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公開番号2020203498
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201224
出願番号2019110741
出願日20190614
発明の名称ガス発生器
出願人日本化薬株式会社
代理人
主分類B60R 21/272 20060101AFI20201127BHJP(車両一般)
要約【課題】本発明は、タンク室の内部に発熱剤を配置してなるガス発生器において、ガス発生器自体の構成の簡素化を図る。
【解決手段】ガス発生器1Aの構成は、長尺筒状のハウジングの内部に配置された圧縮ガスが封入されたタンク室S2と、ハウジングの一端部に組付けられた点火器22と、ハウジングの内部には圧縮ガスを封入するためにハウジングの途中を仕切るための仕切り部40と、ハウジングの内部の空間であって、かつ仕切り部から見て一方端部側の空間が、点火器に面する点火室S1として構成され、他端側の空間が、タンク室として構成され、仕切り部には、点火室とタンク室とを連通させるための連通孔がハウジングの軸方向に設けられ、連通孔を閉鎖するとともに点火器の作動に起因して開裂が可能な第1破裂板42が仕切り部の一方端側の主面に溶接され、タンク室の内部の圧縮ガスが封入された空間に発熱剤がハウジングの周壁部60に配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
軸方向の一端部および他端部が閉塞された周壁部を有する長尺筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置された圧縮ガスが封入されたタンク室と、
前記ハウジングの前記一端部に組付けられた点火器とを備え、
前記ハウジングの内部には、前記圧縮ガスを封入するために前記ハウジングの途中を仕切るように設けられた前記ハウジングの内部の空間を仕切る仕切り部とを含み、
前記ハウジングの内部の空間であって、かつ前記仕切り部から見て前記一方端部側の空間が、前記点火器に面する点火室として構成され、
前記ハウジングの内部の空間であって、かつ前記仕切り部から見て前記他端側の空間が、前記タンク室として構成され、
前記仕切り部には、前記点火室と前記タンク室とを連通させるための連通孔が前記ハウジングの軸方向に設けられ、前記連通孔を閉鎖するとともに、前記点火器の作動に起因して開裂が可能な第1破裂板が設けられ、
前記第1破裂板が、前記仕切り部の前記一方端側の主面に溶接され、
前記タンク室の内部の圧縮ガスが封入された空間に発熱剤を備え、
前記発熱剤が前記ハウジングの前記周壁部に配置されている、ガス発生器。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
軸方向の一端部および他端部が閉塞された周壁部を有する長尺筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置された圧縮ガスが封入されたタンク室と、
前記ハウジングの前記一端部に組付けられた点火器と
前記ハウジングの前記他端部に組み付けられた、ガス流路部としての中空部が形成された一端が閉塞された筒状形状のノズル部を備え、
前記ハウジングの内部には、前記圧縮ガスを封入するために前記ハウジングの途中を仕切るように設けられた前記ハウジングの内部の空間を仕切る仕切り部とを含み、
前記ハウジングの内部の空間であって、かつ前記仕切り部から見て前記一方端部側の空間が、前記点火器に面する点火室として構成され、
前記ハウジングの内部の空間であって、かつ前記仕切り部から見て前記他端側の空間が、前記タンク室として構成され、
前記仕切り部には、前記点火室と前記タンク室とを連通させるための連通孔が前記ハウジングの軸方向に設けられ、前記連通孔を閉鎖するとともに、前記点火器の作動に起因して開裂が可能な第1破裂板が設けられ、
前記第1破裂板が、前記仕切り部の前記一方端側の主面に溶接され、
前記ノズル部には、前記中空部と前記タンク室とを連通させるための連通孔が前記ハウジングの軸方向に設けられ、前記連通孔を閉鎖するとともに、前記点火器の作動に起因して開裂が可能な第2破裂板が設けられ、
前記タンク室の内部の圧縮ガスが封入された空間に発熱剤を備え、
前記発熱剤は第1破裂板又は第2破裂板に隣接して配置されている、ガス発生器。
【請求項3】
前記タンク室の周壁部が凹凸形状である、請求項1又は請求項2に記載のガス発生器。
【請求項4】
前記発熱剤の発火温度が150℃以上500℃以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガス発生器。
【請求項5】
前記発熱剤が前記タンク室にエアスプレーまたは浸漬によって塗布されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガス発生器。
【請求項6】
前記タンク室の圧縮ガスの充填圧が40MPa以上100MPa以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガス発生器。
