JP2007062461A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタが小型軽量化されたガス発生器の提供。
【解決手段】 ハウジング13内にリテーナ40が配置され、リテーナ40により、筒状フィルタ38が支持固定されている。ガスの発生により、第１燃焼室30の内圧が高まったとき、リテーナ40の全体によりハウジング13の内壁面が押圧されるため、ショートパスが防止され、全てのガスが筒状フィルタ38を通過する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エアバッグシステム用のガス発生器に関する。

自動車のエアバッグシステムに使用するガス発生器の構成部品の一つであるフィルタは、高温の燃焼ガスを冷却する機能と、燃焼ガス中に含まれる固形分を濾過する機能を有するものである。そして、ガス発生器の作動時、ガス発生剤が燃焼して発生した高温ガスは、フィルタを通過することで冷却及び濾過された後にエアバッグ内に流入することになる。

しかし、フィルタの濾過及び冷却機能が充分に発揮された場合であっても、燃焼ガスがフィルタを通過しないでエアバッグ内に流入するショートパスが生じた場合には、エアバッグ内に流入した高温ガスや燃焼残渣により、乗員が傷つけられるおそれがある。

このようなショートパスを防止するためには、ガス発生器内部のできるだけ広い面積をフィルタで覆うことが望ましいが、それではフィルタの質量も大きくなってしまい、ガス発生器の軽量化の要請に応えることができない。
実開平７−３１５１８号公報 特開平５−１７８１５７号公報 特開平１０−８１１９０号公報

特許文献１の発明では、容器自体を部分的に変形させ、変形部分にてフィルタをかしめて固定しており、構造が複雑である。

特許文献２の発明では、ハウジングの底面から天井面に至る複数のフィルタを、ディフューザリングを用いて固定しており、軽量化の点では充分ではない。

特許文献３の発明では、冷却・フィルタ部材７の上面と上蓋との間及び冷却・フィルタ部材７の下面と下蓋２ａの上面の間に、グラファイト製のシール部材１０ａ，１０ｂが配置され、更に断面がＬ字形のリング状第１・第２バイパス防止部材１５・１６が冷却・フィルタ部材７の上下両端部内面に接すると共に上蓋１ａ及び下蓋２ａの内面にも当接して配置されており、これらの組み合わせによりショートパスが防止されているが、部品点数が多く、組立工程が煩雑である。

本発明は、特定形状のリテーナとフィルタを組み合わせることにより、ショートパスの発生を防止すると共に、フィルタも小型軽量化することができるガス発生器を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
クロージャシェルとガス排出口を有するディフューザシェルからなるハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、ガス発生剤が充填された燃焼室と、
前記燃焼室内のガス発生剤を着火燃焼させるための点火手段と、
前記ガス排出口に対向配置され、前記ハウジング天井面に環状上面が圧接された筒状フィルタを有するガス発生器であり、
前記燃焼室内において、前記筒状フィルタを支持するためのリテーナが配置されており、
前記リテーナが、大径部と通気口を備えた小径部を有し、前記大径部と前記小径部の間に環状平面部を有する略筒状のものであり、
前記大径部の外周面が、作動前は前記ハウジング内壁面に当接され、作動時に前記ハウジング内壁面に圧接されるものであり、前記環状平面部が、前記筒状フィルタの環状下面に圧接され、前記小径部の外周面が、前記筒状フィルタの内周面に当接されており、
前記大径部の下端部が前記ハウジング内壁面に圧接されている、ガス発生器を提供する。

燃焼室は１つでもよいし、２つ以上でもよい。２つ以上の燃焼室を設けるときは、ハウジング内に適当な仕切部材が配置される。ガス発生剤は、公知のものでよく、形状、材料、組成等は特に制限されない。点火手段は、公知の電気式点火器のみを用いるもの、公知の電気式点火器と公知の伝火薬との組み合わせを用いるもののいずれでもよい。筒状フィルタは、金網を積層して圧縮成形したもの、金属線を芯材に巻き付けて成形したもの等の公知のものでよい。

