JP2004098855A - ガス発生器 - Google Patents
ガス発生器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004098855A JP2004098855A JP2002263770A JP2002263770A JP2004098855A JP 2004098855 A JP2004098855 A JP 2004098855A JP 2002263770 A JP2002263770 A JP 2002263770A JP 2002263770 A JP2002263770 A JP 2002263770A JP 2004098855 A JP2004098855 A JP 2004098855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- gas
- annular
- combustion chamber
- inner cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Air Bags (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
【課題】ガス発生剤量比の調整が容易なガス発生器の提供。
【解決手段】内筒４の外周面と筒状リテーナ２２の内周面との間に、環状リテーナ２０、２１が移動自在に圧入されている。環状リテーナ２０、２１を移動させることで、第１、第２燃焼室５ａ、５ｂの容積比率が調整され、第１、第２ガス発生剤９ａ、９ｂの充填比率が調整される。
【選択図】 図１
【解決手段】内筒４の外周面と筒状リテーナ２２の内周面との間に、環状リテーナ２０、２１が移動自在に圧入されている。環状リテーナ２０、２１を移動させることで、第１、第２燃焼室５ａ、５ｂの容積比率が調整され、第１、第２ガス発生剤９ａ、９ｂの充填比率が調整される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載するエアバッグシステム用として好適なガス発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ガス発生剤の燃焼ガスを利用してエアバッグを膨張展開させるパイロインフレータが知られており、運転席用ンフレータ、助手席用インフレータ、サイド用インフレータ、カーテン用インフレータ等に適用されている。これらのインフレータでは、乗員保護の観点から、２段階でエアバッグを膨張させる方式のものが望まれている。
【０００３】
インフレータは、運手席用エアバッグや助手席用エアバッグのように種類に応じて使用するエアバッグの容量も異なるため、必要となるガス量も異なるほか、２段階でエアバッグを膨張させる方式の場合、車種に応じて、第１段階と第２段階で発生させるガス量に違いが生じることも考えられる。例えば、小型車両と大型車両では、同程度の衝突であれば小型車両の方が乗員に加えられる衝撃は大きくなる。従って、大型車両に比べると衝撃の伝わりやすい小型車両では、第１段階で比較的多くのガスを発生させてエアバッグを充分に膨張展開させておく必要があり、小型車両に比べると衝撃の伝わり難い大型車両では、第１段階で発生させるガス量は小型車両よりは少なくても良いことが考えられる。
【０００４】
このように、車種に応じてエアバッグの膨張に要するガス量を調整する場合、燃焼室ごとのガス発生剤量の比率の調整により対応することになる。しかし、一般に使用されている車両には、軽自動車から、バスやトラックような大型車両まで、数多くのものがあるため、ガス発生剤の量の比率を調整するためにインフレータの構造自体をその都度改変することは、製造工程上の負担も大きく、製造コストを大幅に押し上げてしまうため、現実的な対応ではない。
【０００５】
また、構成部品の取り替えにより対応する場合にも、別途新たな部品を作製することになるほか、部品の種類が多くなると部品の組み付け時の間違いにより不良品の発生率が高くなることも考えられるため、やはり製造工程上の負担と製造コストの増加の問題がある。
【０００６】
特開平１１−５９３１８号公報に開示されたガス発生器は、同公報の図１、図３に示すとおり、上側燃焼室２と下側燃焼室３内に、それぞれガス発生剤５が充填されている。これらの２つの燃焼室は、仕切部材４で仕切られており、この仕切部材４は、外筒部１１の段部１１ｂと長尺固定内筒１６の先端段部１５ａに当接されている。（段落番号１３；なお、同段落中、「長尺固定内筒１５」は、「長尺固定内筒１６」の誤りと思われる。）従って、２つの燃焼室に充填するガス発生剤量の比率を調整しようとすれば、それに伴い仕切部材４の位置を変える必要があり、その仕切部材４を保持するため、段部１１ｂと先端段部１５ａの位置を変えざるを得ず、上蓋９と下蓋１０からなるハウジング１自体から変更する必要がある。更に、点火装置８（図１の番号は誤りと思われる。）の存在によっても、仕切部材４の軸方向への移動は制限される。
【０００７】
特開平１１−２１７０５５号公報に開示されたガス発生器は、同公報の図１、図２に示すとおり、上下２つの燃焼室３、４内に、それぞれガス発生剤６が充填されている。これらの２つの燃焼室は、仕切部材５で仕切られており、この仕切部材５は、長尺内筒１８の段部１８ａに当接して位置決めされた上で、図１では、２つのフィルタ部材７により、上下方向から挟み付けられている。（段落番号２５、２６）従って、２つの燃焼室に充填するガス発生剤量の比率を調整しようとすれば、段部１８ａの位置、各燃焼室に配置されるフィルタ部材７の高さ、及び上容器１０と下容器１１からなるハウジング１自体から変更する必要がある。更に、点火器９の存在によっても、仕切部材５の軸方向への移動は制限される。
【０００８】
特開２０００−２９６７５６号公報に開示されたガス発生器では、全ての図面で示されたものが、点火器９の存在により、仕切部材５の軸方向への移動は制限される。
【０００９】
ＷＯ０１／４７７５２のインフレータの場合も上記先行技術と同様に、２つの燃焼室間を仕切板で仕切っているが、仕切板の位置を変えるためには、部品構造自体の変更が必要となるほか、点火器の存在が仕切板の軸方向への移動を制限する。
【００１０】
本発明は、複数の燃焼室に充填するガス発生剤量の比率を、部品の改変等を伴わずに所望比率に調整できるガス発生器を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、天井面、周面及び底面からなり、周面にガス排出口を有するハウジング内に、点火手段を収容する点火手段室を含む内筒が配置され、内筒のハウジング半径方向外側にガス発生剤が充填された環状燃焼室が配置されており、
内筒が、ハウジングの中心軸と内筒の中心軸が軸方向に一致又は平行になり、かつ一端側開口部が天井面側に固定され、他端開口部が底面側に固定されて配置されており、内筒周面のみにより、点火手段室と環状燃焼室とをハウジング軸方向に仕切るものであり、
内筒外周面とハウジング内周面との間に存在する環状燃焼室が、環状リテーナでハウジング半径方向に２以上に仕切られており、前記環状リテーナが、ハウジングの天井面から底面までの間をハウジング軸方向に移動自在に配置されているガス発生器を提供する。
【００１２】
以下、燃焼室が２つの場合（第１燃焼室及び第２燃焼室）を例にとって説明する。
【００１３】
上記のとおり、内筒周面により、点火手段室と環状燃焼室とがハウジング軸方向に仕切られているとき、内筒は、内筒周面がハウジング軸方向に延びた状態で配置されているが、点火手段室と環状燃焼室（第１燃焼室及び第２燃焼室）は、ハウジング半径方向に並列して配置されていることになる。
【００１４】
上記のとおり、環状燃焼室が、環状リテーナでハウジング半径方向に２以上に仕切られているとき、環状リテーナはハウジング半径方向に延びた状態で配置されているが、第１及び第２燃焼室は、ハウジング軸方向に並列して配置されていることになる。
【００１５】
ハウジングの中心軸と内筒の中心軸が一致又は平行であるため、内筒外周面とハウジング内周面の間に配置された環状リテーナは、ハウジングの天井面から底面までの間をハウジング軸方向に移動自在となっている。このため、環状リテーナを所望長さだけ、軸方向上下に移動させることにより、第１燃焼室と第２燃焼室の容積比率を自在に調整できる。このため、２つの燃焼室に充填するガス発生剤量の比率も所望比率に調整できる。第１燃焼室の容積（Ａ１）と第２燃焼室の容積（Ａ２）の比率は、ガス発生器としての機能を損なわない範囲で設定することができるが、好ましくはＡ１：Ａ２＝１：９〜９：１の範囲からＡ１：Ａ２＝５：５までの範囲で設定する。
【００１６】
環状リテーナを移動自在に配置する手段は特に制限されないが、好ましくは圧入する方法を採用する。圧入は、環状リテーナの寸法とハウジング又は内筒の寸法の大小関係を調整し、好ましくは環状リテーナとハウジング内周面とが面接触できるように、環状リテーナの形状を設定し（例えば、環状リテーナがハウジング内周面及び内筒外周面と接触する部分を折り曲げる）、ハウジング軸方向から押し込む方法である。更に、環状リテーナを弾力性のある部材で形成することで、より圧入操作が容易となる。
