JP2020059450A

JP2020059450A - ガス発生器

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Publication number: JP2020059450A
Application number: JP2018193316A
Authority: JP
Inventors: 英幸小池; Hideyuki Koike
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: JP7190320B2

Abstract

【課題】第２ガス発生剤の安定的な燃焼状態を確保することが可能なガス発生器を提供する。【解決手段】ガス発生器１は、ハウジング１０と、第１点火器１００と、第１ホルダ１１０と、第１伝火室形成部材１２０と、第１伝火薬１３０と、第２点火器２００と、第２ホルダ２１０と、第２伝火室形成部材２２０と、第２伝火薬２５０と、仕切部材３００と、第１ガス発生剤１６０と、第２ガス発生剤２６０と、閉塞部材４００と、を備える。第２伝火室形成部材２２０は、第２包囲筒２３０と第２カップ部材２４０とを有する。第２カップ部材２４０は、貫通孔２３２ｈを閉塞する閉塞位置と貫通孔２３２ｈを開放する開放位置との間で第２包囲筒２３０に対して相対変位可能である。第２カップ部材２４０は、第２点火器２００の点火前に閉塞位置に位置し、第２伝火薬２５０の燃焼時に閉塞位置から開放位置に変位する。【選択図】図１

Description

この発明は、ガス発生器に関する。

従来、自動車等に搭載されるエアバッグ装置に用いられるガス発生器が知られている。たとえば、国際公開第２０１８／０８８１３４号（以下、「特許文献１」という。）には、ハウジングと、第１点火器と、筒状ガイド部材と、第１閉塞部材と、第２閉塞部材と、第２点火器と、隔壁と、を備えるガス発生器が開示されている。第１点火器は、ハウジングの底板に固定されている。筒状ガイド部材は、第１点火器を収容しており、第１点火器の周囲に伝火室を規定している。この伝火室には、伝火薬が充填されている。筒状ガイド部材の上部には、第１連通孔が形成されており、筒状ガイド部材の側部には、第２連通孔が形成されている。第１閉塞部材は、第１連通孔を閉塞しており、第２閉塞部材は、第２連通孔を閉塞している。第２点火器は、ハウジングの底板のうち第１点火器から離間した部位に固定されている。隔壁は、ハウジング内を、ハウジングの天板側に設けられた第１燃焼室と、ハウジングの底板側に設けられた第２燃焼室と、に上下に仕切っている。第１燃焼室には、第１ガス発生剤が充填されており、第２燃焼室には、第２ガス発生剤が充填されている。隔壁には、上下方向に第１連通孔と重なる第２端開口部が設けられている。このため、第１連通孔と第２端開口部とを介して伝火室と第１燃焼室とが連通している。

このガス発生器において、第１点火器が点火されると、筒状ガイド部材内に充填された伝火薬が燃焼する。これにより、第１閉塞部材が破裂し、第２端開口部および第１連通孔を通じて火炎が第１燃焼室に至る。そうすると、第１ガス発生剤が燃焼するため、その燃焼により生じたガスが、ガス排出口を通じて外部に噴出される。これにより、エアバッグが膨張する。なお、このとき、第２閉塞部材は、第２連通孔を閉塞させた状態に維持される。

続いて、第２点火器が点火されると、第２燃焼室において第２ガス発生剤が燃焼する。そうすると、第２燃焼室の圧力が高まるため、第２閉塞部材が第２連通孔を開放する。このため、第２ガス発生剤の燃焼により生じたガスは、第２連通孔、伝火室、第１燃焼室およびガス排出口を通じて外部に噴出される。これにより、エアバッグの膨張状態が維持される。

国際公開第２０１８／０８８１３４号

特許文献１に記載されるガス発生器では、第２点火器の点火時において、第２ガス発生剤の安定的な燃焼状態が得られない恐れがある。

そこで、第２点火器の周囲に第２伝火室を規定する第２伝火室形成部材を第２点火器に取り付けるとともに、第２伝火室内に第２伝火薬を充填することが考えられる。さらに、より安定的に第２ガス発生剤を燃焼させるため、第２伝火室形成部材を仕切部材を貫通する大きさにすることにより、第２伝火薬の量を十分に確保することが好ましい。

ただし、第２伝火薬の燃焼時に、第２伝火室の圧力が高くなることによって第２伝火室形成部材が第２点火器から離脱すると、第２伝火薬の燃焼により生じた火炎が直接第１燃焼室に至るため、第２ガス発生剤の安定的な燃焼状態が得られない懸念がある。

