JP2002337655A

JP2002337655A - エアバック用ガス発生器

Info

Publication number: JP2002337655A
Application number: JP2001144180A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Kubo; 大理久保; Seigo Taguchi; 征吾田口; Hidefumi Sato; 英史佐藤; Hiroyuki Ochi; 博之越智
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はフィルタ部材の有効利用が図られたガ
ス発生器の提供。【解決手段】ハウジング内を燃焼室と冷却室とに画成す
る隔壁に冷却室に向かって一部あるいは全部が縮径した
ノズルを設けたガス発生器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス発生器、特に自
動車のエアバックを作動させるに好適なガス発生器に関
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
保護するための安全装置の１つとして、エアバックが知
られている。このエアバックは、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。このガ
ス発生器の形状としては、主に運転席に対して用いられ
るディスク状、また、助手席や側面衝突に対して用いら
れるシリンダ状（長尺円筒状）が挙げられる。このシリ
ンダ上のガス発生器としては、例えば、図７（特開平７
−６１３１７号公報参照）に示すように、長尺円筒状の
ハウジング１０１の一端に設けられる点火手段１０２
と、該点火手段１０２に隣設してガス発生剤１０６が装
填される燃焼室１０４と、該燃焼室１０４に仕切板１０
３を介して隣設して中空円筒状のフィルタ部材１０７が
配置される冷却室１０５とを備え、冷却室１０５の周部
にガス放出孔１０８が設けられているガス発生器が知ら
れている。このガス発生器の作動は、まず点火手段１０
２を発火させることにより燃焼室１０４内のガス発生剤
１０６を着火し、ガス発生剤１０６から発生したガス
は、仕切板１０３に設けられたガス通過孔１０９を通じ
て冷却室１０５に流入する。冷却室１０５に流入したガ
スはフィルタ部材１０７によるスラグ捕集と冷却を経て
ガス放出孔１０８より、ガスを放出するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのガス発生器
では、燃焼室１０４から冷却室１０５に流入するガスの
向きＡに対して冷却室１０５からガス発生器外へ放出さ
れるガスの向きＢがほぼ垂直となっているため、冷却室
１０５に流入したガスはハウジング１０１の底部１０１
ａにまず衝突し、フィルタ部材１０７への流入が低部１
０７ａ付近に集中してしまい、効率的にフィルタ部材１
０７を利用することが困難となる。更に、部分的にフィ
ルタ部材が使用されるため、最悪の場合、局所的にフィ
ルタ部材が溶融し、ガス発生器外部へ高温のガスが漏出
するおそれがあった。そのため、これらを防止するため
に、フィルタ部材の重量増加を招き、ガス発生器は大型
化していた。本発明はフィルタ部材の有効利用が図られ
たガス発生器の提供を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、隔壁には冷却室に向か
って一部あるいは全部が縮径したノズルを設け、燃焼室
と冷却室とが該ノズルに設けられた開口部によって連通
させることを見出し本発明に至ったものである。即ち、
本発明は、（１）長尺円筒状のハウジングの少なくとも
一端に設けられる点火手段と、前記点火手段に隣設され
ガス発生剤が装填される燃焼室と、前記燃焼室に隔壁を
介して隣設され中空円筒状のフィルタ部材が配置される
冷却室とを備え、冷却室の周部にガス放出孔が設けられ
ているガス発生器であって、前記隔壁には前記冷却室に
向かって一部あるいは全部が縮径したノズルを設けら
れ、前記燃焼室と前記冷却室とが前記ノズルに設けられ
た開口部によって連通していることを特徴とするガス発
生器、（２）前記ノズルは、前記開口部の面積、および
開口部が開口する方向により、任意にノズルを通過する
ガスを流量、方向が調整できるように設計される（１）
に記載のガス発生器、（３）前記開口部の開口軸上に、
前記フィルタ部材が存在しない（１）又は（２）に記載
のガス発生器、に関する。

