JPH06509298A - 新規ノズル構造を有するガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 新規ノズル構造を有するガス発生器 本発明は、乗員を衝撃から保護するためのエアバッグ用ガス発生器に関するもの であり、詳しくはガス発生器に用いられる新規なノズル構造に関するものである 。

従来技術 従来のエアバッグ用ガス発生器では、点火装置収容室の伝火薬の火炎を燃焼室へ 導入するため、また燃焼室でガス発生剤により発生されたガスをクーラント・フ ィルタ室に導入するために、隣接する室の間にノズルが形成されている。

従来のガス発生器では、室相互の間にノズルを設けるために穴をドリル形成しな ければならず、このためガス発生器の製造には多大な手間と工数を要した。さら にドリル形成された穴にパリが生じるため、所望のノズルを形成するのにさらに 機械加工が必要なこともある。また、ドリル操作は穴の位置によって制約される 。本発明の長所は、単独の従来特許またはその組み合わせのいずれにも開示、示 唆されていないものである。

Ｌｅｉｓｉｎｇ、　ｅｔ　ａｌ、による米国特許第３，５３２．３６０号には、 ハウジング、ガス発生部、クーラント室、膨張エアバッグが設けられたガス発生 器が開示されている。ハウジングはほぼ椀状で底壁と側壁とを備えている。ガス 発生器は、孔が穿設された一枚の板と、ガス発生剤が燃焼したときの圧力で破裂 する仕切板とによってエアバッグと隔てられている。燃焼混合気は、エアバッグ 内に送られた後も、エアバッグを完全に膨張させるまで燃焼し続ける。

Ｌｅｉｓｉｎｇ、　ｅｔ　ａｌ、による米国特許第３，６１８，９８０号に開示 されているガス発生器には、伝火薬と、この伝火薬により発生したガスによって 膨張するバッグとが設けられている。また、燃焼する伝火薬がガス発生器からバ ッグ内に移動しないようにするためのわな装置も設けられている。わな装置は、 伝火薬を割れ目に向かわせるデフレクタも具備している。割れ目によって各物質 は、それが収められている室の壁に吹き付けられてほぼ円を描き、これにより伝 火薬は効率良く燃焼する。反応粒子はその質量と移動速度のために完全燃焼する まで室の中に保持される。ガス発生器に設けられた二つのハウジングは、複数の 固定具によって相互に連結されている。

Ｈａｓｓによる米国特許第３．６３２，１３３号の膨張エアバッグは、点火され ると、集中／分散ノズルの集中端部とさらに膨張エアバッグとに送られる高速ガ ス流を発生させるガス発生器を備えている。

高速ガス流は、ガス発生器外部からエアバッグ内にガスを流入させる働きも持っ ている。

５ｃｈｎｅｉｔｅｒ　ｅｔ　ａｌ、による米国特許第３，９８５，０７６号に開 示されているガス発生器は、環状の室を構成する内側ハウジングおよび外側ハウ ジングと、ガス発生剤に包囲された中央点火手段とを備えている。複数の孔が周 設された内側ハウジングは外側ハウジングとねじで嵌合するようになっている。

ガス発生剤は点火時に破裂する仕切板で囲まれている。この結果上じるガスは、 固形物用フィルタ、ｐＨ中和剤、冷却器を通過して、最後には膨張構造物に流入 する。

Ａｄａｍｓ　ｅｔ　ａｌ、による米国特許第４，２９６．０８４号には、下側の 凹状ハーフシェルとこれにねじで取り付けられる上側の凸状ハーフシェルとを有 するハウジングから成る、ガス発生方法およびその装置が開示されている。ハウ ジング内には、ガス発生剤を有する燃焼室と、点火器と、燃焼室内の第一フィル タ手段と、燃焼室の外側の第二フィルタ手段とが設けられている。第一フィルタ 手段は、燃焼室から燃焼物質の流出を遅らせるため燃焼プロセスの温度になると 膨張して粘着性となる織物から成っている。

