JPH04201761A

JPH04201761A - ガス発生器

Info

Publication number: JPH04201761A
Application number: JP2338497A
Authority: JP
Inventors: Yoji Tazaki; 陽治田崎; Shinkichi Sasaki; 佐々木　伸吉
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、特に自動車の乗員保護用エアバックに使用さ
れるガス発生器に関する。

〔従来の技術］従来のガス発生器としては、内部にシリカ、アルミナ、
シリカ−アルミナ等の耐熱性無機酸化物、ガラスウール
、金属ウール、金網等をそれぞれ単独又は組み合わせ、
目詰まりを生じないような多孔で、できるだけ薄い層を
なす冷却兼残さ捕集層を用いたものが知られている（特
公昭５３−１３４１１号公報）。

また、第４図に示すガス発生器も知られている。

即ち、ガス発生器３０の内室即ち拡散空間３１に、二次
ガス放出オリフィス手段３２に接して、内側から順に、
ガスを冷却すると共に固体粒子を凝縮させる表面を提供
する多層の粗い金網と、微細な固体粒子燃焼残さを捕集
し酸化す）　１７９３粒子と反応して珪酸ナトリウムを
形成する１層又は多層の珪酸アルミニウムの覆いと、細
かい金網から成る二次フィルター手段３３を配したガス
発生器が知られている（特公平２−１９０２０号公報）
。

また、ガスを冷却するとともに、ガスを乱流にして分散
するために筒状に複数回巻回された細目金網又は筒状の
耐熱性多孔体と、この細目金網又は筒状の耐熱性多孔体
の外周に巻回されガス中に含有される微粉末を濾過する
無機繊維質シートと、この無機繊維質シートの内側及び
外側に隣接して巻回され無機繊維質シートがガス流によ
り破壊されるのを防止するための金属繊維焼結布、多孔
質のセラミックフィルタまたは多孔質金属焼結フィルタ
の１種又は２種以上と、前記外側の金属繊維焼結布、多
孔質のセラミックフィルタまたは多孔質金属焼結フィル
タの１種又は２種以上の外側に巻回されガスを乱流にし
て分散し、かつ、前記金属繊維焼結布をバックアップし
フィルタの強度を向上するための畳織り金網と、この畳
織り金網の外周に巻回されガスを冷却しフィルタの強度
を向上させるための細め金網とを用いたガス発生器が知
られている（特開平２−１５５８６１号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来のガス発生器は、冷却捕集室の冷却
捕集フィルタが、冷却及び捕集の機能を十分に有してい
るとは言えなかったり、冷却及び捕集の機能を確保する
ために金属焼結布等の特殊な物を使用する必要があった
。そのため、冷却捕集フィルタの製造が容易でなかった
り、高価になるという問題点があった。

本発明の目的は、ガス発生剤が燃焼した際に、燃焼ガス
を効率的に冷却でき、その燃焼生成物によって目詰まり
を起こすことな（それを確実に捕集することができ、か
つ低価格で製造の容易な冷却捕集フィルタ用いたガス発
生器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決するために長期に渡り各
種手段を検討した結果、本発明に到達した。

即ち、本発明は、点火手段を備えた点火室と、ガス発生
剤及び燃焼室フィルタを備えた燃焼室と、冷却捕集フィ
ルタを備えた冷却補集室とからなるガス発生器において
、前記冷却捕集フィルタが、１８〜１００メツシュの平
織り金網を１周以上巻回したものと、その外側にセラミ
ック繊維製のシートとその外側に２０／１００〜１５０
／１０００メンシユの畳織り金網を各々１周巻いた組み
合わせのものを１〜３回巻回したものと、その外側に８
〜５０メツシュの平織り金網を１〜３周巻回したものと
からなるガス発生器をその要旨とする。

以下、本発明のガス発生器について、第１〜３図に基づ
いて詳細に説明する。

第１図は、本発明のガス発生器の一例を示す縦断面図で
ある。同図において、ガス発生器２０のハウジング１９
の中央部には点火室１が形成されている。前記点火室１
の内底部にはスクイブ２ａが立設固定され、同スクイブ
２ａにはリード線２ｂが接続されるとともに、スクイブ
２ａ上部周辺には点火剤２ｃが充填被覆されており、全
体として点火手段を形成している。

