JP2008290528A

JP2008290528A - ガス発生器

Info

Publication number: JP2008290528A
Application number: JP2007136817A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nakaoka; 祐輔中岡; Kazuhisa Tamura; 和久田村; Akihiko Suehiro; 昭彦末廣; Tatsuro Tanaka; 達朗田中; Ryoi Kodama; 了意児玉
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: JP4817191B2

Abstract

【課題】点火器が作動することによって生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤に伝達することができ、製造が容易でかつ装置が大型化することのないガス発生器を提供する。
【解決手段】ガス発生器は、有底長尺筒状のハウジングと、このハウジングの開口端を閉塞するホルダとしてのベース部材２０とを備える。ハウジングの内部にはガス発生剤６２が収容された燃焼室１５と、点火薬が収容された点火部３１を含む点火器３０が収容された点火室１４とが設けられている。ベース部材２０は中空開口部を有しており、この中空開口部に点火器３０がインサート成形によって形成された樹脂成形部５０を介して固定されている。樹脂成形部５０は、点火器３０の作動時において外側に向かって点火部３１が変形することを抑制する変形抑制部５１を有しており、この変形抑制部５１が点火器３０の点火部３１の外周面３１ａを覆うとともに当該外周面３１ａに固着している。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置としてのエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器に関する。

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車両等に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・展開させることにより、この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・展開させる機器である。

種々あるガス発生器の構成の１つに、シリンダ型と呼ばれるガス発生器がある。シリンダ型ガス発生器は、その外形が長尺円柱状であり、軸方向の一端部に点火器および伝火薬が配置され、軸方向の略中央部にガス発生剤が配置され、軸方向の他端部にフィルタ部材およびガス噴出口が配置されてなるものである。このシリンダ型ガス発生器においては、点火器が作動することによって生じた火炎が伝火薬の燃焼を介してガス発生剤に伝達され、これによりガス発生剤が燃焼することによってガス発生器内において多量のガスを発生させ、当該ガスをフィルタ部材を経由してガス噴出口よりガス発生器外部に噴出するものである。噴出されたガスは、エアバッグの膨張・展開に利用される。このようなシリンダ型ガス発生器が開示された文献として、たとえば国際公開第０３／０４２０１０号パンフレット（特許文献１）や特開２００５−３１３８１２号公報（特許文献２）等がある。
国際公開第０３／０４２０１０号パンフレット特開２００５−３１３８１２号公報

一般に、ガス発生器を含むエアバッグ装置は、自動車の狭小なスペースに設置される場合がそのほとんどであり、シリンダ型ガス発生器においても機器自体の外形が大型化することは好ましいことではない。また、装置構成が複雑化した場合には、製造コストを圧迫することになるため、製作が容易なシリンダ型ガス発生器であることも重要なことである。

一方で、シリンダ型ガス発生器においては、点火器が作動することによって生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤に伝達することが重要である。点火器が作動することによって生じる火炎エネルギーは、何らその制御を行なわない場合には放射状に伝達される。そのため、シリンダ型ガス発生器の如く点火器から見てガス発生剤の配置位置が特定の方向に限定されたガス発生器においては、火炎エネルギーの指向性の制御を行なわない限り、火炎エネルギーに損失が生じたりその伝達が遅延したりして性能の低下をもたらすことになる。

上記観点から上述の特許文献１および２に開示のシリンダ型ガス発生器を見た場合には、小型でかつ構成が簡素化されている点においては好適なものではあるが、点火器において生じる火炎エネルギーの指向性の制御が特に行なわれておらず、火炎エネルギーがガス発生剤に効率よく伝達されているとは言い難い。したがって、ガス発生剤の燃焼効率が十分に高いとは言えず、高性能化に向けての改善の余地がある。

そこで、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、点火器が作動することによって生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤に伝達することができるとともに、製造が容易でかつ装置が大型化することのないガス発生器を提供することを目的とする。

本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、ホルダと、点火器と、樹脂成形部とを備える。上記ハウジングは、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む有底長尺円筒状の金属製の部材からなる。上記ホルダは、上記ハウジングの開口端に内挿された状態で上記ハウジングに取付けられ、上記ハウジングの軸方向と平行な方向に向かって延びる中空開口部を含む金属製の部材からなる。上記点火器は、作動時において着火する点火薬が収容された点火部と上記点火薬を着火させるために上記点火部に接続された端子ピンとを含み、上記点火部が上記端子ピンよりも上記燃焼室側に位置した状態で上記中空開口部内に配置されている。上記樹脂成形部は、上記ホルダと上記点火器との間の空間を充填するように絶縁性の流動性樹脂材料を当該空間に流し込んでこれを固化させることによって形成され、上記点火器を上記ホルダに固定している。そして、本発明に基づくガス発生器においては、上記樹脂成形部が、上記点火器の作動時において上記ハウジングの径方向外側に向かって上記点火部が変形することを抑制するために上記点火器の上記点火部の外周面を覆うとともに当該外周面に固着してなる変形抑制部を含んでいる。

