(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールテープにより閉塞された複数のガス排出口を有するハウジング内に、ガス発生剤が収容された２つの燃焼室と、前記２つの燃焼室のそれぞれに収容されたガス発生剤を独立に着火燃焼させるための２つの点火器とを有し、時間差をおいて２つの点火器を作動させるエアバッグ用ガス発生器であり、
シールテープにより閉塞された複数のガス排出口は、大、中、小の関係に設定された３種類の異なる口径を有するものであり、一段目の点火器の作動によりシールテープが破れて開口するものと、一段目の点火器の作動ではシールテープが破れずに、二段目の点火器の作動により初めてシールテープが破れて開口するものからなっており、
ガス発生剤が、長さ方向に１又は２以上の孔を有する円柱状のもので、孔の内径（ｄ）と長さ（Ｌ）が次式：Ｌ／ｄ≧３．５を満たすものであり、
一段目の点火器を着火させたとき、大口径のガス排出口を閉塞するシールテープが最初に破裂し、未破裂のシールテープの一部又は全部が遅れて破裂し、前記の最初に破裂する大口径のガス排出口のシールテープの破裂圧（Ｐ１）と、前記の遅れて破裂するガス排出口のシールテープの破裂圧（Ｐ２）との比（Ｐ２／Ｐ１）が１．１〜１．５であるエアバッグ用ガス発生器。
【請求項２】
シールテープにより閉塞された複数のガス排出口を有するハウジング内に、ガス発生剤が収容された２つの燃焼室と、前記２つの燃焼室のそれぞれに収容されたガス発生剤を独立に着火燃焼させるための２つの点火器とを有し、時間差をおいて２つの点火器を作動させるエアバッグ用ガス発生器であり、
シールテープにより閉塞された複数のガス排出口は、大、中、小の関係に設定された３種類の異なる口径を有するものであり、一段目の点火器の作動によりシールテープが破れて開口する大口径と中口径のガス排出口と、一段目の点火器の作動ではシールテープが破れずに、二段目の点火器の作動により初めてシールテープが破れて開口する小口径のガス排出口からなっており、
ガス発生剤が、長さ方向に１又は２以上の孔を有する円柱状のもので、孔の内径（ｄ）と長さ（Ｌ）が次式：Ｌ／ｄ≧３．５を満たすものであり、
一段目の点火器を着火させたとき、大口径のガス排出口を閉塞するシールテープが最初に破裂し、中口径のガス排出口のシールテープの一部又は全部が遅れて破裂し、前記の最初に破裂する大口径のガス排出口のシールテープの破裂圧（Ｐ１）と、前記の遅れて破裂する中口径のガス排出口のシールテープの破裂圧（Ｐ２）との比（Ｐ２／Ｐ１）が１．１〜１．５であるエアバッグ用ガス発生器。
【請求項３】
ガス発生剤が、長さ方向に１又は２以上の貫通孔を有する円柱状のものである請求項１又は２記載のエアバッグ用ガス発生器。
【請求項４】
Ｐ２／Ｐ１が１．２〜１．４である請求項１〜３のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生器。
【請求項５】
最初に破裂する大口径のガス排出口のシールテープの破裂圧（Ｐ1）が１０，０００ｋＰａ以下である請求項１〜４のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生器。
【請求項６】
最初に破裂する大口径のガス排出口のシールテープの破裂圧（Ｐ1）が８，５００ｋＰａ以下である請求項１〜４のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生器。
【請求項７】
ガス発生剤がＬ／ｄ≧５である請求項１〜６のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生器。
【請求項８】
エアバッグ用ガス発生器と、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１〜７のいずれか１記載のエアバッグ用ガス発生器であるエアバッグシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス発生剤を２段階で燃焼させるとき、圧力の上昇速度が緩和で、かつ上昇変化が小さく、膨張されたエアバッグによる乗員への衝撃を小さくできるエアバッグ用ガス発生器、及びエアバッグシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車を始め各種車両等に搭載されているエアバッグシステムは、車両が高速で衝突した際に、ガスによって急速に膨張したエアバッグ（袋体）で搭乗者を支持し、搭乗者が慣性により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することを防ぐことを目的とする。このようなエアバッグシステムは、通常、車両の衝突によって作動してガスを放出するガス発生器と、ガスを導入して膨張するエアバッグとから構成されている。
