(57)【要約】【課題】点火手段に装填された伝火剤の本来の伝火性能を十分に生かすとともに、伝火剤装填量を増加させることなく、熱エネルギーを高め、ガス発生剤を着実に、且つ安定して着火燃焼させて、エアバッグを最適に膨張展開させることができるガス発生器、特にサイド用（側面衝突用）ガス発生器を提供する。【解決手段】円筒状のハウジング１と、前記ハウジング１に装着される点火手段４と、前記点火手段４に連接し、伝火剤１３が装填され、伝火孔を有する伝火室１２と、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤３が収容されたガス発生室Ｓと、前記高温ガスを冷却するとともに、前記高温ガス中のスラグを集塵するフィルタ材２と、を備えてなるガス発生器、特にサイド用（側面衝突用）ガス発生器であって、前記伝火剤１３の少なくとも一部が流動可能な状態で前記伝火室１２の一部に空間が形成されるように装填されていることを特徴とする。【選択図】図１
2004230922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のハウジングと、前記ハウジングに装着される点火手段と、前記点火手段に連接し、伝火剤が装填され、伝火孔を有する伝火室と、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が収容されたガス発生室と、前記高温ガスを冷却するとともに、前記高温ガス中のスラグを集塵するフィルタ材と、を備えてなるガス発生器であって、前記伝火剤の少なくとも一部が流動可能な状態で前記伝火室に装填されていることを特徴とするガス発生器。
【請求項２】
前記伝火剤の装填容積ａと、前記伝火室の容積ｂとの比率ａ／ｂが０．５５〜０．９０である請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
前記伝火剤は、前記伝火室において、前記点火器と直接接するとともに、前記伝火室の一部に空間が形成されるように装填されている請求項１又は２に記載のガス発生器。
【請求項４】
前記伝火剤が、顆粒または粉体である請求項１乃至３のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項５】
円筒状のハウジングと、前記ハウジングに装着される点火手段と、前記点火手段に連接し、伝火剤が装填され、伝火孔を有する伝火室と、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が収容されたガス発生室と、前記高温ガスを冷却するとともに、前記高温ガス中のスラグを集塵するフィルタ材と、を備えてなるガス発生器であって、前記伝火剤の少なくとも一部が流動可能な状態で前記伝火室に装填されていることを特徴とするサイド用ガス発生器。
【請求項６】
前記伝火剤の装填容積ａと、前記伝火室の容積ｂとの比率ａ／ｂが０．５５〜０．９０である請求項５に記載のサイド用ガス発生器。
【請求項７】
前記伝火剤は、前記伝火室において、前記点火器と直接接するとともに、前記伝火室の一部に空間が形成されるように装填されている請求項５又は６に記載のサイド用ガス発生器。
【請求項８】
前記伝火剤が、顆粒または粉体である請求項５乃至７のいずれかに記載のサイド用ガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エアバッグ装置のガス発生器、特にサイド用（側面衝突用）エアバッグを膨らませるガス発生器に好適に用いられ、ガス発生剤に対して安定した伝火をするガス発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するため、瞬時にエアバッグを膨張展開させるサイド用ガス発生器は座席内部、助手席用ガス発生器はインストルメントパネル内等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。このガス発生器は、衝突の際に衝突センサからの衝突検出信号により瞬時に多量の高温ガスを発生させるものである。
【０００３】
エアバッグを膨張展開させるガス発生器の一例しては、図４に示すものがある（例えば、特許文献１を参照）。図４のガス発生器は、主としてサイド用又は助手席用のエアバッグを膨張展開させるためのもので、両端が開口する外筒１０２、及び外筒１０２の各開口側を閉鎖する蓋部材１０３，１０４とで構成される長尺円筒状のハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１内には、円筒状のフィルタ材１０５が装着されている。フィルタ材１０５の内周内には、燃焼により高温ガスを発生させるガス発生剤１０６が装填されている。また、蓋部材１０３には、点火器１０７及び伝火剤１０８からなる点火手段１０９が装着されている。
