WO2003066390A1 - Gas generator - Google Patents

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WO2003066390A1
WO2003066390A1 PCT/JP2003/001226 JP0301226W WO03066390A1 WO 2003066390 A1 WO2003066390 A1 WO 2003066390A1 JP 0301226 W JP0301226 W JP 0301226W WO 03066390 A1 WO03066390 A1 WO 03066390A1
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gas
gas generator
combustion chamber
housing
inner cylinder
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Application number
PCT/JP2003/001226
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Akihiko Suehiro
Takayoshi Dosai
Tetsuo Saito
Tameo Kawakami
Eishi Sato
Original Assignee
Nippon Kayaku Kabushiki-Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a gas generator suitable for inflating an airbag or the like.
  • the gas generator that inflates and deploys the airbag rapidly to protect the occupants from the impact of a car collision is built into the airbag module installed in the instrument panel inside the steering wheel. .
  • the gas generator burns the transfer agent (enhancer) with an igniter (squib) ignited by an electric signal from the control unit (actuator), and burns the gas generator with the flame. It rapidly generates a large amount of gas.
  • a conventional gas generator As a conventional gas generator, it corresponds to a central space part corresponding to the ignition chamber of the gas generating agent and a combustion chamber formed concentrically outside and performing gas combustion, cooling, slag collection, and a filter chamber. There is a so-called two-cylinder gas generator having an annular space.
  • this type of gas generator there is, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-2012. As shown in FIG. 8, this gas generator firstly butt-welds a two-tube upper container 51 and a double short-tube lower container 54 as a housing of the gas generator. The central space of the resulting housing structure is defined as the ignition chamber, and the surrounding annular space is defined as the combustion filter chamber. In the ignition chamber P, a type 68 and a transfer charge 69 are provided from below. On the other hand, the combustion Is a concave ring-shaped lid member 66 whose cross section has both flanges.
  • Each flange 66 d and 66 e respectively contact the paris 52 b and 53 b of the upper container 5.1. It is fixed.
  • the gas generating agent 57 and the cooling / slag collecting member 60 are stored in the annular space sandwiched between the lid member 66 and the upper container 51 in the radial direction, so that the combustion filter chamber F Is formed.
  • ring-shaped cushion members 58 and 59 are interposed on the upper surface and the lower surface of the layer of the gas generating agent 57, respectively.
  • seal members 61 and 62 are interposed on the upper surface and the lower surface of the cooling slag collecting member 60, respectively.
  • an aluminum foil 64 for closing the gas discharge orifice 53a and an aluminum foil 65 for closing the fire transmission orifice 52a are attached.
  • FIG. 9 there is a gas generator shown in FIG.
  • the gas generator of the conventional passenger seat airbag is friction-welded to an outer cylinder 81 having a plurality of gas discharge holes 81a and an open end of the outer cylinder 81.
  • the lid 80 forms a housing 80.
  • An inner cylinder 85 is inserted into the nozing 80.
  • the inner cylinder 85 is provided with a gas permeable hole 85a, and a predetermined amount of a gas generating agent 86 is loaded therein.
  • a cylindrical burst plate 83 and a cylindrical filter member 84 for closing the gas discharge holes 81 a formed in the outer cylinder 81 are arranged.
  • the cylindrical filter member 84 is filled as tightly as possible with no gap in order to reduce the diameter of the housing 80.
  • An igniter 89 composed of an igniter 87 ignited by collision detection of a collision sensor and a transfer agent 88 ignited by the igniter 87 is disposed on the lid member 82.
  • the gas generator of the conventional passenger airbag has a cylindrical shape, and is disposed in the vehicle's instrument panel / reverse sideways along the instrument panel in the longitudinal direction. It is attached to the airbag module with the fixed. This required a large occupied area within the instrument panel.
  • the mounting to the airbag module and the structure were complicated and complicated.
  • the present invention is a gas that can simplify the structure of a gas generator, and can generate a large amount of gas, exhibit excellent gas generation characteristics, and maintain high safety even when the gas generator is reduced in size and weight.
  • the purpose is to provide a generator. '' Disclosure of the invention
  • the gas generator of the present invention comprises an initiator shell and a closure shell.
  • a metal housing formed of: a combustion chamber formed in the housing and loaded with a gas generating agent that generates high-temperature gas by combustion; a filter member disposed around the combustion chamber; An ignition means mounted on a housing for igniting and burning the gas generating agent in the combustion chamber; and a gas generator formed in the housing and having a plurality of gas discharge holes for discharging gas generated in the combustion chamber.
  • one or both of the initiator shell and the closure shell forming the housing are formed of a hemispherical or semi-elliptical spherical end plate portion and a cylindrical portion having a diameter D formed continuously from the end plate portion.
  • the ratio HZD of the diameter D of the cylindrical portion to the distance H between the bottoms of the respective end plates of the initiator shell and the closure shell is 0.4 to 1.3.
  • the diameter D the values of the length D 1 of the inter outer Taroji Yasheru are preferred.
  • the gas generator of the present invention includes a metal housing formed by an initiator shell and a closure shell, and a combustion chamber formed in the housing and loaded with a gas generating agent that generates a high-temperature gas by combustion.
  • a partition plate dividing the combustion chamber into upper and lower two chambers; a first filter member and a second filter member arranged around the divided first combustion chamber and the second combustion chamber, respectively;
  • First ignition means and second ignition means for igniting and burning the gas generating agent mounted on the initiator shell and loaded in the partitioned first combustion chamber and the second combustion chamber, respectively;
  • a gas generator formed in the housing and having a plurality of gas discharge holes for discharging gas generated in the partitioned first combustion chamber and the second combustion chamber, wherein an initiator shell forming the housing is provided.
  • the coconut palms have a hemispherical or semi-elliptical spherical end plate portion and a tube portion having a diameter D formed continuously from the end plate portion, and the diameter of the tube portion
  • the ratio H / D of D to the distance H between the bottoms of the respective end plates of the initiator shell and the closure shell ranges from 0.4 to 1.3, preferably from 0.6 to 1.3, and more preferably from 0 to 1.3. 9 ⁇ ; L.3.
  • the diameter D the value of the length between the outer sides of the closure shell is preferable.
  • the deformation of the housing can be suppressed even if the number of ignition means is increased and the pressure inside the housing is increased, so that the size and weight can be reduced.
  • the gas generator is used as a passenger seat gas generator, the area occupied by the gas generator is reduced, and the degree of freedom of design of the instrument panel and the like is increased.
  • the gas generator of the present invention, the initiator shell and Kuroji ratio d 1 / A 2 in the range of the minor axis d 1 and the long axis d 2 of the end plate portion of Yashieru is 1 to 0.0 2, preferably 1 To 0.1, more preferably 1 to 0.3.
  • the end plate portion has a substantially semicircular shape or a substantially semielliptical shape in which a straight line having three or more sides is formed continuously.
  • the housing can be easily processed. You.
  • the end plate portion has a hemispherical shape having a radius of curvature R, and a ratio D / R to a diameter D of the cylindrical portion ranges from 0.3 to 2, preferably 0. 9-2, more preferably 1.2-2.
  • the diameter D is preferably the value of the length between the outer sides of the closure shell.
  • R is the radius of curvature at the hemispherical crown of the closure shell.
  • the length h of the tubular portion formed in the closure shell is 5 mm or more, preferably 10 mm or more, more preferably 10 to 30 mm. is there.
  • a band-shaped seal can be used as a member that seals the gas discharge hole, and the band-shaped seal can be formed as a single member of a lab.
  • the thickness of the peripheral portion of the gas discharge hole of the filter member is formed to be thicker than any one of the upper and lower ends of the filter member.
  • the gas discharge holes are formed in a zigzag shape around the housing.
  • gas generated inside the housing is released. Gas concentration can be prevented when the filter is used, and the filter member can be used efficiently.
  • the ignition means may include a bottomed inner cylinder having a plurality of transmission holes around the periphery, a transfer agent loaded in the inner cylinder, and the transfer agent. And an igniter provided in contact with the igniter.
  • the transfer agent is reliably ignited by the operation of the igniter, and the flame from the ignition means is reliably transmitted to the gas generating agent loaded in the combustion chamber.
  • the fire hole is formed in a zigzag shape around the inner cylindrical member.
  • the heat flow from the ignition means is transmitted to the entire combustion chamber, and the gas generating agent can be efficiently burned.
  • the heat transfer hole is formed in the cylindrical portion of the inner cylindrical body in a long hole shape along the axial direction.
  • the gas generator according to the present invention may further include: a bottomed first inner cylinder and a second cylindrical body having a plurality of heat transfer holes around the first ignition means and the second ignition means 1K; And a first igniter and a second igniter provided so as to be in contact with the transfer agent, respectively.
  • the igniter operates to reliably ignite the transfer agent loaded in each inner cylinder body, and the ignition means supplies the gas generating agent loaded in each partitioned combustion chamber from each ignition means. Flame is transmitted reliably.
  • the sintering hole may include the first inner cylindrical member and The zigzag is formed around the second inner cylindrical member.
  • each ignition means the heat flow from each ignition means is transmitted to the whole of each partitioned combustion chamber, so that the gas generating agent loaded in each combustion chamber can be efficiently burned.
  • the heat transfer hole is formed in the cylindrical portion of the first inner cylindrical member and the second inner cylindrical member in an elongated shape along the axial direction.
  • the gas generator of the present invention has a long axis such that one of the first cylindrical body and the second inner cylindrical body is located in the upper second combustion chamber partitioned into the two chambers. Is formed in the cylindrical body of the above.
  • the ignition means for burning the gas generating agent loaded in each combustion chamber is provided. Becomes possible.
  • the heat transfer hole formed in one of the first inner cylinder and the second inner cylinder formed on the long axis is partitioned into the two chambers. It is formed to be open only in the upper second combustion chamber ⁇ .
  • the gas generating agent loaded in each of the divided combustion chambers is burned by the ignition means provided in each of the combustion chambers. Thereby, control can be performed so that gas can be generated for each combustion chamber.
  • the working plate is sandwiched between the initiator shell and the closure shell. is there. According to such a configuration, it is possible to surely reduce the number of components in the housing. 01226
  • the combustion chamber can be divided into two chambers.
  • the gas generator according to the present invention includes a metal housing formed by an igniter shell and a clad coconut shell, and a combustion device formed in the housing and loaded with a gas generating agent that generates a high-temperature gas by combustion.
  • a filter member arranged around the combustion chamber; an ignition means mounted on the housing to ignite and burn the gas generating agent in the combustion chamber; and a gas generated in the combustion chamber formed in the housing.
  • a gas generator having a plurality of gas discharge holes for discharging gas, wherein the housing has a substantially spherical shape.
  • the gas generator of the present invention includes a metal housing formed by an initiator shell and a closure shell, and a combustion chamber formed in the housing and loaded with a gas generating agent that generates a high-temperature gas by combustion.
  • a filter member arranged around the combustion chamber; an ignition means mounted on the housing for igniting and burning the gas generating agent in the combustion chamber; and a gas formed in the combustion chamber formed in the housing.
  • a gas generator having a plurality of gas discharge holes for discharging, wherein the housing has a substantially elliptical spherical shape.
  • the gas generating agent loaded in the gas generator of the present invention has a hollow body shape with both ends closed, and preferably a cylindrical shape with both ends closed.
  • the gas generator has a characteristic that the output is weak for a while after ignition and then increases rapidly thereafter. This is because, with such a gas generating agent, only the outer surface burns until the closed end is opened by burning after ignition, so the gas generation rate is slow, ⁇ Two-sided combustion occurs on the surface, and the gas generation rate increases rapidly. That is, the gas generating agent having such a shape is This is a gas generating agent that draws an S-shaped curve that is a tank pressure curve that is suitable for reducing the harmfulness of the fuel tank.
  • the gas generating agent having such a shape is closed at both ends, its compressive strength is higher than that of a single-hole cylindrical shape, and as a result, it is more resistant to vibration. Even after installation, a gas generator with stable combustion characteristics can be obtained. Further, the gas generating agent having a shape closed at both ends has a high compressive strength, so that it can be filled into the combustion chamber at a high density, and a more compact and lightweight gas generator can be obtained.
  • the gas generator of the present invention is fixed to the gas generator holding portion of the airbag module at the flange portion so that the gas discharge hole is arranged in the airbag. Things.
  • the size of the airbag module can be reduced as compared with a conventional passenger-side gas generator. That is, the conventional passenger seat gas generator has a cylindrical shape, and is fixed to the gas generator holding portion of the airbag module with the cylindrical portion oriented sideways at both longitudinal ends.
  • the gas generator holding portion has a structure that covers the entire gas generator because the gas discharge holes are present in the cylindrical portion.
  • the gas generator according to the present invention can be configured such that the cylindrical portion having the gas discharge holes is vertically placed and fixed to the gas generator holding portion of the airbag module by the flange portion present in the cylindrical portion.
  • the generator holder does not need to cover the entire gas generator.
  • the gas generator of the present invention is smaller than the conventional gas generator for the passenger seat, and as a result, the airbag module is smaller. Can be frustrated.
  • the structure of the gas generator holding part of the airbag module can be simplified. .
  • the airbag module of the present invention has one gas generator. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas generator as an example of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external view of a gas generator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a sectional view of a gas generator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of a gas generator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of a gas generator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view of a gas generator according to another embodiment of the present invention.
  • 7 is a diagram for explaining the the long axis d 2 minor 'axis d of the end plate portion of the gas generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional two-cylinder gas generator.
  • FIG. 9 is a sectional view showing an example of a conventional passenger seat gas generator.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a gas generator A1 according to an example of the embodiment of the present invention.
  • a gas generator A 1 inflates and deploys an airbag.
  • the gas generator A 1 has a substantially spherical housing made of a metal initiator shell 1 and a closure shell 2 made of iron, stainless steel, aluminum, steel, or the like.
  • a combustion chamber 5 in which a gas generating agent 4 formed in the housing 3 and generating a high-temperature gas by combustion is loaded; a filter member 6 arranged around the combustion chamber 5; And ignition means 7 for igniting and burning the gas generating agent 4 in the combustion chamber 5.
  • the closure shell 2 includes a cylindrical portion 9 having a diameter D, a hemispherical end plate portion 10 continuously formed from the cylindrical portion 9, and a flange portion 12 extending radially outward from the cylindrical portion 9.
  • a plurality of gas discharge holes 8 are formed in the cylindrical portion 9 in a zigzag shape around the gas discharge holes 8 (see FIG. 2). Since the gas discharge holes 8 are formed in a zigzag manner, the gas generated in the housing 3 ⁇ is released without being concentrated. Therefore, damage to the filter member 6 is suppressed. Further, the filter member 6 can be used in a wide range, and the filter member 6 can be used efficiently.
  • the same effect can be obtained by forming the gas discharge holes 8 in a plurality of rows, such as two rows or three rows, in addition to being formed in a zigzag manner.
  • the diameter of the holes is not limited to a uniform one, and gas discharge holes 8 having a large and small diameter may be formed alternately.
