JP6633985B2 - ガス発生器 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車に搭載するエアバッグ装置に使用できるガス発生器に関する。
ガス発生器として、筒状ハウジンング内に点火器やガス発生剤が収容され、一端部側から他端部側に燃焼ガスが流れていくタイプのものが知られている。
特許文献1は、ガス発生剤を使用したパイロ式ガス発生器であり、筒状ハウジンングの一端部に点火器20が配置され、反対端部にガス排出口13が形成されている。
筒状ハウジンングのハウジング内部には、インナーハウジング15とバッフル40の組み合わせによって、ハウジング壁26の内側にガスが流れるキャビティ21が形成されている。
4欄の後半部分には、バッフル40が燃焼ガスの冷却と燃焼ガスに含まれている粒子の除去をすることが記載されており、4欄の末尾辺りには、必要に応じて、中央バッフル室42、またはインナーハウジング室15dとガス排出口13との間のガス通路に沿ってフィルタを配置できることが記載されている。
US 8,376,400 B2
本発明は、筒状ハウジンング内に点火器やガス発生剤が収容されたガス発生器において、ガス発生剤が収容された燃焼室からガス排出口に至るガス排出経路に配置された筒状フィルタが、作動時の燃焼ガス圧を受けたときにも軸方向に座屈することがないガス発生器を提供することを課題とする。
本発明は、筒状ハウジンングの第1端部側に点火装置が取り付けられ、前記第1端部側と軸方向反対側の第2端部側にガス排出口を有するディフューザ部を有しており、
前記筒状ハウジングの第2端部側と前記ディフューザ部との間には、前記筒状ハウジングの内壁面と接した第2端部の環状端面が形成されており、
前記筒状ハウジング内には、第1端部側から第2端部側に筒状の流路形成部材が配置されており、
前記筒状の流路形成部材の内部空間が、隔壁により第1端部側の第1室と第2端部側の第2室に仕切られており、
前記筒状の流路形成部材内の第1室を含む空間が、ガス発生剤が充填された燃焼室であり、前記筒状の流路形成部材内の第2室が、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に向かって流れるガス排出経路の一部を形成しているものであり、
前記筒状の流路形成部材が、前記第1室に面した第1周壁部と、前記第2室に面した第2周壁部を有し、
作動時において前記ガス排出口に向かう燃焼ガス流の上流端部側が前記筒状ハウジングの第1端部側に位置し、前記燃焼ガス流の下流端部側が前記筒状ハウジングの第2端部側に位置しており、前記下流端部側が前記環状端面に当接されているものであり、
前記第1周壁部と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第1筒状空間が形成され、前記第2周壁部と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第2筒状空間が形成され、前記第1筒状空間と前記第2筒状空間が軸方向に連続した空間を形成するように配置されているものであり、
前記第1周壁部には複数の第1連通孔が形成され、前記第2周壁部には複数の第2連通孔が形成されており、
前記第2筒状空間には、前記第2連通孔を包囲する筒状フィルタが配置されており、
前記第1室側の第1周壁部の外径(d1)と前記第2室側の第2周壁部の外径(d2)がd1>d2の関係を満たし、前記第1周壁部と前記第2周壁部の間に環状段差面が形成されており、
前記第1周壁部の外径(d1)と前記筒状フィルタの外径(d3)が、d1≧d3の関係を満たす部分を有しており、
前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものである、ガス発生器を提供する。
筒状ハウジンングとディフューザ部は、それらが予め一体に成形されたものでもよいし、筒状ハウジンングの第2端部にカップ状のディフューザ部が溶接されることで一体にされたものでもよい。
なお、筒状ハウジンングとディフューザ部が予め一体に成形されたものの場合であっても、筒状ハウジンングのディフューザ部との境界部分側を第2端部とする。
筒状ハウジングの第2端部側の開口部とディフューザ部との間には、筒状ハウジングの内壁面と接した第2端部の環状端面が形成されている。
前記第2端部の環状端面は、例えば次のようにして形成されている。
(i)ディフューザ部として開口部側にフランジ部を有しているカップ形状のものを使用して、ディフューザ部のフランジ部を筒状ハウジングの第2端部側の開口部内に嵌め込んだあと、溶接固定された形態。この形態では、前記ディフューザ部のフランジ部が環状端面となる。
(ii)筒状ハウジングの第2端部側の開口部側に内側に延びたフランジ部が形成されたものを使用して、前記フランジ部にカップ形状のディフューザ部の開口部側を溶接固定した形態。この形態では、前記内側に延びたフランジ部が環状端面となる。
(iii)筒状ハウジンングの第2端部(筒状ハウジングとディフューザ部の境界部)に内側に突き出された環状突起、または内側に突き出された周方向に等間隔に形成された複数の独立突起の組み合わせを形成した形態。この形態では、前記環状突起または前記複数の独立突起が環状端面となる。
筒状ハウジングは、点火装置側が第1端部となり、ディフューザ部側が第2端部となる。点火装置は、点火器のみからなるものでもよいし、点火器と伝火薬の組み合わせ、または点火器と伝火薬として機能するガス発生剤の組み合わせからなるものでもよい。さらに筒状ハウジンングの第1端部側を貫通孔のあるリテーナで仕切って、点火室とすることもできる。
筒状ハウジング内に配置された筒状の流路形成部材は、筒状ハウジングの第1端部側が上流端部となり、筒状ハウジングの第2端部側が下流端部となり、内部空間が、隔壁により第1端部側の第1室と第2端部側の第2室の二室に仕切られている。上流と下流は、作動時において燃焼ガスが流れる方向を示している。
第1室を含む空間は、ガス発生剤が充填された燃焼室である。
第2室は、ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に向かって流れるガス排出経路の一部を形成している。
