JP2001354106A - Gas generator and usage thereof - Google Patents

Gas generator and usage thereof

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JP2001354106A
JP2001354106A JP2000175393A JP2000175393A JP2001354106A JP 2001354106 A JP2001354106 A JP 2001354106A JP 2000175393 A JP2000175393 A JP 2000175393A JP 2000175393 A JP2000175393 A JP 2000175393A JP 2001354106 A JP2001354106 A JP 2001354106A
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Japan
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pressure
gas
pressure chamber
gas generator
partition
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Japanese (ja)
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Naoki Wada
田 直 樹 和
Akira Nakane
根 章 中
Jun Okada
田 順 岡
Kiyohiro Uramoto
本 清 弘 浦
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Nissan Motor Co Ltd
Iwatani International Corp
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Iwatani International Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a conventional problem of complicating a structure when diversifying generating pressure in a gas generator using combustible gases. SOLUTION: This gas generator 1 is provided with first and second pressure chambers 11 and 12 blocked up by cleavable pressure diaphragms 31 and 32 and a third pressure chamber 13 formed between both pressure diaphragms 31 and 32 of the first and second pressure chambers 11 and 12, and is constituted such that the combustible gases different in a combustion speed are pressurized and filled in the first and second pressure chambers 11 and 12, and ignition means 41 and 42 are arranged, and the third pressure chamber 13 is provided with a gas blowoff port 3 and a cleavable pressure diaphragm 33 for blocking up the gas blowoff port 3. The generating pressure is changed by selecting the operating timing and a time difference of the ignition means 41 and 42, and the composition of the gas mixedly burnt in the third pressure chamber 13 can be changed, and a degree of freedom of control of a gas blowoff speed is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の衝突時に
乗員を保護するためのエアバッグシステムにおいて、エ
アバッグを膨脹展開させるガスの発生源として用いられ
るガス発生器およびその使用方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas generator used as a gas source for inflating and deploying an airbag in an airbag system for protecting an occupant in the event of an automobile collision, and a method of using the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車のエアバッグシステムには
固体のガス発生剤を用いたガス発生器が採用されていた
が、近年では、可燃性ガスを用いたガス発生器が提案さ
れている。可燃性ガスを用いたガス発生器としては、例
えば、所定圧力で開裂可能な圧力隔壁により圧力容器を
閉塞し、この圧力容器に、可燃性ガスと不活性ガスを含
む混合ガスを加圧充填すると共に、混合ガスに対する電
気式の着火手段を備えたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gas generator using a solid gas generating agent has been employed in an airbag system of an automobile. In recent years, a gas generator using a flammable gas has been proposed. As a gas generator using a combustible gas, for example, a pressure vessel is closed with a pressure partition which can be opened at a predetermined pressure, and this pressure vessel is filled with a mixed gas containing a combustible gas and an inert gas under pressure. In addition, there is one provided with an electric ignition means for the mixed gas.

【0003】上記のガス発生器は、自動車の衝突を検出
したセンサからの信号が入力されると、着火手段により
混合ガスへの着火が行われ、混合ガス中の可燃性ガスを
燃焼させてその圧力で圧力隔壁を開裂させ、エアバッグ
に対して瞬時にガスを放出する。このような可燃性ガス
を用いたガス発生器は、固体のガス発生剤を用いたガス
発生器に比べて、レイアウトの自由度向上、製造工程の
簡素化および低コスト化などを実現するという利点があ
る。
[0003] In the above gas generator, when a signal from a sensor that detects a collision of a vehicle is input, the mixed gas is ignited by an ignition means, and the combustible gas in the mixed gas is burned. The pressure ruptures the pressure bulkhead and releases gas instantaneously into the airbag. Compared to a gas generator using a solid gas generating agent, such a gas generator using a combustible gas has the advantages of improving layout flexibility, simplifying a manufacturing process, reducing costs, and the like. There is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車のエ
アバッグシステムは、乗員に対する衝撃吸収能力等をよ
り一層高めるためにさらなる研究開発が進められてお
り、例えば乗員の体格や衝突の衝撃の大小に応じて、ガ
スの放出速度すなわちエアバッグの膨脹の度合いを変化
させることが考えられている。この場合、ガス発生器と
しては、複数の子発生器の集合体としたものや、1つの
ガス発生器に対して複数の着火器を設けたものとし、各
子発生器あるいは着火器の作動タイミングを変えること
でガス放出速度を制御することが考えられる。
By the way, the research and development of the airbag system for automobiles are further advanced in order to further improve the shock absorbing ability for the occupant. Accordingly, it is considered to change the gas release speed, that is, the degree of inflation of the airbag. In this case, the gas generator may be an aggregate of a plurality of sub-generators, or a plurality of igniters provided for one gas generator, and the operation timing of each sub-generator or igniter It is conceivable to control the gas release rate by changing the pressure.

【0005】しかしながら、複数の子発生器や着火器を
備えたガス発生器では、構造が複雑になることが明らか
であり、また、ガス放出速度の選択幅を広げようとすれ
ば、より多くの子発生器や着火器が必要となるので、可
燃性ガスを用いたガス発生器の利点、すなわちレイアウ
トの自由度向上、製造工程の簡素化および低コスト化な
どが損なわれることとなる。このため、従来の可燃性ガ
スを用いたガス発生器にあっては、その利点を損なうこ
となくガス放出速度の自由な制御を達成することが困難
であるという問題点があり、このような問題点を解決す
ることが課題であった。
[0005] However, it is clear that the structure of the gas generator provided with a plurality of generators and igniters is complicated, and if the range of selection of the gas discharge rate is widened, more gas generators are required. Since a gas generator and an igniter are required, the advantages of the gas generator using the flammable gas, that is, the improvement in the degree of freedom in layout, the simplification of the manufacturing process, the reduction in cost, and the like are impaired. For this reason, the conventional gas generator using a flammable gas has a problem that it is difficult to achieve free control of the gas release rate without impairing its advantages. The task was to solve the points.

【0006】[0006]

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、可燃性ガスを用いたガス発生器におい
て、レイアウトの自由度向上、製造工程の簡素化および
低コスト化などを実現することができるうえに、ガス放
出速度の制御の自由度を高めることができるガス発生器
およびその使用方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems. In a gas generator using a flammable gas, the degree of freedom in layout, the simplification of the manufacturing process, and the cost reduction are reduced. It is an object of the present invention to provide a gas generator and a method of using the same, which can realize the above-described method and can increase the degree of freedom in controlling the gas release rate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるガス発生
器は、請求項1として、所定圧力で開裂する圧力隔壁に
より閉塞した第1圧力室と、同様の圧力隔壁により閉塞
した第2圧力室と、第1および第2の圧力室の両圧力隔
壁間に形成した第3圧力室を備え、第1および第2の圧
力室には、燃焼速度が異なる可燃性ガスを加圧充填する
とともに可燃性ガスへの着火手段を各々設け、第3圧力
室には、室内外を連通させるガス放出口と、ガス放出口
を閉塞し且つ所定圧力で開裂する圧力隔壁を設けた構成
とし、請求項2として、可燃性ガスが、水素および炭化
水素から選択されるガスと酸素を含むガスであって、第
1および第2の圧力室に加圧充填する可燃性ガスの組成
が異なる構成とし、請求項3として、第1圧力室に、水
素および酸素を含む可燃性ガスを加圧充填すると共に、
第2圧力室に、炭化水素および酸素を含む可燃性ガスを
加圧充填した構成とし、請求項4として、第1および第
2の圧力室を閉塞する圧力隔壁の開裂圧力に対して、第
3圧力室のガス放出口を閉塞する圧力隔壁の開裂圧力を
大きく設定した構成とし、請求項5として、第1および
第2の圧力室を圧力隔壁同士が相対向する状態で同軸上
に配置すると共に、第1および第2の圧力室の両圧力隔
壁間に第3圧力室を形成し、第1および第2の圧力室を
閉塞する圧力隔壁が、圧力により膨脹変形した際に互い
に接触する間隔で配置してある構成としており、上記の
構成をもって従来の課題を解決するための手段としてい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas generator comprising a first pressure chamber closed by a pressure partition cleaving at a predetermined pressure, and a second pressure chamber closed by a similar pressure partition. And a third pressure chamber formed between the two pressure partitions of the first and second pressure chambers. The first and second pressure chambers are pressurized and filled with a flammable gas having a different combustion rate. 3. A means for igniting a neutral gas, wherein the third pressure chamber is provided with a gas discharge port for communicating between the inside and outside of the chamber and a pressure partition for closing the gas discharge port and cleaving at a predetermined pressure. Wherein the flammable gas is a gas containing a gas selected from hydrogen and hydrocarbons and a gas containing oxygen, and the composition of the flammable gas to be charged under pressure into the first and second pressure chambers is different. As the third, the first pressure chamber contains hydrogen and oxygen. The combustible gas with pressure filled,
The second pressure chamber is filled with a flammable gas containing hydrocarbons and oxygen under pressure. According to a fourth aspect of the present invention, the third pressure chamber has a third pressure with respect to the opening pressure of the pressure partition closing the first and second pressure chambers. According to a fifth aspect of the present invention, the first and second pressure chambers are arranged coaxially in a state where the pressure partitions face each other. Forming a third pressure chamber between the two pressure partitions of the first and second pressure chambers, wherein the pressure partitions closing the first and second pressure chambers are in contact with each other when expanded and deformed by pressure. The arrangement is arranged, and the above arrangement is used as means for solving the conventional problem.