このガス発生器においては、衝突センサからの衝突検出信号により点火器１０７を通電発火し、伝火剤１０８を着火させる。伝火剤１０８の火炎は、フィルタ材１０５の内周内に噴出され、ガス発生剤１０６を着火燃焼させることで、多量の高温ガスを発生させる。ハウジング１０１内で発生した高温ガスは、フィルタ材１０５内に流入し、ここでスラグ捕集と冷却を経て、外筒１０２の各ガス放出孔１０２ａからエアバッグ内に放出される。エアバッグは、各ガス放出孔１０２ａから放出される多量の清浄なガスによって、急速に膨張展開される。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開第００／４４５９４号パンフレット（第１１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス発生器では、ハウジング１０１の軸端部となる蓋部材１０３に点火手段１０９を装着することで、ハウジング１０１の軸端側からガス発生剤１０６を順次、着火燃焼させる構造を採用している。そして、ガス発生剤１０６に伝火する伝火剤１０８は、伝火室１１０内に隙間なく充填されている。点火器１０７からの火炎は、点火器１０７に近い位置に装填されている伝火剤１０８に順次伝達される。このため、伝火室１１０内に装填されている伝火剤１０８の全てが、略同時に着火しにくい状態であり、伝火剤１０８本来の点火器１０７から噴出した火炎の熱エネルギーを高めるという機能が十分に生かされない問題があった。
【０００６】
近年、ガス発生剤は、アジ化金属化合物の有害物質を含むものから、含窒素有機化合物系のガス発生剤に変わりつつある。含窒素有機化合物系のガス発生剤は、一般にアジ化金属化合物系のものに比べて着火性に劣る。従って、含窒素有機化合物系のガス発生剤を用いたガス発生器では、アジ化金属化合物の場合に比べて、点火手段１０９から噴出される火炎の熱エネルギーを高くする必要がある。従来は、点火器１０７からの熱エネルギーを高めるために、伝火剤１０８の装填量を増やすことでこの問題に対処していた。ところが、伝火剤１０８の装填量を増やすと、必然的にガス発生器が大きくなってしまい、近年のガス発生器の小型化傾向に逆行するという問題も新たに生じるようになった。
【０００７】
本発明の目的は、点火手段に装填された伝火剤の本来の伝火性能を十分に生かすとともに、伝火剤の装填量を増やすことなく、熱エネルギーを高め、ガス発生剤を着実に、且つ安定して着火燃焼させて、エアバッグを最適に膨張展開させることができるガス発生器、特にサイド用（側面衝突用）ガス発生器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１に記載のガス発生器は、円筒状のハウジングと、前記ハウジングに装着される点火手段と、前記点火手段に連接し、伝火剤が装填され、伝火孔を有する伝火室と、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が収容されたガス発生室と、前記高温ガスを冷却するとともに、前記高温ガス中のスラグを集塵するフィルタ材と、を備えてなるガス発生器であって、前記伝火剤の少なくとも一部が流動可能な状態で前記伝火室に装填されていることを特徴とする。
伝火剤の少なくとも一部が流動可能な状態で伝火室に装填されているため、点火器から火炎が噴出された場合、その火炎の火炎力によって、伝火剤が流動し、伝火室内の伝火剤の全てが略同時に着火される。伝火室内に装填された伝火剤の持つ本来の伝火性能が十分に発揮される。このため、伝火剤の装填量を増やすことなく、点火器からの熱エネルギーを十分に高めることが可能となる。したがって、伝火室の容積を大きくする必要がなくなる。また、ガス発生室内に装填されたガス発生剤の種類に左右されることなくガス発生剤の着火遅れをなくし、安定して着火燃焼するようにできる。
【０００９】
また、請求項２に記載のガス発生器は、請求項１において、前記伝火剤の装填容積ａと、前記伝火室の容積ｂとの比率ａ／ｂが０．５５〜０．９０、好ましくは０．６〜０．８であるものである。
このような比率にすることによって、伝火室内に、装填された伝火剤が点火器からの火炎によって流動されやすくなる。ここで、比率ａ／ｂが０．５５よりも小さい場合は、伝火剤の量が伝火室の容積に対して少なく、点火器からの火炎の火炎力を高めてガス発生剤に伝火することが困難となる。また、比率ａ／ｂが０．９０を超える場合は、伝火室内で伝火剤が十分に流動せず、伝火剤の本来の伝火性能を十分に発揮することが困難となる。
【００１０】
また、請求項３に記載のガス発生器は、請求項１又は２において、前記伝火剤は、前記伝火室において、前記点火器と直接接するとともに、前記伝火室の一部に空間が形成されるように装填されているものである。
自動車の所定位置にガス発生器を配置した場合に、伝火剤が点火器と直接接触するとともに、伝火室内に空間が形成される構造となる。このため、点火器から火炎が噴出された場合に、伝火室内に装填されている伝火剤が伝火室内で流動、燃焼し、点火器からの火炎が均等に伝播される。これによって、伝火室内に装填されている伝火剤が確実に燃焼する。
【００１１】
また、請求項４に記載のガス発生器は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記伝火剤が、顆粒または粉体であるものである。
伝火剤が、顆粒または粉体であるため、点火器からの火炎によって伝火室内で流動、燃焼し火炎を確実に伝火する。これによって、伝火剤の本来の伝火性能を十分に発揮することが可能となる。
【００１２】
また、請求項５に記載のサイド用ガス発生器は、円筒状のハウジングと、前記ハウジングに装着される点火手段と、前記点火手段に連接し、伝火剤が装填され、伝火孔を有する伝火室と、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が収容されたガス発生室と、前記高温ガスを冷却するとともに、前記高温ガス中のスラグを集塵するフィルタ材と、を備えてなるサイド用ガス発生器であって、前記伝火剤の少なくとも一部が流動可能な状態で前記伝火室に装填されていることを特徴とする。
