JP3935245B2

JP3935245B2 - エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置

Info

Publication number: JP3935245B2
Application number: JP21784497A
Authority: JP
Inventors: 信行勝田; 昇吾富山
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: CN1261320C; KR19990023193A; EP0897839A1; CN1207997A; JPH1159317A; EP0897839B1; US6520538B2; US6328337B1; DE69818592D1; US20010042298A1; DE69818592T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃から乗員を保護するエアバッグ用ガス発生器、及びエアバッグ装置に関し、特に電気信号により作動するイニシエータを含んで構成される点火手段を用いたエアバッグ用ガス発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝突の衝撃から乗員を保護する目的で自動車等の車両にはエアバッグ装置が装着されている。このエアバッグ装置は、センサが衝撃を感知するとガス発生器を作動させ、そして乗員と車両との間にクッション（エアバッグ）を形成する。ガス発生器の作動は、衝撃センサの衝撃の感知により点火手段が作動してガス発生手段を燃焼させ、燃焼ガスを発生することにより行われる。従来このガス発生器には、専ら機械的な機構によって衝撃を感知する機械式センサを使用した機械着火式ガス発生器と、衝撃を感知する半導体式加速度センサ等の電気式センサからの電気信号によって作動する電気着火式ガス発生器とがある。
【０００３】
この内、特に電気着火式ガス発生器においては、衝撃を感知する電気式センサからの信号はリードワイヤーを介してハウジング内に収容されるイニシエータに伝えられ、該イニシエータはこの電気信号によって作動し、エンハンサを着火・燃焼させる。この燃焼したエンハンサの火炎は、ガス発生手段を着火・燃焼させて燃焼ガスを発生させる。また、このイニシエータは、エンハンサの代わりにガス発生剤を直接、着火・燃焼させる場合もある。ハウジング内で発生した燃焼ガスは、該ハウジングのガス排出口からエアバッグ内に流入する。従って、電気着火式ガス発生器においては、ハウジング内に収容され実質的にガス発生器を作動させるイニシエータは、ハウジングの外に配設され衝撃を感知し信号を発する電気式センサにリードワイヤで接続する必要がある。
【０００４】
しかしながら、このイニシエータから延びるリードワイヤーは方向性を有することから、従来のエアバッグ用ガス発生器においては、イニシエータの取り付け方向如何によってはリードワイヤーにたるみが生じたり、または短くなってしまうことから、該リードワイヤーを電気式センサに接続できない場合もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記従来のエアバッグ用ガス発生器が有していた課題を解決し、エアバッグ用ガス発生器のコネクタの長さが一定であっても、これをモジュールに取り付ける際に、かかるリードワイヤーの長さが不足するような事態を回避可能なエアバッグ用ガス発生器を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアバッグ用ガス発生器は、特に専ら電気的な信号により作動するイニシエータを含んで構成された点火手段を用い、該イニシエータを位置決めした上でハウジング内に収容することを特徴とするものである。
【０００７】
即ち本発明のエアバッグ用ガス発生器は、ガス排出口と点火手段収容口とを有するハウジング内に、衝撃によって作動する点火手段と、該点火手段により着火されて燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生手段と、前記燃焼ガスの冷却及び／又は燃焼残渣の捕集を果たすクーラント／フィルタとを含んで収容して成り、該点火手段は電気的信号により作動するイニシエータを含んで構成され、該イニシエータは位置決めされてハウジング内に収容されることを特徴とする。
【０００８】
このイニシエータの位置決めは、例えば該イニシエータの裾部に配設されるイニシエータカラに位置決め部を形成すると共に、該イニシエータを挿入する挿入治具に該イニシエータカラの位置決め部に係合する係合部を形成し、該イニシエータカラの位置決め部に挿入治具の係合部を係合させることにより行うことができる。このような位置決め部としては、例えば該イニシエータカラ底面の一部を、その縁部を残して半径方向に段欠き状に切り欠いて段欠き部を形成する他、該イニシエータカラ底面の一部を、半径方向に切り欠いて溝を形成することによっても実現可能である。特に該イニシエータカラの周囲を残して、その底面の一部を半径方向に段欠き状に切り欠いて位置決め部を形成した場合には、該イニシエータを用いて形成したエアバッグ用ガス発生器は、その作動に際しても、該イニシエータを収容する部分の内面とイニシエータカラ外周面との間からの燃焼ガスの漏洩をより確実に防止することができ、好都合なものとなる。
【０００９】
また、イニシエータカラの位置決め部と挿入治具の係合部との係合は、例えば、該挿入治具の係合部を、上記のように形成した位置決め部に相補的に嵌合する嵌合突起として形成し、該嵌合突起を前記位置決め部に相補的に嵌合させて、該イニシエータを位置決めしながらハウジング内に配設することにより行うことができる。ハウジングに、エアバッグ用ガス発生器をモジュールケースに取り付けるためのガス発生器取付部を形成し、このガス発生器取付部に対してイニシエータを位置決めする場合には、該ガス発生器取付部に対して位置決めされた挿入治具を用いてイニシエータを位置決めしてハウジング内に配設することができる。イニシエータが位置決めされてハウジング内に収容されることにより、イニシエータの通電端子の向きは一定となり、その結果、リードワイヤを一定の方向に引き出すことができるため、該リードワイヤにより、イニシエータとセンサとをリードワイヤで確実に接続することができる。このイニシエータの位置決めに関しては、前記のように挿入治具を用いる他にも、例えばイニシエータを収容する収容口に溝又は突起を形成すると共に、イニシエータ又は該イニシエータの裾部に配設されるイニシエータカラの外周面に、前記イニシエータの収容口に形成される溝又は突起に相補的に嵌合するような突起又は溝を形成し、両者を嵌合させることによっても行うことができる。
