JPH0995201A - エアバッグ用ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非アジ化系ガス発生剤を使用するガス発生器
として、フィルタ部の気密性の点で信頼性が高く、かつ
小型化，軽量化，製作コストの低減化にも十分応えられ
るガス発生器を提供する。 【解決手段】 燃焼室Ｇの外側外周に設けるフィルタ室
Ｆのフィルタ（５２）を径方向外側及び軸方向上下から
覆うように保持する外壁部材（５３）の上下円環部（５
３ｂ，５３ｃ）のうち少なくとも一方の円環部の軸中心
側先端部が、前記上容器（２）及び前記下容器（３）か
らなるハウジング構造体（１）の、前記環状開放空間
（５１）に面する壁面の一部に付勢するように当接させ
て固定し、その面圧効果によってガス発生器のシール性
を高めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の乗員保護
装置であるエアバッグを膨張させるためのガス発生器、
特に非アジ化系ガス発生剤の使用に適したガス発生器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のガス発生器においては、
ガス発生剤として主にアジ化系のものが用いられてい
る。そのようなガス発生器の代表的なものとして、米国
特許第４５４７３４２号に開示されるもの（以下、第１
従来例という）がある。その構造を図１０に基づき簡単
に説明すると、ガス発生器は、内筒４と中間筒５と外筒
６とを有する３重短円筒状の容器１を骨格構造としてい
る。そして、容器１の内部は、まず内筒４内に点火室７
が形成され、また内筒４と中間筒５の間にはガス発生室
Ｇが、中間筒５と外筒６の間にはフィルタ室Ｆが形成さ
れている。さらに内筒４には第１ガス孔４ａ、中間筒５
には第２ガス孔５ａ、外筒６にはガス放出孔６ａが穿設
されている。スクイブ９，伝火薬１０で点火手段を構成
している。また、ガス発生室Ｇにはガス発生剤１１，第
１フィルタ１２が軸中心側から径方向外側に向けて順に
収納され、フィルタ室Ｆには同様の順序でデフレクタプ
レート１３，第２フィルタ１４及び第３フィルタ１５が
収納されている。また、デフレクタプレート１３は上端
が折り曲げられて容器１内上面に当接し、これによりシ
ール性をもたせる一方、下端にはガス孔１３ａが開口し
ている。

【０００３】そして、伝火薬１０の発火により、その熱
風（矢印）が第１ガス孔４ａを通ってガス発生室Ｇに流
入し、ガス発生剤１１が反応してスラグを含んだ高温の
ガスを発生する。さらに、このガスは、第１フィルタ１
２を通過して第２ガス孔５ａからフィルタ室Ｆに流入
し、デフレクタプレート１３に当たって下方に向かう。
さらにデフレクタプレート１３のガス孔１３ａを通過し
たガスは、第２フィルタ１４に沿って上昇した後、この
第２フィルタ１４及び第３フィルタ１５を通過するが、
この間にガスの冷却及びスラグの捕集が行われる。そし
て、最終的に適温で清浄なガスとなってガス放出孔６ａ
から図示されないエアバッグ内に供給される構造になっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、対環
境性を改善するという観点から、アジ化系のガス発生剤
に代えて、ガス発生に係る主成分としてトリアミノグア
ニジン，アゾジカルボンアミド，テトラゾール等の有機
物を含むところのいわゆる非アジ化系ガス発生剤がより
好ましいガス発生剤として開発され、その積極的採用が
推奨されつつある。この非アジ化系ガス発生剤（以下、
「新ガス発生剤」という）は、スラグ発生量が非常に少
ないという利点を有している。

【０００５】そこで、本発明者等は、新ガス発生剤を使
用するガス発生器として、小型化，軽量化，低コスト化
の要請に十分応えられるガス発生器を開発するため、以
下の考察を得た。即ち、従来型ガス発生器（図１０参
照）は、上容器２の内筒４，中間筒５，外筒６の各円筒
部をすべて蓋状の下容器３の各対応する短筒状座に突き
合わせて摩擦圧接で接合したものである。従って、接合
箇所が多い。また、アジ化系ガス発生剤に比べスラグ発
生量が非常に少ないという新ガス発生剤の特性からして
フィルタ構造として第１フィルタ１２，デフレクタプレ
ート１３，第２フィルタ１４，第３フィルタ１５すべて
を設ける必要はない。従って、図示のような構成のまま
ではガス発生器として必要以上に大型化し、重量増しと
なってしまい、不都合である。

