KR101979976B1 - 가스 발생기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하우징의 천장판에 면하도록 배치된 환상 필터와, 상기 환상 필터를 지지하는 리테이너를 포함하며, 상기 리테이너가 상기 필터의 하면을 지지하는 환상 저면과, 하우징의 주위벽판에 대하여 직접 또는 간접적으로 압입된 상태로 고정된 통 형상 벽면을 갖고, 저면부 근방의 컵 형상 용기의 주위벽부가 상기 환상 필터의 내주면에 인접 내지는 근접되어 있고, 작동 시에, 상기 하우징이 변형되고, 상기 리테이너와 상기 환상 필터가 상기 디퓨저 쉘의 천장판에 대하여 밀착되도록 이동했을 때, 연소 가스가 상기 환상 필터를 반경 방향 외측을 향하여 배출되는 가스 발생기를 제공한다.

Description

가스 발생기{GAS GENERATOR}
본 발명은 에어백 장치용 등의 탑승원 구속 장치용으로서 적합한 가스 발생기에 관한 것이다.
에어백 장치용 등의 탑승원 구속 장치에 사용하는 가스 발생기는, 외각을 형성하는 하우징 내부에 각종 부품이나 가스 발생제가 수용되어 있는 것으로서, 부품 개수의 삭감과 함께, 가스 발생기로서 높은 품질을 유지한 채로 조립 공정을 간략화하는 것도 중요한 사항이 된다.
US-A 제5582427호의 도 1에 도시하는 인플레이터는, 하우징 내의 가스 발생실(28)의 하측에 가스 발생제(30)가 배치되고, 가스 배출구(40)에 면하는 상측에 필터(34)가 배치되어 있다. 하우징(12)은 외통(16)과 내통(18)으로 형성된 2통식이며, 각각 천장판(20)과 저판(14)에 접속되어 있다.
필터의 상단부는 하우징의 천장면에 인접되고, 하단부에는 시일(42)이 배치되고, 각각 가스의 흐름에 대하여 시일링되어 있다. 시일(42)의 외주연(다리부(50))은 탄성을 갖고 있다. 또한 다리부(50)는 하우징 벽에 형성된 홈에 다리부(50)의 선단이 감입되어 있고, 필터에 대하여 천장면측에 가압력을 부여함으로써, 필터 상하 단부가 시일링되어 있다.
JP-A 제10-95303호의 도 10에 도시하는 가스 발생기에서는, 필터(307)가 디퓨저 쉘(301)의 가스 배출구(311) 근방에 배치되고, 간극(309)이 형성되어 있다.
필터(307)는 내주면이 플레이트 부재(332)로 보유 지지되고, 하면이 플레이트 부재(333)로 보유 지지되어 있다.
플레이트 부재(333)는 디퓨저 쉘(301)의 내주면에 대하여 압입되고 있다. 플레이트 부재(333)의 하단부는 클로져 쉘(302)의 경사부(331)에 인접되고, 필터(307)를 보유 지지하고 있다.
US-B 제7806954호에는 도 1과 같은 구조의 가스 발생기(10)가 개시되어 있다.
US-A 제5582427호 및 JP-A 제10-095303호에 개시된 가스 발생기와 달리, 제1 하우징(22)과 제2 하우징(24)은 각각의 주위벽부만을 접합하여 형성되어 있다.
하우징 내부에는 배플 시스템(12)이 배치되고, 필터 리테이너(retainer, 50)가 포함되어 있다. 이에 의해, 가스 발생제(38)로부터 발생한 가스를 지그재그의 가스 배출 경로에 의해 가스 배출공(28)까지 유도하는 것이다. 환상 부재(55)는 튜브(30)에 용접되고, 필터 리테이너(50)도 환상 부재(55)에 용접되어 있다.
<발명의 요약>
본 발명은 천장판과 가스 배출구가 형성된 상부 주위벽판을 갖는 디퓨저 쉘과, 저판과 하부 주위벽판을 갖는 클로져 쉘이, 상기 상부 주위벽판과 하부 주위벽판이 접합 일체화되어서 이루어지는 하우징으로 외각이 형성되어 있고,
상기 하우징 내에는,
상기 클로져 쉘 저판의 중앙부에 배치된 컵 형상 용기 내에 점화 수단이 수용된 점화 수단실과,
상기 점화 수단실의 주위에 형성된 가스 발생제가 충전된 연소실과,
상기 천장판에 면하도록 배치된 환상 필터와,
상기 환상 필터를 지지하는 리테이너를 갖고 있으며,
상기 리테이너가,
환상 저면과, 상기 환상 저면의 외주연으로부터 적어도 상기 하우징의 축방향으로 연장시켜진 통 형상 벽면을 갖고,
상기 환상 저면에 의해 상기 환상 필터의 하면의 적어도 일부가 지지되고, 상기 통 형상 벽면이 상기 상부 주위벽판 및 상기 하부 주위벽판을 포함하는 주위벽판에 대하여 직접 또는 간접으로 압입된 상태에서 고정되어 있고,
상기 필터의 외주면으로부터 상기 가스 배출구로 연통하는 연소 가스 통로가 형성되어 있고,
상기 컵 형상 용기가 그의 저면부가 상기 디퓨저 쉘의 천장판에 인접 내지는 근접되며, 상기 저면부 근방의 주위벽부가 상기 환상 필터의 내주면에 인접 내지는 근접되도록 배치되어 있는 것이며,
작동 시에, 상기 하우징이 상기 디퓨저 쉘 천장판과 상기 클로져 쉘 저판의 양방향으로 변형되고, 상기 리테이너와 상기 환상 필터가 상기 디퓨저 쉘 천장판에 대하여 밀착되도록 이동했을 때, 연소 가스가 상기 환상 필터를 반경 방향 외측을 향하여 통과한 후 상기 연소 가스 통로를 통과하여 상기 가스 배출구로부터 배출되는 가스 발생기를 제공한다.
