JPH03186453A

JPH03186453A - ガス発生器

Info

Publication number: JPH03186453A
Application number: JP1325505A
Authority: JP
Inventors: Koji Ochi; 越智　弘二; Tsukasa Motohira; 本平　司
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-08-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば自動車のステアリングホイールに装着
され、乗員の衝突保護用として用いられるエアバッグを
膨張させるためのガス発生器（以下、単にガス発生器と
称する）に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の大部分のガス発生器の構造は、例えば米国特許第
４５４７３４２号明細書に示されている。

このガス発生器について第３図に従って説明すると、ま
ず堅固な金属製のハウジング２０の中央部の点火室２１
内には、スクイブ２２が支持され、その周囲には同スク
イブ２２により発火し、ガス発生剤２３に対して着火の
役目を果たす着火薬２４が配設されている。

同着火薬２４の周囲の燃焼室２５内には、固体（ペレッ
ト状）のガス発生剤２３が充填され、さらにその周囲の
冷却捕集室２６内にはガス発生剤２３の燃焼分解により
生成するガスを冷却すると同時に、生成ガス以外の固体
副産物を捕集するための冷却捕集手段（以下、単に冷却
捕集手段と称する）２７が配置されている。このように
従来の大部分のガス発生器は、同心円状に配列された環
状の燃焼室２５及び環状の冷却捕集手段２７を含むガス
発生器であるといえる。

上記従来の大部分のガス発生器の構造とは異なる構造の
ガス発生器は、特開昭６１−１０８０３４号公報又は特
開昭５５−８３６３９号公報に開示されている。

特開昭５５−８３６３９号公報のガス発生器を第４図に
基づいて説明すると、ハウジングが上方シェル２８、下
方シェル２９及び多数の孔３１の開いた金属板３０とか
ら構成され、下方シェル２９と孔３１の開いた金属板３
０とで燃焼室２５が形成され、ガス発生器の作動時には
高温の窒素ガス及び固体副産物が孔３１の開いた前記金
属板３０の多数の孔３１を通って上方に放出される構造
になっている。

また、特開昭６１−１０８０３４号公報のガス発生器を
第５図に基づいて説明すると、ハウジング内に上下２段
のバリア３２，３３を組込み、各バリア３２，３３には
オリフィス３４を設け、高温窒素ガス及び固体副産物は
燃焼室２５から上方へ放出される構造になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のガス発生器中に含まれるガス発生剤の主成分はア
ジ化ナトリウムであり、これは各種酸化剤と配合するこ
とにより、適当な燃焼速度で反応し、不活性な窒素ガス
を効率よく発生させることができるという利点を有する
ものの、一方でアジ化ナトリウムを主成分とするガス発
生剤は、生成する窒素ガスが１０００°Ｃ以上と非常に
高温である点と、窒素ガス以外に副産物としてナトリウ
ム化合物を副生ずるという問題点を有している。

従って、従来のガス発生器は、いずれの構造も前記冷却
捕集手段２７をガス発生器内に有することにより、高温
の窒素ガスを冷却し、ナトリウム化合物を捕集した後、
低温で不純物を含まない窒素ガスをエアバッグ内に放出
するように工夫されている。

しかし、従来の大部分のガス発生器に用いられている冷
却捕集手段２７は、その働きが十分ではない。即ち、ガ
ス発生器のガス吹き出し口における温度は４００〜７０
０℃であり、通常エアバッグの材質として選定されてい
る６、６−ナイロンの耐熱温度をはるかに越えており、
副生ずるナトリウム化合物も完全に捕集しきれないため
、エアバッグを６，６−ナイロンのみで形成した場合に
は、高温の窒素ガス及びナトリウム化合物により、エア
バッグが焼損するおそれがある。そのため、従来のエア
バッグは、通常６，６−ナイロンの内側にゴムコーティ
ングが施されている結果、非常にかさばり、製造コスト
も高い。

また、副生ずるナトリウム化合物は、人体に対して一般
に有害であり、自動車の車室内にこれが放出されること
は好ましくない。

さらに、前記米国特許に代表される従来の大部分のガス
発生器に使用されている冷却捕集手段２７の働きか数多
くの研究にもかかわらず十分でない原因は、基本的には
その冷却捕集手段２７の構造が環状であるため、ガス及
び固体副産物を十分に冷却捕集するだけの厚みをとるこ
とができない点にある。もし、冷却捕集効果をさらに高
めようとするならば、冷却捕集手段２７の厚みを増す必
要があり、そのためガス発生器自体の大きさが大きくな
るという問題点が発生する。

