JP6745200B2 - ガス発生器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のエアバッグ装置に使用できるガス発生器に関する。

エアバッグ装置に使用するガス発生器には、ハウジンングの底板に取り付けられた二つの点火器と、前記二つの点火器に対応するガス発生剤が充填された二つの燃焼室を有している、デュアルタイプのガス発生器が使用されている。
デュアルタイプのガス発生器は、二つの点火器が時間差をおいて作動したり、同時に作動したりすることができるものであり、作動時には、ハウジンングの天板と底板に対して大きな圧力が加えられることになる。
このように作動時において天板と底板に大きな圧力が加えられ、それらが軸方向に変形したとき、底板に取り付けられた点火器とコネクタの接続が緩んだり、またはコネクタが脱落したりするおそれもある。
時間差をおいて作動した場合でも、第１点火器の作動時の底板への圧力でコネクタが緩んだり、脱落したりしたときには第２点火器の作動に影響を与えることになり、第２点火器の作動後にコネクタが脱落したときでも、脱落したコネクタにより周辺部品が損傷するおそれがある。

特許文献１の図１、図２には、二つの点火器４が、リテーナ６に対して非導電性のボディー８（例えばナイロンやプラスチックなどもモールド可能なもの）によって固定された点火器システムが開示されている。
図２のリテーナ６は単一の構造体２０であり、図１のリテーナ６は二つに分離されているが、いずれも点火器４が取り付けられる部分を略筒状に変形させ（略筒状部を形成させ）、それぞれの貫通孔に導電ピン１４を貫通させた状態で、非導電性のボディー８によって点火器４と一体化している。
図１には、ベース１６に対して、非導電性のボディー８を介して点火器４が固定された状態が示されている。

ＵＳ ６，７６３，７６４ Ｂ２

本発明は、ハウジンング底板が補強されており、作動時において前記ハウジンング底板側の変形が抑制されているガス発生器を提供することを課題とする。

本発明は、天板と、前記天板と軸方向に対向する位置にある底板と、前記天板と前記底板の間にあるガス排出口が形成された周壁部からなるハウジンングを有しており、
前記底板が、平板部と、前記平板部にそれぞれ分離して形成された、第１点火器を固定するための第１穴部と、第２点火器を取り付けるための第２穴部を有しており、
さらに前記底板の上に当接されて配置された第２底板部材を有しており、
前記第２底板部材が第２平板部と二つの貫通孔を有しており、前記二つの貫通孔が、前記底板の第１穴部と第２穴部に対して軸方向に対向する位置に形成された第１貫通孔と第２貫通孔であり、
前記第１点火器が、第１穴部と第１貫通孔の両方に通されて配置され、樹脂を介して前記第１穴部周縁の平板部と前記第１貫通孔周縁の第２平板部に対して固定されているものであり、
前記第２点火器が、第２穴部と第２貫通孔の両方に通されて配置され、樹脂を介して前記第２穴部周縁の平板部と前記第２貫通孔周縁の第２平板部に対して固定されているものである、ガス発生器を提供する。

本発明のガス発生器は、ハウジンングの底板の上に第２底板部材が配置され、ハウジンング底板が二重構造になっている。
また本発明のガス発生器は、底板の第１穴部周縁の平板部と第２底板部材の第１貫通孔周縁の平板部が樹脂を介して接続され、底板の第２穴部周縁の平板部と第２底板部材の第２貫通孔周縁の平板部が樹脂を介して接続されている。
このように本発明のガス発生器では、ハウジンングの底板側が補強されているため、作動時における圧力を受けても底板および第２底板部材が変形し難くなっており、それに起因して点火器に着火電流を供給するために接続されたコネクタが緩んだり、脱落したりすることが防止されている。
特にガス発生器ハウジングのコネクタ接続部（コネクタ収容部）を樹脂で形成する実施形態があるが、ハウジング底板、あるいは第２底板部材の変形によってコネクタ接続部も変形したり、損傷したりすることがあり、コネクタが抜けやすくなる場合があり、改善の余地がある。しかし、本発明のガス発生器では底板および第２底板部材の変形自体が抑制されることから改善されている。

