WO2018186122A1 - ガス発生器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a gas generator incorporated in an occupant protection device that protects an occupant when a vehicle or the like collides, and more particularly to a gas generator incorporated in an airbag device equipped in an automobile or the like.
- airbag devices which are occupant protection devices, have been widely used from the viewpoint of protecting occupants of automobiles and the like.
- the airbag device is equipped for the purpose of protecting the occupant from the impact generated when the vehicle or the like collides.
- the airbag is inflated and deployed instantaneously when the vehicle or the like collides, so that the airbag becomes a cushion of the occupant. It is to catch the body.
- the gas generator is incorporated in this airbag device, and ignites the igniter by energization from the control unit at the time of a vehicle collision, etc., and the gas generating agent is burned by the flame generated in the igniter to instantly generate a large amount of gas.
- This is a device for inflating and deploying the airbag.
- gas generators there are various types of gas generators, but as a gas generator that can be suitably used for a driver side airbag device, a passenger side airbag device, etc., a short, substantially cylindrical shape having a relatively large outer diameter As a gas generator that can be suitably used for side airbag devices, curtain airbag devices, knee airbag devices, etc., a long, substantially cylindrical cylinder type gas generator with a relatively small outer diameter There is a vessel.
- the disk-type gas generator has a short cylindrical housing closed at both ends in the axial direction, and a plurality of gas jets are provided on the peripheral wall portion of the housing, and an ignition mounted on the housing.
- the inside of the housing is filled with a gas generating agent so as to surround the periphery of the vessel, and a filter is housed inside the housing so as to surround the periphery of the gas generating agent.
- a housing is often configured by combining a pair of shell members having a substantially cylindrical shape with a bottom.
- One of the shell members is provided with a flange portion that is a part for fixing the disk-type gas generator to an external member (for example, a retainer provided in the airbag device).
- a gas generator it is important to stably and continuously burn a gas generating agent during operation.
- a gas generator In order to burn the gas generating agent stably and continuously, it is necessary to place the gas generating agent in a predetermined high pressure environment. Therefore, in the gas generator, a plurality of gas outlets provided in the housing The design is made so that the pressure in the space inside the housing is increased to a considerable level during operation by reducing the size of the housing to a desired size.
- the output characteristics of the gas generator are affected by the surrounding environment in which the gas generator is placed, and particularly depend on the environmental temperature.
- the output characteristics are strengthened in a high temperature environment and the output characteristics are weakened in a low temperature environment.
- Patent Document 1 For the purpose of reducing the performance difference in gas output due to the environmental temperature, for example, International Publication No. 2015/163290 (Patent Document 1) has an opening pressure as a plurality of gas outlets provided in a housing. A gas generator configured to include different ones is disclosed.
- a plurality of gas ejection openings are opened in stages as the pressure in the space inside the housing increases. Therefore, compared to a gas generator that is configured to open all gas outlets simultaneously as the pressure in the space inside the housing increases, the pressure inside the housing drops significantly, especially in low-temperature environments. Can be prevented from occurring.
- the gas generator having such a configuration it becomes possible to continuously burn the gas generating agent in any temperature environment from a high temperature environment to a low temperature environment, resulting in an environmental temperature. It is possible to reduce the performance difference in gas output.
- the pressure increase in the space inside the housing during operation is provided by providing a plurality of gas outlets with the opening pressure set in three stages on the peripheral wall portion of the housing. Accordingly, there is disclosed a disk type gas generator configured such that a plurality of gas outlets are opened in three stages.
- the plurality of gas outlets be set to be opened in three stages.
- a gas generation in which a plurality of gas outlets including those having different opening areas are provided in a housing so that the plurality of gas outlets are opened in stages in operation.
- a container how to reduce the size and weight while ensuring the pressure resistance performance is an important issue.
- the present invention has been made in view of the above-described problems, and in a gas generator in which a plurality of gas jets including those having different opening areas are provided in a housing, pressure resistance performance is improved.
- the purpose is to reduce the size and weight while securing the above.
- the gas generator according to the present invention includes a housing, a gas generating agent, and an igniter.
- the housing has a peripheral wall portion, a top plate portion, and a bottom plate portion, and both ends in the axial direction of the peripheral wall portion are closed by the top plate portion and the bottom plate portion.
- the gas generating agent is disposed inside the housing and generates gas by burning.
- the igniter is assembled to the housing and burns the gas generating agent.
- the housing is configured by combining and joining a plurality of shell members, and one of the plurality of shell members includes a cylindrical portion constituting at least a part of the peripheral wall portion, And at least a flange portion that extends continuously from one end in the axial direction of the cylindrical portion toward the radially outer side.
- the cylindrical portion is provided with a plurality of gas ejection ports including those having different opening areas, and the flange portion is a distance from the axis of the cylindrical portion to the outer edge of the flange portion. Is configured to be non-uniform.
- a vertical line is drawn with respect to the axis of the cylindrical part from the maximum outer shape position which is the position farthest from the axis of the cylindrical part among the outer edges of the flange part.
- the gas outlet arranged at the position closest to the perpendicular is other than the one having the largest opening area among the plurality of gas outlets.
- none of the plurality of gas outlets is arranged at a position on a plane including the perpendicular and the axis of the cylindrical portion.
- a through hole for fixing the gas generator to an external member is preferably provided in the flange portion.
- the distance from the axis of the cylindrical portion to the outer edge of the flange portion is configured to be larger in the portion of the flange portion where the through hole is provided than in the portion of the flange portion where the through hole is not provided. It is preferable.
- the plurality of gas outlets are arranged in a line along the circumferential direction of the cylindrical portion.
- the housing includes, as the plurality of shell members, a bottomed cylindrical upper side shell that constitutes the top plate portion and the peripheral wall portion near the top plate portion.
- the bottom plate portion and the bottomed cylindrical lower shell constituting the peripheral wall portion near the bottom plate portion are preferably included.
- the cylindrical portion provided with the plurality of gas ejection ports is defined by the upper shell of the portion constituting the peripheral wall portion near the top plate portion, and the flange The portion extends from the end portion on the bottom plate portion side of the upper shell of the portion constituting the peripheral wall portion near the top plate portion.
- the lower shell of the portion constituting the peripheral wall portion near the bottom plate portion is inserted into the upper shell of the portion constituting the peripheral wall portion near the top plate portion.
- the upper shell and the lower shell are preferably combined.
- the igniter is assembled to the lower shell of the portion constituting the bottom plate portion.
- the plurality of gas outlets are constituted by a plurality of sets of gas outlets.
- the plurality of gas outlet groups are evenly distributed along the circumferential direction of the cylindrical portion so as to have rotational symmetry with an angle of 120 [°] or less around the axis of the cylindrical portion.
- One set or two or more sets of first gas jet groups each including a plurality of first gas jet outlets having the same first opening pressure, and 120 [° around the axis of the cylindrical portion.
- the second opening pressure is higher than the first opening pressure and the third opening pressure is higher than the second opening pressure.
- the plurality of gas ejection ports are arranged so as not to overlap each other in the circumferential direction of the cylindrical portion.
- one set of gas outlet groups is constituted by as many gas outlets as possible. That is, for example, when four gas outlets having the same opening pressure are provided along the circumferential direction on the peripheral wall portion of the housing, these are arranged with a rotational symmetry of 180 [°].
- a total of two sets of gas jets including a group of gas jets consisting of two gas jets and a group of two gas jets arranged with rotational symmetry of 180 [°] Although it can be regarded as being configured, it is not regarded as such, and in this case, it is composed of four gas jets arranged with rotational symmetry of 90 [°]. Assume that it is composed of a set of gas outlets.
- At least one of the plurality of first gas outlets, the plurality of second gas outlets, and the plurality of third gas outlets When the opening area of one gas outlet is S [mm 2 ] and the circumference of the one gas outlet is C [mm], these S and C are S / C ⁇ 0.27 ⁇ preferably has a satisfying shape of S 0.5.
- At least one of the plurality of first gas outlets, the plurality of second gas outlets, and the plurality of third gas outlets It is preferable to have a long hole shape in which the opening width along the axial direction of the cylindrical portion is larger than the opening width along the circumferential direction of the cylindrical portion.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the upper shell along the line III-III shown in FIGS. 1 and 2.
- FIG. 4 is an enlarged view of first to third gas ejection ports shown in FIGS. 1 and 3. It is the figure which represented typically a mode that a gas jet nozzle was open
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the upper shell along the line IX-IX shown in FIG. 8.
- FIG. 1 is a front view of a disk-type gas generator according to Embodiment 1 of the present invention
- FIG. 2 is a schematic sectional view of the disk-type gas generator shown in FIG. First, with reference to these FIG. 1 and FIG. 2, the structure of 1 A of disk type gas generators in this Embodiment is demonstrated.
- the disc-type gas generator 1A has a short, substantially cylindrical housing with one end and the other end closed in the axial direction.
- the holding unit 30 as an internal component, the igniter 40, the cup-shaped member 50, the transfer agent 56, the gas generating agent 61, the lower side support member 70, the upper side support member 80, the cushion The material 85, the filter 90, and the like are accommodated.
- a combustion chamber 60 in which the gas generating agent 61 among the above-described internal components is mainly housed is located in the housing space provided inside the housing.
- the housing includes a lower shell 10 and an upper shell 20 as shell members.
- Each of the lower shell 10 and the upper shell 20 is made of a press-formed product formed by, for example, pressing a rolled metal plate-like member.
- the metal plate-like members constituting the lower shell 10 and the upper shell 20 for example, a metal plate made of stainless steel, steel, aluminum alloy, stainless alloy or the like is used, and preferably 440 [MPa] or more and 780 A so-called high-tensile steel plate that does not cause breakage or the like even when a tensile stress of [MPa] or less is applied is used.
- the lower shell 10 and the upper shell 20 are each formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and a housing is configured by joining these opening surfaces so as to face each other.
- the lower shell 10 has a bottom plate portion 11 and a cylindrical portion 12
- the upper shell 20 has a top plate portion 21, a cylindrical portion 22, and a flange portion 23.
- the upper end of the cylindrical portion 12 of the lower shell 10 is press-fitted by being inserted into the lower end of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. Furthermore, the cylindrical part 12 of the lower shell 10 and the cylindrical part 22 of the upper shell 20 are joined at or near their contact parts, so that the lower shell 10 and the upper shell 20 are joined together. It is fixed.
- electron beam welding, laser welding, friction welding, or the like can be suitably used for the joining of the lower shell 10 and the upper shell 20.
- the part near the bottom plate part 11 in the peripheral wall part of the housing is constituted by the cylindrical part 12 of the lower shell 10
- the part near the top plate part 21 in the peripheral wall part of the housing is the upper part. It is constituted by a cylindrical portion 22 of the side shell 20.
- One end and the other end of the housing in the axial direction are closed by a bottom plate portion 11 of the lower shell 10 and a top plate portion 21 of the upper shell 20, respectively.
- the flange portion 23 provided in the upper shell 20 is continuous from the end on the bottom plate portion 11 side of the lower shell 10, which is one axial end of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20, toward the radially outer side. It is provided to extend. Thereby, the flange part 23 is located in the axial direction from the midway position of the peripheral wall part of the housing so as to protrude radially outward.
- the flange part 23 is a part for fixing the disc-type gas generator 1A to an external member (for example, a retainer provided in the airbag device).
- a through hole 25 (see FIG. 3 and the like) is provided at a predetermined position of the flange portion 23 so as to penetrate along a direction parallel to the axial direction of the cylindrical portion 22.
- a fastening member such as a bolt (not shown) is inserted into the through-hole 25, whereby the disc-type gas generator 1A is fixed to an external member.
- a projecting cylindrical portion 13 that protrudes toward the top plate portion 21 side is provided at the center portion of the bottom plate portion 11 of the lower shell 10, thereby the bottom plate of the lower shell 10.
- a recess 14 is formed at the center of the portion 11.
- the projecting cylindrical portion 13 is a portion to which the igniter 40 is fixed via the holding portion 30, and the hollow portion 14 is a portion serving as a space for providing the female connector portion 34 in the holding portion 30.
- the projecting cylindrical portion 13 is formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and an axial end located on the top plate portion 21 side has an asymmetrical shape (for example, D-shaped, barrel, etc.) in a plan view. A mold shape, an oval shape, or the like) is provided.
- the opening 15 is a part through which the pair of terminal pins 42 of the igniter 40 is inserted.
- the igniter 40 is for generating a flame, and includes an igniter 41 and the pair of terminal pins 42 described above.
- the ignition unit 41 includes therein an igniting agent that generates a flame by igniting and burning during operation, and a resistor for igniting the igniting agent.
- the pair of terminal pins 42 are connected to the ignition unit 41 to ignite the igniting agent.
- the ignition unit 41 includes a squib cup formed in a cup shape, and a base that closes the open end of the squib cup and through which the pair of terminal pins 42 are inserted and held,
- a resistor bridge wire
- a dot is placed in the squib cup so as to surround the resistor or close to the resistor. It has a configuration loaded with explosives.
- nichrome wire or the like is generally used as the resistor
- ZPP zirconium / potassium perchlorate
- ZWPP zirconium / tungsten / potassium perchlorate
- lead tricinate or the like is generally used as the igniting agent.
- the squib cup and the base portion described above are generally made of metal or plastic.
- a predetermined amount of current flows through the resistor via the terminal pin 42.
- Joule heat is generated in the resistor, and the ignition agent starts burning.
- the high temperature flame generated by the combustion ruptures the squib cup containing the igniting agent.
- the time from when the current flows through the resistor until the igniter 40 is activated is generally 2 [ms] or less when a nichrome wire is used as the resistor.
- the igniter 40 is attached to the bottom plate 11 in a state where the terminal pin 42 is inserted from the inside of the lower shell 10 so that the terminal pin 42 is inserted into the opening 15 provided in the projecting cylindrical portion 13.
- a holding portion 30 made of a resin molded portion is provided around the protruding cylindrical portion 13 provided on the bottom plate portion 11, and the igniter 40 is held by the holding portion 30.
- the bottom plate portion 11 is fixed.
- the holding part 30 is formed by injection molding (more specifically, insert molding) using a mold, and the bottom plate part 11 is passed through an opening 15 provided in the bottom plate part 11 of the lower shell 10. Insulating fluid resin material is attached to the bottom plate portion 11 so as to reach from a part of the inner surface to a part of the outer surface, and is solidified.
- the igniter 40 is inserted from the inside of the lower shell 10 so that the terminal pin 42 is inserted into the opening 15 when the holding portion 30 is molded. In this state, the igniter 40 and the lower shell The fluid resin material described above is poured so as to fill the space between the base plate 10 and the bottom plate portion 11 through the holding portion 30.
- a resin material excellent in heat resistance, durability, corrosion resistance and the like after curing is suitably selected and used.
- a thermosetting resin typified by an epoxy resin or the like, but is typified by a polybutylene terephthalate resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyamide resin (for example, nylon 6 or nylon 66), a polypropylene sulfide resin, or a polypropylene oxide resin. It is also possible to use a thermoplastic resin.
- thermoplastic resins When these thermoplastic resins are selected as raw materials, it is preferable to contain glass fibers or the like as fillers in these resin materials in order to ensure the mechanical strength of the holding portion 30 after molding. However, when sufficient mechanical strength can be ensured with only the thermoplastic resin, it is not necessary to add the filler as described above.
- the holding part 30 includes an inner covering part 31 that covers a part of the inner surface of the bottom plate part 11 of the lower shell 10, an outer covering part 32 that covers a part of the outer surface of the bottom plate part 11 of the lower shell 10, and a lower part
- a connecting portion 33 is provided in the opening 15 provided in the bottom plate portion 11 of the side shell 10 and is continuous with the inner covering portion 31 and the outer covering portion 32.
- the holding portion 30 is fixed to the bottom plate portion 11 on the surface on the bottom plate portion 11 side of each of the inner covering portion 31, the outer covering portion 32, and the connecting portion 33. Further, the holding unit 30 is fixed to the side surface and the lower surface of the portion near the lower end of the ignition unit 41 of the igniter 40 and the surface of the portion near the upper end of the terminal pin 42 of the igniter 40.
- the opening 15 is completely embedded by the terminal pin 42 and the holding portion 30, and the airtightness of the space inside the housing is ensured by ensuring the sealing performance in the portion. Since the opening 15 is formed in an asymmetrical shape in plan view as described above, the opening 15 and the connecting part 33 are held by the holding part 30 by embedding the opening 15 in the connecting part 33. Also functions as a detent mechanism that prevents the base plate portion 11 from rotating relative to the bottom plate portion 11.
- a female connector portion 34 is formed on a portion of the holding portion 30 facing the outside of the outer covering portion 32.
- the female connector portion 34 is a portion for receiving a male connector (not shown) of a harness for connecting the igniter 40 and a control unit (not shown), and the bottom plate portion 11 of the lower shell 10. It is located in the hollow part 14 provided in.
- a portion near the lower end of the terminal pin 42 of the igniter 40 is disposed so as to be exposed.
- a male connector is inserted into the female connector portion 34, thereby realizing electrical continuity between the harness core wire and the terminal pin 42.
- the above-described injection molding may be performed using the lower shell 10 in which an adhesive layer is provided in advance at a predetermined position on the surface of the bottom plate portion 11 that is to be covered by the holding portion 30.
- the adhesive layer can be formed by applying an adhesive in advance to a predetermined position of the bottom plate portion 11 and curing it.
- the holding portion 30 made of the resin molded portion can be more firmly fixed to the bottom plate portion 11. It becomes possible. Therefore, if the adhesive layer is provided in an annular shape along the circumferential direction so as to surround the opening 15 provided in the bottom plate part 11, it is possible to ensure higher sealing performance in the part.
- a material containing a resin material excellent in heat resistance, durability, corrosion resistance and the like after curing as a raw material is preferably used.
- Those containing a resin or a silicone resin as a raw material are particularly preferably used.
- phenolic resins epoxy resins, melamine resins, urea resins, polyester resins, alkyd resins, polyurethane resins, polyimide resins, polyethylene resins, polypropylene resins, Polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, polytetrafluoroethylene resin, acrylonitrile butadiene styrene resin, acrylonitrile styrene resin, acrylic resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, Polyphenylene ether resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polyolefin resin, polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyester Arylate resins, polyether ether ketone resin, polyamide-imide resin, liquid crystal polymer, styrene rubber, those containing olefin rubbers
- a cup-shaped member 50 is assembled to the bottom plate portion 11 so as to cover the protruding cylindrical portion 13, the holding portion 30 and the igniter 40.
- the cup-shaped member 50 has a bottomed substantially cylindrical shape with an opening on the bottom plate portion 11 side, and includes a heat transfer chamber 55 in which a charge transfer agent 56 is accommodated.
- the cup-shaped member 50 protrudes toward the combustion chamber 60 in which the gas generating agent 61 is accommodated so that the heat transfer chamber 55 provided therein faces the ignition portion 41 of the igniter 40. It is arranged to be located.
- the cup-shaped member 50 includes a top wall portion 51 and a side wall portion 52 that define the above-described transfer chamber 55, and an extending portion 53 that extends radially outward from a portion of the side wall portion 52 on the opening end side. have.
- the extending portion 53 is formed so as to extend along the inner surface of the bottom plate portion 11 of the lower shell 10.
- the extending portion 53 has a shape that is curved so as to follow the shape of the inner bottom surface of the bottom plate portion 11 in the vicinity of the portion where the protruding cylindrical portion 13 is provided, and the diameter thereof.
- a distal end portion 54 extending in a flange shape is included in a portion on the outer side in the direction.
- the distal end portion 54 of the extending portion 53 is disposed between the bottom plate portion 11 and the lower side support member 70 along the axial direction of the housing, and thereby the bottom plate portion 11 and the lower side along the axial direction of the housing. It is sandwiched between the support members 70.
- the lower support member 70 is pressed toward the bottom plate portion 11 by the gas generating agent 61, the cushion material 85, the upper support member 80, and the top plate portion 21 disposed above the lower support member 70.
- the cup-shaped member 50 is in a state in which the distal end portion 54 of the extending portion 53 is pressed toward the bottom plate portion 11 by the lower support member 70 and is fixed to the bottom plate portion 11.
- the cup-shaped member 50 is prevented from falling off the bottom plate portion 11 without using caulking or press-fitting for fixing the cup-shaped member 50.
