WO1996010494A1

WO1996010494A1 - Generateur de gaz

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Publication number: WO1996010494A1
Application number: PCT/JP1995/001926
Authority: WO
Inventors: Yuji Ito; Eishi Sato; Ryo Minoguchi; Michihisa Taguchi; Kozo Ota; Rei Hino
Original assignee: Sensor Technology Co., Ltd.; Nippon Kayaku Kabushiki-Kaisha
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1996-04-11
Also published as: EP0783997A4; EP0783997A1; DE69534424T2; KR970706145A; EP1359065A1; DE69533403T2; EP1359065B1; DE69533403D1; JP2862023B2; EP0783997B1; DE69534424D1

Description

明細謇

ガス発生器技術分野

本発明は、車両のエアバッグ用ガス発生器に係り、特に、収納されたガス発生剤の燃焼速度をガス発生器の容器（ハウジング）等の周囲温度に影 »されずに適切な所定範囲内に保つことができるガス発生器に開する ₀ 背景技術

従来のこの種のガス発生器において、ガス発生剤としてアジ化ナトリゥ厶を基剤としたものが主として用いられている。このガス発生器の構造は、通常燃焼室に収納したガス発生剤を著火させて室素ガスを発生させ、同時に生じるスラグ及びガス中のミストをクーラントとフィルターで取り除くという構造になっている。ガス発生剤の燃焼速度、即ち、ガス発生速度は、主にガス発生剤の形状に依存しているため、適当なガス発生速度を得る為には、例えばべレツ卜の場合、その外径と厚みを変化させることになる。

しかしながら、ガス発生器に要求される作勖環境温度は、一 4 0 ' C の低温から + 8 5 · Cの高温迄と非常に巾広い為、ガス発生剤の燃焼逋度は当然ながら温度の影響を受ける。 + 2 5 · Cで性能綑整されたガス発生器は、一 4 0 · Cの低温ではガス発生の燃焼速度が遅すぎて + 8 5 • Cの高温では速すぎることになる。

この作動環境の温度の髙低に対する対策として、 U . S . P a t e n t 5 2 6 9 5 6 1号公報や特開昭 6 3 - 1 4 1 8 5 1公報では、必要以上のガスがバッグに流入しない様に、高温下では開口してバッグの外にガスを逃す開口部を設けることにより、バッグの内圧が高まるのを防ぐ様にしたガス発生器が提案されている。

また特開平 2— 74442公報では、ガス発生器の作動環境の温度が高いとき、ガス出口の開口面積を自動的に増大させることができるガス発生器が提案されている。

しかしながら、上述したパッグの外にガスを进がすガス発生器やガス出口の開口面積を自動的に增大させるガス発生器は、アジ化ナトリウムを基剤としたガス発生剤に対してある程度の効果が ffiめられるものの、無機アジ化物を除く含室素化合物と酸化剤を組み合わせる非アジ化系ガス発生剤の場合には期待通りの効果が得られないという問趣点があったその理由は以下の通りであることが判った。一般に火薬の燃焼速度 r [ l/s e c〕は、 r = lZ t =k Pⁿ で示される。 tは燃焼時間〔s e c〕、 kは定数、 Pは圧力〔k g f /c m» 〕、 nは圧力指数である o

アジ化ナトリウムを主成分とするガス発生剤の場合、 nは 0. 3〜0 . 4と小さい。従って Pが高くなる + 85· Cの高温においてもさほど燃焼速度の增加は著しくない。しかしながら、無 «アジ化物を除く含室素化合物と酸化剤を組み合わせる非アジ化系ガス発生剤の埸合は、 nが一般に 0. 4〜 1. 0と大きくなる為、燃焼速度の周囲温度による影 W が大きい。

そのため、バッグ外にガスを逃がすガス発生器の場合、ガスを逃がすために十分な開口面種がとれず、圧力降下の程度が不足する。ガス出口の開口面 «を自動的に増大させるガス発生器でも、開口面種の増大が圧力上昇に追いつかず、圧力降下の程度が不足したり、開口面積が増大しすぎて燃焼速度が低下したりする。そのため、高温では異常な圧力增加によるバッグの破れ、あるいはガス発生器の容器破壊も起こり得る。高通対策の為に極斓に開口面積を大きくすると、低温の場合ではバッグ展開の運れが生じる。

従って、非アジ化系ガス発生剤をガス発生器に使用する場合は、最適設計が難しいという問趣点があった。バッグ展開の運れがあってはならないため、高温時には燃烷速度が早くなってガス圧が高くなりがちである。そのため、上述したバッグ外にガスを逃がすという対策やガス出口の開口面積を自動的に増大させるという対策を施したとしても、ガス発生器の容器の構造を圧力増大に耐え得る非 »に堅固なものにしなければならない。その結果、ガス発生器が重くなると共に大型化してしまう。本発明は従来の技術の有する上記の様な問题点に趣みてなされたものであって、その目的とするところは、非アジ化系ガス発生剤のように燃焼速度の周囲温度による影響が大きい場合であっても、危険のない燃焼速度を保ち、極めて安定に燃焼させることが出来るガス発生器を提供す