본 발명은 예시의 방법으로만 주어지고 따라서 본 발명을 한정하지 않는 하기 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1의 (a)는 작동 전에 있어서의 가스 발생기의 축 X 방향의 단면도, (b)는 리테이너로 환상 필터를 지지한 상태를 도시하는 사시도(단, 일부를 절단한 상태에 도시하고 있음), (c)는 (a)의 가스 발생기의 작동 후에 있어서의 상태를 도시하는 도면을 나타내고,
도 2의 (a)는 작동 전에 있어서의 또다른 실시 형태의 가스 발생기 축 X 방향의 단면도, (b)는 (a)의 가스 발생기의 작동 후에 있어서의 상태를 도시하는 도면을 나타낸다.
US-A 제5582427호에서는, 상기와 같이 다리부(50)가 홈에 고정되어서 필터 상하 단부면의 시일링을 행하는 것이다. 따라서, 작동 시에 도면의 상하 방향으로 하우징이 변형되었을 때, 시일(42)과 필터(34)의 사이가 이격되어버려, 그 간극으로부터 연소 가스가 필터를 통과하지 않고 가스 배출구(40)로부터 배출되는 숏패스가 발생할 우려가 있다.
또한, 가스 발생제의 충전량이나 필터의 두께에 따라 시일(42)의 삽입 위치를 조정하는 것이 곤란해진다.
JP-A 제10-95303호의 도면에 있어서 작동 시에 도면의 상하 방향으로 디퓨저 쉘(301)과 클로져 쉘(302)이 변형되었을 때, 플레이트 부재(333)와 필터(307)의 사이가 이격되어버려, 그 간극으로부터 연소 가스가 필터를 통과하지 않고 가스 배출구(311)로부터 배출되는 숏패스가 발생할 우려가 있다.
또한, 플레이트 부재(333)의 하단부가 경사부(331)에 인접되는 구조 때문에, 필터의 두께가 변경되었을 때에는 대응할 수 없는 경우가 발생한다.
US-B 제7806954호에 있어서, 하우징의 용접부가 주위벽부만이기 때문에, 작동시에 제1 하우징(22)과 제2 하우징(24)이 축방향으로 변형되기 쉽고, 그때에 제1 하우징(22)의 천장판과 필터(60) 사이에 간극이 형성되기 쉽다.
또한 어느 선행 문헌의 구조도, 연소 가스의 숏패스를 발생시키지 않고, 연소 가스가 필터에 진입할 때의 가스 유입면을 변화시키는 구조가 아니다. 그리고 환경 온도의 상이에 따른 출력의 차를 억제하는 점에서 개량의 여지가 있다.
본 발명은 탑승원 구속 장치 등에 사용되는 가스 발생기로서, 내부 구조 및 조립 공정을 간략화할 수 있고, 작동 시의 압력에 의해 하우징이 변형되었을 때라도 연소 가스가 숏패스를 일으키지 않고, 작동 시에 가스 발생기가 놓여 있는 환경 온도의 차이에 따른 출력차를 저감시킬 수 있는 가스 발생기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 용이하게 조립되어 뛰어난 성능을 발휘하는 가스 발생기를 제공한다.
하우징에서, 환상 필터는 리테이너에 의해 지지되며, 컵 형상 용기의 일부에 인접되도록 배치된다. 작동 시에 하우징은 천장판과 저판 양측으로 변형되고, 리테이너와 환상 필터는 천장판에 대해 압입되도록 이동한다. 동시에, 연소 가스는 환상 필터를 통과한 후 리테이너의 통 형상 벽면에서 연소 가스 통로를 통과하여, 최종적으로 가스 배출구로부터 배출된다.
본 발명의 가스 발생기는, 작동 시에 있어서의 내부 압력의 증대에 의해 하우징이 변형되었을 때, 리테이너와 그것에 의해 보유 지지된 환상 필터도 마찬가지로 변형된다. 그 결과, 연소 가스가 환상 필터를 통과하지 않고 가스 배출구로부터 배출되는 숏패스를 방지하면서, 필터 내부에 유입하는 연소 가스에 대한 상기 필터에 있어서의 가스 유입면이, 가스 발생기의 작동 시에 증대한다. 이에 의해, 가스 발생기의 작동 시에 주위의 온도 차이에 의해 발생하는 출력 차를 저감시킬 수 있다.
환상 필터는 디퓨저 쉘의 천장판에 면하도록 배치된 것이다.
환상 필터는, 가스 발생기의 작동 전의 상태에서는, 천장판과 직접 인접되어 있을 수도 있고, 시트상의 가스킷 또는 시일 부재를 개재하여 인접되어 있을 수도 있고, 약간 간격을 두고 면하도록 배치되어 있을 수도 있다.
환상 필터는, 철이나 스테인리스를 재질로 하여, 주위 방향으로 감긴 강선(권취선 타입)이나 구멍이 뚫린 강판(익스팬드 메탈이나 펀칭 메탈 타입), 편직한 강선(니트 메쉬 타입)을 압축 성형한 것, 환상으로 펀칭된 판상 금망을 복수매 적층한 것, 또는 주위 방향으로 감긴 금망으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그리고 필터가 하우징 내에 배치되었을 때에, 축방향으로의 변형량은, 주로 중앙부측이 주연측보다도 커지도록, 그 선 재료나 선 직경, 압축 성형압, 밀도, 적층 매수, 두께 등이 조정되어 있는 것이 바람직하다.
리테이너는 환상 저면과 통 형상 벽면을 갖고 있다.