伝火剤の少なくとも一部が流動可能な状態で伝火室に装填されているため、点火器から火炎が噴出された場合、その火炎の火炎力によって、伝火剤が流動し、伝火室内の伝火剤の全てが略同時に着火される。伝火室内に装填された伝火剤の持つ本来の伝火性能が十分に発揮される。このため、伝火剤の装填量を増やすことなく、点火器からの熱エネルギーを十分に高めることが可能となる。したがって、伝火室の容積を大きくする必要がなくなる。また、ガス発生室内に装填されたガス発生剤の種類に左右されることなくガス発生剤の着火遅れをなくし、安定して着火燃焼するようにできる。
【００１３】
また、請求項６に記載のサイド用ガス発生器は、請求項５において、前記伝火剤の装填容積ａと、前記伝火室の容積ｂとの比率ａ／ｂが０．５５〜０．９０、好ましくは０．６〜０．８であるものである。
このような比率にすることによって、伝火室内に、装填された伝火剤が点火器からの火炎によって流動されやすくなる。ここで、比率ａ／ｂが０．５５よりも小さい場合は、伝火剤の量が伝火室の容積に対して少なく、点火器からの火炎の火炎力を高めてガス発生剤に伝火することが困難となる。また、比率ａ／ｂが０．９０を超える場合は、伝火室内で伝火剤が十分に流動せず、伝火剤の本来の伝火性能を十分に発揮することが困難となる。
【００１４】
また、請求項７に記載のサイド用ガス発生器は、請求項５又は６において、前記伝火剤は、前記伝火室において、前記点火器と直接接するとともに、前記伝火室の一部に空間が形成されるように装填されているものである。
自動車の所定位置にガス発生器を配置した場合に、伝火剤が点火器と直接接触するとともに、伝火室内に空間が形成される構造となる。このため、点火器から火炎が噴出された場合に、伝火室内に装填されている伝火剤が伝火室内で流動、燃焼し、点火器からの火炎が均等に伝播される。これによって、伝火室内に装填されている伝火剤が確実に燃焼する。
【００１５】
また、請求項８に記載のサイド用ガス発生器は、請求項５乃至７のいずれかにおいて、前記伝火剤が、顆粒または粉体であるものである。
伝火剤が、顆粒または粉体であるため、点火器からの火炎によって伝火室内で流動、燃焼し火炎を確実に伝火する。これによって、伝火剤の本来の伝火性能を十分に発揮することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態の一例を説明する。
図１に示すガス発生器Ｐ１は、助手席用、ＳＰ１はサイド用のエアバッグを膨張展開させるものである。両端を閉鎖した長尺円筒状のハウジング１と、このハウジング１内に装着され、該ハウジング１の両軸端部の間にわたって配置される円筒状のフィルタ材２と、このフィルタ材２内周のガス発生剤燃焼室Ｓに装填され、燃焼により高温ガスを発生させるガス発生剤３と、ハウジング１の軸端部に装着され、該ハウジング１の軸端側からガス発生剤燃焼室Ｓ内のガス発生剤３を着火燃焼させる点火手段４と、を備えてなる。
【００１７】
ハウジング１は、両端が開口する外筒材７と、外筒材７の両端側を閉鎖する２つの蓋部材８，９とで構成されている。このハウジング１は、各蓋部材８，９を外筒材７内の各開口側に嵌挿して、外筒材７の各開口側を径内方に折り曲げることで、内部に密封されたガス発生剤燃焼室Ｓを形成する構造である。これで、ハウジング１は、各蓋部材８，９を各軸端部として、両端を閉鎖した長尺円筒状にされている。
【００１８】
外筒材７には、ガス発生剤燃焼室Ｓとエアバッグとを連通する複数のガス放出孔５が形成されている。各ガス放出孔５は、外筒材７の軸方向、及び周方向に所定間隔ごとに形成されている。また、各ガス放出孔５は、外筒材７の内周に貼着されるバーストプレート１０により閉鎖されている。バーストプレート１０は、アルミニウム等の金属箔により形成され、ハウジング１内の防湿と内圧調整の役割を果たす。
【００１９】
フィルタ材２は、ハウジング１のガス発生剤燃焼室Ｓ内に装着され、該ハウジング１の軸方向で各蓋部材８，９の間にわたって配置されている。このフィルタ材２は、メリヤス編み金網、平織り金網、クリンプ織り金属線材等による複数のフィルタ層から円筒状に成形されたものである。また、フィルタ材２の内周には、円筒状の内筒材１１が装入されている。そして、フィルタ材２は、内筒材１１とともに、蓋部材９側の軸端部２Ｂで蓋部材９の突起９ａの外周に装着されている。他方側の軸端部２Ａは蓋部材８に嵌合された円筒材１５の突出部１５ａに装着されている。そして、フィルタ材２は外筒材７との間で環状のガス通過空間Ｓ２を形成している。
【００２０】
内筒材１１は、フィルタ材２内に連通する複数のガス通過孔１１ａが形成されている。各ガス通過孔１１ａは、内筒材１１の軸方向及び周方向に所定間隔ごとに形成されている。この内筒材１１としては、多孔質鋼板（パンチングプレート）、或いはエクスパンディッドメタルを円筒状に形成することで製造する。
【００２１】
