Inflator

本発明は、安全装置として自動車に設置されるエアバッグに供給するガスを発生するインフレータに関するものである。

エアバッグ装置は、ガス発生装置であるインフレータと、エアバッグから構成され、インフレータで発生したガスによってエアバッグが展開することで、衝突の際の衝撃から乗員を保護するものである。

一般的なインフレータ１は、図７に示すように、ディフューザ２ａと浅皿型のベース２ｂとからなる圧力容器２内に、衝突検知後に発生した電気信号によって作動する点火手段３と、この点火手段３により着火されるガス発生剤４が組み込まれている。 点火手段３は、例えば点火器３ａと伝火薬３ｂからなっている。

衝突の際は、ガス発生剤４が燃焼して無害なガスを瞬時に発生させ、フィルター５を通してガス排出孔２ａａからガスを排出する。 ガス発生剤４を安全かつ安定的に燃焼させるために、図７（ａ）に示す溶接前の別個の状態から、図７（ｂ）に示すようにディフューザ２ａとベース２ｂを溶接し、ガス発生剤４を封入している。

日本特開平１１−３３４５１７号公報

インフレータ１を溶接する際、ベース２ｂから、フィルター５の脱落やガス発生剤４がこぼれるのを防ぐため、点火手段３とガス発生剤４を区画するチューブ６に、図８に示すような板状のリテーナ７を固定し、フィルター５とガス発生剤４を保持している。 このリテーナ７は、インフレータ１の作動時にディフューザ２ａの内面とフィルター５の間からのガス漏れを防ぐ役割も果たしている。

インフレータの圧力容器は、インフレータ作動時におけるガス発生剤の燃焼圧力によって大きく膨張する。 それに伴って、リテーナも図９に示すインフレータ作動前の状態から、図１０に示したように外方に大きく膨張する。

その際、元々密接に接触していたリテーナ７とフィルター５の間に、図１１に示したように大きな隙間ｄが形成される。 このような大きな隙間が形成されると、当該隙間からガス漏れが発生し、固形残渣がインフレータの外部へ多量に排出される。

インフレータ作動時に形成されるフィルターとリテーナの大きな隙間を塞ぐためには、図１２に示すように、外周部に鍔７ａを設けたリテーナ７が有効であると考えられている。 この鍔付きのリテーナ７は、鍔７ａがフィルター５の内部に入り込むように取り付けることで、圧力容器２が膨張変形してもリテーナ７とフィルター５間の隙間を塞いだ状態に保つことができる。

しかしながら、この鍔付きのリテーナにも二つの問題がある。
第１は、取り付けた状態で鍔がフィルターの内部に入り込むような形状に製作する必要があることである。 そのためリテーナの形状が複雑になる。 またチューブの嵌合部との位置関係などに高い製作精度が必要になって製造が容易ではなくなり、製造コストが大幅に上昇する。

第２は、フィルターを固定するために、リテーナの鍔をフィルターの内部に強く圧入する必要性があることである。 中心部のディンプル７ｂと外周の鍔７ａを同時に圧入する必要があるので、位置合せが非常に難しくなる。 また歩留りが悪化するので、製造時のスクラップが増えることも予想される。

本発明が解決しようとする問題点は、インフレータ作動時に形成されるフィルターとリテーナの大きな隙間を塞ぐために、従来のリテーナでは、高い製作精度が必要となって、製造が容易ではなくなり、位置合せが非常に難しくなるという点である。

本発明のインフレータは、
構造が簡単で、製造性を悪化させること無く、リテーナとフィルターの間からのガス漏れを確実に防止するために、
エアバッグに供給するガスを発生するインフレータの圧力容器と、この圧力容器内に挿入配置される板状のリテーナを取り付けたエアバッグ用のインフレータであって、
前記リテーナは、点火手段とガス発生剤とフィルターをカバーし、前記リテーナの中心部には、 前記点火手段と前記ガス発生剤を区画すべく、前記圧力容器内に配置されたチューブとの嵌合部を形成し、 かつ、前記嵌合部より前記リテーナの外周側に、少なくとも１個の圧力開放孔を設け、
前記ガス発生剤のガスが、前記フィルターを通過し前記圧力容器の外に排出される第３のルートと、前記ガス発生剤のガスが、少なくとも一つの前記圧力開放孔を通り前記圧力容器の外に排出される第１のルートを有することを最も主要な特徴としている。

