(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
短円筒状の円筒胴部（９ａ、１１）と、その上下端部を閉塞する上板（９ｂ）と底板（１２）とで内部に燃焼室を画成してなる短円筒状のエアバッグ展開用のガス発生器において、
前記燃焼室内を仕切部材（４）によって上側燃焼室（２）と下側燃焼室（３）の２室に画成し、
該上側燃焼室（２）及び下側燃焼室（３）内には、ガス発生剤（５）とこれを囲繞するフィルタ部材（６）と共に互いに独立して作動する点火装置（７、８）が夫々装入配置され、
前記円筒胴部（１１）には、前記上下各燃焼室（２，３）に夫々開口する、エアバッグ内にガスを供給するための複数のガス放出孔（１１ａ）が形成されており、
時間差を設けて前記点火装置（７、８）を作動させることを可能として、エアバッグ展開初期には、前記上側燃焼室（２）及び前記下側燃焼室（３）のいずれか一方の燃焼室のみで発生したガスにより緩やかに展開させ、その後、他方の燃焼室で発生したガスの追加により急速に展開することが可能であることを特徴としたガス発生器
【請求項２】
前記各点火装置（７，８）を、前記底板（１２）側より前記上下各燃焼室（２，３）内に挿入配置してなる請求項１に記載のガス発生器
【請求項３】
前記各点火装置（７，８）を、前記円筒胴部（１１）の中心線に対して対称位置に配置させてなる請求項１又は２に記載のガス発生器
【請求項４】
前記上側燃焼室（２）の前記点火装置（７）を、前記円筒胴部（１１）の中心線と同軸線上に、前記下側燃焼室（３）を貫通して配置してなる請求項１又は２に記載のガス発生器
【請求項５】
前記下側燃焼室（３）に開口したガス放出孔（１１ａ）を囲繞する筒状部（３０ｂ）を有するフランジ部材を取り付けてなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス発生器
【請求項６】
エアバッグ展開用のガス発生器において、
短円筒状部（９ａ）と、その一端を閉塞する上板（９ｂ）とからなる有蓋円筒状の上蓋（９）と、
外筒部（１１）と、その一端を閉塞する底板（１２）とからなる有底円筒状の下蓋（１０）と、
これら上下蓋（９，１０）を突合せ接合して形成したハウジング（１）と、
該ハウジング（１）の内部に仕切部材（４）を配置して、その円筒軸方向の上下に２つの燃焼室（２，３）を画成し、
該各燃焼室（２，３）内の夫々に、ガス発生剤（５），これを囲繞する円筒状フィルタ部材（６）及び点火装置（７，８）を配置してなり、
前記下蓋（１０）の底板（１２）には、前記下側燃焼室（３）内に突出する短尺固定内筒（１６）と、前記下側燃焼室（３）及び前記仕切部材（４）とを貫通して前記上側燃焼室（２）内に突出する長尺固定内筒（１５）とが形成され、
前記各固定内筒（１５，１６）に、夫々前記各燃焼室（２，３）内のガス発生剤（５）を夫々に点火する前記点火装置（７，８）を配置し、
前記下蓋（１０）の外筒部（１１）には、前記各燃焼室（２，３）の夫々に開口する、エアバッグ内にガスを供給するための複数のガス放出孔（１１ａ）を形成し、
時間差を設けて前記点火装置（７、８）を作動させることを可能として、エアバッグ展開初期には、前記上側燃焼室（２）及び前記下側燃焼室（３）のいずれか一方の燃焼室のみで発生したガスにより緩やかに展開させ、その後、他方の燃焼室で発生したガスの追加により急速に展開することが可能であることを特徴としたガス発生器
【請求項７】
前記長尺固定内筒（１５）は、前記下蓋（１０）の底板（１２）の中心部に配置され、且つ前記上蓋（９）の上板（９ｂ）まで延びて該上蓋と突合せ接合されているものである請求項６に記載のガス発生器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の運転席用エアバッグに使用されるガス発生器に係わり、特に、エアバッグの展開制御を可能にしたガス発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するために、高速でエアバッグを膨張展開させるためのガス発生器は、ステアリングホイール内に装着されたエアバッグモジュールの中に組み込まれており、衝突の際には衝突センサからの信号により急速に高圧ガスを発生させるものである。
