ハイブリッドインフレーター
【課題】高出力で、かつ、コンパクトに構成できるとともに、残渣の流出も抑制できるハイブリッドインフレーターを提供すること。
【解決手段】インフレーター1は、燃焼ガスFGを発生させるガス発生室26とガス吐出口47を有した吐出室45との間に、直列的に、中間室37を配設させる。中間室37は、ガス発生室26に対して、第1破裂板35で塞がれた噴出口34を介して連通され、かつ、吐出室45に対して、第2破裂板43で塞がれた流出口42を介して連通される。中間室37の周囲には、連通口40を介して連通されて、加圧ガスPGを封入させたガス封入室22が配設される。中間室37は、加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRを確保して、燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能として、噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38、を配設させている。
【解決手段】インフレーター1は、燃焼ガスFGを発生させるガス発生室26とガス吐出口47を有した吐出室45との間に、直列的に、中間室37を配設させる。中間室37は、ガス発生室26に対して、第1破裂板35で塞がれた噴出口34を介して連通され、かつ、吐出室45に対して、第2破裂板43で塞がれた流出口42を介して連通される。中間室37の周囲には、連通口40を介して連通されて、加圧ガスPGを封入させたガス封入室22が配設される。中間室37は、加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRを確保して、燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能として、噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38、を配設させている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと、封入済みの加圧ガスと、を、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターに関し、車両の運転席用や助手席用等のエアバッグ装置のエアバッグを膨らませるために好適なインフレーターに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のハイブリッドインフレーターは、円板状のディスクタイプとして、加圧ガスを封入させたガス封入室を円環状に配設させ、その中央の下部側に、ガス発生室を配設し、その上方に、順に、中間室と、ガス吐出口を設けた吐出室と、を設けたものが知られていた(例えば、特許文献1参照)。ガス発生室には、スクイブとスクイブの着火により燃焼ガスを発生させるガス発生剤とが配設されていた。そして、ガス発生室と中間室との間の区画壁には、噴出口が配設され、ガス封入室と中間室との間の区画壁には、連通口が開口され、中間室と吐出室との区画壁には、流出口が開口されていた。さらに、噴出口と流出口とは、それぞれ、第1,2破裂板により塞がれていた。
【0003】
このインフレーターでは、作動時、スクイブの点火により着火されてガス発生剤が燃焼し、ガス発生剤の燃焼ガスが発生すると、その発生に伴う衝撃波、圧力、熱等により、噴出口を塞いでいた第1破裂板が破裂し、燃焼ガスが中間室に流入する。そして、連通口を経て中間室内に流入していた加圧ガスが昇温されて圧力を増し、さらに、燃焼ガスの圧力も伴って、瞬時に、流出口を塞いでいた第2破裂板を破裂させることとなり、その結果、ガス封入室に封入されていた加圧ガスと燃焼ガスとの混合ガスが、中間室を経て、吐出室内に流入し、吐出室のガス吐出口から、インフレーター外に吐出されることとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】中国実用新型専利説明書ZL200820017796.1(公告番号CN201169241Y)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記のインフレーターでは、スクイブが着火されて燃焼ガスが発生すれば、瞬時に、第1,2破裂板が破裂して、燃焼ガスと加圧ガスとの混合ガスが吐出される構成であって、加圧ガスの昇温が不十分であった。すなわち、加圧ガスは、燃焼ガスの噴出口からの噴出時、中間室内に充満していた分が、昇温昇圧されるだけで、ガス封入室に封入されていた大部分のガスは、第1破裂板の破裂に続く第2破裂板の破裂に伴って、昇温されずに、吐出されていた。そのため、このような構成では、例えば、容積の大きなエアバッグを膨張させるように混合ガスの吐出量を多くして、出力を高めようとする際、ガス封入室に封入した加圧ガスや燃焼ガスを発生させるガス発生剤の封入量を増加させて対処しなけれならず、インフレーターの大型化を招いていた。
【0006】
さらに、上記のハイブリッドインフレーターでは、燃焼ガスに残渣が含まれていても、その残渣を捕捉できるように、構成されておらず、残渣を低減させた混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる点にも、改善の余地があった。
【0007】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、高出力で、かつ、コンパクトに構成できるとともに、残渣の流出も抑制できるハイブリッドインフレーターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るハイブリッドインフレーターは、作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと封入済みの加圧ガスとの混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターであって、
燃焼ガスを発生させるガス発生剤とスクイブとを収納したガス発生室と、
ガス吐出口を有した吐出室と、
ガス発生室と吐出室との間に、直列的に、配設されて、ガス発生室に対して、第1破裂板で塞がれた噴出口を介して連通され、かつ、吐出室に対して、第2破裂板で塞がれた流出口を介して連通される中間室と、
加圧ガスを封入させて中間室の周囲に配置されるとともに、中間室に対して、連通口を介して連通されるガス封入室と、
を備えて構成され、
中間室が、
ガス封入室の加圧ガスを流出口を経て吐出室に流出可能な流通路を確保して、
ガス発生室からの燃焼ガスを連通口側に案内可能として、連通口より燃焼ガスの流れの下流側で、噴出口と対向して噴出口を覆うように、ガス流れ規制部、を配設させて構成されていることを特徴とする。
【0009】
本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、作動時、ガス発生室内のガス発生剤が、スクイブの着火によって燃焼して、燃焼ガスを発生させる。そして、その衝撃波、圧力、熱等により、第1破裂板が破裂して噴出口を開口させることから、燃焼ガスが、噴出口を経て、ガス発生室から中間室に流入する。そして、中間室に流入した燃焼ガスは、連通口を経てガス封入室内に流入するとともに、吐出室側の流出口に向かおうとする。しかし、流出口側には、燃焼ガスを連通口側に案内可能に、噴出口と対向して噴出口を覆うように、ガス流れ規制部が、配設されている。そのため、噴出口からの燃焼ガスは、ガス流れ規制部によって流れを規制されて、流出口側へ流れ難くなり、連通口を経て、ガス封入室内に、流れることとなる。そして、ガス封入室内に流入した燃焼ガスは、ガス封入室内の加圧ガスを昇温させることから、ガス封入室の加圧ガスは、圧力が高まり、燃焼ガスとともに、流通路を経て、第2破裂板に高い圧力を作用させることとなって、第2破裂板を破裂させる。その結果、ガス封入室内で昇温昇圧された加圧ガスが、燃焼ガスと混合されて混合ガスとなり、この混合ガスが、流通路から、第2破裂板の破裂で開口した流出口を経て、吐出室に流入し、さらに、ガス吐出口から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口から吐出される混合ガスの加圧ガス分は、作動前のガス封入室に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部により案内されてガス封入室内に流入した燃焼ガスにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーターがコンパクトに構成されていても、混合ガスは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口から吐出されることとなり、インフレーターの出力が高められることとなる。
【0010】
さらに、ガス流れ規制部が、ガス発生室の噴出口と対向して噴出口を覆うように配設されており、噴出口からの燃焼ガスは、ガス流れ規制部に当たって流れる方向を変えることから、燃焼ガスに含まれていた残渣は、ガス流れ規制部に当たってガス流れ規制部に付着し、そして、除去される。そのため、ガス流れ規制部の部位を通過してガス吐出口から吐出される混合ガスは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなる。その結果、例えば、ハイブリッドインフレーターが、エアバッグを膨らませるエアバッグ装置に使用される場合、エアバッグの内部に高温の残渣を流入させることを防止することができる。
【0011】
したがって、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、高出力で、かつ、コンパクトに構成できるとともに、残渣の流出も抑制することができる。
【0012】
そして、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、ガス流れ規制部は、中間室の内周側の全域を塞ぐように、連通口より燃焼ガスの流れの下流側に、配設される閉塞板から形成し、中間室は、ガス流れ規制部より流出口側に接近した位置に、ガス封入室と連通する第2の連通口を設けて、流通路を配設させてもよい。
【0013】
このような構成では、ガス発生室からの燃焼ガスが、ガス流れ規制部としての閉塞板により、全量、連通口を経てガス封入室に流れることとなって、安定して、加圧ガスを昇温させることができる。そして、昇温された加圧ガスと燃焼ガスとの混合ガスは、第2連通口からなる流通路を経て、中間室の流出口側に流入し、開口した流出口を介して、吐出室に流入し、そして、ガス吐出口から吐出されることとなる。
【0014】
勿論、燃焼ガスは、ガス流れ規制部に当たって、残渣をガス流れ規制部に付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室内を経て、吐出室側に流れることから、ガス封入室内でも残渣を付着させつつ、ガス封入室内の加圧ガスの昇温昇圧を効果的に行える。その結果、上記の構成では、一層、効果的に、残渣の低減と加圧ガスの昇温昇圧とを図ることができる。
【0015】
また、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、ガス流れ規制部は、流通路を併設しつつ配設されるように、燃焼ガス中の残渣を捕捉可能として、燃焼ガスと加圧ガスとを通過可能なフィルタから、構成することができる。このような構成では、吐出室側に向かう混合ガスが、最終的に、フィルタを通過することとなって、その通過時に、フィルタが、さらに残渣を捕捉できて、一層、残渣の流出を抑制できる。
【0016】
あるいは、ガス流れ規制部としては、噴出口より小さな開口として流通路を形成する貫通孔を設けて、中間室の内周を塞ぐ穴開き閉塞板から、構成してもよい。このような構成の場合には、閉塞板に設ける貫通孔の大きさや数を、任意に調整できることから、吐出室から吐出させる混合ガスの流量特性の調整、例えば、混合ガスを長い時間をかけて吐出させたり、あるいは、混合ガスを短時間で多量に吐出させる等の調整、も可能となる。
【0017】
そして、上記のようにガス流れ規制部をフィルタや穴開き閉塞板から構成する場合には、中間室は、ガス流れ規制部より流出口側に接近した位置に、ガス封入室と連通する第2の連通口、を設けて構成してもよい。
【0018】
このような構成では、燃焼ガスがガス発生室の噴出口から噴出した際、燃焼ガスの大部分が、ガス流れ規制部により、噴出口に近い側の連通口を経て、ガス封入室に流れ、その後、噴出口から離れた側の連通口から中間室に流入して、吐出室側に流れる状態を確保できる。そのため、燃焼ガスは、ガス流れ規制部に当たって、残渣をガス流れ規制部に付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室内を経て、吐出室側に流れることから、ガス封入室内でも残渣を付着させつつ、ガス封入室内の加圧ガスの昇温昇圧を行えることとなって、残渣の低減と加圧ガスの昇温昇圧とを効果的に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る第1実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図2】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図1のII−II部位に対応する。
