JP4864250B2 - 多段膨張式ハイブリッドインフレータ - Google Patents
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Description
【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用として適したハイブリッドインフレータ及びそれを用いたエアバッグシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車両の膨張式安全システム用のインフレータの発展に伴い、加圧ガスと固形ガス発生剤とを併用するハイブリッドインフレータが注目されている。ハイブリッドインフレータにおいて、主たる設計要件はエアバッグが効果的に作動するように所定の時間で所定の量だけ膨張させねばならないことであり、従来その構造について種々の提案がなされている（例えば特開平８−２８２４２７号公報参照）。このようなハイブリッドインフレータは、車両軽量化の観点から、小型軽量化が求められ、更に乗員の安全確保の観点から、迅速かつ確実にエアバッグを所要容積まで膨張展開されることが求められる。このため、小型化軽量化の要求を満たした上で、自動車の種類等の要件に応じ、必要な加圧媒質とガス発生剤の充填量を確保することが求められる。
【０００３】
本発明の課題は、小型化軽量化の要求を満たし、かつインフレータとしての機能を損なうことなく、加圧媒質量及びガス発生剤量を適宜調整できるハイブリッドインフレータ及びそれを用いたエアバッグシステムを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題の解決手段として、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に収容されたガス発生剤を備えた２以上のガス発生室と、２以上のガス発生室に接続された点火器を備えた点火室とを有しているハイブリッドインフレータであって、
前記インフレータハウジング内の点火室を除く空間部分には加圧媒質が充填されており、
前記インフレータハウジングの一端側にガス排出口を有するディフュザー部が設けられ、ディフュザー部とインフレータハウジングとの間の加圧媒質の流出経路を遮断する主破裂板が設けられており、
前記２以上のガス発生室は、インフレータハウジング内部に設けられた隔壁又はガス発生室ハウジングにより、軸方向に沿って２以上に分割されて形成されている多段膨張式ハイブリッドインフレータを提供する。
【０００５】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【０００６】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジング内にそれぞれ独立して設けられた２以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【０００７】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の一部を占有しているものにすることができる。
【０００８】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に設けられた１以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【０００９】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【００１０】
上記の各発明のとおりに２以上のガス発生室を形成することで、加圧媒質とガス発生剤の充填量を所望範囲で調整することが容易となる。更に、２以上のガス発生室のインフレータハウジングの軸方向に占める体積を小さくできる、又は軸方向への長さを短くできるので、その分だけ小型化ができる。
【００１１】
本発明は、上記課題の別の解決手段として、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に収容されたガス発生剤を備えた２以上のガス発生室と、２以上のガス発生室に接続された点火器を備えた点火室とを有しているハイブリッドインフレータであって、
前記インフレータハウジング内の点火室を除く空間部分には加圧媒質が充填されており、
前記ガス発生剤を備えた２以上のガス発生室と、２以上のガス発生室に接続された点火器を備えた点火室が、前記インフレータハウジングが仕切り板により半径方向に沿って２分割されて形成された両方又は一方の空間内に配置されており、
前記２以上のガス発生室は、インフレータハウジング内部に設けられた隔壁又はガス発生室ハウジングにより、軸方向に沿って２以上に分割されて形成されており、
前記仕切り板には、前記２つの空間を繋ぐ１又は２以上のガス通路と、加圧媒質の流出経路に繋がる１又は２以上のガス排出孔と、加圧媒質の流出経路を遮断する主破裂板とが設けられている多段膨張式ハイブリッドインフレータを提供する。
【００１２】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【００１３】
また本発明は、上記課題の別の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジング内にそれぞれ独立して設けられた２以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【００１４】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の一部を占有しているものにすることができる。
【００１５】
また本発明は、上記課題の別の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に設けられた１以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【００１６】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【００１７】
上記の各発明のとおりに２以上のガス発生室を形成することで、加圧媒質とガス発生剤の充填量を所望範囲で調整することが容易となる。更に、２以上のガス発生室のインフレータハウジングの軸方向に占める体積を小さくできる、又は軸方向への長さを短くできるので、その分だけ小型化ができる。特に上記のとおり、インフレータハウジングが仕切り板で仕切られて第１及び第２室に分離された構造において、インフレータハウジングの中央部に仕切り板があるとき、ガス発生室の軸方向への長さが制限されることになるため、ガス発生室の軸方向の長さを短くできることは有利となる。更に、インフレータハウジングの中央部に仕切り板があるとき、仕切り板の分だけインフレータハウジングの軸方向の長さは長くなるが、直径（又は幅）が小さくなって耐圧性能が向上されるため、インフレータハウジングの肉厚を薄くでき、その分だけ軽量化ができる。
【００１８】
本発明で用いる加圧媒質は、酸素と、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス（本発明では窒素も不活性ガスに含まれるものとする）からなる組成にした場合、酸素はガス発生手段としてのガス発生剤の燃焼により生じた一酸化炭素や水素を二酸化炭素や水蒸気に変換するように作用し、アルゴンは加圧媒質の熱膨張を促進するように作用し、ヘリウムを含有させておくと加圧媒質の漏れの検出が容易となるので、不良品の流通が防止されるため好ましい。加圧媒質の充填圧力（＝インフレータハウジング内の圧力）は、好ましくは１０，０００〜７０，０００ｋＰａ、より好ましくは２０，０００〜５０，０００ｋＰａである。なお、加圧媒質は酸素を含有しても含有していなくてもよく、酸素を含有させる場合は最大で３０モル％が好ましい。
【００１９】
本発明で用いるガス発生室に収容するガス発生剤は、例えば、ガンプロペラントを用いることができる。ガンプロペラントとしては、シングルベースガンプロペラント、ダブルベースガンプロペラント、トリプルベースガンプロペラントのほかに、二次爆薬、結合剤、可塑剤、安定剤等からなるものを混合し、所望形状に成型したものも使用できる。
【００２０】
二次爆薬としては、ヘキサハイドロトリニトロトリアジン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）、ペンタエリスリトールテトラニトレイト（ＰＥＴＮ）、トリアミノグアニジンニトレイト（ＴＡＧＮ）等が挙げられる。例えば、二次爆薬としてＲＤＸを用い、酸素のない雰囲気中、２０，６７０ｋＰａの圧力下、燃焼温度３３４８Ｋで燃焼させた場合、燃焼ガス中の生成ガスはｍｏｌ％で窒素３３％、一酸化炭素２５％、水蒸気２３％、二酸化炭素８％及び他のガス成分となる。
【００２１】
結合剤としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオレート、エチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、アジドポリマー、ポリブタジエン、水素化ポリブタジエン、ポリウレタン等が挙げられ；可塑剤としては、トリメチロールエタントリニトレイト、ブタントリオールトリニトレイト、ニトログリセリン、ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタール／ホルマール、グリシジルアジド、アセチルトリエチルシトレート等が挙げられ；安定剤は、エチルセントラライト、ジフェニルアミン、レゾシノール等が挙げられる。
【００２２】
二次爆薬と結合剤、可塑剤及び安定剤との割合は、二次爆薬が約５０〜９０重量％、結合剤、可塑剤及び安定剤の合計量が約１０〜５０重量％が好ましい。
【００２３】
上記した組成のガス発生剤は、常圧下では燃焼しにくい場合があるが、本発明のハイブリッドインフレータのように内部があらかじめ高圧に保持されている場合には、安定かつ円滑に燃焼させることができる。
【００２４】
その他ガス発生剤は、例えば、燃料及び酸化剤又は燃料、酸化剤及びスラグ形成剤を含むものを、必要に応じて結合剤と共に混合し、所望形状に成型したものを使用することができ、このようなガス発生剤を用いた場合は、その燃焼により発生するガスを、加圧媒質と共にエアバッグの膨張展開に供することができる。特にスラグ形成剤を含むガス発生剤を用いた場合は、インフレータから排出されるミストの量を大幅に低減できる。
【００２５】
燃料としては、ニトログアニジン（ＮＱ）、グアニジン硝酸塩（ＧＮ）、グアニジン炭酸塩、アミノニトログアニジン、アミノグアニジン硝酸塩、アミノグアニジン炭酸塩、ジアミノグアニジン硝酸塩、ジアミノグアニジン炭酸塩、トリアミノグアニジン硝酸塩等のグアニジン誘導体等から選ばれる１又は２以上が好ましい。また燃料として、テトラゾール及びテトラゾール誘導体等から選ばれる１又は２以上のものも用いることができる。
【００２６】
酸化剤としては、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、酸化銅、酸化鉄、塩基性硝酸銅等から選ばれる１又は２以上が好ましい。酸化剤の配合量は、燃料１００重量部に対して、好ましくは１０〜８０重量部、より好ましくは２０〜５０重量部である。
【００２７】
スラグ形成剤としては、酸性白土、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、シリカ、アルミナ、ケイ酸ナトリウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ヒドロタルサイト及びこれらの混合物から選ばれる１又は２以上が好ましい。スラグ形成剤の配合量は、燃料１００重量部に対して、好ましくは０〜５０重量部、より好ましくは１〜１０重量部である。
