DE112018001843T5

DE112018001843T5 - Gasgenerator

Info

Publication number: DE112018001843T5
Application number: DE112018001843.1T
Authority: DE
Inventors: Shinya Ueda; Satoshi Ohsugi; Hiroaki Koyama; Haruki TAKIZAWA
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-12-19
Also published as: JP6910828B2; US20210221324A1; US20200180548A1; CN110621552A; CN110621552B; JP2018176787A; US11001224B2; WO2018186122A1; US11667261B2

Abstract

Ein Gasgenerator (1A) weist ein Gehäuse auf, das durch Kombinieren und Verbinden einer Vielzahl von Schalenelementen aufgebaut ist. Eines der Vielzahl von Schalenelementen weist einen zylindrischen Abschnitt (22) und einen Flanschabschnitt (23) auf. Der zylindrische Abschnitt (22) ist mit einer Vielzahl von Gasausstoßöffnungen (24a, 24b, 24c) versehen, die Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche umfassen. Der Flanschabschnitt (23) ist derart geformt, dass ein Abstand von einer axialen Linie (O) des zylindrischen Abschnitts (22) zu einer Außenkante des Flanschabschnitts (23) ungleichmäßig ist. Wenn von einer maximalen äußeren Geometrieposition (A) in der Außenkante des Flanschabschnitts (23), die am weitesten von der axialen Linie (O) entfernt ist, eine senkrechte Linie (PL) zur axialen Linie (O) gezeichnet wird, ist eine Gasausstoßöffnung, die am nächsten an der senkrechten Line (PL) angeordnet ist, eine andere Gasausstoßöffnung als eine Gasausstoßöffnung, die unter der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen (24a, 24b, 24c) die größte Öffnungsfläche hat.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator, der in einer Insassenschutzvorrichtung eingebaut wird, die einen Fahrer und/oder einen Fahrgast zum Zeitpunkt eines Zusammenstoßes eines Fahrzeugs oder dergleichen schützt, und insbesondere auf einen Gasgenerator, der in einer Airbag-Vorrichtung eingebaut wird, mit der ein Auto ausgestattet ist.
Stand der Technik
Unter dem Gesichtspunkt des Schutzes eines Fahrers und/oder eines Fahrgastes in einem Auto ist bislang in großem Umfang eine Airbag-Vorrichtung verwendet worden, die eine Insassenschutzvorrichtung ist. Die Airbag-Vorrichtung wird zu dem Zweck vorgesehen, einen Fahrer und/oder einen Fahrgast vor einem Aufprall zu schützen, der zum Zeitpunkt des Zusammenstoßes eines Fahrzeugs verursacht wird, und sie nimmt mit einem Airbag, der als ein Kissen dient, den Körper eines Fahrers oder eines Fahrgastes auf, wenn sich der Airbag zum Zeitpunkt des Aufpralls des Fahrzeugs blitzschnell ausdehnt und entfaltet.
Der Gasgenerator ist eine Einrichtung, die in dieser Airbag-Vorrichtung eingebaut wird, wobei in ihr zum Zeitpunkt des Zusammenstoßes eines Fahrzeugs im Ansprechen auf eine Stromzufuhr durch eine Steuerungseinheit ein Zünder gezündet wird, um dadurch mit einer Flamme, die durch den Zünder erzeugt wird, ein Gaserzeugungsmittel zu verbrennen und blitzschnell eine große Menge an Gas zu erzeugen, und die somit einen Airbag ausdehnt und entfaltet.
Es sind Gasgeneratoren mit unterschiedlichem Aufbau verfügbar. Als ein Gasgenerator, der entsprechend für eine Airbag-Vorrichtung auf einer Fahrersitzseite oder eine Airbag-Vorrichtung auf einer Beifahrersitzseite verwendet wird, ist ein tellerartiger Gasgenerator im Wesentlichen in Form einer kurzen Säule verfügbar, der einen verhältnismäßig großen Außendurchmesser hat, und als ein Gasgenerator, der entsprechend für eine Seitenairbag-Vorrichtung, eine Vorhangairbag-Vorrichtung und eine Knieairbag-Vorrichtung verwendet wird, ist ein zylinderartiger Gasgenerator im Wesentlichen in Form einer langen Säule verfügbar, der einen verhältnismäßig kleinen Außendurchmesser hat.
Unter diesen weist ein tellerartiger Gasgenerator ein kurzes zylindrisches Gehäuse, das entgegengesetzte axiale Enden verschlossen hat, eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen, die in einem Umfangswandabschnitt des Gehäuses vorgesehen sind, wobei das Gehäuse so mit einem Gaserzeugungsmittel gefüllt ist, dass es einen im Gehäuse eingebauten Zünder umgibt, und einen Filter auf, der so im Gehäuse untergebracht ist, dass er das Gaserzeugungsmittel umgibt.
In dem tellerartigen Gasgenerator ist das Gehäuse häufig durch Kombinieren eines Paars Schalenelemente aufgebaut, die im Wesentlichen eine zylindrische Form mit Boden haben. Eines dieser Schalenelemente ist mit einem Flanschabschnitt versehen, der ein Teil ist, um den tellerartigen Gasgenerator an einem externen Element (zum Beispiel einem in einer Airbag-Vorrichtung vorgesehenen Halter) zu befestigen.
Für einen Gasgenerator ist es im Allgemeinen wichtig, zum Zeitpunkt der Aktivierung ein Gaserzeugungsmittel kontinuierlich auf stabile Weise zu verbrennen. Damit das Gaserzeugungsmittel kontinuierlich auf stabile Weise verbrennt, sollte das Gaserzeugungsmittel in einer vorgeschriebenen Hochdruckumgebung platziert sein. Der Gasgenerator ist daher so konzipiert, dass er die Größe von Gasausstoßöffnungen, die in dem Gehäuse vorgesehen sind, auf eine gewünschte Größe verengt, damit ein Druck in einem Raum in dem Gehäuse zum Zeitpunkt der Aktivierung auf ein erhebliches Niveau angehoben wird.
Die Abgabekennwerte des Gasgenerators werden jedoch durch die Umgebung beeinflusst, in der der Gasgenerator platziert ist, und sie sind insbesondere von der Umgebungstemperatur abhängig. Die Abgabekennwerte werden tendenziell in einer Hochtemperaturumgebung verstärkt und in einer Niedrigtemperaturumgebung geschwächt. In der Hochtemperaturumgebung wird Gas leichter und stärker ausgestoßen, und in der Niedrigtemperaturumgebung wird das Gas langsamer und schwächer ausgestoßen. Daher tritt insbesondere in der Niedrigtemperaturumgebung aufgrund des Öffnens der Gasausstoßöffnungen ein deutlicher Druckabfall in dem Gehäuse auf, die kontinuierliche Verbrennung des Gaserzeugungsmittels kann erschwert sein, und die Gasausgabe kann unzureichend sein.
Um einen Unterschied bei der Gasausgabeleistung aufgrund der Umgebungstemperatur zu verringern, offenbart die WO 2015/ 163 290 A1 (PTL 1) zum Beispiel einen Gasgenerator, der so aufgebaut ist, dass er eine Vielzahl von in einem Gehäuse vorgesehenen Gasausstoßöffnungen mit unterschiedlichem Öffnungsdruck aufweist.
In dem so aufgebauten Gasgenerator werden die Gasausstoßöffnungen bei Zunahme eines Drucks in einem Raum innerhalb des Gehäuses schrittweise geöffnet. Verglichen mit einem Gasgenerator, der derart aufgebaut ist, dass sich bei Zunahme eines Drucks in einem Raum innerhalb eines Gehäuses alle Gasausstoßöffnungen gemeinsam öffnen, kann daher insbesondere in einer Niedrigtemperaturumgebung ein deutliches Absinken des Drucks in dem Gehäuse verhindert werden.
Mit dem solchermaßen aufgebauten Gasgenerator kann daher ein Gaserzeugungsmittel in einer beliebigen Temperaturumgebung von einer Hochtemperaturumgebung bis zu einer Niedrigtemperaturumgebung kontinuierlich verbrennen, und folglich kann ein Unterschied bei der Gasausgabeleistung, die der Umgebungstemperatur zugeschrieben wird, verringert werden.
Die 10 bis 12 dieser Veröffentlichung offenbaren einen tellerartigen Gasgenerator, der derart aufgebaut ist, dass sich zum Zeitpunkt der Aktivierung bei Zunahme des Drucks in dem Raum innerhalb des Gehäuses eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen in drei Stufen öffnet, da in einem Umfangswandabschnitt des Gehäuses eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorgesehen ist, deren Öffnungsdrücke in drei Stufen eingestellt sind. Bei Berücksichtigung der allgemeinen Anforderungen an einen tellerartigen Gasgenerator wird der Gasgenerator vorzugsweise derart eingestellt, dass sich die Gasausstoßöffnungen in drei Stufen öffnen.
Entaeaenhaltunasliste
Patentliteratur
PTL 1: WO 2015/ 163 290 A1
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
In den letzten Jahren hat es einen starken Bedarf für einen Gasgenerator gegeben, der weniger groß und weniger schwer ist. Um Größe und Gewicht des Gasgenerators zu reduzieren, ist es effektiv, die Dicke des Gehäuses, das ein druckbeständiger Behälter ist, zu verringern. Wenn jedoch einfach nur die Dicke des Gehäuses verringert wird, kann die Druckbeständigkeit des Gehäuses nicht ausreichend sichergestellt werden.
Insbesondere in einem Gasgenerator, in dem in dem Gehäuse eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorgesehen ist, die diejenigen einschließen, die zur schrittweisen Öffnung von ihnen zum Zeitpunkt der Aktivierung voneinander verschiedene Öffnungsflächen haben, ist ein wichtiges Thema, wie sich eine Reduzierung von Größe und Gewicht erreichen lässt, während die Druckbeständigkeit gewährleistet wird.
Die Erfindung erfolgte daher angesichts des oben beschriebenen Problems, und eine Aufgabe von ihr ist, eine Reduzierung von Größe und Gewicht eines Gasgenerators zu erreichen, indem in einem Gehäuse eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorgesehen ist, die Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche umfassen, während die Druckbeständigkeit von ihm gewährleistet wird.
Lösung des Problems
Ein auf der vorliegenden Erfindung beruhender Gasgenerator umfasst ein Gehäuse, ein Gaserzeugungsmittel und einen Zünder. Das Gehäuse umfasst einen Umfangswandabschnitt, einen Deckplattenabschnitt und einen Bodenplattenabschnitt. Das Gehäuse hat entgegengesetzte axiale Enden des Umfangwandabschnitts durch den Deckplattenabschnitt und den Bodenplattenabschnitt verschlossen. Das Gaserzeugungsmittel ist in dem Gehäuse angeordnet und erzeugt, indem es verbrannt wird, Gas. Der Zünder ist am Gehäuse montiert und dient dazu, das Gaserzeugungsmittel zu verbrennen. Das Gehäuse ist durch Kombinieren und Verbinden einer Vielzahl von Schalenelementen aufgebaut. Eines der Vielzahl von Schalenelementen weist zumindest einen zylindrischen Abschnitt, der zumindest einen Teil des Umfangwandabschnitts bildet, und einen Flanschabschnitt auf, der sich von einem axialen Ende des zylindrischen Abschnitts aus kontinuierlich radial nach außen erstreckt. Der zylindrische Abschnitt ist mit einer Vielzahl von Gasausstoßöffnungen versehen, die Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche umfassen. Der Flanschabschnitt ist derart geformt, dass ein Abstand von einer axialen Linie des zylindrischen Abschnitts zu einer Außenkante des Flanschabschnitts ungleichmäßig ist. Wenn in dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator von einer maximalen äußeren Geometrieposition in der Außenkante des Flanschabschnitts, die am weitesten von der axialen Linie des zylindrischen Abschnitts entfernt ist, eine senkrechte Linie zur axialen Linie des zylindrischen Abschnitts gezeichnet wird, ist eine Gasausstoßöffnung, die am nächsten an der senkrechten Linie angeordnet ist, eine andere Gasausstoßöffnung als eine Gasausstoßöffnung, die unter der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen die größte Öffnungsfläche hat.
In dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator ist vorzugsweise keine der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen an einer Position auf einer Ebene angeordnet, die die senkrechte Linie und die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts enthält.
In dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator ist der Flanschabschnitt vorzugsweise mit einem Durchgangsloch zur Befestigung des Gasgenerators an einem externen Element versehen, und in diesem Fall ist der Abstand von der axialen Linie des zylindrischen Abschnitts zur Außenkante des Flanschabschnitts in einem Abschnitt des Flanschabschnitts, der mit dem Durchgangsloch versehen ist, vorzugsweise länger als in einem Abschnitt des Flanschabschnitts, wo kein Durchgangsloch vorgesehen ist.
In dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator ist die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorzugsweise so angeordnet, dass sie entlang einer Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts ausgerichtet ist.
In dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator umfasst das Gehäuse als die Vielzahl von Schalenelementen vorzugsweise eine zylindrische obere Schale mit Boden, die den Deckplattenabschnitt und den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, und eine zylindrische untere Schale mit Boden, die den Bodenplattenabschnitt und den Umfangswandabschnitt nahe am Bodenplattenabschnitt bildet. In diesem Fall wird der mit der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen versehene zylindrische Abschnitt durch einen Abschnitt der oberen Schale definiert, der den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, und der Flanschabschnitt ist so vorgesehen, dass er sich in dem Abschnitt, der den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, von einem Endabschnitt der oberen Schale auf Seite des Bodenplattenabschnitts aus erstreckt. In diesem Fall sind die obere Schale und die untere Schale vorzugsweise durch Einführen eines Abschnitts der unteren Schale, der den Umfangswandabschnitt nahe am Bodenplattenabschnitt bildet, in den Abschnitt der oberen Schale, der den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, kombiniert. Außerdem ist der Zünder in diesem Fall vorzugsweise an einem Abschnitt der unteren Schale montiert, der den Bodenplattenabschnitt bildet.
In dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator besteht die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorzugsweise aus einer Vielzahl von Gruppen von Gasausstoßöffnungen. In diesem Fall umfasst die Vielzahl von Gruppen von Gasausstoßöffnungen vorzugsweise nur eine Gruppe oder zwei oder mehr Gruppen von ersten Gasausstoßöffnungen, die aus einer Vielzahl von ersten Ausstoßöffnungen bestehen, die so eingerichtet sind, dass sie sich bei einem gleichen ersten Öffnungsdruck öffnen, und die entlang einer Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts herum angeordnet sind, eine Gruppe oder zwei oder mehr Gruppen von zweiten Gasausstoßöffnungen, die aus einer Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen bestehen, die so eingerichtet sind, dass sie sich bei einem gleichen zweiten Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts herum angeordnet sind, und eine Gruppe oder zwei oder mehr Gruppen von dritten Gasausstoßöffnungen, die aus einer Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen bestehen, die so eingerichtet sind, dass sie sich bei einem gleichen dritten Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts herum angeordnet sind. In diesem Fall ist der zweite Öffnungsdruck vorzugsweise höher als der erste Öffnungsdruck und der dritte Öffnungsdruck ist höher als der zweite Öffnungsdruck. Außerdem ist in diesem Fall die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorzugsweise so angeordnet, dass sie sich in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts einander nicht überlappt.
Die oben erwähnten Gasausstoßöffnungen sind derart gruppiert, dass so viele Gasausstoßöffnungen wie möglich eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen bilden. Wenn zum Beispiel entlang der Umfangsrichtung des Umfangswandabschnitts des Gehäuses vier Gasausstoßöffnungen mit gleichem Öffnungsdruck vorgesehen sind, können die vier Gasausstoßöffnungen auch als aus insgesamt zwei Gruppen von Gasausstoßöffnungen bestehend angesehen werden, welche aus einer Gruppe von Ausstoßöffnungen, die aus zwei rotationssymmetrisch bei 180° angeordneten Gasausstoßöffnungen besteht, und einer Gruppe von Gasausstoßöffnungen, die aus zwei rotationssymmetrisch bei 180° angeordneten Gasausstoßöffnungen besteht, bestehen. Die vier Gasausstoßöffnungen werden jedoch nicht als solches betrachtet, sondern sie werden in diesem Fall als aus einer Gruppe von Gasausstoßöffnungen bestehend angesehen, welche aus vier rotationssymmetrisch bei 90° angeordneten Gasausstoßöffnungen besteht.
In dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator liegt mindestens eine der Vielzahl von ersten Gasausstoßöffnungen, der Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen und der Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen in einer solchen Form vor, dass S und C die Bedingung S/C ≤ 0,27 × S^0,5 erfüllen, wobei S [mm²] eine Öffnungsfläche von einer Gasausstoßöffnung repräsentiert und C [mm] eine Umfangslänge der einen Gasausstoßöffnung repräsentiert.
In dem auf der vorliegenden Erfindung beruhenden Gasgenerator liegt vorzugsweise mindestens eine von der Vielzahl von ersten Gasausstoßöffnungen, der Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen und der Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen in der Form eines Langlochs vor, das entlang einer axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts eine größere Öffnungsbreite als entlang einer Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts hat.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Reduzierung von Größe und Gewicht eines Gasgenerators erreicht werden, indem in einem Gehäuse eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorgesehen wird, die Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche umfassen, während die Druckbeständigkeit von ihm gewährleistet wird.
Figurenliste

1 ist eine Frontansicht eines tellerartigen Gasgenerators in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 ist eine schematische Schnittansicht des tellerartigen Gasgenerators, der in 1 gezeigt ist.
3 ist eine Schnittansicht einer oberen Schale entlang der Linie III-III, die in den 1 und 2 gezeigt ist.
4 ist eine vergrößerte Ansicht von ersten bis dritten Gasausstoßöffnungen, die in den 1 und 3 gezeigt sind.
