JP2010173558A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間にわたってシール性が確実に確保可能でかつ点火器の下部側シェルに対する組付け強度にも不足の生じないガス発生器を提供する。
【解決手段】ガス発生器１Ａは、両端が閉塞された短尺筒状の金属製のハウジングと、点火器４０と、樹脂成形部５０とを備える。ハウジングの底板部１１を構成する下部側シェルは、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって成形されたプレス成形品からなる下部側シェル本体１０と、点火器４０の点火部４１の側面を囲うように位置し、下部側シェル本体１０に固定された金属製の筒状囲い部材６０とを有する。樹脂成形部５０は、底板部１１と点火器４０との間の空間に絶縁性の流動性樹脂材料を流し込んでこれを固化させることによって形成される。筒状囲い部材６０は、下部側シェル本体１０に設けられた突状筒部１３に溶接固定されており、上述した樹脂成形５０によって完全に覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗員保護装置に組み込まれるガス発生器に関し、より特定的には、自動車のステアリングホイール等に搭載されるエアバッグ装置に組み込まれるいわゆるディスク型の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、エアバッグがクッションとなって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、車両等衝突時にコントロールユニット（作動器）からの通電によって点火器（スクイブ）を発火し、点火器において生じる火炎によりガス発生剤を燃焼させて多量の燃焼ガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張・展開させる機器である。なお、エアバッグ装置は、たとえば自動車のステアリングホイールやインストゥルメントパネル等に装備される。

ガス発生器には、種々の構造のものが存在するが、特にステアリングホイール等に装備される運転席側エアバッグ装置に好適に利用されるガス発生器として、いわゆるディスク型のガス発生器がある。一般に、ディスク型ガス発生器は、軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状のハウジングを有し、ハウジングの周壁にガス噴出口が設けられるとともにハウジングの内部にガス発生剤や点火器等が収容されてなるものである。

ディスク型ガス発生器のハウジングは、下部側シェルと呼ばれる有底筒状の金属部材と、上部側シェルと呼ばれる有底筒状の金属部材とを組み合わせて構成されることが一般的である。このうち、下部側シェルは、ハウジングの底板部を少なくとも構成し、この底板部に点火器が組付け固定される。

従来より、上部側シェルについては、その形状が比較的簡素であったため、その製作にあたっては一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって行なわれることが一般的であった。これに対し、下部側シェルについては、点火器が組み付けられる部分の形状が複雑であったため、金属製のブロックを切削加工することによって製作されることが一般的であった。しかしながら、このような切削加工による下部側シェルの製作は、製造コストを大きく圧迫する要因となっていたため、その改善が求められていた。

そこで、下部側シェルの構成を簡素化し、これを一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって製作し、当該プレス加工によって製作された下部側シェルに点火器を樹脂成形部によって固定する試みがなされている。このような構成が開示された文献としては、たとえば特許文献１（特開平４−２６６５４８号公報）や特許文献２（特表２００５−５２８２７６号公報）、特許文献３（特表２００７−５２１１８１号公報）等が挙げられる。

上記特許文献１ないし３に開示のガス発生器においては、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって形成した下部側シェルに、樹脂材料を原料とした射出成形（より特定的にはインサート成形）によって点火器を組み付ける構成が採用されている。より具体的には、下部側シェルに設けられた開口部に配置された点火器と下部側シェルとの間の空間に絶縁性の流動性樹脂材料を流し込んでこれを固化させることにより樹脂成形部を形成し、当該樹脂成形部がこれら点火器の表面と下部側シェルの表面とにそれぞれ固着するようにすることにより、点火器が下部側シェルに対して固定されている。

特開平４−２６６５４８号公報 特表２００５−５２８２７６号公報 特表２００７−５２１１８１号公報

ところで、射出成形によって形成された樹脂成形部によって点火器を下部側シェルに対して固定する場合には、樹脂成形部と点火器との間の界面および樹脂成形部と下部側シェルとの間の界面において、それぞれ長期的にシール性を確保することが必要である。これは、ハウジングの内部に収容されるガス発生剤が吸湿することを防止するためであり、仮に当該界面におけるシール性が不十分であった場合には、当該部分を介してハウジングの内部に水分を含む外気が侵入してガス発生剤が吸湿することとなってしまう。このような吸湿が生じた場合には、ガス発生器の作動時において所望のガス出力が得られない不具合が生じるおそれがあり、ガス発生器の信頼性を大幅に損なうことになりかねない。

