JP2007314102A - Gas generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイド用エアバッグ等を膨張させるのに好適なガス発生器に関し、特に、簡易な構成で安価なガス発生器に関する。 The present invention relates to a gas generator suitable for inflating a side airbag or the like, and more particularly to an inexpensive gas generator with a simple configuration.
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するための安全装置の1つとして、エアバッグが知られている。このエアバッグは、ガス発生器が発生する多量の高温、高圧ガスにて作動するものである。従来から、ガス発生器として、ガス発生剤を燃焼室内に充填して適当な力で押圧し、保持することができるものがすでに開示されている(例えば、下記特許文献1)。 An air bag is known as one of safety devices for protecting an occupant from an impact generated when a car collides. This airbag operates with a large amount of high-temperature and high-pressure gas generated by a gas generator. Conventionally, a gas generator that can be filled with a gas generating agent and pressed and held with an appropriate force has already been disclosed (for example, Patent Document 1 below).
しかし、特許文献1のガス発生器においてはフィルターがないものの、ガス発生剤を確実に保持するために前壁がバネとともに設けられ、さらには、ガス発生剤の燃焼時の未燃ガス発生剤の流出を防止することが可能な燃焼チャンバ壁が設けられており、構造が複雑化していた。また、一般的に特許文献1のようなハイブリッド型のガス発生器は、パイロ型のガス発生器に比べ高価なものである。 However, although there is no filter in the gas generator of Patent Document 1, a front wall is provided with a spring in order to securely hold the gas generating agent, and further, the unburned gas generating agent during combustion of the gas generating agent A combustion chamber wall capable of preventing outflow is provided, and the structure is complicated. In general, a hybrid type gas generator as disclosed in Patent Document 1 is more expensive than a pyro type gas generator.
これらの問題を解決するために、本願発明者らは、図5(a) 、(b)に示したガス発生器30を試作した。なお、図5(a)は試作したガス発生器の外観図、図5(b)は(a)の(b)−(b)矢視断面図、図5(c)は図5(a)の試作したガス発生器内部に配設されている多孔部材の正面図である。
In order to solve these problems, the inventors of the present application made a prototype of the
簡単に説明すると、図5(a)に示したガス発生器30は、筒状のハウジング34と、ハウジング34内を、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤35が充填される燃焼室36と、フィルター材37が装着されるフィルター室38と、に区画する仕切り部材39と、ハウジング34の端部33に装着され、燃焼室36内のガス発生剤35を着火燃焼させる点火器40を有するホルダ42と、ハウジング34の端部45に装着され、フィルター材37を仕切り部材39とともに保持する蓋部44とを有している。加えて、仕切り部材39に一端が接しており、着火時の燃焼室36の圧力上昇によってガス発生剤35がフィルター室38に流入するのを防止するために、ガス発生剤35の大きさよりも径が小さい孔51aを底部に複数有する椀形状の多孔部材51と、振動によってガス発生剤35が粉化するのを防止するために、多孔部材51とともに燃焼室36内のガス発生剤35を保持するクッション材52(例えば発砲シリコン又はセラミックファイバーからなる)とを有している。
Briefly, the
ハウジング34内には、その他端部45より、蓋部44、フィルター材37、仕切り部材39、多孔部材51、ガス発生剤35、クッション材52の順に充填されており、さらに点火器40がカシメ固定されているホルダ42が嵌挿されている。また、ハウジング34の仕切り部材39と他端部45との間の筒部50外周にはガス放出孔41が設けられている。具体的には、ガス放出孔41は、ガス放出時にインフレータに推進力を生じない位置であるフィルター室38を形成している筒部50外周に複数個設けられている。これらガス放出孔41から、燃焼室36内でガス発生剤35の燃焼により発生した高温、高圧のガスが、多孔部材51を通過し、孔48の燃焼室36側に貼付されているシール部材46を破って、フィルター室38に装着されているフィルター材37(筒形状であり、内側に内部空間49を有している。)を通過して、冷却、濾過されて放出される。
The
しかしながら、燃焼室内における圧力を高くしたガス発生器としたい場合には、多孔部材51の強度不足が懸念される。これを解決するためには、高強度材料からなる部材を使用すればいいが、そのような材料はコストアップの原因となってしまう。また、さらなる軽量化が求められている。
However, there is a concern that the strength of the
そこで、本発明は、簡易な構成とすることによって、従来のものより軽量化されるとともに安価なガス発生器を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas generator that is lighter and cheaper than the conventional one by adopting a simple configuration.