리테이너의 환상 저면은 컵 형상 용기의 외경보다도 큰 내경을 갖도록 형성할 수 있다. 이 환상 저면은, 필터가 배치되는 공간과 가스 발생제가 충전되는 공간(연소실)을 축방향(상하)으로 나누는 것이어도 된다. 리테이너의 환상 저면의 내주면은, 컵 형상 부재의 외주면과 대향하고 있고, 그 사이에 적어도 간극이 형성되도록 한다. 이 간극의 형상은 특별히 한정되지 않고 연소 가스가 통과하여 필터의 내부에 유입할 수 있는 형상이면 된다.
리테이너의 통 형상 벽면은, 환상 저면의 외주연으로부터 하우징의 축방향으로 연장시켜진 것이다. 따라서 통 형상 벽면은, 디퓨저 쉘 천장판측으로 연장되어 있어도 되고, 클로져 쉘 저판측으로도 연장되어 있을 수도 있다. 또한 통 형상 벽면이 디퓨저 쉘의 천장판측으로 연장하고 있는 경우의 높이는, 가스 발생기 작동 전에 있어서, 환상 저면에 환상 필터를 배치한 상태에서, 통 형상 벽면의 상단부로부터 환상 필터 상단부가 조금 돌출되는 정도로 할 수 있다.
리테이너는, 하우징의 주위벽판에 직접 또는 간접으로 압입된 상태에서 고정되어 있는 것이며, 용접 등의 고착 수단은 사용되고 있지 않다.
리테이너를 주위벽판에 대하여 간접으로 압입할 때는, 예를 들어 다른 부재를 주위벽판에 고정(바람직하게는 압입 고정)한 후에, 상기 다른 부재에 대하여 리테이너를 압입 고정한다.
리테이너는, 연성이 있는 금속, 예를 들어 스테인리스, 철, 알루미늄 등을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 환상 저면은, 가스 발생기의 작동 시에 연소실에서의 압력에 의해 변형되도록, 또한 그 연성을 이용하여 환상 필터를 디퓨저 쉘 천장판측에 밀착할 수 있도록, 재질이나 치수가 조정된다. 또한 통 형상 벽면은 주위벽판에 직접 또는 간접으로 압입되는데, 가스 발생기의 작동 시에는 환상 필터와 함께 리테이너가 디퓨저 쉘 천장판으로 이동할 수도 있고, 그 경우 압입 정도는 작동 시의 압력을 받아서 이동할 수 있도록 리테이너의 치수나 두께 등을 조정하는 것이 바람직하다.
환상 필터는 리테이너로 지지되어 있는 것이지만, 리테이너에 고착되어 있는 것은 아니다.
환상 필터는 리테이너의 환상 저면에 의해 하면의 적어도 일부가 지지되어 있다.
리테이너의 환상 저면의 형상은 환상 필터의 하면에 대하여 인접 지지할 수 있는 형상이다.
리테이너의 통 형상 벽면이 디퓨저 쉘의 천장판측으로 연장하고 있는 경우, 그 형상은 환상 필터의 외주면에 대하여 인접 지지할 수 있고, 또한 하우징 주위벽판에 대하여 직접 또는 간접으로 압입된 상태에서 고정할 수 있는 형상이다. 또한, 환상 필터의 외주면은 가스 배출구(하우징 주위벽부)와 간격을 두고 배치되고, 그 간격에 의해 연소 가스 통로가 형성된다.
하우징은 디퓨저 쉘의 개구부측 주연부와 클로져 쉘의 개구부측 주연부에 있어서 접합 일체화되어 있는 것이다.
또한 컵 형상 용기는, 개구부가 클로져 쉘 저판에 대하여 용접 등의 방법으로 고정되어 있지만, 컵 형상 용기의 저면부와 디퓨저 쉘 천장판은 고정되어 있지 않다.
컵 형상 용기는, 컵 형상 용기의 저면부가 디퓨저 쉘의 천장판에 인접 내지는 근접되며, 컵 형상 용기의 저면부 근방의 주위벽부가 상기 환상 필터의 내주면에 인접 내지는 근접되도록 배치되어 있다.
여기서 "인접"은 접촉하고 있지만 밀착되어 있지 않은 상태이며, "근접"은 수mm 이하 정도의 간격(예를 들어 1 내지 3mm 정도의 지극히 가까운 간격)을 두고 정면으로 대향하고 있는 상태를 나타낸다.
이와 같이 하여 컵 형상 용기의 저면부측이 천장판 또는 환상 필터의 내주면에 인접 내지는 근접되도록 배치되어 있음으로써, 리테이너의 형상에 무관하게, 조립 시에 있어서 환상 필터의 위치 결정 및 설치 작업이 용이해진다.
또한 가스 배출구의 총 개구 면적은, 필터 외주면에 형성되는 연소 가스 통로의 단면적이나, 리테이너의 환상 저면과 컵 형상 용기 사이의 간극 단면적보다도 작게 설정할 수 있다.
가스 발생기의 작동 시에, 천장판 중앙부 및 저판 중앙부가 가장 축방향으로 변형되고, 주위벽판에 접근할수록 변형이 작아진다.
이때, 리테이너와 환상 필터는 중앙부에 가까울수록 크게 변형되기 때문에, 환상 필터의 상면이 하우징 천장판에, 하면이 리테이너의 저면에 인접한 상태가 유지된다. 그 때문에 연소 가스가 환상 필터를 통과하지 않고 가스 배출구로부터 배출되는 숏패스가 방지된다.
또한 하우징이 변형되었을 때에는, 컵 형상 용기 저면부는 디퓨저 쉘의 천장판으로부터 이격되고 간극이 형성된다. 그리고 환상 필터의 내주면이 이 간극에 면한다(환상 필터의 내주면이 컵 형상 용기의 주위벽부와 인접 내지는 근접 상태에서 개방된다).
