JP3425319B2 - エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置 - Google Patents
エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置Info
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
護するエアバッグ装置に関し、特に外気中の水分による
ガス発生剤の吸湿を効果的に防止し、安定した作動性能
を有するエアバッグ用ガス発生器に関する。
慣性により搭乗者がハンドルや前面ガラス等の車両内部
の硬い部分又は危険な部分に激突して負傷又は死亡する
ことを防ぐために、ガス発生剤から発生するガスにより
バッグを急速に膨張させる自動車用エアバッグシステム
が開発されている。自動車用エアバッグシステムに適す
るガス発生剤の要件は非常に厳しい。まず、バッグ膨張
時間は非常に短時間、通常40〜50ミリ秒以内の時間であ
ることが要求されている。現在一般的に用いられている
アジ化水素酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属
塩、特にアジ化ナトリウムをガス発生基剤とするガス発
生剤は、上記の条件を満たした優れたものである。
ド系ガス発生剤の開発も行われており、例えば、特開平
3−208878号公報には、テトラゾール、トリアゾ
ール又はこれらの金属塩と硝酸ナトリウム等のアルカリ
金属硝酸塩系の酸素含有酸化剤を主成分とした組成物が
開示されている。一方、特公昭64−6156号、特公
昭64−6157号公報においては、水素を含まないビ
テトラゾール化合物の金属塩を主成分とするガス発生剤
が開示されている。更に、特開平3−208878号公
報には、アミノテトラゾールの遷移金属錯体を主成分と
するガス発生剤が開示されている。しかしながら、上記
の如きガス発生剤組成物を構成する酸化剤等の成分には
著しい吸湿性や潮解性を示すものも多く、ガス発生剤の
含有水分量は、その燃焼に大きく影響するため、従来の
ガス発生器においては、その中に収容したガス発生剤の
吸湿を防止し保護する手段として様々な方法がとられて
いる。例えば、ガス発生剤を薄いアルミ製の容器に充
填、蓋をしてシーリング剤で密閉したものをガス発生器
内に充填する方法がある。しかしながら、本方法ではコ
ストが嵩み、インフレータ容器の小型化も実現困難であ
る。そこで、最近では防湿性の膜に熱硬化型接着剤や感
圧性接着剤等の接着剤を塗布してなるシールテープをガ
ス排出口に貼り付けて防湿したガス発生器が増加してい
る。これを用いればコストも著しく下げることができ、
またガス発生器の小型化も実現可能である。しかしなが
ら、このシールテープは通常、透湿性の面では上記の防
湿方法と比較して優れているとは言えない。即ちシール
テープを貼り付けたガス発生器では、外界とガス発生器
の内部空間との間には厳密には接着剤のみで遮断されて
いる部分(テープ側面)がある。しかるに一般に接着剤
の主成分としてはその接着力や保持力を向上させるた
め、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエ
ーテル系などの化学物質が用いられており、これらの化
学物質は水分溶解性や水分拡散性が比較的高く、外界の
水分は多かれ少なかれこの接着剤のみで遮断されている
部分を通過移動する。従って従来のシールテープによる
防湿は完全なものではなく、あるレベルで確実に透湿す
る恐れがある。
一般にシールテープに使用する接着剤の主成分はその接
着力や保持力を向上させるため、ゴム系、アクリル系、
シリコーン系、ポリビニルエーテル系などの水分溶解性
や水分拡散性が比較的高いものが用いられている。とこ
ろが、例えばガス発生器のハウジング隔壁のガス排出口
にシールテープを貼り付けて通常環境下に放置した時、
外界の水分は多かれ少なかれ接着剤のみで遮蔽されてい
る部分を移動してガス発生器内部に侵入してくる。この
ためシールテープにより防湿を行う場合には、シールテ
ープの接着機能や保持機能を確保しながら、極力防湿性
に優れたものを使用することが必要になってくる。
題点を解消するインフレータ防湿用シールテープを用い
たエアバッグ用ガス発生器を提供することを目的とす
る。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことにあ
る加湿環境において放置後のガス発生剤の透湿による重
量増加率を2.0%以下となし得るシールテープをガス発
生器の外気との連通開口部に用いた時に、ガス発生剤の