本発明の目的は、第２ガス発生剤の安定的な燃焼状態を確保することが可能なガス発生器を提供することである。

本発明に基づくガス発生器は、互いに対向する下壁および上壁を有するハウジングと、第１点火部を有する第１点火器と、前記下壁に固定されており、前記第１点火器を保持する第１ホルダと、前記第１点火部の周囲に第１伝火室を規定するように前記第１点火部の周囲に設けられた第１伝火室形成部材と、前記第１伝火室内に充填された第１伝火薬と、第２点火部を有する第２点火器と、前記下壁のうち前記第１ホルダから離間した部位に固定されており、前記第２点火器を保持する第２ホルダと、前記第２点火部の周囲に第２伝火室を規定するように前記第２点火部の周囲に設けられた第２伝火室形成部材と、前記第２伝火室内に充填された第２伝火薬と、前記ハウジング内の空間を、前記上壁に面する第１燃焼室と前記下壁に面する第２燃焼室とに仕切る仕切部材と、前記第１燃焼室に充填された第１ガス発生剤と、前記第２燃焼室に充填された第２ガス発生剤と、前記仕切部材に設けられた閉塞部材と、を備え、前記ハウジングには、前記第１燃焼室を外部に連通させるガス噴出孔が設けられており、前記第２伝火室形成部材は、前記第２ホルダを包囲する第２包囲筒と、前記第２伝火薬を収容する第２カップ部材と、を有し、前記第２包囲筒には、前記第２伝火室を前記第２燃焼室に連通させる貫通孔が設けられており、前記第２カップ部材は、前記第２伝火室と前記第２燃焼室との連通を遮断するように前記貫通孔を閉塞する閉塞位置と、前記第２伝火室と前記第１燃焼室との連通を禁止し、かつ、前記第２伝火薬の燃焼により生じる火炎が前記第２燃焼室に至るのを許容するように前記貫通孔を開放する開放位置と、の間で前記第２包囲筒に対して前記第２包囲筒の軸方向に沿って相対変位可能であり、前記仕切部材には、前記第１伝火室形成部材を挿通させる第１挿通孔と、前記第２カップ部材を挿通させる第２挿通孔と、前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とを連通させる連通孔と、が設けられており、前記第１伝火室形成部材は、前記第１挿通孔に挿通された状態で前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とにまたがるように配置されており、前記第２カップ部材は、前記第２挿通孔に挿通された状態で前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とにまたがるように配置されており、前記閉塞部材は、前記連通孔を閉塞するように前記仕切部材に設けられており、前記第１伝火室形成部材は、前記第１伝火薬の燃焼時に前記第１伝火室を前記第１燃焼室に開放し、前記閉塞部材は、前記第１ガス発生剤の燃焼時に前記連通孔を閉塞する状態を維持し、かつ、前記第２ガス発生剤の燃焼時に前記連通孔を開放し、前記第２カップ部材は、前記第２点火器の点火前に前記閉塞位置に位置し、前記第２伝火薬の燃焼時に前記閉塞位置から前記開放位置に変位する。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、前記第２カップ部材は、前記閉塞位置において、前記貫通孔を塞ぐように前記第２包囲筒の径方向に前記第２包囲筒と重なり、かつ、前記開放位置において、前記貫通孔を露出させる重なり部と、前記重なり部が前記第２挿通孔を前記第１燃焼室側に向かって通過するのを阻止するように前記仕切部材に当接する当接部と、を有することが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、前記重なり部および前記当接部は、前記第２包囲筒の内側に配置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、前記第２包囲筒は、前記第１ガス発生剤の燃焼時における前記仕切部材の前記第２燃焼室側への変形を規制する第２規制部を有することが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、前記第１伝火室形成部材は、前記第１ホルダを包囲するとともに、前記第１ガス発生剤の燃焼により生じる火炎の前記第２燃焼室への進入を遮断する第１包囲筒と、前記第１伝火薬を収容しており、前記第１挿通孔に挿通された第１カップ部材と、を有することが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、前記第１包囲筒は、前記第１ガス発生剤の燃焼時における前記仕切部材の前記第２燃焼室側への変形を規制する第１規制部を有することが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、前記仕切部材は、前記ハウジング内の前記空間を前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とに仕切っており、かつ、前記第１挿通孔および前記第２挿通孔が設けられた仕切部と、前記仕切部の縁部から前記第２燃焼室側に突出する縁部突出部と、を有し、前記ハウジングは、前記縁部突出部を受ける受け部を有することが好ましい。

以上に説明したように、この発明によれば、第２ガス発生剤の安定的な燃焼状態を確保することが可能なガス発生器を提供することができる。

本発明の一実施形態のガス発生器の断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。図１に示されるガス発生器の第２点火器の作動後の状態を示す断面図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、本発明の一実施形態のガス発生器の断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。図１および図２に示されるように、ガス発生器１は、ハウジング１０と、第１点火器１００と、第１ホルダ１１０と、第１伝火室形成部材１２０と、第１伝火薬１５０と、第１ガス発生剤１６０と、第２点火器２００と、第２ホルダ２１０と、第２伝火室形成部材２２０と、第２伝火薬２５０と、第２ガス発生剤２６０と、仕切部材３００と、閉塞部材４００と、フィルタ５００と、クッション材６００と、保持部材７００と、を備えている。

ハウジング１０は、第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０の燃焼空間を有している。ハウジング１０は、下側シェル２０と、上側シェル３０と、を有している。下側シェル２０および上側シェル３０は、たとえば圧延された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。下側シェル２０および上側シェル３０を構成する金属製の板状部材としては、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等からなる金属板が利用され、好適には４４０［ＭＰａ］以上７８０［ＭＰａ］以下の引張応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利用される。

下側シェル２０は、下壁２２と、下側周壁２４と、を有している。
下壁２２は、平板上に形成されている。本実施形態では、下壁２２は、円板上に形成されている。下壁２２には、第１ホルダ１１０を取り付けるための第１取付穴２２ａと、第２ホルダ２１０を取り付けるための第２取付穴２２ｂと、が設けられている。第１取付穴２２ａは、下壁２２の中心の一方側に設けられており、第２取付穴２２ｂは、下壁２２の中心の他方側（第１取付穴２２ａの側方）に設けられている。

