JP3114258B2 - Inflator - Google Patents

Inflator

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JP3114258B2 JP03187541A JP18754191A JP3114258B2 JP 3114258 B2 JP3114258 B2 JP 3114258B2 JP 03187541 A JP03187541 A JP 03187541A JP 18754191 A JP18754191 A JP 18754191A JP 3114258 B2 JP3114258 B2 JP 3114258B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自動車のエアバッグ
装置において、エアバッグに膨張用ガスを供給するイン
フレータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inflator for supplying an inflation gas to an airbag in an automobile airbag apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車のエアバッグ装置は、衝突の検出
装置と、エアバッグを膨張させるガスを発生するインフ
レータと、エアバッグとによって構成され、衝突時に、
エアバッグに膨張させて運転者や乗員にかかる衝撃を吸
収するようになっている。
2. Description of the Related Art An airbag device for an automobile is composed of a collision detection device, an inflator for generating gas for inflating the airbag, and an airbag.
The airbag is inflated to absorb the impact on the driver and the occupant.

【0003】従来のインフレータは、図5に示すよう
に、外壁にガス放出孔22を設けたケース21内に、ア
ジ化アルカリ金属と金属酸化物の混合物からなるガス発
生剤23と、点火装置24を収納した構造となってお
り、点火装置24は、点火用薬剤25と、衝撃検出装置
からの信号によって作動するイグナイター26とから形
成されている。この構造では、イグナイター26により
点火用薬剤25に点火し、その熱エネルギーによりガス
発生剤23を燃焼させて瞬間的にN2 ガスを発生させ、
ガス放出孔からエアバッグに導入する。
As shown in FIG. 5, a conventional inflator includes a gas generating agent 23 made of a mixture of an alkali metal azide and a metal oxide, and a igniter 24 in a case 21 having a gas discharging hole 22 formed in an outer wall. The ignition device 24 is composed of an ignition agent 25 and an igniter 26 that is activated by a signal from the impact detection device. In this structure, the ignition agent 25 is ignited by the igniter 26, and the gas generating agent 23 is burned by the thermal energy to instantaneously generate N 2 gas.
The gas is introduced into the airbag through the gas discharge hole.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、アジ化アル
カリ金属を用いたガス発生剤23は、4NaN3 +O2
→2Na2 O+6N2 の反応式によって窒素ガスを発生
させるが、副生成物であるNa2 Oが人体に対して極め
て有害な特性がある。しかし、エアバッグは、膨張後、
ショック吸収と脱出のために徐々に縮む必要があるとこ
ろから、ガス逃がし孔を設けて余分なガスを逃がすよう
にしているが、このようなバック内に有害成分が導入さ
れると、その孔から有害成分が出て人体に害を与えると
いう問題があった。
The gas generating agent 23 using an alkali metal azide is 4NaN 3 + O 2.
→ Nitrogen gas is generated by the reaction formula of 2Na 2 O + 6N 2 , but Na 2 O as a by-product has extremely harmful properties to the human body. However, after the airbag is inflated,
Since it is necessary to gradually contract for shock absorption and escape, a gas escape hole is provided to allow excess gas to escape, but if harmful components are introduced into such a bag, it will pass through the hole. There was a problem that harmful components appeared and harmed the human body.

【0005】また、従来のエアバッグ装置では、ガス発
生剤を瞬時に燃焼させるために、点火用薬剤25に火薬
等の爆発性のある物質を用いているが、このような爆発
性物質は、取扱いに危険が伴うために組付け作業等の安
全性に問題がある。加えて、自動車に装着した状態で
は、誰れにでも爆発性物質が手に入れられる危険性があ
り、その防護に問題がある。
[0005] In the conventional airbag device, an explosive substance such as an explosive is used as the ignition agent 25 in order to burn the gas generating agent instantaneously. There is a problem in the safety of the assembling work etc. due to the danger of handling. In addition, there is a risk that anyone can obtain explosive substances when mounted on a car, and there is a problem in its protection.

【0006】この発明は、上記の問題に鑑みてなされた
もので、その第1の目的は、有害な成分を含まないガス
を大量に発生させることができるインフレータを提供す
ることである。
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide an inflator capable of generating a large amount of gas containing no harmful components.

【0007】また、第2の目的は、爆発性物質を用いず
にガスを発生できるインフレータを提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide an inflator that can generate gas without using explosive substances.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の第1の目的を達成
するため、この発明は、燃焼ガスを発生する可燃性物質
の貯留部と、酸素供給源を備えた前記可燃性物質の加熱
手段とを具備した構造としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the first object, the present invention provides a storage unit for a combustible substance generating a combustion gas, and a means for heating the combustible substance having an oxygen supply source. And a structure having:

【0009】上記の可燃性物質としては、揮発性の軽質
石油を用いることができる。
As the flammable substance, volatile light petroleum can be used.

