JPH06298035A - エアバッグ展開用ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 点火具の点火に基づくガス発生剤の燃焼を容
易にすることにより、ガス発生剤が着火するまでの着火
時間を短縮し、着火剤バリヤ、速火線、爆発火管などを
不要にして構造を簡易にする。 【構成】 ハウジング２は円筒状に形成され、ガス流出
孔４を有している。点火手段としての着火剤６を内包す
る収容筒体７は、ハウジング２内においてハウジング２
と同一軸心位置に設けられている。ペレット状のガス発
生剤１２は収容筒体７外周の燃焼室１１内に充填配置さ
れている。冷却捕集材１３は燃焼室１１の周壁に配置さ
れている。前記収容筒体７はニトロセルロース、パル
プ、有機バインダーなどの原料混合物を円筒状に成形し
て得られ、燃焼性を有している。そして、この収容筒体
７は着火剤６の着火により燃焼し、火炎を燃焼室１１へ
伝播してガス発生剤１２を燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主に衝突時の安全装
置としての空気袋、救命袋、ゴムボート、脱出シュート
などのエアバッグを燃焼ガスにより展開させるために使
用されるエアバッグ展開用ガス発生器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車特に乗用車において、衝突
時のショックから乗員を保護するための乗員安全保護装
置としては、衝突時にエアバッグを瞬時に展開させるエ
アバッグ装置が知られている。このエアバッグ装置は運
転席用としては６０〜７０リットルの容積をもつエアバ
ッグ、助手席用としては１５０〜２５０リットルの容積
をもつエアバッグと、このエアバッグをガスにより展開
させるためのガス発生器とよりなっている。そして、乗
用車の衝突時には点火器の発火によりガス発生剤が燃焼
し、発生したガスによってエアバッグが瞬時に展開し
て、乗員が衝突時の衝撃から保護される。

【０００３】運転席用エアバッグ装置に使用されるガス
発生器は、ハンドル中央部のパッドカバー内に収容する
必要があり、その大きさや形状が制約されることから、
現在は大部分のガス発生器が円盤型の圧力容器形状とな
っている。一方、助手席用エアバッグ装置に使用される
ガス発生器は、ガス発生剤を多く使用する必要があり、
容器が大きくなること及び助手席前部のパネル内への収
容、取付けなどを考慮して円筒型の圧力容器を用いるの
が一般的である。このような形状のガス発生器は、今後
自動車に搭載されると考えられている後部座席用、側面
衝突用エアバッグ装置に使用されるガス発生器において
も同様である。

【０００４】このような従来の助手席用のガス発生器と
して、例えば特公平２−１９０２０号公報に開示されて
いる構造のものが知られている。すなわち、図４に示す
ように、ハウジング３１は円筒状に形成され、両端が密
閉されるとともに、その軸心位置には支持体３２により
支持された電気点火具３３、点火剤プラグ３４及び鉄製
の着火剤のチューブ３５が貫通支持されている。ボロン
硝石などの着火剤３６はこのチューブ３５内に収容さ
れ、アルミニウム箔などで形成された着火剤バリヤ３７
はこのチューブ３５の外周に被覆形成されている。な
お、チューブ３５には図示しない孔が透設され、この孔
から着火剤３６の火炎がその外方へ伝播されるようにな
っている。

【０００５】この燃焼室３８はチューブ３５の外周に設
けられ、ペレット状のガス発生剤３９が充填されてい
る。冷却捕集材４０，４１は燃焼室３８の内周壁及びハ
ウジング３１の内周壁に配置され、ガス発生剤３９の燃
焼により発生したガスを冷却するとともに、燃焼による
副生物である固体の残渣を濾過する。