【図3】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図1のIII−III部位に対応する。
【図4】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図1のIV−IV部位に対応する。
【図5】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【図6】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図7】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図6のVII−VII部位に対応する。
【図8】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図6のVIII−VIII部位に対応する。
【図9】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【図10】第3実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図11】第3実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【図12】第4実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図13】第4実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、第1実施形態のハイブリッドインフレーター(以下、単に、インフレーターとする)1は、図1〜4に示すように、円柱状のハウジング3内の外周側に、円環状のガス封入室22を配設させるとともに、ガス封入室22の内側において、下方から上方にかけて、直列的に、ガス発生室26、中間室37、及び、吐出室45、を配設させて構成されている。そして、ハウジング3は、それぞれ、鋼等の金属材からなる天井側部4、及び、底側部11、を備えて構成されている。第1実施形態の場合、後述するように、ガス発生室26と中間室37とは、底側部11の挿通孔12aの周縁から延びる内側筒部15に、配設されている。
【0021】
上部側の天井側部4は、円板状の天板部5と、天板部5の外周縁から底側部11側の下方へ、円筒状に延びる周壁部8と、を備えて構成されている。天板部5の中央には、円柱状に上方へ突出する突出部6が配設されている。突出部6は、吐出室45の外壁を構成するものであり、円筒状の周壁6aには、ハウジング3の軸心Oと直交方向に混合ガスCGを吐出する円形に開口した複数のガス吐出口47が、配設されている。実施形態の場合、ガス吐出口47は、ハウジング3の軸心Oを中心とした周方向に沿って等間隔として、4個配設されている。周壁部8の下端には、外方へ突出するフランジ部9が配設され、フランジ部9には、インフレーター1を所定箇所に取り付けるための取付孔9aが、配設されている。
【0022】
下部側の底側部11は、円環状の底板部12と、底板部12の外縁から天板部5側の上方へ延びる円筒状の周壁部13と、底板部12の中央に配置された挿通孔12aの周縁から上下に延びる内側筒部15と、を備えて構成されている。周壁部13の上端13aは、天井側部4の周壁部8の下端8aと溶接されている。
【0023】
内側筒部15は、内周側に、内側筒部15の内周側を塞ぐように、円板状の中間壁部18が形成されている。そして、内側筒部15は、中間壁部18を間にして、底板部12側の内底側壁部16と、天板部5側の内天側壁部17と、から構成されている。中間壁部18は、ガス発生室26と中間室37とを区画する部位であり、中央には、円形に開口した噴出口34が形成されている。内底側壁部16は、ガス発生室26とガス封入室22とを区画する円筒状の区画壁を構成し、内天側壁部17は、ガス封入室22と中間室37とを区画する円筒状の区画壁を構成している。
【0024】
内天側壁部17は、中間壁部18に接近した位置に、円形に開口させた複数の連通口40を開口させ、また、天板部5に接近した位置に、円形に開口させた複数の第2の連通口(第2連通口)41を開口させている。これらの連通口40,41は、中間室37と後述するガス封入室22とを連通する開口であり、ハウジング3の軸心Oを中心として、放射状に8個ずつ配設されるとともに、第2連通口41の8個分の開口面積の総和が、4個分のガス吐出口47の開口面積の総和より、大きくなるように設定されている。なお、第1実施形態の場合、各連通口40は、それぞれ、第2連通口41と同じ開口面積として構成されている。
【0025】
そして、内側筒部15は、先端15aを天井側部4の天板部5の下面5aに溶接させるとともに、挿通孔12aの周縁から下方に延びる部位を、かしめ部19とし、このかしめ部19を、図1の二点鎖線から実線に示すように、塑性変形させつつ内側に倒すようにかしめて、ガス発生器27のスクイブ28を保持するホルダ30を、底側部11の底板部12に取付固定している。
【0026】
そして、加圧ガスPGを封入させたガス封入室22が、中間室37の周囲を囲むように、円環状として配設されている。具体的には、ガス封入室22は、天井側部4の天板部5と底側部11の底板部12との間で、内外周を、内側筒部15と周壁部8,13相互とにより、囲まれて形成されている。第1実施形態の場合、加圧ガスPGは、アルゴン等の不活性ガスが使用されている。
【0027】
なお、底板部12には、加圧ガスPGをガス封入室22に封入するために開口させた封入口23と、加圧ガスPGを封入した後に、封入口23を塞いだ封止ピン24と、が配設されている。
【0028】
ガス発生室26は、内側筒部15における中間壁部18の下方側の内底側壁部16に囲まれて、形成され、内底側壁部16内にガス発生器27を配設させて、かしめ部19をかしめて、ガス発生器27を内底側壁部16に取付固定することにより、形成されている。その際、ホルダ30がかしめ部19に押えられて、ガス発生器27が、ガス発生室26内に配設固定されることとなる。ガス発生器27は、燃焼時に、火炎を含んだ窒素ガス等の燃焼ガスFGを発生させるガス発生剤29が、アルミニウム合金等のカップ31内に収納されるとともに、ガス発生剤29を着火させるスクイブ28とカップ31とが円板状のホルダ30に組み付けられて構成されている。ホルダ30から離れたカップ31の天井壁32には、ガス発生剤29が燃焼して発生した燃焼ガスFGに押し開かれる複数の三角板状のフラップ32a(図5のA参照)が配設されている。フラップ32aの周縁には、切れ目を入れた図示しない破断予定部が放射状に配設され、各フラップ32aが、ハウジング3の軸心O側から周縁に向かって開くように、構成されている。
【0029】
なお、ガス発生剤29の燃焼した燃焼ガスFGは、加圧ガスPGを昇温昇圧させる加熱媒体FGとも言えることから、ガス発生剤29は、燃焼させて加熱媒体FGを発生させる熱媒体発生剤29、ガス発生室26は、熱媒体発生室26、ガス発生器27は、熱媒体発生器27、と言い換えることもできる。
【0030】
また、実施形態では、ガス発生剤(熱媒体発生剤)29を構成する組成物として、主成分のMg/Al合金に酸化剤やバインダを含有させたものが使用されており、その燃焼時、高温の気体成分より火炎を多く発生させた状態の加熱媒体(燃焼ガス)FGとなって、その火炎成分の多い燃焼ガスFGにより、主に、加圧ガスPGの昇温を促進させている。
【0031】
そして、中間壁部18に設けられた噴出口34は、金属板等からなる第1破裂板35によって塞がれており、第1破裂板35は、燃焼ガスFGの発生時に、その衝撃波や圧力、あるいは、熱等により、破裂される。
【0032】
中間室37は、天板部5と中間壁部18との間で、換言すれば、吐出室45とガス発生室26との間で、内天側壁部17で囲まれた部位に配設されている。中間室37は、既述したように、連通口40,41により、ガス封入室22と連通されている。
【0033】
この中間室37内には、ガス発生室26からの燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能として、連通口40より燃焼ガスFGの流れの下流側で、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38が、配設されている。このガス流れ規制部38は、ガス封入室22の加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRを確保して、配設されている。
【0034】
第1実施形態の場合、ガス流れ規制部38は、連通口40と第2連通口41との間における内天側壁部17の内周面に溶接されて配設された円板状の閉塞板39、から構成されている。この閉塞板39は、ハウジング1の天井側部4と同様な鋼等の金属材から形成されている。
【0035】
そして、第1実施形態の場合、閉塞板39が、連通口40と第2連通口41との間の内周側の全域を、完全に閉塞している。そのため、ガス封入室22の加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRは、ガス封入室22と中間室37との間の区画壁(内天側壁部)17において、ガス流れ規制部38と流出口42との間に配置された第2連通口41、により、確保されている。
【0036】
なお、第1実施形態では、中間室37が、閉塞板39によって上下に区画された状態となることから、換言すれば、中間室37は、閉塞板39により、燃焼ガスFGの上流側となる下部側の上流室37aと、燃焼ガスFGの下流側となる上部側の下流室37bと、から構成されている、ともいえる。
【0037】
吐出室45は、天板部5の突出部6内に設けられて、既述したように、複数(実施形態では4個)のガス吐出口47を備えて構成されている。そして、吐出室45は、中間室37との間に、金属製の第2破裂板43によって塞がれた流出口42を配設させている。流出口42は、天板部5の突出部6の内周縁に配設され、昇温昇圧された加圧ガスPGと燃焼ガスFGとの混合ガスCGの圧力の作用時、第2破裂板43が破裂することにより開口する。その際、混合ガスCGは、開口した流出口42を経て、中間室37から流出されて吐出室45内に流入し、そして、ガス吐出口47から吐出されることとなる。
【0038】
なお、実施形態の場合、第2破裂板43は、ガス発生室26内で発生した燃焼ガスFGが、第1破裂板35を破裂させて中間室37の上流室37aや下流室37bに流入しても、直ちに破裂しないように設定されている。すなわち、中間室37に流入した燃焼ガスFGが、連通口40を経て、ガス封入室22内の加圧ガスPGを、十分、昇温昇圧できるように、第2破裂板43は、中間壁部18からの距離Lや肉厚t、あるいは、連通口40,41による燃焼ガスFGの圧力損失等が考慮されて、強度が設定されている。そして、第1実施形態の場合、第2破裂板43は、中間室37の下流室37b内が90MPa以上となった際に、破裂するように設定されている。ちなみに、ガス封入室22に封入した加圧ガスPGは、40MPaとしている。
【0039】
そして、第1実施形態のインフレーター1では、作動時、まず、図1、図5のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させる。そして、その燃焼ガスFGの衝撃波、圧力、熱、あるいは、押し開かれるフラップ32aの衝突等により、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そのため、まず、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37の上流室37aに流入する。そして、中間室37の上流室37aに流入した燃焼ガスFGは、連通口40を経てガス封入室22内に流入するとともに、吐出室45側の流出口42に向かおうとする。しかし、流出口42側には、燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能に、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38が、配設されている。そのため、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38によって流れを規制されて、流出口42側へ流れ難くなり、連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そして、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGは、ガス封入室22内の加圧ガスPGを昇温させることから、ガス封入室22の加圧ガスPGは、圧力が高まり、燃焼ガスFGとともに、流通路FRの第2連通口41を経て、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなり、第2破裂板43を破裂させる。その結果、図5のBに示すように、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、流通路FRの第2連通口41から、第2破裂板43の破裂で開口した流出口2を経て、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部38により案内されてガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1がコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1の出力が高められることとなる。
