JPWO2003070528A1 - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

複数の点火手段（１６，１７）を備えたイニシエータシェル（１）とクロージャシェル（２）とからなる円筒状のハウジング（３）と、前記ハウジング（３）内に形成されガス発生剤（１４ａ，１４ｂ）が装填された燃焼室と、前記燃焼室を２室以上の燃焼室（４，７）に区画する円筒材と、前記２室以上に区画された各燃焼室（４，７）に設置されたフィルタ手段（６，８）と、を備えてなるガス発生器であって、前記フィルタ手段（６，８）の少なくとも１つが円盤状であり、前記各燃焼室（４，７）がそれぞれ独立していることを特徴とする。

Description

技術分野
本発明は、ハウジング内のガス発生剤を複数の点火器によって燃焼させて、エアバッグの膨張展開を制御可能とする状況適応型のエアバッグ用のガス発生器に関する。
背景技術
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するため、急速にエアバッグを膨張展開させるガス発生器は、ステアリングホイール内やインストルメントパネル内に装着されたエアバッグモジュールに組み込まれている。そして、ガス発生器は、コントロールユニット（作動器）からの電気信号によって点火器（スクイブ）を作動させて、この点火器からの火炎によりガス発生剤を燃焼させて、多量のガスを急激に発生させるものである。
従来のガス発生器では、乗員の着座姿勢（正規着座、前屈み等の非正規着座）や衝突時の車速（加速度）の如何に拘らず、常に、エアバッグを急速に膨張展開させる形態を有している。従って、自動車の乗員の着座姿勢、衝突時の車速（加速度）に応じたエアバッグの展開が困難であり、乗員を保護するエアバッグ本来の機能を発揮できないというおそれがある。
そこで近年、ガス発生器においては、エアバッグの初期膨張を緩やかにするなど、乗員の着座姿勢、衝突時の車速（加速度）に応じてエアバッグを展開する状況適応型のエアバッグ用のガス発生器が提案、開発されつつある。
例えば、ＵＳ６，０３２，９７９には、それぞれに点火器が備えられた２室の燃焼室が形成され、各燃焼室に装填されたガス発生剤が順次燃焼してガスを発生する状況適応型のガス発生器が開示されている。このものは、ハウジングの内周部に円環状のフィルタ手段が設けられ、そのフィルタ手段の内部に形成された第１燃焼室と、更にその第１燃焼室内に有底筒状の円筒管によって区画された第２燃焼室が形成され、第１燃焼室と第２燃焼室とが、有底筒状の円筒管の側筒部に形成された複数のオリフィスによって連通可能となるように構成されている。そして、第１燃焼室と第２燃焼室とに装填されているガス発生剤を時間差を持って燃焼させることによって乗員の着座姿勢に合わせた状況適応型のガス発生器としている。
しかしながら、第１燃焼室と第２燃焼室とが連通可能な状態であるため、第１燃焼室で発生したガスによって、第２燃焼室内に装填されているガス発生剤が燃焼を開始し、予定していた時間差どおりにガスが発生しないおそれがあった。また、フィルタ手段として、円環状のものが、ハウジングの内周面に沿って設けられており、各燃焼室内で燃焼により生じたガスと残渣を１つのフィルタで冷却・濾過する構造となっている。このため、２つの燃焼室の点火パターンが同時着火・時間差着火・片側着火と変化した時にフィルタによる冷却の過不足が生じ、温度・組成的に不適切なガスが放出されるおそれがある。更に、燃焼室の点火順序も、ガス発生器の外周側から内側へと規制されており、多様な衝突パターンに適用できないおそれがある。
また、特開平１１−５９３１８号公報では、ハウジング内部をその軸方向の上下側に２つの燃焼室に区画し、各燃焼室内にはそれぞれ点火器が備えられ、各燃焼室に充填されたガス発生剤が順次燃焼してガスを発生する状況適応型のガス発生器が開示されている。このものは、各燃焼室に円環状のフィルタ手段が設けられているため、コスト高となっている。
本発明は、燃焼室を２室以上に区画でき、また、同時にフィルタ手段も独立して使用できる状況適応型のガス発生器を、低コストで提供することを目的とする。
発明の開示