この点火室１の外周部には環状の燃焼室４が同心円状に
配置されており、前記点火室ｌと燃焼室４の間の隔壁に
は点火室オリフィス５が透設され点火室１と燃焼室４と
を連通している。また、この燃焼室４内部にはガス発生
剤６が収納されると共に、燃焼室フィルタ７が配設され
ている。

さらに、燃焼室４の外周部には環状の冷却捕集室８が点
火室１に対して同心円状に形成されており、前記燃焼室
４と冷却捕集室８との間の隔壁には燃焼室オリフィス９
が透設され燃焼室４と冷却捕集室８とを連通している。

前記冷却捕集室８の外壁には冷却捕集室オリフィス１０
が透設され、冷却捕集室８とガス発生器２０外部とを連
通している。この冷却捕集室８内部には冷却捕集フィル
タ１１が前記冷却捕集室オリフィス１０を覆うようにし
て配設されている。

第２図は、本発明のガス発生器に用いる冷却捕集フィル
タ１１の一例を示す断面図である。また、第３図は、本
発明のガス発生器に用いる冷却捕集フィルタ１１の一例
を示す斜視図である。

冷却捕集フィルタ１１に用いる燃焼室４近傍の平織り金
網２１は、ガス発生剤６の燃焼生成物の冷却及び濾過を
目的としており、その網目は１８〜１００メツシュであ
り、好ましくは２４〜５０メツシュである。この平織り
金Ｗ４２１の網目が１８メツシュ未満の場合は、濾過性
能が不十分であり、１００メツシュを超える場合は目詰
まりを起こすため不適当である。

この平織り金網２１は、１回以上巻回されるが、１回未
満では濾過性能が不足し、その上限は使用するガス発生
剤の重量分板下の回数巻回される。

また、平織り金ｗ４２１の材質は、ステンレス、鉄、ニ
ッケル、アルミニウム等の金属又はそれらの合金の中か
ら選ばれる。好ましくはステンレス又は鉄が使用される
。

冷却補集フィルタ１１に用いる外側の８〜５０メツシュ
の平織り金網２４は、その内側に配置される後記量織り
金網２３を補強してそれにかかるガスの圧力に耐え、ガ
ス圧による破壊を防ぐ目的で使用される。

この平織り金ｗ４２４の綱目が８メツシュ未満の場合、
綱目が荒すぎてその内側の脣織り金ｍ２３にかかるガス
圧を押さえられず、５０メツシュを超える場合、使用す
る線径か細くなり強度不足となるため不適当である。こ
の平織り金Ｎ１４２４の材質は、前記平織り金網２１と
同様である。

冷却捕集フィルタ１１に用いるセラミック繊維製のシー
トとしてのセラミック繊維紙２２は、主成分が二酸化珪
素（ＳｉＯｚ）とアルミナ（／１ｔＯ８）の繊維であり
、有機または無機のバインダで紙状にしたものであり、
透気度や引張り強度を高めるため線径数μｍの微細な金
属繊維やガラス繊維を入れたものを用いてもよい。この
セラミック繊維紙２２は、網目が細かい程濾過性能は優
れるが、通気抵抗は増加し、ガス発生器の内圧が上昇す
るため、これらの相反する性能を満たすには、網目をあ
る程度細か（しながら嵩密度を適度に保ち、通気性を確
保する必要がある。そこで、このセラミック繊維紙２２
は、嵩密度が０．１０〜０．３０ｇ／ｃｄ、厚さｌ−当
たりの透気度が１゜０〜５．０秒／３００ｃｃ、平均線
径が１．０〜４゜０μｍ、厚さが０．５〜５ｍの繊維質
のフィルタであることが好適である。このセラミック繊
維紙は微細な燃焼残さ及び金属ナトリウム（Ｎａ）や酸
化ナトリウム（ＮａｚＯ）を捕集する目的で使用される
。

ここで、セラミック繊維紙２２は、かさ密度が０．１０
ｇ／ｃｊ未満又は厚さ１■当たりの透気度が１．０秒／
　３００　ｃｃ未満の場合は、燃焼残さ及び金属ナトリ
ウム、酸化ナトリウムを捕集する性能が劣るため好まし
くない。また、嵩密度が０゜３０ｇ／ｃｊを超えるか又
は厚さ１■当たりの透気度が５．０秒／３００ｃｃを超
える場合は、捕集性能は高いが透気度が高いため、冷却
捕集室８及び燃焼室４の内圧が上昇するため好ましくな
い。

