JP5295354B2 - 自動車の安全装置用ガスジェネレータ - Google Patents

Description

本発明は、自動車の安全装置用ガスジェネレータに関するものであり、例えば、膨張可能な保護バッグを膨張させることを目的とするものである。

本発明の目的は、以下の利点を組み合わせたこのようなジェネレータを提案することにある。
−高性能、
−特に燃焼の制御に関する動作信頼性、
−コンパクト性、
−軽量性、
−低コスト、
−製造容易性

特許文献１及び２により、自動車の安全装置に使用されるガスジェネレータは既知である。しかしながら、これらの装置は前述の基準を満たしていない。

オーストリア国特許第００６９４４１号 欧州特許第１３２９３６５号

本発明は、自動車の安全装置用ガスジェネレータに関するものであり、本ガスジェネレータは、
−管状ケーシングであって、ケーシングの一方の端部が開放され、他方の端部が底面により閉鎖され、この底面に近接配置されるケーシングの外周壁部分を噴出孔が貫通している管状ケーシングと、
−管状ケーシングの開放端部内に収容され、かつ管状ケーシング内にクリンピングにより軸方向に保持されるアダプタースリーブと、
−前記アダプタースリーブの内部に軸方向に取り付けられ、かつアダプタースリーブ内に固定的に保持される点火イニシエータと、
−ケーシングの閉鎖端部の内部に収容されて前記噴出孔を被覆する管状フィルタと、
−管状ケーシングの内部で、アダプタースリーブと底面との間に収容されるバルク材からなる点火充填剤と
を備える。

このジェネレータは、
−軸方向に沿って、点火充填剤を構成する前記バルク材を閉じ込めて締め付ける手段であって、底面の側に直交間仕切り壁を含み、開放側に底面の方に押し込まれて点火充填剤を締め付ける穴あきワッシャを含む手段と、
−点火充填剤と前記噴出孔との間に配置されるシール部材であって、点火充填剤の燃焼時に破裂して、点火充填剤の燃焼によって発生するガスをケーシングからフィルタの壁及び噴出孔を通って漏出させることができるシール部材とを備えること、並びに、
シール部材が破裂した後に、点火充填剤が占める空間が、穴あきワッシャ及び前記底面により軸方向に画定されること
を特徴とする。

本発明は、他の可能な有利かつ非制限的な以下の特徴を、単独で、又は組み合わせて、有することができる。
−シール部材が破裂した後では、点火充填剤のうちの少なくとも一部分が管状フィルタの内部空間の内部にある。
−シール部材が破裂する前は、前記点火充填剤の少なくとも一部がフィルタの内部に収容されており、このフィルタの側で、点火充填剤を確実に閉じ込めて締め付けるのがケーシングの実際の底面である。
−前記シール部材が、非常に薄い厚さのシート又はフィルムを円筒状にロール成形したものからなり、フィルタの外部、かつケーシングの内部に、前記噴出孔を内側から被覆するように同軸配置されている。
−前記シール部材が破裂する前は、点火充填剤は、フィルタの外部において管状ケーシングの中心領域に同軸に嵌入された非常に壁の薄い管状ケースに収容されており、このケースは、ワッシャ側で開放し、底面の側で閉鎖されている。
−ワッシャは、前記管状ケースの内部に貫入して内部で摺動することができる。
−前記管状ケースは、底面の側で間仕切り壁によって閉鎖されており、この間仕切り壁は、この底面の側で、点火充填剤を確実に閉じ込めて締め付け、シール部材としても機能する。
−前記点火充填剤はガス発生剤（プロペラント）タブレットからなる。
−ワッシャは、バネにより、ケーシングの底面の方に押し戻されるように押し込まれる。
−ワッシャは、変形可能かつ圧縮可能な材料からなるスリーブであり、スリーブの圧縮力が点火充填剤に作用して点火充填剤を締め付ける。
−フィルタは、ケーシングの入口部の方に向かう軸方向長さの一部に拡幅部を有する。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の２つの好適な実施形態に関する以下の説明により明らかになる。

