JPH0564015U - 円筒型ガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルターの効率を高め、小型・軽量化さ
れ、量産に適した円筒型ガス発生器を提供する。 【構成】 中心軸を共有する内筒２と外筒３とを両端部
材１２、１３で一体化し、内筒２内にガス発生剤７など
を収納し、内筒２と外筒３間の環状空間部１４にフィル
ター４、５、６を収納し、内筒２外周の第１ガス孔２ａ
と外筒３外周の第２ガス孔３ａが設けられた円筒型ガス
発生器１において、第１ガス孔２ａは内筒２の所定方位
角に設けられ、第２ガス孔３ａはこの所定方位角と位相
を異にする方位角に設けられ、前記フィルター４、５、
６は第１ガス孔２ａから第２ガス孔３ａに至る周方向に
積層配置されたことを特徴とするものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、自動車のエアバッグ安全装置に組込んで使用される円筒型ガス発生 器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車のエアバッグ安全装置には運転席用と助手席用とあり、収納スペースと 必要ガス容量の関係から運転席用にはコンパクトな短円筒状のガス発生器が用い られ、助手席用には比較的大型の円筒型ガス発生器が用いられることが多い。図 ６により、その助手席用のエアバッグ安全装置の構成を説明する。エアバッグ安 全装置３０は、ベース３３とカバー３５の中に円筒型ガス発生器３１とエアバッ グ３２を収めて一体化したものであり、ダッシュボード３４などに取り付けられ る。そして、エアバッグ３２は、衝突時に風船のように膨らんで車内の構造部品 と乗員との間の緩衝材となるものであり、通常は小さく折り畳んでカバー３５の 中に収納されている。そして、エアバッグ３２とベース３３の間は気密に取付け られており、エアバッグ３２とベース３３間の気密空間に円筒型ガス発生器３１ が設けられている。又、カバー３５には切り欠きや薄肉部を設けて、エアバッグ ３２の膨張時には展開（開く）するようになっている。

【０００３】 次に、図７、８により従来の円筒型ガス発生器の一例を説明する。図７は従来 の円筒型ガス発生器の縦断面図であり、図８は、図７のＢ矢視図である。円筒型 ガス発生器４１は中心軸を共有する内筒４２と外筒４３とが両端部材４８、４９ でカシメ、ネジ止め、圧接などにより一体化されて成り、内筒内にはガス発生剤 ４５が収納され、さらにその一端に設けられ破れ可能な仕切り５０で区画される 端部空間には、図示されない衝突センサを介して電流の供給を受けて作動する電 気ヒータ４６と、この電気ヒータ４６を囲む着火薬４７とが点火手段を構成して 収納されている。そして、内筒４２と外筒４３間の環状空間部には環状フィルタ ー４４が収納されている。フィルター４４は金網、スチールウールなどを用いた ものが使用される。さらに、図８に示すように内筒４２の外周には所定方位のみ に第１ガス孔４２ａが設けられ、これと反対方位の外筒４３の外周に第２ガス孔 ４３ａが設けられており、これらは図７に示すように軸方向にはほぼ全長にわた って設けられている。

【０００４】 上述した円筒型ガス発生器４１の作動を図７及び図８により説明する。電気ヒ ータ４６により着火した着火薬４７の熱風が仕切り５０を破ってガス発生剤４５ 収納部に侵入し、その熱によりガス発生剤４５が化学反応を起こしてガス化する 。このガス流は内筒のガス孔４２ａを通って内筒４２と外筒４３間の環状空間部 に流出し、この環状空間部を周方向に移動しつつフィルター４４を通過し、この 間に冷却とスラグの捕集がなされて外筒４３のガス孔４３ａから図示されないエ アバッグ内に噴出する。