【0040】
さらに、ガス流れ規制部38が、ガス発生室26の噴出口34と対向して噴出口34を覆うように配設されており(換言すれば、ガス発生室26の噴出口34から噴出する燃焼ガスFGの流れと交差、特に、直交交差、するように配設されており)、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38に当たって流れる方向を変えることから(換言すれば、軸方向ODに沿った方向から略直角に曲がるように、軸方向ODと直交する方向に変えることから)、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、ガス流れ規制部38に当たってガス流れ規制部38に付着し、そして、除去される。そのため、ガス流れ規制部38の部位を通過してガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなる。その結果、例えば、ハイブリッドインフレーター1が、エアバッグを膨らませるエアバッグ装置に使用される場合、エアバッグの内部に高温の残渣を流入させることを防止することができる。
【0041】
したがって、第1実施形態のインフレーター1では、高出力で、かつ、コンパクトに構成できるとともに、残渣の流出も抑制することができる。
【0042】
そして、第1実施形態のインフレーター1では、ガス流れ規制部38が、中間室37の内周側の全域を塞ぐように、連通口40より燃焼ガスFGの流れの下流側に、配設される閉塞板39から形成されている。そして、中間室37は、ガス流れ規制部38より流出口42側に接近した位置に、ガス封入室22と連通する第2連通口41を設けて、ガス封入室22の加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRを確保している。
【0043】
そのため、この第1実施形態では、ガス発生室26からの燃焼ガスFGが、ガス流れ規制部38としての閉塞板39により、全量、連通口40を経てガス封入室22に流れることとなって、安定して、加圧ガスPGを昇温させることができる。そして、昇温された加圧ガスPGと燃焼ガスFGとの混合ガスCGは、第2連通口41からなる流通路FRを経て、中間室37の流出口42側(下流室37b)に流入し、開口した流出口42を介して、吐出室45に流入し、そして、ガス吐出口47から吐出されることとなる。
【0044】
勿論、燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38に当たって、残渣をガス流れ規制部38に付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室22内を経て、吐出室45側に流れることから、ガス封入室22内でも残渣を付着させつつ、ガス封入室22内の加圧ガスPGの昇温昇圧を効果的に行える。その結果、第1実施形態のインフレーター1では、一層、効果的に、残渣の低減と加圧ガスPGの昇温昇圧とを図ることができる。
【0045】
なお、第1実施形態では、ガス流れ規制部38として、中間室37内を完全に閉塞するように、噴出口34と対向して噴出口34を覆う円板状の閉塞板39から構成するものを例示した。しかし、図6〜9に示す第2実施形態のインフレーター1Aのように、ガス流れ規制部38A自体が、連通口40側に燃焼ガスFGを案内する機能を維持しつつ、昇温された加圧ガスPGを流出口42側に流し可能な流通路FRの機能を確保して、構成されていてもよい。第2実施形態の場合、ガス流れ規制部38Aは、流通路FRを併設しつつ配設されるように、燃焼ガスFG中の残渣を捕捉可能として、燃焼ガスFGと加圧ガスPGとを通過可能なフィルタ49から、構成されている。
【0046】
この第2実施形態のインフレーター1Aは、図6〜9に示すように、第1実施形態と同様に、円柱状のハウジング3内の外周側に、円環状のガス封入室22を配設させるとともに、ガス封入室22の内側において、下方から上方にかけて、直列的に、ガス発生室26、中間室37、及び、吐出室45、を配設させて構成されている。そして、ハウジング3は、それぞれ、鋼等の金属材からなる天井側部4、底側部11、内側筒部15、及び、キャップ20、を備えて構成されている。
【0047】
上部側の天井側部4は、第1実施形態と同様に、円板状の天板部5と、天板部5の外周縁から底側部11側の下方へ、円筒状に延びる周壁部8と、を備えて構成されている。天板部5の中央には、円柱状に上方へ突出する突出部6が配設されている。突出部6は、吐出室45の外壁を構成するものであり、円筒状の周壁6aには、ハウジング3の軸心Oと直交方向に混合ガスCGを吐出する円形に開口した複数のガス吐出口47が、配設されている。実施形態の場合、ガス吐出口47は、ハウジング3の軸心Oを中心とした周方向に沿って等間隔として、4個配設されている。周壁部8の下端には、外方へ突出するフランジ部9が配設され、フランジ部9には、インフレーター1を所定箇所に取り付けるための取付孔9aが、配設されている。
【0048】
下部側の底側部11は、円環状の底板部12と、底板部12の外縁から天板部5側の上方へ延びる円筒状の周壁部13と、を備えて構成されている。周壁部13の上端13aは、天井側部4の周壁部8の下端8aと溶接されている。底板部12の中央には、挿通孔12aが開口され、内側筒部15が挿通されている。
【0049】
内側筒部15は、内周側に、内側筒部15の内周側を塞ぐように、円板状の中間壁部18が形成されている。そして、内側筒部15は、中間壁部18を間にして、底板部12側の内底側壁部16と、天板部5側の内天側壁部17と、から構成されている。中間壁部18は、ガス発生室26と中間室37とを区画する部位であり、中央には、円形に開口した噴出口34が形成されている。内底側壁部16は、ガス発生室26とガス封入室22とを区画する円筒状の区画壁を構成し、内天側壁部17は、ガス封入室22と中間室37とを区画する円筒状の区画壁を構成している。そして、内天側壁部17は、天板部5より中間壁部18に接近した位置に、円形に開口させた複数の連通口40を開口させている。連通口40は、ハウジング3の軸心Oを中心として、放射状に8個配設されるとともに、連通口40の8個分の開口面積の総和が、4個分のガス吐出口47の開口面積の総和より、大きくなるように設定されている。
【0050】
内側筒部15は、先端15aを天井側部4の天板部5の下面5aに溶接させるとともに、内底側壁部16の軸方向の中間部位を、底側部11の底板部12における挿通孔12aの内周縁に対して、溶接させている。
【0051】
そして、アルゴン等の加圧ガスPGを封入させたガス封入室22が、中間室37の周囲を囲むように、円環状として配設されている。具体的には、ガス封入室22は、天井側部4の天板部5と底側部11の底板部12との間で、内外周を、内側筒部15と周壁部8,13相互とにより、囲まれて形成されている。
【0052】
なお、図6には図示していないものの、天板部5には、加圧ガスPGをガス封入室22に封入するために開口させた封入口23と、加圧ガスPGを封入した後に、封入口23を塞いだ封止ピン24と、が配設されている(図10参照)。
【0053】
ガス発生室26は、内側筒部15における中間壁部18の下方側の内底側壁部16に囲まれて、形成され、内底側壁部16内にガス発生器27を配設させて、内底側壁部16の雄ねじ部16aに雌ねじ部20aを螺合させ、内底側壁部16にキャップ20を締結することによって、形成されている。その際、ホルダ30がキャップ20に押えられて、ガス発生器27が、ガス発生室26内に配設固定されることとなる。ガス発生器27は、第1実施形態のものと同様に、燃焼時に、火炎を含んだ窒素ガス等の燃焼ガスFGを発生させるガス発生剤29が、アルミニウム合金等のカップ31内に収納されるとともに、ガス発生剤29を着火させるスクイブ28とカップ31とが円板状のホルダ30に組み付けられて構成されている。ホルダ30から離れたカップ31の天井壁32には、ガス発生剤29が燃焼して発生した燃焼ガスFGに押し開かれる複数の三角板状のフラップ32a(図9のA参照)が配設されている。フラップ32aの周縁には、切れ目を入れた図示しない破断予定部が放射状に配設され、各フラップ32aが、ハウジング3の軸心O側から周縁に向かって開くように、構成されている。
【0054】
そして、中間壁部18に設けられた噴出口34は、金属板等からなる第1破裂板35によって塞がれており、第1破裂板35は、燃焼ガスFGの発生時に、その衝撃波や圧力、あるいは、熱等により、破裂される。
【0055】
中間室37は、第1実施形態と同様に、天板部5と中間壁部18との間で、換言すれば、吐出室45とガス発生室26との間で、内天側壁部17で囲まれた部位に配設されている。中間室37は、既述したように、連通口40により、ガス封入室22と連通されている。
【0056】
そして、中間室37内には、噴出口34から吐出室45側の流出口42までの燃焼ガスFGの流路中であって、連通口40より燃焼ガスFGの流れの下流側の位置に、ガス流れ規制部38としてのフィルタ49が、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、配設されている。このフィルタ49は、燃焼ガスFGの流れと直交交差して燃焼ガスFGの流れの抵抗となるように、ハウジング3の軸心Oと直交させて、内天側壁部17の内周面17aに固着されている。このフィルタ49は、汎用のパイロタイプのインフレーターでも使用されているもので、通過時の燃焼ガスFG中の残渣を捕捉可能としており、ステンレスワイヤ等の細長い金属線や帯片を、折り曲げつつ、円板状のブロック状に圧縮成形することにより、形成されている。
【0057】
吐出室45は、第1実施形態と同様に、天板部5の突出部6内に設けられて、既述したように、複数(実施形態では4個)のガス吐出口47を備えて構成されている。そして、吐出室45は、中間室37との間に、金属製の第2破裂板43によって塞がれた流出口42を配設させている。流出口42は、天板部5の突出部6の内周縁に配設され、昇温昇圧された加圧ガスPGと燃焼ガスFGとの混合ガスCGの圧力の作用時、第2破裂板43が破裂することにより開口する。
【0058】
なお、第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、第2破裂板43は、ガス発生室26内で発生した燃焼ガスFGが、第1破裂板35を破裂させて中間室37に流入しても、直ちに破裂しないように設定されている。すなわち、中間室37に流入した燃焼ガスFGが、連通口40を経て、ガス封入室22内の加圧ガスPGを昇温昇圧できるように、第2破裂板43は、中間壁部18からの距離Lや肉厚t、あるいは、フィルタ49による燃焼ガスFGの圧力損失等が考慮されて、強度が設定されている。そして、第2実施形態でも、第2破裂板43は、中間室37内が90MPa以上となった際に、破裂するように設定されている。ちなみに、インフレーター1Aのガス封入室22に封入した加圧ガスPGは、第1実施形態と同様に、40MPaとしている。
【0059】
そして、第2実施形態のインフレーター1Aでは、作動時、まず、図6、図9のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させる。そして、その燃焼ガスFGの衝撃波、圧力、熱、あるいは、押し開かれるフラップ32aの衝突等により、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そのため、まず、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37に流入する。そして、中間室37に流入した燃焼ガスFGは、連通口40を経てガス封入室22内に流入するとともに、吐出室45側の流出口42に向かおうとする。しかし、流出口42側には、燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能に、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38Aとしてのフィルタ49が、配設されている。そのため、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38Aによって流れを規制されて、流出口42側へ流れ難くなり、連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そして、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGは、ガス封入室22内の加圧ガスPGを昇温させることから、ガス封入室22の加圧ガスPGは、圧力が高まり、燃焼ガスFGとともに、流通路FR(フィルタ49の多数の孔)を経て、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなって、第2破裂板43を破裂させる。その結果、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、フィルタ49の流通路FRから、第2破裂板43の破裂で開口した流出口42を経て、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部38Aにより案内されてガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1Aがコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1Aの出力が高められることとなる。