【請求項7】
前記第1破裂板又は第2破裂板が、前記仕切り部又は前記ノズル部にレーザー溶接、摩擦圧接、抵抗溶接によって溶接されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガス発生器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ハウジングの内部に設けられたタンク室に配置された発熱剤が、点火器が作動することで着火し、外部に向けて噴出するように構成されたガス発生器に関する。
続きを表示(約 6,500 文字)【背景技術】
【0002】
自動車等の乗員保護装置であるエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器は、車両等衝突時に車両に別途設けられたコントロールユニットからの通電によって点火器が着火し、これに起因して瞬時に多量のガスが外部に向けて放出されるように構成されたものであり、これによってエアバッグを膨張および展開させる。当該ガス発生器は、そのガスの放出メカニズムに基づき、パイロ型ガス発生器と、ストアード型ガス発生器と、ハイブリッド型ガス発生器とに大別される。
【0003】
パイロ型ガス発生器は、ガス発生剤がハウジングの内部に収容されてなるものであり、ガス発生剤が点火器の作動によって着火されて燃焼し、これによって多量のガスが発生させられて外部に放出されるものである。
【0004】
ストアード型ガス発生器は、圧縮ガスがハウジングの内部に封入されてなるものであり、圧縮ガスを封止する破裂板が点火器の作動によって開裂し、これによって圧縮ガスが外部に放出されるものである。
【0005】
ハイブリッド型ガス発生器は、圧縮ガスがハウジングの内部に封入されるとともに、さらに発熱剤がハウジングの内部に収容されてなるものであり、圧縮ガスを封止する破裂板が点火器の作動によって開裂するとともに、発熱剤が点火器の作動によって着火されて燃焼し、これにより圧縮ガスが断熱膨張することで発生し得るエネルギーロスを当該発熱剤が燃焼することで生じる熱によって補いつつ、圧縮ガスが外部に放出されるように構成されたものである。
【0006】
ここで、上述した各種のガス発生器のうち、ストアード型ガス発生器の具体的な構造が開示された文献としては、たとえば特開2003−182506号公報(特許文献1)等があり、ハイブリッド型ガス発生器の具体的な構造が開示された文献としては、たとえば特開2009−51236号公報(特許文献2)や特開2016−68658号公報(特許文献3)等がある。
【0007】
このうち、上記特許文献1に開示のストアード型ガス発生器および上記特許文献2に開示のハイブリッド型ガス発生器は、一般にブローダウン構造と称される構造のものであり、圧縮ガスが封入されたタンク室と点火器が収容された点火室とを仕切る仕切り部に連通孔が設けられるとともに、タンク室を規定する部分のハウジングにガス噴出口が設けられてなるものである。当該ブローダウン構造のストアード型ガス発生器およびハイブリッド型ガス発生器においては、連通孔およびガス噴出口がいずれもタンク室に面するように設けられているため、上述した破裂板は、これら連通孔およびガス噴出口をそれぞれ個別に閉鎖するように一対設けられる。
【0008】
一方、上記特許文献3に開示のハイブリッド型ガス発生器は、一般にリバースフロー構造と称される構造のものであり、圧縮ガスが封入されたタンク室と点火器が収容された点火室とを仕切る仕切り部に連通孔が設けられるとともに、点火室を規定する部分のハウジングにガス噴出口が設けられてなるものである。当該リバースフロー構造のハイブリッド型ガス発生器においては、連通孔およびガス噴出口のうちの連通孔のみがタンク室に面するように設けられているため、上述した破裂板は、この連通孔を閉鎖するように設けられ、ガス噴出口は、点火室を外部から気密に封止する封止部材によって閉鎖されるのみである。
【0009】
上述したハイブリッド型ガス発生器においては、ハウジングの内部に発熱剤を配置することで、熱の膨張を利用して、ストアード型ガス発生器よりも小型軽量が可能である。発熱剤を配置する位置として、点火室または燃焼室が知られているが、加圧室に発熱剤を配置している構造としては、たとえば特開2018−177170号公報(特許文献4)に開示の構造が知られている。
【0010】
当該特許文献4に開示の発明によれば、発熱剤はハウジング内で高圧力状態が形成された加圧領域に配置されている。加圧領域の圧力は0.2MPa〜2.0MPaであり、内部にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガスが充填されている。加圧領域は点火器の作動前において気密状態を維持し、点火器の作動により発生する発熱剤からの燃焼ガスによってシール部材が開裂する領域を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
特開2003−182506号公報
特開2009−051236号公報
特開2016−068658号公報
