KR20030045078A - 가스 발생기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 가스 발생기(S)는, 양단이 폐쇄되는 긴 원통형상의 하우징(1)과, 하우징(1) 내의 일방의 축단 측에 형성되고, 연소에 의하여 0고온가스를 발생하는 가스 발생제(3)가 장전되는 연소실(2)과, 하우징(1)의 일방의 축단에 장착되고, 연소실(2) 내의 가스 발생제(3)를 착화 연소하게 하는 점화기(5)와, 하우징(1) 내에 삽입되고, 하우징(1)의 타방의 축단 측에 위치하는 필터재(4)와, 하우징(1)의 타방의 축단에 형성되고, 하우징(1)의 내외를 축방향에서 연통하는 복수의 가스 방출구멍(6)을 구비하여 이루어지는 것이다.
Description
자동차의 충돌시에 생기는 충격으로부터 승차인을 보호하기 위하여, 근래, 에어백의 일종으로서, 에어벨트인 것이 개발되어 있다. 이 에어벨트는, 자동차가 충돌시, 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트 내에 가스를 도입하여, 이 시트벨트를 팽창하게 하는 것이다. 시트벨트를 팽창하게 하는 데에는, 다른 에어백을 팽창하게 하는 것과 동일하게, 가스 발생기로부터 방출되는 청정한 가스에 의하여 행해진다. 그리고 에어벨트에 사용하는 가스 발생기로서는, 승차인 시트 근방의 시트벨트의 버클 내 등의 좁은 스페이스에 배치할 필요가 있다.
근래, 시트벨트의 버클의 소형화나, 의장성(意匠性)의 향상 등에 의하여, 버클 내에 배치되는 에어벨트용 가스 발생기도, 그 형상, 크기에 제한이 부과되게 되어, 가스 발생기의 소형화가 요망되고 있다.
또, 근래, 환경성이나 안전성의 요청에 의하여 가스 발생제가, 아지드화 소다를 사용한 아지드화계의 것으로부터 질소함유 유기화합물계의 것으로 변환되는 방향에 있다. 그런데, 질소함유 유기화합물계의 가스 발생제는, 아지드화계의 가스 발생제와 비교하여 착화하기 어렵고, 아지드화계의 가스 발생제에 비교하여 화염력을 높여서 가스 발생제를 착화하게 할 필요가 있다. 그 때문에, 종래의 가스 발생기에 비교하여 점화기로부터의 화염의 열에너지가 높여지도록 되어 있다.
본 발명은, 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트를 팽창하게 하는 에어벨트에 적합한 가스 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 에어백, 특히 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트(에어벨트)를 팽창하게 하는 적절한 가스 발생기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 1의 실시형태에서의 단면도,
도 2는 도 1의 A-A선의 화살표바향에서 본 도면,
도 3은 본 발명에 관한 제 2의 가스 발생기의 실시형태에서의 단면도,
도 4는 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 3의 실시형태에서의 단면도,
도 5는 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 4의 실시형태에서의 단면도,
도 6은 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 5의 실시형태에서의 단면도,
도 7은 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 6의 실시형태에서의 단면도,
도 8은 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 7의 실시형태에서의 단면도,
도 9는 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 8의 실시형태에서의 단면도,
도 10은 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 9의 실시형태에서의 단면도, 및
도 11은 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 10의 실시형태에서의 단면도.
본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 1 항)는, 일단(一端)이 폐쇄된 긴 통형상의 하우징과, 하우징 내의 상기 일단측에 형성되고, 연소에 의하여 고온가스를 발생하는 가스 발생제가 장전되는 연소실과, 하우징의 상기 일단에 장착되고, 연소실 내의 가스 발생제를 착화 연소시키는 점화수단과, 하우징 내에 삽입되고, 하우징의 타단측에 위치하는 필터재(材)와, 하우징의 상기 타단에 형성되고, 하우징의 내외를 축방향으로 연통하는 가스 방출구멍을 구비하여 이루어지는 것이다.
이 가스 발생기에서는, 점화수단에 의하여, 하우징의 일방의 축단(軸端) 측에서 연소실 내의 가스 발생제를 착화 연소하고, 다량의 고온가스를 발생하게 한다. 연소실 내에서 발생한 고온가스는, 필터재 내를 하우징의 축방향으로 흐르고, 여기서 슬래그 포집과 냉각을 거쳐서, 청정한 가스가 되어 가스 방출구멍으로부터 방출된다. 이 청정가스는, 하우징의 내외를 축방향으로 연통하는 가스 방출구멍을 통과하여, 이 하우징의 타방의 축단으로부터 축방향으로 방출된다.
이것에 의하여, 하우징 내에서 발생한 청정한 가스를 하우징의 축방향으로집중해서 방출할 수 있으므로, 가스의 흐름의 방향을 가스 발생기 외부에서 변경하지 않고, 청정한 가스를 에어백이나 에어벨트의 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트에 직접 도입하여, 순간에, 팽창시킬 수 있다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 2 항)는, 상기 가스 발생제가, 상기 연소실 내벽에 장착되는 금속제의 컵 내에 수납되어 있는 것을 특징으로 한다.
