WO2005019002A1

WO2005019002A1 - ガス発生器の取付構造及びエアバッグモジュール

Info

Publication number: WO2005019002A1
Application number: PCT/JP2004/011346
Authority: WO
Inventors: Tetsuo Saito; Takayoshi Dosai; Akihiko Suehiro; Naoki Izaki
Original assignee: Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US20070063495A1; EP1661776A4; JP4490920B2; CN1863697A; JPWO2005019002A1; EP1661776A1

Description

明細

ガス発生器の取付構造及びェュ、 -ノレ

技術分野

[0001] 本発明は、自動車の助手席用ェールへのガス発生器の取付構造及びその取付構造を有してなるェ -ルに関する。京技術

[0002] 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やインストルメントパネル内に装着されたエアバッグモジュールに組み込まれている。

[0003] 従来、自動車の助手席用エアバッグモジュールに取り付けられるガス発生器としては、主に、例えば、特許文献 1等に記載されているようなシリンダ状のガス発生器が使用されている。

特許文献 1：特開平 10 - 329638号公報

[0004] し力しながら、これら従来のシリンダ状のガス発生器の場合、モジュールへの取付構造が複雑になるとともに、エアバッグへのガスの供給量を十分なものとするために、ガス発生器自体を大きくし、ガス発生剤からのガスの発生時における内圧に耐え得るようにしている。このため、これらこのようなガス発生器が取り付けられるため、自動車内装品の意匠の自由度が制限されるとともに、製造コストの上昇にもなつていた。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、エアバッグモジュールへの取付を容易に行うことができるガス発生器の取付構造及びその構造を有したエアバッグモジュールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明は、上記目的を達成するために以下のような幾つかの特徴を主に有している。本発明において、以下の主な特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。 [0007] 本発明の自動車の助手席用エアバッグモジュールは、ガス発生器と、前記ガス発生器を固定するとともに、自動車のインストルメントパネルへ取り付けられるリテーナと、前記ガス発生器からのガスによって膨張、展開するエアバッグとを備える。

前記ガス発生器は、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する。

[0008] 前記ハウ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レ、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の筒部を有する。前記筒部の直径 Dと前記イニシエータシェルとクロージヤシエルの各鏡板部の底部間距離 Hとの比 H/Dの範囲力 0. 4以上 1. 3以下である。好ましくは 0. 6以上 1. 3以下、さらに好ましくは 1. 0以上 1. 3以下である。

[0009] 本発明の自動車の助手席用エアバッグモジュールへのガス発生器の取付構造は、上記本発明のエアバッグモジュールに適用されるガス発生器の取付構造である。

[0010] 前記複数のガス放出孔は 2方向に放出できるように前記ハウジングに対称に形成されている。

前記ハウジングは、前記ガス放出孔が前記リテーナの長手方向に開口するように取り付けられている。

更に、前記リテーナの長手方向に放出されるガスが、前記ハウジングの筒部の中心線を中心にして放射状に放出される場合、前記ハウジングからの放射角度は、 120 度以内、好ましくは 110度以内、さらに好ましくは 100度以内である。

[0011] 上記構成によれば、ガス発生器のリテーナヘの取付が非常に容易に行え、前記ガス放出孔から放出された直後のガスは前記リテーナの長手方向に交差する幅方向の先端に位置する側壁部分に当たり難い。そのため、ガス放出孔力放出されるガスによってリテーナが変形や損傷を受けることが少なくなる。

前記放出されるガスが、高温の場合、高温でない場合に係らず、本発明では同様の効果が得られるが、高温の場合に、より適している。

更に、前記筒部の直径 Dと前記イ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 H/Dの範囲が上記のような範囲であれば、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。

[0012] これによつて、小型化も可能となり、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、インストルメントパネル等の自動車内装品の意匠の自由度が広がる。

エアバッグモジュールとしても、部品点数を大幅に減少させることができるとともに、小型化することも可能となる。

[0013] また、ハウジングから放出されるガスの放射角度が上記のようであれば、ハウジング力放出された直後のガスカ^テ一ナの長手方向に交差する幅方向の先端に位置する側壁に当たり難ぐハウジング力放出されたガスはリテーナ等に変形や損傷を確実に与えることなくエアバッグに効率良く供給される。

