JP5921232B2 - ガス発生器 - Google Patents
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Description
着火部と導電ピンを有する点火器と、
前記点火器を保持するカラー部と、
前記カラー部に固定された、内部にガス発生剤が充填された脆弱部を有する金属製のカップ状ケースを有するガス発生器であり、
前記カラー部が、金属部と樹脂部が一体化されてなるものであり、 前記樹脂部が、前記着火部の少なくとも一部周面を包囲してなる樹脂円柱部を有しており、
前記金属部が、環状底部と周壁部を有する略カップ状のものであり、前記周壁部の外径が前記樹脂円柱部の外径よりも大きくなるように設定されており、
前記カップ状ケースが、開口部側の端部が内側に折り曲げられた環状折曲部を有しているものであり、
前記環状折曲部が、環状折曲角部、環状斜面及び環状終端部を有しており、前記環状斜面が、カップ状ケースの周面側の外側環状斜面と反対側の内側環状斜面からなるものであり、
前記カップ状ケースと前記カラー部が、前記環状折曲部の内側環状斜面が前記樹脂部の円柱状部の周面に圧接され、かつ前記環状折曲角部が前記金属部の環状底面部に当接されて固定されているものである、ガス発生器を提供する。
カラー部は、樹脂部と金属部が一体となったものであり、金属部(金属製カラー)に対して樹脂を射出成形することで一体に形成されたものである。
点火器は、着火部の周面の一部又は全部と底面(導電ピンが接続された面)の全部が樹脂部で覆われている。着火部の天面(前記したカップ状ケースの底面に正対する容器の天面)は全部が露出されているか、中央部が露出され周面に接する周縁部部分が樹脂部で覆われていてもよいし、着火部の正常作動ができる範囲(樹脂による被覆厚みを薄くする場合等)であれば全体が樹脂で覆われていてもよい。また、点火薬を収容する容器は、薄い絶縁フィルムが被せられ、そのフィルムの一部が露出するように樹脂部で覆われていてもよい。
カップ状ケースは脆弱部を有しており、脆弱部は、点火器が作動してガス発生剤が燃焼したとき、優先的に開裂される部分である。脆弱部は、カップ状ケースの底面又は周面に形成され、作動時にカップ状ケースがカラー部から脱落するに必要な荷重よりも小さな荷重で開裂、破壊、脱落等するものである。このため、必ず先に脆弱部が開裂することから、カップ状ケースがカラー部から外れることがない。
カップ状ケースは環状折曲部を有しており、環状環状折曲部は環状折曲角部、環状斜面及び環状終端部を有している。
カップ状ケースの環状終端部の内径(d2)は、カラー部の樹脂円柱部の外径(D1)よりも小さくなるように設定されている。
よって、d2<D1<d1の関係となる。
これらの関係を満たしているとき、カップ状ケースをカラー部に嵌め込む過程において、環状終端部が樹脂円柱部に当接し、環状斜面が外側に押し広げられるように変形して、逆に内側に縮まろうとする力(反力)を生じさせることができる。
このような反力の作用によって、カップ状ケースをカラー部に取り付けたとき、環状斜面、あるいは環状終端部が樹脂円柱部に対して押しつけられた状態で当接されて(圧接されて)固定される。
このような反力を発現させるためには、d2<D1<d1の関係を具体的に調整することが好ましい。カップ状ケースをカラー部に取り付ける前においては、
d2/D1の比率は、0.8〜0.98が好ましく、0.85〜0.98がより好ましく、0.9〜0.98がさらに好ましい。
D1/d1の比率は、0.8〜1が好ましく、0.85〜1がより好ましく、0.9〜1がさらに好ましい。
このようにカップ状ケース環状終端部を含む部分が樹脂円柱部に食い込んだ状態にすることで、カップ状ケースのカラー部に対する固定強度が高められる。環状終端部を含む部分が樹脂円柱部に食い込んだ状態とするためには、カラー部に対してはめ込まれたカップ状ケースを引き抜く方向に力を加えることや、カップ状ケースを樹脂円柱部に対して回転させることなどで実現できる。