このように構成することにより、変形抑制部が点火器の周壁の補強機能を果たすようになるため、点火器の作動時において点火器において生じる火炎エネルギーに指向性をもたせることができるようになり、火炎エネルギーの伝達方向をガス発生剤が位置する方向に集約することが可能となる。したがって、点火器が作動することによって生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤に伝達することができる。また、点火器とホルダとの間が絶縁性の樹脂成形部によって隔てられることになるため、これらの間に生じ得る静電放電による誤動作を防止することができ、また同時にガス発生器内部の気密性を確保することも可能になる。さらには、点火器をホルダに固定する際のインサート成形において変形抑制部を樹脂成形部と一体的に形成可能であるため、構造が複雑化することがなく、また装置が大型化することもなく、安価に高性能のガス発生器を製作することができるようになる。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記変形抑制部が上記ホルダの上記中空開口部を規定する内周面を覆うとともに当該内周面に固着していることが好ましい。

このように構成することにより、変形抑制部がさらにホルダによって補強されるため、点火器の周壁の補強効果をさらに高めることが可能になる。したがって、より確実に点火器において生じる火炎エネルギーの指向性を制御することが可能になる。

上記本発明に基づくガス発生器においては、当該ガス発生器が伝火薬が収容された伝火室を内部に含むた金属製の部材からなるカップ状部材を備えていてもよい。その場合には、上記カップ部材が上記点火部に上記伝火室が面するように上記ホルダに取付けられていることが好ましく、そして上記変形抑制部が上記カップ状部材の内周面に当接していることが好ましい。

このように構成することにより、変形抑制部がさらにカップ状部材によって補強されるため、点火器の周壁の補強効果をさらに高めることが可能になる。したがって、より確実に点火器において生じる火炎エネルギーの指向性を制御することが可能になる。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記変形抑制部の上記ハウジングの径方向における最大厚みが２．０ｍｍ以上であることが好ましい。

このように構成することにより、変形抑制部による点火部の周壁の補強効果を確実に得ることができる。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記点火部の上記燃焼室側の端部が上記変形抑制部よりも上記燃焼室側に向けて突出していることが好ましく、その場合に、上記点火部の上記変形抑制部からの突出高さが２．０ｍｍ以下であることが好ましい。

このように構成することにより、点火部の突出部分が変形抑制部によって補強されないことになるため、変形抑制部によって補強されている部分に比べて当該部分を脆弱にすることができ、火炎エネルギーの指向性をさらに高めることができる。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記樹脂成形部が上記点火器の上記端子ピンの上記点火部寄りの部分を覆うとともに当該部分に固着していることが好ましい。

このように構成することにより、点火器とホルダとの間に生じ得る静電放電による誤動作をより確実に防止することができる。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記樹脂成形部が、熱硬化性樹脂を原料としてインサート成形によって形成されたものであってもよいし、熱可塑性樹脂にガラス繊維を含有させたものを原料としてインサート成形によって形成されたものであってもよい。

このように構成することにより、インサート成形によって簡便に樹脂成形部を形成することができ、また樹脂成形部と一体的に変形抑制部が形成可能となるため、点火器が作動することによって生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤に伝達することができる高性能のガス発生器を安価に製作することが可能となる。

本発明によれば、点火器が作動することによって生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤に伝達することができ、しかも製造が容易でかつ装置が大型化することのないガス発生器とすることができる。

以下、本発明の一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におけるガス発生器は、サイドエアバッグ装置等に組み込まれるいわゆるシリンダ型のガス発生器である。

図１は、本発明の実施の形態におけるガス発生器の外観構造を示す図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は右側面図である。また、図２は、本実施の形態におけるガス発生器の内部構造を示す図であり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。まず、これらの図を参照して、本実施の形態におけるガス発生器の外観構造および内部構造について説明する。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図２に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１は、長尺略円柱状の外形を有しており、その外殻は、ハウジングとしての円筒状部材１０および閉塞部材１２と、ホルダとしてのベース部材２０とによって構成されている。円筒状部材１０は、軸方向の両端に開口を有する長尺の部材からなる。閉塞部材１２は、所定の厚みを有する円板状の部材からなり、その周面に後述するかしめ固定のための溝を有している。ベース部材２０は、円筒状部材１０の軸方向と平行な方向に延びる中空開口部を有する筒状の部材からなり、その外周面の所定位置に後述するかしめ固定のための溝を有している。

