JP2003034224A - エアバッグ用ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方の燃焼室から生じたガスにより、他方の
燃焼室内のガス発生剤が燃焼しないガス発生器の提供。 【解決手段】 第一の燃焼室5a内に流路形成部材51が配
置され、第一の燃焼室5a内を二分している。流路形成部
材51の作用により、第一の燃焼室5aからの燃焼ガスがクー
ラント・フィルタ22を経てガス排出口26から排出されるとき、
前記燃焼ガスにより第二の燃焼室5b内の第二のガス発生
剤9bが着火燃焼されない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアバッグ用ガス
発生器、及びそれを用いたエアバッグ装置に関する。

【０００２】

【従来技術】自動車を始め各種車両等に搭載されている
エアバッグシステムは、該車両が高速で衝突した際に、
ガスによって急速に膨張したエアバッグ（袋体）で搭乗
者を支持し、搭乗者が慣性によりハンドルや前面ガラス
等の車両内部の硬い部分に激突して負傷すること等を防
ぐことを目的とする。このようなエアバッグシステム
は、通常、車両の衝突によって作動してガスを放出する
ガス発生器と、該ガスを導入して膨張するエアバッグと
から構成されている。

【０００３】かかるエアバッグシステムは、乗員の体格
（例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しく
は子供等）や、その搭乗姿勢（例えばハンドルにしがみ
ついた姿勢）等が異なる場合であっても、乗員を安全に
拘束可能であることが望ましい。そこで従来、作動時初
期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与え
ないで作動する様なエアバッグシステムの提案がなされ
ている。このようなガス発生器は、特開平8−207696号
公報、米国特許第4,998,751号及び米国特許第4,950,458
号等に開示されおり、特開平8−207696号公報では、１
つの点火器で２種類のガス発生剤のカプセルを着火し、
二段階でガスを発生させるガス発生器が、米国特許第4,
998,751号、米国特許第4,950,458号では、ガス発生器の
作動機能を規制するため二つの燃焼室を設けて、ガス発
生剤の燃え広がりにより二段階でガスを発生するガス発
生器がそれぞれ提案されている。

【０００４】しかしながらこの様なガス発生器では、そ
の内部構造が複雑であり、容器の大きさが大きくなり、
コスト高の要因となるという欠点を有する。

【０００５】また特開平9-183359号、及び独国特許第19
620758号では、ハウジング内に、ガス発生剤が収容され
た燃焼室を２室設けて、それぞれの燃焼室毎に点火器を
配置し、各点火器の作動タイミングを調整することによ
り、ガス発生器の作動出力を調整可能としたガス発生器
が開示されている。しかしながら、何れのガス発生器
も、各燃焼室毎に配置される点火器は、それぞれ別個に
配置されることから、その組み付け（製造）も困難なも
のとなり、またガス発生器の構造自体も複雑で、容積も
大きいものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】よって本発明は、容器
の全体的な大きさを抑え、且つ簡易な構造であって製造
容易としながらも、その作動初期の段階に於いて、乗員
に対してできる限り衝撃を与えないで作動し、且つ乗員
の体格（例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人
若しくは子供等）や、その搭乗姿勢（例えばハンドルに
しがみついた姿勢）等が異なる場合であっても、乗員を
安全に拘束可能な様に、任意にガス発生器の作動出力、
及び出力上昇のタイミングを幅広く調整可能としたガス
発生器を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ガス排出口を有するハウジング内に、衝撃によって作動
する点火器と、点火器によって着火・燃焼されエアバッ
グを膨張させるための燃焼ガスを発生するガス発生剤が
収容された２つの燃焼室とを含んで収容してなるエアバ
ッグ用ガス発生器であって、ハウジング内には、同時に
又は時間差をおいて燃焼してガスを発生させるガス発生
剤を収容する２つの燃焼室が、ハウジングの半径方向に
隣接して設けられており、２つの燃焼室で生じた燃焼ガ
スは、独立した２つのガス排出経路を経てガス排出口か
ら排出されるものであり、２つの燃焼室は、２つのガス
排出経路を経て相互に連通されており、一方の燃焼室で
生じた燃焼ガスにより、他方の燃焼室のガス発生剤が着
火燃焼されることがないエアバッグ用ガス発生器を提供
する。

【０００８】上記発明では、ハウジング内には、同時に
又は時間差をおいて燃焼してガスを発生させるガス発生
剤を収容する２つの燃焼室が、ハウジングの半径方向に
隣接して、かつ同心円に設けられているものにすること
ができる。

【０００９】上記発明では、ハウジング内には略円筒状
の内筒部材が配置され、内筒部材のハウジング半径方向
外側に環状の燃焼室が形成され、前記内筒部材の内側に
他方の燃焼室が形成されているものにすることができ
る。この発明では、２つの燃焼室が、２つのガス排出経
路と環状の共通空間を経て相互に連通されているものに
することができる。更にこの発明では、前記内筒部材の
内部がハウジング半径方向に設けられた仕切り壁により
二分割されており、上部空間側に燃焼室が設けられ、下
部空間側に２つの点火器が設けられているものが好まし
い。

【００１０】２つの燃焼室に収容されたガス発生剤の燃
焼により発生する燃焼ガスが、各燃焼室毎に異なった流
路でガス排出口に到達し、一の燃焼室内に収容されたガ
ス発生剤が、他の燃焼室内で発生した燃焼ガスにより、
直接着火されることのないガス発生器とした場合には、
各燃焼室内のガス発生剤は、それぞれの燃焼室毎に完全
に独立して燃焼することから、より確実に、各燃焼室内
に収容されたガス発生剤の着火・燃焼を独立して行うこ
とができる。

【００１１】その結果、２つの点火器の作動タイミング
を相当ずらした場合に於いても、最初に作動した点火器
により着火された１の燃焼室内のガス発生剤の火炎が、
他の燃焼室内のガス発生剤を燃焼することはなく、安定
した作動出力を得ることができる。この様なガス発生器
は、例えばハウジング内に、流路形成部材を配置して流
路を形成し、１の燃焼室内で発生する燃焼ガスをそのま
まクーラント手段に導くことによって行うことができ
る。

