WO2024135392A1 - ガス発生器、及びガス発生器の固定構造 - Google Patents

ガス発生器、及びガス発生器の固定構造 Download PDF

Info

Publication number
WO2024135392A1
WO2024135392A1 PCT/JP2023/043917 JP2023043917W WO2024135392A1 WO 2024135392 A1 WO2024135392 A1 WO 2024135392A1 JP 2023043917 W JP2023043917 W JP 2023043917W WO 2024135392 A1 WO2024135392 A1 WO 2024135392A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
case
annular inclined
gas generator
inclined portion
base end
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/043917
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真也 山本
彬 福島
成海 水田
Original Assignee
株式会社ダイセル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2022205944A external-priority patent/JP2024090208A/ja
Application filed by 株式会社ダイセル filed Critical 株式会社ダイセル
Publication of WO2024135392A1 publication Critical patent/WO2024135392A1/ja

Links

Images

Definitions

  • the present invention relates to a gas generator.
  • a gas generator has been proposed that has an external housing with a cup-shaped receiving portion and a cover that closes the receiving portion, and when activated, the gas generating agent inside the cover burns, causing the pressure inside the cover to rise and part of the cover to split open, discharging the combustion gas (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 discloses a structure in which a rupture line is provided in the cup, and the cup opens from the rupture line to discharge the combustion gas, but because the thickness of the cup is uniform, there are problems in that fragments are easily formed when the cup breaks, and it is difficult to concentrate the combustion gas in the opening part.
  • the technology disclosed herein has been developed in light of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a gas generator that allows for reliable and highly reproducible opening.
  • the gas generator disclosed herein includes an ignition device having an igniter and an igniter holder that holds the igniter in a state where it is surrounded by the igniter, and a case that is a cylindrical case with a bottom that contains a gas generating agent that burns when the ignition device is activated, the case having a side wall portion whose base end opening is connected to the igniter holder, and a closing portion that closes the tip end side of the side wall portion, the closing portion having an annular inclined portion connected to the tip end side of the side wall portion and formed in a funnel shape that inclines from the base end side to the tip end side so as to converge radially inward of the case, and a lid portion connected to the tip end side of the annular inclined portion, perpendicular to the axial direction of the case, and closing the tip end side of the annular inclined portion, the annular inclined portion and the lid portion are integrally formed in the closing portion, and the thickness of the lid portion
  • the annular inclined portion has an inner surface located radially inside the case and an outer surface located radially outside the case
  • the inner surface of the annular inclined portion has an inner surface base end portion connected to the side wall portion and located on the base end side, and an inner surface tip end portion connected to the lid portion and located on the tip end side
  • the outer surface of the annular inclined portion has an outer surface base end portion connected to the side wall portion and located on the base end side, and an outer surface tip end portion connected to the lid portion and located on the tip end side, and in a cross section along the central axis of the case, the angle formed by the central axis and an inner surface imaginary line passing through the inner surface base end and inner surface tip end of the annular inclined portion may be less than the angle formed by the central axis and an outer surface imaginary line passing through the outer surface base end and outer surface tip end of the annular inclined portion.
  • the volume of the lid portion may be equal to or less than the volume of the annular inclined portion.
  • the lid portion has an inner surface located on the base end side and an outer surface located on the tip end side
  • the annular inclined portion has an inner surface located on the radial inside of the case and an outer surface located on the radial outside of the case, and an angle may be formed by the inner surface of the lid portion, the inner surface of the annular inclined portion, and the boundary line between the inner surface of the lid portion and the inner surface of the annular inclined portion.
  • the entire case may be made of resin.
  • the igniter holding portion may include a metal collar that surrounds the outside of the igniter, and a resin fixing portion that is interposed between the collar and the igniter and fixes the igniter to the collar, and the base end side of the case may be welded to the fixing portion.
  • the inner surface of the annular inclined portion may form a dome-shaped curved surface that converges radially inward of the case from the base end side connected to the side wall portion toward the tip end side connected to the lid portion and bulges outward from the case.
  • the technology disclosed herein may also be a fixed structure for a gas generator, comprising the gas generator described above and a cylindrical portion to which the gas generator is attached, the cylindrical portion having an insertion opening through which the gas generator is inserted, the gas generator being fixed to the insertion opening such that the side wall portion and the annular inclined portion of the case face the inner wall surface of the cylindrical portion and the lid portion does not face the inner wall surface of the cylindrical portion, and the gas generator is configured such that when the gas generator is attached to the cylindrical member and operated, only the lid portion of the case is deformed, split, burned out, or melted due to the pressure generated within the case.
  • This disclosure provides a gas generator that allows for reliable and highly reproducible opening.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gas generator according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction of the gas generator according to the first embodiment attached to an attachment target.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state after normal operation of the gas generator according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view of a gas generator according to a modified example of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction of a gas generator according to a modification of the first embodiment attached to an attachment target.
  • FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gas generator 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1 shows a state before the gas generator 1 is activated.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the axial direction of the gas generator 1 attached to a cylindrical portion 100 to which the gas generator 1 is attached. The direction along the axis is the height direction (up-down direction) of the gas generator 1. Furthermore, in the height direction of the gas generator 1, the ignition device 2 side is the base end side (lower side), and the case 3 side is the tip end side (upper side).
  • the gas generator 1 When the gas generator 1 is activated, it burns the gas generating agent 4 therein and releases the generated combustion gas to the outside. As shown in FIG.
  • the gas generator 1 is incorporated in, for example, a seat belt retractor (pretensioner) 10 of an automobile and is used to wind up the seat belt when the automobile crashes.
  • the gas generator 1 includes an ignition device 2 and a case 3, and contains the gas generating agent 4 therein.
  • the height direction (up and down direction), base end side (lower side), tip side (upper side), radial outer side, and radial inner side of gas generator 1 merely indicate the relative positional relationship of each element in gas generator 1, for the convenience of explaining the embodiment.
  • the ignition device 2 includes an igniter 21 that is ignited by an ignition current, an igniter holding portion 22 that supports the igniter 21, and a fixing portion 23 interposed between the igniter 21 and the igniter holding portion 22.
  • the igniter 21 has, for example, a cup body 211 having a bottomed cylindrical shape with one end open, an insulating layer 212, a sealing member 213 that closes the opening of the cup body 211, an ignition charge 214 housed in an ignition chamber formed by the cup body 211 and the sealing member 213, and two conductive pins 215 for receiving a current supply from the outside.
  • the cup body 211 side is described as the top and the conductive pin 215 side is described as the bottom.
  • the two conductive pins 215 are connected via a bridge wire (not shown) in the ignition chamber. When the conductive pin 215 receives a current supply from the outside, the bridge wire, which is a resistor, generates heat and burns the ignition charge 214.
  • the ignition charge 214 can be an existing one used in a general gas generator.
  • the cup body 211 is, for example, a metal member covered with a resin insulating layer 212.
  • the sealing member 213 is also made of metal, for example, and is insulated between the pair of conductive pins 215.
  • the cup body 211 has, for example, a radial notch (not shown) on the upper surface, and when the igniter 21 is activated, it is cleaved by the combustion products of the ignition charge 214, releasing combustion products such as flames and combustion gases upward.
  • the igniter holding portion 22 is a metal collar that supports the side of the igniter 21. That is, the igniter holding portion 22 is formed in a cylindrical shape and holds the igniter 21 inside. Note that, in order to suppress circumferential rotation of the fixing portion 23 relative to the igniter holding portion 22, the inner surface of the igniter holding portion 22 that comes into contact with the fixing portion 23 may be provided with irregularities.
  • the igniter holding portion 22 is fixed to the cylindrical portion 100 to be attached, which is, for example, the seat belt retractor body, by crimping.
  • the cylindrical portion 100 is a cylindrical member having an insertion hole into which the gas generator 1 can be inserted.
  • the material of the igniter holding portion 22 is not limited, and may be, for example, a material other than metal.
  • the fixing portion 23 is a resin fixing portion that is interposed between the igniter 21 and the igniter holding portion 22 by injection molding and fixes the igniter 21 to the igniter holding portion 22.
  • a resin material that has excellent heat resistance, durability, corrosion resistance, etc. after hardening can be suitably used as the material of the fixing portion 23.
  • the fixing portion 23 includes a first fixing portion 231 located on the upper side and fixing the cup body 211 of the igniter 21, etc., and a second fixing portion 232 located on the lower side and mainly surrounding the pair of conductive pins 215.
  • the fixing portion 23 covers the lateral periphery of the igniter 21 so that, for example, a part of the cup body 211 or the insulating layer 212 is exposed from the fixing portion 23.
  • the insulating layer 212 may be omitted and the entire cup body 211 may be overmolded by the fixing portion 23.
