JP2017065452A - エアバッグ装置のインフレータ、およびエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼ガスの吐出能力を高くしつつ、生産性の向上や製造コストの低減を図る。
【解決手段】エアバッグ装置のインフレータは、円筒状のハウジング内に設けられた内筒部材１０４と、内筒部材１０４内に充填された粒状のガス発生剤と、内筒部材１０４の内周面に外周が沿うコイルスプリング１２１と、を備え、内筒部材１０４の円筒壁に、発生したガスを吐出させるガス流通孔１０４ｄが形成されるとともに、コイルスプリング１２１のピッチが、ガス流通孔１０４ｄの直径よりも小さく設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置としてのエアバッグ装置に用いられるインフレータに関するものである。

エアバッグ装置は、自動車の衝突事故時に、インフレータ内の推進薬（火薬）に点火してガスを爆発的に発生させ、このガスによりエアバッグを膨張、展開させて、そのクッション効果により乗員が受ける衝撃を緩和し乗員の安全を図るものである。

上記インフレータは、長尺円筒状のハウジング内に火薬が充填されて構成されている。上記火薬としては、顆粒状や、ペレット状、円柱状、ディスク状などに成形したものが用いられる。これらの火薬の燃焼ガスが、上記ハウジングに形成されたガス流通孔から吐出されるようになっている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

米国特許出願公開第２００８／００７８４８６号明細書 特開２００７−３０２２３０号公報 特開２００５−１７８６４３号公報

上記ハウジングに形成されたガス流通孔は、直径が大き過ぎると、火薬の確実な保持が困難になるため、大きさが制限される。そのため、孔開け加工のためのプレス金型のメインテナンス頻度が増加するなど、加工が困難になりがちである。また、燃焼ガスの吐出能力を高めるためには、ガス流通孔の数を多くすることが考えられるが、そのためには、孔開け加工の工程が増加したり、抜きカスが増加するため、その管理工数が増加したりしがちである。

したがって、上記のようなインフレータでは、生産性の低下や、製造コストの増大を招きがちであるという問題点を有していた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、燃焼ガスの吐出能力を高くしつつ、生産性の向上や製造コストの低減を容易にできるようにすることを目的としている。

第１の発明は、
エアバッグ装置のインフレータであって、
円筒状のハウジング内に設けられた内筒部材と、
前記内筒部材内に充填された粒状のガス発生剤と、
前記内筒部材の内周面に外周が沿うコイルスプリングと、
を備え、
前記内筒部材の円筒壁に、発生したガスを吐出させるガス流通孔が形成されるとともに、
前記コイルスプリングのピッチが、前記ガス流通孔の直径よりも小さく設定されていることを特徴とする。

これにより、常にコイルスプリングの線材によってガス流通孔が遮られることになるので、充填されるガス発生剤を確実に保持可能にしつつ、ガス流通孔を大きくしてガスの吐出能力を高くすることが容易にできる。

第２の発明は、
第１の発明のエアバッグ装置のインフレータであって、
前記コイルスプリングは、断面円形状の線材から形成されていることを特徴とする。

これにより、ガス流通孔にスプリングがさしかかったとしても、ガス流通孔の開口面積の低下を小さく抑えることが容易にできる。

第３の発明は、
第１の発明または第２の発明のエアバッグ装置のインフレータであって、
前記コイルスプリングは、前記ガス発生剤をハウジングの軸方向に押し付け得るように形成されていることを特徴とする。

これにより、ハウジング内でのガス発生剤の破砕等を防止することが容易にできる。

第４の発明は、
第１の発明から第３の発明のうち何れか１つのエアバッグ装置のインフレータであって、
さらに、
前記内筒部材の外周側に設けられた円筒状のフィルタ部材と、
前記フィルタ部材と前記ハウジングとの間に設けられたコイルスプリングと、
を備えたことを特徴とする。

これにより、ハウジングの内周側の環状空間を軸方向に流れる作動ガスの流路断面積を確保して、作動ガスが容易に流通し得るようにすることなどができる。

本発明によれば、燃焼ガスの吐出能力を高くしつつ、生産性の向上や製造コストの低減を容易にできる。

インフレータの構成を示す縦断面図である。 コイルスプリングの構成を示す正面図である。 コイルスプリングと内筒部材１０４のガス流通孔１０４ｄとの位置関係を示す部分拡大図である。 コイルスプリングの他の例を示す部分拡大図である。 コイルスプリングの他の例を示す部分拡大図である。 コイルスプリングの他の例を示す部分拡大図である。 コイルスプリングの他の例を示す部分拡大図である。 コイルスプリングの他の例を示す部分拡大図である。

本発明の実施形態として、シリンダ型などと呼ばれる長尺円柱状のインフレータの例について説明する。この種のインフレータは、自動車の助手席用エアバッグ装置やサイドエアバッグ装置等に好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。