【００１０】
本発明においては、イニシエータ及びイニシエータカラ以外のガス発生器の作動に必要となる構造・部材、例えばガス排出口を有する「ハウジング」、燃焼によりガスを発生する「ガス発生手段」、発生したガスを冷却及び／又は浄化する「フィルタ手段」等に関しては従来広く用いられているものを使用することができる。またその他のエアバッグ用ガス発生器の構造・部材であって、ガス発生剤の作動に際して有利な構造、例えばハウジング内を２室以上に画成する「内筒部材」や、該内筒部材とフィルタ手段との間に配設され、該フィルタ手段を支持する「フィルタ支持部材」、フィルタ手段の内周の上端及び／又は下端を包囲し、発生したガスがフィルタ手段とハウジング内面との隙間を通過する事態を阻止する「ショートパス防止手段（プレート部材等）」、ガス発生手段の上方及び／又は下方に配設されガス発生手段の移動を阻止する「クッション部材」、フィルタ手段の内側に配設されガス発生手段とフィルタ手段との直接接触を防止し、更に該フィルタ手段をガス発生手段の燃焼による火炎から保護する略多孔円筒形状の「パーフォレーテッドバスケット」、及びフィルタ手段の外面とハウジングの側壁内面との間に設けられガス流路として機能する「間隙」等も適宜採用することができる。
【００１１】
ハウジングは、鋳造、鍛造又はプレス加工などにより形成することが可能であり、望ましくはガス排出口を有するディフューザシェルと点火手段収容口を有するクロージャシェルとを溶接して形成する。両シェルとの接合は各種溶接法、例えば電子ビーム溶接、レーザ溶接、ティグ溶接、プロゼクション溶接などにより行うことができる。ディフューザシェルとクロージャシェルとを溶接してハウジングを形成する場合には、前記円筒部材はディフューザシェルの円形部内面に溶接一体化する。このディフューザシェルとクロージャシェルとは、ステンレス鋼板等の鋼板をプレス成形して形成した場合には、両シェルの製造が容易になると共に、製造コストの低減も達成される。また両シェルを円筒形の単純、簡単な形状に形成することによりプレス成形が容易となる。ディフューザシェルとクロージャシェルの材料に関しては、ステンレス鋼板が望ましいが、鋼板にニッケルメッキを施したものでもよい。
【００１２】
本発明のエアバッグ用ガス発生器は、特にイニシエータの位置決めを行うことから、その点火手段は、衝撃を感知した衝撃センサから伝達される電気信号により作動する電気着火式点火手段が採用される。この電気着火式点火手段は、専ら電気的な機構により衝撃を感知する電気式センサと、衝撃を感知したセンサから伝達される電気信号で作動するイニシエータとを含んで構成される。この電気式センサとしては例えば半導体式加速度センサなどがあり、該半導体式加速度センサは、加速度が加わるとたわむようにされたシリコン基板のビーム上に４個の半導体ひずみゲージが形成され、これら半導体ひずみゲージはブリッジ接続されている。加速度が加わるとビームがたわみ、表面にひずみが発生する。このひずみにより半導体ひずみゲージの抵抗が変化し、その抵抗変化を加速度に比例した電圧信号として検出するようになっている。特に電気着火式点火手段には、更に点火判定回路を備えるコントロールユニットも含むことができる。前記半導体式加速度センサからの信号が点火判定回路に入力し、その衝撃信号がある値を越えた時点でコントロールユニットは演算を開始し、演算した結果がある値を越えたときガス発生器に作動信号を出力する。
【００１３】
ガス発生手段は、従来から広く使用されている無機アジド、特にアジ化ナトリウムに基づくもの、例えばアジ化ソーダと酸化銅の当量混合物や、非アジド系ガス発生剤を使用することができる。非アジド系ガス発生剤組成物としては種々のものが提案されている。例えば、テトラゾール、トリアゾール、又はこれらの金属塩等の含窒素有機化合物とアルカリ金属硝酸塩等の酸素含有酸化剤を主成分とするもの、トリアミノグアニジン硝酸塩、カルボヒドラジッド、ニトログアニジン等を燃料及び窒素源とし、酸化剤としてアルカリ金属又はアルカリ土類金属の硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩などを使用した組成物が知られており、何れも本発明においてガス発生手段として使用し得るが、これらに限定されるものではなく、燃焼速度、非毒性及び燃焼温度の要求に応じて適宜選定される。ガス発生手段は、ペレット状、ウエハー状、中空円柱状、多孔体状又はディスク状等の適当な形状に於いて使用される。
【００１４】
ハウジング内に収容・配置されるフィルタ手段は略円筒形状であり、ガス発生手段の燃焼によって生じた燃焼残渣を除去すると共に、燃焼ガスを冷却する機能を果たすものである。このようなものとしては、例えば従来使用されている発生ガスを浄化する為のフィルタ及び／又は発生したガスを冷却するクーラントを使用する他、適宜材料から成る金網を環状の積層体とし、圧縮成形した積層金網フィルタ等も使用できる。この積層金網フィルタに関してより具体的には、平編のステンレス鋼製金網を円筒体に形成し、この円筒体の一端部を外側に繰り返し折り曲げて環状の積層体を形成し、この積層体を型内で圧縮成形するか、或いは平編のステンレス鋼製金網を円筒体に形成し、この円筒体を半径方向に押圧して板体を形成し、この板体を筒状に多重に巻回して積層体を形成し、この積層体を型内で圧縮成形する等によって成形することができる。金網の材料としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６（ＪＩＳ規格記号）などのステンレス鋼を使用することができる。ＳＵＳ３０４（18Ｃｒ−８Ｎｉ−0.06Ｃ）のステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼として優れた耐食性を示す。
【００１５】