【００２８】
結合剤としては、カルボキシルメチルセルロースのナトリウム塩、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、ポリビニルアルコール、グアーガム、微結晶性セルロース、ポリアクリルアミド、ステアリン酸カルシウム等から選ばれる１又は２以上が好ましい。結合剤の配合量は、燃料１００重量部に対して、好ましくは０〜３０重量部、より好ましくは３〜１０重量部である。
【００２９】
更に本発明は、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、ケース内に上記の多段膨張式ハイブリッドインフレータとエアバッグが収容されたモジュールケースとを備えたエアバッグシステムを提供する。
【００３０】
本発明において、「ガス発生器」は、ガス発生器ハウジング（ガス発生室）内に存在するガス発生手段（ガス発生剤）の燃焼により高温の燃焼ガスを発生させ、前記高温の燃焼ガスをインフレータハウジング内に流出させるガス発生機能を有するものを意味する。また、ハイブリッドインフレータは、インフレータハウジング内に前記ガス発生器を含むものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。図１（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータ１００の軸方向への断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。なお、図１（ｂ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００３２】
インフレータハウジング１０１は筒状の耐圧性容器からなり、内部空間１５０には加圧媒質が充填され、高圧に保持されている。加圧媒質は、通常は、インフレータハウジング１０１やインフレータハウジング１０１の一方の端部に接続されたボス１０９等に形成された細孔から充填し、前記細孔は加圧媒質の充填後にシールピンにより閉塞する。
【００３３】
ボス１０９には、第１点火室１１０と第２点火室１２０が設けられており、第１点火室１１０には第１点火器１１２が収容固定され、第２点火室１２０には第２点火器１２２が収容固定されている。１１４、１２４はコネクタ、１１６、１２６は導電ピンである。
【００３４】
第１点火室１１０の軸方向延長線上には、インフレータハウジング１０１と、第２ガス発生室ハウジング１４６の一部の壁と、隔壁１３５により外殻が形成された第１ガス発生室１３０が配置され、第１ガス発生室１３０内には、所要量の第１ガス発生剤１３２が収容されている。
【００３５】
第１点火室１１０と第１ガス発生室１３０との間は第１破裂板１１８で閉塞されており、第１ガス発生室１３０の第１破裂板１１８に接する位置には、伝火手段１１９が配置されている。この伝火手段１１９は、アルミニウム製等のカップに伝火薬が充填されたものである。
【００３６】
隔壁１３５には、第１ガス発生剤１３２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第１連通孔１３７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第１連通孔１３７の径は、第１ガス発生剤１３２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第１連通孔１３７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００３７】
図１（ａ）では、第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０で一つの隔壁１３５を用いているが、これは２つの隔壁にすることもできるし、図４〜図６に示すような構造のリテーナーにすることもできる。
【００３８】
第２点火室１２０の軸方向延長線上には、インフレータハウジング１０１と、第２ガス発生室ハウジング１４６と、隔壁１３５により外殻が形成された第２ガス発生室１４０が配置され、第２ガス発生室１４０内には、所要量の第２ガス発生剤１４２が収容されている。
【００３９】
第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０は、図１（ａ）に示すように軸方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に図１（ｂ）に示すように、インフレータハウジング１０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００４０】
第２点火室１２０と第２ガス発生室１４０との間は第２破裂板１２８で閉塞されており、第２ガス発生室１４０の第２破裂板１２８に接する位置には、伝火手段１２９が配置されている。この伝火手段１２９は、アルミニウム製等のカップに伝火薬が充填されたものである。
【００４１】
隔壁１３５には、第２ガス発生剤１４２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第２連通孔１４７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第２連通孔１４７の径は、第２ガス発生剤１４２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第２連通孔１４７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００４２】
インフレータハウジング１０１の他方の端部には、加圧媒質及び燃焼ガスを排出するための所要数のガス排出口１６３を有するディフュザー部１６０が設けられている。このディフュザー部１６０は、レーザ溶接、抵抗溶接、電子ビーム溶接等により、インフレータハウジング１０１に溶接固定されている。
【００４３】
ディフュザー部１６０の内部空間１６１とインフレータハウジング１０１の内部空間１５０とは、主破裂板１６２により遮断されているので、前記内部空間１６１は常圧である。この主破裂板１６２は、そのツバ（開口部の周縁部）１５８において、レーザ溶接、抵抗溶接、電子ビーム溶接等でディフュザー部１６０に溶接固定されている。なお、ディフュザー部１６０内のガス排出口１６３に当接する位置には、ミスト等を除去するためのフィルタ部材を配置することができ、このフィルタ部材としては、金網、パンチングメタル等を用いることができる。
【００４４】
なお、図１（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、インフレータハウジング１０１と第２ガス発生室ハウジング１４６により、第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０が軸方向に仕切られているが、１枚の長方形の仕切り部材（隔壁）を軸方向に配置することで、２つのガス発生室に仕切ることもできる。更に、２枚以上の仕切り部材（隔壁）やガス発生室ハウジングを組み合わせて軸方向に配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００４５】
図１（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、下記の（１）〜（３）の作用効果が得られる。
【００４６】
（１）インフレータハウジング１０１内におけるガス発生室の占有容積を大きくできるので、インフレータハウジング１０１の軸方向長さ及び直径の寸法を小さくした場合でも、ガス発生剤及び加圧媒質を充填するために十分な容積を確保でき、全体の小型化に伴ってガス発生剤や加圧媒質の充填量を減少させる必要がない。
【００４７】
（２）２以上のガス発生室のインフレータハウジング軸方向に占める体積を小さくできる、又は軸方向への長さを短くできるので、その分だけ小型化ができる。
【００４８】
（３）インフレータハウジング１０１の内壁をガス発生室の外殻として利用した場合は、別途ガス発生室ハウジングを設けた場合に比べて軽量化できる。
【００４９】
以下、図１のハイブリッドインフレータ１００を改変した他の実施形態を図２により説明する。図２は、図１のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図２（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図３（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。なお、図２（ｂ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００５０】
第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０は、図２（ａ）に示すように、軸方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に図２（ｂ）に示すように、インフレータハウジング１０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００５１】
第１ガス発生室１３０は、第１ガス発生室ハウジング１３６と、第２ガス発生ハウジング１４６より外殻が形成され、第２ガス発生室１４０は、第２ガス発生室ハウジング１４６により外殻が形成されている。第１ガス発生室ハウジング１３６と第２ガス発生室ハウジング１４６の内部空間１５０に面したそれぞれの端面は、互いに接している。
【００５２】
第１ガス発生室ハウジング１３６の内部空間１５０と第１ガス発生室１３０に面した端面には、第１ガス発生剤１３２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第１連通孔１３７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第１連通孔１３７の径は、第１ガス発生剤１３２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第１連通孔１３７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００５３】
第２ガス発生室ハウジング１４６の内部空間１５０に面した端面には、第２ガス発生剤１４２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第２連通孔１４７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第２連通孔１４７の径は、第２ガス発生剤１４２が外に漏れ出ないような径に調整されている。更に第２連通孔１４７に面した第１ガス発生室ハウジング１３６の端面には、複数の第２連通孔１４７の全てと内部空間１５０とを連通できる第３連通孔１４８が設けられている。第２連通孔１４７と第３連通孔１４８とは互いに接しており、それらの内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００５４】
なお、図２（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、別に１又は２以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００５５】