閉塞部材１２は、円筒状部材１０の一方の開口端を閉塞するようにその一部が円筒状部材１０に内挿された状態で取付けられている。これにより、円筒状部材１０と閉塞部材１２とによって有底長尺円筒状のハウジングが構成される。一方、ベース部材２０は、有底長尺円筒状のハウジングの開口端である円筒状部材１０の他方の開口端にその一部が内挿された状態で取付けられている。また、円筒状部材１０の軸方向の所定位置には、仕切り板１３が配置されている。この仕切り板１３は、円筒状部材１０の内部の空間を軸方向に区画するものであり、円板状の部材からなる。

これら円筒状部材１０、閉塞部材１２、仕切り板１３およびベース部材２０は、いずれもステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材からなり、かしめ固定によってそれぞれが連結・固定されている。具体的には、円筒状部材１０の一方の開口端に閉塞部材１２の一部が内挿された状態で、閉塞部材１２の周面に設けられた溝に対応する部分の円筒状部材１０の周壁を径方向内側に向けてかしめることにより、円筒状部材１０に対する閉塞部材１２の固定が行なわれ、円筒状部材１０の他方の開口端にベース部材２０の一部が内挿された状態で、ベース部材２０の外周面に設けられた溝に対応する部分の円筒状部材１０の周壁を径方向内側に向けてかしめることにより、円筒状部材１０に対するベース部材２０の固定が行なわれる。また、円筒状部材１０の所定位置に内挿された仕切り板１３の両側部分に位置する円筒状部材１０の周壁をそれぞれ径方向内側に向けてかしめることにより、円筒状部材１０に対する仕切り板１３の固定が行なわれる。

図１（Ａ）および図２に示すように、円筒状部材１０の閉塞部材１２が取付けられた方の端部近傍には、ガス噴出口１１が設けられている。このガス噴出口１１は、ガス発生器１の内部において発生したガスを外部に噴出するための穴であり、円筒状部材１０の周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。

図２に示すように、円筒状部材１０および閉塞部材１２からなるハウジングとベース部材２０からなるホルダとによって規定されるガス発生器１の内部の空間には、点火室１４、燃焼室１５およびフィルタ室１６が設けられている。上述の仕切り板１３は、このうちの燃焼室１５とフィルタ室１６とを区画している。一方、点火室１４と燃焼室１５とは、後述するクッション材６１によって区画されている。

点火室１４は、円筒状部材１０、ベース部材２０およびクッション材６１によって主として規定され、ハウジングの開口端寄りの部分である円筒状部材１０の他方端寄りの部分（図中の右側の部分）に設けられている。ベース部材２０の中空開口部内には、点火器（スクイブ）３０が配置されており、ベース部材２０と点火器３０との間には、樹脂成形部５０が位置している。ベース部材２０の燃焼室１５側の端部には、有底筒状のカップ状部材４０が取付けられており、この有底筒状のカップ状部材４０の内部の空間である伝火室４４には、伝火薬（エンハンサ）４５が収容されている。したがって、点火室１４には、点火器３０および伝火薬４５が収容されていることになる。この点火室１４近傍の詳細な構造については、後述することとする。

なお、ベース部材２０の外周面（すなわち円筒状部材１０の内周面と対面する面）には、凹部２２が周方向に延びるように設けられており、この凹部２２には、シール部材２８が収容されている。シール部材２８は、円筒状部材１０とベース部材２０との間に生じる隙間を気密に封止するためのものであり、これによってガス発生器１の外部と点火室１４との間の気密性が確保されることになる。また、ベース部材２０の内周面と点火器３０との間には、上述のように樹脂成形部５０によって封止されており、これによってガス発生器１の外部と点火室１４との間の気密性が確保されている。

なお、上述のシール部材２８としては、十分な耐熱性および耐久性を有する部材が用いられることが好ましく、たとえばエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭ樹脂製のＯリング等が好適に利用可能である。当該シール部材２８は、円筒状部材１０とベース部材２０とのかしめ固定の際に、これら部材間に挿入されて取付けられる。なお、シール部材２８が介装される部分に別途液状のシール剤を塗布しておけば、さらなる気密性を得ることができる。

点火器３０は、火炎を発生させるための点火装置であり、点火部３１と端子ピン３２とを含んでいる。点火部３１は、その内部に作動時において着火する点火薬と、この点火薬を燃焼させるための抵抗体とを含んでいる。端子ピン３２は、点火薬を着火させるために点火部３１に接続されている。より具体的には、点火器３０は、一対の端子ピン３２を挿通・保持する基部と、基部上に取付けられたスクイブカップとを備えており、スクイブカップ内に挿入された端子ピン３２の先端を連結するように抵抗体（ブリッジワイヤ）が取付けられ、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スクイブカップ内に点火薬が充填されている。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。スクイブカップは、一般に金属製またはプラスチック製である。