フィルタ手段はまた、その内側又は外側に積層金網体からなる層を有する二重構造とすることができる。内側の層は、フィルタ手段に向け噴出される点火手段の火炎、及びこの火炎により点火されて燃焼するガス発生手段の燃焼ガスに対しフィルタ手段を保護するフィルタ手段保護機能を有することができる。また外側の層は、ガス発生器作動時にガス圧によりフィルタ手段が膨出してこのフィルタ手段とハウジングの外周壁間に形成される間隙を塞ぐことのないように、フィルタ手段の膨出を抑止する抑止手段として機能することができる。なお、このフィルタ手段の膨出を抑止する機能に関しては、該フィルタ手段の外周を、積層金網体、多孔円筒体又は環状ベルト体等からなる外層で支持することによっても実現可能である。
【００１６】
上記のエアバッグ用ガス発生器は、該ガス発生器で発生するガスを導入して膨張するエアバッグ等と共にモジュールケース内に収容され、エアバッグ装置となる。
【００１７】
このエアバッグ装置は、衝撃センサが衝撃を感知することに連動してガス発生器が作動し、ハウジングのガス排出口から燃焼ガスを排出する。この燃焼ガスはエアバッグ内に噴出し、これによりエアバッグはモジュールカバーを破って膨出し、車両中の硬い構造物と乗員との間に衝撃を吸収するクッションを形成する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本発明のエアバッグ用ガス発生器の断面図である。この実施の形態は、主にハウジング外径が７０ｍｍ前後のガス発生器として有効である。本ガス発生器は、ディフューザシェル１とクロージャシェル２からなるハウジング３と、このハウジング３内の収容空間に配設される、電気着火式点火手段中のイニシエータ４及びエンハンサ５と、これらにより点火されて燃焼ガスを発生するガス発生手段、すなわち固形ガス発生剤６と、そしてこれらガス発生剤６を収容する燃焼室２８を画成するフィルタ手段、すなわちクーラント・フィルタ７とを含んでいる。
【００２０】
ディフューザシェル１は、ステンレス鋼板をプレス加工により成形してなり、円形部１２と、この円形部１２の外周部に形成される周壁部１０と、この周壁部１０の先端部に半径方向外側に延在するフランジ部１９を有している。周壁部１０に本実施例では３ｍｍ径のガス排出口１１が周方向に１８個等間隔に配設されている。このディフューザシェル１は、その円形部１２の中央部に補強段部４９により外側に突出した突出円形部１３が形成され、該補強段部４９は、ハウジング、特にその天井部を形成するディフューザシェル円形部１２に剛性を与えると共に、収容空間の容積増大を果たしている。突出円形部１３とイニシエータ４との間にエンハンサ５を収容するエンハンサ容器５３が挟持されている。
【００２１】
クロージャシェル２は、ステンレス鋼板をプレス加工により成形してなり、円形部３０と、その中央部に形成される中央孔１５と、前記円形部３０の外周部に形成される周壁部４７と、この周壁部４７の先端部に半径方向外側に延在するフランジ部２０とを有している。また中央孔１５はその孔縁部に軸方向曲折部１４を有している。この曲折部１４は、中央孔１５の孔縁部に剛性を与えると共に、内筒部材１６との間に比較的大きな接合面を提供している。この中央孔１５に嵌合するように内筒部材１６を配置し、この内筒部材１６の一端側端面１７を曲折部１４の端面１８と面一としている。
【００２２】
ディフューザシェル１とクロージャシェル２は、ハウジング３の軸方向中央横断面上の位置近辺でディフューザシェルのフランジ部１９とクロージャシェルのフランジ部２０とが重ね合わされ、レーザ溶接２１がされ、両者は接合されてハウジング３を形成している。これらフランジ部１９、２０は、ハウジング、特にその外周壁８に剛性を与え、ガス圧によるハウジングの変形を阻止している。
【００２３】
内筒部材１６は、一端をディフューザシェル１の突出円形部１３の内面に接合し、他端部を開放したステンレス鋼管よりなり、ディフューザシェルの突出円形部１３に電子ビーム溶接２２により固定される。この内筒部材１６の内側に点火手段収容室２３が形成され、この点火手段収容室２３内に、センサ（図示せず）からの信号により作動するイニシエータ４と、このイニシエータ４により着火されるエンハンサ５を充填したエンハンサ容器５３が配設されている。
【００２４】
本発明のエアバッグ用ガス発生器に用いるイニシエータカラを配設したイニシエータ４の例を図２(a)(b)に示す。各図面（図２(a)及び図２(b)）中、左側には該イニシエータの縦断面図を、右側には底面図をぞれぞれ示している。図２(a)(b)に示すイニシエータ４は、その裾部に、底面に位置決め部を形成した略中空円筒状のイニシエータカラ（１０２(a)、１０２(b)）を一体状に配設している。この位置決め部は、図２(a)に示すように、該イニシエータカラ１０２(a)底面の一部を、縁部を所定の厚さＴだけ残して半径方向に段欠き状に切り欠いて形成した段欠き部１０１(a)、或いは図２(b)に示すように、イニシエータカラ１０２(b)底面の一部を、縁部を残すことなく半径方向に切り欠いて形成した溝１０１(b)とすることができる。特に図２(a)に示すように、イニシエータカラ１０２(a)の縁部を残して段欠き状に切り欠いて位置決め部を形成し、該イニシエータカラを用いてエアバッグ用ガス発生器を形成した場合には、このエアバッグ用ガス発生器は、その作動に際しても、該イニシエータ４を収容する部分の内面とイニシエータカラ１０２外周面との間からの燃焼ガスの漏洩をより確実に防止することができる。
【００２５】
