JP5021447B2 - ガス発生器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車両に搭載するエアバッグシステムや歩行者保護システムに用いられるガス発生器に関する。

エアバッグ装置や歩行者保護装置など、車両の人員拘束装置用のガス発生器は、軽量化やコストダウンの観点から、内部構造が簡単なものが要求されている。

特許文献１の図１で示すガス発生器は、ディフューザシェル１２とクロージャシェル１３とで形成されたハウジング１１内部に、ハウジング１１と同心円状にチューブ状部材３０が配置されている。チューブ状部材３０は、本体部３１、ならびに本体部３１と一体に形成された環状平面３２とを有し、チューブ状部材３０の点火器４０側は拡径されている。

特許文献１のガス発生器では、チューブ状部材３０の本体部３１内に点火器４０が収容されているため、チューブ状部材３０を取り付けた後でないと伝火薬を充填することができない。
特開２００５−１７８５９９号公報

本発明は、伝火薬カップ部材内に伝火薬が充填されたものを独立した１つの組立体として用いることができるもので、内部構造が簡単で、組立やすい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周壁部、天板及び底板からなるハウジングと、ハウジング内に収容された点火手段と、点火手段により着火燃焼されるガス発生剤と、点火手段及びガス発生剤を包囲するように配置された筒状フィルタとを備えたガス発生器であり、
前記点火手段が、着火部を有した点火器と、該点火器によって着火・燃焼し、前記ガス発生剤を着火させる伝火薬カップ部材内に収容された伝火薬とを含んでおり、
前記伝火薬カップ部材が、前記点火器からの燃焼生成物を通過させる第１孔が形成された底部、前記伝火薬の燃焼生成物を通過させる第２孔群が形成された周壁部、開口部周縁に形成されたフランジ部を有しており、
前記伝火薬カップ部材の底部が前記点火器の着火部に正対されており、前記伝火薬カップ部材のフランジ部が前記筒状フィルタの内周面に当接されている、ガス発生器を提供する。

本発明では、伝火薬カップ部材を使用し、その中に伝火薬を充填するものであるため、伝火薬カップ部材内に伝火薬を充填したものを１つの組立体とすることができる。このため、カップ部材を取り付けた後で伝火薬を充填する必要はない。このように本発明ガス発生器は、組立作業の自由度が大きくなり、組立作業が容易になる。また、伝火薬カップ部材のフランジ部が筒状フィルタの位置決めをするため、伝火薬カップ部材をハウジングに取り付けることで、筒状フィルタの位置決めができる。

第１孔と第２孔群（孔が複数）は、作動前はシールテープで閉塞されていることが好ましい。本発明では、前記孔に代えて、作動前は閉塞されているが、点火手段の作動により開裂等して開口できる（即ち、伝火薬カップ部材の内外を連通できる）脆弱部（例えば、切り込みが入った部分、他の部分よりも薄肉の部分）を形成してもよい。このような脆弱部はシールテープで閉塞された孔と同等の作用効果が得られる。

請求項２の発明は、前記伝火薬カップ部材の開口部が段部を有しており、前記段部において、ハウジング天板に接触しないように蓋部材が取り付けられている、請求項１記載のガス発生器を提供する。

伝火薬カップ部材の開口部は、１つの組立体としての取り扱い性を高めると共に、防湿性を高める目的で、蓋部材で閉塞することが好ましい。蓋部材は、金属板でもよいし、金属製のシールテープ等の薄い部材でもよい。そして、開口部に段部を形成し、そこに蓋部材を取り付けることにより、蓋部材がハウジングの内壁面に接触しないようにできるため、特に蓋部材としてシールテープ乃至はシール用のフィルムやシートを用いた場合には、シールテープ等が破損することが防止できる。

請求項３の発明は、課題の他の解決手段として、
ガス排出口を有する周壁部、天板及び底板からなるハウジングと、ハウジング内に収容された点火手段と、点火手段により着火燃焼されるガス発生剤と、点火手段及びガス発生剤を包囲するように配置された筒状フィルタとを備えたガス発生器であり、
前記点火手段が、着火部を有した点火器と、該点火器によって着火・燃焼し、前記ガス発生剤を着火させる伝火薬カップ部材内に収容された伝火薬とを含んでおり、
前記伝火薬カップ部材が、前記点火器からの燃焼生成物を通過させる第１孔が形成された底部と、前記伝火薬の燃焼生成物を通過させる第２孔群が形成された周壁部を有し、前記底部が前記点火器の着火部に正対されており、
前記伝火薬カップ部材の開口部が、円板状蓋部材の中心部で閉塞されており、前記円板状蓋部材の周縁部が前記筒状フィルタの内周面に当接されている、ガス発生器を提供する。

