JP5770978B2 - ガス発生器 - Google Patents
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Description
特許文献1の図3には、長尺ハウジングのガス発生器22が示されている。ハウジング24の周壁の向かい合う2箇所に大径のオリフィス26と小径のオリフィス28が形成されており、箔32で閉じられている。またハウジング24の端部には、周方向に均等間隔で中径34のオリフィスが形成され、箔32よりも厚さのある箔36で閉塞されている。
両端が閉塞され、周面にガス排出口を有する筒状ハウジングにより外殻が形成されており、
その一端側が、点火手段が固定された第1閉塞部材で閉塞され、他端側が第2閉塞部材で閉塞されており、
前記筒状ハウジングの内部が、ガス発生剤が充填された燃焼室であり、
前記ガス排出口が、少なくとも2つのガス排出口群からなるものであり、
前記少なくとも2つのガス排出口群として、
周方向に形成され、内側からシール手段で閉塞された第1ガス排出口群と、前記第1ガス排出口群とは軸方向に離れて、
周方向に形成され、内側からシール手段で閉塞された第2ガス排出口群を有しており、
前記第1ガス排出口群を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P1)と前記第2ガス排出口群を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P2)がP1<P2の関係を満たしており、
前記第1ガス排出口群が、前記第1閉塞部材と前記第2閉塞部材との間の軸方向中間部又はその近傍に位置しており、
前記第2ガス排出口群が、前記第1ガス排出口群と前記第2閉塞部材の軸方向中間部又はその近傍に位置している、ガス発生器を提供する。
そうすると、同じガス発生器であっても、作動時の環境温度が高いほどガス発生剤の燃焼が早くなり、相対的に早くエアバッグを膨張展開させ、作動時の環境温度が低いほどガス発生剤の燃焼が遅くなり、相対的に遅くエアバッグを膨張展開させることになる。
しかしながら、このように環境温度の違いによってエアバッグの膨張展開速度が異なってしまうことは、乗員保護の観点から望ましくなく、改善が要望される。特にこのような現象は、ガス発生器が筒状であり、内部に充填されたガス発生剤の燃焼が、一端側から他端側に進行するタイプのものではより顕著になると考えられている。
(I)ガス排出口群の開口圧力を異ならせること、
(II)開口圧力が異なるガス排出口群の形成位置を異ならせること、
(III)筒状ハウジング内におけるガス排出口全体の配置状態を調整すること、
により、上記課題を解決したものである。
第1ガス排出口群の開口圧力(P1)は、第1ガス排出口群を閉塞するシール手段(例えば、金属製のシールテープのような粘着剤で固着できる金属箔)を開裂乃至破壊させて開口させるために必要な圧力である。
第2ガス排出口群の開口圧力(P2)は、第2ガス排出口群を閉塞するシール手段(例えば、金属製のシールテープのような粘着剤で固着できる金属箔)を開裂乃至破壊させて開口させるために必要な圧力である。
シール手段の破裂圧力(p1)とシール手段の破裂圧力(p2)は、それらの材質や厚み等で決まるシール手段固有のものであり、具体的には引張強度で評価する(例えば、特開2003−191816号公報参照)。
また、第3ガス排出口群を閉塞するシール手段の破裂圧力は、p1とp2の中間であるか、又はp2よりも小さな破裂圧力にすることができる。
第1ガス排出口群を第1閉塞部材と第2閉塞部材との間の軸方向中間部又はその近傍に位置するようにすると共に、
第2ガス排出口群が、第1ガス排出口群と第1閉塞部材の軸方向中間部又はその近傍に位置するようにしている。
さらに第3ガス排出口群を設けるときは、第1ガス排出口群と第2ガス排出口群の軸方向中間部又はその近傍に位置するように形成することができる。
本発明では、筒状ハウジングの外径(D)と長さ(L)の比率(L/D)は1を超えるものが好ましく、2以上が好ましく、3以上がより好ましい。L/Dの上限値は特に限定されないが、自動車に搭載するエアバッグ装置等の人員拘束装置用のガス発生器であれば、実用上は、実質的に自動車内に取り付けることができる長さに限定される。
請求項1の発明のガス発生器では、一端側の第1閉塞部材に点火器が固定されていることから、点火器の作動時には、第1閉塞部材側の点火器に近い位置にあるガス発生剤から燃焼が開始され、第2閉塞部材側に向かって燃焼が進行する。