前記課題を解決するための本発明のガス発生器は、複数の点火手段を備えたイニシエータシェルとクロージャシェルとからなる円筒状のハウジングと、前記ハウジング内に形成されガス発生剤が装填された燃焼室と、前記燃焼室を２室以上の燃焼室に区画する円筒材と、前記２室以上に区画された各燃焼室に設置されたフィルタ手段と、を備えてなるガス発生器であって、前記フィルタ手段の少なくとも１つが円盤状であり、前記各燃焼室がそれぞれ独立していることを特徴とする。
ハウジング内を確実に２室に区画し、各燃焼室にフィルタ手段を設置した場合であっても、フィルタ手段の少なくとも１つを円盤状とすることによって、各燃焼室間が連通していない、それぞれが独立した構造を低コストで実現することができる。このため、一方の燃焼室で発生したガスが他方の燃焼室に冷却・濾過されることなく直接流入することを抑制し、各燃焼室を独立とすることができる。また、各燃焼室毎に各性能調整を行うことができる。さらに、各燃焼室にフィルタ手段が設けられているため、フィルタ手段を十分に機能させることができる。
また、本発明に係るガス発生器は、前記燃焼室のうち、少なくとも１室は仕切り部材によってガス発生器の軸方向が規制されているものである。
燃焼室のうち、少なくとも１室を仕切り部材でガス発生器の軸方向を規制することによって、円筒材により区画された他の燃焼室との間で、ガスを含む燃焼生成物が連通せず、各燃焼室において確実に独立して燃焼することができる。また、この仕切り部材の上方部に、他の燃焼室からのガスの流路となる空間を形成することができる。
また、本発明に係るガス発生器は、前記円筒材内に、複数のオリフィスを有したオリフィス板が備えられているものである。
円筒材内に複数のオリフィスが形成されたオリフィス板が備えられているため、円筒材内の燃焼室で発生したガスが、オリフィスを通過して円筒材外に流出するようになる。このため、オリフィスの孔径、数等を調整することによって、ガス放出特性を制御することができる。
また、本発明に係るガス発生器は、前記円筒材の底部に複数のオリフィスが一体に形成されているものである。
円筒材の底部にオリフィスが一体に形成されているため、部品点数が少なくなり、ハウジング内の構造をより簡易なものとできる。
また、本発明に係るガス発生器は、前記仕切り部材が、変形防止と前記円筒材内の燃焼室で発生したガスの流路が確保できるように波板状に成形されているものである。
仕切り部材が波板状に成形され、円筒材内の燃焼室で発生したガスの流路が確保されているため、円筒材内で発生したガスは確実にハウジング外に放出される。また、波板状に形成されているため、ガス発生時の圧力にも十分に耐え得る強度となり、ガス圧力による変形を抑制することができる。ここで、波板の形状は、仕切り部材の中心から、外周に向って放射状に成形されることが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るガス発生器の実施形態例について説明する。
第１図に本発明の第１の実施形態例に係るガス発生器Ｐ１の断面図を示す。第１図において、ガス発生器Ｐ１は、運転席用エアバッグを膨張展開させるもので、イニシエータシェル１とクロージャシェル２とからなる円筒状のハウジング３と、ハウジング３内に設置され第２燃焼室４を形成する円筒材５と、この円筒材５内に設けられている円盤状の第２フィルタ手段６と、ハウジング３の内周に沿って設けられ内部に第１燃焼室７を形成する円環状の第１フィルタ手段８と、ハウジング３内のガス発生器の軸方向を規制する仕切り部材３９と、各燃焼室４，７に装填されているガス発生剤１４ａ，１４ｂと、各燃焼室４，７にそれぞれ設けられている点火手段１６，１７と、で構成されている。そして、イニシエータシェル１とクロージャシェル２とが突き合わされて接合部１０において溶接等によって接合されている。なお、イニシエータシェル１とクロージャシェル２とは、溶接以外の方法、例えば、圧接等の方法で接合することもできる。
円筒状のハウジング３を構成するクロージャシェル２は、天盤部１１と、天盤部１１からイニシエータシェル１に向って延びる側筒部１２と、側筒部１２から径外側に沿って延びるフランジ部１３とで構成されている。側筒部１２には、ガス発生剤１４ａ、１４ｂの燃焼により発生するガスが放出される複数のガス放出口１５が形成されている。ガス放出口１５にはアルミニウムテープ等のラプチャー部材１８が側筒部１２の内面に貼付されている。これによって、ハウジング３内は外部からの湿気等の侵入を防いでいる。
