JP6489722B2 - Gas generator - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置としてのエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器に関し、より特定的には、長尺円柱状の外形を有するいわゆるシリンダ型ガス発生器に関する。 The present invention relates to a gas generator incorporated in an airbag device as an occupant protection device mounted on an automobile or the like, and more particularly to a so-called cylinder type gas generator having a long cylindrical outer shape.
従来、自動車等の乗員の保護の観点から、乗員保護装置であるエアバッグ装置が普及している。エアバッグ装置は、車両等衝突時に生じる衝撃から乗員を保護する目的で車両等に装備されるものであり、車両等衝突時に瞬時にエアバッグを膨張および展開させることにより、展開されたエアバッグで乗員の体を受け止めるものである。ガス発生器は、このエアバッグ装置に組み込まれ、車両等衝突時に瞬時にガスを発生させてエアバッグを膨張および展開させる機器である。 2. Description of the Related Art Conventionally, airbag devices, which are occupant protection devices, have been widely used from the viewpoint of protecting occupants such as automobiles. An airbag device is installed in a vehicle or the like for the purpose of protecting an occupant from an impact caused by a vehicle or the like, and is an airbag that is deployed by instantly inflating and deploying the airbag at the time of a vehicle or the like collision. It is intended to catch the passenger's body. The gas generator is a device that is incorporated in the airbag device and inflates and deploys the airbag by instantaneously generating gas when a vehicle or the like collides.
ガス発生器には、車両等に対する設置位置や出力等の仕様に基づき、種々の構成のものが存在している。その一つに、「シリンダ型」と呼ばれる構造のガス発生器が存在する。シリンダ型ガス発生器は、その外形が長尺円柱状であり、サイドエアバッグ装置や助手席用のエアバッグ装置、カーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置等に好適に組み込まれる。なお、長尺円柱状の外形を有するガス発生器としては、このシリンダ型ガス発生器の他にも、いわゆるT 字型ガス発生器と呼ばれるもの等が存在している。 Gas generators of various configurations exist based on specifications such as installation positions and outputs with respect to vehicles and the like. One of them is a gas generator having a structure called “cylinder type”. The cylinder type gas generator has a long cylindrical shape, and is suitably incorporated in a side airbag device, a passenger seat airbag device, a curtain airbag device, a knee airbag device, or the like. As a gas generator having a long cylindrical outer shape, there is a so-called T-shaped gas generator in addition to the cylinder type gas generator.
上述したシリンダ型ガス発生器の具体的な構造が開示された文献として、たとえば特開平11−245760 号公報(特許文献1)や特許第4809444号公報(特許文献2)、特開2010−260387号公報(特許文献3)等がある。これら特許文献1から3に開示のシリンダ型ガス発生器にあっては、長尺円筒状のハウジングの軸方向の一端部に点火器および伝火薬が配置され、軸方向の略中央部にガス発生剤が収容されてこのガス発生剤が燃焼することで作動ガスが生成される燃焼室が設けられ、軸方向の他端部にフィルタが収容されたフィルタ室およびガス噴出口が設けられている。 As documents disclosing the specific structure of the cylinder type gas generator described above, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-245760 (Patent Document 1), Japanese Patent No. 4809444 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-260387. There exists a gazette (patent document 3) etc. In the cylinder type gas generators disclosed in Patent Documents 1 to 3, an igniter and a charge transfer agent are arranged at one end in the axial direction of a long cylindrical housing, and gas is generated at a substantially central portion in the axial direction. A combustion chamber in which working gas is generated by burning the gas generating agent and containing the agent is provided, and a filter chamber in which a filter is accommodated and a gas outlet are provided at the other end in the axial direction.
当該構成のシリンダ型ガス発生器においては、点火器が作動することによって生じた火炎が直接、あるいは間接的にガス発生剤に伝達され、これによりガス発生剤が燃焼して高温高圧の作動ガスが燃焼室にて生成され、生成された作動ガスがハウジングの軸方向に沿って燃焼室から最終的に冷却室に流入し、ガス噴出口よりハウジングの外部へと噴出される。ガス噴出口から噴出された作動ガスは、その後エアバッグの膨張および展開に利用される。 In the cylinder type gas generator having the above configuration, the flame generated by the operation of the igniter is transmitted directly or indirectly to the gas generating agent, whereby the gas generating agent burns and the high-temperature and high-pressure working gas is generated. The generated working gas is generated in the combustion chamber, and finally flows into the cooling chamber from the combustion chamber along the axial direction of the housing, and is ejected from the gas outlet to the outside of the housing. The working gas ejected from the gas ejection port is then used for inflation and deployment of the airbag.
このうち、上記特許文献1には、燃焼チャンバ(燃焼室)が略円筒状の管状スクリーン(区画部材)で区画され、その内部にガス発生剤を含んでなるシリンダ型ガス発生器が開示されている(特に特許文献1の図1参照。) 。当該燃焼チャンバ(燃焼室)の径方向外面には、管状スクリーンの外表面と、ハウジングの内表面の間に形成される略筒状のプレナム(プレナム室)を有し、燃焼チャンパ(燃焼室)で生成した作動ガスは、プレナム(プレナム室)を通過した後、フィルタチャンバ(冷却室)を通過して、最終的に出口開口(ガス噴出孔)よりガス発生器外部に作動ガスが放出される。このプレナム(プレナム室)を作動ガスが通過する際にガス発生剤の燃焼により生じた作動ガスと粒状物質のうち、粒状物質がハウジングの内表面に堆積して捕集される。 Among these, Patent Document 1 discloses a cylinder-type gas generator in which a combustion chamber (combustion chamber) is partitioned by a substantially cylindrical tubular screen (compartment member), and a gas generating agent is contained therein. (In particular, see FIG. 1 of Patent Document 1). A radially outer surface of the combustion chamber (combustion chamber) has a substantially cylindrical plenum (plenum chamber) formed between the outer surface of the tubular screen and the inner surface of the housing, and a combustion chamber (combustion chamber) The working gas generated in step 1 passes through the plenum (plenum chamber), then passes through the filter chamber (cooling chamber), and finally the working gas is released from the outlet opening (gas ejection hole) to the outside of the gas generator. . Of the working gas and the particulate matter generated by the combustion of the gas generating agent when the working gas passes through the plenum (plenum chamber), the particulate matter is deposited and collected on the inner surface of the housing.