O —とにある。発明の関示

上記 ¾題を解決する為説意検討の結果、内部にガス発生剤を収納し、該ガス発生剤からのガスが通通する方向に対して、順に破裂板と眩破裂板が接する開口部とが設けられているガス発生器であって、前記ガス発生剤が無機アジ化物を除く含窒素化合物を含む燃料と酸化剤の組み合わせであっても、破裂板の破裂圧力（引っ張り強さ）を厳密に設定することによって、ガス発生剤の燃焼速度を極めて安定して制御できることを見出して本発明を完成したものである。

具体的には、前記破裂板の引張り強さを A 〔k g ί / c m ² 〕、前記破裂板の厚みを t 〔 c m〕、破裂板が接する開口部の円相当径を D C c m] としたとき、破裂板の厚み tと開口部（ディフューザ一）の円相当径 Dの閲係を、下記（ 1) 式を «足するようにする。

t = (BXD) /A、但し、 B= 8〜 40 · · · ( 1)

ここで、円相当径とは、破裂板が接する開口郎が、円のみならず円に近似できる形状を有するものである場合があるので直径とはせず、円相当とした。最大径部と ft小径部との比が例えば 1. 2以内と小さい場合は、楕円又は円と四角の合成であってもよい。この近似円の場合には、上記式の円相当径としては、面積を等しくして真円にした場合の径である面積径を用いる。

この（ 1) 式において、 Bの碴が 8未满の場合は燃焼速度が充分でないか未燃烷物が残ることになり、 Bの値が 40を越える場合は燃焼速度が速すぎてガス発生剤の容器が破壊する恐れがある。

すなわち、無 «アジ化物を除く含室素化合物を含む燃料と酸化剤の組み合わせである非アジ化系ガス発生剤を用いる場合、破裂板の材質の類を問わず、破裂板の引張り強さを A Ck g f /c m^a ] 、前記破裂板の厚みを t 〔c m〕、破裂板が接する開口部の円相当径 D 〔c m〕が（ 1) 式を充足することによって、破裂板の破裂圧力を 1 0 0 〔b a r〕以下の所定値に厳密に制御でき、圧力依存性の高い非アジ化系ガス発生剤を適切に燃焼させる。その轱果、ガス発生器の内圧を例えば 1 0 0 〔 b a r] 以下の所定値とし、ガス発生器の小型化を囪ることが可能になる。さらに、一40· C〜十 8 5 ' Cの広範囲の周囲温度で特性の変化が少ないガス発生器を得ることができる。

( 1) 式に示される開口部の円相当径 Dとその開口 BBに接する破裂板 t と厚みとの関係は、全ての開口部とその開口部に接する破裂板が充足していればよい。従って、開口部の円相当 Dが一種類である必要はない。開口部の円相当径を大中小の D,,D₃,D_e である場合には、 D"D 2, _B の各々が（ 1) 式を充足していればよい。このように、開口部の円相当径を数種類にすると、ガス発生器のガス圧の制御がより確実となり、ガス発生剤の燃焼速度に多少のバラツキがあっても、これを吸収してガス発生器内のガス圧のバラッヰを少なくすることができる。

しかし、開口部の円相当径 Dが極端に小さい場合には、ガス発生器内のガス圧が高くなりすぎるという不都合が生じるため、標準状態 ( 2 7 3* K, 1気圧）でのガス発生量に対する開口部組面積が、 0. 1 43 〔c m^a Zリットル〕以上とすることが望ましい。すなわち、開口部面積が 0. 1 43 〔c τη³ Zリットル〕未满であると、開口 Wでの流路抵抗によるガス圧の增加によって、破裂板によるガス圧の制御が有効でなくなる。この 0. 1 43 〔c m^a /リットル〕という数宇は、種々の非アジ化系ガス発生剤の燃焼実験に基づいて求められた。

開口部の円相当径が 1種以上であって、上記（ 1) 式を充足し、且つ標準状態（ 2 73 · K. 1気圧）でのガス発生量に対する開口部秘面積を 0. 1 43 [cm^a リットル〕以上とすると、ガス発生器が晒される周囲温度が一 4 0' C〜+ 85' Cと変化しても、ガス発生器内の最大圧力が 1 00 〔b a r〕以下の低圧であって所定の圧力に保持される。すると、非アジ化系ガス発生剤を用いる埸合であっても、低温でのバ -jグ展開の遅れや、高 fiでの圧力增加によるバッグの破れやガス発生器の容器の破裂の恐れが無くなる。

前述した（ 1) 式を充足する破裂板はその材 Sを問わない。金厲箔，金厲シート，黒鉛シート，耐熟性高分子シート等から選ばれる。このうち金 IS箔又は金厲シートの材質としては、ステンレス，アルミニウム合金，マグネシウム，チタン，チタン合金，鋇，銅合金，ュッゲル. ュッケル合金，亜鉛，亜鉛合金等がある。

