(57)【要約】【課題】カップ体の形状を変更することにより、軽量かつ容易に製作することができる構成のインフレータを提供することを目的とする。【解決手段】本発明のインフレータは、圧縮ガスを収納するボンベ、スクイブ、ホルダ、及びガス発生剤を収納するカップ体を備える。さらにカップ体の開口端部よりフランジ部、縮径部、シール部材が配置される。これらによって、軽量かつ容易に製作することができる。  前記フランジ部と前記脆弱部は前記カップ体に一体に成型されていることを特徴とする請求項1に記載のインフレータが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生剤を収容する有底筒状のカップ体を内部に含み、前記カップ体が設けられた軸方向一端部及び周壁にガスを噴出するためのガス噴出口が設けられている他端部を有する長尺筒状のボトルを備えているインフレータであり、
前記ボトルは内部に加圧ガスを収納しており、
前記カップ体の開口端側には前記ボトルに接合するためのフランジ部が設けられ、
前記カップ体の閉塞側端には脆弱部が設けられ、
前記カップ体の内側には筒状のホルダが固定され、前記ホルダの外周面に環状に設けられた縮径部を有し、前記ホルダの前記縮径部にて前記カップ体を径方向内側に縮径することにより前記ホルダが固定されていることを特徴とする、インフレータ。
【請求項２】
前記フランジ部と前記脆弱部は前記カップ体に一体に成型されていることを特徴とする請求項1に記載のインフレータ。
【請求項３】
前記カップ体と前記ホルダとの間にシール部材を配置することを特徴とする、請求項１または２に記載のインフレータ。
【請求項４】
前記カップ体が、前記フランジ部の軸方向における前記フランジ部より前記閉塞側端寄りに縮径部を有し、さらに軸方向における前記縮径部より前記閉塞側端寄りの部分で前記カップ体と前記ホルダとの間にシール部材が配置されている部位を有することを特徴とする、請求項３に記載のインフレータ。
【請求項５】
前記カップ体の周壁部と前記ボトルの内壁部は略同一の直径を有して隙間なく配置されている部位を含んでいることを特徴とする請求項１から４に記載のインフレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動時のガス発生器から噴出される燃焼ガスにより、破裂板を破裂させ、加圧ガス室に封入しておいた加圧ガスを吐出口から吐出させる構成のインフレータに関し、例えば、車両に搭載されて乗員や歩行者を保護可能にエアバッグを膨らませるためのエアバッグ装置に、好適に使用できるインフレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の乗員の保護の観点から、乗員保護装置であるエアバッグ装置が普及している。エアバッグ装置は、車両等衝突時に生じる衝撃から乗員を保護する目的で装備されるものであり、車両等衝突時に瞬時にエアバッグを膨張および展開させることにより、展開されたエアバッグで乗員の体を受け止めるものである。ガス発生器は、このエアバッグ装置に組み込まれ、車両等衝突時に瞬時にガスを発生させてエアバッグを膨張および展開させる機器である。
【０００３】
ガス発生器には、車両等に対する設置位置や出力等の使用に基づき、種々の構成のものが存在している。その一つに、シリンダ型ガス発生器と称されるものが存在する。シリンダ型ガス発生器は、その外形が長尺円柱状であり、サイドエアバッグ装置や助手席側エアバッグ装置、カーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置、シートクッションエアバッグ装置等に好適に組み込まれる。
【０００４】
通常、シリンダ型ガス発生器においては、ハウジングの軸方向の一端部にスクイブが設置され、ハウジングの軸方向の中央部にガス発生剤が収容された燃焼室が設けられ、当該フィルタ室を規定する部分のハウジングの周壁部にガス噴出口が設けられている。このように構成されたシリンダ型ガス発生器においては、一般に、燃焼室にて発生したガスがガス噴出口を介して外部に噴出されることとなる。
【０００５】
前記のようなガス発生器とは別に、ハイブリットタイプのインフレータも知られていた。従来、この種のインフレータとしては、封入した加圧ガスを流出させるための流出口を破裂板で塞いで構成される加圧ガス室と、加圧ガス室の流出口に連なるように配設されて、作動時に噴出する燃焼ガスによって破裂板を破裂可能なガス発生器を保持するハウジングと、を備えて構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、上記のように構成する場合においては、封入した加圧ガスを充填するケース部に、スクイブを備えている作動装置部及びガス噴出口を備える口金部を溶接やかしめ固定といった手法で接合する必要があり、部品点数が増えると共に、各部材を接合する余分な工程が必要となっていた。
