JP3742603B2 - Multistage airbag gas generator and airbag device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段式エアバック用ガス発生器及びそれを用いたエアバック装置に関する。
【0002】
【従来技術】
自動車を始め各種車両等に搭載されているエアバッグシステムは、該車両が高速で衝突した際に、ガスによって急速に膨張したエアバッグ(袋体)で搭乗者を支持し、搭乗者が慣性により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すること等を防ぐことを目的とする。このようなエアバッグシステムは、通常、車両の衝突によって作動してガスを放出するガス発生器と、該ガスを導入して膨張するエアバッグとから構成されている。
【0003】
かかるエアバッグシステムは、乗員の体格(例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しくは子供等)や、その搭乗姿勢(例えばハンドルにしがみついた姿勢)等が異なる場合であっても、乗員を安全に拘束可能であることが望ましい。そこで従来、作動時初期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動する様なエアバッグシステムの提案がなされている。このようなガス発生器は、特開平8−207696号公報、米国特許第4,998,751号及び米国特許第4,950,458号等に開示されおり、特開平8−207696号公報では、1つの点火器で2種類のガス発生剤のカプセルを着火し、二段階でガスを発生させるガス発生器が、米国特許第4,998,751号、米国特許第4,950,458号には、ガス発生器の作動機能を規制するため二つの燃焼室を設けて、ガス発生剤の燃え広がりにより二段階でガスを発生するガス発生器がそれぞれ提案されている。
【0004】
また特開平9-183359号、及び独国特許第19620758号では、ハウジング内に、ガス発生剤が収容された燃焼室を2室設けて、それぞれの燃焼室毎に点火器を配置し、各点火器の作動タイミングを調整することにより、ガス発生器の作動出力を調整可能としたガス発生器が開示されている。
【0005】
しかしながら、これら従前のガス発生器に於いては、簡易な構造で製造容易としながらも、更に容器(ハウジング)の全体的な大きさを抑えた多段式エアバッグ用ガス発生器とはなっていない。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、作動初期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動し、且つ乗員の体格(例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しくは子供等)や、その搭乗姿勢(例えばハンドルにしがみついた姿勢)等が異なる場合であっても、乗員を安全に拘束可能な様に、任意にガス発生器の作動出力、及び出力上昇のタイミングを調整可能としながらも、簡易な構造であって製造容易とし、更に容器(ハウジング)の全体的な大きさを抑え、且つ各燃焼室の容積の比率を任意に調整可能とした多段式エアバッグ用ガス発生器を提供する。
【0007】
本発明は、ハウジング内に、複数の燃焼室を設けた多段式エアバッグ用ガス発生器に於いて、ガス発生器の全体の大きさを抑え、且つ各燃焼室の容積の比率を任意に調整できることを可能とした内部構造、特に燃焼室の配置構造に特徴を有する。
【0008】
即ち、本発明の多段式エアバッグ用ガス発生器は、筒状側壁に複数のガス排出口を有するディフューザシェルと、該ディフューザシェルと共に内部空間を形成するクロージャシェルとから成る円筒状ハウジング内に、ガス発生手段を収容する燃焼室を複数設けると共に、各燃焼室毎に前記ガス発生手段を着火・燃焼させる点火手段を配置してなり、該複数の燃焼室の内、少なくとも1つの燃焼室は、ハウジング内に於いて、ハウジング中心軸から偏心して配置されたインナーシェルの内側に設けられており、また各燃焼室毎に配置される点火手段は、ハウジング内に於いて、ハウジング中心軸から偏心して配置されていることを特徴とする。
【0009】
更に本発明のガス発生器では、各燃焼室同士を相互に連通可能とする連通孔を設けることができる。
【0010】
上記ガス発生器は、作動ガスを浄化及び/又は冷却する筒状フィルター手段とを含み、該フィルター手段は、軸方向端面の何れか一方又は双方が、軸心延伸方向に向かって窄み、且つ内周面との内角が鋭角となるように傾斜する傾斜端面として形成されており、該ハウジング内には該フィルター手段の傾斜端面に対向する支持部が存在していてもよい(自緊式フィルター)。
【0011】
本発明は、インナーシェルの外側表面の大部分をインナーシェルの外側にある第一のガス発生剤と、保温材を介さずに直接接触させることもできる。インナーシェルに連通孔があるところは破裂部材を介してガス発生剤がインナーシェルの外側表面に接触する。最初に燃焼する第一のガス発生剤と他の第二のガス発生剤の間にインナーシェルの壁が介在する。第一のガス発生剤が燃焼しても、第二の点火器の作動より前に第二のガス発生剤が燃焼し始めることはなく、第二のガス発生剤が伝熱により着火温度に達する前に、第二の点火器の作動により燃焼する。
【0012】
第一のガス発生剤着火後、第二のガス発生剤に着火しないままガス発生器を放置すると、約10秒後に第二のガス発生剤が着火する。
【0013】
本発明に於いて、このインナーシェルは、一般に、上端を閉塞した円筒形であって、水平断面形状が円形のものが好ましい。これは、インナーシェルの水平断面形状を、矩形、楕円形など各種形状とすることも可能ではあるが、その接合容易性を考慮すれば、通常円形とすることが望ましいためである。このインナーシェルは、ハウジング内に、ハウジングの中心軸に対して偏心して配置される。つまり、このインナーシェルは、その中央が、ハウジングの中央と一致しない様にしてハウジング内に配置されており、インナーシェルは、この円筒形状のハウジングに対して偏心して配置される。従って、仮にハウジングの平面形状が平面略楕円形であっても、その平面形状の中央と、インナーシェルの中央とがずれている場合には、インナーシェルとハウジングとが偏心することとなる。なお、このハウジングの中心軸は、専ら筒状体の平面形状に基づいて特定されるものであり、仮に該ハウジングがモジュール取り付け用のフランジを有する場合にあっても、このフランジの部分はハウジングの中心軸を特定する際に考慮されないものとする。
【0014】
この各燃焼室毎に配置される点火手段は、電気信号によって作動する点火器をそれぞれ含んで構成されるものとし、この点火器を、ハウジングの軸方向に揃えて配置することができる。また、ハウジングを構成するクロージャシェルは、点火器を固定するカラー部分を含んで構成されるものとし、点火器がこのカラー部分に固定されるものとすることもできる。この場合、各点火手段毎にそれぞれ含まれている点火器を、全て単一のカラー部分に固定する事が望ましい。これはカラー部分を含めてクロージャシェルを形成する場合、予めこのカラー部分に複数の点火器を固定しておけば、クロージャシェルを形成する単一の操作で、複数の点火器をハウジング内に固定することができ、製造上有利となるためである。
【0015】
ハウジング内に偏心して配置されるインナーシェルは、円筒形状であって、一方の燃焼室内のガス発生手段の燃焼により開口する開口部を有するものを使用することができる。但しこのインナーシェルの形状は、前記の通りその他の形状とすることも可能であるが、クロージャシェルとの接合容易性を考慮すれば、特に水平断面形状を円形とすることが好ましい。このインナーシェルは、開口部が開口することによって、インナーシェルの内外に区画された燃焼室同士のガス流通を可能とする。このような開口部は、例えば、インナーシェルの周壁に複数の孔を形成して、この孔を破裂部材で閉塞することによって形成することができる。この破裂部材によって閉塞された孔は、インナーシェルの内側に設けられる燃焼室内に収容されたガス発生手段が燃焼することによってのみ開口する。ガス発生手段の燃焼による孔の開口は、例えば破裂部材がガス発生手段の燃焼による圧力などで、破裂、剥離、焼失又は外れることにより行われる。この様な開口部は、その他にもインナーシェルにノッチを設けるか、或いはインナーシェルの一部の肉厚を薄く形成することによっても実現することができる。また開口部の外側に遮蔽板を配置し、この遮蔽板により、インナーシェルの外側に設けられる燃焼室内で発生する燃焼火炎が、該開口部に直接接触することのないものとし、一方の燃焼室内のガス発生手段の燃焼に依ってのみ該開口部が開口するように形成することもできる。
【0016】
上記の如くインナーシェルをハウジング内にその中心軸に対して偏心して配置し、更に各燃焼室毎に配置される点火手段も、該ハウジングの中心軸に対して偏心させて配置することにより、ハウジングの大きさを極力抑え、かつ燃焼室の容積・配置等の自由度を最大限とすることができる。即ち、例えばハウジング内に2つの燃焼室を画成して設ける場合、ハウジング内に偏心してインナーシェルを配置し、その外側を第一の燃焼室内側を第二の燃焼室とすれば、第一及び第二の燃焼室の容積比は、このインナーシェルの容積を変えることにより自在に変えることができる。その際、各燃焼室毎配置される点火手段の点火器も、ハウジングの中心軸に対して偏心して配置することにより、第一の燃焼室内に配置された点火器が、第二の燃焼室の容積を確保する上で障害となることはない。依って、本発明に於いては、第一及び第二の燃焼室の容積等に関する自由度を最大限とすることができる。
【0017】
ハウジングは、ディフューザシェルとクロージャシェルとを各種溶接法、例えば摩擦圧接、電子ビーム溶接、レーザ溶接、ティグ溶接、プロセクション溶接などにより接合して形成することができる。この内、両シェルを摩擦圧接により接合してハウジングを形成する場合には、クロージャシェルを固定した上で摩擦圧接を行うことが好ましい。一般的に両シェルの接合は最後に行われるが、この様にクロージャシェルを固定して摩擦圧接を行えば、点火手段を偏心して配置する等クロージャシェル側の重心が偏っている場合に於いても、両シェルの接合を安定して行うことができる。つまり、摩擦圧接は、一方を固定し、他方を回転させて行われるが、この回転させる側の重心が偏っていると、安定した摩擦圧接が困難となる。そこで、本発明に於いては、クロージャシェル側を固定して摩擦圧接を行うことにより、安定した摩擦圧接を実現する。
【0018】
また、クロージャシェルを固定して摩擦圧接を行う場合には、ガス発生器をモジュールケースに取り付けるためのフランジ部をクロージャシェルに設け、更にこのフランジ部に、摩擦圧接時に固定されるクロージャシェルの向き及び/又は位置を特定する位置決め部を形成することが望ましい。このような位置決め部は、例えば、フランジ部が、ガス発生器をモジュールケースに固定する為の複数の半径方向突出部を有する場合には、該突出部を相互に非対称形状に形成することにより実現する。突出部が1つの場合には、この突出部自体を位置決め部とすることができる。このようにフランジ部に位置決め部を形成すれば、インナーシェルを摩擦圧接によってハウジング内に固定する場合には、回転させる方のインナーシェルに対して、ハウジングの接合位置が常に一定に決まるため、該インナーシェルを所定の向き及び/又は位置に確実に固定することができる。特に係る位置決め部をフランジ部に形成することにより、このフランジ部が該位置決めとガス発生器の取り付けとに兼用されることとなる。なお、本発明に於いて、摩擦圧接に際してクロージャシェルを所定の位置・向きに固定する為には、フランジ部に限らず、その他の部分、例えば周壁又は底面に位置決め部を形成することも当然可能である。
【0019】
また、燃焼室内に配置される点火手段には、その作動によって生じる火炎の噴出方向を規制するための噴出方向規制手段を設けることができる。この噴出方向規制手段は、点火手段の作動によって生じる火炎、即ちガス発生手段を着火・燃焼させる為の火炎の噴出方向を規制する為に使用される。
【0020】
この噴出方向規制手段は、少なくとも該点火手段の火炎を生じる部分を包み込むことができ、かつ火炎の噴出方向を所望方向に規制するための2以上の伝火孔を有する中空容器から構成できる。かかる噴出方向規制手段の例としては、偏向板や、該点火手段全体を包囲できるような筒状部材又は該点火手段の火炎を生じる部分を包囲できるようなカップ状等の容器が挙げられる。
【0021】
この様な噴出方向規制手段を使用することにより、点火手段の火炎の噴出方向を燃焼室の内壁面に沿う方向に規制できる。この「燃焼室の内壁面に沿う方向」とは、火炎が内壁面の形状と一致する方向に噴出され、移動することを意味するものである。この様に点火手段の火炎の噴出方向を規制することにより、点火手段が燃焼室の中心に配置されていない場合や、燃焼室が円形以外の形状であって、燃焼室の隅の方に配置されたガス発生手段と点火手段との距離が著しく離れている場合等に於いても、燃焼室内のガス発生手段を好適に燃焼させることが可能となる。
【0022】
噴出方向規制手段として、更に、第一の点火器からより離れたディフューザーシェルのガス排出口の数がより多く又は合計開口面積がより大きく分布するように配置してもよい。噴出方向規制手段は、これらを組み合わせることがより好ましい。
【0023】
各燃焼室に配置される点火手段は、各燃焼室毎に出力の異なる点火手段を使用することができる。この点火手段の出力は、異なる出力の点火器を使用する他、点火手段が伝火薬をも含んで構成されている場合には、該伝火薬の材料、形状、量等を調整して点火手段の出力を調整することができる。
【0024】
またインナーシェル内には、クロージャシェルとの接続を安全かつ円滑に行うためにリテーナーを配置することができる。このリテーナーは実施形態に示すガス発生剤固定部材であってもよい。このリテーナーは、インナーシェルをクロ−ジャシェルに、摩擦圧接、かしめ、抵抗溶接等又は凹凸継合等により取り付ける際に、ガス発生剤をインナーシェル内に保持し、ガス発生剤が直接クロージャシェルと接触しないようにし、また、インナーシェル内に点火手段を収容する空間を確保するようにできる。このリテーナーを使うことで、組み立て性を向上することができる。特に本発明のように組み立て時に2以上のガス発生手段の充填方向が異なる場合は、リテーナーを用いることは有効である。リテーナーとしては、アルミニウム、鉄等で作成したキャニスタ形状のものや、金網等からなる多孔状部材等を用いることができる。
【0025】
この点火手段に含まれる点火器は、コントロールユニットなどから出力されるガス発生器の作動信号を受けて作動する。従って、この点火器には、各点火器毎に、コントロールユニット等からの作動信号を伝えるためのケーブルが接続されている。本発明のガス発生器は、2つ以上の点火手段を有していることから、点火器も2つ以上含まれている。この各点火器に接続するケーブルを、同一方向に引き出すことにより、その後、ガス発生器を容易にモジュールに組み付けることができる。
【0026】
ハウジング内に複数の燃焼室を設け、各燃焼室毎に単位時間当たりの発生ガス量が異なるガス発生手段、例えば燃焼速度、組成、組成比、形状又は量が少なくとも1つ以上異なるガス発生手段を収容するガス発生器とすることにより、ガス発生器の作動性能、特にガス放出量の経時変化をより特徴的に且つ任意に調整することが可能となる。各燃焼室内のガス発生手段を、任意のタイミングで独立に着火・燃焼させる場合には、独立して着火・燃焼する点火手段を各燃焼室毎に配置する。このようなガス発生手段は、従来から広く使用されている無機アジド、例えばナトリウムアジド(アジ化ナトリウム)に基づくアジド系ガス発生剤の他、無機アジドに基づかない非アジド系ガス発生剤を使用することができる。但し、安全性を考慮すれば、非アジド系ガス発生剤が望ましい。これらガス発生手段は、燃焼速度、非毒性、燃焼温度及び分解開始温度等の要求に応じて適宜選定される。各燃焼室毎に異なる燃焼速度のガス発生手段を用いる場合には、例えば、アジ化ナトリウム等の無機アジド又はニトログアニジン等の非アジドを燃料及び窒素源として用いる等、その組成や組成比自体が異なるガス発生手段を用いる他、ペレット状、ウエハー状、中空円柱状、ディスク状、又は単孔体状若しくは多孔体状等の様に組成物の形状を変えるか、或いは成形体の大きさ等により表面積を変えたガス発生手段を用いることができる。特に、ガス発生手段の形状を貫通孔が複数個存在する多孔体に形成する場合には、その孔の配置は特に制限はないが、ガス発生器性能の安定化のため、成形体の外端部と孔の中心との距離及び相互の孔の中心間距離がほぼ等しくなる配置構造が望ましい。具体的には、例えば成形体の断面が円型である円筒状成形体においては、中心に1個とその周囲に相互に等距離となる正三角形の頂点の位置に孔の中心を有する6個の孔を配置した構造が好ましい。更に同様にして中心に1個と周囲に18個の孔が存在する配置も考えられる。これらの孔数と配置構造はガス発生剤の製造のしやすさ、及び製造コストと性能の兼ね合いで決定されるものであり、特に限定されるものではない。
【0027】
エアバッグ膨脹用のガスを得るために固形のガス発生手段を使用したガス発生器(火工式ガス発生器)においては、通常、ガス発生手段の燃焼により生じた燃焼ガスを浄化し、また冷却するためのフィルターやクーラントが好適に使用されている。従って、本発明のガス発生器に於いても、ガス発生手段の燃焼によって発生した燃焼ガスを浄化及び/又は冷却する場合には、積層金網を圧縮形成したフィルター手段を使用することができる。かかるフィルター手段を、燃焼ガスの圧力によって半径方向外側に押され、その上下端部がハウジング内面に押圧されるような自緊式構造に形成すれば、フィルター手段端面とハウジング内面との間に於ける燃焼ガスのショートパスは、特段の部材を配置することなく阻止することができる。かかる自緊式構造は、例えば、ハウジングの上下内面を窄める様に傾斜させ、フィルター手段の上下端面にも、該ハウジングの上下内面に整合する傾斜を設けることにより実現することができる。またこのフィルター手段は内側と外側とを異なる積層金網体として三重構造とし、内側にフィルター手段の保護機能、外側にフィルター手段の膨出抑止機能を有するものとすることもできる。このフィルター手段の膨出抑止機能に関しては、該フィルター手段の外周を、積層金網体、多孔円筒体又は環状ベルト体等からなる外層で支持することにより、その膨出を抑止することによっても行うことができる。
【0028】
前記の如く、ハウジング内に複数の燃焼室が設けられ、各燃焼室毎にガス発生手段の燃焼による燃焼ガスが発生する場合には、各燃焼室から排出される燃焼ガスは、共通のフィルター手段を通過することが望ましい。この様に全ての燃焼ガスが共通のフィルター手段を通過すれば、ハウジング内に配設されるフィルター手段は1つで済み、その結果、全体容積を小さくし、製造コストを削減することができる。また、この共通のフィルター手段を通過した燃焼ガスは、ハウジングに形成された共通のガス排出口から排出することができる。
【0029】
