JPH11189124A - エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作動初期の段階に於いては、乗員に対してでき
る限り衝撃を与えないで作動し、その後急速にガス圧を
増大することにより乗員を確実に保護することのできる
簡易な構造のエアバッグ用ガス発生器を提供する。 【解決手段】ガス排出口を有するハウジング内に、衝撃
によって作動する単一の点火手段と、該点火手段により
着火されて燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生剤とを含
んで収容して成るエアバッグ用ガス発生器であって、該
ハウジング内には、ガス発生剤が燃焼する燃焼室が設け
られ、該燃焼室内には所定容積のガス発生剤の存在しな
い空間部が確保され、ガス発生剤の着火・燃焼時にガス
発生剤の燃焼容積を該空間部まで拡大する様にしたエア
バッグ用ガス発生器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃から乗員を保
護するエアバッグ用ガス発生器であって、特にその作動
性能に特徴を有するエアバッグ用ガス発生器に関する。

【０００２】

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

【０００３】かかるエアバッグシステムは、乗員の体格
（例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しく
は子供等）や、その搭乗姿勢（例えばハンドルにしがみ
ついた姿勢）等が異なる場合であっても、乗員を安全に
拘束可能であることが望ましい。そこで従来、作動時初
期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与え
ないで作動する様なエアバッグシステムの提案がなされ
ている。

【０００４】特開平8−207696号公報においては、二段
階でガスを発生させ、一段目で比較的ゆっくりバッグを
膨張させ、二段目で迅速なガス発生を行わせるため、２
種類のガス発生剤のカプセルを用いることが提案されて
いるが、ガス発生器内の構造が複雑であり、容器の大き
さが大きくなりコスト高の要因となるという欠点を有す
る。

【０００５】又、米国特許第4,998,751号や、米国特許
第4,950,458号に於いても、ガス発生器の作動機能を規
制するため二つの燃焼室を設けてガス発生剤を二段階に
燃焼させることが提案されているが、その構造が複雑で
あり、未だ充分なものとはいえない。

【０００６】

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

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のエアバッグ用ガ
ス発生器は、ガス発生器のハウジング内にガス発生剤が
燃焼する燃焼室が設けられ、該燃焼室内には所定容積の
ガス発生剤の存在しない空間部が確保され、ガス発生剤
着火・燃焼時にガス発生剤の燃焼容積を該空間部まで拡
大することにより、ガス発生剤の着火・燃焼のタイミン
グを調整する構造により、ハウジング展開初期の乗員へ
の衝撃を抑えて上記目的を達成するものである。

【０００８】即ち、本発明のエアバッグ用ガス発生器
は、ガス排出口を有するハウジング内に、衝撃によって
作動する単一の点火手段と、該点火手段により着火され
て燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生剤とを含んで収容
して成るエアバッグ用ガス発生器であって、該ハウジン
グ内には、ガス発生剤が燃焼する燃焼室が設けられ、該
燃焼室内には所定容積のガス発生剤の存在しない空間部
が確保され、ガス発生剤の着火・燃焼時にガス発生剤の
燃焼容積を該空間部まで拡大することを特徴とする。

【０００９】上記燃焼室内の空間部は、例えば、ガス発
生剤を燃焼室内の上下何れか一方に固形状に偏在させる
か、又は燃焼室内を仕切部材で仕切ることにより確保す
る事ができる。該空間部はガス発生剤が燃焼する為の空
間としても機能するから、ガス発生剤が着火・燃焼する
何れかのタイミングに於いて、ガス発生剤収容部と連通
し、ガス発生剤の燃焼容積を増大させる機能を果たす必
要がある。従って、前記仕切部材で燃焼室内を仕切って
該空間部を形成する場合には、該仕切部材は、ガス発生
剤の燃焼により変形及び／又は変位及び／又は破壊する
か、或いは燃焼し、ガス発生剤収容部と空間部とを連通
させる。

【００１０】このようなガス発生剤の燃焼により変形及
び／又は変位及び／又は破壊する仕切部材としては、例
えば該仕切部材の全体が変形及び／又は変位及び／又は
破壊するか、或いは該仕切部材中の一部、例えばガス発
生剤に接する受圧面を、ガス発生剤の燃焼によって変形
及び／又は破壊するように形成させる。ガス発生剤の燃
焼による仕切部材の全体、又は一部の変形及び／又は破
壊は、仕切部材中の何れかの箇所（例えば、受圧部な
ど）に、ガス発生剤が燃焼することによって変形及び／
又は破壊し、ガス発生剤収容部と空間部とを連通する脆
弱部を形成することによっても実現可能である。受圧面
に脆弱部を形成する場合には、例えば、該受圧部に孔部
を設けると共に、該礼部の上部及び／又は下部をシート
部材で閉塞し、該シート部材で閉塞した部分を脆弱部と
する事ができる。その他にも該受圧部の表面又は裏面に
ガス発生剤の燃焼により切断する切り欠き溝を設け、該
切り欠き溝を脆弱部とすることもできる。

【００１１】また仕切部材の変位により、ガス発生剤収
容部と空間部とを連通し、ガス発生剤燃焼容積を増加す
る場合には、該仕切部材を燃焼室内に移動可能なように
配設し、前記ガス発生剤の燃焼により該仕切部材を空間
部側に移動（変位）させて、ガス発生剤収容部の容積を
増加させることができる。

【００１２】又この仕切部材は、受圧面をガス発生剤に
接触させて支持することにより、振動でガス発生剤が移
動・粉砕する事態を防止することができる。

【００１３】上記実施例に示した如く、本発明のエアバ
ッグ用ガス発生器は、ガス排出口を有するハウジング内
に、衝撃によって作動する点火手段と、該点火手段によ
り着火されて燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生剤とを
含んで収容してなり、更に必要に応じて該ハウジング内
には、必要に応じて、前記燃焼ガスの冷却及び／又は燃
焼残渣の捕集を果たすフィルタ手段も収容される。