衝突を検知した際には、端子ピン３２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、点火薬を収納しているスクイブカップ（点火部３１）を破裂させる。抵抗体に電流が流れてから点火器３０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。

伝火薬４５は、点火器３０が作動することによって生じた火炎によって点火され、燃焼することによって熱粒子を発生する。伝火薬４５としては、後述するガス発生剤６２を確実に燃焼開始させることができるものであることが必要であり、一般的には、Ｂ／ＫＮＯ₃等に代表される金属粉／酸化剤からなる組成物などが用いられる。伝火薬４５は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成型されたもの等が利用される。バインダによって成型された伝火薬の形状としては、たとえば顆粒状、円柱状、シート状、球状、単孔円筒状、多孔円筒状、タブレット状など種々の形状がある。

燃焼室１５は、円筒状部材１０、仕切り板１３およびクッション材６１によって規定されており、ハウジングの略中央部、すなわち円筒状部材１０の略中央部に設けられている。燃焼室１５には、ガス発生剤６２が主として収容されている。

ガス発生剤６２は、点火器３０によって点火された伝火薬４５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ガスを発生させるものである。ガス発生剤６２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、たとえばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等またはこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジンや硝酸グアニジン、シアノグアニジン、５−アミノテトラゾール等が好適に利用される。また、酸化剤としては、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。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。

ガス発生剤６２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、ガス発生器１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６２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など、仕様に応じた最適な形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤６２の形状の他にもガス発生剤６２の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成型体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。

点火室１４と燃焼室１５とを区画するクッション材６１は、燃焼室１５内に収容されたガス発生剤６２に接触するように配置されている。このクッション材６１は、成型体からなるガス発生剤６２が振動等によって粉砕されることを防止する目的で設けられるものであり、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用される。このクッション材６１は、作動時において伝火薬４５の燃焼によって開口または分断し、場合によっては焼失する。

燃焼室１５とフィルタ室１６とを区画する仕切り板１３には、作動時において燃焼室１５とフィルタ室１６とを連通する連通孔１３ａが設けられている。仕切り板１３の燃焼室１５側に位置する主面には、上記連通孔１３ａを閉塞するようにシール部材１８が貼付されている。このシール部材１８としては、片面に粘着部材が塗布されたアルミニウム箔等が利用される。これにより、非作動時における燃焼室１５とフィルタ室１６との気密性が確保され、燃焼室１５内への水分等の混入が防止されることになる。

また、燃焼室１５の仕切り板１３側に位置する端部には、複数の連通孔１７ａが設けられた多孔板１７が配置されている。多孔板１７は、作動時において燃焼室１５から放出されるガスの流れを整流するとともに、燃焼室１５に収容されたガス発生剤６２が未燃焼の状態においてフィルタ室１６に移動することを防止するためのものである。そのため、多孔板１７に設けられた連通孔１７ａは、いずれもガス発生剤６２の外形よりも小さく形成されるとともに、仕切り板１３に設けられた連通孔１３ａよりも小さく形成されている。

フィルタ室１６は、円筒状部材１０、閉塞部材１２および仕切り板１３によって規定され、ハウジングの閉塞端寄りの部分である円筒状部材１０の一方端寄りの部分（図中の左側の部分）に設けられている。フィルタ室１６には、フィルタ部材６３が収容されている。フィルタ室１６は、上述の円筒状部材１０の周壁に設けられたガス噴出口１１を介して外部と通じている。

フィルタ部材６３は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼等の金属からなる線材や網材を巻き回したものやプレス加工することによって押し固めたもの等が利用される。具体的には、メリヤス編みの金網や平織りの金網、クリンプ織りの金属線材の集合体等が利用される。フィルタ部材６３は、燃焼室１５にて発生したガスがこのフィルタ部材６３中を通過する際に、ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、ガス中に含まれる残渣（スラグ）等を除去する除去手段としても機能する。なお、フィルタ部材６３としては、好適にはハウジングの軸方向と平行な方向に延びる中空部６３ａが内部に形成された部材を使用する。このようにすれば、流動抵抗が低く抑えられ、効率的なガスの流動が実現できるようになる。

なお、ガス発生器１のベース部材２０が配置された方の端部には、雌型コネクタ７１（図２参照）が取付けられる。この雌型コネクタ７１は、ガス発生器１とは別途設けられる衝突検知センサからの信号を伝達するハーネスの雄型コネクタが接続される部位である。雌型コネクタには、必要に応じてショーティングクリップ（不図示）が取付けられる。このショーティングクリップは、ガス発生器１の搬送時等において静電放電等によってガス発生器１が誤動作することを防止するために取付けられるものであり、エアバッグ装置への組付け段階においてハーネスの雄型コネクタが雌型コネクタに差し込まれることによってその端子ピン３２への接触が解除されるものである。なお、図１（Ｂ）および図３においては、雌型コネクタ７１の図示は省略している。

