JP2010260387A - Gas generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置としてのエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器に関し、より特定的には、長尺円柱状の外形を有するガス発生器に関する。 The present invention relates to a gas generator incorporated in an airbag device as an occupant protection device mounted on an automobile or the like, and more particularly to a gas generator having a long cylindrical outer shape.
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車両等に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・展開させることにより、展開されたエアバッグで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、車両等衝突時に瞬時にガスを発生させてエアバッグを膨張・展開させる機器である。 2. Description of the Related Art Conventionally, airbag devices, which are occupant protection devices, have been widely used from the viewpoint of protecting occupants such as automobiles. An airbag device is installed in a vehicle or the like for the purpose of protecting an occupant from an impact caused by the collision of a vehicle or the like, and is an airbag that is deployed by instantly inflating and deploying the airbag at the time of a vehicle or the like collision. It is intended to catch the passenger's body. The gas generator is a device that is incorporated in the airbag device and inflates and deploys the airbag by instantaneously generating gas when a vehicle or the like collides.
ガス発生器には、車両等に対する設置位置や出力等の仕様に基づき、種々の構成のものが存在している。その一つに、「シリンダ型」と呼ばれる構造のガス発生器が存在する。シリンダ型ガス発生器は、その外形が長尺円柱状であり、サイドエアバッグ装置や助手席用のエアバッグ装置、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組み込まれる。なお、長尺円柱状の外形を有するガス発生器としては、このシリンダ型ガス発生器の他にも、いわゆるT字型ガス発生器と呼ばれるもの等が存在している。 Gas generators of various configurations exist based on specifications such as installation positions and outputs with respect to vehicles and the like. One of them is a gas generator having a structure called “cylinder type”. The cylinder type gas generator has a long cylindrical shape, and is suitably incorporated in a side airbag device, a passenger seat airbag device, a curtain airbag device, a knee airbag device, or the like. As a gas generator having a long cylindrical outer shape, there is a so-called T-shaped gas generator other than the cylinder type gas generator.
上述したシリンダ型ガス発生器の具体的な構造が開示された文献として、たとえば特開2005−313812号公報(特許文献1)や特開平11−78766号公報(特許文献2)、特開2002−166818号公報(特許文献3)等がある。これら特許文献1ないし3に開示のシリンダ型ガス発生器にあっては、長尺円筒状のハウジングの軸方向の一端部に点火器および伝火薬が配置され、軸方向の略中央部にガス発生剤が収容されてこのガス発生剤が燃焼することで作動ガスが生成される作動ガス生成室が設けられ、軸方向の他端部にフィルタが収容されたフィルタ室およびガス噴出口が設けられている。
As documents disclosing the specific structure of the cylinder type gas generator described above, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-313812 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-78766 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-2002. No. 166818 (Patent Document 3). In the cylinder type gas generators disclosed in
当該構成のシリンダ型ガス発生器においては、点火器が作動することによって生じた火炎が伝火薬の燃焼を介してガス発生剤に伝達され、これによりガス発生剤が燃焼して高温高圧の作動ガスが作動ガス生成室にて生成され、生成された高温高圧の作動ガスがハウジングの軸方向に沿って作動ガス生成室からフィルタ室に流入し、フィルタを通過してガス噴出口よりハウジングの外部へと噴出される。ガス噴出口から噴出された作動ガスは、その後エアバッグの膨張・展開に利用される。 In the cylinder type gas generator having the above configuration, the flame generated by the operation of the igniter is transmitted to the gas generating agent through the combustion of the charge transfer agent, whereby the gas generating agent burns and the high-temperature and high-pressure working gas is burned. Is generated in the working gas generation chamber, and the generated high-temperature and high-pressure working gas flows from the working gas generation chamber into the filter chamber along the axial direction of the housing, passes through the filter, and passes from the gas outlet to the outside of the housing. Is ejected. The working gas ejected from the gas ejection port is then used for inflation and deployment of the airbag.
このうち、上記特許文献3には、作動ガス生成室に有底円筒状の区画部材が配置されてなるシリンダ型ガス発生器が開示されている(特に特許文献3の図3参照)。当該作動ガス生成室に区画部材が配置されてなるシリンダ型ガス発生器にあっては、区画部材の中空部を除く部分の作動ガス生成室にガス発生剤が収容されており、点火手段によって点火されたガス発生剤が順次点火手段側から燃焼して作動ガスが生成されるとともに、生成された作動ガスが速やかに区画部材に設けられた連通孔を介して区画部材の中空部に流入してフィルタ室へと移動することになる。したがって、当該構成を採用することにより、未燃焼のガス発生剤が作動ガスの流動抵抗になることが未然に防止され、出力特性に優れたシリンダ型ガス発生器とすることができる。 Among these, Patent Document 3 discloses a cylinder type gas generator in which a bottomed cylindrical partition member is arranged in a working gas generation chamber (see particularly FIG. 3 of Patent Document 3). In the cylinder type gas generator in which the partition member is disposed in the working gas generation chamber, the gas generating agent is accommodated in the working gas generation chamber in the portion excluding the hollow portion of the partition member, and is ignited by the ignition means. The generated gas generating agent sequentially burns from the ignition means side to generate a working gas, and the generated working gas quickly flows into the hollow portion of the partition member through the communication hole provided in the partition member. It will move to the filter chamber. Therefore, by adopting this configuration, it is possible to prevent the unburned gas generating agent from becoming the flow resistance of the working gas, and to obtain a cylinder type gas generator having excellent output characteristics.
シリンダ型ガス発生器においては、車両等への搭載性の改善の要求が非常に強く、その小型軽量化が重要な課題となっている。そのため、近年においては、シリンダ型ガス発生器の主要構成部品であるハウジングやフィルタといった比較的重量の重い部品を小型かつ軽量の部品に変更する試みがなされている。その一つに、強度部品であるハウジングを、従来利用されていたステンレス鋼や鉄鋼等からなる部材から、SPCEに代表される圧延鋼板等の小径のプレス成型品に変更する試みが検討されている。 In the cylinder type gas generator, there is an extremely strong demand for improvement in mountability on a vehicle or the like, and the reduction in size and weight is an important issue. Therefore, in recent years, attempts have been made to change relatively heavy parts such as a housing and a filter, which are main components of a cylinder type gas generator, to small and light parts. For example, attempts have been made to change the housing, which is a strength component, from a conventionally used member made of stainless steel or steel to a small-diameter press-molded product such as a rolled steel plate represented by SPCE. .
ここで、近年普及しているガス発生剤としては、燃料としてグアニジン系化合物を含み、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むものが一般化しつつある。これらグアニジン系化合物および塩基性硝酸銅を含むガス発生剤を使用した場合には、生成される作動ガスが比較的低温であり、エアバッグ装置に好適に利用できるメリットが得られるものの、他の組成のガス発生剤を使用した場合に比べて着火性が悪いといった問題や、安定的に燃焼させるためには高圧環境下におく必要があるといった問題が生じてしまう。そのため、シリンダ型ガス発生器のハウジングを小型軽量化するためには、これらの点を考慮に入れることが必要となる。 Here, as gas generating agents that have become widespread in recent years, those containing a guanidine compound as a fuel and containing basic copper nitrate as an oxidizing agent are becoming common. When a gas generating agent containing these guanidine-based compounds and basic copper nitrate is used, the generated working gas has a relatively low temperature, and although there is an advantage that it can be suitably used for an airbag device, other compositions are obtained. This causes problems such as poor ignitability compared to the case of using a gas generating agent, and the necessity of being placed in a high-pressure environment in order to stably burn. Therefore, in order to reduce the size and weight of the housing of the cylinder type gas generator, it is necessary to take these points into consideration.
また、シリンダ型ガス発生器のハウジングを小径化した場合には、生成された作動ガスが作動ガス生成室内にこもることによってガス噴出口から作動ガスが噴出されるまでの時間が長くなってしまう傾向がある。これは、未燃焼のガス発生剤や燃焼中のガス発生剤自体が、生成された作動ガスの流動抵抗となってしまうためである。そのため、シリンダ型ガス発生器のハウジングを単に小径化した場合には、作動初期時に作動ガス生成室の内圧が急激に上昇してしまい、求められる出力特性を満足させることが困難になり、特に作動初期の動作速度が速いことが求められるサイドエアバッグ装置やカーテンエアバッグ装置等への適用が困難になる問題が生じる。 In addition, when the diameter of the housing of the cylinder type gas generator is reduced, the time until the working gas is ejected from the gas outlet tends to be longer due to the generated working gas being trapped in the working gas generation chamber. There is. This is because the unburned gas generating agent or the burning gas generating agent itself becomes the flow resistance of the generated working gas. For this reason, when the diameter of the cylinder type gas generator housing is simply reduced, the internal pressure of the working gas generation chamber suddenly increases at the initial stage of operation, making it difficult to satisfy the required output characteristics. There arises a problem that it is difficult to apply to a side airbag device, a curtain airbag device, or the like that is required to have a high initial operation speed.
