JP2015202825A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】作動時における圧力の立ち上がりにばらつきが小さいガス発生器の提供。【解決手段】ハウジング2内にインナーチューブ30内部の点火手段室35と燃焼室60は、作動時にエンハンサ孔37で連通される。エンハンサ容器40は天面41に脆弱部があり、エンハンサ孔37とは半径方向に正対していない。作動時、脆弱部からガスが流出した後、エンハンサ孔37から燃焼室60内に流出する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載するエアバッグ装置に使用できるガス発生器に関する。

エアバッグ装置に使用するガス発生器として、ガス源がガス発生剤であるものが汎用されている。
ガス発生器は、特許文献１〜６（特許文献１の図１、特許文献２の図１、特許文献３の図１、特許文献４の図３、特許文献５の図１、特許文献６の図１）に示されているとおり、ハウジング内において、ガス発生剤が収容された燃焼室と、前記ガス発生剤を着火燃焼させるための点火手段が収容された点火手段室を有しているものが使用されている。
前記燃焼室と前記点火手段室は、ハウジング内に配置された筒（チューブ）で分離されており、チューブ内側が点火手段室、チューブ外側が燃焼室となっている。

上記した特許文献１〜６の図面に示されているガス発生器は、チューブ（特許文献１の図１では中央筒部材１６）内側の点火手段室（同図の点火手段収容室２３）内に電気式点火器（同図の点火器４）とエンハンサ剤（同図の伝火薬５）が収容されている。
図示されているとおり、ハウジング底部側に点火器４が固定され、点火器４と接した状態で容器（同図の伝火薬容器５３。通常は、アルミニウムなどからなる容器）に入ったエンハンサ剤（伝火薬５）が配置されている。
点火手段室（チューブ）には、ハウジング天井部側の（同図の突出円形部１３側）において、点火手段室と燃焼室（同図の燃焼室２８）を連通する連通孔（同図のシールテープ５２’で塞がれた貫通孔５４）が形成されている。
特許文献１の図１では、伝火薬容器５３は、一端側が点火器４と接触し、他端側がハウジングの突出円形部１３と接触している。
他の特許文献において図示されたガス発生器も、特許文献１の図１と同形態である。

特許文献１の図１のガス発生器では、点火器４が作動すると、点火器４から発生した火炎などによって、点火器４と接触している部分の伝火薬容器５３が破れ、内部の伝火薬５が着火燃焼して、伝火薬容器５３が膨張する。
その後、貫通孔５４と接触する部分の伝火薬容器５３が破れて、高温ガスなどが貫通孔５４から燃焼室２８内に流入して、ガス発生剤６を着火燃焼させる。
ガス発生剤６の燃焼により生じた高温のガスがガス排出口１１から排出され、エアバッグを膨張展開させる。
このように従来技術のガス発生器では、点火手段室と燃焼室の連通孔とエンハンサ剤容器が半径方向に正対していることで、正常に作動するようになっている。
しかし、車両内のガス発生器の取り付け位置や要求される作動性能によっては、上記した従来技術と同形態のガス発生器では十分ではない場合も考えられる。

特開平１０−９５３０２号公報 特開平１０−１８１５１６号公報 特開２００４−３４４７４０号公報 特開２００６−１６８６６９号公報 特開２００７−１３１０７７号公報 特開２００８−１０５６１８号公報

本発明は、点火手段室と燃焼室の連通孔とエンハンサ剤容器が半径方向に正対していない場合であっても正常に作動することができ、作動時における圧力の立ち上がり時間にばらつきがないガス発生器を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
天井部と、前記天井部の周辺部から延ばされた周壁部を有し、前記周壁部に内側からシールテープで閉塞された複数のガス排出口を有しているディフューザシェルと、
点火器を取り付けるための取り付け孔を有している底面部と、前記底面部の周辺部から延ばされた周壁部を有しているクロージャシェルが、
それぞれの開口部側で組み合わされて接合されたハウジングを有しており、
前記ハウジング内には、点火手段室を形成するためのインナーチューブが、第１端部の開口部が前記ディフューザシェル天井部に当接され、第２端部の開口部が前記クロージャシェル底面部の開口部に嵌め込まれた点火器を包囲して配置されており、
前記インナーチューブの内部が点火手段室となり、前記インナーチューブの外部が燃焼室となり、前記点火手段室と前記燃焼室が、作動時には前記インナーチューブの周壁部に形成されたエンハンサ孔で連通されるものであり、
前記点火手段室内には、前記点火器側にエンハンサ剤容器が配置され、前記天井部側には前記エンハンサ剤容器を保持するためのコイルバネが配置されており、
前記エンハンサ剤容器が、
両端側の底面と天面が閉塞され、内部にエンハンサ剤が充填された筒容器からなるものであり、
前記底面が前記点火器と当接され、前記天面から前記ディフューザシェルの天井部までに配置された前記コイルバネで保持されており、
前記天面が、作動時において優先的に破裂する脆弱部を有しているものであり、
前記インナーチューブに形成されたエンハンサ孔が、前記コイルバネと半径方向に正対し、前記エンハンサ容器と半径方向に正対していない、ガス発生器を提供する。