  • the fixing portion 23 engages with the inside of the igniter holding portion 22 to fix the igniter 21 to the igniter holding portion 22.
  • the second fixing portion 232 may also fix the connector 5 for supplying power from an external power source to the pair of conductive pins 215 to the inside of the igniter holding portion 22 in a state where the connector 5 is connected to the conductive pins 215.
  • the case 3 is a cylindrical member with a bottom that extends from the base end side to the tip end side so as to surround the upper part of the ignition device 2.
  • the material of the case 3 according to the first embodiment is resin.
  • the case 3 includes a closing portion 31 that closes the upper end, and a cylindrical side wall portion 32 that extends vertically.
  • a combustion chamber 6 that accommodates a gas generating agent 4 is formed between the case 3 and the igniter 21.
  • the gas generating agent 4 is ignited by the operation of the igniter 21, and burns to generate combustion products such as combustion gas.
  • the material of the case 3 is not limited to resin, and may be a metal such as an aluminum member, and is not limited thereto.
  • the blocking portion 31 is formed in a truncated cone shape (funnel shape) with the small diameter circular portion blocked.
  • the blocking portion 31 has an annular inclined portion 311 that is connected to the tip side of the side wall portion 32 extending in the vertical direction and inclined from the base end side to the tip side so as to converge toward the inside in the radial direction of the case 3, and a lid portion 312 that is connected to the tip side of the annular inclined portion 311, is perpendicular to the axial direction of the case 3, and blocks the tip side of the annular inclined portion 311.
  • the annular inclined portion 311 and the lid portion 312 are formed integrally.
  • Figure 3 shows a partially enlarged view of Figure 2 illustrating the vicinity of the blocking portion 31 of the gas generator 1 according to embodiment 1.
  • the annular inclined portion 311 is composed of an outer surface 311F located on the radial outside of the case 3 and an inner surface 311B located on the radial inside of the case 3.
  • the lid portion 312 is composed of an outer surface 312F located on the tip side and an inner surface 312B located on the base end side.
  • Figure 3 also shows the central axis C of the case 3.
  • the tip end of the outer surface 311F of the annular inclined portion 311 is referred to as the outer surface tip end 311FN, and the base end is referred to as the outer surface base end 311FE.
  • the tip end of the inner surface 311B of the annular inclined portion 311 is referred to as the inner surface tip end 311BN, and the base end is referred to as the inner surface base end 311BE.
  • the annular inclined portion 311 has a truncated cone shape, and the outer surface tip portion 311FN, the outer surface base end portion 311FE, the inner surface tip portion 311BN, and the inner surface base end portion 311BE are all circular shapes centered on the central axis C.
  • An angle dF is formed between the outer surface virtual line FL, which is a virtual line passing through the outer surface tip portion 311FN and the outer surface base end portion 311FE, and the central axis C.
  • An angle dB is formed between the inner surface virtual line BL, which is a virtual line passing through the inner surface tip portion 311BN and the inner surface base end portion 311BE, and the central axis C.
  • the angle dB is less than dF, and the thickness of the annular inclined portion 311 decreases from the base end side to the tip end side. This allows the volume inside the case 3 to be increased, which contributes to efficient filling and combustion of the gas generating agent 4.
  • the linear gas flow along the inner surface 311B of the annular inclined portion is promoted in any part in the circumferential direction, and the combustion gas is smoothly guided to the inner surface tip portion 311BN side and the inner surface 312B of the lid portion, which can prevent cracking in places other than the lid portion 312 and contribute to improving the reliability and reproducibility when the lid portion 312 is cracked.
  • the annular inclined portion 311 is gradually thinner as it approaches the lid portion 312, but the annular inclined portion 311 may have a constant thickness as long as the thickness of the lid portion 312 is thinner than any part of the annular inclined portion 311.
  • the lid portion 312 is made of a circular flat plate.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the lid portion 312 is made of a circular flat plate of uniform thickness t1, except for the end connected to the annular inclined portion 311.
  • the annular inclined portion 311 is made in a funnel shape that is inclined so as to converge toward the inside in the radial direction of the case 3 from the base end side to the tip side. As described above, the annular inclined portion 311 is configured so that its thickness decreases from the base end side to the tip side.
  • the thickness between the outer surface tip portion 311FN of the annular inclined portion and the inner surface tip portion 311BN of the annular inclined portion, which is the thinnest part of the annular inclined portion 311 in embodiment 1, is indicated by thickness t2.
  • the thickness t1 of the lid portion 312 is formed thinner than the thickness t2 of the annular inclined portion 311 (i.e., t1 ⁇ t2). Therefore, the strength of the lid portion 312 is lower than that of the annular inclined portion 311, and the lid portion 312 is preferentially cleaved when the gas generator 1 is activated.
  • the lid portion 312 is cleaved by an increase in the internal pressure of the case 3 or by the temperature of the combustion products generated by the combustion of the gas generating agent 4.
  • the lid portion 312 which is the most distal end side of the blocking portion 31, is cleaved in the case 3, and the generated gas is discharged to the outside from the lid portion 312.
  • the thickness t1 of the lid portion 312 may be made thinner than the thickness of the side wall portion 32 in the case 3, making the lid portion 312 the most vulnerable portion of the case 3.
  • the blocking portion 31 is formed so that the volume of the lid portion 312 is equal to or less than the volume of the annular inclined portion 311.
  • FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 2, illustrating the dimensions used in the calculation of the volume.
  • the volume is calculated as follows. If the volume of the lid portion 312 is V1, the volume V1 can be calculated, for example, by multiplying the surface area of the outer surface 312F of the lid portion by the thickness t1. The area of the outer surface 312F of the lid portion is calculated using the distance b1 from the central axis C to the circumferential edge of the lid portion 312 (i.e., the radius of the outer surface 312F of the lid portion). V1 can be expressed by the following formula (1).
  • the value of the inner surface 312B may be calculated instead of the outer surface 312F of the lid portion.
  • the volume V4 of the annular inclined portion 311 is calculated by subtracting the volume V3 of the truncated cone formed by the inner surface 311B of the annular inclined portion 311 from the volume V2 of the truncated cone formed by the outer surface 311F of the annular inclined portion.
  • V4 can be expressed by the following formula (2).
  • the volume V2 of the truncated cone formed by the outer surface 311F of the annular inclined portion is calculated using the distance a2 from the central axis C to the outer surface base end 311FE of the annular inclined portion 311 and the distance b2 from the central axis C to the outer surface tip end 311FN of the annular inclined portion 311.
  • V2 can be expressed by the following formula (3).
  • the volume V3 of the truncated cone formed by the inner surface 311B of the annular inclined portion 311 is calculated using the distance a3 from the central axis C to the inner surface base end 311BE of the annular inclined portion 311 and the distance b3 from the central axis C to the inner surface tip end 311BN of the annular inclined portion 311.
  • V3 can be expressed by the following formula (4).
  • the above calculation determines the volume V4 of the annular inclined portion 311.
  • the volume V1 of the lid portion 312 is configured to be equal to or smaller than the volume V4 of the annular inclined portion 311.
  • an angle is formed between the inner surface 312B of the lid portion 312, the inner surface 311B of the annular inclined portion 311, and the boundary between the inner surface 312B of the lid portion and the inner surface 311B of the annular inclined portion.
  • Forming an angle means that a line is formed at the boundary between two surfaces that are connected to each other.
  • the boundary is formed as a circumferential portion where the inner surface tip portion 311BN and the inner surface 312B of the lid portion are connected. This allows the stress caused by the combustion gas generated when the gas generator 1 is activated to be concentrated at the boundary, facilitating the cleavage of the lid portion 312.
  • the thickness of the boundary portion may be formed to be thinner than the thickness t1 and thickness t2 described above.
  • the side wall portion 32 is made of a cylindrical member.
  • the outer diameter of the second side wall portion 322 is made larger than the outer diameter of the first side wall portion 321 in order to form a positioning step (described later) on the outside of the side wall portion 32 relative to the cylindrical portion 100 to which the side wall portion 32 is to be attached.
  • the base end side of the side wall portion 32 is connected to the fixing portion 23 by, for example, a full circumference weld.
  • a full circumference weld is a ring-shaped weld that is continuous in the circumferential direction, and refers to sealing the space between the two members to be welded without any gaps.
  • the side of the case 3 is shaped to conform to the radially inner side of the cylindrical portion 100 to which it is to be attached.
  • the radially inner shape of the cylindrical portion 100 corresponds to the positioning step formed by the difference in the outer shape of the first side wall portion 321 and the second side wall portion 322 in the side wall portion 32 of the case 3 described above, and prevents the gas generator 1 from being pushed more than necessary toward the tip side inside the cylindrical portion 100 when the gas generator 1 is inserted into the insertion port 101 of the cylindrical portion 100.
  • a positioning structure for attaching the gas generator 1 to the cylindrical portion 100 and a rotation prevention structure for the gas generator 1 after the gas generator 1 is attached to the cylindrical portion 100 may be provided.
  • the structure may be such that unevenness formed on any portion of the gas generator 1 (for example, the igniter holding portion 22 facing the cylindrical portion 100 or the side wall portion 32 of the case 3) and unevenness formed on any portion of the inner circumferential surface of the cylindrical portion 100 fit together. This allows the case 3 to fit into the cylindrical portion 100 to which the gas generator 1 is to be attached.