- the cup-shaped member 50 has no opening in either the top wall portion 51 or the side wall portion 52 and surrounds the heat transfer chamber 55 provided therein.
- the cup-shaped member 50 ruptures or melts as the pressure in the transfer chamber 55 rises or conduction of generated heat occurs when the transfer powder 56 is ignited by the operation of the igniter 40.
- a material having a relatively low mechanical strength is used.
- a metal member such as aluminum or an aluminum alloy, a thermosetting resin typified by an epoxy resin, a polybutylene terephthalate resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyamide resin (for example, nylon 6 or nylon) 66), and those made of a resin member such as a thermoplastic resin typified by polypropylene sulfide resin, polypropylene oxide resin and the like are preferably used.
- the cup-shaped member 50 is made of a metal member having high mechanical strength such as iron or copper, and has an opening in the side wall portion 52. It is also possible to use a material with a seal tape attached so as to close the opening. Further, the fixing method of the cup-shaped member 50 is not limited to the fixing method using the lower support member 70 described above, and other fixing methods may be used.
- the transfer charge 56 filled in the transfer chamber 55 is ignited by the flame generated by the operation of the igniter 40 and burns to generate hot particles.
- the charge transfer agent 56 must be capable of reliably starting the combustion of the gas generating agent 61.
- B / KNO 3 , B / NaNO 3 , Sr (NO 3 ) 2, etc. A composition composed of a metal powder / oxidant represented by the above, a composition composed of titanium hydride / potassium perchlorate, a composition composed of B / 5-aminotetrazole / potassium nitrate / molybdenum trioxide, and the like are used.
- a powdery one or a one formed into a predetermined shape by a binder is used as the explosive charge 56.
- the shape of the charge transfer agent 56 formed by the binder include various shapes such as a granular shape, a columnar shape, a sheet shape, a spherical shape, a single-hole cylindrical shape, a porous cylindrical shape, and a tablet shape.
- the combustion chamber 60 in which the gas generating agent 61 is accommodated is located in the space surrounding the portion where the cup-shaped member 50 is disposed in the space inside the housing.
- the cup-shaped member 50 is disposed so as to protrude into the combustion chamber 60 formed inside the housing, and faces the outer surface of the side wall portion 52 of the cup-shaped member 50.
- the space provided in the portion and the space provided in the portion facing the outer surface of the top wall portion 51 are configured as the combustion chamber 60.
- a filter 90 is disposed along the inner periphery of the housing in a space surrounding the combustion chamber 60 in which the gas generating agent 61 is accommodated in the radial direction of the housing.
- the filter 90 has a cylindrical shape, and is arranged so that its central axis substantially matches the axial direction of the housing.
- the gas generating agent 61 is a chemical that is ignited by the hot particles generated by the operation of the igniter 40 and burns to generate gas.
- the gas generating agent 61 it is preferable to use a non-azide-based gas generating agent, and the gas generating agent 61 is generally formed as a molded body containing a fuel, an oxidizing agent, and an additive.
- a triazole derivative, a tetrazole derivative, a guanidine derivative, an azodicarbonamide derivative, a hydrazine derivative, or a combination thereof is used.
- nitroguanidine, guanidine nitrate, cyanoguanidine, 5-aminotetrazole and the like are preferably used.
- the oxidizing agent examples include basic nitrates such as basic copper nitrate, perchlorates such as ammonium perchlorate and potassium perchlorate, cations selected from alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, and ammonia. Nitrate containing etc. is used. As the nitrate, for example, sodium nitrate, potassium nitrate and the like are preferably used.
- the additive examples include a binder, a slag forming agent, and a combustion adjusting agent.
- a binder for example, an organic binder such as a metal salt of carboxymethyl cellulose or stearate, or an inorganic binder such as synthetic hydrotalcite or acidic clay can be suitably used.
- the slag forming agent for example, silicon nitride, silica, acid clay, etc. can be suitably used.
- a combustion regulator a metal oxide, ferrosilicon, activated carbon, graphite etc. can be used suitably, for example.
- the shape of the molded body of the gas generating agent 61 includes various shapes such as granular shapes, pellet shapes, columnar shapes, and disk shapes.
- a porous for example, a single-hole cylindrical shape or a porous cylindrical shape
- These shapes are preferably selected as appropriate according to the specifications of the airbag apparatus in which the disk-type gas generator 1A is incorporated.
- the shape in which the gas generation rate changes with time during the combustion of the gas generating agent 61 It is preferable to select an optimal shape according to the specification, such as selecting.
- the filter 90 may be, for example, one obtained by winding and sintering a metal wire such as stainless steel or steel, or one obtained by pressing a net material in which a metal wire is knitted, and the like. Specifically, a knitted wire mesh, a plain weave wire mesh, an assembly of crimped metal wires, or the like can be used as the mesh material.
- a filter with a perforated metal plate wound around it can be used.
- the perforated metal plate for example, expanded metal that has been cut in a zigzag pattern on the metal plate and expanded to form a hole and processed into a mesh
- a hook metal or the like obtained by flattening the burr generated at the periphery of the hole is used.
- the size and shape of the hole to be formed can be appropriately changed as necessary, and holes of different sizes and shapes may be included on the same metal plate.
- a metal plate a steel plate (mild steel), a stainless steel plate, for example can be used suitably, and nonferrous metal plates, such as aluminum, copper, titanium, nickel, or these alloys, can also be utilized.
- the filter 90 When the gas generated in the combustion chamber 60 passes through the filter 90, the filter 90 functions as a cooling unit that cools the gas by taking away the high-temperature heat of the gas, and a residue contained in the gas. It also functions as a removing means for removing (slag) and the like. Therefore, in order to sufficiently cool the gas and prevent the residue from being discharged to the outside, it is necessary to ensure that the gas generated in the combustion chamber 60 passes through the filter 90.
- a gap portion 28 having a predetermined size is formed between the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 and the cylindrical portion 12 of the lower shell 10 constituting the peripheral wall portion of the housing. In such a manner, the cylindrical portions 12 and 22 are spaced apart from each other.
- a plurality of gas jets 24 are provided in the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 at a portion facing the filter 90.
- the plurality of gas outlets 24 are for leading the gas that has passed through the filter 90 to the outside of the housing.
- a metal sealing tape 26 as a sealing member is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 so as to close the plurality of gas ejection ports 24. It is attached.
- the seal tape 26 an aluminum foil having an adhesive member applied on one side can be preferably used, and the seal tape 26 ensures the airtightness of the combustion chamber 60.
- a plurality of gas outlets 24 have three types of gas outlets (that is, a plurality of gas outlets each having a different opening area).
- These three types of gas jet nozzles are opened in stages as the pressure in the housing space, which is the space inside the housing accompanying the combustion of the gas generating agent 61, increases during the operation of the disk-type gas generator 1A. Therefore, they are configured to have different open pressures.
- the filter 90 and the gap 28 are located between the combustion chamber 60 and the plurality of gas outlets 24 as described above, but the flow resistance of the filter 90 to the gas is relatively small.
- the pressure in the housing space is substantially equal to the internal pressure of the combustion chamber 60. Therefore, in the following description, this may be referred to as the internal pressure of the combustion chamber 60 instead of the pressure in the accommodation space.
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c described above are configured so that their opening pressures are different from each other due to their different opening areas.
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c described above are configured so that their opening pressures are different from each other due to their different opening areas.
- by having a plurality of types of gas ejection ports 24 having different open pressures it is possible to prevent a significant drop in the internal pressure increase of the combustion chamber 60 during operation, particularly in a low temperature environment.
- combustion characteristics can be obtained, details thereof and a more detailed configuration of the plurality of types of gas ejection ports 24 will be described later.
- a lower side support member 70 is disposed in the combustion chamber 60 in the vicinity of the end located on the bottom plate 11 side.
- the lower side support member 70 has an annular shape, and is arranged so as to be substantially assigned to the filter 90 and the bottom plate portion 11 so as to cover the boundary portion between the filter 90 and the bottom plate portion 11. Yes. Thereby, the lower side support member 70 is located between the bottom plate portion 11 and the gas generating agent 61 in the vicinity of the end portion of the combustion chamber 60.
- the lower-side support member 70 includes a contact portion 72 erected so as to contact the inner peripheral surface of the axial end portion located on the bottom plate portion 11 side of the filter 90, and radially inward from the contact portion 72. And a bottom portion 71 extending toward the bottom.
- the bottom 71 is formed to extend along the inner bottom surface of the bottom plate 11 of the lower shell 10.
- the bottom portion 71 has a shape bent so as to follow the shape of the inner bottom surface of the bottom plate portion 11 including the portion where the projecting cylindrical portion 13 is provided.
- a standing end portion 73 is included.
- the lower-side support member 70 is formed by, for example, pressing a metal plate-like member, and preferably a steel plate such as ordinary steel or special steel (for example, a cold-rolled steel plate or a stainless steel plate). ).
- the distal end portion 54 of the extending portion 53 of the cup-shaped member 50 described above is disposed between the bottom plate portion 11 and the bottom portion 71 of the lower-side support member 70 along the axial direction of the housing.
- the distal end portion 54 is sandwiched and held between the bottom plate portion 11 and the bottom portion 71 along the axial direction of the housing.
- the cup-shaped member 50 is in a state in which the distal end portion 54 of the extending portion 53 is pressed toward the bottom plate portion 11 side by the bottom portion 71 of the lower side support member 70. On the other hand, it will be fixed.
- the upper side support member 80 is arrange
- the upper side support member 80 has a substantially disc shape, and is arranged so as to be addressed to the filter 90 and the top plate portion 21 so as to cover the boundary portion between the filter 90 and the top plate portion 21. ing. Accordingly, the upper support member 80 is located between the top plate portion 21 and the gas generating agent 61 in the vicinity of the end portion of the combustion chamber 60.
- the upper side support member 80 has a bottom portion 81 that contacts the top plate portion 21 and a contact portion 82 that is erected from the periphery of the bottom portion 81.
- the contact portion 82 is in contact with the inner peripheral surface of the end portion in the axial direction located on the top plate portion 21 side of the filter 90.
- the upper side support member 80 is formed by, for example, pressing a metal plate-like member like the lower side support member 70, and preferably a steel plate (for example, ordinary steel or special steel) (for example, , Cold rolled steel plate, stainless steel plate, etc.).
- An annular cushion material 85 is disposed inside the upper support member 80 so as to be in contact with the gas generating agent 61 accommodated in the combustion chamber 60. Thereby, the cushion material 85 is located between the top plate portion 21 and the gas generating agent 61 in the portion of the combustion chamber 60 on the top plate portion 21 side, and the gas generating agent 61 is directed toward the bottom plate portion 11 side. Is pressing.
- the cushion material 85 is provided for the purpose of preventing the gas generating agent 61 made of a molded body from being crushed by vibration or the like, and is preferably a ceramic fiber molded body, rock wool, foamed resin (for example, foamed resin). (Silicone, foamed polypropylene, foamed polyethylene, etc.), chloroprene, and a member made of rubber typified by EPDM.
- the collision is detected by a collision detection means provided separately in the vehicle, and based on this, a control unit provided separately in the vehicle
- the igniter 40 is actuated by energization from.
- the transfer charge 56 accommodated in the transfer chamber 55 is ignited and burned by the flame generated by the operation of the igniter 40 and generates a large amount of heat particles.
- the cup-shaped member 50 is ruptured or melted by the combustion of the charge transfer agent 56, and the above-described hot particles flow into the combustion chamber 60.
- the gas generating agent 61 accommodated in the combustion chamber 60 is ignited and burned by the flowing heat particles, and a large amount of gas is generated.
- the gas generated in the combustion chamber 60 passes through the inside of the filter 90. At this time, heat is taken away and cooled by the filter 90, and slag contained in the gas is removed by the filter 90, and the gap portion 28 is removed. Flow into.
- the sealing tape 26 that has closed the gas outlet 24 provided in the upper shell 20 is cleaved, and the gas passes through the gas outlet 24 to the outside of the housing. Erupted.
- the plurality of gas ejection ports 24 are opened in stages, and the ejected gas is introduced into an air bag provided adjacent to the disk-type gas generator 1A. Inflate and deploy the airbag.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the upper shell taken along the line III-III shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is an enlarged view of the first to third gas outlets shown in FIGS. It is.
- FIG. 3 and FIG. 4 and FIG. 1 and FIG. 2 described above a more detailed configuration of the upper shell 20 and first to third portions provided in the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 are described. A more detailed configuration of the gas outlets 24a to 24c will be described.
- the flange portion 23 of the upper shell 20 has a shape in which the distance from the axis O of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 to the outer edge of the flange portion 23 is non-uniform. Yes. More specifically, in the disc-type gas generator 1A according to the present embodiment, the above-described through holes 25 are equally provided in the flange portion 23 along the circumferential direction, and the through holes 25 of the flange portion 23 are provided. The distance in the portion provided with is larger than the distance in the portion of the flange portion 23 where the through hole 25 is not provided.
- the maximum outer shape position A which is the position farthest from the axis O of the cylindrical portion 22, of the outer edges of the flange portion 23 is totaled one at a position corresponding to the through hole 25 provided in the flange portion 23.
- the four portions are provided at equal intervals along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 at 90 [°] intervals.
- the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b and the third gas outlet 24c described above are:
- the upper shell 20 is provided in a line along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 according to a predetermined rule. More specifically, the total number of the plurality of gas ejection ports 24 is 24, and they are evenly arranged at intervals of 15 ° along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the first gas ejection ports 24a is four, and the first gas ejection ports 24a are arranged every 90 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the second gas ejection ports 24b is eight, and is arranged every 45 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the third gas ejection ports 24c is twelve, and 15 [°], 30 [°], 45 [°], 15 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. , 30 [°], 45 [°],...
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are arranged along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 with the first gas jet port 24a and the second gas jet port 24c.
- the gas outlets 24b, the third gas outlets 24c, the third gas outlets 24c, the second gas outlets 24b, and the third gas outlets 24c are arranged in this order so that four sets are repeated.
- the plurality of gas ejection ports 24 are arranged so as not to overlap each other in the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the first gas outlet 24a has a long hole shape with different opening widths in directions orthogonal to each other, and more specifically, the cylinder of the upper shell 20
- An opening width L1 along the axial direction of the cylindrical portion 22 (hereinafter, the opening width L1 along the axial direction of the cylindrical portion 22 is also referred to as a length L1) extends along the circumferential direction of the cylindrical portion 22. It has a vertically long hole shape that is larger than the opening width W1 (hereinafter, the opening width W1 along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 is also simply referred to as a width W1).
- the first gas ejection port 24 a is configured by a track hole having a pair of opening edge portions extending in parallel along the axial direction of the cylindrical portion 22.
- the second gas ejection port 24b has a long hole shape with different opening widths in directions orthogonal to each other, and more specifically, the cylinder of the upper shell 20
- An opening width L2 along the axial direction of the cylindrical portion 22 (hereinafter, the opening width L2 along the axial direction of the cylindrical portion 22 is also referred to as a length L2) extends along the circumferential direction of the cylindrical portion 22. It has a vertically long hole shape that is larger than the opening width W2 (hereinafter, the opening width W2 along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 is also simply referred to as a width W2).
- the second gas ejection port 24 b is configured by a track hole having a pair of opening edges extending in parallel along the axial direction of the cylindrical portion 22.
- the third gas ejection port 24c has a long hole shape with different opening widths in directions orthogonal to each other, and more specifically, the cylinder of the upper shell 20
- An opening width L3 along the axial direction of the cylindrical portion 22 (hereinafter, the opening width L3 along the axial direction of the cylindrical portion 22 is also referred to as a length L3) is along the circumferential direction of the cylindrical portion 22. It has a vertically long hole shape that is larger than the opening width W3 (hereinafter, the opening width W3 along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 is also simply referred to as a width W3).
- the third gas ejection port 24 c is configured by a track hole having a pair of opening edges extending in parallel along the axial direction of the cylindrical portion 22.
- each of the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c has a vertically long hole shape, whereby all the gas outlets 24 have a vertically long hole shape. Will be.
- the opening area per one first gas outlet 24a is S1
- the opening area per second gas outlet 24b is S2.
- these S1 to S3 satisfy the condition of S1> S2> S3. That is, the opening area S2 of the second gas outlet 24b is smaller than the opening area S1 of the first gas outlet 24a, and the opening area S3 of the third gas outlet 24c is the opening area S2 of the second gas outlet 24b. Smaller than.
- a perpendicular line PL is drawn with respect to the axis O of the cylindrical portion 22 from the above-described maximum outer shape position A of the flange portion 23.
- the gas jet arranged at the position closest to the vertical line PL The outlet 24 is set to be other than the first gas outlet 24a having the largest opening area among the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c.
- the third gas ejection port 24 c is disposed in the cylindrical portion 22 so as to overlap the perpendicular line PL.
- the gas outlet 24 arranged at the position closest to the perpendicular line PL has the smallest opening area among the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c.
- the gas outlet 24c is used.
- the seal tape 26 is attached to the inner peripheral surface of the upper shell 20 as described above, and a total of 24 gas jet ports 24 are formed by the seal tape 26. Each is closed.
- the shear strength (tensile strength) of the seal tape 26 is F
- the thickness of the seal tape 26 at the portion that closes the gas outlet 24 is t
- the circumference of the gas outlet is C (the circumference shown in FIG. 4).
- C1 to C3 correspond to the perimeter C)
- the opening area of the gas outlet 24 is S (the opening areas S1 to S3 described above correspond to the opening area S).
- the opening pressure at the outlet is expressed as F ⁇ t ⁇ C / S.
- the opening pressure of the first gas outlet 24a is the lowest, and the second gas outlet 24b.
- the opening pressure of the third gas jet outlet 24c is set to be the highest.
- the opening pressure can be increased by setting the circumference C longer.
- the gas jets 24 adjacent to each other in order to suppress a decrease in the pressure resistance performance of the housing by configuring each of the plurality of gas jet ports 24 to have a vertically long hole shape.
- Various opening pressures can be set while ensuring a sufficient interval between the outlets 24, and a plurality of gas jet outlets are simply enlarged in a similar shape while maintaining a circular shape.
- the degree of freedom of design is greatly increased.
- the disk-type gas generator 1A can be downsized. Is possible.
- the filter 90 that is obtained by winding and sintering the above-described metal wire such as stainless steel or steel, or the one that is pressed and pressed by a net material knitted with a metal wire.
- the pressure of the gas ejected from the gas ejection port 24 causes deformation of the filter 90 in the portion facing the gas ejection port 24, and the deformation portion is pushed outward, resulting in this being a gas.
- a phenomenon occurs in which the jetting out from the jetting port 24 occurs.
- This phenomenon is likely to occur when the shape of the gas outlet 24 is a perfect circle, and is less likely to occur when it is a non-circular shape. This is because, when the shape of the gas outlet 24 is a non-circular shape, the flow resistance against the gas increases at the corners and corners of the gas outlet 24 of the shape, and the opening area of the gas outlet 24 increases. In comparison, the flow rate of the gas that actually flows is suppressed as a whole, and it is assumed that the force for pushing the filter 90 toward the outside is reduced.
- the shape of the gas outlet 24 is preferably a non-circular shape as typified by the above-described vertically long hole shape, and the opening area is particularly large in order to set the opening pressure low. It is preferable to have a more non-circular shape.
- the non-circular shape mentioned here includes various shapes, and besides the above-described vertically long hole shape, a horizontally long hole shape, a slanted long hole shape, and the like are included. , T-shape, asterisk shape, and a shape obtained by rotating these around the center.
- At least one of the plurality of first gas outlets 24a, the plurality of second gas outlets 24b, and the plurality of third gas outlets 24c is one.
- the opening area of the gas outlet is S [mm 2 ] and the circumference of the one gas outlet is C [mm]
- these S and C are S / C ⁇ 0.27 ⁇ S it will be preferably configured by gas ports of satisfying the shape of 0.5, more it would be further preferable to satisfy the condition of S / C ⁇ 0.22 ⁇ S 0.5 .
- FIG. 5 is a diagram schematically showing how the gas outlet is opened in stages when the gas generator according to the present embodiment is in operation.
- 5 (A), 5 (B), and 5 (C) schematically show the states at the time when a predetermined time has elapsed from the start of the operation. The elapsed time becomes longer in the order of FIG. 5 (B) and FIG. 5 (C).