このような圧力勾配が生じているとき、圧力がより高い位置に存在し、かつ開口径(d1)の大きな第1ガス排出口群を閉塞するシール手段が破れて、第1ガス排出口群が開口され、燃焼ガスが排出される。
第1ガス排出口群と第2ガス排出口群が、第1ガス排出口の開口径(d1)と第2ガス排出口の開口径(d2)が同一であり、全ての開口部が内側からシール手段で閉塞されており、
第1ガス排出口群を閉塞するシール手段の開口圧力(P1)と第2ガス排出口群を閉塞するシール手段の開口圧力(P2)が、P1<P2の関係を満たしているものでもよい。
このガス発生器も、上記の請求項1のガス発生器と同様に動作して、同じ作用効果を得ることができる。
第1ガス排出口の開口径(d1)と第2ガス排出口の開口径(d2)がd1>d2の関係を満たしており、かつ第1ガス排出口群を閉塞するシール手段の開口圧力(P1)と第2ガス排出口群を閉塞するシール手段の開口圧力(P2)が、P1<P2の関係を満たしているものでもよい。
このようにして開口径とシール手段の破裂圧力を関連づけることにより、燃焼時の出力性能の調整能力がより高められる。
両端が閉塞され、周面にガス排出口を有する筒状ハウジングにより外殻が形成されており、
前記筒状ハウジングの一端側が、点火手段が固定された第1閉塞部材で閉塞され、他端側が第2閉塞部材で閉塞され、さらに前記第1閉塞部材と前記第2閉塞部材の間が仕切部材で分離されており、
前記仕切部材で分離された空間の内、第1閉塞部材及び点火手段に近い空間が、第1ガス発生剤が充填された第1燃焼室で、第2閉塞部材に近い空間が、第2ガス発生剤が充填された第2燃焼室で、第1燃焼室の容量≧第2燃焼室の容量の関係を満たしており、
前記第1燃焼室側に形成されたガス排出口が、少なくとも2つのガス排出口群からなるものであり、
前記少なくとも2つのガス排出口群として、
周方向に形成され、内側からシール手段で閉塞された第1ガス排出口群と、前記第1ガス排出口群とは軸方向に離れて、
周方向に形成され、内側からシール手段で閉塞された第2ガス排出口群を有しており、
前記第1ガス排出口群を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P1)と前記第2ガス排出口群を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P2)がP1<P2の関係を満たしており、
前記第1ガス排出口群が、前記第1閉塞部材と前記仕切部材との間の軸方向中間部又はその近傍に位置しており、
前記第2ガス排出口群が、前記第1ガス排出口群と前記仕切部材の軸方向中間部又はその近傍に位置している、ガス発生器を提供する。
第1燃焼室の点火手段が先に作動して、第2燃焼室の点火手段が遅れて作動する場合(中速走行時の衝突)、
第1燃焼室の点火手段と第2燃焼室の点火手段が同時に作動する場合(高速走行時の衝突)、
第1燃焼室の点火手段のみが作動する場合(低速走行時の衝突)、
の3つの作動が可能であるが、いずれの作動状態においても、第1燃焼室においては上記した請求項1の発明と同じ作用効果が得られる。
図1により、本発明のガス発生器を説明する。
ガス発生器10の外殻容器は筒状ハウジング12からなり、その周壁面には、ガス排出口が複数形成されている。
そこで上記したL1とL2の関係を満たすようにすることで、ガス発生剤71全体の燃焼性と充填量を満足させることができる。
第2ガス排出口群16bにおける第2ガス排出口の数は2〜12が好ましく、4〜10がより好ましい。
点火器25の作動によって、伝火室45内部の伝火薬が燃焼する。このとき燃焼生成物(高温ガスや火炎)が伝火孔41aを通過して、燃焼室70のガス発生剤71を着火させる。
このような圧力勾配が生じているとき、圧力がより高い位置に存在し、かつ開口径(d1)の大きな第1ガス排出口群16aを閉塞するシールテープ17が破れて、第1ガス排出口群16aが開口され、燃焼ガスが排出される。
第3ガス排出口群(開口径d3)は、第1ガス排出口群16aと第2ガス排出口群16bの間に形成でき、このときはd1>d3>d2の関係(開口圧力P1<P3<P2の関係)となり、
第2ガス排出口群16bと第2閉塞部材14の間に形成でき、このときはd1>d2>d3の関係(開口圧力P1<P2<P3の関係)となる。
図2により、別実施形態のガス発生器100を説明する。
図2のガス発生器100は、図1のガス発生器10とは、筒状フィルタ20と2つの部材からなる筒状リテーナを組み合わせて用いていることと、ガス排出口が異なっている。その他については図1のガス発生器10と同じである。
