JP4758849B2

JP4758849B2 - ガス発生器

Info

Publication number: JP4758849B2
Application number: JP2006217912A
Authority: JP
Inventors: 富士雄棚辺; 康正梅原; 昭俊弘中; 健一朗山下
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-08-10
Also published as: JP2008037389A

Description

本発明は、プリテンショナーモジュール等を作動させるのに好適なガス発生器に関し、特に、簡易な構成で、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際の燃焼室のシール性の破壊を防止するガス発生器に関する。

プリテンショナーモジュールへ取り付ける際のホルダとカップとの間でのすべり（ずれ）を防止できるものとして、例えば、下記特許文献１のものが開示されている。この特許文献１には、車両衝突時にウェビングのたるみを除去するプリテンショナー用ガス発生器が、推進薬を収納する推進薬収納ケースと、該推進薬収納ケースを封止するハウジング部で構成されており、前記ハウジング部の外周面には、係合突起が突設され、前記ガス発生器を格納・保持する取付け孔の開口端内周面には、前記係合突起が係合する係合凹部が凹設され、該係合凹部は、前記係合突起に対応した断面形状を有しており、前記取付け孔に対して前記ガス発生器の挿入を可能とすると共に、該ガス発生器の挿入方向の軸回りの回転を規制するものである。したがって、ハウジング部（ホルダ）と推進薬収納ケース（カップ）との間ですべりが発生することはない。

特開平１１−２６３１９５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、ガス発生器の挿入方向の軸回りの回転を規制するために、ハウジング部の外周面には、係合突起が突設され、ガス発生器を格納・保持する取付け孔の開口端内周面には、前記係合突起が係合する係合凹部が凹設されているので、複雑な形状を有する部品が必要になるとともにプリテンショナーモジュールへの組み付けが複雑化し、製造工程数が増加してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、部品点数の少ない簡易な構成で、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダとカップとのすべり（ずれ）を防止して、燃焼室のシール性の破壊を防止す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

（１）本発明のガス発生器は、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤を装填するカップであって、筒部、前記筒部の一端の開口部を封鎖する底部、及び、前記筒部の他端の開口部において前記筒の外側に向けて延出したフランジ部を有するカップと、通電により発火する点火機構を有する点火器と、前記フランジ部を嵌合するための嵌合溝及び前記フランジ部をかしめ固定するかしめ鍔を有し、前記カップの前記他端の開口部を封鎖することで前記ガス発生剤を前記カップ内に封止するとともに、前記カップ内で前記点火器を固定するホルダと、前記カップと、前記点火器と、前記ホルダとに囲まれて形成されている燃焼室とを備えるガス発生器であって、前記かしめ鍔は、前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面に沿って延在し、その延在方向の先端部が前記筒部の外壁に食い込んでいる。

上記構成によれば、かしめ鍔の食い込みによる、カップとホルダとの接合強度向上と共に、従来よりもカップとホルダとの接触面積（密着性）を増加させることができるので、ホルダとカップとの間のすべりに必要なトルク値が高くなる。その結果として、部品点数の少ない簡易な構成で、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダとカップとのすべり（ずれ）を防止して、燃焼室のシール性の破壊を防止するガス発生器を提供できる。

（２）上記（１）のガス発生器においては、前記フランジ部における前記筒部の内壁面と連続している側の面の形状と、前記嵌合溝の底面の形状とが合致していることが好ましい。

（３）別の観点として、上記（１）のガス発生器においては、前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面の形状と、前記かしめ鍔の前記フランジ部に接する側の面の形状とが合致していることが好ましい。

（４）上記（１）〜（３）のガス発生器においては、前記筒部の前記他端の形状が、前記嵌合溝の底面又は／及び前記ホルダ外側方向の壁面と合致していることが好ましい。

（５）上記（１）〜（４）のガス発生器においては、前記筒部の前記他端の開口部から前記フランジ部に至るまでの部位の形状と、前記嵌合溝における前記ホルダ中心側の角部の形状とが合致していることが好ましい。

上記（２）〜（５）の構成によれば、従来よりもフランジ部の表面と嵌合溝を形成する面との接触面積（密着性）を増加させることができるので、フランジ部の表面と嵌合溝を形成する面との摩擦保持力が従来に比べ向上し、ホルダとカップとの間のすべりに必要なトルク値が高くなる。その結果として、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダとカップとのすべりをより防止できる。