【００１２】上記各発明では、２つの燃焼室と、２つの
燃焼室のハウジング半径方向外側に設けられた環状の共
通間隙との間に環状のクーラント・フィルタが配置され
ており、燃焼ガスがクーラント・フィルタを経由して環
状の共通間隙に流入するものが好ましい。

【００１３】上記各発明では、遅れてガスを発生させる
燃焼室のガス排出経路が先にガスを発生させる燃焼室内
を経由しているものが好ましい。

【００１４】上記各発明では、先にガスを発生させる燃
焼室内に流路形成部材が配置され、前記燃焼室を２つに
仕切ることにより、２つの燃焼室で生じた燃焼ガスの独
立したガス排出経路を形成しているものが好ましい。

【００１５】上記各発明では、先にガスを発生させる燃
焼室内に流路形成部材が配置され、前記燃焼室を２つに
仕切ることにより、２つの燃焼室で生じた燃焼ガスの独
立したガス排出経路を形成すると共に、前記流路形成部
材に設けられた貫通孔を経て遅れて生じた燃焼ガスを排
出するものが好ましい。

【００１６】上記各発明中、流路形成部材を含む発明に
おいては、流路形成部材が、小径の内周壁及び大径の外
周壁と、内周壁及び外周壁を繋ぐ天井面が閉塞された円
形部と、円形部に設けられ、内周壁及び外周壁とは反対
方向に突設された支持壁とを有し、円形部に対向する面
が開口された環状部材であり、前記支持壁に遅れて発生
したガスを通過させる貫通孔が設けられたものであるこ
とが好ましい。

【００１７】上記各発明中、内筒部材を含む発明におい
ては、小径の内周壁及び大径の外周壁と、内周壁及び外
周壁を繋ぐ天井面が閉塞された円形部と、円形部に設け
られ、内周壁及び外周壁とは反対方向に突設された支持
壁とを有し、円形部に対向する面が開口された環状部材
であり、前記支持壁に遅れて生じたガスを通過させる貫
通孔が設けられた流路形成部材が、内周壁で内筒部材を
挟持し、支持壁をハウジング天井面に当接することで取
り付けられているものが好ましい。

【００１８】請求項１１に係る発明は、ガス排出口を有
するハウジング内に、衝撃によって作動する点火器と、
点火器によって着火・燃焼されエアバッグを膨張させる
ための燃焼ガスを発生するガス発生剤が収容された２つ
の燃焼室とを含んで収容してなるエアバッグ用ガス発生
器であって、ハウジング内には略円筒状の内筒部材が配
置され、内筒部材のハウジング半径方向外側に環状の第
一の燃焼室が形成され、前記内筒部材の内側に第二の燃
焼室が形成されることで、２つの燃焼室がハウジングの
半径方向に隣接して同心円に設けられており、更に第一
の燃焼室のハウジング半径方向外側には、順に環状のク
ーラント・フィルタと環状の共通間隙が設けられ、第一
及び第二の燃焼室は、クーラント・フィルタ及び環状の
共通間隙を経て相互に連通されており、２つの燃焼室は
同時に又は時間差をおいてそれぞれのガス発生剤を燃焼
させるもので、先にガス発生剤を燃焼させる第一の燃焼
室内に流路形成部材が配置され、第一の燃焼室を２つに
仕切ることにより、２つの燃焼室より発生した燃焼ガス
の独立したガス排出経路が形成されており、流路形成部
材が、小径の内周壁及び大径の外周壁と、内周壁及び外
周壁を繋ぐ天井面が閉塞された円形部と、円形部に設け
られ、内周壁及び外周壁とは反対方向に突設された支持
壁とを有し、円形部に対向する面が開口された環状部材
であり、前記支持壁に遅れて生じたガスを通過させる貫
通孔が設けられたもので、内周壁で内筒部材を挟持し、
外周壁でクーラント・フィルタを押圧し、更に支持壁を
ハウジング天井面に当接することで取り付けられてお
り、第一の燃焼室で生じた燃焼ガスにより、第二の燃焼
室のガス発生剤が着火燃焼されることがないエアバッグ
用ガス発生器を提供する。

【００１９】上記発明では、前記内筒部材の内部が隔壁
により軸方向に二分割されており、上部空間側に第二の
燃焼室が設けられ、下部空間側に２つの点火器が設けら
れているものが好ましい。

【００２０】上記各発明では、遅れてガスを発生させる
燃焼室（第二の燃焼室）内に、ガス発生剤を着火燃焼さ
せる伝火薬が配置されているものが好ましい。

【００２１】ガス発生剤としては、従来から広く使用さ
れている無機アジド、例えばナトリウムアジド（アジ化
ナトリウム）に基づくアジド系ガス発生剤の他、無機ア
ジドに基づかない非アジド系ガス発生剤を使用すること
ができる。但し、安全性を考慮すれば、非アジド系ガス
発生剤が望ましく、かかる非アジド系ガス発生剤組成物
としては、例えば、テトラゾール、トリアゾール、又は
これらの金属塩等の含窒素有機化合物とアルカリ金属硝
酸塩等の酸素含有酸化剤を主成分とするもの、トリアミ
ノグアニジン硝酸塩、カルボヒドラジッド、ニトログア
ニジン等を燃料及び窒素源とし、酸化剤としてアルカリ
金属又はアルカリ土類金属の硝酸塩、塩素酸塩、過塩素
酸塩などを使用した組成物など種々のものを用いること
ができる。その他にもガス発生剤は、燃焼速度、非毒
性、燃焼温度及び分解開始温度等の要求に応じて適宜選
定される。

【００２２】各燃焼室毎に異なる燃焼速度のガス発生剤
を用いる場合には、例えば、アジ化ナトリウム等の無機
アジド又はニトログアニジン等の非アジドを燃料及び窒
素源として用いる等、その組成や組成比自体が異なるガ
ス発生剤を用いる他、ペレット状、ウエハー状、中空円
柱状、ディスク状、又は単孔体状若しくは多孔体状等の
様に組成物の形状を変えるか、或いは成形体の大きさ等
により表面積を変えたガス発生剤を用いることができ
る。

