JP6313031B2 - ガス発生器 - Google Patents
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Description
ガス発生剤の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続された、ガス排出口(52)を備えたディフューザ部(50)を有しており、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)とディフューザ部(50)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、第2破裂板(58)を覆う位置にフィルタ(60)が配置されており、
フィルタ(60)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器を提供する。
燃焼室内で発生した燃焼ガスは第1破裂板を破壊した後、第1連通路を通って加圧ガス室に流れ、内部のガス温度および圧力を上昇させる。
この内部圧力の上昇によって速やかに第2破裂板が破壊されることになり、第2破裂板が破壊された後、ガスは第2連通路を通ってディフューザ部のガス排出口から排出される。
したがって作動時のガスの流れは、上流側の燃焼室から下流側のディフューザ部に向かう流れとなる。
このとき、フィルタが第1破裂板を覆う位置に取り付けられていると、燃焼室から第1連通路を通った燃焼ガスは一旦フィルタで冷却されてしまうことになるため、加圧ガス室内のガス圧を十分に上昇させることができず、第2破裂板の破壊を遅らせることにもなる。
しかし本発明のガス発生器では、燃焼室から第1連通路を通った燃焼ガスはそのまま加圧ガス室に入って、十分に内部の圧力を高めた後でフィルタを通過するため、加圧ガス室での圧力の上昇がすばやく行われ、第2破裂板は速やかに破壊され、第2連通路が開放される。
そして、燃焼ガスと加圧ガスは、第2連通路に入る前においてフィルタで冷却され、ガス発生剤中の燃焼残渣(金属成分)や第1破裂板の小片が濾過された後でガス排出口から排出される。
またフィルタ内部にも加圧ガスが入り込んだ状態となるため、フィルタを加圧ガス室のガス充填空間としても利用することができる。
第2破裂板が周縁部を溶接などでディフューザ部に対して固定されている場合、Drは第2破裂板の周縁部を含む大きさであるためDr>Dpとなる。ただし第2破裂板がディフューザ部と一体に形成されている場合などは、Df>Dr≧Dpとなる。
このため、加圧ガス室に存在するガス(加圧ガスと燃焼ガス)がフィルタを通過して第2連通路に流れるとき、第2連通路に流れ込む流速が大きくなる。
よって、作動時にはフィルタはディフューザ部側に押し付けられた状態となるため、作動前の状態では、フィルタはディフューザ部から外れない程度に取り付けられていればよいことから、溶接のような固定作業は不要となり、ガス発生器の組立も容易となる。
フィルタの外径寸法と加圧ガス室ハウジングの内径寸法を調節してフィルタを加圧ガス室ハウジングに対して圧入固定する方法、
フィルタにフランジ部を設け、フランジ部の外径寸法と加圧ガス室ハウジングの内径寸法を調節してフィルタをフランジ部において圧入固定する方法、
フィルタにフランジ部を設けて加圧ガス室内周面に当接させ、前記当接部分に半径方向に対向する加圧ガス室ハウジングを外側から押圧して内側に突き出させた突起部を形成し、前記突起部によりフランジ部を押さえつける方法、
などを適用することができる。
このようにしてフィルタを取り付けたとき、フィルタは加圧ガス室に面したディフューザ部に当接されていてもよいし、間隔をおいて配置されていてもよい。
またフィルタは、第2破裂板のディフューザ部への固定部(溶接部分)に当接されていてもよいし、間隔をおいて配置されていてもよい。
クリンプワイヤは、長さ方向に波打って縮んだワイヤであり、例えば、特表2013−507540号公報の[0021]に記載されているものであり、N.V.Bekaert S.A.,Zwevegem,Belgiumより、High Impact Steelという商品名で入手可能なものである。
クリンプワイヤを使用した圧縮成形体(フィルタ)は、例えば、特開平7−308726号公報に記載の製造方法を適用して製造されたものを使用することができる。クリンプワイヤを用いた圧縮成形フィルタは、クリンプワイヤ同士が複雑に絡まり、フィルタとしての剛性他高まることや、内部の空隙が均等に形成されて密度がより均一にできるため、性能が安定したガス発生器となる。
また、フィルタは中心部分の一端面から他端面にかけて貫通孔を有した筒状であってもよいし、貫通孔のない柱状乃至は板状のものであってもよい。
フィルタの断面形状は特に制限されるものではない。
第2連通路(56)が、第2破裂板(58)の周縁部(58a)が加圧ガス室(20)に面したディフューザ部面(53)に固定されて第2連通路(56)が閉塞されているものであり、
フィルタ(60)が、第1端面(61)が第2破裂板(58)の少なくとも周縁部(58a)を除いた部分と間隔をおき、第2端面(62)が加圧ガス室(20)内に面し、周面(63)が加圧ガス室ハウジング(22)の内周面(22a)との間に間隔をおくようにして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。
なお、第2破裂板は、取り付ける前は円板である、取り付け後は加圧ガス室内の圧力を受けてディフューザ部側に椀状に変形している。
よって、フィルタは、第2破裂板とは全く接触していない状態となるため、外部から振動が加えられたときでも、フィルタが第2破裂板を傷つけることはない。
ディフューザ部(50)が、加圧ガス室(20)に面した部分から突き出された環状突起部(54)および複数の独立した突起部(55)のいずれか一方からなるフィルタ取付手段を有しており、
フィルタ(60)が、前記フィルタ取付手段により周面(63)が外側から内側に押圧されることで固定されている、請求項1または2記載のガス発生器を提供する。