5 zeigt schematisch das schrittweise Öffnen der Gasausstoßöffnungen zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
6 zeigt schematisch einen Unterschied beim Verformungsgrad eines Hauptabschnitts eines Gehäuses zum Zeitpunkt der Aktivierung zwischen einem tellerartigen Gasgenerator gemäß einem Vergleichsbeispiel und dem tellerartigen Gasgenerator im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
7 zeigt schematisch einen Zustand in der Umgebung einer Gasausstoßöffnung, wenn der tellerartige Gasgenerator im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aktiviert wird.
8 ist eine Frontansicht eines tellerartigen Gasgenerators in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
9 ist eine Schnittansicht der oberen Schale entlang der Linie IX-IX, die in 8 gezeigt ist.
10 zeigt schematisch einen Verformungsgrad des Hauptabschnitts des Gehäuses zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
11 ist eine Schnittansicht der oberen Schale in einem tellerartigen Gasgenerator in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
12 ist eine vergrößerte Ansicht der ersten bis dritten Gasausstoßöffnungen, die in 11 gezeigt sind.
13 ist eine Schnittansicht der oberen Schale in einem tellerartigen Gasgenerator in einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
14 ist eine vergrößerte Ansicht der ersten bis dritten Gasausstoßöffnungen, die in 13 gezeigt sind.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nun ausführlich Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die unten gezeigten Ausführungsbeispiele stellen eine Anwendung der Erfindung bei einem tellerartigen Gasgenerator dar, der entsprechend in einer Airbag-Vorrichtung eingebaut wird, mit der ein Lenkrad oder dergleichen eines Autos ausgestattet ist. Den gleichen oder gemeinsamen Elementen in den unten gezeigten Ausführungsbeispielen sind in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen zugewiesen worden, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
- Erstes Ausführungsbeispiel -
1 ist eine Frontansicht eines tellerartigen Gasgenerators in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 2 ist eine schematische Schnittansicht des tellerartigen Gasgenerators, der in 1 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird zunächst der Aufbau des tellerartigen Gasgenerators 1A in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, hat der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel ein kurzes, im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse, dessen beide axialen Enden verschlossen sind, und er ist so aufgebaut, dass er in einem Unterbringungsraum, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, als interne Konstruktionsbauteile einen Halteabschnitt 30, einen Zünder 40, ein becherförmiges Element 50, ein Verstärkungsmittel 56, ein Gaserzeugungsmittel 61, ein unteres Trageelement 70, ein oberes Trageelement 80, ein Kissenmaterial 85, einen Filter 90 und dergleichen beherbergt. In dem Unterbringungsraum, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, befindet sich eine Brennkammer 60, die unter den internen Konstruktionsbauteilen hauptsächlich das Gaserzeugungsmittel 61 beherbergt.
Das Gehäuse umfasst als Schalenelemente eine untere Schale 10 und eine obere Schale 20. Die untere Schale 10 und die obere Schale 20 bestehen zum Beispiel aus jeweils einem pressgeformten Produkt, das durch Pressen eines plattenförmigen Elements ausgebildet wird, das aus gewalztem Metall besteht. Als das aus Metall besehende plattenförmige Element, das die untere Schale 10 und die obere Schale 20 bildet, kann ein Metallblech genutzt werden, das zum Beispiel aus Edelstahl, Eisenstahl, einer Aluminiumlegierung, einer rostfreien Legierung oder dergleichen besteht, und es wird entsprechend ein sogenanntes hochfestes Stahlblech genutzt, das auch bei Aufbringung einer Zugspannung von nicht weniger als 440 MPa und nicht mehr als 780 MPa bruchfrei bleibt.
Die untere Schale 10 und die obere Schale 20 werden jeweils im Wesentlichen in einer zylindrischen Form mit Boden ausgebildet, und das Gehäuse wird aufgebaut, indem die Schalen derart kombiniert und verbunden werden, dass ihre offenen Oberflächen einander zugewandt sind. Die untere Schale 10 hat einen Bodenplattenabschnitt 11 und einen zylindrischen Abschnitt 12, und die obere Schale 20 hat einen Deckplattenabschnitt 21, einen zylindrischen Abschnitt 22 und einen Flanschabschnitt 23.
Der zylindrische Abschnitt 12 der unteren Schale 10 hat ein oberes Ende, das durch Einpressen in ein unteres Ende des zylindrischen Abschnitts 11 der oberen Schale 20 eingeführt ist. Der zylindrische Abschnitt 12 der unteren Schale 10 und der zylindrische Abschnitt 22 der oberen Schale 20 sind an einem Anlageabschnitt dazwischen oder in der Umgebung davon verbunden, sodass die untere Schale 10 und die obere Schale 20 fixiert sind. Es kann geeignet Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen, Reibschweißen oder dergleichen verwendet werden, um die untere Schale 10 und die obere Schale 20 miteinander zu verbinden.
Ein Abschnitt eines Umfangswandabschnitts des Gehäuses nahe am Bodenplattenabschnitt 11 wird somit durch den zylindrischen Abschnitt 12 der unteren Schale 10 gebildet, und ein Abschnitt des Umfangswandabschnitts des Gehäuses nahe am Deckplattenabschnitt 21 wird von dem zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 gebildet. Der eine und der andere axiale Endabschnitt des Gehäuses werden jeweils durch den Bodenplattenabschnitt 11 der unteren Schale 10 und den Deckplattenabschnitt 21 der oberen Schale 20 verschlossen.
Der Flanschabschnitt 23 der oberen Schale 20 ist so vorgesehen, dass er sich von einem Endabschnitt von ihr auf der Seite des Bodenplattenabschnitts 11 der unteren Schale 10, der ein axiales Ende des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 ist, kontinuierlich radial nach außen erstreckt. Der Flanschabschnitt 23 ist somit so gelegen, dass er von einer mittleren Position in der axialen Richtung des Umfangswandabschnitts des Gehäuses radial nach außen vorsteht.
Der Flanschabschnitt 23 ist ein Teil zur Befestigung des tellerartigen Gasgenerators 1A an einem externen Element (zum Beispiel einem in einer Airbag-Vorrichtung vorgesehenen Halter). An einer vorgeschriebenen Position des Flanschabschnitts 23 ist ein Durchgangsloch 25 (siehe 3) so vorgesehen, dass es durch ihn entlang einer Richtung parallel zur axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 hindurchgeht. In das Durchgangsloch 25 wird ein nicht gezeigtes Befestigungselement wie eine Schraube eingeführt, damit der tellerartige Gasgenerator 1A an einem externen Element befestigt wird.
Wie in 2 gezeigt ist, ist in einem zentralen Abschnitt des Bodenplattenabschnitts 11 der unteren Schale 10 ein vorstehender zylindrischer Abschnitt 13 vorgesehen, der in Richtung Deckenplattenabschnitt 21 vorsteht, sodass im zentralen Abschnitt des Bodenplattenabschnitts 11 der unteren Schale 10 ein Vertiefungsabschnitt 14 ausgebildet ist. Der vorstehende zylindrische Abschnitt 13 entspricht einer Stelle, an der der Zünder 40 mit dem Halteabschnitt 30 dazwischen befestigt ist, und der Vertiefungsabschnitt 14 entspricht einer Stelle, die als ein Raum dient, um im Halteabschnitt 30 für einen Buchsenabschnitt 34 zu sorgen.
Der vorstehende zylindrische Abschnitt 13 ist so ausgebildet, dass er im Wesentlichen eine zylindrische Form mit Boden hat, und an einem axialen Endabschnitt, der sich auf der Seite des Deckplattenabschnitts 21 befindet, ist eine Öffnung 15 vorgesehen, die bei zweidimensionaler Betrachtung eine nicht punktsymmetrische Form (zum Beispiel eine D-Form, eine Tonnenform oder eine elliptische Form) hat. Die Öffnung 15 entspricht einer Stelle, durch die ein Paar Anschlussstifte 42 des Zünders 40 geht.
Der Zünder 40 dient dazu, Flammen zu erzeugen, und er umfasst einen Zündabschnitt 41 und das oben erwähnte Paar Anschlussstifte 42. Der Zündabschnitt 41 enthält ein Zündmittel, das Flammen erzeugt, wenn es gezündet wird, um zum Zeitpunkt der Aktivierung zu verbrennen, und einen Widerstand, um dieses Zündmittel zu zünden. Das Paar Anschlussstifte 42 ist mit dem Zündabschnitt 41 verbunden, um das Zündmittel zu zünden.
Genauer gesagt umfasst der Zündabschnitt 41 einen Zündbecher, der wie ein Becher ausgebildet ist, und einen Fußabschnitt, der ein offenes Ende des Zündbechers verschließt und darin eingeführt das Paar Anschlussstifte 42 hält. Der Widerstand (Brückendraht) ist so angebracht, dass er Spitzenenden des Paars Anschlussstifte 42 koppelt, die in dem Zündbecher eingeführt sind, und das Zündmittel ist so in dem Zündbecher eingepackt, dass es den Widerstand umgibt oder sich in der Nähe des Widerstands befindet.
Als Widerstand wird dabei im Allgemeinen ein Nichrom-Draht oder dergleichen genutzt, und als Zündmittel wird im Allgemeinen ZPP (Zirconium-Kaliumperchlorat), ZWPP (Zirconium-Wolfram-Kaliumperchlorat), Bleitrizinat oder dergleichen genutzt. Der Zündbecher und der oben erwähnte Fußabschnitt bestehen im Allgemeinen aus Metall oder Kunststoff.
Beim Erkennen eines Zusammenstoßes fließt eine vorgeschriebene Strommenge durch den Anschlussstift 42 in den Widerstand. Wenn die vorgeschriebene Strommenge in den Widerstand fließt, wird in dem Widerstand Joulesche Wärme erzeugt und das Zündmittel beginnt zu brennen. Eine Hochtemperaturflamme, die durch das Verbrennen hervorgerufen wird, lässt den Zündbecher, der das Zündmittel beherbergt, platzen. Die Zeitdauer vom Stromfluss im Widerstand bis zur Aktivierung des Zünders 40 beträgt in dem Fall, dass als Widerstand der Nichrom-Draht eingesetzt wird, im Allgemeinen nicht länger als 2 ms.
Der Zünder 40 ist auf derartige Weise am Bodenplattenabschnitt 11 angebracht, dass der Anschlussstift 42 vom Inneren der unteren Schale 10 aus durch die Öffnung 15 geht, die im vorstehenden zylindrischen Abschnitt 13 vorgesehen ist. Im Einzelnen ist um den vorstehenden zylindrischen Abschnitt 13 herum, der im Bodenplattenabschnitt 11 vorgesehen ist, der Halteabschnitt 30 vorgesehen, der aus einem Harzformabschnitt ausgebildet ist, und der Zünder 40 ist, vom Halteabschnitt 30 gehalten, am Bodenplattenabschnitt 11 befestigt.
Der Halteabschnitt 30 wird durch Spritzgießen (genauer gesagt durch Umspritzen) mittels einer Form geformt und ausgebildet, indem ein isolierendes, flüssiges Harzmaterial so auf dem Bodenplattenabschnitt 11 aufgebracht wird, dass es von einem Teil einer Innenfläche des Bodenplattenabschnitts 11 aus durch die Öffnung 15, die in dem Bodenplattenabschnitt 11 der unteren Schale 10 vorgesehen ist, einen Teil einer Außenfläche erreicht, und indem das flüssige Harzmaterial erstarren gelassen wird.
Der Zünder 40 wird mit dem Halteabschnitt 30 dazwischen auf eine solche Weise am Bodenplattenabschnitt 11 befestigt, dass der Anschlussstift 42 während des Formens des Halteabschnitts 30 von der Innenseite der unteren Schale 10 aus durch die Öffnung 15 läuft, und das oben erwähnte flüssige Harzmaterial wird so zugeführt, dass es in diesem Zustand einen Raum zwischen dem Zünder 40 und der unteren Schale 10 füllt.
Als Ausgangsmaterial für den Halteabschnitt 30, der durch Spritzgießen ausgebildet wird, wird entsprechend ein Harzmaterial gewählt und genutzt, das nach dem Aushärten eine hervorragende Wärmebeständigkeit, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und dergleichen hat. In diesem Fall kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein wärmehärtendes Harz, das von einem Epoxidharz und dergleichen repräsentiert wird, oder ein thermoplastisches Harz, das von einem Polybutylenterephthalatharz, einem Polyethylenterephthalatharz, einem Polyamidharz (wie Nylon 6 oder Nylon 66), einem Polypropylensulfidharz, einem Polypropylenoxidharz und dergleichen repräsentiert wird, genutzt werden. In dem Fall, dass als Ausgangsmaterial diese thermoplastischen Harze gewählt werden, sind in diesen Harzmaterialen vorzugsweise Glasfasern oder dergleichen als Füllstoffe enthalten, um nach dem Formen die mechanische Festigkeit des Halteabschnitts 30 sicherzustellen. Falls jedoch nur durch das thermoplastische Harz ausreichende mechanische Festigkeit sichergestellt werden kann, muss der Füllstoff nicht wie oben erwähnt hinzugegeben werden.
Der Halteabschnitt 30 hat einen inneren Bedeckungsabschnitt 31, der einen Teil einer Innenfläche des Bodenplattenabschnitts 11 der unteren Schale 10 bedeckt, einen äußeren Bedeckungsabschnitt 32, der einen Teil einer Außenfläche des Bodenplattenabschnitts 11 der unteren Schale 10 bedeckt, und einen Kopplungsabschnitt 33, der innerhalb der Öffnung 15 liegt, die in dem Bodenplattenabschnitt 11 der unteren Schale 10 vorgesehen ist, und der jeweils zum inneren Bedeckungsabschnitt 31 und äußeren Bedeckungsabschnitt 32 weiterläuft.
Der Halteabschnitt 30 ist an dem Bodenplattenabschnitt 11 an einer auf der Seite des Bodenplattenabschnitts 11 liegenden Oberfläche von jeweils dem inneren Bedeckungsabschnitt 31, dem äußeren Bedeckungsabschnitt 32 und dem Kopplungsabschnitt 33 festgemacht. Der Halteabschnitt 30 ist an jeweils einer Seitenfläche und einer Unterseite des Zünders 40, die näher am unteren Ende des Zündabschnitts 41 liegt, sowie an einer Oberfläche eines Abschnitts des Zünders 40, die näher an einem oberen Ende des Anschlussstifts 42 liegt, festgemacht.
Die Öffnung 15 ist somit vollständig von dem Anschlussstift 42 und dem Halteabschnitt 30 begraben, sodass in diesem Abschnitt die hermetische Abdichtung des Raums in dem Gehäuse gewährleistet wird. Da die Öffnung 15 wie oben beschrieben in Draufsicht eine nicht punktsymmetrische Form hat, fungieren die Öffnung 15 und der Kopplungsabschnitt 33 durch das Begraben der Öffnung 15 unter dem Kopplungsabschnitt 33 auch als ein Drehverhinderungsmechanismus, der den Halteabschnitt 30 daran hindert, sich bezüglich des Bodenplattenabschnitts 11 zu drehen.
In einem Abschnitt des äußeren Bedeckungsabschnitts 32 des Halteabschnitts 30, der der Außenseite zugewandt ist, ist der Buchsenabschnitt 34 ausgebildet. Dieser Buchsenabschnitt 34 entspricht einer Stelle zum Aufnehmen eines (nicht gezeigten) Steckers eines Kabelbaums zum miteinander Verbinden des Zylinders 40 und einer (nicht gezeigten) Steuerungseinheit, und er befindet sich in dem Vertiefungsabschnitt 14, der in dem Bodenplattenabschnitt 11 der unteren Schale 10 vorgesehen ist.
In diesem Buchsenabschnitt 34 ist ein Abschnitt des Zünders 40, der näher am unteren Ende des Anschlussstifts 42 liegt, so angeordnet, dass er freiliegt. Der Stecker wird so in den Buchsenabschnitt 34 eingeführt, dass zwischen einem Kerndraht des Kabelbaums und dem Anschlussstift 42 eine elektrische Verbindung hergestellt wird.
Das oben beschriebene Spritzgießen kann unter Nutzung einer unteren Schale 10 durchgeführt werden, die erzielt wurde, indem an einer vorgeschriebenen Stelle auf einer Oberfläche des Bodenplattenabschnitts 11 in einem Abschnitt, der mit dem Halteabschnitt 30 zu bedecken ist, im Voraus eine Klebeschicht vorgesehen wurde. Die Klebeschicht kann ausgebildet werden, indem auf eine vorgeschriebene Stelle des Bodenplattenabschnitts 11 im Voraus ein Klebstoff aufgebracht wird und der Klebstoff ausgehärtet wird.
Dadurch befindet sich zwischen dem Bodenabschnitt 11 und dem Halteabschnitt 30 die ausgehärtete Klebeschicht, sodass der aus dem Harzformabschnitt ausgebildete Halteabschnitt 30 fester am Bodenplattenabschnitt 11 festgemacht werden kann. Indem die Klebstoffschicht ringförmig so entlang der Umfangsrichtung vorgesehen wird, dass sie die im Bodenplattenabschnitt 11 vorgesehene Öffnung 15 umgibt, kann daher in diesem Abschnitt ein höheres Dichtungsvermögen sichergestellt werden.
