JPH1143008A - ガス発生器用ラプチャディスク - Google Patents

ガス発生器用ラプチャディスク

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JPH1143008A
JPH1143008A JP9200356A JP20035697A JPH1143008A JP H1143008 A JPH1143008 A JP H1143008A JP 9200356 A JP9200356 A JP 9200356A JP 20035697 A JP20035697 A JP 20035697A JP H1143008 A JPH1143008 A JP H1143008A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fragile portion
gas
disk
gas generator
rupture disk
Prior art date
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Pending
Application number
JP9200356A
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Okada
田 順 岡
Kiyohiro Uramoto
本 清 弘 浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH1143008A publication Critical patent/JPH1143008A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開裂強度の変化がなく、所定の圧力で一気に
開裂する従来のものでは、ガスの放出速度の細かい調整
を行うことが困難であった。 【解決手段】 瞬時に高圧ガスを放出するガス発生器に
用いられ、所定以上の圧力により開裂して開口状態とな
るラプチャディスクであって、開裂を促進させる脆弱部
2を備えたガス発生器用ラプチャディスク1とすること
により、脆弱部2から開裂を開始させるのに伴ってガス
の放出を行うようにし、放出速度を緩やかにするととも
に放出速度の調整を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエアバッ
グシステムに用いるガス発生器のように瞬時に高圧ガス
を放出するガス発生器において、ガスの放出あるいは過
剰圧力となったガスの放出に用いられるガス発生器用ラ
プチャディスクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のラプチャディスクは、例えば、
圧力容器や高圧ガスの流通系において安全装置として用
いられており、過剰圧力が加わった際に開裂してガスを
放出させることにより、過剰圧力よる機器の破壊を防ぐ
ようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな従来のラプチャディスクにあっては、所定の圧力で
一気に開裂してガスを放出するため、放出速度の細かい
調整を行うことが困難であるという不具合があり、この
ような不具合を解決することが課題であった。なお、開
裂による開口面積を絞ることによってガスの放出速度を
調整することも考えられるが、この場合には、ガスの放
出量が制限されるとともに内圧の低下が抑制されるた
め、ラプチャディスクを放出部とする機器の耐圧強度を
高める必要があり、これにより重量増大やコスト高につ
ながる可能性がある。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、ガスの放出速度を緩やかにするとともに
放出速度の調整を行うことができるガス発生器用ラプチ
ャディスクを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるガス発生
器用ラプチャディスクは、請求項1として、瞬時に高圧
ガスを放出するガス発生器に用いられ、所定以上の圧力
により開裂して開口状態となるラプチャディスクであっ
て、開裂を促進させる脆弱部を備えた構成とし、請求項
2として、脆弱部が、ディスク中心に対して放射状に設
けてある構成とし、請求項3として、脆弱部が、全体の
肉厚に対して薄肉に形成してある構成とし、請求項4と
して、脆弱部が、ディスク中央部に開裂をより促進させ
る高脆弱部を有する構成とし、請求項5として、高脆弱