【００１４】このガス排出口を有するハウジングは、鋳
造、鍛造又はプレス加工などにより形成することが可能
であり、望ましくはガス排出口を有するディフューザシ
ェルと点火手段収容口を有するクロージャシェルとを溶
接して形成する。両シェルの接合は各種溶接法、例えば
電子ビーム溶接、レーザ溶接、ティグ溶接、プロセクシ
ョン溶接などにより行うことができる。このディフュー
ザシェルとクロージャシェルとは、ステンレス銅板等の
各種鋼板をプレス加工して形成した場合には、両シェル
の製造が容易になると共に、製造コストの低減も達成さ
れる。また両シェルを円筒形の単純、簡単な形状に形成
することによりそのプレス加工が容易となる。ディフュ
ーザシェルとクロージャシェルの材料に関しては、ステ
ンレス鋼板が望ましいが、鋼板にニッケルメッキを施し
たものでもよい。またこのハウジング内には内筒部材を
配設してハウジング内空間を２室以上に画成した上で、
各部材を適宜収容することもできる。

【００１５】また、上記の衝撃により作動する単一の点
火手段としては、衝撃を感知した衝撃センサから伝達さ
れる電気信号により作動する電気着火式点火手段の使用
が好ましい。この電気着火式点火手段は、専ら電気的な
機構により衝撃を感知する電気式センサと、衝撃を感知
した該センサから伝達される電気信号で作動する点火器
と、該点火器の作動により着火・燃焼する伝火薬とから
なる。この電気式センサとしては例えば半導体式加速度
センサなどがある。この半導体式加速度センサは、加速
度が加わると撓むようにされたシリコン基板のビーム上
に４個の半導体歪みゲージが形成され、これら半導体歪
みゲージはブリッジ接続されている。加速度が加わると
ビームが撓み、表面に歪みが発生する。この歪みにより
半導体歪みゲージの抵抗が変化し、その抵抗変化を加速
度に比例した電圧信号として検出するようになってい
る。特に電気着火式点火手段には、更に点火判定回路を
備えるコントロールユニットも含むことができる。この
場合、前記半導体式加速度センサからの信号が点火判定
回路に入力し、その衝撃信号がある値を越えた時点でコ
ントロールユニットは演算を開始し、演算した結果があ
る値を越えたときガス発生器に作動信号を出力する。

【００１６】必要に応じてハウジング内に収容・配置さ
れるフィルタ手段は、ガス発生剤の燃焼によって燃焼残
渣が発生する場合には、かかる残渣の除去、及び／又は
燃焼ガスを冷却する目的でハウジング内に配設される。
燃焼残渣を発生させないガス発生剤を用いた場合には、
このフィルタ手段は省略することができる。このフィル
タ手段は、多くの場合、略円筒形状で、ガス発生剤が収
容される箇所の外側に配設される。このようなものとし
ては、例えば従来使用されている発生ガスを浄化する為
のフィルタ及び／又は発生したガスを冷却するクーラン
トを使用する他、適宜材料からなる金網を環状の積層体
とし、圧縮成形した積層金網フィルタ等も使用できる。
この積層金網フィルタに関してより具体的には、平編の
ステンレス鋼製金網を円筒体に形成し、この円筒体の一
端部を外側に繰り返し折り曲げて環状の積層体を形成
し、この積層体を型内で圧縮成形するか、或いは平編の
ステンレス鋼製金網を円筒体に形成し、この円筒体を半
径方向に押圧して板体を形成し、該板体を筒状に多重に
巻回して積層体を形成して、これを型内で圧縮成形する
等によって成形することができる。金網の材料として
は、SUS304、SUS310S、SUS316（JIS規格記号）などのス
テンレス鋼を使用することができる。SUS304（18Cr−8N
i−0.06C）のステンレス鋼は、オーステナイト系ステン
レス鋼として優れた耐食性を示す。このフィルタ手段は
また、その内側又は外側に積層金網体からなる層を有す
る二重構造とすることができる。内側の層は、フィルタ
手段に向け噴出される点火手段の火炎、及びこの火炎に
より点火されて燃焼するガス発生剤の燃焼ガスからフィ
ルタ手段を保護するフィルタ手段保護機能を有すること
ができる。また外側の層は、ガス発生器作動時にガス圧
によりフィルタ手段が膨出して該フィルタ手段とハウジ
ング周壁との間に形成される間隙を塞ぐことのないよう
に、フィルタ手段の膨出を抑止する抑止手段として機能
することができる。なお、このフィルタ手段の膨出を抑
止する機能に関しては、該フィルタ手段の外周を、積層
金網体、多孔円筒体又は環状ベルト体等からなる外層で
支持することによっても実現可能である。

【００１７】ガス発生剤は、本発明に於いては、特に非
アジド系ガス発生剤を用いることが好ましい。この非ア
ジド系ガス発生剤としては、以下の含窒素化合物、酸化
剤、スラグ形成剤及びバインダーから成るものが好まし
い。又、必要に応じ下記のスラグ形成剤を配合し得る。

【００１８】含窒素化合物としては、トリアゾール誘導
体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカ
ルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体から成る群から
選ばれる１種又は２種以上の混合物が挙げられる。これ
らの具体例としては、5−オキソ−1，2，4−トリアゾー
ル、テトラゾール、5−アミノテトラゾール、5，5’−
ビ-1H−テトラゾール、グアニジン、ニトログアニジ
ン、シアノグアニジン、トリアミノグアニジン硝酸塩、
硝酸グアニジン、炭酸グアニジン、ビウレット、アゾジ
カルボンアミド、カルボヒドラジド、カルボヒドラジド
硝酸塩錯体、蓚酸ジヒドラジド、ヒドラジン硝酸塩錯体
等を挙げることができる。

