JP4557367B2 - ガス発生器用リテーナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス発生器用リテーナー、それを用いたガス発生器及び前記ガス発生器を用いたハイブリッドインフレータに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車両の膨張式安全システム用のインフレータの発展に伴い、加圧ガスと固形ガス発生剤とを併用するハイブリッドインフレータが注目されている。ハイブリッドインフレータにおいて、主たる設計要件はエアバッグが効果的に作動するように所定の時間で所定の量だけ膨張させねばならないことであり、従来その構造について種々の提案がなされている(例えば特開平8−282427号公報参照)。このようなハイブリッドインフレータには、ガス発生室が1つのシングル型のもの、ガス発生室が2つのデュアル型のものがあるが、シングル型のものは薬量(ガス発生剤量)調節用にリテーナが使用され、デュアル型のものは薬量調節用及び2つのガス発生室の分離用にリテーナーが使用されている。
【0003】
このようにリテーナーには、前記した薬量調節機能や2つのガス発生室の分離機能が要求されるが、特にデュアル型のハイブリッドインフレータにおいては、2つのガス発生室の分離機能が重要となる。即ち、ハイブリッドインフレータを正常に作動させるためには、第1ガス発生室内の第1ガス発生剤が燃焼する際、高温の燃焼ガスが第2ガス発生室内に流入して第2ガス発生剤を燃焼させる可能性を完全に排除できることが重要となる。更に、前記機能を有していると同時に、リテーナーの取り付け作業が容易であることも工業上重要な要件となる。
【0004】
本発明は、上記したように、例えばハイブリッドインフレータのガス発生器用リテーナーとして使用した場合に、薬量調節機能及び/又はガス発生室の分離機能を有しており、同時にガス発生器にリテーナーを取り付ける際の作業性も良いガス発生器用リテーナーを提供することを目的とする。
【0005】
また本発明は、前記ガス発生器用リテーナーを使用したガス発生器及び前記ガス発生器を使用したハイブリッドインフレータを提供することを他の目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス発生器用リテーナーは、ハイブリッドインフレータのガス発生器用として好適であり、ガス発生器のガス発生室が1つのシングル型のもの、ガス発生室が2つのデュアル型のもの、ガス発生室が3つ以上のものに適用できる。
【0007】
本発明は、上記課題の解決手段の1つとして、1又は2以上のガス発生室を有するガス発生器内に配置するリテーナーであり、前記リテーナーが、一端面が閉塞され他端面が開口された筒状物からなるものであるガス発生器用リテーナーを提供する。
【0008】
上記ガス発生器用リテーナーは、側壁の長さが同一又は部分的に異なるものにすることができる。また、上記ガス発生器用リテーナーは、前記リテーナーが、一方の側壁の長さが他方の対向する側壁の長さよりも長いものにすることができる。このように、側壁の長さを適宜調節することにより、ガス発生室の形状等の状態に応じ、所望の分離機能及び/又は薬量調整機能を発揮できるように配置することができる。
【0009】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記ガス発生器用リテーナーが1又は2以上のガス発生室内に配置されたガス発生器であり、リテーナーの側壁外面がガス発生室内壁面に接し、閉塞端面によりガス発生室が長さ方向に2以上に分離されているガス発生器を提供する。
【0010】
このときの分離状態は、リテーナーにより分離されたガス発生室相互間で火炎が伝播しないように分離されていることが必要である。以下において、このような分離状態を「火炎防止状態」と称する。なお、リテーナーが火炎防止状態に分離するように配置されている場合でも、同時にガス発生剤の保持及び/又は薬量調整機能も有している。
【0011】
更に本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記ガス発生器用リテーナーが1又は2以上のガス発生室内に配置されたガス発生器であり、リテーナーがガス発生剤の保持用及び/又は薬量調整用として配置されたもので、リテーナーの側壁外面がガス発生室内壁面に接し、閉塞端面によりガス発生室の容積が調整されているガス発生器を提供する。
【0012】
この発明において、リテーナーはガス発生剤の保持用及び/又は薬量調整作用をなすために配置されたものであり、リテーナーを長さ方向に適宜移動配置してガス発生室の容積を調整することによって、前記した作用をなすことができる。
【0013】
上記ガス発生器においては、2以上のガス発生器用リテーナーを、開口面側が同一方向になるようにして配置することができる。
【0014】
本発明は、上記課題の他の解決手段として、1又は2以上のガス発生室を有するガス発生器内に配置するリテーナーであり、前記リテーナーが、一端面が閉塞され他端面が開口された大口径筒状物と、前記筒状物と一体にその内側にかつ開口部方向に突出して形成された、両端面が開口された小口径筒状物との組合せからなるものであるガス発生器用リテーナーを提供する。