가스 발생제가 금속제의 컵 내에 장전되어, 하우징의 연소실 내에 수납되어 있기 때문에, 가스 발생제가 습기를 포함하는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 3 항)는, 상기 연소실로부터 상기 필터재를 향하는 가스의 흐름을 중심을 따른 흐름으로부터 방향변경을 하게 하는 확산수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 확산수단에 의하여, 가스 발생제로부터의 고온의 가스가 필터재에 직접 분사되는 일이 적게 된다. 이 때문에 필터재가 받는 손상이 적게 된다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 4 항)는, 일단이 폐쇄된 긴 통형상의 하우징과, 상기 하우징 내의 상기 일단측에 형성되고, 연소에 의하여 고온가스를 발생하는 가스 발생제가 장전되는 연소실과, 상기 하우징의 상기 일단에 장착되고, 상기 연소실 내의 가스 발생제를 착화 연소시키는 점화수단과, 상기 하우징으로 형성되고, 상기 연소실의 내외를 연통하는 연통구멍을 가지고, 선단에 가스 방출구멍이 형성된 가스 방출통과, 상기 가스 방출구멍과 상기 연소실 사이에 설치되고, 상기 고온가스를 냉각하게 함과 동시에, 상기 고온가스 내의 슬래그를포집하는 필터재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
가스 방출통을 하우징에 별도 설치하기 위하여, 가스 발생기를 소형화할 수 있다. 또, 가스 방출통에 에어벨트측의 가스 도입구를 연결함으로써, 에어벨트를 순간에 팽창시키는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 5 항)는, 상기 가스 방출구멍은, 상기 하우징의 직경보다도 축경되어 있는 것을 특징으로 한다.
가스 방출구멍이 하우징의 직경보다도 축경되어 있기 때문에, 하우징 내의 연소실내에서 발생하여, 방출되는 가스의 추진력을 높이는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 6 항)는, 상기 필터재의 상기 연소실 측의 상기 연통구멍의 투영부에, 방해판이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
필터재의 연통구멍의 투영부에, 방해판이 설치되어 있기 때문에, 필터재의 강도를 높일 필요가 없어진다. 또 필터재의 연통구멍의 투영부를 향하여 가스가 집중하지 않고 필터재 전체를 유효하게 이용할 수 있다. 이것에 의해, 필터재를 최저한 필요한 두께로 하는 것이 가능하게 되고, 가스 발생기의 소형화가 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 7 항)는, 상기 방해판이, 상기 연통구멍의 투영부의 투영면적의 적어도 50% 이상의 크기이다.
방해판의 크기가 연통구멍의 투영부의 투영면적의 적어도 50% 이상의 크기이기 때문에, 고온가스가 방출될 때에 가스가 집중되는 연통구멍의 투영부분을 보호할 수 있다. 또, 필터재의 연통구멍의 투영부를 향하여 가스가 집중하지 않고 필터재 전체를 유효하게 이용할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 8 항)는, 상기 방해판이, 상기 연통구멍의 투영부의 투영면적과 동일하던지 그것보다도 큰 크기이다.
방해판이, 연통구멍의 투영부의 투영면적과 동일하던지 그것보다도 큰 크기이기 때문에, 고온가스가 방출될 때에 가스가 집중하는 연통구멍의 투영부분을 보호할 수 있다. 또, 필터재의 연통구멍의 투영부를 향하여 가스가 집중하지 않고 필터재 전체를 유효하게 이용할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 9 항)는, 상기 가스 방출통이, 상기 하우징의 타단 측에 설치되고, 상기 하우징의 축심으로부터 편심되어 있는 것을 특징으로 한다.
가스 방출통이, 하우징의 타단 측에 형성됨과 동시에, 하우징의 축심과 편심되어 형성되어 있기 때문에, 시트벨트의 버클 등의 내부로의 배치가 용이하게 된다. 또, 시트벨트 측의 가스 도입구와의 위치관계에 따라서도, 가스 방출통의 위치를 적절히 선택할 수 있다.
이것에 의해, 시트벨트의 버클 등에 배치할 때에, 버클의 형상, 크기에 맞출 수 있게 되고, 시트벨트측에 설치되어 있는 가스 도입구와의 접속을 용이하게 행할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 10 항)는, 상기 가스 방출통이, 가스의 흐름을 방향 변경하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.
가스 방출통이 가스의 흐름을 방향 변경하도록 되어 있기 때문에, 시트벨트의 버클의 형상에 맞추어서 가스 발생기를 버클 내에 배치할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 가스 발생기(청구의 범위 제 11 항)는, 상기 가스 방출통이, 내부에 상기 고온가스가 통과하는 공간을 가지고, 선단부에 상기 가스 방출구멍이 형성됨과 동시에, 상기 공간과 상기 선단부에 형성된 가스 방출구멍 사이에 제 2의 필터재를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
가스 방출통의 선단부에 제 2 필터재에 의하여, 가스중의 슬래그 등을 확실하게 포집할 수 있다.
본 발명에 관한 가스 발생기의 제 1의 실시형태의 예에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 가스 발생기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선의 화살방향에서 본 도면이다.