【００１９】これらの含窒素化合物の中ではテトラゾー
ル誘導体及びグアニジン誘導体から成る群から選ばれる
１種又は２種以上が好ましく、特にニトログアニジン、
シアノグアニジン、5−アミノテトラゾールが好まし
く、分子中の炭素数が少ない点からニトログアニジンが
最も好ましい。ニトログアニジンとして針状結晶状の低
比重ニトログアニジンと塊状結晶の高比重ニトログアニ
ジンがあり、いずれでも使用できるが、少量の水存在下
での製造時の安全性及び取扱容易性の点では、高比重ニ
トログアニジンの使用が好ましい。この含窒素化合物の
ガス発生剤中の配合割合は、分子式中の炭素元素、水素
元素及びその他の酸化される元素の数によって異なる
が、通常25〜56重量％の範囲が好ましく、30〜40重量％
の範囲が特に好ましい。

【００２０】ガス発生剤中の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が、完全酸化理
論量より多いと発生ガス中の微量CO濃度が増大し、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NOx
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。

【００２１】また上記ガス発生剤に用いられる酸化剤と
しては種々のものが使用できるが、アルカリ金属又はア
ルカリ土類金属から選ばれたカチオンを含む硝酸塩の少
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得る
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。アルカリ
金属又はアルカリ土類金属から選ばれたカチオンを含む
硝酸塩としては、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等が挙げられ、硝酸
ストロンチウムが特に好ましい。この酸化剤のガス発生
剤中の配合割合は、用いられるガス発生剤化合物の種類
と量により絶対数値は異なるが40〜65重量％の範囲が好
ましく、特に上記のCO及びNOx濃度に関連して45〜60重
量％の範囲が好ましい。

【００２２】前記必要に応じて配合されるスラグ形成剤
の機能は、ガス発生剤中の特に酸化剤成分の分解によっ
て生成するアルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物
をミストとしてインフレータ外へ放出することを避ける
ため液状から固体状に変えて燃焼室内に止める機能であ
り、金属成分の違いによって最適化されたスラグ形成剤
を選ぶことができる。このスラグ形成剤の具体例として
は、酸性白土、シリカ、ベントナイト系、カオリン系等
のアルミノケイ酸塩を主成分とする天然に産する粘土並
びに合成マイカ、合成カオリナイト、合成スメクタイト
等の人工的粘土及び含水マグネシウムケイ酸塩鉱物の１
種であるタルク等の少なくとも１種から選ばれたスラグ
形成剤が挙げられ、これらの中では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。

【００２３】例えば、硝酸カルシウムから発生する酸化
カルシウム、粘土中の主成分である酸化アルミニウム及
び酸化ケイ素の三成分系における酸化混合物の粘度及び
融点は各々その組成比によって1350℃から1550℃の範囲
で粘度が3.1ポイズから約1000ポイズまで変化し、融点
は組成により1350℃から1450℃に変化する。これらの性
質を利用してガス発生剤の混合組成比に応じたスラグ形
成能を発揮することができる。このスラグ形成剤のガス
発生剤中の配合割合は1〜20重量％の範囲で変えること
ができるが、好ましくは3〜10重量％の範囲である。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。

【００２４】バインダーは所望の成型体を得るための必
須成分であり、水及び溶媒等の存在下で粘性を示し、且
つ組成物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。かかるバインダーの具体
例としては、カルボキシメチルセルロースの金属塩、ヒ
ドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース、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、澱粉等の多糖誘導体が挙げられる。内でも製造上の
安全性と取り扱い易さから水溶性のバインダーが好まし
く、カルボキシメチルセルロースの金属塩、特にナトリ
ウム塩が最も好ましい例として挙げられる。バインダー
のガス発生剤中の配合割合は3〜12重量％の範囲が好ま
しく、4〜12重量％の範囲が更に好ましい。量的には多
い側でより成型体の破壊強度が強くなるが、量が多いほ
ど組成物中の炭素元素及び水素元素の数が増大し、炭素
元素の不完全燃焼生成物である微量COガスの濃度が増大
し、発生ガスの品質を低下させるため好ましくない。特
に12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。

【００２５】更に、バインダーとしてカルボキシメチル
セルロースのナトリウム塩を用いた場合には副次的な効
果として水を使用した成型体製造時に硝酸塩との金属交
換反応によって生じる硝酸ナトリウムの分子オーダーの
ミクロな混合状態の存在により酸化剤である硝酸塩、特
に分解温度の高い硝酸ストロンチウムの分解温度をより
低温側に移行させ、燃焼性を向上させる効果を有する。
本発明のエアバッグ用ガス発生器の実施にあたって用い
られる好ましいガス発生剤は、 （a）約25〜56重量％、好ましくは30〜40重量％のニト
ログアニジン （b）約40〜65重量％、好ましくは45〜65重量％の酸化
剤 （c）約１〜20重量％、好ましくは3〜10重量％のスラグ
形成剤 （d）約３〜12重量％、好ましくは4〜12重量％のバイン
ダーから成るガス発生剤 であり、特に好ましい組成物としては、 （a）約30〜40重量％のニトログアニジン （b）約40〜65重量％6の硝酸ストロンチウム （c）約３〜10重量％の酸性白土又はシリカ及び （d）約４〜12重量％のカルボキシメチルセルロースの
ナトリウム塩から成るガス発生剤である。