次に、以上において説明したガス発生器１の作動時における動作について説明する。本実施の形態におけるガス発生器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、これに基づいて点火器３０が作動する。点火器３０が作動すると、点火薬の燃焼によって点火部３１内の圧力が上昇し、これによって点火部３１が破裂し、火炎が点火部３１の外部へと流出する。点火室１４に収容された伝火薬４５は、点火器３０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、多量の熱粒子を発生させる。この伝火薬４５の燃焼により、伝火室４４内の圧力が上昇し、これによってカップ状部材４０が破裂し、クッション材６１へと至る。クッション材６１へと達した熱粒子は、クッション材６１を燃焼させてこれを開口または分断し、これによって熱粒子が燃焼室１５に流入してガス発生剤６２へと至る。

流れ込んだ熱粒子により、ガス発生剤６２が着火されて燃焼し、多量のガスを発生させる。このガス発生剤６２の燃焼により、燃焼室１５内の圧力が上昇し、これによってシール部材１８の封止が破られ、発生したガスがフィルタ室１６へと流れ込む。そして、流れ込んだガスは、フィルタ部材６３を通過して所定の温度にまで冷却され、ガス噴出口１１からハウジングの外部へと噴出される。ガス噴出口１１から噴出されたガスは、エアバッグの内部に導かれてエアバッグを膨張・展開させる。

図３は、本実施の形態におけるガス発生器の点火器近傍の構造をより詳細に説明するための部分拡大断面図である。本実施の形態におけるガス発生器１は、ホルダであるベース部材２０による点火器３０の支持構造において特徴を有しており、これにより点火器３０が作動することによって生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤６２に伝達するように構成している。以下において、この点について図３を参照して詳細に説明する。

図３を参照して、上述のように本実施の形態におけるガス発生器１においては、ベース部材２０が円筒状部材１０の軸方向の他方の開口端を閉塞するようにその一部が内挿された状態で円筒状部材１０にかしめ固定されている。ベース部材２０は、その軸方向に中空開口部を有しており、この中空開口部を規定するベース部材２０の内周面２１は、軸方向においてその内径が滑らかに変化する形状となっている。この中空開口部の内部には、点火器３０が配置されており、点火器３０とベース部材２０との間には、樹脂成形部５０が設けられている。

点火器３０は、その点火部３１が端子ピン３２よりも燃焼室１５側に位置した状態で配設されている。したがって、端子ピン３２は、円筒状部材１０の他方の端部において装置外部に露出した状態で配置されている。樹脂成形部５０は、後述するインサート成形によって形成されるものであり、ベース部材２０の中空開口部内に配置された点火器３０とベース部材２０との間に位置する空間を充填するように設けられている。

樹脂成形部５０は、変形抑制部５１と、端子ピン被覆部５２と、雌型コネクタ取付け凹部形成部５３とを含んでいる。変形抑制部５１は、樹脂成形部５０のうちの点火器３０の点火部３１の外周面３１ａを覆う部分に相当し、端子ピン被覆部５２は、樹脂成形部５０のうちの点火器３０の端子ピン３２の点火部３１寄りの部分を覆う部分に相当する。また、雌型コネクタ取付け凹部形成部５３は、樹脂成形部５０のうちの点火器３０の端子ピン３２の先端部分を囲う部分に相当する。

樹脂成形部５０は、上述のとおりインサート成形によって形成されたものであるため、点火器３０およびベース部材２０に接触する部分においてこれら点火器３０およびベース部材２０に固着している。より具体的には、変形抑制部５１は、点火器３０の点火部３１の外周面３１ａに固着するとともに、ベース部材２０に接触する部分においてベース部材２０の内周面２１に固着している。端子ピン被覆部５２は、点火器３０の端子ピン３２の点火部３１寄りの部分に固着するとともに、ベース部材２０の内周面２１に固着している。また、雌型コネクタ取付け凹部形成部５３は、ベース部材２０の内周面２１にのみ固着している。

変形抑制部５１は、点火器３０の作動時においてハウジングの径方向外側に向かって点火部３１が変形することを抑止するとともに、点火部３１とベース部材２０との間の電気的な絶縁を確保し、またガス発生器１の外部と点火室１４との間の気密性を確保する部位である。端子ピン被覆部５２は、端子ピン３２とベース部材２０との間の電気的な絶縁を確保するとともに、ガス発生器１の外部と点火室１４との間の気密性を確保する部位である。雌型コネクタ取付け凹部形成部５３は、上述の雌型コネクタ７１を受け入れて支持する部位である雌型コネクタ取付け凹部５４を形作る部位である。なお、これら変形抑制部５１、端子ピン被覆部５２および雌型コネクタ取付け凹部形成部５３は、インサート成形によって一体的に連続して設けられるものであって個々別々に不連続に設けられるものではない。

