JP2005153873A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】 火工推進薬（２６）を収容した燃焼チャンバ（２５）と推進薬（２６）を押圧する押圧ユニット（５０）とを有するガス発生器を提供する。
【解決手段】 保持装置が設けられており、この保持装置は、押圧ユニット（５０）を所定の固定された圧縮位置に保持し、押圧ユニット（５０）が押圧力を推進薬（２６）に及ぼす解放位置に到達するように押圧ユニット（５０）を選択的に解放するように解放可能であるように設計されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、火工推進薬（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｈａｒｇｅ）を収容した燃焼チャンバ及び推進薬を押圧する押圧ユニットを有するガス発生器に関する。

車輛乗員拘束システム用ガス発生器に収容された推進薬は、何年にも亘る運転中に動かないようにするために機械的に押圧してある。これは、錠剤型推進薬充填体に関して特に重要である。これは、錠剤が互いに擦れ合い、磨耗してしまうためである。従来使用された押圧ユニットは、例として、ばねやフォーム挿入体であった。火工ガス発生器は、通常は溶接によって閉鎖される。このプロセス中、溶接中に火花によって火工推進薬に点火しないようにすることが重要である。

本発明は、充填が容易であり、個々の部品を簡単な方法で互いに溶接できるガス発生器を提供する。

上文中に説明した種類の本発明によるガス発生器は、押圧ユニットを所定の固定された圧縮位置に保持する保持装置が設けられていることを特徴とする。押圧ユニットは、推進薬に押圧力を及ぼす解放位置に到達するように押圧ユニットを選択的に解放するように、解放可能であるように設計されている。

先ず最初に、これまでは通例は例えばばねであった押圧ユニットが、通常は、燃焼チャンバに最初に挿入され、次いで、外力を加えることによって推進薬を燃焼チャンバに押し込み、その結果、ばねが圧縮された。更に他のシステムでは、一方の側が開放した燃焼チャンバが推進薬の充填後にカバーで閉鎖される場合には、押圧ユニットはカバーの内側に位置決めされる。

これとは対照的に、本発明は、ガス発生器の充填時に押圧ユニットを保持装置によって圧縮位置に保持し、押圧ユニットが推進薬に押圧力を及ぼさないようにする。この位置では、押圧ユニットは、続く解放位置におけるよりも大きく圧縮されている。解放位置にある場合にのみ、押圧ユニットが推進薬に押圧力を及ぼし、押圧ユニットとこれと対抗する推進薬の圧力との間の力の均衡によって決定される非固定位置が得られる。固定された圧縮位置のため、充填プロセス中、及びこれに続いて行われる燃焼チャンバ閉鎖プロセス中に推進薬に圧力を及ぼすことなく推進薬を充填できる。更に、圧縮位置により、閉鎖前に燃焼チャンバが推進薬で完全にされなくてもよいようにし、そのため、燃焼チャンバの閉鎖時に、特定的には溶接による閉鎖時に推進薬をこの接合位置から十分に離しておくことができる。かくして、ガス発生器又は燃焼チャンバを閉鎖するときに推進薬に点火する危険がない。保持装置は閉鎖後にのみ解放でき、その結果、押圧ユニットは解放位置に到達する。

好ましい実施例によれば、保持装置は機械式係止手段であり、これは、例えば燃焼チャンバ壁、ガス発生器の外ハウジング、又は好ましい実施例によれば、保持装置の別の区分と係合する。保持装置は、保持装置の別の区分と係合する場合には、圧縮位置で保持装置自体を安定状態に維持する非分離形ユニットを形成する。

押圧ユニットは、燃焼チャンバに圧縮状態で挿入でき、かくして組み立てプロセスを容易にする仮組み立てユニットでなければならない。
押圧ユニットは、例えば、推進薬に面する前壁、推進薬から遠ざかる方に面した後壁、及びこれらの壁間に配置された弾性ばねエレメントを有し、及びかくして非常に少数の部品を持つように設計されている。

前壁及び後壁は、圧縮位置で、保持装置によって互いに対してしっかりと一定距離のところに接合されており、前壁及び後壁は、解放位置で互いから外される。「外す」というのは、前壁が推進薬に向かって自由に移動できるように前壁及び後壁が互いから解放されるということを意味する。

