JP3553769B2 - Gas generator for airbag - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の衝突事故等による衝撃から自動車の運転者及び乗員の安全を確保するためのエアバッグ安全装置に用いられるガス発生器であって、特にバッグの損傷防止効果に優れ、且つ小型化及び低コスト化を同時に実現できるガス発生器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種のエアバッグ用ガス発生器(以下,単に「ガス発生器」という)としては、例えば実開平6−39631号公報に開示のものが知られている。即ち、図7に示す様に、ガス発生器210は、内側円筒壁214と外側円筒壁213と内外円筒壁214,213間及び内側円筒壁214内に延在する上蓋240とを有する上容器211と、内側円筒壁243と外側円筒壁242と少なくとも内外円筒壁243,242間に延在する下蓋244とを有する下容器212とを、内側円筒壁214,243の先端同士及び外側円筒壁213,242の先端同士の2ケ所246,247を突き合わせて摩擦溶接することにより、そのハウジング構造が形成されている。そして、内側円筒壁214,243と外側円筒壁213,242との間に両端に蓋240,244を有する環状空間249を区画し、内側円筒壁214,243内に少なくとも一端に蓋240を有する中央空間250を区画し、環状空間249には、ガス発生剤236、冷却部材237A,237B及びフィルター部材238を収納し、前記中央空間250に、点火手段235を収納したものである。
【0003】
そして、衝突信号が検知されて、ガス発生器210が作動すると、先ず点火手段235の着火ピン260が***233を打撃し、その衝撃で***233が爆発して伝火剤234に点火する。伝火剤234で発生した高温の火炎は、ガス孔220C,214Bを経て、環状空間249内に噴出し、この火炎によりガス発生剤236が着火され、窒素ガスを主成分とする高温高圧のエアバッグ展開ガスを発生させる。高温高圧のガスは、孔252Aを経て冷却部材237A,237Bを経て冷却され、フィルタ238でガス中の固形分が濾過され、ガス放出孔213Aからエアバッグ内に放出され、エアバッグを展開させる様になっている。
【0004】
図示の様なガス発生器は、それ以前の3室構造ハウジング(先端同士の突き合わせ摩擦溶接箇所が3か所ある構造のハウジング)の欠点を解消し、摩擦溶接部位を2か所にして、環状空間249にガス発生剤236,冷却部材237A,237B,フィルタ部材238をまとめて収納する構成にしているため、内部空間の利用効率が上がり、ガス発生器の小型化を可能とし得る点で有効と言える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のガス発生器においても、ガス発生剤の種類や燃焼条件によっては、ガス放出孔213Aを通過するガスの温度がかなり高く、しかもスラグがかなりの割合で残存する場合もあり得る事が分かってきた。この様なガスがエアバッグ内に放出されると、高温のスラグによりエアバッグが溶損する等の、エアバッグに損傷を与える虞れがあるため、安全性に対する信頼度を高めるためにも、その改善が要望されている。この改善策として先ず考えられる事は、冷却部材及びフィルタ部材の装填量を増やす事であるが、この方策ではガス発生器が大型化し、又、コスト高となるため採用は困難である。そこで、ガス発生器が大型化せず、しかもコスト高とならずに、出来れば、より小型化,低コスト化となる方向で、高温の残存スラグを含むガスを、何等かの手段でエアバッグに悪影響を及ぼさない性状にまで変えられる様な技術の開発が要望されている。
【0006】
そこで、この問題を解決する方策として特開平2−164640号公報に開示されているものがある。この方式は、「ガス発生器に設けられた取付部材及び
その周辺の詳細を示す断面図」である図6に示す様に、ガス発生器のハウジング107eに形成されたガス放出口107aの対向位置に、フランジ107cに連続する縦壁部107bを設け、ガス放出口107aから噴出する高温ガスを、先ず前記縦壁部107dに衝突させる事によって、高温ガスが直接エアバッグ108に噴射するのを防止する様にしたものである。ところが、この構造では、エアバッグモジュールの組立時に、ガス発生器107、特にその縦壁部107dをエアバッグ108内に予め挿入しておくこと自体が極めて煩雑な作業である上、8ケ所の取付孔112でのボルト及びナットの締結作業も縦壁部107bの存在により、非常に困難なものとなり、生産性の低下からエアバッグモジュールのコストアップをもたらす問題点があった。
【0007】
本発明者等は、これらの問題に鑑み、特にガス発生器のハウジング構造の面から鋭意検討を続けた結果、本発明を完成したものであって、本発明の目的とするところは、ガス放出口からの高温の残留スラグを有するガスの噴出を許容しながらも、エアバッグには実質的な損傷を及ぼす事がなく、しかも、その不十分な処理状態でのガスの噴出を許容する事により、冷却部材やフィルタ部材の装填量の減少を可能とし、より小型化され且つ低コストのガス発生器を提供する事を第一の目的とし、更に、エアバッグモジュールの組立作業性の良好なハウジング構造を提供する事を第二の目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、
上蓋(1a)と、該上蓋(1a)の外周縁部から垂下する外周円筒壁部(1b)と、該円筒壁部(1b)に配設される複数のガス放出口(8,8’)と、を有する上容器(1)と、
