JP2009006758A - インフレータ - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の衝突時や衝突予測時に、ボトル部内に充填された高圧ガスを放出して、エアバッグの膨張等の被制御対象物を制御するインフレータで、高圧ガスを噴出するための開口部を封止する破裂板の、緊急時における開裂の信頼性を高めたインフレータを提供すること。
【解決手段】 ボトル部には高圧ガスが充填され、高圧ガスを噴出する開口部は破裂板で封止されている。破裂板は、少なくともその一部が駆動源により、ボトル部の内方側から外方側または外方側から内方側に向けて変位させられ、駆動源により変位させられた破裂板は、開口部に対して実質的に変位不能に固定されたストライカ部材と衝突して、高圧ガスをインフレータの外方側に放出させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の衝突時や衝突予測時にガスを噴出し、所定場所に配置されたエアバッグを展開膨張させたり、シートベルトのプリテンショナ等や、車両のフードをポップアップさせるためのアクチュエータに用いるインフレータに関するものである。

従来、この種のインフレータとしては、高圧ガスが充填されたボトル部の一端側に形成された開口部を破裂板で封止するとともに、ボトル部内方側には破裂板に対向して矢尻部材を配置し、この矢尻部材を他端の内方側に配置した点火器による駆動で破裂板に衝突させて破裂板を開裂することで、高圧ガスをインフレータの外方側に噴出させるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、高圧ガスが充填されたボトル部の一端の開口部を破裂板で封止するとともに、ボトル部の外方側には破裂板に対向して矢尻部材を配置し、この矢尻部材を、矢尻部材に隣接して設けた点火器による駆動で破裂板に衝突させることで、破裂板を開裂して高圧ガスをインフレータの外方側に噴出させるものも知られている（例えば、特許文献２を参照）

特開２００６−０５６３０８号公報 特開２００２−２０５６２０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のインフレータにおいて、矢尻部材は、その先端部側を、ボトル部の内方側であって、ボトル部内に充填された高圧ガスを噴出させるために、ボトル部の一端側に形成された開口部を封止する破裂板に対向して破裂板の近傍に配置し、この矢尻部材を破裂板に衝突させるための駆動源である点火器を、ボトル部の破裂板で封止された開口部の反対側の他端側に設けている。ところが、インフレータのボトル部が長尺筒状である場合には、特許文献１に記載のインフレータにおいては、破裂板および破裂板に直接的に衝突する矢尻部材の先端部と、矢尻部材の駆動源である点火器とは、長尺筒状のボトル部の一端側と他端側との離れた位置に配置せざるをえず、矢尻部材の全長をボトル部全長より若干短くしてボトル部内に配置したり（特許文献１の図１を参照）、矢尻部材を短くして、ボトル部の一端側の破裂板に近接した位置に配置したり（特許文献１の図３を参照）しているが、前者の場合では、長尺の矢尻部材を正確に破裂板の中央部近傍に衝突させなけれならず、また、後者の場合では、矢尻部材を駆動させるための点火器の衝撃波は、長尺筒状のボトル部の一端側から他端側まで伝播しなければならず、いずれの場合でも、確実に破裂板を開裂するための信頼性に欠けるものであった。

これに対して、上記特許文献２に記載のインフレータにあっては、ボトル部の一端側に形成された開口部を破裂板で封止し、ボトル部の外方側であって、破裂板に対向して矢尻部材を配置し、矢尻部材を破裂板に衝突させるための駆動源である点火器を矢尻部材に隣接して配置したものであるが、ボトル部の外方側で、破裂板に対向して矢尻部材と点火器との両方を配置しなければならず、また、矢尻部材が破裂板に衝突するための変位スペースも必要になるため、ボトル部の外方側にこれらの配置場所を確保する困難性が生じることとなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、破裂板の開裂の信頼性を増すことができ、矢尻部材等のストライカ部材も配置場所の確保を比較的容易なインフレータを提供することにある。

上記目的を達成するための手段及びその作用・効果を記載する。

上記目的を達成するため、請求項１の発明においては、高圧ガスが充填され、該ガスを外部に噴出させる開口部を有するボトル部と、前記ボトル部の前記開口部を封止する破裂板と、前記破裂板の少なくとも一部を変位させる駆動源と、を備えるインフレータであって、前記破裂板に対向し、前記開口部と所定距離を隔て、前記開口部との相対距離を実質的に変位不能とされて配置されるとともに、前記駆動源により変位させられた前記破裂板と衝突することにより、前記破裂板を破断可能なストライカ部材を備えていること、を要旨とする。

本発明にかかるインフレータにおいては、一般的に、薄肉の金属板で形成されている破裂板を、駆動源により容易に変位させることができるので、ストライカ部材を開口部との距離が実質的に変位不能としておいても、破裂板を駆動源で変位させることで、容易に破裂板をストライカ部材に衝突させて開裂させ、高圧ガスをボトル部の外方側に噴出させることができる。なお、ここで、実質的に変位不能とは、薄肉の金属板で形成されている破裂板が、例えば、夏期と冬期との温度差による膨張収縮や、外気圧の変動によって、ストライカ部材と破裂板との距離が変位することは含まない。

また、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明に加えて、前記ストライカ部材は、前記ボトル部の外方側において前記破裂板に対向して配置され、前記駆動源は、前記ボトル部の内方側に設けられて、前記破裂板を前記ボトル部の内方側から外方側に向けて変位させることにより、前記破裂板を前記ストライカ部材に衝突可能とすること、を要旨とする。