本発明のインフレータのリテーナにおいて、外周側のフィルターとの接触部に段差部を設けた場合には、ガス通路が長くなって、リテーナとフィルターの間をガスが通りにくくなる。

本発明において、圧力開放孔の位置は、任意に定められるが、リテーナの中心に対して点対称又は中心線に対して線対称の位置に設けると、リテーナと圧力容器の間の圧力が均一に分布するので、好ましい。 圧力開放孔は、複数の円周上に設けると、リテーナと圧力容器の間の圧力分布を好ましくできる。 圧力開放孔を一定半径円上に設けると、リテーナから圧力が抜け過ぎることが少なくなり、好ましい。

前記のリテーナを取り付けた本発明のインフレータでは、作動時、リテーナの表裏面側の圧力バランスが保たれ、燃焼圧力によるリテーナの変形が少なくなる。 従って、リテーナ外周側の段差部とフィルター内側との密接な接触が維持される。 これらにより、フィルター端からのガス漏れを有効に防ぐことができ、圧力容器のガス排出孔からインフレータの外部に排出されるガスに含まれる固形残渣が少なくなる。

本発明は、中心部にチューブとの嵌合部を形成し、この嵌合部より外周側に、少なくとも１個の圧力開放孔を設ける。 この様に簡単な構造であるため、製造が容易である。

インフレータの作動時、インフレータ内部で発生したガスの一部は、圧力開放孔からリテーナとディフューザとの間の空間に流れ込む。 これによりガス発生剤の燃焼による圧力上昇の過程において、リテーナの表裏面側での圧力バランスが保たれる。 従って、本発明は、燃焼圧力によるリテーナの変形を少なくでき、リテーナとフィルター間の密接な接触状態を保つことができ、圧力容器のガス排出孔からインフレータの外部に排出されるガスに含まれる固形残渣を少なくできる。

本発明の

インフレータの構成要素であるリテーナを斜め上方から見た図である。

ベースに本発明の

インフレータの構成要素であるリテーナを取り付けた溶接前の状態を斜め上方から見た図である。

本発明のインフレータにおける残渣量低減のメカニズムについて説明する図である。

本発明のインフレータ作動後に、ディフューザを取り外した状態を斜め上方から見た図である。

本発明の

インフレータの構成要素であるリテーナの他の例を真上から見た図である。

本発明の

インフレータの構成要素であるリテーナのさらに他の例を真上から見た図である。

インフレータの構造を説明する断面図で、（ａ）は圧力容器の溶接前、（ｂ）は圧力容器の溶接後を示した図である。

板状のリテーナを斜め上方から見た図である。

ベースにリテーナを取り付けた溶接前の状態を斜め上方から見たインフレータ作動前の図である。

従来のインフレータ作動後に、ディフューザを取り外した状態を斜め上方から見た図である。

従来のインフレータ作動時に形成されるフィルターとリテーナの大きな隙間を説明する図である。

鍔付のリテーナの取り付け状態を示す断面図である。

符号の説明

２ 圧力容器 ２ａａ ガス排出孔 ３ 点火手段 ４ ガス発生剤 ５ フィルター ６ チューブ １１ リテーナ １１ａ 嵌合部 １１ｂ 圧力開放孔 １１ｃ 段差部 １２ インフレータ

外周部に鍔を設けたリテーナは、インフレータ作動時に形成されるフィルターとリテーナの大きな隙間を塞ぐために有効であると考えられている。 しかし、このリテーナは、形状が複雑になり、高い製作精度が必要になって製造が容易ではない。 さらにフィルターとリテーナの位置合せが非常に難しくなる。

本発明は、構造が簡単で、製造が容易で、かつ、リテーナとフィルターの間からのガス漏れをできるだけ防止するという目的を、中心部に形成したチューブとの嵌合部より外周側に、少なくとも１個の圧力開放孔を設けることで実現するものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態例を、図１〜図４を用いて説明する。
図１は本発明のインフレータの構成要素であるリテーナを斜め上方から見た図、図２はベースに本発明のインフレータの構成要素であるリテーナを取り付けた溶接前の状態を斜め上方から見た図、図３ は本発明のインフレータにおける残渣量低減のメカニズムについて説明する図、図４は本発明のインフレータ作動後に、ディフューザを取り外した状態を斜め上方から見た図である。