また、シリンダ型ガス発生器においては、ガス発生剤が燃焼して作動ガスが生成されることによる作動ガス生成室の内圧上昇に十分に耐え得るようにハウジングに耐圧性をもたせることが必要である。ハウジングにこのような耐圧性をもたせるために高張力鋼板のような高強度の部材をプレス成形して小径のハウジングを構成した場合には、作動ガス生成室の内圧上昇に十分に耐え得るものとすることはできるものの、プレス加工の際にハウジングに顕著に残留応力が発生することになり、特に低温環境下においてハウジングに十分な強度をもたせることが困難になる。これを解決するためには、焼き鈍し等の処理を行なうことが必要になるが、このような焼き鈍し処理を施した場合には、上述した作動ガス生成室の内圧上昇に耐え得る耐圧性を維持することができなくなってしまう。したがって、低温環境下における強度の確保と作動時の耐圧性の確保の両立を図るためには、結果的にハウジングの厚みを相当程度厚くすることが必要になり、成形性が劣るといった問題や重量が増加するといった問題が生じ、そもそも小径化を行なう意義が損なわれてしまうことになってしまう。 Further, in the cylinder type gas generator, it is necessary to provide the housing with pressure resistance so that it can sufficiently withstand the increase in the internal pressure of the working gas generation chamber due to the combustion of the gas generating agent to generate the working gas. . In order to give such a pressure resistance to the housing, when a small-diameter housing is configured by press-molding a high-strength member such as a high-tensile steel plate, it can sufficiently withstand the increase in internal pressure of the working gas generation chamber. Although it can be performed, a significant residual stress is generated in the housing during the press working, and it becomes difficult to give the housing sufficient strength particularly in a low temperature environment. In order to solve this, it is necessary to perform a process such as annealing. However, when such an annealing process is performed, pressure resistance that can withstand the increase in the internal pressure of the working gas generation chamber described above is maintained. It becomes impossible to do. Therefore, in order to achieve both the securing of strength in a low temperature environment and the pressure resistance during operation, it is necessary to increase the thickness of the housing to a considerable extent, resulting in problems such as inferior moldability and weight. In the first place, the significance of reducing the diameter will be lost.
一方、上述した圧延鋼板からなる小径のプレス成形品にてハウジングを構成しようとした場合には、低温環境下において十分な強度を有したものとすることができるものの、ハウジングに上述した作動ガス生成室の内圧上昇に耐え得る耐圧性をもたせることが困難になる。 On the other hand, when the housing is to be configured with a small-diameter press-formed product made of the above-described rolled steel plate, the housing can have sufficient strength in a low-temperature environment, but the above-described working gas generation in the housing It becomes difficult to provide pressure resistance that can withstand the increase in the internal pressure of the chamber.
このように、シリンダ型ガス発生器の小型軽量化(特に小径化および軽量化)を図るためには、動作時において作動ガス生成室をガス発生剤の燃焼に適した高圧環境下に維持すること、生成された作動ガスが作動ガス生成室内にこもることを防止して初期の動作速度を速めること、ハウジングに十分な耐圧性と低温環境下における十分な強度とをもたせること等のすべての条件を充足させることが必要になり、その実現が非常に困難となっている。 As described above, in order to reduce the size and weight of the cylinder-type gas generator (particularly to reduce the diameter and weight), maintain the working gas generation chamber in a high-pressure environment suitable for the combustion of the gas generating agent during operation. All the conditions such as preventing the generated working gas from being trapped in the working gas generation chamber and increasing the initial operation speed, making the housing have sufficient pressure resistance and sufficient strength in a low temperature environment, etc. It is necessary to satisfy, and it is very difficult to realize it.
したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、ガス発生剤の燃焼を促進しつつ小型軽量化されたガス発生器を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a gas generator that is reduced in size and weight while promoting the combustion of the gas generating agent.
本発明者らは、鋭意研究を行なった結果、上述した如く圧延鋼板のプレス成形品を利用してハウジングを構成した場合にも、作動ガス生成室に有底円筒状の区画部材を配置するとともに、作動ガス生成室の内径や軸方向長さおよび区画部材の内径や軸方向長さを調整することにより、ガス発生剤の燃焼を促進しつつハウジングの強度を確保することが可能になることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have arranged a bottomed cylindrical partition member in the working gas generation chamber even when the housing is configured using a press-formed product of a rolled steel plate as described above. By adjusting the inner diameter and axial length of the working gas generation chamber and the inner diameter and axial length of the partition member, it becomes possible to ensure the strength of the housing while promoting the combustion of the gas generating agent. The headline and the present invention have been completed.
本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、点火手段と、仕切り部材と、区画部材とを備えている。上記ハウジングは、軸方向の両端が閉塞されてなる長尺円筒状の部材からなり、ガス発生剤が燃焼することで作動ガスが生成される作動ガス生成室と、上記作動ガス生成室で生成された作動ガスが通過するフィルタが収容されたフィルタ室とを内部に含んでいる。上記点火手段は、上記ガス発生剤を燃焼させるための火炎を発生させるものであり、上記ハウジングの軸方向の一端部に配置されている。上記仕切り部材は、上記ハウジングの内部に位置しており、上記ハウジングの内部の空間を軸方向に上記作動ガス生成室と上記フィルタ室とに仕切っている。上記区画部材は、上記作動ガス生成室の内部に位置しており、上記作動ガス生成室を区画している。上記ハウジングは、当該ハウジングの軸方向の他端部および周壁部を構成する長尺有底円筒状の第1ハウジング部材と、上記第1ハウジング部材の開口端を閉塞することで当該ハウジングの上記一端部を構成する第2ハウジング部材とを含んでいる。上記フィルタ室は、上記作動ガス生成室よりも上記ハウジングの上記他端部側に位置している。上記ハウジングの上記フィルタ室を規定する部分の周壁部には、上記フィルタを通過した作動ガスを外部に噴出するための複数のガス噴出口が設けられている。上記区画部材は、上記ハウジングと同軸上に配置された内部に中空部を有する有底円筒状の部材にて構成されており、上記仕切り部材の上記作動ガス生成室側の端部から上記ハウジングの軸方向に沿って延びる円筒状部と、上記円筒状部の上記点火手段側の端部を閉塞する底部とを含んでいる。このうち、上記底部は、上記作動ガス生成室の上記点火手段側の端部よりも上記仕切り部材側に位置している。上記ガス発生剤は、上記区画部材の上記中空部を除く部分の上記作動ガス生成室に収容されている。上記円筒状部には、上記作動ガス生成室の上記ガス発生剤が収容された空間と上記中空部とを連通する複数の第1連通孔が設けられている。上記仕切り部材の中央部には、上記中空部と上記フィルタ室とを連通するための第2連通孔が設けられている。ここで、上記本発明に基づくガス発生器においては、上記第1ハウジング部材の外径R1が、15mm≦R1≦20mmの条件を充足しており、上記第1連通孔のうちで最も上記底部寄りに設けられた第1連通孔の上記底部側の端部から上記底部までの距離L1が、L1≦5mmの条件を充足しており、加えて上記作動ガス生成室の軸方向長さL2と上記作動ガス生成室の径R2とが、0.026≦L2/R2≦0.71の条件を充足している。 The gas generator based on this invention is provided with the housing, the ignition means, the partition member, and the division member. The housing is formed of a long cylindrical member whose both ends in the axial direction are closed, and is generated in a working gas generation chamber in which a working gas is generated by burning a gas generating agent, and in the working gas generation chamber. And a filter chamber containing a filter through which the working gas passes. The ignition means generates a flame for burning the gas generating agent, and is arranged at one end of the housing in the axial direction. The partition member is located inside the housing, and partitions a space inside the housing into the working gas generation chamber and the filter chamber in the axial direction. The partition member is located inside the working gas generation chamber and partitions the working gas generation chamber. The housing has a long bottomed cylindrical first housing member that constitutes the other axial end portion and the peripheral wall portion of the housing, and the one end of the housing by closing the opening end of the first housing member. And a second housing member constituting the part. The filter chamber is located closer to the other end of the housing than the working gas generation chamber. A plurality of gas jets for ejecting the working gas that has passed through the filter to the outside are provided on the peripheral wall portion of the housing that defines the filter chamber. The partition member is configured by a bottomed cylindrical member having a hollow portion disposed coaxially with the housing, and from the end of the partition member on the working gas generation chamber side of the housing. A cylindrical portion extending along the axial direction and a bottom portion that closes an end portion of the cylindrical portion on the ignition means side are included. Among these, the said bottom part is located in the said partition member side rather than the edge part by the side of the said ignition means of the said working gas production | generation chamber. The gas generating agent is accommodated in the working gas generation chamber in a portion excluding the hollow portion of the partition member. The cylindrical portion is provided with a plurality of first communication holes that communicate the space where the gas generating agent is stored in the working gas generation chamber and the hollow portion. A second communication hole for communicating the hollow portion and the filter chamber is provided in the central portion of the partition member. Here, in the gas generator according to the present invention, the outer diameter R1 of the first housing member satisfies the condition of 15 mm ≦ R1 ≦ 20 mm, and is closest to the bottom portion among the first communication holes. The distance L1 from the end on the bottom side of the first communication hole provided at the bottom to the bottom satisfies the condition of L1 ≦ 5 mm, in addition to the axial length L2 of the working gas generation chamber and the above The diameter R2 of the working gas generation chamber satisfies the condition of 0.026 ≦ L2 / R2 ≦ 0.71.
