JP2008114718A - 車両の人員拘束装置用ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡略化され、作動時におけるガス漏れも防止されているガス発生器の提供。
【解決手段】点火器31が固定された点火器カラー32が、固定用環状溝51が嵌め込まれることで、ハウジング底部22に取り付けられている。Ｏリング72が嵌め込まれた環状空間71を形成している環状外壁63は、他の壁部と比べると薄肉であり、ハウジング底部22に当接されている。作動時の圧力でハウジング底部22が変形したとき、それに応じて環状外壁63も変形することで、歪みが吸収され、ガス漏れが防止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、エアバッグ装置等に適した車両の人員拘束装置用ガス発生器に関する。

車両の人員拘束装置用ガス発生器は、内部構造が単純で組立やすいものが好ましい。このため、できるだけ溶接箇所を減らす観点から、外殻ハウジングをディフューザとクロージャから形成して、それらの溶接箇所を１箇所とした構造が知られている。

特許文献１のガス発生器は、ブラケット３２が形成されたベース１４に対して、ディフューザキャップ１６側壁２２の先端部を溶接して取り付けた構造である。点火器６２は、アダプタ６４に取り付けられ、更にベース１４の取付開口２６に取り付けられている。また点火器９０も同様に、アダプタ９２に取り付けられ、更に取付開口３０に対して、溶接等の方法によって取り付けられている。

外殻容器は、ディフューザキャップ１６とベース１４を溶接した構造であり、ガス発生器の作動時に容器内部の圧力でハウジングが変形する場合が考えられる。このとき、アダプター６４、９２が強固に形成されている場合、ハウジング（特にベース１４）の変形に伴い、アダプターとベースの間で行われた固定（溶接など）手段が破壊されて、隙間が形成されやすくなり、ハウジング内部のシールが維持できなくなる。
米国特許第6,032,979号

本発明は、構造を簡略化することができ、作動時におけるハウジングの密閉性を維持してガス漏れも防止できる車両の人員拘束装置用ガス発生器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、
ハウジング底部の開口部に、点火器カラーを介して点火器が取り付けられており、
前記点火器カラーが、前記点火器を支持する本体部と、前記ハウジング底部に固定する取付部とを有しており、
作動時においてハウジングが膨張して変形したとき、前記取付部の少なくとも一部が、前記ハウジングの変形に対応して変形することで、前記ハウジングの変形による歪みを吸収して前記ハウジングと前記点火器カラーとの間をシールする、車両の人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

ガス発生器の作動時、ガス発生剤の燃焼により発生したガスにより、ハウジング内の圧力が上昇する。この内圧の上昇によりハウジングが変形して歪みが生じた場合、例えば、ハウジング底部の開口部とそこに取り付けられた点火器カラーとの接続部分に隙間が生じたり、ハウジングに割れが生じたりして、そこから燃焼ガスが漏れるおそれがある。

このような内圧の上昇によるハウジングの変形を防止するには、ハウジングの肉厚を厚くしたり、ハウジング内に支持部材を配置したりする方法があるが、それではガス発生器の質量が増加したり、大型化したりしてしまう。

そこで本発明は、上記のような内圧の上昇によるハウジングの変形が生じた場合に、点火器カラーがハウジングの変形に応じて変形することで、ハウジングの変形による歪みを吸収して、ハウジングと点火器カラーとの接合部に隙間が生じたり、ハウジングにひび割れ等が発生したりすることを防止することで、密閉性を維持してガス漏れの発生も防止するものである。

点火器カラーは、鉄、ステンレス等からなる金属製のものであり、内部に形成された凹部（通常は、底部に導電ピンを貫通されるための孔を有している。）に直接又は樹脂等の他部材を介して点火器本体が固定された構造のものである。

なお、本発明において半径方向及び軸方向というときは、ハウジングを基準とする方向である。

〔請求項２〕
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記点火器カラーの取付部が、前記ハウジング開口部の外側方向に突き出された突出部を有し、前記突出部が半径方向に凹部が形成された固定用環状溝を有しており、
前記固定用環状溝がハウジング底部の開口部周縁に対して嵌め込まれることで、前記ハウジングに前記点火器カラーが固定されている、請求項１記載の車両の人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底部の開口部に対して、固定用環状溝が固く嵌め込まれた状態にて点火器カラーが固定されているため、作動時においてハウジングが変形して歪みが生じた場合でも、ハウジングから点火器カラーが脱落することがなく、ガス漏れ防止にも寄与できる。