【0008】また、本発明に係わるガス発生器の使用方
法は、請求項6として、請求項1〜5のいずれかに記載
のガス発生器を用い、第1および第2の圧力室における
両着火手段の作動時期を同時および非同時から選択して
ガス発生器を作動させる構成とし、請求項7として、第
1および第2の圧力室における両着火手段の作動時期が
非同時であって、その時間差を選択してガス発生器を作
動させる構成としており、上記構成をもって従来の課題
を解決するための手段としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of using the gas generator, wherein the gas generator according to any one of the first to fifth aspects is used, and both ignitions are performed in the first and second pressure chambers. The gas generator is operated by selecting the operation timing of the means from simultaneous and non-simultaneous. According to claim 7, the operation timing of both ignition means in the first and second pressure chambers is non-simultaneous, and The gas generator is operated by selecting the time difference, and the above-mentioned structure is used as means for solving the conventional problem.

【0009】[0009]

【発明の作用】本発明の請求項1に係わるガス発生器で
は、第1および第2の圧力室において着火手段により可
燃性ガスへの着火が行われると、燃焼による発生圧力で
各々の圧力隔壁を開裂させて第3圧力室にガスを放出
し、さらにその圧力でガス放出口の圧力隔壁を開裂させ
て外部にガスを放出する。ここで、ガス発生器では、第
1および第2の圧力室に燃焼速度が異なる可燃性ガスを
加圧充填しているので、両方の着火手段を同時に作動さ
せた場合と、非同時に作動させた場合とで発生圧力(ガ
ス放出速度)が変化する。
In the gas generator according to the first aspect of the present invention, when the flammable gas is ignited by the igniting means in the first and second pressure chambers, each pressure partition is generated by the pressure generated by the combustion. To release the gas into the third pressure chamber, and further cleave the pressure partition at the gas discharge port at that pressure to release the gas to the outside. Here, in the gas generator, the first and second pressure chambers are filled with flammable gas having different combustion speeds under pressure, so that both the ignition means are operated simultaneously and non-simultaneously. The generated pressure (gas release speed) changes depending on the case.

【0010】すなわち、第1および第2の圧力室の圧力
隔壁は各圧力室での最大発生圧力よりも低い圧力で開裂
するので、圧力隔壁が開裂した際、第1および第2の圧
力室から第3圧力室に放出されたガスには各々の未燃成
分が含まれており、第3圧力室で双方のガスが混合され
る。したがって、両着火手段を同時に作動させた場合に
は、第1および第2の圧力室の圧力隔壁の開裂により、
第3圧力室の圧力が急激に上昇しつつ双方のガスが混合
して燃焼し、その圧力でガス放出口の圧力隔壁が開裂す
る。これにより、ガス発生器の発生圧力は、短時間で最
大発生圧力付近まで上昇する。
That is, since the pressure partitions of the first and second pressure chambers rupture at a pressure lower than the maximum pressure generated in each pressure chamber, when the pressure partitions rupture, the pressure of the first and second pressure chambers is reduced. The gas released into the third pressure chamber contains each unburned component, and both gases are mixed in the third pressure chamber. Therefore, when both ignition means are operated at the same time, the pressure partitions of the first and second pressure chambers are broken,
While the pressure in the third pressure chamber rises sharply, the two gases mix and burn, and the pressure breaks the pressure partition at the gas discharge port. Thereby, the generated pressure of the gas generator rises to near the maximum generated pressure in a short time.

【0011】また、燃焼速度が速い可燃性ガスを加圧充
填した第1(または第2)圧力室の着火手段を先に作動
させた場合には、第1圧力室の圧力隔壁の開裂に続いて
第2圧力室の圧力隔壁が開裂し、第3圧力室で双方のガ
スが混合して燃焼することにより、第3圧力室の圧力が
上昇してガス放出口の圧力隔壁が開裂する。この場合に
は、燃焼速度が速い可燃性ガスの燃焼が先に行われ、そ
の未燃成分が少なくなるので、第3圧力室でのガスの混
合比は燃焼速度が遅い可燃性ガスの方が多いものとな
る。したがって、ガス発生器の発生圧力は段階的に上昇
する。なお、両着火手段の作動の時間差がきわめて短い
場合には、第1圧力室の圧力隔壁が開裂した際に、第2
圧力室内の圧力が上昇しているので、第2圧力室の圧力
隔壁よりも先にガス放出口の圧力隔壁が開裂し、その
後、第2圧力室の圧力隔壁が開裂することがある。この
場合にも、ガス発生器の発生圧力は段階的に上昇する。
When the ignition means of the first (or second) pressure chamber filled with a flammable gas having a high combustion rate under pressure is operated first, the rupture of the pressure partition of the first pressure chamber is followed by the opening of the first pressure chamber. As a result, the pressure partition of the second pressure chamber is split, and both gases are mixed and burned in the third pressure chamber, so that the pressure of the third pressure chamber increases and the pressure partition of the gas discharge port is split. In this case, the combustion of the combustible gas with the fast burning speed is performed first, and the unburned component is reduced. Therefore, the mixing ratio of the gas in the third pressure chamber is higher for the combustible gas with the slow burning speed. There will be many. Therefore, the generated pressure of the gas generator increases stepwise. In the case where the time difference between the operations of the two ignition means is extremely short, when the pressure partition of the first pressure chamber ruptures, the second
Since the pressure in the pressure chamber is rising, the pressure partition of the gas discharge port may be split before the pressure partition of the second pressure chamber, and then the pressure partition of the second pressure chamber may be split. Also in this case, the pressure generated by the gas generator increases stepwise.

【0012】他方、燃焼速度が遅い可燃性ガスを加圧充
填した第2(または第1)圧力室の着火手段を先に作動
させた場合には、第2圧力室の圧力隔壁の開裂に続いて
第1圧力室の圧力隔壁が開裂し、第3圧力室で双方のガ
スが混合して燃焼することにより、第3圧力室の圧力が
上昇してガス放出口の圧力隔壁が開裂する。この場合に
は、燃焼速度が遅い可燃性ガスの燃焼が先に行われ、そ
の未燃成分が少なくなるので、第3圧力室でのガスの混
合比は燃焼速度が速い可燃性ガスの方が多いものとな
る。したがって、ガス発生器の発生圧力は、初期におい
て緩やかに上昇し、その後急に上昇する。なお、両着火
手段の作動の時間差がきわめて短い場合には、第2圧力
室の圧力隔壁が開裂した際に、第1圧力室内の圧力が上
昇しているので、第1圧力室の圧力隔壁よりも先にガス
放出口の圧力隔壁が開裂し、その後、第1圧力室の圧力
隔壁が開裂することがある。この場合にも、ガス発生器
の発生圧力は、初期において緩やかに上昇し、その後急
に上昇する。
On the other hand, when the ignition means of the second (or first) pressure chamber filled with a combustible gas having a low combustion rate under pressure is activated first, the rupture of the pressure partition of the second pressure chamber is followed by As a result, the pressure partition of the first pressure chamber is split, and both gases are mixed and burned in the third pressure chamber, so that the pressure of the third pressure chamber increases and the pressure partition of the gas discharge port is split. In this case, the combustion of the combustible gas having the slow burning speed is performed first, and the unburned component is reduced. Therefore, the mixing ratio of the gas in the third pressure chamber is higher for the combustible gas having the faster burning speed. There will be many. Therefore, the generated pressure of the gas generator gradually increases in the initial stage, and then rapidly increases. If the time difference between the operations of the two ignition means is extremely short, the pressure in the first pressure chamber is increased when the pressure partition of the second pressure chamber ruptures. Also, the pressure partition of the gas discharge port may be split first, and then the pressure partition of the first pressure chamber may be split. Also in this case, the pressure generated by the gas generator gradually increases in the initial stage, and then rapidly increases.