また、上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記中空部の径R3と、上記作動ガス生成室の径R2とが、0.28≦R3/R2≦0.54の条件を充足していることが好ましい。 In the gas generator according to the present invention, the diameter R3 of the hollow portion and the diameter R2 of the working gas generation chamber satisfy the condition of 0.28 ≦ R3 / R2 ≦ 0.54. It is preferable.
また、上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記第1ハウジング部材が、圧延鋼板をプレス成形してなるプレス成形品にて構成されていることが好ましい。 Moreover, in the gas generator based on the said invention, it is preferable that the said 1st housing member is comprised by the press-molded article formed by press-molding a rolled steel plate.
また、上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記ガス発生剤が、燃料としてグアニジン系化合物を、酸化剤として塩基性硝酸銅をそれぞれ含んでいることが好ましい。 Moreover, in the gas generator based on the said invention, it is preferable that the said gas generating agent contains the guanidine type compound as a fuel, and basic copper nitrate as an oxidizing agent, respectively.
また、上記本発明に基づくガス発生器は、さらに、振動による上記ガス発生剤の破砕を防止するための破砕防止部材と、上記ハウジングの内部に位置し、密閉された収容空間を有する第1密閉容器とを備えていることが好ましく、その場合に、上記ガス発生剤、上記区画部材および上記破砕防止部材が、上記第1密閉容器の上記収容空間に収容されていることが好ましい。 The gas generator according to the present invention further includes a crushing preventing member for preventing crushing of the gas generating agent due to vibration, and a first hermetically sealed housing space located inside the housing. In this case, it is preferable that the gas generating agent, the partition member and the anti-crushing member are accommodated in the accommodating space of the first sealed container.
また、上記本発明に基づくガス発生器は、上記ハウジングの内部に位置し、密閉された収容空間を有する第2密閉容器をさらに備えていてもよい。その場合には、上記点火手段が、燃焼することによって火炎を生じさせる点火薬を含む点火器と、上記点火器にて生じた火炎を上記ガス発生剤に伝達するための伝火薬とを含んでいることが好ましく、このうちの上記伝火薬が、上記第2密閉容器の上記収容空間に収容されていることが好ましい。 The gas generator according to the present invention may further include a second sealed container that is located inside the housing and has a sealed housing space. In that case, the ignition means includes an igniter including an igniter that generates a flame by combustion, and a transfer agent for transmitting the flame generated in the igniter to the gas generating agent. It is preferable that the above-mentioned transfer charge is stored in the storage space of the second sealed container.
また、上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記フィルタが、上記ハウジングの軸方向に沿って延びる中空連通部を有していることが好ましく、当該中空連通部が、上記フィルタの上記作動ガス生成室側の端面に少なくとも達していることが好ましい。その場合には、上記仕切り部材が、上記フィルタの上記端面を覆う環状板部と、上記環状板部の内周縁から上記フィルタの上記中空連通部内に向けて連続して延びることで上記フィルタの上記端面寄りの内周面を覆う筒状突出部とを含んでいることが好ましく、上記第2連通孔は、上記筒状突出部の内周面によって規定されていることが好ましい。そして、さらにその場合には、上記筒状突出部が、上記環状板部から遠ざかるにつれて上記第2連通孔の開口面積が減少または増加するように徐々に縮径または拡径していることが好ましい。 In the gas generator according to the present invention, it is preferable that the filter has a hollow communication portion extending along an axial direction of the housing, and the hollow communication portion is the above-described filter of the filter. It is preferable to reach at least the end surface on the working gas generation chamber side. In that case, the partition member extends continuously from the inner peripheral edge of the annular plate portion into the hollow communication portion of the filter by covering the end face of the filter with the annular plate portion. It is preferable that the cylindrical protrusion part which covers the inner peripheral surface near an end surface is included, and it is preferable that the said 2nd communicating hole is prescribed | regulated by the internal peripheral surface of the said cylindrical protrusion part. In that case, it is preferable that the cylindrical projecting portion is gradually reduced in diameter or increased so that the opening area of the second communication hole decreases or increases as the distance from the annular plate portion increases. .
本発明により、ガス発生剤の燃焼を促進しつつ小型軽量化されたガス発生器とすることができる。 By this invention, it can be set as the gas generator reduced in size and weight, promoting the combustion of a gas generating agent.
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す一実施の形態は、サイドエアバッグ装置に組み込まれるいわゆるシリンダ型ガス発生器に本発明を適用した場合を例示するものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, one embodiment shown below illustrates the case where this invention is applied to what is called a cylinder type gas generator incorporated in a side airbag apparatus.