下側周壁２４は、円筒状に形成されており、下壁２２に接続されている。下側周壁２４は、小径部２５と、大径部２６と、受け部２７と、を有している。小径部２５は、下壁２２の外縁部から起立する形状を有している。大径部２６は、小径部２５の径よりも大きな径を有している。受け部２７は、小径部２５の中心軸と大径部２６の中心軸とが一直線上に並ぶように、小径部２５と大径部２６とを接続している。受け部２７は、小径部２５から大径部２６に向かうにしたがって次第に拡径する形状を有している。受け部２７は、仕切部材３００を受ける。

上側シェル３０は、上壁３２と、上側周壁３４と、フランジ３６と、を有している。
上壁３２は、平板上に形成されている。本実施形態では、上壁３２は、円板上に形成されている。上壁３２は、下壁２２と対向している。

上側周壁３４は、上壁３２の外縁部から下壁２２側に向かって延びる形状を有している。上側周壁３４は、円筒状に形成されている。上側周壁３４の内径は、大径部２６の外径よりもわずかに小さく形成されている。換言すれば、大径部２６は、上側周壁３４に圧入されている。上側周壁３４および大径部２６の境界部は、溶接などにより接合されている。

上側周壁３４には、第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０の燃焼時に生じるガスを外部に噴出させるためのガス噴出孔３４ｈが設けられている。ガス噴出孔３４ｈは、後述の第１燃焼室Ｓ１１を外部に連通させている。このガス噴出孔３４ｈは、シール部材としての金属製のシールテープ３５により塞がれている。このシールテープ３５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好適に利用でき、当該シールテープ３５によってハウジング１０の内部の空間の気密性が確保されている。このシールテープ３５は、第１ガス発生剤１６０の燃焼により生じるガスによって破断される。

フランジ３６は、上側周壁３４の外周面から上側周壁３４の径方向の外向きに張り出す形状を有している。フランジ３６は、エアバッグ装置に設けられたリテーナなどに固定される。

第１点火器１００は、火炎を発生させるためのものである。第１点火器１００は、第１基部１０２と、第１点火部１０４と、一対の第１端子ピン１０６と、を有している。

第１点火部１０４は、第１基部１０２に支持されている。第１点火部１０４は、スクイブカップと、スクイブカップ内に充填されており点火されることにより燃焼する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体（ブリッジワイヤ）と、を有している。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。抵抗体としては、一般にニクロム線等が利用される。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。

一対の第１端子ピン１０６は、第１基部１０２に保持されており、第１点火部１０４に接続されている。具体的には、一対の第１端子ピン１０６は、当該一対の第１端子ピン１０６の端部がスクイブカップ内において抵抗体に接続された状態で第１基部１０２に保持されている。

第１ホルダ１１０は、下壁２２に固定されている。具体的に、第１ホルダ１１０は、第１取付穴２２ａに挿入された状態で下壁２２に固定されている。第１ホルダ１１０は、第１点火器１００を保持している。第１ホルダ１１０は、ステンレス鋼、鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属材料からなる。第１ホルダ１１０は、第１基部保持部１１２と、かしめ部１１３と、端子ピン包囲部１１４と、を有している。

第１基部保持部１１２は、第１基部１０２を保持する部位である。第１基部保持部１１２は、第１基部１０２を受け入れ可能な凹部を有している。かしめ部１１３は、第１基部保持部１１２に保持された第１基部１０２をかしめ固定している。第１基部保持部１１２と第１基部１０２との間には、シール材（Ｏリング等）が設けられている。

端子ピン包囲部１１４は、一対の第１端子ピン１０６を包囲する形状を有している。端子ピン包囲部１１４は、第１基部保持部１１２の下部に接続されている。端子ピン包囲部１１４は、第１取付穴２２ａ内に挿入されている。端子ピン包囲部１１４は、下向きに開口する形状を有している。

第１伝火室形成部材１２０は、第１点火部１０４の周囲に第１伝火室Ｓ１０を規定するように第１点火部１０４の周囲に設けられている。第１伝火室形成部材１２０は、第１包囲筒１３０と、第１カップ部材１４０と、を有している。

第１包囲筒１３０は、第１ホルダ１１０を包囲している。第１包囲筒１３０は、円筒状に形成されている。第１包囲筒１３０の内径は、第１ホルダ１１０の外径よりもわずかに小さく設定されている。つまり、第１包囲筒１３０内に第１ホルダ１１０が圧入されている。第１包囲筒１３０の下端部は、下壁２２に当接している。第１包囲筒１３０は、第１ホルダ１１０の上端部よりも上壁３２側に突出する形状を有している。第１包囲筒１３０は、第１伝火薬１５０および第１ガス発生剤１６０の燃焼時に破断しない強度を有している。たとえば、第１包囲筒１３０は、ステンレス鋼、鉄鋼、ステンレス合金等の金属材料からなる。

第１カップ部材１４０は、第１ホルダ１１０上に配置されている。第１カップ部材１４０は、有底の円筒状に形成されている。第１カップ部材１４０の外径は、第１包囲筒１３０の内径よりも小さい。第１カップ部材１４０は、第１伝火薬１５０の燃焼時に破裂または溶融する部材からなる。たとえば、第１カップ部材１４０は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の薄膜状の部材や、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂、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等の樹脂製の薄膜状の部材からなる。第１カップ部材１４０の縁部は、外側に折り返された折り返し部１４２を構成している。