上記のエアバッグ用ガス発生器は、該ガス発生器で発生するガスを導入して膨張するエアバッグ(袋体)と共にモジュールケース内に収容され、エアバッグ装置となる。このエアバッグ装置は、衝撃センサが衝撃を感知することに連動してガス発生器が作動し、ハウジングのガス排出口から燃焼ガスを排出する。この燃焼ガスはエアバッグ内に流入し、これによりエアバッグはモジュールカバーを破って膨出し、車両中の硬い構造物と乗員との間に衝撃を吸収するクッションを形成する。
【0030】
本発明によれば、容器の全体的な高さを抑え、且つ簡易な構造であって製造容易としながらも、その作動初期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動し、且つ乗員の体格(例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しくは子供等)や、その搭乗姿勢(例えばハンドルにしがみついた姿勢)等が異なる場合であっても、乗員を安全に拘束可能な様に、任意にガス発生器の作動出力、及び出力上昇のタイミングを調整可能としたガス発生器となる。
【0031】
また本発明のガス発生器に於いては、少なくとも1つの燃焼室をハウジングに対して偏心させ、また各燃焼室毎に配置される点火手段をハウジング内に偏心して配置することで、ハウジング半径方向の大きさを抑えた上で、各燃焼室の自由度を最大に得ることができる。
【0032】
上記の偏心構造のガス発生器はのちに記載するAIM、コネクター、自緊式フィルターまたはこれらの組み合わせを含んで実施できる。本明細書に記載した他の各部品とも組み合わせて実施できる。
【0033】
本発明によれば、複数の点火器を含んで構成されたエアバッグ用ガス発生器を含んで構成され、各点火器毎に、点火信号出力手段からの作動信号が出力されるエアバッグ装置に於いて、各点火器と点火信号出力装置出力部との接続の誤りを無くし、常に所望の出力で作動できる多段式ガス発生装置となる。従って任意に作動出力、及び出力上昇のタイミングを調整可能とした多段式エアバッグ装置において、常に所期の作動性能を得ることができる。
【0034】
また、フィルター手段が作動ガスの通過によって半径方向に膨出した場合に於いても、該フィルター手段の傾斜端面はハウジング内の支持部に圧接し、両者の面接触が維持されることから作動ガスのショートパスを効果的に阻止可能となる。フィルター手段を膨出可能な部材とすることで組込精度がそれほど要求されることなく、ハウジング内への組み込みを容易に行うことができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態
以下、図面に示す実施の形態に基づき、本発明の多段式エアバッグ用ガス発生器を説明する。
「偏心構造の実施の形態」
図1は、本発明のエアバッグ用ガス発生器の一の実施の形態を示す縦断面図である。この図に示すガス発生器は、特に運転席側に配置するのに適した構造となっている。
【0036】
図1に於いて、ガス発生器は、ガス排出口10を有するディフューザシェル1と、該ディフューザシェル1と共に内部収容空間を形成するクロージャシェル2とを摩擦圧接により接合してなる円筒形状ハウジング3内に、水平断面形状が円形であって上端を閉塞したカプセル形状のインナーシェル4をハウジング中心軸に対して偏心して配置・固定している。インナーシェルのハウジングに対する偏心度は、所望とする燃焼室の容積比などに応じて適宜変更可能である。この偏心度は、ハウジング内の構造、例えばクーラント・フィルター25の有無などによっても変わり得る要素であって、例えば、この図に示すガス発生器のように、ハウジングの周壁面と対向させて、クーラント・フィルター25を配置する場合には、10〜75%の範囲で適宜選択することができる。但し、この数値範囲も点火器の大きさ等に起因して変化し得ることから、この数値範囲は、図1に示すガス発生器に於けるインナーシェル4の偏心の目安を示すものである。
【0037】
またこのインナーシェル4は、その水平断面形状を矩形、楕円形など各種形状とすることも可能であるが、クロージャシェル2等への接合容易性を考慮すれば、特に円形とすることが望ましい。つまり、このインナーシェル4を摩擦圧接によりクロージャシェル2に接合する場合には、該インナーシェル4の水平断面形状は円形とする必要があり、またレーザー溶接によって接合する場合に於いても、レーザーの照射距離を一定に保つ必要があるためである。
【0038】
このインナーシェル4は、クーラント・フィルター25との間に僅かな隙間を確保した上で配置されている。この隙間は、クーラント・フィルター25とインナーシェル4との間にガスの流れを作り、該フィルター25の全面を有効に使うことを目的とするものであり、また後述の通りインナーシェル4の開口部が開口する際にクーラント・フィルター25が障害とならないようにするためでもある。従って、この隙間は、係る目的の範囲内に於いて適宜選択される。
【0039】
インナーシェル4は、第一の燃焼室50と第二の燃焼室60とを画成している。つまり第一の燃焼室50はインナーシェルの外側に設けられ、第二の燃焼室60はインナーシェル4の内側に設けられている。第一の燃焼室50と第二の燃焼室60との容積比(第一の燃焼室容積:第二の燃焼室容積)は、本実施の形態に於いては、3.3:1としているが、その他にも97:1〜1:1.1の範囲で、適宜選択することができる。但しこの容積比に関しても、点火器の大きさやガス発生剤の形状などに起因して、適宜その選択範囲は変化し得るものである。依って、前記の数値範囲は、この図に示すガス発生器の構造に於いて選択し得る範囲を示すものである。
【0040】
インナーシェル4によって隔離された第二の燃焼室60と第一の燃焼室50には、それぞれガス発生剤(52、62)が収容されている。第一の燃焼室50内には第一のガス発生剤52が、第二の燃焼室60内には第二のガス発生剤62がそれぞれ収容されている。本実施の形態に於いては、第一のガス発生剤52と第二のガス発生剤62とは形状等が同じガス発生剤が使用されているが、各燃焼室毎に、燃焼速度、組成、組成比又は量が少なくとも1つ以上異なるガス発生手段を収容することもできる。
【0041】
第一の燃焼室50と第二の燃焼室60とを画成するインナーシェル4は、ハウジング3の中心軸に対して偏心して配置されている。また、このインナーシェル4の内側に設けられた第二の燃焼室60もハウジング3に対して偏心している。この第一の燃焼室50と第二の燃焼室60には、それぞれ点火器が配置されており、この内、第二の燃焼室に配置される第二の点火器61は、このハウジング3の中心軸に対して偏心する第二の燃焼室60の中央に配置されている。その結果、該点火器61が作動して発生する火炎は、第二のガス発生剤62を均等に燃焼させることができる。そしてこの第二の点火器61と、第一の燃焼室50に配置される第一の点火器51とは、共にハウジング3の中心軸に対して偏心して配置されている。この様に第一及び第二の点火器、並びにインナーシェルをハウジング3の中心軸に対して偏心させることにより、第一及び第二の燃焼室の容積比の変化を幅広くすることができ、またハウジング3の径方向の大きさを極力抑えることができる。
【0042】
各燃焼室毎に配置される点火器の内、第一の燃焼室50内に配置された点火器51は、その周囲及び上方向に伝火薬8を配置している。この伝火薬8はガス発生器の組立の際の便宜上、更には車両に搭載中に受ける衝撃や振動で、伝火薬8が第一の燃焼室50内に散乱して、第一のガス発生剤52への着火性を低減させることがないように、伝火薬容器26の中に収納されている。この伝火薬容器26は内部の伝火薬8の燃焼によって容易に破裂して、火炎をその周囲に伝火させるような厚さ(例えば200μm程度)のアルミニウムによって形成されている。一方、第二の燃焼室60内には第一の燃焼室50内に配置されたような伝火薬は必ずしも必要としない。これは第一のガス発生剤52が燃焼して第一の燃焼室50内の圧力が上昇しても、後述するインナーシェル4の孔6を塞ぐ破裂部材7は、第二の燃焼室60の内部圧力が第一の燃焼室50内の内部圧力以上に上昇しないと破裂しないため、この間、第二の燃焼室60は密閉状態となり、その間圧力が高まり、第二のガス発生剤62は、第一のガス発生剤52よりも着火しやすいためであるが、必要に応じて伝火薬を使用することもできる。
【0043】
そして第一の燃焼室50内には、第一の点火器51とその上方に配置された伝火薬8の半径方向外側を囲む様にして筒状部材36が設置されている。この筒状部材36は、上下両端を開放した円筒形状で、その片端部は点火器51を固定した部分の外周に、隙間が生じないように外嵌し、他端部はディフューザシェル1天井部内面近傍に存在するリテーナー11により挟持されて所定箇所に固定されている。この筒状部材36の周壁には、複数の伝火孔37が形成されており、伝火薬8の燃焼によって生じた火炎は、この伝火孔37から噴出され、該筒状部材の外側に存在する第一のガス発生剤を着火・燃焼させる。この筒状部材36は、ハウジング3と同一材質の部材であることが望ましい。
【0044】
特にこの実施の形態に示すガス発生器では、第一の燃焼室50は、図2の平面図に示すように、円形の内側を丸く打ち抜いた三日月形に近似した環状となっており、第一のガス発生剤52はこの中に設置される。従って第一の燃焼室50に於いては、第二の燃焼室60とは異なり、ガス発生剤52と点火器51との距離は、ガス発生剤52の収容場所により異なっている。依って点火器51の着火の際に第一のガス発生剤52への着火・燃焼に斑が生じる。そこで内筒部材36の周壁に設けられる伝火孔37は、第一の燃焼室50の内壁面50aに沿う方向(図2中矢印で示す方向)に伝火薬8の火炎を噴出させるようにその向きが規制されている。これによって第二の燃焼室60(即ちインナーシェル4)の陰になった部分のガス発生剤52も斑なく燃焼させることができる。なお、この実施の形態の場合、内壁面50aはクーラント・フィルター25の表面と一致している。
【0045】
更にその他の噴出方向規制手段として、前記内筒部材36に代え、例えばカップ状の容器で、その周壁部に第一の燃焼室50の内壁面50aに沿う方向(図2中矢印で示す方向)に、第一の点火手段(図1では点火器51と伝火薬8)の火炎を噴出させるためのノズルを設けたものを使用することができる。従って、噴出方向規制手段としてのカップ状の容器は、火炎の噴出方向を規制するため、少なくとも点火器51と伝火薬8を包み込むことができるものであり、第一の点火手段の周りに取り付け(かぶせ)て使用される。かかる噴出方向規制手段を使用する場合に於いても、その内側に配置される第一の点火手段は、点火器と該点火器の作動に依って着火・燃焼する伝火薬とを含んで構成することが望ましい。
【0046】
火炎噴出方向規制手段の他の例として図34の偏向板99があり、火炎を矢印で示す方向へ反射して方向を規制する。例えば、凹面状の板を燃焼室とハウジングの間に置く。偏向板はフィルタの内側にあってもよいし、フィルタの外側にあってもよい。偏向板は、第一の点火器からの火炎の方向を制御する働きと、それ以外にガス発生剤が燃焼して発生したガスの流れを制御する働きをもつ。
【0047】
第一の燃焼室50と第二の燃焼室60とを画成するインナーシェル4は、上記の通りカプセル形状であって、その周壁に複数の開口部5が形成されている。この開口部5は第二の燃焼室60内に配置された第二のガス発生剤62の燃焼によってのみ開口し、第一の燃焼室50内に収容された第一のガス発生剤52の燃焼によっては開口しないものとして形成されている。本実施の形態に於いては、この開口部5は、インナーシェル4周壁に設けられた複数の孔6と、この孔を閉塞する破裂部材7とから成り、破裂部材7としてはステンレス製のシールテープが使用されている。この破裂部材7は、第二のガス発生剤62の燃焼によってのみ、破裂、剥離、焼失又は外れる等により孔6を開口し、第一のガス発生剤52の燃焼によっては破裂等しないものとして形成されている。なお、第一のガス発生剤52の燃焼によっても、インナーシェル4の開口部が開口しないようにするためには、その他にも、インナーシェル4の開口部5を、外側から適宜形状遮蔽板、例えば帯状部材を環状に形成した遮蔽板等で覆い、第一のガス発生剤52の燃焼火炎が直接接触しないものとすることもできる。
【0048】
この開口部5に関しては、その他にも図3aに示すようにインナーシェル4の周壁にノッチ12を形成するか、或いは図3bに示すように、インナーシェル4の周壁の肉厚を部分的に薄く形成することによっても実現可能である。開口部5が開口することにより、第一の燃焼室50と第二の燃焼室60とは連通し、第二の燃焼室60内で発生した燃焼ガスは、第一の燃焼室50内を通って、その後ハウジング1外へ排出される。
【0049】
上記のインナーシェル4は、その開放した下方13を、クロージャシェル2に接続して固定される。このクロージャシェル2が、点火器を固定する為のカラー部分2aを含んで構成される場合には、該インナーシェル4は、このカラー部分2aに取り付けることもできる。図1に示すガス発生器に於いては、このクロージャシェル2は、ディフューザシェル1に接合する筒状殻部2bの底面に、2つの点火器を固定可能な大きさとした円形のカラー部分を一体状に接合して形成されており、該インナーシェル4は、このカラー部分2aに接合されている。但し、このカラー部分2aは、各点火器毎に固定可能な大きさの円形として該筒状殻部2bの底面に一体状に形成することも可能であり、また筒状殻部2bの底面に一体形成することも可能である。この様な場合には、該インナーシェル4は、クロージャシェルのカラー部分2a以外、筒状殻部2bの底面に直接取り付けることができる。
【0050】
インナーシェル4とクロージャシェル2との接続は、摩擦圧接、かしめ、抵抗溶接等の他、凹凸継合により行うことができる。特に摩擦圧接により両者を接合する場合、望ましくは、クロージャシェル2側を固定して行う。これにより、インナーシェル4とクロージャシェル2の軸心が整合していなくとも、安定して摩擦圧接を行うことができる。つまり、仮にインナーシェル4を固定し、クロージャシェル2を回転させて摩擦圧接を行った場合には、クロージャシェル2の重心は、回転中央からずれているため、安定した摩擦圧接が不可能となる。そこで、本発明に於いては、クロージャシェル2側を固定し、インナーシェル4側を回転させて摩擦圧接を行うものとする。また、摩擦圧接に際して、インナーシェル4を、常に所定の位置に取り付けることができるように、このクロージャシェル2は、位置決めして固定されることが望ましい。依って、このクロージャシェル2には、適宜位置決め手段が施されることが望ましい。
【0051】
このインナーシェル4内には、クロージャシェル2との接続を安全かつ円滑に行うためにガス発生剤固定部材14が配置されている。ガス発生剤固定部材14は、インナーシェル4をクロージャシェル2に摩擦圧接する際に、ガス発生剤62が直接クロージャシェル2に接触しないように、またインナーシェル4で形成された空間内に点火器61の設置スペースを確保する目的で使用される。このインナーシェル4をクロージャシェル2に取り付けるときは、前述の摩擦圧接だけではなく、かしめ、抵抗溶接等の他、凹凸継合等により取り付けることができるが、その場合もガス発生剤固定部材14を使用することで、組立性が向上する。このガス発生剤固定部材14は、ここでは一例として、アルミ製で、ガス発生剤62の燃焼によって容易に破裂する程度の厚さを有するキャニスタを使用しているが、その他にも金網等を用いてなる多孔状部材など、かかる目的を達成可能な適宜部材(材質、形状などは問わない)を使用することができる。なお、このようなガス発生剤固定部材14を使用しない場合には、単孔円筒状のガス発生剤62をインナーシェル4の内部空間と同一形状に固めたガス発生剤の固まりを形成し、これをインナーシェル4内に設置することもできる。この場合、ガス発生剤固定部材14は省略しても良い。
【0052】
本実施の形態に於いて、クロージャシェル2のカラー部分2aは、二つの点火器51,61を横並びに固定可能な大きさに形成されている。これにより2つの点火器51,61を、予めカラー部分2aにかしめ等により固定しておけば、このカラー部分2aを筒状殻部2bに一体化してクロージャシェル2を形成すれば、2つの点火器51,61をクロージャシェル2に固定することができる。図面上、第一の点火器51と第二の点火器61とは、同じ大きさに記載されているが、これらは各燃焼室毎に異なる出力を有するものとすることもできる。
【0053】
この実施の形態に於いては、図4の底面図に示すように、各点火器51,61毎に接続して作動信号を伝えるためのケーブル15は、同一方向に引き出されている。また、各点火器51,61の配置される部分には、それぞれの点火器毎に接続されるケーブル15が特定されるように、位置決め手段が形成されている。このような位置決め手段は、例えば、図5a〜dの要部拡大図に示すように、各点火器毎に異なる形式のコネクター16を使用することによって行うことができる。図5aに示す位置決め手段では、コネクターに位置決め用の溝(又は突起)17を形成し、この位置決め用の溝(又は突起)17に対応する突起(又は溝)18の形成位置が、各点火器毎に異なるものとしている。即ち、ガス発生器にコネクター16を取り付けるとき、正規の向きにコネクター16を取り付けないとコネクター同士が干渉して、きちんと取り付けることができないように、各コネクターの溝(又は突起)17の位置をかえている。図5bに示す位置決め手段では、何れか一のコネクター21にだけ位置決め用の溝(又は突起)19を設けている。即ち、溝(又は突起)19を設けたコネクター21Aは、突起(又は溝)20を設けていない側の点火器22bには継合することができるが、溝(又は突起)19を設けていないコネクター21Bは、突起(又は溝)20を設けた側の点火器22aには継合する事ができない。その結果、コネクター21の接続の間違えは、組立時に容易に気づくことができる。図5cは、各コネクターの接続継合する部分23自体の形状が、それぞれ異なるものとしている。また図5dでは、二つのコネクターを一つにして、更に位置決め溝(又は突起)24を形成している。この位置決め手段としては、その他にも、コネクターの接続の誤りをなくすための手段を適宜実施することができる。
【0054】
またハウジング3内には、ガス発生剤の燃焼によって発生した燃焼ガスを浄化・冷却するためのフィルター手段としてクーラント・フィルター25が配設されている。第一及び第二のガス発生剤の燃焼によって発生したしたガスは、共にこのクーラント・フィルター25を通過することとなる。この燃焼ガスが、クーラント・フィルター25の端面とディフューザシェル1天井部内面との間を通過するショートパスを防止する場合には、内向きフランジ形状のショートパス防止部材で、クーラント・フィルター25の上下内周面とハウジング内面を覆うこともできる。
【0055】
そしてクーラント・フィルター25の外側には、燃焼ガスの通過などによる該フィルター25の膨出を抑止するための外層27が配置されている。この外層27は、例えば、積層金網体を用いて形成する他、周壁面に複数の貫通孔を有する多孔円筒状部材、或いは所定巾の帯状部材を環状にしたベルト状抑止層を用いて形成することもできる。更に該外層の外側には、燃焼ガスが該フィルターの全面を通過することができるように、所定幅の間隙28が形成されている。ディフューザシェル1に形成されるガス排出口10は、外気の進入を阻止するためシールテープ29で閉塞されている。このシールテープ29は、ガスを放出する際に破裂することとなる。シールテープ29は外部の湿気からガス発生剤を保護するのが目的であり、燃焼内圧などの性能調整には全く影響を与えるものではない。第一及のガス発生剤52の燃焼によるガスと第二のガス発生剤62の燃焼によるガスは、共にこのガス排出口10を通過する。