〔請求項３〕
本発明は、課題の他の解決手段として、前記取付部の一部が、ハウジング底部の開口部近傍の内表面と接しており、前記内表面と接している部分が外力を受けたときに変形する、請求項１又は２記載の車両の人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

このようにして取付部の一部が変形することにより、作動時におけるハウジング変形による歪みを吸収することができる。

〔請求項４〕
本発明は、課題の他の解決手段として、前記取付部の一部が、ハウジング底部の開口部近傍の内表面と接しており、前記内表面と接している部分が他の部分に比べて薄肉になるように形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

このようにして取付部の一部が変形することにより、作動時におけるハウジング変形による歪みを吸収することができる。

〔請求項５〕
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記取付部の一部が、前記ハウジング底部の内表面と接する部分に軸方向に凹部が形成された変形可能な環状溝を有しており、
前記変形可能な環状溝が、環状内壁、環状天井壁及び環状外壁から形成され、前記環状内壁、前記環状天井壁及び前記環状外壁と、前記ハウジング底部から形成される環状空間内に弾性部材からなるＯリングが嵌め込まれており、
作動時においてハウジングが膨張して変形したとき、前記環状内壁、前記環状天井壁及び前記環状外壁の内の少なくとも１つが、前記ハウジングの変形に対応して変形することで、前記ハウジングの変形による歪みを吸収して前記ハウジングと前記点火器カラーとの間をシールする、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

このようにして、変形可能な環状溝を形成する前記環状内壁、前記環状天井壁及び前記環状外壁の内の少なくとも１つが変形することにより、作動時におけるハウジング変形による歪みを吸収することができる。そして、ハウジングの変形に対応して、変形可能な環状溝に嵌め込まれたＯリングも変形することで、シール性を維持したままで歪みの吸収作用がより高められる。

本発明のガス発生器は、点火手段が１つのシングル型のもの、点火手段が２つで、同時及び時間差点火が可能なデュアル型のいずれにも適用できる。

本発明のガス発生器は、構造を簡略化して全体を軽量化したとき、作動時の圧力によりハウジングが変形した場合であっても、ハウジングと点火器カラーの間のシール性が維持され、ガス漏れが生じることが防止されている。

（１）図１、図２のガス発生器
図１（ａ）は、本発明のガス発生器１０の縦断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分断面図（組立前のハウジングの部分断面図）である。図２（ａ）、（ｂ）は、ハウジングに対する点火器カラーの取付構造を説明するための部分拡大断面図、図３は、図１（ａ）のガス発生器１０の動作を説明するための部分拡大断面図である。

ハウジング１３は、ディフューザシェル１１とクロージャシェル１２がそれぞれのフランジ部で溶接固定されて形成されている。ディフューザシェル１１は、複数のガス排出口１４を有しており、防湿のため、内側からアルミニウムテープ１５で閉塞されている。ハウジング１３内には、ガス排出口１４との間に間隔をおいて、筒状のクーラントフィルタ１６が配置されている。

図１（ｂ）に示すとおり、クロージャシェル１２は、周壁部２１と底部２２とを有しており、底部（ハウジング底部）２２は、２つの点火手段を取り付けるための第１開口部２３と第２開口部２４を有している。

ハウジング１３内にはインナーシェル１７が配置されており、ハウジング１３の内壁面、クーラントフィルタ１６の内周面、インナーシェル１７の外表面で囲まれた空間が第１燃焼室３０となっている。

第１燃焼室３０内に面した第１開口部２３には、第１点火器３１と第１点火器カラー３２からなる第１点火手段が取り付けられており、第１点火器３１と第１点火器カラー３２は樹脂３６で一体化されている。

第１点火器カラー３２は、第１点火器３１を接触保持している部分とその近傍が本体部であり、ハウジング底部２２と接触している部分とその近傍が取付部であり、外側に面した凹部がコネクタ差し込み空間３９である。なお、本体部と取付部は一体となって第１点火器カラー３２を形成しているもので、それらの間に境界があるものではない。