このような環状突起部を有するカップ状ケースを使用したとき、環状折曲部の内側環状斜面が樹脂円柱部の周面に圧接され、かつ環状突起部が樹脂円柱部に食い込んだ状態で固定されているものにすることができる。
このように環状突起部を有するカップ状ケースを使用して、環状突起部が樹脂円柱部に食い込んだ状態にすることで、カップ状ケースのカラー部に対する固定強度が高められる。
このように周面において内側に凹んだ凹部を有しているカップ状ケースを使用したとき、凹部の内側先端部が樹脂円柱部に当接され、環状折曲部の内壁面と樹脂円柱部により、前記ガス発生剤が充填されたカップ状ケースの内部空間と連通した環状の空間が形成される。
このような環状の空間が形成されているときには、作動時においてカップ状ケース内のガス発生剤が燃焼して燃焼ガスが発生すると、そのときの圧力により、前記環状の空間を形成する壁面(環状折曲部の内壁面と樹脂円柱部の表面)が均等に押されることから、環状折曲部と樹脂円柱部との結合強度が高められ、ガス漏れを防止するように作用する。
カラー部は、樹脂円柱部が環状折曲部の内側環状斜面が接していない面においてネジ溝を有しているものを使用することができる。
このようなカップ状ケースとカラー部を使用したとき、カップ状ケースの凹部の内側先端部が樹脂円柱部のネジ溝の谷部分に当接されるようにすることができるため、カップ状ケースのカラー部に対する固定強度が高められる。ネジ溝は樹脂円柱部の上側の周面に形成される。下側の周面には環状斜面、あるいは環状終端部が当接される。なお、カップ状ケースを挿入するときに、環状終端部がネジ溝と干渉しないようにするため、樹脂円柱部の外径は、ネジ溝が形成されている上側の周面を小さく下側の周面を大きくし、凹部の内側先端部を環状終端部よりも内側に突出させてもよい。
カラー部は、樹脂円柱部がその周面において軸方向に形成された一つ又は複数の平坦面又は溝を有しているものを使用することができる。
カップ状ケースとして一つの凹部を有するものを使用し、カラー部として樹脂円柱部が一つの平坦面又は溝を有するものを使用したとき、カップ状ケースの一つの凹部の内側先端部が樹脂円柱部の周面の一つの平坦面又は溝に当接されるようにすることで、カップ状ケースに対するカラー部の位置決めが容易になる。また、組み立てた後にカップ状ケースがカラー部に対して回転することが阻止され、常に同一規格のガス発生器を提供することができる。
カップ状ケースとして二つの凹部を有するものを使用し、カラー部として樹脂円柱部が二つの平坦面又は溝を有するものを使用したとき、カップ状ケースの二つの凹部の内側先端部が樹脂円柱部の二つの平坦面又は溝に当接されるようにすることで、位置決めが容易になると共に、周方向への回転が防止される。
またカップ状ケースに複数の凹部を形成し、そのうちのいくつかに当接する平坦面または溝を樹脂円柱部に形成し、当該凹部をはめ込み位置決めや回転防止とする一方、残りの凹部は樹脂円柱部に当接させて、カップ状ケースを樹脂円柱部に対して固定する手段として使用することも出来る。
図1(a)、(b)により、本発明のガス発生器10の一実施形態を説明する。
図1(a)は組立前の状態を示しており、図1(b)は組立後の状態を示している。
図1のガス発生器10は、シートベルトリトラクターに用いられるガス発生器である。
樹脂円柱部26は、周面26aと底面26bを有している。
カップ状ケース40は、底面41、周壁面42、開口部43を有しているものである。
底面41の中央部には脆弱部41aが形成されているが、脆弱部は周壁面42に形成されていてもよいし、底面41と周壁面42の両方に形成されていてもよい。
脆弱部41aは、ノッチやスコアが形成された部分や残部の底面41より厚みの薄い薄肉部から形成されている。
内部空間40aには、図示していないシートベルトリトラクターに用いられるガス発生器として公知のガス発生剤が充填される。