そのため、部品点数の増加により軽量化が図れず、大型のインフレータとなる傾向があり、さらに組立工数も多いことから、軽量化、小型化、簡素化の観点からは未だ改善の余地があると言えるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−７６５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に開示のガス発生器にあたっては、ケース部及びハウジングが共に強固な構造であり、インフレータとしての重量を低減させることは難しかった。
【０００９】
したがって本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、軽量かつ容易に製作することができる構成のインフレータ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】
【００１０】
本発明に本発明に基づくインフレータは、加圧ガスを収納するボンベとスクイブとホルダとガス発生剤を収納するカップ体を備えている。カップ体の開口端側にはボンベと接合するためのフランジ部が設けられており、カップ体の閉塞側端には脆弱部が設けられている。ホルダはカップ体の内側に配置され、ホルダの縮径部にてカップ体を径方向内側に縮径することによりホルダが固定されている。
【００１１】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、カップ体に設けられたフランジ部と脆弱部はいずれも一体に成型されていることが好ましい。
【００１２】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、カップ体の内側にシール部材を配置することが好ましい。
【００１３】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、カップ体フランジ部の軸方向内側に縮径部があり、さらに軸方向内側にシール部材を配置することが好ましい。
【００１４】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、カップ体の周壁部とボトルの内壁部は略同一の直径を有して隙間なく配置されている部位を含んでいることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、カップ体の形状を変更することにより、軽量かつ容易に製作することができる構成のインフレータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態におけるインフレータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。なお、以下に示す実施の形態は、サイドエアバッグ装置等に好適に組み込まれるいわゆるハイブリッドインフレータに本発明を適用した場合を例示するものである。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態におけるインフレータの内部構造を示す模式断面図である。以下においては、これら図１を参照して、本実施の形態におけるインフレータの構造について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態におけるインフレータ１は外形形状を略円柱状としたシリンダタイプとされるものである。またインフレータ１は、略円柱状のボトル２の一端側にガス排出口３および破裂板４を備え、他端側にガス発生器１０が設置された構成となっている。
【００２０】
ボトル２は、鉄または鋼性の金属パイプから形成されるもので、軸方向の一端側が閉塞されて、他端部が開口された略円筒状として、軸方向に沿って前記一端部側の周壁部にはガス排出口３が形成され、前記一端部側寄りに破裂板４を備え、前記他端部側はガス発生器１０により閉塞されている。ボトル２の内部には、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、またはそれらの混合ガス等からなる圧縮ガスを充填させた構成となっている。