【0056】
なお、燃焼ガスを浄化及び/又は冷却するためのフィルター手段としては、その他にも図6に示すように、その上下端面を外周方向に倒すように傾斜させた自緊式構造のフィルター手段30を使用する事もできる。この自緊式構造のフィルター手段30を使用する場合には、ハウジングの上下内面31を窄めるように傾斜させることが望ましい。その結果、燃焼ガスにより半径方向外側に押し出されたフィルター手段30は、その上下端面がハウジング内面31に当接し、両者間に於ける燃焼ガスのショートパスを防止することができる。
【0057】
前述の通り、図1に示すガス発生器では、点火器51,61及びインナーシェル4を、ハウジング3に対して偏心して配置している。この様なガス発生器に於いては、ディフューザシェル1とクロージャシェル2とを摩擦圧接により接合する際には、クロージャシェル2側を固定して摩擦圧接を行うことにより、両シェルの接合を安定して行うことができる。特に、インナーシェル4をクロージャシェル2に摩擦圧接により直接取り付ける場合には、図7に示すように、クロージャシェル2側に、ガス発生器をモジュールケースに取り付けるためのフランジ部32を設け、このフランジ部32を構成する部分、例えば突出部33等に、その周縁を切り欠いた位置決め部34を形成することが望ましい。この様に形成した場合、クロージャシェル2は、該位置決め部34に基づき、常に一定の向きに固定されることから、インナーシェル4を所定の位置に確実に取り付けることができる。
【0058】
上記の様に形成されたガス発生器では、インナーシェル4の外側に設けられた第一の燃焼室50内に配置される第一の点火器51が作動すると、該燃焼室50内の第一のガス発生剤52が着火・燃焼して燃焼ガスを発生させる。インナーシェル4とクーラント・フィルター25との間には、ガス流通が可能な隙間が確保されていることから、この燃焼ガスは、クーラント・フィルター25全面を通過することができる。この燃焼ガスはクーラント・フィルター25を通過する間に浄化・冷却され、その後ガス排出口10から排出される。
【0059】
一方、インナーシェル4内に配置された第二の点火器61が作動すると、第二のガス発生剤62が着火・燃焼して燃焼ガスを発生させる。この燃焼ガスはインナーシェル4の開口部5を開口させ、該開口部5から、第一の燃焼室50内に流入する。その後、前記第一のガス発生剤52の燃焼ガスと同様にクーラント・フィルター25を通過し、ガス排出口10から排出される。ガス排出口10を閉塞するシールテープ29は、ハウジング3内で発生した燃焼ガスの通過によって破裂する。この第二のガス発生剤62は、第二の点火器61の作動によって着火・燃焼され、第一のガス発生剤52の燃焼によって直接燃焼することはない。これは、インナーシェル4の開口部5が、第二のガス発生剤62の燃焼によってのみ開口し、第一のガス発生剤52の燃焼によっては開口しないためである。但し、図8に示すように、この第二の燃焼室60内に、ハウジング1等から伝わる第一のガス発生剤52の燃焼熱により発火する自動発火材料(AIM)35を収容した場合には、第一のガス発生剤52の燃焼に起因して、間接的に第二のガス発生剤62を燃焼させることができる。
【0060】
つまり、上記の様な多段式エアバッグ用ガス発生器に於いては、通常、第一のガス発生剤52は第一の点火器51に依って、また第二のガス発生剤62は第二の点火器61に依って、各々独立に着火・燃焼されるが、意図的に第一の点火器51だけに電流を流して点火させ、第一の燃焼室50内のガス発生剤52だけを着火・燃焼させる場合がある。即ち、意図的に第二のガス発生剤62及び第二の点火器61を燃焼させずに残す場合である。この様な場合は、後の処理・廃棄等の際に不都合を来すので、ガス発生器(第一の点火器のみ)の作動後に、第二の点火器61を作動させる通常の遅延着火のタイミング(例えば10〜40ミリ秒など)よりも更に遅らせて(例えば100ミリ秒以上等)、第二の燃焼室60のガス発生剤62を燃焼させることが望ましい。そこで図8に示すガス発生器に於いては、第二の燃焼室60内に、第一のガス発生剤52の燃焼熱の伝導によって着火・燃焼する自動発火材料35を配置している。この自動発火材料35による第二のガス発生剤62の着火は、第一の点火器51の作動後、所定の時間遅延させて第二の点火器61を作動させる場合の遅延時間(即ち、点火器同士の作動間隔)よりも十分な時間が経過した後に行われる。つまり、ガス発生器の作動性能を調整することを目的として、意図的に第二のガス発生剤62の燃焼を遅らせる(即ち、第二の点火器61の作動を遅らせる)のとは異なる。ガス発生器の作動性能を調整するため、任意に第二の点火器61への作動電流を遅延させている間に、第二のガス発生剤62が該自動発火材料35によって着火・燃焼されることもない。なおこの自動発火材料35は、第二の点火器61に組み合わせることもできる。
【0061】
上記のように形成されたガス発生器は、第一又は第二の何れの点火器51,61を最初に作動させるか、或いは同時に作動させるか等、2つの点火器51,61の着火タイミングを調整することで、ガス発生器の出力形態(作動性能)を任意に調整することができ、衝突時の車両の速度や環境温度など様々な状況において、後述のエアバッグ装置とした場合に於けるエアバッグの展開を最大限適正なものとすることができる。特に図1に示すガス発生器では、2つの燃焼室を半径方向に並べて設けていることから、ガス発生器の高さを極力抑えることができる。
【0062】
なお、ガス発生剤の形状、組成、組成比及び量等は、勿論、所望の出力形態を得るために、適宜変更することができる。
「エアバック装置の実施の形態」
図9は、電気着火式点火手段を用いたガス発生器を含んで構成した場合の本発明のエアバッグ装置の実施例を示す。
【0063】
このエアバッグ装置は、ガス発生器200と、衝撃センサ201と、コントロールユニット202と、モジュールケース203と、そしてエアバッグ204からなっている。ガス発生器200は、図1に基づいて説明したガス発生器が使用されており、その作動性能は、ガス発生器作動初期の段階において、乗員に対してできる限り衝撃を与えないように調整されている。
【0064】
衝撃センサ201は、例えば半導体式加速度センサからなることができる。この半導体式加速度センサは、加速度が加わるとたわむようにされたシリコン基板のビーム上に4個の半導体ひずみゲージが形成され、これら半導体ひずみゲージはブリッジ接続されている。加速度が加わるとビームがたわみ、表面にひずみが発生する。このひずみにより半導体ひずみゲージの抵抗が変化し、その抵抗変化を加速度に比例した電圧信号として検出するようになっている。
【0065】
コントロールユニット202は、点火判定回路を備えており、この点火判定回路に前記半導体式加速度センサからの信号が入力するようになっている。センサ201からの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロールユニット202は演算を開始し、演算した結果がある値を越えたとき、ガス発生器200の点火器51,61に作動信号を出力する。
【0066】
モジュールケース203は、例えばポリウレタンから形成され、モジュールカバー205を含んでいる。このモジュールケース203内にエアバッグ204及びガス発生器200が収容されてパッドモジュールとして構成される。このパッドモジュールは、自動車の運転席側取り付ける場合には、通常ステアリングホイール207に取り付けられている。
【0067】
エアバッグ204は、ナイロン(例えばナイロン66)、またはポリエステルなどから形成され、その袋口206がガス発生器のガス排出口を取り囲み、折り畳まれた状態でガス発生器のフランジ部に固定されている。
【0068】
自動車の衝突時に衝撃を半導体式加速度センサ201が感知すると、その信号がコントロールユニット202に送られ、センサからの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロールユニット202は演算を開始する。演算した結果がある値を越えたときガス発生器200の点火器51,61に作動信号を出力する。これにより点火器12が作動してガス発生剤に点火しガス発生剤は燃焼してガスを生成する。このガスはエアバッグ204内に噴出し、これによりエアバッグはモジュールカバー205を破って膨出し、ステアリングホイール207と乗員の間に衝撃を吸収するクッションを形成する。
【0069】
上記の偏心構造のガス発生器はAIM、連通孔、コネクター、自緊式フィルターまたはこれらの組み合わせを含んで実施できる。本明細書に記載した他の各部品とも組み合わせて実施できる。
【0070】
また、2つの点火器は必ずしも図18に示すように、同一平面上に併置する必要はなく、異なる面、例えば上面と下面とに配置したガス発生器に於いても当然実施する事ができる。
(自緊式フィルター)
本発明に係るエアバッグ用ガス発生器のフィルター手段は、全体略筒状であって、少なくとも何れかの軸方向端面が、半径方向外側に窄むように傾斜して形成されており、このフィルター手段は、ガス発生器の作動で生じる作動ガスによって半径方向外側に膨出する。この膨出により、フィルター手段はハウジング内の支持部及び/又は支持部材に当接し、且つ端面の傾斜により、軸方向に収縮され、ガス発生器の作動時に於いて、フィルター手段端面に於ける作動ガスのショートパスを防止することができる。
【0071】
即ち本発明に係るエアバッグ用ガス発生器のフィルター手段は、エアバッグ用ガス発生器のハウジング内に配置され、エアバッグを膨脹させる為の作動ガスを浄化及び/又は冷却するための筒状フィルター手段であって、軸方向端面の何れか一方又は双方は、軸心延伸方向に向かって窄んで傾斜し、且つ内周面との内角が鋭角となる傾斜端面に形成されていることを特徴とする。特にこのフィルター手段は、ガス発生器の作動で生じる作動ガスにより半径方向外側に膨出することからすれば、該フィルター手段は線材を用いて形成されており、また少なくとも半径方向に伸縮可能に形成されることが望ましい。
【0072】
かかるフィルター手段としては、作動ガスが高温の場合にそれを冷却するために使用されるクーラントの他、作動ガス中に含まれる燃焼残渣等を浄化するためのフィルター、更に両機能を併せ持つクーラント・フィルター等、その空隙内を作動ガスが通過するものが全て含まれる。このフィルター手段は、全体略筒状であって、何れか一方又は双方の軸方向端面に傾斜端面が形成されていることを特徴とする。この傾斜端面は、フィルター手段の軸心延伸方向に向かって窄むように傾斜するものであり、より具体的には、上部端面が傾斜する場合には、半径方向外側に下降するように傾斜し、下部端面が傾斜する場合には、半径方向外側に上昇する様に傾斜する。即ち、このフィルター手段は、傾斜端面が形成された傾斜部と、該傾斜部に軸方向に繋がって周面を形成する直胴部とで構成されている。傾斜部は、直胴部の軸方向両側に設けられても良く、また何れかの片側にだけ設けても良い。
【0073】
このフィルター手段は、例えば、各種線材を用いて形成された金網を筒状に積層させて積層金網フィルターを形成し、これを圧縮成型することにより製造することができる。線材を用いて形成された金網としは、望ましくはステンレス鋼製金網が使用され、金網材料のステンレス鋼としては、SUS304、SUS310S、SUS316(JIS規格記号)などを使用することができる。SUS304(18Cr−8Ni−0.06C)は、オーステナイト系ステンレス鋼として優れた耐食性を示す。このように線材を用いて形成されたフィルター手段は、少なくとも半径方向に伸縮可能なものとして形成すれば一層顕著な効果を得ることができる。
【0074】
また本発明に於いては上記フィルター手段を用いて、作動ガスのショートパスを効果的に防止したエアバッグ用ガス発生器をも提供する。
【0075】
即ち本発明のエアバッグ用ガス発生器は、ガス排出口を有するハウジング内に、衝撃によって作動する点火手段と、該点火手段の作動によりエアバッグを膨張させるための作動ガスを発生するガス発生手段と、該作動ガスを浄化及び/又は冷却する筒状フィルター手段とを含んで収容してなるエアバッグ用ガス発生器であって、該フィルター手段は、軸方向端面の何れか一方又は双方が、軸心延伸方向に向かって窄み、且つ内周面との内角が鋭角となるように傾斜する傾斜端面として形成されており、該ハウジング内には該フィルター手段の傾斜端面に対向する支持部が存在していることを特徴とする。
【0076】
このハウジング内に設けられる支持部は、例えば、フィルター手段の傾斜端面と対向する内面、即ちフィルター手段が配置される個所の軸方向であって、フィルター手段の傾斜端面が設けられる側の内面に、該傾斜端面と略同じ傾きの傾斜面を形成して、このハウジングの傾斜面を支持部とする他、ハウジング内のフィルター手段端面の軸方向であって、該傾斜端面が形成された側に、フィルター手段の傾斜端面に対向する傾斜面を有するフィルター手段支持部材を配置し、該支持部材の傾斜面を前記支持部とすることができる。
【0077】
フィルター手段は、その軸方向両側の端面を傾斜端面に形成したものを使用する他、何れか一方の軸方向端面を傾斜端面に形成したものを使用することもできる。即ち、このフィルター手段は、周面を形成する直胴部と傾斜端面が形成された傾斜部とで構成されており、該傾斜部は、直胴部の軸方向の何れか一方又は双方に設けられている。軸方向両端面に傾斜端面(傾斜部)を形成したフィルター手段を使用する場合には、ハウジング内に設けられる支持部は、フィルター手段が配置される個所の軸方向両側に設けられる。そして軸方向端面の何れか一方に傾斜端面(傾斜部)を形成したフィルター手段を使用する場合には、ハウジング内に設けられる支持部は、フィルター手段端面の軸方向であって、フィルター手段の傾斜端面(傾斜部)側に設けられる。この場合、ハウジング内のフィルター手段端面について、支持部と軸方向反対側、即ち傾斜端面の反対側には、環状部と外周壁とを有するリテーナーを配置することが望ましい。このリテーナーは、その外周壁内面をフィルター手段の端部外周面と対向し配置されており、該端部外周面を当接・支持可能に形成されている。リテーナーを配置する代わりに、フィルター手段の傾斜端面が形成されていない端面側の外径を大きく形成し、ハウジングの周壁部内面に当接する様に形成することもできる。
【0078】
またこのフィルター手段は、直胴部の膨出変形を好まない場合、例えばハウジング内面とフィルター手段外面との間の空間の確保が望まれる場合には、直胴部外周面に多孔円筒状のパンチングメタル又は巻線などからなる膨出防止手段を設け直胴部の膨出を防止しても良い。この様に形成した場合、フィルター手段の端部の傾斜部のみが膨出し、これが支持部(材)に当接・支持される。
【0079】
本発明に於けるガス発生器は、その全体形状による制限はないことから、例えば軸方向に長い円筒状のガス発生器であっても半径方向に広い円筒状のガス発生器であっても使用することができる。またハウジング内に配置される点火手段は、衝撃によって作動するものであれば、衝撃によって出力される電気信号で作動する点火器、或いはこの点火器と、点火器の作動により着火・燃焼する伝火薬とを組み合わせて構成されるものなど、ガス発生手段から作動ガスを発生させるために使用される公知の点火手段を使用することができる。
【0080】
ハウジング内に収容され、点火手段の作動によりエアバッグを膨張させるための作動ガスを発生するガス発生手段としては、作動した点火手段によって着火されて燃焼し、作動ガスを発生させる固形のガス発生剤や、加熱されて膨脹し作動ガスを発生する加圧ガスを用いる他、更にこれらを併用することができる。斯かるガス発生剤としては、従来から広く使用されている無機アジド、例えばナトリウムアジド(アジ化ナトリウム)に基づくアジド系ガス発生剤の他、無機アジドに基づかない非アジド系ガス発生剤を使用することができる。また加圧ガスとしては、酸素及び不活性ガスの混合物等公知のものを使用することができる。即ち、本発明のガス発生器は、固形のガス発生剤を用いた火工式ガス発生器、及び加圧ガスと固形のガス発生剤とを併用したハイブリッドタイプのガス発生器の何れに於いても実施することができる。
【0081】
本発明のガス発生器の作動は、点火手段が作動すると、ガス発生手段から作動ガスが発生し、この作動ガスはフィルター手段を通過する間に浄化・冷却され、その後ガス排出口から排出される。作動ガスがフィルター手段を通過する際には、フィルター手段は、作動ガスの圧力により半径方向に膨出するが、このガス発生器に於いては、フィルター手段は、何れか一方又は双方の軸方向端面が、半径方向外側に向かって窄むように傾斜した傾斜面として形成され、またハウジング内には該フィルター手段の傾斜面と対向する傾斜面を有する支持部が設けられていることから、半径方向に膨出したフィルター手段は、その傾斜面がハウジング内の支持部に当接し、またその傾斜により、僅かに軸方向に収縮することとなる。これにより、フィルター手段の端面は強く支持部に圧接することとなり、フィルター手段の傾斜面(即ち端面)と支持部との間に於ける作動ガスのショートパスを防止することができる。
【0082】
上記のように構成されたガス発生器に於いても実現されている様に、ハウジング内に、その半径方向外側に向かって窄むように傾斜した支持部を設けて、作動ガスの通過により半径方向に膨出したフィルター手段を、該支持部の傾斜により軸方向に収縮させると共に、支持部に圧接させ、フィルター手段と支持部との間の作動ガスの通過を阻止する作動ガスの浄化及び/又は冷却方法を使用すれば、より製造コストを削減することができる。
【0083】
斯かるガス発生器は、該ガス発生器で発生するガスにより膨張するエアバッグ(袋体)と共にモジュールケース内に収容され、少なくとも衝撃を感知して前記ガス発生器を作動させる衝撃センサと組み合わされてエアバッグ装置となる。このエアバッグ装置は、衝撃センサが衝撃を感知することに連動してガス発生器が作動し、ハウジングのガス排出口から燃焼ガスを排出する。この燃焼ガスはエアバッグ内に流入し、これによりエアバッグはモジュールカバーを破って膨出し、車両中の硬い構造物と乗員との間に衝撃を吸収するクッションを形成する。
「自緊式フィルターの実施の形態1」
図19は本発明のエアバッグ用ガス発生器の一の実施の形態を示す縦断面図である。特にこの図に示すガス発生器は、燃焼によって作動ガスを発生させる火工式ガス発生器であって、軸方向よりも径方向に長い構造を有している。
【0084】
本実施の形態に示すガス発生器は、ガス排出口310を有するディフューザシェル301と、該ディフューザシェルと共に内部空間を形成するクロージャシェル302とを接合してなる略円筒形状のハウジング303内に、周壁に複数の貫通孔320を設けた筒状の内筒部材304を同心円に配置し、該内筒部材304の外側を第一の燃焼室305aとしている。内筒部材の内側は、シールカップ部材106と区画円形部材307とで構成された隔壁321により、軸方向に隣接するように二室に画成され、その内のディフューザシェル301側を第二の燃焼室305b、クロージャシェル302側を点火手段収容室308としている。この第一の燃焼室と第二の燃焼室には共にガス発生剤309が配置されており、各燃焼室内に配置されたガス発生剤は、点火手段収容室内に配置された二つの点火器311a,bの作動によって、それぞれ独立に着火・燃焼されるものとして形成されている。