【0060】
さらに、ガス流れ規制部38Aが、ガス発生室26の噴出口34と対向して噴出口34を覆うように配設されており、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38Aに当たって流れる方向を変えることから、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、ガス流れ規制部38Aに当たってガス流れ規制部38Aに付着し、そして、除去される。そのため、ガス流れ規制部38Aの部位を通過してガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなり、第1実施形態と同様な作用,効果を得ることができる。
【0061】
そして、第2実施形態のインフレーター1では、ガス流れ規制部38が、燃焼ガスFG中の残渣を捕捉可能として、燃焼ガスFGと加圧ガスPGとを通過可能なフィルタ49から、構成されている。そのため、このインフレーター1では、吐出室45側に向かう混合ガスCGが、最終的に、全量、フィルタ49を通過することとなって、その通過時に、フィルタ49が、さらに残渣を捕捉できて、一層、残渣の流出を抑制できる。
【0062】
なお、第2実施形態では、ガス流れ規制部38Aとして、フィルタ49を利用した場合を示したが、図10,11に示す第3実施形態のインフレーター1Bのように、ガス流れ規制部38Bを、噴出口34より小さな開口として流通路FRを形成する貫通孔60を設けて、中間室37の内周を塞ぐ穴開き閉塞板59から、構成してもよい。このインフレーター1Bは、第2実施形態と相違して、フィルタ49の代わりに、穴開き閉塞板59を使用した点が相違するだけであり、他の部位・部材を、第2実施形態と同じ構成としており、同じ部位・部材には、第2実施形態と同じ符号を付けて説明を省略する。
【0063】
この第3実施形態のインフレーター1Bでも、作動時、図10、図11のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させ、その発生に伴って、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そして、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37に流入して、吐出室45側の流出口42に向かおうとしても、中間室37には、燃焼ガスFGを連通口40側に案内するガス流れ規制部38Bとしての穴開き閉塞板59が、配設されているため、燃焼ガスFGは、流出口42側へ流れ難く、連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そのため、ガス封入室22の加圧ガスPGが、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGによって昇温昇圧され、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなって、図11のBに示すように、第2破裂板43を破裂させる。その結果、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、連通口40を経て、ガス封入室22から中間室37に流入し、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、穴開き閉塞板59の貫通孔60を通り、第2破裂板43の破裂で開口した流出口42を通って、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部38Bによってガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1Bがコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1Bの出力が高められることとなる。
【0064】
さらに、ガス流れ規制部38Bの穴開き閉塞板59が、ガス発生室26の噴出口34と対向して噴出口34を覆うように配設されており、換言すれば、ガス発生室26の噴出口34から噴出する燃焼ガスFGの流れと交差(特に、直交交差)するように配設されており、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、穴開き閉塞板59に当たって穴開き閉塞板59に付着して、除去されるため、ガス流れ規制部38Bとしての穴開き閉塞板59の部位を通過してガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなって、第2実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。
【0065】
さらに、第3実施形態では、穴開き閉塞板59に設ける貫通孔60の大きさや数を、任意に調整できることから、吐出室45から吐出させる混合ガスCGの流量特性の調整、例えば、混合ガスCGを長い時間をかけて吐出させたり、あるいは、混合ガスCGを短時間で多量に吐出させる等の調整、も可能となる。
【0066】
さらにまた、第2,3実施形態のインフレーター1A,11のように、ガス流れ規制部38A,38B自体が、流通路FRを併設するように、配設される場合でも、中間室37には、ガス流れ規制部38A,38Bより流出口42側に接近した位置に、ガス封入室22と連通する第2の連通口(第2連通口)41、を設けてもよい。
【0067】
例えば、図12,13に示す第4実施形態のインフレーター1Cでは、ガス流れ規制部38Cが、第2実施形態と同様なフィルタ49から形成され、中間室37には、ガス流れ規制部38Cより、流出口42側に接近した位置に、第1実施形態と同様に、8個の第2連通口41が、形成されている。
【0068】
この第4実施形態のインフレーター1Cでも、作動時、図12、図13のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させ、その発生に伴って、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そして、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37に流入して、吐出室45側の流出口42に向かおうとしても、燃焼ガスFGを連通口40側に案内するガス流れ規制部38Bとしてのフィルタ49が配設されているため、燃焼ガスFGは、流出口42側へ流れ難く、中間室37の上流室37a側の連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そのため、ガス封入室22の加圧ガスPGが、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGによって昇温昇圧され、中間室37の下流室37b側の第2連通口41を経て、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなって、図13のBに示すように、第2破裂板43を破裂させる。その結果、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、第2連通口41を経て、ガス封入室22から中間室37の下流室37bに流入し、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、第2破裂板43の破裂で開口した流出口42を通って、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、フィルタ49によってガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1Cがコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1Cの出力が高められることとなる。
【0069】
さらに、ガス流れ規制部38Cとしてのフィルタ49が、ガス発生室26の噴出口34から噴出する燃焼ガスFGの流れと直交交差するように配設されており、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、フィルタ49に当たってフィルタ49に付着したり、あるいは、フィルタ49内を通過する際に捕捉されて、除去されるため、第2連通口41を経て、あるいは、フィルタ49を通過して、ガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなって、第2,3実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。
【0070】
さらに付言すると、第4実施形態では、燃焼ガスFGがガス発生室26の噴出口34から噴出した際、燃焼ガスFGが、ガス流れ規制部38Cにより、噴出口34に近い側の第1段目の連通口40を経て、ガス封入室22に流れ、その後、噴出口34から離れた側の第2段目の第2連通口41から中間室37に流入して、吐出室45側に流れる状態を確保できる。そのため、燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38Cに当たって、残渣をガス流れ規制部38Cに付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室22内を経て、吐出室45側に流れることから、ガス封入室22内でも、その内周面22aに残渣を付着させつつ、ガス封入室22内の加圧ガスPGの昇温昇圧を行えることとなって、残渣の低減と加圧ガスPGの昇温昇圧とを効果的に図ることができる。
【0071】
なお、第4実施形態では、ガス流れ規制部38Cとして、フィルタ49を使用した場合を示したが、第3実施形態の貫通孔60を設けた穴開き閉塞板59を、ガス流れ規制部38Cとして、配設してもよい。
【0072】
さらに、第4実施形態において、第2段目の第2連通口41の流出口42側に、流通路FRを併設している第2段目のフィルタ49や穴開き閉塞板59等のガス流れ規制部を配設させてもよい。
【0073】
さらにまた、中間室37内の噴出口34から流出口42にかけての内周側に、多段で、ガス流れ規制部38としてのフィルタ49や穴開き閉塞板59を、適宜、組み合わせて、配設させても良い。
【符号の説明】
【0074】
1…(ハイブリッド)インフレーター、
22…ガス封入室、
26…ガス発生室、
28…スクイブ、
29…ガス発生剤、
34…噴出口、
35…第1破裂板、
37…中間室、
38,38A,38B、38C…ガス流れ規制部、
39…閉塞板、
40…連通口、
41…第2連通口、
42…流出口、
43…第2破裂板、
45…吐出室、
47…ガス吐出口、
49…フィルタ、
59…穴開き閉塞板、
60…貫通孔、
RF…流通路、
PG…加圧ガス、
FG…燃焼ガス、
CG…混合ガス。
【技術分野】
【0001】
本発明は、作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと、封入済みの加圧ガスと、を、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターに関し、車両の運転席用や助手席用等のエアバッグ装置のエアバッグを膨らませるために好適なインフレーターに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のハイブリッドインフレーターは、円板状のディスクタイプとして、加圧ガスを封入させたガス封入室を円環状に配設させ、その中央の下部側に、ガス発生室を配設し、その上方に、順に、中間室と、ガス吐出口を設けた吐出室と、を設けたものが知られていた(例えば、特許文献1参照)。ガス発生室には、スクイブとスクイブの着火により燃焼ガスを発生させるガス発生剤とが配設されていた。そして、ガス発生室と中間室との間の区画壁には、噴出口が配設され、ガス封入室と中間室との間の区画壁には、連通口が開口され、中間室と吐出室との区画壁には、流出口が開口されていた。さらに、噴出口と流出口とは、それぞれ、第1,2破裂板により塞がれていた。
【0003】
