WO2002051675A1

WO2002051675A1 - Airbag et generateur de gaz pour air bag

Info

Publication number: WO2002051675A1
Application number: PCT/JP2001/011575
Authority: WO
Inventors: Katsuhito Miyaji; Yasunori Iwai
Original assignee: Daicel Chemical Industries, Ltd.
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2002-07-04
Also published as: EP1346886A4; TW521052B; DE60129248T2; DE60129248D1; US20040051289A1; US7114746B2; EP1346886A1; EP1346886B1

Description

エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置発明の属する技術分野

本発明は、衝撃から乗員を保護するエアバッグ用ガス発生器であって、特にその作動性能に特徴を有するエアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置に関する。従来の技術

自動車等の車両には、該車両が高速で衝突した際に、慣性により搭乗者がハンドルや前面ガラス等の車両内部の硬い部分に激突して負傷又は死亡することを防ぐために、ガスによりバッグを急速に膨張させ、搭乗者の危険な箇所への衝突を防ぐェアバッグシステムが搭載されている。

かかるエアバッグシステムは、乗員の体格（例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しくは子供等）や、その搭乗姿勢（例えば八ンドルにしがみついた姿勢）等が異なる場合であっても、乗員を安全に拘束可能であることが望ましレ^ そこで従来、作動時初期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動する様なエアバッグシステムの提案がなされている。

特開平 8— 207696号公報においては、二段階でガスを発生させ、一段目で比較的ゆっくりバッグを膨張させ、二段目で迅速なガス発生を行わせるため、 2種類のガス発生剤のカプセルを用いることが提案されているが、ガス発生器内の構造が複雑であり、容器の大きさが大きくなりコスト高の要因となるという欠点を有する。

又、米国特許第 4,998,751号や、米国特許第 4,950,458号に於いても、ガス発生器の作動機能を規制するため二つの燃焼室を設けてガス発生剤を二段階に燃焼させることが提案されているが、その構造が複雑であり、未だ充分なものとはい

1 えない。

また、ガス発生器の作動に関しては、車両の衝突直後に於いて迅速に作動し、乗員が車両内の構造物に激突する前に、両者間にクッションを形成する必要がある。

その為、衝撃を感知したセンサーから受領した作動信号によって、直ちに作動し、且つエアバッグを膨張させるために十分な量の作動ガスを迅速に生じさせるガス発生器が要求される。

かかる課題は、従来提供されている多くのガス発生器によっても、既に解決されている。

しかし、従来提供されているガス発生器では、それに使用されるガス発生剤、即ち実際にエアバッグを膨張させる為の作動ガスを生じさせる組成物毎に設計されたものであることから、使用されるガス発生剤の特性（例えば、燃焼性能など）が変わった場合には、十分な作動性能を得ることはできなかった。本発明の開示

本発明は、簡易な構造でありながらも、その作動初期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動し、且つ引続く作動段階において、乗員を確実に保護し得るエアバッグ用ガス発生器を提供するものであり、例えば運転席用のガス発生器では、ガス発生器作動開始から 10 ミリ秒の間のエアバッグの膨張速度を従来よりもより緩やかにすると共に、 30乃至 50ミリ秒後においては十分に乗員を拘束するような作動性能を示すエアバッグ用ガス発生器を提供する。またこのガス発生器を用いたエアバッグ装置を提供する。

本発明の上記目的は、ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段収容室、外側に燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、該内筒部材の周面には、点火手段収容室と燃焼室とを連通可能とする複数の伝火孔が形成されており、該複数の伝火孔は、該内筒部材の端部からの距離が、内筒部材の軸方向長さの 3 0 %未満に形成されていることを特徴とするエアバッグ用ガス発生器によって達成される。そしてこの複数の伝火孔は、該内筒部材の端部からの距離が、内筒部材の軸方向長さの 2 5 %以内に形成されていることが望ましい。 - 上記内筒部材は、ハウジングの内側に配置されるものであり、内側に点火手段収容室、外側に燃焼室を形成を区画するものである。依って、この内筒部材の内側には、少なくとも点火手段収容室を設ける必要があるが、更に他の室、例えば内筒部材の外側とは別に存在する燃焼室（即ち、第二の燃焼室）を設けても良い。点火手段収容室は、ガス発生器の作動を開始させる点火手段を収容する室であり、燃焼室は、作動した点火手段によって着火 ·燃焼されるガス発生手段を収容する室である。そして、伝火孔は、ガス発生手段を着火するための点火手段の火炎を、燃焼室に噴出させるための貫通孔である。また、この内筒部材は、少なくとも筒状の周壁面を有するものであれば、その端部開口にはフランジを備えたものも含む。

上記本発明に於いて、ハウジング内に配置される内筒部材の一端側には、作動の為の着火電流が印加されて作動する点火器を収容し、複数の伝火孔は、内筒部材の軸方向中央よりも、点火器が配置される側の他端寄りに形成することができる。

更に、本発明のガス発生器は、ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段を収容する点火手段収容室、外側にガス発生剤を収容する燃焼室を形成し、該内筒部材の周面には、点火手段収容室と燃焼室とを連通可能とする複数の連通部を周方向に形成しており、複数の連通部は、隣り合う連通部同士の中心角を 6 0 ° より大きくすることもできる。上記ガス発生器は、通常、点火手段収容室内に配置された点火手段が作動すると火炎を生じさせ、この火炎は内筒部材の周面に形成される複数の伝火孔から燃焼室内に噴出するものとして形成されている。そこで本発明では、前記課題を解決するために、この伝火孔から噴出する火炎の噴出角を調整したエアバッグ用ガス発生器を提供する。

即ち、ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段を収容する点火手段収容室、外側にガス発生剤を収容する燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、該内筒部材の周面には、点火手段の作動によって生じた火炎を燃焼室に噴出する複数の伝火孔が形成されており、該伝火孔は、 4 5 ° の仰角及び俯角で、当該火炎を燃焼室に噴出することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器である。