第１伝火薬１５０は、第１伝火室Ｓ１０に充填されている。より詳細には、第１伝火薬１５０は、第１カップ部材１４０内に充填されている。第１伝火薬１５０としては、第１ガス発生剤１６０を確実に燃焼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、Ｂ／ＮａＮＯ₃、Ｓｒ（ＮＯ₃）₂等に代表される金属粉／酸化剤からなる組成物や、水素化チタン／過塩素酸カリウムからなる組成物、Ｂ／５−アミノテトラゾール／硝酸カリウム／三酸化モリブデンからなる組成物等が用いられる。第１伝火薬１５０として、非アジド系ガス発生剤が用いられてもよい。第１伝火薬１５０としては、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成形されたもの等が利用される。バインダによって成形された第１伝火薬１５０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。第１伝火薬１５０は、第１点火器１００の作動時に生じた火炎によって点火される。第１伝火薬１５０の燃焼により、熱粒子が生じる。第１伝火薬１５０の燃焼により、第１カップ部材１４０が破裂または溶融するため、第１伝火室Ｓ１０が第１燃焼室Ｓ１１に開放される。

第２点火器２００は、火炎を発生させるためのものである。第２点火器２００の構成は、第１点火器１００の構成と基本的に同じである。そのため、第２点火器２００の説明は省略する。第２点火器２００は、第２基部２０２と、第２点火部２０４と、一対の第２端子ピン２０６と、を有している。

第２ホルダ２１０は、下壁２２に固定されている。具体的に、第２ホルダ２１０は、第２取付穴２２ｂに挿入された状態で下壁２２に固定されている。第２ホルダ２１０と下壁２２との境界部は、溶接などにより接合されている。第２ホルダ２１０の構成は、第１ホルダ１１０の構成と基本的に同じである。そのため、第２ホルダ２１０の説明は省略する。すなわち、第２ホルダ２１０は、第２基部保持部２１２と、かしめ部２１３と、端子ピン包囲部２１４と、を有している。

第２伝火室形成部材２２０は、第２点火部２０４の周囲に第２伝火室Ｓ２０を規定するように第２点火部２０４の周囲に設けられている。第２伝火室形成部材２２０は、第２包囲筒２３０と、第２カップ部材２４０と、を有している。

第２包囲筒２３０は、第２ホルダ２１０を包囲している。第２包囲筒２３０は、円筒状に形成されている。第２包囲筒２３０の内径は、第２ホルダ２１０の外径よりもわずかに小さく設定されている。つまり、第２包囲筒２３０内に第２ホルダ２１０が圧入されている。第２包囲筒２３０の下端部は、下壁２２に当接している。第２包囲筒２３０は、第２ホルダ２１０の上端部よりも上壁３２側に位置する上筒部２３２を有している。上筒部２３２には、第２伝火室Ｓ２０を後述の第２燃焼室Ｓ２１に連通させる貫通孔２３２ｈが設けられている。貫通孔２３２ｈは、上筒部２３２の周方向に沿って並ぶ複数箇所に設けられている。第２包囲筒２３０は、第２伝火薬２５０および第２ガス発生剤２６０の燃焼時に破断しない強度を有している。たとえば、第２包囲筒２３０は、ステンレス鋼、鉄鋼、ステンレス合金等の金属材料からなる。

第２カップ部材２４０は、第２包囲筒２３０とともに第２伝火室Ｓ２０を形成している。第２カップ部材２４０は、第２ホルダ２１０上に配置されている。第２カップ部材２４０の外径は、第２包囲筒２３０の内径よりも小さい。第２カップ部材２４０は、第２伝火薬２５０の燃焼時に破断しない強度を有している。たとえば、第２カップ部材２４０は、ステンレス鋼、鉄鋼、ステンレス合金等の金属材料からなる。第２カップ部材２４０は、第２包囲筒２３０に対して当該第２包囲筒２３０の軸方向に沿って相対変位可能である。第２カップ部材２４０の詳細については、後述する。

第２伝火薬２５０は、第２伝火室Ｓ２０に充填されている。より詳細には、第２伝火薬２５０は、第２カップ部材２４０内に充填されている。第２伝火薬２５０としては、たとえばボロン系の着火薬が好ましく用いられる。第２伝火室Ｓ２０は、第２カップ部材２４０により密閉されているため、第２伝火薬２５０の燃焼により第２カップ部材２４０が摺動して第２伝火室Ｓ２０が第２燃焼室Ｓ２１に開放されるまでの間、第２伝火室Ｓ２０において上昇した内圧が維持される。このため、伝火薬の燃焼性が向上するという効果を奏する。したがって、第２伝火薬２５０として、第１ガス発生剤１６０、第２ガス発生剤２６０と同様、Ｂ／５−アミノテトラゾール／硝酸カリウム／三酸化モリブデンからなる組成物等の非アジド系ガス発生剤が用いられてもよい。第２伝火薬２５０としては、第２ガス発生剤２６０を確実に燃焼させることができるものであることが必要であり、非アジド系ガス発生剤やボロン系等の着火薬が好ましく用いられる。第２伝火薬２５０は、第２点火器２００の作動時に生じた火炎によって点火される。第２伝火薬２５０の燃焼により、熱粒子が生じる。第２伝火薬２５０の燃焼により、第２伝火室Ｓ２０が第２燃焼室Ｓ２１に開放される。