【００１７】
環状リテーナの寸法とハウジングの寸法又は内筒の大小関係の調整は、▲１▼環状リテーナの外径をハウジングの内径よりも極僅か大きく設定する方法；▲２▼環状リテーナの内径を内筒の外径よりも極僅か小さく設定する方法；前記▲１▼、▲２▼を組み合わせる方法を適用できる。
【００１８】
請求項１の発明では、環状リテーナのハウジング軸方向への移動を円滑にするため、ハウジングの半径方向の内径が均一のものであることが望ましいが、前記のとおり、移動が円滑になされるのであれば、均一でなくても良い。
【００１９】
請求項２の発明は、ハウジング周面と内筒との間に、複数のガス通過孔を有し、半径方向の内径が均一又は均一に近い径の筒状リテーナが配置され、環状リテーナが内筒外周面と筒状リテーナの間に圧入されているものである。
【００２０】
ガス通過孔の大きさは、ガスの通過を阻害せず、かつガス発生剤が漏れ出さないような大きさである。
【００２１】
筒状のリテーナを配置したとき、上記の環状リテーナは、筒状のリテーナの内壁と内筒外周面との間に圧入されるため、ハウジングの半径方向の内径は均一及び不均一のいずれでも良い。
【００２２】
ハウジングのガス排出口には、湿気の侵入防止等の目的で、内側からシールテープが貼り付けられるため、このような筒状のリテーナを用いることで、環状リテーナを取り付ける際や、ガス発生剤を充填する際にガス発生剤がシールテープを損傷することがなくなるほか、シールテープの位置を考慮する必要がなくなるため、環状リテーナが取付易くなる。
【００２３】
請求項３の発明は、ハウジング周面と内筒との間に、複数のガス通過孔を有し、半径方向の内径が均一又は均一に近い径の筒状リテーナが配置され、環状リテーナが内筒外周面と筒状リテーナの間に圧入されており、筒状リテーナとハウジング周面との間に環状空間が設けられ、複数のガス通過孔により、複数の燃焼室と環状空間が連通されているものである。
【００２４】
複数の環状燃焼室が、筒状のリテーナのガス通過孔と環状空間を介して連通されているので、例えば、第１燃焼室内のガス発生剤を先に燃焼させ、第２燃焼室内のガス発生剤を遅れて燃焼させるような場合、第１燃焼室内で生じたガスの一部は、ガス通過孔及び環状空間を経由して第２燃焼室内にも流入する。このため、第１燃焼室と第２燃焼室との圧力差が余り大きくならないので、圧力差により、圧入された環状リテーナが軸方向に移動することが防止される。
【００２５】
更に、第１燃焼室内のガス発生剤の燃焼により、第２燃焼室内の圧力が高められるので、加圧状態となった第２燃焼室内のガス発生剤は燃焼し易くなる。このとき、第１燃焼室と第２燃焼室の間は環状リテーナにより仕切られており、第１燃焼室と第２燃焼室の間のガスの流通は、筒状リテーナのガス通過孔を経由して行われるため、第１燃焼室内のガス発生剤の燃焼による直接的な影響（第２燃焼室内に流入したガスにより、第２燃焼室内のガス発生剤が着火燃焼すること）はない。
【００２６】
なお、請求項３の発明においては、請求項２の発明と同様に、ハウジングの半径方向の内径は均一及び不均一のいずれでも良い。請求項２、３の発明において、ハウジングの半径方向への内径を不均一にする場合、その形態は特に制限されるものではなく、例えば、ハウジング外周面の１箇所又は複数箇所が外側に突き出た構造のもの、ハウジング外周面が２以上の斜面の組み合わせからなる構造（軸方向への断面形状で見たとき、請求項３の発明における環状空間の形状が三角形以上の多角形となる構造）のもの等にすることができる。
【００２７】
請求項６の発明は、筒状リテーナのハウジング半径方向外側には、燃焼ガスを冷却し、かつ燃焼残渣を捕捉するための筒状クーラントが配置されているものである。筒状クーラントを筒状リテーナの半径方向外側に設けた場合、環状リテーナの移動が阻害されない。
【００２８】
請求項７の発明は、筒状リテーナの周面には、筒状リテーナのハウジング半径方向への移動を阻止する手段が設けられているものである。筒状リテーナをハウジング内に組み込む際の位置決めが容易となるほか、環状リテーナの圧入も容易となる。更に、作動時における内圧の上昇によって、筒状リテーナが半径方向外側に移動し、ガス排出口を閉塞することが防止される。
【００２９】
このような移動阻止手段としては、筒状リテーナとハウジングの内壁との当接部分（特に天井面又は底面と周面との接する角部）において、筒状リテーナとハウジングの内部形状と合致させる手段が適用できる。
【００３０】
請求項８の発明は、複数の環状リテーナを用いるとき、環状リテーナの一つが環状燃焼室内において、ガス発生剤を含まない空間を形成するものである。このようにすることで、燃焼室全体を２分割から３分割に変更でき、しかも３分割した内の一つにはガス発生剤が存在していないので、第１及び第２燃焼室の容積比率の選択範囲が広がり、ガス発生剤量の比率をより微調整できる。
【００３１】
このように第１燃焼室及び第２燃焼室に加えて、第３室となる空間を設けた場合、第１燃焼室及び第２燃焼室の容積比率は上記した範囲で設定できるが、第３室の容積（Ａ３）は、燃焼室全体の容積に対して〔即ち、Ａ３／（Ａ１＋Ａ２）×１００から求められる割合〕、好ましくは１０％以下、より好ましくは７％以下、更に好ましくは５％以下の範囲で設定する。
【００３２】
燃焼室中のガス発生剤は、隙間が生じないように充填されている。これは隙間が存在すると、外部から加えられる振動によってガス発生剤同士がぶつかり合い、壊れる（粉砕される）ことで、ガス発生剤の表面積が変化して、燃焼性能が変化する（つまり、当初の設計条件が変化する）恐れがあるためである。よって、１つの環状リテーナにより、第１燃焼室と第２燃焼室の２つに分割した場合、常にガス発生剤が存在する空間（第１燃焼室と第２燃焼室の合計容積にほぼ等しい）は全体が１００となり、１００を基準として２分割することになる。従って、ガス発生剤量の比率も１００を基準として２分割することになる。
【００３３】
しかし、請求項８の発明のように、３分割の内の一つにはガス発生剤が存在していないので、ガス発生剤が存在する空間（第１燃焼室と第２燃焼室の合計容積よりも小さい）は、第１燃焼室と第２燃焼室の合計容積１００に対して９５や９０等の所望大きさを取り得るため、ガス発生剤量の比率も９５や９０等を基準として２分割することになり、１００を基準に２分割する場合に比べると、比率の微調整ができる。
【００３４】
請求項９の発明は、ガス発生剤が酸化剤として塩基性硝酸銅を含んでいるものである。ガス発生剤には、必要に応じて、バインダー、燃焼調節剤、スラグ形成剤等の公知の添加剤を配合しても良い。
【００３５】
ガス発生剤が酸化剤として塩基性硝酸銅を含む場合、ガス発生剤の燃焼温度が低下するため、燃焼ガス等の冷却に用いるクーラントの量を減らすことができる。また、塩基性硝酸銅と組み合わせる燃料としては、メラミン、メラミンシアヌレート、硝酸グアニジンが好ましい。これらの燃料と組み合わせた場合、感度（例えば、ＪＩＳ Ｋ４８１０−１９７９の火薬類性能試験法に基づく摩擦感度と落槌感度）が低いため、例えば、第１燃焼室内のガス発生剤の燃焼により、第２燃焼室内のガス発生剤が燃焼されることがない。このため、上記した筒状リテーナを設けた場合には、特に好ましいものとなる。
【００３６】
本発明で用いるガス発生剤は、本発明の目的を損なわないものであれば特に制限されず、上記した組み合わせのもののほか、燃料としてニトログアニジン、酸化剤として硝酸ストロンチウムを含むものでも良い。
【００３７】
なお、伝火薬はガス発生剤よりも着火性の良いものを用いることが好ましく、例えば、上記したような燃料及び酸化剤を含むガス発生剤を用いたとき、伝火薬としては、ボロン（Ｂ）と硝酸カリウム（ＫＮＯ３）の混合物を用いることが好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図面により、本発明の実施の形態を説明する。図１は、ガス発生器の一実施形態を示す縦断面図である。以下、「軸方向」というときは、ハウジング軸方向を意味し、「半径方向」というときは、ハウジング半径方向を意味するものとする。
【００３９】
ハウジング３は、ディフューザシェル１とクロージャシェル２とを溶接してなり、ディフューザシェル１は、アルミニウム製のシールテープ２７で閉塞された複数のガス排出口２６ａ、２６ｂを有している。複数のガス排出口２６ａ、２６ｂの開口径は同一でも異なっていても良く、シールテープ２７の厚みもガス排出口２６ａ、２６ｂごとに異ならせても良い。
【００４０】
ハウジング３の半径方向の内径（対抗する周面の間隔）は、均一又は均一に近い径のものでも、不均一のものでも良い。
【００４１】
ハウジング３内には、軸方向の中心軸（図１中の１点鎖線）と同心円になるように内筒４が配置されている。内筒４の外周面は、軸方向にほぼ同一の外径を有しており、ハウジング３の中心軸と内筒４の中心軸は一致していなくても良いが、平行に配置される必要がある。内筒４は、一端開口部側がディフューザシェル１の天井面１ａ側の３５において溶接固定され、他端開口部側がクロージャシェル２の底面２ａ側の３６において溶接固定されている。
【００４２】