【０００３】
エアバッグを膨張展開させるためのガス発生器の一例としては、図５に示す様に、有蓋の二重管構造の上下蓋５１，５２の内筒同士及び外筒同士を突き合わせて摩擦圧接する事により環状の密閉空間が形成されたハウジング５０を備え、該ハウジング５０の密閉空間内に、内筒から径外方に向かってガス発生剤５３及び筒状フィルタ５４を順次収納したものである。又内筒内には、衝突センサからの衝突検知信号によって点火される点火具５５と、この点火具５５の点火により着火される伝火剤５６とが配置されている。そして、ガス発生器は、衝突センサからの衝突検知信号によって点火具５５が点火され、この火炎で伝火剤５６を着火し、更に該伝火剤５６の火炎を内筒の通過孔５７を介して密閉空間内に噴出させて、ガス発生剤５３を着火燃焼させ、多量の高温ガスを急激に発生させる。ハウジング５０内で急激に発生した多量の高温ガスは、筒状フィルタ５４に流入し、ここで冷却とスラグ捕集を経て、上蓋５１の複数のガス放出孔５１ａからエアバッグに放出され、エアバッグを急速に膨張展開させる様になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、係る従来のガス発生器では、衝突センサからの衝突検知信号によって多量のガスを放出し、これによってエアバッグを急速に膨張させる構成となっているが、衝突の形態（低速衝突、高速衝突等）の如何に拘らず、常に一定の展開形態を有していた。従って、自動車の乗員がステアリングホイールの近傍にいる場合や、比較的緩やかな衝突形態の場合等の標準的なケース以外では、急速に展開されるエアバッグによって乗員が衝撃を受ける場合（パンチング現象）があり、乗員がこれによって障害を受ける場合すら生じており、乗員を保護するエアバッグ本来の機能を発揮できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、エアバッグを展開初期の段階では緩慢に展開させ、その後は急速に展開させる展開制御を可能となし、これによって、エアバッグの安全性を向上させる事のできるガス発生器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のガス発生器では、ハウジングの内部を、その軸方向の上下側に２つの燃焼室を画成し、各燃焼室内にガス発生剤，フィルタ部材及び点火装置を夫々に配置する構成となす事により、各点火装置を時間差を設けて作動させることを可能となし、これによって、エアバッグの展開初期には１つの燃焼室のみで発生したガスにより緩やかに展開させ、その後に、他の燃焼室で発生したガスの追加により急速に展開させる多段展開制御を可能にしたものである。
【０００７】
尚、前記各点火装置は、下側燃焼室の底部から各燃焼室内に挿入配置するのが好ましく、この配置に当たっては、ステアリングホイールのバランスを考慮して各点火装置をハウジングの中心線に対して対称位置に配置させる方式や、ハウジングの強度を考慮して、上側燃焼室の点火装置を、ハウジングの中心線と同軸線上に、下側燃焼室を貫通して配置する方式がある。
【０００８】