本発明のインフレータの構成要素であるリテーナ１１は、その中心部に、圧力容器２内に配置されたチューブ６の先端に嵌合して取り付けるための嵌合部１１ａを形成している。 そして、例えばこの嵌合部１１ａより外周側の、ガス発生剤４の挿入位置上方にあたる一定半径円上には、６個の圧力開放孔１１ｂを設けている。

この圧力開放孔１１ｂは、リテーナの表裏面側の圧力バランスが適切に保たれるように円周方向の均等位置に設けることが望ましく、その径や個数を決定する。

図１〜図４に示したリテーナ１１では、さらに外周側のフィルター５との接触部には段差部１１ｃを形成している。 この段差部１１ｃはリテーナ１１とフィルター５の間のガス通路を長くしてガスを通り難くするために形成するものである。 従って、図１０に示した鍔付きのリテーナ７の鍔７ａのように、高精度にフィルター５に嵌合させる必要はない。

このようなリテーナ１１では、嵌合部１１ａ及び圧力開放孔１１ｂと、必要に応じて、ただの段差部１１ｃを形成するだけの簡単な構造である。 高い製作精度を必要とするのは嵌合部１１ａだけであるため、製造が容易になり、低コストで製造できる。

前記リテーナ１１を取り付けた本発明のインフレータ１２では、インフレータ１２が作動したときの、インフレータ１２の内部からのガス流れは、次の３つと考えられる。 以下、この３つのルートを、図３を用いて説明する。

第１のルートでは、ガスは、リテーナ１１に設けた圧力開放孔１１ｂからリテーナ１１の上部に抜ける。 ガスは、ディフューザ２ａの内周部とリテーナ１１間の隙間を通ってガス排出孔２ａａに至る（図３に太い実線の矢印で示す）。

この第１のルートは他の２つのルートよりも長いので、流れるガス量は少ないと考えられる。 また、圧力開放孔１１ｂを通過する固形残渣が少ないことと、ディフューザ２ａの内周部とリテーナ１１間の隙間を通ることから、仮に固形残渣が圧力開放孔１１ｂを通過しても、インフレータ１２の外に固形残渣が排出される可能性は少ないと考えられる。

第２のルートでは、ガスは、リテーナ１１とフィルター５の間を通過して圧力容器２のガス排出孔２ａａに至る（図３に太い破線の矢印で示す）。 この第２のルートを通るガス量が多くなると、インフレータ１２の外に排出される固形残渣が多くなる。

第３のルートでは、ガスは、フィルター５を通過して圧力容器２のガス排出孔２ａａに至る（図３に白抜き矢印で示す）。 この第３のルートは、前記第１、第２のルートに比べて、一番通りやすいルートと考えられ、また一番望ましいルートである。

本発明のインフレータ１２では、作動時には、第１のルートを通って少量のガスが流れるので、リテーナ１１の上下の圧力バランスが保たれ、燃焼圧力によるリテーナ１１の変形が少なくなる（図４参照）。 この第１のルートを通って圧力容器２のガス排出孔２ａａからインフレータ１２の外に排出されるガスに含まれる固形残渣は極少量である。

リテーナ１１とフィルター５の間は密接な接触が保たれるので、第２のルートを流れるガス量を少なく抑えることができる。 必然的にインフレータ１２の外に排出されるガスに含まれる固形残渣も少なくなる。

図１に示したリテーナ１１を取り付けた、図２，３に示した本発明のインフレータ１２と、図７に示した従来のリテーナ７を取り付けた、図７（ｂ）に示した従来のインフレータ１を用いて比較実験を行なった。 その結果を下記表１に示す。

表１より明らかなように、本発明のインフレータを使用することによって、インフレータから外部に排出される残渣量を大幅に低減することができる。 これは、インフレータが作動したときの、インフレータの内部からのガス流れルートについてした先の説明が正しいことを意味している。

本発明は上記の例に限らず、請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば図１〜図４で示した例では、外周側のフィルターとの接触部に段差部１１ｃを形成したリテーナ１１を示しているが、例えば図５及び図６の例のように段差部を設けなくてもよい。

これら図５及び図６は、リテーナ１１に設ける圧力開放孔１１ｂの他の変形例を示している。 これらの圧力開放孔１１ｂは、２つの円周上に設けられ、図５ではリテーナ１１の中心に対して点対称、図６ではリテーナ１１の中心線に対して線対称に配置している。 これらの変形例は、リテーナの表裏両面の圧力バランスを適切に保つためのもので、幾何学的に対称性を有する配置が、圧力バランスを適切にするためには好ましい。