【０００６】本発明は、上記の考察を基にさらに検討を
重ねた結果完成したものであり、その目的とするところ
は、新ガス発生剤を使用するガス発生器として、フィル
タ部の気密性の点で信頼性が高く、かつ常に求められる
小型化，軽量化，製作コストの低減化にも十分応えられ
るものを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、内側円筒壁
（４）と外側円筒壁（６）と内外円筒壁（４，６）及び
内側円筒壁（４）内に延在する上蓋（２０）とを有する
上容器（２）と、内側円筒壁（７）と外側円筒壁（８）
と内外円筒壁（７，８）及び内側円筒壁（７）内に延在
する下蓋（２１）とを有する下容器（３）とを、各内側
円筒壁（４，７）の先端同士を突き合わせて摩擦溶接し
て、内側円筒壁（４，７）で囲まれる中央空間（５０）
と、内側円筒壁（４，７）の外周部に形成される同心状
の環状開放空間（５１）を画成し、中央空間（５０）
は、軸中心側から半径方向外側に向けてスクイブ
（９），着火剤（１０）からなる点火室（Ｐ）及び該点
火室（Ｐ）を囲みガス発生剤（１１）が収納される環状
の燃焼室（Ｇ）とする一方、開放空間（５１）には燃焼
したガスの冷却・スラグ捕集を行うフィルタ室（Ｆ）を
形成し、これら各室（Ｐ，Ｇ，Ｆ）を連通するガス流通
用の開口を設けてなるエアバッグ用ガス発生器であっ
て、前記フィルタ室（Ｆ）のフィルタ（５２）を径方向
外側及び軸方向上下から覆うように保持する外壁部材
（５３）の上下円環部（５３ｂ，５３ｃ）のうち少なく
とも一方の円環部の軸中心側先端部が、前記上容器
（２）及び前記下容器（３）からなるハウジング構造体
（１）の、前記環状開放空間（５１）に面する壁面の一
部に付勢するように当接させて固定したことを特徴とす
る。

【０００８】ここで、「環状開放空間（５１）に面する
壁面の一部」とは、上容器及び下容器の各内側壁面をは
じめ、突き合わせ溶接時に形成された内側円筒壁のばり
面を含む意味である。上記の手段によれば、フィルタの
いわばカバーである外壁部材とフィルタ室に面する壁面
との当接部における面圧効果によって、ガス発生器のシ
ール性を高めることができる。しかも、摩擦圧接時の各
接合部における寄り代に多少のばらつきがあっても、外
壁部材の壁面への当接状態には影響がないため、その良
好なシール性が確実に維持される。

【０００９】なお、ガス冷却・スラグ捕集のために燃焼
室の周囲に隣設されるフィルタ室は、断面が凹状を有す
る鋼板製外壁部材のその凹内に単層のフィルタを収納配
置しただけの簡単な構造であるので、その分、小型化，
軽量化を図ることができる。なお、凹状の外壁部材とし
ては、一体成形型，別部材溶接型のいずれであってもよ
い。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、円筒壁
（４）と円筒壁（４）内及び円筒壁（４）から径方向外
側に突き出て延在する上蓋（２０）とを有する上容器
（２）と、内側円筒壁（７）と外側円筒壁（８）と内外
円筒壁（７，８）間及び内側円筒壁（７）内に延在する
下蓋（２１）とを有する下容器（３）とを、円筒壁
（４）と内側円筒壁（７）の各先端同士を突き合わせて
摩擦溶接して、円筒壁（４）及び内側円筒壁（７）から
なる隔壁で囲まれる中央空間（５０）と、円筒壁（４）
及び内側円筒壁（７）からなる隔壁の外周部に形成され
る同心状の環状開放空間（５１）を画成し、中央空間
（５０）は、軸中心側から半径方向外側に向けてスクイ
ブ（９），着火剤（１０）からなる点火室（Ｐ）及び該
点火室（Ｐ）を囲みガス発生剤（１１）が収納される環
状の燃焼室（Ｇ）とする一方、開放空間（５１）には燃
焼したガスの冷却・スラグ捕集を行うフィルタ室（Ｆ）
を形成し、これら各室（Ｐ，Ｇ，Ｆ）を連通するガス流
通用の開口を設けてなるエアバッグ用ガス発生器であっ
て、前記フィルタ室（Ｆ）のフィルタ（５２）を径方向
外側及び軸方向上下から覆うように保持する外壁部材
（５３）の上下円環部（５３ｂ，５３ｃ）のうち少なく
とも一方の円環部の軸中心側先端部が、前記上容器
（２）及び前記下容器（３）からなるハウジング構造体
（１）の、前記環状開放空間（５１）に面する壁面の一
部に付勢するように当接させて固定したことを特徴とす
る。この手段によれば、請求項１記載の発明における外
側円筒壁を不要とすることができ、一層の軽量化を図る
ことができる。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は請求項２記載の発明の構成のうち、フィルタ室Ｆのフ
ィルタ（５２）を保持する外壁部材（５３）は、上側円
環部（５３ｂ）又は下側円環部（５３ｃ）の軸中心側先
端を、該上側円環部（５３ｂ）の軸方向側面積と下側円
環部（５３ｃ）の軸方向側面積とが等しくなるように内
側円筒壁（４，７）側に伸設したものであることを特徴
とする。この手段によれば、発生ガスが燃焼室のガス孔
からフィルタ室に入ったときに、ガス圧力によって外壁
部材に加わる軸方向荷重がつり合う状態となる。このた
め、外壁部材の軸方向への動きが制止され、外壁部材と
ガス発生器容器とのシール性をさらに高めることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、実施形態に係るガス発
生器の構成を示す断面図である。従来例（図１０）と同
一構成箇所には同一の符号を付してその説明を省略す
る。

