JP2008094259A

JP2008094259A - ガス発生器

Info

Publication number: JP2008094259A
Application number: JP2006278482A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Tanaka; 達朗田中; Ryoi Kodama; 了意児玉
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】安価でありながら、点火器の火炎エネルギーをガス発生剤に効率よく伝達でき、エアバッグ等を膨張させる時間をより短縮化できるガス発生器を提供する。
【解決手段】ガス発生器１は、筒状のハウジング４と、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、燃焼室６に隣接してハウジング４内に配設されるフィルター材７と、ハウジング４内部と外気とが接触しないようにシール部材１６が孔９ａに貼付されている仕切り部材９と、伝火剤２を収容する収容容器８と、燃焼室６内のガス発生剤５を着火燃焼させるもととなる火炎を破裂部１０ａから発生する点火器１０と、点火器１０の破裂部１０ａを内部に有するように配設されている筒状部材１４と、点火器１０及び収容容器８をそれぞれかしめ固定しているホルダ１２とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアバッグ等を膨張させるガス発生器に関し、特に、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する。

側面衝突に使用されるガス発生器においては、車両が側面衝突した際、乗務員と車両構造物との距離が運転席、助手席と比較して短いため、特にガス発生器の着火時間、バックの膨張に要する時間が短縮されたガス発生器が必要とされている。しかし、例えば、下記特許文献１のような固形のガス発生剤の燃焼で発生したガスを利用するタイプでは、点火器、伝火剤、ガス発生剤の順序で徐々に燃焼させる間接的形態であるため、ガス発生器の着火時間、その膨張時間は加圧ガスを瞬時に開放するタイプと比較して遅くなる傾向にある。そのため、着火器からのエネルギーを効率よくガス発生剤に伝える初期燃焼方法を確立し、ガス発生器の着火時間を短縮する事が急務であった。このような問題点を解決するために、下記特許文献２では、加圧ガスを瞬時に開放するタイプのガス発生器を採用し、その着火性能を改善して膨張時間を短縮するものが開示されている。

ＷＯ２００３／０４２０１０号（再公表特許）特開２００５−２１２７０８号公報

しかしながら、特許文献１のガス発生器においては、点火器の火炎エネルギーをガス発生剤に効率よく伝達できていないことから、ガス発生剤の燃焼効率が十分高いとは言えず、エアバッグ等を膨張させる時間の短縮化に関して、改善の余地がある。また、一般的に特許文献１のようなガス発生器は、加圧ガスを用いずにガス発生剤の燃焼ガスのみでエアバッグ等を膨張させるガス発生器に比べ高価なものである。

そこで、本発明は、安価でありながら、点火器の火炎エネルギーをガス発生剤に効率よく伝達でき、エアバッグ等を膨張させる時間をより短縮化できるガス発生器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び効果

本発明は、内部にフィルターを有する長尺円筒状ハウジングと、前記ハウジング内に形成され、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、点火薬を内包しており、前記ハウジングに装着され、前記燃焼室内のガス発生剤を着火燃焼させるガス発生剤点火手段と、前記ハウジングに形成され、前記燃焼室を介して前記ハウジングの内外を連通するガス放出孔とを有しており、前記ガス発生剤点火手段が、点火の際に前記点火薬の燃焼によって発生するガス及び火炎によって破裂する破裂部を底部に有する第１のカップ状部材を備えている点火器と、前記点火器からの火炎を強める伝火剤を収容する収容容器と、前記点火器及び前記収容容器を保持するホルダと、前記破裂部が内部又は一端に位置するよう配設されて、前記破裂部が破裂した際に火炎の方向を所定方向に制御して噴出させる火炎噴出部とを有している。ここで、前記燃焼室の内部に前記フィルターが設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、破裂部から噴出する火炎の進行方向を火炎噴出部によって一方向にほぼ集約でき、点火の威力を向上させることができるので、伝火剤を効率よく着火できる。その結果として、この伝火剤によってガス発生剤も効率よく燃焼するので、安価でありながら、点火器の火炎エネルギーをガス発生剤に効率よく伝達でき、エアバッグ等を膨張させる時間をより短縮化できるガス発生器を提供できる。

本発明のガス発生器においては、前記火炎噴出部が、前記破裂部と、前記第１のカップ部材の周囲に内壁が接する筒状部材とを有しているものであることが好ましい。このとき、前記筒状部材の一端の内壁が、前記破裂部の周囲から前記燃焼室の方向へ迫り出すように配設されていることが好ましい。