Für den Klebstoff, der im Voraus auf dem Bodenplattenabschnitt 11 aufgebracht wird, kann zum Beispiel passend ein Klebstoff genutzt werden, der als Ausgangsmaterial ein Harzmaterial enthält, das nach dem Aushärten eine hervorragende Wärmebeständigkeit, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und dergleichen hat, und als Ausgangsmaterial kann besonders gut ein Klebstoff genutzt werden, der ein Harz auf Cyanacrylatbasis oder ein Harz auf Silikonbasis enthält. Als der oben erwähnte Klebstoff kann ein Klebstoff genutzt werden, der außer den oben erwähnten Harzmaterialen ein Harz auf Phenolbasis, ein Harz auf Epoxidbasis, ein Harz auf Melaminbasis, ein Harz auf Harnstoffbasis, ein Harz auf Polyesterbasis, ein Harz auf Alkydbasis, ein Harz auf Polyurethanbasis, ein Harz auf Polyimidbasis, ein Harz auf Polyethylenbasis, ein Harz auf Polypropylenbasis, ein Harz auf Polyvinylchloridbasis, ein Harz auf Polystyrolbasis, ein Harz auf Polyvinylacetatbasis, ein Harz auf Polytetrafluorethylenbasis, ein Harz auf Acrylnitril-Butadien-Styrol-Basis, ein Harz auf Acrylnitril-Styrol-Basis, ein Acrylharz, ein Harz auf Polyamidbasis, ein Harz auf Polyacetalbasis, ein Harz auf Polycarbonatbasis, ein Harz auf Polyphenylenetherbasis, ein Harz auf Polybutylenterephthalatbasis, ein Harz auf Polyethylenterephthalatbasis, ein Harz auf Polyolefinbasis, ein Harz auf Polyphenylensulfidbasis, ein Harz auf Polysulfonbasis, ein Harz auf Polyethersulfonbasis, ein Harz auf Polyarylatbasis, ein Harz auf Polyetheretherketonbasis, ein Harz auf Polyamidimidbasis, ein Flüssigkristallpolymer, einen Kautschuk auf Styrolbasis, einen Kautschuk auf Olefinbasis und dergleichen enthält.
Auch wenn exemplarisch ein Aufbaubeispiel beschrieben worden ist, in dem der Zünder 40 durch Spritzgießen des aus dem Harzformabschnitt ausgebildeten Halteabschnitts 30 an der unteren Schale 10 befestigt werden kann, können auch alternative Mittel verwendet werden, um den Zünder 40 an der unteren Schale 10 zu befestigen.
An dem Bodenplattenabschnitt 11 wird ein becherförmiges Element 50 montiert, sodass es den vorstehenden zylindrischen Abschnitt 13, den Halteabschnitt 30 und den Zünder 40 bedeckt. Das becherförmige Element 50 hat im Wesentlichen eine zylindrische Form mit Boden, die auf der Seite des Bodenplattenabschnitts 11 einen offenen Endabschnitt hat, und es enthält eine Verstärkungskammer 55, die das Verstärkungsmittel 56 beherbergt. Das becherförmige Element 50 ist so angeordnet, dass es in Richtung der Brennkammer 60 vorsteht, die das Gaserzeugungsmittel 61 beherbergt, und zwar derart, dass die darin vorgesehene Verstärkungskammer 55 dem Zündabschnitt 41 des Zünders 40 zugewandt ist.
Das becherförmige Element 50 hat einen Deckwandabschnitt 51 und einen Seitenwandabschnitt 52, die die oben erwähnte Verstärkungskammer 55 definieren, und einen Erstreckungsabschnitt 53, der sich von einem Abschnitt des Seitenwandabschnitts 52 auf der Seite eines offenen Endes aus radial nach außen erstreckt. Der Erstreckungsabschnitt 53 ist so ausgebildet, dass er sich entlang einer Innenfläche des Bodenplattenabschnitts 11 der unteren Schale 10 erstreckt. Im Einzelnen liegt der Erstreckungsabschnitt 53 in einer Form vor, die in einem Abschnitt, in dem der vorstehende zylindrische Abschnitt 13 vorgesehen ist, und in der Umgebung von ihm entlang der Form der inneren Bodenfläche des Bodenplattenabschnitts 11 gekrümmt ist, und er weist einen Spitzenendabschnitt 54 auf, der sich in einem radial äußeren Abschnitt von ihm wie ein Flansch erstreckt.
Der Spitzenendabschnitt 54 im Erstreckungsabschnitt 53 ist entlang der axialen Richtung des Gehäuses zwischen dem Bodenplattenabschnitt 11 und dem unteren Trageelement 70 angeordnet und er ist entlang der axialen Richtung des Gehäuses zwischen dem Bodenplattenabschnitt 11 und dem unteren Trageelement 70 eingezwängt. Da das untere Trageelement 70 durch das Gaserzeugungsmittel 61, das Kissenmaterial 85, das obere Tragelement 80 und den Deckplattenabschnitt 21, die oberhalb angeordnet sind, in Richtung des Bodenplattenabschnitts 11 gedrückt wird, befindet sich das becherförmige Element 50 in einem solchen Zustand, dass der Spitzenendabschnitt 54 des Erstreckungsabschnitts 53 durch das untere Trageelement 70 in Richtung des Bodenplattenabschnitts 11 gedrückt wird und am Bodenplattenabschnitt 11 befestigt ist. Das becherförmige Element 50 wird somit daran gehindert, vom Bodenplattenabschnitt 11 abzufallen, ohne dass zur Befestigung des becherförmigen Elements 50 Gesenkformen oder Presspassen verwendet wird.
Das becherförmige Element 50 hat weder im Deckwandabschnitt 51 noch im Seitenwandabschnitt 52 eine Öffnung und es umgibt die darin vorgesehene Verstärkungskammer 55. Dieses becherförmige Element 50 platzt oder schmilzt bei Zunahme des Drucks in der Verstärkungskammer 55 oder durch Leitung von darin erzeugter Wärme, wenn das Verstärkungsmittel 56 infolge der Aktivierung des Zünders gezündet wird, und seine mechanische Festigkeit ist verhältnismäßig gering.
Für das becherförmige Element 50 wird entsprechend ein Element, das aus einem Metall wie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, oder ein Element genutzt, das aus einem Harz wie einem wärmehärtenden Harz, das durch ein Epoxidharz und dergleichen repräsentiert wird, und einem thermoplastischen Harz besteht, das durch ein Polybutylenterephthaltharz, ein Polyethylenterephthalatharz, ein Polyamidharz (etwa Nylon 6 oder Nylon 66), ein Polypropylensulfidharz, ein Polypropylenoxidharz und dergleichen repräsentiert wird.
Abgesehen davon kann für das becherförmige Element 50 auch ein Bauteil genutzt werden, das aus einem Element ausgebildet ist, das aus einem Metall hoher mechanischer Festigkeit besteht, wie es von Eisen oder Kupfer repräsentiert wird, das in seinem Seitenwandabschnitt 52 eine Öffnung hat und an dem ein Dichtstreifen anhaftet, um die Öffnung zu verschließen. Das Verfahren zur Befestigung des becherförmigen Elements 50 ist nicht auf das oben beschriebene Befestigungsverfahren beschränkt, das das untere Trageelement 70 verwendet, und es können andere Befestigungsverfahren genutzt werden.
Das in die Verstärkungskammer 55 gepackte Verstärkermittel 56 erzeugt, wenn es gezündet wird, thermische Partikel, um durch Flammen verbrannt zu werden, die infolge der Aktivierung des Zünders 40 erzeugt werden. Das Verstärkungsmittel 56 sollte dazu in der Lage sein, die Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 zuverlässig zu starten, und es wird im Allgemeinen eine aus Metallpulvern/Oxidationsmittel bestehende Zusammensetzung eingesetzt, die durch B/KNO₃, B/NaNO_s oder Sr(NO3)₂, eine aus Titanhydrid, Kaliumperchlorat bestehende Zusammensetzung oder eine aus B/5-Aminotetrazol/Kaliumnitrat/Molybdäntrioxid bestehende Zusammensetzung repräsentiert wird.
Für das Verstärkungsmittel 56 wird ein pulverförmiges Verstärkungsmittel, ein Verstärkungsmittel, das durch ein Bindemittel in einer vorgeschriebenen Form ausgebildet wurde, oder dergleichen genutzt. Die durch ein Bindemittel ausgebildete Form des Verstärkungsmittels 56 schließt zum Beispiel verschiedene Formen wie ein Granulat, eine Säule, ein Blatt, eine Kugel, einen Zylinder mit einem einzelnen Loch, einen Zylinder mit mehreren Löchern, eine Tablette und dergleichen ein.
In einem Raum, der einen Abschnitt umgibt, in dem das oben erwähnte becherförmige Element 50 in einem Raum innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, befindet sich die Brennkammer 60, die das Gaserzeugungsmittel 61 beherbergt. Wie oben beschrieben wurde, wird das becherförmige Element 50 im Einzelnen so angeordnet, dass es in die im Gehäuse ausgebildete Brennkammer 60 vorsteht, und als Brennkammer 60 sind ein Raum, der in einem Abschnitt dieses becherförmigen Elements 50 vorgesehen ist, der der Außenwand des Seitenwandabschnitts 52 zugewandt ist, und ein Raum, der in einem Abschnitt von ihm vorgesehen ist, der einer Außenfläche des Deckwandabschnitts 51 zugewandt ist, vorgesehen.
In einem Raum, der die Brennkammer 60, die das Gaserzeugungsmittel 61 beherbergt, in einer radialen Richtung des Gehäuses umgibt, ist entlang eines Innenumfangs des Gehäuses der Filter 90 angeordnet. Der Filter 90 hat eine zylindrische Form und ist derart angeordnet, dass eine Mittelachse von ihm im Wesentlichen mit der axialen Richtung des Gehäuses zusammenpasst.
Das Gaserzeugungsmittel 61 ist ein Mittel, das durch thermische Partikel gezündet wird, die infolge der Aktivierung des Zünders 40 erzeugt werden, und es erzeugt, wenn es verbrennt, ein Gas. Als Gaserzeugungsmittel 61 wird vorzugsweise ein azidfreies Gaserzeugungsmittel eingesetzt, und das Gaserzeugungsmittel 61 wird als ein Formteil ausgebildet, das im Allgemeinen einen Brennstoff, ein Oxidationsmittel und einen Zusatzstoff enthält.
Für den Brennstoff werden zum Beispiel ein Triazolderivat, ein Tetrazolderivat, ein Guanidinderivat, ein Azodicarboxamidderivat, ein Hydrazinderivat oder dergleichen oder eine Kombination davon genutzt. Im Einzelnen werden zum Beispiel passend Nitroguanidin, Guanadinnitrat, Dicyandiamid, 5-Aminotetrazol und dergleichen genutzt.
Als Oxidationsmittel wird zum Beispiel ein basisches Nitrat wie basisches Kupfernitrat, ein Perchlorat wie Ammoniumperchlorat oder Kaliumperchlorat, nitrathaltige Kationen, die aus einem Alkalimetall, einem Erdalkalimetall, einem Übergangsmetall und Ammoniak gewählt werden, oder dergleichen genutzt. Als Nitrat wird zum Beispiel passend Natriumnitrat, Kaliumnitrat oder dergleichen genutzt.
Als Zusatzstoff lässt sich zum Beispiel ein Bindemittel, ein Schlackebildungsmittel, ein Verbrennungsmodifizierungsmittel oder dergleichen nennen. Als Bindemittel kann zum Beispiel passend ein Metallsalz aus Carboxymethylcellulose, ein organisches Bindemittel wie Stearat oder ein anorganisches Bindemittel wie künstliches Hydrotalcit und saure japanische Asche genutzt werden. Als Schlackebildungsmittel kann zum Beispiel passend Siliziumnitrid, Siliziumdioxid, saure japanische Asche oder dergleichen genutzt werden. Außerdem kann als Verbrennungsmodifizierungsmittel zum Beispiel passend ein Metalloxid, Ferrosilizium, Aktivkohle, Grafit oder dergleichen genutzt werden.
Die Form des Formteils des Gaserzeugungsmittels 61 schließt verschiedene Formen wie eine Partikelform einschließlich eines Granulats, eines Pellets und einer Säule und eine Scheibenform ein. Außerdem wird unter den säulenförmigen Formteilen auch ein Formteil mit Löchern, das in dem Formteil Durchgangslöcher hat (etwa eine Zylinderform mit einem einzelnen Loch oder eine Zylinderform mit mehreren Löchern) genutzt. Diese Formen werden vorzugsweise je nach Anwendungsfall abhängig von den Spezifikationen der Airbag-Vorrichtung, in der der tellerartige Gasgenerator 1A eingebaut wird, passend ausgewählt und es wird zum Beispiel vorzugsweise eine für die Spezifikationen optimale Form gewählt, indem eine Form gewählt wird, die eine zeitliche Änderung der Gaserzeugungsrate während der Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 erlaubt. Darüber hinaus werden unter Berücksichtigung einer linearen Verbrennungsgeschwindigkeit, eines Druckexponenten oder dergleichen des Gaserzeugungsmittels 61 neben der Form des Gaserzeugungsmittels 61 vorzugsweise die Größe des Formteils oder die Füllmenge von ihm passend ausgewählt.
Als Filter 90 kann zum Beispiel ein Filter, der erzielt wird, indem ein Metallwalzdraht aus Edelstahl oder Eisenstahl gewickelt und gesintert wird, ein Filter, der ausgebildet wird, indem ein Maschenmaterial, in das Metallwalzdrähte gestrickt wurden, gepresst wird, um dieses dadurch zusammenzupacken, oder dergleichen genutzt werden. Als Maschenmaterial kann im Einzelnen ein glatt rechtsgestricktes Drahtgewebe, ein Drahtgewebe mit Leinwandbindung, ein Aggregat aus gequetschten Metallwalzdrähten oder dergleichen genutzt werden.
Außerdem kann als Filter 90 auch ein Filter genutzt werden, der erzielt wird, indem eine perforierte Metallplatte gewickelt wird. In diesem Fall wird als perforierte Metallplatte zum Beispiel ein Streckmetall, das erzielt wird, indem in einer Metallplatte versetzte Schnitte vorgenommen werden und durch Weiten der Schnitte Löcher vorgesehen werden, um die Metallplatte dadurch in ein Netz zu arbeiten, ein Hakenmetall, das erzielt wird, indem eine Metallplatte perforiert wird und zum Abflachen Grate niedergedrückt werden, die um einen Umfang des Lochs herum hervorgerufen wurden, oder dergleichen genutzt. In diesem Fall kann die Größe oder die Form eines Lochs, das vorgesehen werden soll, je nach Bedarf passend geändert werden, und in der gleichen Metallplatte können Löcher verschiedener Form oder Größe aufgenommen werden. Es ist zu beachten, dass als Metallplatte zum Beispiel passend ein Stahlblech (Baustahl) oder ein Edelstahlblech genutzt werden kann, wobei auch ein nichteisenhaltiges Metallblech aus Aluminium, Kupfer, Titan, Nickel oder einer Legierung davon oder dergleichen genutzt werden kann.
Der Filter 90 fungiert als ein Kühlungsmittel zur Kühlung durch Gas durch Entfernen von Hitze bei einer hohen Temperatur des Gases, wenn das in der Brennkammer 60 erzeugte Gas durch diesen Filter 90 geht, und er fungiert auch als ein Entfernungsmittel zum Entfernen von Rückständen (Schlacke) oder dergleichen, die in dem Gas enthalten sind. Damit das Gas ausreichend gekühlt wird und die Ausgabe von Rückständen zur Außenseite verhindert wird, sollte das in der Brennkammer 60 erzeugte Gas daher zuverlässig durch den Filter 90 gehen. Der Filter 90 ist fern von den zylindrischen Abschnitten 12 und 22 angeordnet, um so zwischen dem zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 und dem zylindrischen Abschnitt 12 der unteren Schale 10, die den Umfangswandabschnitt des Gehäuses bilden, für einen Spalt 28 vorbestimmter Größe zu sorgen.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist in dem zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 in einem Abschnitt, der dem Filter 90 zugewandt ist, eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 vorgesehen. Die Gasausstoßöffnungen 24 dienen dazu, das Gas, das durch den Filter 90 gegangen ist, zur Außenseite des Gehäuses zu führen.
Wie in 2 gezeigt ist, ist an einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 als ein Dichtungselement ein aus Metall bestehender Dichtstreifen 26 angebracht, um die Gasausstoßöffnungen 24 zu verschließen. Als dieser Dichtstreifen 26 wird passend eine Aluminiumfolie oder dergleichen genutzt, die auf einer ihrer Oberflächen ein klebriges Element aufgebracht hat, und durch den Dichtstreifen 26 wird eine hermetische Abdichtung der Brennkammer 60 gewährleistet.
Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 in dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel drei Bauarten von Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche (d. h. eine Vielzahl von ersten Gasausstoßöffnungen 24a, eine Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und eine Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen 24c). Diese drei Bauarten von Gasausstoßöffnungen sind so aufgebaut, dass sie einen voneinander verschiedenen Öffnungsdruck haben, damit sie sich zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1A bei einer Zunahme des Drucks in dem oben erwähnten Unterbringungsraum, der ein Raum in dem Gehäuse ist, infolge der Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 schrittweise öffnen.
Wie oben beschrieben wurde, befinden sich zwischen der Brennkammer 60 und den Gasausstoßöffnungen 24 der Filter 90 und der Spalt 28. Der Strömungswiderstand des Filters 90 gegenüber Gas ist jedoch verhältnismäßig gering, weswegen der Druck in dem Unterbringungsraum im Wesentlichen gleich dem Innendruck in der Brennkammer 60 ist. In der Beschreibung unten kann dieser Druck daher anstatt als Druck im Unterbringungsraum auch als Innendruck in der Brennkammer 60 bezeichnet werden.
Die oben erwähnte erste Gasausstoßöffnung 24a, zweite Gasausstoßöffnung 24b und dritte Gasausstoßöffnung 24c sind so aufgebaut, dass ihr Öffnungsdruck aufgrund eines Unterschieds ihrer Öffnungsfläche voneinander verschieden ist. Da somit eine Vielzahl von Bauarten von Gasausstoßöffnungen 24 mit voneinander verschiedenem Öffnungsdruck enthalten ist, kann zum Zeitpunkt der Aktivierung insbesondere in einer Niedrigtemperaturumgebung ein erhebliches Absinken der Zunahme des Innendrucks in der Brennkammer 60 verhindert werden und können die beabsichtigten Verbrennungseigenschaften erzielt werden. Die Einzelheiten und der genaue Aufbau der Vielzahl von Bauarten von Gasausstoßöffnungen 24 werden später beschrieben.
