス
発生器８２の中に加圧媒質３６は引き込まれず、全ての
吐出しは吸入ノズル９８を介して行われた。

【００５６】インフレータ３０の作動中におけるインフ
レータハウジング３４の内部の圧力変動は図３に示すよ
うな変動であった。インフレータ３０と連通された１０
０リットルタンクの内部圧力は図４に示すような圧力で
あり、エア／安全バッグ１８内の圧力上昇を概略的に表
している。インフレータ３０からのガス出力は重量パー
セントベースで約１．２％の一酸化炭素、約１．５％の
二酸化炭素、約２％以上の水素及び約６０ｐｐｍのＮＯ
X を含有した。従って、前記の割合の酸素及びアルゴン
を使用することにより、上記のＨＰＣ−９６推進剤の理
論上のガス出力に比較し、一酸化炭素及び水素の量を大
幅に低減した。この例においては、放射状孔を用いず、
唯一つのガス発生器用出口を用いた。

【００５７】例２：例１の工程を反復した。しかし、推
進剤グレイン９０には１０．４ｇのＨＰＣ−９６推進剤
を用い、モルパーセントベースで約１５％の酸素及び約
８５％のアルゴンという組成の約１６４．４ｇの加圧媒
質３６を用いた。インフレータ３０がこれらの推進剤グ
レイン９０とともに作動させられた時の性能曲線を図
３，４に示している。インフレータ３０は例１で考察し
たような形状とした。更に、インフレータ３０からのガ
ス状出力はモルパーセントベースで約２．４％の二酸化
炭素、約１，０００ｐｐｍの一酸化炭素、約７０ｐｐｍ
のＮＯX 、約３８ｐｐｍのＮＯ₂ 及び約０ｐｐｍの水素
を含有した。従って、例１の５％から１５％に酸素量を
増加したことによりＮＯ及びＮＯ₂が それほど増加する
ことなく一酸化炭素量が大幅に減少した。更に、このこ
とにより推進剤の使用量も大幅に低減した。

【００５８】例３：１０．４ｇのＨＰＣ−９６並びにモ
ルパーセントベースで約１５％の酸素及び約８５％のア
ルゴンという組成の１６９．０ｇの加圧媒質３６を用
い、例１の工程を２回反復した。インフレータ３０の性
能曲線は図３，４と同様であり、インフレータ３０は例
１で考察したような形状とした。更に、インフレータ３
０からのガス状出力はそれぞれ約１，０００ｐｐｍ、８
００ｐｐｍの一酸化炭素、約１．０％、１．２％の二酸
化炭素、約６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍのＮＯX 、約２３ｐ
ｐｍ、２０ｐｐｍのＮＯ₂を含有した。従って、１５％
に酸素量を増加し、ＨＰＣ−９６の量を低減したとによ
り、ＮＯ及びＮＯ₂にそれほど影響を与えることなく一
酸化炭素量が低減した。更に、酸素量の増加により推進
剤の使用量が低減した。

【００５９】上記のように、本例においては、現存する
二つの「従来型」ガンタイプ推進剤が当初考慮された。
即ち、従来のダブルベースガン推進剤及び低脆弱性ニト
ラミン（ＬＯＶＡ）ガン推進剤である。従来のダブルベ
ースガン推進剤では想定通りにシステムが機能するが、
長期的貯蔵に対する産業基準には合格しない（例えば、
１０７℃にて４００時間）。ＬＯＶＡガン推進剤では、
高圧（例えば、９，０００ｐｓｉ以上）で推進剤を燃焼
しなければシステム性能が不十分であると判明し、これ
では設計上の重量、コスト及び複雑性が増すことにな
る。通常、インフレータ３０に用いる動作圧は僅かに約
４，０００ｐｓｉが望ましい。こうした条件下では本例
にふさわしい推進剤は現存しないため、新種の推進剤を
構成する新規の推進剤の形成法が開発された。即ち、ダ
ブルベース推進剤の弾道特性（低圧での点火及び燃焼に
優れる）とニトラミンＬＯＶＡ推進剤の貯蔵特性（１０
７℃にて４００時間の貯蔵後の性能に優れる）とを組み
合わせた推進剤である。この種の推進剤は混成推進剤と
呼ばれている。

【００６０】耐熱性ガンタイプ推進剤はＨＰＣ−９６の
ようなニトロセルロースベースの推進剤とは異なり、推
進剤グレイン９０の形成として使用されるとＬＯＶＡ推
進剤の場合には二次爆薬、即ちニトラミン（ＲＤＸ）を
含有している。推進剤グレイン９０の形成に用いるのに
適切な他の二次爆薬には他のニトラミン、即ちＨＭＸ
（シクロテトラメチレンテトラニトラミン）があり、Ｐ
ＥＴＮ（ペンタエリスリトールテトラニトレイト）及び
ＴＡＧＮ（トリアミノグアニジンニトレイト）もある。
次の表１はＲＤＸ、ＨＭＸ及びＰＥＴＮ二次爆薬の燃焼
特性を示している。

【００６１】

【表１】 通常、ある種の弾道特性と長期的耐熱性とを所望のよう
に合体すべく（例えば、ダブルベース推進剤の弾道特性
並びにＬＯＶＡ推進剤の長期的老化特性又は長期的熱安
定性を得るべく）、推進剤グレイン９０の形成として二
次爆薬がバインダー系に化合される（上記のような「混
成推進剤」）。ここで用いる「バインダー系」という用
語は推進剤の物理特性、化学特性及び／又は弾道特性を
変性させるのに有用であり、かつ推進剤に添加される一
つ又は複数の化合物をいう。有用なバインダー系には結
合剤、可塑剤、安定剤、乳白剤及びこれらの化合物から
なるグループから選択された推進添加剤を組み込むバイ
ンダー系がある。

【００６２】混成インフレータ３０での推進剤グレイン
９０用の混成推進剤は優れた弾道特性（即ち、比較的低
い動作圧での燃焼率及び燃焼温度）を示し、妥当な長期
的安定性（例えば、長期的耐熱性を評価する業界試験の
一つに４００時間、１０７℃の温度に（点火せず）耐え
る統計上充分な数のサンプルというものがある。）を示
す。別の試験に許容範囲を超えた性能の低下（通常、こ
れは顧客によって設定／明示される）が生じることな
く、４００時間、１００℃の温度に耐えるインフレータ
３０というものがある。より詳細には、混成推進剤から
形成された推進剤グレイン９０は約２，０００〜３，８
００°Ｋの燃焼温度、約０．１〜１インチ／ｓｅｃ
（０．２５〜２．５ｃｍ／ｓｅｃ）の速度、約４，００
０ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）以下の動作圧（ガス発生器
ハウジング８６内の圧力）で燃焼する。より好適には、
混成推進剤から形成された推進剤グレイン９０は約２，
０００〜３，８００°Ｋの燃焼温度、約０．３〜０．５
インチ／ｓｅｃ（０．７６〜１．２６ｃｍ／ｓｅｃ）の
速度、約４，０００ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）以下の動
作圧で燃焼する。

【００６３】通常、混成推進剤の形成には約５０〜９０
ｗｔ％の二次爆薬及び約１０〜５０ｗｔ％のバインダー
系が含有されている。より一般的には、これらの推進剤
の形成には約６０〜８０ｗｔ％の二次爆薬及び約２０〜
４０ｗｔ％のバインダー系が含有されている。好ましく
は、推進剤の形成には約７０〜８０ｗｔ％の特定の二次
爆薬及び約２０〜３０ｗｔ％のバインダー系が含有され
ている。これら推進剤の組成には他の添加物及び不可避
の不純物も微量（即ち、約５ｗｔ％以下の組成量）で存
在し得る。

【００６４】通常、樹脂性結合剤が推進剤グレイン９０
用の混成推進剤の形成のためのバインダー系の一部とな
る。普通の溶剤（即ち、アセトン、低級アルコール等）
に対して可溶性の結合剤であれば如何なる種類のもので
も大体使用できる。しかし、一般的に結合剤は活性化合
物であることが望ましい。即ち、結合剤は上記の所望燃
焼温度及び動作圧で容易に燃焼することが望ましい。更
に、可塑剤とともに用いる時は、当然ながら結合剤はこ
の可塑剤に対して融和性であることが望ましい。推進剤
の組成に用いるのに好適な典型的な結合剤にはＣＡ（酢
酸セルロース）、ＣＡＢ（酢酸酪酸セルロース）、ＥＣ
（エチルセルロース）、ＰＶＡ（ポリ酢酸ビニル）、Ｃ
ＡＰ（セルロースアセテートプロピオレート）、アジド
ポリマー、ポリブタジエン、水素化ブタジエン及びポリ
ウレタン、並びにそれらの混合物があるが、これらに限
定されるものではない。アジドポリマ−はＧＡ（グリシ
ジルアジド）モノマー、ＢＡＭＯ（３，３−ビス（アジ
ドメチル）オキセタン）モノマー，ＡＭＭＯ（アジドメ
チルメチルオキセタン）モノマーからなるグループから
選択されたモノマーを有するホモポリマー及びコポリマ
ーの少なくともいずれか一方を含む。更に、結合剤要素
としてＧＡＰ（活性グリシジルアジドポリマー）を用
い、これはＣＡよりも実質的に勢いよく燃焼する。こう
すると結合剤としてＧＡＰのみを二次爆薬とともに使用
するのが望ましいと言える。しかし、ＧＡＰとＣＡとの
現在の著しいコスト差に起因し、混成推進剤の形成には
ＧＡＰ及びＣＡの双方の要素が含まれる。推進剤グレイ
ン９０用の混成推進剤の形成のためのバインダー系の一
部として可塑剤も使用できる。上記のように、可塑剤は
結合剤に対して融和性であるようにする。更に、一般的
に押出成形可能なバインダー系を用いることが望まし
い。更に、少なくともある種の二次爆薬（例えばニトラ
ミン）には活性可塑剤、即ち上記の動作温度及び動作圧
力内にて安定燃焼可能な可塑剤を用いることが望まし
い。有用な活性可塑剤にはＴＭＥＴＮ（トリメチロール
エタントリニトレイト）、ＢＴＴＮ（ブタントリオール
トリニトレイト）、及びＴＥＧＤＮ（トリエチレングリ
コールジニトレイト）のような硝酸エステル可塑剤、グ
リシジルアジド可塑剤並びにＮＧ（ニトログリセリン）
及びＢＤＮＰＡ／Ｆ（ビス（２，２- ジニトロプロピ
ル）アセタール／ホルマール），ＡＴＥＣ（アセチルト
リエチルシトレート）のような他の化合物があるが、こ
れらに限定されるものではない。

【００６５】推進剤グレイン９０用の混成推進剤の形成
のためのバインダー系に安定剤を含有させることもでき
る。例えば、上記の硝酸エステル可塑剤のようなある種
の結合剤及び／又は可塑剤はある温度に晒されると分解
し、推進剤グレイン９０の点火に影響を与える可能性が
ある（即ち、ある温度に晒されると硝酸エステル可塑剤
は点火が起こる程度にまで熱分解する）。従って、混成
推進剤の形成に安定剤が含まれ、熱分解する結合剤及び
／又は可塑剤と「反応」し、安定性を維持し（例えば、
推進剤の過早点火の危険性を低減する）、混成推進剤の
形成の長期的安定性を向上させる。例えば、硝酸エステ
ルの場合、推進剤の形成に有用な安定剤には活性剤であ
りながら硝酸受容体である安定剤がある。適正な安定剤
にはエチルセントラライト（シム(sym)-ジエチルジフェ
ニルウレア）、ＤＰＡ（ジフェニルアミン）及びレゾシ
ノールがあるが、これらに限定されるものではない。

【００６６】所望の弾道特性を有し、好適な長期的安定
性を充分に示した混成推進剤の形成の一つに、ニトラミ
ン二次爆薬のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニトロトリア
ジン）と、結合剤のＣＡ（酢酸セルロース）、可塑剤の
ＴＭＥＴＮ（トリメチロールエタントリニトレイト）及
び安定剤のＥＣ（エチルセントラライト）との化合があ
る。通常、この混成推進剤の形成は少なくとも約７０ｗ
ｔ％のＲＤＸ、約５〜１５ｗｔ％のＣＡ、約５〜１５ｗ
ｔ％のＴＭＥＴＮ及び僅かに約２ｗｔ％のＥＣからなっ
ている。これらの概略的相対量により混成推進剤のため
の所望弾道特性及び長期的老化特性が得られている。し
かし、推進剤グレイン９０がこの形成から押出成形によ
って形成されるのであれば、上記数値範囲内の相対量を
精錬することが必要であると理解されよう。

【００６７】また、推進剤を、少なくとも約７０重量％
のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニトロトリアジン）と、
約５から約１５重量％のＣＡ（セルロ−スアセテ−ト）
と約５から約１５重量％のＧＡＰ（グリシジルアジドポ
リマ−）及びＡＴＥＣ（アセチルエチルシトレイト）の
いずれか一方とから形成することも可能である。一般
に、バインダー系として、結合剤、可塑剤及び安定剤の
混合物を用いる場合、各薬剤の混合割合は、約５重量％
から３０重量％、０重量％から２０重量％及び０重量％
から５重量％であることが望ましい。

【００６８】所望の衝撃特性を備え、かつ適切な長期安
定性を備えた別の混成推進剤はニトラミン二次爆薬ＲＤ
Ｘと、結合剤としてのＣＡ及びＧＡＰ（グリジルアジド
ポリマー）を含むバインダー系と、適切な可塑剤（例え
ばＧＡＰ可塑剤、ＴＭＥＴＮ、ＡＴＥＣ及びこれらの組
合せ）とを有している。一般的に、この混成推進剤は少
なくとも約７０ｗｔ％、一般的には約７０〜８０ｗｔ％
のＲＤＸと、約５〜１５ｗｔ％のＣＡと、約５〜１５ｗ
ｔ％のＧＡＰと、約５〜１５ｗｔ％の可塑剤とを有して
いる。これらの相対量は混成推進剤に対して所望の衝撃
特性及び長期的老化特性（Long-term aging propertie
s）を付与する。しかし、推進剤グレイン９０をこの混
成推進剤から押出し成形により形成する場合、前記の範
囲内における相対量の調整を必要とし得る。前記のダブ
ルベース推進剤及びＬＯＶＡ推進剤を含む混成推進剤の
場合、大量の一酸化炭素及び水素が燃焼時に形成される
（例えば３５％のＣＯ及び１９％のＨ₂が燃焼時に形成
される）。インフレータ用推進剤の燃焼による一酸化炭
素及び水素ガスの形成は、自動車両の膨脹式安全システ
ムにおいて一般的に許容されるものではない。しかし、
これらの種類の混成推進剤を混成インフレータ３０内に
使用する場合、一酸化炭素及び水素のほぼ全量（例えば
９５％）が燃焼時または燃焼後の反応の一環として無害
な二酸化炭素及び水蒸気に変換されるように加圧媒質３
６は酸素を含む。高圧酸素を使用することにより酸素源
（例えば過塩素酸カリウム）を混成推進剤に含める必要
性が排除されるため、高圧酸素の使用は特に望ましい。
更に、推進剤から形成された燃焼ガス及び高圧酸素の間
に生じる高発熱反応は、推進剤の発熱量を増加させ、こ
れによってエア／安全バッグを膨脹させるために必要な
推進剤の量を最低限に抑えるため、同高発熱反応は特に
好ましい。

