WO2004080767A1

WO2004080767A1 - ガス発生器

Info

Publication number: WO2004080767A1
Application number: PCT/JP2004/003183
Authority: WO
Inventors: Masahiro Yoshida; Eishi Sato
Original assignee: Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2004-09-23
Also published as: TW200500245A

Abstract

排ガスのクリーンさを損なうことなく、熱による脆弱化の前に作動する自動発火性機能を有したマイクロガスジェネレータの開発が望まれている。筒状ハウジング(4)内に、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤(5)が充填される燃焼室(6)と、フィルター材(7)が装着されるフィルター室(8)と、前記ハウジング(4)の端部(3)に装着され、前記燃焼室(6)内のガス発生剤(5)を着火燃焼させる点火器(10)と、を有してなるガス発生器(1)であって、前記燃焼室(6)と前記フィルター材(7)が装着される前記フィルター室(8)とを区画する仕切り部材(9)を有し、前記燃焼室(6)内に、エンハンサ剤(14)が充填されていることを特徴とするガス発生器。

Description

明細書ガス発生器技術分野

本発明は、サイド用エアバッグ等を膨張させるのに好適なガス発生器に関し、特に、小型、軽量、安価なガス発生器に関する。背景技術

自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するための安全装置の 1つとして

、エアバッグが知られている。このエアバッグは、ガス発生器が発生する多量の高温、高圧ガスにて作動するものである。従来、このガス発生器がガスを発生する方式として、大きく分けて 2種類のものが知られている。 1つは、高圧のガスが保持されたボンベと、各ボンべ中の高圧のガスに熱を供給するための少量の火薬組成物により大量の高温 ·高圧ガスを放出せしめるハイブリッド方式である ( 例えば、特開平 8— 253100号公報参照)。もう一つは、発生するガスを全て固体のガス発生剤を燃焼させて生成するパイ口方式である（例えば、国際公開第 01/74633号パンフレツト、特開 2002— 362298号公報、特開 2 002-362299号公報及び特開 2003— 2153号公報参照）。

近年、ガス発生器に求められる性能として、小型化 ·低コストがあげられる。例えば、特開平 8— 253100号に記載のものは、八イブリッド方式のため、ガス充填室と火薬組成物室の 2室が必要であり、大型化し重量も増加する。また溶接構造が主であり、コスト的にも高くなる。

上記国際公開第 01Z74633号パンフレットに公知技術として記載されているパイ口式ガス発生器は、フィルタ室、仕切り部材、燃焼室、点火器を有している。しかし、このガス発生器は、燃焼しにくいガス発生剤を使用すると、満足な燃焼性能を発揮しない。

また、特開 2002— 362298号公報、特開 2002— 362299号公報及び特開 2003— 2153号公報記載のパイ口式ガス発生器は、フィルタ室、仕切り板、燃焼室、点火器を有し、さらに、伝火剤室を設けている。しかしながら、伝火剤室を設けているため、部品点数が増え、ガス発生器の小型化、軽量化を実現するには至っていない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、小型化、軽量化、低コスト化が可能なガス発生器を提供することを目的とする。発明の開示

即ち、本発明は、

〔1〕筒状ハウジング（4)内に、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤（5) が充填される燃焼室 (6) と、フィルター材 (7) が装着されるフィル夕一室（8) と、前記ハウジング（4) の端部（3) に装着され、前記燃焼室（6) 内のガス発生剤（5) を着火燃焼させる点火器（10) と、を有してなるガス発生器 (1) であって、前記燃焼室 (6) と前記フィルター材（7)が装着される前記フィル夕一室（8)とを区画する仕切り部材（9) を有し、前記燃焼室 (6) 内に、ェンハンサ剤 (14) が充填されていることを特徵とするガス発生器、

〔2〕前記ェンハンサ剤（14) が前記点火器（10) 側に充填されていることを特徴とする〔1〕に記載のガス発生器、

〔3〕前記ェンハンサ剤 (14) が、成形体であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載のガス発生器、

〔4〕前記燃焼室 (6) 内に、ガス発生剤 (5) とェンハンサ剤 (14) とが直接接触するように充填されていることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載のガス発生器、

〔5〕前記ガス発生剤（5) が、両端が閉鎖された中空体形状又は円柱状であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載のガス発生器、

〔6〕前記仕切り部材（9) は、？し（18) を有し、該孔（18) は、シール部材（16) で封鎖されていることを特徴とする〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載のガス発生器、〔7〕ガス放出孔（1 1 ) が、前記フィルタ一室（8 ) の円筒部（2 0 ) に設けられていることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載のガス発生器、