クロージャシェル２に突き合わされて溶接、圧接等によって接合されるイニシエータシェル１は、底盤部２１と、底盤部２１からクロージャシェル２に向って延びる側筒部２２とで構成されている。底盤部２１には、点火手段１６，１７を保持する円筒状の点火手段保持部２３、２４が設けられている。点火手段１６及び後述する点火手段１７の構成部品である点火器３８は、それぞれ、これら点火手段保持部２３，２４にカシメ固定されている。なお、ここでいう点火手段とは、コントロールユニットからの通電によって発火する点火器のみからなる場合や、それに加え、ガス発生剤の確実な着火のためにガス発生器内部に配置されるエンハンサ剤やその容器等を含んでも良い。
これらクロージャシェル２とイニシエータシェル１とで構成されるハウジング３の側筒部２２，１２の内周壁面に沿って設けられている第１フィルタ手段８は、例えば、メリヤス編み金網、平織金網やクリンプ織り金属線材の集合体を円筒状に成形することによって安価に製作される。好ましくはメリヤス編み金網を用いることによって、プレス成形をすることが可能となり、任意の形状にすることができる。この第１フィルタ手段８の外周上のハウジング３の下部側には、凸部２５が形成されている。これによって、凸部２５がイニシエータシェル１の側筒部２２の内周壁面に接し、ハウジング３内での確実な位置決めが行える。また、凸部２５が常にイニシエータシェル１に接触していることによって、第１燃焼室からの燃焼ガスのバイパスを防止することができる。また、凸部２５によって、ハウジング３の内壁と第１フィルタ手段８との間に、空間２６が形成される。このように、空間２６が形成されることによって、後述する各第１燃焼室７及び第２燃焼室４からのガスがこの空間２６で滞留、混合し、ガス放出口１５から放出されるようになる。
この第１フィルタ手段８の内部空間を２室に区画する有底筒状の円筒材５は、イニシエータシェル１の底盤部２１に偏心して設けられている一方の点火手段１６を覆うように設置されている。円筒材５は、イニシエータシェル１に圧接、溶接、カシメ等の任意の方法によって固定されている。そして、内部には、ガス発生剤１４ａが装填されて、第２燃焼室４を構成している。
この円筒材５の底部３０には、孔３１が形成されており、この孔３１を覆うように複数のオリフィス３３を有したオリフィス板３２が設けられている。このオリフィス板３２は、円筒材５の底部３０にカシメ等の任意の方法によって固定されている。そして、このオリフィス板３２に接するようにして、円盤状の第２フィルタ手段６が筐体状の板材３４に支持されて設けられている。オリフィス板３２に設けられている複数のオリフィス３３は、アルミニウムテープ等のラプチャー部材３５によってシールされている。第１燃焼室７内のガス発生剤１４ｂが先に点火された場合に生じるラプチャー部材３５の内外の圧力差に対し、円盤状の第２フィルタ手段６が、ラプチャー部材３５の補強部材となる。このため、ラプチャー部材３５としては、従来よりも強度の小さいものであっても、確実にシールすることが可能となる。
ハウジング３内は、仕切り部材３９によって、ガス発生器の軸方向が規制され、上下に区画されて、前述の第２燃焼室４の外周部分に第１燃焼室７を形成している。
第１燃焼室７内に設けられている点火手段１７は、内部に伝火剤３６が装填された有底筒状の円筒管３７と、制御部からの通電によって点火される点火器３８とで構成されている。円筒管３７には、伝火剤３６が着火、燃焼した火炎を第１燃焼室７に向けて噴出するための着火孔４５が設けられている。ここでいう伝火剤３６は、通常使用可能な伝火剤ならばいかなるものでも用いることができる。そして、この第１燃焼室７には、ガス発生剤１４ｂが装填されている。
また、本実施形態例にかかるガス発生器Ｐ１は、仕切り部材３９の下部にこの仕切り部材３９の端面からの燃焼ガスの流入を防止するため、バイパス防止部材９が設けられている。
仕切り部材３９は、波板上に形成されている。これによって、仕切り部材３９の変形防止を図ると共に第２燃焼室４から空間４０に流出してきたガスが、空間２６を経てガス放出口１５から放出される流路が確保されるようになる。
