JP4953998B2 - 人員拘束装置用ガス発生器 - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ装置等の車両の人員拘束装置用ガス発生器に関する。

筒状フィルタの内部に燃焼室を形成するガス発生器では、ハウジングの所定の位置にフィルタを取り付けるとき、その後の組み立て中にフィルタががたついたり、移動したりすることがないように、ある程度の拘束力を持って取り付ける必要がある。

特許文献１では、ハウジング１が、周壁部２２と側面部２１とからなる筒状部材２と、その開口部を閉塞するカップ状部材３から形成され、内部には筒状のフィルタ５１が配置されている。ハウジングの一端部（点火器４側）は、周壁面２２が傾斜面２４によって外径が縮径されており、その縮径部の内周面とフィルタ５１一端部の外周面が当接されることで位置決めされている。

特許文献２は、孔７を有するシリンダ５の両端が閉塞されて、内部にフィルタ１と点火器３とガス発生剤２が収容されている。図２には、下側にボルトの付いたリテーナ状の部材が取り付けられ、軸方向の両端部が縮径され、シリンダ５の外周面も当接した状態で配置されていることが示されている。

特許文献３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内に、フィルタ５、ガス発生剤８、点火器６等が配置されており、クロージャシェル２の周壁部５５と円形部５４との境界部分である曲折部５６が、フィルタ５の下端週縁と当接している。
米国特許第６，１０６，００９号 米国特許第３，９０４，２２１号 特開２００１−２３９９１３号公報

従来のガス発生器では、組立工程時、フィルタの位置決めはできるものの、その後の組み立て中にフィルタががたついたり、移動したりすることがないように、ある程度の拘束力を持って取り付けるという観点からは十分ではなかった。

本発明は、組立が容易な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の発明は、課題の解決手段として、
ガス排出口を有するディフューザシェルとクロージャシェルが接合一体化されたハウジング内に、少なくともガス発生剤、点火器及び筒状フィルタが収容されている人員拘束装置用ガス発生器であり、
前記ハウジングが、天板、周壁面及び底板を有するものであり、
前記天板と前記周壁面の境界にある上側の環状角部及び前記底板と前記周壁面の境界にある下側の環状角部の少なくとも一方において、内側に凹んだ複数の突起部が間隔をおいて形成されており、
前記筒状フィルタの一部が前記複数の突起部により支持固定されており、前記筒状フィルタの外周面と前記ガス排出口との間に間隙が形成されている、人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

エアバッグ装置等の人員拘束装置用のガス発生器がガス発生剤を使用している場合、燃焼ガスの濾過や冷却のための筒状フィルタが使用されている。このような筒状フィルタをハウジング内に取り付けるとき、燃焼ガスが筒状フィルタの全面を通ってガス排出口から排出されるようにするため、筒状フィルタの外周面とガス排出口との間に間隙が形成されるように取り付ける。

ハウジングは、前記ハウジングが、天板、周壁面及び底板を有するものであり、例えば、ガス排出口を有しているディフューザシェルとクロージャシェルをそれぞれのフランジ部で接合一体化して形成されているものが知られている。その他、周壁にガス排出口を有するカップ状の容器（又は蓋のない箱状容器）の開口部が蓋板又は底板で閉塞されたものも知られており、この形態の場合は、カップ状の容器や箱状の容器がディフューザシェルに相当し、蓋板又は底板がクロージャシェルに相当することになる。

このような構造のハウジングに筒状フィルタを取り付けるときには、例えば、まずディフューザシェルの所定位置（即ち、筒状フィルタの外周面とガス排出口との間に間隙が形成されるような位置）に筒状フィルタを取り付け、次にクロージャシェルを重ね合わせ、ディフューザシェルとクロージャシェルをフランジ部で溶接して一体化する。このとき、筒状フィルタは、ディフューザシェルとクロージャシェルで両側から押圧固定される。

本発明では、ハウジング内に形成された複数の突起部の作用により、ディフューザシェル又はクロージャシェルに筒状フィルタを取り付けるときの位置決めが容易になり、かつ後の組立工程において筒状フィルタががたついたり、移動したりしないように拘束できる。