図２に示すとおり、第１点火器カラー３２の取付部は、第１開口部２３の外側方向に突き出された突出部５０を有している。突出部５０は、半径方向に凹部が形成された固定用環状溝５１を有しており、固定用環状溝５１が第１開口部２３の周縁部２３ａに対して嵌め込まれている。

固定用環状溝５１は、下方向に真っ直ぐに延びた先端部５０ａをハウジング底部２２の外表面に接するようにかしめて形成されたものでもよいし、予め図示する形状に形成された固定用環状溝５１を第１開口部２３の周縁部２３ａに嵌め込んだ後、ハウジング底部２２の外表面に対して先端部５０ａを叩き潰して押し付けたものでもよい。

第１点火器カラー３２の取付部は、変形可能な環状溝６０を有している。変形可能な環状溝６０は、環状内壁６１、環状天井壁６２及び環状外壁６３から形成されている。そして、変形可能な環状溝６０とハウジング底部２２の内表面で形成される環状空間７１内には、弾性部材からなるＯリング７２が嵌め込まれている。

変形可能な環状溝６０を形成する環状外壁６３は、環状溝６０を形成する他の壁部分や固定用環状溝５１を形成する壁部分よりも薄肉になるように形成されているため、力が加えられたときに変形し易くなっている。

第１燃焼室３０内には、インナーシェル１７と間隔をおいて、周壁に複数の伝火ノズル１８ａを有する上端側が閉塞された伝火チューブ１８が配置されている。複数の伝火ノズル１８ａは、外側からシールテープ（図示せず）で閉塞されている。

伝火チューブ１８の内部は点火手段室３３となっており、所要量の伝火薬３４が充填されている。伝火チューブ１８は、上端閉塞面がハウジング１３の天井面に当接されており、第１点火器３１の着火部を包囲した状態にて、下端開口部のフランジ部が第１点火器カラー３２に当接されており、上下から挟み付けられることで固定されている。

伝火薬３４は、ボロン硝石など公知の伝火薬を使用できるほか、特開２００５−１９９８６７号公報にて開示されている燃焼温度の高いガス発生剤（ニトログアニジン系ガス発生剤）を使用することもできる。

第１燃焼室３０内の伝火チューブ１８の外側には、所要量の第１ガス発生剤３５が充填されている。第１ガス発生剤３５は、特開２００５−１９９８６７号公報に開示された燃焼温度の低いものを使用することができる。

第２燃焼室４０は、インナーシェル１７で囲まれた空間であり、内部には所要量の第２ガス発生剤４５が充填されている。第１燃焼室３０と第２燃焼室４０の容積比は、同じでも異なっていてもよい。インナーシェル１７は、周壁面に貫通孔１７ａを有しており、内側から金網状のフィルタ１９で覆われている。

インナーシェル１７は、ハウジング１３の中心軸に対して偏心して配置・固定されている。インナーシェル１７の偏心度は、１０〜７５％の範囲で適宜選択することができる。インナーシェル１７は、クーラントフィルター１６との間に隙間をおいて配置されている。この隙間は、クーラントフィルター１６とインナーシェル１７との間にガスの流れを作り、クーラントフィルター１６の全面を有効に使うことを目的とするものであり、またインナーシェル１７の開口部が開口する際にクーラントフィルター１６が障害とならないようにするためのものでもある。

第２ガス発生剤４５は、第１ガス発生剤３５と同じものでもよいし、燃焼速度、組成、組成比及び充填量の内の少なくとも１つ以上が異なるものでもよい。第２燃焼室４０内には、必要に応じて第１燃焼室３０と同じ伝火薬を配置してもよい。

第２燃焼室４０に面した第２開口部２４には、第２点火器４１と第２点火器カラー４２からなる第２点火手段が取り付けられており、第２点火器４１と第２点火器カラー４２は樹脂４６で一体化されている。

第２点火器カラー４２と、ハウジング底部２２に形成された第２開口部２４の周縁部２４ａに対する取付構造は、第１点火器カラー３２の場合と同じである。

次に、図１〜図３により、ガス発生器１０を自動車のエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。

自動車が衝突して衝撃を受けたとき、コントロールユニットからの作動信号を受け、第１点火器３１が作動点火して生じた火炎等により、伝火チューブ１８内の伝火薬３４が着火燃焼され、伝火ノズル１８ａから火炎や高温ガス等が排出される。

