JP6219136B2 - ガス発生器 - Google Patents
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Description
ボトル14の開口部は、バーストディスク84で閉塞され、それを開裂させるオープナー90が配置されている。
作動時には、先にガス発生剤54からの燃焼ガスが発生し、ガストリートメント要素76を温めたあとでガス排出口74から排出され、一部の燃焼ガスはオープナー90を軸方向に移動させる。
その後、オープナー90のニードル部94で破裂板84が開裂されたあと、加圧ガスがオープナー90の中央部に形成された通路を通ってガス排出口74から排出される。この過程において、温められたガストリートメント要素76を加圧ガスが通ることによって、加圧ガス成分であるN2Oの分解が促進されるようになっている。
このため、オープナー90の駆動に必要なガスが一部ハウジング外に排出されること、熱交換のためにガストリートメント要素76が必要であること、ガストリートメント要素76を温め、かつオープナー90のニードル部94で破裂板84を破壊する必要があることから、ガス発生剤量が多くなり、ガス発生器の小型化が困難であるという問題がある。
特にガストリートメント要素76との熱交換は、加圧ガスであるN2Oの分解に必要であり、特許文献1ではガストリートメント要素76が必須となっている。
加圧ガスが充填された加圧ガス室を形成する加圧ガスボトルと筒状のガス発生室ハウジングから外殻容器が形成されており、
前記加圧ガスボトルと前記ガス発生室ハウジングの間が閉塞部材で閉塞されており、
前記ガス発生室ハウジングが、
点火手段とガス発生剤が収容されたガス発生室を有し、
前記加圧ガス室と前記ガス発生室との間に、前記ガス発生室から流出した燃焼ガスと前記加圧ガス室から流出した加圧ガスが流入するガス流入室を有しており、
前記ガス発生室と前記ガス流入室が、前記閉塞部材を破壊するための破壊手段を備えた隔壁で分離されており、
前記ガス流入室が、ガス排出口を有し、さらに前記ガス排出口が形成された位置よりも前記ガス発生室側において段差部または凸部を有しており、
前記隔壁が、
前記ガス発生室と前記ガス流入室を連通する連通孔を有しており、
前記隔壁の外周縁面が、軸方向に移動可能になるように前記外殻容器の内周壁面に当接され、
前記閉塞部材と間隔をおいて正対されているものであり、
前記破壊手段が、
前記閉塞部材で閉塞された開口部の内径よりも小さな外径を有しており、
前記閉塞部材と間隔をおいて正対するようにして前記隔壁に形成されているものであり、
作動時において、
前記破壊手段を備えた隔壁が、前記ガス流入室の容積を減少させながら軸方向に移動した後で、前記隔壁の外周面が前記ガス流入室に形成された段差部または凸部に当たることで停止すると共に、前記破壊手段が前記閉塞部材を破壊することで前記加圧ガス室から前記ガス流入室への加圧ガス排出経路を開放し、
前記ガス発生室から発生した燃焼ガスと前記加圧ガス室から流出した加圧ガスが、前記容積が減少されたガス流入室を通ってガス排出口から排出されるものである、ガス発生器を提供する。
本発明のガス発生器は、作動時において、隔壁が燃焼ガスと加圧ガスが流入するガス流入室の容積を減少させながら移動する。
このため、燃焼ガスと加圧ガスを実質的に同時に排出させたときであっても、高温の燃焼ガスと低温の加圧ガスは容積が減少されたガス流入室を通り、一緒になってガス排出口から排出される。このため、ガスを熱交換させるクーラントを使用せずとも排出ガスの温度が大きく低下してエアバッグの膨張に悪影響を与えることはなく、また排出ガスの温度が高くなることで人に悪影響を与えることもない。
このような隔壁としては、円板からなるもの、円形底面と前記底面周縁から一方向に伸ばされた環状壁を有するものなどを使用することができる。前記環状壁の長さを調整することで、底の浅い皿状のものや、底の深いカップ状のものにすることができる。
隔壁が円板からなるものの場合は、円板を厚さ方向に貫通して連通孔が形成されており、円板の周面が筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面に当接されている。