金厲系の破裂板は引っ張り強度が髙いため、高精度に加工した »いものを用いなければならないが、安定した引っ張り強度のものが得られるという利点がある。黒鉛'ンートのような非金属系の破裂板は引っ張り強度が低いため、厚いものを用いることができるが、外力で破れ易いという欠点がある。このような利点同士を生かすため、金 15系の破裂板と非金)！系の破裂板とを »觸して用いることもできる。異種の材料を積 Sした場合の上記（ 1 ) 式の適用においては、個別に計算した値を加算する加成性が成り立つ。

また、上記 Rffiを解決する本発明における他のガス発生器は、内郎にガス発生剤を収納し、 Kガス発生器からのガスが通過する方向に対して、醸に破裂板と K破裂板が接する開口郎とが股けられているガス発生器であって、前記破裂板の全郎又は一郎が ¾点が 5 0 0 · C以上の非金厲材料で形成されていることが好ましい。 »点が 5 0 0 ' C未満であると、高温のガスに晒される短時間の間でも ¾度が低下して、所定の破裂強度が得られなくなるおそれがある。 »点が 5 0 0 ' C以上であると、初期のガスの圧力及び温度を充分保持することができる。非金属材料である場合は、金 IIのように大きくない強度を有するものが選択でき、破裂板の厚みによる圧力の制御が行い易くなる。その結果、確実な圧力制御による最適な燃焼速度が得られ、作動環境の温度が高くなつても、ガス圧の異常上昇を確実に防止でき、ガス発生器の容器の肉厚みを Sくして小型化及び 6最化を可能にする。

そして、前記破裂板が非金 JS材料であって可 *性を有しているものが好ましい。可攙性を有する破裂板にすると、ガスが通過する開口部の内径にフィットし、機密性を保つことも容易にでき、一斉破裂ではなく、携みの微妙な差によつて順次破裂となつて所定のガス圧制御が行い易いこのような非金 JS材料による破裂板としては、黒鉛シート、セラミツクシート、フィラ一入り耐熱ブラスチックのシ一ト等がある。特に黒鉛シートは一定厚みのものが手に入り易く、高¾点且つ可揍性を有しており、好ましい。このような非金 R材料による前記破裂板を用いると、前記ガス発生器の内圧の最大値を 1 0 0 〔b a r〕以内に SB製することが容易になる。

特に、黒鉛の极械的強度は温度上昇と共に増大し、 2 5 0 0 · Cで温の約 2倍になる。班点も 2 5 0 0 · C以上と高い。黒鉛又は炭素製品は 4 0 0 ' C前後の酸素雰囲気中で酸化が始まるものの、高温のガスに晒される時間は百ミリセック以内の短時間であり、酸化による悪影響が生じない。したがって、黒鉛自体又は黒鉛を主成分とするシートを破裂板に用いることが好ましい。

このような破裂板を有するガス発生器によると、所定の燃焼速度を得ることが容易になり、無機ァジ化物を除く含室素化合物を含む燃料と酸化剤の組み合わせからなる非アジ化系ガス発生剤を用いるガス発生 Sに通している。尚、このような破裂板による燃焼速度の睏螯は、無機アジ化物を除く含窒素化合物を含む燃料と酸化剤の組み合わせからなる非ァジ化系ガス発生剤に限らず他の種類のガス発生剤を使用するガス発生器にも適している。

上述した非アジ化系ガス発生剤の含窒素化合物としては、テトラゾール誘導体，グァュジン誘導体. ァゾジカルボンアミド誘導体，ヒドラジン誘導体. トリアゾール銹導体からなる群から選ばれる 1種又は 2種 J¾ 上がある。

これらの具体例としては、ァゾジカルボンアミド. グァュジン，トリアミノグァ二ジンナイトレート . 硝酸グァニジン，炭酸グァニジン，テトラゾール， 5一アミノテトラゾール， 5、 5 ' —ビー I H—テトラソ' ール， 5一ォキソ 1、 2、 4一トリァゾール，へキサメチレンテトラミン，ジシアンジアミド，ビウレット，ヒドラジン，力ルポヒドラジド，蔡酸ジヒドラジド，ヒドラジン塩酸堪等が举げられる。

その中でも構迪式中に一 NH_a 基又は一 NH—を有する化合物と、構造式中に一 CHO基を有する有機化合物又は一 CHO基を生じ得る有機化合物とを反応させて得られた反応生成物が好ましい例として举げられる。

特に、構造式中に一 NH₂ 基又は一 NH—を有する化合物と、構造式中に一 CHO基を有する有機化合物とを反応させたガス発生剤は、取扱の安全性の見地から好ましいガス発生剤である。

この構造式中に一 NH₂ 基又は一 NH—を有する化合物の具体例としては、ァゾジカルボンアミド，グァュジン，トリアミノグァュジンナイトレート. 硝酸グァニジン. 炭酸グァュジン. テトラゾール. 5—アミノテトラゾール， 5、 5 ' 一ビー I H—テトラゾール. 5一ォキソ 1、 2、 4一トリァゾール，へキサメチレンテトラミン，ジシアンジアミド . ビウレット，ヒドラジン，力ルポヒドラジド，苺酸ジヒドラジド，ヒドラジン塩酸塩，尿素，メラミン等が挙げられ、これらは一種又は二種以上が混合して使用される。

