JPH07149202A - 機械発火式ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 未加硫ゴムのガスケットを備えた機械発火式
ガス発生器。 【効果】 従来の加硫ゴムのガスケットに比較して高度
な防湿性能が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、緊急保護装置に内蔵さ
れる機械発火式ガス発生器で、特に防湿性の優れた機械
発火式ガス発生器（以下単にガス発生器という）に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電源を利用できないあるいは利用しない
状況下でガス発生器内のガス発生剤等を発火するため
に、従来よりガス発生器に内蔵される各種の機械発火式
雷管と、ガス発生器を外部から打撃する撃発装置とが特
願平３−１６９１０号等で提案されている。ところで緊
急保護装置については近年小型化の要求が強く、これに
対応して撃発装置の小型化が主に検討されている。この
ため弱い撃発力で発火するスタブ雷管が採用されてい
る。

【０００３】スタブ雷管は、一般に水分に弱い。水分
は、摩擦熱を奪いかつ潤滑作用により摩擦を減小させる
からである。さらに水溶性のバインダを含有する爆粉の
場合は、バインダの溶解によって爆粉ペレットは軟化
し、摩擦が起こりにくくなる。

【０００４】このためスタブ雷管を使用したガス発生器
は、防湿構造にする必要がある。ところがスタブ雷管は
撃発装置側からの撃針の突入によって発火するため、撃
針の通る孔の密封には、抵抗力の小さな薄膜を使用する
必要がある。

【０００５】図３に、スタブ雷管を使用し且つ防湿性の
薄膜を有する従来のガス発生器の構造を示す。（１）は
蓋の役目を有するアダプタ、（２）は撃針導孔で、撃発
装置から突入してくる撃針を受け入れるための孔であ
る。（３）は加硫ゴム製のガスケット、（４）は防湿性
の薄膜である。薄膜は肉厚１０μｍ前後の金属箔または
１００μｍ以下の樹脂製のフィルムである。（５）はホ
ルダで中央の孔にスタブ雷管（６）が圧入されている。
（７）はケースで、下部はガス発生剤室（８）となって
いる。

【０００６】このガス発生器内への湿気の浸入経路は、
３箇所考えられる。第１はケース上部の内側面（９）と
アダプタとの隙間（１０）、第２はアダプタとガスケッ
トとの隙間（１１）、第３はガスケットと薄膜との間
（１２）である。しかしケースの上端（１３）は１トン
前後の荷重でかしめるため、ガスケットは圧縮されて、
上下方向につぶれ横方向にはみ出す。前記の隙間は、加
硫ゴムの弾性と変形によって塞ぐことが出来る。

【０００７】この構造で、ガス発生剤を入れないガス発
生器を試作し、発火感度を調べた。なおスタブ雷管には
ロダン鉛系の爆粉、薄膜には厚みが７μｍのチタン箔、
ガスケットは加硫ブチルゴムを用いた。試験法は図４に
示す。２ｇの鉄球（１４）を所定の高さ（８０ｃｍ以
下）から自由落下させ、ガス発生器の箔の上に設置した
試験用の撃針（１５）に当て発火するかどうかを測定す
る。（１６）は撃針を垂直に立てるためのガイドであ
る。その結果常温下で試料３０個の５０％発火エネルギ
は、３０ｇｆ・ｃｍ（２ｇｆ×１５ｃｍ）であった。ま
たこのガス発生器をヘリウムリークテスタにかけて、リ
ーク量を計測した。その結果３×１０-7の値が得られ
た。この値は、文献（ＪＩＳ使い方シリーズ；密封装置
選定のポイント：日本規格協会）によれば加硫ブチルゴ
ムのガスケットを使用した場合の最良のものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同じガ
ス発生器を８５℃、相対湿度１００％という過酷条件下
に１週間放置し、常温に戻して発火試験をしたところ、
５０％発火エネルギは１６０ｇｆ・ｃｍ以上で著しく劣
化していた。分解してスタブ雷管を観察したところ、爆
粉ペレットが軟化しており、吸湿したことが判明した。
なお発火試験結果の合否判定は、撃針装置の撃力との関
係を考慮して下されるが、前記したように低エネルギで
発火すればする程撃針部が小型化出来るので有利であ
る。

