JP6563825B2 - ガス発生器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に搭載するエアバッグ装置で使用できるガス発生器に関する。

自動車に搭載するエアバッグ装置に使用するガス発生器としては、ガス発生源としてガス発生剤を使用したものが汎用されている。
ガス発生器の点火器が作動してガス発生剤が燃焼したとき、燃焼ガス中に溶融状態の金属を含むミストが含まれる場合がある。
燃焼ガスに含まれるミストは、ガス発生器のハウジング内に配置されたクーラントフィルタにより濾過され、ガス発生器からエアバッグ内に放出され難くなっている。

ガス発生器の作動時、内圧の上昇によりハウジングが変形して、ハウジングとクーラントフィルタの間に隙間が生じてしまうと、ミストを含む燃焼ガスがクーラントフィルタを通過せずに直接ガス排出口からエアバッグ内に放出されるショートパスが生じるおそれもある。
このようなショートパスの発生を防止するため、特許文献１の図１６では、ハウジングの天板側にクーラント／フィルタ支持部材432が圧入して配置され（段落番号０１３４）、特許文献２の図２では、ハウジングの天板側にクーラント支持部材３２が圧入して配置され（段落番号００４１）、特許文献３の図２では、ハウジングの天板側にクーラント手段支持部材５０が圧入して配置されている（段落番号００３７）。

特許文献４の図１１では、ハウジングの底板側にアンダープレート１８が圧入して配置されているが、ガス発生剤６を支持するためのものであると記載されている（段落番号００５３）。
特許文献４の図１２では、ショートパスを防止する目的でハウジングの天板側にクーラント支持部材５５が配置され（段落番号００５０）、ハウジングの底板側に仕切部材１１０が配置されている。

特開平１０−９５３０４号公報 特開２００１−２０６１８９号公報 特開２００１−２３３１６７号公報 特開平１１−３３４５１７号公報

本発明は、ハウジングと他部材との組み合わせで筒状フィルタの支持部材を固定すると共に、前記筒状フィルタの支持部材によって、ハウジング底板と筒状フィルタとの当接部分からのショートパスを防止することができる、ガス発生器を提供することを課題とする。