  • the gas discharge holes 8 are not limited to those formed in two rows in the axial direction of the cylindrical portion 9 as shown in FIG. 2, and a plurality of gas discharge holes 8 such as three rows or four rows may be formed. Good.
  • the hole diameter can be not only two kinds of large and small, but also three or four kinds of holes. Thus, by controlling the diameter of the gas discharge holes 8, the pressure in the housing 3 can be controlled.
  • the thickness of the closure shell 2 and the initiator shell 1 forming the housing 3 can be reduced in accordance with the pressure in the housing 3.
  • Gas generation characteristics can also be controlled by controlling the pore size according to the type of gas generating agent 4 to be used.
  • the thickness of the initiator shell 1 and the mouth shell 2 is preferably in the range of 1.5 to 3 mm.
  • a band-shaped rapture member 11 such as an aluminum tape is adhered to the inner peripheral portion of the cylinder portion 9 to seal the inside of the combustion chamber 5 to the gas discharge holes 8.
  • the length h of the cylindrical portion 9 is usually 5 mm or more, preferably 5 to 30 mm, and more preferably 10 to 30 mm.
  • the range of the ratio d / d 2 between the short axis di and the long axis d 2 of the head 10 is usually 1
  • a preferred range is 1 to 0.1, and a more preferred range is 1 to 0.3. By setting it within such a range, it is possible to sufficiently withstand the internal pressure due to the gas generated in the gas generator.
  • the short axis di and major axis d 2 of the end plate portion 1 0 is as shown in FIG. 7, the fact that the ratio dd 2 is 1, the end plate 1 0 is a half-ball shape
  • the range of the ratio D ZR between the radius of curvature R and the diameter D of the cylindrical portion 9 is usually 0.3 to 2.
  • a preferred range is 0.9 to 2, and a more preferred range is 1.2 to 2.
  • the diameter D of the cylindrical portion 9 is preferably a length value shown in FIG. 1 described later.
  • the radius of curvature R is the radius of curvature at the top of the head 10.
  • the end plate portion As described above, by making the end plate portion into a hemispherical shape or a semi-elliptical spherical shape, a portion where the gas pressure of the gas generated in the combustion chamber 5 is concentrated can be eliminated. Therefore, the number of components of the gas generator is reduced, Even if is simplified, the deformation of the housing when gas is generated can be extremely reduced.
  • the initiator 1 is joined to the closure shell 2 by pressing, welding, or the like, as in the above-described closure shell 2, and includes a cylindrical portion 13 and a hemispherical end plate portion 14 formed continuously from the cylindrical portion 13. It consists of: An ignition means 7 is provided at the center of the head 14.
  • the closure shell 2 can be easily joined to the closure shell 2 by pressing, welding, or the like. If the end of the end plate portion 14 can be directly joined to the closure shell 2 by pressing, welding, or the like, the cylindrical portion 13 may not be formed, and the initiator shell 1 may be provided with a head plate. It may be composed of only the part 14.
  • the end plate 14 of the initiator 1 also has a ratio di / d 2 between the short axis d and the long axis d 2 , similarly to the end plate 10 of the closure shell 2 described above, and usually ranges from 1 to 1. 0.02, preferably 1 to 0.1, more preferably 1 to 0.3.
  • the housing 3 having a substantially spherical shape or a substantially elliptical spherical shape can be formed.
  • the ignition means 7 provided at the center of the end plate portion 14 is provided with a bottomed inner cylinder 16 having a plurality of heat transfer holes 15 around it, and is mounted in the inner cylinder 16. It comprises a transfer agent 17 and an igniter 18 provided in contact with the transfer agent 17. Enhancers are used to ensure that the gas generant starts to burn.
  • the content of each component in the transfer agent 17 is 1 to 30% by weight when the metal powder and the oxidizing agent are used. /.
  • the amount of the agent component is preferably in the range of 70 to 95% by weight.
  • the metal powder component is 1 to 30% by weight, and the nitrogen-containing organic compound is 0 to 90%.
  • the content of 40% by weight and the oxidizer component is in the range of 50 to 90%.
  • a molding binder ' may be contained in an amount of 0 to 10% by weight.
  • a molding binder a binder generally usable for a gas generating agent can be used.
  • As the shape of the transfer agent 17 use a powder, granule, column, sheet, sphere, single-hole cylinder, porous cylinder, tablet, or a cylindrical molded body with both ends closed. Things can be done.
  • the inner cylindrical body 16 is fixed to the ignition means holding portion 19 by an arbitrary method such as fixing by force.
  • the inner cylinder 16 is fixed to the initiator shell 1 by fixing the ignition means holding portion 19 to the end plate portion 14 by an arbitrary method such as welding.
  • the inner cylinder 16 has a long cylindrical shape extending from one end of the combustion chamber 5 formed in the housing 3 to substantially the center of the combustion chamber 5.
  • a plurality of heat transfer holes 15 are usually formed in a zigzag, round hole or long hole shape along the axial direction of the inner cylindrical body 16.
  • the holes 15 are preferably formed in a zigzag so that adjacent ones along the axial direction of the cylindrical body 16 are not juxtaposed as shown in FIG. Therefore, the heat flow spouted from the ignition means 7 is spouted efficiently into the entire combustion chamber 5.
  • a filter member 6 is provided along the inner walls of the cylindrical portions 9 and 13 in a housing 3 composed of the closure sheenor 2 and the initiator shell 1.
  • the filter member 6 is manufactured at low cost by, for example, forming an aggregate of a knitted wire mesh, a plain woven wire mesh, a crimp-woven metal wire or a wound metal wire into an annular shape.
  • the filter member 6 is composed of the closure shell 2 and the end plates 10 0, 1 4 is pressed against the inner wall side of the nozzle 3 by pressing members 20 and 21 provided on the inner surface of the nozzle 4, respectively.
  • a filter holding member 24 is provided on the outer periphery of the filter member 6 around the gas discharge hole 8.
  • the filter holding member 24 is a ring-shaped plate-shaped member having a plurality of holes, so-called punching methanol.
  • the gas generating agent 4 is loaded on the outer periphery of the filter member 6.
  • the gas generating agent 4 forms a combustion chamber 5 that burns by the heat flow from the ignition means 7.
  • the gas generating agent 4 is a non-azide composition, and for example, a material composed of a fuel, an oxidizing agent, and additives (binder, slag forming agent, combustion regulator) can be used.
  • Examples of the fuel include a nitrogen-containing compound.
  • Examples of the nitrogen-containing compound include one or a mixture of two or more selected from triazole derivatives, tetrazole derivatives, guanidine derivatives, azodicarbonamide derivatives, hydrazine derivatives, urea derivatives, and ammine complexes. be able to.
  • triazole derivative examples include, for example, 5-oxo-11,2,4-triazole, aminotriazole and the like.
  • tetrazole derivatives include, for example, tetrazole, 5-aminotetrazole, aminotetrazole nitrate, nitroaminotetrazonole, 5,5,1-bi 1-tetrazole, 5,5'-bi-1H- Tetra Lazono Resianmo-Pum Salt, 5,5,1'azotetrazono Pum salt and the like.
  • guanidine derivative examples include, for example, guanidine, nitroguanidine, cyanoguanidine, triaminoguanidine nitrate, guanidine nitrate, aminoguanidine nitrate, guanidine carbonate and the like.
  • azodicarbonamide derivative examples include, for example, azodicarbonamide.
  • hydrazine derivative examples include, for example, chlorohydrazide, carbohydrazide nitrate complex, oxalic acid dihydrazide, and hydrazine nitrate complex. ⁇ ⁇
  • rare derivatives examples include biuret.
  • ammine complex examples include a hexammine copper complex, a hexammine cobalt complex, a tetraammine copper complex, and a tetraammine zinc complex.
  • nitrogen-containing compounds one or more selected from tetrazole derivatives and guanidine derivatives are preferable, and nitroguanidine, guanidine nitrate, cyanoguanidine, 5-aminotetrazonolate, aminoguanidine nitrate, and guanidine carbonate are particularly preferable.
  • the mixing ratio of these nitrogen-containing compounds in the gas generating agent 4 varies depending on the number of carbon atoms, hydrogen atoms and other oxidized atoms in the molecular formula, but is usually preferably in the range of 20 to 70% by weight. Particularly preferred is a range of from 30 to 60% by weight.
  • the absolute value of the mixing ratio of the nitrogen-containing compound varies depending on the type of the oxidizing agent added to the gas generating agent. However, if the absolute value of the compounding ratio of the nitrogen-containing compound is greater than the theoretical amount of complete oxidation, the trace CO concentration in the generated gas increases, while the absolute value of the compounding ratio of the nitrogen-containing compound is Below that, the concentration of trace NOX in the generated gas increases. Therefore, the range in which the optimal balance between the two is maintained is most preferable.
  • Oxidizing agents include alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, An oxidizing agent selected from at least one of nitrate, nitrite, and perchlorate containing a cation selected from ammonium is preferable. Oxidants other than nitrates, that is, oxidants such as nitrite and perchlorate, which are widely used in the field of airbag inflators, can also be used, but the number of oxygen in nitrite molecules is reduced as compared to nitrate. Nitrate is preferred from the viewpoint of reducing the amount of fine mist that is easily released to the outside of the bag.
  • nitrate examples include sodium nitrate, nitric acid rim, magnesium nitrate, strontium nitrate, phase-stabilized ammonium nitrate, and basic copper nitrate. Strontium nitrate, phase-stabilized ammonium nitrate Basic copper nitrate is more preferred.
  • the absolute value of the mixing ratio of the oxidizing agent in the gas generating agent varies depending on the type and amount of the nitrogen-containing compound used, but is preferably in the range of 30 to 80% by weight. A range of 40 to 75% by weight, relative to the NOX concentration, is preferred.
  • Binders include, for example, metal salts of force / repoxymethylse / rerose, methyl / recellulose, hydroxyxetinoresenorelose, senorellose acetate, se / relose propionate, cellulose acetate butyrate, nitrocellulose, and microcrystalline cellulose.
  • Guar gum polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polysaccharide derivatives such as starch, organic binders such as stearates, molybdenum disulfide, synthetic hydroxytalite, acid clay, talc, bentonite, cassoil, kaolin, silica,
  • organic binder such as alumina can be used.
  • the blending ratio of the binder is in the range of 2 to 1 5 weight 0/0 in the press when the molding 0-1 0 weight% ranges are favorable preferred, extrusion New
  • the breaking strength of the molded body increases.
  • the concentration of trace CO gas which is the product of incomplete combustion of carbon atoms, increases, and the quality of generated gas decreases.
  • the use of a minimum amount is preferred because it inhibits the combustion of the gas generating agent.
  • the amount exceeds 15% by weight the relative proportion of the oxidizing agent must be increased, and the relative proportion of the gas generating compound decreases, making it difficult to establish a practical gas generator system.
  • a slag forming agent can be blended as a component other than the binder.
  • the slag forming agent is added to facilitate the filtration through a filter in the gas generator due to the interaction with the metal oxide generated from the gas generating agent, particularly from the oxidizing agent component.
  • the slag forming agent examples include naturally occurring clay mainly composed of silicon nitride, silicon carbide, acid clay, silica, bentonite-based, aluminosilicate-based, and the like, synthetic myopower, synthetic power olinite, Examples thereof include those selected from artificial clay such as synthetic smectite, and talc, which is a kind of hydrous magnesium silicate mineral. Of these, acid clay or silica is preferable, and acid clay is particularly preferable.
  • the mixing ratio of the slag forming agent is preferably in the range of 0 to 2 ⁇ weight 0/0, 2-1 0 weight% ranges are particularly preferred. If the amount is too large, the linear burning rate and the gas generation efficiency will decrease. If the amount is too small, the slag forming ability cannot be sufficiently exhibited.
  • gas generating agents include gas generating agents including 5-aminotetrazole, strontium nitrate, synthetic hydrotalcite, and silicon nitride, or include guanidine nitrate, strontium nitrate, basic copper nitrate, and acid clay. Gas generating agents.
  • a combustion regulator may be added as needed.
  • a combustion regulator For example, metal oxides, silicon oxide, activated carbon, graphite, or combination explosives such as hexogen, octogen, 5-oxo-3-nitro-1,2,4-triazole can be used.
  • the mixing ratio of the combustion regulator is 0 to 20 weight. /.
  • the range is preferably 2 to 10 weight. /. Is particularly preferred. If the amount is too large, the gas generation efficiency is lowered, and if the amount is too small, a sufficient combustion rate cannot be obtained.
  • Examples of the gas generating agent having the above configuration include pellets, cylinders, single-hole cylinders, porous cylinders, discs, and hollow bodies with both ends closed, and preferably cylinders with both ends closed. Can be used.
  • the non-azide composition composed of the nitrogen-containing compound, the oxidizing agent, the slag forming agent, and the binder is, first, a V-type mixer
  • the wet state refers to a state having a certain degree of plasticity, and a state in which water or a solvent preferably contains 10 to 25%, more preferably 13 to 18%.
  • the wet drug mass is directly used by an extruder (for example, a device provided with a die and a pin for an inner hole at an outlet), and the outer diameter is preferably 1.4 mm to 4 mm, more preferably.
  • the inner diameter is preferably from 0.3 mm to 1.2 mm, and more preferably from 0.5 mm to 1.2 mni.
  • Extrusion molding Thereafter, the hollow cylindrical molded body extruded by the extruder is pressed at regular intervals to obtain a cylindrical molded body having both ends closed.
  • Edges are closed by drying in two stages: drying at 50 to 60 ° C for 4 to 10 hours, and then drying at 105 to 120 ° C for 6 to 10 hours. In this state, a cylindrical gas generating agent having a space inside can be obtained.
  • the length of the gas generating agent thus obtained is usually in the range of 1.5 to 8 mm, preferably in the range of 1.5 to 7 mm, and more preferably in the range of 2 to 6.5 mm. is there.
  • the linear burning velocity of the gas generating agent is measured under a constant pressure condition, and empirically follows the equation of Vie11e.
  • r is the linear burning rate
  • .a is a constant
  • P is pressure
  • n is the pressure index.
  • the pressure index n indicates the slope of the logarithmic plot of the pressure on the X-axis against the logarithm of the burning velocity on the Y-axis.
  • methods for measuring the linear burning rate generally include a strand burner method, a small motor method, and a closed pressure vessel method. Specifically, after press-molding to a predetermined size, the burning rate is measured in a high-pressure container by a fuse cutting method or the like using a test piece obtained by applying a restrictor to the surface. At this time, the linear combustion velocity is measured using the pressure in the high-pressure vessel as a variable, and the pressure index can be obtained from the above equation of Vie11e.
  • cushion member 22 is provided on the end plate 10 side of the closure shell 2 of the combustion chamber 5.
  • These cushion member 2 2 is, for example For example, it is made of ceramic fiber, foamed silicon, or the like, and prevents vibrations or the like from breaking the gas generating agent 4 loaded in the combustion chamber 5 such as cracks.