また、上記特許文献2には、内側チャンバー(燃焼室)と薬剤筒(区画部材)を備え、また、シール要素によってガス密封接続を行うガス発生器が開示されている。シール要素は押圧することよって変形し、ガス密封接続を可能にする。また、上記特許文献3には、作動ガス生成室(燃焼室)を有し、内部に作動ガスが通過するための略円柱状空間を有した区画部材を含むガス発生器が開示されている。上記ガス発生剤と区画部材は第一密閉容器(密閉容器)に収容される。 Patent Document 2 discloses a gas generator that includes an inner chamber (combustion chamber) and a drug cylinder (partition member) and that performs gas-tight connection with a sealing element. The sealing element is deformed by pressing, allowing a gas tight connection. Patent Document 3 discloses a gas generator including a partition member having a working gas generation chamber (combustion chamber) and a substantially cylindrical space for the working gas to pass therethrough. The gas generating agent and the partition member are accommodated in a first closed container (closed container).
シリンダ型ガス発生器においては、車両等への搭載性の改善の要求が非常に強く、その小型軽量化が重要な課題となっている。そのため、近年においては、シリンダ型ガス発生器の主要構成部品であるハウジングやフィルタといった比較的重量の重い部品を小型かつ軽量の部品に変更する試みがなされている。その一つに、ガス発生剤の燃焼によって生じた作動ガスの冷却や、粒状物質の除去のためのフィルタ部材を減らす試みが検討されており、上記特許文献1にもその旨が記載されている。 In the cylinder type gas generator, there is an extremely strong demand for improvement in mountability on a vehicle or the like, and the reduction in size and weight is an important issue. Therefore, in recent years, attempts have been made to change relatively heavy parts such as a housing and a filter, which are main components of a cylinder type gas generator, to small and light parts. For example, attempts have been made to reduce the number of filter members for cooling the working gas generated by the combustion of the gas generating agent and removing the particulate matter, which is described in Patent Document 1 as well. .
ここで、近年、ガス発生器に使用されるガス発生剤として、非アジド系ガス発生剤が普及している。この非アジド系ガス発生剤を使用した場合には、比較的多量のガスを生成する特徴を有するため、エアバッグ装置に好適に利用できるメリットが得られるものの、他の組成のガス発生剤を使用した場合に比べて着火性が悪いといった問題や、安定的に燃焼させるためには高圧環境下におく必要があるといった問題が生じてしまう。そのため、シリンダ型ガス発生器のハウジングを小型軽量化するためには、これらの点を考慮に入れることが必要となる。 Here, in recent years, non-azide gas generating agents have become widespread as gas generating agents used in gas generators. When this non-azide gas generating agent is used, it has a characteristic of generating a relatively large amount of gas, so that it can be used favorably for an airbag device, but a gas generating agent of another composition is used. As a result, problems such as poor ignitability compared to the above case, and problems such as needing to be placed in a high-pressure environment in order to perform stable combustion occur. Therefore, in order to reduce the size and weight of the housing of the cylinder type gas generator, it is necessary to take these points into consideration.
また、上記非アジド系ガス発生剤は、それを構成する有機化合物や無機化合物の特性として吸湿性を有する場合が多く、それらがもし吸湿した場合には、当初設計されていた燃焼特性と違う現象が起きることが想定され、その結果、エアバッグの最適な乗員保護性能を発揮できないことも懸念される。これらを防止するために、ガス発生剤をはじめとした、インフレータに用いられる火薬類はいずれも密封(シール)される形でガス発生器内部に保持される形態が好ましい。 In addition, the non-azide-based gas generating agent often has a hygroscopic property as an organic compound or an inorganic compound constituting the non-azide gas generating agent, and if they absorb moisture, a phenomenon different from the originally designed combustion characteristic. As a result, there is a concern that the optimal occupant protection performance of the airbag cannot be exhibited. In order to prevent these, the explosives used in the inflator, including the gas generating agent, are preferably held in the gas generator in a sealed (sealed) form.
このように、シリンダ型ガス発生器の小型軽量化( 特に小径化および軽量化)、非アジド系ガス発生剤の着火性、燃焼安定性、密封保持等の課題を達成しながらも、その他の要求事項を満たすようにガス発生器を設計するには困難が伴う。 As described above, other requirements are met while achieving the challenges of reducing the size and weight of the cylinder-type gas generator (particularly, reducing the diameter and weight), ignitability of non-azide gas generants, combustion stability, and holding the seal. It is difficult to design a gas generator to meet the requirements.
したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、安定して所望の出力特性が得られる小型軽量化されたガス発生器を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a small and lightweight gas generator that can stably obtain desired output characteristics.
