JP2003011771A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 エアバッグへの取り付けに際し、点火器と衝
突センサとの連結ケーブルが妨げとならず、高圧ガスを
密封しているボンベからのガスの方向を変えることなく
放出することができるエアカーテン式エアバッグに用い
られるハイブリッド式のガス発生器を提供する。 【解決手段】 高圧ガスが装填されたボンベ２とラブチ
ャーディスク３と、火炎噴出口４を有し、点火器５及び
伝火薬６が収納されたハウジング７と、前記ボンベ２と
前記ハウジング７との間にガス滞留空間８を形成すると
ともに、外筒材１０と、前記ボンベ２からのガスを、前
記ガス滞留空間８及び前記環状空間９を経て前記ボンベ
２からの放出方向と同一方向に放出するガス放出口１１
が形成され、前記外筒材１０の一端にかしめ固定される
蓋部材１２と、を備えてなり、前記点火器５が、前記ハ
ウジン１０グの軸に対して偏向して設けられていること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエアカー
テン式エアバッグに用いられるガス発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を
保護するための安全装置の１つとして、エアバックが知
られている。このエアバックは、ガス発生器が発生する
多量の高温、高圧ガスにて作動するものである。近年、
乗員の安全性の向上を目的に図２に示すようなサイドド
ア上方から開くエアカーテン式のエアバッグ５１が装着
されるようになってきている。

【０００３】この種のエアバッグ５１は、通常は自動車
の屋根の部分に縮めて収納されており、衝撃が起こった
際に膨張し、乗員のドアや窓ガラスへの衝突をやわらげ
るようになっている。このエアバッグ５１を膨張させる
ガス発生器は、自動車のサイドドア側の上部フレーム５
２内に設けられ、エアバッグに連結されている。このた
め、ガス発生器は、上部フレーム５２内に装着できるよ
うに小型化する必要がある。小型化に適したガス発生器
としては、例えば、特開平８−２５３１００号公報に示
されているようなハイブリッドガス発生器が知られてい
る。

【０００４】特開平８-２５３１００号公報に示されて
いるような一般的なハイブリッドガス発生器は、衝突セ
ンサからの信号によって発火する点火器と高圧ガスが収
容されているガスボンベとが同軸上に配置されている。
そして、点火器からの火炎力若しくは点火器の火炎力に
よって可動するピストン等によってボンベの高圧ガスを
密封するラプチャーディスクを破裂させ高圧ガスを放出
させている。ボンベから放出されたガスは、ボンベと点
火器とを対峙するように連結している外筒材の周囲に形
成されたガス放出孔から放射状にガスが放出されるよう
になっている。

【０００５】図２に示すように、エアカーテン式のエア
バッグは、自動車の車体長手方向にわたって、サイドド
ア部を覆うように設けられており、このようなエアバッ
グを瞬時に膨張させるためにはボンベから放出されるガ
スの勢いを利用する必要がある。ところが、従来のハイ
ブリッド式のガス発生器では、ボンベから放出されるガ
スが外筒材周囲に形成されたガス放出孔から放射状に放
出されるため、ボンベから放出されるガスの勢いをその
まま利用することが困難であった。そのため、図２に示
すようなエアカーテン式のエアバッグの展開が遅れると
いう問題があった。

【０００６】そこで、エアカーテン式のエアバッグの展
開遅れを防止するため、ボンベからのガスの勢いをその
まま利用できるように、ボンベからの放出ガスの方向を
かえることなくエアバッグ内にガスを放出することが試
みられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のハイ
ブリッド方式のガス発生器では、ボンベと点火器とが同
軸上に夫々対峙して配置されているため、点火器と衝突
センサとを連結するケーブルが妨げとなって、ボンベか
らのガスの方向を変えずにエアバッグに取り付けるのが
困難であった。

【０００８】本発明は、エアバッグへの取り付けに際
し、点火器と衝突センサとの連結ケーブルが妨げとなら
ず、高圧ガスを密封しているボンベからのガスの方向を
変えることなく放出することができるエアカーテン式エ
アバッグに用いられるハイブリッド式のガス発生器を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の請求項１に記載のガス発生器は、高圧ガスが
装填されたボンベと、前記ボンベの圧力を保持するとと
もに密封するラプチャーディスクと、前記ラプチャーデ
ィスクに対峙する火炎噴出口を有し、点火器及び伝火薬
が収納されたハウジングと、前記ボンベと前記ハウジン
グとの間にガス滞留空間を形成するとともに、前記ガス
滞留空間に連通する環状空間を前記ハウジングの周囲に
形成するように前記ボンベと前記ハウジングとを連結保
持する外筒材と、前記ボンベからのガスを、前記ガス滞
留空間及び前記環状空間を経て前記ボンベからの放出方
向と同一方向に放出するガス放出口が形成され、前記外
筒材の一端にかしめ固定される蓋部材と、を備えてな
り、前記点火器が、前記ハウジングの軸に対して偏向し
て設けられていることを特徴とする。

