JP2007160954A - 車両の乗員拘束装置用ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立が容易な車両の乗員拘束装置用ガス発生器の提供。
【解決手段】 ディフューザシェル内面１ａとフィルタ端面７ａが当接して形成される外側隅部４０に接着剤４２が塗布されている。この接着剤４２により、ディフューザシェル１とフィルタ７が固定されている。接着剤４２を外側隅部４０に塗布するため、塗布の有無の確認が容易で、乾燥も早い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の乗員拘束装置用ガス発生器及びその組立方法に関する。

ガス発生器の製造時において、ハウジング内部に各部品を組付ける際には、各々の部品がハウジングに対して固定されているほうが組み立てやすい。特に筒状のフィルタの内部に燃焼室を形成するガス発生器では、最初にフィルタをハウジングに対して位置決めしておかないと、ガス発生剤を燃焼室内に充填しにくくなる。また組立中に各部品が外れないようにしておくことも必要となる。

特許文献１では、下容器２の内周面に、冷却・フィルタ部材７と内側筒１ｄとの間に存在するバイパス防止部材が配置されている。バイパス防止部材は、フィルターシールの機能を果たしており、フィルタ７と内側筒１ｄとの間に圧入されている。このフィルタシール部材２５は、燃焼ガスのバイパス防止機能以外にも、２筒型ハウジング構造における冷却・フィルタ部材７の位置決めの役目もある。

特許文献２では、濾過フィルタの内周面上端側には、逆Ｌ字状に形成された部材２３を配置して、フィルタ端部からのスラグ流出を防止しているが、そのほかにもフィルタの端面に接着剤を塗布してシールすることが開示されている。
特開２００４−２９１９６５号公報 実開平７−３１５１８号公報

本発明は、組立が容易な車両の乗員拘束装置用ガス発生器及びその組立方法を提供することを課題とする。

（請求項１）
本発明は、課題の解決手段として、
ガス排出口を有するハウジング内にガス発生剤と筒状又は板状のフィルタを有しており、前記ハウジング内面と前記フィルタの一面が接触した状態で、前記フィルタが前記ハウジングに固定されているものであり、
前記固定手段として、前記ハウジング内面と前記フィルタの一面との接触により形成される内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に接着剤が塗布されている、車両の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。

ガス発生器におけるフィルタは、ガス発生剤の燃焼により発生した高温の燃焼ガスを冷却したり、燃焼ガス中に含まれる燃焼残渣を濾過したりする役目をする部品であり、ガス発生剤が充填された空間（燃焼室）とガス排出口との間に配置される。ガス発生器の構造により、フィルタの形状、大きさ、構造も異なる。

フィルタを収容するハウジングはガス発生器の外殻を形成するもので、通常は、いずれか一方がガス排出口を有する第１ハウジング（又は第１シェル）と第２ハウジング（又は第２シェル）との組み合わせからなるものであるが、これに限定されるものではない。

このハウジング内にフィルタを収容するとき、フィルタの位置決めをする必要があるが、本発明では、フィルタを接着剤にて固定するものであるため、位置決め部材（例えば、ハウジング内面に設けられた凹凸又は凹凸を形成する別部材）が不要となる。よって、位置決め部材に代えて接着剤を使用することから、ガス発生器の構成部品を減らしたり、構造を単純にしたりすることができ、全体を軽量化することができる。

本発明では、ハウジング内面とフィルタの一面との接触により形成される、曲線状又は直線状の内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に接着剤が塗布されており、ハウジング内面とフィルタの一面の接触面には接着剤は塗布されていないことが好ましい。よって、塗布後の接着剤は空気に接触した状態が維持されているため、乾燥も促進される。

接着剤は、曲線状又は直線状の内側隅部及び外側隅部に対して、連続的に塗布してもよいし、不連続に複数箇所に分けて塗布してもよい。また、接着剤は、前記外側隅部に塗布した方が、組立工程時において、接着剤の塗布の有無の確認が容易であるため好ましい。