第1ガス排出口群116aのみが開口する作動状態、
第1ガス排出口群116aと第2ガス排出口群116bが開口する作動状態、
第1ガス排出口群116a、第2ガス排出口群116b、第3ガス排出口群116cが全て開口する作動状態、
を実施することができる。
このため、図1に示すガス発生器10と比べると、環境温度に応じた出力性能のより細かい調整ができるようになる。
図3により、別実施形態のガス発生器200を説明する。ガス発生器200は、燃焼室が2つあるデュアルタイプのものであり、一方の燃焼室において、図1で示された構造が適用されている。
第1燃焼室270aを形成する部分の筒状ハウジングの直径(D)と長さ(L=図3のL3)の比率(L/D)は2.5である。
第1ガス排出口群216aのみが開口する作動状態、
第1ガス排出口群216aと第2ガス排出口群216bが開口する作動状態、
第1ガス排出口群216a、第2ガス排出口群216b、第3ガス排出口群216cが全て開口する作動状態、
を実施することができる。
このため、図1に示すガス発生器10と比べると、環境温度に応じた出力性能のより細かい調整ができるようになる。特に図3のガス発生器200は、開口圧力が、開口径とシールテープの破裂圧力の両方で調整されていることから、出力性能のよりいっそう細かい調整ができる。
12 筒状ハウジング
14 第2閉塞部材
16a 第1ガス排出口群
16b 第2ガス排出口群
17 シールテープ
20 筒状フィルタ
25 点火器
30 第1閉塞部材
40 伝火室ハウジング
45 伝火室
70 燃焼室
71 ガス発生剤
Claims (6)
- 両端が閉塞され、周面にガス排出口を有する筒状ハウジング(12)により外殻が形成されており、
筒状ハウジング(12)の一端側が、点火手段が固定された第1閉塞部材(30)で閉塞され、他端側が第2閉塞部材(14)で閉塞されており、
前記筒状ハウジング(12)の内部の第1閉塞部材(30)と第2閉塞部材(14)の間が、ガス発生剤(71)が充填された一つの燃焼室(70)であり、
前記一つの燃焼室(70)が、筒状フィルタ(20)が筒状ハウジング(12)の内周面との間に間隙(22)を形成して配置され、筒状フィルタ(20)の内側にガス発生剤(71)が充填されているものであり、
前記ガス排出口が、少なくとも2つのガス排出口群からなるものであり、
前記少なくとも2つのガス排出口群として、
周方向に形成され、内側からシール手段(17)で閉塞された第1ガス排出口群(16a)と、
前記第1ガス排出口群(16a)とは軸方向に離れて、
周方向に形成され、内側からシール手段(17)で閉塞された第2ガス排出口群(16b)を有しており、
前記第1ガス排出口群(16a)を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P1)と前記第2ガス排出口群(16b)を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P2)がP1<P2の関係を満たしており、
前記第1ガス排出口群(16a)が、前記第1閉塞部材(30)と前記第2閉塞部材(14)との間の軸方向中間部又はその近傍に位置しており、
前記第2ガス排出口群(16b)が、前記第1ガス排出口群(16a)と前記第2閉塞部材(14)の軸方向中間部又はその近傍に位置している、ガス発生器。 - 前記第1ガス排出口群の開口圧力(P1)と前記第2ガス排出口群の開口圧力(P2)が、下記の(a)〜(c)のいずれか1つの手段により調整されるものである、請求項1記載のガス発生器。
(a)前記第1ガス排出口群と前記第2ガス排出口群が同じシール手段で閉塞されており、前記第1ガス排出口の開口径(d1)と前記第2ガス排出口の開口径(d2)が、d1>d2の関係を満たしている。
(b)前記第1ガス排出口群と前記第2ガス排出口群が異なるシール手段で閉塞されており、前記第1ガス排出口群を閉塞するシール手段の破裂圧力(p1)と前記第2ガス排出口群を閉塞するシール手段の破裂圧力(p2)が、p1<p2の関係を満たしている。
(c)前記第1ガス排出口群と前記第2ガス排出口群が、d1>d2で、かつp1<p2の関係を満たしている。 - 前記点火手段が、第1閉塞部材に固定された点火器と、前記点火器を包囲して固定されたカップ状の伝火室ハウジングと、前記伝火室ハウジング内に充填された伝火薬を有するものであり、