図1は、本発明の一実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の外観構造を示す図であり、図1(A)は、正面図、図1(B)は右側面図である。また、図2は、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の内部構造を示す図であり、図1(A)および図1(B)に示すII−II線に沿った模式断面図である。以下においては、これら図1(A)、図1(B)および図2を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1の外観構造および内部構造について説明する。
FIG. 1 is a diagram showing an external structure of a cylinder type gas generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (A) is a front view and FIG. 1 (B) is a right side view. Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the internal structure of the cylinder type gas generator in this Embodiment, and is a schematic cross section along the II-II line | wire shown to FIG. 1 (A) and FIG. 1 (B). . Below, with reference to these FIG. 1 (A), FIG. 1 (B), and FIG. 2, the external appearance structure and internal structure of the cylinder
図1(A)、図1(B)および図2に示すように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1は、長尺円柱状の外形を有しており、軸方向の両端が閉塞されてなる外殻部材としてのハウジングを有している。外殻部材としてのハウジングは、周壁部11および底壁部12を有する一端が閉塞された有底円筒状の第1ハウジング部材10と、第1ハウジング部材10の軸方向と同方向に沿って延びる貫通部23を有する筒状の第2ハウジング部材20とを含んでいる。第2ハウジング部材20は、その外周面の所定位置に後述するかしめ固定のための溝21を有しており、当該溝21は、第2ハウジング部材20の外周面に周方向に沿って延びるように環状に形成されている。
As shown in FIG. 1 (A), FIG. 1 (B), and FIG. 2, the cylinder
第2ハウジング部材20は、第1ハウジング部材10の開口端を閉塞するように第1ハウジング部材10に固定されている。具体的には、第1ハウジング部材10の開口端に第2ハウジング部材20の一部が内挿された状態で、当該第2ハウジング部材20の外周面に設けられた溝21に対応する部分の第1ハウジング部材10の周壁部11を径方向内側に縮径させて当該溝21に係合させることにより、第2ハウジング部材20が第1ハウジング部材10に対してかしめ固定されている。これにより、ハウジングの軸方向の一端部が、第2ハウジング部材20によって構成されることになり、ハウジングの軸方向の他端部が、第1ハウジング部材10の底壁部12によって構成されることになる。
The
当該かしめ固定は、第1ハウジング部材10の周壁部11を径方向内側に均等に縮径される八方かしめと呼ばれるかしめ固定である。この八方かしめを行なうことにより、第1ハウジング部材10の周壁部11には、かしめ部14が設けられることになる。上記八方かしめを利用すれば、かしめ固定する第1ハウジング部材10および第2ハウジング部材20の間に特にシール部材を介装させずとも、ハウジング内部の気密性を相当程度に確保することができる。
The caulking fixing is caulking fixing called eight-side caulking, in which the
第1ハウジング部材10は、SPCEに代表される圧延鋼板をプレス加工することで有底円筒状に成形されたプレス成形品からなり、その外径R1は、15mm以上20mm以下である。このように第1ハウジング部材10を圧延鋼板のプレス成形品にて構成することにより、従来利用されていたステンレス鋼や鉄鋼等の部材を用いた場合に比べて安価にかつ容易に第1ハウジング部材10を形成することができるとともに、大幅な軽量化が可能になる。一方、第2ハウジング部材20は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の成型品にて構成されている。
The
また、第1ハウジング部材10および第2ハウジング部材20によって構成されるハウジングの内部の空間には、仕切り部材40が配置されている。この仕切り部材40は、ハウジングの内部の空間を軸方向に作動ガス生成室とフィルタ室とに区画するものである。作動ガス生成室は、ハウジングの軸方向の略中央部に位置しており、内部に主として後述すると区画部材50およびガス発生剤62が収容されている。フィルタ室は、ハウジングの軸方向の他端部側(すなわち、第1ハウジング部材10の底壁部12側)に位置しており、内部に後述するフィルタ70が収容されている。
A
図2に示すように、ハウジングの軸方向の一端部(すなわち、第2ハウジング部材20寄りの部分)には、点火手段としての点火器(スクイブ)30および伝火薬(エンハンサ)61が配置されている。点火手段としての点火器30および伝火薬61は、後述するガス発生剤62を燃焼させるための火炎を発生させるためのものである。
As shown in FIG. 2, an igniter (squib) 30 and a transfer agent (enhancer) 61 as ignition means are arranged at one end of the housing in the axial direction (that is, a portion near the second housing member 20). Yes. The
点火器30は、第2ハウジング部材20の貫通部23に内挿されてかしめ固定されている。より詳細には、第2ハウジング部材20は、ハウジングの内部の空間に面する側の端部にかしめ部24を有しており、点火器30が貫通部23に内挿されて第2ハウジング部材20に当て留めされた状態で当該かしめ部24をかしめることにより、点火器30が第2ハウジング部材20に挟持されて点火器30が第2ハウジング部材20に固定されている。
The
点火器30は、火炎を発生させるための点火装置であり、基部31と、点火部32と、端子ピン33とを含んでいる。基部31は、一対の端子ピン33を挿通・保持するための部位であり、点火部32に隣接して設けられている。点火部32は、その内部に作動時において着火する点火薬と、この点火薬を燃焼させるための抵抗体とを含んでいる。端子ピン33は、点火薬を着火させるために点火部32に接続されている。より詳細には、点火器30においては、基部31によって保持された一対の端子ピン33が点火部32内に挿入され、そ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接するように点火部32内に点火薬が充填されている。抵抗体としては一般にニクロム線やプラチナおよびタングステンを含む合金製の抵抗線等が利用され、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。また、点火部32を囲うスクイブカップは、一般に金属製またはプラスチック製である。
The
衝突を検知した際には、端子ピン33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、この熱を受けて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30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は3ミリ秒以下である。
When a collision is detected, a predetermined amount of current flows through the resistor via the
伝火薬61は、第2密閉容器90に収容されている。第2密閉容器90は、有底筒状のカップ部91と、当該カップ部91の開口を閉塞するキャップ部92とを含んでおり、ハウジングの軸方向の一端部寄りの位置に点火器30に連接するように内挿されている。第2密閉容器90においては、カップ部91とキャップ部92とが組み合わされて接合されており、これにより第2密閉容器90の内部に形成される収容空間93が当該第2密閉容器90の外部から気密に封止されている。カップ部91およびキャップ部92としては、銅やアルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等の金属薄板(箔)をプレス加工等することで成形された金属部材や、射出成形やシート成形等を行なうことで形成された樹脂部材等が利用される。また、カップ部91とキャップ部92との接合には、ろう付けや接着、巻き締め等が好適に用いられる。
The
伝火薬61は、点火器30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61としては、後述するガス発生剤62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等に代表される金属粉/酸化剤からなる組成物など、後述するガス発生剤62よりも燃焼速度が速くかつ高発熱性の組成物が用いられる。伝火薬61は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成型されたもの等が利用される。バインダによって成型された伝火薬の形状としては、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。
The
なお、第2密閉容器90と第2ハウジング部材20との間でかつ点火器30の点火部32を取り巻く空間には、第1クッション材63が配置されている。当該第1クッション材63は、後述する各種の内部構成部品をハウジングの内部において軸方向に固定するための部材であり、同時に上述した内部構成部品の軸方向長さのばらつきを吸収するための部材でもある。したがって、第1クッション材63は、上述した第2密閉容器90と第2ハウジング部材20とによってハウジングの軸方向に挟み込まれて固定されている。第1クッション材63としては、たとえばセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用可能である。
A
図2に示すように、ハウジングの内部の空間のうち、第2密閉容器90が配置された空間に隣接する空間には、第1密閉容器80が配置されている。第1密閉容器80は、有底筒状のカップ部81と、当該カップ部81の開口を閉塞するキャップ部82とを含んでおり、ハウジングの内部の空間に内挿されている。第1密閉容器80においては、カップ部81とキャップ部82とが組み合わされて接合されることにより、第1密閉容器80の内部に形成される収容空間83が当該第1密閉容器80の外部から気密に封止されている。カップ部81およびキャップ部82としては、銅やアルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等の金属薄板(箔)をプレス加工等することで成形された金属部材や、射出成形やシート成形等を行なうことで形成された樹脂部材等が利用される。また、カップ部81とキャップ部82との接合には、ろう付けや接着、巻き締め等が好適に用いられる。
As shown in FIG. 2, the first sealed
第1密閉容器80の収容空間83には、ガス発生剤62と、区画部材50と、第2クッション材64とが収容されている。より詳細には、第1密閉容器80の第2密閉容器90が位置する側の端部部分には、第2クッション材64が配置されており、当該第2クッション材64が配置された部分を除く部分に、ガス発生剤62および区画部材50が配置されている。ここで、上述した作動ガス生成室は、第1ハウジング部材10の周壁部11と、第2クッション材64と、後述する仕切り部材40とによって規定される空間にて構成されている。そして、当該作動ガス生成室は、その内部に収容された上記区画部材50によってさらに2つの空間に区画されている。
The
区画部材50は、内部に中空部55を有する一端が閉塞された有底円筒状の部材にて構成されており、フランジ部51と、円筒状部52と、底部53とを有している。フランジ部51は、第1密閉容器80の後述する仕切り部材40と隣接する側の端部(すなわち、第2クッション材64が配置されていない側の端部)に配置されている。円筒状部52は、フランジ部51の内周縁から連続して延び、後述する仕切り部材40の作動ガス生成室側の端部から作動ガス生成室の内部に向けて突出して位置している。底部53は、円筒状部52から連続して延び、円筒状部52の第2密閉容器90側の端部を閉塞している。なお、底部53は、上述した第2クッション材64と所定の距離もって離間して配置されている。