【0013】さらに、当該ガス発生器では、第1および
第2の圧力室における圧力隔壁の開裂圧力を設定するこ
と、第1および第2の圧力室に充填する可燃性ガスの燃
焼速度を選択すること、両着火手段の作動の時間差を選
択することで、第3圧力室でのガスの混合比が変化する
ので、発生圧力をより細かく制御し得ることとなり、ま
た、ガス放出口に圧力隔壁を設けているので、可燃性ガ
スの未燃成分の外部放出が一時的に抑制され、第3圧力
室での混合ガスの燃焼が効率良く行われる。
Further, in the gas generator, the breaking pressure of the pressure partition in the first and second pressure chambers is set, and the burning rate of the combustible gas to be filled in the first and second pressure chambers is selected. That is, by selecting the time difference between the operations of the two ignition means, the mixing ratio of the gas in the third pressure chamber changes, so that the generated pressure can be more finely controlled, and a pressure partition is provided at the gas discharge port. Because of the provision, the external release of the unburned components of the combustible gas is temporarily suppressed, and the combustion of the mixed gas in the third pressure chamber is efficiently performed.

【0014】本発明の請求項2に係わるガス発生器で
は、可燃性ガスが、水素および炭化水素から選択される
ガスと酸素を含むガスであり、第1および第2の圧力室
に加圧充填する可燃性ガスの組成を異ならせているの
で、双方の可燃性ガスの燃焼速度が異なるものとなり、
第1および第2の圧力室の着火手段の作動時期を選択す
ることで発生圧力が変化する。
In the gas generator according to claim 2 of the present invention, the combustible gas is a gas selected from hydrogen and hydrocarbons and a gas containing oxygen, and the first and second pressure chambers are charged under pressure. Because the composition of the flammable gas is different, the combustion speed of both flammable gases will be different,
The generated pressure changes by selecting the operation timing of the ignition means of the first and second pressure chambers.

【0015】本発明の請求項3に係わるガス発生器で
は、第1圧力室に、水素および酸素を含む可燃性ガスを
加圧充填すると共に、第2圧力室に、炭化水素(例えば
メタン系炭化水素)および酸素を含む可燃性ガスを加圧
充填したので、第1圧力室の可燃性ガスの燃焼速度が速
く、第2圧力室の可燃性ガスの燃焼速度が遅いものにな
ると共に、双方の燃焼速度の差がより充分なものとな
り、第1および第2の圧力室の着火手段の作動時期を選
択することで発生圧力が変化すると共に、発生圧力の変
化幅が大きくなる。
In the gas generator according to a third aspect of the present invention, the first pressure chamber is filled with a flammable gas containing hydrogen and oxygen under pressure, and the second pressure chamber is filled with a hydrocarbon (eg, methane-based carbon). Since the flammable gas containing hydrogen and oxygen is charged under pressure, the burning rate of the flammable gas in the first pressure chamber is high, and the burning rate of the flammable gas in the second pressure chamber is low. The difference between the combustion speeds becomes more sufficient, and the generated pressure changes by selecting the operation timing of the ignition means of the first and second pressure chambers, and the change width of the generated pressure increases.

【0016】本発明の請求項4に係わるガス発生器で
は、第1および第2の圧力室を閉塞する圧力隔壁の開裂
圧力に対して、第3圧力室のガス放出口を閉塞する圧力
隔壁の開裂圧力を大きく設定したので、第1および第2
の圧力室から第3圧力室にガスが放出された際に、可燃
性ガスの未燃成分の無駄な外部放出をより充分に抑制
し、第3圧力室における混合ガスの燃焼がより効率良く
行われる。
In the gas generator according to claim 4 of the present invention, the pressure dividing wall of the third pressure chamber that closes the gas discharge port is closed with respect to the pressure of the pressure dividing wall that closes the first and second pressure chambers. Since the cleavage pressure was set high, the first and second
When the gas is released from the pressure chamber of the third pressure chamber to the third pressure chamber, useless external release of the unburned components of the combustible gas is more sufficiently suppressed, and the combustion of the mixed gas in the third pressure chamber is performed more efficiently. Will be

【0017】本発明にの請求項5に係わるガス発生器で
は、第1および第2の圧力室を圧力隔壁同士が相対向す
る状態で同軸上に配置し、第1および第2の圧力室の両
圧力隔壁間に第3圧力室を形成しているので、全体構造
が非常にコンパクトなものとなる。そして、第1および
第2の圧力室を閉塞する圧力隔壁が、圧力により膨脹変
形した際に互いに接触する間隔で配置してあるので、両
着火手段の作動時期を非同時としたときに、その時間差
を選択することで第1および第2の圧力室の圧力隔壁の
開裂圧力が変化し、結果として発生圧力が変化する。
[0017] In the gas generator according to claim 5 of the present invention, the first and second pressure chambers are arranged coaxially with the pressure partitions facing each other, and the first and second pressure chambers are connected to each other. Since the third pressure chamber is formed between the two pressure partitions, the overall structure is very compact. And, since the pressure bulkheads closing the first and second pressure chambers are arranged at intervals so as to come into contact with each other when expanded and deformed by pressure, when the operation timings of both ignition means are not simultaneous, the By selecting the time difference, the cleavage pressure of the pressure partition of the first and second pressure chambers changes, and as a result, the generated pressure changes.

【0018】つまり、圧力隔壁は、室内外の圧力差によ
り開裂するので、相対向する圧力隔壁が膨脹変形して接
触する構造の場合、自己の圧力室の圧力が相手側の圧力
室の圧力よりも高くなければ開裂は起こらない。したが
って、両着火手段の作動の時間差を選択して圧力差を制
御することにより、実質的に圧力隔壁の開裂圧力を変化
させることが可能となる。
That is, since the pressure partition is cleaved by the pressure difference between the inside and the outside of the room, in the case where the opposing pressure partitions expand and deform and come into contact with each other, the pressure of the own pressure chamber is higher than the pressure of the other pressure chamber. If it is not too high, no cleavage occurs. Therefore, by selecting the time difference between the operations of both ignition means and controlling the pressure difference, it becomes possible to substantially change the cleavage pressure of the pressure partition.

【0019】より具体的には、例えば、第1および第2
の圧力室における圧力隔壁の開裂圧力が、各々の可燃性
ガスが半分消費された時点の圧力で開裂するように設定
した構造において、第1圧力室の着火手段を作動させた
場合、そのままでは第1圧力室の圧力隔壁は可燃性ガス
が半分消費された時点で開裂することになるが、その開
裂前に第2圧力室の着火手段を作動させると、互いに膨
脹変形した圧力隔壁が接触するので、第1圧力室の圧力
隔壁は第2圧力室の圧力隔壁により設定圧力での開裂が
一時的に妨げられ、設定圧力よりも高い圧力すなわち可
燃性ガスを半分以上消費した時点の圧力で開裂する。こ
のとき、第1圧力室の可燃性ガスは、圧力隔壁が開裂す
るまでの時間経過に伴って、燃焼の進行とともに未燃成
分が減少する。したがって、第1(または第2)圧力室
の着火手段を作動させてから第2(または第1)圧力室
の着火手段を作動させるまでの時間差を選択すれば、実
質的に圧力隔壁の開裂圧力が変化し、これにより可燃性
ガスの未燃成分の量が変化し、圧力隔壁の開裂後におけ
る第3圧力室でのガスの混合比が変化して発生圧力も変
化することとなる。
More specifically, for example, first and second
In the structure in which the rupture pressure of the pressure bulkhead in the pressure chamber is set to rupture at the pressure at the time when each flammable gas is half consumed, when the ignition means of the first pressure chamber is operated, When the flammable gas is half consumed, the pressure bulkheads of the first pressure chamber are cleaved. However, if the ignition means of the second pressure chamber is activated before the flammable gas is cleaved, the expanded and deformed pressure bulkheads come into contact with each other. The pressure partition of the first pressure chamber is temporarily prevented from being split at the set pressure by the pressure partition of the second pressure chamber, and is split at a pressure higher than the set pressure, that is, the pressure at the time when at least half of the combustible gas is consumed. . At this time, in the combustible gas in the first pressure chamber, the unburned component decreases with the progress of combustion with the elapse of time until the pressure partition wall breaks. Therefore, if the time difference between the time when the ignition means of the first (or second) pressure chamber is activated and the time when the ignition means of the second (or first) pressure chamber is activated is selected, the cleavage pressure of the pressure bulkhead is substantially increased. Changes, the amount of the unburned component of the combustible gas changes, and the mixture ratio of the gas in the third pressure chamber after the pressure partition breaks changes, so that the generated pressure also changes.

