KR102006516B1 - 가스 발생기 - Google Patents

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주식회사 다이셀
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Abstract

본 발명은 ·디퓨저 쉘(11)과 클로져 쉘(21), 디퓨저 쉘과 클로져 쉘을 접합하여 형성되는 하우징, ·컵 형상 용기에 의해 한정되는 점화 장치실(30), ·점화 장치실을 포위하도록 형성되는 연소실(40), ·천장판에 면하도록 배치되는 필터(70), ·필터를 지지하는 리테이너(60)를 포함하고, ·리테이너는 저면(61)과, 저면의 외주연으로부터 연장되며 연소 가스 통로를 갖는 원통형 벽면(62)을 포함하고, ·리테이너는 원통형 벽면에 의해 주위벽판에 고정되고, ·작동시에, 하우징이 변형되고, 리테이너 및 필터가 디퓨저 쉘의 천장판에 인접하도록 이동할 때, 연소 가스가 필터를 통과한 후, 리테이너의 원통형 벽면의 가스 통로를 통과하여 가스 배출구로부터 배출되는 가스 발생기에 관한 것이다.

Description

가스 발생기{GAS GENERATOR}
본 발명은 예를 들어 차량의 에어백 장치 등의 인원 구속 장치에 적합한 가스 발생기에 관한 것이다.
에어백 장치 등의 인원 구속 장치에 적합한 가스 발생기에서는, 외부 쉘을 형성하는 하우징의 내측에 각종 부품 및 가스 발생제가 수용되며, 부품 수를 감소시키고, 가스 발생기의 높은 품질을 유지하면서 조립 공정을 용이하게 하는 것이 중요하다.
US-A 제5582427호의 도 1에 나타낸 인플레이터에서는, 하우징 내측의 가스 발생실(28)의 하측에 가스 발생제(30)가 배치되고, 가스 배출구(40)에 면하는 상측에 필터(34)가 배치된다. 하우징(12)은 외통(16)과 내통(18)으로 형성된 2중통 유형을 갖고, 천장판(20)과 저판(14)이 외통과 내통에 각각 접속된다.
필터의 상단부는 하우징의 천장면에 인접하고, 하단부에는 시일(42)이 배치되어 각각의 가스의 흐름에 대해 밀봉을 보장한다. 시일(42)은 탄성 외주연(다리(50))을 갖는다. 다리(50)에서, 선단부는 하우징 벽에 형성된 홈 내로 압입되고, 필터에 대해 천장면을 향해 가압력이 인가됨으로써 필터의 상하단부가 밀봉된다.
US-A 제5582427호에서는, 상기와 같이 다리(50)가 홈에 고정됨으로써 필터의 상하단부면을 밀봉한다.
JP-A 제10-095303호의 도 10에 나타낸 가스 발생기에서는, 필터(307)가 디퓨저 쉘(301)의 가스 배출구(311) 근방에 배치되고, 간극(309)이 형성된다.
필터(307)의 내주면은 플레이트 부재(332)에 의해 유지되고, 필터의 하면은 플레이트 부재(333)에 의해 유지된다.
플레이트 부재(333)는 디퓨저 쉘(301)의 내주면에 압입된다. 플레이트 부재(333)의 하단부는 클로져 쉘(302)의 경사 구획(331)에 인접하고, 필터(307)를 유지한다.
US-B 제7806954호에는 도 1에 나타낸 가스 발생기(10)가 개시되어 있다.
US-A 제5582427호 및 JP-A 제10-095303호에 개시된 가스 발생기에 반해, 제1 하우징(22)과 제2 하우징(24)은 각각의 주위벽에만 접합된다.
하우징의 내측에는 배플 시스템(12)이 배치되고, 필터 리테이너(50)가 포함된다. 그 결과, 가스 발생제(38)에 의해 발생된 가스는 지그재그 가스 배출 경로에 의해 배출공(28)으로 인도된다. 환상 부재(55)는 부스터 튜브(30)에 용접되고, 필터 리테이너(50)도 환상 부재(55)에 용접된다.
<발명의 요약>
본 발명 1은 천장판과, 가스 배출구가 제공된 상부 주위벽판을 갖는 디퓨저 쉘,
저판과 하부 주위벽판을 갖는 클로져 쉘,
외부 쉘을 형성하며, 상부 주위벽판과 하부 주위벽판을 접합 일체화시켜 얻어지는 하우징을 포함하는 가스 발생기이며,
하우징 내측에,
컵 형상 용기에 의해 한정되며, 클로져 쉘의 저판의 중앙부에 위치하고, 내부에 점화 장치를 수용하는 점화 장치실,
점화 장치실을 포위하도록 형성되며, 가스 발생제가 적하된 연소실,
천장판에 면하도록 배치된 환상 또는 평판 형상 필터,
필터를 지지하는 리테이너를 갖고,
리테이너는 저면과, 저면의 외주연으로부터 적어도 디퓨저 쉘의 천장판을 향해 연장되며 연소 가스 통로를 갖는 원통형 벽면을 포함하고,
리테이너는 저면 및 원통형 벽면에 의해 필터의 외주면 및 하면의 적어도 일부를 각각 지지하고,
리테이너는 원통형 벽면을 상부 주위벽판 및 하부 주위벽판에 의해 형성되는 주위벽판에 직접적 또는 간접적으로 압입하여 고정되고,
작동시에, 하우징이 디퓨저 쉘의 천장판 및 클로져 쉘의 저판의 양 방향으로 변형되고, 리테이너 및 필터가 디퓨저 쉘의 천장판에 부착되도록 이동할 때, 연소 가스가 필터를 통과한 후, 리테이너의 원통형 벽면의 연소 가스 통로를 통과하여, 가스 배출구로부터 배출되는 가스 발생기를 제공한다.