【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。そのためには、ガスの発生を二段階とすることで、エアバッグの膨張を二段階にした、いわゆるデュアルインフレータが採用されている。
【０００４】
このようなエアバッグシステムに適用するガス発生器は、特開平8−207696号公報、米国特許第4,998,751号及び米国特許第4,950,458号等に開示されおり、特開平8−207696号公報では、１つの点火器で２種類のガス発生剤のカプセルを着火し、二段階でガスを発生させるガス発生器が、米国特許第4,998,751号、米国特許第4,950,458号では、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、ガス発生剤の燃え広がりにより二段階でガスを発生するガス発生器がそれぞれ提案されている。
【０００５】
本発明は、ガス発生剤を２段階で燃焼させ、エアバッグを２段階で膨張させる際、一段目と二段目の点火器の作動によりガス発生剤が燃焼されることによる圧力上昇、即ちエアバッグの膨張速度の変化を小さくできるエアバッグ用ガス発生器と、それを用いたエアバッグシステムを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため研究を重ねた結果、ガス排出口を塞ぐシールテープの破裂圧と、ガス発生剤の形状とを関連づけることで、一段目の点火器（先に作動させる点火器）の作動により一方のガス発生剤が燃焼している間に、２段目の点火器を作動させる場合、２段目の点火器（遅れて作動させる点火器）の着火、燃焼のタイミングに拘わらず、ガス発生器からのガス排出量の変化をほぼ等しくすることができ、エアバッグの膨張速度の変化もほぼ等しくできることを見出したものである。
【０００７】
本発明は、上記課題の解決手段として、シールテープにより閉塞された複数のガス排出口を有するハウジング内に、ガス発生剤が収容された２つの燃焼室と、前記２つの燃焼室のそれぞれに収容されたガス発生剤を独立に着火燃焼させるための２つの点火器とを有し、時間差をおいて２つの点火器を作動させるエアバッグ用ガス発生器であり、
シールテープにより閉塞された複数のガス排出口は、一段目の点火器の作動によりシールテープが破れて開口するものと、一段目の点火器の作動ではシールテープが破れずに、二段目の点火器の作動により初めてシールテープが破れて開口するものからなっており、
ガス発生剤が、長さ方向に１又は２以上の孔を有する円柱状のもので、孔の内径（ｄ）と長さ（Ｌ）が次式：Ｌ／ｄ≧３．５を満たすものであり、
一段目の点火器を着火させたとき、一部のシールテープが最初に破裂し、未破裂のシールテープの一部又は全部が遅れて破裂し、最初に破裂するシールテープの破裂圧（Ｐ1）と、遅れて破裂するシールテープの破裂圧（Ｐ2）との比（Ｐ2／Ｐ1）が１．１〜１．５であるエアバッグ用ガス発生器を提供する。
【０００８】
上記のとおり、本発明のガス発生器は、ガス発生剤の形状とシールテープの破裂圧とを関連づけ、それらが相互に関連して作用することにより、下記の特有の作用効果を示すことができるものである。
【０００９】
固形ガス発生剤が燃焼する際の燃焼速度は、組成比等により若干の相違はあるものの、一般には圧力の影響を受け、圧力が上昇するほど燃焼速度が上昇することが知られている。よって、一段目の点火器の作動により一方のガス発生剤が燃焼して上昇したハウジング内圧は、一部のシールテープの破裂によってガス排出口が開口されることで下降し、それがガス発生剤の燃焼を阻害するように作用するため、一時的に燃焼速度が低下する。しかし、燃焼自体は継続されるため、ハウジング内圧は再度上昇を始め、ある程度まで高められたときに、未破裂のシールテープの一部が破裂してガス排出口が開口されることで、ハウジング内圧は再度下降し、それがガス発生剤の燃焼を阻害するように作用するため、再び燃焼速度が低下する。
