JP2009179100A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス発生器の大きさが同じである場合、点火器が発火してからガス発生器の外部にガスが排出されるまでの時間（着火時間）が、従来のものに比べ短縮されたガス発生器を提供する。
【解決手段】円筒状部材１と、円筒状部材１の一端に設けられた蓋部材２と、円筒状部材１の他端を封止するように設けられ、円筒状部材１の内部において点火器３を保持しているホルダ４とを有したハウジング５と、内部にガス発生剤６が装填され、ハウジング５内部の蓋部材２側に設けられた燃焼室７と、ハウジング５内部において、燃焼室７と軸方向に対向するように且つ点火器３を包囲するようにハウジング５内周に沿って設けられた円筒状のフィルター８とを備えている。円筒状部材１は、フィルター８の周囲に沿って設けられたガス放出孔９を有している。フィルター８と点火器３との間に円筒状の仕切り部材１０が設けられている。
【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するものである。

ガス発生器は、例えば、下記特許文献１に開示されているようなものが公知となっている。この下記特許文献１に開示されているガス発生器は、開放端部を有する有底筒状ハウジング内に、前記開放端部とは異なる端部から前記開放端部に向かう方向に、フィルター材が装着されるフィルター室と、ガス発生剤及びエンハンサ剤が充填される燃焼室と、第一仕切り部材と、点火器とが、この順で配置されるものであって、前記エンハンサ剤が前記第一仕切り部材側に、前記ガス発生剤が前記フィルター室側に配置されると共に、前記ガス発生剤と前記エンハンサ剤との間に分離シートが設けられているものである。
特開２００５−３１３８１２号公報

上記特許文献１を代表とするガス発生器においては、発生ガス量を増加させたい場合、多くのガス発生剤を充填する必要があるため、ガス発生器のハウジングを大型化して燃焼室を大型化する必要があった。このとき、例えば、上記特許文献１の図１などのガス発生器においては、ガス発生器のハウジングを大型化し、ガス発生剤を多量に充填しすぎると、ガス発生剤が燃焼する際、点火器側から燃焼するので、発生したガスの圧力により、まだ未燃焼のガス発生剤が仕切り部材側に押されて密になり、ガスが仕切り部材における孔を通過しにくくなるということがあった。したがって、点火器が発火してから、ガス発生器の外にガスが排出されるまでの時間（着火時間）が増加し、エアバッグへのガスの流れ込みが遅れるおそれがあった。

そこで、本発明は、例えば、ガス発生器の大きさが同じである場合、点火器が発火してからガス発生器の外部にガスが排出されるまでの時間（着火時間）が、従来のものに比べ短縮された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

（１） 本発明は、円筒状部材と、前記円筒状部材の一端を封止するように設けられた蓋部材と、前記円筒状部材の他端を封止するように設けられ、前記円筒状部材の内部において点火器を保持しているホルダとを有したハウジングと、内部にガス発生剤が装填され、前記ハウジング内部の前記蓋部材側に設けられた燃焼室と、前記ハウジング内部において、前記燃焼室と前記ハウジング軸方向に対向するように、且つ、前記点火器を包囲するように前記ハウジング内周に沿って設けられた筒状のフィルターとを備えたガス発生器であって、前記円筒状部材が、前記フィルターの周囲に沿って設けられたガス放出孔を有し、前記フィルターと前記点火器との間に、少なくとも筒状部を有した仕切り部材が設けられており、前記フィルターと前記仕切り部材との間にガス流路が設けられているものである。なお、前記仕切り部材は、前記筒状部の前記燃焼室側の端部を封止し、前記点火器の発火によって開口する底部を有しているカップ状部材であってもよい。

上記（１）の構成によれば、ガス発生器が作動した際、フィルターと仕切り部材との間の空間（ガス流路）からも、ガス発生剤の燃焼により発生したガスが、迅速にフィルターを介してガス放出孔から外部へと排出されるので、例えば、ガス発生器の大きさが同じである場合、点火器が発火してからガス発生器の外部にガスが排出されるまでの時間（着火時間）が、従来のものに比べ短縮される。したがって、例えば、作動したガス発生器のガスがエアバッグに送られる場合には、エアバッグの展開をはやくすることができるので、従来のものに比べ、運転席用、助手席用に限らず、乗員拘束力を向上できる。

（２） 上記（１）のガス発生器においては、前記フィルターが、前記円筒状部材における前記ガス放出孔が設けられている内壁部分に、ガスを一時的に溜めるガス溜まり部を介して対向している第１筒状部と、前記第１筒状部から前記燃焼室側に延設され、前記円筒状部材の内壁に環状に内接している第２筒状部とを有しているものであることが好ましい。