Wie wiederum aus 2 hervorgeht, ist in der Umgebung des Endabschnitts der Brennkammer 60, der sich auf der Seite des Bodenplattenabschnitts 11 befindet, das untere Trageelement 70 angeordnet. Das untere Trageelement 70 hat eine Ringform und ist so angeordnet, als ob es im Wesentlichen so am Filter 90 und Bodenplattenabschnitt 11 angebracht ist, dass es einen Grenzabschnitt zwischen dem Filter 90 und dem Bodenplattenabschnitt 11 bedeckt. Das untere Trageelement 70 befindet sich somit zwischen dem Bodenplattenabschnitt 11 und dem Gaserzeugungsmittel 61 in der Umgebung des Endabschnitts der Brennkammer 60.
Das untere Trageelement 70 hat einen Anlageabschnitt 72, der so aufgerichtet ist, dass er auf die Innenumfangsfläche des axialen Endabschnitts des Filters 90 stößt, der sich auf der Seite des Bodenplattenabschnitts 11 befindet, und einen Bodenabschnitt 71, der so vorgesehen ist, dass er sich vom Anlageabschnitt 72 aus radial nach innen erstreckt. Der Bodenabschnitt 71 ist so ausgebildet, dass er sich entlang einer inneren Bodenfläche des Bodenplattenabschnitts 11 der unteren Schale 10 erstreckt. Im Einzelnen liegt der Bodenabschnitt 71 in einer Form vor, die sich entlang der Form der inneren Bodenfläche des Bodenplattenabschnitts 11 biegt, wozu ein Abschnitt gehört, in dem der vorstehende zylindrische Abschnitt 13 vorgesehen ist, und er weist einen Spitzenendabschnitt 73 auf, der in einem radial einwärts liegenden Abschnitt von ihm aufgerichtet ist.
Das untere Trageelement 70 fungiert als ein Ausströmverhinderungsmittel, um Gas, das zum Zeitpunkt der Aktivierung in der Brennkammer 60 erzeugt wird, daran zu hindern, durch einen Spalt zwischen dem unteren Ende des Filters 90 und dem Bodenplattenabschnitt 11 hinauszuströmen, ohne durch den Filter 90 zu gehen. Das untere Trageelement 70 wird zum Beispiel durch Pressen eines aus Metall bestehenden plattenförmigen Elements ausgebildet und besteht passend aus einem Element, das aus einem Stahlblech herkömmlichen Stahls, speziellen Stahls oder dergleichen (etwa aus einem kaltgewalzten Stahlblech oder einem Edelstahlblech) ausgebildet ist.
Zwischen dem Bodenplattenabschnitt 11 und dem Bodenabschnitt 71 des unteren Trageelements 70 ist entlang der axialen Richtung des Gehäuses der Spitzenendabschnitt 54 des Erstreckungsabschnitts 53 des oben erwähnten becherförmigen Elements 50 angeordnet. Somit wird der Spitzenendabschnitt 54 entlang der axialen Richtung des Gehäuses eingezwängt zwischen dem Bodenplattenabschnitt 11 und dem Bodenabschnitt 71 gehalten. Das becherförmige Element 50 befindet sich gemäß diesem Aufbau in einem derartigen Zustand, dass der Spitzenendabschnitt 54 des Erstreckungsabschnitts 53 durch den Bodenabschnitt 71 des unteren Trageelements 70 in Richtung Bodenplattenabschnitt 11 gedrückt wird und am Bodenplattenabschnitt 11 befestigt ist.
Das obere Trageelement 80 ist an dem Endabschnitt der Brennkammer 60 angeordnet, der sich auf der Seite des Deckplattenabschnitts 71 befindet. Das obere Trageelement 80 liegt im Wesentlichen in der Form einer Scheibe vor und ist so angeordnet, als ob es an dem Filter 90 und dem Deckplattenabschnitt 21 angebracht ist, damit es den Grenzabschnitt zwischen dem Filter 90 und dem Deckplattenabschnitt 21 bedeckt. Das obere Trageelement 80 liegt somit in der Umgebung des Endabschnitts der Brennkammer 60 zwischen dem Deckplattenabschnitt 21 und dem Gaserzeugungsmittel 61.
Das obere Trageelement 80 hat einen Bodenabschnitt 81, der auf den Deckplattenabschnitt 21 stößt, und einen Anlageabschnitt 82, der von einer Umfangskante des Bodenabschnitts 81 aus aufgerichtet ist. Der Anlageabschnitt 82 stößt gegen die Innenumfangsfläche eines axialen Endabschnitts des Filters 90, der sich auf der Seite des Deckplattenabschnitts 21 befindet.
Das obere Trageelement 80 fungiert als ein Ausströmverhinderungsmittel, um Gas, das zum Zeitpunkt der Aktivierung in der Brennkammer 60 erzeugt wird, daran zu hindern, durch einen Spalt zwischen dem oberen Ende des Filters 90 und dem Deckplattenabschnitt 21 hinauszuströmen, ohne durch den Filter 90 zu gehen. Ähnlich wie das untere Trageelement 70 wird das obere Trageelement 80 zum Beispiel durch Pressen eines aus Metall bestehenden plattenförmigen Elements ausgebildet, und es besteht passend aus einem Element, das aus einem Stahlblech herkömmlichen Stahls, speziellen Stahls oder dergleichen (etwa aus einem kaltgewalzten Stahlblech oder einem Edelstahlblech) ausgebildet ist.
In diesem oberen Trageelement 80 ist ein ringförmiges Kissenmaterial 85 so angeordnet, dass es sich mit dem Gaserzeugungsmittel 61, das in der Brennkammer 60 untergebracht ist, in Kontakt befindet. Das Kissenmaterial 85 befindet sich somit in einem Abschnitt der Brennkammer 60 auf der Seite des Deckplattenabschnitts 21 zwischen dem Deckplattenabschnitt 21 und dem Gaserzeugungsmittel 61 und drückt das Gaserzeugungsmittel 61 in Richtung des Bodenplattenabschnitts 11.
Das Kissenmaterial 85 hat den Zweck zu verhindern, dass das aus dem Formteil bestehende Gaserzeugungsmittel 61 durch Schwingung oder dergleichen zerdrückt wird, und es besteht aus einem Element, das passend aus einem Formteil aus Keramikfasern, Steinwolle oder einem Schaumharz (etwa geschäumtes Silikon, geschäumtes Polypropylen oder geschäumtes Polyethylen) oder Kautschuk, der durch Chloropren und EPDM repräsentiert wird, ausgebildet ist.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun die Arbeitsweise des oben beschriebenen tellerartigen Gasgenerators 1A in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wenn ein Fahrzeug, in dem der tellerartige Gasgenerator 1A dieses Ausführungsbeispiels montiert ist, einen Zusammenstoß hat, spürt eine Zusammenstoßfühleinrichtung, die separat in dem Fahrzeug vorgesehen ist, den Zusammenstoß, und im Ansprechen auf eine Stromzufuhr durch eine Steuerungseinheit, die separat in dem Fahrzeug vorgesehen ist, wird darauf beruhend die Zündung 40 aktiviert. Das in der Verstärkungskammer 55 untergebrachte Verstärkungsmittel 56 wird gezündet, um durch Flammen, die infolge der Aktivierung des Zünders 40 erzeugt werden, zu verbrennen, wodurch eine große Menge thermischer Partikel erzeugt wird. Das Verbrennen dieses Verstärkungsmittels 56 lässt das becherförmige Element 50 platzen oder schmelzen, und die oben erwähnten thermischen Partikel strömen in die Brennkammer 60.
Die thermischen Partikel, die eingeströmt sind, zünden und verbrennen das Gaserzeugungsmittel 61, das in der Brennkammer 60 untergebracht ist, und es wird eine große Menge Gas erzeugt. Das in der Brennkammer 60 erzeugte Gas geht durch den Filter 90. Zu diesem Zeitpunkt wird durch den Filter 90 aus dem Gas Wärme entfernt, und das Gas wird gekühlt, in dem Gas enthaltene Schlacke wird von dem Filter 90 entfernt und das Gas strömt in den Spalt 28.
Wenn der Druck in dem Raum in dem Gehäuse zunimmt, wird der Dichtstreifen 26 eingerissen, der die in der oberen Schale 20 vorgesehene Gasausstoßöffnung 24 verschlossen hat, und das Gas wird durch die Gasausstoßöffnung 24 hindurch zur Außenseite des Gehäuses ausgestoßen. Die Gasausstoßöffnungen 24 öffnen sich schrittweise, und das ausgestoßene Gas wird in den Airbag eingeleitet, der angrenzend an den tellerartigen Gasgenerator 1A vorgesehen ist, und es weitet und entfaltet den Airbag.
3 ist eine Schnittansicht der oberen Schale entlang der Linie III-III, die in den 1 und 2 gezeigt ist, und 4 ist eine vergrößerte Ansicht der ersten bis dritten Gasausstoßöffnungen, die in den 1 und 3 gezeigt sind. Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 und die zuvor beschriebenen 1 und 2 wird nun ein genauerer Aufbau der oberen Schale 20 und ein genauerer Aufbau der ersten bis dritten Gasausstoßöffnungen 24a bis 24c, die in dem zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 vorgesehen sind, beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Flanschabschnitt 23 der oberen Schale 20 derart geformt, dass ein Abstand von einer axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 zu einer Außenkante des Flanschabschnitts 23 ungleichmäßig ist. Genauer gesagt ist der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel derart aufgebaut, dass die oben beschriebenen Durchgangslöcher 25 entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig an vier Stellen im Flanschabschnitt 23 vorgesehen sind und dass der oben erwähnte Abstand in einem Abschnitt des Flanschabschnitts 23, wo das Durchgangsloch 25 vorgesehen ist, länger als der oben genannte Abstand in einem Abschnitt des Flanschabschnitts 23 ist, wo kein Durchgangsloch 25 vorgesehen ist.
Somit ist an insgesamt vier Stellen, jeweils an einer Position, die dem im Flanschabschnitt 23 vorgesehenen Durchgangsloch 25 entspricht, eine maximale äußere Geometrieposition A in der Außenkante des Flanschabschnitts 23 vorhanden, die von der axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 am weitesten entfernt ist, wobei die maximalen äußeren Geometriepositionen entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 gleichmäßig in einem Intervall von 90° liegen.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, sind die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c in dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel so vorgesehen, dass sie entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 unter einer vorgeschriebenen Regel ausgerichtet sind. Genauer gesagt sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 insgesamt vierundzwanzig Gasausstoßöffnungen 24 gleichmäßig in einem 15°-Intervall angeordnet.
Vier erste Gasausstoßöffnungen 24a sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 alle 90° vorgesehen und angeordnet. Acht zweite Gasausstoßöffnungen 24b sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 alle 45° vorgesehen und angeordnet. Zwölf dritte Gasausstoßöffnungen 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in Intervallen von 15°, 30°, 45°, 15°, 30°, 45°, ... vorgesehen und angeordnet.
Die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in der Reihenfolge erste Gasausstoßöffnung 24a, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c, dritte Gausaustoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b und dritte Gasausstoßöffnung 24c angeordnet, wobei dieser Satz als ein Satz definiert wird und sich vier solcher Sätze wiederholen. Die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 ist somit so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 einander nicht überlappt.
Wie in den 1 und 4(A) gezeigt ist, liegt die erste Gasausstoßöffnung 24a in der Form eines Langlochs vor, dessen Öffnungsbreite in zueinander senkrechten Richtungen verschieden ist. Genauer gesagt liegt die erste Gasausstoßöffnung derart in Form eines vertikal verlaufenden Langlochs vor, dass eine Öffnungsbreite L1 entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 (im Folgenden wird die Öffnungsbreite L1 entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 als Länge L1 bezeichnet) größer als eine Öffnungsbreite W1 entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 (im Folgenden wird die Öffnungsbreite W1 entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 einfach als Breite W1 bezeichnet) ist. Streng genommen liegt die erste Gasausstoßöffnung 24a als ein rennbahnförmiges Loch vor, das ein Paar Öffnungskantenabschnitte hat, die parallel entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 verlaufen.
Wie in den 1 und 4(B) gezeigt ist, liegt die zweite Gasausstoßöffnung 24b in der Form eines Langlochs vor, dessen Öffnungsbreite in zueinander senkrechten Richtungen verschieden ist. Genauer gesagt liegt die zweite Gasausstoßöffnung derart in Form eines vertikal verlaufenden Langlochs vor, dass eine Öffnungsbreite L2 entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 (im Folgenden wird die Öffnungsbreite L2 entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 auch als Länge L2 bezeichnet) größer als eine Öffnungsbreite W2 entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 (im Folgenden wird die Öffnungsbreite W2 entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 auch einfach als Breite W2 bezeichnet) ist. Streng genommen liegt die zweite Gasausstoßöffnung 24b als ein rennbahnförmiges Loch vor, das ein Paar Öffnungskantenabschnitte hat, die parallel entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 verlaufen.
Wie in den 1 und 4(C) gezeigt ist, liegt die dritte Gasausstoßöffnung 24c in der Form eines Langlochs vor, dessen Öffnungsbreite in zueinander senkrechten Richtungen verschieden ist. Genauer gesagt liegt die dritte Gasausstoßöffnung derart in Form eines vertikal verlaufenden Lachlochs vor, dass eine Öffnungsbreite L3 entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 (im Folgenden wird die Öffnungsbreite L3 entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 auch als Länge L3 bezeichnet) größer als eine Öffnungsbreite W3 entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 (im Folgenden wird die Öffnungsbreite W3 entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 auch einfach als Breite W3 bezeichnet) ist. Streng genommen liegt die dritte Gasausstoßöffnung 24c als ein rennbahnförmiges Loch vor, das ein Paar Öffnungskantenabschnitte hat, die parallel entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 verlaufen.
Die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c liegen alle in der Form eines vertikal verlaufenden Langlochs vor, und somit liegen sämtliche Gasausstoßöffnungen 24 in der Form des vertikal verlaufenden Langlochs vor.
Wie aus den 4(A) bis 4(C) hervorgeht, erfüllen S1 bis S3 die Bedingung S1 > S2 > S3, wobei S1 eine Öffnungsfläche pro erster Gasausstoßöffnung 24a repräsentiert, S2 eine Öffnungsfläche pro zweiter Gasausstoßöffnung 24b repräsentiert und S3 eine Öffnungsfläche pro dritter Gasausstoßöffnung 24c repräsentiert. Und zwar ist die Öffnungsfläche S2 der zweiten Gasausstoßöffnung 24b kleiner als die Öffnungsfläche S1 der ersten Gasausstoßöffnung 24a, und die Öffnungsfläche S3 der dritten Gasausstoßöffnung 24c ist kleiner als die Öffnungsfläche S2 der zweiten Gasausstoßöffnung 24b.
Wenn, wie in 3 gezeigt ist, in dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel von der oben beschriebenen maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 eine senkrechte Linie PL zur axialen Linie A des zylindrischen Abschnitts 22 gezeichnet wird (3 zeigt repräsentativ ein Beispiel, in dem die senkrechte Linie PL von einer der vier maximalen äußeren Geometriepositionen A aus gezeichnet ist), ist die Gasausstoßöffnung 24, die am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet ist, eine andere Gasausstoßöffnung als die erste Gasausstoßöffnung 24a, die unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c die größte Öffnungsfläche hat.
Bei Betrachtung entlang der axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 ist im zylindrischen Abschnitt 22 genauer gesagt die dritte Gasausstoßöffnung 24c so angeordnet, dass sie die senkrechte Linie PL überlagert. Unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c ist es somit die dritte Gasausstoßöffnung 24c mit der kleinsten Öffnungsfläche, die am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet ist.
Obwohl das Gehäuse als druckbeständiger Behälter zur Reduzierung von Größe und Gewicht eine verringerte Dicke (d. h. Dicke der oberen Schale 20) hat, kann gemäß einem solchen Aufbau eine hohe Druckbeständigkeit gewährleistet werden, was später beschrieben wird.
Wie aus 2 hervorgeht, ist auf der Innenumfangsfläche der oberen Schale 20 wie oben beschrieben der Dichtstreifen 26 aufgebracht, und der Dichtstreifen 26 verschließt jede der insgesamt vierundzwanzig Gasausstoßöffnungen 24. In diesem Fall wird ein Öffnungsdruck der Gasausstoßöffnung 24 als FxtxC/S ausgedrückt, wobei F die Scherfestigkeit (Zugfestigkeit) des Dichtstreifens 26 repräsentiert, t die Dicke eines Abschnitts des Dichtstreifens 26, der die Gasausstoßöffnung 24 verschließt, repräsentiert, C die Umfangslänge der Gasausstoßöffnung repräsentiert (die in 4 gezeigten Umfangslängen C1 bis C3 entsprechen der Umfangslinie C) und S die Öffnungsfläche der Gasausstoßöffnung 24 repräsentiert (die oben erwähnten Öffnungsflächen S1 bis S3 entsprechen der Öffnungsfläche S).
Durch passendes Einstellen der Umfangslinien C1 bis C3 und der oben erwähnten Öffnungsflächen S1 bis S3 wird daher in diesem Ausführungsbeispiel der Öffnungsdruck der ersten Gasausstoßöffnung 24a so eingestellt, dass er der niedrigste ist, der Öffnungsdruck der zweiten Gasausstoßöffnung 24b wird so eingestellt, dass er der zweitniedrigste ist, und der Öffnungsdruck der dritten Gasausstoßöffnung 24c wird so eingestellt, dass er der höchste ist.
