JPH09142246A - ガス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、火炎導管の使用に適したガ
ス発生装置において、ガス発生剤の燃焼ガスの漏洩を完
全に防止する機構を付与した簡便で安全なガス発生装置
を提供することである。 【解決手段】 火炎導管によりガス発生剤を点火する構
造のガス発生装置であって、合成樹脂球（１）を移動可
能な状態で内蔵しかつ火炎導管（２）からの火炎が通過
する合成樹脂球室（３）を有し、当該合成樹脂球室への
火炎入口（４）の大きさが当該合成樹脂球の直径より小
さな形状であり、当該合成樹脂球室からの火炎の出口に
は、当該合成樹脂球が通過せずかつ合成樹脂球が押しつ
けられても火炎が通過可能な孔（５）を有する蓋（６）
が設置された構造を有することを特徴とするガス発生装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シートベルトプリ
テンショナ又はエアバッグ等に用いる点火部とガス発生
部とを隔離したガス発生装置に関し、特に１個の点火部
の発火を隔離した複数のガス発生部に導くための火炎導
管を使用するガス発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車の乗員を衝突の衝撃か
ら保護するためにガス発生装置を内蔵する各種のシート
ベルトプリテンショナあるいはエアバッグが開発されて
いる。これらの装置は、電子式、電気式または機械式の
衝突センサ、電気式または機械式の点火部およびガス発
生器を内蔵している。

【０００３】ところで近年これらの保護装置を全ての座
席に装着することが検討され、後部座席用のセンサの開
発が始まった。しかし自動車の構造上の制約から、後部
座席での衝撃の感知が遅れるという欠点は改善できてい
ない。このため実開平５−７２６０８号公報に記載され
た、導爆線の使用を特徴とする点火装置が開発された。
この装置は、前部に設置したセンサで衝突時に導爆線を
起爆する点火手段と、導爆線の一端を起爆することによ
って導爆線内を爆轟波が伝搬し、導爆線の他端に接続さ
れた複数のガス発生器を発火させる仕組みになってい
る。

【０００４】しかしながら、この技術は導爆線を使用す
ること自体大きな問題点を有する。即ち導爆線自体が、
強力な爆薬であり両端のみならず全線にわたって外周に
強力な衝撃を与える。従って車内に付設するには、乗員
に対する格別の保護対策が必要である。また導爆線の使
用により隔壁を破壊してガス発生剤を点火できるように
なったが、逆に点火後の燃焼ガスが導爆線側から漏洩す
るため必要以上のガス発生剤を収納しなければならない
という問題点が生じている。そこで導爆線の代わりに、
より安全な火炎導管を用いることが考えられるが、この
火炎導管も中空であるため、ガス発生器内の燃焼ガスが
火炎導管を通って漏洩してガス圧が低下したり、さらに
高圧を発生するガス発生器の場合は火炎導管そのものを
吹き飛ばす危険性がある。

【０００５】また、特開平５−３０２７９９号公報に
は、ガス発生剤の燃焼ガスがスタブ雷管の撃針孔へ逆流
するのを硬質球で防止するガス発生装置が記載されてい
る。しかしながら、この装置は、硬質球を使用するため
に撃針孔入口に硬質球が接触してガスをシールしようと
する際に極めて僅かな隙間が生じると、高温高圧の燃焼
ガスによって接触部が溶損して隙間が拡大し、燃焼ガス
が逆流することがあるという問題点を有していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、火炎
導管の使用に適したガス発生装置において、ガス発生剤
の燃焼ガスの漏洩を完全に防止する機構を付与した簡便
で安全なガス発生装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、合成樹脂球
（１）を移動可能な状態で内蔵しかつ火炎導管（２）か
らの火炎が通過する合成樹脂球室（３）を有し、当該合
成樹脂球室への火炎入口（４）の大きさが当該合成樹脂
球の直径より小さな形状であり、当該合成樹脂球室から
の火炎の出口には、当該合成樹脂球が通過せずかつ合成
樹脂球が押しつけられても火炎が通過可能な孔（５）を
有する蓋（６）が設置された構造を有することを特徴と
するガス発生装置に関するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を利用して本発明を具
体的に説明する。本発明に用いる火炎導管（２）は、離
れた場所に設置した点火手段から、車内の複数のガス発
生器内に内蔵されるガス発生剤に点火エネルギを伝達す
る手段として優れている。

【０００９】ここでいう火炎導管とは、具体的には例え
ば導火管およびガス導管等を言う。前者は内面に紛状の
爆薬等を少量塗布した中空のプラスチックチューブで、
後者は爆発性のガスを封じ込めたプラスチックまたは金
属製のチューブからなる。両者とも、一端を点火すると
火炎がチューブ内を２０００〜２５００ｍ／秒で伝搬
し、終端から吹き出す火炎でガス発生剤を発火すること
ができる。