保持装置は、例えば、前壁から突出した延長部を有し、この延長部は、例えば後壁と係合する。勿論、これとは逆に後壁が延長部を支持し、これが前壁と係合してもよい。
簡単に且つ迅速に解放できるようにするため、好ましくは、回転ロック、詳細にはバヨネットロックを持つ保持装置が設けられており、この保持装置は、ロックを回転させることによって解放位置をとる。

燃焼チャンバは、外側が燃焼チャンバ壁によって形成され、押圧ユニットは、好ましくは細長い円筒形の燃焼チャンバの軸線方向端のところに配置される。燃焼チャンバの反対側の端部は、推進薬用の充填側であり、充填プロセス後に特定的には溶接によって閉鎖される、燃焼チャンバの側又は発生器全体の側である。

押圧ユニットを特に充填側軸線方向端部を通して燃焼チャンバに挿入する。押圧ユニットは、その移動が一方向でのみ生じるように燃焼チャンバ壁と横方向で安定的に接触する。

押圧ユニットは、１実施例では、燃焼チャンバに非固定態様で収容されており、燃焼チャンバ壁と押圧ユニットとの間に形態嵌着連結部を必要としない。というよりはむしろ、押圧ユニットは、燃焼チャンバ壁の一方の軸線方向端部と推進薬との間にクランプされる。

本発明は、純粋な火工ガス発生器に限定されない。好ましい実施例は、ガスで充填された圧力チャンバによって燃焼チャンバが取り囲まれた細長いハイブリッドガス発生器を提供する。

本発明のこの他の特徴及び利点は、以下の説明を読み添付図面を参照することにより明らかになるであろう。

図１には、例えばアルゴンやヘリウム等の不活性ガスの加圧媒体１３で充填された圧力チャンバを取り囲む細長い円筒形外ハウジング１２を持つハイブリッドガス発生器１０が示してある。外ハウジング１２は細長い形状を有し、ガス発生器１０の両端の円錐部まで軸線方向Ａでテーパした周壁１４を有する。

ガス発生器１０の軸線方向充填端には、ポット状カバー１５及びこのカバーに連結された点火ユニット１６が配置されており、点火ユニットは従来のハイブリッドガス発生器から周知である。ここに示す例では、点火ユニット１６は、ダイアフラム１７によって圧力チャンバから分離されており、このダイアフラムは、点火ユニット１６の作動時に破壊される。ガス発生器１０の反対側の軸線方向端には、排出開口部２２並びにチョーク装置１８及び閉鎖ダイアフラム２０が設けられている。閉鎖ダイアフラム２０を開放した後、圧力チャンバがチョーク装置１８を通して排出開口部２２と流体連通し、そのため、ガスはガス発生器１０から出ることができる。

外ハウジング１２の内部には、細長い燃焼チャンバ壁２４が挿入体のように受け入れられている。この挿入体には、錠剤形態の推進薬２６で充填された燃焼チャンバ２５が形成されている。推進薬２６は、専ら燃焼チャンバ２５内に収容されている。燃焼チャンバ２５の軸線方向第１端２８がチョーク装置１８を境界付けるのに対し、充填端として周知の燃焼チャンバ２５の軸線方向第２端２９は、点火ユニット１６の側に配置されている。

燃焼チャンバ壁２４は有孔プレートから製造されており、燃焼チャンバを外側に対して半径方向で境界付ける。燃焼チャンバ壁２４の第１端２８は大きな通孔３２を有し、第１端２８は、截頭円錐形形状の面取り部３４で終端する。チューブ状燃焼チャンバ壁２４の全周に亘って追加の小さな開口部４０が分配されている。

第２端２９にも面取り部４５が設けられている。燃焼チャンバ壁２４が面取り部４５によって周壁１４上に支持されている。周壁１４はこの領域で円錐形をなしてテーパしている。燃焼チャンバ壁２４は、面取り部３４、４５によって、外ハウジング１２の所定位置に半径方向及び軸線方向の両方向で固定されている。