  • the side wall portion 32 of the case 3 and the annular inclined portion 311 of the closing portion 31 of the case 3 face the inner wall surface of the cylindrical portion 100 to which the gas generator 1 is to be attached and are surrounded by the periphery, but the cover portion 312 is fixed to the insertion opening 101 of the cylindrical portion 100 to which the gas generator 1 is to be attached so as not to face the inner wall surface of the cylindrical portion 100.
  • the inside of the cylindrical portion 100 to be attached has a shape that corresponds to the shape of the outside of the case 3, even if the internal pressure of the case 3 rises, the side wall portion 32, which is the side surface of the case 3, and the annular inclined portion 311 are prevented from cracking.
  • the positioning step described above is formed in the case 3, the gas generator 1 and the entire case 3 are prevented from being ejected upward when the internal pressure of the case 3 rises.
  • the inner wall surface of the cylindrical portion 100 and the side wall portion 32 and annular inclined portion 311 of the case 3 may be in contact with each other without any gaps.
  • such a design is difficult from the viewpoint of clearance, so they may be arranged with a small gap of, for example, about 0.5 mm or 1 mm formed between the inner wall surface of the cylindrical portion 100 and the side wall portion 32 and annular inclined portion 311 of the case 3. This makes it possible to prevent deformation beyond the gap even if deformation of the case 3 occurs due to pressure from the combustion gas during operation.
  • the side wall portion 32 is in contact with the inner wall surface of the cylindrical portion 100 due to deformation of the case 3, preventing further deformation, while a load is applied only to the lid portion 312 that is not restricted by the inner wall surface of the cylindrical portion 100, making the lid portion 312 more likely to break.
  • a predetermined gas generating agent is used as the gas generating agent 4.
  • the combustion temperature of the gas generating agent 4 is, for example, 1000 to 1700°C.
  • the gas generating agent 4 is formed, for example, from guanidine nitrate (41% by weight), basic copper nitrate (49% by weight), binders and additives.
  • the shape of each gas generating agent 4 may be a single-hole cylindrical shape.
  • the gas generating agent 4 is not limited to the above, and a nitrocellulose-based composition may also be used for the gas generating agent 4.
  • the connector 5 (conductors are not shown) is connected to the two conductive pins 215, and power can be supplied to the igniter 21.
  • a sensor (not shown) mounted on the automobile or the like detects an impact
  • an ignition current is supplied to the conductive pin 215, and the igniter 21 is activated.
  • the igniter 21 combusts the ignition charge 214 in the cup body 211, and releases the combustion products to the outside of the cup body 211.
  • the gas generating agent 4 filled in the combustion chamber 6 is ignited by the flame and combustion gas, which are the combustion products of the ignition charge 214.
  • the gas generating agent 4 generates combustion gas and the like as combustion products by combustion.
  • the side of the case 3 (side wall portion 32) is surrounded by the cylindrical portion 100 to which it is attached all around, and the inner surface of the attachment portion has a shape corresponding to the side of the case 3, so that the side of the case 3 is prevented from splitting even if the internal pressure of the case 3 rises.
  • the outer diameter of the case 3 includes a portion where the tip side is smaller than the base end side, the entire case 3 is prevented from being ejected upward when the internal pressure of the case 3 rises. Therefore, when the internal pressure of the case 3 rises, only the lid portion 312 of the blocking portion 31 splits open to form an opening.
  • the portion that melts preferentially is limited to the lid portion 312 or a part thereof, which has low strength. Therefore, the portions of the case 3 other than the lid portion 312 are prevented from scattering into small pieces. In other words, by keeping the lid portion 312, which is the splitting portion (the volume of the lid portion 312, which is the splitting portion), small, the generation of fragments during operation is suppressed, and even if fragments are generated, the size of the fragments can be reduced.
  • the combustion gas is discharged from the opening into, for example, the seat belt retractor 10 to which it is attached.
  • the discharged combustion gas operates a predetermined mechanism of the seat belt retractor 10.
  • the seat belt retractor 10 can adopt an existing configuration.
  • the gas generator 1 is connected to one end of a pipe that is part of the seat belt retractor 10, and the pressure of the combustion gas moves steel balls in the pipe.
  • the seat belt retractor 10 pretensions the seat belt by rotating a gear with the moving steel balls and winding the seat belt using the rotation of the gear as power.
  • the gas generator 1 has a lid portion 312 on the tip side of the blocking portion 31 to which the pipe extends, and the side wall portion 32 and the inner surface 311B of the annular inclined portion are shaped to guide the generated gas toward the lid portion 312, so that the flow of the gas discharged toward the lid portion 312 can be concentrated, and the force can be efficiently transmitted to the seat belt retractor 10.
  • the gas generator 1 shows the gas generator 1 after it is attached to the cylindrical portion 100 and operates normally.
  • the case 3 discharges combustion gas to the seat belt retractor 10 after the lid portion 312 is torn.
  • the lid portion 312 according to this embodiment is configured so that only the lid portion 312 is torn by the pressure generated in the case 3.
  • the gas generator 1 is operated without being attached to the cylindrical portion 100, it is considered that the annular inclined portion 311, the side wall portion 32, and other portions cannot withstand the operating pressure depending on the material and strength of the case 3.
  • a gas generator having the technology of the present disclosure with a cylindrical member, it is possible to suppress scattering of the case 3 when it is torn.
  • the lid portion 312 is torn by the pressure generated in the case 3, but the technology according to the present disclosure is not limited to this.
  • the technology disclosed herein may be configured so that only the lid portion 312 is deformed, split, burned out, or melted by the pressure generated within the case.
  • the annular inclined portion 311 promotes splitting of the lid portion 312.
  • Fig. 6 is a perspective view of a gas generator 1A according to a modification of the first embodiment.
  • Fig. 6 shows a state before the activation of the gas generator 1A.
  • Fig. 7 is a schematic cross-sectional view along the axial direction of the gas generator 1A attached to the cylindrical portion 100A to be attached.
  • the annular inclined portion 311A forms a dome-shaped curved surface that converges toward the radial inside of the case 3A and bulges toward the outside of the case 3A from the base end side connected to the side wall portion 32 toward the tip end side connected to the cover portion 312A.
  • the members constituting the gas generator 1A the members common to the gas generator 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • Case 3A is a cylindrical member with a bottom that extends from the base end to the tip end so as to surround the upper part of ignition device 2.
  • the material of case 3A in the modified example of embodiment 1 is resin.
  • the material of case 3A is not limited to resin, and may be metal such as aluminum, and is not limited to these.
  • the blocking portion 31A is formed in a dome shape with the small diameter circular portion blocked.
  • the blocking portion 31A has an annular inclined portion 311A that is connected to the tip side of the side wall portion 32 extending in the vertical direction, and forms a dome-shaped curved surface that converges toward the inside in the radial direction of the case 3A from the base end side toward the tip side and bulges toward the outside of the case 3A, and a lid portion 312A that is connected to the tip side of the annular inclined portion 311A, is perpendicular to the axial direction of the case 3, and blocks the tip side of the annular inclined portion 311A.
  • the annular inclined portion 311A and the lid portion 312A are formed integrally.
  • Figure 8 shows a partially enlarged view of Figure 7 illustrating the vicinity of the blocking portion 31A of the gas generator according to a modified example of embodiment 1.
  • the annular inclined portion 311A is composed of an outer surface 311FA located on the radial outside of the case 3A and an inner surface 311BA located on the radial inside of the case 3A.
  • the lid portion 312A is composed of an outer surface 312FA located on the tip side and an inner surface 312BA located on the base end side.
  • the tip end of the outer surface 311FA of the annular inclined portion 311A is referred to as the outer surface tip end 311FNA, and the base end is referred to as the outer surface base end 311FEA.
  • the tip end of the inner surface 311BA of the annular inclined portion 311A is referred to as the inner surface tip end 311BNA, and the base end is referred to as the inner surface base end 311BEA.
  • the annular inclined portion 311A is dome-shaped, and the outer surface tip portion 311FNA, the outer surface base end portion 311FEA, the inner surface tip portion 311BNA, and the inner surface base end portion 311BEA are all circular shapes centered on the central axis C.
  • an angle dFA is formed between the outer surface virtual straight line FLA, which is a virtual straight line passing through the outer surface tip portion 311FNA and the outer surface base end portion 311FEA, and the central axis C.
  • an angle dBA is formed between the inner surface virtual straight line BLA, which is a virtual straight line passing through the inner surface tip portion 311BNA and the inner surface base end portion 311BEA, and the central axis C.
  • the annular inclined portion 311A is configured so that dBA is less than dFA, and the thickness of the annular inclined portion 311A decreases from the base end side to the tip end side. This allows the volume inside the case 3A to be increased, which contributes to efficient filling and burning of the gas generating agent 4.
  • the combustion gas generated from the gas generating agent 4 combusted by the operation of the ignition device 2 is guided smoothly along the inner surface 311BA of the annular inclined portion, and the gas is smoothly guided to the inner surface tip 311BNA side and the inner surface 312BA of the lid portion, preventing cracking in places other than the lid portion 312A, and contributing to improved reliability and reproducibility when the lid portion 312A is opened.
  • the annular inclined portion 311A is gradually thinner as it approaches the lid portion 312A, but the annular inclined portion 311A may have a constant thickness as long as the thickness of the lid portion 312A is thinner than any part of the annular inclined portion 311A.