本発明のガス発生器は、筒状ハウジング内に、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が充填される燃焼室と、曲面部にガス放出孔を有する筒状のフィルター室と、前記燃焼室と前記フィルター室とを区画し、中心に孔を有する仕切り部材と、前記フィルター室内に装着される筒状のフィルター材と、前記ハウジングの端部に装着され、前記燃焼室内のガス発生剤を着火燃焼させる点火器とを有してなるガス発生器であって、前記燃焼室内において前記仕切り部材の孔の周囲に軸方向の一端が設置されており、且つ、圧縮されていない状態での巻き間隔が前記ガス発生剤の大きさよりも小さい巻きバネをさらに有している。 A gas generator according to the present invention includes a combustion chamber in which a gas generating agent that generates high-temperature gas by combustion is filled in a cylindrical housing, a cylindrical filter chamber having a gas discharge hole in a curved surface portion, and the combustion chamber And a partition member having a hole in the center, a cylindrical filter material mounted in the filter chamber, and an end of the housing, and igniting the gas generating agent in the combustion chamber A gas generator having an igniter for burning, wherein one end in the axial direction is installed around the hole of the partition member in the combustion chamber, and the winding interval in an uncompressed state Further has a winding spring smaller than the size of the gas generating agent.
上記構成によれば、巻きバネによって、燃焼時の未燃ガス発生剤のフィルター室への流出防止(フィルター部材の損傷防止)と、発生したガスのフィルター室への通過とが可能となる。また、上述のような巻きバネを利用した簡易な構成となることから、従来のものより軽量化されるとともに安価なパイロ型のガス発生器を提供できる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the unburned gas generating agent from flowing out into the filter chamber during combustion (preventing damage to the filter member) and to allow the generated gas to pass through the filter chamber by the winding spring. Moreover, since it becomes a simple structure using the above winding springs, it is possible to provide a pyro-type gas generator that is lighter and cheaper than the conventional one.
本発明のガス発生器においては、前記巻きバネの外形が略円錐台形状又は略吊り鐘形状であることが好ましい。上記構成により、組み立て時の燃焼室内においてのガス発生剤の保持が容易となる。 In the gas generator of the present invention, it is preferable that the outer shape of the winding spring is a substantially truncated cone shape or a substantially hanging bell shape. With the above configuration, the gas generating agent can be easily held in the combustion chamber during assembly.
本発明のガス発生器においては、前記巻きバネの他端が、前記巻きバネを形成している部材を渦巻き状に巻くことによって形成された蓋状部であることが好ましい。上記構成により、巻きバネの内部側に未燃のガス発生剤が入り込むことをより防止できる。 In the gas generator of the present invention, it is preferable that the other end of the winding spring is a lid-like portion formed by winding a member forming the winding spring in a spiral shape. With the above configuration, it is possible to further prevent the unburned gas generating agent from entering the inside of the winding spring.
本発明のガス発生器においては、軸方向に前記巻きバネの他端から所定位置までの巻き間隔が略密着するよう詰められており、この詰められた部分全体が略筒状になっていることが好ましい。上記構成により、燃焼室内において巻きバネが装着・圧縮される際、ほぼ軸方向に圧縮されるので、巻きバネの形状が必要以上に崩れて、巻き間隔が拡がるということがない。したがって、燃焼室内において、確実にガス発生剤を巻きバネに挟み込むことなく保持できる。 The gas generator of the present invention is packed so that the winding interval from the other end of the winding spring to a predetermined position in the axial direction is in close contact, and the entire packed portion is substantially cylindrical. Is preferred. With the above configuration, when the winding spring is mounted and compressed in the combustion chamber, it is compressed almost in the axial direction, so that the shape of the winding spring does not collapse more than necessary and the winding interval does not increase. Therefore, the gas generating agent can be reliably held in the combustion chamber without being sandwiched between the winding springs.