【０００９】実際に湿気の侵入量を調べるため、前述の
ガス発生器のガス発生剤室に約１ｇのシリカゲルを入
れ、前記の過酷条件下での重量の変化を測定した。シリ
カゲルは、ガス発生器内に浸入した湿気を吸着して放出
しないため、吸湿量が測定できる。測定の結果、１日当
たり約３ｍｇの増加がみられた。加硫ゴムを用いるかぎ
り、他の種類の加硫ゴムのガスケットに変えてもまたＯ
リングを使用しても結果はほぼ同じであった。

【００１０】湿気の浸入経路を調べるため、パテ状シー
ラントを図３のケースの上部（１３）とアダプタとの間
に塗布してみた。その結果発火感度の劣化は防止できた
ことから、浸入路はケース上部とアダプタとの隙間（１
０）であることが判明した。加硫ゴムのガスケットでは
横方向の張り出しが、上記の過酷条件に耐えるほど十分
ではないことがわかった。

【００１１】この対策としてシーラントをガスケットと
併用することが考えられる。しかしシーラントとしてパ
テ等のペースト状物質を使用する場合、専用の定量注入
機を用いても塗布状態及び塗布重量の均一性の確保が困
難で、結局製品の全数についてヘリウムリークテストが
必要となるため、生産性が極めて悪い。したがって湿気
に対する高密閉性を、ガス発生器の限られた寸法内でガ
スケットにより求められていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガスケットを
備えた機械発火式ガス発生器において、ガスケットが未
加硫ゴムであることを特徴とする機械発火式ガス発生器
である。

【００１３】本発明の主要部のガスケット材料である未
加硫ゴムは、従来ガスケット材料として用いられたこと
はない。しかし本発明のような小型のガス発生器にあえ
てガスケットとして使用をしてみたところ、従来の加硫
ゴムのガスケットと全く異なり、予期しなかった高い防
湿性を有していることが判明した。本発明で用いる未加
硫ゴムは、加硫前の天然または合成ゴムを指し、例えば
ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム、
クロロプレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ブタ
ジエンゴム、イソプレンゴム等が好ましく使用できる。

【００１４】ガスケットは、多重に巻かれたゴムシート
のロールを巻き戻してから打ち抜いて作成する方法が最
も作業性が良い。未加硫ゴムは粘着性が高いため、多重
に巻いた場合層間が粘着してしまいやすく、その場合巻
き戻しが困難である。このため特に巻き数が多い場合、
片面だけ離型剤を塗布してセパレータを挟み込む方法で
粘着を防止している。従って一般的にはガスケット状に
打ち抜いた後、セパレータを剥す必要がある。しかし本
発明においては、セパレータを非粘着性フィルムにすれ
ば、セパレータをつけたままのガスケットでも、高度な
防湿性を付与することができることが判明した。但しセ
パレータが吸湿性の材料のときは、セパレータをアダプ
タ側にしなければ湿気が浸入する場合があるので、ポリ
エチレンフィルムなどをセパレータとして用いたほうが
よい。

【００１５】

【作用】本発明で用いる未加硫ゴム製ガスケットは、上
下方向から圧力が加えられると横方向に加硫ゴムとは比
べものにならないほど大きく流動する。このため湿気の
通路であるアダプタとガスケット、及びガスケットと薄
膜とは密着し、かつ図１に示すようにケースとアダプタ
との隙間（１０）にも未加硫ゴム（３）が入り込む。し
かも隙間の面の凹凸面にも密着してシーラントと同じ作
用をする。このためにガスケットの外径寸法が小さくて
も、また各部品の公差により隙間が大きくても密封でき
るため完全な防湿性を発揮する。なおガスケットが加硫
ゴム製の場合は、亀裂の発生および弾性の低下等を防ぐ
ために締め付け力の管理が必要であるが、未加硫ゴム製
の場合は、流動して応力を緩和するためにそのような管
理も不要である。