フィルタ(60)が、周面(63)に環状溝(64)および複数の凹部の(64)いずれか一方を有しており、
ディフューザ部(50)が、加圧ガス室(20)に面した部分から突き出された環状突起部(54)および複数の独立した突起部(54)のいずれか一方からなるフィルタ取付手段を有しており、
フィルタ周面(63)の環状溝(64)および凹部(64)のいずれかに対して、前記フィルタ取付手段が嵌め込まれることによりフィルタ(60)が取り付けられている、請求項1または2記載のガス発生器を提供する。
フィルタ(60)が収容されたカップ部材(70)が、加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)を覆うように配置されており、
ディフューザ部(50)が加圧ガス室(20)に面した部分に突起部(55)を有しており、
カップ部材(70)が、開口部にフランジ部(71)を有し、側面(72)および底面(73)の少なくとも一方にガス通路となる開口部(72a)を有しており、
カップ部材(70)が、フランジ部(71)が前記ディフューザ部(50)の突起部(55)によりディフューザ部(50)に押圧されることで固定されている、請求項1または2記載のガス発生器を提供する。
組立時には、カップ部材内にフィルタを入れた状態で取り付けるため、フィルタが損傷することがない。
筒状の加圧室ハウジング(22)が、内径が均一である均一径部分と少なくともディフューザ部(50)側の開口部において形成された最小内径部分(22c)を有しており、
筒状の加圧室ハウジング(22)の内周面(22a)が、前記均一径部分から最小内径部分(22c)に向かって内径が連続して小さくなっている傾斜面部(22b)を有しており、
最小内径部分(22c)においてフィルタ(60)が圧入されており、
傾斜面部(22b)とフィルタ(60)との間に隙間(90)が形成されている、請求項1または2記載のガス発生器を提供する。
請求項7の発明は、好ましい態様として
筒状の加圧室ハウジング(22)が、内径が均一である均一径部分と少なくともディフューザ部(50)側の開口部において形成された最小内径部分(22c)を有しており、
筒状の加圧室ハウジング(22)の内周面(22a)が、前記均一径部分から最小内径部分(22c)に向かって内径が連続して小さくなっている傾斜面部(22b)を有しており、
最小内径部分(22c)において、フィルタ(60)が収容されたカップ部材(80)であり、ガス通路となる開口部(83)を有しているものが圧入されており、
傾斜面部(22b)とカップ部材の(80)周面(81)との間に隙間(90)が形成されている、請求項1または2記載のガス発生器を提供する。
さらに加圧ガス室ハウジングに傾斜面を設けることで、フィルタ周面またはカップ部材周面と傾斜面との間に隙間が形成されるようにしている。
このようにすることで、フィルタまたはカップ部材の取り付けが容易になると共に、フィルタの十分なガス流入面積も確保することができる。
ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(150)が、閉塞端面(151a)と複数のガス排出口(152)を有する周面(151b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(151c)を有し、さらにフランジ部(151c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(153)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(160)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)とディフューザ部(150)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、フィルタ(60)が収容されたカップ部材(170)が、加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)を覆うように配置されており、
カップ部材(170)が、底面(171)とガス通路となる複数の連通孔(173)を有する周面(172)を有するものであり、
カップ部材(170)が、筒状支持壁(160)の外周面(161)に対して外側から嵌め込まれることで固定されており、
フィルタ(60)が、第2端面(62)がカップ部材(170)の底面(171)に当接され、フィルタ周面(63)がカップ部材周面(172)に当接され、第1端面(61)の周縁部分が筒状支持壁(160)先端の環状頂部(163)に当接されており、
フィルタ(60)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器を提供する。
組立時には、カップ部材内にフィルタを入れた状態で取り付けるため、フィルタが損傷することがない。
そして、カップ部材内に収容されたフィルタの第1端面が前記筒状支持壁と当接され、第2端面がカップ部材の底面で固定されているため、上記した他の発明と比べると、フィルタがしっかりと固定され、第1端面と第2破裂板との間隔を大きくすることができる。
このため、作動時にガス流がフィルタを通過するときの圧力によって、フィルタの構成材料であるワイヤなどがほつれを生じたようなときでも、第2破裂板の正常な破壊に悪影響を及ぼすことがない。
なお、フィルタとしては、上記した公知のものが使用できるが、特にクリンプワイヤを所定形状(通常は円柱乃至は円筒)になるように型内に積層した後、圧縮成形して得られるフィルタなどは剛性が高く、ほつれにくいため好ましい。
燃焼室内で発生した燃焼ガスは第1破裂板を破壊した後、第1連通路を通って加圧ガス室に流れ、内部のガス温度および圧力を上昇させる。
この内部圧力の上昇によって速やかに第2破裂板が破壊されることになり、第2破裂板が破壊された後、ガスは第2連通路を通ってディフューザ部のガス排出口から排出される。
したがって作動時のガスの流れは、上流側の燃焼室から下流側のディフューザ部に向かう流れとなる。
