JP7306902B2 - ガス発生器 - Google Patents
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Description
を備える、ガス発生器であって、前記隔壁部材に設けられ、前記第1燃焼室と前記第2燃焼室とを連通させる1又は複数の連通孔と、前記第1燃焼室の側から前記1又は複数の連通孔の全体を覆うことで該1又は複数の連通孔が閉塞された閉塞状態とする、単一の閉塞部材と、を更に備え、前記閉塞部材は、前記閉塞状態において、前記第2燃焼室の側に露出する第1領域と、前記閉塞状態において、前記第1燃焼室の側から前記隔壁部材に接触する第2領域と、前記閉塞状態において、前記ハウジング内に固定された被係合部材と係合する係合領域と、を有し、前記第1ガス発生剤の燃焼圧力により、前記閉塞部材が前記第2領域において前記隔壁部材に支持されることで、前記1又は複数の連通孔が前記閉塞状態となるように、且つ、前記第1領域に作用する前記第2ガス発生剤の燃焼圧力により、前記第1領域の少なくとも一部を含んで連続する部位である変位部を含む前記閉塞部材の少なくとも一部が、前記第2燃焼室の側から前記第1燃焼室の側に向かう方向へ変位することで、前記閉塞状態が解消されるように、構成されている。
部材が変形して前記変位部が前記係合領域に対して優先的に変位するように、脆弱部が形成されてもよい。
[全体構成]
図1は、本願開示の実施形態1に係るガス発生器100の軸方向断面図である。図1では、断面のハッチングを省略して図示している。図1に示すように、ガス発生器100は、2つの点火器を備える所謂デュアルタイプのガス発生器となっており、ハウジング1と
、内筒部材4と、隔壁部材5と、フィルタ6と、第1点火器10と、第2点火器20と、を備える。ハウジング1内の空間は、隔壁部材5によって、第1点火器10及び第1ガス発生剤110が収容される第1燃焼室11と、第2点火器20及び第2ガス発生剤120が収容される第2燃焼室12と、に分割されており、隔壁部材5には、第1燃焼室11と第2燃焼室12とを連通する連通孔15が形成されている。
ハウジング1は、夫々が有底略円筒状に形成された金属製の上部シェル2及び下部シェル3が互いの開口端同士を向き合わせた状態で接合されることによって、軸方向の両端が閉塞した短尺円筒状に形成されている。ここで、ハウジング1の軸方向に沿う方向をガス発生器100の上下方向と定義し、上部シェル2側(即ち、図1における上側)をガス発生器100の上側とし、下部シェル3側(即ち、図1における下側)をガス発生器100の下側とする。
ープ14としては、片面に粘着部材が塗布されたアルミニウム箔等が利用される。これにより、ハウジング1の気密性が確保されている。
内筒部材4は、内部に第1点火器10が収容される筒状の部材である。また、内筒部材4は、閉塞部材9と係合することで閉塞部材9を保持する、被係合部材としても機能する。内筒部材4は、下部シェル3の底板部32に接合される基端部41と、基端部41に繋がると共に該基端部41から上方に延在する周壁部42と、周壁部42に繋がる接続部43と、接続部43に繋がると共に周壁部42よりも縮径して接続部43から上方に延在する嵌合部44と、嵌合部44に繋がると共に該嵌合部44から内側に曲がって終端し、その端縁によって内筒部材4の開口部を形成する先端部45と、を有する。図1に示すように、内筒部材4は、基端部41が下部シェル3の底板部32における第1嵌合孔321の近傍に当接し、且つ、第1嵌合孔321に固定された第1点火器10が内筒部材4の内部に収容されるように、底板部32に固定されており、周壁部42及び嵌合部44が上部シェル2の天板部22に向かって上方に延在した状態となっている。
隔壁部材5は、第1燃焼室11と第2燃焼室とをハウジング1内に画定する部材である。隔壁部材5は、ハウジング1の軸方向と概ね直交する方向に延在してハウジング1の内部空間を上下に分割する円盤状の分割壁部51と、分割壁部51に繋がると共に該分割壁部51の周縁から下部シェル3の下側周壁部31の内周面に沿って上方に延在する筒状の嵌合壁部52と、嵌合壁部52に繋がると共に該嵌合壁部52の上端からハウジング1の径方向外側に延在する終端部53と、を有する。図1に示すように、終端部53が下部シェル3の下側周壁部31の上端面に配置されることで、隔壁部材5が下部シェル3によって支持されている。