【００１３】図１において、ガス発生器は、軸中央から
径方向にかけて順に点火室Ｐ，燃焼室Ｇ，フィルタ室Ｆ
を配置し、各室は開口Ｐａ，４ａで連通されている。そ
して、フィルタ室Ｆのフィルタ５２を保持する外壁部材
５３の円環状の床部５３ｃの軸中心側先端部５３ｄは、
内側円筒壁４，７同士を突き合わせて摩擦溶接したとき
に形成された内側円筒壁４のばりＢに付勢するように当
接させて固定している。なお、２５は、新ガス発生剤１
１を密封したアルミ製等の薄膜容器であり、予め所定の
圧力が作用したときに破れるような設計条件で製造され
たものを使用している。また、図２に示すように、必要
に応じて、外側円筒壁６を、フィルタ室Ｆのガス流通用
開口５３ａを含む軸方向上側部分を覆う程度にまで延在
させ、燃焼室Ｇ外周へのフィルタ室Ｆの取付けを補強す
る構成とすることも可能である。

【００１４】このように構成されたガス発生器におい
て、スクイブ９が発火すると、この発火により伝火薬１
０が着火して熱を発生し、その熱風が開口Ｐａを通って
密封容器２５を破り、新ガス発生剤１１に達する（矢印
）。すると、新ガス発生剤１１がこの熱により燃焼し
て大量のガスを発生する。該容器２５が上記の所定の圧
力に達すると該容器２５が破裂し、発生したガスは開口
４ａから出る。

【００１５】従って、燃焼時には、開口４ａを通過した
ガスの圧力により外壁部材５３の軸中心側先端部５３ｄ
が、ばりＢに対してさらに強く押し付けられる状態とな
る。このため、先端部５３ｄをばりＢに付勢させながら
当接するという構成自体による面圧効果が一層強められ
る状況が生じる。この結果、ガス発生器のフィルタ室に
おけるシール性はさらに高められる。しかも、摩擦圧接
時の各接合部における寄り代に多少のばらつきがあって
も、外壁部材５３のばりＢへの当接状態には影響がない
ため、その良好なシール性を確実に維持することができ
る。

【００１６】図１で、開口４ａを通過したガスは、矢印
で示すように、フィルタ室Ｆを通過する間に適温に冷
却され、かつスラグを除去して清浄にされた後、開口５
３ａから図示されないエアバッグ内に放出される。ここ
で、燃焼後のガス冷却・スラグ捕集のための構成として
は、断面が凹状を有する鋼板製外壁部材５３のその凹部
内に単層のフィルタ５２を収納配置しただけの簡単なフ
ィルタ室Ｆの構造で済む。従って、従来例（図４）にお
ける第１フィルタ１２，デフレクタプレート１３，第２
フィルタ１４，第３フィルタ１５からなるフィルタ構造
に比べてその占有面積及び重量を小さくし、また材料の
節約につながる。この面からもガス発生器の製作コスト
の低減化，小型化，軽量化を図ることができる。

【００１７】また、図１及び図２はいずれも、下側の円
環部の軸中心側先端部がばりに当接する場合の実施形態
を示すものであるが、図３及び図４に示すように外壁部
材５３の円環状の床部５３ｃの軸中心側先端部５３ｄを
下蓋２１の内側面２１ａに付勢当接させた実施形態も有
効であり、図３は図１に対応する図であり、図４は図２
に対応した図といえる。