円筒材１５は、図１にも示す如く、外周部にネジ等が形成され、ハウジング１の軸端部となる蓋部材８に嵌合される胴部１５ｂと、蓋部材８側に突出する段部１５ｃと、内筒材１１側に突出する突出部１５ａとで構成されている。突出部１５ａは、胴部１５ｂからの突出部がやや肉薄となっており、内方に向かって弾性変形するようになっている。さらに、その外径は、内筒材１１の内径よりもやや大きく形成されており、外周にはＯリング１６がはめ込まれている。このため、内筒材１１に嵌合した時に内筒材１１に対して付勢力が作用するようになり、ガス発生剤燃焼室Ｓ内を確実に密封する。また、円筒材１５の胴部１５ｂ内部はコップ状に形成され、その表面をアルミニウム箔等によって被覆された伝火室１２が形成されている。この伝火室１２の底部１７には、該円筒材１５内（伝火室１２）及びガス発生剤３が装填されているガス発生剤燃焼室Ｓ内を連通する伝火孔１７ａが形成されている。
【００２２】
点火手段４は、ハウジング１の軸端部となる蓋部材８に装着されている点火器１４と、円筒材１５の胴部１５ｂ内部に形成された伝火室１２と、該伝火室１２に装填された伝火剤１３とで構成されている。点火器１４は、蓋部材８にかしめ固定されている。また、点火器１４の周囲は、樹脂からなるシール部材１８が装着されており、円筒材１５の段部１５ｃとともに、伝火室１２内を密封している。
【００２３】
伝火剤１３は、点火器１４からの火炎によって、攪拌、流動しやすい顆粒状または粉体状のものが好ましい。伝火剤としては、例えば、５−アミノテトラゾール、ボロン微粉末、三酸化モリブデン、硝酸カリウム等が挙げられる。また、発熱量が３５００Ｊ／ｇ以上、燃焼により発生するガスのモル数が０．５ｍｏｌ／１００ｇ以上となるように、５−アミノテトラゾール、ボロン微粉末、三酸化モリブデン、硝酸カリウムを所定量ずつ配合したものを使用することが好ましい。更に伝火剤１３の成分として、５−アミノテトラゾール、ボロン微粉末、三酸化モリブデン及び硝酸カリウムを用いる場合、各成分の好ましい組成比は、５−アミノテトラゾール３〜２５重量％、ボロン微粉末５〜３０重量％、硝酸カリウム５０〜８５重量％、三酸化モリブデン０．２〜１０重量％であり、更に好ましくは、５−アミノテトラゾール５〜１５重量％、ボロン微粉末１６〜２５重量％、硝酸カリウム６０〜８０重量％、三酸化モリブデン１〜７重量％である。
また、上記の伝火剤を公知の方法より、顆粒状または粉体状に製して得ることができる。そして、伝火室１２内に流動可能な状態で装填されており、その装填容積ａが伝火室１２の容積ｂに対して、比率ａ／ｂが好ましくは０．５５〜０．９０、より好ましくは０．６〜０．８となるように前記伝火室の一部（好ましくは伝火室の容積の１０％から４５％、より好ましくは伝火室の容積の２０％から４０％）の空間が形成されるように装填されている。このため、図１に示すように、ガス発生器Ｐ１、ＳＰ１を横置きにした場合、伝火室１２の上部に空間Ｓ１が形成される。また、伝火剤１３は、点火器１４に直接接していることが好ましい。
また、本発明で使用される伝火剤１３は、必要に応じて各種添加剤を添加することができる。使用しうる添加剤としては、例えばバインダー、固結防止剤、成形用助剤等が挙げられる。バインダーとしては、例えばヒドロタルサイト類や、ニトロセルロース等が例示でき、固結防止剤としては、例えば窒化珪素、炭化珪素等が例示でき、成形用助剤としては、例えばステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛等が例示できる。これら添加剤の伝火剤への含有量は、０．１〜５重量％であるのが好ましい。バインダーは、例えば、酢酸イソアミル等の溶媒に溶解させて加えることができる。
【００２４】
流動可能な状態とは、次式で表される
『α＝ｔａｎ−１ｈ／ｒ
α；安息角（ｄｅｇ）
ｈ；グラフ紙上にロ−トを保持し、静かに粉末を流下して、堆積の頂点がロ−トの先端に達した時の高さ（ｃｍ）
ｒ；円形底面の半径（ｃｍ）                          』
において、好ましくは安息角α＜４５（ｄｅｇ）である状態のものをいう。
【００２５】
点火器１４が、衝突センサからの衝突検出信号により通電発火した場合、伝火剤１３は確実に着火され、その火炎力によって、伝火剤１３を伝火室１２内で攪拌、流動させる。これによって、伝火室１２内に装填された伝火剤１３は、その全部が略同時に着火される。これで、伝火剤１３の持つ本来の伝火性能を低下させることなく、点火器１４からの火炎による熱エネルギーを高めることができ、ガス発生剤燃焼室Ｓに装填されたガス発生剤３をハウジング１の軸端側から着火燃焼させる。なお、このガス発生剤３は、蓋部材９との間に装着されるクッション材１９で振動による粉状化が防止されている。クッション材１９としては、シリコンゴムやシリコン発泡材等の弾性材を用いる。
【００２６】
このガス発生剤燃焼室Ｓ内に装填されるガス発生剤３は、特にその成分、組成等は限定されるものではないが、グアニジン系又はテトラゾール系の含窒素有機化合物を主成分とする燃料成分と、硝酸塩を主成分とする酸化剤と、スラグ形成剤、燃焼調節剤を含む混合物にバインダ−を添加したものが好適である。更に、本発明のサイド用ガス発生器（ＳＰ１）において、ガス発生剤３は、燃料成分として硝酸グアニジン４０〜６０重量％、酸化剤成分として硝酸ストロンチウム２０〜３０重量％、塩基性硝酸銅２０〜３０重量％、その他、バインダ−等の添加剤１〜５重量％を含むものがより好ましい。
【００２７】
以上のように構成されているガス発生器Ｐ１、ＳＰ１について、次にその作動について説明する。
【００２８】