内筒４内は、半径方向に配置された円板状隔壁７及びそのスカート部７ａにより、半径方向及び軸方向に仕切られ、半径方向に並列された第１点火手段室８ａと第２点火手段室８ｂに分離されている。第１点火手段室８ａは、シールテープ１８で閉塞された第１伝火孔１７により第１燃焼室５ａと連通され、第２点火手段室８ｂは、第２伝火孔１０により第２燃焼室５ｂと連通されている。
【００４３】
第１点火手段室８ａ内には、第１点火器１２ａと、アルミニウム製カップに充填された第１伝火薬１６ａが収容され、第２点火手段室８ｂ内には、第２点火器１２ｂと、アルミニウム製カップに充填された第２伝火薬１６ｂが収容されている。第１伝火薬１６ａ、第２伝火薬１６ｂは、例えば、、ボロン（Ｂ）と硝酸カリウム（ＫＮＯ３）の混合物等を用いることができる。
【００４４】
第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂは、いずれもハウジング３（内筒４）の中心軸からは偏心された位置にある。第２点火手段室８ｂは、円板状隔壁７により、点火器１２ｂが位置する空間と、伝火薬１６ｂの上部が位置する空間に分離されている。
【００４５】
第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂは、１つのカラー１３に固定されており、カラー１３は、クロージャシェル２の端部２ｂをかしめることで固定されている。４１、４２は、気密封止用のＯリングである。
【００４６】
第１点火手段室８ａ内の第１点火器１２ａ、及び第１伝火薬１６ａの軸方向の高さは、第２点火手段室８ｂ内の第２点火器１２ｂ、及び第２伝火薬１６ｂの軸方向の高さよりも低くなるように設定されている。
【００４７】
これらの高さ位置は、内筒４に設けられた第１伝火孔１７と第２伝火孔１０の高さ位置に対応し、伝火薬の燃焼により生じた火炎が第１燃焼室５ａ又は第２燃焼室５ｂに流入しやすいように設定されている。高低の調整は、点火器及び伝火薬の一方又は両方の高さにより行う。点火器の高さ位置は、作動時に火炎を生じる着火部分の位置であり、伝火薬の高さ位置は、少なくとも伝火薬が充填されたカップの一部が伝火孔と正対するような位置である。
【００４８】
第１点火手段室８ａの軸方向延長上であるディフューザシェル１の天井面１ａには凹部３０が設けられており、凹部３０の深さ及び幅は、凹部３０と円板状隔壁７との間に、第２伝火薬１６ｂから生じた火炎が第２伝火孔１０へ移動できる程度の間隙が確保できる範囲で、できるだけ深くする。このような凹部３０を設けることで、第２点火手段室８ｂの容積が小さくされ、第２伝火薬１６ｂから生じた火炎の着火エネルギーの密度が高められる。
【００４９】
ハウジング３の内周面と内筒４との間には、筒状リテーナ２２が配置され、筒状リテーナ２２は、その内周面が軸方向にほぼ均一な径を有しており、複数のガス通過孔２２ａ、２２ｂが設けられている。筒状リテーナ２２は、ハウジング３の内壁との当接部分（特にディフューザシェル１の天井面と周面との接する角部）を、ハウジング３の内部形状と合致させている。このように形状を合致させることにより、筒状リテーナ２２をハウジング３内に組み込む際の位置決めが容易となるほか、環状リテーナ２０、２１の圧入も容易となり、更に作動時における内圧の上昇によって、筒状リテーナ２２が半径方向外側に移動し、ガス排出口２６ａ、２６ｂを閉塞することが防止される。
【００５０】
内筒４と筒状リテーナ２２に挟まれた空間には、環状リテーナ２０が軸方向に移動自在に配置され、環状（ドーナツ状）の第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂが設けられている。第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂは軸方向に並列され、内筒４の中心軸と、第１燃焼室５ａ及び第２燃焼室５ｂとの中心軸は一致している。
【００５１】
環状リテーナ２０は、環状平面２０ｃと、内筒４の外周面に接する内周折り曲げ面２０ａ、筒状リテーナ２２の内周面に接する外周折り曲げ面２０ｂからなり、環状平面２０ｃの幅は、圧入できるように、上記した▲１▼〜▲３▼のいずれかの方法により、ハウジング３又は内筒４との間で大小関係が調整されている。
【００５２】
環状リテーナ２０は、内周折り曲げ面２０ａが内筒４の外周面に当接され、外周折り曲げ面２０ｂが筒状リテーナ２２の内周面に当接され、互いに面接触して圧入されている。環状リテーナ２０は、いずれもディフューザシェル１の天井面１ａからクロージャシェル２の底面２ａまでの間を移動させることができるが、環状リテーナ２０（内周折り曲げ面２０ａ）により、第１伝火孔１７、第２伝火孔１０が閉塞されないようにする。
【００５３】
このように環状リテーナ２０を移動自在に配置し、設計条件に応じて軸方向上下に移動させることで、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂの容積比率を所望比率に調整することができる。
【００５４】
第１燃焼室５ａ内には第１ガス発生剤９ａが充填され、第２燃焼室５ｂ内には第２ガス発生剤９ｂが充填されている。第１ガス発生剤９ａ及び第２ガス発生剤９ｂの形状、量、組成は特に制限されるものではなく、同一でも異なっていても良い。なお、第１ガス発生剤９ａ及び第２ガス発生剤９ｂは、燃料としてメラミン、メラミンシアヌレート、硝酸グアニジンを含み、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むことで、感度（例えば、ＪＩＳ Ｋ４８１０−１９７９の火薬類性能試験法に基づく摩擦感度と落槌感度）を低くできるので好ましいが、同様に感度の低いものであれば、他の組成のものでも良い。ガス発生剤の一例を示すと、次のとおりである。
【００５５】
硝酸グアニジン／塩基性硝酸銅（５３．４０質量％／４６．６０質量％）（摩擦感度＞３５３Ｎ，落槌感度３０〜４０ｃｍ）
硝酸グアニジン／塩基性硝酸銅／グアガム（４５．６８質量％／５１．３２質量％／グアガム３質量％）（摩擦感度＞３５３Ｎ，落槌感度６０〜６２ｃｍ）
内筒４と筒状リテーナ２２に挟まれた空間（第１燃焼室５ａ）には、更に環状リテーナ２１が軸方向に移動自在に配置されている。環状リテーナ２１は、環状リテーナ２０と同様に圧入することができるほか、内周折り曲げ面２１ａの折曲部分の長さを調整し、内周折り曲げ面２１ａの先端部分がクロージャシェル２の底面２ａに当接するように配置することで、所定容積の空間５ｃが確保できるようにしても良い。なお、環状リテーナ２１は、必要に応じて、筒状リテーナ２２の内周面との接触部分も折り曲げることができる。
【００５６】
環状リテーナ２１とクロージャシェル２の底面２ａに挟まれた空間５ｃが、燃焼室内においてガス発生剤を含まない空間として存在する。このような空間５ｃを設けることにより、燃焼室内を第１及び第２燃焼室５ａ、５ｂの２分割から、空間５ｃを含む３分割に変更でき、しかも３分割の内の一つにはガス発生剤が存在しないため、第１及び第２燃焼室５ａ、５ｂの容積比率の微調整ができる。
【００５７】
環状リテーナ２１を使用しない場合、ガス発生剤を合計で１００ｇを充填するとすれば、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂに充填するガス発生剤量は、３０ｇ：７０ｇ、４０ｇ：６０ｇというような比率となる。しかし、環状リテーナを使用し、空間５ｃを設けると、空間５ｃの分だけ燃焼室の容積が小さくなるから、ガス発生剤の合計充填量が９５ｇになったとすると、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂに充填するガス発生剤量は、３０ｇ：６５ｇ、４０ｇ：５５ｇというような比率を取ることができる。このとき、空間５ｃの容積比率は、好ましくは１０％以下（ガス発生剤の合計充填量が９０ｇ以上）、より好ましくは７％以下（ガス発生剤の合計充填量が９３ｇ以上）、更に好ましくは５％以下（ガス発生剤の合計充填量が９５ｇ以上）になるように調整する。
【００５８】
このようにして第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂの容積比率を調整することで、各燃焼室内に充填する第１及び第２ガス発生剤９ａ、９ｂの比率（質量比率）も容易に調整できる。
【００５９】
第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂは、直接には連通されていないが、ガス通過孔２２ａ、筒状リテーナ２２とハウジング３の内周面間の空間２５、及びガス通過孔２２ｂを経て連通されている。このため、第１燃焼室５ａ内の第１ガス発生剤９ａが燃焼して生じたガスは、シールテープ２７を破った後にガス排出口２６ａ、２６ｂから排出されるほか、一部は前記経路を通って第２燃焼室５ｂ内に流入する。
【００６０】