【００１０】
このように、Ｐ2／Ｐ1を１．１〜１．５の範囲に設定することにより、ガス発生剤の燃焼によるハウジング内圧の上昇と、シールテープが破れてガス排出口が開口することによるハウジング内圧の下降、即ちガス発生剤の燃焼の阻害が間隔をおいて繰り返されるため、ガス発生量の経時変化は小さく、ほぼ等しい量となる。そして、このような状態が維持されているため、二段目の点火器を作動させ、他方のガス発生剤を燃焼させる場合、二段目の点火器の作動時間のタイミングに拘わらず、ガス発生器からのガス排出量の経時変化をほぼ等しくすることができる。
【００１１】
更に、上記作用効果の発現には、ガス発生剤の形状も関与している。ガス発生剤の単位重量当たりの表面積が大きい場合、一段目の点火器を作動させたときに一気に燃焼してガスを発生させるため、一段目の点火器作動の際に最初に破れるシールテープと遅れて破れるシールテープの破れる間隔が短くなって、ハウジング内圧が一旦下降するメカニズムが実質的に働かなくなる。しかし、ガス発生剤がＬ／ｄ≧３．５を満たしていると、燃焼初期には孔の中心付近までは着火火炎が届かず、火炎と接触する部分が制限されるのでガス発生量が少なく、燃焼が進行して着火火炎が孔の内部にまで届くようになると、未燃焼部分にも燃焼が及び、ガス発生量が多くなる。よって、このような燃焼機構によれば、ガス発生剤を一気に燃焼させることなく、燃焼時間を持続させることができるため、Ｌ／ｄ≧３．５（好ましくはＬ／ｄ≧５）、とＰ2／Ｐ1＝１．１〜１．５（好ましくは１．２〜１．４）とを組み合わせ、それらを相互に関連して作用させることで、上記した特有の作用効果が発現されるものである。なお、破裂圧は下記式から求める。
【００１２】
破裂圧＝σｂ×（４ｔ／Ｄ）
〔式中、σｂはシールテープの引張強度、ｔはシールテープの厚み（ｍｍ）、Ｄは排出口径（ｍｍ）を示す。〕
このようなシールテープの破裂圧の調整は、複数のガス排出口の開口径を、大小の２種類、大中小の３種類、更には４種類以上に異ならせる方法、シールテープの厚み、材質、大きさ等を調整して、破裂強度を２段階、３段階若しくは４段階以上に変化させる方法、又は前記２つの方法を組み合わせた方法等を適用できる。
【００１３】
上記発明において、ガス発生剤に設けられた孔は、長さ方向（軸方向）に窪んだもの、又は貫通したもののいずれでも良いが、貫通孔が好ましい。また２以上の孔を有しているときは、全ての孔の内径が等しく、かつ同一方向に形成されていることが好ましく、内径（Ｌ／ｄにおけるｄ）は１つの孔の内径である。またガス発生剤の長さは、６ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
上記発明において、一段目の点火器の作動で最初に破裂するシールテープの破裂圧（Ｐ1）は、好ましくは１０，０００ｋＰａ以下、より好ましくは８，５００ｋＰａ以下である。ハウジングの耐圧性、エアバッグの膨張開始時間等を考慮すると、前記破裂圧を上限とすることが望ましい。
【００１５】
以上の要件を満たすエアバッグ用ガス発生器では、一段目の点火器が作動する間に、最初に破れるシールテープと遅れて破れるシールテープとの破裂時間差が１．５ミリ秒以上となり、この時間差が確保されることによりエアバッグの膨張速度の変化が小さくなる。１．５ミリ秒以上という数値は、上記のとおり、ハウジング内圧が上昇及び下降を複数回繰り返す必要があるため、この上昇と下降を確保するのに必要な時間である。
【００１６】
上記発明において、上記したエアバッグ用ガス発生器を２０℃に温度調節し、容量６０リットルの密閉系内に置き、一段目の点火器（最初に作動させる一方の点火器）のみを作動させ、一方の燃焼室のガス発生剤のみを着火燃焼させたとき、点火器が作動した時点（着火電流が流れた時点）から密閉系内の内部圧力が最大値になるまでの到達時間（最大値到達時間）をＴｐｍａｘとし、最大値到達時間における密閉系内の圧力をＰｍａｘとするとき、着火電流が流れた時点から０．５×Ｔｐｍａｘの時点での密閉系内の圧力が、０．５５×Ｐｍａｘ〜０．７５×Ｐｍａｘであるものが好ましい。
【００１７】