本発明に基づくガス発生器は、燃焼によりガスを発生するガス発生剤、軸方向の両端が閉塞されてなる長尺筒状のハウジング、上記ハウジングの軸方向の一端部に組付けられ、作動することで上記ガス発生剤を直接、または間接的に燃焼させるための火炎を発生する点火器と、上記ハウジングの内部に位置し、上記ガス発生剤の一部、または全部を収容し、燃焼室を形成する区画部材と、上記ガス発生剤を少なくとも収容し、密閉するための密閉容器、を構成要素として少なくとも有するガス発生器において、
上記ハウジングの円筒部径方向の厚みが、上記密閉容器の円筒部径方向の厚みよりも厚くなるように調整され、且つ、上記ガス発生剤、上記区画部材が上記密閉容器に収容され、密閉されていることを特徴とする。
A gas generator according to the present invention operates by being assembled with a gas generating agent that generates gas by combustion, a long cylindrical housing in which both axial ends are closed, and one axial end of the housing. An igniter that generates a flame for directly or indirectly burning the gas generating agent, and a part of the gas generating agent, or a part of the gas generating agent, which is located inside the housing, In a gas generator having at least a partition member to be formed and a sealed container for containing and sealing at least the gas generating agent as constituent elements,
The thickness of the housing in the radial direction of the cylindrical portion is adjusted to be thicker than the thickness of the sealed container in the radial direction of the cylindrical portion, and the gas generating agent and the partition member are accommodated in the sealed container and sealed. It is characterized by.
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記密閉容器を構成する物質の0℃における熱伝導率が、上記ハウジングを構成する物質の熱伝導率より大きいことが好ましい。 In the gas generator according to the present invention, it is preferable that the thermal conductivity at 0 ° C. of the substance constituting the sealed container is larger than the thermal conductivity of the substance constituting the housing.
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記区画部材は、少なくとも一端側が上記密閉容器の内径と略同一直径となるような拡径部と、上記密閉容器径方向内面と、上記区画部材の径方向外面との間に、間隙)を有するように調整された直径であり、上記ガス発生剤から発生したガスが上記区画部材の内部から、上記間隙へ流れ込むためのガス通過孔を有する本体部と、上記拡径部と上記本体部の間に位置する変形部を有することが好ましい。 In the gas generator according to the present invention, the partition member includes an enlarged diameter portion whose at least one end side is substantially the same diameter as the inner diameter of the sealed container, the radially inner surface of the sealed container, and the partition member. And a gas passage hole through which the gas generated from the gas generating agent flows into the gap from the inside of the partition member. It is preferable to have a deformation part located between the part and the enlarged diameter part and the main body part.
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記拡径部が、上記区画部材の両端に設けられることが好ましい。 In the gas generator according to the present invention, it is preferable that the enlarged diameter portion is provided at both ends of the partition member.
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記ハウジングの軸方向の一端部に組み付けられた上記点火器と反対側の端部にフィルタが収容されたフィルタ室を備え、上記ハウジング内部の空間を軸方向に、上記フィルタ室と上記間隙に区画し、上記間隙から上記フィルタ室にガスを通過させるための開口部を有する仕切り部材をさらに含むことが好ましい。 The gas generator according to the present invention includes a filter chamber in which a filter is accommodated at an end portion opposite to the igniter assembled at one end portion in the axial direction of the housing, and a space inside the housing. It is preferable to further include a partition member that is partitioned into the filter chamber and the gap in the axial direction and has an opening for allowing gas to pass through the gap to the filter chamber.
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記密閉容器内に、さらにクッション部材を含むことが好ましい。 In the gas generator based on the said invention, it is preferable that a cushion member is further included in the said airtight container.
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記クッション部材の外形が上記密閉容器の内径と略同一であり、かつ、上記クッション部材と上記区画部材の一端との間に上記ガス発生剤の層を有することが好ましい。 In the gas generator according to the present invention, the outer shape of the cushion member is substantially the same as the inner diameter of the sealed container, and the gas generating agent is interposed between the cushion member and one end of the partition member. It is preferable to have a layer.
本発明によれば、安定して所望の出力特性が得られる小型軽量化されたガス発生器とすることができる。より具体的には、密閉容器の内部に区画部材を配置し、前記密閉容器の厚みをハウジングより薄くする、あるいは、密閉容器の材質を0℃における熱伝導率がハウジングの材質よりも大きい材質を選択することによって、ガス発生剤の燃焼によって生じた作動ガスの冷却や、粒状物質の除去がより効果的に行われる。また、密閉容器がガス発生剤を密封するという機能だけに限らず、ガス発生器の燃焼初期に密閉容器内の圧力を高めて、ガス発生剤の安定した燃焼を促す効果も同時に達成される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the gas generator reduced in size and weight which can obtain a desired output characteristic stably. More specifically, a partition member is arranged inside the sealed container, and the thickness of the sealed container is made thinner than that of the housing, or the material of the sealed container is made of a material whose thermal conductivity at 0 ° C. is larger than that of the housing. By selecting, cooling of the working gas generated by the combustion of the gas generating agent and removal of the particulate matter are performed more effectively. In addition to the function that the sealed container seals the gas generating agent, the effect of promoting the stable combustion of the gas generating agent by increasing the pressure in the sealed container in the early stage of combustion of the gas generator is also achieved.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、サイドエアバッグ装置等に好適に組み込まれるいわゆるシリンダ型ガス発生器に本発明を適用した場合を例示するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below exemplifies a case where the present invention is applied to a so-called cylinder type gas generator suitably incorporated in a side airbag device or the like.
図1は、本発明の実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の内部構造を示す模式断面図である。以下においては、これら図1および拡大断面図である図3を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の内部構造について説明する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of a cylinder type gas generator in an embodiment of the present invention. Hereinafter, the internal structure of the cylinder type gas generator in the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 3 which is an enlarged sectional view.