본 발명 4는 천장판과, 가스 배출구가 제공된 상부 주위벽판을 갖는 디퓨저 쉘,
저판과 하부 주위벽판을 갖는 클로져 쉘,
외부 쉘을 형성하며, 상부 주위벽판과 하부 주위벽판을 접합 일체화시켜 얻어지고, 주위벽판을 포함하는 하우징을 포함하는 가스 발생기이며,
하우징은 상부 주위벽판에 형성된 단차부를 갖고, 단차부에 의해, 상부 주위벽판의 디퓨저 쉘에 가스 배출구가 제공된 부분의 내경이 상부 주위벽판의 나머지 부분의 내경보다 작아지고,
하우징 내측에,
컵 형상 용기에 의해 한정되며, 클로져 쉘의 저판의 중앙부에 위치하고, 내부에 점화 장치를 수용하는 점화 장치실,
점화 장치실을 포위하도록 형성되며, 가스 발생제가 적하된 연소실,
천장판에 면하도록 배치된 환상 또는 평판 형상 필터,
필터를 지지하는 리테이너를 갖고,
리테이너는 필터의 하면의 적어도 일부를 지지하는 저면을 포함하고,
리테이너는 단차부에 간극이 제공된 주위벽판의 내주면 내로 압입되어 그의 주연에 고정되고,
작동시에, 하우징이 디퓨저 쉘의 천장판 및 클로져 쉘의 저판의 양 방향으로 변형되고, 단차부에 인접한 리테이너의 주연에 의해 리테이너의 이동이 저지될 때, 필터가 디퓨저 쉘의 천장판과 밀착되고, 연소 가스가 필터를 통과하여, 가스 배출구로부터 배출되는 또다른 가스 발생기를 제공한다.
본 발명은 예시의 방법으로만 주어지고 따라서 본 발명을 한정하지 않는 하기 주어진 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1의 (a)는 가스 발생기의 작동 전의 축 X 방향의 단면도, (b)는 리테이너에 의해 지지된 필터를 도시하는 사시도(일부를 절단한 도면), (c)는 (a)에 나타낸 가스 발생기의 작동 후의 상태를 나타낸다.
도 2의 (a)는 또다른 실시양태의 가스 발생기의 작동 전의 축 X 방향의 단면도, (b)는 (a)에 나타낸 가스 발생기의 작동 후의 상태를 나타낸다.
도 3의 (a)는 또 다른 실시양태의 가스 발생기의 작동 전의 축 X 방향의 단면도, (b)는 (a)에 나타낸 가스 발생기의 작동 후의 상태, (c)는 (a)에 나타낸 또 다른 실시양태의 단면도를 나타낸다.
US-A 제5582427호에서는, 작동시에 도면의 수직 방향으로 하우징이 변형될 때, 시일(42)과 필터(34) 사이에 간극이 나타나고, 연소 가스가 필터를 통과하지 않고 가스 배출구(40)로부터 배출되는 쇼트 패스가 발생할 수 있다.
또한, 가스 발생제의 적하량 및 필터의 두께에 따라 시일(42)의 삽입 위치를 조정하는 것이 곤란하다.
JP-A 제10-095303호에서는, 작동시에 도면의 수직 방향으로 디퓨저 쉘(301)과 클로져 쉘(302)이 변형될 때, 플레이트 부재(333)와 필터(307) 사이에 간극이 나타나고, 연소 가스가 필터를 통과하지 않고 가스 배출구(311)로부터 배출되는 쇼트 패스가 발생할 수 있다.
또한, 플레이트 부재(333)의 하단부가 경사부(331)에 인접하는 구조 때문에, 이 구조는 때때로 필터 두께가 변경될 필요가 있는 경우에 대응할 수 없다.
US-B 제7806954호에서는, 하우징의 용접 구역이 주위벽부만이기 때문에, 작동시에 제1 하우징(22)과 제2 하우징(24)이 축 방향으로 변형되기 쉽고, 이 경우 제1 하우징(22)의 천장판과 필터(60) 사이에 간극이 형성되기 쉽다.
본 발명은 내부 구조 및 조립 공정을 간략화하고, 작동시의 압력 하에 하우징이 변형될 때에도 연소 가스의 쇼트 패스가 발생하지 않는 인원 구속 장치 등을 위한 가스 발생기를 제공한다.
본 발명 1 또는 4의 가스 발생기에서는, 작동시에 내부 압력의 증가로 인해 하우징이 변형될 때, 리테이너와, 리테이너에 의해 유지된 필터도 마찬가지로 변형됨으로써, 연소 가스가 필터를 통과하지 않고 가스 배출구로부터 배출되는 쇼트 패스를 방지한다.
리테이너의 저면에는 관통 구멍이 제공될 수 있다.
필터는 천장판에 면하도록 배치된다.
필터는 환상 형상 또는 평판 형상을 갖는다.
가스 발생기가 작동하기 전의 상태에서, 필터는 천장판과 직접 부착되거나, 시트 형상 가스킷 또는 시일 부재가 그들 사이에 개재할 수 있거나, 약간의 간극을 통해 천장판과 면한다.
필터는 바람직하게는 철 또는 스테인리스 스틸 재료에 의해, 둘레 방향으로 감긴 스틸 와이어(권취 와이어 유형), 천공된 와이어 시트(익스팬드 메탈 또는 펀칭 메탈 유형), 또는 편직된 스틸 와이어(편직된 메쉬 유형)를 압축 성형함으로써, 원판 형상으로 펀칭된 복수의 와이어 메쉬를 적층함으로써, 또는 둘레 방향으로 와이어 메쉬를 감음으로써 형성된다. 필터가 하우징 내측에 배치될 때, 와이어 재료, 와이어 직경, 압축 성형압, 밀도, 적층되는 시트의 수 및 두께는 주로 필터의 중앙부가 축 방향으로 변형되는 것을 보장하도록 조정된다.
