JP5611840B2 - エアバッグ装置用ガス発生器 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるエアバッグ装置、特に、エアバッグに対して膨張ガスを供給するガス発生器に関する。

自動車等の車両には、衝突事故等が発生した際に乗員が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又は死亡することを防ぐために、ガスによりバッグを急速に膨張させ、搭乗者の危険な箇所への衝突を防ぐエアバッグシステムが搭載されている。エアバッグは、ガス発生器から供給される膨張ガスによって展開する構造となっている。

特許文献１には、従来のエアバッグ用ガス発生器の一例が開示されている。
従来のガス発生器は、電気信号によって点火するイニシエータと；イニシエータで発生した火炎を増幅しガス発生剤に伝えてガス発生剤への着火を促進する着火薬イグナイタと；膨張ガスを発生するガス発生剤の３つの火薬を使用していた。これらの火薬は、各々、個別に機能が与えられており、別個の容器に収納または保持されているため、構造が複雑であった。

上記のような問題を解決するために、着火薬イグナイタを予めイニシエータに組み込んだガス発生器が提案されている。

図３は、シングルステージタイプのインフレータ１の構造の一例（例えば、特許文献２）を説明する断面図である。２はディフューザ２ａとアダプター２ｂとベース２ｃによって構成されたハウジングであり、このハウジング２に、例えば以下の構成要素が内装されている。

３は電気信号によって点火するイニシエータ、４はこのイニシエータ３とガス発生剤７を区画するチューブであり、共にアダプター２ｂに取付けられている。前記チューブ４の内側には、着火薬５を収納したカップ６が配置されており、前記イニシエータ３の着火エネルギーにより前記カップ６内の着火薬５が燃焼し、ガス発生剤７の全体に熱粒子を行き渡らせて瞬時に大量のガスを発生させる。

発生したガスは、ハウジング２の側壁部内周側に沿って配置されたフィルタ８を通り、ディフューザ２ａの側壁に設けられたガス噴出孔２ａａに貼られたアルミフォイル９を突き破って噴出し、エアバッグを展開させる。

このような構成のインフレータは、イニシエータと着火薬とガス発生剤の３つの火薬を使用し、これら３つの火薬にはそれぞれ個別の機能が与えられていた。従って、これら３つの火薬を収納する容器も個別に必要であった。

エアバッグを展開させるガスの発生量は、ガス発生剤の量で決定される。従って、前記構成のインフレータの場合、着火薬とカップ、及びその隔壁であるチューブが占める容積分の空間だけ、ガス発生剤を装填する空間が制限され、ガスの発生量も制約を受けることになる。

３つの火薬を収納する容器を個別に用意することを改善するために、図４に示すように、予め着火薬５を内部に組み込んだ大型のイニシエータ３を用い、カップとチューブを省略したインフレータ１もある。

しかしながら、ガス発生剤を十分に着火させるには、前記構成のインフレータとほぼ同量の着火薬をイニシエータ内に装填する必要がある。従って、イニシエータがきわめて大型になるので、ガス発生剤を装填する空間が制限されることに変わりはない。

ガス発生剤７としては、基本的に円柱状又は中空円筒状のものが多く用いられている。円柱状のガス発生剤は、製造工程も簡易で且つ装填密度も高いことから、小型軽量且つ安価なガス発生器を得ることができる。

図４に示す構造のガス発生器において、ガス発生剤７を十分に着火させるには、従来の着火薬イグナイタとほぼ同量の着火薬をイニシエータ３内に装填する必要があり、非常に大型のイニシエータが必要であった。このため、イニシエータ３自体の構造と製造工程が複雑になり、コストアップを引き起こしていた。

ところで、着火薬としては、ボロン硝石、硝酸ストロンチウム、テフロンマグネシウム等の燃焼熱量が大きい火薬類が選択される。しかしながら、大型イニシエータ内に装填される着火薬として、これらの火薬を用いた場合、着火薬の燃焼後に、ガス発生剤が燃焼を開始してインフレータからガスが排出されるまでに時間遅れが生ずることがあった。

特開平５−３１７６８５号公報 特開２００８−１０５６１８号公報

本発明は、上記のような状況に鑑みて成されたものであり、小型軽量且つ安価なエアバッグ装置用ガス発生器を提供することを第１の目的とする。

また、着火遅れの問題を回避又は低減できるエアバッグ用ガス発生器を提供することを第２の目的とする。

本発明に係るエアバッグ装置用ガス発生器は、所定の着火薬を収容し、車両の衝撃によって作動する展開起動用のイニシエータと；燃焼してエアバッグを膨張させる主ガスを発生させる主ガス発生剤と；前記主ガス発生剤を収容する主ガス発生室と；前記イニシエータを収容し、前記主ガス発生室の内部に設けられた副ガス発生室と；前記副ガス発生室に収容された副ガス発生剤とを備える。

