JP3016432U - 小型ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ガス発生剤の燃焼特性を有効に活用して急速
なガス発生と小型化を図ったガス発生器を提供する。 【構成】 両端が閉鎖された筒状容器２の軸方向を、連
通孔７を有する仕切り部材２１で区画して一方の側に燃
焼室１０を形成するとともに端部との間に点火部材１２
からの発生熱により燃焼してガスを発生するガス発生剤
１４を収納し、他方の側の冷却室９に発生ガスを冷却す
るための冷却材１５を収納するとともに周壁にガスを外
部に放出するためのガス放出孔１６を設け、前記連通孔
７には、破裂板８が設けられ、燃焼室１０に封止された
発生ガスが、冷却材１５で冷却されてもその燃焼が止ま
らない程大きな燃焼速度を与えるような圧力に至ると破
裂する強度を有し、前記ガス放出孔１６の開口面積は、
前記連通孔７の開口面積より小さく設定される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の乗員保護装置としてのエアバッグを膨張させるための小型 ガス発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のガス発生器は、車両の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するために ステアリングホイールやインストルメントパネルに取り付けられるエアバッグモ ジュール中に組み込まれて、衝突発生の際には衝突センサからの信号により急速 にガスを発生してエアバッグを膨張させる役目を果たす機器である。

【０００３】 このようなガス発生器に用いられるガス発生剤としては、従来はアジ化系薬剤 が基本的なものとして使用されていた。しかしながら同薬剤は対環境上の問題あ り、かつ爆発性のアジ化水素酸を発生する性質があるため、これを回避するため に近年非アジ化系のガス発生剤が盛んに研究開発されている。その例としてはト リアミノグアニジン系、アゾジカルボンアミドとオキソハロゲン塩酸からなる系 、テトラゾール系などがあり、これらの使用によって対環境上の問題は回避され るが、一方で燃焼特性が従来のアジ化系に比して著しく激しくなるという問題点 もある。このような燃焼の激しさ（燃焼速度の速さ）は、アジ化系薬剤を適用し て実用化されてきた運転席あるいは助手席用ガス発生器についてはマイナス要因 となり、従って燃焼速度を抑制する措置が必要となる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、昨今開発が進みだした側突用ガス発生器については、運転席あ るいは助手席用ガス発生器より急速にガス発生を行わしめる必要があることから 、このような燃焼特性の激しさがプラスに作用する可能性を持つ。

【０００５】 本考案は、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、ガス発生剤の燃焼特性を有効に活用して急速なガス 発生と小型化を図ったガス発生器を提供することにある。

【０００６】

【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考案のガス発生器は、両端が閉鎖された筒状容器 の軸方向を、連通孔を有する仕切り部材で区画して該仕切り部材の一方の側に燃 焼室を形成するとともに該燃焼室と端部との間に点火部材を配置し、他方の側に 冷却室を形成し、前記燃焼室に点火部材からの発生熱により燃焼してガスを発生 するガス発生剤を収納し、前記冷却室に発生ガスを冷却するための冷却材を収納 するとともに該冷却室の周壁にガスを外部に放出するためのガス放出孔を設けて なるガス発生器であって、 前記連通孔には、破裂板が設けられ、該破裂板は、該破裂板により燃焼室に封 止された発生ガスが、ガス発生剤の燃焼速度を急速に上昇せしめ該ガス発生剤が 前記冷却材で冷却されてもその燃焼が止まらない程大きな燃焼速度を与えるよう な圧力に至ると破裂する破裂強度を有し、前記連通孔は、前記燃焼室で発生した ガスが前記破裂板の破裂により一気に冷却室に移行するに充分な程度に大きな開 口面積を有する１つ若しくは１以上の孔であり、前記ガス放出孔の開口面積は、 前記連通孔の開口面積より小さく設定されているものである。

【０００７】 また、前記破裂板と前記ガス発生剤との間に可撓性の断熱部材が介挿されてい るものとすることができる。

【０００８】 また、前記燃焼室の大部分が断熱部材で覆われてなるものとすることができる 。

【０００９】 また、車両の側面衝突用エアバッグ装置に使用されるものとすることができる 。

【００１０】 また、車両のヘッドレストに内蔵されるエアバッグ装置に使用されるものとす ることができる。

【００１１】 また、前記ガス発生剤は、トリアミノグアニジンナイトレートを含む組成物で あるものとすることができる。

【００１２】

【作用】

上記構成によれば、ガス発生剤の燃焼初期においては燃焼室で発生ガスしたガ スは破裂板によりに封止されるため燃焼室の内圧が急上昇してガス発生剤の燃焼 速度も急上昇する。そして、この状態は、燃焼室の内圧が、ガス発生剤が冷却材 で冷却されてもその燃焼が止まらない程大きな燃焼速度を与えるような圧力に至 るまで続くので、急速にガスが発生される。そして、破裂板が破裂すると、燃焼 室で発生したガスは一気に冷却室に移行するが、ガス放出孔の開口面積を連通孔 の開口面積よりも小さく設定することで冷却室を適切な圧力に維持し、高圧下で ガスの冷却が行われるので、効率的な冷却が行われ、ガス発生器の小型化が可能 となる。