上記シール性を確保するためには、下部側シェルの軸方向における樹脂成形部と点火器との固着しろおよび樹脂成形部と下部側シェルとの固着しろを長く確保することが考えられる。しかしながら、そのように構成した場合には、これら部材間の線膨張係数の差に起因して射出成形時およびその後の使用環境下における温度変化に基づいて当該界面に剥離が生じてしまうという問題が生じ得る。このような剥離が生じた場合には、逆に当該部分におけるシール性の著しい低下が招来され、ガス発生器の信頼性に悪影響を与えることになってしまう。

一方、上述した剥離の問題が生じないように、下部側シェルの軸方向における樹脂成形部と点火器との固着しろおよび樹脂成形部と下部側シェルとの固着しろを短くした場合には、樹脂成形部の点火器および下部側シェルに対する密着面積が減少し、シール性が十分に確保されない問題が起こり得る。この場合にもガス発生器の信頼性は大幅に低下することとなってしまう。

このように、射出成形によって形成された樹脂成形部によって点火器を下部側シェルに対して固定する構造を採用したガス発生器にあっては、樹脂成形部と点火器との間の界面および樹脂成形部と下部側シェルとの間の界面のそれぞれにおいて、長期的に確実にシール性を確保することが非常に困難であるという問題があった。

また、上記特許文献１ないし３に開示のガス発生器の如くの構成を採用した場合には、点火器の下部側シェルに対する組付け強度不足が生じることも懸念される。具体的には、樹脂成形部の下部側シェルに対する固着しろが十分とは言えないため、当該部分における組付け強度不足が発生し、点火器の作動時に樹脂成形部が下部側シェルから脱落してしまうおそれもある。

したがって、本発明は、上述の問題を解決すべくなされたものであり、射出成形によって形成された樹脂成形部によって点火器を下部側シェルに対して固定する構造を採用した場合にも、長期間にわたってシール性が確実に確保可能で、かつ点火器の下部側シェルに対する組付け強度にも不足の生じ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、点火器と、フィルタと、樹脂成形部とを備えている。上記ハウジングは、軸方向の両端を閉塞する天板部および底板部と、ガス噴出口が設けられた周壁部とによって構成され、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む短尺筒状の部材からなる。上記点火器は、上記ガス発生剤を燃焼させるための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んでいる。上記フィルタは、上記ハウジングの内部に配設され、上記燃焼室を上記ハウジングの径方向に取り囲む中空筒状の部材からなる。上記樹脂成形部は、上記底板部と上記点火器との間の空間に絶縁性の流動性樹脂材料を流し込んでこれを固化させることによって形成され、上記底板部の表面の少なくとも一部および上記点火部の表面の少なくとも一部に固着することにより上記点火器を上記底板部に固定している。上記ハウジングは、上記底板部を含む下部側シェルと、上記天板部を含む上部側シェルとを少なくとも含み、上記下部側シェルは、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって成形されたプレス成形品からなる下部側シェル本体と、上記点火部の側面を少なくとも囲うように位置し、上記下部側シェル本体に溶接固定された両端開口の金属製の筒状囲い部材とを有している。上記底板部を構成する部分の上記下部側シェル本体は、上記天板部側に向かって突出する突状筒部と、上記天板部側に位置する上記突状筒部の端部に設けられた開口部とを少なくとも有している。上記点火器は、上記点火部が上記燃焼室に面しかつ上記端子ピンが上記突状筒部内に位置するように配置されている。上記樹脂成形部は、上記下部側シェル本体の上記開口部を閉塞するとともに、上記筒状囲い部材を完全に覆うように当該筒状囲い部材の表面に固着している。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記下部側シェル本体の上記開口部が、上記端子ピンが挿通配置された端子ピン挿通部を構成していることが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記筒状囲い部材の軸方向端部に位置する一方の開口が、上記端子ピンが挿通配置された端子ピン挿通部を構成していることが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記端子ピン挿通部の大きさが、上記点火部の最大外形部分における上記点火器の大きさよりも小さいことが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記筒状囲い部材の少なくとも一部が、上記突状筒部に内挿されていることが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記筒状囲い部材の少なくとも一部が、上記突状筒部に外挿されていることが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器は、上記点火薬の着火に伴って生じる上記点火薬の燃焼を上記ガス発生剤に伝達するための伝火薬をさらに備えていてもよい。その場合には、上記伝火薬が収容される伝火室を内部に含む有底筒状のカップ部材の開口端が、上記樹脂成形部に外挿されていることが好ましい。

