JP2005238948A

JP2005238948A - 破裂部材

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Publication number: JP2005238948A
Application number: JP2004050112A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kato; 万濫加藤; Shingo Oda; 愼吾小田; Hirotoshi Niwa; 弘敏丹羽; Yuji Kurihara; 雄二栗原
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-09-08
Also published as: DE602005002282D1; EP1568925A1; EP1568925B1; DE602005002282T2

Abstract

【課題】開裂具合を制御できる破裂部材及びこれを用いたガス発生器の提供。
【解決手段】優先的に開裂し且つ当該破裂部材の開裂方向を規定する脆弱部を形成すると共に、当該脆弱部の先端又は当該脆弱部の開裂方向の先には、当該破裂部材の開裂時の応力を分散させる形状乃至構造に形成された応力分散部を設けた破裂部材とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧力や衝撃波などによって開裂する破裂部材に関するもので、特にその開裂具合の再現性を向上させ、意図した開裂及び安定した開裂を確実に行うことのできる破裂部材に関する。

薄い金属を用いて形成され、生じた圧力や衝撃波などによって開裂する破裂部材は、火薬、圧力流体又は各種部材などが利用される多くの機器で使用されている。そして火薬を用いて形成される機器としては、例えばエアバッグ用ガス発生器やプリテンショナー用ガス発生器など、車両に搭載される各種のガス発生器があり、これにも、作動開始装置である点火器の作動や、ガスを生じさせるガス発生剤の燃焼によって生じた圧力や衝撃波などによって開裂する破裂部材が使用されている。

かかるエアバッグ用ガス発生器には、燃焼によって火炎やガスを生じさせるガス発生剤が使用されており、このガス発生剤は、これを湿気から保護するために、アルミニウムやステンレス等の金属を用いて形成された薄い肉厚の缶内に収容されることがある。また、加圧ガスを用いて形成されるハイブリッドタイプのガス発生器や加圧式ガス発生器などにおいては、加圧ガスを封止する為に、アルミニウムやステンレス等の金属を用いて形成された破裂板をガスの排出口に取り付けることも一般に行われている。

上記の薄い肉厚で形成された缶や破裂板は、当該缶の内部や破裂板で封止される内部に生じる圧力上昇や衝撃波などによって開裂、破裂されることになるが、その際、缶や破裂板がどのような形で破裂し、どのような破片を生じさせるかは再現性に乏しく、予測するのが困難である。そして、この缶や破裂板の開裂乃至破裂によって生じた破片が、ガスの通路を閉塞させ、ガス発生器及び当該ガス発生器を用いて形成されたエアバッグ装置やシートベルトプリテンショナーの性能を不安定にさせる可能性もある。

そこで、このような問題を解決する為に、上記の破裂板や缶にノッチやスリットを設けることが提唱されている。これに関連する特許文献としては、例えば特許文献１があり、この文献では、加圧ガスを封止する破裂板に従事のノッチを設けることが提案されている。

併しながら、破裂板などにノッチや脆弱部を形成した場合には、そこを基点として亀裂が発生し、破裂板が開裂するが、ノッチが存在しない部分まで切れてしまう場合がある。即ち、周縁が固定されている破裂板の中央に、十字のノッチを形成している場合、破裂板の開裂は、このノッチの先端を超えて破裂板の外周縁まで広がり、その結果、細かな破片を生じさせて、これがガスの通路を閉塞させることが考えられる。
特開２００２−２５５００６号公報

本発明は、圧力や衝撃波などによって開裂する破裂部材における、再現性のない開裂や意図しない開裂（ノッチの先端を超える開裂）を無くし、当該破裂部材の開裂具合を意図的に制御できると共に、その再現性及び安定性を向上させた破裂部材、並びに開裂によって細かな破片が生じることを無くし、エアバッグ用、又はプリテンショナー用などの各種のガス発生器に使用した場合にも、ガスの流路を閉塞することなく、安定した作動性能を実現することのできる破裂部材、及びこれを用いたガス発生器を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を行った結果、従前の破裂部材に於けるノッチの先端を超える開裂は、ノッチの先端部分に応力が集中する事によるものであることに着目し、応力が集中しないようなノッチ等の形状を見い出して、本発明を完成させたものである。