【００１０】このような構成によると、ハウジングから
放出される火炎力によってボンベを密封するラプチャー
ディスクが破裂され、高圧ガスがガス滞留空間に放出さ
れる。そして、ハウジングからの熱流と、ガス滞留空間
で混合され、ハウジング周囲の環状空間を通過し、蓋部
材に形成されているガス放出口から放出方向が変わるこ
となく放出される。また、点火器がハウジングの軸に対
して偏向して設けられているため、衝突センサとの連結
部分がエアバッグとの連結の妨げとならず、エアバッグ
との連結が容易となる。

【００１１】また、請求項２に記載のガス発生器は、請
求項１において、自動車のエアカーテン式エアバッグに
用いられるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガス発生器の
実施形態例を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発
明に係るガス発生器１の一実施形態例の断面図を示す。

【００１３】図１において、ガス発生器１は、高圧ガス
が装填されているボンベ２と、ボンベ２の圧力を保持す
るとともに密封するラプチャーディスク３と、ラプチャ
ーディスク３に対峙する火炎噴出口４を有し、点火器５
及び伝火薬６が収納されたハウジング７と、ボンベ２と
ハウジング７との間にガス滞留空間８を形成するととも
に、ガス滞留空間８に連通する環状空間９をハウジング
７の周囲に形成するようにボンベ２とハウジング７とを
連結保持する外筒材１０と、ボンベ２からのガスを、ガ
ス滞留空間８及び環状空間９を経てボンベ２からの放出
方向と同一方向に放出するガス放出口１１が形成され、
外筒材１０の一端にかしめ固定される蓋部材１２とで構
成されている。

【００１４】ボンベ２は、ステンレス、アルミニウム等
の金属からなり、有底の円筒形状をし、開口側は、２段
階で縮径されている。ボンベ２内には、アルゴンやヘリ
ウムガス等がエアバッグ等を膨張、作動させるに十分な
量（例えば、エアカーテンには０．８〜１．２モル等）
装填されており、圧力２０ＭＰａ以上、好ましくは２５
ＭＰａ以上に維持され、一端側の開口部をラプチャーデ
ィスク３を有するボンベキャップ１３によって密封され
ている。

【００１５】ラプチャーディスク３の厚さは、火炎噴出
口４からの火炎力によって破裂できる程度の厚さであれ
ば特に限定はされない。好ましいラプチャーディスク３
の厚さとしては、０．０５〜０．５ｍｍ、さらに好まし
くは０．１〜０．３ｍｍである。

【００１６】ハウジング７は、略コップ状をし、一端側
１４には火炎噴出口４が形成されており、他端側１５の
側筒部には点火器５が設けられている。そして、他端側
１５の内部は、図１に示すように点火器５からの火炎を
ハウジング７の軸方向に変向するよう肉厚に傾斜する傾
斜部７ａが形成されている。これによって点火器５から
の火炎は方向を変えて火炎噴出口４からラプチャーディ
スク３に向って噴出される。

【００１７】さらに、ハウジング７内は、傾斜部７ａか
ら火炎噴出口４に向って、ドーナツ状（中空の円柱状）
の第２のクッション材１８、第１のクッション材１７、
伝火薬６が装填されている。ドーナツ状の伝火薬６及び
クッション材１７，１８によって形成されるハウジング
７内の中央部の空間は、燃焼室１６をなしている。第
１、第２のクッション材１７，１８は、セラミックファ
イバー、シリコンフォーム等からなり、伝火薬６と同様
にドーナツ状に形成されている。これらクッション材１
７，１８は、伝火薬６が、振動等によって破砕しないよ
うに、伝火薬６に伝わる振動を吸収している。ドーナツ
状の伝火薬６は、ドーナツ状に成形された伝火薬を１又
は２以上を積層して用いてもよく、より小径の粒状伝火
薬を支持部材を介してドーナツ状に配置してもよい。

