JP2666917B2

JP2666917B2 - ガス発生器

Info

Publication number: JP2666917B2
Application number: JP4360375A
Authority: JP
Inventors: 靖彦大谷; 通久田口; 盛功北尾; 謙二郎西田
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1992-12-29
Filing date: 1992-12-29
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH06201299A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエアバッグ安
全装置に組み込んで使用されるガス発生器に係わり、特
に着火機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス発生器が使用されるエアバッグ安全
装置はハンドルの中央部に取り付けられ、衝突時に風船
のように膨らんでハンドルと乗員との間の緩衝材となる
ものであり、ガス発生器はこのエアバッグを膨らますガ
スを供給するものである。

【０００３】この種のガス発生器として特開昭６０─２
４８４５４号公報記載のエアバッグ安全装置に使用され
るものがある。このガス発生器は、衝突センサを内蔵し
ており、該衝突センサは、衝突によりボールが慣性力を
受けて移動し、ボールに当接している回転体が回動し
て、回転体との係合が解除された着火ピンが雷管に衝突
してこれを起爆させ、ガス発生器を作動させるものであ
る。そして、冗長性を持たせるため、このボール及び着
火ピンからなる衝突検知・着火部を２つ有しており、い
わゆる２ボール２ピンタイプである。

【０００４】また、この種のガス発生器には該ガス発生
器を組み込んだエアバッグ装置の取り付け・取り外し時
に誤って衝撃が加わっても不用意にエアバッグ装置が起
動しないように、セーフティ機構が設けられている。上
述のガス発生器のセーフティ機構は、２つのボールの中
間に、先端がテーパ部を有する解除ピンを上下方向に移
動可能に設け、該テーパ部の左右両面に当接し解除ピン
の下方への移動によりそれぞれ左右両方向に移動して各
ボールの移動前面に接触し該ボールの移動を阻止する移
動阻止部材を設けて構成している。そして、この解除ピ
ンはガス発生器の底面から下方へ突出し、外部から操作
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のガス
発生器では２ボール２ピンとして冗長性を確保してい
る。また、ボールの移動には信頼性があると考え、ボー
ルは１つとし、着火ピンのみを２つとする１ボール２ピ
ンタイプとする考えもある。しかし、衝突検知及び着火
の機構の各構成要素の信頼性を検討すると、一番問題と
なるのは着火であると考えられる。すなわち、従来の着
火方式はいわゆる摩擦発火方式であり、図４に示すよう
に、着火薬９１をアルミカプセル９２に詰めてプレスし
て固め、先端が針形状９０Ａである着火ピンを衝突させ
てその摩擦により発火させるものである。この方式で
は、針の角度や先端の丸み及び表面粗度等により着火感
度がバラツき、従って高い寸法精度と仕上げ精度が要求
される。このため着火の信頼度に問題があった。従っ
て、着火の信頼度を向上させることができれれば、冗長
性を確保する必要はなく、１ボール１ピンタイプとする
ことも可能である。１ボール１ピンとすればピンに与え
るエネルギも大きく設計できるので耐熱性着火薬の採用
も可能となり、さらに信頼度を向上できる。

【０００６】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、着火の信頼度を向上させ耐熱性着火薬の採用を
可能ならしめるガス発生器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明におけるガス発生器は、着火ピンを着火薬に
向かって飛ばし該着火薬を発火させガス発生器を起動す
るガス発生器において、前記着火薬は前記着火ピンによ
り発火する発火用着火薬と該発火用着火薬の発火により
発火する着火薬本体とからなり、前記発火用着火薬は着
火薬本体と別位置に配置され且つ前記着火ピンの衝撃エ
ネルギによって発火させられるものである。

【０００８】また、前記ガス発生器において、発火用着
火薬は着火薬本体と別位置に所定厚みで一体的に配置さ
れ、前記着火ピンは先端に平坦面を設けられ、発火用着
火薬の背後に前記着火ピンの衝突力を受ける受け部が設
けられてなるものとすることもできる。

