JPH10262U - ガス発生装置 - Google Patents

ガス発生装置

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JPH10262U
JPH10262U JP003469U JP346998U JPH10262U JP H10262 U JPH10262 U JP H10262U JP 003469 U JP003469 U JP 003469U JP 346998 U JP346998 U JP 346998U JP H10262 U JPH10262 U JP H10262U
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イー．シュナイター フレッド
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モートン サイオコール，インコーポレイティド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円滑な膨張特性を有し、良好な定面燃焼性を
有したガスバッグ用のガス発生装置を供すると同時にそ
の組立方法を確立すること。 【解決手段】 燃焼室５６と、複数の燃焼ガス発生材料
ウェーファ７４と、複数の網状部材７８と、ウェーファ
７４の点火用チューブ１８と、燃焼室５６から発生した
ガスを送出するための手段６４、６８、７０とを備え、
複数のウェーファ７４は、燃焼室５６内に互いに並行配
列で設けられるとともに燃焼室に対する容積充填度が少
なくとも６５％に設定され、複数の網状部材７８は、ウ
ェーファ７４の間に交互に配設された構成のガス発生装
置とした。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案はガス発生装置に関する。更に詳しくは、本考案は、車両受動型抑制膨 張可能激突保護バッグ、即ち、ガスバッグをすばやく膨張させるためのガスを発 生するため、固体燃料ガス発生体成分の燃焼を利用するガス発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アダムス(Adams) 等の米国特許第 4,547,342号公報およびジョルゲンセン(Jor gensen) 等の米国特許第 4,005,876号公報に示された膨張装置は、本願考案の譲 受人に譲渡されているが、アダムス(Adams) 等の特許において62で示され、更に ジョルゲンセン(Jorgensen) 等の特許において10で示される圧縮された錠剤の形 （アスピリン錠剤と同じ形状）のガス発生体を有し、このガス発生体は膨張装置 の燃焼室中にランダムに詰められている。この圧縮された錠剤の使用はほとんど の目的に十分に満足が行くが、錠剤は燃焼のための高い初期表面積を有し、この ため望ましいおだやかな膨張開始を提供できない。
【０００３】 膨張装置特性を比較的遅い膨張開始で速い作動時間という要請に適合するよう に作り得ることが望ましい。このような要請は、ランダムに詰められ、圧縮され た錠剤の形態のガス発生体における燃焼表面積の一定性、つまり定面燃焼性より も改良、または増強された定面燃焼性を発揮するようなガス発生体の形状とする ことにより達成される。
【０００４】 燃焼表面積の一定性、即ち定面燃焼性は、燃焼中の異なる時間における燃焼表 面積の変化に関連する。定面燃焼性は、ガス発生体の特定形状に対して増加する から、燃焼中の任意時点における燃焼表面積は、かなり均一である。定面燃焼性 を改良すれば、初期圧力ピークを減少させる効果を有するから膨張開始をより穏 やかにする。末期における表面積の減少を低減させる改良又は増強を施した定面 燃焼性とすることも、膨張ガスの均一な流れ履歴を形成すると同時にガス発生体 のより良好な利用を可能とする上で望ましい。
【０００５】 ランダムに詰め、圧縮した錠剤により得られる容積充填度は一般に55から57％ である。これは、錠剤間に形成される隙間空間のためである。エアバッグシステ ムを車両中に詰め込むための容積的な制限と、大きさ、重量の低減が常に要請さ れることから、容積充填度を増大させることは好ましく、これにより、燃焼室の 大きさは、ガス発生体材料の量に対して小さくできる。