好ましくは、前記イニシエータの作動時に衝撃波を発生させ、当該衝撃波によって前記副ガス発生剤を粉砕し、燃焼させ、当該燃焼によって前記主ガス発生剤を点火する構造とする。

また、イニシエータの内部には、衝撃波を伴う火薬類としてＺＰＰ（Zirconium
Potassium Perchlorate)または、ＴＨＰＰ（Titanium Hydrarate
Potassium Perchlorate)等を適当量装填したものを用いることができる。これにより、副ガス発生剤を粉砕し瞬時に燃焼させることができ、更に主ガス発生剤を遅滞無く確実に燃焼させることができるため、ガス発生器から素早くガスを排出することが可能となる。

前記主ガス発生剤と前記副ガス発生剤とは同一の物とすることができる。

前記主ガス発生剤と前記副ガス発生剤は、硝酸塩系のガス発生剤とすることができる。

前記イニシエータの着火薬と前記副ガス発生剤との重量比率を、１：５〜２７．５とすることが好ましい。

また、前記副ガス発生剤と前記主ガス発生剤との重量比率が、１：５．５〜１３．５とすることが好ましい。

また、前記副ガス発生室に、燃焼ガスが通り抜ける孔を設けることが好ましい。

更に、前記主ガス発生室及び前記副ガス発生室の上部を覆う中蓋を備えることが好ましい。

以上のように、本発明に係るガス発生器によれれば、副ガス発生室内にもガス発生剤が収容されるため、インフレータ全体の容積に対するガス発生量が増加し、その結果、インフレータの小型、軽量化、低コスト化を図ることができる。

また、副ガス発生室内に装填した副ガス発生剤が、イニシエータの衝撃波によって粉砕し、且つ、熱ガスによって着火する構造とすれば、迅速にまた確実に燃焼する。更に、副ガス発生剤の燃焼によって生じる高速・高温のガスによって主ガス発生剤が遅滞無く確実に燃焼することになる。このように、主ガス発生室内のガス発生剤が、遅滞無く確実に燃焼するため、インフレータから膨張ガスが排出されるまでの時間の遅れを最小限に抑えることが可能となる。

図１は、本発明の第１実施例に係るインフレータの断面図である。 図２は、６０リットルの燃焼試験用タンクにおけるインフレータ燃焼試験のタンク内圧の上昇の様子を示した図である。 図３は、特許文献１で開示されたインフレータの断面図である。 図４は、従来の他のインフレータの断面図である。 図５は、本発明の第２実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（運転席用シングルタイプ）の構造を示す断面図である。 図６は、本発明の第２実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器に使用されるイニシエータの構造を示す断面図である。 図７は、本発明の第１実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器の特性を示すグラフである。 図８は、図７の一部を拡大した（詳細に示す）グラフである。 図９は、本発明の第３実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（助手席用シングルタイプ）の構造を示す断面図である。 図１０は、本発明の第４実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（運転席用デュアルタイプ）の構造を示す断面図である。 図１１は、本発明の第５実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（助手席用デュアルタイプ）の構造を示す断面図である。 図１２は、本発明の第６実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（ハイブリッドタイプ）の構造を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の第１実施例に係るインフレータの断面図である。着火薬は、イニシエータからの点火熱で着火して、その熱量を増幅し主なガス発生剤またはプロペラントの燃焼を開始させる。その代表的な組成は、例えばボロン硝石系（ＢＫＮＯ３）の物質からなる。ガス発生剤は、燃焼して主にガスを発生させる。その代表的な組成は、例えば硝酸グアニジン系からなる。

イニシエータによる着火時、着火薬は「火」と「金属熱粒子」を発生する。一方、ガス発生剤は、「火」と「金属熱粒子」と「ガス」を発生するが、着火薬に比べて燃えにくい。

発明者らは、前記特性を逆に生かし、同じインフレータ容積であっても、ガスを多く発生させ、より高出力化を図ることを考えた。

インフレータの容積を変えずにガスを多く発生させるためには、着火薬に換えてガス発生剤を使用すればよい。しかしながら、ただ単に着火薬をガス発生剤に置き換えただけでは、ガス発生剤を確実に燃焼させることが難しい。

そこで、発明者らは、燃焼初期時に、イニシエータによって着火する容器内部分の内圧を上昇させれば、着火薬に換えて装填するガス発生剤の燃焼が十分に行えると考えた。

本発明は、上記の考えを実現したもので、燃焼初期時に、イニシエータによって着火する容器内部分の内圧を上昇させる手段として、例えば図１に示すように、下部にイニシエータ３を配置したチューブ４の上方を中蓋１１で覆い、密閉した副燃焼室（副ガス発生室）１２を形成した。

このようにチューブ４の内側を密閉した副燃焼室１２とすれば、燃焼初期時、副燃焼室１２内の内圧が急上昇する。従って、イニシエータ３で着火薬よりも燃焼しにくいガス発生剤（副ガス発生剤）７に着火しても、ガス発生剤（副ガス発生剤）７の燃焼が助けられ、燃焼が十分になされる。