【００６９】混成推進剤は推進剤グレイン９０として形
成され、かつ混成インフレータ３０内に挿入される場
合、前記のガンタイプ推進剤において示した特定量にて
使用可能であって、かつ推進剤グレイン９０及び加圧媒
質３６の相対量に関する前記の特徴を特に含み得る。更
に、加圧媒質３６に使用する酸素及び一つの不活性ガス
の相対量はここに開示する混成推進剤にも使用可能であ
る。

【００７０】以下の例は二次爆薬及びバインダー系を含
む混成推進剤に付随する特性を示す。なお、前にも述べ
たように“Ｗｔ％”は重量パーセントを示す。 例４：少なくとも約７０ｗｔ％のＲＤＸ（ヘキサハイド
ロトリニトロトリアジン）、約５〜１５ｗｔ％のＣＡ
（セルロースアセテート）、約５〜１５ｗｔ％のＴＭＥ
ＴＮ（トリメチロールエタントリニトレイト）及び約２
ｗｔ％以下のエチル セントラライトを含む混成推進剤
組成物が調製され、同推進剤組成物は約１．７１３２ｇ
／ｃｃの平均密度を有する円柱状グレインとして形成さ
れた。１０ｇの試料を厚壁を備えた爆弾室内に挿入し、
かつタンク内に向けて爆発させた。同試料は４，０００
ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）において約２，５７８°Ｋの
燃焼温度を有し、かつ許容し得る衝撃特性（即ち、０．
４７インチ／秒（１．１８ｃｍ／秒））を示した。これ
に関する性能曲線は一般的に図３及び図４に示す曲線と
ほぼ一致していた。形成されたガスは約３６％の一酸化
炭素、約２４％の窒素、約１９％の水素、約１６％の水
蒸気及び約５％の二酸化炭素を有していた。混成推進剤
組成物の長期的熱安定性に関する評価を実施し、その結
果として同組成物の長期的熱安定性が許容範囲内に含ま
れることが確認された（例えば、推進剤を４００時間に
わたって１０７℃の温度に曝したが同推進剤は発火しな
かった。また、推進剤を混成インフレータ内において、
４００時間にわたって１０７℃の温度に曝したが同推進
剤は発火しなかった。その後、推進剤を活性化したがイ
ンフレータの性能は熱処理による影響を実質的に受けな
かった）。

【００７１】例５：少なくとも約７０ｗｔ％のＲＤＸ
（ヘキサハイドロトリニトロトリアジン）、約５〜１５
ｗｔ％のセルロースアセテート、及び約５〜１５ｗｔ％
のＧＡＰ（グリジル アジド ポリマー）を含む混成推
進剤組成物が調製され、同推進剤組成物は約１．６８５
７ｇ／ｃｃの平均密度を有する円柱状グレインとして形
成された。１０ｇの試料を厚壁を備えた爆弾室内に挿入
し、かつタンク内に向けて爆発させた。試料は４，００
０ｐｓｉ（２７．６ＭＰａ）において約２，３５７°Ｋ
の燃焼温度を有し、かつ許容し得る衝撃特性（即ち、
０．４８インチ／秒（１．１８ｃｍ／秒））を示した。
これに関する性能曲線は一般的に図３及び図４に示す曲
線とほぼ一致していた。形成されたガスは約３７％の一
酸化炭素、約２５％の水素、約２５％の窒素、約１０％
の水蒸気及び約３％の二酸化炭素を有していた。混成推
進剤組成物の長期的熱安定性に関する評価を実施し、そ
の結果として同組成物の長期的熱安定性が許容範囲内に
含まれることが確認された（例えば、推進剤を４００時
間にわたって１０７℃の温度に曝したが同推進剤は発火
しなかった。また、推進剤を混成インフレータ内におい
て、４００時間にわたって１０７℃の温度に曝したが同
推進剤は発火しなかった。その後、推進剤を活性化した
がインフレータの性能は熱処理による影響を実質的に受
けなかった）。

【００７２】本発明のある実施態様あるいは別の実施態
様にて使用される他の推進剤は、ヘキソーゲン（ＲＤ
Ｘ）１〜９９重量部及びオクトーゲン（ＨＭＸ）９９〜
１重量部、さらにＲＤＸとＨＭＸの合計１００重量部に
対し、バインダーを５〜５０重量部含有している。好ま
しくは、ヘキソーゲン（ＲＤＸ）８０〜９５重量部、及
び、オクトーゲン（ＨＭＸ）２０〜５重量部、さらにＲ
ＤＸとＨＭＸの合計１００重量部に対し、バインダーを
５〜５０重量部含有する。

【００７３】上記の推進剤は本明細書中に記載したハイ
ブリッドインフレータに使用される。ハイブリッドイン
フレータは一般に加圧ガスを含む加圧ガス室、推進剤を
含むガス発生室、点火アッセンブリ、破裂板等により構
成される。加圧ガスは実質的に不活性流体及び酸素から
なる。推進剤は、車両の衝突時に点火アッセンブリによ
って点火されて燃焼し、ガス状の、酸素と反応しうる燃
焼生成物、すなわち、一酸化炭素及び水素を発生する。
一酸化炭素及び水素は加圧ガス中の酸素と反応して二酸
化炭素及び水蒸気を発生すると同時に、そのガス室の圧
力を高める。すると、破裂板が破壊されて、二酸化炭
素、水蒸気及び不活性流体がインフレータの出口からエ
アバッグ１８（図１）に供給されて、エアバッグ１８
（図１）が膨張する。

【００７４】上記の推進剤はヘキソーゲン（ＲＤＸ）、
オクトーゲン（ＨＭＸ）及びバインダーより構成され
る。そして、ＲＤＸ、ＨＭＸ、及び、バインダーの比率
としては、ＲＤＸ１〜９９重量部に対して、ＨＭＸ９９
〜１重量部、好ましくは，ＲＤＸ８０〜９５重量部に対
して、ＨＭＸ２０〜５重量部、そしてＲＤＸとＨＭＸの
合計１００重量部に対し、バインダーが５〜５０重量部
の比率である。

【００７５】本発明で使用出来るバインダーは、特に制
限はないが、ポリウレタン類（ＰＵ）、エチルセルロー
ス（ＥＣ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡ
Ｂ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）
等のセルロース誘導体類、ヒドロキシ末端ポリブタジエ
ン（ＨＴＰＢ）等のポリブタジエン類、硝酸グリシジル
ポリマー（ポリグリン）等のグリシジル酸ポリマー類、
グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ）等のアジドポリマ
ー類、および３−ナイトレートメチル−３−メチルオキ
シメタンのポリマー（ポリニモ）を含む。これらの中で
は、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）及び／
又はグリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ）が望ましい。

【００７６】又、本発明の推進剤は更に、可塑剤、安定
剤、及びこれらの化合物からなるグループから選択され
た添加剤を含んでもよく、可塑剤としては、ＴＭＥＴＮ
（トリメチロールエタントリニトレイト）、ＢＴＴＮ
（ブタントリオールトリニトレイト）、ＴＥＧＤＮ（ト
リエチレングリコールジニトレイト）、グリシジルアジ
ド、ＮＧ（ニトログリセリン）、ＢＤＮＰＡ／Ｆ（ビス
（２，２−ジニトロプロピル）アセタール／ホルマー
ル）及びＡＴＥＣ（アセチルトリエチルシトレート）か
らなるグループから選択されたものであることが好まし
い。

【００７７】さらに、上記の推進剤に使用可能な安定剤
としては、例えばエチルセントラライト、ジフェニルア
ミン、レゾシノール、アカルダイト 、アミルアルコー
ル、尿素、及び、石油ゼリー等を使用することができ
る。

【００７８】尚、可塑剤の添加量は、ＲＤＸ、ＨＭＸ、
及び、バインダーの合計１００重量部に対し、０〜３０
重量部が好ましい。又、安定剤の添加量は、ＲＤＸ、Ｈ
ＭＸ、及び、バインダーの合計１００重量部に対し、０
〜５重量部が好ましい。

【００７９】又、本発明の推進剤の形態としては、粉体
状、粒状、ペレット状等いずれの形態でも差支えない
が、ペレット状にしたものを使用するのが好ましい。以
下、本発明に使用するのに適したいくつかの組成物の例
を示す。 例６：以下に示す組成の物質を混合してペレットにし、
加圧ガス室、ガス発生室、点火アッセンブリ、及び破裂
板より構成されるハイブリットインフレータに装填し
た。そして、そのハイブリッドインフレータを作動させ
た。その結果、ＫＣｌからなるスモークは発生しなかっ
た。

【００８０】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ６８重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） ８重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例７：以下に示す組成の物質を混合してペレットにし、
例６と同様のハイブリットインフレータに装填して、ハ
イブリッドインフレータを作動させた。その結果、スモ
ークは発生しなかった。

【００８１】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ７２重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） ４重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ及びＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例８：以下に示す組成の物質を混合してペレットにし、
例６と同様のハイブリットインフレータに装填して、ハ
イブリッドインフレータを作動させた。その結果、スモ
ークは発生しなかった。

【００８２】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ６４重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） １２重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例９：以下に示す組成の物質を混合してペレットにし、
例６と同様のハイブリットインフレータに装填して、ハ
イブリッドインフレータを作動させた。その結果、スモ
ークは発生しなかった。

【００８３】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ７５重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） １重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例１０：以下に示す組成の物質を混合してペレットに
し、例６と同様のハイブリットインフレータに装填し
て、ハイブリッドインフレータを作動させた。その結
果、スモークは発生しなかった。

【００８４】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） １重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） ７５重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例１１：以下に示す組成の物質をペレットにし、例６と
同様のハイブリットインフレータに装填して、ハイブリ
ッドインフレータを作動させた。その結果、スモークは
発生しなかった。

【００８５】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ３８重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） ３８重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例１２：以下に示す組成の物質をペレットにし、例６と
同様のハイブリットインフレータに装填して、ハイブリ
ッドインフレータを作動させた。その結果、スモークは
発生しなかった。

【００８６】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ６８重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） ８重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 エチルセントラライト ２重量部 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例１３：以下に示す組成の物質を混合してペレットに
し、例６と同様のハイブリットインフレータに装填し
て、ハイブリッドインフレータを作動させた。その結
果、スモークは発生しなかった。

【００８７】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ６８重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） ８重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 トリメチロールエタントリニトレイト ２０重量部 （ＴＭＥＴＮ） 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。 例１４：以下に示す組成の物質をペレットにし、例６と
同様のハイブリットインフレータに装填して、ハイブリ
ッドインフレータを作動させた。その結果、スモークは
発生しなかった。

【００８８】 ヘキソーゲン（ＲＤＸ） ６８重量部 オクトーゲン（ＨＭＸ） ８重量部 セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ） １２重量部 グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ） １２重量部 エチルセントラライト ２重量部 トリメチロールエタントリニトレイト ２０重量部 （ＴＭＥＴＮ） 尚、ＲＤＸ及びＨＭＸ１００重量部に対するバインダー
（ＣＡＢ，ＧＡＰ）の含有量は約３２重量部である。

【００８９】図５〜図７は図１に示す膨脹式安全システ
ム１０に使用可能な混成インフレータの別の実施例を示
している。図５に主に示すように、混成インフレータ２
０２は一般的にシリンダー状のガス発生器２０８と、一
般的にシリンダー状の高圧ガス用ハウジング２０４とを
有し、高圧ガス用ハウジング２０４（第三の室）はガス
発生器２０８の周囲において同ガス発生器２０８と同一
の中心軸を有するように配置されている。一般的に、高
圧ガス用ハウジング２０４は適切な加圧媒質を有し、ガ
ス発生器２０８は適切な推進剤グレイン２５８を有して
いる。インフレータ２０２の主な利点は、そのデザイン
が第二の閉鎖ディスク（主閉鎖ディスク）２９０（第二
の閉鎖ディスク２９０はインフレータ２０２及びエア／
安全バッグ１８（図１参照）の間の流れを遮断する（図
１参照））に隣接する領域における急速加圧を可能にす
る点であり、これによって形成された流体圧力は第二の
閉鎖ディスク２９０を開放すべく同閉鎖ディスク２９０
上に直接作用する。インフレータ２０２のデザインに関
する別の重要な利点は、推進剤グレイン２５８の点火及
び燃焼によって形成された推進ガス及び加圧媒質の間の
十分な混合を提供または可能にする点である。この結
果、インフレータ２０２は前記のガンタイプ推進剤組成
物及混成推進剤組成物のうちの少なくとも一方を複合加
圧媒質（例えば、一つの成分が酸素であって、別の成分
が少なくとも一つの不活性ガスである複合加圧媒質）と
ともに使用することに特に適している。即ち、インフレ
ータ２０２のデザインは、膨脹式安全システム１０（図
１参照）の動作を促進すべく、推進ガス及び推進剤グレ
イン２５８の点火によって形成されたガス（例えば、以
下に詳述する点火／ブースタ剤２４０の燃焼によって形
成されたガス）のうちの少なくとも一方が加圧媒質とと
もに効果的に燃焼されることを提供または許容する。こ
の第二の燃焼はエア／安全バッグ（図１参照）へのガス
の流動を開始すべくインフレータ２０２の急速加圧能力
を増強する。

【００９０】ガス発生器２０８はシリンダー状のガス発
生器ハウジング２１２を有しており、同ガス発生器ハウ
ジング２１２は本実施例において第一のハウジング２１
６によって形成され、かつ軸方向に沿って第二のハウジ
ング２７８に結合されている。ガス発生器ハウジング２
１２は静的状態においてその内部全体に大量の加圧媒質
を含んでいるため、第一のハウジング２１６の一端は密
閉シールを形成すべくイニシエータ用アダプター２２４
に結合されている（例えば溶接部２４８における溶接に
よる結合）。イニシエータ用アダプター２２４は適切な
イニシエータ２２８（例えば、電気式点火管または他の
適切な爆発装置）を有しており、同イニシエータ２２８
は推進剤グレイン２５８に対する点火を実行するために
使用される。また、イニシエータ２２８は、適切なシー
ルを形成すべくオーリング２３２の内周に沿ってその外
周を係合可能である。イニシエータ２２８をガス発生器
２０８内に含まれる加圧媒質から分離するために、第一
の閉鎖ディスク（副閉鎖ディスク）２３６は溶接部２４
８を介して密閉シールを形成すべく第一のハウジング２
１６の端部及びイニシエータ用アダプター２２４の端部
の間に適切に固定されている。