本発明のガス発生器においては、前記巻きバネが金属線又は帯状金属板で形成されていることが好ましい。上記構成により、上記各効果を有するガス発生器を確実に提供できる。 In the gas generator of the present invention, it is preferable that the winding spring is formed of a metal wire or a strip-shaped metal plate. By the said structure, the gas generator which has said each effect can be provided reliably.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るガス発生器の実施形態例について説明する。
図1に本発明に係るガス発生器の実施形態の一例であるガス発生器101の断面図を示す。図1において、ガス発生器1は、筒状のハウジング4と、ハウジング4内を、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤5が充填される燃焼室6と、フィルター材7が装着されるフィルター室8と、に区画する仕切り部材9と、ハウジング4の端部3に装着され、燃焼室6内のガス発生剤5を着火燃焼させる点火器10を有するホルダ12と、ハウジング4の端部15に装着され、フィルター材7を仕切り部材9とともに保持する蓋部14と、仕切り部材9に一端が接している巻きバネ2とを有している。
Hereinafter, embodiments of a gas generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a sectional view of a gas generator 101 which is an example of an embodiment of a gas generator according to the present invention. In FIG. 1, a gas generator 1 includes a cylindrical housing 4, a combustion chamber 6 filled with a gas generating agent 5 that generates high-temperature gas by combustion, and a filter in which a
ハウジング4内には、その他端部15より、蓋部14、フィルター材7、仕切り部材9、巻きバネ2、ガス発生剤5の順に充填されており、さらに点火器10がカシメ固定されているホルダ12が嵌挿されている。ハウジング4は、例えば鉄等の金属で形成されている。また、ハウジング4の仕切り部材9と他端部15との間の筒部20外周にはガス放出孔11が設けられている。具体的には、ガス放出孔11は、ガス放出時にインフレータに推進力を生じない位置であるフィルター室8を形成している筒部20外周に複数個設けられている。これらガス放出孔11から、燃焼室6内でガス発生剤5の燃焼により発生した高温、高圧のガスが、フィルター室8に装着されているフィルター材7を通過して、冷却、濾過されて放出される。
The housing 4 is filled with the
フィルター材7は、例えば、メリヤス編み金網、平織り金網やクリンプ織り金属線材の集合体によって形成された内部空間19を有する円筒状のものである。また、フィルター材7の一端は、蓋部14の内側平面部分に当接しており、他端は、ハウジング4内を区画する金属等によって形成されている仕切り部材9に当接して、フィルター室8内において保持されている。したがって、内部空間19は細長い円柱状空間となっており、発生したガスが蓋部14の表面まで到達できるようになっている。
The
仕切り部材9は、孔18を有する平たい円盤形状のものである。この仕切り部材9は、その端部15側及び端部3側両方をハウジング4外周部分からかしめることで、ハウジング4内に固定され、ハウジング4内をフィルター室8と燃焼室6とに仕切るとともに、ガス発生剤5の燃焼熱によるフィルターの損傷(溶融)を防止している。仕切り部材9は、例えば、ステンレス、鉄等でできている。ガス放出孔11のハウジング4の内周側、仕切り部材9の孔18のどちらか一方又は双方には、例えばアルミニウムテープ等のシール部材が貼付される。本実施形態を示す図1においては、孔18にシール部材16が貼付した場合を示している。
The partition member 9 has a flat disk shape having a
巻きバネ2は、ピアノ線や硬鋼線、ステンレス線などの金属線で、とぐろ状に巻かれて形成されたバネである。また、図2に示すように、上下方向(軸方向)に加圧されていないときは、ガス発生剤5よりも小さい間隔を有するバネであり、端部2aは金属線を渦巻き状に密に巻くことによって形成された蓋状部となっている。なお、図1に示すように、上下方向(軸方向)に所定値以上で加圧された際には縮んで、略円錐台形状となり、巻き線と巻き線との間隔がなくなった状態となる。したがって、図1に示すように、巻きバネ2内部には、ガス発生器1の完成時において、ガス発生剤5が充填されないようにすることが可能である。これにより、ガス発生剤5は、燃焼室6内の巻きバネ2内部以外に充填されるとともに、巻きバネ2とハウジング4とホルダ12とによって保持され振動による粉状化が抑止される。