【００１６】

【実施例】図１および図２に基づいて本発明の好適な実
施例を説明する。 実施例１ 図２において、（７）はケースで外径は１９ｍｍφ、ケ
ースの上部の内径は１７．４ｍｍφである。このケース
内に、外径１４．３ｍｍφのホルダ（５）を挿入した。
ホルダの中央にはスタブ雷管（６）が圧入されている。
スタブ雷管の爆粉は耐熱性の高いロダン鉛系で、薬量は
３０ｍｇである。ホルダの上には外径１７．０ｍｍの薄
膜としての厚み７μｍのチタン箔（４）を入れた。その
上にガスケット（３）をのせた。ガスケットは、日東電
工株式会社製の未加硫ブチルゴムテープ（ノンセパレー
タ自己融着テープＮｏ．１５、厚み０．５ｍｍ）を外径
１７．２ｍｍφ、内径１０．０ｍｍφに打ち抜いて作成
した。なお片面にはシリコン系の離型剤が塗布されてい
るために粘着性は無いが、もう一面には若干の粘着性が
ある。最後に外径１７．２ｍｍφのアダプタ（１）を入
れる。アダプタには、凹部（１７）を設けた。ガスケッ
トが内側に延びてスタブ雷管の穴を塞ぎ、発火感度を鈍
化させることを防止するためである。この後ケースの上
端（１３）を１０００ｋｇの荷重でかしめて、図１の状
態とした。

【００１７】このような仕様のガス発生器を１００個製
作し、うち５０個を常温で放置し、残りの５０個を温度
８５℃、相対湿度１００％で１週間放置した。後日常温
に戻して前記した方法で発火感度を測定した。

【００１８】試験の結果、常温放置品の５０％発火エネ
ルギは３２ｇｆ・ｃｍ（２ｇｆ×１６ｃｍ）で、加湿品
の５０％発火エネルギは４２ｇｆ・ｃｍ（２ｇｆ×２１
ｃｍ）であった。感度は若干低下しているが十分に実用
性のある値であった。

【００１９】またガス発生器を発火試験後に分解して、
ガスケットの状態を調査した。その結果、未加硫ブチル
ゴムはケースとアダプタとの隙間（１０）に全周にわた
って入り込み密着していた。また未加硫ブチルゴムは内
側にも伸びていたが、凹部に入り込んで止まり、雷管の
穴を塞ぐことはなかった。

【００２０】実施例２ ガス発生剤室に約１ｇのシリカゲルを入れたガス発生器
を５個製作し、実施例１と同じ加湿試験にかけた。その
結果平均で０．３ｍｇ／日の吸湿量を示した。従来技術
の加硫ゴム製のガスケットと比較して、吸湿量は約１０
分の１に改善された。

【００２１】実施例３ 本実施例は、ガスケットの素材を日東電工株式会社製の
厚み０．５ｍｍ未加硫ブチルゴムテープ（０．１ｍｍポ
リエチレンセパレータ付き）に代えかつセパレータを剥
さずに使用した点を除き、実施例１と全く同じガス発生
器を製作した。なおセパレータが付いていない面には、
シリコン系の離型剤が塗布されている。

【００２２】このガス発生器について実施例２と同じ方
法で、加湿試験を行った。なお試料は、ポリエチレンセ
パレータをチタン箔と接するようにしたもの（ポリエチ
レンセパレータが下で未加硫ブチルゴムが上にある）を
５個、未加硫ブチルゴムがチタン箔と接するようにした
もの（ポリエチレンセパレータが上で未加硫ブチルゴム
が下にある）を５個製作した。重量測定の結果両者とも
平均で０．３ｍｇ／日の吸湿量を示した。ポリエチレン
セパレータが付いていても防湿性能に全く差がなかっ
た。なお、加湿試験後に分解して、ガスケットの状態を
調査した結果、未加硫ブチルゴムは実施例１の場合と同
様にケースの内側面とアダプタの隙間に全周にわたって
入り込んで密着していた。