従来のガス発生器では、時間の経過に伴う未燃焼のガス発生剤の割合の減少速度が大きいので、燃焼の後半になるにしたがってハウジング内圧が低くなり、燃焼が阻害される方向に作用する。このため、燃焼後半になるとガス発生量が少なくなり、密閉系内の圧力変化が小さくなるので、着火から１００ミリ秒程度の間隔で密閉系内の圧力変化をグラフに表すと、圧力カーブが上に凸（圧力数値が高い方に凸）の曲線を描くことになる。しかし、最大値到達時間（Ｔｐｍａｘ）の半分の時間（０．５×Ｔｐｍａｘ）における密閉系内の圧力が０．５５×Ｐｍａｘ〜０．７５×Ｐｍａｘの範囲であれば、従来の上に凸のカーブではなく、直線に近い形で上昇することになる。そして、このカーブが上昇している間（即ち、一段目の点火器の作動により着火燃焼した一方のガス発生剤が燃焼している間）に二段目（時間差をおいて作動させる他方の点火器）の点火器を作動させ、燃焼ガスを発生させたときでも、二段目の点火器の着火のタイミングに拘わらず、密閉系内における圧力の経時的な上昇速度（圧力／時間）が急激になり過ぎず、ほぼ一定となり、上昇速度の変化も小さくできる。
【００１８】
上記発明において、上記したエアバッグ用ガス発生器を２０℃に温度調節し、容量６０リットルの密閉系内に置き、一段目の点火器を作動させ、一方の燃焼室のガス発生剤を着火燃焼させた後、点火器の作動（着火電流が流れた時点）から１０ミリ秒後又は３０ミリ秒後に二段目の点火器を作動させ、他方の燃焼室のガス発生剤を着火燃焼させるとき、一段目と二段目の点火器を作動させたあとにおける密閉系内の圧力変化の状態が下記の式（Ｉ）を満たすものが好ましい。
【００１９】
０．５≦ΔＰ30／ΔＰ10≦１            （Ｉ）
〔式中、ΔＰ10は、一段目の点火器の作動から１０ミリ秒後に二段目の点火器を作動させ、その時点からの１０ミリ秒間における圧力変化量を示し、ΔＰ30は、一段目の点火器の作動から３０ミリ秒後に二段目の点火器を作動させ、その時点からの１０ミリ秒間における圧力変化量を示す。〕
このようにガス発生器が式（Ｉ）を満たすものであることにより、ガス発生器を自動車用のエアバッグシステムに組み込んだとき、一段目の点火器の作動により着火燃焼する一方のガス発生剤が燃焼している間に、時間差をおいて二段目の点火器を作動させた場合でも、二段目の点火器の着火のタイミングに拘わらず、密閉系内における圧力の経時的な上昇速度（圧力／時間）が急激になり過ぎず、ほぼ一定で、上昇速度の変化も小さくできる。
【００２０】
上記発明において、上記したエアバッグ用ガス発生器を２０℃に温度調節し、容量６０リットルの密閉系内に置き、一段目の点火器を作動させ、一方の燃焼室のガス発生剤を着火燃焼させた後、点火器の作動（着火電流が流れた時点）から３０ミリ秒後に二段目の点火器を作動させ、他方の燃焼室のガス発生剤を着火燃焼させるとき、一段目と二段目の点火器を作動させたあとにおける密閉系内の圧力変化の状態が下記の式（II）を満たすものが好ましい。
【００２１】
１．１＜ΔＰ30-40／ΔＰ20-30＜１．４      （II）
〔式中、ΔＰ20-30は、一段目の点火器の作動後、２０〜３０ミリ秒の間の密閉系内の圧力変化量（絶対値）を示し、ΔＰ30-40は、一段目の点火器の作動後、３０〜４０ミリ秒の間の密閉系内の圧力変化量（絶対値）を示す。〕
このようにガス発生器が式（II）を満たすものであることにより、ガス発生器を自動車用のエアバッグシステムに組み込んだとき、時間差をおいて２つの点火器を作動させた場合でも、密閉系内における圧力の経時的な上昇速度（圧力／時間）が急激になり過ぎず、上昇速度の変化も小さくできる。
【００２２】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、シールテープにより閉塞された複数のガス排出口を有するハウジング内に、ガス発生剤が収容された２つの燃焼室と、前記２つの燃焼室のそれぞれに収容されたガス発生剤を独立に着火燃焼させるための２つの点火器とを有し、時間差をおいて２つの点火器を作動させるもので、シールテープにより閉塞された複数のガス排出口は、一段目の点火器の作動によりシールテープが破れて開口するものと、一段目の点火器の作動ではシールテープが破れずに、二段目の点火器の作動により初めてシールテープが破れて開口するものからなるエアバッグ用ガス発生器であり、
前記ガス発生器を２０℃に温度調節し、密閉系内に置き、一段目の点火器のみを作動させ、一方の燃焼室のガス発生剤のみを着火燃焼させたとき、点火器が作動した時点（着火電流が流れた時点）から密閉系内の内部圧力が最大値になるまでの到達時間（最大値到達時間）をＴｐｍａｘとし、最大値到達時間における密閉系内の圧力をＰｍａｘとするとき、着火電流が流れた時点から０．５×Ｔｐｍａｘの時点での密閉系内の圧力が、０．５５×Ｐｍａｘ〜０．７５×Ｐｍａｘであるエアバッグ用ガス発生器を提供する。