【０００５】本発明において用いられるノズルは、燃焼
室で発生した高温、高圧のガスを、冷却室へ導入する際
に多方向へ拡散させる効果を有するものである。これに
より、冷却室へ流れ込むガスの流れが多数存在すること
になり、ハウジングの底部に衝突しフィルタ部材の底部
付近に流れ込むガスの割合を減少せしめ、フィルタ部材
が効果的に使用されるようになる。即ち、燃焼室から発
生したガスは、燃焼室から軸方向に隣接する冷却室へ、
隔壁のノズルに設けられた開口部を経て導入されるが、
ノズルに設けられた開口部は冷却室に向う軸方向から９
０°の角度範囲内で開口され、開口部の面積、開口する
方向を調整して、冷却室内のガスの流れを規制する。こ
れにより、冷却室内には一種の乱流状態が存在し、フィ
ルタ部材全体を効率よく通過し、ガス発生器外部へガス
を放出するようになる。好ましくは、ノズルに設けられ
る開口部は、軸方向からそれる角度成分を含む角度（０
°を含まない９０°までの角度）に開口されたものであ
るが、一部の開口部は冷却室に向う軸方向に設けられて
いてもよく、その場合、その軸方向に開口する開口部の
開口面積はノズルに設けられた開口部の総開口面積に対
して５０％以下とするのが好ましく、３０％以下とする
のが更に好ましい。また、所望により、開口部の一部を
９０℃を超える角度、即ち、ノズルから燃焼室側に向か
う方向に設けてもよい。

【０００６】ノズルは冷却室にむかって一部あるいは全
部が縮径した形状を有しており、具体的な形状の例とし
ては、円錐状、半球状、プリンカップ状や、これらの２
以上の組み合わせや、これらと円柱形状との組み合わせ
などが挙げられる。

【０００７】ノズルには、任意の位置に開口部が設けら
れ、燃焼室と冷却室を連通し、燃焼室で発生したガスを
冷却室へ導入する。開口部は、ノズルに少なくとも２つ
以上設け、２方向以上へガスを拡散するようにするのが
好ましい。

【０００８】また、それぞれの開口部の面積比を規定す
ることで、それぞれの方向に対するガスの通過量が制限
でき、以って冷却室内のガスの流れを調整できる。さら
に、開口部の開口する方向にフィルタ部材が存在しない
ようするのが好ましい。これにより、燃焼室から開口部
を経て冷却室に噴出するの高温、高圧ガスが直接、フィ
ルタ部材に接触しないようにすることができ、以ってフ
ィルタ部材の溶融などが有効に防止でき、高温のガスの
局所的な漏出等が防ぐことができる。またそれぞれの開
口部はすべて同一の形状でなくてもよく、所望に応じて
設計することができる。

【０００９】ノズルは、燃焼室より発生したガスを受け
ても、破断しないような強固な素材、形状が好ましい。
素材としては、鉄、ＳＵＳ、アルミニウムのような剛体
より構成されるのがよい。

【００１０】さらに、燃焼室とノズルの間には、オリフ
ィスが設けられた隔壁（以下、ノズルが設けられる隔壁
と区別するために燃焼室側隔壁と称する場合がある。）
を配置し、このオリフィスの面積により、燃焼室のガス
発生剤の燃焼をコントロールする形態がよく、種々のガ
ス発生剤の採用に際して容易にガス発生器の出力の調整
などを行うことができる。ノズル内隔壁のオリフィスの
面積は、ガス発生剤が適正な燃焼速度を持つように調整
され、用いられるガス発生剤の組成、形状等によってオ
リフィスの面積を変化させる。通常、ガス発生剤の燃焼
速度が速い場合や、ガス発生剤表面積が大きい場合に
は、オリフィスの面積をより大きくし、ガス発生剤の燃
焼速度が遅い場合や、ガス発生剤表面積が小さい場合に
は、オリフィスの面積をより小さくするようにする。ま
た、極端にオリフィスの面積が小さい場合は、燃焼室内
部圧力が急上昇し、ガス発生器を破壊する恐れがあるた
め好ましくない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明に
かかるガス発生器の実施の形態を説明する。

【００１２】図１に示すガス発生器Ｇ１は

【００１３】（実施形態例の説明）次に、本発明の他の
実施形態におけるガス発生器について、図１〜６を参照
しつつ説明する。

【００１４】図１に本発明の実施形態例に係るガス発生
器の断面図を示す。図１において示すガス発生器Ｇ１
は、主として助手席用のエアバッグを膨張展開させるも
のである。

