WO2015170537A1

WO2015170537A1 - ガス発生器とその組み立て方法

Info

Publication number: WO2015170537A1
Application number: PCT/JP2015/060558
Authority: WO
Inventors: 勝田高司
Original assignee: 株式会社ダイセル
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2015-11-12
Also published as: US10086790B2; JP6276110B2; US20170028963A1; JP2015214206A; CN106604851A; KR20170004984A; DE112015002193T5; KR102328345B1

Abstract

　本発明は、筒状フィルタの位置決め手段が不要なガス発生器とその組み立て方法である。　筒状フィルタとディフューザシェル周壁部の間に外側位置決め治具を配置し、筒状フィルタとインナーチューブの間に内側位置決め治具を配置した状態で、燃焼室内に所要量のガス発生剤成形体を充填する。充填終了後、２つの位置決め治具を外した後、環状のアンダープレートによりガス発生剤成形体を圧入する。この圧入により筒状フィルタが位置決めできる。

Description

ガス発生器とその組み立て方法

　本発明は、エアバッグ装置に使用できるガス発生器と、その組み立て方法に関する。

背景技術
　ガス発生源としてガス発生剤を使用する火工式ガス発生器は、ガス発生剤の燃焼により発生した高温の燃焼ガスを冷却したり、濾過したりするための筒形状のフィルタ（クーラントフィルタ）を使用している。
　フィルタは、ハウジングのガス排出口が形成された周壁面との間に間隔をおいて配置されるため、ハウジング内における位置決め手段が必要となる。

　ＪＰ－Ａ　Ｎｏ．Ｈ１１－３３４５１７のガス発生器は、図１に示されている略多孔円筒形状のパーフォレーテッドバスケット３２が、クーラント・フィルタ７の位置決め手段として機能している。
　ＪＰ－Ａ　Ｎｏ．２００８－１１４７７３のガス発生器は、ガス排出口１４のあるディフューザシェル１１（ＪＰ－Ａ　Ｎｏ．２００８－１１４７７３ではクロージャシェル１１）の天井面１３ａに形成された凸部からなる位置決め部４０によって、筒形状のクーラントフィルタ１５が位置決めされている。
　このように従来は、ハウジング内に筒形状のフィルタを配置するとき、支持部材を配置したり、ハウジングの天井面に凸部からなる位置決め部を形成したりする必要がある。

発明の開示
　本発明は、
　天井部と、前記天井部の周辺部から延ばされた周壁部を有し、前記周壁部に内側からシールテープで閉塞された複数のガス排出口を有しているディフューザシェルと、
　点火器を取り付けるための取り付け孔を有している底面部と、前記底面部の周辺部から延ばされた周壁部を有しているクロージャシェルが、
　それぞれの開口部側で組み合わされて接合されたハウジングを有しており、
　前記ハウジング内には、
　点火手段室を形成するためのインナーチューブが、第１端部の開口部が前記ディフューザシェル天井部に当接され、第２端部の開口部が前記クロージャシェル底面部の開口部に嵌め込まれた点火器を包囲して配置されており、
　さらに前記インナーチューブの外側には、前記ディフューザシェル周壁部のガス排出口との間に間隔をおいて筒状フィルタが配置されており、
　前記インナーチューブの内部が点火手段室となり、前記インナーチューブと前記筒状フィルタの間が燃焼室となり、前記点火手段室と前記燃焼室が、作動時には前記インナーチューブの周壁部に形成されたエンハンサ孔で連通されるものであり、
　前記燃焼室内には、クロージャシェル側のインナーチューブに嵌め込まれ、筒状フィルタには当接されていないアンダープレートによって、ガス発生剤成形体がディフューザシェル天井部側に固定されており、
　作動前においては、前記ガス発生剤成形体の存在によって、前記筒状フィルタの中心軸がディフューザシェルの中心軸と一致するように位置決めされており、
　前記ディフューザシェルが、前記筒状フィルタの位置決めをするための凸部および段差部を有しておらず、
　さらに前記ハウジング内には前記筒状フィルタの位置決めをするための部材が配置されていない、ガス発生器を提供する。