第1点火器10及び第2点火器20は、金属製のカップ体C1,C2の内部に収容された点火薬を燃焼させ、その燃焼生成物を外部に放出することで、第1ガス発生剤110及
び第2ガス発生剤120を燃焼させる。なお、本願開示に係る点火器は、カップ体の外部に別置きされた点火薬を含むものであってもよい。
第1ガス発生剤110には、比較的燃焼温度の低いガス発生剤が用いられる。第1ガス発生剤110の燃焼温度は、1000~1700℃の範囲にあることが望ましく、例えば、硝酸グアニジン(41重量%)、塩基性硝酸銅(49重量%)及びバインダーや添加物からなる、単孔円柱状のものを用いることができる。また、第2ガス発生剤120にも、第1ガス発生剤110と同様のものを用いることができる。但し、第1ガス発生剤110や第2ガス発生剤120は、上記に限定されない。また、第1ガス発生剤110と第2ガス発生剤120は、同種類、同一形状、同一寸法のガス発生剤であってもよいし、別種類、別形状、別寸法のガス発生剤であってもよい。
ここで、図1に示すように、隔壁部材5において内筒部材4の嵌合部44が貫通する貫通孔511の内径は、嵌合部44の外径よりも大きく設定されている。これにより、内筒部材4の外周面と貫通孔511の内壁との間には、内筒部材4を取り囲む環状の隙間が形成されている。該隙間は、第1燃焼室11と第2燃焼室12とを連通させる連通孔15を形成している。
図1に示すように、ハウジング1内には、第1燃焼室11及び第2燃焼室12で発生した燃焼ガスの冷却及び濾過を行うフィルタ6が設けられている。フィルタ6は、筒形状を有し、第1燃焼室11をフィルタ6の内側に含み、ガス排出孔13がフィルタ6の外側に位置するように、第1燃焼室11とガス排出孔13との間に配置されている。フィルタ6は、燃焼ガスが通過可能に構成されており、自身を通過する燃焼ガスを冷却し、その燃焼残渣を捕集することで燃焼ガスを濾過する。フィルタ6は、その中心軸がハウジング1の軸方向と平行となり、一端部が上部シェル2の天板部22に支持され、他端部が隔壁部材5の分割壁部51に支持されるように、ハウジング1内に設けられている。これにより、第1燃焼室11に収容された第1ガス発生剤110がハウジング1の径方向においてフィルタ6に取り囲まれた状態となっている。フィルタ6とガス排出孔13が形成された上側周壁部21との間には、環状の間隙16が形成されている。
閉塞部材9は、単一の部材により構成されており、第2点火器20が作動する前には図1に示すように第1燃焼室11側から連通孔15の全体を覆うことで連通孔15が閉塞された状態とし、第2点火器20が作動して第2ガス発生剤120が燃焼するとその燃焼圧力により閉塞部材9の全体が連通孔15から離れることで、連通孔15の全体を開口させることができる。以下、閉塞部材9の構造について説明する。
ガス発生器100の組立では、下部シェル3の第1嵌合孔321に第1点火器10が固定され、第2嵌合孔322に第2点火器20が固定される。そして、第1点火器10が内筒部材4に収容されるように、内筒部材4が下部シェル3の底板部32に配置される。このように内筒部材4が配置されることで、内筒部材4の周囲を囲むように環状の第2燃焼室12が形成されることとなり、そこに第2ガス発生剤120が充填される。第2ガス発生剤120が充填されるとリテーナ8が取り付けられ、更に隔壁部材5の終端部53が下部シェル3の下側周壁部31の上端面に配置され、内筒部材4の嵌合部44が隔壁部材5の貫通孔511を貫通するように、下部シェル3及び内筒部材4に対して隔壁部材5が取り付けられる。
合壁部24に嵌入される。上部シェル2の突き当て部23が隔壁部材5の終端部53に突き当たった状態において、隔壁部材5の嵌合壁部52は、下部シェル3の周壁部31に嵌合された状態となる。なお、ハウジング1において、上部シェル2、下部シェル3の接触部位は、内部に充填されるガス発生剤の防湿等のために好適な接合方法(例えば、溶接等)により接合される。これにより、ガス発生器100が組み立てられる。