（３） 別の観点として、上記（１）のガス発生器においては、前記フィルターが、前記円筒状部材における前記ガス放出孔が設けられている内壁部分に、ガスを一時的に溜めるガス溜まり部を介して対向している第１筒状部と、前記第１筒状部から前記燃焼室側に延設され、前記第１筒状部よりも厚肉に形成されている第２筒状部とを有しており、前記フィルターを前記第２筒状部側から前記ハウジング内に圧入することによって、前記第２筒状部を前記円筒状部材の内壁に環状に内接させているものであってもよい。

上記（２）又は（３）の構成によれば、前記フィルターにおける第１筒状部と、前記円筒状部材における前記ガス放出孔が設けられている内壁部分との間のガス溜まり部に、ガス発生剤の燃焼により発生したガスを一時的に溜めることができる。このガス溜まり部により、ガス発生剤の燃焼により発生したガスを均圧化させることができ、ガスが最低圧力のガス放出孔に向かってフィルター内を局部的に流通する偏流現象を防止し、ガスをフィルター全体において略均一に通過させることができる。これにより、フィルターの利用効率が高くなり、ガス発生器の小型化および軽量化の要請に十分に対応することができる。

（４） 他の観点として、上記（１）のガス発生器においては、前記フィルターの前記燃焼室側の端部が、外径側から内径側にかけて凹む部分を有しており、前記仕切り部材の前記燃焼室側の端部が、前記フィルターの前記燃焼室側の端部よりも前記燃焼室側に配置されていることが好ましい。

上記（４）の構成によれば、点火器が点火された際の火炎が、フィルターに直接接することを防止できる。その結果として、フィルターの溶融変形を防止し、フィルターの性能を保持することができる。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るガス発生器について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るガス発生器の断面図である。

図１において、ガス発生器１００は、円筒状部材１と、円筒状部材１の一端を封止するように設けられた蓋部材２と、円筒状部材１の他端を封止するように設けられ、円筒状部材１の内部において点火器３を保持している金属製のホルダ４とを有したハウジング５と、内部にガス発生剤６が装填され、ハウジング５内部の蓋部材２側に設けられた燃焼室７と、ハウジング５内部において、燃焼室７と軸方向に対向するように、且つ、点火器３を包囲するようにハウジング５内周に沿って設けられた円筒状のフィルター８とを備えたものである。そして、円筒状部材１は、フィルター８の周囲に沿って設けられたガス放出孔９を有している。また、フィルター８と点火器３との間に、円筒状の仕切り部材１０が設けられている。

ハウジング５は、円筒状部材１の両端を封止するように、蓋部材２とホルダ４とがそれぞれ溶接などにより溶接部１２、１３で固定されることによって形成されている。また、円筒状部材１は、略中央部の位置に内部に向かって押圧して形成した環状凹部１ａを有している。

仕切り部材１０は、ホルダ４側においてフィルター８と接する筒状部１０ａと、筒状部１０ａから延設され、筒状部１０ａよりも縮径した筒状部１０ｂと、ホルダ４側に形成されたフランジ部１０ｃとを有している。筒状部１０ｂは、燃焼室７側に開口部を有しており、フランジ部１０ｃは、ホルダ４に設けられた突起部４ａによってホルダ４にかしめ固定されている。また、円筒状のガス流路１１が、筒状部１０ｂとフィルター８との間に形成されている。このガス流路１１の厚み（筒状部１０ｂとフィルター８との間の距離）は、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲に調整されている。

ガス放出孔９の内側には、シール部材１４が貼付されている。

点火器３は、ゴム等の材料で構成されるＯリング１５を介して、ホルダ４にカシメ等の方法により固定される。この時、点火器３とホルダ４との界面は、Ｏリング１５によりシール性を有する構造となる。ここで、点火器３は、その内部にセンサからの通電による電気エネルギーを、内部に含まれる火薬の燃焼エネルギーに変換する役割を持つものであるが、その外部の大半はモールドにより熱可塑性樹脂等で覆われ、電気的に絶縁されている。

フィルター８は、円筒状部材１におけるガス放出孔９が設けられている内壁部分に、略円筒状のガスたまり部１６を介して対向している第１筒状部８ａと、第１筒状部８ａから燃焼室７側に延設され、円筒状部材１の内壁に環状に内接している第２筒状部８ｂとを有しており、第２筒状部８ｂは、第１筒状部８ａよりも厚肉に形成されている。また、フィルター８は、第２筒状部８ｂ側から円筒状部材１の環状凹部１ａまで圧入されており、第２筒状部８ｂの外径側部分が、円筒状部材１の内周及び環状凹部１ａに環状に密接している。また、フィルター８の燃焼室７側の端部は、外径側から内径側にかけて凹む部分を有しており、仕切り部材１０の燃焼室７側の端部（筒状部１０ｂの開口部）が、フィルター８の燃焼室７側の端部よりも燃焼室７側に配置されている。