즉 환상 필터의 내주면이 연소 가스의 유입면이 된다. 하우징의 이러한 변형은 연소 시의 내압(하우징 내부의 압력)에 의존한다.
내압이 높은 경우(예를 들어 작동 시의 환경 온도가 높은 경우)에는 연소 속도도 빠르고, 가스 발생기의 출력도 커진다.
그러나 높은 내압으로 하우징이 변형되었을 때에는, 필터 내주면의 가스 유입면(상기의 간극에 면하는 내주면)도 커지고, 연소 가스와의 접촉 면적이 커지기 때문에, 냉각 효율도 향상된다. 그러면 가스 발생기의 출력이 억제된다. 즉 종래의 가스 발생기와 비교하여, 환경 온도의 상이에 따른 출력의 차를 억제할 수 있는 가스 발생기가 된다.
그리고 환상 필터의 외주면은, 연소실에서의 발생 가스를 하우징 외부로 배출하는 가스 배출구를 포함하는 가스 배출 통로에 면하고 있기 때문에, 연소 가스는 환상 필터의 내부를 반경 방향 외측으로 흘러 환상 필터의 외주면으로부터 연소실 외부로 배출된다.
점화 수단은 공지된 전기식 점화기만으로 형성되어 있어도 되고, 또는 공지된 전화약 등의 화약이나 가스 발생제를 병용해도 된다.
본 발명의 바람직한 특징 1은,
상기 리테이너는, 상기 통 형상 벽면이 상기 디퓨저 쉘의 천장판측으로 연장하고 있고, 그 주연부에서 주위 방향으로 요철을 갖고 있는 것이며,
작동 시에, 상기 하우징이 상기 디퓨저 쉘 천장판과 상기 클로져 쉘 저판의 양방향으로 변형되고, 상기 리테이너와 상기 환상 필터의 양쪽이 상기 디퓨저 쉘 천장판측으로 이동했을 때,
상기 리테이너의 통 형상 벽면의 볼록 부분이 상기 디퓨저 쉘 천장판에 인접되고, 상기 리테이너의 통 형상 벽면의 오목 부분이 연소 가스 통로를 형성하는 가스 발생기를 제공한다.
리테이너 통 형상 벽면의 디퓨저 쉘 천장판측의 주연부에 형성된 요철부가, 작동 시에 있어서의 연소 가스 통로가 되는 것이다.
요철부는 주위 방향으로 교대로 형성되어 있고, 축방향으로 고저차가 형성되어 있는 것이다.
작동 시에 있어서 하우징이 변형되었을 때, 리테이너 통 형상 벽면의 볼록 부분이 디퓨저 쉘 천장판에 인접하기 때문에, 천장판과 오목 부분에 의해 형성된 구멍이 연소 가스 통로가 된다.
이렇게 볼록 부분에 있어서 리테이너의 가일층 이동이 억제되어, 환상 필터가 과잉으로 압축되는 경우가 없다. 또한 오목 부분에 있어서의 가스 통로가 폐색될 일도 없다.
본 발명의 바람직한 특징 2는,
상기 하우징 내에서, 상기 클로져 쉘의 하부 주위벽판에 압입되며, 상기 디퓨저 쉘 천장판과의 사이 및 상부 주위벽판에 형성된 가스 배출구와의 사이에 간극이 형성되도록 통 형상 부재가 배치되어 있고,
상기 통 형상 부재에 대하여 상기 리테이너가 압입 고정되어 있는 가스 발생기를 제공한다.
본 발명의 통 형상 부재는 리테이너를 주위벽판에 대하여 간접으로 압입할 때에 사용하는 것이다.
통 형상 부재는 주위벽판에 압입 고정되어 있고, 통 형상 부재에 대하여 리테이너가 압입 고정되어 있다. 따라서, 설치가 용이해서, 가스 발생제량의 증감이나 환상 필터 두께의 증감 등의 변경에도 용이하게 대응할 수 있다.
또한 통 형상 부재를 사용함으로써, 환상 필터로부터 가스 배출구까지의 가스 통로를 확보함과 함께, 연소 가스가 통 형상 부재의 벽면에 충돌하는 것에 의한 연소 잔사의 포집이나 가스의 냉각 효과가 얻어진다.
본 발명의 바람직한 특징 3은,
상기 환상 필터의 하면이 상기 리테이너의 환상 저면으로 지지되고, 상기 환상 필터의 외주면이 상기 리테이너의 통 형상 벽면에 의해 지지되어 있고,
상기 리테이너가 상기 환상 필터와 면하는 환상 저면의 내주연측에 관통 구멍을 갖고 있는 것인 가스 발생기를 제공한다.
리테이너 환상 저면의 내주연측에 관통 구멍을 형성함으로써, 환상 필터 내주면에 추가로, 리테이너 환상 저면으로부터도 연소 가스를 통과시킬 수 있어, 필터의 가스 유입면을 확보할 수 있다.
리테이너 환상 저면의 내주연측에 관통 구멍을 형성할 때는, 리테이너 폭의 1/2 이하의 내주연측에 형성하는 것이 바람직하고, 1/3 이하의 내주연측에 형성하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 바람직한 특징 4는,
상기 환상 필터의 내주면이, 상기 리테이너의 환상 저면의 내주연부보다도 상기 하우징 중심축측으로 돌출시켜진 상태에서 배치되어 있는 가스 발생기를 제공한다.
이러한 환상 필터의 배치 상태로 함으로써, 작동 시에, 리테이너로 지지되어 있는 부분보다도 리테이너에 형성된 중앙 구멍의 내주연으로부터 돌출된 부분을 연소 가스의 유입면으로 할 수 있다.