本発明は、ガス排出口を有するディフューザシェルとクロージャシェルからなるハウジング内に筒状フィルタが配置され、前記筒状フィルタの内側に第１燃焼室と第２燃焼室が配置されたガス発生器であって、
前記筒状フィルタが、外周面が前記ガス排出口と間隔をおいて、第１環状端面が前記ディフューザシェルの天板に当接され、第２環状端面が前記クロージャシェルの底板に当接されて配置されており、
前記第１燃焼室が、前記第１燃焼室内に充填された第１ｂガス発生剤の点火手段を有する点火手段室と、第２ガス発生剤が充填された前記第２燃焼室の外側空間からなるものであり、
前記点火手段室が、筒状の第１ホルダと、第１点火器と、周壁部に厚さ方向に貫通された複数の第１連通孔を有している第１カップ部材で囲まれた、第１ａガス発生剤が充填された空間からなり、
前記筒状の第１ホルダが、前記クロージャシェルの底板の第１穴部に固定され、前記第１点火器が、前記筒状の第１ホルダ内に固定され、前記第１カップ部材が、開口部側から前記筒状の第１ホルダの内側に圧入されているものであり、
前記第２燃焼室が、筒状の第２ホルダと、第２点火器と、周壁部に厚さ方向に貫通された複数の第２連通孔を有している第２カップ部材で囲まれた第２ガス発生剤が充填された空間からなり、
前記筒状の第２ホルダが、前記クロージャシェルの底板の第２穴部に固定され、前記第２点火器が、前記筒状の第２ホルダ内に固定され、前記第２カップ部材が、開口部側から前記筒状の第２ホルダの外側に圧入され、前記周壁部の複数の第２連通孔を含む面が外側からカバー部材で覆われているものであり、
さらにクロージャシェルの底面には前記筒状フィルタの支持部材が配置されており、
前記支持部材が、前記クロージャシェルの底板部に形成された第１穴部と第２穴部に対応する穴を有する底面部と、前記底面部の外周部から垂設された外周壁部を有しているものであり、
前記支持部材の外周壁部の一部が、前記第１ホルダと前記筒状フィルタの間で厚さ方向両側から挟み付けられており、
前記支持部材の底面部が、前記クロージャシェルの底板と前記筒状の第２ホルダに圧入された前記第２カップ部材の開口部の環状端面の間で厚さ方向両側から挟み付けられており、
前記支持部材の外周壁部が前記筒状フィルタの第２環状端面側の内周面に当接されていることで、前記支持部材の底面部と外周壁部からなる角部が、前記筒状フィルタの第２環状端面と前記ディフューザシェルの底板との当接部に当接されているものであり、
第２点火器が作動して、第２燃焼室内の第２ガス発生剤が着火燃焼されて内部の圧力が上昇したとき、第２連通孔とカバー部材の間から前記クロージャシェルの底板方向に燃焼ガスが流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、作動時においてハウジングの底板方向に燃焼ガスが流れるものであり、筒状フィルタの支持部材によって、筒状フィルタとハウジング底板の間から前記燃焼ガスがショートパスすることを防止するものである。
支持部材は、クロージャシェルの底板部に形成された第１穴部と第２穴部に対応する穴を有する底面部と、前記底面部の外周部から垂設された外周壁部を有している。
支持部材の外周壁部は、筒状フィルタの第２環状端面側の内周面に当接されているため、支持部材の底面部と外周壁部からなる角部は、筒状フィルタの第２環状端面とディフューザシェルの底板との当接部に当接されている。
ガス発生器の作動時において、筒状フィルタの第２環状端面とディフューザシェルの底板との当接部に隙間が生じたとき、前記隙間から燃焼ガスのショートパスが生じるおそれがあるが、本発明のガス発生器では、前記隙間に当接された支持部材の底面部と外周壁部からなる角部がショートパスを防止するように作用する。
筒状フィルタは、特許文献１〜４に記載されているクーラントフィルタまたはクーラントと同じものを使用することができる。

支持部材は、筒状フィルタの内周面に圧入されていると共に、第１ホルダと筒状フィルタの間で外周壁部の一部が厚さ方向から挟み付けられ、第２カップ部材とハウジング底板の間で底面部が厚さ方向から挟み付けられることで固定されている。
このように支持部材は、単に圧入して固定されているものではなく、他部材との組み合わせで厚さ方向から挟み付けられて固定されているため、支持部材の底面部と外周壁部からなる角部と筒状フィルタの第２環状端面とディフューザシェルの底板との当接部との接触状態が維持される。
このため、支持部材の底面部と外周壁部からなる角部によって、筒状フィルタの第２環状端面とディフューザシェルの底板との当接部からのショートパス防止機能が高められている。

本発明のガス発生器は、前記筒状フィルタの内周面側の高さ（ｈ１）と前記支持部材の外周壁部の高さ（ｈ２）の比（ｈ２／ｈ１）が０．１〜０．２の範囲であるものが好ましい。
前記範囲にすることで、ショートパス防止機能が高められ、筒状フィルタへの燃焼ガス流の通過も妨げられない。

本発明のガス発生器は、前記ディフューザシェルが、内側の平坦面と、外周側の下向きに傾斜した上部環状傾斜面を有し、
前記クロージャシェルが、内側の平坦面と、外周側の上向きに傾斜した下部環状傾斜面を有しており、
前記筒状フィルタの第１環状端面が前記上部環状傾斜面に当接できる傾斜面を有し、前記筒状フィルタの第２環状端面が前記下部環状傾斜面に当接できる傾斜面を有しており、
前記ディフューザシェルの上部環状傾斜面に前記筒状フィルタの第１環状端面が当接され、前記クロージャシェルの下部環状傾斜面に前記筒状フィルタの第２環状端面が当接されているものが好ましい。
このようにすることで、筒状フィルタの位置決めが容易になる。