【０００５】 次に、上述した円筒型ガス発生器４１のスラグの捕集及びガスの冷却について さらに詳しく説明する。エアバッグを展開させるために、短時間で、高温である と共にスラグ（ガス発生剤の燃焼後カス）を含んだ多量のガスが生成される。そ して、このまま放出するとエアバッグから漏れる高温ガスが車内に充満したり、 スラグがエアバッグに付着して穴が開く恐れがある。そこでスラグを捕集すると 共にガスを冷却する必要があるが、高温に耐えられ、かつ、スラグ捕集率が高い 方法であることが求められる。このような、要求をある程度満足する方法として 上述のように金網、スチールウールなどを用いたフィルターでスラグの捕集及び ガスの冷却を行う方法が採用されている。また、ガスの流出経路を少しでも長く してフィルター効率を高めるため、内筒４２の第１ガス孔４２ａと外筒４３の第 ２ガス孔４３ａとが反対方位に設けられている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述した円筒型ガス発生器４１のように、ただ単にフィルターでスラグの捕集 及びガスの冷却を行う方法では多量のフィルターを必要とし、その結果、ガス発 生器全体が大きくなるという問題がある。

【０００７】 本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり 、その目的とするところは、フィルターの効率を高め、小型・軽量化された円筒 型ガス発生器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案における円筒型ガス発生器は、中心軸を共 有する内筒と外筒とを両端部材で一体化し、内筒内にガス発生剤などを収納し、 内筒と外筒間の環状空間部にフィルターを収納し、内筒の所定方位角に第１ガス 孔が設けられ、この所定方位角と位相を異にする方位角の外筒外周に第２ガス孔 が設けられた円筒型ガス発生器において、前記環状空間部の第１ガス孔から第２ ガス孔に至る途中に、第３ガス孔を有し径方向に延在して該環状空間部を区画す る仕切り板を設けたものである。

【０００９】

【作用】

内筒と外筒間の環状空間部に、ガス孔を有する仕切り板を設けてガス流路の障 害物とすることにより、仕切り板の付近にスラグの溜まり易い場所が生じ、同時 にガス流が淀んで流速を減じるためフィルターによるスラグの捕捉が容易になる 。この結果、スラグの捕集率を高めることができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は本考案の円 筒型ガス発生器の縦断面図、図２は図１のＡ矢視図である。また、図３は本考案 の仕切り板を示す図、図４は本考案の摩擦圧接を用いた円筒型ガス発生器の横断 面図である。

【００１１】 図１において、円筒型ガス発生器１は中心軸を共有する内筒２と外筒３とが両 端部材１２、１３で摩擦圧接１０により一体化されて成る。摩擦圧接による一体 化の詳細は後述する。この一体化方法としては溶接、カシメ、ネジ止めなどを用 いることもできる。内筒２及び外筒３の材料としてはアルミ合金などが使用され る。内筒２内の一端において、図示されない衝突センサを介して電流の供給を受 けて作動する電気ヒータ８と、この電気ヒータ８を囲む着火薬９とが点火手段を 構成している。そして、破れ可能な仕切り１８を介してガス発生剤７が内筒２内 の大部分を占めて収納されている。

【００１２】 さらに、図２に示すように、内筒２の外周には所定方位のみに第１ガス孔２ａ が設けられ、これと反対方位の外筒３の外周に第２ガス孔３ａが設けられており 、これらガス孔は軸方向には図１に示すようにほぼ全長にわたって設けられてい る。これによりガスの流出経路を長くしている。ここで、第１ガス孔２ａは内筒 ２の所定方位角に設けられ、第２ガス孔３ａはこの所定方位角と位相を異にする 方位角に設けられるようにすることにより、上述の如く第１ガス孔２ａから第２ ガス孔３ａに向かってガスが環状空間部１４の両側を反対方向に流れるのではな く、一方向のみにほぼ一周して流れるようにすることもできる。すなわち、内筒 ２と外筒３のガス孔の方位を重ならないよう必要最小限度ずらし、この間にガス 孔を有しない仕切板を設置する方法である。この方法では、ガス流出経路を最大 限に長くすることができる。

【００１３】 そして、環状空間部１４には、第１ガス孔２ａから第２ガス孔３ａに向かって 、第１ガス孔２ａを基準として対称的に第１フィルター４、第２フィルター５、 第３フィルター６が順次配置され、また、内筒２と第１フィルター４との間に空 間１５が、内筒２と第３フィルター６との間に、空間１６がそれぞれ形成されて いる。さらに、第１フィルター４と第２フィルター５との間には、第３ガス孔１ １ａを有する２枚の仕切り板１１が配設されている。