【0015】
上記ガス発生器用リテーナーは、大口径筒状物の側壁の長さと小口径筒状物の側壁の長さが同一又は異なるものにすることができる。また上記ガス発生器用リテーナーは、大口径筒状物の側壁の長さが小口径筒状物の側壁の長さよりも長いもの又は短いものにすることができる。このように、大口径筒状物と小口径筒状物の側壁の長さを適宜調節することにより、ガス発生室の形状等の状態に応じ、所望の分離機能及び/又は薬量調整機能を発揮できるように配置することができる。
【0016】
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記のガス発生器用リテーナーが配置された、伝火手段室の周囲に1又は2以上のガス発生室を有するガス発生器であり、リテーナーが小口径筒状物の開口部において伝火手段室に嵌め込まれて取付られており、リテーナーの大口径筒状物の側壁外面がガス発生室内壁面に接し、小口径筒状物の側壁内面が伝火手段室外壁面に接しており、閉塞端面によりガス発生室が長さ方向に2以上に火炎防止状態に分離されているガス発生器を提供する。
【0017】
更に本発明は、上記課題の他の解決手段として、上記のガス発生器用リテーナーが配置された、伝火手段室の周囲に1又は2以上のガス発生室を有するガス発生器であり、リテーナーがガス発生剤の保持用及び/又は薬量調整用として配置されたもので、リテーナーが小口径筒状物の開口部において伝火手段室に嵌め込まれて取付られており、リテーナーの大口径筒状物の側壁外面がガス発生室内壁面に接し、小口径筒状物の側壁内面が伝火手段室外壁面に接しており、ガス発生室の容積が調整されているガス発生器を提供する。
【0018】
上記のガス発生器において、2以上のリテーナーを開口面側が同一方向になるようにして配置することができる。これらの2以上のリテーナーは、同一仕様(同一の形状、寸法、材質等)でもよいし、異なる仕様でもよいが、同一仕様の方が製作が容易で製作時間も短縮でき、更に組み立て工程も効率化できるので望ましい。
【0019】
本発明は、上記課題の他の解決手段として、インフレータハウジングと、インフレータハウジング内に収容されたガス発生器と、ガス発生器に接続された点火手段を備えた点火手段室とを有するエアバッグを備えた車両用膨張式安全システムのためのハイブリッドインフレータであり、前記ガス発生器が上記のガス発生器であるハイブリッドインフレータを提供する。
【0020】
上記のハイブリッドインフレータにおいて、ガス発生器が、直列にかつ隣接して配置された第1ガス発生室と第2ガス発生室を有しているとき、第1ガス発生室と第2ガス発生室の間を火炎防止状態に分離するガス発生器用リテーナーを、開口面を第1ガス発生室側に向けて配置することができる。
【0021】
このように開口面を第1ガス発生室側に向けて配置することにより、即ち、閉塞端面を第2ガス発生室側に向けて配置することにより、第1ガス発生室内の第1ガス発生剤の燃焼による圧力をリテーナーの開口部が受けたとき、リテーナーは側壁部分を外側に押し広げるような変形をする。このため、第1ガス発生室と第2ガス発生室の火炎防止状態は維持されるので、第1ガス発生剤の燃焼により第2ガス発生剤が燃焼して誤作動が生じることが防止される。
【0022】
上記発明のハイブリッドインフレータにおいては、下記の▲1▼及び▲2▼のとおり、ガス発生室に収容するガス発生剤(ガス発生手段)は、インフレータハウジング内に充填する加圧媒質の組成との関連で決定することができる。
【0023】
▲1▼加圧媒質が酸素を含む組成の場合
加圧媒質は、酸素と、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス(本発明では窒素も不活性ガスに含まれるものとする)からなる組成にした場合、酸素はガス発生手段としてのガス発生剤の燃焼により生じた一酸化炭素や水素を二酸化炭素や水蒸気に変換するように作用し、アルゴンは加圧媒質の熱膨張を促進するように作用し、ヘリウムを含有させておくと加圧媒質の漏れの検出が容易となるので、不良品の流通が防止されるため好ましい。なお、酸素を含む加圧媒質の具体的組成は、使用するガス発生剤の量や種類等に応じて決定されるが、酸素の含有量は約8〜30モル%が好ましい。加圧媒質の充填圧力(=インフレータハウジング内の圧力)は、好ましくは10,000〜70,000kPa、より好ましくは30,000〜60,000kPaである。
【0024】
ガス発生室に収容するガス発生剤は、例えば、ガンプロペラントを用いることができる。ガンプロペラントとしては、シングルベースガンプロペラント、ダブルベースガンプロペラント、トリプルベースガンプロペラントのほかに、二次爆薬、結合剤、可塑剤、安定剤等からなるものを混合し、所望形状に成型したものも使用できる。
【0025】
二次爆薬としては、ヘキサハイドロトリニトロトリアジン(RDX)、シクロテトラメチレンテトラニトラミン(HMX)、ペンタエリスリトールテトラニトレイト(PETN)、トリアミノグアニジンニトレイト(TAGN)等が挙げられる。例えば、二次爆薬としてRDXを用い、酸素のない雰囲気中、20,670kPaの圧力下、燃焼温度3348Kで燃焼させた場合、燃焼ガス中の生成ガスはmole%で窒素33%、一酸化炭素25%、水蒸気23%、二酸化炭素8%及び他のガス成分となる。