隔壁が円形底面と前記底面周縁から一方向に伸ばされた環状壁を有するものの場合には、前記円形底面を厚さ方向に貫通して連通孔が形成されており、環状壁が筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面に当接されている。この場合環状壁は隔壁が移動するときのガイドとして機能する。
段差部は、ガス流入室(ガス発生室ハウジング)の内壁面の内径を変化させることで形成された環状の段差部であることが好ましい。
凸部は、ガス流入室(ガス発生室ハウジング)の内壁面から内側に突き出された環状凸部または独立した複数の凸部であることが好ましい。
隔壁に形成された破壊手段は、閉塞部材を破壊して開口できるような材質および形状からなるものであればよく、隔壁と一体成形されたものでもよいし、隔壁に溶接などの手段で固定されたものでもよい。なお、閉塞部材は加圧ガスボトルとガス発生室ハウジングの間で配置されていればよく、固定箇所や方法は限定されない。
例えば、ステンレスや鉄からなるもので、円柱、角柱のようなもののほか、先端部が尖っているもの、球状のもの、平坦面であるものを使用することができる。
前記隔壁が、
カップ部と、前記カップ部の開口部に形成されたフランジ部と、前記フランジ部から垂設された環状壁部を有しているものであり、
前記カップ部の底面が前記閉塞部材と間隔をおいて正対され、前記カップ部の周面が前記筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面と間隔をおいて正対されているものであり、
前記カップ部の周面が、前記ガス発生室と前記ガス流入室を連通するための連通孔を有しており、
前記環状壁部の外周面が、軸方向に移動可能になるように前記筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面に当接されているものであり、
前記破壊手段が、
前記閉塞部材で閉塞された開口部の内径よりも小さな外径を有しており、
前記閉塞部材と間隔をおいて正対するようにして前記カップ部の底面に形成されているものであり、
作動時において、
前記破壊手段を備えた隔壁が、前記ガス流入室の容積を減少させながら軸方向に移動した後で、前記隔壁のフランジ部が前記ガス流入室に形成された凸部に当たることで停止すると共に、前記破壊手段が前記閉塞部材を破壊することで前記加圧ガス室から前記ガス流入室への加圧ガス排出経路を開放し、
前記ガス発生室から発生した燃焼ガスと前記加圧ガス室から流出した加圧ガスが、前記容積が減少されたガス流入室を通ってガス排出口から排出されるものである、請求項1記載のガス発生器を提供する。
隔壁は、フランジ部から垂設された環状壁部を有しており、環状壁部の外周面が、軸方向に移動可能になるように前記筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面に当接されている。そして隔壁移動の際に環状壁部がガイド部として機能する。
本発明のガス発生器では、燃焼ガスは隔壁カップ部の周面に形成された連通孔を通って半径方向に流出した後で、ガス流入室を通ってガス排出口から排出され、加圧ガスは、閉塞部材の開口部を通った後で隔壁カップ部の底面部にぶつかって半径方向に向きを変え、ガス流入室を通ってガス排出口から排出される。
このため、特許文献1のガス発生器のように、燃焼ガスと加圧ガス互いに逆方向から衝突するようなことはない。
前記隔壁に固定された前記破壊手段が、柱状成形体の周面において長さ方向に連続して形成された複数の溝を有しているものであり、
前記複数の溝が、前記破壊手段を前記閉塞部材に衝突させて突き破ることで開口させたとき、前記加圧ガス室から前記ガス流入室へのガス排出経路となる、請求項1または2記載のガス発生器を提供する。
柱状成形体は、円柱、角柱などであり、先端部が尖っているもの、球状のもの、平坦面であるものを使用することができる。
柱状成形体は、周面に長さ方向に形成された複数の溝を有している。