又、ハウジングに、下側燃焼室に開口する各ガス放出孔から噴出されるガスが衝突する円筒部を有するフランジ部材を設ける事により、エアバッグの取付部に近い下側燃焼室から噴出する高温ガスが、直接エアバッグに向かって噴出するのを防止すると共に、円筒部への衝突により、ガス中のスラグを付着除去する事も可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のガス発生器について、図１〜４を用いて詳細に説明するが、本発明のガス発生器は、ハウジング内を上下２つの燃焼室に画成し、各燃焼室内に収納されるガス発生剤を、夫々の燃焼室内に配置された点火装置によって独立して点火可能となす事により、エアバッグの展開形態を制御可能としたものである。例えば、各燃焼室内のガス発生剤に対して時間差を置いて着火することにより、エアバッグの展開初期に少量のガスで緩やかに展開させ、その後のガスの追加で急速に展開させる様な多段の出力特性を持たせたものである。以下、運転席用エアバッグに用いられるガス発生器を図１及び図２に示すものと、図３及び図４に示すものとの２つのタイプについて説明する。
【００１０】
先ず、図１及び図２に示す運転席用エアバッグのガス発生器Ｘは、短円筒状のハウジング１と、該ハウジング１の内部を上下側２つの燃焼室２，３に画成する仕切部材４と、各燃焼室２，３に収納されるガス発生剤５及びフィルタ部材６と各燃焼室２，３のガス発生剤５を夫々独立して点火させる点火装置７，８とを備えている。
【００１１】
ハウジング１は、上蓋９と下蓋１０とを突合せ溶接（例えば摩擦圧接）により接合して内部に密閉空間としての燃焼室を形成する構造とされている。ハウジング１の上蓋９は、短円筒状部９ａと該短円筒状部９ａの一端を閉塞する上板９ａとからなる有蓋円筒形状をしている。下蓋１０は、外筒部１１と該外筒部１１の一端を閉塞する底板１２とからなる有底円筒形状をしており、前記上蓋の短円筒状部９ａと下蓋の外筒部１１とでハウジングの円筒胴部が形成されている。又、底板１２には、その軸心を基準とする径外方向の対称部分に、長短２つの固定内筒１５，１６とが設けられている。長尺固定内筒１５は、前記仕切部材４を貫通して上側燃焼室２内に突出しており、短尺固定内筒１６は、下側燃焼室３内に突出している。又、外筒部１１には、上下各燃焼室２，３に開口する２列のガス放出孔１１ａが形成されており、各ガス放出孔１１ａの内周面には、ハウジング１内の防湿と燃焼時の内圧調整のために薄板円筒状のバーストプレート１８が貼着されて閉塞されている。
【００１２】
更に、下蓋１０の外側には、フランジ部材３０が設けられており、このフランジ部材３０は、下蓋１０の底板１２若しくは外筒部１１の外側に固設された底板３０ａと、該底板３０ａの外周縁から上蓋９側に延びる円筒部３０ｂと、該円筒部３０ｂの先端から径外方向に折れ曲がるフランジ部３０ｃとがプレス加工により一体成形されたもので、円筒部３０ｂが下側燃焼室３に開口した各ガス放出孔１１ａと間隔を隔てて対峙している。
【００１３】
又、ハウジング１は、上蓋９の円筒状部９ａと下蓋１０の外筒部１１とを突合せ摩擦圧接により接合して円筒胴部が形成され、これによって内部に密閉空間が形成されている。このハウジング１の密閉空間は、上板９ａ及び底板１２と平行に配置された仕切部材４によって、上側燃焼室２と下側燃焼室３との２つの燃焼室に画成されている。仕切部材４は、下蓋１０の外筒部１１内に圧入自在とされた円板形状であり、その軸心から偏心する部分に長尺固定内筒１５を貫通させる貫通穴１７が形成されている。そして、仕切部材４は外筒部１１内に圧入され、貫通穴１７を長尺固定内筒１５に嵌め込んで、外筒部１１の段部１１ｂと長尺固定内筒１５の先端段部１５ａに当接させて、ハウジング１の軸方向の上下側に２の燃焼室２，３を相互に隔絶する様に画成している。これにより、長尺固定内筒１５は、下側燃焼室３，仕切部材４を貫通して上側燃焼室２内に突出し、短尺固定内筒１６は、下側燃焼室３内に突出している。そして、各燃焼室２，３には、ガス発生剤５が装填され、これを囲繞する様にフィルタ部材６が配置され、更に前記各ガス放出孔１１ａが開口している。
【００１４】
