JP2018016131A - ガス発生器 - Google Patents

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Abstract

【課題】出力再現性が高いガス発生器の提供。
【解決手段】カップ状フィルタ50は、底面部52が閉塞端面32に当接され、開口部側の環状端面53が底面部41に当接され、周壁部51が周壁部42に内側から当接され、ガス排出口31との間に第２間隙37をおいて配置されている。作動時、燃焼ガスによりカップ状フィルタ50が半径方向外側に加圧されても、底面部52の存在により膨張変形が防止され、第２間隙37を狭くすることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に搭載するエアバッグ装置に使用できるガス発生器に関する。
特許文献１には、ガス源として加圧ガスとガス発生剤を併用したハイブリッドタイプのガス発生器が開示されている。
加圧ガスが充填されたボトルの一端側には、ガス発生剤１２および点火装置１０が取り付けられたハウジングが配置されている。またその反対端部側には、周壁部３０に放射状の開口２８が形成され、フィルタ２４が内部に収容されたハウジングが配置されている。
ボトルの一端側のインレットポート１６がインレット膜１８によって閉塞され、反対端側の排出開口２０が排出開口膜２２によって閉塞されている。
このガス発生器は、フィルタ２４は加圧ガスが充填されたボトルの外部であり、排出開口２０に隣接した位置に配置されている。
このため、排出開口２０から排出されたガスが集中して、フィルタ２４への負荷が大きくなり、冷却効果も十分ではないと考えられる。
さらに、ディフューザに相当する部材３２の内部全体がフィルタ２４で占められており、放射状の開口２８にもフィルタ２４が接触している構造は、フィルタ全体をガスが通過し難くなり、フィルタの機能が発揮し難くなることが考えられる。
ドイツ実用新案出願公開第202005008938号明細書
本件発明のガス発生器は、燃焼ガスの圧力によりフィルタが半径方向外側に膨張変形することがなく、フィルタとガス排出口の間の空間が確保できる。このため、設計どおりのフィルタ機能が発揮され、ガス発生器の出力が安定することから、出力再現性が高いガス発生器となる。
本発明は、筒状ハウジング本体部とディフューザ部からなる筒状ハウジングを有しており、
前記筒状ハウジング本体部の第１端部側に点火装置を有し、前記第１端部とは軸方向反対側の第２端部側が複数のガス排出口を有するディフューザ部により閉塞されており、
前記筒状ハウジング本体部の内部空間にガス発生剤を含む燃焼室が存在し、
前記燃焼室と前記ディフューザ部との間がカップ状部材により仕切られており、
前記カップ状部材が、底面部、複数の連通孔が形成された周壁部、および開口部を有しており、前記底面部が第１端部側に位置し、前記開口部が第２端部側に位置し、前記周壁部が、半径方向外側に対向している前記筒状ハウジング本体部の内壁面との間に、前記燃焼室と前記ディフューザ部を連通する第１間隙が形成されるように配置されているものであり、
さらに前記カップ状部材と前記ディフューザ部で囲まれた空間内にフィルタが配置されており、
前記フィルタが、底面部、周壁部および開口部を有しているカップ状のフィルタであり、
前記フィルタの底面部が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記開口部の端面が前記カップ状部材の底面部に対向されており、さらに前記周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、かつ前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものである、ガス発生器である。
本発明で使用している筒状ハウジングは、鉄、ステンレスなどの金属製であり、筒状ハウジング本体部とディフューザ部からなるものである。
筒状ハウジング本体部とディフューザ部は、溶接により接合されたものでもよいし、予め一体成形されたものでもよい。
点火装置は、公知のガス発生器で使用されている電気式点火器、または電気式点火器と伝火薬の組み合わせを使用することができる。前記伝火薬としては、公知のガス発生剤や黒色火薬などを使用することもできる。
ディフューザ部のガス排出口は、筒状ハウジング（ディフューザ部）の周壁部に複数が形成されており、シールテープなどの閉塞手段で閉塞されている。
燃焼室に充填されたガス発生剤は、公知のガス発生器で使用されているものを使用することができる。
燃焼室とディフューザ部との間はカップ状部材により仕切られている。ここで「仕切られている」とは、燃焼室空間とディフューザ部の内部空間がカップ状部材で分けられているが、燃焼室からディフューザ部へのガス排出経路は確保されていることを意味している。
燃焼室からディフューザ部へのガス排出経路は、燃焼室、第１間隙、複数の連通孔、カップ状フィルタおよびディフューザ部からなるガス排出経路である。
カップ状部材は、筒状ハウジング本体部の内壁面との間に燃焼室とディフューザ部を連通する第１間隙が形成されるように配置されていればよく、例えば、次のような形態で固定することができる。
（I）筒状ハウジング本体部とディフューザ部の間において、内側に突き出された環状
突起（環状段差面）が形成されており、前記環状突起（環状段差面）にカップ状部材の開口部端面が当接された形態。
（II）前記（I）の形態にて、カップ状部材として開口部に拡径部を有するものを使用
して、前記拡径部が前記環状突起（環状段差面）に当接された形態。