該上容器(1)の前記外周円筒壁部(1b)の下端と接合される下蓋(2a)と、該下蓋(2a)から前記接合された上容器(1)の外周円筒壁部(1b)を周りから囲む様に立ち上がるフランジ筒部(2b)と、該フランジ筒部(2b)に続いて水平に折れてその上面にエアバッグの開口端部(19a)が取り付けられるサイドフランジ(2c)と、を有する下容器(2)と、
前記上容器(1)と前記下容器(2)とが接合されて形成されるハウジング(3)と、
該ハウジング(3)内の中央部に配置された点火器(4)と、その周囲に配置されたガス発生剤(6,11)及び冷却・フィルタ部材(7)と、
を有するエアバッグ用ガス発生器であって、
前記上容器(1)に形成されたガス放出口(8,8’)の一部又は半数以上或いは全部の中心線(8a)が、前記サイドフランジ(2c)の上端面(2d)より下蓋(2a)側に位置する様に設定されてなる事を特徴とするものである。
【0009】
係る構成を採用する事により、ガス放出口から放出された高温のスラグを含有したガスは、下容器のフランジ筒部に衝突する事により含有スラグを該フランジ筒部に付着させ且つ冷却されて、清浄なガスとなって上方のエアバッグ内に流入する様になるので、エアバッグが高温の残留スラグによって損傷を受ける事が防止される。
【0010】
又、前記上容器及び下容器の材質をアルミ合金とし、且つ両容器を摩擦圧接法によって接合する事により、ガス発生器の軽量化と共に摩擦圧接による接合作業の容易性による組立コストの低減並びに接合強度の向上によるガス発生器の安全性向上を図る事も可能である。
【0011】
又、前記上容器及び下容器の材質をアルミ合金又はステンレスとなし、且つ両容器を融接して接合する事も可能である。これは、上容器と下容器との接合部は一ケ所のみとなる1室構造の本発明のガス発生器においては、アルミ合金製或いはステンレス製の上下容器を、汎用の融接機器を使用して溶接しても十分な接合強度を確保する事ができる事による。これにより、既存の溶接機器がそのまま使用でき、設備コストの低減のみならず、容易な接合作業でハウジングの接合を行う事が可能となる。
【0012】
又、前記上容器の前記外周円筒壁部の周方向の上下に、均一に2列のガス放出口が形成されており、下側のガス放出口の全ての中心線が、前記下容器のサイドフランジの上端面より下蓋側に位置するようにしてもよい。
又、前記上容器の前記外周円筒壁部の周方向に均一に前記ガス放出口が形成されており、ガス放出口の全部の中心線が、前記サイドフランジの上端面より下蓋側に位置し、且つ前記点火器の外周側をリング状の仕切板によって上下部に分割し、上部にはガス発生剤が、下部には冷却・フィルタ部材が、夫々配置される様になす事もできる。これにより、ガス発生剤の形状がペレット形状のみならず、ディスク形状のものに対しても本発明の適用を可能としている。
【0013】
又、フランジ筒部の内面に、上下容器を構成するアルミ合金よりも高融点を有する金属製のリング部材(20)を設置する事も可能であり、これにより、フランジ筒部の内壁面の溶融防止と共に溶融アルミの飛散を防止してガス発生器の安全性を更に向上させる事が可能となる。
【0014】
更に、リング部材をL字状の断面を有するプレス成形品(21)となす事も可能であり、これにより、フランジ筒部に衝突した高温ガスによる上下容器の圧接バリの溶融飛散を防止して、ガス発生器の安全性を一層向上させる事が可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1〜図5は、1室構造の本発明に係るガス発生器の一実施形態を示す概略説明図である。先ず、図1において、ガス発生器のハウジング3は、上容器1が下容器2に接合され、内部に単一空間Sを有する1室型の構造とされている。上容器1は、上蓋1aと該上蓋1aの外周縁部から垂下する外周円筒壁部1bとから構成されるアルミ合金製の成形体であり、外周円筒壁部1bの下側周囲には、複数のガス放出口8が形成されている。又、該外周円筒壁部1bの内壁面には、ガス放出口8を覆う金属箔9が貼着され、後述するガス発生剤6を外気から遮断すると共にガス発生剤の燃焼時の圧力調整を行う様にされている。一方、下容器2は、下蓋2aと、該下蓋2aから前記外周円筒壁部1bの外径側を上方向に立ち上がるフランジ筒部2bと、更にそれに続いて水平に折れるサイドフランジ2cとから構成されるアルミ合金製の成形体である。サイドフランジ2cには、図示されていないエアバッグモジュールのリテーナ17に取付けるための締結用孔18が周方向に複数穿設されている。
【0016】
ハウジング3は、上容器1の外周円筒壁部1bの下端周面が、下蓋2aの内底面周縁部に摩擦圧接されて形成されている。ハウジング3内の下蓋2aの中央部には、点火器4がOリング等のシール部材5を介して装着固定され、その周囲には、ガス発生剤6が装填され、更にその周囲には、冷却・フィルタ部材7が装入されている。
【0017】
尚、冷却・フィルタ部材7と外周円筒壁部1bの内壁面との間には、若干の空間12が形成される様に構成することが好ましい。これは、冷却・フィルタ部材7を通過すたガスを一旦均圧化する事により、ガス放出口8に向かって冷却・フィルタ部材7を局部的にガスが流通するのを防止し、冷却・フィルタ部材7のガス有効通過率を出来るだけ高めるためである。
【0018】
更に、ガス放出口8の中心線8aの位置は、サイドフランジ2cの端面(図では上面)2dより全て下蓋2a側に位置する様に設定されている。これにより、後述する様に、ガス放出口8から放出される高温ガス中に残留するスラグの除去とガスの冷却とを行う様にしている。
【0019】