凹部49の内側先端部49aは、樹脂円柱部26の周面26a又は周面26aと底面26bの境界部に当接されている。
環状折曲部45は、環状折曲角部48、環状斜面部47及び環状終端部46を有している。
環状斜面部47は、カップ状ケースの周壁面42側の外側環状斜面47bと反対側の内側環状斜面47aからなる。
環状斜面部47の長さ(環状折曲角部48から環状終端部46までの長さ)は、樹脂円柱部26の高さよりも短くなるように設定されている。
カップ状ケース40の環状終端部46の内径(d2)は、カラー部20の樹脂円柱部26の外径(D1)よりも小さくなるように設定されている。
これらのd2<D1<d1関係を満たしているとき、カップ状ケース40をカラー部20に嵌め込む過程において、環状斜面部47が外側に押し広げられるように変形して、逆に内側に縮まろうとする力(反力)を生じさせることができる。
このような反力の作用によって、カップ状ケース40をカラー部20に取り付けたとき、環状斜面部47(内側環状斜面47a)が樹脂円柱部22に対して押しつけられた状態で当接されて(圧接されて)固定される。
本実施形態では、カップ状ケース40を挿入する前の段階で、d2/D1の比率は0.8〜0.98、D1/d1の比率は0.8〜1に調整されている。
なお、内側環状斜面47aが圧接されている樹脂円柱部26の外径(D1)(即ち、樹脂円柱部26の環状底面22側)は均一であるが、内側環状斜面47aが圧接されていない部分については、上部(図1(a)のカップ状ケース40側)の外径が小さくなるような傾斜面であってもよいし、外径が小さくなるような段差面であってもよい。
環状折曲部45の内壁面と樹脂円柱部26により環状の空間50が形成されている。
図1(a)とは逆に、カップ状ケース40の底面41が下になるようにした状態で保持して、内部空間40aに所定量のガス発生剤を充填する。
そして、環状折曲部47は、d2を大きくするように変形しながら(即ち、d2=D1になるように変形しながら)、図1(b)に示すように樹脂円柱部26に嵌め込まれる。
このとき、内側環状斜面47aが樹脂円柱部26の周面26aに圧接されているため、カップ状ケース40がカラー部20(点火器組立体11)に対して強く固定されている。
上記したようにカップ状ケース40の厚みが小さなものであることから、この状態のとき、環状終端部46あるいは内側環状斜面47aが樹脂円柱部26の周面26aに対して密接した状態になっている。
金属は大きく変形すると元の形に戻らない場合があるが。前記のような突起や段部、あるいは外径が拡張された部分(拡径部)が形成されている場合、図1(b)の状態になったとき、一旦大きく広げられた開口部43(環状折曲部45)が元の形に戻らないようになると、内側環状斜面47aが樹脂円柱部26の周面26aを押圧する力が不足することが考えられる。しかし、本実施形態では、樹脂円柱部26が均一外径であることから、前記のような問題は生じることがない。
作動前においては、カップ状ケース40とカラー部20は、環状斜面部47の内側環状斜面47aが樹脂部の円柱状部26の周面に圧接され、かつ環状折曲角部48が金属円柱部の平面(環状底面)22に当接されて固定されている。
さらに凹部49の内側先端部49aは、樹脂円柱部26の周面26a又は周面26aと底面26bの境界部に当接されている。
このようにカップ状ケース40とカラー部20は接触部分が多いため、カップ状ケース40とカラー部20との固定が十分行えると同時に、外部雰囲気からの気体(湿気)の侵入が防止される。
点火電流が点火器12に流れると、着火部13の火薬が燃焼し、燃焼生成物(火炎、高温ガス等)が発生する。
この燃焼生成物が、内部空間40a内のガス発生剤を着火させ、燃焼ガスを発生させる。