このインフレーターでは、作動時、スクイブの点火により着火されてガス発生剤が燃焼し、ガス発生剤の燃焼ガスが発生すると、その発生に伴う衝撃波、圧力、熱等により、噴出口を塞いでいた第1破裂板が破裂し、燃焼ガスが中間室に流入する。そして、連通口を経て中間室内に流入していた加圧ガスが昇温されて圧力を増し、さらに、燃焼ガスの圧力も伴って、瞬時に、流出口を塞いでいた第2破裂板を破裂させることとなり、その結果、ガス封入室に封入されていた加圧ガスと燃焼ガスとの混合ガスが、中間室を経て、吐出室内に流入し、吐出室のガス吐出口から、インフレーター外に吐出されることとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】中国実用新型専利説明書ZL200820017796.1(公告番号CN201169241Y)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記のインフレーターでは、スクイブが着火されて燃焼ガスが発生すれば、瞬時に、第1,2破裂板が破裂して、燃焼ガスと加圧ガスとの混合ガスが吐出される構成であって、加圧ガスの昇温が不十分であった。すなわち、加圧ガスは、燃焼ガスの噴出口からの噴出時、中間室内に充満していた分が、昇温昇圧されるだけで、ガス封入室に封入されていた大部分のガスは、第1破裂板の破裂に続く第2破裂板の破裂に伴って、昇温されずに、吐出されていた。そのため、このような構成では、例えば、容積の大きなエアバッグを膨張させるように混合ガスの吐出量を多くして、出力を高めようとする際、ガス封入室に封入した加圧ガスや燃焼ガスを発生させるガス発生剤の封入量を増加させて対処しなけれならず、インフレーターの大型化を招いていた。
【0006】
さらに、上記のハイブリッドインフレーターでは、燃焼ガスに残渣が含まれていても、その残渣を捕捉できるように、構成されておらず、残渣を低減させた混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる点にも、改善の余地があった。
【0007】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、高出力で、かつ、コンパクトに構成できるとともに、残渣の流出も抑制できるハイブリッドインフレーターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るハイブリッドインフレーターは、作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと封入済みの加圧ガスとの混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターであって、
燃焼ガスを発生させるガス発生剤とスクイブとを収納したガス発生室と、
ガス吐出口を有した吐出室と、
ガス発生室と吐出室との間に、直列的に、配設されて、ガス発生室に対して、第1破裂板で塞がれた噴出口を介して連通され、かつ、吐出室に対して、第2破裂板で塞がれた流出口を介して連通される中間室と、
加圧ガスを封入させて中間室の周囲に配置されるとともに、中間室に対して、連通口を介して連通されるガス封入室と、
を備えて構成され、
中間室が、
ガス封入室の加圧ガスを流出口を経て吐出室に流出可能な流通路を確保して、
ガス発生室からの燃焼ガスを連通口側に案内可能として、連通口より燃焼ガスの流れの下流側で、噴出口と対向して噴出口を覆うように、ガス流れ規制部、を配設させて構成されていることを特徴とする。
【0009】
本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、作動時、ガス発生室内のガス発生剤が、スクイブの着火によって燃焼して、燃焼ガスを発生させる。そして、その衝撃波、圧力、熱等により、第1破裂板が破裂して噴出口を開口させることから、燃焼ガスが、噴出口を経て、ガス発生室から中間室に流入する。そして、中間室に流入した燃焼ガスは、連通口を経てガス封入室内に流入するとともに、吐出室側の流出口に向かおうとする。しかし、流出口側には、燃焼ガスを連通口側に案内可能に、噴出口と対向して噴出口を覆うように、ガス流れ規制部が、配設されている。そのため、噴出口からの燃焼ガスは、ガス流れ規制部によって流れを規制されて、流出口側へ流れ難くなり、連通口を経て、ガス封入室内に、流れることとなる。そして、ガス封入室内に流入した燃焼ガスは、ガス封入室内の加圧ガスを昇温させることから、ガス封入室の加圧ガスは、圧力が高まり、燃焼ガスとともに、流通路を経て、第2破裂板に高い圧力を作用させることとなって、第2破裂板を破裂させる。その結果、ガス封入室内で昇温昇圧された加圧ガスが、燃焼ガスと混合されて混合ガスとなり、この混合ガスが、流通路から、第2破裂板の破裂で開口した流出口を経て、吐出室に流入し、さらに、ガス吐出口から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口から吐出される混合ガスの加圧ガス分は、作動前のガス封入室に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部により案内されてガス封入室内に流入した燃焼ガスにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーターがコンパクトに構成されていても、混合ガスは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口から吐出されることとなり、インフレーターの出力が高められることとなる。
【0010】
さらに、ガス流れ規制部が、ガス発生室の噴出口と対向して噴出口を覆うように配設されており、噴出口からの燃焼ガスは、ガス流れ規制部に当たって流れる方向を変えることから、燃焼ガスに含まれていた残渣は、ガス流れ規制部に当たってガス流れ規制部に付着し、そして、除去される。そのため、ガス流れ規制部の部位を通過してガス吐出口から吐出される混合ガスは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなる。その結果、例えば、ハイブリッドインフレーターが、エアバッグを膨らませるエアバッグ装置に使用される場合、エアバッグの内部に高温の残渣を流入させることを防止することができる。
【0011】
したがって、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、高出力で、かつ、コンパクトに構成できるとともに、残渣の流出も抑制することができる。
【0012】
そして、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、ガス流れ規制部は、中間室の内周側の全域を塞ぐように、連通口より燃焼ガスの流れの下流側に、配設される閉塞板から形成し、中間室は、ガス流れ規制部より流出口側に接近した位置に、ガス封入室と連通する第2の連通口を設けて、流通路を配設させてもよい。
【0013】
このような構成では、ガス発生室からの燃焼ガスが、ガス流れ規制部としての閉塞板により、全量、連通口を経てガス封入室に流れることとなって、安定して、加圧ガスを昇温させることができる。そして、昇温された加圧ガスと燃焼ガスとの混合ガスは、第2連通口からなる流通路を経て、中間室の流出口側に流入し、開口した流出口を介して、吐出室に流入し、そして、ガス吐出口から吐出されることとなる。
【0014】
勿論、燃焼ガスは、ガス流れ規制部に当たって、残渣をガス流れ規制部に付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室内を経て、吐出室側に流れることから、ガス封入室内でも残渣を付着させつつ、ガス封入室内の加圧ガスの昇温昇圧を効果的に行える。その結果、上記の構成では、一層、効果的に、残渣の低減と加圧ガスの昇温昇圧とを図ることができる。
【0015】
また、本発明に係るハイブリッドインフレーターでは、ガス流れ規制部は、流通路を併設しつつ配設されるように、燃焼ガス中の残渣を捕捉可能として、燃焼ガスと加圧ガスとを通過可能なフィルタから、構成することができる。このような構成では、吐出室側に向かう混合ガスが、最終的に、フィルタを通過することとなって、その通過時に、フィルタが、さらに残渣を捕捉できて、一層、残渣の流出を抑制できる。
【0016】
あるいは、ガス流れ規制部としては、噴出口より小さな開口として流通路を形成する貫通孔を設けて、中間室の内周を塞ぐ穴開き閉塞板から、構成してもよい。このような構成の場合には、閉塞板に設ける貫通孔の大きさや数を、任意に調整できることから、吐出室から吐出させる混合ガスの流量特性の調整、例えば、混合ガスを長い時間をかけて吐出させたり、あるいは、混合ガスを短時間で多量に吐出させる等の調整、も可能となる。
【0017】
そして、上記のようにガス流れ規制部をフィルタや穴開き閉塞板から構成する場合には、中間室は、ガス流れ規制部より流出口側に接近した位置に、ガス封入室と連通する第2の連通口、を設けて構成してもよい。
【0018】
このような構成では、燃焼ガスがガス発生室の噴出口から噴出した際、燃焼ガスの大部分が、ガス流れ規制部により、噴出口に近い側の連通口を経て、ガス封入室に流れ、その後、噴出口から離れた側の連通口から中間室に流入して、吐出室側に流れる状態を確保できる。そのため、燃焼ガスは、ガス流れ規制部に当たって、残渣をガス流れ規制部に付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室内を経て、吐出室側に流れることから、ガス封入室内でも残渣を付着させつつ、ガス封入室内の加圧ガスの昇温昇圧を行えることとなって、残渣の低減と加圧ガスの昇温昇圧とを効果的に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る第1実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図2】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図1のII−II部位に対応する。
【図3】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図1のIII−III部位に対応する。
【図4】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図1のIV−IV部位に対応する。
【図5】第1実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【図6】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図7】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図6のVII−VII部位に対応する。
【図8】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの概略横断面であり、図6のVIII−VIII部位に対応する。
【図9】第2実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【図10】第3実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図11】第3実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【図12】第4実施形態のハイブリッドインフレーターの縦断面図である。
【図13】第4実施形態のハイブリッドインフレーターの作動時の状態を順に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、第1実施形態のハイブリッドインフレーター(以下、単に、インフレーターとする)1は、図1〜4に示すように、円柱状のハウジング3内の外周側に、円環状のガス封入室22を配設させるとともに、ガス封入室22の内側において、下方から上方にかけて、直列的に、ガス発生室26、中間室37、及び、吐出室45、を配設させて構成されている。そして、ハウジング3は、それぞれ、鋼等の金属材からなる天井側部4、及び、底側部11、を備えて構成されている。第1実施形態の場合、後述するように、ガス発生室26と中間室37とは、底側部11の挿通孔12aの周縁から延びる内側筒部15に、配設されている。
【0021】
上部側の天井側部4は、円板状の天板部5と、天板部5の外周縁から底側部11側の下方へ、円筒状に延びる周壁部8と、を備えて構成されている。天板部5の中央には、円柱状に上方へ突出する突出部6が配設されている。突出部6は、吐出室45の外壁を構成するものであり、円筒状の周壁6aには、ハウジング3の軸心Oと直交方向に混合ガスCGを吐出する円形に開口した複数のガス吐出口47が、配設されている。実施形態の場合、ガス吐出口47は、ハウジング3の軸心Oを中心とした周方向に沿って等間隔として、4個配設されている。周壁部8の下端には、外方へ突出するフランジ部9が配設され、フランジ部9には、インフレーター1を所定箇所に取り付けるための取付孔9aが、配設されている。
【0022】
下部側の底側部11は、円環状の底板部12と、底板部12の外縁から天板部5側の上方へ延びる円筒状の周壁部13と、底板部12の中央に配置された挿通孔12aの周縁から上下に延びる内側筒部15と、を備えて構成されている。周壁部13の上端13aは、天井側部4の周壁部8の下端8aと溶接されている。
【0023】
