JP2011207341A - クッション部材を含む燃焼室構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両等に搭載されている間に外部からの振動により、固形ガス発生剤が粉化しないようにする。
【解決手段】ガス発生器内の燃焼室が、開口部の内径Ｄ₁が底部の内径Ｄ₂よりも小さな略カップ状であり、燃焼室の底部41bに配置されるクッション部材50が、円形部51と突起部52a〜52dを有している。円形部51の外径ｄ₁と開口部の内径（Ｄ₁）がｄ₁＜Ｄ₁の関係を満たし、１対の突起部52a，52dを含む外径ｄ₂が、ｄ₂＞Ｄ₁で、かつｄ₂≦Ｄ₂の関係を満たしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輌に搭載され人員拘束装置などに使用されるガス発生器に関するものである。

固形ガス発生剤を使用するガス発生器は、顆粒状、ペレット状、ディスク状などの様々な形状の固形ガス発生剤を燃焼室に配置し、点火手段によって着火、燃焼させることで、作動用の燃焼ガスを発生させている。ガス発生器のハウジング内部に形成される燃焼室にはこれらのガス発生剤が充填され、作動時まで保持されているが、車両等に搭載されている間に外部からの振動により、固形ガス発生剤が粉化しないようにする必要がある。

従来のガス発生器では、この目的のために燃焼室内にクッション部材を配置し、振動の吸収やガス発生剤への衝撃の緩和をさせていた。
特許文献１の図３には、長尺ハウジング５０の一端部が端壁５４で閉塞され、反対側の開口部にクロージャキャップ５６に固定されたスクイブ１７０が取り付けられたガス発生器１４が開示されている。燃焼室６４に配置されたガス発生剤６０は、端壁５４側に配置されたパッド１２２によって保持されている。パッド１２２は燃焼室６４の断面形状と、ほぼ同一の断面形状であるから、パッド１２２の配置作業は容易である。

しかし、燃焼室の開口部よりも大きなクッション部材の場合には、クッション材の配置作業は容易ではない。
例えば、特許文献２の図１に示されるガス発生器１０の第２燃焼室３５を形成している第２カップ部材４１のように、開口部４１ａの内径が、クッション材を配置する底部４１ｂの内径と比べてかなり小さい場合には、開口部４１ａから、底部４１ｂを覆うことができる大きさのクッション材を入れる作業は難しくなる。

クッション材としては、プラスチックフォームやゴムからなる円板状のものが使用されるが、底部に配置するときの作業性を考慮すると、ある程度の保形性（一定形状を維持できる程度の強度）を有することが望ましいが、そうすると小さな開口部４１ａから入れる作業がより困難となる。円板状のクッション材を二つ折りにして入れることも考えられるが、その場合には、入れた後にクッション部材を展開し、底部４１ｂの形状に合うように位置合わせをする作業が繁雑となる。さらに、クッション材と第２カップ部材４１の接触により生じた小さな破片により、製造工程上又は製品の品質上の予期せぬ問題が生じる可能性も完全には排除できない。

米国特許第５，４９２，３６５号 特開２０１０−０００８９２号公報

本発明は、特許文献２の図１に示す形状の第２カップ部材４１のような容器から形成される燃焼室の底部にクッション材が配置され、固形ガス発生剤が充填されている、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、
固形ガス発生剤をガス発生源として利用するガス発生器であって、
前記ガス発生器内の燃焼室には、底部に配置した平板状のクッション部材と共に前記固形ガス発生剤が充填されており、
前記燃焼室が、開口部の内径（Ｄ₁）が底部の内径（Ｄ₂）よりも小さな略カップ状であり、
前記燃焼室の底部に配置されるクッション部材が、ベース部となる円形部と、前記円形部の周縁部から突き出された複数の突起部を有するものであり、
前記円形部の外径（ｄ₁）と開口部の内径（Ｄ₁）がｄ₁＜Ｄ₁の関係を満たし、
前記突起部を含む外径（ｄ₂）が、ｄ₂＞Ｄ₁で、かつｄ₂≦Ｄ₂の関係を満たしている、車両の人員拘束装置用ガス発生器を提供する。

燃焼室が、開口部の内径（Ｄ₁）が底面部の内径（Ｄ₂）よりも小さな略カップ状、との構成要件は、特許文献２の図１に示されるガス発生器１０の第２燃焼室３５を形成している第２カップ部材４１を含むものである。