  • the housing 3 formed by joining the initiator shell 1 and the closure shell 2 has a distance H between the bottoms of the end plates 14 and 10 of the initiator shell 1 and the closure shell 2 and a diameter of the cylindrical portion 9.
  • the ratio H / D to D is usually 0.4 to 1.3, preferably 0.6 to 1.3, and more preferably 0.9 to 1.3. With such a range, the size and weight of the gas generator can be reduced, and the gas generator can have sufficient strength to withstand the pressure caused by the gas generated in the combustion chamber 5.
  • the ratio HZD with respect to the diameter D of the cylindrical portions 9 and 13 is set to 0.4 to 1.3, preferably 0.6 to 1.3, and more preferably 0.9 to 1.3.
  • H is preferably in a range of 45 mm or more and 90 mm or less.
  • the gas generator A 1 configured in this manner is mounted as a single-tube gas generator mainly in the instrument panel on the passenger seat side.
  • the airbag module When attached to the airbag module, it can be attached by fixing the flanges 12 to the module. Therefore, unlike a conventional cylindrical gas generator for a passenger seat, the mounting to the module is not complicated and can be performed very easily. In addition, the gas generator is smaller and lighter, so it occupies less space in the instrument panel. This increases the degree of freedom in the design of the instrument panel.
  • the ignition means 7 of the gas generator A 1 is connected to a vehicle-side connector (not shown). It can also be used on the driver's seat side.
  • the gas generator A 1 connected to the vehicle operates, for example, when the collision sensor detects the collision of the vehicle, the ignition means 7 is operated by the styp ignition circuit connected to the ignition means 7. Then, the gas generating agent 4 in the combustion chamber 5 is burned to generate a high-temperature gas. At this time, the pressure in the combustion chamber 5 increases, but since the housing 3 has a substantially spherical shape, the housing 3 has sufficient strength to withstand the pressure increase in the combustion chamber 5 ⁇ , and the deformation is extremely small. Then, the high-temperature gas generated in the combustion chamber 5 passes through the filter member 6, breaks the rupture member 11 and is discharged from the gas discharge hole 8. When the high-temperature gas passes through the filter member 6, the gas is cooled and the residue is collected. Further, since the filter member 6 is provided over substantially the entire area of the combustion chamber 5, the filter member 6 can be effectively used. For this reason, it is possible to sufficiently cool and release the gas in which the residue is sufficiently collected.
  • the thickness of the peripheral portion of the gas discharge hole 8 of the filter member 6 to be disposed can be made thicker than one of the upper and lower ends of the filter member 6.
  • the filter member 6 may have a slope from the upper end to the lower end so that the thickness is reduced.
  • one or both of the end plates 10 and 14 of the closure shell 2 and the initiator shell 1 are substantially half-sections in which straight lines having three or more sides are formed continuously. It may be circular or substantially semi-elliptical. As a result, even when the pressure in the housing increases, stress concentration can be suppressed, and the size and weight of the housing can be reduced. Also, the housing can be easily processed.
  • the cross-section of one of the end plates 14 and 10 of one of the initiator chenore 1 and the closure chenore 2 is formed in a semi-circular shape, and the other is formed in a semi-circular shape, in accordance with the installation location of the gas generator.
  • An elliptical shape can also be used.
  • the inside of the housing 3 is divided into two chambers by a partition plate 30 vertically. It is also possible.
  • the same members as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
  • the gas generator A 2 shown in Fig. 5 has an initiator shell 1 and a closure A metal housing 3 formed by a coconut shell 2, a combustion chamber 5 formed in the housing 3 and loaded with a gas generating agent 4 that generates high-temperature gas by combustion, and two upper and lower combustion chambers 5 It is composed of a partition plate 30 which is divided into two.
  • the first filter member 6a and the second filter member 6b disposed around the first combustion chamber 5a and the second combustion chamber 5b partitioned by the partition plate 30, respectively, and the initiator shell 1.
  • First igniting means 7a and second igniting means for igniting and burning the gas generating agent 4 mounted in the first combustion chamber 5a and the second combustion chamber 5b partitioned by the partition plate 30, respectively. 7b, and a plurality of gas discharge holes 8 formed in the housing 3 for discharging gas generated in the partitioned first combustion chamber 5a and second combustion chamber 5b.
  • the initiator shell 1 and the closure shell 2 forming the housing 3 are continuous with the hemispherical or semi-ellipsoidal heads 14 and 10 and the heads 14 and 10. It has cylindrical portions 13 and 9 having a diameter D formed as described above.
  • the ratio H / D between the diameter D of the cylindrical portion 9 and the distance H between the bottoms 14 and 10 of the initiator shell 1 and the closure shell 2 is usually 0.4 to 1.3, preferably 0.4 to 1.3. Is 0.6 to 1.3, more preferably 0.9 to 1.3.
  • the diameter D of the cylindrical portion 9 is preferably a length value shown in FIG. 5 described later.
  • the partition plate 30 that divides the combustion chamber 5 in the housing 3 into upper and lower first combustion chambers 5a and second combustion chambers 5b is shown in FIG. 5 by pressing a single plate material or the like. As shown, a partition 31 and a flange 32 are formed. The partition 31 has a hole 33 through which a second inner cylinder 16b of the second ignition means 7 described later is inserted. A step 34 is formed around the hole 33. The step 34 presses the step 16 c formed in the second inner cylinder 16 b to form the second step 16. Inner cylinder Restrains 16b. Further, the partition plate 30 is fixed such that the flange portion 32 is sandwiched between the joint portions of the initial shake shell 1 and the closure shell 2.
  • the gas generating agent 4 loaded in the respective combustion chambers 5a and 5b is burned.
  • a first ignition means 7a and a second ignition means 7b are provided.
  • the first ignition means 7a provided in the first combustion chamber 5a partitioned below the housing 3 is a bottomed first cylindrical body 16a having a plurality of heat transfer holes 15 around the first ignition means 7a. And a transfer agent 1 ⁇ loaded in the first inner cylinder 16 a, and a first igniter 18 a provided in contact with the transfer agent 17.
  • the first inner cylindrical body 16a has a bottomed cylindrical shape having the same diameter, and is fixed to the ignition means holding portion 19a by any method such as caulking.
  • the first inner cylinder 16a is fixed to the initiator shell 1 by fixing the ignition means holding portion 19a to the end plate portion 14 by an arbitrary method such as welding.
  • the first inner cylindrical body 16a has a cylindrical shape extending from one end side of the first combustion chamber 5a defined below the housing 3 to substantially the center of the first combustion chamber 5a. It has become.
  • a plurality of fire holes 15 are usually formed in a zigzag, elongated hole or round hole along the axial direction of the first inner cylinder 16a.
  • the holes 15 are preferably formed in a zigzag manner so that adjacent ones along the axial direction of the first inner cylindrical body 16a are not juxtaposed.
  • the second igniting means 7b for burning the agent 4 has a bottomed second inner cylinder 16b having a plurality of heat transfer holes 15 around it, and is loaded into the second inner cylinder 16b.
  • a second igniter 18b provided in contact with the transfer agent 17.
  • the second cylindrical body 16b has a bottomed cylindrical shape having different diameters of a small diameter portion and a large diameter portion having different diameters, and has a stepped portion 16c formed therein, and is caulked to the ignition means holding portion 19a. It is fixed by any method such as fixing.
  • the second cylindrical body 16 b is fixed to the shaker shell 1 by fixing the ignition means holding portion 19 a to the end plate portion 14 by an arbitrary method such as welding.
  • the second inner cylinder 16 b is formed from one end of the first combustion chamber 5 a partitioned and formed on the lower side in the housing 3 from the upper second combustion chamber partitioned by the partition plate 30. It has a cylindrical shape that almost reaches the center of 5b.
  • a plurality of heat transfer holes 15 are formed along the axial direction, usually in a zigzag, long hole or round hole shape. These heat transfer holes 15 are formed around the second inner cylindrical body 16b, and are preferably formed in a zigzag manner so that adjacent ones along the axial direction are not juxtaposed. Good. Thus, the heat flow spouted from the second ignition means 7b is spouted efficiently into the entire combustion chamber 5.
  • the second inner cylinder 16b is fixed to the partition plate 30 by swaging.
  • a screw is formed on the outer surface of the small-diameter portion, and a step 34 formed on the partition plate 30 by the nut 35 is sandwiched between the step 16 and the step 16c. It is screwed and fixed.
  • the second igniter 18b is securely fixed and maintained in the restrained state.
  • This also allows the partition plate 30 to be securely fixed, and suppresses deformation of the partition plate 30 due to a rise in pressure when gas is generated in the first combustion chamber 5a. You. Therefore, bypass of gas from the first combustion chamber 5a to the second combustion chamber 5b can be prevented.
  • the portion where the second ignition means 7b for burning the gas generating agent 4 loaded in the second combustion chamber 5b is fixed, and the first ignition means 7a is fixed. It is formed to be thicker than the part where it is. As a result, the position where the second igniter 18b is supported and fixed can be brought closer to the second combustion chamber 5b, and the combustion efficiency of the gas generating agent 4 in the second combustion chamber 5b can be increased. Becomes Further, the plug 18c of the second igniter 18b supported and fixed to the thick portion of the ignition means holding portion 19a has a protrusion amount of the electrode pin 23 protruding from the plug 18c. In order to make it equal to the igniter 18a, the shaft length is formed long.
  • first combustion chambers 5a and 6b and a first filter member 6a are provided along the inner walls of the cylindrical portions 9, 13.
  • these filter members 6a and 6b are manufactured at low cost by, for example, forming an aggregate of a knitted wire mesh, a plain woven wire mesh, a crimp woven metal wire, or a wound metal wire into an annular shape. .
  • the gas generator A2 configured in this manner is incorporated as a two-cylinder gas generator mainly into an airbag module to be mounted in an instrument panel on the passenger side.
  • the first ignition means 7a and the second ignition means 7b of the gas generator A2 are connected to a vehicle-side connector (not shown). Since the gas generator can be made smaller and lighter, it can be used on the driver's seat side.
  • the gas generator A 2 connected to the automobile is, for example, first detected by the collision sensor to detect the collision of the automobile.
  • the first ignition means 7a is operated by the squib ignition circuit connected to the first ignition means 7a. Thereby, the gas generating agent 4 in the first combustion chamber 5a is burned to generate a high-temperature gas.
  • the high-temperature gas generated in the first combustion chamber 5a passes through the first filter member 6a, and temporarily stays in a space S1 formed between the first filter member 6a and the cylindrical portion 13. After that, the gas passes through a gas passage 36 provided in the flange 32 of the partition plate 30, and is discharged from a gas discharge hole 8 provided in the cylinder 9.
  • the gas passage 36 is formed by a notch formed at the end of the flange 32, but may be a hole penetrating the flange 32.
  • the second ignition means 7b operates with a certain time difference.
  • the high-temperature gas is generated by burning the gas generating agent 4 in the second combustion chamber 5b.
  • the high-temperature gas generated in the second combustion chamber 5b passes through the second filter member 6b, and in the space S2 formed between the second filter member 6b and the cylindrical portion 9, the first combustion chamber Mixing with the high-temperature gas from 5a, it is released from the gas discharge holes 8 provided in the cylinder 9, and the airbag is inflated and deployed at a stretch.
  • the pressure in the housing 3 increases, but since the housing 3 has a substantially spherical shape, the housing 3 has a strength enough to withstand the pressure increase in the housing 3 and the deformation is extremely small.
  • the high-temperature gas generated in each of the combustion chambers 5a and 5b passes through each of the filter members 6a and 6b provided in each of the combustion chambers 5a and 5b, and passes through the rapture member 11. It breaks and is released from the gas discharge holes 8.
  • the order of ignition of the first ignition means 7a and the second ignition means 7b is such that first the second ignition means 7b is activated, and then the first ignition means 7a is activated. You can also Further, the operation order can be appropriately controlled in accordance with the impact at the time of collision, for example, by igniting these ignition means 7a and 7b simultaneously.
  • the gas generator according to the present invention can be modified as shown in FIG.
  • the gas generator A3 shown in FIG. 6 is the same as the gas generator A2 shown in FIG. 5, except that the shape of the partition plate 30 for dividing the combustion chamber 5 in the housing 3 into two chambers is the upper second combustion chamber. 5 Spherical or elliptical spherical shape convex to the b side.
  • the deformation of the partition plate 30 is suppressed, and the first combustion chamber due to the deformation of the partition plate 30 is suppressed. Gas bypass from 5a to the second combustion chamber 5b can be prevented.
  • the housing has a substantially spherical shape or an elliptical spherical shape, even when the housing is reduced in size and weight, the strength of the housing is improved and the pressure is increased. It is possible to withstand the rise sufficiently.
  • the gas generator is fixed by the flange portion 12.
  • the airbag module of the present invention is usually arranged on the instrument panel ⁇ for the passenger seat.
  • the gas bag module of the present invention has one gas generator.
  • the distance H between the bottoms of the end plates 10 and 14 is 7 5 mm, cylindrical part 9 diameter 70 mm, h 16 mni, head part 10 of closure shell 2 long axis d 2 70 mm, short axis 45 mm, closure shell side radius of curvature R Is 4 5 mm
  • a stainless steel material having a thickness of 2 mm was formed and processed so that The initiator shell 1 also has a thickness 2 mm so that the major axis d 2 of the end plate portion 14 is 67 nam, the minor axis is 42 mm, and the radius of curvature r of the initiator shell side is 2 O mm.
  • a stainless steel material was formed. Then, the ignition means 7 is provided on the initiator shell 1 and the filter member 6 is provided. After the gas generating agent 4 is loaded inside the filter member 6, a cushion material 22 is provided, and the closure shell 2 is fitted. Then, the laser shaker shell 1 and the closure shell 2 were joined by laser welding to obtain a gas generator.
  • the gas generator according to the present invention is configured as described above, and the housing has a substantially spherical shape or an elliptical spherical shape, so that the structure of the gas generator is improved. Even if the number of component parts is reduced and the structure is simplified, it is possible to sufficiently withstand an increase in the internal pressure of the housing due to gas generated by combustion of the gas generating agent. For this reason, the deformation of the housing at the time of gas generation can be made extremely small. Also, since the number of parts can be reduced and the structure can be simplified, the size and weight of the gas generator can be reduced. In addition, there is an effect that the production cost can be significantly reduced while maintaining the safety of the gas generator.