Aus dem obigen Ausdruck des Öffnungsdrucks ergibt sich, dass beim Einstellen des Öffnungsdrucks der Öffnungsdruck höher sein kann, wenn eine längere Umfangslänge C eingestellt wird, während die Öffnungsfläche S gleichbleibt. Wenn die Gasausstoßöffnungen 24 so aufgebaut sind, dass sie wie in diesem Ausführungsbeispiel in der Form eines vertikal verlaufenden Langloches vorliegen, können mit anderen Worten verschiedene Öffnungsdrücke eingestellt werden, während der Abstand zwischen aneinandergrenzenden Gasausstoßöffnungen 24 ausreichend gewährleistet wird, sodass eine Verringerung der Druckbeständigkeit des Gehäuses unterdrückt wird. Der Freiheitsgrad bei der Gestaltung wird deutlich verbessert, und folglich kann die Größe des tellerartigen Gasgenerators 1A gegenüber einem Beispiel verringert werden, in dem die Öffnungsdrücke der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen auf verschiedenen Niveaus eingestellt werden, während die Gesamtöffnungsfläche der Gasausstoßöffnungen einfach dadurch erhöht wird, dass die Größe einiger Gasausstoßöffnungen erhöht wird, während eine geometrisch ähnliche Form wie die eines genauen Kreises beibehalten wird.
Wenn als Filter 90 ein Filter, der erzielt wird, indem der oben beschriebene Metallwalzdraht aus Edelstahl oder Eisenstahl gewickelt und gesintert wird, oder ein Filter eingesetzt wird, der erzielt wird, indem ein Maschenmaterial, in das Metallwalzdrähte gestrickt wurden, gepresst wird, um dieses dadurch zusammenzupacken, kann das Phänomen auftreten, dass der Druck des Gases, das zum Zeitpunkt der Aktivierung durch die Gasausstoßöffnungen 24 ausgestoßen wird, den Filter 90 in Abschnitten verformt, die den Gasausstoßöffnungen 24 zugewandt sind, wobei der verformte Abschnitt nach außen gedrückt wird, und dass der Filter folglich aus den Gasausstoßöffnungen 24 herausragt.
Dieses Phänomen ist wahrscheinlich, wenn die Gasausstoßöffnung 24 die Form eines genauen Kreises hat, und es ist weniger wahrscheinlich, wenn die Gasausstoßöffnung 24 nicht die Form eines genauen Kreises hat. Der Grund dafür wird wie folgt eingeschätzt. Wenn die Gasausstoßöffnung 24 die Form eines ungenauen Kreises hat, nimmt der Strömungswiderstand der Gasausstoßöffnung 24 dieser Form gegenüber dem Gas in einem Eckenabschnitt oder einem Winkelabschnitt der Gasausstoßöffnung 24 zu, die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, das wirklich hindurchgeht, wird bezogen auf die Öffnungsfläche der Gasausstoßöffnung 24 als Ganzes unterdrückt, und die Kraft, die den Filter 90 wie oben beschrieben nach außen drückt, wird geschwächt.
Angesichts dessen hat die Gasausstoßöffnung 24 vorzugsweise die Form eines ungenauen Kreises, wie sie durch die oben erwähnte Form eines vertikal verlaufenden Langlochs repräsentiert wird, und insbesondere hat eine Gasausstoßöffnung, deren Öffnungsfläche erhöht wird, um einen geringeren Öffnungsdruck einzustellen, vorzugsweise die Form eines ungenauen Kreises. Die Form des ungenauen Kreises, auf die hier Bezug genommen wird, schließt verschiede Formen ein, und Beispiele dafür schließen neben der oben erwähnten Form des vertikal verlaufenden Langlochs die Form eines seitlich verlaufenden Langlochs sowie eine Kreuzform, eine V-Form, eine T-Form, eine Sternchenform und eine Form ein, die durch Drehung von ihr um die Mitte herum erreicht wird.
Wenn die Form quantitativ ausgedrückt wird, liegt zumindest eine der Vielzahl von ersten Gasausstoßöffnungen 24a, der Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und der Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen 24c in einer solchen Form vor, dass S und C eine Bedingung von vorzugsweise S/C ≤ 0,27 × S^0,5 und besser noch S/C ≤ 0,22 × S^0,5 erfüllen, wobei S [mm²] eine Öffnungsfläche von einer Gasausstoßöffnung repräsentiert und C [mm] eine Umfangslänge der einen Gasausstoßöffnung repräsentiert.
5 zeigt schematisch das schrittweise Öffnen der Gasausstoßöffnungen zum Zeitpunkt der Aktivierung des Gasgenerators dieses Ausführungsbeispiels. Unter Bezugnahme auf 5 wird dann nun der Grund beschrieben, warum bei dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt der Aktivierung insbesondere in einer Niedrigtemperaturumgebung ein erhebliches Absinken bei der Zunahme des Innendrucks verhindert werden kann. Die 5(A), 5(B) und 5(C) zeigen jeweils den Zustand zum Zeitpunkt des Verstreichens einer vorgeschriebenen Zeitdauer nach Start der Aktivierung, wobei die verstrichene Zeit in der Reihenfolge der 5(A), 5(B) und 5(C) länger ist.
Wenn der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel aktiviert wird, beginnt das Gaserzeugungsmittel 61 zu verbrennen und entsprechend beginnt ein Innendruck in der Brennkammer 60 zuzunehmen. Bei dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel öffnen sich die Gasausstoßöffnungen 24 im Verlauf der Zunahme des Innendrucks in der Brennkammer 60 schrittweise.
In einer ersten Phase nach Aktivierungsbeginn hat der Innendruck in der Brennkammer 60 noch nicht den Druck erreicht, bei dem sich die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b oder die dritte Gasausstoßöffnung 24c öffnen kann. Daher öffnen sich die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c nicht und der Innendruck nimmt weiter zu.
In einer zweiten Phase nach Aktivierungsbeginn erreicht der Innendruck in der Brennkammer 60 einen Innendruck P1, bei dem sich unter den ersten Gasausstoßöffnungen 24a, den zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und den dritten Gasausstoßöffnungen 24c die vier ersten Gasausstoßöffnungen 24a mit dem niedrigsten Öffnungsdruck öffnen können, und die Abschnitte des Dichtstreifens 24, die die vier ersten Gasausstoßöffnungen 24a bedecken, werden entsprechend eingerissen, wie in 5(A) gezeigt ist, sodass das Gas durch die vier offenen ersten Gasausstoßöffnungen 24a hindurch ausgestoßen wird. Somit wird in einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer seit Aktivierungsbeginn eine Gasausgabe erzielt und Ausdehnung und Entfaltung des Airbags können in einer frühen Phase beginnen.
In der zweiten Phase nach Aktivierungsbeginn haben sich die zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und die dritten Gasausstoßöffnungen 24c noch nicht geöffnet. Daher wird der Innendruck in der Brennkammer 60 in einem passenden Hochdruckzustand gehalten und der Innendruck in der Brennkammer 60 fällt nicht extrem ab. Daher geht die stabile Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 weiter und es können Ausdehnung und Entfaltung des Airbags aufrechterhalten werden.
In einer dritten Phase nach Aktivierungsbeginn erreicht der Innendruck in der Brennkammer 60 einen Innendruck P2, bei dem sich unter den ersten Gasausstoßöffnungen 24a, den zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und den dritten Gasausstoßöffnungen 24c nach den ersten Gasausstoßöffnungen 24a die acht zweiten Gasausstoßöffnungen 24b mit dem nächstniedrigeren Öffnungsdruck öffnen können, und die Abschnitte des Dichtstreifens 24, die die acht zweiten Gasausstoßöffnungen 24b bedecken, werden entsprechend eingerissen, wie in 5(B) gezeigt ist, sodass das Gas durch die insgesamt zwölf offenen ersten Gasausstoßöffnungen 24a und zweiten Gasausstoßöffnungen 24b einschließlich der vier ersten Gasausstoßöffnungen 24a, die sich bereits geöffnet haben, ausgestoßen wird.
In der dritten Phase nach Aktivierungsbeginn haben sich die dritten Gasausstoßöffnungen 24c noch nicht geöffnet. Daher wird der Innendruck in der Brennkammer 60 in einem passenden Hochdruckzustand gehalten und der Innendruck in der Brennkammer 60 fällt nicht extrem ab. Daher geht die stabile Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 weiter und Ausdehnung und Entfaltung des Airbags können aufrechterhalten werden.
In einer vierten Phase nach Aktivierungsbeginn erreicht der Innendruck in der Brennkammer einen Innendruck P3, bei dem sich unter den ersten Gasausstoßöffnungen 24a, den zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und den dritten Gasausstoßöffnungen 24c die zwölf dritten Gasausstoßöffnungen 24c mit dem höchsten Öffnungsdruck öffnen können, und die Abschnitte des Dichtstreifens 24, die die zwölf dritten Gasausstoßöffnungen 24c bedecken, werden entsprechend eingerissen, wie in 5(C) gezeigt ist, sodass das Gas durch alle insgesamt vierundzwanzig offenen ersten Gasausstoßöffnungen 24a, zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und dritten Gasausstoßöffnungen 24c einschließlich der insgesamt zwölf ersten Gasausstoßöffnungen 24a und zweiten Gasausstoßöffnungen 24b, die sich bereits geöffnet haben, ausgestoßen wird.
Zu diesem Zeitpunkt hat der Innendruck in der Brennkammer 60 bereits einen ausreichend hohen Druckzustand erreicht. Daher setzt das Gaserzeugungsmittel 61 die Verbrennung auf stabile Weise fort und es wird auf stabile Weise eine hohe Gasausgabe erreicht, bis das Gaserzeugungsmittel 61 ausbrennt. Die anhaltende Entfaltung des Airbags kann sich weiter fortsetzen.
In einer fünften Phase nach Aktivierungsbeginn stoppt bei abgebranntem Gaserzeugungsmittel 61 die Ausgabe des Gases und es endet somit die Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1A und auch die Entfaltung des Airbags.
Der tellerartige Gasgenerator 1A dieses Ausführungsbeispiels ist somit derart aufgebaut, dass sich die Gasausstoßöffnungen 24 zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1A bei Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 bei der oben erwähnten Zunahme des Drucks in dem Unterbringungsraum, der der Raum innerhalb des Gehäuses ist, schrittweise öffnen. Daher kann verglichen mit einem tellerartigen Gasgenerator, der derart aufgebaut ist, dass sich alle Gasausstoßöffnungen bei Zunahme des Drucks in dem Raum innerhalb des Gehäuses gemeinsam öffnen, insbesondere in der Niedrigtemperaturumgebung ein erhebliches Absinken der Zunahme des Innendrucks verhindert werden. Daher kann in jeder Temperaturumgebung von der Hochtemperaturumgebung bis zur Niedrigtemperaturumgebung eine anhaltende Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 erreicht werden, und folglich kann ein Unterschied bei der Gasausgabeleistung, der der Umgebungstemperatur zugeschrieben wird, verringert werden.
Damit zuverlässig die Wirkung erzielt wird, dass der Unterschied bei der Gasausgabeleistung, der der Umgebungstemperatur zugeschrieben wird, verringert wird, wenn die Gasausstoßöffnungen 24 so eingestellt werden, das sie sich in drei Stufen öffnen, erfüllen SA1 bis SA3 vorzugsweise die Bedingung SA1 < SA2 + SA3, wobei SA1 die Summe der Öffnungsflächen der ersten Gasausstoßöffnungen 24a repräsentiert, SA2 die Summe der Öffnungsflächen der zweiten Gasausstoßöffnungen 24b repräsentiert und SA3 die Summe der Öffnungsflächen der dritten Gasausstoßöffnungen 24a repräsentiert. (In diesem Ausführungsbeispiel gilt SA1 = 4×S1, SA2 = 8×S2 und SA3 = 12×S3.) Die Summe SA1 der Öffnungsflächen der ersten Gasausstoßöffnungen 24a ist vorzugsweise kleiner als die Gesamtsumme der Summe SA2 der Öffnungsflächen der zweiten Gasausstoßöffnungen 24b und der Summe SA3 der Öffnungsflächen der dritten Gasausstoßöffnungen 24c. Dies liegt daran, weil es schwierig ist, den Innendruck in der Brennkammer 60 im Hochdruckzustand zu halten, wenn der Anteil der Summe (SA1) der Öffnungsflächen der ersten Gasausstoßöffnungen 24a an der Gesamtsumme (d. h. SA1 + SA2 + SA3) der Öffnungsflächen der Gasausstoßöffnungen 24 groß ist.
6(A) ist ein Schaubild, das schematisch einen Verformungsgrad des Hauptabschnitts des Gehäuses zum Zeitpunkt der Aktivierung eines tellerartigen Gasgenerators gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt, und 6(B) ist ein Schaubild, das schematisch einen Verformungsgrad des Hauptabschnitts des Gehäuses zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators in diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Ein Grund, warum eine hohe Druckbeständigkeit auch dann gewährleistet werden kann, wenn das Gehäuse als druckbeständiger Behälter beim tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel zur Reduzierung von Größe und Gewicht eine verringerte Dicke hat, wird ausführlich beschrieben, indem unter Bezugnahme auf 6 und die zuvor beschriebene 2 ein Unterschied beim Verformungsgrad des Hauptabschnitts des Gehäuses zum Zeitpunkt der Aktivierung zwischen einem tellerartigen Gasgenerator 1X gemäß dem Vergleichsbeispiel und dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel erläutert wird. Der in 6(B) gezeigte Querschnitt ist ein Querschnitt entlang der in 4 gezeigten Linie VIB-VIB des Gehäuses des tellerartigen Gasgenerators 1A in diesem Ausführungsbeispiel, und der in 6(A) gezeigte Querschnitt ist ein dem in 6(B) gezeigten Querschnitt entsprechender Querschnitt des Gehäuses des tellerartigen Gasgenerators 1X gemäß dem Vergleichsbeispiel.
Wenn ein tellerartiger Gasgenerator aktiviert wird, verformt sich das Gehäuse im Allgemeinen mit Zunahme des Drucks in einem Raum in dem Gehäuse, indem es sich nach außen ausdehnt, und dementsprechend konzentriert sich lokal Spannung an einem vorgeschriebenen Abschnitt des Gehäuses. Wenn ein Verformungsgrad des Gehäuses relativ hoch ist und an diesem Abschnitt eine Spannung erzeugt wird, die größer oder gleich einem Standhaltedruck des Gehäuses ist, geht von diesem Abschnitt ein Bruch des Gehäuses aus. Wenn andererseits ein Verformungsgrad des Gehäuses verhältnismäßig gering ist und an diesem Abschnitt keine Spannung erzeugt wird, die größer oder gleich einem Standhaltedruck des Gehäuses ist, tritt in dem Gehäuse kein Bruch auf und kann der Betrieb von dem tellerartigen Gasgenerator normal beendet werden.
Wie aus 2 hervorgeht, schließen Beispiele eines Abschnitts, in dem eine Spannungskonzentration wahrscheinlich ist, einen Verbindungsabschnitt des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 mit dem Flanschabschnitt 23 (den mit dem Bereich R in 2 angegebenen Abschnitt) ein. Obwohl der zylindrische Abschnitt 22 ein Abschnitt ist, der mit Zunahme des Drucks in dem Raum in dem Gehäuse verhältnismäßig leicht verformt wird, wird durch den Flanschabschnitt 23 die Verformung des Verbindungsabschnitts mit dem Flanschabschnitt 23 eingeschränkt, da der Flanschabschnitt 23 weniger dafür anfällig ist, sich zu verformen. Folglich wird im Bereich R große Spannung erzeugt.
Außerdem ist in dem Bereich R in der Umgebung der maximalen äußeren Geometrieposition A (siehe 3) des Flanschabschnitts 23 ein radial nach außen gehender Überstand des Flanschabschnitts 23 besonders groß. Daher wird durch den Flanschabschnitt 23 wie oben beschrieben eine starke Begrenzungskraft aufgebracht, sodass noch konzentrierter als in anderen Abschnitten des Bereichs R Spannung erzeugt wird. Solange in einem Abschnitt des Bereichs R, der in der Nähe der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 liegt, keine Spannung erzeugt wird, die größer oder gleich einem Standhaltedruck des Gehäuses ist, tritt daher im Grunde kein Bruch des Gehäuses auf.
Wenn in dem zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 wie in dem tellerartigen Gasgenerator 1A dieses Ausführungsbeispiels eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 vorgesehen ist, die Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche umfassen, ist die Verformung des zylindrischen Abschnitts 22 in der Umgebung eines Abschnitts, wo eine Gasausstoßöffnung vorgesehen ist, die eine größere Öffnungsfläche hat, verhältnismäßig größer und ist die Verformung des zylindrischen Abschnitts 22 in der Umgebung eines Abschnitts, wo eine Gasausstoßöffnung vorgesehen ist, die eine kleinere Gasausstoßöffnung hat, verhältnismäßig klein, was der Tatsache zugeschrieben wird, dass die mechanische Festigkeit des zylindrischen Abschnitts 22 in der Umgebung des Abschnitts, wo die Gasausstoßöffnung vorgesehen ist, die die größere Öffnungsfläche hat, verhältnismäßig gering ist und dass die mechanische Festigkeit des zylindrischen Abschnitts 22 in der Umgebung des Abschnitts, wo die Gasausstoßöffnung vorgesehen ist, die die kleinere Öffnungsfläche hat, verhältnismäßig hoch ist.
Wie aus 6(A) hervorgeht, unterscheidet sich der tellerartige Gasgenerator 1X gemäß dem Vergleichsbeispiel von dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel dadurch, dass wenn eine senkrechte Linie von der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 zur axialen Linie des zylindrischen Abschnitts 22 gezogen wird, die erste Gasausstoßöffnung 24a, die unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c die größte Öffnungsfläche hat, am nächsten an der senkrechten Linie angeordnet ist.