上記構成により、ガス発生剤点火手段が点火された際、第１のカップ部材の周囲の変形を抑制でき、破裂部から噴出する火炎の進行方向を燃焼室側に制御できる。また、筒状部材の一端の内壁が、前記破裂部の周囲から前記燃焼室の方向へ迫り出すように配設されている場合には、確実に破裂部から噴出する火炎の進行方向を一方向にほぼ集約でき、点火の威力を向上させることができる。これらの結果として、エアバッグ等を膨張させる時間をより確実に短縮化できるガス発生器を提供できる。

本発明のガス発生器においては、前記収容容器の周囲と前記ハウジング内壁とが、少なくとも環状に密接していることが好ましい。収容容器の周囲とハウジング内壁とは、ハウジング外壁側から絞り加工やかしめ等を行うことによって、密接させることができる。

上記構成により、破裂部から噴出した火炎が点火器側に逆流することを防止できる。特に、第１のカップ状部材の底部付近においてハウジング内壁と密接するように設ければ、点火器からのエネルギーを効率よくガス発生剤に伝達することも可能となる。

本発明のガス発生器においては、前記収容容器の底部に前記破裂部が前記ハウジング軸方向に投影された際、該投影部分の中心と一致する中心を有する１つの孔が形成されていることが好ましい。また、前記破裂部の径ｄ_１と前記収容容器の孔の径ｄ_２との口径比ｄ_２／ｄ_１が０．７〜１．３であることが好ましい（さらに好ましくは、１．０〜１．２）。また、前記収容容器の孔の径ｄ_２と前記燃焼室の前記点火器側入口の径ｄ_３との口径比ｄ_２／ｄ_３が０．３〜０．６であることが好ましい。また、前記燃焼室の前記点火器側入口の径ｄ_３と前記ハウジングの最大内径ｄ_４との比ｄ_３／ｄ_４が０．７〜０．９５であり、前記燃焼室の前記点火器側入口部から前記ハウジングの拡径が終わる部分までの距離ｍが、０．２ｄ_４≦ｍ≦０．９ｄ_４の関係を満たすものであることが好ましい。

上記構成により、さらに効率よく点火器のエネルギーをガス発生剤に伝達できるので、エアバッグ等を膨張させる時間を確実により短縮化できるガス発生器を提供できる。また、上記投影部分と収容容器の底部に形成された孔とが同心である場合には、点火器及び伝火剤の火炎エネルギーをさらに効率よくガス発生剤に伝達できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るガス発生器について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るガス発生器の断面図である。図２は、図１における収容容器（エンハンサカップ）を底部側から見た平面図である。図１において、ガス発生器１は、長尺円筒状のハウジング４と、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、燃焼室６に隣接してハウジング４内に配設されるフィルター材７と、ハウジング４内部と外気とが接触しないようにシール部材１６が孔９ａに貼付されている仕切り部材９と、伝火剤２を収容する収容容器８と、燃焼室６内のガス発生剤５を着火燃焼させるもととなる火炎を破裂部１０ａから発生する点火器１０と、点火器１０の破裂部１０ａを内部に有するように配設されている筒状部材１４と、点火器１０及び収容容器８をそれぞれかしめ固定しているホルダ１２とを有している。点火器１０と、伝火剤２と、収容容器８と、ホルダ１２と、筒状部材１４との構成で、ガス発生剤５の点火手段としての機能を有する。

ハウジング４内には、外周にガス放出孔１１が形成されている端部より、仕切り部材９、フィルター材７、燃焼室６（ガス発生剤５を包含する）、クッション材２０、の順に充填されており、さらに、伝火剤２を収容している収容容器８、及び、筒状部材１４が配設されている点火器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おり、燃焼室６とフィルター材７との境界部分において、外部から軸中心方向に、かしめ加工がなされている。また、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材７を通過して、冷却、濾過されて放出される。

仕切り部材９は、孔９ａを有する平たい円筒形状のものである。この仕切り部材９は、ガス放出孔１１が形成されているハウジング４端部側及びフィルター材７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内を外気と遮断して仕切っている。仕切り部材９は、例えば、ステンレス、鉄等でできている。仕切り部材９の孔９ａのどちらか一端又は双方には、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９ａのフィルター材７側にシール部材１６が貼付された場合を示している。

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円柱状のものである。また、フィルター材７の一端はシール部材１６に当接しており、他端は燃焼室６と隣接している。

クッション材２０は、凹部１８の内部側において、燃焼室６内のガス発生剤５をフィルター材７とともに保持するように配設され、振動によるガス発生剤５の粉状化を抑止するものである。