도 1에서, 가스 발생기(S)는, 주로 에어벨트의 시트벨트를 팽창시키기 위한 것으로, 긴 원통형상의 하우징(1)과, 하우징(1) 내의 연소실(2)과, 가스 발생제(3)와, 필터재(4)와, 점화수단이 되는 점화기(5)와, 복수의 가스 방출구멍(6)으로 구성되어 있다. 또한, 에어벨트는, 승차인 시트에 설치되어, 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트 내에 가스 발생기(S)로부터 방출되는 청정한 가스를 도입함으로써, 이 시트벨트를 팽창시키는 것이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 하우징(1)은, 외통 플러그(7)와, 원통형상의 외통(8)을 구비하여 이루어진다. 외통 플러그(7)는, 플러그 본체(9)와, 플러그 본체(9)의 일방의 축단으로부터 축경되어 돌출하는 플러그 돌기(10)를 구비하고, 플러그 본체(9)와 플러그 돌기(10) 사이에 직경방향으로 돌출하는 플랜지(11)가 형성되어 있다. 외통 플러그(7) 내에는, 플러그 본체(9)의 타방의 축단으로부터 플러그 돌기(10)의 축단까지 축방향으로 관통하는 단부착 통과구멍(12)이 형성되어 있다. 이 단부착 통과구멍(12)은, 플러그 본체(9)의 타방의 축단에 개구되어 플러그 돌기 (10)의 근방까지 뻗는 장착구멍(13)과, 이 장착구멍(13)으로부터 축경되어 플러그 돌기(10)를 관통하는 가스 통과구멍(14)으로 이루어 진다. 또한 플러그 본체(9)의 외주에는, 에어벨트의 시트벨트 내에 직접, 또는 배관 등을 통하여 간접적으로 접속하기 위한 나사부가 형성되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 하우징(1)은, 외통 플러그(7)의 플러그 돌기(10)를 외통(8) 내에 삽입함으로써, 긴 원통형상의 구조로 되어 있다. 외통 플러그(7)는, 외통(8)의 외주 둘레를 드로잉 가공을 행함으로써, 이 외통(8)에 장착된다. 이 드로잉 가공은, 외통(8)의 축단 측을 플러그 돌기(10)의 환상 홈(15) 내로 돌출하게 함으로써, 환상 돌기(16)를 형성한다. 이것으로, 외통 플러그(7)와 외통(8)은, 환상 홈(15) 및 환상 돌기(16)와의 걸어맞춤에 의해 일체화된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 하우징(1)의 일단(외통(8)측)은 점화기(5)를 유지하는 홀더(17)가 장착되어서 폐쇄되고, 타단(외통 플러그(7)측)은 가스 방출구멍(6)을 가지는 누름판(18)이 장착되어 있다. 이 홀더(17)는, 외통(8) 내의 축단 측에 삽입되고, 외통(8)의 축단 측의 외주 둘레를 드로잉 가공을 행함으로써, 하우징(1)의 일단을 폐쇄한다. 이 드로잉 가공은, 외통(8)의 축단 측을 홀더(17)의 환상 홈(19) 내로 돌출하게 함으로써, 환상 돌기(20)를 형성한다. 또, 가스 방출구멍(6)을 가지는 누름판(18)은, 플러그 본체(9)의 축단으로부터 장착 구멍(13)을 구성하는 직경확대 구멍(21) 내에 삽입되고, 플러그 본체(9)의 축단 측(9a)의 외주 둘레를 코킹가공함으로써, 하우징(1)의 타단에 장착되고, 필터재(4)를 통과하여 온 가스를 방출한다. 이 코킹가공은, 플러그 본체(9)의 축단 측(9a)을 직경 내방으로 절곡함으로써, 누름판(18)을 확경구멍(21)의 단부(段部)에 눌러 붙인다. 이것에 의해 하우징(1)의 내부는, 홀더(17) 및 누름판(18) 등에 의하여 구획되고, 하우징(1) 내의 일방의 축단 측인 홀더(17)와 외통플러그(7) 사이에 연소실(2)이 구획 형성된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 하우징(1) 내의 연소실(2)은, 가스 통과구멍(14)을 통하여 하우징(1) 내의 타방의 축단 측인 장착구멍(13) 내로 연통되어 있다. 이 연소실(2) 내에는, 연소에 의하여 고온가스를 발생하는 가스 발생제(3)가 장전되어 있다. 가스 발생제(3)는, 연소실(2)의 내벽을 따라서 장착되어 있는 금속제의 컵(22) 내에 수납되어 있다. 이 컵(22)은, 예를 들면, 알루미늄 등의 얇은 금속으로 컵형상으로 형성되고, 이 컵 바닥(22a) 측으로부터 연소실(2) 내에 장착되어 있다. 또, 컵(22)은, 컵 바닥(22a)에 의하여 가스 통과구멍(14)을 폐쇄하고 있고, 연소실(2) 내의 가스 발생제(3)의 방습과 내압조정의 역할을 다함과 동시에, 컵(22) 내의 압력이 소정의 압력 이상으로 되면, 파열되는 파열 플레이트로서의 역할도 다한다. 또, 가스 발생제(3)는, 쿠션부재(23, 24, 25)에 의하여, 진동에 의해 분말상태화되지 않도록 보호되어 있다. 각 쿠션부재(23, 24, 25)는, 홀더(17)와 컵(22) 사이에 순차적으로 장착되고, 컵(22) 자체의 진동을 방지한다. 또, 가스 발생제(3)에 접촉하는 쿠션부재(25)에는, 점화수단이 되는 점화기(5)로부터의 화염의 위력을 지연시키지 않고, 확실하게 가스 발생제(3)에 전달하기 위한 ＋자형상의 노치가 형성되어 있다. 