本発明のガス発生器の好ましい実施形態は、前記底板の平板部に形成された第１穴部が、第１点火器を固定するための第１固定部となる、前記第１穴部周縁の平板部から前記第１貫通孔の内側を通って天板方向に伸ばされた第１筒状壁部と、前記第１筒状壁部から半径方向内側に伸ばされた第１環状面部を有しており、
前記第１点火器が樹脂を介して前記第１固定部に固定されているものであり、
前記第２底板部材の第２貫通孔が、第２点火器を固定するための第２固定部となる、前記第２貫通孔周縁の平板部から天板方向に伸ばされた第２筒状壁部と、前記第２筒状壁部から半径方向内側に伸ばされた第２環状面部を有しており、
前記第２点火器が樹脂を介して前記第２固定部に固定されているものである。

ハウジンングの底板が、第１筒状壁部と第１環状面部からなる第１固定部を有しているため、底板と樹脂部分の接合強度が高くなっている。
また底板の第１筒状壁部が第２底板部材の第１貫通孔に通され、底板の第１筒状壁部と第２底板部材の第１貫通孔が当接され、樹脂を使用して固定するときにおいても第２底板部材のずれが防止されているため、樹脂で一体化した後のハウジンング底板の補強効果も高められている。
底板の第１筒状壁部の外径と第２底板部材の第１貫通孔の内径の大きさを調整することで、第２底板部材の第１貫通孔に対して底板の第１筒状壁部が圧入されるようにしてもよい。
第２底板部材が、第２筒状壁部と第２環状面部からなる第２固定部を有しているため、第２底板部材と樹脂部分の接合強度が高められている。ハウジングの底板と第２底板部材は重ねあわされて、前記樹脂によって固定されている。この場合、ハウジングの底板と第２底板部材は、互いに重ねた状態で各々の点火器を樹脂で固定するときに、一緒に固定してもよい。あるいは、予め各点火器を樹脂で固定した状態で、底板と第２底板部材を重ねた状態で再度樹脂を射出して、底板と第２底板部材を固定してもよい。

本発明のガス発生器の別の好ましい実施形態は、前記第１環状面部が、前記天板側の面と前記底板側の面の少なくとも一方の面に第１環状溝を有しており、前記第１環状溝内にも樹脂が入り込んでいるものであり、
前記第２環状面部が、前記天板側の面と前記底板側の面の少なくとも一方の面に第２環状溝を有しており、前記第２環状溝内にも樹脂が入り込んでいるものであり、
前記底板の第２穴部周縁の平板部が、前記第２筒状壁部の軸方向の形成位置よりも半径方向内側に伸ばされ、前記第２穴部周縁の平板部の内側面と外側面の少なくとも一方の面に底板環状溝を有しているものである。

ハウジンング底板の第１環状面部の一面側または両面側に第１環状溝が形成されており、前記第１環状溝にも樹脂が入り込んでいることで、底板の第１筒状壁部と第１環状面部と第１点火器との樹脂を介した接合強度がより高められている。
第２底板部材の第２環状面部の一面側または両面側に第２環状溝が形成されており、前記第２環状溝にも樹脂が入り込んでいることで、第２底板部材の第２筒状壁部と第２環状面部と第２点火器との樹脂を介した接合強度がより高められている。
ハウジンング底板が、第２穴部周縁の平板部の内側面と外側面の少なくとも一方の面に底板環状溝を有しているため、底板の第２穴部と樹脂との接合強度が高められている。
いずれの場合も接合強度が高まり、隙間からの湿気の侵入を阻止することができる。

本発明のガス発生器の別の好ましい実施形態は、前記第２底板部材が、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔が形成された第２平板部と、前記第２平板部の外周縁部において前記天板側に伸ばされた外側環状壁部を有しており、
前記第２平板部と前記外側環状壁部の境界部が前記底板と前記周壁部の境界部に当接され、前記外側環状壁部が前記周壁部に当接されているものである。