内側筒部15は、内周側に、内側筒部15の内周側を塞ぐように、円板状の中間壁部18が形成されている。そして、内側筒部15は、中間壁部18を間にして、底板部12側の内底側壁部16と、天板部5側の内天側壁部17と、から構成されている。中間壁部18は、ガス発生室26と中間室37とを区画する部位であり、中央には、円形に開口した噴出口34が形成されている。内底側壁部16は、ガス発生室26とガス封入室22とを区画する円筒状の区画壁を構成し、内天側壁部17は、ガス封入室22と中間室37とを区画する円筒状の区画壁を構成している。
【0024】
内天側壁部17は、中間壁部18に接近した位置に、円形に開口させた複数の連通口40を開口させ、また、天板部5に接近した位置に、円形に開口させた複数の第2の連通口(第2連通口)41を開口させている。これらの連通口40,41は、中間室37と後述するガス封入室22とを連通する開口であり、ハウジング3の軸心Oを中心として、放射状に8個ずつ配設されるとともに、第2連通口41の8個分の開口面積の総和が、4個分のガス吐出口47の開口面積の総和より、大きくなるように設定されている。なお、第1実施形態の場合、各連通口40は、それぞれ、第2連通口41と同じ開口面積として構成されている。
【0025】
そして、内側筒部15は、先端15aを天井側部4の天板部5の下面5aに溶接させるとともに、挿通孔12aの周縁から下方に延びる部位を、かしめ部19とし、このかしめ部19を、図1の二点鎖線から実線に示すように、塑性変形させつつ内側に倒すようにかしめて、ガス発生器27のスクイブ28を保持するホルダ30を、底側部11の底板部12に取付固定している。
【0026】
そして、加圧ガスPGを封入させたガス封入室22が、中間室37の周囲を囲むように、円環状として配設されている。具体的には、ガス封入室22は、天井側部4の天板部5と底側部11の底板部12との間で、内外周を、内側筒部15と周壁部8,13相互とにより、囲まれて形成されている。第1実施形態の場合、加圧ガスPGは、アルゴン等の不活性ガスが使用されている。
【0027】
なお、底板部12には、加圧ガスPGをガス封入室22に封入するために開口させた封入口23と、加圧ガスPGを封入した後に、封入口23を塞いだ封止ピン24と、が配設されている。
【0028】
ガス発生室26は、内側筒部15における中間壁部18の下方側の内底側壁部16に囲まれて、形成され、内底側壁部16内にガス発生器27を配設させて、かしめ部19をかしめて、ガス発生器27を内底側壁部16に取付固定することにより、形成されている。その際、ホルダ30がかしめ部19に押えられて、ガス発生器27が、ガス発生室26内に配設固定されることとなる。ガス発生器27は、燃焼時に、火炎を含んだ窒素ガス等の燃焼ガスFGを発生させるガス発生剤29が、アルミニウム合金等のカップ31内に収納されるとともに、ガス発生剤29を着火させるスクイブ28とカップ31とが円板状のホルダ30に組み付けられて構成されている。ホルダ30から離れたカップ31の天井壁32には、ガス発生剤29が燃焼して発生した燃焼ガスFGに押し開かれる複数の三角板状のフラップ32a(図5のA参照)が配設されている。フラップ32aの周縁には、切れ目を入れた図示しない破断予定部が放射状に配設され、各フラップ32aが、ハウジング3の軸心O側から周縁に向かって開くように、構成されている。
【0029】
なお、ガス発生剤29の燃焼した燃焼ガスFGは、加圧ガスPGを昇温昇圧させる加熱媒体FGとも言えることから、ガス発生剤29は、燃焼させて加熱媒体FGを発生させる熱媒体発生剤29、ガス発生室26は、熱媒体発生室26、ガス発生器27は、熱媒体発生器27、と言い換えることもできる。
【0030】
また、実施形態では、ガス発生剤(熱媒体発生剤)29を構成する組成物として、主成分のMg/Al合金に酸化剤やバインダを含有させたものが使用されており、その燃焼時、高温の気体成分より火炎を多く発生させた状態の加熱媒体(燃焼ガス)FGとなって、その火炎成分の多い燃焼ガスFGにより、主に、加圧ガスPGの昇温を促進させている。
【0031】
そして、中間壁部18に設けられた噴出口34は、金属板等からなる第1破裂板35によって塞がれており、第1破裂板35は、燃焼ガスFGの発生時に、その衝撃波や圧力、あるいは、熱等により、破裂される。
【0032】
中間室37は、天板部5と中間壁部18との間で、換言すれば、吐出室45とガス発生室26との間で、内天側壁部17で囲まれた部位に配設されている。中間室37は、既述したように、連通口40,41により、ガス封入室22と連通されている。
【0033】
この中間室37内には、ガス発生室26からの燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能として、連通口40より燃焼ガスFGの流れの下流側で、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38が、配設されている。このガス流れ規制部38は、ガス封入室22の加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRを確保して、配設されている。
【0034】
第1実施形態の場合、ガス流れ規制部38は、連通口40と第2連通口41との間における内天側壁部17の内周面に溶接されて配設された円板状の閉塞板39、から構成されている。この閉塞板39は、ハウジング1の天井側部4と同様な鋼等の金属材から形成されている。
【0035】
そして、第1実施形態の場合、閉塞板39が、連通口40と第2連通口41との間の内周側の全域を、完全に閉塞している。そのため、ガス封入室22の加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRは、ガス封入室22と中間室37との間の区画壁(内天側壁部)17において、ガス流れ規制部38と流出口42との間に配置された第2連通口41、により、確保されている。
【0036】
なお、第1実施形態では、中間室37が、閉塞板39によって上下に区画された状態となることから、換言すれば、中間室37は、閉塞板39により、燃焼ガスFGの上流側となる下部側の上流室37aと、燃焼ガスFGの下流側となる上部側の下流室37bと、から構成されている、ともいえる。
【0037】
吐出室45は、天板部5の突出部6内に設けられて、既述したように、複数(実施形態では4個)のガス吐出口47を備えて構成されている。そして、吐出室45は、中間室37との間に、金属製の第2破裂板43によって塞がれた流出口42を配設させている。流出口42は、天板部5の突出部6の内周縁に配設され、昇温昇圧された加圧ガスPGと燃焼ガスFGとの混合ガスCGの圧力の作用時、第2破裂板43が破裂することにより開口する。その際、混合ガスCGは、開口した流出口42を経て、中間室37から流出されて吐出室45内に流入し、そして、ガス吐出口47から吐出されることとなる。
【0038】
なお、実施形態の場合、第2破裂板43は、ガス発生室26内で発生した燃焼ガスFGが、第1破裂板35を破裂させて中間室37の上流室37aや下流室37bに流入しても、直ちに破裂しないように設定されている。すなわち、中間室37に流入した燃焼ガスFGが、連通口40を経て、ガス封入室22内の加圧ガスPGを、十分、昇温昇圧できるように、第2破裂板43は、中間壁部18からの距離Lや肉厚t、あるいは、連通口40,41による燃焼ガスFGの圧力損失等が考慮されて、強度が設定されている。そして、第1実施形態の場合、第2破裂板43は、中間室37の下流室37b内が90MPa以上となった際に、破裂するように設定されている。ちなみに、ガス封入室22に封入した加圧ガスPGは、40MPaとしている。
【0039】
そして、第1実施形態のインフレーター1では、作動時、まず、図1、図5のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させる。そして、その燃焼ガスFGの衝撃波、圧力、熱、あるいは、押し開かれるフラップ32aの衝突等により、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そのため、まず、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37の上流室37aに流入する。そして、中間室37の上流室37aに流入した燃焼ガスFGは、連通口40を経てガス封入室22内に流入するとともに、吐出室45側の流出口42に向かおうとする。しかし、流出口42側には、燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能に、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38が、配設されている。そのため、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38によって流れを規制されて、流出口42側へ流れ難くなり、連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そして、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGは、ガス封入室22内の加圧ガスPGを昇温させることから、ガス封入室22の加圧ガスPGは、圧力が高まり、燃焼ガスFGとともに、流通路FRの第2連通口41を経て、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなり、第2破裂板43を破裂させる。その結果、図5のBに示すように、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、流通路FRの第2連通口41から、第2破裂板43の破裂で開口した流出口2を経て、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部38により案内されてガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1がコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1の出力が高められることとなる。
【0040】
さらに、ガス流れ規制部38が、ガス発生室26の噴出口34と対向して噴出口34を覆うように配設されており(換言すれば、ガス発生室26の噴出口34から噴出する燃焼ガスFGの流れと交差、特に、直交交差、するように配設されており)、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38に当たって流れる方向を変えることから(換言すれば、軸方向ODに沿った方向から略直角に曲がるように、軸方向ODと直交する方向に変えることから)、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、ガス流れ規制部38に当たってガス流れ規制部38に付着し、そして、除去される。そのため、ガス流れ規制部38の部位を通過してガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなる。その結果、例えば、ハイブリッドインフレーター1が、エアバッグを膨らませるエアバッグ装置に使用される場合、エアバッグの内部に高温の残渣を流入させることを防止することができる。
【0041】
したがって、第1実施形態のインフレーター1では、高出力で、かつ、コンパクトに構成できるとともに、残渣の流出も抑制することができる。
【0042】
そして、第1実施形態のインフレーター1では、ガス流れ規制部38が、中間室37の内周側の全域を塞ぐように、連通口40より燃焼ガスFGの流れの下流側に、配設される閉塞板39から形成されている。そして、中間室37は、ガス流れ規制部38より流出口42側に接近した位置に、ガス封入室22と連通する第2連通口41を設けて、ガス封入室22の加圧ガスPGを流出口42を経て吐出室45に流出可能な流通路FRを確保している。
【0043】
そのため、この第1実施形態では、ガス発生室26からの燃焼ガスFGが、ガス流れ規制部38としての閉塞板39により、全量、連通口40を経てガス封入室22に流れることとなって、安定して、加圧ガスPGを昇温させることができる。そして、昇温された加圧ガスPGと燃焼ガスFGとの混合ガスCGは、第2連通口41からなる流通路FRを経て、中間室37の流出口42側(下流室37b)に流入し、開口した流出口42を介して、吐出室45に流入し、そして、ガス吐出口47から吐出されることとなる。
【0044】
勿論、燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38に当たって、残渣をガス流れ規制部38に付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室22内を経て、吐出室45側に流れることから、ガス封入室22内でも残渣を付着させつつ、ガス封入室22内の加圧ガスPGの昇温昇圧を効果的に行える。その結果、第1実施形態のインフレーター1では、一層、効果的に、残渣の低減と加圧ガスPGの昇温昇圧とを図ることができる。
【0045】