上記本発明のガス発生器によれば、作動初期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動し、且つ引続く作動段階において、乗員を確実に保護し得るエアバッグ用ガス発生器とすることができる。

具体的には、ガス発生器の作動性能が、タンク燃焼試験に於ける所望のタンク最大圧を P (kPa)、タンク圧の立ち上がり開始からタンク最大圧 P (kPa)到達までの時間を Tミリ秒とした時、 0.25XTミリ秒後のタンク圧力が 0.25xP (kPa)以下とすることができる。この作動性能は、更に 0.80XTミリ秒後のタンク圧力が 0.70xP (kPa)以上となるように調整されている事が望ましい。

また、本発明のガス発生器では、ガス発生器の作動時に於けるハウジングの内部圧力のピークが、着火電流印加後、 10〜20ミリ秒に現れることが望ましレ^即ち、着火電流印加後 1 0〜2 0ミリ秒に、最大ハウジング内圧に到達することが望ましい。

本発明のガス発生器においてはハウジング内の燃焼最大内圧がピークになる着火電流印加後 10〜20ミリ秒までは、ガス排出口から徐々にガス発生剤の燃焼ガスを排出してガス発生器の圧力を上昇させると共に、前記タンク内の圧力を緩やかに上昇させる。そして該ガス発生器のハウジング内の圧力がピークとなつた後に於いて、乗員を拘束するのに満足な量のガスを前記ガス排出口から急速に排出し、ガス発生器内圧力を下げると共にタンク内の圧力を一気に上昇させる。このようなガス発生器は、上記の如く夕ンク燃焼試験に於ける所望のタンク最大圧を

P (kPa)、タンク圧の立ち上がり開始からタンク最大圧 P (kPa)到達までの時間を Tミリ秒とした時、 0.25XTミリ秒後のタンク圧力が 0.25x P (kPa)以下となるように作動性能が調整されたエアバッグ用ガス発生器が実現する。このような作動性能を示す本発明のガス発生器では、作動初期の段階での出力が抑えられるため、モジュール内に収容されているエアバッグ（袋体）が、初期の段階で急速に膨張することなく、乗員に対して過剰な衝撃を与えることを抑制し得る。これに対し、上記 0.25XTミリ秒後のタンク圧力が 0.25xP (kPa)以上の場合には、作動状況 (例えば、外気温度など）によっては、バッグがモジュールを破って出てきた時の勢いが強くなりすぎる場合もあり、本発明の目的とする効果を得ることが困難な場合もある。

本発明にかかるエアバッグ用ガス発生器では、少なくともハウジング内を燃焼室と点火手段収容室とに区画する内筒部材に形成される伝火孔が、該内筒部材の中央よりも、何れか一方の端部寄りに形成されている必要があるが、これ以外のその他の構成、例えばガス発生手段の組成や形状、ガス発生手段の燃焼によって発生した作動ガスを冷却及び/又は浄化するためのクーラントやフィルターの有無、或いはハウジングの全体形状等は適宜作動性能に合わせて調整することができる。例えば、燃焼して作動ガスを発生するガス発生手段に関しては、従来から広く使用されている無機アジド、例えばナトリウムアジド（アジ化ナトリウム）に基づくアジド系ガス発生剤の他、無機アジドに基づかない非アジド系ガス発生剤等も使用することが可能である。またハゥジングに形成されるガス排出口の大きさや数、ハウジングサイズゃ全体形状等は作動性.能や収容スペースなどに応じて適宜調整することができる。

上記のエアバッグ用ガス発生器は、該ガス発生器で発生するガスを導入して膨張するエアバッグ（袋体）と共にモジュールケース内に収容され、エアバッグ装置となる。このエアバッグ装置は、衝撃センサが衝撃を感知することに連動してガス発生器が作動し、ハウジングのガス排出口から作動ガスを排出する。この作動ガスはエアバッグ内に流入し、これによりエアバッグはモジュールカバーを破つて膨出し、車両中の硬い構造物と乗員との間に衝撃を吸収するクッションを形成する。

本発明のエアバッグ用ガス発生器は、作動時初期の段階に於いて乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動しながらも、その後急速にエアバッグを膨張させることにより乗員を確実に保護することのできる簡易な構造のエアバッグ用ガス発生器を提供する。

次に、本発明は、従来のガス発生器に使用されているガス発生剤よりも、着火性の劣るガス発生剤であっても使用可能とした構造を有するエアバッグ用ガス発生器を提供するものであり、このようなガス発生剤であっても、作動初期の段階に於いて十分な作動性能を発揮し得るガス発生器を提供するものである。またこのガス発生器を用いたエアバッグ装置を提供する。

本発明の上記目的は、ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段を収容する点火手段収容室、外側にガス発生剤を収容する燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、該内筒部材の周面には、点火手段の作動によって生じた火炎を第一燃焼室内に噴出させる複数の伝火孔が形成されており、該伝火孔は、前記内筒部材の端部からの距離が、該内筒部材の軸方向長さの 3 0〜7 0 %となる範囲内に形成されていることを特徴とするエアバッグ用ガス発生器によって達成される。

また、内筒部材の周面には、点火手段収容室と燃焼室とを連通可能とする複数の連通部が周方向に形成されており、該複数の連通部は、隣り合う連通部同士の中心角が 6 0 ° 以下、好ましくは 4 5 ° 以下となるように調整されていることを特徴とするエアバッグ用ガス発生器によっても達成される。