防湿を達成すると共にエアバッグ用ガス発生器の性能へ
の影響が著しく少ないということを見出して本発明に到
ったものである。
開口部を基材と接着剤とから構成される防湿用シールテ
ープにより閉塞し、該シールテープの透湿性能が、ガス
発生器を温度80℃、湿度90%の恒温恒湿槽中に20日間放
置した場合のガス発生器内に収容されるガス発生剤の吸
湿による重量増加率を2.0%以下とするものであること
を特徴とするガス発生器に関するものである。
ールテープを内筒部側貫通孔及びガス排出口等の外気と
の連通口を完全に閉塞するようにしっかりと手で押さえ
付けて貼り付けたものを温度80℃、湿度90%の恒温恒湿
槽中に20日間放置した後重量を測定し、恒温恒湿槽放置
前の重量との差を算出し、その差のガス発生剤に対する
百分率であり、特にこの場合の重量増加率を、ガス発生
器の水分吸湿率とする。
において、その燃焼評価を実施したところ、加湿放置試
験する前のガス発生器性能と比較しても、試験後におい
て大きな差は確認されなかった。このことから、本発明
のシールテープで防湿することにより、外界の水分に影
響を受けることなく作動性能が一定したガス発生器が得
られる。
以下の透湿性を有するものが好ましい。
が、以下の測定条件に於いて、1日当たりのガス発生剤
の吸湿による重量増加率が0.050%以下となるような透
湿性のシールテープである。
の通りである。
なら何でも良い。
り、且つ温度100℃以下、湿度100%で、化学変化及び著
しい膨張変化を示さないもので、少なくとも、蓋、充填
容器及び気密を確保するための部材から構成される。
部分には直径3mmの円形の開口孔を穿孔している。
にガス発生剤を0.80g以上充填し、上記蓋の開口孔に10
mm×10mmの正方形に加工したインフレータ防湿用シール
テープを、テープ面に均一に5kg/cm2以上の圧力をか
けながら、その中心を開口孔の中心と一致させて貼り付
ける。次に、使用するガス発生剤の重量を予め測定した
後、速やかに容器に充填し、気密性が確保されるように
蓋を設置、固定する。そして密閉された容器を温度80
℃、湿度90%の環境下で5日以上25日以内放置した後、
容器を分解し、ガス発生剤の重量を測定して、ガス発生
剤に対する1日当たりの吸湿による重量増加率を得る。
湿による重量増加率が1日当たりに換算して0.050%以
下のシールテープを、ガス発生剤を防湿するためにガス
発生器に用いた場合には、そのガス発生器の作動性能
は、外気からの透湿による水分の影響を受けにくいもの
となる。
インフレータのガス排出口等、シールテープを添付して
閉塞する貫通孔直径の2〜3.5倍の幅を有することが好
ましく、貫通孔上端部とシールテープ上側縁との間、及
び貫通孔下端部とシールテープ下側縁との間毎に、貫通
孔の0.5〜1.25倍程度の幅が確保されることが望まし
い。シールテープの基材としてはアルミニウム箔が望ま
しい。アルミニウム箔は通常25μm以上の厚みを有して
いれば透湿性は零であり、またこの場合には、加工のし
やすさ、貼り付けやすさ及び耐環境性の上で優れたもの
となる。例えば、シールテープの厚さは、50μm以上の
厚さを有するアルミニウム箔と30μm以上の厚さを有す
る粘着剤によって形成することができる。アルミニウム
テープの厚みを200μm以上の厚さとした場合には、ガ
ス発生剤の燃焼によってガスを発生させても、該アルミ
ニウム箔が破裂しにくいことから、インフレータ容器内
部の圧力が急上昇して容器の接合部から破壊して正常動
作が行われない恐れがある他、更に破損した容器や部品
及び未冷却のガスが噴出して人体に対して危害を加える
恐れがある。従って、シールテープの基材としてアルミ
ニウム箔を用いる時はテープ厚みは50〜150μmの範囲
であることが望ましい。
の被覆膜、例えばフッ素膜等の樹脂膜等を設けて該シー
ルテープの耐蝕性を向上したものでも良い。
剤、ホットメルト系接着剤など、各種接着剤を用いて所
定箇所に貼付される。ホットメルト系接着剤は加熱によ
り溶融して接着を確実なものとすることができるため好
ましい。この接着剤の厚さは、前記シールテープの基材
の厚さに対して0.2以上5.0以下の比率となること
が望ましい。接着剤は、望ましくは粘着剤を使用するこ
とができる。該粘着剤については長期にわたる耐久性が
望まれることから、アクリル系あるいはシリコン系の粘
着剤が一般的である。アクリル系については主成分がア
クリル酸エステルであり、その割合が40%以上であり、
地球環境下で予想される氷点下でも粘着剤としての物性
が変わらないものとして、エステル中でアルコールが反
応して結合した側の炭化水素基の炭素数が3以上である