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Description

明 細 書
ガス発生器 技術分野
本発明は、 エアバッグ等を膨張させるのに好適なガス発生器に関す る。 背景技術
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するため、 急速にエア バッグを膨張展開させるガス発生器は、 ステアリングホイール内ゃィ ンス トルメントパネル内に装着されたェアバッグモジュールに組み込 まれている。 そして、 ガス発生器は、 コントロールユニッ ト （作動 器） からの電気信号によって発火する点火器 （スクイブ） により伝火 剤 （ェンハンサ） を燃焼させ、 その火炎によってガス発生剤を燃焼さ せることにより、 多量のガスを急激に発生させるものである。
従来のガス発生器としては、 ガス発生剤の点火室に相当する中央空 問部と、 その外部に同心状に形成され、 ガスの燃焼■冷却 ·スラグ捕 集を行う燃焼 · フィルタ室に相当する環状空間部とを有するいわゆる 2筒式のガス発生器がある。
この種のガス発生器としては、 例えば、 特開平 9一 2 0 7 7 0 5号 公報に開示されているものがある。 このガス発生器は、 第 8図に示す ように、 まず、 ガス発生器のハウジングとして、 2筒構造の上容器 5 1と、 2重短管構造の下容器 5 4とを突き合わせて摩擦溶接すること により得られるハウジング構造の中央空間部を点火室とし、 その周囲 の環状空間部を燃焼 ' フィルタ室とする。 点火室 Pには、 下方からス タイプ 6 8、 伝火薬 6 9が内装される。 一方、 燃焼 · フィルタ室 Fに は、 断面が両フランジのある凹形のリング状蓋部材 6 6を、 各フラン ジ 6 6 d， 6 6 eがそれぞれ、 上容器 5. 1のパリ 5 2 b、 5 3 bに当 接して固定している。 そして、 この蓋部材 6 6と上容器 5 1とで挟ま れた環状空間にガス発生剤 5 7、 冷却 ·スラグ捕集部材 6 0が径方向 に順に収納されることにより、 燃焼 ' フィルタ室 Fは形成されている 。 また、 ガス発生剤 5 7の層の上面及び下面には、 それぞれ、 リング 状のクッション部材 5 8 , 5 9を介装している。 また、 冷却 'スラグ 捕集部材 6 0の上面及び下面にはそれぞれ、 シール部材 6 1及び 6 2 を介装している。 さらに、 ガス放出用オリフィス 5 3 aを塞ぐような アルミ箔 6 4及び伝火用オリフィス 5 2 aを塞ぐようなアルミ箔 6 5 を貼り付けたものである。 このような構成にすることで、 ガス発生室 G内で発生したガスによる内圧の上昇に十分に耐え得るガス発生器が 得られている。
し力 しながら、 この種の 2筒式ガス発生器の場合、 第 8図に示すよ うに、 ガス発生器を構成する部品点数が多く、 また、 構造も複雑化し ていた。 このため、 ガス発生器の安全性を維持しつつ、 製造コス トを 低減する場合にも限度があった。 更に、 ガス発生剤の収容量も少なく 、 その用途は主として運転席用であり、 発生ガス量を大量に必要とす る助手席用には使用できない。
また、 自動車の助手席用エアバッグのガス発生器としては、 例えば 、 第 9図に示すものがある。 第 9図に示すように、 従来の助手席用ェ ァバッグのガス発生器は、 複数のガス放出孔 8 1 aを有する外筒 8 1 とこの外筒 8 1の開 Π端に摩擦圧接される蓋部材 8 2とでハウジング 8 0を構成している。 そして、 ノヽウジング 8 0内には内筒 8 5が揷入 配置されている。 内筒 8 5には、 ガス透過孔 8 5 aが設けられ、 また 、 その内部には、 ガス発生剤 8 6が所定量装填され、 内外筒間の環状 空間内には、 前記外筒 8 1に形成されているガス放出孔 8 1 aを閉塞 する筒状バーストプレート 8 3と筒状フィルタ部材 8 4が配置されて いる。 この筒状フィルタ部材 8 4は、 ハウジング 8 0の小径化のため 、 可能な限り隙間なく密に充填されている。 又、 前記蓋部材 8 2には 、 衝突センサの衝突検知により点火する点火具 8 7と、 この点火具 8 7で着火される伝火剤 8 8とからなる点火装置 8 9が配置されている このように、 従来の助手席用エアバッグのガス発生器は、 筒状をし ており、 自動車のィンストノレメントパネ/レ内にィンストノレメントパネ ルに沿って横向きに長手方向両端部を固定した状態でェアバッグモジ ユールに装着されている。 このため、 インス トルメントパネル内で広 い占有面積が必要とされていた。 また、 エアバッグモジュールへの取 り付けも構造も複雑であり、 煩雑であった。
また、 筒状をしているため、 ハウジング内部へのガス発生剤 8 6の 高い充填効率での充填が困難である。 そのため、 近年のガス発生器の 小型軽量化の要望を満足するとともに、 ガス発生量を従来と同等にす るためには、 ガス発生量の多いガス発生剤を使用する必要がある。 そ うすると、 ガス発生の際の高い圧力に耐えうるハウジングが必要とな る。
本発明は、 ガス発生器の構造を簡易化できると共に、 小型軽量化し た場合であっても、 ガス発生量が多く、 優れたガス発生特性を発揮で きるとともに、 高い安全性を維持でき得るガス発生器を提供すること を目的とする。 ' 発明の開示
本発明のガス発生器は、 イニシエータシェルとクロージャシェルと で形成される金属製のハウジングと、 前記ハゥジング内に形成され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填された燃焼室と、 前 記燃焼室の周囲に配置されたフィルタ部材と、 前記ハゥジングに装着 され前記燃焼室内の前記ガス発生剤を着火燃焼させる点火手段と、 前 記ハウジングに形成され、 前記燃焼室で発生したガスを放出する複数 のガス放出孔を有してなるガス発生器であつて、 前記ハゥジングを形 成するイニシエータシェルとクロージャシェルのいずれか一方又は両 方が、 半球形状又は半楕円球形状の鏡板部と前記鏡板部から連続して 形成される直径 Dの筒部を有し、 前記筒部の直径 Dと前記ィニシエー タシェルとクロージャシェルの各鏡板部の底部間距離 Hとの比 HZD の範囲が、 0 . 4〜1 . 3である。 なお、 直径 Dとしては、 タロージ ヤシェルの外側間の長さ D 1の値が好ましい。
このような構成によると、 部品点数が少なく、 簡易な構造であって も、 燃焼室内でガス発生剤の燃焼により発生した スによって、 ハウ ジング内の圧力が高まった場合であっても、 ハウジングの変形を抑制 することができる。 また、 部品点数を少なくでき、 簡易な構造とでき る。 このため、 ガス発生器の小型軽量化、 製造コストの大幅な低減が 可能となる。
また、 本発明のガス発生器は、 イニシエータシェルとクロージャシ エルとで形成される金属製のハウジングと、 前記ハウジング内に形成 され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填された燃焼室 と、 前記燃焼室を上下 2室に区画する仕切り板と、 前記区画された第 1燃焼室及び第 2燃焼室の周囲にそれぞれ配置される第 1フィルタ部 材及び第 2フィルタ部材と、 前記ィニシエータシェルに装着され前記 区画された第 1燃焼室及び第 2燃焼室内にそれぞれ装填されている前 記ガス発生剤を着火燃焼させる第 1点火手段及び第 2点火手段と、 前 記ハゥジングに形成され、 前記区画された第 1燃焼室及び第 2燃焼室 で発生したガスを放出する複数のガス放出孔を有してなるガス発生器 であって、 前記ハゥジングを形成するイニシエータシェルとクロージ ヤシエルの!/、ずれか一方又は両方が、 半球形状又は半楕円球形状の鏡 板部と前記鏡板部から連続して形成される直径 Dの筒部を有し、 前記 筒部の直径 Dと前記ィ二シエータシェルとクロージャシェルの各鏡板 部の底部間距離 Hとの比 H/Dの範囲が、 0 . 4〜1 . 3、 好ましく は 0 . 6〜1 . 3、 より好ましくは 0 . 9〜； L . 3であるものである 。 なお、 直径 Dとしては、 クロージャシェルの外側間の長さ の値 が好ましい。
このような構成によると、 点火手段を複数にし、 ハウジング内の圧 力が高まつた場合であつても、 ハウジングの変形を抑制することがで きるため、 小型軽量化が可能となる。 これによつて、 助手席用のガス 発生器として使用した場合、 ガス発生器の占有面積が小さくなり、 ィ ンストルメントパネル等の意匠の自由度が広がる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記イニシエータシェルとクロージ ヤシエルの鏡板部の短軸 d 1と長軸 d 2との比 d 1 / ά 2の範囲が 1〜 0 . 0 2、 好ましくは 1〜0 . 1、 より好ましくは 1〜0 . 3である ものである。
このような構成によると、 ハウジング内で発生するガスによる圧力 の上昇にも十分に耐えることができる。 また、 ハウジングの小型軽量 化も可能になる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記鏡板部は、 断面が 3辺以上の直 線が連続して形成された略半円形状又は略半楕円形状であるものであ る。
このような構成によると、 ハウジングを容易に加工することができ る。
また、 本発明のガス発生器は、 前記鏡板部が、 曲率半径 Rの半球形 状であり、 前記筒部の直径 Dとの比 D /Rの範囲が 0 . 3〜2、 好ま しくは 0 . 9〜2、 より好ましくは 1 . 2〜 2であるものである。 こ こで、 直径 Dは、 クロージャシェルの外側間の長さ の値が好まし レ、。 また、 Rは、 クロージャシェルにおける半球形状の頭頂部におけ る曲率半径である。
このような構成によると、 ハウジング内で発生するガスによる圧力 の上昇にも十分に耐えることができる。 また、 ハウジングの加工が容 易になる。 また、 ハウジングの小型軽量化も可能になる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記クロージャシェルに形成されて いる前記筒部の長さ hが 5 mm以上、 好ましくは 1 0 mm以上、 より 好ましくは 1 0〜3 0 mmであるものである。
このような構成によると、 ガス放出孔を密閉する部材として帯状シ ールを使用することができ、 帯状シールをラブチヤ一部材とすること が可能となる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記フィルタ部材の前記ガス放出孔 の周辺部の肉厚が、 前記フィルタ部材の上下端部のいずれか一方の肉 厚よりも厚く形成されているものである。
このような構成によると、 ガス放出時にガスの集中する部位のフィ ルタの損傷を抑制することが可能となり、 ハウジング内部で発生した ガスを効率良くフィルタ部材で冷却できる。 また、 発生したガス内の 残渣を効率的に捕集できる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記ガス放出孔が、 前記ハウジング の周囲にジグザグに形成されているものである。
このような構成によると、 ハウジング内部で発生したガスが放出さ れる際にガスの集中を防ぐことができ、 フィルタ部材を効率的に利用 できる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記点火手段が、 周囲に複数の伝火 孔を有する有底の内筒体と、 前記内筒体に装填された伝火剤と、 前記 伝火剤に接するように設けられた点火器と、 で構成されているもので あ 。
このような構成によると、 点火器の作動によつて伝火剤が確実に着 火し、 点火手段からの火炎が確実に燃焼室に装填されているガス発生 剤に伝達される。
また、 本発明のガス発生器は、 前記伝火孔が、 前記内筒材の周囲に ジグザグに形成されている。
このような構成によると、 点火手段からの熱流が燃焼室全体に伝達 されるようになり、 効率良くガス発生剤を燃焼することができる。 また、 本発明のガス発生器は、 前記伝火孔が、 前記内筒体の筒部に 軸方向に沿って長孔状に形成されているものである。
このような構成によると、 燃焼室の形状が軸方向に広がっているよ うな場合であっても対応することが可能となる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記第 1点火手段及び第 2点火手段 1K 周囲に複数の伝火孔を有する有底の第 1内筒体及び第 2內筒体と 、 前記第 1内筒体及び第 2内筒体にそれぞれ装填された伝火剤と、 前 記伝火剤に接するように設けられた第 1点火器及び第 2点火器と、 で 構成されているものである。
このような構成によると、 点火器の作動によって各内筒体に装填さ れている伝火剤が確実に着火し、 区画された各燃焼室に装填されてい るガス発生剤に各点火手段からの火炎が確実に伝達される。
また、 本発明のガス発生器は、 前記伝火孔が、 前記第 1内筒材及び 前記第 2内筒材の周囲にジグザグに形成されているものである。
このような構成によると、 各点火手段からの熱流が区画された各燃 焼室全体に伝達されるようになり、 各燃焼室に装填されているガス発 生剤を効率良く燃焼することができる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記伝火孔が、 前記第 1内筒材及び 前記第 2内筒材の筒部に軸方向に沿って長孔状に形成されているもの である。
このような構成によると、 燃焼室の形状が軸方向に広がっているよ うな場合であっても対応することが可能となる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記第 1內筒体及ぴ第 2内筒体のい ずれか一方が、 前記 2室に区画された上側の第 2燃焼室内に位置する ように長軸の筒体に形成されているものである。
このような構成によると、 第 1内筒体及び第 2内筒体とを並設した 場合であっても、 各燃焼室それぞれに装填されているガス発生剤を燃 焼する点火手段を設けることが可能となる。
また、 本発明のガス発生器は、 前記長軸に形成された第 1内筒体及 び第 2内筒体のいずれか一方に形成されている前記伝火孔は、 前記 2 室に区画された上側の第 2燃焼室內でのみ開口して形成されているも のである。
このような構成によると、 区画された各燃焼室に装填されたガス発 生剤が各燃焼室に設けられている点火手段によって燃焼するようにな る。 これによつて、 各燃焼室毎にガスを発生できるように制御できる また、 本発明のガス発生器は、 前記仕^り板が、 前記イニシエータ シェルと前記クロージャシェルとで挟持され Tいるものである。 このような構成によると'、 少ない構成部品で確実にハウジング内の 01226