（III）前記（I）の形態にて、カップ状部材として底面部の外径（ｄ１）と開口部の外径（ｄ２）がｄ２＞ｄ１であり、底面部から開口部までの周壁部が傾斜面であるものを使用して、前記開口部端面が前記環状突起（環状段差面）に当接された形態。
（IV）筒状ハウジング本体部の内径（Ｄ１）とディフューザ部の内径（Ｄ２）をＤ１＞Ｄ２とすることで境界部に環状段差面が形成されており、前記環状段差面に対して（I）、（II）または（III）のカップ状部材の開口部側が当接された形態。
（V）カップ状部材として、開口部に拡径部を有し、さらに拡径部から底面部方向への折り返し部を有しているものを使用して、折り返し部の外径と筒状ハウジングの内径が調整されることで、カップ状部材の折り返し部が筒状ハウジングの内壁面に対して圧入された形態。
（VI）カップ状部材として底面部の外径（ｄ１）と開口部の外径（ｄ２）がｄ２＞ｄ１であり、底面から開口部までの周壁部が傾斜面であり、さらに開口部に形成された拡径部から底面部方向への折り返し部を有しているものを使用して、折り返し部の外径と筒状ハウジングの内径が調整されることで、カップ状部材の折り返し部が筒状ハウジングの内壁面に対して圧入された形態。
フィルタは、底面部が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、開口部の端面がカップ状部材の底面部に対向するように、例えばカップ状部材に対してフィルタを圧入したり、カップ状部材の周壁部の内周面に突起を設け開口部側をその突起に当接させたりして、軸方向の移動を阻止している。またフィルタの開口部は、カップ状部材の底面部に当接させてもよい。
フィルタは、周壁部が、複数の連通孔を含むカップ状部材の周壁部に内側から当接されることで半径方向から支持されている。
フィルタは、ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されていることで、第２間隙に面したフィルタの全面においてガスを通過させることができるため、フィルタ機能が十分に発揮される。
本発明のガス発生器においては、燃焼室内のガス発生剤の燃焼により発生した燃焼ガスは、燃焼室、第１間隙、複数の連通孔からカップ状フィルタの開口部側端面寄りの周壁部を通ったあと、フィルタ内に入る。その後、同じカップ状フィルタの第２間隙に面した周壁部を通ったあと、シールテープを破ってガス排出口から排出される。
このような動作をする本発明のガス発生器は、次の（i）〜（iii）の効果を得ることができる。
（i）フィルタとして均一厚みの筒状フィルタを使用している場合には、燃焼ガスが筒状フィルタ内に流入して圧力が高まると、第２間隙に面した周壁部が半径方向外側に膨張して、第２間隙を狭くすることが考えられる。このように第２間隙が狭くなると、燃焼ガスはガス排出口に面した筒状フィルタの周壁部のみを通過し易くなってしまい、冷却および濾過効果が低下する。また、フィルタの周壁部が半径方向外側に膨張するとディフューザ部端面との当接が外れて、燃焼ガスがショートパスし、冷却及び濾過効果が低下する。
本発明のガス発生器では、フィルタの底面部がディフューザ部の閉塞端面に当接するように配置されているため、フィルタの内側から外側に流れる燃焼ガスによる荷重が発生したときでも、第２間隙に面した底面部および底面部側の周壁部は変形し難い。このため、第２間隙が狭くなり難く、フィルタの第２間隙に面した周壁部の全面で冷却および濾過をすることができる。
それにより設計どおりのフィルタ機能が発揮され、ガス発生器の出力が安定することから、出力再現性が高いガス発生器となる。つまり（i）の効果は、従来の筒状フィルタにおける一端部の肉厚を部分的に大きくした状態であり、その一端部が底面部に相当する。そしてそのようなフィルタを第２間隙と組み合わせて配置することで、一番変形しやすい部分に対して構造上の補強が得られる点にある。そのためフィルタは、底面部が完全に閉じているものに限定せず、ガス発生器を通常モードで作動させるときの変形防止機能を果たすものであれば、フィルタ底面部に開口部の径よりも小さい径の孔が形成されていてもよい。
（ii）燃焼ガスが同じフィルタを二度通過することで、燃焼ガスが一度しかフィルタを通過しない形態と比べると、冷却効果および濾過効果を高めることができ、フィルタを二箇所に分けて配置する形態と比べると、フィルタ量を減少させることができるほか、部品数も減少させることができる。
（iii）さらに燃焼ガスが、フィルタの凹凸面と接触しやすく、その面積も大きいため、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣が筒状フィルタに付着され易くなり、捕捉され易くなる。
本発明のガス発生器の好ましい実施形態は、前記フィルタが、底面部、周壁部、開口部および前記底面部から半径方向外側に突き出された環状部を有しているカップ状のフィルタであり、
前記フィルタの底面部が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記環状部が前記ディフューザ部の閉塞端面と周壁部に当接され、前記開口部の端面が前記カップ状部材の底面部に当接されており、さらに前記周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、かつ前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものである。
この実施形態は、フィルタの底面部から半径方向外側に突き出された環状部を有しており、前記環状部がディフューザ部の閉塞端面と周壁部の両方に当接されているため、環状部の幅は、第２間隙の幅と実質的に同一である。