インサート成形によって形成される樹脂成形部５０の原材料としては、硬化後において耐熱性や耐久性、耐腐食性等に優れた樹脂材料が好適に選択されて利用される。その場合、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂に限られず、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂（たとえばナイロン６やナイロン６６等）、ポリプロピレンスルフィド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂等に代表される熱可塑性樹脂を利用することも可能である。これら熱可塑性樹脂を原材料として選択する場合には、成形後において樹脂成形部５０の機械的強度を確保するためにこれら樹脂材料にガラス繊維等をフィラーとして含有させることが好ましい。しかしながら、熱可塑性樹脂のみで十分な機械的強度が確保できる場合には、上記フィラーを添加する必要はない。

図３に示すように、樹脂成形部５０の変形抑制部５１は、その一部がベース部材２０よりも点火室１４側に向かって突出した状態で成形されている。そして、この突出部分にカップ状部材４０が外挿されている。カップ状部材４０は、クッション材６１に当接する底壁部４１と、この底壁部４１から立設された周壁部４２と、周壁部４２の開口端から連続して外側に向かって延びるフランジ部４３とを有しており、その内部に伝火薬４５が収容された伝火室４４が設けられている。カップ状部材４０は、伝火室４４が点火器３０の点火部３１の頂面に対面するようにベース部材２０に被せられ、そのフランジ部４３がベース部材２０の燃焼室１５側の端部に設けられたかしめ部２３によって挟持されることにより、ベース部材２０に固定されている。ここで、カップ状部材４０の内周面４２ａの開口端側の部分は、樹脂成形部５０の変形抑制部５１に当接している。なお、カップ状部材４０は、鉄やアルミニウム合金等の金属製の部材からなる。

以上の構成を採用することにより、点火器３０の点火部３１のハウジングの径方向外側の部分に変形抑制部５１が位置することになる。そのため、変形抑制部５１が点火部３１のスクイブカップの周壁を補強する役目を果たし、作動時において点火部３１がハウジングの径方向外側に向かって変形することが効果的に抑制されることになる。特に、本実施の形態におけるガス発生器１においては、変形抑制部５１のさらに外側にカップ状部材４０の周壁部４２の開口端部分およびフランジ部４３、さらにその外側にはベース部材２０のかしめ部２３および円筒状部材１０の周壁が位置することになるため、その補強効果は非常に高いものとなっている。したがって、点火器３０の作動時において点火部３１は、主としてハウジングの軸方向に向かって破裂し、点火器３０において生じる火炎エネルギーが伝火室４４側に向けて指向性をもって拡散するようになる。この火炎エネルギーの指向性は、伝火薬４５の燃焼時においてもその伝火薬４５の燃焼による熱粒子の拡散方向に大きく影響し、ガス発生剤６２に向けて効率よく熱粒子が拡散することになる。したがって、点火器３０において生じる火炎エネルギーを効率よくガス発生剤６２に伝達することが可能となり、火炎エネルギーに損失が生じ難く、その伝達がより迅速に行なえることになる。したがって、高性能のガス発生器とすることができる。

また、上記構成においては、変形抑制部５１のハウジングの径方向における最大厚みＷ（図３参照）を２．０ｍｍ以上とすることが好ましい。このように構成すれば、変形抑制部５１による点火部３１のスクイブカップの周壁に対する補強効果を確実に得ることができる。

また、点火部３１の燃焼室１５側の端部は、変形抑制部５１よりも燃焼室１５側に向けて突出していることが好ましい。このように構成すれば、点火部３１の突出部分が変形抑制部５１によって補強されないことになるため、変形抑制部５１によって補強されている部分に比べて当該部分を脆弱にすることができ、火炎エネルギーの指向性を高めることができる。なお、その場合には、点火部３１の突出部分の高さＨ（図３参照）を２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。これは、２．０ｍｍを超えて点火部３１を燃焼室１５側に突出させた場合には、変形抑制部５１による補強効果が必要以上に減じてしまうためである。

また、上述の火炎エネルギーの指向性をさらに高めるためには、点火器３０の点火部３１の頂面に脆弱部としてのスコア（溝）を設けたり、カップ状部材４０の底壁部４１に脆弱部としてのスコアを設けたりすることが好ましい。このように構成すれば、スコアを設けた部分において機械的強度を減じることができ、火炎エネルギーの指向性がさらに高まることになる。

また、上記構成を採用することにより、点火器３０とベース部材２０との間における静電放電による誤動作を確実に防止することができる。これは、点火器３０とベース部材２０との間の空間が絶縁性の樹脂材料からなる樹脂成形部５０によって充填されることになるためであり、これにより点火器３０とベース部材２０との間の絶縁耐性が向上し、静電放電による短絡を確実に防止することができる。