また、前記構造式中に一 C H 0基を有する有機化合物の具体例としては、ホルムアルデヒド（メタナール、以下括弧内は正式名），ァセトァルデヒド（ェタナール）、プロビオンアルデヒド（プ oパナール）， n 一ブチルアルデヒド（ブタナール）， n—ヴアレルアルデヒド（ペンタナール）， π—力ブロンアルデヒド（へキザナール） . ァクレイン（プ nべナール），ク n トンアルデヒド（ 2ーブテン一 1一オール） . グリォキザール等が挙げられ、これらは一種又は二種以上が混合して使用される。

また、前記一 CHO基を生じ得る有機化合物の具体例としては、バラホルムアルデヒド HO (CH_a 0) n H. トリ才キサン（CH₂ 0) ₃ , へキサメチレンテトラミン（C H _a ) ε N ₄ 等が挙げられ、これらは一種又は二種以上が混合して使用される。

このような無 «ァジ化物を除く含窒素化合物を含む燃料に組み合わされる酸化剤の例としては、硝酸塩. ォキソハ nゲン酸塩. 金厲酸化物等が挙げられる。

そのうち硝酸塩の具体例としては、硝酸ナトリウム，硝酸力リゥム，硝酸バリウム，确酸アンモュゥム. 确酸ストロンチウム等が挙げられる o

前記ォヰソハ nゲン酸塩の具体例としては、塩素酸埴，過塩素酸塩，臭素酸塩，過臭素酸堪，ヨウ素酸塩，通ヨウ素酸埴等が挙げられる。更に金 JS酸化物の具体例としては、二酸化マンガン，酸化第二鉄，二酸化亜鉛， ¾酸化カリウム， ¾マンガン酸カリウム. 過酸化バリウム等が挙げられ、これらは 1種又は 2種以上が混合し用いられる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明のガス発生器の一実施例の縦断面図であり、第 2図は、 6 0 リツトルタンクテストで得られる特性図であり、第 3図は、本発明の他のガス発生器の断面図であり、第 4図は、破裂板の破裂状想を示す Ξであり、第 5図は、本発明のガス発生器のガス特性を示すグラフ図である。発明を実施するための最良の形態

本発明に適用されるガス発生器は、内部にガス発生剤を収納し、該ガス発生剤からのガスが通通する方向に対して、順に破裂板と该破裂板が接する開口郎とが設けられているものであればよい。そのようなガス発生器 1としては第 1図に示されるものがある。容器 2の中央室にスクイブ 3とユンハンサー 4が収納され、容器 2の燃焼室 6にガス発生剤 7とクーラント 8が収納され、容耨 2の最外室側にフィルター 1 0が収納されている。その動作を示すと、まずスクイブ 3が点火してェンハンサー 4を発火させる。ェンハンサ一の高温ガスは、ノズル 5を通って燃垸室 6に入る。燃焼室に収納されたガス発生剤 7が着火させられガスが発生する。発生ガスはクーラント 8によって冷却され、フィルター 1 0によつてスラグ成分が除かれる。燃焼室 6のガスは容器 2内の內郎開口郎 9 から外側開口部 1 2に至る通 «経路を経て放出される。

この外側開口 ffi 1 2の内側に破裂板 1 1が接触状想で配 IBされ、ガスが通遇する方向に対して賑に破裂板 1 1と欲破裂板 1 1が接する関ロ郎 1 2が設けられる。力'ス出口である外側開口部 1 2に破裂板 1 1を設けると、ガス発生剤の燃焼による高熱の影響を受けにくい。また、クーラント 8をフィルター 1 0と共に最外室側に収納し、ガス発生剤 7を力ッブに入れ、内部開口部 9に接する力ッブを破裂板となるようにしてもよい。外側開口部 1 2の破裂板 1 1に加えて内部開口部 9にも破裂板を股ける場合、内部開口部 9の破裂板に対する（ 1 ) 式の Bの値を、外側開口部 1 2の破裂板に対する（ 1 ) 式の Bの値より小さくする。すると、内部開口部 9の破裂板が先に破れるものの、燃焼室 6のガス圧の保持が確実になる。もちろん、外側開口部 1 2の破裂板に代えて、内部関口部 9の破裂板だけとすることもできる。

また、クーラント 8やフィルター 1 0はガス発生剤の種類によって用いられたり、用いられなかったする。また、容器 2の区分の仕方も ft大ガス圧に応じて種々のものがある。上述したように、ガス圧が 1 0 0 〔 a r ) 以下の場合には、耐圧がそれほど必要でないため、容器 2を 2 重又は 3重の円筒にせず、単なる円筒にすることもできる。

以下、本発明の実施例を比較例と対比しつつ説明する。〔実施例 1〕

5—アミノテトラゾール（ 5— AT Z) 9. 4 gと、硝酸力リウム（ KN 0₈) 1 5. 7 gをプレスして ø 7mmx高さ 5mmの錠剤にしたガス発生剤の 2 5. 1 gを得た。このガス発生剤の錠剤を、厚さ 0. 3 8mmの黒 ¾シート（A- 5 5 k g f Z c m^a ) を内側に張りつけた ø 1. 5mm径の外側開口部（ディフューザ一） 3 6 0個を有する第 1図の如きガス発生器に収納し、室温 2 5' Cで 6 0リットルタンクテストに供した。そして、第 2図の如き特性曲線を得て、着火に至る迄の時間 t , と、タンク内最大圧力 Pm a xと、この Pm a xに至る迄の時間 t - P m a Xを測定した。