本説明は、添付の図面を参照する。

図１は、本発明によるガスジェネレータの軸方向断面図である。 図２は、別のジェネレータを示す図１の図と同様の図である。

図１に示すガスジェネレータは、Ｘ−Ｘ’を軸とする円筒管状ケーシング１を備え、ケーシング１の一方の端部１Ａ（図の左側）は開放されて入口部１１を有しており、ケーシングの他方の端部１Ｂは閉じており、すなわち軸Ｘ−Ｘ’に直交して横断配置された平坦な底面１０によって密封閉鎖されている。

この底面１０に近接配置されるケーシングの外周壁部分には、ケーシング１の壁を放射状に貫通する幾つかの噴出孔１００が形成されている。

このジェネレータは、ケーシング１の入口部１１内に軸方向に配置された接続ピン２０、２１を有する従来型の点火イニシエータ２を備えている。

具体的には、点火イニシエータ２は中間部品３の内部に取り付けられ、この中間部品を以降「アダプタースリーブ」とも呼ぶ。

中間部品３は、イニシエータ２の外部輪郭面と係合する内部輪郭開口部を有し、この開口部はケーシング１の「開放」側（図の左側）に円錐台状の肩部を有し、この肩部に対して面取り面がイニシエータ２の本体と一致する形状で接しており、これにはリング状シールガスケット３１が介在し、このシールガスケット３１は互いに押し合う２つの面の間で潰される。反対側（図の右側）では、イニシエータ２は、軸Ｘ−Ｘ’に沿って中心に維持され、アダプタースリーブ３の内部に圧入された、及び／又は接着接合された抜止めブッシング３０によって軸方向に並進可能に保持される。

アダプタースリーブ３は、ケーシング１の入口部１１に嵌め込まれ、貫入してアダプタースリーブ３の周辺溝に達するリング状壁のくびれ部１２を利用してクリンピングによりケーシングの内部に固く保持される。

アダプタースリーブ３は、例えば棒鋼の旋削加工、打ち抜き加工、又は冷間圧造により作製することができる。

このようにして、アダプタースリーブ３及び点火イニシエータ２からなるサブアセンブリは、ケーシング１の端部１Ａに固定的に取り付けられる。このアセンブリは、特に、クリンピング又は溶接により作製することができる。

このケーシングの反対側には、円筒管状フィルタ７がケーシング１の閉鎖された端部の内部に嵌め込まれて、噴出孔１００を被覆している。

このフィルタは比較的薄いガス透過壁を有し、このガス透過壁は、燃焼によって発生する高熱ガスに耐える軽量材料で作製されており、この種類の用途に適した多孔質の穿孔構造及び／又は網目構造を有する。

このフィルタの機能は、点火充填剤及び他の固体粒子の構成材が、不適切な時点で、ケーシングから一又は複数の孔１００を通って燃焼中に漏出することを防止することである。

管状フィルタ７は、ケーシング１の入口部の方に（したがって、図の左側に向かって）短い軸長７０に亘る拡幅部を有する。この拡幅部は、ケーシング１の内径に等しい外径を有するので、当該拡幅部は、軸方向に、ケーシング１との間に隙間を全く生じることなく嵌め込まれ、圧入及び／又は接着接合により保持される。

フィルタの壁の、主要部分７１を構成する残りの部分は、わずかに短い直径を有する。

この部分７１は、「閉鎖」側で底面１０に接している。

部分７１は、脆く、高延性ではない材料からなり、且つ非常に薄い、円筒状に巻かれた金属シート８により取り囲まれており、このシートは、ケーシング１の内部に接着接合されて、内側面を内張りし、孔１００を被覆している。したがって、これらの孔は、内側から２つの壁、即ちフィルタ７の壁と金属シート８の壁とで被覆される。