第２底板部材の外側環状壁部が底板の周壁部に当接されており、組み立て時においても第２底板部材のずれが防止されているため、樹脂で一体化した後のハウジンング底板の補強効果も高められている。
また第２底板部材の外側環状壁部が底板の周壁部に当接されているため、作動時において底板側に圧力が加えられたときの耐圧性が高められている。

本発明のガス発生器は、ハウジンングの底板が補強されているため、作動時においてハウジンングの内部圧力が上昇した場合でも、ハウジンングの底板の変形が抑制される。このため、点火器に接続されているコネクタが緩んだり、脱落したりすることが防止できる。

本発明のガス発生器の軸方向断面図。 図１における底板と第２底板部材の配置状態を示す軸方向の部分断面図。

本発明のガス発生器の一実施形態（デュアルタイプ）を図１により説明する。本発明のガス発生器１は、底板２０と第２底板部材３０の組み合わせに特徴を有しているものであり、他の部品の種類やそれらの配置などは適宜改変することができる。

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１６からなるハウジンング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１６は、いずれも鉄、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と上部周壁部１３を有しており、上部周壁部１３には周方向に均等間隔をおいて複数のガス排出口１４が形成されている。上部周壁部１３は開口部にフランジ部１５を有している。
複数のガス排出口１４は、内側から金属製のシールテープで閉塞されている。

クロージャシェル１６は、底板２０と下部周壁部１７を有している。
底板２０が、平板部２１と、平板部２１にそれぞれ分離して形成された、第１点火器４２を固定するための第１穴部２８と、第２点火器５２を取り付けるための第２穴部２９を有している。
底板２０の上には、第２底板部材３０が配置されている。
第２底板部材３０は、第２平板部３１と、第２平板部３１にそれぞれ分離して形成された第１貫通孔３８と第２貫通孔３９を有しており、さらに第２平板部３１の外周縁部において天板１２側に伸ばされた外側環状壁部３６を有している。
第１貫通孔３８は第１穴部２８と軸Ｘ方向に対向する位置に形成されており、第２貫通孔３９は第２穴部２９と軸Ｘ方向に対向する位置に形成されている。

底板２０の平板部２１に形成された第１穴部２８は、第１穴部２８周縁の平板部２１から第１貫通孔３８の内側を通って天板１２方向に伸ばされた第１筒状壁部２２ａと、第１筒状壁部２２ａから半径方向内側に伸ばされた第１環状面部２２ｂからなる第１固定部２２を有している。
第１環状面部２２ｂは、天板１２側の面に第１ａ環状溝２４を有し、底板２０側の面に第１ｂ環状溝２５を有している。

第２底板部材３０の第２貫通孔３９は、第２貫通孔３９周縁の平板部３１から天板１２方向に伸ばされた第２筒状壁部３２ａと、第２筒状壁部３２ａから半径方向内側に伸ばされた第２環状面部３２ｂからなる第２固定部３２を有している。
第２環状面部３２ｂは、天板１２側の面に第２ａ環状溝３４を有し、底板２０側の面に第２ｂ環状溝３５を有している。
底板の第２穴部２９周縁の平板部２１は、第２筒状壁部３２ａの軸Ｘ方向の形成位置よりも半径方向内側に伸ばされており（平板伸長部２１ａ）、第２穴部２９周縁の平板部２１の内側面（ハウジンング１０の内部方向の面）には内側環状溝２６を有しており、外側面には外側環状溝２７を有している。
底板２０と第２底板部材３０は、底板２０の平板部２１と第２底板部材３０の第２平板部３１が当接され、底板２１の下部周壁部１７と平板部２１の境界部に第２平板部３１と外側環状壁部３６の境界部が当接され、下部周壁部１６に外側環状壁部３６の一部が当接されている。

第１点火器４２は、第１穴部２８に通されて配置され、樹脂部９０を介して第１穴部２８周縁の第１固定部２２（第１筒状壁部２２ａ、第１環状面部２２ｂ）および平板部２１に対して固定されている。
第２点火器５２は、第２穴部２９と第２貫通孔３９の両方に通されて配置され、樹脂部９０を介して第２穴部周縁の第２固定部３２（第２筒状壁部３２ａ、第２環状面部３２ｂ）および第２穴部２９周縁の平板部２１（平板伸長部２１ａ）に対して固定されている。