특히 환상 필터 내주연에 컵 형상 용기가 존재하기 때문에, 가스의 유입이 어려워진다. 그러나 이와 같은 구성으로 함으로써, 환상 필터로의 가스 유입을 원활하게 할 수 있다.
본 발명의 가스 발생기는, 내부 구조 및 조립 공정을 간략화할 수 있고, 작동 시의 압력에 의해 하우징이 변형되었을 때라도 연소 가스가 숏패스하는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 작동 시의 온도의 차이에 따른 가스 발생기의 출력차를 억제하는 것이 가능하게 된다.
<발명의 실시양태>
(1) 도 1의 가스 발생기
본 발명의 가스 발생기(1)의 일 실시 형태를 도 1의 (a) 내지 (c)에 의해 설명한다.
하우징(10)은 디퓨저 쉘(11)과 클로져 쉘(21)이 용접 일체화된 것이다.
도 1의 (a)에서는, 디퓨저 쉘(11)의 개구부 내에 클로져 쉘(21)의 개구단부가 감입된 상태에서 접촉 부분이 접합 일체화되어 있다.
디퓨저 쉘(11)은 천장판(12)과 가스 배출구(14)가 형성된 상부 주위벽판(13)을 갖고 있다.
클로져 쉘(21)은 저판(22)과 하부 주위벽판(23)을 갖고 있다.
상부 주위벽판(13)과 하부 주위벽판(23)에 의해 하우징(10)의 주위벽판이 형성되어 있다. 그리고, 접합은 상부 주위벽판(13)과 하부 주위벽판(23)의 인접부에서만 행하여지고 있다.
하우징(10) 내에는, 클로져 쉘 저판(22)의 중앙부에 있어서, 컵 형상 용기(31) 내에 점화 수단이 수용된 점화 수단실(30)이 배치되어 있다.
점화 수단실(30) 내에는, 주지의 전화약 또는 가스 발생제(도시하고 있지 않음)가 수용되어 있고, 컵 형상 용기(31)의 주위벽부(32)에는 복수의 전화공(31a)이 형성되어 있다. 전화공(31a)은 외측으로부터 금속제의 시일 테이프로 폐색되어 있다.
컵 형상 용기(31)의 개구부측에는 플랜지부(31b)가 형성되어 있고, 클로져 쉘(21)의 저판(22)에 용접 고정되어 있다.
점화 수단은 전기식 점화기(35)와, 그것을 포위하는 칼라부(collar, 36)를 포함하는 것이다. 상기 점화 수단은 클로져 쉘 저판(22)의 중앙부에 형성된 개구부로부터 감입되어 있다.
점화 수단은, 클로져 쉘(21)의 저판(22)이 중앙부에 개구부가 형성되도록 절곡된 통 형상 지지벽부(24)에 의해 칼라부(36)가 지지 고정되어 있다.
하우징(10) 내에는 통 형상 부재(50)가 배치되어 있다. 통 형상 부재(50)는 하단부측(클로져 쉘 저판(22)측)의 하부 통 형상 벽부(51)의 외경이, 상단부측(디퓨저 쉘 천장판(12)측)의 상부 통 형상 벽부(52)의 외경보다도 큰 형상의 것이다.
통 형상 부재(50)의 상부 통 형상 벽부(52)의 개구부 주연부(52a) 측은, 리테이너(60)를 압입하기 쉽게 하기 위하여 외측으로 넓어진 형상이 되어 있다.
통 형상 부재(50)는 하부 통 형상 벽부(51)가 클로져 쉘(21)의 하부 주위벽판(23)에 압입되어 있고, 상부 통 형상 벽부(52)의 개구부 주연부(52a)는 디퓨저 쉘(11)의 천장판(12)과의 사이에 가스 통로가 되는 간극이 형성되도록 고정되어 있다. 이 가스 통로가 되는 간극은 환 형상의 것일 수도 있고, 개구부 주연부(52a)가 디퓨저 쉘 천장판(12)이 인접된 부분과 인접되어 있지 않은 부분을 포함하는 빗살 형상의 간극일 수도 있다. 인접된 부분과 인접되어 있지 않은 부분은 소정의 간격으로 형성되어 있다.
그리고, 외경이 작은 상부 통 형상 벽부(52)의 외주면과 가스 배출구(14)를 포함하는 상부 주위벽판(13) 사이에는 통 형상 공간(53)이 형성되어 있다.
점화 수단실(30)의 외측에서 통 형상 부재(50)의 내측에는 연소실(40)이 형성되어 있고, 가스 발생제(도시하고 있지 않음)가 연소실(40)에 충전되어 있다.
연소실(40) 및 점화 수단실(30)에서 사용하는 가스 발생제로서는, 예를 들어 JP-A 제2005-199867호에 개시되어 있는 바와 같은 연소 온도가 낮은 가스 발생제(연소실(40)용)와 연소 온도가 높은 가스 발생제(점화 수단실(30)용)를 각각 사용할 수 있다.
하우징(10) 내에는 리테이너(60)로 지지된 환상 필터(70)가 배치되어 있다.
리테이너(60)는 환상 저면(61)과, 환상 저면(61)의 외주연으로부터 디퓨저 쉘 천장판(12)측과 클로져 쉘 저판(22)측의 양쪽으로 늘어뜨려 설치된 통 형상 벽면(62)을 갖고 있다.
리테이너(60)는 통 형상 부재(50)의 상부 통 형상 벽부(52)에 대하여 통 형상 벽면(62)이 압입 고정되어 있다.
통 형상 벽면(62)의 디퓨저 쉘(11) 천장판(12)측의 주연부에는, 주위 방향으로 교대로 오목 부분(63a)과 볼록 부분(63b)을 포함하는 요철이 형성되어 있다.