〔8〕前記仕切り部材（9 ) が、ハウジング（4 ) の外周部分からかしめられることを特徴とする〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載のガス発生器、に関する。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明に係わるガス発生器の第 1の実施形態における断面図である。第 2図は、本発明に係わるガス発生器の第 2の実施形態における断面図である。第 3図は、本発明に係わるガス発生器の第 3の実施形態における断面図である。発明を実施するための最良の形態

本発明に係るガス発生器の第 1の実施形態の一例を、第 1図を参照して説明する。第 1図において、ガス発生器 1は、筒状のハウジング 4と、ハウジング 4内を、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤 5が充填される燃焼室 6と、フィルター材 7が装着されるフィルタ一室 8と、両室を区画する仕切り部材 9と、ハウジング 4の端部 3に装着され、燃焼室 6内のガス発生剤 5を着火燃焼させる点火器 1 0と、を有し、燃焼室 6内に、ェンハンサ剤 1 4が充填されている。

即ち、ガス発生器 1は、有底筒状のハウジング 4と、ハウジング 4内に、底部より開口部に向って順に、フィルタ—室 8、仕切り部材 9、燃焼室 6、点火器 1 0が設置されている。そして、燃焼室 6には、仕切り部材 9側にガス発生剤 5が充填され、点火器 1 0側にェンハンサ剤 1 4が充填されている。別の言葉で述べると、燃焼室 6は、仕切り部材 9より、点火器 1 0に向って順に、ガス発生剤層とェンハンサ剤層が設けられている。また、フィルタ一室 8に対応するハウジングには、ガス放出孔 1 1が設けられている。

燃焼室 6にガス発生剤層とェンハンサ剤層が設けられることで、ェンハンサ剤とガス発生剤とが密着し、ガス発生剤の充填状況の違いによってェンハンサ剤とガス発生剤との距離の差が生じないため、ガス発生器の性能を安定させることができる。

ハウジング 4は、その他端部 2が閉塞し、端部 3が開放した有底筒状であることが好ましい。端部 3は、好ましくは有底円筒状である。ハウジング 4の外径は、 3 O mm以下が好ましく、 2 O mm以上〜 3 0 mm以下の範囲にあるものがより好ましい。このハウジング 4の円筒部 2 0の厚みとハウジング 4の外径との比は、その円筒部 2 0の厚みを 1とすると、その外径は、好ましくは、 1 . 9〜： L 0 . 7の範囲にあり、より好ましくは、 3〜6 . 8の範囲にある。

ハウジング 4の他端部 2は、丸みを帯びた形状、角ばつた形状等何でも良いが、後述の図面にあるようなポウル形状（第 1図）又は平底形状（第 2図、第 3図）が好ましい。このため、ハウジング内の圧力が上昇した場合であっても、変形することがない。また、他端部 2がこのように閉塞しているため、端部 3のみを封止すればよく、部品点数を減少することができるとともに、封止部分を端部 3の一箇所のみとすることができるため、ガス発生器 1の安全性を高めるとともに、小型化することが可能となる。なお、ハウジング 4は、例えば鉄等の金属で形成されている。

また、ハウジング 4の他端部 2の外周にはガス放出孔 1 1が設けられている。ガス放出孔 1 1は、ガス放出時にインフレ一夕に推進力を生じない位置、例えばフィルタ一室 8の円筒部 2 0に設けることが好ましく、また、複数個設けられていても良く、好ましくは、 4個設けられ、同一外周上に 9 0度毎に 4個設けられるのがより好ましい。ガス放出孔 1 1は、軸方向に 1列のみならず、 2列以上の複数列に設けられていても良い。この場合、ガス放出孔 1 1は、ジグザグ状に設けられていても良い。これらガス放出孔 1 1から、燃焼室 6内でガス発生剤 5の燃焼により発生した高温、高圧のガスが、フィル夕一室 8に装着されているフィルター材 7を通過して、冷却、濾過されて放出される。

仕切り部材 9は、好ましくは、平たい円筒状又は円柱状の形状をし、孔 1 8を有し、フィル夕一室とガス発生剤室（燃焼室）を分けて 2室構造にし、ガス発生剤の燃焼熱によるフィルターの損傷（溶融）を防止している。仕切り部材 9は、例えば、ステンレス、鉄等でできている。