The
ここで、作動ガス生成室のうち、区画部材50の中空部55を除く部分には、上述したガス発生剤62が収容されている。すなわち、ガス発生剤62は、作動ガス生成室のうち、区画部材50の円筒状部52を取り巻く空間と、区画部材50と第2クッション材64との間に位置する空間とに収容されている。
Here, the
ガス発生剤62は、点火器30によって点火された伝火薬61が燃焼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ものである。ガス発生剤62は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成型体として形成される。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。また、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や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。また、添加剤としては、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、たとえばヒドロキシプロピレンメチルセルロース等のセルロース誘導体や、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、合成ヒドロキシタルサイト、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、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。
The
特に、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、ガス発生剤62として、燃料としてグアニジン系化合物を、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むものが好適に利用される。その理由は、これらグアニジン系化合物および塩基性硝酸銅を含むガス発生剤を使用した場合には、生成される作動ガスが比較的低温であり、エアバッグ装置に好適に利用できるメリットや、生成される比較的高融点の金属や酸化金属等の固形残渣がフィルタにて捕捉し易く、流出する残渣の量を少なくすることができるメリット、ガス発生剤の燃焼制御性がよく、所望のガス出力を得やすいメリット等があるためである。
In particular, in the cylinder
ガス発生剤62の成型体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものがある。また、成型体内部に孔を有する有孔状(たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等)の成型体も利用される。これらの形状は、シリンダ型ガス発生器1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62の燃焼時において作動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62の形状の他にもガス発生剤62の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成型体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。
The shape of the molded body of the
区画部材50の円筒状部52には、第1連通孔54が周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。第1連通孔54は、ガス発生剤62が収容された空間と区画部材50の中空部55とを連通させるための孔であり、区画部材50の底部53には設けられていない。
A plurality of first communication holes 54 are provided in the
区画部材50は、作動時において上述した中空部55とガス発生剤62が収容された空間との間に圧力差を生じさせるための圧力隔壁として機能するものであり、所定の強度をもった部材にて構成されている。具体的には、区画部材50は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されている。
The
第2クッション材64は、成型体からなるガス発生剤62が振動等によって破砕されることを防止するための破砕防止部材に相当し、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用される。この第2クッション材64は、作動時において伝火薬61の燃焼によって開口または分断し、場合によっては焼失する。
The
上述したように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、第1密閉容器80および第2密閉容器90にガス発生剤62および伝火薬61をそれぞれ封入した構成であるため、予めこれら薬剤を密閉容器に封入しておくことにより、シリンダ型ガス発生器1の組立作業が容易化するのみならず、ハウジングに別途気密処理を施すことも不要になり、部品点数の削減と構成の簡素化が可能になる。また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、ガス発生剤62に加え、区画部材50および第2クッション材64を第1密閉容器80に予め封入した構成であるため、シリンダ型ガス発生器1の組立作業がさらに容易化する効果も得られる。
As described above, in the cylinder
図2に示すように、仕切り部材40は、ハウジングの内部の空間を軸方向に作動ガス生成室とフィルタ室とに区画している。仕切り部材40は、ハウジングの内部の空間において上述した第1密閉容器80に接するように配置されており、環状板部41と、筒状突出部42と、第2連通孔43とを有している。環状板部41は、第1密閉容器80に接してハウジングの軸と直交するように配置されている。筒状突出部42は、環状板部41の内周縁から連続して延び、上述した第1密閉容器80から遠ざかる方向に向けて突出して位置している。第2連通孔43は、筒状突出部42によって規定され、区画部材50の中空部55とフィルタ室とを連通するための孔である。
As shown in FIG. 2, the
仕切り部材40は、ハウジングに対して嵌合または遊嵌されており、ハウジングには、当該仕切り部材40を固定するためのかしめ加工は施されていない。ここで、嵌合とは、いわゆる圧入固定を含むものであり、仕切り部材40の環状板部41の外周端がハウジングの内周面に接触した状態で取付けられた状態を言う。また、遊嵌とは、仕切り部材40の環状板部41の外周端とハウジングの内周面とが全周にわたって必ずしも接触しておらず、多少の隙間(あそび)をもって内挿された状態を言う。
The
仕切り部材40は、後述するフィルタ70の作動ガス生成室側の端部に取付けられており、フィルタ70と上述したガス発生剤62を収容する第1密閉容器80とによって挟み込まれることでハウジングの内部において支持されている。なお、仕切り部材40は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の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る。
The
図2に示すように、第1ハウジング部材10の周壁部11および底壁部12と、仕切り部材40とによって規定されるフィルタ室には、フィルタ70が配置されている。フィルタ70が収容されたフィルタ室は、仕切り部材40を介して作動ガス生成室に隣接して設けられ、作動ガス生成室よりもハウジングの他端部側(すなわち、第1ハウジング部材10の底壁部12側)に位置している。
As shown in FIG. 2, a
フィルタ70は、ハウジングの軸方向と同方向に延び、その軸方向端面に達する中空連通部71を有する円筒状の部材からなり、その軸方向の作動ガス生成室側の端面が仕切り部材40に当接しており、他方の端面が第1ハウジング部材10の底壁部12に当接している。また、フィルタ70の外周面は、第1ハウジング部材10の周壁部11の内周面に当接している。このような円筒状の部材からなるフィルタ70を利用すれば、作動時においてフィルタ室を流動する作動ガスの流動抵抗が低く抑えられ、効率的な作動ガスの流動が実現可能となる。
The
フィルタ70は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼等の金属線材あるいは金属線材を編み込んだ網材を巻き回したものやプレス加工することによって押し固めたもの等が利用される。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される。このように金属線材を円筒状に巻き回したり押し固めたりしてなるフィルタ70は、その内部に空隙が含まれることになり、上述した作動ガスの流動を可能にする。フィルタ70は、作動ガス生成室にて生成された作動ガスがこのフィルタ70中を通過する際に、当該作動ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってこれを冷却する冷却手段として機能するとともに、作動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。
As the
図2に示すように、フィルタ室を規定する部分の第1ハウジング部材10の周壁部11には、ガス噴出口13が設けられている。このガス噴出口13は、シリンダ型ガス発生器1の内部において生成された作動ガスを外部に放出するための孔であり、第1ハウジング部材10の周壁部11の周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。
As shown in FIG. 2, a
なお、シリンダ型ガス発生器1の第2ハウジング部材20が配置された側の端部には、雌型コネクタ(不図示)が取付けられる。より詳細には、第2ハウジング部材20に設けられた凹部22にシリンダ型ガス発生器1とは別途設けられる衝突検知センサからの信号を伝達するハーネスの雄型コネクタが接続される雌型コネクタが取付けられる。雌型コネクタには、必要に応じてショーティングクリップ(不図示)が取付けられる。このショーティングクリップは、シリンダ型ガス発生器1の搬送時等において静電放電等によってシリンダ型ガス発生器1が誤動作することを防止するために取付けられるものであり、エアバッグ装置への組付け段階においてハーネスの雄型コネクタが雌型コネクタに挿し込まれることによってその端子ピン33への接触が解除されるものである。
A female connector (not shown) is attached to the end of the cylinder
次に、以上において説明したシリンダ型ガス発生器1の作動時における動作について図2を参照して説明する。本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1が組み込まれたエアバッグ装置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、これに基づいて点火器30が作動する。点火器30が作動すると、点火薬の燃焼によって点火部32内の圧力が上昇し、これによって点火部32が破裂し、火炎が点火部32の外部へと流出する。
Next, the operation | movement at the time of the action | operation of the cylinder
点火部32の破裂後において、点火部32を取り巻く空間の温度と圧力は上昇し、第2密閉容器90が溶融または破裂する。これにより、第2密閉容器90内に収容された伝火薬61は、点火器30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。発生した多量の熱粒子は、第1密閉容器80のキャップ部82を溶融または破裂させ、第2クッション材64を開口または分断し、作動ガス生成室へと流入する。
After the
作動ガス生成室へと流入した熱粒子は、点火器30が位置する側から順次ガス発生剤62を着火して燃焼させ、多量の作動ガスを生成させる。このようにして生成された作動ガスは、区画部材50に設けられた第1連通孔54を通過して区画部材50の中空部55に流入し、その先に位置する第1密閉容器80のカップ部81を破裂させ、仕切り部材40に設けられた第2連通孔43を経由してフィルタ室へと流入する。