【０００６】 運転者側の膨張装置に対して、燃焼可能な花火材料を別々のディスク形状体に 形成し、隣接する該ディスク形状体の間に分離手段を配置して該花火材料の迅速 かつ均一な燃焼を促進するようにすることは提案されている。この点に関し、ラ ドケ(Radke) の米国特許第 3,901,530号公報およびラドケ(Radke) 等の米国特許 第 4,131,300号公報を参照すると良い。乗客側の膨張装置についても、燃料をウ ェーファにプレスし、衝撃や振動から各ウェーファを緩衝するためウェーファの 間に推進剤のパウダーを均一に配置するため、さらに全てのウェーファがほとん ど即座に点火するように、各ウェーファの間に空間をあけることが提案されてい る。この点に関しては、ウィルヘルム(Wilhelm) の米国特許第 4,158,696号を参 照すると良い。
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】
既に提案されている積み重ねウェーファの使用により高い容積充填度が可能と なるが、ウェーファを積み重ねるに当たっては、既述のようにより円滑な燃焼特 性となるように定面燃焼性を改良させる得ると同時にフィルタ詰まりを低減させ て清浄な膨張用ガスを供給すべく、固定微粒子を良好に濾過できるようにするこ とが好ましい。
【０００８】 ウェーファの間に推進剤パウダを配置することは、燃焼開始が速まって初期圧 力ピークが高くなり、定面燃焼性を減少させることになり、望ましくない。 固定ガス発生体は、ウェーファまたは錠剤にプレスされると一般に硬くてもろ くなるので、膨張装置の燃焼室中を動いたり、がたがたしていると破壊されたり 破損されたりする。車両の中で長年を経ても十分な状態を保証するためには、ガ ス発生体が動かず、破損せず、他のガス発生体ウェーファや硬い燃焼装置面にこ すれて摩滅しないように詰め込まれることも望ましい。
【０００９】 このため、本考案の目的は、円滑な膨張特性のための良好な定面燃焼性を有す るとともに、高い容積充填度を有することにより燃焼室の大きさを減少できるガ ス発生体形状を提供することである。 本考案の他の目的は、フィルタの目詰まりを減少し膨張ガスが清浄であるよう なガス発生体形状を提供することである。
【００１０】 本考案の更に他の目的は、膨張装置が車両中に保持されなければならない長年 の間、ガス発生材料が簡単に破損したり破壊したりしないようなガス発生体形状 を提供することである。 本考案の更に他の目的は、頑丈で、信頼性がありかつ低価な膨張装置用ガス発 生体の形状を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本考案によれば、燃焼室手段と、複数の燃焼ガス 発生材料ウェーファと、複数の網状部材と、ウェーファに点火する手段と、燃焼 室手段から発生したガスを送出するための手段とを備え、複数のウェーファは燃 焼室手段内に配置されかつ並行して配列されるとともに、上記燃焼室手段に対す る容積充填度が、少なくとも65％であるように設けられ、上記の複数の網状部材 は、上記ウェーファの間に交互に配設した構成とされる。
【００１２】
【考案の実施の形態】
本考案の上述した目的、特徴、および利点を、添付図面を参照して実施形態に 基づき、以下に詳細に説明する。 図面を参照すると、10はガス発生装置、すなわち膨張装置を示し、この膨張装 置は、車両の乗客側の車両受動型抑制膨張可能激突保護バッグを膨らませるため 使用することができる。この膨張装置は長い円筒状部材12と、この円筒状部材12 の一端を閉じ円筒状部材と一体のエンドキャップ14とを有する。エンドキャップ 14は、エンドキャップ14と一体のねじが切られた棒部すなわち部品16を有し、こ の部品16は取り付けブラケット（図示せず）に膨張装置10を取り付けるため使用 することができる。部材12，14および16は、好ましくは軽い重量のアルミニウム でできているが、他の適当な材料でつくられてもよい。