ガス放出孔 1 1のハウジング 4の内周側、仕切り部材 9のどちらか一方又は双方には、例えばアルミニウムテープ等のシール部材 1 6が貼付される。これによりハウジング 4内をシールしている。シール部材 1 6は、仕切り部材 9の上面に貼付され、ガス放出孔側には貼付されていないことが好ましい。シール部材 1 6 が平たい円筒状又は円柱状の形状の場合、その径は、孔 1 8の径よりも 4 mm以上大きいものであっても良い。仕切り部材 9への貼付は、簡便であり、該貼付は、ガス発生器の製造コストの低減になりうる。

ハウジング 4の端部 3には、点火器 1 0を保持するホルダ 1 2が装着されて、ハウジング 4の端部 3を閉鎖している。点火器 1 0としては、塞栓がプラスチック、樹脂で形成されているものが好ましい。これによつて、低コスト化が可能となるからである。もちろん、従来から用いられている、塞栓がガラスで形成されているものを使用することもできる。

点火器 1 0の中には、着火薬が含まれており、着火薬は、好ましくは、ジルコニゥム（Z r )、タングステン (W)、過塩素酸カリウム (K C 1〇₄ ) を成分に持ち、バインダとしてフッ素ゴムや二トロセルロース等を用いたものを使用することが好ましい。また、ジルコニウム、タングステン、過塩素酸カリウムの組成比（重量比）は、 Z r ： W： K C 1〇₄ = 3 ： 3 . 0〜4. 0 ： 3 . 0〜4. 0 が好ましく、 Z r ： W： K C 1〇₄ = 3 ： 3 . 5 : 3 . 5がより好ましい。また、ホルダ 1 2は、ハゥジング 4の端部 3に嵌揷され、ハウジング 4の軸端部 1 3とともにかしめることによって、保持されて、ハウジング 4の端部 3を閉鎖している。

ハウジング 4内には、その他端部 2より、フィルター材 7、ガス発生剤 5、 X ンハンサ剤 1 4、クッション材 1 5の順に充填され、点火器 1 0が力シメ固定されているホルダ 1 2が嵌挿されている。フィル夕一材 7とガス発生剤 5の間に、必要により、仕切り部材 9を設けることができる。

フィルター材 7は、例えば、メリヤス編み金網、平織り金網やクリンプ織り金属線材の集合体によって、例えば円柱状又は円筒状の形状のもの、好ましくは円筒状のものが用いられる。ハウジング 4の他端部 2が丸みを帯びた形状を有するガス発生器（例えば後述する本発明のガス発生器 1 ) では、フィルタ一材 7は、他端部 2に丸みを帯びた形状、好ましくは他端部 2に丸みを帯びた円柱状又は円筒状の形状を有するものが使用される。第 1図では、他端部 2に丸みを帯びた円柱状の形状を有するものが例示される。また、ハウジング 4の他端部 2が平底形状を有するガス発生器では、フィルター材 7は、円筒状又は円柱状の形状を有するものが好ましく、第 2図及び第 3図では、円筒状の形状を有するものが例示されている。このフィルタ一材 7は、ハウジング 4の他端部 2の先端部分に当接して装着されている。そして、ハウジング 4内を区画する金属等によって形成されている仕切り部材 9によってハウジング 4の他端部 2に押えられて固定されている。この仕切り部材 9は、この仕切り部材 9の他端部 2及び端部 3の両側のハウジング 4の外周部分からかしめられる（2箇所のかしめ）ことで、ハウジング 4 内で固定され、ハウジング 4内をフィル夕一室 8と燃焼室 6とに仕切っている。具体的には、ハウジング 4の壁に仕切り部材 9を、その外周端面から 0 . l m m以上くい込むように、八ウンジング 4と仕切り部材 9とを、ハウジング 4の外周面の、仕切り部材 9を跨いだ 2箇所で (例えば 8 0 k N以上のかしめ力で) かしめることにより、密着させる。 <い込ませる長さは.. 該当部を切断して露出させた後、キ一エンス社製の拡大顕微鏡で測定することができる。仕切り部材 9の外周端面の肉厚は 0 . 5〜2 . 5 mmが好ましい。また、仕切り部材 9の本体部の肉厚は 2〜5 mmが好ましい。かしめの間隔は 5〜 1 0 mmの範囲が好ましい。ハウジング 4の肉厚は、好ましくは 1 . 5〜2 . 3 mmである。ハウジング 4では、好ましくは、引張強さ 5 8 5〜7 1 5 N/mm²、降伏点 5 4 0〜 6 7 O N/mm², 伸び 1 8〜 2 6 %の冷間仕上継目無鋼管が、仕切り部材 9では、好ましくは S U S 3 0 4が使用される。

