JP6483949B2 - ガス発生器 - Google Patents
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Description
電気式点火器は、通常は、着火部と導電ピンを有する点火器本体が点火器カラーで包囲された状態のもので、点火器カラー部分においてハウジングに対して固定されている。
ハウジング内に位置している電気式点火器は、ガス発生剤に対する着火機能を高めるため、伝火薬(または伝火薬として機能するガス発生剤)と組み合わせて使用されることが多い。
この取り付け方法では、点火室カバー3の雄ネジ部3aと点火ケース2下部の雌ネジ部2cの精密なねじ切り加工が必要となることと、取り付け時のネジ合わせ加工に時間を要するという問題がある。
この取り付け方法は、ハウジング52とアダプタープラグ70の形状と大きさを調整した後、アダプタープラグ70にハウジング52を圧入する(押し入れる)方法であり、圧入時における部品の変形、圧力不足(アダプタープラグ70にハウジング52の密着性の低下)による気密性の低下の問題がある。
特許文献4の段落番号0030には、燃焼室カップ30がカラー41に嵌め込まれていることが記載されているが、カップとカラーとの密着強度を高めるような特別な手段についての記載はない。
特許文献5の段落番号0069には、エンハンサ室カップ部材132が第1点火器カラー122に嵌め込まれ、段落番号0070には、燃焼室カップ部材141が第2点火器カラー126に圧入されていることが記載されているが、カップとカラーとの密着強度を高めるような特別な手段についての記載はない。
ハウジング内において、点火器本体の周囲が点火器カラーで包囲された点火器と伝火薬が収容された点火手段室を有しているガス発生器であって、
前記点火手段室が、前記伝火薬が充填された点火手段室カップの開口部側の内周壁面が前記点火器の点火器カラーの外周壁面に密着した状態になるように圧入されて形成されたものであり、
前記点火器カラーの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh1)と前記点火手段室カップの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.25〜0.65の範囲である、ガス発生器を提供する。
点火器は、ガス発生器用の電気式点火器として汎用されている周知のものであり、着火部と導電ピンを有する点火器本体の周囲が、必要に応じて使用される樹脂を介して点火器カラーで包囲されたものである。
点火手段室カップは、その内部が点火手段室となるものであり、前記点火器と伝火薬(エンハンサ剤)が収容される。
点火器カラーと点火手段室カップは、炭素鋼、炭素鋼にニッケル、クロム、タングステン、マンガン、ケイ素、モリブデンなどの合金元素を添加した合金鋼などからなるものが好ましい。
Vh2/Vh1が1.0以上である場合には、圧入作業自体の困難性が非常に高く、Vh2/Vh1が1.0よりも小さいが、1.0に近似する数値(例えば0.8以上、1.0未満)である場合には、点火器カラーと点火手段室カップの硬度差が小さいため、圧入作業が難しく、点火器カラーと点火手段室カップの接触部分の密着度も十分に高めることができなくなる。
前記点火手段室カップの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)は、55〜105が好ましく、60〜100がより好ましく、65〜95がさらに好ましい。
Vh1とVh2は、Vh2/Vh1が上記範囲を満たすように調整されるものである。
焼鈍処理は、好ましくは600〜900℃、より好ましくは700〜800℃で2時間程度保持する方法を適用することができる。
なお、点火器カラーのビッカース硬度は、使用する金属自体のものであるが、必要に応じて上記焼鈍処理をしてビッカース硬度を調整してもよい。
内部に所定量の伝火薬(または伝火薬として機能するガス発生剤)が充填された点火手段室カップを下にして、その開口部に対して点火器の点火器カラーを圧入して取り付ける方法、
点火器の点火器カラーを上方に固定した状態で、所要量の伝火薬が充填された点火手段室カップを開口部側から圧入して取り付ける方法、
点火手段室カップとして筒状部と蓋部(底部)の2つからなるものを使用し、点火器の点火器カラーに筒状部の一端側の開口部から圧入した後、他端開口部から伝火薬を充填し、その後、開放状態の他端開口部に蓋部を取り付けたあと、レーザー溶接などで固定する方法、