【０００６】そして、点火具３３に通電されると、点火
具３３が発火した後に点火剤プラグ３４が破壊され、着
火剤３６が燃焼してチューブ３５の孔を通して火炎が放
出される。この火炎はチューブ３５に貼付けられた着火
剤バリヤ３７を破って伝播され、ガス発生剤３９が着
火、燃焼される。このガス発生剤３９の燃焼により発生
したガスは、２つの冷却捕集材４０，４１によって冷却
されるとともに、固体の燃焼残渣が濾過される。そし
て、浄化されたガスはガス流通孔を通り、エアバッグ内
に流入してエアバッグを展開させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のガス発生器では、電気点火具３３からガス発生
剤３９に至る経路において、着火剤３６を収容したチュ
ーブ３５に孔が設けられるとともに、その外周に着火剤
バリヤ３７が被覆形成されている。そのため、点火具３
３の点火により着火した着火剤３６の火炎はチューブ３
５の孔を通って着火剤バリヤ３７を破り、燃焼室３８内
のガス発生剤３９を燃焼させることになる。従って、点
火具３３への通電からガス発生剤３９の燃焼までに時間
がかかるという問題があった。そして、極端な場合に
は、必要とされる通常５ミリ秒以内という時間内にガス
発生器からのガス放出が行われないという致命的な欠陥
を有するという問題があった。

【０００８】そのため、チューブ３５の中心に点火具３
３側から他端までにわたって火炎の伝播を早めるための
速火線又は爆発火管を埋設した例もあるが、これらは構
造がさらに複雑になる上に、製造コストが増大するとい
う問題があった。

【０００９】この発明はこのような従来技術の問題に着
目してなされたものである。その目的は点火具の点火に
基づくガス発生剤の燃焼を容易にすることにより、ガス
発生剤が着火するまでの着火時間を短縮できるととも
に、着火剤バリヤ、速火線、爆発火管などを不要にして
構造を簡易にしたエアバッグ展開用ガス発生器を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のエアバッグ展開用ガス発生器の発
明では、ガス流出孔を有するハウジングと、ハウジング
内に装着され着火剤を内包する収容筒体等よりなる点火
手段と、点火手段の外側に配置され燃焼によりガスを発
生するガス発生剤と、発生したガスを冷却する冷却捕集
材とを備えるとともに、前記収容筒体が燃焼性の材料で
形成されていることを特徴とする。また、請求項２に記
載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ハ
ウジングを筒状に形成するとともに、点火手段をハウジ
ングの軸心とほぼ同一の軸心位置に設けたことを特徴と
する。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１に記載の発明において、筒状をなすハウジング内の
一端においてハウジングの軸心とほぼ同一軸心上に点火
手段を設け、その外周にガス発生剤を収容した燃焼室を
設けるとともに、ハウジングの他端においてガス発生剤
より発生したガスを冷却する冷却室を設けたことを特徴
とする。また、請求項４に記載の発明では、請求項１に
記載の発明において、筒状をなすハウジング内の中間部
においてハウジングの軸心とほぼ同一軸心上に点火手段
を設け、その外周にガス発生剤を収容した燃焼室を設け
るとともに、ハウジングの両端にガス発生剤より発生し
たガスを冷却する冷却室を設けたことを特徴とする。

【００１２】次に、この発明の第１の実施態様につい
て、図１に従って説明する。図１はエアバッグ展開用の
ガス発生器１の一例を示す縦断面図である。この図にお
いて、ハウジング２は有底円筒状をなし、その開口端部
には蓋体３が嵌着されて密閉状に構成されている。ガス
流出孔４はハウジング２の周壁２ａに所定間隔をおいて
多数穿設されている。なお、このガス流出孔４にはハウ
ジング２の周壁２ａ内面において金属箔５が貼付けら
れ、ハウジング２内が密閉状態に保持されている。着火
剤６を収容する収容筒体７はハウジング２の軸心位置に
おいて、一端が蓋体３に他端がハウジング２の底壁２ｂ
に係合支持されている。

【００１３】この収容筒体７は例えばセルロースを硝化
して得られる綿薬（ニトロセルロース）、パルプ、有機
バインダー及び安定剤などの添加剤よりなる原料を成形
して得られ、燃焼性を有している。すなわち、収容筒体
７はこれらの原料を加圧プレスなどで円筒状に成形さ
れ、後述する電気点火具８単独の火炎又は点火具８と着
火剤６の燃焼火炎によって短時間で燃焼し尽きる。この
原料は通常、綿薬４０〜７０重量部、パルプ１５〜４０
重量部、有機バインダー１〜１５重量部、添加剤０〜５
重量部よりなるものが用いられる。なお、収容筒体７
は、フルオロカーボンとマグネシウムの粉状混合物を円
筒状に成形したものなどでもよい。