이들 각 쿠션부재(23∼25)로서는, 실리콘 고무나 실리콘 발포체 등의 탄성재를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 필터재(4)는, 예를 들면, 메리야스 편물 철망, 크림프 짜기나 평직 금속선재의 집합체에 의하여, 플러그 본체(9)의 장착구멍(13) 내경과 대략 동일한 원주형상으로 성형되어 있다. 이 필터재(4)는, 하우징(1)의장착구멍(13) 내에 장착되고, 하우징(1) 내의 타방의 축단 측에 위치되어 있다. 또, 필터재(4)는, 가스 통과구멍(14) 측에 있는 장착구멍(13)의 단부에 맞닿아서,누름판(18) 근방까지 뻗어 있다. 그리고, 필터재(4)는, 누름판(18)과의 사이에 있는 복수의 엑스팬디드 메탈(26)에 의해 장착구멍(13)의 단부에 눌려 붙여져 있다. 이 엑스팬디드 메탈(26)은, 가스를 통과시키는 다수의 가스통로를 가지고 있고, 스프링으로서의 기능을 가지는 것이다. 또한 엑스팬디드 메탈(26)은 복수층 설치해도 좋다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 점화수단이 되는 점화기(5)는, 통전 발화하는 전기식의 것으로, 연소실(2)의 내측으로부터 하우징(1)의 일방의 축단이 되는 홀더(17)에 장착되어 있다. 또, 점화기(5)는, 각 쿠션부재(23, 24, 25)를 관통하여 연소실(2)측으로 돌출하여, 컵(22)에 대치되어 있다. 이 점화기(5)는, 충돌센서로부터의 충돌신호에 근거하여 통전 발화되어, 화염을 연소실(2) 내에 분출함으로써, 컵(22)을 용해하고 컵(22) 내의 가스 발생제(3)를 강제적으로 착화 연소시킨다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 가스 방출구멍(6)은, 하우징(1)의 타방의 축단이 되는 누름판(18)에 형성되어 있다. 이들 각 가스 방출구멍(6)은, 하우징(1)의 축방향으로 관통하여, 하우징(1)의 외측과 장착구멍(13) 내를 연통하고 있다. 또, 각 가스 방출구멍(6)은, 코킹가공된 플러그 본체(9)의 축단측(9a)의 내측에 배치되고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 하우징(1)의 축심과 둘레방향에 형성되어 있다. 또한, 가스 방출구멍(6)을, 하우징의 축심에 1개 형성하는 구성도 채용할 수 있다.
다음에, 가스 발생기(S1)의 작동을, 도 1에 의하여 설명한다. 또한, 도 1에 도시하는 가스 발생기(S1)는, 하우징(1)의 타방의 축단 측에서 에어벨트의 시트벨트 내에 직접, 또는 간접적으로 접속되어 있는 것으로 한다.
충돌센서가 자동차의 충돌을 검출하면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 가스 발행기(S1)는, 점화기(5)를 통전발화하게 한다. 점화기(5)의 화염은, 컵(22)을 용해하고, 쿠션부재(25)를 파열, 개구한 후, 연소실(2)내로 분출하여, 가스 발생제(3)를 강제적으로 착화 연소하게 함으로써, 고온가스를 발생하게 한다. 이 가스 발생제(3)의 착화 연소는, 하우징(1)의 일방의 축단 측으로부터 필터재(4) 측으로 순차 이행된다.
연소실(2) 내에서의 연소가 진행되고, 연소실(2)이 소정의 내압까지 상승하면, 컵(22)의 컵 바닥(22a)의 파단선부분이 파열 또는 연소하여, 연소실(2) 내를 필터재(4) 측으로 연통하게 한다. 연소실(2) 내에서 발생된 고온가스는, 가스 통과구멍(14)을 통과하여 필터재(4) 내를 하우징(1)의 축방향으로 흐르고, 여기서 슬래그 포집과 냉각을 거쳐서, 청정한 가스로 된다. 이 청정한 가스는, 각 엑스팬디드 메탈(26)을 통과한 후, 각 가스 방출구멍(6)으로부터 방출되고, 에어벨트의 시트벨트 내로 직접 도입된다. 이 때, 청정한 가스는, 각 가스 방출구멍(6)에 의하여 하우징(1)의 축방향으로 집중되어 방출된다. 이것으로, 에어벨트의 시트벨트는, 각 가스 방출구멍(6)으로부터 방출되는 청정한 가스에 의하여, 순간에 팽창된다.
또한, 연소실(2) 내에서 발생된 고온가스는, 필터재(4) 내를 하우징(1)의 축방향으로 흐르는 것으로 되어, 이 필터재(4)를 하우징(1)의 타방의 축단으로 되는 누름판(18) 측을 향하여 이동하게 한다. 따라서, 플러그 본체(9)의 축단 측(9a)에 행해지는 코킹가공의 강도가 불충분한 것이면, 필터재(4)가 하우징(1) 내로부터 빠져 나가는 것으로 되므로, 이 그 코킹가공은 필터재(4)가 빠져나가지 않을 정도의 강도의 것으로 한다. 또, 가스 방출구멍(6)의 형성수량이나 직경을 적당히 선택함으로써, 필터재(4)의 이동을 저감한다. 더욱이, 각 엑스팬디드 메탈(26)은, 필터재(4)의 이동에 의한 눌러 붙이기를 당해도, 청정한 가스를 통과시키는 가스통로를 확보하면서, 필터재(4)의 누름판(18) 측으로의 이동을 규제한다.