この場合、チューブ４に設けた孔４ａの面積を最適に決定しておくことで、副燃焼室（副ガス発生室）１２内でのガス発生剤（副ガス発生剤）７の着火、燃焼を、より瞬時に、かつより確実に行うことが可能になる。

加えて、例えばチューブ４の内側から前記孔４ａを適度な厚さのアルミフォイル１３で塞いでおけば、副燃焼室（副ガス発生室）１２内が適度な圧力に達してアルミフォイル１３が破れるまでは、ガス発生剤７の火炎やガスが副燃焼室（副ガス発生室）１２内に閉じ込められる。その結果、副燃焼室（副ガス発生室）１２内の圧力上昇がより短時間で行われる。

アルミフォイル１３が破れた後は、チューブ４に設けた孔４ａを通って、チューブ４の外側とフィルタ８とで形成された環状空間の上部を中蓋１１で覆った主燃焼室（主ガス発生室）１４に、燃焼ガスや火炎が急速に伝播し、主燃焼室（主ガス発生室）１４のガス発生剤（主ガス発生剤）７が理想的に燃焼する。なお、図１の例では、副燃焼室（副ガス発生室）１２と主燃焼室（主ガス発生室）１４を形成する中蓋１１は一体的に形成したものを示している。

これにより、着火薬として燃えにくいガス発生剤７を使用しているにも拘わらず、ガス発生剤７の燃焼が助けられ、燃焼が十分になされる。従って、同じ容積のハウジング２であるならば、より多いガス発生量を得ることができる。

以下、本発明の効果を確認するために行った実験結果について説明する。
実験は、図１に示した第１の本発明のインフレータと、図１に示したインフレータからチューブの孔を塞ぐアルミフォイルを設けない第２の本発明のインフレータについて行った。

比較として、図３に示した従来のインフレータと、図１に示したインフレータからチューブと中蓋を除いた比較インフレータについても同じ実験を行った。
なお、実験に使用したハウジングの容積、使用したガス発生剤は同じである

実験結果を図２に示す。
本発明のインフレータ（実線と一点鎖線）の場合、従来のインフレータ（破線）や比較インフレータ（二点鎖線）に比べて、燃焼初期に、６０リットルの燃焼試験用タンクの内圧が急上昇していることが分かる。従って、ガス発生剤の燃焼が十分になされ、その後は高い内圧を維持している。

また、本発明のインフレータは、チューブの孔をアルミフォイルで塞いだ第１の本発明のインフレータ（実線）の方が、チューブの孔を塞がない第２の本発明のインフレータ（一点鎖線）よりも６０リットルの燃焼試験用タンクの内圧上昇の立ち上がりの遅れが少ないことも分かる。

図１の実施例では、チューブ４に孔４ａを設け、かつその孔４ａをチューブ４の内側からアルミフォイル１３で塞いだものを示したが、孔４ａを塞ぐものは、所定の圧力で破れるものであれば、アルミフォイル１３でなくても良い。また、チューブ４の孔４ａを塞がなくても良い。

また、所定の内圧になれば中蓋１１が外れ、チューブ４と中蓋１１の隙間から主燃焼室（主ガス発生室）１４に副燃焼室（副ガス発生室）１２の火炎やガスが伝播できるのであれば、チューブ４に孔４ａを設けなくても良い。

さらに、図１では主燃焼室（主ガス発生室）１４と副燃焼室（副ガス発生室）１２を形成する中蓋１１は、製作工数の削減等を考慮して一体化したものを示しているが、主燃焼室（主ガス発生室）１４と副燃焼室（副ガス発生室）１２を形成する中蓋は、異なるものであっても良い。また、主燃焼室（主ガス発生室）１４や副燃焼室（副ガス発生室）１２を形成できれば、中蓋１１は別の要素で置き換えられたり、場合によってはなくても良い。

なお、本実施例は、シングルステージタイプに限らず、ダグルステージタイプのインフレータにも適用できる。

図５は、本発明の第２実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（運転席用シングルタイプ）１００の構造を示す断面図である。図６は、エアバッグ装置用ガス発生器１００に使用されるイニシエータ１１４の構造を示す断面図である。本実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器１００は、所定の着火薬（１３５，１３８）を収容し、車両の衝撃によって作動する展開起動用のイニシエータ１１４と；燃焼してエアバッグを膨張させる主ガスを発生させる主ガス発生剤１２４と；主ガス発生剤１２４を収容する主ガス発生室１１８と；イニシエータ１１４を収容し、主ガス発生室１１８の内部に設けられた副ガス発生室１１６と；副ガス発生室１１６に収容された副ガス発生剤１２２とを備える。そして、イニシエータ１１４の作動時に衝撃波を発生させ、当該衝撃波によって副ガス発生剤１２２を粉砕し、燃焼させ、当該燃焼によって主ガス発生剤１２８を点火する構造となっている。