このとき、フィルタが第1破裂板を覆う位置に取り付けられていると、燃焼室から第1連通路を通った燃焼ガスは一旦フィルタで冷却されてしまうことになるため、加圧ガス室内のガス圧を十分に上昇させることができず、第2破裂板の破壊を遅らせることにもなる。
しかし本発明のガス発生器では、燃焼室から第1連通路を通った燃焼ガスはそのまま加圧ガス室に入って、十分に内部の圧力を高めた後でフィルタを通過するため、加圧ガス室での圧力の上昇がすばやく行われ、第2破裂板は速やかに破壊され、第2連通路が開放される。
そして、燃焼ガスと加圧ガスは、第2連通路に入る前においてフィルタで冷却され、ガス発生剤中の燃焼残渣(金属成分)や第1破裂板の小片が濾過された後でガス排出口から排出される。
またフィルタ内部にも加圧ガスが入り込んだ状態となるため、フィルタを加圧ガス室のガス充填空間としても利用することができる。
ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(150)が、閉塞端面(151a)と複数のガス排出口(152)を有する周面(151b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(151c)を有し、さらにフランジ部(151c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(153)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(160)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)と前記ディフューザ部(50)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、フィルタ(60)が収容されたカップ部材(170)が、加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)を覆うように配置されており、
カップ部材(170)が、底面(171)とガス通路となる複数の連通孔(173)を有する周面(172)を有するものであり、
カップ部材(170)が、筒状支持壁(160)の外周面(161)に対して外側から嵌め込まれることで固定されており、
フィルタ(60)が、第2端面(62)がカップ部材(170)の底面(171)に当接され、フィルタ周面(63)がカップ部材周面(172)に当接され、第1端面(61)がガス通路となる複数の連通孔(183)を有する多孔板部材(180)に当接され、多孔板部材(180)が筒状支持壁(160)先端の環状頂部(163)に当接されており、
フィルタ(60)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器を提供する。
フィルタの第1端面は、多孔板部材を介して筒状支持壁と当接され、第2端面はカップ部材の底面で保持されている。
このため、作動時にガス流がフィルタを通過するときの圧力によって、フィルタの構成材料であるワイヤなどがほつれにくく、第2破裂板の正常な破壊に悪影響を及ぼすことがない。またフィルタ自体がしっかりと固定される。
なお、フィルタとしては、上記した公知のものが使用できるが、特に特開平10−119705号公報の[0025]〜[0027]に記載され、図1〜図5に示されているフィルタ(クーラント)が好ましい。
ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(250)が、閉塞端面(251a)と複数のガス排出口(252)を有する周面(251b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(251c)を有し、さらにフランジ部(251c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(253)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(260)を有しているものであり、
筒状支持壁(260)が、外側筒状壁部(261)と外側筒状壁部よりも低い内側筒状壁部(262)が厚さ方向に一体化されたもので、外側筒状壁部(261)と内側筒状壁部(262)の高低差により形成された内側環状段差面(263)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)とディフューザ部(250)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、フィルタ(60)が収容されたカップ部材(270)が、加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)に正対する位置に配置されており、
カップ部材(270)が、ガス通路となる複数の連通孔(272)を有する底面(271)と周面(273)を有するものであり、
カップ部材(270)が、底面(271)の周縁部分が筒状支持壁(260)の内側環状段差面(263)に当接され、周面(273)の底面(271)に接している環状部分が外側筒状壁部(261)の内周面(261a)に当接されており、
フィルタ(60)が、第1端面(61)がカップ部材底面(271)に当接され、フィルタ周面(63)がカップ部材周面(273)に当接され、第2端面(62)の外周縁部分がカップ部材(270)の開口部側の周面(273)に形成された爪部(274)が内側に折り曲げられていることで固定されており、
フィルタ(60)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器を提供する。
請求項10の発明では、フィルタが収容されたカップ部材は、底面側が第2破裂板側になるようにしてディフューザ部の筒状支持壁に取り付けられているため、前記カップ部材底面が請求項9の発明における多孔板部材と同様に機能する。
このため、フィルタの固定が十分行われる以外にも、作動時にガス流がフィルタを通過するときの圧力によって、フィルタの構成材料であるワイヤなどがほつれにくく、第2破裂板の正常な破壊に悪影響を及ぼすことがない。