次に、ガス発生器の作動を図1により説明する。車両が重大な衝突事故に遭遇すると、その衝突信号を受けて点火器4に通電点火され、続いてガス発生剤6を着火し、ガス発生剤の燃焼が開始される。ガス発生剤6の燃焼により発生したガスによってハイジング3内の内圧が所定の圧力に達すると、ガス放出口8の内面に貼着されている金属箔9が破裂して、多量のスラグを含む高温高圧のガスが、冷却・フィルタ部材7を通過して、外部に放出される。ここで、前記スラグを含む高温高圧のガスは、前記冷却・フィルタ部材7を通過する間に冷却され、同時に含有スラグの相当量が除去されてガス放出口8から放出される。しかし、ガス放出口8を通過した時点のガスは、依然として高温で且つかなりのスラグが残存している状態にある。つまり、この状態のガスがエアバッグ19内に直接放出されたならば、残留する高温スラグによって、エアバッグ19を損傷するおそれがある。
【0020】
そこで、図1に示すガス発生器では、前記ガス放出口8の中心線8aの位置がサイドフランジ2cの端面(図では上面)2dより全て下蓋2a側に位置する様に設定されている。これにより、ハウジング内で発生したガスは、その全量がガス放出口8から噴出した後、一旦フランジ筒部2bの内壁面に衝突し、その後、方向を変えて上昇し、サイドフランジの端面を過ぎてバッグ内に放出される様になる。この間に、冷却・フィルタ部材7で除去されず、ガス中に残存するスラグは、前記フランジ筒部2bとの衝突時に、その大部分がいわゆる慣性捕捉によって除去されると共に、フランジ筒部2bとの熱交換によりガスの温度は下げられる。この結果、適温となり且つ残留スラグも殆ど除去された清浄なガスがエアバッグ19内に放出されることになり、従来問題とされていた高温の残留スラグによるエアバッグの溶損等の問題は解消される事になる。
【0021】
尚、上記スラグ除去の観点からは、ガス放出口8の中心線8aが、サイドフランジ部2cよりも余り下側に位置し過ぎない様にすべきである。好ましくは本例の様にガス放出口8の上縁がサイドフランジ2cの端面2dに略一致するか、僅かに下側に位置する様に構成するのがよい。即ち、中心線8aが下側に位置し過ぎると、換言すると、ガス放出口8が下側に位置し過ぎる場合には、フランジ筒部2bに衝突した後、上向きに方向を変えて上昇するガスの上昇流が強くなり、高温ガスが集中的に吹き付けられるエアバッグ19の中央付近を円環状に損傷し易くなるという問題を生じ易くなると共に、上容器1と下容器2との摩擦圧接に発生するバリを溶融して飛散させ、エアバッグ19を損傷する新たな問題を引き起こす可能性が生じるからである。
【0022】
即ち、図1の例の様に、ガス放出口8の上縁がサイドフランジ2cの端面2dに略一致するか、僅かに下側に位置する様に構成すれば、ガス放出口8から噴出してフランジ筒部2bに衝突したガスは、反転して垂直上向方向のガス流に規制される前にサイドフランジ2cの端面2dを過ぎるため、相当量のガスがエアバッグ19内に放射状に噴出する事になる。このため、エアバッグ19に損傷を与える虞れがなくなるだけでなく、バッグ19を円滑に膨張できる事にもなる。
【0023】
次に、複数のガス放出口8を外周円筒壁部1bに配設した本発明の他の方式について説明する。図2はその例を示すもので、ガス放出口は外周円筒壁部1bの上下に分散して配設されている。この場合には、図1のガス発生器の場合に比べて、エアバッグ19に対する噴出ガスが有する上向きの展開エネルギーは多少低下するが、上側のガス放出口8’から噴出するガスのエアバッグ19に対する横又は斜め向きの展開エネルギーが新たに付加されるため、トータルとしての展開エネルギーは略同一となる上、展開エネルギーの作用する方向がエアバッグ19に対して、よりスムースに展開し易い方向となる効果がある。
【0024】
一方、本例の様に、ガス放出口を上下に分散して配設したハウジング構造のガス発生器では、下側のガス放出口8についてだけ、その中心線がサイドフランジ2cの上端面2dより下側に位置する様に設定すればよい。この場合、下側のガス放出口8から噴出するガス量は減少するので、フランジ筒部2bに作用する熱負荷も抑制できる効果がある。尚、ガス放出口8の分散配置により、外周円筒壁部1bの上側のガス放出口8’からもスラグ含有高温ガスが噴出するが、分散配置により噴出の勢いも分散されるため、バッグへの熱的影響を十分許容範囲内に抑える事が可能となる。ガス放出口の上下の分散配置は、ガス発生剤の種類或いは燃焼条件等を考慮して適宜決定すればよいが、下側のガス放出口8から噴出するガス量が、全体の50%以上となる様に構成するのが好ましい。
【0025】
次に、本発明で使用するハウジング構造の他の例について説明する。図1に示したハウジング3の変形例として、同図(b)の様にサイドフランジ2cの内径側縁部に突起13を取り付けたものがある。この場合には、サイドフランジ2cにナット15付リテーナリング14及びボルト16でエアバッグ19を固定する様にしており、エアバッグ19の基部19aを、前記突起13によって熱風から保護する様にしている。
【0026】
又、ハウジングの他の変形例として、図3(a)に示す様に、フランジ筒部2bの内側に、上下容器1,2を構成するアルミ合金よりも耐熱性の高いステンレス(SUS)製リング部材20を配置し、ガス放出口8を通過した高温噴出ガス流が、フランジ筒部2bの内表面を直接衝突しない様にする構成も有効である。ガス発生剤の種類や燃焼条件等によっては、高温噴出ガス流がフランジ筒部2bに直接衝突する事により、アルミ合金製のフランジ筒部2bが溶融し、粒子の比較的大きな溶融金属粒子がガス流に混じって飛散し、エアバッグ19を損傷する事態の発生も予想される。特に、含窒素有機化合物を燃料とする非アジ化系燃料を用いるガス発生剤の場合には、燃焼温度がアジ化系化合物を燃料とする従来のガス発生剤に比べて、この傾向は顕著である。従って、リング部材20の配置により、上記構造のアルミ合金製ハウジングを用いても、係る事態の発生を未然に回避し、同時にエアバッグ19の損傷防止効果を高める事が可能となる。