리테이너는 관통 구멍을 갖는 저면과 원통형 벽면을 갖고, 원통형 벽면에는 작동시에 연소 가스 통로가 형성된다. 연소 가스 통로는 원통형 벽면에 형성된 관통 구멍 또는 절결에 의해 형성될 수 있다.
리테이너의 저면의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 이는 컵 형상 용기의 외경보다 작은 직경을 갖는 관통 구멍이 형성된 원판 유사 형상을 갖고, 리테이너는 관통 구멍이 형성되지 않은 부분에서 저면의 일부가 컵 형상 용기에 인접하도록 배치된다.
대안적으로, 리테이너의 저면은 컵 형상 용기의 외경보다 작은 직경을 갖는 관통 구멍이 형성된 환상 형상을 갖고, 리테이너는 관통 구멍이 컵 형상 용기의 폐색된 저면에 면하도록 컵 형상 용기로부터 거리를 두고 배치된다. 또는, 리테이너의 저면은 컵 형상 용기의 외경보다 약간 큰 내경을 갖는 관통 구멍이 형성된 환상 형상을 갖고, 리테이너는 컵 형상 용기의 반경 방향 외측에 또는 그의 폐색된 저면의 상방에 리테이너의 저면이 존재하도록 배치된다.
원통형 벽면은 저면의 외주연으로부터 디퓨저 쉘의 천장판을 향해 연장되고, 클로져 쉘의 저판측을 향해서도 연장된다. 원통형 벽면의 높이는 가스 발생기가 작동하기 전에 필터를 저면에 배치한 경우 필터의 상단부 구획이 원통형 벽면의 상단부로부터 약간 돌출되도록 할 수 있다.
리테이너는 주위벽판 내로 직접적 또는 간접적으로 압입되어 고정되고, 그 때문에 용접 등의 고정 수단은 사용되지 않는다.
리테이너를 주위벽판 내로 간접적으로 압입할 경우, 예를 들어 다른 부재를 주위벽판에 고정(바람직하게는 압입에 의해 고정)한 후, 고정된 다른 부재 내로 리테이너를 압입에 의해 고정한다.
리테이너는 바람직하게는 연성 금속, 예컨대 스테인리스 스틸, 철 또는 알루미늄으로 제조된다. 특히, 원통형 벽면은 주위벽판 내로 직접적 또는 간접적으로 압입되지만, 리테이너는 가스 발생기의 작동시에 필터와 함께 디퓨저 쉘의 천장판을 향해 이동하기 때문에, 바람직하게는 그의 압입 정도는 작동시에 생성된 압력의 영향 하에 리테이너가 이동할 수 있도록, 리테이너의 치수 또는 두께가 조정된다. 또한, 저면의 두께는 필터를 저면의 연성을 이용하여 디퓨저 쉘의 천장판과 밀착할 수 있도록 조정된다.
필터는 리테이너에 의해 지지되지만, 리테이너에 고착되지는 않는다.
필터의 외주면 및 하면의 적어도 일부는 리테이너의 원통형 벽면 및 저면에 의해 각각 지지된다.
리테이너의 저면의 형상은 저면이 필터의 하면에 의해 인접 지지될 수 있는 것이다. 리테이너의 원통형 벽면의 형상은 원통형 벽면이 필터의 외주면에 의해 인접 지지되고, 또한 하우징의 주위벽판 내로 직접적 또는 간접적으로 압입된 상태에서 고정될 수 있는 것이다.
하우징은 디퓨저 쉘의 개구의 주연과 클로져 쉘의 개구의 주연에서 접합에 의해 일체화된다.
컵 형상 용기의 개구는 예를 들어 클로져 쉘 저판에 용접에 의해 고정되지만, 컵 형상 용기의 저면은 디퓨저 쉘의 천장판에 고정되지 않는다. 따라서, 가스 발생기가 작동할 때, 천장판의 중앙부 및 저판의 중앙부에서 축 방향 변형 정도가 가장 크고, 주위벽판을 향해 변형 정도가 감소한다.
이 경우, 리테이너와 필터의 변형은 중앙부를 향할수록 커지기 때문에, 필터의 상면이 하우징의 천장판에 인접하고, 필터의 하면이 리테이너의 저면에 인접한 상태가 유지된다. 따라서, 연소 가스가 필터를 통과하지 않고 가스 배출구로부터 배출되는 쇼트 패스가 방지된다.
또한, 필터의 외주면은 연소실 내부에서 발생된 가스를 외부로 배출하는 가스 배출구를 포함하는 가스 통로에 면하고 있기 때문에, 연소 가스는 필터의 내부를 반경 방향 외측으로 흐르고, 필터의 외주면으로부터 연소실의 외부로 배출된다.
평판 형상 필터를 사용하는 경우, 필터를 컵 형상 용기의 상방에 배치하여, 필터의 상면 전체를 하우징의 천장판과 직접적 또는 간접적으로 접촉하도록 배열할 수 있다. 또한, 환상 필터를 사용하는 경우, 그의 내경을 컵 형상 용기의 외경보다 크게 하여, 필터를 컵 형상 용기의 상방 또는 반경 방향 외측에 배치할 수 있다.
점화 장치는 공지된 전기식 점화기만을 포함하거나, 또는 공지된 전화약 등의 화약 또는 가스 발생제를 포함하기도 한다.
본 발명 2는 바람직하게는 리테이너가 디퓨저 쉘의 천장판측의 원통형 벽면의 주연에서 그의 둘레 방향으로 오목부와 볼록부를 갖고,
작동시에, 하우징이 천장판 및 저판의 양방향으로 변형되고, 리테이너 및 필터 둘 다가 디퓨저 쉘의 천장판을 향해 이동할 때,
리테이너의 원통형 벽면의 볼록부가 디퓨저 쉘의 천장판에 인접하고, 리테이너의 원통형 벽면의 오목부가 연소 가스 통로를 형성하는 발명 1의 가스 발생기를 제공한다.