【００１４】電気点火具８は蓋体３の中心位置に取付け
られ、その本体８ａが着火剤６の収容筒体７内に嵌入固
定されるとともに、リード線９が接続されている。そし
て、リード線９を介して電気点火具８に通電されると点
火具８が点火される。仕切板１０は収容筒体７内のほぼ
中央に設けられている。ボロン硝石などよりなる粉末状
の着火剤６は収容筒体７内の仕切板１０より先端側に充
填され、点火具８の点火により仕切板１０が破壊されて
着火する。点火手段は、これら電気点火具８、収容筒体
７、着火剤６などにより構成されている。

【００１５】燃焼室１１はハウジング２内において収容
筒体７の外周に形成され、燃焼室１１内にはペレット状
をなすガス発生剤１２が多数個充填配置されている。ガ
ス発生剤１２としてはアジ化ナトリウムに代表されるア
ルカリ金属やアルカリ土類金属のアジ化物と金属酸化物
の組合せよりなるものや、ビテトラゾール化合物の金属
塩と酸化剤との組合せよりなるものなどいずれのものも
使用される。また、ガス発生剤１２の形状はペレット
状、ディスク状等いずれの形状であってもよい。このガ
ス発生剤１２は着火剤６の着火によって収容筒体７が燃
焼することにより燃焼してガスを発生する。冷却捕集材
１３はハウジング２の周壁２ａ内周面に所定の厚みをも
って配置され、ガス発生剤１２の燃焼により発生するガ
スを冷却するとともに、ガス中の燃焼残渣を濾過する。

【００１６】さて、この実施態様においては、車両の衝
突などによる信号によりリード線９を介して点火具８に
所定の電流が通電されると、点火具８が点火される。こ
の点火具８の点火による火炎が仕切板１０を破って着火
剤６に伝播され、着火剤６が着火される。この着火剤６
の着火、燃焼により、収容筒体７が燃焼されて火炎が燃
焼室１１へ伝播される。そして、この火炎により燃焼室
１１内のガス発生剤１２が燃焼して窒素ガスなどのガス
を発生する。発生したガスは冷却捕集材１３を介してガ
ス流出孔４から流出され、図示しないエアバッグを膨張
させる。

【００１７】このように、このガス発生器１は着火剤６
を収容する収容筒体７が燃焼性の材料で構成され、所定
の強度を有することから、この収容筒体７は従来の着火
剤のチューブと同等の機能を発揮できる。しかも、この
収容筒体７は孔を開ける必要がなく、従って従来用いら
れていた着火剤バリヤは不要となる。さらに、収容筒体
７それ自体が着火剤６の燃焼による火炎を短時間に伝播
するので、従来の速火線や爆発火管などを必要としな
い。

【００１８】従って、ガス発生剤１２への迅速な着火を
得ることが可能になるとともに、ガス発生器１の構造を
簡素化することができ、ひいては製造コストの低減を図
ることができる。また、点火手段がハウジング２の軸心
と同一の軸心位置に設けられ、着火剤６の着火によるガ
ス発生剤１２の燃焼を燃焼室１１内の中心位置から行う
ことができるため、ガス発生剤１２の燃焼をより均一化
できる。加えて、点火手段とハウジング２の軸心を同一
にしたことから、ガス発生器１の構成をより簡素化でき
る。

【００１９】次に、この発明の第２の実施態様につい
て、図２に従って説明する。この図において、ハウジン
グ２は２つの有底円筒状の容器１５，１６が両開口端部
間にて溶接により接合固定されることにより構成されて
いる。区画板１７は両容器１５，１６の接合部分に介装
され、燃焼室１１及びガスを冷却する冷却捕集室１８を
区画形成している。収容筒体７は燃焼室１１内において
ハウジング２の軸心と同一軸心上に支持固定されてい
る。電気点火具８は収容筒体７内の一端に配設され、リ
ード線９が接続されるとともに、このリード線９を介し
て点火具８に通電されると点火具８が点火される。

