JP4625702B2

JP4625702B2 - ディスク状ガス発生剤成型体

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Publication number: JP4625702B2
Application number: JP2005009992A
Authority: JP
Inventors: 建州呉
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2025-01-18
Also published as: JP2006199512A

Description

本発明は、ディスク状ガス発生剤成型体及びそれを用いたエアバッグ用ガス発生器に関する。

エアバッグ用ガス発生器のガス源として、ディスク状ガス発生剤成型体が汎用されている。このディスク状ガス発生剤成型体は、全体が円柱をなすように積み重ねた状態で（中心部には円柱状の中空部が形成される）ガス発生器内に収容され、ガス発生器の作動時には、円柱状中空部内を火炎が走り、円柱状に積み重ねられたガス発生剤成型体の全体が着火燃焼される。

このような燃焼過程において、単に複数枚のディスク状ガス発生剤成型体が積み重ねられた状態であると、上下方向に隣接する成型体同士の間は密着されているので、円柱状中空部内を通る火炎が各成型体の円周方向には通り難いため、着火性が低下するおそれがある。このような課題を解決するため、特許文献１〜５には、成型体表面に様々な形態の突起部を設けたガス発生剤成型体が開示されている。
ＵＳＰ５，５０７，８９０ＵＳＰ４，４０８，５３４ＵＳＰ６，０７７，３７２ＵＳＰ４，６６９，３８３ＵＳＰ５，１０１，７３０

しかし、特許文献１〜５に記載されたような従来のガス発生剤成型体では、ガス発生剤成型体の中心孔を突起が連続的に包囲していたり、ガス発生剤成型体の中心から円周の任意の点を結ぶ線上に突起が存在していなかったりする。このため、ガス発生剤成型体の中心孔から円周方向に向かう火炎の移動が突起により阻害されたり、逆に中心孔から円周まで突起に当たることなく一気に火炎が移動したりすることになる。

自動車に搭載されるエアバッグシステムでは、約３０〜６０msecでエアバッグを膨張展開させる必要があるから、ガス源となるガス発生剤成型体の着火燃焼性が良いことは重要であり、特にディスク状のガス発生剤成型体を円柱状に積み重ねたときの着火燃焼性の改良は重要である。

本発明は、特に円柱状に積み重ねられたときの着火燃焼性が改良されたディスク状ガス発生剤成型体及びそれを用いたエア用ガス発生器を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
中央部に中心孔を有するディスク状ガス発生剤成型体であり、
前記ガス発生剤成型体が、少なくとも一面において中心孔の周囲を不連続的に囲むように形成された複数の壁状突起を有しており、
前記複数の壁状突起のいずれかが、ディスク状ガス発生剤成型体の中心と円周の任意の一点とを結ぶ線上に位置している、ディスク状ガス発生剤成型体を提供する。

壁状突起は、中心孔の周囲を不連続的に囲んでいるから、従来技術である図５のように、ガス発生剤成型体１において、中心孔２を囲んで円形の壁状突起３が連続的に形成されているものは含まれない。

図５のようなガス発生剤成型体１を円柱状に積み重ねた場合、点火手段から発生した火炎が中心孔２を通り半径方向に移動する際（図５中の矢印は火炎の進行方向を示す）、円形の壁状突起３と上下に隣接する成型体により移動が阻害され、火炎と成型体との接触状態が悪くなるため、着火燃焼性が低下する。

しかし、本発明のガス発生剤成型体においては、
（ａ）壁状突起は中心孔を不連続的に囲んでいる、
（ｂ）複数の壁状突起のいずれかが、ディスク状ガス発生剤成型体の中心と円周の任意の一点とを結ぶ線上に位置している、
との構成要件を具備している。

このため、構成要件（ａ）の作用により〔以下「作用（ａ）」という〕、点火手段から発生した火炎の移動が阻害されることはなく、必ず成型体の周縁まで到達することができ、更に構成要件（ｂ）の作用により〔以下「作用（ｂ）」という〕、半径方向に移動する火炎が必ず壁状突起にぶつかり、任意の方向に飛散することになる。