ことが望ましい。シリコン系の粘着剤については、シリ
コーンゴムとシリコーンレジンを主成分としたものが望
ましい。通常の接着力や保持力を有する基準としては、
JIS 0237に基づいてテープ幅を20mmとして実施
した時に、180°剥離接着力が1kgf 以上であることが
望ましい。また、せん断保持力については、1時間後落
下せず、ずれた距離が1mm以下であることが望ましい。
いたインフレータは、ガス排出口を有するハウジング内
に、衝撃の感知に連動して作動する点火手段と、燃焼に
よってガスを発生するガス発生剤を含むガス発生手段
と、発生したガスを冷却するフィルターとを収容するエ
アバッグ用ガス発生器に於いて、ガス排出口等の貫通孔
が上記のガス発生器防湿用シールテープで閉塞されてい
る。
排出口を有するデフューザシェルと点火器収納口を有す
るクロージャーシェルとを溶接して形成することができ
る。
する点火器と該点火器の作動によって点火する伝火薬と
からなる点火手段、点火された伝火薬により着火されて
燃焼ガスを発生するガス発生剤、及び発生した燃焼ガス
中から燃焼残査を除去し冷却するクーラント・フィルタ
等、エアバッグ用ガス発生器を構成する上で必要な部材
を適宜収容する。
るいは衝撃によって撃針を発射するセンサと雷管とを組
み合わせてなる機械着火式のものの何れも使用し得る。
ス発生剤や非アジド系ガス発生剤等、公知のガス発生剤
が使用可能である。アジド系ガス発生剤としては、例え
ばアジ化ソーダと酸化銅の当量混合物等、従来から広く
使用されている無機アジド、特にナトリウムアジド(ア
ジ化ナトリウム)に基づくものがあり、非アジド系ガス
発生剤としては、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、ジシアンジアミド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がある。安
全性等の面を考慮すれば非アジド系ガス発生剤が有利で
ある。
焼によって生成した燃焼残査を除去すると共に、燃焼ガ
スを冷却する機能を果たすものであり、例えば、ステン
レス鋼、SUS304、SUS310S、SUS316
(JIS規格記号)等から成る金網を環状の積層体と
し、圧縮成形したものが使用できる。その他にも、この
フィルタ・クーラントに関しては、従来広く使用されて
いるフィルタ及びクーラントを組み合わせて使用するこ
ともできる。
り、ディフューザシェル1とクロージャシェル2からな
るハウジング3と、このハウジング3内に配設されて隔
壁となる中央筒部材8と、該中央筒部材8の中空部、即
ち点火手段収容室12に配設される点火器4と伝火薬5と
からなる点火手段と、該点火手段により点火されて燃焼
ガスを発生する固形のガス発生剤6と、該ガス発生剤6
の周囲に配設され、ガスの冷却・浄化を行うクーラント
・フィルタ7と、そしてこのクーラント・フィルタ7の
上下両側端部に配設される支持部材、すなわちプレート
部材9及び10とを含んでいる。このインフレータにおい
ては、ハウジング3内の中央筒部材8に形成された貫通
孔14を閉塞するためにその外側に貼付されるシールテー
プ13の貼付箇所及び、発生ガスを排出するハウジング3
に形成されたガス排出口11を閉塞するためにその内側に
貼付されるシールテープ13の貼付箇所に、シールテープ
を貼付して防湿している。
てその信号が点火器4に送られると点火器が作動し、こ
れによって点火手段容器16内の伝火薬5が着火して高温
の火炎を生成する。この火炎は貫通孔14より噴出し、該
貫通孔14付近のガス発生剤6に点火すると共に、プレー
ト部材9の周壁部15により進路を曲げられてガス発生剤
収納室下部のガス発生剤6に点火する。これによりガス
発生剤6が燃焼して高温・高圧のガスを生成し、この燃
焼ガスは、クーラント・フィルタ7の全領域を通過し、
その間に効果的に冷却され、また燃焼残渣が捕集され、
冷却・浄化された燃焼ガスは、ガス通路を通り、シール
テープ13を破ってガス排出口11より噴出し、エアバッグ
内に流入する。
アバッグ用ガス発生器の断面図である。この形態に示す
本ガス発生器は、ディフューザシェル19とクロージャシ
ェル20からなるハウジング21と、このハウジング21内で
燃焼室22を画成するフィルタ手段、すなわちクーラント
・フィルタ7と、そして前記燃焼室22に配設される点火
器18、及びこの点火器18に隣接して配設され該点火器18
の作動により点火されて燃焼ガスを発生する固形ガス発
生剤6とを含んでいる。
ェル20とは、ステンレス鋼板をプレスしてなり、ディフ
ューザシェル19中、ハウジング外周壁を構成する外周部