【００１５】ガス発生器Ｇ１は、両端が閉鎖された長尺
円筒状ハウジング１と、ハウジング１の一方の軸端部に
装着される点火手段２と、ハウジング１内を点火手段２
に隣接する燃焼室４と冷却室５とに区画する仕切板３
（前記の燃焼室側隔壁）と、仕切板３に隣接し冷却室５
側に設けられた隔壁１０とを備えてなる。

【００１６】ハウジング１は、両端が開口する外筒材の
両端を閉塞したものであり、一端１ｂ側に点火手段２が
設けられている。そして、ハウジング１の内部の密封空
間は、仕切板３および隣接した隔壁１０によって燃焼室
４と冷却室５の２室に区画されている。そして、燃焼室
４内にはガス発生剤６が、冷却室５には中空円筒状のフ
ィルタ部材７がそれぞれ配置されている。

【００１７】仕切板３は、段付部３ａを有するオリフィ
スが設けられており、このオリフィスによってハウジン
グ１の軸心上にガス通過孔９が形成され、このガス通過
孔９によって、燃焼室４と冷却室５とが連通可能となっ
ている。仕切板３は、ハウジング１の所定位置に、ハウ
ジング１の外筒材部を外周側よりかしめて固定された後
に溶接されている。ガス通過孔９は、仕切板３に貼着さ
れるアルミ等の金属箔により形成されたバーストプレー
ト２５により閉鎖されており、バーストプレート２５は
燃焼室４内の防湿と燃焼時の内圧調整の役割を果たす。

【００１８】隔壁１０は図２にも示すように、隔壁１０
の軸中心にプリンカップ状のノズル１１が一体に形成さ
れている。ノズル１１は、冷却室５に向かって縮径しつ
つ突出するテーパー部１３とテーパー部１３の冷却室側
端面を塞ぐ底面部１４とからなり、テーパー部１３と底
面部１４には複数の開口部１２が形成されている。そし
て、冷却室５に向かう軸方向に開口する開口部１２の開
口面積は、ノズル１１に設けられた開口部１２の総開口
面積に対して３０％以下とされている。また、隔壁１０
の外周部にはハウジング１の内周に沿って突出する筒状
部１０ａが一体的に備えられており、筒状部１０ａの先
端にはリング状部１０ｂが形成されている。

【００１９】冷却室５側には、冷却室５内とガス発生器
Ｇ１外とを連通する複数のガス放出孔８が形成されてい
る。各ガス放出孔８は、ハウジング１の外周部に軸方向
及び周方向に所定間隔ごとに形成されている。

【００２０】点火手段２は、通電により発火するスクイ
ブ２１と、スクイブ２１からの火炎により発火し、より
強力な火炎を発することによりガス発生剤６を着火させ
る伝火薬部材２２とからなる。伝火薬部材には燃焼室４
内に突出する棒状部が備えられており、棒状部の周方向
に伝火孔２２ａが形成されており、伝火薬部材からの火
炎が伝火孔２２ａから噴出するようになっている。

【００２１】フィルタ部材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
って安価に製作される。フィルタ部材７は隔壁１０のリ
ング状部１０ｂからハウジングの底部１ａまでの略全域
に設けられており、ハウジング１の底部１ａに向かって
押さえつけるように固定されている。そして、燃焼室４
内のガス発生剤６の燃焼によって生じたガスは、フィル
タ部材７を通じてガス発生器Ｇ１外に放出されるように
なっている。また、ノズル１１の開口部１２からの垂直
に投影した範囲Ｃにはフィルタ部材７が存在しないよう
にされている。

【００２２】燃焼室４には、円筒状の間切材２３が、伝
火薬部材２２の外周部と仕切板３の段付部３ａに亘って
嵌合されており、間切材２３外周とハウジング１の内周
との間にガス発生剤６が充填されている。そして、間切
材２３は、平織り金網で構成されており、ガス通過孔
９、ガス放出孔８に対して、十分な開口目開きを有して
いる。