このとき、カップ状ケース40とカラー部20(点火器組立体11)は、環状折曲部45(環状斜面部47)と樹脂部25(樹脂円柱部26)において固定されているため、カップ状ケース40が軸方向に脱落することはない。特に、脆弱部41aを開裂させるために必要な力は、カップ状ケース40をカラー部20から脱落させるために必要な力よりも十分小さいため、脆弱部41aが開裂しないままカップ状ケース40がカラー部20から外れることはない。
また、環状の空間50内にも燃焼ガスが入り込み、環状の空間50を形成する内壁面には均等に圧力が加わることになる。
このため、前記の均等圧力の発生は、カップ状ケース40の環状折曲部45とカラー部20との結合強度(密着強度)が高められるように作用することから、カップ状ケース40とカラー部20の接触部分から外部雰囲気にガスが漏れることが防止されると共に、カラー20部からのカップ状ケース40の脱落防止作用も高められる。
また上記した作動前の状態からも容易に理解できるとおり、カップ状ケース40とカラー部20(点火器組立体11)との接触部分の気密性が高いため、ガス漏れ防止作用が高められている。
図2(a)、(b)により、本発明のガス発生器10の一実施形態を説明する。
図2(a)は組立後の状態を示しており、図2(b)は図2(a)の部分拡大図である。
図2のガス発生器10は、図1のガス発生器10とはカップ状ケース40とカラー部20(樹脂円柱部26)との接触構造が異なるだけあり、以下においては異なる部分のみ説明する。
カップ状ケース40にカラー部20(図1の点火器組立体11)を嵌め込んだ後、カラー部20を軸方向の反対方向に僅かに引き抜く。このとき、環状終端部46の内側角部が樹脂円柱部26の周面26aに引っかかり、環状斜面部47がさらに内側に倒れようとして、環状終端部46を含む部分(環状終端部46とその近傍の環状斜面部47)が樹脂円柱部26の周面26a内に食い込む。あるいは、カップ状ケース40を点火器組立体11に対して回転させてもよい。
図2のガス発生器100は、図1で示したガス発生器10とはカップ状ケースの環状折曲部の形状が異なっているほかは同じものである。
環状折曲部145は、環状折曲角部148、環状斜面部147及び環状終端部146を有している。
環状斜面部147は、カップ状ケースの周壁面142側の外側環状斜面147bと反対側の内側環状斜面147aからなる。
さらに環状折曲部145は、環状終端部近傍146の内側環状斜面147aにおいて突き出された環状突起部150を有している。
図4に示すガス発生器200は、図1のガス発生器10とは、図1の樹脂円柱部26に相当する部分の外部形状が異なるほかは同じものである。
樹脂円柱部126は、円柱部128とネジ溝部129を有している。
円柱部128は均一径(D1)である。
ネジ溝部129は、谷部分129aと山部分129bを有している。
円柱部128の外径D1は、山部分129bにおける外径D2よりも大きい。
そして、カップ状ケース40を取り付ける前の状態では、円柱部128の外径D1と環状終端部46の内径(d2)の関係(d2<D1)は、図1に示すガス発生器10と同じである。
図5(a)は、図1の点火器組立体11に相当する点火器組立体111aの斜視図である。
図5(a)の点火器組立体111aで使用する点火器12は、図1で示すものと同じものである。
カラー部は、金属部121と、金属部121と一体になった樹脂部125との組み合わせからなる。
金属部121は、環状底面122と周壁面123を有している。
樹脂部125は、点火器の着火部と一対の導電ピンを包囲固定する樹脂円柱部126、コネクタを嵌め込むための空間を形成する筒状壁部127とを有している。
平坦面130a、130bは、樹脂円柱部126の周面(曲面)が軸方向にわたって切削加工等されることで平坦面となっている部分である。
平坦面130aと平坦面130bは、それぞれ正反対側になる位置に形成されている。
図5(c)は、図1(a)に示すカップ状ケース40において脆弱部を有する底面41を取り除いた状態のもので、2つの凹部250、251の位置関係を示すための図である。