Ｎｉ１ｓｓｏｎ、　ｅｔ　ａｌ、の米国特許第４，２７８，６３８号のガス発生 器にはハウジングが設けられ、このハウジングは、点火装置を備えた中央管状ハ ウジング部と、これを包囲するガス発生剤を備えた反応室と、これを包囲するフ ィルタとを有している。このガス発生器には反応室の一部を構成するＳ字形の壁 部が設けられ、ガスはこの壁部に穿設された孔を通過して膨張室に送られる。

Ａｄａｍｓ、　ｅｔ　ａｌ、による米国特許第４，５３０．５１６号に開示され ているのは、相互に溶接固定される上部シェルおよび下部シェルと、ハウジング の中央に取り付は固定された鋼製の長形中央固定部材とから成る、膨張エアバッ グが装着使用されるガス発生器である。

ハウジングは、点火充電装置を備えた中空の円筒形育孔部材を有している。中央 固定部材の周囲には、ガス発生剤が設けられた環状室か形成されている。ガス発 生剤が燃焼すると、ガスは円を描いてスクリーンフィルタとディフューザスクリ ーンを通過し、ハウジングの出口を介してエアバッグへと流入する。

Ａｄａｍｓ、　ｅｔ　ａｔ、の米国特許第４，５４７，３４２号には、相互に溶 着される上部シェルと下部シェルとから成るハウジングを存する、膨張エアバッ グか装着使用されるガス発生器が開示されている。ハウジング内には、それぞれ が室を構成する同軸のシリンダが三本、一体形成されている。ガス発生剤は燃焼 室に設けられている。ガス発生剤が点火されると、ガスは、内側スクリーンフィ ルタバックを通って半径方向外側に流れ、燃焼室出口を通る。ガスはここで塞ぎ 止められてデフレクタリングによって下向きに方向を変え、さらにデフレクタリ ングと外側スクリーンバックとの間を半径方向外側に流れて外側スクリーンバッ クを通過し、最後にハウジング内の出口穴から流出する。

Ｂｏｌｌｅａｕによる米国特許第４，５７８．２４７号には、溶接固定されて点 火室と外室とを構成する第一および第二の同軸シリンダをそれぞれ有する二つの サブアセンブリが設けられたハウジングから成るガス発生器が開示されている。

外室は、軸方向に設けられた三つの室に分けられ、第一の室には燃料か、第二お よび第三の室には冷却手段並びにフィルタ手段が設けられている。

ｔ（ｉ　ｌ　ｌの米国特許第４，５９０，０４１号に開示されたガス発生器では 、ガス発生剤の球粒の持続時間の安定性を向上させるとともに球粒の劣化を抑え るためガス発生剤か加圧状態に保持される。圧力は球粒にスプリングバイアスさ れた板によって加えられる。

Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍの米国特許第４，９４３，０８６号のガス発生器には、外 側シェルとこれに溶接固定された内側シェルとから成るハウジングが設けられて いる。シェルによって構成されたハウジングの内部は、外側ディフユーザ室の内 側燃焼室となっている。点火剤はハウジングの構成部材のいずれにも固定されて いない容器に収められているため、容器に多数の孔を穿設することができ、また は燃焼室に流入するガスの拡散パターンがいろいろ選択できる。これにより、ス クイブが点火粉末に直接発火して点火がより確実となるので、点火粉末か充填さ れる点火カップが不必要となる。

ミゾグチによる日本特許第ＪＰ６３−３０１１４４号に開示されているエアバッ グの構造は、格子の形状または多数の柱から成る形状であるため、エアバッグを 膨張させるのに必要な空気を減らすことができる。

コウギョウによる日本特許第ＪＰ４７−３００４５には、衝撃後に加速された物 体を受け入れるための一つの部材によって連結された一連の管状インフレータか ら成り、衝撃吸収のための急激膨張装置か開示されている。

トヨタ自動車による日本特許第ＪＰ５０−１６０５７号に開示されているエアバ ッグは、エアバッグの形状を維持するため、格子または波の形状の固定接続部に よって連結された内側および外側の被膜を存している。