図1に示すように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Aは、長尺略円柱状の外形を有しており、ハウジング10と、ホルダ20とを含んでいる。ハウジング10は、軸方向の少なくとも一端に開口を有する長尺の円筒状部材からなる。
図1に示すように、ホルダ20は、ハウジング10の筒状部を閉塞するようにハウジング10に固定されている。ホルダ20は、ハウジング10の軸方向と同方向に延びる中空開口部21を有する筒状の部材からなり、その外周面の所定位置に後述するかしめ固定のための環状溝部23を、ハウジングの内部の空間に面する側の端部にかしめ部26を有している。上記かしめ固定のための環状溝部23は、ホルダ20の外周面に周方向に向かって延びるように形成されている。一方、上記かしめ部26は後述するように点火器30を固定するための部位である。ホルダ20は、ハウジング10の開口端に取付けられている。
As shown in FIG. 1, a cylinder type gas generator 1 </ b> A in the present embodiment has a long and substantially cylindrical outer shape, and includes a
As shown in FIG. 1, the
これらハウジング10、およびホルダ20は、いずれもステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成される形態が好ましい。さらにハウジング10は、SPCEに代表される圧延鋼板をプレス加工することで有底円筒状に成形された金属製のプレス成形品、またはSTKMに代表される電縫管の軸方向端部の一方をクロージング処理して有底円筒状に成形された金属製の成形品にて構成されていてもよい。特に、ハウジング10を圧延鋼板のプレス成形品や電縫管の成形品に構成した場合には、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属製の部材を用いた場合に比べて安価にかつ容易にハウジング10を形成することができるとともに、大幅な軽量化が可能になる。また、ホルダ20の製造方法としては金属の棒材を切り出した上、切削加工により所望の形状にする場合や、概要形状まで鍛造加工を行い、詳細形状については切削加工を行い所望の形状にする方法が挙げられる。ハウジング10、およびホルダ20は、かしめ固定によってそれぞれが連結・固定されている。具体的には、ハウジング10の開口端にホルダ20の一部が内挿された状態で、ホルダ20の外周面に設けられた環状溝部23に対応する部分のハウジング10の周壁を径方向内側に縮径させて(かしめて)当該環状溝部23に係合させることにより、ハウジング10に対するホルダ20のかしめ固定が行なわれている。これらかしめ固定は、いずれもハウジング10の周壁を径方向内側に向かって均等に縮径させる八方かしめと呼ばれるかしめ固定である。
The
図1に示すように、ハウジング10のホルダ20が取付けられた反対側の端部近傍の周壁には、ガス噴出口11が設けられている。このガス噴出口11は、シリンダ型ガス発生器1Aの内部において発生したガスを外部に噴出するための穴であり、ハウジング10の周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。
As shown in FIG. 1, a
図1に示すように、ハウジングの軸方向の一端部(すなわち、ホルダ20寄りの部分)に存在する点火手段としての点火器30は、後述する粒状のガス発生剤52を燃焼させるための火炎を発生させるためのものである。
As shown in FIG. 1, an
点火器30は、ホルダ20の中空開口部21に内挿されてかしめ固定されている。ホルダ20はハウジングの内部の空間に面する側の端部にかしめ部26を有しており、点火器30が中空開口部21にOリング27を介したうえで内挿されてホルダ20に当て留めされた状態で当該かしめ部26をかしめることにより、点火器30がホルダ20に挟持されて点火器30がホルダ20に固定されている。また、別の好適な形態としては、点火器とホルダを熱可塑性樹脂などで射出成型して一体化する公知の方法も挙げられる。
The
より具体的には、点火器30は、一対の端子ピン32を挿通・保持する図示されない基枠と、基枠上に取付けられた図示されないスクイブカップとを備えており、スクイブカップ内に挿入された基枠の端子ピン32の先端を連結するように図示されない抵抗体(ブリッジワイヤ)が取付けられ、この抵抗体を取り囲むようにまたはこの抵抗体に接するようにスクイブカップ内に図示されない点火薬が充填され、また、必要に応じて伝火薬も充填されている。抵抗体としては一般にニクロム線等が利用され、点火薬としては一般にZPP(ジルコニウム・過塩素酸カリウム)、ZWPP(ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム)、鉛トリシネート等が利用され、伝火薬としては一般に、B/KNO3等に代表される金属粉/酸化剤からなる組成物や、水素化チタン/過塩素酸カリウムからなる組成物や、B/5−アミノテトラゾール/硝酸カリウム/三酸化モリブデンからなる組成物などが用いられる。スクイブカップ内に収容される火薬の種類や量は、点火器に必要な点火感度を満たした上、ガス発生剤52を燃焼させるために必要十分となるように適宜調整される。点火薬は主に点火器に必要な点火感度を満たすために必要量がスクイブカップ内に収容され、また、伝火薬は主にガス発生剤52を燃焼させるために必要量がスクイブカップ内に収容される。この意味においては、点火薬だけで前述の点火感度に加え、ガス発生剤52を燃焼させることができる場合は、伝火薬を収容する必要はない。また、スクイブカップは、一般に金属製またはプラスチック製である。
More specifically, the
衝突を検知した際には、端子ピン32を介して抵抗体に所定量の電流が流れる。抵抗体に所定量の電流が流れることにより、抵抗体においてジュール熱が発生し、この熱を受けて点火薬が燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎は、点火薬や伝火薬を収納しているスクイブカップを破裂させる。抵抗体に電流が流れてから点火器30が作動するまでの時間は、抵抗体にニクロム線を利用した場合には2ミリ秒以下である。
When a collision is detected, a predetermined amount of current flows through the resistor via the