디퓨저 쉘의 천장판측의 리테이너의 원통형 벽면의 주연에 형성된 오목부 및 볼록부는 작동시에 연소 가스 통로를 형성한다.
작동시에 하우징이 변형될 때, 리테이너의 원통형 벽면의 볼록부가 디퓨저 쉘의 천장판에 인접하기 때문에, 천장판과 오목부에 의해 형성된 구멍이 연소 가스 통로로서 기능한다.
이렇게 볼록부에서 리테이너의 후속 이동이 억제되고, 필터가 과잉으로 압축되는 것이 방지된다. 또한, 오목부의 가스 통로는 폐색되지 않는다.
본 발명 3은 바람직하게는 하우징 내측에,
원통형 부재가 클로져 쉘의 하부 주위벽판 내로 압입되어, 디퓨저 쉘의 천장판과 원통형 부재 사이 및 상부 주위벽판에 형성된 가스 배출구와 원통형 부재 사이에 간극이 형성되도록 배치되고,
리테이너가 원통형 부재에 압입 고정되는 발명 1 또는 2의 가스 발생기를 제공한다.
원통형 부재는 리테이너를 주위벽판 내로 간접적으로 압입할 때 사용된다.
원통형 부재는 압입에 의해 고정되고, 리테이너는 압입에 의해 원통형 부재에 고정되기 때문에, 이들의 부착을 수행하기가 용이하다. 이 방식은 가스 발생제의 양 및 필터 두께의 변경에 적합하다.
또한, 원통형 부재를 사용함으로써, 필터에서부터 가스 배출구까지의 가스 통로를 확보하고, 또한 원통형 부재의 벽면에 충돌하는 것에 의한 연소 가스의 냉각 및 연소 잔사의 수집에 유리한 효과가 얻어진다.
본 발명 4에서, 바람직하게는 하우징의 주위벽판에는 단차부가 형성된다. 단차부는 상부 주위벽판의 디퓨저 쉘에 가스 배출구가 제공된 부분의 내경이 상부 주위벽판의 나머지 부분의 내경보다 작아지도록 형성된다. 다시 말하면, 디퓨저 쉘의 천장판측에 직경 축소부가 형성되고, 이 직경 축소부에 가스 배출구가 형성된다.
리테이너는 저면을 갖는다.
리테이너는 단차부의 하부에서 클로져 쉘의 저판측의 상부 주위벽판에 압입 고정되고, 적어도 저면에 의해 필터를 지지한다. 이 경우, 가스 배출구는 단차부의 상부에서 디퓨저 쉘의 천장판측(직경 축소부)에 형성된다.
작동시에 하우징이 디퓨저 쉘의 천장판과 클로져 쉘의 저판의 양방향으로 변형될 때, 리테이너의 이동은 리테이너의 주연이 단차부에 인접함으로써 저지된다. 그 결과, 가스 배출구는 폐색되지 않고, 필터가 과잉으로 압축되는 것이 방지되며, 연소 가스 통로가 확보된다.
또한, 리테이너가 단차부와 접촉하여 이동이 방지될 때, 필터는 디퓨저 쉘의 천장판과 밀착한다. 따라서, 연소 가스의 쇼트 패스가 방지된다.
본 발명 5는 바람직하게는 필터 및 리테이너가 환상 형상이고, 필터의 저면이 리테이너의 환상 저면에 의해 지지되며, 필터의 외주면이 리테이너의 원통형 벽면에 의해 지지되고,
리테이너는 필터와 면하는 환상 저면의 내주연측에 가스 통로로서 기능하는 관통 구멍을 갖는 발명 1 내지 3 중 어느 하나의 가스 발생기를 제공한다.
리테이너의 환상 저면의 내주연측에 가스 통로로서 기능하는 관통 구멍을 형성함으로써, 연소 가스는 필터의 내주면 외에도 리테이너의 환상 저면을 통해서도 통과할 수 있다.
리테이너의 환상 저면의 내주연측에 관통 구멍을 형성할 때, 관통 구멍은 바람직하게는 리테이너 폭의 1/2 이하, 보다 바람직하게는 1/3 이하의 구역의 내주연측에 형성한다.
본 발명 6은 바람직하게는 리테이너가 환상 형상이고,
필터가 외주면, 환상 천장면 및 환상 경사면을 갖는 환상 형상이고, 두께 방향의 단면에서, 하우징의 중심축측에서 필터의 두께가 최소인 실질적으로 삼각형 형상을 갖고,
필터의 환상 경사면의 외주면측의 일부만이 리테이너의 저면에 의해 지지되고, 필터의 외주면은 리테이너의 원통형 벽면에 의해 지지되는 발명 1 내지 3 중 어느 하나의 가스 발생기를 제공한다.
상기 형상의 필터로 함으로써, 내주연측의 두께가 외주연측보다 얇아진다. 연소실에 노출된 필터 표면적이 보다 증가되기 때문에, 필터 기능이 개선된다. 또한, 상기 형상을 갖는 필터를 제공함으로써, 필터의 내주연측은 용이하게 변형된다.
본 발명 7은 바람직하게는 필터 및 리테이너가 환상 형상이고, 필터의 내주면이 하우징의 중심축측을 향해 돌출되어 배치되는 발명 1 내지 6 중 어느 하나의 가스 발생기를 제공한다. 필터의 내주면은 하우징의 중심축을 향해 리테이너의 환상 저면에 형성된 중앙 구멍의 내측으로 돌출되도록 배열되는 것이 보다 바람직하다.