この実施形態のガス発生器では、燃焼ガスの流れによってフィルタ内部から外部へ荷重がかかったときに、第２間隙に面した底面部および底面部側の周壁部は膨張し難くなっている。この実施形態では、環状部を配置すること自体が周壁部の肉厚を部分的に増すことと同じであり、底面部と組み合わせてさらに第２間隙が狭くなり難く、フィルタの第２間隙に面した周壁部の全面で冷却および濾過をすることができる。
本発明のガス発生器のさらに好ましい実施形態は、前記フィルタが、前記カップ状部材側の内径（ｒ１）の大きな第１周壁部と、前記ディフューザ部側の内径（ｒ２）の小さな第２周壁部を有し（ｒ１＞ｒ２）、前記第１周壁部と前記第２周壁部の間に前記内径差により形成された環状面を有している筒状フィルタであり、
前記筒状フィルタの第２周壁部側の端面が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記第１周壁部側の端面が前記カップ状部材の底面部に当接され、前記第１周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、前記第２周壁部が前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものであり、
前記カップ状部材の複数の連通孔が前記筒状フィルタの第１周壁部のみに面しており、前記ディフューザ部の複数のガス排出口が、前記第２間隙を挟んで前記筒状フィルタの第２周壁部のみに面しているものである。
この実施形態のガス発生器は、内径（ｒ１）の大きな第１周壁部と、内径（ｒ２）の小さな第２周壁部を有し、第１周壁部と第２周壁部の間に内径差により形成された環状面を有したフィルタを使用している。第１周壁部は開口部の側で第２周壁部は底面の側になる。
第１周壁部の内径（ｒ１）と第２周壁部の内径（ｒ２）は、ｒ１＞ｒ２の関係であるから、第１周壁部の半径方向の幅（ｗ１）と第２周壁部の半径方向の幅（ｗ２）は、ｗ２＞ｗ１の関係になる。ｗ２／ｗ１は、１．２〜３．８の範囲が好ましい。なお、フィルタの外径は一定である。
この実施形態のガス発生器では、ディフューザ部の複数のガス排出口は、第２間隙を挟んで筒状フィルタの半径方向の厚みの大きな第２周壁部のみに面している。
燃焼ガスの流れによってフィルタ内部から外部へ荷重がかかったときでも、第２周壁部および第２周壁部に接した第１周壁部は変形し難く、第２間隙が狭くなり難くなっているため、フィルタの第２間隙に面した第１周壁部および第２周壁部の全面で冷却および濾過をすることができる。
また、第２周壁部の半径方向の厚みが大きく、その分だけフィルタ量が増加して濾過機能が高められているが、第２周壁部で囲まれた中心孔と環状面の両方からも燃焼ガスが通過するため、燃焼ガスの排出性能は維持されている。つまり本実施形態では、周壁部のうち変形しやすい部分の肉厚を大きくするもので、環状面と合わせて、燃焼ガスとの接触面積の増加によって冷却効率や濾過効率が向上する。
なお、この実施形態では、第１周壁部と第２周壁部の長さを調整することで、第２周壁部が第２間隙の全体に対して半径方向に対向できるようにすることもできる。
本発明のガス発生器のさらに好ましい実施形態は、前記フィルタが、底面部、周壁部および開口部を有しているカップ状フィルタであり、前記底面の軸方向の厚さが、前記周壁部の半径方向の厚さよりも大きく、
前記カップ状フィルタの底面部が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記開口部の端面が前記カップ状部材の底面部に当接されており、前記周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、前記底面部の側面が、前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものであり、
前記カップ状部材の複数の連通孔が前記カップ状フィルタの周壁部のみに面しており、前記ディフューザ部の複数のガス排出口が、前記第２間隙を挟んで前記カップ状フィルタの底面部の側面のみに面しているものである。
この実施形態のガス発生器は、フィルタの底面部の軸方向の厚みが大きくなっており、ガス排出口は、第２間隙を挟んでフィルタの底面部の側面（軸方向の厚みが増した部分）のみに面している。
このようなフィルタの底面部の軸方向の厚みは、少なくともディフューザ部の閉塞端面からガス排出口のカップ状部材側の端部までの範囲である。
この実施形態のガス発生器では、燃焼ガスの流れによってフィルタ内部から外部へ荷重がかかったとき、厚みの大きな底面部は変形し難くなっている。このため、第２間隙が狭くなり難く、フィルタの第２間隙に面した第１周壁部および底面部の全面で冷却および濾過をすることができる。
また、底面部の軸方向の厚みが大きく、その分だけフィルタ量が増加して濾過機能が高められているが、底面部の開口部側の面からも燃焼ガスが通過するため、燃焼ガスの排出性能は維持されている。
なお、この実施形態では、底面部の軸方向の厚みを調整することで、底面部が第２間隙の全体に対して半径方向に対向できるようにすることもできる。
本発明のガス発生器のさらに好ましい実施形態は、前記フィルタが、凹部を有している底面部、周壁部および開口部を有しているカップ状フィルタであり、
前記ディフューザ部が、閉塞端面から内側に突き出された凸部を有しており、
前記ディフューザ部の閉塞端面の凸部が、前記カップ状フィルタの凹部に嵌め込まれているものである。
フィルタの底面部の凹部とディフューザ部の閉塞端面から内側に突き出された凸部を嵌め合わせることで、底面部の厚みの大きなフィルタが半径方向にずれないように支持することができる。