を適用することができる。
このため、例えば、点火手段室カップの開口部から点火器カラーを圧入するとき、前記開口部壁が外側に拡張変形するため、点火器カラーの圧入が容易になり、圧入後には前記開口部壁が内側に縮小変形して元の形状に戻るため、点火手段室カップと点火器カラーの接触部分の密着度も高められる。
ハウジング内において、第1点火器本体の周囲が第1点火器カラーで包囲された第1点火器と伝火薬が収容された点火手段室と、第2点火器本体の周囲が第2点火器カラーで包囲された第2点火器とガス発生剤が収容された燃焼室を有しているガス発生器であって、
前記点火手段室が、
前記伝火薬が充填された点火手段室カップの開口部側の内周壁面が前記第1点火器の第1点火器カラーの外周壁面に密着した状態になるように圧入されて形成されたものであり、
前記第1点火器カラーの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh1)と前記点火手段室カップの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.25〜0.65の範囲であり、
前記燃焼室が、
前記ガス発生剤が充填された燃焼室カップの開口部側の内周壁面が前記第2点火器の第2点火器カラーの外周壁面に密着した状態になるように圧入されて形成されたものであり、
前記第2点火器カラーの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh1)と前記燃焼室カップの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.25〜0.65の範囲である、ガス発生器を提供する。
第1点火器と第2点火器は、ガス発生器用の電気式点火器として汎用されている周知のものであり、着火部と導電ピンを有する点火器本体の周囲が必要に応じて使用される樹脂を介して点火器カラー(第1点火器カラー、第2点火器カラー)で包囲されたものである。
点火手段室カップは、その内部が点火手段室となるものであり、前記第1点火器と伝火薬(エンハンサ剤)が収容される。
燃焼室カップは、その内部が燃焼室となるものであり、前記第2点火器とガス発生剤が収容される。
点火器カラー、点火手段室カップ、燃焼室カップは、炭素鋼、炭素鋼にニッケル、クロム、タングステン、マンガン、ケイ素、モリブデンなどの合金元素を添加した合金鋼などからなるものが好ましい。
Vh2/Vh1が1.0以上である場合には、圧入作業自体の困難性が非常に高く、Vh2/Vh1が1.0よりも小さいが、1.0に近似する数値(例えば0.8以上、1.0未満)である場合には、点火器カラーと点火手段室カップの硬度差が小さいため、圧入作業が難しく、点火器カラーと点火手段室カップの接触部分の密着度も十分に高めることができなくなる。
前記点火手段室カップおよび燃焼室カップの実施例に記載の方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)は、55〜105が好ましく、60〜100がより好ましく、65〜95がさらに好ましい。
Vh1とVh2は、Vh2/Vh1が上記範囲を満たすように調整されるものである。
内部に所定量の伝火薬(または伝火薬として機能するガス発生剤)が充填された点火手段室カップを下にして、その開口部に対して第1点火器の第1点火器カラーを圧入して取り付ける方法、または
第1点火器の第1点火器カラーを上方に固定した状態で、所要量の伝火薬が充填された点火手段室カップを開口部側から圧入して取り付ける方法、
点火手段室カップとして筒状部と蓋部(底部)の2つからなるものを使用し、第1点火器の第1点火器カラーに筒状部の一端側の開口部から圧入した後、他端開口部から伝火薬を充填し、その後、開放状態の他端開口部に蓋部を取り付けたあと、レーザー溶接などで固定する方法、
を適用することができる。
内部に所定量のガス発生剤が充填された燃焼室カップを下にして、その開口部に対して第2点火器の第2点火器カラーを圧入して取り付ける方法、または
第2点火器の第2点火器カラーを上方に固定した状態で、所要量のガス発生剤が充填された燃焼室カップを開口部側から圧入して取り付ける方法、