仕切部材３００は、ハウジング１０内の空間を、上壁３２に面する第１燃焼室Ｓ１１と下壁２２に面する第２燃焼室Ｓ２１とに仕切っている。第１燃焼室Ｓ１１に第１ガス発生剤１６０が充填されており、第２燃焼室Ｓ２１に第２ガス発生剤２６０が充填されている。第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０については、後述する。仕切部材３００は、ステンレス鋼、鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属材料からなる。仕切部材３００は、仕切部３１０と、縁部突出部３２０と、折り曲げ部３３０と、を有している。仕切部材３００は、プレス成形により形成可能である。

仕切部３１０は、平板状に形成されている。本実施形態では、仕切部３１０は、円板状に形成されている。仕切部３１０は、第１包囲筒１３０の上端部１３１および第２包囲筒２３０の上端部２３１に接触ないし近接する位置に配置されている。このため、第１燃焼室Ｓ１１での第１ガス発生剤１６０の燃焼時に仕切部３１０が第２燃焼室Ｓ２１側へ変形することが規制される。つまり、第１包囲筒１３０の上端部１３１は、第１ガス発生剤１６０の燃焼時における仕切部３１０の第２燃焼室Ｓ２１側への変形を規制する「第１規制部」に相当する。同様に、第２包囲筒２３０の上端部２３１は、第１ガス発生剤１６０の燃焼時における仕切部３１０の第２燃焼室Ｓ２１側への変形を規制する「第２規制部」に相当する。また、第１包囲筒１３０は、第１ガス発生剤１６０の燃焼により生じる火炎の第２燃焼室Ｓ２１への進入を遮断する機能も有している。

仕切部３１０には、第１挿通孔３１１と、第２挿通孔３１２と、連通孔３１３と、が設けられている。

第１挿通孔３１１は、第１カップ部材１４０を挿通させるための孔である。第１挿通孔３１１は、仕切部３１０の中心の一方側（図２の右側）に設けられている。第１カップ部材１４０は、第１挿通孔３１１に挿通された状態で第１燃焼室Ｓ１１と第２燃焼室Ｓ２１とにまたがるように配置されている。

第２挿通孔３１２は、第２カップ部材２４０を挿通させるための孔である。第２挿通孔３１２は、仕切部３１０の中心の他方側（図２の左側）に設けられている。第２カップ部材２４０は、第２挿通孔３１２に挿通された状態で第１燃焼室Ｓ１１と第２燃焼室Ｓ２１とにまたがるように配置されている。

連通孔３１３は、第１燃焼室Ｓ１１と第２燃焼室Ｓ２１とを連通させるための孔である。図２に示されるように、連通孔３１３は、主として、仕切部３１０のうち当該仕切部３１０の中心の一方側の部位に設けられている。

閉塞部材４００は、連通孔３１３を閉塞するように仕切部３１０に設けられている。閉塞部材４００は、仕切部３１０のうち第１燃焼室Ｓ１１に面する表面に設けられている。閉塞部材４００は、第１ガス発生剤１６０の燃焼時に連通孔３１３を閉塞する状態を維持し、かつ、第２ガス発生剤２６０の燃焼時に連通孔３１３を開放する。閉塞部材４００は、シールテープ（片面に粘着部材が塗布されたアルミニウム箔）等の薄膜状の部材からなる。

縁部突出部３２０は、仕切部３１０の縁部から第２燃焼室Ｓ２１側（下壁２２側）に突出する形状を有している。縁部突出部３２０は、円筒状に形成されている。縁部突出部３２０の外径は、大径部２６の内径にほぼ等しく設定されている。縁部突出部３２０は、下側周壁２４の受け部２７に受けられている。

折り曲げ部３３０は、仕切部３１０のうち第１挿通孔３１１を取り囲む部位に接続されている。折り曲げ部３３０は、仕切部３１０から下壁２２に向かって突出する形状を有している。折り曲げ部３３０は、円筒状に形成されている。折り曲げ部３３０の下端部は、第１カップ部材１４０の折り返し部１４２に当接している。つまり、折り曲げ部３３０および折り返し部１４２は、第１カップ部材１４０の抜け止め機能を有している。

ここで、第２カップ部材２４０について説明する。図３は、図１に示されるガス発生器の第２点火器の作動後の状態を示す断面図である。

第２カップ部材２４０は、閉塞位置（図１に示される位置）と、開放位置（図３に示される位置）と、の間で第２包囲筒２３０に対して当該第２包囲筒２３０の軸方向に沿って相対変位可能である。閉塞位置は、第２伝火室Ｓ２０と第２燃焼室Ｓ２１との連通を遮断するように、第２カップ部材２４０が貫通孔２３２ｈを閉塞する位置である。開放位置は、第２伝火室Ｓ２０と第１燃焼室Ｓ１１との連通を禁止し、かつ、第２伝火薬２５０の燃焼により生じる火炎が第２燃焼室Ｓ２１に至るのを許容するように、第２カップ部材２４０が貫通孔２３２ｈを開放する位置である。具体的に、第２カップ部材２４０は、筒部２４２と、天井部２４４と、重なり部２４６と、当接部２４８と、を有している。