【００２３】特に、ガス発生剤の形状を貫通孔が複数個
存在する多孔体に形成する場合には、その孔の配置は特
に制限はないが、ガス発生器性能の安定化のため、成形
体の外端部と孔の中心との距離及び相互の孔の中心間距
離がほぼ等しくなる配置構造が望ましい。具体的には、
例えば成形体の断面が円型である円筒状成形体において
は、中心に１個とその周囲に相互に等距離となる正三角
形の頂点の位置に孔の中心を有する６個の孔を配置した
構造が好ましい。更に同様にして中心に１個と周囲に18
個の孔が存在する配置も考えられる。これらの孔数と配
置構造はガス発生剤の製造のしやすさ、及び製造コスト
と性能の兼ね合いで決定されるものであり、特に限定さ
れるものではない。

【００２４】クーラント・フィルタは、ガス発生剤の燃
焼によって生じた燃焼ガスを冷却及び／又は浄化する目
的でハウジング内に配設されるものであり、例えば、従
来使用されている燃焼ガスを浄化する為のフィルタ及び
／又は発生した燃焼ガスを冷却するクーラントを使用す
る他、適宜材料からなる金網を環状の積層体とし、圧縮
成形した積層金網フィルタ等も使用できる。

【００２５】この積層金網クーラントは、望ましくは、
平編のステンレス鋼製金網を円筒体に形成し、この円筒
体の一端部を外側に繰り返し折り曲げて環状の積層体を
形成し、この積層体を型内で圧縮成形するか、或いは平
編のステンレス鋼製金網を円筒体に形成し、この円筒体
を半径方向に押圧して板体を形成し、該板体を筒状に多
重に巻回して積層体を形成して、これを型内で圧縮成形
する等によって成形することができる。

【００２６】またその内側と外側とを異なる積層金網体
として二重構造として、内側にクーラント手段の保護機
能、外側にクーラント手段の膨出抑止機能を有するもの
とすることもできる。なお、該クーラント手段の外周
を、積層金網体、多孔円筒体又は環状ベルト体等からな
る外層で支持することにより、その膨出を抑止すること
もできる。

【００２７】上記ハウジングは、ガス排出口を有するデ
ィフューザシェルと、該ディフューザシェルと共に収容
空間を形成するクロージャシェルとを鋳造、鍛造又はプ
レス加工などにより形成し、両シェルを接合して形成す
ることができる。両シェルの接合は各種溶接法、例えば
電子ビーム溶接、レーザ溶接、ティグ溶接、プロセクシ
ョン溶接などにより行うことができる。

【００２８】このディフューザシェルとクロージャシェ
ルとは、ステンレス銅板等の各種鋼板をプレス加工して
形成した場合には、両シェルの製造が容易になると共
に、製造コストの低減も達成される。また両シェルを円
筒形の単純、簡単な形状に形成することによりそのプレ
ス加工が容易となる。ディフューザシェルとクロージャ
シェルの材料に関しては、ステンレス鋼板が望ましい
が、鋼板にニッケルメッキを施したものでもよい。

【００２９】上記ハウジング内には、更に衝撃を感知し
て作動し、ガス発生剤を着火・燃焼させる点火器も収容
される。この点火器は、本発明のガス発生器では衝撃を
感知した衝撃センサ等から伝達される電気信号（又は作
動信号）により作動する電気着火式点火器が使用され
る。

【００３０】電気着火式点火器は、半導体式加速度セン
サなど専ら電気的な機構により衝撃を感知する電気式セ
ンサから伝達される電気信号に基づいて作動する点火器
と、必要に応じて点火器の作動により着火・燃焼する伝
火薬とを含んで構成される。

【００３１】請求項１４に係る発明は、上記各発明のエ
アバッグ用ガス発生器と、衝撃を感知して前記ガス発生
器を作動させる衝撃センサと、前記ガス発生器で発生す
るガスを導入して膨張するエアバッグと、前記エアバッ
グを収容するモジュールケースとを含むエアバッグ装置
を提供する。

【００３２】上記のエアバッグ用ガス発生器は、該ガス
発生器で発生するガスを導入して膨張するエアバッグ
（袋体）と共にモジュールケース内に収容され、エアバ
ッグ装置となる。このエアバッグ装置は、衝撃センサが
衝撃を感知することに連動してガス発生器が作動し、ハ
ウジングのガス排出口から燃焼ガスを排出する。この燃
焼ガスはエアバッグ内に流入し、これによりエアバッグ
はモジュールカバーを破って膨出し、車両中の硬い構造
物と乗員との間に衝撃を吸収するクッションを形成す
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づき、本発明のエアバッグ用ガス発生器を説明する。

【００３４】「実施の形態１」図１は、本発明のエアバ
ッグ用ガス発生器の第一の実施の形態の縦断面図であ
り、特に運転席側に配置するのに適した構造となってい
る。

【００３５】このガス発生器は、ガス排出口を有するデ
ィフューザシェル１と、該ディフューザシェルと共に内
部収容空間を形成するクロージャシェル２とを接合して
なるハウジング３内に、略円筒形状の内筒部材４を配置
して、その外側を第一の燃焼室としている。また、該内
筒部材の内側には段欠き部６を設け、該段欠き部に略平
板円形の隔壁７を配置しており、この隔壁で該内筒内を
更に２室に画成し、ディフューザシェル側（上部空間
側）に第二の燃焼室5b、クロージャシェル側（下部空間
側）に点火器収容室８を形成している。

【００３６】その結果、このガス発生器では、第一の燃
焼室5aと第二の燃焼室5bとは、ハウジング３内に同心円
に設けられて、該ハウジングの半径方向に隣接してい
る。この第一及び第二の燃焼室内には、衝撃をうけて作
動した点火器によって燃焼し、燃焼ガスを発生するガス
発生剤(9a,9b)が収容され、点火器収容室８内には、衝
撃によって作動する点火器が収容されている。