環状空間（筒状空間）２５には、金網からなるクーラント２４が配置されている。このクーラント２４は、ガス発生剤の燃焼により生じた残渣が外部に排出されないように除去すると共に、燃焼ガスを冷却するためのものである。上記したとおり、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むガス発生剤を用いたときには燃焼温度が低くなり、更に燃料としてメラミン、メラミンシアヌレート、硝酸グアニジンを併用したときには燃焼残渣の生成が少ないため、粗い金網（嵩密度の小さい金網）でも良いので、ガス発生器全体の軽量化にも役立つ。
【００６１】
次に、図１に示すガス発生器の動作を説明する。図１に示すガス発生器を自動車に搭載するとき、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、図１に示すガス発生器とエアバッグが収容されたモジュールケースとを備えたエアバッグ装置として搭載される。このエアバッグ装置は、特開平１１−３３４５１７号公報の段落番号００９６〜０１０２に具体的に記載され、更に図１７で示されたものと同じ構成にすることができる。
【００６２】
ガス発生器は、第１及び第２点火器１２ａ、１２ｂ側において作動信号出力手段（衝撃センサ及びコントロールユニット）と接続している。そして、かかる構成のエアバッグ装置において、作動信号出力手段における作動信号出力条件を適宜設定することにより、衝撃の程度に応じてガス発生量を調整し、エアバッグの膨張速度を調整することができる。
【００６３】
車両の衝突時、衝撃検知センサにより衝突の程度を検知し、電子制御ユニット（ＥＣＵ）による作動指令を受け、第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂが同時に又は時間差をおいて作動するか、或いは第１点火器１２ａのみが作動する。
【００６４】
第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂが時間差をおいて作動するとき、第１点火器１２ａの作動により、伝火薬１６ａが着火燃焼される。このとき、第１点火手段室８ａと第２点火手段室８ｂとは、円板状隔壁７及びスカート部７ａにより分離されているので、第２点火手段室８ｂ内に火炎が流入することはない。
【００６５】
その後、着火エネルギーが高められた火炎は、シールテープ１８を破って、第１伝火孔１７から第１燃焼室５ａ内に流入し、第１ガス発生剤９ａを着火燃焼させて、燃焼ガスを生じさせる。このとき、環状リテーナ２０、２１は所望位置に圧入配置され、第１ガス発生剤９ａと第２ガス発生剤９ｂの質量比率が予め所望比率に調整されているので、例えば、衝突の程度及び車種に応じて適切な量のガスを発生させる。更に、環状リテーナ２０の存在により、第１燃焼室５ａ内の燃焼ガスは、直接第２燃焼室５ｂ内に流入することはない。
【００６６】
第１点火器１２ａは、内筒４の中心軸からは偏心位置にあるため、第１燃焼室５ａの中心軸からも偏心しており、第１燃焼室５ａ内の第１ガス発生剤９ａ全体に対しては等距離ではないが、内筒４内の容積が狭い上、第１伝火孔１７は第１燃焼室５ａ内の第１ガス発生剤９ａ全体に対しては等距離にある。
【００６７】
このため、第１伝火薬１６ａの燃焼によって生じた火炎及び高温ガスは、第１点火手段室８ａ内に広がり、第１伝火孔１７からほぼ均等に噴出されるので、第１ガス発生剤９ａ全体に均等に行き渡る。更に、第１伝火薬１６ａの着火性が良いこと、第１伝火孔１７の高さ位置と点火手段（第１点火器１２ａ、第１伝火薬１６ａ）の高さ位置が相互に関連して調整され、伝火薬の燃焼により生じた火炎が第１燃焼室５ａ内に流入し易いこと、内筒４内が２つに区切られていることにより、点火手段室１つ当たりの容積が小さくなっているので、第１伝火薬１６ａの燃焼により生じた火炎の着火エネルギーが高められるという理由も加わり、第１ガス発生剤９ａの着火むらは生じない。
【００６８】
その後、第１ガス発生剤９ａの燃焼により生じた燃焼ガスは、筒状リテーナ２２のガス通過孔２２ａを通って環状空間２５に流入した後、シールテープ２７を破ってガス排出口２６ａ、２６ｂから排出され、衝突の程度及び車種に応じて、乗員保護に最適な状態になるようにエアバッグを膨張させる。このとき、一部は第２燃焼室５ｂ内にも流入し、内圧を高める。このため、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂとの内圧の差が小さくなるので、第１ガス発生剤９ａが燃焼後、第２ガス発生剤９ｂが燃焼するまでの間に環状リテーナ２０が移動することがない。
【００６９】
その後、第１点火器１２ａの作動から僅かに遅れて第２点火器１２ｂが作動し、第２伝火薬が着火燃焼される。このとき、第２点火手段室８ｂは、凹部３０の存在により容積が小さくされているので、火炎の着火エネルギーが高められる。その後、着火エネルギーが高められた火炎は、第２伝火孔１０から第２燃焼室５ｂ内に火炎が流入し、第２ガス発生剤９ｂを着火燃焼させる。このとき、第１点火器１２ａの作動の場合と同様に、第２伝火薬１６ｂから生じた火炎及び高温ガスは、凹部３０により狭められた第２点火手段室８ｂ内に広がり、第２連通孔１０から排出されるときには、ほぼ均等なエネルギーを有しているため、ガス発生剤の着火むらが生じることがない。この燃焼ガスは、筒状リテーナ２２のガス通過孔２２ｂを通って環状空間２５に流入した後、ガス排出口２６ａ、２６ｂから排出されエアバッグを膨張させる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明のガス発生器は、１又は２以上の環状リテーナを軸方向上下に適宜移動させることにより、複数の燃焼室の容積比率を所望比率に微調整でき、ガス発生剤の充填量を微調整することができる。このため、小型車両から大型車両までの幅広い車種に応じ、より乗員保護に適した状態で多段階でエアバッグを膨張展開させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス発生器の縦断面図。
【符号の説明】
１ ディフューザシェル
２ クロージャシェル
３ ハウジング
４ 内筒
５ａ 第１燃焼室
５ｂ 第２燃焼室
８ａ 第１点火手段室
８ｂ 第２点火手段室
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
１６ａ 第１伝火薬
１６ｂ 第２伝火薬
２０、２１ 環状リテーナ
２２ 筒状リテーナ
２６ａ、２６ｂ ガス排出口
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載するエアバッグシステム用として好適なガス発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ガス発生剤の燃焼ガスを利用してエアバッグを膨張展開させるパイロインフレータが知られており、運転席用ンフレータ、助手席用インフレータ、サイド用インフレータ、カーテン用インフレータ等に適用されている。これらのインフレータでは、乗員保護の観点から、２段階でエアバッグを膨張させる方式のものが望まれている。
【０００３】
インフレータは、運手席用エアバッグや助手席用エアバッグのように種類に応じて使用するエアバッグの容量も異なるため、必要となるガス量も異なるほか、２段階でエアバッグを膨張させる方式の場合、車種に応じて、第１段階と第２段階で発生させるガス量に違いが生じることも考えられる。例えば、小型車両と大型車両では、同程度の衝突であれば小型車両の方が乗員に加えられる衝撃は大きくなる。従って、大型車両に比べると衝撃の伝わりやすい小型車両では、第１段階で比較的多くのガスを発生させてエアバッグを充分に膨張展開させておく必要があり、小型車両に比べると衝撃の伝わり難い大型車両では、第１段階で発生させるガス量は小型車両よりは少なくても良いことが考えられる。
【０００４】
このように、車種に応じてエアバッグの膨張に要するガス量を調整する場合、燃焼室ごとのガス発生剤量の比率の調整により対応することになる。しかし、一般に使用されている車両には、軽自動車から、バスやトラックような大型車両まで、数多くのものがあるため、ガス発生剤の量の比率を調整するためにインフレータの構造自体をその都度改変することは、製造工程上の負担も大きく、製造コストを大幅に押し上げてしまうため、現実的な対応ではない。
【０００５】
また、構成部品の取り替えにより対応する場合にも、別途新たな部品を作製することになるほか、部品の種類が多くなると部品の組み付け時の間違いにより不良品の発生率が高くなることも考えられるため、やはり製造工程上の負担と製造コストの増加の問題がある。
【０００６】
特開平１１−５９３１８号公報に開示されたガス発生器は、同公報の図１、図３に示すとおり、上側燃焼室２と下側燃焼室３内に、それぞれガス発生剤５が充填されている。これらの２つの燃焼室は、仕切部材４で仕切られており、この仕切部材４は、外筒部１１の段部１１ｂと長尺固定内筒１６の先端段部１５ａに当接されている。（段落番号１３；なお、同段落中、「長尺固定内筒１５」は、「長尺固定内筒１６」の誤りと思われる。）従って、２つの燃焼室に充填するガス発生剤量の比率を調整しようとすれば、それに伴い仕切部材４の位置を変える必要があり、その仕切部材４を保持するため、段部１１ｂと先端段部１５ａの位置を変えざるを得ず、上蓋９と下蓋１０からなるハウジング１自体から変更する必要がある。更に、点火装置８（図１の番号は誤りと思われる。）の存在によっても、仕切部材４の軸方向への移動は制限される。