【００１０】火炎導管は、例えばニトロノーベル社のノ
ネルチューブ（登録商標）、またはハ−キュデット社の
ハ−キュデットシステム（登録商標）の一部を用いるこ
とができる。

【００１１】前者のノネルチューブは外径３ｍｍ、内径
１ｍｍの樹脂製チューブから成り、内面に爆薬のＨＭＸ
粉とアルミニウム粉が塗布されている。このノネルチュ
ーブは、例えば銃用雷管によって発火し、火炎はチュー
ブ内を約２０００ｍ／秒の速度で伝搬し、終端の火薬を
発火することができる。

【００１２】後者のハーキュデットシステムは、樹脂製
のチューブ内に密封された爆発性ガス（酸素と燃料の混
合ガス）を爆発させて、約２５００ｍ／秒の速度で火炎
を伝搬させ、終端の火薬を発火させることができる。

【００１３】両者とも火炎はチューブ内のみを伝搬し、
途中のチューブを突き破ることはない。従って先端を点
火部に、後端をガス発生部に密封して接続しておけば、
これらの火炎が途中で車内に吹き出ることはない。

【００１４】本発明に用いる合成樹脂球（１）は、例え
ばポリテトラフルオロエチレン樹脂球、珪素樹脂球、ポ
リアミド樹脂球、ポリイミド樹脂球、ポリカーボネート
樹脂球、ポリフェニレンエーテル樹脂球、ポリフェニレ
ンスルフィド樹脂球等で、高温高圧に耐えられる材質で
あれば特に制限はない。そのなかでポリテトラフルオロ
エチレン樹脂球が物性の点で特に好ましい。合成樹脂球
の大きさは火炎入口（４）の大きさより僅かに大きくす
る必要があり直径は通常２〜４ｍｍである。

【００１５】合成樹脂球（１）は、火炎導管（２）とガ
ス発生剤室（９）との中間に位置する合成樹脂球室
（３）内に移動可能な状態で設置されている。合成樹脂
球室の上下には孔があり、上側即ち火炎導管側への孔、
すなわち火炎入口（４）は直径が合成樹脂球より小さい
ことが必要である。

【００１６】もう一方のガス発生剤室との間に設けた蓋
（６）は、火炎導管の発火によって合成樹脂球が激突し
ても破壊されない強度が必要である。蓋に設けた孔
（５）は図２および図４のように複数でもよく合成樹脂
球が通過せず、かつ合成樹脂球が押しつけられても密封
されることさえなければどのような形状でもよい。

【００１７】合成樹脂球室（３）の下方にはガス発生剤
室（９）があり、内部に無煙火薬、コンポシット系推進
薬等の公知のガス発生剤（１０）が収納される。ガス発
生剤にはボロン硝石等の着火薬を配合することもでき
る。また吸湿によるガス発生剤の劣化が懸念される場合
は、ガス発生剤室の上方に防湿性を有する薄い膜例えば
アルミニウム箔（８）およびガスケット（７）例えば未
加硫のブチルゴム等を設置することもある。その位置
は、合成樹脂球に対して上下どちら側でも良い。

【００１８】本装置の機能を附帯部品を含めて詳説す
る。例えば自動車に搭載された場合には、自動車が衝突
すると、その衝突を感知し速やかに点火手段が発火す
る。この発火により火炎導管が発火し、ガス発生装置の
合成樹脂球を保持する合成樹脂球室内に火炎を送り込
む。火炎は、合成樹脂球の上下いずれかに設置された溥
膜を破り、合成樹脂球の側をすり抜けて合成樹脂球室底
部の孔を通り抜け、ガス発生剤を燃焼させる。

【００１９】ガス発生剤の燃焼によってガス発生剤室内
に発生した高圧力によって、合成樹脂球は上方に移動
し、合成樹脂球室上部の火炎入口（４）の孔に押しつけ
られて塞栓と化す。このためガス発生剤室内のガスは漏
洩することなく蓄積し、やがてガス発生剤室底部の封板
（１３）を破裂して接続したシリンダやバッグ内に充満
し、シートベルトプリテンショナやエアバッグ等を有効
に作動させる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。 実施例１ 本実施例のガス発生装置は、図１に示す構成となってい
る。図中の（２）は、火炎導管の一種であるノネルチュ
ーブ（登録商標）で、チューブの内面に爆薬等が塗布さ
れている。この火炎導管は、スクイブ等の電気式点火具
またはスタブ雷管等の機械式手段により点火できる。
（１２）は、火炎導管とガス発生器を接続するアルミニ
ウム製のアダプタである。図１の上方から火炎導管を差
し込み固定する。アダプタは上から下まで、直径２ｍｍ
の内径を有する真円の火炎入口（４）が貫通している。