図２（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、上記した（１）、（２）の作用効果が得られる。
【００５６】
以下、図１のハイブリッドインフレータ１００を改変した他の実施形態を図３により説明する。図３は、図１のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図３（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。なお、図３（ｂ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００５７】
第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０は、図３（ａ）に示すように、軸方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に第３図（ｂ）に示すように、第２ガス発生室１４０が第１ガス発生室１３０に包み込まれるようにして配置され、インフレータハウジング１０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００５８】
第１ガス発生室１３０は、インフレータハウジング１０１と、第２ガス発生室ハウジング１４６の全部の壁と、第１隔壁１３５により外殻が形成され、第２ガス発生室１４０は、第２ガス発生室ハウジング１４６と第２リテーナー１４５により外殻が形成されている。
【００５９】
なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、別に１又は２以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００６０】
図３（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、上記した（１）〜（３）の作用効果が得られる。
【００６１】
次に、図１〜図３に示すハイブリッドインフレータ１００の動作を説明する。なお、第１点火器１１２と第２点火器１２２は同時に作動させることもできるが、以下においては、第１点火器１１２が先に作動し、第２点火器１２２が遅れて作動する場合について説明する。
【００６２】
車両の衝突時、作動信号出力手段により第１点火器１１２が作動点火し、第１破裂板１１８を破壊した後、伝火薬１１９を着火燃焼させて高温ガス（火炎）を発生させ、この火炎により、第１ガス発生室１３０内の第１ガス発生剤１３２が着火燃焼して高温ガスが発生する。この高温ガスは、第１連通孔１３７から流出して加圧媒質と共に混合ガスを形成して内部空間１５０内に満たされる。
【００６３】
その後、混合ガスにより内部空間１５０内の圧力が高められ、速やかに主破裂板１６２が破壊される。その結果、混合ガスは、破壊された主破裂板１６２を通ってガス排出孔２６３から瞬時に噴出し、エアバッグを膨張させる。
【００６４】
第１点火器１１２の作動着火から僅かに遅れて第２点火器１２２が作動点火し、第２破裂板１２８が破壊され、更に第２ガス発生室１４０内の第２ガス発生剤１４２が着火燃焼されて高温ガスが発生する。この高温ガスは、第２連通孔１４７（図３では、第２連通孔１４７及び第３連通孔１４８）から流出して、残余の加圧媒質と共に混合ガスを形成し、破壊された主破裂板１６２を通ってガス排出孔１６３から噴出し、更にエアバッグを膨張させる。
【００６５】
次に本発明の別の実施形態を図面により説明する。図４（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。なお、図４（ｃ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００６６】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、円筒状のインフレータハウジング２０１が、インフレータハウジング２０１の軸方向の中央又はその近傍に設けられた仕切り板２０２で２つ（２０１ａ及び２０１ｂ）に仕切られており、軸方向に直列に配置された２つの空間である第１室２５０と第２室２６０が設けられている。
【００６７】
仕切り板２０２は、インフレータハウジング２０１（２０１ａ、２０１ｂ）に溶接（又はネジでもよい）で固定されており、半径方向に設けられた４個のガス排出孔２０３と、厚み方向に設けられ、第１室２５０と第２室２６０とを連通する４個のガス通路２０４を有している。
【００６８】
ガス排出孔２０３は、主破裂板２０５を介して第２室２６０と連通されており、ガス排出孔２０３とガス通路２０４とは交わっていない。ガス排出孔２０３の総開口面積は、ガス通路２０４の総開口面積よりも小さくなるように設定されているので、加圧媒質と燃焼ガスからなる混合ガスの噴出圧力は、ガス排出孔２０３によって制御されている。
【００６９】
インフレータハウジング２０１と仕切り板２０２を構成する材料の種類は特に限定されるものではないが、溶接のし易さ等を考慮すると同一材料であることが望ましく、例えば、ステンレス鋼を用いることができる。
【００７０】
主破裂板２０５からガス排出孔２０３に至る混合ガス流出経路の所望の位置には、混合ガスに含まれる異物（例えば、主破裂板２０５の破片）を取り除くための金網等のスクリーンを配置することもできる。ガス排出孔２０３は、図４（ｂ）に示すように、仕切り板２０２の周面全体にわたって複数個が均等間隔で設けられるか、又は異なる間隔で設けられてもよい。
【００７１】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた一方の空間である第１室２５０内には、インフレータハウジング２０１ａと、第２ガス発生室ハウジング２４６の一部の壁と、第１リテーナー２３５により外殻が形成された第１ガス発生室２３０が配置され、第１ガス発生室２３０内には、所要量の第１ガス発生剤２３２が収容されている。第１ガス発生室２３０の容積は、使用する第１ガス発生剤２３２の量に応じて、第２リテーナー２４５を軸方向の両方向に移動させることで調整できる。
【００７２】
第１リテーナー２３５には、第１ガス発生剤２３２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第１連通孔２３７が、インフレータハウジング２０１の軸方向に開口して設けられている。第１連通孔２３７の径は、第１ガス発生剤２３２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第１連通孔２３７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００７３】
第１点火室２１０は、インフレータハウジング２０１の一端側に取り付けられたボス２０９により形成されており、内部には第１点火器２１２が嵌め込まれている。２１４はコネクタ、２１６導電ピンである。
【００７４】
第１ガス発生室２３０内には、第１ガス発生室２３０と第１点火室２１０とを遮断するように設けられた第１破裂板２１８を介して、第１点火器２１２の先端部分と正対するようにして、アルミニウム容器等に充填された伝火薬２１９が配置固定されている。
【００７５】
更に第１室２５０内には、第２ガス発生室ハウジング２４６と第２リテーナー２４５により外殻が形成された第２ガス発生室２４０が配置され、第２ガス発生室２４０内には、所要量の第２ガス発生剤２４２が収容されている。第２ガス発生室２４０の容積は、使用する第２ガス発生剤２４２の量に応じて、第２リテーナー２４５を軸方向の両方向に移動させることで調整できる。
【００７６】
第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０は、図４（ａ）に示すように、半径方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に図４（ｂ）に示すように、インフレータハウジング２０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００７７】
第２リテーナー２４５には、第２ガス発生剤２４２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第２連通孔２４７が、インフレータハウジング２０１の軸方向に開口して設けられている。第２連通孔２４７の径は、第２ガス発生剤２４２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第２連通孔２４７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００７８】
第２点火室２２０は、インフレータハウジング２０１の一端側に取り付けられたボス２０９により形成されており、内部には第２点火器２２２が嵌め込まれている。２２４はコネクタ、２２６は導電ピンである。第２ガス発生室２４０内には、第２ガス発生室２４０と第２点火室２２０とを遮断するようにして第２破裂板２２８が設けられている。
【００７９】
第１室２５０には、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０を含む空間内に加圧媒質が高圧充填され、空間内を高圧でかつ等圧に保持している。
【００８０】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた他方の空間である第２室２６０内にも加圧媒質が高圧充填されているが、主破裂板２０５からガス排出孔２０３に至るガス流出経路は、常圧となっている。２０８は、加圧媒質の充填孔を閉塞するために用いたシールピンである。
【００８１】
なお、図４（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、インフレータハウジング２０１ａと第２ガス発生室ハウジング２４６により、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０が半径方向に仕切られているが、１枚の長方形の仕切り部材（隔壁）を軸方向に配置することで、２つのガス発生室に仕切ることもできる。更に、２枚以上の仕切り部材（隔壁）やガス発生室ハウジングを組み合わせて軸方向に配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００８２】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、その構造に基づいて、上記の（１）〜（３）の作用効果に加えて、更に下記の（４）〜（６）の作用効果が得られる。
【００８３】
（４）ハイブリッドインフレータ２００では、混合ガスを中央部分から排出できるため、エアバッグシステムに適用する際、端部から排出するタイプのハイブリッドインフレータでは必要であった整流板が不要となる。
【００８４】
（５）ハイブリッドインフレータ２００では、第１室２５０と第２室２６０とがガス通路２０４で連通されているので、製造工程においては、加圧媒質充填孔から加圧媒質を充填すれば、加圧媒質はガス通路２０４を通って第２室２６０と第１室２５０の両方に流入するので、一度の充填作業により加圧媒質を充填できる。
【００８５】
（６）第１室２５０内の混合ガスは、必ずガス通路２０４を通って第２室２６０内に流入した後に排出されることになり、このような流出過程で適度に冷却される結果、混合ガスの温度が下がるほか、混合ガス中に含まれているミストが固化されやすい。