【００１３】 また、前記破裂板と前記ガス発生剤との間に可撓性の断熱部材が介挿されてい るものとすると、作動時に破裂板がガス発生剤の熱あるいはそれ以前の点火部材 の発生熱で破裂するの防止することができる。

【００１４】 また、前記燃焼室の大部分が断熱部材で覆われてなるものとすると、使用環境 の温度変化に基づく燃焼室の圧力変化により破裂板の破裂不安定を招くのを防止 することができる。

【００１５】 また、車両の側面衝突用（側突用）エアバッグ装置に使用されるものとすると 、該側突用エアバッグ装置では、急速なガス発生と小型化が要求されるので、最 適な側突用ガス発生器となる。

【００１６】 また、車両のヘッドレストに内蔵されるエアバッグ装置に使用されるものとす ると、該ヘッドレスト用エアバッグ装置では小型化が要求されるので、最適な後 突用ガス発生器となる。

【００１７】 また、前記ガス発生剤は、トリアミノグアニジンナイトレートを含む組成物で あるものとすると、その激しい燃焼特性を有効に利用して急速にガスを発生させ ることができる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照しつつ説明する。まず図１及び図２ により第１実施例を説明する。図１は本考案の第１実施例のガス発生器の構成を 示す断面図、図２は燃焼室の内圧変化を示すグラフ図である。

【００１９】 まず構成を説明する。図１において、ガス発生器１は、側突用であり、両端が 閉鎖された円筒容器２を備えている。該円筒容器２は円筒部材３の一端に蓋部材 ４が溶接（６）され、他端に中央に貫通孔１７を有する保持部材５が螺合されて 形成されている。円筒容器２の内部には仕切り部材２１が、中央に１つ孔の連通 孔７を形成するようにして内径方向に突設され、該仕切り部材２１で区画された 円筒容器２の内部の一方の側に冷却材１５が充填されて冷却室９が形成されてい る。他方の側には、連通孔７に嵌合するように中央部に凹部が形成された円板状 の破裂板８が仕切り部材２１に沿って配置され、さらに、先端に凹部が形成され た円柱状の押さえ部材１１が嵌挿されており、前記破裂板８の外縁部は押さえ部 材１１で保持され、該押さえ部材１１の先端の凹部に燃焼室１０が形成され、さ らに該押さえ部材１１の基端部にスクイブ等の点火部材１２の収納部が形成され 、該点火部材１２は導孔１３で燃焼室１０に連通している。押さえ部材１１は前 記の保持部材５で螺止されて円筒容器２に固定されている。そして、燃焼室１０ にはガス発生剤１４が収納され、また、冷却室９の周壁にはガス放出孔１６が設 けられている。また、点火部材１２のリード線１８は保持部材５中央の貫通孔１ ７から外部に導出され、図示されない衝突検知回路に接続されている。冷却材１ ５としては、金網、屈曲加工された金属線、スチールウール等が用いられ、また 、ガス発生剤１４には、非アジ化系のトリアミノグアニジンナイトレートを含む 組成物が用いられる。

【００２０】 破裂板８は、例えばアルミ、ステンレス等の金属箔で構成される。そして、破 裂板８の破裂強度は、つぎにのように設定される。すなわち、図２において、曲 線２２は図１の燃焼室１０が破裂板８により封止されたと仮定した場合における 内圧の上昇を示すカーブである。この場合、ガス発生剤は急速に燃焼して極短時 間ｔ２の後一定の圧力Ｐ２に達する。そして、破裂板８の破裂強度は、例えばこ の燃焼室が封止されたままと仮定した場合のピークの圧力Ｐ２に近い値Ｐ１で破 裂するような強度に設定される。このような内圧Ｐ１となる時点ｔ１では、図１ のガス発生剤１４は燃焼速度が増大しており、破裂板８が破裂して冷却材１５と 接触し、該冷却材１５で冷却されてもその燃焼が止まらない程度に至っている。 また、この段階では、ガス発生剤１４の大部分が燃焼済みとなっている。