【００２３】
このように最大値到達時間（Ｔｐｍａｘ）の半分の時間（０．５×Ｔｐｍａｘ）における密閉系内の圧力が０．５５×Ｐｍａｘ〜０．７５×Ｐｍａｘの範囲であれば、一段目の点火器の作動により一方のガス発生剤が燃焼している間に二段目の点火器を作動させ、燃焼ガスを発生させたときでも、二段目の点火器の作動のタイミングに拘わらず、密閉系内における圧力の経時的な上昇速度（圧力／時間）が急激になり過ぎず、ほぼ一定となり、上昇速度の変化も小さくできる。
【００２４】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、エアバッグ用ガス発生器と、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上記のエアバッグ用ガス発生器であるエアバッグシステムを提供する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明のエアバッグ用ガス発生器の縦断面図であり、特に運転席側に配置するのに適した構造となっている。
【００２６】
ガス発生器は、ハウジング３により外殻が形成されており、ハウジング３は、ガス排出口を有するディフューザシェル１と、ディフューザシェル１と共に内部収容空間を形成するクロージャシェル２とを接合してなるものである。
【００２７】
ハウジング３内には、ハウジング３内を軸方向に仕切るようにして、内筒部材４が配置されており、内筒部材４の半径方向外側には、内筒部材４を囲んで環状のクーラント・フィルタ２２が配置されている。
【００２８】
ハウジング３、内筒部材４及びクーラント・フィルタ２２により囲まれる空間には第１燃焼室５ａが形成され、内部には単孔円柱状の第１ガス発生剤９ａが充填されている。この単孔円柱状の第１ガス発生剤９ａは、内径（ｄ）と長さ（Ｌ）の比、即ちＬ／ｄが３．５以上で、長さが４ｍｍに設定されている。
【００２９】
内筒部材４の内側は、隔壁７により、軸方向（図１の上下方向）に２室（上部空間と下部空間）に分離されている。隔壁７は略平板状のもので、内筒部材４の内側に設けられた段欠き部６において取付られている。
【００３０】
内筒部材４内の上部空間、即ちディフュザーシェル１、内筒部材４及び隔壁７で囲まれた空間には第２燃焼室５ｂが形成され、所要量の単孔円柱状の第２ガス発生剤９ｂが充填されている。第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂとは、ハウジング３内に同心円に設けられており、かつハウジング３の半径方向に隣接している。この第２ガス発生剤９ｂは、内径（ｄ）と長さ（Ｌ）の比、即ちＬ／ｄが３．５以上で、長さが４ｍｍに設定されている。
【００３１】
第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂとを分離する内筒部材４には貫通孔１０が設けられ、シールテープ１１により閉塞されている。貫通孔１０は、ガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃよりも開口面積が大きく、燃焼室５ｂ内の内部圧力をコントロールする機能は有していない。
【００３２】
内筒部材４内の下部空間、即ち内筒部材４と隔壁７により形成される空間には、点火手段収容室８が形成され、衝撃によって作動する点火手段が収容されている。
【００３３】
点火手段は、センサーが衝撃を感知する事に基づいて出力される作動信号によって作動する２つの電気着火式点火器１２ａ、１２ｂを含んで構成されており、点火器１２ａ、１２ｂは、１つのイニシエータカラー１３に互いに平行に、その頭部を突起させて設けられている。このように１つのイニシエータカラー１３に２つの点火器１２ａ、１２ｂを設けることにより単一の部材となるので、ガス発生器への組付けが容易となる。
【００３４】
イニシエータカラー１３と隔壁７との間の空間には、何れか１つの点火器１２ｂ（以下、「第２点火器１２ｂ」とする）を包囲するように略円筒形状の分離筒１４が配置され、その外側に第１伝火薬収容室１５ａ、内側に第２伝火薬収容室１５ｂが形成され、各収容室内に、第１点火器１２ａ、第２点火器１２ｂと、点火器と共に点火手段を構成する第１伝火薬１６ａ、第２伝火薬１６ｂが収容されている。分離筒１４は、隔壁７に設けられた段欠き部２１において取り付けられている。この分離筒１４により、第１点火器１２ａ及び第１伝火薬１６ａの点火火炎が第２伝火薬１６ｂにまで及ぶことがない。