即ち本発明は、圧力や衝撃波によって開裂する破裂部材であって、当該破裂部材には、優先的に開裂し且つ当該破裂部材の開裂方向を規定する脆弱部が形成されており、当該脆弱部の先端又は当該脆弱部の開裂方向の先には、当該破裂部材の開裂時の応力を分散させる形状乃至構造に形成された応力分散部が設けられている破裂部材である。

かかる破裂部材においては、圧力や衝撃波によって破裂部材が開裂する際、後述の応力分散部分から開裂が開始する場合を除いて、その開裂は、脆弱部から開始されることになるが、当該脆弱部の先端、又は当該脆弱部の開裂方向の先には、脆弱部に沿って集中していた応力を分散させるための応力分散部が設けられていることから、当該応力分散部を超えて、破裂部材が開裂する事をなくすことができる。即ち、この応力分散部分では、破裂部材を開裂させるための応力を分散させ、その集中を無くすことが可能となっている。このように、本発明に係る破裂部材は、応力分散部の存在により意図しない開裂を阻止することができ、これにより破裂部材の破片の発生を無くすことができる。

また、仮に破裂部材が応力分散部分を有せず、破裂部材が脆弱部を超えて開裂したとすると、その開裂した部分から放出されるガスは、破裂部材の内、脆弱部の形成されている部分以外（即ち、意図せず開裂した部分）に存在する他の部品乃至部材に対して影響を与えることも懸念される。併しながら、本発明では、上記の通り、このような脆弱部を超えた意図しない開裂は生じないことから、当該他の部品乃至部材に対しての圧力などの影響を危惧する必要はなく、依って、設計の自由度が向上し、破裂部材の破れ具合等を管理することができる。

上記本発明に係る破裂部材は、エアバッグ用、又はシートベルトプリテンショナー用などの各種のガス発生器等に使用することができ、とりわけ車両に設置され、安定した作動が要求されるガス発生器において有用である。但し、本発明に係る破裂部材は、前記の車両に搭載される乗員拘束装置に使用されるガス発生器のみならず、その他、破裂を生じさせる部材を組み込んで形成される装置などにも破裂部材として使用することができる。

上記脆弱部は、破裂部材において、ガスその他の流動体の圧力や衝撃波を受ける部分の内、当該圧力や衝撃波によって、（後述の応力分散部分から開裂が開始する場合の応力分散部を除き）他の部分よりも先に開裂する部分であり、即ち、圧力や衝撃波に対して最も脆く、真っ先に開裂する事になる部分として形成される。かかる脆弱部は、破裂部材における一部の肉厚を薄く形成する等により具体化することができ、例えば破裂部材を貫通することのないスリットやノッチ等として形成することができる。また、当該破裂部材に貫通するスリットや開口を形成した後、当該スリットや開口を、容易に破裂乃至滅失するする部材で閉塞したものとして形成することもできる。かかる脆弱部は、破裂部材中、他の部分に率先して開裂するものであることから、当該破裂部材に於ける開裂は、この脆弱部に沿って（又は従って）開裂する事になる。この脆弱部は、直線、曲線、折れ線等の各種線状に形成することで破裂部材の開裂方向を予想させるか又は規定するものとして形成されることが望ましいが、破裂板の厚みや材質、又は脆弱部の深さや長さ等によって開裂方向が予想されるものであれば、脆弱部が線状以外であって、ある程度の幅を有するもの（例えば、三角形、矩形、その他の多角形又は楕円形など）であっても良い。