そして、
燃焼室の底部に配置されるクッション部材が、ベース部となる円形部と、前記円形部の周縁部から突き出された複数の突起部を有するものであることと、
円形部の外径（ｄ₁）と開口部の内径（Ｄ₁）がｄ₁＜Ｄ₁の関係を満たし、
突起部を含む外径（ｄ₂）が、ｄ₂＞Ｄ₁で、かつｄ₂≦Ｄ₂の関係を満たしていることが、
クッション部材を燃焼室内に配置するときの作業性を容易にするための構成要件である。

上記のとおり、クッション部材は、ベース部となる円形部と、円形部の周縁部から突き出された複数の突起部を有するものである。前記複数の突起部は、全体で３〜１０個、好ましくは４〜８個を形成することができ、これらの突起は、円形部の中心に対して対称になるように形成されていることが好ましい。

クッション部材は、正多角形のものも用いることができ、好ましくは正六角形又は正八角形のものであり、その他、正四角形のものも用いることができ、奇数個の角部を有する正五角形のものも用いることができる。

本発明のガス発生器は、開口部が小さく、底部が大きな燃焼室を有するものであるが、実質的に底部を覆うことができるクッション部材が配置されており、外部からの振動や衝撃によるガス発生剤への影響が緩和されている。

本発明のガス発生器の軸方向断面図。 （ａ）は図１のガス発生器で使用しているクッション部材の配置状態の説明図、（ｂ）は（ａ）のクッション部材の配置方法の説明図。 （ａ）は図１のガス発生器で使用できるクッション部材の配置状態の説明図、（ｂ）は（ａ）のクッション部材の配置方法の説明図。 他の実施形態であるクッション部材の平面図。 他の実施形態であるガス発生器の軸方向断面図。

以下、図面に示す実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、本発明のエアバッグ用ガス発生器の軸方向の断面図であり、実質的な構造は、特許文献２の図１と同じである。

ガス発生器１０は、ディフューザシェル１２とクロージャシェル１３とからなるハウジング１１を有しており、ディフューザシェル１２の周面には複数のガス排出口１４が形成されている。ガス排出口１４は、作動前にシールテープ１５で内側から閉塞されている。

クロージャシェル１３はその底面には２つの穴が設けられ、それぞれに第１点火手段２１と第２点火手段２５が公知の方法で取り付けられている。第１点火手段２１は、第１点火器カラー２２と第１点火器２３からなり、第２点火手段２５は、第２点火器カラー２６と第２点火器２７からなる。

ハウジング１１内部には、筒状のフィルタ４５が配置されており、その内部は第１燃焼室３１が形成されている。第１燃焼室３１には第１ガス発生剤（公知の組成のガス発生剤）１６が充填され、さらに伝火薬室３３を形成するカップ部材３２が配置されている。

伝火薬室３３には、公知の組成の伝火薬やガス発生剤（図示せず）が充填されている。そして第１燃焼室３１と伝火薬室３３は、第１連通孔３４で連通される。

第１燃焼室３１には、さらに第２燃焼室カップ４１が配置され、内部に第２燃焼室３５が形成されている。

第２燃焼室カップ４１は、一端が開口（開口部４１ａ）し、反対端部が閉塞されている（底部４１ｂ）。開口部４１ａ側には縮径部４１ｃが形成され、底部４１ｂ側には拡径部４１ｄが形成されており、境界部に環状斜面４１ｅが形成されている。

開口部４１ａの内径Ｄ₁と底部４１ｂの内径Ｄ₂は、Ｄ₁＜Ｄ₂であり、Ｄ₂／Ｄ₁が１超〜３未満、好ましくは１超〜２未満の範囲にあるものである。図１では、Ｄ₂／Ｄ₁＝１．５である。

第２燃焼室カップ４１は、開口部４１ａ側から第２点火器２７を覆うようにして第２点火器カラー２６に嵌め込まれている。第２燃焼室カップ４１の肉厚は均一である。

第２燃焼室３５内部には、円板状のクッション部材５０が配置され、単孔形状の第２ガス発生剤（公知の組成のガス発生剤）１８が充填されている。クッション部材５０は、一面５０ａが底部４１ｂに当接され、他面５０ｂが第２ガス発生剤１８と当接されている。