上記内筒部材は、ハウジングの内側に配置されるものであり、内側に点火手段収容室、外側に燃焼室を形成を区画するものである。依って、この内筒部材の内側には、少なくとも点火手段収容室を設ける必要があるが、更に他の室、例えば内筒部材の外側とは別に存在する燃焼室（即ち、第二の燃焼室）を設けても良い。点火手段収容室は、ガス発生器の作動を開始させる点火手段を収容する室であり、燃焼室は、作動した点火手段によって着火 ·燃焼されるガス発生手段を収容する室である。そして、伝火孔は、ガス発生手段を着火するための点火手段の火炎を、燃焼室に噴出させるための貫通孔である。また、この内筒部材は、少なくとも筒状の周壁面を有するものであれば、その端部開口にはフランジを備えたものも含む。

この連通部としては、例えば、内筒部材に、その半径方向に貫通する 1又は 2 以上の伝火孔によって形成することができる。即ち、例えば 1つの伝火孔を連通部とした場合には、実質的に前記連通部と伝火孔は同義となるが、各貫通部が、それぞれ複数の伝火孔で形成されている場合には、複数の伝火孔で構成された所謂伝火孔群が、内筒部材の周方向に、上記所定間隔毎に形成されることとなる。特に連通部を 1つの伝火孔で形成する場合、この伝火孔は、内径 1 ~ 4 mm、好ましくは 1 . 8〜3 . 2 mmに形成されていることが望ましい。

更に、上記ガス発生器に於いて、前記複数の連通部は、そこから噴出する点火手段の火炎や熱ミストの噴出角が、該連通部中心との直交軸を中心として、左右に 6 0 ° 以上、好ましくは 9 0 ° 以上となる水平角範囲内に調整されていることが望ましい。

また、前記解決課題は、ガス発生器の作動に際し、着火電流印加後 5〜20ミリ秒後に、前記ハウジングの内部圧力が最大となるガス発生器によっても解決できる。この場合、点火器に着火電流を印加した後 2ミリ秒に着火しているガス発生剤の表面積が、当初燃焼室内に収容した全ガス発生剤の表面積の 3 0〜9 0 %以上、より好ましくは 4 0 ~ 6 0 %以上であることが望ましい。

上記本発明のガス発生器に依れば、前記連通部から噴出される点火手段の火炎により、燃焼室内に収容されたガス発生剤が一気に着火されて、燃焼を開始することができる。ち、ガス発生器作動開始初期の段階に於けるガス発生剤の着火性を向上させることができる。

上記本発明にかかるエアバッグ用ガス発生器では、少なくともハウジング内を燃焼室と点火手段収容室とに区画する内筒部材を配置し、且つこの内筒部材の周面に、周方向に形成され、両室を連通可能とする連通部は、隣り合う連通部同士の中心角が 6 0 ° 以下に調整されている必要があるが、これ以外の構成、例えばガス発生手段の組成や形状、ガス発生手段の燃焼によって発生した作動ガスを冷却及び Z又は浄化するためのクーラントやフィルターの有無、或いはハウジングの全体形状等は適宜作動性能に合わせて調整することができる。例えば、燃焼して作動ガスを発生するガス発生手段に関しては、従来から広く使用されている無機アジド、例えばナトリウムアジド（アジ化ナトリウム）に基づくアジド系ガス発生剤の他、無機アジドに基づかない非アジド系ガス発生剤等も使用することが可能である。またハウジングに形成されるガス排出口の大きさや数、ハウジングサイズや全体形状等は、作動性能や収容スペースなどに応じて適宜調整することができる。

本発明は、着火性の劣るガス発生剤であっても使用可能とした構造を有するェァバッグ用ガス発生器であって、更にこのようなガス発生剤であっても、作動初期の段階に於いて十分な作動性能を発揮し得るガス発生器とすることができる。即ち、使用されるガス発生剤の特性（例えば、燃焼性能など）が変わった場合であっても、初期の作動性能、または此に近似する作動性能が得られるガス発生器が実現する。

更に、このような効果を有するエアバッグ用ガス発生器が、簡易な構造によつて実現されている。

上記のガス発生器の作動性能は、以下に示すタンク燃焼試験によっても確認することができる。

<タンク燃焼試験 >

内容積 60リットルの SUS (ステンレス鋼）製タンク内に、エアバッグ用ガス発生器を固定し、室温においてタンクを密閉後、外部着火電気回路に接続する。別に夕ンクに設置された圧力卜ランスデューサ一により、着火電気回路スィッチを入れた（着火電流印加）時間を 0として、タンク内の圧力上昇変化を時間 0〜 200ミリ秒の間測定する。各測定データをコンピュータ処理により最終的にタンク圧力/時間曲線として、ガス発生器の作動性能を評価する曲線（以下「タンクカーブ」とする）を得る。燃焼終了後はタンク内のガスを一部抜き取り、 CO及び NOx等のガス分析に供することもできる。

そして、同様に、ハウジング内部の圧力も、着火電流印加時間を 0として、その圧力上昇変化を時間 0〜200ミリ秒の間測定し、ハウジング内部圧力の経時変化を得る。これにより、ハウジングの内部圧力が最大となるまでの時間、即ち最大内圧到達時間を特定することができる。

本発明に於けるタンク最大圧力とは、このタンク燃焼試験に於ける SUS製夕ンク内の最大圧力のことであり、また最大内圧とはガス発生器を作動させた際のハウジング内の最大圧力（即ち、最大ハウジング内圧）のこ、とである。図面の簡単な説明 ·

図 1は、本発明のガス発生器の好ましい実施態様を示す縦断面図である。図 2は、本発明のエアバッグ装置を示す略図である。図 3は、実施例に示したタンク試験のタンクカーブである。