上記した特許文献１〜６に図示されたガス発生器では、点火手段室を形成するチューブ内に配置されたエンハンサ剤容器は、一端側が点火器と接触され、他端側はハウジングの天井部と接触した状態になっている。
本発明のガス発生器では、点火手段室を形成するチューブ内に配置されたエンハンサ剤容器は、第１端部側が点火器と接触され、他端側はハウジングの天井部とは、コイルバネを介して配置された状態になっている。
本発明のガス発生器は、前記ディフューザシェルまたは前記クロージャシェルの外径（Ｄ１）と、前記クロージャシェルの底面部の外側面から前記ディフューザシェルの天井部の外面までの高さ（Ｈ１）との比（Ｄ１／Ｈ１）が０．９〜１．１の範囲であるものに適している。
ディフューザシェルの外径とクロージャシェルの外径が異なる場合には、Ｄ１は最大外径となる。

エンハンサ剤容器は、内部にエンハンサ剤が充填されたものであり、公知のガス発生器で使用されているものと同様のアルミニウムなどの金属からなる容器である。
エンハンサ剤容器は、両端側の底面と天面が閉塞され、内部にエンハンサ剤が充填された筒容器からなるものである。
前記底面が点火器と接触しており、前記天面とディフューザシェルの天井部との間にコイルバネが配置されている。
前記天面は、作動時において優先的に破裂する脆弱部を有している。
前記脆弱部は、底面に形成された１本または２本以上のノッチからなるもの、他の部分よりも厚みが薄い部分（薄肉部）からなるものを使用することができる。
前記脆弱部としては、エンハンサ容器天面の中心を通る複数本のノッチからなるものが好ましい。
また前記脆弱部としては、前記エンハンサ容器天面の中心を含む薄肉部からなるものが好ましい。

エンハンサ孔は作動時に点火手段室と燃焼室を連通するものであり、作動前にはアルミニウムなどからなるシールテープで閉塞されている。
エンハンサ孔は、前記コイルバネと半径方向に正対しており、前記エンハンサ容器とは半径方向に正対していない。
エンハンサ剤容器天面の脆弱部とコイルバネは接触していないことが好ましいから、コイルバネの内径（内側円）が脆弱部の形成範囲よりも大きくなるようにすることが好ましい。
本発明のガス発生器は、公知のガス発生器と同様にして、チューブとガス排出口が形成された周壁部の間に筒状フィルタを配置することができる。

本発明のガス発生器は、点火手段室と燃焼室の連通孔とエンハンサ剤容器が半径方向に正対していない場合であっても、正常に作動することができる。

本発明のガス発生器の軸Ｘ方向断面図。 （ａ）は図１のエンハンサ剤容器の正面図、（ｂ）は（ａ）の底面側の平面図。

ガス発生器１は、ディフューザシェル１１とクロージャシェル２１からなるハウジング２を有している。
ディフューザシェル１１とクロージャシェル２１は、鉄、ステンレスなどからなるものである。
ディフューザシェル１１またはクロージャシェル２１の外径（Ｄ１）と、クロージャシェル２１の底面部の外側面からディフューザシェル１１の天井部の外面までの高さ（Ｈ１）との比（Ｄ１／Ｈ１）は０．９〜１．１の範囲である。

ディフューザシェル１１は、天井部１３と、天井部１３の周辺部から延ばされた周壁部１４を有しており、開口部にフランジ部１５を有している。
周壁部１４には、内側からアルミニウムなどからなるシールテープ１６で閉塞された複数のガス排出口１７が形成されている。
複数のガス排出口１７は、周方向に均等間隔に形成されていることが好ましい。