また、もし冷却捕集手段２７の厚みを変えることなくさ
らに冷却捕集効果を高めようとするならば、冷却捕集手
段２７の構成（通常は金網と無機繊維との組合せ）を複
雑にする必要があり、その結果製造が煩雑になるという
問題点や、短い距離の中で多くの固体副産物の捕集を行
うため、冷却捕集手段２７が目詰まりを起こし、燃焼室
の内圧が急上昇し、ハウジング２０が破裂する危険性も
生ずるという問題点がある。

また、従来の大部分のガス発生器の構造は、前記のよう
に点火室２１、燃焼室２５、冷却捕集室２６が同心円状
に配列されているため、その製造工程において点火室２
１、燃焼室２５を製造する工程、即ち火薬類を取り扱う
危険作業と冷却捕集手段を製造したり、それをハウジン
グに組み込んだりする工程、即ち無危険作業とを分離す
ることが困難であるという問題点がある。

具体的に、前記第５図に示されるガス発生器は、燃焼室
２５から冷却捕集室２６に通じるオリフィス３４の位置
を工夫し、さらに冷却捕集手段２７の構成品の１つにガ
ス発生剤２３の燃焼によって発生するガス及び固体副産
物の流れを迂回させることにより、冷却捕集手段２７内
を通過する距離を長くする働きをするバリア３２，３３
を用いることによって、冷却捕集効果を向上させている
が、冷却捕集手段２７の構成が複雑になるという問題点
がある。

また、第４図に示される構造のガス発生器は、従来の大
部分のガス発生器の構造とは異なるものの、冷却捕集手
段２７の有効な厚みとしては、従来の大部分のガス発生
器と比較して大差がない。

即ち、燃焼室２５から冷却捕集室２６に通じる多数のオ
リフィス３４のうち、中心付近のオリフィス３４を通過
するガス及び固体副産物が通過する冷却捕集手段２７の
厚みは比較的大きいが、中心から遠ざかるにつれて徐々
に小さくなり、平均すると従来の構造と変わらないとい
う問題点がある。

本発明の目的は、大きさが従来のガス発生器の大きさと
比較してそれより同等以下で、かつ冷却捕集効果の良い
改良された冷却捕集手段が採用しうるような構造の新規
なガス発生器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明では内部に空間部
を形成するように対向配置されて端縁が互いに係合され
た一対の凹状のシェルと、両シェル間に介在された仕切
り板とからハウジングが構成され、前記一方のシェルと
仕切り板とで固体燃料がガスを発生する燃焼室が形成さ
れ、他方のシェルと仕切り板とで冷却捕集室が形成され
るとともに、同冷却捕集室の外周部にエアバッグと連通
ずる透孔が設けられ、かつ前記仕切り板にはほぼ中央部
において前記燃焼室から冷却捕集室へ燃焼ガスを放出す
るための孔が設けられているという手段を採用している
。

また、前記一方のシェルの形状が、ほぼ球面状であるこ
とが好適な手段である。

〔作用〕

上記手段を採用したことにより、燃焼室内において固体
燃料の燃焼により発生したガスは仕切り板のほぼ中央部
に設けられた孔を通って冷却捕集室へ放出され、同冷却
捕集室内で十分に冷却されるとともに、固体副産物も確
実に捕集され、冷却捕集室の外周部からエアバッグ内に
導入されてエアバッグか膨張する。

また、燃焼室を形成する一方のシェルの形状をほぼ球面
状とすることにより、燃焼室内の耐圧性か一層向−Ｌす
る。

〔第１実施例〕以下に本発明を具体化した一実施例を第１図に基づ“い
て説明する。

第１図に示すように、上方が開口し、下方に向かって膨
らんだ球面状の形状を有する一方のシェルとしての下方
シェルｌの中央部には、リード線２を介して電源からの
供給エネルギーにより発火するスクイブ３が支持されて
いる。この下方シェルｌは、内部の高圧に耐えるために
球面状の形状が採用されている。上記スクイブ３の外周
部及び上部には、同スクイブ３の発火により着火する着
火薬４が取着されている。下方シェルｌの上部には、板
状の仕切り板５が外周部を下方シェルｌの上端縁に固定
された状態で配置され、下方シェル１との間で燃焼室Ａ
を形成している。同燃焼室Ａ内には、固体燃料としてア
ジ化ナトリウムを主成分とし、上記着火薬４により発火
するペレット状のガス発生剤６が充填されている。