このイニシエータ４は、図３に示すように、挿入治具１００を用いて該イニシエータ４を位置決めした上で点火手段収容室２３内に配設される。即ちこのイニシエータ４の裾部には、周囲を切り欠いて位置決め溝１０１を形成したイニシエータカラ１０２を所定の向きに配設し、この位置決め溝１０１に挿入治具１００の係合部１０３を係合することにより、該イニシエータカラ１０２と一体状となったイニシエータ４を位置決めする。そしてこの位置決めされたイニシエータ４を、点火手段収容室２３内に配設する。また、ハウジングに、エアバッグ用ガス発生器をモジュールケースに取り付けるためのガス発生器取付部９８を形成し、このガス発生器取付部９８に対してイニシエータ４を位置決めする場合には、この挿入治具１００をガス発生器取付部９８に対して位置決めし、この位置決めされた挿入治具１００を用いて前記のようにイニシエータ４の位置決めを行うことができる。図３中、ガス発生器取付部９８に対する挿入治具１００の位置決めは、挿入治具１００に設けられる挿通ピン１０６をガス発生器取付部９８の取付孔９９に挿通することにより行っているが、その他にも図４に示すように、位置決め治具３１０のピン３１１をガス発生器取付部９８の取付孔９９に通してガス発生器を固定し、そしてクロージャシェル側から、挿入治具１００の係合部１０３とイニシエータカラの位置決め部１０１とを係合させてイニシエータを配設することもできる。この挿入治具１００を、予め位置決め治具３１０に対して位置決めしておくことにより、該挿入治具で配設されるイニシエータの位置決めを行うことができる。
【００２６】
図３に示す実施の形態においては、ガス発生器取付部９８に対して位置決めされた挿入治具１００を用いて、該挿入治具１００の係合部１０３とイニシエータカラ１０２の位置決め溝１０１とを係合させ、イニシエータカラ１０２を位置決めしながらイニシエータ４を点火手段収容室２３内に配設する。その結果、該イニシエータカラ１０２を所定の向きに規制して配設・一体化するイニシエータ４も位置決めされてハウジング内の点火手段収容室２３内に配設されることとなる。
【００２７】
挿入治具１００で位置決めして挿入するイニシエータ４は、図５に示すように、その通電端子１０４同士の向きＬ１が、ガス発生器取付部９８の取付孔９９に対して一定となるような位置関係でイニシエータ４の裾部に配設することが望ましい。この通電端子１０４と取付孔９９との位置関係に関しては、例えば該通電端子１０４の配置方向Ｌ１と、隣接するガス発生器取付部９８の取付孔９９同士の配置方向Ｌ２とが平行、直交、或いは所定の角度で交差するように規制する。このようにイニシエータ４を位置決めして、その通電端子１０４同士の向きＬ２を一定にすることから、該通電端子１０４に接続するコネクター１０７の向きでその延伸方向が決定されるリードワイヤ１０５は、図６に示すように、常に一定の方向に引き出されることとなる。その結果、該リードワイヤ１０５で、イニシエータ４とセンサ（図示せず）とを確実に接続することができる。
【００２８】
上記のように挿入治具１００により位置決めされて点火手段収容室２３内に配設されるイニシエータ４は、図１に示すように、内筒部材１６のイニシエータ用保持部材２４により固定される。この保持部材２４は、イニシエータ４の軸方向移動を規制する内向きフランジ部２５と、イニシエータが嵌合し内筒部材１６の内周面に固定される周壁部２６と、かしめにより前記内向きフランジ部２５との間にイニシエータを軸方向に固定するかしめ部２７とからなっている。図１中、内筒部材１６は、その片端側に貫通孔５４を有しており、また本実施例の場合、直径２．５ｍｍの貫通孔が周方向に６個等間隔に配設されており、該貫通孔５４は、シールテープ５２’により塞がれている。
【００２９】
内筒部材１６は、厚さ１．２〜３．０ｍｍのステンレス鋼板を管状に丸めて溶接し、筒部の外径を１７〜２２ｍｍとして形成することができる。このような溶接管は、ＵＯプレス方式（板をＵ形に成形した後、Ｏ形に成形し、継目を溶接するもの）、または電縫管方式（板を円形に成形し、継目に圧力を加えながら大電流を流して抵抗熱で溶接するもの）などにより形成することができる。その他にも該中央筒部材１６は、鋳造、鍛造若しくはプレス加工又は切削加工等の何れか、或いはそれらの組み合わせによっても形成することができる。なお、該内筒部材の一端部に溶接代を設け、該溶接代をディフューザシェル１の突出円形部１３の内面に接合することもできる。
【００３０】
クーラント・フィルタ７は、ガス発生剤６を取り囲んでハウジング内に配設され、内筒部材１６の周囲に環状の室、すなわち燃焼室２８を画成している。このクーラント・フィルタ７は、ステンレス鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径方向及び軸方向に圧縮してなる。このクーラント・フィルタ７は、各層においてループ状の編目が押し潰されたような形をしており、それが半径方向に層をなしている。従って、クーラント・フィルタの空隙構造が複雑となり、このクーラント・フィルタは優れた捕集効果を有する。クーラント・フィルタ７の外側に、ガス発生器作動時にガス圧によりクーラント・フィルタ７が膨出して間隙９を塞ぐことのないように、クーラント・フィルタの膨出を抑止する抑止手段として機能する外層２９が形成されている。この外層２９は、例えば、積層金網体を用いて形成する他、周壁面に複数の貫通孔を有する多孔円筒状部材、或いは所定巾の帯状部材を環状にしたベルト状抑止層を用いて形成することもできる。積層金網体を用いて外層２９を形成した場合、該外層２９は冷却機能も有することができる。このクーラント・フィルタ７により、燃焼室２８が画成されると共に、燃焼室で発生した燃焼ガスが冷却され、そして燃焼残渣が捕集される。
【００３１】
クロージャシェルの円形部３０を取り囲んで周方向に傾斜部３１が形成され、この傾斜部３１は、クーラント・フィルタ７の移動を阻止する移動阻止手段として機能すると共に、ハウジングの外周壁８とクーラント・フィルタ７間に間隙を形成する手段としても機能している。
【００３２】
燃焼室２８に固形ガス発生剤６が多数配設されている。ガス発生剤６は中空円柱体をなしており、この形状の故に、燃焼は外面及び内面で起こり、燃焼の進行につれてガス発生剤全体の表面積はあまり変わらないという利点を有している。
【００３３】
クーラント・フィルタ７の上側端部にプレート部材３２が、また下側端部にプレート部材３３がそれぞれ配設されている。プレート部材３２は、クーラント・フィルタ７の上側端部開口４０を塞ぐ円形部３６と、この円形部３６と一体に形成されクーラント・フィルタの内周面４１に当接する周壁部３４とからなっている。円形部３６は、前記内筒部材１６の外周に嵌合する中央孔３５を有している。また周壁部３４は、点火手段の火炎用貫通孔５４に対向して配置され、貫通孔５４付近のクーラント・フィルタ内周面４１をカバーしている。この周壁部３４は、クーラント・フィルタ７に向け噴出される火炎に対しクーラント・フィルタを保護すると共に、噴炎の方向転換を図り火炎がガス発生剤６に十分に回るようにする機能を有する。このプレート部材３２は、半径方向移動に関し内筒部材１６に固定されており、ガス発生器組立の際にクーラント・フィルタ７の位置決め手段として機能すると共に、ガス発生器作動時に燃焼ガスの圧力によりハウジングの内面３７とクーラント・フィルタ端面３８間で隙間が生じた場合、この隙間を通り燃焼ガスがクーラント・フィルタを通過しないで通り抜ける、いわゆる燃焼ガスのショートパスを防止するショートパス防止手段としても機能する。
