JPH08268209A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非アジ化系のガス発生剤を使用してもその燃
焼を安定化できるガス発生器を提供する。 【構成】 耐圧性を有するハウジング（２）中に、点火
部材と、該点火部材（５）の発生熱で内部に収納する有
機物を主成分とするガス発生剤（２０）を燃焼させてガ
スを発生せしめる主燃焼室（８）と、前記発生したガス
を冷却するための冷却材（２１）を収納する冷却室（１
４）と、前記冷却されたガスを放出するためのガス放出
孔（１９）とを備えたガス発生器において、前記主燃焼
室（８）とは第１ガス孔（１７）で連通し、さらに前記
冷却室（１４）とは第２ガス孔（１８）で連通した副燃
焼室（１１）を前記主燃焼室（８）と冷却室（１４）と
の間に介在させるとともに、少なくとも前記第１ガス孔
（１７）又は第２ガス孔（１８）のいずれかに、前記主
燃焼室（８）又は該主燃焼室（８）及び前記副燃焼室
（１１）の所定の内圧で破裂するまで該主燃焼室（８）
又は該主燃焼室（８）及び該副燃焼室（１１）を封止す
る第１破裂板（２２）が設けられたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の乗員保護装置
であるエアバッグを膨張させるためのガス発生器に係わ
り、特に非アジ化系のガス発生剤を使用するものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のガス発生器は、容器中にガス発
生剤を収納し、点火部材からの発生熱で該ガス発生剤を
燃焼させてガスを発生せしめ、この発生ガスを冷却部材
で適温に冷却してエアバッグに供給するものである。そ
して、ガス発生剤として、以前はアジ化系のものが使用
されていたが、近年、対環境性の観点から非アジ化系の
ものが使用されるようになってきた。代表例としては、
トリアミノグアニジン系、アゾジカルボンアミド系、テ
トラゾール系等がある。そして、アジ化系が無機物系で
あるのに対し、非アジ化系は有機物系であり、その燃焼
過程には未だ解明されていない点が多い。従って、これ
ら非アジ化系のガス発生剤を使用したガス発生器におい
て、該ガス発生剤を最適に燃焼させる構造は未だ確立さ
れていないのが実情である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非アジ化系
のガス発生剤を使用すると、以下のような問題点があ
る。すなわち、図６に示すように、燃焼室２８に収納さ
れたガス発生剤２０が図示されない点火部材の発生熱で
着火した際、非アジ化系のガス発生剤２０は有機物系で
あることから低温で分解が起こり、ガス発生剤２０の燃
焼過程でガス孔２７から燃焼不十分なまま（例えば溶融
状態で）流出する場合がある。そこで、例えば図示する
ように冷却室１４が隣接しており、ガス孔２７の出口近
傍に冷却材２１が配置されていると、流出したガス発生
剤の未燃物（点線）が冷却部材２１で冷却されて燃焼停
止状態となって燃焼が不安定化するという問題点があ
る。

【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、非アジ化系のガス発生剤を使用してもその燃焼
を安定化できるガス発生器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明におけるガス発生器は、耐圧性を有するハウ
ジング中に、点火部材と、該点火部材の発生熱で内部に
収納する有機物を主成分とするガス発生剤を燃焼させて
ガスを発生せしめる主燃焼室と、前記発生したガスを冷
却するための冷却材を収納する冷却室と、前記冷却され
たガスを放出するためのガス放出孔とを備えたガス発生
器において、前記主燃焼室とは第１ガス孔で連通し、さ
らに前記冷却室とは第２ガス孔で連通した副燃焼室を前
記主燃焼室と冷却室との間に介在させるとともに、少な
くとも前記第１ガス孔又は第２ガス孔のいずれかに、前
記主燃焼室又は該主燃焼室及び前記副燃焼室の所定の内
圧で破裂するまで該主燃焼室又は該主燃焼室及び該副燃
焼室を封止する第１破裂板が設けられたものである。

【０００６】また、前記第１ガス孔に前記第１破裂板が
設けられ、前記第２ガス孔に、前記副燃焼室の所定の内
圧で破裂するまで該副燃焼室を封止する第２破裂板が設
けられたものとすることができる。

【０００７】また、前記第２ガス孔の径は前記第１ガス
孔の径より小さいものとすることができる。

【０００８】また、前記第２ガス孔は、前記第１ガス孔
の軸線延長上以外の部分に設けられているものとするこ
とができる。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、燃焼過程で主燃焼室から流
出したガス発生剤の未燃分は副燃焼室に拘束されそこで
燃焼する。従ってガス発生剤の燃焼が安定化される。