【００１４】 第１フィルター４は円弧状の湾曲板であり、内筒２との間には慣性によるスラ グ捕集を目的として空間１５が形成されている。すなわち、第一ガス孔２ａから 流出するガスは第１フィルター４に当たり、ガスは方向を変えて空間１５を進む が慣性の大きなスラグは直進して第１フィルター４に捕捉される方法であり、ス ラグの一次捕集及びガスの一次冷却に一般的に用いられる。従って、第１フィル ター４は比較的目の粗い金網、立体的に屈曲した線材などを積層したものが用い られる。また、空間１５は後述する仕切り板１１によるガス流の淀みをより効果 的にもする。淀みの効果は空間１５が広い方が大きいが、慣性によるスラグ捕集 には最適値があるので、空間１５の広さは両者を勘案して決められる。

【００１５】 仕切板１１の厚みは２〜１０ｍｍが好ましい。２ｍｍ未満では強度が不足し、 １０ｍｍを超えるとスペースが無駄になるからである。仕切板１１に開口する第 ３ガス孔１１ａの形状、配置の一例を図３に示す。図３において、ガス孔６７ａ の数、形状、開口面積、配置等はガス発生量、フィルター配置などに応じて決定 される。また、ガス孔は、例えば図２において一方向のみにガスを流す場合は、 一方はガス孔を開口しないで他方のみガス孔を開口するようにしてもよい。そし て、仕切板１１は後述の摩擦圧接のために２枚必要であるが３枚以上設置しても よく、またその配置はフィルター配置などに応じて決定される。なお、内筒２及 び外筒３に対する仕切板１１の固定方法は後述する。仕切り板１１は、ガス流に 対して障害物として作用し、仕切り板１１の付近にスラグの溜まり易い場所１１ ｂが生じる。また、同時にガス流が淀んで流速を減じるため第１フィルター４に よるスラグの捕捉が容易になる。この結果、スラグの捕集率を高めることができ る。また、これらの仕切り板１１は、摩擦圧接の際内筒２を外筒３に対し保持し て位置決めするためにも利用される。

【００１６】 第２フィルター５は浅い円弧状の湾曲板であり、接触による冷却と濾過による 細かいスラグの捕集が目的であるため、比較的目の細かい金網、立体的に屈曲し た細い線材などを周方向に積層したものが用いられる。

【００１７】 第３フィルター６は形状が円弧状の湾曲板であり、両端部にシール用の金属板 １７を有する。そして、第３フィルター６は第２ガス孔３ａを塞ぐ形で内筒２と の間に空間１６を形成して配置される。第３フィルター６の目的は接触による冷 却と濾過によるスラグの捕集であるが、主目的は微粒子的なスラグの捕集である ので、第２フィルター５よりさらに目の細かい金網、立体的に屈曲した細い線材 、焼結フィルターなどを径方向に積層したものが用いられる。図５に具体例を示 す。図５において、フィルター８０は内側金網層８２、焼結フィルター８３、外 側金網層８４を積層し、さらに両端部にシール用の金属板８１（図２における１ ７に相当）を配置したものをプレス型８６、８７によりプレスして一体成形され 、同時に、スポット溶接器８８によりスポット溶接８５し相互に固定される。こ こで、スポット溶接はプレス前に材料を重ね合わせた時に行ってもよい。また、 内側金網層８２、焼結フィルター８３、外側金網層８４は成形性を良くするため にプレス時又はプレス前に焼鈍してもよい。両金網層８２、８４は線径０．２〜 １．０ｍｍ、１０×１０メッシュ〜５０×５０メッシュのステンレス金網が用い られ、それぞれ１〜１０枚重ね合わされる。焼結フィルターは１〜３枚重ね合わ される。金属板８１は材質としてはステンレス、アルミ、ＳＳ材が用いられ、厚 みは０．２〜１．０ｍｍである。フィルターの円弧中心角は第２ガス孔３ａの配 置に応じて定まり９０°〜１８０°である。金属板８１は端部に周方向からガス が流入しショートパスを形成するのを防止すると同時に、突出部８１ａにより第 ２フィルター５との間に適当なスペースを確保してガスが空間１６へと流れ易く するためのものである。