そして前記応力分散部分は、少なくとも、上記脆弱部に沿って集中した応力、即ち破裂部材を開裂させるための応力を分散させるものであり、例えば破裂部材の肉厚を円形に薄く形成したり、或いは破裂部材が開裂する方向の先を取り囲んで封止する形状に破裂部材の肉厚を厚く形成することにより具体化することができる。特に、破裂部材の肉厚を円形に薄くして形成した応力分散部分にあっては、その応力分散部分の肉厚を、前記脆弱部の底面、即ち脆弱部の内、最も薄く形成された部分の肉厚と同じか、又はそれよりも更に薄く形成することができ、望ましくは、脆弱部の最も薄く形成された部分よりも薄い肉厚に形成する。このように形成すれば、一番薄く形成されている応力分散部分から破裂部材の開裂が開始されることになるため、脆弱部に沿って進行した開裂が、それ以上先に進行することはない。

かかる応力分散部分は、前記脆弱部の先端又は当該脆弱部の開裂方向の先に形成される。即ち、破裂部材の開裂は、前記脆弱部に沿って広がることから、当該開裂の進行する先端側である脆弱部の先端や脆弱部の開裂方向の先に、その開裂を封止する応力分散部分を形成するものである。ここで、脆弱部の先端とは、線状に形成された脆弱部の長さ方向端部であり、当該応力分散部分は、この線状に形成された脆弱部に繋げられて設けられることを意味する。また、脆弱部の開裂方向の先とは、線状に形成された脆弱部において、その長さ方向端部から、その開裂方向に一定の間隔をおいた位置乃至部分、及び線状に限らず各種形状に形成された脆弱部において、その開裂が生じる方向の先（脆弱部に接する場合を含む）の位置乃至部分を意図するものである。即ち、かかる脆弱部の開裂方向の先とは、脆弱部に沿って広がる開裂が確実に到達する位置乃至部分のことである。

前記脆弱部が線状、特に直線又は曲線に形成されている場合、前記応力分散部は、当該線状に形成された脆弱部の長さ方向両端に形成されていることが望ましい。このように形成すれば、長さ方向で一方で封止された開裂の勢いが、他方の端部側を開裂させるような事態を無くすことができる。

上記前記破裂部材は平板状、球面状又は曲面状（曲平面状など）に形成することができ、この場合、前記脆弱部は、当該平板、球面形状又は曲面形状（曲平面形状など）に形成された破裂部材の、表面及び裏面の少なくとも何れかの面に形成される。このように形成された破裂部材は、例えばガス発生器に於けるガス流路を閉塞する為の部材、より具体的には加圧ガスを用いて形成されるガス発生器（加圧式ガス発生器やハイブリッド型のガス発生器）において、当該加圧ガスを封止するための破裂部材として好適に使用することができる。

また、上記前記破裂部材は一端側又は両端側を閉塞した中空筒状体に形成することができ、この場合、前記脆弱部は、当該中空筒状体に形成された破裂部材の側壁に形成することができる。このように形成された破裂部材は、作動に際して中空部で生じたガスを放出するための部材、より具体的には、燃焼してガスを生じさせるガス発生剤を収容するための容器、即ち破裂部材の機能を有する容器として好適に使用することができる。

そして、上記のように形成された破裂部材は、特に、車両に搭載され、衝撃時にガスを排出させるガス発生器に好適に使用することができる。かかる破裂部材は、ガス発生器を構成する部材であって、且つガス発生器の作動に際して生じる圧力や衝撃波によって開裂し、ガスを放出させる破裂部材として使用され、当該破裂部材として上記本発明に係る破裂部材を用いることにより、本発明のガス発生器とすることができる。

より具体的には、乗員拘束用のエアバッグを膨張させるガス発生器であり、ハウジング内部に加圧ガスが封入されて、ガス排出口が破裂板（即ち破裂部材）で閉塞され、当該破裂板を点火器の作動時に開裂させることでガスを排出するガス発生器（例えば、加圧ガスだけを用いる加圧ガス式ガス発生器や加圧ガスとガス発生材とを併用するハイブリッド式ガス発生器など）において、当該破裂版として本発明にかかる破裂部材を用いたガス発生器とすることができ、また乗員拘束用のエアバッグを膨張させるガス発生器であり、ハウジング内部に燃焼により燃焼ガスを発生させるガス発生剤と、当該ガス発生剤を収容して保持する保持部剤と、当該ガス発生剤を着火燃焼させる点火手段が配置されているガス発生器（例えば、火工式ガス発生器など）において、当該保持部材として、本発明にかかる破裂部材を用いたガス発生器とすることができる。