この金属シート８又はシールによって、「燃焼室」と呼ばれ、かつ点火充填剤６の燃焼が行なわれる空間の内部で、破裂前に圧力を上昇させることができる。これにより、点火充填剤の良好な燃焼が保証される。

本発明によるガスジェネレータは、この場合はガス発生剤タブレットのような多量のバルク材６からなる点火充填剤を含む。

バルク材６は管状ケーシング１内の底面１０の側に収容され、これらのバルク材の大部分でフィルタ７の内部空間の全体が占有され、一部が内部空間から開口側１Ａに向かって現われている。

管状ケーシング１の本体の、アダプタースリーブ３及び点火イニシエータ２からなるサブアセンブリ側と、その反対側の点火充填剤を収容するフィルタ７との間の中央部分では、大きな隙間を全く生じることなく軸方向に摺動できる締め付け部品（又はワッシャ）４が、ケーシング１内に配置されている。

この締め付け部品４は、圧縮コイルバネ５によって押し込まれ、この圧縮コイルバネ５は、アダプタースリーブ３に接するように支持されて、ピストンのように、締め付け部品を底面１０に（図の右側に）向かって移動させる。

ワッシャ４は、例えば穿孔面又は網目面のような穴開け加工が施された前面４０を有し、この面４０は、多量のバルク材６、ガス発生剤タブレット、又は点火充填剤を構成する他の材料に接している。この面４０の網目は、バルク材６の粒子サイズよりも明らかに小さい通過断面を有するので、バルク材はこの断面を通過することができない。

したがって、ワッシャ及びバネを用いて、タブレット充填場所の内部に残るデッドスペースを埋め、この充填場所を締め付けることができる。

別の構成（図示せず）では、ワッシャ及びバネは、例えば発泡体のような可撓性圧縮材料からなる栓に置き換えることができ、この栓は、ケーシングを閉鎖すると、充填剤に接して充填剤を締め付けるような寸法に形成される。この栓は、充填剤６とイニシエータ２との間に配置されて、イニシエータ２の中心開口部を通ってイニシエータ２に部分的に嵌め込まれる円筒形スリーブの形状を採ることができる。この栓は、所定の位置に設置されるとわずかに圧縮されて、充填剤に作用して充填剤を締め付ける。

参照番号１３及び１４は、ケーシング１に固く取り付けられた取り付け部材、例えばスタッドを示し、これらの取り付け部材によって、ガスジェネレータを支持体、例えば自動車のシート部品又はフレーム部品に装着することができる。

図１を一見するだけで、用いる部品の点数が減っていることを認識することができる。

更に、これらの部品は、単純な形状を有し、組み立てが容易である。これにより、このジェネレータのコストは低減される。

ケーシング１は、平板状金属シートブランクから、公知の方法で、幾つかの連続する打抜き／引き抜き工程により形成され、次いで一又は複数の孔１００を放射状に穿孔した「ブラインド」金属チューブであり、図１には孔のうちの１つだけが示されている。

金属シート８は、単純な円筒形チューブ部分からなる。しかしながら、この金属シートは、ケーシング１の内側壁に当てて接着接合させた簡単な自動接着金属ラベルからなることが好ましい。

フィルタ７は、金属シートをロール状にして円筒形チューブを形成することにより得られ、この円筒形チューブの端部領域７０は、径方向に拡張するマンドレルを利用してわずかに裾広がりになるように形成されている。

アダプタースリーブ３及びワッシャ４は、例えばプラスチックからなる成形部品とすることができる。

ブッシング３０は、エッジを面取りした単純な管状スリーブである。

イニシエータ２は、他のモデルのジェネレータを装備するために使用される標準タイプとすることができる。

ガスケット３１は、エラストマー材料からなる簡単なＯ−リングガスケットである。

これらの部品の全ては、入口部１１からケーシング１内の所定の位置に非常に簡単に設置される。

まず、ガスケット３１を圧縮することにより、点火イニシエータ２をアダプタースリーブ３に軸方向に挿入し、次に、抜止めブッシング３０を所定の位置に設置することで、イニシエータ２及びアダプタースリーブ３からなるサブアセンブリが得られる。