【０００９】さらに、前記ガス発生器において、着火薬
本体と発火用着火薬との間の空間にオリフィスが形成さ
れているものとすることもできる。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、発火用着火薬は着火薬本体
とは別個に配置されるので衝撃発火方式を採用すること
が可能となる。すなわち、例えば発火用着火薬の背後に
受け部を設け、そこに着火ピンを衝突させると、発火用
着火薬は受け部と着火ピンとに挟まれて衝撃力を受け、
その衝撃エネルギよって発火する。このいわゆる衝撃発
火方式は摩擦発火方式に比べて一般的に着火感度がよ
い。また、着火ピンの加工精度や仕上げ精度による着火
感度のバラツキが少ない。そして、この発火用着火薬の
発火によって着火薬本体を発火させ、伝火薬を着火する
のに十分なエネルギを発生させるものである。

【００１１】また、着火薬本体と発火用着火薬とを一体
的に配置すると、これら着火部の設計及び製造が容易で
あり、所要のスペースが少なくて済む。

【００１２】さらに、着火薬本体と発火用着火薬との間
の空間にオリフィスを形成すると、着火薬本体及び伝火
薬の燃焼により衝突センサに加わるガス圧力を低減する
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は本発明のガス発生器の断面図、図
２は図１のガス発生器に内蔵される衝突センサの構成を
示す斜視図、図３は図１のガス発生器の着火部の拡大図
である。

【００１４】まず、図１に基づき全体の構成を説明す
る。図１において、ガス発生器１は円筒容器２であり、
上容器３と下容器４とを摩擦圧接５等で一体化したもの
である。円筒容器２内は内壁６で外周部２３と中央部２
４とに区画され、外周部２３には隔壁７によって仕切ら
れる各室にガス発生剤１２とガスフィルタ１３、１４、
１５が配置されている。中央部２４には、上方に伝火薬
１６が配置され、その下方にセンターディスク２９が下
方より嵌挿され、メカニカルな係合手段２６によって内
壁６に係止されている。センターディスク２９には伝火
薬１６に接して着火薬３１Ａ、３１Ｂが装填され、さら
に、センターディスク２９の下方のセンサ収納部２４Ａ
には、衝突センサ２８が下方より嵌挿され、該センサ収
納部２４Ａの下端にカシメられた押さえ金具２１で保持
されている。前記着火薬は発火用着火薬３１Ｂと該発火
用着火薬３１Ｂによって発火される着火薬本体３１Ａと
からなり、衝突センサ２８には発火用着火薬３１Ｂを衝
突力よって発火させる着火ピン５２が設けられている。
そして、衝突センサ２８は、嵌挿されるに際し、センタ
ーディスク２９に設けられた１次ガイド２９Ａに案内さ
れ、位置決め部２９Ｂによって所定位置にセットされ
る。また、衝突センサ２８からは、セーフティ機構の解
除ピン７２が下方に突出し、前記押さえ金具２１にはそ
の貫通孔２１Ａが設けられている。なお、３０は発火し
た着火薬のエネルギを逃がさずに上方に伝火させるため
のシール用Ｏリングである。