クロージャシェル２１は、点火器５０を取り付けるための点火器取り付け孔２２を有している底面部２３と、底面部２３の周辺部から延ばされた周壁部２４を有しており、周壁部２４側の開口部にフランジ部２５を有している。
点火器取り付け孔２２は、ハウジング２の内側方向に延びた筒状部２２ａを有している。
ハウジング２は、ディフューザシェル１１とクロージャシェル２１が開口部側のフランジ部１５とフランジ部２５で組み合わされて、溶接部３で溶接接合されている。

ハウジング２内には、インナーチューブ３０が配置されている。
インナーチューブ３０は、第１端部３１の開口部がディフューザシェル天井部１３の内壁面１３ａに当接されている。
ディフューザシェル天井部１３と第１端部３１は、接触部分で溶接されている。
インナーチューブ３０は、第２端部３２の開口部がクロージャシェル底面部２３の開口部２２に嵌め込まれて固定された点火器５０を包囲して配置されている。

点火器５０は、点火器取り付け孔２２の筒状部２２ａとインナーチューブ３０の第２端部３２側の外壁面が当接され、インナーチューブ３０の第２端部３２側の内壁面と点火器５０の点火器カラー５１が当接されるように取り付けられている。
点火器５０は、インナーチューブ３０の第２端部３２側の内周壁の段差部３４と、第２端部３２側の開口部側の折曲部３３で固定されている。
点火器取り付け孔２２の筒状部２２ａとインナーチューブ３０の第２端部３２側の外壁面は、接触部分で溶接されている。

インナーチューブ３０の内部は点火手段室３５となるものであり、周壁部３６には複数のエンハンサ孔３７が形成されている。
複数のエンハンサ孔３７は、周方向に等間隔に形成されていることが好ましく、外側からアルミニウムなどからなるシールテープ３８で閉塞されている。

点火手段室３５内には、エンハンサ剤が充填されたエンハンサ容器４０が収容されている。
エンハンサ剤容器４０は、アルミニウムなどからなる容器であり、閉塞された天面４１と閉塞された底面４２を有し、さらに周壁面４３を有する筒形状の容器である。
エンハンサ剤容器４０の周壁面４３は、インナーチューブ３０の周壁部３６の内壁面３６ａとは接触していないが、部分的に接触していても作動上の影響はない。
エンハンサ剤容器４０の底面４２は、点火器５０の着火部５２に当接されている。
エンハンサ剤容器４０の天面４１とディフューザシェル天井部１３の内壁面１３ａとの間には、コイルバネ４５が配置されている。
コイルバネ４５は、第１端部４５ａが天井部の内壁面１３ａと当接され、第２端部４５ｂがエンハンサ剤容器４０の天面４１と当接されている。
エンハンサ剤容器４０は、点火器の着火部５２とコイルバネ４５によって、支持されている。

エンハンサ孔３７は、ディフューザシェル１１の周壁部１４と半径方向に正対し、かつコイルバネ４５と半径方向に正対しており、エンハンサ容器４０とは半径方向に正対していない。
ここで、エンハンサ孔３７とガス排出口１７は、正対していてもよいし、正対していなくてもよいが（エンハンサ孔３７が周壁部１４と正対している）、軸Ｘ方向に同じような高さ位置にある。
エンハンサ孔３７は、天井部の内壁面１３ａからエンハンサ容器４０の天面４１までの長さを１とすると、天井部の内壁面１３ａから０．８以内の範囲に形成されている。

エンハンサ剤容器４０は、天面４１に作動時において優先的に破裂する脆弱部４４を有している。
脆弱部４４は、図２（ｂ）に示すような、天面４１の中心を通る複数本のノッチ４４ａからなるものである。図２（ｂ）に示すような複数本のノッチ４４ａからなる脆弱部４４であると、作動時において、中心部から三角形の花弁状に開裂するため、エンハンサ剤容器４０の開裂片が発生せずに開口されるので好ましい。
図２（ｂ）では、脆弱部４４は３本のノッチ４４ａからなるものであるが、２本〜４本のノッチからなるものが好ましい。
エンハンサ剤容器天面の脆弱部４４の範囲（図２（ｂ）に示す３本のノッチ４４ａの先端部を結んで形成される円の大きさ）は、コイルバネ４５の内側の円の大きさよりも小さくなっており、脆弱部４４とコイルバネ４５は接触していない。