図１に示すガス発生器１では、底板２０の平板部２１に第２底板部材３０の第２平板部３１が当接されて二重構造にされることで補強されている。
また、別部材の第２底板部材３０を底板２０と組み合わせているため、第１点火器４２を固定する第１固定部２２と第２点火器５２を固定する第２固定部３２の形成が容易になっている。
また、第１固定部２２と第２固定部３２を別部材にすることでそれらの間隔がより狭くできるようになったため、ハウジンング１０の半径方向の幅も小さくでき、ガス発生器１の小型化もできるようになった。
さらに底板２０の第１固定部２２と第２底板部材３０の第２固定部３２（底板２０と第２底板部材３０）は、同じ樹脂部９０で一体にされることによっても補強効果が高められている。
なお、底板２０を二重構造にすることに替えて底板２０の厚みを大きくすることでも補強できるが、その場合には第１固定部２２と第２固定部３２を近接した状態で製造することが困難になるほか、加工の容易なプレスでクロージャシェル１６を成形するときに、下部周壁部１７の肉厚を薄くし、平板部２１を肉厚にするという加工が難しくなる。

ハウジンング１０は、ディフューザシェル１１の上部周壁部１３の開口部近傍の内側面とクロージャシェル１６の下部周壁部１７の開口部近傍の外側面が接触した状態で、前記接触部分において溶接固定されている。
ハウジンング１０は、ディフューザシェル１１内にクロージャシェル１６が入り込んだ状態になっているため、上部周壁部１３と下部周壁部１７の環状端面の間で環状段差面１９が形成されている。

ハウジンング１０内は、半径方向に配置された隔壁６０によって、天板１２側の第１燃焼室４０と底板２０側の第２燃焼室５０に分離されている。
第１燃焼室４０内には第１ガス発生剤４１が収容され、第２燃焼室５０内には第２ガス発生剤５１が収容されている。

隔壁６０は、ハウジンング１０の中心軸Ｘからは周壁部（上部周壁部１３と下部周壁部１７）側に偏心した位置に形成された一つの貫通孔６１と、第２連通孔７５を有している。第２連通孔７５は複数の貫通孔からなる。
隔壁６０は、平面部６２、平面部６２の外周縁部から天板１２側に伸ばされた外側環状壁部６３、外側環状壁部６３から半径方向の外側に突き出された外側環状面部６４を有している。
さらに隔壁６０は、平面部６２の貫通孔６１に沿った内周縁部から天板１２側に伸ばされた内側環状壁部６５を有している。
隔壁６０は、外側環状面部６４が環状段差面１９に当接され、外側環状壁部６３が下部周壁部１７に当接され、内側環状壁部６５が内筒部材７０に当接されている。

ハウジンング１０内には、第１点火器４２を包囲して内筒部材７０が配置されている。内筒部材７０は、ハウジンング１０と同じ材質からなるものが好ましい。
内筒部材７０は、第１端開口部７１側が第１筒状壁部２２ａを包囲した状態で底板２０に当接され、第２端開口部７２側が隔壁６０の貫通孔６１を通って第１燃焼室４０側に位置するように配置されている。

内筒部材７０は、底板２０側の第１端開口部７１、天板１２側の第２端開口部７２を有しており、第１端開口部７１にはフランジ部７１ａが形成され、第２端開口部７２には、半径方向の内側に突き出された内側環状部７３が形成されている。
図１に示す内筒部材７０は、第１端開口部７１から第２端開口部７２に向かって外径が変化しており、第１端開口部７１側の大径部７４、第２端開口部７２側の小径部７６、大径部７４と小径部７６の間の傾斜面部７５からなっている。
大径部７４は、第１筒状壁部２２ａに接触した状態で嵌め込まれており、フランジ部７１ａが第２底板部材３０の第１貫通孔３８の周縁部（周縁の平板部３１）を押さえつけている。
小径部７６の先端部分は、内側環状壁部６５よりも上（第１燃焼室４０側）に突き出されている。