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

前記点火器を取り囲んだ状態で保持する点火器保持部と、を有する点火装置と、前記点火装置の作動により燃焼するガス発生剤を収容する有底筒状のケースであって、基端側の開口部が前記点火器保持部に接続される側壁部と、前記側壁部の先端側を閉塞する閉塞部と、を有するケースと、を備え、前記閉塞部は、前記側壁部の先端側に接続され、基端側から先端側に向かって前記ケースの径方向内側へ収束するように傾斜する漏斗状に形成された環状傾斜部と、前記環状傾斜部の先端側と接続され、前記ケースの軸方向と直交し前記環状傾斜部の先端側を閉塞する蓋部と、を有し、前記閉塞部において、前記環状傾斜部と前記蓋部とが一体に形成され、前記蓋部は、前記環状傾斜部と接続される端部を除いた部分の厚さが、前記環状傾斜部の厚さよりも薄く形成されるように、構成されている。

Description

ガス発生器、及びガス発生器の固定構造
 本発明は、ガス発生器に関する。
 従来、カップ形状の受容部分と、受容部分を閉じるカバーとを有する外部ハウジングを備え、作動時にカバー内のガス発生剤が燃焼することでカバー内の圧力が上昇し、カバーの一部が開裂することで燃焼ガスを排出するガス発生器が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2001-88653号公報
 ガス発生器において、ガス発生器の作動により発生した燃焼ガスを排出する際に、カップの特定部位を開口させ燃焼ガスを排出する方法がある。上記の特許文献1には、カップに破裂線を設けることで、破裂線からカップを開口させ燃焼ガスを排出する構造が開示されているが、カップの厚みが一様であるためカップの破断時に破片が形成されやすかったり、燃焼ガスを開口する部分へ集中させにくいという問題がある。
 本開示の技術は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、確実かつ再現性の高い開口が可能なガス発生器を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本開示の技術は以下の構成を採用した。本開示のガス発生器は、点火器と、前記点火器を取り囲んだ状態で保持する点火器保持部と、を有する点火装置と、前記点火装置の作動により燃焼するガス発生剤を収容する有底筒状のケースであって、基端側の開口部が前記点火器保持部に接続される側壁部と、前記側壁部の先端側を閉塞する閉塞部と、を有するケースと、を備え、前記閉塞部は、前記側壁部の先端側に接続され、基端側から先端側に向かって前記ケースの径方向内側へ収束するように傾斜する漏斗状に形成された環状傾斜部と、前記環状傾斜部の先端側と接続され、前記ケースの軸方向と直交し前記環状傾斜部の先端側を閉塞する蓋部と、を有し、前記閉塞部において、前記環状傾斜部と前記蓋部とが一体に形成され、前記蓋部は、前記環状傾斜部と接続される端部を除いた部分の厚さが、前記環状傾斜部の厚さよりも薄く形成されるように、構成されている。
 また、上記のガス発生器において、前記環状傾斜部は、前記ケースの径方向内側に位置する内面と、前記ケースの径方向外側に位置する外面と、を有し、前記環状傾斜部の内面は、前記側壁部の側に接続され基端側に位置する内面基端部と、前記蓋部の側に接続され先端側に位置する内面先端部を有し、前記環状傾斜部の外面は、前記側壁部の側に接続され基端側に位置する外面基端部と、前記蓋部の側に接続され先端側に位置する外面先端部を有し、前記ケースの中心軸に沿う断面において、前記中心軸と、前記環状傾斜部の前記内面基端部と前記内面先端部とを通る内面仮想直線と、が成す角度が、前記中心軸と、前記環状傾斜部の前記外面基端部と前記外面先端部とを通る外面仮想直線と、が成す角度未満に構成されてもよい。
 また、上記のガス発生器において、前記蓋部の体積が、前記環状傾斜部の体積以下であってもよい。
 また、上記のガス発生器において、前記蓋部は、基端側に位置する内面と、先端側に位置する外面と、を有し、前記環状傾斜部は、前記ケースの径方向内側に位置する内面と、前記ケースの径方向外側に位置する外面と、を有し、前記蓋部の内面と、前記環状傾斜部の内面と、前記蓋部の内面と前記環状傾斜部の内面との境界線と、で角が形成されてもよい。
 また、上記のガス発生器において、前記ケース全体が樹脂で形成されてもよい。
 また、上記のガス発生器において、前記点火器保持部は、前記点火器の外側を囲む金属製のカラーと、前記カラーと前記点火器とに介在し、前記点火器を前記カラーに固定する樹脂製の固定部と、を含み、前記ケースの基端側が、前記固定部に溶接されていてもよい。
 また、上記のガス発生器において、前記環状傾斜部の内面は、前記側壁部と接続された基端側から前記蓋部と接続された先端側へ向かって、前記ケースの径方向内側に収束すると共に前記ケースの外側に向かって膨らんだドーム状の曲面を形成してもよい。
 また、本開示に係る技術は、上記までのガス発生器と、前記ガス発生器の取付対象となる筒状部と、を備え、前記筒状部は、前記ガス発生器が挿入される挿入口を有し、前記ガス発生器は、前記ケースの前記側壁部と前記環状傾斜部とが前記筒状部の内壁面に対向し、且つ、前記蓋部が前記筒状部の内壁面とは対向しないように、前記挿入口に固定されており、前記ガス発生器は、前記筒状部材に取り付けて作動させた際に、前記ケースのうち前記蓋部のみが、前記ケース内に発生する圧力によって変形、開裂、焼尽、溶融の何れかを呈するように構成されている、ガス発生器の固定構造であってもよい。
 本開示によれば、確実かつ再現性の高い開口が可能なガス発生器を提供できる。
図1は、実施形態1に係るガス発生器の斜視図である。 図2は、取付対象に取り付けられた実施形態1に係るガス発生器の軸方向に沿った概略断面図である。 図3は、図2の部分拡大図である。 図4は、図2の部分拡大図である。 図5は、実施形態1に係るガス発生器の正常作動後の状態を示す斜視図である。 図6は、実施形態1の変形例に係るガス発生器の斜視図である。 図7は、取付対象に取り付けられた実施形態1の変形例に係るガス発生器の軸方向に沿った概略断面図である。 図8は、図7の部分拡大図である。
 以下に、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。
<実施形態1>
[装置構成]
 図1は、実施形態1に係るガス発生器1の斜視図である。図1は、ガス発生器1の作動前の状態を示している。また、図2は、取付対象の筒状部100に取り付けられたガス発生器1の軸方向に沿った概略断面図である。軸に沿う方向をガス発生器1の高さ方向(上下方向)とする。更に、ガス発生器1の高さ方向において、点火装置2側を基端側(下側)とし、ケース3側を先端側(上側)とする。ガス発生器1は、作動すると内部のガス発生剤4を燃焼させ、生成された燃焼ガスを外部に放出する。図2に示すように、ガス発生器1は、例えば自動車のシートベルトリトラクター(プリテンショナ)10に組み込まれ、自動車の衝突時にシートベルトを巻き取るために用いられる。また、ガス発生器1は、点火装置2と、ケース3とを備え、内部にガス発生剤4を収容する。但し、本明細書においてガス発生器1の高さ方向(上下方向)、基端側(下側)、先端側(上側)、径方向外側、径方向内側とは、実施形態の説明の便宜上、ガス発生器1における各要素における相対的な位置関係を示すものに過ぎない。
 [点火装置]