【0010】[0010]

【0011】また、酸素供給源としては、加熱手段の周
囲に配置される熱分解性の酸素発生剤を用いることがで
きる。
Further , as the oxygen supply source, a thermally decomposable oxygen generator disposed around the heating means can be used.

【0012】記加熱手段を、電源と、通電によって発
熱する発熱体とから構成すると第2の目的も達成でき
る。
[0012] The upper SL heating means, can also be achieved power and construction Then the second object from the heating element which generates heat by energization
You.

【0013】上記の電源としては、電気2重層コンデン
サを用いることができる。
As the above power source, an electric double layer capacitor can be used.

【0014】[0014]

【作用】撃の検出信号により、加熱手段を作動させて
可燃性物質を加熱し、燃焼ガスを発生させる。
The detection signal of the action] shock, actuates the heating means flammable material and heated, thereby generating combustion gases.

【0015】このような可燃性物質の燃焼ガスは、CO
2 やH2 Oであり、有害な成分が含まれないため、外部
に流出しても人体に害を与えない。
The combustion gas of such a combustible substance is CO
2 and H 2 O, which do not contain harmful components and do not harm the human body even if they leak to the outside.

【0016】この可燃性物質には、引火しやすい物質が
用いられるが、特にガソリン等の揮発性の高い軽質石油
製品を用いると、高温発生装置を必要とせずに低い加熱
温度で簡単に引火し、燃焼によって大量のガスを発生さ
せるため、エアバッグを短時間で膨張させることができ
る。
As the flammable substance, a substance which is easily flammable is used. In particular, when a highly volatile light petroleum product such as gasoline is used, the flammable substance can be easily ignited at a low heating temperature without a high-temperature generator. Since a large amount of gas is generated by combustion, the airbag can be inflated in a short time.

【0017】また、加熱中に、酸素供給源から加熱手段
により積極的に酸素を供給することで可燃性物質を効率
よく燃焼させることができ、短時間で大量のガスを発生
させることができる。
Further, during heating , the combustible material can be efficiently burned by actively supplying oxygen from the oxygen supply source by the heating means, and a large amount of gas can be generated in a short time.

【0018】この場合、酸素供給源として、加熱手段の
周囲に熱分解性の酸素発生剤を配置するようにすると、
加熱手段の発熱と共にその加熱部の周囲に活性な酸素を
発生させることができるため、可燃性物質と酸素との混
合性が良くなり、燃焼効率を大きく向上させることがで
きる。
In this case, if a thermally decomposable oxygen generating agent is arranged around the heating means as an oxygen supply source,
Since active oxygen can be generated around the heating section together with the heat generated by the heating means, the mixing property between the combustible substance and oxygen is improved, and the combustion efficiency can be greatly improved.

【0019】加熱手段は、電源により発熱体を通電して
発熱させ、発生するジュール熱により可燃性物質を加熱
するものがよい
The heating means is energized heating element to generate heat by the power source, it is intended to heat the combustible material by Joule heat generated.

【0020】このように通電によって発熱させる構造で
は、爆発性物質を用いる場合のような危険性がなく、ま
た、スイッチ等の作動によって瞬時に発熱体を発熱させ
ることができるため、速応性の良いガス発生が行なえ
る。また、通電する電流の大きさによって発熱量を変化
できるので、発生させるガス量のコントロールが容易に
できる利点がある。
In such a structure in which heat is generated by energization, there is no danger as in the case of using an explosive substance, and since the heat generating element can generate heat instantaneously by the operation of a switch or the like, it has good responsiveness. Gas generation can be performed. Further, since the amount of heat generated can be changed depending on the magnitude of the current to be supplied, there is an advantage that the amount of gas to be generated can be easily controlled.

【0021】上記の電源には、電池やコンデンサ等の通
常の電源を用いることができるが、電気2重層コンデン
サを用いると、軽量かつコンパクトな形状で大容量の電
気を貯留することができ、インフレータの小型化を図る
ことができる。
As the above-mentioned power source, a normal power source such as a battery or a capacitor can be used. However, if an electric double-layer capacitor is used, a large amount of electricity can be stored in a lightweight and compact shape, and the inflator can be used. Can be reduced in size.

【0022】[0022]

【実施例】以下、添付図面に基づいて実施例を説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0023】図1に示すように、エアバッグ装置1は、
インフレータ2とエアバッグ3とを、連通管4で連結
し、その連通管4の内部に、ガス中の微細な塵などを除
去するフィルタ5を収納して構成される。
As shown in FIG. 1, the airbag device 1 comprises:
The inflator 2 and the airbag 3 are connected by a communication pipe 4, and a filter 5 for removing fine dust and the like in the gas is housed inside the communication pipe 4.