本発明では、接着剤はフィルタをハウジングに取り付けるときの固定手段として用いているが、フィルタ端部におけるガスのショートパス防止手段としても使用することができる。

発生した燃焼ガスは、全てがフィルタを通過した後にガス排出口から排出される必要があり、フィルタを通過しないで排出されるショートパスの防止は重要である。このショートパスは、ハウジングとフィルタの接触面において発生する可能性があるため、本発明のように、曲線状又は直線状の内側隅部及び外側隅部に対して接着剤が塗布されていると、その接着剤はショートパスを防止するようにも作用する。

ショートパス防止という観点からは、内側隅部及び外側隅部に対して連続的に接着剤が塗布されていることが好ましいが、他のショートパス防止手段が設けられている場合は、接着剤は不連続に塗布されていてもよい。

本発明のガス発生器は、所定状態にて、接着剤によりフィルタがハウジングに固定されているものであり、フィルタを用いている公知のガス発生器の全てに適用することができる。

（請求項２）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記フィルタの一面が、前記ハウジング内面と接触により形成される内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に凹部、切り欠き又は溝を有しており、前記凹部、切り欠き又は溝内に接着剤が塗布されている、請求項１記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。

フィルタとして、ハウジング内面と接触する面に凹部、切り欠き又は溝を有するものを用いることにより、前記内側隅部及び外側隅部において凹部、切り欠き又は溝を存在させることができる。そして、その凹部、切り欠き又は溝に接着剤を塗布することにより、接着剤と、ハウジング内面及びフィルタの一面との接触面積を増加させることができると共に、塗布作業も容易になる。

（請求項３）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記フィルタが、前記ハウジング内面により荷重を加えられ、圧縮されている、請求項１又は２記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。

このように、ハウジングにより荷重を加えてフィルタを圧縮することで、フィルタの固定強度がより高められる。このため、ハウジング内面に対するフィルタの接触強度が大きくなり、燃焼時にハウジングが多少変形しても、上記したショートパスの防止効果は十分に発揮される。

（請求項４）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記接着剤がセラミックス接着剤である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。

夏季には、車両内の温度も上昇するため、車両の通常の耐用年数である１０年以上の間、フィルタの固定を確実にする観点と、ショートパス防止の観点から、耐熱性が高く、高温雰囲気でも接着強度を低下させることのないセラミックス接着剤を用いることが好ましい。セラミック接着剤としては、アルミナ系、ジルコニア系、マグネシア系の接着剤等を用いることができる。

更に接着剤としては、ガス発生剤の燃焼熱により、ＣＯやＮＯｘ等を発生させないものが好ましい。なお、フィルタ固定の機能のみに着目すれば、接着剤の耐熱性は１５０℃程度であればよいが、ガス発生剤の燃焼後の熱の影響を考えると、１０００℃以上の耐熱性があるものが好ましい。

（請求項５）
本発明は、他の課題の解決手段として、
ハウジングが、少なくとも一方がガス排出口を有する第１ハウジングと第２ハウジングとの組み合わせからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器の組立方法であり、
第１ハウジング内面に筒状のフィルタの一面を当接させる工程、
前記第１ハウジング内面と前記フィルタの一面との接触により形成される内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に接着剤を塗布し、乾燥させる工程、
前記筒状のフィルタ内にガス発生剤を充填する工程、及び
前記第１ハウジングに対して、第２ハウジングを合わせると共に、必要に応じて前記筒状のフィルタを軸方向に圧縮した状態にて、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングを接合する工程、
を有している、車両の乗員拘束装置用ガス発生器の組立方法を提供する。

接着剤を使用することで、位置決め部材（例えば、ハウジング内面に形成された凹凸又は凹凸を形成する別部材）が不要となる。

接着剤を、第１ハウジング内面と前記フィルタの一面との接触面ではなく、上記のように内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に塗布した場合、前記接触面に塗布した場合と比べると、乾燥時間が短縮されるため、全体の組立時間が短縮される。また、フィルタをハウジングに組み込む前に、フィルタの内側隅部又は外側隅部に相当する部分に接着剤を塗布し、ハウジングに取り付けてもよく、その場合にも前記と同じ効果が得られる。