本発明では、伝火薬カップ部材を使用し、その中に伝火薬を充填するものであるため、伝火薬カップ部材内に伝火薬を充填し、円板状蓋部材で開口部を閉塞したものを１つの組立体とすることができる。このため、カップ部材を取り付けた後で伝火薬を充填する必要はない。このように本発明ガス発生器は、組立作業の自由度が大きくなり、組立作業が容易になる。

また、伝火薬カップ部材の開口部を閉塞する円板状蓋部材が筒状フィルタの位置決めをするため、伝火薬カップ部材と円板状蓋部材を組み合わせることで、開口部を閉塞することができ、この状態でハウジングに取り付けることで筒状フィルタの位置決めができる。

請求項４の発明は、前記円板状蓋部材の中心部が段部を有しており、前記段部が前記伝火薬カップ部材の開口部に嵌め込まれている、請求項３記載のガス発生器を提供する。

円板状蓋部材の中心部に形成された段部を伝火薬カップ部材の開口部に嵌め込むことにより、組立体が容易に形成される。またこの状態でハウジング内に配置することによって、自動的に筒状フィルタの位置決めをすることができる。

請求項５の発明は、前記伝火薬カップ部材の底部が凹部を有しており、前記凹部内に少なくとも前記点火器の着火部が収容されている、請求項１〜４のいずれか１項記載のガス発生器を提供する。

伝火薬カップ部材の底部に形成された凹部を着火部に嵌め込むことにより、伝火薬カップに対する点火器の取り付けと位置決めが容易にできる。

本発明は、伝火薬が充填された状態の伝火薬カップ部材を１つの組立体として取り扱うことができるため、組み立て作業が容易になる。

（１）図１のガス発生器
図１は、本発明のガス発生器の縦断面図である。

ガス発生器１０は、天板１２ａとガス排出口１７が形成された周壁１２ｂを形成するディフューザシェル１２と、底板１３ａと周壁１３ｂを形成するクロージャシェル１３とを接合部１６にて溶接してなるハウジング１１により、外殻容器が形成されている。

接合部１６においては、レーザー溶接等によりディフューザシェル１２とクロージャシェル１３の周壁（周壁１２ｂと１３ｂの組み合わせ）が接合される。図１の構造では接合部１６以外に接合部はない。

ディフューザシェル１２の天板１２ａと周壁１２ｂとの環状接触部には、上部環状斜面１４が設けられ、クロージャシェル１３の底板１３ａと周壁１３ｂとの環状接触部には、下部環状斜面１５が設けられている。

ディフューザシェル１２に形成されたガス排出口１７は、防湿のためアルミニウムのシールテープ５６で閉塞されている。ガス排出口１７は、単一の径を持つ複数のものであるが、異なる径を有する複数のものであってもよい。

ハウジング１１内には、筒状フィルタ２０が配置されている。筒状フィルタ２０は、軸方向に弾力を有するもので、その両端面２１、２２が上部環状斜面１４及び下部環状斜面１５に当接されて、軸方向に圧縮された状態でハウジング１１内部に組みつけられている。これによって、両端面２１、２２と上部及び下部環状斜面１４、１５の接触面は、燃焼ガスのショートパス防止効果が高められている。筒状フィルタ２０は公知のものであり、平編みの金網を多層に編み上げ、型内で圧縮したものや、一本の線材を連続的に何層にも巻回したものから実質的に構成されるものが使用されている。

筒状フィルタ２０は、周壁１２ｂ、１３ｂとの間に間隙２５を有するように配置されている。この間隙２５の作用により、発生ガスが筒状フィルタ２０の全領域を通過するようになるため、発生ガスの濾過及び冷却効果が向上される。

ハウジング１１内には、ハウジング１１と同心円状に伝火薬カップ部材３０が配置されている。伝火薬カップ部材３０の底面３０ａには、凹部６０が形成されており、凹部６０には、第１連通孔６１が形成されている。第１連通孔６１は、作動前にはシールテープ６２で閉塞されている。

伝火薬カップ部材３０の周壁部３０ｂには、円周方向に等間隔で複数の第２連通孔６３が形成されている。第２連通孔６３は、作動前にはシールテープ６４で閉塞されている。

伝火薬カップ部材３０の開口部６５には、段部６７が形成されており、さらにフランジ部３０ｃが形成されている。フランジ部３０ｃの周縁部分は、ハウジング底板１３ａ方向に折り曲げられて環状部３０ｄが形成されている。フランジ部３０ｃはハウジング天板１２ａに当接され、環状部３０ｄの外周面は筒状フィルタ２０の内周面に当接されている。