また、上記構成を採用することにより、伝火室４４を確実に密閉できる効果を得ることも可能になる。これは、点火器３０とベース部材２０との間の空間が絶縁性の樹脂材料からなる樹脂成形部５０によって充填されることになるためであり、これにより特にシール材を設けることなく伝火室４４の装置外部に対する気密性を高めることができる。

以下においては、上述の構成のガス発生器１において、インサート成形によって樹脂成形部５０を成形する具体的な方法について説明する。図４ないし図８は、本実施の形態におけるガス発生器の樹脂成形部の成形工程を示す図である。

まず、図４に示すように、ベース部材２０および点火器３０を準備し、これらを金型１００にセットする。ここで、金型１００には、ベース部材２０の一方端を受け入れる凹部１０１や点火器３０の端子ピン３２を受け入れる凹部１０２が設けられており、セット後においてこれら凹部１０１，１０２のそれぞれに、ベース部材２０の一方端および点火器３０の端子ピン３２が嵌め込まれることになる。なお、金型１００の所定位置には、後述する流動性樹脂の注入工程においてガスを抜くためのガス抜き用流路１１０が設けられている。

次に、図５に示すように、ベース部材２０および点火器３０がセットされた金型１００に対して、上方から金型２００が型合わせされる。ここで、金型２００には、ベース部材２０の他方端を受け入れる凹部２０１と、変形抑制部５１の端部部分を形成するための凹部２０２と、変形抑制部５１からの突出部分となる点火部３１の端部を受け入れる凹部２０３とが設けられており、金型１００に金型２００を型合わせした状態において凹部２０１にベース部材２０の他方端が嵌め込まれ、凹部２０３に点火部３１の上記端部が嵌め込まれることになる。なお、金型２００の所定位置には、後述する流動性樹脂の注入工程において流動性樹脂を供給するための流動性樹脂注入用流路２１０が設けられている。

図６は、金型１００と金型２００を型合わせした状態を示す図であり、当該状態においてベース部材２０と点火器３０との間にキャビティ８０が形成されることになる。このキャビティ８０に上述の流動性樹脂注入用流路２１０が通じている。

次に、図７に示すように、流動性樹脂注入用流路２１０を介して上述のキャビティ８０に流動性樹脂９０が注入される。流動性樹脂９０の材料としては、上述の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が利用される。この流動性樹脂９０の注入工程においては、キャビティ８０内のガスがガス抜き用流路１１０を介して外部へと排気される。

その後、キャビティ８０内に注入された流動性樹脂９０が硬化して固化するのを待って図８に示すように金型１００および金型２００が取り外されることにより、ベース部材２０および点火器３０が樹脂成形部５０によって一体化された中間加工品が取り出される。

このようなインサート成形を経ることにより、簡便に、点火器３０がベース部材２０に樹脂成形部５０を介して固定された中間加工品を得ることができる。また、インサート成形によってこの中間加工品を製作することにより、変形抑制部５１、端子ピン被覆部５２および雌型コネクタ取付け凹部形成部５３が樹脂成形部５０として一体的に形成さることになるため、非常に簡便にかつ安価にガス発生器を製作することが可能になる。

以上において説明した本発明の一実施の形態においては、変形抑制部５１がベース部材２０の内周面２１に固着した部分とカップ状部材４０の内周面４２ａに当接した部分の両方を含むように構成した場合を例示して説明を行なったが、他の構成とすることも当然に可能である。たとえば、変形抑制部５１の外周面がベース部材２０の内周面２１にのみ固着し、カップ状部材４０の内周面４２ａに当接していない構成としてもよいし、変形抑制部５１の外周面がカップ状部材４０の内周面４２ａにのみ当接し、ベース部材２０の内周面２１に固着していない構成としてよい。さらには、変形抑制部５１の外周面が他の部材と一切接触していない状態とすることも可能である。この場合にも、変形抑制部５１自体が点火器３０の点火部３１の外周面に固着し、かつ変形抑制部５１以外の部分の樹脂成形部５０において点火器３０がベース部材２０に固定されるように構成していれば、変形抑制部５１の補強機能によって火炎エネルギーに指向性を持たせることが可能になる。

また、上述の本発明の一実施の形態においては、点火室１４に点火器３０と伝火薬４５とが別々に収容された場合の構成を例示して説明を行なったが、点火器３０の点火部３１内に点火薬に加えて伝火薬４５を充填した構成を採用することも可能である。その場合にはカップ状部材４０が不要となるが、このように構成されたガス発生器においても当然に本発明を適用することが可能である。