収容容器８は、図１及び図２に示すように、底部に１つの孔８ａを有するとともに、開口部にフランジ８ｂを有しており、凹部１８の内部壁と環状に密接している。また、収容容器８の底部は、クッション材２０に当接しており、フランジ８ｂはホルダ１２の突起部１２ａによってかしめ固定されている。この収容容器８には、鉄などの比較的固く、熱に強いとされる金属材料を用いる。

点火器１０は、点火により発生する火炎によって破裂する破裂部１０ａを底部に有する第１のカップ状部材１０ｂと、第１のカップ状部材１０ｂの開口部を封止する塞栓（図示せず）と、第１のカップ状部材１０ｂに収納される点火薬（図示せず）とを有している。塞栓には両端が突出した状態で複数本の電極ピン１０ｃが固設され、電極ピン１０ｃの一端（第１のカップ状部材１０ｂ側）には発熱部（図示せず）が架橋形成されている。なお、塞栓は、プラスチック、樹脂で形成されているものが好ましいが、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。

第１のカップ状部材１０ｂの周囲には、破裂部１０ａが内部に位置するように筒状部材１４が配設されている。筒状部材１４は、その一端部において、破裂部１０ａとともに凹部を形成するとともに、内壁が第１のカップ状部材１０ｂの側面周囲と接している。また、筒状部材１４の一端の内壁が、破裂部１０ａの周囲から燃焼室６の方向へ迫り出すように配設されている。この筒状部材１４は、第１のカップ状部材１０ｂの側面周囲が点火の際の変形を抑制するような硬さの部材であり、例えば、金属材料や硬質樹脂などが挙げられる。そして、上述の凹部の開口部が、点火器１０の点火により破裂部１０ａが破裂した際、火炎の方向を孔８ａ方向に制御して噴出させる火炎噴出部１５である。

なお、破裂部１０ａと孔８ａとは、収容容器８の底部に破裂部１０ａがハウジング４の軸方向に投影された際、該投影部分と孔８ａとが同心となるように形成されている。また、図３（図１に示したガス発生器の一部拡大図（火薬類及びクッション材２０は図示せず））に示すように、破裂部１０ａの径ｄ_１と孔８ａの径ｄ_２との口径比ｄ_２／ｄ_１は０．７〜１．３である。また、孔８ａの径ｄ_２と燃焼室６の点火器１０側入口（絞り加工などによって縮径されたハウジング４の最小内径部分）の径ｄ_３との口径比ｄ_３／ｄ_２が０．３〜０．６であり、ハウジング４における収容容器８の周囲から燃焼室６にかけての内壁が拡径している。この拡径部分の形状は、釣り鐘状やテーパー状のものが例として挙げられる。また、燃焼室６の点火器１０側入口の径ｄ_３とハウジング４（燃焼室６）の最大内径ｄ_４との比ｄ_３／ｄ_４が０．７〜０．９５であり、燃焼室６の点火器１０側入口部からハウジング４（燃焼室６）の拡径が終わる部分までの距離ｍが、０．２ｄ_４≦ｍ≦０．９ｄ_４の関係を満たすものである。

ホルダ１２は、点火器１０及び収容容器８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。

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の点火器１０に電極ピン１０ｃを介して信号を送り、電極ピン１０ｃの一端に架橋形成されている発熱部（図示せず）を発熱させる。そして、第１のカップ状部材１０ｂ内で点火薬を発火させることによって、ガス及び火炎を発生させる。点火器１０のガス及び火炎は、破裂部１０ａを破裂させ、火炎噴出部１５によって孔８ａ方向（燃焼室６方向）にほぼ集約された上で、収容容器８内に噴出し、伝火剤２を効率よく着火燃焼させる。そして、着火した伝火剤２から発生する火炎が、孔８ａを介して燃焼室６内においてハウジング４の軸方向及び径方向に拡がるように噴出し、ガス発生剤５を着火燃焼させることで、高温ガスを効率よく発生させる。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。

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、フィルター材７内へ入り、ここでスラグ捕集と冷却を経て、清浄なガスとなる。その後、シール部材１６を破裂させて孔９ａを通り、ハウジング４のガス放出孔１１が形成されている端部の内部空間に流入し、清浄なガスが、ガス放出孔１１から放出される。