ここで、衝撃波の発生機構について詳述する。イニシエータが作動すると内部の着火薬が瞬時に燃焼する。このときこの発生した燃焼ガスによってイニシエータを覆っている金属ケースが破裂し（一部は溶ける）、中の膨張したガスが該イニシエータの周囲に高密度な燃焼ガスを発生させる。この高密度な燃焼ガスは、イグナイタチューブ内全域に燃焼ガスの圧力波となって伝搬する。この伝搬する高密度な燃焼ガスの圧力波が衝撃波である。この衝撃波は、副ガス発生剤を破砕するには十分な物理的なエネルギーを有している。ゆえに、この衝撃波によって副ガス発生剤は粉砕され、副ガス発生剤の表面積が増加する事により急激に燃焼が広がり着火され易くなる。

ガス発生器１００は、また、上下２つのシェルからなるハウジング１１２を備えている。ハウジング１１２は、鋳造、鍛造、プレス加工等により成形可能である。ハウジング１１２の周壁部には、ガス排出孔１２８が周方向に複数配設されており、当該排出孔１２８から排出されるガスによってエアバッグ（図示せず）を膨張・展開させる構造となっている。

上述した副ガス発生室１１６を形成するイグナイタチューブ１１６ａは、鋳造、鍛造若しくはプレス加工又は切削加工等の何れか、或いはそれらの組み合わせにより形成することができる。そして、イグナイタチューブ１１６ａの中にイニシエータ１１４が収容される。イグナイタチューブ１１６ａの周壁には、主ガス発生室１１８内の主ガス発生剤１２４を燃焼させる元となる火炎の流路として貫通孔１２６が形成されている。

ここで、主ガス発生室１１８内において副ガス発生室１１６は壁を隔てて囲まれている必要があるが、必ずしも上部が覆われている必要はない。覆われていても良い。衝撃波が通過する直前の一瞬（副ガス発生剤１２２が完全に粉砕されるまで）の間、副ガス発生室１１６が主ガス発生室１１８と隔絶されている状態を保持できればよい。

ハウジング１１２内には、主ガス発生剤１２４の着火・燃焼により発生するガスを浄化・冷却するクーラント・フィルタ１２０が設けられている。クーラント・フィルタ１２０は、主ガス発生剤１２４を取り囲んで配設され、イグナイタチューブ１１６ａの周囲に環状の室、即ち主ガス発生室１１８を区画する。クーラント・フィルタ１２０は、例えばステンレス鋼製の金網を半径方向に重ね、半径方向および軸方向に圧縮して成形することができる。

ガス発生剤１２４としては、製造工程も簡易で且つ装填密度も高いことから、円柱状のものを使用する。主ガス発生剤１２４と副ガス発生剤１２２としては、本実施例では同じ物を使用する。ガス発生剤１２２，１２４としては、主成分として酸化剤（塩基性硝酸ＩＩ銅）、可燃剤（硝酸グアニシン）とを含む硝酸塩系の火薬を使用する。ガス発生剤１２２，１２４の形状は、直径６ｍｍ、厚さ２ｍｍ（１．６〜２．５ｍｍ）程度とすることができる。なお、主ガス発生剤１２４と副ガス発生剤１２２とは、別の形状、組成のものを使用することも可能である。

主ガス発生剤１２４及び副ガス発生剤１２２として硝酸塩系の火薬を使用した場合、３５ｇの主ガス発生剤１２４を燃焼させる為には、３〜４ｇ程度の副ガス発生剤１２２が必要となる。また、６０ｇの主ガス発生剤１２４を燃焼させる為には、４．５〜１１ｇ程度の副ガス発生剤１２２が必要となる。すなわち、副ガス発生剤１２２の量：主ガス発生剤１２４の量は、１：５．５〜１３．５となる。

次に、図６を参照してイニシエータ１１４について詳細に説明する。イニシエータ１１４は、ヘッダー１３１と；火薬保持部１３２と；容器１３３と；絶縁部材１３４と；第１火薬１３５と；樹脂モールディング１３６と；ブリッジワイヤ１３７と；第２火薬１３８と；車両の衝突センサに接続された電極１３９とを備えている。

第１火薬１３５としてはＺＰＰ（Zirconium Potassium Perchlorate)を使用し、第２火薬１３８としてはＴＨＰＰ（Titanium Hydrarate Potassium Perchlorate)を使用する。イニシエータ１１４に充填される火薬の総量は、充分な衝撃波を発生することを考慮し、４００ｍｇ（ＺＰＰ５０ｍｇ；ＴＨＰＰ３５０ｍｇ）〜６００ｍｇ（ＺＰＰ５０ｍｇ；ＴＨＰＰ５５０ｍｇ）とすることが好ましい。また、イニシエータ１１４内の火薬（１３５，１３８）と上述した副ガス発生剤１２２との重量比としては、１：５〜２７．５とすることが好ましい。