同仕切り板５の中央部には、円形状の孔としてのオリフ
ィス７が透設され、通常の状態においてはこのオリフィ
ス７は下面に貼付けられたシール材８によって密封され
ている。同オリフィス７は、燃焼室Ａからのガスが後述
する冷却捕集室Ｂ、　Ｃへ速やかに導かれるとともに、
冷却捕集室Ｂ、　Ｃで十分に冷却され、固体副産物が確
実に捕集されるように、仕切り板５の中央部において一
定の大きさに形成されている。なお、同オリフィス７よ
り外周部には孔は設けられておらず、燃焼室Ａからのガ
スは全て同オリフィス７を通過するようになっている。

この仕切り板５の上部には、下方が開口した有底筒状の
他方のシェルとしての上方シェル９が外周縁のフランジ
部９ａを前記下方シェル１の外周縁にかしめられるよう
にして取付は固定されている。同上方シェル９の外周部
の上部折り曲げ部には、複数のオリフィス１０が透設さ
れ、上方シェル９の上方に折り畳んで配置されたエアバ
ッグ１１内にガスを供給できるようになっている。そし
て、同上方シェル９と前記仕切り板５とで第１冷却捕集
室Ｂ及び第２冷却捕集室Ｃが形成されている。

両冷却捕集室Ｂ、Ｃを仕切る位置には、複数のオリフィ
ス１２を有する環状の補強材１３が上方シェル９と仕切
り板５の双方に対向するように設けられた溝９ｂ、５ａ
内に嵌入されることによって係止されている。同補強材
１３より中央側の第１冷却捕集室Ｂ内には、金網と同金
網内の無機繊維とからなる冷却捕集材１４が充填され、
また補強材１３より外周側の第２冷却捕集室Ｃにも同様
の冷却捕集材１５が充填されている。なお、補強材１３
の位置は、仕切り板５の補強効果及び冷却捕集材１４．
１５の冷却捕集効果等を勘案して、適宜中央側又は外周
側に設定される。

上記のように構成されたガス発生器について作用及び効
果を説明する。

自動車が衝突すると、図示しない衝突検出装置により電
源が投入され、リード線２を介してスクイブ３が発火す
る。スクイブ３の発火により、その外周部及び上部に配
設された着火薬４が着火し、その火炎が燃焼室Ａ内のガ
ス発生剤６へと伝播され、ガス発生剤６が燃焼を開始す
る。

ガス発生剤６の燃焼に伴い燃焼室Ａの内圧が上昇し、そ
の内圧によって燃焼室Ａの上部中央のシール材８が破れ
る。燃焼時における燃焼室Ａの内圧は、ガス発生剤６の
形状とオリフィス７の面積及び冷却捕集材１４．１５と
の組合せによって決まるが、通常は１０〜１００気圧の
範囲内にある。

このように、燃焼室Ａの内圧はかなり高圧となるが、下
方シェルｌの形状が球面状であるため十分な耐圧性を有
し、変形することはない。また、燃焼室Ａ上部の仕切り
板５は補強材１３で補強されているので、仕切り板５が
変形することもない。

そして、高温の窒素ガス及び固体副産物は仕切り板５中
央部のオリフィス７を通って第１冷却捕集室Ｂに流入す
る。第１冷却捕集室Ｂにおいである程度窒素ガスが冷却
され、固体副産物が捕集された後、補強材１３のオリフ
ィス１２を通って第２冷却捕集室Ｃに流入する。この第
２冷却捕集室Ｃでガスはさらに冷却され、固体副産物は
完全に捕集される。

そして、窒素ガスはオリフィス１０を通ってエアバッグ
１１内に入り、エアバッグ１１を膨らませる。このエア
バッグ１１内に導入される窒素ガスは低温で清浄な状態
で供給される。

上記のように、本実施例のガス発生器は、仕切り板５の
中央位置にオリフィス７が透設されているので、ガス発
生剤６の燃焼により発生する高温の窒素ガス及び固体副
産物が第１冷却捕集室Ｂを通過する距離を全周にわたっ
てほぼ均等に長くすることができる。従って、比較的簡
易な冷却捕集手段の構成でも優れた冷却捕集効果を得る
ことができ、従来のガス発生器と同等以下の大きさで、
より低温の清浄なガスをエアバッグ１１へ導入すること
ができる。

また、上方シェル９と下方シェル１とが仕切り板５で仕
切られているため、比較的製造工程が煩雑である両冷却
捕集室Ｂ、　Ｃを燃焼室Ａから分離して製造することが
可能であり、この部分の製造は火薬取締法令の適用を受
けないために合理的な製造方法の適用が可能であり、１
日の最大数量の制限や火気の持ち込みの制限等がないた
め、ガス発生器全体の製造工程を合理化することが可能
である。