筒状の流路形成部材は、上流端部側が筒状ハウジングの第1端部側に位置し、下流端部側が筒状ハウジングの第2端部側に位置しており、さらに下流端部側が上記した(i)の形態、(ii)の形態または(iii)の形態の環状端面に当接されている。
前記第1室側の第1壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第1筒状空間が形成されている。
前記第2室側の第2壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第2筒状空間が形成されている。
前記第1筒状空間と前記第2筒状空間は、軸方向に連続した空間を形成するように配置されており、筒状フィルタが配置される前の段階では、第2筒状空間の幅は第1筒状空間の幅よりも大きくなっている。
隔壁で内部が第1室と第2室に仕切られた筒状の流路形成部材は、次の各形態にすることができる。
(I)筒状部材とカップ部材を組み合わせて、筒状部材の下流端部側が1または2以上の穴または窪みが形成された面を有するものにして、カップ部材の底面が、前記穴または窪みに対応する1または2以上の突起を有する面にして、互いの穴または窪みと突起が嵌め合わされた実施形態。この実施形態では、筒状部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、カップ部材の底面が隔壁となり、筒状部材側が第1室、カップ部材側が第2室となる。
(II)筒状部材とカップ部材を組み合わせて、筒状部材の下流端部側が突起を有した面にして、カップ部材の底面に前記突起が嵌る孔または窪みを形成し、前記孔または窪みと突起をはめ合わせた実施形態。この実施形態では、筒状部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、カップ部材の底面が隔壁となり、筒部材側が第1室、カップ部材側が第2室となる。
(III)筒状部材とカップ部材を組み合わせて、筒状部材の下流端部側の開口部が、カップ部材の底面に形成された環状溝に嵌め込まれているか、またはカップ部材の底面に当接されている実施形態。この実施形態では、筒状部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、カップ部材の底面が隔壁となり、筒状部材側が第1室、カップ部材側が第2室となる。
(IV)筒部材とカップ部材を組み合わせて、筒部材の下流端部側の開口部が、カップ部材の底面に形成された環状溝に嵌め込まれているか、またはカップ部材の底面に当接されている形態。この形態では、筒部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成され、カップ部材の底面が隔壁となっているが、(III)の形態とは反対にカップ部材側が第1室、筒部材側が第2室となる。
(V)一端部(下流端部)が閉塞された長い筒状部材と短い筒部材を組み合わせて、長い筒状部材の閉塞面に短い筒部材の一端開口部が当接されている実施形態。この実施形態では、長い筒状部材と短い筒部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、長い筒状部材の閉塞端面が隔壁となり、長い筒部材側が第1室、短い筒部材側が第2室となる。
(VI)一端部(下流端部)が閉塞された長い筒状部材とカップ部材を組み合わせて、長い筒状部材の閉塞面にカップ部材の底面が当接されている実施形態。この形態では、長い筒状部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、長い筒状部材の閉塞端面とカップ部材の底面の両方が隔壁となり、長い筒状部材側が第1室、短い筒部材側が第2室となる。
(VII)一つの筒部材の内部が別部材の隔壁で仕切られることで、第1室と第2室が形成されている実施形態。このとき隔壁は、例えば予め筒部材内部に形成された位置決め突起(筒部材の内径および外径を増減させることで形成された位置決め段差面)により位置決めをした後、圧入するか、または必要に応じて外側から溶接により固定することができる。
なお、筒状の流路形成部材の上流端部側は、開口部に形成されたフランジ部がハウジング内壁面に当接され支持されている形態のほか、拡径部を形成して、前記拡径部の外周面がハウジング内壁面に当接され支持されている形態などにすることができる。
前記第2筒状空間には、第2室側の第2周壁部の第2連通孔を包囲して筒状フィルタが配置されている。
筒状フィルタは、内径と外径の両方が均一径のものでもよいし、内径は均一であるが、外径が部分的に大きくなっているようなもの、または外径が連続的に大きくなっているようなものでもよい。
第1室側の第1周壁部の外径(d1)と第2室側の第2周壁部の外径(d2)は、d1>d2の関係を満たしており、前記d1>d2の関係を満たしていることによって、第1周壁部と第2周壁部の間に環状段差面が形成されている。
第1室側の第1周壁部の外径(d1)と筒状フィルタの外径(d3)は、d1≧d3の関係を満たす部分を有している。なお、筒状フィルタは、d1<d3の部分を含んでいてもよい。
筒状フィルタがd1<d3の部分を含んでいる形態であっても、筒状フィルタと、筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、第1筒状空間と連続する第2筒状空間の間隙が第2連通孔に面した状態で残存している。このため、燃焼室からガス排出口までの燃焼ガス排出経路は確保されている。
作動時、燃焼室で発生した燃焼ガスは、第1連通孔から第1筒状空間に入り、第1筒状空間と第2筒状空間(筒状フィルタと筒状ハウジングの隙間)を通って移動し、筒状フィルタを通過したあと第2連通孔からディフューザ部内に入り、ガス排出口から排出される。
このように燃焼ガスの排出経路が確保されており、筒状フィルタに対して軸方向(燃焼ガスの流れ方向)から過剰の圧力が加えられることがないため、筒状フィルタが座屈することがない。ここで「座屈」とは、筒状フィルタが軸方向に押し潰される(筒状ハウジングの第2端部側へ圧縮される)ことを意味する。