なお、フィルタとしては、上記した公知のものが使用できるが、特に特開平10−119705号公報の[0025]〜[0027]に記載され、図1〜図5に示されているフィルタ(クーラント)が好ましい。
ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(150)が、閉塞端面(151a)と複数のガス排出口(152)を有する周面(151b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(151c)を有し、さらにフランジ部(151c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(153)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(160)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)とディフューザ部(150)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、筒状フィルタ(190)が支持されたカップ部材(370)が加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)を覆うように配置されており、
カップ部材(370)が、底面(371)、ガス通路となる複数の連通孔(373)を有する周面(372)、フランジ部(374)、フランジ部(374)から周面(372)と同方向に延ばされた環状壁部(375)を有するものであり、
カップ部材(370)が、フランジ部(374)の外側環状面(376)が筒状支持壁(160)先端の環状頂部(163)に当接され、環状壁部(375)が筒状支持壁(160)の外周面(161)に当接されており、
筒状フィルタ(190)が、内周面(191)が複数の連通孔(373)を有するカップ部材周面(372)に外側から当接され、外周面(192)が筒状の加圧ガス室ハウジング(22)に対向しており、ディフューザ部(150)側の第1環状底面(193)がカップ部材フランジ部(374)の内側環状面(377)に当接されており、
筒状フィルタ(190)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器を提供する。
請求項11の発明では、カップ部材が請求項9の発明における多孔板部材と同様に機能する。
このため、作動時にガス流がフィルタを通過するときの圧力によって、フィルタの構成材料であるワイヤなどがほつれにくく、第2破裂板の正常な破壊に悪影響を及ぼすことがない。
なお、フィルタとしては、上記した公知のものが使用できるが、特にエキスパンドメタル、パンチングメタルなどを複数回巻回して積層体にしたものが好ましい。
また、フィルタは加圧ガス室内の下流側(第2破裂板側)に配置されているため、燃焼ガスの流入による加圧ガス室内の圧力上昇がなされ、かつ第2破裂板も迅速確実に破壊できる上、ガス排出口から排出されるガスの冷却や浄化をおこなうことができる。さらにガスの流れによるフィルタへの影響が少なく、出力性能が安定する。
図1により、1つの実施形態を説明する。図1は、ガス発生器の軸方向の断面図である。
ガス発生器10は、加圧ガス室20と、燃焼室30、ディフューザ部50とを有している。
筒状の加圧ガス室ハウジング22は、軸方向の中央部付近は均一径(内径および外径が均一な均一径部分)であり、両端開口部側に最小内径部分22cを有しており、均一径部分と最小内径部分との間は傾斜面部22bとなっている。なお、筒状の加圧ガス室ハウジング22は傾斜面部がない均一径のものを使用することもできる。
加圧ガス室ハウジング22の側面には、加圧ガスの充填孔が形成されており、加圧ガスを充填した後にピン26により閉塞されている。
燃焼室30には、点火手段(電気式点火器)34とガス発生剤36が収容されている。
ガス発生器10をエアバッグシステムに組み込むとき、点火手段34は、コネクタ、リードワイヤを介して、外部電源に接続される。
第1破裂板40には、ガス排出口42を有するキャップ44が、加圧ガス室20側から被せられている。このキャップ44は、第1破裂板40を覆うことにより、ガス発生剤36の燃焼により生じた燃焼ガスが必ずキャップ44を経由してガス排出口42から噴出されるように取り付けられている。
なお、図1に示すガス発生器10ではキャップ44を使用しているが、本発明ではフィルタ60を備えているため、キャップ44は使用しなくてもよい。
ディフューザ部50は、閉塞端面51aと周面51bを有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部51cを有している。
ディフューザ部50は、周面51bにガスを通過させる複数のガス排出口52を有している。
ディフューザ部50と加圧ガス室ハウジング22は、接合部29において抵抗溶接されている。
ディフューザ部50と加圧ガス室ハウジング22は、それぞれの中心軸が一致するように接続されている。
第2破裂板58は、周縁部58aにおいて、フランジ部51cの加圧ガス室20に面するフランジ部環状面(ディフューザ部面)53の内周縁側が環状に窪んだ部分に抵抗溶接されている。
フィルタ60は、作動時において、燃焼ガスと加圧ガスを通過させ、第2連通路56を通ってガス排出口52から排出させるものであり、その過程においてガスの冷却および濾過するガス発生器用フィルタとして周知の機能を発揮するものである。
フィルタ60は、一端面61が第2破裂板58に正対されており、他端面62は加圧ガス室20内に面している。このとき一端面61は第2破裂板58の周縁部58aから離れている。さらに周面(側面)63は、加圧ガス室ハウジング22の内周面22aとの間に間隔をおいて正対されている。
フィルタ60の一端面61は、第2破裂板58の全体(ディフューザ部面53への溶接部を含む)よりも大きな面積である。