환상 저면(61)의 축 X 쪽(환상 저면(61)의 폭의 축 X측으로부터 1/3 이내의 범위)에는, 연소 가스의 통과구가 되는 복수의 관통 구멍(65)이 형성되어 있다.
환상 필터(70)는 리테이너(60)의 환상 저면(61) 및 통 형상 벽면(62)에 의해 외주면(71) 및 하면(72) 각각이 지지되어 있다.
가스 발생기의 작동 전에는, 환상 필터(70)의 상면(73)은 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 리테이너(60)의 볼록 부분(63b)으로부터 위로 돌출시켜진 상태가 되어 있다.
리테이너(60)로 지지된 환상 필터(70)는 컵 형상 용기(31)의 저면부(33)가 디퓨저 쉘의 천장판(12)에 인접되며(천장판(12)에 대하여 고정되어 있지 않음), 저면부(33) 근방의 주위벽부(32)가 환상 필터(70)의 내주면(74)에 인접되어서(밀착되어 있지 않음) 배치되어 있다. 환상 필터(70)의 상면(73)과 천장판(12)은 인접한 상태이다.
환상 필터(70)의 내경과 컵 형상 용기(31)의 외경은 동일 정도가 되도록 조정되어 있다. 또한 리테이너(60)의 환상 저면(61)의 내경은, 컵 형상 용기(31)의 주위벽부(32) 외경보다도 조금 크고, 환상 저면(61)이 컵 형상 용기(31)의 주위에 위치하도록, 리테이너(60)를 통 형상 부재(50)에 압입한다.
다음으로 가스 발생기(1)의 조립 방법의 일례를 설명한다.
점화 수단(컵 형상 용기(31))을 고정한 클로져 쉘(21)의 하부 주위벽판(23)에 대하여 통 형상 부재(50)의 하부 통 형상 벽부(51)를 압입하여 고정한다.
소정량의 가스 발생제를 충전한다.
통 형상 부재(50)의 상부 통 형상 벽부(52)(개구부 주연부(52a))측으로부터 리테이너(60)를 압입하여 고정한다.
리테이너(60)와 컵 형상 용기(31)에 환상 필터(70)를 감입한다.
디퓨저 쉘(11)과 클로져 쉘(21)을 조합한 후, 접촉 부분(상부 주위벽판(13)과 하부 주위벽판(23)의 인접부)을 용접 고정한다.
다음으로 가스 발생기(1)의 동작을 설명한다.
점화기(35)가 작동하면, 점화 수단 수용실(30)의 가스 발생제가 착화 연소하여 연소 가스가 발생되어, 전화공(31a)으로부터 연소실(40) 내로 방출된다.
그것에 의해 연소실(40) 내의 가스 발생제가 착화 연소하여 연소 가스가 발생하면, 내부 압력에 의해, 도 1의 (c) 중의 백색 화살표로 나타내는 것과 같은 축 X의 양측 방향으로의 하중이 작용한다. 이로 인해, 하우징(10)은 천장판(12)과 저판(22)이 서로 이격되는 방향으로 변형된다.
하우징(10)은 디퓨저 쉘(11)과 클로져 쉘(21)의 개구부끼리만으로 용접되어 있기 때문에, 천장판(12)은 축 X 부분(천장판의 중심부 부분)의 변형이 가장 커진다.
그리고, 컵 형상 용기(31)는 저판(22)에 용접 고정되어 있기 때문에, 그 저면부(33)는 천장판(12)으로부터 이격되도록 이동한다.
연소실(40)에서의 압력에 의해, 리테이너 저면(61)은 환상 필터(70)의 하면(72)을 천장판(12) 방향으로 가압하면서 변형된다. 이로 인해, 리테이너(60)와 환상 필터(70) 사이와, 환상 필터(70)와 천장판(12) 사이에서의 연소 가스의 숏패스를 방지할 수 있다.
한편, 리테이너 통 형상 벽면(62)은 천장판(12)에 부딪히는데, 그 때에는 볼록 부분(63b)이 천장판(12)에 부딪힘으로써 그 이상의 이동이 저지된다. 이로 인해, 리테이너 통 형상 벽면(62)과 천장판(12)의 사이에는 오목 부분(63a)을 포함하는 연소 가스 통로가 확보된다.
그리고, 환상 필터(70)는 천장판(12)에 가압된 상태에서 변형되기 때문에, 천장판(12)과 환상 필터 상면(73) 사이의 연소 가스의 숏패스도 방지할 수 있다.
컵 형상 용기(31)의 주위벽부(32)에 면하고 있던 환상 필터(70)의 내주면(74)이 작동 시에 노출되며, 리테이너의 환상 저면(61)이 관통 구멍(65)을 갖고 있다. 따라서, 연소 가스는 도 1의 (c)의 화살표로 나타내는 것과 같은 흐름으로 환상 필터(70)의 전체 영역을 통과한다.
그 후, 연소 가스는 하우징 주위벽판과 통 형상 부재(50)에 의해 형성된 통 형상 공간(53)(연소 가스 통로)을 통과한 후, 가스 배출구(14)로부터 배출된다. 이 과정에 있어서, 연소 가스는 통 형상 부재(50)나 상부 주위벽판(13)과 충돌한다. 그 결과, 연소 잔사의 포집 효과나 가스의 냉각 효과가 높여지기 때문에, 환상 필터(70)의 소형화에도 유효하게 된다.
또한, 작동 전에 가려져 있었던 환상 필터(70)의 내주면(74)이 나타나 가스 유입면이 되기 때문에, 연소 가스와 필터의 접촉 면적이 커지고, 연소 가스의 냉각 효율이나 필터 효율이 향상된다.