　また本発明は、前記ガス発生器の組み立て方法であって、
　前記ディフューザシェルの中心軸と前記インナーチューブの中心軸が一致するようにして、前記ディフューザシェル天井部に対して前記インナーチューブの第１端部側を溶接固定する工程、
　前工程にて、前記天井部にインナーチューブが溶接固定されたディフューザシェルを天井部が下になった状態で台上に置く工程、
　前記インナーチューブ内に点火手段を収容する工程、
　前記ディフューザシェルの中心軸と前記筒状フィルタの中心軸が一致するようにして、ガス排出口を有するディフューザシェル周壁部との間に間隔をおいて前記筒状フィルタを配置する工程、
　前記筒状フィルタと前記ディフューザシェル周壁部の間に外側位置決め治具を配置するか、および／または前記筒状フィルタと前記インナーチューブの間に内側位置決め治具を配置した状態で、燃焼室内に所要量のガス発生剤成形体を充填する工程、
　前記内側位置決め治具および／または外側位置決め治具を取り除いた後、環状のアンダープレートを前記インナーチューブに対して嵌め込みながら、前記燃焼室内に充填されたガス発生剤成形体を固定する工程、
　前記ディフューザシェルに前記クロージャシェルを被せた後、接触部分にて溶接接合し、前記クロージャシェルと前記インナーチューブの第２端部側の接触部分を溶接接合する工程、
を有している、ガス発生器の組み立て方法を提供する。

　本発明は、以下の詳細な説明と添付された図面により、さらに完全に理解されるものであるが、これらはただ説明のため付されるものであり、本発明を制限するものではない。

図１は、本発明のガス発生器の軸Ｘ方向断面図である。図２は、図１のガス発生器の組み立て方法の説明図であり、内側位置決め治具を使用した実施形態の説明図である。図３は、図１のガス発生器の組み立て方法の説明図であり、外側位置決め治具を使用した実施形態の説明図である。

発明の詳細な説明
　本発明は、ハウジング内に支持部材を配置したり、ハウジングに位置決め部を形成したりすることなく、筒形状のフィルタが位置決めされたガス発生器と、その組み立て方法を提供する。

　ガス発生器を組み立てるときは、ガス排出口のあるディフューザシェルの天井部を下にした状態で組み立てる方法が実施される。
　よって、ガス排出口のあるディフューザシェルの天井部を下にした状態で、筒状フィルタを所定位置に配置した後、その位置が固定されることになる。
　なお、現状では、自動化された製造ラインで組み立てられるものであるから、ディフューザシェルに筒状フィルタを配置するとき、ディフューザシェルの中心軸と筒状フィルタの中心軸が一致するようにして配置できることは当然のことである。
　但し、その後のガス発生剤の充填時にはタッピングしながら充填することなどから、後工程の作業において筒状フィルタの位置がずれることが考えられる。
　このため、従来技術では、ハウジング内に支持部材を配置したり、ハウジングに位置決め部を形成したりする必要があった。

　本発明のガス発生器は、ディフューザシェルとして、筒状フィルタの位置決めをするための凸部および段差部を有していないものを使用していること、ハウジング内には筒状フィルタの位置決めをするための部材が配置されていないことにおいて従来技術とは異なっている。

　本発明のガス発生器の組み立て方法は、組み立て工程において、外側位置決め治具および内側位置決め治具の一方または両方を使用することで、ガス発生剤成形体の充填により筒状フィルタを所定位置に位置決めできるようにしたものである。