【００２０】仕切板１０は収容筒体７内のほぼ中央及び
区画板１７側に設けられている。着火剤６は収容筒体７
内の両仕切板１０間に充填され、点火具８の点火により
着火する。点火手段は、これら電気点火具８、収容筒体
７、着火剤６などにより構成されている。ペレット状の
ガス発生剤１２は燃焼室１１内に多数充填配置されてい
る。通気孔１９は区画板１７に透設され、ガス発生剤１
２の燃焼で発生したガスを冷却捕集室１８へ誘導する。

【００２１】冷却捕集材１３は冷却捕集室１８内の周壁
に所定厚みをもって配置されている。ガス流出孔４は容
器１６に透設され、冷却捕集室１８内のガスをエアバッ
グに導入する。

【００２２】さて、この実施態様においては、点火具８
の点火による火炎が仕切板１０を破って着火剤６に伝播
され、着火剤６が着火される。この着火剤６の着火によ
り、収容筒体７が燃焼されて火炎が燃焼室１１へ伝播さ
れる。そして、この火炎により燃焼室１１内のガス発生
剤１２が燃焼して窒素ガスなどのガスを発生する。

【００２３】発生したガスは通気孔１９を介して冷却捕
集室１８に流入する。さらに、このガスは冷却捕集材１
３を介してガス流出孔４から流出され、エアバッグを膨
張させる。

【００２４】このように、この実施態様では燃焼室１１
と冷却捕集室１８とを区画板１７により区画形成したこ
とから、ガス発生剤１２と冷却捕集材１３を位置をずら
して配置でき、ハウジング２の直径を小さくすることが
できる。また、冷却捕集室１８に加わる圧力は、燃焼室
１１の圧力より小さくなるため、冷却捕集室１８の壁厚
を薄くすることができ、ガス発生器１の軽量化を図るこ
とができる。さらに、前記第１の実施態様の作用、効果
に加え、ガスの冷却及び燃焼残渣の捕集が確実に行われ
る。

【００２５】次に、この発明の第３の実施態様につい
て、図３に従って説明する。この図において、ハウジン
グ２は円筒状をなす容器本体２１の両端に有底円筒状を
なす容器２２，２３の各開口端部が溶接により接合固定
されて構成されている。区画板２４，２５は容器本体２
１の両端に設けられ、容器本体２１内の燃焼室１１と両
容器２２，２３内の冷却捕集室２６，２７とを区画して
いる。収容筒体７は燃焼室１１内においてハウジング２
の軸心と同一軸心上に支持固定されている。電気点火具
８は容器本体２１の中央位置に収容筒体７と直交する方
向に支持固定されるとともに、リード線９が接続されて
いる。

【００２６】着火剤６は収容筒体７内に充填され、点火
具８の点火による火炎が収容筒体７の一部を燃焼させて
伝播されることにより着火する。点火手段は、これら電
気点火具８、収容筒体７、着火剤６などにより構成され
ている。ペレット状のガス発生剤１２は燃焼室１１内に
多数充填配置されている。通気孔２８，２９は両区画板
２４，２５に透設され、ガス発生剤１２の燃焼で発生し
たガスを各冷却捕集室２６，２７へ誘導する。

【００２７】冷却捕集材１３は両冷却捕集室２６，２７
内の周壁に所定厚みをもって配置されている。ガス流出
孔４は容器２２，２３の周壁に透設され、冷却捕集室２
６，２７内のガスをエアバッグに導入する。

【００２８】さて、この実施態様においては、点火具８
の点火による火炎が収容筒体７の中央部分を燃焼させて
着火剤６に伝播され、着火剤６が着火される。この着火
剤６の着火により、収容筒体７が燃焼されて火炎が燃焼
室１１へ伝播される。そして、この火炎により燃焼室１
１内のガス発生剤１２が燃焼して窒素ガスなどのガスを
発生する。