【００１０】また、第１ガス孔に第１破裂板が設けら
れ、第２ガス孔に、副燃焼室の所定の内圧で破裂するま
で該副燃焼室を封止する第２破裂板が設けられたものと
すると、副燃焼室に流出したガス発生剤の未燃物を該副
燃焼室に、より確実に拘束してその燃焼を一層安定化す
ることができる。

【００１１】また、第２ガス孔の径は第１ガス孔の径よ
り小さいものとすると、第１ガス孔から流出したガス発
生剤の未燃分が副燃焼室に拘束されやすくなり、また副
燃焼室から冷却室へのガスの流れが分散化されてガス発
生剤の燃焼が全体としてより安定化される。

【００１２】また、第２ガス孔は、第１ガス孔の軸線延
長上以外の部分に設けられているものとすると、主燃焼
室から冷却材に至る経路が長くなり、主燃焼室から流出
するガス発生剤の未燃分が副燃焼室に拘束される確率が
高くなって、ガス発生剤の燃焼が全体としてさらに安定
化される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。まず第１実施例をを図１により説明す
る。図１は第１実施例のガス発生器の構成を示す断面図
である。

【００１４】まず、構成を説明する。図１において、ガ
ス発生器１は、両端が閉鎖された円筒形状のハウジング
２を備えている。すなわち、円筒部材３は内部に軸方向
に段付きの円柱状空間を有しており、一端側に形成され
た点火部材収納部４にスクイブ等の点火部材５が収納さ
れ、円筒部材３に螺止される栓部材６により固定され、
さらに点火部材５のリード線８が栓部材６の中央に開口
する貫通孔７から外部に導出されている。一方、円筒部
材３の他端側に形成された３段の円柱状空間には、円板
状の第１仕切り部材９、短円筒状の第１押さえ部材１
０、円板状の第２仕切り部材１２、短円筒状の第２押さ
え部材１３が順に嵌挿され、該第２押さえ部材１３が円
筒部材３に螺止される蓋部材１５により固定されてい
る。これにより、奥から順に、主燃焼室８、副燃焼室１
１、冷却室１４が形成され、点火部材５と主燃焼室８と
は導孔１６で、主燃焼室８と副燃焼室１１とは第１仕切
り材９に開口する第１ガス孔１７で、副燃焼室１１と冷
却室１４とは第２仕切り部材１２に開口する第２ガス孔
１８でそれぞれ連通されている。そして、導孔８、第１
ガス孔１７及び第２ガス孔１８はいずれも円筒部材３の
中心に位置するように且つその軸方向に設けられてい
る。なお、第１ガス孔１７と第２ガス孔１８とは本実施
例では同一径とした。また、冷却室１４の端部の周壁に
はガス放出孔１９が開口している。主燃焼室８にはガス
発生剤２０が収納され、副燃焼室１１は空室であり、冷
却室１４には冷却材２１が充填されている。また、第１
ガス孔１７の手前には破裂板２２が配置されている。な
お、破裂板２２は第２ガス孔１８の手前に配置してもよ
い。

【００１５】円筒部材３、栓部材６、第１、第２仕切り
部材９，１２、第１、第２押さえ部材１０，１３、蓋部
材１５にはＳＵＳ等の耐熱性金属材料が使用される。ガ
ス発生剤２０には、トリアミノグアニジン系、アゾジカ
ルボンアミド系、テトラゾール系等の非アジ化系有機物
が主成分として使用される。冷却材には、金網、スチー
ルウール等が使用される。

【００１６】また、破裂板２２には例えばアルミ、ＳＵ
Ｓ等からなる金属箔、あるいはグラファイトシート等が
使用される。また、破裂板２２は、ガス発生剤２０の燃
焼初期において主燃焼室８の内圧が充分に上昇し、その
燃焼が安定するような圧力に至ると破裂するようにその
破裂強度が設定される。