伝火薬カップ部材３０の内部空間は第１燃焼室３５となり、伝火薬となる第１ガス発生剤７０が充填されている。開口部６５は、アルミニウムシートからなる蓋８０を段部６７に接着することよって閉塞されている。

ディフューザシェル１２の天板１２ａの中央部分には突起部１８が形成されており、伝火薬カップ部材３０の開口部６５に嵌入されている。これによって、ディフューザシェル１２に対して伝火薬カップ部材３０が位置決めされている。突起部１８のハウジング１１内側への突出の程度は、伝火薬カップ部材３０の位置決めができる程度でよい。

伝火薬カップ部材３０の段部６７と突起部１８の間には隙間８１が形成されており、段部６７に取り付けられた蓋８０は突起部１８には接触していない。このため、蓋８０として薄い部材を使用した場合でも、蓋８０が損傷することはない。

点火器４０は金属製のカラー７２に取り付けられている。カラー７２には、下端部に環状部分７４が形成されており、クロージャシェル１３の底板１３ａの中央部に形成された孔に嵌入した状態で、外側にかしめられている。７８はクロージャシェル１３とカラー７２との間の隙間をシールするためのシール部材である。

点火器４０の着火部４０ａは、伝火薬カップ部材３０の凹部６０内に嵌め込まれており、カラー７２が伝火薬カップ部材３０の底面３０ａに当接されている。必要に応じて、底面３０ａと点火器４０を接着剤で固定してもよい。

点火器４０、伝火薬カップ部材３０及び筒状フィルタ２０で囲まれた空間は、第２燃焼室５０となり、第２ガス発生剤５１が充填されている。第２ガス発生剤５１（エアバッグ膨張用のガス発生剤）と第１ガス発生剤７０（伝火薬）は、第１ガス発生剤の燃焼温度が第２ガス発生剤５１の燃焼温度よりも高くなるように設定されている。

伝火薬（第１ガス発生剤７０）は、公知のボロン硝石のほか、例えば、特開2005-199867号公報に開示された燃焼温度が1700〜3000℃のガス発生剤を使用することができる。第２ガス発生剤５１は、例えば、特開2005-199867号公報に開示された燃焼温度が1000〜1700℃のガス発生剤を使用することができる。

次に、図１のガス発生器を自動車のエアバッグ装置に組み込んだ場合の動作を説明する。

自動車が衝突したとき、衝撃センサからの指令を受け、点火器４０が作動して、着火部４０ａから高温ガスや火炎（燃焼生成物）が発生する。この燃焼生成物はシールテープ６２を破壊し、第１連通孔６１を通過して、第１燃焼室３５内の第１ガス発生剤７０を着火させる。第１ガス発生剤７０から発生した火炎及び高温ガス（燃焼生成物）は、さらにシールテープ６４を破壊して、第２連通孔６３から第２燃焼室５０内に噴射され、第２ガス発生剤５１を着火燃焼させ、エアバッグ膨張媒体となるガスを発生させる。

次に、図１のガス発生器の組立て方法を説明する。

伝火薬カップ部材３０の第１連通孔６１及び第２連通孔６３をシールテープ６２、６４でそれぞれ閉塞した状態で、内部（第１燃焼室３５）に第１ガス発生剤７０を充填する。その後、段部６７に蓋８０を貼り付け、伝火薬カップ部材３０を含む１つの組立体とする。

別途、ガス排出口１７にシールテープ５６を貼り付け、この状態で天板１２ａを下にしてディフューザシェル１２を置き、突起部１８に伝火薬カップ部材３０を含む組立体を置く。このとき開口部６５を突起部１８に嵌め込む。

その後、筒状フィルタ２０を環状部３０ｄに当接するように配置し、伝火薬カップ部材３０の凹部６０に着火部４０ａを嵌入させて、点火器４０を伝火薬カップ部材３０の上に置く。このようにして、筒状フィルタ２０、伝火薬カップ部材３０（１つの組立体）及び点火器４０のそれぞれの位置決めが容易にできる。

次に、筒状フィルタ２０、伝火薬カップ部材３０及び点火器４０との間の隙間（第２燃焼室５０）に、第２ガス発生剤５１を充填する。第２ガス発生剤５１を充填した後、シール部材７８を配置し、クロージャシェル１３を被せる。最後にカラー７２の環状部分７４をかしめて、点火器４０を固定する。

このように、伝火薬カップ部材３０内に第１ガス発生剤７０が充填され、開口部６５が蓋８０で閉塞されたものを１つの組立体として取り扱うことができるため、取り扱いが容易になり、組立作業が容易になる。