　また本発明のガス発生器の組み立て方法の一つの形態においては、
　前記外側位置決め治具が、
　第１外側位置決め治具と第２外側位置決め治具の２つの治具の組み合わせからなるものであり、
　前記筒状フィルタの外周面に対して、第１外側位置決め治具と第２外側位置決め治具を互いに正対する方向から当接させることで、前記ディフューザシェルの中心軸と前記筒状フィルタの中心軸が一致するように固定することができるものであり、
　前記内側位置決め治具が、
　大径周壁部と、小径周壁部と、前記大径周壁部と前記小径周壁部を接続する環状傾斜面部を有する漏斗状のものであり、前記環状傾斜面部と前記小径周壁部の境界部分が前記筒状フィルタの開放端面に当接することができ、前記小径周壁部の外周面が前記筒状フィルタの内周面に当接できるものである。

　本発明のガス発生器は、ディフューザシェルに筒状フィルタを位置決めするための凸部や段差部を形成する必要がなくなり、筒状フィルタを位置決めするための支持部材も不要になる。

発明の実施の形態
　（１）図１のガス発生器
　ガス発生器１は、ディフューザシェル１１とクロージャシェル２１からなるハウジング２を有している。
　ディフューザシェル１１とクロージャシェル２１は、鉄、ステンレスなどからなるものである。

　ディフューザシェル１１は、天井部１３と、天井部１３の周辺部から延ばされた周壁部１４を有しており、開口部にフランジ部１５を有している。
　ディフューザシェル１１は、天井部１３において筒状フィルタ６５の位置決めをするための凸部、段差部および傾斜面部（例えば、ＪＰ－Ａ　Ｎｏ．２００８－１１４７７３の図１における上部環状傾斜面１６）を有していない。
　周壁部１４には、内側からアルミニウムなどからなるシールテープ１６で閉塞された複数のガス排出口１７が形成されている。
　複数のガス排出口１７は、周方向に均等間隔に形成されている。

　クロージャシェル２１は、点火器５０を取り付けるための点火器取り付け孔２２を有している底面部２３と、底面部２３の周辺部から延ばされた周壁部２４を有しており、周壁部２４側の開口部にフランジ部２５を有している。
　点火器取り付け孔２２は、ハウジング２の内側方向に延びた筒状部２２ａを有している。
　ハウジング２は、ディフューザシェル１１とクロージャシェル２１が開口部側のフランジ部１５とフランジ部２５で組み合わされて、溶接部３で溶接接合されている。

　ハウジング２内には、インナーチューブ３０が配置されている。
　インナーチューブ３０は、第１端部３１の開口部がディフューザシェル天井部１３の内壁面１３ａに当接されている。
　ディフューザシェル天井部１３と第１端部３１は、接触部分で溶接されている。
　インナーチューブ３０は、第２端部３２の開口部がクロージャシェル底面部２３の開口部２２に嵌め込まれて固定された点火器５０を包囲して配置されている。

　点火器５０は、点火器取り付け孔２２の筒状部２２ａとインナーチューブ３０の第２端部３２側の外壁面が当接され、インナーチューブ３０の第２端部３２側の内壁面と点火器５０の点火器カラー５１が当接されるように取り付けられている。
　点火器５０は、インナーチューブ３０の第２端部３２側の内周壁の段差部３４と、第２端部３２側の開口部側の折曲部３３で固定されている。
　点火器取り付け孔２２の筒状部２２ａとインナーチューブ３０の第２端部３２側の外壁面は、接触部分で溶接されている。

　インナーチューブ３０の内部は点火手段室３５となるものであり、周壁部３６には複数のエンハンサ孔３７が形成されている。
　複数のエンハンサ孔３７は、周方向に等間隔に形成されており、外側からアルミニウムなどからなるシールテープで閉塞されている。

　点火手段室３５内には、エンハンサ剤が充填されたエンハンサ剤容器４０が収容されている。
　エンハンサ剤容器４０の底面４２は点火器５０の着火部５２に当接され、天面４３は天井部１３に当接されている。