In dem tellerartigen Gasgenerator 1X gemäß dem so aufgebauten Vergleichsbeispiel ist die erste Gasausstoßöffnung 24a, die die größte Öffnungsfläche hat, in der Umgebung eines Abschnitts des zylindrischen Abschnitts 22 vorgesehen, der der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 entspricht, sodass ein Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22, der verhältnismäßig geringe mechanische Festigkeit hat, und ein Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22, auf den durch den Flanschabschnitt 23 die stärkste Begrenzungskraft aufgebracht wird, so angeordnet sind, dass sie sich in der Umfangsrichtung des Gehäuses überlagern.
Wie in 6(A) gezeigt ist, tritt daher zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1X gemäß dem Vergleichsbeispiel in einem Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22, der dem oben beschriebenen Abschnitt im Bereich R entspricht, der der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 entspricht, eine verhältnismäßig große Verformung auf (und zwar wird in dem zylindrischen Abschnitt 22 ein großes Ausmaß an Verformung erzeugt, wie es durch den Bezug D0 in der Figur angegeben ist), während darauf durch den Flanschabschnitt 23 eine starke Begrenzungskraft aufgebracht wird. Folglich wird in diesem Abschnitt im Bereich R konzentriert Spannung erzeugt.
Um bei dem tellerartigen Gasgenerator 1X gemäß dem Vergleichsbeispiel in diesem Abschnitt einen Bruch der oberen Schale 20 zu vermeiden, sollte die obere Schale 20 daher eine im Verhältnis größere Dicke haben, was die Reduzierung von Größe und Gewicht stört.
Wie in 6(B) gezeigt ist, ist im Gegensatz dazu bei dem tellerartigen Gasgenerator 1A dieses Ausführungsbeispiels in der Umgebung des Abschnitts des zylindrischen Abschnitts 22, der der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 entspricht, die dritte Gasausstoßöffnung 24c vorgesehen, die die kleinste Öffnungsfläche hat, sodass ein Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22 mit verhältnismäßig hoher mechanischer Festigkeit und ein Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22, auf den durch den Flanschabschnitt 23 die stärkste Begrenzungskraft aufgebracht wird, so angeordnet sind, dass sie sich in der Umfangsrichtung des Gehäuses überlagern.
Wie in 6(B) gezeigt ist, leidet daher zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1A in diesem Ausführungsbeispiel der Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22, der diesem Abschnitt entspricht, bloß unter einer verhältnismäßig kleinen Verformung, während durch den Flanschabschnitt 23 in dem oben beschriebenen Abschnitt im Bereich R, der der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 entspricht, eine starke Begrenzungskraft aufgebracht wird (und zwar wird in dem zylindrischen Abschnitt 22 ein kleines Ausmaß an Verformung erzeugt, wie es durch den Bezug D1 in der Figur angegeben ist (d. h. D1 < DO)). Folglich kann die Spannungskonzentration, die in diesem Abschnitt im Bereich R auftritt, deutlich abgeschwächt werden.
Daher kann der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem tellerartigen Gasgenerator 1X gemäß dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel eine verhältnismäßig geringe Dicke der oberen Schale 20 haben, und folglich kann er eine Reduzierung von Größe und Gewicht erreichen.
Der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel kann somit einen Gasgenerator realisieren, der dazu imstande ist, eine Reduzierung von Größe und Gewicht zu erreichen, während Druckbeständigkeit gewährleistet wird, und der dazu imstande ist einen Unterschied bei der Gasausgabeleistung aufgrund einer Umgebungstemperatur abzuschwächen.
Wie aus 3 hervorgeht, kann die oben beschriebene Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 in dem tellerartigen Gasgenerator 1A dieses Ausführungsbeispiels als aus der untenstehenden Vielzahl von Gruppen von Gasausstoßöffnungen bestehend angesehen werden, wenn beachtet wird, dass die Gasausstoßöffnungen so aufgebaut sind, dass sie die gleiche Form und Öffnungsfläche haben, damit sie den gleichen Öffnungsdruck haben, und wenn sie entsprechend den Stellen, an denen sie vorgesehen sind, als eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen angesehen werden. Die Gasausstoßöffnungen sind wie oben beschrieben derart gruppiert, dass eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen aus so vielen Gasausstoßöffnungen wie möglich besteht.
Erste Gasausstoßöffnungsgruppe X: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24a
Zweite Gasausstoßöffnungsgruppe Y: insgesamt acht in einem 45°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24b
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z1: insgesamt acht in einem 45°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z2: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Bei dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel besteht die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 aus insgesamt vier Gruppen X, Y, Z1 und Z2 von Gasausstoßöffnungen, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen umfasst, die so eingestellt sind, dass sie sich bei einem gleichen Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 herum angeordnet sind.
Auch wenn die Befestigungskraft eines externen Elements (zum Beispiel eines Halters der Airbag-Vorrichtung), das den tellerartigen Gasgenerator 1A fixiert, nur an einigen Stellen in der Umfangsrichtung des Gehäuses unzureichend ist (beispielsweise durch eine Verringerung der Befestigungskraft aufgrund von Alterung), können gemäß diesem Aufbau Schubkräfte, die auf den tellerartigen Gasgenerator 1A aufgebracht werden, daran gehindert werden, deutlich aus dem Gleichgewicht zu sein.
Genauer gesagt sind in der oben erwähnten zweiten Phase nach Aktivierungsbeginn die vier ersten Gasausstoßöffnungen 24a geöffnet, die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 gleichmäßig angeordnet sind, sodass das Gas in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 an vier gleich beabstandeten Stellen ausgestoßen wird. Auch wenn die Befestigungskraft des Befestigungselements, das den tellerartigen Gasgenerator 1A befestigt, nur an einigen Stellen in der Umfangsrichtung des Gehäuses unzureichend ist, ist es relativ weniger wahrscheinlich, dass die auf den tellerartigen Gasgenerator 1A aufgebrachten Schubkräfte nicht im Gleichgewicht sind.
In der oben erwähnten dritten Phase nach Aktivierungsbeginn sind die insgesamt zwölf ersten Gasausstoßöffnungen 24a und zweiten Gasausstoßöffnungen 24b geöffnet, die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 gleichmäßig angeordnet sind. Daher wird das Gas entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 an zwölf gleich beabstandeten Stellen ausgestoßen. Auch wenn die Befestigungskraft des Befestigungselements, das den tellerartigen Gasgenerator 1A befestigt, nur an einigen Stellen in der Umfangsrichtung des Gehäuses unzureichend ist, ist es deutlich weniger wahrscheinlich, dass die auf den tellerartigen Gasgenerator 1A aufgebrachten Schubkräfte nicht im Gleichgewicht sind.
Wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, kann daher ein tellerartiger Gasgenerator erzielt werden, der insbesondere in einer frühen Phase nach Aktivierungsbeginn eine höhere Sicherheit hat.
In den oben erwähnten zweiten und dritten Phasen nach Aktivierungsbeginn ist der Airbag außerdem noch nicht ausreichend entfaltet und liegen die offenen Gasausstoßöffnungen 24 und der Airbag sehr dicht beieinander. Auch in diesem Fall wird das Gas so ausgestoßen, als ob es an vier gleich beabstandeten Positionen und zwölf im Wesentlichen gleich beabstandeten Positionen entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 verteilt wird. Daher kann ein konzentriertes Auftreffen des Gases auf einen lokalen Abschnitt des Airbags bei hoher Temperatur und hohem Druck vermieden werden. Wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, kann daher auch die Möglichkeit einer Beschädigung des Airbags verringert werden.
Dies wird der im Wesentlichen gleichmäßigen Anordnung aller Gasausstoßöffnungen (d. h. aller ersten Gasausstoßöffnungen 24a und zweiten Gasausstoßöffnungen 24b) außer den Gasausstoßöffnungen 24c, die unter der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 in den dritten Gasausstoßöffnungsgruppen Z1 und Z2 enthalten sind, entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 zugeschrieben. Bei dem tellerartigen Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel sind sämtliche der Gasausstoßöffnungen 24 (d. h. die dritten Gasausstoßöffnungen 24c zusätzlich zu den ersten Gasausstoßöffnungen 24a und den zweiten Gasausstoßöffnungen 24b insgesamt) entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 gleichmäßig angeordnet. Auch in der oben beschriebenen vierten Phase nach Aktivierungsbeginn wird daher das Gas so ausgestoßen, als ob es an vierundzwanzig Stellen verteilt wird, die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 gleich beabstandet sind.
Wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, kann die Anzahl an Gasausstoßöffnungen 24 erhöht werden, während die Öffnungsflächen der in dem Gehäuse vorgesehen Gasausstoßöffnungen 24 unterdrückt werden. Daher kann zum Zeitpunkt der Aktivierung der Druck in dem Raum innerhalb des Gehäuses innerhalb eines Bereichs, in dem eine anhaltende Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 61 auf stabile Weise erreicht werden kann, um ein erhebliches Ausmaß abgesenkt werden. Daher kann auch in diesem Sinne die Dicke des Gehäuses verringert werden, während die Druckbeständigkeit des Gehäuses gewährleistet wird, und folglich können eine deutliche Reduzierung von Größe und Gewicht des tellerartigen Gasgenerators realisiert werden.
Der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel ist derart beschaffen, dass er einen Airbag mit Standardgröße ausdehnt und entfaltet. Der zylindrische Abschnitt 22 der oberen Schale 20 ist so konzipiert, dass er einen Außendurchmesser von zum Beispiel 60,4 mm und eine Dicke (Blechdicke) von zum Beispiel 1,1 mm hat.
In diesem Fall sind die Länge L1 und Breite W1 der ersten Gasausstoßöffnung 24a auf zum Beispiel jeweils 4,0 mm und 1,9 mm eingestellt, die Länge L2 und Breite W2 der zweiten Gasausstoßöffnung 24b sind auf zum Beispiel jeweils 3,3 mm und 1,4 mm eingestellt, und die Länge L3 und Breite W3 der dritten Gasausstoßöffnung 24c sind auf zum Beispiel jeweils 2,5 mm und 1,3 mm eingestellt.
Für die Gasausstoßöffnungen 24 wird im Allgemeinen durch Stanzen mit einer Pressmaschine gesorgt. Bei der obigen Konzeption ist jedoch das Abstandsmaß zwischen angrenzenden Gasausstoßöffnungen 24 klein. Daher ist es aufgrund der Beschränkungen der Pressmaschine praktisch unmöglich, durch einmal Stanzen für die Gasausstoßöffnungen zu sorgen.
Unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung der Herstellungskosten wird jedoch vorzugsweise durch so wenige Stanzvorgänge wie möglich für sämtliche der Gasausstoßöffnungen 24 gesorgt. Bei der Herstellung des wie oben aufgebauten tellerartigen Gasgenerators 1A wird daher in einem Prozess, in dem für die Gasausstoßöffnungen 24 gesorgt wird, vorzugsweise durch einmal Stanzen für insgesamt zwölf Gasausstoßöffnungen gesorgt, die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 alle 30° angeordnet sind, und es wird durch einmal Stanzen für insgesamt zwölf übrige Gasausstoßöffnungen gesorgt, die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 alle 30° angeordnet sind. Somit kann durch zweimal Stanzen für sämtliche Gasausstoßöffnungen 24 gesorgt werden, sodass die Herstellungskosten reduziert werden können.
Wenn die Gasausstoßöffnungen 24 wie in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zu einem Langloch geformt werden, kann die tatsächliche Öffnungsfläche bei geöffneten Gasausstoßöffnungen 24 abhängig von einem Unterschied bei der Umgebungstemperatur (d. h. in einer Niedrigtemperaturumgebung, einer Raumtemperaturumgebung oder einer Hochtemperaturumgebung) unterschiedlich sein, und das Verbrennen des Gaserzeugungsmittels 61 kann insbesondere in der Niedrigtemperaturumgebung gefördert werden. Daher kann ein Unterschied bei der Gasausgabeleistung aufgrund der Umgebungstemperatur erheblich verringert werden, und es kann ein tellerartiger Gasgenerator mit einem höheren Leistungsvermögen als das herkömmliche Beispiel erzielt werden. Dieser Aspekt wird unten ausführlich beschrieben.
7 ist ein Schaubild, das schematisch einen Zustand in der Umgebung einer Gasausstoßöffnung zeigt, wenn der Gasgenerator in diesem Ausführungsbeispiel aktiviert wird. 7(A) zeigt ein Beispiel, in dem der Gasgenerator in der Raumtemperaturumgebung und in der Hochtemperaturumgebung aktiviert wird, und 7(B) zeigt ein Beispiel, in dem der Gasgenerator in der Niedrigtemperaturumgebung aktiviert wird.
Wenn der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel in der Raumtemperaturumgebung und in der Hochtemperaturumgebung aktiviert wird, bricht mit Zunahme des Innendrucks in der Brennkammer 60 der Dichtstreifen 26, wie in 7(A) gezeigt ist, durch einen Einriss des Dichtstreifens 26 in dem die Gasausstoßöffnung 24 verschließenden Abschnitt vollständig entlang des Öffnungskantenabschnitts der Gasausstoßöffnung 24 in der Form des Langlochs auf, und der aufgebrochene Dichtstreifen 26 haftet nicht an dem Öffnungskantenabschnitt der Gasausstoßöffnung 24 an. Daher sind die Öffnungsfläche der Gasausstoßöffnung 24 und die tatsächliche Öffnungsfläche bei der infolge des Einreißens des Dichtstreifens 26 geöffneten Gasausstoßöffnung 24 gleich.
Wenn der tellerartige Gasgenerator 1A in diesem Ausführungsbeispiel in der Niedrigtemperaturumgebung aktiviert wird, bricht mit Zunahme des Innendrucks in der Brennkammer 60 der Dichtstreifen 26, wie in 7(B) gezeigt ist, beim Einreißen des Dichtstreifens 26 in dem die Gasausstoßöffnung 24 verschließenden Abschnitt entlang des Öffnungskantenabschnitts der Gasausstoßöffnung 24 in der Form des Langlochs auf, wobei er jedoch nicht vollständig entlang des gesamten Umfangs des Öffnungskantenabschnitts aufbricht. Der Dichtstreifen bricht nicht entlang eines der beiden Öffnungskantenabschnitte auf, die parallel entlang des zylindrischen Abschnitts 22 verlaufen, und der gebrochene Dichtstreifen 26 haftet an dem Öffnungskantenabschnitt der Gasausstoßöffnung 24 an. Daher ist die tatsächliche Öffnungsfläche bei der infolge des Einreißens des Dichtstreifens 26 geöffneten Gasausstoßöffnung 24 um einen Betrag, der der Querschnittsfläche des Dichtstreifens 26 entspricht, kleiner als der Öffnungsfläche der Gasausstoßöffnung 24.
Daher wird zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1A in der Raumtemperaturumgebung und in der Hochtemperaturumgebung eine verhältnismäßig große Gesamtsumme der tatsächlichen Öffnungsflächen der Gasausstoßöffnungen 24 gewährleistet, während zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1A in der Niedrigtemperaturumgebung die Gesamtsumme der tatsächlichen Öffnungsflächen der Gasausstoßöffnungen 24 im Verhältnis geringer ist. Daher wird die Menge des Gases, das infolge des Öffnens der Gasausstoßöffnungen 24 in der Niedrigtemperaturumgebung durch die Gasausstoßöffnungen 24 hindurch ausgestoßen wird, verglichen mit der Menge in der Raumtemperaturumgebung und in der Hochtemperaturumgebung begrenzt, und die Zunahme des Innendrucks in der Brennkammer 60 wird entsprechend gefördert. Daher kann das Verbrennen des Gaserzeugungsmittels 61 insbesondere in der Niedrigtemperaturumgebung gefördert werden, sodass ein Unterschied bei der Gasabgabeleistung aufgrund der Umgebungstemperatur erheblich verringert werden kann, und folglich kann ein tellerartiger Gasgenerator erzielt werden, der ein höheres Leistungsvermögen als im herkömmlichen Beispiel hat.
Der Grund dafür, warum es durch den Einsatz der Merkmale wie in diesem Ausführungsbeispiel zu einem Unterschied kommt, ob ein Teil des eingerissenen Dichtstreifens 26 in Übereinstimmung mit der Umgebungstemperatur an dem Öffnungskantenabschnitt der Gasausstoßöffnung 24 anhaftet oder nicht, wird ausschließlich wie folgt eingeschätzt. Da die Gasausstoßöffnung 24 in Form eines Langlochs vorliegt, das kein ringförmiges Loch ist, ist der Abstand von der Mitte der Gasausstoßöffnung zum Öffnungskantenabschnitt nicht gleichmäßig. Dann nimmt die momentane Energie zu, die benötigt wird, um den Dichtstreifen 26 auf einmal entlang des Öffnungskantenabschnitts zu brechen. Die Steigerungsrate des Innendrucks in der Brennkammer 60 ist in der Raumtemperaturumgebung und der Hochtemperaturumgebung hoch, und somit wird die momentane Energie erreicht. Andererseits ist die Steigerungsrate des Innendrucks in der Brennkammer 60 in der Niedrigtemperaturumgebung gering, und somit wird die momentane Energie nicht erreicht.