各フィルタ部材６は、各燃焼室２，３の周壁部に沿って配置可能な様に円筒形状をしており、外筒部１１の内周面との間には環状のガス通過空間Ｓが形成される様な外径寸法に形成されて、上側燃焼室２の仕切部材４上及び下側燃焼室３の底板１２に夫々配置されている。上側燃焼室２内のフィルタ部材６は、仕切部材４から上板９ｂに当接するまで延び、又下側燃焼室３内のフィルタ部材６は、底板１２から仕切部材４に当接するまで延びている。下側燃焼室３のガス発生剤５と仕切部材４との間には、仕切部材４に当接するクッション部材１９が配置されており、該クッション部材１９は、ガス発生剤５の振動による粉化防止と、各燃焼室２，３の相互間の熱伝達を遮断する断熱材の機能を兼ね備えている。従ってクッション部材１９としては、セラミックス繊維等の断熱機能を有する部材を用いることが好ましい。２０は上側燃焼室２のガス発生剤５と上板９ｂとの間に配置されたクッション部材であって、ガス発生剤５の振動による粉化防止の機能を備えている。従って、このクッション部材２０としては、シリコンゴムやシリコン発泡体等の弾性材を用いることが好ましいが、前記セラミックス繊維等の断熱機能を有するものであっても構わない。
【００１５】
点火装置７，８は、下部の保持部２２Ａと、この先端に配置された着火部２２Ｂとで構成され、各固定内筒１５，１６内に配置されている。各点火装置７，８は、各固定内筒１５，１６内に形成されたテーパー状の段部２３にシール部材２５（Ｏ−リング）を介して気密に当接され、各固定内筒１５，１６の先端側のカシメ部２４を内側に折り曲げる事でカシメ固定されている。これにより、長尺固定内筒１５の点火装置７は、その着火部２２Ｂが上側燃焼室２内に突出して固定され、一方短尺固定内筒１６内の点火装置８は、その着火部２２Ｂが下側燃焼室３内に突出して固定されている。又、各点火装置７，８は、図示しない衝突センサに配線を介して接続されている。
【００１６】
次に、このガス発生器Ｘの作動について説明する。衝突センサが自動車の衝突を検出すると、先ず、上側燃焼室２の点火装置７を作動させ、該点火装置７からの火炎を上側燃焼室２内に噴出させ、この火炎でガス発生剤５を着火燃焼させて高温ガスを発生させる。燃焼室２内で発生した高温ガスは、クッション部材１９の断熱材を介して隣接している下側燃焼室３への熱伝達が遮断された状態で、フィルタ部材６内に流入し、該フィルタ部材６でスラグ捕集と冷却を経てガス通路空間Ｓ内に流入し、燃焼室２内のガス発生剤５の燃焼に連れて上昇するガス圧が所定の圧力に達するとバーストプレート１８が破られ、ガス通過空間Ｓで均一化された清浄ガスが、各ガス放出孔１１ａからエアバッグに放出が開始され、エアバッグは、この上側燃焼室２からの発生ガスのみによって緩やかに展開を開始する。
【００１７】
続いて、上側燃焼室２の燃焼開始後、微小時間差をおいて下側燃焼室３の点火装置８が作動すると、下側燃焼室３内のガス発生剤５の燃焼が始まり、上側燃焼室２の場合と同様に、ガス圧の上昇によってバーストプレート１８を破断し、ガス通過空間Ｓで均一化された清浄ガスがガス放出孔１１ａからエアバッグに放出される。この段階では、エアバッグは、前記上側燃焼室２から放出されるガスと下側燃焼室３から放出されるガスの両者が合流した大量の高圧ガスによって展開されるので、急速展開に移行する事になる。この結果、エアバッグは、展開初期には、上側燃焼室２のみで発生した少量のガスにより緩やかに膨張を開始し、所定時間後からは、上下両燃焼室２，３で発生した大量のガスにより急速に膨張、展開する事になる。
【００１８】
尚、下側燃焼室３に開口したガス放出孔１１ａからエアバッグに放出されるガスは、該ガス放出孔１１ａを囲繞する位置に配置されているフランジ部材３０の円筒部３０ｂに衝突し、この衝突によってガス中のスラグが該円筒部３０ｂに付着して捕集される。又、下側燃焼室３から放出されるガスは、上側燃焼室２から放出されるガスによってエアバッグが展開を開始した後に（即ち、エアバッグがガス発生器から離脱方向に異同した後に）作用する事になるから、軸方向に向かうガス流れによるバッグアタックが抑制される事になる。