【0026】
結合剤としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオレート、エチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、アジドポリマー、ポリブタジエン、水素化ポリブタジエン、ポリウレタン等が挙げられ;可塑剤としては、トリメチロールエタントリニトレイト、ブタントリオールトリニトレイト、ニトログリセリン、ビス(2,2−ジニトロプロピル)アセタール/ホルマール、グリシジルアジド、アセチルトリエチルシトレート等が挙げられ;安定剤は、エチルセントラライト、ジフェニルアミン、レゾシノール等が挙げられる。
【0027】
二次爆薬と結合剤、可塑剤及び安定剤との割合は、二次爆薬が約50〜90重量%、結合剤、可塑剤及び安定剤の合計量が約10〜50重量%が好ましい。
【0028】
上記した組成のガス発生剤は、常圧下では燃焼しにくい場合があるが、本発明のハイブリッドインフレータのように内部があらかじめ高圧に保持されている場合には、安定かつ円滑に燃焼させることができる。
【0029】
▲2▼加圧媒質が酸素を含まない組成の場合
加圧媒質は、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス(本発明では窒素も不活性ガスに含まれるものとする)からなり、実質的に酸素を含まない組成にした場合、アルゴンは加圧媒質の熱膨張を促進するように作用し、ヘリウムを含有させておくと加圧媒質の漏れの検出が容易となるので、不良品の流通が防止されるため好ましい。加圧媒質の充填圧力は、好ましくは10,000〜70,000kPa、より好ましくは30,000〜60,000kPaである。
【0030】
ガス発生室に収容するガス発生剤は、例えば、燃料及び酸化剤又は燃料、酸化剤及びスラグ形成剤を含むものを、必要に応じて結合剤と共に混合し、所望形状に成型したものを使用することができ、このようなガス発生剤を用いた場合は、その燃焼により発生するガスを、加圧媒質と共にエアバッグの膨張展開に供することができる。特にスラグ形成剤を含むガス発生剤を用いた場合は、インフレータから排出されるミストの量を大幅に低減できる。
【0031】
燃料としては、ニトログアニジン(NQ)、グアニジン硝酸塩(GN)、グアニジン炭酸塩、アミノニトログアニジン、アミノグアニジン硝酸塩、アミノグアニジン炭酸塩、ジアミノグアニジン硝酸塩、ジアミノグアニジン炭酸塩、トリアミノグアニジン硝酸塩等のグアニジン誘導体等から選ばれる1又は2以上が好ましい。また燃料として、テトラゾール及びテトラゾール誘導体等から選ばれる1又は2以上のものも用いることができる。
【0032】
酸化剤としては、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、酸化銅、酸化鉄、塩基性硝酸銅等から選ばれる1又は2以上が好ましい。酸化剤の配合量は、燃料100重量部に対して、好ましくは10〜80重量部、より好ましくは20〜50重量部である。
【0033】
スラグ形成剤としては、酸性白土、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、シリカ、アルミナ、ケイ酸ナトリウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ヒドロタルサイト及びこれらの混合物から選ばれる1又は2以上が好ましい。スラグ形成剤の配合量は、燃料100重量部に対して、好ましくは0〜50重量部、より好ましくは1〜10重量部である。
【0034】
結合剤としては、カルボキシルメチルセルロースのナトリウム塩、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、ポリビニルアルコール、グアーガム、微結晶性セルロース、ポリアクリルアミド、ステアリン酸カルシウム等から選ばれる1又は2以上が好ましい。結合剤の配合量は、燃料100重量部に対して、好ましくは0〜30重量部、より好ましくは3〜10重量部である。
【0035】
上記した組成の加圧媒質とガス発生剤を使用した場合、加圧媒質の量(Aモル)とガス発生手段の燃焼により発生するガス量(Bモル)とのモル比(A/B)が、好ましくは8/2〜1/9、より好ましくは8/2〜3/7になるように調整することが望ましい。
【0036】
このようにハイブリッドインフレータ内に充填された加圧媒質の量と、ガス発生剤の燃焼により発生するガス量とのモル比を調整することにより、加圧媒質の充填量を減少させることができる。よって、ハウジングの容積を減少させた(即ち、ハウジングの長さ及び/又は幅(直径)を減少させた)場合でも、加圧媒質の充填圧力(=ハウジングの内圧)を高めることなく、容積を減少させる前と同圧に維持することができる。なお、本発明のハイブリッドインフレータにおいては、加圧媒質の重量(a)とガス発生手段の重量(b)との重量比(a/b)は、好ましくは0.1〜7であり、より好ましくは1〜7である。