以上のように、ガス発生器100は、2つの点火器(第1点火器10及び第2点火器20)を備えるデュアルタイプのガス発生器として構成されている。ガス発生器100では、センサ(図示せず)が衝撃を感知すると、所定信号が各点火器に送られ、第1点火器10が作動し、第1点火器10の作動タイミング以降に第2点火器20が作動する。ガス発生器100は、第1点火器10の作動による第1ガス発生剤110の燃焼と第2点火器20の作動による第2ガス発生剤120の燃焼とによって、比較的多量の燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガス排出孔13から外部に放出することができる。本実施形態においては、第2点火器20は、第1点火器10とは独立して作動するものであり、作動する場合には第1点火器10の作動時以降の所定のタイミングで作動する。各燃焼室内のガス発生剤の燃焼のタイミングは、これらの燃焼ガスの外部への放出タイミングに相関する。つまり、燃焼ガスの放出特性は、各ガス発生剤の燃焼のタイミングに相関する。そのため、ガス発生器100に対して求められる燃焼ガスの放出特性に応じて、各点火器の作動タイミングが決定される。なお、第2点火器20は、常に作動するものではなく、また、第1点火器10と同時に作動する場合もある。ガス発生器100は、センサ(図示せず)が感知した衝撃に応じて、衝撃が弱い場合には第2点火器20を作動させずに第1点火器10のみを作動させることや、衝撃が強い場合には第1点火器10と第2点火器20とを同時に作動させることができる。
本実施形態に係る閉塞部材9は、第1ガス発生剤110の燃焼に対しては連通孔15の閉塞状態が維持されるように、且つ、第2ガス発生剤120の燃焼に対しては連通孔15の閉塞状態が解消されるように、構成されている。以下、ガス発生器100の動作と共に閉塞部材9の機能について説明する。ここでは、第2点火器20を第1点火器10に遅れて(つまり、第1点火器10が作動した後に)作動させる場合について説明する。
以上のように、ガス発生器100では、第1ガス発生剤110の燃焼圧力により、閉塞部材9が第2領域A2において隔壁部材5に支持されることで、連通孔15が閉塞状態となるように、閉塞部材9が構成されている。これにより、第1ガス発生剤110の燃焼ガスが連通孔15を通って第1燃焼室11から第2燃焼室12に流入することが抑制され、第1ガス発生剤110の燃焼ガスにより第2ガス発生剤120が燃焼するといった事態を防止することができる。つまり、第1燃焼室11から第2燃焼室12への伝火防止の効果を得ることができる。特に、閉塞部材9が隔壁部材5に押し付けられることから、閉塞部材9と隔壁部材5との間に隙間が生じ難くなっており、伝火防止の効果が高められている。上述のように、ガス発生器100の燃焼ガスの放出特性は、各ガス発生剤の燃焼のタイミングに相関するが、ガス発生器100によれば、伝火を防止することで、第2点火器20の作動による所望のタイミングで第2ガス発生剤120を燃焼させることができる。
一に作用した場合であっても、連通孔15の形状に応じて、第1領域A1内の箇所毎に荷重の大きさが異なってくることもある。仮に、このような圧力斑及び荷重斑の有無や度合いによって連通孔15の開口の態様が異なってくると、連通孔15の開口面積を再現性良く得られず、燃焼ガスの放出特性がばらつくことが懸念される。これに対して、ガス発生器100では、閉塞部材9を単一の部材とすることで、第2ガス発生剤120の燃焼圧力により閉塞部材9の全体が連通孔15から離れる構成としている。そのため、このような圧力斑及び荷重斑の有無や度合いによらずに、同じような態様で連通孔15を開口させることができる。つまり、連通孔15の開口面積を再現性良く得ることができる。特に、本実施形態の場合、閉塞部材9の全体が連通孔15から離れるように構成されているため、連通孔15の全体を均一に開口させることができる。