端部２８の領域では、押圧ユニット５０が燃焼チャンバ２５内に設けられており、これにより推進薬２６を押圧する。
押圧ユニット５０は、図２で更に容易に確認できるように三つの部品、即ち図１に二つの位置で示す前壁５２、大きな通孔が設けられた環状後壁５４、及びこれらの壁５２、５４間に配置された、これらの壁５２、５４を互いから軸線方向に遠ざかるように押圧する、概略に示すばね５６を含む。前壁５２は、冠状であるように形成されており、後壁５４に向かって延びるフィンガ状延長部がその外縁部に一体成形されている。詳細には、四つの長い延長部５８が周囲に亘って分配されている。これらの延長部は、一つの位置（圧縮位置）で後壁５４の後側と係合する。長い延長部５８間には短い延長部６０が設けられており、これらの短い延長部は、長い延長部とは対照的に、自由端が湾曲しておらず、押圧ユニット５０のいわゆる圧縮位置で前側自由端が後壁５４と接触する。

押圧ユニット５０は、非分離形仮組み立てユニットであり、延長部５８、６０は、二つの壁５２、５４間で保持装置を構成し、バヨネットロック、即ち回転式ロックの部分である。湾曲した長い延長部５８は、実際には、後壁５４の外縁部にセグメントをなして設けられた凹所６２を通って延び（図３参照）、これらの凹所は、半径方向内方に拡大し、挿入凹所６４を形成する。

押圧ユニット５０を以下の方法で仮組み立てする。ポット状前壁５２にばね５６を挿入する。次いで、後側から始めて後壁５４を所定位置に置き、長い延長部５８を凹所６４と整合させ、後壁５４をばね力に逆らって前壁５２の近くまで押圧した後、バヨネットロックのように回転させ、かくして延長部５８を最終的に凹所６２の領域内に配置する。この状態では、押圧ユニット５０は、圧縮状態のばねを内部に収容した非分離形ユニットであり、前後の壁５２、５４が所定距離のところで所定位置に保持される。

前壁５２及び後壁５４の互いに関する回転を容易にするため、後壁５４の通孔６６は六角形であるように設計されている。別の態様では、勿論、この通孔６６を比較的大きいように設計してもよく、その代わりに、工具を挿入するための窪み又は凹所を前壁５２に形成してもよい。

この圧縮位置で、押圧ユニット５０を軸線方向端２９から燃焼チャンバ２５に押し込み、壁５２、５４の外径は、実際上遊びがないように、燃焼チャンバ壁２４の内径に対して比例している。次いで、長い延長部５８の内方に延びるフック状端部が面取り部３４の領域の肩部と接触する（図１の前壁５２の左側の位置）。押圧ユニット５０の挿入は、端部２９を上に向けてガス発生器を直立させて完了する。次いで、完全には充填されていない燃焼チャンバ２５を推進薬２６で充填する。次いで、カバー１５及び点火ユニット１６を含むユニットを、外ハウジングの未だ閉鎖されていない開口部に上方から配置する。最後に、ガス発生器を直立状態にしたまま周壁１４及びカバー１５を溶接する。押圧ユニットが圧縮状態にあり且つコンパクトであるため、推進薬２６に利用できる非常に大きな追加の容積が燃焼チャンバ２５内にあり、推進薬は溶接プロセス中にカバー１５と接触せず、そのため推進薬の容積とカバー１５との間に隙間が存在する。

溶接後、未だ開放している左側を介して六角形工具を使用し、後壁５４を回転させると、延長部５８が凹所６４から外れ、前壁５２が推進薬に図１の矢印の方向で軸線方向に押し付けられ、後壁５４から外れる。これによってもたらされるいわゆる開放位置である図１に示す前壁５２のこの右側位置では、押圧ユニット５０が押圧力を推進薬２６に及ぼし、この推進薬を右方に移動し、カバー１５と前壁５２との間にクランプする。

次いで、ガス発生器１０を左側の開放した前側を介して加圧ガスで充填し、最後に、チョーク装置１８及び閉鎖ダイアフラム２０でできたユニットを使用して閉鎖する。この閉鎖は、好ましくは、同様に、溶接によって行われる。

図２による実施例では、第１端２８だけが幾分異なる形体を備えている。押圧ユニット５０は解放位置で示してあり、明瞭化を図る目的で推進薬２６は省略してある。

本発明によるガス発生器の概略部分断面図である。 図１に示す燃焼チャンバ挿入体の幾分変更した押圧ユニットを一体化した実施例の断面図である。 本発明で使用される押圧ユニットの後壁の平面図である。