【００８６】
以下、図４のハイブリッドインフレータ２００を改変した実施形態を図５により説明する。図５は、図４のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図５（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。なお、図５（ｃ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００８７】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた一方の空間である第１室２５０内には、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０が設けられている。
【００８８】
第１ガス発生室２３０は、第１ガス発生室ハウジング２３６と第１リテーナー２３５により外殻が形成され、第２ガス発生室２４０は、第２ガス発生室ハウジング２４６と第２リテーナー２４５により外殻が形成されている。
【００８９】
第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０は、図４（ａ）に示すように、半径方向に沿って２分割され、かつ半径方向に小さな間隙をおいて配置されている。更に図５（ｃ）に示すように、インフレータハウジング２０１の半径方向の断面を見たとき、空間の一部のみを占有している。
【００９０】
なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、３又は４以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００９１】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、下記の（１’）、の作用効果のほか、上記した（４）〜（６）の作用効果が得られる。
【００９２】
（１’）インフレータハウジング１０１内におけるガス発生室の占有容積が小さいので、ガス発生剤の量が少なく、加圧媒質の量が多いタイプのハイブリッドインフレータに適している。
【００９３】
また、図５に示すハイブリッドインフレータ２００の別の実施形態として、図４（ｃ）に示す形状のガス発生室ハウジング（半円形の第２ガス発生室ハウジング２４６）を用い、これらを２つ組み合わせて、円を２等分した状態の第１ガス発生室と第２ガス発生室を形成してもよい。この場合、２つのガス発生室は、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００９４】
以下、図４のハイブリッドインフレータ１００を改変した他の実施形態を図６により説明する。図６は、図４のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図６（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。なお、図６（ｃ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００９５】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた一方の空間である第１室２５０内には、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０が設けられている。
【００９６】
第１ガス発生室２３０は、インフレータハウジング２０１ａと、第２ガス発生室ハウジング２４６の全部の壁と、第１リテーナー２３５により外殻が形成され、第２ガス発生室２４０は、第２ガス発生室ハウジング２４６と第２リテーナー２４５により外殻が形成されている。
【００９７】
第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０は、図６（ａ）に示すように、軸方向に沿って２分割され、かつ第２ガス発生室２４０が第１ガス発生室２３０に包み込まれるようにして配置されている。更に図６（ｂ）に示すように、インフレータハウジング２０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００９８】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、別に１又は２以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００９９】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、その構造に基づいて、上記した（１）〜（６）の作用効果が得られる。
【０１００】
次に、図４〜図６に示すハイブリッドインフレータ２００の動作を説明する。なお、第１点火器２１２と第２点火器２２２は同時に作動させることもできるが、以下においては、第１点火器２１２が先に作動し、第２点火器２２２が遅れて作動する場合について説明する。
【０１０１】
車両の衝突時、作動信号出力手段により第１点火器２１２が作動点火し、第１破裂板２１８を破壊した後、伝火薬２１９を着火燃焼させて高温ガス（火炎）を発生させ、この火炎により、第１ガス発生室２３０内の第１ガス発生剤２３２が着火燃焼して高温ガスが発生する。この高温ガスは、第１連通孔２３７から流出して加圧媒質と共に混合ガスを形成して第１室２５０内に満たされる。
【０１０２】
その後、混合ガスは、仕切り板２０２に設けられたガス通路２０４を通って第２室２６０内に流入し、その内部圧力を高めるので、速やかに主破裂板２０５が破壊される。その結果、第１室２５０からの混合ガスと第２室内の加圧媒質は、破壊された主破裂板２０５を通ってガス排出孔２０３から瞬時に噴出し、エアバッグを膨張させる。
【０１０３】
第１点火器２１２の作動着火から僅かに遅れて第２点火器２２２が作動点火し、第２破裂板２２８が破壊され、更に第２ガス発生室２４０内の第２ガス発生剤２４２が着火燃焼されて高温ガスが発生する。この高温ガスは、第２連通孔２４７から流出して、残余の加圧媒質と共に混合ガスを形成し、ガス通路２０４を通って第２室２６０に流入した後、第２室２６０内の残余の加圧媒質と共に破壊された主破裂板２０５を通ってガス排出孔２０３から噴出し、更にエアバッグを膨張させる。
【０１０４】
次に、本発明のエアバッグシステムについて説明する。本発明のエアバッグシステムには、図１〜図６のいずれのハイブリッドインフレータも適用できるが、以下においては、図４〜図６のハイブリッドインフレータ２００を用いた場合について説明する。
【０１０５】
まず、エアバッグシステムの一実施形態を図７により説明する。図７は、エアバッグシステムの幅方向（システムに組み込まれたハイブリッドインフレータ２００の半径方向と一致する方向）への概念図である。図７中の白抜きの矢印はエアバッグの展開方向、即ち乗員がいる方向を示し、矢印は混合ガスの噴出方向を示す。
【０１０６】
エアバッグシステム４００は、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、モジュールケース４０２内にハイブリッドインフレータ２００とエアバッグ４０４が収容されたモジュールとを備えたものである。ハイブリッドインフレータ２００は、第１点火器２１２と第２点火器２２２側において作動信号出力手段（衝撃センサ及びコントロールユニット）に接続し、エアバッグ４０４を取り付けたモジュールケース４０２内に固定する。このとき、ハイブリッドインフレータ２００のガス排出孔２０４の配置状態は、ガス排出孔２０３の向きがエアバッグ４０４に対向しないように、望ましくはエアバッグ４０４とは反対方向であり、モジュールケース４０２の内壁４０６に対向するように配置する。かかる構成のエアバッグシステム４００は、作動信号出力手段における作動信号出力条件を適宜設定することにより、衝撃の程度に応じてガス発生量を調整し、エアバッグ４０４の膨張速度を調整することができる。
【０１０７】
エアバッグシステム４００では、ハイブリッドインフレータ２００の中央部分から混合ガスを噴出するため、モジュールケース４０２内に整流板を配置する必要がない。また、右ハンドル車と左ハンドル車に拘わらず、共通仕様にすることができる。
【０１０８】
更に、エアバッグシステム４００では、ガス排出孔２０４の配置状態によっては、図示するように、ガス排出孔２０３の向きを内壁４０６に対向するようにハイブリッドインフレータ２００を取り付けることで、噴出する混合ガスを一旦内壁４０６に当てた後でエアバッグ４０４内に流入させることができる。このため、その分だけ混合ガス温度を低下させることができる。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明のハイブリッドインフレータは、小型化軽量化の要求を満たし、かつインフレータとしての機能を損なうことなく、要求に応じて加圧媒質量及びガス発生剤量を適宜調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図２】 本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図３】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図４】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図５】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図６】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図７】 本発明のエアバッグシステムを説明するための概念図。
【図８】 本発明の他のエアバッグシステムを説明するための平面方向からの概念図。
【図９】 図８のエアバッグシステムの側面方向からの概念図。
【符号の説明】
１００、２００ ハイブリッドインフレータ
１０１、２０１ インフレータハウジング
１３０、２３０ 第１ガス発生室
１４０、２４０ 第２ガス発生室
【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用として適したハイブリッドインフレータ及びそれを用いたエアバッグシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車両の膨張式安全システム用のインフレータの発展に伴い、加圧ガスと固形ガス発生剤とを併用するハイブリッドインフレータが注目されている。ハイブリッドインフレータにおいて、主たる設計要件はエアバッグが効果的に作動するように所定の時間で所定の量だけ膨張させねばならないことであり、従来その構造について種々の提案がなされている（例えば特開平８−２８２４２７号公報参照）。このようなハイブリッドインフレータは、車両軽量化の観点から、小型軽量化が求められ、更に乗員の安全確保の観点から、迅速かつ確実にエアバッグを所要容積まで膨張展開されることが求められる。このため、小型化軽量化の要求を満たした上で、自動車の種類等の要件に応じ、必要な加圧媒質とガス発生剤の充填量を確保することが求められる。
【０００３】
本発明の課題は、小型化軽量化の要求を満たし、かつインフレータとしての機能を損なうことなく、加圧媒質量及びガス発生剤量を適宜調整できるハイブリッドインフレータ及びそれを用いたエアバッグシステムを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題の解決手段として、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に収容されたガス発生剤を備えた２以上のガス発生室と、２以上のガス発生室に接続された点火器を備えた点火室とを有しているハイブリッドインフレータであって、