筒状フィルタは周知のものであり、例えば、特開平１０−１１９７０５号公報に記載された方法で製造されたもの、１本の金属線を何層にも巻いて形成したもの、特許文献１のフィルタ５１、特許文献３のクーラント５を用いることができる。

突起部は、ハウジングの外側から見た状態では、ハウジング軸方向の周壁面の上側又は下側の環状角部を凹ませたもので、ハウジングの内側に突き出されたものである。突起部は、複数が適当な間隔をおいて分離形成されたものである。

突起部の凹みの深さ（突き出しの高さ）は、筒状フィルタの外径との関連において決定されるものであり、複数の突起部先端に接する円の直径が、筒状フィルタの外径よりも僅かに短くなるように設定されている。

このような設定にすることにより、ディフューザシェルに筒状フィルタを取り付けたとき、環状に配置された複数の突起部内に筒状フィルタが圧入されることになり、複数の突起部と接触する筒状フィルタの外周面は浅く凹んだ状態になる。このため、筒状フィルタの位置決めが容易にできると共に、その後のクロージャシェルの重ね合わせ工程にて筒状フィルタが動かない程度に拘束される。

複数の突起部が上側の環状角部に形成されたものである場合、前記複数の突起部とハウジング周壁（ディフューザシェルの周面）に形成された複数のガス排出口は、軸方向の位置が異なっていることが好ましく、周方向に隣接する２つのガス排出口の間に突起部が形成されていてもよく、周方向に隣接する２つのガス排出口の中間位置に突起部が形成されていてもよい。このように突起部とガス排出口の形成位置を調整することにより、ガス排出口と筒状フィルタの外周面との間の間隙を十分に確保することができる。

請求項２の発明は、課題の他の解決手段として、前記複数の突起部が、前記周壁面の前記天板に近い部分及び前記周壁面の前記底板に近い部分の少なくとも一方に形成されている、請求項１記載の人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

突起部の形成位置が請求項１の発明と異なるほかは同一であり、同一の作用効果が得られる。

請求項３の発明は、課題の他の解決手段として、前記突起部が等間隔で２〜１０個形成されている、請求項１又は２記載の人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

突起部の数は、２〜１０個が好ましいが、２〜８個がより好ましく、２〜６個が更に好ましく、３個又は４個が特に好ましい。

本発明の人員拘束装置用ガス発生器は、ハウジングが複数の突起部を有していることから、組立時において筒状ハウジングの位置決めと拘束が容易であり、後の組立工程の作業が容易になるため、全体の組立作業が容易になる。

また、本発明の人員拘束装置用ガス発生器では、特許文献１、２のようにフィルタ端部全周がハウジングと当接しているものではなく、突起部の作用により、フィルタ外周面と接触するハウジングの面積が必要最小限に抑えられているため、特許文献１、２の構造と比べると濾過及び冷却効果が向上されている。

（１）図１、図２のガス発生器とその組立方法
図１は、本発明のガス発生器の軸方向の断面図であり、図２は図１のガス発生器の斜視図である。図３は、複数の突起部の接触円と筒状フィルタの外径との寸法関係を説明するための概略図である。なお、図１、図２で示されるガス発生器は、突起部とそれを利用した筒状フィルタの取り付け方法を除いては公知のものと同じであり、特開２００１−２２５７１１号公報の図１や、特開２００１−９７１７５号公報の図１に示すようなデュアルタイプのガス発生器にも使用することができる。

＜ガス発生器＞
ガス発生器１は、周壁部２と円形の天板３とからなるディフューザシェル４と、同じく周壁部５と円形の底板６からなるクロージャシェル７が、フランジ２１、２２において溶接一体化されたハウジング８を有している。

ディフューザシェル４は、周壁部２の周方向に均等間隔で形成された複数のガス排出口１１を有しており、それらは内側からシールテープ１２で閉塞されている。ディフューザシェル４の天板３の周縁部分には、環状の上傾斜面１９が形成されている。上傾斜面１９は天板３の外周縁に向かって低くなるように傾斜している。クロージャシェル７にも、底板部６の周縁部分に環状の下傾斜面２０が形成されている。