【００３４】
プレート部材３３は、クーラント・フィルタ７の下側端部開口４２を塞ぐ円形部５０と、この円形部５０と一体に形成されクーラント・フィルタの内周面４１に当接する周壁部５１とからなっている。円形部５０は、内筒部材１６の外周に嵌合する中央孔３９を有し、充填したガス発生剤に当接してガス発生剤の移動を抑止する。このプレート部材３３は、弾性力により内筒部材１６とクーラント・フィルタ７間に挟持され、クーラント・フィルタの前記端面３８と反対側の端面４３における燃焼ガスのショートパスを防止すると共に、溶接の際に、溶接防護板としても機能している。
【００３５】
ハウジングの外周壁８と、クーラント・フィルタの外層２９間に間隙９が形成されている。この間隙９によりクーラント・フィルタ７の周囲に半径方向断面が環状のガス通路が形成される。ガス通路の半径方向断面における面積Ｓtは、ディフューザシェルの各ガス排出口１１の開口面積の総和Ａｔよりも大きくすることが望ましい。本実施例の場合、ガス通路の半径方向断面積は一定であるが、例えばクーラント・フィルタを円錐形に形成してガス排出口１１に接近するに従いガス通路の半径方向断面積が増大するようにすることもできる。この場合、ガス通路の半径方向断面積は、平均値をとることができる。クーラント・フィルタ周囲のガス通路の存在により、燃焼ガスはクーラント・フィルタの全領域を通過しガス通路に向かって進み、これによりクーラント・フィルタの有効利用と燃焼ガスの効果的な冷却・浄化が達成される。冷却・浄化された燃焼ガスは、上記ガス通路を通ってディフューザシェルのガス排出口１１から排出される。
【００３６】
なお、本実施例ではハウジングの外周壁とクーラント・フィルタ間に間隙が形成される例について説明したが、この間隙はなくてもよい。
【００３７】
ハウジング３内に外部より湿気が侵入するのを阻止するために、アルミニウムテープ５２によりディフューザシェルのガス排出口１１を閉塞している。
【００３８】
本ガス発生器を組み立てるときは、内筒部材１６を拡巾部１００を溶接して接合したディフューザシェル１を、その突出円形部１３を底にして置き、プレート部材３２を内筒部材１６に通し、プレート部材３２の周壁部外側にクーラント・フィルタ７を嵌合し、これによりクーラント・フィルタ７の位置決めを行い、その内側に固形ガス発生剤６を充填し、更にその上にプレート部材３３を配設する。その後、クロージャシェルの中央孔１５を内筒部材１６に挿通してクロージャシェルのフランジ部２０をディフューザシェルのフランジ部１９に重ね、レーザ溶接２１及び４４を行い、ディフューザシェル１とクロージャシェル２、及びクロージャシェル２と内筒部材１６とを接合する。最後に、内筒部材１６内にエンハンサ容器５３及びイニシエータ４を挿入し、イニシエータ用保持部材のかしめ部２７をかしめてこれらを固定する。
【００３９】
このように構成された本ガス発生器において、衝撃をセンサ（図示せず）が感知すると、その信号がイニシエータ４に送られてイニシエータ４が作動し、これによってエンハンサ容器５３内のエンハンサ５が着火して高温の火炎を生成する。この火炎は貫通孔５４より噴出し、貫通孔５４付近のガス発生剤６に点火すると共に、周壁部３４により進路が曲げられて燃焼室下部のガス発生剤に点火する。これによりガス発生剤が燃焼して高温・高圧のガスを生成し、この燃焼ガスは、クーラント・フィルタ７の全領域を通過し、その間に効果的に冷却されまた燃焼残渣が捕集され、冷却・浄化された燃焼ガスは、ガス通路（間隙９）を通り、アルミニウムテープ５２の壁を破ってガス排出口１１より噴出し、エアバッグ（図示せず）内に流入する。これによりエアバッグが膨張し、乗員と堅い構造物の間にクッションを形成して衝撃から乗員を保護する。ディフューザシェル円形部の上記段部４９、及びクロージャシェル円形部の上記曲折部１４は、ハウジングの天井部及び底部に剛性を与えてガス圧によるハウジングの変形を阻止している。また、ハウジングの軸方向中央横断面上の位置近辺で重ね合わされ接合されているフランジ部１９及び２０は、ハウジングの外周壁８に剛性を与えてガス圧によるハウジングの変形を阻止している。更に、クーラント・フィルタの端面で隙間が生じた場合、上記プレート部材３２及び３３により燃焼ガスのショートパスが防止される。
【００４０】
図７は、図１に示すガス発生器とは異なり、ハウジング６３内に内筒部材を配設することなく、ハウジング内を１室とした実施の形態によるエアバッグ用ガス発生器の縦断面図を示す。この図に示すガス発生器は、ディフューザシェル６１とクロージャシェル６２とからなるハウジング６３と、このハウジング６３と共に燃焼室８４を画成するフィルタ手段、すなわちクーラント・フィルタ６７と、そして前記燃焼室８４内に位置決めして配設されるイニシエータ６４、及びこのイニシエータ６４に隣接して配設され、該イニシエータ６４により点火されて燃焼ガスを発生する固形ガス発生剤６６とを含んでいる。このイニシエータ６４は、図２に示すイニシエータ同様、その裾部に配設されるイニシエータカラの底面には、位置決め部が形成されている。
【００４１】
ディフューザシェル６１は、ステンレス鋼板をプレス加工により成形してなり、円形部７８と、その外周部に形成される周壁部７６と、その先端部に半径方向外側に延在するフランジ部８６とを有している。このディフューザシェル６１に形成されるフランジ部８６には、該エアバッグ用ガス発生器をモジュールケースに取り付ける為のガス発生器取付部９８’が設けられており、そしてこのガス発生器取付部９８’には、該ガス発生器を固定するためのネジ又はピンを挿通する取付孔９９’が形成されている。また周壁部７６にはガス排出口７７が周方向に等間隔に複数個配設されている。このディフューザシェル６１は、その円形部７８に放射状に配置された複数の半径方向リブ状補強体７９を有している。これらリブ状補強体７９は、ハウジング、特にその天井部を形成するディフューザシェル円形部７８に剛性を与え、これによりハウジングがガス圧により変形するのを阻止している。