【００１５】つぎに、衝突センサ２８について、図２に
基づき説明する。図２において、衝突センサ２８は機械
着火式衝突センサであって、いわゆる１ボール１ピンタ
イプである。該衝突センサ２８は、上部に２段の小径部
を有する円筒形をしており、軸線中央部で軸線と直交す
る面で分割された下ケース３８と上ケース４２とに分か
れている。この下ケース３８と上ケース４２は上部に２
段の小径部を有する円筒状の外ケース５７に嵌合されて
いる。上ケース４２内には機械着火式衝突センサの慣性
体としてのボール４４が１個配置されている。このボー
ル４は円筒形のシリンダ４０内に挿入されており、シリ
ンダ４０は上ケース４２内に軸線が上ケース４２の軸線
と平行になるように固着されている。従って、ボール４
４に急激な加速度が作用すると、ボール４４がシリンダ
４０内を下ケース（矢印Ｃ方向）に向かって移動するよ
うになっている。ボール４４の下側端部には、下ケース
３８と上ケース４２との境に沿って配置された回転体４
６の一方の端部４６Ａが当接してボール４４の移動によ
り回転体４６が回動可能となっている。この回転体４６
の他方の端部４６Ｂには上ケース４２の軸方向に配置さ
れたリテーナ４８の下側端部が当接している。前記リテ
ーナ４８の上半分は小径部４８Ａとなっている。この小
径部４８Ａには圧縮コイルバネ５６が巻装されており、
圧縮コイルバネ５６の上端部は外カバーに当接してい
る。従って、圧縮コイルバネ５６はリテーナ４８を介し
て回転体４６の一方の端部４６Ａをボール４４側へ付勢
している。回転体４６の長手方向中間部には、支持シャ
フト５０が回転体４６の軸方向と直交して固着されてい
る。図示するように支持シャフト５０の中央部には矩形
状のフック部５０Ｃが形成され、このフック部５０Ｃの
長手方向両端部には支持部５０Ａ、５０Ｂが突設されて
いる。この支持部５０Ａ、５０Ｂは下ケース３８及び上
ケース４２に回転可能に軸支され、回転体４６は支持シ
ャフト５０を回転中心として回動可能になっている。

【００１６】図に示すように、支持シャフト５０のフッ
ク部５０Ｃの下側端面５０Ｄは下ケース３８の軸線方向
に配置された着火ピン５２のつば部５２Ａと係止してい
る。また、着火ピン５２のつば部５２Ａの下側の下ケー
ス３８内には圧縮コイルバネ５４が配置されて着火ピン
５２を上ケース４２方向（図の矢印Ｋ方向）に付勢して
いる。従って、回転体４６の回動によって支持シャフト
５０のフック部５０Ｃの端面５０Ｄと着火ピン５２のつ
ば部５２Ａとが外れると、着火ピン５２の先端部５２Ｂ
は圧縮コイルバネ５４の付勢力で発火用着火薬に衝突す
るようになっている。そして、該着火ピン５２の先端部
５２Ｂは平坦形状となっている。これは、衝撃力で発火
用着火薬を発火させるためである。

【００１７】つぎに、セーフティ機構について説明す
る。図２において、下ケース３８と上ケース４２には慣
性体移動阻止手段の構成部材の１つである解除ピン７２
が、その軸方向が下ケース３８と上ケース４２の軸方向
と平行となるように配置され、軸線回り方向に回転可能
に軸支されている。この解除ピン７２の軸方向中間部に
は制限部としてのバー７２Ａが解除ピン７２の軸方向に
対して直交方向に突設されている。このバー７２Ａは円
柱形状であり、回転体４６の一方の端部４６Ａのボール
と反対側に位置するように配設されている。従って、バ
ー７２Ａが回転体４６の一方の端部４６Ａの回動軌跡上
に位置すると回転体４６の回動を阻止し、バー７２Ａが
回転体４６の回動軌跡上から退くと回転体４６の回動を
許容するようになっている。このバー７２Ａには下側に
巻装されるネジリコイルバネ６８の一端部６８Ａが係止
されている。ネジリコイルバネ６８の他端部６８Ｂは下
ケース３８の上面に形成された孔３８Ｂに挿入されてい
る。これにより、ネジリコイルバネ６８は解除ピン７２
を図の時計回り方向（図の矢印Ｄ方向）に付勢して、バ
ー７２Ａを回転体４６の回動軌跡上に位置させている。
また、前記上面３８Ａには突起部３８Ｃが形成されてお
り、バー７２Ａの時計回り方向への最大回動角度を制限
している。解除ピン７２の上部は上ケース４２に形成さ
れた図示されない溝に挿入されている。また、解除ピン
７２の下部には四角柱状の角部７０が形成されており、
解除ピン７２と連結され慣性体移動阻止手段の一部を構
成するピニオン７３に挿入されている。このピニオン７
３の中心部には、軸方向に角孔７３Ｃが形成されてお
り、前記解除ピン７２の角部７０が挿入されることによ
り、解除ピン７２とピニオン７３が一体となっている。
このピニオン７３にラック軸１９の平面歯車１９ａが直
角方向に噛み合っており、ラック軸１９が図の反時計回
りに回動すると、解除ピン７２もネジリコイルバネ６８
の付勢力に抗して反時計回り方向（図の矢印Ｄ方向と反
対方向）に回動する。このため、バー７２Ａも解除ピン
７２を介して、反時計回り方向へ回動する。従って、バ
ー７２Ａが回動することにより、バー７２Ａは回転体４
６の回動軌跡上から退き、ボール４４が移動可能状態と
なる。