（６）上記（１）〜（５）のガス発生器においては、前記カップと前記かしめ鍔とが接している箇所に接着剤を塗布し、前記カップを前記ホルダにかしめ固定していることが好ましい。

（７）上記（２）又は（３）のガス発生器においては、前記フランジ部における前記筒部の内壁面と連続している側の面、前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面、及び前記筒部の前記他端の端面のうち、少なくともいずれか１つの面に接着剤を塗布し、前記カップを前記ホルダにかしめ固定していることが好ましい。

上記（６）又は（７）の構成によれば、接着剤による接着力によりさらに従来よりもカップと嵌合溝を形成する面との密着性を増加させることができるので、フランジ部の表面と嵌合溝を形成する面との摩擦保持力が従来に比べさらに向上し、ホルダとカップとの間のすべりに必要なトルク値が高くなる。その結果として、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダとカップとのすべりをさらに防止できる。

（８）また、上記（２）又は（３）のガス発生器においては、前記フランジ部における前記筒部の内壁面と連続している側の面、前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面、及び、前記筒部の前記他端の端面のうち、少なくともいずれか１つが、前記ホルダに接触する部分において溶接固定されていることが好ましい。

（９）別の観点として、上記（２）又は（３）のガス発生器においては、前記フランジ部における前記筒部の前記他端の開口部と反対側の角部と、前記ホルダのかしめ鍔の内部側との接触部とが、線状に溶接固定されていてもよい。

（１０）また、別の観点として、上記（２）又は（３）のガス発生器においては、外部から視認できる前記かしめ鍔と前記筒部の外壁面との境界部分が溶接固定されていてもよい。

上記（８）〜（１０）の構成によれば、フランジ部の表面と嵌合溝との溶接によりさらに従来よりもフランジ部の表面と嵌合溝を形成する面との密着性を増加させることができるので、フランジ部の表面と嵌合溝を形成する面との摩擦保持力が従来に比べさらに向上し、ホルダとカップとの間のすべりに必要なトルク値が高くなり、カップ及びホルダの形状を維持できる。その結果として、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダとカップとのすべりをさらに防止できる。

（１１）上記（１）〜（１０）のガス発生器においては、前記ホルダの引張り強度が２６５Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。

（１２）上記（１）〜（１１）のガス発生器においては、前記カップの引張り強度が５４Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。

上記（１１）又は（１２）の構成によれば、ホルダとカップとの間の摩擦保持力がさらに向上し、ホルダとカップとの間のすべりに必要なトルク値が高くなり、カップ及びホルダの形状を維持できる。その結果として、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダとカップとのすべりをさらに防止できる。

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に示すように、本実施形態のガス発生器は、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤２が充填された第２カップ３と、この第２カップ３の内側に配設され、着火薬（図示せず）を収納する第１カップ１１を有する点火器４と、点火器４及び第２カップ３を保持するホルダ５とを備えている。そして、第１カップ１１、第２カップ３、及びホルダ５で囲まれる空間が燃焼室６となっている。また、点火器４は、第１カップ１１に装着されて第１カップ１１内の着火薬（図示せず）を封じる塞栓１３と、この塞栓１３を貫通してホルダ５側へ延びる２本の電極ピン１４，１５とを有している。

第１カップ１１は有底筒状の形状を有し、その底面には、第１カップ１１内の着火薬１０が着火されたときに生じた熱流を第２カップ３内のガス発生剤２へ噴出する為の導火部（図示せず）が形成されている。この導火部は、通常、スコアと呼ばれる切り欠き（図示せず）を有している。

上記第１カップ１１の全体が、有底筒状の点火器ケース１２（スクイブケ−スともいう）により覆われている（図１参照）。点火器ケース１２の底部には、第２カップ３内のガス発生剤２へ熱流を噴出する為の導火孔１２ａが形成されている。また、点火器ケース１２の開口側の端部には、ホルダ５に取り付ける為のフランジ部１２ｂがテーパ状に形成されている。このスクイブケース１２は、例えば鉄、ステンレス、あるいは、アルミニウム等の金属材料や、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、フッ素樹脂等の合成樹脂などで形成することができる。このように、着火薬を収納した第１カップ１１が点火器ケース１２に覆われているため、第１カップ１１の拘束力が高まり、着火薬が発火したときに第１カップ１１内の圧力が高まる前に第１カップ１１が破断してしまうのを防止でき、着火薬を高圧力下で燃焼させることができる。その結果、着火薬の燃焼速度が速くなり、ガス発生剤２の着火遅れが小さくなる。尚、第１カップ１１の導火部及び点火器ケース１２の導火孔１２ａを底面に形成する必要は必ずしもなく、これら第１カップ１１及び点火器ケース１２の筒状の側面に１又は複数の導火部，導火孔１２ａを形成してもよい。