In diesem Ausführungsbeispiel ist zwar exemplarisch als typisches Beispiel für die Form des Langlochs ein Beispiel beschrieben worden, in dem die Gasausstoßöffnung 24 als ein rennbahnförmiges Loch vorgesehen ist, doch ist die Form der Gasausstoßöffnung 24 nicht darauf beschränkt, sondern sie kann auch oval oder rechteckig sein. Damit die oben beschriebene Wirkung zuverlässiger erreicht wird, hat die Gasausstoßöffnung 24 in der Form des Langlochs vorzugsweise ein Paar Öffnungskantenabschnitte, die parallel entlang des zylindrischen Abschnitts 22 verlaufen, und sie ist wie oben beschrieben besser noch als ein Loch in einer Rennbahnform oder einer Rechteckform vorgesehen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist zwar exemplarisch ein Beispiel beschrieben worden, in dem sämtliche der Gasausstoßöffnungen 24 in Form eines vertikal verlaufenden Langlochs aufgebaut sind, doch es kann auch dann eine erhebliche Wirkung erzielt werden, wenn nur einige der Gasausstoßöffnungen 24 in Form eines vertikal verlaufenden Langlochs aufgebaut sind, und im Wesentlichen die gleiche Wirkung wie die oben beschriebene Wirkung kann auch dann erzielt werden, wenn alle oder einige der Gasausstoßöffnungen 24 in Form eines seitlich verlaufenden Langlochs aufgebaut sind. Die Form des seitlich verlaufenden Langlochs bezieht sich auf eine Form eines Langlochs, bei dem die Öffnungsbreite entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 größer als die Öffnungsbreite entlang der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 22 ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist zwar exemplarisch ein Beispiel beschrieben worden, in dem die Gasausstoßöffnungen 24 so angeordnet sind, dass sie entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 ausgerichtet sind, doch können die Gasausstoßöffnungen auch versetzt oder in einer Vielzahl von Reihen oder in einem anderen Layout angeordnet sein.
Die oben erwähnte Niedrigtemperaturumgebung, Raumtemperaturumgebung und Hochtemperaturumgebung beziehen sich jeweils auf eine Umgebung bei einer Temperatur um -40°C, eine Umgebung bei einer Temperatur um 20°C und eine Umgebung bei einer Temperatur um 85°C.
- Zweites Ausführungsbeispiel -
8 ist eine Frontansicht eines tellerartigen Gasgenerators in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 9 ist eine Schnittansicht der oberen Schale entlang der Linie IX-IX, die in 8 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 wird zunächst ein Aufbau des tellerartigen Gasgenerators 1B in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der tellerartige Gasgenerator 1B in diesem Ausführungsbeispiel entspricht ähnlich wie der oben beschriebene tellerartige Gasgenerator 1A im ersten Ausführungsbeispiel einer Bauart, die einen Airbag der Standardgröße ausdehnt und entfaltet, und im zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 sind, wie in den 8 und 9 gezeigt ist, erste Gasausstoßöffnungen 24a, zweite Gasausstoßöffnungen 24b und dritte Gasausstoßöffnungen 24c vorgesehen die eine ähnliche Form und Größe wie in dem oben beschriebenen tellerartigen Gasgenerator 1A im ersten Ausführungsbeispiel (siehe 1 und 4) haben.
Die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c sind in diesem Ausführungsbeispiel so vorgesehen, dass sie entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 unter einer vorgeschriebenen Regel (einer von der im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verschiedenen Regel) ausgerichtet sind. Genauer gesagt sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 insgesamt vierundzwanzig Gasausstoßöffnungen 24 jeweils an einem vorgeschriebenen Winkel angeordnet.
Vier erste Gasausstoßöffnungen 24a sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 alle 90° vorgesehen und angeordnet. Acht zweite Gasausstoßöffnungen 24b sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in Intervallen von 39°, 51°, 39°, 51°, ... vorgesehen und angeordnet. Zwölf dritte Gasausstoßöffnungen 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in Intervallen von 21°, 30°, 39°, 21°, 30°, 39°, ... vorgesehen und angeordnet.
Die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in der Reihenfolge erste Gasausstoßöffnung 24a, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b und dritte Gasausstoßöffnung 24c angeordnet, wobei dieser Satz als ein Satz definiert wird und sich vier solcher Sätze wiederholen. Die Gasausstoßöffnungen 24 sind somit so angeordnet, dass sie einander in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 nicht überlappen.
Wie dargestellt sind die Anordnungsintervalle der Gasausstoßöffnungen 24, die in der oben erwähnten Reihenfolge erste Gasausstoßöffnung 24a, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c, erste Gasausstoßöffnung 24a, ... angeordnet sind, nacheinander auf 21°, 9°, 21°, 9°, 21°, 9°, ... eingestellt.
Wie aus 8 hervorgeht, kann bei dem tellerartigen Gasgenerator 1B in diesem Ausführungsbeispiel die oben genannte Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 als aus einer Vielzahl der untenstehenden Gruppen von Gasausstoßöffnungen bestehend angesehen werden, wenn beachtet wird, dass die Gasausstoßöffnungen so aufgebaut sind, dass sie die gleiche Form und Öffnungsfläche haben, damit sie den gleichen Öffnungsdruck haben, und wenn sie entsprechend den Stellen, an denen sie vorgesehen sind, als eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen angesehen werden. Die Gasausstoßöffnungen sind wie oben beschrieben derart gruppiert, dass eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen aus so vielen Gasausstoßöffnungen wie möglich besteht.
Erste Gasausstoßöffnungsgruppe X: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24a
Zweite Gasausstoßöffnungsgruppe Y1: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24b
Zweite Gasausstoßöffnungsgruppe Y2: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24b
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z1: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z2: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z3: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
In dem tellerartigen Gasgenerator 1B dieses Ausführungsbeispiels besteht die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 aus insgesamt sechs Gruppen X, Y1, Y2, Z1, Z2 und Z3 von Gasausstoßöffnungen, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen umfasst, die so eingestellt sind, dass sie sich beim gleichen Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 herum angeordnet sind.
Wenn in dem tellerartigen Gasgenerator 1B in diesem Ausführungsbeispiel, wie in 9 gezeigt ist, eine senkrechte Linie PL von der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 zur axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 gezeichnet wird (9 zeigt repräsentativ ein Beispiel, in dem die senkrechte Linie PL von einer der vier maximalen äußeren Geometriepositionen A aus gezeichnet ist) ist unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c eine andere Gasausstoßöffnung als die erste Gasausstoßöffnung 24a, die die größte Öffnungsfläche hat, am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet.
Bei Betrachtung entlang der axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 ist genauer gesagt keine Gasausstoßöffnung 24 im zylindrischen Abschnitt 22 an einer Position vorgesehen, die die senkrechte Linie PL überlagert (d. h. keine der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24a bis 24c ist an einer Position auf einer Ebene angeordnet, die die senkrechte Linie PL und die axiale Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 enthält), und an einer Position, die am nächsten an einem Schnittpunkt zwischen dem zylindrischen Abschnitt 22 und der senkrechten Linie PL liegt, ist die dritte Gasausstoßöffnung 24c angeordnet. Somit ist unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und dritten Gasausstoßöffnung 24 die dritte Gasausstoßöffnung 24c, die die kleinste Öffnungsfläche hat, diejenige, die am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet ist.
10 ist ein Schaubild, das schematisch einen Verformungsgrad des Hauptabschnitts des Gehäuses zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators in diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Unter Bezugnahme auf 10 wird nun ein Verformungsgrad des Hauptabschnitts des Gehäuses zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1B in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Der in 10 gezeigte Querschnitt ist ein Querschnitt entlang der in 9 gezeigten Linie X-X des Gehäuses des tellerartigen Gasgenerators 1B in diesem Ausführungsbeispiel.
Wie aus 9 hervorgeht, ist der tellerartige Gasgenerator 1B in diesem Ausführungsbeispiel derart aufgebaut, dass entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 bis zu einem gewissen Grad ein Bereich vorgesehen ist, wo keine der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 angeordnet ist, wobei dieser Bereich so angeordnet ist, dass er den Schnittpunkt zwischen dem zylindrischen Abschnitt 22 und der senkrechten Linie PL enthält, und dass die dritte Gasausstoßöffnung 24c, die die kleinste Öffnungsfläche hat, am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet ist. Daher ist die mechanische Festigkeit des zylindrischen Abschnitts 22 in einem Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22 in der Umgebung des Schnittpunkts mit der senkrechten Linie PL verhältnismäßig höher als in anderen Abschnitten.
Wie in 10 gezeigt ist, leidet daher zum Zeitpunkt der Aktivierung des tellerartigen Gasgenerators 1B in diesem Ausführungsbeispiel ein Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 22, der diesem Abschnitt entspricht, bloß unter einer verhältnismäßig kleinen Verformung, während durch den Flanschabschnitt 23 in dem Abschnitt im Bereich R, der der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 entspricht, eine starke Begrenzungskraft aufgebracht wird (d. h. im zylindrischen Abschnitt 22 wird ein kleines Ausmaß an Verformung erzeugt, wie es mit dem Bezug D2 in der Figur angegeben ist (d. h. D2 < D1) (siehe 6(B) für D1)). Folglich kann die Spannungskonzentration, die in diesem Abschnitt im Bereich R auftritt, erheblich abgeschwächt werden.
Daher kann der tellerartige Gasgenerator 1B in diesem Ausführungsbeispiel verglichen mit dem oben beschriebenen tellerartigen Gasgenerator 1A im ersten Ausführungsbeispiel eine noch geringere Dicke der oberen Schale 20 haben, und folglich kann er eine weitere Reduzierung von Größe und Gewicht erreichen.
Der tellerartige Gasgenerator 1B in diesem Ausführungsbeispiel entspricht einer Bauart, die wie oben erwähnt einen Airbag der Standardgröße ausdehnt und entfaltet. Der zylindrische Abschnitt 22 der oberen Schale 20 ist so konfiguriert, dass er einen Außendurchmesser von zum Beispiel 60,4 mm und eine Dicke (Blechdicke) von zum Beispiel 1,1 mm hat.
In diesem Fall sind die Länge L und Breite W der ersten Gasausstoßöffnung 24a auf zum Beispiel jeweils 4,0 mm und 1,9 mm eingestellt, die Länge L2 und Breite W2 der zweiten Gasausstoßöffnungen 24b sind auf zum Beispiel jeweils 3,3 mm und 1,4 mm eingestellt, und die Länge L3 und Breite W3 der dritten Gasausstoßöffnung 24c sind auf zum Beispiel jeweils 2,5 mm und 1,3 mm eingestellt.
Auch wenn dieser Aufbau zum Einsatz kommt, wird durch einmal Stanzen für die insgesamt zwölf Gasausstoßöffnungen gesorgt, die in der einen ersten Gasausstoßöffnungsgruppe X, der einen dritten Gasausstoßöffnungsgruppe Z1 und der einen zweiten Gasausstoßöffnungsgruppe Y2 enthalten sind, und es wird durch einmal Stanzen für die insgesamt zwölf Gasausstoßöffnungen gesorgt, die in der einen zweiten Gasausstoßöffnungsgruppe Y1, der einen dritten Gasausstoßöffnungsgruppe Z2 und der einen dritten Gasausstoßöffnungsgruppe Z3 enthalten sind, sodass durch insgesamt zweimal Stanzen für sämtliche Gasausstoßöffnungen 24 gesorgt werden kann und die Herstellungskosten auch unter Berücksichtigung der Beschränkungen, die von einer Pressmaschine auferlegt werden, minimiert werden können.
- Drittes Ausführungsbeispiel -
11 ist eine Schnittansicht der oberen Schale bei einem tellerartigen Gasgenerator in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 12 ist eine vergrößerte Ansicht der in 11 gezeigten ersten bis dritten Gasausstoßöffnungen. Unter Bezugnahme auf die 11 und 12 wird nun unten der tellerartige Gasgenerator 1C im dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Anders als der oben beschriebene tellerartige Gasgenerator 1B im zweiten Ausführungsbeispiel entspricht der tellerartige Gasgenerator 1C in diesem Ausführungsbeispiel einer Bauart, die einen kleinen Airbag ausdehnt und entfaltet, der kleiner als die Standardgröße ist. Wie in 11 gezeigt ist, sind in dem zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 Gasausstoßöffnungen 24 vorgesehen, deren Anzahl geringer als in dem oben beschriebenen tellerartigen Gasgenerator 1B im zweiten Ausführungsbeispiel ist.
Wie in 11 gezeigt ist, sind die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c im Einzelnen so vorgesehen, dass sie entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 unter einer vorgeschriebenen Regel (einer Regel, die von der im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel angegebenen Regel verschieden ist) ausgerichtet sind. Genauer gesagt sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 bei jeweils einem vorgeschriebenen Winkel insgesamt sechszehn Gasausstoßöffnungen 24 angeordnet.
Vier erste Gasausstoßöffnungen 24a sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 alle 90° vorgesehen und angeordnet. Acht zweite Gasausstoßöffnungen 24b sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in Intervallen von 30°, 60°, 30°,60°, ... vorgesehen und angeordnet. Vier dritte Gasausstoßöffnungen 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 alle 90° vorgesehen und angeordnet.
Die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale in der Reihenfolge erste Gasausstoßöffnung 24a, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b und zweite Gasausstoßöffnung 24b angeordnet, wobei dieser Satz als ein Satz definiert wird und sich vier solcher Sätze wiederholen. Die Gasausstoßöffnungen 24 sind somit so angeordnet, dass sie einander in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 nicht überlappen.
Wie dargestellt sind die Anordnungsintervalle unter den Gasausstoßöffnungen 24, die in der oben erwähnten Reihenfolge erste Gasausstoßöffnung 24a, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b, zweite Gasausstoßöffnung 24b, erste Gasausstoßöffnung 24a, ... angeordnet sind, nacheinander auf 21°, 9°, 30°, 30°, ... eingestellt.
Wie aus 11 hervorgeht, kann bei dem tellerartigen Gasgenerator 1C in diesem Ausführungsbeispiel die oben beschriebene Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 als aus einer Vielzahl der unten angegebenen Gruppen von Gasausstoßöffnungen bestehend angesehen werden, wenn beachtet wird, dass die Gasausstoßöffnungen so aufgebaut sind, dass sie die gleiche Form und Öffnungsfläche haben, damit sie den gleichen Öffnungsdruck haben, und wenn sie in Übereinstimmung mit den Stellen, an denen sie vorgesehen sind, als eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen angesehen werden. Die Gasausstoßöffnungen sind wie oben beschrieben derart gruppiert, dass eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen aus so vielen Gasausstoßöffnungen wie möglich besteht.
Erste Gasausstoßöffnungsgruppe X: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24a
Zweite Gasausstoßöffnungsgruppe Y1: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 23b
Zweite Gasausstoßöffnungsgruppe Y2: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 23b
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Bei dem tellerartigen Gasgenerator 1C in diesem Ausführungsbeispiel besteht die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 aus insgesamt vier Gruppen X, Y1, Y2 und Z von Gasausstoßöffnungen, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen umfasst, die so eingestellt sind, dass sie sich beim gleichen Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 herum angeordnet sind.
Wenn bei dem tellerartigen Gasgenerator 1C in diesem Ausführungsbeispiel, wie in 11 gezeigt ist, von der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 zur axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 eine senkrechte Linie PL gezeichnet wird (11 zeigt repräsentativ ein Beispiel, in dem die senkrechte Linie PL von einer der vier maximalen äußeren Geometriepositionen A aus gezeichnet ist), ist unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c ebenfalls eine andere Gasausstoßöffnung als die erste Gasausstoßöffnung 24a, die die größte Öffnungsfläche hat, am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet.
Bei Betrachtung entlang der axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 ist genauer gesagt keine Gasausstoßöffnung 24 im zylindrischen Abschnitt 22 an einer Position vorgesehen, die die senkrechte Linie PL überlagert (d. h. keine der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24a bis 24c ist an einer Position auf einer Ebene angeordnet, die die senkrechte Linie PL und die axiale Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 enthält), und an einer Position, die am nächsten an dem Schnittpunkt zwischen dem zylindrischen Abschnitt 22 und der senkrechten Linie PL liegt, ist die zweite Gasausstoßöffnung 24b angeordnet. Somit ist unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c die zweite Gasausstoßöffnung 24b, die die zweitkleinste Öffnungsfläche hat, diejenige, die am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet ist.
Daher kann der tellerartige Gasgenerator 1C in diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie der oben beschriebene tellerartige Gasgenerator 1B im zweiten Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt der Aktivierung das Auftreten einer Spannungskonzentration in einem vorgeschriebenen Abschnitt (insbesondere dem oben beschriebenen Abschnitt im Bereich R, der der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 entspricht) der oberen Schale 20 erheblich abschwächen. Wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, kann die Dicke der oberen Schale 20 verhältnismäßig kleiner sein, und folglich kann eine Reduzierung von Größe und Gewicht erreicht werden.
Der tellerartige Gasgenerator 1C in diesem Ausführungsbeispiel entspricht wie oben erwähnt einer Bauart, die einen kleinen Airbag ausdehnt und entfaltet, der kleiner als die Standardgröße ist. Der zylindrische Abschnitt 22 der oberen Schale 20 ist so konzipiert, dass er einen Außendurchmesser von zum Beispiel 57,5 mm und eine Dicke (Blechdicke) von zum Beispiel 1,1 mm hat.
Wie aus 12 hervorgeht, sind in diesem Fall die Länge L1 und Breite W1 der ersten Gasausstoßöffnung 24a auf zum Beispiel jeweils 3,5 mm und 2,1 mm eingestellt, die Länge L2 und Breite W2 der zweiten Gasausstoßöffnung 24b sind auf zum Beispiel jeweils 2,6 mm und 1,4 mm eingestellt, und die Länge L3 und Breite W3 der dritten Gasausstoßöffnung 24c sind auf zum Beispiel jeweils 2,4 mm und 1,2 mm eingestellt.
Auch wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, wird durch einmal Stanzen für insgesamt zwölf Gasausstoßöffnungen gesorgt, die in der einen ersten Gasausstoßöffnungsgruppe X und den zwei zweiten Gasausstoßöffnungsgruppen Y1 und Y2 enthalten sind, und es wird durch einmal Stanzen für insgesamt vier Gasausstoßöffnungen gesorgt, die in der einen dritten Gasausstoßöffnungsgruppe Z enthalten sind, sodass durch insgesamt zweimal Stanzen für sämtliche Gasausstoßöffnungen 24 gesorgt werden kann und die Herstellungskosten unter Berücksichtigung der Einschränkungen, die von einer Pressmaschine auferlegt werden, minimiert werden können.