【００２９】発生したガスは燃焼室１１両側に配設され
た区画板２４，２５の通気孔２８，２９を介して両冷却
捕集室２６，２７に流入する。さらに、このガスは各冷
却捕集室２６，２７の冷却捕集材１３を介してガス流出
孔４から流出され、エアバッグを膨張させる。

【００３０】このように、この実施態様では燃焼室１１
とその両側に設けられた冷却捕集室２６，２７とを区画
板２４，２５により区画形成した。そのため、燃焼室１
１内で発生したガスは両冷却捕集室２６，２７に分配さ
れて流出される。従って、ハウジング２の直径を小さく
でき、また軽量化を図ることができるとともに、ガスの
流出が効果的に行われ、かつガスの冷却及び燃焼残渣の
捕集がさらに確実に行われる。なお、上記各実施態様
は、ガス発生器１の用途に応じて適宜使い分けられる。

【００３１】

【作用】例えば車両の衝突などにより点火手段に所定の
電流が通電されると、点火手段が点火される。この点火
手段の点火による火炎が着火剤に伝播され、着火剤が着
火される。この着火剤の着火により、収容筒体が燃焼さ
れて火炎が燃焼室へ伝播される。そして、この火炎によ
り燃焼室内のガス発生剤が燃焼して窒素ガスなどのガス
を発生する。発生したガスは冷却捕集材を介して濾過さ
れ、清浄化されてガス流出孔から流出され、エアバッグ
を膨張させる。

【００３２】このように、着火剤を内包する収容筒体が
燃焼性の材料で構成されていることから、この収容筒体
は従来の着火剤のチューブと同等の機能を発揮すること
ができる。しかも、この収容筒体は孔を開ける必要がな
く、そのため従来用いられていた着火剤バリヤは不要と
なる。加えて、収容筒体それ自体が着火剤の燃焼による
火炎を短時間に伝播するので、従来の速火線や爆発火管
などを必要としない。その結果、ガス発生剤への迅速な
着火を得ることが可能になるとともに、構造を簡素化す
るすることができ、ひいては製造コストの低減を図るこ
とができる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例及び比較例をあげて、この発明
を具体的に説明する。 （実施例１）この実施例では前述した第１の実施態様を
具体化したものである。すなわち、ハウジング２はアル
ミニウムの鍛造により単一に成形され、外径５０mm、長
さ２００mmの有底円筒状をなしている。燃焼性の収容筒
体７は圧縮成形により外径１０mm、内径６mm、密度１．
０ｇ／ccに形成されている。その原料は綿薬５０重量
部、製紙用クラフトパルプ３５重量部、有機バインダー
としてスチレン−ブタジエンラテックス１４重量部、添
加剤としてカーバマイト１重量部の割合の混合物であ
る。

【００３４】着火剤６はボロン硝石であり、その３．０
ｇが収容筒体７内に収容されている。冷却捕集材１３は
細目の平織り金網と、細目の畳織り金網と、セラミック
繊維紙とから構成されている。ガス発生剤１２はアジ化
ナトリウムに代表されるアルカリ金属やアルカリ土類金
属のアジ化物と金属酸化物の組合せよりなっている。こ
のガス発生剤１２の形状はペレット状である。そして、
ガス発生剤１２は燃焼室１１内に１２０ｇ収容されてい
る。

【００３５】次に、このガス発生器１を６０リットルの
タンク試験器に取付け、タンク試験器内の圧力を測定し
た。その結果、点火具８への通電から３．３msでガス発
生器１からのガス放出が始まり、タンク内圧は２０msに
て１．５kgf/cm² 、５８msで最大圧力となり３．５kgf/
cm² であった。この結果から、速火線や爆発火管などの
部材を用いずに、迅速な着火が行われたことが確認され
た。 （実施例２）次に、この発明を具体化した別の実施例に
ついて説明する。