発明の効果

[0014] 本発明に係るガス発生器の取付構造及びエアバッグモジュールは、ガス発生器を非常に簡易に、そして確実にエアバッグモジュールに取り付けることが可能となり、従来のシリンダ状のガス発生器に比較すると、部品点数を大幅に減少させるとともに、その取付工程を省略することが可能となり、大幅な製造コストの低減が可能となる。また、エアバッグモジュール全体を小さくすることも可能となり、インストノレメントパネル等の自動車内装品の意匠の自由度を大幅に高めることができる効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、図面を参照しつつ、本発明に係るガス発生器の取付構造及びエアバッグモジュールの実施形態について説明する。

[0016] 図 5に示すように、本実施形態に係る自動車の助手席用エアバッグモジュール 40 は、ガス発生器 1と、前記ガス発生器を固定するとともに、自動車のインストルメントパネルへ取り付けられるリテーナ 2と、前記ガス発生器 1からのガスによって膨張、展開するエアバッグ 30とを備える。

本実施形態の自動車の助手席用エアバッグモジュールへのガス発生器 1の取付構造は、上記本実施形態のエアバッグモジュールに適用されるガス発生器 1の取付構造である。

[0017] 図 1A、図 1B、図 1C、図 IDは、本実施形態に係るガス発生器 1の取付構造の一実施形態を説明するための図である。図 1Aは平面図、図 1Bは正面図、図 1Cは底面図、図 1Dは左右の側面図を示している。

[0018] 本実施形態に係るガス発生器 1の取付構造において、ガス発生器 1が、リテーナ 2 の略中央に載置され、ガス発生器 1に設けられているフランジ 3と取付部材 4とが締結部材 6によって、リテーナ 2に固定されて取り付けられている。

[0019] リテーナ 2の形状は、長手方向 F— Fとそれに交差する幅方向 E— Eを有する長方形である。前記長手方向 F-Fと幅方向 E-Eとは略直交していることが好ましい。リテーナ 2は、例えばステンレス、ァノレミニゥム、鉄等の金属で形成されている。そして、肉薄の板の 4辺をリテーナ 2のガス発生器 1が載置される面に対して直角方向に折り曲げられて側壁 5が形成されている。側壁 5には、リテーナの幅方向 E— Eの先端に位置する側壁 5aとリテ-ナの長手方向 F— Fの先端に位置する側壁 5bがある。

[0020] なお、このリテーナ 2は、後述するように、ガス発生器 1から放出されるガスがガス発生器 1から放出された直後にリテ-ナの幅方向 E— Eの先端に位置する側壁 5aに直接当たることがないように取り付けられているため、ガス放出時にこれら側壁 5aが変形や損傷を受けることがない。このため、リテーナ 2としては、前述の金属等以外に樹脂等で形成することも可能である。本実施形態は、前記放出ガスが高温の場合、高温でない場合に係らず、同様の効果が得られる力高温のガスの場合に、より適している。

[0021] 図 2は、図 1Aにおける A— A線断面図を示す図である。図 2に示すように、ガス発生器 1において、イニシエータシェル 9とクロージャシェル 8とで構成されるハウジング 10 に複数のガス放出孔 7が形成されてレ、る。

[0022] 図 3は、図 1Aにおける B—B線断面図を示す図である。図 3に示すように、ガス放出孔 7は、ガス発生器 1内からのガスを実質的に 2方向、即ちリテーナの長手方向 F— F に放出できるように、前記ハウジング 10の筒部 15, 17の中心線 Cを中心にして対称な位置に形成されている。ここで、 2方向とは、ガス発生器 1をリテーナ 2に設置するとき、ハウジング 10を対称としてリテーナ 2の長手方向の先端に位置する側壁 5bにガスが放出される方向のことを言う。そして、放出された直後のガスが、リテーナ 2の幅方向 E— Eの先端に位置する側壁 5aに直接当たらないように、前記ハウジング 10は、前記ガス放出孔 7が実質的に前記リテーナ 2の長手方向に開口するように取り付けられている。言い換えると、前記ハウジング 10は、前記ガスが放出される前記 2方向が実質的にリテーナの長手方向に沿うように取り付けられてレ、る。