特開2018−177170号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、上記特許文献4に開示される如くの発熱剤を加圧領域に配置する場合には、発熱剤は圧力依存するため、高圧力下で発熱剤が燃焼すると、燃焼速度が異常に速くなり、ハウジングが内圧に耐えきれず、破裂する恐れがある。解決方法として、発熱剤の配置量を減らすことで内圧の制御は可能であるが、発熱剤の配置量は加圧領域の体積に依存するため、配置量を調整することは困難であった。さらに、ガス発生器を小型軽量しつつ、所望のガス圧を達成するには、加圧領域の充填圧を高めていく方法や点火室の発熱剤の配置量を増やす方法がある。しかし、加圧領域の充填圧を高めるとハウジングの板厚が厚くなることや、成形体の発熱剤の配置量と比例して、点火室は大きくなることで、小型軽量なガス発生器は困難であった。このため、ガス発生器自体の構成の複雑化、部品点数の増加、組立作業の煩雑化等を招来し、結果として製造コストが増大してしまう問題があった。
【0013】
したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、タンク室の内部に発熱剤を配置してなるガス発生器において、ガス発生器自体の構成の簡素化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明に基づくガス発生器の構成は、軸方向の一端部および他端部が閉塞された周壁部を有する長尺筒状のハウジングと、ハウジングの内部に配置された圧縮ガスが封入されたタンク室と、ハウジングの前記一端部に組付けられた点火器とを備え、ハウジングの内部には、圧縮ガスを封入するためにハウジングの途中を仕切るように設けられたハウジングの内部の空間を仕切る仕切り部とを含み、ハウジングの内部の空間であって、かつ仕切り部から見て一方端部側の空間が、点火器に面する点火室として構成され、ハウジングの内部の空間であって、かつ仕切り部から見て他端側の空間が、タンク室として構成され、仕切り部には、点火室とタンク室とを連通させるための連通孔がハウジングの軸方向に設けられ、連通孔を閉鎖するとともに、点火器の作動に起因して開裂が可能な第1破裂板が設けられ、破裂板が、仕切り部の一方端側の主面に溶接され、タンク室の内部の圧縮ガスが封入された空間に発熱剤を備え、発熱剤がハウジングの周壁部に配置されているガス発生器である。
【0015】
ここで、上述したハウジングには、ガス発生器を構成する各種の部材のうち、ガス発生器の骨格を成す各種の壁部を構成する部材が含まれ、より特定的には、圧力隔壁として機能する部位のすべてが含まれる。すなわち、上述したハウジングには、ガス発生器の外殻を構成する部材または部位のみならず、当該ガス発生器の内部の空間を仕切る部材または部位も含まれる。
【0016】
本発明に基づくガス発生器は、圧縮ガスが封入されたタンク室が内部に設けられてなるハウジングと、上記ハウジングに組付けられた点火器とを備えている。上記ハウジングは、軸方向の一方端を少なくとも開口端として有する筒状部材と、上記筒状部材の上記一方端から奥まった位置に配置されることで上記筒状部材の内部の空間を仕切る仕切り部とを含んでいる。上記ハウジングの内部の空間であってかつ上記仕切り部から見て上記一方端側の空間は、上記点火器に面する点火室として構成されている。また、ハウジングの他端部に組み付けられた、ガス流路部としての中空部が形成された一端が閉塞された筒状形状のノズル部が設けられている。上記ハウジングの内部の空間であってかつ上記仕切り部から見て上記一方端側とは反対側の空間は、上記タンク室として構成されている。上記仕切り部には、上記点火室と上記タンク室とを連通させるための連通孔が上記筒状部材の軸方向を向くように設けられている。上記仕切り部には、上記連通孔を閉鎖するとともに、上記点火器の作動に起因して開裂が可能な破裂板が設けられており、上記破裂板は、上記仕切り部の上記一方端側の主面に溶接され、ノズル部には、中空部とタンク室とを連通させるための連通孔がハウジングの軸方向に設けられ、連通孔を閉鎖するとともに、点火器の作動に起因して開裂が可能な第2破裂板が設けられている。また、タンク室の内部の圧縮ガスが封入された空間に発熱剤を備え、発熱剤は第1破裂板又は第2破裂板に隣接して配置されているガス発生器である。
【0017】
上記本発明に基づくガス発生器の構成にあっては、発熱剤は筒状部材の内周壁部、第1破裂板又は第2破裂板に配置されている。成形体の発熱剤をタンク室へ密充填すると、圧力依存が高い発熱剤は燃焼速度が異常に速くなり、ハウジングは内部圧力に耐えられない可能性がある。反対に、成形体の発熱剤をタンク室へ粗充填すると、自動車の振動により、発熱剤は粉砕され、表面積が著しく増大した粉状の発熱剤により、燃焼速度が異常に速くなることで、燃焼を制御できない問題がある。したがって、タンク室の周壁部、第1破裂板又は第2破裂板に発熱剤を配置することで、発熱剤の配置量を調整しつつ、振動による発熱剤の粉砕の恐れがない。
【0018】
好適には、上記本発明に基づくガス発生器の構成にあっては、筒状部材のタンク室の周壁部は凹凸形状93が施されている。凹凸形状93の溝部に発熱剤が入り込むことで、タンク室の周壁部への発熱剤の配置量を増やしつつ、発熱剤と周壁部との接触面積が増加することで、発熱剤が周壁部と密着し、剥がれ落ちる状態を抑制することができる。