例えば、火薬（１３５，１３８）の総量が４００ｍｇより少ない場合、衝撃波及び燃焼熱が少なく、特に低温で着火遅れや着火のバラツキが大きくなる。逆に、火薬（１３５，１３８）の総量が６００ｍｇを超えると、衝撃波及び燃焼熱が大きすぎ、副ガス発生室１１６（図５）を超えて主ガス発生室１１８まで影響が及び、主ガス発生剤１２４が急激に燃焼してしまう。その結果、ガス発生器１００内の圧力が耐圧を超えて、破壊する危険性がある。また、ガス発生器１００からエアバッグ内に膨張ガスが急激に供給されるため、エアバッグが過度に早く展開し、乗員への障害の可能性が出てしまう。

衝突センサ（図示せず）から点火電流が電極１３９に供給されると、ヘッダー１３１に接続されたブリッジワイヤ１３７に電流が流れ、発熱する。ブリッジワイヤ１３７が発熱すると、ブリッジワイヤ１３７に接している第１火薬１３５が加熱され、発火する。第１火薬１３５が発火すると、第１火薬１３５の燃焼ガスによって第２火薬１３８が発火し、燃焼ガスが発生する。そして、第２火薬１３８の燃焼ガスが容器１３３を破ってイニシエータ１１４の外部に放出される。ＺＰＰ及びＴＨＰＰは、燃焼速度が速いため燃焼ガス以外に衝撃波を発生する。

衝撃波によって副ガス発生剤１２２が粉砕され、その表面積が一気に増加し、当該副ガス発生剤１２２が瞬時に燃焼する。このように、本実施例においては、イニシエータ１１４の内部に、衝撃波を伴う火薬類としてＺＰＰ及び／またはＴＨＰＰ等を適当量装填しているため、副ガス発生剤１２２を粉砕して瞬時に燃焼させることができ、更に主ガス発生剤１２４を遅滞無く確実に燃焼させることができる。

図７は、本発明の第２実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器１００の特性を示すグラフである。図８は、図７の一部を拡大した（詳細に示す）グラフである。図７において、横軸が時間、左縦軸がタンク内圧力、右縦軸がハウジング１１２内部の圧力を示す。ここで、タンクとは、インフレータ（１００）の点火試験をする際に用いられる６０リットルの金属性密閉容器であり、エアバッグ内部の圧力と等価と考えられる。ＰＳＩは、圧力を「ポンド／平方インチ」で表すものであり、１ｐｓｉ＝６．８９５ｋＰａである。

図７及び図８において、符号は以下を意味する。
Ｐ１：本実施例のガス発生器１００の内圧（チャンバー内圧）
Ｐ２：従来のガス発生器１０の内圧（チャンバー内圧）
Ｐ３：本実施例のガス発生器１００によるタンク内圧
Ｐ４：従来のガス発生器１０によるタンク内圧

図７及び図８のグラフから解るように、本発明によれば、主ガス発生剤１２４の着火遅れが改善され、速やかに膨張ガスがエアバッグ内（タンク内）に供給される。

以上、本発明の第２実施例（運転席用シングルタイプ）について説明したが、本発明は当該実施例に限定されるものでなく、他の着火方式によるガス発生器にも適用可能である。以下、他の実施例について説明する。

図９は、本発明の第３実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（助手席用シングルタイプ）の構造を示す断面図である。なお、イニシエータの構造及び副ガス発生剤の粉砕・燃焼原理は上記第２実施例と同様である。

本実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器２００は、所定の着火薬を収容し、車両の衝撃によって作動する展開起動用のイニシエータ２１４と；燃焼してエアバッグを膨張させる主ガスを発生させる主ガス発生剤２２４と；主ガス発生剤２２４を収容する主ガス発生室２１８と；イニシエータ２１４を収容し、主ガス発生室２１８の内部に設けられた副ガス発生室２１６と；副ガス発生室２１６に収容された副ガス発生剤２２２とを備える。そして、イニシエータ２１４の作動時に衝撃波を発生させ、当該衝撃波によって副ガス発生剤２２２を粉砕し、燃焼させ、当該燃焼によって主ガス発生剤２２４を点火する構造となっている。

ガス発生器２００は、また、上下２つのシェルからなるハウジング２１２を備えている。ハウジング２１２は、鋳造、鍛造、プレス加工等により成形可能である。ハウジング２１２の周壁部には、ガス排出孔２２８が周方向に複数配設されており、当該排出孔２２８から排出されるガスによってエアバッグ（図示せず）を膨張・展開させる構造となっている。

上述した副ガス発生室２１６を形成するイグナイタカップ２１６ａは、鋳造、鍛造若しくはプレス加工又は切削加工等の何れか、或いはそれらの組み合わせにより形成することができる。そして、イグナイタカップ２１６ａの中にイニシエータ２１４が収容される。イグナイタカップ２１６ａの周壁には、主ガス発生室２１８内の主ガス発生剤２２４を燃焼させる元となる火炎の流路として貫通孔２２６が形成されている。