【００３５】
内筒部材４には、シールテープ１８で閉塞された第１伝火孔１７が設けられており、第１伝火薬１６ａが燃焼すると、第１伝火孔１７を閉塞するシールテープ１８が破裂して、第１伝火薬収容室１５ａと第１燃焼室５ａが連通される。
【００３６】
隔壁７には、シールテープ２０で閉塞された第２伝火孔１９が設けられており、第２伝火薬１６ｂが燃焼すると、第２伝火孔１９を閉塞するシールテープ２０が破裂して、第２伝火薬収容室１５ｂと第２燃焼室５ｂが連通される。
【００３７】
ハウジング３内には、第１、第２ガス発生剤９ａ、９ｂの燃焼によって発生した燃焼ガスを浄化・冷却するためのクーラント・フィルタ２２が配設されており、そのディフューザシェル１側の内周面は、クーラント・フィルタ２２の端面とディフューザシェル１天井部内面２８との間を燃焼ガスが通過することのないように、ショートパス防止部材２３で覆われている。
【００３８】
クーラント・フィルタ２２の外側には、燃焼ガスの通過などによる膨出を抑止するための外層２４が配置されている。この外層２４は、例えば、積層金網体、周壁面に複数の貫通孔を有する多孔円筒状部材、所定幅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ができる。更に外層２４の外側には、燃焼ガスがクーラント・フィルタ２２の全面を通過することができるように、間隙２５が形成されている。
【００３９】
ディフューザシェル１の周壁部には、径の異なるガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃが３種類設けられており、各排出口数はそれぞれ同数又は異なる数にすることができる。
【００４０】
排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃには、ハウジング外部の湿度等の環境の影響からガス発生剤を保護するため、シールテープ２７がディフューザシェル１周壁部の内周面側から貼りつけられている。このシールテープ２７は、ガス発生器の軸方向に並ぶ３種類のガス排出口を同時に塞いでもさらに余裕のある幅で、各ガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃの上端又は下端から、シールテープ２７の上端又は下端まで２〜３mmの余裕があることが望ましく、例えば、２０〜２００μｍの厚さを有するアルミ製のシール層と５〜１００μｍの厚さを有する接着層又は粘着層とからなるシールテープを用いる。
【００４１】
図１では、ガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃの口径は、２６ａが最も大きく、２６ａ＞２６ｂ＞２６ｃの関係に設定されている。よって、ガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃの順序で、それぞれを閉塞しているシールテープ２７が破れるため、ガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃの順序で開口してガスを排出することになる。このとき、第１点火器１２ａの作動により、ガス排出口２６ａ、２６ｂが開口し、第２点火器１２ｂの作動により、ガス排出口２６ｃが開口する。
【００４２】
ガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃの配列は特に限定されず、図示するようにハウジング３の軸方向に並んでいても良く、ディフューザシェル１周壁部に円周状に交互に配列されていても良い。
【００４３】