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、雄型コネクタを受け入れ可能な雌型コネクタ部を有していてもよい。その場合には、上記雌型コネクタ部が、上記突状筒部内に位置していることが好ましい。

本発明によれば、射出成形によって形成された樹脂成形部によって点火器を下部側シェルに対して固定する構造を採用した場合にも、長期間にわたってシール性が確実に確保可能で、かつ点火器の下部側シェルに対する組付け強度にも不足の生じないガス発生器とすることができる。

本発明の実施の形態におけるガス発生器の模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器の組付け手順を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器の組付け手順を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器の組付け手順を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器の第１変形例に係る模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器の第２変形例に係る模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器の第３変形例に係る模式断面図である。

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。以下に示す一実施の形態は、自動車のステアリングホイール等に搭載されるエアバッグ装置に組み込まれるディスク型ガス発生器に本発明を適用したものである。

図１は、本発明の実施の形態におけるガス発生器の模式断面図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器の構造について説明する。

図１に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａは、軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状のハウジングを有しており、このハウジングの内部に各種の構成部品が収容されている。短尺円筒状のハウジングは、下部側シェルと上部側シェルとを含んでいる。下部側シェルは、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって形成されたプレス成形品からなる下部側シェル本体１０と、当該下部側シェル本体１０に溶接固定された筒状囲い部材３０とを有している。上部側シェルは、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって形成された上部側シェル本体２０を有している。

下部側シェル本体１０および上部側シェル本体２０は、それぞれが有底筒状に形成されており、これらを組み合わせて接合することによってハウジングの外殻部分が構成されている。下部側シェル本体１０は、底板部１１と周壁部１２とを有しており、上部側シェル本体２０は、天板部２１と周壁部２２とを有している。なお、下部側シェル本体１０と上部側シェル本体２０との接合には、電子ビーム溶接やレーザー溶接、摩擦圧接等が好適に利用される。

下部側シェル本体１０の底板部１１の略中央部には、天板部２１側に向かって突出する突状筒部１３が設けられている。この突状筒部１３は、有底筒状に形成されており、その天板部２１側に位置する頂壁部１４の略中央部に開口部１４ａを有している。

下部側シェル本体１０は、上述したように一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって製作されている。具体的には、下部側シェル本体１０は、上型および下型からなる一対の金型を用いて一枚の金属製の板状部材を上下方向からプレスすることにより、図示する如くの形状に成形されることで製作される。ここで、金属製の板状部材としては、たとえばプレス前の板厚が概ね１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金板、ステンレス合金等の金属製の部材が利用され、好適には４４０ＭＰａ以上７８０ＭＰａ以下の引っ張り力が印加された場合にも破断等の破損が生じないいわゆる高張力鋼板が好適に利用される。なお、プレス後の板厚としては、その最も薄肉の部分の厚みが概ね１．０ｍｍ以上とされることが好ましい。なお、プレス加工としては、熱間鍛造で行なわれてもよいし冷間鍛造で行なわれてもよいが、寸法精度の向上の観点から、より好適には冷間鍛造で行われる。

筒状囲い部材３０は、後述する点火器４０の点火部４１の側面の下方端寄りの部分を囲うように配置された筒状部３１を含む両端開口の金属製の部材からなる。筒状部３１の下端には、当該下端を径方向内側に向かって延設することで延設部３２が形成されており、この延設部３２によって筒状囲い部材３０の下端開口が形成されている。筒状囲い部材３０としては、好適にはステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金板、ステンレス合金等の金属製の部材が利用され、その板厚は下部側シェル本体１０の板厚よりも小さいことが好ましい。