具体的数値は、 , = 6. 5m s , t - Pm a x= 6 0. 4m s . P m a x = 2 3 5. 2 k p aであり、充分なる時間一圧力性能を得た。尚、ガス発生器内の最大ガス圧 == 5 8 〔 b a r〕であった。このときの（ 1) 式の関係はつぎの通りであり、 B 〔k g f /c m^a 〕が 8と 4 0の中 K付近であった。

t X A 0. 0 3 8 X 5 5

Β=· -= 1 3. 9

D 0. 1 5

また、髙温、低温時の特性は表 1に示す通りであり、ガス発生器の周囲温度が + 8 5 ' C又は一 4 0 ' Cでも安定した燃焼が得られた。また、ガス発生器内の最大ガス圧の差は 9 〔b a r〕であった。

表 1

[実施例 2〕実施例 1と同じようにして調製したガス発生剤の錠剤 2 5. 1 gを、厚さ 0. 7 6mmの黒船シート（ A = 5 5 k g f / c m ^a ) を内側に張りつけた # 3. Omm径の外側開口郎（ディフーザー） 9 0個を有するガス発生器に収納して、室温 2 5 · Cで 6 0 リットルタンクに供した。着火時簡 1 ₁ = 4. 6m s , t - Pm a x = 7 6. m s , P m a x = 2 6 0. 7 k p aであり、滴足出来る時間一圧力性能を得た。尚、ガス発生器内の最大ガス圧- 6 1 〔 b a r〕であった。このときの（ 1) 式の関係はつぎの通りであり、 B 〔k g f /c m^a 〕が 8と 4 0の中間付 irであつた。

t X A 0. 0 7 6 X 5 5

B= - 1 3. 9

D 0. 3 0

また、高温、低温時の特性は表 2に示す通りであり、ガス発生器の周囲温度が + 8 5 · C又は一 4 0 · Cでも安定した燃焼が得られた。また、ガス発生器内の最大ガス圧の差は 1 0 〔b a r〕であった。

表 2

〔実施例 3〕

実施例 1と同じようにして翻製したガス発生剤の錠剤 2 5. l gを、厚さ 5 0 #mのアルミ箔（A= 9 0 0 k g i /c m² ) を内側に張りつけた 0 5 mmの外側開口部（ディフューザ一） 2 0掘を有するガス発生器に収納して、室温 2 5 · Cで 6 0 リツトルタンクに供した。着火時間 t j = 3. 6m s , t - Pin a x= 5 1. 2m s , Pm a x = 3 1 7. 5 k p a, ガス発生器内の最大ガス圧 = 9 0. 5 [ b a r〕あり、滴足な時間一圧力性能を得た。このときの（ 1) 式の関係はつぎの通りであり、 B 〔k g f /c m³ 〕は 8〜40の範囲内で、 8に近い値であった

X A 0. 0 05 X 9 00

B = -= 9. 0

D 0. 50

また、高温、低温時の特性は表 3に示す通りであり、ガス発生器の周囲温度が + 85' C又は一 40· Cでも安定した燃焼が得られた。また、ガス発生器内の最大ガス圧の差は 1 3. 4 [ a r) であった。表 3

〔実施例 4〕

実施例 1と同じようにして睏製したガス発生剤の錠剤 25. 1 gを、厚さ 1 0 0 umのアルミ箔（A= 9 00 k g f Zc m^a ) を内側に張りつけ、 ø 9 mmx 2掘、 6 mmx 3個、 Φ 5mmX 3iHの外側開口部を有するガス発生器に収納して、室温 2 5 · Cで 6 0リツトルタンクに供した。着火 t t = 4. 3m s, t -Pma x= 4 9. 8ms . P m a x= 289. 5 k p a. ガス発生器内の δ大ガス圧 = 6 3. 3 〔b a r〕あり、滴足な時間一圧力性能を得た。このときの（ 1) 式の関係は各開口節に対して下記の通りであり、 0 9mm、 Φ 6 mm Φ A. 5 mmのいずれに対しても B Ck g f / c m ² ) が 8と 4 0の中間付近であった。

t X A 0. 0 1 9 0 0

Φ 9mm : B =■ -= 1 0

D 0. 9 x A 0. 0 1 X 9 0 0

Φ 6mm ： B ==· 1 5

D 0. 6

また、高温、低温時の特性は表 4に示す通りであり、ガス発生器の周囲温度が + 8 5 ' C又は一 4 0 ' Cでも安定した燃焼が得られた。また、ガス発生器内の最大ガス圧の差は 1 3. 7 Cb a r ) であった。表 4