インナーチューブ３０の外部は燃焼室６０となっている。燃焼室６０内には、所要量のガス発生剤（図示せず）が充填されている。
ディフューザシェル１１の天井部１３側には、環状の第１リテーナ６１が配置され、クロージャシェル２１の底面部２３側には、環状の第２リテーナ６２が配置されている。
第１リテーナ６１と第２リテーナ６２は、それぞれの内径（または内径および外径）の大きさを調整することで、インナーチューブ３０（またはインナーチューブ３０と筒状フィルタ６５）に対して、第１リテーナ６１は挿入され、第２リテーナ６２は圧入されている。
第１リテーナ６１と第２リテーナ６２は、それらの軸Ｘ方向の取り付け位置を調整することで、ガス発生剤の充填量に応じて燃焼室６０の容積を調整するためのものであり、第１リテーナ６１は、フィルタ６５の位置決め部材としても機能する。

燃焼室６０と、ディフューザシェル１１の周壁部１４およびクロージャシェル２１の周壁部２４の間には、筒状フィルタ６５が配置されている。
筒状フィルタ６５と、ディフューザシェル１１の周壁部１４およびクロージャシェル２１の周壁部２４の間には筒状空間６６が形成されている。

次に、図１に示すガス発生器１の動作を説明する。
点火器５０が作動して着火部５２から火炎などが発生すると、エンハンサ剤容器４０の底面４２が破れて、内部のエンハンサ剤が着火燃焼される。
エンハンサ剤が着火燃焼してエンハンサ剤容器４０が膨張すると、天面４１の脆弱部４４が優先的に破裂して開口する。
脆弱部４４が図２（ｂ）のような形態であると、６枚の三角形の花弁状に開裂して開口しやすいため、エンハンサ剤容器４０の破裂状態で固体差が少なくなりばらつきが小さくなるので好ましい。
その後、脆弱部４４の開口部から高温ガスがコイルバネ４５（天井部の内壁面１３ａ）方向に噴き出し、点火手段室３５内の圧力が高まると、シールテープ３８が破れて、開口したエンハンサ孔３７から燃焼室６０内に高温ガスが流入する。
燃焼室６０内に流入した高温ガスによりガス発生剤が着火燃焼して燃焼ガスが発生する。
燃焼ガスは、筒状フィルタ６５を通過し、筒状空間６６に流入した後、圧力の上昇によりシールテープ１６が破れて、開口した複数のガス排出口１７からガスがエアバッグ内に排出される。

１ ガス発生器
２ ハウジング
１１ ディフューザシェル
１３ 天井部
１４ 周壁部
１７ ガス排出口
２１ クロージャシェル
３０ インナーチューブ
３５ 点火手段室
３７ エンハンサ孔
４０ エンハンサ容器
４１ 天面
４４ 脆弱部
４４ａ ノッチ
５０ 点火器

Claims (4)

1. 天井部と、前記天井部の周辺部から延ばされた周壁部を有し、前記周壁部に内側からシールテープで閉塞された複数のガス排出口を有しているディフューザシェルと、
   点火器を取り付けるための取り付け孔を有している底面部と、前記底面部の周辺部から延ばされた周壁部を有しているクロージャシェルが、
   それぞれの開口部側で組み合わされて接合されたハウジングを有しており、
   前記ハウジング内には、点火手段室を形成するためのインナーチューブが、第１端部の開口部が前記ディフューザシェル天井部に当接され、第２端部の開口部が前記クロージャシェル底面部の開口部に嵌め込まれた点火器を包囲して配置されており、
   前記インナーチューブの内部が点火手段室となり、前記インナーチューブの外部が燃焼室となり、前記点火手段室と前記燃焼室が、作動時には前記インナーチューブの周壁部に形成されたエンハンサ孔で連通されるものであり、
   前記点火手段室内には、前記点火器側にエンハンサ剤容器が配置され、前記天井部側には前記エンハンサ剤容器を保持するためのコイルバネが配置されており、
   前記エンハンサ剤容器が、
   両端側の底面と天面が閉塞され、内部にエンハンサ剤が充填された筒容器からなるものであり、
   前記底面が前記点火器と当接され、前記天面から前記ディフューザシェルの天井部までに配置された前記コイルバネで保持されており、
   前記天面が、作動時において優先的に破裂する脆弱部を有しているものであり、
   前記インナーチューブに形成されたエンハンサ孔が、前記コイルバネと半径方向に正対し、前記エンハンサ容器と半径方向に正対していない、ガス発生器。
2. 前記エンハンサ容器天面の脆弱部が、前記天面の中心を通る複数本のノッチからなるものである、請求項１記載のガス発生器。
3. 前記エンハンサ容器天面の脆弱部が、前記天面の中心を含む薄肉部からなるものである、請求項１記載のガス発生器。
4. 前記エンハンサ剤容器天面の脆弱部と前記コイルバネが接触していない、請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。

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