【００２６】上記ガス発生剤は、単孔円筒状又は多孔円
筒状等の有孔状成型体に形成されることが望ましい。特
に該有孔状成型体は、孔の内径dの値は0.2〜1.5（mm）
の範囲にあり、その長さをＬとした場合、L／dの値が3.
0以上であることが望ましい。有孔状成型体が着火シス
テムの熱エネルギーで着火するとき、内径部分の全内表
面積のうち初期に着火する内表面積の割合を制御してい
るためである。初期に着火されなかった部分は着火部分
の発生熱量により直ちに着火状態に移行する。このため
最大圧到達までの時間遅れがなく初期着火段階のみを制
御することができる。この技術は、この点でガス発生出
力全体を若千低下させ初期段階を制御するいわゆるデパ
ワー技術と根本的に異なると認識すべきものである。従
って、上記単孔円筒状又は多孔円筒状等の有孔状成型体
のガス発生剤は、単孔状態であっても良いし、小さな単
孔状態の集合体で結果として前記の制御に関わる結果が
得られる状態であればその形状は問わないが、成型コス
ト面からは単孔状態が好ましい。孔の内径ｄの値は0.2
〜1.5mmであるが、好ましくは0.4〜1.0mmである。ｄの
値が0.2mm未満であると着火システムの熱エネルギーに
よる有孔状成型体内面の初期着火面積が不足し、所望の
結果が得られず、1.5mmを超えると有孔状成型体内面全
体に熱エネルギーが到達し、結果として初期の着火燃焼
面積が多くなり所望のガス発生出力が得られない。ま
た、有孔状成型体のL／dの値は3.0以上であるが、当然
Ｌが長すぎると所望のガス発生容器内での充填効率が低
下するため適宜ガス発生容器の大きさに合わせて決定さ
れるべきであり、L／dの値の好ましい範囲は3.0〜10.0
である。L／dの値が3.0未満であると上記のようにガス
発生挙動を制御することができない。本発明の有孔状成
型体の長さＬは特に限定されないが、1.5〜30mmが好ま
しい。また外径Ｄも特に限定されないが、2.0〜5.0mmが
好ましい。

【００２７】本発明のガス発生剤成型体として好ましい
ものは、 （a）約25〜56重量％のニトログアニジン （b）約40〜65重量％の酸化剤 （c）約１〜20重量％のスラグ形成剤 （d）約３〜12重量％のバインダーから成る組成物を、
単孔円筒状に成型してなるものである。

【００２８】本発明のガス発生器に於いては、ガス発生
器の作動に際して有利な構造や部材を適宜採用すること
ができる。ガス発生器の作動に際して有利な構造・部材
としては、例えば、内側に点火手段収容室を画成する内
筒部材とフィルタ手段との間に配設され、該フィルタ手
段を支持する「フィルタ支持部材」、フィルタ手段の内
周の上端及び／又は下端を包囲し、発生したガスがフィ
ルタ手段とハウジング内面との隙間を通過する事態を阻
止する「ショートパス防止手段」、ガス発生剤の上方及
び／又は下方に配設されガス発生剤の移動を阻止する
「クッション部材」、フィルタ手段の内側に配設されガ
ス発生剤とフィルタ手段との直接接触を防止し、更に該
フィルタ手段をガス発生剤の燃焼による火炎から保護す
る略多孔円筒形状の「パーフォレーテッドバスケッ
ト」、及びフィルタ手段の外面とハウジングの側壁内面
との間に確保されガス流路として機能する「間隙」等が
ある。

【００２９】このように燃焼室内に、ガス発生剤の存在
しない所定容積の空間部を確保したガス発生器において
は、大がかりな構造の変更を必要とせず、単に仕切部材
の形状を工夫するだけで、ガス発生器作動初期の出力を
抑えながらも乗員を十分に拘束可能なガス発生器とな
る。このような構造に依れば、コスト的にも有利とな
る。

【００３０】上記のエアバッグ用ガス発生器は、該ガス
発生器で発生するガスを導入して膨張するエアバッグ
（袋体）と共にモジュールケース内に収容され、エアバ
ッグ装置となる。

【００３１】このエアバッグ装置は、衝撃センサが衝撃
を感知することに連動してガス発生器が作動し、ハウジ
ングのガス排出口から燃焼ガスを排出する。この燃焼ガ
スはエアバッグ内に流入し、これによりエアバッグはモ
ジュールカバーを破って膨出し、車両中の硬い構造物と
乗員との間に衝撃を吸収するクッションを形成する。

【００３２】

【発明の実施の形態】上記本発明のエアバッグ用ガス発
生器の好適な実施例を図１〜７に示す。

【００３３】図１は、本発明のエアバッグ用ガス発生器
の一つの実施例の縦断面図である。

【００３４】この図に示すガス発生器は、ディフューザ
シェル１とクロージャシェル２とからなるハウジング３
内を、内筒部材16により点火手段収容室23と、ガス発生
剤燃焼室28との２室に画成している。そして点火手段収
容室23内には、衝撃により作動してガス発生剤６を着火
・燃焼させる点火手段（本実施例に於いては点火器４及
び伝火薬５とを含む点火手段）を収容し、燃焼室28内に
は、前記点火手段により着火・燃焼され燃焼ガスを発生
するガス発生剤６と、該ガス発生剤６を支持し、その移
動を阻止すると共に、該燃焼室28内を仕切り、ガス発生
剤の存在しない空間部100を形成する環状仕切部材110が
配設されている。ディフューザシェル1は、鋳造、鍛造
又はプレス加工等の何れによっても形成することができ
るが、この実施例に於いては、ステンレス鋼板をプレス
加工により成形している。該ディフューザシェル１は、
円形部12と、該円形部12の外周に形成される周壁部10
と、この周壁部10の先端部に半径方向外側に延在するフ
ランジ部19とを有している。周壁部10には、本実施例で
は3mm径のガス排出口11が、周方向に18個等間隔に配設
されており、該ガス排出口11は、シールテープ52により
閉塞されている。このディフューザシェル１は、その円
形部12の中央部に補強段部49により外側に突出した突出
円形部13が形成され、該補強段部49は、ハウジング３、
特にその天井部を形成するディフューザシェル円形部12
に剛性を与えると共に、収容空間の容積増大を果たして
いる。突出円形部13と点火器４との間に伝火薬５を収容
する伝火薬容器53が挟持されている。ディフューザシェ
ル１のフランジ部19は、パットモジュールの取付金具へ
の取付部98を有している。この取付部98は、フランジ部
19の周方向に90度の間隔をおいて配設されており、螺着
用の取付孔99を有している。