リテーナの圧接部分は、リテーナとハウジング内壁面又は筒状フィルタが密着している状態を意味し、リテーナの当接部分は、リテーナとハウジング内壁面又は筒状フィルタが密着しないで接触している状態（僅かな隙間があってもよい）を意味する。リテーナの小径部の上端部は、ハウジング天井面（ディフューザシェル天井面）に当接されている。

点火手段の作動により、燃焼室内のガス発生剤が燃焼してガスが発生したとき、内圧の上昇を受けて、リテーナ全体が外側に向かって押圧される。その結果、大径部の外周面によりクロージャシェル内壁面が押圧され、小径部の外周面により筒状フィルタの内周面が押圧され、大径部の下端部によりクロージャシェル底面が押圧される。このとき、小径部の上端部によりディフューザシェル天井面も押圧されるが、筒状フィルタの上端面がディフューザシェル天井面に圧接されているので、小径部の上端部とディフューザシェル天井面の間は圧接状態になる必要はない。

このため、燃焼室内で発生したガスは、確実に小径部の通気口を通って（場合により、一部は小径部の上端部とディフューザシェル天井面の間を通って）、筒状フィルタに送られて濾過及び冷却された後、ガス排出口から排出される。よって、前記ガスが筒状フィルタを通過しないでガス排出口から排出されるショートパスは発生しない。

このように特定形状のリテーナの作用により、燃焼室内で発生したガスのショートパスを防止すると共に、ガスを筒状フィルタに誘導することができるため、フィルタの濾過及び冷却機能を維持したまま、筒状フィルタをより小型軽量化することができる。

リテーナは、強度や弾力性の観点から、アルミニウム、ステンレス、鉄等からなるものが好ましい。リテーナの厚みは、筒状フィルタの質量を考慮して、車両の耐用年数の間、筒状フィルタを支持できる程度の強度が得られるように調整する。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記リテーナにおいて、前記大径部の下端部が内向きのフランジ部を有し、前記小径部の上端部が内向きのフランジ部を有しており、前記大径部のフランジ部が前記クロージャシェル底面に圧接されている、請求項１記載のガス発生器を提供する。

このようにフランジ部を設けることにより、ガス発生器の作動時において、大径部の下端部とクロージャシェル底面との密着性がより高められ、小径部の上端部とディフューザシェル天井面との接触面積が大きくなるため、リテーナがずれ難くなる。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記筒状フィルタの高さが前記ディフューザシェルの高さよりも小さい、請求項１又は２記載のガス発生器を提供する。

筒状フィルタをより小型軽量化することにより、ガス発生器全体を軽量化することができる。

本発明のガス発生器によれば、特定形状のリテーナを用いることにより、濾過及び冷却機能やショートパス防止機能を維持したまま、フィルタを小型軽量化することができるため、ガス発生器全体を軽量化することができる。また、部品点数も少ないので、製造工程も簡略化できる。

図１により、本発明を説明する。図１は、本発明のガス発生器１０の縦断面図である。

ガス発生器１０の外殻は、クロージャシェル１１とディフューザシェル１２からなるハウジング１３により形成されている。ディフューザシェル１２には、内側からアルミニウムテープ等で閉塞された径の異なる複数のガス排出口１５、１６が設けられている。

ハウジング１３内の中央部には、内筒１８が配置されている。内筒１８の上端開口部周縁は、ディフューザシェル１２の天井面１２ａに圧接されている。内筒１８の下端部側は、クロージャシェル１１の中央部に設けられた穴に挿入されている。

内筒１８の下端部側の開口には、１つの金属製カラー２１に固定された、第１点火器２２と第２点火器２３が嵌め込まれている。金属製カラー２１は、内筒１８の開口部周縁１８ａをかしめることで固定されている。