クッション部材５０は、保形性と弾力性を有するものを使用している。
保形性は、例えばいずれかの一端部を指で摘んで持ったとき（又はクランプで掴んで固定したとき）、自重で折れ曲がったりすることなく、円板形状を維持できる程度の保形性である。厚さは、材質とも関連して前記の保形性を維持できる程度であればよく、例えば１〜８ｍｍ程度にすることができる。
弾力性は、例えば二つ折りにしたときでも、速やかに元の形状に回復される程度の弾力性である。
クッション部材５０は、シリコーンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム等の公知の各種プラスチックフォームや、ゴムからなるものを用いることができる。

次に、図２（ａ）により、図１のクッション部材５０を説明する。図２（ａ）は、クッション部材５０を第２燃焼室３５（第２燃焼室カップ４１）内に配置したときの状態を示す図であり、開口部４１ａ側から見たときの図である。理解しやすいように、一部構成要素の図示は省略している。

クッション部材５０は、ベース部となる円形部５１と、円形部５１の周縁部から半径方向外側に突き出された複数の突起部５２（５２ａ〜５２ｄ）からなる。突起部５２ａ、５２ｃが正対して対を形成しており、突起部５２ｂ、５２ｄが正対して対を形成している。

円形部５１の外径ｄ₁は、開口部の内径Ｄ₁との間でｄ₁＜Ｄ₁の関係を満たしている。
突起部５２ａ、５２ｃ（及び突起部５２ｂ、５２ｄ）の頂点間の間隔ｄ₂（各突起部の頂点を結んだ円の直径）は、ｄ₂＞Ｄ₁であり、かつｄ₂≦Ｄ₂の関係を満たしている。なお、かつｄ₂＜Ｄ₂であるときでも、ｄ₂はＤ₂よりも僅かに短い程度（例えば０．１〜２．０ｍｍ）である。

第２燃焼室カップ４１の底部４１ｂの内径（Ｄ₂）と、円形部５１の外径（ｄ₁）との差により形成される凹部６０の幅（ｗ）は、第２ガス発生剤１８が嵌り込まない間隔である。

次に、図２（ｂ）により、図１に示す第２燃焼室カップ４１内に図２（ａ）に示すクッション部材５０の配置方法を説明する。

クッション部材５０の円形部５１の外径ｄ₁は、第２燃焼室カップ４１の開口部４１ａの内径Ｄ₁よりも小さいため、クッション部材５０を開口部４１ａから中に入れるときでも、円形部５１の周縁が開口部４１ａと接触して作業性を損なうことはない。

クッション部材５０の突起部５２ａ、５２ｃ（５２ｂ、５２ｄ）の長さｄ₂は、開口部４１ａの内径Ｄ₁よりも大きいため、クッション部材５０を開口部４１ａから中に入れるとき、４つの突起部５２ａ〜５２ｄは開口部４１ａと接触することになる。

しかし、クッション部材５０は上記した弾力性を有していることと、４つの突起部５２ａ〜５２と開口部４１ａの接触面積が小さい（ぶつかる面積が小さい）ことから、４つの突起部５２ａ〜５２は折れ曲がった状態で、縮径部４１ｃを通過した後、底部４１ｂまで至り、元の形状に復元され、図２（ａ）に示す状態になる。

この状態では、突起部５２の先端が第２燃焼室カップ４１（拡径部４１ｄ）の内周面に当接し、クッション部材５０が位置決めされる。またクッション部材５０と第２燃焼室カップ４１との接触面積が小さいため、クッション部材５０を二つ折りにして入れても、第２燃焼室３５内で展開させた後に、底部４１ｂ上に配置し易い。

クッション部材５０に代えて、外径がｄ₂の円板状のクッション部材（突起部のないもの）を用いたとき、開口部４１ａとぶつかる面積が大きくなることから、第２燃焼室カップ４１内に入れる作業は非常に困難になる。このとき、保形性が悪い（即ち、変形し易い）クッション部材を使用すれば、第２燃焼室カップ４１内に入れる作業は容易になるが、今度は、底部４１ｂに展開する作業が困難になる。また第２燃焼室カップ４１の内周面との接触面積が大きくなり、摩擦が生じることから、クッション部材を底部４１ｂ上に同心に配置するときに位置合わせが難しくなる。

次に、図３（ａ）により、別実施形態のクッション部材１５０について説明する。

クッション部材１５０は、正六角形であり、底部４１ｂ（拡径部４１ｄの内周面）に突起部に相当する６つの角部１５０ａ〜１５０ｆが内接している。対向する辺同士の間隔（各辺の中間点を結ぶ円の直径）がｄ₁となり、対向する２つの角部（例えば１５０ａと１５０ｄ）の頂点間の間隔がｄ₂（各角部の頂点を結ぶ線からなる円の直径）となる。