[0023] 更に、図 1Aに示すように、前記実質的にリテーナ 2の長手方向に放出されるガスは、前記ハウジング 10の筒部の中心線 Cを中心にして放射状に放出される場合、前記ハウジング 10からの放射角度ひは、 120度以内、好ましくは 110度以内、さらに好ましくは 100度以内である。

尚、前記放射角度ひは、前記ハウジングの筒部 17， 15の中心線 Cを通るリテーナ 2 の長手方向（F— F)を中心にして幅方向（E— E)に拡がる角度を指す。

これによつて、これらガス放出孔 7からガス放出直後に、リテーナ 2の幅方向の先端に位置する側壁 5aにガスが直接当たることがなくなり、側壁 5aの変形や損傷を抑制すること力 Sできる。本実施形態は、前記放出ガスが高温の場合、高温でない場合に係らず、同様の効果が得られるが、高温のガスの場合に、より適している。

[0024] 図 4に本実施形態で用いるガス発生器 1の一例の断面図を示す。図 4において、ガス発生器 1は、ハウジング 10と、フィルタ部材 13と、点火手段 14とを有する。

前記ハウジング 10は、イニシエータシェル 9とクロージャシェル 8とで形成される金略球形状のハウジング 10である。前記ハウジング 10の材料として、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、鋼材等の金属が挙げられる。

[0025] このハウジング 10内に燃焼室 12が形成されている。前記燃焼室 12には、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤 11が装填されている。複数のガス放出孔 7が前記ハウジング 10に形成されている。前記燃焼室 12で発生したガスは前記複数のガス放出孔 7から放出される。

前記フィルタ部材 13は燃焼室 12の周囲に配置されている。前記点火手段 14は、ハウジング 10に装着され、燃焼室 12内のガス発生剤 11を着火燃焼させる。

[0026] クロージャシェル 8は、直径 Dの筒部 15と、筒部 15から連続して形成される半球形状の鏡板部 16と、筒部 15から径外方に延びるフランジ 3とで構成されている。また、イニシエータシェル 9とクロージャシェル 8とが接合されて形成されるハウジング 10は、イニシエータシェル 9とクロージャシェル 8の各鏡板部 18, 16の底部間距離 Hと、筒部 17, 15の直径 Dとの比 H/Dが 0. 4以上 1. 3以下、好ましくは 0. 6以上 1. 3以下、さらに好ましくは 1. 0以上 1. 3以下である。

[0027] 上記比 H/Dが 0. 4未満の場合、構造上、ガス発生器の組立ができなくなる虞があり、 1. 3を越える場合、シリンダー型のガス発生器の構造に近づいてしまう。よってこのような範囲とすることで、ガス発生器 1内の圧力が高まった場合であっても、ハウジング 10の変形を抑制することができ、ガス発生器 1を小型化することが可能となる。

[0028] 筒部 15には、前記複数のガス放出孔 7が形成されている。前記ガス放出孔 7が、ジグザグに形成されることで、ハウジング 10内で発生したガス力集中することなく放出されるため、フィルタ部材 13の損傷を抑制する。また、フィルタ部材 13を広い範囲で使用することができ、フィルタ部材 13を効率良く利用することができる。これら、ガス放出孔 7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、上列側のガス放出孔 7の孔径を下列側のガス放出孔 7よりも大きくする等、異なる孔径とすることもできる。また、ガス放出孔 7は、直線状に一列形成されていても良い。

[0029] また、これらガス放出孔 7は、筒部 15の内周部に貼り付けられた帯状のアルミニウムテープ等のラプチヤ一部材 28によって、燃焼室 12内を密封している。この筒部 15の長さ hは、通常 5mm以上、好ましくは 5mm以上 30mm以下、より好ましくは 10mm以上 30mm以下である。これによつて、ラプチヤ一部材 28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 28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。