燃焼室を 2室に区画することが可能となる。
また、 本発明のガス発生器は、 イエシエータシェルとクロージヤシ エルとで形成される金属製のハウジングと、 前記ハゥジング内に形成 され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填された燃焼室 と、 前記燃焼室の周囲に配置されたフィルタ部材と、 前記ハウジング に装着され前記燃焼室内の前記ガス発生剤を着火燃焼させる点火手段 と、 前記ハウジングに形成され、 前記燃焼室で発生したガスを放出す る複数のガス放出孔を有してなるガス発生器であって、 前記ハウジン グが略球形状であるものである。
また、 本発明のガス発生器は、 イニシエータシェルとクロージャシ エルとで形成される金属製のハゥジングと、 前記ハゥジング内に形成 され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填された燃焼室 と、 前記燃焼室の周囲に配置されたフィルタ部材と、 前記ハウジング に装着され前記燃焼室内の前記ガス発生剤を着火燃焼させる点火手段 と、 前記ハウジングに形成され、 前記燃焼室で発生したガスを放出す る複数のガス放出孔を有してなるガス発生器であって、 前記ハウジン グが略楕円球形状であるものである。
また、 本発明のガス発生器において装填されるガス発生剤は、 両端 が閉鎖された中空体形状、 好ましくは両端が閉鎖された円筒状のもの である。
このような構成によると、 着火後暫くの間の出力は弱く、 その後急 速に出力が増大するという特性のガス発生器となる。 これは、 このよ うな形状のガス発生剤では、 着火後閉鎖された端部が燃焼により開通 するまでの間は、 外表面のみが燃焼するので、 ガス発生速度は緩やか であり、 その後外表面と內表面の二面燃焼となり、 ガス発生速度は急 激に増加する。 すなわち、 このような形状のガス発生剤は、 エアバッ グの加害性を低減する上で好適なタンク内圧カー時間曲線とされる S 字状の曲線を描くガス発生剤である。
また、 このような形状のガス発生剤は、 両端が閉鎖されているため 、 単孔筒状の形状のものに比し圧縮強度が高く、 その結果振動に対し ても強いので、 長時間自動車に搭載された後も燃焼特性の安定したガ ス発生器が得られる。 さらに、 両端を閉鎖した形状のガス発生剤では 、 圧縮強度が高いので、 高い密度で燃焼室内に充填することができ、 より小型化及び軽量化したガス発生器が得られる。
本発明の助手席用ェァバッグモジュールは、 本発明のガス発生器を そのフランジ部でエアバッグモジュールのガス発生器保持部に、 ガス 放出孔がエアバッグ内に配置されるようにして固定したものである。 このような構成によると、 従来の助手席用ガス発生器に比し、 エア バッグモジュールを小さくすることができる。 すなわち、 従来の助手 席用ガス発生器では、 円筒状の形状をしており、 エアバッグモジュ一 ルのガス発生器保持部に、 円筒部分を横向きにして長手方向両端部で 固定している。 このガス発生器保持部は、 ガス放出孔が円筒部分に存 在するため、 ガス発生器全体を覆う構造となっている。 また、 助手席 用ガス発生器は、 乗員との距離があるインストルメントパネルに設置 するため、 発生させるガス量を多くする必要があり、 円筒部分も長い ものになっている。 このため、 従来の助手席用ガス発生器を組み込ん だエアバッグモジュールは必然的に大きくならざるを得ない。 これに 対し、 本発明のガス発生器は、 ガス放出孔を有する円筒部分を縦置き にして円筒部分に存在するフランジ部でエアバッグモジュールのガス 発生器保持部に固定することができるので、 ガス発生器保持部はガス 発生器全体を覆う必要がない。 また、 本発明のガス発生器は従来の助 手席用ガス発生器より小さく、 その結果、 エアバッグモジュールを小 さくすることができる。
また、 従来の助手席用ガス発生器を使用したエアバッグモジュール のようにガス発生器全体を覆う必要がないので、 エアバッグモジユー ルのガス発生器保持部の構造も簡単にすることができる。
また、 本発明のエアバッグモジュールは、 ガス発生器を 1つ有する ものである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施形態の一例のガス発生器の断面図である。 第 2図は、 本発明の実施形態におけるガス発生器の外観図である。 第 3図は、 本発明の他の実施形態例のガス発生器の断面図である。 第 4 図は、 本発明の他の実施形態例のガス発生器の断面図である。 第 5図 は、 本発明の他の実施形態例のガス発生器の断面図である。 第 6図は 、 本発明の他の実施形態例のガス発生器の断面図である。 第 7図は、 本発明の実施形態例に係るガス発生器の鏡板部の短'軸 d と長軸 d 2 とを説明するための図である。 第 8図は、 従来の 2筒式のガス発生器 の一例を示す断面図である。 第 9図は、 従来の助手席用ガス発生器の 一例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照しつつ、 本発明に係るガス発生器の実施形態例に ついて説明する。
第 1図に本発明の実施形態の一例に係るガス発生器 A 1の断面図を 示す。 第 1図において、 ガス発生器 A 1は、 エアバッグを膨張展開さ せるもので、 鉄、 ステンレス、 アルミニウム、 鋼材等の金属製のィニ シエータシェル 1とクロージャシェル 2とからなる略球形状のハウジ ング 3と、 このハウジング 3内に形成され、 燃焼により高温ガスを発 生するガス発生剤 4が装填された燃焼室 5と、 燃焼室 5の周囲に配置 されたフィルタ部材 6と、 ハウジング 3に装着され、 燃焼室 5内のガ ス発生剤 4を着火燃焼させる点火手段 7と、 で構成されている。 クロージャシェル 2は、 直径 Dの筒部 9と、 筒部 9から連続して形 成される半球形状の鏡板部 1 0と、 筒部 9から径外方に延びるフラン ジ部 1 2とで構成されている。 筒部 9には、 複数のガス放出孔 8が、 その周囲にジグザグに形成されている （第 2図参照） ことが好ましい 。 ガス放出孔 8が、 ジグザグに形成されることで、 ハウジング 3內で 発生したガスが、 集中することなく放出される。 このため、 フィルタ 部材 6の損傷を抑制する。 また、 フィルタ部材 6を広い範囲で使用す ることができ、 フィルタ部材 6を効率良く利用することができる。 こ れら、 ガス放出孔 8は、 ジグザグに形成される以外にも、 例えば、 2 列、 3列等の複数列形成することで、 同様の効果を得ることもできる また、 これらガス放出孔 8の孔径は、 均一のものに限らず、 大小の 径のガス放出孔 8を交互に形成するようにしても良い。 また、 このガ ス放出孔 8は、 第 2図に示すように筒部 9の軸方向に 2列に形成する ものに限定されるものではなく、 3列、 4列等複数形成されていても よい。 また、 孔径も、 大小の 2通りだけでなく、 3通り、 4通り等複 数の孔径とすることができる。 このように、 ガス放出孔 8の孔径を制 御することによって、 ハウジング 3内の圧力を制御することができる 。 例えば、 ガス放出孔 8の孔径を大きくすることによって、 ハウジン グ 3内の圧力上昇を抑えることができる。 このため、 ハウジング 3内 の圧力に合わせて、 ハウジング 3を形成するクロージャシェル 2及び イニシエータシェル 1の肉厚を薄くすることもできる。 また、 使用す るガス発生剤 4の種類に合わせて、 孔径を制御することによって、 ガ ス発生特性を制御することもできる。 イニシエータシェル 1及びク口 ージヤシエル 2の肉厚は、 1 . 5〜 3 mmの範囲が好ましい。
また、 これらガス放出孔 8には、 筒部 9の内周部に帯状のアルミ二 ゥムテープ等のラプチヤ一部材 1 1が貼り付けられて、 燃焼室 5内を 密封している。 この筒部 9の長さ hは、 通常 5 mm以上、 好ましくは 5〜3 0 mm、 より好ましくは 1 0〜 3 0 mmである。 これによつて 、 ラブチヤ一部材 1 1として帯状テープを用いることができると共に 、 ラブチヤ一部材 1 1を容易に且つ確実に貼り付けることができるか らである。
鏡板部 1 0の短軸 d iと長軸 d 2との比 d / d 2の範囲は、 通常 1
〜0 . 0 2である。 好ましい範囲は 1〜0 . 1、 より好ましい範囲は 1〜0 . 3である。 このような範囲内とすることによって、 ガス発生 器内で発生したガスによる内圧にも十分耐え得ることができる。 ここで、 鏡板部 1 0の短軸 d iと長軸 d 2は、 第 7図に示すとおり であり、 この比 d d 2が 1であるということは、 鏡板部 1 0が半 球形状をしていることを示す。
また、 鏡板部 1 0は、 半球形状である場合、 曲率半径 Rと、 筒部 9 の直径 Dとの比 D ZRの範囲が、 通常 0 . 3〜2であることが好まし い。 好ましい範囲は 0 . 9〜2、 より好ましい範囲は 1 . 2〜2であ る。 なお、 筒部 9の直径 Dは、 後記する第 1図で示される長さ の 値が好ましい。 曲率半径 Rは、 鏡板部 1 0の頭頂部における曲率半径 である。
このように、 鏡板部を半球形状または半楕円球形状とすることによ つて、 燃焼室 5で発生するガスのガス圧力が集中する部分をなくすこ とができる。 このため、 ガス発生器の構成部品点数を少なくし、 構造 を簡易な'ものとした場合であっても、 ガス発生時にハウジングの変形 を極めて小さくすることができる。
クロージャシェル 2に圧接、 溶接等によって接合されるィニシエー タシェノレ 1は、 前述のクロージャシェル 2と同様、 筒部 1 3と、 筒部 1 3から連続して形成される半球形状の鏡板部 1 4とで構成されてい る。 そして、 鏡板部 1 4の中心部には、 点火手段 7が設けられている 。 筒部 1 3が形成されていることによって、 クロージャシェル 2と圧 接、 溶接等による接合を容易に行うことができる。 なお、 クロージャ シェル 2に直接、 鏡板部 1 4の端部で圧接、 溶接等によって接合が行 えるのであれば、 この筒部 1 3は、 形成されていなくともよく、 ィニ シエータシェル 1は、 鏡板部 1 4のみで構成することもできる。 このイニシエータシェノレ 1の鏡板部 1 4も、 前述のクロージャシェ ル 2の鏡板部 1 0と同様に、 短軸 d と長軸 d 2との比 d i / d 2の範 囲が、 通常 1〜0 . 0 2、 好ましくは 1〜0 . 1、 より好ましくは 1 〜0 . 3である。 これによつて、 イニシエータシェノレ 1とクロージャ シェル 2と力 S、 接合されて一体となったときに、 略球形状あるいは略 楕円球形状のハウジング 3を形成することができる。
鏡板部 1 4の中心部に設けられている点火手段 7は、 周囲に複数の 伝火孔 1 5を有する有底の内筒体 1 6と、 この内筒体 1 6内に装填さ れた伝火剤 1 7と、 この伝火剤 1 7に接するように設けられた点火器 1 8とで構成されている。 ェンハンサはガス発生剤を確実に燃焼開始 させるために、 用いられる。 伝火剤 1 7としては、 一般に用いられて いる B /K N 0 3に代表される金属粉及び酸化剤からなる組成物、 含 窒素化合物、 酸化剤及び金属粉を含む組成物、 或いはガス発生剤組成 物の使用可能である。 これら伝火剤 1 7における各成分の含有量は、 金属粉及び酸化剤からなる場合、 金属粉成分は 1〜3 0重量。 /。、 酸化 剤成分は 7 0〜 9 5重量％の範囲が好ましく、 含窒素化合物、 酸化剤 及び金属粉を含む組成物の場合、 金属粉成分は 1〜3 0重量％、 含窒 素有機化合物は 0 ~ 4 0重量％、 及び酸化剤成分は 5 0〜 9 0 %の範 囲が好ましい。 また、 必要に応じて、 成型用バインダ'を 0〜 1 0重 量％含んでもよい。 成型用バインダとしては一般にガス発生剤に使用 可能なものを用いることができる。 伝火剤 1 7の形状としては、 粉状 、 顆粒状、 円柱状、 シート状、 球状、 単孔円筒状、 多孔円筒状、 タブ レツト状あるいは両端が閉鎖された筒状の成形体を使用することがで ぎる。
内筒体 1 6は、 点火手段保持部 1 9に力シメ固定等の任意の方法で 固定されている。 そして、 内筒体 1 6は、 点火手段保持部 1 9が鏡板 部 1 4に溶接等の任意の方法で固定されることで、 イニシエータシェ ル 1に固定されている。 また、 この内筒体 1 6は、 ハウジング 3内に 形成されている燃焼室 5の一端側から、 燃焼室 5の略中心に至る長筒 状となっている。 そして、 その周囲には、 複数の伝火孔 1 5が、 内筒 体 1 6の軸方向に沿って、 通常、. ジグザグ、 丸孔状又は長孔状に形成 されているが、 これら伝火孔 1 5は、 內筒体 1 6の軸方向に沿って相 隣り合うもの同士が、 第 1図に示すように並設されないようにジグザ グに形成されているのが好ましい。 このため、 この点火手段 7から噴 出する熱流は、 燃焼室 5内全体に効率良く噴出される。
これら、 クロージャシェノレ 2とイニシエータシェル 1 とで構成さ れるハウジング 3内には、 筒部 9、 1 3の内壁に沿ってフィルタ部材 6が設けられている。 フィルタ部材 6は、 例えば、 メリヤス編み金網 、 平織金網、 クリンプ織り金属線材或いは巻き金属線材の集合体を円 環状に成形することによって安価に製作される。 このフィルタ部材 6 は、 クロージャシェル 2及ぴイニシエータシェノレ 1の鏡板部 1 0 , 1 4の内面にそれぞれ設けられている押え部材 2 0 , 2 1によって、 ノヽ ウジング 3の内壁側に押えられている。
また、 フィルタ部材 6の外周部のガス放出孔 8の周辺部には、 フィ ルタ押え部材 2 4が設けられている。 フィルタ押え部材 2 4は、 いわ ゆるパンチングメタノレと称される複数の孔が形成された板状部材がリ ング状に形成されているものである。 このように、 ガス放出孔 8の周 辺部のフィルタ部材 6の外周部にフィルタ押え部材 2 4を設けること で、 ガスが放出する際の圧力によってフィルタ部材 6が変形すること が抑制される。
フィルタ部材 6の內周部には、 ガス発生剤 4が装填されている。 そ して、 これらガス発生剤 4が、 点火手段 7からの熱流によって燃焼す る燃焼室 5となっている。
ガス発生剤 4は、 非アジド系組成物であって、 例えば燃料と、 酸化 剤と、 添加剤 （バインダ、 スラグ形成剤、 燃焼調整剤） どで構成され るものを使用することができる。