伝火ノズル１８ａから排出された火炎や高温ガス等により、第１ガス発生剤３５が着火燃焼されて高温ガスが発生する。この高温ガスは、クーラントフィルタ１６を通って冷却濾過された後、アルミニウムテープ１５を破ってガス排出口１４から排出され、エアバッグを膨張させる。

第１点火器３１の作動から僅かに遅れて第２点火器４１が作動点火して生じた火炎等により、第２ガス発生剤４５が着火燃焼されて高温ガスが発生する。この高温ガスは、貫通孔１７ａから第１燃焼室３０内に排出された後、クーラントフィルタ１６を通って冷却濾過された後、開放されたガス排出口１４から排出され、更にエアバッグを膨張させる。

このような動作過程において、内圧の上昇を受けたハウジング１３（ハウジング底部２２）が図２（ａ）から図３に示すようにして変形したとき、前記ハウジング１３の変形に対応して、他の部分と比べると最も薄肉になるように形成されている環状外壁６３が変形し、更に環状溝７１内に嵌め込まれたＯリング７２も押し潰されるように変形する。

このように環状外壁６３とＯリング７２が変形することにより、ハウジング１３の変形による歪みが吸収される。そして、点火器カラー３２と第１開口部２３は、固定用環状溝５１により、強固に結合されているため、ハウジング１３の変形が生じても、結合状態は維持されている。よって、ハウジング１３が変形したときにも、点火器カラー３２、４２とハウジング１３との接合部に隙間が生じたり、ハウジング底部２２等に割れが生じたりすることがなく、Ｏリング７２によるシールも維持されるため、作動時においてガス漏れが生じることがない。

（２）図４、図５のガス発生器
図４（ａ）、（ｂ）は、別実施形態であるガス発生器のハウジングに対する点火器カラーの取付構造を説明するための部分拡大断面図、図５は、図４（ａ）のガス発生器の動作を説明するための部分拡大断面図である。図４、図５に示すガス発生器は、図１のガス発生器１０とは、ハウジングに対する点火器カラーの取付構造が異なるだけであり、図１と同一番号のものは同一のものであることを意味する。

第２燃焼室４０内に面した第２開口部２４には、第２点火器４１と第２点火器カラー４２からなる第２点火手段が取り付けられており、第２点火器４１と第２点火器カラー４２は樹脂４６で一体化されている。

第２点火器カラー４２は、第２点火器４１を接触保持している部分とその近傍が本体部であり、ハウジング底部２２と接触している部分とその近傍が取付部であり、外側に面した凹部がコネクタ差し込み空間４９である。なお、本体部と取付部は一体となって第２点火器カラー４２を形成しているもので、それらの間に境界があるものではない。

第２点火器カラー４２の取付部は、第２開口部２４の外側方向に突き出された突出部１５０を有しており、突出部１５０は、半径方向に凹部が形成された固定用環状溝１５１を有しており、固定用環状溝１５１が第２開口部２４の周縁部２４ａに対して嵌め込まれている。

固定用環状溝１５１は、下方向に真っ直ぐに延びた先端部１５０ａをハウジング底部２２の外表面に接するようにかしめて形成されたものでもよいし、予め図示する形状に形成された固定用環状溝１５１を第１開口部２３の周縁部２３ａに嵌め込んだ後、ハウジング底部２２の外表面に対して先端部１５０ａを叩き潰して押し付けたものでもよい。

第２点火器カラー４２の取付部は、変形可能な環状溝１６０を有している。変形可能な環状溝１６０は、環状内壁１６１、環状天井壁１６２及び環状外壁１６３から形成されている。そして、変形可能な環状溝１６０とハウジング底部２２の内表面で形成される環状空間１７１内には、弾性部材からなるＯリング１７２が嵌め込まれている。

変形可能な環状溝１６０を形成する環状天井壁１６２は、環状溝１６０を形成する他の壁部分や固定用環状溝１５１を形成する壁部分よりも薄肉になるように形成されているため、力が加えられたときに変形し易くなっている。