部が、脆弱部の肉厚に対して薄肉に形成してある構成と
し、請求項6として、脆弱部が、ディスク中心に対して
略十字状に設けてあり、高脆弱部が、脆弱部の十字中心
から端部までの長さの1/4〜3/4である構成として
おり、上記の構成を従来の課題を解決するための手段と
している。
【0006】なお、請求項6において、高脆弱部の範囲
を脆弱部の十字中心から端部までの長さの1/4〜3/
4としたのは、1/4よりも小さくすると、高脆弱部の
開裂時のガス放出量と脆弱部全体の開裂時のガス放出量
との差が大きくなり過ぎて、実質的に一気に開裂した状
態に近くなるからであり、また、3/4よりも大きくす
ると、高脆弱部の開裂時のガス放出量と脆弱部全体の開
裂時のガス放出量との差が小さくなり過ぎて、同じく実
質的に一気に開裂した状態に近くなるからである。
【0007】
【発明の作用】本発明の請求項1に係わるガス発生器用
ラプチャディスクでは、所定以上の圧力が加わると、開
裂を促進させる脆弱部から開裂が開始され、これに伴っ
てガスが放出されるので、一気に開裂させる場合に比べ
てガスの放出速度が緩やかなものとなり、また、脆弱部
の形態等を選択することにより開裂強度が変化する。
【0008】本発明の請求項2に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクでは、脆弱部がディスク中心に対して放
射状に設けてあるので、ディスク中心から均一な開裂が
行われると共に、ディスクの破片の飛散が防止される。
【0009】本発明の請求項3に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクでは、脆弱部を全体の肉厚に対して薄肉
に形成するので、脆弱部の成形が容易であると共に、開
裂がより確実に行われるようになり、さらに、脆弱部の
肉厚や範囲を選択することにより開裂強度が変化する。
【0010】本発明の請求項4に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクでは、脆弱部がディスク中央部に開裂を
より促進させる高脆弱部を有しているので、所定以上の
圧力が加わると、中央の高脆弱部から開裂が開始されて
脆弱部が開裂し、これに伴ってガスが放出される。つま
り、ディスク中心から均一な開裂が行われると共に、高
脆弱部および脆弱部を順に開裂させることでガスの放出
速度がより緩やかなものとなり、脆弱部および高脆弱部
の形態等を選択することにより開裂強度が変化する。
【0011】本発明の請求項5に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクでは、高脆弱部を脆弱部の肉厚に対して
薄肉に形成するので、脆弱部および高脆弱部の成形が容
易であると共に、開裂がより確実に行われるようにな
り、さらに、脆弱部および高脆弱部の肉厚や範囲を選択
することにより開裂強度が変化する。
【0012】本発明の請求項6に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクでは、脆弱部がディスク中心に対して略
十字状であると共に、高脆弱部を脆弱部の十字中心から
端部までの長さの1/4〜3/4としたので、ディスク
中心から均一な開裂が行われると共に、高脆弱部および
脆弱部を順に開裂させてガスの放出速度を緩やかにし得
ることとなる。
【0013】
【発明の効果】本発明の請求項1に係わるガス発生器用
ラプチャディスクによれば、開裂を促進させる脆弱部を
設けたことによって開裂強度が部分的に異なる状態とな
り、脆弱部から開裂を開始させるのに伴ってガスの放出
を行うことから、開裂強度に変化がない従来のものと比
べてガスの放出速度を緩やかなものにすることができ、
ラプチャディスクを放出部とする機器の耐圧強度を高め
るような必要性がないと共に、脆弱部の形態を選択して
開裂強度を変化させることにより、ガスの放出速度の細
かい調整(設定)を容易に行うことができる。
【0014】本発明の請求項2に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクによれば、請求項1と同様の効果を得る
ことができるうえに、脆弱部がディスク中心に対して放
射状を成していることから、ディスク中心から均一な開
裂を行って設定した速度で円滑にガスを放出させること
ができ、しかも、ディスクの破片が飛散するような事態
を防止することができる。
【0015】本発明の請求項3に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクによれば、請求項1および2と同様の効