【００３７】第一の燃焼室5aと第二の燃焼室5bとを画成
する内筒部材４には貫通孔10が設けられている。貫通孔
10は、ガス排出口26bよりも開口面積を広げており燃焼
室5b内の内部圧力をコントロールする機能は有していな
い。

【００３８】点火器は、センサーが衝撃を感知する事に
基づいて出力される作動信号によって作動する２つの電
気着火式点火器(12a,12b)を含んで構成されており、該
点火器同士は、１つのイニシエータカラー13に互いに平
行に、その頭部を突起させて設けられている。この様に
１つのイニシエータカラー13に２つの点火器(12a,12b)
を設けることにより、該２つの点火器はイニシエータカ
ラー13に固定されて単一の部材となり、ガス発生器への
組付けが容易となる。特にこの図に示すガス発生器で
は、該イニシエータカラー13を、内筒部材４内に挿入可
能な大きさとする事により、２つの点火器(12a,12b)を
設けたイニシエータカラー13を該内筒４内に挿入した
後、内筒部材４の下端をかしめて該イニシエータカラー
を固定することにより、点火器を容易且つ確実に固定す
ることができる。

【００３９】また、２つの点火器(12a,12b)をイニシエ
ータカラー13に配置する際には、それぞれの点火器の向
きを容易に規制することができる。図面上、この２つの
点火器は、ハウジングの中心軸に対して偏心して配置さ
れている。各点火器(12a,12b)の向きを揃えて配置した
場合には、図２の本実施の形態のガス発生器の背面図に
示すように、点火器(12a,12b)とコントロールユニット
(図示せず)とを接続するリードワイヤー50を同一平面上
で、同一方向に引き出すことができる。図２では、この
リードワイヤー50は、それぞれコネクター50aを介して
各点火器(12a,12b)に接続されており、またコネクター
は、同一平面上に平行に並べて設けられている。このコ
ネクターをＬ字状とすることにより、点火器に電気信号
（作動信号）を伝えるリードワイヤーを、ハウジングの
軸方向と直交する方向（つまり、ハウジングの半径方向
に）に引き出すことができ、その際、各点火器毎に接続
されるリードワイヤーを同じ方向に引き出すこともでき
る。

【００４０】この実施の形態では、イニシエータカラー
13と隔壁７との間の空間に、何れか１つの点火器12b
（以下、「第二の点火器」とする）を包囲するように略
円筒形状の分離筒14を配置して、その外側に第一の伝火
薬収容室15a、内側に第二の伝火薬収容室15bを画成し、
そして各収容室内に、点火器と、該点火器と共に点火器
を構成する伝火薬とを収容している。

【００４１】その結果、点火器と共に点火器を構成する
伝火薬(16a,16b)は、各点火器(12a,12b)毎に確実に区分
されることとなる。この第一の伝火薬収容室15aは、そ
の中に収容された伝火薬16aが燃焼すると、内筒部材４
に形成された伝火孔17を閉塞するシールテープ18が破裂
して第一の燃焼室5aと連通する。

【００４２】また第二の伝火薬収容室15bも、その中の
伝火薬16bが燃焼すると隔壁７に形成された伝火孔19を
閉塞するシールテープ20が破裂して第二の燃焼室5bと連
通する。依って、このガス発生器は、作動に際して、第
一の点火器12aが着火（作動）したときの火炎は、その
収容室15a内にある伝火薬16aを着火・燃焼させ、その火
炎が内筒部材４に形成された伝火孔17を通り、該収容室
15aの半径方向に位置する第一の燃焼室5a内に収容され
た７孔のガス発生剤9aを着火燃焼させる。

【００４３】また第二の点火器12bは、その収容室15b内
の第二の伝火薬16bを着火・燃焼させ、その火炎が該収
容室15bの軸方向に設けられた伝火孔19を通り、その延
長上にある第二の燃焼室5b内に収容された単孔のガス発
生剤9bを着火・燃焼させる。この第二の燃焼室9b内で発
生した燃焼ガスは、内筒部材４のディフューザシェル１
側に設けられた貫通孔10を通り第一の燃焼室5a内に流入
する。

【００４４】特に図１に示すガス発生器では、作動性能
を安定化するために第二の点火器12bと第一の点火器12a
が同時に着火することはあるが、前者12bが後者12aより
も先に作動することはない。つまり第二の燃焼室5bに収
容されたガス発生剤9bは、第一の燃焼室5aに収容された
ガス発生剤9aと同時か、或いは遅れて燃焼する。第一の
燃焼室5aのガス発生剤9aが第二のガス発生剤9bよりも先
に燃焼する場合、前述のようにシールテープ11は第一の
ガス発生剤9aの燃焼によっては破れず、第二のガス発生
剤9bの燃焼のみによって破れる。

【００４５】またこの図に示すガス発生器では、イニシ
エータカラーと隔壁との間に配置される分離筒14は、図
３の要部拡大図に示すように、隔壁７の下面とイニシエ
ータカラー13の上面に該分離筒14の外形に相当する穴部
21を設け、それぞれの穴部に分離筒14の上端又は下端を
嵌入して配置されている。

【００４６】この様に分離筒14を配置していることによ
り、何れか一の伝火薬燃焼室内で発生する伝火薬の火炎
が、他の伝火薬収容室内の伝火薬を直接燃焼させること
はなく、２つの燃焼室内に収容されたガス発生剤は、そ
れぞれ異なる区分の伝火薬が燃焼した火炎により着火・
燃焼される。即ち、通常、該分離筒14内（即ち第二の伝
火薬収容室内）で伝火薬が燃焼した場合には、その燃焼
によって生じるガスの圧力は、該分離筒を半径方向に押
し広げるようにも働くこととなるが、分離筒を図３に示
すように配置することにより、該分離筒の上下端部はそ
れぞれが嵌入する穴部の周壁に確実に支持されているこ
ととなり、単に分離筒を隔壁とイニシエータカラーとの
間で挟持した場合に比べ、より確実に伝火薬の燃焼ガス
・火炎の漏洩を阻止することができる。