【００１８】上記の実施形態は、いずれも摩擦圧接時に
生ずるばりがハウジング構造体の下側、即ち下蓋近くに
形成される場合の構成であるが、ばりがハウジング構造
体の上側、即ち上蓋近くに形成される場合は、図５に示
すように円環状の天井部５３ｂの軸中心側先端部５３ｅ
をばりＢに付勢するように当接させて固定すればよい。
なお、当接部を上蓋近くとする場合は、この付近のシー
ル性が十分維持されることから、上蓋２０として図１〜
図４における外側円筒壁６を形成させておく必要はな
い。即ち、フィルタ室Ｆとしての上壁は上蓋２０の突出
部２０ｂだけでよいので、その分軽量化を図ることがで
き、有益である。

【００１９】また、図６は外壁部材５３の円環状の天井
部５３ｂの軸中心側先端部５３ｅを上蓋２０の突出部２
０ｂの内側面２０ａに付勢当接させた形態である。ま
た、図７に示すように、フィルタ５２の容量によって
は、必要であれば、軸中心側先端部５３ｅとフィルタ５
２上面との間にパッキン６０を介装させて、フィルタ室
のシート性を保持することも可能である。図７は、図６
の変形例といえる。

【００２０】また、フィルタ室Ｆの構成としては、図８
に示すように、フィルタ５２を保持する外壁部材５３の
円環状の天井部５３ｂの先端を、該天井部５３ｂの軸方
向側面積と床部５３ｃの軸方向側面積とが等しくなるよ
うに内側円筒壁４側に伸設させたものでもよい。このよ
うにすれば、発生ガスがフィルタ室Ｆに入ったときに、
ガス圧力によって外壁部材５３に加わる軸方向荷重がつ
り合う状態となる。このため、外壁部材５３の軸方向へ
の動きが制止され、フィルタ室Ｆのシール性をさらに向
上させることができる。

【００２１】また、ばりがハウジング構造体の上側、即
ち上蓋近くに形成される場合は、図９に示すように円環
状の床部５３ｃの先端を、該床部５３ｃの軸方向側面積
と天井部５３ｂの軸方向側面積とが等しくなるように内
側円筒壁７に伸設させればよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、要するに燃焼室の外側外周に設ける
フィルタ室の外壁部材として鋼板製加工品を使用し、か
つこの外壁部材がフィルタ室内の壁面の一部に常に押し
付けられる状態で密着するように取付られた構成とした
ので、その面圧効果によってフィルタ部の気密性の点で
信頼性の高いガス発生器とすると共に、新ガス発生剤の
使用に応じたフィルタ部材の減少化と相まって、より一
層の小型化，軽量化，製作コストの低減化に十分応える
ことのできるガス発生器の提供が可能となった。

【００２３】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明のうち、上容器の外側円筒壁を不要とする構成
としたので、より一層の軽量化されたガス発生器の提供
が可能となった。

【００２４】また、請求項３記載の発明は、発生ガスが
フィルタ室に入ったときに、ガス圧力によって外壁部材
に加わる軸方向荷重がつり合う状態となる構成としたの
で、外壁部材の軸方向への動きが制止され、請求項１記
載の発明の効果に加えて、外壁部材とガス発生器容器と
のシール性をさらに向上させることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明（請求項１記載の発明）の一実施形態に
係るガス発生器の構成を示す断面図である。