【0020】本発明の請求項6に係わるガス発生器の使
用方法では、両着火手段の作動時期を同時にした場合
と、第1圧力室の着火手段を先に作動させた場合と、第
2圧力室の着火手段を先に作動させた場合とで、請求項
1〜5の作用として説明したように各々の発生圧力が変
化する。
In the method of using the gas generator according to claim 6 of the present invention, the operation timings of both the ignition means are simultaneously set, the case where the ignition means of the first pressure chamber is activated first, and the case where the second pressure is activated. Each of the generated pressures changes in the case where the ignition means of the chamber is operated first, as described in the operation of the first to fifth aspects.

【0021】本発明の請求項7に係わるガス発生器の使
用方法では、両着火手段の作動時期が非同時とした際
に、その時間差を選択することにより、とくに請求項5
の作用として説明したように第1および第2の圧力室の
圧力隔壁の開裂圧力が変化し、結果として発生圧力が変
化する。
In the method of using the gas generator according to claim 7 of the present invention, when the operation timings of the two ignition means are not simultaneous, the time difference is selected.
As described above, the cleavage pressure of the pressure partition of the first and second pressure chambers changes, and as a result, the generated pressure changes.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の請求項1に係わるガス発生器に
よれば、圧力隔壁により閉塞した第1および第2の圧力
室と、両圧力室間に形成した第3圧力室と、第3圧力室
のガス放出口を閉塞する圧力隔壁を備えると共に、第1
および第2の圧力室に燃焼速度が異なる可燃性ガスを加
圧充填した構成としたことにより、構造が比較的簡単な
ものとなり、レイアウトの自由度向上、製造工程の簡素
化および低コスト化などを実現することができるうえ
に、第1および第2の圧力室における着火手段の作動時
期を選択するだけで発生圧力を少なくとも3つの形態に
変化させることができ、さらに、各圧力隔壁の開裂圧力
や両着火手段の作動の時間差を調整することで発生圧力
をより細かく制御することが可能になり、簡単な構造で
ありながらガス放出速度の制御の自由度を大幅に高める
ことができる。
According to the gas generator according to the first aspect of the present invention, the first and second pressure chambers closed by the pressure partition, the third pressure chamber formed between the two pressure chambers, A pressure partition for closing a gas discharge port of the pressure chamber;
In addition, since the second pressure chamber is pressurized and filled with a flammable gas having a different combustion rate, the structure is relatively simple, the layout is more flexible, the manufacturing process is simplified and the cost is reduced. Can be realized, and the generated pressure can be changed to at least three forms only by selecting the operation timing of the ignition means in the first and second pressure chambers. By adjusting the time difference between the operations of the ignition means and the two ignition means, the generated pressure can be more finely controlled, and the degree of freedom in controlling the gas discharge speed can be greatly increased with a simple structure.

【0023】本発明の請求項2に係わるガス発生器によ
れば、請求項1と同様の効果を得ることができるうえ
に、可燃性ガスとして水素および炭化水素から選択され
るガスと酸素を含むガスを用いることから、例えば自動
車のエアバッグシステムのガス発生源として好適な発生
圧力および発生圧力の変化形態を得ることができる。
According to the gas generator according to the second aspect of the present invention, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and in addition, the combustible gas contains a gas selected from hydrogen and hydrocarbons and oxygen. Since gas is used, it is possible to obtain a generated pressure and a variation form of the generated pressure, which are suitable as a gas generation source of, for example, an airbag system of an automobile.

【0024】本発明の請求項3に係わるガス発生器によ
れば、請求項2と同様の効果を得ることができるうえ
に、第1圧力室に水素および酸素を含む可燃性ガスを、
第2圧力室に炭化水素および酸素を含む可燃性ガスを加
圧充填したことにより、双方の燃焼速度の差をより充分
に確保して発生圧力の変化幅を大きくすることができ、
これにより発生圧力の制御の自由度をより一層拡大する
ことができる。
According to the gas generator according to the third aspect of the present invention, the same effect as that of the second aspect can be obtained, and in addition, a combustible gas containing hydrogen and oxygen is supplied to the first pressure chamber.
By filling the second pressure chamber with a flammable gas containing hydrocarbons and oxygen under pressure, the difference between both combustion rates can be secured more sufficiently, and the range of change in the generated pressure can be increased.
Thereby, the degree of freedom in controlling the generated pressure can be further expanded.

【0025】本発明の請求項4に係わるガス発生器によ
れば、請求項1〜3と同様の効果を得ることができるう
えに、第1および第2の圧力室を閉塞する圧力隔壁の開
裂圧力に対して、第3圧力室のガス放出口を閉塞する圧
力隔壁の開裂圧力を大きく設定したことにより、可燃性
ガスの未燃成分の無駄な外部放出をより充分に抑制して
第3圧力室における混合ガスの燃焼効率を高めることが
でき、ガス発生器のさらなる機能向上に貢献することが
できる。
According to the gas generator according to the fourth aspect of the present invention, the same effects as those of the first to third aspects can be obtained, and further, the cleavage of the pressure partition for closing the first and second pressure chambers. By setting the rupture pressure of the pressure partition wall that closes the gas discharge port of the third pressure chamber higher than the pressure, wasteful external release of the unburned components of the combustible gas can be suppressed more sufficiently and the third pressure can be reduced. The combustion efficiency of the mixed gas in the chamber can be increased, which can contribute to further improving the function of the gas generator.

【0026】本発明の請求項5に係わるガス発生器によ
れば、請求項1〜4と同様の効果を得ることができるう
えに、第1〜第3の圧力室を同軸上に配置することによ
り、構造をきわめてコンパクトなものにすることがで
き、レイアウトの自由度向上、製造工程の簡素化および
低コスト化などの実現に大きく貢献し得ると共に、第1
および第2の圧力室を閉塞する圧力隔壁が、圧力により
膨脹変形した際に互いに接触する配置としたことによ
り、両着火手段の作動の時間差を選択するだけで発生圧
力をより細かく変化させることができ、ガス放出速度の
制御の自由度をより一層高めることができる。
According to the gas generator according to claim 5 of the present invention, the same effect as in claims 1 to 4 can be obtained, and the first to third pressure chambers are arranged coaxially. Thereby, the structure can be made extremely compact, which can greatly contribute to realizing the improvement of the freedom of layout, the simplification of the manufacturing process, the cost reduction, and the like.
And the pressure bulkheads closing the second pressure chamber are arranged so as to be in contact with each other when expanded and deformed by pressure, so that the generated pressure can be more finely changed only by selecting the operation time difference between the two ignition means. As a result, the degree of freedom in controlling the gas release rate can be further increased.

【0027】本発明の請求項6に係わるガス発生器の使
用方法によれば、請求項1〜5に記載のガス発生器を用
い、両着火手段の作動時期を同時および非同時から選択
するだけのきわめて簡単な操作によって、発生圧力を少
なくとも3つの形態に変化させることができ、例えば、
自動車のエアバッグシステムのガス発生源として用いた
場合には、乗員の体格や衝突の衝撃の大小などに応じ
て、発生圧力すなわちガス放出速度を自在に変化させる
ことができる。
According to the method of using the gas generator according to claim 6 of the present invention, the operation timing of both ignition means is selected from simultaneous and non-simultaneous using the gas generator according to claims 1 to 5. The generated pressure can be changed into at least three forms by a very simple operation of, for example,
When used as a gas generation source for an airbag system of an automobile, the generation pressure, that is, the gas release speed can be freely changed according to the occupant's physique and the magnitude of the impact of a collision.

【0028】本発明の請求項7に係わるガス発生器の使
用方法によれば、請求項6と同様の効果を得ることがで
きるうえに、両着火手段の作動時期が非同時とした際
に、その時間差を選択することにより、発生圧力をより
細かく変化させることができ、ガス放出速度の制御の自
由度をより拡大することができる。
According to the method of using the gas generator according to claim 7 of the present invention, the same effect as in claim 6 can be obtained, and when the operation timings of both ignition means are not simultaneous, By selecting the time difference, the generated pressure can be changed more finely, and the degree of freedom in controlling the gas release rate can be further expanded.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わるガス
発生器の実施例ならびにガス発生器の使用方法を説明す
る。なお、この実施例のガス発生器は、自動車のエアバ
ッグシステムのガス発生源として用いるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a gas generator according to the present invention and a method of using the gas generator will be described with reference to the drawings. The gas generator according to this embodiment is used as a gas generation source for an airbag system of an automobile.