内筒部材７０の内部は第１点火器４２の収容空間となっており、伝火薬を収容したときは、第１点火器４２を除いた残部空間が伝火薬室７８となっている。
第２端開口部７２は、第１燃焼室４０側から内側環状部７３に貼り付けられたシールテープからなる第１閉塞部材６７により閉塞されており、作動時には伝火薬室７８と第１燃焼室４０を連通する第１連通孔になる。

複数の第２連通孔７５は、作動時に第２燃焼室５０と第１燃焼室４０を連通させるものである。
図１では、第２点火器５２と軸方向に対向する位置および軸方向に対向していない位置のいずれにも第２連通孔７５が形成されているが、前記の軸方向に対向していない位置にのみ第２連通孔７５が形成されていてもよい。
複数の第２連通孔７５は、金属製の粘着テープからなる第２閉塞部材７７で第１燃焼室４０側から閉塞されている。
第２連通孔７５が第２点火器５２と軸方向に対向していない位置にのみ形成されていると、第２点火器５２の燃焼生成物によって第２閉塞部材７７が直接開裂することがなく、第２燃焼室５０の圧力を高められ、第２ガス発生剤５１全体の燃焼性が高くなるので好ましい。

図１の実施形態では、筒状フィルタ８０が配置されている。筒状フィルタ８０は、第１端面８１が天板１２に当接され、第２端面８２が隔壁６０の平面部６２に当接され、外側周面８３の下部（底板２０側）が外側環状壁部６３に当接されている。筒状フィルタ８０とガス排出口１４を有する上部周壁部１３の間には、筒状間隙が形成されている。

図１に示すガス発生器１における第１点火器４２と第２点火器５２の樹脂による固定方法を説明する。
金型内において底板２０を有するクロージャシェル１７と第２底板部材３０を図２に示すように組み合わせて配置し、さらに第１点火器４２と第２点火器５２を配置する。
その後、樹脂部９０を形成する溶融状態の熱可塑性樹脂を射出成形することで、クロージャシェル１６の底板２０の第１固定部２２に第１点火器４２が樹脂部９０で固定され、第２底板部材３０の第２固定部３２に第２点火器５２が樹脂部９０で固定され、さらにクロージャシェル１６と第２底板部材３０が樹脂部９０で固定されたものが得られる。

図１のガス発生器１をエアバッグ装置に取り付けたときの動作を説明する。本発明のガス発生器１は、第１点火器４２が先に作動して、第２点火器５２が遅れて作動する形態だけでなく、第１点火器４２と第２点火器５２が同時に作動する場合や第１点火器４２のみが作動する場合においても効果があるものである。以下においては、第１点火器４２が先に作動する形態により説明する。

第１点火器４２が先に作動したとき、第１点火器４２から生じた火炎などにより伝火薬室７８内の伝火薬が着火燃焼して、燃焼生成物を生じさせる。
伝火薬室７８内に発生した燃焼生成物は、内筒部材７０の内側環状部７３の作用により集束されて直進して、第１閉塞部材６７を破り、第２端開口部７２と天板１２の間にある第１ガス発生剤４１を着火燃焼させたあと、天板１２に衝突する。
第１ガス発生剤４１の燃焼により発生した燃焼ガスは、筒状フィルタ８０を通過したあと、シールテープを破ってガス排出口１４から排出されてエアバッグを膨張させる。
第２点火器５２が作動すると第２ガス発生剤５１が着火燃焼され、燃焼ガスが発生する。発生した燃焼ガスは、第２閉塞部材７７を破って第２連通孔７５から第１燃焼室４０内に流入し、筒状フィルタ８０を通過してガス排出口１４から排出され、さらにエアバッグを膨張させる。
このような動作過程において、第１ガス発生剤４１の燃焼時に、ハウジンング１０内部の圧力が上昇したとき、天板１２側と伝火薬室７８を経由して底板２０側に大きな圧力が加えられ、天板１２と底板２０はそれぞれが軸Ｘ方向の外側に変形する。
しかし、ガス発生器１は、底板２０の上にさらに第２底板部材３０が当接配置されて補強されていること、底板２０と第２底板部材３０のそれぞれが樹脂部９０と強く結合されていることから、底板２０は軸Ｘ方向外側への変形が抑制されている。
このため、第１点火器４２が作動したときの圧力上昇によって、第２点火器５２に接続されたコネクタが緩んだり、脱落したりすることが防止されている。
なお本発明技術をデュアルタイプのガス発生器に応用した例として、図１のように隔壁６０で燃焼室が上下に分けられたガス発生器を示したが、本発明では燃焼室の配置等について限定するものではない。例えば隔壁２０やフィルタ８０の形状と配置を変更し、第１燃焼室が底板２０側に形成されているもの、およびUS 6,032,979で示されるような第１燃焼室が第２燃焼室を取り囲んでいるような構造においても、本発明技術を適用することが出来る。