- the gas generating agent 61 starts to combust, and the internal pressure of the combustion chamber 60 starts to increase accordingly.
- the plurality of gas ejection ports 24 are opened in stages in the process in which the internal pressure of the combustion chamber 60 increases.
- the internal pressure of the combustion chamber 60 reaches a pressure at which any of the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c can be opened.
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are not opened, and the internal pressure continues to rise.
- the four internal pressures of the combustion chamber 60 have the lowest open pressure among the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c.
- the internal pressure P1 at which the one gas outlet 24a can be opened is reached, and as a result, as shown in FIG. 5 (A), the seal tape 26 covering the four first gas outlets 24a is cleaved.
- the gas is ejected through the opened four first gas ejection ports 24a.
- a gas output can be obtained within a relatively short time from the start of operation, and the inflation and deployment of the airbag can be started early.
- the internal pressure of the combustion chamber 60 is set to an appropriate high pressure state. As a result, the internal pressure of the combustion chamber 60 does not drop excessively. Therefore, stable combustion of the gas generating agent 61 is continued, and the inflation and deployment of the airbag can be continued.
- the internal pressure of the combustion chamber 60 is next lower than the first gas jet port 24a among the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c.
- the internal pressure P2 at which the eight second gas ejection ports 24b having the opening pressure can be opened is reached, and as a result, as shown in FIG. 5B, the eight second gas ejection ports 24b are covered.
- the gas is passed through a total of twelve first gas outlets 24a and second gas outlets 24b including four first gas outlets 24a that have been opened and the seal tape 26 of the portion has been opened. Is ejected.
- the internal pressure of the combustion chamber 60 is maintained at an appropriate high pressure because the third gas outlet 24c is not yet opened.
- the internal pressure of the combustion chamber 60 does not drop extremely. Therefore, stable combustion of the gas generating agent 61 is continued, and the inflation and deployment of the airbag can be continued.
- the internal pressure of the combustion chamber 60 has twelve first pressures having the highest open pressure among the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c.
- the internal pressure P3 that can open the three gas outlets 24c is reached, and as a result, as shown in FIG. 5C, the seal tape 26 covering the twelve third gas outlets 24c is cleaved.
- Including a total of twelve first gas outlets 24a and second gas outlets 24b that are already open, a total of 24 first gas outlets 24a, second gas outlets 24b, and Gas is ejected through the third gas ejection port 24c.
- the gas generating agent 61 will continue to burn stably, and all of the gas generating agent 61 will burn out. As a result, a high gas output can be stably obtained, and the continuous deployment of the airbag can be further continued.
- gas output is stopped when the gas generating agent 61 is completely burned out, whereby the operation of the disk-type gas generator 1A is ended and the deployment of the airbag is also ended.
- the pressure in the above-described housing space which is the space inside the housing accompanying the combustion of the gas generating agent 61, when the disk type gas generator 1A is operated. Since the plurality of gas outlets 24 are configured to be opened stepwise as they rise, all the gas outlets are opened simultaneously as the pressure in the space inside the housing increases. Compared to the disk type gas generator configured, it is possible to prevent a significant drop in the increase in internal pressure, particularly in a low temperature environment. Therefore, the gas generating agent 61 can be continuously burned in any temperature environment from a high temperature environment to a low temperature environment, and as a result, the performance difference in gas output caused by the environmental temperature can be reduced. Is possible.
- a plurality of gas ejection ports 24 are provided.
- the sum of the opening areas of the first gas outlets 24a is SA1
- the sum of the opening areas of the plurality of second gas outlets 24b is SA2
- the sum of the opening areas of the plurality of third gas outlets 24c is SA3.
- SA1 4 ⁇ S1
- SA2 8 ⁇ S2
- SA3 12 ⁇ S3
- these SA1 to SA3 preferably satisfy the condition of SA1 ⁇ SA2 + SA3.
- the sum SA1 of the opening areas of the plurality of first gas outlets 24a is the sum SA2 of the opening areas of the plurality of second gas outlets 24b and the sum SA3 of the opening areas of the plurality of third gas outlets 24c. It is preferable that it is smaller than the sum total. This is because the internal pressure of the combustion chamber 60 is large when the sum (SA1) of the opening areas of the plurality of first gas outlets 24a in the total opening area of the plurality of gas outlets 24 (ie, SA1 + SA2 + SA3) is large. This is because it becomes difficult to maintain a high pressure state.
- FIG. 6 (A) is a diagram schematically showing the degree of deformation of the main part of the housing during operation of the disk-type gas generator according to the comparative example
- FIG. 6 (B) is a diagram in the present embodiment. It is the figure which represented typically the grade of the deformation
- FIG. 6 and FIG. 2 described above, the main part of the housing during operation of the disk type gas generator 1X according to the comparative example and the disk type gas generator 1A in the present embodiment.
- the thickness of the housing which is a pressure vessel, is reduced in thickness, the pressure resistance performance is increased.
- the cross section shown in FIG. 6 (B) is a cross section taken along the line VIB-VIB shown in FIG. 4 in the housing of the disk type gas generator 1A in the present embodiment.
- the cross section shown in FIG. 6 is a cross section corresponding to the cross section shown in FIG. 6B in the housing of the disk type gas generator 1X according to the comparative example.
- the housing when the disk-type gas generator is operated, the housing is deformed so as to bulge outward as the pressure in the space inside the housing rises, and as a result, local deformation occurs at a predetermined part of the housing. Stress concentration occurs. At that time, when the degree of deformation of the housing is relatively large and a stress greater than the pressure resistance of the housing is generated in the part, the housing breaks starting from the part. On the other hand, if the degree of deformation of the housing is relatively small and no stress greater than the pressure resistance of the housing is generated in the part, the housing will not break and the operation of the disk-type gas generator will be completed normally. become.
- a portion connected to the flange portion 23 of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 (a portion indicated by a region R in FIG. 2).
- the cylindrical portion 22 itself is a portion that is relatively easily deformed with an increase in pressure in the space inside the housing, but the flange portion 23 is easily deformed with respect to a portion connected to the flange portion 23.
- the deformation of the portion is constrained by the flange portion 23, and as a result, a large stress is generated in the region R.
- the protruding amount toward the radially outer side of the flange portion 23 is configured to be particularly large.
- the restraining force by the portion 23 acts strongly, and as a result, stress is generated more concentratedly than the other portions of the region R.
- the housing basically does not break unless stress greater than the pressure resistance of the housing is generated in the region R of the portion located in the vicinity of the maximum outer shape position A of the flange portion 23.
- the disc type gas generator 1X is cylindrical from the maximum outer shape position A of the flange portion 23 when compared with the disc type gas generator 1A in the present embodiment.
- the gas outlets 24 arranged at positions closest to the perpendicular are the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c.
- the first gas injection port 24a having the largest opening area is different.
- the first gas jet having the largest opening area in the vicinity of the portion corresponding to the maximum outer shape position A of the flange portion 23 of the cylindrical portion 22.
- the upper shell 20 can be made relatively thin when compared with the disc type gas generator 1X according to the comparative example described above. As a result, a reduction in size and weight can be realized.
- the disk-type gas generator 1A in the present embodiment, it is possible to reduce the size and weight while ensuring the pressure resistance performance, and to reduce the performance difference in gas output caused by the environmental temperature.
- a gas generator can be realized.
- the disc-type gas generator 1A in the present embodiment is configured to have the same shape and the same opening area so as to have the same opening pressure.
- the gas outlets are regarded as a group of gas outlets according to the formation positions of the gas outlets, the plurality of gas outlets described above only by the following plurality of gas outlet groups It can be seen that 24 is configured. In determining the gas outlet group, as described above, this is determined so that one set of gas outlet groups is formed by as many gas outlets as possible.
- First gas outlet group X a total of four gas outlets 24a arranged at intervals of 90 [°]
- Second gas outlet group Y a total of eight gas outlets 24b arranged at 45 [°] intervals
- Third gas outlet group Z1 a total of eight gas outlets 24c arranged at 45 [°] intervals
- Third gas outlet group Z2 a total of four gas outlets 24c arranged at 90 [°] intervals That is, in the disc-type gas generator 1A according to the present embodiment, the plurality of gas outlets 24 are rotationally symmetric with an angle of 120 ° or less about the axis O of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- four sets of gas jet groups X, Y, Z1 including a plurality of gas jets having the same opening pressure and arranged evenly in the circumferential direction of the cylindrical portion 22 so as to have the property , Z2 only.
- the fixing force of an external member for example, a retainer of an air bag device, etc.
- the fixing force of an external member for example, a retainer of an air bag device, etc.
- the thrust balance applied to the disk-type gas generator 1A is greatly broken.
- the four first gas outlets 24a arranged evenly along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 are opened.
- gas is ejected at four positions that are equally spaced along the circumferential direction of the cylindrical portion 22, and by any chance the fixing force of the fixing member that fixes the disk-type gas generator 1A
- the balance of thrust applied to the disk-type gas generator 1A is relatively less likely to be lost.
- a total of twelve first gas outlets 24a and second gas are arranged substantially evenly along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. Since the spout 24b is in an open state, the gas is ejected at 12 positions that are substantially equally spaced along the circumferential direction of the cylindrical portion 22. In the unlikely event, the disc type gas generator 1A Even when the fixing force of the fixing member for fixing the disk is insufficient only at some positions in the circumferential direction of the housing, the balance of the thrust applied to the disk type gas generator 1A is not easily lost to a considerable extent.
- the airbag has not yet been sufficiently deployed, so that the distance between the opened gas ejection port 24 and the airbag is Although it will be in a very close state, at that time also at four positions that are equally spaced and 12 positions that are approximately equally spaced along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. Since each gas is dispersed and ejected, it can be avoided that high-temperature and high-pressure gas is ejected by concentrating on a local portion of the airbag. Therefore, by adopting the above configuration, the possibility of damaging the airbag can be reduced.
- the third gas outlet 24c is further provided to all of the plurality of gas outlets 24 (that is, the first gas outlet 24a and the second gas outlet 24b).
- the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 is also in the fourth stage after the start of the operation described above.
- the gas is also dispersed and ejected at 24 positions at regular intervals along the circumferential direction.
- the number of the gas outlets 24 provided in the housing can be reduced while the number of the gas outlets 24 is increased, so that the number of spaces in the housing during operation can be increased.
- the pressure can be lowered to a considerable extent within a range where the gas generating agent 61 can stably and continuously burn. Therefore, also in this sense, it is possible to reduce the thickness of the housing while ensuring the pressure resistance performance of the housing, and as a result, it is possible to realize a significant reduction in size and weight of the disk-type gas generator.
- the disc-type gas generator 1A in the present embodiment is of a type that inflates and deploys a standard-sized airbag, and the outer diameter of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 is, for example, 60 .4 [mm], and the thickness (plate thickness) of the cylindrical portion 22 is designed to be 1.1 [mm], for example.
- the length L1 and the width W1 of the first gas ejection port 24a are set to, for example, 4.0 [mm] and 1.9 [mm], respectively, and the length L2 of the second gas ejection port 24b and The width W2 is set to, for example, 3.3 [mm] and 1.4 [mm], respectively, and the length L3 and the width W3 of the third gas ejection port 24c are, for example, 2.5 [mm] and 1.3, respectively. [Mm] is set.
- the formation of the plurality of gas outlets 24 is generally performed by a punching process using a press machine, but in the case of designing as described above, the gas outlets 24 adjacent to each other are formed. Since the pitch becomes small, it is practically impossible to perform this by a single punching process due to limitations of the press.
- the disk-type gas generator 1A having the above configuration is manufactured.
- a total of 12 gas jets arranged at intervals of 30 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 are subjected to a single punching process. It is preferable to form a total of 12 gas outlets that are disposed every 30 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 by a single punching process. In this way, it is possible to form all of the plurality of gas outlets 24 by two punching processes, and to reduce the manufacturing cost.
- the gas outlet 24 has a long hole shape so that a difference in environmental temperature (that is, whether it is in a low temperature environment or a normal temperature environment, or a high temperature). It is possible to vary the actual opening area in a state where the gas outlet 24 is opened, depending on whether the gas generating agent 61 is in an environment, and it is possible to promote the combustion of the gas generating agent 61 particularly in a low temperature environment. become. Therefore, the performance difference in gas output caused by the environmental temperature can be remarkably reduced, and a disk-type gas generator with higher performance than the conventional one can be obtained.
- a difference in environmental temperature that is, whether it is in a low temperature environment or a normal temperature environment, or a high temperature.
- FIG. 7 is a diagram schematically showing a state in the vicinity of the gas outlet when the gas generator according to this embodiment is operated.
- FIG. 7A shows the case where the gas generator is operated under a normal temperature environment and a high temperature environment
- FIG. 7B shows the case where the gas generator is operated under a low temperature environment. Shows the case.
- the gas jet outlet 24 is increased as the internal pressure of the combustion chamber 60 increases.
- the sealing tape 26 of the portion that closes the gas is cleaved, the sealing tape 26 completely breaks along the opening edge of the gas outlet 24 having the shape of a long hole, and breaks at the opening edge of the gas outlet 24.
- the seal tape 26 does not adhere. Therefore, the opening area of the gas outlet 24 is the same as the actual opening area when the gas outlet 24 is opened by the tearing of the seal tape 26.
- the gas outlet 24 is closed as the internal pressure of the combustion chamber 60 increases.
- the sealing tape 26 of the portion to be cut is torn, the sealing tape 26 breaks along the opening edge of the gas outlet 24 having a long hole shape, but completely breaks along the entire circumference of the opening edge. No breakage occurs in one of the pair of opening edge portions extending in parallel along the cylindrical portion 22, and the broken sealing tape 26 is attached to the opening edge portion of the gas outlet 24. .
- the actual opening area in a state where the gas ejection port 24 is opened by the tearing of the seal tape 26 is smaller than the opening area of the gas ejection port 24 by an amount corresponding to the cross-sectional area of the sealing tape 26. Will be.
- the total sum of the actual opening area of the gas outlet 24 during the operation of the disk type gas generator 1A is relatively large, whereas in the low temperature environment, the disk The sum total of the actual opening area of the gas outlet 24 during the operation of the gas generator 1A is relatively reduced.
- the amount of gas discharged through the gas jet port 24 is limited by opening the gas jet port 24 as compared with the normal temperature environment and the high temperature environment.
- the increase in the internal pressure of the combustion chamber 60 is promoted. Accordingly, it becomes possible to promote the combustion of the gas generating agent 61 particularly in a low temperature environment, and it is possible to remarkably reduce the difference in gas output performance due to the environmental temperature.
- a higher performance disk type gas generator can be obtained.
- the gas outlet 24 has a non-round hole-like long hole shape, so that the distance from the center of the gas outlet 24 to the opening edge becomes non-uniform, and thus the opening along the opening edge.
- the instantaneous energy required to break the seal tape 26 at once is increased, and the internal pressure of the combustion chamber 60 is increased rapidly in a normal temperature environment and a high temperature environment, so that the instantaneous energy is obtained.
- the instantaneous energy cannot be obtained because the rising speed of the internal pressure of the combustion chamber 60 is slow in a low temperature environment.
- the long hole shape As an example of the long hole shape, the case where the gas outlet 24 is configured by a track hole has been described as an example, but the opening shape of the gas outlet 24 is the same.
- an elliptical shape or a rectangular shape may be used.
- the long hole-shaped gas ejection port 24 has a pair of opening edges extending in parallel along the cylindrical portion 22. It is more preferable that the track-shaped or rectangular holes described above are used.
- the horizontally long hole shape is a long hole shape in which the opening width along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 is larger than the opening width along the axial direction of the cylindrical portion 22. is there.
- the case where the plurality of gas ejection ports 24 are arranged in a line along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 has been described as an example. These may be arranged in a staggered manner or over a plurality of rows, or may be arranged in another layout.
- the low temperature environment, the normal temperature environment, and the high temperature environment described above are, for example, an environment where the environmental temperature is around ⁇ 40 [° C.], an environment around 20 [° C.], and an environment around 85 [° C.], respectively. Means.
- FIG. 8 is a front view of the disk-type gas generator according to Embodiment 2 of the present invention
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the upper shell along the line IX-IX shown in FIG.
- the disc-type gas generator 1B in the present embodiment is of a type that inflates and deploys a standard-sized airbag, like the disc-type gas generator 1A in the first embodiment described above.
- the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 has a first gas outlet 24a having the same shape and size as the disk-type gas generator 1A in the first embodiment described above, A two gas outlet 24b and a third gas outlet 24c (see FIGS. 1 and 4 etc.) are provided.
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are arranged along a circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 with a predetermined rule (however, Are arranged in a line according to a rule different from the rule shown in the first embodiment described above. More specifically, the total number of the plurality of gas ejection ports 24 is 24, and they are arranged at predetermined angles along the circumferential direction of the tubular portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the first gas ejection ports 24a is four, and the first gas ejection ports 24a are arranged every 90 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the second gas ejection ports 24b is eight, and 39 [°], 51 [°], 39 [°], 51 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. , ... are arranged for each.
- the number of the third gas ejection ports 24c is twelve, and 21 [°], 30 [°], 39 [°], 21 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. , 30 [°], 39 [°],...
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are arranged along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 with the first gas jet port 24a and the second gas jet port 24c.
- the gas outlets 24b, the third gas outlets 24c, the third gas outlets 24c, the second gas outlets 24b, and the third gas outlets 24c are arranged in this order so that four sets are repeated.
- the plurality of gas ejection ports 24 are arranged so as not to overlap each other in the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the arrangement intervals between the gas outlets 24 arranged in the order of the outlets 24a,... Are 21 [°], 9 [°], 21 [°], 9 [°], 21 [ °], 9 [°], and so on.
- the disk-type gas generator 1 ⁇ / b> B in the present embodiment is configured to have the same shape and the same opening area so as to have the same opening pressure.
- the gas outlets are regarded as a group of gas outlets according to the formation positions of the gas outlets, the plurality of gas outlets described above only by the following plurality of gas outlet groups It can be seen that 24 is configured. In determining the gas outlet group, as described above, this is determined so that one set of gas outlet groups is formed by as many gas outlets as possible.
- First gas outlet group X a total of four gas outlets 24a arranged at intervals of 90 [°]
- Second gas jet group Y1 A total of four gas jets 24b arranged at 90 [°] intervals.
- Second gas outlet group Y2 a total of four gas outlets 24b arranged at 90 [°] intervals
- Third gas outlet group Z1 A total of four gas outlets 24c arranged at intervals of 90 [°].
- Third gas outlet group Z2 a total of four gas outlets 24c arranged at 90 [°] intervals
- Third gas outlet group Z3 a total of four gas outlets 24c arranged at intervals of 90 [°] That is, in the disk-type gas generator 1B according to the present embodiment, the plurality of gas outlets 24 are rotationally symmetric with an angle of 120 ° or less about the axis of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- a perpendicular line PL is drawn with respect to the axis O of the cylindrical portion 22 from the maximum outer shape position A of the flange portion 23 (
- a gas outlet 24 arranged at a position closest to the perpendicular PL is representatively shown in the case where the perpendicular PL is drawn from one of the four maximum outer shape positions A).
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are other than the first gas jet port 24a having the largest opening area.
- the cylindrical portion 22 when viewed along the axis O of the cylindrical portion 22, the cylindrical portion 22 is not provided with the gas outlet 24 at a position overlapping the vertical line PL (that is, the vertical line). None of the gas outlets 24a to 24c is arranged at a position on a plane including PL and the axis O of the cylindrical portion 22), and at the intersection of the cylindrical portion 22 and the perpendicular PL. A third gas ejection port 24c is disposed at the nearest position. As a result, the gas outlet 24 arranged at the position closest to the perpendicular line PL has the smallest opening area among the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c. The gas outlet 24c is used.
- FIG. 10 is a diagram schematically showing the degree of deformation of the main part of the housing during the operation of the disk-type gas generator in the present embodiment.
- the cross section shown in FIG. 10 is a cross section taken along the line XX shown in FIG. 9 in the housing of the disk-type gas generator 1B in the present embodiment.
- the three gas outlets 24c are configured. Therefore, the mechanical strength of the cylindrical portion 22 is relatively high in the portion in the vicinity of the intersection with the perpendicular PL in the cylindrical portion 22 as compared with the other portions.
- the thickness of the upper shell 20 can be made relatively thinner when compared with the disk-type gas generator 1A in the first embodiment described above. As a result, further reduction in size and weight can be realized.