更に、作動開始手段として機能する点火器を点火器カラー部材で保持して成る点火器組立体と、点火器の作動によって着火されてガスを生じさせるガス発生剤と、当該ガス発生剤を収容し、一端側が閉塞され、他端側を点火器組立体における点火器カラー部材に結合してなる中空筒体のカップ状部材とを含んで構成されるガス発生器において、当該カップ状部材として、本発明にかかる破裂部材を用いたガス発生器とすることができる。

かかる本発明のガス発生器においては、破裂板又は保持部材として使用される破裂部材の開裂具合を管理できることから、安定した出力性能を有するガス発生器となる。

特に、ガス発生剤を収容するカップ状部材として上記本発明の破裂部材を用いたガス発生器においては、当該破裂部材（カップ状部材）に設けられる脆弱部は、中空筒体に形成されたカップ状部材の側壁部に形成されるノッチであることが望ましい。かかるノッチは、カップ状部材の軸方向に沿って延伸するように形成する他、他にもカップ状部材の周方向に断続的に又は千鳥に形成することができる。また、このようなノッチは、側壁部の内周面又は外周面の何れでも、或いは両方に形成しても良い。特に、脆弱部が、カップ状部材の軸方向に沿って延伸する形状のノッチとして形成されている場合には、カップ状部材の側壁部のみを確実に開裂させることができ、望ましいものとなる。そして、このようなガス発生器において、当該脆弱部は、作動時においてガスを放出する部分となることから、カップ状部材の周方向に均等に設けられることが望ましい。即ち形成される脆弱部の個数をｎ（個）とした場合、隣り合う脆弱部同士の内角が「３６０度／ｎ」の関係式を満たすように、角脆弱部を設けるのが望ましい。また、放出されるガスによって生じる推進力（ベクトル）の合力が、実質的にゼロとなるように、ガスの放出方向や放出量を調整するのが望ましい。このように脆弱部を形成することにより、噴出されるガスにより生じる推進力は相互に相殺され、ガス発生器自体が飛翔するのを阻止することができるためであり、また同時に、プリテンショナーなどに於けるガス発生器の固定手段を、推進力に抗する必要が無い分、簡略化できる為である。但し、形成されたガス発生器を所期の設置部に対して確実に固定する等、作動時に放出されるガスによって生じる推進力を抑え、これに抗することができるように配置される場合には、当該脆弱部を、カップ状部材における何れかの周方向に遍在させることもできる。このように、脆弱部をカップ状部材の何れかの周方向に遍在させて形成した場合には、脆弱部が向いている方向に、ガスをより放出できることから望ましいものとなる。

上記本発明に依れば、圧力や衝撃波などによって開裂する破裂部材における、再現性のない開裂や意図しない開裂（ノッチの先端を超える開裂）を無くし、当該破裂部材の開裂具合を意図的に制御できると共に、その再現性及び安定性を向上させ、更に開裂によって細かな破片が生じることを無くすことのできる破裂部材が提供される。

係る破裂部材は、例えばエアバッグ用、又はプリテンショナー用などの各種のガス発生器に使用した場合、その開裂具合を調整することで、破片などの発生を阻止する事ができるため、破片がガスの流路を閉塞することなく、安定した作動性能を実現することのできるガス発生器とすることができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態を説明する。図１は、有底筒体形状に形成された破裂部材１０の実施形態を示しており、図２〜４は図１に示す破裂部材１０に関連して図１に示す破裂部材１０とは異なる脆弱部及び応力分散部分を有する破裂部材１０の実施形態を示しており、図５は有底筒体形状の破裂部材１０を用いたガス発生器を示している。そして図６は球面形状に形成された破裂部材１０を示しており、図７はこの球面状に形成された破裂部材１０を用いて形成されたガス発生器を示している。