- Viertes Ausführungsbeispiel -
13 ist eine Schnittansicht der oberen Schale bei einem tellerartigen Gasgenerator in einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 14 ist eine vergrößerte Ansicht der in 13 gezeigten ersten bis dritten Gasausstoßöffnungen. Unter Bezugnahme auf die 13 und 14 wird unten ein tellerartiger Gasgenerator 1D im vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Anders als der oben beschriebenen tellerartige Gasgenerator 1B im zweiten Ausführungsbeispiel entspricht der tellerartige Gasgenerator 1D in diesem Ausführungsbeispiel einer Bauart, die einen großen Airbag ausdehnt und entfaltet, der größer als die Standardgröße ist. Wie in 13 gezeigt ist, sind in dem zylindrischen Abschnitt 22 der oberen Schale 20 Gasausstoßöffnungen 24 vorgesehen, deren Anzahl größer als bei dem tellerartigen Gasgenerator 1B im zweiten Ausführungsbeispiel ist.
Wie in 13 gezeigt ist, sind im Einzelnen die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c so vorgesehen, dass sie entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 unter einer vorgeschriebenen Regel (einer Regel, die von der in dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel angegebenen Regel verschieden ist) ausgerichtet sind. Genauer gesagt sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 bei einem vorgeschriebenen Winkel insgesamt zweiunddreißig Gasausstoßöffnungen 24 angeordnet.
Acht erste Gasausstoßöffnungen 24a sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in Intervallen von 70°, 20°, 70°, 20°, ... vorgesehen und angeordnet. Acht zweite Gasausstoßöffnungen 24b sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in Intervallen von 30°, 60°, 30°, 60°, ... vorgesehen und angeordnet. Sechszehn dritte Gasausstoßöffnungen 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in Intervallen von 20°, 10°, 20°, 40°, 20°, 10°, 20°, 40°, ... vorgesehen und angeordnet.
Die erste Gasausstoßöffnung 24a, die zweite Gasausstoßöffnung 24b und die dritte Gasausstoßöffnung 24c sind entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 in der Reihenfolge erste Gasausstoßöffnung 24a, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c und erste Gasausstoßöffnung 24a angeordnet, wobei dieser Satz als ein Satz definiert wird und sich vier solcher Sätze wiederholen. Die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 ist somit so angeordnet, dass sie einander in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 nicht überlappt.
Wie dargestellt sind die Anordnungsintervalle unter den Gasausstoßöffnungen 24, die wie oben beschrieben in der Reihenfolge erste Gasausstoßöffnung 24a, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c, dritte Gasausstoßöffnung 24c, zweite Gasausstoßöffnung 24b, dritte Gasausstoßöffnung 24c, erste Gasausstoßöffnung 24a, erste Gasausstoßöffnung 24a, ... angeordnet sind, nacheinander auf 10°, 10°, 10°, 10°, 10°, 10°, 10°, 20°, ... eingestellt.
Wie aus 13 hervorgeht, kann bei dem tellerartigen Gasgenerator 1D in diesem Ausführungsbeispiel die oben beschriebene Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 23 als aus einer Vielzahl der unten beschriebenen Gruppen von Gasausstoßöffnungen bestehend angesehen werden, wenn beachtet wird, dass die Gasausstoßöffnungen so aufgebaut sind, dass sie die gleiche Form und Öffnungsfläche haben, damit sie den gleichen Öffnungsdruck haben, und wenn sie entsprechend den Stellen, an denen sie vorgesehen sind, als eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen angesehen werden. Die Gasausstoßöffnungen sind wie oben beschrieben derart gruppiert, dass eine Gruppe von Gasausstoßöffnungen aus so vielen Gasausstoßöffnungen wie möglich besteht.
Erste Gasausstoßöffnungsgruppe X1: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24a.
Erste Gasausstoßöffnungsgruppe X2: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24a
Zweite Gasausstoßöffnungsgruppe Y1: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24b
Zweite Gasausstoßöffnungsgruppe Y2: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24b
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z1: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z2: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z3: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Dritte Gasausstoßöffnungsgruppe Z4: insgesamt vier in einem 90°-Intervall angeordnete Gasausstoßöffnungen 24c
Bei dem tellerartigen Gasgenerator 1D in diesem Ausführungsbeispiel besteht die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24 aus insgesamt acht Gruppen X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2, Z3 und Z4 von Gasausstoßöffnungen, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen umfasst, die so eingestellt sind, dass sie sich beim gleichen Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 22 gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts 22 der oberen Schale 20 herum angeordnet sind.
Wenn bei dem tellerartigen Gasgenerator 1D in diesem Ausführungsbeispiel, wie in 13 gezeigt ist, von der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 eine senkrechte Linie PL zur axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 gezeichnet wird (13 zeigt repräsentativ ein Beispiel, in dem die senkrechte Linie PL von einer der vier maximalen äußeren Geometriepositionen A aus gezeichnet ist), ist unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c ebenfalls eine andere Gasausstoßöffnung als die erste Gasausstoßöffnung 24a, die die größte Öffnungsfläche hat, am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet.
Bei Betrachtung entlang der axialen Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 ist genauer gesagt keine Gasausstoßöffnung 24 im zylindrischen Abschnitt 22 an einer Position vorgesehen, die die senkrechte Linie PL überlagert (d. h. keine von der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen 24a bis 24c ist an einer Position auf einer Ebene angeordnet, die die senkrechte Linie PL und die axiale Linie O des zylindrischen Abschnitts 22 enthält), und an einer Position, die am nächsten an dem Schnittpunkt zwischen dem zylindrischen Abschnitt 22 und der senkrechten Linie PL liegt, ist die dritte Gasausstoßöffnung 24c angeordnet. Somit ist unter der ersten Gasausstoßöffnung 24a, der zweiten Gasausstoßöffnung 24b und der dritten Gasausstoßöffnung 24c die dritte Gasausstoßöffnung 24c, die die kleinste Öffnungsfläche hat, diejenige, die am nächsten an der senkrechten Linie PL angeordnet ist.
Daher kann der tellerartige Gasgenerator 1D in diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie der oben beschriebene tellerartige Gasgenerator 1B im zweiten Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt der Aktivierung das Auftreten einer Spannungskonzentration in einem vorgeschriebenen Abschnitt (insbesondere dem oben beschriebenen Abschnitt im Bereich R, der der maximalen äußeren Geometrieposition A des Flanschabschnitts 23 entspricht) der oberen Schale 20 erheblich abschwächen. Wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, kann daher die Dicke der oberen Schale 20 verhältnismäßig kleiner sein, und folglich kann eine Reduzierung von Größe und Gewicht erreicht werden.
Der tellerartige Gasgenerator 1D in diesem Ausführungsbeispiel entspricht wie oben beschrieben einer Bauart, die einen großen Airbag ausdehnt und entfaltet, der größer als die Standardgröße ist. Der zylindrische Abschnitt 22 der oberen Schale 20 ist so konzipiert, dass er zum Beispiel einen Außendurchmesser von 70,0 mm und eine Dicke (Blechdicke) von zum Beispiel 1,3 mm hat.
Wie aus 14 hervorgehet, sind in diesem Fall die Länge L1 und Breite W1 der ersten Gasausstoßöffnung 24a auf zum Beispiel jeweils 3,7 mm und 2,0 mm eingestellt, die Länge L2 und Breite W2 der zweiten Gasausstoßöffnung 24b sind zum Beispiel auf jeweils 3,1 mm und 1,6 mm eingestellt, und die Länge L3 und Breite W3 der dritten Gasausstoßöffnung 24c sind auf zum Beispiel jeweils 2,5 mm und 1,4 mm eingestellt.
Auch wenn dieser Aufbau eingesetzt wird, wird durch einmal Stanzen für insgesamt zwölf Gasausstoßöffnungen gesorgt, die in der ersten Gasausstoßöffnungsgruppe X2 und den zwei dritten Gasausstoßöffnungsgruppen Z2 und Z4 enthalten sind, es wird durch einmal Stanzen für insgesamt zwölf Gasausstoßöffnungen gesorgt, die in den zwei dritten Gasausstoßöffnungsgruppen Z1 und Z3 und der einen ersten Gasausstoßöffnungsgruppe X2 enthalten sind, und es wird durch einmal Stanzen für insgesamt acht Gasausstoßöffnungen gesorgt, die in den zwei zweiten Gasausstoßöffnungsgruppen Y1 und Y2 enthalten sind, sodass durch insgesamt dreimal Stanzen für sämtliche Gasausstoßöffnungen 24 gesorgt werden kann und die Herstellungskosten unter Berücksichtigung der Einschränkungen, die von einer Pressmaschine auferlegt werden, minimiert werden können.
- Andere Ausführungsbeispiele -
In den obigen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist zwar exemplarisch ein Beispiel beschrieben worden, in dem in der oberen Schale eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen und ein Flanschabschnitt vorgesehen sind, doch können sie in der unteren Schale vorgesehen werden.
In den obigen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist zwar exemplarisch ein Beispiel beschrieben worden, in dem das Gehäuse von einem Paar Schalenelementen gebildet wird, die aus der oberen Schale und der unteren Schale bestehen, doch kann das Gehäuse natürlich auch von drei oder mehr Schalenelementen gebildet werden.
In den obigen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen der Erfindung wurde zwar exemplarisch ein Beispiel beschrieben, in dem in dem Gehäuse als die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen, die Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche umfassen, drei Arten von Gasausstoßöffnungen vorgesehen sind, doch können als eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen zwei Arten von Gasausstoßöffnungen oder vier oder mehr Arten von Gasausstoßöffnungen vorgesehen werden.
In den obigen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist zwar exemplarisch ein Beispiel beschrieben worden, in dem in dem Gehäuse unter einer vorgeschriebenen regelmäßigen Regel eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen vorgesehen ist, doch muss in dem Gehäuse nicht unbedingt eine Vielzahl von Gasausstoßöffnungen unter einer regelmäßigen Regel vorgesehen werden.
Außerdem können die Form, die Größe oder das Layout der Gasausstoßöffnungen, die in den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen der Erfindung offenbart sind, auf verschiedene Weise abgewandelt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Die hier offenbarten Ausführungsbeispiele sind somit in jeglicher Hinsicht darstellend und nicht beschränkend. Der technische Umfang der Erfindung wird durch den Wortlaut der Ansprüche eingeschränkt und schließt jegliche Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs und der Bedeutung ein, die zum Wortlaut der Ansprüche äquivalent sind.
Bezugszeichenliste

1A bis 1D tellerartiger Gasgenerator; 10 untere Schale; 11 Bodenplattenabschnitt; 12 zylindrischer Abschnitt; 13 vorstehender zylindrischer Abschnitt; 14 Vertiefungsabschnitt; 15 Öffnung; 20 obere Schale; 21 Deckplattenabschnitt; 22 zylindrischer Abschnitt; 23 Flanschabschnitt; 24 Gasausstoßöffnung; 24a erste Gasausstoßöffnung; 24b zweite Gasausstoßöffnung; 24c dritte Gasausstoßöffnung; 25 Durchgangsloch; 26 Dichtungsband; 28 Spalt; 30 Halteabschnitt; 31 innerer Bedeckungsabschnitt; 32 äußerer Bedeckungsabschnitt; 33 Kopplungsabschnitt; 34 Buchsenabschnitt; 40 Zünder; 41 Zündabschnitt; 42 Anschlussstift; 50 becherförmiges Element; 51 Deckwandabschnitt; 52 Seitenwandabschnitt; 53 Erstreckungsabschnitt; 54 Spitzenendabschnitt; 55 Verstärkungskammer; 56 Verstärkungsmittel; 60 Brennkammer; 61 Gaserzeugungsmittel; 70 unteres Trageelement; 71 Bodenabschnitt; 72 Anlageabschnitt; 73 Spitzenendabschnitt; 80 oberes Tragelement; 81 Bodenabschnitt; 82 Anlageabschnitt; 85 Kissenmaterial; 90 Filter; A maximale äußere Geometrieposition; O axiale Linie; PL senkrechte Linie

Claims

Gasgenerator mit: einem Gehäuse, das einen Umfangswandabschnitt, einen Deckplattenabschnitt und einen Bodenplattenabschnitt hat, wobei das Gehäuse entgegengesetzte axiale Enden des Umfangswandabschnitts durch den Deckplattenabschnitt und den Bodenplattenabschnitt verschlossen hat; einem Gaserzeugungsmittel, das in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gaserzeugungsmittel, indem es verbrannt wird, Gas erzeugt; und einem am Gehäuse montierten Zünder zur Verbrennung des Gaserzeugungsmittels, wobei das Gehäuse durch Kombinieren und Verbinden einer Vielzahl von Schalenelementen aufgebaut ist, eines der Vielzahl von Schalenelementen zumindest einen zylindrischen Abschnitt, der zumindest einen Teil des Umfangswandabschnitts bildet, und einen Flanschabschnitt aufweist, der sich von einem axialen Ende des zylindrischen Abschnitts aus kontinuierlich radial nach außen erstreckt, wobei der zylindrische Abschnitt mit einer Vielzahl von Gasausstoßöffnungen versehen ist, die Gasausstoßöffnungen mit voneinander verschiedener Öffnungsfläche umfassen, wobei der Flanschabschnitt derart geformt ist, dass ein Abstand von einer axialen Linie des zylindrischen Abschnitts zu einer Außenkante des Flanschabschnitts ungleichmäßig ist, wobei, wenn von einer maximalen äußeren Geometrieposition in der Außenkante des Flanschabschnitts, die am weitesten von der axialen Linie des zylindrischen Abschnitts entfernt ist, eine senkrechte Linie zur axialen Linie des zylindrischen Abschnitts gezeichnet wird, eine Gasausstoßöffnung, die am nächsten an der senkrechten Linie angeordnet ist, eine andere Gasausstoßöffnung als eine Gasausstoßöffnung ist, die unter der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen die größte Öffnungsfläche hat.
Gasgenerator nach Anspruch 1, wobei keine der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen an einer Position auf einer Ebene angeordnet ist, die die senkrechte Linie und die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts enthält.
Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Flanschabschnitt mit einem Durchgangsloch zur Befestigung des Gasgenerators an einem externen Element versehen ist und der Abstand von der axialen Linie des zylindrischen Abschnitts zur Außenkante des Flanschabschnitts in einem Abschnitt des Flanschabschnitts, der mit dem Durchgangsloch versehen ist, länger als in einem Abschnitt des Flanschabschnitts ist, wo kein Durchgangsloch vorgesehen ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen so angeordnet ist, dass sie entlang einer Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts ausgerichtet ist.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gehäuse als die Vielzahl von Schalenelementen eine zylindrische obere Schale mit Boden, die den Deckplattenabschnitt und den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, und eine zylindrische untere Schale mit Boden, die den Bodenplattenabschnitt und den Umfangswandabschnitt nahe am Bodenplattenabschnitt bildet, umfasst, der mit der Vielzahl von Gasausstoßöffnungen versehene zylindrische Abschnitt durch einen Abschnitt der oberen Schale definiert wird, der den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, der Flanschabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in dem Abschnitt, der den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, von einem Endabschnitt der oberen Schale auf der Seite des Bodenplattenabschnitts aus erstreckt, die obere Schale und die untere Schale durch Einführen eines Abschnitts der unteren Schale, der den Umfangswandabschnitt nahe am Bodenplattenabschnitt bildet, in den Abschnitt der oberen Schale, der den Umfangswandabschnitt nahe am Deckplattenabschnitt bildet, kombiniert sind und der Zünder an einen Abschnitt der unteren Schale montiert ist, der den Bodenplattenabschnitt bildet.
Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen aus einer Vielzahl von Gruppen von Gasausstoßöffnungen besteht, die Vielzahl von Gruppen von Gasausstoßöffnungen nur Folgendes umfasst: eine Gruppe oder zwei oder mehr Gruppen von ersten Gasausstoßöffnungen, die aus einer Vielzahl von ersten Gasausstoßöffnungen bestehen, die so eingestellt sind, dass sie sich bei einem gleichen ersten Öffnungsdruck öffnen, und die entlang einer Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts herum angeordnet sind, eine Gruppe oder zwei oder mehr Gruppen von zweiten Gasausstoßöffnungen, die aus einer Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen bestehen, die so eingestellt sind, dass sie sich bei einem gleichen zweiten Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts herum angeordnet sind, und eine Gruppe oder zwei oder mehr Gruppen von dritten Gasausstoßöffnungen, die aus einer Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen bestehen, die so eingestellt sind, dass sie sich bei einem gleichen dritten Öffnungsdruck öffnen, und die entlang der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts gleichmäßig rotationssymmetrisch bei einem Winkel von nicht mehr als 120° um die axiale Linie des zylindrischen Abschnitts herum angeordnet sind, der zweite Öffnungsdruck höher als der erste Öffnungsdruck ist, der dritte Öffnungsdruck höher als der zweite Öffnungsdruck ist und die Vielzahl von Gasausstoßöffnungen so angeordnet ist, dass sie sich in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts einander nicht überlappt.
Gasgenerator nach Anspruch 6, wobei mindestens eine der Vielzahl von ersten Gasausstoßöffnungen, der Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen und der Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen in einer derartigen Form vorliegt, dass S und C die Bedingung S/C ≤ 0,27 × S^0,5 erfüllen, wobei S [mm²] eine Öffnungsfläche einer Gasausstoßöffnung repräsentiert und C [mm] eine Umfangslänge der einen Gasausstoßöffnung repräsentiert.
Gasgenerator nach Anspruch 6, wobei mindestens eine der Vielzahl von ersten Gasausstoßöffnungen, der Vielzahl von zweiten Gasausstoßöffnungen und der Vielzahl von dritten Gasausstoßöffnungen in der Form eines Langlochs vorliegt, das entlang einer axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts eine größere Öffnungsbreite als entlang einer Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts hat.