このようにフィルタ60自体もガス空間として利用できるため、フィルタ60の体積分がそのままガス充填空間の減少分となるものではない。
フィルタ60は、作動時のガスの流れを阻害しない観点から、ディフューザ部50に対して取り付けられているか、ディフューザ部50に当接された状態であることが望ましい。
以下、図2〜図5によりフィルタ60のディフューザ部50への取付形態を説明する。
図1のガス発生器10において、図2(a)に示すようにフィルタ60が取り付けられている実施形態である。
第1端面61は第2破裂板58の周縁部(溶接部分)58aとの間に小さな間隔をおいて配置されているが、溶接状態によっては周縁部(溶接部分)58aと当接されていてもよい。第2端面62は加圧ガス室20内に面している。
第2破裂板58は、加圧ガス室20内の圧力を受けてディフューザ部50側に椀状に変形しているので、周縁部58aを除いた部分と第1端面61の間は、周縁部58aと第1端面61との間隔と比べると大きな間隔が存在している。
このため、ガス発生器が車両に搭載されたときに加えられる振動を受けた場合であっても、第1端面61により第2破裂板58の周縁部を除いた部分(作動時に破壊される部分)が損傷することがない。
周面63は、環状溝64または均等間隔に配置された複数の独立した凹部64を有しており、加圧ガス室ハウジングの内周面22aとの間に間隔をおいて配置されている。
突起部54の先端部54aは内側に曲げられている。
突起部54は、フィルタ周面63が環状溝64を有しているときは環状突起または複数の突起であり、フィルタ周面63が複数の凹部64を有しているときは、それに対応した位置に存在する複数の独立した突起である。
なお、図2のフィルタ60は環状溝(または凹部)64を有しているが、環状溝(または凹部)64がない周面63として、フィルタ周面63を外側から内側方向に突起部54で押圧すること(押圧して食い込ませたり、フィルタを変形させたりすること)で取り付けられていてもよい。
図2に示す実施形態および以下に説明する他の実施形態(図3〜図6)においても、フィルタ60の断面の大きさ(断面積Df)、第2破裂板58の大きさ(溶接された周縁部58aも含む)(Dr)、および第2連通路56の断面の大きさ(断面積Dp)は、Df>Dr>Dpの関係を満たしている。
図1のガス発生器10において、図3(a)に示すようにカップ部材70と組み合わせてフィルタ60が取り付けられている実施形態である。
第1端面61はディフューザ部面となるフランジ部環状面53に当接されており、第2端面62は加圧ガス室20内に向いている。
周面72にはガス通路となる開口部72aが設けられている。開口部72aは1または2以上を設けることができる。底面73にも開口部を設けることができる。なお、筒状のフィルタを使用した場合には、開口部がフィルタの貫通孔と正対しないようにする。
開口部72aの総開口面積は、第2連通路56の断面積よりも大きくなるように設定し、かつガスが通過するときに圧力損失が生じないように調整する。
そして、第2破裂板58は、その周縁部58aが環状段差面57aに対して溶接固定されている。このため、第2破裂板58と第1端面61の間は十分な間隔があることから、第2破裂板58は、周縁部58aも含めて第1端面61と接触することがない。
ディフューザ部面53は、カップ部材のフランジ部71の形状に応じた、加圧ガス室20側に延ばされた環状突起部55を有している。
図1のガス発生器10において、図4に示すようにフィルタ60が取り付けられている実施形態である。
第1端面61はディフューザ部面53に当接されており、第2端面62は加圧ガス室20内に面している。
フィルタのフランジ部65の外径は、正対する加圧ガス室ハウジング内周面22aの内径よりも僅かに大きくなるように調整されている。
フィルタ60は、フランジ部65がフランジ部環状面53(第2破裂板の周縁部58a)に当接されるまで圧入することで取り付けられている。
図1のガス発生器10において、図5に示すようにフィルタ60が取り付けられている実施形態である。
第1端面61はディフューザ部面53に当接されており、第2端面62は加圧ガス室20内に面している。
フィルタのフランジ部65の外径は、正対する加圧ガス室ハウジング内周面22aに当接できる程度の大きさになるように調整されている。
フィルタ60は、フランジ部65がフランジ部環状面53(第2破裂板の周縁部58a)に当接される位置において、加圧ガス室ハウジング22の外壁面を内側に押し込むように加工して形成した突起部(環状突起部乃至は独立した複数の突起部)28で厚さ方向に押さえつけられている。
図1のガス発生器10において、図6に示すようにカップ部材80と組み合わせてフィルタ60が取り付けられている実施形態である。
そして、均一径部分から最小内径部分22cの間は内径が連続して小さくなっている傾斜面部22bとなっている。
カップ部材80は、周面81と底面82を有しており、周面81にガス通路となる開口部83を有している。なお、底面82にも開口部を設けることができる。
開口部83の総開口面積は、第2連通路56の断面積よりも大きくなるように設定し、かつガスが通過するときに圧力損失が生じないように調整する。
カップ部材80の外径は、最小内径部分22cの内径よりも僅かに大きくなるように調整されている。
そして、カップ部材80(開口部83)と傾斜面部22bとの間には隙間90が形成されているため、十分なガス流入空間が確保されている。
なお、カップ部材80を使用せずに、フィルタ60を最小内径部分22cに圧入するようにしてもよい。
また図6の実施形態において、図3に示す環状部57と環状段差面57aを有しているディフューザ部50を使用することもできる。
次に、図1に示すガス発生器10に対して、図2(a)に示すようにフィルタ60が取り付けられたものを自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。
このとき加圧ガスは、キャップ44の閉塞端面44bに衝突して流れを変えた後に、ガス排出孔42から流出するので、閉塞端面44bから最も近いガス排出孔42までのポケット部分に燃焼残渣や第1破裂板40の破片のような異物が残留し易くなる。