筒状囲い部材３０は、その延設部３２の下面が下部側シェル本体１０の頂壁部１４の上面に当接した状態で溶接によって固定されている。筒状囲い部材３０と下部側シェル本体１０との接合は、電子ビーム溶接やレーザー溶接、摩擦圧接等によって行なわれ、その溶接箇所が下部側シェル本体１０の開口部の周縁に沿って環状に形成されるように行なわれることが好ましい。

上部側シェル本体２０は、上述したように一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって製作されている。具体的には、上部側シェル本体２０は、上型および下型からなる一対の金型を用いて一枚の金属製の板状部材を上下方向からプレスすることにより、図示する如くの形状に成形されることで製作される。ここで、金属製の板状部材としては、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金板、ステンレス合金等の金属製の部材が利用可能である。

下部側シェル本体１０の底板部１１の略中央部に設けられた突状筒部１３は、後述する点火器４０を挿入保持するための部位である。具体的には、突状筒部１３に設けられた開口部１４ａに点火器４０の端子ピン４２が挿通するように点火器４０が突状筒部１３に下部側シェル本体１０の内側から挿入配置され、この状態において下部側シェル本体１０と点火器４０との間の空間を充填するように樹脂成形部５０を射出成形によって形成することにより、点火器４０が下部側シェル本体１０の突状筒部１３に固定されている。

点火器４０は、火炎を発生させるための点火装置であり、点火部４１と端子ピン４２とを含んでいる。点火部４１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４２は、点火薬を着火させるために点火部４１に接続されている。より詳細には、点火部４１は、一対の端子ピン４２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４２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４２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、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を破裂させる。抵抗体に電流が流れてから点火器４０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一般に３ミリ秒以下である。

樹脂成形部５０は、下部側シェル本体１０の底板部１１に設けられた突状筒部１３と点火器４０との間の空間に絶縁性の流動性樹脂材料を流し込み、これを固化させることによって形成される。すなわち、樹脂成形部５０は、射出成形（より特定的にはインサート成形）によって形成されるものである。射出成形によって形成される樹脂成形部５０の原料としては、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、上述の如くのフィラーを添加する必要はない。

樹脂成形部５０は、下部側シェル本体１０の突状筒部１３の内周面および上面と、点火器４０の点火部４１の下方端寄りの側面および下面と、点火器４０の端子ピン４２の上方端寄りの部分の表面にそれぞれ固着している。以上により、下部側シェル本体１０の突状筒部１３に設けられた開口部１４ａは、樹脂成形部５０によって完全に閉塞された状態となっている。また、樹脂成形部５０は、下部側シェル本体１０の突状筒部１３に溶接固定された筒状囲い部材３０を完全に覆うように当該筒状囲い部材３０の表面に固着しており、これにより筒状囲い部材３０は、樹脂成形部５０内に完全に埋設された状態となっている。

突状筒部１３内に位置する部分の樹脂成形部５０には、雌型コネクタ５１が形成されている。この雌型コネクタ５１内には、点火器４０の端子ピン４２の下方端寄りの部分が露出している。雌型コネクタ５１は、点火器４０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）を受け入れるための部位であり、当該雌型コネクタ５１に雄型コネクタが挿し込まれることでハーネスの芯線と端子ピン４２との電気的導通が実現される。

上述した樹脂成形部５０には、点火器４０を覆うように有底筒状のカップ部材６０が取付けられている。カップ部材６０は、頂壁部６０ａおよび側壁部６０ｂを有しており、その内部に伝火薬６４が収容された伝火室６３を含んでいる。より詳細には、カップ部材６０は、その内部に設けられた伝火室６３が点火器４０の点火部４１に面するように樹脂成形部５０に外挿されて固定されている。