溝の深さと本数は、閉塞部材の破壊手段となる柱状成形体の強度を考慮して調整される。
破壊手段(柱状成形体)が閉塞部材を突き破ったとき、加圧ガスボトル内の加圧ガスは、周面にある溝を通ってガス流入室に入る。
前記隔壁に固定された前記破壊手段が中空の柱状成形体からなるものであり、
前記中空の柱状成形体が、先端部側に形成された第1開口部と前記隔壁側に形成された第2開口部を有しており、
前記第1開口部、中空部および第2開口部が、前記破壊手段を前記閉塞部材に衝突させて突き破ることで開口させたとき、前記加圧ガス室から前記ガス流入室へのガス排出経路となる、請求項1または2記載のガス発生器を提供する。
柱状成形体は、円柱、角柱などであり、先端部が尖っているもの、球状のもの、平坦面であるものを使用することができる。
柱状成形体の中空部は、第1開口部と第2開口部により外部と連通されている。
柱状成形体の中空部の大きさは、閉塞部材の破壊手段となる柱状成形体の強度を考慮して調整される。
破壊手段(中空部のある柱状成形体)が閉塞部材を突き破ったとき、加圧ガスボトル内の加圧ガスは、柱状成形体の第1開口部から中空部に入り、さらに第2開口部から外に出て、ガス流入室に入る。
前記破壊手段が、前記閉塞部材に面した先端部が尖っているものである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス発生器を提供する。
ガス発生器10は、加圧ガスが充填された加圧ガスボトル20と筒状のガス発生室ハウジング30を有している。これらは鉄、ステンレスなどの金属からなるものである。
加圧ガスボトル20の内部は加圧ガス室21となっており、アルゴン、ヘリウムなどの公知のガスが高圧充填されている。
加圧ガスボトル20とガス発生室ハウジング30の間は、閉塞部材25で閉塞されている。閉塞部材25は、加圧ガスボトル20側の面に脆弱部(溝など)が形成されていてもよい。
図1のガス発生器10では、ガス発生室ハウジング30の一端開口部に閉塞部材25が固定されているが、加圧ガスボトル20の開口部に閉塞部材25が固定されていてもよい。
閉塞部材25は、鉄、ステンレスなどの金属製円板からなるものであり、図1、図2では、加圧ガス室21内の圧力を受けて、ガス発生室ハウジング30側に椀状に変形している。
ガス発生室31の開口部(ガス発生室ハウジング30の他端側開口部)は、公知のガス発生器で使用している電気式点火器33が固定されている。
ガス発生室31の内部には、公知のガス発生器で使用しているガス発生剤34が充填されている。
カップ部の51の周面51aは、複数の連通孔54を有しており、筒状のガス発生室ハウジング30の内周壁面30aと間隔をおいて正対されている。連通孔54の大きさは、ガス発生剤34が通り抜けない大きさである。
環状壁部53の外周面は、軸方向に移動可能になるように筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面30aに当接されている。
破壊手段60は、閉塞部材25と間隔をおいて正対するようにしてカップ部51の底面51bに固定されている。
破壊手段60は、柱状成形体61からなるものである。
柱状成形体61は、周面62において長さ方向に連続して形成された複数の溝64を有しており、先端部63は円錐状に尖っている。
複数の溝64は、破壊手段60を閉塞部材25に衝突させて突き破ることで開口させたとき、加圧ガスボトル20(加圧ガス室21)からガス流入室32へのガス排出経路となるものである。
ガス流入室32に面したガス発生室ハウジング30には、複数のガス排出口40が形成されており、作動前は、内側からアルミニウムテープなどで閉塞されている。
ガス流入室32内には、ガス排出口40が形成された位置よりもガス発生室31側において、ガス発生室ハウジング30の内径を小さくすることで形成された環状の段差部41が形成されている。
電気式点火器33が作動すると、ガス発生室31内のガス発生剤34が着火燃焼されて燃焼ガスが発生する。
ガス発生室31内の圧力上昇を受けて隔壁50は、ガス流入室32の容積を減少させながら軸方向(閉塞部材25側)に移動して、フランジ部52が環状の段差部41に当たることで移動が停止される。