【００１８】つぎに、押さえ金具２１について説明す
る。押さえ金具２１は下ケース３８の下方に配設され、
これを下方から保持するものである。押さえ金具２１は
円板状であり、上述の解除ピン７２が貫通する貫通孔２
１Ａが中心から偏心した位置に設けられている。このた
め、押さえ金具２１を回転させないで固定するべくカシ
メて固定している。このようにすれば、大きな貫通孔を
設ける必要はなく、下ケース３８を保持するのに何ら支
障を来さない。

【００１９】つぎに、着火部を図３に基づき詳しく説明
する。図３において、センターディスク２９に着火薬収
納部２９Ｅが設けられ、該着火薬収納部２９Ｅに着火薬
本体３１Ａと発火用着火薬３１Ｂとが一体的に収納され
ており、上面及び下面は３０〜５０μのアルミ箔３４
Ｂ、３４Ａで覆われている。このように、一体的に形成
すると、この着火部の設計及び製造が容易であり、所要
のスペースが少なくて済む。前記アルミ箔３４Ａ、３４
Ｂは着火薬３１Ａ、３１Ｂをシールするものである。着
火薬収納部２９Ｅの着火薬本体３１Ａの収納部は円筒状
であり、伝火薬を着火させるのに必要な火薬量を考慮し
て内径２〜４ｍｍ程度とされる。そして、発火用着火薬
３１Ｂは前記着火薬収納部２９Ｅの着火薬本体３１Ａの
収納部の底部から側方に延びる部分に所定の厚みｔで収
納されている。この厚みｔは０・５〜１ｍｍ程度とする
のが好ましい。０．５ｍｍ未満であると衝突部分の着火
薬が飛んでしまい、また１ｍｍを越えると着火薬自身が
クッションとなって衝撃力が小さくなり、いずれも着火
感度が低下するからである。発火用着火薬３１Ｂの背後
は平面となっており、この部分が着火ピン５２の衝突力
の受け部２９Ｃを構成する。着火薬３１Ａ、３１Ｂの底
面をシールするアルミ箔３４Ａはアルミ製のシール金具
３２に接着されている。該シール金具３２は、着火ピン
５２が通過する着火ピン通過孔３２Ａを有し、センター
ディスク２９の当該部分に設けられた凹部２９Ｄに嵌合
されシール兼接着剤３３で固着されている。また、着火
ピン５２の先端部５２Ｂの直径は０．３〜０．５ｍｍ程
度である。なお、上述の発火用着火薬３１Ｂは、着火薬
本体３１Ａと一体的に設けずに別個とし、着火薬本体３
１Ａとの間を例えば単なる連通孔で接続したり、あるい
は伝火薬等の異なる火薬で接続したりすることもでき
る。

【００２０】つぎに、この着火部の製造工程を説明す
る。図３において、着火薬３１Ａ、３１Ｂは、トリシネ
ートテトラセンアジ化鉛等からなる。まず、この着火薬
３１Ａ、３１Ｂを、センターディスク内の着火薬収納部
２９Ｅに８００〜３０００Ｋｇ／ｃｍ²の圧力でプレス
して詰める。そして、着火薬３１Ａ、３１Ｂの底面をシ
ールするアルミ箔３４Ａを予め貼着したアルミ製のシー
ル金具３２を、着火ピン通過孔３２Ａの位置を合わせな
がらセンターディスク２９の凹部２９Ｄに嵌合し、シー
ル兼接着剤３３でこれを固着する。