よって、このような作用（ａ）及び（ｂ）がなされる結果、点火手段から発生した火炎とガス発生剤成型体との接触時間が長くなり、火炎とガス発生剤成型体の全面が接触するようになるから、ガス発生剤成型体の着火燃焼性が向上される。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記複数の壁状突起が、円周に沿う形状（平面形状が円形）のものであるか、又は直線状のものである、請求項１記載のディスク状ガス発生剤成型体を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記複数の壁状突起が、異なる径の同心円上に形成されている、請求項１又は２記載のディスク状ガス発生剤成型体を提供する。

例えば、中心孔の周囲を２重又は３重以上の壁状突起で、構成要件（ａ）及び（ｂ）を満たすように囲むことができる。

本発明は、課題の他の解決手段として、ディスク状ガス発生剤成型体の厚みが１〜１２ｍｍ、外径が５〜８０ｍｍ、内径が２〜２０ｍｍであり、壁状突起の高さが０．１〜２ｍｍである、請求項１〜３のいずれかに記載のディスク状ガス発生剤成型体を提供する。

壁状突起の長さは、構成要件（ａ）及び（ｂ）を満たすように、周方向及び半径方向における数との関係で決めることができる。

本発明は、他の課題の解決手段として、
請求項１〜４のいずれかに記載のディスク状ガス発生剤成型体をガス発生源として用いたエアバッグ用ガス発生器であり、
ガス発生器内において、前記ディスク状ガス発生剤成型体が、それぞれの中心孔の位置が揃うようにして複数枚が円柱状に積み重ねられ、各成型体の中心孔からなる円柱状中空部が形成されるようにして収容されており、
ガス発生器の点火手段の作動時において、点火手段から発生した火炎が円柱状中空部の一端から他端まで伝達され、更に各ガス発生剤成型体の中心孔から円周方向に伝達されるとき、前記火炎が壁状突起に衝突してランダム方向に飛び散ることでガス発生剤成型体の着火燃焼性が高められたエアバッグ用ガス発生器を提供する。

本発明のガス発生剤成型体は着火燃焼性が高められているので、これをガス源として用いることにより、エアバッグ用ガス発生器の作動状態も良好となる。

本発明のガス発生剤成型体は、円柱状に積み重ねて使用するときの着火燃焼性が向上されている。

（１）図１、図２のガス発生剤成型体
図１は、本発明のガス発生剤成型体の平面図であり、図２（但し、図２中のガス発生剤成型体１０）は、図１のII−II線間の断面図である。図面の寸法は実寸を意味するものではない。なお、図２中のガス発生剤成型体１０’は、複数のガス発生剤成型体を積み重ねた状態を説明するために付加したものであり、図１の断面図には含まれない。

ガス発生剤成型体１０は、環状本体部１１と中心孔１２とを有している。環状本体部１１の一面（図示している表面）には、中心孔１２を不連続的に囲むようにして壁状突起が設けられている。

中心孔１２に一番近い位置には、壁状突起１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが形成されており、これらは同心円上に位置している。図示するとおり、壁状突起１３ａ〜１３ｄの間には隙間が存在している。

壁状突起１３ａ〜１３ｄの周囲には、壁状突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが形成されており、これらは同心円上に位置している。図示するとおり、壁状突起１４ａ〜１４ｄの間には隙間が存在している。

壁状突起１４ａ〜１４ｄの周囲には、壁状突起１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが形成されており、これらは同心円上に位置している。図示するとおり、壁状突起１５ａ〜１５ｄの間には隙間が存在している。

壁状突起１３ａ〜１３ｄ、壁状突起１４ａ〜１４ｄ及び壁状突起１５ａ〜１５ｄの間の半径方向への間隔は、構成要件（ａ）及び（ｂ）が満たされるのであれば特に制限されず、等間隔でも異なる間隔でもよい。

壁状突起は、中心孔１２を囲んで３重（点Ｏから半径方向に同じ間隔のもの同士を合わせて１重とする）に形成されていることになり、壁状突起１３ａ〜１３ｄ、壁状突起１４ａ〜１４ｄ、壁状突起１５ａ〜１５ｄは、いずれも隙間が存在しているので、中心孔１２の周囲は、壁状突起により不連続的に包囲されていることになる。なお、壁状突起は図示していない裏面には形成されていない。

このようにして壁状突起が配置されていることにより、ガス発生剤成型体１の中心を点Ｏとしたとき、点Ｏと、ガス発生剤成型体１０の円周の任意の一点（例えば、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３）を結ぶ線上には、必ずいずれかの壁状突起が存在している。