【００９１】ガス発生器ハウジング２１２の第一のハウ
ジング２１６は、第一の室２５４を形成している。第一
の室２５４はイニシエータ２２８に隣接し、かつ同イニ
シエータ２２８に対して軸方向に整合するように配置さ
れている。ガス発生器ハウジング２１２の第一の室２５
４は主に推進剤グレイン２５８を有しており、同推進剤
グレイン２５８は点火された際にエア／安全バッグ１８
（図１参照）へのガスの流れを増加すべく推進ガスを形
成する。この結果、第一の室２５４は推進剤室または燃
焼室として特徴づけることができる。推進剤グレイン２
５８の点火を補助するために、適切な点火／ブースタ剤
２４０（例えば、８９ｗｔ％のＲＤＸ及び１１ｗｔ％の
アルミニウム粉末を含むＲＤＸ／アルミニウム・ブース
タ剤、または同ＲＤＸ／アルミニウム・ブースタ剤のう
ちの０．５〜５．０ｗｔ％のＲＤＸ及びアルミニウムを
０．５〜５．０ｗｔ％のヒドロキシプロピルセルロース
と置換したブースタ剤を使用することも可能）をイニシ
エータ２２８及び推進剤グレイン２５８の間において、
イニシエータ２２８からの吐出に対して整合する位置に
配置可能である。以下に詳述するように、点火／ブース
タ剤２４０の点火によって形成されたガス生成物は、イ
ンフレータ２０２の急速加圧による流動の開始に関する
特性を更に高めるために加圧媒質と化学的に反応可能で
ある。適切なブースタ・カップ２４４またはこれに類す
るものは、点火／ブースタ剤２４０（一般的にパウダー
またはスラリー乾燥体の形態をなす）をその内部に保持
し、かつイニシエータ用アダプター２２４の端部及び第
一のハウジング２１６の端部のうちの少なくとも一方に
対して適切に固定可能である（例えば、溶接部２４８を
介してアダプター２２４及びハウジング２１６の間に保
持する）。第一の室２５４は、第二の室３２４に向けて
推進ガスを前記のように吐出する一方で、特定の大きさ
の粒状物をその内部に保持すべくスクリーン２６６また
はこれに類するものを有し得る。なお、インフレータ２
０２の高圧ガス用ハウジング２０４の容量は第二の室３
２４の容量よりも大きく設定されている。

【００９２】第一の室２５４は高圧ガス用ハウジング２
０４に対して一般的に少なくとも一つの抽気オリフィス
または抽気口２６２（本実施例中には二つの抽気口が形
成されている）により連通されている。この結果、第一
の室２５４は静的状態において大量の加圧媒質を含む。
抽気口２６２は半径方向に沿って延びている（即ち、抽
気口２６２は中心軸２２０上にその起点を有し、かつ同
中心軸２２０に対して直交する方向に延びる半径に沿っ
て延びている）。インフレータ２０２の性能を正しく調
整するために、抽気口２６２の使用並びに抽気口２６２
のサイズ及び／または数量の選択が可能である。

【００９３】少なくとも一つの抽気口２６２を形成する
ことにより、推進剤２５８の点火によって形成された推
進ガスの流れのうちの特定量は高圧ガス用ハウジング２
０４内に案内される。前記の種類の推進剤（例えば、ガ
ンタイプ推進剤、混成推進剤）及び加圧媒質（例えば、
酸素及び不活性流体（少なくとも一つの不活性ガスを含
む）の混合物）が使用された場合、第二の燃焼、即ち推
進ガスの更なる燃焼が高圧ガス用ハウジング２０４内に
おいて生じる。推進ガスのうちの一部を第一の室２５４
から高圧ガス用ハウジング２０４内に案内することは、
エア／安全バッグ１８への所望の出力または吐出を実現
するため、即ちエア／安全バッグ１８の所望の膨脹速度
を実現するために使用可能である。以下に詳述するよう
に、高圧ガス用ハウジング２０４から第二の室３２４へ
流れるガスのほぼ一定の流動を十分な時間にわたって維
持する速度にて、推進ガスを高圧ガス用ハウジング２０
４内に提供することが好ましい。一般的に、所望の結果
を達成すべく形成された推進ガスのうちの半分未満の量
（例えば、推進ガスのうちの約４０％以下、より一般的
には約３０％以下の量が高圧ガス用ハウジング２０４内
へ案内される）が動作中に高圧ガス用ハウジング２０４
内へ流入することを要する。

【００９４】推進剤グレイン２５８の点火後における高
圧ガス用ハウジング２０４内における圧力増加は抽気口
２６２を使用した場合においても、多くの商業的な混成
インフレータにみられる圧力増加より大幅に小さい。即
ち、一般的に推進剤グレイン２５８の点火に付随して生
じる大幅な圧力増加はガス発生器２０８内にほぼ限定さ
れる。この結果、高圧ガス用ハウジング２０４の強度条
件の軽減が可能である。これによって高圧ガス用ハウジ
ング２０４の壁の肉厚を減少させることと、高圧ガス用
ハウジング２０４に軽量材料を使用することのうちの少
なくともいづれか一方が可能となる。これら両方ともイ
ンフレータ２０２の重量を減少させる。

【００９５】第一の室２５４において形成された推進ガ
スの主な流れ（例えば、推進ガスの総流量の少なくとも
約５０％、一般的には少なくとも約７０％）は、ガス発
生器ハウジング２１２の第二のハウジング２７８によっ
て形成された第二の室３２４（以下に詳述する理由に基
づき、“アフターバーナー”と称される）内へと案内さ
れる。少なくとも一つのアフターバーナー・ノズルまた
はアスピレーター２７４（第一連通孔）は第一の室２５
４から第二の室３２４内へガスの流れ（主に推進ガス）
を案内し、これによって所望の連通が形成される。アフ
ターバーナー・ノズル２７４は、第一のハウジング２１
６を第二のハウジング２７８に対して適切に接続する
（例えば、溶接部２５０における溶接による接続）以前
に、第一のハウジング２１６の内側に形成された肩部２
７０に対して係合され、かつ同第一のハウジング２１６
の内側に配置される。

【００９６】本実施例では、ガス発生器ハウジング２１
２の第二のハウジング２７８の一端は、少なくとも一つ
のガス発生器用出口２８６をその内部に備えたアフター
バーナー用アダプタ２８２の内面に対して係合されてい
る。オーリング３２８は適切な密閉を提供すべく第二の
ハウジング２７８及びアダプタ２８２の間に配置されて
いる。アフターバーナー用アダプタ２８２はボス２９４
に対して適切に固定されており（例えば、溶接部３０８
における溶接による固定）、同ボス２９４は高圧ガス用
ハウジング２０４に対して固定されている（例えば、溶
接部３１２における溶接による固定）。第二の室３２４
は静的状態において大量の加圧媒質を有しているため、
これら二つの固定は密閉シールを形成するように行われ
ることが好ましい。加圧媒質を所望の時間が到来するま
でインフレータ２０２内に適切に保持するために、第二
の閉鎖ディスク２９０がアフターバーナー用アダプタ２
８２の端部及びボス２９４の間に配置され、かつ溶接部
３０８によって保持されている。

【００９７】第一の室２５４及び第二の室３２４の間の
連通により、推進剤グレイン２５８の燃焼によって形成
された推進ガス及び点火／ブースタ剤２４０の点火によ
って形成されたガスのうちの少なくとも一部分は、第二
の室（アフターバーナー室）３２４内に案内される。以
下に詳述する方法に基づいて制御される第二の室３２４
内の急激な圧力増加により、第二の閉鎖ディスク２９０
は適切な時間に開放され、インフレータ２０２からのガ
スの流れはディフューザ２９８へ案内され、次いでエア
／安全バッグ１８（図１参照）内へと案内される。ディ
フューザ２９８はエア／安全バッグ１８（図１参照）へ
のあまり破壊的でない出力を提供すべく複数のディフュ
ーザ・ポート３００を備えている。特定の粒状物をイン
フレータ２０２内に保持することと、推進ガス及び加圧
媒質がエア／安全バッグ１８（図１参照）へ向けて通過
する以前に同推進ガス及び加圧媒質の混合または反応を
更に促進することのうちの少なくともいづれか一方を実
現するために、ディフューザ２９８はディフューザ・ス
クリーン３０４を有し得る。

【００９８】更に、第二の室３２４は高圧ガス用ハウジ
ング２０４に連通している。少なくとも一つ、好ましく
は複数のガス発生器用入口３１６は高圧ガス用ハウジン
グ２０４及び第二の室３２４の間の連通を形成してい
る。この結果、高圧ガス用ハウジング２０４内の加圧媒
質は適切な時間に第二の室３２４内に流入可能である。
即ち、特定の用途において、この特定のガスの流れの流
動方向を制御可能である。特に、バルブ３２０は少なく
とも一つ、好ましくは全てのガス発生器用入口３１６に
隣接して配置可能である。静的状態では、バルブ３２０
はこの領域内において高圧ガス用ハウジング２０４を第
二の室３２４から実際に分離する必要はない。事実、大
量の加圧媒質は静的状態において第二の室３２４内に保
持されることが好ましい。これにより密閉性を伴わない
接続をこのような供給に対して使用可能である。第二の
室３２４をガス発生器用入口３１６上において高圧ガス
用ハウジング２０４から分離しないバルブ３２０の一つ
の構成としては、ほぼ円柱状のロールからなる詰め金材
料が挙げられる（例えば３００シリーズのステンレス鋼
であって、厚さが０．００２インチ（約０．０５０８ｍ
ｍ）のもの）。カンチレバー接続をバルブ３２０及び第
二のハウジング２７８の内壁の間に使用可能である。こ
の際、バルブ３２０の後部（即ち、入口３１６から十分
に離間した部分）を第二のハウジング２７８に対して結
合し、かつ同バルブ３２０の前部及び中間部分を他と結
合しない構成とする。この結果、バルブ３２０は自由に
移動または偏向可能である。

【００９９】以上のことから、高圧ガス用ハウジング２
０４及びガス発生器用ハウジング２１２のそれぞれの内
部に拡がる圧力は静的状態においてほぼ均等であること
が分かる。しかし、動的状態または推進剤グレイン２５
８の点火後において、インフレータ２０２の各室の圧力
は所望の性能を実現するために互いに異なる。推進剤グ
レイン２５８に対する点火が実施された場合、形成され
た推進ガスは第二の室３２４内の圧力を増加すべく少な
くとも第二の室３２４内への流入を開始する。インフレ
ータ２０２が少なくとも一つの抽気口２６２を有するこ
とにより、推進ガスの一部は高圧ガス用ハウジング２０
４内に流入するとともに、同高圧ガス用ハウジング２０
４内において小さな圧力増加をもたらす。第二の室３２
４内における圧力増加速度は高圧ガス用ハウジング２０
４内における圧力増加速度より更に早いことが好まし
い。この圧力増加速度の差は第二の室３２４及び高圧ガ
ス用ハウジング２０４のそれぞれに対して推進ガスが流
入することと、それらの相対的な容量差に基づいて発生
する。この圧力差によりバルブ３２０はガス発生器ハウ
ジング２１２、より詳細には第二のハウジング２７８の
うちの同バルブ３２０と整合した部分の内壁に対して押
圧される。この結果、高圧ガス用ハウジング２０４は、
ガス発生器用入口３１６がバルブ３２０によって遮断さ
れることにより第二の室３２４から分離される。前記の
バルブ３２０のカンチレバー接続はこのバルブ３２０の
移動を可能にする。第二の室３２４内の圧力が所定の圧
力値まで到達した場合、第二の閉鎖ディスク２９０上に
直接作用する流体圧力は、同ディスク２９０を開放、破
断または破壊する。この結果、ディスク２９０の開放に
よりガス発生器２０８からディフューザ２９８及びエア
／安全バッグ１８（図１参照）へのガスの流れが形成さ
れる。

【０１００】バルブ３２０は特定の用途においてエア／
安全バッグ１８（図１参照）への適時におけるガスの流
動の開始を可能にする。特定のデザインにおいて、バル
ブ３２０を使用することにより第二の閉鎖ディスク２９
０を適時に開放し得る速度にて第二の室３２４を急速に
加圧可能である。インフレータ２０２がバルブ３２０を
有しない場合、推進ガスは第二の室３２４から高圧ガス
用ハウジング２０４内に流入する。この場合、第二の室
３２４の内部圧力が第二の閉鎖ディスク２９０を破断し
得る圧力値まで達するのに更に長い時間を要し得る。し
かし、第二の室３２４を使用することにより更に小さな
加圧室が提供され、これによりエア／安全バッグ１８
（図１参照）へのガスの流動を開始するために要する時
間が削減される。特定のデザインでは以下に詳述するよ
うに、第二の室３２４の容積を十分に小さくすること
と、バルブ３２０を使用しなくても満足できる動作を達
成できるように推進剤及び加圧媒質を選択することのう
ちの少なくともいづれか一方を実施可能である（例え
ば、第二の室３２４内における急速加圧を実施すべく推
進剤グレイン２５８並びに点火／ブースタ剤２４０のう
ちの少なくとも一方の燃焼によって形成されたガスの燃
焼を利用する）。

【０１０１】バルブ３２０はエア／安全バッグ１８（図
１参照）へのガスの流れを形成すべく第二の閉鎖ディス
ク２９０が開放された後において、その配置位置を維持
し、かつ、これによってガス発生器用入口３１６を特定
の時間にわたって遮断する。しかし、特定の圧力差が高
圧ガス用ハウジング２０４及び第二の室３２４の間に形
成された場合、バルブ３２０はガス発生器用入口３１６
を露出すべくこの圧力差がもたらす押圧力によって移動
される。バルブ３２０が前記のように形成された場合、
バルブ３２０の自由端は中心軸２２０に向かって半径方
向に沿って内側へ移動するか、または少なくともガス発
生器用入口３１６に対して半径方向に沿って整合された
領域内にバルブ３２０を陥入させることにより、ガス発
生器用入口３１６を通る所望のガスの流れを許容する。
しかし、バルブ３２０は第二のハウジング２７８に対す
るその接続により保持される。ガス発生器用入口３１６
が露出された場合、高圧ガス用ハウジング２０４から第
二の室３２４内へのガスの流動が開始される。前記バル
ブ３２０は第一の位置から第二の位置へ移動可能であ
る。つまり、バルブ３２０は使用時に第一の位置に配置
されて前記流れを実質的に阻止する。高圧ガス用ハウジ
ング２０４内の圧力がガス発生器ハウジング２１２内の
圧力を所定量上回った時に、バルブ３２０は第二の位置
へ移動して前記流れを許容し、かつ、前記第二の位置は
半径方向に沿って第一の位置より内側に位置している。

【０１０２】第二の室３２４の急速加圧によって第二の
閉鎖ディスク２９０が破断された後における第二の室３
２４の主な働きは、推進ガス及び加圧媒質がエア／安全
バッグ１８（図１参照）内へ向けて吐出される以前に同
推進ガス及び加圧媒質の効果的な混合を提供または許容
することである。前記の種類の推進剤組成物（例えば、
ガンタイプ推進剤、混成推進剤）及び前記の種類の加圧
媒質（例えば、少なくとも一種類の不活性ガスを含むも
のに代表される不活性流体及び酸素の混合物）が使用さ
れた場合、この混合は前記の効果（例えば、毒性を軽減
することと、更なる燃焼及びその燃焼によって得られた
膨脹能力の増加によりインフレータ２０２に使用する推
進剤の総量を削減することを含む）を提供すべく推進ガ
スの更なる燃焼をもたらす。この場合、第二の室３２４
はアフターバーナーとして更に特徴づけられる。好まし
くは推進ガス及び点火／ブースタ剤２４０の点火によっ
て形成されたガスの全燃焼の少なくとも約９９％、更に
好ましくはこのような燃焼の約１００％がインフレータ
２０２内において発生する。これはエア／安全バッグ１
８（図１参照）に対する損傷の危険性を軽減する。

【０１０３】この第二の燃焼の十分な効果を実現するた
めに、第二の室３２４は以下に詳述するようにその長さ
または乱流の形成のうちのいづれか一方により、形成さ
れたガス及び加圧媒質の十分な混合を提供または許容す
る必要がある。図５に示す実施例では、運転席側での使
用においてアフターバーナー・ノズル２７４及び全ての
ガス発生器用入口３１６のうちのガス発生器用出口２８
６に最も近い部分は、同ガス発生器用出口２８６から少
なくとも１５ｍｍ離間している。この間隔は４ｍｍから
８０ｍｍの範囲で設定可能である。第二の室３２４の長
さが増加することにより、高圧ガス用ハウジング２０４
から第二の室３２４へのガスの流動が開始される以前に
形成された推進ガスと反応する十分な量の加圧媒質が静
的状態において第二の室３２４内に含まれることが可能
となる。即ち、前記のバルブ３２０の移動により高圧ガ
ス用ハウジング２０４から第二の室３２４への加圧媒質
の流動が開始されるまで推進ガスと反応する十分な量の
加圧媒質が第二の室３２４内に最初から含まれているこ
とが好ましい。