第１点火器２２の点火部には、アルミニウムカップに充填された第１伝火薬２４が配置され、第２点火器２３の点火部には、第２伝火薬２５が配置されている。第１伝火薬２４と第２伝火薬２５の間と、第１伝火薬２４と第２点火器２３の間は、隔壁２６で分離されている。よって、第１点火器２２の作動により、第２点火器２３や第２伝火薬２５が影響を受けることがない。第２伝火薬２５は、隔壁２６と複数の伝火孔２８を有する押さえ部材２７で囲まれた空間内に充填されている。

ハウジング１１と内筒１８で囲まれた筒状空間が第１燃焼室３０となり、内部には図示していない第１ガス発生剤が充填されている。第１燃焼室３０は、容積調整用リテーナ３９により、第１ガス発生剤の充填量に応じて容積が調整される。

第１点火器２２と第１燃焼室３０は、内筒１８に設けられた第１連通孔１９により連通されている。第１連通孔１９は、内側からアルミニウムテープ等で閉塞されている。

内筒１８と押さえ部材２７で囲まれた空間が第２燃焼室３５となり、内部には図示していない第２ガス発生剤が充填されている。第２燃焼室３５には、必要に応じて、ニトロセルロース等からなる公知の自動発火材料を配置してもよい。第２燃焼室３５と第１燃焼室３０は、内筒１８に設けられた第２連通孔２０により連通されている。第２連通孔２０は、内側からアルミニウムテープ等で閉塞されている。

第１燃焼室３０内には、筒状フィルタ３８が配置されている。筒状フィルタ３７の高さは、ディフューザシェル１２の高さよりも低いものであり、巻き線フィルタ、ニットメッシュフィルタ、巻き線フィルタと金網フィルタを組み合わせたタイプのものが用いられ、フィルタ素線の材質は、鉄、鋳鉄、軟鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、銅合金等である。

筒状フィルタ３８は、リテーナ４０により支持されている。リテーナ４０は、アルミニウム、ステンレス、鉄等からなる、筒状フィルタ３８を支持できる程度の強度を有し、更に弾力性を有するものである。

リテーナ４０は、大径部４１と、大径部４１よりも径の小さな小径部４２を有しており、大径部４１と小径部４２の間に環状平面部４３を有している。小径部４２には、複数の通気口４４が設けられている。

大径部４１の外周面は、クロージャシェル１１の内壁面に当接されており、クロージャシェル１１とディフューザシェル１２との接合部分１４を内側から覆っている。

環状平面部４３は、少なくとも筒状フィルタ３８の厚さと同等以上の幅を有しており、筒状フィルタ３８の環状下面３８ａに圧接されている。筒状フィルタ３８の環状上面３８ｂは、ディフューザシェル天井面１２ａに圧接されている。

小径部４２は、筒状フィルタ３８の高さと同程度の高さを有しており、その外周面は、筒状フィルタ３８の内周面に当接されている。

大径部４１の下端部は内向きのフランジ部４５を有しており、フランジ部４５はクロージャシェル底面１２ａに圧接されている。フランジ部４５の形状は、図示するような形状でもよいし、クロージャシェル１１の内部形状と一致した形状でもよい。

小径部４２の上端部は内向きのフランジ部４６を有しており、フランジ部４６はディフューザシェル天井面１２ａに当接され、先端部は内筒１８の外周壁に当接されている。このように、フランジ部４６がディフューザシェル天井面１２ａと内筒１８の外周壁にも当接されるため、リテーナ４０自体がずれ難くなる。

リテーナ４０は、全体の高さを調整することで、クロージャシェル１１とディフューザシェル１２により、上下から挟み込まれて押圧されることで、リテーナ４０自体が固定され、ずれが防止されている。

更に、リテーナ４０の環状平面部４３とディフューザシェル天井面１２ａにより、上下から筒状フィルタ３８が挟み込まれて押圧されることにより、筒状フィルタ３８が支持固定され、ずれが防止されている。

次に、ガス発生器１０を自動車のエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。なお、以下においては、第１点火器２２と第２点火器２３が僅かな時間差をおいて作動する場合について説明する。