【0037】
また上記したハイブリッドインフレータは、ガス発生手段の燃焼時における、次式:rb=αPn(式中、rb:燃焼速度、α:係数、P:圧力、n:圧力指数を示す)で規定される圧力指数が0.8未満のものにすることが望ましい。この圧力指数(n)は、より好ましくは0.2〜0.7、更に好ましくは0.4〜0.6にする。
【0038】
なお、圧力指数nは、圧力P1(70kg/cm2)のポンプ内で燃焼速度rb1を測定し、圧力P2(100kg/cm2)のポンプ内で燃焼速度rb2を測定した後、rb1=αP1nとrb2=αP2 nの2式から求めた。
【0039】
このように圧力指数(n)を0.8未満にした場合、ガス発生手段の燃焼初期における燃焼速度が急激に上昇することが抑制されるので、ハウジング内圧の上昇が小さい。このため、ハウジングの肉厚を減少させた場合でも、十分な耐圧性を維持できる。また、ハウジング内圧の上昇が小さい(即ち、内圧の変化が小さい)ためにガス発生手段の燃焼が安定して行われるので、ガス発生手段の燃え残りが生じることがない。
【0040】
本発明のハイブリッドインフレータにおいては、加圧媒質とガス発生剤の関係を上記の▲1▼又は▲2▼の組合せにすることができるが、特に▲2▼の組合せが望ましい。
【0041】
更に本発明は、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、ケース内に上記のハイブリッドインフレータとエアバッグが収容されたモジュールケースとを備えたエアバッグシステムであって、エアバッグの膨張速度を調節できるように設定されているエアバッグシステムを提供する。
【0042】
【発明の実施の形態】
まず、図1に基づいて、ガス発生器用リテーナーの一実施形態を説明する。図1はガス発生器用リテーナー及びガス発生器の長さ方向への概略断面図である。
【0043】
ガス発生器用リテーナ10は、一端面は閉塞されて閉塞端面12を形成し、他端面は開口された筒状物からなるものである。
【0044】
ガス発生器用リテーナー10は、側壁の長さを全て同一にすることもできるし、部分的に異ならせることもできる。例えば、図1において、一方の側壁14の長さを対向する他方の側壁16の長さよりも長くしたり、短くしたりすることができる。なお、側壁は連続したものであり、図1に示す側壁14と側壁16との間に明確な境界はないが、ガス発生器のガス発生室内に配置するものであるため、側壁を2分割した一方が側壁14で他方が16である形態が望ましい。
【0045】
ガス発生器108においては、ガス発生器ハウジング105により外殻が形成されたガス発生室内の所定位置にガス発生器用リテーナー10が配置されており、リテーナー10の側壁外壁面がガス発生器ハウジング105(即ち、ガス発生室)の内壁面に接することによって、閉塞端面12により、第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は長さ方向に火炎防止状態に分離されている(このとき、リテーナー10はガス発生剤の保持及び/又は薬量調整機能も有している)。リテーナー10をガス発生剤の保持用及び/又は薬量調整用として配置する場合、ガス発生剤の使用量等に応じたガス発生室の容積を確保できるように配置する。
【0046】
次に、図2及び図3に基づいて、ガス発生器用リテーナーの他実施形態を説明する。図2はガス発生器用リテーナー及びガス発生器の長さ方向への概略断面図、図3は図2のガス発生器用リテーナーの斜視図である。
【0047】
ガス発生器用リテーナー20は、一端面は閉塞されて閉塞端面22を形成し、他端面は開口された大口径の筒状物24と、大口径筒状物24と一体にその内側にかつ開口部方向に突出して形成された、両端面が開口された小口径筒状物26との組合せからなるものである。大口径筒状物24と小口径筒状物26の直径の大きさは特に制限されるものではない。
【0048】
ガス発生器用リテーナー20は、大口径筒状物24の側壁25の長さと、小口径筒状物26の側壁27の長さを同一又は異なるようにすることができる。このとき、大口径筒状物24の側壁25の長さを小口径筒状物26の側壁部27の長さよりも長くすることができるし、逆に短くすることもできる。
【0049】
ガス発生器108においては、ガス発生器ハウジング105により外殻が形成されたガス発生室内の所定位置にガス発生器用リテーナー20が配置されており、リテーナー20の小口径筒状物26の貫通した開口部を伝火手段室のハウジング(図示せず)に嵌め込むことによって取付られている。リテーナー20の大口径筒状物24の側壁25の外面がガス発生器ハウジング105(即ちガス発生室)内壁面に接し、小口径筒状物26の側壁27の内面が伝火手段室外壁面に接することによって、閉塞端面22で2つのガス発生室120、130は長さ方向に火炎防止状態に分離されている(このとき、リテーナー20はガス発生剤の保持及び/又は薬量調整機能も有している)。リテーナー20をガス発生剤の保持用及び/又は薬量調整用として配置する場合、ガス発生剤の使用量等に応じたガス発生室の容積を確保できるように配置する。
【0050】