【０００７】
特開平１１−２１７０５５号公報に開示されたガス発生器は、同公報の図１、図２に示すとおり、上下２つの燃焼室３、４内に、それぞれガス発生剤６が充填されている。これらの２つの燃焼室は、仕切部材５で仕切られており、この仕切部材５は、長尺内筒１８の段部１８ａに当接して位置決めされた上で、図１では、２つのフィルタ部材７により、上下方向から挟み付けられている。（段落番号２５、２６）従って、２つの燃焼室に充填するガス発生剤量の比率を調整しようとすれば、段部１８ａの位置、各燃焼室に配置されるフィルタ部材７の高さ、及び上容器１０と下容器１１からなるハウジング１自体から変更する必要がある。更に、点火器９の存在によっても、仕切部材５の軸方向への移動は制限される。
【０００８】
特開２０００−２９６７５６号公報に開示されたガス発生器では、全ての図面で示されたものが、点火器９の存在により、仕切部材５の軸方向への移動は制限される。
【０００９】
ＷＯ０１／４７７５２のインフレータの場合も上記先行技術と同様に、２つの燃焼室間を仕切板で仕切っているが、仕切板の位置を変えるためには、部品構造自体の変更が必要となるほか、点火器の存在が仕切板の軸方向への移動を制限する。
【００１０】
本発明は、複数の燃焼室に充填するガス発生剤量の比率を、部品の改変等を伴わずに所望比率に調整できるガス発生器を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、天井面、周面及び底面からなり、周面にガス排出口を有するハウジング内に、点火手段を収容する点火手段室を含む内筒が配置され、内筒のハウジング半径方向外側にガス発生剤が充填された環状燃焼室が配置されており、
内筒が、ハウジングの中心軸と内筒の中心軸が軸方向に一致又は平行になり、かつ一端側開口部が天井面側に固定され、他端開口部が底面側に固定されて配置されており、内筒周面のみにより、点火手段室と環状燃焼室とをハウジング軸方向に仕切るものであり、
内筒外周面とハウジング内周面との間に存在する環状燃焼室が、環状リテーナでハウジング半径方向に２以上に仕切られており、前記環状リテーナが、ハウジングの天井面から底面までの間をハウジング軸方向に移動自在に配置されているガス発生器を提供する。
【００１２】
以下、燃焼室が２つの場合（第１燃焼室及び第２燃焼室）を例にとって説明する。
【００１３】
上記のとおり、内筒周面により、点火手段室と環状燃焼室とがハウジング軸方向に仕切られているとき、内筒は、内筒周面がハウジング軸方向に延びた状態で配置されているが、点火手段室と環状燃焼室（第１燃焼室及び第２燃焼室）は、ハウジング半径方向に並列して配置されていることになる。
【００１４】
上記のとおり、環状燃焼室が、環状リテーナでハウジング半径方向に２以上に仕切られているとき、環状リテーナはハウジング半径方向に延びた状態で配置されているが、第１及び第２燃焼室は、ハウジング軸方向に並列して配置されていることになる。
【００１５】
ハウジングの中心軸と内筒の中心軸が一致又は平行であるため、内筒外周面とハウジング内周面の間に配置された環状リテーナは、ハウジングの天井面から底面までの間をハウジング軸方向に移動自在となっている。このため、環状リテーナを所望長さだけ、軸方向上下に移動させることにより、第１燃焼室と第２燃焼室の容積比率を自在に調整できる。このため、２つの燃焼室に充填するガス発生剤量の比率も所望比率に調整できる。第１燃焼室の容積（Ａ１）と第２燃焼室の容積（Ａ２）の比率は、ガス発生器としての機能を損なわない範囲で設定することができるが、好ましくはＡ１：Ａ２＝１：９〜９：１の範囲からＡ１：Ａ２＝５：５までの範囲で設定する。
【００１６】
環状リテーナを移動自在に配置する手段は特に制限されないが、好ましくは圧入する方法を採用する。圧入は、環状リテーナの寸法とハウジング又は内筒の寸法の大小関係を調整し、好ましくは環状リテーナとハウジング内周面とが面接触できるように、環状リテーナの形状を設定し（例えば、環状リテーナがハウジング内周面及び内筒外周面と接触する部分を折り曲げる）、ハウジング軸方向から押し込む方法である。更に、環状リテーナを弾力性のある部材で形成することで、より圧入操作が容易となる。
【００１７】
環状リテーナの寸法とハウジングの寸法又は内筒の大小関係の調整は、▲１▼環状リテーナの外径をハウジングの内径よりも極僅か大きく設定する方法；▲２▼環状リテーナの内径を内筒の外径よりも極僅か小さく設定する方法；前記▲１▼、▲２▼を組み合わせる方法を適用できる。
【００１８】
請求項１の発明では、環状リテーナのハウジング軸方向への移動を円滑にするため、ハウジングの半径方向の内径が均一のものであることが望ましいが、前記のとおり、移動が円滑になされるのであれば、均一でなくても良い。
【００１９】
請求項２の発明は、ハウジング周面と内筒との間に、複数のガス通過孔を有し、半径方向の内径が均一又は均一に近い径の筒状リテーナが配置され、環状リテーナが内筒外周面と筒状リテーナの間に圧入されているものである。
【００２０】
ガス通過孔の大きさは、ガスの通過を阻害せず、かつガス発生剤が漏れ出さないような大きさである。
【００２１】
筒状のリテーナを配置したとき、上記の環状リテーナは、筒状のリテーナの内壁と内筒外周面との間に圧入されるため、ハウジングの半径方向の内径は均一及び不均一のいずれでも良い。
【００２２】
ハウジングのガス排出口には、湿気の侵入防止等の目的で、内側からシールテープが貼り付けられるため、このような筒状のリテーナを用いることで、環状リテーナを取り付ける際や、ガス発生剤を充填する際にガス発生剤がシールテープを損傷することがなくなるほか、シールテープの位置を考慮する必要がなくなるため、環状リテーナが取付易くなる。
【００２３】
請求項３の発明は、ハウジング周面と内筒との間に、複数のガス通過孔を有し、半径方向の内径が均一又は均一に近い径の筒状リテーナが配置され、環状リテーナが内筒外周面と筒状リテーナの間に圧入されており、筒状リテーナとハウジング周面との間に環状空間が設けられ、複数のガス通過孔により、複数の燃焼室と環状空間が連通されているものである。
【００２４】
複数の環状燃焼室が、筒状のリテーナのガス通過孔と環状空間を介して連通されているので、例えば、第１燃焼室内のガス発生剤を先に燃焼させ、第２燃焼室内のガス発生剤を遅れて燃焼させるような場合、第１燃焼室内で生じたガスの一部は、ガス通過孔及び環状空間を経由して第２燃焼室内にも流入する。このため、第１燃焼室と第２燃焼室との圧力差が余り大きくならないので、圧力差により、圧入された環状リテーナが軸方向に移動することが防止される。
【００２５】
更に、第１燃焼室内のガス発生剤の燃焼により、第２燃焼室内の圧力が高められるので、加圧状態となった第２燃焼室内のガス発生剤は燃焼し易くなる。このとき、第１燃焼室と第２燃焼室の間は環状リテーナにより仕切られており、第１燃焼室と第２燃焼室の間のガスの流通は、筒状リテーナのガス通過孔を経由して行われるため、第１燃焼室内のガス発生剤の燃焼による直接的な影響（第２燃焼室内に流入したガスにより、第２燃焼室内のガス発生剤が着火燃焼すること）はない。
【００２６】
なお、請求項３の発明においては、請求項２の発明と同様に、ハウジングの半径方向の内径は均一及び不均一のいずれでも良い。請求項２、３の発明において、ハウジングの半径方向への内径を不均一にする場合、その形態は特に制限されるものではなく、例えば、ハウジング外周面の１箇所又は複数箇所が外側に突き出た構造のもの、ハウジング外周面が２以上の斜面の組み合わせからなる構造（軸方向への断面形状で見たとき、請求項３の発明における環状空間の形状が三角形以上の多角形となる構造）のもの等にすることができる。
【００２７】
請求項６の発明は、筒状リテーナのハウジング半径方向外側には、燃焼ガスを冷却し、かつ燃焼残渣を捕捉するための筒状クーラントが配置されているものである。筒状クーラントを筒状リテーナの半径方向外側に設けた場合、環状リテーナの移動が阻害されない。
【００２８】
請求項７の発明は、筒状リテーナの周面には、筒状リテーナのハウジング半径方向への移動を阻止する手段が設けられているものである。筒状リテーナをハウジング内に組み込む際の位置決めが容易となるほか、環状リテーナの圧入も容易となる。更に、作動時における内圧の上昇によって、筒状リテーナが半径方向外側に移動し、ガス排出口を閉塞することが防止される。
【００２９】
このような移動阻止手段としては、筒状リテーナとハウジングの内壁との当接部分（特に天井面又は底面と周面との接する角部）において、筒状リテーナとハウジングの内部形状と合致させる手段が適用できる。
【００３０】
請求項８の発明は、複数の環状リテーナを用いるとき、環状リテーナの一つが環状燃焼室内において、ガス発生剤を含まない空間を形成するものである。このようにすることで、燃焼室全体を２分割から３分割に変更でき、しかも３分割した内の一つにはガス発生剤が存在していないので、第１及び第２燃焼室の容積比率の選択範囲が広がり、ガス発生剤量の比率をより微調整できる。