カップ状ケース240の2つの独立した凹部250、251は、点火器組立体111aを嵌め込んだとき、それらの内側先端部250a、251aが、平坦面130a、130bに当接されるようにして形成されている。
平坦面130aと平坦面130bを有する点火器組立体111aと、前記2つの平坦面に対応する位置にある2つの独立凹部250、251を有するカップ状ケース240を組み合わせたとき、2つの独立凹部の内側先端部250a、251aが平坦面130aと平坦面130bに当接されるため、位置決めが容易であり、周方向の回転も防止される。
図5(b)の点火器組立体111bで使用する点火器12は、図1で示すものと同じものである。
カラー部は、金属部121と、金属部121と一体になった樹脂部125との組み合わせからなる。
金属部121は、環状底面122と周壁面123を有している。
樹脂部125は、点火器の着火部と一対の導電ピンを包囲固定する樹脂円柱部126、コネクタを嵌め込むための空間を形成する筒状壁部127とを有している。
溝131a、131bは、樹脂円柱部126の周面(曲面)が軸方向にわたって切削加工等されることで深さのある溝となっている部分である。
溝131aと溝131bは、それぞれ正反対側になる位置に形成されている。
カップ状ケース240の2つの独立した凹部250、251は、点火器組立体111bを嵌め込んだとき、それらの内側先端部250a、251aが溝131aと溝131bに当接されるようにして形成されている。
溝131aと溝131bを有する点火器組立体111bとカップ状ケース240を組み合わせたとき、2つの独立凹部の内側先端部250a、251aが溝131aと溝131bに当接されるため、位置決めが容易であり、周方向の回転も防止される。
1つの場合は位置決め機能はあるが、回転防止機能が小さい。2つ以上の場合は、全てが均等間隔になるように形成する。なお、溝と平坦面の組み合わせや、複数の凹部250のうち、一部のみ平坦面130a,130bや溝131a,131bに当接させ、残りの凹部250は樹脂円柱部126に当接させるようにしてもよい。
Claims (7)
- 着火部と導電ピンを有する点火器と、
前記点火器を保持するカラー部と、
前記カラー部に固定された、内部にガス発生剤が充填された脆弱部を有する金属製のカップ状ケースを有するガス発生器であり、
前記カラー部が、金属部と樹脂部が一体化されてなるものであり、
前記樹脂部が、前記着火部の少なくとも一部周面を包囲してなる、均一外径からなる樹脂円柱部、または均一外径部分と前記均一外径部分よりも外径の小さい部分からなり、前記均一外径部分よりも外径の小さい部分が前記カップ状ケース側にある樹脂円柱部であり、
前記金属部が、環状底部と周壁部を有する略カップ状のものであり、前記周壁部の外径が前記樹脂円柱部の外径よりも大きくなるように設定されており、
前記カップ状ケースが、開口部側の端部が内側に折り曲げられた環状折曲部を有しているものであり、
前記環状折曲部が、環状折曲角部、環状斜面部及び環状終端部を有しており、前記環状斜面部が、カップ状ケースの周面側の外側環状斜面と反対側の内側環状斜面からなるものであり、
前記カップ状ケースと前記カラー部が、前記環状折曲部の内側環状斜面が前記樹脂部の円柱状部の均一外径である周面に圧接されているものである、ガス発生器。 - 前記カップ状ケースと前記カラー部が、前記環状折曲部の内側環状斜面の一部が前記樹脂円柱部の均一外径である周面に圧接され、かつ前記環状終端部を含む部分が前記樹脂円柱部の均一外径である周面に食い込んだ状態で固定されているものである、請求項1記載のガス発生器。
- 前記カップ状ケースの環状折曲部が、前記環状終端部近傍の内側環状斜面において前記内側環状斜面から突き出された環状突起部を有しており、