[実施例 5〕

実施例 1と同じようにして調製したガス発生剤の錠剤 2 5. Isを、厚さ 4 6 mのステンレス箔 (A= 5 5 0 0 k g f /c m³ ) を内側に張りつけ、 4 7mmの外側開口部（ディフューザ一） 1 2個を有するガス発生器に収納して、室温 2 5 · Cで 6 0 リットルタンクに供した。着火時間 t , = 5. 5m s , t -Pm a x= 4 8. 3m s , P m a x = 2 8 0. 3 k p a . ガス発生器内の最大ガス圧 = 6 3. 3 〔 b a r〕あり、 «I足な時閱一圧力性能を得た。このときの（ 1 ) 式の関係はつぎの通りであり、 B [k g f / c m^a 3 が 8〜4 0の範囲内で、 4 0に近い値であった。

t X A 0. 0046X 5500

-= 3 6. 1

D 0. 7

また、高温、低温時の特性は表 5に示す通りであり、ガス発生器の周囲温度が + 8 5 · C又は一 4 0 · Cでも安定した燃焼が得られた。また、ガス発生器内の最大ガス圧の差は 1 0. 7 〔 b a r〕であった, 表 5

〔比校例 1〕

5—アミノテトラゾール（ 5-AT Z) 9. 4 gと确酸カリウム（K O, ) 1 5. 7 gをプレスして ø 7 mmX高さ 5 mmの錠剤にしたガス発生剤の 2 5. 1 gを得た。このガス発生剤の錠剤を、厚さ 0. 3 8 mmの黒鉛シート（A= 5 5 k g f /c Tn^a ) を内側に張りつけた ø 3 . 0mm径の外側開口（ディフューザ一） 9 0個を有するガス発生器に収納して、室温 2 5 ' Cで 6 0リットルタンクテストに供した。着火時 fffl t 1 = 5. 8m s . t - P m a x = 3. 0 s . P τη a x = 7 2. 5 3 k p aであり、燃焼速度が遅すぎ、かつガス発生器内のガス圧も上昇しなかった。尚、ガス発生器内の最大ガス圧 = 1 5 〔b a r〕であった。このときの（ 1) 式の関係はつぎの通りであり、 B [k g f / c m² ) が 8未満であった。

t XA 0. 0 3 8 X 5 5

B 6. 9 6

D 0. 3

〔比較例 2〕

比皎例 1と同じようにして睏 Sしたガス発生剤の錠剤 2 5. 1 sを、厚さ 1. 7 6mmのグラフアイトシート（A= 5 5 k g f / c m² ) を内側に張りつけ、 Φ 2. 4 mm径の外側関口（ディフューザ一） 1 5 0 锢を有するガス発生器に収納して、室温 2 5 · Cで 6 0 リツトルタンクテストに供した。着火 t 1 = 4· 2 m s , t - P m a x = 1 8. 0 m s . Pm a x = 3 6 0. 6 k P a , ガス発生器内の最大ガス圧 = 2 6 9 〔 b a r〕であり、ガス発生速度が速すぎてガス圧も高く使用するには危険であった。このときの（ 1) 式の関係はつぎの通りであり、 B Ck g f Zc m³ 〕が 4 0を越えている。

t x A 0. 1 7 6 X 55

B = = = 4 0. 3

D 0. 2 4

〔比皎例 3〕

実施例 1と同じようにして翻製したガス発生剤の錠剤 2 5. 1 gを、厚さ 1 3 6 #mのアルミ箔（A= 9 8 0 k g f Zc m^a ) を内側に張りつけ、 0 3 mmの外側開口部（ディフューザ一） 4 0個を有するガス発生器に収納して、 6 0 リツトルタンクテストに供した。着火時 , =

6. 4m s , t -Pm a x = 1 9. 0m s , Pm a x= 4 2 0. 3 k P a . ガス発生器内の最大ガス圧- 2 8 1. 3 〔b a r〕であり、ガス発生器としては燃暁が速すぎてガス圧も高く使用するには危険であった。このときの（ 1) 式の関係はつぎの通りであり、 B [k { / c m² 3 が 4 0を越えている。

t X A 0. 0 1 3 6 X 9 8 0

B = = = 4 4. 4

D 0. 3 0

〔比皎例 4〕

実施例 1と同じようにして睏製したガス発生剤の錠剤 2 5. 1 gを、厚さ 4 6 ;«mのステンレス箔 (A= 5 5 0 0 k g f / c m² ) を内側に張りつけ、 4 6mmの外側開口部（ディフューザ一） 3 0倔を有するガス発生器に収納して、室温 2 5· Cで 6 0 リットルタンクテストに供した。着火時間 , = 6. l m s . t -Pm a x = 2 9. 2m s . P m a x= 3 7 0. 5 k p a , ガス発生器内の最大ガス圧 = 1 9 5. 8 C b a r〕であり、特に t一 Pm a xが速すぎて、ガス発生器内のガス圧も高く危険であった。このときの（ 1 ) 式の関係はつぎの通りであり、 B 〔 k g f / c m ^a〕が 4 0を越えている。

t X A 0 . 0 0 4 6 X 5 5 0 0

B = = = 4 2 . 2

D 0 . 6

つぎに、本発明の他のガス発生群 1 0 1を第 3図により説明する。容器 1 0 2は、第 1容器 1 0 3と第 2容器 1 0 4とをボルト 1 0 6で接合し、一重円筒による単一室の単純な構造になっている。第 2容器 1