【００３１】
このように第１燃焼室及び第２燃焼室に加えて、第３室となる空間を設けた場合、第１燃焼室及び第２燃焼室の容積比率は上記した範囲で設定できるが、第３室の容積（Ａ３）は、燃焼室全体の容積に対して〔即ち、Ａ３／（Ａ１＋Ａ２）×１００から求められる割合〕、好ましくは１０％以下、より好ましくは７％以下、更に好ましくは５％以下の範囲で設定する。
【００３２】
燃焼室中のガス発生剤は、隙間が生じないように充填されている。これは隙間が存在すると、外部から加えられる振動によってガス発生剤同士がぶつかり合い、壊れる（粉砕される）ことで、ガス発生剤の表面積が変化して、燃焼性能が変化する（つまり、当初の設計条件が変化する）恐れがあるためである。よって、１つの環状リテーナにより、第１燃焼室と第２燃焼室の２つに分割した場合、常にガス発生剤が存在する空間（第１燃焼室と第２燃焼室の合計容積にほぼ等しい）は全体が１００となり、１００を基準として２分割することになる。従って、ガス発生剤量の比率も１００を基準として２分割することになる。
【００３３】
しかし、請求項８の発明のように、３分割の内の一つにはガス発生剤が存在していないので、ガス発生剤が存在する空間（第１燃焼室と第２燃焼室の合計容積よりも小さい）は、第１燃焼室と第２燃焼室の合計容積１００に対して９５や９０等の所望大きさを取り得るため、ガス発生剤量の比率も９５や９０等を基準として２分割することになり、１００を基準に２分割する場合に比べると、比率の微調整ができる。
【００３４】
請求項９の発明は、ガス発生剤が酸化剤として塩基性硝酸銅を含んでいるものである。ガス発生剤には、必要に応じて、バインダー、燃焼調節剤、スラグ形成剤等の公知の添加剤を配合しても良い。
【００３５】
ガス発生剤が酸化剤として塩基性硝酸銅を含む場合、ガス発生剤の燃焼温度が低下するため、燃焼ガス等の冷却に用いるクーラントの量を減らすことができる。また、塩基性硝酸銅と組み合わせる燃料としては、メラミン、メラミンシアヌレート、硝酸グアニジンが好ましい。これらの燃料と組み合わせた場合、感度（例えば、ＪＩＳ Ｋ４８１０−１９７９の火薬類性能試験法に基づく摩擦感度と落槌感度）が低いため、例えば、第１燃焼室内のガス発生剤の燃焼により、第２燃焼室内のガス発生剤が燃焼されることがない。このため、上記した筒状リテーナを設けた場合には、特に好ましいものとなる。
【００３６】
本発明で用いるガス発生剤は、本発明の目的を損なわないものであれば特に制限されず、上記した組み合わせのもののほか、燃料としてニトログアニジン、酸化剤として硝酸ストロンチウムを含むものでも良い。
【００３７】
なお、伝火薬はガス発生剤よりも着火性の良いものを用いることが好ましく、例えば、上記したような燃料及び酸化剤を含むガス発生剤を用いたとき、伝火薬としては、ボロン（Ｂ）と硝酸カリウム（ＫＮＯ３）の混合物を用いることが好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図面により、本発明の実施の形態を説明する。図１は、ガス発生器の一実施形態を示す縦断面図である。以下、「軸方向」というときは、ハウジング軸方向を意味し、「半径方向」というときは、ハウジング半径方向を意味するものとする。
【００３９】
ハウジング３は、ディフューザシェル１とクロージャシェル２とを溶接してなり、ディフューザシェル１は、アルミニウム製のシールテープ２７で閉塞された複数のガス排出口２６ａ、２６ｂを有している。複数のガス排出口２６ａ、２６ｂの開口径は同一でも異なっていても良く、シールテープ２７の厚みもガス排出口２６ａ、２６ｂごとに異ならせても良い。
【００４０】
ハウジング３の半径方向の内径（対抗する周面の間隔）は、均一又は均一に近い径のものでも、不均一のものでも良い。
【００４１】
ハウジング３内には、軸方向の中心軸（図１中の１点鎖線）と同心円になるように内筒４が配置されている。内筒４の外周面は、軸方向にほぼ同一の外径を有しており、ハウジング３の中心軸と内筒４の中心軸は一致していなくても良いが、平行に配置される必要がある。内筒４は、一端開口部側がディフューザシェル１の天井面１ａ側の３５において溶接固定され、他端開口部側がクロージャシェル２の底面２ａ側の３６において溶接固定されている。
【００４２】
内筒４内は、半径方向に配置された円板状隔壁７及びそのスカート部７ａにより、半径方向及び軸方向に仕切られ、半径方向に並列された第１点火手段室８ａと第２点火手段室８ｂに分離されている。第１点火手段室８ａは、シールテープ１８で閉塞された第１伝火孔１７により第１燃焼室５ａと連通され、第２点火手段室８ｂは、第２伝火孔１０により第２燃焼室５ｂと連通されている。
【００４３】
第１点火手段室８ａ内には、第１点火器１２ａと、アルミニウム製カップに充填された第１伝火薬１６ａが収容され、第２点火手段室８ｂ内には、第２点火器１２ｂと、アルミニウム製カップに充填された第２伝火薬１６ｂが収容されている。第１伝火薬１６ａ、第２伝火薬１６ｂは、例えば、、ボロン（Ｂ）と硝酸カリウム（ＫＮＯ３）の混合物等を用いることができる。
【００４４】
第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂは、いずれもハウジング３（内筒４）の中心軸からは偏心された位置にある。第２点火手段室８ｂは、円板状隔壁７により、点火器１２ｂが位置する空間と、伝火薬１６ｂの上部が位置する空間に分離されている。
【００４５】
第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂは、１つのカラー１３に固定されており、カラー１３は、クロージャシェル２の端部２ｂをかしめることで固定されている。４１、４２は、気密封止用のＯリングである。
【００４６】
第１点火手段室８ａ内の第１点火器１２ａ、及び第１伝火薬１６ａの軸方向の高さは、第２点火手段室８ｂ内の第２点火器１２ｂ、及び第２伝火薬１６ｂの軸方向の高さよりも低くなるように設定されている。
【００４７】
これらの高さ位置は、内筒４に設けられた第１伝火孔１７と第２伝火孔１０の高さ位置に対応し、伝火薬の燃焼により生じた火炎が第１燃焼室５ａ又は第２燃焼室５ｂに流入しやすいように設定されている。高低の調整は、点火器及び伝火薬の一方又は両方の高さにより行う。点火器の高さ位置は、作動時に火炎を生じる着火部分の位置であり、伝火薬の高さ位置は、少なくとも伝火薬が充填されたカップの一部が伝火孔と正対するような位置である。
【００４８】
第１点火手段室８ａの軸方向延長上であるディフューザシェル１の天井面１ａには凹部３０が設けられており、凹部３０の深さ及び幅は、凹部３０と円板状隔壁７との間に、第２伝火薬１６ｂから生じた火炎が第２伝火孔１０へ移動できる程度の間隙が確保できる範囲で、できるだけ深くする。このような凹部３０を設けることで、第２点火手段室８ｂの容積が小さくされ、第２伝火薬１６ｂから生じた火炎の着火エネルギーの密度が高められる。
【００４９】
ハウジング３の内周面と内筒４との間には、筒状リテーナ２２が配置され、筒状リテーナ２２は、その内周面が軸方向にほぼ均一な径を有しており、複数のガス通過孔２２ａ、２２ｂが設けられている。筒状リテーナ２２は、ハウジング３の内壁との当接部分（特にディフューザシェル１の天井面と周面との接する角部）を、ハウジング３の内部形状と合致させている。このように形状を合致させることにより、筒状リテーナ２２をハウジング３内に組み込む際の位置決めが容易となるほか、環状リテーナ２０、２１の圧入も容易となり、更に作動時における内圧の上昇によって、筒状リテーナ２２が半径方向外側に移動し、ガス排出口２６ａ、２６ｂを閉塞することが防止される。
【００５０】
内筒４と筒状リテーナ２２に挟まれた空間には、環状リテーナ２０が軸方向に移動自在に配置され、環状（ドーナツ状）の第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂが設けられている。第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂは軸方向に並列され、内筒４の中心軸と、第１燃焼室５ａ及び第２燃焼室５ｂとの中心軸は一致している。
【００５１】
環状リテーナ２０は、環状平面２０ｃと、内筒４の外周面に接する内周折り曲げ面２０ａ、筒状リテーナ２２の内周面に接する外周折り曲げ面２０ｂからなり、環状平面２０ｃの幅は、圧入できるように、上記した▲１▼〜▲３▼のいずれかの方法により、ハウジング３又は内筒４との間で大小関係が調整されている。
【００５２】
環状リテーナ２０は、内周折り曲げ面２０ａが内筒４の外周面に当接され、外周折り曲げ面２０ｂが筒状リテーナ２２の内周面に当接され、互いに面接触して圧入されている。環状リテーナ２０は、いずれもディフューザシェル１の天井面１ａからクロージャシェル２の底面２ａまでの間を移動させることができるが、環状リテーナ２０（内周折り曲げ面２０ａ）により、第１伝火孔１７、第２伝火孔１０が閉塞されないようにする。
【００５３】