【００４７】またハウジング３内には、ガス発生剤(9a,
9b)の燃焼によって発生した燃焼ガスを浄化・冷却する
ための共通のクーラント・フィルタ22が配設されてお
り、そのディフューザシェル１側の内周面は、クーラン
ト・フィルタ22の端面とディフューザシェル１天井部内
面28との間を燃焼ガスが通過することのない様に、ショ
ートパス防止部材23で覆われている。

【００４８】該クーラント・フィルタ22の外側には、燃
焼ガスの通過などによる該フィルタ22の膨出を抑止する
ための外層24を配置している。この外層24は、例えば、
積層金網体を用いて形成する他、周壁面に複数の貫通孔
を有する多孔円筒状部材、或いは所定巾の帯状部材を環
状にしたベルト状抑止層を用いて形成することもでき
る。

【００４９】更に該外層24の外側には、燃焼ガスが該フ
ィルタ22の全面を通過することができるように、間隙25
が形成されている。ディフューザシェルに形成されるガ
ス排出口26は、外気の進入を阻止するためシールテープ
27で閉塞されている。このシールテープ27は、ガスを放
出する際に破裂する。シールテープ27は外部の湿気から
ガス発生剤を保護するのが目的であり、燃焼内圧などの
性能調整には全く影響を与えるものではない。

【００５０】上記の様に形成されたガス発生器では、点
火器収容室８内であって該分離筒14の外に配置された第
一の点火器12aが作動すると、第一の伝火薬収容室15a内
に収容された伝火薬16aが着火・燃焼し、その火炎が内
筒部材４の伝火孔17を通って、第一の燃焼室5a内に収容
された７孔を有する多孔円筒状の第一のガス発生剤9aを
燃焼させる。

【００５１】また、分離筒14に包囲される第二の点火器
12bが、第一の点火器12aと同じか或いは遅れて作動する
と、第二の伝火薬収容室15b内に収容された伝火薬16bが
着火・燃焼し、その火炎は第二の燃焼室5b内に収容され
た単孔円筒状の第二のガス発生剤9bを着火・燃焼させ
る。

【００５２】その結果、２つの点火器(12a,12b)の着火
タイミングを調整する、つまり第一の点火器の作動後に
第二の点火器を作動させるか、或いは第一の点火器と第
二の点火器を同時に作動させるかにより、ガス発生器の
出力形態（作動性能）を任意に調整することができ、衝
突時の車両の速度や環境温度など様々な状況において、
後述のエアバッグ装置とした場合に於けるエアバッグの
展開を最大限適正なものとすることができる。

【００５３】特にこの図に示すガス発生器では、各燃焼
室(5a,5b)毎に形状の異なるガス発生剤(9a,9b)が使用さ
れており、第一の燃焼室5aには多孔円筒状の第一のガス
発生剤9aが、第二の燃焼室5bには単孔円筒状の第二のガ
ス発生剤9bがそれぞれ収容されている。また各燃焼室(5
a,5b)に収容されるガス発生剤の量も異なり、第一の燃
焼室5a内には35g、第二の燃焼室5b内には6gのガス発生
剤(9a,9b)がそれぞれ収容されている。

【００５４】その結果、このガス発生器では、より的確
にその出力形態を調整することが可能となっている。な
お、ガス発生剤の形状、組成、組成比及び量等は、勿
論、所望の出力形態を得るために、適宜変更することが
できる。

【００５５】このようなガス発生器の作動性能は、例え
ば以下のタンク燃焼試験に依っても確認することができ
る。

【００５６】＜タンク燃焼試験＞内容積60リットルのSU
S（ステンレス鋼）製タンク内に、エアバッグ用ガス発
生器を固定し、室温においてタンクを密閉後、外部着火
電気回路に接続する。別にタンクに設置された圧力トラ
ンスデューサーにより、着火電気回路スイッチを入れた
（着火電流印加）時間を０として、タンク内の圧力上昇
変化を時間０〜200ミリ秒の間測定する。各測定データ
をコンピュータ処理により最終的にタンク圧力／時間曲
線として、ガス発生剤成型体の性能を評価する曲線（以
下「タンクカーブ」とする）を得る。燃焼終了後はタン
ク内のガスを一部抜き取り、CO及びNOx等のガス分析に
供することもできる。

【００５７】図１に示すガス発生器は、第一の燃焼室5a
内に流路形成部材51を配置し、該流路形成部材51とディ
フューザシェル天井部内面28との間に、第二の燃焼室5b
内で発生した燃焼ガスが通過する流路52を形成してい
る。

【００５８】流路形成部材51は、円形部材の内周及び外
周を屈曲して内周壁53及び外周壁54を形成した環状であ
って、両周壁面を繋ぐ円形部55には、ディフューザシェ
ル天井部内面28との間に空間を確保する為の支持壁56が
一体形成されている。そしてこの流路形成部材51は、そ
の内周壁53で内筒部材４を挟持し、また支持壁56をディ
フューザシェル天井部内面28に当接する事により、円形
部55とディフューザシェル天井部内面28との間には一定
の空間が確保される。

【００５９】そして、この支持壁には多数の貫通孔57が
形成されていることから、該空間はガス流路52として機
能することができる。このガス流路52は、内筒部材４の
貫通孔10で第二の燃焼室5bと連通することから、第二の
燃焼室5bで発生する燃焼ガスは、該貫通孔10からガス流
路52に放出され、クーラント・フィルタ22を通過して、
ガス排出口26から放出される。

【００６０】上記の様に形成されたガス発生器では、第
一の燃焼室5aと第二の燃焼室5bとは、クーラント・フィ
ルタ22の網目空間を介して連通可能となっているもの
の、何れかの燃焼室内に収容されたガス発生剤が燃焼し
た燃焼ガスは、クーラント・フィルタ22を通りそのまま
ガス排出口26から放出される。

【００６１】その結果、最初に着火・燃焼したガス発生
剤の火炎が、他の燃焼室内に収容されたガス発生剤を着
火することはなく、第一の燃焼室5a内に収容された単孔
形状のガス発生剤9a'は、第一の点火器12aの作動のみに
起因して着火・燃焼し、また第二の燃焼室5b内のガス発
生剤9bは、第二の点火器12bの作動のみに起因して着火
・燃焼する。