自動車が衝突して衝撃を受けたとき、コントロールユニットからの作動信号を受け、第１点火器２２が作動点火して第１伝火薬２４が着火燃焼され、火炎等を発生させる。前記火炎等は、第１連通孔１９から第１燃焼室３０内に流入し、第１ガス発生剤を着火燃焼させ、ガスを発生させる。

第１燃焼室３０内は、発生したガスにより内圧が上昇してリテーナ４０は押圧されるため、フランジ部４５によりクロージャシェル底面１１ａが押圧され、大径部４１によりクロージャシェル１１の内周壁、接合部１４、ディフューザシェル１２の内周壁の一部が押圧され、フランジ部４６によりディフューザシェル天井面１２ａが押圧される。更に、環状平面部４３と小径部４２により筒状フィルタ３８が押圧されるため、筒状フィルタ３８の環状上面３８ｂとディフューザシェル天井面１２ａとの密着度がより高められる。

このため、第１燃焼室３０内で発生した全てのガスは、ショートパスすることなく、小径部４２に設けられた通気口４４を通って筒状フィルタ３８に供給される。そして、筒状フィルタ３８にて濾過及び冷却された後、アルミニウムテープ等を破って、ガス排出口１５、１６から排出され、エアバッグを膨張させる。

僅かに遅れて第２点火器２３が作動点火して第２伝火薬２５が着火燃焼され、火炎等を発生させる。前記火炎等は、伝火孔２８から第２燃焼室３５内に流入し、第２ガス発生剤を着火燃焼させ、ガスを発生させる。

第２燃焼室３５内で発生したガスは、第２連通孔２０から第１燃焼室３０内に流入し、第１燃焼室３０内の圧力を高める。このため、リテーナ４０のショートパス防止作用が発揮され、小径部４２に設けられた通気口４４を通って筒状フィルタ３８に供給される。そして、筒状フィルタ３８にて濾過及び冷却された後、ガス排出口１５、１６から排出され、エアバッグを更に膨張させる。

このようにリテーナ４０を特定の形状にして、第１燃焼室３０の内圧を利用することにより、筒状フィルタ３８の濾過及び冷却機能を維持したまま、確実にショートパスが防止され、しかも筒状フィルタ３８をより小型化することができる。

本発明のガス発生器の縦断面図。

符号の説明

１０ ガス発生器
１１ クロージャシェル
１２ ディフューザシェル
１３ ハウジング
１８ 内筒
２２ 第１点火器
２３ 第２点火器
３０ 第１燃焼室
３５ 第２燃焼室
３８ 筒状フィルタ
４０ リテーナ

Claims (3)

1. クロージャシェルとガス排出口を有するディフューザシェルからなるハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、ガス発生剤が充填された燃焼室と、
   前記燃焼室内のガス発生剤を着火燃焼させるための点火手段と、
   前記ガス排出口に対向配置され、前記ハウジング天井面に環状上面が圧接された筒状フィルタを有するガス発生器であり、
   前記燃焼室内において、前記筒状フィルタを支持するためのリテーナが配置されており、
   前記リテーナが、大径部と通気口を備えた小径部を有し、前記大径部と前記小径部の間に環状平面部を有する略筒状のものであり、
   前記大径部の外周面が、作動前は前記ハウジング内壁面に当接され、作動時に前記ハウジング内壁面に圧接されるものであり、前記環状平面部が、前記筒状フィルタの環状下面に圧接され、前記小径部の外周面が、前記筒状フィルタの内周面に当接されており、
   前記大径部の下端部が前記ハウジング内壁面に圧接されている、ガス発生器。
2. 前記リテーナにおいて、前記大径部の下端部が内向きのフランジ部を有し、前記小径部の上端部が内向きのフランジ部を有しており、前記大径部のフランジ部が前記クロージャシェル底面に圧接されている、請求項１記載のガス発生器。
3. 前記筒状フィルタの高さが前記ディフューザシェルの高さよりも小さい、請求項１又は２記載のガス発生器。
   
   
   

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