- the disk-type gas generator 1B is of a type that inflates and deploys a standard-sized airbag as described above, and is provided outside the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the diameter is designed to be 60.4 [mm], for example, and the thickness (plate thickness) of the cylindrical portion 22 is designed to be 1.1 [mm], for example.
- the length L1 and the width W1 of the first gas ejection port 24a are set to, for example, 4.0 [mm] and 1.9 [mm], respectively, and the length L2 of the second gas ejection port 24b and The width W2 is set to, for example, 3.3 [mm] and 1.4 [mm], respectively, and the length L3 and the width W3 of the third gas ejection port 24c are, for example, 2.5 [mm] and 1.3, respectively. [Mm] is set.
- a total of twelve included in one set of the first gas jet group X, one set of the third gas jet group Z1, and one set of the second gas jet group Y2. are formed by a single punching process and included in one set of second gas jet group Y1, one set of third gas jet group Z2, and one set of third gas jet group Z3.
- By forming a total of 12 gas ejection ports by a single punching process it becomes possible to form all of the plurality of gas ejection ports 24 by a total of 2 punching processes. It is possible to minimize the manufacturing cost in consideration of restrictions.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of the upper shell of the disk-type gas generator according to Embodiment 3 of the present invention
- FIG. 12 is an enlarged view of the first to third gas ejection ports shown in FIG.
- a disk-type gas generator 1C according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
- the disc type gas generator 1C in the present embodiment is a type in which a small airbag smaller than a standard size is inflated and deployed, unlike the disc type gas generator 1B in the second embodiment.
- the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 is provided with a smaller number of gas ejection ports 24 than in the case of the disk-type gas generator 1B in the second embodiment described above. .
- the first gas outlet 24 a, the second gas outlet 24 b, and the third gas outlet 24 c are predetermined along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the first gas ejection ports 24a is four, and the first gas ejection ports 24a are arranged every 90 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the second gas ejection ports 24b is eight, and 30 [°], 60 [°], 30 [°], 60 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. , ... are arranged for each.
- the number of the third gas ejection ports 24c is four, and the third gas ejection ports 24c are arranged every 90 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are arranged along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 with the first gas jet port 24a and the third gas jet port 24c.
- the gas outlet 24c, the second gas outlet 24b, and the second gas outlet 24b are arranged in this order so that four sets are repeated.
- the plurality of gas ejection ports 24 are arranged so as not to overlap each other in the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- each gas arrange
- the arrangement intervals between the jet outlets 24 are 21 [°], 9 [°], 30 [°], 30 [°],.
- disc-type gas generator 1 ⁇ / b> C in the present embodiment is configured to have the same shape and the same opening area so as to have the same opening pressure.
- the gas outlets are regarded as a group of gas outlets according to the formation positions of the gas outlets, the plurality of gas outlets described above only by the following plurality of gas outlet groups It can be seen that 24 is configured. In determining the gas outlet group, as described above, this is determined so that one set of gas outlet groups is formed by as many gas outlets as possible.
- First gas outlet group X a total of four gas outlets 24a arranged at intervals of 90 [°]
- Second gas jet group Y1 A total of four gas jets 24b arranged at 90 [°] intervals.
- Second gas outlet group Y2 a total of four gas outlets 24b arranged at 90 [°] intervals
- Third gas outlet group Z a total of four gas outlets 24c arranged at 90 [°] intervals That is, in the disc-type gas generator 1C according to the present embodiment, the plurality of gas outlets 24 are rotationally symmetric with an angle of 120 ° or less about the axis of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- FIG. 11 also in the disc type gas generator 1 ⁇ / b> C according to the present embodiment, when a perpendicular line PL is drawn from the maximum outer shape position A of the flange portion 23 to the axis O of the cylindrical portion 22 ( In FIG. 11, a gas outlet 24 arranged at a position closest to the perpendicular PL is representatively shown in the case where the perpendicular PL is drawn from one of the four maximum outer shape positions A).
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are other than the first gas jet port 24a having the largest opening area.
- the cylindrical portion 22 when viewed along the axis O of the cylindrical portion 22, the cylindrical portion 22 is not provided with the gas outlet 24 at a position overlapping the vertical line PL (that is, the vertical line). None of the gas outlets 24a to 24c is arranged at a position on a plane including PL and the axis O of the cylindrical portion 22), and at the intersection of the cylindrical portion 22 and the perpendicular PL.
- the second gas jet outlet 24b is arranged at the closest position. Thereby, the gas outlet 24 arranged at the position closest to the perpendicular line PL has the second smallest opening area among the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c.
- the second gas outlet 24b is used.
- the predetermined portion of the upper shell 20 at the time of its operation (as in the case of the disc-type gas generator 1B in the second embodiment described above) ( In particular, it is possible to drastically reduce the occurrence of stress concentration at a portion corresponding to the maximum outer shape position A of the flange portion 23 in the region R described above. Therefore, by adopting this configuration, the thickness of the upper shell 20 can be made relatively thin, and as a result, a reduction in size and weight can be realized.
- the disk-type gas generator 1C in the present embodiment is of a type that inflates and deploys a small airbag smaller than a standard size as described above, and has a cylindrical shape of the upper shell 20.
- the outer diameter of the portion 22 is designed to be 57.5 [mm], for example, and the thickness (plate thickness) of the cylindrical portion 22 is designed to be 1.1 [mm], for example.
- the length L1 and width W1 of the first gas outlet 24a are set to, for example, 3.5 [mm] and 2.1 [mm], respectively
- the length L2 and the width W2 of the outlet 24b are set to, for example, 2.6 [mm] and 1.4 [mm], respectively
- the length L3 and the width W3 of the third gas ejection port 24c are, for example, 2.4 respectively. [Mm] and 1.2 [mm] are set.
- FIG. 14 is an enlarged view of the first to third gas ejection ports shown in FIG.
- a disk type gas generator 1 ⁇ / b> D according to Embodiment 4 of the present invention will be described.
- the disc type gas generator 1D in the present embodiment is of a type that inflates and deploys a large airbag larger than the standard size, unlike the disc type gas generator 1B in the second embodiment. As shown in FIG. 13, the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 is provided with a larger number of gas outlets 24 than in the case of the disk-type gas generator 1B in the second embodiment described above. .
- the first gas outlet 24 a, the second gas outlet 24 b, and the third gas outlet 24 c are predetermined along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the number of the first gas outlets 24a is eight, and 70 [°], 20 [°], 70 [°], 20 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. , ... are arranged for each.
- the number of the second gas ejection ports 24b is eight, and 30 [°], 60 [°], 30 [°], 60 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. , ... are arranged for each.
- the number of the third gas ejection ports 24c is 16, and 20 [°], 10 [°], 20 [°], and 40 [°] along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20. , 20 [°], 10 [°], 20 [°], 40 [°],...
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are arranged along the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20 with the first gas jet port 24a and the third gas jet port 24c.
- the plurality of gas ejection ports 24 are arranged so as not to overlap each other in the circumferential direction of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the intervals between the gas outlets 24 arranged in the order of the outlet 24c, the first gas outlet 24a, the first gas outlet 24a,... are 10 [°] and 10 [° in order as shown in the figure. ], 10 [°], 10 [°], 10 [°], 10 [°], 10 [°], 10 [°], 10 [°], 10 [°], 20 [°], and so on.
- the disk-type gas generator 1D in the present embodiment is configured to have the same shape and the same opening area so as to have the same opening pressure.
- the gas outlets are regarded as a group of gas outlets according to the formation positions of the gas outlets, the plurality of gas outlets described above only by the following plurality of gas outlet groups It can be seen that 24 is configured. In determining the gas outlet group, as described above, this is determined so that one set of gas outlet groups is formed by as many gas outlets as possible.
- First gas jet group X1 A total of four gas jets 24a arranged at intervals of 90 [°].
- First gas outlet group X2 a total of four gas outlets 24a arranged at intervals of 90 [°]
- Second gas jet group Y1 A total of four gas jets 24b arranged at 90 [°] intervals.
- Second gas outlet group Y2 a total of four gas outlets 24b arranged at 90 [°] intervals
- Third gas outlet group Z1 A total of four gas outlets 24c arranged at intervals of 90 [°].
- Third gas outlet group Z2 a total of four gas outlets 24c arranged at 90 [°] intervals
- Third gas outlet group Z3 a total of four gas outlets 24c arranged at intervals of 90 [°]
- Third gas outlet group Z4 a total of four gas outlets 24c arranged at intervals of 90 [°]
- the plurality of gas outlets 24 are rotationally symmetric with an angle of 120 ° or less about the axis of the cylindrical portion 22 of the upper shell 20.
- the gas outlet 24 arranged at a position closest to the perpendicular PL is representatively shown in the case where the perpendicular PL is drawn from one of the four maximum outer shape positions A).
- the first gas jet port 24a, the second gas jet port 24b, and the third gas jet port 24c are other than the first gas jet port 24a having the largest opening area.
- the cylindrical portion 22 when viewed along the axis O of the cylindrical portion 22, the cylindrical portion 22 is not provided with the gas outlet 24 at a position overlapping the vertical line PL (that is, the vertical line). None of the gas outlets 24a to 24c is arranged at a position on a plane including PL and the axis O of the cylindrical portion 22), and at the intersection of the cylindrical portion 22 and the perpendicular PL. A third gas ejection port 24c is disposed at the nearest position. As a result, the gas outlet 24 arranged at the position closest to the perpendicular line PL has the smallest opening area among the first gas outlet 24a, the second gas outlet 24b, and the third gas outlet 24c. The gas outlet 24c is used.
- the predetermined portion of the upper shell 20 at the time of its operation (as in the case of the disc-type gas generator 1B in the second embodiment described above) ( In particular, it is possible to drastically reduce the occurrence of stress concentration at a portion corresponding to the maximum outer shape position A of the flange portion 23 in the region R described above. Therefore, by adopting this configuration, the thickness of the upper shell 20 can be made relatively thin, and as a result, a reduction in size and weight can be realized.
- the disk-type gas generator 1D in the present embodiment is of a type that inflates and deploys a large airbag larger than a standard size as described above, and has a cylindrical shape of the upper shell 20.
- the outer diameter of the portion 22 is designed to be, for example, 70.0 [mm]
- the thickness (plate thickness) of the tubular portion 22 is designed to be, for example, 1.3 [mm].
- the length L1 and the width W1 of the first gas outlet 24a are set to, for example, 3.7 [mm] and 2.0 [mm], respectively.
- the length L2 and the width W2 of the outlet 24b are set to, for example, 3.1 [mm] and 1.6 [mm], respectively, and the length L3 and the width W3 of the third gas ejection port 24c are, for example, 2.5 respectively. [Mm] and 1.4 [mm] are set.
- the housing is constituted by a pair of shell members including an upper shell and a lower shell has been described as an example.
- the above-described shell member is also possible.
- the housing as a plurality of gas outlets including those having different opening areas is illustrated.
- it may be configured with two types of gas jets or may be configured with four or more types of gas jets.