本発明のガス発生器のさらに好ましい実施形態は、前記カップ状フィルタの底面部が、前記底面部の端面から前記開口部の端面までの長さをＬとするとき０．３〜０．７ＬとなるＬ１の長さを有しているものであり、
前記ディフューザ部の閉塞端面の内側面から前記ガス排出口の前記カップ状部材側の端部までの長さが、前記Ｌを基準とすると０．３５〜０．５５ＬとなるＬ２の範囲内のものである。
フィルタの底面部の厚みとガス排出口の位置を調整してＬ２がＬ１の範囲内になるようにすることで、フィルタによる燃焼ガスの冷却および濾過効果を高めることができる。
本発明のガス発生器は、フィルタの形状と他部品との間の配置状態が調整されており、作動時における燃焼ガスの圧力によりフィルタが半径方向外側に変形することがないため、フィルタとガス排出口の間の空間となる第２間隙が確保できる。このため、設計どおりのフィルタ機能が発揮され、ガス発生器の出力が安定することから、出力再現性が高いガス発生器となる。
本発明のガス発生器の軸Ｘ方向の断面図。 図１とは異なるフィルタを使用した別実施形態のガス発生器の軸Ｘ方向の部分断面図。 図１、図２とは異なるフィルタを使用した別実施形態のガス発生器の軸Ｘ方向の部分断面図。 図３におけるフィルタとガス排出口の位置関係を説明するための部分断面図。 図１〜図４とは異なるフィルタを使用した別実施形態のガス発生器の軸Ｘ方向の部分断面図。 図１〜図５とは異なるフィルタを使用した別実施形態のガス発生器の軸Ｘ方向の部分断面図。 図６におけるフィルタとガス排出口の位置関係を説明するための部分断面図。 図１〜図７とは異なるフィルタを使用した別実施形態のガス発生器の軸Ｘ方向の部分断面図。 図１〜図８とは異なるフィルタを使用した別実施形態のガス発生器の軸Ｘ方向の部分断面図。
（１）図１のガス発生器
図１に示すガス発生器１は、外殻容器である筒状ハウジング１０が筒状ハウジング本体部１１とディフューザ部３０からなるものである。
筒状ハウジング本体部１１とディフューザ部３０は、ステンレスなどの金属製である。
筒状ハウジング本体部１１の第１端部１２ａ側には、点火器１５が取り付けられている。
点火器１５は、着火部１６を有する点火器本体部が点火器カラー１７に固定されているものである。必要に応じて公知の伝火薬を併用することができる。
点火器カラー１７と筒状ハウジング本体部１１の内壁面１１ａの間には、防湿のためのＯリング１８が配置されている。
筒状ハウジング本体部１１の第１端部１２ａとは軸Ｘ方向反対側の第２端部１２ｂ側は、ガス排出口３１を有するディフューザ部３０により閉塞されている。
ディフューザ部３０は、閉塞端面３２と周壁部３３を有している。
図１に示す実施形態では、筒状ハウジング本体部１１とディフューザ３０は、溶接部１９において溶接されている。
ガス排出口３１は、複数が周方向に均等間隔で形成されており、内側からアルミニウム製のシールテープ３４で閉塞されている。
図１に示す実施形態では、筒状ハウジング本体部１１とディフューザ部３０との境界部に環状段差面３５が形成されている。
環状段差面３５は、筒状ハウジング本体部１１の内径（Ｄ１）とディフューザ部３０の内径（Ｄ２）をＤ１＞Ｄ２とすることで形成されている。
図１では筒状ハウジング本体部１１の大部分とディフューザ部３０はそれぞれ一定の内径である。
筒状ハウジング本体部１１の内部空間は、ガス発生剤２１を含む燃焼室２０である。
燃焼室２０内には、必要に応じてガス発生剤２１の充填量に応じて燃焼室２０の容積を調整するためのリテーナが配置されていてもよい。
燃焼室２０とディフューザ部３０の間は、カップ状部材４０により仕切られている。
カップ状部材４０は、鉄、ステンレスなどからなるものであり、図１に示すように、底面部４１、連通孔４３が形成された周壁部４２、および開口部４４を有しているものである。連通孔４３は、複数個が周方向に等間隔で形成されている。
カップ状部材４０の開口部４４側の端面は、周壁部４２から外側に拡がった拡径部４５を有している。
カップ状部材４０は、拡径部４５の外径の寸法と筒状ハウジング本体部１１の内径の寸法を調整して、ハウジング本体部１１に圧入することができる。
カップ状部材４０とディフューザ部３０で囲まれた空間内には、カップ状フィルタ５０が配置されている。
カップ状フィルタ５０は、周壁部５１、底面部５２および底面部５２に対向する開口部を有している。
カップ状フィルタ５０は、底面部５２がディフューザ部３０の閉塞端面３２に当接され、開口部の環状端面５３がカップ状部材４０の底面部４１に当接されている。
カップ状フィルタ５０は、周壁部５１が、複数の連通孔４３を含むカップ状部材４０の周壁部４２に内側から当接され、かつガス排出口３１との間に第２間隙３７が形成されるように配置されている。
カップ状フィルタ５０は、カップ状フィルタ５０の中心軸が筒状ハウジング１０の軸Ｘと一致するように配置されている。
カップ状部材４０の連通孔４３は、カップ状フィルタ５０の環状端面５３寄りで、かつ第１間隙２５に面した位置になるように形成されている。
ディフューザ部３０のガス排出口３１は、カップ状フィルタ５０の底面部５２寄りになるように形成されている。
カップ状部材４０の複数の連通孔４３は、カップ状フィルタ５０の周壁部５１に面しており、ディフューザ部３０の複数のガス排出口３１は、第２間隙３７を挟んでカップ状フィルタ５０の周壁部５１に面している。
カップ状フィルタ５０の周壁部５１とカップ状部材４０の周壁部４２が当接されている面積（Ａ１）と、カップ状フィルタ５０の周壁部５１の第２間隙３７に面している面積（Ａ２）は、Ａ１とＡ２の合計面積を１００％とするとき、Ａ２が約７０％である。
筒状ハウジング本体部１１内には、さらに第１端部１２ａ側が開口され、第２端部１２ｂ側が閉塞された筒状支持部材６０が配置されている。