本発明のガス発生器は、ハウジングに配置された筒状フィルタの支持部材によって、クロージャシェルと筒状フィルタとの接触面からの燃焼ガスのショートパスが防止されている。

本発明のガス発生器の軸方向断面図。 図１の部分拡大図。 図１のガス発生器で使用する筒状フィルタの支持部材の斜視図。 図３に示すものとは別実施形態の筒状フィルタの支持部材の斜視図。

図１に示すガス発生器１は、ディフューザシェル１１とクロージャシェル２０からなるハウジング１０を有している。ディフューザシェル１１とクロージャシェル２０は、鉄、ステンレスなどの金属からなるものである。
ディフューザシェル１１は、天板１２、上部周壁部１３を有しており、開口部側にフランジ部１４を有している。
上部周壁部１３には、周方向に均等間隔で複数のガス排出口１５が形成されており、ガス排出口１５は内側からシールテープ１６で閉塞されている。
クロージャシェル２０は、底板２１、下部周壁部２２を有しており、底板２１には、２つの点火器を取り付けるための第１穴部２３、第２穴部２４が形成されている。
ハウジング１０は、クロージャシェル２０にディフューザシェル１１が被せられた状態で、上部周壁部１３の内側面と下部周壁部２２の外側面の接触部２５において溶接一体化されている。

ハウジング１０内には筒状フィルタ３０が配置されている。
筒状フィルタ３０は、外周面３１ａがガス排出口１５を有する上部周壁部１３と下部周壁部２２の両方と間隔をおいて配置されている。
筒状フィルタ３０の第１環状端面３２はディフューザシェル１１の天板１２に当接され、反対側の第２環状端面３３はクロージャシェル２０の底板２１に当接されている。

図１の実施形態では天板１２は、天板１２の外周側に下向きに傾斜した上部傾斜面１２ａを有し、底板２１の外周側に上向きに傾斜した下部傾斜面２１ａを有しており、残部は平坦面になっている。
筒状フィルタ３０の第１環状端面３２は上部傾斜面１２ａに対応した傾斜面を有しており、第２環状端面３３は下部傾斜面２１ａに対応した傾斜面を有しており、それぞれの傾斜面同士が当接されることで位置決めされている。
なお、天板１２と底板２１が傾斜面のない平坦面からなるものであり、筒状フィルタ３０の第１環状端面３２と第２環状端面３３も平坦面であるものを使用することもできる。

筒状フィルタ３０の内側には、第１燃焼室４０と第２燃焼室５０が配置されている。
第１燃焼室４０は、点火手段室４２と第２燃焼室５０を除いた外側空間からなるものである。
第１燃焼室４０内には、所要量の第１ｂガス発生剤４１ｂが充填されている。

点火手段室４２は、筒状の第１ホルダ４３と、第１点火器４４と、第１カップ部材４５で囲まれた空間からなる。
第１ホルダ４３は、クロージャシェル２０と同じ材質からなるものを用いることができ、第１カップ部材４５は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどからなるものが好ましい。
点火手段室４２内には、所要量の第１ａガス発生剤４１ａが充填されている。第１カップ部材４５の底面部４７側には、必要に応じてクッション材を配置することができる。
筒状の第１ホルダ４３は、クロージャシェルの底板２１の第１穴部２３に嵌め込まれ、接触部において溶接固定されている。
第１点火器４４は、筒状の第１ホルダ４３内に固定されている。
図１の実施形態では、筒状の第１ホルダ４３の内周壁面に形成された環状段差面４３ａに第１点火器４４の金属カラー４４ａが位置するように挿入されている。
第１カップ部材４５は、開口部４５ａ側から筒状の第１ホルダ４３の内側に圧入されており、開口部４５ａの環状端面４６ａと環状段差面４３ａの間で金属カラー４４ａが挟み付けられている。
金属カラー４４ａと第１ホルダ４３の内周壁面との環状の隙間には、防湿性を付与するため、Ｏリング４９が嵌め込まれている。