이러한 배열의 필터로 함으로써, 작동시에 리테이너에 의해 지지되는 부분보다는 리테이너 내의 중앙 구멍의 내주연으로부터 돌출된 필터의 부분이 연소 가스의 유입구로서 기능하게 된다.
컵 형상 용기는 필터의 내주연에 대향하기 때문에, 필터 내로의 가스의 유입이 제한된다. 그러나, 상기 배열로 함으로써, 필터 내로의 가스의 원활한 유입이 보장된다.
본 발명의 가스 발생기에서는, 내부 구조 및 조립 공정이 간략화되고, 작동시의 압력 하에 하우징이 변형될 때에도 연소 가스의 쇼트 패스가 방지된다.
<발명의 실시양태>
(1) 도 1에 나타낸 가스 발생기
이하, 본 발명에 따른 가스 발생기(1)의 일 실시양태를 도 1의 (a) 내지 (c)를 참고하여 설명한다.
하우징(10)은 디퓨저 쉘(11)과 클로져 쉘(21)을 용접에 의해 일체화시켜 형성된다.
도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 디퓨저 쉘(11)의 개구 내로 클로져 쉘(21)이 압입되어, 그의 접촉 부분이 접합 일체화된다.
디퓨저 쉘(11)은 천장판(12)과, 가스 배출구(14)가 형성된 상부 주위벽판(13)을 갖는다.
클로져 쉘(21)은 저판(22)과 하부 주위벽판(23)을 갖는다.
상부 주위벽판(13)과 하부 주위벽판(23)에 의해 하우징(10)의 주위벽판이 형성된다. 접합은 상부 주위벽판(13)과 하부 주위벽판(23)에서만 행해진다.
하우징(10) 내에는 클로져 쉘 저판(22)의 중앙부에 점화 장치가 컵 형상 용기(31) 내에 수용된 점화 장치실(30)이 배치된다.
점화 장치실(30) 내측에는 공지된 전화약 또는 가스 발생제(도면에 나타내지 않음)가 수용되고, 컵 형상 용기(31)의 주위벽(32)에는 복수의 전화공(31a)이 형성된다. 전화공(31a)은 금속제 시일 테이프로 외부로부터 폐색된다.
컵 형상 용기(31)의 개구에는 플랜지부(31b)가 형성되고, 플랜지부(31b)는 용접에 의해 클로져 쉘 저판(22)에 고정된다.
점화 장치는 전기식 점화기(35)와, 점화기를 포위하는 칼라(36)를 포함한다. 점화 장치는 클로져 쉘의 저판(22)의 중앙부에 형성된 개구로부터 삽입된다.
점화 장치에서, 칼라(36)는 클로져 쉘 저판(22)을 중앙부에 개구가 형성되도록 절곡시켜 형성된 관형 지지벽부(24)에 의해 지지 고정된다.
하우징(10) 내측에는 원통형 부재(50)가 배치된다. 원통형 부재(50)는 하단부측(클로져 쉘 저판(22)측)의 하부 원통형 벽부(51)의 외경이 상단부측(디퓨저 쉘 천장판(12)측)의 상부 원통형 벽부(52)의 외경보다 큰 형상이다.
원통형 부재(50)의 상부 원통형 벽부(52)의 개구의 주연(52a)은 리테이너(60)가 그에 용이하게 압입되도록 외측으로 넓어진 형상이다.
원통형 부재(50)에서, 하부 원통형 벽부(51)는 클로져 쉘(21)의 하부 주위벽판(23) 내로 압입되고, 상부 원통형 벽부(52)의 개구의 주연(52a)은, 주연(52a)과 디퓨저 쉘 천장판(12) 사이에 가스 통로로서 기능하는 간극이 형성되도록 고정된다. 가스 통로로서 기능하는 이 간극은 환상 형상이거나, 개구의 주연(52a)이 디퓨저 쉘의 천장판(12)에 인접하는 제1 부분과, 그에 인접하지 않는 제2 부분을 포함하는 빗살 유사 형상이다. 제1 부분과 제2 부분은 소정 간격으로 형성된다.
외경이 보다 작은 상부 원통형 벽부(52)의 외주벽과 가스 배출구(14)를 포함하는 상부 주위벽판(13) 사이에는 원통형 공간(53)이 형성된다.
점화 장치실(30)의 외측이며 원통형 부재(50)의 내측에는 연소실(40)이 형성되고, 가스 발생제(도면에 나타내지 않음)가 연소실 내로 적하된다.
예를 들어, JP-A 제2005-199867호에 개시되어 있는 바와 같이, 연소 온도가 낮은 가스 발생제(연소실(40)용)와 연소 온도가 높은 가스 발생제(점화 장치실(30)용)를 연소실(40) 및 점화 장치실(30)에 각각 사용할 수 있다.
하우징(10) 내측에는 리테이너(60)에 의해 지지되는 환상 필터(70)가 배치된다.
환상 필터(70)는 컵 형상 용기(31)의 저면(33)과 디퓨저 쉘의 천장판(12) 사이에 천장판(12)에 인접하도록 배치된다.
리테이너(60)는 환상 저면(61)과, 환상 저면(61)의 외주연으로부터 디퓨저 쉘의 천장판(12)과 클로져 쉘의 저판(22)의 양 방향을 향해 수직으로 연장되어 제공된 원통형 벽면(62)을 갖는다.
리테이너(60)는 원통형 부재(50)의 상부 원통형 벽부(52) 내로 원통형 벽면(62)을 압입하여 고정된다.
원통형 벽면(62)의 디퓨저 쉘의 천장판(12)측의 주연에는 둘레 방향으로 교대로 배열된 오목부(63a)와 볼록부(63b)를 포함하는 요철 구조가 형성된다.