本発明にかかるインフレータは、ガス発生源として、ボトル部内に充填された高圧ガスに加え、ボトル部材に配置されたガス発生剤のイニシエータによる燃焼ガスを併用するハイブリッドタイプのインフレータに好適に用いられる。この場合、破裂板を変位させる駆動源としては、ガス発生剤の燃焼による衝撃波や、ガス発生剤の燃焼によるボトル部内のガスの昇圧によるものが考えられる。本発明では、ガス発生源である燃焼ガスを破裂板の駆動源として用いたため、構成を簡素化することができる。

請求項３に記載の発明においては、請求項２に記載の発明に加えて、前記駆動源は、点火手段とガス発生剤とから形成されているガス発生室であり、該点火手段の作動および該点火手段による該ガス発生剤の燃焼ガスによる、衝撃波および前記ボトル内の内圧上昇によって、前記破裂板が、前記ボトル部の内方側から外方側に向けて変位させられること、を要旨とする。

本発明にかかるインフレータは、駆動源を、ボトル部内に充填された高圧ガスと協同して被制御対象物を制御するガス発生室としたので、簡単な構成で破裂板を効果的に変位させることが可能となる。

請求項４に記載の発明においては、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の発明に加えて、前記インフレータの前記破裂板で封止された前記開口部の外方側には、前記開口部を覆うように、前記開口部から噴出された前記ガスを、前記インフレータの外方側に向けて放出する、前記開口部より小径の複数の孔を有するディフューザが取り付けられており、前記ストライカ部材は、前記ディフューザの内方側に、前記破裂板に対向して固定されていること、を要旨とする。

本発明にかかるインフレータにおいては、ディフューザは破裂板で封止された開口部を、ボトル部外方側から覆っており、この内方側にストライカ部材を、破裂板に対向して固定することで、ストライカ部材の開口部に対向しての配置を容易にすることができる。

請求項５に記載の発明においては、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の発明に加えて、前記ボトル部内には、前記ガスの放出により制御される被制御対象物を制御に必要な量の前記ガスが充填され、標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときにおける前記破裂板の前記ストライカ部材に最も近い位置を第1位置とし、前記ボトル部内の前記ガスを、必要な量を充填したときの１．２５倍の内圧となるよう充填したとき、前記ガスの内圧に押圧されて該第1位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に変位した破裂板の前記ストライカ部材に最も近い位置を第２位置としたときに、前記ストライカ部材は前記第２位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に配置され、かつ、標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときに、前記駆動源によって前記第１位置から前記ボトル部の内方側から外方側に向けて変位させられる前記破裂板の変位量（Ｄ１）と、前記第１位置から第２位置との間の変位量（Ｄ２）とは、
Ｄ１＞Ｄ２
とされていること、を要旨とする。

ここで、非制御対象物とは、インフレータから放出された高圧ガスにより制御されるもので、車両の車室内外の所定個所に配置され、衝突時や衝突予測時に高圧ガスで展開膨張するエアバッグ、シートベルトのプリテンショナや、車外において歩行者との干渉によってフードの後端側をポップアップさせるアクチュエータ等として用いられるものである。

一般的に、破裂板は、前述の通り、薄肉の金属板で形成されて弾性変形が可能であり、ボトル部の内方側と外方側とで圧力差がない場合には、開口部を平面状に封止できるものであっても、ボトル部内に高圧ガスを充填すると、ボトル部の内方側から高圧ガスに押圧されて変形させられて、開口部の中央部近傍を頂点とした断面略円弧状に、外方側に向けて突出変形させられ、この突出量は、夏期と冬期との温度差等によっても弾性変形領域内において膨張、伸縮させられたり、外気圧の変動等の外的要因によっても、開口部からの変位量が大きくなったり小さくなったりするものである。

そこで、本発明のインフレータにおいては、上記構成としたため、破裂板の外的要因による膨張、収縮等によるボトル部の内方側から外方側に向けての変位差にかかわらず、破裂板の破裂の信頼性を向上させることができる。また、破裂板は、ボトル部の内圧を被制御対象物の制御に必要な量の１．２５倍の内圧となるような量を充填したガスで押圧されてボトル部の内方側から外方側に向けて変位する変位量の範囲内では弾性変形することが望ましいが、駆動源で変位させられる変位量は、弾性変形、組成変形のいずれの態様とすることができる。

請求項６に記載の発明においては、請求項１に記載の発明に加えて、前記ストライカ部材は、前記ボトル部の内方側において前記破裂板に対向して配置され、前記駆動源は、前記ボトル部の外方側に設けられて、前記破裂板を前記ボトル部の外方側から内方側に向けて変位させることにより、前記破裂板を前記ストライカ部材に衝突可能とすること、を要旨とする。

本発明においては、前述の請求項２乃至請求項４に記載の発明に対して、破裂板に対する駆動源とストライカ部材との配置を逆にしており、ボトル部内に充填された高圧ガスは、破裂板をボトル部の内方側から外方側に向けて押圧して破裂板の少なくとも一部をボトル部の内方側から外方側に向けて変位させる。この変位量は前述の外的要因によって変動するが、ストライカ部材は、ボトル部の内方側において破裂板に対向して配置されているため、破裂板は温度等の外的要因によって、ストライカ部材とは離隔する方向に変位させられる。このため、破裂板の外的要因にかかわらず、破裂板の材質や、ボトル部内の高圧ガスの選択の幅を広くすることができる。

請求項７に記載の発明においては、請求項６に記載の発明に加えて、前記駆動源は、点火手段であり、該点火手段の作動によって発生する衝撃波によって、前記破裂板が破裂板が、前記ボトル部の外方側から内方側に向けて変位させられること、を要旨とする。