筒状支持部材６０は、内側にガス発生剤を収容する充填空間を形成するとともにカップ状部材４０とカップ状フィルタ５０を軸Ｘ方向に支持するために使用されているものであり、カップ状部材４０が固定され、第1間隙２５が確保されている場合には使用しなくてもよい。なお、充填空間も燃焼室に含まれる。
筒状支持部材６０は、ステンレスなどの金属からなるものである。
筒状支持部材６０は、筒状ハウジング本体部１１の内径よりも小さな外径を有しており、筒状支持部材６０と筒状ハウジング本体部１１の間には筒状間隙６５が形成されている。
筒状支持部材６０は、周壁部６１に複数のガス通過孔６３が軸方向および周方向に均等間隔で形成されている。
燃焼室２０と筒状間隙６５は、ガス通過孔６３で連通されている。
筒状支持部材６０は、点火器１５側の開口部に拡径部６６を有しており、拡径部６６の外周縁部６６ａが筒状ハウジング本体部１１の内壁面１１ａに当接されており、閉塞端面６２はカップ状部材４０の底面部４１に当接されている。
外周縁部６６ａの外径は、筒状ハウジング本体部１１の内径よりも僅かに大きくなっており、筒状ハウジング本体部１１内に配置されたとき、拡径部６６が有する弾性により、筒状ハウジング本体部１１の内壁面１１ａに対して圧入されている。拡径部６６が環状に形成されている場合、圧入された部分には隙間が形成されない。
図１に示すガス発生器１の動作を説明する。
点火器１５が作動して燃焼室２０内のガス発生剤２１が着火燃焼され、燃焼ガスが発生する。
燃焼ガスは、筒状支持部材６０のガス通過孔６３を通って筒状間隙６５と充填空間との間を出入りしながら第２端部１２ｂの方向に流れて行く。
その後、第１間隙２５に至り、そこから連通孔４３とカップ状フィルタ５０の環状端面５３寄りの周壁部５１を通って、ディフューザ部３０内に入り、再度、カップ状フィルタ５０の第２間隙３７に面した周壁部５１を通って第２間隙３７に入る。
その後、燃焼ガスはシールテープ３４を破り、ガス排出口３１から排出される。
燃焼ガスがカップ状フィルタ５０の内側から外側に流れると、その荷重が第２間隙３７に面したカップ状フィルタ５０の周壁部５１に対して半径方向外側に変形させるように作用する。
このような場合でも、カップ状フィルタ５０は底面部５２を有しているため、第２間隙３７に面した周壁部５１は半径方向外側には変形し難くなっている。このため、燃焼ガスは、第２間隙３７に面した周壁部５１の全体を通過するようになり、冷却および濾過効果が高められる。
このように設計どおりのフィルタ機能が発揮されることから、ガス発生器の出力が安定して、出力再現性が高いガス発生器となる。
また燃焼ガスが一つのカップ状フィルタ５０を二度通過するため、燃焼ガスが一度しかフィルタを通過しない形態と比べると、冷却効果および濾過効果を高めることができる。
さらにフィルタを複数箇所に分けて配置する形態と比べると、フィルタ量を減少させることやフィルタの固定に必要な部材を省略することができる。
さらに燃焼ガスが筒状フィルタ５０の内側に入ると内壁面の凹凸によって、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣が付着されて捕捉され易くなる。そしてカップ状フィルタの内側の空間が、燃焼残渣捕集空間として機能する。
（２）図２のガス発生器
図２のガス発生器１Ａは図１のガス発生器１に対して、フィルタの形状が異なっているほかは、同じものである。
カップ状フィルタ150は、周壁部151、底面部152、底面部152に対向する開口部および底面部152から半径方向外側に突き出された環状部154を有している。
カップ状フィルタ150は、底面部152がディフューザ部３０の閉塞端面３２に当接され、環状部154がディフューザ部３０の閉塞端面３２と周壁部３３に当接され、開口部側の環状端面153がカップ状部材４０の底面部４１に当接されている。
カップ状フィルタ150は、周壁部151が複数の連通孔４３を含むカップ状部材４０の周壁部４２に内側から当接され、ガス排出口３１との間に第２間隙３７をおいて配置されている。
カップ状フィルタ150は、カップ状フィルタ150の中心軸が筒状ハウジング１０の軸Ｘと一致するように配置されている。
カップ状部材４０の連通孔４３は、カップ状フィルタ150の環状端面153寄りで、かつ第１間隙２５に面した位置に形成されている。
ディフューザ部３０のガス排出口３１は、カップ状フィルタ150の底面部152寄りに形成されている。
カップ状部材４０の複数の連通孔４３は、カップ状フィルタ150の周壁部151に面しており、ディフューザ部３０の複数のガス排出口３１は、第２間隙３７を挟んでカップ状フィルタ150の周壁部151に面している。
カップ状フィルタ150の周壁部151とカップ状部材４０の周壁部４２が当接されている面積（Ａ１）と、カップ状フィルタ150の周壁部151の第２間隙３７に面している面積（Ａ２）は、Ａ１とＡ２の合計面積を１００％とするとき、Ａ２が約７０％である。
図２のガス発生器１Ａは、図１のガス発生器１と同様に動作する。
燃焼ガスがカップ状フィルタ150の内側から外側に流れると、その荷重が第２間隙３７に面したカップ状フィルタ150の周壁部151に対して半径方向外側に変形させるように作用する。
このような場合でも、カップ状フィルタ150は底面部152を有しており、さらに環状部154がディフューザ部３０の閉塞端面３２と周壁部３３に当接されているため、第２間隙３７に面した周壁部151は半径方向外側には変形し難くなっている。このため、燃焼ガスは、第２間隙３７に面した周壁部151の全体を通過するようになり、冷却および濾過効果が高められる。