【0027】
更に、ハウジングの他の変形例として、図3(b)に示す様に、L字状の断面を有するプレス成形品からなるSUS製のリング部材21を採用し、該リング部材の立壁21aは、フランジ筒部2bの内面に沿わせると共に、その底部21bの内径側先端部は、上下容器1,2の摩擦圧接の際に発生する圧接バリ1dを覆う様に当接配置する構成も有効である。上述の図3(a)に示した様に、フランジ筒部2bの内面に、SUS製のリング部材20を配置しておけば、該フランジ筒部2bは十分に保護される訳であるが、リング部材20に衝突した後の反転ガス流の乱れや勢いの程度によっては、前記圧接バリ1dが溶融して吹き飛ばされ、比較的大きな金属粒子(圧接バリ1dのかけら及びその溶融物)が噴出ガス流に混じって飛散し、エアバッグ19を損傷する虞れも予想される。しかしながら上記の如く、反転ガス流が圧接バリ1dに当たらない様に遮断する構成となす事により、係る事態の発生を未然に回避し、エアバッグ19の損傷防止効果をより万全なものとなす事が可能となる。この場合も、特に非アジ化系のガス発生剤を用いる場合に有効である。
【0028】
次に、図4は、本発明の他の実施形態を示すものであり、上容器1及び下容器2が共にSUS製であり、且つ上容器1の外周円筒壁部1bの下端で外側に折れて形成されたフランジ部1cが、下容器2の下蓋2aの内底面縁部に融接接合されている点に特徴があり、これ以外の基本的構成は図1例と同様である。尚、図4においては、上記融接は下蓋2aの下方から行われているが、融接の具体的な手段としては、レーザ溶接,電子ビーム溶接等を始め、通常の各種の溶接法が採用可能である。従って、図4のガス発生器では、図1に示したガス発生器で得られるエアバッグの損傷防止効果の他にも、既設の汎用溶接機を使用しながら、アルミ合金製に比べて溶接作業がし易く、十分な接合強度が得られる利点がある。又、1室構造であるため、重量の増加はそれほど問題とならず、更に上容器1及び下容器2のプレス成形を夫々1工程で行えるという利点がある。
【0029】
次に、図5は、本発明の他の実施形態を示すものであり、図1から図4に示す実施形態の内、点火器4の外周側に収納されるガス発生剤6と冷却・フィルタ部材7を、リング状の仕切板10によって上下に配置した点に特徴があり、前記仕切板10の上側にはディスク状のガス発生剤11を、下側には冷却・フィルタ部材7を配置したものである。これ以外の基本的構成は図1〜図4のものと基本的に同様であるので詳細説明は省略する。これにより、本発明を、ペレット状のガス発生剤6のみならず、ディスク状のガス発生剤11にも適用可能となり、汎用性を高める効果がある。
【0030】
尚、図1〜図5のいずれの形態のガス発生器においても、ガス発生器のモジュールへの取付作業が簡単に行えるハウジング構造を有している。即ち、ガス発生器の組立時には、例えば図1(b)において、リテーナ17に下容器2のサイドフランジ2cを係止させた後、予めエアバッグ19内にナット15付きのリテーナリング14を挿入して開口側端部19aにセットしたものをサイドフランジ2cの上面に合わせ置き、リテーナ17の下側から各ボルト16を夫々対応するナット15に取り付けて締結すればよい。
【0031】
この場合、組立時にエアバッグ19内に予め挿入しておくのは、ナット15付きのリテーナリング14だけであるため、挿入そのものが簡単な上、このリテーナリング14とサイドフランジ2c間にバッグ下側開口端部19aを挟持した状態でのボルト16,ナット15による締結も簡単に行う事ができる。従って、本発明のガス発生器によれば、エアバッグを含むモジュールの組立作業が簡単になり、効率良く行う事が可能となる。この結果、エアバッグモジュールの生産性が高まり、エアバッグモジュールのコスト低減を可能とする。
【0032】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明においては、上容器の外周円筒壁部1bに形成された複数のガス放出口8,8’の内、一部或いは全部の中心線が、下容器2の外周端から立ち上がったフランジ筒部2bのサイドフランジ2cの上端面より下蓋側に位置する様に構成しているので、これにより、ガス放出口から噴出するスラグを含む高温ガスは、先ず、フランジ筒部2bの内壁面に衝突するので、衝突時にガス中に残存するスラグの大部分が所謂慣性捕捉によって除去されると共に、冷却される事になる。この結果、比較的降温され、スラグも殆ど除去された清浄なガスとなってエアバッグ内に放出される事になるので、エアバッグが、残留する高温スラグによって溶損等の損傷を受ける事が回避される事になる。
【0033】
特に、外周円筒壁部の上下にガス放出口を分散して配設したハウジング構造のガス発生器では、下側のガス放出口から噴出するガス量を低減できるので、フランジ筒部に作用する熱負荷も軽減されるので、燃焼温度が高い含窒素有機化合物を燃料とする非アジ化系ガス発生剤の適用も容易となる。尚、ガス放出口の分散配置により、外周円筒壁部の上側のガス放出口からもスラグ含有高温ガスが噴出されるが、分散配置によりガスの噴出の勢いも分散されるため、エアバッグへの熱的影響を十分許容範囲内に抑える事が可能となる。加えて本形態のガス発生器であれば、バッグの上向きの展開エネルギーが多少低下しても、エアバッグの横又は斜め向きの展開エネルギーの付加により、トータルとしての展開エネルギーは十分得られる上、展開エネルギーの作用する方向がエアバッグに対して、よりスムースに展開し易い方向となる効果が得られる。