上述のように、ガス発生器100では、第1ガス発生剤110の燃焼圧力によって連通孔15を閉塞状態とするように、且つ、第2ガス発生剤120の燃焼圧力によって閉塞状態を解消するように、閉塞部材9が構成されている。ここで、図7は、図3に示す状態から第1点火器10と第2点火器20とが同時に作動したときの様子を説明するための図である。図7では、断面のハッチングを省略して図示している。図中、符号F21,F22で示す矢印は、第2ガス発生剤120の燃焼ガスの流路を示す。第1点火器10と第2点火器20とが同時に作動した場合、作動直後では、まだ燃焼せずに第1燃焼室11内に充填されている第1ガス発生剤110によって閉塞部材9の動きが阻害されるため、連通孔15は閉塞状態に維持される。一方で、第1ガス発生剤110と第2ガス発生剤120と
が同時に着火することで第1燃焼室11と第2燃焼室12との両方が昇圧するため、ハウジング1内全体の圧力が大きく上昇する。これにより、底板部32の中央部分が下側に突出するようにハウジング1が変形し、内筒部材4の基端部41が底板部32から離れ、点火器10と内筒部材4との間には内筒部材4の内部と第2燃焼室12とを連通する環状の間隙17が形成される。第2ガス発生剤120の燃焼ガスが該間隙17を通って第2燃焼室12から第1燃焼室11に流入することで、第1燃焼室11内の第1ガス発生剤110の燃焼が開始される。これにより、未燃焼の第1ガス発生剤110により閉塞部材9の移動が阻害された状態が解消され、第2ガス発生剤120の燃焼圧力により閉塞部材9が連通孔15から離れる方向に移動可能となる。この状態で、第2ガス発生剤120の燃焼圧力により閉塞状態を解消しようとする作用が第1ガス発生剤110の燃焼圧力により閉塞状態にしようとする作用を上回ると、閉塞状態が解消され、連通孔15が開口する。その結果、図7に示すように、燃焼ガスが第2燃焼室12から第1燃焼室11へ至る流路として、連通孔15を通る流路F21と間隙17を通る流路F22との2つが独立して形成され、速やかに燃焼ガスを外部へ放出することができる。
図8は、実施形態1の変形例1に係るガス発生器100Aの内部構造の斜視図である。図8では、連通孔15の閉塞状態が解消された状態が示されている。図8に示すように、変形例1に係るガス発生器100Aは、隔壁部材5の貫通孔511Aの内壁が櫛歯状に形成されている点で、図2で示したガス発生器100と相違し、その他の点では概ね同じである。以下、変形例1に係るガス発生器100Aについて、ガス発生器100との相違点を中心に説明し、ガス発生器100と同様の点については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
図10は、実施形態1の変形例2に係るガス発生器100Bの内部構造の斜視図である。図10では、連通孔15の閉塞状態が解消された状態が示されている。図10に示すよ
うに、変形例2に係るガス発生器100Bは、連通孔15Bが貫通孔511Bとは別の位置に形成されている点で、図2で示したガス発生器100と相違し、その他の点では概ね同じである。以下、変形例2に係るガス発生器100Bについて、ガス発生器100との相違点を中心に説明する。
図12は、閉塞状態における実施形態1の変形例3に係るガス発生器100Cの内部構造の軸方向断面図である。図12に示すように、変形例3に係るガス発生器100Cの内筒部材4Cは、嵌合部44よりも外径の小さな径小部46が形成されている点で、図3で示したガス発生器100の内筒部材4と相違する。以下、変形例3に係るガス発生器100Cについて、ガス発生器100との相違点を中心に説明する。
なる。
図13は、閉塞状態における実施形態1の変形例4に係るガス発生器100Dの内部構造の軸方向断面図である。上述までの例では、内筒部材を被係合部材とし、閉塞部材において該内筒部材と係合する係合領域を挿入孔の内壁として形成した場合について説明したが、本願開示に係るガス発生器は、これに限定されない。図13に示すガス発生器100Dのように、隔壁部材を被係合部材とし、該隔壁部材に形成された嵌合凹部と嵌合する凸部の側壁として、係合領域を形成してもよい。以下、変形例4に係るガス発生器100Dについて、ガス発生器100との相違点を中心に説明する。