本発明のガス発生器は、前記筒状フィルタが、内径および外径が均一なものであり、前記第1周壁部の外径(d1)と前記筒状フィルタの外径(d3)が、d1≧d3の関係を満たしているものであり、
前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間の間隙が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものが好ましい。
本実施形態の筒状フィルタは、第1周壁部と第2周壁部の間に環状段差面と筒状ハウジングの第2端部側の環状端面の間に配置されている。
本実施形態は、d1≧d3の関係を満たしているものであるため、第1筒状空間と第2筒状空間(筒状フィルタと筒状ハウジングの隙間)を含む燃焼ガスの排出経路が確保されている。
本発明のガス発生器は、前記筒状フィルタが、内径が均一であり、前記筒状ハウジンングの第2端部側の第2端面の外径が最大であり、
前記第1周壁部の外径(d1)、前記筒状ハウジングの第1端部側の第1端面の外径(d4)および前記第2端面の外径(d5)が、d5>d1≧d4の関係を満たしているものであり、
前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間の間隙が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものが好ましい。
本実施形態の筒状フィルタは、第1周壁部と第2周壁部の間に環状段差面と筒状ハウジングの第2端部側の環状端面の間に配置されている。
本実施形態は、d5>d1≧d4を満たしているものであるため、第1筒状空間と第2筒状空間(筒状フィルタと筒状ハウジングの隙間)を含む燃焼ガスの排出経路が確保されている。
なお、第2端面の外周面は、筒状ハウジンングの内壁面に当接されていてもよいし(第2端面の外径d5=筒状ハウジンングの内径)、第2端面の外周面は、筒状ハウジンングの内壁面に当接されていなくてもよい(第2端面の外径d5<筒状ハウジンングの内径)。
本発明のガス発生器は、前記筒状フィルタが、前記筒状ハウジンングの第1端部側の第1端面と前記第1端面と軸方向反対側の第2端面を有し、前記第2端面にフランジ部を有しており、第1端面から第2端面までの内径が均一なものであり、
前記第1周壁部の外径(d1)、前記第1端面側の外径(d6)および前記第2端面側のフランジ部の外径(d7)が、d7>d1≧d6の関係を満たしているものであり、
前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間の間隙が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものが好ましい。
本実施形態の筒状フィルタは、第1周壁部と第2周壁部の間に環状段差面と筒状ハウジングの第2端部側の環状端面の間に配置されている。
本実施形態は、d7>d1≧d6を満たしているものであるため、第1筒状空間と第2筒状空間(筒状フィルタと筒状ハウジングの隙間)を含む燃焼ガスの排出経路が確保されている。
なお、第2端面側のフランジ部は、筒状ハウジンングの内壁面に当接されていてもよいし(フランジ部の外径d7=筒状ハウジンングの内径)、フランジ部は、筒状ハウジンングの内壁面に当接されていなくてもよい(フランジ部の外径d7<筒状ハウジンングの内径)。
本発明のガス発生器は、前記筒状の流路形成部材の第2周壁部が、外周面において半径方向外側に突き出された突起を有しており、
前記筒状フィルタが、前記突起と前記環状段差面の間において、前記第2連通孔を包囲して配置されているものが好ましい。
作動時において、燃焼ガスは第1筒状空間と第2筒状空間(筒状フィルタと筒状ハウジングの隙間)を通って移動し、筒状フィルタを通過することで濾過および冷却された後、第2連通孔を通ってディフューザ部に入り、ガス排出口から排出されることになる。
このように筒状フィルタは、第2周壁部の第2連通孔を包囲していることで濾過及び冷却機能を発揮するものであるから、第2周壁部の第2連通孔がない部分を包囲していなくても、機能上の問題はない。
本実施形態では、突起を形成して筒状フィルタが配置される範囲を小さくすることで、筒状フィルタの濾過および冷却機能を維持したまま、筒状フィルタの長さを短くすることで軽量化できるようにしたものである。
なお、突起は、環状突起でもよいし、複数の独立突起が周方向に等間隔で形成されたものでもよい。
本発明のガス発生器は、前記筒状の流路形成部材の第2室側の第2周壁部が半径方向外側に拡がった拡径部を有しており、
前記筒状フィルタが、前記拡径部と前記環状段差面の間において、前記第2連通孔を包囲して配置されているものが好ましい。
作動時において、燃焼ガスは第1筒状空間と第2筒状空間(筒状フィルタと筒状ハウジングの隙間)を通って移動し、筒状フィルタを通過することで濾過および冷却された後、第2連通孔からディフューザ部に入り、ガス排出口から排出されることになる。
このように筒状フィルタは、第2周壁部の第2連通孔を包囲していることで濾過及び冷却機能を発揮するものであるから、第2周壁部の第2連通孔がない部分を包囲していなくても、機能上の問題はない。
本実施形態では、拡径部を形成して筒状フィルタが配置される範囲を小さくすることで、筒状フィルタの濾過および冷却機能を維持したまま、筒状フィルタの長さを短くすることで軽量化できるようにしたものである。
本発明のガス発生器は、ガス発生剤が収容された燃焼室からガス排出口に至るガス排出経路に配置された筒状フィルタが、作動時において軸方向からの圧力を受けることが防止されているため、燃焼ガス圧を受けて軸方向に座屈することがない。
(a)は、本発明のガス発生器の軸X方向断面図、(b)は(a)の部分断面図。 (a)は、本発明の別実施形態であるガス発生器の軸X方向断面図、(b)は(a)の部分断面図。 本発明のさらに別実施形態であるガス発生器の軸方向の部分断面図。 本発明のさらに別実施形態であるガス発生器の軸方向の部分断面図。 本発明のさらに別実施形態であるガス発生器の軸方向の部分断面図。 本発明のさらに別実施形態であるガス発生器の軸方向の部分断面図。 本発明のさらに別実施形態であるガス発生器の軸方向の部分断面図。 本発明のさらに別実施形態であるガス発生器の軸方向の部分断面図。