이와 같이, 본 실시형태의 예의 가스 발생기(S1)에 의하면, 하우징(1) 내에서 발생된 청정한 가스를, 이 하우징(1)의 축방향으로 집중하여 방출할 수 있으므로, 가스를 그 흐름의 방향을 변경하지 않고, 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트 내에 직접 도입할 수 있다. 이 결과, 에어벨트의 시트벨트를, 순간에, 팽창하게 하는 것이 가능하게 된다.
또, 가스 발생기(S1)에서는, 청정한 가스를 하우징(1)의 축방향으로 집중하여 방출하기 때문에, 가스의 흐름의 방향을 변경하는 수단을 필요로 하지 않으므로, 승차인 시트의 좁은 스페이스에도 장착하는 것이 가능하게 되어, 스페이스 절약화를 도모할 수 있다.
또, 도 3에 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 2의 실시형태의 예를 도시한다. 또한, 도 3에서 도면중의 부호는, 도 1 또는 도 2와 동일부재는 동일부호를붙여서, 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 예에 관한 가스 발생기(S2)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 외통 플러그(7) 내의 필터재(4)의 장착구멍(13)의 가스 통과구멍(14) 측에, 외주에 구멍(31)이 형성된 가스의 확산수단이 되는 바닥있는 원통형상의 이너 월(30)이 설치되어 있다. 이 이너 월(30)의 외주에는, 장착구멍(13)에 내접하여 망(32)이 설치되어 있다. 이 때문에, 연소실(2) 내에서 가스 발생제(3)의 연소에 의하여 발생된 가스는, 가스 통과구멍(14)을 통과한 후, 이너 월(30)의 외주에 설치된 구멍(31)을 통과한다. 이 때, 가스는, 이 구멍(31)으로부터 방사상으로 방출되고, 일단 외통 플러그(7)에 내접되어 설치되어 있는 망(32)에 닿은 후, 하우징(1) 내를 축방향으로 진행하고, 필터재(4)를 통과하여 청정한 가스로서 가스 방출구멍(6)으로부터 방출된다.
이 때문에, 연소실(2)로부터의 고온, 고압의 가스가 직접 필터재(4)에 분사되는 일이 없어지기 때문에, 필터재(4)는 손상되지 않고, 필터재(4)로서의 기능을 충분히 발휘하여, 슬래그 등을 포집할 수 있다.
또, 도 4에 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 3의 실시형태의 예를 도시한다. 또한 도 4의 도면중의 부호는, 도 1 내지 도 3과 동일부재는 동일부호를 붙여서, 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 예에 관한 가스 발생기(S3)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 외통(8)의 일단 측에 형성되는 연소실(2) 내에 충전되는 가스 발생제(3)와, 외통(8)의 타단(4) 측에 장전되는 필터재(4)와, 가스 발생제(3)를 착화 연소하게하는 점화기(5)와, 외통(8)의 타단(41) 측에 돌출 설치된 가스 방출통(40)으로 구성되어 있다. 이 가스 방출통(40)은, 외통(8)이 타단(41) 측에서, 그 외경이 좁혀지고, 외통(8)의 축심에 평행하게, 또한 외통(8)의 축심에 편심하여 뻗고, 내부에 가스 통과구멍 (14)이 형성된 굴뚝형상으로 형성되고, 그 선단에 가스 방출구멍(6)이 설치되어 있다. 또, 가스 방출통(40)의 연소실(2) 측에는, 연소실(2)을 내외로 연통하는 연통구멍(35)이 설치되어 있다. 또, 가스 방출구멍(6)과 연소실(2) 사이에는, 연통구멍(35)의 연소실(2) 측에 인접하여 엑스팬디드 메탈(26), 누름판(44)으로 엑스팬디드 메탈(26) 측으로 눌리는 필터재(4)가 설치되어 있다. 그리고, 연소실(2) 내에는, 외통(8)의 타단(41) 측(필터재(4)측)으로부터, 가스 발생제(3), 쿠션재(25, 23)의 순서로 장전되고, 점화기(5)가 코킹고정되어 있는 홀더(17)가 삽입되어 있다. 이 때문에, 연소실(2) 내에서 가스 발생제(3)의 연소에 의하여 발생된 가스는, 필터재(4)를 통과하여 청정한 가스로서 연통구멍(35)으로부터 가스 방출통(40) 내의 가스 통과구멍(14)으로 유출되어 가스 방출구멍(6)으로부터 방출된다. 가스 통과구멍(14)을 가스가 통과할 때, 필터재(4)로 포집할 수 없었던 가스중에 잔존하고 있는 슬래그는, 가스 방출통(40)의 내벽에 부착되어 포집된다.
이 때문에, 연소실(2)로부터의 고온, 고압의 가스가 직접 필터재(4)에 분사되어서, 필터재(4)가 손상되는 경우에도, 가스 방출통(40)에 의하여, 슬래그 등을 포집할 수 있다.