- 1A-1D Disc type gas generator 10 Lower shell, 11 Bottom plate, 12 Tube, 13 Projection tube, 14 Depression, 15 Opening, 20 Upper shell, 21 Top plate, 22 Tube Part, 23 flange part, 24 gas outlet, 24a first gas outlet, 24b second gas outlet, 24c third gas outlet, 25 through hole, 26 seal tape, 28 gap part, 30 holding part, 31 inside Covering part, 32 outer covering part, 33 connecting part, 34 female connector part, 40 igniter, 41 ignition part, 42 terminal pin, 50 cup-shaped member, 51 top wall part, 52 side wall part, 53 extension part, 54 Tip, 55 Transfer chamber, 56 Transfer agent, 60 Combustion chamber, 61 Gas generating agent, 70 Lower support member, 71 Bottom, 72 Abutment, 73 Tip, 80 Parts supporting member, 81 bottom, 82 abutments 85 cushion material, 90 filter, A maximum external position, O axis, PL vertical.
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Abstract
ガス発生器(1A)は、複数のシェル部材が組み合わされて接合されることで構成されたハウジングを備え、複数のシェル部材のうちの1つは、筒状部(22)とフランジ部(23)とを有する。筒状部(22)には、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口(24a,24b,24c)が設けられ、フランジ部(23)は、筒状部(22)の軸線(O)からフランジ部(23)の外縁までの距離が非一様となる形状に構成される。フランジ部(23)の外縁のうち、軸線(O)から最も遠い位置である最大外形位置(A)から、軸線(O)に対して垂線(PL)を引いた場合に、当該垂線(PL)に最も近い位置に配置されたガス噴出口が、複数個のガス噴出口(24a,24b,24c)のうちの最も開口面積が大きいもの以外のものである。
Description
本発明は、車両等衝突時に乗員を保護する乗員保護装置に組み込まれるガス発生器に関し、特に、自動車等に装備されるエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器に関する。
従来、自動車等の乗員の保護の観点から、乗員保護装置であるエアバッグ装置が普及している。エアバッグ装置は、車両等衝突時に生じる衝撃から乗員を保護する目的で装備されるものであり、車両等衝突時に瞬時にエアバッグを膨張および展開させることにより、エアバッグがクッションとなって乗員の体を受け止めるものである。
ガス発生器は、このエアバッグ装置に組み込まれ、車両等衝突時にコントロールユニットからの通電によって点火器を発火し、点火器において生じる火炎によりガス発生剤を燃焼させて多量のガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張および展開させる機器である。
ガス発生器には、種々の構造のものが存在するが、運転席側エアバッグ装置や助手席側エアバッグ装置等に好適に利用できるガス発生器として、外径が比較的大きい短尺略円柱状のディスク型ガス発生器があり、サイドエアバッグ装置やカーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置等に好適に利用できるガス発生器として、外径が比較的小さい長尺略円柱状のシリンダ型ガス発生器がある。
このうち、ディスク型ガス発生器は、軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状のハウジングを有し、ハウジングの周壁部に複数個のガス噴出口が設けられるとともに、ハウジングに組付けられた点火器の周囲を囲うようにハウジングの内部にガス発生剤が充填され、さらにガス発生剤の周囲を囲うようにフィルタがハウジングの内部に収容されてなるものである。
ここで、ディスク型ガス発生器においては、有底略円筒状の形状を有する一対のシェル部材を組み合わせることでハウジングが構成される場合が多い。このうちの一方のシェル部材には、当該ディスク型ガス発生器を外部の部材(たとえば、エアバッグ装置に設けられたリテーナ等)に固定するための部位であるフランジ部が設けられる。
一般に、ガス発生器においては、作動時においてガス発生剤を安定して持続的に燃焼させることが重要である。ガス発生剤を安定して持続的に燃焼させるためには、ガス発生剤を所定の高圧環境下に置くことが必要であるため、ガス発生器においては、ハウジングに設けられる複数個のガス噴出口の大きさを所望の大きさに絞ることにより、作動時においてハウジングの内部の空間の圧力が相当程度にまで高まるようにその設計がなされている。
しかしながら、ガス発生器の出力特性は、当該ガス発生器が置かれた周囲環境の影響を受け、特にその環境温度に依存し、高温環境下において出力特性が強まり、低温環境下において出力特性が弱まる傾向にある。すなわち、高温環境下においては、ガスがより早くかつより強く噴出することになり、低温環境下においては、ガスがより遅くかつより弱く噴出することになる。そのため、特に低温環境下においては、ガス噴出口が開放されることでハウジングの内部の圧力に大幅な落ち込みが発生し易くなり、ガス発生剤の持続的な燃焼が阻害されてガス出力に不足が生じてしまうおそれがある。
この環境温度に起因したガス出力の性能差を低減することを目的として、たとえば国際公開第2015/163290号(特許文献1)には、ハウジングに設けられる複数個のガス噴出口としてその開放圧が異なるものを含むように構成されたガス発生器が開示されている。
このように構成されたガス発生器においては、ハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴って複数個のガス噴出口が段階的に開放されることになる。そのため、ハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴って一斉にすべてのガス噴出口が開放されるように構成されたガス発生器に比べ、特に低温環境下において、ハウジングの内部の圧力に大幅な落ち込みが発生することが防止できることになる。
したがって、当該構成のガス発生器とすることにより、高温環境下から低温環境下までのいずれの温度環境下においてもガス発生剤を持続的に燃焼させることが可能になり、結果として環境温度に起因したガス出力の性能差を低減することが可能になる。
なお、上記公報の図10ないし図12には、開放圧が3段階に設定されてなる複数個のガス噴出口をハウジングの周壁部に設けることにより、作動時におけるハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴って複数個のガス噴出口が3段階に分けて開放されるように構成されたディスク型ガス発生器が開示されている。ここで、ディスク型ガス発生器に求められる一般的な仕様を考慮した場合には、このように複数個のガス噴出口が3段階に分けて開放されるように設定されることが好ましい。
一方、近年においては、ガス発生器の小型軽量化が強く求められている。ガス発生器の小型軽量化を図るためには、耐圧容器であるハウジングの厚みを薄型化することが効果的であるが、ハウジングの厚みを単に薄くした場合には、ハウジングの耐圧性能を十分に確保することができなくなってしまう。
特に、作動時において複数個のガス噴出口が段階的に開放されることとなるように、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口がハウジングに設けられてなるガス発生器においては、耐圧性能を確保しつつ如何に小型軽量化を図るかが重要な課題となっている。
したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口がハウジングに設けられてなるガス発生器において、耐圧性能を確保しつつ小型軽量化を図ることを目的とする。
本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、ガス発生剤と、点火器とを備えている。上記ハウジングは、周壁部、天板部および底板部を有しており、上記周壁部の軸方向の両端は、上記天板部および上記底板部によって閉塞されている。上記ガス発生剤は、上記ハウジングの内部に配置されており、燃焼することでガスを発生させるものである。上記点火器は、上記ハウジングに組付けられており、上記ガス発生剤を燃焼させるためのものである。上記ハウジングは、複数のシェル部材が組み合わされて接合されることで構成されており、当該複数のシェル部材のうちの1つは、上記周壁部の少なくとも一部を構成する筒状部と、上記筒状部の軸方向における一端から径方向外側に向けて連続して延びるフランジ部とを少なくとも有している。上記筒状部には、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口が設けられており、上記フランジ部は、上記筒状部の軸線から当該フランジ部の外縁までの距離が非一様となる形状に構成されている。上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記フランジ部の外縁のうち、上記筒状部の軸線から最も遠い位置である最大外形位置から、上記筒状部の軸線に対して垂線を引いた場合に、上記垂線に最も近い位置に配置されたガス噴出口が、上記複数個のガス噴出口のうちの最も開口面積が大きいもの以外のものである。
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記垂線と上記筒状部の軸線とを含む平面上の位置に、上記複数個のガス噴出口のいずれもが配置されていないことが好ましい。
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、当該ガス発生器を外部の部材にて対して固定するための貫通孔が上記フランジ部に設けられていることが好ましく、その場合には、上記筒状部の軸線から上記フランジ部の外縁までの距離が、上記フランジ部の上記貫通孔が設けられた部分において、上記フランジ部の上記貫通孔が設けられていない部分よりも大きく構成されていることが好ましい。
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数個のガス噴出口が、上記筒状部の周方向に沿って一列に並んで配置されていることが好ましい。
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記ハウジングが、上記複数のシェル部材として、上記天板部および上記天板部寄りの上記周壁部を構成する有底筒状の上部側シェルと、上記底板部および上記底板部寄りの上記周壁部を構成する有底筒状の下部側シェルとを含んでいることが好ましい。その場合には、上記複数個のガス噴出口が設けられた上記筒状部が、上記天板部寄りの上記周壁部を構成する部分の上記上部側シェルによって規定されることになり、上記フランジ部が、上記天板部寄りの上記周壁部を構成する部分の上記上部側シェルの上記底板部側の端部から延設されることになる。また、その場合には、上記底板部寄りの上記周壁部を構成する部分の上記下部側シェルが、上記天板部寄りの上記周壁部を構成する部分の上記上部側シェルに内挿されることで、上記上部側シェルと上記下部側シェルとが組み合わされていることが好ましい。さらに、その場合には、上記点火器が、上記底板部を構成する部分の上記下部側シェルに組付けられていることが好ましい。
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数個のガス噴出口が、複数組のガス噴出口群にて構成されていることが好ましい。その場合には、上記複数組のガス噴出口群が、上記筒状部の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように上記筒状部の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の第1開放圧を有する複数個の第1ガス噴出口からなる1組または2組以上の第1ガス噴出口群と、上記筒状部の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように上記筒状部の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の第2開放圧を有する複数個の第2ガス噴出口からなる1組または2組以上の第2ガス噴出口群と、上記筒状部の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように上記筒状部の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の第3開放圧を有する複数個の第3ガス噴出口からなる1組または2組以上の第3ガス噴出口群とのみを有していることが好ましい。また、その場合には、上記第2開放圧が、上記第1開放圧より高く、上記第3開放圧が、上記第2開放圧より高いことが好ましい。さらに、その場合には、上記複数個のガス噴出口が、上記筒状部の周方向において互いに重ならないように配置されていることが好ましい。
ここで、上述したガス噴出口群の決定に際しては、可能な限り多くのガス噴出口によって1組のガス噴出口群が構成されるように、これを決定することとする。すなわち、たとえばハウジングの周壁部に周方向に沿って同一の開放圧を有する4個のガス噴出口が設けられている場合には、これを、180[°]の回転対称性をもって配置された2個のガス噴出口からなるガス噴出口群と、180[°]の回転対称性をもって配置された2個のガス噴出口からなるガス噴出口群との合計で2組のガス噴出口群にて構成されていると看做すこともできるが、そのように看做すこととはせず、この場合には、90[°]の回転対称性をもって配置された4個のガス噴出口からなる1組のガス噴出口群にて構成されていると看做すこととする。
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数個の第1ガス噴出口、上記複数個の第2ガス噴出口および上記複数個の第3ガス噴出口のうちの少なくともいずれかが、1個のガス噴出口の開口面積をS[mm2]とし、当該1個のガス噴出口の周長をC[mm]とした場合に、これらSおよびCが、S/C≦0.27×S0.5の条件を満たす形状を有していることが好ましい。
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数個の第1ガス噴出口、上記複数個の第2ガス噴出口および上記複数個の第3ガス噴出口のうちの少なくともいずれかが、上記筒状部の周方向に沿った開口幅よりも上記筒状部の軸方向に沿った開口幅が大きい長孔形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口がハウジングに設けられてなるガス発生器において、耐圧性能を確保しつつ小型軽量化を図ることが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、自動車のステアリングホイール等に搭載されるエアバッグ装置に好適に組み込まれるディスク型ガス発生器に本発明を適用したものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分に図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるディスク型ガス発生器の正面図であり、図2は、図1に示すディスク型ガス発生器の概略断面図である。まず、これら図1および図2を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aの構成について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1におけるディスク型ガス発生器の正面図であり、図2は、図1に示すディスク型ガス発生器の概略断面図である。まず、これら図1および図2を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aの構成について説明する。
図1および図2に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aは、軸方向の一端部および他端部が閉塞された短尺略円筒状のハウジングを有しており、このハウジングの内部に設けられた収容空間に、内部構成部品としての保持部30、点火器40、カップ状部材50、伝火薬56、ガス発生剤61、下部側支持部材70、上部側支持部材80、クッション材85およびフィルタ90等が収容されることで構成されている。また、ハウジングの内部に設けられた収容空間には、上述した内部構成部品のうちのガス発生剤61が主として収容された燃焼室60が位置している。
ハウジングは、シェル部材としての下部側シェル10および上部側シェル20を含んでいる。下部側シェル10および上部側シェル20の各々は、たとえば圧延された金属製の板状部材をプレス加工することによって形成されたプレス成形品からなる。下部側シェル10および上部側シェル20を構成する金属製の板状部材としては、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等からなる金属板が利用され、好適には440[MPa]以上780[MPa]以下の引張応力が印加された場合にも破断等の破損が生じないいわゆる高張力鋼板が利用される。
下部側シェル10および上部側シェル20は、それぞれが有底略円筒状に形成されており、これらの開口面同士が向き合うように組み合わされて接合されることによってハウジングが構成されている。下部側シェル10は、底板部11と筒状部12とを有しており、上部側シェル20は、天板部21と筒状部22とフランジ部23とを有している。
下部側シェル10の筒状部12の上端は、上部側シェル20の筒状部22の下端に挿入されることで圧入されている。さらに、下部側シェル10の筒状部12と上部側シェル20の筒状部22とが、それらの当接部またはその近傍において接合されることにより、下部側シェル10と上部側シェル20とが固定されている。ここで、下部側シェル10と上部側シェル20との接合には、電子ビーム溶接やレーザ溶接、摩擦圧接等が好適に利用できる。
これにより、ハウジングの周壁部のうちの底板部11寄りの部分は、下部側シェル10の筒状部12によって構成されており、ハウジングの周壁部のうちの天板部21寄りの部分は、上部側シェル20の筒状部22によって構成されている。また、ハウジングの軸方向の一端部および他端部は、それぞれ下部側シェル10の底板部11および上部側シェル20の天板部21によって閉塞されている。
上部側シェル20に設けられたフランジ部23は、上部側シェル20の筒状部22の軸方向の一端である下部側シェル10の底板部11側の端部から径方向外側に向けて連続して延びるように設けられている。これにより、フランジ部23は、ハウジングの周壁部の軸方向における途中位置から、径方向外側に向けて突出して位置している。
フランジ部23は、ディスク型ガス発生器1Aを外部の部材(たとえば、エアバッグ装置に設けられたリテーナ等)に固定するための部位である。フランジ部23の所定位置には、筒状部22の軸方向と平行な方向に沿って貫通するように貫通孔25(図3等参照)が設けられている。当該貫通孔25には、図示しないボルト等の締結部材が挿入されることになり、これによりディスク型ガス発生器1Aが外部の部材に対して固定されることになる。
図2に示すように、下部側シェル10の底板部11の中央部には、天板部21側に向かって突出する突状筒部13が設けられており、これにより下部側シェル10の底板部11の中央部には、窪み部14が形成されている。突状筒部13は、保持部30を介して点火器40が固定される部位であり、窪み部14は、保持部30に雌型コネクタ部34を設けるためのスペースとなる部位である。
突状筒部13は、有底略円筒状に形成されており、その天板部21側に位置する軸方向端部には、平面視した状態において非点対称形状(たとえばD字状、樽型形状、長円形状等)の開口部15が設けられている。当該開口部15は、点火器40の一対の端子ピン42が挿通される部位である。
点火器40は、火炎を発生させるためのものであり、点火部41と、上述した一対の端子ピン42とを備えている。点火部41は、その内部に、作動時において着火して燃焼することで火炎を発生する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体とを含んでいる。一対の端子ピン42は、点火薬を着火させるために点火部41に接続されている。
より詳細には、点火部41は、カップ状に形成されたスクイブカップと、当該スクイブカップの開口端を閉塞し、一対の端子ピン42が挿通されてこれを保持する基部とを備えており、スクイブカップ内に挿入された一対の端子ピン42の先端を連結するように抵抗体(ブリッジワイヤ)が取付けられ、この抵抗体を取り囲むようにまたはこの抵抗体に近接するようにスクイブカップ内に点火薬が装填された構成を有している。
ここで、抵抗体としては一般にニクロム線等が利用され、点火薬としては一般にZPP(ジルコニウム・過塩素酸カリウム)、ZWPP(ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム)、鉛トリシネート等が利用される。なお、上述したスクイブカップおよび基部は、一般に金属製またはプラスチック製である。
衝突を検知した際には、端子ピン42を介して抵抗体に所定量の電流が流れる。抵抗体に所定量の電流が流れることにより、抵抗体においてジュール熱が発生し、点火薬が燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎は、点火薬を収納しているスクイブカップを破裂させる。抵抗体に電流が流れてから点火器40が作動するまでの時間は、抵抗体にニクロム線を利用した場合に一般に2[ms]以下である。
点火器40は、突状筒部13に設けられた開口部15に端子ピン42が挿通するように下部側シェル10の内側から挿入された状態で底板部11に取付けられている。具体的には、底板部11に設けられた突状筒部13の周囲には、樹脂成形部からなる保持部30が設けられており、点火器40は、当該保持部30によって保持されることにより、底板部11に固定されている。
保持部30は、型を用いた射出成形(より特定的にはインサート成形)によって形成されるものであり、下部側シェル10の底板部11に設けられた開口部15を経由して底板部11の内表面の一部から外表面の一部にまで達するように絶縁性の流動性樹脂材料を底板部11に付着させてこれを固化させることによって形成されている。
点火器40は、保持部30の成形の際に、開口部15に端子ピン42が挿通するように下部側シェル10の内側から挿入された状態とされ、この状態において点火器40と下部側シェル10との間の空間を充填するように上述した流動性樹脂材料が流し込まれることにより、保持部30を介して底板部11に固定される。
射出成形によって形成される保持部30の原料としては、硬化後において耐熱性や耐久性、耐腐食性等に優れた樹脂材料が好適に選択されて利用される。その場合、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂に限られず、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂(たとえばナイロン6やナイロン66等)、ポリプロピレンスルフィド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂等に代表される熱可塑性樹脂を利用することも可能である。これら熱可塑性樹脂を原材料として選択する場合には、成形後において保持部30の機械的強度を確保するためにこれら樹脂材料にガラス繊維等をフィラーとして含有させることが好ましい。しかしながら、熱可塑性樹脂のみで十分な機械的強度が確保できる場合には、上述の如くのフィラーを添加する必要はない。
保持部30は、下部側シェル10の底板部11の内表面の一部を覆う内側被覆部31と、下部側シェル10の底板部11の外表面の一部を覆う外側被覆部32と、下部側シェル10の底板部11に設けられた開口部15内に位置し、上記内側被覆部31および外側被覆部32にそれぞれ連続する連結部33とを有している。
保持部30は、内側被覆部31、外側被覆部32および連結部33のそれぞれの底板部11側の表面において底板部11に固着している。また、保持部30は、点火器40の点火部41の下方端寄りの部分の側面および下面と、点火器40の端子ピン42の上方端寄りの部分の表面とにそれぞれ固着している。
これにより、開口部15は、端子ピン42と保持部30とによって完全に埋め込まれた状態となり、当該部分におけるシール性が確保されることでハウジングの内部の空間の気密性が確保されている。なお、開口部15は、上述したように平面視非点対称形状に形成されているため、当該開口部15を連結部33で埋め込むことにより、これら開口部15および連結部33は、保持部30が底板部11に対して回転してしまうことを防止する回り止め機構としても機能する。
保持部30の外側被覆部32の外部に面する部分には、雌型コネクタ部34が形成されている。この雌型コネクタ部34は、点火器40とコントロールユニット(不図示)とを結線するためのハーネスの雄型コネクタ(図示せず)を受け入れるための部位であり、下部側シェル10の底板部11に設けられた窪み部14内に位置している。
この雌型コネクタ部34内には、点火器40の端子ピン42の下方端寄りの部分が露出して配置されている。雌型コネクタ部34には、雄型コネクタが挿し込まれ、これによりハーネスの芯線と端子ピン42との電気的導通が実現される。
また、保持部30によって覆われることとなる部分の底板部11の表面の所定位置に予め接着剤層が設けられてなる下部側シェル10を用いて上述した射出成形を行なうこととしてもよい。当該接着剤層は、上記底板部11の所定位置に予め接着剤を塗布してこれを硬化させることにより、その形成が可能である。
このようにすれば、底板部11と保持部30との間に硬化した接着剤層が位置することになるため、樹脂成形部からなる保持部30をより強固に底板部11に固着させることが可能になる。したがって、底板部11に設けられた開口部15を囲うように上記接着剤層を周方向に沿って環状に設けることとすれば、当該部分においてより高いシール性を確保することが可能になる。
ここで、底板部11に予め塗布しておく接着剤としては、硬化後において耐熱性や耐久性、耐腐食性等に優れた樹脂材料を原料として含むものが好適に利用され、たとえばシアノアクリレート系樹脂やシリコーン系樹脂を原料として含むものが特に好適に利用される。なお、上述の樹脂材料以外にも、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂、アクリロニトリルスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリブチレンテレフタラート系樹脂、ポリエチレンテレフタラート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、液晶ポリマー、スチレン系ゴム、オレフィン系ゴム等を原料として含むものが、上述した接着剤として利用可能である。
なお、ここでは、樹脂成形部からなる保持部30を射出成形することで下部側シェル10に対する点火器40の固定を可能にした場合の構成例を例示したが、下部側シェル10に対する点火器40の固定に他の代替手段を用いることも可能である。
底板部11には、突状筒部13、保持部30および点火器40を覆うようにカップ状部材50が組付けられている。カップ状部材50は、底板部11側の端部が開口した有底略円筒状の形状を有しており、内部に伝火薬56が収容された伝火室55を含んでいる。カップ状部材50は、その内部に設けられた伝火室55が点火器40の点火部41に面することとなるように、ガス発生剤61が収容された燃焼室60内に向けて突出して位置するように配置されている。
カップ状部材50は、上述した伝火室55を規定する頂壁部51および側壁部52と、側壁部52の開口端側の部分から径方向外側に向けて延設された延設部53とを有している。延設部53は、下部側シェル10の底板部11の内表面に沿って延びるように形成されている。具体的には、延設部53は、突状筒部13が設けられた部分およびその近傍における底板部11の内底面の形状に沿うように曲成された形状を有しており、その径方向外側の部分にフランジ状に延出する先端部54を含んでいる。
延設部53の先端部54は、ハウジングの軸方向に沿って底板部11と下部側支持部材70との間に配置されており、これによりハウジングの軸方向に沿って底板部11と下部側支持部材70とによって挟み込まれている。ここで、下部側支持部材70は、その上方に配置されたガス発生剤61、クッション材85、上部側支持部材80および天板部21によって底板部11側に向けて押し付けられた状態にあるため、カップ状部材50は、その延設部53の先端部54が下部側支持部材70によって底板部11側に向けて押し付けられた状態となり、底板部11に対して固定されることになる。これにより、カップ状部材50の固定にかしめ固定や圧入固定を利用せずとも、カップ状部材50が底板部11から脱落することが防止される。