【００３６】実施例１において、ハウジング２の長さが
３００mm、着火剤６としてボロン硝石５．０ｇ、ガス発
生剤１２を１８０ｇとした以外は実施例１と同様に構成
して試験を行った。その結果、点火具８への通電から
３．３msでガス発生器１からのガス放出が始まり、タン
ク内圧は２０msにて２．２kgf/cm² 、６０msで最大圧力
となり５．６kgf/cm² を示した。 （比較例１）実施例１において、燃焼性の収容筒体７に
代えて、ステンレス製パイプに直径３mmの孔を２４個開
け、その周囲に着火剤バリヤとして厚さ０．２mmのアル
ミニウム箔を貼付けたものを使用した。それ以外は実施
例１と同様の構成とし、同様の試験を行った。

【００３７】その結果、ガス発生器からのガス放出の開
始は点火具への通電から４．５msとやや遅く、タンク内
圧は２０msにて０．２kgf/cm² と低く、最大圧力３．１
kgf/cm² に達するまでの時間は８９msと非常に遅かっ
た。

【００３８】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次のよう
に構成を任意に変更して具体化してもよい。 （ａ）図１において、収容筒体７内に仕切板１０を設け
ず、着火剤６を収容筒体７内の全体に充填すること。な
お、着火剤６の充填量は、着火剤６の種類、着火剤６の
着火の速さ、収容筒体７の大きさ、ガス発生剤１２の種
類、形状等に応じ、即ち要求される着火性能に応じ適宜
選択される。 （ｂ）図１〜３の各実施態様において、収容筒体７の軸
心をハウジング２の軸心と直交する方向や交差する方向
に設けること。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明のエアバッグ展開用ガス発生器によれば、点火具の
点火に基づくガス発生剤の燃焼を容易にすることによ
り、ガス発生剤が着火するまでの着火時間を短縮できる
とともに、着火剤バリヤ、速火線、爆発火管などを不要
にしてガス発生器の構造を簡易にでき、製造コストの低
減を図ることができるという優れた効果を奏する。

【００４０】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、着火剤の着火による
ガス発生剤の燃焼をより均一化できるとともに、ガス発
生器の構造をより簡素化できるという優れた効果が得ら
れる。さらに、請求項３及び４に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の効果に加えて、ハウジングの直
径を小さくでき、軽量化を図ることができるとともに、
発生したガスの冷却及び燃焼残渣の捕集を確実に行うこ
とができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した第１の実施態様を示すガ
ス発生器の断面図である。

【図２】この発明を具体化した第２の実施態様を示すガ
ス発生器の断面図である。

【図３】この発明を具体化した第３の実施態様を示すガ
ス発生器の断面図である。

【図４】従来例を示すガス発生器の断面図である。

【符号の説明】

１…エアバッグ展開用ガス発生器、２…ハウジング、４
…ガス流出孔、６…着火剤、７…収容筒体、１２…ガス
発生剤、１３…冷却捕集材、１８…冷却捕集室。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流出孔を有するハウジングと、ハウ
   ジング内に装着され着火剤を内包する収容筒体等よりな
   る点火手段と、点火手段の外側に配置され燃焼によりガ
   スを発生するガス発生剤と、発生したガスを冷却する冷
   却捕集材とを備えるとともに、前記収容筒体が燃焼性の
   材料で形成されていることを特徴とするエアバッグ展開
   用ガス発生器。
2. 【請求項２】 前記ハウジングを筒状に形成するととも
   に、点火手段をハウジングの軸心とほぼ同一の軸心位置
   に設けたことを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ
   展開用ガス発生器。
3. 【請求項３】 筒状をなすハウジング内の一端において
   ハウジングの軸心とほぼ同一軸心上に点火手段を設け、
   その外周にガス発生剤を収容した燃焼室を設けるととも
   に、ハウジングの他端においてガス発生剤より発生した
   ガスを冷却する冷却室を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載のエアバッグ展開用ガス発生器。
4. 【請求項４】 筒状をなすハウジング内の中間部におい
   てハウジングの軸心とほぼ同一軸心上に点火手段を設
   け、その外周にガス発生剤を収容した燃焼室を設けると
   ともに、ハウジングの両端にガス発生剤より発生したガ
   スを冷却する冷却室を設けたことを特徴とする請求項１
   に記載のエアバッグ展開用ガス発生器。