 点火装置2は、点火電流により着火する点火器21と、点火器21を支持する点火器保持部22と、点火器21及び点火器保持部22の間に介装される固定部23とを含む。
 点火器21は、例えば一端が開口した有底筒状のカップ体211と、絶縁層212と、カップ体211の開口部を閉塞する封止部材213と、カップ体211及び封止部材213によって形成される点火室に収容される点火薬214と、外部から電流の供給を受けるための2つの導電ピン215とを有する。なお、本実施形態では、便宜上、カップ体211側を上、導電ピン215側を下として説明する。2つの導電ピン215は、点火室内においてブリッジワイヤー(図示せず)を介して接続されている。導電ピン215が外部から電流の供給を受けると、抵抗体であるブリッジワイヤーが発熱して点火薬214を燃焼させる。なお、点火薬214は、一般的なガス発生器に用いられる既存のものを採用することができる。カップ体211は、例えば樹脂製の絶縁層212で覆われた金属製の部材である。また、封止部材213も例えば金属製であり、一対の導電ピン215の間は絶縁されているものとする。カップ体211は、上面に例えば放射状のノッチ(図示せず)を有し、点火器21の作動時においては、点火薬214の燃焼生成物により開裂して上方へ火炎や燃焼ガス等の燃焼生成物が放出される。
 点火器保持部22は、本実施形態では、点火器21の側方を支持する金属製カラーである。すなわち、点火器保持部22は、筒状に形成されており、その内側に点火器21を保持する。なお、点火器保持部22に対する固定部23の周方向の回転を抑制するために、固定部23と接触する点火器保持部22の内周面には凹凸が設けられていてもよい。また、点火器保持部22は、例えばシートベルトリトラクター本体である取付対象の筒状部100に対してかしめによって固定される。筒状部100は、ガス発生器1を挿入可能な挿入孔を有する筒状の部材である。但し、点火器保持部22の部材は限定されず、例えば材料が金属以外であってもよい。
 固定部23は、点火器21と点火器保持部22との間に射出成形にて介装され、点火器保持部22に対して点火器21を固定する樹脂製の固定部である。固定部23の材料としては、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を好適に利用することができる。図2の例では、固定部23は、上側に位置し点火器21のカップ体211等を固定する第1固定部231と、下側に位置し主として一対の導電ピン215を取り囲む第2固定部232とを含む。固定部23は、例えばカップ体211又は絶縁層212の一部が固定部23から露出した状態となるように、点火器21の側方の周囲を覆う。なお、絶縁層212を省略して固定部23によってカップ体211全体がオーバーモールドされていてもよい。また、固定部23は、点火器保持部22の内側と係合することで、点火器保持部22に対して点火器21を固定する。また、第2固定部232は、点火器保持部22の内側に、一対の導電ピン215に外部電源からの電力を供給するためのコネクタ5を導電ピン215と接続した状態で固定するようにしてもよい。
 [ケース]
 ケース3は、点火装置2の上部を取り囲むようにして基端側から先端側に向かって延在する有底筒状の部材である。実施形態1に係るケース3の材料は樹脂である。ケース3は、上端を閉塞する閉塞部31と、上下に延在する筒状の側壁部32と、を含む。また、ケース3と点火器21との間には、ガス発生剤4を収容する燃焼室6が形成される。ガス発生剤4は、点火器21の作動により着火され、燃焼して燃焼ガス等の燃焼生成物を発生させる。但し、ケース3の材料は樹脂に限定されるものではなく、アルミ部材などの金属であってもよく、またこれらに限定されるものではない。
 閉塞部31は、小径円の部分が閉塞された円錐台形状(漏斗状)に形成されている。詳しくは、閉塞部31は、上下方向に延在する側壁部32の先端側に接続され、基端側から先端側に向かってケース3の径方向の内側へ向かって収束するように傾斜する環状傾斜部311と、環状傾斜部311の先端側と接続されケース3の軸方向と直交し環状傾斜部311の先端側を閉塞する蓋部312と、を有する。また、環状傾斜部311と蓋部312は一体に形成されている。
 図3は、実施形態1に係るガス発生器1の閉塞部31の近傍を説明する図2の部分拡大図を示している。環状傾斜部311は、ケース3の径方向外側に位置する外面311Fと、ケース3の径方向内側に位置する内面311Bと、で構成されている。また、蓋部312は、先端側に位置する外面312Fと、基端側に位置する内面312Bと、で構成されている。また、図3にはケース3の中心軸Cを示している。本実施形態では、環状傾斜部311の外面311Fの先端部を外面先端部311FNと称し、基端部を外面基端部311FEと称する。また、環状傾斜部311の内面311Bの先端部を内面先端部311BNと称し、基端部を内面基端部311BEと称する。環状傾斜部311は円錐台形状であり、外面先端部311FN、外面基端部311FE、内面先端部311BN、内面基端部311BEの何れも中心軸Cを中心とした円形状である。また、先述の外面先端部311FNと外面基端部311FEとを通る仮想直線である外面仮想直線FLと、中心軸Cと、によって角度dFが成されている。また、内面先端部311BNと内面基端部311BEとを通る仮想直線である内面仮想直線BLと、中心軸Cと、によって角度dBが成されている。本実施形態ではdBがdF未満となるように構成されており、基端側から先端側へ向かって環状傾斜部311の厚さが減少する構成となっている。これにより、ケース3内部の容積を増やすことができ、ガス発生剤4の効率的な充填や燃焼に寄与できる。また、点火装置2の作動によって燃焼したガス発生剤4から発生する燃焼ガスの移動経路において、環状傾斜部の内面311Bに沿った直線的なガスの流れを円周方向の何れの部分においても促すことになり、内面先端部311BN側や蓋部の内面312Bへ燃焼ガスをスムーズに導き、蓋部312以外の箇所の割れを防止することや、蓋部312が開裂する際の確実性向上や再現性向上に寄与することができる。なお、本実施形態では、環状傾斜部311は、蓋部312に近くなるほど徐々に厚みが薄くなる実施形態を示したが、蓋部312の厚さが、環状傾斜部311の何れの部分よりも薄い構成であれば、環状傾斜部311は一定の厚みでもよい。
 蓋部312は円形平板で構成されている。図3では、蓋部312が、環状傾斜部311と接続された端部を除いて、均一な厚さt1の円形平板で構成されている態様を示している。また、環状傾斜部311は、基端側から先端側に向かってケース3の径方向の内側へ向かって収束するように傾斜する漏斗形状で構成されている。環状傾斜部311は、先述のように基端側から先端側へ向かって厚さが減少する構成となっている。実施形態1での環状傾斜部311の最薄部分である、環状傾斜部の外面先端部311FNと、環状傾斜部の内面先端部311BNとの間の厚さは、厚さt2で示されている。また、蓋部312の厚さt1は環状傾斜部311の厚さt2よりも薄く(つまり、t1<t2)形成されている。そのため、蓋部312の方が環状傾斜部311よりも強度が低くなっており、ガス発生器1の作動時に蓋部312が優先的に開裂する。蓋部312は、ケース3の内圧の上昇により、又はガス発生剤4の燃焼により生じる燃焼生成物の温度により開裂する。これによって、ケース3は、ガス発生剤の燃焼時に閉塞部31の最も先端側である蓋部312が開裂して、発生したガスを蓋部312から外部へ排出する。但し、蓋部312の厚さt1を、ケース3における側壁部32の厚さよりも薄くして、蓋部312をケース3における最も脆弱な部位としてもよい。