本発明においては、燃焼ガスの発生を伴なわなず、衝撃波を発生する点火手段を駆動源としたので、点火手段をボトル部の外方側に配置するのを容易にすることができる。

請求項７に記載の発明においては、請求項６に記載の発明に加えて、前記インフレータの前記破裂板で封止された前記開口部の外方側には、前記開口部を覆うように、前記開口部から噴出された前記ガスを、前記インフレータの外方側に向けて放出する、前記開口部より小径の複数の孔を有するディフューザが取り付けられており、前記駆動源は、前記ディフューザの内方側に、前記破裂板に対向して固定されていること、を要旨とする。

本発明にかかるインフレータにおいては、ディフューザは破裂板で封止された開口部を、ボトル部の外方側から覆っており、この内方側に駆動源を、破裂板に対向して固定することで、ストライカ部材の開口部に対向しての配置を容易にすることができる。

請求項７に記載の発明においては、請求項５乃至請求項６のいずれか１項に記載の発明に加えて、前記ボトル部内には、前記ガスの放出により制御される被制御対象物を制御に必要な量の前記ガスが充填され、標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときにおける前記破裂板の前記ストライカ部材に最も遠い位置を第1位置とし、前記ボトル部内の前記ガスを、必要な量を充填したときの１．２５倍の内圧となるよう充填したとき、前記ガスの内圧に押圧されて該第1位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に変位した前記破裂板の前記ストライカ部材に最も遠い位置を第２位置としたときに、前記駆動源は前記第２位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に配置され、かつ、標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときに、前記駆動源によって前記ボトル部の外方側から内方側に向けて変位させられる前記破裂板の変位量は、第２位置にある前記破裂板の前記ストライカ部材に最も遠い位置とストライカ部材との間の距離（Ｄ３）より大きくされていること、を要旨とする。

本発明にかかるインフレータについては、上記構成としたため、破裂板の外的要因による膨張、収縮等によるボトル部の内方側から外方側に向けての変位差にもかかわらず、破裂板の破裂の信頼性を向上させることができる。また、本発明における破裂板は、前述の請求項４と同じ物を用いることができ、破裂板は、ボトル部の内圧を被制御対象物の制御に必要な量の１．２５倍の内圧となるような量を充填したガスで押圧されてボトル部の内方側から外方側に向けて変位する変位量の範囲内では弾性変形することが望ましいが、駆動源で変位させられる変位量は、弾性変形、組成変形のいずれの態様とすることができる。なお、被制御対象物は、前述の請求項４と同じである。

請求項８に記載の発明においては、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発明に加えて、前記ストライカ部材は、前記駆動源によって変位させられた破裂板と衝突する先端部を有し、 前記先端部は、所定の長さを有する略ブレード状とされていること、を要旨とする。

請求項８に記載の発明においては、請求項１乃至請求項７にいずれか１項に記載の発明に加えて、前記ストライカ部材は、前記駆動源によって変位させられた破裂板と衝突する先端部を有し、前記先端部は、所定の長さを有する略ブレード状とされていること、を要旨とする。

本発明のインフレータにおいては、駆動源によって変位させられた破裂板を、略ブレード状の先端部と衝突することにより、より容易に破断することが可能となる。

本発明のインフレータによれば、破裂板の開裂の信頼性を増すことができ、ストライカ部材もの置場所の確保が比較的容易とすることができる。

以下、本発明のインフレータの実施形態について説明する。

（第1実施形態）
本発明の第1実施形態について、図１、図２および図５（ａ）を用いて説明する。本発明の第1実施形態のインフレータ１は、前述のハイブリッドタイプのインフレータに用いた例を示す、ガス発生源は、ボトル部２内に充填された高圧ガスＧ１と、後述するガス発生剤７２の燃焼による燃焼ガスとを併用するもので。非制御対象物としての、図示しないエアバッグを膨張させる。

図1および図２に示すように、インフレータ１は、円筒状で左右両端で径が絞られるように若干小径とされたボトル部２を有しており、ボトル部２内には、高圧ガスＧ１が、ボトル内の内圧が４０ＭＰａとなるように充填されている。そして、ボトル部２の一端側には、高圧ガスＧ１をボトル部２の外方側に噴出する第1開口部２０が形成されている。第1開口部２０は、厚みが０．１ｍｍから０．２ｍｍの薄肉のＳＵＳ３１６（ＪＩＳ規格記号）やインコネル等の薄肉の金属板から形成された第1破裂板３で封止されている。

一方、ボトル部２の他端側には、図１に示すように、第１開口部２０に対向して第２開口部２１が形成されており、第１破裂板３と同じ厚み、材質の第２破裂板４で封止されている。第１破裂板３と第２破裂板４はともに無負荷状態では平板状であるが、図１に示すように、ボトル部２の一端側と他端側に取り付けられた状態では、ボトル部２内に充填された高圧ガスＧ１によって、ボトル部２の内方側から外方側に向かって押圧され、第１開口部２０と第２開口部２１の端部から外方側に向けて断面略円弧状に弾性変形させられ、第１開口部２０と第２開口部２１のほぼ中心近傍が、第１開口部２０と第２開口部２１に対して、ボトル部２の外方側に向けて変位させられている。

次に、図１および図２に示すように、ボトル部２の一端側において、第１破裂板３で封止された第１開口部２０の外方側には、第１開口部２０から噴出された高圧ガスＧ１および後述する燃焼ガスをインフレータ１の外方側に放出する略椀状のディフューザ５が、ボトル部２の第1開口部２０を外方側から覆うように、第1開口部２０の外端縁に、ボトル部２から外方側に向けて突出するように取り付けられている。