果を得ることができるうえに、脆弱部を全体の肉厚に対
して薄肉に形成することから、例えば、機械加工やプレ
スによって脆弱部を簡単に成形することができると共
に、簡単な構成で開裂をより確実に行うことができ、し
かも、脆弱部の肉厚や範囲を選択して開裂強度を変化さ
せることにより、ガスの放出速度の調整(設定)をきわ
めて容易に行うことができる。
【0016】本発明の請求項4に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクによれば、請求項1〜3と同様の効果を
得ることができるうえに、脆弱部のディスク中央部に開
裂をより促進させる高脆弱部を設けたことから、高脆弱
部および脆弱部を順に開裂させるのに伴ってガスの放出
を行うことにより、ガスの放出速度をより緩やかなもの
にすることができ、しかも、脆弱部および高脆弱部の形
態等を選択して開裂強度を変化させることにより、ガス
の放出速度の調整(設定)を容易に行うことができる。
【0017】本発明の請求項5に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクによれば、請求項4と同様の効果を得る
ことができるうえに、高脆弱部を脆弱部の肉厚に対して
薄肉に形成することから、例えば、機械加工やプレスに
よって脆弱部および高脆弱部を簡単に成形することがで
きると共に、簡単な構成で開裂をより確実に行うことが
でき、しかも、脆弱部および高脆弱部の肉厚や範囲を選
択して開裂強度を変化させることにより、ガスの放出速
度の調整(設定)をきわめて容易に行うことができる。
【0018】本発明の請求項6に係わるガス発生器用ラ
プチャディスクによれば、高脆弱部および脆弱部を順に
開裂させるのに伴ってガスの放出を行うことにより、ガ
スの放出速度をより緩やかにすることができ、しかも、
ディスク中心から均一な開裂を行って設定した速度で円
滑にガスを放出させることができると共に、ディスクの
破片が飛散するような事態を防止することができ、しか
も、脆弱部および高脆弱部の肉厚や範囲を選択して開裂
強度を変化させることにより、ガスの放出速度の調整
(設定)をきわめて容易に行うことができる。
【0019】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わるガス
発生器用ラプチャディスクの一実施例を説明する。
【0020】図1に示すガス発生器用ラプチャディスク
1は、例えばステンレス製の円盤であって、ディスク中
心に対して放射状すなわち図示の場合では十字状の開裂
促進用の脆弱部2を備えている。脆弱部2は、ディスク
中央部に開裂をより促進させる高脆弱部2aを有してい
る。高脆弱部2は、十字中心から4つの端部までの各間
において、十字中心から等しい範囲にわたって設けてあ
る。
【0021】ここで、脆弱部2および高脆弱部2aは溝
状に形成されていて、脆弱部2は、ディスク全体の肉厚
t1よりも薄い肉厚t2を有しており、高脆弱部2a
は、脆弱部2の肉厚t2よりも薄い肉厚t3を有してい
る。このようにして、ラプチャディスク1は、ディスク
中央部の高脆弱部2a、その外周側である脆弱部2によ
り、ディスク中心から外周に向かうにつれて開裂強度が
増大する状態に設定してある。なお、脆弱部2および高
脆弱部2aの肉厚t2,t3や範囲は、開裂開始の圧力
や放出速度の要求に応じて設定する。
【0022】上記のラプチャディスク1は、例えば、図
示しない自動車用エアバッグシステムのガス発生器にお
いて、エアバッグへのガス放出部あるいは安全装置とし
ての外部へのガス放出部に設けられる。そして、ラプチ
ャディスク1は、所定以上の圧力を受けると、高脆弱部
2aの十字中心から開裂が開始され、これに伴ってガス
の放出を開始し、さらに、開裂が外周側へ広がって図2
に示す如く脆弱部1が開裂するのに伴ってガスの放出を
行うこととなる。
【0023】上記のラプチャディスク1は、開裂および
ガスの放出をきわめて短時間に行うが、高脆弱部2aか
ら脆弱部2へと順に開裂を行うのに伴ってガスの放出を
行うので、開裂強度に変化がなく一気に開裂する従来の
ラプチャディスクと比較すると、ガスの放出速度が緩や
かなものとなる。また、ディスク中心から開裂を行うの
で、図2に示す如く中心から外側に広がった均一な開裂
による開口状態が得られ、設定した速度で円滑にガスが
放出されると共に、ディスクの破片が飛散するようなこ
ともない。