なお、フィルタの一面のハウジングとの接触面には接着剤が付着しないことが好ましいが、塗布作業により、一部の接着剤が前記接触面に付着することは許容される。

本発明のガス発生器の組立方法は、所定状態にて、接着剤によりフィルタをハウジングに固定する方法であり、フィルタを用いている公知のガス発生器の全ての組立方法として適用することができる。

本発明の車両の乗員拘束装置用ガス発生器は、高い性能を維持したまま、組立を容易にできる。

（１）図１に示すガス発生器
＜ガス発生器＞
図１は、本発明のガス発生器の縦断面図である。図１に示すガス発生器の構造は、特開平１１−１８９１２６号公報の図１（但し、説明の都合上、前記図１中の１８に相当する部材は消去している）に示されている。

ガス発生器は、ディフューザシェル１とクロージャシェル２からなるハウジング３と、このハウジング３内の収容空間に配設される点火手段（点火器４及び伝火薬５）と、これらにより点火されて燃焼ガスを発生するガス発生剤６と、ガス発生剤６を収容する燃焼室２８を形成する筒状のフィルタ７とを含んでいる。

ディフューザシェル１とクロージャシェル２は、鉄板をプレスにより成形してなるものであり、それぞれのフランジ部１９、２０において溶接で一体化されている。ディフューザシェル１は、周壁部１０にガス排出口１１を有しており、ガス排出口１１は内側からアルミテープ５２で閉塞されている。クロージャシェル２は中央孔１５を有しており、中央孔１５から中央筒部材１６が挿入されている。

中央筒部材１６は鉄製の筒であり、ディフューザシェル２の天井面に溶接固定されている。この中央筒部材１６の内側には、点火手段収容室２３が形成され、センサ（図示せず）からの信号により作動する点火器４と、この点火器４により着火される伝火薬５が配置されている。中央筒部材１６は、周方向に等間隔に形成された貫通孔５４を有している。

フィルタ７の外側には、必要に応じて、特開平１０−１８１５１６号公報の図１に示されている積層金網体からなる外層２９を配置することができる。また、フィルタ７の下側端部には、必要に応じて、特開平１０−１８１５１６号公報の図１に示されているプレート部材３３を配置することもできる。

フィルタ７の上端面７ａと、ディフューザシェル１の内面１ａが接触して形成される外側隅部４０に、接着剤４２が塗布されており、この接着剤４２により、フィルタ７とディフューザシェル１が固定されている。

接着剤４２は、外側隅部４０の全てに塗布されていてもよく、部分的に（例えば、均等間隔で複数箇所）塗布されていてもよい。なお、図１では、該当部位を理解し易いように、接着剤が塗布されていない状態の外側隅部４０と、接着剤４２が塗布された状態の外側隅部を示している。

また、接着剤４２は、内側隅部４１の全てに塗布されていてもよく、部分的に（例えば、均等間隔で複数箇所）塗布されていてもよい。なお、図１では、該当部位を理解し易いように、接着剤が塗布されていない状態の内側隅部４１と、接着剤４２が塗布された状態の内側隅部を示している。

なお、接着剤は、フィルタ７の下端面７ｂと、クロージャシェル２の内面２ａが接触して形成される内側隅部及び／又は外側隅部に塗布されていてもよい。

接着剤としては、アルミナベースのセラミック接着剤、ジルコニアベースのセラミック接着剤、マグネシアベースのセラミック接着剤が使用できる。具体的には、（株）バイオロゴスのセラムエース、（株）オーディンクのセラマボンド等を用いることができる。