【0034】
又、上容器及び下容器をアルミ合金製となし、且つ両容器を摩擦圧接法によって接合する事により、1室構造のハウジング構成と相まって、ガス発生器の一層の軽量化を図る事が可能となるのみならず、摩擦圧接による接合作業の容易性による組立コストの低減化及び接合強度の強さから、ガス発生器の安全性が一層向上する事が期待される。
【0035】
又、上容器及び下容器がアルミ合金製又はステンレス製となし、且つ両容器を溶接等の融接法により接合する事により、両容器の接合部は一ケ所となる本発明の1室構造のガス発生器にあっては、アルミ合金製の上容器及び下容器を汎用の溶接機器を使用して接合しても十分な接合強度が得易くなる。一方、上容器及び下容器をステンレス製とした場合は、溶接作業及びその接合強度の面で、より高い強度が得られる事になり、同時に、1室構造であるため、重量の増加はそれほど問題とならず、更に、接合前における上容器及び下容器を成形するためのプレス作業は1工程で済むという利点がある。
【0036】
又、前記点火器の外周側に、リング状の仕切板を配置して外周空間を上下に分割し、上側にはガス発生剤を配置し、冷却・フィルタ部材は、下側に配置する様にすれば、ガス発生剤をペレット状のみならず、ディスク状のガス発生剤に対しても本発明が適用可能となり、本発明の汎用性を高める事が可能となる。
【0037】
又、フランジ筒部の内面に、アルミ合金よりも高融点の金属製のリング部材20を配置する事により、ガス発生剤の種類や燃焼条件等によっては、高温の噴出ガス流によるフランジ筒部の溶融が防止され、引いては、ガス流への溶融金属粒子の同伴が防止され、エアバッグの損傷防止効果を高める事が可能となる。
【0038】
更に、前記リング部材を断面L字形のプレス成形品とする事により、高温の噴出ガス流による圧接バリの溶融飛散が防止される。その結果、エアバッグの高温スラグによる損傷防止のみならず、圧接バリから派生する比較的大きな金属粒子(圧接バリのかけら)や溶融金属(圧接バリの溶融物)によるエアバッグの損傷が防止される事になる。
【0039】
又、本発明のガス発生器においては、いずれも高温のスラグを含有したガスの噴出を許容する構成であるため、非アジ化系ガス発生剤を使用する場合においても、従来のアジ化系ガス発生剤を用いる場合に比べてて冷却・フィルタ部材の装填量を増加する必要は全くなく、むしろガス発生剤や燃焼条件等によっては、その装填量を積極的に減少する事も可能となるため、ガス発生器の一層の小型化,低コスト化を進める事が可能となる。
【0040】
又、本発明のガス発生器では、エアバッグモジュールの組立時に、エアバッグの開口部からエアバッグ内に予め挿入しておくのは、薄板円環状のリテーナリングだけであるため、挿入そのものが簡単な上、このリテーナリングとサイドフランジ間に、エアバッグ下側開口端部を挟持した状態で、ボルト,ナットによる締結も簡単に行う事ができる事になる。換言すれば、本発明のガス発生器は、エアバッグを含むエアバッグモジュールの組立作業を容易となし、エアバッグモジュールの生産性が向上し、組立コストを低減させる事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス発生器の一実施形態を示す断面模式図であり、(a)は縦断面図、(b)は要部拡大図である。
【図2】本発明に係るガス発生器の他の実施形態を示すもので、ガス放出口を上下に分散配置したハウジング構造を有する例を示す断面模式図である。
【図3】本発明に係るガス発生器の他の実施形態を示す要部断面拡大模式図であり、(a)はリング部材を取り付けた例を、(b)は断面L字状のリング部材を取り付けた例を示している。
【図4】本発明の他の実施形態を示す断面模式図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示す断面模式図である。
【図6】従来のエアバッグ装置におけるガス発生器とリテーナとエアバッグの取付部の一例を示す要部断面図である。
【図7】従来のガス発生器を示す断面模式図である。
【符号の説明】
1 上容器
1a 上蓋
1b 外周円筒壁部
1c フランジ部
1d 圧接バリ
2 下容器
2a 下蓋
2b フランジ筒部
2c サイドフランジ
3 ハウジング
4 点火器
5 シール部材
6 ガス発生剤
7 冷却・フィルタ部材
8,8’ ガス放出口
8a 中心線
9 金属箔
10 リング状の仕切板
11 ガス発生剤
12 空間
19 エアバッグ
19a エアバッグの基部
20,21 リング部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas generator used for an airbag safety device for ensuring the safety of a driver and an occupant of an automobile from an impact due to a collision of the automobile and the like. The present invention relates to a gas generator capable of simultaneously realizing cost reduction and cost reduction.