0 4の中央の保持郎 1 1 6にスクイブ 1 0 8を挿入し、かしめ節分 1 0

7でスクイブ 1 0 8を固定している。保持部 1 1 6に孔 1 0 9を有するアルミ筒 1 1 0が被せられ、着火剤 1 1 1の位 fi決めを行っている。このアルミ简 1 1 0と着火剤 1 1 1は金網 1 1 2の底 1 1 2 aの上に押し当てられている。金網 1 1 2の円筒壁 1 1 2 bの内部にガス発生剤 1 1

3が詰め込まれ、第 2容器 1 0 4で蓋されると共に押しこまれている。また、第 1容器 1 0 3の外周壁部 1 0 3 aに 4 0個以上の多数の開口

Sli 1 1 4が設けられ、ガスの出口となっている。この開口郎 1 1 4の内側に、黒鉛シートの破裂板 1 1 5が接着剤で張り付けられている。図示例の開口部 1 1 4の形状は円であるが、円に限らず棺円ゃ四角であってもよい。

つぎに、このガス発生器 1の作動を鋭明する。まず、リードビン 1 0 8 aを通じて所定の ¾流がスクイブ 1 0 8の図示されていない 3柵線に流れると、スクイブ 1 0 8内の火薬が発火し、スクイブ 1 0 8先端が破られ、高温で高圧のガスが放出される。この高温ガスは *火剤カップ内の着火剤 1 1 1を着火させる。着火剤 1 1 1の高温ガスがガス発生剤 1 1 3を燃焼させる。ガス発生剤 1 1 3が燃焼して発生するガスで容器 1 0 2内の圧力が髙まるが、所定圧力に達するまでは、黒鉛シートの破裂板 1 1 5による耐熱性でもって高温ガスに耐えて圧力保持を行う。そのため、ガス発生剤 1 13が非アジ化ソーダ系であっても、圧力が上がらず徐々にしか燃焼しないということがなくなる。蓄積されるガス Sが多くなると、ガス圧が所定圧力に連し、開口郎 1 14の破裂板 1 1 5が破裂しはじめ、開口部 1 14からガスが放出される。開口する開口郎1 1 4の数はガス圧に依存し、ガス圧が高いと開口する開口郎 1 14の数が多くなる。そのため、ガス圧が所定値に保たれる。

第 3図の破裂板は容器 102の外周の開口節の内側に設けられている。このように、ガス発生剤のガス圧を制御するためには、ガスが通 ¾する方向に対して、願に破裂板と ¾破裂板が接する開口郎とが設けられておればよい。ガス発生雜のガスの出口を梅成する開口部に破裂板を取り付けることが好ましいが、容器内の燃焼室を壁で囲い、この壁に開口郎を股け、この開口部に破裂板を設けるものであってもよい。また、ガス出口の開口節と上記した燃焼室の開口郎の両方に破裂板を設けるものであってもよい。また、開口部の大きさは一種類に限らず、大中小の 3種類の大きさとし、それぞれに黒シートの破裂板を股けることもできる。この場合には、圧力制御はより確実となる。さらに、内側は黑»シ一ト、外側はアルミ箔というように、非金属材料と金 IS材料を積暦した破裂板であってもよい。

つぎに、上述したガス発生器の圧力特性の実驗例を以下に説明する。まず、黒鉛シート製破裂板の破裂の状況を説明する。実 »に用いたガス発生 Sの形状は第 3図と同様のものであり、孔 1 14は、 1. 5mm 径であり、 60· の千鳥配置でピッチは 3 mmとし、設定孔数は 320 iBである。また、破裂板 1 15として厚み 0. 38 mm, 引張強度 55 k g f / c m^a の黑鉛シ一ト（日本バルカェ莱製カーボンシート V F 3 0) を用いた。またガス発生剤は、 ADCA (ァゾジカルボンアミド） /KNO， KC 1 O_a ZS iゴム（バインダ一）の混合物で 1· 5 m m径に顆粒したものである。このガス発生剤はガス化率が高く捕捉すベき残滓量が少ないので、フィルターを省いた状想にした。なお、ガス発生器の周囲温度は常温とした。

そして、ガス発生剤の薬量を 2 0〜 2 5 gの簡で変化させた場合の、開口部の開口率の変化を表 6に示す。薬量が増えるということは、ガス置が多くなつてガス圧が増加することを意味する。薬量が增えると共に、開口率が増加しており、ガス圧に応じた細かい開口面積の增大が連成されている。また、破裂しなかった破裂板の状態を目視観察すると、凸状に膨出変形したまま残っていた。

表 6

(1) 開孔率 =開孔数設定孔数（3 2 0ケ）

(2) 開孔数 1のときの開孔面積 = ( 0 . 0 7 5 ) ² 3 . 1 4 c m ³ このことは、第 4図に示される開口部 1 1 4の半径 2と破裂板 1 1 5の強度に基づく厚み tを適切に選定しておくと、可摟性を有する破裂板 1 1 5が第 4図の二点鎖繚のように略均一な凸状の膨出変形を経た後順次破裂する。