燃料としては、 例えば含窒素化合物が挙げられる。 含窒素化合物と しては、 例えばトリアゾール誘導体、 テトラゾール誘導体、 グァニジ 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、 ゥレア 誘導体、 アンミン錯体から選ばれる 1·種又は 2種以上の混合物を挙げ ることができる。
トリァゾール誘導体の具体例としては、 例えば 5—ォキソ一 1 ， 2 , 4—トリァゾール、 アミノ トリアゾ一ル等を挙げることができる。 テ トラゾール誘導体の具体例としては、 例えばテトラゾール、 5—アミ ノテトラゾール、 硝酸ァミノテトラゾール、 ニトロアミノテトラゾー ノレ、 5， 5， 一ビー 1 Η—テトラゾール、 5 , 5 ' ービ一 1 H—テト ラゾーノレジアンモ -ゥム塩、 5 , 5， 一ァゾテトラゾーノレジグァニジ ゥム塩等が挙げられる。 グァニジン誘導体の具体例としては、 例えば グァニジン、 ニトログァニジン、 シァノグァニジン、 トリアミノグァ 二ジン硝酸塩、 硝酸グァニジン、 硝酸アミノグァ二ジン、 炭酸グァニ ジン等が挙げられる。 ァゾジカルボンアミ ド誘導体の具体例としては 、 例えばァゾジカルボンアミド等が挙げられる。 ヒドラジン誘導体の 具体例としては、 例えば力ルボヒ ドラジド、 カルポヒ ドラジド硝酸塩 錯体、 蓚酸ジヒドラジド、 ヒ ドラジン硝酸塩錯体等が挙げられる。 ゥ レア誘導体としては、 例えばビウレッ トが挙げられる。 アンミン錯体 としては、 例えばへキサアンミン銅錯体、 へキサアンミンコバルト錯 体、 テトラアンミン銅錯体、 テトラアンミン亜鉛錯体等等が挙げられ る。
これらの含窒素化合物の中でもテトラゾール誘導体及びグァニジン 誘導体から選ばれる 1種又は 2種以上が好ましく、 特にニトログァニ ジン、 硝酸グァニジン、 シァノグァニジン、 5—アミノテトラゾーノレ 、 硝酸ァミノグァニジン、 炭酸グァニジンが好ましい。
ガス発生剤 4中におけるこれら含窒素化合物の配合割合は、 分子式 中の炭素原子、 水素原子及ぴその他の酸化される原子の数によって異 なるが、 通常 2 0〜7 0重量％の範囲が好ましく、 3 0〜6 0重量％ の範囲が特に好ましい。 また、 ガス発生剤に添カ卩される酸化剤の種類 により、 含窒素化合物の配合割合の絶対数値は異なる。 しかしながら 、 含窒素化合物の配合割合の絶対数値が、 完全酸化理論量より多いと 発生ガス中の微量 C O濃度が増大する、 一方、 含窒素化合物の配合割 合の絶対数値が、 完全酸化理論量及びそれ以下になると発生ガス中の 微量 N O X濃度が増大する。 従って両者の最適バランスが保たれる範 囲が最も好ましい。
酸化剤としては、 アルカリ金属、 アルカリ土類金属、 遷移金属、 ァ ンモユウムから選ばれたカチオンを含む硝酸塩、 亜硝酸塩、 過塩素酸 塩の少なくとも 1種から選ばれた酸化剤が好ましい。 硝酸塩以外の酸 化剤、 即ち亜硝酸塩、 過塩素酸塩等のエアバッグインフレータ分野で 多用されている酸化剤も用いることができるが、 硝酸塩に比べて亜硝 酸塩分子中の酸素数が減少すること又はバッグ外へ放出されやすい微 粉状ミストの生成を減少させる等の観点から硝酸塩が好ましい。 硝酸 塩としては、 例えば硝酸ナトリゥム、 硝酸力リゥム、 硝酸マグネシゥ ム、 硝酸ス トロンチウム、 相安定化硝酸アンモニゥム、 塩基性硝酸銅 等を挙げることができ、 硝酸ス トロンチウム、 相安定化硝酸アンモ- ゥム、 塩基性硝酸銅がより好ましい。
ガス発生剤中の酸化剤の配合割合は、.用いられる含窒素化合物の種 類と量により絶対数値は異なるが、 3 0〜8 0重量％の範囲が好まし く、 特に上記の C O及ぴ N O X濃度に関連して 4 0〜7 5重量％の範 囲が好ましい。
添加剤であるバインダは、 ガス発生剤の燃焼挙動に大幅な悪影響を 与えないものであれば何れでも使用可能である。 バインダとしては、 例えば、 力/レポキシメチルセ/レロースの金属塩、 メチ /レセルロース、 ヒ ドロキシェチノレセノレロース、 酢酸セノレロース、 プロピオン酸セ /レロ ース、 酢酸酪酸セルロース、 ニトロセルロース、 微結晶性セルロース 、 グァガム、 ポリビニルアルコール、 ポリアクリルアミ ド、 澱粉等の 多糖誘導体、 ステアリン酸塩等の有機バインダ、 二硫化モリブデン、 合成ヒ ドロキシタルサイ ト、 酸性白土、 タルク、 ベントナイ ト、 ケィ ソゥ土、 カオリン、 シリカ、 アルミナ等の無機バインダを挙げること ができる。
バインダの配合割合はプレス成型の場合 0 ~ 1 0重量％の範囲が好 ましく、 押出成型においては 2〜1 5重量0 /0の範囲であることが好ま しい。 添加量が多くなるに い成型体の破壊強度が強くなる。 ところ 力 組成物中の炭素原子及び水素原子の数が増大し、 炭素原子の不完 全燃焼生成物である微量 C Oガスの濃度が高くなり、 発生ガスの品質 が低下する。 また、 ガス発生剤の燃焼を阻害することから、 最低量で の使用が好ましい。 特に 1 5重量％を超える量では酸化剤の相対的存 在割合の増大を必要とし、 ガス発生化合物の相対的割合が低下し、 実 用できるガス発生器システムの成立が困難となる。
また、 添加剤として、 バインダ以外の成分としては、 スラグ形成剤 を配合することができる。 スラグ形成剤は、 ガス発生剤中の特に酸化 剤成分から発生する金属酸化物との相互作用により、 ガス発生器内の フィルタでの濾過を容易にするために添加される。
スラグ形成剤としては、 例えば、 窒化珪素、 炭化珪素、 酸性白土、 シリカ、 ベントナイト系、 力オリン系等のアルミノケィ酸塩を主成分 とする天然に産する粘土、 合成マイ力、 合成力オリナイ ト、 合成スメ クタイ ト等の人工的粘土、 含水マグネシウムケィ酸塩鉱物の一種であ るタルク等から選ばれるものを挙げることができ、 これらの中でも酸 性白土又はシリカが好ましく、 特に酸性白土が好ましい。 スラグ形成 剤の配合割合は 0〜 2◦重量0 /0の範囲が好ましく、 2〜1 0重量％の 範囲が特に好ましい。 多すぎると線燃焼速度の低下及びガス発生効率 の低下をもたらし、 少なすぎるとスラグ形成能を十分発揮することが できない。
ガス発生剤の好ましい組合せとしては、 5 -アミノテトラゾール、 硝酸ス トロンチウム、 合成ヒドロタルサイ ト、 及び窒化珪素を含むガ ス発生剤、 または、 硝酸グァニジン、 硝酸ストロンチウム、 塩基性硝 酸銅、 酸性白土を含むガス発生剤が挙げられる。
また、 必要に応じて燃焼調節剤を添加してもよい。 燃焼調整剤とし ては金属酸化物、 フエ口シリコン、 活性炭、 グラフアイト、 或いはへ キソーゲン、 ォク ト一ゲン、 5—ォキソ一 3—二トロ一 1 , 2， 4 - トリァゾールといった化合火薬が使用可能である。 燃焼調整剤の配合 割合は 0〜2 0重量。/。の範囲が好ましく、 2〜1 0重量。/。の範囲が特 に好ましい。 多すぎるとガス発生効率の低下をもたらし、 また、 少な すぎると十分な燃焼速度を得ることができない。
以上のような構成によるガス発生剤形状としては、 ペレット状、 円 柱状、 単孔円筒状、 多孔円筒状、 ディスク状、 両端が閉鎖された中空 体形状のもの、 好ましくは両端が閉鎖された円筒状のものが使用でき る。
本発明で使用する両端が閉鎖された中空体形状のガス発生剤の製造 方法の一例を説明する。 前記した含窒素化合物、 酸化剤、 スラグ形成 剤及びバインダで構成される非アジド系組成物は、 まず、 V型混合機
、 またはボールミル等によって混合される。 更に水、 又は溶媒 （例え ば、 エタノール） を添加しながら混合し、 湿った状態の薬塊を得るこ とができる。 ここで、 湿った状態とは、 ある程度の可塑性を有する状 態であり、 水又は溶媒を好ましくは 1 0〜 2 5 %、 より好ましくは 1 3〜1 8 %含有している状態にあるものをいう。 この後、 この湿った 状態の薬塊をそのまま押出成型機 （例えば、 ダイス及び内孔用ピンを 出口に備えたもの） により、 外径が、 好ましくは 1 . 4 mm~ 4 mm で、 より好ましくは 1 . 5 mm〜3 . 5 mmであり、 内径が、 好まし くは 0 . 3 mm〜l . 2 mmであり、 より好ましくは 0 . 5 mm〜 1 . 2 mniの中空筒状成型体に押出成型する。 その後、 押出成型機で押出 された中空筒状成型体を一定間隔で押圧して両端が閉鎖された筒状成 型体が得られる。 通常は、 該中空筒状成型体を一定間隔で押圧した後 、 それぞれ閉鎖された窪み部分で折るようにして切断した後、 通常、 50〜 60°Cの範囲で 4〜 10時間乾燥し、 次いで、 通常、 1 0 5~ 1 20°Cの範囲で 6〜 10時間乾燥という 2段階による乾燥を行うこ とにより、 端部が閉鎖された状態で、 内部に空間を有した筒状のガス 発生剤を得ることができる。 このように得られたガス発生剤の長さは 、 通常、 1. 5~8mmの範囲にあり、 好ましくは 1. 5~7mmの 範囲にあり、 より好ましくは 2〜 6. 5 mmの範囲にある。
また、 ガス発生剤の線燃焼速度は定圧条件下で測定され、 経験的に 以下の V i e 1 1 eの式に従う。
r = a P n
ここで、 rは線燃焼速度、. aは定数、 Pは圧力、 nは圧力指数を示 す。 この圧力指数 nは、 Y軸の燃焼速度の対数に対する X軸の圧力の 対数プロットによる勾配を示すものである。
本実施形態例に係るガス発生器に用いられるガス発生剤の好ましい 線燃焼速度の範囲は、 70 k g f Zcm2下で 3〜6 Omm/秒であ り、 より好ましくは 5〜3 5mtnノ秒であり、 また、 好ましい圧力指 数の範囲は n = 0. 90以下、 より好ましくは n = 0. 75以下、 特 に好ましくは n = 0. 60以下である。
また、 線燃焼速度を測定する方法としては、 ス トランドバーナ法、 小型モータ法、 密閉圧力容器法が一般に挙げられる。 具体的には所定 の大きさにプレス成型した後、 表面にリス トリクターを塗布すること により得られた試験片を用いて、 ヒューズ切断法等により、 高圧容器 中で燃焼速度を測定する。 この時、 高圧容器内の圧力を変数に線燃焼 速度測定し、 上記 V i e 1 1 eの式から圧力指数を求めることができ る。
また、 燃焼室 5のクロージャシェル 2の鏡板部 10側には、 クッシ ヨン部材 22が設けられている。 これらクッション部材 2 2は、 例え ば、 セラミックスフアイバー、 発泡シリコン等で形成されており、 振 動等によって、 燃焼室 5内に装填されているガス発生剤 4の割れ等の 破壌を防止している。
また、 イニシエータシェル 1とクロージャシェル 2とが接合されて 形成されるハウジング 3は、 イニシエータシェル 1とクロージャシェ ル 2の各鏡板部 1 4， 1 0の底部間距離 Hと、 筒部 9の直径 Dとの比 H/Dが、 通常 0 . 4〜： 1 . 3、 好ましくは 0 . 6〜 1 . 3、 より好 ましくは 0 . 9〜1 . 3とする。 このような範囲とすることで、 ガス 発生器を小型軽量化できるとともに、 燃焼室 5内で発生するガスによ る圧力にも十分に耐え得る強度を持たせることができる。
また、 このように、 筒部 9 , 1 3の直径 Dとの比 HZDが 0 . 4〜 1 . 3、 好ましくは 0 . 6〜1 . 3、 より好ましくは 0 . 9〜1 . 3 とすることによって、 ガス発生器を小型軽量化した場合であつても、 ガス発生剤 4の充填を行いやすく、 高い充填効率でガス発生剤を充填 することができる。 ここで、 本実施形態例に係るガス発生器は、 例え ば、 自動車の助手席用に使用する場合における、 Hは、 4 5 mm以上 、 9 O mm以下の範囲とすることが好ましい。 このように、 ガス発生 器を小型軽量化した場合であっても、 従来と同様の量のガス発生剤を 充填することができ、 ガス発生量が少なくなることがない。 また、 こ のように、 従来と同等のガス発生量を得ることができるにもかかわら ず、 小型軽量化が可能となるのは、 前述したように、 ハウジングに鏡 板部 1 4 , 1 0が形成されているため、 ハウジング内部に圧力の集中 する部分がなく、 高い圧力にも十分に耐え得ることができ、 ガス発生 時めハゥジングの変形が極めて小さいからである。
この様に構成されるガス発生器 A 1は、 1筒式のガス発生器として 、 主に、 助手席側のインス トルメントパネル内に装着されることにな
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るエアバッグモジュールに組み込まれる。
エアバッグモジュールに取り付けられる際には、 フランジ 1 2をモ ジュールに固定することによって取り付けることができる。 このため 、 従来の筒状をした助手席用ガス発生器のように、 モジュールへの取 り付けが煩雑でなく、 非常に容易に行うことが可能となる。 また、 ガ ス発生器が小型軽量化されているため、 ィンストルメントパネル内で 占有面積が小さくなる。 これによつて、 インストルメントパネルの意 匠の自由度が高まる。
そして、 エアバッグモジュールに組み込まれた後、 ガス発生器 A 1 の点火手段 7は、 図示省略する車両側コネクタに接続される。 なお、 運転席側に用いることも可能である。
以上のようにして、 自動車に接続されたガス発生器 A 1は、 例えば 、 衝突センサが自動車の衝突を検出することで、 点火手段 7に接続さ れているスタイプ点火回路によって点火手段 7が作動して、 燃焼室 5 内のガス発生剤 4を燃焼させて高温ガスを発生させる。 このとき、 燃 焼室 5内は圧力が上昇するが、 ハウジング 3は略球形状であるため、 燃焼室 5內での圧力上昇に十分に耐え得る強度を有し、 変形は極めて 小さい。 そして、 燃焼室 5内で発生した高温ガスは、 フィルタ部材 6 を通過して、 ラプチヤ一部材 1 1を破ってガス放出孔 8から放出され る。 高温ガスがフィルタ部材 6を通過する際に、 ガスの冷却及び残渣 の捕集がなされる。 また、 フィルタ部材 6が、 燃焼室 5の略全域にわ たり設けられているため、 フィルタ部材 6を有効に利用することがで きる。 このため、 十分に冷却されるとともに、 残渣が十分に捕集され たガスを放出することが可能となる。
なお、 本発明に係るガス発生器は、 前述の第 1の実施形態例に限定 されるものではない。 例えば、 第 3図に示すように、 燃焼室 5内に設 置されるフィルタ部材 6のガス放出孔 8周辺部の肉厚が、 フィルタ部 材 6の上下端部いずれか一方の肉厚よりも厚く形成するようにもでき る。 また、 図示していないが、 フィルタ部材 6の上端部から下端部に かけて肉厚が薄くなるように傾斜を持たせたものであってもよい。 このように、 フィルタ部材 6のガス放出孔 8周辺部の肉厚を上下端 部いずれか一方の肉厚に比べて厚くすることによって、 燃焼室 5内で 発生したガスが放出される時にガス放出孔 8周辺に集中した場合であ つても、 フィルタ部材 6の損傷を抑制することができる。 これによつ て、 フィルタ部材 6によるガスの冷却及び残渣の捕集機能が損なわれ ることを防止できる。