前記インフレータハウジング内の点火室を除く空間部分には加圧媒質が充填されており、
前記インフレータハウジングの一端側にガス排出口を有するディフュザー部が設けられ、ディフュザー部とインフレータハウジングとの間の加圧媒質の流出経路を遮断する主破裂板が設けられており、
前記２以上のガス発生室は、インフレータハウジング内部に設けられた隔壁又はガス発生室ハウジングにより、軸方向に沿って２以上に分割されて形成されている多段膨張式ハイブリッドインフレータを提供する。
【０００５】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【０００６】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジング内にそれぞれ独立して設けられた２以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【０００７】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の一部を占有しているものにすることができる。
【０００８】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に設けられた１以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【０００９】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【００１０】
上記の各発明のとおりに２以上のガス発生室を形成することで、加圧媒質とガス発生剤の充填量を所望範囲で調整することが容易となる。更に、２以上のガス発生室のインフレータハウジングの軸方向に占める体積を小さくできる、又は軸方向への長さを短くできるので、その分だけ小型化ができる。
【００１１】
本発明は、上記課題の別の解決手段として、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に収容されたガス発生剤を備えた２以上のガス発生室と、２以上のガス発生室に接続された点火器を備えた点火室とを有しているハイブリッドインフレータであって、
前記インフレータハウジング内の点火室を除く空間部分には加圧媒質が充填されており、
前記ガス発生剤を備えた２以上のガス発生室と、２以上のガス発生室に接続された点火器を備えた点火室が、前記インフレータハウジングが仕切り板により半径方向に沿って２分割されて形成された両方又は一方の空間内に配置されており、
前記２以上のガス発生室は、インフレータハウジング内部に設けられた隔壁又はガス発生室ハウジングにより、軸方向に沿って２以上に分割されて形成されており、
前記仕切り板には、前記２つの空間を繋ぐ１又は２以上のガス通路と、加圧媒質の流出経路に繋がる１又は２以上のガス排出孔と、加圧媒質の流出経路を遮断する主破裂板とが設けられている多段膨張式ハイブリッドインフレータを提供する。
【００１２】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【００１３】
また本発明は、上記課題の別の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジング内にそれぞれ独立して設けられた２以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【００１４】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の一部を占有しているものにすることができる。
【００１５】
また本発明は、上記課題の別の解決手段として、上記発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に設けられた１以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものにすることができる。
【００１６】
この発明において、前記２以上のガス発生室が、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有しているものにすることができる。この発明では、インフレータハウジングの内壁面自体を、ガス発生室の壁（外殻）として利用することができる。
【００１７】
上記の各発明のとおりに２以上のガス発生室を形成することで、加圧媒質とガス発生剤の充填量を所望範囲で調整することが容易となる。更に、２以上のガス発生室のインフレータハウジングの軸方向に占める体積を小さくできる、又は軸方向への長さを短くできるので、その分だけ小型化ができる。特に上記のとおり、インフレータハウジングが仕切り板で仕切られて第１及び第２室に分離された構造において、インフレータハウジングの中央部に仕切り板があるとき、ガス発生室の軸方向への長さが制限されることになるため、ガス発生室の軸方向の長さを短くできることは有利となる。更に、インフレータハウジングの中央部に仕切り板があるとき、仕切り板の分だけインフレータハウジングの軸方向の長さは長くなるが、直径（又は幅）が小さくなって耐圧性能が向上されるため、インフレータハウジングの肉厚を薄くでき、その分だけ軽量化ができる。
【００１８】
本発明で用いる加圧媒質は、酸素と、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス（本発明では窒素も不活性ガスに含まれるものとする）からなる組成にした場合、酸素はガス発生手段としてのガス発生剤の燃焼により生じた一酸化炭素や水素を二酸化炭素や水蒸気に変換するように作用し、アルゴンは加圧媒質の熱膨張を促進するように作用し、ヘリウムを含有させておくと加圧媒質の漏れの検出が容易となるので、不良品の流通が防止されるため好ましい。加圧媒質の充填圧力（＝インフレータハウジング内の圧力）は、好ましくは１０，０００〜７０，０００ｋＰａ、より好ましくは２０，０００〜５０，０００ｋＰａである。なお、加圧媒質は酸素を含有しても含有していなくてもよく、酸素を含有させる場合は最大で３０モル％が好ましい。
【００１９】
本発明で用いるガス発生室に収容するガス発生剤は、例えば、ガンプロペラントを用いることができる。ガンプロペラントとしては、シングルベースガンプロペラント、ダブルベースガンプロペラント、トリプルベースガンプロペラントのほかに、二次爆薬、結合剤、可塑剤、安定剤等からなるものを混合し、所望形状に成型したものも使用できる。
【００２０】
二次爆薬としては、ヘキサハイドロトリニトロトリアジン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）、ペンタエリスリトールテトラニトレイト（ＰＥＴＮ）、トリアミノグアニジンニトレイト（ＴＡＧＮ）等が挙げられる。例えば、二次爆薬としてＲＤＸを用い、酸素のない雰囲気中、２０，６７０ｋＰａの圧力下、燃焼温度３３４８Ｋで燃焼させた場合、燃焼ガス中の生成ガスはｍｏｌ％で窒素３３％、一酸化炭素２５％、水蒸気２３％、二酸化炭素８％及び他のガス成分となる。
【００２１】
結合剤としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオレート、エチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、アジドポリマー、ポリブタジエン、水素化ポリブタジエン、ポリウレタン等が挙げられ；可塑剤としては、トリメチロールエタントリニトレイト、ブタントリオールトリニトレイト、ニトログリセリン、ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタール／ホルマール、グリシジルアジド、アセチルトリエチルシトレート等が挙げられ；安定剤は、エチルセントラライト、ジフェニルアミン、レゾシノール等が挙げられる。
【００２２】
二次爆薬と結合剤、可塑剤及び安定剤との割合は、二次爆薬が約５０〜９０重量％、結合剤、可塑剤及び安定剤の合計量が約１０〜５０重量％が好ましい。
【００２３】
上記した組成のガス発生剤は、常圧下では燃焼しにくい場合があるが、本発明のハイブリッドインフレータのように内部があらかじめ高圧に保持されている場合には、安定かつ円滑に燃焼させることができる。
【００２４】
その他ガス発生剤は、例えば、燃料及び酸化剤又は燃料、酸化剤及びスラグ形成剤を含むものを、必要に応じて結合剤と共に混合し、所望形状に成型したものを使用することができ、このようなガス発生剤を用いた場合は、その燃焼により発生するガスを、加圧媒質と共にエアバッグの膨張展開に供することができる。特にスラグ形成剤を含むガス発生剤を用いた場合は、インフレータから排出されるミストの量を大幅に低減できる。
【００２５】
燃料としては、ニトログアニジン（ＮＱ）、グアニジン硝酸塩（ＧＮ）、グアニジン炭酸塩、アミノニトログアニジン、アミノグアニジン硝酸塩、アミノグアニジン炭酸塩、ジアミノグアニジン硝酸塩、ジアミノグアニジン炭酸塩、トリアミノグアニジン硝酸塩等のグアニジン誘導体等から選ばれる１又は２以上が好ましい。また燃料として、テトラゾール及びテトラゾール誘導体等から選ばれる１又は２以上のものも用いることができる。
【００２６】
酸化剤としては、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、酸化銅、酸化鉄、塩基性硝酸銅等から選ばれる１又は２以上が好ましい。酸化剤の配合量は、燃料１００重量部に対して、好ましくは１０〜８０重量部、より好ましくは２０〜５０重量部である。
【００２７】
スラグ形成剤としては、酸性白土、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、シリカ、アルミナ、ケイ酸ナトリウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ヒドロタルサイト及びこれらの混合物から選ばれる１又は２以上が好ましい。スラグ形成剤の配合量は、燃料１００重量部に対して、好ましくは０〜５０重量部、より好ましくは１〜１０重量部である。
【００２８】
結合剤としては、カルボキシルメチルセルロースのナトリウム塩、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、ポリビニルアルコール、グアーガム、微結晶性セルロース、ポリアクリルアミド、ステアリン酸カルシウム等から選ばれる１又は２以上が好ましい。結合剤の配合量は、燃料１００重量部に対して、好ましくは０〜３０重量部、より好ましくは３〜１０重量部である。
【００２９】
更に本発明は、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、ケース内に上記の多段膨張式ハイブリッドインフレータとエアバッグが収容されたモジュールケースとを備えたエアバッグシステムを提供する。
【００３０】