ディフューザ５は、図1および図２に示すように、一端側が開口してボトル部２の第1開口部２０の外縁端に取り付けられるとともに、第1開口部２０をボトル部２の外方側から覆うように、筒状部５０がボトル部２の外方側に向けて延設され、筒状部５０の他端側の先端部は、底部５１とされている。更に、筒状部５０の側壁には、第1開口部５０より小径の複数の孔５２（第１実施形態では１０個）が穿たれている。更に、底部５１にも、１個の取付孔５３が穿たれている。

取付孔５３には、図1および図２に示すように、矢尻状のストライカ部材６が、ディフューザ５の外方側から内方側に向けて貫入されている。ストライカ部材６は、取付取付孔５３より大径で、ディフューザ５の内方側に向けてのストッパとして、ディフューザ５の底部５１の外方側面に当接する頭部６０と、取付孔５３に貫入されて、第１破裂板３に対向する脚部６１と、脚部６１のディフューザ５の外方側への抜け防止のため、脚部６１に溶接や螺子留め等で固定され、ディフューザ５の底部５１の内方側面に当接する、取付孔５３より大径の中間フランジ６２とから形成されている。更に、脚部６１は、取付孔５３に貫入され、ディフューザ５の底部５１から第１開口部２０に向けた本体部６１Ａと、第１破裂板３との衝突部位としての先端部６１Ｂとから形成されており、先端部６１Ｂは、ボトル部２内に重点された高圧ガスＧ１の押圧によって第１開口部２０の外方側に変位させられた第１破裂板３の最大変位部より所定の長さ離隔した外方側に配置されている。なお、図５（ａ）に示すように、第１破裂板３に対向した先端部６１Ｂの頂点部６１Ｃは、第１破裂板３との衝突で、第１破裂板３を開裂しやすいように、矢尻状の尖鋭形状とされている。

次に、図１に示すように、ボトル部２の他端側の第２破裂板４の外方側には、ガス発生室７が取り付けられている。ガス発生室７で生成されるガスは、第１破裂板３を、ボトル部２の第１開口部２０の内方側から外方側に向けて変位させる駆動源として作用するとともに、ディフューザ５からインフレータ１の外方側に放出されて、高圧ガスＧ１と協同して、非制御対象物である、図示しないエアバッグを膨張させる。

ガス発生室７は、例えば、特開２００６−１１１２５７号公報に記載のガス発生室と同様な構成とされており、ガス発生室７０と点火手段７１とガス発生剤７２とから形成されている。ガス発生室７０は略筒状とされて、図１に示すように、一端側が第２破裂板４で封止された第２開口部２１に取り付けられ、他端側は点火手段７１が貫入されて閉塞されている。そして、ガス発生室７０にはガス発生剤７２が収容されている。

次に、第1実施形態のインフレータ１の作動態様について説明する。

インフレータ１は、車室内の所定位置に配置され、非制御対象物としての、図示しないエアバッグに連結されているとともに、車両の衝突センサや衝突予測センサに電気的に接続されている。

車両が他の車両等と衝突したりあるいは衝突が予測されると、衝突センサあるいは衝突予測センサからインフレータ１に信号が送信され、この信号により、点火手段７１が点火して、ガス発生剤７２を燃焼させて燃焼ガスが発生する。すると、ガス発生室７０内が燃焼ガスにより昇圧させられるとともに、燃焼ガスが衝撃波を発生して、第２破裂板４が開裂され、燃焼ガスはボトル部２内に流入する。

燃焼ガスによる衝撃波は、ボトル部２内を伝播するとともに、ボトル部２内の内圧を上昇させて第１開口部２０を封止する第１破裂板３をボトル部２の内方側から外方側に向けて押圧し、図２の実線で示すように、断面略円弧状に弾性変形した状態を、さらに大きく変形させる。やがて、第１破裂板３の変位量が最も大きくなって、第１開口部２０の中央部近傍が、ストライカ部材６の頂点部６１Ｃに衝突する。すると、尖鋭形状の頂点部６１Ｃによって第１破裂板３が開裂させられて、高圧ガスＧ１と燃焼ガスはディフューザ５内から複数の孔５２を通過して放出され、図示しないエアバッグを膨張させることができる。即ち、ガス発生室７は、第１破裂板３を変位させる駆動源を形成しており、この駆動源による第１破裂板３の変形による第１開口部２０の中央部近傍の変位量をＤ１とする。（なお、図２では、第１破裂板３と、頂点部６１Ｃとの間をＤ１としているが、このＤ１の長さは、図２に示す第１破裂板３と頂点部６１Ｃとの間の長さより大きければよく、図２に示した長さに限定されない。）

ここで、第１破裂板３は、インフレータ１の作動時以外の通常時には、図１および図２に実線で示すように、ボトル部２内の高圧ガスＧ１に内方側から押圧されて、第１開口部２０の外方側に向けて第１開口部２０の中央部近傍を頂点として断面略円弧状に弾性変形させられ、第１開口部２０の外方側に変位させられているが、この変位量は一定ではなく、例えば、夏期と冬期との温度差や外気圧等の外的要因によって変動することがある。