ガス発生剤成型体１０の寸法は以下のようにすることができるが、これらに限定されるものはなく、使用するガス発生器に応じて適宜改変することができる。

厚みは１〜１２ｍｍが好ましく、より好ましくは１．５〜５ｍｍであり、
外径は５〜８０ｍｍが好ましく、より好ましくは１０〜６５ｍｍであり、
内径（中心孔１２の直径）は２〜２０ｍｍが好ましく、より好ましくは５〜１５ｍｍであり、
壁状突起の高さは０．１〜２ｍｍが好ましく、より好ましくは０．２〜０．８ｍｍであり、
壁状突起の長さは２〜４０ｍｍが好ましく、より好ましくは３〜３０ｍｍである。

図１、図２で示されるガス発生剤成型体１０は、これを円柱状に積み重ねて（例えば、図２のガス発生剤成型体１０、１０’のように順に所要枚数を積み重ねる）ガス発生器に収容し、点火手段により着火した場合、作用（ａ）及び（ｂ）がなされることにより、例えば中心孔１２から図１中の矢印方向に火炎が移動する。このため、点火手段から発生した火炎とガス発生剤成型体（ガス発生剤成型体１０の壁状突起がある表面と、ガス発生剤成型体１０’の壁状突起がない裏面）との接触時間が長くなり、火炎とガス発生剤成型体の全面（円柱状に積まれた場合は、最下層と最上層のガス発生剤成型体を除く、各ガス発生剤成型体の表面と裏面）が接触するから、着火燃焼性が向上される。

ガス発生剤成型体は、ガス発生剤組成物を所定形状に成型したものであり、例えば、ガス発生剤組成物に水又は有機溶媒を添加混合した後、打錠機等を用いて圧縮成型する方法により製造することができる。

ガス発生剤組成物は公知のものを用いることができ、例えば、特開２００１−３４２０９１号公報、特開２００２−１２４９３号公報、特開２００２−２９８８０号公報、特開２００４−１５５６４５号公報に記載のものを挙げることができ、これらの中でも、下記の２００４−１５５６４５号公報に記載のものが好ましい。

（ａ）燃料としての有機化合物、（ｂ）含酸素酸化剤及び（ｃ）水酸化アルミニウムを含有し、必要に応じて更に（ｄ）バインダ及び／又は（ｅ）金属酸化物、金属炭酸化物から選ばれる添加剤を含有するガス発生剤組成物。

（ａ）成分の燃料としての有機化合物としては、テトラゾール類化合物、グアニジン類化合物、トリアジン類化合物、ニトロアミン類化合物から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

テトラゾール類化合物は、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールアンモニウム塩等が好ましい。グアニジン類化合物は、グアニジン硝酸塩（硝酸グアニジン）、アミノグアニジン硝酸塩、ニトログアニジン、トリアミノグアニジン硝酸塩等が好ましい。トリアジン化合物は、メラミン、シアヌル酸、アンメリン、アンメリド、アンメランド等が好ましい。ニトロアミン類化合物は、シクロ−1,3,5-トリメチレン-2,4,6-トリニトラミンが好ましい。

（ｂ）成分の含酸素酸化剤は、（ｂ−１）塩基性金属硝酸塩、硝酸塩、硝酸アンモニウム、及び（ｂ−２）過塩素酸塩及び塩素酸塩から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。

（ｂ−１）成分の塩基性金属硝酸塩としては、塩基性硝酸銅、塩基性硝酸コバルト、塩基性硝酸亜鉛、塩基性硝酸マンガン、塩基性硝酸鉄、塩基性硝酸モリブデン、塩基性硝酸ビスマス及び塩基性硝酸セリウムから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

塩基性金属硝酸塩は、燃焼速度を高めるため、平均粒径は３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。なお、平均粒径は、レーザー散乱光による粒度分布法により測定したものである。測定サンプルは、塩基性金属硝酸塩を水に分散させた後、超音波を３分間照射したものを用い、粒子数の５０％累積値（Ｄ_５０）を求めて、２回の測定による平均値を平均粒径とする。

（ｂ−１）成分の硝酸塩としては、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム等のアルカリ類金属硝酸塩と硝酸ストロンチウム等のアルカリ土類金属硝酸塩等が挙げられる。