【００４２】
クロージャシェル６２は、ステンレス鋼板をプレスにより成形してなり、円形部７１と、その外周部に形成される周壁部７２と、その先端部に半径方向外側に延在するフランジ部８７とを有している。円形部７１は中央部に段部４８により凹部７３が形成され、この凹部７３の中央部に中央孔７４が形成されている。この中央孔７４は、その孔縁部に軸方向曲折部７５を有し、この曲折部７５は、イニシエータカラの胴部８０が嵌合する内周面８１と、イニシエータカラの鍔部８２が係止する端面８３を有している。軸方向曲折部７５の内周面８１の構成により、比較的大きなシール面が確保される。気密性確保のために、胴部８０と内周面８１間にシーリング材を充填することができ、また鍔部８２と端面８３間に溶接を行うことができる。イニシエータの鍔部８２が係止する端面８３は、燃焼室８４内のガス圧によりイニシエータ６４が抜け出るのを防止している。段部４８は、ハウジング、特にその底部を形成するクロージャシェル円形部７１に剛性を与え、また凹部７３は、イニシエータのコネクタ底面８５を円形部７１の外面よりも内側の位置においている。また曲折部７５は、中央孔７４の孔縁部に剛性を与えている。
【００４３】
ディフューザシェル６１とクロージャシェル６２との接合は、クロージャシェル６２に接合されたイニシエータ６４を挿入治具で位置決めしながら両シェルのフランジ部８６、８７同士をハウジング６３の軸方向中央位置近辺で重ね合わせ、そして該フランジ部同士をレーザ溶接８８により接合しハウジング６３を形成する。イニシエータ６４の位置決めは、該イニシエータ６４の底部にある通電端子（図示せず）が、デフューザシェルの車両取付部９８’に対して、常に一定の方向に配列するように位置決めを行う。その結果、ディフューザシェル６１とクロージャシェル６２とは位置決めされた上で互いに接合されることから、該通電端子の配列方向は、車両取付部９８’に対して常に一定となり、イニシエータ４とセンサとをリードワイヤで確実に接続することができる。
【００４４】
上記のようにディフューザシェル６１とクロージャシェル６２とを接合することにより、ハウジング６３を形成する。接合したフランジ部８６、８７は、ハウジングの外周壁６８に剛性を与え、ガス圧によるハウジングの変形を阻止している。
【００４５】
図７中、イニシエータ６４は、センサ（図示せず）からの信号により作動する慣用の電気式イニシエータからなリ、その裾部には位置決め部を有するイニシエータカラ１０２’が配設されている。電気式イニシエータ６４は、機械的な機構を含まず構造が簡単でかつ小型・軽量であるため、機械式のイニシエータよりも好ましい。このイニシエータ６４（例えば、出力：１０ｃｃ密閉圧力容器内で３００〜１５００ｐｓｉ）には、従来のガス発生器に備わる伝火薬容器に類するものが付随していない。これはガス発生剤６６の着火性、及び燃焼性が良いことによる。すなわち、このガス発生剤６６は、３３０℃ 以下の分解開始温度と、２０００Ｋ以上の燃焼温度を有している。ガス発生剤６６は中空円柱体をなしており、この形状の故に、燃焼は外面及び内面で起こり、燃焼の進行につれてガス発生剤全体の表面積はあまり変わらないという利点を有している。
【００４６】
クーラント・フィルタ６７は、図１に示すエアバッグ用ガス発生器に用いたクーラントフィルタ同様、ステンレス鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径方向及び軸方向に圧縮してなり、ループ状の編目が押し潰されたような形の目からなる層が半径方向に層をなしている。このクーラント・フィルタ６７の外側には、ガス発生器作動時にガス圧によりクーラント・フィルタ６７が膨出して間隙６９を塞ぐことのないように外層８９を設けることができる。この外層８９は、積層金網体を用いて形成する他、多孔円筒体を用いて形成することができる。
【００４７】
クロージャシェルの円形部７１を取り囲んで周方向に傾斜部９０が形成され、この傾斜部９０は、クーラント・フィルタ６７の位置決め乃至は移動を阻止する手段として機能すると共に、ハウジングの外周壁６８と、クーラント・フィルタの外層８９間に間隙６９を形成する手段としても機能している。
【００４８】
燃焼室８４に中空円柱体の固形ガス発生剤６６が多数配設されている。この実施の形態においては、該ガス発生剤６６は、直接、燃焼室内の空間に充填されイニシエータ６４に隣接して配設され、クーラント・フィルタ６７の一側端部開口４５を塞ぐプレート部材の円形部９２によりその移動が規制されている。プレート部材９１は、前記円形部９２と、クーラント・フィルタ６７の一側端部の内周面に当接して該内周面をカバーする、前記円形部９２と一体の周壁部９３を有している。このプレート部材９１により、クーラント・フィルタの一側端面９４とディフューザシェル円形部７８の内面間の燃焼ガスのショートパスが防止される。プレート部材９１が配設されないクーラント・フィルタ他側端部における端面９５は、溶接によりハウジング内面４６に固定されている。これにより端面９５におけるショートパスが防止される。溶接を行うことにより、通常、クーラント・フィルタ端面とハウジング内面間に配設される、例えばシリコンゴムからなる難燃性で弾力性を有するパッキンが不要となる。
【００４９】
ハウジングの外周６８と、クーラント・フィルタの外層８９間に間隙６９が形成されており、この間隙６９によりクーラント・フィルタ６７の周囲に半径方向断面が環状のガス通路が形成されている。このガス通路の半径方向断面における面積は、ディフューザシェルの各ガス排出口７７の開口面積の総和よりも大きくされている。クーラント・フィルタ周囲のガス通路の存在により、燃焼ガスはクーラント・フィルタの全領域を通過しガス通路に向かって進み、これによりクーラント・フィルタの有効利用と燃焼ガスの効果的な冷却・浄化が達成される。冷却・浄化された燃焼ガスは、上記ガス通路を通ってディフューザシェルのガス排出口７７に至る。ハウジング６３内に外部より湿気が侵入するのを阻止するために、アルミニウムテープ９６によりディフューザシェルのガス排出口７７がハウジング内側より塞がれている。