そこで、標準状態において、ボトル部２内に被制御対象物の制御（第１実施形態の場合はエアバッグの膨張）に必要な量の高圧ガスＧ１を充填した状態を通常状態とし、ボトル部２内に充填する高圧ガスＧ１の充填量を、通常状態の１．２５倍の内圧となるよう充填した状態を高圧状態とする。第１破裂板３は、ボトル部２内外の圧力差がないと、第1開口部２０を封止してほぼ平板状とかあるいはボトル部２の内方側から外方側に向けて予め若干断面略円弧状に変形加工（この変形量は、後述する通常状態時の変形量より小さい。）されているが、標準状態において、ボトル部２内にエアバッグの膨張に必要な量の高圧ガスＧ１を充填すると、図２に実線で示すように、ボトル部２の内方側から外方側に向けて断面略円弧状に変形させられる。さらに、ボトル部２内の内圧を前述のように１．２５倍の高圧状態とすると、第１破裂板３は、さらに大きく変形させられて、図２に破線で示すように変形させられる。

ちなみに、ボトル部２内の内圧を１．２５倍とする高圧ガスＧ１の充填量（モル数）は、以下の気体の状態方程式より容易に算出することができる。
気体の状態方程式 ＰＶ＝ｎＲＴ
Ｐ：気体の圧力，Ｖ：気体の体積，ｎ：気体の質量（モル数），Ｒ：気体定数，Ｔ：絶対温度

図２に示すように、第１破裂板３の第１開口部２０の中央部近傍での変位させられた頂点の位置を、通常状態時を第１位置、高圧状態を第２位置とし、第１位置から第２位置への変位量をＤ２とする。このとき、ストライカ部材６は、ボトル部２の第１開口部２０に対して外方側に配置されており、さらに、前述のＤ１とＤ２とは、Ｄ１＞Ｄ２とされている。

第１実施形態のインフレータ１においては、上記構成としたため、ハイブリッドタイプのインフレータ１において、ガス発生室７を駆動源として、第1開口部２０を封止している第1破裂板３を変位させ、ボトル部２の外方側で、第1破裂板３に対向して配置したストライカ部材６に衝突させる構成とした。このため、ストライカ部材６の駆動源を別に設ける必要がなく、さらに、第1破裂板３と衝突するストライカ部材６の先端部６１Ｂをディフューザ５の内部で、第1破裂板３に隣接して配置したため、第1破裂板３を的確に開裂することができる。また、先端部６１Ｂは図５(ａ)に示すように、頂点部６１Ｃが矢尻状の先鋭形状とされているため、より的確に第１破裂板３を開裂させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。第２実施形態のインフレータ１００は、被制御対象物を制御を、ボトル部２００内に充填された高圧ガスＧ２だけで制御する、ストアードガスタイプのインフレータに用いられる例である。また、被制御対象物は、第１実施形態と同じ、図示しないエアバッグである。

第２実施形態のインフレータ１００は、高圧ガスＧ２が充填されるボトル部２００を有して、一端側に、開口部２０１が形成され、他端側は、断面略半球状に密封されている。なお、開口部２０１は、破裂板３００で封止されている。

破裂板３００は、前述の第１実施形態の第１破裂板３および第２破裂板４と同じものを用いることができ、外周縁が開口部２０１の外縁端に、溶接やかしめ等の公知の方法で固定されており、無負荷状態では平板状であるが、ボトル部２００内に高圧ガスＧ２が充填された状態では、図３に実線で示すように、高圧ガスＧ２にボトル部２００の内方側から押圧されて変形し、開口部２０１の略中央部近傍を頂点として、断面略円弧状にボトル部２０１の内方側から外方側に向けて変位している。

開口部２０１は、筒状のディフューザ５００によってボトル部２００の外方側から被覆されている。ディフューザ５００には、両側が開口した筒状で、一端側の開口は開口部２０１に面して取り付けられ、他端側の開口は、駆動源としての点火手段９００が嵌挿されることにより閉塞されている。また、ディフューザ５００の周面には、開口部２０１より小径の複数の孔５０１が形成されている（第２実施形態の場合４個。）。

さらに、ボトル部２００の内方側には、略椀状のブラケット６００が取り付けられている。ブラケット６００の略椀状の開口端側にフランジ部６０１を設けて、開口部２０１の外縁端のボトル部２００内方側に溶接や螺子止め等の公知の方法で取り付けられており、さらに、ブラケット６００にはボトル部２００内とを連通する複数の連通孔６０２が穿たれている（第２実施形態では４個）。また、椀状の底面には、後述するストライカ部材７００の取付孔６０３が設けられている。

取付孔６０３には、第1実施形態と同じ態様の矢尻状のストライカ部材７００が貫入されている。具体的には、ストライカ部材７００は、取付孔６０３より大径で、ボトル部２００の外方側に向けてのストッパとしてブラケット６００の底面の外方側面（ボトル部２００の内方側向）に当接する頭部７０１と、取付孔６０３よりやや小径で取付孔６０３に貫入されて破裂板３００に対向する脚部７０２と、ストライカ部材７００のボトル部２００の内方側への抜け防止として脚部７０２に溶接や螺子止め等で固定され、ブラケット６００の底面の内方側に当接する取付孔６０３より大径の中間フランジ７０３とから形成されている。さらに、脚部は７０２、ブラケット６００の底面から破裂板３００に向かう本体７０２Ａと、破裂板３００との衝突部位としての先端部７０２Ｂとから形成され、先端部７０２Ｂは、ボトル部２００の開口部２０１が穿たれている開口面部２０２よりやや内方側に配置されている。

ここで、破裂板３００は、インフレータ１００の作動時以外の通常時には、ボトル部内２００内の高圧ガスＧ２に内方側から押圧されて、開口部２０１の外方側に向けて、開口部２０１の中央近傍を頂点とした断面略円弧状に弾性変形させられ、開口部２０１の外方側に変位させられているが、この変位量は、例えば、夏期と冬期との温度差や外気圧等の外的要因によって変動することがある。