図 4は、図 1に示すガス発生器の要部水平断面図である

符号の説明

1 ディフユ一ザシェル

2 クロージャシェル

3

4 点火器

.5 伝火薬

6 ガス発生剤

7 クーラント ·フィル夕発明の実施の形態 1

以下、図面に示す実施の形態に基づき、本発明のエアバッグ用ガス発生器のハウジング、及びこれを使用したエアバッグ用ガス発生器を説明する。

図 1は、本発明のエアバッグ用ガス発生器の一実施形態を示す縦断面略図である。

この図に示すガス発生器は、ガス排出口 1 1を有するハウジング 3内に、電気式点火器 6と伝火薬 7とで構成された点火手段と、該点火手段の作動によりエアバッグを膨脹させるための作動ガスを発生するガス発生手段（即ち、ガス発生剤 8 ) とを含んで収容し、更にガス発生剤 8が収容される燃焼室 9とハウジング 3 の周壁部との間には、ガス発生剤 8の燃焼によって発生した作動ガスを冷却するクーラント/フィル夕一手段（即ち、クーラント 5 ) を配設している。そして、このクーラント 5のディフューザシェル 1側端部には、筒状部 1 9を有するデフレク夕一部材 1 8を配置している。

ハウジング 3は、有蓋筒体形状のディフューザシェル 1と有底筒体形状のクロージヤシエル 2とによって形成されており、両シェルは、それぞれの開口に形成された外向きフランジ部 53,58で溶接一体化されている。この内、クロージャシエルの周壁は、フランジ部 53側が半径方向外側に広がるものとして形成されている。

このハウジング内には、ハウジングの天井部内面に接合するフランジ部 2 4を備えた筒状の内筒部材 4が配置されており、この内筒部材 4の内側を点火手段収容室 1 0、外側を燃焼室 9としている。両室は、内筒部材 4の周面に形成された伝火孔 1 4によって連通可能なものとして形成されている。そして点火手段収容室 1 0内には、作動信号（即ち、作動の為の着火電流）を受領して作動する点火器 6と、該点火器の作動によって着火 ·燃焼する伝火薬 7とで構成された点火手段が収容され、また燃焼室 9には、点火手段の火炎（本実施の形態では伝火薬 7 の火炎）によって着火 ·燃焼し、エアバッグを膨出させるための作動ガスを発生させるガス発生剤 8が収容されている。

点火手段を構成する点火器 6は、その下端が内筒部材 4の下端開口をかしめることによって固定されており、伝火薬 7は点火器 6の直上に配置されている。そして、前記内筒部材 4の周面に形成される伝火孔 1 4は、内筒部材に於いて点火器を固定する側とは反対側（即ち、図面上伝火薬 7側）に形成されている。本実施の形態に於いて、この伝火孔 1 4は、フランジが形成されている側の端部から、内筒部材 4の軸方向長さの 3 0 %未満の範囲に形成されている。

ガス発生剤は、伝火孔 1 4から噴出する伝火薬の火炎や熱ミスト等によって着火される。そして前記の様に、伝火孔 1 4の形成箇所（高さ）を調整することにより、着火電流印加後 2ミリ秒に於けるガス発生剤の着火面積を調整することができる。例えば、内筒部材の軸方向長さを約 2 9 mmとし、伝火孔を、当該フランジ部端面から 7 mmの位置に形成した場合には、着火電流印加後 2ミリ秒に於いて、当初充填したガス発生剤総表面積の 5 0 %が着火することが考えられる。端部をかしめて点火器 6を固定した内筒部材 4は、後述するクロージャシェル 2の開口部 6 0内に収容され、点火器 6を固定した状態に於いてクロージャシェル 2に溶接 '一体化されている。具体的には、開口部 6 0に、ハウジング 3の内側に曲折する筒状部 6 1を一体状に形成し、この筒状部 6 1と内筒部材 4とを溶接している。. 筒状部 6 1をハウジング 3の内側に曲折していることから、当該筒状部 6 1だけがハウジング 3の軸方向外側に突出することはなく、その分、ハウジング 3自体の全体の高さを抑えることができ、ひいてはガス発生器全体の高さを抑えることができる。逆に、このように形成したガス発生器を、筒状部 6 1をハウジング 3の外側に曲折したガス発生器と同じ高さに形成した場合には、同じ高さ及び外径であっても、ハウジングの内部容積を十分に大きくすることができる。また、筒状部 6 1により、ガス発生手段を支持する略環状のアンダープレート 2 2を支持することができる。

積層金網等を用いて形成された筒状のクーラント 5は、各シェル 1， 2の端部に形成された曲折部によつて支持されて、ハウジングの内周面と略対向上に配置される、そしてこのクーラント 5の外周面とハウジング 3の内周面との間には、作動ガスの流路となる間隙 2 0が形成されている。この間隙 2 0により、クーラント 5は全面的に且つ効果的に機能することができる。

このクーラント 5は、作動ガスの通過に際しても、その圧力により、半径方向外側に膨出しないものが好適に使用される。これは、仮にクーラント 5がガス発生手段の通過によって膨出した場合には、クーラント 5とハウジング内周面との間に確保される間隙 2 0が閉塞され、事実上ガス流路として機能し得なくなるためである。依って、この実施の形態に示すク一ラント 5は、半径方向への引張り強度が 1 2 0 5 4 N ( 1 2 3 0 k g f ) に形成されている。

このクーラント 5の端面と、ディフユ一ザシェル 1内面との間には、デフレク夕一部材 1 8が配置されている。このデフレクタ一部材 1 8は、ガス発生剤 8として、燃焼によって流動体又は半流動体の燃焼生成物を生じさせるものを使用した場合に有用である。

即ち、ガス発生剤の燃焼に依って生じた燃焼生成物を、このデフレクタ一部材 1 8の筒状部 1 9に付着、又は衝突後落下させることで除去できるためである。またこのデフレクタ一部材 1 8中、クーラント 5の端面に当接する環状部 1 6は、適宜弾性を有するものとして形成されていることから、燃焼室 9の半径方向外側に配置されるクーラント 5として、軸方向への伸縮の少ない金網製クーラント 5 を使用することもできる。更にデフレクタ一部材 1 8は、クーラント 5の内周面に当接する壁部 1 7を環状部 1 6に一体形成している。これにより、クーラント 5の位置決め及び固定、並びに作動ガスがクーラントを通過することなく排出される所謂ショートパスを阻止することができる。

