JP4994787B2

JP4994787B2 - ガス発生器

Info

Publication number: JP4994787B2
Application number: JP2006291955A
Authority: JP
Inventors: 信之大路
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: JP2008105618A

Description

本発明は、エアバッグ装置等の車両の人員拘束装置用として適したガス発生器に関する。

車両の衝突時、エアバッグが膨張したときのエアバッグ自体の熱による損傷を防止して、乗員の安全性を確保することを考慮すると、ガス発生器から排出されるガス温度は低い方が望ましい。そして、エアバッグを膨張させるに必要なガス発生量（圧力）を確保したまま、ガス温度を下げる方法としては、一般にはより多くのモル数のガス発生剤を使用する必要がある。しかし、この場合には、必然的にガス発生剤の外殻を構成するハウジングが大型化してしまい、小型化の要請に反することになる。
特開平１０−２６５２９０号公報特開２０００−１０３６９１号公報ＤＥ２０２００５１８３９３ＵＤＥ２０２００５１６８８５Ｕ

本発明は、一部部材を可燃物で形成することで、機能を損なうことなく、小型化ができる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、ハウジング内にガス発生剤と点火器とクーラントフィルタを有するガス発生器であって、ハウジング内に配置されている保持部材が燃料としての合成樹脂及び酸化剤を含む可燃物からなるものであるガス発生器を提供する。

本発明において保持部材とは、ハウジング内に配置されるガス発生剤、クーラントフィルタ等の構成要素を保持固定するための所望形状の可燃成形物を意味する。前記保持部材は、作動前には他の構成要素を保持するように作用するものであり、作動時には燃焼してガスを発生するものである。

作動時には、保持部材も実質的にガス発生剤と同様の作用をするものであるが、エアバッグは、ガス発生剤の燃焼により発生したガスにより大部分が膨張するものであり、保持部材の燃焼により発生したガスは、エアバッグの膨張を補助するものである。このため、本発明では、実質的にエアバッグを膨張させるガス源となるものを「ガス発生剤」とし、他部材を支持し、かつエアバッグの膨張を補助するガス源となる保持部材を「可燃物」として区別している。

本発明では、保持部材を燃料としての合成樹脂及び酸化剤を含む可燃物から形成することにより、ガス発生剤量を増加することなく、必要なガス量を確保するとと共に、全体を小型軽量化することができる。

本発明で用いる保持部材は、ハウジング内においてガス発生剤が充填された燃焼室の容積調整部材であるリテーナ、ハウジング内においてクーラントフィルタを固定するためのクーラントサポートとして適用することができる。

本発明で用いる保持部材としては、燃料としてＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリアセタールから選ばれるものを含有し、酸化剤として硝酸塩、過塩素酸塩、塩基性硝酸銅、塩基性炭酸銅から選ばれるものを含有する可燃物を挙げることができる。

本発明のガス発生器では、保持部材の燃焼により発生するガス量が、全ガス発生量の１０容量％以下の量であることが好ましい。

本発明のガス発生器は、ハウジング内に配置する保持部材として、燃料と酸化剤を含む可燃物から形成されたものを用いることにより、必要なガス発生量を確保したまま、排ガス温度を低下させ、ガス発生器を小型化することができる。

図１により、本発明のガス発生器を説明する。図１は、本発明のガス発生器の縦断面図である。

ガス発生器１０の構造自体は公知のものである。外殻を形成するハウジング１１は、ディフューザシェル１２とクロージャシェル１３が、それぞれのフランジ部で溶接固定されたものである。クロージャシェル１２は、周壁面に複数のガス排出口１４を有しており、ガス排出口１４は、防湿のため、内側からアルミニウムテープ１５で閉塞されている。

ハウジング１１内の中心部には内筒１６が配置されており、上端側はハウジング１１の天井面に溶接固定されており、下端側はハウジング１１の底面に溶接固定されている。内筒１６の周壁面には複数の貫通孔１７が形成されており、外側からアルミニウムテープ１８で閉塞されている。

内筒１６内は点火手段室２０となっており、アルミニウムカップに充填された伝火薬２１と点火器カラー２２に固定された電気式の点火器２３が収容されている。点火器カラー２２は、内筒１６の開口部をかしめることで固定されている。

ハウジング１１内のガス排出口１４に近い位置には、燃焼ガスを冷却・濾過するための筒状のクーラントフィルタ２５が配置されている。クーラントフィルタ２５とガス排出口１４との間には、燃焼ガスの排出を円滑にするための空間２６が形成されている。

ハウジング１１内の内筒１６とクーラントフィルタ２５は挟まれた空間が燃焼室３０となる。燃焼室３０内には、所要量のガス発生剤３１が密に充填されている。ガス発生剤３１は公知のもので、例えば、特開２００１−２２６１８８号公報、特開２０００−８６３７６号公報、特開２００１−３２８８０９号公報、特開２００２−１２４９３号公報、特開２００１−２２０２８２号公報、特開２００１−３４２０９１号公報、特開２００４−１５５６４５号公報等に開示されたものを用いることができる。

燃焼室３０内には、充填するガス発生剤３１の量に応じて容積を調整するための環状のリテーナ４１が配置され、更にクーラントフィルタ２５を支持するための環状のクーラントサポート４２が配置されている。なお、環状のクーラントサポート４２は、クーラントフィルタ２５を支持すると共に、ハウジング１１の天井面とクーラントフィルタ２５との接触面から、ガスがクーラントフィルタ２５を通過せずに漏れ出ることを防止する、ショートパス防止の作用もする。

リテーナ４１とクーラントサポート４２は、いずれもガス発生器の部品としては公知のものであるが、本発明では、リテーナ４１とクーラントサポート４２は、燃料としての合成樹脂及び酸化剤を含む可燃物から形成されており、その他、必要に応じて公知の各種添加剤を含有させることもできる。