가스 발생기의 작동 내압은 환경 온도에 관련하고, 온도가 높으면 동일한 사양의 가스 발생기여도 가스 발생기제의 연소가 활성화되어, 출력은 높아진다. 도 1의 가스 발생기에서는 이렇게 연소가 활성화되어 내압이 높아지면(하우징(10)의 변형량이 커지면) 필터의 가스 유입면이 증가한다. 따라서, 냉각 효율이 높아져서, 가스 발생기의 출력차의 확대를 적게 하는 것이 가능하게 된다.
(2) 도 2의 가스 발생기
도 2의 (a)에 도시하는 가스 발생기는, 도 1의 (a)의 가스 발생기와는 하우징의 형상, 리테이너의 형상 및 환상 필터의 배치 상태가 다른 것 이외에는 실질적으로 동일한 것이다. 따라서, 이하에서는 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
하우징(110)은 디퓨저 쉘(111)의 상부 주위벽판(113)의 길이가 클로져 쉘(121)의 하부 주위벽판(123)의 길이 보다도 길어져 있다.
상부 주위벽판(113)에는, 디퓨저 쉘(111)의 천장판(112)에 가까운 위치에 가스 배출구(14)가 형성되어 있다.
리테이너(160)는 환상 저면(161)과, 환상 저면(161)의 외주연으로부터 저판(122)측으로 절곡되어서 형성된 통 형상 벽부(162)를 갖고 있다.
리테이너(160)는 통 형상 벽부(162)가 디퓨저 쉘(111)의 상부 주위벽판(113)에 대하여 압입된 상태에서 고정되어 있다.
환상 필터(70)는 도 1의 (a)와 동일한 것을 사용할 수 있지만, 환상 필터(70)의 내주면(74)이 리테이너의 환상 저면(161)보다도 축 X(중심)측으로 돌출시켜진 상태(내주면(74)이 리테이너(160)의 내주연으로부터 더 내측으로 돌출시켜져 있는 상태)에서 배치되어 있다. 즉, 도 2의 가스 발생기에서는 리테이너(160)의 환상 저면(161)에 있어서의 내경은, 컵 형상 용기(31)의 주위벽부(32)의 외경보다도 크고, 도 1의 환상 저면(61)의 내경보다도 크다. 그리고 환상 저면(161)과 컵용 용기(31)의 주위벽부(32) 사이에 환상의 간극을 형성하고 있다.
환상 필터(70)의 외주면(71)측과 디퓨저 쉘(111)과의 사이에는 통 형상 공간(153)이 형성되고, 이 간극이 연소의 통로가 된다.
도 2의 (a)에 도시하는 가스 발생기는, 도 1의 (a) 것과 동일하게 하여 조립할 수 있다. 환상 필터(70)는 컵 형상 용기(31)에 감입함으로써 용이하게 위치 정렬을 할 수 있다.
도 2의 (a)의 가스 발생기의 동작은 도 1의 (a) 것과 동일하지만, 하우징(110)과 리테이너(160)의 형상 차이에 따른 동작의 차이가 있다.
작동에 의한 압력을 받아, 도 2의 (a)에 도시하는 가스 발생기는 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 변형한다.
환상 필터(70)는 도 2의 (a)에 도시하는 직사각형의 단면 형상이 도 2의 (b)에 도시하는 평행사변형에 가까운 단면 형상으로 변화한다. 이것은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 환상 필터(70)의 내주면(74)이 컵 형상 용기(31)에 대향한 상태로부터 저면부(33) 상에 노출되도록 변형되기 때문이다. 그 결과, 가스의 유입 면적이 증대된다. 또한 이러한 단면 형상으로 환상 필터(70)가 변형되기 때문에, 환상 필터(70) 내부의 가스 통과 거리도 길게 할 수 있으므로, 여과 성능이 높여진다.
이렇게 본 발명을 설명하였고, 본 발명은 많은 방식으로 변경될 수 있음은 명백할 것이다. 이러한 변경은 본 발명의 정신 및 범주로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 당업자에게 명백할 것인 모든 이러한 변형은 하기 특허청구범위의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 천장판과 가스 배출구가 형성된 상부 주위벽판을 갖는 디퓨저 쉘과, 저판과 하부 주위벽판을 갖는 클로져 쉘이, 상기 상부 주위벽판과 하부 주위벽판이 접합 일체화되어서 이루어지는 하우징으로 외각이 형성되어 있고,
    상기 하우징 내에는,
    상기 클로져 쉘 저판의 중앙부에 배치된 컵 형상 용기 내에 점화 수단이 수용된 점화 수단실과,
    상기 점화 수단실의 주위에 형성된 가스 발생제가 충전된 연소실과,
    상기 천장판에 면하도록 배치된 환상 필터와,
    상기 환상 필터를 지지하는 리테이너(retainer)를 갖고 있으며,
    상기 리테이너가,
    환상 저면과, 상기 환상 저면의 외주연으로부터 적어도 상기 하우징의 축방향으로 연장시켜진 통 형상 벽면을 갖고,
    상기 환상 저면에 의해 상기 환상 필터의 하면의 적어도 일부가 지지되고, 상기 통 형상 벽면이 상기 상부 주위벽판 및 상기 하부 주위벽판을 포함하는 주위벽판에 대하여 직접 또는 간접으로 압입된 상태에서 고정되어 있고,
    상기 필터의 외주면으로부터 상기 가스 배출구로 연통하는 연소 가스 통로가 형성되어 있고,
    상기 컵 형상 용기가 그의 저면부가 상기 디퓨저 쉘의 천장판에 인접 내지는 근접되며, 상기 저면부 근방의 주위벽부가 상기 환상 필터의 내주면에 인접 내지는 근접되도록 배치되어 있는 것이며,