このように設計どおりのフィルタ機能が発揮されることから、ガス発生器の出力が安定して、出力再現性が高いガス発生器となる。
また燃焼ガスが一つのカップ状フィルタ150を二度通過するため、燃焼ガスが一度しかフィルタを通過しない形態と比べると、冷却効果および濾過効果を高めることができる。
さらにフィルタを複数箇所に分けて配置する形態と比べると、フィルタ量を減少させることやフィルタの固定に必要な部材を省略することができる。
さらに燃焼ガスがカップ状フィルタ150の内側に入ると内壁面の凹凸によって、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣が付着されて捕捉され易くなる。そしてカップ状フィルタの内側の空間が、燃焼残渣捕集空間として機能する。なお、図２の実施例では、製造時のシールテープ３４と環状部154との干渉を回避するため、シールテープ３４はディフューザ部３０の周壁部３３の外側に配置するか、周壁部３３内側に貼り付ける場合は、ディフューザ部３３の周壁部３３の内周面のうち、シールテープ３４を貼り付ける部分を切削して窪みを形成し、その窪みにシールテープ３４を貼り付ける。
（３）図３のガス発生器
図３のガス発生器１Ｂは図１のガス発生器１に対して、フィルタの形状が異なっているほかは、同じものである。フィルタは底面部（閉塞端面）に中心孔255を形成した筒状である。
筒状フィルタ250の周壁部251は、カップ状部材４０側の内径（ｒ１）の大きな第１周壁部251aと、ディフューザ部３０側の内径（ｒ２）の小さな第２周壁部251bを有し、ｒ１＞ｒ２の関係を満たしている。
第１周壁部251aの半径方向の幅（ｗ１）と第２周壁部251bの半径方向の幅（ｗ２）は、ｗ２＞ｗ１であり、ｗ２／ｗ１は約２．５である。
筒状フィルタ250は、第１周壁部251aと第２周壁部251bの間に内径差（ｒ１−ｒ２）により形成された内側環状面256を有しており、第２周壁部251bで囲まれた中心孔255を有している。
筒状フィルタ250は、カップ状部材４０側の幅ｗ１の第１環状端面253と軸方向反対側の幅ｗ２の第２環状端面252を有している。
第２周壁部251bの軸方向の長さＬ１は、図４に示すとおり、第２環状端面252（＝閉塞端面３２）から開口部の第1環状端面253までの長さをＬとするときＬ１＝０．３〜０．７Ｌの長さを有している。
筒状フィルタ250は、第１周壁部251a側の第１環状端面253がカップ状部材４０の底面部４１に当接され、第２環状端面252がディフューザ部３０の閉塞端面３２に当接されている。
筒状フィルタ250は、第１周壁部251aが複数の連通孔４３を含むカップ状部材４０の周壁部４２に内側から当接され、第２周壁部251bがガス排出口３１との間に第２間隙３７をおいて配置されている。
筒状フィルタ250は、筒状フィルタ250の中心軸が筒状ハウジング１０の軸Ｘと一致するように配置されている。
カップ状部材４０の連通孔４３は、筒状フィルタ250の第２環状端面253寄りの第１間隙２５に面した位置に形成されており、筒状フィルタ250の第１周壁部251aに面している。
ディフューザ部３０のガス排出口３１は、筒状フィルタ250の第２環状端面252寄りに形成されている。
ディフューザ部３０の閉塞端面３２からガス排出口３１のカップ状部材４０側の端部までの長さＬ２は、図４に示すとおり、前記Ｌを基準とするとＬ２＝０．３５〜０．５５Ｌの範囲であり、Ｌ２はＬ１の範囲内である。このため、ディフューザ部３０の複数のガス排出口３１は、第２間隙３７を挟んで筒状フィルタ250の第２周壁部251bのみに面している。
筒状フィルタ250の第１周壁部251aとカップ状部材４０の周壁部４２が当接されている面積（Ａ１）と、筒状フィルタ150の第２周壁部251bの第２間隙３７に面している面積（Ａ２）は、Ａ１とＡ２の合計面積を１００％とするとき、Ａ２が約７０％である。
図３のガス発生器１Ｂは、図１のガス発生器１と同様に動作する。
なお、燃焼ガスは、筒状フィルタ250の第１周壁部251aを通り、さらに内側環状面256および中心孔255から第２周壁部251bを通って第２間隙３７に入り、シールテープ３４を破ってガス排出口３１から排出される。
燃焼ガスが筒状フィルタ250の内側から外側に流れると、その荷重が第２間隙３７に面した筒状フィルタ250の第２周壁部251bに対して半径方向外側に変形させるように作用する。
このような場合でも、筒状フィルタ250の第２周壁部251bは第１周壁部251aと比べると半径方向の幅が大きくなっているため、第２間隙３７に面した第２周壁部251bは半径方向外側には変形し難くなっている。このため、燃焼ガスは、第２間隙３７に面した第１周壁部251aと第２周壁部251bを通過するようになり、冷却および濾過効果が高められる。
このように設計どおりのフィルタ機能が発揮されることから、ガス発生器の出力が安定して、出力再現性が高いガス発生器となる。
また燃焼ガスが一つの筒状フィルタ250を二度通過するため、燃焼ガスが一度しかフィルタを通過しない形態と比べると、冷却効果および濾過効果を高めることができる。
さらにフィルタを複数箇所に分けて配置する形態と比べると、フィルタ量を減少させることやフィルタの固定に必要な部材を省略することができる。
さらに燃焼ガスが筒状フィルタ250の内側に入ると内壁面の凹凸によって、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣が付着されて捕捉され易くなる。そして筒状フィルタの内側の空間が、燃焼残渣捕集空間として機能する。
（４）図５のガス発生器
図５のガス発生器１Ｃは図３のガス発生器１Ｂに対して、フィルタの一部形状が異なっているほかは、同じものである。