【００３５】クロージャシェル２も、ディフューザシェ
ル１と同様に鋳造、鍛造又はプレス加工等により形成す
ることができるが、この実施例に於いてはステンレス鋼
板をプレス加工して成形している。該クロージャシェル
２は、円形部30と、その中央部に形成される中央孔15
と、前記円形部30の外周部に形成される周壁部47と、こ
の周壁部47の先端部に半径方向外側に延在するフランジ
部20とを有している。中央孔15はその孔縁部に軸方向曲
折部14を有している。この曲折部14は、中央孔15の孔縁
部に剛性を与えると共に、内筒部材16との間に比較的大
きな接合面を提供している。この中央孔15に嵌合するよ
うに内筒部材16を配置している。ディフューザシェル１
とクロージャシェル２は、ハウジング３の軸方向中央横
断面上の位置近辺で、それぞれのフランジ部19、20を重
ね合わせて、レーザ溶接21で両者を接合しハウジング３
を形成している。これらフランジ部19、20は、ハウジン
グ、特にその外周壁8に剛性を与え、ガス圧によるハウ
ジングの変形を阻止している。

【００３６】この実施例に於いては、該ハウジング内に
略円筒形状の内筒部材16を配設し、その内側を点火手段
収容室23、外側をガス発生剤燃焼室28とする。この内筒
部材16は、鋳造、鍛造若しくはプレス加工又は切削加工
等の何れか、或いはそれらの組み合わせにより形成する
ことができる。プレス加工により形成する場合には、例
えばＵＯプレス方式（板をＵ形に成形した後、Ｏ形に成
形し、継目を溶接するもの）、または電縫管方式（板を
円形に成形し、継目に圧力を加えながら大電流を流して
抵抗熱で溶接するもの）等により形成することができ
る。この内筒部材16の点火器４を収容する側の端部に
は、かしめ部27が形成され、該かしめ部27により点火器
４を固定している。また内筒部材16の周壁には、燃焼室
28への貫通孔54を有している。本実施例の場合、直径2.
5mmの貫通孔54が周方向に6個等間隔に配設されており、
該貫通孔54は、シールテープ52’により塞がれている。
本実施例では、ガス発生剤６の着火・燃焼により発生す
るガスを浄化・冷却する為にハウジング１内に配設され
るクーラント・フィルタ７は、該ガス発生剤６を取り囲
んで配設され、内筒部材16の周囲に環状の室、即ちガス
発生剤燃焼室28を画成する。該クーラント・フィルタ７
は、ステンレス鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径
方向及び軸方向に圧縮してなる。この様に形成したクー
ラント・フィルタ７は、各層においてループ状の編目が
押し潰されたような形をしており、それが半径方向に層
をなしている。従って、このクーラント・フィルタ７
は、発生した燃焼ガスを冷却する他、空隙構造が複雑と
なるため、優れた捕集効果をも有することができる。本
実施例では、更にクーラント・フィルタ７の外側には、
該クーラント・フィルタの膨出を抑止する抑止手段とし
て機能する外層29が形成されている。この外層29は、例
えば、積層金網体を用いて形成する他、周壁面に複数の
貫通孔を有する多孔円筒状部材、或いは所定巾の帯状部
材を環状にしたベルト状抑止層を用いて形成することも
できる。積層金網体を用いて外層29を形成した場合、該
外層29は冷却機能も有することができる。クーラント・
フィルタ７により、ガス発生剤燃焼室28内で発生した燃
焼ガスが冷却され、そして燃焼残渣が捕集される。該ク
ーラント・フィルタ７は、クロージャシェル２の円形部
30を取り囲んで周方向に形成される傾斜部31により、そ
の移動が阻止され、ハウジング３の外周壁8とクーラン
ト・フィルタ７との間に確実に間隙９が形成される。該
間隙９は、ガス流路として機能する。

【００３７】クーラント・フィルタ７の内周には、ガス
発生剤の燃焼による火炎から該フィルタ７を保護し、ま
たガス発生剤６と該フィルタ７との直接接触を防止する
略多孔円筒形状のパーフォレーテッドバスケット32を配
設している。

【００３８】ハウジング３内に配設される内筒部材16の
内側に画成された点火手段収容室23内には、点火器４と
伝火薬５とを含んで構成される電気着火式点火手段が配
設されている。

【００３９】上記ハウジング中、内筒部材16の外側に画
成されるガス発生剤燃焼室28内には、ガス発生剤６の
他、該ガス発生剤６を支持してその移動を阻止すると共
に、該ガス発生剤燃焼室28内をガス発生剤収容部24とガ
ス発生剤の存在しない空間部100とに仕切る仕切部材110
が配設されている。このガス発生剤燃焼室28は、ガス発
生剤収容部24と、空間部100とからなり、この燃焼室28
に占める空間部100の割合は、18％未満が好ましい。空
間部100は、少なくともガス発生剤の燃焼開始後、ガス
発生剤収容部24と連通し、ガス発生剤の燃焼容積を増大
させるように機能する。

【００４０】仕切部材110は、ガス発生器の組立に際し
て、前記ガス発生剤をガス発生剤収容部24内に収容した
後、ガス発生剤６を支持するように押し込んで燃焼室28
内に配設される。従って、該仕切部材110は、図１に示
すように、収容されたガス発生剤６を均等に支持可能な
様に、ガス発生剤６に当接する受圧面111は平坦に形成
され、またその内周112及び外周113は空間部100を形成
する方向、即ちクロージャシェル２側に曲折されている
ことが望ましい。この仕切部材110によりガス発生剤６
が支持されていることから、該ガス発生剤はその移動が
阻止され、振動により砕け、表面積が変化するおそれを
なくすことができる。