カップ部材６０は、頂壁部６０ａおよび側壁部６０ｂのいずれにも開口を有しておらず、カップ部材６０が樹脂成形部５０に外挿固定された状態において、その内部に設けられた伝火室６３を完全に密閉している。このカップ部材６０は、点火器４０が作動することによって伝火薬６４が着火された場合に伝火室６３内の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴って破裂または溶融するものであり、その機械的強度は比較的低いものが使用される。そのため、カップ部材６０の材質としては、成形性や軽量化の観点からアルミニウムやアルミニウム合金、プラスチック等が好適に利用され、鉄や銅等の金属製を採用する場合にはその厚みを非常に薄くされる。なお、カップ部材としては、このようなものほかにも、側壁部６０ｂに開口を有し、当該開口を閉塞するようにシールテープが貼着されたもの等を利用することが可能である。

伝火室６３に充填された伝火薬６４は、点火器４０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６４としては、後述するガス発生剤７１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６４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。

下部側シェルおよび上部側シェルからなるハウジングの内部の空間のうち、上述のカップ部材６０が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤７１が収容される燃焼室７０が位置している。より具体的には、上述のカップ部材６０は、ハウジングの内部に形成された燃焼室７０内に突出して配置されており、燃焼室７０は、主としてカップ部材６０の側壁部６０ｂの外表面に面する部分に設けられている。

ガス発生剤７１は、点火器４０によって点火された伝火薬６４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７１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７１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１Ａ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７１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７１の形状の他にもガス発生剤７１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。

ガス発生剤７１が収容された燃焼室７０を取り巻く空間には、ハウジングの内周に沿ってフィルタ８０が配置されている。フィルタ８０は、中空円筒状の形状を有しており、ハウジングと同軸上に配置されている。フィルタ８０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８０は、燃焼室７０にて発生した燃焼ガスがこのフィルタ８０中を通過する際に、燃焼ガスが有する高温の熱を奪い取ることによって燃焼ガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、燃焼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。

フィルタ８０の外周面は、下部側シェル本体１０の周壁部１２の内周面および上部側シェル本体２０の周壁部２２の内周面と所定の距離もって離間して位置している。フィルタ８０に対面する部分の上部側シェル本体２０の周壁部２２には、ガス噴出口２３が複数設けられている。このガス噴出口２３は、フィルタ８０を通過した燃焼ガスをハウジングの外部に導出するためのものである。上部側シェル本体２０の周壁部２２のフィルタ８０側に位置する主面には、上記ガス噴出口２３を閉塞するようにシール部材２４が貼付されている。このシール部材２４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、燃焼室７０の気密性が確保されている。

燃焼室７０の上部側シェル本体２０の天板部２１側の端部には、支持部材７３が配置されている。支持部材７３は、フィルタ８０を支持する部材であるとともに、フィルタ８０と上部側シェル本体２０との間の隙間から燃焼ガスが流出することを防止するための部材でもある。支持部材７３は、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属製の板状部材をプレス加工等することによって形成されたものであり、フィルタ８０の上端部分の内周面に当接する部位と、上部側シェル本体２０の天板部２１に当接する部位とを有する環状の部材からなる。ここで、支持部材７３は、適度な弾性を有しており、フィルタ８０の内周面および上部側シェル本体２０の天板部２１のそれぞれに適度に圧接触している。

支持部材７３の内部には、燃焼室７０に収容されたガス発生剤７１に接触するようにクッション材７２が配置されている。このクッション材７２は、成型体からなるガス発生剤７１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。

燃焼室７０の下部側シェル本体１０の底板部１１側の端部には、支持部材７４が配置されている。支持部材７４は、フィルタ８０を支持する部材であるとともに、フィルタ８０と下部側シェル本体１０との間の隙間から燃焼ガスが流出することを防止するための部材でもある。支持部材７４は、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属製の板状部材をプレス加工等することによって形成されたものであり、フィルタ８０の下端部分の内周面に当接する部位と、下部側シェル本体１０の底板部１１に当接する部位とを有する環状の部材からなる。ここで、支持部材７４は、適度な弾性を有しており、フィルタ８０の内周面および下部側シェル本体１０の底板部１１のそれぞれに適度に圧接触している。

図２ないし図４は、本実施の形態におけるガス発生器の組付け手順を説明するための模式図である。次に、これら図２ないし図４を参照して、本実施の形態におけるガス発生器の組付け手順について説明する。