【００２１】 つぎに、連通孔７は、燃焼室１０の容積に比して相対的に大きな開口面積を有 しており、燃焼室１０で発生したガスが前記破裂板８の破裂により一気に冷却室 ９に移行するのに充分な程度に大きな開口面積となっている（図示例では開口数 を１つとしているが、１以上であっても差し支えない）。また、ガス放出孔１６ の総開口面積は、この連通孔７の開口面積より小さく設定されており、破裂板８ の破裂により冷却室９に移行したガスの圧力が実質的にこのガス放出孔１６で拘 束され、該ガスが高圧に維持されるようになっている。

【００２２】 つぎに作動を図１及び図２によりを説明する。図１において、車両の衝突が発 生し、点火部材１２が着火すると、その発生熱が導孔１３を通って燃焼室１０に 入り（矢印）、該燃焼室１０中のガス発生剤１４を燃焼させる。すると、発生 したガスは破裂板８で燃焼室１０に封止されており、またガス発生剤１４は激し い燃焼特性を有するので、図２に示すように燃焼室の内圧は急上昇し、Ｐ１に至 ると破裂板８が破裂する（実線）。図１に戻り、これにより発生したガスは一気 に冷却室９に移行する（矢印）。このとき、ガス発生剤１４の燃焼速度は充分 増大しているので、冷却材１５と接触して冷却されてもその燃焼が止まることは ない。またこの時点でガス発生剤１４の大部分の燃焼は完了している。従って急 速にガスが発生する。発生ガスは、冷却室９で容積膨張に伴う圧力低下を起こす が、ガス放出孔１６により圧力が拘束されて基本的には高圧を維持し、冷却材１ ５により高圧下で冷却される。この際、高圧ガスが高密度状態で冷却されるため 冷却に係る熱伝達の効率化をもたらし、また冷却室９内への発生ガスの一時的滞 留もあって効率的な冷却が行われる。また、高圧下でガスが冷却室９へ流入する ので、冷却材１２の高密度化に伴う圧損を懸念する必要がない。このため、冷却 材１２の小型化ひいては冷却室９の小型化が可能となる。そして、冷却室９で冷 却された発生ガスはガス放出孔１６から図示されないエアバッグに流出する。こ の際に、ガス放出孔１６の開口面積によってガス供給速度等の必要な性能調整が 行われ、その制御は安定に（開口径で決まることから再現性をもって）行わしめ ることができる。従って、急速なガス発生と小型化が要求される側突用のガス発 生器として最適なものとなる。

【００２３】 つぎに、図３により本考案の第２実施例を説明する。図３は第２実施例のガス 発生器の構成を示す断面図である。図３において、図１と異なる点は、破裂板８ とガス発生剤１４との間に可撓性の断熱部材１９が介挿されている点である。こ のような可撓性の断熱部材１９としては、グラファイトシート、セラミックファ イバ等を用いることができる。このような構成とすることにより、ガス発生器の 作動時に、破裂板１９がガス発生剤の燃焼熱、あるいはそれ以前の点火部材１２ の発生熱により破裂するのを防止することができる。

【００２４】 つぎに、図４により本考案の第３実施例を説明する。図４において、図３と異 なる点は、燃焼室１０の大部分が断熱部材２０で覆われている点である。このよ うな断熱部材としては、グラファイトシートあるいはアルミナ等セラミック材料 を用いることができる。ガス発生器は、低温から高温までの環境下で使用される ため、そのままであると、例えば低温で、作動時の燃焼室の圧力が低下して破裂 板が破裂しないことが起こり得るが、このような構成とすると、環境により温度 変化が生じても作動時の燃焼室１０の内圧が変化するのを防止しすることができ 、これにより破裂板の破裂を安定して行わしめることができる。

【００２５】 なお、上述の実施例では、本考案を側突用ガス発生器に適用した場合を説明し たが、ヘッドレストに内蔵される後突用ガス発生器にも同様に本考案を適用する ことができる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案の小型ガス発生器は、上述のように、両端が閉鎖された筒状容器の軸方 向を、連通孔を有する仕切り部材で区画して該仕切り部材の一方の側に燃焼室を 形成し、他方の側に冷却室を形成してなるガス発生器であって、前記連通孔には 燃焼室の内圧が所定の圧力に至ると破裂する破裂板が設けられ、前記連通孔は、 相対的に大きな開口面積を有し、ガス放出孔の開口面積が連通孔の開口面積より 小さく設定されているものであるので、ガス発生剤の燃焼特性を有効に活用して 急速なガス発生と小型化を図ることができる。