ここで、主ガス発生室２１８内において副ガス発生室２１６は壁を隔てて囲まれている必要があるが、必ずしも上部が覆われている必要はない。覆われていても良い。衝撃波が通過する直前の一瞬（副ガス発生剤２２２が完全に粉砕されるまで）の間、副ガス発生室２１６が主ガス発生室２１８と隔絶されている状態を保持できればよい。

ハウジング２１２内には、主ガス発生剤２２４の着火・燃焼により発生するガスを浄化・冷却するクーラント・フィルタ２２０が設けられている。クーラント・フィルタ２２０は、主ガス発生剤２２４を取り囲んで配設され、イグナイタカップ２１６ａの周囲に環状の室、即ち主ガス発生室２１８を区画する。クーラント・フィルタ２２０は、例えばステンレス鋼製の金網を半径方向に重ね、半径方向および軸方向に圧縮して成形することができる。

ガス発生剤２２４としては、製造工程も簡易で且つ装填密度も高いことから、円柱状のものを使用する。主ガス発生剤２２４と副ガス発生剤２２２としては、本実施例では同じ物を使用する。ガス発生剤２２２，２２４としては、主成分として酸化剤（塩基性硝酸ＩＩ銅）、可燃剤（硝酸グアニシン）とを含む硝酸塩系の火薬を使用する。ガス発生剤２２２，２２４の形状は、直径６ｍｍ、厚さ２ｍｍ（１．６〜２．５ｍｍ）程度とすることができる。なお、主ガス発生剤２２４と副ガス発生剤２２２とは、別の形状、組成のものを使用することも可能である。

衝突センサ（図示せず）から点火電流がイニシエータ２１４に供給されると、第２実施例と同様に、衝撃波によって副ガス発生剤２２２が粉砕され、その表面積が一気に増加し、当該副ガス発生剤２２２が瞬時に燃焼する。更に主ガス発生剤２２４が遅滞無く燃焼し、膨張ガスを速やかにエアバッグ内部に供給する。

図１０は、本発明の第４実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（運転席用デュアルタイプ）の構造を示す断面図である。なお、イニシエータの構造及び副ガス発生剤の粉砕・燃焼原理は上記第２実施例と同様である。

本実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器３００は、所定の着火薬を収容し、車両の衝撃によって作動する展開起動用のイニシエータ３１４ａ，３１４ｂと；燃焼してエアバッグを膨張させる主ガスを発生させる主ガス発生剤３２４と；主ガス発生剤３２４を収容する主ガス発生室３１８と；イニシエータ３１４ａ，３１４ｂを収容し、主ガス発生室３１８の内部に設けられた副ガス発生室３１６ａと；副ガス発生室３１６ａに収容された副ガス発生剤３２２とを備える。そして、イニシエータ３１４ａの作動時に衝撃波を発生させ、当該衝撃波によって副ガス発生剤３２２を粉砕し、燃焼させ、当該燃焼によって主ガス発生剤３２４を点火する構造となっている。

本実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器３００は、２段点火式（デュアルタ
イプ）のガス発生器であって、２段目３１６ｂ内のガス発生剤３２２は、イニシエータ３１４ｂの点火によって上部の蓋３２５が開き、１段目のガス発生剤の燃焼ガスによって、ガス発生剤３２２が燃焼する。

従って、イニシエータ３１４ｂの火薬量は１段目より少なく、通常ＺＰＰ５０ｍｇ〜２００ｍｇ、または、ＺＰＰ５０ｍｇ＋ＢＫＮＯ３（ボロン硝石）１３０ｍｇ〜２００ｍｇで良い。また、ＺＰＰ５０ｍｇ＋ＴＨＰＰ１００ｍｇ〜１５０ｍｇでも良い。

ガス発生器３００は、また、上下２つのシェルからなるハウジング３１２を備えている。ハウジング３１２は、鋳造、鍛造、プレス加工等により成形可能である。ハウジング３１２の周壁部には、ガス排出孔が周方向に複数配設されており、当該排出孔から排出されるガスによってエアバッグ（図示せず）を膨張・展開させる構造となっている。

ここで、主ガス発生室３１８内において副ガス発生室３１６ａは壁を隔てて囲まれている必要があるが、必ずしも上部が覆われている必要はない。覆われていても良い。衝撃波が通過する直前の一瞬（副ガス発生剤３２２が完全に粉砕されるまで）の間、副ガス発生室３１６ａが主ガス発生室３１８と隔絶されている状態を保持できればよい。

ハウジング３１２内には、主ガス発生剤３２４の着火・燃焼により発生するガスを浄化・冷却するクーラント・フィルタが設けられている。クーラント・フィルタは、主ガス発生剤３２４を取り囲んで配設され、主ガス発生室３１８を区画する。