実施形態1では、第2ガス発生剤の燃焼圧力によって閉塞部材の全体が第2燃焼室側から第1燃焼室側に向かう方向へ移動(変位)するように構成されたガス発生器について説明したが、本願開示に係るガス発生器は、これに限定されない。ガス発生器は、第2ガス発生剤の燃焼圧力により、第1領域の少なくとも一部を含んで連続する部位である変位部を含む閉塞部材の少なくとも一部が、第2燃焼室の側から前記第1燃焼室の側に向かう方向へ変位するように、構成されていればよい。以下、実施形態2として、閉塞部材の全体ではなく変位部が第2ガス発生剤の燃焼圧力によって変位するように構成されたガス発生器について説明する。なお、実施形態2に係るガス発生器については、実施形態1に係るガス発生器100との相違点を中心に説明し、ガス発生器100と同様の点については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
環状部91が上側に折れ曲がるように構成されている。ここで、環状部91は、閉塞状態において第2燃焼室12に露出する第1領域A1の一部を含む部位であることから、環状部91が上方に折れ曲がって連通孔15から離れることで、第1領域A1の該一部も連通孔15から離れることとなり、閉塞状態が解消される。
図16は、閉塞状態における実施形態2の変形例に係るガス発生器の内部構造の軸方向断面図である。また、図17は、実施形態2の変形例に係るガス発生器において第2点火器が作動したときの様子を説明するための図である。図16に示すように、実施形態2の変形例に係るガス発生器100Fの閉塞部材9Fは、符号96で示す溝部が第1領域A1に形成されている点で、図2に示した閉塞部材9と相違し、その他の点は概ね同じである。
<その他の実施例>
以上、本願開示の好適な実施形態について説明したが、上述した種々の形態は、可能な限り組み合わせることができる。
11・・・第1燃焼室
12・・・第2燃焼室
13・・・ガス排出孔
15・・・連通孔
4・・・・内筒部材(被係合部材の一例)
44・・・嵌合部
46・・・径小部
5・・・・隔壁部材(被係合部材の一例)
511・・貫通孔
512・・突出片
513・・嵌合凹部
9・・・・閉塞部材
91・・・環状部(変位部の一例)
92・・・筒状部
93・・・挿入孔
94・・・ベース部
95・・・嵌合凸部
96・・・溝部
97・・・薄肉部(脆弱部の一例)
98・・・内側部
99・・・外側部(変位部の一例)
10・・・第1点火器
20・・・第2点火器
110・・第1ガス発生剤
120・・第2ガス発生剤
100・・ガス発生器
A1・・・第1領域
A2・・・第2領域
A3・・・係合領域
Claims (7)
- ハウジングと、
第1点火器と、
前記第1点火器とは独立して作動する第2点火器と、
前記第1点火器と該第1点火器の作動により燃焼される第1ガス発生剤とが収容される第1燃焼室と、前記第2点火器と該第2点火器の作動により燃焼される第2ガス発生剤とが収容される第2燃焼室と、を前記ハウジング内に画定する隔壁部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記第1燃焼室と該ハウジングの外部とを連通させるガス排出孔と、を備える、ガス発生器であって、
前記隔壁部材に設けられ、前記第1燃焼室と前記第2燃焼室とを連通させる1又は複数の連通孔と、
前記第1燃焼室の側から前記1又は複数の連通孔の全体を覆うことで該1又は複数の連通孔が閉塞された閉塞状態とする、単一の閉塞部材と、
を更に備え、
前記閉塞部材は、
前記閉塞状態において、前記第2燃焼室の側に露出する第1領域と、前記閉塞状態において、前記第1燃焼室の側から前記隔壁部材に接触する第2領域と、前記閉塞状態において、前記ハウジング内に固定された被係合部材と係合する係合領域と、を有し、
前記第1ガス発生剤の燃焼圧力により、前記閉塞部材が前記第2領域において前記隔壁部材に支持されることで、前記1又は複数の連通孔が前記閉塞状態となるように、且つ、前記第1領域に作用する前記第2ガス発生剤の燃焼圧力により、前記第1領域の少なくとも一部を含んで連続する部位である変位部を含む前記閉塞部材の少なくとも一部が、前記第2燃焼室の側から前記第1燃焼室の側に向かう方向へ変位することで、前記閉塞状態が解消されるように、構成されており、