図1に示すように、ハウジング10の内部の空間には、密閉容器40、密閉容器の内部に位置するガス発生剤が収容されている燃焼室17、フィルタ室18、燃焼室17と密閉容器40の内周面との間に間隙19が存在し、後述する区画部材35で、燃焼室17と、間隙19が仕切られている。燃焼室17はハウジング10の軸方向の略中央部に位置しており、内部に後述する点火器30、クッション材51、ガス発生剤52が収容されている。
フィルタ室18は、ハウジング10の軸方向の他端部(すなわち、ハウジング10の閉塞部側)に位置しており、内部に後述するフィルタ53が収容されている。さらに、密閉容器40の中にガス発生剤52、区画部材35、仕切り部材61が配置されている。ハウジング10の軸方向において密閉容器40と並んでフィルタ室18が並列に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the space inside the
The
図2に示すように区画部材35は、第1拡径部36、変形部37、本体部38及び第1開口部39から構成されており、略円筒状の形状を有している。ここで、第1拡径部36は点火器30側に構成されており、変形部37は第1拡径部36と本体部38とを接続している。変形部37は点火器側に向かうに従って徐々に拡径する構成となっていおり、ここではテーパー形状となっている。また、第1拡径部36は後述する密閉容器40の内周面と接している。第1拡径部36は後述する密閉容器40の点火器側の端部周辺に設けられており、ガス発生剤を収容する燃焼室17は上記本体部38、変形部37、第一拡径部36の内周面で規定されている部位と密閉容器40の内周面で規定されている部位を有している。このように構成することで、区画部材35を配置した際に変形部37によりハウジングの径方向に隙間が生じるため、密閉容器40の内周面と本体部38の間に間隙19を確実に設定することができる。また区画部材35は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成することができる。また区画部材の好適な製造方法としては板状金属材料をプレス加工を行うことで所望の形状とすることができる。
図3に示すように区画部材35の本体部38の周壁には前記第1開口部39が複数個設けられている。複数存在する第1開口部39は、ガス発生剤52の外形よりも小さく、区画部材35の周壁に周方向に沿って開口列をなして、数列設けられている。
複数存在する上記第1開口部39の開口面積の総和である総面積A1は、ガスの流動を阻害しないように十分大きく、具体的には、仕切り部材61の第2開口部65の開口面積の総和である総面積A2より大きく、ハウジングの周壁に複数存在する噴出口11の開口面積の総和である総面積A3より大きく形成されている。
また、区画部材35は、フィルタ室18側において開口しており、後述する仕切り部材61が嵌めこまれており、仕切り部材61の底部によって開口端が閉塞されている。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 3, a plurality of the
The total area A1, which is the sum of the opening areas of the plurality of
The
密閉容器40は、密閉部材41とカバー部材42とで構成され、点火器30に面するように配置されており、内部に区画部材35、ガス発生剤52、仕切部材61が配置されており、密閉部材41やカバー部材42の材料としては、銅やアルミニウムや真鍮、銅合金、アルミニウム合金等の金属薄板(箔)をプレス加工等することで成形された金属部材が利用できる。密閉部材41は、カップ状に形成されており、円筒部と円筒部から延設された密閉部材底部43で構成されており、密閉部材41の密閉部材底部43とは反対側の端部は開口端であり、カバー部42が嵌め込まれている。ここで、ハウジング10の円筒部径方向の厚みが、密閉部材41の円筒部径方向の厚みよりも厚くなるように調整されている。このように調整することで、点火器30が作動し、密閉容器40内のガス発生剤が燃焼した後、燃焼室17、間隙19と仕切り部材61の仕切り部材内部空間66内の圧力が上昇するが、密閉部材底部43を所定の破断圧力により開裂させることで、ガス発生剤52が円滑に着火し、所望の燃焼速度でガスを発生することができる。密閉部材底部43は底部の一部において略円形状の底部の他部分より膜厚の薄い脆弱部が設けられることで、破断しやすくなっている。尚、脆弱部の形状は略円形状に限定されるものではなく、三角形状、線状等にすることができ、形状は特に問わない。また、代わりにスコアを設ける形態でも構わない。脆弱部を略円形状で設けた場合の直径は筒状のフィルタの内径より小さい径であることが好ましく、このように設計し、脆弱部が破断した際に、破断後の残存部はフィルタを覆う形で残り、破断部は連通することとなるため、フィルタに直接ガスが吹き付けられることを防止し、フィルタが損傷することが避けられるとともに、破断後の内径もフィルタの内径より小さいため、開口面積が抑えられ過度な圧力損失が生じることが防げ、圧力隔壁として機能することも可能となる。ここで、略円形状以外の場合においても、脆弱部の長径がフィルタの内径より小さく構成されていれば同様の効果が得られる。
さらに、密閉容器40を構成する物質の0℃における熱伝導率が、ハウジング10を構成する物質の熱伝導率より大きいことが好ましい。燃焼室17から発生する作動ガスは、区画部材35の第一開口部39から径方向に向かって噴出し、密閉部材41の内面に衝突し、その後間隙19を軸方向に仕切り部材側に移動する。その際に、密閉容器を構成する物質の0℃における熱伝導率を大きくすることで、ハウジング10に直接作動ガスが衝突する従来の実施形態よりも、より短時間で多量の熱量を吸収することができ、その結果、作動ガスはより冷却され、また、より多くの粒状物質を密閉容器40の内面に付着させ、その除去が可能になる。
密閉容器40は、十分な作動ガスの冷却機能・スラグ捕集機能を発揮させるため、間隙19を規定している密閉容器40の表面積は十分に大きいことが好ましい。
このように、ガス発生剤52や区画部材35を密閉容器40に収容することによって、前述のガス発生剤の適切な燃焼や、より多くの作動ガス冷却、粒状物質の除去に加えて、ガス発生剤52に対する外部からの水分の侵入などを防止する密閉性を同時に満たすことができる。
カバー部材42は周壁部と周壁部から延びる底部とで構成され、密閉容器40の内周面にはめ込まれることで、密閉容器40の点火器側の端部を閉塞している。ここで、密閉性を向上させるために、密閉容器40とカバー部42はカシメ工程により接合させる、また、接着剤等で接着する、あるいは溶接させるなど従来公知の方法を用いることが好ましい。