次に、図4〜図6に基づいて、図2及び図3に示すガス発生器用リテーナーをガス発生器内に配置したハイブリッドインフレータを説明する。図4〜図6は、いずれもハイブリッドインフレータの長さ方向への断面図である。
【0051】
(1)図4に示す実施形態のハイブリッドインフレータ
図2及び図3に示すガス発生器用リテーナー20として、大口径筒状物24の側壁25の長さよりも、小口径筒状物26の側壁27の長さの方が長い第1リテーナー(第1隔壁)126と、大口径筒状物24の側壁25と小口径筒状物26の側壁27の長さが同一の第2リテーナー(第2隔壁)136を使用した。
【0052】
インフレータハウジング102は筒状の耐圧性容器からなり、内部空間103は加圧媒質が充填され、高圧に保持されている。加圧媒質は、通常は、インフレータハウジング102の一端側に接続されたボス145に形成された細孔から充填し、前記細孔は加圧媒質の充填後にシールピン等により閉塞する。
【0053】
ガス発生器108は、伝火手段室110、その周囲において、インフレータハウジング102の長さ方向に直列にかつ隣接して配置された第1ガス発生室120と第2ガス発生室130、伝火手段室110の延長上に配置されたアフターバーナー150を有している。
【0054】
ガス発生器108は、インフレータハウジング102内に配置され、その長さ方向の両端において、それぞれボス145とアダプタ170(ボス172)を介して、インフレータハウジング102に接続固定されている。
【0055】
伝火手段室110は、筒状のハウジング111から形成されており、ブースター剤(伝火薬)112が充填されたブースターカップ113と第1閉鎖手段としての第1破裂板116により閉鎖された第1連通孔119を介して、第1点火用イニシエータ117に連結されている。伝火手段室110は、孔118により第1ガス発生室120と連通されている。
【0056】
第1ガス発生室120は、伝火手段室110の周囲に配置されており、筒状のガス発生器ハウジング105、伝火手段室110のハウジング111、第1リテーナ(第1隔壁)126及び第2リテーナー(第2隔壁)136から形成されており、内部に所要量のガス発生手段としての第1ガス発生剤124が収納されている。第1ガス発生室120とインフレータハウジング102は、スクリーン127を介して孔125により連通されている。
【0057】
第1リテーナー126と第2リテーナー136は、小口径筒状物26の貫通した開口部において筒状のハウジング111に嵌め込むことで取り付けられている。
【0058】
第1リテーナー126は、大口径筒状物24の短い側壁25がガス発生器ハウジング105の内壁面に接触し、小口径筒状物26の長い側壁27が筒状のハウジング111の外壁面に接した状態で配置されている。この第1リテーナー126は、薬量(第1ガス発生剤124)の調整用、即ち第1ガス発生室120の容積を調整するために使用されているものであり、第1ガス発生剤124の量に応じた適正な容積を確保できるように配置されている。
【0059】
第2リテーナー136は、大口径筒状物24の側壁25がガス発生器ハウジング105の内壁面に接触し、小口径筒状物26の側壁27(大口径筒状物24の側壁25の長さと同一長さ)が筒状のハウジング111の外壁面に接した状態で配置されている。この第2リテーナー136により、第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は火炎防止状態に分離されている。このとき、第2リテーナー136は、第2ガス発生剤134の保持及び/又は薬量調整機能も有している。
【0060】
第2ガス発生室130は、筒状のハウジング105、伝火手段室110のハウジング111、第2リテーナー136及びボス145(及び第2破裂板139)から形成されており、その内部に所要量のガス発生手段としての第2ガス発生剤134が収納されている。第2ガス発生室130とインフレータハウジング102は、スクリーン137を介して孔135により連通されている。第2ガス発生剤134の量は、第1ガス発生剤124と同量でもよく、第1ガス発生剤124の量よりも多くしたり、少なくしたりすることもできる。
【0061】
上記のとおり、伝火手段室110が第1ガス発生室120に連通され、第1ガス発生室120がインフレータハウジング102と連通されており、更に第2ガス発生室130がインフレータハウジング102と連通されているため、伝火手段室110、第1ガス発生室120及び第2ガス発生室130は、いずれも高圧、即ちインフレータハウジング102内部(内部空間103)と同じ圧力に保持されている。
【0062】
第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は、インフレータハウジング102の長さ方向に、直列にかつ隣接して配置されている。このように直列に配置することにより、ガス発生室を二つにした場合でもハイブリッドインフレータ全体の大きさをコンパクトにし、重量増加を抑制できる。
【0063】