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のガス発生器として利用することができる。

１ ガス発生器
１０ ハウジンング
１２ 天板
１３ 上部周壁部
１４ ガス排出口
１７ 下部周壁部
２０ 底板
２１ 平板部
２２ 第１固定部
２２ａ 筒状壁部
２２ｂ 環状面部
２８ 第１穴部
２９ 第２穴部
３０ 第２底板部材
３１ 第２平板部
３２ 第２固定部
３２ａ 第２筒状壁部
３２ｂ 第２環状面部
３８ 第１貫通孔
３９ 第２貫通孔

Claims (3)

1. 天板と、前記天板と軸方向に対向する位置にある底板と、前記天板と前記底板の間にあるガス排出口が形成された周壁部からなるハウジンングを有しており、
   前記底板が、平板部と、前記平板部にそれぞれ分離して形成された、第１点火器を固定するための第１穴部と、第２点火器を取り付けるための第２穴部を有しており、
   さらに前記底板の上に当接されて配置された第２底板部材を有しており、
   前記第２底板部材が第２平板部と二つの貫通孔を有しており、前記二つの貫通孔が、前記底板の第１穴部と第２穴部に対して軸方向に対向する位置に形成された第１貫通孔と第２貫通孔であり、
   前記底板の平板部に形成された第１穴部が、第１点火器を固定するための第１固定部となる、前記第１穴部周縁の平板部から前記第１貫通孔の内側を通って天板方向に伸ばされた第１筒状壁部を有しており、前記第１点火器が樹脂を介して前記第１固定部に固定されているものであり、
   前記第２底板部材の第２貫通孔が、第２点火器を固定するための第２固定部となる、前記第２貫通孔周縁の平板部から天板方向に伸ばされた第２筒状壁部を有しており、前記第２点火器が樹脂を介して前記第２固定部に固定されているものである、ガス発生器。
2. 前記第１固定部が前記第１筒状壁部から半径方向内側に延ばされた第１環状面部をさらに有し、前記第２固定部が前記第２筒状壁部から半径方向内側に延ばされた第２環状面部をさらに有し、
   前記第１環状面部が、前記天板側の面と前記底板側の面の少なくとも一方の面に第１環状溝を有しており、前記第１環状溝内にも樹脂が入り込んでいるものであり、
   前記第２環状面部が、前記天板側の面と前記底板側の面の少なくとも一方の面に第２環状溝を有しており、前記第２環状溝内にも樹脂が入り込んでいるものであり、
   前記底板の第２穴部周縁の平板部が、前記第２筒状壁部の軸方向の形成位置よりも半径方向内側に伸ばされ、前記第２穴部周縁の平板部の内側面と外側面の少なくとも一方の面に底板環状溝を有しているものである、請求項１記載のガス発生器。
3. 前記第２底板部材が、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔が形成された第２平板部と、前記第２平板部の外周縁部において前記天板側に伸ばされた外側環状壁部を有しており、
   前記第２平板部と前記外側環状壁部の境界部が前記底板と前記周壁部の境界部に当接され、前記外側環状壁部が前記周壁部に当接されているものである、請求項１または２記載のガス発生器。

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