【００６２】従って、この図に示すガス発生器では、２
つの点火器(12a,12b)の作動タイミングを相当ずらした
場合に於いても、最初に作動した点火器により着火され
たガス発生剤の火炎が、他の燃焼室内のガス発生剤を燃
焼することはない為、前記タンク燃焼試験でも安定した
タンクカーブを得ることができる。このことは、特に第
一の点火器12aを作動した後、所定時間が経過してから
第二の点火器12bを作動させる場合に一層有利なものと
なる。

【００６３】即ち、図１に示すガス発生器では、貫通孔
10はシールテープで閉塞されていないことから、流路形
成部材を使用しない場合には、第一の燃焼室5a内で発生
した燃焼ガスは、内筒部材４の貫通孔10を通り、第二の
燃焼室5b内のガス発生剤9bを着火・燃焼する可能性があ
る。

【００６４】しかし、本実施の形態のように各燃焼室(5
a,5b)毎に異なる流路を形成すれば、第一の燃焼室5a内
で発生した燃焼ガスは、クーラント・フィルタ22を通
り、第二の燃焼室5b内のガス発生剤9bを着火することな
くそのまま排出される。その結果、第二の燃焼室5a内に
収容されたガス発生剤9bを、第二の点火器12aを作動す
ることのみにより任意に着火・燃焼させることができ
る。

【００６５】本実施の形態のガス発生器では、貫通孔10
はシールテープにより閉塞されていないが、シールテー
プで閉塞した場合でも、更に各燃焼室内のガス発生剤を
独立に着火・燃焼させることができる。従って、車両衝
突時の状況に応じてガス発生器の出力性能を最大限適正
なものとすることができる。

【００６６】なお、図１に示すガス発生器では、第二の
点火器12bにより着火される伝火薬16bは、分離筒14内で
はなく、第二の燃焼室5b内に配置されている。この様に
伝火薬16bを配置することにより、第二の点火器12bの作
動によって該伝火薬16bが着火・燃焼すると、その火炎
は第二の燃焼室5b内のガス発生剤9bを均等に燃焼させる
ことができ、更にこの伝火薬16bは、第一の伝火薬収容
室15a内の伝火薬16aの火炎により直接燃焼されないもの
とすることができる。なお、図１中、図１と同一部材に
ついては、同一符号を付して、その説明を省略する。

【００６７】次に、この図１に示す構造のガス発生器を
用いて前記タンク燃焼試験を行った場合の作動性能を、
図４に基づいて説明する。その際、それぞれの燃焼室内
には、異なる形状のガス発生剤を、異なる量で充填した
ものとする。

【００６８】この図４に示すタンクカーブでは、第一の
燃焼室5a内のガス発生剤9aの方が第二の燃焼室5b内にあ
るガス発生剤9bよりも、ガス発生剤単位重量あたりの表
面積が小さく、またそれぞれのガス発生剤の充填量の割
合は、第一のガス発生剤／第２のガス発生剤が35／6と
する。

【００６９】この図４において、「Ａ着火」とは、図１
に示すガス発生器の第一の点火器12aの作動により、第
一の燃焼室5a内のガス発生剤9aだけが燃焼した時のタン
クカーブである。このタンクカーブは、第一の燃焼室5a
内のガス発生剤9aの方が第二の燃焼室5b内にあるガス発
生剤9bよりもガス発生剤単位重量あたりの表面積が小さ
いため、着火しても一気には燃焼せず、緩やかなカーブ
を描いて上昇している。

【００７０】また、「Ａ＋Ｂ(同時)着火」とは、第一及
び第二の点火器(12a,12b)を同時に作動させ、第一及び
第二の燃焼室(5a,5b)内のガス発生剤(9a,9b)を同時に燃
焼させたときのタンクカーブである。このタンクカーブ
は、単位重量あたりの表面積が大きい第二の燃焼室5b内
の第二のガス発生剤9bが着火と同時に一気に燃焼して燃
焼ガスを放出するため、両点火器(12a,12b)に作動信号
が伝達されたと同時にタンク圧が急激に上昇し、その後
は第一の燃焼室5a内のガス発生剤9aによる燃焼ガスが継
続して発生するため、上昇した出力カーブ（タンクカー
ブ）は暫く維持されている。

【００７１】更に「Ａ＋Ｂ(Ｔミリ秒遅れ)着火」とは、
先ず第一の燃焼室5a内の第一のガス発生剤9aを燃焼させ
る第一の点火器12aが作動した後、Ｔミリ秒遅らせて第
二の燃焼室5b内のガス発生剤9bを燃焼させる第二の点火
器12bを作動させたときのタンクカーブである。このタ
ンクカーブは、Ｔミリ秒までは「Ａ着火」のタンクカー
ブとほぼ同じであるが、第二の点火器12bが作動した後
（即ちＴミリ秒以降）は、第二の燃焼室5b内のガス発生
剤9bの燃焼で急激に発生したガス量が加わるため、一気
にタンクカーブが上昇している。なお、この「Ａ＋Ｂ
(Ｔミリ秒遅れ)着火」のタンクカーブでは、その最高出
力（Ｘ kPa）が、「Ａ＋Ｂ(同時)着火」のタンクカーブ
の最高出力（Ｙ kPa）よりも上回っている。これは「Ａ
＋Ｂ(同時)着火」の場合は、両方の燃焼室(5a,5b)内の
ガス発生剤(9a,9b)が一気に燃焼してしまうのに対し
て、「Ａ＋Ｂ(Ｔミリ秒遅れ)着火」では、第二の燃焼室
5b内の第二のガス発生剤9bが、第一の燃焼室5a内に充填
された第一のガス発生剤9bよりもＴミリ秒遅れて着火さ
れて燃焼するので、その分発生熱の持続が続くことに依
るものと考えられる。