また、第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は、第1ガス発生室120における燃焼の影響を第2ガス発生室130に及ぼさないため、ガス出口174に近い方から第1ガス発生室120と第2ガス発生室130の順序で配置されていることが望ましいが、逆の配置順序でもよい。
【0064】
第2ガス発生室130は、第2閉鎖手段としての第2破裂板139により閉鎖された第2連通孔119を介して、第2点火用イニシエータ140に連結されている。
【0065】
更に、第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は、それぞれにおいて第1ガス発生剤124と第2ガス発生剤134が燃焼して発生したガスがインフレータハウジング102に流入する経路が独立した経路となっている。即ち、第1ガス発生室120において発生したガスは、スクリーン127を介して孔125からインフレータハウジング102に流入し、第2ガス発生室130において発生したガスは、スクリーン137を介して孔135からインフレータハウジング102に流入する。
【0066】
ボス145内に形成された点火手段室114は、第1点火室115と第2点火室141を有し、第1点火室は第1点火用イニシエータ117を収容し、第2点火室は第2点火用イニシエータ140を収容する。第1及び第2点火室は、イフレータハウジング102の長さ方向に対し並列にかつ隣接して配置することができる。
【0067】
第1点火用イニシエータ117と第2点火用イニシエータ140は、ボス145に取り付けられており、ボス145は、接合部位146においてインフレータハウジング102に溶接等により固着されている。
【0068】
また、ボス145とハウジング105は、接合部位149において溶接等により固着されている。
【0069】
アフターバーナー150は、ハウジング152から形成されており、伝火手段室110の延長上のガス出口174方向に配置され、一端側は接合部位154においてハウジング105に溶接等により固着されている。
【0070】
アフターバーナー150の一端側の端面には、アフターバーナーノズル(又はアスピレータ)162が取り付けられている。アフターバーナー150とインフレータハウジング102は、孔166により連通されており、アフターバーナー150内の孔166に接する位置には、バルブ164が配置されている。
【0071】
バルブ164は、その周囲の一部において、例えばカンチレバー接続によりハウジング152の内壁に固定されているが、固定されていない部分は内外からの圧力(内外差圧)により変形が生じるようなものである。このバルブ164としては、例えば、圧力により変形可能なほぼ円柱状のロールからなる詰め金材料(例えば、300シリーズのステンレス鋼で、厚さが約0.0508mmのもの)を使用することができる。
【0072】
アフターバーナー150の他端側(ガス出口174側)は、O−リング168を介してアダプタ170に接続され、アダプタ170は、接合部位176において溶接等によりボス172に固着されている。また、前記接合部位176には、ガス出口174を閉鎖するようにして、主破裂板178がその周縁において溶接等により固着されている。
【0073】
ボス172には、接合部位181において溶接等によりディフューザ180が固着されている。ディフューザ180は、エアバックに加圧媒質を送り込むための複数のディフューザポート182、微粒子を取り除くためのディフューザスクリーン184を有している。ディフューザ180は、そと表面側にエアバックモジュールと接続するためのスタッドボルト190を有している。
【0074】
ハイブリッドインフレータ100において、上記した各構成要素は、いずれも中心軸(図1中の一点鎖線)に対して、幅方向に対称となるように配置されていることが望ましいが、一部構成要素又は全ての構成要素が前記の中心軸に対して偏心して配置されていてもよい。
【0075】
(2)図5に示す実施形態のハイブリッドインフレータ
図5に示すハイブリッドインフレータ100は、主破裂板178の破裂機構が異なるだけで、他の構成は図4に示すハイブリッドインフレータ100と同一である。この実施形態の第1リテーナー126は、図4のものとは逆に、大口径筒状物24の側壁の長さが小口径筒状物26の側壁の長さよりも長くなっている。
【0076】
第1リテーナー126と第2リテーナー136は、小口径筒状物26の貫通した開口部において筒状のハウジング111に嵌め込むことで取り付けられている。
【0077】
第1リテーナー126は、大口径筒状物24の長い側壁25がガス発生器ハウジング105の内壁面に接触し、小口径筒状物26の短い側壁27が筒状のハウジング111の外壁面に接した状態で配置されている。この第1リテーナー126は、薬量(第1ガス発生剤124)の調整用、即ち第1ガス発生室120の容積を調整するために使用されているものであり、第1ガス発生剤124の量に応じた適正な容積を確保できるように配置されている。
【0078】