【００２３】次に、ガス発生器Ｇ１の作動について、図
１により説明する。

【００２４】衝突センサが自動車の衝突を検出すると、
図１に示すように、ガス発生器Ｇ１の点火手段２のスク
イブ２１を通電発火させる。スクイブ２１の火炎によっ
て、伝火薬部材２２が発火され、伝火孔２２ａから火炎
等の熱及び高温ガスが燃焼室４内に噴出し、これが間切
材２３を通じて、ガス発生剤６が着火燃焼させ、ガスの
発生が開始される。ガス発生剤６の燃焼により生じたガ
スは再び間切材２３を通じて間切材２３の内周に噴出
し、燃焼室４内の圧力が上昇する。やがて、燃焼室４内
の圧力が所定圧力に達すると、仕切板３に設けられたバ
ーストプレート２５が破裂する。そして、ガスは、仕切
板３に設けられたガス通過孔９、およびノズル１１に設
けられた開口部１２を通じて、冷却室５内に流入する。

【００２５】この時、ガス流はノズル１１の複数の開口
部１２により拡散された状態で冷却室５に流入すること
になる。冷却室５内に拡散、流入した高温ガスは、冷却
室５のフィルタ部材７の中空部から、フィルタ部材７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、ハウジング１に設けられたガス放出孔８通じてガス
発生器Ｇ１外に放出される。これにより、フィルタ部材
７はフィルタ部材７の底部付近７ａに集中することなく
は軸方向全域にわたって有効に利用される。

【００２６】次に、本発明の他の実施形態におけるガス
発生器について、図３を参照しつつ説明する。

【００２７】図３に示すガス発生器Ｇ２において、図１
に示すガス発生器Ｇ１と異なる点は、ノズルが半球状を
している点である。その図１に示すガス発生器Ｇ１と同
様であるため、同じ符号を付して詳細説明を省略する。

【００２８】隔壁１０には図４にも示すように、隔壁１
０の軸中心に半球状のノズル３１が一体に形成されてい
る。ノズル３１は、冷却室５に向かって縮径しつつ突出
する半球部３３からなり、半球部３３には複数の開口部
３２が形成されている。そして、冷却室５に向かう軸方
向に開口する開口部３２の開口面積は、ノズル３１に設
けられた開口部３２の総開口面積に対して３０％以下と
されている。

【００２９】図３に示すガス発生器Ｇ２は以上の構成で
あるので、作動に際し、ノズル３１の複数の開口部３２
から軸心方向から散乱させるように燃焼室４から冷却室
５へガスが噴出されるため、拡散された状態で冷却室５
に流入することになる。冷却室５内に拡散、流入した高
温ガスは、冷却室５のフィルタ部材７の中空部から、フ
ィルタ部材７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、ハウジング１に設けられたガス放出
孔８通じてガス発生器Ｇ２外に放出される。これによ
り、フィルタ部材７はフィルタ部材７の底部付近７ａに
集中することなくは軸方向全域にわたって有効に利用さ
れる。

【００３０】次に、本発明のさらに他の実施形態におけ
るガス発生器について、図５を参照しつつ説明する。

【００３１】図５に示すガス発生器Ｇ３において、図１
に示すガス発生器Ｇ１と異なる点は、ノズルがスカート
付き円筒状をしている点である。その図１に示すガス発
生器Ｇ１と同様であるため、同じ符号を付して詳細説明
を省略する。

【００３２】隔壁１０には図６にも示すように、隔壁１
０の軸中心にスカート付き円筒状のノズル４１が一体に
形成されている。ノズル４１は、冷却室５に向かって縮
径しつつ突出するスカート部４３とスカート部４３の端
部よりさらに冷却室５に向かって突出する円筒部４４と
の円筒部４４の冷却室側端面を塞ぐ底面部４５とからな
り、スカート部４３と円筒部４４と底面部４５には複数
の開口部４２が形成されている。そして、冷却室５に向
かう軸方向に開口する開口部４２の開口面積は、ノズル
４１に設けられた開口部４２の総開口面積に対して３０
％以下とされている。