図１において、（Ａ）はこの実施態様に於ける破裂部材１０の側面図、（Ｂ）はＸ−Ｙ矢視断面図、（Ｃ）は脆弱部（溝１１）が開裂した状態を示す側面図である。

この図１に示す破裂部材１０は、一端側を閉塞した有底筒体形状であって、その開放端側には外向きフランジ部１３が形成されている。そして、その側壁面には、当該破裂部材１０の軸方向に沿って、他の側壁部分１４よりも肉厚を減じた溝１１が形成されており、当該溝１１のフランジ部１３側の端部には、当該溝１１よりも更に深い（即ち、薄い肉厚に形成された）円形、例えば正円形の窪み部１２が当該溝１１に繋がって形成されている。この溝１１部の窪み部１２が形成された部分とは反対側の端部は、破裂部材１０における底面（閉塞された側の端部）を超えて抜けるように開放されている。

この態様における破裂部材１０において、溝１１は、他の側壁部分１４（即ち、溝１１や窪み部１２が形成されていない側壁部分１４）よりも、圧力や衝撃波に対して脆いものとなっており、依って、この溝１１が脆弱部として機能している。一方、この脆弱部（溝１１）の端部に形成された円形の窪み部１２は、当該溝１１よりも更に破裂部材１０の肉厚を減じるように形成されており、この部分が応力分散部分として機能している。

この様に形成された破裂部材１０に対して、例えばその内側から圧力や衝撃波が作用した場合には、最初に円形の窪み部１２（応力分散部分）が開裂し、それよりも僅かに遅れるか殆ど同時に、壁面に形成された溝１１（脆弱部）が開裂することになる。この開裂した状態を図１（Ｃ）に示す。

この溝１１の開裂に際しては、当該溝１１の延伸方向に沿って開裂の為の応力が集中することになるが、この応力は前記円形の窪み部１２（応力分散部分）において分散されることから、当該円形の窪み部１２（応力分散部分）を超えて、更にフランジ部１３側に向かって開裂が進行することはない。なお、図１では脆弱部（溝１１）と応力分散部分（窪み部１２）が一体に形成されているが、応力分散部分（窪み部１２）は、脆弱部（溝１１）の開裂進行方向上に離れて形成されても良い。

また、この図１に示す態様において、応力分散部分（窪み部１２）は、脆弱部（溝１１）におけるフランジ部１３側に形成されているが、これとは逆に破裂部材の閉塞側端部側に形成することもできる。即ち、脆弱部（溝１１）の長さ方向端部の内、破裂部材の閉塞側端部側にのみ、応力分散部分（窪み部１２）を形成した破裂部材である。このように形成した場合、脆弱部の延伸方向に沿って生じる破裂部材の開裂は、閉塞側端部側においては応力分散部分で阻止し、またフランジ部１３側においては、当該フランジ部１３で阻止する事ができる。更に、このように閉塞側端部側にのみ応力分散部分を形成した場合には、当該フランジ部は破裂部材の開裂を阻止できるような強度に形成される事が望ましく、例えばフランジ部の厚さを厚く、望ましくは破裂部材の側壁よりも肉厚に形成される事が望ましい。

次に、図２に示した破裂部材２０について説明する。図２において、（Ａ）はこの実施態様に於ける破裂部材２０の側面図、（Ｂ）はＸ−Ｙ矢視断面図、（Ｃ）は脆弱部（溝２１）が開裂した状態を示す側面図である。特にこの図２に示す破裂部材２０は、前記図１に示した破裂部材１０に関連し、前記図１に示した破裂部材１０とは異なる脆弱部及び応力分散部分を有する破裂部材２０となっている。

この図２に示す破裂部材２０も、前記図１に示した破裂部材１０と同様に、開放側端部に外向きフランジ部２３を形成した有底筒体形状であって、その側壁面には、当該破裂部材２０の軸方向に沿う溝２１（脆弱部）が形成されている。但しこの態様に示す溝２１（脆弱部）には、その長さ方向の両端に、当該溝２１よりも更に深い（即ち、薄い肉厚に形成された）円形、望ましくは正円形の窪み部２２（応力分散部分）が設けられており、当該脆弱部（溝２１）は、２つの応力分散部分（窪み部２２）に介在するものとして形成されている。なお、この態様においても、応力分散部分は、脆弱部よりも更に肉厚を減じて形成されている。