衝突センサが自動車の衝突を検出すると、ガス発生器Ｐ１、ＳＰ１は、点火手段４の点火器１４を通電発火し、伝火剤１３を着火させる。このとき、伝火剤１３は伝火室１２内に流動可能に伝火室の一部に空間Ｓ１が形成されるように装填されているため、点火器１４からの火炎によって、伝火室１２内で流動する。このため、点火器１４からの火炎によって、伝火室１２内に装填された伝火剤１３のほとんど全部が略同時に着火燃焼し、伝火剤１３の伝火性能を低下させることなく点火器１４からの火炎力、即ち熱エネルギーを高めつつ、伝火孔１７ａからガス発生剤燃焼室Ｓ内に噴出される。これによって、ガス発生剤３をハウジング１の軸端側から着火燃焼させることで、高温ガスを発生させる。
【００２９】
ガス発生剤燃焼室Ｓ内で発生した高温ガス等は、フィルタ材２の内周である内筒材１１内に噴出され、ガス発生剤３の全体的な燃焼に移行させることで、多量の高温ガスを発生させて、内筒材１１に形成されているガス通過孔１１ａを通過してフィルタ材２内に流入する。これにより、高温ガスは、フィルタ材２の全範囲からフィルタ材２内に流入して、ここでスラグ捕集及び冷却を経て、ガス通過空間Ｓ２内に流出される。
【００３０】
ガス発生剤３の燃焼が進んで、ハウジング１内が所定圧力まで上昇すると、バーストプレート１０が破裂して、ガス通過空間Ｓ２内で均一にされた清浄なガスが各ガス放出孔５を通してエアバッグ内に放出される。エアバッグは、各ガス放出孔５から放出される清浄なガスにより急速に膨張展開される。
【００３１】
このように、本実施形態例のガス発生器Ｐ１、ＳＰ１によれば、点火手段４からの火炎の熱エネルギーを、伝火室１２内で高めて、ガス発生剤燃焼室Ｓ内に噴出することができるため、ガス発生剤燃焼室Ｓ内のガス発生剤３の種類によらず、ガス発生剤３を確実に且つ安定して着火燃焼させることができる。この結果、ガス発生器Ｐ１、ＳＰ１は、ガス発生剤３の着火遅れをなくして、ガス発生剤３の着火性能を高め、エアバッグを最適な時間（ミリ秒）で、清浄なガスの量及び圧力上昇をもって膨張展開させることが可能となる。
【００３２】
また、ハウジング１内で発生した高温ガスは、フィルタ材２の全範囲から流入されるので、フィルタ材２の全体を有効に利用して、スラグ捕集及び冷却を行うことができる。この結果、高温ガスのスラグ捕集及び冷却の効率を高めることが可能となる。
【００３３】
なお、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ではなく、例えば、図２に示すような形態のガス発生器Ｐ２、ＳＰ２にも適用可能である。Ｐ２は主として助手席用、また、ＳＰ２は主としてサイド用のエアバッグを膨張展開させるためのガス発生器である。
【００３４】
図２において、ガス発生器Ｐ２、ＳＰ２は、ハウジング１と、ハウジング１の一方の軸端部に装着される蓋部材８と、蓋部材８に装着された点火器１４と、この点火器１４に連接する伝火手段２０と、ハウジング１をガス発生剤燃焼室Ｓと、フィルタ室２７とに区画する仕切板２４と、ガス発生剤燃焼室Ｓ内に中空空間２５を画成する内筒１１と、この中空空間２５の外周に装填されているガス発生剤３とを備えてなる。
【００３５】
ハウジング１は、両端が開口する外筒材７と、外筒材７の一端側を閉鎖する蓋板２６と、蓋部材８とで構成されている。このハウジング１は、蓋板２６と、蓋部材８とを外筒材７内の各開口側に嵌挿して、内部に密封空間を形成する構造である。そして、ハウジング１は、蓋板２６と蓋部材８とを各軸端部として、両端を閉鎖した長尺円筒状にされている。そして、このハウジング１の内部の密封空間は、仕切板２４によってガス発生剤燃焼室Ｓとフィルタ室２７の２室に区画されている。
【００３６】
仕切板２４は、段付部を有し、ハウジング１の軸心上にオリフィス２８が形成されている。このオリフィス２８は、ガス発生剤燃焼室Ｓとフィルター室２７を連通可能にしている。仕切板２４は、外筒材７の所定位置に、外筒材７を外周側よりかしめて固定された後に溶接している。
【００３７】
オリフィス２８は、仕切板２４に貼着されるバーストプレート２４ａにより閉鎖されている。バーストプレート２４ａは、アルミ等の金属箔により形成され、ガス発生剤燃焼室Ｓ内の防湿と内圧調整の役割を果たす。
【００３８】
外筒材７のフィルタ室２７側には、フィルタ室２７内とエアバッグとを連通する複数のガス通過孔１１ａが形成されている。各ガス放出孔５は、外筒材７の軸方向及び周方向に所定間隔ごとに形成されている。
【００３９】
蓋部材８には、段付き空所Ｓ３が形成されている。段付き空所Ｓ３は、内径部にネジが形成されてなり、伝火手段２０の大径部２９に形成されたネジと螺合する。
【００４０】
フィルタ材２は、ハウジング１内の仕切板２４で区画されたフィルタ室２７に挿入され、蓋板２６と該仕切板２４との間にわたって位置している。そして、フィルタ材２は、外筒材７との間で環状空間Ｓ４を形成している。
【００４１】