そこで、標準状態において、ボトル部２００内に被制御対象物（第２実施形態の場合はエアバッグの膨張）の制御に必要な量の高圧ガスＧ２を充填した状態を通常状態とし、ボトル部２００内に充填する高圧ガスＧ２の充填量を、通常状態の１．２５倍の内圧となるよう充填した状態を高圧状態とする。破裂板３００は、ボトル部２００内外の圧力差がないと、開口部２０１を封止してほぼ平板状であるが、標準状態で、ボトル部２００内にエアバッグの膨張に必要な量の高圧ガスＧ２を充填すると、図３に実線で示すように、ボトル部２００の内方側から外方側に向けて、開口部２０１の頂点近傍を頂点として断面略円弧状に変形させられ、さらに、ボトル部２００内の内圧を前述のように１．２５倍とすると、破裂板３００は、さらに大きく変形させられて、図３に破線で示すように、破裂板３００ａの位置に変位させられる。なお、ボトル部２００内の内圧を１．２５倍とする高圧ガスＧ２の充填量は、第１実施形態と同様に求めることができる。

駆動源である点火手段９００により、破裂板３００が、ボトル部２００の外方側から内方側に向けて変位することができる変位量は、高圧状態における破裂板３００ａにおけるストライカ部材７００との最も遠い位置（図３に符合Ｄ３で示す。）より大きくされている。

次に、第２実施形態のインフレータ１００の作動態様について説明する。

インフレータ１００は、車室内の所定位置に配置され、図示しないエアバッグに連結されているとともに、車両の衝突センサや衝突予測センサにからの信号により作動することができる。

車両が他の車両等と衝突したりあるいは衝突が予測されると、衝突センサあるいは衝突予測センサからインフレータ１００に信号が送信され、この信号により、点火手段９００が点火して、破裂板３００に向けて衝撃波を発する。この衝撃波は、破裂板３００をボトル部２００の外方側から内方側に向けて押圧して破裂板３００を開口部２０１の内方側に向けて変位させる。従って、点火手段９００は、破裂板３００を変位させる駆動源を形成する。

破裂板３００は、外周縁が開口部２０１の周縁端に取り付けられているので、ボトル部２００の外方側から内方側に向けた断面略円弧状から、高圧ガスＧ２のボトル部２００の内方側から外方側に向けた押圧力に抗して、ボトル部２００の外方側から内方側に向けて変位させられ、ストライカ部材７００の先端部７０２Ｂと衝突して、破裂板３００を速やかに開裂させる。高圧ガスＧ２は、連通孔６０２から、開口部２０１を通過してディフューザ５００内に噴出し、複数の孔５０１からインフレータ１００の外方側に放出されて図示しないエアバッグを膨張させる。なお、先端部７０２Ｂは図５（ａ）に示すように、尖鋭形状の頂点部７０２Ｃを備えており、適確に破裂板３００を開裂させることができる。

第２実施形態のインフレータ１００においては、上記構成としたため、ストアードガスタイプのインフレータで、点火手段９００を駆動源として、破裂板３００を変位させるため、破裂板３００を速やかにかつ適確に開裂して、ボトル２００内の高圧ガスＧ２をインフレータの外方側に放出することができる。また、点火手段９００で変位可能な破裂板３００の変位量は、前述の通り、高圧状態時の破裂板３００ａにおけるストライカ部材７００から最も遠い位置とストライカ部材７００との距離（Ｄ３）より大きくされているので、破裂板３００の開裂の信頼性を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図４を用いて説明する。第３実施形態のインフレータ１１０は、第２実施形態と同様に、ストアードガスタイプのインフレータに用いられ、図４に示す要部以外の部分は、図３に示すインフレータ１００と同様なため、要部以外の部分の説明については省略し、第３実施形態と共通の部分については同一の符号を付す。

図４においては、ボトル部２００の開口部２０１は、破裂板４００で封止されている。破裂板４００は、第２実施形態での封止板３００と同じ物を用いることができる。

第３実施形態における破裂板４００は、開口部２０１に固定される以前に、破線で示す通り、プレス成形等の方法で、予め、ボトル部２００の内方側から外方側に向けた断面略円弧状の破裂板４００ａの位置になるようにに変形加工されている。

変形加工された破裂板４００ａは、第１実施形態の第１破裂板３および第２実施形態における破裂板３００と同様に開口部２０１に固定され、標準状態で、被制御対象物（第３実施形態では、自動車のフードを歩行者との干渉時にポップアップさせるアクチュエータのシリンダの駆動に用いられる。）高圧ガスＧ２が充填されると、高圧ガスＧ２によって、ボトル部２００の内方側から外方側に向けて押圧されて変形し、開口部２０１の略中央部分を頂点として、破裂板４００ａの位置から実線で示す破裂板４００ｂの位置に変位させられる。

ボトル部２００の開口部２０１は、第２実施形態と同じ態様のディフューザ５００で外方側から被覆されている。また、ディフューザの周面の複数の孔５０１と駆動手段としての点火手段９００も第２実施形態と同じ態様である。

さらに、ボトル部２００の内方側に取り付けられる略椀状のブラケット６００も、第２実施形態と同じ態様とすることができ、ブラケット６００の底面の取付孔６０３には、ストライカ部材７１０が貫入されている。

第３実施形態におけるストライカ部材７１０は、第２実施形態と同様に、ボトル部２００の外方側へのストッパとしての頭部７１１と、取付孔６０３に貫入される脚部７１２とボトル部２００の内方側への抜け防止としての中間フランジ７１３とから形成される。