ハウジング８内には、内筒１３が配置され、その内部に電気式点火器９と伝火薬１０が配置されている。内筒１３は、ハウジング８と同心になるように取り付けられ、その周壁面にノズル１４が形成されている。ノズル１４は、外側からシール部材１８で閉塞されている。

ハウジング８内には、筒状フィルタ１５が配置され、内筒１３の外側と筒状フィルタ１５の内側に、環状の燃焼室１６が形成されている。内筒１３の内部と燃焼室１６は、シール部材１８が破壊されたときに連通可能となる。燃焼室１６には、燃焼によってガスを発生させるガス発生剤１７が充填されている。

筒状フィルタ１５は、上端面１５ａが上傾斜面１９に当接され、下端面１５ｂが下傾斜面２０に当接されている。筒状フィルタ１５は、ガス発生剤１７の燃焼によって発生した燃焼ガスを冷却する機能と燃焼ガス中の残渣を捕集する機能の一方又は両方を有している。

複数の突起部２３は、ディフューザシェル４の周壁部２と上傾斜面１９との境界部において、円周方向に等間隔をおいて４個が形成されている。突起部２３は、ディフューザシェル４の前記境界部が内側に凹んだもので、ハウジング８内部に突き出されたものである。突起部２３は、筒状フィルタ１５を圧入し易くするため、少なくとも先端部が曲面乃至球面であることが望ましい。突起部２３は、例えば、ディフューザシェル４をプレス成形するときに同時にプレス成形して形成することができるが、この方法に限定されるものではない。

複数の突起部２３の突き出し高さ（凹みの深さ）は、図３に示すように、複数の突起部２３の先端部を通る接触円（破線で示している）の直径Ｄ_１が筒状フィルタ１５の外径よりも僅かに小さくなるように設定されている。

なお、図１及び図２においては、突起部２３はディフューザシェル４側のみに形成されているが、クロージャシェル７側にも形成することができる。また、フィルタ１５の上端面１５ａからのガスのショートパスを防止するため、特開平１０−９５３０３の図１に示すプレート部材３２に相当する部材を配置してもよい。

＜ガス発生器の組立方法＞
内筒１３を接合したディフューザシェル４を、天板３を底にして置く。そして、フィルタ１５を４個の突起部２３の内側に圧入する。このとき、図３に示すとおり、４個の突起部２３の内接円の直径Ｄ_１よりも、筒状フィルタ１５の外径が僅かに大きいため、圧入後の筒状フィルタ１５は、突起部２３と接する部分が内側に浅く凹んだ状態になって拘束されている。このようにして筒状フィルタ１５を取り付けることにより、位置決めができる（即ち、筒状フィルタ１５の外周面とハウジング８の周壁部２、５との間に間隙２４が形成される）と共に、後の組立工程時に筒状フィルタ１５が動かない程度に保持される。

次に、筒状フィルタ１５の内側（燃焼室１６になる）に所要量のガス発生剤１７を充填した後、その上にプレート部材２５を取り付ける。その後、クロージャシェル７のフランジ２２をディフューザシェル４のフランジ２１に重ねて、フランジ２１、２２を溶接し、更にクロージャシェル７と内筒１３との接合部も溶接する。

フランジ２１、２２を溶接するとき、上傾斜面１９と下傾斜面２０によって筒状フィルタ１５が軸方向に圧縮された状態で、ハウジング８内に取り付けられる。このため、上端面１５ａおよび下端面１５ｂは、それぞれ上傾斜面１９及び下傾斜面２０と一致する形状に変形されている。