次に、図１に示すエアバッグ用ガス発生器の動作を説明する。第１点火器１２ａが着火（作動）したとき、その火炎により第１伝火薬収容室１５ａ内にある第１伝火薬１６ａが着火・燃焼され、更にその火炎がシールテープ１８を破って第１伝火孔１７を通り、第１燃焼室５ａ内に収容された単孔円柱状の第１ガス発生剤９ａを着火燃焼させる。その後、第１ガス発生剤９ａの着火燃焼により生じた高温の燃焼ガスは、クーラント・フィルタ２２を経た後に間隙２５に流入する。その際、それにより引き起こされたハウジング内圧の上昇により、ガス排出口２６ａの部分を覆うシールテープ１７が先に破れ、ガス排出口２６ａが開口される。このとき、ハウジング内圧が一時的に下がるので、第１ガス発生剤９ａの燃焼が一時的に阻害されることになる。しかし、一時的な燃焼阻害であるため、引き続いて第１ガス発生剤９ａの燃焼は継続され、ハウジング内圧の上昇を引き起こすが、ハウジング内圧がガス排出口２６ｂの部分を覆うシールテープ２７の破裂圧に達すると、シールテープ２７が破裂して、ガス排出口２６ｂが開口する。
【００４４】
次に、遅れて第２点火器１２ｂが作動したとき、その火炎により第２伝火薬収容室１５ｂ内にある第２伝火薬１６ｂが着火燃焼され、更にその火炎がシールテープ２０を破って第２伝火孔１９を通り、第２燃焼室５ｂ内に収容された単孔円柱状の第２ガス発生剤９ｂを着火燃焼させる。その後、第２ガス発生剤９ｂの着火燃焼により生じた高温の燃焼ガスは、シールテープ１１を破って貫通孔１０を通り、第１燃焼室５ａに流入する。そして、クーラント・フィルタ２２を経た後に間隙２５に流入し、ガス排出口２６ｃの部分を覆ったシールテープ２７が破られ、ガス排出口２６ｃが開口される。
【００４５】
この過程において、第１燃焼室５ａ内の第１ガス発生剤９ａが燃焼したとき、ガス排出口２６ａの部分を覆ったシールテープ２７の破裂圧（Ｐ1）は、１０，０００ｋＰａ以下、好ましくは８，５００ｋＰａ以下に設定されており、前記Ｐ1と、ガス排出口２６ｂの部分を覆ったシールテープ２７の破裂圧（Ｐ2）との比、Ｐ2／Ｐ1は１．１〜１．５、好ましくは１．２〜１．４に設定されている。このような破裂圧の相違は、口径（開口面積）の異なるガス排出口２６ａ、２６ｂを同一のシールテープ２７により閉塞したためである。
【００４６】
なお、図１に示すものに替えて、ガス排出口２６ａ、２６ｂ、２６ｃの口径（開口面積）は同一にし、破裂強度を異ならせた（例えば、厚み、材質、大きさを異ならせた）シールテープで閉塞する方法を適用したインフレータにしても良く、口径とシールテープの破裂強度の両方を組み合わせる方法を適用したインフレータにしても良い。
【００４７】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。実施例及び比較例におけるタンク燃焼試験方法は、下記のとおりである。
【００４８】
＜タンク燃焼試験＞
内容積６０リットルのＳＵＳ（ステンレス鋼）製タンク内に、ガス発生器を固定し、室温（２０℃）においてタンクを密閉後、外部着火電気回路に接続する。別にタンクに設置された圧力トランスデューサーにより、着火電気回路スイッチを入れた（着火電流印加）時間を０として、タンク内の圧力上昇変化を時間０〜２００ミリ秒の間測定する。各測定データをコンピュータ処理により最終的にタンク圧力／時間曲線として、ガス発生器の作動性能を評価する曲線（以下「タンクカーブ」とする）を得る。また、ガス発生器のハウジングにも圧力トランスデューサーを設け、前記タンク内の圧力上昇変化の測定と同時に、ハウジング内の圧力上昇変化を０〜200ミリ秒の間測定し、最終的にハウジング内圧／時間曲線（以下、「燃焼内圧カーブ」）を得る。
【００４９】
実施例１
図１に示す構造のガス発生器を製造した。但し、各構成要件の詳細は下記のとおりである。
【００５０】
ガス発生剤の形状：単孔円柱状〔外径２．７ｍｍ、内径（ｄ）０．８ｍｍ、長さ（Ｌ）４ｍｍ、Ｌ／ｄ＝５〕
ガス発生剤の組成：ニトログアジン／硝酸ストロンチウム／カルボキシメチルセルロースナトリウム塩／酸性白土＝３４．４／４９．５／９．４／６．７
ガス発生剤の量：第１燃焼室３３．５ｇ、第２燃焼室７．７ｇ
シールテープ：アルミニウムテープ（厚み８０μｍ、商品名ＡＴ−８０、日東電工社製、引張強度７．６５ｋｇ／ｍｍ2）
ガス排出口：径３．３ｍｍ×４個、径２．４ｍｍ×６個、径１．８ｍｍ×１０個
一段目の点火器（第１点火器）の作動により、最初に破壊するシールテープ（３．３ｍｍ径のガス排出口を塞ぐシールテープ）の破裂圧（Ｐ1）：７４ｋＰａ（計算値）
一段目の点火器（第１点火器）の作動により、遅れて破壊するシールテープ（２．４ｍｍ径のガス排出口を塞ぐシールテープ）の破裂圧（Ｐ2）：１０２ｋＰａ（計算値）
Ｐ2／Ｐ1：１．３８