【００２７】 また、前記破裂板と前記ガス発生剤との間に可撓性の断熱部材が介挿されてい るものとすると、作動時に破裂板がガス発生剤の熱あるいはそれ以前の点火部材 の発生熱で破裂するの防止することができ、信頼性を高めことが可能となる。

【００２８】 また、前記燃焼室の大部分が断熱部材で覆われてなるものとすると、使用環境 の温度変化に基づく燃焼室の圧力変化により破裂板の破裂不安定を招くのを防止 することができ、より信頼性を高めることが可能となる。

【００２９】 また、車両の側面衝突用エアバッグ装置に使用されるものとすると、該側突用 エアバッグ装置では、急速なガス発生と小型化が要求されるので、最適な側突用 ガス発生器となる。

【００３０】 また、車両のヘッドレストに内蔵されるエアバッグ装置に使用されるものとす ると、該ヘッドレスト用エアバッグ装置では小型化が要求されるので、最適な後 突用ガス発生器となる。

【００３１】 また、前記ガス発生剤は、トリアミノグアニジンナイトレートを含む組成物で あるものとすると、その激しい燃焼特性を有効に利用してより急速にガスを発生 させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。

【図２】燃焼室の内圧変化を示すグラフ図である。

【図３】本考案の第２実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。

【図４】本考案の第３実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ ガス発生器 ２ 円筒容器（筒状容器） ７ 連通孔 ８ 破裂板 ９ 冷却室 １０ 燃焼室 １２ 点火部材 １４ ガス発生剤 １５ 冷却材 １６ ガス放出孔 １９ 可撓性断熱部材 ２０ 断熱部材 ２１ 仕切り部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田中 耕治 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社 姫路工場内 センサー・テク ノロジー株式会社 姫路テクニカルセンタ ー内 (72)考案者 板橋 雄一 茨城県新治郡千代田町上稲吉向原1764−１ センサー・テクノロジー株式会社 筑波 事業所内 (72)考案者 伊藤 裕二 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社 姫路工場内

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が閉鎖された筒状容器（２）の軸方
   向を、連通孔（７）を有する仕切り部材（２１）で区画
   して該仕切り部材（２１）の一方の側に燃焼室（１０）
   を形成するとともに該燃焼室（１０）と端部との間に点
   火部材（１２）を配置し、他方の側に冷却室（９）を形
   成し、 前記燃焼室（１０）に点火部材（１２）からの発生熱に
   より燃焼してガスを発生するガス発生剤（１４）を収納
   し、前記冷却室（９）に発生ガスを冷却するための冷却
   材（１５）を収納するとともに該冷却室（９）の周壁に
   ガスを外部に放出するためのガス放出孔（１６）を設け
   てなるガス発生器であって、 前記連通孔（７）には、破裂板（８）が設けられ、該破
   裂板（８）は、該破裂板（８）により燃焼室（１０）に
   封止された発生ガスが、ガス発生剤の燃焼速度を急速に
   上昇せしめ該ガス発生剤が前記冷却材（１５）で冷却さ
   れてもその燃焼が止まらない程大きな燃焼速度を与える
   ような圧力に至ると破裂する破裂強度を有し、 前記連通孔（７）は、前記燃焼室（１０）で発生したガ
   スが前記破裂板（８）の破裂により一気に冷却室に移行
   するに充分な程度に大きな開口面積を有する１以上の孔
   であり、 前記ガス放出孔（１６）の開口面積は、前記連通孔
   （７）の開口面積より小さく設定されているものである
   小型ガス発生器。
2. 【請求項２】 前記破裂板（８）と前記ガス発生剤（１
   ４）との間に可撓性の断熱部材（１９）が介挿されてい
   る請求項１に記載の小型ガス発生器。
3. 【請求項３】 前記燃焼室（１０）の大部分が断熱部材
   （２０）で覆われてなる請求項１又は２に記載の小型ガ
   ス発生器。
4. 【請求項４】 車両の側面衝突用エアバッグ装置に使用
   されるものである請求項１〜３に記載の小型ガス発生
   器。
5. 【請求項５】 車両のヘッドレストに内蔵されるエアバ
   ッグ装置に使用されるものである請求項１〜３に記載の
   小型ガス発生器。
6. 【請求項６】 前記ガス発生剤（１４）は、トリアミノ
   グアニジンナイトレートを含む組成物である請求項１〜
   ５に記載の小型ガス発生器。