には、ガス排出口11が、その周方向に等間隔に複数個配
設されている。そして該ガス排出口11には、前記シール
テープ13を貼付し、ガス発生器内への外部から湿気の進
入を防止している。燃焼室22内に充填されたガス発生剤
6は、プレート部材17によりその移動が規制されてい
る。該プレート部材17の周縁は、クーラント・フィルタ
7の一側端部の内周面に当接して該内周面をカバーする
ことにより、燃焼ガスがクーラント・フィルタの一側端
面とディフューザシェル内壁面との間をショートパスす
る事態を防止する。
記、本発明のガス発生器と、エアバッグ(袋体)100
と、モジュールケース101とからなっている。ガス発生
器のガス排出口11から排出されたガスはエアバッグ100
内に噴出し、これによりエアバッグ100はモジュールカ
バー102を破って膨出し、ステアリングホイール103と乗
員の間に衝撃を吸収するクッションを形成する。
たガス発生器が使用されている。
タンから形成され、モジュールカバー102を含んでい
る。このモジュールケース101内にエアバッグ100及びガ
ス発生器が収容されてパッドモジュールとして構成さ
れ、自動車のステアリングホイール103に取り付けられ
ている。
ロン66)、またはポリエステルなどから形成され、その
袋口がガス発生器のガス排出口11を取り囲み、折り畳
まれた状態でガス発生器外周に形成されたフランジに固
定されている。
施例及び比較例を示すが、これらは本発明を限定するこ
とを意図するものではない。
mm、深さ13mmの凹部と、その周囲に防湿性パッキンが入
るように幅3mm、深さ1.5mmの窪みを端面に有する直径3
5mm、高さ17mmの円柱に、パッキンを挟み込むかたち
で、同じくSUS304製の直径35mm、高さ1mmの円盤
の中心に3mmの開口孔を開けた蓋が、蓋上部より四箇所
でネジ止めできる容器を使用する。この容器の蓋に10mm
×10mmの正方形に加工したシールテープを蓋の中央に、
5kg/cm2の力を均等にかけて貼り付ける。シールテー
プを貼り付けた蓋は、該テープを貼り付けた側が内側に
なるような状態で、ガス発生剤を0.8000gまで精秤して
容器に充填し、厚さ2mmのシリコン製パッキンを挟み込
んで蓋をしてしっかりとネジ止めする。
上の環境下で24日間放置して容器を分解し、ガス発生剤
の重量を精秤して、ガス発生剤0.8000gに対する重量増
加率を1日当たりに換算して求めた。
した構成のエアバッグ用ガス発生器であって、そのハウ
ジングの内容積、開口部総面積は以下の通りである。
グ用ガス発生器において、幅10mm、長さ65mmのシールテ
ープを内筒部側貫通孔14を完全に閉塞するように、そし
て幅10mm、長さ205mm のシールテープをガス排出口11を
完全に閉塞するようにしっかりと手で押さえ付けて貼り
付けたものを温度80℃、湿度90%の恒温恒湿槽中に20日
間放置して重量を測定し、恒温恒湿槽放置前のインフレ
ータ重量との差を算出してガス発生剤に対するその差の
百分率をインフレータ水分吸湿率とした。
基づき防湿用シールテープの特性を評価した。その結
果、この実施例における防湿用シールテープは以下の通
りである。
0% インフレータ水分吸湿率:0.37% このシールテープを用いたインフレータの燃焼評価を実
施した。燃焼評価は放置後のガス発生器をすぐに20℃に
調温し、さらにこれを60リットルの非膨張性金属製タン
ク内に固定してタンクを密閉し、ガス発生器に信号を送
って点火する。この時のタンク内の圧力変化をセンサで
感知し、その結果を時間と共に表したものを図4に示
す。これに対して放置しないで燃焼評価したもの(図4
に基準:aとして示す。)と比較すると、大きな差は確
認されなかった。
特性を評価した。防湿用シールテープとして以下のもの
を用いた以外は、実施例1と同様の評価を行った。
1 構造:約25μmのテフロンFEP、約50μmアルミ箔及
び約30μmの接着剤 透湿度(1日当たりの重量増加率):0.036% インフレータ水分吸湿率は1.59% 上記シールテープを使用したインフレータの燃焼評価の
結果を図4に示す。これに対して放置しないで燃焼評価
したものと比較すると大きな差は確認されなかった。
特性を評価した。防湿用シールテープとして以下のもの
を用いた以外は、実施例1と同様の評価を行った。
結果を図4に示す。これに対して放置しないで燃焼評価
したものと比較すると著しい差が確認された。
特性を評価した。防湿用シールテープとして以下のもの
を用いた以外は、実施例1と同様の評価を行った。
結果を図4に示す。これに対して放置しないで燃焼評価
したものと比較すると著しい差が確認された。