【０１０４】前記の“長い”第二の室３２４の効果を実
現すべく、ガス発生器用入口３１６は、ガス発生器用出
口２８６から十分に離間した位置に形成されることが好
ましい。好ましくは、推進ガス及び加圧媒質の更なる混
合を促進すべく、全てのガス発生器用入口３１６のうち
の最も近心に位置する部分または最も前方に位置する部
分（ガス発生器用入口３１６の各中心線によって定義さ
れる）は、第二のハウジング２７８の長さ方向に沿って
アフターバーナー・ノズル２７４の端部と整合する位置
に配置され、更に同前方に位置する部分は図に示すよう
にアフターバーナー・ノズル２７４の端部より更に後方
（即ち、イニシエータ２２８に近づく方向）に配置され
ることが好ましい。

【０１０５】インフレータ２０２の任意のデザインの寸
法は変更可能であるが、表２に示すように特に、インフ
レータハウジング２０４の容量はインフレータの用途に
よってその好適範囲が異なる。例えば、インフレータハ
ウジング２０４の容量は約１５０ｃｍ³から約４５０ｃ
ｍ³、第一の室２５４の容量は約１０ｃｍ³から約４０ｃ
ｍ³、及び第二の室３２４の容量は約１ｃｍ³から約５０
ｃｍ³である。

【０１０６】また、本発明の原理を示すために一実施例
におけるその寸法を以下に例示する。１）高圧ガス用ハ
ウジング２０４の直径は約５９ｍｍである。２）高圧ガ
ス用ハウジング２０４の長さは約２００ｍｍである。
３）高圧ガス用ハウジング２０４は軟鋼管から形成さ
れ、かつその壁は約２．５ｍｍの肉厚を有している。
４）高圧ガス用ハウジング２０４の内部容積（高圧ガス
用ハウジング２０４の内部のうちの加圧媒質を含む部分
の容積であって、これにはその中心に位置するガス発生
器２０８の容積は含まれない）は約３７５ｃｃである。
５）ガス発生器ハウジング２１２のうちの第一のハウジ
ング２１６の直径は約２０ｍｍである。６）第一の室２
５４の長さは約５５ｍｍである。７）第一のハウジング
２１６は軟鋼から形成され、かつその壁は約１．５ｍｍ
の肉厚を有している。８）ガス発生器ハウジング２１２
のうちの第一の室２５４の内部容積は約１１ｃｃであ
る。９）ガス発生器ハウジング２１２のうちの第二のハ
ウジング２７８の直径は約１７ｍｍである。１０）第二
の室３２４の長さは約９０ｍｍである。１１）第二のハ
ウジング２７８は軟鋼から形成され、かつその壁は約
１．２５ｍｍの肉厚を有している。１２）ガス発生器ハ
ウジング２１２のうちの第二の室３２４の内部容積は約
１４ｃｃである。１３）インフレータ２０２は約３ｍｍ
の直径を有する六つの抽気口２６２を備えている。１
４）アフターバーナー・ノズル２７４の内径は約２．５
ｍｍである。１５）ガス発生器用出口２８６は約１０ｍ
ｍの直径を備えている。１６）全てのガス発生器用入口
３１６はガス発生器用出口２８６から約７６ｍｍ離間し
た位置に配置されている。１７）ノズル２７４はガス発
生器用出口２８６から約７５ｍｍ離間した位置に配置さ
れている。１８）ディフューザ２９８の内部容積は約４
ｃｃである。１９）インフレータ２０２は１２個のディ
フューザ・ポート３００を有している。２０）推進剤グ
レインの総重量は約９ｇであり、同推進剤グレインはＲ
ＤＸ、ＣＡ、ＴＭＥＴＮ及び安定剤を有する前記の種類
の組成物を含む。２１）インフレータ２０２内の静圧は
約２０．７ＭＰａであり、インフレータ２０２内には約
１４０ｇの加圧媒質が含まれている。同加圧媒質の８５
％（モルパーセント）はアルゴンであり、１５％（モル
パーセント）は酸素である。２２）インフレータ２０２
の総重量は約１，２００ｇである。

【０１０７】なお、加圧媒質にガスの漏れを検出するた
めにヘリウムを含める場合、その組成はモルベースで、
酸素が約８％から約３０％、アルゴンが約６０％から約
９１％、及びヘリウムが約０．５％から約１０％である
ことが好ましい。

【０１０８】インフレータ２０２の動作を図６Ａ〜図６
Ｄ及び図７Ａ〜図７Ｄに基づいて詳述する。図６Ａ及び
図７Ａに示すように、第二の閉鎖ディスク２９０は静的
状態において無傷であり、バルブ３２０は高圧ガス用ハ
ウジング２０４を第二の室３２４から分離する必要がな
い。エア／安全バッグ１８（図１参照）の展開が必要な
ことを示す適切な信号が検出器／センサ１４（図１参
照）によって検出された場合、イニシエータ２２８が活
性化される。イニシエータ２２８の活性化は第一の閉鎖
ディスク２３６を破断し、点火／ブースタ剤２４０を発
火させ、同点火／ブースタ剤２４０の発火は推進剤グレ
イン２５８を発火させる。推進剤グレイン２５８の燃焼
は第一の室２５４内において推進ガスを形成する。推進
ガスはガス発生器ハウジング２１２のうちの第二の室３
２４及び高圧ガス用ハウジング２０４内に流入する。高
温推進ガスが第一の室２５４内に存在することと、この
高温推進ガスを第二の室３２４及び高圧ガス用ハウジン
グ２０４内へ流入させることにより、これらの“容器”
内にこれに対応した圧力増加が生じる。

【０１０９】第二の閉鎖ディスク２９０を適切な時間に
破断し、これによってエア／安全バッグ１８（図１参
照）内へのガスの流動を開始するために、第二の室３２
４内における圧力増加速度は、その内部へ高温推進ガス
を案内することにより高圧ガス用ハウジング２０４内に
おける圧力増加速度より更に速くなるように設計されて
いる。図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、この圧力差は第
二の室３２４の急速加圧に作用すべく高圧ガス用ハウジ
ング２０４を第二の室３２４から分離するようにバルブ
３２０を第二のハウジング２７８の内壁に向けて押圧す
る。推進ガスと反応する加圧媒質の供給が停止されるた
め、静的状態において第二の室３２４内に存在する加圧
媒質の総量は、高圧ガス用ハウジング２０４及び第二の
室３２４の間の直接的な連通を形成する以前にその内部
へ案内された推進ガスと反応するのに十分な量であるこ
とを要する。

【０１１０】図６Ｃに示すように、第二の室３２４内の
圧力が所定の値まで到達した場合、第二の閉鎖ディスク
２９０上に直接作用する流体圧力は第二の閉鎖ディスク
２９０を破断し、これによってガス発生器用出口２８６
を通ってディフューザ２９８及びエア／安全バッグ（図
１参照）へ向かうガスの流れが形成される。しかし、図
６Ｃ及び図７Ｃに示すように、バルブ３２０はガス発生
器用入口３１６を閉鎖することにより高圧ガス用ハウジ
ング２０４から第二の室３２４への直接的なガスの流れ
を阻害する。図６Ｄ及び図７Ｄに示すように、高圧ガス
用ハウジング２０４及び第二の室３２４の間に特定の圧
力差が形成された後で、この圧力差は高圧ガスハウジン
グ２０４から第二の室３２４への加圧媒質の流れを形成
すべくバルブ３２０をガス発生器用入口３１６から離間
させる。例えば、ここに示すバルブ３２０の構造（例え
ば、金属箔のシリンダー状をなすロール）により、ガス
発生器用入口３１６に対して隣接または整合する領域に
おいて前記の特定圧力差が形成さた際にバルブ３２０の
前部は陥入するか、または半径方向に沿って内側へ向か
って移動する。しかし、バルブ３２０の後部は第二のハ
ウジング２７８との間の結合を維持する。

【０１１１】以上のことから、インフレータ２０２のデ
ザインは前記の推進剤（例えば、ガンタイプ推進剤、混
成推進剤）及び加圧媒質（例えば、酸素及び少なくとも
一つの不活性ガスの混合物）を含むシステムの性能を向
上させるのに特に適していることが分かる。例えば、前
記の推進剤及び加圧媒質が使用された場合、第二の室３
２４内において推進ガス及び加圧媒質の第二の燃焼が生
じる。この別の燃焼はガスを更に膨脹させる。ガスが更
に膨脹されることにより必要とされる推進剤の量を減少
させることができる。この推進剤の量の減少はインフレ
ータ２０２の重量の減少を可能とする。更に、この第二
の燃焼は推進ガスの毒性を軽減する。第二の室３２４が
長いこと、特にアフターバーナー・ノズル２７４及びガ
ス発生器用入口３１６のうちのガス発生器用出口２８６
に最も近い部分と、ガス発生器用出口２８６との間の距
離が長いことにより、エア／安全バッグ１８（図１参
照）へ向けてガスが流出する以前に第二の燃焼を行うた
めの十分な時間が得られる。

【０１１２】前記のように特定のデザインにおいて、イ
ンフレータ２０２はバルブ３２０の使用を除いて前記の
ような構成とすることができる。これは前記の種類の推
進剤及び加圧媒質の使用により実現可能である。同推進
剤は第二の室３２４内において酸化加圧媒質（例えば、
一種類以上の不活性ガスを含むものなどに代表される不
活性流体と酸素の複合体からなる酸化加圧媒質）と混合
することにより更に燃焼可能な推進ガスを形成する。こ
の場合、第二の室３２４内において生じる推進ガスの燃
焼と、点火／ブースタ剤２４０の点火によって形成され
たガスの第二の燃焼とはバルブ３２０を必要としない程
に十分な圧力増加または圧力増加速度をもたらす。例え
ば、インフレータ２０２を活性化した後で第二の室３２
４内において発生する第二の燃焼は、圧力増加または圧
力増加速度の少なくとも約３０％を占め、最大で約５０
％を占めることも可能である。この場合、第二の室３２
４内における化学反応を利用して急速加圧による流動の
開始を実現可能であり、これによりバルブ３２０の必要
性が軽減される。

【０１１３】図８〜図１１は図１に示す膨脹式安全シス
テム１０に使用可能な混成インフレータの別実施例を示
している。インフレータ３５０の機能または動作は前記
のインフレータ２０２に類似しているが、同インフレー
タ３５０は特に運転席側での使用に適応して形成されて
いる。インフレータ３５０は、特に前記の種類の推進剤
（例えば、ガンタイプ推進剤、混成推進剤）及び複合加
圧媒質（例えば、少なくとも一つの不活性ガスを含むも
のに代表される不活性流体と酸素の混合物）を使用する
ことにより、膨脹式安全システム１０の性能を向上し得
る。

【０１１４】図８に主に示すように、混成インフレータ
３５０は密閉シールを実現すべく一般的に二つの主構成
部材を有しており、同二つの主構成部材とはガス発生器
３６２及びディフューザ４５８を含む中央ハウジング３
５８と、中央ハウジング３５８の外周に沿って取付けら
れた高圧ガス用ハウジング３５４とである（例えば、高
圧ガス用ハウジング３５４は溶接部４４２，４５０にお
ける溶接によって中央ハウジング３５８に対して結合可
能である）。高圧ガス用ハウジング３５４はドーナッツ
状をなし、かつ加圧媒質をその内部に有している。イン
フレータ３５０の主な利点は、同インフレータ３５０は
第二の閉鎖ディスク４２８を開放すべく同ディスク４２
８上に流体圧力を直接作用させるために第二の閉鎖ディ
スク４２８（第二の閉鎖ディスク４２８はインフレータ
３５０及びエア／安全バッグ１８（図１参照）の間のガ
スの流れを分離する）に隣接した領域での急速加圧に作
用する点である。更に、以下に詳述するように、インフ
レータ３５０の別の利点は、同インフレータ３５０が推
進剤の活性に付随して主にガス発生器３６２内における
実質的な圧力増加をもたらす点が挙げられる。この結
果、高圧ガス用ハウジング３５４の壁の肉厚は従来の混
成インフレータより更に薄くなり（即ち、高圧ガス用ハ
ウジング３５４に加わる圧力の割合は従来の混成インフ
レータと比べて減少している）、インフレータ３５０の
重量を減少させることができる。

【０１１５】中央ハウジング３５８はインフレータ３５
０の長さ方向に延びる中心軸３５２の周囲に配置されて
おり、同中央ハウジング３５８はガス発生器３６２と、
同ガス発生器３６２に対してその長さ方向に沿って整合
され、かつ同ガス発生器３６２から離間したディフュー
ザ４５８とを有している。ガス発生器３６２及びディフ
ューザ４５８はその少なくとも一部分が中央ハウジング
３５８によって形成されている。例えば、ガス発生器３
６２はほぼシリンダー状のガス発生器ハウジング３６６
を有しており、同ガス発生器ハウジング３６６は中央ハ
ウジング３５８の一部、点火アッセンブリ用ホルダー３
７０、ドーム状の隔壁３９０、及びガス発生器端部キャ
ップ・アッセンブリ４２０によって形成されている。特
に、ガス発生器ハウジング３６６は静的状態において大
量の加圧媒質を有しているため、これに対応した密閉シ
ールを形成すべく点火アッセンブリ用ホルダー３７０は
中央ハウジング３５８の下部及び高圧ガス用ハウジング
３５４の両方に対して適切に結合されている（例えば、
溶接部４４２における溶接による結合）。点火アッセン
ブリ用ホルダー３７０は適切な点火アッセンブリ３７４
（例えば、電気式点火管または他の適切な爆発装置）を
保持しており、シールを形成すべくオーリング３７２を
使用し得る。ガス発生器３６２内において点火アッセン
ブリ３７４を加圧媒質から分離するための密閉シールを
形成すべく、第一の閉鎖ディスク（副閉鎖ディスク）３
７８は点火アッセンブリ用ホルダー３７０の端部に対し
て適切に結合されている（例えば、溶接部４４６におけ
る溶接による結合）。本実施例において、第一の閉鎖デ
ィスク３７８は点火アッセンブリ用ホルダー３７０の主
ハウジング３８２の端部と、点火アッセンブリ用ホルダ
ー３７０のうちの点火アッセンブリ用ホルダー３７０の
端部キャップ３８６との間において溶接部４４６によっ
て保持されている。