このように環状リテーナ２０を移動自在に配置し、設計条件に応じて軸方向上下に移動させることで、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂの容積比率を所望比率に調整することができる。
【００５４】
第１燃焼室５ａ内には第１ガス発生剤９ａが充填され、第２燃焼室５ｂ内には第２ガス発生剤９ｂが充填されている。第１ガス発生剤９ａ及び第２ガス発生剤９ｂの形状、量、組成は特に制限されるものではなく、同一でも異なっていても良い。なお、第１ガス発生剤９ａ及び第２ガス発生剤９ｂは、燃料としてメラミン、メラミンシアヌレート、硝酸グアニジンを含み、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むことで、感度（例えば、ＪＩＳ Ｋ４８１０−１９７９の火薬類性能試験法に基づく摩擦感度と落槌感度）を低くできるので好ましいが、同様に感度の低いものであれば、他の組成のものでも良い。ガス発生剤の一例を示すと、次のとおりである。
【００５５】
硝酸グアニジン／塩基性硝酸銅（５３．４０質量％／４６．６０質量％）（摩擦感度＞３５３Ｎ，落槌感度３０〜４０ｃｍ）
硝酸グアニジン／塩基性硝酸銅／グアガム（４５．６８質量％／５１．３２質量％／グアガム３質量％）（摩擦感度＞３５３Ｎ，落槌感度６０〜６２ｃｍ）
内筒４と筒状リテーナ２２に挟まれた空間（第１燃焼室５ａ）には、更に環状リテーナ２１が軸方向に移動自在に配置されている。環状リテーナ２１は、環状リテーナ２０と同様に圧入することができるほか、内周折り曲げ面２１ａの折曲部分の長さを調整し、内周折り曲げ面２１ａの先端部分がクロージャシェル２の底面２ａに当接するように配置することで、所定容積の空間５ｃが確保できるようにしても良い。なお、環状リテーナ２１は、必要に応じて、筒状リテーナ２２の内周面との接触部分も折り曲げることができる。
【００５６】
環状リテーナ２１とクロージャシェル２の底面２ａに挟まれた空間５ｃが、燃焼室内においてガス発生剤を含まない空間として存在する。このような空間５ｃを設けることにより、燃焼室内を第１及び第２燃焼室５ａ、５ｂの２分割から、空間５ｃを含む３分割に変更でき、しかも３分割の内の一つにはガス発生剤が存在しないため、第１及び第２燃焼室５ａ、５ｂの容積比率の微調整ができる。
【００５７】
環状リテーナ２１を使用しない場合、ガス発生剤を合計で１００ｇを充填するとすれば、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂに充填するガス発生剤量は、３０ｇ：７０ｇ、４０ｇ：６０ｇというような比率となる。しかし、環状リテーナを使用し、空間５ｃを設けると、空間５ｃの分だけ燃焼室の容積が小さくなるから、ガス発生剤の合計充填量が９５ｇになったとすると、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂに充填するガス発生剤量は、３０ｇ：６５ｇ、４０ｇ：５５ｇというような比率を取ることができる。このとき、空間５ｃの容積比率は、好ましくは１０％以下（ガス発生剤の合計充填量が９０ｇ以上）、より好ましくは７％以下（ガス発生剤の合計充填量が９３ｇ以上）、更に好ましくは５％以下（ガス発生剤の合計充填量が９５ｇ以上）になるように調整する。
【００５８】
このようにして第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂの容積比率を調整することで、各燃焼室内に充填する第１及び第２ガス発生剤９ａ、９ｂの比率（質量比率）も容易に調整できる。
【００５９】
第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂは、直接には連通されていないが、ガス通過孔２２ａ、筒状リテーナ２２とハウジング３の内周面間の空間２５、及びガス通過孔２２ｂを経て連通されている。このため、第１燃焼室５ａ内の第１ガス発生剤９ａが燃焼して生じたガスは、シールテープ２７を破った後にガス排出口２６ａ、２６ｂから排出されるほか、一部は前記経路を通って第２燃焼室５ｂ内に流入する。
【００６０】
環状空間（筒状空間）２５には、金網からなるクーラント２４が配置されている。このクーラント２４は、ガス発生剤の燃焼により生じた残渣が外部に排出されないように除去すると共に、燃焼ガスを冷却するためのものである。上記したとおり、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むガス発生剤を用いたときには燃焼温度が低くなり、更に燃料としてメラミン、メラミンシアヌレート、硝酸グアニジンを併用したときには燃焼残渣の生成が少ないため、粗い金網（嵩密度の小さい金網）でも良いので、ガス発生器全体の軽量化にも役立つ。
【００６１】
次に、図１に示すガス発生器の動作を説明する。図１に示すガス発生器を自動車に搭載するとき、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、図１に示すガス発生器とエアバッグが収容されたモジュールケースとを備えたエアバッグ装置として搭載される。このエアバッグ装置は、特開平１１−３３４５１７号公報の段落番号００９６〜０１０２に具体的に記載され、更に図１７で示されたものと同じ構成にすることができる。
【００６２】
ガス発生器は、第１及び第２点火器１２ａ、１２ｂ側において作動信号出力手段（衝撃センサ及びコントロールユニット）と接続している。そして、かかる構成のエアバッグ装置において、作動信号出力手段における作動信号出力条件を適宜設定することにより、衝撃の程度に応じてガス発生量を調整し、エアバッグの膨張速度を調整することができる。
【００６３】
車両の衝突時、衝撃検知センサにより衝突の程度を検知し、電子制御ユニット（ＥＣＵ）による作動指令を受け、第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂが同時に又は時間差をおいて作動するか、或いは第１点火器１２ａのみが作動する。
【００６４】
第１点火器１２ａと第２点火器１２ｂが時間差をおいて作動するとき、第１点火器１２ａの作動により、伝火薬１６ａが着火燃焼される。このとき、第１点火手段室８ａと第２点火手段室８ｂとは、円板状隔壁７及びスカート部７ａにより分離されているので、第２点火手段室８ｂ内に火炎が流入することはない。
【００６５】
その後、着火エネルギーが高められた火炎は、シールテープ１８を破って、第１伝火孔１７から第１燃焼室５ａ内に流入し、第１ガス発生剤９ａを着火燃焼させて、燃焼ガスを生じさせる。このとき、環状リテーナ２０、２１は所望位置に圧入配置され、第１ガス発生剤９ａと第２ガス発生剤９ｂの質量比率が予め所望比率に調整されているので、例えば、衝突の程度及び車種に応じて適切な量のガスを発生させる。更に、環状リテーナ２０の存在により、第１燃焼室５ａ内の燃焼ガスは、直接第２燃焼室５ｂ内に流入することはない。
【００６６】
第１点火器１２ａは、内筒４の中心軸からは偏心位置にあるため、第１燃焼室５ａの中心軸からも偏心しており、第１燃焼室５ａ内の第１ガス発生剤９ａ全体に対しては等距離ではないが、内筒４内の容積が狭い上、第１伝火孔１７は第１燃焼室５ａ内の第１ガス発生剤９ａ全体に対しては等距離にある。
【００６７】
このため、第１伝火薬１６ａの燃焼によって生じた火炎及び高温ガスは、第１点火手段室８ａ内に広がり、第１伝火孔１７からほぼ均等に噴出されるので、第１ガス発生剤９ａ全体に均等に行き渡る。更に、第１伝火薬１６ａの着火性が良いこと、第１伝火孔１７の高さ位置と点火手段（第１点火器１２ａ、第１伝火薬１６ａ）の高さ位置が相互に関連して調整され、伝火薬の燃焼により生じた火炎が第１燃焼室５ａ内に流入し易いこと、内筒４内が２つに区切られていることにより、点火手段室１つ当たりの容積が小さくなっているので、第１伝火薬１６ａの燃焼により生じた火炎の着火エネルギーが高められるという理由も加わり、第１ガス発生剤９ａの着火むらは生じない。
【００６８】
その後、第１ガス発生剤９ａの燃焼により生じた燃焼ガスは、筒状リテーナ２２のガス通過孔２２ａを通って環状空間２５に流入した後、シールテープ２７を破ってガス排出口２６ａ、２６ｂから排出され、衝突の程度及び車種に応じて、乗員保護に最適な状態になるようにエアバッグを膨張させる。このとき、一部は第２燃焼室５ｂ内にも流入し、内圧を高める。このため、第１燃焼室５ａと第２燃焼室５ｂとの内圧の差が小さくなるので、第１ガス発生剤９ａが燃焼後、第２ガス発生剤９ｂが燃焼するまでの間に環状リテーナ２０が移動することがない。
【００６９】