第２カップ３は、大径の円筒部３ａと、この円筒部３ａに連なり且つ互いに平行な２つの平面状の側面を有する有底筒部３ｂとを含んでいる。有底筒部３ｂの底面には、複数本の切欠き部３ｃが中心から放射状に形成されている。そして、第２カップ３内のガス発生剤２が燃焼して高温且つ高圧のガスが発生したときには、そのガスの圧力により切欠き部３ｃが破断して、図示しないシートベルトプリテンショナーへガスが直接放出される。第２カップ３の開口側の端部には、後述するホルダ５に取り付ける為のフランジ部３ｄが形成されている。第２カップ３を形成する材料としては、例えばステンレス、鉄、アルミニウム等の金属材料が挙げられる。

点火器４は、着火薬（図示せず）と、この着火薬を収納する第１カップ１１と、第１カップ１１に部分的に内嵌されて第１カップ１１内の着火薬を封じる塞栓１３と、この塞栓１３を貫通してホルダ５側へ延びる２本の電極ピン１４，１５などを有する。２本の電極ピン１４，１５の第１カップ１１側の先端部は電橋線（図示せず）により電気的に接続されており、電橋線１６は着火薬に接する点火玉（図示せず）で覆われている。即ち、この点火器４は、電極ピン１４，１５に通電されたときに、電橋線が発熱することにより点火玉が発火し、続いて、点火玉に接する着火薬が発火して燃焼するように構成されている。

ホルダ５には、軸中心に対して対称的に２つの挿通孔１６、１７が形成され、これら２つの挿通孔１６，１７には、２本の電極ピン１４，１５がそれぞれ挿通されている。また、ホルダ５の内側部分には、塞栓１３を収容する凹状部を形成すると共に、この凹状部に塞栓１３が部分的に収容された状態で、点火器ケース１２及び塞栓１３をかしめるための環状突起５ｂが形成されている。この環状突起５ｂを点火器ケース１２のテーパ状のフランジ部１２ｂに当接して、点火器ケース１２及び塞栓１３をホルダ５にかしめることによって固定している。

また、ホルダ５の外周部には突起５ａ（かしめ鍔）が形成されており、この突起５ａが第２カップ３のフランジ部３ｄに係合して第２カップ３がホルダ５にかしめられている。具体的には、図１の点線で囲った部分を拡大した図２に示すようなかしめ固定を行っている。以下に、図２について説明する。

ホルダ５の突起５ａにおいては、フランジ部３ｄの幅に比べて、突起量が十分な長さを有し、突起５ａをかしめたときに、その内側角部が、第２カップ３の円筒部３ａ外壁に食い込むようにかしめられている。また、ホルダ５は、第２カップ３の円筒部３ａの内壁、第２カップ３の円筒部３ａからフランジ部３ｄにかけての部位３ｅの形状、フランジ部３ｄの外部面（部位３ｄ_１、３ｄ_２など）の形状と合致するように形成されている。すなわち、ホルダ５と第２カップ３との接触面積が大きくなるようにかしめ固定されている。これにより、ホルダ５と第２カップ３との間に所定のトルク値（例えば、プリテンショナーモジュールへの取り付けの際にかかるトルク値）がかかっても、ずれることがないようにでき、燃焼室６について高いシール性が確保される。なお、このとき、ホルダ５と第２カップ３との接触箇所のいずれかに接着剤を塗布してかしめ固定してもよいし、フランジ部３ｄのカップ３内壁面と連続している側の面、フランジ部３ｄのカップ３外壁面と連続している側の面、及び、カップ３の端部面のうち、少なくともいずれか１つが、ホルダ５に接触する部分において溶接固定されていてもよい。また、フランジ部３ｄにおけるカップ３の開口部と反対側の角部１８と、突起５ａの内部側の接触部とが、線状（周状）に溶接固定されていてもよいし、外部から視認できる突起５ａとカップ３外壁面との境界部１９を線状（周状）に溶接固定することとしてもよい（図３参照）。なお、角部１８と、突起５ａの内部側の接触部との溶接は、突起５ａ外部側から貫通溶接することとしてもよいし、突起５ａをかしめる前に直接溶接することとしてもよい。