【0024】インフレータ2の内部は、図2及び図3に
示すように、薄い金属膜6によって上下に仕切られ、そ
の金属膜6の上部を、可燃性物質7の貯留部8としてい
る。また、金属膜6の下側には、複数の金属線9を並列
状に配列した発熱体10と、電源回路11とから成る加
熱器12が配置され、その発熱体10の周囲に、熱分解
性の酸素発生剤13の粉末が充填されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inside of the inflator 2 is vertically partitioned by a thin metal film 6, and the upper portion of the metal film 6 is used as a storage section 8 for a flammable substance 7. Below the metal film 6, a heater 12 including a heating element 10 in which a plurality of metal wires 9 are arranged in parallel and a power supply circuit 11 are arranged. The powder of the oxygen generator 13 is filled.

【0025】上記電源回路11は、電気2重層コンデン
サ14と、衝突時の圧力変化等を検出する衝撃検出器
(図示省略)の信号によって作動するスイッチ15とか
ら成り、その回路11の端部が発熱体10の金属線9と
金属膜6に並列接続されている。
The power supply circuit 11 comprises an electric double-layer capacitor 14 and a switch 15 which is activated by a signal from an impact detector (not shown) for detecting a pressure change or the like at the time of a collision. The metal wire 9 and the metal film 6 of the heating element 10 are connected in parallel.

【0026】上記のような構造で成るエアバッグ装置1
においては、スイッチ15を入れてコンデンサ14から
金属膜9と発熱体10に電流が流れると、発熱体10が
発熱し、酸素発生剤13が熱分解して活性な酸素が発生
すると共に、金属膜6が溶融して可燃性物質7が発熱体
10上に落下する。このため、可燃性物質7は、発熱体
10による加熱と、発生した酸素により瞬時に燃焼して
ガスを発生させ、そのガスがエアバッグ3に流入してバ
ッグを膨張させる。
The airbag device 1 having the above structure
In the above, when the switch 15 is turned on and a current flows from the capacitor 14 to the metal film 9 and the heating element 10, the heating element 10 generates heat and the oxygen generator 13 is thermally decomposed to generate active oxygen. 6 is melted and the combustible substance 7 falls onto the heating element 10. Therefore, the combustible substance 7 is heated by the heating element 10 and instantly burns by the generated oxygen to generate gas, and the gas flows into the airbag 3 to inflate the bag.

【0027】(実験例)次に、上記の装置を用いて行な
ったバッグ膨張実験について説明する。実験では、エア
バッグ3の内容量を30リットルとし、インフレータ2
の貯留部8に、可燃性物質7として40gのガソリンを
収納した。また、酸素発生剤13として660gのCu
Oの粉末を使用し、そのCuOの粉末によって発熱体1
0の全体を覆うようにした。
(Experimental Example) Next, a bag inflation experiment performed by using the above-described apparatus will be described. In the experiment, the content of the airbag 3 was set to 30 liters,
Stored 40 g of gasoline as the flammable substance 7. In addition, 660 g of Cu
O powder and the heating element 1 by the CuO powder
0 was entirely covered.

【0028】また、金属膜6に、厚み2μmのアルミニ
ウム箔を使用し、発熱体10を形成する5本の金属線9
には、線径60μm、長さ40μmのアルミニウム線を
使用した。
The metal film 6 is made of aluminum foil having a thickness of 2 μm, and the five metal wires 9 forming the heating element 10 are formed.
An aluminum wire having a wire diameter of 60 μm and a length of 40 μm was used.

【0029】以上のような準備を行なった上で、電源回
路11に設けた抵抗等によって電気2重層コンデンサ1
4から金属膜に2A、発熱体10の各金属線9に1Aの
電流が流れるように設定し、衝撃検出器に模擬的な衝撃
を与えてスイッチ15を作動させた。
After making the above preparations, the electric double-layer capacitor 1
4, a current of 2 A was set to flow through the metal film and a current of 1 A was set to flow through each metal wire 9 of the heating element 10.

【0030】このスイッチ15の作動により、ほとんど
即座に発熱体10の金属線9が発熱して、それと接触す
るCuOの粉末から瞬時に酸素が発生し、ほぼ同時に金
属膜6が溶融し、ガソリン7が発熱体10の上に落下し
て瞬時に引火した。このガソリン7の燃焼ガスは、連通
管4を通ってエアバッグ3に導入され、バッグを急激に
膨張させた。
By the operation of the switch 15, the metal wire 9 of the heating element 10 generates heat almost immediately, oxygen is instantaneously generated from the CuO powder in contact with the metal wire 9, and the metal film 6 is melted almost simultaneously, Dropped on the heating element 10 and ignited instantaneously. The combustion gas of the gasoline 7 was introduced into the airbag 3 through the communication pipe 4, and rapidly inflated the bag.