まず、図２に示すように、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって下部側シェル本体１０を製作する。その際、所定形状の上型および下型からなる金型を用い、上述した底板部１１、周壁部１２、突状筒部１３、頂壁部１４および開口部１４ａを形成する。

次に、図３に示すように、筒状囲い部材３０を下部側シェル本体１０に対して固定する。具体的には、筒状囲い部材３０の延設部３２の下面を下部側シェル本体１０の頂壁部１４の上面に当接させた状態とし、この状態を維持しつつ上記当接部の溶接を行なう。

次に、図４に示すように、筒状囲い部材３０が溶接固定された下部側シェル本体１０に点火器４０を固定する。具体的には、突状筒部１３に設けられた開口部１４ａに点火器４０の端子ピン４２が挿通するように点火器４０を突状筒部１３に下部側シェル本体１０の内側から挿入配置し、この状態において下部側シェル本体１０と点火器４０との間の空間を充填するように樹脂成形部５０を射出成形によって形成する。

つづいて、支持部材７４およびフィルタ８０を下部側シェル本体１０の内底面に向けて挿入配置し、さらに内部に伝火薬６４が収容されたカップ部材６０を樹脂成形部５０に外挿固定する。次いで、フィルタ８０の内側にガス発生剤７１を充填し、クッション材７２が介装された支持部材７３をフィルタ８０の上端部分に内挿する。その後、ガス噴出口２３がシール部材２４によって閉塞された上部側シェル本体２０を下部側シェル本体１０に対して被せ、下部側シェル本体１０と上部側シェル本体２０とを溶接する。以上により、図１に示す構成のガス発生器１Ａの組立てが完了する。

次に、本実施の形態におけるガス発生器１Ａの動作について、図１を参照して説明する。本実施の形態におけるガス発生器１Ａ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４０が作動する。伝火室６３に収容された伝火薬６４は、点火器４０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６４の燃焼により、カップ部材６０内の圧力が高まるとカップ部材６０がその圧力または熱によって破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室７０に流れ込む。

流れ込んだ熱粒子により、燃焼室７０に収容されたガス発生剤７１が着火されて燃焼し、多量の燃焼ガスを発生させる。燃焼室７０にて発生した燃焼ガスは、フィルタ８０の内部を通過し、その際フィルタ８０によって熱が奪われて冷却されるとともに燃焼ガス中に含まれるスラグがフィルタ８０によって除去されてハウジングの外周縁部に流れ込む。ハウジングの内圧の上昇に伴い、上部側シェル本体２０のガス噴出口２３を閉塞していたシール部材２４による封止が破られ、ガス噴出口２３を介して燃焼ガスがハウジングの外部へと噴出される。噴出されたガスは、ガス発生器１Ａに隣接して設けられたエアバッグの内部に導入され、エアバッグを膨張・展開する。

以上において説明した本実施の形態におけるガス発生器１Ａにおいては、樹脂成形部５０を射出成形によって形成するに先立ち、下部側シェル本体１０の突状筒部１３に予め筒状囲い部材３０を溶接固定しておき、当該射出成形の際に筒状囲い部材３０が樹脂成形部５０によって完全に覆われるようにしている。そのため、樹脂成形部５０は、下部側シェル本体１０の突状筒部１３の表面のみならず、筒状囲い部材３０の表面にも固着することになる。したがって、筒状囲い部材３０を設けた分だけ下部側シェルと樹脂成形部５０との固着しろが適度に長く確保されることになり、当該下部側シェルと樹脂成形部５０との間の界面部分における剥離の発生が防止でき、長期間にわたってシール性を確実に維持できるようになる。

また、上記構成の如く樹脂成形部５０中に筒状囲い部材３０を埋設することにより、樹脂成形部５０が設けられた部分の機械的強度を高めることができるため、点火器４０の作動時に樹脂成形部５０が下部側シェルから脱落してしまうおそれもなくなる。