カップ状部材50は、頂壁部51および側壁部52のいずれにも開口を有しておらず、その内部に設けられた伝火室55を取り囲んでいる。このカップ状部材50は、点火器40が作動することによって伝火薬56が着火された場合に伝火室55内の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴って破裂または溶融するものであり、その機械的強度は比較的低いものが使用される。
そのため、カップ状部材50としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の部材や、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂(たとえばナイロン6やナイロン66等)、ポリプロピレンスルフィド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂等に代表される熱可塑性樹脂等の樹脂製の部材からなるものが好適に利用される。
なお、カップ状部材50としては、このようなものの他にも、鉄や銅等に代表されるような機械的強度の高い金属製の部材からなり、その側壁部52に開口を有し、当該開口を閉鎖するようにシールテープが貼着されたもの等を利用することも可能である。また、カップ状部材50の固定方法も、上述した下部側支持部材70を用いた固定方法に限られず、他の固定方法を利用してもよい。
伝火室55に充填された伝火薬56は、点火器40が作動することによって生じた火炎によって点火され、燃焼することによって熱粒子を発生する。伝火薬56としては、ガス発生剤61を確実に燃焼開始させることができるものであることが必要であり、一般的には、B/KNO3、B/NaNO3、Sr(NO3)2等に代表される金属粉/酸化剤からなる組成物や、水素化チタン/過塩素酸カリウムからなる組成物、B/5-アミノテトラゾール/硝酸カリウム/三酸化モリブデンからなる組成物等が用いられる。
伝火薬56は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成形されたもの等が利用される。バインダによって成形された伝火薬56の形状としては、たとえば顆粒状、円柱状、シート状、球状、単孔円筒状、多孔円筒状、タブレット状など種々の形状がある。
ハウジングの内部の空間のうち、上述したカップ状部材50が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤61が収容された燃焼室60が位置している。具体的には、上述したように、カップ状部材50は、ハウジングの内部に形成された燃焼室60内に突出して配置されており、このカップ状部材50の側壁部52の外表面に面する部分に設けられた空間ならびに頂壁部51の外表面に面する部分に設けられた空間が燃焼室60として構成されている。
また、ガス発生剤61が収容された燃焼室60をハウジングの径方向に取り巻く空間には、ハウジングの内周に沿ってフィルタ90が配置されている。フィルタ90は、円筒状の形状を有しており、その中心軸がハウジングの軸方向と実質的に合致するように配置されている。
ガス発生剤61は、点火器40が作動することによって生じた熱粒子によって着火され、燃焼することによってガスを発生させる薬剤である。ガス発生剤61としては、非アジド系ガス発生剤を用いることが好ましく、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成形体としてガス発生剤61が形成される。
燃料としては、たとえばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等またはこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジンや硝酸グアニジン、シアノグアニジン、5-アミノテトラゾール等が好適に利用される。
酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅等の塩基性硝酸塩や、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。
添加剤としては、たとえばバインダやスラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばカルボキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダや、合成ヒドロタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては、たとえば窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、たとえば金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。
ガス発生剤61の成形体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状等の粒状のもの、ディスク状のものなど様々な形状のものがある。また、円柱状のものでは、成形体内部に貫通孔を有する有孔状(たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等)の成形体も利用される。これらの形状は、ディスク型ガス発生器1Aが組み込まれるエアバッグ装置の仕様に応じて適宜選択されることが好ましく、たとえばガス発生剤61の燃焼時においてガスの生成速度が時間的に変化する形状を選択するなど、仕様に応じた最適な形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤61の形状の他にもガス発生剤61の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。
フィルタ90は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼等の金属線材を巻き回して焼結したものや、金属線材を編み込んだ網材をプレス加工することによって押し固めたもの等が利用できる。網材としては、具体的にはメリヤス編みの金網や平織りの金網、クリンプ織りの金属線材の集合体等が利用できる。
また、フィルタ90として、孔あき金属板を巻き回したもの等を利用することもできる。この場合、孔あき金属板としては、たとえば、金属板に千鳥状に切れ目を入れるとともにこれを押し広げて孔を形成して網目状に加工したエキスパンドメタルや、金属板に孔を穿つとともにその際に孔の周縁に生じるバリを潰すことでこれを平坦化したフックメタル等が利用される。この場合において、形成される孔の大きさや形状は、必要に応じて適宜変更が可能であり、同一金属板上において異なる大きさや形状の孔が含まれていてもよい。なお、金属板としては、たとえば鋼板(マイルドスチール)やステンレス鋼板が好適に利用でき、またアルミニウム、銅、チタン、ニッケルまたはこれらの合金等の非鉄金属板を利用することもできる。
フィルタ90は、燃焼室60にて発生したガスがこのフィルタ90中を通過する際に、ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、ガス中に含まれる残渣(スラグ)等を除去する除去手段としても機能する。したがって、ガスを十分に冷却しかつ残渣が外部に放出されないようにするためには、燃焼室60内にて発生したガスが確実にフィルタ90中を通過するようにすることが必要である。なお、フィルタ90は、ハウジングの周壁部を構成する上部側シェル20の筒状部22および下部側シェル10の筒状部12との間で所定の大きさの間隙部28が構成されることとなるように、当該筒状部12,22から離間して配置されている。
図1および図2に示すように、フィルタ90に対面する部分の上部側シェル20の筒状部22には、複数個のガス噴出口24が設けられている。この複数個のガス噴出口24は、フィルタ90を通過したガスをハウジングの外部に導出するためのものである。
また、図2に示すように、上部側シェル20の筒状部22の内周面には、上記複数個のガス噴出口24を閉鎖するようにシール部材としての金属製のシールテープ26が貼り付けられている。このシールテープ26としては、片面に粘着部材が塗布されたアルミニウム箔等が好適に利用でき、当該シールテープ26によって燃焼室60の気密性が確保されている。
ここで、図1に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、複数個のガス噴出口24が、それぞれ互いに開口面積の異なる3種類のガス噴出口(すなわち、複数個の第1ガス噴出口24a、複数個の第2ガス噴出口24bおよび複数個の第3ガス噴出口24c)を含んでいる。これら3種類のガス噴出口は、ディスク型ガス発生器1Aの作動時において、ガス発生剤61の燃焼に伴うハウジングの内部の空間である上述した収容空間の圧力上昇に伴って段階的に開放されることとなるように、互いに異なる開放圧を有するように構成されたものである。
なお、燃焼室60と複数個のガス噴出口24との間には、上述したようにフィルタ90と間隙部28とが位置しているが、フィルタ90のガスに対する流動抵抗は比較的小さいため、上記収容空間の圧力は、実質的には燃焼室60の内圧と等しくなる。そのため、以下の説明においては、収容空間の圧力に代えて、これを燃焼室60の内圧と称する場合もある。
上述した第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、その開口面積が互いに異なることによってそれらの開放圧が互いに異なることとなるように構成されている。このように、互いに異なる開放圧を有する複数種類のガス噴出口24を有することにより、特に低温環境下において、作動時に燃焼室60の内圧上昇に大幅な落ち込みが発生することが防止でき、意図した燃焼特性を得ることが可能になるが、その詳細ならびに当該複数種類のガス噴出口24のより詳細な構成については、後述することとする。
再び図2を参照して、燃焼室60のうち、底板部11側に位置する端部近傍には、下部側支持部材70が配置されている。下部側支持部材70は、環状の形状を有しており、フィルタ90と底板部11との境目部分を覆うように、これらフィルタ90と底板部11とに実質的に宛がわれて配置されている。これにより、下部側支持部材70は、燃焼室60の上記端部近傍において、底板部11とガス発生剤61との間に位置している。
下部側支持部材70は、フィルタ90の底板部11側に位置する軸方向端部の内周面に当接するように立設された当接部72と、当該当接部72から径方向内側に向けて延設された底部71とを有している。底部71は、下部側シェル10の底板部11の内底面に沿って延びるように形成されている。具体的には、底部71は、突状筒部13が設けられた部分を含む底板部11の内底面の形状に沿うように折り曲げられた形状を有しており、その径方向内側の部分に立設された先端部73を含んでいる。
当該下部側支持部材70は、作動時において、燃焼室60にて発生したガスが、フィルタ90の内部を経由することなくフィルタ90の下端と底板部11との間の隙間から流出してしまうことを防止するための流出防止手段として機能する。下部側支持部材70は、たとえば金属製の板状部材をプレス加工等することによって形成されたものであり、好適には普通鋼や特殊鋼等の鋼板(たとえば、冷間圧延鋼板やステンレス鋼板等)からなる部材にて構成される。
ここで、上述したカップ状部材50の延設部53の先端部54は、ハウジングの軸方向に沿って底板部11と下部側支持部材70の底部71との間に配置されている。これにより、当該先端部54は、ハウジングの軸方向に沿って底板部11と底部71とによって挟み込まれて保持されている。このように構成することにより、カップ状部材50は、その延設部53の先端部54が下部側支持部材70の底部71によって底板部11側に向けて押し付けられた状態となり、底板部11に対して固定されることになる。
燃焼室60のうち、天板部21側に位置する端部には、上部側支持部材80が配置されている。上部側支持部材80は、略円盤状の形状を有しており、フィルタ90と天板部21との境目部分を覆うように、これらフィルタ90と天板部21とに宛がわれて配置されている。これにより、上部側支持部材80は、燃焼室60の上記端部近傍において、天板部21とガス発生剤61との間に位置している。
上部側支持部材80は、天板部21に当接する底部81と、当該底部81の周縁から立設された当接部82とを有している。当接部82は、フィルタ90の天板部21側に位置する軸方向端部の内周面に当接している。
当該上部側支持部材80は、作動時において、燃焼室60にて発生したガスが、フィルタ90の内部を経由することなくフィルタ90の上端と天板部21との間の隙間から流出してしまうことを防止するための流出防止手段として機能する。上部側支持部材80は、下部側支持部材70と同様に、たとえば金属製の板状部材をプレス加工等することによって形成されたものであり、好適には普通鋼や特殊鋼等の鋼板(たとえば、冷間圧延鋼板やステンレス鋼板等)からなる部材にて構成される。
この上部側支持部材80の内部には、燃焼室60に収容されたガス発生剤61に接触するように環状形状のクッション材85が配置されている。これにより、クッション材85は、燃焼室60の天板部21側の部分において天板部21とガス発生剤61との間に位置することになり、ガス発生剤61を底板部11側に向けて押圧している。
クッション材85は、成形体からなるガス発生剤61が振動等によって粉砕されてしまうことを防止する目的で設けられるものであり、好適にはセラミックスファイバの成形体やロックウール、発泡樹脂(たとえば発泡シリコーン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン等)、クロロプレンおよびEPDMに代表されるゴム等からなる部材にて構成される。
次に、図2を参照して、上述した本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aの動作について説明する。
本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aが搭載された車両が衝突した場合には、車両に別途設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいて車両に別途設けられたコントロールユニットからの通電によって点火器40が作動する。伝火室55に収容された伝火薬56は、点火器40が作動することによって生じた火炎によって点火されて燃焼し、多量の熱粒子を発生させる。この伝火薬56の燃焼によってカップ状部材50は破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室60へと流れ込む。
流れ込んだ熱粒子により、燃焼室60に収容されたガス発生剤61が着火されて燃焼し、多量のガスを発生させる。燃焼室60にて発生したガスは、フィルタ90の内部を通過し、その際、フィルタ90によって熱が奪われて冷却されるとともに、ガス中に含まれるスラグがフィルタ90によって除去されて間隙部28に流れ込む。
ハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴い、上部側シェル20に設けられたガス噴出口24を閉鎖していたシールテープ26が開裂し、当該ガス噴出口24を介してガスがハウジングの外部へと噴出される。その際、複数個のガス噴出口24は、段階的に開放されることになり、噴出されたガスは、ディスク型ガス発生器1Aに隣接して設けられたエアバッグの内部に導入され、当該エアバッグを膨張および展開する。
図3は、図1および図2中に示すIII-III線に沿った上部側シェルの断面図であり、図4は、図1および図3に示す第1ないし第3ガス噴出口の拡大図である。次に、これら図3および図4ならびに前述の図1および図2を参照して、上部側シェル20のより詳細な構成ならびに上部側シェル20の筒状部22に設けられた第1ないし第3ガス噴出口24a~24cのより詳細な構成について説明する。
図3に示すように、上部側シェル20のフランジ部23は、上部側シェル20の筒状部22の軸線Oから当該フランジ部23の外縁までの距離が非一様となる形状を有している。より詳細には、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、フランジ部23に上述した貫通孔25が周方向に沿って均等に4箇所設けられており、フランジ部23の貫通孔25が設けられた部分における上記距離が、フランジ部23の当該貫通孔25が設けられていない部分における上記距離よりも大きくなるように構成されている。
これにより、フランジ部23の外縁のうち、筒状部22の軸線Oから最も遠い位置である最大外形位置Aは、フランジ部23に設けられた貫通孔25に対応した位置にそれぞれ1箇所ずつ合計で4箇所設けられることになり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って90[°]間隔で均等に位置することになる。
一方、図1および図3に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、上述した第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cが、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って所定のルールに従って一列に並んで設けられている。より詳細には、複数個のガス噴出口24は、その総数が24個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って15[°]間隔で均等に配置されている。
第1ガス噴出口24aは、その数が4個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って90[°]ごとに配置されている。第2ガス噴出口24bは、その数が8個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って45[°]ごとに配置されている。第3ガス噴出口24cは、その数が12個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って15[°]、30[°]、45[°]、15[°]、30[°]、45[°]、・・・ごとに配置されている。
ここで、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24cの順でこれを1組として4組繰り返されるように配置されている。これにより、複数個のガス噴出口24は、上部側シェル20の筒状部22の周方向において互いに重ならないように配置されることになる。
図1および図4(A)に示すように、第1ガス噴出口24aは、互いに直交する方向における開口幅が異なる長孔形状を有しており、より詳細には、上部側シェル20の筒状部22の軸方向に沿った開口幅L1(以下、この筒状部22の軸方向に沿った開口幅L1を、長さL1とも称する)が、当該筒状部22の周方向に沿った開口幅W1(以下、この筒状部22の周方向に沿った開口幅W1を、単に幅W1とも称する)よりも大きい縦長孔形状を有している。厳密には、第1ガス噴出口24aは、筒状部22の軸方向に沿って並行して延在する一対の開口縁部を有するトラック孔にて構成されている。
図1および図4(B)に示すように、第2ガス噴出口24bは、互いに直交する方向における開口幅が異なる長孔形状を有しており、より詳細には、上部側シェル20の筒状部22の軸方向に沿った開口幅L2(以下、この筒状部22の軸方向に沿った開口幅L2を、長さL2とも称する)が、当該筒状部22の周方向に沿った開口幅W2(以下、この筒状部22の周方向に沿った開口幅W2を、単に幅W2とも称する)よりも大きい縦長孔形状を有している。厳密には、第2ガス噴出口24bは、筒状部22の軸方向に沿って並行して延在する一対の開口縁部を有するトラック孔にて構成されている。
図1および図4(C)に示すように、第3ガス噴出口24cは、互いに直交する方向における開口幅が異なる長孔形状を有しており、より詳細には、上部側シェル20の筒状部22の軸方向に沿った開口幅L3(以下、この筒状部22の軸方向に沿った開口幅L3を、長さL3とも称する)が、当該筒状部22の周方向に沿った開口幅W3(以下、この筒状部22の周方向に沿った開口幅W3を、単に幅W3とも称する)よりも大きい縦長孔形状を有している。厳密には、第3ガス噴出口24cは、筒状部22の軸方向に沿って並行して延在する一対の開口縁部を有するトラック孔にて構成されている。
すなわち、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、いずれも縦長孔形状を有しており、これによりすべてのガス噴出口24が縦長孔形状を有していることになる。
図4(A)ないし図4(C)を参照して、第1ガス噴出口24aの1個当たりの開口面積をS1とし、第2ガス噴出口24bの1個当たりの開口面積をS2とし、第3ガス噴出口24cの1個当たりの開口面積をS3とすると、これらS1~S3は、S1>S2>S3の条件を満たしている。すなわち、第2ガス噴出口24bの開口面積S2は、第1ガス噴出口24aの開口面積S1よりも小さく、第3ガス噴出口24cの開口面積S3は、第2ガス噴出口24bの開口面積S2よりも小さい。
ここで、図3に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、フランジ部23の上述した最大外形位置Aから筒状部22の軸線Oに対して垂線PLを引いた場合(図3においては、4箇所の最大外形位置Aのうちの1箇所から垂線PLを引いた場合を代表的に図示している)に、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が大きい第1ガス噴出口24a以外のものとされている。
より具体的には、筒状部22の軸線Oに沿って見た場合に、筒状部22には、当該垂線PLに重なるように第3ガス噴出口24cが配置されている。これにより、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24は、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が小さい第3ガス噴出口24cとされている。
このように構成することにより、小型軽量化のために耐圧容器であるハウジングの厚み(すなわち、上部側シェル20の厚み)を薄型化した場合にも、耐圧性能を高く確保することができることになるが、この点については後述することとする。
なお、図2を参照して、上部側シェル20の内周面には、上述したようにシールテープ26が貼り付けられており、当該シールテープ26によってこれら総数で24個のガス噴出口24の各々が閉鎖されている。この場合、シールテープ26の剪断強度(引張強度)をFとし、ガス噴出口24を閉鎖する部分のシールテープ26の厚みをtとし、ガス噴出口の周長をC(図4に示す周長C1~C3が、当該周長Cに該当する)とし、ガス噴出口24の開口面積をS(上述した開口面積S1~S3が、当該開口面積Sに該当する)とした場合に、当該ガス噴出口の開放圧は、F×t×C/Sで表わされる。
そのため、上述した周長C1~C3および開口面積S1~S3が適切に調節されることにより、本実施の形態においては、第1ガス噴出口24aの開放圧が最も低く、第2ガス噴出口24bの開放圧が次に低く、第3ガス噴出口24cの開放圧が最も高く設定されている。
当該開放圧の設定に際し、上記開放圧の式から理解されるように、開口面積Sが同じである場合にも周長Cを長く設定することにより、開放圧を高めることができる。換言すれば、本実施の形態のように、複数個のガス噴出口24のいずれもが縦長孔形状を有するように構成することにより、ハウジングの耐圧性能の低下を抑制するために隣り合うガス噴出口24同士の間の間隔を十分に確保しつつ開放圧を種々設定できることになり、単純に複数個のガス噴出口の一部を正円形状のまま相似形に大型化させて複数個のガス噴出口の総開口面積を増加させつつ、複数個のガス噴出口の開放圧を段階的に設定した場合に比べ、設計の自由度が大幅に増し、結果としてディスク型ガス発生器1Aの小型化が可能になる。
ここで、フィルタ90として、上述したステンレス鋼や鉄鋼等の金属線材を巻き回して焼結したものや、金属線材を編み込んだ網材をプレス加工することによって押し固めたものを利用する場合においては、作動時においてガス噴出口24から噴き出されるガスの圧力により、当該ガス噴出口24に面する部分のフィルタ90に変形が生じて当該変形部分が外部に向けて押し遣られ、結果としてこれがガス噴出口24から外部に向けて食み出してしまう現象が生じることがある。
この現象は、ガス噴出口24の形状を正円形状とした場合に発生し易く、非正円形状とした場合に発生し難くなる。これは、ガス噴出口24の形状を非正円形状とした場合に、当該形状のガス噴出口24における角部や隅部等においてガスに対する流動抵抗が上昇し、ガス噴出口24の開口面積に比して実際に通流するガスの流量が全体として低く抑えられ、上述したフィルタ90を外部に向けて押し遣る力が軽減されるためと推察される。
当該観点に基づけば、ガス噴出口24の形状は、上述した縦長孔形状等に代表される如くの非正円形状とすることが好ましく、特に開放圧を低く設定するために開口面積が大きくとられたものほど、非正円形状とすることが好ましい。なお、ここで言う非正円形状には、様々な形状が含まれ、上述した縦長孔形状の他にも、横長孔形状、斜め長孔形状等が挙げられ、さらには十字状、V字状、T字状、アスタリスク状およびこれらを中心周りに回転させた形状等が挙げられる。
これを定量化して示した場合には、複数個の第1ガス噴出口24a、複数個の第2ガス噴出口24bおよび複数個の第3ガス噴出口24cのうちの少なくともいずれかは、1個のガス噴出口の開口面積をS[mm2]とし、当該1個のガス噴出口の周長をC[mm]とした場合に、これらSおよびCが、S/C≦0.27×S0.5の条件を満たす形状のガス噴出口にて構成されていることが好ましいことになり、さらにはS/C≦0.22×S0.5の条件を満たしていることがなお好ましいことになる。
図5は、本実施の形態におけるガス発生器の作動時において、ガス噴出口が段階的に開放される様子を模式的に表わした図である。次に、この図5を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいて、特に低温環境下において、作動時に内圧上昇に大幅な落ち込みが発生することが防止できる理由について説明する。なお、図5(A)、図5(B)および図5(C)は、それぞれ作動開始から所定時間が経過した時点での状態を模式的に表わしたものであり、図5(A)、図5(B)、図5(C)の順に経過時間が長くなっている。
本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aが作動すると、ガス発生剤61が燃焼を開始し、これに伴って燃焼室60の内圧が上昇し始める。本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、当該燃焼室60の内圧が上昇する過程において、複数個のガス噴出口24が段階的に開放される。
作動開始後の第1段階においては、燃焼室60の内圧が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのいずれをも開放させることができる圧力にまで到達しておらず、これら第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cが開放されることはなく、内圧が上昇をし続ける。
作動開始後の第2段階においては、燃焼室60の内圧が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちで最も低い開放圧を有する4個の第1ガス噴出口24aを開放させることができる内圧P1に達し、これに伴い、図5(A)に示すように、当該4個の第1ガス噴出口24aを覆う部分のシールテープ26が開裂し、開放した4個の第1ガス噴出口24aを介してガスが噴出される。これにより、作動開始から比較的短時間のうちにガス出力が得られることになり、エアバッグの膨張および展開を早期に開始させることができる。
ここで、上記作動開始時後の第2段階においては、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cが未だ開放されていない状態にあるため、燃焼室60の内圧が適切な高圧状態に維持されることになり、燃焼室60の内圧が極端に落ち込むことがなくなる。したがって、ガス発生剤61の安定的な燃焼が継続されることになり、エアバッグの膨張および展開が持続できることになる。
作動開始後の第3段階においては、燃焼室60の内圧が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちで第1ガス噴出口24aの次に低い開放圧を有する8個の第2ガス噴出口24bを開放させることができる内圧P2に達し、これに伴い、図5(B)に示すように、当該8個の第2ガス噴出口24bを覆う部分のシールテープ26が開裂し、既に開放されている4個の第1ガス噴出口24aを含め、開放された合計12個の第1ガス噴出口24aおよび第2ガス噴出口24bを介してガスが噴出される。
ここで、上記作動開始時後の第3段階においては、第3ガス噴出口24cが未だ開放されていない状態にあるため、燃焼室60の内圧が適切な高圧状態に維持されることになり、燃焼室60の内圧が極端に落ち込むことがなくなる。したがって、ガス発生剤61の安定的な燃焼が継続されることになり、エアバッグの膨張および展開が持続できることになる。
作動開始後の第4段階においては、燃焼室60の内圧が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちで最も高い開放圧を有する12個の第3ガス噴出口24cを開放させることができる内圧P3に達し、これに伴い、図5(C)に示すように、当該12個の第3ガス噴出口24cを覆う部分のシールテープ26が開裂し、既に開放されている合計で12個の第1ガス噴出口24aおよび第2ガス噴出口24bを含め、開放された合計で24個すべての第1ガス噴出口24a,第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cを介してガスが噴出される。