ガス発生剤燃焼室Ｓは、アルミニウム等の金属製の内筒材１１によって画成された中空空間２５と、ガス発生剤３が装填された環状空間Ｓ４とで構成されている。ガス発生剤３は、特にその成分、組成等は限定されるものではないが、グアニジン系又はテトラゾール系の含窒素有機化合物を主成分とする燃料成分と、硝酸塩を主成分とする酸化剤と、スラグ形成剤、燃焼調節剤を含む混合物にバインダ−を添加したものが好適である。ガス発生剤３は、例えば前記のものが使用されるが、本発明のサイド用ガス発生器（ＳＰ２）において、ガス発生剤３は、燃料成分として硝酸グアニジン４０〜６０重量％、酸化剤成分として硝酸ストロンチウム２０〜３０重量％、塩基性硝酸銅２０〜３０重量％、その他、バインダ−等の添加剤１〜５重量％を含むものがより好ましい。中空空間２５は、内筒材１１の一端側が仕切板２４に設けられた段付部に嵌合し、他端側が蓋部材８に設けられた伝火手段２０の大径部２９に嵌合されて形成されている。また、内筒材１１は、内筒材１１内部の中空空間２５と外筒材７との間の空間とを連通する複数のガス通過孔３０が形成されている。各ガス通過孔３０は、内筒材１１の軸方向及び周方向に所定間隔ごとに形成されている。そして、この中空空間２５は、ガス発生剤燃焼室Ｓと同一軸上に形成され、ガス発生剤燃焼室Ｓの軸方向の長さの５０％以上、本実施形態例においては、約９０％の長さで形成されている。このため、環状空間Ｓ４で発生したガスが、効率よく中空空間２５内に流入するようになる。
【００４２】
中空空間２５内に延在する伝火手段２０は、第１伝火室２３と、中空空間２５内をハウジング１の軸心と同心として軸方向に延びるノズル状の第２伝火室２２とで構成されている。
【００４３】
第２伝火室２２は、ハウジング１の軸心と同心にして中空空間２５内を軸方向へ延在されている。第２伝火室２２の第１伝火室２３側は、破裂プレート３１に当接しており、該プレート３１の破裂によって第１伝火室２３内に連通可能にされている。また、第２伝火室２２の内径は、第１伝火室２３の内径より小さい寸法とされ、第２伝火室２２の延在長さは、中空空間２５内の任意の長さ寸法にされている。好ましくは、中空空間２５内の１／３以上の長さに設定することが好ましい。これによってガス発生剤３を漸進的に燃焼させることが可能となる。さらに、第２伝火室２２には、複数の伝火孔２１が形成されている。各伝火孔２１は、第２伝火室２２の軸方向及び周方向にわたって配置され、該第２伝火室２２内を中空空間２５内に連通している。また、各伝火孔２１は、第１伝火室２３の近傍で孔間ピッチを小さくし、該第１伝火室２３から離れるにつれて孔間ピッチが大きくなるように形成されている。これら各伝火孔２１は、第２伝火室２２の外周に貼着される破裂プレート３２により閉鎖されている。破裂プレート３２は、アルミニウム等の金属箔により形成され、第２伝火室２２内を中空空間２５内から密封している。
【００４４】
図２に示すように、ガス発生剤燃焼室Ｓの環状空間Ｓ４に装填されるガス発生剤３は、燃焼により高温ガスを発生させるもので、ハウジング１のガス発生剤燃焼室Ｓ内の軸方向にわたって装填されている。
【００４５】
第１伝火室２３及び第２伝火室２２に装填されている伝火剤１３は、各伝火室２３、２２内に、その装填容積ａが伝火室２３，２２の夫々の容積ｂに対して、比率ａ／ｂが０．５５から０．９０、好ましくは０．６〜０．８となるように装填されている。これによって、各伝火室２３，２２に装填されている伝火剤１３は、伝火室２３，２２内で流動しやすい状態となり、伝火剤本来の伝火性能を低下させることなく、点火器１４からの火炎による熱エネルギーを高めることができる。伝火剤１３は、例えば前記のものが使用される。また、伝火剤１３には、必要に応じて各種添加剤を添加することができ、例えば前記のものが挙げられる。
【００４６】
なお、この第１伝火室２３と第２伝火室２２に装填される伝火剤１３は、同一組成のものあるいは、異なった組成のものを使用するなど、適宜調整することもできる。例えば、第１伝火室２３の伝火剤１３を、着火燃焼により発熱する組成を含有するものとし、第２伝火室２２の伝火剤１３を、着火燃焼により発熱し、高温ガスを発生させる組成を有するものとしてもよい。また、いずれの伝火室２３，２２の伝火剤を、着火燃焼により発熱し、高温ガスを発生させる組成を有するものも採用することもできる。
【００４７】
次に、ガス発生器Ｐ２、ＳＰ２の作動について、図２により説明する。
【００４８】
衝突センサが自動車の衝突を検出すると、図２に示すように、ガス発生器Ｐ２の点火器１４を通電発火させる。点火器１４の発火による火炎は、第１伝火室２３内に噴出され、伝火剤１３を伝火室内で流動、燃焼させることで、装填されている全部の伝火剤を略同時に着火させることができる。この伝火剤１３の燃焼によって、第１伝火室２３内には、火炎等の熱及び高温ガスが発生し、第１伝火室２３内が所定圧力になると、破裂プレート３１が破裂して、第１伝火室２３と第２伝火室２２とが連通する。
【００４９】
第１伝火室２３内に発生した熱、及び高温ガスは、第２伝火室２２内に伝播、流入して、装填されている伝火剤１３を着火燃焼させる。この第２伝火室２２の伝火剤１３の着火燃焼によって、破裂プレート３２が破裂し、各伝火孔２１を中空空間２５内に開口させる。これら各伝火孔２１は、第２伝火室２２の軸方向への燃焼によって順次開口され、発生した火炎等の熱を、中間空間２５内に噴出させる。また、この火炎等の熱は、図２に示す如く、第２伝火室２２の周方向にわたって中間空間２５内に噴出される。そして、中間空間２５内に噴出された火炎等の熱は、内筒材１１に形成されたガス通過孔３０から環状空間Ｓ４に噴出する。内筒材１１のガス通過孔３０から順次噴出される火炎等の熱によって、環状空間Ｓ４に装填されているガス発生剤３が順次着火燃焼される。ここで、中空空間２５が、ガス発生剤燃焼室Ｓの略全長（ガス発生剤燃焼室Ｓの軸方向の長さの９０％以上）にわたって形成されているため、環状空間Ｓ４内に装填されているガス発生剤３が効率良く燃焼する。そして、ガス発生剤３の着火燃焼によって、発生した多量の高温ガスは、再度内筒材１１に形成されたガス通過孔３０を通過して中空空間２５内に放出される。ここで、中空空間２５が、ガス発生剤燃焼室Ｓの略全長にわたって形成されているため、環状空間Ｓ４で発生した高温ガスが効率良く中空空間２５内に流入する。中空空間２５内に流入したガスによって、ガス発生剤燃焼室Ｓ内の圧力が所定圧力に達すると、仕切板２４に設けられたバーストプレート２４ａが破裂する。そして、ガスは、オリフィス２８を通過してフィルタ室２７内に流入する。