【0030】図1に示すガス発生器1は、第1圧力室1
1を形成する有底円筒形の第1圧力容器21と、第2圧
力室12を形成する同じく有底円筒形の第2圧力室22
と、両圧力容器21,22を開口部同士が対向する状態
で同軸上に保持する環状の保持部材2を備えている。第
1および第2の圧力容器21,22ならびに保持部材2
は、例えば高張力鋼製である。
The gas generator 1 shown in FIG.
1 and a bottomed cylindrical first pressure vessel 21 forming the second pressure chamber 12, and a bottomed cylindrical second pressure chamber 22 forming the second pressure chamber 12.
And an annular holding member 2 for holding the two pressure vessels 21 and 22 coaxially with the openings facing each other. First and second pressure vessels 21, 22 and holding member 2
Is, for example, made of high-tensile steel.

【0031】第1および第2の圧力室11,12は、各
々の圧力容器21,22の開口部に溶接で固定した圧力
隔壁31,32により閉塞してある。保持部材2内に
は、相対向する圧力隔壁31,32の間で第3圧力室1
3が形成してある。また、保持部材2には、第3圧力室
13から外部に連通するガス放出口3が形成(数がとく
に限定されない)してあり、ガス放出口3にはこれを閉
塞する圧力隔壁33が設けてある。
The first and second pressure chambers 11 and 12 are closed by pressure partitions 31 and 32 fixed to the openings of the respective pressure vessels 21 and 22 by welding. In the holding member 2, the third pressure chamber 1 is provided between the opposing pressure partitions 31 and 32.
3 are formed. The holding member 2 is provided with a gas outlet 3 communicating with the outside from the third pressure chamber 13 (the number is not particularly limited), and the gas outlet 3 is provided with a pressure partition 33 for closing the gas outlet. It is.

【0032】圧力隔壁31〜33は、ステンレス、鉄お
よびアルミニウム等から選択された金属を素材とする薄
肉のディスクであって、所定圧力で開裂するように材質
や厚さが設定されている。これらの圧力隔壁31〜33
は、例えば中心から放射状に溝を形成し、溝により肉厚
が小さくなった部分を開裂促進用の脆弱部とし、圧力を
受けた際に、脆弱部で破断を生じさせて花弁状に開裂変
形させるようにすることができる。
Each of the pressure bulkheads 31 to 33 is a thin disk made of a metal selected from stainless steel, iron, aluminum and the like, and has a material and a thickness set so as to be cleaved at a predetermined pressure. These pressure partitions 31 to 33
For example, a groove is formed radially from the center, and the part where the wall thickness is reduced by the groove is used as a fragile part for promoting cleavage, and when pressure is applied, it breaks at the fragile part and breaks like a petal You can make it.

【0033】ここで、各圧力隔壁31〜33は、第1お
よび第2の圧力室を閉塞する圧力隔壁31,32の開裂
圧力に対して、ガス放出口3を閉塞する圧力隔壁33の
開裂圧力を大きく設定してあり、設定圧力の差を10M
Pa以上としている。また、第1および第2の圧力室を
閉塞する圧力隔壁31,32は、圧力により膨脹変形し
た際に互いに接触する間隔で配置してある。双方の距離
は、圧力隔壁の大きさや材質等によって異なるが、例え
ば両圧力隔壁31,32の半径の和よりも小さいものと
するのが良い。
Here, each of the pressure partitions 31 to 33 has a breaking pressure of the pressure partition 33 closing the gas discharge port 3 with respect to a breaking pressure of the pressure partitions 31 and 32 closing the first and second pressure chambers. Is set large, and the difference in set pressure is 10M
It is set to Pa or more. The pressure partitions 31, 32 for closing the first and second pressure chambers are arranged at intervals so as to come into contact with each other when expanded and deformed by pressure. The distance between the two depends on the size and material of the pressure bulkhead, but is preferably smaller than the sum of the radii of the two pressure bulkheads 31 and 32, for example.

【0034】さらに、ガス発生器1は、第1および第2
の圧力室11,12に、着火手段41,42を備えると
共に、燃焼速度の異なる可燃性ガスが加圧充填してあ
る。着火手段41,42は、一対の電極4a,4bの間
にニクロム線4cを設けたもので、外部から通電により
発熱して可燃性ガスへの着火を行う。
Further, the gas generator 1 includes first and second gas generators.
The pressure chambers 11 and 12 are provided with ignition means 41 and 42, and are filled with flammable gases having different combustion rates under pressure. The igniting means 41 and 42 are provided with a nichrome wire 4c between the pair of electrodes 4a and 4b. The igniting means 41 and 42 generate heat by applying electricity from the outside to ignite the combustible gas.

【0035】可燃性ガスには、水素および炭化水素から
選択されるガスと酸素を含むガスが用いられる。この実
施例では、第1および第2の圧力室11,12に加圧充
填する可燃性ガスの組成が異なるようにしており、第1
圧力室11に水素および酸素を含む可燃性ガスを、第2
圧力室12にメタンおよび酸素を含む可燃性ガスを加圧
充填してある。これにより、第1圧力室11の可燃性ガ
スの燃焼速度が速く、第2圧力室12の可燃性ガスの燃
焼速度が遅いものとなり、しかも、双方の燃焼速度の差
が充分なものとなるので、後の発生圧力の変化幅が大き
くなり、ガス放出速度の制御の自由度がより拡大され
る。
As the combustible gas, a gas selected from hydrogen and hydrocarbons and a gas containing oxygen are used. In this embodiment, the composition of the flammable gas to be charged under pressure into the first and second pressure chambers 11 and 12 is made different.
A flammable gas containing hydrogen and oxygen is supplied to the pressure chamber 11 in the second
The pressure chamber 12 is filled with a flammable gas containing methane and oxygen under pressure. As a result, the combustion rate of the combustible gas in the first pressure chamber 11 is high, and the combustion rate of the combustible gas in the second pressure chamber 12 is low, and the difference between the two combustion rates is sufficient. The change width of the generated pressure later becomes large, and the degree of freedom in controlling the gas release rate is further expanded.

【0036】ここで、第1および第2の圧力容器11,
12に可燃性ガスを各々加圧充填すると、図2に示すよ
うに、双方の圧力隔壁31,32が膨脹変形して互いに
接近した状態となる。なお、両圧力隔壁31,32に設
定した開裂圧力は、当然のことながら可燃性ガスの充填
圧力に耐え得るものであり、可燃性ガスへの着火により
圧力が上昇する過程において、例えば可燃性ガスが半分
消費された時点の圧力で開裂するように設定してある。
Here, the first and second pressure vessels 11,
When each of the flammable gases 12 is filled with the flammable gas under pressure, as shown in FIG. 2, both the pressure partitions 31 and 32 are expanded and deformed to be close to each other. The tearing pressure set for the pressure partitions 31 and 32 can of course withstand the filling pressure of the flammable gas. For example, in the process of increasing the pressure by igniting the flammable gas, for example, Is set to be cleaved at the pressure at the time when half is consumed.

【0037】次に、上記構成を備えたガス発生器1の動
作と共に、本発明に係わるガス発生器の使用方法を説明
する。
Next, the operation of the gas generator 1 having the above configuration and the method of using the gas generator according to the present invention will be described.

【0038】ガス発生器1は、第1〜第3の圧力室11
〜13を同軸上に配置したことにより、図1からも明ら
かなように構造がきわめてコンパクトである。そして、
外部からの信号により着火手段41,42を作動させ、
可燃性ガスの燃焼により生じたガスを瞬時に放出するこ
とになるが、このとき、両着火手段41,42を同時に
作動させた場合と、非同時に作動させた場合とで発生圧
力(ガス放出速度)が変化する。
The gas generator 1 includes first to third pressure chambers 11.
By arranging 1313 coaxially, the structure is extremely compact as is clear from FIG. And
The ignition means 41 and 42 are operated by a signal from the outside,
The gas generated by the combustion of the combustible gas is released instantaneously. At this time, the generated pressure (gas release rate) depends on whether both the ignition means 41 and 42 are operated simultaneously and non-simultaneously. ) Changes.