    작동 시에, 상기 하우징이 상기 디퓨저 쉘 천장판과 상기 클로져 쉘 저판의 양방향으로 변형되고, 상기 리테이너와 상기 환상 필터가 상기 디퓨저 쉘 천장판에 대하여 밀착되도록 이동했을 때, 연소 가스가 상기 환상 필터를 반경 방향 외측을 향하여 통과한 후 상기 연소 가스 통로를 통과하여 상기 가스 배출구로부터 배출되는 가스 발생기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리테이너는, 상기 통 형상 벽면이 상기 디퓨저 쉘의 천장판측으로 연장하고 있고, 그 주연부에서 주위 방향으로 요철을 갖고 있는 것이며,
    작동 시에, 상기 하우징이 상기 디퓨저 쉘 천장판과 상기 클로져 쉘 저판의 양방향으로 변형되고, 상기 리테이너와 상기 환상 필터의 양쪽이 상기 디퓨저 쉘 천장판측으로 이동했을 때,
    상기 리테이너의 통 형상 벽면의 볼록 부분이 상기 디퓨저 쉘 천장판에 인접되고, 상기 리테이너의 통 형상 벽면의 오목 부분이 연소 가스 통로를 형성하는 가스 발생기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하우징 내에서, 상기 클로져 쉘의 하부 주위벽판에 압입되며, 상기 디퓨저 쉘 천장판과의 사이 및 상부 주위벽판에 형성된 가스 배출구와의 사이에 간극이 형성되도록 통 형상 부재가 배치되어 있고,
    상기 통 형상 부재에 대하여 상기 리테이너가 압입 고정되어 있는 가스 발생기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 환상 필터의 하면이 상기 리테이너의 환상 저면으로 지지되고, 상기 환상 필터의 외주면이 상기 리테이너의 통 형상 벽면에 의해 지지되어 있고,
    상기 리테이너가 상기 환상 필터와 면하는 환상 저면의 내주연측에 관통 구멍을 갖고 있는 것인 가스 발생기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 환상 필터의 내주면이, 상기 리테이너의 환상 저면의 내주연부보다도 상기 하우징 중심축측으로 돌출시켜진 상태에서 배치되어 있는 가스 발생기.
  6. 천장판, 저판 및 가스 배출구가 형성된 주위벽판을 포함하는 하우징과,
    상기 하우징 내부에 배치된 컵 형상 용기와,
    상기 하우징 내부에 상기 천장판에 면하도록 배치된 환상 필터와,
    상기 하우징 내부에 형성되어 상기 환상 필터를 지지하는 리테이너를 갖는 가스 발생기이며,
    상기 컵 형상 용기는, 개구부가 상기 하우징의 저판에 대하여 고정되도록 배치되고, 저면부가 상기 천장판에 고정되어 있지 않고, 내측에 점화 수단실, 외측에 연소실이 형성되어 있고,
    상기 환상 필터는 외주면이 상기 하우징의 주위벽판과 간격을 두고 배치되고, 그 사이에 간극이 형성되며, 내주면이 상기 저면부 근방의 컵 형상 용기의 주위벽부와 인접 내지는 근접되도록 배치되고,
    상기 리테이너는 환상 저면과, 상기 환상 저면의 외주연으로부터 상기 하우징의 축방향으로 연장시켜진 통 형상 벽면을 갖고,
    상기 환상 저면에 의해 상기 환상 필터의 하면의 적어도 일부가 지지되고, 상기 환상 저면은 상기 컵 형상 용기의 외경보다도 큰 내경을 갖도록 형성되고, 상기 통 형상 벽면은 상기 주위벽판에 대하여 직접 또는 간접으로 압입된 상태에서 고정되어 있는 가스 발생기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하우징 내에서, 상기 하우징의 주위벽판에 압입되고 간극이 형성되도록 통 형상 부재가 배치되어 있고,
    상기 통 형상 부재에 대하여 상기 리테이너가 압입 고정되어 있는 가스 발생기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 리테이너는, 상기 통 형상 벽면이 상기 하우징의 천장판측으로 연장하고 있고, 그 주연부에서 주위 방향으로 요철을 갖고 있는 가스 발생기.
  9. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 천장판측으로 연장하고 있는 상기 통 형상 벽면의 높이가 통 형상 벽면의 상단부로부터 환상 필터 상단부가 돌출되도록 조정되어 있는 가스 발생기.
  10. 천장판, 저판 및 가스 배출구가 형성된 주위벽판을 포함하는 하우징을 형성하고,
    상기 하우징 내부에 컵 형상 용기를, 개구부가 상기 하우징의 저판에 대하여 고정되고 저면부가 상기 천장판에 고정되지 않도록 형성하고,
    상기 하우징 내부에 상기 천장판에 면하는 환상 필터를, 내주면이 상기 저면부 근방의 컵 형상 용기의 주위벽부와 인접 내지는 근접되도록 형성하고,
    상기 컵 형상 용기의 외경보다도 큰 내경을 가지며 상기 환상 필터의 하면의 적어도 일부를 지지하는 환상 저면과, 상기 환상 저면의 외주연으로부터 상기 하우징의 축방향으로 연장하는 통 형상 벽면을 갖는 리테이너를 형성하고,
    상기 하우징을, 연소 가스로 인한 내부 압력에 의해 상기 천장판과 저판이 서로 이격되도록 변형시키고,
    환상 필터의 하면을 천장판 방향으로 가압하여, 리테이너와 환상 필터 사이 및 환상 필터와 천장판 사이에서의 연소 가스의 숏패스를 방지하고,
    컵 형상 용기의 주위벽부에 면하고 있던 환상 필터의 내주면을 노출시켜, 가스 유입면 및 연소가스와 환상 필터의 접촉 면적을 증가시키는 것을 포함하는,
    가스 발생기에서 발생한 연소 가스의 냉각 효율 및 필터 효율을 향상시키는 방법.
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