最後に、内筒１３内に伝火薬１０及び点火器９を挿入し、内筒１３の下端先端部１３ａをかしめる。

ガス発生器１は、作動信号を受領して作動した点火器９により、伝火薬１０が着火されて燃焼し、その火炎は内筒部材１３のシール部材１４を破り伝火孔１４を通って、燃焼室１６内に放出される。この伝火薬１０からの火炎は、ガス発生剤１７を着火・燃焼させる。燃焼により発生した燃焼ガスは、フィルタ１５を通過して、シールテープ１２を破り、ガス排出口１１から外部へ排出される。その際、上記のように形成された突起部２３は、４個が分離配置されているだけであるため、燃焼ガスがフィルタ１５を通過することを阻害することなく、フィルタ１５の濾過機能や冷却機能が阻害されることはない。

（２）図４、図５のガス発生器
図４は、本発明の別実施形態であるガス発生器の軸方向の断面図であり、図５は図４のガス発生器の斜視図である。図３は、複数の突起部の接触円と筒状フィルタの外径との寸法関係を説明するための概略図である。なお、図４、図５で示されるガス発生器は、突起部とそれを利用した筒状フィルタの取り付け方法を除いては公知のものと同じであり、特開２００１−２２５７１１号公報の図１や、特開２００１−９７１７５号公報の図１に示すようなデュアルタイプのガス発生器にも使用することができる。

＜ガス発生器＞
ガス発生器１００は、周壁部１０２と円形の天板１０３とからなるディフューザシェル１０４と、同じく周壁部１０５と円形の底板１０６からなるクロージャシェル１０７が、フランジ１２１、１２２において溶接一体化されたハウジング１０８を有している。

ディフューザシェル１０４は、周壁部１０２の周方向に均等間隔で形成された複数のガス排出口１１１を有しており、それらは内側からシールテープ１１２で閉塞されている。ディフューザシェル１０４の天板１０３の周縁部分には、環状の上傾斜面１１９が形成されている。上傾斜面１１９は天板１０３の外周縁に向かって低くなるように傾斜している。クロージャシェル１０７にも、底板部１０６の周縁部分に環状の下傾斜面１２０が形成されている。

ハウジング１０８内には、筒状フィルタ１１５が配置され、筒状フィルタ１１５の内側に燃焼室１１６が形成されている。燃焼室１１６には、燃焼によってガスを発生させるガス発生剤１１７が充填されている。

筒状フィルタ１１５は、上端面１１５ａが上傾斜面１１９に当接され、下端面１１５ｂが下傾斜面１２０に当接されている。筒状フィルタ１１５は、ガス発生剤１１７の燃焼によって発生した燃焼ガスを冷却する機能と燃焼ガス中の残渣を捕集する機能の一方又は両方を有している。

クロージャシェル１０７の底板１０６の中央部に形成された中央孔１７４には、点火器１０９が取り付けられている。なお、気密性の確保のために、点火器１０９と中央孔１７４を形成する底板１０６との間にシーリング材を充填してもよい。

複数の突起部１２３は、クロージャシェル１０７の周壁部１０５と下傾斜面１２０との境界部において、円周方向に等間隔をおいて４個が形成されている。突起部１２３は、クロージャシェル１０７の前記境界部が内側に凹んだもので、ハウジング１０８内部に突き出されたものである。突起部１２３は、筒状フィルタ１１５を圧入し易くするため、少なくとも先端部が曲面乃至球面であることが望ましい。突起部１２３は、例えば、クロージャシェル１０７をプレス成形するときに同時にプレス成形して形成することができる。

複数の突起部１２３の突き出し高さ（凹みの深さ）は、図３に示すように、複数の突起部１２３の先端部を通る接触円（破線で示している）の直径Ｄ_１が筒状フィルタ１１５の外径よりも僅かに小さくなるように設定されている。

１６０はフィルタ１１５の上側開口部を塞ぐ、浅いカップ状部材で、フィルタ１１５の上端面１１５ａにおけるガスのショートパスを防止する機能も有している。なお、図４及び図５においては、突起部１２３はクロージャシェル１０７側のみに形成されているが、ディフューザシェル１０４側にも形成することができる。