本実施形態例にかかるガス発生器Ｐ１は、以上のように構成されており、第２燃焼室４と第１燃焼室７とが、連通しておらず、各燃焼室が別個独立している。このため、各燃焼室で発生したガスは、他方の燃焼室に冷却・濾過されずに流入することがない。
以上のように構成されるガス発生器Ｐ１は、ステアリングホイール内に装着されることになるエアバッグモジュールに組み込まれる。そして、ガス発生器Ｐ１の各点火手段１６，１７は、図示省略する車両側コネクタにそれぞれ接続され、制御部に接続される。
制御部は、例えば、自動車の衝突を検出する衝突センサ（加速度センサ）と、各点火手段１６，１７に通電する昇圧回路と、バックアップコンデンサと、スクイブ（点火器）駆動回路とで構成され、マイクロコンピュータで制御される。
そして、制御部に接続されたガス発生器Ｐ１は、衝突センサが自動車の衝突を検出することで、先に点火させる点火手段、例えば、点火手段１７の構成部品である点火器３８に接続されているスクイブ駆動回路によって点火手段１７のみが作動（通電発火）して、第１燃焼室７内のガス発生剤１４ｂを燃焼させて、高温ガスを発生させる。第１燃焼室７で発生したガスは、第１フィルタ手段８内に流入し、冷却・濾過され、空間２６を経てガス放出口１５から放出される。この段階においては、第１燃焼室７のガス発生剤１４ｂのみの燃焼であるため、エアバッグは緩やかに膨張展開を開始する。
続いて、第１燃焼室７の燃焼開始後、制御部のマイクロコンピュータによって制御されたスクイブ駆動回路により微小時間差をもって点火手段１６が作動（通電発火）する。そして、第２燃焼室４内のガス発生剤１４ａを燃焼させることで、高温ガスを発生させる。
第２燃焼室４内で発生した高温ガスは、円盤状の第２フィルタ手段６内に流入し、冷却・濾過され、オリフィス３３から空間４０に流出する。空間４０に流出したガスは、仕切り部材３９に形成されている凹部４４を通過して空間２６を経てガス放出口１５から放出される。ここで、空間２６に流出したガスは、第１燃焼室７からのガスと混合して、ガス放出口１５から放出される。これによって、エアバッグは各燃焼室４、７から放出される多量の清浄なガスによって急速な膨張展開に移行される。
また、各点火手段１６、１７の作動は、点火手段１７を先に作動させる態様にて説明したが、点火手段１６を先に作動させてもよく、更には、微小時間差をもって行うことを必ずしも要するものでなく、自動車の衝突形態により適宜選択される。なお、先に点火手段１６を作動させた場合であっても、第２燃焼室４で発生したガスは、第１燃焼室７内に冷却・濾過されずに直接流入することがない。
このように、各燃焼室４，７がそれぞれ独立しているため、例えば、各燃焼室４，７に組成の同一又は異なるガス発生剤１４ａ，１４ｂを装填し、それぞれの燃焼室４，７から発生するガス量を異ならせることも可能である。また、オリフィス３３の孔径や数等を調整することによってガス発生時の諸特性を制御することもできる。さらに、各燃焼室４，７がそれぞれ独立しているため、各燃焼室４，７に設けられている点火手段１６，１７の作動時間を制御することによって、エアバッグの膨張展開の形態を状況に合わせて制御することが可能となる。
例えば、高速度での正面衝突や前方衝突の如き危険度の高い衝突では、各点火手段１６、１７を同時に作動（通電発火）して、エアバッグを各燃焼室４、７で発生した多量のガスにて急速に膨張展開させる。又、危険度の中程度の衝突では、各点火手段１６、１７を微小時間差をもって作動（通電発火）して、エアバッグを展開初期において少量のガスで緩やかに膨張展開し、微小時間後に多量のガスにて急速に膨張展開させる。更に、危険度の軽程度の衝突では、例えば点火手段１６又は１７を作動（通電発火）して、エアバッグを比較的長い時間をかけて少量のガスにて緩やかに膨張展開させる。
次に、第２図に本発明の第２の実施形態例に係るガス発生器Ｐ２の断面図を示す。なお、第２図において、第１図と同一部材は同一の符号を付して、詳細な説明は割愛する。