また、 クロージャシェル 2及びイニシエータシェル 1の鏡板部 1 0 , 1 4のいずれか一方又は両方を、 第 4図に示すように、 その断面が 3 辺以上の直線が連続して形成された略半円形状又は略半楕円形状とす ることもできる。 これによつて、 ハウジング内の圧力が上昇した場合 でも応力集中を抑制でき、 ハウジングの小型軽量化も可能になる。 ま た、 ハウジングを容易に加工することができる。
また、 図示していないが、 ガス発生器の設置場所に合わせて、 ィニ シエータシェノレ 1及びクロージャシェノレ 2のいずれか一方の鏡板部 1 4， 1 0の断面を半円形状とし、 他方を半楕円形状とすることもでき る。
また、 本発明に係るガス発生器は、 前述の実施形態例に限定される もの以外に、 例えば、 第 5図に示すように、 ハウジング 3内を仕切り 板 3 0で上下に 2室に区画することも可能である。 なお、 第 5図にお いて、 第 1図乃至第 4図と同一部材については、 同一符号を付して詳 細な説明は省略する。
第 5図に示すガス発生器 A 2は、 イニシエータシェル 1とクロージ ヤシエル 2とで形成される金属製のハウジング 3と、 このハウジング 3内に形成され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤 4が装填 された燃焼室 5と、 この燃焼室 5を上下 2室に区画する仕切り板 3 0 で構成されている。 そして、 この仕切り板 3 0で区画された第 1燃焼 室 5 a及び第 2燃焼室 5 bの周囲にそれぞれ配置される第 1フィルタ 部材 6 a及び第 2フィルタ部材 6 bと、 イニシエータシェル 1に装着 され、 仕切り板 3 0によって区画された第 1燃焼室 5 a及び第 2燃焼 室 5 b内にそれぞれ装填されているガス発生剤 4を着火燃焼させる第 1点火手段 7 a及び第 2点火手段 7 bと、 ハウジング 3に形成され、 区画された第 1燃焼室 5 a及び第 2燃焼室 5 bで発生したガスを放出 する複数のガス放出孔 8を備えている。
また、 ハウジング 3を形成するイニシエータシェル 1とクロージャ シェル 2のいずれか一方又は両方が、 半球形状又は半楕円球形状の鏡 板部 1 4、 1 0と、 この鏡板部 1 4、 1 0から連続して形成される直 径 Dの筒部 1 3、 9を有している。 そして、 筒部 9の直径 Dとィニシ エータシェル 1とクロージャシェル 2の各鏡板部 1 4、 1 0の底部問 距離 Hとの比 H/Dの範囲が、 通常 0 . 4〜1 . 3、 好ましくは 0 . 6〜1 . 3、 より好ましくは 0 . 9〜1 . 3である。 なお、 筒部 9の 直径 Dは、 後記する第 5図で示される長さ の値が好ましい。
ハウジング 3内の燃焼室 5を上下 2室の第 1燃焼室 5 a及び第 2燃 焼室 5 bに区画する仕切り板 3 0は、 一枚の板材をプレス加工等によ つて第 5図に示すように、 仕切り部 3 1とフランジ部 3 2とが形成さ れている。 そして、 仕切り部 3 1には、 後述する第 2点火手段 7 の 第 2内筒体 1 6 bの挿通する孔 3 3が形成されている。 この孔 3 3の 周囲には、 段部 3 4が形成されており、 この段部 3 4によって第 2内 筒体 1 6 bに形成されている段部 1 6 cを押えることで、 第 2内筒体 1 6 bを拘束している。 また、 仕切り板 3 0は、 フランジ部 3 2がィ 二シェークシェル 1及びクロージャシェル 2の合せ部において挟持さ れて、 固定されている。
仕切り板 3 0によって上下 2室に区画された第 1燃焼室 5 a及び第 2燃焼室 5 bには、 それぞれの燃焼室 5 a , 5 bに装填されているガ ス発生剤 4を燃焼させるために第 1点火手段 7 a及び第 2点火手段 7 bが設けられている。
ハウジング 3の下側に区画された第 1燃焼室 5 aに設けられている 第 1点火手段 7 aは、 周囲に複数の伝火孔 1 5を有する有底の第 1內 筒体 1 6 aと、 この第 1内筒体 1 6 a内に装填された伝火剤 1 Ίと、 この伝火剤 1 7に接するように設けられた第 1点火器 1 8 aとで構成 されている。
第 1内筒体 1 6 aは、 同一径の有底筒状をしており、 点火手段保持 部 1 9 aにカシメ固定等の任意の方法で固定されている。 そして、 第 1内筒体 1 6 aは、 点火手段保持部 1 9 aが鏡板部 1 4に溶接等の任 意の方法で固定されることで、 イニシエータシェル 1に固定されてい る。 また、 この第 1内筒体 1 6 aは、 ハウジング 3内の下側に区画形 成されている第 1燃焼室 5 aの一端側から、 第 1燃焼室 5 aの略中心 に至る筒状となっている。 そして、 その周囲には、 複数の伝火孔 1 5 力 第 1内筒体 1 6 aの軸方向に沿って、 通常ジグザグ、 長孔状又は 丸孔状に形成されているが、 これら伝火孔 1 5は、 第 1内筒体 1 6 a の軸方向に沿って相隣り合うもの同士が並設されないようにジグザグ に形成されていることが好ましい。 これにより、 この第 1点火手段 7 aから噴出する熱流は、 第 1燃焼室 5 a内全体に効率良く噴出される また、 ハウジング 3の上側に区画された第 2燃焼室 5 bのガス発生 剤 4を燃焼させる第 2点火手段 7 bは、 周囲に複数の伝火孔 1 5を有 する有底の第 2内筒体 1 6 bと、 この第 2内筒体 1 6 b内に装填され た伝火剤 1 7と、 この伝火剤 1 7に接するように設けられた第 2点火 器 1 8 bとで構成されている。
第 2內筒体 1 6 bは、 小径部と大径部の径の異なる異径の有底筒状 をし、 段部 1 6 cが形成されており、 点火手段保持部 1 9 aにカシメ 固定等の任意の方法で固定されている。 そして、 第 2內筒体 1 6 bは 、 点火手段保持部 1 9 aが鏡板部 1 4に溶接等の任意の方法で固定さ れることで、 ィユシェータシェル 1に固定されている。 また、 この第 2内筒体 1 6 bは、 ハウジング 3内の下側に区画形成されている第 1 燃焼室 5 aの一端側から、 仕切り板 3 0で区画された上側の第 2燃焼 室 5 bの略中心に至る筒状となっている。 そして、 第 2燃焼室 5 b側 の筒部の周囲には、 複数の伝火孔 1 5が、 軸方向に沿って、 通常ジグ ザグ、 長孔状又は丸孔状に形成されているが、 これら伝火孔 1 5は、 第 2内筒体 1 6 bの周囲に形成されており、 軸方向に沿って相隣り合 うもの同士が並設されないようにジグザグに形成されていることが好 ましい。 これにより、 この第 2点火手段 7 bから噴出する熱流は、 燃 焼室 5内全体に効率良く噴出される。
また、 第 2内筒体 1 6 bは、 カシメ固定ゃ螺合とうによって仕切り 板 3 0に固定されている。 本実施形態例においては、 小径部の外表面 にネジが形成されており、 ナット 3 5によって仕切り板 3 0に形成さ れている段部 3 4を段部 1 6 cとの間に挟み込むようにして螺合され て、 固定されている。 これによつて、 第 2点火器 1 8 bの作動時であ つても確実に固定され、 拘束された状態が維持される。 また、 これに よって、 仕切り板 3 0をも確実に固定することができ、 第 1燃焼室 5 a内でのガス発生時の圧力上昇によ'る仕切り板 3 0の変形を抑制でき る。 このため、 第 1燃焼室 5 aから第 2燃焼室 5 bへのガスのバイパ スを防ぐことができる。
点火手段保持部 1 9 aでは、 第 2燃焼室 5 bに装填されているガス 発生剤 4を燃焼させる第 2点火手段 7 bが固定される部分が、 第 1点 火手段 7 aが固定される部分に比べて肉厚に形成されている。 これに よって、 第 2点火器 1 8 bの支持固定される位置を第 2燃焼室 5 b側 に近づけることができ、 第 2燃焼室 5 bのガス発生剤 4の燃焼効率を 高めることが可能となる。 また、 この点火手段保持部 1 9 aの肉厚部 に支持固定される第 2点火器 1 8 bの塞栓 1 8 cは、 塞栓 1 8 cから 突出する電極ピン 2 3の突出量が第 1点火器 1 8 aと同等にするため に、 軸長が長く形成されている。 これによつて、 第 2点火器 1 8 bの 強度を高めることができる。 また、 電極ピン 2 3.に接続される図示し ていなレ、衝突センサ等のコネクタの形状を変化させる必要がなくなる これら、 仕切り板 3 0によって上下に区画された第 1燃焼室 5 a及 び第 2燃焼室 5 bには、 筒部 9、 1 3の内壁に沿って第 2フィルタ部 材 6 b及び第 1フィルタ部材 6 aが設けられている。 これら各フィル タ部材 6 a , 6 bは、 前述同様に、 例えば、 メリヤス編み金網、 平織 金網、 クリンプ織り金属線材或いは卷き金属線材の集合体を円環状に 成形することによって安価に製作される。
この様に構成されるガス発生器 A 2は、 2筒式のガス発生器として 、 主に、 助手席側のインストルメントパネル内に装着されることにな るエアバッグモジュールに組み込まれる。 そして、 ガス発生器 A 2の 第 1点火手段 7 a及び第 2点火手段 7 bは、 図示省略する車両側コネ クタにそれぞれ接続される。 なお、 ガス発生器を小型軽量にすること が可能であるため、 運転席側に用いることも可能である。 以上のようして、 自動車に接続されたガス発生器 A 2は、 例えば、 衝突センサが自動車の衝突を検出することで、 まず、 ガス発生剤 4の 装填量の少ない第 1燃焼室 5 a側の第 1点火手段 7 aに接続されてい るスクイブ点火回路によって第 1点火手段 7 aが作動する。 これによ つて、 第 1燃焼室 5 a内のガス発生剤 4を燃焼させて高温ガスを発生 させる。 第 1燃焼室 5 aで発生した高温ガスは、 第 1フィルタ部材 6 aを通過し、 この第 1フィルタ部材 6 aと筒部 1 3との間に形成され る空間 S 1に一時的に滞留した後、 仕切り板 3 0のフランジ部 3 2に 設けられているガス通過路 3 6を通過し、 筒部 9に設けられているガ ス放出孔 8から放出される。 なお、 このガス通過路 3 6は、 フランジ 部 3 2の端部に形成された切り欠きによって構成されているが、 フラ ンジ部 3 2を貫通する孔であっても良い。
次いで、 ある程度の時間差をおいて、 第 2点火手段 7 bが作動する 。 これによつて、 第 2燃焼室 5 b内のガス発生剤 4を燃焼させること で、 高温ガスを発生させる。 第 2燃焼室 5 bで発生した高温ガスは、 第 2フィルタ部材 6 bを通過し、 この第 2フィルタ部材 6 bと筒部 9 との間に形成される空間 S 2において、 第 1燃焼室 5 aからの高温ガ スと混合し、 筒部 9に設けられているガス放出孔 8から放出され、 一 気にエアバッグを膨張、 展開する。 なお、 このとき、 ハウジング 3内 は圧力が上昇するが、 ハウジング 3は略球形状であるため、 ハウジン グ 3内での圧力上昇に十分に耐え得る強度を有し、 変形は極めて小さ レ、。 そして、 各燃焼室 5 a , 5 b内で発生した高温ガスは、 各燃焼室 5 a , 5 bに設けられている各フィルタ部材 6 a , 6 bを通過して、 ラプチヤ一部材 1 1を破ってガス放出孔 8から放出される。 ここで、 第 1点火手段 7 aと第 2点火手段 7 bとの点火順序については、 先ず 第 2点火手段 7 bが作動し、 次いで第 1点火手段 7 aが作動するよう にすることもできる。 さらに、 これら各点火手段 7 a， 7 bを同時に 点火させる等、 衝突時の衝擊に合わせて適宜作動順序を制御すること ができる。
また、 本発明に係るガス発生器は、 第 6図に示すように変形するこ ともできる。 第 6図に示すガス発生器 A 3は、 第 5図に示すガス発生 器 A 2において、 ハウジング 3内の燃焼室 5を 2室に区画する仕切り 板 3 0の形状を上側の第 2燃焼室 5 b側に凸となる球面状あるいは楕 円球面状としたものである。 これによつて、 第 1燃焼室 5 a内のガス 発生剤 4の装填量を多く した場合であっても、 仕切り板 3 0の変形が 抑制され、 仕切り板 3 0の変形による第 1燃焼室 5 aから第 2燃焼室 5 bへのガスのバイパスを防ぐことができる。
このように、 点火手段を複数にした場合であっても、 ハウジングが 略球形状又は楕円球形状であるため、 ハウジングを小型軽量化した場 合であっても、 ハウジングの強度が向上し、 圧力上昇にも十分耐え得 ることが可能となる。
また、 本発明のエアバッグモジュールは、 ガス発生器がフランジ部 1 2により固定される。 本発明のエアバッグモジュールは、 通常、 助 手席用のインス トルメントパネル內に配置される。 また、 本発明のェ ァバッグモジュールには、 ガス発生器が 1つ存在する。
実施例
以下、 実施例により、 本発明に係るガス発生器を具体的に説明する 第 1図及び第 2図に示すガス発生器において、 鏡板部 1 0と鏡板部 1 4の底部間距離 Hが、 7 5 mm、 筒部 9の直径 が 7 0 m m、 h が 1 6 mni、 クロージャシェル 2の鏡板部 1 0の長軸 d 2が 7 0 m m 、 短軸 が 4 5 mm、 クロージャシェル側曲率半径 Rは、 4 5 m m となるように肉厚 2 mmのステンレス材を成形加工した。 また、 ィニ シエータシェル 1についても、 鏡板部 1 4の長軸 d 2が 6 7 nam、 短 軸 が 4 2 mm、 イニシエータシェル側曲率半径 rは、 2 O mmと なるように肉厚 2 mmのステンレス材を成形加工した。 そして、 ィニ シエータシェル 1に点火手段 7を設けるとともに、 フィルタ部材 6を 設置する。 そして、 このフィルタ部材 6の内部にガス発生剤 4を装填 した後、 クッション材 2 2を設け、 クロージャシェル 2を勘合する。 次いで、 レーザ溶接によって、 ィユシェータシェル 1とクロージャシ エル 2とを接合し、 ガス発生器とした。
参考例
ガス発生器に使用する両端が閉鎖された中空体形状のガス発生剤の 製造例