【００１８】 図２において、空間１６はガスが第３フィルター６の中央まで十分流れるよう にし、第３フィルター６全体が有効に利用されるようにすると共に、ガス流が第 ２ガス孔３ａから外へ噴出する前にここで淀んで流速を減じ、スラグの捕集率が 高まるようにするためのものである。

【００１９】 次に、上述した構成の円筒型ガス発生器１の作動を図１、図２に基づいて説明 する。図１において、電気ヒータ８により着火した着火薬９の熱風が仕切り１８ を破ってガス発生剤７収納部に侵入し、その熱によりガス発生剤７が化学反応を 起こして高温であると共にスラグを含んだ多量のガスを短時間に発生する。図２ において、このガス流は内筒のガス孔２ａから空間１５に噴出し、第１フィルタ ー４に吹きつける。ここで慣性により大粒なスラグが第１フィルター４に捕集さ れ、ガス流は二手に分かれて周方向に向きを変え空間１５を進む。この熱容量の 大きい大粒なスラグの捕集によりガス全体は効果的に冷却される。そして、ガス 流は仕切板１１に至って流れを邪魔され、全体的に淀む。この場合、ガス流は高 圧の気体であるので空間１５と第１フィルター４を合わせた空間全体に直ちに充 満し一定の圧力状態を生じるが、仕切板１１の無い場合と比べると全体的に流速 を減じる。この結果、スラグが第１フィルター４に捕捉され易くなり、また、仕 切板１１の付近の１１ｂのように流れが停滞する場所ができてここにスラグが溜 まり、スラグの捕集率が高まる。次に、一定の圧力に高められたガス流は、仕切 板１１に開口する第３ガス孔１１ａで流速を増して第２フィルター５に噴出し、 フィルター５中を拡散しつつ流速を減じながら通過し、この間に二次冷却と細か なスラグの捕集がなされる。さらに、ガス流は空間１６に至り、二手に分かれて 周方向に移動してきたガスが合流して第３フィルター６を通過するが、空間１６ は十分広いためガス流は淀んで流速を減じ、第３フィルター６のスラグ捕集率が 高まる。そして、第３フィルター６で第１、第２フィルター４、５で取りきれな かった微粒子的なスラグの捕集及び三次冷却が行われ、外筒３の第２ガス孔３ａ から有害物質の少ない適温なガスがエアバッグに供給される。

【００２０】 このように、上述した構成の円筒型ガス発生器１では内筒２と外筒３間の環状 空間部１４に、ガス孔１１ａを有する仕切り板１１を設けてガス流路の障害物と することにより、仕切り板１１の付近にスラグの溜まり易い場所１１ｂが生じ、 同時にガス流が淀んで流速を減じるため第１フィルター４によるスラグの捕捉が 容易になる。また、環状空間部１４に空間１５、１６を形成することにより、ガ ス流の淀みを助ける。この結果、スラグの捕集率を高めることができる。さらに 、環状空間部１４に３種類のフィルターを配置し各段階に適したスラグ捕集を行 い、スラグの捕集率を高めることができる。そして、この結果、全体のフィルタ ー効率が向上し、円筒型ガス発生器１を小型・軽量化することができる。