特にフィルタ60は燃焼室30から離れた第2破裂板58寄りに配置されているので、燃焼ガスが加圧ガス室20に排出された時点では、フィルタ60の影響を受けにくく、加圧ガス室20での燃焼ガスの冷却は殆ど発生していないと考えられる。そのため加圧ガス室20の圧力が迅速に上昇する。またこのとき、フィルタ60内部にも燃焼ガスと加圧ガスの混合物が入り込んだ状態になる。
そして、内部圧力が所定圧力に達したとき、第2破裂板58が破壊され、第2連通路56が開放され、ガス排出口52からガスが排出される。
このため、ガスの流れによってフィルタ60はディフューザ部面53に強く押し付けられた状態となるので、例えば、突起部54が溝64から外れるような事態が生じたとしても、作動中はフィルタ60の位置がずれることはない。
図1のガス発生器10において、図7に示すようにディフューザ部150、カップ部材170と組み合わせてフィルタ60が取り付けられている実施形態である。なお、図7に示されていない部分は図1と同じである。
ディフューザ部150は、さらにフランジ部151cの加圧ガス室20に面したフランジ部環状面153において加圧ガス室20側に突き出された筒状支持壁160を有している。
加圧ガス室20とディフューザ部150との間の第2連通路56が第2破裂板58で閉塞されている。
カップ部材170は、底面171とガス通路となる複数の連通孔173を有する周面172を有している。連通孔173は、フィルタ60の全体をガスが通過できるようにするため、カップ部材170の底面171に近い位置のみに、周方向に均等間隔で複数が形成されている。
カップ部材170は、筒状支持壁160の外周面161に対して外側から嵌め込まれることで固定されている。なお、カップ部材170は、筒状支持壁160に対して溶接固定されていてもよいし、筒状支持壁160の外周面161に予め形成された環状溝または凹部に対して、カップ部材170の周面172を外側から内側に凹ませることで固定されていてもよい。
このため、図7に示す実施形態では、フィルタの第1端面61と第2破裂板58の間隔が、上記した他の実施形態(図1〜図6)よりも大きくなっている。
図7に示すフィルタ60は、型内においてクリンプワイヤを円柱形状に積層した後、圧縮成形して得られたものである(フィルタ60の密度は1〜5g/cm3程度)。クリンプワイヤからなるフィルタ60は、フィルタ60内においてクリンプワイヤ同士が絡み合った状態で存在していることから、圧力を受けた場合でもほつれることないうえ、圧縮成形後は密度斑がないので好ましい。
次に、図1に示すガス発生器10に対して、図7に示すようにフィルタ60が取り付けられたものを自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。
このとき加圧ガスは、キャップ44の閉塞端面44bに衝突して流れを変えた後に、ガス排出孔42から流出するので、閉塞端面44bから最も近いガス排出孔42までのポケット部分に燃焼残渣や第1破裂板40の破片のような異物が残留し易くなる。
特にフィルタ60は燃焼室30から離れた第2破裂板58寄りに配置されているので、燃焼ガスが加圧ガス室20に排出された時点では、フィルタ60の影響を受けにくく、加圧ガス室20での燃焼ガスの冷却は殆ど発生していないと考えられる。そのため加圧ガス室20の圧力が迅速に上昇する。またこのとき、フィルタ60内部にも燃焼ガスと加圧ガスの混合物が入り込んだ状態になる。
そして、内部圧力が所定圧力に達したとき、第2破裂板58が破壊され、第2連通路56が開放され、ガス排出口52からガスが排出される。
しかし、図7の実施形態では、クリンプワイヤからなるフィルタ60を使用していることから、大きな圧力を受けた場合でもほつれることがない。特に加圧ガス室20から第2連通路56にかけて通路断面積が狭くなっており、ガスの流速が上がることでフィルタのワイヤが影響を受けやすいが、クリンプワイヤからなるフィルタは剛性が高く、影響を受けにくい。
図1のガス発生器10において、図8に示すようにディフューザ部150、カップ部材170、多孔板部材180と組み合わせてフィルタ60が取り付けられている実施形態である。なお、図8に示されていない部分は図1と同じである。
ディフューザ部150は、さらにフランジ部151cの加圧ガス室20に面したフランジ部環状面153において加圧ガス室20側に突き出された筒状支持壁160を有している。
加圧ガス室20とディフューザ部150との間の第2連通路56が第2破裂板58で閉塞されている。
カップ部材170は、底面171とガス通路となる複数の連通孔173を有する周面172を有している。連通孔173は、フィルタ60の全体をガスが通過できるようにするため、カップ部材170の底面171に近い位置に形成されている。
カップ部材170は、筒状支持壁160の外周面161に対して外側から嵌め込まれることで固定されている。なお、カップ部材170は、筒状支持壁160に対して溶接固定されていてもよいし、筒状支持壁160の外周面161に予め形成された環状溝または凹部に対して、カップ部材170の周面172を外側から内側に凹ませることで固定されていてもよい。
多孔板部材180は、筒状支持壁160先端の環状頂部163に当接されている。
多孔板部材180は、厚さ方向に貫通された複数の連通孔183を有する底面181と、底面181の外周縁から同一方向に延ばされた環状壁182を有しているものを使用している。多孔板部材180は、厚さ方向に貫通された複数の連通孔183を有する円板を使用することもできる。
多孔板部材180の厚さは、筒状支持壁160の長さよりも短い。
このため、図8に示す実施形態では、フィルタの第1端面61と第2破裂板58の間隔が、上記した他の実施形態(図1〜図6)よりも大きくなっている。
作動時において、燃焼ガスと加圧ガスの混合ガスが高圧(高速)でフィルタ60を通過したとき、フィルタ60と第2破裂板58との間に多孔板部材180が存在していることからフィルタ60にほつれを生じにくく、第2破裂板58の破壊性に悪影響を与えることもないのでガス発生器の性能が安定する。