したがって、上述した構成のガス発生器１Ａとすることにより、射出成形によって形成された樹脂成形部５０によって点火器４０を下部側シェルに対して固定する構造を採用した場合にも、長期間にわたってシール性が確実に確保可能で、かつ点火器４０の下部側シェルに対する組付け強度にも不足の生じないガス発生器とすることができる。

なお、上述の本実施の形態におけるガス発生器１Ａにおいては、下部側シェル本体１０の頂壁部１４に設けられた開口部１４ａにて、点火器４０の端子ピン４２が挿通配置される端子ピン挿通部が構成されるようにしている。ここで、本実施の形態におけるガス発生器１Ａにおいては、当該端子ピン挿通部に相当する開口部１４ａの大きさを、点火器４０の最大外形部分である点火部４１の外形よりも小さく構成している。このように構成することにより、万が一樹脂成形部５０に予期せぬ破損が生じた場合であっても、燃焼室７０の内圧の上昇を受けて点火器４０が当該開口部１４ａを通過してハウジングの外部に飛び出ることが防止でき、ガス発生器１Ａの安全な動作が確保されることになる。

図５ないし図７は、本実施の形態におけるガス発生器の第１ないし第３変形例に係る模式断面図である。次に、これら図５ないし図７を参照して、本実施の形態におけるガス発生器の第１ないし第３変形例について説明する。

図５に示すように、第１変形例に係るガス発生器１Ｂは、上述した本実施の形態におけるガス発生器１Ａと筒状囲い部材３０の構成において相違している。本変形例に係るガス発生器１Ｂにおいては、筒状囲い部材３０の延設部３２の内側端部からさらに下方に向けて突出部３３が延設されており、当該突出部３３は、下部側シェル本体１０の開口部１４ａに内挿されている。このように構成することにより、上述した本実施の形態におけるガス発生器１Ａとした場合の効果に加え、筒状囲い部材３０の下部側シェル本体１０に対する溶接固定の際に筒状囲い部材３０を下部側シェル本体１０に対して容易に位置決めできるという効果を得ることができる。したがって、より作業性の向上が図られたガス発生器とすることができる。

図６に示すように、第２変形例に係るガス発生器１Ｃは、上述した本実施の形態におけるガス発生器１Ａと突状筒部１３および筒状囲い部材３０の構成において相違している。本変形例に係るガス発生器１Ｃにおいては、突状筒部１３が頂壁部１４を有しておらず、突状筒部１３の上端部によって開口部１３ａが構成されている。一方、筒状囲い部材３０は、筒状部３１およびその下端に設けられた延設部３２に加え、筒状部３１の上端から外側に向かって延びるフランジ部３４を有している。そして、筒状囲い部材３０は、その筒状部３１が突状筒部１３に内挿され、そのフランジ部３４が突状筒部１３の上端部に当て止めされ、この当て止めされた部分において筒状囲い部材３０が突状筒部１３に溶接固定されている。このように構成した場合には、筒状囲い部材３０の延設部３２に設けられた下端開口にて、点火器４０の端子ピン４２が挿通配置される端子ピン挿通部が構成されることになる。このように構成した場合にも、上述した本実施の形態におけるガス発生器１Ａとした場合の効果と同様の効果を得ることができる。

図７に示すように、第３変形例に係るガス発生器１Ｄは、上述した本実施の形態におけるガス発生器１Ａと突状筒部１３および筒状囲い部材３０の構成において相違している。本変形例に係るガス発生器１Ｄにおいては、突状筒部１３が頂壁部１４を有しておらず、突状筒部１３の上端部によって開口部１３ａが構成されている。ここで、突状筒部１３の上端部寄りの部分は、下端部寄りの部分よりも縮径した形状に構成されており、上記開口部１３ａの大きさは、点火器４０の最大外形部分である点火部４１の外形よりも小さく構成されている。一方、筒状囲い部材３０は、筒状部３１のみによって構成されており、その筒状部３１が突状筒部１３に外挿されている。そして、筒状囲い部材３０は、その下端が突状筒部１３の所定位置に溶接されることで突状筒部１３に溶接固定されている。このように構成した場合にも、上述した本実施の形態におけるガス発生器１Ａとした場合の効果と同様の効果を得ることができる。