【0031】図4は、この膨張テストでのエアバッグ内
の圧力変化を示したもので、スイッチ15の作動後20
〜30msecでバッグ3は最大の内圧を示し、60m
sec前後で完全な展開形状まで膨張した。
FIG. 4 shows the pressure change in the airbag in this inflation test.
330 msec, the bag 3 shows the maximum internal pressure, 60 m
It expanded to a complete developed shape around sec.

【0032】また、膨張したエアバッグ3内部のガスを
分析すると、ほとんどがCO2 であり、有害な成分は含
まれていなかった。
When the gas inside the inflated airbag 3 was analyzed, most of the gas was CO 2 , and no harmful components were contained.

【0033】なお、上記の実験例では、可燃性物質7に
ガソリンを用いたが、他の揮発性の高い石油製品等を利
用してもよい。
Although gasoline is used as the flammable substance 7 in the above experimental example, other highly volatile petroleum products may be used.

【0034】また、可燃性物質と酸素の混合について
も、上記の方法に限定されるものではなく、例えば、イ
ンフレータに開閉弁を介して活性酸素を収納した酸素ボ
ンベを接続し、発熱体の加熱と同時に展開弁を開いて酸
素を導入させるようにしてもよい。
The mixing of the combustible substance and oxygen is not limited to the above-described method. For example, an oxygen cylinder containing active oxygen is connected to an inflator via an on-off valve to heat the heating element. At the same time, the deployment valve may be opened to introduce oxygen.

【0035】[0035]

【効果】以上のように、この発明においては、酸素を供
給しながら可燃性物質を燃焼させてガスを発生させるの
で、人体に無害なガスを短時間のうちに大量に発生させ
エアバッグを膨張させることができ、安全なエアバッ
グ装置を実現することができる。
[Effect] As described above, Oite to the inventions is, subjected to oxygen
Gas is generated by burning flammable substances while supplying gas, so a large amount of gas harmless to the human body is generated in a short time.
As a result, the airbag can be inflated, and a safe airbag device can be realized.

【0036】また、通電による熱で可燃性物質を加熱す
ものは、爆薬等の爆発性物質を燃焼させる場合のよう
な危険がなく、安全性に優れた装置を提供できる。
Further, heats the combustible material by heat by passing electricity, there is no danger as in the case of burning explosive substances such as explosives, it can provide an excellent apparatus in safety.

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

【図1】実施例のエアバッグ装置を示す正面図FIG. 1 is a front view showing an airbag device of an embodiment.

【図2】同上のインフレータの内部構造を示す縦断正面
FIG. 2 is a longitudinal sectional front view showing the internal structure of the above-described inflator.

【図3】図2のIII −III 線に沿った断面図FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2;

【図4】エアバッグの内部圧力の変化を示すグラフFIG. 4 is a graph showing changes in the internal pressure of the airbag.

【図5】従来のインフレータの内部構造を示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing the internal structure of a conventional inflator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エアバッグ装置 2 インフレータ 3 エアバッグ 6 金属膜 7 可燃性物質 8 貯留部 10 発熱体 11 電源回路 12 加熱器 13 酸素発生剤 14 電気2重層コンデンサ REFERENCE SIGNS LIST 1 airbag device 2 inflator 3 airbag 6 metal film 7 flammable substance 8 storage unit 10 heating element 11 power supply circuit 12 heater 13 oxygen generator 14 electric double layer capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 由弘 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−235247(JP,A) 特開 平3−79451(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60R 21/16 - 21/32 B01J 7/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Nakai 1-3-1 Shimaya, Konohana-ku, Osaka Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works (56) References JP-A-61-235247 (JP, A) Kaihei 3-79451 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60R 21/16-21/32 B01J 7/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃焼ガスを発生する可燃性物質の貯留部
と、酸素供給源を備えた前記可燃性物質の加熱手段とを
具備したインフレータ。
1. An inflator comprising: a storage section for a combustible substance that generates a combustion gas; and heating means for the combustible substance having an oxygen supply source .
【請求項2】 上記酸素供給源が、加熱手段の周囲に配
置される熱分解性の酸素発生剤である請求項1に記載の
インフレータ。
2. The inflator according to claim 1, wherein the oxygen supply source is a thermally decomposable oxygen generator disposed around a heating unit.
【請求項3】 上記可燃性物質が、揮発性の軽質石油で
ある請求項1に記載のインフレータ。
3. The inflator according to claim 1, wherein the combustible substance is volatile light petroleum.
【請求項4】 上記加熱手段が、電源と、通電によって
発熱する発熱体とから成る請求項1乃至3のいずれかに
記載のインフレータ。
4. The inflator according to claim 1, wherein said heating means comprises a power source and a heating element that generates heat when energized.
【請求項5】 上記電源が、電気2重層コンデンサであ
る請求項4に記載のインフレータ。
5. The inflator according to claim 4, wherein said power supply is an electric double-layer capacitor.
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