【００５０】
また、第２伝火室２２内に流入した高温ガスは、第１伝火室２３近傍の各伝火孔２１から中間空間２５内に逃がされる。これは、伝火孔２１を、第１伝火室２３近傍に対して孔間ピッチを小さくして多数形成することにより、高温ガスを第２伝火室２２内にこもらせることなく、素早く中間空間２５内に流出させる構造としたからである。これにより、第１伝火室２３内で発生する高温ガスの圧力等によって第２伝火室２２が破損等を起こすことを防止できる。
【００５１】
フィルタ室２７内に流入した高温ガスは、フィルタ室２７のフィルタ材２の中空部を経て、フィルタ材２内に軸方向全域から流入し、ここでスラグ捕集と冷却を経て、ガス通過空間Ｓ２内に流出される。そして、清浄化されたガスは、各ガス放出孔５を通してエアバッグ内に放出される。エアバッグは、各ガス放出孔５から放出される清浄なガスにより急速に膨張展開される。
【００５２】
このように、ガス発生器Ｐ２、ＳＰ２のように、伝火室が第１伝火室２３、第２伝火室２２のように形成されている場合であっても、伝火室内で流動可能な状態となるように伝火剤を装填することによって、伝火剤１３の本来の伝火性能を発揮することが可能となる。また、従来のように伝火室内に隙間なく伝火剤を装填していた時よりも、伝火剤の装填量を少なくした場合であっても十分に伝火性能を得ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態例に係るガス発生器Ｐ２、ＳＰ２によれば、ガス発生剤３の燃焼により発生したガスを、オリフィス２８を通過させてフィルタ室２７に放出するようにしたため、オリフィス２８によって放出されるガスの圧力を制御することが可能になる。また、中空空間２５を形成し、その外周に形成される環状空間Ｓ４にガス発生剤３を装填するようにしたため、所定量のガス発生剤３を装填する場合であっても、ハウジング１の径を小さくすることができ、ガス発生器の小型化、軽量化が可能となる。さらに、ガス発生剤３が順次燃焼していくため、発生するガス発生量が漸進的に多くなり、エアバッグを漸進的に膨張展開することができる。
【００５４】
本発明のサイド用ガス発生器（ＳＰ１、ＳＰ２）は、助手席に用いられる長尺状のガス発生器に比べ、ガス発生器の長尺円筒部分の長さ、ハウジング１の直径が小さく、また、ガス発生剤３の使用量、伝火剤１３の使用量が小さい。また、ガス発生器の重量も小さい。具体的には、本発明のサイド用ガス発生器（ＳＰ１、ＳＰ２）では、長尺円筒部分の長さは、６〜２５ｃｍの範囲のものが好ましく、６〜１９．５ｃｍの範囲のものがより好ましい。また、ハウジング１の直径が２０〜３０ｍｍの範囲にあるものが好ましい。また、ガス発生剤３の使用量は、１０〜２０Ｌのバッグを膨らませるために０．２〜０．８モルのガスが発生する量に設定されることが好ましい。また、伝火剤１３の使用量は、０．１ｇ〜１．０ｇの範囲にあるものが好ましい。また本発明のサイド用のガス発生器の重量は、１００ｇ〜５００ｇの範囲にあるものが好ましい。
【００５５】
また、図５に示すような形態のガス発生器Ｄ１についても適用可能である。図５のガス発生器は主として運転席用のエアバッグを膨張展開させるためのもので、ハウジング１内には円筒状のフィルタ材２が装着されている。フィルタ材２の内周内には、燃焼により高温ガスを発生させるガス発生剤３が装填されている。また、ガス発生剤燃焼室Ｓ内には、点火器１４及び伝火剤１３からなる点火手段が装着されている。
このガス発生器においては、衝突センサからの衝突検出信号により点火器１４を通電発火し、伝火剤１３を着火させる。伝火剤１３の火炎は、フィルタ材２の内周内に噴出され、ガス発生剤３を着火燃焼させることで、多量の高温ガスを発生させる。ハウジング１内で発生した高温ガスは、フィルタ材２内に流入し、ここでスラグ捕集と冷却を経て、ハウジング１の各ガス放出孔５からエアバッグ内に放出される。エアバッグは、各ガス放出孔５から放出される多量の清浄なガスによって、急速に膨張展開される。
【００５６】
なお、以上の説明は、サイド用ガス発生器、助手席用の長尺円筒型のガス発生器及び短尺円筒型の運転席用ガス発生器について行ったが、その他のガス発生器にも採用することができる。
【００５７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５８】
実施例１
図１に示すガス発生器Ｐ１において、伝火室１２の容積ｂを一定として、この伝火室１２の容積ｂに対する装填容積ａとの比率ａ／ｂが０．６となるように、伝火室１２内に顆粒状の伝火剤（５−アミノテトラゾール１１．７重量％、ボロン微粉末１６．７重量％、三酸化モリブデン１．５重量％、硝酸カリウム７０．１重量％、ニトロセルロース１．０重量％）を装填し、８５℃において、内容量６０リットルタンクを用いたタンク内圧力試験を行った。なお、以下実施例においても伝火剤の成分は実施例１で用いたものと同じものを同量用いた。