次に、ガス発生器１００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１００の点火器３に信号を送り、点火器３内で点火薬（図示せず）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３のガス及び火炎は仕切り部材１０内に噴出し、ガス発生剤６を着火燃焼させ、高温高圧のガスを発生させる。

その後、発生した高温高圧のガスは、ガス流路１１及びフィルター８の燃焼室７側の端部からフィルター８内に流入し、スラグ捕集及びガス冷却がなされる。そして、ガス発生剤６の燃焼が進み、ハウジング５内全体が所定圧力に達すると、各ガス放出孔９を封止しているシール部材１４が破裂し、各ガス放出孔９からエアバッグ（図示しない）に放出され、エアバッグを急速に膨張展開させる。

本実施形態によれば、ガス発生器１００が作動した際、フィルター８と仕切り部材１０との間のガス流路１１からも、ガス発生剤６の燃焼により発生したガスが、迅速にフィルター８を介してガス放出孔９から外部へと排出されるので、例えば、ガス発生器の大きさが同じである場合、点火器３が発火してからガス発生器１００の外部にガスが排出されるまでの時間（着火時間）が、従来のものに比べ短縮される。したがって、例えば、作動したガス発生器１００のガスがエアバッグに送られる場合には、エアバッグの展開を速くすることができるので、従来のものに比べ、運転席用、助手席用に限らず、乗員拘束力を向上できる。

また、ガス流路１１を、ガス発生剤６の燃焼により発生したガスのガス溜まりとすることができる。このガス溜まりにより、ガス発生剤６の燃焼により発生したガスを均圧化させることができ、ガスが最低圧力のガス放出孔に向かってフィルター内を局部的に流通する偏流現象を防止し、ガスをフィルター全体において略均一に通過させることができる。これにより、フィルターの利用効率が高くなり、ガス発生器の小型化および軽量化の要請に十分に対応することができる。

また、フィルター８における第１筒状部８ａと、円筒状部材１におけるガス放出孔９が設けられている内壁部分との間のガス溜まり部１６に、ガス発生剤６の燃焼により発生したガスを一時的に溜めることができる。このガス溜まり部１６により、ガス発生剤６の燃焼により発生したガスを均圧化させることができ、ガスが最低圧力のガス放出孔９に向かってフィルター８内を局部的に流通する偏流現象を防止し、ガスをフィルター８全体において略均一に通過させることができる。これにより、フィルター８の利用効率が高くなり、ガス発生器１００の小型化および軽量化の要請に十分に対応することができる。

さらに、フィルター８の燃焼室７側の端部が、外径側から内径側にかけて凹む部分を有しており、仕切り部材１０の燃焼室７側の端部（筒状部１０ｂの開口部）が、フィルター８の燃焼室７側の端部よりも燃焼室７側に配置されているので、点火器３が点火された際の火炎が、フィルター８に直接接することを防止できる。その結果として、フィルター８の溶融変形を防止し、フィルター８の性能を保持することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るガス発生器について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係るガス発生器の断面図である。なお、第１実施形態の符号１〜９、１１〜１５と同様の部分には、符号２１〜２９、３１〜３６を順にふり、これらの部分の説明を省略することがある。

本実施形態のガス発生器２００は、仕切り部材１０の代わりに、内部に伝火剤３７が装填されたカップ状部材３０を用いている点が、主に第１実施形態と異なっている。なお、カップ状部材３０は、ホルダ２４側においてフィルター２８と接する筒状部３０ａと、筒状部３０ａから延設され、筒状部３０ａよりも縮径した筒状部３０ｂと、ホルダ２４側に形成されたフランジ部３０ｃと、筒状部３０ｂの燃焼室２７側の端部を封止しているとともに孔３０ｄを有した蓋部材３０ｅとを備えており、孔３０ｄはシール部材３８で封止されている。

次に、ガス発生器２００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２００の点火器２３に信号を送り、点火器２３内で点火薬（図示せず）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２３のガス及び火炎はカップ状部材３０内に噴出し、伝火剤３７を効率よく着火燃焼させる。そして、着火した伝火剤３７から発生する火炎が、カップ状部材３０に貼付されたシール部材３８を破裂させるとともに、ガス発生剤２６を着火燃焼させ、高温高圧のガスを発生させる。

その後、発生した高温高圧のガスは、ガス流路３１及びフィルター２８の燃焼室２７側の端部からフィルター２８内に流入し、スラグ捕集及びガス冷却がなされる。そして、ガス発生剤２６の燃焼が進み、ハウジング２５内全体が所定圧力に達すると、各ガス放出孔２９を封止しているシール部材３４が破裂し、各ガス放出孔２９からエアバッグ（図示しない）に放出され、エアバッグを急速に膨張展開させる。