＜組立方法＞
図１に示すガス発生器の組立方法を説明する。

まず、中央筒部材１６を接合したディフューザシェル１を、内面１ａが底になるようにして平面上に置き、筒状のフィルタ７の端面７ａを内面１ａ上に置く。

次に、ディフューザシェル１の内面１ａとフィルタ７の端面７ａとの接触により形成される外側隅部４０の全体に、接着剤４２を塗布する。その後、室温又は必要に応じて加温して乾燥させる。この作業により、フィルタ７がディフューザシェル１に対して固定される。

フィルタ７を固定した後、その内側にガス発生剤６を充填し、必要に応じて、その上にプレート部材を配設する。

その後、クロージャシェルの中央孔１５を中央筒部材１６に挿通して、クロージャシェルのフランジ部２０をディフューザシェルのフランジ部１９に重ね、レーザ溶接を行い、ディフューザシェル１とクロージャシェル２、及びクロージャシェル２と中央筒部材１６を接合する。

フィルタ７の軸方向の高さは、ディフューザシェル１及びクロージャシェル２を組付けたときの軸方向の高さよりわずかに高く形成されているため、フィルタ７は、フランジ１９、２０同士を溶接したとき、軸方向に圧縮される。

これによってフィルタ７の両端面７ａ、７ｂが、ディフューザシェル１の内面１ａ、クロージャシェル２の内面２ａにより強く押さえつけられ、その間からの燃焼ガスのショートパスの防止効果が高められる。

その後、中央筒部材１６内に伝火薬５及び点火器４を挿入し、カシメなどの方法で点火器４を固定する。

なお、フィルタ７の端面７ｂとクロージャシェル２の内面２ａ側にも接着剤を塗布するときは、クロージャシェル２を取り付ける前に、フィルタ７の端面７ｂの外周縁又はクロージャシェル２の内面２ａの所定位置に接着剤を塗布した後、クロージャシェル２を取り付ける。

このように構成された本ガス発生器において、衝撃をセンサ（図示せず）が感知すると、その信号が点火器４に送られて点火器４が作動し、これによって伝火薬５が着火して高温の火炎を生成する。この火炎は貫通孔５４より噴出し、燃焼室２８内のガス発生剤６を点火する。

ガス発生剤６が燃焼して高温・高圧のガスを生成すると、この燃焼ガスは、フィルタ７の全領域を通過し、その間に効果的に冷却され、燃焼残渣が捕集され、冷却・浄化された燃焼ガスは、ガス通路（間隙９）を通り、アルミニウムテープ５２の壁を破ってガス排出口１１より噴出し、エアバッグ（図示せず）内に流入する。これによりエアバッグが膨張し、乗員と堅い構造物の間にクッションを形成して衝撃から乗員を保護する。

図１のガス発生器では、外側隅部４０の全てに連続して接着剤４２が塗布されており、これがシール作用を発現するため、燃焼ガスやその中に含まれる残渣のショートパス防止効果が得られる。

（２）図２に示すフィルタを用いたガス発生器
図２は、図１のガス発生器で使用するフィルタ７の別の実施形態の斜視図である。

フィルタ１７は、端面１７ａ側の外周縁８に等間隔で形成された計６箇所の凹部１８ａを有している。そして、フィルタ１７を図１のフィルタ７のように配置したとき、ディフューザシェル１の内面１ａとフィルタ端面１７ａとの間に凹部１８ａが位置するため、６箇所の接着剤塗布部が形成されることになる。なお、場合により、端面１７ｂ側にも、同様の凹部を設けることができる。

フィルタ１７を用いて、図１に示すガス発生器を組み立てるときは、フィルタ端面１７ａをディフューザシェル１の内面１ａに当接させた後に、凹部１８ａに接着剤を塗布してもよいし、フィルタ１７の凹部１８ａに接着剤を塗布した後、フィルタ端面１７ａをディフューザシェル１の内面１ａに当接させてもよい。

このように凹部１８ａを有するフィルタ１７を用いることにより、フィルタ１７及びディフューザシェル１と接着剤４２との接触面積をより広くとることができるほか、塗布作業も容易になる。