【００２１】そして、図１において、シール用Ｏリング
３０を所定位置に嵌挿した後、衝突ンサ２８を下方から
センサ収納部２４Ａに嵌挿する。この際に衝突ンサ２８
は、センターディスク２９に設けられた１次ガイド２９
Ａに案内されながら挿入され、位置決め部２９Ｂによっ
て所定位置にセットされ、着火ピン５２の位置が正確に
合わせられる。

【００２２】つぎに、上述のガス発生器の作動を図１乃
至図３に基づき説明する。図１において、ガス発生器１
がハンドルの所定位置に取り付けられると、衝突センサ
２８のセーフティ機構の解除ピン７２が操作され、上述
の図２のロック機構が解除されて起動可能状態となる。
そして、図２において、ボール４４が車両の衝突を検知
して移動すると、ボール４４に当接している回転体４６
が回動して、該回転体４６と係合している着火ピン５２
の係合が解除される。

【００２３】図３において、解除された着火ピン５２は
バネ付勢力によって発火用着火薬３１Ｂに衝突する。こ
こで、発火用着火薬３１Ｂは、所定の厚みｔで背後に着
火ピン５２の衝突力を受ける受け部２９Ｃを有して配置
されており、そこに先端部５２Ｂに平坦面を設けられた
着火ピン５２が衝突するので、受け部２９Ｃと着火ピン
５２とに挟まれた発火用着火薬３１Ｂは衝撃力を受け、
これによって発火する。図１に戻り、発火用着火薬３１
Ｂの発火によって、伝火薬１６を着火するのに十分な量
を有する着火薬本体３１Ａが発火し、その火炎により伝
火薬１６が着火する。着火した伝火薬１６の熱風が内壁
６に設けられた連通孔８を通ってガス発生室１２ａに進
入し、ガス発生剤１２がガス化して大量のガスを発生
し、該ガスは隔壁７や外壁に設けられたガス孔９、１
０、２２、１１及び各ガスフィルタ１３、１４、１５を
矢印２５のように順次通過して図示されないエアバッグ
に供給される。

【００２４】そして、図３において、上述の着火薬本体
３１Ａの発火及び伝火薬１６の着火の際に発生するガス
圧は、着火薬本体３１Ａと発火用着火薬３１Ｂとの接続
部分が丁度オリフィスの役目を果たし、衝突センサ側に
逆流するのが低減される。そして、この着火薬本体３１
Ａと発火用着火薬３１Ｂとの接続部分に２点鎖線で図示
するようにオリフィス３５を設けるとより顕著な前記効
果が得られる。

【００２５】つぎに、着火薬の発火方式について説明す
る。着火薬の発火方式には一般に摩擦発火方式と衝撃発
火方式とがあり、従来は摩擦発火方式が採用されてお
り、上述の着火方式は衝撃発火方式である。そして、両
者を比較すると、衝撃発火方式の方が摩擦発火方式に比
べて一般的に着火感度がよい。１例として、上述のガス
発生器で着火薬が発火するエネルギを測定して比較する
と、摩擦発火方式は最小約１．１ｉｎ−ｏｚであるのに
対し、衝撃発火方式は約０．８ｉｎ−ｏｚであり、発火
に要するエネルギが小さい。また、衝撃発火方式の着火
ピンの先端は平坦形状なので摩擦発火方式で針形状とす
るのに比べて加工が容易であり、かつ先端形状や表面粗
度により影響されないので、加工精度や仕上げ精度によ
る着火感度のバラツキが少ない。さらに、発火に要する
エネルギが小さいことから衝突センサが設計容易かつコ
ンパクトになり、また、着火ピンの加工が容易なことか
コストダウンのメリットも得られる。