その後、第１点火器１２ａの作動から僅かに遅れて第２点火器１２ｂが作動し、第２伝火薬が着火燃焼される。このとき、第２点火手段室８ｂは、凹部３０の存在により容積が小さくされているので、火炎の着火エネルギーが高められる。その後、着火エネルギーが高められた火炎は、第２伝火孔１０から第２燃焼室５ｂ内に火炎が流入し、第２ガス発生剤９ｂを着火燃焼させる。このとき、第１点火器１２ａの作動の場合と同様に、第２伝火薬１６ｂから生じた火炎及び高温ガスは、凹部３０により狭められた第２点火手段室８ｂ内に広がり、第２連通孔１０から排出されるときには、ほぼ均等なエネルギーを有しているため、ガス発生剤の着火むらが生じることがない。この燃焼ガスは、筒状リテーナ２２のガス通過孔２２ｂを通って環状空間２５に流入した後、ガス排出口２６ａ、２６ｂから排出されエアバッグを膨張させる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明のガス発生器は、１又は２以上の環状リテーナを軸方向上下に適宜移動させることにより、複数の燃焼室の容積比率を所望比率に微調整でき、ガス発生剤の充填量を微調整することができる。このため、小型車両から大型車両までの幅広い車種に応じ、より乗員保護に適した状態で多段階でエアバッグを膨張展開させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス発生器の縦断面図。
【符号の説明】
１ ディフューザシェル
２ クロージャシェル
３ ハウジング
４ 内筒
５ａ 第１燃焼室
５ｂ 第２燃焼室
８ａ 第１点火手段室
８ｂ 第２点火手段室
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
１６ａ 第１伝火薬
１６ｂ 第２伝火薬
２０、２１ 環状リテーナ
２２ 筒状リテーナ
２６ａ、２６ｂ ガス排出口
Claims (9)
- 天井面、周面及び底面からなり、周面にガス排出口を有するハウジング内に、点火手段を収容する点火手段室を含む内筒が配置され、内筒のハウジング半径方向外側にガス発生剤が充填された環状燃焼室が配置されており、
内筒が、ハウジングの中心軸と内筒の中心軸が軸方向に一致又は平行になり、かつ一端側開口部が天井面側に固定され、他端開口部が底面側に固定されて配置されており、内筒周面のみにより、点火手段室と環状燃焼室とをハウジング軸方向に仕切るものであり、
内筒外周面とハウジング内周面との間に存在する環状燃焼室が、環状リテーナでハウジング半径方向に２以上に仕切られており、前記環状リテーナが、ハウジングの天井面から底面までの間をハウジング軸方向に移動自在に配置されているガス発生器。 - ハウジング周面と内筒との間に、複数のガス通過孔を有し、半径方向の内径が均一又は均一に近い径の筒状リテーナが配置され、環状リテーナが内筒外周面と筒状リテーナの間に圧入されている請求項１記載のガス発生器。
- ハウジング周面と内筒との間に、複数のガス通過孔を有し、半径方向の内径が均一又は均一に近い径の筒状リテーナが配置され、環状リテーナが内筒外周面と筒状リテーナの間に圧入されており、筒状リテーナとハウジング周面との間に環状空間が設けられ、複数のガス通過孔により、複数の燃焼室と環状空間が連通されている請求項１記載のガス発生器。
- ハウジングが、半径方向の内径が均一のものである１〜３のいずれか１記載のガス発生器。
- ハウジングが、半径方向の内径が不均一のものである２又は３記載のガス発生器。
- 筒状リテーナのハウジング半径方向外側には、燃焼ガスを冷却し、かつ燃焼残渣を捕捉するための筒状クーラントが配置されている請求項２〜５のいずれか１記載のガス発生器。
- 筒状リテーナには、筒状リテーナのハウジング半径方向への移動を阻止する手段が設けられている請求項２〜６のいずれか１記載のガス発生器。
- 複数の環状リテーナを用いるとき、環状リテーナの一つが環状燃焼室内において、ガス発生剤を含まない空間を形成するものである請求項１〜７のいずれか１記載のガス発生器。
- ガス発生剤が、酸化剤として塩基性硝酸銅を含んでいる請求項１〜８のいずれか１記載のガス発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002263770A JP2004098855A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | ガス発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002263770A JP2004098855A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | ガス発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004098855A true JP2004098855A (ja) | 2004-04-02 |
Family
ID=32263398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002263770A Pending JP2004098855A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | ガス発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004098855A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006168670A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Daicel Chem Ind Ltd | エアバッグ用ガス発生器 |
-
2002
- 2002-09-10 JP JP2002263770A patent/JP2004098855A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006168670A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Daicel Chem Ind Ltd | エアバッグ用ガス発生器 |
| JP4526375B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2010-08-18 | ダイセル化学工業株式会社 | エアバッグ用ガス発生器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8302992B2 (en) | Gas generator and assembling method of the same | |
| US5628528A (en) | Dual chamber nonazide gas generator | |
| US7527289B2 (en) | Gas generator for an air bag | |
| US5622380A (en) | Variable nonazide gas generator having multiple propellant chambers | |
| CN100425481C (zh) | 烟火式侧向碰撞充气器 | |
| WO2010126056A1 (ja) | ガス発生器 | |
| JP2005239141A (ja) | 二段式火工品技術エアバックインフレータ | |
| US7520530B2 (en) | Gas generator for air bag | |
| EP1331143B1 (en) | Gas generator for air bag and air bag device | |
| WO2014203723A1 (ja) | 人員拘束装置用ガス発生器 | |
| EP1454803A1 (en) | Gas generator | |
| CN101277853A (zh) | 气体发生器 | |
| US6899351B2 (en) | Gas generator | |
| US7150227B2 (en) | Multi-stage ignition type gas generator | |
| EP1671856A1 (en) | Gas generator for air bag | |
| JPWO2002083464A1 (ja) | ガス発生器 | |
| JP4190353B2 (ja) | 多段着火式ガス発生器 | |
| EP1568548A1 (en) | Gas generator for an air bag | |
| US20040053182A1 (en) | Gas generator | |
| EP1570900B1 (en) | Gas generator for air bag | |
| JP4633918B2 (ja) | ガス発生器 | |
| JP2004098855A (ja) | ガス発生器 | |
| JP2005112003A (ja) | ガス発生器 | |
| US7467588B2 (en) | Gas generator for air bag | |
| JP2010260388A (ja) | ガス発生器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050526 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070515 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070918 |