또, 가스 방출구멍(6)이 형성되어 있는 가스 방출통(40)이 편심되어 설치되어 있기 때문에, 예를 들면, 시트벨트를 팽창하게 하는 에어벨트로서 사용하는 경우에, 시트벨트의 버클 내로의 수용이 용이하게 된다. 또한, 이 가스 방출통(40)은, 외통(8)의 축심에 편심하여 설치될 필요는 없고, 외통(8)의 축심과 동일 축심이었더라도 좋고, 시트벨트의 버클형상에 맞추어서 형성할 수 있다.
또, 도 5에 도시하는 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 4의 실시형태의 예와 같이, 가스 방출통(40)의 선단부(42)를 절곡한 가스 발생기(S4)로 할 수도 있다. 이와 같이, 가스 방출통(40)을 절곡함으로써 용이하게 가스의 흐름을 방향 변경할 수 있다. 이 절곡각도는, 가스 시트벨트나 시트벨트의 버클형상에 맞추어서 변경 가능하다. 이것에 의해, 시트벨트나 시트벨트의 버클형상에 맞추어서 가스 방출통을 절곡하여 시트벨트에 접속할 수 있다.
더욱이, 본 실시형태의 예의 가스 발생기(S4)에 의하면, 하우징(1) 내에서 발생한 청정된 가스를, 굴뚝형상으로 형성된 가스 방출통(40)으로부터 방출하기 위하여, 시트벨트나, 버클 등의 의장을 손상하지 않고, 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트 내에 직접 도입할 수 있다. 이 결과, 에어벨트의 시트벨트를, 순간에, 팽창하게 할 수 있다.
또, 도 6에 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 5의 실시형태의 예를 도시한다. 도 6에 도시하는 가스 발생기(S5)는, 도 4에 도시하는 가스 발생기(S3)에 있어서, 가스 방출통(40)의 선단이 폐쇄되고, 가스 방출구멍(6)이, 가스 방출통(40)의 선단근방에 둘레 방향으로 일정한 간격으로 형성되어 있다. 이와 같이, 가스 방출 구멍(6)이 가스 방출통(40)의 둘레 방향으로 형성되어 있으므로, 가스의 흐름을 방향 변경하게 하는 것으로 되고, 또, 가스 방출통(40)에 대하여 방사상으로 가스가 방출되기 때문에, 예를 들면, 시트벨트에 접속된 경우에는, 시트벨트를 균등하게 팽창하게 된다.
또, 도 7에 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 6의 실시형태의 예를 도시한다. 도 7에 도시하는 가스 발생기(S6)는, 연통구멍(35)이, 하우징(1)의 외통(8)의 타단(9) 측의 축심에 소직경의 오리피스(43)로서 형성되고, 이 오리피스(43(35))와 동일 축심 위 혹은 편심되어, 가스 통과구멍(14)이 형성된 가스 방출통(40)이 설치된 것이다. 연소실(2)에서 발생한 가스는, 필터재(4), 엑스팬디드 메탈(26)을 거쳐서, 오리피스(43(35))를 통과하여 가스 방출통(40)의 선단에 형성되어 있는 가스 방출구멍(6)으로부터 방출된다. 오리피스(43(35))를 통과시키기 위하여, 연소실(2)에서 발생된 가스의 방출량을 이 오리피스(43(35))의 크기에 따라 제어할 수 있다.
이와 같이, 소직경으로 축경된 오리피스(43(35))를 통과시키기 위하여, 연소실(2)로부터의 가스는, 오리피스(43(35))의 바로 앞에서 일단 체류한 후, 가스 방출통(40) 내의 가스 통과구멍(14)으로 유입하기 때문에, 필터재(4)에 의한 가스중의 슬래그 포집율이 높아진다. 이 때문에, 가스 방출통(40)의 직경을 도 4 내지 도 6에 도시하는 가스 발생기(S3 내지 S5)와 비교하여 크게 할 수도 있다. 따라서 본 실시형태의 예에 도시하는 바와 같은 가스 발생기(S6) 외에, 예를 들면, 도 8에 도시하는 가스 발생기(S7)와 같이, 하우징(1)의 외통(8)과 동일 직경의 가스 방출통(40)으로 할 수도 있다.
또, 도 9에 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 8의 실시형태의 예를 도시한다. 도 9에 도시하는 가스 발생기(S8)는, 가스 방출통(40)이, 하우징(1)의 외통(8)의 타단(41)에, 외통(8)의 축심에 대하여 수직으로 형성된 것이다. 본 실시형태의 예에 관한 가스 발생기(S8)은, 타단(41) 측이 폐쇄된 컵형상의 하우징(1)과, 하우징(1)의 일단 측에 장착되고, 연소실(2) 내의 가스 발생제(3)를 착화 연소하게 하는 점화수단으로 되는 점화기(5)로 구성되어 있다. 본 실시형태의 예에 관한 가스 발생기(S8)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 가스 방출통(40)이, 외통(8)에 대하여 수직으로 설치되고, 외통(8)의 외주부에 설치된 오리피스(43(35))를 통하여 연소실(2)과 연통되어 있다. 연소실(2) 내는, 링형상으로 형성된 엑스팬디드 메탈(26)이 하우징(1)의 내주를 따라서 오리피스(43(35))를 덮도록 장착되고, 그 내주부에 필터재(4)가 끼워 넣여져 있다. 그리고, 링형상의 누름부재(44)에 의하여, 엑스팬디드 메탈(26) 및 필터재(4)를 하우징(1)의 타단(41) 측으로 눌러 붙임과 동시에, 연소실(2)에서 발생된 가스가 직접 엑스팬디드 메탈(26)에 유입되는 것을 방지하고 있다.