The hot particles flowing into the working gas generation chamber ignite and burn the
フィルタ室に流れ込んだ作動ガスは、フィルタ70の中空連通部71内を経由してフィルタ70へと進入し、当該フィルタ70中を通過することで所定の温度にまで冷却されてガス噴出口13からシリンダ型ガス発生器1の外部へと噴出される。ガス噴出口13から噴出された作動ガスは、エアバッグの内部に導かれてエアバッグを膨張・展開させる。
The working gas that has flowed into the filter chamber enters the
以上において説明した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、図2に示すように、区画部材50の底部53から作動ガス生成室の第2密閉容器90側の端部(すなわち、第2クッション材64に接する部分)までの距離(当該距離は、区画部材50が位置していない部分の作動ガス生成室の軸方向長さに相当し、ガス発生剤62が作動ガス生成室の径方向に沿って全体にわたって充填されている部分の軸方向長さである)をL2とし、作動ガス生成室の径(より詳細には作動ガス生成室のうちのガス発生剤62が充填されている部分の径、すなわち第1密閉容器80の内径)をR2とした場合に、これらL2およびR2が、0.026≦L2/R2≦0.71の条件を充足している。
In the cylinder
また、以上において説明した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、区画部材50の中空部の径、すなわち区画部材50の円筒状部52の内径をR3とした場合に、上述したR2およびR3が、0.28≦R3/R2≦0.54の条件を充足している。
Moreover, in the cylinder
加えて、以上において説明した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、第1連通孔54のうちで最も底部53寄りに設けられた第1連通孔の底部53側の端部から底部53までの距離L1が、5mm以下とされている。
In addition, in the cylinder
上記条件を充足していることにより、シリンダ型ガス発生器1が動作した場合にガス発生剤62の燃焼の初期段階においては、区画部材50の底部53と第2クッション材64との間に位置する部分のガス発生剤62が第2密閉容器90が位置する側から順次燃焼し、作動ガス生成室の中空部55を除く部分の内圧がガス発生剤62が燃焼するのに適した圧力に達してガス発生剤62の燃焼が促進され、未燃焼のガス発生剤62によって作動ガスの流動が阻害されることなく作動ガスが区画部材50の円筒状部52に設けられた第1連通孔54を経由して中空部55へと流入し、圧延鋼板のプレス成形品からなる第1ハウジング部材10が変形することなく作動ガス生成室の内圧が維持されることになる。したがって、当該初期段階においては、作動ガス生成室の内圧が適正に維持されることになり、シリンダ型ガス発生器1の作動初期時に遅延することなくガス噴出口13から作動ガスが噴出されるようになる。
By satisfying the above conditions, when the cylinder
そして、ガス発生剤62の燃焼の初期段階が完了した後は、区画部材50の円筒状部52を取り巻く空間に位置する部分のガス発生剤62が第2密閉容器90が位置する側から順次燃焼し、作動ガス生成室の中空部55を除く部分の内圧を維持しつつ安定的に作動ガスが生成され、未燃焼のガス発生剤62によって生成された作動ガスの流動が阻害されることなく作動ガスが区画部材50の円筒状部52に設けられた第1連通孔54を経由して中空部55へと流入し、安定的なガス発生剤62の燃焼が維持されることになる。したがって、当該初期段階完了後においても、作動ガス生成室の内圧が適正に維持されることになり、ガス噴出口13から作動ガスが所望の流量で噴出されることになる。
After the initial stage of combustion of the
したがって、圧延鋼板のプレス成形品を利用して第1ハウジング部材10を構成した場合にも、ガス発生剤62の燃焼を促進しつつハウジングの破損を防止することが可能になる。そのため、上述した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1とすることにより、所望の出力特性が得られる小型軽量化が図られたシリンダ型ガス発生器とすることができる。
Therefore, even when the
ここで、上述したL2およびR2が、L2/R2<0.026となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が35MPa未満となることが実験的に確認されており、その場合には、所望のガス出力が得られずにエアバッグの膨張・展開が不充分となるおそれがある。一方、上述したL2およびR2が、0.71<L2/R2となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が90MPaを超えることが実験的に確認されており、その場合には、圧延鋼板のプレス成形品からなる第1ハウジング部材10に変形が生じるおそれがある。なお、より確実にかつ安定的な動作を保証するためには、上述したL2およびR2が、0.053≦L2/R2≦0.57の条件を充足していることがさらに好適である。
Here, when L2 and R2 described above are L2 / R2 <0.026, it has been experimentally confirmed that the maximum internal pressure of the working gas generation chamber is less than 35 MPa. As a result, the desired gas output cannot be obtained, and the airbag may be insufficiently expanded and deployed. On the other hand, when L2 and R2 described above are 0.71 <L2 / R2, it has been experimentally confirmed that the maximum internal pressure of the working gas generation chamber exceeds 90 MPa. There is a risk of deformation of the
また、上述したR3およびR2が、R3/R2<0.28となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が90MPaを超えることが実験的に確認されており、その場合には、圧延鋼板のプレス成形品からなる第1ハウジング部材10に変形が生じるおそれがある。一方、上述したR3およびR2が、0.54<R3/R2となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が35MPa未満となることが実験的に確認されており、その場合には、所望のガス出力が得られずにエアバッグの膨張・展開が不充分となるおそれがある。なお、より確実にかつ安定的な動作を保証するためには、上述したR3およびR2が、0.32≦R3/R2≦0.43の条件を充足していることがさらに好適である。
Further, when R3 and R2 described above satisfy R3 / R2 <0.28, it has been experimentally confirmed that the maximum internal pressure of the working gas generation chamber exceeds 90 MPa. There is a risk of deformation of the
また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1とすることにより、上述したようにガス発生剤62や伝火薬61を気密に封止するためのシール処理をハウジングに対して施す必要がなくなるため、その分だけハウジングの外形を小型化(すなわち小径化や短尺化)することができたり、その分だけハウジングの肉厚を増して耐圧性を向上させることができたりするため、結果として小型化や高耐圧化に有利な構造のシリンダ型ガス発生器とすることができる。
In addition, by using the cylinder
また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1とすることにより、作動ガス生成室にて生成された作動ガスがハウジングの軸方向に流動せずにもっぱらハウジングの径方向に流動して第1連通孔54を経由して区画部材50の中空部55に流入し、さらにその後第2連通孔43を経由してフィルタ室に流入することとなるため、燃焼中のガス発生剤や未燃焼のガス発生剤が作動ガスの流動によって破壊されることで生じる固形残渣の発生量が大幅に抑制されることになり、またその固形残渣が作動ガスの流動によってさらに破壊されて微小な残渣となることが抑制されることになり、結果としてフィルタ70に対する負荷が大幅に軽減されることになる。したがって、結果としてフィルタ70を小型化することが可能になり、小型かつ軽量のシリンダ型ガス発生器とすることができる。
In addition, by using the cylinder
以上において説明した如くのシリンダ型ガス発生器1とすることにより、上述した如く、作動ガス生成室の内圧が作動時において適正にガス発生剤62の燃焼が促進される高圧環境下に維持できるようになるとともに、ガス発生剤62が燃焼する際に生じる残渣の量を適正に低減することができる。これにより、本実施の形態のシリンダ型ガス発生器1においては、仕切り部材40の形状および組付け構造ならびにフィルタ70の形状および組付け構造を以下に説明する如くの構成にすることができる。
By using the cylinder-
すなわち、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、作動ガス生成室とフィルタ室とを仕切る仕切り部材40の筒状突出部42が、環状板部41から遠ざかるにつれて(作動ガス生成室から遠ざかり、筒状突出部42の先端に向かうにつれて)、当該筒状突出部42によって規定される第2連通孔43の開口面積が減少するように徐々に縮径した円錐板状の形状にて構成されるとともに、ハウジングに対して嵌合または遊嵌されている。したがって、第1ハウジング部材10には、当該仕切り部材40を固定するためのかしめ加工は施されていない。そのため、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1にあっては、その組み立てが従来に比して容易に行なえることになる。以下においては、仕切り部材40がこのような組付け構造を採用した場合にも、十分に圧力隔壁として機能する理由について説明する。
That is, in the cylinder
図3は、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の仕切り部材が設けられた位置の近傍を拡大した要部拡大断面図であり、図3(A)は、シリンダ型ガス発生器の作動開始直後の状態を示す図であり、図3(B)は、作動開始から所定時間経過後の状態を示す図である。なお、図3(A)および図3(B)中においては、作動ガスの流動方向を矢印Gで示すとともに、作動ガス生成室の具体的な図示は省略している。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part in which the vicinity of the position where the partition member of the cylinder type gas generator in the present embodiment is provided, and FIG. 3 (A) shows the start of operation of the cylinder type gas generator. FIG. 3B is a diagram showing a state immediately after, and FIG. 3B is a diagram showing a state after a predetermined time has elapsed from the start of operation. In FIGS. 3A and 3B, the flow direction of the working gas is indicated by an arrow G, and a specific illustration of the working gas generation chamber is omitted.