（ｂ−２）成分の過塩素酸塩及び塩素酸塩は、酸化作用と共に、燃焼促進作用もする成分である。酸化作用は、燃焼中に酸素を発生することで燃焼を効率良く進行させると共に、アンモニア、一酸化炭素等の有毒ガスの生成量を減少させる作用を意味する。一方、燃焼促進作用は、ガス発生剤組成物の着火性を向上させる作用、又は燃焼速度を向上させる作用を意味する。

過塩素酸塩及び塩素酸塩としては、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

（ｃ）成分の水酸化アルミニウムは、上水道の浄水処理において、河川水の浮遊物凝集用、家庭向け無リン洗剤用のほか、樹脂やゴムの添加剤としても使用されているもので、毒性が低く、分解開始温度が高いという特徴がある。

更に熱分解するときに大きく吸熱し、酸化アルミニウムと水を生成する。このため、水酸化アルミニウムを含有させることにより、ガス発生剤組成物の燃焼温度が低くなり、燃焼後における、有毒な窒素酸化物と一酸化炭素の生成量を少なくするように作用する。このような有毒ガスの低減作用は、特に酸化剤として（ｂ−２）成分を使用したときに顕著となる。

水酸化アルミニウムは、その平均粒径を調整することにより、（ａ）〜（ｃ）成分等を混合するときの全体の分散性を向上できるので、混合作業が容易となるほか、得られたガス発生剤組成物の着火性も向上される。

水酸化アルミニウムの平均粒径は、好ましくは０．１〜７０μｍ、より好ましくは０．５〜５０μｍ、更に好ましくは２〜３０μｍである。平均粒径の測定方法は、塩基性金属硝酸塩の平均粒径の測定方法と同じである。

（ｄ）成分のバインダとしては、必要に応じて（ａ）〜（ｃ）成分、又は（ａ）〜（ｃ）成分及び（ｅ）成分と共に用いられる成分であり、ガス発生剤組成物の成形性を高め、ガス発生剤成型体の強度を高める成分である。ガス発生剤成型体の成型強度が強くない場合は、実際に燃焼する時に成型体が崩れて暴走的に燃焼して、燃焼をコントロールできない恐れがある。

バインダとしては、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、カルボキシメチルセルロースカリウム塩、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩、酢酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、微結晶性セルロース、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミドのアミノ化物、ポリアクリルヒドラジド、アクリルアミド・アクリル酸金属塩共重合体、ポリアクリルアミド・ポリアクリル酸エステル化合物の共重合体、ポリビニルアルコール、アクリルゴム、グアガム、デンプン、シリコーンから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

（ｅ）成分の金属酸化物、金属炭酸化物から選ばれる添加剤は、必要に応じて（ａ）〜（ｃ）成分、又は（ａ）〜（ｃ）成分及び（ｄ）成分と共に用いられる成分であり、水酸化アルミニウムの作用を補助する目的で、即ち、ガス発生剤の燃焼温度を下げ、燃焼速度を調整し、燃焼後の有毒な窒素酸化物と一酸化炭素の生成量を低減させる目的で加えるものである。

添加剤としては、酸化銅、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化ビスマス、シリカ、アルミナ等の金属酸化物；炭酸コバルト、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸銅等の金属炭酸塩又は塩基性金属炭酸塩；酸性白土、カオリン、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、ヒドロタルサイト等の金属酸化物又は水酸化物の複合化合物；ケイ酸ナトリウム、マイカモリブデン酸塩、モリブデン酸コバルト、モリブデン酸アンモニウム等の金属酸塩、二硫化モリブデン、ステアリン酸カルシウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

本発明で用いるガス発生剤組成物に含まれる各成分の含有割合及び配合例は、下記のとおりである。

（１）（ａ）〜（ｃ）成分の組成物
（ａ）成分の有機化合物の含有量は、好ましくは１０〜６０質量％、より好ましくは５〜６０質量％、更に好ましくは１０〜５５質量％；
（ｂ−１）成分の酸化剤の含有量は、好ましくは１０〜８５質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、更に好ましくは３０〜６０質量％；
（ｂ−２）成分の酸化剤の含有量は、好ましくは０．５〜２０質量％、より好ましくは１〜１０質量％、更に好ましくは１〜５質量％；
（ｃ）成分の水酸化アルミニウムの含有量は、０．１〜２０質量％、好ましくは３〜１５質量％、より好ましくは４〜１０質量％。