(1)図1(a)、(b)のガス発生器
ガス発生器1は、筒状ハウジング10の第1端部10a側に点火装置となる点火器16が取り付けられている。点火器16は、公知の電気式点火器がカラー17に固定されたもので、点火薬を含んだ着火部16aがカラー17から突出されている。
筒状ハウジング10の反対端部の第2端部10b側には、ディフューザ部12が取り付けられている。
ディフューザ部12は、底部12a、周壁部12b、フランジ部12cを有する略カップ形状であり、このフランジ部12cにおいて筒状ハウジング10に溶接固定されている。なお、ディフューザ部12と筒状ハウジング10は一体に形成されていてもよい。
周壁部12bには、複数のガス排出口15が形成されている。
筒状ハウジング10の第2端部10bには、ディフューザ部12のフランジ部12aにより内壁面11と接した環状端面38が形成されている。
本実施形態では、筒状部材30とカップ部材40の組み合わせで筒状の流路形成部材5が形成されている。
カップ部材40の底面41が隔壁となり、筒状部材30側の内部空間が第1室(燃焼室25)、カップ部材40側の内部空間が第2室(燃焼ガス流入室46)となる。
筒状部材30は、下流端部側(筒状ハウジンングの第2端部10b側)が閉塞され、上流端部側(筒状ハウジンングの第1端部10a側)が開口されている。
筒状部材30は、閉塞面31と周壁部(第1周壁部)32を有しており、開口部側(上流端部側)はフランジ状に形成された拡径部33を有している。
閉塞面31は中央孔34を有し、周壁部(第1周壁部)32はガス通過孔となる複数の第1連通孔35を有している。複数の第1連通孔35は、筒状部材30の軸方向と円周方向の両方に均等間隔で形成されている。
筒状部材30は、拡径部33の外周縁33aにおいて筒状ハウジング10の内壁面11に対して圧入されている。
筒状部材30の外径(第1周壁部32の外径)(d1)は、筒状ハウジング10の内径よりも小さくなっており、筒状部材30と筒状ハウジング10の間には均等幅の第1筒状空間37が形成されている。
筒状ハウジンング10、点火器16および筒状部材30で囲まれた空間が燃焼室(第1室)25である。
燃焼室25内には、点火器16の着火部16aと接触してガス発生剤22が充填されている。
ガス発生剤22は、公知のガス発生器で使用しているものと同じものを使用することができる。
なお、燃焼室25内には、ガス発生剤22の量に応じて燃焼室25の容積を調整するためのガス通過孔を有するリテーナを配置することができる。前記リテーナは、点火器16と伝火薬の組み合わせを使用するときにも使用することができる。
カップ部材40は、筒状ハウジング10内部のディフューザ部12側端部(第2端部10b側)に配置されている。
カップ部材40は、底面部(隔壁)41と周壁部(第2周壁部)42を有し、開口部側にはフランジ部43を有している。
周壁部(第2周壁部)42は、複数の第2連通孔44を有しており、底面部41の中心部分は、点火器16側に伸びるように形成された突起45を有している。
カップ部材40は、フランジ部43の外径と筒状ハウジンング10の内径を調整することで、ディフューザ部12のフランジ部12c(環状端面38)と筒状ハウジンングの内壁面11の両方に当接された状態で圧入されているが、ディフューザ部のフランジ部12cおよび筒状ハウジンング10と共に溶接されていてもよい。
カップ部材40の開口部は、シールテープ49で閉塞されており、ガス排出口15から湿気が進入しないようにしている。
カップ部材40の内部空間である燃焼ガス流入室(第2室)46は、ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部12に入るガス排出経路の一部を形成している。
カップ部材40の突起45は、筒状部材30の中央孔34に嵌め込まれている。
筒状部材30は、拡径部33と筒状ハウジング10の内壁面が圧接されていることと、中央孔34がカップ部材40の突起45に嵌め込まれていることで、軸X方向および半径方向の両方向において固定されており、筒状ハウジング10と同軸(軸X)上に配置されている。なお、筒状部材30は、燃焼室25内に充填されたガス発生剤22によっても軸X方向に押しつけられている。
カップ部材40は、フランジ部43において筒状ハウジング10内に圧入されていることと、筒状部材30で軸X方向から押しつけられていることから、軸X方向および半径方向の両方向において固定されており、筒状ハウジング10と同軸(軸X)上に配置されている。
カップ部材40の外径(第2周壁部42の外径)(d2)は、筒状ハウジンング10の内径よりも小さい。このため、第2周壁部42と筒状ハウジング10の内壁面11との間には第2筒状空間47が存在している。
第2筒状空間47は、第1筒状空間37との境界部から環状端面38(フランジ部43)までの長さの筒状空間であり、第1筒状空間37と軸X方向に連続した空間を形成している。
カップ部材40の外径(第2周壁部42の外径)(d2)は、筒状部材30の外径(第1周壁部32の外径)(d1)よりも小さい(d1>d2)。このため、第1周壁部32と第2周壁部42の間には環状段差面36が形成されている。
第2筒状空間47には、第2周壁部42の第2連通孔44を包囲して筒状フィルタ50が配置されている。
筒状フィルタ50は、内径および外径が均一のものであり、第1端面51は環状段差面36に当接され、第2端面52はカップ部材のフランジ部43に当接され、周壁部53の内周面53aは第2周壁部42の外周面に当接されている。
筒状部材30の第1周壁部32の外径(d1)とカップ部材40に嵌め込まれた状態の筒状フィルタ50の外径(d3)は、d1≧d3の関係を満たしている。
また、環状段差面36の幅w1と筒状フィルタ50の厚みw2は、w1≧w2の関係を満たしている。
このため、筒状フィルタ50と半径方向外側に対向している筒状ハウジンング10の内壁面11との間には、第2筒状空間47が筒状フィルタ50を介して第2連通孔44に面した状態で残存している。
次に、図1に示すガス発生器1の動作を説明する。
点火器16の作動によって燃焼室25内のガス発生剤22が燃焼して燃焼ガスが発生する。