（２）図２のガス発生器
図２は、本発明の他実施形態であるガス発生器の縦断面図である。

ガス発生器１００は、伝火薬カップ部材の構造が異なるほかは図１のガス発生器１０と同じであるため、異なる部分のみを説明する。

ハウジング１１内に配置された伝火薬カップ部材１３０は、底面１３０ａに凹部６０が形成されており、凹部６０には第１連通孔６１が形成されている。第１連通孔６１は、作動前にはシールテープ６２で閉塞されている。

伝火薬カップ部材１３０の周壁部１３０ｂには、円周方向に等間隔で複数の第２連通孔６３が形成されている。第２連通孔６３は、作動前にシールテープ６４で閉塞されている。

伝火薬カップ部材１３０の開口部１６５は、円板状蓋部材１８０で閉塞されている。円板状蓋部材１８０は、中央部に凸部１８０ａを有しており、凸部１８０ａが開口部１６５に嵌め込まれている。開口部１６５と凸部１８０ａとの当接部には、シール部材を配置してもよい。このように、図２の実施形態では、伝火薬カップ部材１３０と円板状蓋部材１８０が組み合わされて１つの組立体が形成されている。

円板状蓋部材１８０の周縁部分は、ハウジング底板１３ａ方向に折り曲げられて環状部１８０ｃが形成されている。円板状蓋部材１８０はハウジング天板１２ａに当接され、環状部１８０ｃの外周面は筒状フィルタ２０の内周面に当接されている。

凸部１８０ａと突起部１８との間には隙間８１が形成されているが、円板状蓋部材１８０はアルミニウムシートと比べると強度が大きいため、隙間８１はなくてもよい。

このように、本実施形態では、伝火薬カップ部材１３０内に第１ガス発生剤７０が充填され、開口部が円板状蓋部材１８０で閉塞されたものを１つの組立体として取り扱うことができるため、取り扱いが容易になるほか、前記１つの組立体を含む部品相互の位置決めも容易になり、組立作業が容易になる。

本発明のガス発生器の縦断面図。 図１とは別実施形態のガス発生器の縦断面図。

符号の説明

１０ ガス発生器
１１ ハウジング
２０ 筒状フィルタ
３０ 伝火薬カップ部材
３５ 第１燃焼室
４０ 点火器
４０ａ 着火部
５０ 第２燃焼室
５１ 第２ガス発生剤
７０ 第１ガス発生剤（伝火薬）
８０ 蓋

Claims (4)

1. ガス排出口を有する周壁部、天板及び底板からなるハウジングと、ハウジング内に収容された点火手段と、点火手段により着火燃焼されるガス発生剤と、点火手段及びガス発生剤を包囲するように配置された筒状フィルタとを備えたガス発生器であり、
   前記点火手段が、着火部を有した点火器と、該点火器によって着火・燃焼し、前記ガス発生剤を着火させる伝火薬カップ部材内に収容された伝火薬とを含んでおり、
   前記伝火薬カップ部材が、前記点火器からの燃焼生成物を通過させる第１孔が形成された底部、前記伝火薬の燃焼生成物を通過させる第２孔群が形成された周壁部、開口部周縁に形成されたフランジ部を有しており、前記開口部が段部を有しており、前記段部において、ハウジング天板に接触しないように蓋部材が取り付けられており、
   前記伝火薬カップ部材の底部が前記点火器の着火部に正対されており、前記伝火薬カップ部材のフランジ部が前記筒状フィルタの内周面に当接されている、ガス発生器。
2. ガス排出口を有する周壁部、天板及び底板からなるハウジングと、ハウジング内に収容された点火手段と、点火手段により着火燃焼されるガス発生剤と、点火手段及びガス発生剤を包囲するように配置された筒状フィルタとを備えたガス発生器であり、
   前記点火手段が、着火部を有した点火器と、該点火器によって着火・燃焼し、前記ガス発生剤を着火させる伝火薬カップ部材内に収容された伝火薬とを含んでおり、
   前記伝火薬カップ部材が、前記点火器からの燃焼生成物を通過させる第１孔が形成された底部と、前記伝火薬の燃焼生成物を通過させる第２孔群が形成された周壁部を有し、前記底部が前記点火器の着火部に正対されており、
   前記伝火薬カップ部材の開口部が、円板状蓋部材の中心部で閉塞されており、前記円板状蓋部材の周縁部が前記筒状フィルタの内周面に当接されている、ガス発生器。
3. 前記円板状蓋部材の中心部が段部を有しており、前記段部が前記伝火薬カップ部材の開口部に嵌め込まれている、請求項２記載のガス発生器。
4. 前記伝火薬カップ部材の底部が凹部を有しており、前記凹部内に少なくとも前記点火器の着火部が収容されている、請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。

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