この様に形成された破裂部材２０に対して、例えばその内側から圧力や衝撃波が作用した場合には、最初に、溝２１部の両側に存在する応力分散部分（円形の窪み部２２）が開裂し、それよりも僅かに遅れるか殆ど同時に、脆弱部（溝２１）が開裂することになる。この開裂した状態を図２（Ｃ）に示す。

特にこの態様に示す破裂部材２０のように、脆弱部（溝２１）の両側に応力分散部分（窪み部２２）が形成されるた場合、一方の応力分散部分（窪み部２２）で封止された開裂の為の応力が、脆弱部（溝２１）の他端側に作用したとしても、それは他端側の応力分散部分（窪み部２２）で封止されることから、より確実に破裂部材２０開裂時の脆弱部（溝２１）の開裂具合を規制することができる。図２に示す実施の形態においても、図１に示した実施の形態と同じように、脆弱部（溝２１）と応力分散部分（窪み部２２）とは、開裂進行方向上に離れて配置されても良い。

また、図３及び４は、更に異なる脆弱部及び応力分散部を有する破裂部材３０，４０を示す側面図である。図３及び４において、脆弱部及び応力分散部分は破裂部材３０，４０の肉厚を減じて（即ち切り欠く等によって破裂部材の肉厚を薄くして）形成されており、脆弱部と応力分散部分とを同じ深さで、若しくは脆弱部又は応力分散部分の何れかを深く形成することができる。

図３に示す態様の破裂部材３０は、脆弱部３１を矩形に形成すると共に、その四隅に、円形に窪んだ応力分散部分３２を一体状に形成している。即ち、この態様に於ける脆弱部３１は、一定の幅を有する溝として形成されている。この態様において、かかる応力分散部分３２が存在しない場合には、脆弱部３１はその四隅から開裂が広がることが考えられるが、このように円形の応力分散部分３２を形成することにより、当該脆弱部３１の四隅から広がる開裂の為の応力は、該応力分散部分３２によって分散される。勿論、脆弱部３１の両端部に、開裂の為の応力集中が起こらないような円を各々１つずつ配置しても良い

そして、図４（Ａ）に示す態様の破裂部材４０は、脆弱部４１を長尺状又は線状に形成すると共に、その脆弱部４１の長さ方向端部を囲うようにして馬蹄形に窪んだ応力分散部分４２を形成している。この態様において、脆弱部４１に沿って開裂し、更に、脆弱部４１の終端を超えて開裂したとしても、その開裂の為の応力は、当該応力分散部分４２において分散され、それよりも先に開裂が進行することはない。
上記図４（Ａ）に示す態様の破裂部材４０に関連し、脆弱部と応力分散部分の形状を、更に図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示す態様に形成することができる。即ち図４（Ｂ）に示す破裂部材４０’の如く、長尺状又は線状に形成した脆弱部４１’の長さ方向両側に、扇状に肉厚を薄く形成した応力分散部分４２’を一体的に形成することができる。かかる扇形の応力分散部分４２’の深さは、脆弱部４１’の深さと同じか又はそれよりも深く、即ち応力分散部分４２’が形成された部分の肉厚が、脆弱部４１’が形成された部分の肉厚と同じか又はそれよりも薄くなるように形成される。また扇形に形成された脆弱部４１’は、その円弧側が脆弱部４１’の端部を囲うような向きに配置される。この態様においても、勿論、扇形の応力分散部分４２’は、開裂進行方向に脆弱部４１’から離れて形成されても良い。

また、図４（Ｃ）に示す破裂部材４０”の如く、長尺状又は線状に形成した脆弱部４１”の長さ方向両側に、この脆弱部４１” の長さ方向端部との間に一定の間隔をあけて、円弧状に肉厚を薄く形成した応力分散部分４２”を形成することができる。かかる円弧状の応力分散部分４２”の深さも、脆弱部４１”の深さと同じか又はそれよりも深く形成することができ、また円弧状に形成した脆弱部４１”は、その円弧側が脆弱部４１”の端部を囲うような向きに配置することができる。この態様においても、勿論、円弧状の応力分散部分４２”を、脆弱部４１”に一体状に設けることができる。