　インナーチューブ３０の外部は燃焼室６０となっている。
　燃焼室６０と、ディフューザシェル１１の周壁部１４およびクロージャシェル２１の周壁部２４の間に筒状空間６６を形成するようにして筒状フィルタ６５が配置されている。
　筒状フィルタ６５は、第１端面６５ａがディフューザシェル天井部１３に圧接され、第２端面６５ｂがクロージャシェル底面部２３に圧接されている。

　燃焼室６０（インナーチューブ３０と筒状フィルタ６５の間）内には、所要量のガス発生剤成形体６１が充填されている。
　ガス発生剤成形体６１は、クロージャシェル２１側においてインナーチューブ３０に嵌め込まれた環状形状のアンダープレート６３により固定されている。
　このようにして、ガス発生剤成形体６１が燃焼室６０内に固定されていることで、筒状フィルタ６５は半径方向に移動しないように支持されている。

　（２）図１のガス発生器の組み立て方法
　図２により図１のガス発生器の組み立て方法を説明する。
　本発明のガス発生器の組み立て方法は、ガス発生剤成形体の充填工程において、筒状フィルタの位置決め治具を使用することが特徴であるものであるから、他の組み立て工程は従来技術のガス発生器の組み立て工程と同様に実施することができるものであり、以下の工程に限定されるものではない。
　なお、上記したとおり、ガス発生器の組み立てラインは完全に自動化された組み立てラインである。

　最初の工程にて、ディフューザシェル１１の中心軸とインナーチューブ３０の中心軸（いずれも図１の軸Ｘになる）が一致するようにして、ディフューザシェル天井部１３に対してインナーチューブの第１端部３１側を溶接固定する。
　その後、前工程にて、天井部１３にインナーチューブ３０が溶接固定されたディフューザシェル１１を天井部１３が下になった状態で組立台上に置き、シールテープをディフューザシェル１１及びインナーチューブ３０それぞれに貼り付ける。
　なお、その後、インナーチューブ３０内にエンハンサ剤容器４０と電気式点火器５０を収容することもできるが、後工程において収容してもよい。

　次の工程にて、ディフューザシェル１１の中心軸と筒状フィルタ６５の中心軸（いずれも図１の軸Ｘになる）が一致するようにして、ガス排出口１７を有するディフューザシェル周壁部１４との間に間隔（筒状空間６６）をおいて筒状フィルタ６５を配置する。

　次の工程にて、外側位置決め治具７０、７５と内側位置決め治具８０のいずれか一方または両方を配置する。
　図２には、内側位置決め治具８０を使用した状態を示しており、図３には、外側位置決め治具（第１外側位置決め治具７０と第２外側位置決め治具７５の組み合わせ）を使用した状態を示している。
　なお、外側位置決め治具（第１外側位置決め治具７０と第２外側位置決め治具７５の組み合わせ）と内側位置決め治具８０は、いずれも上記の組立台との間で位置関係が固定されているもので、繰り返し使用されるものである。

　内側位置決め治具８０は、大径周壁部８１と、小径周壁部８２と、大径周壁部８１と小径周壁部８２を接続する環状傾斜面部８３を有する漏斗状のものである。
　大径周壁部８１と小径周壁部８２は、同軸方向になるように形成されているものであり、環状傾斜面部８３は、大径周壁部８１から小径周壁部８２方向に内径が小さくなるように形成されている。
　内側位置決め治具８０は、環状傾斜面部８３と小径周壁部８２の境界部分（角部分）を筒状フィルタ６５の第２端面６５ｂに当接させ、小径周壁部８２を筒状フィルタ６５の内側に差し込んで使用する。
　環状傾斜面部８３と小径周壁部８２の境界部分に平坦面を形成して、前記平坦面を筒状フィルタ６５の第２端面６５ｂの内周側に当接させるようにしてもよい。
　小径周壁部８２と筒状フィルタ６５の内周面６５ｃは当接していてもよいし、隙間があってもよい。
　ガス発生剤成形体６１は、内側位置決め治具８０を使用して、燃焼室６０内に充填される。このとき、隙間無く充填できるようにタッピングしながら充填する。