上記のように形成されたガス発生器では、作動の為の着火電流が印加されて作動した点火器 6により、伝火薬 7が着火されて燃焼し、その火炎は内筒部材 4の伝火孔 1 4を通って、ガス発生剤 8の収容空間内に放出される。この伝火薬 7の火炎は、ガス発生剤 8を着火-燃焼させることとなるが、その一部が直接クーラント 5を通過した場合であっても、デフレクタ一部材 1 8の筒状 ¾5 1 9に当たり、そのままガス排出口 1 1から噴出する事態を阻止することができる。伝火薬 7の火炎によつて着火されたガス発生剤 8から発生する作動ガスは、クーラント 5を通過して、ク一ラント 5外周面とハウジング 3内周面との間に確保された間隙 2 0内に到達する。グーラント 5を通過した作動ガス中に流動体又は半流動体の燃焼生成物が含まれている場合には、間隙 2 0内に配置されたデフレクタ一部材 1 8の筒状部 1 9に衝突-付着して、作動ガス中から除去されることとなる。発明の実施の形態 2

この図に示すガス発生器は、ガス排出口 1 1を有するハウジング 3内に、電気式点火器 6と伝火薬 7とで構成された点火手段と、該点火手段の作動によりエアバッグを膨脹させるための作動ガスを発生するガス発生手段（即ち、ガス発生剤 8 ) とを含んで収容し、更にガス発生剤 8が収容される燃焼室 9とハウジング 3 の周壁部との間には、ガス発生剤 8の燃焼によって発生した作動ガスを冷却するクーラント Zフィルター手段（即ち、クーラント 5 ) を配設している。そして、このクーラント 5のディフューザシェル 1側端部には、筒状部 1 9を有するデフレクタ一部材 1 8を配置している。

ハウジング 3は、有蓋筒体形状のディフューザシェル 1と有底筒体形状のク口ージヤシエル 2とによって形成されており、両シェルは、それぞれの開口に形成された外向きフランジ部 53，58で溶接一体化されている。この内、クロ一ジヤシエルの周壁は、フランジ部 53側が半径方向外側に広がるものとして形成されている。

このハウジング内には、八ウジングの天井部内面に接合するフランジ部 2 4を備えた筒状の内筒部材 4が配置されており、この内筒部材 4の内側を点火手段収容室 1 0、外側を燃焼室 9としている。両室は、内筒部材 4の周面に形成された複数の連通部によって連通可能なものとして形成されている。本実施の形態に於いて、この連通部は伝火孔 1 4として具体化されており、各連通部は、内径 1 . 8〜3 . 2 mmに形成された 1つの伝火孔 1 4によって構成されている。但し、これよりも小径とした複数の伝火孔を組み合わせて（伝火孔群として)、連通部とすることもできる。

この伝火孔 1 4を、内筒部材 4の端部からの距離（L) が、該内筒部材の軸方向長さ（L 1 ) の 3 0〜7 0 %となる範囲内に形成すれば、ガス発生剤 8の着火性能を向上させることができる。例えば、図 1に示すように軸方向長さ（L 1 ) が 2 9 mmの内筒部材を使用して、ディフューザシェル側端部から 1 0 mmの位置に伝火孔 1 4を形成した場合、着火電流印加後、大凡 8 . 2ミリ秒後にハウジングの内部圧力が最大となる。内筒部材 4の軸方向長さは、原則としてガス発生器内に配置した状態を基準とするが、殆どの場合、ガス発生器に組み付ける前の状態を基準としても特段の差違は生じない。

そして点火手段収容室 1ひ内には、作動信号（即ち、作動の為の着火電流）を受領して作動する点火器 6と、該点火器の作動によって着火 ·燃焼する伝火薬 7 とで構成された点火手段が収容されている。点火手段を構成する点火器 6は、その下端が内筒部材 4の下端開口をかしめることによつて固定されており、伝火薬 7は点火器 6の直上に配置されている。また燃焼室 9には、点火手段の火炎（本実施の形態では伝火薬 7の火炎）によって着火 ·燃焼し、エアバッグを膨出させるための作動ガスを発生させるガス発生剤 8が収容されている。

前記内筒部材 4の周面に形成される伝火孔 1 4は、図 4の内筒部材 4の水平断面図に示すように、隣り合う連通部同士の中心角 αが 6 0 ° 以下となるように調整されている。これにより、隣り合う伝火孔 1 4同士の間隔を小さくすることができ、該伝火孔 1 4から噴出する伝火薬の火炎と燃焼室内のガス発生剤との接触面積を増大させることができる。従って、ガス発生器作動初期の段階に於けるガス発生剤 8の着火面積を大きくすることができ、これによりガス発生剤 8の着火性能を向上させることができる。この連通部が 1つの伝火孔 1 4に依って形成される場合、例えば、内筒部材 4には、内径 1 . 8 5 mmの伝火孔 1 4を周方向に 1 2個（即ち、隣り合う連通部同士の中心角を 3 0 ° で)、内径 2 . 2 mmの伝火孔を周方向に 8個（即ち、隣り合う連通部同士の中心角を 4 5 ° で)、内径 2 . 6 mmの伝火孔 1 4を周方向に 6個（即ち、隣り合う連通部同士の中心角を 6 0 ° で）形成することができる。

このように形成した連通部（本実施の形態に於ける伝火孔 1 4 ) は、連通部の総面積がほぼ一定の場合、隣り合う連通部同士の中心角 αを小さくする程、ガス発生剤の初期着火性能を向上させることができる。

また、この複数の連通部（本実施の形態に於ける伝火孔 1 4 ) から噴出する点火手段（本実施の形態では伝火薬 7 ) の火炎や熱ミストは、伝火孔 1 4との直交軸 Lを中心として、左右に 6 0 ° 以上となる水平角 ]3の範囲内に噴出するように調整されていることが望ましい。