第2リテーナー136は、大口径筒状物24の側壁25がガス発生器ハウジング105の内壁面に接触し、小口径筒状物26の側壁27(大口径筒状物24の側壁25の長さと同一長さ)が筒状のハウジング111の外壁面に接した状態で配置されている。この第2リテーナー136により、第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は火炎防止状態に分離されている。このとき、第2リテーナー136は、第2ガス発生剤134の保持及び/又は薬量調整機能も有している。
【0079】
図5に示す実施形態における主破裂板178の破裂機構は次のとおりである。
伝火手段室110の延長上にはアダプター170が連結され、伝火手段室11110とアダプター170とを連通する開口部には、O−リング172を介し、伝火手段室110とアダプター170の両方にまたがって、作動時において主破裂板178を破壊するための図示した形状の発射体175が取り付けられている。
この発射体175の先端部は、アダプター170の内部空間176内に位置しており、前記内部空間176とインフレータハウジング102の内部空間103とは、アダプター170のハウジング105の内側面に対向する面に設けられた所要数のガス流入孔166のみによって連通されている。ハウジング105の内側面とアダプター170の外側面とによりガス流路105aが形成されているので、内部空間103の加圧媒質は、作動時において必ずガス流路105aを通ってガス流入孔166に流入することになる。
【0080】
(3)図6に示す実施形態のハイブリッドインフレータ
図6に示すハイブリッドインフレータ100は、主破裂板178の破裂機構が異なるだけで、他の構成は図4に示すハイブリッドインフレータ100と同一である。この実施形態の第1リテーナー126及び第2リテーナー136は、大口径筒状物24の側壁25の長さが小口径筒状物26の側壁27の長さよりも長くなっている。
【0081】
第1リテーナー126と第2リテーナー136は、小口径筒状物26の貫通した開口部において筒状のハウジング111に嵌め込むことで取り付けられている。
【0082】
第1リテーナー126は、大口径筒状物24の長い側壁25がガス発生器ハウジング105の内壁面に接触し、小口径筒状物26の短い側壁27が筒状のハウジング111の外壁面に接した状態で配置されている。この第1リテーナー126は、薬量(第1ガス発生剤124)の調整用、即ち第1ガス発生室120の容積を調整するために使用されているものであり、第1ガス発生剤124の量に応じた適正な容積を確保できるように配置されている。
【0083】
第2リテーナー136は、大口径筒状物24の長い側壁25がガス発生器ハウジング105の内壁面に接触し、小口径筒状物26の短い側壁27が筒状のハウジング111の外壁面に接した状態で配置されている。この第2リテーナー136により、第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は火炎防止状態に分離されている。このとき、第2リテーナー136は、第2ガス発生剤134の保持及び/又は薬量調整機能も有している。
【0084】
図6に示す実施形態における主破裂板178の破裂機構は次のとおりである。
伝火手段室110の一端側には、O−リング172を介して、伝火手段室110とインフレータハウジング102の内部空間103の両方にまたがって、作動時において主破裂板178を破壊するための図示した形状の発射体175が取り付けられている。図示するように、発射体175の先端部(主破裂板178側の部分)は、内部空間103内に位置している。
【0085】
インフレータハウジング102の一端側にはディフューザ180が連結されており、ディフューザ180は、接合部位181において溶接により固着されている。ディフューザ180の発射体175に対向する端部側には、作動前におけるディフューザポート182への加圧媒質の移動経路を遮断する主閉鎖手段としての主破裂板178が取り付けられている。よって、作動前においては、この主破裂板178により、インフレータハウジング102の内部空間103とガス流入空間150とは完全に分離遮断されているので、加圧媒質の移動は阻止される。
【0086】
本発明のエアバッグシステムは、衝撃センサ及びコントロールユニットからなる作動信号出力手段と、モジュールケース内にハイブリッドインフレータ100とエアバッグが収容されたモジュールケースとを備えたものである。ハイブリッドインフレータ100は、第1点火器117と第2点火器140側において作動信号出力手段(衝撃センサ及びコントロールユニット)に接続し、エアバッグを取り付けたモジュールケース内には、スタッドボルト190をねじ込むことにより接続固定する。そして、かかる構成のエアバッグシステムにおいて、作動信号出力手段における作動信号出力条件を適宜設定することにより、衝撃の程度に応じてガス発生量を調整し、エアバッグの膨張速度を調整することができる。
【0087】
次に、図4〜図6に示すハイブリッドインフレータ100におけるリテーナー126、136の作用について説明する。
【0088】