 閉塞部31は、蓋部312の体積が環状傾斜部311の体積以下となるように形成されている。図4は図2の拡大図であって、体積の計算に用いる寸法を図示している。実施形態1では、以下のように体積を求めている。蓋部312の体積をV1とすると、体積V1は、例えば蓋部の外面312Fの表面積に厚さt1を掛けた値として算出できる。蓋部の外面312Fの面積は中心軸Cから蓋部312の円周縁部までの距離b1(つまり、蓋部の外面312Fの半径)を用いて計算する。V1は、以下の数式(1)により表すことができる。但し、上記の計算では、蓋部の外面312Fの代わりに内面312Bの値を求めてもよい。
 また、環状傾斜部311の体積V4は、環状傾斜部の外面311Fによって形成される円錐台の体積V2から、環状傾斜部311の内面311Bによって形成される円錐台の体積V3を引くことで計算される。V4は以下の数式(2)により表すことができる。
 環状傾斜部の外面311Fによって形成される円錐台の体積V2は、中心軸Cから環状傾斜部311の外面基端部311FEまでの距離a2と、中心軸Cから環状傾斜部311の外面先端部311FNの距離b2を用いて計算する。V2は、以下の数式(3)により表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 また、環状傾斜部311の内面311Bによって形成される円錐台の体積V3は、中心軸Cから環状傾斜部311の内面基端部311BEまでの距離a3と、中心軸Cから環状傾斜部311の内面先端部311BNの距離b3を用いて計算する。V3は、以下の数式(4)により表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 以上の計算より環状傾斜部311の体積V4が求められる。本開示では、蓋部312の体積V1が環状傾斜部311の体積V4以下になるように構成されている。
 蓋部312と環状傾斜部311では、蓋部312の内面312Bと、環状傾斜部311の内面311Bと、蓋部の内面312Bと環状傾斜部の内面311Bとの境界線と、で角が形成されている。角が形成されているとは、互いに接続される二面の境界で線が形成されることを意味する。本実施形態では、当該境界線は、内面先端部311BNと蓋部の内面312Bが接続された円周部として形成されている。これにより、ガス発生器1の作動時に発生した燃焼ガスによる応力を当該境界線に集中させ、蓋部312の開裂を促すことができる。更に、環状傾斜部311の内面311Bと、蓋部の内面312Bと環状傾斜部の内面311Bとの境界線と、に燃焼ガスによる応力を集中させる場合、当該境界線部分の厚さを先述の厚さt1及び厚さt2よりも薄くなるように形成してもよい。
 側壁部32は、筒状部材によって構成されている。実施形態1では側壁部32の外側に取付対象の筒状部100に対する後述する位置決めの段差を構成するために、第1側壁部321の外径よりも第2側壁部322の外径が大きく構成されている。また、側壁部32の基端側は、例えば全周溶接により、固定部23に接続される。全周溶接とは、周方向に連続した環状の溶接であり、溶接対象の2つの部材間を隙間なく閉塞させることをいう。
 また、ケース3の側面は、取付対象の筒状部100の径方向内側に沿った形状になっている。また、筒状部100の径方向内側の形状は、先述のケース3の側壁部32における第1側壁部321と第2側壁部322の外形の差によって形成された位置決めの段差と対応する形状となっており、ガス発生器1を筒状部100の挿入口101へ挿入される際に、筒状部100の内部でガス発生器1が必要以上に先端側へ押し込まれることを抑制している。また、図示していないが、ガス発生器1を筒状部100に対して取り付ける際の位置決め構造や、ガス発生器1を筒状部100に対して取り付けた後のガス発生器1の回転防止構造を設けてもよい。当該位置決め構造や回転防止構造をより詳しく述べると、ガス発生器1の何れかの部分(例えば、筒状部100と対向する点火器保持部22や、ケース3の側壁部32)に形成された凹凸と、筒状部100の内周面の何れかの部分に形成された凹凸と、が互いに嵌合する構造であってもよい。これによって、ケース3は、ガス発生器1の取付対象の筒状部100に嵌合する。本実施形態では、ケース3の側壁部32、及びケース3の閉塞部31の環状傾斜部311は、取付対象の筒状部100の内壁面に対向し周囲を包囲されているが、蓋部312は筒状部100の内壁面に対向しないように取付対象の筒状部100の挿入口101に固定されている。また、取付対象の筒状部100の内側はケース3の外側の形状に対応する形状になっているため、ケース3の内圧が上昇した場合であってもケース3の側面である側壁部32や、環状傾斜部311は開裂が抑止される。また、ケース3には先述の位置決めの段差が形成されているため、ケース3の内圧が上昇した場合にガス発生器1やケース3の全体が上方に射出されることが抑止される。
 ガス発生器1を筒状部100に取り付けた状態では、筒状部100の内壁面とケース3の側壁部32及び環状傾斜部311は、互いに隙間なく当接していてもよい。しかし、クリアランスの観点からそのような設計は難しいため、筒状部100の内壁面とケース3の側壁部32、及び環状傾斜部311の間に例えば0.5mmや1mm程のわずかな隙間を形成した状態で配置させておいてもよい。これにより、作動時に燃焼ガスによる圧力でケース3の変形が発生した場合でも、当該隙間以上の変形を阻止できる。この場合、ガス発生器1の作動時にケース3の変形によって側壁部32が筒状部100の内壁面に当接してそれ以上の変形が阻止される一方で、筒状部100の内壁面で規制されていない蓋部312のみに荷重がかかり、蓋部312が開裂しやすくもなる。
 [ガス発生剤]
 ガス発生剤4には、所定のガス発生剤が用いられる。ガス発生剤4の燃焼温度は、例えば1000~1700℃である。ガス発生剤4は、例えば、硝酸グアニジン(41重量%)、塩基性硝酸銅(49重量%)及びバインダーや添加物によって形成される。ガス発生剤4の個々の形状は、単孔円柱状のものを用いることができる。なお、ガス発生剤4は上記のものに限定されず、ガス発生剤4にニトロセルロース系の組成を使用することもできる。
[動作]
 ガス発生器1が例えば自動車のシートベルトリトラクター10に組み付けられた状態では、コネクタ5(導線は図示せず)が2つの導電ピン215と接続されており、点火器21に対して給電可能になっている。この状態で、自動車等に搭載されたセンサ(図示せず)が衝撃を感知すると、導電ピン215に着火電流が供給され、点火器21が作動する。点火器21は、カップ体211内の点火薬214を燃焼させ、その燃焼生成物をカップ体211の外部に放出させる。また、点火薬214の燃焼生成物である火炎や燃焼ガスにより、燃焼室6に充填されたガス発生剤4が着火する。ガス発生剤4は、燃焼することで燃焼生成物として燃焼ガス等を生成する。