【００２３】この結果からセパレータ付きのガスケット
の使用が可能なことが判明した。セパレータ付きの未加
硫ブチルゴムテープは、両面が非粘着性となっているた
め滑りが良く、ガスケットに関連する工程で問題は発生
しなくなった。片面が粘着性の場合は、ガスケットが打
ち抜き時に臼または杵にくっついたり、ガスケット同士
粘着したりまたケースへの挿入時にガスケットがケース
にくっつき傾いたりする問題等が多々発生した。

【００２４】実施例４ 次に、実施例１の未加硫ブチルゴムに替えて未加硫エチ
レンプロピレンゴムを使用した点以外は全く同一構成の
ガス発生器を製作し、実施例１と同様の試験を行った。
ガスケットは、日東電工株式会社製の未加硫エチレンプ
ロピレンゴムテープ（ノンセパレータ自己融着テープＮ
ｏ．１１Ｐ、厚み０．５ｍｍ）を外径１７．２ｍｍφ、
内径１０．０ｍｍφに打ち抜いて作成した。なお片面に
はシリコン系の離型剤が塗布されているために粘着性は
無いが、もう一面には若干の粘着性がある。

【００２５】このような仕様のガス発生器を１００個製
作し、うち５０個を常温で放置し、残りの５０個を温度
８５℃、相対湿度１００％で１週間放置した。後日常温
に戻して前記した方法で発火感度を測定した。

【００２６】試験の結果、常温放置品の５０％発火エネ
ルギは３２ｇｆ・ｃｍ（２ｇｆ×１６ｃｍ）で、加湿品
の５０％発火エネルギは４４ｇｆ・ｃｍ（２ｇｆ×２２
ｃｍ）であった。感度は若干低下しているが十分に実用
性のある値であった。

【００２７】またガス発生器を発火試験後に分解して、
ガスケットの状態を調査した。その結果、未加硫エチレ
ンプロピレンゴムはケースとアダプタとの隙間（１０）
に全周にわたって入り込み密着していた。また未加硫エ
チレンプロピレンゴムは内側にも伸びていたが、凹部に
入り込んで止まり、雷管の穴を塞ぐことはなかった。

【００２８】実施例５ 実施例４においてガス発生剤室に約１ｇのシリカゲルを
入れたガス発生器を５個製作し、実施例１と同じ加湿試
験にかけた。その結果平均で０．３５ｍｇ／日の吸湿量
を示した。従来技術と比較して、吸湿量は約１０分の１
に改善されている。

【００２９】なお、加湿試験後に分解して、ガスケット
の状態を調査した結果、未加硫エチレンプロピレンゴム
は実施例１の場合と同様にケースの内側面とアダプタの
隙間に全周にわたって入り込んで密着していた。

【００３０】実施例６ 次に、実施例１の未加硫ブチルゴムに替えて未加硫シリ
コンゴムを使用した点以外は全く同一構成のガス発生器
を製作し、実施例１と同様の試験を行った。ガスケット
は、日東電工株式会社製の未加硫シリコンゴムテープ
（自己融着テープＮｏ．６６、厚み０．５ｍｍ）を外径
１７．２ｍｍφ、内径１０．０ｍｍφに打ち抜いて作成
した。なお片面にはシリコン系の離型剤が塗布されてい
るために粘着性は無いが、もう一面には若干の粘着性が
ある。

【００３１】このような仕様のガス発生器を１００個製
作し、うち５０個を常温で放置し、残りの５０個を温度
８５℃、相対湿度１００％で１週間放置した。後日常温
に戻して前記した方法で発火感度を測定した。