【００１８】火炎噴出口４は、燃焼室１６からラプチャ
ーディスク３に向けて縮径されている。これによって、
火炎力が高められるとともに、放出する火炎をラプチャ
ーディスク３の中心部に集中することができる。また、
火炎噴出口４にはアルミニウム等からなる金属製のシー
ルテープが貼付されている。このシールテープは、燃焼
室１６内への水分等の侵入を防ぎ、燃焼室１６内に収納
される伝火薬６が湿気るのを防ぐものである。また、こ
のシールテープは、厚さ１００μｍ以下であり、点火器
５の点火による火炎によって瞬時に溶かされ、火炎の進
行の妨げとならないものである。

【００１９】伝火薬６は、発熱量が、４０００Ｊ／ｇ以
上、好ましくは５５００Ｊ／ｇ以上となるように、例え
ば、ボロン、硝酸カリウム、５アミノテトラゾール、無
鉛火薬等を使用することができる。このような組成とす
ることによって、発熱量を、４０００Ｊ／ｇ以上、好ま
しくは５５００Ｊ／ｇ以上とすることが可能となる。こ
こで、発熱量が４０００Ｊ／ｇ未満の伝火薬の場合、ボ
ンベ２を密閉するラプチャーディスク３が破裂して、放
出されるガスが断熱膨張の為に低温化した場合に十分に
加熱することが困難となる。このため、伝火薬６の量を
多くする必要が生じ、ガス発生器１の小型化が達成でき
ない。

【００２０】図１に示すように、外筒材１０は、ステン
レス、アルミニウム等の金属材料によって円筒状に形成
されている。そして、一端側にガス放出口１１を有する
蓋部材１２が、かしめ固定されている。外筒材１０の他
端側は、ボンベ２の縮径された第１段部分２４と内接し
て嵌合され、溶接等によって溶着固定されている。そし
て、外筒材１０の側筒部には点火器５を有するホルダ２
０が配置される穴２５が形成されている。この穴２５を
通しハウジング７の側筒部にホルダ２０を固定すること
によってハウジング７を外筒材１０の所定位置に配置す
ることができる。

【００２１】蓋部材１２は、外筒材１０の一端にかしめ
固定されている。また、蓋部材１２の内方にはフィルタ
ー材２３が設けられている。このフィルター材２３は、
例えば、メリヤス編み金網、平織り金網やクリンプ織り
金属線材の集合体によって、蓋部材１２の内径と略同一
な円筒状に成形されている。これによって、ボンベ２か
らのガスは、このフィルター材２３を通過して蓋部材１
２に形成されているガス放出口１１から放出される。

【００２２】点火器５は、ハウジング７の側筒部にハウ
ジング７及びボンベ２の軸心に対して偏向して配置され
ている。本実施形態例では軸に対して直角に配置した場
合について示す。点火器５としては、例えば、電気式の
点火器などが採用でき、金属製のホルダ２０にカシメ固
定されている。このホルダ２０の周囲には、ネジ２１が
形成されており、ネジ２１によってハウジング７及び外
筒材１０に固定されている。これによって、点火器５
は、ボンベ２からのガスの放出の妨げとならないように
衝突センサー等からのケーブルとピン２２とを結線する
ことが可能となる。また、ホルダ２０に形成されている
ネジ２１によって、ハウジング７の外筒材１０内部での
高さを微調整することも可能である。これによって、外
筒材１０とハウジング７との間に形成される環状空間９
を確実に形成することが可能となる。なお、ホルダ２０
の固定方法は、ネジ２１に限定されるものではない。

【００２３】また、点火器５は、１０ｃｃタンク中で発
火させた時の内圧上昇が３ｍｓｅｃ以内で４．７ＭＰａ
以上のものが好ましい。これによって、確実にラプチャ
ーディスク３を火炎力によって破断することができる。

【００２４】このような火炎力を生成するために点火器
５に装填されている着火薬としては、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）、タングステン（Ｗ）、過塩素酸カリウム（ＫＣｌ
Ｏ₄）を成分に持ち、バインダーとしてフッ素ゴムやニ
トロセルロース等を用いたものを使用することが好まし
い。又、ジルコニウム、タングステン、過塩素酸カリウ
ムの組成比（重量比）は、例えば、Ｚｒ：Ｗ：ＫＣｌＯ
₄＝３：３．５：３．５とする。また、着火薬の装填量
は、適宜設定することができ、噴出される火炎力を高め
る為に通常より多めに装填することが好ましい。また、
各成分の組成比を調整して、高い火炎力となるようにす
ることもできる。