【図２】他の実施形態を示す要部断面図である。

【図３】付勢当接面が下蓋の内側面である実施形態を示
す要部断面図であり、図１に対応する図である。

【図４】付勢当接面が下蓋の内側面である他の実施形態
を示す要部断面図であり、図２に対応する図である。

【図５】本発明（請求項２記載の発明）の一実施形態に
係るガス発生器の構成を示す要部断面図である。

【図６】他の実施形態（付勢当接面が上蓋の内側面であ
る場合）を示す要部断面図である。

【図７】図６の変形例を示す要部断面図である。

【図８】本発明（請求項３記載の発明）の一実施形態を
示す要部断面図である。

【図９】他の実施形態を示す要部断面図である。

【図１０】従来のガス発生器の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２ 下容器 ３ 上容器 ４ 円筒壁 ４ｂ 開口 ２０ 上蓋 ２１ 下蓋 ５０ 中央空間 ５１ 開放空間 ５２ フィルタ ５３ 外壁部材 ５３ａ 開口 ５３ｂ 天井部 ５３ｃ 床部 ５３ｄ，５３ｅ 軸中心側先端部 Ｆ フィルタ室 Ｇ 燃焼室 Ｐ 点火室 Ｐａ 開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐宗 高 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内センサー・テクノロ ジー株式会社姫路テクニカルセンター内 (72)発明者 宮本 典久 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内センサー・テクノロ ジー株式会社姫路テクニカルセンター内 (72)発明者 田中 耕治 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内センサー・テクノロ ジー株式会社姫路テクニカルセンター内 (72)発明者 神田 剛 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内センサー・テクノロ ジー株式会社姫路テクニカルセンター内 (72)発明者 柳井 敏志 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内センサー・テクノロ ジー株式会社姫路テクニカルセンター内 (72)発明者 伊藤 裕二 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側円筒壁（４）と外側円筒壁（６）と
   内外円筒壁（４，６）間及び内側円筒壁（４）内に延在
   する上蓋（２０）とを有する上容器（２）と、内側円筒
   壁（７）と外側円筒壁（８）と内外円筒壁（７，８）間
   及び内側円筒壁（７）内に延在する下蓋（２１）とを有
   する下容器（３）とを、各内側円筒壁（４，７）の先端
   同士を突き合わせて摩擦溶接して、内側円筒壁（４，
   ７）で囲まれる中央空間（５０）と、内側円筒壁（４，
   ７）の外周部に形成される同心状の環状開放空間（５
   １）を画成し、中央空間（５０）は、軸中心側から半径
   方向外側に向けてスクイブ（９），着火剤（１０）から
   なる点火室（Ｐ）及び該点火室（Ｐ）を囲みガス発生剤
   （１１）が収納される環状の燃焼室（Ｇ）とする一方、
   開放空間（５１）には燃焼したガスの冷却・スラグ捕集
   を行うフィルタ室（Ｆ）を形成し、これら各室（Ｐ，
   Ｇ，Ｆ）を連通するガス放出用の開口を設けてなるエア
   バッグ用ガス発生器であって、前記フィルタ室（Ｆ）の
   フィルタ（５２）を径方向外側及び軸方向上下から覆う
   ように保持する外壁部材（５３）の上下円環部（５３
   ｂ，５３ｃ）のうち少なくとも一方の円環部の軸中心側
   先端部が、前記上容器（２）及び前記下容器（３）から
   なるハウジング構造体（１）の、前記環状開放空間（５
   １）に面する壁面の一部に付勢するように当接させて固
   定したことを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。
2. 【請求項２】 円筒壁（４）と円筒壁（４）内及び円筒
   壁（４）から径方向外側に突き出て延在する上蓋（２
   ０）とを有する上容器（２）と、内側円筒壁（７）と外
   側円筒壁（８）と内外円筒壁（７，８）間及び内側円筒
   壁（７）内に延在する下蓋（２１）とを有する下容器
   （３）とを、円筒壁（４）と内側円筒壁（７）の各先端
   同士を突き合わせて摩擦溶接して、円筒壁（４）及び内
   側円筒壁（７）からなる隔壁で囲まれる中央空間（５
   ０）と、円筒壁（４）及び内側円筒壁（７）からなる隔
   壁の外周部に形成される同心状の環状開放空間（５１）
   を画成し、中央空間（５０）は、軸中心側から半径方向
   外側に向けてスクイブ（９），着火剤（１０）からなる
   点火室（Ｐ）及び該点火室（Ｐ）を囲みガス発生剤（１
   １）が収納される環状の燃焼室（Ｇ）とする一方、開放
   空間（５１）には燃焼したガスの冷却・スラグ捕集を行
   うフィルタ室（Ｆ）を形成し、これら各室（Ｐ，Ｇ，
   Ｆ）を連通するガス流通用の開口を設けてなるエアバッ
   グ用ガス発生器であって、前記フィルタ室（Ｆ）のフィ
   ルタ（５２）を径方向外側及び軸方向上下から覆うよう
   に保持する外壁部材（５３）の上下円環部（５３ｂ，５
   ３ｃ）のうち少なくとも一方の円環部の軸中心側先端部
   が、前記上容器（２）及び前記下容器（３）からなるハ
   ウジング構造体（１）の、前記環状開放空間（５１）に
   面する壁面の一部に付勢するように当接させて固定した
   ことを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。
3. 【請求項３】 前記外壁部材（５３）の上側円環部（５
   ３ｂ）又は下側円環部（５３ｃ）の軸中心側先端を、該
   上側円環部（５３ｂ）の軸方向側面積と下側円環部（５
   ３ｃ）の軸方向側面積とが等しくなるように内側円筒壁
   （４，７）側に伸設したものである請求項１又は請求項
   ２記載のエアバッグ用ガス発生器。