【００１９】
この様に、ガス発生器Ｘによれば、各点火装置７と８を時間差をおいて作動させる事により、エアバッグの展開を初期段階で上側燃焼室２のみから発生したガスによって緩やかに展開させ、その後に両燃焼室２，３から発生した大量のガスによって急速に展開させる展開制御を行う（２段階でエアバッグへのガス放出量制御を行う）様にしているので、運転席の乗員がステアリングホイールの近い部分に着座していても、エアバッグの展開初期における急速膨出による衝撃を受けることなく安全にエアバッグ本来の機能が発揮される。
【００２０】
又、フランジ部材３０により外筒部１１のガス放出孔１１ａを外側から覆う様にすると、下側燃焼室３から放出されるガスは、該フランジ部材３０の円筒部３０ｂに衝突し、この衝突によってガス中のスラグが円筒部３０ａに付着し、且つ更なる冷却効果を達成できる事から、エアバッグの熱溶融を防止できる。
【００２１】
更に、各燃焼室２，３の点火順序として、上側燃焼室２の点火後に下側燃焼室３を点火する様にすると、下側燃焼室３から放出されるガスは、既に上側燃焼室２の各ガス放出孔１１ａから放出されているガス流によりエアバッグが膨張を開始しているので、軸線方向の乗員側に向かうガス流によるバッグアタックが抑制されて、エアバッグを安定に膨張、展開させることが可能となる。尚、各燃焼室２，３によるガス発生の順番は、上述記載に限定されるものでなく、下側燃焼室３を着火後に上側燃焼室２に着火させても良く、自動車の衝突形態によっては各燃焼室２，３を同時に着火せさてエアバッグを膨張、展開させる方式もある。
【００２２】
又、各点火装置７，８の配置位置としては、図示の如く軸芯に対して対象に配置する事により、ガス発生器の左右のバランスがとれているので、該ガス発生器をステアリングホイールに装着した場合に、ステアリングホイールの重心位置の偏心による不安定さがなくなる。
【００２３】
次に、図３及び図４に示す運転席用エアバッグのガス発生器Ｙは、図１及び図２に示すガス発生器Ｘに対して、上側燃焼室２内に突出する長尺固定内筒１５を軸心中央部に配置して上蓋９の上板９ｂに接合した点が異なり、図１及び図２と同一の符号は同一の部材を示して重複説明は省略する。
【００２４】
図３及び図４において、ハウジン１の上蓋９は、その軸心中央部に短尺内筒部９ｃが形成されている。又、下蓋１０の底板１２には、その軸中央部に長尺固定内筒１５が設けられている。そして、ハウジング１は、上蓋９の開口端から下蓋１０の開口端を覆う様にして、筒状部９ａと外筒部１１及び内筒部９ｃと長尺固定内筒１５とを突き合わせ、摩擦圧接により接合する事で環状の密閉空間が形成されている。又、仕切部材４には、その中央部に長尺固定内筒１５を貫通させる貫通穴１７が形成されており、外筒部１１内に圧入し、貫通穴１７を前記固定内筒１５外に嵌め込んで、外筒部１１と長尺固定内筒１５の各段部１１ｂ，１５ａに当接する事で、ハウジング１の軸方向の上下側に２つの燃焼室２，３を画成している。更に、長尺固定内筒１５内に配置される点火装置７は、その保持部２２Ａがテーパー状の段部２３にシール部材２３（Ｏ−リング）を介して気密に当接されてカシメ部２４によりカシメ固定されている。これにより、点火装置７は、その着火部２２Ｂが長尺固定内筒１５と上板９ｂとで画成された点火空間Ｇ内に突出して配置されており、この点火空間Ｇは、長尺固定内筒１５の周方向に亘って形成された複数の通過孔１５ｂを介して上側燃焼室２に連通している。
【００２５】
係る構造のガス発生器Ｙにおいても、点火装置７，８を時間差をおいて点火する事により、図１及び図２で説明したと同様に、エアバッグの展開を２段階に制御できるので、低速衝突や運転席の乗員が正規に着座していない様な場合でも、エアバッグの展開初期における衝突を受けることなく安全にエアバッグ本来の機能を果たす事ができる。