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、効率よく瞬時に、膨張する。

本実施形態によれば、破裂部１０ａから噴出する火炎の進行方向を火炎噴出部１５の筒状部材１４によって一方向にほぼ集約でき、点火の威力を向上させることができるので、伝火剤２を効率よく着火できる。その結果として、この伝火剤２によってガス発生剤５も効率よく燃焼するので、安価でありながら、点火器１０の火炎エネルギーをガス発生剤５に効率よく伝達でき、エアバッグ等を膨張させる時間をより短縮化できるガス発生器１を提供できる。

また、火炎噴出部１５によって確実に破裂部１０ａから噴出する火炎の進行方向を一方向にほぼ集約でき、点火の威力を向上させることができる。その結果として、エアバッグ等を膨張させる時間をより確実に短縮化できるガス発生器１を提供できる。

また、破裂部１０ａと孔８ａとは、収容容器８の底部に破裂部１０ａがハウジング４軸方向に投影された際、該投影部分と孔８ａとが同心となるように形成されているので、点火器１０及び伝火剤２の火炎エネルギーをさらに効率よくガス発生剤５に伝達できる。また、孔８ａは、伝火剤２が着火燃焼した際に開口する、アルミニウム等を素材とした箔（図示せず）によってシールされている。この箔により、伝火剤２の漏れを確実に防止できる。

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、上記実施形態においては、フィルターを燃焼室内に設けているが、このように設けなくともよく、燃焼室とフィルター室とを別個に設けてもよい。

本発明の実施形態に係るガス発生器の断面図である。図1に示したガス発生器における収容容器を底部側から見た平面図である。図１に示したガス発生器の一部拡大図である。

符号の説明

１ガス発生器
２伝火剤（エンハンサ）
３端部
４ハウジング
５ガス発生剤
６燃焼室
７フィルター材
８収容容器（エンハンサカップ）
８ａ、９ａ孔
９仕切り部材
１０点火器
１０ａ破裂部
１０ｂ第１のカップ状部材
１０ｃ電極ピン
１１ガス放出孔
１２ホルダ
１３軸端部
１４筒状部材
１５火炎噴出部
１６シール部材
１８凹部
２０クッション材

Claims

内部にフィルターを有する長尺円筒状ハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、
点火薬を内包しており、前記ハウジングに装着され、前記燃焼室内のガス発生剤を着火燃焼させるガス発生剤点火手段と、
前記ハウジングに形成され、前記燃焼室を介して前記ハウジングの内外を連通するガス放出孔とを有しており、
前記ガス発生剤点火手段が、
点火の際に前記点火薬の燃焼によって発生するガス及び火炎によって破裂する破裂部を底部に有する第１のカップ状部材を備えている点火器と、
前記点火器からの火炎を強める伝火剤を収容する収容容器と、
前記点火器及び前記収容容器を保持するホルダと、
前記破裂部が内部又は一端に位置するよう配設されて、前記破裂部が破裂した際に火炎の方向を所定方向に制御して噴出させる火炎噴出部とを有していることを特徴とするガス発生器。
前記燃焼室の内部に前記フィルターが設けられていることを特徴とする請求項１記載のガス発生器。
前記火炎噴出部が、前記破裂部と、前記第１のカップ部材の周囲に内壁が接する筒状部材とを有しているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス発生器。
前記筒状部材の一端の内壁が、前記破裂部の周囲から前記燃焼室の方向へ迫り出すように配設されていることを特徴とする請求項３に記載のガス発生器。
前記収容容器の周囲と前記ハウジング内壁とが、少なくとも環状に密接していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス発生器。
前記収容容器の底部に前記破裂部が前記ハウジング軸方向に投影された際、該投影部分の中心と一致する中心を有する１つの孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス発生器。
前記破裂部の径ｄ_１と前記収容容器の孔の径ｄ_２との口径比ｄ_２／ｄ_１が０．７〜１．３であることを特徴とする請求項６に記載のガス発生器。
前記収容容器の孔の径ｄ_２と前記燃焼室の前記点火器側入口の径ｄ_３との口径比ｄ_２／ｄ_３が０．３〜０．６であり、前記ハウジングにおける前記収容容器の周囲から前記燃焼室にかけての内壁が拡径しているものであることを特徴とする請求項６又は７に記載のガス発生器。
前記燃焼室の前記点火器側入口の径ｄ_３と前記ハウジングの最大内径ｄ_４との比ｄ_３／ｄ_４が０．７〜０．９５であり、前記燃焼室の前記点火器側入口部から前記ハウジングの拡径が終わる部分までの距離ｍが、０．２ｄ_４≦ｍ≦０．９ｄ_４の関係を満たすものであることを特徴とする請求項８に記載のガス発生器。