The winding spring 2 is a spring that is formed by winding a metal wire such as a piano wire, a hard steel wire, a stainless steel wire or the like in a corrugated shape. In addition, as shown in FIG. 2, when not pressurized in the vertical direction (axial direction), the springs have a smaller interval than the gas generating agent 5, and the
ホルダ12は、点火器10を保持するとともに、ハウジング4の端部3に嵌挿されており、ハウジング4の軸端部13とともにかしめることによって保持され、ハウジング4の端部3を閉鎖している。点火器10としては、塞栓がプラスチック、樹脂で形成されているものが好ましい。これによって、低コスト化が可能となるからである。もちろん、従来から用いられている、塞栓がガラスで形成されているものを使用することもできる。
The
蓋部14は、ハウジング14の端部15に嵌挿されており、ハウジング4の軸端部21とともにかしめることによって保持され、ハウジング4の端部15を閉鎖している。
The
次に、ガス発生器1の作動を説明する。衝突センサが自動車の衝突を検出すると、ガス発生器1は、点火器10に信号を送り、発火させる。点火器10の火炎は、燃焼室6内に噴出して、ガス発生剤5を着火燃焼させることで、高温ガスを発生させる。このガス発生剤5の着火燃焼は、ハウジング4の端部3側からフィルター材7側へ順次移行される。このとき、未燃焼のガス発生剤5は巻きバネ2の隙間を通過することができないので、孔18を通過してフィルター材7の内部空間19に入り込むことがない。したがって、フィルター材7の損傷を防止できる。
Next, the operation of the gas generator 1 will be described. When the collision sensor detects an automobile collision, the gas generator 1 sends a signal to the
そして、燃焼室6内での燃焼が進んで、燃焼室6が所定内圧まで上昇すると、燃焼室6内で発生した高温ガスは、孔18を通り、フィルター材7内に流入し、ここでスラグ捕集と冷却を経て、清浄なガスとなる。この清浄なガスは、ガス放出孔11から放出される。
When combustion in the combustion chamber 6 progresses and the combustion chamber 6 rises to a predetermined internal pressure, the high-temperature gas generated in the combustion chamber 6 passes through the
これによって、ガス放出孔11から放出される十分に冷却された清浄なガスは、エアベルトやエアバッグ等の内部に直接導入され、瞬時に、膨張する。
As a result, the sufficiently cooled clean gas discharged from the
本実施形態によれば、巻きバネ2によって、ガス発生器1の作動時における未燃のガス発生剤5のフィルター室8への流出防止(フィルター部材7の損傷防止)と、発生したガスのフィルター室8への通過とが可能となる。また、上述のような巻きバネ2を利用した簡易な構成となることから、従来のものより軽量化されるとともに安価なガス発生器1を提供できる。
According to the present embodiment, the winding spring 2 prevents the unburned gas generating agent 5 from flowing into the
また、巻きバネ2の端部2aが、金属線を渦巻き状に巻くことによって形成された蓋状部であるので、巻きバネ2の内部側に未燃のガス発生剤5が入り込むことをより防止できる。また、巻きバネ2の外形が略円錐台形状となっているので、組み立て時の燃焼室内においてのガス発生剤5の保持が容易となる。
Further, since the
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、以下のような本発明に係るガス発生器1で用いた巻きバネ2についての変形が可能である。 The present invention can be modified in design without departing from the scope of the claims, and is not limited to the above embodiment. For example, it is possible to modify the winding spring 2 used in the gas generator 1 according to the present invention as follows.