筒状フィルタ250は、カップ状部材４０側の内径（ｒ１）の大きな第１周壁部251aと、ディフューザ部４０側の内径（ｒ２）の小さな第２周壁部251bを有し（ｒ１＞ｒ２）している。
筒状フィルタ250は、第１環状端面253と第２環状端面252を有しており、第２環状端面252側に半径方向外側に突き出された環状部254を有している。
環状部254は、ディフューザ部３０の閉塞端面３２と周壁部３３の両方に当接されることで、筒状フィルタ250の第２環状端面252側を半径方向から支持している。
図５のガス発生器１Ｃは、図３のガス発生器１Ｂと同様に動作して、同様の効果が得られる。また環状部２５４の機能や効果は、図２のガス発生器１Ａと同じである。
（５）図６のガス発生器
図６のガス発生器１Ｄは図１のガス発生器１に対して、フィルタの形状が異なっているほかは、同じものである。
カップ状フィルタ350は、周壁部351、軸Ｘ方向の厚みの大きな底面部352、前記底面部352に対向する開口部を有している。
底面部352の軸Ｘ方向の厚さＬ１は、図７に示すとおり、底面部352の外側端面352a（＝閉塞端面３２）から開口部の環状端面353までの長さをＬとするときＬ１＝０．３〜０．７Ｌの長さを有している。
カップ状フィルタは、開口部側の環状端面353がカップ状部材４０の底面部４１に当接され、底面部352の外側端面352aがディフューザ部３０の閉塞端面３２に当接されている。
周壁部351は、複数の連通孔４３を含むカップ状部材４０の周壁部４２に内側から当接され、軸Ｘ方向の厚みの大きな底面部352の側面が、ガス排出口３１との間に第２間隙３７をおいて配置されている。
カップ状フィルタ350は、カップ状フィルタ350の中心軸が筒状ハウジング１０の軸Ｘと一致するように配置されている。
カップ状部材４０の連通孔４３は、カップ状フィルタ350の環状端面353寄りで、かつ第１間隙２５に面した位置に形成されており、カップ状フィルタ350の周壁部351に面している。
ディフューザ部３０のガス排出口３１は、筒状フィルタ350の底面部352寄りに形成されている。
ディフューザ部３０の閉塞端面３２からガス排出口３１のカップ状部材４０側の端部までの長さＬ２は、図７に示すとおり、前記Ｌを基準とするとＬ２＝０．３５〜０．５５Ｌの範囲であり、Ｌ２はＬ１の範囲内である。このため、ディフューザ部３０の複数のガス排出口３１は、第２間隙３７を挟んでカップ状フィルタ350の底面部352のみに面している。
カップ状フィルタ350の周壁部351とカップ状部材４０の周壁部４２が当接されている面積（Ａ１）と、カップ状フィルタ350の周壁部351および底面部352の側面の第２間隙３７に面している面積（Ａ２）は、Ａ１とＡ２の合計面積を１００％とするとき、Ａ２が約７０％である。
図６のガス発生器１Ｄは、図１のガス発生器１と同様に動作する。
なお、燃焼ガスは、カップ状フィルタ350の周壁部351を通り、さらに内側端面352bおよび底面部352を通って第２間隙３７に入り、シールテープ３４を破ってガス排出口３１から排出される。
燃焼ガスが筒状フィルタ250の内側から外側に流れると、その荷重が第２間隙３７に面したカップ状フィルタ350の周壁部351に対して半径方向外側に変形させるように作用する。
このような場合でも、カップ状フィルタ250の底面部352は軸方向の厚みが大きくなっているため、第２間隙３７に面した周壁部351および底面部352は半径方向外側には変形し難くなっている。このため、燃焼ガスは、第２間隙３７に面した周壁部351と底面部352を通過するようになり、冷却および濾過効果が高められる。
このように設計どおりのフィルタ機能が発揮されることから、ガス発生器の出力が安定して、出力再現性が高いガス発生器となる。
また燃焼ガスが一つのカップ状フィルタ350を二度通過するため、燃焼ガスが一度しかフィルタを通過しない形態と比べると、冷却効果および濾過効果を高めることができる。
さらにフィルタを複数箇所に分けて配置する形態と比べると、フィルタ量を減少させることやフィルタの固定に必要な部材を省略することができる。
さらに燃焼ガスがカップ状フィルタ350の内側に入ると内壁面の凹凸によって、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣が付着されて捕捉され易くなる。そして筒状フィルタの内側の空間が、燃焼残渣捕集空間として機能する。
（６）図８のガス発生器
図８のガス発生器１Ｅは図６のガス発生器１Ｄに対して、フィルタの一部形状が異なっているほかは、同じものである。
カップ状フィルタ350Ａは、底面部352の外側端面352a側に半径方向外側に突き出された環状部354を有している。
環状部354は、ディフューザ部３０の閉塞端面３２と周壁部３３の両方に当接されることで、カップ状フィルタ350の底面部352側を半径方向から支持している。
図８のガス発生器１Ｅは、図６のガス発生器１Ｄと同様に動作して、同様の効果が得られる。また環状部３５４の機能や効果は、図２のガス発生器１Ａと同じである。
（７）図９のガス発生器
図９のガス発生器１Ｆは、図６のガス発生器１Ｄに対してフィルタの一部形状およびディフューザ部の一部形状が異なっているほかは、同じものである。
カップ状フィルタ350Bは、底面部352の外側端面352a側の中心部分に凹部355を有しておる。
ディフューザ部３０の閉塞端面３２は、中心部に内側に突き出された凸部３６を有している。
図９のガス発生器１Ｆは、ディフューザ部３０の閉塞端面３２の凸部３６が、カップ状フィルタ350Bの凹部355に嵌め込まれており、凸部３６と凹部355が嵌め合わされていることで、カップ状フィルタ350Bは半径方向に支持されている。