【０１１６】隔壁３９０はガス発生器ハウジング３６６
を第一の室３９４及び第二の室４１８に分離する。第一
の室３９４は中央ハウジング３５８の下部、点火アッセ
ンブリ用ホルダー３７０、及び隔壁３９０の底面によっ
て形成されており、更に同第一の室３９４は点火アッセ
ンブリ３７４に隣接して形成されている。ガス発生器ハ
ウジング３６６の第一の室３９４は基本的に推進剤グレ
イン４０４を有しており、同推進剤グレイン４０４は点
火時にエア／安全バッグ１８（図１参照）へのガスの流
れを増加すべく推進ガスを形成する。この結果、第一の
室３９４は推進剤室として特徴づけることができる。推
進剤グレイン４０４の点火を補助するために、適切な点
火／ブースタ剤４０８（例えば、８９ｗｔ％のＲＤＸ及
び１１ｗｔ％のアルミニウム粉末を含むＲＤＸ／アルミ
ニウム・ブースタ剤、または同ＲＤＸ／アルミニウム・
ブースタ剤のうちの０．５〜５．０ｗｔ％のＲＤＸ及び
アルミニウムを０．５〜５．０ｗｔ％のヒドロキシプロ
ピルセルロースと置換したブースタ剤を使用することも
可能）を点火アッセンブリ３７４の少なくとも一部分と
整合するように第一の室３９４の中央に配置し得る。適
切なスクリーン４１２、ブースタ・カップまたはこれら
に類するものは推進剤グレイン４０４を点火／ブースタ
剤４０８から分離することができる。

【０１１７】第一の室３９４は、一般的に少なくとも一
つの抽気オリフィスまたは抽気口４００（本実施例では
二つ）によって高圧ガス用ハウジング３５４に対して連
通されている。この結果、前記のように加圧媒質は静的
状態において第一の室３９４内にも含まれる。本実施例
において、抽気口４００は半径方向に延びるとともに
（即ち、抽気口４００は中心軸２２０上にその起点を有
する半径に沿って延びるようにそれぞれ配置されてい
る）、ほぼ水平方向に延びている（即ち、中心軸３５２
に対して直交する方向に拡がる平面内に含まれてい
る）。抽気口４００のサイズ及び／または数量の選択
は、インフレータ２０２において前記したようにインフ
レータ３５０の性能を正しく調整するために使用可能で
ある。

【０１１８】以下に詳述するように、点火／ブースタ剤
４０８の点火によって形成されたガスはインフレータ３
５０の急速加圧による流動の開始に関する特性を更に高
めるべく加圧媒質と更に化学的に反応可能である。

【０１１９】推進ガスのうちの一部を第一の室３９４か
ら高圧ガス用ハウジング３５４内に案内することは、エ
ア／安全バッグ１８への所望の出力または吐出を実現す
るため、即ちエア／安全バッグ１８の所望の膨脹速度を
実現するために使用可能である。以下に詳述するよう
に、高圧ガス用ハウジング３５４から第二の室４１８へ
流れるガスのほぼ一定の流動を十分な時間にわたって維
持する速度にて、推進ガスを高圧ガス用ハウジング３５
４内に提供することが好ましい。一般的に、所望の結果
を達成すべく形成された推進ガスのうちの半分未満の量
（例えば、推進ガスのうちの約４０％以下、より一般的
には約３０％以下の量が高圧ガス用ハウジング３５４内
へ案内される）が動作中に高圧ガス用ハウジング３５４
内へ流入することを要する。

【０１２０】推進剤グレイン４０４の点火後における高
圧ガス用ハウジング３５４内における圧力増加は抽気口
４００を使用した場合でも、多くの他の商業用混成イン
フレータより大幅に小さい。即ち、一般的に推進剤グレ
イン４０４の点火に付随して生じる大幅な圧力増加はガ
ス発生器３６２内にほぼ限定される。この結果、高圧ガ
ス用ハウジング３５４の強度条件の軽減が可能である。
これによって高圧ガス用ハウジング３５４の壁の肉厚を
減少させることと、高圧ガス用ハウジング３５４に軽量
材料を使用することのうちの少なくともいづれか一方が
可能となる。これら両方ともインフレータ３５０の重量
を減少させる。例えば、高圧ガス用ハウジング３５４が
軟鋼から形成され、かつ静的状態におけるその内部圧力
が一平方インチ（６．４５平方センチメートル）当たり
約４，０００ポンド（４，０００ｐｓｉ）の場合、高圧
ガス用ハウジング３５４の壁の最大所用肉厚は約０．０
７５インチ（約１．９１ｍｍ）とすることができる。

【０１２１】第一の室３９４からの推進ガスの主な流れ
（例えば、推進ガスの総流量の少なくとも約５０％、更
に一般的には少なくとも約７０％）は、第二の室４１８
（前記の理由から“アフターバーナー”と称される）内
へと案内される。ガス発生器ハウジング３６６の第二の
室４１８はガス発生器ハウジング３６６の第一の室３９
４に対して少なくとも一つの推進ガス用通気口４１６
（本実施例では二つ）によって連通されており、同推進
ガス用通気口４１６はガス発生器隔壁３９０を貫通して
延びている。以下に更に詳述するように、高圧ガス用ハ
ウジング３５４内に存在する加圧媒質のエア／安全バッ
グ１８（図１参照）に対する主な流路は、更に第二の室
４１８内に直接連なっている。第一の室３９４から第二
の室４１８内へ流れる推進ガスと、高圧ガス用ハウジン
グ３５４から第二の室４１８内へ流入する加圧媒質との
十分な混合を実施すべく（例えば、ガスを十分な時間に
わたって第二の室４１８の内部に保持すべく）、推進ガ
ス用通気口４１６は第二の室４１８内において渦流（例
えば、少なくとも半径方向速度成分を伴う流動）を形成
するように配向可能である。この渦流を形成する一つの
方法としては、ガス発生器の推進ガス用通気口４１６を
図９に示すようにほぼ直線状に延びるよう形成すること
である。通気口４１６はその対応する平面内において互
いに反対側に傾斜するように配置されている。

【０１２２】ガス発生器ハウジング３６６の第二の室４
１８は第一の室３９４に対してその長さ方向に沿って整
合され、かつガス発生器隔壁３９０によって第一の室３
９４から分離されており、高圧ガス用ハウジング３５４
の一部はその外周にそって配置されている。第二の室４
１８は中央ハウジング３５８の中間部分、ガス発生器隔
壁３９０及びガス発生器端部キャップ・アッセンブリ４
２０によって形成されている。ガス発生器端部キャップ
・アッセンブリ４２０は中央ハウジング３５８に対して
適切に結合されており（例えば、溶接部４５４における
溶接による結合）、中央ハウジング３５８の上部は高圧
ガス用ハウジング３５４の上部に対して適切に結合され
ている（例えば、溶接部４５０における溶接による結
合）。第二の室４１８は静的状態において大量の加圧媒
質を有しているため、溶接部４５０，４５４は密閉シー
ルを形成することが好ましい。ガス発生器端部キャップ
・アッセンブリ４２０は少なくとも一つのガス発生器用
出口４２４（一つが図示されている）を有している。加
圧媒質を所望の時間までインフレータ３５０、特に第二
の室４１８内に適切に保持するための密閉シールを形成
すべく、第二の閉鎖ディスク４２８はガス発生器端部キ
ャップ・アッセンブリ４２０に対して適切に結合されて
いる（例えば、溶接部４５４における溶接による結
合）。

【０１２３】第一の室３９４及び第二の室４１８の間の
連通により、推進剤グレイン４０４の燃焼によって形成
された推進ガス及び点火／ブースタ剤４０８の点火によ
って形成されたガスのうちの少なくとも一部は第二の室
４１８内に案内される。以下に詳述する制御に基づく第
二の室４１８内における急速な圧力増加により、第二の
閉鎖ディスク４２８は適切な時間に開放される。この結
果、インフレータ３５０からのガスの流れがディフュー
ザ４５８及びエア／安全バッグ１８（図１参照）へと案
内される。エア／安全バッグ１８（図１参照）へのあま
り破壊的でないガスの出力を提供すべく、ディフューザ
４５８は複数のディフューザ・ポート４６２を備えてい
る。ディフューザ４５８は、破断した閉鎖ディスクの破
片をインフレータ３５０内に保持することと、推進ガス
及び加圧媒質がエア／安全バッグ１８（図１参照）へ向
けて通過する以前に同推進ガス及び加圧媒質の混合また
は反応を更に促進することのうちの少なくともいづれか
一方を達成すべくディフューザ・スクリーン（図示略）
を有することが可能である。

【０１２４】第二の室４１８は高圧ガス用ハウジング３
５４と連通している。これに関して、少なくとも一つ、
好ましくは複数のガス発生器用入口４３２は高圧ガス用
ハウジング３５４及び第二の室４１８の間の連通を提供
している。この結果、高圧ガス用ハウジング３５４内の
加圧媒質は第二の室４１８内へ適時に流入する。即ち、
特定のデザインまたは用途において、この特定のガスの
流動はその流動の方向を制御可能である。特に、バルブ
４３８は少なくとも一つ、好ましくは全てのガス発生器
用入口４３２に隣接して配置可能である。静的状態にお
いて、バルブ４３８がこの領域において高圧ガス用ハウ
ジング３５４を第二の室４１８から実際に分離する必要
はない。事実、大量の加圧媒質は、静的状態において第
二の室４１８内に保持されることが好ましく、密閉シー
ルでない接続はこのような供給を提供可能である。第二
の室４１８をガス発生器用入口４３２上において高圧ガ
ス用ハウジング３５４から分離しないバルブ４３８の一
つの形態は、ロール状をなす詰め金材料（例えば、０．
００２インチ（約０．０５ｍｍ）の厚さを備えたステン
レス鋼）である。カンチレバー接続をバルブ４３８及び
ガス発生器ハウジング３６６の内壁の間に使用可能であ
る。即ち、バルブ４３８の後部が中央ハウジング３５８
及び隔壁３９０の間に結合され、かつバルブ４３８の前
部が他と結合されていないためバルブ４３８は移動／偏
向が可能である。

【０１２５】バルブ４３８の形状は現在のものが好まし
いが、個々のプラグ４３８ａ，４３８ｂ（図１４
（Ａ），（Ｂ））を各入口４３２内に配置することも可
能である。これらのプラグ４３８ａ，４３８ｂはテサー
４３９等（図１４（Ｂ）のみに図示）によってインフレ
ータ３５０に連結されていることが望ましい。また、プ
ラグ４３８ａ，４３８ｂを可撓性部材４３３によって入
口４３２内に支持することが望ましい。プラグ４３８
ａ，４３８ｂは本明細書に記載の他のハイブリッドイン
フレータにも使用可能である。

【０１２６】以上のことから、高圧ガス用ハウジング３
５４及びガス発生器３６２のそれぞれの内部に拡がる圧
力は静的状態においてほぼ均等であることが分かる。し
かし、動的状態または推進剤グレイン４０４の点火後に
おいて、インフレータ３５０の各室の圧力は所望の性能
を達成するために互いに異なる。推進剤グレイン４０４
に対する点火が実施された場合、推進ガスは第二の室４
１８内の圧力を増加すべく少なくとも第二の室４１８内
に対する流入を開始する。インフレータ２０２が少なく
とも一つの抽気口４００を有する場合、推進ガスの一部
は高圧ガス用ハウジング３５４内に流入するとともに、
同高圧ガス用ハウジング３５４内の圧力を増加させる。
第二の室４１８内における圧力増加速度は高圧ガス用ハ
ウジング３５４内における圧力増加速度より更に早いこ
とが好ましい。この圧力増加速度の差は第二の室４１８
及び高圧ガス用ハウジング３５４のそれぞれに対して推
進ガスが流入することと、それらの相対的な容量差に基
づいて生じる。この圧力差によりバルブ４３８は同バル
ブ４３８に対して整合したガス発生器ハウジング３６６
の内壁の一部分に向けて押圧される。この結果、高圧ガ
ス用ハウジング３５４は、ガス発生器用入口４３２が遮
断されることにより第二の室４１８から隔離される。前
記のバルブ３２０のカンチレバー接続はこのバルブ３２
０の移動を可能にする。第二の室４１８内の圧力が所定
の圧力値まで到達した場合、流体圧力は第二の閉鎖ディ
スク４２８を開放、破断または破壊する。この結果、デ
ィスク４２８の開放によりガス発生器３６２からディフ
ューザ４５８及びエア／安全バッグ１８（図１参照）へ
のガスの流れが形成される。

【０１２７】バルブ４３８は特定のデザインまたは用途
においてエア／安全バッグ１８（図１参照）へのガスの
流れを適時に形成することを許容する。特に特定のデザ
インにおいて、バルブ４３８を使用することにより第二
の閉鎖ディスク４２８を適時に開放し得る速度にて第二
の室４１８を急速に加圧可能である。インフレータ３５
０がバルブ４３８を有しない場合、推進ガスは第二の室
４１８から高圧ガス用ハウジング３５４内に流入する。
この場合、第二の室４１８の内部圧力が第二の閉鎖ディ
スク４２８を破断し得る圧力値まで増加するのに更に長
い時間を要する。しかし、第二の室４１８を使用するこ
とにより更に小さな加圧室が提供され、これによりエア
／安全バッグ１８（図１参照）へのガスの流動を開始す
るために要する時間が削減される。以下に詳述するよう
に、特定のデザインにおいて第二の室４１８の容積を十
分に小さくすることと、バルブ４３８を使用しなくても
満足できる動作を達成できるように推進剤及び加圧媒質
を選択することのうちの少なくとも一方を実施可能であ
る（例えば、第二の室４１８内における急速加圧に作用
すべく推進剤グレイン４０４並びに点火／ブースタ剤４
１８のうちの少なくとも一方の燃焼によって形成された
ガスの燃焼を利用することによって実施する）。

【０１２８】バルブ４３８はエア／安全バッグ１８（図
１参照）へのガスの流れを形成すべく第二の閉鎖ディス
ク４２８が開放された後において、その配置位置を維持
し、かつ、これによってガス発生器用入口４３２を特定
の時間にわたって遮断する。しかし、特定の圧力差が高
圧ガス用ハウジング３５４及び第二の室４１８の間に形
成された場合、バルブ４３８の上部自由端はガス発生器
用入口４３２を露出すべくこの圧力差がもたらす押圧力
によって移動される。この結果、高圧ガス用ハウジング
３５４から第二の室４１８内へのガスの流動が開始され
る。バルブ４３８の下端はガス発生器ハウジング３６６
に対して結合された状態に維持される。バルブ４３８が
ロール状をなす詰め金材料から形成された場合、バルブ
４３８は中心軸３５２に向かって半径方向に沿って内側
へ移動するか、またはガス発生器用入口４３２に対して
半径方向に整合された領域内にバルブ４３８を陥入させ
ることにより、そこを通る所望のガスの流れを許容す
る。

【０１２９】急速加圧によって第二の閉鎖ディスク４２
８が破断された後での第二の室４１８の主な働きは、推
進ガス及び加圧媒質がエア／安全バッグ１８（図１参
照）へ吐出される以前に、同推進ガス及び加圧媒質の効
果的な混合を提供または許容することである。前記の種
類の推進剤組成物（例えば、ガンタイプ推進剤、混成推
進剤）及び前記の種類の加圧媒質（例えば、少なくとも
一種類の不活性ガスを含むものに代表される不活性流体
及び酸素の混合物）が使用された場合、この混合は顕著
な効果（例えば、毒性を軽減することと、更なる燃焼及
びそれに関連した膨脹能力の増加により推進剤の総量を
削減することを含む）を提供すべく推進ガスの更なる燃
焼をもたらす。この場合、第二の室４１８はアフターバ
ーナーとして更に特徴づけられる。好ましくは推進ガス
及び点火／ブースタ剤によって形成されたガスの全燃焼
の少なくとも約９９％、更に好ましくはこのような燃焼
の約１００％がインフレータ３５０内において発生す
る。これはエア／安全バッグ１８（図１参照）に対する
損傷の危険性を軽減する。