（３）図３に示すフィルタを用いたガス発生器
図３は、図１のガス発生器で使用するフィルタ７の更に別の実施形態の斜視図である。

フィルタ２７は、端面２７ａ側の外周縁の全周に形成された切り欠き（段差部）１８ｂを有している。そして、フィルタ２７を図１のフィルタ７のように配置したとき、ディフューザシェル１の内面１ａとフィルタ端面２７ａとの間に切り欠き１８ｂが位置するため、環状の接着剤塗布部が形成されることになる。なお、場合により、端面２７ｂ側にも、同様の切り欠きを設けることができる。

図３に示すフィルタ２７を用いて、図１に示すガス発生器を組み立てるときは、フィルタ端面２７ａをディフューザシェル１の内面１ａに当接させた後に、切り欠き１８ｂに接着剤を塗布してもよいし、フィルタ２７の切り欠き１８ｂに接着剤を塗布した後、フィルタ端面２７ａをディフューザシェル１の内面１ａに当接させてもよい。

このように図３に示す切り欠き１８ｂを有するフィルタ２７を用いることにより、フィルタ２７及びディフューザシェル１と接着剤１４との接触面積をより広くとることができるほか、塗布作業も容易になる。

（４）図４に示すガス発生器
＜ガス発生器＞
図４は、本発明のガス発生器の縦断面図である。図４に示すガス発生器の構造自体は公知のものであり、特開平１０−１８１５１６号公報の図２（但し、説明の都合上、前記図２中の９１に相当する部材は消去している）に示されている。

ガス発生器は、ディフューザシェル６１とクロージャシェル６２からなるハウジング６３と、このハウジング６３内の収容空間に配設される点火器６４と、これらにより点火されて燃焼ガスを発生するガス発生剤６６と、ガス発生剤６６を収容する燃焼室８４を形成する筒状のフィルタ６７とを含んでいる。

ディフューザシェル６１とクロージャシェル６２は、鉄板をプレスにより成形してなるものであり、それぞれのフランジ部８６、８７において溶接で一体化されている。ディフューザシェル６１は、周壁部にガス排出口７７を有しており、ガス排出口７７は内側からアルミテープ９６で閉塞されている。

フィルタ６７の外側には、必要に応じて、特開平１０−１８１５１６号公報の図１に示されている積層金網体からなる外層２９を配置することができる。

フィルタ６７の上端面６７ａと、ディフューザシェル６１の内面６１ａが接触して形成される外側隅部９０に、接着剤９２が塗布されており、この接着剤９２により、フィルタ６７とディフューザシェル６１が固定されている。

接着剤９２は、外側隅部９０の全てに塗布されていてもよく、部分的に（例えば、均等間隔で複数箇所）塗布されていてもよい。なお、図４では、該当部位を理解し易いように、接着剤が塗布されていない状態の外側隅部９０と、接着剤９２が塗布された状態の外側隅部を示している。

また、接着剤９２は、内側隅部９１の全てに塗布されていてもよく、部分的に（例えば、均等間隔で複数箇所）塗布されていてもよい。なお、図４では、該当部位を理解し易いように、接着剤が塗布されていない状態の内側隅部９１と、接着剤９２が塗布された状態の内側隅部を示している。

なお、接着剤は、フィルタ６７の下端面６７ｂと、クロージャシェル６２の内面６２ａが接触して形成される内側隅部及び／又は外側隅部に塗布されていてもよい。

＜組立方法＞
図４に示すガス発生器の組立方法を説明する。

まず、クロージャシェル６２を、内面６２ａが底になるようにして平面上に置き、筒状のフィルタ６７の端面６７ｂを内面６２ａ上に置く。

次に、クロージャシェル６２の内面６２ａとフィルタ６７の端面６７ｂとの接触により形成される外側隅部９０の全体に、接着剤９２を塗布する。その後、室温又は必要に応じて加温して乾燥させる。この作業により、フィルタ６７がクロージャシェル６２に対して固定される。