【００４１】仕切部材110として、図１の他にも図２(a)
(b)に示すように、ガス発生剤との接触面、即ち受圧面1
11に適宜大の孔部114を形成し、該孔部114を、金属、プ
ラスチック又は紙等、ガス発生剤の燃焼時の圧力により
破裂するシート部材115で閉塞し、その閉塞した部分を
脆弱部116として形成する事もできる。図２(a)は鋳造な
どにより形成した仕切部材を示し、図２(b)はプレス加
工によって形成した仕切部材を示す。図２(b)に示す仕
切部材の様にプレス加工によって形成した場合にはコス
ト上有利となる。この様にして形成した脆弱部116は、
ガス発生剤の燃焼によって破壊（若しくは破裂）され、
図１中、ガス発生剤収容部24と空間部100とを連通し、
該ガス発生剤の燃焼容積を増加させる。このシート部材
115による孔部114の閉塞は、該孔部114の上部又は下部
の何れからも行うことができ、該シート部材115を貼付
する他、該シート部材115を仕切部材110とガス発生剤６
との間で挟持することも可能である。又孔部114の形状
としては、図２(a)(b)に示すように略扇形に穿孔する
他、図３に示すように略円形の孔部117を多数穿孔する
こともできる。図３に示す仕切部材は、その内周112が
壁状に曲折され、該内周118で内筒部材16を挟持し、ハ
ウジング内所定箇所に固定できる。

【００４２】上記仕切部材は、少なくともガス発生剤の
燃焼する何れかの時点においてガス発生剤収容部24と該
仕切部材により画成される空間部100とを連通し、該ガ
ス発生剤の燃焼容積を増大させるように機能する。この
ような機能を有する仕切部材は、図２(a)(b)及び図３に
示す態様の他に、更に図４〜７に示すような態様に形成
することも可能である。

【００４３】図４（a）に示す態様の仕切部材120には、
その受圧部121上に、内周122方向を残して扇形に切り欠
いたスリット123を形成している。このスリット123の形
状としては、扇形の他、該スリットに囲まれた部分124
が、空間部方向に屈曲するような適宜形状とすることが
できる。この態様に於いては、該スリット123に囲まれ
た部分124はガス発生剤の燃焼により、図４（b）に示す
ように空間部側に屈曲して実質的に拡がり、仕切部材12
0の一部（この実施例では、スリットに囲まれた部分）
が変形する。その結果、図１において、ガス発生剤収容
部24と空間部とが連通し、該ガス発生剤の燃焼容積を増
加させる。この図４(a)(b)に示す仕切部材120では、そ
の外周125が壁状に曲折され、例えばクーラント・フィ
ルタ内面などに嵌入してハウジング内所定箇所に固定す
ることができる図５は、ガス発生剤６の燃焼により、そ
の全体形状を変化せしめられる仕切部材130の態様を示
している。即ちこの態様に於ける仕切部材130は、ガス
発生剤収容室24内に配設されたガス発生剤６を支持して
空間部100を画成し、該ガス発生剤６の燃焼時の圧力に
よって潰れる等、適宜変形可能な強度を有する材質、形
状及び厚さが適宜選択された上で形成されている。その
結果、この仕切部材130は、ガス発生剤６の燃焼によ
り、該仕切部材130全体が変形し、ガス発生剤の燃焼容
積を増加させることができる。

【００４４】図６に示す態様の仕切部材140は、該仕切
部材の受圧面141の裏側に、ガス発生剤６の燃焼により
切断される程度の切り欠き溝を形成し、該切り欠き溝を
脆弱部142として、ガス発生剤の燃焼により切断されも
のとしている。この脆弱部の切断により、受圧部は図中
矢印で示す方向に移動し、ガス発生剤収容部24と空間部
100とを連通する。その結果、該ガス発生剤６の燃焼に
よりガス発生剤収容部24の容積を増加させることが可能
となる。この脆弱部142に形成は、受圧部141の裏側に限
ることなく、その他にも例えば該受圧部141の表側、又
は内周若しくは外周の屈曲脚部143に形成することもで
きる。この脆弱部142はガス発生剤６の燃焼により切断
され、その結果ガス発生剤の燃焼容積を増加することが
可能であれば、適宜形状に形成することができる。

【００４５】図７に示す仕切部材の態様は、ガス発生剤
６の燃焼により仕切部材150が、図面中矢印で示す方向
に変位（移動）して、ガス発生剤収容部24の容積を増加
するものである。即ちこの実施例では、仕切部材150は
その端縁部151が内筒部材に圧入することによって固定
されており、ガス発生剤６を支持する。そしてガス発生
剤６の燃焼により、仕切部材150は空間部100側、即ち図
中矢印で示す方向に押し下げられ、その結果としてガス
発生剤収容部24の容積を増加させる。従って、この実施
例に於いては、該仕切部材150は、ガス発生器が作動し
ていない状態においては確実に固定されており、ガス発
生剤６の燃焼により変位（移動）可能な程度にその固定
の程度が調整される必要がある。

【００４６】なお、上記仕切部材は、ガス発生剤の燃焼
により、ガス発生剤収容室24の容積を増加させることに
鑑みれば、上記図２〜７に基づいて説明した形態以外に
も、例えば仕切部材を容易に燃焼する材質（例えば紙
等）を用いて形成し、ガス発生剤の燃焼により、該仕切
部材をも燃焼させるように形成することも可能である。

【００４７】図８は、ハウジング303内に点火手段収容
室を画成することなく形成したエアバッグ用ガス発生器
の例を示す。

【００４８】この図に示すガス発生器は、ディフューザ
シェル301とクロージャシェル302からなるハウジング30
3と、このハウジング303内の収容空間に配設される点火
器304と、この点火器304により点火されて燃焼ガスを発
生する固形ガス発生剤306と、このガス発生剤306を収容
する燃焼室328を画成するクーラント・フィルタ307と、
そしてこのクーラント・フィルタ307と前記ハウジング3
03の外周壁310間に形成される間隙309とを含んでいる。

【００４９】ディフューザシェル301は、ステンレス鋼
板をプレスにより成形してなり、その円形部312には、
放射状に配置された複数の半径方向リブ状体379を有し
ている。これらリブ状体379は、ディフューザシェル301
の円形部312に剛性を与え、これによりハウジングの天
井部を形成する円形部312がガス圧により変形するのを
阻止している。