（配合例１）
（ａ）硝酸グアニジン３０〜６０質量％
（ｂ）塩基性硝酸銅３０〜６０質量％
（ｃ）水酸化アルミニウム３〜１０質量％
（配合例２）
（ａ）ニトログアニジン２５〜６０質量％
（ｂ）塩基性硝酸銅３０〜６０質量％
（ｃ）水酸化アルミニウム３〜１５質量％。

（配合例３）
（ａ）硝酸グアニジン又はメラミン
（ｂ−１）塩基性硝酸銅
（ｂ−２）過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム及び過塩素酸アンモニウムから選ばれる少なくとも１種の過塩素酸塩
（ｃ）水酸化アルミニウム。

（配合例４）
（ａ）硝酸グアニジン又はメラミン
（ｂ−１）塩基性硝酸銅
（ｂ−２）塩素酸ナトリウム又は塩素酸カリウム
（ｃ）水酸化アルミニウム。

（３）（ａ）〜（ｃ）成分に対して、（ｄ）成分及び（ｅ）成分のいずれか一方又は両方を含む組成物
（ｄ）成分の含有量は、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは０．５〜１０質量％、更に好ましくは１〜７質量％；
（ｅ）成分の含有量は、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１〜１５質量％、更に好ましくは３〜１０質量％。

（配合例５）
（ａ）ニトログアニジン
（ｂ）硝酸ストロンチウム
（ｃ）水酸化アルミニウム
（ｄ）カルボキシメチルセルロースナトリウム塩又はグアガム。

（配合例６）
（ａ）ニトログアニジン
（ｂ）塩基性硝酸銅
（ｃ）水酸化アルミニウム
（ｄ）グアガム。

（配合例７）
（ａ）メラミン
（ｂ）塩基性硝酸銅
（ｃ）水酸化アルミニウム
（ｄ）カルボキシメチルセルロースナトリウム塩又はグアガム。

（配合例８）
（ａ）硝酸グアニジン
（ｂ）塩基性硝酸銅
（ｃ）水酸化アルミニウム
（ｄ）カルボキシメチルセルロースナトリウム塩又はグアガム。

（配合例９）
（ａ）硝酸グアニジン、ニトログアニジン、メラミンから選択される２成分、又は３成分の混合燃料
（ｂ）塩基性硝酸銅
（ｃ）水酸化アルミニウム
（ｄ）カルボキシメチルセルロースナトリウム塩又はグアガム。

（配合例10）
（ａ）硝酸グアニジン又はメラミン
（ｂ−１）塩基性硝酸銅
（ｂ−２）過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム及び過塩素酸アンモニウムから選ばれる少なくとも１種の過塩素酸塩
（ｃ）水酸化アルミニウム
（ｄ）カルボキシメチルセルロースナトリウム塩又はグアガム。

（配合例11）
（ａ）硝酸グアニジン又はメラミン
（ｂ−１）塩基性硝酸銅
（ｂ−２）塩素酸ナトリウム又は過塩素酸カリウム
（ｃ）水酸化アルミニウム
（ｄ）カルボキシメチルセルロースナトリウム塩又はグアガム。

（２）図３のガス発生剤成型体
図３は、別形態のガス発生剤成型体２０の平面図であり、壁状突起の平面形状が直線状である点で図１のものとは異なっている。図中、図１と同一番号は同一のものを意味する。なお、ガス発生剤成型体は、上記した公知のガス発生剤組成物を成型したものを用いることができる。

中心孔１２に一番近い位置には、壁状突起２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが形成されており、図示するとおり、壁状突起２３ａ〜２３ｄの間には隙間が存在している。

壁状突起２３ａ〜２３ｄの周囲には、壁状突起２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが形成されており、図示するとおり、壁状突起２４ａ〜２４ｄの間には隙間が存在している。

壁状突起２３ａ〜２３ｄ及び壁状突起２４ａ〜２４ｄの間の半径方向への間隔は、構成要件（ａ）及び（ｂ）が満たされるのであれば特に制限されず、等間隔でも異なる間隔でもよい。