【００３２】試験の結果、常温放置品の５０％発火エネ
ルギは３４ｇｆ・ｃｍ（２ｇｆ×１７ｃｍ）で、加湿品
の５０％発火エネルギは４２ｇｆ・ｃｍ（２ｇｆ×２１
ｃｍ）であった。感度は若干低下しているが十分に実用
性のある値であった。

【００３３】またガス発生器を発火試験後に分解して、
ガスケットの状態を調査した。その結果、未加硫シリコ
ンゴムはケースとアダプタとの隙間（１０）に全周にわ
たって入り込み密着していた。また未加硫シリコンゴム
は内側にも伸びていたが、凹部に入り込んで止まり、雷
管の穴を塞ぐことはなかった。

【００３４】実施例７ 実施例６においてガス発生剤室に約１ｇのシリカゲルを
入れたガス発生器を５個製作し、実施例１と同じ加湿試
験にかけた。その結果平均で０．３ｍｇ／日の吸湿量を
示した。従来技術と比較して、吸湿量は約１０分の１に
改善されている。

【００３５】なお、加湿試験後に分解して、ガスケット
の状態を調査した結果、未加硫シリコンゴムは実施例１
の場合と同様にケースの内側面とアダプタの隙間に全周
にわたって入り込んで密着していた。

【００３６】比較例１ 次に、比較例として加硫したゴム製のガスケットで試験
を行った。試料は加硫ブチルゴム（硬度８０゜） 、加
硫ふっ素ゴム（硬度８０゜）、加硫ニトリルゴム（硬度
６０゜）の３種である。加湿後の５０％発火エネルギ
は、加硫ブチルゴム、加硫ふっ素ゴム、加硫ニトリルゴ
ムとも、１６０ｇｆ・ｃｍを越えて著しく劣化してい
た。

【００３７】比較例２ 実施例２と同じ条件で吸湿量を、加硫ブチルゴム（硬度
８０゜）、加硫ふっ素ゴム（硬度８０゜）、加硫ニトリ
ルゴム（硬度６０゜）、加硫ウレタンゴム（硬度９０
゜）、加硫シリコンゴム（硬度５０゜）の５種類のガス
ケットについて試験した。結果は、加硫ブチルゴムで
２．９ｍｇ／日、加硫ふっ素ゴムで２．５ｍｇ／日、加
硫ニトリルゴムで３．５ｍｇ／日、加硫ウレタンゴムで
６．１ｍｇ／日、加硫シリコンゴムで８．９ｍｇ／日で
いずれも未加硫ゴムガスケットと比較して防湿性が格段
に劣っていた。

【００３８】なお実施例と同様に発火試験後に分解した
が、ガスケットはケースの内側面に接触しているものの
アダプタの隙間には入り込んでいなかった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明により、高度
な防湿性を有する小型の高感度ガス発生器が可能となっ
た。またこの製造工程でリークテストは不要であり、ガ
スケットの有無を確認するのみでよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス発生器の断面図

【図２】本発明において好適な態様を示す実施例１のガ
ス発生器のケースの上端をかしめる前の状態を示す断面
図。

【図３】従来のガス発生器の断面図

【図４】発火感度の試験状態を示す断面図

【符号の説明】

１：アダプタ ２：撃針導孔 ３：ガスケット ４：薄
膜 ５：ホルダ ６：スタブ雷管 ７：ケース ８：ガス発生剤室 ９：
ケース上部の内側面 １０：ケース上部の内側面とアダプタの隙間 １１：アダプタとガスケットとの隙間 １２：ガスケッ
トと薄膜との隙間 １３：ケースの上部 １４：鉄球 １５：撃針 １６：
ガイド １７：凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスケットを備えた機械発火式ガス発生
   器において、ガスケットが未加硫ゴムであることを特徴
   とする機械発火式ガス発生器。