冷却捕集フィルタ１１に用いる畳織り金網２３は、前記
セラミック繊維紙２２を補強し、同セラミック繊維紙２
２が破壊されるのを防止する目的でその外側に配置する
。

この畳織り金Ｗ４２３は、２０／１００〜１５０／１０
００メツシュのものを使用する。２０／１００メツシュ
未満では、綱目が荒くなり、通気性は良い反面、セラミ
ック繊維に作用する力が太きくなってセラミック繊維が
破壊され、網目から飛び出し易くなるため不適当である
。逆に、１５０／１０００メツシュを超えるものは綱目
が細かいため目詰まりを起こし易く、また内圧が上昇す
るため不適当である。ここで、畳織り金網２３は、粗い
網目と細かい網目の２種類の綱目のものの組合わせから
なっており、それらの比が上記範囲内にあることが必要
である。なお、２０／１００メツシュの濾過粒度は２０
０μｍ程度、１５０／１０００メツシュの濾過粒度は３
０μｍ程度である。

また、畳織り金網２３の材質は、前記平織り金網２１と
同様である。

前記セラミック繊維紙２２と畳織り金網２３は、各々１
枚ずつを使用して、前者を内側、後者を外側とした配置
とし、それらを組み合わせたものを１〜３周巻いたもの
である。１周未満では濾過効果が不十分であり、３周を
超えて巻いた場合、濾過効果は十分であるが、目の細か
いセラミック繊維紙２２や畳織り金網２３を多用するた
め流量に対する圧力損失が高くなり、冷却捕集室８及び
燃焼室４の内圧が上昇するので不適当である。

上記のように、冷却捕集フィルタ１１として、特定の３
種類の金網を所定回数巻回して順次積層することにより
、ガス発生剤による燃焼ガスを効率的に冷却できるとと
もに、燃焼生成物を目詰りを起こすことなく、確実に捕
集することができる。

なお、冷却捕集フィルタ１１の上下には、冷却捕集フィ
ルタ１１からの燃焼ガスの漏れを防止するために、シリ
コンゴムもしくはグラファイト製の耐熱及び難燃性を有
するパツキン１２が配置される。

〔作用］上記のようにして構成された本発明のガス発生器では、
例えばガス発生器を装着した自動車が衝突すると、衝突
検出装置によりガス発生装置に電源が投入されて点火剤
が発火し、その火炎が燃焼室内のガス発生剤に伝播され
てガス発生剤が燃焼を開始し、この燃焼に伴い燃焼室の
内圧が上昇する。燃焼室で発生した高温の燃焼ガス及び
燃焼残さが燃焼室フィルタを通過する際、該燃焼室フィ
ルタを目詰まりさせることなく、かつ適度に冷却されて
燃焼室オリフィスを通過して冷却捕集室に流入する。そ
して、冷却捕集フィルタを通過する際、燃焼ガスはさら
に冷却され、かつ未捕集の燃焼残さが捕集される。この
ように効率的に燃焼残さが捕集されると共に、冷却され
たガスは冷却捕集室オリフィスからエアパック内に排出
されてエアバッグを確実に膨張展開させる。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例をあげて本発明を具体的に説明
する。

（実施例１）ガス発生器２０のハウジング１９として、冷却捕集室８
が外径１０１ｍ、燃焼室４が外径７５閣、点火室１が外
径２５ｍｍ、高さ４０ａｗ、厚さ１閣のステンレス製の
ハウジング１９を持ち、冷却捕集室８の冷却捕集室オリ
フィイス１０として、直径８■の穴を２４ケ円周上に等
分割で開け、燃焼室オリフィス９として、直径８閣の穴
を１２ケ円周上に等分割して開けたガス発生器２０を用
いた。

点火室１には、点火剤２Ｃとしてボロン硝石２ｇと電気
着火式のスクイブ２ａを入れた。

冷却捕集室８には、冷却捕集フィルタ１１として、高さ
３１ｍ、線径０．３０ｍ、２４メツシュのステンレス製
の平織り金網２１を３周に巻き、その外側に高さ３１ｗ
ｍ、平均線径１．８〜３．０μｍ、嵩密度０．１４ｇ／
ｄ、厚さ１閣当たりの透気度が１．６９秒／　３００　
ｃｃ、厚さ１．６ｍ＋のセラミック繊維紙２２を１周と
、その外側に高さ３７■、線径０．１８１０．１４ｍ、
４０／２００メツシュのステンレス製の畳織り金網２３
を１周巻いて組み合わせたものを２回巻き、その外側に
高さ３７閣、線径０．３５ｍ、１８メツシュのステンレ
ス製の平織り金網２４を２周巻いたものを使用した。