筒部２４２は、円筒状に形成されている。筒部２４２は、第２挿通孔３１２内に位置している。

天井部２４４は、円板状に形成されており、筒部２４２の上端部に接続されている。天井部２４４は、クッション材６００から離間した位置に配置されている。

重なり部２４６は、閉塞位置（第２点火器２００の点火前の位置）において、貫通孔２３２ｈを塞ぐように第２包囲筒２３０の径方向に第２包囲筒２３０と重なり、かつ、開放位置（第２点火器２００の点火後の位置）において、貫通孔２３２ｈを露出させる。重なり部２４６は、円筒状に形成されている。本実施形態では、重なり部２４６は、第２包囲筒２３０の内側に配置されている。具体的に、重なり部２４６の外径は、第２包囲筒２３０の内径にほぼ等しく設定されている。重なり部２４６の外径は、筒部２４２の外径よりも大きい。

当接部２４８は、重なり部２４６が第２挿通孔３１２を第１燃焼室Ｓ１１側に向かって通過するのを阻止するための部位である。本実施形態では、当接部２４８は、仕切部材３００の仕切部３１０に当接する。当接部２４８は、筒部２４２と重なり部２４６とを接続している。当接部２４８は、筒部２４２から重なり部２４６に向かうにしたがって次第に拡径する形状を有している。当接部２４８は、第２包囲筒２３０の内側に配置されている。

ここで、第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０について説明する。第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０としては、非アジド系ガス発生剤を用いることが好ましく、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成形体としてこれら第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０が形成される。

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。

酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅等の塩基性硝酸塩や、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩、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。

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、たとえばポリビニルアルコール、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。また、この他にも、バインダとしては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ニトロセルロース、微結晶性セルロース、グアガム、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、デンプン等の多糖誘導体や、二硫化モリブデン、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、アルミナ等の無機バインダも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。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。

ガス発生剤の成形体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状等の粒状のもの、ディスク状のものなど様々な形状のものがある。また、円柱状のものでは、成形体内部に貫通孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等）の成形体も利用される。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、ガス発生剤の形状の他にもガス発生剤の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。

第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０は、それらの組成が同じものであってもよいし、それらの組成が異なるものであってもよい。また、第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０は、それらの形状や大きさが同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。

フィルタ５００は、第１燃焼室Ｓ１１に設けられている。フィルタ５００は、第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０の燃焼により生じるガスを冷却する。フィルタ５００は、前記ガスに含まれる残渣（スラグ）等を除去する機能をも有している。フィルタ５００は、第１カップ部材１４０および第２カップ部材２４０をまとめて包囲する形状を有している。具体的に、フィルタ５００は、円筒状に形成されている。フィルタ５００として、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属線材を巻き回して焼結したものや、金属線材の編み込みにより形成された網材をプレス加工することによって押し固められたもの等が好ましく用いられる。フィルタ５００は、仕切部３１０の上面および上壁３２の内面に当接する状態で配置されている。

クッション材６００は、ハウジング１０の振動等に起因する第１ガス発生剤１６０の粉砕を抑制する部材である。クッション材６００は、第１ガス発生剤１６０と上壁３２との間に配置される。クッション材６００は、好適には、セラミックスファイバの成形体やロックウール、発泡樹脂（発泡シリコーン、発泡ポリプレン、発泡ポリエチレン等）、クロロプレンおよびＥＰＤＭに代表されるゴムからなる部材によって構成される。クッション材６００は、円板状ないし円柱状に形成されている。なお、クッション材６００は、第１ガス発生剤１６０の燃焼によって焼失する。

保持部材７００は、フィルタ５００の内側でクッション材６００を保持する部材である。保持部材７００は、第１ガス発生剤１６０および第２ガス発生剤２６０の燃焼により生じたガスがフィルタ５００を通過することなくフィルタ５００と上壁３２との隙間からフィルタ５００の外側に流出することを抑制する。具体的に、保持部材７００は、円板部７１０と、円筒部７２０と、を有している。円板部７１０は、円板状に形成されており、クッション材６００の上面と上壁３２の内面との間に配置されている。円筒部７２０は、円板部７１０の外縁部から下壁２２に向かって延びる形状を有しており、クッション材６００の外周面とフィルタ５００の内周面との間に配置されている。保持部材７００は、たとえば、ステンレス鋼、鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等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る。

次に、ガス発生器１の動作について説明する。
本ガス発生器１が搭載された車両が衝突した際、まず、車両に搭載されたコントロールユニットから第１点火器１００に点火信号が送信されることにより、第１点火器１００が作動する。具体的には、第１点火部１０４に充填された点火薬が抵抗体によって加熱されることで点火され、当該点火薬が燃焼することで第１点火部１０４のスクイブカップが破裂する。これにより、第１カップ部材１４０内に充填された第１伝火薬１５０が燃焼する。それにより、第１カップ部材１４０が破裂または溶融し、第１伝火室Ｓ１０が第１燃焼室Ｓ１１に開放される。

そうすると、第１燃焼室Ｓ１１内の第１ガス発生剤１６０が燃焼し、その燃焼により生じたガスは、フィルタ５００を通過する。このとき、ガスは、フィルタ５００によって冷却され、ガスに含まれるスラグは、フィルタ５００により除去される。そして、フィルタ５００を通過したガスによってシールテープ３５が破断するため、当該ガスは、ガス噴出孔３４ｈを通じてハウジング１０外に噴出される。この間（第１ガス発生剤１６０が燃焼している間）、閉塞部材４００が仕切部材３００の連通孔３１３を閉塞する状態、つまり、第１燃焼室Ｓ１１と第２燃焼室Ｓ２１とが遮断された状態に維持される。また、第１包囲筒１３０により、第１ガス発生剤１６０の燃焼により生じる火炎の第２燃焼室Ｓ２１への進入が遮断される。このため、第２点火器２００の点火前に第２ガス発生剤２６０が燃焼することが防止される。