[0002]
[Prior art]
As this type of gas generator for an airbag (hereinafter simply referred to as "gas generator"), for example, one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-39631 is known. That is, as shown in FIG. 7, the
[0003]
Then, when the collision signal is detected and the
[0004]
The gas generator as shown in the figure eliminates the disadvantages of the three-chamber structure housing (the housing having three points of butt friction welding at the ends), and has two friction welding parts to form a ring. Since the gas generating agent 236, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the above-described gas generator, the temperature of the gas passing through the gas discharge holes 213A may be considerably high, and slag may remain at a considerable rate, depending on the type of gas generating agent and combustion conditions. I understand. If such a gas is released into the airbag, there is a risk that the airbag will be damaged by the high-temperature slag and the airbag will be melted. Improvement is required. The first conceivable measure for this improvement is to increase the loading of the cooling member and the filter member. However, this measure is difficult to adopt because the gas generator becomes large and the cost increases. Therefore, in order to reduce the size and cost of the gas generator without increasing the size and cost of the gas generator, the gas containing high-temperature residual slag is air-bagged by some means. There is a demand for the development of a technology that can be changed to a property that does not adversely affect the quality.
[0006]
In order to solve this problem, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-164640. This method is based on "the mounting member provided on the gas generator and
As shown in FIG. 6 which is a cross-sectional view showing details of the periphery, a
[0007]
In view of these problems, the present inventors have made intensive studies, particularly from the viewpoint of the housing structure of the gas generator, and as a result, have completed the present invention. By allowing the gas with hot residual slag to be ejected from the outlet, it does not cause any substantial damage to the airbag, and by allowing the gas to be ejected in its insufficiently processed state. The first object of the present invention is to provide a gas generator which can reduce the amount of cooling members and filter members to be mounted, and which is more compact and inexpensive. The second purpose is to provide a structure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides
An upper lid (1a), an outer peripheral cylindrical wall (1b) hanging down from an outer peripheral edge of the upper lid (1a), and a plurality of gas discharge ports (8, 8 ') disposed on the cylindrical wall (1b). An upper container (1) having:
A lower lid (2a) joined to a lower end of the outer cylindrical wall (1b) of the upper container (1); and an outer cylindrical wall (2) of the upper container (1) joined from the lower lid (2a). 1b) and a side flange (2c) that rises so as to surround the periphery of the airbag and a horizontal flange (2c) that is horizontally folded following the flange cylinder (2b) and has an open end (19a) of the airbag attached to the upper surface thereof. And a lower container (2) having:
A housing (3) formed by joining the upper container (1) and the lower container (2);
An igniter (4) disposed at a central portion in the housing (3), a gas generating agent (6, 11) and a cooling / filter member (7) disposed around the igniter (4);
An airbag gas generator having:
A part or a half or more or all of the center lines (8a) of the gas discharge ports (8, 8 ') formed in the upper container (1) are lower than the upper end surface (2d) of the side flange (2c). (2a) It is characterized by being set to be located on the side.
[0009]
By adopting such a configuration, the gas containing the high-temperature slag released from the gas discharge port causes the contained slag to adhere to the flange cylindrical portion by colliding with the flange cylindrical portion of the lower container and is cooled, Since the gas becomes clean gas and flows into the upper airbag, the airbag is prevented from being damaged by the hot residual slag.
[0010]
In addition, the upper container and the lower container are made of aluminum alloy, and the two containers are joined by a friction welding method, so that the gas generator is reduced in weight and the assembly cost is reduced due to the easiness of the joining operation by the friction welding and the joining is performed. It is also possible to improve the safety of the gas generator by improving the strength.
[0011]
Further, the material of the upper container and the lower container may be made of aluminum alloy or stainless steel, and the two containers may be joined by fusion welding. This is because, in the gas generator of the present invention having a one-chamber structure in which the upper container and the lower container have only one joint, the upper and lower containers made of aluminum alloy or stainless steel are used with general-purpose fusion welding equipment. This is because sufficient bonding strength can be ensured even when welding is performed. As a result, the existing welding equipment can be used as it is, and not only can the equipment cost be reduced, but also the housing can be joined by an easy joining operation.
[0012]
In addition, two rows of gas discharge ports are formed uniformly above and below the outer peripheral cylindrical wall portion of the upper container in the circumferential direction, and all the center lines of the lower gas discharge ports are aligned with the side of the lower container. It may be located on the lower lid side from the upper end surface of the flange .
or, The gas outlet is formed uniformly in the circumferential direction of the outer peripheral cylindrical wall portion of the upper container, All the center lines of the gas discharge ports are located on the lower lid side from the upper end surface of the side flange, and the ignition Vessel Ring-shaped partition on outer circumference On a board Therefore, it is divided into upper and lower parts, and gas is generated in the upper part Agent The cooling and filter members may be arranged at the lower part, respectively. This allows the present invention to be applied not only to a pellet-shaped gas generating agent but also to a disk-shaped gas generating agent.
[0013]
It is also possible to install a metal ring member (20) having a higher melting point than the aluminum alloy constituting the upper and lower containers on the inner surface of the flange cylinder, thereby melting the inner wall surface of the flange cylinder. It is possible to further improve the safety of the gas generator by preventing the scattering of molten aluminum as well as the prevention.