上記のようにかしめられることで、従来の仕切り部材の外周端面を切り欠いて〇—リング等のシール材を装着するという工程を必要としないため低コス卜で、かつ、仕切り部材とハゥジングが確実に固定されるためにアルミニウムシートのようなシール部材と相俟って気密性の高いガス発生器を得ることが可能となる。円筒状の形状を有するフィルタ一材 7の場合、フィルター材 7には、空間 1 9 がフィルタ一材 7を芯をくり抜くように形成されている。サイド用エアバッグ等を膨張させるのに好適に使用される本発明のガス発生器 1では、ガス発生剤 5等の薬剤を比較的多く使用するので、好ましくは仕切り部材 9を用いることによつて、フィル夕一室 8と燃焼室 6とを仕切り、ガス発生剤 5の燃焼熱によるフィルターの損傷を防止することが可能となる。

燃焼室 6内には、好ましくは、ガス発生剤 5及びェンハンサ剤 1 4が、直接接触しつつ、ガス発生剤 5の層とェンハンサ剤 1 4の層の 2層にわけられて充填されている。

ェンハンサ剤 1 4は、クッション材 1 5によって、振動により粉状化しないように保護されている。また、このクッション材 1 5には、点火器 1 0からの火炎の威力を遅延なく、確実にェンハンサ剤 1 4に伝達するための十字状の切欠きが形成されている。クッション材 1 5としては、例えば、セラミックスファイバ一、発泡シリコン等で形成シリコンゴムゃシリコン発泡体等の弹性材を用いて形成することが好ましい。

ガス発生剤 5は、非アジド系組成物であって、例えば燃料と、酸化剤と、添加剤（バインダ、スラグ形成剤、燃焼調整剤）とで構成されるものを使用することができる。

燃料としては、例えば含窒素化合物が挙げられる。含窒素化合物としては、例えばトリァゾール誘導体、テトラゾ一ル誘導体、グァニジン誘導体、ァゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体、ゥレア誘導体アンミン錯体から選ばれる 1種又は 2種以上の混合物を挙げることができる。

トリァゾ一ル誘導体の具体例としては、例えば 5—ォキソ一 1， 2 , 4—トリァゾール、ァミノ卜リアゾール等を挙げることができる。テトラゾール誘導体の具体例としては、例えばテトラゾール、 5—アミノテトラゾール、硝酸アミノテトラゾール、ニトロアミノテトラゾール、 5， 5， —ビ— 1 H—テトラゾ一ル、 5 , 5，一ビー 1 H—テトラゾールジアンモニゥム塩、 5 , 5，一ァゾテトラゾ一ルジグァニジゥム塩等が挙げられる。グァニジン誘導体の具体例としては、例えばグァニジン、ニトログァニジン、シァノグァニジン、トリアミノグァ二ジン硝酸塩、硝酸グァニジン、硝酸アミノグァ二ジン、炭酸グァニジン等が挙げられる。ァゾジカルボンアミド誘導体の具体例としては、例えばァゾジカルボンアミド等が挙げられる。ヒドラジン誘導体の具体例としては、例えば力ルポヒドラジド、力ルポ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が挙げられる。ゥレア誘導体としては、例えばビウレットが挙げられる。アンミン錯体としては、例えばへキサアンミン銅錯体、へキサアンミンコバルト錯体、テトラアンミン銅錯体、テトラアンミン亜鉛錯体等が挙げられる。

これらの含窒素化合物の中でもテトラゾール誘導体及びグァニジン誘導体から選ばれる 1種又は 2種以上が好ましく、特に、ニトログァニジン、硝酸グァニジン、シァノグァニジン、 5—アミノテトラゾール、硝酸アミノグァ二ジン、炭酸グァニジンが好ましい。