以上において説明した本発明の一実施の形態およびその変形例の特徴的な構成は、相互に組み合わせることが可能である。また、上述した下部側シェル本体に設けられる突状筒部の具体的な形状や下部側シェル本体に溶接固定される筒状囲い部材の具体的な形状等は、当然に適宜変更が可能である。

このように、今回開示した上記一実施の形態およびその変形例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。

１Ａ〜１Ｄ ガス発生器、１０ 下部側シェル本体、１１ 底板部、１２ 周壁部、１３ 突状筒部、１３ａ 開口部、１４ 頂壁部、１４ａ 開口部、２０ 上部側シェル本体、２１ 天板部、２２ 周壁部、２３ ガス噴出口、２４ シール部材、３０ 筒状囲い部材、３１ 筒状部、３２ 延設部、３３ 突出部、３４ フランジ部、４０ 点火器、４１ 点火部、４２ 端子ピン、５０ 樹脂成形部、５１ 雌型コネクタ、６０ カップ部材、６０ａ 頂壁部、６０ｂ 側壁部、６３ 伝火室、６４ 伝火薬、７０ 燃焼室、７１ ガス発生剤、７２ クッション材、７３，７４ 支持部材、８０ フィルタ。

Claims (8)

1. 軸方向の両端を閉塞する天板部および底板部と、ガス噴出口が設けられた周壁部とによって構成され、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む短尺筒状のハウジングと、
   前記ガス発生剤を燃焼させるための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む点火器と、
   前記ハウジングの内部に配設され、前記燃焼室を前記ハウジングの径方向に取り囲む中空筒状のフィルタと、
   前記底板部と前記点火器との間の空間に絶縁性の流動性樹脂材料を流し込んでこれを固化させることによって形成され、前記底板部の表面の少なくとも一部および前記点火部の表面の少なくとも一部に固着することにより前記点火器を前記底板部に固定する樹脂成形部とを備え、
   前記ハウジングは、前記底板部を含む下部側シェルと、前記天板部を含む上部側シェルとを少なくとも含み、
   前記下部側シェルは、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって成形されたプレス成形品からなる下部側シェル本体と、前記点火部の側面を少なくとも囲うように位置し、前記下部側シェル本体に溶接固定された両端開口の金属製の筒状囲い部材とを有し、
   前記底板部を構成する部分の前記下部側シェル本体は、前記天板部側に向かって突出する突状筒部と、前記天板部側に位置する前記突状筒部の端部に設けられた開口部とを少なくとも有し、
   前記点火器は、前記点火部が前記燃焼室に面しかつ前記端子ピンが前記突状筒部内に位置するように配置され、
   前記樹脂成形部は、前記下部側シェル本体の前記開口部を閉塞するとともに、前記筒状囲い部材を完全に覆うように当該筒状囲い部材の表面に固着している、ガス発生器。
2. 前記下部側シェル本体の前記開口部は、前記端子ピンが挿通配置された端子ピン挿通部を構成している、請求項１に記載のガス発生器。
3. 前記筒状囲い部材の軸方向端部に位置する一方の開口が、前記端子ピンが挿通配置された端子ピン挿通部を構成している、請求項１に記載のガス発生器。
4. 前記端子ピン挿通部の大きさは、前記点火部の最大外形部分における前記点火器の大きさよりも小さい、請求項２または３に記載のガス発生器。
5. 前記筒状囲い部材の少なくとも一部が、前記突状筒部に内挿されている、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。
6. 前記筒状囲い部材の少なくとも一部が、前記突状筒部に外挿されている、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。
7. 前記点火薬の着火に伴って生じる前記点火薬の燃焼を前記ガス発生剤に伝達するための伝火薬をさらに備え、
   前記伝火薬が収容される伝火室を内部に含む有底筒状のカップ部材の開口端が、前記樹脂成形部に外挿されている、請求項１から６のいずれかに記載のガス発生器。
8. 前記樹脂成形部は、雄型コネクタを受け入れ可能な雌型コネクタ部を有し、
   前記雌型コネクタ部は、前記突状筒部内に位置している、請求項１から７のいずれかに記載のガス発生器。

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