図3(A)に示すように、シリンダ型ガス発生器1が作動した作動開始直後においては、作動ガス生成室にて生成された高温高圧の作動ガスの推力(すなわち、作動ガス生成室の内圧の上昇に伴って生じる圧力)を受け、仕切り部材40の環状板部41が、ハウジングの軸方向に沿ってフィルタ70側に向けての力(図中矢印Aにて示す力)を受ける。これにより、仕切り部材40の環状板部41は、フィルタ70側に向けて移動を開始し、仕切り部材40とハウジングとによって囲まれたフィルタ70の部分(すなわち、フィルタ70の作動ガス生成室側の端部近傍部分、図中に示す領域B1に含まれる部分)が、当該環状板部41が移動することによってハウジングの軸方向に沿って圧縮されることになる。
As shown in FIG. 3A, immediately after the start of the operation of the cylinder
ここで、フィルタ70の内部には、フィルタ70が金属線材または金属線材を編み込んだ網材を巻き回したりあるいはプレス加工することで押し固めたりすることで形成された結果生じる空隙が存在するが、図3(B)に示すように、上記環状板部41の移動に伴って当該空隙の容積は減少し、金属線材は当該領域B1においてさらに密に充填された状態となるとともに、ハウジングの径方向に沿って広がろうとして仕切り部材40の筒状突出部42をハウジングの径方向に沿って内側に向けて押し込もうとする力を発生させる。しかしながら、仕切り部材40の筒状突出部42には、上述した内圧の上昇に伴ってハウジングの大略径方向に沿って外側に向けての力(図中矢印Cにて示す力)が加わっているため、仕切り部材40の筒状突出部42をハウジングの径方向に沿って内側に向けて押し込もうとする力は当該力に押し負け、その反力(図中矢印Dで示す力)がハウジングとフィルタ70との接触部分(図中において示す領域E)に加わることになる。これにより、当該ハウジングとフィルタ70との接触部分において摩擦力が発生し、当該摩擦力が仕切り部材40がさらにフィルタ70側に向けて移動することを抑制するブレーキ力となる。
Here, inside the
ここで、上記反力(図中矢印Dで示す力)は、ハウジングの径方向および軸方向と交差する方向に向けて作用する力となるため、ハウジングの広い範囲に仕切り部材40の移動を防止する高いブレーキ力として作用することになり、当該ブレーキ力に基づいて仕切り部材40の移動量は僅かで留まることになる。したがって、移動後の仕切り部材40とこれに伴って押し固められた部分のフィルタ70とによって実質的に圧力隔壁としての機能が確保されることになり、作動ガス生成室の内圧が高く維持されるとともにフィルタ70の破損が防止されることになる。したがって、ハウジングにかしめ加工を施して仕切り部材40を固定せずとも、仕切り部材40が圧力隔壁として十分に機能することになる。
Here, the reaction force (the force indicated by the arrow D in the figure) acts as a force acting in a direction intersecting the radial direction and the axial direction of the housing, and thus prevents the
また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、仕切り部材40の筒状突出部42が、フィルタ70の作動ガス生成室側の端部近傍のみを覆うように構成されている。したがって、図3(B)中に示す領域B2に位置する部分のフィルタ70の内部には、十分な空隙が形成された状態が維持されることになり、上述した仕切り部材40の移動および変形の影響を受けることなく当該部分においてスムーズに作動ガスが流動することが可能となる。したがって、フィルタ70の有する作動ガスの冷却機能およびスラグ捕集機能が損なわれることもない。
Further, in the cylinder
さらに、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、仕切り部材40とフィルタ70とをハウジングの軸方向に沿って当該軸と直交する面に投影した場合に、フィルタ70の投影領域の内縁が仕切り部材40の投影領域の内縁よりも内側に位置しないように構成されている。すなわち、作動ガス生成室側から仕切り部材40およびフィルタ70を平面視した場合に、フィルタ70が仕切り部材40によって完全に覆い隠されるように仕切り部材40およびフィルタ70の相対的な位置関係が調節されている。このように構成することにより、仕切り部材40の第2連通孔43を通過した高温高圧の作動ガスは、フィルタ70の内周面を沿って流動することになるため、作動ガスが直接フィルタ70に吹き付けられる割合を大幅に低減することができる。
Furthermore, in the cylinder
なお、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1においては、作動時において仕切り部材40が上述した領域B1に位置する部分のフィルタ70によって保持されることになるため、当該仕切り部材40のみによって作動ガスの推力に耐え得るように仕切り部材40を設計する必要がなく、その厚みを従来に比して小さくすることができる。具体的には、一般的なシリンダ型ガス発生器の仕様を考慮した場合には、仕切り部材40として鉄鋼材を利用した場合にその厚みを概ね0.7mm以上とすれば足りる。
In the cylinder
以上において説明したように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1の如くの構成を採用することにより、仕切り部材40の取付けのためにハウジングにかしめ加工を実施することが必要なくなるという効果や仕切り部材40を薄型化できるという効果が得られる。そのため、シリンダ型ガス発生器1全体として見た場合に、性能を低下させることなく、小型軽量化することが可能になる。また、上記構成を採用することにより、仕切り部材40をハウジングにかしめ加工する作業も不要となり、製造コストを削減することもできる。したがって、性能を低下させることなく小型軽量化が可能でかつ製造が容易なシリンダ型ガス発生器1とすることができる。
As described above, by adopting a configuration like the cylinder
以上において説明した本実施の形態においては、第1ハウジング部材10として圧延鋼板をプレス成形してなるプレス成形品にて構成した場合を例示して説明を行なったが、これに代えて、第1ハウジング部材10を引き抜き成形してなるシームレス管や電縫管の軸方向端部の一方をクロージング処理してなる成形品にて構成してもよい。このような成型品にて第1ハウジング部材10を形成した場合にも、上述した効果を得ることができる。
In the present embodiment described above, the case where the
また、以上において説明した本実施の形態においては、点火器30として、抵抗体としてのニクロム線等を熱源として利用するものを例示して説明を行なったが、いわゆる半導体ブリッジ(Semiconductor Bridge)を熱源として利用する点火器を使用することも可能である。当該半導体ブリッジを熱源として利用する点火器を利用した場合には、作動時においてより迅速にガス出力の得られるシリンダ型ガス発生器とすることができる。
Further, in the present embodiment described above, the
また、以上において説明した本実施の形態においては、ガス発生剤62および伝火薬61がそれぞれ第1密閉容器80および第2密閉容器90に収容されてなるシリンダ型ガス発生器1を例示して説明を行なったが、必ずしもこのように構成されている必要はなく、ガス発生剤62および伝火薬61は、第1ハウジング部材10および第2ハウジング部材20からなるハウジングに直接充填された構成とされていてもよい。ただし、その場合には、ガス発生剤62および伝火薬61が吸湿することを防止するための気密処理が、ハウジングの所定部位に別途施されていることが必要である。
Further, in the present embodiment described above, the cylinder
また、以上において説明した本実施の形態においては、ガス発生剤62の燃焼を促進させるために伝火薬61が装填されてなるシリンダ型ガス発生器1を例示して説明を行なったが、当該伝火薬61は必ずしも必須の構成ではなく、燃焼開始のためのガス発生剤62の感度を向上させること等によって伝火薬61の装填を不要とすることも可能である。また、伝火薬61をシリンダ型ガス発生器1に装填する構成を採用する場合にも、当該伝火薬62を点火器30に一体化させて組付けることも可能である。
Further, in the present embodiment described above, the cylinder
また、以上において説明した本実施の形態においては、第1ハウジング部材10と第2ハウジング部材20とをかしめ固定することで連結してなるシリンダ型ガス発生器1を例示して説明を行なったが、第1ハウジング部材10と第2ハウジング部材20との固定に溶接を利用することも当然に可能である。
Further, in the present embodiment described above, the cylinder
また、以上において説明した本実施の形態においては、仕切り部材40の筒状突出部42の形状を先端に向かうにつれて縮径した形状とした場合を例示して説明を行なったが、当該筒状突出部42の形状を先端に向かうにつれて拡径した形状とすることも可能である。このように構成した場合には、第2連通孔43の開口面積が環状板部41から遠ざかるにつれて徐々に増加するようになるが、この場合にも、シリンダ型ガス発生器1が作動した際にハウジングとフィルタ70との接触部分において摩擦力が発生し、当該摩擦力が仕切り部材40がさらにフィルタ70側に向けて移動することを抑制するブレーキ力となり、上述した効果が得られることになる。
Moreover, in this Embodiment demonstrated above, although the case where it was set as the shape which diameter-reduced as the shape of the
また、以上において説明した本実施の形態においては、仕切り部材40の筒状突出部42の形状を円錐板状とした場合を例示して説明を行なったが、当該筒状突出部42の形状はこれに限定されるものではなく、たとえば断面の形状が湾曲状とされていてもよい。いずれにせよ、筒状突出部42の形状としては、内圧の上昇に伴って筒状突出部42に加わる力がハウジングの径方向および軸方向のいずれにも交差する方向に作用するような形状とされていればよく、当該筒状突出部42の内周面がハウジングの軸方向と平行に配置されていなければよい。
Moreover, in this Embodiment demonstrated above, although the case where the shape of the
加えて、以上において説明した本実施の形態においては、本発明をサイドエアバッグ装置に組み込まれるシリンダ型ガス発生器に適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、助手席用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組み込まれるシリンダ型ガス発生器や、シリンダ型ガス発生器と同様に長尺状のガス出力部を有するいわゆるT字型のガス発生器にもその適用が可能である。 In addition, in the present embodiment described above, the case where the present invention is applied to a cylinder type gas generator incorporated in a side airbag device is described as an example. It is not limited to a cylinder type gas generator built into a passenger seat airbag device, curtain airbag device, knee airbag device, or the like, and a long gas output section similar to a cylinder type gas generator. The present invention can also be applied to a so-called T-shaped gas generator.