金属シート又は金属フィルム８及びフィルタ７を、底面１０に接するようにケーシング１の内部に挿入する。フィルタ７は、噴出孔１００を被覆する瞬間から底面１０に接しなくてもよいことに注目されたい。

適切な密度のガス発生剤タブレット６が所定の位置に充填される。

ワッシャ４及びバネ５が挿入される。

イニシエータ２及びアダプター３からなるサブアセンブリが入口部１１に嵌め込まれる。

ケーシング１の壁はサブアセンブリの外周部にクリンピングされる。

バネ５により生じた永久的な推力の下で、多量のガス発生剤タブレット６をケーシング１の閉鎖端部分に閉じ込めて詰め込み、これによって、振動時又は衝撃時の塵埃の発生を防止する。

このようなジェネレータを備える車両には減速センサが設けられ、このような減速センサは事故発生時に電気信号を生成し、この電気信号がイニシエータ２によって点火信号に変換される。

イニシエータ２は、一次的な点火充填剤の点火を引き起こし、これによって熱及び圧力が発生し、ワッシャの穴あき面４０の開口部を通ってガス発生剤タブレット６まで伝搬する。

これは、前記タブレットの燃焼開始効果を有し、これらのタブレットが燃えることにより熱い高圧ガスが発生して、金属シート又は金属フィルム８が噴出孔１００に対して直角にせん断破裂する。即ち、脆性材料からなる（それ程高い延性を示さない）この金属シート又は金属フィルム８はシールとして機能している。

前に説明したように、点火充填剤を構成するバルク材の一部がフィルタ７の内部空間７２を占有する。したがって、これらのバルク材の燃焼は、噴出孔１００に極めて近いこの内部空間７２内で起こる。

内部で燃焼が起こり、したがって「燃焼室」と呼ばれるこの空間は、フィルタ７の内部に少なくとも部分的に延びる。この燃焼室は、底面１０とワッシャ４とによって軸方向に区切られる。

更にこのとき、発生ガスは、燃焼速度と噴出孔１００の通路の断面とにより、制御された状態で漏出し、ジェネレータが取り付けられている安全装置、例えば膨張式保護バッグに供給される。

したがって、ガスジェネレータのこのような特定の構造により、燃焼が急激に進行する危険を最小化することができる。燃焼が急激に進行するこのような現象は、燃焼タブレットが噴出孔１００から遠く離れた位置で燃える場合に生じ得る。実際、フィルタの内部に存在するこれらのタブレットは、軸方向Ｘ−Ｘ’に沿った孔１００の両側に、すなわち図１の各孔１００の右側と左側に分布する。その結果、例えば所定の孔１００の右側に位置するタブレットの燃焼により生じるガスは、この孔の左側に位置するタブレットと接触することなく、この同じ孔を通って噴出するため、タブレットが、他のタブレットの燃焼によって生じるガス流の全てに曝されることはない。これにより、燃焼に影響し得る局部的な過大圧力を回避することができる。

最後に、燃焼が急激に進行するという危険を全く生じることなく、点火充填剤６のサイズ、したがって点火充填剤６の量を増大させることができるので、例えば、保護バッグの膨張容積を増大させること又はバッグの膨張時間を延長することが可能できることに注目されたい。

図２は、上述のガスジェネレータの別の形態を示している。

この図では、図１において使用される参照記号と同じ参照記号を用いて、同じ又は類似の構成要素を示している。

これらの共通の構成要素については、本明細書を不要に冗長にしないために、後述では再度説明しない。

図２の別の形態は、ガスジェネレータが起動されることがない限り点火充填剤密集体６がフィルタ７の内部に収容されることがないこと、及びフィルタ７がシールシート又はシールフィルム８によって取り囲まれていないことが、図１の実施形態とは基本的に異なっている。