【0039】両着火手段41,42を同時に作動させた
場合には、第1および第2の圧力室21,22の可燃性
ガスが燃焼し、圧力が上昇する過程で双方の圧力隔壁3
1,32が膨脹変形して開裂し、図3に示すように、双
方からのガスが第3圧力室13に放出される。このと
き、先に述べたように双方の圧力隔壁31,32は、可
燃性ガスが半分消費された時点の圧力で開裂するように
設定してあるから、第3圧力室13に放出されたガスに
は半分の未燃成分が含まれていることになる。したがっ
て、第3圧力室13では、双方からのガス放出により圧
力が急激に上昇しつつ双方のガスが混合して燃焼し、こ
の際、ガス放出孔3を閉塞する圧力隔壁33により未燃
成分の放出が一時的に抑制されてガスの混合燃焼が効率
良く行われ、その後、図4に示すように、ガス放出口3
の圧力隔壁33が開裂してガスが放出される。このとき
のガス発生器1の発生圧力は、短時間で最大発生圧力付
近まで上昇する。
When both ignition means 41 and 42 are operated at the same time, the flammable gas in the first and second pressure chambers 21 and 22 is burned, and both pressure partition walls 3 and 3 are raised in the process of increasing the pressure.
As shown in FIG. 3, the gases from both sides are released into the third pressure chamber 13 as shown in FIG. At this time, as described above, since both pressure bulkheads 31 and 32 are set to be cleaved at the pressure at the time when the flammable gas is half consumed, the gas released into the third pressure chamber 13 is set. Contains half of the unburned components. Therefore, in the third pressure chamber 13, both gases are mixed and burned while the pressure rises sharply due to gas release from both sides. At this time, unburned components are unburned by the pressure partition 33 closing the gas discharge holes 3. The release is temporarily suppressed, and the mixed combustion of the gases is efficiently performed. Thereafter, as shown in FIG.
Is released and gas is released. The generated pressure of the gas generator 1 at this time rises to near the maximum generated pressure in a short time.

【0040】ここで、圧力隔壁は、室内外の圧力差によ
り開裂するので、相対向する圧力隔壁が膨脹変形して接
触する構造の場合、自己の圧力室の圧力が相手側の圧力
室の圧力よりも高くなければ開裂は起こらない。しか
し、上記のように両着火手段41,42を同時に作動さ
せた場合であっても、双方の可燃性ガスの燃焼速度が異
なると共に、第1および第2の圧力室11,12の圧力
上昇や圧力隔壁31,32の膨脹変形が全く一致するこ
とは有り得ないので、圧力隔壁31,32は確実に開裂
する。
Here, since the pressure partition ruptures due to a pressure difference between the inside and outside of the room, in a case where the opposing pressure partitions expand and deform and come into contact with each other, the pressure of the own pressure chamber becomes the pressure of the pressure chamber on the other side. Otherwise, no cleavage will occur. However, even when the two ignition means 41 and 42 are simultaneously operated as described above, the combustion speeds of both combustible gases are different, and the pressure rise in the first and second pressure chambers 11 and 12 and Since the expansion deformations of the pressure bulkheads 31, 32 cannot be exactly the same, the pressure bulkheads 31, 32 are surely torn.

【0041】第1圧力室11の着火手段41を先に作動
させた場合には、第1圧力室11の圧力隔壁31が開裂
するのに続いて第2圧力室12の圧力隔壁32が開裂
し、第3圧力室13で双方のガスが混合して燃焼するこ
とにより、第3圧力室13の圧力が上昇してガス放出口
3の圧力隔壁33が開裂する。このとき、第1圧力室1
1の可燃性ガスは水素および酸素を含む燃焼速度の速い
ガスであり、第2圧力室12の可燃性ガスはメタンおよ
び酸素を含む燃焼速度の遅いガスであるから、第3圧力
室13における混合ガスは、燃焼速度の遅いガスが多い
ものとなる。つまり、燃焼速度の速い可燃性ガスが先に
燃焼し、その後、燃焼速度の遅い可燃性ガスを主とする
混合ガスが燃焼するので、ガス発生器1の発生圧力は段
階的に上昇する。
When the ignition means 41 of the first pressure chamber 11 is actuated first, the pressure partition 32 of the second pressure chamber 12 is split after the pressure partition 31 of the first pressure chamber 11 is split. When the two gases are mixed and burned in the third pressure chamber 13, the pressure in the third pressure chamber 13 rises and the pressure partition 33 of the gas discharge port 3 is cleaved. At this time, the first pressure chamber 1
The first flammable gas is a gas having a high combustion rate containing hydrogen and oxygen, and the flammable gas in the second pressure chamber 12 is a gas having a low combustion rate containing methane and oxygen. As for the gas, a large amount of gas having a low burning rate is used. In other words, the combustible gas with the fast burning rate burns first, and thereafter the mixed gas mainly composed of the combustible gas with the slow burning rate burns, so that the pressure generated by the gas generator 1 increases stepwise.

【0042】なお、両着火手段41,42の作動の時間
差がきわめて短い場合には、第1圧力室11の圧力隔壁
31が開裂した際に、第2圧力室12内の圧力が上昇し
ているので、第2圧力室12の圧力隔壁32よりも先に
ガス放出口3の圧力隔壁33が開裂し、その後、第2圧
力室12の圧力隔壁32が開裂することがある。この場
合にも、第3圧力室13における混合ガスは燃焼速度の
遅いガスが多いものであるから、ガス発生器1の発生圧
力は段階的に上昇する。
When the time difference between the operations of the two ignition means 41 and 42 is extremely short, the pressure in the second pressure chamber 12 increases when the pressure partition 31 of the first pressure chamber 11 ruptures. Therefore, the pressure partition 33 of the gas discharge port 3 may be split before the pressure partition 32 of the second pressure chamber 12, and thereafter, the pressure partition 32 of the second pressure chamber 12 may be split. Also in this case, since the mixed gas in the third pressure chamber 13 is mostly a gas having a low combustion rate, the generated pressure of the gas generator 1 increases stepwise.

【0043】これに対して、第2圧力室12の着火手段
42を先に作動させた場合には、第2圧力室12の圧力
隔壁32が開裂するのに続いて第1圧力室11の圧力隔
壁31が開裂し、第3圧力室13で双方のガスが混合し
て燃焼することにより、第3圧力室13の圧力が上昇し
てガス放出口3の圧力隔壁33が開裂する。このときに
は、第3圧力室13における混合ガスは、燃焼速度の速
いガスが多いものとなる。つまり、燃焼速度の遅い可燃
性ガスが先に燃焼し、その後、燃焼速度の速い可燃性ガ
スを主とする混合ガスが燃焼するので、ガス発生器1の
発生圧力は初期において緩やかに上昇し、その後急に上
昇する。
On the other hand, when the ignition means 42 of the second pressure chamber 12 is actuated first, the pressure partition 32 of the second pressure chamber 12 is opened and then the pressure of the first pressure chamber 11 is reduced. The partition 31 is opened, and both gases are mixed and burned in the third pressure chamber 13, so that the pressure in the third pressure chamber 13 increases and the pressure partition 33 of the gas discharge port 3 is opened. At this time, the mixed gas in the third pressure chamber 13 has a large amount of gas having a high combustion rate. In other words, the combustible gas having a slow burning rate burns first, and then the mixed gas mainly composed of the combustible gas having a fast burning rate burns. Therefore, the generated pressure of the gas generator 1 gradually increases in the initial stage, Then it rises sharply.

【0044】なお、両着火手段41,42の作動の時間
差がきわめて短い場合には、第2圧力室12の圧力隔壁
32が開裂した際に、第1圧力室11内の圧力が上昇し
ているので、第1圧力室11の圧力隔壁31よりも先に
ガス放出口3の圧力隔壁33が開裂し、その後、第1圧
力室11の圧力隔壁31が開裂することがある。この場
合にも、第3圧力室13における混合ガスは燃焼速度の
速いガスが多いものであるから、ガス発生器1の発生圧
力は初期において緩やかに上昇し、その後急に上昇す
る。
When the time difference between the operations of the two ignition means 41 and 42 is extremely short, the pressure in the first pressure chamber 11 increases when the pressure partition 32 of the second pressure chamber 12 ruptures. Therefore, the pressure partition 33 of the gas discharge port 3 may be split before the pressure partition 31 of the first pressure chamber 11, and thereafter, the pressure partition 31 of the first pressure chamber 11 may be split. Also in this case, since the mixed gas in the third pressure chamber 13 has a large amount of gas having a high combustion rate, the pressure generated by the gas generator 1 gradually increases in the initial stage, and then rapidly increases.