[0030] 鏡板部 16は、曲率半径 Rの半球形状をし、筒部 15の直径 Dとの比 DZRの範囲が 0. 3以上 2以下であることが好ましい。より好ましい範囲は 0. 9以上 2以下、さらに好ましい範囲は 1. 2以上 2以下である。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って、燃焼室 12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 1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 10の変形を極めて小さくすることができる。また、ハウジング 10の変形を小さく抑えることができるため、ガス発生器 1を小型化した場合であっても、ハウジング 10内の圧力を高めることができるため、助手席用エアバッグを十分に膨張させ得るガスを放出することが可能となる。

[0031] このクロージャシェル 8に圧接、溶接等によって接合されるイニシエータシェル 9は、前述のクロージャシェル 8と同様、筒部 17と、筒部 17から連続して形成される半球形状の鏡板部 18とで構成されている。そして、鏡板部 18の中心部には、点火手段 14 が設けられている。

[0032] このイニシエータシェル 9の鏡板部 18も、前述のクロージャシェル 8の鏡板部 16と同様に略半球形状又は半楕円球状に形成されており、クロージャシェル 8と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 10を形成することができる。ィユシェ—タシェル 9及びクロージャシェル 8の肉厚は、 1. 5mm以上 3 mmの以下の範囲が好ましい。

[0033] 鏡板部 18の中心部に設けられている点火手段 14は、周囲に複数の伝火孔 19を有する有底の内筒体 20と、この内筒体 20内に装填された伝火剤 21と、この伝火剤 2 1に接するように設けられた点火器 22とで構成されている。

[0034] 内筒体 20は、点火手段保持部 23にカ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 20は、点火手段保持部 23が鏡板部 18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 9に固定されている。また、この内筒体 20は、ハウジング 10内に形成されている燃焼室 12の一端側から、燃焼室 12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 19が、内筒体 20の軸方向に沿って長孔状に形成されている。これら伝火孔 19は、内筒体 20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。このため、この点火手段 14から噴出する熱流は、燃焼室 12内全体に効率良く噴出される。なお、これら伝火孔 19は、長孔状でなくてもよぐ丸孔であっても良レ、。また、ジグザグに形成されてレ、なくてもょレ、。

[0035] これら、クロージャシェル 8とイニシエータシェル 9とで構成されるハウジング 10内には、筒部 15、 17の内壁に沿って、燃焼室の周囲に配置されたフィルタ部材 13が設けられている。フィルタ部材 13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。このフィルタ部材 13は、クロージャシェル 8及びイニシエータシェル 9の鏡板部 16, 18の内面にそれぞれ設けられている押え部材 24, 25によって、ハウジング 10の内壁側に押えられている。

[0036] フィルタ部材 13の内周部には、ガス発生剤 11が装填されている。そして、燃焼室 1 2では、これらガス発生剤 11が、点火手段 14からの熱流によって燃焼する。

[0037] ガス発生剤 11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）とで構成されるものを使用することができる。

[0038] 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、例えばトリァゾール誘導体、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。

[0039] トリァゾール誘導体の具体例としては、例えば 5—ォキソ—1 , 2, 4—トリァゾール、アミノトリアゾー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、硝酸アミノテトラゾール、ニトロアミノテトラゾール、 5, 5 ' _ビ— 1H—テトラゾール、 5, 5'_ビ— 1H—テトラゾールジアンモニゥム塩、 5, 5 '-ァゾテトラゾール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、 ί列えばグァニジン、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、例えばカルボヒドラジド、カノレ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。

[0040] 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が挙げられる。

[0041] 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種以上が好ましぐ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—アミノテトラゾール、硝酸アミノグァ二ジン、炭酸グァニジンが好ましい。

[0042] ガス発生剤 11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、水素原子及びその他の酸化される原子の数によって異なる力通常 20重量％以上 70重量％以下の範囲が好ましぐ 30重量％以上 60重量％以下の範囲がより好ましレ、。また、ガス発生剤に添加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。し力ながら、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〇濃度が増大する、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〇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レ、。