前記ボトル２は、略円筒状の形状を有しており、円筒状の前記圧縮ガスが充填された筒状形状からなる圧縮ガス充填室５と、圧縮ガス充填室５の前記一端部側の軸方向端部から径方向内側に向けて延設される連接部６と、前記連接部６から軸方向に向かって延びて前記一端部を閉塞する筒状形状からなるガス排出室７を含んでいる。当該圧縮ガス充填室５と当該ガス排出室７は、その軸方向がボトル２本体の軸方向と略平行となるように配置されている。
【００２１】
前記ガス排出室７のボトル２における前記一端部側は閉塞されており、前記他端部側は開口されている。そして、当該ガス排出室７のボトル２における前記一端部側寄りの部分においては、前記ガス排出室の周壁においてガス排出口３が周方向および軸方向に沿って複数設けられている。当該複数のガス排出口３は、ボトル２の内部の空間と外部の空間とを連通させるためのものであり、ガス排出室７を通過した後のガスをボトル２の外部に導出するためのものである。
【００２２】
前記ボトル２の前記一端部側の内部には、前記圧縮ガス充填室５と前記ガス排出室７とを区画して前記ガス排出室７の開口部を閉塞するように、破裂板４が配設されている。破裂板４は、金属製の薄板から形成される。この破裂板４は、ガス発生器１０の後述するスクイブ１３が点火されて発生した火炎により、ガス発生器１０の後述するカップ体１１に充填されたガス発生剤１２が燃焼して発生した燃焼ガスがボトル２内に流出されて、ボトル２の内圧が上昇した際に破裂して、ガス排出口３から膨張用ガスが排出されることとなる。
【００２３】
インフレータ１は、周壁部２Ａと閉塞部２Ｂを有する軸方向の片側が閉塞された有底長尺円筒状の前記ボトル２と、前記ボトル２の軸方向と同じ方向に沿って延びるガス発生器１０によって構成されている。前記ガス発生器１０は、図１に示すように、燃焼時にガスを発生するガス発生剤１２を内部に充填させた周壁部１１Ａ、周壁部１１Ａから延設されるフランジ部２５及び底部１１Ｂを有する有底筒状のカップ体１１と、前記カップ体１１内に収納されてガス発生剤１２に点火可能とされるスクイブ１３と、カップ体１１とスクイブ１３を固定するホルダ１４と、を備えて構成されている。
【００２４】
ホルダ１４は、前記カップ体１１の開口端を閉塞するように固定されている。ホルダ１４は、鉄やアルミニウム合金などの金属製とされており、環状に設けられた凹状の固定部２２およびシール部材２１を備えている。ホルダ１４にスクイブ１３をかしめ固定により固定させ、カップ体１１の内部にガス発生剤１２を配置する。そしてカップ体１１とホルダ１４とを固定し、ガス発生器１０となる。カップ体１１とホルダ１４を固定する際に、カップ体１１の開口端にホルダ１４が内挿された状態で、ホルダ１４の固定部に合わせて、当該ホルダ１４の外周面に設けられた凹状の固定部２２に対応する部分のカップ部材１１の周壁部１１Ａを八方かしめにより縮径させて当該凹状の固定部２２に係合することで縮径部２３を形成させている。この八方かしめを行うことにより、カップ体１１の周壁部１１Ａには、縮径部２３が設けられることになり、縮径部２３が凹状の固定部２２に密着することになり、カップ体１１とホルダ１４との間に隙間が生じることが防止されている。これにより、ガス発生器１０の一端部がホルダ１４によって構成されることになり、ガス発生器の軸方向の他端部が、カップ体１１の底部１１Ｂによって構成されることになる。
さらに、ホルダ１４の外周面には、上述した凹部の固定部２２とは異なる環状溝部２８が設けられている。カップ体１１の軸方向内側の前記環状溝部２８にＯリング等からなるシール部材を配置することにより、シール部材２１が挟み込まれることとなり、ガス発生器１０内の気密性を確保し、ガス発生剤１２の吸湿を防止する。
そして、カップ体１１を軸方向端部からフランジ部２５を、フランジ部２５から軸方向前記一端部寄りに縮径部２３を、縮径部２３から軸方向前記一端部寄りにシール部材２１を配置することで、気密性を確保するのに他の余分な部材を使用する必要がないことから、ガス発生器１０およびインフレータ１を小型、軽量化することが可能となる。また、フランジ部２５をボトル２に溶接等で固定する場合に発生する熱が、縮径部２３を介してホルダ１４にも伝熱することにより、シール部材２１に到達する熱量を低下させ、シール部材２１の熱による変形や変質なども防止することができる。
【００２５】
スクイブ１３は、ガス発生剤１２と対向するようにホルダ１４に固定されることでガス発生器の軸方向の開口端に組み付けられている。スクイブ１３はカップ体１１の内部の空間に面するように配置されている。より詳細には、ホルダ１４は、スクイブ１３をかしめ固定するためのかしめ部３０をカップ体の内部空間に面する方の軸方向端部に有しており、スクイブ１３が貫通部３１に内挿されてホルダ１４の貫通部３１を規定する部分の壁部に当て留めされた状態で上述したかしめ部３０がかしめられることにより、スクイブ１３がホルダ１４に挟持されて固定されている。