【００５０】クロージャシェル302は、ステンレス鋼板
をプレスにより成形してなり、その円形部330の中央に
は凹部373が形成され、この凹部373の中央部に中央孔37
4が形成されている。この中央孔374は、その孔縁部に軸
方向曲折部375を有し、この曲折部375の先端には、点火
器304が係止する端面383が形成されている。軸方向曲折
部375の内周により、点火器304との間で比較的大きなシ
ール面が確保される。気密性確保のために、点火器304
と曲折部375との間にシーリング材を充填することがで
き、また点火器304と端面383との間を溶接することがで
きる。点火器304が係止する端面383は、燃焼室328内の
ガス圧により点火器304が抜け出るのを防止している。
凹部373は、クロージャシェルの円形部330に剛性を与え
ると共に、点火器304の底面を円形部330の外面よりも内
側の位置においている。

【００５１】ディフューザシェル301の先端には、半径
方向外側に延在するフランジ部386を有し、またクロー
ジャシェル302の先端にも半径方向外側に延在するフラ
ンジ部387が形成されている。これらフランジ部386、38
7がハウジングの軸方向略中央位置でかさね合わされて
レーザ溶接がされ、両シェルは互いに接合される。これ
らフランジ部386、387は、ハウジングの外周壁に剛性を
与え、ガス圧によるハウジングの変形を阻止している。

【００５２】点火器304は、センサ（図示せず）からの
信号により作動する慣用の電気式点火器からなってい
る。この電気式点火器304（出力：10cc密閉圧力容器内
で300〜1500psi）は、機械的な機構を含まず構造が簡単
でかつ小型・軽量である。

【００５３】クーラント・フィルタ307は、中央孔374と
同心に配置され、ハウジング303と共に燃焼室328を画成
している。このクーラント・フィルタ307は、ステンレ
ス鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径方向及び軸方
向に圧縮してなる。このクーラント・フィルタ307によ
り、燃焼室328が画成されると共に、燃焼室で発生した
燃焼ガスが冷却され、そして燃焼残渣が捕集される。こ
のクーラント・フィルタ307の外側に積層金網体からな
る外層329が形成されている。この外層329は、クーラン
ト・フィルタの補強とガス冷却を兼ねている。

【００５４】燃焼室328内は、仕切部材160により、ガス
発生剤収容部324と空間部100とに画成されている。ガス
発生剤306は、ガス発生剤収容部324内に充填され、点火
器304に隣接してガス発生剤収容部324内に充填され、ク
ーラント・フィルタ307の一側端部開口を塞ぐプレート
部材の円形部392によりその移動が規制されている。プ
レート部材391は、前記円形部392と、クーラント・フィ
ルタ307の一側端部の内周面に当接して該内周面をカバ
ーする、前記円形部392と一体の周壁部393を有してい
る。このプレート部材391により、クーラント・フィル
タの端面とディフューザシェル円形部312の内面間の燃
焼ガスのショートパスが防止される。

【００５５】仕切部材160は、クーラント・フィルタ307
と軸方向曲折部375との間に圧入され、該仕切部材160の
内周曲折部161及び外周曲折部162の広がり勝手で固定さ
れる。この仕切部材160は、前述の脆弱部を有してお
り、該仕切部材160により画成される空間部100は、ガス
発生剤の燃焼に際してガス発生剤収容部324と連通し、
ガス発生剤燃焼室として機能する。

【００５６】ハウジング303の内壁面と、クーラント・
フィルタ307の外層329との間に間隙309が形成されてお
り、この間隙309によりクーラント・フィルタ307の周囲
に半径方向断面環状のガス通路が形成されている。また
ハウジング303のガス排出口311は、シールテープ352に
より閉塞されている。

【００５７】図９に示すエアバッグ用ガス発生器は、図
８に示すガス発生器同様、ハウジング303内を２室に画
成することなく、１室としたエアバッグ用ガス発生器の
例を示す。但し、この図９に示すガス発生器において
は、特に仕切部材170の配置の仕方が、図８のガス発生
器とは異なる。

【００５８】即ちこの図に示すガス発生器では、該仕切
部材170は、軸方向曲折部375の端面383に載置された点
火器304の周壁端部の上に配設されている。従って、こ
の仕切部材170は平板形状に形成されている。この仕切
部材170も、前記脆弱部を有しており、該仕切部材170に
より画成される空間部100も、ガス発生剤の燃焼に際し
てガス発生剤収容部324と連通し、ガス発生剤燃焼室と
して機能する。

【００５９】図９に示すガス発生器中、図８に基づき説
明したものと同一部材については、同一の符号を付して
その説明を省略する。

【００６０】図１０に、電気着火式点火手段を用いたガ
ス発生器を含んで構成した場合の本発明のエアバッグ装
置の実施例を示す。

【００６１】このエアバッグ装置は、ガス発生器200
と、衝撃センサ201と、コントロールユニット202と、モ
ジュールケース203と、そしてエアバッグ204からなって
いる。ガス発生器200は、図１に基づいて説明したガス
発生器が使用されており、その作動性能は、ガス発生器
作動初期の段階において、乗員に対してできる限り衝撃
を与えないように調整されている。

【００６２】衝撃センサ201は、例えば半導体式加速度
センサからなることができる。この半導体式加速度セン
サは、加速度が加わるとたわむようにされたシリコン基
板のビーム上に４個の半導体ひずみゲージが形成され、
これら半導体ひずみゲージはブリッジ接続されている。
加速度が加わるとビームがたわみ、表面にひずみが発生
する。このひずみにより半導体ひずみゲージの抵抗が変
化し、その抵抗変化を加速度に比例した電圧信号として
検出するようになっている。