図９のガス発生器１Ｆは、図６のガス発生器１Ｄと同様に動作して、同様の効果が得られる。
本発明のガス発生器は、各種自動車に搭載されるエアバッグ装置用のガス発生器として利用することができる。
１、１Ａ〜１Ｆ ガス発生器
１０ 筒状ハウジング
１１ 筒状ハウジング本体部
１５ 点火器
２０ 燃焼室
２１ ガス発生剤
２５ 第１間隙
３０ ディフューザ部
３１ ガス排出口
３７ 第２間隙
４０ カップ状部材
４３ 連通孔
５０ カップ状フィルタ

Claims (6)

  1. 筒状ハウジング本体部とディフューザ部からなる筒状ハウジングを有しており、
    前記筒状ハウジング本体部の第１端部側に点火装置を有し、前記第１端部とは軸方向反対側の第２端部側が複数のガス排出口を有するディフューザ部により閉塞されており、
    前記筒状ハウジング本体部の内部空間にガス発生剤を含む燃焼室が存在し、
    前記燃焼室と前記ディフューザ部との間がカップ状部材により仕切られており、
    前記カップ状部材が、底面部、複数の連通孔が形成された周壁部、および開口部を有しており、前記底面部が第１端部側に位置し、前記開口部が第２端部側に位置し、前記周壁部が、半径方向外側に対向している前記筒状ハウジング本体部の内壁面との間に、前記燃焼室と前記ディフューザ部を連通する第１間隙が形成されるように配置されているものであり、
    さらに前記カップ状部材と前記ディフューザ部で囲まれた空間内にフィルタが配置されており、
    前記フィルタが、底面部、周壁部および開口部を有しているカップ状のフィルタであり、
    前記フィルタの底面部が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記開口部の端面が前記カップ状部材の底面部に対向されており、さらに前記周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、かつ前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものである、ガス発生器。
  2. 前記フィルタが、底面部、周壁部、開口部および前記底面部から半径方向外側に突き出された環状部を有しているカップ状のフィルタであり、
    前記フィルタの底面部が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記環状部が前記ディフューザ部の閉塞端面と周壁部に当接され、前記開口部の端面が前記カップ状部材の底面部に当接されており、さらに前記周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、かつ前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものである、請求項１記載のガス発生器。
  3. 前記フィルタが、前記カップ状部材側の内径（ｒ１）の大きな第１周壁部と、前記ディフューザ部側の内径（ｒ２）の小さな第２周壁部を有し（ｒ１＞ｒ２）、前記第１周壁部と前記第２周壁部の間に前記内径差により形成された環状面を有している筒状フィルタであり、
    前記筒状フィルタの第２周壁部側の端面が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記第１周壁部側の端面が前記カップ状部材の底面部に当接され、前記第１周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、前記第２周壁部が前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものであり、
    前記カップ状部材の複数の連通孔が前記筒状フィルタの第１周壁部のみに面しており、前記ディフューザ部の複数のガス排出口が、前記第２間隙を挟んで前記筒状フィルタの第２周壁部のみに面しているものである、請求項１記載のガス発生器。
  4. 前記フィルタが、底面部、周壁部および開口部を有しているカップ状フィルタであり、前記底面の軸方向の厚さが、前記周壁部の半径方向の厚さよりも大きく、
    前記カップ状フィルタの底面部が前記ディフューザ部の閉塞端面に当接され、前記開口部の端面が前記カップ状部材の底面部に当接されており、前記周壁部が、前記複数の連通孔を含む前記カップ状部材の周壁部に内側から当接され、前記底面部の側面が、前記ガス排出口との間に第２間隙をおいて配置されているものであり、
    前記カップ状部材の複数の連通孔が前記カップ状フィルタの周壁部のみに面しており、前記ディフューザ部の複数のガス排出口が、前記第２間隙を挟んで前記カップ状フィルタの底面部の側面のみに面しているものである、請求項１記載のガス発生器。
  5. 前記フィルタが、凹部を有している底面部、周壁部および開口部を有しているカップ状フィルタであり、
    前記ディフューザ部が、閉塞端面から内側に突き出された凸部を有しており、
    前記ディフューザ部の閉塞端面の凸部が、前記カップ状フィルタの凹部に嵌め込まれているものである、請求項４記載のガス発生器。
  6. 前記カップ状フィルタの底面部が、前記底面部の端面から前記開口部の端面までの長さをＬとするとき０．３〜０．７ＬとなるＬ１の長さを有しているものであり、
    前記ディフューザ部の閉塞端面の内側面から前記ガス排出口の前記カップ状部材側の端部までの長さが、前記Ｌを基準とすると０．３５〜０．５５ＬとなるＬ２の範囲内のものである、請求項４または５記載のガス発生器。
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