【0085】
ハウジング303内には、本発明の一の実施の形態に於けるフィルター手段350が使用されている。図20にこのフィルター手段350の部分断面図を示す。このフィルター手段は、全体略筒状であって、その軸方向両端面は、軸心延伸方向に向かって窄んで傾斜し、且つ内周面との内角θが鋭角となる傾斜端面351に形成されている。具体的には、上部端面は半径方向外側に下降するように、下部端面は半径方向外側に上昇する様にそれぞれ傾斜している。かかるフィルター手段350は、例えば各種線材を用いて形成された金網を筒状に積層させて積層金網フィルターを形成し、これを圧縮成型することにより製造することができる。このフィルター手段350は、図19に示すように、ハウジング301内周面と対向する様にして、ハウジング内に配置されている。ハウジング内の該フィルター手段端面の軸方向には、フィルター手段の傾斜端面351と対向する傾斜面352を有する支持部材353が配置されている。この支持部材353の傾斜面352はフィルター手段350の支持部として機能する。即ちこの実施の形態に於いては、軸方向両側の端面を傾斜端面351に形成したフィルター手段350が使用されており、またハウジング内のフィルタ手段軸方向両側には、フィルター手段支持部材353が設けられている。このフィルター手段支持部材353は、その傾斜面352で、半径方向に膨出したフィルター手段350の傾斜端面351を当接・支持する。
【0086】
内筒部材304の内側を、第二の燃焼室305bと点火手段収容室308とに画成する隔壁321は、シールカップ部材306と略平板円形状の区画円形部材307とで構成されており、シールカップ部材306に設けられる伝火薬収容部312は、区画円形部材の開口部313から突起するように組み合わされている。この隔壁321は内筒部材の段欠き部314に係止され、固定されている。また、このシールカップ部材306は、伝火薬収容部312と反対側に延在する筒状の点火器収容口315を有しており、この中に第二の点火器311bを収容している。
【0087】
第一の点火器311aと第二の点火器311bとは、イニシエーターカラー316に収容されており、該カラー316を覆う点火器固定部材317により支持・固定されている。この点火器固定部材317には、前記シールカップ部材306の点火器収容口315が近接しており、両者間にはO−リング325が配置されている。これにより、第一の点火器311aと第二の点火器311b、及び第二の燃焼室305bとハウジング外とのシールが実現している。
【0088】
このガス発生器の作動は、第一の点火器311aが作動することによりシールカップ部材306aの伝火薬収容部312内に収容された第一の伝火薬318が着火・燃焼し、その火炎は内筒部材304に設けられた第一の伝火孔319aから第一の燃焼室305a内に放出され、第一のガス発生剤309aを着火燃焼させる。点火手段収容室308内に収容された第二の点火器311bは、第一の点火器311aと同時又は僅かに遅れて作動し、その火炎が区画円形部材307に形成された第二の伝火孔319bから第二の燃焼室305b内に放出し、第二のガス発生剤309bを燃焼させる。この第二のガス発生剤の燃焼により発生した作動ガスは、内筒部材304に設けられた貫通孔320から第一の燃焼室305a内に排出される。
【0089】
この第一のガス発生剤309a、及び第二のガス発生剤309bの燃焼によって発生した作動ガスは、第一の燃焼室305aの半径方向外側を囲むようにして配置されたフィルター手段350を通過する間に燃焼残渣が捕集され、また冷却される。その際、フィルター手段350は、作動ガスの圧力等によって半径方向外側に僅かに膨出する。この膨出したフィルター手段は、その軸方向に配置されたフィルター手段支持部材353に当接・支持され、フィルター手段端面とフィルター手段支持部材353との隙間を作動ガスが通過する作動ガスのショートパスを防止することができる。即ちこのフィルター手段350は、作動ガスの通過により自ら緊まる自緊式のフィルター手段となる。フィルター手段350を通過した作動ガスは、ガス排出口310を閉塞するシールテープ322を破り、該排出口310からハウジング外に放出される。
【0090】
本実施の形態に示すガス発生器に於いては、ガス発生剤309a,b、伝火薬318及び点火器311a,bなどは公知のものを使用することができる。
【0091】
また本実施の形態に於いて、図21に示すような片側にだけ傾斜面を設けたフィルター手段、即ち、全体略筒状であって、その軸方向端面の片方に、軸心延伸方向に向かって窄んで傾斜し、且つ内周面との内角θが鋭角となる様に調整された傾斜端面351が形成されたフィルター手段355を使用することもできる。但しこの場合、ハウジング303内に配置されるフィルター手段支持部材353は、図22に示すように、フィルター手段の傾斜端面351が形成された側にのみ配置されており、反対側(即ちクロージャシェル302側)には、環状部323bと内周及び外周が設けられた壁面部323aとからなるリテーナー324が配置されている。このフィルター手段の裾部外周面354は、リテーナーの外周壁部323aの内面によって当接・支持されている。
【0092】
図22に示すガス発生器に於いては、第一及び第二のガス発生剤の燃焼によって作動ガスが発生すると、該作動ガスは、図19に示すガス発生器と同じように、フィルター手段を通過する際、該フィルター手段355を半径方向外側に膨出させる。半径方向に膨出したフィルター手段355は、傾斜端面351がフィルター手段支持部材353の傾斜面352に当接し、裾部外周面354はリテーナー324の外周壁内面に当接する。従って、このフィルター手段355に於いても、上部端面に形成された傾斜端面352により、作動ガスの通過により自ら緊まる自緊式のフィルター手段となる。
「自緊式フィルターの実施の形態2」
図23に示すガス発生器は、特にハウジング403の内面に半径方向外側に向かって窄むように傾斜した傾斜面452が形成されていることを特徴とする。この傾斜面452は、ハウジングの内面であって、フィルター手段の傾斜面が形成された側の軸方向に形成される。本実施の形態に於いて、傾斜面はフィルター手段に支持部として機能し、これはハウジング403の円形部461の周縁に、面取り状に傾斜する傾斜部を形成することによって設けられている。
【0093】
この実施の形態に示すガス発生器は、ガス排出口410を有するディフューザシェル401と、該ディフューザシェルと共に内部空間を形成するクロージャシェル402とからなるハウジング403内に、周壁に複数の貫通孔420を有する略円筒形状の内筒部材404を配置し、その外側を燃焼室405、内側を点火手段収容室408としている。燃焼室405内には、燃焼によって作動ガスを発生するガス発生剤409が収容され、点火手段収容室408内には、点火器411と伝火薬418とで構成される点火手段が配置されている。燃焼室405の半径方向外側には、前記図21に示した軸方向片側にだけ傾斜端面351を設けたフィルター手段355、即ち、全体略筒状であって、その軸方向端面の片側が、軸心延伸方向に向かって窄んで傾斜し、且つ内周面との内角θが鋭角となる傾斜端面351に形成されているフィルター手段355が配置されている。
【0094】
特にこの実施の形態に於いては、フィルター手段355の傾斜端面351の軸方向には、前記実施の形態1に示したようなフィルター手段支持部材は配置されていない。これは、ハウジング403内の、フィルター手段355が配置される個所であって、傾斜端面351が形成された側に、フィルター手段の傾斜端面351が当接する傾斜面452を形成しているためである。従ってこの実施の形態では、傾斜面452がフィルター手段355の支持部として機能する。
【0095】
このような傾斜面を有するハウジング403は、例えば、ディフューザシェルとクロージャシェルとを、ステンレス鋼板、ニッケルメッキ鋼板又はアルミニウム合金板等の各種金属板をプレス成形により形成し、フィルター手段355の傾斜面351が設けられる側のシェル(本実施の形態では、ディフューザシェル401)に傾斜部453を形成することにより実現可能である。
【0096】
本実施の形態に於いて、ハウジングを構成するディフューザシェル401は、天井面を形成する円形部461と、該円形部の外周から半径方向外側に向かって袴状に広がって傾斜する傾斜部453と、該傾斜部の先端から曲折して下方に延伸する周壁部462と、該周壁部の下端から曲折してハウジングの径方向外側に広がるフランジ部463とで構成されており、クロージャシェル402は、中央に内筒部材404を内装する孔部464を設けた環状部465と、該環状部の外周縁からハウジングの軸方向に立ち上がる周壁部466と、外周壁部の上端から曲折してハウジングの径方向外側に広がるフランジ部467とで構成されている。そして両シェルのフランジ部同士は、各種溶接法で接合されてハウジングが形成されている。ディフューザシェル401の周壁面には、作動ガスを放出するためのガス排出口410が複数形成されており、このガス排出口は防湿目的のシールテープ422で閉塞される。このシールテープ422としては、作動ガスによって破裂するようなものが使用される。
【0097】
上記のように形成されたハウジングでは、ディフューザシェル401に設けられた傾斜部453の内面も、下方に袴状に広がる傾斜面として、具体的には、半径方向外側に下降するように傾斜する傾斜面452として形成されている。フィルター手段355は、その傾斜端面351を該傾斜面452と対向するようにして、ハウジング403内に配置されている。ハウジング内面に設けられた傾斜面452は、前記実施の形態1のフィルター手段支持部材の傾斜面と同様にフィルター手段の支持部材として機能し、作動ガスの通過により半径方向外側に膨出したフィルター手段355の傾斜端面351を当接・支持する。
【0098】
本実施の形態に於いても、傾斜端面を形成していない側のフィルター手段355の端面には、前記図22に示すガス発生器と同様に、平板環状部422とその内周及び外周設けられた壁面部423とからなるリテーナー424が配置されており、フィルター手段の裾部外周面354は、このリテーナー424の外周壁部423の内面によって当接・支持される。
【0099】
この図に示すガス発生器は、点火器411が作動すると、その上方に配置された伝火薬418が着火・燃焼し、その火炎は内筒部材404の貫通孔420から、ガス発生剤409が収容された燃焼室405内に噴出する。燃焼室内に噴出した伝火薬418の火炎は、ガス発生剤409を着火燃焼させて、エアバッグを膨脹させるための作動ガスを発生させる。この作動ガスは、フィルター手段355を通過する間に浄化・冷却され、シールテープ422を破りガス排出口410から排出される。
【0100】
フィルター手段355は、作動ガスが通過している間に於いて、その圧力により半径方向外側に膨出する。フィルター手段355が半径方向外側に膨出する事により、その傾斜端面351は、ハウジング内面の傾斜面452に当接し、フィルター手段端面(傾斜端面351)とハウジング内面との間の作動ガスのショートパスを防止することができる。
【0101】
従って、この実施の形態に示すガス発生器に於いては、フィルター手段の傾斜端面351は、ハウジング内面に傾斜面452に圧接することから、フィルター手段355を支持するための特段の部材を配置することなく、フィルター手段355の端面に於ける作動ガスのショートパスを防止することができる。
【0102】
このガス発生器に於いても、ガス発生剤409、伝火薬418及び点火器411などは公知のものを使用することができる。
「自緊式フィルターの実施の形態3」
図24は他の実施の形態に於ける本発明のエアバッグ用ガス発生器を示す。この図に示すガス発生器は、図23に示すガス発生器同様、ハウジング503の内面に傾斜面552a,bを形成し、この傾斜面552a,bにより、フィルター手段550の端面に設けられた傾斜端面551a,bを支持するものである。
【0103】
本実施の形態に示すガス発生器は、前記実施の形態2に示すガス発生器と異なり、軸方向端面の両側に傾斜端面551を形成したフィルター手段550が使用されている。フィルター手段の軸方向端面両側に形成される傾斜端面551は、半径方向外側に向かって窄むように傾斜しており、上部の端面551aは半径方向外側に下降するように、下部の端面551bは半径方向外側に上昇するように傾斜している。また、この実施の形態に於けるフィルター手段は、その下方が半径方向外側に膨出するものとして形成されている。
【0104】
ハウジング503は、その内面に、上記フィルター手段の傾斜端面551a,bと対向し、該フィルター手段550を支持可能な傾斜面552a,bが形成されている。特にこの実施の形態に於いては、前記フィルター手段が軸方向両側に傾斜端面551a,bが形成されていることから、ディフューザシェル501の内面とクロージャシェル502の内面との双方に、フィルター手段550の傾斜端面551a,bと対向する傾斜面552a,bが形成されている。具体的には、クロージャシェル501とクロージャシェル502とを、前記実施の形態2と同様に、各種金属板をプレス成形により形成し、フィルター手段550の傾斜面が設けられる側のシェル、即ち本実施の形態に於いてはディフューザシェル501とクロージャシェル502とに傾斜部553を形成している。図24に於いて、この傾斜部553a,bは、ディフューザシェル501に於いては円形部561と周壁部562との間、クロージャシェル502に於いては環状部565と周壁部566との間に形成されている。
【0105】
上下両端面を傾斜端面551に形成したフィルター手段550は、上端の傾斜端面551aをディフューザシェル501内面の傾斜面552aに対向させ、下端の傾斜端面551bをクロージャシェルの傾斜面552bに対向させて、ハウジング内に配置されている。また、このフィルター手段下方の半径方向に膨出した膨出部556は、その外周がクロージャシェルの周壁部566の内面に当接するように配置される。
【0106】
このように形成された本実施の形態のガス発生器は、点火器511の作動により伝火薬518が着火・燃焼すると、その火炎は内筒部材504の貫通孔520から燃焼室505内に噴出し、ガス発生剤509を着火・燃焼させる。ガス発生剤509の燃焼によって発生した作動ガスは、フィルター手段550を通過する間に浄化・冷却され、シールテープ522を破って、ガス排出口510から排出される。作動ガスの通過により半径方向に膨出したフィルター手段550は、その上下端部に設けられた傾斜面551a,bが、それぞれ両シェル内面に設けられた傾斜面552a,bに当接し、フィルター手段550端面とハウジング503内面との間に於ける作動ガスのショートパスを防止することができる。
【0107】
特にこの図24に示すガス発生器に於いては、フィルター手段550の下方の膨出部556の外周が、ハウジング周壁部566の内面に当接していることから、作動ガスの通過によりフィルター手段550が膨出すると、その一部がハウジング周壁部566内面に接触して、それ以上の変形を抑え、膨出量を制御することができる。これにより安定したフィルター手段550と傾斜面552との接触状態を確保することができる。
【0108】
また本実施の形態に関連して、ハウジングの上下内面に、半径方向に窄むように傾斜した傾斜面を設けたガス発生器としては、図25に示す構造とすることもできる。
【0109】
但しこの図25に示すガス発生器は、燃焼室及び点火器の配置・数等の内部構造等の他、ディフューザシェル601とクロージャシェル602とを摩擦圧接により接合している点、及びフィルター手段650は、下方に膨出部を設けていないフィルター手段(図20)が使用されている点に於いて、図24に示すガス発生器とは異なる。図26は、図25に示すエアバッグ用ガス発生器の平面略図である。
【0110】
この実施の形態に於けるガス発生器は、ガス排出口610を有するディフューザシェル601とフランジ部667を有するクロージャシェル602とを摩擦圧接により接合してなるハウジング603内に、上部開口を閉塞した筒状のインナーシェル625をハウジング中心軸から偏心して配置し、インナーシェル625の外側第一の燃焼室605a、該シェル625の内側を第二の燃焼室605bとしている。そして各燃焼室605a,b内には、それぞれ電気的信号により作動する電気着火式の点火器611と、該点火器の作動に起因して着火・燃焼するガス発生剤609a,bが各々収容されている。特に第一の燃焼室605a内の点火器611aは、図26に示すように、周壁部に伝火孔619が偏在して設けられた内筒部材604の内側に配置されており、第一の点火器611aの上方には、この点火器611aにより着火・燃焼される伝火薬618が配置されている。図面上、第二の燃焼室605bには、伝火薬は配置されていないが、必要に応じて適宜配置することもできる。
【0111】
第一の燃焼室605aと第二の燃焼室605bとを区画するインナーシェル625は、その周壁に開口部660が設けられており、この開口部はシールテープ622等により閉塞されている。この開口部660を閉塞するシールテープ622等は、第二の燃焼室605b内に収容された第二のガス発生剤609bの燃焼によって破裂、剥離、焼失又は外れるものとして形成されており、該開口部660は、第一の燃焼室605a内のガス発生剤609aの燃焼によっては開口しないものとして形成されている。
【0112】
図25に示すガス発生器では、ハウジング603はディフューザシェル601とクロージャシェル602とを摩擦圧接により接合して形成されている。ディフューザシェル601は、周壁部662から天井面661に向かって窄むように傾斜する傾斜部653aが形成されており、またクロージャシェル602も周壁部666から底面665に向かって窄むように傾斜する傾斜部653bが形成されている。両シェルの傾斜部653a,bの内面は、それぞれフィルター手段650の傾斜端面651に対向する傾斜面652となり、この傾斜面652はフィルター手段650の支持部として機能する。図面上、両シェルは折り曲げることにより傾斜部653a,bを形成しているが、両シェルを湾曲させることにより傾斜部を形成することも可能である。
【0113】
このハウジング603内には、上下両端に傾斜端面651を形成した図20に示すようなフィルター手段350が配置されている。このフィルター手段350は、図面上、上端の傾斜端面351をディフューザシェルの傾斜面652aに対向させ、下端の傾斜端面351をクロージャシェル602の傾斜面652bに対向して配置されている。
【0114】
このガス発生器は、第一の点火器611aが作動すると第一の伝火薬618が着火・燃焼する。この伝火薬618の火炎は、内筒部材604に偏在して設けられた伝火孔619から、インナーシェル625を囲むようにして、図26中矢印で示す方向に放出される。伝火孔619から放出された火炎は第一の燃焼室605a内のガス発生剤609aを着火・燃焼させ、作動ガスを発生させる。第二の点火器611bは、第一の点火器611aと同時か或いは僅かに遅れて作動し、この点火器611bの作動により、第二の燃焼室605b内の第二のガス発生剤609bは着火・燃焼し、作動ガスを発生させる。インナーシェル625の周壁に設けられた開口部620は、この作動ガスの圧力により開口し、これにより、第二のガス発生剤609bの燃焼により発生した作動ガスは第一の燃焼室605a内に流入する。