燃焼ガスは、第1連通孔35から第1筒状空間37内に流出し、筒状ハウジング10の内壁面11に当たり、その向きをディフューザ部12側に変えて流れる。
燃焼ガスが第1筒状空間37から第2筒状空間47に移動したとき、環状端面38(フランジ部43)で行き止まりになっているため、燃焼ガスは筒状フィルタ50の周壁部53を通って第2連通孔44から燃焼ガス流入室46に入り、シールテープ49を破る。
その後、ディフューザ部12の底部12aに当たってさらに向きを変え、ガス排出口15から排出される。
図1のガス発生器1では、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ50が配置された後でも第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ50の周壁部53に対して垂直方向に加えられ、第1端面51に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ50が座屈することがない。
(2)図2(a)、(b)のガス発生器
図2のガス発生器1Aは、図1のガス発生器1が筒状部材30とカップ部材40の組み合わせで筒状の流路形成部材5を有し、カップ部材40の底面41が隔壁となっていること(上記した実施形態(I))に替えて、上記した実施形態(VII)のとおり、筒状の流路形成部材と独立した隔壁を使用していることが異なっており、他は図1のガス発生器1と同じである。
以下、図1のガス発生器1と異なっている部分を中心にして説明する。
筒状の流路形成部材60は、筒状ハウジンング10の第1端部10a側の周壁部(第1周壁部)61が外径の大きな大径部であり、筒状ハウジンング10の第2端部10b側の周壁部(第2周壁部)62が、第1周壁部61の外径よりも小さな外径である小径部となっている。筒状の流路形成部材60の厚みは均一である。
筒状の流路形成部材60は、第1端部10a側の上流端部側においてフランジ状に形成された拡径部66を有しており、拡径部66の外周縁66aが筒状ハウジング10の内壁面11に対して圧入されている。
筒状の流路形成部材60は、第2端部10b側の下流端部67が環状端面38に当接されている。
第1周壁部61には、複数の第1連通孔61aが形成されており、第2周壁部62には、複数の第2連通孔62aが形成されている。
第1周壁部61と筒状ハウジンング10の内壁面11の間には、第1筒状空間37が形成されており、第2周壁部62と筒状ハウジンング10の内壁面11の間には、第2筒状空間47が形成されている。
複数の第1連通孔61aは第1筒状空間37に面しており、複数の第2連通孔62aは第2筒状空間47に面している。
筒状の流路形成部材60は、第1周壁部(大径部)61と第2周壁部(小径部)62の外径差および内径差によって、内側環状段差面63と外側環状段差面64を有している。
筒状の流路形成部材60内には、第1周壁部61と内側環状段差面63に圧入された状態で円板状の隔壁65が配置されており、筒状ハウジンングの第1端部10a側が燃焼室(第1室)25となり、筒状ハウジンングの第2端部10b側が燃焼ガス流入室(第2室)46となっている。
筒状フィルタ50は、第1端面51が外側環状段差面64に当接され、第2端面52が環状端面38に当接されて、第2周壁部62に外側から嵌め込まれている。複数の第2連通孔62aは、外側から筒状フィルタ50で包囲されている。
筒状フィルタ50と筒状ハウジンングの内壁面11の間には、第2筒状空間47が残っている。
次に、図2に示すガス発生器1Aの動作を説明する。
点火器16の作動によって燃焼室25内のガス発生剤22が燃焼して燃焼ガスが発生する。
燃焼ガスは、第1連通孔35から第1筒状空間37内に流出し、筒状ハウジング10の内壁面11に当たり、その向きをディフューザ部12側に変えて流れる。
燃焼ガスが第1筒状空間37から第2筒状空間47に移動したとき、環状端面38で行き止まりになっているため、筒状フィルタ50の周壁部53を通って第2連通孔62aから燃焼ガス流入室46に入り、シールテープ49を破る。
その後、ディフューザ部12の底部12aに当たってさらに向きを変え、ガス排出口15から排出される。
図2のガス発生器1Aでは、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ50が配置された後でも第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ50の周壁部53に対して垂直方向に加えられ、第1端面51に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ50が座屈することがない。
(3)図3のガス発生器1B
図3のガス発生器1Bは、図1のガス発生器1が筒状部材30とカップ部材40の組み合わせで筒状の流路形成部材5を有し、カップ部材40の底面41が隔壁となっていること(上記した実施形態(I))に替えて、上記した実施形態(VI)の筒状の流路形成部材を使用していることと、図1のガス発生器1とは異なる筒状フィルタを使用したことが異なっており、他は図1のガス発生器1と同じである。但し、カップ部材40は、突起45以外は図1のガス発生器1と同じものである。
以下、図1のガス発生器1と異なっている部分を中心にして説明する。
筒状の流路形成部材5Bは、筒状部材130とカップ部材40からなるものである。
筒状部材130は、筒状ハウジンングの第2端部10b側に閉塞面131を有しており、軸方向反対側の第1端部10a側は筒状部材30と同じである。
筒状部材130は、周壁部(第1周壁部)132に複数の第1連通孔133を有している。
筒状部材130の周壁部(第1周壁部)132と筒状ハウジンングの内壁面11との間には、第1筒状空間37が形成されている。
筒状部材130とカップ部材40は、筒状部材130の閉塞面131とカップ部材40の底面部41が当接されて配置されており、閉塞面131と底面部41の組み合わせにより燃焼室(第1室)25と燃焼ガス流入室(第2室)46を分離する隔壁が形成されている。
筒状部材130の外径(第1周壁部132の外径)(d1)とカップ部材40の外径(第2周壁部42の外径)(d2)は、d1>d2の関係を満たしているため、それらの境界部分には環状段差面36が形成されている。