燃焼室カップとして筒状部と底部となる蓋部の2つからなるものを使用し、第2点火器の第2点火器カラーに筒状部の一端側の開口部から圧入した後、他端開口部からガス発生剤を充填し、その後、開放状態の他端開口部に蓋部を取り付けたあと、レーザー溶接などで固定する方法、
を適用することができる。
このため、例えば、点火手段室カップの開口部または燃焼室カップの開口部から点火器カラー(第1点火器カラー、第2点火器カラー)を圧入するとき、前記開口部壁が外側に拡張変形するため、点火器カラーの圧入(第1点火器カラー、第2点火器カラー)が容易になり、圧入後には前記開口部壁が内側に縮小変形して元の形状に戻るため、点火手段室カップまたは燃焼室カップと点火器カラー(第1点火器カラー、第2点火器カラー)の接触部分の密着度も高められる。
例えば本発明は、特開2010−892号公報の図1に示されている第1カップ部材32と第1点火器カラー22、第2カップ部材41と第2点火器カラー26の組み合わせを有しているガス発生器、特開2010−70073号公報の図1に示されている燃焼室カップ30とカラー41の組み合わせ、特開2007−118788号公報の図3のカップ132とカラー122の組み合わせ、カップ141とカラー126の組み合わせを有しているガス発生器などに適用することができる。
以下、図1(特開2010−892号公報の図1と同じもの)により説明する。
第1点火手段21は、樹脂24を介して第1点火器カラー22に固定された第1点火器23を有している。
第2点火手段25は、樹脂28を介して第2点火器カラー26に固定された第2点火器27を有している。
第1燃焼室31内には、第1カップ部材(点火手段室カップ)32と第2カップ部材(第2燃焼室カップ)41が隣接配置されている。
第1点火器カラー22の平均ビッカース硬度(Vh1)と第1カップ部材(点火手段室カップ)32の平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)は0.25〜0.65の範囲である。
ガス発生剤は、適宜種類、組成、形状を選択することにより、第1燃焼室31内のガス発生剤を着火燃焼させる作用と、それ自体の燃焼により発生するガスも利用するようにもできる。
第2点火器カラー26の平均ビッカース硬度(Vh1)と第2カップ部材(第2燃焼室カップ)41の平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)は0.25〜0.65の範囲である。
図1では、第2連通孔42は底面41bに近い位置に形成されているが、第1カップ部材32と対向しない位置であれば、より第2環状斜面41eに近い位置や第2環状斜面41eに形成されていてもよいし、底部41bに形成されていてもよい。底部41bに形成するときには、底部41bとディフューザシェル12の天板12aとの間に間隔を形成する。
また、第1カップ部材32と第2カップ部材41の間隔を狭くすることで、第1燃焼室31の容積を増加させることができる。
なお、第1カップ部材32と第2カップ部材41の間は、そこに第1ガス発生剤が入り込まず、エンハンサ室33での燃焼が第2燃焼室35に影響しないような間隔にすることが好ましい。
このとき、第1点火器カラー22の平均ビッカース硬度(Vh1)と第1カップ部材(点火手段室カップ)32の平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.25〜0.65の範囲を満たしているため、第1カップ部材32の開口部32aが外側に拡張変形することから、第1点火器カラー22の圧入が容易になる。圧入後には開口部32aが内側に縮小変形して元の形状に戻るため、第1点火器カラー22と第1カップ部材(点火手段室カップ)32の接触部分は密着される。
このとき、第2点火器カラー26の平均ビッカース硬度(Vh1)と第2カップ部材(燃焼室カップ)41の平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.25〜0.65の範囲を満たしているため、第2カップ部材41の開口部41aが外側に拡張変形することから、第1点火器カラー22の圧入が容易になる。圧入後には開口部32aが内側に縮小変形して元の形状に戻るため、第2点火器カラー26と第2カップ部材(燃焼室カップ)41の接触部分は密着される。