 ケース3の側面(側壁部32)は取付対象の筒状部100によって全周にわたり包囲されており、取付対象の内面はケース3の側面に対応する形状になっているため、ケース3の内圧が上昇した場合であってもケース3の側面は開裂が抑止される。また、ケース3の外径が基端側よりも先端側が小さくなった部分を含むため、ケース3の内圧が上昇した場合にケース3の全体が上方に射出されることが抑止される。よって、ケース3の内圧が上昇した場合、専ら閉塞部31の蓋部312が開裂し開口が形成される。また燃焼生成物の温度によってケース3の溶融が発生しても、優先的に溶融する部位は強度が低い蓋部312又はその一部に限られる。このため、ケース3のうち蓋部312以外の部分が小片となって飛散することは抑止される。つまり、開裂部分である蓋部312(開裂部分である蓋部312の体積)を小さく抑えることで、作動時の破片の発生を抑制すると共に、仮に破片が発生したときであってもその大きさを小さくすることができる。
 また、開口からは、燃焼ガスが、例えば取付対象であるシートベルトリトラクター10の内部へ排出される。そして、排出された燃焼ガスは、シートベルトリトラクター10が有する所定の機構を動作させる。なお、シートベルトリトラクター10は既存の構成を採用することができる。例えば、ガス発生器1はシートベルトリトラクター10の一部であるパイプの一端に接続され、燃焼ガスの圧力によりパイプ内の鋼球を移動させる。また、移動する鋼球によってギアを回転させ、ギアの回転を動力にしてシートベルトを巻き取ることでシートベルトリトラクター10はシートベルトにプリテンションをかける。このとき、ガス発生器1は、パイプが延在する閉塞部31の先端側に蓋部312を有し、側壁部32及び環状傾斜部の内面311Bが蓋部312側へ発生したガスを誘導する形状になっているため、蓋部312の方向に向けて排出するガスの流れを集中させることができ、効率的にシートベルトリトラクター10へ力を伝達させることができる。
 図5では、ガス発生器1を筒状部100に取り付けて正常に動作した後のガス発生器1を示している。ガス発生器1を筒状部100に取り付けて正常作動させた場合、ケース3は、蓋部312が開裂した後、燃焼ガスをシートベルトリトラクター10に排出する。本実施形態に係る蓋部312は、ケース3内に発生した圧力によって蓋部312のみが開裂するように構成されている。また、ガス発生器1を筒状部100に装着せずに作動させた場合、ケース3の材質や強度によっては環状傾斜部311や側壁部32等の部分が作動圧力に耐えられない場合が考えられる。しかし、そのような場合であっても本開示の技術を有するガス発生器を筒状部材と組み合わせることで、開裂時のケース3の飛散を抑制できる。本実施形態ではケース3内に発生した圧力によって蓋部312が開裂したが、本開示に係る技術はこれに限定されない。本開示に係る技術は、ケース内に発生した圧力によって蓋部312のみが変形、開裂、焼尽、溶融の何れかを呈するように構成されてもよい。いずれの場合も環状傾斜部311を有することで、蓋部312の開裂が促進される。
<実施形態1の変形例>
 図6は、実施形態1の変形例に係るガス発生器1Aの斜視図である。図6は、ガス発生器1Aの作動前の状態を示している。また、図7は、取付対象の筒状部100Aに取り付けられたガス発生器1Aの軸方向に沿った概略断面図である。本変形例では、閉塞部31Aにおいて、環状傾斜部311Aが、側壁部32と接続された基端側から蓋部312Aと接続された先端側に向かって、ケース3Aの径方向内側に収束すると共にケース3Aの外側に向かって膨らんでいるドーム状の曲面を形成している。また、ガス発生器1Aを構成する部材のうち、ガス発生器1と共通する部材については同一の符号を付すことで、詳細な説明は割愛する。
 ケース3Aは、点火装置2の上部を取り囲むようにして基端側から先端側に向かって延在する有底筒状の部材である。実施形態1の変形例に係るケース3Aの材料は樹脂である。但し、ケース3Aの材料は樹脂に限定されるものではなく、アルミ部材などの金属であってもよく、またこれらに限定されるものではない。
 閉塞部31Aは、小径円の部分が閉塞されたドーム形状に形成されている。詳しくは、閉塞部31Aは、上下方向に延在する側壁部32の先端側に接続され、基端側から先端側に向かってケース3Aの径方向の内側へ向かって収束するすると共にケース3Aの外側に向かって膨らんでいるドーム状の曲面を形成している環状傾斜部311Aと、環状傾斜部311Aの先端側と接続されケース3の軸方向と直交し環状傾斜部311Aの先端側を閉塞する蓋部312Aと、を有する。また、環状傾斜部311Aと蓋部312Aは一体に形成されている。
 図8には、実施形態1の変形例に係るガス発生器の閉塞部31A近傍を説明する図7の部分拡大図を示している。環状傾斜部311Aは、ケース3Aの径方向外側に位置する外面311FAと、ケース3の径方向内側に位置する内面311BAと、で構成されている。また、蓋部312Aは、先端側に位置する外面312FAと、基端側に位置する内面312BAと、で構成されている。本実施形態では、環状傾斜部311Aの外面311FAの先端部を外面先端部311FNAと称し、基端部を外面基端部311FEAと称する。また、環状傾斜部311Aの内面311BAの先端部を内面先端部311BNAと称し、基端部を内面基端部311BEAと称する。環状傾斜部311Aはドーム形状であり、外面先端部311FNA、外面基端部311FEA、内面先端部311BNA、内面基端部311BEAの何れも中心軸Cを中心とした円形状である。また、先述の外面先端部311FNAと外面基端部311FEAとを通る仮想直線である外面仮想直線FLAと、中心軸Cと、によって角度dFAが成されている。また、内面先端部311BNAと内面基端部311BEAとを通る仮想直線である内面仮想直線BLAと、中心軸Cと、によって角度dBAが成されている。本実施形態ではdBAがdFA未満となるように構成されており、環状傾斜部311Aは、基端側から先端側へ向かって厚さが減少する構成となっている。これにより、ケース3A内部の容積を増やすことができ、ガス発生剤4の効率的な充填や燃焼に寄与できる。また、点火装置2の作動によって燃焼したガス発生剤4から発生する燃焼ガスの移動経路において、環状傾斜部の内面311BAに沿った、なだらかなガスの流れを促すことになり、内面先端部311BNA側や蓋部の内面312BAへスムーズに導き、蓋部312A以外の箇所の割れを防止することや、蓋部312Aが開裂する際の確実性向上や再現性向上に寄与することができる。なお、本実施形態の変形例では、環状傾斜部311Aは、蓋部312Aに近くなるほど徐々に厚みが薄くなる実施形態を示したが、蓋部312Aの厚さが、環状傾斜部311Aの何れの部分よりも薄い構成であれば、環状傾斜部311Aは一定の厚みでもよい。
 以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。
1、1A       :ガス発生器
2          :点火装置
21         :点火器
211        :カップ体
212        :絶縁層
213        :封止部材
214        :点火薬
215        :導電ピン
22         :点火器保持部
23         :固定部
231        :第1固定部
232        :第2固定部
3          :ケース
31         :閉塞部
311、311A   :環状傾斜部
312、312A   :蓋部
32         :側壁部
321        :第1側壁部
322        :第2側壁部
4          :ガス発生剤
5          :コネクタ
6          :燃焼室
10         :シートベルトリトラクター
100、100A   :筒状部(取付対象)