【００２５】このように、ボンベ２、ハウジング７、蓋
部材１２は、同一円筒からなる外筒材５によって固定さ
れているため、それぞれの軸心を一にした同軸上に連結
保持される。これによって、ラプチャーディスク３、火
炎噴出口４、ガス放出口１１の中心部が同軸となり、ボ
ンベ２からのガスがその放出方向を変えることなく放出
されることになる。また、点火器５は、外筒材１０の側
筒部に設けられることから、衝突センサー等との結線も
容易に行なえる。

【００２６】次に、ガス発生器１の作動を、図１により
説明する。なお、図１に示すガス発生器１は、蓋部材１
２若しくは外筒材１０の軸端側でエアバッグ装置に直
接、又は間接的に接続されているものとする。

【００２７】衝突センサーが自動車の衝突を検出する
と、図１に示すように、ガス発生器１は、点火器５を通
電発火させる。点火器５の火炎は、燃焼室１６内に噴出
される。点火器５から噴出された火炎は、ハウジング7
の他端側１５の内部に形成されている傾斜部７ａにあた
り、方向を変えて燃焼室１６を通過する。このように方
向を変えられた火炎は、火炎噴出口４の絞りによって火
炎力が高められ、火炎噴出口４の出口に設けられている
金属製のシールテープを瞬時に溶かしてラプチャーディ
スク３の中心部に集中的にあたり、ラプチャーディスク
３を一気に破裂させる。ラプチャーディスク３から放出
されたガスは、ガス滞留空間８に流出してくる。この
時、放出されたガスは、ガス滞留空間８で断熱膨張する
ため、急激に温度が低下する。

【００２８】一方、点火器５からの火炎によって、燃焼
室１６内の伝火薬６が燃焼する。これによって発生した
高温の熱流は、ガス滞留空間８に流入し、ボンベ２から
放出され、断熱膨張によって低温化したガスと混合す
る。ボンベ２から放出されたガスは、これによって加熱
され、適温ガスとなって、環状空間９を通過してフィル
ター材２３を通り蓋部材１２に形成されたガス放出口１
１から放出される。これで、このガス発生器１に接続さ
れているエアバッグは、ガス放出口１１から放出される
清浄なガスによって、瞬時に、膨張される。

【００２９】このように、本発明のガス発生器１によれ
ば、点火器５がハウジング７及び外筒材１０の側筒部に
設けられているため、ボンベ２からのガスが方向を変え
ることなく同一方向に放出される。このため、エアカー
テン式のエアバッグのように長手方向に膨張させなけれ
ばならないエアバッグであっても瞬時に膨張させること
ができる。なお、本発明のガス発生器１は、エアカーテ
ン式のエアバッグはもちろんであるが、シートベルトプ
リテンショナ等のガス発生器としても利用することがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
点火器がボンベに対して偏向して設けられているため、
エアカーテン式のエアバッグへの取付時の衝突センサー
との結線が容易に行なえる。また、ボンベから放出され
るガスの放出方向を変えることなく放出することができ
るため、放出されるガスの勢いをそのまま利用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス発生器の実施形態の一例の断
面図である。

【図２】エアカーテン式エアバッグを説明するための図
である。

【符号の説明】

１ ガス発生器 ２ ボンベ ３ ラプチャーディスク ４ 火炎噴出口 ５ 点火器 ６ 伝火薬 ７ ハウジング ７ａ 傾斜部 ８ ガス滞留空間 ９ 環状空間 １０ 外筒材 １１ ガス放出口 １２ 蓋部材 １３ ボンベキャップ １６ 燃焼室 ２０ ホルダ ２３ フィルター材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧ガスが装填されたボンベと、 前記ボンベの圧力を保持するとともに密封するラプチャ
   ーディスクと、 前記ラプチャーディスクに対峙する火炎噴出口を有し、
   点火器及び伝火薬が収納されたハウジングと、 前記ボンベと前記ハウジングとの間にガス滞留空間を形
   成するとともに、前記ガス滞留空間に連通する環状空間
   を前記ハウジングの周囲に形成するように前記ボンベと
   前記ハウジングとを連結保持する外筒材と、 前記ボンベからのガスを、前記ガス滞留空間及び前記環
   状空間を経て前記ボンベからの放出方向と同一方向に放
   出するガス放出口が形成され、前記外筒材の一端にかし
   め固定される蓋部材と、を備えてなり、 前記点火器が、前記ハウジングの軸に対して偏向して設
   けられていることを特徴とするガス発生器。
2. 【請求項２】 自動車のエアカーテン式エアバッグに用
   いられる請求項１に記載のガス発生器。