また、上述の本発明の一実施の形態においては、樹脂成形部５０の一部として雌型コネクタ取付け凹部形成部５３を形成し、この雌型コネクタ取付け凹部形成部５３によって形作られた雌型コネクタ取付け凹部５４に別途雌型コネクタ７１を取付ける構成を採用した場合を例示して説明を行なったが、樹脂成形部５０のインサート成形時に雌型コネクタ７１をインサート部品として金型１００にセットし、樹脂成形部５０と一体化することも可能である。さらには、樹脂成形部５０自体の形状を工夫することにより、雌型コネクタ７１に相当する部位を樹脂成形部５０のインサート成形時に樹脂成形部５０の一部として一体化して成形することも可能である。このような構成を採用すれば、さらにガス発生器の製造を容易化することができる。

このように、今回開示した上記一実施の形態はすべての点で例示であって、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。

本発明の実施の形態におけるガス発生器の外観構造を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。本発明の実施の形態におけるガス発生器の内部構造を示す図であり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。本発明の実施の形態におけるガス発生器の点火器近傍の構造を示す部分拡大断面図である。本発明の実施の形態におけるガス発生器の樹脂成形部の成形工程を示す図である。本発明の実施の形態におけるガス発生器の樹脂成形部の成形工程を示す図である。本発明の実施の形態におけるガス発生器の樹脂成形部の成形工程を示す図である。本発明の実施の形態におけるガス発生器の樹脂成形部の成形工程を示す図である。本発明の実施の形態におけるガス発生器の樹脂成形部の成形工程を示す図である。

符号の説明

１ガス発生器、１０円筒状部材、１１ガス噴出口、１２閉塞部材、１３仕切り板、１３ａ連通孔、１４点火室、１５燃焼室、１６フィルタ室、１７多孔板、１７ａ連通孔、１８シール部材、２０ベース部材、２１内周面、２２凹部、２３かしめ部、２８シール部材、３０点火器、３１点火部、３１ａ外周面、３２端子ピン、４０カップ状部材、４１底壁部、４２周壁部、４２ａ内周面、４３フランジ部、４４伝火室、４５伝火薬、５０樹脂成形部、５１変形抑制部、５２端子ピン被覆部、５３雌型コネクタ取付け凹部形成部、５４雌型コネクタ取付け凹部、６１クッション材、６２ガス発生剤、６３フィルタ部材、６３ａ中空部、７１雌型コネクタ、８０キャビティ、９０流動性樹脂、１００金型、１０１，１０２凹部、１１０ガス抜き用流路、２００金型、２０１〜２０３凹部、２１０流動性樹脂注入用流路。

Claims

ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む有底長尺円筒状の金属製のハウジングと、
前記ハウジングの開口端に内挿された状態で前記ハウジングに取付けられ、前記ハウジングの軸方向と平行な方向に向かって延びる中空開口部を含む金属製のホルダと、
作動時において着火する点火薬が収容された点火部および前記点火薬を着火させるために前記点火部に接続された端子ピンを含み、前記点火部が前記端子ピンよりも前記燃焼室側に位置した状態で前記中空開口部内に配置された点火器と、
前記ホルダと前記点火器との間の空間を充填するように絶縁性の流動性樹脂材料を当該空間に流し込んでこれを固化させることによって形成され、前記点火器を前記ホルダに固定する樹脂成形部とを備え、
前記樹脂成形部は、前記点火器の作動時において前記ハウジングの径方向外側に向かって前記点火部が変形することを抑制するために、前記点火器の前記点火部の外周面を覆うとともに当該外周面に固着してなる変形抑制部を含んでいる、ガス発生器。
前記変形抑制部は、前記ホルダの前記中空開口部を規定する内周面を覆うとともに当該内周面に固着している、請求項１に記載のガス発生器。
伝火薬が収容された伝火室を内部に含み、前記点火部に前記伝火室が面するように前記ホルダに取付けられた金属製のカップ状部材をさらに備え、
前記変形抑制部は、前記カップ状部材の内周面に当接している、請求項１または２に記載のガス発生器。
前記変形抑制部の前記ハウジングの径方向における最大厚みは、２．０ｍｍ以上である、請求項１から３のいずれかに記載のガス発生器。
前記点火部の前記燃焼室側の端部は、前記変形抑制部よりも前記燃焼室側に向けて突出している、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。
前記点火部の前記変形抑制部からの突出高さは、２．０ｍｍ以下である、請求項５に記載のガス発生器。
前記樹脂成形部は、前記点火器の前記端子ピンの前記点火部寄りの部分を覆うとともに当該部分に固着している、請求項１から６のいずれかに記載のガス発生器。
前記樹脂成形部は、熱硬化性樹脂を原料としてインサート成形によって形成されたものである、請求項１から７のいずれかに記載のガス発生器。
前記樹脂成形部は、熱可塑性樹脂にガラス繊維を含有させたものを原料としてインサート成形によって形成されたものである、請求項１から７のいずれかに記載のガス発生器。