筒状フィルタ150は、内径が均一で、筒状ハウジンングの第1端部10a側の第1端面151の外径が最小であり、第1端面151と軸方向反対側の第2端面152の外径が最大であり、第1端面151から第2端面152にかけて外径が連続的に増加しているものである。
筒状フィルタ150は、第1端面151が環状段差面36に当接され、第2端面152がカップ部材のフランジ部43に当接されて配置されている。筒状フィルタの第2端面152と筒状ハウジンングの内壁面11との間には隙間があるが、筒状フィルタの第2端面152が筒状ハウジンングの内壁面11に当接されていてもよい。
燃焼室(第1室)25側の第1周壁部132の外径(d1)、第1端面151の外径(d4)および第2端面152の外径(d5)は、d5>d1≧d4の関係を満たしているものである。
このため、筒状フィルタ150と半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面11との間には、第2筒状空間47が筒状フィルタ150を介して第2連通孔44に面した状態で残存している。
図3のガス発生器1Bは、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ150が配置された後も、第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ150の周壁部153に対して垂直方向に加えられ、第1端面151に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ150が座屈することがない。
(4)図4のガス発生器1C
図4のガス発生器1Cは、図3のガス発生器1Bとは筒状フィルタの形状が異なるだけの違いである。
筒状フィルタ250は、内径が均一で、筒状ハウジンングの第1端部10a側の第1端面251と、筒状ハウジンングの第2端部10b側のフランジ部252を有している。
筒状フィルタ250は、第1端面251が環状段差面36に当接され、フランジ部252がカップ部材のフランジ部43に当接されて配置されている。筒状フィルタのフランジ部252は、筒状ハウジンングの内壁面11に当接されている。
燃焼室(第1室)25側の第1周壁部132の外径(d1)、筒状フィルタの第1端面251側の周壁部253の外径(d6)および筒状フィルタの第2端面側のフランジ部252の外径(d7)が、d7>d1≧d5の関係を満たしている。
このため、筒状フィルタ250と半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面11との間には、第2筒状空間47が筒状フィルタ250介して第2連通孔44に面した状態で残存している。
図4のガス発生器1Cは、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ250が配置された後でも第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ250の周壁部253に対して垂直方向に加えられ、筒状フィルタ250の第1端面251に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ250が座屈することがない。
(5)図5のガス発生器1D
図5のガス発生器1Dは、図3のガス発生器1Bとは、カップ部材と筒状フィルタの形状が異なるだけの違いである。
筒状の流路形成部材5Dは、筒状部材130とカップ部材240からなるものである。
カップ部材240は、底面部241、周壁部(第2周壁部)242を有しており、周壁部(第2周壁部)242には半径方向外側に突き出された環状突起243が形成されている。
周壁部242には、底面部241と環状突起243の間に複数の第2連通孔244が形成されている。
筒状部材130とカップ部材240は、筒状部材130の閉塞面131とカップ部材240の底面部241が当接されて配置されており、閉塞面131と底面部241の組み合わせにより燃焼室(第1室)25と燃焼ガス流入室(第2室)46を分離する隔壁が形成されている。
筒状部材130の外径(第1周壁部132の外径)(d1)とカップ部材240の外径(第2周壁部242の外径)(d2)は、d1>d2の関係を満たしているため、それらの境界部分には環状段差面36が形成されている。
筒状フィルタ50は、長さが少し短いことを除いて図1に示す筒状フィルタ50と同じものである。
筒状フィルタ50は、第1端面51が環状段差面36に当接され、第2端面52が突起243に当接され、第2連通孔244を外側から包囲して配置されている。
図5のガス発生器1Dは、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ50が配置された後でも第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ50の周壁部53に対して垂直方向に加えられ、筒状フィルタ50の第1端面51に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ50が座屈することがない。
また図5のガス発生器1Dは、図1〜図4のガス発生器1〜ガス発生器1Cと比べると、筒状フィルタ50の長さを短くできるため、その分だけガス発生器全体を軽量化することができる。
(6)図6のガス発生器1E
図6のガス発生器1Eは、図3のガス発生器1Bとはカップ部材と筒状フィルタの形状が異なるだけの違いである。
筒状の流路形成部材5Eは、筒状部材130とカップ部材340からなるものである。
カップ部材340は、底面部341と外径の異なる周壁部を有している。
周壁部は、底面部341に近い小径周壁部342と、開口部側の大径周壁部343を有しており、大径周壁部343の外径は小径周壁部342の外径よりも大きくなっている。
小径周壁部342は、複数の第2連通孔345を有している。
小径周壁部342と大径周壁部343の外径差によって、半径方向に環状面部344が形成されている。環状面部344は、図示するような平面でもよいし、傾斜面でもよい。