[0014]
Further, it is possible to form the ring member into a press-formed product (21) having an L-shaped cross section, thereby preventing melting and scattering of press-contact burrs of the upper and lower containers due to the high-temperature gas colliding with the flange cylindrical portion, It is possible to further improve the safety of the gas generator.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 are schematic explanatory views showing one embodiment of the gas generator according to the present invention having a one-chamber structure. First, in FIG. 1, a
[0016]
The
[0017]
It is preferable that a
[0018]
Further, the position of the
[0019]
Next, the operation of the gas generator will be described with reference to FIG. When the vehicle encounters a serious collision accident, the
[0020]
In view of this, in the gas generator shown in FIG. 1, the position of the
[0021]
From the viewpoint of removing the slag, the
[0022]
That is, as shown in the example of FIG. 1, if the upper edge of the
[0023]
Next, another method of the present invention in which a plurality of
[0024]
On the other hand, in the gas generator having a housing structure in which the gas discharge ports are vertically dispersed and arranged as in the present example, only the lower
[0025]
Next, another example of the housing structure used in the present invention will be described. As a modified example of the
[0026]
As another modified example of the housing, as shown in FIG. 3A, a stainless steel (SUS) ring having higher heat resistance than the aluminum alloy constituting the upper and
[0027]
Further, as another modified example of the housing, as shown in FIG. 3B, a
[0028]
Next, FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, in which both the
[0029]
Next, FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the
[0030]
Note that any of the gas generators shown in FIGS. 1 to 5 has a housing structure that allows the gas generator to be easily attached to a module. That is, at the time of assembling the gas generator, for example, in FIG. 1 (b), after the
[0031]
In this case, since only the
[0032]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, some or all of the center lines of the plurality of
[0033]
In particular, in a gas generator having a housing structure in which gas outlets are dispersed above and below the outer peripheral cylindrical wall portion, the amount of gas ejected from the lower gas outlet can be reduced, so that the heat acting on the flange cylinder portion can be reduced. Since the load is reduced, use of non-azide gas generators using nitrogen-containing organic compounds with high combustion temperatures as fuels is also possible. Easy It becomes. Although the slag-containing high-temperature gas is ejected from the gas ejection port on the upper side of the outer peripheral cylindrical wall portion due to the dispersed arrangement of the gas ejection ports, the momentum of the gas ejection is also dispersed by the dispersed arrangement. Thermal effects can be sufficiently suppressed to within an allowable range. In addition, with the gas generator of the present embodiment, even if the upward deployment energy of the bag is slightly reduced, the deployment energy as a whole can be sufficiently obtained by addition of the lateral or oblique deployment energy of the airbag. An effect is obtained in which the direction in which the deployment energy acts is a direction in which the deployment energy is more easily deployed to the airbag.
[0034]
Further, by making the upper and lower containers made of an aluminum alloy and joining the two containers by a friction welding method, it is possible to further reduce the weight of the gas generator in combination with the one-chamber structure of the housing. In addition to the above, it is expected that the safety of the gas generator is further improved due to the reduction in assembly cost due to the ease of joining work by friction welding and the strength of joining.
[0035]
Also, the upper container and the lower container are made of aluminum alloy or stainless steel, and the two containers are joined by a fusion welding method such as welding, so that the joint portion of the two containers becomes one place of the one-chamber structure of the present invention. In the gas generator, sufficient joining strength can be easily obtained even if the upper container and the lower container made of an aluminum alloy are joined using a general-purpose welding device. On the other hand, when the upper container and the lower container are made of stainless steel, higher strength can be obtained in terms of welding work and joining strength, and at the same time, because of the one-chamber structure, the increase in weight is not so problematic. Further, there is an advantage that the pressing operation for forming the upper container and the lower container before the joining is completed in one step.
[0036]
Also, a ring-shaped partition plate is arranged on the outer peripheral side of the igniter to divide the outer peripheral space into upper and lower parts, a gas generating agent is arranged on the upper side, and a cooling / filter member is arranged on the lower side. Then, the present invention can be applied not only to a pellet-type gas generating agent but also to a disk-shaped gas generating agent, and the versatility of the present invention can be improved.
[0037]
In addition, by disposing a
[0038]
Further, by forming the ring member as a press-formed product having an L-shaped cross section, melting and scattering of the press-contact burrs due to a high-temperature jet gas flow can be prevented. As a result, not only the airbag is prevented from being damaged by the high-temperature slag, but also the airbag is prevented from being damaged by relatively large metal particles (fragment of the pressure welding burr) or molten metal (melt of the pressure welding burr) derived from the pressure welding burr. It will be.
[0039]
Further, in the gas generator of the present invention, since all are configured to allow ejection of gas containing high-temperature slag, even when a non-azide gas generating agent is used, a conventional azide gas is used. There is no need to increase the loading of the cooling / filter member as compared with the case of using a generating agent, but rather, depending on the gas generating agent, combustion conditions, etc., the loading can be actively reduced. Further, it is possible to further reduce the size and cost of the gas generator.
[0040]
Further, in the gas generator of the present invention, when the airbag module is assembled, only the thin annular retainer ring is inserted into the airbag from the opening of the airbag in advance, so that the insertion itself is simple. In addition, in a state where the lower opening end of the airbag is sandwiched between the retainer ring and the side flange, fastening with a bolt and a nut can be easily performed. In other words, the gas generator of the present invention facilitates the assembly work of the airbag module including the airbag, improves the productivity of the airbag module, and reduces the assembly cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a gas generator according to the present invention, wherein (a) is a longitudinal sectional view and (b) is an enlarged view of a main part.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the gas generator according to the present invention, showing an example having a housing structure in which gas discharge ports are vertically arranged.
FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the gas generator according to the present invention, wherein (a) shows an example in which a ring member is attached, and (b) shows a ring member having an L-shaped cross section. The example which attached is shown.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing an example of a mounting portion of a gas generator, a retainer, and an airbag in a conventional airbag device.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a conventional gas generator.