燃料としての合成樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリアセタールから選ばれるものが好ましい。

酸化剤としては、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム等の硝酸塩、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸塩カリウム等の過塩素酸塩、塩基性硝酸銅、塩基性炭酸銅から選ばれるものが好ましい。

燃料（合成樹脂）と酸化剤の含有割合は、燃料１０〜９０質量％、酸化剤９０〜１０質量％が好ましく、より好ましくは燃料３０〜８０質量％、酸化剤７０〜２０量％であり、更に好ましくは燃料５０〜７０質量％、酸化剤５０〜３０質量％である。

リテーナ４１とクーラントサポート４２は、ガス発生器１０の作動前には、それぞれが他の構成要素の保持部材となり、作動時には燃焼してガスを発生させるものである。このため、リテーナ４１とクーラントサポート４２は、ＡＳＴＭ試験法（Ｄ６３８）で規定される引張強度が１０ＭＰａ以上のものであり、かつＡＳＴＭ試験法（Ｄ６３５）で規定される燃焼性が徐燃性以上のものであることが好ましい。

ガス発生器１０の作動時において、リテーナ４１とクーラントサポート４２が燃焼して発生させる合計ガス量（Ｖ２）と、ガス発生剤３１の全部が燃焼して発生させるガス量（Ｖ１）との合計ガス量（Ｖ１＋Ｖ２）中の１〜１０容量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは３〜８容量％である。

リテーナ４１とクーラントサポート４２の成形方法としては、例えば、次の（I）又は（II）の方法を適用できる。

（I）所定量の燃料（合成樹脂）を溶解可能な溶媒に溶解した後、酸化剤を所定量加えて混練し、金型に流し込んでから挟み込んで成形する。その後、金型から取り出し、溶媒を蒸発除去して、目的とするものを得る方法。

（II）所定量の燃料（合成樹脂）を加熱して軟化させた後、酸化剤を所定量加えて混練し、金型に流し込んでから挟み込み、冷却して成形する。その後、金型から取り出し、目的とするものを得る方法。

次に、図１により、ガス発生器１０をエアバッグ装置に組み込んだときの動作を説明する。

リテーナ４１とクーラントサポート４２は、通常の走行時には、それぞれ他構成要素に対する支持作用を発揮している。そして、自動車が衝突して衝撃を受けたとき、コントロールユニットからの作動信号を受け、点火手段室２０内の点火器２３が作動点火して生じた火炎等により、伝火薬２１が着火燃焼され、貫通孔１８から火炎や高温ガス等が排出される。

その後、燃焼室３０内のガス発生剤３１が着火燃焼されてガスを発生させると共に、ガス発生剤３１の燃焼を受けて、リテーナ４１とクーラントサポート４２も着火燃焼され、ガスを発生させる。発生したガスは、クーラントフィルタ２５で冷却・濾過された後、アルミニウムテープ１５を破って、ガス排出口１４から排出され、エアバッグを膨張させる。

本発明のガス発生器は、例えば、各種乗り物の運転席のエアバック用ガス発生器、助手席のエアバック用ガス発生器、サイドエアバック用ガス発生器、インフレータブルカーテン用ガス発生器、ニーボルスター用ガス発生器、インフレータブルシートベルト用ガス発生器、チューブラーシステム用ガス発生器、プリテンショナー用ガス発生器に適用できる。

本発明のガス発生器の縦断面図である。

符号の説明

１０ガス発生器
１１ハウジング
１２ディフューザシェル
１３クロージャシェル
１６内筒
２３点火器
２５クーラントフィルタ
３０燃焼室
３１ガス発生剤
４１リテーナ
４２クーラントサポート

Claims

ハウジング内にガス発生剤と点火器とクーラントフィルタを有するガス発生器であって、ハウジング内に配置されている保持部材が燃料としての合成樹脂及び酸化剤を含む可燃物からなるものであり、
前記保持部材が、ハウジング内において前記ガス発生剤が充填された燃焼室内のガス発生剤の充填及び位置固定部材となるリテーナであり、
前記保持部材が、ＡＳＴＭ試験法Ｄ６３８で規定される引張強度が１０ＭＰａ以上のもので、かつＡＳＴＭ試験法Ｄ６３５で規定される燃焼性が徐燃性以上のものであり、
前記保持部材が、燃料としてＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂から選ばれるもの１０〜９０質量％含有し、酸化剤として硝酸塩、過塩素酸塩、塩基性硝酸銅、塩基性炭酸銅から選ばれるもの９０〜１０質量％を含む可燃物からなるものである、ガス発生器。
ハウジング内にガス発生剤と点火器とクーラントフィルタを有するガス発生器であって、ハウジング内に配置されている保持部材が燃料としての合成樹脂及び酸化剤を含む可燃物からなるものであり、
前記保持部材が、ハウジング内において前記クーラントフィルタを固定するためのクーラントサポートであり、
前記保持部材が、ＡＳＴＭ試験法Ｄ６３８で規定される引張強度が１０ＭＰａ以上のもので、かつＡＳＴＭ試験法Ｄ６３５で規定される燃焼性が徐燃性以上のものであり、
前記保持部材が、燃料としてＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂から選ばれるもの１０〜９０質量％含有し、酸化剤として硝酸塩、過塩素酸塩、塩基性硝酸銅、塩基性炭酸銅から選ばれるもの９０〜１０質量％を含む可燃物からなるものである、ガス発生器。
前記保持部材の燃焼により発生するガス量が、全ガス発生量の１０容量％以下の量である、請求項１又は２に記載のガス発生器。