[0043] 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、アンモニゥ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ィ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力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、例えば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシウム、硝酸ストロンチウム、相安定化硝酸ァンモニゥム、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ニゥム、塩基性硝酸銅がより好ましい。

[0044] ガス発生剤 11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力 30重量％以上 80重量％以下の範囲が好ましぐ特に上記の C〇及び N〇濃度に関連して 40重量％以上 75重量％以下の範囲が好ましい。

X

[0045] 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、カルボキシメチルセノレロースの金属塩、メチノレセノレ口一ス、ヒドロキシェチノレセノレロース、酢酸セノレロース、プロピオン酸セルロース、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、ポリビュルアルコール、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、ケイソゥ土、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力 Sできる。

[0046] バインダの配合割合はプレス成型の場合 0重量％以上 10重量％以下の範囲が好ましぐ押出成型においては 2重量％以上 15重量％以下の範囲であることが好ましレ、。添加量が多くなるに従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 CO 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 15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、燃料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。

[0047] 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 1内のフィルタ部材 13でのろ過を容易にするために添加される。

[0048] 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、カ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ぐ特に酸性白土が好ましい。スラグ形成剤の配合割合は 0重量％以上 20重量％以下の範囲が好ましぐ 2重量％以上 10重量％以下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。

[0049] ガス発生剤 11の好ましい組合せとしては、 5_アミノテトラゾール、硝酸ストロンチゥム、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。

[0050] 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-ゲン、ォクト—ゲン、 5-ォキソ- 3_ニトロ— 1 , 2, 4—トリア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重量％以上 20重量％以下の範囲が好ましぐ 2重量％以上 10重量％以下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。

[0051] 以上のような構成によるガス発生剤 11は、プレス成型或いは押出成型による成型体が好ましぐより好ましくは押出成型体で、その形状としては、例えば、ペレット状（一般に、医薬品の 1つの形状である錠剤の形にあたるもの）、円柱状、筒状、ディスク状又は両端が閉鎖された中空体形状等が挙げられる。筒状には、円筒状が挙げられ、円筒状には単孔円筒状、多孔円筒状が挙げられる。両端が閉鎖された中空体形状には、両端が閉鎖された円筒状が含まれる。なお、ガス発生剤 5の成型体の両端が閉鎖された状態とは、両端に開いた孔が外から内への力 2つによって閉鎖された状態のことをいう。孔は、完全に塞がった状態でも、塞ぎきれていない状態でもいずれでも良い。

[0052] この、両端が閉鎖された中空体形状のガス発生剤 11の製造方法の一例を説明する。前述した含窒素化合物、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 10重量％以上 25重量％以下、より好ましくは 13重量％以上 18重量 %以下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. 4mm以上 4mm以下で、より好ましくは 1. 5mm以上 3. 5mm以下であり、内径が、好ましくは 0. 3mm以上 1. 2mm以下であり、より好ましくは 0. 5mm以上 1. 2mm以下の中空筒状成型体に押出成型する。

[0053] 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°C以上 60°C以下の範囲で 4時間以上 10時間以下乾燥し、次いで、通常、 105°C以上 120 °C以下の範囲で 6時間以上 10時間以下乾燥という 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. 5mm以上 8mm以下の範囲にあり、好ましくは 1. 5mm以上 7mm以下の範囲にあり、より好ましくは 2mm以上 6. 5 mm以下の範囲にある。

[0054] また、ガス発生剤 11の線燃焼速度は定圧条件下で測定され、経験的に以下の Vie lieの式に従う。

r=aP"

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。

[0055] 本実施形態で使用され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、 70kgfZcm²下で 3mm/秒以上 60mm/秒以下であり、より好ましくは 5mm/秒以上 35mm/秒以下であり、また、好ましい圧力指数の範囲は n=0. 9 0以下、より好ましくは n=0. 75以下、更に好ましくは n=0. 60以下、特に好ましくは n=0. 60以上 0. 30以下である。

[0056] 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 Vielleの式力圧力指数を求めることができる。