The sealed
Furthermore, it is preferable that the thermal conductivity at 0 ° C. of the substance constituting the sealed
The
In this way, by accommodating the
The
仕切り部材61は、カップ部62、フランジ部63および第2開口部65から構成されており、区画部材と嵌合する形態にて、密閉容器40の中に配置されている。仕切り部材61は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成することができる。また、仕切り部材61の製造方法としては、鍛造加工、切削加工、プレス加工のいずれの成型方法を用いてもよい。また、仕切り部材61の第2開口部65は、ガス発生剤52が燃焼する際の燃焼室17内の圧力を適切にするために、その開口面積が調節されてもよい。また、本実施の形態においては、仕切り部材61はカップ部62の周壁部と側壁部から延設される底部から構成されており、第2開口部65は周壁部に設けられ、ハウジングの径方向へ向けて連通している。
尚、複数存在する上記第2開口部65の開口面積の総面積A2は、ハウジングの周壁に複数存在する噴出口11の総面積A3より小さく形成されている面積が好ましい。
The partition member 61 includes a
In addition, the total area A2 of the opening areas of the plurality of
ガス発生剤52は、点火器30によって点火された点火薬や伝火薬が燃焼することによって生じたガス、あるいは熱粒子によって着火され、燃焼することによってガスを発生させるものである。ガス発生剤52は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成型体として形成される。燃料としては、たとえばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等またはこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジンや硝酸グアニジン、シアノグアニジン、5−アミノテトラゾール等が好適に利用される。また、酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅等の塩基性硝酸塩や、過塩素酸アンモニウムや過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。また、添加剤としては、バインダやスラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばヒドロキシプロピレンメチルセルロース等のセルロース誘導体や、カルボキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダや、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。
The
ガス発生剤52の成型体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものがある。また、成型体内部に孔を有する有孔状(たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等)の成型体も利用される。これらの形状は、シリンダ型ガス発生器が組み込まれるエアバッグ装置の仕様に応じて適宜選択されることが好ましく、たとえばガス発生剤52の燃焼時においてガスの生成速度が時間的に変化する形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤52の形状の他にも線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。また、ガス発生剤の製造方法としては、従来公知の打錠製法や、特に成型体内部に孔を有する形状などは押し出し製法などを用いてもよい。
The shape of the molded body of the
なお、ガス発生剤52としては、燃料としてグアニジン系化合物を含み、酸化剤として過塩素酸塩を含むものを利用することが特に好適である。このグアニジン系化合物と過塩素酸塩とを含むガス発生剤を利用することとすれば、アジ化化合物のような毒性の問題を生じることもない。
As the
コイルばね45は、密閉容器40とホルダ20の間に所定量だけ軸方向に弾性圧縮した状態で配置されている。当該コイルばね45は、密閉容器40、仕切り部材61、およびフィルタ53をハウジング10の内部において軸方向に付勢することで固定するための部材である。同時にこれら構成部品の軸方向長さのばらつきを吸収するための部材でもある。そのためコイルばね45は、密閉容器40とホルダ20とによってハウジング10の軸方向において挟み込まれて固定されている。なお、コイルばね45に代えて、たとえばセラミックスファイバの成形体や発泡シリコーン等からなるクッション材を利用することとしても良い。
The
クッション材51は、成型体からなるガス発生剤52が振動等によって破砕されることを防止するための破砕防止部材に相当し、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコーン、金属ばね等が利用される。このクッション材51は、作動時において点火器30の燃焼によって開口または分断し、場合によっては焼失する。
The
フィルタ室18には、フィルタ53が収容されている。フィルタ室18は、上述のハウジング10の周壁に設けられたガス噴出口11を介して外部と通じている。
A
フィルタ53は、ハウジング10の軸方向と同方向に延びる中空部を有する円筒状の部材からなる。このように円筒状の部材からなるフィルタ53を利用すれば、燃焼室17にて発生した作動ガスがこのフィルタ53中を通過する際に、ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、ガス中に含まれるスラグ等を除去する除去手段としても機能する。そうすることで、間隙19を通過する際に捕集できなかったスラグが残存する場合は、最終的にフィルタ53にてほぼ大半を捕集することができる。また、前述の間隙19にて大半のスラグを捕集することができる場合はフィルタ53を省いてもよい。