ガス発生剤３２４としては、製造工程も簡易で且つ装填密度も高いことから、円柱状のものを使用する。主ガス発生剤３２４と副ガス発生剤３２２としては、本実施例では同じ物を使用する。ガス発生剤３２２，３２４としては、主成分として酸化剤（塩基性硝酸ＩＩ銅）、可燃剤（硝酸グアニシン）とを含む硝酸塩系の火薬を使用する。ガス発生剤３２２，３２４の形状は、直径６ｍｍ、厚さ２ｍｍ（１．６〜２．５ｍｍ）程度とすることができる。なお、主ガス発生剤３２４と副ガス発生剤３２２とは、別の形状、組成のものを使用することも可能である。

衝突センサ（図示せず）から点火電流がイニシエータ３１４ａに供給されると、第２実施例と同様に、衝撃波によって副ガス発生剤３２２が粉砕され、その表面積が一気に増加し、当該副ガス発生剤３２２が瞬時に燃焼する。更に主ガス発生剤３２４が遅滞無く燃焼し、膨張ガスを速やかにエアバッグ内部に供給する。

図１１は、本発明の第５実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（助手席用デュアルタイプ）の構造を示す断面図である。なお、イニシエータの構造及び副ガス発生剤の粉砕・燃焼原理は上記第２実施例と同様である。

本実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器４００は、所定の着火薬を収容し、車両の衝撃によって作動する展開起動用のイニシエータ４１４ａ，４１４ｂと；燃焼してエアバッグを膨張させる主ガスを発生させる主ガス発生剤４２４と；主ガス発生剤４２４を収容する主ガス発生室４１８と；イニシエータ４１４ａ，４１４ｂを収容し、主ガス発生室４１８の内部に設けられた副ガス発生室４１６ａと；副ガス発生室４１６ａに収容された副ガス発生剤４２２とを備える。そして、イニシエータ４１４ａの作動時に衝撃波を発生させ、当該衝撃波によって副ガス発生剤４２２を粉砕し、燃焼させ、当該燃焼によって主ガス発生剤４２４を点火する構造となっている。

本実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器４００は、2段点火式（デュアルタイプ）のガス発生器であって、2段目４１６ｂ内のガス発生剤３２２は、イニシエータ４１４ｂの点火によって上部の蓋４２５が開き、1段目のガス発生剤の燃焼ガスによって、ガス発生剤３２２が燃焼する。

従って、イニシエータ４１４ｂの火薬量は1段目より少なく、通常ＺＰＰ５０ｍｇ〜２００ｍｇ、または、ＺＰＰ５０ｍｇ＋ＢＭＮＯ３（ボロン硝石）１３０ｍｇ〜２００ｍｇで良い。また、ＺＰＰ５０ｍｇ＋ＴＨＰＰ１００ｍｇ〜１５０ｍｇでも良い。

ガス発生器４００は、また、上下２つのシェルからなるハウジング４１２を備えている。ハウジング４１２は、鋳造、鍛造、プレス加工等により成形可能である。ハウジング４１２の周壁部には、ガス排出孔が周方向に複数配設されており、当該排出孔から排出されるガスによってエアバッグ（図示せず）を膨張・展開させる構造となっている。

ここで、主ガス発生室４１８内において副ガス発生室４１６ａは壁を隔てて囲まれている必要があるが、必ずしも上部が覆われている必要はない。覆われていても良い。衝撃波が通過する直前の一瞬（副ガス発生剤４２２が完全に粉砕されるまで）の間、副ガス発生室４１６ａが主ガス発生室４１８と隔絶されている状態を保持できればよい。

ハウジング４１２内には、主ガス発生剤４２４の着火・燃焼により発生するガスを浄化・冷却するクーラント・フィルタが設けられている。クーラント・フィルタは、主ガス発生剤４２４を取り囲んで配設され、主ガス発生室４１８を区画する。

ガス発生剤４２４としては、製造工程も簡易で且つ装填密度も高いことから、円柱状のものを使用する。主ガス発生剤４２４と副ガス発生剤４２２としては、本実施例では同じ物を使用する。ガス発生剤４２２，４２４としては、主成分として酸化剤（塩基性硝酸ＩＩ銅）、可燃剤（硝酸グアニシン）とを含む硝酸塩系の火薬を使用する。ガス発生剤４２２，４２４の形状は、直径６ｍｍ、厚さ２ｍｍ（１．６〜２．５ｍｍ）程度とすることができる。なお、主ガス発生剤４２４と副ガス発生剤４２２とは、別の形状、組成のものを使用することも可能である。

衝突センサ（図示せず）から点火電流がイニシエータ４１４ａに供給されると、第２実施例と同様に、衝撃波によって副ガス発生剤４２２が粉砕され、その表面積が一気に増加し、当該副ガス発生剤４２２が瞬時に燃焼する。更に主ガス発生剤４２４が遅滞無く燃焼し、膨張ガスを速やかにエアバッグ内部に供給する。

図１２は、本発明の第６実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器（ハイブリッドタイプ）の構造を示す断面図である。この形式のガス発生器は、そのガス収納容器の形状及びガス量等の調整によって、助手席用、サイド用、カーテン用等に使用される。なお、イニシエータの構造及び副ガス発生剤の粉砕・燃焼原理は上記第１実施例と同様である。