[0057] ガス発生剤が、好ましくは非アジド系ガス発生剤であるため、使用される原料は人体有害性の小さいものである。また、燃料成分、酸化剤成分を選択することにより、発生ガスモル当たりの発熱量を抑えることができ、ガス発生器の小型、軽量化が可能となる。

[0058] また、内筒体 20に装填される伝火剤 21としては、一般に用いられている次のような組成物を含むものが用いられる。 B/KNOに代表される金属粉、酸化剤を含む組

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成物、含窒素化合物/酸化剤/金属粉を含む組成物、或いは、前述のガス発生剤 11と同様の組成物等が挙げられる。含窒素化合物としては、ガス発生剤の燃料成分 (アミノテトラゾール、硝酸グァニジン等）として使用可能なものが挙げられる。酸化剤としては、例えば硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム等の硝酸塩が挙げられる。金属粉としては、例えばホウ素、マグネシウム、アルミニウム、マダナリウム（マグネシゥム—アルミニウム合金）、チタン、ジルコニウム、タングステン等が挙げられる。好ましい組合せとしては、 5—アミノテトラゾ-ル、硝酸カリウム、ホウ素を含むもの、硝酸グァニジン、硝酸カリウム、ホウ素等を挙げることができる。そして、必要に応じて、ガス発生剤で使用可能な成型用バインダを 0%重量以上 10%重量以下含んでもよレ、。

[0059] また、伝火剤 21の形状は、粒状、顆粒状、ペレット状 (一般に、医薬品の錠剤の形にあたるもの）、円柱状、筒状又はディスク状等が挙げられる。筒状には、例えば円筒状が挙げられ、円筒状には、例えば単孔円筒状、多孔円筒状等が挙げられる。製造方法としては、例えば粉末混合、造粒法 (攪拌造粒、噴霧乾燥造粒、押出造粒、転動造粒、圧縮造粒等）、打錠成型法等が挙げられる。

[0060] 燃焼室 12のクロージャシェル 8の鏡板部 16側には、クッション部材 26が設けられている。これらクッション部材 26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 12内に装填されているガス発生剤 11の割れ等の破壊を防止している。

[0061] 本実施形態で使用されるガス発生器 1は、 1筒式のガス発生器として、例えば、図 5 に示すように、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ェァバッグモジュール用のリテーナ 2に組み込まれる。また、 2筒式のガス発生器もリテ -ナ 2に組み込まれることが可能である。

[0062] 本実施形態で使用されるガス発生器では、ガス発生器を小型軽量ィ匕した場合であつても、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レ、。また、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、ハウジングに鏡板部 18, 16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ぐ高い圧力にも十分に耐え得ることができ、ガス発生時のハウジングの変形が極めて小さいからである。

[0063] 図 5において、本実施形態の自動車の助手席用エアバッグモジュール 40は、ガス発生器 1と、前記ガス発生器 1を固定するとともに、自動車のインストルメントパネルへ取り付けられるリテーナ 2と、前記ガス発生器 1からのガスによって膨張、展開するェァバッグ 30とを備える。

エアバッグ 30は、折り畳まれた状態を図示しない紙テープ等で保持され、この状態で、その周縁部がリテーナ 2の側壁 5a， 5bに取り付けられている。このため、ガス発生器 1から放出されるガスは、リテーナ 2の側壁 5bに当たって拡散され、エアバッグ 3 0内に放出され、エアバッグ 30を膨張させることができる。

[0064] 以上のようして、自動車に接続されたエアバッグモジュール 40は、例えば、衝突センサが自動車の衝突を検出することで、図 4に示した点火手段 14に接続されているスクイブ点火回路によって点火手段 14が作動（通電発火）して、燃焼室 12内のガス発生剤 11を燃焼させることで、高温ガスを発生させる。このとき、燃焼室 12内は圧力が上昇するが、ハウジング 10は略球形状であるため、燃焼室 12内での圧力上昇に十分に耐え得る強度を有し、変形は極めて小さい。そして、燃焼室 12内で発生した高温ガスは、フィルタ部材 13を通過して、ラプチヤ一部材 28を破ってガス放出孔 7から放出される。高温ガスがフィルタ部材 13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 13が、燃焼室 12の略全域にわたり設けられているため、フィルタ部材 13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。