【００５０】
次に、この実施の形態に於けるガス発生器の製造方法の一例を、図８に基づき説明する。本ガス発生器を組み立てるときは、ディフューザシェル６１を、円形部７８を底にして置き、その中に、プレート部材９１、クーラント・フィルタ６７及び固形ガス発生剤６６を充填・配設する。その後、予め中央孔７４にイニシエータ６４を配設したクロージャシェル６２を、該イニシエータ６４の裾部に配設されるイニシエータカラ１０２’の位置決め部１０１’に、挿入治具１００’の係合部１０３’を係合させると共に、該挿入治具の挿通ピン１０６’をディフューザシェル６１の取付部９８’に設けられた取付孔９９’に通して位置決めし、両シェルのフランジ部８６、８７を重ね合わせ、そして該フランジ部同士をレーザ溶接等により接合し、ディフューザシェル６１とクロージャシェル６２を接合する。
【００５１】
このように構成された本ガス発生器において、衝撃をセンサ（図示せず）が感知すると、その信号がイニシエータ６４に送られてイニシエータ６４が作動し、これによって燃焼室８４内のガス発生剤６６に点火する。これによりガス発生剤が燃焼して高温・高圧のガスを生成し、この燃焼ガスはクーラント・フィルタ６７の全領域よりクーラント・フィルタ６７に入り、クーラント・フィルタ６７を通過する間に冷却されまた燃焼残渣が捕集される。冷却・浄化された燃焼ガスは、間隙６９により形成されるガス通路を通り、アルミニウムテープ９６の壁を破ってガス排出口７７より噴出し、エアバッグ（図示せず）内に流入する。これによりエアバッグは膨張して乗員と堅い構造物の間にクッションを形成し、衝撃から乗員を保護する。ディフューザシェル円形部の上記リブ状補強体７９、及びクロージャシェル円形部の上記段部４８並びに曲折部７５は、ハウジングの天井部及び底部に剛性を与えてガス圧によるハウジングの変形を阻止している。また、ハウジングの軸方向中央位置近辺でかさね合わされ接合されているフランジ部８６及び８７は、ハウジングの外周壁６８に剛性を与えてガス圧によるハウジングの変形を阻止している。更に、クーラント・フィルタの端面で隙間が生じた場合、上記プレート部材９１により燃焼ガスのショートパスが防止される。また、反対側の端面９５は、溶接によりハウジング内面に固定されているために、両者間に隙間は生じない。
【００５２】
図９に、電気着火式点火手段を用いたガス発生器を含んで構成した場合の本発明のエアバッグ装置の実施の形態を示す。このエアバッグ装置は、ガス発生器２００と、衝撃センサ２０１と、コントロールユニット２０２と、モジュールケース２０３と、そしてエアバッグ２０４からなっている。
【００５３】
ガス発生器２００は、図１に基づいて説明したガス発生器と略同様のものが使用されていることから、該ガス発生器２００中、イニシエータの通電端子の向きは一定となり、リードワイヤを確実に接続することができる。
【００５４】
また衝撃センサ２０１は、例えば半導体式加速度センサからなることができる。この半導体式加速度センサは、加速度が加わるとたわむようにされたシリコン基板のビーム上に４個の半導体ひずみゲージが形成され、これら半導体ひずみゲージはブリッジ接続されている。加速度が加わるとビームがたわみ、表面にひずみが発生する。このひずみにより半導体ひずみゲージの抵抗が変化し、その抵抗変化を加速度に比例した電圧信号として検出するようになっている。
【００５５】
コントロールユニット２０２は、点火判定回路を備えており、この点火判定回路に前記半導体式加速度センサからの信号が入力するようになっている。センサからの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロールユニット２０２は演算を開始し、演算した結果がある値を越えたときガス発生器２００のイニシエータ４に作動信号を出力する。
【００５６】
前記の通り、ガス発生器２００中のイニシエータの通電端子（図示せず）の向きは一定となっていることから、コントロールユニット２０２から出力される作動信号をイニシエータに伝えるためのリードワイヤーは、常に一定の方向に引き出すことができ、その結果、該ワイヤーの長さが足りなくなるような事態を回避することができる。
【００５７】
モジュールケース２０３は、例えばポリウレタンから形成され、モジュールカバー２０５を含んでいる。このモジュールケース２０３内にエアバッグ２０４及びガス発生器２００が収容されてパッドモジュールとして構成され、このパッドモジュールは自動車のステアリングホイール２０７に取り付けられている。
【００５８】
エアバッグ２０４は、ナイロン（例えばナイロン６６）、またはポリエステルなどから形成され、その袋口２０６がガス発生器のガス排出口を取り囲み、折り畳まれた状態でガス発生器のフランジ部に固定されている。
【００５９】
自動車の衝突時に衝撃を半導体式加速度センサ２０１が感知すると、その信号がコントロールユニット２０２に送られ、センサからの衝撃信号がある値を越えた時点でコントロールユニット２０２は演算を開始し、演算した結果がある値を越えたときガス発生器２００のイニシエータ４に作動信号を出力する。これによりイニシエータ４が作動してガス発生剤に点火しガス発生剤は燃焼してガスを生成する。このガスはエアバッグ２０４内に噴出し、これによりエアバッグはモジュールカバー２０５を破って膨出し、ステアリングホイール２０７と乗員の間に衝撃を吸収するクッションを形成する。
【００６０】
【発明の効果】
本発明において、イニシエータを位置決めしてハウジング内に収容することにとにより、該イニシエータの通電端子の向きも一定となり、その結果、該通電端子に接続するリードワイヤを一定の向きに引き出すことができる。
【００６１】
本発明のガス発生器は、リードワイヤを一定の向きに引き出すことができることから、モジュールへの取付を再現性良く確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス発生器の一の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】イニシエータカラへの位置決め部の形成状態を示す概略図。
【図３】イニシエータの配設過程を示す概念図。
【図４】イニシエータの他の配設過程を示す概念図。