ガス発生剤 5中におけるこれら含窒素化合物の配合割合は、分子式中の炭素原子、水素原子及びその他の酸化される原子の数によって異なるが、通常 2 0〜7 0重量％の範囲が好ましく、 3 0〜6 0重量％の範囲が特に好ましい。また、ガス発生剤に添加される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。しかしながら、含窒素化合物の配合割合の絶対数値が、完全酸化理論量より多いと発生ガス中の微量 C O濃度が増大する、一方、含窒素化合物の配合割合の絶対数値が、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 N O X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。酸化剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニゥムから選ばれたカチオンを含む硝酸塩- 亜硝酸塩過塩素酸塩の少なくとも 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夕分野で多用されている酸化剤も用いることができるが、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卜の生成を減少させる等の観点から硝酸塩が好ましい。硝酸塩としては、例えば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシウム、硝酸ストロンチウム、相安定化硝酸アンモニゥム、塩基性硝酸銅等を挙げることができ、硝酸ストロンチウム、相安定化硝酸アンモニゥム、塩基性硝酸銅がより好ましい。

ガス発生剤 5中の酸化剤の配合割合は、用いられる含窒素化合物の種類と量により絶対数値は異なるが、 3 0〜8 0重量％の範囲が好ましく、特に上記の C O 及び N〇_x濃度に関連して 4 0〜7 5重量％の範囲が好ましい。

添加剤であるバインダは、ガス発生剤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。バインダとしては、例えば、力ルポキシメチルセルロースの金属塩、メチルセルロース、ヒドロキシェチルセルロース、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、微結晶性セルロース、グァガム、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、澱粉等の多糖誘導体、ステアリン酸塩等の有機パインダ、二硫化モリブデン、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土、タルク、ベントナイト、ケイソゥ土、力ォリン、シリカ、アルミナ等の無機パインダを挙げることができる。

バインダの配合割合はプレス成形の場合 0〜1 0重量％の範囲が好ましく、押出成形においては 2〜1 5重量％の範囲であることが好ましい。添加量が多くなるに従い成形体の破壊強度が強くなる。ところが、組成物中の炭素原子及び水素原子の数が増大し、炭素原子の不完全燃焼生成物である微量 C 0ガスの濃度が高くなり、発生ガスの品質が低下する。また、ガス発生剤の燃焼を阻害することから、最低量での使用が好ましい。特に 1 5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。

また、添加剤として、バインダ以外の成分としては、スラグ形成剤を配合することができる。スラグ形成剤は、ガス発生剤中の特に酸化剤成分から発生する金属酸化物との相互作用により、ガス発生器 1内のフィルタ一材 7でのろ過を容易にするために添加される。

スラグ形成剤としては、例えば、窒化珪素、炭化珪素、酸性白土、シリカ、ベントナイト系、力オリン系等のアルミノケィ酸塩を主成分とする天然に産する粘土、合成マイ力、合成力オリナイ卜、合成スメクタイト等の人工的粘土、含水マグネシゥムゲイ酸塩鉱物の一種であるタルク等から選ばれるものを挙げることができ、これらの中でも酸性白土又はシリカが好ましぐ特に酸性白土が好ましい。スラグ形成剤の配合割合は 0〜 2 0重量％の範囲が好ましく、 2〜1 0重量％の範囲が特に好ましい。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。

ガス発生剤 5の好ましい組合せとしては、 5—アミノテトラゾール、硝酸ストロンチウム、合成ヒドロタルサイト、及び窒化珪素を含むガス発生剤、または、硝酸グァニジン、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅、酸性白土を含むガス発生剤が挙げられる。

また、必要に応じて燃焼調節剤を添加してもよい。燃焼調整剤としては金属酸化物、フエ口シリコン、活性炭、グラフアイト、或いはへキソ—ゲン、ォクトーゲン、 5—ォキソ—3—ニトロ— 1， 2， 4ートリアゾールといった化合火薬が使用可能である。燃焼調整剤の配合割合は 0〜 2 0重量％の範囲が好ましく、 2 〜1 0重量％の範囲が特に好ましい。多すぎるとガス発生効率の低下をもたらし、また、少なすぎると十分な燃焼速度を得ることができない。

以上のような構成によるガス発生剤 5は、プレス成形或いは押出成形による成形体が好ましく、より好ましくは押出成形体で、その形状としては、例えば、ぺレット状 (一般に、医薬品の 1つの形状である錠剤の形にあたるもの）、円柱状、筒状、ディスク状又は両端が閉鎖された中空体形状等が挙げられる。筒状には、円筒状が挙げられ、円筒状には単孔円筒状、多孔円筒状が挙げられる。両端が閉鎖された中空体形状には、両端が閉鎖された円筒状が含まれる。なお、ガス発生剤 5の成形体の両端が閉鎖された状態とは、両端に開いた孔が外から内への力 2 つによって閉鎖された状態のことをいう。孔は、完全に塞がった状態でも、塞ぎきれていない状態でもいずれでも良い。