発明の目的および要約 本発明によるエアバッグ用ガス発生器は、それぞれが円形部とこの円形部の周縁 に形成された周壁とを有する第一外殻および第二外殻と、両性膜の間に形成され た中空部分に配設されたガス発生装置と、中空部分とエアバッグとを連通させる 開口部と、第一外殻の円形部から軸方向に延在する同心の複数の周壁部と、第二 外殻の円形部から軸方向に延在するとともに第一外殻の周壁部に対応する位置に 設けられた同心の複数の周壁部と、第一外殻の周壁部と第一外殻の周壁部に対向 する第二外殻の周壁部とにより円周方向に画定される室と、対向する周壁部の両 端面の間に形成された間隙とから成り、衝撃を受けてガス発生装置から発生され たガスがエアバッグが導入されて、乗員を衝撃から保護する。

第一外殻の周壁部と第一外殻の周壁部に対向する第二外殻の周壁部の両方によっ て、室か円周方向に画定される。対向する周壁部の端面の間には間隙が設けられ て、室相互の間に通路すなわちノズルが構成される。これにより室は相互に連通 している。

本発明の構造は単純なためガス発生器の製造は容易である。また、周壁部の軸方 向長さを変えるだけで間隙をいかなる位置にも設けることができる。

したがって本発明の目的は、従来技術におけるドリル加工に関する問題点を解消 する、エアバッグ用ガス発生器を提供することである。

本発明の別の目的は、外殻を接合するだけで形成されるノズルを採用することに よってドリル穴によるノズル形成の必要をなくすことである。

本発明のさらに別の目的は、ガス発生器の製造に要する手間、工数、コストを少 なくすることである。

本発明のさらに別の目的は、ガス発生器製造の際のパリ取り工程をなくすことで ある。

本発明のさらに別の目的は、完成品となるまでに必要な溶接の回数を減らしたガ ス発生器を提供することである。

図面の簡単な説明 本発明の以上の目的およびその他の目的は、以下の「発明の詳細な説明」および 添付図面を参照することにより当該技術分野の熟練者には明らかとなろう。添付 図面において、図１は、本発明によるガス発生器の底面図である。

図２は、図１のガス発生器の半断面図である。

図３は、本発明による別の実施例におけるガス発生器の半断面図である。

図４は、本発明によるさらに別の実施例におけるガス発生器の半断面図である。

発明の詳細な説明 図１および図２に示すように、本発明によるガス発生器のハウジングは主として 、第一外殻すなわちディフューザシェル１と第二外殻すなわちクローシャンエル ３とから成っている。これら外殻は適切な方法により適切な材料から構成される か、アルミニウム製ダイカスト品が特に好適である。ディフューザシェルｌとク ロージャシェル３はそれぞれ、円形部１ｃ、３ｃと、円形部の周縁に形成された 周壁１ｄ、３ｄとを備えている。

ディフューザシェルｌには、中央部１ｃの中心においてこれと一体形成されると ともにその先端がハウジングのほぼ中央位置まで延びる中央筒状体＋ａが設けら れている。一方、クロージャシェル３には、中央部３ｃの中心においてこれと一 体形成されるとともに対向する中央筒状体１ａに向かって軸方向に延在する中央 筒状体３ａが設けられている。中央筒状体１ａ、３ａはともに、周方向に画定さ れる室すなわち点火装置収容室４を形成する。二本の中央筒状体ｌａ、３ａの先 端面の間には、間隙すなわちノズル７が形成される。

間隙７は周壁に周方向に形成されたリング状のスリットである。

同様にして、ディフューザシェルｌとクロージャシェル３の円形部１ｃ、３ｃに は壁部材１ｂ、３ｂがそれぞれ設けられている。壁部材１ｂ、３ｂは中央筒状体 １ａ、３ａの外側にこれと同心に配置されている。壁部材１ｂは中央筒状体１ａ よりも軸方向に突出しており、一方これに対向する壁部材３ｂは中央筒状体より 短くなっている。壁部材１ｂ、３ｂはともに、壁部材１ｂ、３ｂの先端面の間に 間隙すなわちノズル８か周方向に形成された状態で、燃焼室５を構成する。