ガス発生器はエアバッグシステムに組み込まれ、自動車に搭載されている場合を例にする。なお、第1点火器23と第2点火器27は、衝突時において自動車が受ける衝撃の程度に応じて、第1点火器23のみが作動する場合、第1点火器23が先に作動して第2点火器27が遅れて作動する場合、第1点火器23と第2点火器27が同時に作動する場合があるが、以下においては、第1点火器23が先に作動して第2点火器27が遅れて作動する場合について説明する。
前記燃焼生成物は、第1連通孔34を通って第1燃焼室31に入り、第1ガス発生剤を着火、燃焼させて燃焼ガスを発生させる。このとき、第1連通孔34は、フィルタ45と距離を置いており、また第2カップ部材41とも対向する位置には形成されていないため、エンハンサ剤の燃焼生成物によって第2燃焼室35内の第2ガス発生剤が着火燃焼されることはない。
燃焼ガスは、第2連通孔42のシールテープ(図示せず)を破り、第2連通孔42から第1燃焼室31に流出したあと、フィルタ45を通って濾過及び冷却され、ガス排出口14からエアバッグに導入される。
第1点火器カラー22と第2点火器カラー26の平均ビッカース硬度の測定方法は、次のとおりである。なお、いずれも測定方法と測定値は同じであり、以下においては第2点火器カラー26の測定方法として説明する。
第1点火器カラー22と第2点火器カラー26は、いずれも炭素鋼(C含有量0.15質量%)からなるものであり、実施例1および比較例1の両方とも焼鈍処理はしていない。
第2点火器カラー26を軸方向に切断した後、切断面を研磨機で平滑になるように研磨したものを測定試料として、室温にてビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用して試験荷重300gで測定した。
測定個所は、第2点火器カラー26が第2カップ部材41の第2縮径周壁部41dと接触する部分の高さの異なる3点における板厚の中間位置(図2(a)中の3つの×印の位置)である。結果を表1に示す。
第1カップ部材32と第2カップ部材41は、いずれも炭素鋼(C含有量0.08質量%以下)からなるものであり、実施例1は成形後に800℃で2時間焼鈍処理をしているが、比較例1は成形後の焼鈍処理はしていない。
第2カップ部材41を第2点火器カラー26と接触する第2縮径周壁部41dで半径方向に切断した後、切断面を研磨機で平滑になるように研磨したものを測定試料として、室温にてビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用して試験荷重300gで測定した。
測定個所は、周方向に等間隔の3点における板厚の中間位置(図2(b)中の3つの×印の位置)である。結果を表1に示す。
その結果、実施例1のカラーとカップ部材の圧入作業は容易であり、圧入後におけるカラーとカップ部材の密着性も良かった。
一方、比較例1のカラーとカップ部材の圧入作業は、カップ部材の拡大変形が小さく、実施例1と比べると困難であり、圧入後におけるカラーとカップ部材の密着性も、カップ部材の縮小変形が生じ難く、実施例1と比べると不十分であった。
11 ハウジング
14 ガス排出口
22、26 点火器カラー
23、27 点火器
31 第1燃焼室
32 第1カップ部材
33 エンハンサ室
35 第2燃焼室
41 第2カップ部材
42 第2連通孔
45 フィルタ
Claims (4)
- ハウジング内において、点火器本体の周囲が点火器カラーで包囲された点火器と伝火薬が収容された点火手段室を有しているガス発生器であって、
前記点火手段室が、前記伝火薬が充填された点火手段室カップの開口部側の内周壁面が前記点火器の点火器カラーの外周壁面に密着した状態になるように圧入されて形成されたものであり、
前記点火器カラーと前記点火手段室カップが、炭素鋼、炭素鋼にニッケル、クロム、タングステン、マンガン、ケイ素、モリブデンから選ばれる合金元素を添加した合金鋼からなるものであり、
前記点火器カラーの下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh1)と前記点火手段室カップの下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.30〜0.60の範囲であり、
下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される前記点火手段室カップの平均ビッカース硬度(Vh2)が55〜105である、ガス発生器。