なお、第1実施形態では、ガス流れ規制部38として、中間室37内を完全に閉塞するように、噴出口34と対向して噴出口34を覆う円板状の閉塞板39から構成するものを例示した。しかし、図6〜9に示す第2実施形態のインフレーター1Aのように、ガス流れ規制部38A自体が、連通口40側に燃焼ガスFGを案内する機能を維持しつつ、昇温された加圧ガスPGを流出口42側に流し可能な流通路FRの機能を確保して、構成されていてもよい。第2実施形態の場合、ガス流れ規制部38Aは、流通路FRを併設しつつ配設されるように、燃焼ガスFG中の残渣を捕捉可能として、燃焼ガスFGと加圧ガスPGとを通過可能なフィルタ49から、構成されている。
【0046】
この第2実施形態のインフレーター1Aは、図6〜9に示すように、第1実施形態と同様に、円柱状のハウジング3内の外周側に、円環状のガス封入室22を配設させるとともに、ガス封入室22の内側において、下方から上方にかけて、直列的に、ガス発生室26、中間室37、及び、吐出室45、を配設させて構成されている。そして、ハウジング3は、それぞれ、鋼等の金属材からなる天井側部4、底側部11、内側筒部15、及び、キャップ20、を備えて構成されている。
【0047】
上部側の天井側部4は、第1実施形態と同様に、円板状の天板部5と、天板部5の外周縁から底側部11側の下方へ、円筒状に延びる周壁部8と、を備えて構成されている。天板部5の中央には、円柱状に上方へ突出する突出部6が配設されている。突出部6は、吐出室45の外壁を構成するものであり、円筒状の周壁6aには、ハウジング3の軸心Oと直交方向に混合ガスCGを吐出する円形に開口した複数のガス吐出口47が、配設されている。実施形態の場合、ガス吐出口47は、ハウジング3の軸心Oを中心とした周方向に沿って等間隔として、4個配設されている。周壁部8の下端には、外方へ突出するフランジ部9が配設され、フランジ部9には、インフレーター1を所定箇所に取り付けるための取付孔9aが、配設されている。
【0048】
下部側の底側部11は、円環状の底板部12と、底板部12の外縁から天板部5側の上方へ延びる円筒状の周壁部13と、を備えて構成されている。周壁部13の上端13aは、天井側部4の周壁部8の下端8aと溶接されている。底板部12の中央には、挿通孔12aが開口され、内側筒部15が挿通されている。
【0049】
内側筒部15は、内周側に、内側筒部15の内周側を塞ぐように、円板状の中間壁部18が形成されている。そして、内側筒部15は、中間壁部18を間にして、底板部12側の内底側壁部16と、天板部5側の内天側壁部17と、から構成されている。中間壁部18は、ガス発生室26と中間室37とを区画する部位であり、中央には、円形に開口した噴出口34が形成されている。内底側壁部16は、ガス発生室26とガス封入室22とを区画する円筒状の区画壁を構成し、内天側壁部17は、ガス封入室22と中間室37とを区画する円筒状の区画壁を構成している。そして、内天側壁部17は、天板部5より中間壁部18に接近した位置に、円形に開口させた複数の連通口40を開口させている。連通口40は、ハウジング3の軸心Oを中心として、放射状に8個配設されるとともに、連通口40の8個分の開口面積の総和が、4個分のガス吐出口47の開口面積の総和より、大きくなるように設定されている。
【0050】
内側筒部15は、先端15aを天井側部4の天板部5の下面5aに溶接させるとともに、内底側壁部16の軸方向の中間部位を、底側部11の底板部12における挿通孔12aの内周縁に対して、溶接させている。
【0051】
そして、アルゴン等の加圧ガスPGを封入させたガス封入室22が、中間室37の周囲を囲むように、円環状として配設されている。具体的には、ガス封入室22は、天井側部4の天板部5と底側部11の底板部12との間で、内外周を、内側筒部15と周壁部8,13相互とにより、囲まれて形成されている。
【0052】
なお、図6には図示していないものの、天板部5には、加圧ガスPGをガス封入室22に封入するために開口させた封入口23と、加圧ガスPGを封入した後に、封入口23を塞いだ封止ピン24と、が配設されている(図10参照)。
【0053】
ガス発生室26は、内側筒部15における中間壁部18の下方側の内底側壁部16に囲まれて、形成され、内底側壁部16内にガス発生器27を配設させて、内底側壁部16の雄ねじ部16aに雌ねじ部20aを螺合させ、内底側壁部16にキャップ20を締結することによって、形成されている。その際、ホルダ30がキャップ20に押えられて、ガス発生器27が、ガス発生室26内に配設固定されることとなる。ガス発生器27は、第1実施形態のものと同様に、燃焼時に、火炎を含んだ窒素ガス等の燃焼ガスFGを発生させるガス発生剤29が、アルミニウム合金等のカップ31内に収納されるとともに、ガス発生剤29を着火させるスクイブ28とカップ31とが円板状のホルダ30に組み付けられて構成されている。ホルダ30から離れたカップ31の天井壁32には、ガス発生剤29が燃焼して発生した燃焼ガスFGに押し開かれる複数の三角板状のフラップ32a(図9のA参照)が配設されている。フラップ32aの周縁には、切れ目を入れた図示しない破断予定部が放射状に配設され、各フラップ32aが、ハウジング3の軸心O側から周縁に向かって開くように、構成されている。
【0054】
そして、中間壁部18に設けられた噴出口34は、金属板等からなる第1破裂板35によって塞がれており、第1破裂板35は、燃焼ガスFGの発生時に、その衝撃波や圧力、あるいは、熱等により、破裂される。
【0055】
中間室37は、第1実施形態と同様に、天板部5と中間壁部18との間で、換言すれば、吐出室45とガス発生室26との間で、内天側壁部17で囲まれた部位に配設されている。中間室37は、既述したように、連通口40により、ガス封入室22と連通されている。
【0056】
そして、中間室37内には、噴出口34から吐出室45側の流出口42までの燃焼ガスFGの流路中であって、連通口40より燃焼ガスFGの流れの下流側の位置に、ガス流れ規制部38としてのフィルタ49が、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、配設されている。このフィルタ49は、燃焼ガスFGの流れと直交交差して燃焼ガスFGの流れの抵抗となるように、ハウジング3の軸心Oと直交させて、内天側壁部17の内周面17aに固着されている。このフィルタ49は、汎用のパイロタイプのインフレーターでも使用されているもので、通過時の燃焼ガスFG中の残渣を捕捉可能としており、ステンレスワイヤ等の細長い金属線や帯片を、折り曲げつつ、円板状のブロック状に圧縮成形することにより、形成されている。
【0057】
吐出室45は、第1実施形態と同様に、天板部5の突出部6内に設けられて、既述したように、複数(実施形態では4個)のガス吐出口47を備えて構成されている。そして、吐出室45は、中間室37との間に、金属製の第2破裂板43によって塞がれた流出口42を配設させている。流出口42は、天板部5の突出部6の内周縁に配設され、昇温昇圧された加圧ガスPGと燃焼ガスFGとの混合ガスCGの圧力の作用時、第2破裂板43が破裂することにより開口する。
【0058】
なお、第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、第2破裂板43は、ガス発生室26内で発生した燃焼ガスFGが、第1破裂板35を破裂させて中間室37に流入しても、直ちに破裂しないように設定されている。すなわち、中間室37に流入した燃焼ガスFGが、連通口40を経て、ガス封入室22内の加圧ガスPGを昇温昇圧できるように、第2破裂板43は、中間壁部18からの距離Lや肉厚t、あるいは、フィルタ49による燃焼ガスFGの圧力損失等が考慮されて、強度が設定されている。そして、第2実施形態でも、第2破裂板43は、中間室37内が90MPa以上となった際に、破裂するように設定されている。ちなみに、インフレーター1Aのガス封入室22に封入した加圧ガスPGは、第1実施形態と同様に、40MPaとしている。
【0059】
そして、第2実施形態のインフレーター1Aでは、作動時、まず、図6、図9のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させる。そして、その燃焼ガスFGの衝撃波、圧力、熱、あるいは、押し開かれるフラップ32aの衝突等により、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そのため、まず、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37に流入する。そして、中間室37に流入した燃焼ガスFGは、連通口40を経てガス封入室22内に流入するとともに、吐出室45側の流出口42に向かおうとする。しかし、流出口42側には、燃焼ガスFGを連通口40側に案内可能に、噴出口34と対向して噴出口34を覆うように、ガス流れ規制部38Aとしてのフィルタ49が、配設されている。そのため、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38Aによって流れを規制されて、流出口42側へ流れ難くなり、連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そして、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGは、ガス封入室22内の加圧ガスPGを昇温させることから、ガス封入室22の加圧ガスPGは、圧力が高まり、燃焼ガスFGとともに、流通路FR(フィルタ49の多数の孔)を経て、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなって、第2破裂板43を破裂させる。その結果、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、フィルタ49の流通路FRから、第2破裂板43の破裂で開口した流出口42を経て、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部38Aにより案内されてガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1Aがコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1Aの出力が高められることとなる。
【0060】
さらに、ガス流れ規制部38Aが、ガス発生室26の噴出口34と対向して噴出口34を覆うように配設されており、噴出口34からの燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38Aに当たって流れる方向を変えることから、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、ガス流れ規制部38Aに当たってガス流れ規制部38Aに付着し、そして、除去される。そのため、ガス流れ規制部38Aの部位を通過してガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなり、第1実施形態と同様な作用,効果を得ることができる。
【0061】
そして、第2実施形態のインフレーター1では、ガス流れ規制部38が、燃焼ガスFG中の残渣を捕捉可能として、燃焼ガスFGと加圧ガスPGとを通過可能なフィルタ49から、構成されている。そのため、このインフレーター1では、吐出室45側に向かう混合ガスCGが、最終的に、全量、フィルタ49を通過することとなって、その通過時に、フィルタ49が、さらに残渣を捕捉できて、一層、残渣の流出を抑制できる。
【0062】
なお、第2実施形態では、ガス流れ規制部38Aとして、フィルタ49を利用した場合を示したが、図10,11に示す第3実施形態のインフレーター1Bのように、ガス流れ規制部38Bを、噴出口34より小さな開口として流通路FRを形成する貫通孔60を設けて、中間室37の内周を塞ぐ穴開き閉塞板59から、構成してもよい。このインフレーター1Bは、第2実施形態と相違して、フィルタ49の代わりに、穴開き閉塞板59を使用した点が相違するだけであり、他の部位・部材を、第2実施形態と同じ構成としており、同じ部位・部材には、第2実施形態と同じ符号を付けて説明を省略する。
【0063】