【００７２】上記の通り、図４中「Ａ＋Ｂ(Ｔミリ秒遅
れ)着火」では、第一の点火器12aが作動した後、Ｔミリ
秒の間隔をおいて第二の点火器12bを作動させている
が、この遅延のタイミングは、点火回路の調整によって
任意の間隔に設定することができる。従って、車両の衝
突時のスピード、或いは乗員の姿勢（例えば座高の高い
人・低い人、またハンドルにしがみついた姿勢で運転す
る人）等を判断回路が瞬時に判断して適切な遅延時間を
設定し、点火器を作動させることにより、様々な状況に
於いて最適な展開モードでエアバッグを展開させること
ができる。

【００７３】「実施の形態２」図５は、電気着火式点火
器を用いたガス発生器を含んで構成した場合の本発明の
エアバッグ装置の実施例を示す。

【００７４】このエアバッグ装置は、ガス発生器200
と、衝撃センサ201と、コントロールユニット202と、モ
ジュールケース203と、そしてエアバッグ204からなって
いる。ガス発生器200は、図１に基づいて説明したガス
発生器が使用されており、その作動性能は、ガス発生器
作動初期の段階において、乗員に対してできる限り衝撃
を与えないように調整されている。

【００７５】衝撃センサ201は、例えば半導体式加速度
センサからなることができる。この半導体式加速度セン
サは、加速度が加わるとたわむようにされたシリコン基
板のビーム上に４個の半導体ひずみゲージが形成され、
これら半導体ひずみゲージはブリッジ接続されている。
加速度が加わるとビームがたわみ、表面にひずみが発生
する。このひずみにより半導体ひずみゲージの抵抗が変
化し、その抵抗変化を加速度に比例した電圧信号として
検出するようになっている。

【００７６】コントロールユニット202は、点火判定回
路を備えており、この点火判定回路に前記半導体式加速
度センサからの信号が入力するようになっている。セン
サ201からの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロ
ールユニット202は演算を開始し、演算した結果がある
値を越えたとき、ガス発生器200の点火器12に作動信号
を出力する。

【００７７】モジュールケース203は、例えばポリウレ
タンから形成され、モジュールカバー205を含んでい
る。このモジュールケース203内にエアバッグ204及びガ
ス発生器200が収容されてパッドモジュールとして構成
される。このパッドモジュールは、自動車の運転席側取
り付ける場合には、通常ステアリングホイール207に取
り付けられている。

【００７８】エアバッグ204は、ナイロン（例えばナイ
ロン66）、またはポリエステルなどから形成され、その
袋口206がガス発生器のガス排出口を取り囲み、折り畳
まれた状態でガス発生器のフランジ部に固定されてい
る。

【００７９】自動車の衝突時に衝撃を半導体式加速度セ
ンサ201が感知すると、その信号がコントロールユニッ
ト202に送られ、センサからの衝撃信号がある値を越え
た時点でコントロールユニット202は演算を開始する。
演算した結果がある値を越えたときガス発生器200の点
火器12に作動信号を出力する。これにより点火器12が作
動してガス発生剤に点火しガス発生剤は燃焼してガスを
生成する。このガスはエアバッグ204内に噴出し、これ
によりエアバッグはモジュールカバー205を破って膨出
し、ステアリングホイール207と乗員の間に衝撃を吸収
するクッションを形成する。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、容器の全体的な大きさ
を抑え、且つ簡易な構造であって製造容易としながら
も、その作動初期の段階に於いて、乗員に対してできる
限り衝撃を与えないで作動し、且つ乗員の体格（例えば
座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しくは子供
等）や、その搭乗姿勢（例えばハンドルにしがみついた
姿勢）等が異なる場合であっても、乗員を安全に拘束可
能な様に、任意にガス発生器の作動出力、及び出力上昇
のタイミングを調整可能としたガス発生器となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のガス発生器の一の実施態様を示す縦
断面図である。

【図２】 本実施の形態のガス発生器の背面図である。

【図３】 本発明のガス発生器の部分拡大図である。

【図４】 本発明の用ガス発生器の作動出力を示すグラ
フである。

【図５】 本発明のエアバッグ装置の構成図である。

【符号の説明】

３ ハウジング ５ａ 第一の燃焼室 ５ｂ 第二の燃焼室 ７ 隔壁 ９ａ 第一のガス発生剤 ９ｂ 第二のガス発生剤 １２ａ 第一の点火器 １２ｂ 第二の点火器 １３ イニシエータカラー ２２ クーラント・フィルタ

フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平11−78306 (32)優先日 平成11年３月23日(1999．3．23) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平11−265995 (32)優先日 平成11年９月20日(1999．9．20) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平11−265996 (32)優先日 平成11年９月20日(1999．9．20) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平11−265997 (32)優先日 平成11年９月20日(1999．9．20) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平11−265998 (32)優先日 平成11年９月20日(1999．9．20) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平11−265999 (32)優先日 平成11年９月20日(1999．9．20) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 勝田 信行 兵庫県姫路市大津区大津町４−２−２ Ｆターム(参考） 3D054 AA02 AA07 AA13 DD11 DD19 DD28 DD31 DD40 EE11 EE29 FF10 4G068 DA08 DB08 DB14 DB15