【００５９】
実施例２
比率ａ／ｂが０．７となるように顆粒状の伝火剤を伝火室に装填し、実施例１と同様にタンク内圧力試験を行った。
【００６０】
実施例３
比率ａ／ｂが０．９０となるように顆粒状の伝火剤を伝火室に装填し、実施例１と同様にタンク内圧力試験を行った。
【００６１】
実施例４
比率ａ／ｂが０．５となるように顆粒状の伝火剤を伝火室に装填し、実施例１と同様にタンク内圧力試験を行った。
【００６２】
実施例５
比率ａ／ｂが０．９５となるように顆粒状の伝火剤を伝火室に装填し、実施例１と同様にタンク内圧力試験を行った。
【００６３】
図３に以上の結果をまとめて示す。
【００６４】
図３より、比率ａ／ｂの値が増加するに従って、即ち、伝火剤の装填率が増加するに従って、着火時間は短くなる。そして、比率ａ／ｂが０．７前後を境にして、逆に比率ａ／ｂの値が増加するに従って、即ち、伝火剤の装填率が増加するに従って、着火時間も長くなっている。このことから、比率ａ／ｂが０．７前後のときに、最も短時間で、多量のガスを発生させることができることが判る。また、伝火剤を密に装填するほど、即ち、伝火室内での伝火剤の流動性が減少するにしたがって、伝火室内において、伝火剤本来の伝火性能を十分に発揮することができないものであるといえる。
【００６５】
実施例６
図５にガス発生器Ｄ１において、伝火室１２の容積ｂに対する伝火剤１３の装填容積ａとの比率ａ／ｂが０．７になるように伝火室１２内に顆粒状の伝火剤１３を充填し、内容量６０リットルタンクを用いたタンク内圧試験を行った。
以下の表１に結果を示す。
【００６６】
2004230922.tif 000003
【００６７】
表１によれば、伝火剤１３が直接点火器１４に接触することで着火時間が早く、より安定した着火効果が得られた。つまり、伝火剤１３は伝火室１２の一部に空間が形成されるように装填され、且つ点火器１４と直接接することで伝火剤１３本来の伝火性能を十分に発揮することが可能となる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、伝火剤が流動可能な状態で伝火室に装填されているため、点火器から火炎が噴出された場合、その火炎の火炎力によって、伝火剤が流動し、火炎の火道が伝火室内で形成されやすい。このため、伝火室内に装填されている伝火剤が着火しやすく、伝火室内に装填された伝火剤が確実に燃焼し、伝火剤の持つ伝火性能が十分に発揮される。これによって、フィルタ材内周の空間に装填されたガス発生剤が着火遅れすることなく安定して着火燃焼するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス発生器（Ｐ１、ＳＰ１）の一実施形態例を示す組立断面図である。
【図２】本発明に係るガス発生器（Ｐ２、ＳＰ２）の一実施形態例を示す組立断面図である。
【図３】本発明に係るガス発生器（Ｐ１、ＳＰ１）における伝火室の容積ｂに対する伝火剤の装填容積ａとの比率ａ／ｂと、着火時間との関係を示す図である。
【図４】従来のサイド用又は助手席用ガス発生器の一例を示す組立断面図である。
【図５】本発明に係るガス発生器（Ｄ１）の一実施形態例を示す組立断面図である。
【図６】本発明に係るガス発生器（Ｄ１）における伝火室の容積ｂに対する伝火剤の装填容積ａとの比率ａ／ｂと、着火時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ１    ガス発生器
ＳＰ１  サイド用ガス発生器
Ｐ２    ガス発生器
ＳＰ２  サイド用ガス発生器
Ｄ１    ガス発生器
Ｓ        ガス発生剤燃焼室
Ｓ１    空間
Ｓ２    ガス通過空間
Ｓ３    段付き空所
Ｓ４    環状空間
１      ハウジング
２      フィルタ材
２Ａ    軸端部
２Ｂ    軸端部
３      ガス発生剤
４      点火手段
５      ガス放出孔
７      外筒材
８      蓋部材
９      蓋部材
９ａ    突起
１０      バーストプレート
１１      内筒材
１１ａ    ガス通過孔
１２      伝火室
１３      伝火剤
１４      点火器
１５      円筒材
１５ａ    突出部
１５ｂ    胴部
１５ｃ    段部
１６      Ｏリング
１７      底部
１７ａ    伝火孔
１８      シール部材
１９      クッション材
２０      伝火手段
２１      伝火孔
２２      第２伝火室
２３      第１伝火室
２４      仕切板
２４ａ    バーストプレート
２５      中空空間
２６      蓋板
２７      フィルタ室
２８      オリフィス
２９      大径部
３０      ガス通過孔
３１      破裂プレート
３２      破裂プレート
【図１】
2004230922.tif 000004
【図２】
2004230922.tif 000005
【図３】
2004230922.tif 000006
【図４】
2004230922.tif 000007
【図５】
2004230922.tif 000008
【図６】
2004230922.tif 000009