【０１３０】運転席側への使用に課せられた制約によ
り、アフターバーナーとしての機能を提供するためにイ
ンフレータ２０２において使用したような“長い”第二
の室４１８を使用することは実用的でない。運転席側に
インフレータ３５０を使用する際における、“短い”第
二の室４１８の使用を補うべく、第二の室４１８内にお
ける推進ガス及び加圧媒質の混合を更に高めることが可
能であり、この混合は加圧媒質及び推進ガスの混合を促
進するための高圧ガスハウジング３５４から第二の室４
１８へのガスの流れ（主に加圧媒質、或いは大量の推進
ガス及び／または点火／ブースタ剤の点火によって形成
されたガス）に渦流を導入することにより実現し得る。
これは、推進ガス及び加圧媒質を化学的に反応させるた
めに第二の室４１８内における同推進ガス及び加圧媒質
の存在時間を増加させる。

【０１３１】前記の渦流を形成する一つの方法として
は、図９に示すように一般的に直線状に延びるガス発生
器用入口４３２を実質的に水平方向に拡がる基準面内に
配置し、これらの入口４３２の中心軸が図９に示すよう
にインフレータ３５０の長さ方向に延びる中心軸３５２
を通過しないように配向することによって実現可能であ
る。即ち、実質的に直線状に延びる入口４３２は、第二
の室４１８及び高圧ガス用ハウジング３５４を接続する
ために長さ方向に延びる中心軸３５２から半径方向に沿
って外側に向かって延びることがない。これに代わっ
て、任意の入口４３２の一部は一つの半径方向に延びる
線上に配置され、任意の入口４３２の別の部分は別の半
径方向に延びる線上に配置されている。この場合、高圧
ガス用ハウジング３５４から第二の室内４１８へのガス
の流れは、一般的に図９に示す矢印Ａの方向に沿って形
成される。推進ガス及び流入する加圧媒質の更なる混合
を実施するために、図９及び図１０に示す推進ガス用通
気口４１６は、ガス発生器用入口４３２が更に第二の室
４１８の内部と接する部分に向くように形成することが
できる。

【０１３２】インフレータ３５０の任意のデザインの寸
法は変更可能である。特に、インフレータ３５０の各室
の容量はインフレータの用途に応じて異なる。例えば、
インフレータハウジング全体の容量は約５０ｃｍ³から
約１５０ｃｍ³、第一の室３９４の容量は約５ｃｍ³から
約１５ｃｍ³、及び第二の室４１８の容量は約１ｃｍ³か
ら約２０ｃｍ³ である。また、本発明の原理を示すため
に一実施例におけるその寸法を以下に例示する。１）イ
ンフレータ３５０の直径は約３．２５インチ（約８．２
６ｃｍ）である。２）中央ハウジング３５８の高さは約
１．６インチ（約４．０６ｃｍ）である。３）高圧ガス
用ハウジング３５４の高さは約１．２インチ（約３．０
５ｃｍ）である。４）高圧ガス用ハウジング３５４の内
部容積は約５立方インチ（約８２立方センチメートル）
である。５）ガス発生器ハウジング３６６のうちの第一
の室３９４の内部容積は約７ｃｃである。６）ガス発生
器ハウジング３６６の第二の室４１８の内部容積は約２
ｃｃである。７）インフレータ３５０は約１．５ｍｍの
直径を備えた二つの抽気口４００を有している。８）イ
ンフレータ３５０は約２ｍｍの直径を備えた二つの推進
ガス用通気口４１６を有している。９）推進剤グレイン
４０４の総重量は約３．５ｇであり、同推進剤グレイン
はＲＤＸ、ＣＡ、ＴＭＥＴＮ及び安定剤を有する前記の
種類の組成物を含む。１０）高圧ガス用ハウジング３５
４内の静圧は約４，０００ｐｓｉであり、高圧ガス用ハ
ウジング３５４内には約４０ｇの加圧媒質が含まれてお
り、同加圧媒質の８５％（モルパーセント）はアルゴン
であり、１５％（モルパーセント）は酸素である。１
１）インフレータ３５０は軟鋼から形成されている。１
２）高圧ガス用ハウジング３５４の壁の肉厚は約０．０
７５インチ（１．９１ｍｍ）であり、かつ圧力割合（Pr
essure rating)（破壊）は約１８，０００ｐｓｉであ
る。１３）中央ハウジング３５８の壁の肉厚は約０．０
６２５インチ（１．５９ｍｍ）である。１４）インフレ
ータ３５０の総重量は約４００ｇである。

【０１３３】インフレータ３５０の動作を図１１Ａ〜図
１１Ｃに基づいて詳述する。図１１Ａに示すように、適
切な信号が検出器／センサー１４（図１参照）から送信
された場合、点火アッセンブリ３７４は活性化され、同
点火アッセンブリ３７４は第一の閉鎖ディスク３７８を
破断し、かつ点火／ブースタ剤４０８の点火を実施す
る。次いで、点火／ブースタ剤４０８の点火により推進
剤グレイン４０４が点火される。推進剤グレイン４０４
の燃焼により第一の室３９４内に推進ガスが形成され、
同推進ガスはガス発生器ハウジング３６６の第二の室４
１８及び高圧ガス用ハウジング３５４内に流入し、かつ
そこで加圧媒質と混合される。高温推進ガスが第一の室
３９４内に存在することと、同高温推進ガスが第二の室
４１８及び高圧ガス用ハウジング３５４内に流入するこ
とにより、これらの容器内の圧力も増加する。

【０１３４】第二の閉鎖ディスク４２８を適時に破断
し、これによってエア／安全バッグ１８（図１参照）へ
のガスの流動を開始するために、第二の室４１８及び高
圧ガス用ハウジング３５４内への高温推進ガスの流入
と、第二の室４１８及び高圧ガス用ハウジング３５４の
各容量とに基づいて第二の室４１８内における圧力増加
速度が高圧ガス用ハウジング３５４内における圧力増加
速度を更に上回るように設計されている。図１１Ａに示
すように、この圧力差はこの領域内において高圧ガス用
ハウジング３５４を第二の室４１８から分離すべくバル
ブ４３８をガス発生器ハウジング３６６の内壁に向けて
押圧する。これによって推進ガスと反応する加圧媒質の
供給が停止されるため、高圧ガスハウジング３５４及び
第二の室４１８間の連通を形成する以前の静的状態にお
ける第二の室４１８内の加圧媒質の総量は、第二の室４
１８内に流入した推進ガスと反応するのに十分な量であ
ることを要する。

【０１３５】図１１Ｂに示すように、第二の室４１８内
の圧力が所定の圧力値に到達した場合、この圧力により
第二の閉鎖ディスク４２８が破断され、これによってガ
ス発生器用出口４２４を通過してディフューザ４５８及
びエア／安全バッグ１８（図１参照）へと流入するガス
の流動が形成される。しかし、バルブ４３８はガス発生
器用入口４３２を閉鎖することにより、高圧ガス用ハウ
ジング３５４から第二の室４１８内へガスが直接流入す
ることを阻害し続ける。特定の圧力差が高圧ガス用ハウ
ジング３５４及び第二の室４１８の間に形成された後、
この圧力差によりバルブ４３８は、高圧ガス用ハウジン
グ３５４から第二の室４１８へ向かう加圧媒質の流動を
形成すべくガス発生器用入口４３２から離間する方向に
移動または偏向される。例えば、ここに示すバルブ４３
８の構造（ロール状をなす詰め金材料など）により、一
方向チェック・バルブ４３８は前記の圧力差によって少
なくともガス発生器用入口４３２に対して隣接または整
合する領域内へ陥入する。前記のように第一の室３９４
を通って第二の室４１８内に継続的に流入する加圧媒質
及び推進ガスの混合を促進するために、第二の室４１８
内への加圧媒質及び推進ガスの流動は渦流をなし得る。
これにより加圧媒質及び推進ガスがエア／安全バッグ１
８（図１参照）内へ供給される以前に同加圧媒質及び推
進ガスの混合物が第二の室４１８内において保持される
時間を増加し得る。

【０１３６】図１２は類似した大きさ及び特性を備えた
前記実施例の試験モデルに関する複数の圧力曲線を示し
ている。これらの曲線は以下に詳述するように図１３Ａ
〜図１３Ｄに示す曲線とほぼ同一である。初期における
インフレータ３５０内の静圧は約４，０００ｐｓｉであ
る。時間Ｔ１（約５ミリ秒）において、インフレータ３
５０を活性化し、かつ推進剤グレイン４０４に点火し
た。この際、推進剤グレイン４０４の点火によって形成
された推進ガスにより、第一の室３９４、高圧ガス用ハ
ウジング３５４及び第二の室４１８のそれぞれの内部圧
力が増加した。第一の室３９４及び第二の室４１８内の
最大圧力は時間Ｔ２において形成され、同時点において
第二の閉鎖ディスク４２８の破断が生じた。時間Ｔ２
（活性化の約１ミリ秒後）において、第一の室３９４内
の圧力は４，０００ｐｓｉの静的状態から約１０，００
０ｐｓｉまで増加し、第二の室４１８内の圧力は４，０
００ｐｓｉの静的状態から約７，０００ｐｓｉまで増加
し、更に高圧ガス用ハウジング３５４内の圧力は４，０
００ｐｓｉの静的状態から約４，５００ｐｓｉまで増加
した。

【０１３７】第二の閉鎖ディスク４２８が開放された
後、第二の室４１８内の圧力は低下した。時間Ｔ３で
は、高圧ガス用ハウジング３５４及び第二の室４１８の
間の圧力差はバルブ４３８を開放し、これによってガス
発生器用入口４３２を露出させるのに十分な値に達し
た。この結果、第二の室４１８内の圧力は再度増加し
た。即ち、時間Ｔ３の経過後に、高圧ガス用ハウジング
３５４及び第一の室３９４から第二の室４１８へガスが
流動した。第二の室４１８内の圧力は時間Ｔ４において
約４，７５０ｐｓｉの最大値まで増加し、その後同圧力
は低下した。この時間は高圧ガス用ハウジング３５４内
に約５，０００ｐｓｉの最大圧力が形成された時間とほ
ぼ一致した。この際、インフレータ３５０内において生
じる圧力増加は高圧ガス用ハウジング３５４よりもガス
発生器３６２内に主に集中された。この結果、高圧ガス
用ハウジング３５４の壁の肉厚を前記のように減少させ
得る。更に、第二の室４１８の内部圧力が比較的一定
（４０００〜４６００ｐｓｉの間で推移するのみ）なた
め、エア／安全バッグ１８（図１参照）に対して所望の
出力を提供可能である。

【０１３８】前記のように特定のデザインにおいて、イ
ンフレータ３５０はバルブ４３８の使用を除いて前記の
ような構成とすることができる。これは前記の種類の推
進剤及び加圧媒質の使用により実現でき、同推進剤は第
二の室３２４内において酸化加圧媒質（例えば、アルゴ
ン及び窒素など一種類以上の不活性ガスを含むものなど
に代表される不活性流体と酸素の複合体からなる酸化加
圧媒質）と混合することにより更に第二の室４１８内で
の燃焼が可能な推進ガスを形成する。この場合、第二の
室４１８内において生じる推進ガスの“第二の”燃焼
と、点火／ブースタ剤４０８の点火によって形成された
ガスの第二の燃焼とは、バルブ４３８を必要としない程
に十分な圧力増加または圧力増加速度をもたらす。例え
ば、インフレータ３５０を活性化した後に第二の室４１
８内において発生する第二の燃焼は、圧力増加または圧
力増加速度の少なくとも約３０％を占め、最大で約５０
％を占めることも可能である。この場合、第二の室４１
８内における化学反応を利用して急速加圧による流動の
開始を実現可能であり、これによりバルブ４３８の必要
性が軽減される。

【０１３９】図１３Ａ〜図１３Ｄはバルブ４３８を除い
た前記の構造を備えたインフレータ３５０における第一
の室３９４、第二の室４１８及び高圧ガス用ハウジング
３５４、並びにエア／安全バッグ１８（図１参照）を示
す固定壁を備えた容器のそれぞれの内部圧力を表した圧
力曲線を示している。図１２及び図１３Ａ〜図１３Ｃの
比較から明らかなように、バルブ４３８を使用しなくて
も同等の性能を実現することができる。これは第二の閉
鎖ディスク４２８を開放すべく第二の室４１８内におけ
る急速加圧を行うために第二の室４１８内でのガスの燃
焼を提供する特定の種類の推進剤及び加圧媒質を使用し
たことに基本的に起因する。

【０１４０】図１５は本発明のハイブリッドインフレー
タの変形例を示す。この変形例のインフレータは図５の
インフレータに類似した構成を備えているため、その類
似点については同一の符号を引用してその説明を省略
し、図５のインフレータとの相違点について以下に説明
する。

【０１４１】第一の室５０１は第二の室５０２よりも大
きな内径を備えている。第二の室５０２の長さは図５の
第二の室３２４よりも大幅に短く設定されている。従っ
て、第二の室５０２は第一の室５０１に比べて、極めて
小さな容量を有する。この実施例における第二の室５０
２の容量は第一の室５０１の容量の約２０分の１であ
る。

【０１４２】伝火チューブ５０３は第一の室５０１の軸
線上に配置され、イニシエータ２２８とアスピレータノ
ズル２７４とを接続している。伝火チューブ５０３は中
空状をなし、その周壁に複数の通気孔５０４を備えてい
る。従って、前記伝火チューブ５０３及びアスピレータ
ノズル２７４によって第一の室５０１が第二の室５０２
に連通している。また、第一閉鎖ディスク２３６はイニ
シエータ２２８と第一の室５０１との間の通路５０７を
常には閉鎖している。

【０１４３】第二の室５０２はアフターバーナーパイプ
５０５によって出口２８６に接続されている。第二の室
５０２及びアスピレータノズル２７４の近傍に配置され
た第二閉鎖ディスク２９０はパイプ５０５を介して出口
２８６を常には閉鎖している。

【０１４４】抽気口２６２は第一の室５０１と高圧ガス
用ハウジング２０４の内部とを連通している。入口３１
６は第二の室５０２に設けられ、静的状態においては、
バルブ３２０が第二の室５０２の内壁に密着していない
ので、開放されている。従って、静的状態においては、
アスピレータノズル２７４、伝火チューブ５０３、入口
３１６及び抽気口２６２によって、高圧ガス用ハウジン
グ２０４、第一の室５０１及び第二の室５０２の内部の
圧力がほぼ均一に保たれている。この状態で、イニシエ
ータ２２８の作動されると、第一閉鎖ディスク２３６が
破壊され、かつ推進剤２５８が燃焼される。推進剤から
生じる燃焼ガスは第一の室５０１内の圧力を高めた後、
伝火チューブ５０３及びアスピレータノズル２７４を介
して第二の室５０２内の圧力を高める。その圧力はバル
ブ３２０を第二の室５０２の壁に向かって移動させ、入
口３１６を閉鎖させる。そして、燃焼ガスはアスピレー
タノズル２７４からパイプ５０５内に噴射され、第二の
閉鎖ディスク２９０を破壊する。

【０１４５】すると、第二の室５０２内の圧力が一時的
に低下し、バルブ３２０が入口３１６を開放する。よっ
て、加圧媒質は入口３１６を通って第二の室５０２、並
びにパイプ５０５内に進入する。その後、加圧媒質中の
酸素は第二の室５０２並びにパイプ５０５内において燃
焼ガス中の一酸化炭素及び水素と化学的に反応して、二
酸化炭素及び水に変換される。これらの高圧の二酸化炭
素、水、及び加圧媒質中のアルゴンは出口２８６を通
り、ディフューザ５０８からエアバッグ（図示略）に供
給されて、エアバッグを膨張させる。