この過程において、破壊手段60が閉塞部材25を突き破って開口させ、加圧ガス室21内の加圧ガスの排出経路が開放される。このとき、破壊部材60の溝64の先端側は加圧ガス室21内に位置し、反対側端部はガス流入室32内に位置している。
そして、加圧ガスは、破壊手段60の溝64と開裂した閉塞部材25とで形成されるガス排出経路を通って加圧ガス室21から流出され、隔壁50のカップ部底面51bに衝突して半径方向に向きを変えたあと、容積が減少されたガス流入室32を通って、ガス排出口40から排出される。
一方、ガス発生室31内の燃焼ガスは、隔壁50の連通孔54から流出され、容積が減少されたガス流入室32を通って、ガス排出口40から排出される。
このため、特許文献1のガス発生器におけるガストリートメント要素76が不要になることから、それを配置するための大きな空間が不要になるほか、ガストリートメント要素76を温めるために必要な燃焼ガス量も不要になりガス発生剤量も減量できることから、ガス発生器を小型化することができる。
さらには隔壁50がガス排出口40よりもガス発生室31側に存在するため、ガス発生室31で発生した燃焼ガスにより効率よく隔壁50を移動させることができる。このため、特許文献1のように燃焼ガスの一部がオープナー90を移動させる前に排出口74から排出されることがなく、確実に作動させることができる。
図5のガス発生器100は、図1、図2のガス発生器10とは、隔壁50に固定された破壊手段160が異なっているだけであり、その他は同じである。
破壊手段160は、閉塞部材25と間隔をおいて正対するようにしてカップ部51の底面51bに固定されている。
破壊手段160は、中空の柱状成形体161からなるものであり、先端部163は円錐台状になっている。
中空の柱状成形体161は、先端部163側の周面162に形成された第1開口部165と、底面51b側の周面162に形成された第2開口部166を有しており、内部は中空部164となっている。
電気式点火器33が作動すると、ガス発生室31内のガス発生剤34が着火燃焼されて燃焼ガスが発生する。
ガス発生室31内の圧力上昇を受けて隔壁50は、ガス流入室32の容積を減少させながら軸方向に移動して、フランジ部52が環状の段差部41に当たることで移動が停止される。
この隔壁の移動の過程において、破壊手段160が閉塞部材25を突き破って開口させ、加圧ガス室21内の加圧ガスのガス排出経路が開放される。このとき、破壊部材160の第1開口部165は加圧ガス室21内に位置し、第2開口部166はガス流入室32内に位置している。
そして、加圧ガスは、破壊手段160の第1開口部165から中空部164内に入り、中空部164から第2開口部166を通って容積が減少されたガス流入室32に入ったあと、ガス排出口40から排出される。
一方、ガス発生室31内の燃焼ガスは、隔壁50の連通孔54から流出され、容積が減少されたガス流入室32を通って、ガス排出口40から排出される。
このため、特許文献1のガス発生器におけるガストリートメント要素76が不要になることから、それを配置するための大きな空間が不要になる。またガストリートメント要素76を温めるために必要な燃焼ガス量も不要になることからガス発生剤量も減量できる。そのためガス発生器を小型化することができる。
さらには隔壁50がガス排出口40よりもガス発生室31側に存在するため、ガス発生室31で発生した燃焼ガスにより効率よく隔壁50を移動させることができる。
なお、図5、図6の実施例では、破壊手段160として筒の先端部を斜めに切断したものであり、先端部側の開口部を第1開口部とし、筒内部を中空部とし、底面51b側に第2開口部を形成したものを使用することもできる。
20 加圧ガスボトル
21 加圧ガス室
25 閉塞部材
30 ガス発生室ハウジング
31 ガス発生室
32 ガス流入室
33 点火器
34 ガス発生剤
40 ガス排出口
50 隔壁
54 連通孔
60、160 破壊手段
Claims (5)
- 加圧ガスが充填された加圧ガス室を形成する加圧ガスボトルと筒状のガス発生室ハウジングから外殻容器が形成されており、