第１ガス発生剤１６０の燃焼により、クッション材６００が焼失するとともに、上壁３２および円板部７１０が外向きに膨出する形状に変形する。なお、このとき、第２カップ部材２４０は、閉塞位置に保持されている。

その後、コントロールユニットから第２点火器２００に点火信号が送信され、第２点火器２００が作動する。そうすると、第２点火部２０４内の点火薬が燃焼することにより第２点火部２０４のスクイブカップが破裂する。これにより、第２伝火薬２５０が燃焼し、第２伝火室Ｓ２０内の圧力が上昇する。そうすると、第２カップ部材２４０は、図３において矢印で示されるように、閉塞位置から開放位置へ第２包囲筒２３０に対して相対変位し、それにより第２伝火室Ｓ２０が貫通孔２３２ｈを通じて第２燃焼室Ｓ２１に開放される。その結果、第２燃焼室Ｓ２１内の第２ガス発生剤２６０が燃焼するため、閉塞部材４００が連通孔３１３を開放し、これにより、第２ガス発生剤２６０の燃焼により生じたガスが第１燃焼室Ｓ１１およびガス噴出孔３４ｈを通じてハウジング１０外へ噴出される。

ここで、第２伝火薬２５０の燃焼時、第２カップ部材２４０は、開放位置において、第２伝火室Ｓ２０と第１燃焼室Ｓ１１との連通を禁止する。具体的には、当接部２４８が仕切部３１０に当接することによって、重なり部２４６が第１燃焼室Ｓ１１側に抜けることが規制される。このため、第２伝火薬２５０の燃焼により生じた火炎は、第１燃焼室Ｓ１１に至ることなく、貫通孔２３２ｈを通じて第２燃焼室Ｓ２１に至る。よって、第２燃焼室Ｓ２１内の第２ガス発生剤２６０の安定的な燃焼状態が確保される。

また、第１包囲筒１３０は第１規制部（上端部１３１）を有しており、第２包囲筒２３０は第２規制部（上端部２３１）を有しているため、第１ガス発生剤１６０の燃焼時における仕切部材３００の変形ないし変位が抑制される。

また、仕切部材３００は縁部突出部３２０を有しており、ハウジング１０は、受け部２７を有しているため、第１燃焼室Ｓ１１での第１ガス発生剤１６０の燃焼時（仕切部材３００に対する第１燃焼室Ｓ１１から第２燃焼室Ｓ２１に向かう方向の外力の作用時）における仕切部材３００の変位が抑制される。

なお、上記実施形態では、当接部２４８が仕切部材３００に当接することにより、重なり部２４６が第２挿通孔３１２を第１燃焼室Ｓ１１側に向かって通過するのが阻止される例が示されたが、重なり部２４６の第２挿通孔３１２の通過を阻止する構造は、これに限られない。たとえば、第２包囲筒２３０の上端部２３１から当該第２包囲筒２３０の径方向の内向きに突出する形状を有するとともに、筒部２４２の挿通を許容する孔を有するフランジ部が設けられ、当接部２４８は、そのフランジ部に当接することにより、重なり部２４６が第２挿通孔３１２を第１燃焼室Ｓ１１側に向かって通過するのを阻止してもよい。

また、上記実施形態において、重なり部２４６は、第２包囲筒２３０の外側に配置されていてもよい。この場合、重なり部２４６の内径は、第２包囲筒２３０の外径にほぼ等しく設定され、第２包囲筒２３０の上端部２３１は、当接部２４８の下方に配置される。

また、上記実施形態では、第１点火器１００および第２点火器２００は、それぞれ金属製の第１ホルダ１１０および第２ホルダ２１０を介してハウジング１０の下壁２２に組付けられるように構成された例が示されたが、これら第１点火器１００および第２点火器２００の双方は、いわゆるインサート成形によって下壁２２に組付けられるように構成されてもよい。その場合には、ガス発生器１は、上述した第１ホルダ１１０および第２ホルダ２１０に代えて、樹脂成形部からなる第１保持部および第２保持部を有することになり、第１点火器１００および第２点火器２００は、それぞれこれら第１保持部および第２保持部を介して下壁２２に組付けられることになる。

具体的には、第１保持部および第２保持部は、型を用いた射出成形によって形成される。射出成形によって形成される第１保持部および第２保持部の原料としては、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、成形後において第１保持部および第２保持部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。

なお、今回開示された実施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と考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ガス発生器、１０ハウジング、２０下側シェル、２２下壁、２２ａ第１取付穴、２２ｂ第２取付穴、２４下側周壁、２５小径部、２６大径部、２７受け部、３０上側シェル、３２上壁、３４上側周壁、３４ｈガス噴出孔、３６フランジ、１００第１点火器、１０２第１基部、１０４第１点火部、１０６第１端子ピン、１１０第１ホルダ、１１２第１基部保持部、１１３かしめ部、１１４端子ピン包囲部、１２０第１伝火室形成部材、１３０第１包囲筒、１３１上端部、１４０第１カップ部材、１５０第１伝火薬、１６０第１ガス発生剤、２００第２点火器、２０２第２基部、２０４第２点火部、２０６第２端子ピン、２１０第２ホルダ、２１２第２基部保持部、２１３かしめ部、２１４端子ピン包囲部、２２０第２伝火室形成部材、２３０第２包囲筒、２３１上端部、２３２上筒部、２３２ｈ貫通孔、２４０第２カップ部材２４０、２４２筒部、２４４天井部、２４６重なり部、２４８当接部、２５０第２伝火薬、２６０第２ガス発生剤、３００仕切部材、３１０仕切部、３１１第１挿通孔、３１２第２挿通孔、３１３連通孔、３２０縁部突出部、３３０折り曲げ部、４００閉塞部材、５００フィルタ、６００クッション材、７００保持部材、Ｓ１０第１伝火室、Ｓ１１第１燃焼室、Ｓ２０第２伝火室、Ｓ２１第２燃焼室。