フィルタ６７を固定した後、その内側にガス発生剤６６を充填し、必要に応じて、その上にガス発生剤を保持するためのプレート部材を配設する。

その後、クロージャシェルのフランジ部８７にディフューザシェルのフランジ部８６を重ね、レーザ溶接を行い、ディフューザシェル６１とクロージャシェル６２を接合する。

フィルタ６７の軸方向の高さは、ディフューザシェル６１及びクロージャシェル６２を組付けたときの軸方向の高さよりわずかに高く形成されているため、フランジ８６、８７同士を溶接したときに、軸方向に圧縮される。

これによってフィルタ６７の両端面６７ａ、６７ｂが、ディフューザシェル６１の内面６１ａ、クロージャシェル６２の内面６２ａにより強く押さえつけられ、その間からの燃焼ガスのショートパスの防止効果が高められる。

なお、フィルタ６７の端面６７ａとディフューザシェル６１の内面６１ａ側にも接着剤を塗布するときは、ディフューザシェル６１を取り付ける前に、フィルタ６７の端面６７ａの外周縁又はディフューザシェル６１の内面６１ａの所定位置に接着剤を塗布した後、ディフューザシェル６１を取り付ける。

このように構成された本ガス発生器において、衝撃をセンサ（図示せず）が感知すると、その信号が点火器６４に送られて点火器６４が作動し、高温の火炎を生成する。この火炎は、燃焼室８４内のガス発生剤６６を点火する。

ガス発生剤６６が燃焼して高温・高圧のガスを生成すると、この燃焼ガスは、フィルタ６７の全領域を通過し、その間に効果的に冷却され、燃焼残渣が捕集され、冷却・浄化された燃焼ガスは、ガス通路を通り、アルミニウムテープ９６の壁を破ってガス排出口７７より噴出し、エアバッグ（図示せず）内に流入する。これによりエアバッグが膨張し、乗員と堅い構造物の間にクッションを形成して衝撃から乗員を保護する。

図４のガス発生器では、外側隅部９０の全てに連続して接着剤９２が塗布されており、これがシール作用を発現するため、燃焼ガスやその中に含まれる残渣のショートパス防止効果が得られる。

本発明のガス発生器の縦断面図。 図１のフィルタの別実施形態の斜視図。 図１のフィルタのさらに別実施形態の斜視図。 本発明の他実施形態のガス発生器の縦断面図。

符号の説明

１、６１ ディフューザシェル
２、６２ クロージャシェル
３、６３ ハウジング
７、１７、２７、６７ フィルタ

Claims (5)

1. ガス排出口を有するハウジング内にガス発生剤と筒状又は板状のフィルタを有しており、前記ハウジング内面と前記フィルタの一面が接触した状態で、前記フィルタが前記ハウジングに固定されているものであり、
   前記固定手段として、前記ハウジング内面と前記フィルタの一面との接触により形成される内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に接着剤が塗布されている、車両の乗員拘束装置用ガス発生器。
2. 前記フィルタの一面が、前記ハウジング内面と接触により形成される内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に凹部、切り欠き又は溝を有しており、前記凹部、切り欠き又は溝内に接着剤が塗布されている、請求項１記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器。
3. 前記フィルタが、前記ハウジング内面により荷重を加えられ、圧縮されている、請求項１又は２記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器。
4. 前記接着剤がセラミックス接着剤である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器。
5. ハウジングが、いずれか一方がガス排出口を有する第１ハウジングと第２ハウジングとの組み合わせからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の乗員拘束装置用ガス発生器の組立方法であり、
   第１ハウジング内面に筒状のフィルタの一面を当接させる工程、
   前記第１ハウジング内面と前記フィルタの一面との接触により形成される内側隅部及び外側隅部の少なくとも一方に接着剤を塗布し、乾燥させる工程、
   前記筒状のフィルタ内にガス発生剤を充填する工程、及び
   前記第１ハウジングに対して、第２ハウジングを合わせると共に、必要に応じて、前記筒状のフィルタを軸方向に圧縮した状態にて、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングを接合する工程、
   を有している、車両の乗員拘束装置用ガス発生器の組立方法。
   

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