第 5図は本発明例の 6 0リットルタンクテストにおける特性図である。また、第 5 BIにおいて、実敏はガス発生器の容器内のガス圧〔b a r 〕の上昇を示し、一点蛾 «はタンク内の圧力上昇〔P a〕を示している。容器内のガス圧の上昇の程度は aの部分で頭打ちとなっており、一定時 fflの間、約 5 0 〔b a r〕のガス圧に保たれ、その後徐々に滅圧している。このように、ガス圧を低く^!つと、容 Sの耐圧レベルを下げることができ、容雜の小型化及び β量化が可簾になる。また、一定時閱、ガス圧を 5 0 〔b a r〕のように低く保つことができると、圧力が ffiくなると共に燃焼速度も早くなる圧力指数の高いガス発生剤であっても、燃焼速度を抑えて安定燃焼させることができる。このため、ガス化率が高くても、圧力指数が高くて不適切とされてきたガス発生剤も使用でき、ガス発生 «の一 JBの小型化と β重化が可陡になる。産集上の利用可能性

上述のように、非ァジ化系ガス発生剤のように燃烷速度の周囲湿度による影響が大きいガス発生剤を収納する場合であっても、危険のない燃焼速度を保ち、めて安定に燃焼させることが出来る。

Claims

睐求の範囲

1. 内部にガス発生剤を収納し、はガス発生剤からのガスが通遇する方向に対して、順に破裂板とは破裂板が接する開口部とが投けられているガス発生器であって、

前記破裂板の引張り強さを A Ck g f /cm^a ] 、前記破裂板の厚みを t 〔c m〕、破裂板が接する開 0郎の円相当径を D (c m) としたとき、下記の（ 1) 式を充足するように前記破裂板の厚み tと前記開口部の円相当径 Dを設定したガス発生器。

BXD

t = 但し、 B= 8〜40 · · · ( 1)

A

2. 前記開口部が祓数個股けられ、且つ前記（ 1) 式における前記破裂板の厚み t 〔c m〕を一定に固定したとき、 B = 8〜 4 0の範囲で変化させた前記開口部の円相当径 Dを禝数の組み合わせとした S求の範囲第 1項に記載のガス発生器。

3. 前記ガス発生器の前記ガスの発生量に対する前記開口部の ί¾面稷が、棲準状想（ 2 73 · Κ. 1気圧）で 0. 1 43 〔c m^a /リットル〕以上である請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のガス発生器。

4. 前記ガスの前記ガス発生器内の最大圧力が 1 0 0 〔b a r〕以下である睛求の範囲第 1項乃至第 3¾のいずれかに記載のガス発生器。

5. 前記破裂板の材 Rが金厲箔，金) Sシート，黑鉻シート，耐熱性高分子シートからなる群から選ばれる 1種又は 2種以上である請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれかに記載のガス発生器。

6. 前記金厲箔又は金 JSシートの材 »が、ステンレス，アルミニウム合金，マグネシウム，チタン. チタン合金，鐶，銅合金. ュッケル. ニッケル合金，亜鉛，亜鉛合金からなる群から選ばれる 1種又は 2種以上である請求の範囲第 5項に記載のガス発生器。

7. 前記ガス発生剤が、無機アジ化物を除く含室素化合物を含む燃料と酸化剤の組み合わせである請求の範囲第 1項に記載のガス発生器。

8. 前記含 g素化合物がテトラゾール誘導体，グァュジン誘導体. ァゾジカルボンァミド誘導体，ヒドラジン誘導体，トリァゾール誘導体の一種以上である »求の範囲第 7項に記載のガス発生器。

9. 前記酸化剤が、硝酸塩，才キソハ口ゲン酸坦，金厲酸化物からなる群から ¾ばれる 1種又は 2種以上である糖求の範囲第 7項に記載のガス発生 ϋ。

1 0. 内 ffiにガス発生剤を収納し、眩ガス発生器からのガスが通 ¾する方向に対して、頫に破裂板と破裂板が接する開口郎とが投けられているガス発生港であって、

前記破裂板の全郎又は一部が »点が 500 * C以上の非金属材料で形成されているガス発生器。

1 1. 前記破裂板の引張り ¾さを A [k g f /c m³ ] 、前記破裂板の厚みを t 〔c m〕、破 S板が接する開口部の円相当径を D 〔c m〕としたとき、下記の（ 1) 式を充足するように前記破裂板の厚み tと前記関口郎の円相当径 Dを設定した «求の範囲第 1 0項に記載のガス発生器。

BXD

-、但し、 B= 8〜40 · · · ( 1)

A

1 2. 非金 JS材料による前記破裂板が可摟性を有している講求の範囲第 1 0項又は 1 1項に記載のガス発生器。

1 3. 宑金 Κ材料による前記破裂板が黒 ½自体又は黑 ίδを主成分とするシートである請求の範囲第 1 D項乃至第 1 2項のいずれかに記載のガス発生器。

1 4. 前記ガス発生器の内圧の最大値が 1 0 0 〔b a r〕以内である腈求の範囲第 1 0項乃至第 1 3項のいずれかに記載のガス発生器。