[Explanation of symbols]
1 Upper container
1a Top lid
1b Outer cylindrical wall
1c Flange
1d pressure welding burr
2 Lower container
2a Lower lid
2b Flange tube
2c Side flange
3 Housing
4 Igniter
5 Seal members
6 gas generating agent
7 Cooling and filter members
8,8 'gas outlet
8a center line
9 Metal foil
10 Ring-shaped partition plate
11 Gas generating agent
12 Space
19 Airbag
19a Base of airbag
20, 21 ring members
Claims (6)
該上容器(1)の前記外周円筒壁部(1b)の下端と接合される下蓋(2a)と、
該下蓋(2a)から前記接合された上容器(1)の外周円筒壁部(1b)を周りから囲む様に立ち上がるフランジ筒部(2b)と該フランジ筒部(2b)に続いて水平に折れてその上面にエアバッグの開口端部(19a)が取り付けられるサイドフランジ(2c)とを有する下容器(2)と、
前記上容器(1)と前記下容器(2)とが接合されて形成されるハウジング(3)と、
該ハウジング(3)内の中央部に配置された点火器(4)と、
その周囲に配置されたガス発生剤(6,11)及び冷却・フィルタ部材(7)とを有するエアバッグ用ガス発生器であって、
前記上容器(1)の前記外周円筒壁部(1b)の周方向の上下に、均一に2列のガス放出口(8,8 ' )が形成されており、下側のガス放出口(8)の全ての中心線(8a)が、前記下容器(2)のサイドフランジ(2c)の上端面(2d)より下蓋(2a)側に位置する事を特徴とするエアバッグ用ガス発生器。Top cover (1a) and said lid periphery cylindrical wall portion depending from the outer peripheral edge portion of (1a) (1b) and a plurality of gas discharge ports disposed in the cylindrical wall portion (1b) and (8, 8 ') An upper container (1) having
A lower lid (2a) joined to a lower end of the outer cylindrical wall portion (1b) of the upper container (1);
A flange cylinder (2b) rising from the lower lid (2a) so as to surround the outer peripheral cylindrical wall (1b) of the joined upper container (1) from the periphery and the flange cylinder (2b). A lower container (2) having a side flange (2c) that is folded and has an upper end (19a) of the airbag attached to an upper surface thereof;
A housing (3) formed by joining the upper container (1) and the lower container (2);
An igniter (4) arranged at a central portion in the housing (3);
Gas generating agent disposed about the its (6, 11) and a gas generator for an air bag and a cooling filter element (7),
Two rows of gas discharge ports (8, 8 ' ) are formed uniformly above and below the outer peripheral cylindrical wall (1b) of the upper container (1) in the circumferential direction, and the lower gas discharge ports (8 ), Wherein all the center lines (8a) are located on the lower lid (2a) side from the upper end surface (2d) of the side flange (2c) of the lower container (2) . .
該上容器(1)の前記外周円筒壁部(1b)の下端と接合される下蓋(2a)と該下蓋(2a)から前記接合された上容器(1)の外周円筒壁部(1b)を周りから囲む様に立ち上がるフランジ筒部(2b)と該フランジ筒部(2b)に続いて水平に折れてその上面にエアバッグの開口端部(19a)が取り付けられるサイドフランジ(2c)とを有する下容器(2)と、
前記上容器(1)と前記下容器(2)とが接合されて形成されるハウジング(3)と、
該ハウジング(3)内の中央部に配置された点火器(4)と、
その周囲に配置されたガス発生剤(6,11)及び冷却・フィルタ部材(7)とを有するエアバッグ用ガス発生器であって、
前記上容器(1)の前記外周円筒壁部(1b)の周方向に均一に前記ガス放出口(8)が形成されており、その全ての中心線(8a)が、前記下容器(2)のサイドフランジ(2c)の上端面(2d)より下蓋(2a)側に位置し、
且つ、前記点火器(4)の外周側をリング状の仕切板(10)によって上下部に分割し、上部にはガス発生剤(11)が、下部には冷却・フィルタ部材(7)が、夫々配置されている事を特徴とするエアバッグ用ガス発生器。 An upper lid (1a), an outer peripheral cylindrical wall (1b) hanging from an outer peripheral edge of the upper lid (1a), and a plurality of gas discharge ports (8, 8 ' ) provided in the cylindrical wall (1b). An upper container (1) having
A lower lid (2a) joined to the lower end of the outer cylindrical wall (1b) of the upper container (1), and an outer cylindrical wall (1b) of the upper container (1) joined from the lower lid (2a). ), And a side flange (2c) that rises so as to surround the outer periphery of the airbag, and that is horizontally folded following the flange cylinder (2b) and has an open end (19a) of the airbag attached to its upper surface. A lower container (2) having
A housing (3) formed by joining the upper container (1) and the lower container (2);
An igniter (4) arranged at a central portion in the housing (3);
An airbag gas generator having a gas generating agent (6, 11) and a cooling / filter member (7) disposed therearound,
The gas discharge port (8) is formed uniformly in the circumferential direction of the outer peripheral cylindrical wall portion (1b) of the upper container (1), and all the center lines (8a) are aligned with the lower container (2). Is located on the lower lid (2a) side from the upper end surface (2d) of the side flange (2c) ,
Further, the outer peripheral side of the igniter (4) is divided into upper and lower parts by a ring-shaped partition plate (10), a gas generating agent (11) is provided at an upper part, and a cooling / filter member (7) is provided at a lower part. A gas generator for an air bag, which is arranged in each case .
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