【0115】
第一のガス発生剤609aと第二のガス発生剤609bとが燃焼して発生した作動ガスは、フィルター手段350を通過する間に浄化・冷却されて、シールテープ622を破り、ガス排出口610から放出される。この図に示すガス発生器に於いても、フィルター手段350は、作動ガスの通過により半径方向外側に膨出し、上下端面に形成された傾斜端面351は、ハウジング内の傾斜面652a,b、即ち支持部に圧接し、フィルター手段350端面とハウジング603内面との間の作動ガスのショートパスを防止することができる。
「自緊式フィルターの実施の形態4」
図27は、本発明のフィルター手段を使用したガス発生器の他の実施の形態を示す縦断面図である。特にこの実施の形態に示すガス発生器は、内径よりも軸方向に長いガス発生器となっている。
【0116】
図27に示すガス発生器は、筒状部材701の軸方向一端開口730に、内部にフィルター手段750を収容したフィルター手段収容容器702(以下「フィルター容器」とする)を繋げてハウジング703を形成し、他端開口731には、点火手段用容器704を内嵌した環状部材732で閉塞している。
【0117】
上記ハウジング中、筒状部材701内には、燃焼して作動ガスを発生するガス発生剤709が収容されており、この筒状部材701の内部空間はガス発生剤が燃焼するための燃焼室705として機能する。またこの燃焼室705内のフィルター容器702側の端部には、径方向に広がる円形の多孔板733が配置されており、この多孔板733により、燃焼室705内のガス発生剤709は支持されている。
【0118】
環状部材732に内嵌する点火手段用容器704は、燃焼室705内に突起する側の端面を閉塞して形成されており、その内側には、燃焼室705から区画された点火手段収容室708が設けられている。この点火手段収容室708中には、点火器711と伝火薬718とで構成される点火手段が収容されている。点火手段用容器704の周壁には、複数の伝火孔719が設けられており、点火手段の作動によって発生した火炎は、この伝火孔719から燃焼室705内に噴出して、ガス発生剤709を着火・燃焼させる。
【0119】
フィルター容器702は、全体略円筒形状であって、その軸方向両端面の周縁には面取りを施したように、該容器の軸方向に窄んで傾斜する傾斜部753が形成されている。また、このフィルター容器702のハウジング側端面に貫通孔734が設けられており、他端面には、このガス発生器をモジュールに取り付けるためのスタッドボルト735が設けられている。そして周壁には複数のガス排出口710が形成されている。このフィルター容器702の内部空間は、ハウジング側の端面に設けられる貫通孔734により、燃焼室705と連通している。図面上、このフィルター容器702は、周壁面736と傾斜部753とハウジング側端面737とからなるカップ状部材の開口端を、傾斜部753とスタッドボルト735を設けた端面739とからなる蓋部材で閉塞するものとして形成されている。
【0120】
フィルター容器702内には、前記図20に示した本発明のフィルター手段350、即ち全体略筒状であって、その軸方向両端面に、軸心延伸方向に向かって窄む様に傾斜する傾斜端面351が形成されたフィルター手段が収容されている。このフィルター手段350は、その傾斜端面351をフィルター容器702の傾斜部753内面、即ち傾斜面752に対向して配置されており、フィルター手段の外周面とフィルター容器702の内壁面との間には、所定幅の間隙741が確保されている。
【0121】
このガス発生器の作動に際しては、点火器711が作動することにより、伝火薬718が着火・燃焼し、その火炎は点火手段用容器704の伝火孔719から、燃焼室705内に噴出する。燃焼室内に噴出した伝火薬718の火炎により、ガス発生剤709は着火・燃焼して作動ガスを発生する。この作動ガスは貫通孔734からフィルター容器702内に流入し、フィルター手段350を通過する間に浄化・冷却されて、ガス排出口710から放出される。作動ガスがフィルター手段350を通過することにより、フィルター手段350は径方向に膨出し、その傾斜端面351がフィルター容器702の傾斜部753内面の支持部(即ち傾斜面752)に当接し、また軸方向に収縮される。その結果、該フィルター手段350は、ハウジングの内面、詳細にはフィルター容器702の内面に強く圧接し、両者間を作動ガスが通過するショートパスを防止することができる。
(複数の点火器を有するガス発生器)
更に本発明は、衝撃によって着火する2つ以上の点火手段と、該点火手段により夫々着火・燃焼し、エアバッグを膨張させる燃焼ガスを発生するガス発生手段を収容し、外殻容器を形成するハウジングに複数のガス排出口が形成されたエアバッグ用ガス発生器において、該ガス排出口は、ハウジングの内部圧力を一定圧まで保持する遮断手段により閉塞されており、該ガス排出口及び/又は該遮断手段を制御することによって、該遮断手段を破裂させる破裂圧力を複数段階に調節し、各々の点火手段が作動した時のハウジング最大内部圧力の差を抑えることを特徴とするエアバッグ用ガス発生器を含む。
【0122】
図32は、他の実施の形態に於ける本発明のエアバッグ用ガス発生器を示す縦断面図である。この実施の形態に示すガス発生器も特に運転席に配置するのに適した構造を有する。
【0123】
特にこの実施の形態に示すガス発生器は、ハウジング内に設けられる2つの燃焼室の配置、及び形成方法に特徴を有する。
【0124】
本実施の形態に於いても、ディフューザシェル1201に形成されるガス排出口1210は、径の異なるガス排出口1210a,1210bが2種類具備されており、これらはハウジング外部の湿度等の環境の影響からガス発生剤1252を保護するためのシールテープ1229で閉塞されている。内径(及び開口面積)が異なる2種類のガス排出口1210a,1210bを設けることにより、作動時に於けるハウジング1203内の燃焼内圧を均等化(燃焼性能を安定)することができる。
【0125】
即ち、この実施の形態に示すガス発生器は、複数のガス排出口1210を有するディフューザシェル1201と、該ディフューザシェル1201と共に内部収容空間を形成するクロージャシェル1202とを摩擦圧接により接合してなる円筒形状ハウジング1203内に、水平断面形状が円形であって上端を閉塞したカプセル形状のインナーシェル1204をハウジング中心軸に対して偏心して配置・固定し、その外側を第一の燃焼室1250、内側を第二の燃焼室1260としている。
【0126】
ハウジング1203内に配置されるインナーシェル1204の、ハウジング1203に対する偏心度は、所望とする燃焼室の容積比などに応じて適宜変更可能であり、またハウジング1203内の構造、例えばクーラント・フィルタ1225の有無などによっても変わり得る要素である。例えば、この図に示すガス発生器のように、ハウジング1203の周壁面と対向させて、クーラント・フィルタ1225を配置する場合には、偏心度は10〜75%の範囲で適宜選択することができる。但し、この数値範囲も点火器(1251,1261)の大きさ等に起因して変化し得ることから、この数値範囲は、図32に示すガス発生器に於けるインナーシェル1204の偏心の目安を示すものである。
【0127】
このインナーシェル1204は、その水平断面形状を矩形、楕円形など各種形状とすることも可能であるが、クロージャシェル1202等への接合容易性を考慮すれば、特に円形とすることが望ましい。つまり、このインナーシェル1204を摩擦圧接によりクロージャシェル1202に接合する場合には、該インナーシェル1204の水平断面形状は円形とする必要があり、またレーザー溶接によって接合する場合に於いても、レーザーの照射距離を一定に保つ必要があるためである。
【0128】
前記の通り、この実施の形態に於いては、第一の燃焼室1250と第二の燃焼室1260とはインナーシェル1204によって画成されている。つまり第一の燃焼室1250はインナーシェル1204の外側に設けられ、第二の燃焼室1260はインナーシェル1204の内側に設けられている。第一の燃焼室1250と第二の燃焼室1260との容積比(第一の燃焼室容積:第二の燃焼室容積)は、本実施の形態に於いては、3.3:1としているが、その他にも97:1〜1:1.1の範囲で、適宜選択することができる。但しこの容積比に関しても、点火器(1251,1261)の大きさやガス発生剤(1252,1262)の形状などに起因して、適宜その選択範囲は変化し得るものである。依って、前記の数値範囲は、この図に示すガス発生器の構造に於いて選択し得る範囲を示すものである。
【0129】
上記のようにインナーシェル1204によって隔離された第二の燃焼室1260と第一の燃焼室1250には、それぞれガス発生剤(1252,1262)が収容されている。第一の燃焼室1250内には第一のガス発生剤1252が、第二の燃焼室1260内には第二のガス発生剤1262がそれぞれ収容されている。本実施の形態に於いては、第一のガス発生剤1252と第二のガス発生剤1262とは形状等が同じガス発生剤が使用されているが、各燃焼室毎に、燃焼速度、組成、組成比又は量が少なくとも1つ以上異なるガス発生手段を収容することもできる。
【0130】
第一の燃焼室1250と第二の燃焼室1260とを画成するインナーシェル1204は、ハウジング1203の中心軸に対して偏心して配置されており、このインナーシェル1204の内側に設けられた第二の燃焼室1260もハウジング1203に対して偏心している。この第一の燃焼室1250と第二の燃焼室1260には、それぞれ点火器が配置されており、この内、第二の燃焼室1260に配置される第二の点火器1261は、このハウジング1203の中心軸に対して偏心する第二の燃焼室1260の中央に配置されている。その結果、該点火器1261が作動して発生する火炎は、第二のガス発生剤1262を均等に燃焼させることができる。そしてこの第二の点火器1261と、第一の燃焼室1250に配置される第一の点火器1251とは、共にハウジング1203の中心軸に対して偏心して配置されている。この様に第一及び第二の点火器、並びにインナーシェル1204をハウジング1203の中心軸に対して偏心させることにより、第一及び第二の燃焼室の容積比の変化を幅広くすることができ、またハウジング1203の径方向の大きさを極力抑えることができる。
【0131】
各燃焼室毎に配置される点火器の内、第一の燃焼室1250内に配置された点火器1251は、その周囲及び上方向に伝火薬1208を配置している。この伝火薬1208はガス発生器の組立の際の便宜上、更には車両に搭載中に受ける衝撃や振動で、伝火薬1208が第一の燃焼室1250内に散乱して、第一のガス発生剤1252への着火性を低減させることがないように、伝火薬容器1226の中に収納されている。この伝火薬容器1226は内部の伝火薬1208の燃焼によって容易に破裂して、火炎をその周囲に伝火させるような厚さ(例えば200μm程度)のアルミニウムによって形成されている。一方、第二の燃焼室1260内には第一の燃焼室1250内に配置されたような伝火薬は必ずしも必要としない。これは第一のガス発生剤1252が燃焼して第一の燃焼室1250内の圧力が上昇しても、後述するインナーシェル1204の孔1206を塞ぐ破裂部材1207は、第二の燃焼室1260の内部圧力が第一の燃焼室1250内の内部圧力以上に上昇しないと破裂しないため、この間、第二の燃焼室1260は密閉状態となり、その間圧力が高まり、第二のガス発生剤1262は、第一のガス発生剤1252よりも着火しやすいためであるが、必要に応じて伝火薬を使用することもできる。
【0132】
第一の燃焼室1250内には、第一の点火器1251とその上方に配置された伝火薬1208の半径方向外側を囲む様にして筒状部材1236が設置されている。この筒状部材1236は、上下両端を開放した円筒形状で、その片端部は点火器1251を固定した部分の外周に、隙間が生じないように外嵌し、他端部はディフューザシェル1201天井部内面近傍に存在するリテーナー1211により挟持されて所定箇所に固定されている。この筒状部材1236の周壁には、複数の伝火孔1237が形成されており、伝火薬1208の燃焼によって生じた火炎は、この伝火孔1237から噴出され、該当状部材の外側に存在する第一のガス発生剤1252を着火・燃焼させる。この筒状部材1236は、ハウジング1203と同一材質の部材であることが望ましい。
【0133】
特にこの実施の形態に示すガス発生器では、第一の燃焼室1250は、図33の平面図に示すように、円形の内側を丸く打ち抜いた三日月形に近似した環状となっており、第一のガス発生剤1252はこの中に設置される。従って第一の燃焼室1250に於いては、第二の燃焼室1260とは異なり、ガス発生剤1252と点火器1251との距離は、ガス発生剤1252の収容場所により異なっている。依って点火器1251の着火の際に第一のガス発生剤1252への着火・燃焼に斑が生じる。そこで内筒部材1236の周壁に設けられる伝火孔1237は、図33中矢印で示す方向に伝火薬1208の火炎を配向させるように、その向きを規制している。これによって第二の燃焼室1260(即ちインナーシェル1204)の陰になった部分のガス発生剤1252も斑なく燃焼させることができる。更に前記内筒部材1236に代え、図33中、矢印で示した方向に孔の開いた噴出方向規制手段(図示せず)を使用することができる。この噴出方向規制手段は、第一のガス発生剤1252を効果的に燃焼させることを目的として、該第一のガス発生剤1252を着火するための第一の点火手段(図32に於いては点火器1251と伝火薬1208)の作動によって生じる火炎の噴出方向を規制するものである。この噴出方向規制手段としては、例えば円筒部材でその片端部を閉じたカップ状の容器で、その周壁部に所望の方向(図33中、矢印で示す方向)に、点火手段の火炎を配向させるためのノズルを設けたものを使用することができる。この場合、該噴出方向規制手段は、第一の点火手段の周りに取り付け(かぶせ)て使用される。かかる噴出方向規制手段を使用する場合に於いても、その内側に配置される第一の点火手段は、点火器と該点火器の作動に依って着火・燃焼する伝火薬とを含んで構成することが望ましい。
【0134】
第一の燃焼室1250と第二の燃焼室1260とを画成するインナーシェル1204は、上記の通りカプセル形状であって、その周壁に複数の開口部1205が形成されている。この開口部1205は第二の燃焼室1260内に配置された第二のガス発生剤1262の燃焼によってのみ開口し、第一の燃焼室1250内に収容された第一のガス発生剤1252の燃焼によっては開口しないものとして形成されている。本実施の形態に於いては、この開口部1205は、インナーシェル1204周壁に設けられた複数の孔1206と、この孔を閉塞する破裂部材1207とから成り、破裂部材1207としてはステンレス製のシールテープが使用されている。この破裂部材1207は、第二のガス発生剤1262の燃焼によってのみ、破裂、剥離、焼失又は外れる等により孔1206を開口し、第一のガス発生剤1252の燃焼によっては破裂等しないものとして形成されている。
【0135】
上記のインナーシェル1204は、その開放した下方1213を、クロージャシェル1202に接続して固定される。このクロージャシェル1202が、点火器を固定する為のカラー部分1202aを含んで構成される場合には、該インナーシェル1204は、このカラー部分1202aに取り付けることもできる。図32に示すガス発生器に於いては、このクロージャシェル1202は、ディフューザシェル1201に接合する筒状殻部1202bの底面に、2つの点火器を固定可能な大きさとした円形のカラー部分を一体状に接合して形成されており、該インナーシェル1204は、このカラー部分1202aに接合されている。但し、このカラー部分1202aは、各点火器毎に固定可能な大きさの円形として該筒状殻部1202bの底面に一体状に形成することも可能であり、また筒状殻部1202bの底面に一体形成することも可能である。この様な場合には、該インナーシェル1204は、クロージャシェルのカラー部分1202a以外、筒状殻部1202bの底面に直接取り付けることができる。
【0136】
本実施の形態に於いて、インナーシェル1204とクロージャシェル1202との接続は、摩擦圧接、かしめ、抵抗溶接等の他、凹凸継合により行うことができる。特に摩擦圧接により両者を接合する場合、望ましくは、クロージャシェル1202側を固定して行う。これにより、インナーシェル1204とクロージャシェル1202の軸心が整合していなくとも、安定して摩擦圧接を行うことができる。つまり、仮にインナーシェル1204を固定し、クロージャシェル1202を回転させて摩擦圧接を行った場合には、クロージャシェル1202の重心は、回転中央からずれているため、安定した摩擦圧接が不可能となる。そこで、本発明に於いては、クロージャシェル1202側を固定し、インナーシェル1204側を回転させて摩擦圧接を行うものとする。また、摩擦圧接に際して、インナーシェル1204を、常に所定の位置に取り付けることができるように、このクロージャシェル1202は、位置決めして固定されることが望ましい。依って、このクロージャシェル1202には、適宜位置決め手段が施されることが望ましい。このインナーシェル1204内には、クロージャシェル1202との接続を安全且つスムーズに行うためにガス発生剤固定部材1214が配置されている。このガス発生剤固定部材1214は、インナーシェル1204をクロージャシェル1202に摩擦圧接する際に、ガス発生剤1262が直接インナーシェル1204に接触しないように、またインナーシェル1204で形成された空間内に点火器1261の設置スペースを確保する目的で使用される。このインナーシェル1204をクロージャシェル1202に取り付けるときは、前述の摩擦圧接だけではなく、かしめ、抵抗溶接等の他、凹凸継合等により取り付けることができるが、その場合もガス発生剤固定部材1214を使用することで、組立性が向上する。このガス発生剤固定部材1214は、ここでは一例として、アルミ製で、ガス発生剤1262の燃焼によって容易に破裂する程度の厚さを有するキャニスタを使用しているが、その他にも金網等を用いてなる多孔状部材など、かかる目的を達成可能な適宜部材(材質、形状などは問わない)を使用することができる。なお、このようなガス発生剤固定部材1214を使用しない場合には、単孔円筒状のガス発生剤1262をインナーシェル1204の内部空間と同一形状に固めたガス発生剤の固まりを形成し、これをインナーシェル1204内に設置することもできる。この場合、ガス発生剤固定部材1214は省略しても良い。
【0137】
本実施の形態に於いて、クロージャシェル1202のカラー部分1202aは、二つの点火器1251,1261を横並びに固定可能な大きさに形成されている。これにより2つの点火器1251,1261を、予めカラー部分1202aにかしめ等により固定しておけば、このカラー部分1202aを筒状殻部1202bに一体化してクロージャシェル1202を形成すれば、2つの点火器1251,1261をクロージャシェル1202に固定することができる。図面上、第一の点火器1251と第二の点火器1261とは、同じ大きさに記載されているが、これらは各燃焼室毎に異なる出力を有するものとすることもできる。またこの実施の形態に於いては、各点火器1251,1261毎に接続して作動信号を伝えるためのケーブル1215は、同一方向に引き出されている。