端部をかしめて点火器 6を固定した内筒部材 4は、後述するクロージャシェル 2の開口部 6 0内に収容され、点火器 6を固定した状態に於いてクロージャシェル 2に溶接 '一体化されている。具体的には、開口部 6 0に、ハウジング 3の内側に曲折する筒状部 6 1を一体状に形成し、この筒状部 6 1と内筒部材 4とを溶接している。筒状部 6 1をハウジング 3の内側に曲折していることから、当該筒状部 6 1だけがハウジング 3の軸方向外側に突出することはなく、その分、ハウジング 3自体の全体の高さを抑えることができ、ひいてはガス発生器全体の高さを抑えることができる。逆に、このように形成したガス発生器を、筒状部 6 1をハウジング 3の外側に曲折したガス発生器と同じ高さに形成した場合には、同じ高さ及び外径であっても、ハウジングの内部容積を十分に大きくすることができる。また、筒状部 6 1により、ガス発生手段を支持する略環状のアンダープレー h 2 2を支持することができる。

積層金網等を用いて形成された筒状のクーラント 5は、各シェル 1 , 2の端部に形成された曲折部によって支持されて、ハウジングの内周面と略対向上に配置される、そしてこのクーラント 5の外周面とハウジング 3の内周面との間には、作動ガスの流路となる間隙 2 0が形成されている。この間隙 2 0により、クーラント 5は全面的に且つ効果的に機能することができる。

このクーラント 5は、作動ガスの通過に際しても、その圧力により、半径方向外側に膨出しないものが好適に使用される。これは、仮にクーラン卜 5がガス発生手段の通過によって膨出した場合には、クーラント 5とハウジング内周面との間に確保される間隙 2 0が閉塞され、事実上ガス流路として機能し得なくなるためである。依って、この実施の形態に示すクーラント 5は、半径方向への引張り強度が 1 2 0 5 4 N ( 1 2 3 0 k g f ) に形成されている。

このクーラント 5の端面と、ディフューザシェル 1内面との間には、デフレク夕一部材 1 8が配置されている。このデフレクタ一部材 1 8は、ガス発生剤 8として、燃焼によって流動体又は半流動体の燃焼生成物を生じさせるものを使用した場合に有用である。

即ち、ガス発生剤の燃焼に依って生じた燃焼生成物を、このデフレクタ一部材 1 8の筒状部 1 9に付着、又は衝突後落下させることで除去できるためである。またこのデフレクタ一部材 1 8中、クーラント 5の端面に当接する環状部 1 6は、適宜弾性を有するものとして形成されていることから、燃焼室 9の半径方向外側に配置されるクーラント 5として、軸方向への伸縮の少ない金網製ク一ラント 5 を使用することもできる。更にデフレクタ一部材 1 8は、クーラント 5の内周面に当接する壁部 1 7を環状部 1 6に一体形成している。これにより、クーラント 5の位置決め及び固定、並びに作動ガスがク一ラントを通過することなく排出される所謂ショ一トパスを阻止することができる。

上記のように形成されたガス発生器では、作動の為の着火電流が印加されて作動した点火器 6により、伝火薬 7が着火されて燃焼し、その火炎は内筒部材 4の伝火孔 1 4を通って、ガス発生剤 8の収容空間内に放出される。この伝火薬 7の火炎は、ガス発生剤 8を着火 ·燃焼させることとなるが、その一部が直接クーラント 5を通過した場合であっても、デフレクタ一部材 1 8の筒状部 1 9に当たり、そのままガス排出口 1 1から噴出する事態を阻止することができる。伝火薬 7の火炎によって着火されたガス発生剤 8から発生する作動ガスは、クーラント 5を通過して、クーラント 5外周面とハウジング 3内周面との間に確保された間隙 2 0内に到達する。クーラント 5を通過した作動ガス中に流動体又は半流動体の燃焼生成物が含まれている場合には、間隙 2 0内に配置されたデフレクタ一部材 1 8の筒状部 1 9に衝突 ·付着して、作動ガス中から除去されることとなる。実施例 1

図 1に示す構造のガス発生器を用いてタンク試験を行った。このガス発生器では、軸方向長さが 29mmの内筒部材が使用され、且つこの内筒部材には、フランジ部端面から 7 mmの位置に伝火孔 14を形成している。そして、この伝火孔は内径 3. 2mmで、周方向に 90° の間隔をおいて合計 4個形成している。そのタンクカーブを図 3に示す。

この図 3からも明らかなように、本発明のガス発生器を用いて夕ンク燃焼試験を行った場合には、タンク最大圧を P(kPa)、タンク圧の立ち上がり開始からタンク最大圧 P(kPa)到達までの時間を Tミリ秒とした時、 0.25XTミリ秒後のタンク圧力が 0.25xP(kPa)以下であって、 0.80xTミリ秒後のタンク圧力が 0.70xP (kPa)以上となるガス発生器とすることができる。実施例 2

図 1に示すガス発生器を用いてタンク燃焼試験を行い、着火電流印加後、ハウジングの内部圧力が最大となるまでの時間（以下、ハウジング最大内圧到達時間ともいう）を測定した。

但し、点火手段収容室と燃焼室とを区画する内筒部材に、両室を連通可能とする連通部として、以下の（1) 又は（2) に示す伝火孔を形成した。その結果を表 1に示す。

また、この実施例に用いたガス発生器の詳細は、前記実施の形態を参照して、その説明を省略する。

(1) 内径 2. 2mmの伝火孔（ェンハンサノズル）から成る連通部を、内筒部材の周方向に、 8つ（即ち、隣り合う連通部同士の中心角を 45° として）形成したガス発生器。

(2) 内径 1. 85 mmの伝火孔（ェンハンサノズル）から成る連通部を、内筒部材の周方向に、 12つ（即ち、隣り合う連通部同士の中心角を 30° として）形成したガス発生器。