【００２６】
スクイブ１３は、点火部４０ａと、一対の端子ピン４０ｂとを含んでいる。点火部４０ａの内部には、一対の端子ピン４０ｂに接続するように抵抗体（ブリッジワイヤ）が取付けられており、この抵抗体を取り囲むようにまたはこの抵抗体に接するように点火部４０ａ内に点火薬が充填されている。また、点火部４０ａ内には、必要に応じて伝火薬が装填されていてもよい。
【００２７】
ここで、抵抗体としては、一般にニクロム線等が利用され、点火薬としては一般にＺＰＰ（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ＺＷＰＰ（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等が利用される。スクイブカップ内に収容される火薬の種類や量は、点火器に必要な点火感度を満たした上、ガス発生剤１２を燃焼させるために必要十分となるように適宜調整される。点火薬は主に点火器に必要な点火感度を満たすために必要量がスクイブカップ内に収容される。また、スクイブカップは、一般に金属製またはプラスチック製である。
【００２８】
そして、スクイブ１３は、インフレータ１をエアバッグ装置として車両に搭載させた際に、リード線を介して車両の制御装置に電気的に接続されることとなり、制御装置からの作動信号を受けて、点火部４０ａから火炎を発生させるように作動して、カップ体１１内に充填されたガス発生剤１２を燃焼させる構成とされている。
衝突を検知した際には、端子ピンを介して抵抗体に所定量の電流が流れる。抵抗体に所定量の電流が流れることにより、抵抗体においてジュール熱が発生し、この熱を受けて点火薬が燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎は、点火薬や伝火薬を収納しているスクイブカップを破裂させる。抵抗体に電流が流れてからスクイブ１３が作動するまでの時間は、抵抗体にニクロム線を利用した場合には２ミリ秒以下である。
【００２９】
また、スクイブ１３とホルダ１４との間には、Ｏリング等からなるシール部材３３が介装されている。シール部材３３は、スクイブ１３とホルダ１４との間に隙間が生じることを防止するためのものであり、これによってインフレータの内部の空間が気密に封止されることになる。
【００３０】
ホルダ１４の外部に露出する方の軸方向端部には、上述した貫通部３１に連続して窪み部３２が設けられている。窪み部３２は、スクイブ１３とコントロールユニット（不図示）とを結線するためのハーネスの雄型コネクタ（図示せず）を受け入れる雌型コネクタ部を形成しており、当該窪み部３２内には、スクイブ１３の端子ピン４０ｂの先端寄りの部分が露出して位置している。当該雌型コネクタ部としての窪み部３２には、雄型コネクタが挿し込まれ、これによりハーネス芯線と端子ピン４０ｂとの電気的導通が実現される。
【００３１】
なお、インフレータに対するスクイブ１３の組付構造やインフレータとスクイブ１３との間のシール構造は、上述した組付構造やシール構造に限定されるものではなく、他の組付構造やシール構造を採用することとしても当然によい。
【００３２】
カップ体１１は、周壁部１１Ａ、周壁部１１Ａから延設されるフランジ部２５及び周壁部１１Ａから延びる底部１１Ｂを有する有底筒状のカップ体１１である。前記カップ体１１は、鉄や鋼などの金属製で、スクイブ１３に面するように配置されている。さらにカップ体１１には一端部である底部に脆弱部２４と、他端部に前記フランジ部２５を有している。カップ体１１にフランジ部を有することにより、ボトル２と溶接による接合が容易に行うことができる。また、カップ体１１に前記脆弱部を有することにより、新たに破裂板を接合する必要がなくなり、容易に組み立てることができる。さらにカップ体１１内部の空間には、ガス発生剤１２が収容されている。特に、前記フランジ部２５と前記脆弱部２４が一体となってカップ体１１に成型されている場合は、部品点数の削減を行うことができる。また、前記カップ体１１の周壁部１１Ａと前記ボトル２の内壁部は略同一の直径を有して隙間なく配置されている部位を含んでいる場合には、ガス発生器１０が作動時に、前記ボトル２が前記カップ体１１の径方向の変形を抑える効果があるため、結果、前記カップ体１１の周壁部１１Ａの厚みを減じることができ、軽量化を達成することができる。ここで、略同一の直径とは、前記カップ体１１の周壁部１１Ａと前記ボトル２の内壁部が同一の直径を持つ「圧入」と呼ばれる状態から、前記カップ体１１の周壁部１１Ａと前記ボトル２の内壁部に0.5mm程度の隙間がある状態までが特に好ましく、この範囲であれば前述のカップ体１１の径方向の変形を抑える効果が期待できる。