壁状突起は、中心孔１２を囲んで２重に形成されていることになり、壁状突起２３ａ〜２３ｄ、壁状突起２４ａ〜２４ｄは、いずれも隙間が存在しているので、中心孔１２の周囲は、壁状突起により不連続的に包囲されていることになる。なお、壁状突起は図示していない裏面には形成されていない。

図３で示されるガス発生剤成型体２０は、これを円柱状に積み重ねてガス発生器に収容し、点火手段により着火した場合、作用（ａ）及び（ｂ）がなされることにより、図１のものと同様に着火燃焼性が向上される。

（３）図４のガス発生剤成型体
図４は、別形態のガス発生剤成型体３０の平面図であり、壁状突起の配置状態が異なるほかは図１のものと同じである。図中、図１と同一番号は同一のものを意味する。なお、ガス発生剤成型体は、上記した公知のガス発生剤組成物を成型したものを用いることができる。

中心孔１２に一番近い位置には、壁状突起３３ａ、３３ｂが形成されており、これらは同心円上に位置している。図示するとおり、壁状突起３３ａ、３３ｂの間には隙間が存在している。

壁状突起３３ａ、３３ｂの周囲には、壁状突起３４ａ、３４ｂが形成されており、これらは同心円上に位置している。図示するとおり、壁状突起３４ａ、３４ｂの間には隙間が存在している。

壁状突起３４ａ、３４ｂの周囲には、壁状突起３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが形成されており、これらは同心円上に位置している。図示するとおり、壁状突起３５ａ〜３５ｄの間には隙間が存在している。

壁状突起３３ａ、３３ｂ、壁状突起３４ａ、３４ｂ及び壁状突起３５ａ〜３５ｄの間の半径方向への間隔は、構成要件（ａ）及び（ｂ）が満たされるのであれば特に制限されず、等間隔でも異なる間隔でもよい。

壁状突起は、中心孔１２を囲んで３重に形成されていることになり、壁状突起３３ａ、３３ｂ、壁状突起３４ａ、３４ｂ、壁状突起３５ａ〜３５ｄは、いずれも隙間が存在しているので、中心孔１２の周囲は、壁状突起により不連続的に包囲されていることになる。なお、壁状突起は図示していない裏面には形成されていない。

図４で示されるガス発生剤成型体３０は、これを円柱状に積み重ねてガス発生器に収容し、点火手段により着火した場合、作用（ａ）及び（ｂ）がなされることにより、図１のものと同様に着火燃焼性が向上される。

（４）エアバッグ用ガス発生器
図１〜図４に示すガス発生剤成型体は、例えば、ＵＳＰ５，５０７，８９０、ＵＳＰ４，６６９，３８３、ＵＳＰ５，０６２，３６７において図示された公知のガス発生器に使用することができるほか、図６に示すガス発生器に使用することができる。図６は、エアバッグ用ガス発生器の縦方向断面図である。

図６に示すガス発生器100は、特に軸方向に長い筒状ハウジング101が使用されており、その内側には隔壁102によって区画された２つの燃焼室103ａ、103ｂが軸方向に隣り合うように形成されている。本実施の形態では、第１の燃焼室103ａは、第２の燃焼室103ｂよりも大きい容積で形成されている。

ハウジング101の長さ方向に沿う壁面（即ち周壁面）の内側には、燃焼室103ａ、103ｂが存在する範囲に複数のガス排出口105が形成されており、またハウジング101の内側には、その内壁面と対向状にクーラント106ａ、106ｂが配置されている。

軸方向に長いハウジング101の両端部には、点火装置107ａ、107ｂが設置されている。この実施の形態において、点火装置107ａ、107ｂは、電子的な作動信号を受領して作動し、火炎や熱ミストなどを生じさせる電気式の点火器171と、この点火器171の作動で生じた火炎や熱ミストなどの勢いを増幅させる伝火薬172を含んで構成されている。

点火装置107ａ、107ｂは、筒状に形成されたハウジング101の軸方向端部に設置されていることから、ガス発生器100の製造に際しては、ハウジング101内にクーラント106ａ、106ｂやガス発生剤成型体104ａ、104ｂなど、必要な部材を設置した後、最後の製造段階において、点火器171を含む点火装置107ａ、107ｂを設置することができる。