第１カップ部材４５は、開口部４５ａ側の外径が底面部４７側の外径よりも大きく、開口部４５ａから底面部４７の間に段差部４８を有している。
第１カップ部材４５は、段差部４８から底面部４７の間の周壁部４６において、周方向に複数の第１連通孔４６ｂを有している。複数の第１連通孔４６ｂは、内側からシールテープで閉塞することもできる。
複数の第１連通孔４６ｂと第２カップ部材６０の周壁部６４に形成された複数の第２連通孔６５は、軸Ｘ方向の高さが異なっている。
筒状の第１ホルダ４３の天板１２側のかしめ部４３ｂが、第１カップ部材４５の段差部４８を半径方向内側に押し付けているため、作動前には第１カップ部材４５の軸Ｘ方向への脱落が防止されている。

第２燃焼室５０は、筒状の第２ホルダ５２と、第２点火器５３と、周壁部６４に厚さ方向に貫通された複数の第２連通孔６５を有している第２カップ部材６０で囲まれた空間からなるものである。
第２ホルダ５２は、クロージャシェル２０と同じ材質からなるものを用いることができ、第２カップ部材６０は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどからなるものが好ましい。
第２燃焼室５０内には、所要量の第２ガス発生剤５１が充填されている。第２カップ部材６０の底面部６２側には、必要に応じてクッション材を配置することができる。

筒状の第２ホルダ５２は、クロージャシェルの底板２１の第２穴部２４に嵌め込まれ、接触部において溶接固定されている。
第２点火器５３は、筒状の第２ホルダ５２内に固定されている。
図１の実施形態では、筒状の第１ホルダ５２の内周壁面に形成された環状段差面５２ａに第２点火器５３の金属カラー５３ａが位置するように挿入され、さらに筒状の第２ホルダ５２のかしめ部５２ｂにより金属カラー５３ａが押さえつけられることで固定されている。
金属カラー５３ａと第２ホルダ５２の内周壁面との環状の隙間には、防湿性を付与するため、Ｏリング５９が嵌め込まれている。

第２カップ部材６０は、開口部６１側から筒状の第２ホルダ５２の外側に圧入されている。
第２カップ部材６０は、開口部６１側の外径が底面部６２側の外径よりも小さく、開口部６１から底面部６２の間に段差部６３を有している。
第２カップ部材６０は、段差部６３から底面部６２の間の周壁部６４において、周方向に複数の第２連通孔６５を有している。

第２カップ部材６０は、底面部６２と周壁部６４の複数の第２連通孔６５を含む面が外側からカップ形状のカバー部材６７で覆われている。
カバー部材６７は、少なくとも周壁部６４の複数の第２連通孔６５を含む面を覆うことができるものであればよく、筒形状のものでもよい。
カバー部材６７は、金属からなるものであり、好ましくは冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）からなるものを使用することができる。
カバー部材６７は、開口部側に切り欠き（例えば、三角に切り取られた部分）を形成して、第２カップ部材６０の第２連通孔６５から噴き出した燃焼ガスの圧力を受けたとき、前記切り欠き部分から開裂して、燃焼ガスが底板２１側に流出し易くなるようにすることができる。

クロージャシェル２０の底板２１には、筒状フィルタ３０の支持部材７０が配置されている。
支持部材７０は、図３に示すとおり、底面部７１と、底面部７１の外周部から垂設された外周壁部７４を有している。
底面部７１は、クロージャシェル２０の底板２１に形成された第１穴部２３と同じ形状および大きさの穴７２と、第２穴部２４と同じ形状および大きさの穴７３を有している。
支持部材７０の穴７２と穴７３は、図１に示すように配置したとき、穴７２と第１穴部２３が一致し、穴７３と第２穴部２４と一致するように位置が調整されている。