【００３３】
ガス発生剤１２は、燃焼時に燃焼ガスを発生可能な所定の薬剤を、所定形状に成形して、構成されるもので、実施形態の場合、略球状とされて、カップ体１１とスクイブ１３との間の隙間に充填されている。
【００３４】
ガス発生剤１２は、スクイブ１３によって点火された点火薬が燃焼することによって生じた熱粒子によって着火され、燃焼することによって多量の熱とガスを発生させるものである。ガス発生剤１２は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成型体として形成される。燃料としてはホウ素化合物を含み、酸化剤として硝酸塩を含むものを使用することが特に好適である。また、添加剤としては、バインダやスラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばヒドロキシプロピレンメチルセルロース等のセルロース誘導体や、カルボキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダや、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。
【００３５】
ガス発生剤１２の成型体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものがある。また、成型体内部に孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等）の成型体も利用される。これらの形状は、ハイブリッドインフレータが組み込まれるエアバッグ装置の仕様に応じて適宜選択されることが好ましく、たとえばガス発生剤１２の燃焼時においてガスの生成速度が時間的に変化する形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤１２の形状の他にも線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。また、ガス発生剤の製造方法としては、従来公知の打錠製法や、特に成型体内部に孔を有する形状などは押し出し製法などを用いてもよい。
【００３６】
なお、ガス発生剤１２としては、ホウ素／硝酸カリウムや、ホウ素／５−アミノテトラゾール／硝酸カリウムを含むものを利用することが特に好適である。このガス発生剤を利用することとすれば、特にハイブリッドインフレータに好適な発熱量を有するガス発生剤となる。
【００３７】
次に以上において説明したインフレータ１の作動時の動作について説明する。本実施の形態におけるインフレータ１が組み込まれたエアバッグ装置が搭載された車両が衝突した場合には、車両に別途設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいてスクイブ１３が作動する。スクイブ１３が作動すると、点火部４０ａ内の圧力が上昇し、これによって点火部４０ａが破裂し、火炎が点火部４０ａの外部へと流出する。カップ体１１内に収容されたガス発生剤１２は、スクイブ１３が作動することによって生じた火炎によって点火されて燃焼し、多量の熱とガスを発生させる。
【００３８】
カップ体１１内で発生した多量と熱とガスの発生により、カップ体１１内の圧力が上昇し、脆弱部２４が開裂することで、ボトル２内の圧縮ガスが膨張し、ボトル２内の圧力が上昇する。ボトル２内の圧力が上昇することで、破裂板４が開裂し、ガス排出口３からインフレータ１の外部に多量のガスが排出される。
【００３９】
以上において説明した本実施の形態におけるインフレータとすることにより、軽量かつ容易に製作することができる構成のインフレータとすることができる。
【００４０】
このように、今回開示した上記実施の形態は全ての点の例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００４１】
１  インフレータ、２  ボトル、２Ａ  周壁部、２Ｂ  閉塞部、３  ガス排出口、４  破裂板、５  ガス充填室、６  連接部、７  ガス排出室、１０  ガス発生器、１１  カップ体、１１Ａ  周壁部、１１Ｂ  底部、１２  ガス発生剤、１３  スクイブ、１４  ホルダ、２１  シール部材、２２  固定部、２３  縮径部、２４  脆弱部、２５  フランジ部、２８  環状溝部、３０  かしめ部、３１  貫通部、３２  窪み部、３３  シール部材、４０ａ  点火部、４０ｂ  端子ピン
【図１】
2016112941.tif 000003