第２点火器カラー３２と、ハウジング底部２２に形成された第２開口部２３の周縁部２３ａに対する取付構造は、第２点火器カラー４２の場合と同じである。

図１のガス発生器１０において図４、図５で示す取付構造を有する場合、内圧の上昇を受けたハウジング１３が図４（ａ）から図５に示すようにして変形したとき、前記ハウジング１３の変形に対応して、他の部分と比べると最も薄肉になるように形成されている環状天井壁１６２が変形し、更に環状溝１７１内に嵌め込まれたＯリング１７２も押し潰されるように変形する。

このように環状天井壁１６２とＯリング１７２が変形することにより、ハウジング１３の変形による歪みが吸収される。そして、点火器カラー４２と第２開口部２４は、固定用環状溝１５１により、強固に結合されているため、ハウジング１３の変形が生じても、結合状態は維持されている。よって、ハウジング１３が変形したときにも、点火器カラー３２、４２とハウジング１３との接合部に隙間が生じたり、ハウジング底部２２等に割れが生じたりすることがなく、Ｏリング１７２によりシールが維持されており、作動時においてガス漏れが生じることがない。なお、図２〜図５は、ハウジングの変形により環状溝の変形例を示すものであり、変形の仕方はこれらの実施形態に限定されるものではない。

図１〜図５は、デュアル型のガス発生器の実施形態であるが、点火器を固定した点火器カラーからなる１つの点火手段を有するシングル型のガス発生器のハウジングへの取付構造として、図２に示す取付構造又は図４に示す取付構造を適用することもできる。

本発明のガス発生器の縦断面図。 （ａ）、（ｂ）は、図１のガス発生器において、ハウジングに対する点火器カラーの取付構造を説明するための部分拡大断面図。 図１（ａ）のガス発生器の動作を説明するための部分拡大断面図。 （ａ）、（ｂ）は、他実施形態のガス発生器において、ハウジングに対する点火器カラーの取付構造を説明するための部分拡大断面図。 図４のガス発生器の動作を説明するための部分拡大断面図。

符号の説明

１０ ガス発生器
１１ ディフューザシェル
１２ クロージャシェル
１３ ハウジング
１４ ガス排出口
３０ 第１燃焼室
３１ 第１点火器
３２ 第１点火器カラー
４０ 第２燃焼室
４１ 第２点火器
４２ 第２点火器カラー

Claims (5)

1. ハウジング底部の開口部に、点火器カラーを介して点火器が取り付けられており、
   前記点火器カラーが、前記点火器を支持する本体部と、前記ハウジング底部に固定する取付部とを有しており、
   作動時においてハウジングが膨張して変形したとき、前記取付部の少なくとも一部が、前記ハウジングの変形に対応して変形することで、前記ハウジングの変形による歪みを吸収して前記ハウジングと前記点火器カラーとの間をシールする、車両の人員拘束装置用ガス発生器。
2. 前記点火器カラーの取付部が、前記ハウジング開口部の外側方向に突き出された突出部を有し、前記突出部が半径方向に凹部が形成された固定用環状溝を有しており、
   前記固定用環状溝がハウジング底部の開口部周縁に対して嵌め込まれることで、前記ハウジングに前記点火器カラーが固定されている、請求項１記載の車両の人員拘束装置用ガス発生器。
3. 前記取付部の一部が、ハウジング底部の開口部近傍の内表面と接しており、前記内表面と接している部分が外力を受けたときに変形する、請求項１又は２記載の車両の人員拘束装置用ガス発生器。
4. 前記取付部の一部が、ハウジング底部の開口部近傍の内表面と接しており、前記内表面と接している部分が他の部分に比べて薄肉になるように形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の人員拘束装置用ガス発生器。
5. 前記取付部の一部が、前記ハウジング底部の内表面と接する部分に軸方向に凹部が形成された変形可能な環状溝を有しており、
   前記変形可能な環状溝が、環状内壁、環状天井壁及び環状外壁から形成され、前記環状内壁、前記環状天井壁及び前記環状外壁と、前記ハウジング底部から形成される環状空間内に弾性部材からなるＯリングが嵌め込まれており、
   作動時においてハウジングが膨張して変形したとき、前記環状内壁、前記環状天井壁及び前記環状外壁の内の少なくとも１つが、前記ハウジングの変形に対応して変形することで、前記ハウジングの変形による歪みを吸収して前記ハウジングと前記点火器カラーとの間をシールする、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の人員拘束装置用ガス発生器。
   
   
   
   

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