次に、図３（ｂ）により、図１に示す第２燃焼室カップ４１内に図３（ａ）に示すクッション部材１５０の配置方法を説明する。
図３（ａ）に示すクッション部材１５０は、図３（ｂ）に示すように、１つの角部（例えば、１５０ｄ）が底部４１ｂと正対するように（角部１５０ｂ、１５０ｃ間の辺と角部１５０ｅ、ｆ間の辺が、縮径部４１ｃの内周面と正対するように）第２燃焼室カップ４１内に入れる。このとき、ｄ₁の長さが開口部４１ａの内径Ｄ₁よりも小さいため、クッション部材１５０が開口部４１ａ及び縮径部４１ｃと接触して作業性を損なうことがなく、簡単に第２燃焼室カップ４１内に入れることができる。その他、図２（ｂ）に示すようにして入れることもできる。

次に、図４により、別実施形態のクッション部材２５０について説明する。クッション部材２５０は、図３（ａ）に示す正六角形のクッション部材１５０の各辺が、内側に湾曲した曲線からなるものである。正対する辺同士の中間部間の間隔がｄ₁となり、正対する２つの角部の頂点間の間隔が前記ｄ₂（６つの角部の頂点を結ぶ線からなる円の直径）となる。

クッション部材２５０は、各辺が内側に湾曲した曲線からなっているため、第２燃焼室カップ４１の開口部４１ａとより接触しにくくなる。

次に、図６に示すガス発生器について説明する。
図５のガス発生器は、ガス発生器ハウジング２１１のクロージャシェル２１３の中央孔に配置された点火器２２５が、ハウジング２１１の中心軸と同心上に配置されている。点火器２２５は、カラー２２６に取り付けられている。

ディフューザシェル２１２には、周壁部に複数のガス排出孔２１４が形成され、シールテープ２１５で閉塞されている。

ハウジング２１１内部には、燃焼室２３５を形成するフィルタ２４５が配置され、その内部にガス発生剤２１８が充填されている。そして点火器２２５には、伝火薬室カップ２３２が被せられている。伝火薬室カップ２３２の形状は、図１の第２燃焼室カップ４１と同形状である。

伝火薬室カップ２３２の内部は伝火室２３３となっており、図２（ａ）、図３（ａ）、図４に示すクッション部材（図５では５０と表示している）が配置され、さらに公知の組成の伝火薬、あるいは伝火薬の機能を果たすガス発生剤２４６が充填されている。

１０ ガス発生器
１８ 第２ガス発生剤
３５ 第２燃焼室
４１ 第２燃焼室カップ
４１ａ 開口部
４１ｂ 底部
５０ クッション部材
５１ 円形部
５２ａ−５２ｄ 突起部

Claims (4)

1. 固形ガス発生剤をガス発生源として利用するガス発生器であって、
   前記ガス発生器内の燃焼室には、底部に配置した平板状のクッション部材と共に前記固形ガス発生剤が充填されており、
   前記燃焼室が、開口部の内径（Ｄ₁）が底部の内径（Ｄ₂）よりも小さな略カップ状であり、
   前記燃焼室の底部に配置されるクッション部材が、ベース部となる円形部と、前記円形部の周縁部から突き出された複数の突起部を有するものであり、
   前記円形部の外径（ｄ₁）と開口部の内径（Ｄ₁）がｄ₁＜Ｄ₁の関係を満たし、
   前記突起部を含む外径（ｄ₂）が、ｄ₂＞Ｄ₁で、かつｄ₂≦Ｄ₂の関係を満たしている、車両の人員拘束装置用ガス発生器。
2. 前記クッション部材が正多角形であり、正対する辺同士の最大間隔が前記ｄ₁となり、前記正対する２つの角部の頂点間の間隔が前記ｄ₂となる、請求項１記載のガス発生器。
3. 前記クッション部材が正多角形であり、
   前記正多角形の全ての辺が内側に湾曲した曲線からなるものであり、
   正対する辺同士の中間部間の間隔が前記ｄ₁となり、正対する２つの角部の頂点間の間隔が前記ｄ₂となる、請求項１記載のガス発生器。
4. 底面部の内径（Ｄ₂）との円形部の外径（ｄ₁）差により形成される凹部の幅が、前記固形ガス発生が嵌り込まない間隔である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス発生器。

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