【００３３】図５に示すガス発生器Ｇ３は以上の構成で
あるので、作動に際し、ノズル４１の複数の開口部４２
から軸心方向のみならず周方向にも燃焼室４から冷却室
５へガスが噴出されるため、拡散された状態で冷却室５
に流入することになる。冷却室５内に拡散、流入した高
温ガスは、冷却室５のフィルタ部材７の中空部から、フ
ィルタ部材７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、ハウジング１に設けられたガス放出
孔８通じてガス発生器Ｇ３外に放出される。これによ
り、フィルタ部材７はフィルタ部材７の底部付近７ａに
集中することなくは軸方向全域にわたって有効に利用さ
れる。

【００３４】なお、以上のガス発生器Ｇ１〜Ｇ３におい
ては、ガス発生剤６を、燃焼室４内に円筒状の間切材２
３を設け、間切材２３外周とハウジング１の内周との間
に装填する形態にて説明を行ったが、本発明のガス発生
器はこれに限定されるものではなく、燃焼室４内の略全
域にガス発生剤６を装填してもよい。また、ガス発生器
Ｇ１では、ノズル１１の開口部１２の開口軸上にフィル
タ部材７を配置させないために、隔壁１０に一体に筒状
部１０ａとリング状部１０ｂを設けているが、別部材に
てファイル部材とノズルの開口部との位置関係を調整す
ることもできる。また、あえてこのような部材を設ける
必要もなく、その場合、フィルタ部材７はハウジングの
底部１ａから隔壁１０までの略全域に設けることがで
き、冷却室容積を有効に利用することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明のガス発生器によると、ハウジン
グ内を燃焼室と冷却室とに画成する隔壁に、冷却室に向
かって一部あるいは全部が縮径したノズルを設け、ノズ
ルに設けられた開口部によって燃焼室と冷却室とを連通
させることにより、中空円筒状のフィルタ部材を軸方向
全域にわたって有効利用できるようになる。そのため、
最小限のフィルタ部材でガスのスラグ捕集や冷却が可能
となり、以ってガス発生器の小型化に寄与することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる一実施形態であるガス発生器Ｇ
１の概略断面図である。

【図２】本発明に係わる一実施形態であるガス発生器Ｇ
１に用いたノズルの概略斜視図である。

【図３】本発明に係わる一実施形態であるガス発生器Ｇ
２の概略断面図である。

【図４】本発明に係わる一実施形態であるガス発生器Ｇ
２に用いたノズルの概略斜視図である。

【図５】本発明に係わる一実施形態であるガス発生器Ｇ
３の概略断面図である。

【図６】本発明に係わる一実施形態であるガス発生器Ｇ
２に用いたノズルの概略斜視図である。

【図７】従来のガス発生器の概略断面図である。

【符号の説明】

Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ガス発生器１ハウジング２点火手段３仕切板４燃焼室５冷却室６ガス発生剤７フィルタ部材８ガス放出孔９ガス通過孔１０隔壁１０ａ筒状部１０ｂリング状部１１、３１、４１ノズル２１スクイブ２２伝火薬部材２５バーストプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤英史兵庫県姫路市豊富町豊富3902−39 (72)発明者越智博之兵庫県姫路市豊富町豊富3902−39 Ｆターム(参考） 3D054 DD13 DD15 DD18 DD28 4F033 BA01 CA01 DA05 EA01 HA05 JA06 4G068 DA08 DB30 DC05 DD20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺円筒状のハウジングの少なくとも一端
に設けられる点火手段と、前記点火手段に隣設されガス
発生剤が装填される燃焼室と、前記燃焼室に隔壁を介し
て隣設され中空円筒状のフィルタ部材が配置される冷却
室とを備え、冷却室の周部にガス放出孔が設けられてい
るガス発生器であって、前記隔壁には前記冷却室に向か
って一部あるいは全部が縮径したノズルを設けられ、前
記燃焼室と前記冷却室とが前記ノズルに設けられた開口
部によって連通していることを特徴とするガス発生器。
【請求項２】前記ノズルは、前記開口部の面積、および
開口部が開口する方向により、任意にノズルを通過する
ガスを流量、方向が調整できるように設計される請求項
１に記載のガス発生器。
【請求項３】前記開口部の開口軸上に、前記フィルタ部
材が存在しない請求項１又は２に記載のガス発生器。