図1のガス発生器10において、図9に示すようにディフューザ部250、カップ部材270と組み合わせてフィルタ60が取り付けられている実施形態である。なお、図9に示されていない部分は図1と同じである。
ディフューザ部250は、開口部側にフランジ部251cを有し、さらにフランジ部251cの加圧ガス室20に面した環状面253において加圧ガス室20側に突き出された筒状支持壁260を有している。
加圧ガス室20ディフューザ部250との間の第2連通路56が第2破裂板58で閉塞されている。
カップ部材270は、ガス通路となる複数の連通孔272を有する底面271と周面273を有しており、開口部側の周面273に複数個(例えば2〜6個)の爪部274を有している。
カップ部材270は、底面271の周縁部分が筒状支持壁260の内側環状段差面263に当接され、周面273の底面271に接している部分が外側筒状壁部261の内周面261aに当接されている。
このため、図9に示す実施形態では、フィルタの第1端面61と第2破裂板58の間隔が、上記した他の実施形態(図1〜図6)よりも大きくなっている。
作動時において、燃焼ガスと加圧ガスの混合ガスが高圧(高速)でフィルタ60の開放面(第2端面62)から流入して通過したとき、フィルタ60と第2破裂板58との間に複数の連通孔272を有する底面271(図8の多孔板部材180と同じ機能を有する)が存在していることから、フィルタ60にほつれを生じにくく、第2破裂板58の破壊性に悪影響を与えることもない。よってガス発生器の性能が安定する。
図1のガス発生器10において、図10に示すようにディフューザ部250、カップ部材270と組み合わせて筒状フィルタ190が取り付けられている実施形態である。なお、図10に示されていない部分は図1と同じである。
ディフューザ部150は、開口部側にフランジ部151cを有し、さらにフランジ部151cの加圧ガス室20に面した環状面153において加圧ガス室20側に突き出された筒状支持壁160を有している。
加圧ガス室20内には、筒状フィルタ190が支持されたカップ部材370が加圧ガス室20内から第2破裂板58を覆うように配置されている。筒状フィルタ190は、エキスパンドメタルを複数回巻回して筒状の積層体にしたものを使用しているが、上記したほかのフィルタを使用することもできる。
カップ部材370は、底面371、ガス通路となる複数の連通孔373を有する周面372、フランジ部374、フランジ部374から周面372と同方向に延ばされた環状壁部375を有するものである。連通孔373は、周面372の異なる複数の高さ位置において周方向に複数が均等間隔で形成されている。
カップ部材370は、フランジ部374の外側環状面376が筒状支持壁160先端の環状頂部163に当接され、環状壁部375が筒状支持壁160の外周面161に当接されている。
このため、図10に示す実施形態では、フィルタの第1端面61と第2破裂板58の間隔が、上記した他の実施形態(図1〜図6)よりも大きくなっている。
作動時において、燃焼ガスと加圧ガスの混合ガスが高圧(高速)で筒状フィルタ190の外周面192から流入して通過したとき、フィルタ190の内周面191がカップ部材370の周面372によって保持されているため、ほつれを生じにくく、第2破裂板58の破壊性に悪影響を与えることもない。よってガス発生器の性能が安定する。
20 加圧ガス室
22 加圧ガス室ハウジング
30 燃焼室
32 燃焼室ハウジング
34 点火器
36 ガス発生剤
40 第1破裂板
50 ディフューザ部
52 ガス排出口
58 第2破裂板
60 フィルタ
Claims (4)
- ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(150)が、閉塞端面(151a)と複数のガス排出口(152)を有する周面(151b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(151c)を有し、さらにフランジ部(151c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(153)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(160)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)とディフューザ部(150)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、フィルタ(60)が収容されたカップ部材(170)が、加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)を覆うように配置されており、
カップ部材(170)が、底面(171)とガス通路となる複数の連通孔(173)を有する周面(172)を有するものであり、
カップ部材(170)が、筒状支持壁(160)の外周面(161)に対して外側から嵌め込まれることで固定されており、
フィルタ(60)が、第2端面(62)がカップ部材(170)の底面(171)に当接され、フィルタ周面(63)がカップ部材周面(172)に当接され、第1端面(61)の周縁部分が筒状支持壁(160)先端の環状頂部(163)に当接されており、
フィルタ(60)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器。 - ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(150)が、閉塞端面(151a)と複数のガス排出口(152)を有する周面(151b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(151c)を有し、さらにフランジ部(151c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(153)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(160)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)と前記ディフューザ部(50)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、フィルタ(60)が収容されたカップ部材(170)が、加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)を覆うように配置されており、