【００２１】 次に、本考案の円筒型ガス発生器の摩擦圧接を用いた一体化について説明する 。図１において、円筒型ガス発生器１は、両端部材１２、１３、内筒２、外筒３ 、及び図４における仕切板（保持部材）６７（図２における仕切り板１１に相当 ）により構成される。内筒２、外筒３と両端部材１２、１３の接合部は、中心軸 を共有しそれぞれの円周上に位置する摩擦圧接１０により一体化されて成る。両 端部材１２、１３、内筒２、外筒３の開先形状は接合面に対して対称であり、か つ、接合部が凹形状となるようになっている。これは接合部に形成されるバリが 材料面より突出して他部品と接触するのを防止するためである。両端部材１２、 １３は、中心軸を共有し内筒２、外筒３にそれぞれ対応する短円筒部１２ｂ、１ ２ａ、１３ｂ、１３ａを有する蓋状円板である。短円筒部１２ｂ、１２ａ、１３ ｂ、１３ａの長さは冷間鍛造可能な範囲で適宜選択される。このように、全体を 三分し、両端部材１２、１３と中間の円筒部２、３とで本体を構成することによ り、両端部材１２、１３に形成すべき円筒部の長さを短くして冷間鍛造などで容 易に製造できるようにすることができる。

【００２２】 次に、図４に示すように、環状空間部６８において、仕切板６７は径方向に延 在して内筒６３及び外筒６２の軸方向に設けたスリット６３ａ、６２ａに圧入さ れ、内筒６３を外筒６２に対して保持する。これにより、外筒６２をチャッキン グした際内筒６３の位置決めが可能になり、内筒６３と外筒６２とが両端部材６ ４、６５と中心軸を共有する形で摩擦圧接６６を形成することが可能になる。な お、内筒６３及び外筒６２に対する仕切板６７の固定方法は前述のスリットへの 圧入による方法に限らず、溶接６３ｂ等その他の方法を用いることもできる。さ らに、本考案以外に一般的に用いる場合は、内筒６３と外筒６２との固定方法は 仕切板による如く軸方向全長にわたる必要はなく、部分的な保持部材とすること もできる。仕切板の構造等は前述の通りである。

【００２３】 このように、上述した構成の円筒型ガス発生器１では、全体を三分し、両端部 材１２、１３と中間の円筒部３、２とで本体を構成するので、両端部材１２、１ ３に形成すべき円筒部の長さを短くすることができ、両端部材１２、１３を冷間 鍛造などで容易に製造できる。かつ、中間の円筒部３、２に、内筒２を外筒３に 対して保持する仕切板６７を設けるのでチャッキングの際の内筒２の位置決めが 可能になる。これらの結果摩擦圧接が容易になり量産に適した円筒型ガス発生器 を提供することができる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案の円筒型ガス発生器は、内筒と外筒間の環状空間部に、ガス孔を有す る仕切り板を設けてガス流路の障害物とすることにより、仕切り板の付近にスラ グの溜まり易い場所が生じ、同時にガス流が淀んで流速を減じるためフィルター によるスラグの捕捉が容易になる。このため、スラグの捕集率を高めることがで きる。そして、この結果、全体のフィルター効率が向上し、円筒型ガス発生器を 小型・軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の円筒型ガス発生器の縦断面図である。

【図２】本考案の円筒型ガス発生器の横断面図である。

【図３】本考案の仕切り板を示す図である。

【図４】本考案の円筒型ガス発生器の横断面図である。

【図５】ガスフィルターの断面図である。

【図６】エアバッグ安全装置の断面図である。

【図７】従来の円筒型ガス発生器の縦断面図である。

【図８】従来の円筒型ガス発生器の横断面図である。

【符号の説明】

１ 円筒型ガス発生器 ２ 内筒 ２ａ 第１ガス孔 ３ 外筒 ３ａ 第２ガス孔 ４ 第１フィルター ５ 第２フィルター ６ 第３フィルター ７ ガス発生剤 １１ 仕切り板 １１ａ 第３ガス孔 １２ 両端部材 １３ 両端部材 １４ 環状空間部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸を共有する内筒と外筒とを両端部
   材で一体化し、内筒内にガス発生剤などを収納し、内筒
   と外筒間の環状空間部にフィルターを収納し、内筒の所
   定方位角に第１ガス孔が設けられ、この所定方位角と位
   相を異にする方位角の外筒外周に第２ガス孔が設けられ
   た円筒型ガス発生器において、前記環状空間部の第１ガ
   ス孔から第２ガス孔に至る途中に、第３ガス孔を有し径
   方向に延在して該環状空間部を区画する仕切り板を設け
   たことを特徴とする円筒型ガス発生器。