【００２６】
又、上側燃焼室２内に突出する固定内筒１５を、上蓋９の上板９ｃに接合する構造とすると、ハウジング１の構造強度が増加される事から、ガスを大量に発生させ、高圧化される大型のガス発生器への適応が可能となる。特に、ハウジング１の上蓋９に接合される長尺固定内筒１５を、下蓋１０の底板１２の軸心中央部に設けると、上蓋１０又は下蓋１２の一方を固定し、他方を回転させて摩擦圧接する際に、固定内筒１５を同時に上蓋１０の内筒部９ｃに摩擦圧接できる利点がある。
【００２７】
又、図示してはいないが、外側の摩擦圧接部を覆う様な突起部を上蓋９に設ける様にする事は（例えば、図示の下蓋１０に取り付けたフランジ部材３０を逆向きにして上蓋９に取り付ける等）、摩擦圧接時に発生するバリによってエアバッグに損傷を与えない様にする意味において有効である。
【００２８】
【発明の効果】
上述した様に、本発明のガス発生器によれば、ハウジングの内部を、その軸方向の上下側に２つの燃焼室を形成し、各燃焼室にガス発生剤及びフィルタ部材を夫々に配置すると共に互いに独立して作動可能な点火装置を配置しているので、各点火装置を時間差を設けて作動させることが可能となり、従って、各燃焼室内のガス発生剤の燃焼に時間差を設け、エアバッグ展開初期には１つの燃焼室のみで発生した少量のガスによって緩やかに展開させ、その後に、他の燃焼室で発生したガスの追加によってエアバッグを急速に展開させる多段展開制御を行う事が可能となる。この結果、運転席の乗員がステアリングホイールの近い部分に着座している場合であっても、エアバッグの展開初期による衝撃を受けることなく安全にエアバッグ本来の機能が発揮される事になる。
【００２９】
又、上側燃焼室内に突出する長尺固定内筒を、上蓋の上板に接合する構造とすると、ハウジングの構造強度が増加される事から、ガスを大量に発生させ、高圧化される大型のガス発生器への適応が可能となる。
【００３０】
又、ハウジングに、下側燃焼室内に開口する各ガス放出孔を囲繞する円筒部を有するフランジ部材を配置すると、各ガス放出孔から噴出されるガスが円筒部に衝突し、この衝突によりガス中のスラグが冷却して円筒部に付着除去される事から、スラグ捕集とガス冷却の一層の向上を図ることができる。
【００３１】
更に、上側燃焼室内でガス発生剤の燃焼によりガスを発生させた後に、下側燃焼室内でガス発生剤の燃焼によりガスを発生させる様なガス発生制御を行うと、下側燃焼室から放出されるガスは、既に上側燃焼室のガス放出孔からエアバッグ内に放出されているガスにより、エアバッグが膨張している事から、乗員方向への熱ガス流によるエバッグの損傷が抑制され、エアバッグを安定して展開させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】運転席用エアバッグに用いられる本発明のガス発生器を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の他のガス発生器を示す断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】
従来の運転席用エアバッグに用いられるガス発生器を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  上側燃焼室
３  下側燃焼室
４  仕切部材
５  ガス発生剤
６  フィルタ部材
７，８  点火装置
９  上蓋
９ａ  円筒状部
９ｂ  上板
１０  下蓋
１１  外筒部
１１ａ  ガス放出孔
１２  底板
１５  長尺固定内筒
１６  短尺固定内筒
【図１】
0003702074.tif 000002
【図２】
0003702074.tif 000003
【図３】
0003702074.tif 000004
【図４】
0003702074.tif 000005
【図５】
0003702074.tif 000006