연소실(2)에서 발생된 가스는, 필터재(4)를 거쳐서, 외통(8)의 외주부에 형성되어 있는 오리피스(43(35))를 통과하여, 가스 방출통(40)의 가스 통과구멍(14)에 유입되고, 가스 방출통(40)의 선단에 형성된 가스 방출구멍(6)으로부터 방출된다. 이와 같이, 가스 방출통(40)을 외통(8)의 외주부에 외통(8)의 축심에 대하여 수직으로 설치할 수 있으므로, 시트벨트나 시트벨트의 버클 등의 형상에 맞추어서 용이하게 장착할 수 있다.
또, 도 10에 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 9의 실시형태의 예를 도시한다. 도 10에 도시하는 가스 발생기(S9)는, 도 4의 가스 발생기(S3)에 있어서, 가스 방출통(40)의 선단부에 필터재(46) 및 엑스팬디드 메탈(45)을 장착한 것이다. 이와 같이, 가스 방출통(40)의 선단부에 필터재(46)를 장착함으로써, 가스 발생기(S9)로부터 방출되는 가스의 온도를 적당한 온도까지 냉각함과 동시에, 필터재(4) 및 가스 방출통(40)의 내면에서 포집될 수 없었던 슬래그도 확실하게 포집할 수도 있다. 또한, 가스 방출통(40)의 선단부에 필터재(46), 엑스팬딛드 메탈(45)을 장착하는 것은, 도 10에 도시하는 형태의 예의 가스 발생기(S9)에 한하지 않으며, 상술한 도 4 내지 도 9의 가스 발생기(S3 내지 S8)에 적용하는 것이 가능하다.
또, 도 11에 도시하는 본 발명에 관한 가스 발생기의 제 10의 실시형태의 예의 가스 발생기(S10)와 같이, 예를 들면, 도 4에서의 가스 발생기(S3)에 있어서, 필터재(4) 위의 연통구멍(35)의 투영부분에, 그 투영면적의 적어도 50% 이상의 크기의 방해판(47)을 설치할 수 있다. 또한 도 11에서 도면중의 부호는, 도 4와 동일부재는 동일부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.
가스 발생제(3)의 연소에 의하여 발생되는 고온가스는, 방출될 때에 필터재(4)의 연통구멍(35) 근방의 투영부분에 집중되기 쉽고, 그 때문에, 필터재(4)의 강도를 높이는 것이 필요했다. 그런데, 방해판(47)을 필터재(4)의 연소실(2) 측의 연통구멍(35)의 투영부분에 상당하는 부분에 설치함으로써, 연통구멍(35)의 투영부분에 가스가 집중하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 필터재(4)의 강도를 높일 필요가 없게 된다. 이것에 의해, 필터재(4)의 박육화(薄肉化:얇은 두께로 하는 것)도 가능하게 되어, 가스 발생기(S)의 소형화가 가능하게된다.
또한, 방해판(47)을 연통구멍(35)의 투영부분에 설치하는 것은, 도 11에 도시하는 형태의 예의 가스 발생기(S10)에 한정하지 않고, 상술한 도 5 내지 도 10의 가스 발생기(S6 내지 S9) 등에 적용하는 것도 가능하다.
또, 방해판(47)은, 연통구멍(35)의 투영부분의 투영면적의 적어도 50% 이상의 크기인 것이 바람직하고, 연통구멍(35)의 투영부분의 투영면적과 동일하거나 그것보다도 큰 크기인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 관한 가스 발생기는, 도 1 내지 도 11에 도시하는 것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 다음과 같은 형태를 취할 수 있다.
(1) 본 발명에 관한 가스 발생기에서는, 에어벨트의 시트벨트를 팽창하게 하는데 적합한데, 에어백을 팽창하게 하는 것, 시트벨트 프리텐셔너를 작동하게 하는 것 등에도 적용할 수 있다. 이 에어백이나 시트벨트 프리텐셔너에서도, 가스 발생기로부터 청정한 가스를 하우징(1)의 축방향으로 집중하여 방출함으로써, 순간에, 에어백을 팽창하게 하고, 시트벨트 프리텐셔너를 작동하게 할 수 있다.
(2) 하우징(1)은, 외통 플러그(7), 외통(8), 홀더(17) 및 누름판(18)으로 구성하는 것에 대신하여, 강도적으로 유리하게 되는, 바닥이 있는 원통형상의 외통과, 이 외통의 개구 측을 폐쇄하는 홀더와의 구성도 채용할 수 있다. 이 구성에서는, 외통의 바닥에 축방향으로 관통하는 복수의 가스 방출구멍을 형성하는 것이 된다.