中央筒状体１ａの内面には雌ねじが形成されて、アダプタ１６かこれにねして螺 合する。ディフューザシェルｌおよびクロージャシェル３とは、クローシャンエ ル３から頭部が突出したアダプタ１６によって互いに固定される。ディフューザ シェルｌとクロージャシェル３は、ハウジングの周縁部に施された溶接部２２に よっても固定される。アダプタによる接続と溶接とで、ガス発生器内部に発生す るガス圧の蓄積にも十分耐え得る強度が得られる。

ハウジング内部は中央筒状体１ａ、３ａと壁部材１ｂ、３ｂとによって周方向に 画定され、中央筒状体の内側には点火装置収容室４が、中央筒状体とその外側の 壁部材との間には燃焼室５が形成され、さらに燃焼室５を囲繞してフィルタ室１ ９が設けられている。

アダプタ１６にはともに図示されないスクイブとエンノ＼ンサとが収容され、燃 焼室５にはガス発生剤が充填される。フィルタ室１９にはクーラ１３およびフィ ルタ１２が配設されている。

点火装置収容室４と燃焼室５との間には、エンハンサ（伝火薬）の火炎を燃焼室 ５に伝えるための間隙７か形成されている。燃焼室５とフィルタ室１９との間に は、燃焼室５で発生したガスをフィルタ室１９に導入するための間隙８が形成さ れている。さらに、フィルタ室１９と図示されないエアバッグとの間には、クー ラおよびフィルタを通過したガスをガス発生器からエアバッグへと導入するため の開口部であるガス噴出口９が設けられている。

スクイブおよびエンハンサが収容されたアダプタ１６と燃焼室との間のノズル７ と、燃焼室５とフィルタ室１９との間のノズル８とは、ディフューザシェルｌと クロージャシェル３から軸方向に延出する周壁の軸方向長さを部分的に短くする ことによって形成されている。ディフューザシェルｌとクロージャシェル３のい ずれかから延出する部材の一方のみを短くすることもできるし、両シェルから延 出する部材を両方とも短くすることもできる。一般的には複数のノズルがこの部 材に周設される。ディフューザシェルｌまたはクロージャシェル３の部材に設け られる軸方向長さの短い部分は等間隔であってもよいしそうでなくてもよい。軸 方向長さの短い部分の断面を方形にして城郭のような形状にするのが一般的であ るが、複数の半円形等、この部分の断面形状にはさまざまなものが考えられる。

また、ディフューザシェルＩをクロージャシェル３に対して回転させると、軸方 向に短い部分の形状と位置に応じてノズルの大きさと位置か変わることも重要で ある。

衝撃により図示されないセンサが作動されると、スクイブ（点火器）が発火して 伝火薬に着火する。この結果生じる高温高圧の火炎が間隙７を通過して燃焼室内 のガス発生剤を燃焼させる。燃焼室５て発生したガスは間隙８を通り、クーラ■ ３とフィルタ１２とを通過して、ガス噴出口９を介して矢印Ａのようにエアバッ グ内に流入する。

図３および図４は、本発明によるガス発生器の別の二つの実施例を示すもので、 ここでは同様の部材には同様の参照番号を付しである。図３において、壁部材１ ａ’、３ａ’　によって燃焼室５゛が形成され、壁部材１ａ’、３ａ’　と同心 の壁部材１ｂ’、３ｂ’　によってフィルタ室が冷却室２０とフィルタ室２１と に分割されている。

対向する壁部材１ａ’、３ａ’の間に形成された間隙２３は、ディフューザシェ ル１′の方に寄っている。対向する壁部材１ｂ’と３ｂ’の間に形成された間隙 ２４は、クロージャシェル３′の方に寄っている。このようにガス流路が曲折し て設けられているため、ガスはガス発生器を通過する際に曲折し、ガス流の速度 は減速される。したがってクーラ１３およびフィルタ１２を通る際に、ガスが効 果的に浄化される。