この、両端が閉鎖された中空体形状のガス発生剤 5の製造方法の一例を説明する。前記した含窒素化合物、酸化剤、スラグ形成剤及びバインダで構成される非アジド系組成物は、まず、 V型混合機、またはポールミル等によって混合される。更に水、又は溶媒 (例えば、エタノール）を添加しながら混合し、湿った状態の薬塊を得ることができる。ここで、湿った状態とは、ある程度の可塑性を有する状態であり、水又は溶媒を好ましくは 1 0〜 2 5重量％、より好ましくは 1 3〜 1 8重量％含有している状態にあるものをいう。この後、この湿った状態の薬塊をそのまま押出成形機（例えば、ダイス及び内孔用ピンを出口に備えたもの）により、外径が、好ましくは 1 . 4 mm〜4 mmで、より好ましくは 1 . 5 mn！〜 3 . 5 mmであり、内径が、好ましくは 0 . 3 mm〜l . 2 mmであり、より好ましくは 0 . 5 mm〜l . 2 mmの中空筒状成形体に押出成形する。その後、押出成形機で押出された中空筒状成形体を一定間隔で押圧して両端が閉鎖された筒状成形体が得られる。通常は、該中空筒状成形体を一定間隔で押圧した後、それぞれ閉鎖された窪み部分で折るようにして切断した後、通常、 5 0〜6 0 °Cの範囲で 4〜1 0時間乾燥し、次いで、通常、 1 0 5〜1 2 0 °Cの範囲で 6〜1 0時間乾燥という 2段階による乾燥を行うことにより、端部が閉鎖された状態で、内部に空間を有した筒状のガス発生剤を得ることができる。このように得られたガス発生剤の長さは、通常、 1 . 5〜 8 mmの範囲にあり、好ましくは 1 . 5〜7 mmの範囲にあり、より好ましくは 2〜6 . 5 mmの範囲にある。

また、ガス発生剤の線燃焼速度は定圧条件下で測定され、経験的に以下の V i e 1 1 eの式に従う。ここで、 rは線燃焼速度、 aは定数、 Pは圧力、 nは圧力指数を示す。この圧力指数 nは、 Y軸の燃焼速度の対数に対する X軸の圧力の対数プロットによる勾配を示すものである。

本実施形態例に係るガス発生器に用いられるガス発生剤の好ましい線燃焼速度の範囲は、 7 0 k g f / c m2下で 3〜 6 0 mmZ秒であり、より好ましくは 5 〜3 5 mm/秒であり、また、好ましい圧力指数の範囲は n = 0 . 9 0以下、より好ましくは n = 0 . 7 5以下、特に好ましくは n = 0 . 6 0以下である。また-. 線燃焼速度を測定する方法としては-. ストランドバーナ法、小型モータ法、密閉圧力容器法が一般に挙げられる。具体的には所定の大きさにプレス成形した後、表面にリストリク夕一を塗布することにより得られた試験片を用いて、ヒューズ切断法等により、高圧容器中で燃焼速度を測定する。この時、高圧容器内の圧力を変数に線燃焼速度測定し、上記 V i e 1 1 eの式から圧力指数を求めることができる。

ガス発生剤が、非アジド系ガス発生剤形成されているため、使用される原料は人体有害性の小さいものである。また、燃料成分、酸化剤成分を選択することにより、発生ガスモル当たりの発熱量を抑えることができ、ガス発生器の小型、軽量化が可能となる。

以上のように構成されるガス発生剤 5と接して、燃焼室 6内に充填されるェンハンサ剤 1 4は、ェンハンサ剤として、一般に用いられている次のような組成物を含むものが用いられる。 B /KN〇₃に代表される金属粉、酸化剤を含む組成物、含窒素化合物酸化剤 Z金属粉を含む組成物、或いは、前述のガス発生剤 5 と同様の組成物等が挙げられる。含窒素化合物としては、ガス発生剤の燃料成分 (アミノテトラゾール、硝酸グァニジン等）として使用可能なものが挙げられる。酸化剤としては、例えば硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム等の硝酸塩が挙げられる。金属粉としては、例えばホウ素、マグネシウム、アルミ二ゥム、マダナリウム（マグネシウム一アルミニウム合金）、チタン、ジルコニゥム、タングステン等が挙げられる。好ましい組合せとしては、 5—アミノテトラゾール、硝酸カリウム、ホウ素を含むもの、硝酸グァニジン、硝酸カリウム、ホゥ素等を挙げることができる。そして、必要に応じて、成形用バインダを 0〜1 0 %重量含んでもよい。