前記第1点火器が収容される筒状の内筒部材であって、該内筒部材の内側の空間が前記第1燃焼室の一部を形成する内筒部材を前記被係合部材として備え、
前記隔壁部材には、前記内筒部材が貫通する貫通孔が形成され、
前記係合領域は、前記内筒部材が挿入されると共に前記第1領域に作用する前記第2ガス発生剤の燃焼圧力により該閉塞部材が前記内筒部材の軸方向に沿って移動するように前記内筒部材と嵌合する挿入孔の内壁として、形成されている、
ガス発生器。 - ハウジングと、
第1点火器と、
前記第1点火器とは独立して作動する第2点火器と、
前記第1点火器と該第1点火器の作動により燃焼される第1ガス発生剤とが収容される第1燃焼室と、前記第2点火器と該第2点火器の作動により燃焼される第2ガス発生剤とが収容される第2燃焼室と、を前記ハウジング内に画定する隔壁部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記第1燃焼室と該ハウジングの外部とを連通させるガス排出孔と、を備える、ガス発生器であって、
前記隔壁部材に設けられ、前記第1燃焼室と前記第2燃焼室とを連通させる1又は複数の連通孔と、
前記第1燃焼室の側から前記1又は複数の連通孔の全体を覆うことで該1又は複数の連通孔が閉塞された閉塞状態とする、単一の閉塞部材と、
を更に備え、
前記閉塞部材は、
前記閉塞状態において、前記第2燃焼室の側に露出する第1領域と、前記閉塞状態において、前記第1燃焼室の側から前記隔壁部材に接触する第2領域と、前記閉塞状態において、前記ハウジング内に固定された被係合部材と係合する係合領域と、を有し、
前記第1ガス発生剤の燃焼圧力により、前記閉塞部材が前記第2領域において前記隔壁部材に支持されることで、前記1又は複数の連通孔が前記閉塞状態となるように、且つ、前記第1領域に作用する前記第2ガス発生剤の燃焼圧力により、前記第1領域の少なくとも一部を含んで連続する部位である変位部を含む前記閉塞部材の少なくとも一部が、前記第2燃焼室の側から前記第1燃焼室の側に向かう方向へ変位することで、前記閉塞状態が解消されるように、構成されており、
前記第1領域には、前記変位部よりも強度が弱められることで、前記第1領域に作用する前記第2ガス発生剤の燃焼圧力により前記閉塞部材が変形して前記変位部が前記係合領域に対して優先的に変位するように、脆弱部が形成されている、
ガス発生器。 - 前記第1点火器が収容される筒状の内筒部材であって、該内筒部材の内側の空間が前記第1燃焼室の一部を形成する内筒部材を前記被係合部材として備え、
前記隔壁部材には、前記内筒部材が貫通する貫通孔が形成され、
前記係合領域は、前記内筒部材が挿入されると共に前記第1領域に作用する前記第2ガス発生剤の燃焼圧力により前記変位部が前記脆弱部から外れて前記内筒部材の軸方向に沿って移動するように前記内筒部材と嵌合する挿入孔の内壁として、形成されている、
請求項2に記載のガス発生器。 - 前記内筒部材は、前記閉塞状態において前記挿入孔に嵌合する嵌合部と、前記内筒部材の軸方向において前記嵌合部よりも前記第2燃焼室から離れる側に前記嵌合部と連続して形成され、前記嵌合部よりも外径の小さな径小部と、を有する、
請求項1に記載のガス発生器。 - 前記内筒部材の外周面と前記貫通孔の内壁との間には隙間が形成され、
前記1又は複数の連通孔は、前記隙間として形成されている、
請求項1、3、4の何れか一項に記載のガス発生器。 - 前記貫通孔の内壁には、径方向内側に突出し、前記閉塞状態において前記第2領域と接触する突出片が形成されている、
請求項5に記載のガス発生器。 - 前記貫通孔と前記内筒部材とが嵌合しており、
前記1又は複数の連通孔は、前記隔壁部材における前記貫通孔とは別の位置に形成されている、
請求項1、3、4の何れか一項に記載のガス発生器。
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