【0045】さらに、ガス発生器1では、先に述べたよ
うに圧力隔壁が室内外の圧力差により開裂することか
ら、両着火手段41,42を作動させる時間差を選択す
ることで発生圧力をより細かく制御することが可能にな
る。
Further, in the gas generator 1, as described above, since the pressure partition breaks due to the pressure difference between the inside and the outside of the room, the generated pressure can be further increased by selecting the time difference for operating both the ignition means 41 and 42. Fine control is possible.

【0046】つまり、第1および第2の圧力室11,1
2における圧力隔壁31,32の開裂圧力が、各々の可
燃性ガスが半分消費された時点の圧力で開裂するように
設定してあるので、第1圧力室11の着火手段41を作
動させ、その圧力隔壁31が開裂する前に第2圧力室1
2の着火手段42を作動させると、互いに膨脹変形した
圧力隔壁31,32が接触して第1圧力室11の圧力隔
壁31の開裂が一時的に妨げられる。これにより、第1
圧力室11の圧力隔壁31は、設定圧力よりも高い圧力
すなわち可燃性ガスを半分以上消費した時点の圧力で開
裂する。このとき、第1圧力室11の可燃性ガスは、圧
力隔壁31が開裂するまでの時間が長くなるので、燃焼
が進行して未燃成分が減少する。したがって、第1圧力
室11の着火手段41を作動させてから第2圧力室12
の着火手段42を作動させるまでの時間差を選択すれ
ば、実質的に圧力隔壁31の開裂圧力が変化し、また、
各圧力隔壁31〜33の開裂順序が変化し、これにより
可燃性ガスの未燃成分の量が変化し、圧力隔壁31,3
2の開裂後における第3圧力室13でのガスの混合比が
変化して発生圧力も変化する。
That is, the first and second pressure chambers 11, 1
Since the rupture pressure of the pressure bulkheads 31 and 32 in 2 is set to rupture at the pressure at the time when each flammable gas is half consumed, the ignition means 41 of the first pressure chamber 11 is operated, and Before the pressure bulkhead 31 ruptures, the second pressure chamber 1
When the second ignition means 42 is operated, the pressure bulkheads 31 and 32 which have been expanded and deformed come into contact with each other, and the cleavage of the pressure bulkhead 31 of the first pressure chamber 11 is temporarily prevented. Thereby, the first
The pressure partition 31 of the pressure chamber 11 is cleaved at a pressure higher than the set pressure, that is, the pressure at the time when the combustible gas is consumed by half or more. At this time, the combustible gas in the first pressure chamber 11 has a longer time until the pressure partition wall 31 ruptures, so that the combustion proceeds and the unburned components decrease. Therefore, after the ignition means 41 of the first pressure chamber 11 is operated, the second pressure chamber 12
If the time difference until the activation of the ignition means 42 is selected, the cleavage pressure of the pressure bulkhead 31 substantially changes, and
The order of cleavage of each of the pressure bulkheads 31 to 33 changes, thereby changing the amount of the unburned component of the combustible gas.
After the cleavage of 2, the gas mixture ratio in the third pressure chamber 13 changes, and the generated pressure also changes.

【0047】このように、上記実施例のガス発生器1お
よびその使用方法によれば、きわめて簡単な構造である
うえに、着火手段41,42の作動時期を選択するだけ
で、発生圧力が少なくとも3つの形態に変化することと
なり、また、各圧力隔壁31,32,33の開裂圧力、
第1および第2の圧力室11,12に充填する各可燃性
ガスの燃焼速度、および作動の時間差を選択することで
発生圧力の細かい制御が可能となり、ガス放出速度の制
御の自由度が著しく高いものとなる。
As described above, according to the gas generator 1 of the above-described embodiment and the method of using the same, the gas generator 1 has a very simple structure, and the generation pressure is at least increased only by selecting the operation timing of the ignition means 41, 42. It will be changed into three forms, and the breaking pressure of each pressure bulkhead 31, 32, 33,
By selecting the combustion speed of each combustible gas to be charged into the first and second pressure chambers 11 and 12 and the time difference of operation, fine control of the generated pressure becomes possible, and the degree of freedom in controlling the gas discharge speed is remarkable. It will be expensive.

【0048】(実施例1)両端部を封止した高張力鋼管
から成る円筒状の圧力容器内に、10Mpaで開裂する
薄板状の金属製圧力隔壁2枚を所定間隔に配置して、溶
接により両圧力隔壁の全周を固定し、圧力容器の両端側
に第1および第2の圧力室を形成すると共に、両圧力隔
壁間に第3圧力室を形成した。このとき、第1および第
2の圧力室の容積を150cmとし、両圧力隔壁の間
隔を20mmとした。また、第1および第2の圧力室に
は、着火手段として、外部と気密状態で一対の電極を設
け、電極間に線径30μmのニクロム線を設けた。さら
に、第3圧力室に、外部と連通するガス放出口を設け、
ガス放出口には、30MPaで開裂する薄板状で金属製
圧力隔壁を溶接により密閉固定した。
(Example 1) In a cylindrical pressure vessel made of a high-strength steel pipe with both ends sealed, two thin metal-made pressure bulkheads that are cleaved at 10 Mpa are arranged at predetermined intervals, and are welded. The entire circumference of both pressure partitions was fixed, first and second pressure chambers were formed at both ends of the pressure vessel, and a third pressure chamber was formed between both pressure partitions. At this time, the volume of the first and second pressure chambers was set to 150 cm 3, and the interval between the two pressure partitions was set to 20 mm. Further, in the first and second pressure chambers, a pair of electrodes were provided in an airtight state with the outside as ignition means, and a nichrome wire having a wire diameter of 30 μm was provided between the electrodes. Further, a gas discharge port communicating with the outside is provided in the third pressure chamber,
At the gas discharge port, a metal pressure partition having a thin plate shape that can be cleaved at 30 MPa was hermetically fixed by welding.

【0049】そして、第1圧力室には、別途設けたガス
導入口から、水素30vol%、酸素15vol%、ア
ルゴン55vol%の可燃性ガスを5MPaの圧力で加
圧充填してガス導入口を封止し、第2圧力室には、燃焼
速度(組成)が異なる可燃性ガスとして、年即速度メタ
ン10vol%、酸素20vol%、アルゴン70vo
l%の可燃性ガスを5MPaの圧力で加圧充填してガス
導入口を封止し、実施例1のガス発生器を得た。
The first pressure chamber is filled with a flammable gas of 30 vol% of hydrogen, 15 vol% of oxygen and 55 vol% of argon at a pressure of 5 MPa from a separately provided gas inlet, and the gas inlet is sealed. In the second pressure chamber, as a combustible gas having a different combustion rate (composition), the immediate annual velocity methane 10 vol%, oxygen 20 vol%, argon 70 vol
1% of a flammable gas was filled under pressure at a pressure of 5 MPa, and the gas inlet was sealed to obtain a gas generator of Example 1.

【0050】(実施例2)実施例1のガス発生器に対し
て、ガス放出口を閉塞する圧力隔壁の開裂圧力を20M
Paとした以外は同一構成にして、実施例2のガス発生
器を得た。
(Example 2) With respect to the gas generator of Example 1, the breaking pressure of the pressure partition for closing the gas discharge port was set to 20M.
A gas generator of Example 2 was obtained with the same configuration except that Pa was used.

【0051】(実施例3)実施例1のガス発生器に対し
て、第2圧力室に加圧充填した可燃性ガスの組成を水素
15vol%、酸素17vol%、アルゴン68vol
%とした以外は同一構成にして、実施例3のガス発生器
を得た。
Embodiment 3 The composition of the combustible gas charged into the second pressure chamber under pressure was 15 vol% of hydrogen, 17 vol% of oxygen, and 68 vol of argon with respect to the gas generator of the first embodiment.
%, And the gas generator of Example 3 was obtained.

【0052】(比較例1)比較例1として、従来形式の
45リッター運転席エアバッグ用のガス発生器を用い
た。このガス発生器は、アジ化ナトリウム(NaN3)
を主成分としたガス発生剤を備え、通電により作動する
着火手段によりガス発生剤を熱分解してガスを発生させ
る機構である。
Comparative Example 1 As Comparative Example 1, a conventional type gas generator for a 45-liter driver's seat airbag was used. This gas generator uses sodium azide (NaN3)
This is a mechanism for generating a gas by thermally decomposing the gas generating agent by an ignition means that is activated by energization.