(3) 컵(22)의 컵바닥(22a)에 의하여 연소실(2) 내를 필터재(4) 측으로부터밀봉하는 것에 대신하여, 파열 플레이트에 의하여, 필터재(4) 측을 차폐하는 구성도 채용할 수 있다. 이 경우, 연소실(2) 내의 가스 발생제(3)의 방습을 위해, 환상 홈(15)과 환상 돌기(16) 사이에 및 환상 홈(19)과 환상 돌기(20) 사이에 실링을 삽입해 두는 것이 바람직하다. 또, 점화기(5)와 홀더(17) 사이에도 실링을 삽입해 두는 것이 바람직하다. 또, 파열 플레이트는, 누름판(18)에 부착하여 각 가스 방출구멍(6)을 폐쇄하는 구성도 채용할 수 있다. 이 파열 플레이트는, 연소실(2) 내 혹은 하우징(1) 내의 전체가 소정의 내압에 의해 상승하면 파열되고, 청정한 가스를 각 가스 방출구멍으로부터 방출하게 한다.
(4) 연소실(2)로부터 필터재(4)를 향하는 가스의 흐름을 중심을 따른 흐름으로부터 방향 변경하게 하는 확산수단인 이너 월(30)의, 외주에 설치된 구멍(31)을대신하여, 이너 월(30) 내부에 필터재(4) 측에 개방된 산형(山型)의 방해판을 설치하고, 이너 월(30)의 필터재(4) 측의 코너부에 구멍을 설치하는 구성도 채용할 수 있다. 이와 같은 방해판에 의하여, 가스의 흐름을 축방향으로부터 이너 월(30)의 외주방향을 향하도록 하고, 이너 월(30)의 필터재(4) 측의 코너부에 설치된 구멍으로부터 가스를 방출할 수 있어, 가스의 흐름을 확산할 수 있다.
(5) 하우징(1)은, 긴 원통상일 필요는 없고, 예를 들면, 시트벨트의 버클 내에 수용되도록, 단면이 타원형이거나, 직사각형 등의 형상으로 할 수도 있다.
(6) 가스 방출통(40)은, 외통(8)과 축심을 동일 또는 평행하게 할 필요는 없고, 임의의 각도로 경사지게 해도 좋다.
본 발명의 가스 발생기에 의하면, 하우징 내에서 발생된 청정한 가스를, 에어벨트의 가늘고 긴 자루형상의 시트벨트 내로 직접 도입할 수 있다. 이 결과 에어벨트의 시트벨트를, 순간에, 팽창하게 하는 것이 가능하게 된다. 또, 가스 발생기의 소형화도 가능하게 된다.
Claims (11)
- 일단이 폐쇄된 긴 통형상의 하우징(1)과,상기 하우징(1) 내의 상기 일단 측에 형성되고, 연소에 의하여 고온가스를 발생하는 가스 발생제(3)가 장전되는 연소실(2)과,상기 하우징(1)의 상기 일단에 장착되고, 상기 연소실(2) 내의 가스 발생제(3)를 착화 연소하게 하는 점화수단(5)과,상기 하우징(1) 내에 삽입되고, 이 하우징(1)의 타단 측에 위치하는 필터재(4)와,상기 하우징(1)의 상기 타단에 형성되고, 이 하우징(1)의 내외를 축방향으로 연통하는 가스 방출구멍(6),을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가스 발생제(3)는, 상기 연소실(2) 내에 장착되는 금속제의 컵(2) 내에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연소실(2)로부터 상기 필터재(4)를 향하는 가스의 흐름을 중심을 따른 흐름으로부터 방향 변경하게 하는 확산수단(31)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 일단이 폐쇄된 긴 통형상의 하우징(1)과,상기 하우징(1) 내의 상기 일단 측에 형성되고, 연소에 의하여 고온가스를 발생하는 가스 발생제(3)가 장전되는 연소실(2)과,상기 하우징(1)의 상기 일단에 장착되고, 상기 연소실(2) 내의 가스 발생제(3)를 착화 연소하게 하는 점화수단(5)과,상기 하우징(1)으로 형성되고, 상기 연소실(2)의 내외를 연통하는 연통구멍 (35)을 가지고, 선단에 가스 방출구멍(6)이 형성된 가스 방출통(40)과,상기 가스 방출구멍(6)과 상기 연소실(2) 사이에 설치되고, 상기 고온가스를 냉각함과 동시에, 상기 고온가스 내의 슬래그를 포집하는 필터재(4)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 가스 방출구멍(6)은, 상기 하우징(1)의 직경보다도 축경되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 필터재(4)의 상기 연소실(2) 측의 상기 연통 구멍(35)의 투영부에, 방해판(47)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 6 항에 있어서, 상기 방해판(47)은, 상기 연통구멍(35)의 투영부의 투영면적의 적어도 50% 이상의 크기인 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 6 항에 있어서, 상기 방해판(47)은, 상기 연통구멍(35)의 투영부의 투영면적과 동일하던가 그것보다도 큰 크기인 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 가스 방출통(40)은, 상기 하우징(1)의 타단(41) 측에 설치되고, 상기 하우징(1)의 축심으로부터 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 가스 방출통(40)은, 가스의 흐름을 방향 변경하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 가스 방출통(40)은, 내부에 상기 고온가스가 통과하는 공간을 가지고, 선단부에 상기 가스 방출구멍(16)이 형성되어 있음과 동시에, 상기 공간과 상기 선단부에 형성된 가스 방출구멍 사이에 제 2의 필터재(46)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
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