硝酸グァ-ジン 4 3 . 5重量％、 硝酸ス トロンチウム 2 5重量0 /0、 塩基性硝酸銅 2 5重量％、 酸性白土 2 . 5重量％、 ポリアクリルァミ ド 4重量％の組成で混合した組成物に、 エタノール 3重量％と、 水 1 3重量。 /0を加えて混合、 混練し、 混練塊にして、 出口に内径 2 mmの ダイスと外径 0 . 5 mmの内孔用ピンを備えた押出機にて、 押出圧 8 M P aで押出して、 押出棒状の成型体を引取りベルトで引取りながら 、 成型用歯車間に送り出し、 成型用歯車の凸歯によって 4 . 4 mmの 間隔で窪み部分を形成するようにし、 その窪み部分で折るようにして 切断した後、 5 5 °Cで 8時間乾燥し、 次いで 1 1 0 °Cで 8時間乾燥し 、 ガス発生剤とした。 産業上の利用可能性
本 明に係るガス発生器は、 以上のように構成されており、 ハウジ ングが略球形状又は楕円球形状とすることによって、 ガス発生器の構 成部品点数を少なく し、 構造を簡易化した場合であっても、 ガス発生 剤の燃焼によつて発生するガスによるハウジング内圧の上昇にも十分 に耐え得ることができる。 このため、 ガス発生時のハウジングの変形 を極めて小さいものとできる。 また、 部品点数を少なくし、 構造を簡 易なものとできるため、 ガス発生器の小型軽量化が可能となる。 また 、 ガス発生器の安全性を維持しつつ、 製造コストの大幅な低減を可能 とする効果を奏する。

Claims

請 求 の 範 囲
1. イニシエータシェル (1) とクロージャシェル (2) とで形成 される金属製のハウジング （3) と、 前記ハウジング （3) 内に形成 され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤 （4) が装填された' 燃焼室 （ 5， 5 a , 5 b) と、 前記燃焼室 （ 5 , 5 a , 5 b) の周囲 に配置されたフィルタ部材 （6， 6 a , 6 b) と、 前記ハウジング
(3) に装着され前記燃焼室 （5, 5 a, 5 b) 內の前記ガス発生剤
(4) を着火燃焼させる点火手段 （7， 7 a , 7 b) と、 前記ハウジ ング （3) に形成され、 前記燃焼室 （5， 5 a, 5 b) で発生したガ スを放出する複数のガス放出孔 （8) を有してなるガス発生器であつ て、
前記ハウジング (3) を形成するイニシエータシェル (1) とクロ ージヤシエル （2) のいずれか一方又は両方が、 半球形状又は半楕円 球形状の鏡板部 （14、 10) と前記鏡板部 （14、 10) から連続 して形成される直径 Dの简部 （1 3、 9) を有し、 前記筒部 （1 3、 9) の直径 Dと前記イニシエータシェル （ 1) とクロージャシェル (2) の各鏡板部 （14、 10) の底部問距離 Hとの比 H/Dの範囲 力 0. 4〜1. 3であるガス発生器。
2. 前記イニシエータシェル (1) とクロージャシェル (2) の鏡 板部 （14、 1 0) の短軸 d と長軸 d 2との比 d 2の範囲が 1
〜0. 02である請求の範囲第 1項に記載のガス発生器。
3. 前記鏡板部 （14、 10) は、 断面が 3辺以上の直線が連続し て形成された略半円形状又は略半楕円形状である請求の範囲第 1項に 記載のガス発生器。
4. 前記鏡板部 （10) 力 曲率半径 Rの半球形状であり、 前記筒 部 （9) の直径 Dとの比 D_ Rの範囲が 0. 3〜 2である請求の範囲 第 1項に記載のガス発生器。
5. 前記直径 Dがクロージャシェル （2) の外側間直径 である 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載のガス発生器。
6. 前記クロージャシェル （2) されている前記筒部 （9) の長さ hが 5〜3 Ommである請求の範囲第 1項に記載のガス発生器。
7. 前記フィルタ部材 （6) の前記ガス放出孔 （8) の周辺部の肉 厚が、 前記フィルタ部材 （6) の上下端部のいずれか一方の肉厚より も厚く形成されている請求の範囲第 1項に記載のガス発生器。
8. 前記ガス放出孔 （8) ί 前記ハウジング （3) の周囲にジグ ザグに形成されている請求の範囲第 1項に記載のガス発生器。
9. 前記点火手段 （7) 、 周囲に複数の伝火孔 （1 5) を有する 有底の内筒体 （ 1 6) と、 前記内筒体 （1 6) に装填された伝火剤
( 1 7) と、 前記伝火剤 （1 7) に接するように設けられた点火器
(1 8) と、 で構成されている請求の範囲第 1項に記載のガス発生器 。
1 0. 前記点火手段 （7) 力 周囲に複数の伝火孔 （1 5) を有する 有底の内筒体 （ 1 6) と、 前記內筒体 （1 6) に装填された伝火剤
( 1 7) と、 前記伝火剤 （1 7) に接するように設けられた点火器
( 1 8) と、 で構成され、 前記伝火孔 （1 5) 前記内筒材 （1 6) の周囲にジグザグに形成されている請求の範囲第 1項に記載のガ ス発生器。
1 1. 前記点火手段 （7) 力 S、 周囲に複数の伝火孔 （1 5) を有する 有底の内筒体 （ 1 6) と、 前記內筒体 （1 6) に装填された伝火剤
(1 7) と、 前記伝火剤 （1 7) に接するように設けられた点火器 ( 1 8) と、 で構成され、 前記伝火孔 （1 5) 力 前記内筒体 （1 6) の筒部に軸方向に沿って長孔状に形成されている請求の範囲第 1 項に記載のガス発生器。
1 2. 前記点火手段 （7) 力、 周囲に複数の伝火孔 （1 5) を有す る有底の内筒体 （1 6) と、 前記内筒体 （1 6) に装填された伝火剤
( 1 7) と、 前記伝火剤 （1 7) に接するように設けられた点火器 ( 1 8) と、 で構成され、 前記伝火孔 （1 5) 力 前記内筒材 （1 6) の周囲にジグザグに形成されて、 前記内筒体 （1 6) の筒部に軸 方向に沿って長孔状に形成されている請求の範囲第 1項に記載のガス 発生器。
1 3. イニシエータシェル （1) とクロージャシェル (2) とで形 成される金属製のハウジング (3) と、 前記ハウジング (3) 内に形 成され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤 （4) が装填され た燃焼室 （5) と、 前記燃焼室 （5) を上下 2室に区画する仕切り板 (30) と、 前記区画された第 1燃焼室 （5 a) 及び第 2燃焼室 （5 b) の周囲にそれぞれ配置される第 1フィルタ部材 （6 a) 及び第 2 フィルタ部材 （6 b) と、 前記イニシエータシェル ( 1) に装着され 前記区画された第 1燃焼室 （5 a) 及び第 2燃焼室 （5 b) 内にそれ ぞれ装填されている前記ガス発生剤 （4) を着火燃焼させる第 1点火 手段 (7 a ) 及び第 2点火手段 (7 b) と、 前記ハウジング (3) に 形成され、 前記区画された第 1燃焼室 （5 a) 及び第 2燃焼室 （5 b) で発生したガスを放出する複数のガス放出孔 （8) を有してなる ガス発生器であって、
前記ハウジング (3) を形成するイニシエータシェル (1) とクロ ージヤシエル (2) のいずれか一方又は両方が、 半球形状又は半楕円 球形状の鏡板部 （14、 1 0) と前記鏡板部 （1 4、 1 0) から連続 して形成される直径 Dの筒部 （1 3、 9) を有し、 前記筒部 （1 3、 9) の直径 Dと前記イニシエータシェル （ 1 ) とクロージャシェル (2) の各鏡板部 （14、 10) の底部間距離 Hとの比 HZDの範囲 力 0. 4〜： L. 3であるガス発生器。
14. 前記イニシエータシェノレ （1) とクロージャシェル (2) の 鏡板部 （14、 1 0) の短軸 d と長軸 d2との比 d 2の範囲が 1〜0. 02である請求の範囲第 1 3項に記載のガス発生器。
1 5. 前記鏡板部 （14、 10) は、 断面が 3辺以上の直線が連続 して形成された略半円形状又は略半楕円形状である請求の範囲第 1 3 項に記載のガス発生器。
1 6. 前記鏡板部 （10) 力 曲率半径 Rの半球形状であり、 前記 筒部 （9) の直径 Dとの比 DZRの範囲が 0. 3〜2である請求の範 囲第 1 3項に記載のガス発生器。
1 7. 前記直径 Dがクロージャシェル （2) の外側間直径 であ る請求の範囲第 1 3項〜第 1 6項に記載のガス発生器。
18. 前記筒部 （9) の長さ hが 5〜3 Omm以上である請求の範 囲第 13項に記載のガス発生器。
1 9. 前記フィルタ部材 （6) の前記ガス放出孔 （8) の周辺部の 肉厚が、 前記フィルタ部材 （6) の上下端部のいずれか一方の肉厚よ りも厚く形成されている請求の範囲第 1 3項に記載のガス発生器。
20. 前記ガス放出孔 （8) 力 S、 前記ハウジング （3) の周囲にジ グザグに形成されている請求の範囲第 13項に記載のガス発生器。
21. 前記第 1点火手段 （7 a) 及び第 2点火手段 （7 b) 力 周 囲に複数の伝火孔 （1 5) を有する有底の第 1内筒体 （1 6 a) 及び 第 2内筒体 （16 b) と、 前記第 1内筒体 （16 a) 及び第 2内筒体 (16 b) にそれぞれ装填された伝火剤 （17) と、 前記伝火剤 （1 7 ) に接するように設けられた第 1点火器 （18 a) 及び第 2点火器 (18 b) と、 で構成されている請求の範囲第 1 3項に記載のガス発 生器。
2 2. 前記第 1点火手段 （7 a) 及び第 2点火手段 （7 b) 力 周 囲に褸数の伝火孔 （1 5) を有する有底の第 1内筒体 （1 6 a) 及び 第 2内筒体 （1 6 b) と、 前記第 1内筒体 （1 6 a) 及び第 2内筒体 (1 6 b) にそれぞれ装填された伝火剤 （1 7) と、 前記伝火剤 （1 7) に接するように設けられた第 1点火器 （1 8 a) 及び第 2点火器
(1 8 b) と、 で構成され、 前記伝火孔 （1 5) 1 前記第 1内筒材
(1 6 a) 及び前記第 2内筒材 （1 6 b) の周囲にジグザグに形成さ れている請求の範囲第 1 3項に記載のガス発生器。
2 3. 前記第 1点火手段 （7 a) 及び第 2点火手段 （7 b) I 周 囲に複数の伝火孔 （1 5) を有する有底の第 1內筒体 （1 6 a) 及び 第 2内筒体 （1 6 b) と、 前記第 1内筒体 （1 6 a) 及び第 2内筒体
( 1 6 b) にそれぞれ装填された伝火剤 （1 7) と、 前記伝火剤 （1 7) に接するように設けられた第 1点火器 （1 8 a) 及び第 2点火器 (1 8 b) と、 で構成され、 前記伝火孔 （1 5) 力 前記第 1内筒材
(1 6 a) 及び前記第 2内筒材 （1 6 b) の筒部に軸方向に沿って長 孔状に形成されている請求の範囲第 1 3項に記載のガス発生器。
24. 前記第 1点火手段 （7 a) 及び第 2点火手段 （7 b) が、 周 囲に複数の伝火孔 （1 5) を有する有底の第 1内筒体 （1 6 a) 及び 第 2内筒体 （1 6 b) と、 前記第 1内筒体 （1 6 a) 及び第 2内筒体
(1 6 b) にそれぞれ装填された伝火剤 （1 7) と、 前記伝火剤 （1 7) に接するように設けられた第 1点火器 （1 8 a) 及び第 2点火器
( 1 8 b) と、 で構成され、 前記伝火孔 （1 5) 1 前記第 1内筒材
(1 6 a) 及び前記第 2内筒材 （1 6 b) の周囲にジグザグに形成さ れて、 前記第 1内筒体 （1 6 a) 及び第 2内筒体 （1 6 b) のいずれ か一方が、 前記 2室に区画された上側の第 2燃焼室 （5 b) 内に位置 するように長軸の筒体に形成されている請求の範囲第 1 3項に記載の ガス発生器。
2 5. 前記第 1点火手段 （7 a) 及び第 2点火手段 （7 b) 力 S、 周 囲に複数の伝火孔 （1 5) を有する有底の第 1内筒体 （1 6 a) 及び 第 2内筒体 （1 6 b) と、 前記第 1内筒体 （1 6 a) 及び第 2内筒体
(1 6 b) にそれぞれ装填された伝火剤 （1 7) と、 前記伝火剤 （1_ 7) に接するように設けられた第 1点火器 （1 8 a) 及び第 2点火器
(1 8 b) と、 で構成され、 長軸に形成された第 1內筒体 （1 6 a) 及ぴ第 2内筒体 （1 6 b) のいずれか一方に形成されている前記伝火 孔 （1 5) は、 前記 2室に区画された上側の第 2燃焼室 （5 b) 内で のみ開口して形成されている請求の範囲第 1 3項に記載のガス発生器
26. 前記仕切り板 （3 0) 1 前記イニシエータシェル （1) と 前記クロージャシェル （2) とで挟持されている請求の範囲第 1 3項 に記載にガス発生器。
2 7. イニシエータシェノレ （1 ) とクロージャシェノレ （2) とで形 成される金属製のハウジング （3) と、 前記ハウジング （3) 内に形 成され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤 （4) が装填され た燃焼室 （5) と、 前記燃焼室 （5) の周囲に配置されたフィルタ部 材 （6) と、 前記ハウジング （3) に装着され前記燃焼室 （5) 内の 前記ガス発生剤 （4) を着火燃焼させる点火手段 （7) と、 前記ハウ ジング （3) に形成され、 前記燃焼室 （5) で発生したガスを放出す る複数のガス放出孔 （8) を有してなるガス発生器であって、 前記ハ ウジング （3) が略球形状であるガス発生器。
28. イニシエータシェル- ( 1 ) とクロージャシェル （2) とで形 成される金属製のハウジング （3) と、 前記ハウジング （3) 内に形 成され、 燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤 （4) が装填され た燃焼室 （5) と、 前記燃焼室 （5) の周囲に配置されたフィルタ部 材 （6) と、 前記ハウジング （3) に装着され前記燃焼室 （5) 内の 前記ガス発生剤 （4) を着火燃焼させる点火手段 （7) と、 前記ハウ ジング (3) に形成され、 前記燃焼室 (5) で発生したガスを放出す る複数のガス放出孔 （8) を有してなるガス発生器であって、 前記ハ ウジング （3) が略楕円球形状であるガス発生器。
29. ガス発生剤の形状が、 両端が閉鎖された中空体形状である請 求の範囲第 1項〜第 28項のいずれかに記載のガス発生器。
30. 助手席用である請求の範囲第 1項〜第 29項のいずれかに記 載のガス発生器。
31. 請求の範囲第 1項〜第 30項のいずれかに記載のガス発生器 1 フランジ部 （1 2) により固定されている助手席用エアバッグモ ジュール。
32. 前記ガス発生器が 1つ存在する請求項 3 1に記載の助手席用 エアノ 、ソグモジュ一ノレ。
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