まず、本発明に係るガス発生器1で用いた巻きバネ2の変形例1について説明する。図3は、図1のガス発生器で用いた巻きバネの変形例1を示す図である。 First, Modification 1 of the winding spring 2 used in the gas generator 1 according to the present invention will be described. FIG. 3 is a view showing a first modification of the winding spring used in the gas generator of FIG.
図3に示したように、巻きバネ21は軸方向に端部21aから所定位置までの巻き間隔が略密着するよう詰められた略吊り鐘形状をしており、詰められた部分(部位21b)全体が略筒状になっている。なお、他端21aは、巻きバネ2の端部2aと同様、金属線を渦巻き状に密に巻くことによって形成された蓋状部となっている。また、部位21b以外の部分の線の間隔は、巻きバネ2と同様である。また、巻きバネ2の端部2aと同様、端部21aが点火器10側になるように設置される。
As shown in FIG. 3, the winding
上記構成の巻きバネ21を、ガス発生器1における巻きバネ2の代りに用いれば、上記ガス発生器1と同様の効果を得ることができるとともに、製造時に燃焼室6内において巻きバネ21が装着・圧縮される際、ほぼ軸方向に圧縮されるので、巻きバネ21の形状が必要以上に崩れて、巻き間隔が拡がるということがない。したがって、燃焼室6内において、確実にガス発生剤5を巻きバネ21に挟み込むことなく保持できる。
If the
次に、本発明に係るガス発生器1で用いた巻きバネ2の変形例2について説明する。図4は、図1のガス発生器で用いた巻きバネの変形例2を示す図である。 Next, a second modification of the winding spring 2 used in the gas generator 1 according to the present invention will be described. FIG. 4 is a view showing a second modification of the winding spring used in the gas generator of FIG.
図4に示したように、巻きバネ22は帯状金属板を巻きつけて形成した板巻きバネである。帯状金属板としては、例えば、焼き入れ鋼帯やステンレス鋼帯、ガス発生剤5よりも小さい孔を有するパンチメタル帯が挙げられる。板と板との間隔はガス発生剤5よりも小さくなるように形成されている。また、端部22aは、帯状金属板を渦巻き状に密に巻くことによって形成された蓋状部となっている。また、巻きバネ2の端部2aと同様、端部22aが点火器10側になるように設置される。
As shown in FIG. 4, the winding
上記構成の巻きバネ22を、ガス発生器1における巻きバネ2の代りに用いれば、上記巻きバネ21の場合と同様の効果を得ることができる。
If the winding
1、30 ガス発生器
2、21、22 巻きバネ
3、15、33、45 端部
4、34 ハウジング
5、35 ガス発生剤
6、36 燃焼室
7、37 フィルター材
8、38 フィルター室
9、39 仕切り部材
10、40 点火器
11、41 ガス放出孔
12、42 ホルダ
13、17、43、47 軸端部
14、44 蓋部
16、46 シール部材
18、48 孔
19、49 内部空間
20、50 円筒部
51 多孔部材
52 クッション材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記燃焼室内において前記仕切り部材の孔の周囲に軸方向の一端が設置されており、且つ、圧縮されていない状態での巻き間隔が前記ガス発生剤の大きさよりも小さい巻きバネをさらに有していることを特徴とするガス発生器。 A cylindrical housing is divided into a combustion chamber filled with a gas generating agent that generates a high-temperature gas by combustion, a cylindrical filter chamber having a gas discharge hole in a curved surface portion, and the combustion chamber and the filter chamber. A partition member having a hole in the center, a cylindrical filter material mounted in the filter chamber, and an igniter mounted on the end of the housing and igniting and burning the gas generating agent in the combustion chamber A gas generator comprising:
One end of the axial direction is installed around the hole of the partition member in the combustion chamber, and a winding spring is further provided in which the winding interval in the uncompressed state is smaller than the size of the gas generating agent. A gas generator characterized by comprising:
The gas generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the winding spring is formed of a metal wire or a band-shaped metal plate.
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