そして上記、図３及び図４（Ａ）〜（Ｃ）に示した破裂部材においては、前記図１に示したように、脆弱部長さ方向の片側だけに応力分散部分を形成することもできる。

なお、上記図１から図４に示した態様おいて、脆弱部は、その長さ方向に直交する断面形状が略「Ｖ」字型の溝として形成されており、当該溝の最も深い部分（底部）は、応力分散部分の最も深い部分（底部）と同じか、応力分散部分の底部の方が深く形成されている。併しながら、図１から図４に示した態様おける脆弱部は、底面が大凡平坦な溝（即ち、脆弱部の長さ方向に交差する断面形状が矩形で、深さが等しい溝）とすることも可能である。また、前記図１から図４に示した態様における応力分散部分は、それが関連づけて形成されている脆弱部の幅に等しい径を有する半円形状に形成することも可能である。

上記の図１〜４に示した破裂部材は、例えば、図５に示すようなガス発生器５０において好適に使用することができる。この図５に示すガス発生器５０は、特に図２に示した破裂部材２０を用いて形成されたガス発生器の例を示しており、このガス発生器５０においては、ガス発生器の作動開始装置として機能する電気式点火器５１を、径方向外側に突起する肩部を備える金属製のカラー部材５２で保持し、この金属製カラー部材５２の肩部５３に、有底筒体形状に形成された破裂部材２０の開口端部側のフランジ部２３を一体状に固定して成るガス発生器５０であり、当該破裂部材２０内の中空部には、燃焼によってガスを生じさせるガス発生剤５４が収容されいる。このガス発生器５０の作動について説明すると、図示しない外部の制御装置（又は電源供給部）などから供給される電気信号（作動信号）によって点火器５１が作動すると、その作動によって生じた火炎などによりガス発生剤５４が着火されて燃焼し、燃焼ガスを生じさせる。この燃焼ガスの発生により、破裂部材１０内部空間内の圧力は上昇し、その圧力によって、最初に破裂部材１０の周壁面に形成されている応力分散部分（図２の符号２２）が開裂乃至開口し、続いて脆弱部（図２の符号２１）が開口する。脆弱部の開裂乃至開口に際しては、生じた燃焼ガスの圧力などによって開裂乃至開口のための応力が生じることになるが、当該応力は脆弱部の長さ方向両端に形成された応力分散部分によって分散されることから、それよりも先への開裂を阻止することができる。

特にこの図５に示すようなガス発生器に使用される破裂部材２０にあっては、壁面部の肉厚を０．２〜１．５ｍｍに形成すると共に、脆弱部の肉厚を０．１５〜１．４ｍｍ、そして応力分散部分の肉厚を０．１〜１．３ｍｍに形成することができる。そして係る態様に於ける応力分散部分は、例えば半径１．０〜６．０ｍｍの正円形に形成するのが望ましい。

図６は、更に他の実施形態に於ける破裂部材６０を示しており、図６中、（Ａ）は当該破裂部材６０の正面図、（Ｂ）はＶ−Ｗ矢視断面図である。特にこの形態に示す破裂部材６０は、特に、球面形状に形成されており、その突起した表面に、相互に交差する脆弱部６１が形成されると共に、この交差する脆弱部の各端部には、円形の応力分散部分６２が一連状に形成されている。この図に示す態様において、脆弱部６１及び応力分散部分６２は破裂部材６０の肉厚を減じるように（即ち切り欠く等によって破裂部材６０の肉厚を薄くして）形成されており、応力分散部分６２は脆弱部６１よりも深く形成されている。

この図６に示す破裂部材６０の一方の面（表面又は裏面）に圧力や衝撃波が作用すると、最初に円形の応力分散部分６２が開裂し、それと同時か僅かに遅れて脆弱部６１が開裂する。そして脆弱部６１の開裂は、そのための応力が当該応力分散部６２に均等に作用して分散されることから、当該応力分散部分６２を超えて開裂が広がることはない。