図４に示した本発明の別の実施例は、ガス発生器の各室の構造および各室を連通 させる間隙の構造が、図２の実施例と同じである。

しかし、燃焼室５”とフィルタ収容室１９”は、ガス発生器の内圧に対する耐性 を高めるため、断面が長円形である。この実施例でも、発生したガスがガス発生 器内を通過してこれから導出する際に曲折するような位置に、ノズルが形成され ている。またアダプタ１６”の頭部はクロージャシェル３”に形成された凹所に 嵌め込まれるため、ガス発生器の取り付けが容易となっている。

図３および図４のガス発生器のアダプタ１６はクロージャシェル３の一部として 製造される。また、これらの実施例ではアダプタに雌ねじが形成された部分が設 けられている。図３および図４のアダプタを図２の実施例について用いることが できるし、図２のアダプタを図３および図４の実施例に使用できることに注目さ れたい。

対応する壁部材の間に形成される間隙すなわちノズルはすべて、ガス発生器の室 から室へガスが移動する際の圧力低下を抑制するように設計される。このため、 圧力の低下は主として燃焼ガスが燃焼室から出る際に起こるように設計すること ができるので、クーラ室およびフィルタ室を従来より薄く軽い壁で構成すること ができる。

本発明のすべての実施例において、異なる軸方向長さを有する部材が設けられた 殻を接合するだけで間隙すなわちノズルが形成されるため、ドリル穴形成加工が 不必要となり、手間、工数、コストを節約できる。またパリが生じないので、パ リを取り除く加工も必要ない。

本発明の構造は単純であるためガス発生器の製造は容易である。

そのうえ壁部材の軸方向長さを変えるだけであらゆる位置に間隙を形成すること が可能である。

さらに、壁部材は外殻の円形部と一体形成される。ハウジングを組み立てるには 、外殻の周縁部に沿って溶接を一回施すだけでよい。

ノズルの配置によってガス発生器内からエアバッグに至る燃焼ガスの流路を決定 できることは重要である。従来のガス発生器では燃焼ガスが通過する流路はほぼ 直線であったのに対して、本発明のガス発生器では迷路のような流路を設けるこ とができる。例えば、図２および図４の実施例では、燃焼ガスはノズル８．８” を介してフィルタ収容室１９．１９”に導入され、ここでクーラ１３．１３″に 衝突して上向きに流れ、さらにフィルタ１２．１２”を通過してガス噴出口９． ９”から噴出する。同様にして図３の実施例でも、燃焼ガスは次のようにして迷 路のような流路を描く。ノズル２３を介して燃焼室５゛からクーラ室２０のクー ラ１３’へと流れ、クーラを通過した後クーラ室とフィルタ室との間のノズル２ ４に向かって下方向に向かい、さらにフィルタ収容室２１のフィルタ１２’　内 を上に流れてガス噴出口９°から噴出する。

以上、本発明の詳細な説明したが、上記の説明は本発明の趣旨および範囲を限定 するものではない。特許証による保護を申請するものは以下の「特許請求の範囲 」に示す。

ｌ＋＋＋＋、１□、エア、−ＰＣＴ／Ｊρ　９３１００４２６国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ハイデ、ヘルムート ドイツ連邦共和国デー−６２３３ケルクハイム・２．アム・ホーヘシシュタイン ・１４（７２）発明者　ホーレンベルグ、クラウスドイツ連邦共和国デー−６３ ８０バド・ホンブルク、ハナウアーヴエーク・４５ （７２）発明者　プライス、ツーベルトドイツ連邦共和国デー−６１００ダルム シュタット、グルントシュトラーセ・９ （７２）発明者　ローボルト、カールーヨアヒムドイツ連邦共和国デー−６３８ ２フリードリヒスドルフ、ロメルホフシュトラーセ・４２（７２）発明者　チュ レナ、ラルフーグイドドイツ連邦共和国デー−６３９３ヴエールハイム、ライヒ エンベルグシュトラーセ・５