支持部材７０は、外周壁部７４の外周面７４ａが筒状フィルタ３０の第２環状端面３３側の内周面３１ｂに当接されており、外周壁部７４の一部は、第１ホルダ４３と筒状フィルタ３０の内周面３１ｂの間で厚さ方向両側から挟み付けられている。
支持部材７０の底面部７１は、クロージャシェル２０の底板２１と第２カップ部材６０の開口部６１の環状端面６１ａの間で、厚さ方向両側から挟み付けられている。
支持部材７０は、底面部７１と外周壁部７４からなる角部７５が、筒状フィルタ３０の第２環状端面３３とクロージャシェル２０の底板２１の下部傾斜面２１ａとの当接部に当接されている。

筒状フィルタ３０の内周面側の底板２１から天板１２までの高さ（ｈ１）と支持部材７０の外周壁部７４の高さ（ｈ２）の比（ｈ２／ｈ１）は０．１〜０．２の範囲であることが好ましく、０．１〜０．１５の範囲であることがより好ましい。
ｈ２／ｈ１が前記範囲内であると、第２環状端面３３と下部傾斜面２１ａの当接部分からのショートパス機能が十分に高められると共に、燃焼ガスが筒状フィルタ３０を通過して濾過および冷却された後、ガス排出口１５から排出される機能も維持される。

支持部材７１は、図４に示すように底面部７１が一つの穴８０を有しているものでもよい。
一つの穴８０は、クロージャシェル２０の底板２１に形成された第１穴部２３と第２穴部２４を含む形状および大きさのものである。
穴８０の内周部８１は、第１ホルダ４３の外周面の一部と第２ホルダ５２の外周面の一部に当接できるようになっている。
ガス発生器１は、必要に応じて、ガス発生剤４１ｂを支持するためのリテーナを配置することができる。

次に自動車のエアバッグ装置に本発明のガス発生器１を使用したときの動作を説明する。
以下においては、最初に第１点火器４４が作動して、僅かに遅れて第２点火器５３が作動したときの動作について説明する。

第１点火器４４が作動して、点火手段室４２内の第１ａガス発生剤４１ａが着火燃焼すると、第１カップ部材４５の第１連通孔４６ｂから燃焼ガスが第１燃焼室４０内に流出して、第１ｂガス発生剤４１ｂを着火燃焼させる。
第１ｂガス発生剤４１ｂの燃焼により第１燃焼室４０内の圧力がさらに上昇すると、天板１２は軸Ｘ方向に変形するが、このとき天板１２の外周部分の上部傾斜面１２ａは変形し難く、残部の平坦面が変形し易くなる。
なお、点火手段室４２内の第１ａガス発生剤４１ａと第１燃焼室４０内の第１ｂガス発生剤が燃焼して燃焼ガスが発生したときでも、第２カップ部材６０の第２連通孔６５は金属製のカバー部材６７で覆われているため、前記燃焼ガスにより第２燃焼室５０内の第２ガス発生剤５１が着火されることはない。

第１燃焼室４０内の燃焼ガスは、筒状フィルタ３０を通って、シールテープ１６を破り、ガス排出口１５からエアバッグ内に排出される。
その後、第２点火器５３が作動して、第２燃焼室５０内の第２ガス発生剤５１が着火燃焼して燃焼ガスが発生する。
第２燃焼室５０の第２連通孔６５はカバー部材６７で覆われているため、燃焼ガスは第２連通孔６５とカバー部材６７の隙間から、底板２１方向に流れる。

支持部材７０は、底面部７１と外周壁部７４からなる角部７５が、筒状フィルタ３０の第２環状端面３３とクロージャシェル２０の底板２１の下部傾斜面２１ａとの当接部に当接されている。
このため、筒状フィルタ３０の第２環状端面３３とクロージャシェル２０の底板２１の下部傾斜面２１ａの間に隙間が生じた場合であっても、底面部７１と外周壁部７４からなる角部７５により燃焼ガスのショートパスが防止される。

本発明のガス発生器は、自動車に搭載するエアバッグ装置に使用することができる。

１ ガス発生器
１０ ハウジング
１１ ディフューザシェル
１５ ガス排出口
２０ クロージャシェル
４０ 第１燃焼室
４２ 点火手段室
４４ 第１点火器
４５ 第１カップ部材
５０ 第２燃焼室
５３ 第２点火器
６０ 第２カップ部材
７０ 筒状フィルタの支持部材
７１ 底面部
７４ 外周壁部
７５ 角部