前記カップ状の伝火室ハウジングの底面及び周面には複数の伝火孔が形成されており、
前記カップ状の伝火室ハウジングが、開口部側から前記点火器に被せた状態で固定されたものであり、
前記第1閉塞部材の表面から前記カップ状の伝火室ハウジングの底面までの長さ(L1)と、前記第1閉塞部材と前記第2閉塞部材との軸方向の間隔(L2)が、L1<0.4L2の関係を満たしている、請求項1又は2記載のガス発生器。 - 両端が閉塞され、周面にガス排出口を有する筒状ハウジング(212)により外殻が形成されており、
前記筒状ハウジング(212)の一端側が、点火手段が固定された第1閉塞部材(230a)で閉塞され、他端側が第2閉塞部材(230b)で閉塞され、さらに前記第1閉塞部材(230a)と前記第2閉塞部材(230b)の間が仕切部材(250)で分離されており、
前記仕切部材(250)で分離された空間の内、第1閉塞部材(230a)と仕切部材(250)の間の空間が、第1ガス発生剤(271a)が充填された第1燃焼室(270a)で、
仕切部材(250)と第2閉塞部材(230b)の間の空間が、第2ガス発生剤(271b)が充填された第2燃焼室(270b)であり、
第1燃焼室(270a)の容量≧第2燃焼室(270b)の容量の関係を満たしており、
前記第1燃焼室(270a)に面した筒状ハウジング(212)の周壁面には、少なくとも2つのガス排出口群からなる複数のガス排出口が形成されており、
前記第2燃焼室(270b)に面した筒状ハウジング(212)の周壁面には、同じ口径の複数のガス排出口(218)が形成されており、
前記少なくとも2つのガス排出口群として、
周方向に形成され、内側からシール手段(217a)で閉塞された第1ガス排出口群(216a)と、前記第1ガス排出口群(216a)とは軸方向に離れて、
周方向に形成され、内側からシール手段(217b)で閉塞された第2ガス排出口群(216b)を有しており、
前記第1ガス排出口群(216a)を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P1)と前記第2ガス排出口群(216b)を開口させるために必要な圧力(開口圧力:P2)がP1<P2の関係を満たしており、
前記第1ガス排出口群(216a)が、前記第1閉塞部材(230a)と前記仕切部材(250)との間の軸方向中間部又はその近傍に位置しており、
前記第2ガス排出口群(216b)が、前記第1ガス排出口群(216a)と前記仕切部材(250)の軸方向中間部又はその近傍に位置しており、
前記第1燃焼室(270a)で発生した燃焼ガスは前記第1燃焼室(270a)に面した筒状ハウジング(212)の周壁面に形成されたガス排出口群から排出され、
前記第2燃焼室(270b)で発生した燃焼ガスは、前記第2燃焼室(270b)に面した筒状ハウジング(212)の周壁面に形成された複数のガス排出口(218)から排出される、ガス発生器。 - 前記第1ガス排出口群の開口圧力(P1)と前記第2ガス排出口群の開口圧力(P2)が、下記の(a)〜(c)のいずれか1つの手段により調整されるものである、請求項4記載のガス発生器。
(a)前記第1ガス排出口群と前記第2ガス排出口群が同じシール手段で閉塞されており、前記第1ガス排出口の開口径(d1)と前記第2ガス排出口の開口径(d2)が、d1>d2の関係を満たしている。
(b)前記第1ガス排出口群と前記第2ガス排出口群が異なるシール手段で閉塞されており、前記第1ガス排出口群を閉塞するシール手段の破裂圧力(p1)と前記第2ガス排出口群を閉塞するシール手段の破裂圧力(p2)が、p1<p2の関係を満たしている。
(c)前記第1ガス排出口群と前記第2ガス排出口群が、d1>d2で、かつp1<p2の関係を満たしている。 - 前記第1燃焼室内の点火手段が、第1閉塞部材に固定された点火器と、前記点火器を包囲して固定されたカップ状の伝火室ハウジングと、前記伝火室ハウジング内に充填された伝火薬を有するものであり、
前記カップ状の伝火室ハウジングの底面及び周面には複数の伝火孔が形成されており、
前記カップ状の伝火室ハウジングが、開口部側から前記点火器に被せた状態で固定されたものであり、
前記第1閉塞部材の表面から前記カップ状の伝火室ハウジングの底面までの長さ(L1)と、前記第1閉塞部材と前記仕切部材との軸方向の間隔(L2)が、L1<0.4L2の関係を満たしている、請求項4又は5記載のガス発生器。
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