図4〜図6に示すとおり、第1リテーナー126と第2リテーナー136は、いずれも開口面側が同一方向になるように配置されており、第2リテーナー136は第1ガス発生室120側が開口面になるように配置されている。このようにして配置されていることにより、第1点火用イニシエーター117の作動、伝火薬112の着火燃焼を経て、第1ガス発生剤124が着火燃焼して第1ガス発生室120内の圧力が上昇した場合でも、第2リテーナー136は開口部を押し広げるように変形し、即ち大口径筒状物24の側壁25はガス発生器ハウジング105を押圧し、小口径筒状物26の側壁27は筒状のハウジング111を押圧するので、第1ガス発生室120と第2ガス発生室130は火炎防止状態に分離保持されている。よって、第1ガス発生剤124の燃焼により第2ガス発生剤が燃焼することが防止されるので、ハイブリッドインフレータ100の誤作動が防止される。
【0089】
第1ガス発生室120における第1ガス発生剤124の燃焼に続いて、第2ガス発生剤130において第2ガス発生剤134が燃焼した際、高温の燃焼ガスは連通孔135から流出するが、このとき、第2リテーナー136とガス発生器ハウジング105又は筒状のハウジング111との間を通って第1ガス発生室120に少量の燃焼ガスが流出したとしても、ハイブリッドインフレータ100の機能には影響がない。
【0090】
このようにして流出した高温の燃焼ガスによる圧力の上昇を受けて、図4の形態では押圧された加圧媒質によって、バルブ164に変形が生じて加圧媒質の通路が確保されて主破裂板178が破裂され、図5及び図6の形態では発射体175によって主破裂板178が破裂され、それぞれ加圧媒質をディフューザポート182から排出する。そして、接続されたエアバッグを瞬時に膨張させる。
【0091】
【発明の効果】
本発明のガス発生器用リテーナーを用いたガス発生器を組み込んだハイブリッドインフレータは、誤作動を生じる恐れがなく、製品の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のガス発生器用リテーナ及びガス発生器の長さ方向への概略断面図。
【図2】 本発明のガス発生器用リテーナ及びガス発生器の他実施形態の長さ方向への概略断面図。
【図3】 図2のガス発生器用リテーナの斜視図。
【図4】 図2のガス発生器用リテーナーを用いたハイブリッドインフレータの長さ方向への断面図。
【図5】 図2のガス発生器用リテーナーを用いた他実施形態のハイブリッドインフレータの長さ方向への断面図。
【図6】 図2のガス発生器用リテーナーを用いた他実施形態のハイブリッドインフレータの長さ方向への断面図。
【符号の説明】
100 ハイブリッドインフレータ
102 インフレータハウジング
105 ガス発生器ハウジング
111 伝火手段室の筒状のハウジング
120 第1ガス発生室
124 第1ガス発生剤
126 第1リテーナー
130 第2ガス発生室
134 第2ガス発生剤
136 第2リテーナー
Claims (4)
- ガス出口を有するインフレータハウジングと、インフレータハウジング内に収容されたガス発生器と、ガス発生器に接続された点火手段を備えた点火手段室と、点火手段室に接続された伝火手段室とを有し、インフレータハウジング内に加圧媒質が充填された、エアバッグを備えた車両用膨張式安全システムのためのハイブリッドインフレータであり、
前記ガス発生器が、ガス発生器ハウジング内に、伝火手段室と、伝火手段室の周囲において、インフレータハウジングの長さ方向に直列にかつ隣接して配置された、第1ガス発生剤が充填された第1ガス発生室と第2ガス発生剤が充填された第2ガス発生室を有しており、
点火手段室内の点火手段が、伝火手段室内の伝火薬を着火するための第1点火用イニシエータと、第2ガス発生室内の第2ガス発生剤を着火するための第2点火用イニシエータを有しており、
伝火手段室と第1ガス発生室が、伝火手段室を形成する筒状のハウジングが有する孔で連通されており、
第1ガス発生室と第2ガス発生室の間にリテーナが配置され、第1ガス発生室と第2ガス発生室がリテーナにより火炎防止状態に分離されており、
前記リテーナが、一端面が閉塞され他端面が開口された大口径筒状物と、大口径筒状物と一体にその内側にかつ開口部方向に突出して形成された、両端面が開口された小口径筒状物との組合せからなるものであり、大口径筒状物の側壁がガス発生器ハウジングの内壁面に接触し、小口径筒状物の側壁が伝火手段室を形成する筒状のハウジングの外壁面に接した状態で配置され、かつ開口部が第1ガス発生室側が開口面になるように配置されている、ハイブリッドインフレータ。 - 前記リテーナーが、大口径筒状物の側壁部の長さと小口径筒状物の側壁部の長さが同一又は異なるものである請求項1記載のハイブリッドインフレータ。
- 前記リテーナーが、大口径筒状物の側壁の長さが小口径筒状物の側壁の長さよりも長いもの又は短いものである請求項1又は2記載のハイブリッドインフレータ。
- インフレータハウジングとガス発生器との間の空間と第1ガス発生室が、ガス発生器ハウジングに形成された孔により連通されており、
インフレータハウジングとガス発生器との間の空間と第2ガス発生室が、ガス発生器ハウジングに形成された孔により連通されており、
第1ガス発生室が第2ガス発生室よりもガス出口に近い位置に設けられている、請求項1〜3のいずれか1項記載のハイブリッドインフレータ。
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