このように、今回開示した上記一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特許請求の範囲によって画定され、また特許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。 Thus, the one embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 シリンダ型ガス発生器、10 第1ハウジング部材、11 周壁部、12 底壁部、13 ガス噴出口、14 かしめ部、20 第2ハウジング部材、21 溝、22 凹部、23 貫通部、24 かしめ部、30 点火器、31 基部、32 点火部、33 端子ピン、40 仕切り部材、41 環状板部、42 筒状突出部、43 第2連通孔、50 区画部材、51 フランジ部、52 円筒状部、53 底部、54 第1連通孔、55 中空部、61 伝火薬、62 ガス発生剤、63 第1クッション材、64 第2クッション材、70 フィルタ、71 中空連通部、80 第1密閉容器、81 カップ部、82 キャップ部、83 収容空間、90 第2密閉容器、91 カップ部、92 キャップ部、93 収容空間。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ハウジングの軸方向の一端部に配置され、前記ガス発生剤を燃焼させるための火炎を発生させる点火手段と、
前記ハウジングの内部に位置し、前記ハウジングの内部の空間を軸方向に前記作動ガス生成室と前記フィルタ室とに仕切る仕切り部材と、
前記作動ガス生成室の内部に位置し、前記作動ガス生成室を区画する区画部材とを備え、
前記ハウジングは、前記ハウジングの軸方向の他端部および周壁部を構成する長尺有底円筒状の第1ハウジング部材と、前記第1ハウジング部材の開口端を閉塞することで前記ハウジングの前記一端部を構成する第2ハウジング部材とを含み、
前記フィルタ室は、前記作動ガス生成室よりも前記ハウジングの前記他端部側に位置し、
前記ハウジングの前記フィルタ室を規定する部分の周壁部には、前記フィルタを通過した作動ガスを外部に噴出するための複数のガス噴出口が設けられ、
前記区画部材は、前記ハウジングと同軸上に配置された内部に中空部を有する有底円筒状の部材にて構成され、前記仕切り部材の前記作動ガス生成室側の端部から前記ハウジングの軸方向に沿って延びる円筒状部と、前記円筒状部の前記点火手段側の端部を閉塞する底部とを含み、
前記底部は、前記作動ガス生成室の前記点火手段側の端部よりも前記仕切り部材側に位置し、
前記ガス発生剤は、前記区画部材の前記中空部を除く部分の前記作動ガス生成室に収容され、
前記円筒状部には、前記作動ガス生成室の前記ガス発生剤が収容された空間と前記中空部とを連通する複数の第1連通孔が設けられ、
前記仕切り部材の中央部には、前記中空部と前記フィルタ室とを連通するための第2連通孔が設けられ、
前記第1ハウジング部材の外径R1が、15mm≦R1≦20mmの条件を充足し、
前記第1連通孔のうちで最も前記底部寄りに設けられた第1連通孔の前記底部側の端部から前記底部までの距離L1が、L1≦5mmの条件を充足し、
前記底部から前記作動ガス生成室の前記点火手段側の端部までの距離L2と、前記作動ガス生成室の径R2とが、0.026≦L2/R2≦0.71の条件を充足している、ガス発生器。 A working gas generation chamber in which a working gas is generated by combustion of the gas generating agent, and a filter chamber in which a filter through which the working gas generated in the working gas generation chamber passes are accommodated in the axial direction. A long cylindrical housing with both ends closed;
An ignition means disposed at one end of the housing in the axial direction and generating a flame for burning the gas generating agent;
A partition member located inside the housing and partitioning the space inside the housing into the working gas generation chamber and the filter chamber in the axial direction;
A partition member located inside the working gas generation chamber and partitioning the working gas generation chamber;
The housing has a long bottomed cylindrical first housing member that constitutes the other axial end of the housing and a peripheral wall portion, and the one end of the housing by closing an open end of the first housing member. A second housing member constituting the part,
The filter chamber is located on the other end side of the housing from the working gas generation chamber,
The peripheral wall portion of the portion defining the filter chamber of the housing is provided with a plurality of gas ejection ports for ejecting the working gas that has passed through the filter to the outside.
The partition member is configured by a bottomed cylindrical member having a hollow portion disposed coaxially with the housing, and from the end of the partition member on the working gas generation chamber side in the axial direction of the housing A cylindrical portion extending along the bottom, and a bottom portion that closes an end of the cylindrical portion on the ignition means side,
The bottom is located closer to the partition member than the end of the working gas generation chamber on the ignition means side,
The gas generating agent is accommodated in the working gas generation chamber in a portion excluding the hollow portion of the partition member,
The cylindrical portion is provided with a plurality of first communication holes that communicate the space in which the gas generating agent is stored in the working gas generation chamber and the hollow portion,
A second communication hole for communicating the hollow portion and the filter chamber is provided in the central portion of the partition member,
The outer diameter R1 of the first housing member satisfies a condition of 15 mm ≦ R1 ≦ 20 mm,
The distance L1 from the bottom side end of the first communication hole provided closest to the bottom among the first communication holes satisfies the condition of L1 ≦ 5 mm,
The distance L2 from the bottom to the end of the working gas generation chamber on the ignition means side and the diameter R2 of the working gas generation chamber satisfy the condition of 0.026 ≦ L2 / R2 ≦ 0.71. A gas generator.
前記ハウジングの内部に位置し、密閉された収容空間を有する第1密閉容器とをさらに備え、
前記ガス発生剤、前記区画部材および前記破砕防止部材が、前記第1密閉容器の前記収容空間に収容されている、請求項1から4のいずれかに記載のガス発生器。 A crush prevention member for preventing crushing of the gas generating agent by vibration;
A first sealed container located inside the housing and having a sealed housing space;
The gas generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas generating agent, the partition member, and the crushing prevention member are accommodated in the accommodating space of the first sealed container.
前記点火手段は、燃焼することによって火炎を生じさせる点火薬を含む点火器と、前記点火器にて生じた火炎を前記ガス発生剤に伝達するための伝火薬とを含み、
前記伝火薬が、前記第2密閉容器の前記収容空間に収容されている、請求項5に記載のガス発生器。 A second sealed container located inside the housing and having a sealed housing space;
The ignition means includes an igniter including an igniter that generates a flame by burning, and a transfer agent for transmitting the flame generated in the igniter to the gas generating agent,
The gas generator according to claim 5, wherein the transfer charge is accommodated in the accommodation space of the second sealed container.
前記中空連通部は、前記フィルタの前記作動ガス生成室側の端面に少なくとも達し、
前記仕切り部材は、前記フィルタの前記端面を覆う環状板部と、前記環状板部の内周縁から前記フィルタの前記中空連通部内に向けて連続して延びることで前記フィルタの前記端面寄りの内周面を覆う筒状突出部とを含み、
前記第2連通孔は、前記筒状突出部の内周面によって規定され、
前記筒状突出部は、前記環状板部から遠ざかるにつれて前記第2連通孔の開口面積が減少または増加するように徐々に縮径または拡径している、請求項1から6のいずれかに記載のガス発生器。 The filter has a hollow communication portion extending along the axial direction of the housing,
The hollow communication part reaches at least the end surface of the filter on the working gas generation chamber side,
The partition member includes an annular plate portion that covers the end surface of the filter, and an inner periphery near the end surface of the filter by continuously extending from an inner peripheral edge of the annular plate portion toward the hollow communication portion of the filter. Including a cylindrical protrusion covering the surface,
The second communication hole is defined by an inner peripheral surface of the cylindrical protrusion,
The said cylindrical protrusion part is diameter-reduced or diameter-expanded gradually so that the opening area of a said 2nd communicating hole may reduce or increase as it distances from the said annular board part. Gas generator.
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