【００１３】 点火チューブとして機能する全体的に円筒状の金属製部材18は、円筒状ハウジ ング12のほぼ全長にわたって延び、ハウジング12とほぼ同軸となるようにハウジ ング12の中心に配置される。圧縮可能な発泡性材料のような適当な材料の栓部材 20は点火チューブ18の一端を閉じ、この閉じられた端部は板状部材24の凹部22内 に配置される。この板状部材24は、板状部材24の直径より大きいエンドキャップ 14に係合し、点火チューブ位置決め部材と呼ばれる。凹部22の大きさは点火チュ ーブ18の閉じられた端部の外径と実質的に同じである。
【００１４】 エンドキャップ28は、ハウジング12に溶接26により溶接されるか、他の適当な 方法によって取り付けられる。エンドキャップ28は、エンドキャップ28の中心に 配置され点火チューブ18とほぼ一直線上にある凹部30を有する。点火チューブ18 の開口端部32は外方に広げられる。36で示される点火組体の金属製ハウジング部 材34は、エンドキャップ凹部30内にねじまたは他の適当な方法によって取り付け られ、円筒状延長部38を有する。この延長部38は点火チューブ18の広げられた端 部内に、すべらせて嵌入されまたは他の適当な方法によって取り付けられる。凹 部30はその出口付近で広げられ、点火装置ハウジング34の外方拡大部と係合する 肩部40を形成する。延長部38内には、導火爆管42またはこの考案の属する技術分 野における通常の知識を有する者に普通に知られている他の適当な点火装置が配 置される。導火爆管42は、点火装置ハウジング34中の孔46を通って外方に延びる リード電線44に連結される。広げられた端部32に隣接する点火チューブ18の内部 には、適当な栓48が配置される。導火爆管42により点火可能な適当な導火線50が 栓48を通って点火チューブ18の全長にわたって延び栓20中に延びる。栓20と48の 間の点火チューブ18内には、52で示される適当な花火材料が配置され、この花火 材料は速い点火と無毒という要件を満足する任意の種類の成分であってもよい。 この使用のための典型的材料は、重量パーセント25パーセントのホウ素(boron) と75パーセントの硝酸カリウム(potassium nitrate) の粒状混合物である。栓20 および48は、例えば圧縮可能な発泡材料で点火チューブ18内で花火材料52を適当 に保持できる機能を有する任意の適当な材料であればよい。
【００１５】 点火チューブ18は、54で示される複数の貫通孔を有し、この貫通孔54を通って 花火材料52の燃焼による点火ガスは、56で示される長い燃焼室中に流れる。アル ミホイルの薄い層58または破れることが可能な他の適当な材料は、点火まで点火 チューブ18の内側に花火材料52の完全性を維持するため貫通孔を有する点火チュ ーブ18を囲む。点火時には、点火の圧力がホイル58を破り、このため点火ガスが 燃焼室56中に流れ込み、燃焼室56中に配置された燃焼可能なガス発生材料を点火 する。このガス発生材料は以下に詳細に説明される。
【００１６】 燃焼室56は、貫通孔を有するスチール又は他の適当な材料からなる金属製バス ケット60によって全長にわたって囲繞される。ガスは燃焼室56からバスケット60 の貫通孔61を通ってバスケット60とハウジング12の壁との間の空間中に流れる。 この空間には、62で示されるガスフィルタ組立体が配置される。スクリーンとセ ラミックフィルタ紙との交互の層を有するフィルタパック64は、バスケット60に 隣接しかつバスケット60を囲繞する。目のあらいスクリーンすなわち単位長さ当 たり８つの目を有した８メッシュスクリーンを一巻き半巻いて１．５層構造にし たスクリーンパック66は、フィルタパック64を囲繞している。しかし、本考案に よれば、フィルタ組立体62はここに説明した以外のフィルタ構成要素の他のどの ような適当な装置を有していてもよい。
【００１７】 発生ガスを燃焼室56から燃焼室56に適当に取り付けられたガスバッグ（図示せ ず）中に導くための複数の孔68は、ハウジング12の全長及び全周にわたって適当 な間隔で穿設される。アルミホイル70または燃焼室56中で発生したガスにより破 られる他の適当な材料の層はハウジング12の内壁を包み、膨張装置を密封する。 貫通孔68は膨張装置ハウジング12の周面の 1／2 より少し小さい部分にわたって 位置させてもよい。スクリーンパック66による１．５層のスクリーンは、孔68の 前に二重のスクリーン層を設けるため巻かれる。