本発明において、「ガス発生器」は、ガス発生器ハウジング（ガス発生室）内に存在するガス発生手段（ガス発生剤）の燃焼により高温の燃焼ガスを発生させ、前記高温の燃焼ガスをインフレータハウジング内に流出させるガス発生機能を有するものを意味する。また、ハイブリッドインフレータは、インフレータハウジング内に前記ガス発生器を含むものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。図１（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータ１００の軸方向への断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。なお、図１（ｂ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００３２】
インフレータハウジング１０１は筒状の耐圧性容器からなり、内部空間１５０には加圧媒質が充填され、高圧に保持されている。加圧媒質は、通常は、インフレータハウジング１０１やインフレータハウジング１０１の一方の端部に接続されたボス１０９等に形成された細孔から充填し、前記細孔は加圧媒質の充填後にシールピンにより閉塞する。
【００３３】
ボス１０９には、第１点火室１１０と第２点火室１２０が設けられており、第１点火室１１０には第１点火器１１２が収容固定され、第２点火室１２０には第２点火器１２２が収容固定されている。１１４、１２４はコネクタ、１１６、１２６は導電ピンである。
【００３４】
第１点火室１１０の軸方向延長線上には、インフレータハウジング１０１と、第２ガス発生室ハウジング１４６の一部の壁と、隔壁１３５により外殻が形成された第１ガス発生室１３０が配置され、第１ガス発生室１３０内には、所要量の第１ガス発生剤１３２が収容されている。
【００３５】
第１点火室１１０と第１ガス発生室１３０との間は第１破裂板１１８で閉塞されており、第１ガス発生室１３０の第１破裂板１１８に接する位置には、伝火手段１１９が配置されている。この伝火手段１１９は、アルミニウム製等のカップに伝火薬が充填されたものである。
【００３６】
隔壁１３５には、第１ガス発生剤１３２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第１連通孔１３７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第１連通孔１３７の径は、第１ガス発生剤１３２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第１連通孔１３７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００３７】
図１（ａ）では、第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０で一つの隔壁１３５を用いているが、これは２つの隔壁にすることもできるし、図４〜図６に示すような構造のリテーナーにすることもできる。
【００３８】
第２点火室１２０の軸方向延長線上には、インフレータハウジング１０１と、第２ガス発生室ハウジング１４６と、隔壁１３５により外殻が形成された第２ガス発生室１４０が配置され、第２ガス発生室１４０内には、所要量の第２ガス発生剤１４２が収容されている。
【００３９】
第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０は、図１（ａ）に示すように軸方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に図１（ｂ）に示すように、インフレータハウジング１０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００４０】
第２点火室１２０と第２ガス発生室１４０との間は第２破裂板１２８で閉塞されており、第２ガス発生室１４０の第２破裂板１２８に接する位置には、伝火手段１２９が配置されている。この伝火手段１２９は、アルミニウム製等のカップに伝火薬が充填されたものである。
【００４１】
隔壁１３５には、第２ガス発生剤１４２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第２連通孔１４７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第２連通孔１４７の径は、第２ガス発生剤１４２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第２連通孔１４７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００４２】
インフレータハウジング１０１の他方の端部には、加圧媒質及び燃焼ガスを排出するための所要数のガス排出口１６３を有するディフュザー部１６０が設けられている。このディフュザー部１６０は、レーザ溶接、抵抗溶接、電子ビーム溶接等により、インフレータハウジング１０１に溶接固定されている。
【００４３】
ディフュザー部１６０の内部空間１６１とインフレータハウジング１０１の内部空間１５０とは、主破裂板１６２により遮断されているので、前記内部空間１６１は常圧である。この主破裂板１６２は、そのツバ（開口部の周縁部）１５８において、レーザ溶接、抵抗溶接、電子ビーム溶接等でディフュザー部１６０に溶接固定されている。なお、ディフュザー部１６０内のガス排出口１６３に当接する位置には、ミスト等を除去するためのフィルタ部材を配置することができ、このフィルタ部材としては、金網、パンチングメタル等を用いることができる。
【００４４】
なお、図１（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、インフレータハウジング１０１と第２ガス発生室ハウジング１４６により、第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０が軸方向に仕切られているが、１枚の長方形の仕切り部材（隔壁）を軸方向に配置することで、２つのガス発生室に仕切ることもできる。更に、２枚以上の仕切り部材（隔壁）やガス発生室ハウジングを組み合わせて軸方向に配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００４５】
図１（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、下記の（１）〜（３）の作用効果が得られる。
【００４６】
（１）インフレータハウジング１０１内におけるガス発生室の占有容積を大きくできるので、インフレータハウジング１０１の軸方向長さ及び直径の寸法を小さくした場合でも、ガス発生剤及び加圧媒質を充填するために十分な容積を確保でき、全体の小型化に伴ってガス発生剤や加圧媒質の充填量を減少させる必要がない。
【００４７】
（２）２以上のガス発生室のインフレータハウジング軸方向に占める体積を小さくできる、又は軸方向への長さを短くできるので、その分だけ小型化ができる。
【００４８】
（３）インフレータハウジング１０１の内壁をガス発生室の外殻として利用した場合は、別途ガス発生室ハウジングを設けた場合に比べて軽量化できる。
【００４９】
以下、図１のハイブリッドインフレータ１００を改変した他の実施形態を図２により説明する。図２は、図１のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図２（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図３（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。なお、図２（ｂ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００５０】
第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０は、図２（ａ）に示すように、軸方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に図２（ｂ）に示すように、インフレータハウジング１０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００５１】
第１ガス発生室１３０は、第１ガス発生室ハウジング１３６と、第２ガス発生ハウジング１４６より外殻が形成され、第２ガス発生室１４０は、第２ガス発生室ハウジング１４６により外殻が形成されている。第１ガス発生室ハウジング１３６と第２ガス発生室ハウジング１４６の内部空間１５０に面したそれぞれの端面は、互いに接している。
【００５２】
第１ガス発生室ハウジング１３６の内部空間１５０と第１ガス発生室１３０に面した端面には、第１ガス発生剤１３２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第１連通孔１３７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第１連通孔１３７の径は、第１ガス発生剤１３２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第１連通孔１３７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００５３】
第２ガス発生室ハウジング１４６の内部空間１５０に面した端面には、第２ガス発生剤１４２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第２連通孔１４７が、インフレータハウジング１０１の軸方向に開口して設けられている。第２連通孔１４７の径は、第２ガス発生剤１４２が外に漏れ出ないような径に調整されている。更に第２連通孔１４７に面した第１ガス発生室ハウジング１３６の端面には、複数の第２連通孔１４７の全てと内部空間１５０とを連通できる第３連通孔１４８が設けられている。第２連通孔１４７と第３連通孔１４８とは互いに接しており、それらの内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００５４】
なお、図２（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、別に１又は２以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００５５】
図２（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、上記した（１）、（２）の作用効果が得られる。
【００５６】
以下、図１のハイブリッドインフレータ１００を改変した他の実施形態を図３により説明する。図３は、図１のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図３（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。なお、図３（ｂ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００５７】
第１ガス発生室１３０と第２ガス発生室１４０は、図３（ａ）に示すように、軸方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に第３図（ｂ）に示すように、第２ガス発生室１４０が第１ガス発生室１３０に包み込まれるようにして配置され、インフレータハウジング１０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００５８】
第１ガス発生室１３０は、インフレータハウジング１０１と、第２ガス発生室ハウジング１４６の全部の壁と、第１隔壁１３５により外殻が形成され、第２ガス発生室１４０は、第２ガス発生室ハウジング１４６と第２リテーナー１４５により外殻が形成されている。