特性を評価した。防湿用シールテープとして以下のもの
を用いた以外は、実施例1と同様の評価を行った。
0 構造:約80μmのアルミ箔及び約50μmの接着剤 透湿度(1日当たりの重量増加率):0.037% インフレータ水分吸湿率:0.46% 上記シールテープを使用したインフレータの燃焼評価の
結果を図4に示す。これに対して放置しないで燃焼評価
したものと比較すると大きな差は確認されなかった。
ガス噴出孔を閉塞するために貼り付けられるシールテー
プが所定の実験に従った結果得られた透湿性の基準値を
下回るものを用いた時、著しい燃焼性能の低下がなく、
長期間の耐環境性が要求されるエアバッグガス発生器に
おいて、ガス発生剤の水分による燃焼速度の低下を回避
して衝突時のエアバッグ作動の確実性を向上し、このよ
うなエアバッグ用ガス発生器を用いてエアバッグ装置を
形成した場合には、より安全なエアバッグ装置が実現す
る。
図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 ガス発生器の外気と連通する開口部を、
アルミニウムからなる基材と接着剤とから構成され、厚
みが50μm以上150μm以下で、基材に対する接着
剤の比率が0.625以上1.0以下である防湿用シー
ルテープにより閉塞されたガス発生器であり、 該シールテープの透湿性能が、ガス発生器を温度80
℃、湿度90%の恒温恒湿槽中に20日間放置した場合
のガス発生器内に収容されるガス発生剤の吸湿による重
量増加率を2.0%以下とするものであり、かつ その透
湿性能は、下記の測定条件下での吸湿による1日当たり
の重量増加率が0.05%以下であることを特徴とする
エアバッグ用ガス発生器。 『測定条件』 1.容器は、防湿性100%の材質からなり、且つ温度100
℃以下、湿度100%で、化学変化及び著しい膨張変化を
示さないもので、少なくとも、蓋、充填容器本体及び気
密を確保するための部材から構成される。 2.容器は密閉することができ、また蓋の部分には直径
3mmの円形の開口孔を穿孔している。 3.容器の内容積は1cc以上である。 この条件を満たす
容器を用いて、容器内部にガス発生剤を0.80g以上充填
し、上記蓋の開口孔に10mm×10mmの正方形に加工した防
湿用シールテープを、テープ面に均一に5kg/cm 2 以上
の圧力をかけながら、その中心を開口孔の中心と一致さ
せて貼り付ける。次に、使用するガス発生剤の重量を予
め測定した後、速やかに容器に充填し、気密性が確保さ
れるように蓋を設置、固定する。そして密閉された容器
を温度80℃、湿度90%の環境下で5日以上25日以内放置
した後、容器を分解し、ガス発生剤の重量を測定して、
ガス発生剤に対する1日当たりの吸湿による重量増加率
を得る。 - 【請求項2】 前記インフレータ防湿用シールテープ
は、その接着剤が粘着剤であることを特徴とする請求項
1記載のエアバッグ用ガス発生器。 - 【請求項3】 前記インフレータ防湿用シールテープの
粘着剤がアクリル系粘着剤であることを特徴とする請求
項2記載のエアバッグ用ガス発生器。 - 【請求項4】 前記インフレータ防湿用シールテープ
は、シールテープを添付して閉塞する貫通孔直径の2〜
3.5倍の幅を有することを特徴とする請求項1〜3の
何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。 - 【請求項5】 前記インフレータ防湿用シールテープ
は、貫通孔上端部とシールテープ上側縁との間、及び貫
通孔下端部とシールテープ下側縁との間毎に、貫通孔の
0.5〜1.25倍程度の幅が確保されることを特徴と
する請求項1〜4の何れか一項記載のエアバッグ用ガス
発生器。 - 【請求項6】 衝撃を感知してガスを発生するエアバッ
グ用ガス発生器と、前記インフレータで発生するガスを
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有しており、前記エアバッグ
用ガス発生器が、請求項1〜5の何れか一項記載のエア
バッグ用ガス発生器であることを特徴とするエアバッグ
装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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CN98104409A CN1093054C (zh) | 1997-02-10 | 1998-02-10 | 安全气囊的气体发生器与安全气囊装置 |
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