また、フィルタ53は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼等の金属からなる線材や網材を巻き回したものやプレス加工することによって押し固めたものあるいは孔あき金属板を巻き回したもの等が利用される。具体的には、メリヤス編みの金網や平織りの金網、クリンプ織りの金属線材の集合体等が利用される。また、孔あき金属板としては、たとえば、金属板に千鳥状に切れ目を入れるとともにこれを押し広げて孔を形成して網目状に加工したエキスパンドメタルや、金属板に孔を穿つとともにその際に孔の周縁に生じるバリを潰すことでこれを平坦化したフックメタル等が利用される。この場合において、形成される孔の大きさや形状は、必要に応じて適宜変更が可能であり、同一金属板上において異なる大きさや形状の孔が含まれていてもよい。なお、金属板としては、たとえば鋼板(マイルドスチール)やステンレス鋼板が好適に利用でき、またアルミニウム、銅、チタン、ニッケルまたはこれらの合金等の板を利用することもできる。
このように金属線材や網材を円筒状に巻き回して焼結したり押し固めたりすることで形成されたフィルタは、その内部に空隙が含まれることになり、上述したガスの冷却を可能にする。フィルタ53は作動ガスがこのフィルタ53中を通過する際に、当該ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってこれを冷却する冷却手段として機能するとともに、当該ガス中に含まれる残渣(スラグ)等を除去する除去手段としても機能する。
The
The
Thus, the filter formed by winding and sintering metal wires and nets in a cylindrical shape will contain voids inside, enabling cooling of the gas described above. To do. When the working gas passes through the
なお、シリンダ型ガス発生器1Aのホルダ20が配置された方の端部には、雌型コネクタ(不図示)が取付けられる。この雌型コネクタは、シリンダ型ガス発生器1Aとは別途設けられる衝突検知手段からの信号を伝達するハーネスの雄型コネクタが接続される部位である。雌型コネクタには、必要に応じてショーティングクリップ(不図示)が取付けられる。このショーティングクリップは、シリンダ型ガス発生器1Aの搬送時等において静電放電等によってシリンダ型ガス発生器1Aが誤動作することを防止するために取付けられるものであり、エアバッグ装置への組付け段階においてハーネスの雄型コネクタが雌型コネクタに挿し込まれることによってその端子ピン32への接触が解除されるものである。
A female connector (not shown) is attached to the end of the cylinder type gas generator 1A where the
次に、以上において説明したシリンダ型ガス発生器1Aの作動時における動作について説明する。本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Aが組み込まれたエアバッグ装置が搭載された車両が衝突した場合には、車両に別途設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいて点火器30が作動する。点火器30が作動すると、点火薬の燃焼によって点火部31内の圧力が上昇し、これによって点火部31が破裂し、火炎が点火部31の外部へと流出する。この点火薬の燃焼により、上述の火炎がカバー部材42を断裂し、クッション材51へと至る。クッション材51へと達した火炎は、クッション材51を燃焼させてこれを開口または分断し、これによって火炎がガス発生剤52へと至る。
Next, the operation | movement at the time of the action | operation of the cylinder type gas generator 1A demonstrated above is demonstrated. When a vehicle equipped with an airbag device incorporating the cylinder-type gas generator 1A according to the present embodiment collides, the collision is detected by a collision detection means provided separately in the vehicle, and ignition is performed based on this. The
流れ込んだ火炎により、ガス発生剤52は着火されて燃焼し、多量のガスを発生させる。このガス発生剤52の燃焼により、燃焼室17内の圧力が上昇し、作動ガスが発生する。発生したガスは区画部材35の第1開口部39を通過して間隙19に導かれ、さらに仕切り部材61の第2開口部65を通過する。通過したガスは密閉部材底部43を開裂させ、フィルタ室18に流動し、その後フィルタ53を経由して所定の温度にまで冷却され、ガス噴出口11からシリンダ型ガス発生器1Aの外部へと噴出される。ガス噴出口11から噴出されたガスは、エアバッグの内部に導かれてエアバッグを膨張・展開させる。
ここで、発生したガスが区画部材35の第1開口部39及び間隙19を通過することで、区画部材35、密閉容器40及びハウジング10において発生したガスに含まれるスラグを捕集し、発生したガスの温度を低下させ、ガスの円滑な流れを生むことができる。
The
Here, the generated gas passes through the
以上において説明したように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Aとすることにより、ガス発生剤から発生する燃焼残渣を効率的に捕集することで、フィルタが小型になり、安価に製作することができる構成のガス発生器とすることができる。 As described above, by using the cylinder-type gas generator 1A in the present embodiment, the combustion residue generated from the gas generating agent is efficiently collected, so that the filter can be made small and manufactured at low cost. It can be set as the gas generator of the structure which can do.