上記（1) 又は（2) に示すガス発生器を用いて得られたハウジング最大内圧到達時間を表 1に示す。

表 1

この結果からも明らかなように、連通部（本実施例では伝火孔）の数を多く形成することにより、即ち、隣り合う連通部同士の中心角を小さくすることにより、ガス発生剤の着火性能を向上させることができる。

これにより、衝撃後、迅速にエアバッグを膨張させることのできるエアバッグ用ガス発生器が実現する。

但し、この実施例は、連通部（伝火孔）の形状や配置によるガス発生剤の着火性の向上を確認することを目的とするものである。依って、上記の（1 )又は（2 ) に示すように連通部（伝火孔）の形状や配置が異なっており、それ以外の構成に於いては共通するガス発生器であれば、本実施例と略同様の効果を確認することができる。即ち、本発明の効果を確認する上では、上記の（1 ) 又は（2 ) で使用するガス発生器で使用されるガス発生剤は、発生ガス量や線燃焼速度が同じであれば何でも良く、またガス発生器もガス発生剤の燃焼に寄与し得る空隙容積が同じであれば同様の効果を確認することができる。発明の実施の形態 3

図 1中、ガス排出口 1 1及び伝火孔 1 4は、それぞれシールテープ 1 5により閉塞されており、ガス発生剤 8は、アンダープレート 2 2によって支持され、燃焼室内に収容されている。また、本実施の形態に於い才 1 8として記載した部材は、同様の構造によりミスト捕集部材、又は防炎板としても機能することができる。発明の実施の形態 4

図 2に、電気着火式点火手段を用いたガス発生器を含んで構成された本発明のエアバッグ装置の実施例を示す。

このエアバッグ装置は、ガス発生器 200と、衝撃センサ 201と、コントロールュニット 202と、モジュールケース 203と、そしてエアバッグ 204からなつている。ガス発生器 200は、図 1に基づいて説明したガス発生器が使用されており、その作動性能は、ガス発生器作動初期の段階において、乗員に対してできる限り衝撃を与えないように調整されている。

衝撃センサ 201は、例えば半導体式加速度センサからなることができる。この半導体式加速度センサは、加速度が加わるとたわむようにされたシリコン基板のビーム上に 4個の半導体ひずみゲージが形成され、これら半導体ひずみゲージはブリッジ接続されている。加速度が加わるとビームがたわみ、表面にひずみが発生する。このひずみにより半導体ひずみゲージの抵抗が変化し、その抵抗変化を加速度に比例した電圧信号として検出するようになっている。

コントロールュニット 202は、点火判定回路を備えており、この点火判定回路に前記半導体式加速度センサからの信号が入力するようになつている。センサ 201からの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロールュニット 202は演算を開始し、演算した結果がある値を越えたとき、ガス発生器 200の点火器 6に作動信号（即ち、作動の為の着火電流）を出力する。

モジュールケース 203は、例えばポリウレタンから形成され、モジュールカバ一 205を含んでいる。このモジュールケース 203内にエアバッグ 204及びガス発生器 200が収容されてパッドモジュールとして構成される。このパッドモジユールは、自動車の運転席側取り付ける場合には、通常ステアリングホイール 207に取り付けられている。

エアバッグ 204は、ナイロン（例えばナイロン 66)、またはポリエステルなどから形成され、その袋口 206がガス発生器のガス排出口を取り囲み、折り畳まれた状態でガス発生器のフランジ部に固定されている。

自動車の衝突時に衝撃を半導体式加速度センサ 201が感知すると、その信号がコント口一ルュニット 202に送られ、センサからの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロールュニット 202は演算を開始する。演算した結果がある値を越えたときガス発生器 200の点火器 6に作動信号を出力する。これにより点火器 4が作動してガス発生剤に点火しガス発生剤は燃焼してガスを生成する。このガスはエアバッグ 204内に噴出し、これによりエアバッグはモジュールカバー 205を破つて膨出し、ステアリングホイール 207と乗員の間に衝撃を吸収するクッションを形成する。

Claims

請求の範囲

1 . ガス排出口を有する八ウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段収容室、外側に燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、

該内筒部材の周面には、点火手段収容室と燃焼室とを連通可能とする複数の伝火孔が形成されており、

該複数の伝火孔は、該内筒部材の端部からの距離が、内筒部材の軸方向長さの 3 0 %未満となる範囲に形成されていることを特徵とするエアバッグ用ガス発生

2 . 前記複数の伝火孔は、該内筒部材の端部からの距離が、内筒部材の軸方向長さの 2 5 %以内となる範囲に形成されている請求項 1記載のエアバッグ用ガス発生器。

3 . 前記内筒部材の軸方向一端側には、作動の為の着火電流が印加されて作動する点火器が収容されており、前記複数の伝火孔は、内筒部材の軸方向の中央よりも軸方向他端寄りに形成されている請求項 1又は 2記載のエアバッグ用ガス発生器。

4. 該内筒部材の周面には、 1又は 2以上の伝火孔によって構成された複数の連通部が周方向に形成されており、

該複数の連通部は、隣り合う連通部同士の中心角が 6 0 ° より大きい請求項 1 〜 3の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

5 . ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段を収容する点火手段収容室、外側にガス発生剤を収容する燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、

該内筒部材の周面には、点火手段収容室と燃焼室とを連通可能とする複数の連通部が周方向に形成されており、該複数の連通部は、隣り合う連通部同士の中心角が 6 0 ° より大きいことを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。

6 . 前記連通部は、内筒部材を半径方向に貫通する 1又は 2以上の伝火孔によつて形成されている請求項 5記載のエアバッグ用ガス発生器。

7 . 前記連通部は、内筒部材を半径方向に貫通する 1つの伝火孔によって形成されており、該伝火孔は、内径 l〜4 mmに形成されている請求項 4又は 6記載のエアバッグ用ガス発生器。