ここで、この時点においては、既に燃焼室60の内圧が十分に高い高圧状態に達しているため、ガス発生剤61は安定的に燃焼を継続することになり、ガス発生剤61のすべてが燃え尽きるまで安定的に高いガス出力が得られることとなってエアバッグの持続的な展開がさらに継続できることになる。
作動開始後の第5段階においては、ガス発生剤61が完全に燃え尽きることでガスの出力が停止され、これによりディスク型ガス発生器1Aの作動が終了することでエアバッグの展開も終了する。
このように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、ディスク型ガス発生器1Aの作動時において、ガス発生剤61の燃焼に伴うハウジングの内部の空間である上述した収容空間の圧力上昇に伴って複数個のガス噴出口24が段階的に開放されるように構成されているため、ハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴って一斉にすべてのガス噴出口が開放されるように構成されたディスク型ガス発生器に比べ、特に低温環境下において、内圧上昇に大幅な落ち込みが発生することが防止できることになる。そのため、高温環境下から低温環境下までのいずれの温度環境下においてもガス発生剤61を持続的に燃焼させることが可能になり、結果として環境温度に起因したガス出力の性能差を低減することが可能になる。
なお、複数個のガス噴出口24が3段階に分けて開放されるように設定することにより、環境温度に起因するガス出力の性能差を低減する効果を確実に得るためには、複数個の第1ガス噴出口24aの開口面積の和をSA1とし、複数個の第2ガス噴出口24bの開口面積の和をSA2とし、複数個の第3ガス噴出口24cの開口面積の和をSA3とした場合(本実施の形態においては、SA1=4×S1,SA2=8×S2,SA3=12×S3)に、これらSA1~SA3が、SA1<SA2+SA3の条件を満たしていることが好ましい。すなわち、複数個の第1ガス噴出口24aの開口面積の和SA1は、複数個の第2ガス噴出口24bの開口面積の和SA2と複数個の第3ガス噴出口24cの開口面積の和SA3との総和よりも小さいことが好ましい。これは、複数個のガス噴出口24の開口面積の総和(すなわち、SA1+SA2+SA3)に占める、複数個の第1ガス噴出口24aの開口面積の和(SA1)が大きい場合に、燃焼室60の内圧を高圧状態に維持することが困難になるためである。
図6(A)は、比較例に係るディスク型ガス発生器の作動時におけるハウジングの要部の変形の程度を模式的に表わした図であり、図6(B)は、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器の作動時におけるハウジングの要部の変形の程度を模式的に表わした図である。次に、この図6と前述の図2とを参照して、比較例に係るディスク型ガス発生器1Xと、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aとの、作動時におけるハウジングの要部の変形の程度の違いについて説明することにより、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいて、小型軽量化のために耐圧容器であるハウジングの厚みを薄型化した場合にも、耐圧性能を高く確保することができる理由について詳説する。なお、図6(B)に示す断面は、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aのハウジングのうちの、図4中に示すVIB-VIB線に沿った断面であり、図6(A)に示す断面は、比較例に係るディスク型ガス発生器1Xのハウジングのうちの、図6(B)に示す断面に対応した断面である。
一般に、ディスク型ガス発生器の作動時においては、ハウジングの内部の空間の圧力が上昇することに伴ってハウジングが外側に向けて膨らむように変形し、これに伴ってハウジングの所定部位に局所的に応力集中が発生する。その際、ハウジングの変形の程度が相対的に大きく、ハウジングの耐圧以上の応力が当該部位に発生することとなった場合には、当該部位を起点にハウジングに破断が生じてしまう。一方、ハウジングの変形の程度が相対的に小さく、ハウジングの耐圧以上の応力が当該部位に発生することがなければ、ハウジングに破断は生じず、正常にディスク型ガス発生器の動作が完了することになる。
ここで、図2を参照して、応力集中が発生し易い部位としては、上部側シェル20の筒状部22のうちのフランジ部23に接続する部分(図2中において領域Rで示す部分)が挙げられる。筒状部22自体は、ハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴って相対的に変形し易い部位ではあるが、このうちのフランジ部23に接続する部分については、フランジ部23が容易には変形しないことに伴い、当該部分の変形がフランジ部23によって拘束されることになり、結果として上記領域Rに大きな応力が発生してしまう。
さらに、領域Rのうち、フランジ部23の最大外形位置A(図3参照)の近傍においては、フランジ部23の径方向外側に向けての突出量が特に大きく構成されているため、上述したフランジ部23による拘束力が強く働くことになり、結果として領域Rの他の部分よりも集中的に応力が発生する。そのため、フランジ部23の最大外形位置Aの近傍に位置する部分の領域Rにおいてハウジングの耐圧以上の応力が発生することがなければ、基本的にハウジングに破断は生じないことになる。
一方で、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aのように、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口24を上部側シェル20の筒状部22に設けた場合には、より開口面積が大きいガス噴出口が設けられた部分の近傍において筒状部22の変形が相対的に大きくなり、より開口面積が小さいガス噴出口が設けられた部分の近傍において筒状部22の変形が相対的に小さくなる。これは、より開口面積が大きいガス噴出口が設けられた部分の近傍において筒状部22の機械的強度が相対的に低くなり、より開口面積が小さいガス噴出口が設けられた部分の近傍において筒状部22の機械的強度が相対的に高くなることに起因する。
図6(A)を参照して、比較例に係るディスク型ガス発生器1Xは、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aと比較した場合に、フランジ部23の最大外形位置Aから筒状部22の軸線に対して垂線を引いた場合に、当該垂線に最も近い位置に配置されたガス噴出口24が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が大きい第1ガス噴出口24aとされている点において相違している。
このように構成された比較例に係るディスク型ガス発生器1Xにおいては、筒状部22のうちのフランジ部23の最大外形位置Aに対応する部分の近傍に最も開口面積が大きい第1ガス噴出口24aが設けられていることに伴い、筒状部22のうちの機械的強度が相対的に低い部分と、筒状部22のうちのフランジ部23による拘束力が最も強く働く部分とが、ハウジングの周方向において重なって配置されることになる。
したがって、図6(A)に示すように、比較例に係るディスク型ガス発生器1Xの作動時においては、上述した領域Rのうちのフランジ部23の最大外形位置Aに対応する部分において、当該部分に対応する部分の筒状部22に相対的に大きな変形が生じる(すなわち、図中において符号D0で示す如くの大きな変形量が筒状部22に発生する)一方で、フランジ部23による拘束力が強く働くことになり、結果として領域Rの当該部分に集中的に応力が発生することになる。
そのため、比較例に係るディスク型ガス発生器1Xにおいては、当該部分において上部側シェル20に破断が生じることがないようにするために、相対的に上部側シェル20の厚みを厚くすることが必要になり、小型軽量化を阻害することとなってしまう。
これに対し、図6(B)に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、筒状部22のうちのフランジ部23の最大外形位置Aに対応する部分の近傍に最も開口面積が小さい第3ガス噴出口24cが設けられていることに伴い、筒状部22のうちの機械的強度が相対的に高い部分と、筒状部22のうちのフランジ部23による拘束力が最も強く働く部分とが、ハウジングの周方向において重なって配置されることになる。
したがって、図6(B)に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aの作動時においては、上述した領域Rのうちのフランジ部23の最大外形位置Aに対応する部分において、フランジ部23による拘束力が強く働きつつも、当該部分に対応する部分の筒状部22には、相対的に小さな変形が生じる(すなわち、図中において符号D1で示す如くの小さい変形量(すなわちD1<D0)が筒状部22に発生する)に留まることになるため、結果として領域Rの当該部分において発生する応力集中が大幅に軽減できることになる。
そのため、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、上述した比較例に係るディスク型ガス発生器1Xと比べた場合に、上部側シェル20の厚みを相対的に薄くすることが可能になり、結果として小型軽量化を実現することができる。
このように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aとすることにより、耐圧性能を確保しつつ小型軽量化が図られるとともに、環境温度に起因するガス出力の性能差を低減することができるガス発生器を実現することが可能になる。
ここで、図3を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、互いに同一の開放圧を有することとなるように同一の形状でかつ同一の開口面積を有するように構成されたガス噴出口に着目してそれらの形成位置に応じて一纏まりのガス噴出口群としてこれを捉えた場合に、以下の複数組のガス噴出口群のみによって上述した複数個のガス噴出口24が構成されていると見ることができる。なお、当該ガス噴出口群の決定に際しては、上述したように、可能な限り多くのガス噴出口によって1組のガス噴出口群が構成されるようにこれを決定している。
第1ガス噴出口群X:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24a
第2ガス噴出口群Y:45[°]間隔で配置された合計8個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z1:45[°]間隔で配置された合計8個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線Oを中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で4組のガス噴出口群X,Y,Z1,Z2のみにて構成されている。
第2ガス噴出口群Y:45[°]間隔で配置された合計8個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z1:45[°]間隔で配置された合計8個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線Oを中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で4組のガス噴出口群X,Y,Z1,Z2のみにて構成されている。
このように構成することにより、万が一、ディスク型ガス発生器1Aを固定する外部の部材(たとえばエアバッグ装置のリテーナ等)の固定力がハウジングの周方向における一部の位置においてのみ不足(たとえば経年劣化による固定力の低下等)していた場合等にも、ディスク型ガス発生器1Aに加わる推力のバランスが大きく崩れてしまうことが未然に防止できる。
より詳細には、上述した作動開始後の第2段階においては、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って均等に配置された4個の第1ガス噴出口24aが開放された状態にあるため、当該筒状部22の周方向に沿って等間隔である4箇所の位置においてガスが噴出されることになり、万が一、ディスク型ガス発生器1Aを固定する固定部材の固定力がハウジングの周方向における一部の位置においてのみ不足していた場合等にも、ディスク型ガス発生器1Aに加わる推力のバランスが比較的崩れ難くなる。
また、上述した作動開始後の第3段階においては、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って概ね均等に配置された合計で12個の第1ガス噴出口24aおよび第2ガス噴出口24bが開放された状態にあるため、当該筒状部22の周方向に沿って概ね等間隔である12箇所の位置においてガスが噴出されることになり、万が一、ディスク型ガス発生器1Aを固定する固定部材の固定力がハウジングの周方向における一部の位置においてのみ不足していた場合等にも、ディスク型ガス発生器1Aに加わる推力のバランスが相当程度に崩れ難くなる。
したがって、上記構成を採用することにより、特に作動開始後の初期段化において安全性がより高められたディスク型ガス発生器とすることができる。
加えて、上述した作動開始後の第2段階および第3段階においては、エアバッグが未だ十分には展開しておらず、そのため開放されたガス噴出口24とエアバッグとの間の距離とが非常に近い状態にあることになるが、その際にも、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って等間隔である4箇所の位置および概ね等間隔である12箇所の位置においてそれぞれガスが分散されて噴出されることになるため、エアバッグのうちの局所的な部分に集中して高温高圧のガスが噴き付けられてしまうことが回避できる。したがって、上記構成を採用することにより、エアバッグにダメージを与える可能性が低減できることにもなる。
これは、複数個のガス噴出口24のうち、第3ガス噴出口群Z1,Z2に含まれるガス噴出口24cを除いた残りのすべてのガス噴出口(すなわち、第1ガス噴出口24aおよび第2ガス噴出口24bのすべて)が、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って概ね均等に配置されていることによる。なお、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aにおいては、さらに複数個のガス噴出口24のすべて(すなわち、第1ガス噴出口24aおよび第2ガス噴出口24bに第3ガス噴出口24cを加えたすべて)が、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って均等に配置されているため、上述した作動開始後の第4段階においても、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って等間隔である24箇所の位置においてそれぞれガスが分散されて噴出されることにもなる。
また、上記構成を採用することにより、ハウジングに設けられる複数個のガス噴出口24の個々の開口面積を小さく抑えつつ、その数を増やした構成とできるため、作動時におけるハウジングの内部の空間の圧力をガス発生剤61が安定して持続的に燃焼することができる範囲で相当程度にまで下げることが可能になる。したがって、この意味においても、ハウジングの耐圧性能を確保しつつハウジングの厚みを薄型化することが可能になり、結果としてディスク型ガス発生器の大幅な小型軽量化が実現できる。
なお、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aは、標準的な大きさのエアバッグを膨張および展開させるタイプのものであり、上部側シェル20の筒状部22の外径は、たとえば60.4[mm]に設計され、当該筒状部22の厚み(板厚)は、たとえば1.1[mm]に設計される。
この場合においては、第1ガス噴出口24aの長さL1および幅W1は、たとえばそれぞれ4.0[mm]および1.9[mm]に設定され、第2ガス噴出口24bの長さL2および幅W2は、たとえばそれぞれ3.3[mm]および1.4[mm]に設定され、第3ガス噴出口24cの長さL3および幅W3は、たとえばそれぞれ2.5[mm]および1.3[mm]に設定される。
ここで、複数個のガス噴出口24の形成は、プレス機を用いた打抜き処理にて行なわれることが一般的であるが、上記のように設計した場合には、隣り合うガス噴出口24のピッチが小さくなるため、プレス機の制約上、これを一度の打抜き処理にて行なうことが事実上不可能となる。
しかしながら、製造コストを削減する観点からは、可能な限り少ない回数の打抜き処理にて複数個のガス噴出口24のすべてを形成することが好ましいため、上記構成のディスク型ガス発生器1Aを製造するに際しては、複数個のガス噴出口24を形成する工程において、筒状部22の周方向に沿って30[°]ごとに配置される合計で12個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成するとともに、筒状部22の周方向に沿って30[°]ごとに配置される残る合計で12個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成することが好ましい。このようにすれば、2回の打抜き処理にて複数個のガス噴出口24のすべてを形成することができ、製造コストを削減することができる。
上述した本実施の形態の如く、ガス噴出口24の形状を長孔形状とすることにより、環境温度の違い(すなわち、低温環境下にあるか、それとも常温環境下にあるか、はたまた高温環境下にあるか)に応じて、ガス噴出口24が開放された状態における実際の開口面積を異ならしめることが可能になり、特に低温環境下においてガス発生剤61の燃焼を促進させることが可能になる。そのため、環境温度に起因するガス出力の性能差を格段に軽減することができ、従来に比してより高性能のディスク型ガス発生器とすることができる。以下、この点について詳細に説明する。
図7は、本実施の形態におけるガス発生器の作動時のガス噴出口近傍の状態を模式的に表わした図である。なお、図7(A)は、常温環境下および高温環境下において当該ガス発生器を作動させた場合を示しており、図7(B)は、低温環境下において当該ガス発生器を作動させた場合を示している。
図7(A)に示すように、常温環境下および高温環境下において本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aを作動させた場合には、燃焼室60の内圧上昇に伴ってガス噴出口24を閉鎖する部分のシールテープ26が開裂するに際して、シールテープ26が長孔形状を有するガス噴出口24の開口縁部に沿って完全に破断し、ガス噴出口24の開口縁部に破断後のシールテープ26が付着することはない。そのため、ガス噴出口24の開口面積と、シールテープ26が開裂することでガス噴出口24が開放された状態における実際の開口面積とが同じになる。
一方、図7(B)に示すように、低温環境下において本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Aを作動させた場合には、燃焼室60の内圧上昇に伴ってガス噴出口24を閉鎖する部分のシールテープ26が開裂するに際して、シールテープ26が長孔形状を有するガス噴出口24の開口縁部に沿って破断するものの、当該開口縁部の全周に沿って完全に破断することはなく、筒状部22に沿って並行して延在する一対の開口縁部の一方において破断が生じず、ガス噴出口24の開口縁部に破断後のシールテープ26が付着した状態となる。そのため、ガス噴出口24の開口面積よりも、シールテープ26が開裂することでガス噴出口24が開放された状態における実際の開口面積の方が当該シールテープ26の断面積に相当する分だけ小さくなることになる。
そのため、常温環境下および高温環境下においては、ディスク型ガス発生器1Aの作動時におけるガス噴出口24の実際の開口面積の総和が相対的に大きく確保される反面、低温環境下においては、ディスク型ガス発生器1Aの作動時におけるガス噴出口24の実際の開口面積の総和が相対的に小さく減じられることになる。これにより、低温環境下において、常温環境下および高温環境下に比べて、ガス噴出口24が開放されることによって当該ガス噴出口24を介して排出されるガスの量が制限されることになり、その分だけ燃焼室60の内圧の上昇が促進されることになる。したがって、特に低温環境下においてガス発生剤61の燃焼を促進させることが可能になり、環境温度に起因するガス出力の性能差を格段に軽減することが可能となって、結果的に従来に比してより高性能のディスク型ガス発生器とすることができる。
ここで、本実施の形態の如くの構成を採用することにより、周囲温度に応じて、開裂したシールテープ26の一部がガス噴出口24の開口縁部に付着するか否かに差が生じる理由は、もっぱら、ガス噴出口24が非丸孔状の長孔形状であるためにガス噴出口24の中央から開口縁部までの距離が非一様となることにより、当該開口縁部に沿って一度にシールテープ26を破断させるために必要となる瞬間的なエネルギーが増大し、常温環境下および高温環境下においては燃焼室60の内圧の上昇速度が速いため、当該瞬間的なエネルギーが得られるのに対し、低温環境下において燃焼室60の内圧の上昇速度が遅いため、当該瞬間的なエネルギーが得られないためと推察される。
なお、本実施の形態においては、長孔形状の典型的な例として、ガス噴出口24をトラック孔にて構成した場合を例示して説明を行なったが、ガス噴出口24の開口形状はこれに限定されるものではなく、たとえば楕円形状としてもよいし長方形形状としてもよい。ここで、上述した効果をより確実に得るためには、長孔形状のガス噴出口24が、筒状部22に沿って並行して延在する一対の開口縁部を有していることが好ましく、上述したトラック形状や長方形形状の孔にて構成されていることがなお好ましい。
また、本実施の形態においては、複数個のガス噴出口24のすべてが縦長孔形状を有するように構成された場合を例示して説明を行なったが、複数個のガス噴出口24のうちの一部のみが縦長孔形状を有するように構成されている場合でも相当程度の効果を得ることができ、また、複数個のガス噴出口24のすべてまたはその一部が横長孔形状を有するように構成されている場合にも、上述した効果に準じた効果を得ることができる。ここで、横長孔形状とは、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿った開口幅が、当該筒状部22の軸方向に沿った開口幅よりも大きい長孔形状のことである。
また、本実施の形態においては、複数個のガス噴出口24が上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って一列に並んで配置された場合を例示して説明を行なったが、これらが千鳥状あるいは複数列にわたって配置されていてもよいし、他のレイアウトにて配置されていてもよい。
なお、上述した低温環境下、常温環境下、高温環境下とは、たとえばそれぞれ環境温度が-40[℃]前後の環境下、20[℃]前後の環境下、85[℃]前後の環境下を意味している。
(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2におけるディスク型ガス発生器の正面図であり、図9は、図8中に示すIX-IX線に沿った上部側シェルの断面図である。まず、これら図8および図9を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bの構成について説明する。
図8は、本発明の実施の形態2におけるディスク型ガス発生器の正面図であり、図9は、図8中に示すIX-IX線に沿った上部側シェルの断面図である。まず、これら図8および図9を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bの構成について説明する。
本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bは、上述した実施の形態1におけるディスク型ガス発生器1Aと同様に、標準的な大きさのエアバッグを膨張および展開させるタイプのものであり、図8および図9に示すように、上部側シェル20の筒状部22には、上述した実施の形態1におけるディスク型ガス発生器1Aと同様の形状および大きさの第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24c(図1および図4等参照)が設けられている。
本実施の形態においては、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cが、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って所定のルール(ただし、上述した実施の形態1において示したルールとは異なるルール)に従って一列に並んで設けられている。より詳細には、複数個のガス噴出口24は、その総数が24個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って所定の角度ごとに配置されている。
第1ガス噴出口24aは、その数が4個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って90[°]ごとに配置されている。第2ガス噴出口24bは、その数が8個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って39[°]、51[°]、39[°]、51[°]、・・・ごとに配置されている。第3ガス噴出口24cは、その数が12個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って21[°]、30[°]、39[°]、21[°]、30[°]、39[°]、・・・ごとに配置されている。
ここで、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24cの順でこれを1組として4組繰り返されるように配置されている。これにより、複数個のガス噴出口24は、上部側シェル20の筒状部22の周方向において互いに重ならないように配置されることになる。
なお、上述した第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第1ガス噴出口24a、・・・の順で配置された各ガス噴出口24間の配置間隔は、図示するように順に21[°]、9[°]、21[°]、9[°]、21[°]、9[°]、・・・とされている。
ここで、図9を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bにおいては、互いに同一の開放圧を有することとなるように同一の形状でかつ同一の開口面積を有するように構成されたガス噴出口に着目してそれらの形成位置に応じて一纏まりのガス噴出口群としてこれを捉えた場合に、以下の複数組のガス噴出口群のみによって上述した複数個のガス噴出口24が構成されていると見ることができる。なお、当該ガス噴出口群の決定に際しては、上述したように、可能な限り多くのガス噴出口によって1組のガス噴出口群が構成されるようにこれを決定している。
第1ガス噴出口群X:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24a
第2ガス噴出口群Y1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第2ガス噴出口群Y2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z3:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で6組のガス噴出口群X,Y1,Y2,Z1,Z2,Z3のみにて構成されている。
第2ガス噴出口群Y1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第2ガス噴出口群Y2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z3:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で6組のガス噴出口群X,Y1,Y2,Z1,Z2,Z3のみにて構成されている。
ここで、図9に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bにおいては、フランジ部23の最大外形位置Aから筒状部22の軸線Oに対して垂線PLを引いた場合(図9においては、4箇所の最大外形位置Aのうちの1箇所から垂線PLを引いた場合を代表的に図示している)に、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が大きい第1ガス噴出口24a以外のものとされている。
より具体的には、筒状部22の軸線Oに沿って見た場合に、筒状部22には、当該垂線PLに重なる位置にガス噴出口24は設けられておらず(すなわち、当該垂線PLと筒状部22の軸線Oとを含む平面上の位置に、複数個のガス噴出口24a~24cのいずれもが配置されておらず)、これら筒状部22と垂線PLとの交点に最も近い位置には、第3ガス噴出口24cが配置されている。これにより、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24は、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が小さい第3ガス噴出口24cとされている。