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれが円形部と円形部の周縁に沿って設けられた周壁とを有する第一外 殻および第二外殻と、 外殻の内側の中央部分に配設されたガス発生装置と、中空部分とエアバッグとを 連通するため第一および第二外殻の外側部分のうち少なくとも一つに設けられた 開口部と、第一外殻の円形部から軸方向に延出する複数の同心の壁部材と、第二 外殻の円形部から軸方向に延出するとともに第一外殻の壁部材と対応する位置に 設けられた複数の同心の壁部材と、第一外殻の壁部材とこの第一外殻の壁部材に 対向する第二外殻の壁部材によって周方向に画定される室と、第一および第二外 殻の対向する壁部材の先端面の間に形成されて、ガス発生器から発生したガスを ガス発生器からエアバッグに導入させるノズルを構成する間隙と、 から成るエアバッグ用ガス発生器。
2. ２．点火装置収容室が同心の壁部材によって構成される請求項１に記載の装置。
3. ３．燃焼室が点火装置収容室の周方向外側に設けられた同心の壁部材によって構 成される請求項２に記載の装置。
4. ４．フィルタ室が燃焼室の周方向外側に設けられた同心の壁部材によって構成さ れる請求項３に記載の装置。
5. ５．冷却室が燃焼室の周方向外側に設けられた同心の壁部材によって構成される 請求項３に記載の装置。
6. ６．フィルタ室が冷却室の周方向外側に設けられた同心の壁部材によって構成さ れる請求項５に記載の装置。
7. ７．壁部材の間の間隙が壁部材の軸方向長さを短くした部分によって形成される 請求項４に記載の装置。
8. ８．軸方向長さを短くした部分が壁部材の周上に等間隔で設けられた請求項７に 記載の装置。
9. ９．軸方向長さを短くした部分が方形の間隙を構成する請求項８に記載の装置。
10. １０．軸方向長さを短くした部分が半円形の間隙を構成する請求項８に記載の装 置。
11. １１．第一外殻から延出する壁部材のうち最も内側の壁部材と嵌合するとともに 、第二外殻の外面に嵌め込まれる頭部を有する、第一外殻を第二外殻に固定する ためのアダプタをさらに含む請求項７に記載の装置。
12. １２．第一外殻および第二外殻と、 外殻内に形成された中空部分に配設されたガス発生装置と、中空部分とエアバッ グとを連通する開口部と、第一外殻の円形部から軸方向に延出する同心の複数の 壁部材と、第二外殻の円形部から軸方向に延出するとともに第一外殻の壁部材と 対応する位置に設けられた同心の複数の壁部材と、第一および第二外殻の壁部材 によって周方向に画定される室と、室どうしを連通させるとともに発生したガス をガス発生器からエアバッグへ導入させるため壁部材の先端面の間に形成された 間隙、 とから成るエアバッグ用ガス発生器。
13. １３．各外殻に設けられた同心の壁部材の軸方向長さが異なるため発生ガスが曲 折した流路を描く請求項１２に記載の装置。
14. １４．点火装置収容室が同心の壁部材によって構成される請求項１３に記載の装 置。
15. １５．燃焼室が点火装置収容室の周方向外側に同心の壁部材によって構成される 請求項１４に記載の装置。
16. １６．フィルタ室が燃焼室の周方向外側に同心の壁部材によって構成される請求 項１５に記載の装置。
17. １７．冷却室が燃焼室の周方向外側に同心の壁部材によって構成される請求項１ ５に記載の装置。
18. １８．フィルタ室が冷却室の周方向外側に同心の壁部材によって構成される請求 項１７に記載の装置。
19. １９．壁部材の間に形成される間隙が壁部材の軸方向長さを短くした部分により 形成される請求項１６に記載の装置。
20. ２０．軸方向長さを短くした部分が壁部材の周上に等間隔で設けられるとともに その形状が方形であるため城郭のような壁部材が構成される請求項１９に記載の 装置。