ガス発生器100製造の早い段階から点火器171を設置する場合には、静電気などによって点火器171が誤作動した場合にガス発生剤104ａ、104ｂが着火・燃焼されてしまい、製造設備が損傷を受けることも考えられるが、この実施例に示す如く、ハウジング101の端部に点火装置107ａ、107ｂを設置し、最後の製造段階での組み込みを可能とすることにより、ガス発生器100の製造中の誤作動を極力回避することができる。

点火装置107ａ、107ｂは、ハウジング101内の軸方向端部にリテーナ108によって区画されている点火装置収容室内に収容されている。この点火装置収容室と燃焼室103ａ、103ｂとを区画しているリテーナ108は、点火装置107ａ、107ｂの作動によって生じた火炎、熱ミスト、高温のガスなどの燃焼生成物からなる着火エネルギーを集中的に放出させるためのノズル181を備えており、このノズル181内に伝火チューブ109の一端部が挟持されている。

本実施の形態において、伝火チューブ109ａ、109ｂは、金属製のスパイラルチューブを用いて形成されており、特にそのピッチＰは、点火装置収容室側（一端部側）を小さく、他端部側を大きく形成している。伝火チューブ109ａ、109ｂは、燃焼室103ａ、103ｂにおける中心（軸心）位置に配置されており、燃焼室103ａ、103ｂ内の長さ方向全体に亘って存在している。伝火チューブ109ａ、109ｂの他端側は、隔壁102に設けられた突起部121で支持されている。

図６においては、空隙Ｓの幅及び螺旋状になっている壁幅Ｗを変化させてピッチＰを変ることで、空隙Ｓの開口率を点火器側は小さく、点火器から離れるに従って大きくしているが、その他にも、壁幅Ｗを一定とし、空隙Ｓの幅を変えることでピッチＰを変えたり、逆に空隙Ｓの幅を一定にして、壁幅Ｗを変えることでピッチＰを変えて、空隙Ｓの開口率を点火器側は小さく、点火器から離れるに従って大きくすることもできる。もちろん、ピッチＰが一定の螺旋状のチューブとすることもできる。

燃焼室103ａ内の伝火チューブ109ａには、ディスク状ガス発生剤成型体（図１〜図４で示されるようなもの）104ａが収容されている。ガス発生剤成型体104ａは、伝火チューブ109ａに中心孔１２を通すことで全体が円柱状になるようにして積層（図２に示すように積層）されている（図６では６枚のガス発生剤成型体のみを表示し、他は略している）。

燃焼室103ｂ内の伝火チューブ109ｂには、ディスク状ガス発生剤成型体（図１〜図４で示されるようなもの）104ｂが収容されている。ガス発生剤成型体104ｂは、伝火チューブ109ｂに中心孔12を通すことで全体が円柱状になるようにして積層（図２に示すように積層）されている（図６では２枚のガス発生剤成型体のみを表示し、他は略している）。

ハウジング101内周面と対向状に設けられたクーラント106ａ、106ｂは、燃焼室103ａ、103ｂ内で発生したガスを冷却する機能、及び燃焼ガス中の残渣を捕集する機能の少なくとも何れかの機能を果たすものであり、環状に形成されて、その外周面とハウジング101周壁面との間に間隙を確保して配置されている。この間隙により、その内部で発生した燃焼ガスが、クーラント106ａ、106ｂの全領域を通過してガス排出口105に到達するため、クーラントの濾過効率及び冷却効率が向上する。

このように形成されたガス発生器100では、作動信号を受領して点火装置107ａ、107ｂが作動すると、これにより生じた火炎、熱ミスト、高温のガスなどの燃焼生成物からなる着火エネルギーは、リテーナ108のノズル181から集中的に排出されることになる。

このノズル181内には、スパイラルチューブからなる伝火チューブ109ａ、109ｂが嵌っており、両者は連通していることから、当該着火エネルギーは、スパイラルチューブ内を移動することになる。

そして、このスパイラルチューブの周壁面には螺旋状の空隙Ｓが設けられていることから、当該着火エネルギーは、空隙Ｓから略放射方向に噴出されることになる。このとき、円柱状に積層されたガス発生剤成型体（図１〜図４で示されるようなもの）104ａ、104ｂでは、作用（ａ）及び（ｂ）がなされるため、燃焼性が非常に良い。