図10は、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器の作動時におけるハウジングの要部の変形の程度を模式的に表わした図である。次に、この図10を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bの作動時におけるハウジングの要部の変形の程度について説明する。なお、図10に示す断面は、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bのハウジングのうちの、図9中に示すX-X線に沿った断面である。
図9を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bにおいては、複数個のガス噴出口24のうちのいずれもが配置されていない領域を筒状部22の周方向に沿って一定量だけ形成し、これが筒状部22と上記垂線PLとの交点を含むように配置されるとともに、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24が、最も開口面積が小さい第3ガス噴出口24cとなるように構成されている。そのため、筒状部22のうちの上記垂線PLとの交点近傍における部分においては、筒状部22の機械的強度が他の部分に比較して相対的に高いことになる。
したがって、図10に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bの作動時においては、領域Rのうちのフランジ部23の最大外形位置Aに対応する部分において、フランジ部23による拘束力が強く働きつつも、当該部分に対応する部分の筒状部22には、相対的に小さな変形が生じる(すなわち、図中において符号D2で示す如くの小さい変形量(すなわちD2<D1(D1については、図6(B)参照))が筒状部22に発生する)に留まることになるため、結果として領域Rの当該部分において発生する応力集中が飛躍的に軽減できることになる。
そのため、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bにおいては、上述した実施の形態1におけるディスク型ガス発生器1Aと比べた場合に、さらに上部側シェル20の厚みを相対的に薄くすることが可能になり、結果としてさらなる小型軽量化を実現することができる。
ここで、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Bは、上述したように標準的な大きさのエアバッグを膨張および展開させるタイプのものであり、上部側シェル20の筒状部22の外径は、たとえば60.4[mm]に設計され、当該筒状部22の厚み(板厚)は、たとえば1.1[mm]に設計される。
この場合においては、第1ガス噴出口24aの長さL1および幅W1は、たとえばそれぞれ4.0[mm]および1.9[mm]に設定され、第2ガス噴出口24bの長さL2および幅W2は、たとえばそれぞれ3.3[mm]および1.4[mm]に設定され、第3ガス噴出口24cの長さL3および幅W3は、たとえばそれぞれ2.5[mm]および1.3[mm]に設定される。
なお、当該構成を採用した場合にも、1組の第1ガス噴出口群X、1組の第3ガス噴出口群Z1および1組の第2ガス噴出口群Y2に含まれる合計で12個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成するとともに、1組の第2ガス噴出口群Y1、1組の第3ガス噴出口群Z2および1組の第3ガス噴出口群Z3に含まれる合計で12個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成することにより、合計で2回の打抜き処理にて複数個のガス噴出口24のすべてを形成することが可能になり、プレス機の制約を加味した上での製造コストの最小化が実現できることになる。
(実施の形態3)
図11は、本発明の実施の形態3におけるディスク型ガス発生器の上部側シェルの断面図であり、図12は、図11に示す第1ないし第3ガス噴出口の拡大図である。以下、これら図11および図12を参照して、本発明の実施の形態3におけるディスク型ガス発生器1Cについて説明する。
図11は、本発明の実施の形態3におけるディスク型ガス発生器の上部側シェルの断面図であり、図12は、図11に示す第1ないし第3ガス噴出口の拡大図である。以下、これら図11および図12を参照して、本発明の実施の形態3におけるディスク型ガス発生器1Cについて説明する。
本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Cは、上述した実施の形態2におけるディスク型ガス発生器1Bとは異なり、標準的な大きさよりも小さい小型のエアバッグを膨張および展開させるタイプのものであり、図11に示すように、上部側シェル20の筒状部22には、上述した実施の形態2におけるディスク型ガス発生器1Bの場合よりも少ない数のガス噴出口24が設けられている。
具体的には、図11に示すように、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って所定のルール(ただし、上述した実施の形態2において示したルールとは異なるルール)に従って一列に並んで設けられている。より詳細には、複数個のガス噴出口24は、その総数が16個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って所定の角度ごとに配置されている。
第1ガス噴出口24aは、その数が4個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って90[°]ごとに配置されている。第2ガス噴出口24bは、その数が8個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って30[°]、60[°]、30[°]、60[°]、・・・ごとに配置されている。第3ガス噴出口24cは、その数が4個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って90[°]ごとに配置されている。
ここで、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って、第1ガス噴出口24a、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第2ガス噴出口24bの順でこれを1組として4組繰り返されるように配置されている。これにより、複数個のガス噴出口24は、上部側シェル20の筒状部22の周方向において互いに重ならないように配置されることになる。
なお、上述した第1ガス噴出口24a、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第2ガス噴出口24b、第1ガス噴出口24a、・・・の順で配置された各ガス噴出口24間の配置間隔は、図示するように順に21[°]、9[°]、30[°]、30[°]、・・・とされている。
ここで、図11を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Cにおいては、互いに同一の開放圧を有することとなるように同一の形状でかつ同一の開口面積を有するように構成されたガス噴出口に着目してそれらの形成位置に応じて一纏まりのガス噴出口群としてこれを捉えた場合に、以下の複数組のガス噴出口群のみによって上述した複数個のガス噴出口24が構成されていると見ることができる。なお、当該ガス噴出口群の決定に際しては、上述したように、可能な限り多くのガス噴出口によって1組のガス噴出口群が構成されるようにこれを決定している。
第1ガス噴出口群X:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24a
第2ガス噴出口群Y1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第2ガス噴出口群Y2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Cにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で4組のガス噴出口群X,Y1,Y2,Zのみにて構成されている。
第2ガス噴出口群Y1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第2ガス噴出口群Y2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Cにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で4組のガス噴出口群X,Y1,Y2,Zのみにて構成されている。
ここで、図11に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Cにおいても、フランジ部23の最大外形位置Aから筒状部22の軸線Oに対して垂線PLを引いた場合(図11においては、4箇所の最大外形位置Aのうちの1箇所から垂線PLを引いた場合を代表的に図示している)に、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が大きい第1ガス噴出口24a以外のものとされている。
より具体的には、筒状部22の軸線Oに沿って見た場合に、筒状部22には、当該垂線PLに重なる位置にガス噴出口24は設けられておらず(すなわち、当該垂線PLと筒状部22の軸線Oとを含む平面上の位置に、複数個のガス噴出口24a~24cのいずれもが配置されておらず)、これら筒状部22と垂線PLとの交点に最も近い位置には、第2ガス噴出口24bが配置されている。これにより、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24は、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの2番目に開口面積が小さい第2ガス噴出口24bとされている。
したがって、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Cとすることにより、上述した実施の形態2におけるディスク型ガス発生器1Bとした場合と同様に、その作動時において上部側シェル20の所定部位(特に、上述した領域Rのうちのフランジ部23の最大外形位置Aに対応する部分)に応力集中が発生することが飛躍的に軽減できることになる。そのため、当該構成を採用することにより、上部側シェル20の厚みを相対的に薄くすることが可能になり、結果として小型軽量化を実現することができる。
ここで、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Cは、上述したように、標準的な大きさよりも小さい小型のエアバッグを膨張および展開させるタイプのものであり、上部側シェル20の筒状部22の外径は、たとえば57.5[mm]に設計され、当該筒状部22の厚み(板厚)は、たとえば1.1[mm]に設計される。
この場合においては、図12を参照して、第1ガス噴出口24aの長さL1および幅W1は、たとえばそれぞれ3.5[mm]および2.1[mm]に設定され、第2ガス噴出口24bの長さL2および幅W2は、たとえばそれぞれ2.6[mm]および1.4[mm]に設定され、第3ガス噴出口24cの長さL3および幅W3は、たとえばそれぞれ2.4[mm]および1.2[mm]に設定される。
なお、当該構成を採用した場合にも、1組の第1ガス噴出口群Xと2組の第2ガス噴出口群Y1,Y2とに含まれる合計で12個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成するとともに、1組の第3ガス噴出口群Zに含まれる合計で4個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成することにより、合計で2回の打抜き処理にて複数個のガス噴出口24のすべてを形成することが可能になり、プレス機の制約を加味した上での製造コストの最小化が実現できることになる。
(実施の形態4)
図13は、本発明の実施の形態4におけるディスク型ガス発生器の上部側シェルの断面図であり、図14は、図13に示す第1ないし第3ガス噴出口の拡大図である。以下、これら図13および図14を参照して、本発明の実施の形態4におけるディスク型ガス発生器1Dについて説明する。
図13は、本発明の実施の形態4におけるディスク型ガス発生器の上部側シェルの断面図であり、図14は、図13に示す第1ないし第3ガス噴出口の拡大図である。以下、これら図13および図14を参照して、本発明の実施の形態4におけるディスク型ガス発生器1Dについて説明する。
本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Dは、上述した実施の形態2におけるディスク型ガス発生器1Bとは異なり、標準的な大きさよりも大きい大型のエアバッグを膨張および展開させるタイプのものであり、図13に示すように、上部側シェル20の筒状部22には、上述した実施の形態2におけるディスク型ガス発生器1Bの場合よりも多い数のガス噴出口24が設けられている。
具体的には、図13に示すように、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って所定のルール(ただし、上述した実施の形態2において示したルールとは異なるルール)に従って一列に並んで設けられている。より詳細には、複数個のガス噴出口24は、その総数が32個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って所定の角度ごとに配置されている。
第1ガス噴出口24aは、その数が8個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って70[°]、20[°]、70[°]、20[°]、・・・ごとに配置されている。第2ガス噴出口24bは、その数が8個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って30[°]、60[°]、30[°]、60[°]、・・・ごとに配置されている。第3ガス噴出口24cは、その数が16個であり、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って20[°]、10[°]、20[°]、40[°]、20[°]、10[°]、20[°]、40[°]、・・・ごとに配置されている。
ここで、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cは、上部側シェル20の筒状部22の周方向に沿って、第1ガス噴出口24a、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第1ガス噴出口24aの順でこれを1組として4組繰り返されるように配置されている。これにより、複数個のガス噴出口24は、上部側シェル20の筒状部22の周方向において互いに重ならないように配置されることになる。
なお、上述した第1ガス噴出口24a、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第3ガス噴出口24c、第2ガス噴出口24b、第3ガス噴出口24c、第1ガス噴出口24a、第1ガス噴出口24a、・・・の順で配置された各ガス噴出口24間の配置間隔は、図示するように順に10[°]、10[°]、10[°]、10[°]、10[°]、10[°]、10[°]、20[°]、・・・とされている。
ここで、図13を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Dにおいては、互いに同一の開放圧を有することとなるように同一の形状でかつ同一の開口面積を有するように構成されたガス噴出口に着目してそれらの形成位置に応じて一纏まりのガス噴出口群としてこれを捉えた場合に、以下の複数組のガス噴出口群のみによって上述した複数個のガス噴出口24が構成されていると見ることができる。なお、当該ガス噴出口群の決定に際しては、上述したように、可能な限り多くのガス噴出口によって1組のガス噴出口群が構成されるようにこれを決定している。
第1ガス噴出口群X1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24a
第1ガス噴出口群X2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24a
第2ガス噴出口群Y1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第2ガス噴出口群Y2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z3:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z4:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Dにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で8組のガス噴出口群X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2,Z3,Z4のみにて構成されている。
第1ガス噴出口群X2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24a
第2ガス噴出口群Y1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第2ガス噴出口群Y2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24b
第3ガス噴出口群Z1:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z2:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z3:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
第3ガス噴出口群Z4:90[°]間隔で配置された合計4個のガス噴出口24c
すなわち、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Dにおいては、複数個のガス噴出口24が、上部側シェル20の筒状部22の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように当該筒状部22の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の開放圧を有する複数個のガス噴出口からなる合計で8組のガス噴出口群X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2,Z3,Z4のみにて構成されている。
ここで、図13に示すように、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Dにおいても、フランジ部23の最大外形位置Aから筒状部22の軸線Oに対して垂線PLを引いた場合(図13においては、4箇所の最大外形位置Aのうちの1箇所から垂線PLを引いた場合を代表的に図示している)に、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24が、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が大きい第1ガス噴出口24a以外のものとされている。
より具体的には、筒状部22の軸線Oに沿って見た場合に、筒状部22には、当該垂線PLに重なる位置にガス噴出口24は設けられておらず(すなわち、当該垂線PLと筒状部22の軸線Oとを含む平面上の位置に、複数個のガス噴出口24a~24cのいずれもが配置されておらず)、これら筒状部22と垂線PLとの交点に最も近い位置には、第3ガス噴出口24cが配置されている。これにより、当該垂線PLに最も近い位置に配置されたガス噴出口24は、第1ガス噴出口24a、第2ガス噴出口24bおよび第3ガス噴出口24cのうちの最も開口面積が小さい第3ガス噴出口24cとされている。
したがって、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Dとすることにより、上述した実施の形態2におけるディスク型ガス発生器1Bとした場合と同様に、その作動時において上部側シェル20の所定部位(特に、上述した領域Rのうちのフランジ部23の最大外形位置Aに対応する部分)に応力集中が発生することが飛躍的に軽減できることになる。そのため、当該構成を採用することにより、上部側シェル20の厚みを相対的に薄くすることが可能になり、結果として小型軽量化を実現することができる。
ここで、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器1Dは、上述したように、標準的な大きさよりも大きい大型のエアバッグを膨張および展開させるタイプのものであり、上部側シェル20の筒状部22の外径は、たとえば70.0[mm]に設計され、当該筒状部22の厚み(板厚)は、たとえば1.3[mm]に設計される。
この場合においては、図14を参照して、第1ガス噴出口24aの長さL1および幅W1は、たとえばそれぞれ3.7[mm]および2.0[mm]に設定され、第2ガス噴出口24bの長さL2および幅W2は、たとえばそれぞれ3.1[mm]および1.6[mm]に設定され、第3ガス噴出口24cの長さL3および幅W3は、たとえばそれぞれ2.5[mm]および1.4[mm]に設定される。
なお、当該構成を採用した場合にも、1組の第1ガス噴出口群X1と2組の第3ガス噴出口群Z2,Z4とに含まれる合計で12個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成するとともに、2組の第3ガス噴出口群Z1,Z3と1組の第1ガス噴出口群X2とに含まれる合計で12個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成し、さらには2組の第2ガス噴出口群Y1,Y2に含まれる合計で8個のガス噴出口を一度の打抜き処理にて形成することにより、合計で3回の打抜き処理にて複数個のガス噴出口24のすべてを形成することが可能になり、プレス機の制約を加味した上での製造コストの最小化が実現できることになる。
(他の実施の形態等)
上述した本発明の実施の形態1ないし4においては、上部側シェルに複数個のガス噴出口およびフランジ部を設ける構成とした場合を例示して説明を行なったが、下部側シェルにこれらを設けることとしてもよい。
上述した本発明の実施の形態1ないし4においては、上部側シェルに複数個のガス噴出口およびフランジ部を設ける構成とした場合を例示して説明を行なったが、下部側シェルにこれらを設けることとしてもよい。
また、上述した本発明の実施の形態1ないし4においては、ハウジングを上部側シェルおよび下部側シェルからなる一対のシェル部材にて構成した場合を例示して説明を行なったが、これを3つ以上のシェル部材にて構成することも当然に可能である。
また、上述した本発明の実施の形態1ないし4においては、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口として、3種類のガス噴出口をハウジングに設けてなる場合を例示して説明を行なったが、これを2種類のガス噴出口にて構成することとしてもよいし、4種類以上のガス噴出口にて構成することとしてもよい。
また、上述した本発明の実施の形態1ないし4においては、所定の規則的なルールに従って複数個のガス噴出口をハウジングに設けた場合を例示して説明を行なったが、ハウジングに設けられる複数個のガス噴出口は、必ずしも規則的なルールに従って設けられている必要はない。
さらには、上述した本発明の実施の形態1ないし4において開示したガス噴出口の形状、大きさ、レイアウト等は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々変更が可能である。
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
1A~1D ディスク型ガス発生器、10 下部側シェル、11 底板部、12 筒状部、13 突状筒部、14 窪み部、15 開口部、20 上部側シェル、21 天板部、22 筒状部、23 フランジ部、24 ガス噴出口、24a 第1ガス噴出口、24b 第2ガス噴出口、24c 第3ガス噴出口、25 貫通孔、26 シールテープ、28 間隙部、30 保持部、31 内側被覆部、32 外側被覆部、33 連結部、34 雌型コネクタ部、40 点火器、41 点火部、42 端子ピン、50 カップ状部材、51 頂壁部、52 側壁部、53 延設部、54 先端部、55 伝火室、56 伝火薬、60 燃焼室、61 ガス発生剤、70 下部側支持部材、71 底部、72 当接部、73 先端部、80 上部側支持部材、81 底部、82 当接部、85 クッション材、90 フィルタ、A 最大外形位置、O 軸線、PL 垂線。
Claims (8)
- 周壁部、天板部および底板部を有し、前記周壁部の軸方向の両端が前記天板部および前記底板部によって閉塞されたハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置され、燃焼することでガスを発生させるガス発生剤と、
前記ハウジングに組付けられ、前記ガス発生剤を燃焼させるための点火器とを備え、
前記ハウジングは、複数のシェル部材が組み合わされて接合されることで構成され、
前記複数のシェル部材のうちの1つは、前記周壁部の少なくとも一部を構成する筒状部と、前記筒状部の軸方向における一端から径方向外側に向けて連続して延びるフランジ部とを少なくとも有し、
前記筒状部には、互いに異なる開口面積を有するものが含まれた複数個のガス噴出口が設けられ、
前記フランジ部は、前記筒状部の軸線から当該フランジ部の外縁までの距離が非一様となる形状に構成され、
前記フランジ部の外縁のうち、前記筒状部の軸線から最も遠い位置である最大外形位置から、前記筒状部の軸線に対して垂線を引いた場合に、前記垂線に最も近い位置に配置されたガス噴出口が、前記複数個のガス噴出口のうちの最も開口面積が大きいもの以外のものである、ガス発生器。 - 前記垂線と前記筒状部の軸線とを含む平面上の位置に、前記複数個のガス噴出口のいずれもが配置されていない、請求項1に記載のガス発生器。
- 前記フランジ部には、当該ガス発生器を外部の部材にて対して固定するための貫通孔が設けられ、
前記筒状部の軸線から前記フランジ部の外縁までの距離が、前記フランジ部の前記貫通孔が設けられた部分において、前記フランジ部の前記貫通孔が設けられていない部分よりも大きく構成されている、請求項1または2に記載のガス発生器。 - 前記複数個のガス噴出口が、前記筒状部の周方向に沿って一列に並んで配置されている、請求項1から3のいずれかに記載のガス発生器。
- 前記ハウジングが、前記複数のシェル部材として、前記天板部および前記天板部寄りの前記周壁部を構成する有底筒状の上部側シェルと、前記底板部および前記底板部寄りの前記周壁部を構成する有底筒状の下部側シェルとを含み、
前記複数個のガス噴出口が設けられた前記筒状部が、前記天板部寄りの前記周壁部を構成する部分の前記上部側シェルによって規定され、
前記フランジ部が、前記天板部寄りの前記周壁部を構成する部分の前記上部側シェルの前記底板部側の端部から延設され、
前記底板部寄りの前記周壁部を構成する部分の前記下部側シェルが、前記天板部寄りの前記周壁部を構成する部分の前記上部側シェルに内挿されることで、前記上部側シェルと前記下部側シェルとが組み合わされ、
前記点火器が、前記底板部を構成する部分の前記下部側シェルに組付けられている、請求項1から4のいずれかに記載のガス発生器。 - 前記複数個のガス噴出口は、複数組のガス噴出口群にて構成され、
前記複数組のガス噴出口群は、
前記筒状部の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように前記筒状部の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の第1開放圧を有する複数個の第1ガス噴出口からなる1組または2組以上の第1ガス噴出口群と、
前記筒状部の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように前記筒状部の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の第2開放圧を有する複数個の第2ガス噴出口からなる1組または2組以上の第2ガス噴出口群と、
前記筒状部の軸線を中心として120[°]以下の角度をもって回転対称性を有するように前記筒状部の周方向に沿って均等に配置された互いに同一の第3開放圧を有する複数個の第3ガス噴出口からなる1組または2組以上の第3ガス噴出口群と、のみを有し、
前記第2開放圧は、前記第1開放圧より高く、
前記第3開放圧は、前記第2開放圧より高く、
前記複数個のガス噴出口が、前記筒状部の周方向において互いに重ならないように配置されている、請求項1から5のいずれかに記載のガス発生器。 - 前記複数個の第1ガス噴出口、前記複数個の第2ガス噴出口および前記複数個の第3ガス噴出口のうちの少なくともいずれかが、1個のガス噴出口の開口面積をS[mm2]とし、当該1個のガス噴出口の周長をC[mm]とした場合に、これらSおよびCが、S/C≦0.27×S0.5の条件を満たす形状を有している、請求項6に記載のガス発生器。
- 前記複数個の第1ガス噴出口、前記複数個の第2ガス噴出口および前記複数個の第3ガス噴出口のうちの少なくともいずれかが、前記筒状部の周方向に沿った開口幅よりも前記筒状部の軸方向に沿った開口幅が大きい長孔形状を有している、請求項6に記載のガス発生器。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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