符号の説明

１０ ハイブリッドガス発生器 １２ 円筒形外ハウジング
１３ 加圧媒体 １４ テーパした周壁
１５ ポット状カバー １６ 点火ユニット
１７ ダイアフラム １８ チョーク装置
２０ 閉鎖ダイアフラム ２２ 排出開口部
２４ 燃焼チャンバ壁 ２５ 燃焼チャンバ
２６ 推進薬 ２８ 軸線方向第１端
２９ 軸線方向第２端 ３２ 通孔
３４ 面取り部 ４０ 開口部
４５ 面取り部 ５０ 押圧ユニット
５２ 前壁 ５４ 環状後壁
５６ ばね ５８ 長い延長部
６０ 短い延長部 ６２、６４ 凹所

Claims (15)

1. 火工推進薬（２６）を収容した燃焼チャンバ（２５）と、
   前記推進薬（２６）を押圧する押圧ユニット（５０）とを持つガス発生器において、
   前記押圧ユニット（５０）を所定の固定された圧縮位置に保持し、前記押圧ユニット（５０）が押圧力を推進薬（２６）に及ぼす解放位置に到達するように前記押圧ユニット（５０）を選択的に解放するように解放可能であるように設計された保持装置を備えている、ことを特徴とするガス発生器。
2. 請求項１に記載のガス発生器において、前記保持装置は機械式係止手段を有する、ガス発生器。
3. 請求項１又は２に記載のガス発生器において、前記押圧ユニット（５０）はこのユニット自体を圧縮位置に保持する非分離形ユニットを構成する、ガス発生器。
4. 請求項１、２、又は３に記載のガス発生器において、前記押圧ユニット（５０）は仮組み立てユニットである、ガス発生器。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、前記押圧ユニットは、推進薬（２６）に面する前壁（５２）と、推進薬（２６）から遠ざかる方に面した後壁（５４）と、これらの壁間に配置された弾性ばねエレメント（５６）とを有する、ガス発生器。
6. 請求項５に記載のガス発生器において、前記前壁及び前記後壁（５２、５４）は、前記圧縮位置で前記保持装置によって互いに対してしっかりと一定距離のところに接合されているか或いは、解放位置で互いから外されるかのいずれかである、ガス発生器。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、前記保持装置は、前記前壁（５２）から突出した延長部（５８、６０）を有する、ガス発生器。
8. 請求項６又は７に記載のガス発生器において、前記延長部（５８）は前記後壁（５４）と係合する、ガス発生器。
9. 請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、前記保持装置は、回転ロック、詳細にはバヨネットロックを含み、ロックを回転させることによって解放位置をとる、ガス発生器。
10. 請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、前記押圧ユニット（５０）は、前記燃焼チャンバ（２５）の軸線方向端（２８）のところに配置される、ガス発生器。
11. 請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、前記押圧ユニット（５０）は、軸線方向端部（２９）を介して燃焼チャンバ（２５）に挿入され、燃焼チャンバ壁（２４）と横方向で接触する、ガス発生器。
12. 請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、前記押圧ユニット（５０）は前記燃焼チャンバ（２５）に、非固定態様で前記推進薬（２６）に面するユニットとして収容される、ガス発生器。
13. 請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、細長いハイブリッドガス発生器である、ガス発生器。
14. 請求項１３に記載のガス発生器において、前記燃焼チャンバ（２５）は、ガスで充填された圧力チャンバによって取り囲まれている、ガス発生器。
15. 請求項１乃至１４のうちのいずれか一項に記載のガス発生器において、前記ガス発生器は、推進薬（２６）用の充填端を有し、この充填端はカバー（１５）によって閉鎖され、前記燃焼チャンバ（２５）内に配置された前記推進薬（２６）の量と前記押圧ユニット（５０）の圧縮位置と解放位置との間の前記燃焼チャンバの容積差とが非常に大きいため、前記充填端が上に向けてあり且つ前記押圧ユニット（５０）が圧縮位置にあるとき、閉鎖位置にある前記カバー（１５）は推進薬（２６）から間隔が隔てられており、これに対し解放位置では前記推進薬（２６）は前記カバー（１５）に押し付けられる、ガス発生器。
    

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