【００１８】 上述の説明は、乗客膨張装置用の点火組立体を収納した典型的なガス発生装置 に関する記載である。本考案を実施するため使用される別の収納ハウジングおよ び組立体は、ジョルゲンセン(Jorgensen) 等の前述の米国特許第 4,005,876号に 示されている点をここに注記する。 一般に0.953cm (0.375インチ) の外径と0.381cm (0.150インチ) の厚さを有す る粒状の圧縮された錠剤がランダムに詰め込まれた型式のガス発生源を使用する 従来の膨張装置では、平均表面積に対する最大または初期の表面積の比は一般に 1.79であり、これは高い初期ガスバッグ充填率を示し、それからこの充填率は徐 々に小さくなることを示す。このようなランダムに詰められた粒では、初期表面 積に対する最終表面積の比は一般に0.18であり、これは定面燃焼性が低いことを 示す。定面燃焼性は、ガス発生源の表面積が燃焼過程中において一様である度合 を言うもので、燃焼過程における２つの異なる時点での表面積の比が１に近づく につれて定面燃焼性は増加するわけである。定面燃焼性が高いことが望ましく、 これによって一層穏やかな膨張の開始と、より均一なガスバッグの充填率、およ びガス発生材料のより良好な利用を図ることができる。
【００１９】 ランダムに詰め込まれた錠剤により得られる容積充填度は、一般的に55から57 ％の範囲であり、それは容積が錠剤間の隙間に失われるからである。容積充填度 は、燃焼室の容積に対する膨張燃焼室中のガス発生材料の容積の比である。充填 度を増大させて、それにより、膨張装置の大きさと重さとを減小するため、ガス 発生源のための燃焼室サイズを減少することが望ましい。膨張装置10中のガス発 生材料の容積充填度および定面燃焼性を改良または増大するために、本考案によ れば、複数の燃焼可能ガス発生材料のウェーファ74からなる固体燃焼72が燃焼室 56内に配置される。これらウェーファ74は並んで配列され、相互に間隔があけら れる。ガス発生材料は、燃焼率、無毒、および炎温度の要件に適合する材料であ ればよい。１つの使用可能な材料がシュネイター(Schneiter) 等の米国特許第 4 ,203,787号に記載されている。便利に使用できる他の材料がショー(Shaw)の米国 特許第 4,369,079号に記載されている。ここに参照用に掲記した両者の特許は本 願考案の譲受人に譲渡されている。図示のようにウェーファ74は、ワッシャ形状 を有し、その内径および外径が燃焼室56の内径および外径にそれぞれほぼ等しく なっている。すなわち、図２に示されるように、ウェーファ74は燃焼室の断面形 状とほぼ等しい形状を有する。図示のように、点火チューブ18はウェーファ74の 中心部を貫通する。ウェーファ74は、一般に厚さが0.508cm (0.2インチ) 、図２ に76で示される外径は3.30cmから5.08cm(1.3インチから 2.0インチ）である。外 径は燃焼室の径77にほぼ等しい（少しだけ小さい）。ウェーファ74は、 0.635cm から1.27cm（0.25インチから0.50インチ）の図２に82で示される中心孔直径を有 する。この中心孔直径82は点火チューブ18の外径84にほぼ等しい（少しだけ大き い）。このため、ウェーファ74は燃焼室56を能率的に満たすよう、点火チューブ 18から半径方向外方に延びる。積み重ねられたウェーファ固体燃料72の容積充填 度は、ウェーファ厚さと、ウェーファが互いに離されている距離とによる。ウェ ーファの厚みが0.381cm (0.150インチ）で、互いに0.140cm (0.055インチ) 離れ ている場合容積負荷度は約73％である。積み重ねられたウェーファ固体燃料では 、65から80％の範囲の容積充填度が実際的である。