[0065] そして、ガス放出孔 7から放出された直後のガス力リテーナ 2の幅方向の先端に位置する側壁 5aに直接当たらないようにガス放出孔 7が設けられているため、ガス放出直後のガスが高温の場合、高温でない場合に係らず、ガス放出直後のガスによってリテーナ 2の幅方向の先端に位置する側壁 5aをその衝撃によって変形させたりすることもなぐエアバッグ 30を確実に膨張、展開する。

[0066] このように、本実施形態に係るガス発生器の取付構造によると、ガス発生器を非常に簡易に、そして確実にエアバッグモジュールに取り付けることが可能となり、従来のシリンダ状のガス発生器に比較すると、部品点数を大幅に減少させるとともに、取付工程を省略することが可能となり、大幅な製造コストの低減が可能となる。また、エアバッグモジュール全体を小さくすることも可能となり、インストルメントパネル等の自動車内装品の意匠の自由度を大幅に高めることができる。

[0067] なお、本実施形態で使用されるガス発生器は、前述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ガス発生器も、そのガス放出孔カ^テ一ナの幅方向の先端に位置する側壁に直接当たらないように開口位置を制御して取り付けることによって、従来、運転席側に用いられていたガス発生器を使用することもできる。また、ガス発生器は、 1つだけに限らず、 2つのガス発生器をリテーナに取り付けることも可能である。

[0068] [参考例 1]

本実施形態で使用されるガス発生器の製造法

第 4図に示すガス発生器において、鏡板部 16と鏡板部 18の底部間距離 Hが、 75 mm、筒部 15の直径 Dが 70mm、筒部 15の長さ hが 16mm、クロージャシェル 8の鏡板部 16の肉厚が 2mmのステンレス材を成形加工した。また、イニシエータシェル 9についても、鏡板の肉厚が 2mmのステンレス材を成形加工した。そして、イニシエータシェル 9に点火手段 14を設けるとともに、フィルタ部材 13を設置する。そして、このフィルタ部材 13の内部にガス発生剤 11を装填した後、クッション材 26を設け、タロージヤシエル 8を勘合する。次いで、レーザ溶接によって、イニシエータシェル 9とタロージヤシエル 8とを接合し、ガス発生器とした。

[0069] [参考例 2]

本実施形態で使用されるガス発生器に使用される両端が閉鎖された中空体形状のガス発生剤の製造例

硝酸グァニジン 43. 5重量％、硝酸ストロンチウム 25重量％、塩基性硝酸銅 25重量％、酸性白土 2. 5重量％、ポリアクリルアミド 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 13重量％をカ卩えて混合、混練し、混練塊にして、出口に内径 2mmのダイスと外径 0. 5mmの内孔用ピンを備えた押出機にて、押出圧 8MPa 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. 4mm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、 55°Cで 8時間乾燥し、次いで 110°Cで 8時間乾燥し、ガス発生剤とした。

[0070] 尚、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることができることは理解されよう。

産業上の利用可能性

[0071] 本発明に係るガス発生器の取付構造及びエアバッグモジュールは、ガス発生器を非常に簡易に、そして確実にエアバッグモジュールに取り付けることが可能となり、部品点数を大幅に減少させるとともに、その取付工程を省略することが可能となり、大幅な製造コストの低減が可能となる等、産業上の利用可能性を有するものである。図面の簡単な説明