【００２６】また、上述の本発明に係る着火方式は、着
火薬のうち発火部分を別配置としたことに意義があると
考えることもできる。すなわち、着火薬を、伝火薬を着
火させるのに必要な部分と発火する部分とに分け、この
発火部分のみを取り出すことによって、発火のみについ
て最適条件を追求することが可能となったと考えられ
る。その結果、上述のように衝撃発火方式を採用するこ
とが可能となり、さらに発火用着火薬の厚みやプレス
圧、着火ピンの形状等について最適条件を求めることが
可能である。

【００２７】以上のように、上述のガス発生器は、着火
薬本体と発火用着火薬とを別配置とし、衝撃発火方式を
採用するので着火感度がよく、また、着火ピンの先端は
平坦形状なので加工が容易であり、加工精度による着火
感度のバラツキが少ない。従って、着火信頼度が向上す
る。さらに、着火信頼度が向上するため、冗長性を持た
せる必要をなくすことが可能となり、本実施例の如く１
ボール１ピンタイプとすることが可能である。１ボール
１ピンでは、ピンに与えるエネルギを大きく設計できる
ので耐熱性着火薬の採用も可能であり、そのような耐熱
性着火薬を採用することによりさらに着火信頼度を向上
させることができる。また、１ボール１ピンタイプとす
ることにより、ガス発生器の小型化及びコトダウンも可
能である。もちろん、上述のガス発生器は１ボールタイ
プ、２ボールタイプを問わず適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明のガス発生器は上述のように、発
火用着火薬は着火薬本体と別位置に配置され且つ着火ピ
ンの衝撃エネルギによって発火させられるので、着火感
度がよく、かつ、着火ピンの加工精度や仕上げ精度によ
る着火感度のバラツキが少ない。このため、着火信頼度
を向上させることが可能である。従って、１ボール１ピ
ンタイプとすることも可能であり、１ボール１ピンとす
ればピンに与えるエネルギも大きく設計できるので耐熱
性着火薬の採用も可能となり、さらに着火信頼度を向上
させることができる。また、着火薬本体と発火用着火薬
とを一体的に配置すると、着火部の設計及び製造が容易
であり、所要のスペースが少なくて済む。さらに、着火
薬本体と発火用着火薬との間の空間にオリフィスを形成
すると、着火薬本体及び伝火薬の燃焼により衝突センサ
に加わるガス圧力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス発生器の断面図である。

【図２】図１のガス発生器に内蔵される衝突センサの構
成を示す斜視図である。

【図３】図１のガス発生器の着火部の拡大図である。

【図４】従来のガス発生器の着火部の断面図である。

【符号の説明】

ｔ所定厚み１ガス発生器２９Ｃ受け部３１Ａ着火薬本体３１Ｂ発火用着火薬本体３５オリフィス５２着火ピン５２Ｂ平坦面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北尾盛功京都府宇治市宇治乙方58番地 (72)発明者西田謙二郎埼玉県上尾市上尾村1145−15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】着火ピンを着火薬に向かって飛ばし該着
火薬を発火させガス発生器を起動するガス発生器におい
て、前記着火薬は前記着火ピンにより発火する発火用着
火薬と該発火用着火薬の発火により発火する着火薬本体
とからなり、前記発火用着火薬は着火薬本体と別位置に
配置され且つ前記着火ピンの衝撃エネルギによって発火
させられることを特徴とするガス発生器。
【請求項２】前記発火用着火薬は着火薬本体と別位置
に所定厚みで一体的に配置され、前記着火ピンは先端に
平坦面を設けられ、発火用着火薬の背後に前記着火ピン
の衝突力を受ける受け部が設けられてなることを特徴と
する請求項１におけるガス発生器。
【請求項３】前記着火薬本体と発火用着火薬との間の
空間にオリフィスが形成されていることを特徴とする請
求項１におけるガス発生器。