このように形成された球面形状の破裂部材６０は、例えば図７に示すガス発生器において好適に使用することができる。

この図７に示すガス発生器７０は、圧縮されたガスが充填された圧力容器７１の開口部７２を破裂部材６０で閉塞し、この開口部７２側を囲むように点火器７３を保持するカラー部材７４を設けている。そしてこのカラー部材７４には、開口部７２から流出したガスを通す流路７５を設け、この流路７５を、ガスを案内するディフューザ７６に連通状に連結している。またディフューザ７６の先端側には、排出されるガスから固形物などを濾別するフィルタ７７を設けている。

このように形成されたガス発生器７０の作動について説明すると、図示しない外部の制御装置（又は電源供給部）などから供給される電気信号（作動信号）によって点火器７３が作動すると、その作動によって生じた火炎、圧力又は衝撃波などが破裂部材６０に作用し、その結果、当該破裂部材６０は開裂する事になる。この開裂に際して、当該破裂部材６０には、前記図６に示した応力分散部分６２が形成されていることから、意図しない部分までの開裂を阻止することができる。これにより、破裂部材６０の破片などが生じる事態を無くし、ガス発生器の安定した作動を確保することができる。

有底筒体形状に形成された破裂部材の実施形態を示す（Ａ）側面図、（Ｂ）Ｘ−Ｙ矢視断面図、（Ｃ）開裂状態を示す略図。他の破裂部材の実施形態を示す（Ａ）側面図、（Ｂ）Ｘ−Ｙ矢視図、（Ｃ）開裂状態を示す略図。他の脆弱部と応力分散部分を有する破裂部材の側面図。更に他の脆弱部と応力分散部分を有する破裂部材の各側面図。図２の破裂部材を用いて形成されたガス発生器の断面図。球面形状に形成された破裂部材の実施形態を示す（Ａ）正面図、（Ｂ）Ｖ−Ｗ矢視断面図。図６の破裂部材を用いて形成されたガス発生器の断面図。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，６０破裂部材
１１，２１，３１，４１，６１溝（脆弱部）
１２，２２，３２，４２，６２窪み部（応力分散部分）
１３，２３，３３，４３フランジ部
１４，２４，３４，４４側壁部分
５０，７０ガス発生器
５１，７３点火器
５２，７４カラー部材
５４ガス発生剤

Claims

圧力や衝撃波によって開裂する破裂部材であって、当該破裂部材には、優先的に開裂し且つ当該破裂部材の開裂方向を規定する脆弱部が形成されており、当該脆弱部の先端又は当該脆弱部の開裂方向の先には、当該破裂部材の開裂時の応力を分散させる形状乃至構造に形成された応力分散部が設けられている破裂部材。
前記脆弱部は線状に形成されており、前記応力分散部は、当該線状に形成された脆弱部の長さ方向両端に設けられている請求項１記載の破裂部材。
前記応力分散部分は、円形に肉厚を薄くして形成されており、当該応力分散部分の肉厚は、前記脆弱部底面に於ける肉厚よりも薄く形成されている請求項１又は２に記載の破裂部材。
前記破裂部材は平板状、球面状、又は曲面状に形成されており、前記脆弱部は、当該平板又は球面状に形成された破裂部材の、表面及び裏面の少なくとも何れかの面に形成されている請求項１〜３の何れか一項記載の破裂部材。
前記破裂部材は一端側又は両端側を閉塞した中空筒状体に形成されており、前記脆弱部は、当該中空筒状体に形成された破裂部材の側壁に形成されている請求項１〜３の何れか一項記載の破裂部材。
車両に搭載され、衝撃時にガスを排出させるガス発生器であって、
当該ガス発生器は、その作動に際して圧力や衝撃波によって開裂してガスを放出させる破裂部材を含んで構成されており、
当該破裂部材として、請求項１〜５の何れか一項記載の破裂部材が使用されているガス発生器。