Claims (3)

1. ガス排出口を有するディフューザシェルとクロージャシェルからなるハウジング内に筒状フィルタが配置され、前記筒状フィルタの内側に第１燃焼室と第２燃焼室が配置されたガス発生器であって、
   前記筒状フィルタが、外周面が前記ガス排出口と間隔をおいて、第１環状端面が前記ディフューザシェルの天板に当接され、第２環状端面が前記クロージャシェルの底板に当接されて配置されており、
   前記第１燃焼室が、前記第１燃焼室内に充填された第１ｂガス発生剤の点火手段を有する点火手段室と、第２ガス発生剤が充填された前記第２燃焼室の外側空間からなるものであり、
   前記点火手段室が、筒状の第１ホルダと、第１点火器と、周壁部に厚さ方向に貫通された複数の第１連通孔を有している第１カップ部材で囲まれた、第１ａガス発生剤が充填された空間からなり、
   前記筒状の第１ホルダが、前記クロージャシェルの底板の第１穴部に固定され、前記第１点火器が、前記筒状の第１ホルダ内に固定され、前記第１カップ部材が、開口部側から前記筒状の第１ホルダの内側に圧入されているものであり、
   前記第２燃焼室が、筒状の第２ホルダと、第２点火器と、周壁部に厚さ方向に貫通された複数の第２連通孔を有している第２カップ部材で囲まれた第２ガス発生剤が充填された空間からなり、
   前記筒状の第２ホルダが、前記クロージャシェルの底板の第２穴部に固定され、前記第２点火器が、前記筒状の第２ホルダ内に固定され、前記第２カップ部材が、開口部側から前記筒状の第２ホルダの外側に圧入され、前記周壁部の複数の第２連通孔を含む面が外側からカバー部材で覆われているものであり、
   さらにクロージャシェルの底面には前記筒状フィルタの支持部材が配置されており、
   前記支持部材が、前記クロージャシェルの底板部に形成された第１穴部と第２穴部に対応する穴を有する底面部と、前記底面部の外周部から垂設された外周壁部を有しているものであり、
   前記支持部材の外周壁部の一部が、前記第１ホルダと前記筒状フィルタの間で厚さ方向両側から挟み付けられており、
   前記支持部材の底面部が、前記クロージャシェルの底板と前記筒状の第２ホルダに圧入された前記第２カップ部材の開口部の環状端面の間で厚さ方向両側から挟み付けられており、
   前記支持部材の外周壁部が前記筒状フィルタの第２環状端面側の内周面に当接されていることで、前記支持部材の底面部と外周壁部からなる角部が、前記筒状フィルタの第２環状端面と前記ディフューザシェルの底板との当接部に当接されているものであり、
   第２点火器が作動して、第２燃焼室内の第２ガス発生剤が着火燃焼されて内部の圧力が上昇したとき、第２連通孔とカバー部材の間から前記クロージャシェルの底板方向に燃焼ガスが流出されるものである、ガス発生器。
2. 前記筒状フィルタの内周面側の高さ（ｈ１）と前記支持部材の外周壁部の高さ（ｈ２）の比（ｈ２／ｈ１）が０．１〜０．２の範囲である、請求項１記載のガス発生器。
3. 前記ディフューザシェルが、内側の平坦面と、外周側の下向きに傾斜した上部環状傾斜面を有し、
   前記クロージャシェルが、内側の平坦面と、外周側の上向きに傾斜した下部環状傾斜面を有しており、
   前記筒状フィルタの第１環状端面が前記上部環状傾斜面に当接できる傾斜面を有し、前記筒状フィルタの第２環状端面が前記下部環状傾斜面に当接できる傾斜面を有しており、
   前記ディフューザシェルの上部環状傾斜面に前記筒状フィルタの第１環状端面が当接され、前記クロージャシェルの下部環状傾斜面に前記筒状フィルタの第２環状端面が当接されている、請求項１記載のガス発生器。

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