図4は、本発明の実施の形態2におけるガス発生器の概略図である。以下、図4〜図5を参照して、本実施の形態におけるガス発生器2Aの構成について説明する。 FIG. 4 is a schematic diagram of a gas generator according to Embodiment 2 of the present invention. Hereinafter, the configuration of the gas generator 2A in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4に示すように、本発明の実施の形態におけるガス発生器2Aは、上述した本発明の実施の形態1におけるガス発生器1Aと比較した場合に、区画部材35の構成について相違している。すなわち、図4及び図5に示す本発明の実施の形態2におけるガス発生器2Aにあっては、区画部材35について点火器30側とは異なる他端側に拡径部36及び変形部37が構成されている。
具体的には、仕切り部材61を配置する代わりに、区画部材35において、前記第1拡径部36はフィルタ室18側にも構成されている。変形部37は第1拡径部36と本体部38とを接続している。区画部材35のフィルタ室側においては、変形部37はフィルタ室側に向かうに従って徐々に拡径する構成となっており、ここでもテーパー形状となっている。また、第1拡径部36は後述する密閉容器40の内周面と接している。また、区画部材35のフィルタ室側の端部は前記密閉容器40の内部に当接している。このように構成することで、区画部材35を配置した際に変形部37によりハウジングの径方向に隙間が生じるため、密閉容器40の内周面と本体部38の間に間隙19をより確実に設定することができる。
As shown in FIG. 4, the gas generator 2 </ b> A according to the embodiment of the present invention is different in the configuration of the
Specifically, instead of disposing the partition member 61, in the
次に、以上において説明したシリンダ型ガス発生器2Aの作動時における動作について説明する。本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Aが組み込まれたエアバッグ装置が搭載された車両が衝突した場合には、車両に別途設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいて点火器30が作動する。点火器30が作動すると、点火薬の燃焼によって点火部31内の圧力が上昇し、これによって点火部31が破裂し、火炎が点火部31の外部へと流出する。この点火薬の燃焼により、上述の火炎がカバー部材42を断裂し、クッション材51へと至る。クッション材51へと達した火炎は、クッション材51を燃焼させてこれを開口または分断し、これによって火炎がガス発生剤52へと至る。
Next, the operation | movement at the time of the action | operation of the cylinder type gas generator 2A demonstrated above is demonstrated. When a vehicle equipped with an airbag device incorporating the cylinder-type gas generator 1A according to the present embodiment collides, the collision is detected by a collision detection means provided separately in the vehicle, and ignition is performed based on this. The
流れ込んだ火炎により、ガス発生剤52は着火されて燃焼し、多量のガスを発生させる。このガス発生剤52の燃焼により、燃焼室17内の圧力が上昇し、作動ガスが発生する。発生したガスの一部は区画部材35の第1開口部39を通過して間隙19に導かれ、さらに間隙19から第1開口部39を通過して再度燃焼室17内はガスが流入する。流入したガスは密閉部材底部43を開裂させ、フィルタ室18に流動し、その後フィルタ53を経由して所定の温度にまで冷却され、ガス噴出口11からシリンダ型ガス発生器1Bの外部へと噴出される。ガス噴出口11から噴出されたガスは、エアバッグの内部に導かれてエアバッグを膨張・展開させる。
ここで、発生したガスが区画部材35の第1開口部39及び間隙19を通過することで、区画部材35、密閉容器40及びハウジング10において発生したガスに含まれるスラグを捕集し、発生したガスの温度を低下させ、ガスの円滑な流れを生むことに加え、作動ガスが再度燃焼室17に流入することで、より速いガス発生剤の着火を達成することができる。
The
Here, the generated gas passes through the
これらの構成を採用した場合にも、ハウジング10と区画部材35との間に形成される間隙19が形成されるように構成される場合には、上述した本実施の形態において説明した効果と同様の効果を得ることができ、安価に製作することができる構成のガス発生器とすることができる。
Even when these configurations are employed, when the
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 Thus, the above-described embodiment disclosed herein is illustrative in all respects and is not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1A〜2A シリンダ型ガス発生器、10 ハウジング、11 ガス噴出口、17 燃焼室、18 フィルタ室、19 間隙、20 ホルダ、21 中空開口部、23 環状溝部、26 かしめ部、27 Oリング、30点火器、31 点火部、32 端子ピン、35 区画部材、36 第1拡径部、37 変形部、38 本体部、39 第1開口部、40 密閉容器、41 密閉部材、42 カバー部材、43 密閉部材底部、45 コイルばね、51 クッション材、52 ガス発生剤、53 フィルタ、61 仕切り部材、62 カップ部、63 フランジ部、65 第2開口部
1A to 2A Cylinder-type gas generator, 10 housing, 11 gas outlet, 17 combustion chamber, 18 filter chamber, 19 gap, 20 holder, 21 hollow opening, 23 annular groove, 26 caulking, 27 O-ring, 30
Claims (1)
前記ハウジングの軸方向の一端部に組付けられ、作動することで前記ガス発生剤を燃焼させるための火炎を発生する点火器と、
前記ハウジングの内部に位置し、前記ガス発生剤を収容し、燃焼室を形成する円筒状の区画部材と、
前記ハウジングの内部に位置し、内部に前記区画部材を収容し、前記ガス発生剤を収容している両端が閉塞されて内部が密閉されている円筒状の密閉容器、を構成要素として少なくとも有するガス発生器であって、
前記ハウジングの円筒部径方向の厚みが、前記密閉容器の円筒部における径方向の厚みよりも厚くなるように調整されており、
前記区画部材は、少なくとも一端側が前記密閉容器の内径と略同一直径となるような拡径部と、
前記密閉容器径方向内面と、前記区画部材の径方向外面との間に、間隙(プレナム室)を有するように調整された直径であり、前記ガス発生剤から発生したガスが前記区画部材の内部から、前記プレナム室へ流れ込むためのガス通過孔を有する本体部と、
前記拡径部と前記本体部の間に位置する変形部を有し、
前記拡径部が、前記区画部材の両端に設けられることを特徴とするガス発生器。 A long cylindrical housing in which a gas generating agent that generates gas by combustion is disposed inside and both axial ends are closed;
An igniter that is assembled to one end of the housing in the axial direction and generates a flame for burning the gas generating agent by operating;
A cylindrical partition member located inside the housing, containing the gas generating agent and forming a combustion chamber;
A gas that is located inside the housing, contains the partition member therein, and has a cylindrical sealed container that is closed at both ends containing the gas generating agent and sealed inside as a constituent element. A generator,
The thickness of the cylindrical portion in the radial direction of the housing is adjusted to be thicker than the radial thickness in the cylindrical portion of the sealed container ,
The partition member has an enlarged diameter portion such that at least one end side has substantially the same diameter as the inner diameter of the sealed container;
The diameter is adjusted to have a gap (plenum chamber) between the radially inner surface of the sealed container and the radially outer surface of the partition member, and the gas generated from the gas generating agent is inside the partition member. A main body having a gas passage hole for flowing into the plenum chamber;
Having a deformed portion located between the enlarged diameter portion and the main body portion;
The gas generator according to claim 1, wherein the enlarged diameter portion is provided at both ends of the partition member .
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