＜ガス発生器の組立方法＞
クロージャシェル１０７の底板１０６を底にしてクロージャシェル１０７を置き、その中央孔１７４に点火器１０９を取り付ける。そして、フィルタ１１５を４個の突起部１２３の内側に圧入する。このとき、図３に示すとおり、４個の突起部１２３の内接円の直径Ｄ_１よりも、筒状フィルタ１１５の外径が僅かに大きいため、圧入後の筒状フィルタ１１５は、突起部１２３と接する部分が内側に浅く凹んだ状態になって拘束されている。このようにして筒状フィルタ１１５を取り付けることにより、位置決めができる（即ち、筒状フィルタ１１５の外周面とハウジング１０８の周壁部１０２、１０５との間に間隙１２４が形成される）と共に、後の組立工程時に筒状フィルタ１１５が動かない程度に保持される。

次に、筒状フィルタ１１５の内側（燃焼室１１６になる）に所要量のガス発生剤１１７を充填した後、その上にカップ状部材１６０を置く。その後、ディフューザシェル１０４のフランジ１２１をクロージャシェル１０７のフランジ１２２に重ねて、フランジ１２１、１２２を溶接する。

フランジ１２１、１２２を溶接するとき、上傾斜面１１９と下傾斜面１２０によって筒状フィルタ１１５が軸方向に圧縮された状態で、ハウジング１０８内に取り付けられる。このため、上端面１１５ａおよび下端面１１５ｂは、それぞれ上傾斜面１１９及び下傾斜面１２０と一致する形状に変形されている。

ガス発生器１００は、作動信号を受領して作動した点火器１０９により、燃焼室１１６内のガス発生剤１１７が着火されて燃焼する。これにより高温・高圧のガスが生成され、この燃焼ガスはフィルタ１１５を通過して間隙１２４に入り、シールテープ１１２を破ってガス排出口１１１からハウジング１０８外部へ排出される。その際、上記のように形成された突起部１２３は、４個が分離配置されているだけであるため、燃焼ガスがフィルタ１１５を通過することを阻害することなく、フィルタ１１５の濾過機能や冷却機能が阻害されることはない。

本発明の人員拘束装置用ガス発生器の軸方向断面図。 図１のガス発生器の斜視図。 図１、図４のガス発生器の内部構造を説明するための概略図。 本発明の他実施形態である人員拘束装置用ガス発生器の軸方向断面図。 図４のガス発生器の斜視図。

符号の説明

１ ガス発生器
４ ディフューザシェル
７ クロージャシェル
８ ハウジング
１１ ガス排出口
１３ 内筒
１５ 筒状フィルタ
２３ 突起部
２４ 間隙

Claims (3)

1. ガス排出口(11)を有するディフューザシェル(21)とクロージャシェル(22)が接合一体化されたハウジング(8)内に、少なくともガス発生剤(17)、点火器(9)及び筒状フィルタ(15)が収容されている人員拘束装置用ガス発生器であり、
   前記ハウジング(8)が、天板(3)、周壁面(2)及び底板(6)を有するものであり、
   前記天板と前記周壁面の境界にある上側の環状角部及び前記底板と前記周壁面の境界にある下側の環状角部の少なくとも一方において、内側に凹んだ複数の突起部(23)が間隔をおいて形成されており、
   前記複数の突起部(23)の突き出し高さ（凹みの深さ）が、複数の突起部(23)の先端部を通る接触円の直径（Ｄ ₁ ）が筒状フィルタ(15)の外径よりも僅かに小さくなるように設定されており、
   前記筒状フィルタ(15)の一部が前記複数の突起部(23)と接する部分が内側に浅く凹んだ状態になって支持固定されており、
   前記筒状フィルタ(15)の外周面と前記ガス排出口(11)との間に間隙(24)が形成されている、人員拘束装置用ガス発生器。
2. 前記複数の突起部が、前記周壁面の前記天板に近い部分及び前記周壁面の前記底板に近い部分の少なくとも一方に形成されている、請求項１記載の人員拘束装置用ガス発生器。
3. 前記突起部が等間隔で２〜１０個形成されている、請求項１又は２記載の人員拘束装置用ガス発生器。

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