【0138】
ハウジング1203内には、ガス発生剤の燃焼によって発生した燃焼ガスを浄化・冷却するためのフィルター手段としてクーラント・フィルタ1225が配設されている。第一及び第二のガス発生剤の燃焼によって発生したしたガスは、共にこのクーラント・フィルタ1225を通過することとなる。この燃焼ガスが、クーラント・フィルタ1225の端面とディフューザシェル1201天井部内面との間を通過するショートパスを防止する場合には、内向きフランジを有する筒状のショートパス防止部材で、クーラント・フィルタ1225の上下内周面とハウジング内面を覆うこともできる。特に、図32に示すガス発生器では、その上下端面を半径方向外側に窄めるように傾斜させた自緊式構造のクーラント・フィルタ1225が使用されている。クーラント・フィルタ1225の外側には、燃焼ガスの流路となる間隙1228が形成されている。
【0139】
例えば、図32に示すガス発生器では、点火器1251,1261及びインナーシェル1204を、ハウジング1203に対して偏心して配置している。この様なガス発生器に於いては、ディフューザシェル1201とクロージャシェル1202とを摩擦圧接により接合する際には、クロージャシェル1202側を固定して摩擦圧接を行うことにより、両シェルの接合を安定して行うことができる。特に、インナーシェル1204をクロージャシェル1202に摩擦圧接により直接取り付ける場合には、図32に示すように、クロージャシェル1202側に、ガス発生器をモジュールケースに取り付けるためのフランジ部1232を設け、このフランジ部1232を構成する部分、例えば突出部1233等に、その周縁を切り欠いて位置決め部を形成することが望ましい。この様に形成した場合、クロージャシェル1202は、該位置決め部に基づき、常に一定の向きに固定されることから、インナーシェル1204を所定の位置に確実に取り付けることができる。
【0140】
上記の様に形成されたガス発生器では、インナーシェル1204の外側に設けられた第一の燃焼室1250内に配置される第一の点火器1251が作動すると、該燃焼室1250内の第一のガス発生剤1252が着火・燃焼して燃焼ガスを発生させる。そして、インナーシェル1204とクーラント・フィルタ1225との間には、僅かな隙間が確保されており、この隙間は、クーラント・フィルタ1225とインナーシェル1204との間にガスの流れを作ることから、該燃焼ガスは、フィルター1225の全面を有効に使うことが可能となる。この燃焼ガスはクーラント・フィルタ1225を通過する間に浄化・冷却され、その後ガス排出口1210から排出される。
【0141】
一方、インナーシェル1204内に配置された第二の点火器1261が作動すると、第二のガス発生剤1262が着火・燃焼して燃焼ガスを発生させる。この燃焼ガスはインナーシェル1204の開口部1205を開口させ、該開口部1205から、第一の燃焼室1250内に流入する。その後、前記第一のガス発生剤1252の燃焼ガスと同様にクーラント・フィルタ1225を通過し、ガス排出口1210から排出される。ガス排出口1210を閉塞するシールテープ1229は、ハウジング1203内で発生した燃焼ガスの通過によって破裂する。この第二のガス発生剤1262は、第二の点火器1261の作動によって着火・燃焼され、第一のガス発生剤1252の燃焼によって直接燃焼することはない。これは、インナーシェル1204の開口部1205が、第二のガス発生剤1262の燃焼によってのみ開口し、第一のガス発生剤1252の燃焼によっては開口しないためである。
【0142】
上記のように形成されたガス発生器は、第一の点火器1251を作動させた後、第二の点火器1261を作動させるか、或いは第一の点火器1251と第二の点火器1261とを同時に作動させるか等、2つの点火器の着火タイミングを調整することで、ガス発生器の出力形態(作動性能)を任意に調整することができ、衝突時の車両の速度や環境温度など様々な状況において、後述のエアバッグ装置とした場合に於けるエアバッグの展開を最大限適正なものとすることができる。特に図32に示すガス発生器では、2つの燃焼室を半径方向に並べて設けていることから、ガス発生器の高さを極力抑えることができる。
【0143】
この図に示すガス発生器に於いても、ハウジング1203に形成される複数のガス排出口1210は、その開口径および/または開口面積が2種類以上に制御されていることから、各々の点火手段が作動した時のハウジング最大内部圧力の差を抑えることができ、ガス発生器の作動時の内圧を均等化し、燃焼性能が安定したエアバッグ用ガス発生器となる。また、この実施の形態に於けるガス発生器に於いても、各ガス排出口1210の開口面積は一定にしておき、シールテープ等の遮断手段1229の厚さを変更して破裂圧力を調節することにより、各々の点火手段が作動した時のハウジング最大内部圧力の差を抑えることもできる。更に、ガス排出口1210の開口径および/または開口面の制御と積遮断手段1229の厚さの制御を併用することも当然可能である。
【0144】
【発明の効果】
本発明によれば、作動初期の段階に於いて、乗員に対してできる限り衝撃を与えないで作動し、且つ乗員の体格(例えば座高の高い人若しくは低い人、又は大人若しくは子供等)や、その搭乗姿勢(例えばハンドルにしがみついた姿勢)等が異なる場合であっても、乗員を安全に拘束可能な様に、任意にガス発生器の作動出力、及び出力上昇のタイミングを調整可能としながらも、簡易な構造であって製造容易とし、更に容器(ハウジング)の全体的な大きさを抑え、且つ各燃焼室の容積の比率を任意に調整可能とした多段式エアバッグ用ガス発生器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のガス発生器の一の実施態様を示す縦断面図である。
【図2】 本実施の形態の平面図である。
【図3】 本発明のガス発生器の部分断面図である。
【図4】 本発明のガス発生器の背面図である。
【図5】 位置決め手段を示す部分斜視図である。
【図6】 自緊式構造のフィルターを示す部分断面図である。
【図7】 位置決め部を示すガス発生器の背面図である。
【図8】 本発明のガス発生器の他の実施態様を示す縦断面図である。
【図9】 本発明のエアバッグ装置の構成図である。
【図10】 本発明のエアバッグ装置の一の実施態様を示す縦断面略図である。
【図11】 エアバッグ装置の他の実施態様を示す斜視略図である。
【図12】 限定手段の実施態様を示す斜視略図である。
【図13】 限定手段の他の実施態様を示す斜視略図である。
【図14】 エアバッグ装置の更に他の実施態様を示す斜視略図である。
【図15】 エアバッグ装置の更に他の実施態様を示す斜視略図である。
【図16】 限定手段の更に他の実施態様を示す斜視略図である。
【図17】 エアバッグ装置の更に他の実施態様を示す斜視略図である。
【図18】 本発明のガス発生器の一の実施態様を示す縦断面略図である。
【図19】 本発明のガス発生器の一の実施態様を示す縦断面図である。
【図20】 本発明のフィルター手段の一の実施態様を示す縦断面図である。
【図21】 フィルター手段の他の実施態様を示す縦断面図である。
【図22】 ガス発生器の他の実施態様を示す縦断面図である。
【図23】 ガス発生器の更に他の実施態様を示す縦断面図である。
【図24】 ガス発生器の更に他の実施態様を示す縦断面図である。
【図25】 ガス発生器の更に他の実施態様を示す縦断面図である。
【図26】 図25に示すガス発生器の透視平面図である。
【図27】 ガス発生器の更に他の実施態様を示す縦断面図である。
【図28】 本発明のガス発生器の一の実施態様を示す縦断面図である。
【図29】 隔壁を示す要部分解斜視図である。
【図30】 位置決め手段を示す要部分解斜視図である。
【図31】 本発明のエアバッグ用ガス発生器の他の実施態様を示す縦断面図である。
【図32】 本発明のエアバッグ用ガス発生器の更に他の実施態様を示す縦断面図である。
【図33】 図31に示すガス発生器の透視平面図である。
【図34】 偏向板を有する本実施の形態の平面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multistage gas generator for an air bag and an air bag device using the same.
[0002]
[Prior art]
Airbag systems installed in various vehicles including automobiles support passengers with airbags (bags) that are rapidly inflated by gas when the vehicle collides at high speed. The purpose is to prevent injuries and the like by crashing into hard parts inside the vehicle such as the steering wheel and front glass. Such an airbag system is usually composed of a gas generator that is activated by a vehicle collision to release gas and an airbag that is inflated by introducing the gas.
[0003]
Such an airbag system can safely protect the occupant even if the physique of the occupant (for example, a person with a high or low seating height, an adult or a child, etc.), or the riding posture (for example, the posture clinging to the steering wheel) is different. It is desirable that it can be restrained. Therefore, conventionally, an air bag system has been proposed that operates in the initial stage of operation with as little impact as possible to the occupant. Such a gas generator is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-207696, US Pat. No. 4,998,751, and US Pat. No. 4,950,458. In Japanese Patent Laid-Open No. 8-207696, two types of igniters are used. Gas generators that ignite capsules of gas generants and generate gas in two stages are disclosed in U.S. Pat.Nos. 4,998,751 and 4,950,458 with two combustion chambers to regulate the functioning of the gas generator. Provided are gas generators that generate gas in two stages by spreading the gas generating agent.
[0004]
In JP-A-9-183359 and German Patent No. 19620758, two combustion chambers containing gas generating agents are provided in a housing, and an igniter is arranged for each combustion chamber. A gas generator is disclosed in which the operation output of the gas generator can be adjusted by adjusting the operation timing of the gas generator.
[0005]
However, these conventional gas generators are not a multistage air bag gas generator in which the overall size of the container (housing) is further suppressed while being easy to manufacture with a simple structure. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention operates in the initial stage of operation with as little impact as possible to the occupant, and the physique of the occupant (for example, a person with a high or low sitting height, or an adult or a child), and its boarding Even if the posture (for example, the posture clinging to the steering wheel) is different, the operation output of the gas generator and the timing of output increase can be adjusted arbitrarily so that the passenger can be restrained safely. A multistage air bag gas generator that has a simple structure, is easy to manufacture, further reduces the overall size of the container (housing), and can arbitrarily adjust the volume ratio of each combustion chamber.
[0007]
The present invention is a multistage air bag gas generator in which a plurality of combustion chambers are provided in a housing, the overall size of the gas generator is suppressed, and the volume ratio of each combustion chamber is arbitrarily adjusted. It is characterized by the internal structure that made it possible to do it, particularly the arrangement structure of the combustion chamber.
[0008]
That is, the gas generator for a multistage airbag according to the present invention includes a diffuser shell having a plurality of gas discharge ports on a cylindrical side wall, and a cylindrical housing including a closure shell that forms an internal space together with the diffuser shell. A plurality of combustion chambers for accommodating the gas generating means are provided, and ignition means for igniting and burning the gas generating means is arranged for each combustion chamber, and at least one combustion chamber of the plurality of combustion chambers includes: In the housing, the ignition means is provided inside the inner shell that is decentered from the housing central axis, and the ignition means disposed for each combustion chamber is decentered from the housing central axis in the housing. It is arranged.
[0009]
Furthermore, in the gas generator of the present invention, a communication hole that allows the combustion chambers to communicate with each other can be provided.
[0010]
The gas generator includes cylindrical filter means for purifying and / or cooling the working gas, and the filter means has one or both of its axial end faces narrowed in the axially extending direction, and It is formed as an inclined end surface that is inclined so that the inner angle with the inner peripheral surface becomes an acute angle, and a support portion facing the inclined end surface of the filter means may be present in the housing (self-tightening filter) ).