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス排出口を有するハウジング内に、衝
   撃によって作動する点火器と、点火器によって着火・燃
   焼されエアバッグを膨張させるための燃焼ガスを発生す
   るガス発生剤が収容された２つの燃焼室とを含んで収容
   してなるエアバッグ用ガス発生器であって、 ハウジング内には、同時に又は時間差をおいて燃焼して
   ガスを発生させるガス発生剤を収容する２つの燃焼室
   が、ハウジングの半径方向に隣接して設けられており、 ２つの燃焼室で生じた燃焼ガスは、独立した２つのガス
   排出経路を経てガス排出口から排出されるものであり、 ２つの燃焼室は、２つのガス排出経路を経て相互に連通
   されており、一方の燃焼室で生じた燃焼ガスにより、他
   方の燃焼室のガス発生剤が着火燃焼されることがないエ
   アバッグ用ガス発生器。
2. 【請求項２】 ハウジング内には、同時に又は時間差を
   おいて燃焼してガスを発生させるガス発生剤を収容する
   ２つの燃焼室が、ハウジングの半径方向に隣接して、か
   つ同心円に設けられている請求項１記載のエアバッグ用
   ガス発生器。
3. 【請求項３】 ハウジング内には略円筒状の内筒部材が
   配置され、内筒部材のハウジング半径方向外側に環状の
   燃焼室が形成され、前記内筒部材の内側に他方の燃焼室
   が形成されている請求項１記載のエアバッグ用ガス発生
   器。
4. 【請求項４】 ２つの燃焼室が、２つのガス排出経路と
   環状の共通空間を経て相互に連通されている請求項１〜
   ３のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生器。
5. 【請求項５】 前記内筒部材の内部がハウジング半径方
   向に設けられた仕切り壁により二分割されており、上部
   空間側に燃焼室が設けられ、下部空間側に２つの点火器
   が設けられている請求項４記載のエアバッグ用ガス発生
   器。
6. 【請求項６】 ２つの燃焼室と、２つの燃焼室のハウジ
   ング半径方向外側に設けられた環状の共通間隙との間に
   環状のクーラント・フィルタが配置されており、燃焼ガ
   スがクーラント・フィルタを経由して環状の共通間隙に
   流入する請求項１〜５のいずれか１記載のエアバッグ用
   ガス発生器。
7. 【請求項７】 遅れてガスを発生させる燃焼室のガス排
   出経路が先にガスを発生させる燃焼室内を経由している
   請求項１〜６のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生
   器。
8. 【請求項８】 先にガスを発生させる燃焼室内に流路形
   成部材が配置され、前記燃焼室を２つに仕切ることによ
   り、２つの燃焼室で生じた燃焼ガスの独立したガス排出
   経路を形成している請求項１〜７のいずれか１記載のエ
   アバッグ用ガス発生器。
9. 【請求項９】 先にガスを発生させる燃焼室内に流路形
   成部材が配置され、前記燃焼室を２つに仕切ることによ
   り、２つの燃焼室で生じた燃焼ガスの独立したガス排出
   経路を形成すると共に、前記流路形成部材に設けられた
   貫通孔を経て遅れて生じた燃焼ガスを排出する請求項１
   〜８のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生器。
10. 【請求項１０】 流路形成部材が、小径の内周壁及び大
    径の外周壁と、内周壁及び外周壁を繋ぐ天井面が閉塞さ
    れた円形部と、円形部に設けられ、内周壁及び外周壁と
    は反対方向に突設された支持壁とを有し、円形部に対向
    する面が開口された環状部材であり、前記支持壁に遅れ
    て発生したガスを通過させる貫通孔が設けられたもので
    ある請求項８又は９記載のエアバッグ用ガス発生器。
11. 【請求項１１】 小径の内周壁及び大径の外周壁と、内
    周壁及び外周壁を繋ぐ天井面が閉塞された円形部と、円
    形部に設けられ、内周壁及び外周壁とは反対方向に突設
    された支持壁とを有し、円形部に対向する面が開口され
    た環状部材であり、前記支持壁に遅れて生じたガスを通
    過させる貫通孔が設けられた流路形成部材が、内周壁で
    内筒部材を挟持し、支持壁をハウジング天井面に当接す
    ることで取り付けられている請求項３〜５のいずれか１
    記載のエアバッグ用ガス発生器。
12. 【請求項１２】 ガス排出口を有するハウジング内に、
    衝撃によって作動する点火器と、点火器によって着火・
    燃焼されエアバッグを膨張させるための燃焼ガスを発生
    するガス発生剤が収容された２つの燃焼室とを含んで収
    容してなるエアバッグ用ガス発生器であって、 ハウジング内には略円筒状の内筒部材が配置され、内筒
    部材のハウジング半径方向外側に環状の第一の燃焼室が
    形成され、前記内筒部材の内側に第二の燃焼室が形成さ
    れることで、２つの燃焼室がハウジングの半径方向に隣
    接して同心円に設けられており、 更に第一の燃焼室のハウジング半径方向外側には、順に
    環状のクーラント・フィルタと環状の共通間隙が設けら
    れ、第一及び第二の燃焼室は、クーラント・フィルタ及
    び環状の共通間隙を経て相互に連通されており、 ２つの燃焼室は同時に又は時間差をおいてそれぞれのガ
    ス発生剤を燃焼させるもので、先にガス発生剤を燃焼さ
    せる第一の燃焼室内に流路形成部材が配置され、第一の
    燃焼室を２つに仕切ることにより、２つの燃焼室より発
    生した燃焼ガスの独立したガス排出経路が形成されてお
    り、 流路形成部材が、小径の内周壁及び大径の外周壁と、内
    周壁及び外周壁を繋ぐ天井面が閉塞された円形部と、円
    形部に設けられ、内周壁及び外周壁とは反対方向に突設
    された支持壁とを有し、円形部に対向する面が開口され
    た環状部材であり、前記支持壁に遅れて生じたガスを通
    過させる貫通孔が設けられたもので、内周壁で内筒部材
    を挟持し、外周壁でクーラント・フィルタを押圧し、更
    に支持壁をハウジング天井面に当接することで取り付け
    られており、 第一の燃焼室で生じた燃焼ガスにより、第二の燃焼室の
    ガス発生剤が着火燃焼されることがないエアバッグ用ガ
    ス発生器。
13. 【請求項１３】 前記内筒部材の内部が隔壁により軸方
    向に二分割されており、上部空間側に第二の燃焼室が設
    けられ、下部空間側に２つの点火器が設けられている請
    求項１２記載のエアバッグ用ガス発生器。
14. 【請求項１４】 遅れてガスを発生させる燃焼室内に、
    ガス発生剤を着火燃焼させる伝火薬が配置されている請
    求項１〜１３のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生
    器。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１記載のエ
    アバッグ用ガス発生器と、衝撃を感知して前記ガス発生
    器を作動させる衝撃センサと、前記ガス発生器で発生す
    るガスを導入して膨張するエアバッグと、前記エアバッ
    グを収容するモジュールケースとを含むエアバッグ装
    置。