この第3実施形態のインフレーター1Bでも、作動時、図10、図11のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させ、その発生に伴って、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そして、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37に流入して、吐出室45側の流出口42に向かおうとしても、中間室37には、燃焼ガスFGを連通口40側に案内するガス流れ規制部38Bとしての穴開き閉塞板59が、配設されているため、燃焼ガスFGは、流出口42側へ流れ難く、連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そのため、ガス封入室22の加圧ガスPGが、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGによって昇温昇圧され、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなって、図11のBに示すように、第2破裂板43を破裂させる。その結果、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、連通口40を経て、ガス封入室22から中間室37に流入し、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、穴開き閉塞板59の貫通孔60を通り、第2破裂板43の破裂で開口した流出口42を通って、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、ガス流れ規制部38Bによってガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1Bがコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1Bの出力が高められることとなる。
【0064】
さらに、ガス流れ規制部38Bの穴開き閉塞板59が、ガス発生室26の噴出口34と対向して噴出口34を覆うように配設されており、換言すれば、ガス発生室26の噴出口34から噴出する燃焼ガスFGの流れと交差(特に、直交交差)するように配設されており、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、穴開き閉塞板59に当たって穴開き閉塞板59に付着して、除去されるため、ガス流れ規制部38Bとしての穴開き閉塞板59の部位を通過してガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなって、第2実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。
【0065】
さらに、第3実施形態では、穴開き閉塞板59に設ける貫通孔60の大きさや数を、任意に調整できることから、吐出室45から吐出させる混合ガスCGの流量特性の調整、例えば、混合ガスCGを長い時間をかけて吐出させたり、あるいは、混合ガスCGを短時間で多量に吐出させる等の調整、も可能となる。
【0066】
さらにまた、第2,3実施形態のインフレーター1A,11のように、ガス流れ規制部38A,38B自体が、流通路FRを併設するように、配設される場合でも、中間室37には、ガス流れ規制部38A,38Bより流出口42側に接近した位置に、ガス封入室22と連通する第2の連通口(第2連通口)41、を設けてもよい。
【0067】
例えば、図12,13に示す第4実施形態のインフレーター1Cでは、ガス流れ規制部38Cが、第2実施形態と同様なフィルタ49から形成され、中間室37には、ガス流れ規制部38Cより、流出口42側に接近した位置に、第1実施形態と同様に、8個の第2連通口41が、形成されている。
【0068】
この第4実施形態のインフレーター1Cでも、作動時、図12、図13のAに示すように、ガス発生室26内のガス発生剤29が、スクイブ28の点火により着火されて燃焼し、燃焼ガスFGを発生させ、その発生に伴って、第1破裂板35が破裂して、噴出口34が開口する。そして、燃焼ガスFGが、噴出口34を経て、ガス発生室26から中間室37に流入して、吐出室45側の流出口42に向かおうとしても、燃焼ガスFGを連通口40側に案内するガス流れ規制部38Bとしてのフィルタ49が配設されているため、燃焼ガスFGは、流出口42側へ流れ難く、中間室37の上流室37a側の連通口40を経て、ガス封入室22内に、流れることとなる。そのため、ガス封入室22の加圧ガスPGが、ガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGによって昇温昇圧され、中間室37の下流室37b側の第2連通口41を経て、第2破裂板43に高い圧力を作用させることとなって、図13のBに示すように、第2破裂板43を破裂させる。その結果、ガス封入室22内で昇温昇圧された加圧ガスPGが、第2連通口41を経て、ガス封入室22から中間室37の下流室37bに流入し、燃焼ガスFGと混合されて混合ガスCGとなり、この混合ガスCGが、第2破裂板43の破裂で開口した流出口42を通って、吐出室45に流入し、さらに、ガス吐出口47から吐出されることとなる。そして、このガス吐出口47から吐出される混合ガスCGの加圧ガスPG分は、作動前のガス封入室22に流入されていた状態に比べて、フィルタ49によってガス封入室22内に流入した燃焼ガスFGにより、積極的に、昇温昇圧されており、インフレーター1Cがコンパクトに構成されていても、混合ガスCGは、容積を増大させて、高い圧力の状態で、ガス吐出口47から吐出されることとなり、インフレーター1Cの出力が高められることとなる。
【0069】
さらに、ガス流れ規制部38Cとしてのフィルタ49が、ガス発生室26の噴出口34から噴出する燃焼ガスFGの流れと直交交差するように配設されており、燃焼ガスFGに含まれていた残渣は、フィルタ49に当たってフィルタ49に付着したり、あるいは、フィルタ49内を通過する際に捕捉されて、除去されるため、第2連通口41を経て、あるいは、フィルタ49を通過して、ガス吐出口47から吐出される混合ガスCGは、残渣を低減させた状態として、吐出されることとなって、第2,3実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。
【0070】
さらに付言すると、第4実施形態では、燃焼ガスFGがガス発生室26の噴出口34から噴出した際、燃焼ガスFGが、ガス流れ規制部38Cにより、噴出口34に近い側の第1段目の連通口40を経て、ガス封入室22に流れ、その後、噴出口34から離れた側の第2段目の第2連通口41から中間室37に流入して、吐出室45側に流れる状態を確保できる。そのため、燃焼ガスFGは、ガス流れ規制部38Cに当たって、残渣をガス流れ規制部38Cに付着させるとともに、積極的に、迂回するように、ガス封入室22内を経て、吐出室45側に流れることから、ガス封入室22内でも、その内周面22aに残渣を付着させつつ、ガス封入室22内の加圧ガスPGの昇温昇圧を行えることとなって、残渣の低減と加圧ガスPGの昇温昇圧とを効果的に図ることができる。
【0071】
なお、第4実施形態では、ガス流れ規制部38Cとして、フィルタ49を使用した場合を示したが、第3実施形態の貫通孔60を設けた穴開き閉塞板59を、ガス流れ規制部38Cとして、配設してもよい。
【0072】
さらに、第4実施形態において、第2段目の第2連通口41の流出口42側に、流通路FRを併設している第2段目のフィルタ49や穴開き閉塞板59等のガス流れ規制部を配設させてもよい。
【0073】
さらにまた、中間室37内の噴出口34から流出口42にかけての内周側に、多段で、ガス流れ規制部38としてのフィルタ49や穴開き閉塞板59を、適宜、組み合わせて、配設させても良い。
【符号の説明】
【0074】
1…(ハイブリッド)インフレーター、
22…ガス封入室、
26…ガス発生室、
28…スクイブ、
29…ガス発生剤、
34…噴出口、
35…第1破裂板、
37…中間室、
38,38A,38B、38C…ガス流れ規制部、
39…閉塞板、
40…連通口、
41…第2連通口、
42…流出口、
43…第2破裂板、
45…吐出室、
47…ガス吐出口、
49…フィルタ、
59…穴開き閉塞板、
60…貫通孔、
RF…流通路、
PG…加圧ガス、
FG…燃焼ガス、
CG…混合ガス。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと封入済みの加圧ガスとの混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターであって、
前記燃焼ガスを発生させるガス発生剤と前記スクイブとを収納したガス発生室と、
前記ガス吐出口を有した吐出室と、
前記ガス発生室と前記吐出室との間に、直列的に、配設されて、前記ガス発生室に対して、第1破裂板で塞がれた噴出口を介して連通され、かつ、前記吐出室に対して、第2破裂板で塞がれた流出口を介して連通される中間室と、
前記加圧ガスを封入させて前記中間室の周囲に配置されるとともに、前記中間室に対して、連通口を介して連通されるガス封入室と、
を備えて構成され、
前記中間室が、
前記ガス封入室の加圧ガスを前記流出口を経て前記吐出室に流出可能な流通路を確保して、
前記ガス発生室からの前記燃焼ガスを前記連通口側に案内可能として、前記連通口より前記燃焼ガスの流れの下流側で、前記噴出口と対向して前記噴出口を覆うように、ガス流れ規制部、を配設させて構成されていることを特徴とするハイブリッドインフレーター。
【請求項2】
前記ガス流れ規制部が、前記中間室の内周側の全域を塞ぐように、前記連通口より前記燃焼ガスの流れの下流側に、配設される閉塞板から形成され、
前記中間室が、前記ガス流れ規制部より前記流出口側に接近した位置に、前記ガス封入室と連通する第2の連通口を設けて、前記流通路を配設させていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項3】
前記ガス流れ規制部が、前記流通路を併設しつつ配設されるように、前記燃焼ガス中の残渣を捕捉可能として、前記燃焼ガスと前記加圧ガスとを通過可能なフィルタから、構成されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項4】
前記ガス流れ規制部が、前記噴出口より小さな開口として前記流通路を形成する貫通孔を設けて、前記中間室の内周を塞ぐ穴開き閉塞板から、構成されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項5】
前記中間室が、前記ガス流れ規制部より前記流出口側に接近した位置に、前記ガス封入室と連通する第2の連通口、を設けて構成されていることを特徴とする請求項3若しくは請求項4に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項1】
作動時に、スクイブの着火により発生する燃焼ガスと封入済みの加圧ガスとの混合ガスを、ガス吐出口から吐出させる構成のハイブリッドインフレーターであって、
前記燃焼ガスを発生させるガス発生剤と前記スクイブとを収納したガス発生室と、
前記ガス吐出口を有した吐出室と、
前記ガス発生室と前記吐出室との間に、直列的に、配設されて、前記ガス発生室に対して、第1破裂板で塞がれた噴出口を介して連通され、かつ、前記吐出室に対して、第2破裂板で塞がれた流出口を介して連通される中間室と、
前記加圧ガスを封入させて前記中間室の周囲に配置されるとともに、前記中間室に対して、連通口を介して連通されるガス封入室と、
を備えて構成され、
前記中間室が、
前記ガス封入室の加圧ガスを前記流出口を経て前記吐出室に流出可能な流通路を確保して、
前記ガス発生室からの前記燃焼ガスを前記連通口側に案内可能として、前記連通口より前記燃焼ガスの流れの下流側で、前記噴出口と対向して前記噴出口を覆うように、ガス流れ規制部、を配設させて構成されていることを特徴とするハイブリッドインフレーター。
【請求項2】
前記ガス流れ規制部が、前記中間室の内周側の全域を塞ぐように、前記連通口より前記燃焼ガスの流れの下流側に、配設される閉塞板から形成され、
前記中間室が、前記ガス流れ規制部より前記流出口側に接近した位置に、前記ガス封入室と連通する第2の連通口を設けて、前記流通路を配設させていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項3】
前記ガス流れ規制部が、前記流通路を併設しつつ配設されるように、前記燃焼ガス中の残渣を捕捉可能として、前記燃焼ガスと前記加圧ガスとを通過可能なフィルタから、構成されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項4】
前記ガス流れ規制部が、前記噴出口より小さな開口として前記流通路を形成する貫通孔を設けて、前記中間室の内周を塞ぐ穴開き閉塞板から、構成されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドインフレーター。
【請求項5】
前記中間室が、前記ガス流れ規制部より前記流出口側に接近した位置に、前記ガス封入室と連通する第2の連通口、を設けて構成されていることを特徴とする請求項3若しくは請求項4に記載のハイブリッドインフレーター。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2011−225197(P2011−225197A)
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−190620(P2010−190620)
【出願日】平成22年8月27日(2010.8.27)
【出願人】(000241463)豊田合成株式会社 (3,467)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月27日(2010.8.27)
【出願人】(000241463)豊田合成株式会社 (3,467)
【Fターム(参考)】
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