【００２１】アダプタの下には防湿機能を担う、未加硫
のブチルゴムガスケット（７）と厚み１０μｍのアルミ
ニウム箔（８）とがある。アルミニウム箔の下には合成
樹脂球室（３）を形成する凹状のアルミニウム製の蓋
（６）があり、その中に直径３．１７ｍｍのテフロン球
（１）が保持されている。〔テフロンはイーアイデュポ
ン社のポリテトラフルオロエチレン樹脂の商品名であ
る。〕蓋の中心には、テフロン球が下に押しつけられて
も火炎導管からの火炎が通過可能な孔（５）が図２に示
すように２個開いており、直下のアルミニウム製のガス
発生剤容器（１１）からなるガス発生剤室（９）に通じ
ている。ガス発生剤（１０）には、無煙火薬１ｇとボロ
ン硝石着火薬を０．１ｇを使用した。

【００２２】このガス発生装置を、ノネルチューブを発
火することによって作動させ、ガス発生剤室の底部から
吹き出す燃焼ガスを１０ｃｍ³の密閉空間に導いた。そ
の燃焼圧力を計測したところ、５１ＭＰａの圧力を示し
た。なお測定後に、ガス発生装置を分解してアダプタ部
を調査したところ、テフロン球がアダプタの孔内に一部
食い込んだ形で固着していた。これを取り出してテフロ
ン球を調べたところ、図５のような形状となっていた。

【００２３】実施例２ 本発明の実施例２のガス発生装置は、図３に示す構成と
なっている。合成樹脂球には実施例１と同じ径のテフロ
ン球を用いた。また、当該合成樹脂球がアダプタ内に保
持されてかつアルミニウム防湿箔が下に設置されている
点で実施例１とは異なる。またガス発生剤室との仕切り
蓋には図４に示すような小孔を８個設けたアルミニウム
製の円板を用いた。ガス発生剤には、無煙火薬１ｇとボ
ロン硝石着火薬を使用した。

【００２４】このガス発生装置を１００個用意し、、ノ
ネルチューブを発火することによって作動させ、実施例
１と同様に燃焼圧力を計測したところ、１００個総てが
５０ＭＰａ以上の圧力を示した。

【００２５】比較例１ 合成樹脂球を用いない点以外は実施例１と全く同一のガ
ス発生装置を作動させて、燃焼ガスの圧力測定を行っ
た。その結果は３１ＭＰａで圧力の減少が著しかった。
なお火炎はノネルチューブ側に激しく吹き出して、ノネ
ルチューブを一部破損した。

【００２６】比較例２ 合成樹脂球を鋼球に変えた以外は実施例２と全く同一の
ガス発生装置を１００個用意し、実施例１と同様に作動
させて、燃焼ガスの圧力測定を行った。その結果は１０
０個中２個に４０ＭＰａと４３ＭＰａで圧力の減少が見
られた。なお火炎はノネルチューブ側に多少吹き出し
て、ノネルチューブを少し破損した。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。本
発明によって火炎導管側への燃焼ガスの噴出を完全に防
止することが可能になり、安全でかつガス発生剤を効率
よく利用できるガス発生装置が提供される。また構造も
簡単であるため、作業性が良く量産に適している。さら
に火炎導管の火炎の有効利用を計るため複数のガス発生
装置に接続すると、前面衝突用はもちろん、離れた場所
に設置する側面衝突用あるいは後部座席用エアバッグ等
に好ましく適用することができる。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に示すガス発生装置の断面図
である。

【００２９】

【図２】本発明の実施例１に用いた火炎出口の蓋の上面
図である。

【００３０】

【図３】本発明の実施例２に示すガス発生装置の断面図
である。

【００３１】

【図４】本発明の実施例２に用いた火炎出口の蓋の上面
図である。

【００３２】

【図５】本発明の実施例１に示すガス発生装置を作動さ
せた後、回収したテフロン球の拡大断面図である。

【００３３】

【符号の説明】

１ 合成樹脂球 ２ 火炎導管 ３ 合成樹脂球室 ４ 火炎入口 ５ 孔 ６ 蓋 ７ ガスケット ８ アルミニウム箔 ９ ガス発生剤室 １０ ガス発生剤 １１ ガス発生剤容器 １２ アダプタ １３ 封板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火炎導管によりガス発生剤を点火する構
   造のガス発生装置であって、合成樹脂球（１）を移動可
   能な状態で内蔵しかつ火炎導管（２）からの火炎が通過
   する合成樹脂球室（３）を有し、当該合成樹脂球室への
   火炎入口（４）の大きさが当該合成樹脂球の直径より小
   さな形状であり、当該合成樹脂球室からの火炎の出口に
   は、当該合成樹脂球が通過せずかつ合成樹脂球が押しつ
   けられても火炎が通過可能な孔（５）を有する蓋（６）
   が設置された構造を有することを特徴とするガス発生装
   置。
2. 【請求項２】 合成樹脂球がポリテトラフルオロエチレ
   ン樹脂球である請求項１記載のガス発生装置。