カップ部材340の底面部341は、筒状部材130の閉塞面131に当接され、開口部側は筒状ハウジングの内壁面11と環状端面38に当接されている
筒状部材130の閉塞面131とカップ部材340の底面部341の組み合わせにより燃焼室(第1室)25と燃焼ガス流入室(第2室)46を分離する隔壁が形成されている。
筒状部材130の外径(第1周壁部132の外径)(d1)とカップ部材340の外径(小径周壁部342の外径)(d2)は、d1>d2の関係を満たしているため、それらの境界部分には環状段差面36が形成されている。
筒状フィルタ50は、長さが少し短いことを除いて図1に示す筒状フィルタ50と同じものである。
筒状フィルタ50は、第1端面51が環状段差面36に当接され、第2端面52が環状面部344に当接され、第2連通孔345を外側から包囲して配置されている。
このため、筒状フィルタ50と半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面11との間には、第2筒状空間47が筒状フィルタ50を介して第2連通孔44に面した状態で残存している。
図6のガス発生器1Eは、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ50が配置された後でも第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ50の周壁部53に対して垂直方向に加えられ、筒状フィルタ50の第1端面51に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ50が座屈することがない。
また図6のガス発生器1Eは、図1〜図4のガス発生器1〜ガス発生器1Cと比べると、筒状フィルタ50の長さを短くできるため、その分だけガス発生器全体を軽量化することができる。
(7)図7のガス発生器1F
図7のガス発生器1Fは、図3のガス発生器1Bのカップ部材に替えて短い筒部材を使用したものであり、さらにディフューザ部と筒状フィルタの形状が異なっているものである。
ディフューザ部120は、底面部120a、周壁部120b、開口部に形成されたフランジ部120c、フランジ部120cから周壁部120bと同一方向に延ばされた環状壁部120dを有している。
ディフューザ部120は、環状壁部120dが筒状ハウジンング10の第2端部10b側の内壁面に当接された状態で溶接固定されている。フランジ部120cの内側面が環状端面137となっている。
筒状の流路形成部材5Fは、筒状部材130と短い筒部材440からなるものである。
短い筒部材440は、周壁部441、筒状ハウジンングの第1端部10a側の第1端面部442、筒状ハウジンングの第2端部10b側の第2端面部443を有している。周壁部441は、複数の第2連通孔444を有している。
短い筒部材440は、第1端面部442が筒状部材130の閉塞面131に当接され、第2端面部443が環状端面137に当接されており、軸方向両側から押さえつけられることで固定されている。
筒状フィルタ50は、長さが少し短いことを除いて図1に示す筒状フィルタ50と同じものである。
筒状フィルタ50は、第1端面51が環状段差面36に当接され、第2端面52が環状端面137に当接され、第2連通孔444を外側から包囲して配置されている。
図7のガス発生器1Fは、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ50が配置された後でも第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ50の周壁部53に対して垂直方向に加えられ、筒状フィルタ50の第1端面51に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ50が座屈することがない。
また図7のガス発生器1Fは、図1〜図4のガス発生器1〜ガス発生器1Cと比べると、筒状フィルタ50の長さを短くできるため、その分だけガス発生器全体を軽量化することができる。
(8)図8のガス発生器1G
図7のガス発生器1Gは、図3のガス発生器1Bのカップ部材に替えて、カップ状のディフューザ部と短い筒部材が一体化されたものを使用したものであり、さらに筒状フィルタの形状が異なっているものである。
筒状の流路形成部材5Gは、筒状部材130とディフューザ部とカップ部材の複合体(以下「複合体」という)500からなるものである。
複合体500は、カップ状のディフューザ部510、筒部520およびカップ状のディフューザ部510と筒部520の連結部530からなるものである。
カップ状のディフューザ部510は、底面部511、周壁部512、フランジ部513を有しており、周壁部512は複数のガス排出口515を有している。
筒部520は、複数の第2連通孔522を有する周壁部521と、筒状部材130側の第1端面523を有している。
ディフューザ部の周壁部512と筒部の周壁部521は、内径と外径が同じになるように調整されている。
連結部530は、ディフューザ部のフランジ部513と筒部520の第1端面523と軸方向反対側の第2端面を連結するものである。
連結部530は、ディフューザ部のフランジ部513に接続された環状壁部531と、筒部520の第2端面に接続された環状傾斜面部532を有している。
複合体500は、筒状部材130側の第1端面523が筒状部材130の閉塞面131に当接されており、連結部530の環状壁部531が筒状ハウジンングの第2端部10b側の内壁面11に当接されている。環状壁部531と内壁面11は当接部分で溶接されている。
筒状部材130の外径(d1)と筒部の周壁部521の外径(d2)は、d1>d2の関係を満たしているため、それらの境界部分には環状段差面36が形成されている。
筒状フィルタ50は、長さが少し短いことを除いて図1に示す筒状フィルタ50と同じものである。
筒状フィルタ50は、第1端面51が筒状部材130の閉塞面131に当接され、第2端面52が環状傾斜面部532に当接され、第2連通孔522を外側から包囲して配置されている。
図8のガス発生器1Gは、予め関連する各部材の寸法が調整されていることによって、筒状フィルタ50が配置された後でも第1筒状空間37と連通された状態で第2筒状空間47が残存している。