なお、図２の他の変形例として図４に挙げられるものもある。具体的には、ホルダ５の突起５ａの代りに、内側角部が曲面部を有するように形成した突起２２を用いる。また、円筒部３ａ、フランジ部３ｄ、部位３ｅを有する第２カップ３の代りに、円筒部２１ａ、フランジ部２１ｄ（かしめる前の形状はフランジ部３ｄと同様）、部位２１ｅを有する第２カップ（図示せず）を用いる。そして、図３に示したように、この突起２２の内側角部を円筒部２１ａ外壁に食い込むように突起２２を平面部２１ｃに押し付け、且つ、フランジ部２１ｄの端部がやや押し潰されるように、突起２２を円筒部２１ａにかしめることで、さらに接触面積を大きくできるとともに密着性を向上させることができる。また、内側角部が曲面部を有するように形成した突起２２を用いているので、かしめ時の金属バリの発生を抑制できる。なお、このときも、図２の態様と同様、ホルダと第２カップとの接触箇所のいずれかに接着剤を塗布してかしめ固定してもよいし、フランジ部２１ｄの第２カップ内壁面と連続している側の面、フランジ部２１ｄの第２カップ外壁面と連続している側の面、及び、第２カップの端部面のうち、少なくともいずれか１つが、ホルダに接触する部分において溶接固定されていてもよい。また、フランジ部２１ｄの先端部付近と、ホルダにおける突起２２の内部側の接触部とが、線状（周状）に溶接固定されていてもよいし、外部から視認できる突起２２と第２カップ外壁面との境界部を線状（周状）に溶接固定することとしてもよい。なお、フランジ部２１ｄの先端部付近と、ホルダにおける突起２２の内部側の接触部との溶接は、突起２２外部側から貫通溶接することとしてもよいし、突起２２をかしめる前に直接溶接することとしてもよい。

ホルダ５には引張り強度が２６５Ｎ／ｍｍ^２以上となる非鉄金属や鉄鋼等の材料、カップ３には引張り強度が５４Ｎ／ｍｍ^２以上となる非鉄金属や鉄鋼等の材料をそれぞれ用いることとしてもよい。これにより、フランジ部３ｄ表面と接触するホルダ５表面との摩擦保持力が従来に比べさらに向上し、ホルダ５とカップ３との間のすべりに必要なトルク値が高くなり、カップ３及びホルダ５の形状を維持できる。その結果として、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダ５とカップ３とのすべりをさらに防止できる。

２本の電極ピン１４，１５は、塞栓１３を貫通して、それらの一端側部分が第１カップ１１内に突出し、他端側部分はホルダ５側へ延びて、さらにホルダ５を貫通している。第１カップ１１内に突出した電極ピン１４，１５の端部は電橋線（図示せず）により電気的に接続されている。これら２本の電極ピン１４，１５は、例えばアルミニウム、銅、鉄等の導電性の金属材料で形成されている。

塞栓１３の材質は、通常、熱硬化性樹脂でできている。熱硬化性樹脂の中では、硬化性や耐湿性の観点から、エポキシ樹脂組成物が好ましい。この熱硬化性樹脂組成物は、好ましくは、エポキシ樹脂と、硬化剤を必須成分としている。

次に、以上説明したガス発生器１の作用及び効果について説明する。図示しない衝突センサが自動車の衝突を感知すると、２本の電極ピン１４，１５に通電される。すると、電極ピン１４，１５に接続された第１カップ１１内の電橋線が発熱し、電橋線を覆っている点火玉が発火する。この点火玉の発火により第１カップ１１内の着火薬が発火して燃焼する。そして、着火薬の燃焼に伴って点火器４の第１カップ１１の内部が、高温且つ高圧の状態になっていく。ここで、第１カップ１１は、図１に示すように点火器ケース１２によって覆われて補強されているため、着火薬が十分に燃焼する前に点火器４が膨張して破断することが防止される。

第１カップ１１内の着火薬の燃焼が進んで第１カップ１１内が高温且つ高圧となると、第１カップ１１から導火孔１２ａを通じて一気に第２カップ３内のガス発生剤２に高温且つ高圧の火炎が噴出されて、ガス発生剤２が点火される。尚、点火器ケース１２はホルダ５にかしめ固定されているため、ガス発生剤２側に吹き飛ばされることはない。

続いて、ガス発生剤２が燃焼室６内で燃焼して第２カップ３内で瞬間的に発生したガスにより、第２カップ３の圧力が急激に上昇し、第２カップ３に形成された切欠き部３ｃが破断して、高温且つ高圧のガスが図示しないシートベルトプリテンショナーへ直接導入され、シートベルトプリテンショナーが動作する。