インフレータ１００は、図１に示すように、一端が閉塞された長尺円筒状のハウジング１０１内に、内筒部材１０４が設けられ、その内部に、顆粒状や、ペレット状、円柱状、ディスク状などに成形されたガス発生剤１０７が収容されて構成されている。ハウジング１０１の開放側端部は、点火器１０２が埋め込まれた端部閉塞部材１０３によって閉塞されている。ハウジング１０１の側壁には、ガス発生剤１０７の燃焼によって生成され浄化、冷却された作動ガスを外部に噴出させるガス排出口１０１ａが形成されている。

内筒部材１０４は、基部１０４ａと、大径部１０４ｂと、小径部１０４ｃとを有し、基部１０４ａは、内外周部が端部閉塞部材１０３の外周部およびハウジング１０１の内周部に密着している。大径部１０４ｂと小径部１０４ｃとの内部空間は、ガスの流通可能な隔壁１０５によって区画されている。内筒部材１０４の小径部１０４ｃには、作動ガスを外周側に流出させるガス流通孔１０４ｄが形成されている。

上記小径部１０４ｃの内部には、その内周部に接し、またはわずかな隙間を空けてコイルスプリング１２１が設けられ、ガス発生剤１０７は、上記コイルスプリング１２１の内周側に充填されている。コイルスプリング１２１は、例えば断面円形状で線径が０．４〜０．７ｍｍのピアノ線や、硬鋼線、ばね用ステンレス鋼線から成り、図２に示すように、コイル径が一定の円筒状部１２１ａと、点火器１０２側の端部に向けてコイル径が縮径したくびれ部１２１ｂと、さらに拡径した端部１２１ｃとを有し、上記円筒状部１２１ａとくびれ部１２１ｂとの間に円錐状部が形成され、くびれ部１２１ｂと端部１２１ｃとの間に逆円錐状部が形成されている。上記円錐状部における隣り合う線材間の距離は、ガス発生剤１０７の粒よりも小さく設定され、この円錐部によって、ガス発生剤１０７が点火器１０２と反対側に押し付けられて、ガス発生剤１０７が密に充填されるようになっている。

上記コイルスプリング１２１の円筒状部１２１ａのピッチは、図３に示すように、ハウジング１０１内に設けられた状態で内筒部材１０４のガス流通孔１０４ｄの直径よりも小さく設定されている。

上記円錐状部、および逆円錐状部は、例えば軸方向に圧縮されたときに少なくとも一方の１巻き以上の線材が同一平面に接触し得る形状に形成される場合には、ガス発生剤１０７が充填されていない領域を大幅に抑制して充填効率を向上させることが容易にできる。特に、円錐状部と逆円錐状部とで巻き線の方向を逆方向にして、円錐状部の１巻き以上の線材、および前記逆円錐状部の１巻き以上の線材が同一平面に接触し得る形状、すなわち円錐状部、および逆円錐状部の各渦巻き状の線材の隙間に、互いに逆円錐状部、または円錐状部の線材が嵌まり込むように、コイルのピッチや縮径、拡径程度が設定されることによって、例えば図１に示すコイルスプリング１２１の円錐状部や逆円錐状部におけるハウジング１０１の軸方向の長さを、最短で線材の直径と同じにすることなどができ、コイルスプリング１２１の充填効率を一層向上させることが容易にできる。

上記小径部１０４ｃの外側には、中空円筒状のフィルタ部材１０６が嵌装されている。上記フィルタ部材１０６としては、特に限定されないが、例えば、突起部の先端がつぶされて平坦化されたフック金属板が筒状に多層巻きされて成るものや、金属板に切り込みが入れられて広げられることにより網目状の孔部が形成されたエキスパンドメタルが多層巻きされて形成さたもの、鉄鋼等の線材が巻き回されたものやプレス加工されることにより円筒状に押し固められたもの、円筒状のメリヤス編み金網がメッシュ圧縮成形されて成るもの、線材を円筒状に成形（巻き付け編み上げて円筒体とするなど）して焼結により固めたものなどが用いられる。

上記内筒部材１０４の大径部１０４ｂ（作動ガス生成部）、およびフィルタ部材１０６（作動ガス流通部）の外周部には、コイルスプリング１１１が巻回され、これによって内筒部材１０４とフィルタ部材１０６とが結合されている。上記コイルスプリング１１１は、例えば線径がおおよそ０．８ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下などの鋼硬線や、ピアノ線、これらに亜鉛メッキ等の防錆処理をしたもの、または、ばね用ステンレス鋼線から形成されている。

なお、コイルスプリング１１１の線径や巻き数、ピッチなどは、特に限定されず、種々に設定することにより、各部材の固着強度や作動ガスの通過間隙を調整することなどができる。また、コイルスプリング１１１の線材の断面形状は、特に限定されず、断面四角形状や、断面楕円形状などの異形線から形成されたものが用いられてもよいが、断面円形状の場合には、ハウジング１０１の内周面とコイルスプリング１１１とが線接触するので、コイルスプリング１１１によってガス排出口１０１ａが塞がれるのを防止しやすい点で好ましい。また、例えば断面円形状の場合には、ハウジング１０１に挿入する場合に、端面の外周側に面取りやｒ（丸み）を設けた場合と同じように挿入を容易にする効果を得ることもできる。