【００５９】
なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、別に１又は２以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００６０】
図３（ａ）、（ｂ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、上記した（１）〜（３）の作用効果が得られる。
【００６１】
次に、図１〜図３に示すハイブリッドインフレータ１００の動作を説明する。なお、第１点火器１１２と第２点火器１２２は同時に作動させることもできるが、以下においては、第１点火器１１２が先に作動し、第２点火器１２２が遅れて作動する場合について説明する。
【００６２】
車両の衝突時、作動信号出力手段により第１点火器１１２が作動点火し、第１破裂板１１８を破壊した後、伝火薬１１９を着火燃焼させて高温ガス（火炎）を発生させ、この火炎により、第１ガス発生室１３０内の第１ガス発生剤１３２が着火燃焼して高温ガスが発生する。この高温ガスは、第１連通孔１３７から流出して加圧媒質と共に混合ガスを形成して内部空間１５０内に満たされる。
【００６３】
その後、混合ガスにより内部空間１５０内の圧力が高められ、速やかに主破裂板１６２が破壊される。その結果、混合ガスは、破壊された主破裂板１６２を通ってガス排出孔２６３から瞬時に噴出し、エアバッグを膨張させる。
【００６４】
第１点火器１１２の作動着火から僅かに遅れて第２点火器１２２が作動点火し、第２破裂板１２８が破壊され、更に第２ガス発生室１４０内の第２ガス発生剤１４２が着火燃焼されて高温ガスが発生する。この高温ガスは、第２連通孔１４７（図３では、第２連通孔１４７及び第３連通孔１４８）から流出して、残余の加圧媒質と共に混合ガスを形成し、破壊された主破裂板１６２を通ってガス排出孔１６３から噴出し、更にエアバッグを膨張させる。
【００６５】
次に本発明の別の実施形態を図面により説明する。図４（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。なお、図４（ｃ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００６６】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、円筒状のインフレータハウジング２０１が、インフレータハウジング２０１の軸方向の中央又はその近傍に設けられた仕切り板２０２で２つ（２０１ａ及び２０１ｂ）に仕切られており、軸方向に直列に配置された２つの空間である第１室２５０と第２室２６０が設けられている。
【００６７】
仕切り板２０２は、インフレータハウジング２０１（２０１ａ、２０１ｂ）に溶接（又はネジでもよい）で固定されており、半径方向に設けられた４個のガス排出孔２０３と、厚み方向に設けられ、第１室２５０と第２室２６０とを連通する４個のガス通路２０４を有している。
【００６８】
ガス排出孔２０３は、主破裂板２０５を介して第２室２６０と連通されており、ガス排出孔２０３とガス通路２０４とは交わっていない。ガス排出孔２０３の総開口面積は、ガス通路２０４の総開口面積よりも小さくなるように設定されているので、加圧媒質と燃焼ガスからなる混合ガスの噴出圧力は、ガス排出孔２０３によって制御されている。
【００６９】
インフレータハウジング２０１と仕切り板２０２を構成する材料の種類は特に限定されるものではないが、溶接のし易さ等を考慮すると同一材料であることが望ましく、例えば、ステンレス鋼を用いることができる。
【００７０】
主破裂板２０５からガス排出孔２０３に至る混合ガス流出経路の所望の位置には、混合ガスに含まれる異物（例えば、主破裂板２０５の破片）を取り除くための金網等のスクリーンを配置することもできる。ガス排出孔２０３は、図４（ｂ）に示すように、仕切り板２０２の周面全体にわたって複数個が均等間隔で設けられるか、又は異なる間隔で設けられてもよい。
【００７１】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた一方の空間である第１室２５０内には、インフレータハウジング２０１ａと、第２ガス発生室ハウジング２４６の一部の壁と、第１リテーナー２３５により外殻が形成された第１ガス発生室２３０が配置され、第１ガス発生室２３０内には、所要量の第１ガス発生剤２３２が収容されている。第１ガス発生室２３０の容積は、使用する第１ガス発生剤２３２の量に応じて、第２リテーナー２４５を軸方向の両方向に移動させることで調整できる。
【００７２】
第１リテーナー２３５には、第１ガス発生剤２３２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第１連通孔２３７が、インフレータハウジング２０１の軸方向に開口して設けられている。第１連通孔２３７の径は、第１ガス発生剤２３２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第１連通孔２３７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００７３】
第１点火室２１０は、インフレータハウジング２０１の一端側に取り付けられたボス２０９により形成されており、内部には第１点火器２１２が嵌め込まれている。２１４はコネクタ、２１６導電ピンである。
【００７４】
第１ガス発生室２３０内には、第１ガス発生室２３０と第１点火室２１０とを遮断するように設けられた第１破裂板２１８を介して、第１点火器２１２の先端部分と正対するようにして、アルミニウム容器等に充填された伝火薬２１９が配置固定されている。
【００７５】
更に第１室２５０内には、第２ガス発生室ハウジング２４６と第２リテーナー２４５により外殻が形成された第２ガス発生室２４０が配置され、第２ガス発生室２４０内には、所要量の第２ガス発生剤２４２が収容されている。第２ガス発生室２４０の容積は、使用する第２ガス発生剤２４２の量に応じて、第２リテーナー２４５を軸方向の両方向に移動させることで調整できる。
【００７６】
第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０は、図４（ａ）に示すように、半径方向に沿って２分割され、かつ半径方向に互いに隣接している。更に図４（ｂ）に示すように、インフレータハウジング２０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００７７】
第２リテーナー２４５には、第２ガス発生剤２４２が燃焼して生じた燃焼ガスを流出させるための所要数の第２連通孔２４７が、インフレータハウジング２０１の軸方向に開口して設けられている。第２連通孔２４７の径は、第２ガス発生剤２４２が外に漏れ出ないような径に調整されており、第２連通孔２４７の内側又は外側には、金網等からなるスクリーンを配置することもできる。
【００７８】
第２点火室２２０は、インフレータハウジング２０１の一端側に取り付けられたボス２０９により形成されており、内部には第２点火器２２２が嵌め込まれている。２２４はコネクタ、２２６は導電ピンである。第２ガス発生室２４０内には、第２ガス発生室２４０と第２点火室２２０とを遮断するようにして第２破裂板２２８が設けられている。
【００７９】
第１室２５０には、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０を含む空間内に加圧媒質が高圧充填され、空間内を高圧でかつ等圧に保持している。
【００８０】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた他方の空間である第２室２６０内にも加圧媒質が高圧充填されているが、主破裂板２０５からガス排出孔２０３に至るガス流出経路は、常圧となっている。２０８は、加圧媒質の充填孔を閉塞するために用いたシールピンである。
【００８１】
なお、図４（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、インフレータハウジング２０１ａと第２ガス発生室ハウジング２４６により、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０が半径方向に仕切られているが、１枚の長方形の仕切り部材（隔壁）を軸方向に配置することで、２つのガス発生室に仕切ることもできる。更に、２枚以上の仕切り部材（隔壁）やガス発生室ハウジングを組み合わせて軸方向に配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００８２】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、その構造に基づいて、上記の（１）〜（３）の作用効果に加えて、更に下記の（４）〜（６）の作用効果が得られる。
【００８３】
（４）ハイブリッドインフレータ２００では、混合ガスを中央部分から排出できるため、エアバッグシステムに適用する際、端部から排出するタイプのハイブリッドインフレータでは必要であった整流板が不要となる。
【００８４】
（５）ハイブリッドインフレータ２００では、第１室２５０と第２室２６０とがガス通路２０４で連通されているので、製造工程においては、加圧媒質充填孔から加圧媒質を充填すれば、加圧媒質はガス通路２０４を通って第２室２６０と第１室２５０の両方に流入するので、一度の充填作業により加圧媒質を充填できる。
【００８５】
（６）第１室２５０内の混合ガスは、必ずガス通路２０４を通って第２室２６０内に流入した後に排出されることになり、このような流出過程で適度に冷却される結果、混合ガスの温度が下がるほか、混合ガス中に含まれているミストが固化されやすい。
【００８６】
以下、図４のハイブリッドインフレータ２００を改変した実施形態を図５により説明する。図５は、図４のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図５（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。なお、図５（ｃ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００８７】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた一方の空間である第１室２５０内には、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０が設けられている。
【００８８】
第１ガス発生室２３０は、第１ガス発生室ハウジング２３６と第１リテーナー２３５により外殻が形成され、第２ガス発生室２４０は、第２ガス発生室ハウジング２４６と第２リテーナー２４５により外殻が形成されている。
【００８９】
第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０は、図４（ａ）に示すように、半径方向に沿って２分割され、かつ半径方向に小さな間隙をおいて配置されている。更に図５（ｃ）に示すように、インフレータハウジング２０１の半径方向の断面を見たとき、空間の一部のみを占有している。
【００９０】
なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、３又は４以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００９１】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ１００は、その構造に基づいて、下記の（１’）、の作用効果のほか、上記した（４）〜（６）の作用効果が得られる。