実際、この形態では、シール部材は、ガスの進行方向を考えたときにフィルタの上流に配置されている。

具体的には、ガス発生剤タブレット６は、ケース９に密封収容されている。ケース９は、例えば鋼材といった高延性材ではない材料からなる非常に壁の薄い円筒管状ケースである。このケースは、ケーシング１の内部に、大きな隙間を生じることなく嵌め込まれる。このケースは、一方の端部が開放され（側面１Ａ）、他方の端部が平坦な横断底面９０によって閉鎖されている。

ケース及びフィルタは、端から端まで同軸配置される。

したがって、このケース９は、ケースの底面９０がフィルタ７の入口に位置した状態で、ワッシャ４がケースの入口部の領域に貫入して内部を摺動するように、寸法が決定され、配置される。

この場合はシール部材を構成する底面９０の壁には、任意で、複数の直線状の凹部が設けられ、これらの凹部に相対的に弱い強度を持たせることにより、ケース９の内部の過大圧力の影響下で、凹部が例えば「花びら」のような所定の形状に従って切除され易くする。

この場合、多量のガス発生剤タブレット６が、ケース９の内部において、バネ５により押し込まれるワッシャの推力の影響下で閉じ込められてわずかに押し込まれており、これにより、振動時及び衝突時に塵挨が発生する危険を防止することができる。

事故の結果ジェネレータが起動すると、タブレット６は燃焼を開始し、熱い加圧ガスを発生する。このような圧力の作用下で、（例えば、花びら状に）割れる底面９０の全破壊又は部分破壊がまず観察される。この破壊によって、円筒管状フィルタ７と、軸方向には底面１０とで画定される内部空間７２に通じる燃焼室の容積が増大する。次に、タブレット６の少なくとも一部分が、ガスの圧力の作用下で移動し、管状フィルタ７の内部空間７２を、例えば図１に示すように占有する。タブレットの燃焼は、これらのタブレットがフィルタ７内にある間継続する。

燃焼ガスはフィルタ７の内部にも流れ込み、次いで噴出孔１００を通って噴出する。

管状フィルタ７の拡幅部７０が裾広がりになっていることにより、底面が例えば花びら状に破壊されたとき、底面９０の開口が容易になる。底面９０の開口は、管状ケーシング１の壁に向かって更に広げることができ、点火充填剤タブレットの管状フィルタ７内部への貫入が一層容易になりうる。

ジェネレータのこの第２の別の実施形態は、充填剤６の燃焼の制御に関して第１の実施形態と同じ利点をもたらす。ジェネレータが作動すると直ぐに、点火充填剤の少なくとも一部がフィルタ７内に移動し、燃焼、したがってガスの放出が、噴出孔１００の直ぐ傍で、前述のモードに従って起こる。

更に、第１の実施形態（図１）は、充填剤６が占める空間にフィルタ７の長さが付加されることがないので、第２の実施形態（図２）よりも軸方向に更にコンパクトになるという利点を有することに注目されたい。

第２の実施形態は、ケース９に装填される、アダプタースリーブ３と、点火イニシエータ２と、ワッシャ４と、バネ５（任意）と、点火充填剤６とを備えるサブアセンブリ又は「カートリッジ」を別体として作製してから、ケース９をケーシング１の内部に挿入することができるので、製造方法を簡易化することができるという利点を有する。

更に、これにより、ケース９の底面９０の破壊後に燃焼室の容積が増大しうる。その結果、より大きなデッドスペース又は「死空間」がタブレット間に生じ、発生した燃焼ガスが、燃焼が急激に進行する現象を起こすことなく前記タブレットの間を通過することができる。