【0024】上記実施例で説明したラプチャディスクの
試験を行った。
【0025】ラプチャディスクは、半径20mmで、厚
さ1mmのステンレス(SUS304)製円盤であり、
ディスク中心から端部までの長さが15mmの十字状の
溝が形成してある。このとき、実施例1として、十字中
心からの高脆弱部2aの長さを5mmとし、実施例2と
して、同高脆弱部2aの長さを7.5mmとし、実施例
3として、同高脆弱部2aの長さを10mmとし、高脆
弱部2aの肉厚t3をいずれも0.2mmとすると共
に、脆弱部2の肉厚t2をいずれも0.5mmとした3
つのラプチャディスクを用意した。また、比較例とし
て、溝が無く、全体の肉厚を0.2mmとしたラプチャ
ディスクを用意した。
【0026】次に、試験装置として、図3に示すよう
に、内径40mmの有底円筒状のステンレス製鋼管11
の開口部に、ラプチャディスク1の外周部を溶接により
固定して、容積が100cmの圧力容器を形成した。
また、鋼管11の底部には、鋼管内部においてニクロム
線12を張り渡した電極13,14を貫通状態に設け、
鋼管11内には、水素30%、酸素15%および残部窒
素のガスを総圧力50気圧になるように封入した。な
お、鋼管11の開口部側には、適数のガス放出口15a
を有するキャップ15を固定した。
【0027】そして、上記の鋼管11を容積10lのタ
ンク内に固定し、電極13,14にDC12Vを通電し
て封入ガスを燃焼させ、その燃焼ガスによる圧力でラプ
チャディスクを開裂させると共に、通電時からのタンク
内の圧力を測定した。この試験を実施例1〜3および比
較例の各ラプチャディスク毎に行った。その結果を図4
のグラフに示す。
【0028】図4のグラフから明らかなように、比較例
では、短時間で圧力が急激に上昇するのに対して、各実
施例1〜3では、時間に対する圧力上昇の度合いが緩や
かであって、とくに実施例1のものは圧力上昇が段階的
になっている。しかも、最終的には比較例と同様の所望
の圧力が得られている。これにより、脆弱部および高脆
弱部を備えた実施例1〜3のラプチャディスクによれ
ば、ガスの放出速度を緩やかにし得ることが判明し、さ
らに、高脆弱部の範囲を選択することによってガスの放
出速度を細かく調整し得ることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるガス発生器用ラプチャディスク
の一実施例を説明する正面図(a)および図a中のA−
A線に基づく断面図(b)である。
【図2】開口状態となったラプチャディスクを示す斜視
図である。
【図3】ラプチャディスクの試験装置を説明する断面図
である。
【図4】ラプチャディスクの試験結果として時間経過に
伴う圧力変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ラプチャディスク 2 脆弱部 2a 高脆弱部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 瞬時に高圧ガスを放出するガス発生器に
    用いられ、所定以上の圧力により開裂して開口状態とな
    るラプチャディスクであって、開裂を促進させる脆弱部
    を備えたことを特徴とするガス発生器用ラプチャディス
    ク。
  2. 【請求項2】 脆弱部が、ディスク中心に対して放射状
    に設けてあることを特徴とする請求項1に記載のガス発
    生器用ラプチャディスク。
  3. 【請求項3】 脆弱部が、全体の肉厚に対して薄肉に形
    成してあることを特徴とする請求項1または2に記載の
    ガス発生器用ラプチャディスク。
  4. 【請求項4】 脆弱部が、ディスク中央部に開裂をより
    促進させる高脆弱部を有することを特徴とする請求項1
    〜3のいずれかに記載のガス発生器用ラプチャディス
    ク。
  5. 【請求項5】 高脆弱部が、脆弱部の肉厚に対して薄肉
    に形成してあることを特徴とする請求項4に記載のガス
    発生器用ラプチャディスク。
  6. 【請求項6】 脆弱部が、ディスク中心に対して略十字
    状に設けてあり、高脆弱部が、脆弱部の十字中心から端
    部までの長さの1/4〜3/4であることを特徴とする
    請求項1〜5のいずれかに記載のガス発生器用ラプチャ
    ディスク。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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