コイルスプリング１１１の両端部には、例えば、それぞれ２巻き以上などの座巻が形成されている。なお、このような座巻は必ずしも設けなくてもよく、また、座巻に限らず、内筒部材１０４とフィルタ部材１０６との結合部分などコイルスプリング１１１の中間部分で部分的に密着巻の箇所を設けたり、ピッチを密にするなど不等ピッチにしたりしてもよい。また、コイルスプリング１１１の端部の処理は、クローズドエンドにしてもよいし、無研削でもよいし、研削されていてもよい。

コイルスプリング１１１は、フィルタ部材１０６等に確実に取り付けるためには、フィルタ部材１０６等の外径よりもわずかに小さな内径を有していることが好ましい。そのためには、例えば、線材の巻線後に低温焼鈍（テンパー）を施工する際、残留応力解放により径が小さくなる特性を利用して、フィルタ部材１０６等へのはめ込みが容易な程度の内径に形成されたコイルスプリング１１１をフィルタ部材１０６等に嵌め込んだ後に低温焼鈍して、強力な固着が得られるようにすることができる。また、コイルスプリング１１１を軸方向に圧縮すると内径が増大することを利用して、コイルスプリング１１１を圧縮した状態でフィルタ部材１０６等に嵌め込んだ後伸張させてフィルタ部材１０６等に固着されるようにしてもよい。さらに、フィルタ部材１０６等をコイルスプリング１１１の巻回方向とは逆の方向に回しながらコイルスプリング１１１に挿入すれば、内径が広がるので、比較的容易に挿入することができる。

上記のように、セット時のコイルスプリング１２１のピッチがガス流通孔１０４ｄの直径よりも小さく設定されることにより、常にコイルスプリング１２１の線材によってガス流通孔１０４ｄが遮られることになる。これにより、ガス流通孔１０４ｄを大きくしても、内部に充填されるガス発生剤１０７を確実に保持することが容易にできる。それゆえ、燃焼ガスの流路断面積を確保、拡大することが容易に可能になり、ガス流通孔１０４ｄの数を減らすことなども容易にできる。したがって、燃焼ガスの吐出能力を高くしつつ、内筒部材１０４の孔開け加工などに関して、生産性の向上や製造コストの低減等を図ることが容易にできる。

また、コイルスプリング１２１の線材として断面円形状のものを用いる場合には、内筒部材１０４の内面との接触が線接触になるため、ガス流通孔１０４ｄにコイルスプリング１２１がさしかかったとしても、ガス流通孔１０４ｄの開口面積の低下は小さく抑えることができる。

また、コイルスプリング１２１の円錐状部によってガス発生剤１０７が点火器１０２と反対側に押し付けられることによって、顆粒状などに成形されたガス発生剤１０７が破砕等されるのが防止される。しかも、コイルスプリング１２１の線径が例えばおおよそ０．３ｍｍを超える程度であれば、作動（薬剤着火）時の温度や、圧力により飛散しないようにすることが容易にできる。

なお、上記コイルスプリング１２１の端部の円錐状部や逆円錐状部の形状における円錐の語は、図４に示すように母線が直線の数学的に正確な円錐に限定する意味ではなく、例えば図５〜図８に示すような、鼓形状や樽形状など、ガス発生剤１０７の粒を押し付け得る形状であればよい。

１００ インフレータ
１０１ ハウジング
１０１ａ ガス排出口
１０２ 点火器
１０３ 端部閉塞部材
１０４ 内筒部材
１０４ａ 基部
１０４ｂ 大径部
１０４ｃ 小径部
１０４ｄ ガス流通孔
１０５ 隔壁
１０６ フィルタ部材
１０７ ガス発生剤
１１１ コイルスプリング
１２１ コイルスプリング
１２１ａ 円筒状部
１２１ｂ くびれ部
１２１ｃ 端部

Claims (5)

1. 円筒状のハウジング内に設けられた内筒部材と、
   前記内筒部材内に充填された粒状のガス発生剤と、
   前記内筒部材の内周面に外周が沿うコイルスプリングと、
   を備え、
   前記内筒部材の円筒壁に、発生したガスを吐出させるガス流通孔が形成されるとともに、
   前記コイルスプリングのピッチが、前記ガス流通孔の直径よりも小さく設定されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ。
2. 請求項１のエアバッグ装置のインフレータであって、
   前記コイルスプリングは、断面円形状の線材から形成されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ。
3. 請求項１または請求項２のエアバッグ装置のインフレータであって、
   前記コイルスプリングは、前記ガス発生剤をハウジングの軸方向に押し付け得るように形成されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ。
4. 請求項１から請求項３のうち何れか１項のエアバッグ装置のインフレータであって、
   さらに、
   前記内筒部材の外周側に設けられた円筒状のフィルタ部材と、
   前記フィルタ部材と前記ハウジングとの間に設けられたコイルスプリングと、
   を備えたことを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ。
5. 請求項１から請求項４のうち何れか１項のインフレータと、
   前記インフレータから放出された作動ガスが導入されるエアバッグと、
   を備えたことを特徴とするエアバッグ装置。
   

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