ジェネレータは、軽量化及び小型化により、自動車の乗員の側方を保護する用途に特に適合させることができる。また、本ジェネレータは、自動車のドアの「能動構造」型のシステムに使用することができる。

Claims (8)

1. 自動車の安全装置用ガスジェネレータであって
   −一方の端部（１Ａ）が開放され、他方の端部（１Ｂ）が底面（１０）により閉鎖された管状ケーシング（１）であって、ケーシングのうち、この底面（１０）に近接する外周壁部分に噴出孔（１００）が貫通形成される管状ケーシング（１）と、
   −管状ケーシング（１）の開放端部（１Ａ）内に収容されて、管状ケーシング（１）内でクリンピングにより軸方向に保持されるアダプタースリーブ（３）と、
   −前記アダプタースリーブ（３）の内部に軸方向に取り付けられて、アダプタースリーブ（３）内に固定されて保持される点火イニシエータ（２）と、
   −ケーシング（１）の閉鎖端部の内部に収容されて前記噴出孔（１００）を被覆する管状フィルタ（７）と、
   −管状ケーシング（１）の内部に収容されるバルク材からなる点火充填剤（６）と
   を備え、
   −点火充填剤と前記管状フィルタ（７）との間に配置されるシール部材（９０）であって、前記点火充填剤（６）はアダプタースリーブ（３）とシール部材（９０）との間に収容され、点火充填剤（６）の燃焼時に破裂して、点火充填剤（６）の燃焼によって発生するガスをケーシング（１）からフィルタ（７）の壁及び噴出孔（１００）を通って漏出させることができるシール部材（９０）と、
   −軸方向に沿って、点火充填剤を構成するバルク材を閉じ込めて締め付ける手段であって、底面（１０）の側に、前記シール部材（９０）を含み、開放端部（１Ａ）側に、底面（１０）の方に押し込まれて点火充填剤を締め付ける穴あきワッシャ（４）を含む手段と
   を備えること、並びに
   シール部材（９０）が破裂した後では、点火充填剤（６）が占める空間が、フィルタ（７）の内部空間（７２）に延びて穴あきワッシャ（４）及び底面（１０）により軸方向に画定され、点火充填剤（６）のうちの少なくとも一部分がフィルタ（７）の内部空間（７２）へ移動し、フィルタ（７）の内部空間（７２）の内部にあること
   を特徴とするガスジェネレータ。
2. シール部材が破裂する前は、点火充填剤（６）が、フィルタ（７）の外部で管状ケーシング（１）の中心領域に同軸に嵌め込まれた非常に壁の薄い管状ケース（９）に収容されており、このケース（９）が、ワッシャ（４）の側で開放され、底面（１０）の側で閉鎖されていることを特徴とする、請求項１に記載のガスジェネレータ。
3. 前記ワッシャ（４）が前記管状ケース（９）の内部に貫入して、内部で摺動できることを特徴とする、請求項２に記載のガスジェネレータ。
4. 前記管状ケース（９）が、底面（１０）の側でシール部材（９０）によって閉鎖されており、このシール部材が、この底面（１０）の側で、点火充填剤を確実に閉じ込めて締め付けることを特徴とする、請求項２又は３に記載のガスジェネレータ。
5. 前記点火充填剤がガス発生剤タブレット（６）からなることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のガスジェネレータ。
6. 前記ワッシャ（４）が、バネ（５）により、ケーシング（１）の底面（１０）の方に押し戻されるように押し込まれることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のガスジェネレータ。
7. 前記ワッシャ（４）が、変形可能かつ圧縮可能な材料からなるスリーブであり、スリーブの圧縮力が点火充填剤（６）に作用して点火充填剤を締め付けることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のガスジェネレータ。
8. フィルタ（７）が、フィルタの軸方向長さのうち、ケーシング（１）の入口部の方に向かう部分に拡幅部（７０）を有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のガスジェネレータ。

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