[0011]
In the present invention, most of the outer surface of the inner shell can be brought into direct contact with the first gas generating agent outside the inner shell without using a heat insulating material. Where there is a communicating hole in the inner shell, the gas generating agent contacts the outer surface of the inner shell through the rupture member. The wall of the inner shell is interposed between the first gas generating agent that burns first and the other second gas generating agent. Even if the first gas generating agent burns, the second gas generating agent does not start to burn before the operation of the second igniter, and the second gas generating agent reaches the ignition temperature by heat transfer. Before, it burns by the operation of the second igniter.
[0012]
If the gas generator is left without igniting the second gas generating agent after the first gas generating agent is ignited, the second gas generating agent is ignited after about 10 seconds.
[0013]
In the present invention, this inner shell is generally preferably a cylindrical shape whose upper end is closed and whose horizontal cross-sectional shape is circular. This is because the horizontal cross-sectional shape of the inner shell can be various shapes such as a rectangle and an ellipse, but in consideration of the ease of joining, it is usually desirable to have a circular shape. The inner shell is disposed in the housing so as to be eccentric with respect to the central axis of the housing. That is, the inner shell is disposed in the housing such that the center thereof does not coincide with the center of the housing, and the inner shell is disposed eccentrically with respect to the cylindrical housing. Therefore, even if the planar shape of the housing is substantially elliptical, the inner shell and the housing are eccentric when the center of the planar shape is shifted from the center of the inner shell. The central axis of the housing is specified exclusively based on the planar shape of the cylindrical body. Even if the housing has a module mounting flange, the flange portion is not included in the housing. It shall not be taken into account when specifying the central axis.
[0014]
The ignition means arranged for each combustion chamber includes an igniter that is operated by an electric signal, and the igniter can be arranged in the axial direction of the housing. Moreover, the closure shell which comprises a housing shall be comprised including the collar part which fixes an igniter, and an igniter can also be fixed to this collar part. In this case, it is desirable to fix all the igniters included in each ignition means to a single collar portion. This means that when forming a closure shell including the collar part, if multiple igniters are fixed to the collar part in advance, multiple igniters can be fixed in the housing in a single operation to form the closure shell. This is because it is advantageous in manufacturing.
[0015]
The inner shell arranged eccentrically in the housing may have a cylindrical shape and an opening that is opened by the combustion of the gas generating means in one combustion chamber. However, the shape of the inner shell may be other shapes as described above. However, considering the ease of joining with the closure shell, the horizontal cross-sectional shape is particularly preferably circular. The inner shell allows gas to flow between the combustion chambers divided inside and outside the inner shell by opening the opening. Such an opening can be formed, for example, by forming a plurality of holes in the peripheral wall of the inner shell and closing the holes with a rupture member. The hole closed by the rupturable member is opened only when the gas generating means accommodated in the combustion chamber provided inside the inner shell burns. The opening of the hole due to the combustion of the gas generating means is performed, for example, when the rupture member is ruptured, peeled off, burned off or detached by the pressure generated by the combustion of the gas generating means. Such an opening can also be realized by providing a notch in the inner shell or by forming a part of the inner shell thin. Further, a shielding plate is disposed outside the opening, and the shielding plate prevents a combustion flame generated in the combustion chamber provided outside the inner shell from directly contacting the opening. It is also possible to form the opening so as to open only by the combustion of the gas generating means.
[0016]
As described above, the inner shell is arranged eccentrically with respect to the central axis in the housing, and the ignition means arranged for each combustion chamber is also arranged eccentrically with respect to the central axis of the housing. Can be suppressed as much as possible, and the degree of freedom such as the volume and arrangement of the combustion chamber can be maximized. That is, for example, when two combustion chambers are defined in the housing, the inner shell is arranged eccentrically in the housing, and the outer side of the first combustion chamber is the second combustion chamber. The volume ratio of the second combustion chamber can be freely changed by changing the volume of the inner shell. At that time, the igniter of the ignition means arranged for each combustion chamber is also arranged eccentrically with respect to the central axis of the housing, so that the igniter arranged in the first combustion chamber is connected to the second combustion chamber. There is no obstacle to securing the volume. Therefore, in this invention, the freedom degree regarding the volume of the 1st and 2nd combustion chamber etc. can be maximized.
[0017]
The housing can be formed by joining the diffuser shell and the closure shell by various welding methods such as friction welding, electron beam welding, laser welding, TIG welding, and prosection welding. Of these, when the two shells are joined by friction welding to form a housing, it is preferable to perform the friction welding after fixing the closure shell. In general, both shells are joined last, but if the closure shell is fixed and friction welding is performed in this way, the ignition means is placed eccentrically, and the center of gravity on the closure shell side is biased. In addition, both shells can be stably joined. That is, the friction welding is performed by fixing one and rotating the other. If the center of gravity of the rotating side is biased, stable friction welding becomes difficult. Therefore, in the present invention, stable friction welding is realized by fixing the closure shell side and performing friction welding.
[0018]
In addition, when performing friction welding with the closure shell fixed, a flange portion for attaching the gas generator to the module case is provided in the closure shell, and the direction of the closure shell that is fixed to this flange portion during friction welding is also provided. It is desirable to form a positioning part that specifies the position. For example, when the flange portion has a plurality of radially projecting portions for fixing the gas generator to the module case, such a positioning portion is realized by forming the projecting portions asymmetrically with each other. To do. When there is one protrusion, this protrusion itself can be used as a positioning part. When the positioning portion is formed in the flange portion in this way, when the inner shell is fixed in the housing by friction welding, the joint position of the housing is always fixed with respect to the inner shell to be rotated. The inner shell can be securely fixed in a predetermined direction and / or position. In particular, when the positioning portion is formed in the flange portion, the flange portion is used for both the positioning and the attachment of the gas generator. In the present invention, in order to fix the closure shell at a predetermined position and orientation at the time of friction welding, not only the flange portion but also a positioning portion can be formed on other portions, for example, the peripheral wall or the bottom surface. It is.
[0019]
Further, the ignition means disposed in the combustion chamber can be provided with an ejection direction regulating means for regulating the ejection direction of the flame generated by the operation. This ejection direction regulating means is used for regulating the ejection direction of the flame generated by the operation of the ignition means, that is, the flame for igniting and burning the gas generating means.
[0020]
The ejection direction regulating means can be constituted by a hollow container that can wrap at least a portion of the ignition means that generates a flame and has two or more fire transfer holes for regulating the ejection direction of the flame in a desired direction. Examples of the ejection direction regulating means include a deflector plate, a cylindrical member that can surround the entire ignition means, or a cup-shaped container that can surround a portion of the ignition means that generates a flame.
[0021]
By using such an ejection direction regulating means, the flame ejection direction of the ignition means can be regulated to a direction along the inner wall surface of the combustion chamber. The “direction along the inner wall surface of the combustion chamber” means that the flame is ejected and moved in a direction that matches the shape of the inner wall surface. In this way, by restricting the flame ejection direction of the ignition means, when the ignition means is not arranged at the center of the combustion chamber, or when the combustion chamber has a shape other than a circle and is arranged toward the corner of the combustion chamber Even when the distance between the generated gas generating means and the ignition means is remarkably separated, the gas generating means in the combustion chamber can be suitably burned.
[0022]
As the ejection direction restricting means, the number of gas outlets of the diffuser shell further away from the first igniter may be further increased or the total opening area may be further distributed. More preferably, the ejection direction regulating means is combined.
[0023]
As the ignition means arranged in each combustion chamber, an ignition means having a different output for each combustion chamber can be used. As for the output of this ignition means, in addition to using an igniter having a different output, when the ignition means also includes a charge transfer agent, the ignition means is adjusted by adjusting the material, shape, amount, etc. of the transfer charge. The output of can be adjusted.
[0024]
In addition, a retainer can be disposed in the inner shell for safe and smooth connection with the closure shell. This retainer may be the gas generating agent fixing member shown in the embodiment. This retainer retains the gas generating agent in the inner shell when the inner shell is attached to the closure shell by friction welding, caulking, resistance welding, or uneven joining, and the gas generating agent directly contacts the closure shell. Further, it is possible to secure a space for accommodating the ignition means in the inner shell. By using this retainer, assemblability can be improved. In particular, when the filling directions of two or more gas generating means are different during assembly as in the present invention, it is effective to use a retainer. As the retainer, a canister shape made of aluminum, iron or the like, a porous member made of a wire mesh, or the like can be used.
[0025]
The igniter included in the ignition means operates in response to an operation signal of a gas generator output from a control unit or the like. Therefore, a cable for transmitting an operation signal from a control unit or the like is connected to this igniter for each igniter. Since the gas generator of the present invention has two or more ignition means, two or more igniters are included. By pulling out the cable connected to each igniter in the same direction, the gas generator can be easily assembled to the module thereafter.
[0026]
A plurality of combustion chambers are provided in the housing, and gas generating means having different amounts of generated gas per unit time for each combustion chamber, for example, gas generating means having at least one different combustion rate, composition, composition ratio, shape or amount. By using the gas generator to be accommodated, it becomes possible to adjust the operating performance of the gas generator, in particular, the change over time in the gas discharge amount more characteristically and arbitrarily. When the gas generating means in each combustion chamber is independently ignited / combusted at an arbitrary timing, an ignition means for independently igniting / combusting is arranged for each combustion chamber. Such a gas generating means uses a non-azide-based gas generating agent not based on an inorganic azide, in addition to an azide-based gas generating agent based on a sodium azide (sodium azide) which has been widely used. be able to. However, in consideration of safety, a non-azide gas generating agent is desirable. These gas generating means are appropriately selected according to the requirements such as the combustion rate, non-toxicity, combustion temperature, and decomposition start temperature. When using gas generating means with different combustion rates for each combustion chamber, the composition and composition ratio itself, for example, using an inorganic azide such as sodium azide or a non-azide such as nitroguanidine as the fuel and nitrogen source, etc. In addition to using different gas generating means, the shape of the composition can be changed, such as pellets, wafers, hollow cylinders, disks, single holes or porous bodies, or depending on the size of the molded body, etc. Gas generating means having a changed surface area can be used. In particular, when the shape of the gas generating means is formed in a porous body having a plurality of through-holes, the arrangement of the holes is not particularly limited, but for the stability of the gas generator, the outer end of the molded body is used. An arrangement structure in which the distance between the portion and the center of the hole and the distance between the centers of the holes is substantially equal is desirable. Specifically, for example, in the case of a cylindrical molded body having a circular cross section of the molded body, there are 6 holes having the center of the hole at the apex of an equilateral triangle that is equidistant from each other at the center. A structure in which the holes are arranged is preferable. Similarly, an arrangement in which one hole at the center and 18 holes at the periphery exist can be considered. The number of holes and the arrangement structure are determined by the ease of manufacturing the gas generating agent and the balance between the manufacturing cost and the performance, and are not particularly limited.
[0027]
In a gas generator that uses solid gas generation means to obtain gas for inflating an air bag (pyrotechnic gas generator), the combustion gas generated by the combustion of the gas generation means is usually purified and cooled. For this purpose, a filter or coolant is preferably used. Therefore, also in the gas generator of the present invention, when purifying and / or cooling the combustion gas generated by the combustion of the gas generating means, it is possible to use a filter means in which a laminated wire mesh is compression-formed. If such a filter means is formed in a self-tightening structure in which the upper and lower ends are pressed against the inner surface of the housing by being pressed radially outward by the pressure of the combustion gas, the filter means is provided between the end surface of the filter means and the inner surface of the housing. The short path of the combustion gas can be prevented without arranging a special member. Such a self-tightening structure can be realized, for example, by inclining the upper and lower inner surfaces of the housing so that the upper and lower end surfaces of the filter means are aligned with the upper and lower inner surfaces of the housing. The filter means may have a triple structure in which the inner side and the outer side are different laminated metal mesh bodies, and may have a protection function for the filter means on the inner side and a function for suppressing the swelling of the filter means on the outer side. With respect to the swelling suppression function of the filter means, the outer circumference of the filter means is supported by an outer layer made of a laminated wire mesh body, a porous cylindrical body, an annular belt body, or the like, thereby suppressing the swelling. Can do.
[0028]
As described above, when a plurality of combustion chambers are provided in the housing and combustion gas is generated by combustion of the gas generating means for each combustion chamber, the combustion gas discharged from each combustion chamber is the common filter means. It is desirable to pass through. In this way, if all the combustion gases pass through the common filter means, only one filter means is provided in the housing. As a result, the entire volume can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, the combustion gas which passed this common filter means can be discharged | emitted from the common gas discharge port formed in the housing.
[0029]
The above-described gas generator for an air bag is accommodated in a module case together with an air bag (bag body) that introduces a gas generated by the gas generator and inflates, thereby forming an air bag device. In this airbag device, the gas generator is operated in conjunction with the impact sensor detecting the impact, and the combustion gas is discharged from the gas discharge port of the housing. The combustion gas flows into the air bag, whereby the air bag breaks the module cover and inflates to form a cushion that absorbs an impact between a hard structure in the vehicle and the occupant.
[0030]
According to the present invention, the overall height of the container is suppressed and the structure is simple and easy to manufacture, but at the initial stage of its operation, it is operated with as little impact as possible to the occupant. Even if the occupant's physique (for example, a high or low seated person, an adult or a child, etc.) or its riding posture (for example, a posture clinging to a steering wheel) is different, the occupant can be safely restrained. As described above, the gas generator can arbitrarily adjust the operation output of the gas generator and the output rise timing.
[0031]
In the gas generator of the present invention, at least one combustion chamber is eccentric with respect to the housing, and the ignition means arranged for each combustion chamber is eccentrically arranged in the housing, whereby the radial direction of the housing is achieved. The degree of freedom of each combustion chamber can be maximized while suppressing the size of.
[0032]
The gas generator having the above-described eccentric structure can be implemented by including an AIM, a connector, a self-closing filter, or a combination thereof described later. It can be implemented in combination with other components described in this specification.
[0033]
According to the present invention, there is provided an airbag apparatus configured to include an airbag gas generator configured to include a plurality of igniters, and to output an operation signal from the ignition signal output means for each igniter. Therefore, the connection between each igniter and the ignition signal output device output unit is eliminated, and a multistage gas generator that can always operate at a desired output is obtained. Therefore, in the multistage airbag apparatus in which the operation output and the output increase timing can be arbitrarily adjusted, the desired operation performance can always be obtained.
[0034]
Even when the filter means bulges in the radial direction due to the passage of the working gas, the inclined end face of the filter means is pressed against the support in the housing, and the surface contact between the two is maintained. It is possible to effectively prevent short paths. By making the filter means a bulging member, it is possible to easily incorporate the filter means into the housing without requiring so much accuracy.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the gas generator for a multistage airbag according to the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
“Eccentric structure embodiment”
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a gas generator for an air bag according to the present invention. The gas generator shown in this figure has a structure particularly suitable for being arranged on the driver's seat side.
[0036]
In FIG. 1, the gas generator includes a diffuser shell 1 having a
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
Gas generating agents (52, 62) are accommodated in the
[0041]
The
[0042]
Of the igniters arranged for each combustion chamber, the
[0043]
A
[0044]
In particular, in the gas generator shown in this embodiment, as shown in the plan view of FIG. 2, the
[0045]
Further, as another ejection direction regulating means, instead of the
[0046]
As another example of the flame ejection direction regulating means, there is a deflecting
[0047]
The
[0048]
As for the
[0049]
The
[0050]
The connection between the
[0051]
A gas generating
[0052]
In the present embodiment, the
[0053]
In this embodiment, as shown in the bottom view of FIG. 4, the
[0054]
A
[0055]
An
[0056]
In addition, as a filter means for purifying and / or cooling the combustion gas, as shown in FIG. 6, a self-tightening filter means 30 inclined so as to tilt its upper and lower end surfaces in the outer peripheral direction is used. It can also be used. When the self-tightening filter means 30 is used, it is desirable to incline so that the upper and lower
[0057]
As described above, in the gas generator shown in FIG. 1, the
[0058]
In the gas generator formed as described above, when the
[0059]
On the other hand, when the
[0060]
That is, in the gas generator for a multi-stage airbag as described above, the first
[0061]
The gas generator formed as described above determines the ignition timing of the two
[0062]
Of course, the shape, composition, composition ratio, amount, and the like of the gas generating agent can be appropriately changed in order to obtain a desired output form.
“Embodiment of Airbag Device”
FIG. 9 shows an embodiment of the airbag apparatus of the present invention in the case of including a gas generator using an electric ignition type ignition means.
[0063]
The airbag device includes a
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
When the
[0069]
The gas generator having the above-mentioned eccentric structure can be implemented including an AIM, a communication hole, a connector, a self-tightening filter, or a combination thereof. It can be implemented in combination with other components described in this specification.
[0070]
As shown in FIG. 18, the two igniters do not necessarily have to be arranged on the same plane, and can naturally be implemented in gas generators arranged on different surfaces, for example, an upper surface and a lower surface.
(Self-tightening filter)
The filter means of the gas generator for an air bag according to the present invention has a substantially cylindrical shape as a whole, and is formed such that at least any axial end face is inclined so as to be squeezed outward in the radial direction. Swell outward in the radial direction by the working gas generated by the operation of the gas generator. Due to this bulging, the filter means abuts against the support part and / or the support member in the housing, and is contracted in the axial direction by the inclination of the end face, and when the gas generator is activated, the filter means is operated at the end face of the filter means. A short gas path can be prevented.