このガス発生器を用い、所要回数の６０リットルタンク燃焼試験を行った。図２に、一段目の点火器のみを作動させたときのタンク燃焼試験におけるタンクカーブと燃焼内圧カープを合わせて示す。図３に、二段目の点火器を一段目の作動から１０ミリ秒後、又は３０ミリ秒後に作動させたときのタンクカーブを合わせて示す。図４に、二段目の点火器を一段目の作動からは３０ミリ秒後に作動させたときのタンクカーブを示す。
【００５１】
図２から明らかなとおり、１段目の点火器のみを作動させたとき、Ｐｍａｘは１３５ｋＰａで、タンクカーブは直線的な上昇を示した。０．５×Ｔｐｍａｘ時点でのタンク圧は約９０ｋＰａであり、０．５５×Ｔｐｍａｘ〜０．７５Ｔｐｍａｘの範囲内であった。
【００５２】
図３から明らかなとおり、ΔＰ30／ΔＰ10は約０．６９（＝５．２４ｋＰａ／７．６４ｋＰａ）であり、式（Ｉ）を満たしていた。
【００５３】
図４から明らかなとおり、ΔＰ30-40／ΔＰ20-30は約１．２５（＝３．２８ｋＰａ／２．６２ｋＰａ）であり、式（II）を満たしていた。
【００５４】
比較例１
実施例１におけるガス発生器の構成要件中、ガス発生剤の長さ（Ｌ）を２ｍｍとし、Ｌ／ｄ＝２．５とした以外は実施例１と同様にして、ガス発生器を得た。このガス発生器を用い、実施例１と同じ６０リットルタンク試験を行った。図５に、一段目の点火器のみを作動させたときのタンク燃焼試験におけるタンクカーブと、二段目の点火器を一段目の作動から３０ミリ秒後に作動させたときのタンクカーブを合わせて示す。
【００５５】
図６に、二段目の点火器を一段目の作動からは３０ミリ秒に作動させたときのタンクカーブを示す。
【００５６】
図５から明らかなとおり、１段目の点火器のみを作動させたとき、タンクカーブは急激な上昇を示し、Ｐｍａｘ１３６ｋＰａで、０．５×Ｔｐｍａｘ時点でのタンク圧は１０８ｋＰａであり、０．５５×Ｔｐｍａｘ〜０．７５Ｔｐｍａｘの範囲外であった。
【００５７】
図６から明らかなとおり、ΔＰ30-40／ΔＰ20-30は０．７５６であり、式（II）を満たしていなかった。
【００５８】
以上の各測定数値、図２〜図４と、図５〜図６との対比から明らかなとおり、実施例１と比較例１とを比べると、実施例１の方が、一段目のタンクカーブの上昇度合いが緩和で直線的であり、一段目と二段目の点火器を作動させた場合でも、作動の時間差に関係なく圧力の上昇速度が急激になり過ぎず、かつ上昇速度の変化が小さかった。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のエアバッグ用ガス発生器によれば、一段目と二段目の点火器を作動させたときのエアバッグの膨張速度の変化を小さくできるため、エアバッグシステムに組み込んだとき、自動車の衝突による衝撃から乗員を保護するとと共に、エアバッグの急速な膨張により乗員を傷つけることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガス発生器の断面図。
【図２】  実施例１の６０リットルタンク試験により得られたタンクカーブ（破線。一段目の点火器のみ作動）と燃焼内圧カーブ（実線）を示す図。
【図３】  実施例１の６０リットルタンク試験により得られたタンクカーブ（１段目と二段目の点火器を作動）を示す図。
【図４】  実施例１の６０リットルタンク試験により得られたタンクカーブ（１段目と二段目の点火器を作動）を示す図。
【図５】  比較例１の６０リットルタンク試験により得られたタンクカーブ（一段目の点火器のみ作動）と燃焼内圧カーブを示す図。
【図６】  比較例１の６０リットルタンク試験により得られたタンクカーブ（１段目と二段目の点火器を作動）を示す図。
【符号の説明】
３            ハウジング
５ａ          第１燃焼室
５ｂ          第２燃焼室
７            隔壁
９ａ          第１ガス発生剤
９ｂ          第２ガス発生剤
１２ａ          第１点火器
１２ｂ          第２点火器
１３            イニシエータカラー
２２            クーラント・フィルタ
２６ａ          ガス排出口
２６ｂ          ガス排出口
２７            シールテープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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