【００１７】つぎに、作動を説明する。図１において、
点火部材５が発火すると、点火部材５の発生熱が導孔１
６を通って主燃焼室に入り（矢印）、ガス発生剤２０
が着火して燃焼する。すると、主燃焼室８は破裂板２２
で封止されているので、発生ガスによりその内圧は急上
昇し、ガス発生剤２０の初期における燃焼が安定化され
る。一方、ガス発生剤２０は有機物系であるので、この
着火の際に燃焼しつつ一部は融解する。そして、主燃焼
室８が上記の所定の内圧に至ると、破裂板２２が破裂
し、発生ガスは第１ガス孔１７を通って副燃焼室１１に
流出する。このとき、融解したガス発生剤２０の一部も
未燃焼のままガスとともに第１ガス孔１７から流出する
が、副燃焼室１１に拘束されて（矢印）、ここで滞留
する間に燃焼する（拘束は第２ガス孔１８のオリフィス
作用による）。該副燃焼室１１には冷却材は存在しない
ので、従来のように燃焼が停止することもなく、その燃
焼が安定化される（なお、副燃焼室１１内の冷却材につ
いては、許容されることもありうる）。そして、副燃焼
室１１を通過し、あるいは副燃焼室１１で発生したガス
は冷却室１４に流出し（矢印）、冷却材２１で適温に
冷却されて、ガス放出孔１９から図示されないエアバッ
グ中に供給される（矢印）。なお、破裂板２２が第２
ガス孔の手前に配置された場合でも同様であり、まず主
燃焼室８で第１ガス孔１７のオリフィス作用によって燃
焼の部分拘束が行われ、ついで副燃焼室１１で破裂板２
２による主拘束が行われて、ガス発生剤２０の燃焼が安
定化される。なお、冷却室１４の下流側にフィルタ室を
設けることも可能であり、その場合はガス放出孔１９は
フィルタ室に設けられることになる。

【００１８】つぎに、本発明の第２実施例を図２により
説明する。図２は第２実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。図２において、図１と異なる点は、第１
ガス孔１７の手前に配置された第１破裂板２２に加え
て、さらに第２ガス孔１８の手前に第２破裂板２３が配
置された点である。このような構成とすると、副燃焼室
１１に流出したガス発生剤の未燃物を該副燃焼室１１で
二重に拘束して燃焼を安定化することができる。従っ
て、ガス発生剤２０全体の燃焼をさらに安定化すること
ができる。

【００１９】つぎに、本発明の第３実施例を図３により
説明する。図３は第３実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。図３において、図２と異なる点は、第２
ガス孔２５が第１ガス孔１７より小径の小孔の集合から
構成されている点である。なお、第１ガス孔１７の総開
口面積と第２ガス孔２５の総開口面積は、前者の方が大
きく設定されており、また、第１破裂板２２と第２破裂
板２４との破裂圧力は破裂板を同一材質にして且つ後者
２４の厚みを薄くすることで略同一に設定されている。
このような構成とすると、圧力依存性をもつ薬剤の燃焼
過程が圧力一定で安定に制御されるほかに、第１ガス孔
１７から流出したガス発生剤の未燃物（点線）が副燃焼
室１１に拘束されやすく、また副燃焼室１１から冷却室
１４へのガスの流れが分散化されて冷却材の影響を受け
にくくなり、ガス発生剤２０の燃焼が全体としてより安
定化される。さらには冷却材によるガスの冷却そのもの
も効率化される。

【００２０】つぎに、本発明の第４実施例を図４により
説明する。図４は第４実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。図４において、図３と異なる点は、第２
ガス孔２７が、第１ガス孔１７の軸線延長（２６）上以
外の部分に設けられている点である。このような構成と
すると、主燃焼室８から冷却室１４に至る経路が長くな
り、主燃焼室８から流出するガス発生剤の未燃分が副燃
焼室１１に拘束される確率が高くなって、ガス発生剤２
０の燃焼が全体としてさらに安定化される。

【００２１】つぎに、本発明の第５実施例を図５により
説明する。図５は第５実施例のガス発生器の構成を示す
模式断面図である。図５において、図１〜図４と主に異
なる点は、図１〜図４では点火部材５、主燃焼室８、副
燃焼室１１、冷却室１４を同一軸線上に配置したが、図
５ではこれら５、８、１１、１４を同芯状に半径方向に
配置した点である。なお、点火部材５については主燃焼
室８内に含まれる構成としている。このような構成とし
ても、図１〜図４のガス発生器と同様の効果を得ること
ができる。

【００２２】なお、上述の実施例において、主燃焼室８
及び／又は副燃焼室１１を例えばセラミック等の断熱部
材で覆ってもよい。このような構成とすると、環境によ
りガス発生器の温度が変化してもそれによる燃焼室８、
１１の温度変化を防止してガス発生剤２０の燃焼をより
安定化するのに有効である。この場合破裂板にグラファ
イトシートを用いると破裂板自体も断熱性を発揮するの
で、よりその効果が増す。例えば、副燃焼室についてい
えば、図３において、押さえ部材１０をセラミックス、
第２破裂板２３をグラファイトシートとすることで、容
易に本構成を実現することができる。