前記カップ状ケースと前記カラー部が、前記環状折曲部の内側環状斜面が前記樹脂円柱部の均一外径である周面に圧接され、かつ前記環状突起部が前記樹脂円柱部の均一外径である周面に食い込んだ状態で固定されているものである、請求項1記載のガス発生器。 - 前記カップ状ケースが、周面において内側に凹んだ凹部を有しており、前記凹部の内側先端部が前記樹脂円柱部に当接され、前記環状折曲部の内壁面と前記樹脂円柱部により、前記ガス発生剤が充填されたカップ状ケースの内部空間と連通した環状の空間が形成されている、請求項1〜3のいずれか1項記載のガス発生器。
- 着火部と導電ピンを有する点火器と、
前記点火器を保持するカラー部と、
前記カラー部に固定された、内部にガス発生剤が充填された脆弱部を有する金属製のカップ状ケースを有するガス発生器の組立方法であり、
前記カラー部が、金属部と樹脂部が一体化されてなるものであり、
前記樹脂部が、前記着火部の少なくとも一部周面を包囲してなる、均一外径からなる樹脂円柱部、または均一外径部分と前記均一外径部分よりも外径の小さい部分からなる樹脂円柱部を有しており、
前記金属部が、環状底部と周壁部を有する略カップ状のものであり、前記周壁部の外径が前記樹脂円柱部の外径よりも大きくなるように設定されており、
前記カップ状ケースが、開口部側の端部が内側に折り曲げられた環状折曲部を有しているものであり、
前記環状折曲部が、環状折曲角部、環状斜面部及び環状終端部を有しており、前記環状斜面部が、カップ状ケースの周面側の外側環状斜面と反対側の内側環状斜面からなるものであり、
前記カップ状ケースの環状折曲角部の内径(d1)が、前記カラー部の樹脂円柱部の外径(D1)よりも大きくなるように設定されており、
前記カップ状ケースの環状終端部の内径(d2)が、前記カラー部の樹脂円柱部の外径(D1)よりも小さくなるように設定されており、
d2、D1およびd1が、d2<D1<d1の関係を満たしているものであり、
前記カップ状ケースの底面が下になるようにした状態で保持して、前記カップ状ケースの内部空間にガス発生剤を充填した後、
前記カップ状ケースの開口部側から前記カラー部で保持された点火器を嵌め込んで、前記カップ状ケースの前記環状折曲部の内側環状斜面を前記カラー部の前記樹脂円柱部の均一外径である周面に圧接させる、ガス発生器の組立方法。 - 着火部と導電ピンを有する点火器と、
前記点火器を保持するカラー部と、
前記カラー部に固定された、内部にガス発生剤が充填された脆弱部を有する金属製のカップ状ケースを有するガス発生器であり、
前記カラー部が、金属部と樹脂部が一体化されてなるものであり、
前記樹脂部が、前記着火部の少なくとも一部周面を包囲してなる樹脂円柱部を有しており、
前記金属部が、環状底部と周壁部を有する略カップ状のものであり、前記周壁部の外径が前記樹脂円柱部の外径よりも大きくなるように設定されており、
前記カップ状ケースが、周面において内側に凹んだ凹部を有しており、
前記樹脂円柱部が、前記環状折曲部の内側環状斜面が接していない面においてネジ溝を有しており、
前記カップ状ケースの凹部の内側先端部が前記ネジ溝の谷部分に当接されている、ガス発生器。 - 着火部と導電ピンを有する点火器と、
前記点火器を保持するカラー部と、
前記カラー部に固定された、内部にガス発生剤が充填された脆弱部を有する金属製のカップ状ケースを有するガス発生器であり、
前記カラー部が、金属部と樹脂部が一体化されてなるものであり、
前記樹脂部が、前記着火部の少なくとも一部周面を包囲してなる樹脂円柱部を有しており、
前記金属部が、環状底部と周壁部を有する略カップ状のものであり、前記周壁部の外径が前記樹脂円柱部の外径よりも大きくなるように設定されており、
前記カップ状ケースが、周面において内側に凹んだ一つ又は複数の凹部を有しており、
前記樹脂円柱部が、その周面において軸方向に形成された一つ又は複数の平坦面又は溝を有しており、
前記カップ状ケースの一つ又は複数の凹部の内側先端部が、前記樹脂円柱部の一つ又は複数の平坦面又は溝に当接されている、ガス発生器。
Priority Applications (6)
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