환상 저면(61)의 축 X 부근(환상 저면(61)의 폭의 축 X측의 1/3 범위 내)에는 연소 가스의 통과구로서 기능하는 복수의 관통 구멍(65)이 형성된다.
필터(70)는 환상 형상이고, 그의 내경은 컵 형상 용기(31)의 외경과 대략 동일하거나 약간 크다.
필터(70)에서, 외주면(71) 및 하면(72)은 리테이너의 원통형 벽면(62) 및 환상 저면(61)에 의해 각각 지지된다.
가스 발생기가 작동하기 전에는, 필터(70)의 상면(73)은 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이 리테이너 볼록부(63b) 위로 상향으로 돌출된다.
이하, 가스 발생기(1)의 조립 방법의 일례를 설명한다.
원통형 부재(50)의 하부 원통형 벽부(51)를, 점화 장치를 고정한 클로져 쉘(21)의 하부 주위벽판(23)에 압입 고정한다.
소정량의 가스 발생제를 적하한다(제1 적하).
리테이너(60)를 원통형 부재(50)의 상부 원통형 벽부(52)(개구의 주연(52a))으로부터 압입에 의해 고정한다.
리테이너(60) 내로 환상 필터(70)를 삽입한다.
컵 형상 용기(31)의 저면과 환상 필터(70)의 중앙 개구에 의해 한정된 공간 내로 가스 발생제를 적하한다(제2 적하). 일부의 경우, 제2 적하는 생략한다.
디퓨저 쉘(11)과 클로져 쉘(21)을 조립한 후, 접촉 부분을 용접에 의해 고정한다.
이하, 가스 발생기(1)의 동작을 설명한다.
점화기(35)가 작동하면, 점화 장치실(30)에 적하된 가스 발생제가 점화 연소하고, 연소 가스가 발생되어 전화공(31a)으로부터 연소실(40) 내로 방출된다.
그에 의해 연소실(40) 내측에 적하된 가스 발생제가 점화 연소하여 연소 가스가 발생되면, 도 1의 (c) 중의 백색 화살표로 나타낸 바와 같은 축 X를 따르는 양 방향으로 내부 압력이 인가된다. 그 결과, 하우징(10)은 천장판(12)과 저판(22)이 서로 이격되는 방향으로 변형된다.
하우징(10)은 디퓨저 쉘(11)과 클로져 쉘(21)의 개구만을 용접하여 형성되기 때문에, 천장판(12)은 축 X 부분(중심 부분)의 변형이 가장 커진다.
또한, 컵 형상 용기(31)는 용접에 의해 저판(22)에 고정되기 때문에, 그의 저면(33)은 천장판(12)으로부터 이격되는 방향으로 이동한다.
연소실(40)에서의 압력 하에 리테이너의 저면(61)은 필터의 하면(72)을 가압하면서 변형된다. 따라서, 리테이너(60)와 필터(70) 사이의 쇼트 패스가 방지된다.
한편, 리테이너의 원통형 벽면(62)은 천장판(12)에 충돌하지만, 이 경우 볼록부(63b)만이 충돌하여, 후속 이동이 저지된다. 따라서, 리테이너의 원통형 벽면(62)과 천장판(12) 사이에는 오목부(63a)에 의해 형성되는 연소 가스 통로가 확보된다.
또한, 필터(70)는 천장판(12)에 가압된 채로 변형되기 때문에, 천장판(12)과 필터의 상면(73) 사이의 연소 가스의 쇼트 패스도 방지된다.
필터(70)의 내주면(74)이 노출되고, 리테이너의 환상 저면(61)이 관통 구멍(65)을 갖기 때문에, 연소 가스는 도 1의 (c) 중의 화살표로 나타낸 바와 같은 흐름으로 필터(70)의 전체 영역을 통과한다.
연소 가스는 하우징의 주위벽판과 원통형 부재(50) 사이에 형성된 원통형 공간(53)을 통과한 후, 가스 배출구(14)로부터 배출된다. 이 과정에서, 연소 가스는 원통형 부재(50) 또는 상부 주위벽판(13)에 충돌함으로써, 연소 잔사의 포집 효과 또는 가스 냉각 효과가 증가된다. 따라서, 이는 필터(70)의 소형화의 관점에서도 유효하다.
(2) 도 2에 나타낸 가스 발생기
도 2의 (a)에 나타낸 가스 발생기는 필터의 형상이 상이한 것을 제외하고는 도 1의 (a)에 나타낸 가스 발생기와 실질적으로 동일하다.
필터(170)는 외주면(171), 환상 천장면(173) 및 환상 경사면(172)을 갖는 환상 형상이다.
두께 방향의 단면에서 볼 때, 필터(170)는 외주면(171), 환상 천장면(173) 및 환상 경사면(172)을 포함하고, 축 X측(중심측)의 두께가 최소인 실질적으로 삼각형 형상이다.
리테이너(60)는 환상 저면(61)이 필터(170)의 형상에 따라 원통형 벽면(62)에 대하여 상방으로 경사지게 연장되는 것을 제외하고는 도 1의 (a) 및 (b)에 나타낸 것과 실질적으로 동일하다.
필터(170)에서, 외주면(171) 근방의 환상 경사면(172)의 부분은 리테이너(60)의 환상 저면(61)에 의해 지지되고, 외주면(171)은 원통형 벽면(62)에 의해 지지된다.
도 2의 (a)에 나타낸 단면도에서, 환상 저면(61)이 환상 경사면(172)을 지지하는 길이는 환상 경사면(172)의 길이의 약 1/3이고, 나머지 구획은 연소실(40) 내측에 노출된다.
도 2의 (a)에 나타낸 가스 발생기는 도 1의 (a)에 나타낸 가스 발생기와 동일한 방식으로 조립된다.