このため、燃焼ガスによる圧力は、筒状フィルタ50の周壁部53に対して垂直方向に加えられ、筒状フィルタ50の第1端面51に対して軸方向に圧力が加えられることがなくなるので、筒状フィルタ50が座屈することがない。
また図8のガス発生器1Gは、図1〜図4のガス発生器1〜ガス発生器1Cと比べると、筒状フィルタ50の長さを短くできるため、その分だけガス発生器全体を軽量化することができる。
本発明のガス発生器は、各種自動車に搭載されるエアバッグ装置用のガス発生器として利用することができる。
1、1A〜1G ガス発生器
5、5A〜5G 筒状の流路形成部材
10 筒状ハウジンング
12 ディフューザ部
15 ガス排出口
16 点火器
22 ガス発生剤
25 燃焼室(第1室)
30 筒状部材
31 閉塞面
32 第1周壁部
35 第1連通孔
37 環状端面
40 カップ部材
41 底面部
42 第2周壁部
43 カップ部材のフランジ部
44 第2連通孔
46 燃焼ガス流入室(第2室)
50 筒状フィルタ
51 第1端面
52 第2端面
53 筒状フィルタの周壁部

Claims (6)

  1. 筒状ハウジンングの第1端部側に点火装置が取り付けられ、前記第1端部側と軸方向反対側の第2端部側にガス排出口を有するディフューザ部を有しており、
    前記筒状ハウジングの第2端部側と前記ディフューザ部との間には、前記筒状ハウジングの内壁面と接した第2端部の環状端面が形成されており、
    前記筒状ハウジング内には、第1端部側から第2端部側に筒状の流路形成部材が配置されており、
    前記筒状の流路形成部材の内部空間が、隔壁により第1端部側の第1室と第2端部側の第2室に仕切られており、
    前記筒状の流路形成部材内の第1室を含む空間が、ガス発生剤が充填された燃焼室であり、前記筒状の流路形成部材内の第2室が、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に向かって流れるガス排出経路の一部を形成しているものであり、
    前記筒状の流路形成部材が、前記第1室に面した第1周壁部と、前記第2室に面した第2周壁部を有し、
    作動時において前記ガス排出口に向かう燃焼ガス流の上流端部側が前記筒状ハウジングの第1端部側に位置し、前記燃焼ガス流の下流端部側が前記筒状ハウジングの第2端部側に位置しており、前記下流端部側が前記環状端面に当接されているものであり、
    前記第1周壁部と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第1筒状空間が形成され、前記第2周壁部と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第2筒状空間が形成され、前記第1筒状空間と前記第2筒状空間が軸方向に連続した空間を形成するように配置されているものであり、
    前記第1周壁部には複数の第1連通孔が形成され、前記第2周壁部には複数の第2連通孔が形成されており、
    前記第2筒状空間には、前記第2連通孔を包囲する筒状フィルタが配置されており、
    前記第1室側の第1周壁部の外径(d1)と前記第2室側の第2周壁部の外径(d2)がd1>d2の関係を満たし、前記第1周壁部と前記第2周壁部の間に環状段差面が形成されており、
    前記第1周壁部の外径(d1)と前記筒状フィルタの外径(d3)が、d1≧d3の関係を満たす部分を有しており、
    前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものである、ガス発生器。
  2. 前記筒状フィルタが、内径および外径が均一なものであり、前記第1周壁部の外径(d1)と前記筒状フィルタの外径(d3)が、d1≧d3の関係を満たしているものであり、
    前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間の間隙が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものである、請求項1記載のガス発生器。
  3. 前記筒状フィルタが、内径が均一であり、前記筒状ハウジンングの第2端部側の第2端面の外径が最大であり、
    前記第1周壁部の外径(d1)、前記筒状ハウジングの第1端部側の第1端面の外径(d4)および前記第2端面の外径(d5)が、d5>d1≧d4の関係を満たしているものであり、
    前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間の間隙が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものである、請求項1記載のガス発生器。
  4. 前記筒状フィルタが、前記筒状ハウジンングの第1端部側の第1端面と前記第1端面と軸方向反対側の第2端面を有し、前記第2端面にフランジ部を有しており、第1端面から第2端面までの内径が均一なものであり、
    前記第1周壁部の外径(d1)、前記第1端面側の外径(d6)および前記第2端面側のフランジ部の外径(d7)が、d7>d1≧d6の関係を満たしているものであり、
    前記筒状フィルタと、前記筒状フィルタと半径方向外側に対向している筒状ハウジンングの内壁面との間には、前記第1筒状空間と連続する前記第2筒状空間の間隙が、前記筒状フィルタを介して前記第2連通孔に面した状態で残存しているものである、請求項1記載のガス発生器。
  5. 前記筒状の流路形成部材の第2周壁部が、外周面において半径方向外側に突き出された突起を有しており、
    前記筒状フィルタが、前記突起と前記環状段差面の間において、前記第2連通孔を包囲して配置されているものである、請求項1または2記載のガス発生器。
  6. 前記筒状の流路形成部材の第2室側の第2周壁部が半径方向外側に拡がった拡径部を有しており、
    前記筒状フィルタが、前記拡径部と前記環状段差面の間において、前記第2連通孔を包囲して配置されているものである、請求項1または2記載のガス発生器。
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