前記点火器カラーの平均ビッカース硬度(Vh1)は、前記点火器カラーを軸方向に切断した後、切断面を研磨機で平滑になるように研磨したものを測定試料として、室温にてビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用して試験荷重300gで測定した。測定個所は、点火器カラーが点火手段室カップの開口部側の内周壁面と接触する部分の高さの異なる3点における板厚の中間位置である。
前記点火手段室カップの平均ビッカース硬度(Vh2)は、前記点火手段室カップを点火器カラーと接触する開口部側の内周壁面で半径方向に切断した後、切断面を研磨機で平滑になるように研磨したものを測定試料として、室温にてビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用して試験荷重300gで測定した。測定個所は、周方向に等間隔の3点における板厚の中間位置である。 - Vh2/Vh1が0.35〜0.55の範囲である、請求項1記載のガス発生器。
- ハウジング内において、第1点火器本体の周囲が第1点火器カラーで包囲された第1点火器と伝火薬が収容された点火手段室と、第2点火器本体の周囲が第2点火器カラーで包囲された第2点火器とガス発生剤が収容された燃焼室を有しているガス発生器であって、
前記点火手段室が、
前記伝火薬が充填された点火手段室カップの開口部側の内周壁面が前記第1点火器の第1点火器カラーの外周壁面に密着した状態になるように圧入されて形成されたものであり、
前記第1点火器カラーの下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh1)と前記点火手段室カップの下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.30〜0.60の範囲であり、
前記燃焼室が、
前記ガス発生剤が充填された燃焼室カップの開口部側の内周壁面が前記第2点火器の第2点火器カラーの外周壁面に密着した状態になるように圧入されて形成されたものであり、
前記第1点火器カラー、前記点火手段室カップ、前記第2点火器カラーおよび前記燃焼室カップが、炭素鋼、炭素鋼にニッケル、クロム、タングステン、マンガン、ケイ素、モリブデンから選ばれる合金元素を添加した合金鋼からなるものであり、
前記第2点火器カラーの下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh1)と前記燃焼室カップの下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される平均ビッカース硬度(Vh2)の比(Vh2/Vh1)が0.30〜0.60の範囲であり、
下記のビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用した方法により測定される前記点火手段室カップと前記燃焼室カップの平均ビッカース硬度(Vh2)が55〜105である、ガス発生器。
前記第1点火器カラーの平均ビッカース硬度(Vh1)または前記第2点火器カラーの平均ビッカース硬度(Vh1)は、前記第1点火器カラーまたは前記第2点火器カラーを軸方向に切断した後、切断面を研磨機で平滑になるように研磨したものを測定試料として、室温にてビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用して試験荷重300gで測定した。測定個所は、前記第1点火器カラーが前記点火手段室カップの開口部側の内周壁面と接触する部分の高さの異なる3点における板厚の中間位置であり、前記第2点火器カラーが前記燃焼室カップの開口部側の内周壁面と接触する部分の高さの異なる3点における板厚の中間位置である。
前記点火手段室カップまたは前記燃焼室カップの平均ビッカース硬度(Vh2)は、前記点火手段室カップを第1点火器カラーと接触する開口部側の内周壁面で半径方向に切断した後、または前記燃焼室カップを第2点火器カラーと接触する開口部側の内周壁面で半径方向に切断した後、切断面を研磨機で平滑になるように研磨したものを測定試料として、室温にてビッカース微小硬さ計((株)ミツトヨ製HM-211型)を使用して試験荷重300gで測定した。測定個所は、いずれも周方向に等間隔の3点における板厚の中間位置である。 - Vh2/Vh1が0.35〜0.55の範囲である、請求項3記載のガス発生器。
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