【図５】イニシエータを配設した状態を示すエアバッグ用ガス発生器の底面図。
【図６】本発明のエアバッグ用ガス発生器へのコネクタの接続過程を示す斜視図。
【図７】本発明のガス発生器の他の実施の形態を示す縦断面図。
【図８】図７に示すガス発生器の製造過程を示す概念図。
【図９】本発明のエアバッグ装置の構成図。
【符号の説明】
３ハウジング
４イニシエータ
６ガス発生剤
７クーラント・フィルタ
１２，３０円形部
１００挿入治具
１０１位置決め部
１０２イニシエータカラ

Claims

ガス排出口と点火手段収容室とガス発生器取付部を有するハウジング内に、電気的な信号により作動するイニシエータを含んで構成され衝撃によって作動する点火手段と、該点火手段により着火されて燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生手段と、フィルタ手段とを含んで収容して成るエアバッグ用ガス発生器の製造方法において、該イニシエータを位置決めしながらハウジング内に配設することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器の製造方法であり、
前記イニシエータが、挿入治具を用いて該イニシエータを位置決めした上で点火手段収容室内に配設されたものであり、前記挿入治具は、前記イニシエータの位置決め部に係合する係合部と、前記ハウジングのガス発生器取付部に形成される取付孔に挿通する挿通ピンとを有するものであり、
前記挿入治具の挿通ピンを前記ガス発生器取付部の取付孔に挿通することにより、前記挿入治具を前記ガス発生器取付部に対して位置決めし、前記挿入治具の係合部により前記イニシエータの位置決めをした後、前記イニシエータを前記点火手段収容室内に配設することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器の製造方法。
ガス排出口（ 11 ）と点火手段収容室（ 23 ）とガス発生器取付部（ 98 ）を有するハウジング（ 3 ）内に、電気的な信号により作動するイニシエータ（ 4 ）を含んで構成され衝撃によって作動する点火手段と、該点火手段により着火されて燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生手段（ 6 ）と、フィルタ手段（ 7 ）とを含んで収容して成るエアバッグ用ガス発生器の製造方法において、該イニシエータ（ 4 ）を位置決めしながらハウジング（ 3 ）内に配設することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器の製造方法であり、
前記イニシエータ（ 4 ）が、挿入治具（ 100 ）と位置決め治具（ 310 ）を用いて該イニシエータ（ 4 ）を位置決めした上で点火手段収容室（ 23 ）内に配設されたものであり、前記挿入治具（ 100 ）が前記イニシエータ（ 4 ）の位置決め部（ 101 ）に係合する係合部（ 103 ）を有し、前記位置決め治具（ 310 ）が前記ハウジング（ 3 ）のガス発生器取付部（ 98 ）に形成される取付孔（ 99 ）に挿通する挿通ピン（ 311 ）とを有するものであり、
前記挿入治具（ 100 ）と前記位置決め治具（ 310 ）とを予め位置決めすること、
前記挿入治具の係合部（ 103 ）を前記イニシエータの位置決め部（ 101 ）に係合させること、
前記位置決め治具の挿通ピン（ 311 ）に前記ガス発生器取付部の取付孔（ 99 ）を挿通して、前記位置決め治具（ 310 ）に対して前記ガス発生器取付部（ 99 ）を位置決めすることにより、
前記イニシエータ（ 4 ）の２つの通電端子（ 104 ）の配置方向（Ｌ _１）と、前記ガス発生器取付部（ 99 ）の内の２つの配置方向（Ｌ _２）が平行になるように、前記イニシエータ（ 4 ）を前記点火手段収容室（ 23 ）内に配設することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器の製造方法。
ガス排出口（ 11 ）と点火手段収容室（ 23 ）とガス発生器取付部（ 98 ）を有するハウジング（ 3 ）内に、電気的な信号により作動するイニシエータ（ 4 ）を含んで構成され衝撃によって作動する点火手段と、該点火手段により着火されて燃焼し燃焼ガスを発生するガス発生手段（ 6 ）と、フィルタ手段（ 7 ）とを含んで収容して成るエアバッグ用ガス発生器の製造方法において、該イニシエータ（ 4 ）を位置決めしながらハウジング（ 3 ）内に配設することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器の製造方法であり、
前記イニシエータ（ 4 ）が、挿入治具（ 100 ）と位置決め治具（ 310 ）を用いて該イニシエータ（ 4 ）を位置決めした上で点火手段収容室（ 23 ）内に配設されたものであり、前記挿入治具（ 100 ）が前記イニシエータ（ 4 ）の位置決め部（ 101 ）に係合する係合部（ 103 ）を有し、前記位置決め治具（ 310 ）が前記ハウジング（ 3 ）のガス発生器取付部（ 98 ）に形成される取付孔（ 99 ）に挿通する挿通ピン（ 311 ）とを有するものであり、
前記挿入治具（ 100 ）と前記位置決め治具（ 310 ）とを予め位置決めすること、
前記挿入治具の係合部（ 103 ）を前記イニシエータの位置決め部（ 101 ）に係合させること、
前記位置決め治具の挿通ピン（ 311 ）に前記ガス発生器取付部の取付孔（ 99 ）を挿通して、前記位置決め治具（ 310 ）に対して前記ガス発生器取付部（ 99 ）を位置決めすることにより、
前記イニシエータ（ 4 ）の２つの通電端子（ 104 ）の配置方向（Ｌ _１）と、前記ガス発生器取付部（ 99 ）の内の２つの配置方向（Ｌ _２）が所定の角度で交差するように、前記イニシエータ（ 4 ）を前記点火手段収容室（ 23 ）内に配設することを特徴とするエアバッグ用ガス発生器の製造方法。
前記イニシエータの位置決め部は、前記イニシエータカラの一部を切り欠いて形成した位置決め溝であり、前記挿入治具の係合部は、前記位置決め溝に相補的に嵌合する突起であり、前記位置決め部と係合部との係合は嵌合である請求項１〜３のいずれかに記載のエアバッグ用ガス発生器の製造方法。