【００２３】また、上述の実施例において、副燃焼室内
に白金などの触媒を担持したハニカム状セラミックスを
配置することもできる。このような構成とすると、発生
したガスがエアバッグ外へ排出された場合に問題となる
ＣＯ、ＮＯｘ等を削減することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明のガス発生器は上述のように、耐
圧性を有するハウジング中に、点火部材と、ガス発生剤
を収納する主燃焼室と、該主燃焼室から流出するガス発
生剤の未燃物を拘束して燃焼させるための副燃焼室と、
冷却室とを直列に配置し、少なくとも第１ガス孔又は第
２ガス孔のいずれかに、第１破裂板が設けられたもので
あるので、着火の際に分解し、燃焼過程で主燃焼室から
流出したガス発生剤を副燃焼室に拘束してそこで燃焼さ
せることができる。従って、非アジ化系のガス発生剤を
使用してもその燃焼を安定化することができる。

【００２５】また、第１ガス孔に第１破裂板が設けら
れ、第２ガス孔に、副燃焼室の所定の内圧で破裂するま
で該副燃焼室を封止する第２破裂板が設けられたものと
すると、副燃焼室に流出したガス発生剤の未燃物を該副
燃焼室により確実に拘束してその燃焼を一層安定化する
ことができる。

【００２６】また、第２ガス孔の径は第１ガス孔の径よ
り小さいものとすると、第１ガス孔から流出したガス発
生剤の未燃分が副燃焼室に拘束されやすくなり、さらに
副燃焼室から冷却室へのガスの流れが分散化されてガス
発生剤の燃焼が全体としてより安定化される。

【００２７】また、第２ガス孔は、第１ガス孔の軸線延
長上以外の部分に設けられているものとすると、主燃焼
室から冷却材に至る経路が長くなり、主燃焼室から流出
するガス発生剤の未燃分が副燃焼室に拘束される確率が
高くなって、ガス発生剤の燃焼が全体としてさらに安定
化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。

【図２】本発明の第２実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。

【図３】本発明の第３実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。

【図４】本発明の第４実施例のガス発生器の構成を示す
断面図である。

【図５】本発明の第５実施例のガス発生器の構成を示す
模式断面図である。

【図６】従来のガス発生器の問題点を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ガス発生器 ２ ハウジング ５ 点火部材 ８ 主燃焼室 １１ 副燃焼室 １４ 冷却室 １６ 導孔 １７ 第１ガス孔 １８、２５、２７ 第２ガス孔 １９ ガス放出孔 ２０ ガス発生剤 ２１ 冷却材 ２２ 第１破裂板 ２３、２４ 第２破裂板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横手 信昭 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内センサー・テクノロ ジー株式会社姫路テクニカルセンター内 (72)発明者 神田 剛 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内センサー・テクノロ ジー株式会社姫路テクニカルセンター内 (72)発明者 伊藤 裕二 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐圧性を有するハウジング（２）中に、
   点火部材と、該点火部材（５）の発生熱で内部に収納す
   る有機物を主成分とするガス発生剤（２０）を燃焼させ
   てガスを発生せしめる主燃焼室（８）と、前記発生した
   ガスを冷却するための冷却材（２１）を収納する冷却室
   （１４）と、前記冷却されたガスを放出するためのガス
   放出孔（１９）とを備えたガス発生器において、 前記主燃焼室（８）とは第１ガス孔（１７）で連通し、
   さらに前記冷却室（１４）とは第２ガス孔（１８）で連
   通した副燃焼室（１１）を前記主燃焼室（８）と冷却室
   （１４）との間に介在させるとともに、 少なくとも前記第１ガス孔（１７）又は第２ガス孔（１
   ８）のいずれかに、前記主燃焼室（８）又は該主燃焼室
   （８）及び前記副燃焼室（１１）の所定の内圧で破裂す
   るまで該主燃焼室（８）又は該主燃焼室（８）及び該副
   燃焼室（１１）を封止する第１破裂板（２２）が設けら
   れたガス発生器。
2. 【請求項２】 前記第１ガス孔（１７）に前記第１破裂
   板（２２）が設けられ、前記第２ガス孔（１８）に、前
   記副燃焼室（１１）の所定の内圧で破裂するまで該副燃
   焼室（１１）を封止する第２破裂板（２３）が設けられ
   た請求項１に記載のガス発生器。
3. 【請求項３】 前記第２ガス孔（２５）の径は前記第１
   ガス孔（１７）の径より小さいものである請求項１〜２
   に記載のガス発生器。
4. 【請求項４】 前記第２ガス孔（２７）は、前記第１ガ
   ス孔（１７）の軸線延長上以外の部分に設けられている
   請求項１〜３に記載のガス発生器。