本実施例に係るエアバッグ装置用ガス発生器７００は、所定の着火薬を収容し、車両の衝撃によって作動する展開起動用のイニシエータ７１４と；エアバッグを膨張させる主ガス７１７と；主ガス７１７を収容する主ガス保持室７１８と；イニシエータ７１４を収容し、主ガス保持室７１８の内部に設けられた副ガス発生室７１６と；副ガス発生室７１６に収容された副ガス発生剤７２２とを備える。そして、イニシエータ７１４の作動時に衝撃波を発生させ、当該衝撃波によって副ガス発生剤７２２を粉砕し、燃焼させ、当該燃焼によって主ガス７１７を加熱する構造となっている。

主ガス７１７１は、通常ヘリウムガス及びアルゴンガスからなり、主ガス保持室に３０００PSI〜５０００PSI程度の高圧状態で圧縮し、保持されている。作動時は、高圧のガスが、圧力隔壁７３０を破りホルダー７５０に備わったスクリーン７４０を経て、ガス排出口７６０を通って排出される。

副ガス発生剤７２２としては、製造工程も簡易で且つ装填密度も高いことから、円柱状のものを使用する。ガス発生剤７２２としては、主成分として酸化剤（塩基性硝酸ＩＩ銅）、可燃剤（硝酸グアニシン）とを含む硝酸塩系の火薬を使用する。ガス発生剤７２２の形状は、直径６ｍｍ、厚さ２ｍｍ（１．６〜２．５ｍｍ）程度とすることができる。

衝突センサ（図示せず）から点火電流がイニシエータ７１４に供給されると、第２実施例と同様に、衝撃波によって副ガス発生剤７２２が粉砕され、その表面積が一気に増加し、当該副ガス発生剤７２２が瞬時に燃焼する。更に主ガス７１７が遅滞無く燃焼し、膨張ガスを速やかにエアバッグ内部に供給する。
副ガス発生剤の燃焼の後、主ガスは速やかに加熱され、膨張し、圧力隔壁７３０を速やかに破ってガス排出口から排出される。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想を逸脱しない範囲で種々の設計変更等が可能である。

１，１００，２００，３００，４００，７００：エアバッグ装置用ガス発生器
２，１１２，２１２，３１２，４１２，７１２：ハウジング
３，１１４，２１４，３１４，４１４，７１４：イニシエータ
１１：中蓋
１２，１１６，２１６，３１６，４１６，７１６：副ガス発生室（副燃焼室）
１４，１１８，２１８，３１８，４１８，７１８：主ガス発生室（主燃焼室）
１２２，２２２，３２２，４２２，７２２：副ガス発生剤
１２４，２２４，３２４，４２４：主ガス発生剤

Claims (7)

1. 車両に搭載されるエアバッグ装置用のガス発生器において、
   燃焼してエアバッグを膨張させる主ガスを発生させる主ガス発生剤を収容する主ガス発生室と；
   鋳造、鍛造もしくはプレス加工の何れか、あるいはそれらの組み合わせによって形成され、前記主ガス発生室の内部に配置され、主ガス発生剤と同一の副ガス発生剤と、前記車両の衝撃によって作動する展開起動用のイニシエータを収容する副ガス発生室と；を備え、
   前記イニシエータは、火薬量４００ｍｇ〜６００ｍｇの着火薬を収容し、
   前記副ガス発生剤は、前記副ガス発生室内の前記イニシエータの周辺に配置されており、
   前記副ガス発生室は、前記イニシエータの作動時に衝撃波を発生させ、前記副ガス発生剤が完全に粉砕されるまでの間は前記主ガス発生室と隔絶されており、当該衝撃波によって前記副ガス発生室内の前記副ガス発生剤を粉砕して燃焼させることによって前記副ガス発生剤を着火薬として機能させ、この副ガス発生剤の燃焼によって前記主ガス発生剤を点火する構造とすることを特徴とするエアバッグ装置用ガス発生器。
2. 前記イニシエータ内の着火薬としてＺＰＰ及び／又はＴＨＰＰを使用することを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ装置用ガス発生器。
3. 前記主ガス発生剤と前記副ガス発生剤は、硝酸塩系のガス発生剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアバッグ装置用ガス発生器。
4. 前記イニシエータの着火薬と前記副ガス発生剤との重量比率が、１：５〜２７．５であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のエアバッグ装置用ガス発生器。
5. 前記副ガス発生剤と前記主ガス発生剤との重量比率が、１：５．５〜１３．５であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のエアバッグ装置用ガス発生器。
6. 前記副ガス発生室には、燃焼ガスが通り抜ける孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のエアバッグ装置用ガス発生器。
7. 前記主ガス発生室及び前記副ガス発生室の上部を覆う中蓋を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のエアバッグ装置用ガス発生器。

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