【００６３】コントロールユニット202は、点火判定回
路を備えており、この点火判定回路に前記半導体式加速
度センサからの信号が入力するようになっている。セン
サ201からの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロ
ールユニット202は演算を開始し、演算した結果がある
値を越えたとき、ガス発生器200の点火器４に作動信号
を出力する。

【００６４】モジュールケース203は、例えばポリウレ
タンから形成され、モジュールカバー205を含んでい
る。このモジュールケース203内にエアバッグ204及びガ
ス発生器200が収容されてパッドモジュールとして構成
される。このパッドモジュールは、自動車の運転席側取
り付ける場合には、通常ステアリングホイール207に取
り付けられている。

【００６５】エアバッグ204は、ナイロン（例えばナイ
ロン66）、またはポリエステルなどから形成され、その
袋口206がガス発生器のガス排出口を取り囲み、折り畳
まれた状態でガス発生器のフランジ部に固定されてい
る。

【００６６】自動車の衝突時に衝撃を半導体式加速度セ
ンサ201が感知すると、その信号がコントロールユニッ
ト202に送られ、センサからの衝撃信号がある値を越え
た時点でコントロールユニット202は演算を開始する。
演算した結果がある値を越えたときガス発生器200の点
火器4に作動信号を出力する。これにより点火器4が作動
してガス発生剤に点火しガス発生剤は燃焼してガスを生
成する。このガスはエアバッグ204内に噴出し、これに
よりエアバッグはモジュールカバー205を破って膨出
し、ステアリングホイール207と乗員の間に衝撃を吸収
するクッションを形成する。

【００６７】

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

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のガス発生器を示す縦断面
図。

【図２】図１中の仕切部材を示す斜視図。

【図３】仕切部材の他の形態を示す斜視図。

【図４】仕切部材の更に他の形態を示す斜視図。

【図５】仕切部材の更に他の形態を示す要部縦断面図。

【図６】仕切部材の更に他の形態を示す要部縦断面図。

【図７】仕切部材の更に他の形態を示す要部縦断面図。

【図８】本発明の他の実施例のガス発生器を示す縦断面
図。

【図９】本発明の更に他の実施例のガス発生器を示す縦
断面図。

【図１０】本発明のエアバッグ装置の構成図。

【符号の説明】

３ ハウジング ４ 点火器 ５ 伝火薬 ６ ガス発生剤 ７ クーラント・フィルタ １２，３０ 円形部 ２４ ガス発生剤収容箇所 ２８ ガス発生剤燃焼室 １００ 空間部 110,120,130,140,150,160,170 仕切部材

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス排出口を有するハウジング内に、衝撃
   によって作動する単一の点火手段と、該点火手段により
   着火されて燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生剤とを含
   んで収容して成るエアバッグ用ガス発生器であって、該
   ハウジング内には、ガス発生剤が燃焼する燃焼室が設け
   られ、該燃焼室内には所定容積のガス発生剤の存在しな
   い空間部が確保され、ガス発生剤の着火・燃焼時にガス
   発生剤の燃焼容積を該空間部まで拡大する様にしたこと
   を特徴とするエアバッグ用ガス発生器。
2. 【請求項２】前記空間は、前記燃焼室を仕切部材で仕切
   ることにより確保される請求項１記載のエアバッグ用ガ
   ス発生器。
3. 【請求項３】前記仕切部材は、ガス発生剤を支持する受
   圧面を有しており、該受圧面が前記ガス発生剤に接触し
   て、該ガス発生剤を支持・固定する請求項２記載のエア
   バッグ用ガス発生器。
4. 【請求項４】前記仕切部材は、ガス発生剤の燃焼により
   変形及び／又は変位及び／又は破壊され、前記ガス発生
   剤の燃焼容積を該空間部まで拡大する請求項２又は３記
   載のエアバッグ用ガス発生器。
5. 【請求項５】前記仕切部材は、その受圧面にガス発生剤
   の燃焼により破壊する脆弱部を有しており、該脆弱部が
   変形及び／又は破壊して前記ガス発生剤の燃焼容積を該
   空間部まで拡大する請求項２又は３記載のエアバッグ用
   ガス発生器。
6. 【請求項６】前記脆弱部は、前記仕切部材の受圧面に設
   けた孔部の上部及び／又は下部を閉塞するシート部材で
   あり、該シート部材がガス発生剤の燃焼により破裂する
   請求項５記載のエアバッグ用ガス発生器。
7. 【請求項７】前記脆弱部は、前記仕切部材の受圧面の表
   面又は裏面に設けた切り欠き溝であり、該切り欠き溝が
   ガス発生剤の燃焼により切断する請求項５記載のエアバ
   ッグ用ガス発生器。
8. 【請求項８】前記仕切部材の一部又は全部が変形するこ
   とにより、前記ガス発生剤の燃焼容積を該空間部まで拡
   大する請求項２又は３記載のエアバッグ用ガス発生器。
9. 【請求項９】前記仕切部材は、前記燃焼室内に固定され
   ており、該仕切部材が、前記ガス発生剤の燃焼により移
   動することにより、前記ガス発生剤の燃焼容積を該空間
   部まで拡大する請求項２又は３記載のエアバッグ用ガス
   発生器。
10. 【請求項１０】前記ガス発生剤は、非アジド系ガス発生
    剤である請求項１〜９の何れか１項記載のエアバッグ用
    ガス発生器。
11. 【請求項１１】前記ガス発生剤は、単孔円筒状又は多孔
    円筒状である請求項１〜１０の何れか１項記載のエアバ
    ッグ用ガス発生器。
12. 【請求項１２】エアバッグのガス発生器と、 衝撃を感知して前記ガス発生器を作動させる衝撃センサ
    と、 前記ガス発生器で発生するガスを導入して膨張するエア
    バッグと、 前記エアバッグを収容するモジュールケースとを含み、
    前記エアバッグ用ガス発生器が請求項１〜１１の何れか
    １項記載のエアバッグのガス発生器であることを特徴と
    するエアバッグ装置。