図４に示すように、脚部７１２Ｂは、ブラケット６００の底面から破裂板４００に向かう本体７１２Ａと、破裂板４００との衝突部位としての先端部７１２Ｂとから形成され、先端部７１２Ｂは、ボトル部２００の開口部２０１が穿たれている開口面部２０２よりやや外方側まで突出して配置されている。

ここで、標準状態において、ボトル部２００内に、図示しないアクチュエータを作動させるのに必要な量の高圧ガスＧ２を充填した状態を通常状態とし、このときには、破裂板４００は、高圧ガスＧ２によって、ボトル部２００の内方側から外方側に向けて押圧されて変形し、開口部２０１の略中央部分を頂点として、破線で示す破裂板４００ａの位置から実線で示す破裂板４００ｂの位置に変位する。さらに、ボトル部２００内の内圧を、通常状態に対して、１．２５倍の内圧になるよう高圧ガスＧ２を充填した高圧状態にすると、破裂板４００は、実線で示す破裂板４００ｂの位置から一点鎖線で示す破裂板４００ｃの位置まで変位する。

第３実施形態におけるインフレータ１１０は、第２実施形態と同様に、駆動源としての点火手段９００が点火して発生した衝撃波によって、断面略円弧状の破裂板４００の、頂点部が、ボトル部２００の外方側から内方側に変位し、ストライカ部材７１０の先端部７１２Ｂと衝突することで破裂板４００が開裂し、高圧ガスＧ２が、ディフューザ５００を通過して、アクチュエータを作動させる。

第３実施形態のインフレータ１１０においては、破裂板４００が、開口部２０１に取り付けられる以前に、断面略円弧状に加工されているので、ストライカ部材７１０は、第２実施形態より長く設定することが可能となり、インフレータ１１０の作動時における、点火手段９００による、破裂板４００のボトル部２００の外方側から内方側への変位ストロークを小さくすることができる。

（変形例）
第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態において、脚部６１、７０２，７１２の頂点部６１Ｃ，７０２Ｃ、７１２Ｃは、図５（ａ）に示すように、尖鋭形状としたが、この頂点部の形状は、所定の長さを有する略ブレード状の頂点部６１Ｄ、７０２Ｄ、７１２Ｄとすることができる。具体的には、図５（ｂ）に示すように、脚部６１、７０２、７１２から、２枚の第１板状部材６１ｅ、７０２ｅ、７１２ｅおよび第２板状部材６１ｆ、７０２ｆ、７１２ｆが略直角に交差した略十字状とされている。

２枚の第１板状部材６１ｅ、７０２ｅ、７１２ｅおよび第２板状部材６１ｆ、７０２ｆ７１２ｆは、図５（ｂ）に示すように、脚部６１、７０２、７１２の基部から先方に向けて、厚みが徐徐に薄くなるブレード状となっている。さらに、第１板状部材６１ｅ、７０２ｅ、７１２ｅおよび第２板状部材６１ｆ、７０２ｆ、７１２ｆの最先部は、第１破裂板３、破裂板３００、破裂板４００の断面略円弧形状に近似した球面の一部をなすような湾曲形状していることが好ましい。なお、図５において、第１板状部材６１ｅ、７０２ｅ、７１２ｅおよび第２板状部材６１ｆ、７０２ｆ、７１２ｆの最先部は、内側に向けた湾曲形状としたが、頂点部６１Ｄ、７０２Ｄ、７１２Ｄに対向する、第１破裂板３とストライカ部材６および破裂板３００、４００とストライカ部材７００、７１０とでは、湾曲方向が異なり、第１実施形態におけるストライカ部材６の場合では内側に向けた湾曲形状とし、第２実施形態および第３実施形態におけるストライカ部材７００、７１０では、図５とは反対方向の外側に向けた湾曲形状とされている。

この変形例では、第１破裂板３、破裂板３００、４００に衝突するストライカ部材６、７００、７１０の先端部６１Ｂ、７０２Ｂ、７１２Ｂは、略ブレード状の頂点部６１Ｄ、７０２Ｄ、７１２Ｄを有しているので、各破裂板とは線状に当接することができ、より適確に各破裂板を開裂させることができる。また、２枚の板状部材を略十字状に交差させて先端部を形成し、その最先部は、第１破裂板３、破裂板３００および破裂板４００の断面略円弧形状に近似した球面の一部をなすように内側に向けて湾曲しているので、第１破裂板３、破裂板３００、４００との衝突する全長を長くでき、第１破裂板３、破裂板３００、４００の開裂がより容易となる。さらに、第１板状部材６１ｅ、７０２ｅ、７１２ｅ、第２板状部材６１ｆ、７０２ｆ、７１２ｆは、厚みが徐徐に薄くなるようにしているので、第１破裂板３、破裂板３００、４００の開裂性能をさらに向上させることができる。

（その他の変形例）
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、以下のように変形して実施することもできる。
（１）．各実施形態において、ボトル部内の高圧ガスの内圧を、通常状態の１．２５倍とした高圧状態の内圧、高圧状態でのボトル内の高圧ガスの充填による内圧を１．５倍とすることができる。
（２）．第２実施形態および第２実施形態で、駆動源として用いた点火手段に替えて、第１実施形態で駆動源として用いたガス発生室を用いる。
（３）．駆動源として用いた、第１実施形態のガス発生室および第２実施形態での点火手段に替えて、バネや電気的アクチュエータなどの押圧手段で、破裂板をストライカ部材に向けて水平移動させる。
（４）．変形例での２枚の板状部材を十字状に交差させた頂点部で、板状部材を３枚以上を互いに交差させる態様とするか、あるいは、１枚の板状部材を円形や多角形形状とする。
（５）．変形例で用いた２枚の板状部材を十字状に交差させた頂点部の交差点から、破裂板に向けて先鋭形状の頂点部を突設する。