　外側位置決め治具は、第１外側位置決め治具７０と第２外側位置決め治具７５の２つの治具の組み合わせからなるものである。
　第１外側位置決め治具７０は、第１腕部７１と、第１腕部７１からＹ字状（またはＵ字状でもよい）に分岐した第１支持部７２を有している。
　第２外側位置決め治具７５は、第２腕部７６と、第２腕部７６からＹ字状（またはＵ字状でもよい）に分岐した第２支持部７７を有している。
　第１外側位置決め治具７０と第２外側位置決め治具７５を使用して筒状フィルタ６５を固定するときは、図３に示すように、筒状フィルタ６５を正対する両方向から、第１外側位置決め治具７０の第１支持部７２と第２外側位置決め治具７５の第２支持部７７で挟み付けるようにして、ディフューザシェル１１の中心軸Ｘと筒状フィルタ６５の中心軸Ｘが一致するように固定する。
　このように互いの中心軸Ｘを一致させるため、図３に示すＬ１とＬ２の長さが同一になるように、第１外側位置決め治具７０と第２外側位置決め治具７５の相対位置を調整する。

　次の工程にて、ガス発生剤成形体６１の充填終了後、外側位置決め治具（第１外側位置決め治具７０と第２外側位置決め治具７５の組み合わせ）と内側位置決め治具８０を取り除いた後、環状のアンダープレート６３をインナーチューブ３０に対して嵌め込みながら、燃焼室６０内に充填されたガス発生剤成形体６１を固定する。
　なお、第１外側位置決め治具７０と第２外側位置決め治具７５は、環状のアンダープレート６３を嵌め込んだ後に取り除くようにすることもできる。

　次の工程にて、ディフューザシェル１１にクロージャシェル２１を被せた後、接触部分（フランジ部１５とフランジ部２５の接触部である溶接部３）で溶接する。
　なお、前工程にてインナーチューブ３０内にエンハンサ剤容器４０と電気式点火器５０を収容していないときは、クロージャシェル２１を被せる前に収容する。
　その後、クロージャシェル２１の筒状部２２ａとインナーチューブの第２端部３２の接触部分を溶接する。

　本発明の組み立て方法を実施すると、ディフューザシェル１１に筒状フィルタ６５を位置決めするための凸部や段差部を形成する必要がなくなり、筒状フィルタ６５を位置決めするための支持部材も不要になる。
　このため、ディフューザシェル１１の特別な加工が不要になること、支持部材が不要になることから、部品コストが減少され、組み立て時間が短縮される。

　次に、図１に示すガス発生器１の動作を説明する。
　作動前には、燃焼室６０内に固定されたガス発生剤成形体６１により筒状フィルタ６５は位置決めされている。
　点火器５０が作動して着火部５２から火炎などが発生すると、エンハンサ剤容器４０の底面４２が破れて、内部のエンハンサ剤が着火燃焼される。
　エンハンサ剤から発生した火炎がエンハンサ孔３７から燃焼室６０内に噴き出し、ガス発生剤成形体６１が着火燃焼して、燃焼ガスが発生する。
　燃焼ガスは、筒状フィルタ６５を通過し、筒状空間６６に流入した後、圧力の上昇によりシールテープ１６が破れて、開口した複数のガス排出口１７からガスがエアバッグ内に排出される。

　本発明を以上のように記載した。当然、本発明は様々な形の変形をその範囲内に含み、それらの変形は本発明の範囲を逸脱するものではない。また当該技術分野における通常の知識を有する者が明らかに本発明の変形とみなすであろうすべては、以下に記載する請求項の範囲内にある。