Claims (8)

  1.  点火器と、前記点火器を取り囲んだ状態で保持する点火器保持部と、を有する点火装置と、
     前記点火装置の作動により燃焼するガス発生剤を収容する有底筒状のケースであって、基端側の開口部が前記点火器保持部に接続される側壁部と、前記側壁部の先端側を閉塞する閉塞部と、を有するケースと、
     を備え、
     前記閉塞部は、
     前記側壁部の先端側に接続され、基端側から先端側に向かって前記ケースの径方向内側へ収束するように傾斜する漏斗状に形成された環状傾斜部と、
     前記環状傾斜部の先端側と接続され、前記ケースの軸方向と直交し前記環状傾斜部の先端側を閉塞する蓋部と、を有し、
     前記閉塞部において、前記環状傾斜部と前記蓋部とが一体に形成され、
     前記蓋部は、前記環状傾斜部と接続される端部を除いた部分の厚さが、前記環状傾斜部の厚さよりも薄く形成される、
     ガス発生器。
  2.  前記環状傾斜部は、前記ケースの径方向内側に位置する内面と、前記ケースの径方向外側に位置する外面と、を有し、
     前記環状傾斜部の内面は、前記側壁部の側に接続され基端側に位置する内面基端部と、前記蓋部の側に接続され先端側に位置する内面先端部を有し、
     前記環状傾斜部の外面は、前記側壁部の側に接続され基端側に位置する外面基端部と、前記蓋部の側に接続され先端側に位置する外面先端部を有し、
     前記ケースの中心軸に沿う断面において、
     前記中心軸と、前記環状傾斜部の前記内面基端部と前記内面先端部とを通る内面仮想直線と、が成す角度が、
     前記中心軸と、前記環状傾斜部の前記外面基端部と前記外面先端部とを通る外面仮想直線と、が成す角度未満に構成される、
     請求項1に記載のガス発生器。
  3.  前記蓋部の体積が、前記環状傾斜部の体積以下である、
     請求項1又は2に記載のガス発生器。
  4.  前記蓋部は、基端側に位置する内面と、先端側に位置する外面と、を有し、
     前記環状傾斜部は、前記ケースの径方向内側に位置する内面と、前記ケースの径方向外側に位置する外面と、を有し、
     前記蓋部の内面と、前記環状傾斜部の内面と、前記蓋部の内面と前記環状傾斜部の内面との境界線と、で角が形成される、
     請求項1又は2に記載のガス発生器。
  5.  前記ケース全体が樹脂で形成されている、
     請求項1又は2に記載のガス発生器。
  6.  前記点火器保持部は、
     前記点火器の外側を囲む金属製のカラーと、
     前記カラーと前記点火器とに介在し、前記点火器を前記カラーに固定する樹脂製の固定部と、を含み、
     前記ケースの基端側が、前記固定部に溶接されている、
     請求項5に記載のガス発生器。
  7.  前記環状傾斜部の内面は、前記側壁部と接続された基端側から前記蓋部と接続された先端側へ向かって、前記ケースの径方向内側に収束すると共に前記ケースの外側に向かって膨らんだドーム状の曲面を形成している、
     請求項1又は2に記載のガス発生器。
  8.  請求項1又は2に記載のガス発生器と、前記ガス発生器の取付対象となる筒状部と、を備え、
     前記筒状部は、前記ガス発生器が挿入される挿入口を有し、
     前記ガス発生器は、前記ケースの前記側壁部と前記環状傾斜部とが前記筒状部の内壁面に対向し、且つ、前記蓋部が前記筒状部の内壁面とは対向しないように、前記挿入口に固定されており、
     前記ガス発生器は、前記筒状部に取り付けて作動させた際に、前記ケースのうち前記蓋部のみが、前記ケース内に発生する圧力によって変形、開裂、焼尽、溶融の何れかを呈するように構成されている、
     固定構造。
PCT/JP2023/043917 2022-12-22 2023-12-07 ガス発生器、及びガス発生器の固定構造 WO2024135392A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022205944A JP2024090208A (ja) 2022-12-22 ガス発生器、及びガス発生器の固定構造
JP2022-205944 2022-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024135392A1 true WO2024135392A1 (ja) 2024-06-27

Family

ID=91588465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/043917 WO2024135392A1 (ja) 2022-12-22 2023-12-07 ガス発生器、及びガス発生器の固定構造

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024135392A1 (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7431337B2 (en) Inflator for an air bag
EP1227294A1 (en) Electric type initiator and pretensioner
JP6243404B2 (ja) ガス発生器
KR20040105806A (ko) 이니시에이터
CN113544022B (zh) 点火器组装体及保持部的成型方法
US6283505B1 (en) Gas generator for air bag
WO2024135392A1 (ja) ガス発生器、及びガス発生器の固定構造
JP2007511043A (ja) スパークプラグ中心電極アセンブリ
JP3906910B2 (ja) イニシエータ
JP2024090208A (ja) ガス発生器、及びガス発生器の固定構造
WO2023100407A1 (ja) ガス発生器
JP2603806B2 (ja) 点火チューブ端部閉鎖具
WO2023100507A1 (ja) ガス発生器
JP2006092955A (ja) スパークプラグ
WO2023100408A1 (ja) ガス発生器
JP5305991B2 (ja) 小型ガス発生器
JP4730865B2 (ja) ガス発生器
CN118317896A (en) Gas generator
JP4758849B2 (ja) ガス発生器
WO2023157362A1 (ja) 電気回路遮断装置
CN118302338A (en) Gas generator
WO2023238766A1 (ja) ガス発生器
JP2000329500A (ja) スクイブ
US11993222B2 (en) Igniter assembly and gas generator provided with same
JP2012091110A (ja) ガス発生器およびガス発生器用ホルダ