[0072] [図 1A]本実施形態の一例のガス発生器の取付構造を説明するための平面図

[図 1B]本実施形態の一例のガス発生器の取付構造を説明するための正面図

[図 1C]本実施形態の一例のガス発生器の取付構造を説明するための底面図

[図 1D]本実施形態の一例のガス発生器の取付構造を説明するための左右の側面図 [図 2]図 1Aにおける A— A線断面図である。

[図 3]図 1Aにおける B—B線断面図である。

[図 4]本実施形態に用いられるガス発生器の一例の断面図である。

[図 5]本実施形態のエアバッグモジュールの一例を示す断面図である。

符号の説明

[0073] 1 ガス発生器

2 リテーナ

3 フランジ

4 取付部材

5、 5a、 5b 側壁

6 締結部材

7 ガス放出孔

8 クロージャシェノレ

9 イニシエータシェノレ

10 ハウジング

11 ガス発生剤 2 燃焼室

3 フィルタ部材

4 点火手段

5 筒部

6 鏡板部

7 筒部

8 鏡板部

9 伝火孔

0 内筒体

1 伝火剤

2 点火器

3 点火手段保持部4, 25 押え部材

6 クッション材

8 ラブチヤ一部材0 エアバッグ

0 エアバッグモジユーノレ

E— E線幅方向

F— F線長手方向

C 筒部の中心線

D 直径

H 底部間距離 h 筒部の長さ

放射角度

Claims

請求の範囲

[1] イニシエータシェル（9)とクロージャシェル（8)とで形成される金属製のハウジング（ 10)と、前記ハウジング（10)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（11)が装填された燃焼室（12)と、前記燃焼室（12)の周囲に配置されたフィルタ部材（13)と、前記ハウジング（10)に装着され前記燃焼室（12)内の前記ガス発生剤 (11)を着火燃焼させる点火手段（14)と、前記ハウジング（10)に形成され、前記燃焼室（12)で発生したガスを放出する複数のガス放出孔（7)を有し、

前記ハウジング（10)を形成するイニシエータシェル（9)とクロージャシェル（8)のレ、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（18、 16)と前記鏡板部（18、 16)から連続して形成される直径 Dの筒部（17、 15)を有し、前記筒部（1

7、 15)の直径 Dと前記イニシエータシェル（9)とクロージャシェル（8)の各鏡板部（1

8、 16)の底部間距離 Hとの比 H/Dの範囲力 S、 0. 4以上 1. 3以下であるガス発生器を自動車の助手席用エアバッグモジュールのリテーナ（2)に取り付けるガス発生器 ( 1)の取付構造であって、

前記複数のガス放出孔（7)が、前記ガスを 2方向に放出できるように前記ハウジング（10)に対称に形成され、

前記ハウジング（10)は、前記ガス放出孔（7)が前記リテーナ（2)の長手方向（F— F )に開口するように取り付けられているガス発生器の取付構造。

[2] 前記リテーナの長手方向（F— F)に放出されるガスが前記ハウジング（10)の筒部（ 17, 15)の中心線（C)を中心にして放射状に放出される場合、前記ハウジング（10) からの放射角度（ひ）は、 120度以内である請求項 1に記載のガス発生器（1)の取付

[3] イニシエータシェル（9)とクロージャシェル（8)とで形成される金属製のハウジング（ 10)と、前記ハウジング（10)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（11)が装填された燃焼室（12)と、前記燃焼室（12)の周囲に配置されたフィルタ部材（13)と、前記ハウジング（10)に装着され前記燃焼室（12)内の前記ガス発生剤 (11)を着火燃焼させる点火手段（14)と、前記ハウジング（10)に形成され、前記燃焼室（12)で発生したガスを放出する複数のガス放出孔（7)を有し、前記ハウジング（10)を形成するイニシエータシェル（9)とクロージャシェル（8)のレ、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（18、 16)と前記鏡板部（18、 16)から連続して形成される直径 Dの筒部（17、 15)を有し、前記筒部（1

8、 16)の底部間距離 Hとの比 H/Dの範囲力 0. 4以上 1. 3以下であるガス発生器 (1)と、

前記ガス発生器（1)を固定するとともに、自動車のインストルメントパネルへ取り付けられるリテーナ（2)と、

前記ガス発生器（1)からのガスによって膨張、展開するエアバッグ（30)と、を備えてなるエアバッグモジュール（40)であって、

前記ガス放出孔（7)はガスが 2方向に放出できるように前記ハウジング（10)に対称に形成され、

前記ハウジング（10)は、前記ガス放出孔（7)が前記リテーナ（2)の長手方向（F-F) に開口するように取り付けられてレ、るエアバッグモジュール。