【０１４６】上記のように、この実施例では第二の室５
０２が第一の室５０１に比べて小さく設定され、かつア
スピレータノズル２７４に近接して第二の閉鎖ディスク
２９０が配置されている。従って、図５及び図８に示す
インフレータと同様の作用効果を発揮することに加え、
第一及び第二の室５０１，５０２内における燃焼ガスの
圧力の増加が迅速に行われて、そのディスク２９０の破
壊を迅速に行うことができる。

【０１４７】また、第一の室５０１内に多数の通気孔５
０４を備えた伝火チューブ５０３が配置されているた
め、各通気孔５０４を燃焼ガスが通過するときにその流
速を早めることができる。これは、ディスク２９０の早
期破壊を補助する。

【０１４８】尚、伝火チューブ５０３は図５の実施例に
も適用できる。 また、図５、図８の実施例におけるア
スピレータノズルの開口面積と、抽気口の開口面積の総
和とについては、第一の室へ加圧媒質を導くか、あるい
は、推進剤の燃焼ガスを加圧媒質側へ導くかによって、
どちらの面積を大きくするかを決定することができる。

【０１４９】表２は、図５，８，１４に示す各インフレ
ータの物理的特性、すなわち本発明の特徴を示す。例え
ば、表２は推進剤グレイン、推進剤ガス及び加圧媒質の
数値範囲を示す。

【０１５０】

【表２】 表２に示す各特性値が下限値を下回ると、エア安全バッ
グを膨張させるのに十分な量のガスが得られない。ま
た、各特性値が上限値を上回ると、インフレータ全体を
十分に小型化することができなくなる。更に、本発明の
インフレータでは表２に示す推進剤の重量に関する条件
を備えることは必須である。しかし、他の特性について
は、必要に応じて適宜に選択可能である。

【０１５１】図１６（Ａ）は本発明を具体化した別の実
施態様におけるハイブリッドインフレータを示し、図１
の膨張式安全システム１０に組み入れることが可能であ
る。インフレータ６１４はエア／安全バッグ１８（図
１）に供給するための加圧媒質６２０を備えたシリンダ
型のインフレータハウジング６２２と、加圧媒質６２０
を膨張させるための推進ガスを発生してエア／安全バッ
グ１８への流れを増大させるガス発生器６２４とを備え
る。

【０１５２】このインフレータ６１４は、車両のシート
やドアに装着され、車両に側方から衝撃が加わったとき
に、乗員を保護するために使用される（例えば、側方衝
撃インフレータ）。加圧媒質６２０はアルゴンなどの不
活性ガスと酸素とを含んでいる。

【０１５３】インフレータハウジング６２２の右端の開
口６４２にはガス発生器ハウジング６４４が溶接により
固定され、その一部がインフレータハウジング６２２内
に配置されている。ガス発生器ハウジング６４４の収容
室６４５内には燃焼時に推進ガスを発生する推進剤６４
６が収容され、かつ、点火アッセンブリ６４８が装着さ
れている。ガス発生器ハウジング６４４及び点火アッセ
ンブリ６４８はインフレータハウジング６２２の軸線６
１７上に配置されている。

【０１５４】前記推進剤６４６はニトラミン系であり、
例えば、約７０重量％のＲＤＸ（ヘキサハイドロトリニ
トロトリアジン）、約５から約１５重量％のセルロース
アセテート及び約５から約１５重量％のＧＡＰ（グリシ
ジルジアジドポリマー）を含むものが望ましい。この推
進剤は燃焼時に一酸化炭素及び水素を含んだ可燃性ガス
を発生する。

【０１５５】ガス発生器ハウジング６４４はその内端に
連通孔６５０を備え、その連通孔６５０は常には第一デ
ィスク６５２によって閉鎖されている。インフレータハ
ウジング６２２の左端開口６２５にはリング状のコネク
タ６２６が溶接により固定されている。コネクタ６２６
の左端の開口６２８にはキャップ状のディフューザ６３
０が固定されている。ディフューザ６３０は周壁６３０
ａ及び頂壁６３０ｂを備え、その周壁６３０ａには複数
の通気口６３２が形成されている。ディフューザ６３０
はインフレータハウジング６２２の軸線６１７上に配置
され、かつ、エア／安全バッグ１８（図１）に接続され
ている。

【０１５６】前記コネクタ６２６の右端の開口はインフ
レータハウジング６２２の出口６３４を構成している。
その出口６３４には第二ディスク６３６が装着され、常
にはその出口６３４を閉鎖している。前記ディフューザ
６３０はこの出口６３４に連通する開口６３０ｃを備え
ている。また、この出口６３４を覆うように前記コネク
タ６２６には複数の通気口６３８を備えたキャップ６４
０が装着されている。従って、インフレータハウジング
６２２の内部は常には２つのディスク６３６，６５２及
びインフレータハウジング６２２の周壁によって密閉さ
れている。また、第一ディスク６５２及び第二ディスク
６３６の破壊時には、連通孔６５０により、収容室６４
５がインフレータハウジング６２２の内部に連通し、通
気口６３８により、インフレータハウジング６２２の内
部が出口６３４に連通する。

【０１５７】前記第一ディスク６５２と第二ディスク６
３６との間の間隔は約２０ｍｍから約７０ｍｍであるこ
とが望ましい。この間隔が下限値を下回ると、エア／安
全バッグ１８（図１）を膨張させるのに十分な量のガス
が得られず、上限値よりも大きいと、インフレータが十
分に小型化されない。前記インフレータハウジング６２
２内の加圧媒質の量は、約４０ｃｍ³から約１００ｃｍ³
である。この加圧媒質６２０の量は上記の間隔と同様の
理由に基づいて設定される。より好ましくは、約５０ｃ
ｍ³から約９０ｃｍ³である。また、インフレータハウジ
ング６２２の内部は４０００ｐｓｉ程度の高圧に保たれ
ている。

【０１５８】さて、前記検出器６１２からの信号に応じ
て点火アッセンブリ６４８が作動されると、推進剤６４
６が燃焼して、可燃性ガスを発生する。このガスは一酸
化炭素及び水素を含有している。また、このガスはガス
発生器ハウジング６４４内の圧力を高め、第一ディスク
６５２を破壊する。すると、可燃性ガスは連通孔６５０
を通ってインフレータハウジング６２２内に流入し、そ
こで加圧媒質６２０と混合される。

【０１５９】加圧媒質６２０は酸素を含んでいる。この
酸素は可燃性ガス中の一酸化炭素及び水素と反応して二
酸化炭素及び水蒸気を生成する。前記可燃性ガスはイン
フレータハウジング６２２内の圧力を高め、その圧力が
通気口６３８を介して第二ディスク６３６に作用する。
すなわち、ガスはキャップ６４０の端部壁６４１の周り
を流れて、孔６３８に進入しなければならない。これ
は、ハウジング６２２内におけるより完全な燃焼を容易
にする。従って、キャップ６４０の端部壁６４１はいわ
ば推進剤トラップとして機能し、インフレータ６１４に
対する出口に配置されている。

【０１６０】また、キャップ６４０の端部壁６４１が軸
線６１７上に配置されているため、第一ディスク６５２
を破壊した推進ガスが第二ディスク６３６に直接噴射さ
れることが防止される。そして、その推進ガスはハウジ
ング６２２内の加圧媒質と十分に反応してから、キャッ
プ６４０の周壁における孔６３８を通過して第二ディス
ク６３６に衝突する。従って、推進ガスに含まれる一酸
化炭素が完全に酸化されて後、出口６３４を通過する。

【０１６１】すると、第二ディスク６３６が破壊され、
高圧の二酸化炭素、水蒸気、及び不活性ガスが出口６３
４及びディフューザ６３０の通気口６３２を通って、エ
ア／安全バッグ１８（図１）に供給され、そのエア／安
全バッグ１８（図１）を所定の時間内に所定量だけ効率
的に膨張させる。

【０１６２】上記のようにこの実施態様では、第一、第
二のディスク６５２，６３６及びディフューザ６３０が
インフレータハウジング６２２の軸線６１７上に配置さ
れているため、インフレータ全体をコンパクトなシリン
ダ型に形成することができる。よって、車両のドアやシ
ートの内部などの限られたスペース内に対しても、ドア
やシートの形状を変更することなく、確実に装着するこ
とができる。

【０１６３】また、この実施態様では、推進剤６４６が
その燃焼時に一酸化炭素及び水素を含む可燃性ガスを発
生する。そのガスは加圧媒質６２０中の酸素と反応して
二酸化炭素及び水に変換される。従って、搭乗者にはほ
とんど無害のガスによってエア／安全バッグ１８（図
１）を膨張させることができる。

【０１６４】前記ディフューザ６３０はキャップ状をな
すとともに周壁６３０ａ及び頂壁６３０ｂを備え、かつ
前記出口６３４に連通する開口６３０ｃを備え、周壁６
３０ａには開口６３０ｃに連通する複数の孔６３２を有
している。従って、インフレータハウジング６２２から
ガスが放出されるとき、複数の孔６３２から四方にガス
を噴射してエア／安全バッグ１８（図１）をより一層効
率的に膨張させることができる。

【０１６５】図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）におけるイン
フレータの変形例を示す。この変形例では、ガス発生器
ハウジング６４４がベース部分６６０と室部分６６２と
から構成されている。ベース部分６６０は点火アッセン
ブリ６４８を支持している。室部分６６２は推進剤６４
６を収容している。ディスク６６４はベース部分６６０
と室部分６６２との間に配置され、それらによって挟持
されている。ディスク６６４は室部分６６２の貫通孔６
６６を常には閉鎖している。室部分６５２は連通孔６５
０を介してインフレータハウジング６２２に連通してい
る。従って、室部分６５２の内部は圧力下にある。

【０１６６】点火アッセンブリ６４８が動作されると、
点火アッセンブリ６４８はディスクを直接破壊し、かつ
推進剤を燃焼させて可燃性ガスを発生させる。可燃性ガ
スは加圧媒質６２０中の酸素と反応して、二酸化炭素及
び水蒸気に変換される。従ってエア／安全バッグが搭乗
者に対して実質的に無害のガスによって膨張させられ
る。

【０１６７】以上の本発明の説明は本発明を例示及び解
説するためのものである。また、本発明の説明は本発明
をここに開示した形態に限定するものではない。従っ
て、前記の技術と同等とみなされる変化及び変更、並び
に関連技術及びそれに関する知識に基づく変化及び変更
は本発明の範囲に含まれる。更に、ここに開示する実施
例は本発明を実施するための最良の形態を示し、かつ他
の当業者が本発明をこれらの実施例、または他の実施例
を本発明の特定の用途または使用に必要な各種の変更と
ともに使用し得ることを目的としたものである。本発明
の請求項は従来技術によって認められた範囲内において
別の実施例を含むべく構成されている。

【０１６８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明は、従来の
インフレータよりも小型に形成することができ、かつエ
ア／安全バッグを所定の時間内に所定量、膨張させるこ
とができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車両用膨張式安全システムの略体図。

【図２】（Ｂ）は混成インフレータの一実施例の縦断面
図。（Ａ）は（Ｂ）のＡ部分の拡大縦断面図。

【図３】例２の推進剤の組成に対するインフレータの内
圧／時間性能曲線。

【図４】例２の推進剤の組成に対するガスタンク圧力／
時間性能曲線。

【図５】混成インフレータの別の実施例の縦断面図。

【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は作動中の異なる時間における
図５のインフレータのバルブ及び閉鎖ディスクの拡大縦
断面図。

【図７】図６（Ａ）〜（Ｄ）のバルブの端面図。

【図８】混成インフレータの別の実施例の縦断面図。

【図９】図８の９−９線に沿った中央ハウジングの断面
図。

【図１０】推進ガス用通気口の配置を示した、ガス発生
器ハウジングの第１室と第二の室との間の図８の隔壁の
斜視図。

【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は作動中の異なる時間におけ
る図８のインフレータのバルブ及び閉鎖ディスクの拡大
縦断面図。

【図１２】図８のインフレータの作動中における各種の
室の内部圧力を示すグラフ。

【図１３】（Ａ）〜（Ｄ）はバルブ／バルブ系が使用さ
れない時の図８のインフレータの作動中における各種の
室（第一の室、第二の室、高圧ガス用ハウジング及びエ
ア／安全バッグ）の内部圧力のグラフ。

【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）は図５及び８のハイブリッ
ドインフレータのためのバルブの変更例を示す断面図。

【図１５】ハイブリッドインフレータの別の実施例を示
す縦断面図。

【図１６】（Ａ）はハイブリッドインフレータの別の実
施例を示す縦断面図。（Ｂ）は図１６（Ａ）のハイブリ
ッドインフレータの変形例である。

【符号の説明】

１８…エア／安全バッグ、３６…加圧媒質、２０４…イ
ンフレータハウジング、２５８…推進剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレント エー．パークス アメリカ合衆国 80111 コロラド州 エングルウッド サウス メイコン ウ ェー 6153 (72)発明者 島田 俊雄 東京都世田谷区千歳台３丁目25−14 (56)参考文献 特開 平６−40304（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−140134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−68431（ＪＰ，Ａ) 実用新案登録3014773（ＪＰ，Ｙ２) 特表 平５−506195（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/26 C06D 5/00