【００９２】
（１’）インフレータハウジング１０１内におけるガス発生室の占有容積が小さいので、ガス発生剤の量が少なく、加圧媒質の量が多いタイプのハイブリッドインフレータに適している。
【００９３】
また、図５に示すハイブリッドインフレータ２００の別の実施形態として、図４（ｃ）に示す形状のガス発生室ハウジング（半円形の第２ガス発生室ハウジング２４６）を用い、これらを２つ組み合わせて、円を２等分した状態の第１ガス発生室と第２ガス発生室を形成してもよい。この場合、２つのガス発生室は、インフレータハウジングの半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００９４】
以下、図４のハイブリッドインフレータ１００を改変した他の実施形態を図６により説明する。図６は、図４のハイブリッドインフレータとは、ガス発生室の配置状態のみが異なるものであるため、その他の同一部分は同一番号を付して示す。図６（ａ）は、本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。なお、図６（ｃ）は、ガス発生室の配置状態を説明するためだけに用いる。
【００９５】
インフレータハウジング２０１が仕切り板２０２で仕切られた一方の空間である第１室２５０内には、第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０が設けられている。
【００９６】
第１ガス発生室２３０は、インフレータハウジング２０１ａと、第２ガス発生室ハウジング２４６の全部の壁と、第１リテーナー２３５により外殻が形成され、第２ガス発生室２４０は、第２ガス発生室ハウジング２４６と第２リテーナー２４５により外殻が形成されている。
【００９７】
第１ガス発生室２３０と第２ガス発生室２４０は、図６（ａ）に示すように、軸方向に沿って２分割され、かつ第２ガス発生室２４０が第１ガス発生室２３０に包み込まれるようにして配置されている。更に図６（ｂ）に示すように、インフレータハウジング２０１の半径方向の断面を見たとき、空間の全部を占有している。
【００９８】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、別に１又は２以上の独立したガス発生室ハウジングを配置することで、３又は４以上のガス発生室に仕切ることもできる。
【００９９】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すハイブリッドインフレータ２００は、その構造に基づいて、上記した（１）〜（６）の作用効果が得られる。
【０１００】
次に、図４〜図６に示すハイブリッドインフレータ２００の動作を説明する。なお、第１点火器２１２と第２点火器２２２は同時に作動させることもできるが、以下においては、第１点火器２１２が先に作動し、第２点火器２２２が遅れて作動する場合について説明する。
【０１０１】
車両の衝突時、作動信号出力手段により第１点火器２１２が作動点火し、第１破裂板２１８を破壊した後、伝火薬２１９を着火燃焼させて高温ガス（火炎）を発生させ、この火炎により、第１ガス発生室２３０内の第１ガス発生剤２３２が着火燃焼して高温ガスが発生する。この高温ガスは、第１連通孔２３７から流出して加圧媒質と共に混合ガスを形成して第１室２５０内に満たされる。
【０１０２】
その後、混合ガスは、仕切り板２０２に設けられたガス通路２０４を通って第２室２６０内に流入し、その内部圧力を高めるので、速やかに主破裂板２０５が破壊される。その結果、第１室２５０からの混合ガスと第２室内の加圧媒質は、破壊された主破裂板２０５を通ってガス排出孔２０３から瞬時に噴出し、エアバッグを膨張させる。
【０１０３】
第１点火器２１２の作動着火から僅かに遅れて第２点火器２２２が作動点火し、第２破裂板２２８が破壊され、更に第２ガス発生室２４０内の第２ガス発生剤２４２が着火燃焼されて高温ガスが発生する。この高温ガスは、第２連通孔２４７から流出して、残余の加圧媒質と共に混合ガスを形成し、ガス通路２０４を通って第２室２６０に流入した後、第２室２６０内の残余の加圧媒質と共に破壊された主破裂板２０５を通ってガス排出孔２０３から噴出し、更にエアバッグを膨張させる。
【０１０４】
次に、本発明のエアバッグシステムについて説明する。本発明のエアバッグシステムには、図１〜図６のいずれのハイブリッドインフレータも適用できるが、以下においては、図４〜図６のハイブリッドインフレータ２００を用いた場合について説明する。
【０１０５】
まず、エアバッグシステムの一実施形態を図７により説明する。図７は、エアバッグシステムの幅方向（システムに組み込まれたハイブリッドインフレータ２００の半径方向と一致する方向）への概念図である。図７中の白抜きの矢印はエアバッグの展開方向、即ち乗員がいる方向を示し、矢印は混合ガスの噴出方向を示す。
【０１０６】
エアバッグシステム４００は、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、モジュールケース４０２内にハイブリッドインフレータ２００とエアバッグ４０４が収容されたモジュールとを備えたものである。ハイブリッドインフレータ２００は、第１点火器２１２と第２点火器２２２側において作動信号出力手段（衝撃センサ及びコントロールユニット）に接続し、エアバッグ４０４を取り付けたモジュールケース４０２内に固定する。このとき、ハイブリッドインフレータ２００のガス排出孔２０４の配置状態は、ガス排出孔２０３の向きがエアバッグ４０４に対向しないように、望ましくはエアバッグ４０４とは反対方向であり、モジュールケース４０２の内壁４０６に対向するように配置する。かかる構成のエアバッグシステム４００は、作動信号出力手段における作動信号出力条件を適宜設定することにより、衝撃の程度に応じてガス発生量を調整し、エアバッグ４０４の膨張速度を調整することができる。
【０１０７】
エアバッグシステム４００では、ハイブリッドインフレータ２００の中央部分から混合ガスを噴出するため、モジュールケース４０２内に整流板を配置する必要がない。また、右ハンドル車と左ハンドル車に拘わらず、共通仕様にすることができる。
【０１０８】
更に、エアバッグシステム４００では、ガス排出孔２０４の配置状態によっては、図示するように、ガス排出孔２０３の向きを内壁４０６に対向するようにハイブリッドインフレータ２００を取り付けることで、噴出する混合ガスを一旦内壁４０６に当てた後でエアバッグ４０４内に流入させることができる。このため、その分だけ混合ガス温度を低下させることができる。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明のハイブリッドインフレータは、小型化軽量化の要求を満たし、かつインフレータとしての機能を損なうことなく、要求に応じて加圧媒質量及びガス発生剤量を適宜調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図２】 本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図３】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図４】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図５】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図６】本発明の他実施形態であるハイブリッドインフレータの軸方向への断面図。
【図７】 本発明のエアバッグシステムを説明するための概念図。
【図８】 本発明の他のエアバッグシステムを説明するための平面方向からの概念図。
【図９】 図８のエアバッグシステムの側面方向からの概念図。
【符号の説明】
１００、２００ ハイブリッドインフレータ
１０１、２０１ インフレータハウジング
１３０、２３０ 第１ガス発生室
１４０、２４０ 第２ガス発生室
Claims (8)
- インフレータハウジング（201）と、
インフレータハウジング（201）内に収容されたガス発生剤を備えた第１ガス発生室（230）と第２ガス発生室（240）と、
第１ガス発生室（230）と第２ガス発生室（240）のそれぞれに接続された第１点火器（212）と第２点火器（222）を備えた第１点火室（210）と第２点火室（220）とを有しているハイブリッドインフレータ（200）であって、
インフレータハウジング（201）内が、内部において半径方向に配置された仕切り板（202）により軸方向に沿って２つの空間（250，260）に分割されており、
前記２つの空間の一方(250)に、ガス発生剤を備えた第１ガス発生室（230）と第２ガス発生室（240）と第１点火器（212）と第２点火器（222）を備えた第１点火室（210）と第２点火室（220）が配置されており、
第１ガス発生室（230）と第２ガス発生室（240）は、インフレータハウジング（201）内部に設けられた隔壁又はガス発生室ハウジングにより、半径方向に沿って分割されており、
仕切り板（202）には、前記２つの空間（250，260）を繋ぐ１又は２以上のガス通路（204）と、加圧媒質の流出経路に繋がる１又は２以上のガス排出孔（203）と、加圧媒質の流出経路を遮断する主破裂板（205）とが設けられており、
ガス排出孔（203）が仕切り板（202）の半径方向に設けられ、ガス通路（204）が仕切り板（202）の厚み方向に設けられ、それらが交わらないように設けられており、
インフレータハウジング（201）内の第１点火室（210）と第２点火室（220）を除く空間部分には加圧媒質が充填されている、多段膨張式ハイブリッドインフレータ。 - 第１ガス発生室（230）と第２ガス発生室（240）が、インフレータハウジング内にそれぞれ独立して設けられた２以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものである請求項１記載の多段膨張式ハイブリッドインフレータ。
- 第１ガス発生室（230）と第２ガス発生室（240）が、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に設けられた１以上のガス発生室ハウジングにより形成されたものである請求項１記載の多段膨張式ハイブリッドインフレータ。
- ガス排出孔を有する仕切り板が、インフレータハウジングの軸方向の中央又はその近傍に設けられている請求項１〜３のいずれか１記載の多段膨張式ハイブリッドインフレータ。
- ガス排出孔が、仕切り板の周面の全部又は一部に１又は複数個設けられている請求項１〜４のいずれか１記載の多段膨張式ハイブリッドインフレータ。
- ガス排出孔が、仕切り板の周面の半分以下に複数個設けられている請求項１〜５のいずれか１記載の多段膨張式ハイブリッドインフレータ。
- ガス排出孔の総開口面積が、ガス通路の総開口面積よりも小さくなるように設定されている請求項１〜６のいずれか１記載の多段膨張式ハイブリッドインフレータ。
- 衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、ケース内に請求項１〜７のいずれか１記載の多段膨張式ハイブリッドインフレータとエアバッグが収容されたモジュールケースとを備えたエアバッグシステム。
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