また、冷却捕集フィルタ１１の上下には、厚さ１閣のグ
ラファイト製のパツキン１２を配置した。

燃焼室４には、ガス発生剤６としてアジ化ナトリウム（
Ｎ　ａ　Ｎｚ）　５８重量％、二酸化マンガン（ＭｎＯ
□）３４重量％、ベントナイト（ケイ酸塩鉱物）８重量
％を混合したものを直径６ｍｍ、厚さ５ｍに成形したペ
レット９９．５ｇと、燃焼室フィルタ７として、燃焼室
オリフィス９に接し、’ＩＡ径０　、　３６閣のステン
レス製ニットワイヤ４５ｇを使用して外径７３ｍ、内径
５９ｍｍ、高さ２０閣にプレス成形したものを使用し、
第１図に示すようなガス発生器２０を作製した。

このガス発生器２０を６０リツトルのタンク試験器に取
り付け、燃焼室４内の圧力とタンク試験器内の圧力及び
温度、またタンク内に排出されたナトリウム量をそれぞ
れ測定した。

その結果、燃焼室４の最大圧力は８１　ｋｇ　ｆ／ｄ、
タンク内圧は最大２．１５ｋｇｆ／ｃｉｉ、タンク内の
最高温度２１０℃、ナトリウム量３７■と極めて良好で
あった。

（実施例２）実施例１において、冷却捕集室８に冷却捕集フィルタ１
１として、高さ３７ｍ＋、線径０．３５ｍ、１８メツシ
ュのステンレス製の平織り金網２１を２周巻き、その外
側に高さ３７ｍ、線径０．２０閣、５０メツシュのステ
ンレス製の平織り金ｍ２１を２周に巻き、その外側に高
さ３７ｍ＋＋、平均線径２．８μｍ、嵩密度０．２５ｇ
／ｃ＋ｊ、厚さ１ｍ＋当たりの通気度が４．２５秒／　
３００　ｃｃ、厚さ３゜０ｍのセラミック繊維紙２２を
１周と、その外側に高さ３７＋ｗ＋、線径０．１４１０
．１１ｍｍ、１２０／１０００メツシュのステンレス製
の畳織り金！２３を１周巻いて組み合わせたものを１＠
巻き、その外側に高さ３７ｍ、線径０．８０ｍｍ、１０
メツシュのステンレス製の平織り金Ｗ４２４を１周巻い
たものを使用した以外は実施例１と同様のガス発生器２
０を用いて、実施例１と同様の試験を行った。

その結果、燃焼室４の最大圧力は１０４ｋｇｆ／ｄ、タ
ンク内圧は最大２．０７ｋｇｆ／ｃｄ、タンク内最高温
度１８０°Ｃ、ナトリウム量２４■と極めて良好であっ
た。

（実施例３）実施例１において、冷却捕集フィルタ１１としして、高
さ３７ｍｍ、線径０．３５１ｍ１１．１８メツシュのス
テンレス製の平織り金網２Ｉを１周に巻き、その外側に
高さ３７ｍ＋ｎ、線径０．１０ｍ、１００メツシュのス
テンレス製の平織り金網２１を２周に巻き、その外側に
高さ３７閣、平均線径１．８〜３．０μｍ、嵩密度０．
１４ｇ／ｃｆｆｌ、厚さ１ｍ当たりの透気度が１．６９
秒／　３００　ｃｃ、厚さ１゜０閣のセラミック繊維紙
２２を１周と、その外側に高さ３７ＩＩ１１１線径０．
　１８１０．　１４ｍｍ、４０／２００メツシュのステ
ンレス製の畳織り金網２３を１周巻いて組み合わせたも
のを３回巻いンこものを用いた以外は実施例１と同様の
ガス発生器２０を用いて、実施例１と同様の試験を行っ
た。