また、ェンハンサ剤 1 4の形状は、プレス成形或いは押出成形による成形体が好ましく、より好ましくは押出成形体で、その形状は、ペレット状 (一般に、医薬品の錠剤の形にあたるもの）、円柱状、筒状、ディスク状又は両端が閉鎖された中空体形状等が挙げられる。筒状には、例えば円筒状が挙げられ、円筒状には、例えば単孔円筒状、多孔円筒状等が挙げられる。両端が閉鎖された中空体形状には、両端が閉鎖された円筒状が含まれる。ェンハンサ剤 1 4の外径は、 1 mm以上であり、好ましくは l mm〜5 mm、より好ましくは 1〜 3 mmである。ェン八ンサ剤 1 4の高さは、 1 mm〜 5 mmが好ましい。

そして、これらガス発生剤 5及びェンハンサ剤 1 4は、好ましくは、燃焼室 6 内に互いに接触させて充填されている。このため、ガス発生剤 5の充填状況の違いによるェンハンサ剤 1 4とガス発生剤 5との距離の差が生じないため、ガス発生器 1の性能を安定させることができる。また、ェンハンサ剤 1 4を好ましくは円柱状とすることで、粉状や顆粒状に比べ、ェンハンサ剤 1 4が充填される時に、ガス発生剤 5の隙間に入って行きにくいために運搬中や、自動車等に取り付けた後であっても、燃焼室 6内で、これらが混合することを抑制できる。また、ェンハンサ剤 1 4の成形体とガス発生剤成形体とを同程度の大きさとすることにより、両者の混合をより抑制できる。このため、ガス発生器の性能をより確実に安定なものとすることができる。次に、ガス発生器 1の作動を説明する。衝突センサが自動車の衝突を検出すると、ガス発生器 1は、点火器 1 0に信号を送り、発火させる。点火器 1 0の火炎は、クッション材 1 5を破裂、開口した後、燃焼室 6内に噴出して、ェンハンサ剤 1 4に着火し、ガス発生剤 5を強制的に着火燃焼させることで、高温ガスを発生させる。このガス発生剤 5の着火燃焼は、ハウジング 4の端部 3からフィルター材 7側へ順次移行される。

燃焼室 6内での燃焼が進んで、燃焼室 6が所定内圧まで上昇すると、燃焼室 6 内で発生した高温ガスは、孔 1 8を通り、フィルター材 7内へ入り、ハウジング 4に流入し、ここでスラグ捕集と冷却を経て、清浄なガスとなる。この清浄なガスは、ガス放出孔 1 1から放出される。

これによつて、ガス放出孔 1 1から放出される十分に冷却された清浄なガスは、エアベルトやエアバッグ等の内部に直接導入され、瞬時に、膨張する。

次に、本発明に係る第 2の実施形態であるガス発生器 1 7を第 2図を用いて説明する。本発明に係るガス発生器 1 7が、第 1図に示す第 1の実施形態に係るガス発生器 1と異なる点は、ハウジングの他端部 2が平底形状になっている点及びフィルター材 7が円筒状になっている点である。このようにしても、本発明のガス発生器 1と同じように、他端部 2が閉塞しているため端部 3のみを封止すればよく、部品点数を減少することができるとともに、封止部分を端部 3の一箇所のみとすることができるため、ガス発生器の安全性を高めるとともに、小型化することが可能となる。

また、本発明のガス発生器 1 7では、燃焼室 6内で発生した高温ガスが、孔 1 8を通り、フィルタ一材 7の空間 1 9へ入り、フィルター材 7を通過して、スラグ捕集と冷却を経て、清浄なガスとなり、ガス放出孔 1 1から放出される。ガス発生器 1 7では、フィルター材 7が円筒状になっているため、ガスの通過路表面積が増大することによりフィルター材 7の冷却効率が高くなる。この結果フィルター材 7の重量を低減することができ、よりガス発生器の軽量化が可能となるという効果が期待できる。なお、本実施形態例において、前述の第 1の実施形態例におけるガス発生器 1と共通する部位については、同じ符号を用いて、詳細な説明は省略する。次に、本発明に係る第 3の実施形態であるガス発生器 4 5を図 3を用いて説明する。なお、本発明に係る第 3の実施形態において、前述の第 1の実施形態例におけるガス発生器 1、第 2の実施形態例におけるガス発生器 1 7と共通する部位については、同じ符号を用いて、詳細な説明を省略する。