【0019】
好適には、上記本発明に基づくガス発生器の構成にあっては、発熱剤の発火温度が150℃以上500℃以下である。ハウジングは金属で構成されており、車両火災等の外部からの熱の影響により、金属材料のせん断強度は低下する。せん断強度が低下する前に発熱剤が自動着火し、車両火災による異常な燃焼速度を回避することができる。
【0020】
好適には、上記本発明に基づくガス発生器の構成にあっては、発熱剤をタンク室の周壁部に配置する手法として、バルク塗布、スプレー塗布、紛体塗布を用いる。発熱剤を塗布する方法は汎用的に用いられる塗布方法が採用される。より好ましくは、エアスプレーによる塗布や浸漬で付着した部位に発熱剤を塗布する方法を用いる。
【0021】
好適には、上記本発明に基づくガス発生器の構成にあっては、タンク室の圧縮ガスの充填圧は40MPa以上100MPa以下である。高圧力下では成形体の発熱剤は異常な燃焼速度になる。タンク室の周壁面に塗布することで、充填圧が40MPa以上であっても、燃焼を制御できる。
【0022】
好適には、上記本発明に基づくガス発生器の構成にあっては、第1破裂板又は第2破裂板は仕切り部にレーザー溶接、摩擦圧接、抵抗溶接によって固定されている。なお、抵抗溶接はプロジェクション溶接とスポット溶接であることが好ましい。上記構成により、容易に仕切り部に破裂板を設けることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、ハウジングの内部に圧縮ガスが封入されてなるガス発生器において、圧縮ガスが封入された領域に発熱剤を配置することで、ガス発生器自体の構成の簡素化と小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
実施の形態1に係るハイブリッド型ガス発生器の模式断面図である。
図1に示す仕切り部および点火器組立体近傍の拡大図である。
図1に示すノズル組立体近傍の拡大図である。
実施の形態1に係るハイブリッド型ガス発生器への発熱剤塗布のフロー図である。
実施の形態1に係るハイブリッド型ガス発生器の作動フロー図である。
実施の形態2に係るハイブリッド型ガス発生器の模式断面図である。
実施の形態3に係るハイブリッド型ガス発生器の模式断面図である。
実施の形態3に係るストアード型ガス発生器の拡大図である。
実施の形態4に係るストアード型ガス発生器の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、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本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【0026】
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るハイブリッド型ガス発生器の模式断面図である。図2は、図1に示すハイブリッド型ガス発生器の仕切り部および点火器組立体近傍の拡大図であり、図3は、ノズル組立体近傍の拡大図である。まず、これら図1ないし図3を参照して、本実施の形態に係るハイブリッド型ガス発生器1Aの構成について説明する。なお、本実施の形態に係るハイブリッド型ガス発生器1Aは、いわゆるブローダウン構造を有するものである。
【0027】
図1に示すように、ハイブリッド型ガス発生器1Aは、全体として長尺略円柱状の外形を有している。ハイブリッド型ガス発生器1Aは、筒状部材としての円筒状部材10と、点火器組立体20と、ノズル組立体30と、仕切り部40と、発熱剤50と、図には現れない圧縮ガスとを備えている。
【0028】
ハイブリッド型ガス発生器1Aのハウジングは、円筒状部材10と、点火器組立体20と、ノズル組立体30と、仕切り部40とによって主として構成されている。発熱剤50および圧縮ガスは、これら円筒状部材10、点火器組立体20、ノズル組立体30および仕切り部40によって構成されたハウジングの内部に収容されている。
【0029】
点火器組立体20は、円筒状部材10の軸方向の一方端側に位置する開口端を閉塞するように円筒状部材10に組付けられており、ノズル組立体30は、円筒状部材10の軸方向の他方端側に位置する開口端を閉塞するように円筒状部材10に組付けられている。一方、仕切り部40は、円筒状部材10の内部の空間を当該円筒状部材10の軸方向において仕切るように円筒状部材10の内部の所定位置に組付けられている。
【0030】
これにより、ハウジングの内部の空間は、円筒状部材10、点火器組立体20および仕切り部40によって規定された点火室S1と、円筒状部材10、ノズル組立体30および仕切り部40によって規定されたタンク室S2とに区画されている。点火室S1には、第1発熱剤50aが収容されており、タンク室S2には、圧縮ガスと第2発熱剤50bが収容されている。
(【0031】以降は省略されています)

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