第２図におけるガス発生器Ｐ２は、前述の第１の実施形態例におけるガス発生器Ｐ１と異なり、第１フィルタ手段８が、イニシエータシェル１の底盤部２１からクロージャシェル２の天盤部１１にわたって設けられている。このため、第２燃焼室４から流出するガスは、まず、円筒材５内に設けられている第２フィルタ手段６を経た後、第１フィルタ手段８を通過する。
本実施形態例におけるガス発生器Ｐ２において、仕切り部材３９は、端部が曲折されており、各端部がそれぞれ第１フィルタ手段８及び円筒材５に接しているため、燃焼ガスのバイパスを防止することができる。
第３図に本発明の第３の実施形態例に係るガス発生器Ｐ３の断面図を示す。なお、第３図において、第１図と同一部材は同一の符号を付して、詳細な説明は割愛する。
第３図におけるガス発生器Ｐ３は、前述のガス発生器Ｐ２と異なり、円盤状のフィルタ手段６が、第１図及び第２図と異なり円筒材５（第１図，第２図参照）内に装填されているのではなく、第１図及び第２図における円筒材５に代えて内円筒管４１が設けられ、オリフィス４３が底部に形成された有底筒状の内筒管４２がその内部に設けられている。これによって、部品点数を低減することができ、構造を簡単にすることができる。また、内筒管４２によって、フィルタ端面からの燃焼ガスのバイパスを防止できる。
産業上の利用可能性
本発明に係るガス発生器は、以上のように構成されており、少ない部品点数で、燃焼室を２つ以上に区画でき、それぞれの燃焼室を確実に連通しないように独立したものとできる。また、少なくとも１つが円盤状であるフィルタ手段を用いるため、低コストでフィルタ手段を作製することが可能になると共に、容易にガス発生器を組み立てることができるため、大幅な製造コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施形態例におけるガス発生器Ｐ１の断面図である。第２図は、本発明の第２の実施形態例におけるガス発生器Ｐ２の断面図である。第３図は、本発明の第３の実施形態例におけるガス発生器Ｐ３の断面図である。

Claims (9)

1. 複数の点火手段（１６，１７）を備えたイニシエータシェル（１）とクロージャシェル（２）とからなる円筒状のハウジング（３）と、
   前記ハウジング（３）内に形成されガス発生剤（１４ａ，１４ｂ）が装填された燃焼室と、
   前記燃焼室を２室以上の燃焼室（４，７）に区画する円筒材（５）と、
   前記２室以上に区画された各燃焼室（４，７）に設置されたフィルタ手段（６，８）と、を備えてなるガス発生器であって、
   前記フィルタ手段（６，８）の少なくとも１つが円盤状であり、前記各燃焼室（４，７）がそれぞれ独立していることを特徴とするガス発生器。
2. 前記燃焼室（４，７）のうち、少なくとも１室は仕切り部材（３９）によってガス発生器の軸方向が規制されている請求の範囲第１項に記載のガス発生器。
3. 前記円筒材（５）内に、複数のオリフィス（３３）を有したオリフィス板（３２）が備えられている請求の範囲第１項に記載のガス発生器。
4. 前記燃焼室（４，７）のうち、少なくとも１室は仕切り部材（３９）によってガス発生器の軸方向が規制されるとともに、前記円筒材（５）内に、複数のオリフィス（３３）を有したオリフィス板（３２）が備えられている請求の範囲第１項に記載のガス発生器。
5. 前記円筒材（５）の底部（３０）に複数のオリフィス（３３）が一体に形成されている請求の範囲第１項に記載のガス発生器。
6. 前記燃焼室（４，７）のうち、少なくとも１室は仕切り部材（３９）によってガス発生器の軸方向が規制されるとともに、前記円筒材（５）の底部（３０）に複数のオリフィス（３３）が一体に形成されている請求の範囲第１項に記載のガス発生器。
7. 前記仕切り部材（３９）が、変形防止と前記円筒材（５）内の燃焼室で発生したガスの流路が確保できるように波板状に成形されている請求の範囲第２項に記載のガス発生器。
8. 前記仕切り部材（３９）が、変形防止と前記円筒材（５）内の燃焼室で発生したガスの流路が確保できるように波板状に成形されている請求の範囲第４項に記載のガス発生器。
9. 前記仕切り部材（３９）が、変形防止と前記円筒材（５）内の燃焼室で発生したガスの流路が確保できるように波板状に成形されている請求の範囲第６項に記載のガス発生器。

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