【００２０】 固体ガス発生体はウェーファ形状に圧縮されたとき、硬くてもろく、膨張燃焼 室内で動いたりがたがたすると割れたり破損したりする。自動車の中で何年も経 過した後も満足に残存することを確実にするため、ガス発生体は、他のガス発生 体ウェーファや膨張機の硬い表面とこすることにより摩滅したり、動いたり、破 損したりしないように詰め込まれる。さらに、フィルタの目詰まりを減少しかつ ガスバッグに清浄なガスを供給するため、燃焼室56中に多くの固体残渣を保持す ることが好ましい。長年にわたって車両中において、燃焼室中の固体残渣の保持 力の増大、およびウェーファ74の動き、破損、摩耗と同様濾過性能を改良するた めに、さらにウェーファの増大した燃焼表面中性および高い容積充填度を維持す るため、本考案によれば、複数の網の目状圧縮可能網状部材またはクッション部 材78がウェーファ74の間に交互に配設され、ウェーファ74の間で圧縮される。ウ ェーファ74と同様、これらの網状部材又はクッション部材78は、点火チューブ18 を配設するための中心孔を有し、また、ウェーファ74の外径と内径にそれぞれほ ぼ等しい外径と内径とを有する。網状又はクッション部材78はスクリーンまたは 他の適当な網状材料で形成され、これによって中心の点火源52から全ての平坦な ウェーファ表面に点火することができるガスの流路が形成される。クッション部 材78は開口通路を形成するため網状とされ、この通路により、燃焼生成物がガス 発生体表面から、膨張装置から出る途中のフィルタ組立体62に向かい、ガスバッ グに流れ込む。網状またはクッション部材78は好ましくは約20から50メッシュ程 度のワイヤ網で形成され、このため同部材は燃焼室56内で固体燃焼生成物を濃縮 し集めるための冷却表面として作用し、初期の微粒子の詰まりおよびフィルタ組 立体62中のフィルタの冷却を減少させるので、これにより清浄な膨張ガスがガス バッグに供給される。網状部材を構成しているスクリーン網86は、好ましくは図 １に示されるように波形状にプレスされ、これにより燃焼ガスの横方向流れ面積 を増大させ、スプリングまたはクッション効果を与える。成形された網クッショ ン部材78の厚さ88は、プレス成形されていない網の厚さ90の好ましくは約1.5 か ら５倍である。
【００２１】 ウェーファ74とクッション部材78の交互の列は圧縮され、隣接する圧縮クッシ ョン部材78の間に各ウェーファ74を構造的に支持するようにディスク状リテーナ 80によって燃焼室56中に保持される。これによりウェーファ74の動きによる破損 、他のウェーファまたは硬い膨張装置表面とのウェーファの摩耗、またはウェー ファの他のどのような損傷も防止できる。
【００２２】 前述のように燃焼室56内に圧縮されるときクッション部材78の厚さを適当に選 ぶことにより、65から80％の改良された容積充填度が得られる。前述のように一 般に0.381cm (0.150インチ) の厚みを有するウェーファと圧縮されたとき0.140c m (0.055インチ) の厚みを有するクッション部材とにより、容積充填度はほぼ73 ％となる。これに対し、ランダムに詰められた圧縮された錠剤では、一般に55か ら57％である。
【００２３】 ウェーファが3.81cm（1.50インチ) の外径76、1.02cm(0.4インチ) の内径およ び0.381cm (0.150インチ) の厚みを有し、かつクッション部材が圧縮されたとき 0.140cm (0.055インチ）の厚さを有している積み重ねられたウェーファ燃料にお いて、平均表面積に対する最大または初期表面積の比は一般に1.27であり、これ は、0.953cm (0.375インチ) の外径および0.381cm (0.150インチ) の厚みを有す るランダムに詰められ圧縮された錠剤に対し一般に1.79以上の比の実質的に改良 された燃焼表面中性を示す。さらに、このような積み重ねられたウェーファ燃料 の初期表面積に対する最終表面積の比は一般に0.57であり、一般にこの比が0.18 である錠剤より改良された定面燃焼性を呈する。このように、本考案の積み重ね られたウェーファ燃料72は付加的に設けられるので、改善された定面燃焼性によ って、より均一な膨張ガスの流れを得ることを達成し、かつガス発生装置のより 良好な利用を達成することができる。