前記加圧ガスボトルと前記ガス発生室ハウジングの間が閉塞部材で閉塞されており、
前記ガス発生室ハウジングが、
点火手段とガス発生剤が収容されたガス発生室を有し、
前記加圧ガス室と前記ガス発生室との間に、前記ガス発生室から流出した燃焼ガスと前記加圧ガス室から流出した加圧ガスが流入するガス流入室を有しており、
前記ガス発生室と前記ガス流入室が、前記閉塞部材を破壊するための破壊手段を備えた隔壁で分離されており、
前記ガス流入室が、ガス排出口を有し、さらに前記ガス排出口が形成された位置よりも前記ガス発生室側において段差部または凸部を有しており、
前記隔壁が、
前記ガス発生室と前記ガス流入室を連通する連通孔を有しており、
前記隔壁の外周縁面が、軸方向に移動可能になるように前記外殻容器の内周壁面に当接され、
前記閉塞部材と間隔をおいて正対されているものであり、
前記破壊手段が、
前記閉塞部材で閉塞された開口部の内径よりも小さな外径を有しており、
前記閉塞部材と間隔をおいて正対するようにして前記隔壁に形成されているものであり、
作動時において、
前記破壊手段を備えた隔壁が、前記ガス流入室の容積を減少させながら軸方向に移動した後で、前記隔壁の外周面が前記ガス流入室に形成された段差部または凸部に当たることで停止すると共に、前記破壊手段が前記閉塞部材を破壊することで前記加圧ガス室から前記ガス流入室への加圧ガス排出経路を開放し、
前記ガス発生室から発生した燃焼ガスと前記加圧ガス室から流出した加圧ガスが、前記容積が減少されたガス流入室を通ってガス排出口から排出されるものである、ガス発生器。 - 前記隔壁が、
カップ部と、前記カップ部の開口部に形成されたフランジ部と、前記フランジ部から垂設された環状壁部を有しているものであり、
前記カップ部の底面が前記閉塞部材と間隔をおいて正対され、前記カップ部の周面が前記筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面と間隔をおいて正対されているものであり、
前記カップ部の周面が、前記ガス発生室と前記ガス流入室を連通するための連通孔を有しており、
前記環状壁部の外周面が、軸方向に移動可能になるように前記筒状のガス発生室ハウジングの内周壁面に当接されているものであり、
前記破壊手段が、
前記閉塞部材で閉塞された開口部の内径よりも小さな外径を有しており、
前記閉塞部材と間隔をおいて正対するようにして前記カップ部の底面に形成されているものであり、
作動時において、
前記破壊手段を備えた隔壁が、前記ガス流入室の容積を減少させながら軸方向に移動した後で、前記隔壁のフランジ部が前記ガス流入室に形成された凸部に当たることで停止すると共に、前記破壊手段が前記閉塞部材を破壊することで前記加圧ガス室から前記ガス流入室への加圧ガス排出経路を開放し、
前記ガス発生室から発生した燃焼ガスと前記加圧ガス室から流出した加圧ガスが、前記容積が減少されたガス流入室を通ってガス排出口から排出されるものである、請求項1記載のガス発生器。 - 前記隔壁に固定された前記破壊手段が、柱状成形体の周面において長さ方向に連続して形成された複数の溝を有しているものであり、
前記複数の溝が、前記破壊手段を前記閉塞部材に衝突させて突き破ることで開口させたとき、前記加圧ガス室から前記ガス流入室へのガス排出経路となる、請求項1または2記載のガス発生器。 - 前記隔壁に固定された前記破壊手段が中空の柱状成形体からなるものであり、
前記中空の柱状成形体が、先端部側に形成された第1開口部と前記隔壁側に形成された第2開口部を有しており、
前記第1開口部、中空部および第2開口部が、前記破壊手段を前記閉塞部材に衝突させて突き破ることで開口させたとき、前記加圧ガス室から前記ガス流入室へのガス排出経路となる、請求項1または2記載のガス発生器。 - 前記破壊手段が、前記閉塞部材に面した先端部が尖っているものである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス発生器。
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