8 . 前記点火手段収容室には、着火電流の印加により作動する点火器を含んで構成された点火手段が収容されて、前記連通部は、該点火手段の作動によって生じた火炎を燃焼室に噴出するものであり、該連通部は、その直交軸を中心として、左右に 6 0 ° より大きい水平角で伝火薬の火炎を噴出する請求項 4〜 7の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

9 . 前記点火手段収容室には、着火電流の印加により作動する点火器を含んで構成された点火手段が収容されており、前記ガス発生器の作動性能は、タンク燃焼試験に於けるタンク最大圧を P (kPa)、タンク圧の立ち上がり開始からタンク最大圧 P (kPa)到達までの時間を Tミリ秒とした時、 0.25XTミリ秒後のタンク圧力が 0.25x P (kPa)以下となるように調整されている請求項 1〜 8の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

1 0 . 前記点火手段収容室には、着火電流の印加により作動する点火器を含んで構成された点火手段が収容されており、前記ガス発生器の作動性能は、タンク燃焼試験に於けるタンク最大圧を P (kPa)、タンク圧の立ち上がり開始からタンク最大圧 P (kPa)到達までの時間を Tミリ秒とした時、 0.80XTミリ秒後のタンク圧力が 0.70x P (kPa)以上である請求項 1〜 9の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

1 1 . 前記点火手段収容室には、着火電流の印加により作動する点火器を含んで構成された点火手段が収容されており、一方、前記燃焼室には、点火手段の作動によって着火 *燃焼されて燃焼ガスを生じさせるガス発生剤が収容されており、前記ハウジングの内部圧力は、着火電流印加後 1 0〜2 0ミリ秒後に最大となる請求項 1〜 1 1の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

1 2 . 前記点火手段収容室には、着火電流の印加により作動する点火器を含んで構成された点火手段が収容されており、前記複数の伝火孔は、点火手段の作動によって生じた火炎を燃焼室に噴出するものとして形成されており、且つ噴出される火炎の仰角及び俯角が、共に 4 5 ° に調整されている請求項:!〜 1 1の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

1 3 . ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段を収容する点火手段収容室、外側にガス発生剤を収容する燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、

該内筒部材の周面には、点火手段の作動によって生じた火炎を燃焼室に噴出する複数の伝火孔が形成されており、

該伝火孔は、 4 5 ° の仰角及び俯角で、点火手段の作動によって生じた火炎を燃焼室に噴出することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。

1 4. ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段を収容する点火手段収容室、外側にガス発生剤を収容する燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、

該内筒部材の周面には、点火手段の作動によって生じた火炎を第一燃焼室内に噴出させる複数の伝火孔が形成されており、

該伝火孔は、前記内筒部材の端部からの距離が、該内筒部材の軸方向長さの 3 0 ~ 7 0 %となる範囲内に形成されていることを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。

1 5 . 前記複数の伝火孔は、該内筒部材の端部からの距離が、内筒部材の軸方向長さの 4 0〜 6 0 %となる範囲に形成されている請求項 1 4記載のエアバッグ用ガス発生器。

1 6 . 前記内筒部材の軸方向一端側には、作動の為の着火電流が印加されて作動する点火器が収容されており、前記複数の伝火孔は、内筒部材の軸方向の中央よりも軸方向他端寄りに形成されている請求項 1 4又は 1 5記載のエアバッグ用ガス発生器。

1 7 . 該内筒部材の周面には、 1又は 2以上の伝火孔によって構成された複数の連通部が周方向に形成されており、

該複数の連通部は、隣り合う連通部同士の中心角が 6 0 ° 以下となるように調整されている請求項 1 4〜1 6の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

1 8 . ガス排出口を有するハウジング内に、略筒状の内筒部材を配置して、該内筒部材の内側に点火手段を収容する点火手段収容室、外側にガス発生剤を収容する燃焼室を形成したエアバッグ用ガス発生器であって、

該内筒部材の周面には、点火手段収蓉室と燃焼室とを連通可能とする複数の連通部が周方向に形成されており、

該複数の連通部は、隣り合う連通部同士の中心角が 6 0 ° 以下となるように調整されていることを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。

1 9 . 前記連通部は、内筒部材を半径方向に貫通する 1又は 2以上の伝火孔によって形成されている請求項 1 8記載のエアバッグ用ガス発生器。

2 0 . 前記連通部は、内筒部材を半径方向に貫通する 1つの伝火孔によって形成されており、該伝火孔は、内径 1〜 4 mmに形成されている請求項 1 7又は 1 9記載のエアバッグ用ガス発生器。

2 1 . 前記点火手段収容室には、着火電流の印加により作動する点火器を含んで構成された点火手段が収容されており、前記内筒部材の周面には、 1又は 2以上の伝火孔によって構成され且つ点火手段の作動によって生じた火炎を燃焼室に噴出する複数の連通部が周方向に形成されており、該連通部は、噴出する火炎の水平角が、該連通部中心との直交軸を中心として、左右に 6 0 ° 以上となるように調整されている請求項 1 4〜2 0の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

2 2 . 前記点火手段収容室には、着火電流の印加により作動する点火器を含んで構成された点火手段が収容されており、一方、前記燃焼室には、点火手段の作動によって着火 ·燃焼されて燃焼ガスを生じさせるガス発生剤が収容されており、前記ハウジングの内部圧力は、着火電流印加後 5〜20ミリ秒後に最大となる請求項 1 4〜 2 1の何れか一項記載のエアバッグ用ガス発生器。

2 3 . エアバッグ用ガス発生器と、

衝撃を感知して前記ガス発生器を作動させる衝撃センサと、

前記ガス発生器で発生するガスを導入して膨張するエアバッグと、

前記エアバッグを収容するモジュールケースとを含み、前記エアバッグ用ガス発生器が請求項 1〜 2 2の何れか 1項記載のエアバッグのガス発生器であることを特徴とするェアバッグ装置。