【００２４】 本考案の他の実施例によれば、ジョルゲンセン(Jorgensen) 等の特許中で10で 示された粒は、図１および図２の実施例についての前述の利点を達成するため燃 料72と同様の燃料で置きかえられる。 膨張機10の作動は、リード電線44を介して導火爆管42に導かれる撃突センサ（ 図示せず）からの電気信号で開始する。導火爆管42が点火し、花火材料52を燃焼 させるための導火線50の燃焼を開始させる。花火材料52の燃焼ガスは点火チュー ブ18の貫通孔54を介してアルミニウムホイル58を破裂させ、燃焼室56内の複数の ウェーファ74を点火する。ウェーファ74の燃焼は、ガスを冷却し粒子残渣を除去 する網目クッション部材を通って流れる膨張ガスを放出し、このガスは、さらに 貫通孔を有するバスケット60を介して燃焼室56を出る。膨張ガスは、さらにガス を冷却し、ガスから粒子残渣を除くためのフィルタパック64およびスクリーンパ ック66を介して流れる。膨張ガスはアルミニウムホイル70を破り、ハウジング12 中の貫通孔68を介して膨張装置を出てガスバッグ（図示せず）に入る。
【００２５】
【考案の効果】
上述した本考案に係るガス発生装置によれば、概略的には、積み重ねられたウ ェーファ燃料が設けられ、これにより、より均一な膨張ガス流およびガス発生体 のより良い利用のための改良された定面燃焼性と、改良された濾過性能並びに清 浄な膨張ガスを得るべく、燃焼室内における多量の固体残渣の保持性能を確保し 、膨張装置の大きさと重量とを低減させて高い容積充填度を確保し、かつ膨張（ インフレータ）装置が車両中に保持される長期間に渡って、各ウェーファが破損 や損傷を免れ得るような各ウェーファの支持構造が得られるのである。
【００２６】 本考案は、ここに図示されかつ説明した詳細な実施形態に限定されるものでな く、実用新案登録請求の範囲によって記載された本考案の範囲内で種々の変更を なし得ることが理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案を具体化したガス発生装置の一部断面側
面図である。
【図２】図１の２−２線に沿ってみた断面図である。
【符号の説明】
１０…膨張装置 １２…ハウジング １８…点火チューブ ３６…点火組立 ４２…導火爆管 ５０…導火線 ５６…燃焼室 ７４…ウェーファ ７８…網状部材 ８０…リテーナ

Claims (6)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室手段と、複数の燃焼ガス発生材料
    ウェーファと、複数の網状部材と、前記燃焼ガス発生材
    料ウェーファに点火する手段と、前記燃焼室手段から発
    生したガスを送出するための手段とを備え、 前記複数の燃焼ガス発生材料ウェーファは、前記燃焼室
    手段内に配置され、かつ並行配列で設けられるととも
    に、前記燃焼室手段に対する容積充填度が、少なくとも
    65％であるように設けられ、 前記複数の網状部材は、前記複数の燃焼ガス発生材料ウ
    ェーファの間に交互に配設された構成としたことを特徴
    とするガス発生装置。
  2. 【請求項２】 前記燃焼室手段は、引き延ばした長い形
    状を有すると共に内径を有した室手段として形成され、 前記点火手段は、点火チューブを有し、該点火チューブ
    は前記燃焼室手段中を長手方向に延設されると共に前記
    燃焼室手段とほぼ同心に配置された一定外径を有するよ
    うに形成され、 前記燃焼ガス発生材料ウェーファと前記網状部材は、前
    記点火チューブが挿入されるワッシャ形状を有し、前記
    各燃焼ガス発生材料ウェーファは前記燃焼室手段の内径
    とほぼ等しい外径を有し、かつ前記点火チューブの外径
    と略等しい直径の中央孔を有する請求項１に記載のガス
    発生装置。
  3. 【請求項３】 前記網状部材は網ワイヤで形成されてい
    る請求項１に記載のガス発生装置。
  4. 【請求項４】 前記各網状部材は波形状を有する請求項
    ３に記載のガス発生装置。
  5. 【請求項５】 前記網状部材は、波状でない網ワイヤの
    厚みの 1.5倍から５倍の厚みを有する請求項４に記載の
    ガス発生装置。
  6. 【請求項６】 乗客側の車両用ガスバッグ用膨張装置と
    して用いられるように形成されている請求項１に記載の
    ガス発生装置。
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