本発明に係るガス発生器 4 5が、第 1図に示す第 1の実施形態に係るガス発生器 1と異なる点は、ハウジングの他端部 2が平底形状になっている点、フィルター材 7が円筒状になつている点及びガス放出孔 1 1が軸方向に 2列に設置されている点である。また、第 2図に示す第 2の実施形態に係るガス発生器 1 7と異なる点は、ガス放出孔 1 1が軸方向に 2列に設置されている点である。

このようにしても、本発明のガス発生器 1、 1 7と同じように、他端部 2が閉塞しているため、端部 3のみを封止す lばよく、部品点数を減少することができるとともに、封止部分を端部 3の一箇所のみとすることができるため、ガス発生器の安全性を高めるとともに、小型化することが可能となる。

また、本発明のガス発生器 4 5では、ガス放出孔 1 1力方向に 2列に設置されていることにより、ハウジング 4内で発生したガスが、集中することなく放出されるため、フィルタ材 7の損傷を抑制する。また、フィルタ材 7を広い範囲で使用することができ、フィル夕材 7を効率良く利用することができる。

本発明のガス発生器 1、 1 7 4 5は、サイド（側面衝突）用ガス発生器として好適に用いられる。

ガス発生器に使用する両端が閉鎖された中空体形状のガス発生剤の製造例硝酸グァニジン 4 3 . 5重量％、硝酸ストロンチウム 2 5重量％、塩基性硝酸銅 2 5重量％、酸性白土 2 . 5重量％、ポリアクリルアミド 4重量％の組成で混合した組成物に、エタノール 3重量％と、水 1 3重量％を加えて混合、混練し、混練塊にして、出口に内径 2 mmのダイスと外径 0 . 5 mmの内孔用ピンを備えた押出機にて、押出圧 8 MP aで押出して、押出棒状の成形体を引取りベルトで引取りながら、成形用歯車間に送り出し、成形用歯車の凸歯によって 4. 4mm の間隔で窪み部分を形成するようにし、その窪み部分で折るようにして切断した後、 5 5 °Cで 8時間乾燥し、次いで 1 1 0 °Cで 8時間乾燥し、ガス発生剤とした。産業上の利用可能性

本発明のガス発生器によれば、ガス発生器が小型化、軽量化した場合であっても、安全に、ガス発生剤の燃焼によって生ずる高温ガスを十分に冷却して放出することが可能となる。また、燃焼室内に、ェンハンサ剤とガス発生剤を充填することにより、ェンハンサ剤とガス発生剤とが密着し、ガス発生剤の充填状況の違いによってェンハンサ剤とガス発生剤との距離の差が生じないため、ガス発生器の性能を安定させることができる。

Claims

請求の範囲

1.筒状ハウジング（4)内に、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤（5) が充填される燃焼室（6) と、フィルター材（7) が装着されるフィル夕一室（8) と、前記ハウジング（4) の端部（3) に装着され、前記燃焼室（6) 内のガス発生剤（5) を着火燃焼させる点火器（10) と、を有してなるガス発生器（1) であって、前記燃焼室（6) と前記フィルター材（7) が装着される前記フィルタ一室（8) とを区画する仕切り部材（9) を有し、前記燃焼室（6) 内に、ェンハンサ剤（14) が充填されていることを特徴とするガス発生器。

2. 前記ェンハンサ剤 (14) が前記点火器 (10) 側に充填されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のガス発生器。

3. 前記ェンハンサ剤 (14) が、成形体であることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のガス発生器。

4. 前記燃焼室 (6) 内に、ガス発生剤 (5) とェンハンサ剤 (14) とが直接接触するように充填されていることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第

3項のいずれか一項に記載のガス発生器。

5. 前記ガス発生剤（5) が両端が閉鎖された中空体形状又は円柱状であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか一項に記載のガス発生器。

6. 前記仕切り部材 (9) は、孔 (18) を有し、該孔 (18) は、シール部材 (16) で封鎖されていることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか一項に記載のガス発生器。

7. ガス放出孔 (11) が、前記フィルタ一室 (8) の円筒部（20) に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 6項のいずれか一項に記載のガス発生器。

8. 前記仕切り部材（9) が、ハウジング（4) の外周部分からかしめられることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれか一項に記載のガス