カップ部材(170)が、底面(171)とガス通路となる複数の連通孔(173)を有する周面(172)を有するものであり、
カップ部材(170)が、筒状支持壁(160)の外周面(161)に対して外側から嵌め込まれることで固定されており、
フィルタ(60)が、第2端面(62)がカップ部材(170)の底面(171)に当接され、フィルタ周面(63)がカップ部材周面(172)に当接され、第1端面(61)がガス通路となる複数の連通孔(183)を有する多孔板部材(180)に当接され、多孔板部材(180)が筒状支持壁(160)先端の環状頂部(163)に当接されており、
フィルタ(60)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器。 - ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(250)が、閉塞端面(251a)と複数のガス排出口(252)を有する周面(251b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(251c)を有し、さらにフランジ部(251c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(253)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(260)を有しているものであり、
筒状支持壁(260)が、外側筒状壁部(261)と外側筒状壁部よりも低い内側筒状壁部(262)が厚さ方向に一体化されたもので、外側筒状壁部(261)と内側筒状壁部(262)の高低差により形成された内側環状段差面(263)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)とディフューザ部(250)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、フィルタ(60)が収容されたカップ部材(270)が、加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)に正対する位置に配置されており、
カップ部材(270)が、ガス通路となる複数の連通孔(272)を有する底面(271)と周面(273)を有するものであり、
カップ部材(270)が、底面(271)の周縁部分が筒状支持壁(260)の内側環状段差面(263)に当接され、周面(273)の底面(271)に接している環状部分が外側筒状壁部(261)の内周面(261a)に当接されており、
フィルタ(60)が、第1端面(61)がカップ部材底面(271)に当接され、フィルタ周面(63)がカップ部材周面(273)に当接され、第2端面(62)の外周縁部分がカップ部材(270)の開口部側の周面(273)に形成された爪部(274)が内側に折り曲げられていることで固定されており、
フィルタ(60)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器。 - ガス発生剤(36)の燃焼による燃焼ガスと加圧ガスによりエアバッグを膨張させる方式のガス発生器(10)であり、
ガス発生器(10)が、
筒状の加圧ガス室ハウジング(22)により外殻が形成され、加圧ガスが充填された加圧ガス室(20)と、
加圧ガス室(20)の第1端部側に接続され、燃焼室ハウジング(32)内に収容された点火手段(34)とガス発生剤(36)とを含む燃焼室(30)と、
加圧ガス室(20)の第2端部側に接続されたディフューザ部(150)を有しており、
ディフューザ部(150)が、閉塞端面(151a)と複数のガス排出口(152)を有する周面(151b)を有するキャップ状のものであり、開口部側にフランジ部(151c)を有し、さらにフランジ部(151c)の加圧ガス室(20)に面した環状面(153)において加圧ガス室(20)側に突き出された筒状支持壁(160)を有しているものであり、
加圧ガス室(20)と燃焼室(30)との間の第1連通路(38)が第1破裂板(40)で閉塞され、
加圧ガス室(20)とディフューザ部(150)との間の第2連通路(56)が第2破裂板(58)で閉塞されているものであり、
加圧ガス室(20)内には、筒状フィルタ(190)が支持されたカップ部材(370)が加圧ガス室(20)内から第2破裂板(58)を覆うように配置されており、
カップ部材(370)が、底面(371)、ガス通路となる複数の連通孔(373)を有する周面(372)、フランジ部(374)、フランジ部(374)から周面(372)と同方向に延ばされた環状壁部(375)を有するものであり、
カップ部材(370)が、フランジ部(374)の外側環状面(376)が筒状支持壁(160)先端の環状頂部(163)に当接され、環状壁部(375)が筒状支持壁(160)の外周面(161)に当接されており、
筒状フィルタ(190)が、内周面(191)が複数の連通孔(373)を有するカップ部材周面(372)に外側から当接され、外周面(192)が筒状の加圧ガス室ハウジング(22)に対向しており、ディフューザ部(150)側の第1環状底面(193)がカップ部材フランジ部(374)の内側環状面(377)に当接されており、
筒状フィルタ(190)が、作動時に第2破裂板(58)が破壊されたとき、燃焼室(30)内の燃焼ガスと加圧ガスを通過させてから排出させるものである、ガス発生器。
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