도 2의 (a)에 나타낸 가스 발생기의 동작은 도 1의 (a)에 나타낸 가스 발생기와 실질적으로 동일하다. 이하, 필터(170)의 상이한 형상에 의해 발생하는 동작의 차이를 설명한다.
작동시에 도 2의 (a)에 나타낸 가스 발생기는 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 변형된다. 이 경우, 도면에 나타낸 바와 같이, 필터(170)와 연소 가스의 접촉 면적은 도 1에 나타낸 필터(70)보다 크다. 따라서, 필터(170) 내로 흐르는 가스의 양도 증가된다. 특히, 내주연측의 두께가 보다 얇아, 가스가 필터 내로 원활하게 흐르고, 필터링 효율도 증가된다. 또한, 연소 가스가 필터(170) 내로 보다 용이하게 흐르기 때문에, 냉각 효율이 증가된다.
도 2에 나타낸 가스 발생기에서의 쇼트 패스는 도 1에 나타낸 가스 발생기와 동일한 방식으로 방지된다.
(3) 도 3에 나타낸 가스 발생기
도 3의 (a)에 나타낸 가스 발생기는 하우징의 형상과 필터를 지지하는 리테이너의 형상이 상이한 것을 제외하고는 도 1의 (a)에 나타낸 가스 발생기와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
하우징(110)에서, 디퓨저 쉘(111)의 상부 주위벽판(113)의 길이는 클로져 쉘(121)의 하부 주위벽판(123)보다 짧다.
상부 주위벽판(113)에는 디퓨저 쉘의 천장판(112) 근방의 위치에 가스 배출구(14)가 형성된다.
상부 주위벽판(113)(클로져 쉘의 저판(122)측)에는 가스 배출구(14)의 하방에 단차부(115)가 형성된다.
디퓨저 쉘(111)의 천장판(112)측의 내경은 단차부(115)를 경계로 하여 저판(122)측의 내경보다 작다. 또한, 천장판(112)측에 직경 축소부가 형성되고, 가스 배출구(14)는 직경 축소부에 배치된다. 플랜지부(111a)는 상부 주위벽판(113)의 하단부로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 플랜지부(111a)와 단차부(115) 사이에는 내경이 증가된 직경 확장부가 존재한다.
클로져 쉘은 저판(122)과 하부 주위벽판(123)을 포함하고, 하부 주위벽판(123)은 일정한 외경을 갖는다. 그의 상단부는 디퓨저 쉘(111)의 상부 주위벽판(113)에 형성된 직경 확장부 내로 압입되고, 용접 등의 방법에 의해 고정된다.
리테이너(160)의 저면(161)은 환상 형상으로 형성되고, 리테이너는 그의 외주연을 클로져 쉘(121)의 하부 주위벽판(123)에 압입하여 고정된다. 단차부(115)와 저면(161) 사이에는 공간(s1)이 존재한다.
필터(70)로서는 도 1의 (a)에 나타낸 것과 동일한 환상 필터가 사용되고, 필터는, 필터의 내주면(74)이 리테이너의 저면(161) 위로 축 X(중심)을 향해 돌출된 상태(필터의 내주면이 리테이너(160)의 내주연으로부터 더욱 내측으로 돌출된 상태)로 배치된다.
디퓨저 쉘(111)과 필터의 외주면(71) 사이에는 원통형 공간(153)이 형성된다.
도 3의 (a)에 나타낸 가스 발생기는 도 1의 (a)에 나타낸 가스 발생기와 동일한 방식으로 조립된다. 그러나, 도 3의 (a)에 나타낸 리테이너(160)는 도 1 및 도 2에 나타낸 리테이너(60)와 같은 원통형 벽면을 갖지 않기 때문에, 필터(70)의 위치 결정을 용이하게 하기 위해, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이 천장판(112)에 필터 위치 결정용 오목부(복수의 독립적인 오목부 또는 환상 오목부)(130)가 형성된다.
도 3의 (a)에 나타낸 가스 발생기의 동작은 도 1의 (a)에 나타낸 가스 발생기와 유사하며, 이하에서는 하우징(110)과 리테이너(160)의 형상의 차이에 의해 발생하는 동작의 차이를 설명한다.
작동에 의해 발생한 압력을 받으면, 도 3의 (a)에 나타낸 가스 발생기는 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 변형된다.
이 경우, 리테이너(160)는 천장판(112)을 향해 이동하지만, 단차부(115)에 충돌함으로써 추가의 이동이 방지된다.
필터(70)의 정사각형 단면 형상(도 3의 (a)에 나타냄)은 평행사변형에 가까운 것으로 변화하기 때문에, 필터에서 가스 유입면 면적이 증가되고, 필터 내부의 가스의 통과 거리도 증가될 수 있다. 따라서, 여과 성능이 개선된다.
하우징(10)의 직경 확장부의 내면은 리테이너(160)가 압입되는 범위가 넓고, 그의 위치는 사용되는 필터(70)의 두께 또는 연소실(40)에 배치되는 가스 발생제의 적하량에 따라 변경된다.
따라서, 각각의 사양마다 부품을 교체할 필요가 없고, 동일한 부품이 사용된다.
또한, 가스 발생기가 작동할 때 리테이너(160)가 소정 거리보다 더 이동하는 것을 방지하는 수단(단차부(115))이 존재하기 때문에, 작동시의 출력 성능이 변화되지 않는다.