本実施形態によれば、従来よりもカップ３とホルダ５との接触面積（密着性）を増加させることができるので、ホルダ３とカップ５との間のすべりに必要なトルク値が高くなる。すなわち、例えば、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際にかかるトルク値より高い値となる。その結果として、部品点数の少ない簡易な構成で、プリテンショナーモジュール等へ取り付ける際のホルダ３とカップ５とのすべり（ずれ）を防止して、燃焼室６のシール性の破壊を防止するガス発生器１を提供できる。

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。

また、ホルダ５及び第２カップ３の接触面同士は平らな面に限られず、形状が合致していればよい。例えば、波形状面又は凹凸面などでも、ホルダ５及び第２カップ３が互いに密着するものであればよい。また、ホルダ５及び第２カップ３の接触面同士の面粗度が同様のものを用いることとしてもよい。

また、上記実施形態のガス発生器においては、いわゆるプラスチックスクイブと呼称される点火器を用いたものについて示したが、これに限られず、いわゆるガラススクイブと呼称される点火器を用いてもよい。

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点線で囲った部位の拡大図である。図１のガス発生器の一変形例を示す拡大図である。図１のガス発生器における他の変形例を示す拡大図である。

符号の説明

１ガス発生器
２ガス発生剤
３第２カップ（カップ）
３ａ、２１ａ円筒部（筒部）
３ｂ有底筒部（筒部、底部）
３ｃ切欠き部
３ｄ、２１ｄフランジ部
４点火器
５ホルダ
５ａ、２２突起（かしめ鍔）
５ｂ環状突起
６燃焼室
１１第１カップ
１２点火器ケース
１２ａ導火孔
１２ｂフランジ部
１３塞栓
１４、１５電極ピン
１６、１７挿通孔
１８角部
１９境界部

Claims

燃焼によりガスを発生させるガス発生剤を装填するカップであって、筒部、前記筒部の一端の開口部を封鎖する底部、及び、前記筒部の他端の開口部において前記筒の外側に向けて延出したフランジ部を有するカップと、
通電により発火する点火機構を有する点火器と、
前記フランジ部を嵌合するための嵌合溝及び前記フランジ部をかしめ固定するかしめ鍔を有し、前記カップの前記他端の開口部を封鎖することで前記ガス発生剤を前記カップ内に封止するとともに、前記カップ内で前記点火器を固定するホルダと、
前記カップと、前記点火器と、前記ホルダとに囲まれて形成されている燃焼室とを備えたガス発生器であって、
前記かしめ鍔は、前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面に沿って延在し、その延在方向の先端部が前記筒部の外壁に食い込んでいることを特徴とするガス発生器。
前記フランジ部における前記筒部の内壁面と連続している側の面の形状と、前記嵌合溝の底面の形状とが合致していることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器。
前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面の形状と、前記かしめ鍔の前記フランジ部に接する側の面の形状とが合致していることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器。
前記筒部の前記他端の形状が、前記嵌合溝の底面又は前記ホルダ外側方向の壁面と合致していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス発生器。
前記筒部の前記他端の開口部から前記フランジ部に至るまでの部位の形状と、前記嵌合溝における前記ホルダ中心側の角部の形状とが合致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。
前記カップと前記かしめ鍔とが接している箇所に接着剤を塗布し、前記カップを前記ホルダにかしめ固定していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス発生器。
前記フランジ部における前記筒部の内壁面と連続している側の面、前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面、及び前記筒部の前記他端の端面のうち、少なくともいずれか１つの面に接着剤を塗布し、前記カップを前記ホルダにかしめ固定していることを特徴とする請求項２又は３に記載のガス発生器。
前記フランジ部における前記筒部の内壁面と連続している側の面、前記フランジ部における前記筒部の外壁面と連続している側の面、及び、前記筒部の前記他端の端面のうち、少なくともいずれか１つが、前記ホルダに接触する部分において溶接固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のガス発生器。
前記フランジ部における前記筒部の前記他端の開口部と反対側の角部と、前記ホルダのかしめ鍔の内部側との接触部とが、線状に溶接固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のガス発生器。
外部から視認できる前記かしめ鍔と前記筒部の外壁面との境界部分が溶接固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のガス発生器。
前記ホルダの引張り強度が２６５Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のガス発生器。
前記カップの引張り強度が５４Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガス発生器。