特に本実施の形態における伝火チューブ109ａ、109ｂ、そのピッチＰが、点火装置107ａ、107ｂ側が小さく形成されて、徐々に大きく形成されていることから、伝火チューブ109ａ、109ｂの周壁面に形成される空隙Ｓの幅（乃至面積）は、点火装置107ａ、107ｂ側（一端側）が小さく、その反対側（他端側）が大きく形成されている。これにより、点火装置107ａ、107ｂの作動により生じる着火エネルギーが、リテーナ108のノズル181付近で大量に放出されることなく、燃焼室103ａ、103ｂの長さ方向全域（円柱状に積層されたガス発生剤成型体104ａ、104ｂの長さ方向全域）に亘って均等に排出されることになる。

これにより、ガス発生剤成型体104ａ、104ｂは均等に着火されることになり、エアバッグ膨張用のガスの放出をガス発生器の作動上、最適に行うことができる。更に、伝火チューブ109ａ、109ｂとして使用されているスパイラルチューブは、引き抜き加工又は圧延加工によって板取りした素材（望ましくは帯状で、角断面や丸断面に形成された素材）を心金の周りに巻き付けることにより製造できることから、その製造が容易であり、エアバッグ用ガス発生器100を容易に製造できる上、更に製造コストを削減することができる。

特にこの図６に示したガス発生器100では、ハウジング101内に容積の異なる２つの燃焼室103ａ、103ｂを設け、且つそれぞれの燃焼室103ａ、103ｂに対応させて点火装置107ａ、107ｂを設けていることから、作動に際してはガス発生剤104ａ、104ｂを相互に独立して着火させることができる。これにより、作動性能（エアバッグ膨張用ガスの発生具合）を任意に調整することができる。

特に、燃焼室103ａ、103ｂの容積の違いは、その中に収容されるガス発生剤104ａ、104ｂの量の違いとなっていることから、何れの燃焼室103ａ、103ｂ内のガスを最初に燃焼させるかや、何れの燃焼室103ａ、103ｂ内のガスのみを燃焼させるか等により、より細やかにガス発生器100の作動性能を調整することができる。

ガス発生剤成型体の平面図。図１のII−II線の断面図。別形態のガス発生剤成型体の平面図。別形態のガス発生剤成型体の平面図。従来技術のガス発生剤成型体の平面図。エアバッグ用ガス発生器の縦方向端面図。

符号の説明

10、20、30 ガス発生剤成型体
11 環状本体部
12 中心孔
13ａ〜13d 壁状突起
14a〜14d 壁状突起
15a〜15d 壁状突起

Claims

中央部に中心孔を有するディスク状ガス発生剤成型体であり、
前記ガス発生剤成型体が、少なくとも一面において中心孔の周囲を不連続的に囲むように形成された複数の壁状突起を有しており、
前記複数の壁状突起のいずれかが、前記ディスク状ガス発生剤成型体の中心と円周の任意の一点とを結ぶ線上に位置しており、
前記複数の壁状突起が、円周に沿う形状のものであるか、又は直線状のものである、ディスク状ガス発生剤成型体
前記複数の壁状突起が、異なる径の同心円上に形成されている、請求項１記載のディスク状ガス発生剤成型体。
ディスク状ガス発生剤成型体の厚みが１〜１２ｍｍ、外径が５〜８０ｍｍ、内径が２〜２０ｍｍであり、壁状突起の高さが０．１〜２ｍｍである、請求項１又は２記載のディスク状ガス発生剤成型体。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスク状ガス発生剤成型体をガス発生源として用いたエアバッグ用ガス発生器であり、
ガス発生器内において、前記ディスク状ガス発生剤成型体が、それぞれの中心孔の位置が揃うようにして複数枚が円柱状に積み重ねられ、各成型体の中心孔からなる円柱状中空部が形成されるようにして収容されており、
ガス発生器の点火手段の作動時において、点火手段から発生した火炎が円柱状中空部の一端から他端まで伝達され、更に各ガス発生剤成型体の中心孔から円周方向に伝達されるとき、前記火炎が壁状突起に衝突してランダム方向に飛び散ることでガス発生剤成型体の着火燃焼性が高められたエアバッグ用ガス発生器。