さらに、下方シェルｌの形状を球面状の構造としたので
、同下方シェル１と仕切り板５とで形成される燃焼室Ａ
内の圧力の上昇に十分耐えることができる。

「第２実施例〕次に、本発明を具体化した別の実施例を第２図に基づい
て説明する。

本実施例においては、前記第１実施例と異なる部分の構
成について説明する。第２図に示すように、ガス発生器
の上部中央位置から下方へ延びる雄ねじ状の点火室ケー
ス１６と下部中央位置から上方へ延びる雌ねじ状の点火
室ケース１７が螺音固定されている。雌ねじ状の同点火
室ケース１７の外周部には、オリフィス１８が透設され
ている。

両点火室ケース１６．１７で構成される点火室Ｉ）内に
は、前記第１実施例と同様のスクイブ３と着火薬４が配
置されている。そして、上記オリフィス１８が着火薬４
の着火による熱ガス及び熱粒子をガス発生剤６へ導くよ
うになっている。

このように構成されたガス発生器について、作用及び効
果を説明する。

本実施例のガス発生器は、点火室り内の着火薬４の位置
がガス発生剤６からやや離れた上部位置にあるため、着
火薬４からの熱ガスはガス発生剤６の近傍位置における
点火室ケース１７のオリフィス１８を通ってガス発生剤
６に供給される。このガス発生剤６が燃焼すると、窒素
ガス及び固体副産物を発生し、これらは前記第１実施例
と同様にしてガス発生器内を流れ、エアバッグ１１を膨
張させる。

本実施例のガス発生器は、中央位置において上下方向に
貫設された点火室ケース１６．１７を設け、燃焼室Ａ内
の燃焼時の内圧に対して補強の役割も兼ね備えるような
構造となっているため、前記第１実施例のガス発生器に
比べて一層耐圧性に優れている。従って、ガス発生剤６
の組成やガス発生器の構造により、燃焼室Ａの内圧を低
く設計する場合には前記第１実施例のガス発生器を、逆
に燃焼室Ａの内圧を高く設計する場合には本実施例のガ
ス発生器を使用することが好適である。

〔発明の効果〕

本発明のガス発生器は、仕切り板のほぼ中央位置にオリ
フィスを有しているので、ガス発生剤の燃焼により発生
する高温のガス及び固体副産物が冷却捕集手段を通過す
る距離を全周にわたって長くすることができるので、比
較的簡易な冷却捕集手段の構成でも優れた冷却捕集効果
を得ることができ、従来のガス発生器と同等以下の大き
さで、より低温で清浄なエアバッグを損傷しないガスを
発生させることができるという効果を奏する。

また、上方シェルと下方シェルとが仕切り板で仕切られ
ているため、比較的製造工程が煩雑である冷却捕集室の
みを分離して製造することが可能であり、この部分の製
造は火薬取締法令の適用を受けないために合理的な製造
方？ｊ＝の適用が可能であり、１日の最大数量の制限や
火気の持ち込みの制限等がないため、ガス発生器全体の
製造工程を合理化することができるという効果を奏する
。

さらに、下方シェルの形状を球面状の構造としたので、
同下方シェルと仕切り板とで形成される燃焼室内の圧力
の上昇に十分耐えることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すガス発生器の断面図
、第２図は第２実施例を示すガス発生器の断面図、第３
〜５図は従来のガス発生器を示す断面図である。１・・・一方のシェルとしての下方シェル、５・・・仕
切り板、６・・・固体燃料としてのガス発生剤、７・・
・孔としてのオリフィス、９・・・他方のシェルとして
の上方シェル、１０・・・透孔としてのオリフィス、１
１・・・エアバッグ、Ａ・・・燃焼室、Ｂ・・・第１冷
却捕集室、Ｃ・・・第２冷却捕集室

Claims

【特許請求の範囲】１、内部に空間部を形成するように対向配置されて端縁
が互いに係合された一対の凹状のシェル（１，９）と、
両シェル（１，９）間に介在された仕切り板（５）とか
らハウジングが構成され、前記一方のシェル（１）と仕
切り板（５）とで固体燃料（６）がガスを発生する燃焼
室（Ａ）が形成され、他方のシェル（９）と仕切り板（
５）とで冷却捕集室（Ｂ，Ｃ）が形成されるとともに、
同冷却捕集室（Ｃ）の外周部にエアバッグ（１１）と連
通する透孔（１０）が設けられ、かつ前記仕切り板（５
）にはほぼ中央部において前記燃焼室（Ａ）から冷却捕
集室（Ｂ）へ燃焼ガスを放出するための孔（７）が設け
られていることを特徴とするガス発生器。２、前記一方のシェル（１）の形状が、ほぼ球面状であ
ることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器。