Claims

　天井部と、前記天井部の周辺部から延ばされた周壁部を有し、前記周壁部に内側からシールテープで閉塞された複数のガス排出口を有しているディフューザシェルと、
　点火器を取り付けるための取り付け孔を有している底面部と、前記底面部の周辺部から延ばされた周壁部を有しているクロージャシェルが、
　それぞれの開口部側で組み合わされて接合されたハウジングを有しており、
　前記ハウジング内には、
　点火手段室を形成するためのインナーチューブが、第１端部の開口部が前記ディフューザシェル天井部に当接され、第２端部の開口部が前記クロージャシェル底面部の開口部に嵌め込まれた点火器を包囲して配置されており、
　さらに前記インナーチューブの外側には、前記ディフューザシェル周壁部のガス排出口との間に間隔をおいて筒状フィルタが配置されており、
　前記インナーチューブの内部が点火手段室となり、前記インナーチューブと前記筒状フィルタの間が燃焼室となり、前記点火手段室と前記燃焼室が、作動時には前記インナーチューブの周壁部に形成されたエンハンサ孔で連通されるものであり、
　前記燃焼室内には、クロージャシェル側のインナーチューブに嵌め込まれ、筒状フィルタには当接されていないアンダープレートによって、ガス発生剤成形体がディフューザシェル天井部側に固定されており、
　作動前においては、前記ガス発生剤成形体の存在によって、前記筒状フィルタの中心軸がディフューザシェルの中心軸と一致するように位置決めされており、
　前記ディフューザシェルが、前記筒状フィルタの位置決めをするための凸部および段差部を有しておらず、
　さらに前記ハウジング内には前記筒状フィルタの位置決めをするための部材が配置されていない、ガス発生器。
　請求項１記載のガス発生器の組み立て方法であって、
　前記ディフューザシェルの中心軸と前記インナーチューブの中心軸が一致するようにして、前記ディフューザシェル天井部に対して前記インナーチューブの第１端部側を溶接固定する工程、
　前工程にて、前記天井部にインナーチューブが溶接固定されたディフューザシェルを天井部が下になった状態で台上に置く工程、
　前記インナーチューブ内に点火手段を収容する工程、
　前記ディフューザシェルの中心軸と前記筒状フィルタの中心軸が一致するようにして、ガス排出口を有するディフューザシェル周壁部との間に間隔をおいて前記筒状フィルタを配置する工程、
　前記筒状フィルタと前記ディフューザシェル周壁部の間に外側位置決め治具を配置するか、および／または前記筒状フィルタと前記インナーチューブの間に内側位置決め治具を配置した状態で、燃焼室内に所要量のガス発生剤成形体を充填する工程、
　前記内側位置決め治具および／または外側位置決め治具を取り除いた後、環状のアンダープレートを前記インナーチューブに対して嵌め込みながら、前記燃焼室内に充填されたガス発生剤成形体を固定する工程、
　前記ディフューザシェルに前記クロージャシェルを被せた後、接触部分にて溶接接合し、前記クロージャシェルと前記インナーチューブの第２端部側の接触部分を溶接接合する工程、
を有している、ガス発生器の組み立て方法。
　前記外側位置決め治具が、
　第１外側位置決め治具と第２外側位置決め治具の２つの治具の組み合わせからなるものであり、
　前記筒状フィルタの外周面に対して、第１外側位置決め治具と第２外側位置決め治具を互いに正対する方向から当接させることで、前記ディフューザシェルの中心軸と前記筒状フィルタの中心軸が一致するように固定することができるものであり、
　前記内側位置決め治具が、
　大径周壁部と、小径周壁部と、前記大径周壁部と前記小径周壁部を接続する環状傾斜面部を有する漏斗状のものであり、前記環状傾斜面部と前記小径周壁部の境界部分が前記筒状フィルタの開放端面に当接することができ、前記小径周壁部の外周面が前記筒状フィルタの内周面に当接できるものである、請求項２記載のガス発生器の組み立て方法。