その結果、燃焼室４の最大圧力は８３ｋｇｆ／ｄ１タン
ク内圧は最大２．３０ｋｇｆ／ｃｄ、タンク内最高温度
２３０″Ｃ、ナトリウム量４８ｍｇと極めて良好であっ
た。

（比較例１）実施例１において、冷却捕集フィルタ１１のセラミック
繊維紙２２とステンレス製の畳織り金網２３の組み合わ
せを４回巻いた以外は、実施例１と同様のガス発生器を
用いて実施例１と同様の試験を行った。

その結果、冷却捕集室８の内圧は最大１３８ｋｇｆ／ｃ
ｄと著しく上昇した。しかし、冷却及び捕集の効果は十
分でありナトリウム量は１２■と少なかった。また、タ
ンク内最高温度１７０°Ｃ、タンク内圧は最大１．９０
ｋｇｆ／ｃｊであった。

（比較例２）実施例１において、冷却捕集フィルタ１１の２４メツシ
ュのステンレス製の平織り金網２１を３周巻いたものか
ら、線径１．０閣、８メツシュの平織りのステンレス製
金属スクリーンを１周巻いたものに変えた以外は、実施
例１と同様のガス発生器を用いて実施例１と同様の試験
を行った。

その結果、８メツシュの平織りのステンレス製金属スク
リーンでの冷却及び濾過が不十分となり、フィルタ室の
最大圧力は８９ｋｇｆ／ｃｄと実施例１より多少高くな
る程度であったが、タンク内圧は最大４．１０ｋｇｆ／
ｃ−ｄ、タンク内最高温度３５０″Ｃ、ナトリウム量１
２０＠と非常に高くなった。

（比較例３）実施例２において、セラミック繊維紙２２とステンレス
製の畳織り金網２３を使用しなかった以外は実施例１と
同様の試験を行った。

その結果、冷却捕集室８の最大圧力は３６ｋｇｆ／ｃｄ
と低かったが、タンク内圧は１０ｋｇｆ／ｄ、タンク内
最高温度も５１０°Ｃと極めて高くなった。また、タン
ク内には微小残さが多量に出ており、ナトリウム量も８
２０■と掻めて多量に検出された。

〔発明の効果〕

本発明のガス発生器は、ガス発生剤が燃焼した際に生じ
る燃焼の残さによって、冷却捕集フィルタが目詰まりを
起こすことな（、しかも、冷却捕集室及び燃焼室の圧力
を著しく上昇させることな（、燃焼残さ及び金属ナトリ
ウム、酸化ナトリウムを効率的に捕集することができる
とともに、ガス温度をエアバッグが焼損しない程度にま
で、十分に冷却することができるという優れた効果を奏
する。

また、ガス発生器内の圧力が著しく上昇しないため、ハ
ウジングの肉圧を薄く設計することができ、しかも、従
来のように金属焼結布等の特殊で高価なものを使用しな
いため、軽量化、低価格化を図ることができるとともに
、容易に製造できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例を示す図であって、第１図
はガス発生器を示す縦断面図、第２図は冷却捕集フィル
タを示す縦断面図、第３図は冷却捕集フィルタを示す斜
視図、第４図は従来のガス発生器を示す縦断面図である
。１・・・点火室、２ａ・・・スクイブ、２ｂ・・・リー
ド線、２Ｃ・・・点火剤、４・・・燃焼室、６・・・ガ
ス発生剤、７・・・燃焼室フィルタ、８・・・冷却捕集
室、１１・・・冷却捕集フィルタ、２１・・・平織り金
網、２２・・・セラミック繊維製のシートとしてのセラ
ミック繊維紙、２３・・・畳織り金網、２４・・・平織
り金網。

Claims

【特許請求の範囲】１、点火手段（２ａ、２ｂ、２ｃ）を備えた点火室（１
）と、ガス発生剤（６）及び燃焼室フィルタ（７）を備
えた燃焼室（４）と、冷却捕集フィルタ（１１）を備え
た冷却捕集室（８）とからなるガス発生器において、前記冷却補集フィルタ（１１）が、１８〜１００メッシ
ュの平織り金網（２１）を１周以上巻回したものと、そ
の外側にセラミック繊維製のシート（２２）とその外側
に２０／１００〜１５０／１０００メッシュの畳織り金
網（２３）を各々１周巻いた組み合わせのものを１〜３
回巻回したものと、その外側に８〜５０メッシュの平織
り金網（２４）を１〜３周巻回したものとからなること
を特徴とするガス発生器。