이렇게 본 발명을 설명하였고, 본 발명은 많은 방식으로 변경될 수 있음은 명백할 것이다. 이러한 변경은 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 하며, 당업자에게 명백할 것인 모든 이러한 변형은 하기 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 천장판과, 가스 배출구가 제공된 상부 주위벽판을 갖는 디퓨저 쉘,
    저판과 하부 주위벽판을 갖는 클로져 쉘,
    외부 쉘을 형성하며, 디퓨저 쉘의 상부 주위벽판과 클로져 쉘의 하부 주위벽판을 접합 일체화시켜 얻어지는 하우징을 포함하는 가스 발생기이며,
    하우징 내측에,
    컵 형상 용기에 의해 한정되며, 클로져 쉘의 저판의 중앙부에 위치하고, 내부에 점화 장치를 수용하는 점화 장치실,
    점화 장치실을 포위하도록 형성되며, 가스 발생제가 적하된 연소실,
    천장판에 면하도록 배치된 환상 또는 평판 형상 필터,
    필터를 지지하는 리테이너를 갖고,
    리테이너는 저면과, 저면의 외주연으로부터 적어도 디퓨저 쉘의 천장판을 향해 연장되며 연소 가스 통로를 갖는 원통형 벽면을 포함하고,
    리테이너는 저면 및 원통형 벽면에 의해 필터의 외주면 및 하면의 적어도 일부를 각각 지지하고,
    리테이너는 원통형 벽면을 상부 주위벽판 및 하부 주위벽판에 의해 형성되는 주위벽판에 직접적 또는 간접적으로 압입하여 고정되고,
    리테이너는 디퓨저 쉘의 천장판측의 원통형 벽면의 주연에서 그의 둘레 방향으로 오목부와 볼록부를 갖고,
    작동시에, 하우징이 디퓨저 쉘의 천장판 및 클로져 쉘의 저판의 양 방향으로 변형되고, 리테이너 및 필터 둘 다가 디퓨저 쉘의 천장판을 향해 이동할 때, 리테이너의 원통형 벽면의 볼록부가 디퓨저 쉘의 천장판에 인접하고,
    연소 가스가 필터를 통과한 후, 리테이너의 원통형 벽면의 오목부에 의해 형성된 연소 가스 통로를 통과하여, 가스 배출구로부터 배출되는 가스 발생기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 하우징 내측에,
    원통형 부재가 클로져 쉘의 하부 주위벽판 내로 압입되어, 디퓨저 쉘의 천장판과 원통형 부재 사이 및 상부 주위벽판에 형성된 가스 배출구와 원통형 부재 사이에 간극이 형성되도록 배치되고,
    리테이너가 원통형 부재에 압입 고정되는 가스 발생기.
  4. 천장판과, 가스 배출구가 제공된 상부 주위벽판을 갖는 디퓨저 쉘,
    저판과 하부 주위벽판을 갖는 클로져 쉘,
    외부 쉘을 형성하며, 디퓨저 쉘의 상부 주위벽판과 클로져 쉘의 하부 주위벽판을 접합 일체화시켜 얻어지고, 상부 주위벽판 및 하부 주위벽판에 의해 형성되는 주위벽판을 포함하는 하우징을 포함하는 가스 발생기이며,
    하우징은 상부 주위벽판에 형성된 단차부를 갖고, 단차부에 의해, 상부 주위벽판의 디퓨저 쉘에 가스 배출구가 제공된 부분의 내경이 상부 주위벽판의 나머지 부분의 내경보다 작아지고,
    하우징 내측에,
    컵 형상 용기에 의해 한정되며, 클로져 쉘의 저판의 중앙부에 위치하고, 내부에 점화 장치를 수용하는 점화 장치실,
    점화 장치실을 포위하도록 형성되며, 가스 발생제가 적하된 연소실,
    천장판에 면하도록 배치된 환상 또는 평판 형상 필터,
    필터를 지지하는 리테이너를 갖고,
    리테이너는 필터의 하면의 적어도 일부를 지지하는 저면을 포함하고,
    리테이너는 단차부에 간극이 제공된 주위벽판의 내주면 내로 압입되어 그의 주연에 고정되고,
    작동시에, 하우징이 디퓨저 쉘의 천장판 및 클로져 쉘의 저판의 양 방향으로 변형되고, 단차부에 인접한 리테이너의 주연에 의해 리테이너의 이동이 저지될 때, 필터가 디퓨저 쉘의 천장판과 밀착되고, 연소 가스가 필터를 통과하여, 가스 배출구로부터 배출되는 가스 발생기.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 필터 및 리테이너가 환상 형상이고, 필터의 저면이 리테이너의 환상 저면에 의해 지지되며, 필터의 외주면이 리테이너의 원통형 벽면에 의해 지지되고,
    리테이너는 필터와 면하는 환상 저면의 내주연측에 가스 통로로서 기능하는 관통 구멍을 갖는 가스 발생기.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 리테이너가 환상 형상이고,
    필터가 외주면, 환상 천장면 및 환상 경사면을 갖는 환상 형상이고, 두께 방향의 단면에서, 하우징의 중심축측에서 필터의 두께가 최소인 실질적으로 삼각형 형상을 갖고,
    필터의 환상 경사면의 외주면측의 일부만이 리테이너의 저면에 의해 지지되고, 필터의 외주면은 리테이너의 원통형 벽면에 의해 지지되는 가스 발생기.
  7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 및 리테이너가 환상 형상이고, 필터의 내주면이 하우징의 중심축측을 향해 돌출되도록 배열되는 가스 발생기.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서, 하우징은 디퓨저 쉘의 개구의 주연과 클로져 쉘의 개구의 주연에서 접합에 의해 일체화되고,
    컵 형상 용기는 클로져 쉘의 저판에 고정되며,
    컵 형상 용기의 저면은 디퓨저 쉘의 천장판에 고정되지 않는 가스 발생기.
  9. 제1항에 있어서, 필터의 외주면이 연소 가스 통로에 면하도록 필터가 제공되는 가스 발생기.
  10. 제1항에 있어서, 작동 전에는, 필터의 상면이 리테이너의 볼록부 위로 상향으로 돌출되는 가스 발생기.
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