Claims

互いに対向する下壁および上壁を有するハウジングと、
第１点火部を有する第１点火器と、
前記下壁に固定されており、前記第１点火器を保持する第１ホルダと、
前記第１点火部の周囲に第１伝火室を規定するように前記第１点火部の周囲に設けられた第１伝火室形成部材と、
前記第１伝火室内に充填された第１伝火薬と、
第２点火部を有する第２点火器と、
前記下壁のうち前記第１ホルダから離間した部位に固定されており、前記第２点火器を保持する第２ホルダと、
前記第２点火部の周囲に第２伝火室を規定するように前記第２点火部の周囲に設けられた第２伝火室形成部材と、
前記第２伝火室内に充填された第２伝火薬と、
前記ハウジング内の空間を、前記上壁に面する第１燃焼室と前記下壁に面する第２燃焼室とに仕切る仕切部材と、
前記第１燃焼室に充填された第１ガス発生剤と、
前記第２燃焼室に充填された第２ガス発生剤と、
前記仕切部材に設けられた閉塞部材と、
を備え、
前記ハウジングには、前記第１燃焼室を外部に連通させるガス噴出孔が設けられており、
前記第２伝火室形成部材は、
前記第２ホルダを包囲する第２包囲筒と、
前記第２伝火薬を収容する第２カップ部材と、を有し、
前記第２包囲筒には、前記第２伝火室を前記第２燃焼室に連通させる貫通孔が設けられており、
前記第２カップ部材は、前記第２伝火室と前記第２燃焼室との連通を遮断するように前記貫通孔を閉塞する閉塞位置と、前記第２伝火室と前記第１燃焼室との連通を禁止し、かつ、前記第２伝火薬の燃焼により生じる火炎が前記第２燃焼室に至るのを許容するように前記貫通孔を開放する開放位置と、の間で前記第２包囲筒に対して前記第２包囲筒の軸方向に沿って相対変位可能であり、
前記仕切部材には、
前記第１伝火室形成部材を挿通させる第１挿通孔と、
前記第２カップ部材を挿通させる第２挿通孔と、
前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とを連通させる連通孔と、が設けられており、
前記第１伝火室形成部材は、前記第１挿通孔に挿通された状態で前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とにまたがるように配置されており、
前記第２カップ部材は、前記第２挿通孔に挿通された状態で前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とにまたがるように配置されており、
前記閉塞部材は、前記連通孔を閉塞するように前記仕切部材に設けられており、
前記第１伝火室形成部材は、前記第１伝火薬の燃焼時に前記第１伝火室を前記第１燃焼室に開放し、
前記閉塞部材は、前記第１ガス発生剤の燃焼時に前記連通孔を閉塞する状態を維持し、かつ、前記第２ガス発生剤の燃焼時に前記連通孔を開放し、
前記第２カップ部材は、前記第２点火器の点火前に前記閉塞位置に位置し、前記第２伝火薬の燃焼時に前記閉塞位置から前記開放位置に変位する、ガス発生器。
前記第２カップ部材は、
前記閉塞位置において、前記貫通孔を塞ぐように前記第２包囲筒の径方向に前記第２包囲筒と重なり、かつ、前記開放位置において、前記貫通孔を露出させる重なり部と、
前記重なり部が前記第２挿通孔を前記第１燃焼室側に向かって通過するのを阻止するように前記仕切部材に当接する当接部と、を有する、請求項１に記載のガス発生器。
前記重なり部および前記当接部は、前記第２包囲筒の内側に配置されている、請求項２に記載のガス発生器。
前記第２包囲筒は、前記第１ガス発生剤の燃焼時における前記仕切部材の前記第２燃焼室側への変形を規制する第２規制部を有する、請求項３に記載のガス発生器。
前記第１伝火室形成部材は、
前記第１ホルダを包囲するとともに、前記第１ガス発生剤の燃焼により生じる火炎の前記第２燃焼室への進入を遮断する第１包囲筒と、
前記第１伝火薬を収容しており、前記第１挿通孔に挿通された第１カップ部材と、を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載のガス発生器。
前記第１包囲筒は、前記第１ガス発生剤の燃焼時における前記仕切部材の前記第２燃焼室側への変形を規制する第１規制部を有する、請求項５に記載のガス発生器。
前記仕切部材は、
前記ハウジング内の前記空間を前記第１燃焼室と前記第２燃焼室とに仕切っており、かつ、前記第１挿通孔および前記第２挿通孔が設けられた仕切部と、
前記仕切部の縁部から前記第２燃焼室側に突出する縁部突出部と、を有し、
前記ハウジングは、前記縁部突出部を受ける受け部を有する、請求項１ないし６のいずれかに記載のガス発生器。