Claims (76)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エア／安全バッグを備えた自動車両の膨張
   式安全システムのためのハイブリッドインフレータにお
   いて、 インフレータハウジングと、 そのインフレータハウジングに収容された加圧媒質と、 前記インフレータハウジングに収容され、約０．５から
   約２０ｇの推進剤とを備え、前記加圧媒質は不活性流体と酸素とを含み、 前記インフ
   レータハウジングから加圧媒質が放出される際に、推進
   剤に点火されて推進ガスを発生するハイブリッドインフ
   レータ。
2. 【請求項２】前記推進剤は、４，０００ポンド／平方イ
   ンチ（２７．６ＭＰａ）の圧力下において、１秒当たり
   約０．１インチ（０．２５ｃｍ／秒）から約２インチ
   （５ｃｍ／秒）の範囲の燃焼速度を有する請求項１に記
   載のハイブリッドインフレータ。
3. 【請求項３】前記推進剤は、約２，０００°Ｋから約
   ３，８００°Ｋの範囲の燃焼温度を有する請求項１に記
   載のハイブリッドインフレータ。
4. 【請求項４】前記推進剤の点火時に発生する熱は８００
   ｃａｌ／ｇから１，３００ｃａｌ／ｇである請求項１に
   記載のハイブリッドインフレータ。
5. 【請求項５】前記加圧媒質と前記推進剤の重量比は約８
   から２５である請求項１に記載のハイブリッドインフレ
   −タ。
6. 【請求項６】前記ハイブリッドインフレータは車両の助
   手席のために使用され、推進剤の重量は約６から約２０
   ｇである請求項１に記載のハイブリッドインフレータ
7. 【請求項７】前記ハイブリッドインフレータは車両の助
   手席のために使用され、推進剤の重量は約６から約１５
   ｇである請求項６に記載のハイブリッドインフレータ。
8. 【請求項８】前記ハイブリッドインフレータは車両の運
   転席のために使用され、推進剤の重量は約２から約８ｇ
   である請求項１に記載のハイブリッドインフレータ。
9. 【請求項９】前記ハイブリッドインフレータは車両の運
   転席のために使用され、推進剤の重量は約２から約６ｇ
   である請求項８に記載のハイブリッドインフレータ。
10. 【請求項１０】前記ハイブリッドインフレータは車両に
    対するサイドインパクトのために使用され、推進剤の重
    量は約０．５から約２ｇである請求項１に記載のハイブ
    リッドインフレータ。
11. 【請求項１１】前記ハイブリッドインフレータにおける
    前記インフレ−タハウジングの容積は約１０ｃｍ ³ から
    約４５０ｃｍ³である請求項１に記載のハイブリッドイ
    ンフレータ。
12. 【請求項１２】前記容積は約１５０ｃｍ³から約４５０
    ｃｍ³であり、車両の助手席のために使用される請求項
    １１に記載のハイブリッドインフレータ。
13. 【請求項１３】前記容積は約５０ｃｍ³から約１５０ｃ
    ｍ³であり、車両の運転席のために使用される請求項１
    １に記載のハイブリッドインフレータ。
14. 【請求項１４】前記容積は約１０ｃｍ³から約５０ｃｍ³
    であり、車両に対するサイドインパクトのために使用さ
    れる請求項１１に記載のハイブリッドインフレータ。
15. 【請求項１５】前記ハイブリッドインフレータにおける
    前記インフレータハウジングの壁の肉厚は約１ｍｍから
    約４ｍｍである請求項１に記載のハイブリッドインフレ
    ータ。
16. 【請求項１６】前記壁の肉厚は約２．５ｍｍから約４ｍ
    ｍであり、車両の助手席のために使用される請求項１５
    に記載のハイブリッドインフレータ。
17. 【請求項１７】前記壁の肉厚は約１ｍｍから約３ｍｍで
    あり、車両の運転席のために使用される請求項１５に記
    載のハイブリッドインフレータ。
18. 【請求項１８】前記壁の肉厚は約１ｍｍから約３ｍｍで
    あり、車両に対するサイドインパクトのために使用され
    る請求項１５に記載のハイブリッドインフレータ。
19. 【請求項１９】前記ハイブリッドインフレータにおける
    前記インフレータハウジングの容積は約１０ｃｍ³から
    約４５０ｃｍ³であり、かつ、前記インフレータハウジ
    ングの壁の肉厚は約１ｍｍから約４ｍｍである請求項１
    に記載のハイブリッドインフレータ
20. 【請求項２０】前記容積は約１５０ｃｍ³から約４５０
    ｃｍ³であり、かつ、前記壁の肉厚は約２．５ｍｍから
    約４ｍｍである車両の助手席のために使用される請求項
    １９に記載のハイブリッドインフレータ。
21. 【請求項２１】前記容積は約５０ｃｍ³から約１５０ｃ
    ｍ³であり、かつ、前記壁の肉厚は約１ｍｍから約３ｍ
    ｍである車両の運転席のために使用される請求項１９に
    記載のハイブリッドインフレータ。
22. 【請求項２２】前記容積は約１０ｃｍ³から約５０ｃｍ³
    であり、かつ、前記壁の肉厚は約１ｍｍから約３ｍｍで
    ある車両に対するサイドインパクトのために使用される
    請求項１９に記載のハイブリッドインフレータ。
23. 【請求項２３】 前記加圧媒質はモルベースで約７０％か
    ら約９２％の前記不活性流体と、約８％から約３０％の
    酸素とを含む請求項１に記載のハイブリッドインフレー
    タ。
24. 【請求項２４】 前記加圧媒質はモルベースで約７９％か
    ら約９０％の前記不活性流体と、約１０％から約２１％
    の酸素とを含む請求項２３に記載のハイブリッドインフ
    レータ。
25. 【請求項２５】 前記推進剤は燃焼して前記加圧媒体中の
    酸素と反応し得る推進ガスを発生する請求項１に記載の
    ハイブリッドインフレ−タ。
26. 【請求項２６】 前記推進ガスは一酸化炭素と水素を含む
    請求項２５に記載のハイブリッドインフレ−タ。
27. 【請求項２７】 前記推進ガス中の前記一酸化炭素と水素
    はモルベースで約３０％から約７０％である請求項２５
    に記載のハイブリッドインフレ−タ。
28. 【請求項２８】 前記加圧媒体中の酸素は前記推進ガスと
    化学的に反応する請求項１に記載のハイブリッドインフ
    レ−タ。
29. 【請求項２９】 前記推進剤は二次爆薬及びガンプロペラ
    ントのいずれか一方を含む請求項１に記載のハイブリッ
    ドインフレ−タ。
30. 【請求項３０】 前記ガンプロペラントはシングルベース
    ガンプロペラント、ダブルベースガンプロペラントまた
    はトリプルベースガンプロペラントである請求項２９に
    記載のハイブリッドインフレ−タ。
31. 【請求項３１】 前記推進剤は二次爆薬及びバインダ−系
    を含む請求項２９に記載のハイブリッドインフレ−タ。
32. 【請求項３２】 前記二次爆薬はニトラミン系である請求
    項２９に記載のハイブリッドインフレータ。
33. 【請求項３３】 前記二次爆薬はＲＤＸ（ヘキサハイドロ
    トリニトロトリアジン）、ＨＭＸ（シクロテトラメチレ
    ンテトラニトラミン）、ＰＥＴＮ（ペンタエリスリトー
    ルテトラニトレイト）及びＴＡＧＮ（トリアミノグアニ
    ジン ニトレイト）からなるグループから選択されたも
    のである請求項３２に記載のハイブリッドインフレー
    タ。
34. 【請求項３４】 前記推進剤は二次爆薬及びバインダー系
    からなり、二次爆薬の含有率は約５０から約９０重量％
    であり、バインダー系の含有率は約１０から約５０重量
    ％である請求項３１記載のハイブリッドインフレータ。
35. 【請求項３５】 前記バインダー系は結合剤、可塑剤、安
    定剤からなる請求項３１に記載のハイブリッドインフレ
    ータ。
36. 【請求項３６】 前記バインダー系は約５から約３０重量
    パ−セントの結合剤、０から約２０重量パ−セントの可
    塑剤、及び０から約５重量パ−セントの安定剤からなる
    請求項３５に記載のハイブリッドインフレータ。
37. 【請求項３７】 前記推進剤の燃焼によって生じる前記推
    進ガスは、推進剤１ｇ当たり、約０．３から約０．６モ
    ルである請求項１に記載のハイブリッドインフレータ。
38. 【請求項３８】 前記推進ガスと前記加圧媒質とを合わせ
    た出力ガス中に含まれる酸素はモルベースで約２０％未
    満である請求項１に記載のハイブリッドインフレータ。
39. 【請求項３９】 エア／安全バッグを備えた自動車両の膨
    張式安全システムのためのハイブリッドインフレータに
    おいて、 インフレータハウジングと、 そのインフレータハウジングに収容された加圧媒質と、 前記インフレータハウジングに収容された推進剤とを備
    え、前記インフレ−タハウジングの容積は約１０ｃｍ³
    から約４５０ｃｍ³であり、前記加圧媒質は不活性流体
    と酸素とを含み、かつ前記インフレータハウジングから
    放出されるとともに、前記推進剤は推進剤ガスを生成す
    るために燃焼され、かつ、推進剤ガスは推進剤１ｇ当た
    り約０．３モルから約０．６モルの範囲で生成されるハ
    イブリッドインフレータ。
40. 【請求項４０】 前記推進剤は、４，０００ポンド／平方
    インチ（２７．６ＭＰａ）の圧力下において、１秒当た
    り約０．１インチ（０．２５ｃｍ／秒）から約２インチ
    （５ｃｍ／秒）の範囲の燃焼速度を有する請求項３９に
    記載のハイブリッドインフレータ。
41. 【請求項４１】 前記推進剤は、約２，０００°Ｋから約
    ３，８００°Ｋの範囲の燃焼温度を有する請求項３９に
    記載のハイブリッドインフレータ。
42. 【請求項４２】 前記推進剤の点火時に発生する熱は約８
    ００ｃａｌ／ｇから約１，３００ｃａｌ／ｇである請求
    項３９に記載のハイブリッドインフレータ。
43. 【請求項４３】 前記加圧媒質と前記推進剤の重量比は約
    ８から２５である請求項３９に記載のハイブリッドイン
    フレ−タ。
44. 【請求項４４】 前記ハイブリッドインフレータにおける
    前記インフレ−タハウジングの容積は約１０ｃｍ³から
    約４５０ｃｍ³である請求項３９に記載のハイブリッド
    インフレータ。
45. 【請求項４５】 前記容積は約１５０ｃｍ³から約４５０
    ｃｍ³であり、車両の助手席のために使用される請求項
    ４４に記載のハイブリッドインフレータ。
46. 【請求項４６】 前記容積は約５０ｃｍ³から約１５０ｃ
    ｍ³であり、車両の運転席のために使用される請求項４
    ４に記載のハイブリッドインフレータ。
47. 【請求項４７】 前記容積は約１０ｃｍ³から約５０ｃｍ³
    であり、車両に対するサイドインパクトのために使用さ
    れる請求項４４に記載のハイブリッドインフレータ。
48. 【請求項４８】 前記ハイブリッドインフレータにおける
    前記インフレータハウジングの壁の肉厚は約１ｍｍから
    約４ｍｍである請求項３９に記載のハイブリッドインフ
    レータ。
49. 【請求項４９】 前記壁の肉厚は約２．５ｍｍから約４ｍ
    ｍであり、車両の助手席のために使用される請求項４８
    に記載のハイブリッドインフレータ。
50. 【請求項５０】 前記壁の肉厚は約１ｍｍから約３ｍｍで
    あり、車両の運転席のために使用される請求項４８に記
    載のハイブリッドインフレータ。
51. 【請求項５１】 前記壁の肉厚は約１ｍｍから約３ｍｍで
    あり、車両に対するサイドインパクトのために使用され
    る請求項４８に記載のハイブリッドインフレータ。
52. 【請求項５２】 前記加圧媒質はモルベースで約７０％か
    ら約９２％の前記不活性流体と、約８％から約３０％の
    酸素とを含む請求項３９に記載のハイブリッドインフレ
    ータ。
53. 【請求項５３】 前記加圧媒質はモルベースで約７９％か
    ら約９０％の前記不活性流体と、約１０％から約２１％
    の酸素とを含む請求項５２に記載のハイブリッドインフ
    レータ。
54. 【請求項５４】 前記推進剤は燃焼して前記加圧媒体中の
    酸素と反応し得る推進ガスを発生する請求項３９に記載
    のハイブリッドインフレ−タ。
55. 【請求項５５】 前記推進ガスは一酸化炭素と水素を含む
    請求項５４に記載のハイブリッドインフレ−タ。
56. 【請求項５６】 前記推進ガス中の前記一酸化炭素と水素
    はモルベースで約３０％から約７０％含まれている請求
    項５４に記載のハイブリッドインフレ−タ。
57. 【請求項５７】 前記加圧媒体中の酸素は前記推進ガスと
    化学的に反応する請求項３９に記載のハイブリッドイン
    フレ−タ。
58. 【請求項５８】 前記推進剤は二次爆薬及びガンプロペラ
    ントのいずれか一方を含む請求項３９に記載のハイブリ
    ッドインフレ−タ。
59. 【請求項５９】 前記ガンプロペラントはシングルベース
    ガンプロペラント、ダブルベースガンプロペラントまた
    はトリプルベースガンプロペラントである請求項５８に
    記載のハイブリッドインフレ−タ。
60. 【請求項６０】 前記推進剤は二次爆薬及びバインダ−系
    を含む請求項５８に記載のハイブリッドインフレ−タ。
61. 【請求項６１】 前記二次爆薬はニトラミン系である請求
    項５８に記載のハイブリッドインフレータ。
62. 【請求項６２】 前記二次爆薬はＲＤＸ（ヘキサハイドロ
    トリニトロトリアジン）、ＨＭＸ（シクロテトラメチレ
    ンテトラニトラミン）、ＰＥＴＮ（ペンタエリスリトー
    ルテトラニトレイト）及びＴＡＧＮ（トリアミノグアニ
    ジン ニトレイト）からなるグループから選択されたも
    のである請求項６１に記載のハイブリッドインフレー
    タ。
63. 【請求項６３】 前記推進剤は二次爆薬及びバインダー系
    からなり、二次爆薬の含有率は５０から９０重量％であ
    り、バインダー系の含有率は１０から５０重量％である
    請求項６０記載のハイブリッドインフレータ。
64. 【請求項６４】 前記バインダー系は結合剤、可塑剤、安
    定剤からなる請求項６０に記載のハイブリッドインフレ
    ータ。
65. 【請求項６５】 前記バインダー系は約５から約３０重量
    パ−セントの結合剤、０から約２０重量パ−セントの可
    塑剤、及び０から約５重量パ−セントの安定剤からなる
    請求項６４に記載のハイブリッドインフレータ。
66. 【請求項６６】 前記推進ガスと前記加圧媒質とを合わせ
    た出力ガス中に含まれる酸素はモルベースで約２０％未
    満である請求項３９に記載のハイブリッドインフレー
    タ。
67. 【請求項６７】前記不活性流体はアルゴンを含む請求項
    １または３９のいずれか１項に記載のハイブリッドイン
    フレータ。
68. 【請求項６８】 エア/安全バッグを備えた自動車両の膨
    張式安全システムのためのインフレータに使用される二
    次爆薬を備えた推進剤であって、インフレータハウジン
    グに接続されるとともに、少なくとも一つのガス発生器
    用出口を備えたガス発生器ハウジング内に収容され、イ
    ンフレータ作動アセンブリの起爆によって点火され、前
    記インフレータハウジングに収容される不活性流体及び
    酸素を含む加圧媒質と化学的に反応し得る推進ガスを発
    生するように構成された推進剤。
69. 【請求項６９】 前記推進剤はバインダー系を含む請求項
    ６８に記載の推進剤。
70. 【請求項７０】 前記二次爆薬はＲＤＸ（ヘキサハイドロ
    トリニトロトリアジン）、ＨＭＸ（シクロテトラメチレ
    ンテトラニトラミン）、ＰＥＴＮ（ペンタエリスリトー
    ルテトラニトレイト）及びＴＡＧＮ（トリアミノグアニ
    ジン ニトレイト）からなるグループから選択されたも
    のである請求項６９に記載の推進剤。
71. 【請求項７１】 前記推進剤は燃焼時に酸素と反応し得る
    ガス状の燃焼生成物を発生する請求項７０に記載の推進
    剤。
72. 【請求項７２】 前記燃焼生成物は一酸化炭素及び水素を
    含む請求項７１に記載の推進剤。
73. 【請求項７３】 前記推進剤は約５０から約９０ｗｔ％の
    二次爆薬及び約１０から約５０ｗｔ％のバインダー系を
    含有している請求項７０に記載の推進剤。
74. 【請求項７４】 前記推進剤は約６０から約８０ｗｔ％の
    二次爆薬及び約２０から約４０ｗｔ％のバインダー系を
    含有している請求項７３に記載の推進剤。
75. 【請求項７５】 前記推進剤は約７０から約８０ｗｔ％の
    二次爆薬及び約２０から約３０ｗｔ％のバインダー系を
    含有している請求項７４に記載の推進剤。
76. 【請求項７６】前記不活性流体はアルゴンを含む請求項
    ６８に記載の推進剤。