本発明の第１実施形態におけるインフレータを示す図面である。 本発明の第１実施形態におけるインフレータの要部を示す図面である。 本発明の第２実施形態におけるインフレータを示す図面である。 本発明の第３実施形態におけるインフレータを示す図面である 本発明の変形例におけるインフレータの要部を示す図面である。

符号の説明

１，１００：インフレータ、２，２００：ボトル部、２０：第１開口部、２０１：開口部、３：第１破裂板、３００：破裂板、５，５００：ディフューザ、６，７００：ストライカ部材

Claims (10)

1. 高圧ガスが充填され、該ガスを外部に噴出させる開口部を有するボトル部と、
   前記ボトル部の前記開口部を封止する破裂板と、
   前記破裂板の少なくとも一部を変位させる駆動源と、
   を備えるインフレータであって、
   前記破裂板に対向し、前記開口部と所定距離を隔て、前記開口部との相対距離を実質的に変位不能とされて配置されるとともに、前記駆動源により変位させられた前記破裂板と衝突することにより、前記破裂板を破断可能なストライカ部材を備えていること、
   を特徴とするインフレータ。
2. 前記ストライカ部材は、前記ボトル部の外方側において前記破裂板に対向して配置され、前記駆動源は、前記ボトル部の内方側に設けられて、前記破裂板を前記ボトル部の内方側から外方側に向けて変位させることにより、前記破裂板を前記ストライカ部材に衝突可能とすること、
   を特徴とする請求項１に記載のインフレータ。
3. 前記駆動源は、点火手段とガス発生剤とから形成されているガス発生室であり、該点火手段の作動および該点火手段による該ガス発生剤の燃焼ガスによる、衝撃波および前記ボトル内の内圧上昇によって、前記破裂板が、前記ボトル部の内方側から外方側に向けて変位させられること、
   を特徴とする請求項２に記載のインフレータ。
4. 前記インフレータの前記破裂板で封止された前記開口部の外方側には、前記開口部を覆うように、前記開口部から噴出された前記ガスを、前記インフレータの外方側に向けて放出する、前記開口部より小径の複数の孔を有するディフューザが取り付けられており、
   前記ストライカ部材は、前記ディフューザの内方側に、前記破裂板に対向して固定されていること、
   を特徴とする、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のインフレータ。
5. 前記ボトル部内には、前記ガスの放出により制御される被制御対象物を制御に必要な量の前記ガスが充填され、
   標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときにおける前記破裂板の前記ストライカ部材に最も近い位置を第1位置とし、前記ボトル部内の前記ガスを、必要な量を充填したときの１．２５倍の内圧となるよう充填したとき、前記ガスの内圧に押圧されて該第1位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に変位した破裂板の前記ストライカ部材に最も近い位置を第２位置としたときに、
   前記ストライカ部材は前記第２位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に配置され、
   かつ、標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときに、前記駆動源によって前記第１位置から前記ボトル部の内方側から外方側に向けて変位させられる前記破裂板の変位量（Ｄ１）と、前記第１位置から第２位置との間の変位量（Ｄ２）とは、
   Ｄ１＞Ｄ２
   とされていること、
   を特徴とする、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のインフレータ。
6. 前記ストライカ部材は、前記ボトル部の内方側において前記破裂板に対向して配置され、前記駆動源は、前記ボトル部の外方側に設けられて、前記破裂板を前記ボトル部の外方側から内方側に向けて変位させることにより、前記破裂板を前記ストライカ部材に衝突可能とすること、
   を特徴とする請求項１に記載のインフレータ。
7. 前記駆動源は、点火手段であり、該点火手段の作動によって発生する衝撃波によって、前記破裂板が破裂板が、前記ボトル部の外方側から内方側に向けて変位させられること、
   を特徴とする請求項６に記載のインフレータ
8. 前記インフレータの前記破裂板で封止された前記開口部の外方側には、前記開口部を覆うように、前記開口部から噴出された前記ガスを、前記インフレータの外方側に向けて放出する、前記開口部より小径の複数の孔を有するディフューザが取り付けられており、
   前記駆動源は、前記ディフューザの内方側に、前記破裂板に対向して固定されていること、
   を特徴とする、請求項６または請求項７のいずれか１項に記載のインフレータ。
9. 前記ボトル部内には、前記ガスの放出により制御される被制御対象物を制御に必要な量の前記ガスが充填され、
   標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときにおける前記破裂板の前記ストライカ部材に最も遠い位置を第1位置とし、前記ボトル部内の前記ガスを、必要な量を充填したときの１．２５倍の内圧となるよう充填したとき、前記ガスの内圧に押圧されて該第1位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に変位した前記破裂板の前記ストライカ部材に最も遠い位置を第２位置としたときに、
   前記駆動源は前記第２位置より前記ボトル部の前記開口部に対して外方側に配置され、
   かつ、標準状態において、必要な量の前記ガスを充填したときに、前記駆動源によって前記ボトル部の外方側から内方側に向けて変位させられる前記破裂板の変位量は、第２位置にある前記破裂板の前記ストライカ部材に最も遠い位置とストライカ部材との間の距離（Ｄ３）より大きくされていること、
   特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のインフレータ。
10. 前記ストライカ部材は、前記駆動源によって変位させられた破裂板と衝突する先端部を有し、
    前記先端部は、所定の長さを有する略ブレード状とされていること、
    を特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のインフレータ。
    

Images