【0053】(試験例)上記実施例1〜3および比較例
1のガス発生器を容積60リッターの耐圧容器内に収納
し、耐圧容器内で作動させてガスの放出を行い、その時
の耐圧容器内の圧力変化を測定した。このとき、実施例
1〜3については、第1および第2の圧力室の着火手段
を同時に作動させる試験と、第1圧力室の着火手段を5
msec先に作動させる試験と、第2圧力室の着火手段
を5msec先に作動させる試験を行った。試験の結果
を図5〜図7に示す。
(Test Example) The gas generators of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were housed in a pressure-resistant container having a capacity of 60 liters, and were operated in the pressure-resistant container to release gas. The pressure change inside was measured. At this time, in Examples 1 to 3, a test in which the ignition means of the first and second pressure chambers were simultaneously operated, and the ignition means of the first pressure chamber was set to 5
A test was performed in which the ignition means of the second pressure chamber was activated 5 msec earlier. The test results are shown in FIGS.

【0054】図5〜図7のグラフから明らかなように、
実施例1〜3のガス発生器は、両着火手段を同時に作動
させた場合には、いずれも比較例1よりも短時間で発生
圧力が上昇することを確認した。また、第1圧力室の着
火手段を先に作動させた場合には、発生圧力が段階的に
変化し、第2圧力室の着火手段を先に作動させた場合に
は、発生圧力が初期において緩やかに上昇し、その後急
勾配で上昇することを確認した。つまり、着火タイミン
グをコントロールすることにより、容器内の見かけのガ
ス組成を変更することができ、従来の比較例1に比べ
て、より速いガス吹き出しや二段階となる吹き出し、ま
た、かなり緩やかな吹き出しが実現可能となり、それに
応じたエアバッグの内圧や形状を達成し得ることを確認
した。
As is clear from the graphs of FIGS.
In the gas generators of Examples 1 to 3, it was confirmed that when both ignition means were simultaneously operated, the generated pressure increased in a shorter time than in Comparative Example 1. Further, when the ignition means of the first pressure chamber is operated first, the generated pressure changes stepwise, and when the ignition means of the second pressure chamber is operated first, the generated pressure is initially reduced. It was confirmed that it rose slowly and then steeply. In other words, by controlling the ignition timing, it is possible to change the apparent gas composition in the container, and as compared with the conventional comparative example 1, a faster gas blowing, a two-stage blowing, and a rather gentle blowing. Was realized, and it was confirmed that the internal pressure and shape of the airbag could be achieved accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わるガス発生器の一実施例を説明す
る断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating an embodiment of a gas generator according to the present invention.

【図2】第1・第2の圧力室に可燃性ガスを加圧充填し
た状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a flammable gas is pressurized and filled into first and second pressure chambers.

【図3】第1・第2の圧力室の圧力隔壁が開裂した状態
を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which pressure barriers of first and second pressure chambers are split.

【図4】図3に続いてガス放出口の圧力隔壁が開裂した
状態を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the pressure partition wall of the gas discharge port has been opened following FIG. 3;

【図5】実施例1および比較例1のガス発生器の試験結
果として、時間経過に伴う発生圧力の変化を示すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing changes in generated pressure over time as test results of the gas generators of Example 1 and Comparative Example 1.

【図6】実施例2および比較例1のガス発生器の試験結
果として、時間経過に伴う発生圧力の変化を示すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing changes in generated pressure over time as test results of the gas generators of Example 2 and Comparative Example 1.

【図7】実施例3および比較例1のガス発生器の試験結
果として、時間経過に伴う発生圧力の変化を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing changes in generated pressure over time as test results of the gas generators of Example 3 and Comparative Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガス発生器 3 ガス放出口 11 第1圧力室 12 第2圧力室 13 第3圧力室 31 第1圧力室の圧力隔壁 32 第2圧力室の圧力隔壁 33 ガス放出口の圧力隔壁 41 42 着火手段 Reference Signs List 1 gas generator 3 gas discharge port 11 first pressure chamber 12 second pressure chamber 13 third pressure chamber 31 pressure partition of first pressure chamber 32 pressure partition of second pressure chamber 33 pressure partition of gas discharge port 41 42 ignition means

フロントページの続き (72)発明者 岡 田 順 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 浦 本 清 弘 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3D054 DD04 FF16 FF18 4G068 DA08 DB16 DB26 DC06 Continued on the front page (72) Inventor Jun Okada Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Kiyohiro Uramoto 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa, F Terms (reference) 3D054 DD04 FF16 FF18 4G068 DA08 DB16 DB26 DC06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定圧力で開裂する圧力隔壁により閉塞
した第1圧力室と、同様の圧力隔壁により閉塞した第2
圧力室と、第1および第2の圧力室の両圧力隔壁間に形
成した第3圧力室を備え、第1および第2の圧力室に
は、燃焼速度が異なる可燃性ガスを加圧充填するととも
に可燃性ガスへの着火手段を各々設け、第3圧力室に
は、室内外を連通させるガス放出口と、ガス放出口を閉
塞し且つ所定圧力で開裂する圧力隔壁を設けたことを特
徴とするガス発生器。
1. A first pressure chamber closed by a pressure partition cleaving at a predetermined pressure, and a second pressure chamber closed by a similar pressure partition.
A pressure chamber; and a third pressure chamber formed between the two pressure partitions of the first and second pressure chambers. The first and second pressure chambers are filled with a combustible gas having a different combustion rate under pressure. And a means for igniting the combustible gas is provided, and the third pressure chamber is provided with a gas discharge port for communicating between the inside and the outside, and a pressure partition for closing the gas discharge port and cleaving at a predetermined pressure. Gas generator.
【請求項2】 可燃性ガスが、水素および炭化水素から
選択されるガスと酸素を含むガスであって、第1および
第2の圧力室に加圧充填する可燃性ガスの組成が異なる
ことを特徴とする請求項1に記載のガス発生器。
2. The method according to claim 1, wherein the combustible gas is a gas containing hydrogen and a gas selected from hydrocarbons and a gas containing oxygen, and the first and second pressure chambers have different compositions of the combustible gas under pressure. The gas generator according to claim 1, characterized in that:
【請求項3】 第1圧力室に、水素および酸素を含む可
燃性ガスを加圧充填すると共に、第2圧力室に、炭化水
素および酸素を含む可燃性ガスを加圧充填したことを特
徴とする請求項2に記載のガス発生器。
3. The fuel cell according to claim 1, wherein the first pressure chamber is filled with a flammable gas containing hydrogen and oxygen under pressure, and the second pressure chamber is filled with a flammable gas containing hydrocarbon and oxygen under pressure. The gas generator according to claim 2, wherein
【請求項4】 第1および第2の圧力室を閉塞する圧力
隔壁の開裂圧力に対して、第3圧力室のガス放出口を閉
塞する圧力隔壁の開裂圧力を大きく設定したことを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載のガス発生器。
4. A pressure dividing wall for closing a gas discharge port of a third pressure chamber is set to be larger than a breaking pressure of a pressure partition for closing the first and second pressure chambers. The gas generator according to claim 1.
【請求項5】 第1および第2の圧力室を圧力隔壁同士
が相対向する状態で同軸上に配置すると共に、第1およ
び第2の圧力室の両圧力隔壁間に第3圧力室を形成し、
第1および第2の圧力室を閉塞する圧力隔壁が、圧力に
より膨脹変形した際に互いに接触する間隔で配置してあ
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガ
ス発生器。
5. The first and second pressure chambers are arranged coaxially with the pressure partitions facing each other, and a third pressure chamber is formed between the two pressure partitions of the first and second pressure chambers. And
The gas generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure partition walls for closing the first and second pressure chambers are arranged at intervals so as to be in contact with each other when expanded and deformed by pressure. .
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のガス発
生器を用い、第1および第2の圧力室における両着火手
段の作動時期を同時および非同時から選択してガス発生
器を作動させることを特徴とするガス発生器の使用方
法。
6. The gas generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the operation timing of both ignition means in the first and second pressure chambers is selected from simultaneous and non-simultaneous to set the gas generator. Use of a gas generator characterized by being operated.
【請求項7】 第1および第2の圧力室における両着火
手段の作動時期が非同時であって、その時間差を選択し
てガス発生器を作動させることを特徴とする請求項6に
記載のガス発生器の使用方法。
7. The gas generator according to claim 6, wherein the operation timings of both ignition means in the first and second pressure chambers are not simultaneous, and the time difference is selected to operate the gas generator. How to use the gas generator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006523564A (en) * 2003-04-17 2006-10-19 タカターペトリ(ウルム)ゲーエムベーハー Gas generator for vehicle occupant protection system

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