本実施形態のガス発生器２００によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

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、上記各実施形態においては、ガス発生剤を粒状のものとしているが、一体成形されたガス発生剤であってもよい。

また、第１実施形態におけるガス流路１１は、仕切り部材１０の筒状部１０ｂを筒状部１０ａよりも縮径させて、フィルター８との間に設けたものであるが、例えば、以下のように形成してもよい。すなわち、（１）第１実施形態の仕切り部材１０のまま、フィルター８の燃焼室側の端部からホルダ４側の途中までの内径だけを大きくする、（２）筒状部１０ｂの径を筒状部１０ａよりは小さく、第１実施形態の筒状部１０ｂよりは大きくして、フィルター８の燃焼室側の端部からホルダ４側の途中までの内径を大きくする、（３）筒状部１０ｂを筒状部１０ａと同じ径のもの（仕切り部材１０全体が一定の径を有した筒状部材）として、フィルター８の燃焼室側の端部からホルダ４側の途中までの内径だけを大きくする、などし、適宜、ガス流路１１の容積及びフィルター８の性能を考慮しながら形成してもよい。第２実施形態においても同様である。

また、振動を吸収して、ガス発生剤の粉化を防止するためのクッション材を、上記各実施形態における燃焼室の蓋部材側の端部、燃焼室の点火器側の端部、ハウジングの内壁などに適宜設けてもよい。

また、ハウジング５は、プレスなどで成型された開放端部を有する有底筒状ハウジングであってもよい。

本発明の第１実施形態に係るガス発生器の断面図である。 本発明の第２実施形態に係るガス発生器の断面図である。

符号の説明

１、２１ 円筒状部材
１ａ、２１ａ 環状凹部
２、２２ 蓋部材
３、２３ 点火器
４、２４ ホルダ
４ａ、２４ａ 突起部
５、２５ ハウジング
６、２６ ガス発生剤
７、２７ 燃焼室
８、２８ フィルター
８ａ、２８ａ 第１筒状部
８ｂ、２８ｂ 第２筒状部
９、２９ ガス放出孔
１０ａ、１０ｂ、３０ａ、３０ｂ 筒状部
１０ｃ、３０ｃ フランジ部
１０ 仕切り部材
１１、３１ ガス流路
１２、１３ 溶接部
１４、３４、３８ シール部材
１５ リング
１６ ガス溜まり部
３０ カップ状部材
３０ｄ 孔
３０ｅ 蓋部材
３７ 伝火剤
１００、２００ ガス発生器

Claims (5)

1. 円筒状部材と、前記円筒状部材の一端を封止するように設けられた蓋部材と、前記円筒状部材の他端を封止するように設けられ、前記円筒状部材の内部において点火器を保持しているホルダとを有したハウジングと、
   内部にガス発生剤が装填され、前記ハウジング内部の前記蓋部材側に設けられた燃焼室と、
   前記ハウジング内部において、前記燃焼室と前記ハウジング軸方向に対向するように、且つ、前記点火器を包囲するように前記ハウジング内周に沿って設けられた筒状のフィルターとを備えたガス発生器であって、
   前記円筒状部材が、前記フィルターの周囲に沿って設けられたガス放出孔を有し、
   前記フィルターと前記点火器との間に、少なくとも筒状部を有した仕切り部材が設けられており、
   前記フィルターと前記仕切り部材との間にガス流路が設けられているものであることを特徴とするガス発生器。
2. 前記仕切り部材が、
   前記筒状部の前記燃焼室側の端部を封止し、前記点火器の発火によって開口する底部を有しているカップ状部材であることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器。
3. 前記フィルターが、
   前記円筒状部材における前記ガス放出孔が設けられている内壁部分に、ガスを一時的に溜めるガス溜まり部を介して対向している第１筒状部と、
   前記第１筒状部から前記燃焼室側に延設され、前記円筒状部材の内壁に環状に内接している第２筒状部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。
4. 前記フィルターが、
   前記円筒状部材における前記ガス放出孔が設けられている内壁部分に、ガスを一時的に溜めるガス溜まり部を介して対向している第１筒状部と、
   前記第１筒状部から前記燃焼室側に延設され、前記第１筒状部よりも厚肉に形成されている第２筒状部とを有しており、
   前記フィルターを前記第２筒状部側から前記ハウジング内に圧入することによって、前記第２筒状部を前記円筒状部材の内壁に環状に内接させ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。
5. 前記フィルターの前記燃焼室側の端部が、外径側から内径側にかけて凹む部分を有しており、
   前記仕切り部材の前記燃焼室側の端部が、前記フィルターの前記燃焼室側の端部よりも前記燃焼室側に配置され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。

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