[0071]
That is, the filter means of the gas generator for an air bag according to the present invention is a cylindrical filter disposed in the housing of the air gas generator for purifying and / or cooling the working gas for inflating the air bag. Any one or both of the end faces in the axial direction are formed to be inclined end faces that are narrowed and inclined toward the axial center extending direction, and whose inner angle with the inner peripheral surface is an acute angle. To do. In particular, this filter means is formed by using a wire rod, and is formed so that it can expand and contract at least in the radial direction, because it bulges radially outward by the working gas generated by the operation of the gas generator. It is desirable that
[0072]
Such filter means include a coolant used to cool the working gas when it is hot, a filter for purifying combustion residues contained in the working gas, and a coolant filter having both functions. Etc., all of which the working gas passes through the gap. This filter means has a substantially cylindrical shape as a whole, and is characterized in that an inclined end face is formed on one or both axial end faces. The inclined end surface is inclined so as to be constricted in the direction of axial extension of the filter means. More specifically, when the upper end surface is inclined, the inclined end surface is inclined so as to descend radially outward, and the lower portion When the end face is inclined, it is inclined so as to rise outward in the radial direction. In other words, the filter means includes an inclined portion having an inclined end surface and a straight body portion that is axially connected to the inclined portion and forms a peripheral surface. The inclined portions may be provided on both sides in the axial direction of the straight body portion, or may be provided only on one side.
[0073]
This filter means can be manufactured by, for example, laminating a wire mesh formed using various wire rods into a cylindrical shape to form a laminated wire mesh filter, and compression molding the wire mesh filter. A stainless steel wire mesh is preferably used as the wire mesh formed using the wire material, and SUS304, SUS310S, SUS316 (JIS standard symbol), etc. can be used as the stainless steel of the wire mesh material. SUS304 (18Cr-8Ni-0.06C) exhibits excellent corrosion resistance as an austenitic stainless steel. The filter means formed by using the wire material as described above can obtain a more remarkable effect if it is formed so as to be expandable and contractible at least in the radial direction.
[0074]
The present invention also provides an air bag gas generator that effectively prevents a short pass of the working gas by using the filter means.
[0075]
That is, the gas generator for an air bag according to the present invention includes an ignition unit that operates by impact in a housing having a gas discharge port, and a gas generation unit that generates a working gas for inflating the air bag by the operation of the ignition unit. And a gas generator for an air bag including a cylindrical filter means for purifying and / or cooling the working gas, wherein the filter means has one or both of axial end faces thereof. It is formed as an inclined end surface that is narrowed in the axial extension direction and is inclined so that the internal angle with the inner peripheral surface becomes an acute angle, and a support portion facing the inclined end surface of the filter means is provided in the housing. It is characterized by the existence.
[0076]
The support provided in the housing is, for example, an inner surface facing the inclined end surface of the filter means, i.e., the axial direction of the place where the filter means is disposed, and the inner surface on the side where the inclined end surface of the filter means is provided. In addition to forming an inclined surface having substantially the same inclination as the inclined end surface and using the inclined surface of the housing as a support portion, the axial direction of the filter means end surface in the housing, on the side where the inclined end surface is formed, A filter means support member having an inclined surface facing the inclined end surface of the filter means can be disposed, and the inclined surface of the support member can be used as the support portion.
[0077]
The filter means may be one in which both end faces in the axial direction are formed as inclined end faces, and one in which any one axial end face is formed in the inclined end face. That is, this filter means is composed of a straight body part that forms a peripheral surface and an inclined part that is formed with an inclined end face, and the inclined part is provided in one or both of the axial directions of the straight body part. It has been. In the case of using filter means having inclined end faces (inclined portions) on both axial end faces, support portions provided in the housing are provided on both axial sides of the place where the filter means is disposed. When a filter means having an inclined end face (inclined portion) formed on either one of the end faces in the axial direction is used, the support provided in the housing is in the axial direction of the end face of the filter means, and the inclination of the filter means Provided on the end face (inclined portion) side. In this case, it is desirable to arrange a retainer having an annular portion and an outer peripheral wall on the filter means end surface in the housing on the opposite side of the support portion in the axial direction, that is, on the opposite side of the inclined end surface. The retainer is disposed so that the inner surface of the outer peripheral wall faces the outer peripheral surface of the end portion of the filter means, and is configured to be able to contact and support the outer peripheral surface of the end portion. Instead of arranging the retainer, the outer diameter of the end surface side where the inclined end surface of the filter means is not formed can be formed so as to be in contact with the inner surface of the peripheral wall portion of the housing.
[0078]
In addition, when the filter means does not like the bulging deformation of the straight body portion, for example, when it is desired to secure a space between the inner surface of the housing and the outer surface of the filter means, the perforated cylindrical punching on the outer surface of the straight body portion A bulge prevention means made of metal or winding may be provided to prevent the bulge of the straight body portion. When formed in this way, only the inclined portion at the end of the filter means bulges, and this abuts and is supported by the support portion (material).
[0079]
Since the gas generator in the present invention is not limited by its overall shape, it can be used, for example, whether it is a cylindrical gas generator that is long in the axial direction or a cylindrical gas generator that is wide in the radial direction. can do. Further, if the ignition means arranged in the housing is operated by an impact, the igniter that is operated by an electric signal output by the impact, or a transfer agent that ignites and burns by the operation of the igniter and the igniter. Well-known ignition means used for generating a working gas from the gas generating means such as a combination of the above and the like can be used.
[0080]
The gas generating means accommodated in the housing and generating a working gas for inflating the airbag by the operation of the ignition means is a solid gas generating agent that is ignited by the activated ignition means and burns to generate the working gas. In addition to using a pressurized gas that expands when heated to generate a working gas, these can be used in combination. As such a gas generating agent, a non-azide-based gas generating agent not based on an inorganic azide is used in addition to an inorganic azide widely used in the past, for example, an azide-based gas generating agent based on sodium azide (sodium azide). be able to. As the pressurized gas, a known gas such as a mixture of oxygen and an inert gas can be used. That is, the gas generator of the present invention is either a pyrotechnic gas generator using a solid gas generating agent or a hybrid type gas generator using a pressurized gas and a solid gas generating agent in combination. Can also be implemented.
[0081]
In the operation of the gas generator of the present invention, when the ignition means is operated, a working gas is generated from the gas generating means, and this working gas is purified and cooled while passing through the filter means, and then discharged from the gas discharge port. . When the working gas passes through the filter means, the filter means bulges in the radial direction due to the pressure of the working gas. In this gas generator, the filter means is in one or both axial directions. The end surface is formed as an inclined surface that is inclined so as to be narrowed outward in the radial direction, and a support portion having an inclined surface facing the inclined surface of the filter means is provided in the housing. The swelled filter means has an inclined surface abutting against a support portion in the housing, and is slightly contracted in the axial direction due to the inclination. As a result, the end surface of the filter means is strongly pressed against the support portion, and a short path of the working gas between the inclined surface (that is, the end surface) of the filter means and the support portion can be prevented.
[0082]
As realized in the gas generator configured as described above, a support portion that is inclined so as to squeeze outward in the radial direction is provided in the housing, and the working gas passes in the radial direction. The swollen filter means is contracted in the axial direction by the inclination of the support part, and is pressed against the support part to purify and / or cool the working gas to prevent the working gas from passing between the filter means and the support part. If the method is used, the manufacturing cost can be further reduced.
[0083]
Such a gas generator is housed in a module case together with an airbag (bag) that is inflated by gas generated by the gas generator, and is combined with an impact sensor that senses at least an impact and activates the gas generator. Air bag device. In this airbag device, the gas generator is operated in conjunction with the impact sensor detecting the impact, and the combustion gas is discharged from the gas discharge port of the housing. The combustion gas flows into the air bag, whereby the air bag breaks the module cover and inflates to form a cushion that absorbs an impact between a hard structure in the vehicle and the occupant.
“Embodiment 1 of self-tightening filter”
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a gas generator for an air bag of the present invention. In particular, the gas generator shown in this figure is a pyrotechnic gas generator that generates a working gas by combustion, and has a structure that is longer in the radial direction than in the axial direction.
[0084]
The gas generator shown in the present embodiment includes a peripheral wall in a substantially
[0085]
In the
[0086]
A
[0087]
The
[0088]
The operation of the gas generator is performed by igniting and burning the
[0089]
The working gas generated by the combustion of the first
[0090]
In the gas generator shown in the present embodiment, the
[0091]
Further, in the present embodiment, the filter means having an inclined surface only on one side as shown in FIG. 21, that is, the whole is substantially cylindrical, and is directed to one of the axial end faces in the axial center extending direction. It is also possible to use the filter means 355 in which the
[0092]
In the gas generator shown in FIG. 22, when the working gas is generated by the combustion of the first and second gas generating agents, the working gas passes through the filter means in the same manner as the gas generator shown in FIG. When passing, the filter means 355 bulges outward in the radial direction. In the filter means 355 bulging in the radial direction, the
“
The gas generator shown in FIG. 23 is characterized in that, in particular, an
[0093]
The gas generator shown in this embodiment includes a plurality of through-
[0094]
Particularly in this embodiment, the filter means support member as shown in the first embodiment is not arranged in the axial direction of the
[0095]
The
[0096]
In the present embodiment, the
[0097]
In the housing formed as described above, the inner surface of the
[0098]
Also in the present embodiment, the flat plate
[0099]
In the gas generator shown in this figure, when the
[0100]
While the working gas is passing, the filter means 355 bulges outward in the radial direction by the pressure. When the filter means 355 bulges outward in the radial direction, the
[0101]
Therefore, in the gas generator shown in this embodiment, since the
[0102]
Also in this gas generator, known ones can be used as the
“
FIG. 24 shows a gas generator for an air bag according to another embodiment of the present invention. Like the gas generator shown in FIG. 23, the gas generator shown in this figure has inclined
[0103]
Unlike the gas generator shown in the second embodiment, the gas generator shown in the present embodiment uses filter means 550 in which inclined end faces 551 are formed on both sides of the end face in the axial direction. The inclined end surfaces 551 formed on both sides of the axial end surface of the filter means are inclined so as to be narrowed radially outward, the
[0104]
The
[0105]
The filter means 550 in which the upper and lower end surfaces are formed on the inclined end surface 551 has the upper end inclined
[0106]
In the gas generator of the present embodiment formed in this way, when the
[0107]
In particular, in the gas generator shown in FIG. 24, since the outer periphery of the bulging
[0108]
Further, in relation to the present embodiment, the gas generator in which the inclined surfaces inclined so as to be constricted in the radial direction are provided on the upper and lower inner surfaces of the housing may have the structure shown in FIG.
[0109]
However, in the gas generator shown in FIG. 25, in addition to the internal structure such as the arrangement and number of combustion chambers and igniters, the
[0110]
The gas generator in this embodiment includes a cylinder whose upper opening is closed in a
[0111]
The
[0112]
In the gas generator shown in FIG. 25, the
[0113]
In the
[0114]
In this gas generator, when the
[0115]
The working gas generated by the combustion of the first
“
FIG. 27 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the gas generator using the filter means of the present invention. In particular, the gas generator shown in this embodiment is a gas generator that is longer in the axial direction than the inner diameter.
[0116]
In the gas generator shown in FIG. 27, a
[0117]
In the housing, a
[0118]
An ignition means
[0119]
The
[0120]
In the
[0121]
When the gas generator is operated, the
(Gas generator with multiple igniters)
Furthermore, the present invention accommodates two or more ignition means that are ignited by an impact, and gas generation means for generating combustion gas that is ignited and burned by the ignition means to inflate the airbag, thereby forming an outer shell container. In the gas generator for an air bag in which a plurality of gas discharge ports are formed in the housing, the gas discharge port is closed by a shut-off means for holding the internal pressure of the housing to a constant pressure, and the gas discharge port and / or By controlling the shut-off means, the burst pressure for rupturing the shut-off means is adjusted in a plurality of stages, and the difference in maximum internal pressure of the housing when each ignition means is activated is suppressed. Including a generator.
[0122]
FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a gas generator for an air bag of the present invention in another embodiment. The gas generator shown in this embodiment also has a structure particularly suitable for being arranged in the driver's seat.
[0123]
In particular, the gas generator shown in this embodiment is characterized by the arrangement and formation method of the two combustion chambers provided in the housing.
[0124]
Also in this embodiment, the gas discharge port 1210 formed in the
[0125]
That is, the gas generator shown in this embodiment is a cylinder formed by joining a
[0126]
The degree of eccentricity of the
[0127]
The
[0128]
As described above, in this embodiment, the
[0129]
In the
[0130]
The
[0131]
Of the igniters arranged for each combustion chamber, the
[0132]
In the
[0133]
In particular, in the gas generator shown in this embodiment, as shown in the plan view of FIG. 33, the
[0134]
The
[0135]
The
[0136]
In the present embodiment, the connection between the
[0137]
In the present embodiment, the
[0138]
A
[0139]
For example, in the gas generator shown in FIG. 32, the
[0140]
In the gas generator formed as described above, when the
[0141]
On the other hand, when the
[0142]
The gas generator formed as described above activates the
[0143]
Also in the gas generator shown in this figure, the plurality of gas discharge ports 1210 formed in the
[0144]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the initial stage of operation, the occupant operates with as little impact as possible, and the physique of the occupant (for example, a person with a high or low seat height, or an adult or a child), Even if the boarding posture (for example, the posture clinging to the steering wheel) is different, the operation output of the gas generator and the timing of the output increase can be arbitrarily adjusted so that the passenger can be restrained safely. Provided is a multistage air bag gas generator that has a simple structure, is easy to manufacture, further reduces the overall size of the container (housing), and can arbitrarily adjust the volume ratio of each combustion chamber. Is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a gas generator of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the present embodiment.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the gas generator of the present invention.
FIG. 4 is a rear view of the gas generator of the present invention.
FIG. 5 is a partial perspective view showing positioning means.
FIG. 6 is a partial sectional view showing a self-tightening filter.
FIG. 7 is a rear view of a gas generator showing a positioning portion.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the gas generator of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of the airbag device of the present invention.
FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing one embodiment of the airbag apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a schematic perspective view showing another embodiment of the airbag apparatus.
FIG. 12 is a schematic perspective view showing an embodiment of a limiting means.
FIG. 13 is a schematic perspective view showing another embodiment of the limiting means.
FIG. 14 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the airbag apparatus.
FIG. 15 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the airbag apparatus.
FIG. 16 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the limiting means.
FIG. 17 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the airbag apparatus.
FIG. 18 is a schematic vertical sectional view showing an embodiment of the gas generator of the present invention.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the gas generator of the present invention.
FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the filter means of the present invention.
FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the filter means.
FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the gas generator.
FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the gas generator.
FIG. 24 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the gas generator.
FIG. 25 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the gas generator.
26 is a perspective plan view of the gas generator shown in FIG. 25. FIG.
FIG. 27 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the gas generator.
FIG. 28 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the gas generator of the present invention.
FIG. 29 is an exploded perspective view of a main part showing a partition wall.
FIG. 30 is an exploded perspective view showing a main part of the positioning means.
FIG. 31 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the gas generator for an air bag of the present invention.
FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the gas generator for an air bag of the present invention.
33 is a perspective plan view of the gas generator shown in FIG. 31. FIG.
FIG. 34 is a plan view of the present embodiment having a deflection plate.
Claims (7)
前記クロージャシェルは、前記2つの点火器を固定するカラー部分を含んで構成され、前記2つの点火器は、全てが予め同一のカラー部分に固定され、前記クロージャシェルを形成しており、
前記2つの点火器は、それぞれ各点火器ごとに作動信号を伝えるため、ケーブルを有するコネクターが別々に嵌め込まれるものであり、
該2つの燃焼室の内、少なくとも1つの燃焼室は、ハウジング内に於いて、ハウジングの中心軸に対して偏心して配置され、2つの燃焼室はハウジング内に設けられたインナーシェルにより画成されており、また各燃焼室毎に配置される点火手段は、ハウジング内に於いて、該ハウジングの中心軸に対して偏心して配置されており、
前記ハウジング内には、ガス発生手段の燃焼によって生じた燃焼ガスを浄化及び/又は冷却するためのフィルター手段が配置されており、複数の燃焼室内で発生した燃焼ガスは、共通のフィルター手段を通過するものであり、
前記インナーシェルは周壁に複数の開口部を有し、前記インナーシェルの外側表面の大部分がインナーシェルの外側にあるガス発生剤に直接接触しており、加圧されたガスを含んでないことを特徴とする多段式エアバッグ用ガス発生器。Two combustion chambers for containing gas generating means are provided in a cylindrical housing composed of a diffuser shell having a plurality of gas discharge ports in a cylindrical side wall and a closure shell that forms an internal space together with the diffuser shell, Two igniters for igniting and burning the gas generating means are arranged for each combustion chamber,
The closure shell is configured to include a collar portion that fixes the two igniters, and the two igniters are all fixed to the same collar portion in advance to form the closure shell,
The two igniters each have a cable-attached connector fitted separately to transmit an operation signal for each igniter,
Of the two combustion chambers, at least one combustion chamber is disposed eccentrically with respect to the central axis of the housing in the housing, and the two combustion chambers are defined by an inner shell provided in the housing. The ignition means arranged for each combustion chamber is arranged eccentrically with respect to the central axis of the housing in the housing,
Filter means for purifying and / or cooling the combustion gas generated by the combustion of the gas generating means is disposed in the housing, and the combustion gas generated in the plurality of combustion chambers passes through the common filter means. Is what
The inner shell has a plurality of openings in the peripheral wall, the majority of the outer surface of the inner shell in direct contact with the gas generating agent is outside the inner shell, the absence contain pressurized gas A gas generator for multistage airbags that is characterized.
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