JP2023018626A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】伝火薬の量が比較的少なくても、十分なガス出力性能を発揮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１００は、ガス噴出口２３が設けられた周壁部２２と、周壁部２２の軸方向の一端を閉塞する上部側シェル２０、周壁部２２の軸方向の他端を閉塞する下部側シェル１０とによって構成され、ガス発生剤６１が収容された燃焼室６０を内部に有するハウジングと、下部側シェル１０に組付けられ、点火薬が収容された点火部を含む点火器４０と、伝火薬５９が収容された伝火室５７を内部に含み、伝火室５７の内部の空間が点火部に面するように、燃焼室６０に向けて突出して配置される有底筒状のカップ状部材５０と、下部側シェル１０側に配置され、下部側シェル１０側からガス発生剤６１を支持するクッション材８５と、を備えている。ガス発生剤６１の少なくとも一部は、カップ状部材５０と下部側シェル１０との間に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両等衝突時に乗員を保護する乗員保護装置に組み込まれるガス発生器に関し、特に、自動車等に装備される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および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からの通電によって点火器を発火し、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ガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張および展開させる機器である。

ガス発生器には、種々の構造のものが存在するが、運転席側エアバッグ装置や助手席側エアバッグ装置等に、特に好適に利用できるガス発生器として、外径が比較的大きい短尺略円柱状のディスク型ガス発生器がある。

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略円筒状のハウジングを有し、ハウジングの周壁部に複数のガス噴出口が設けられるとともに、ハウジングに組付けられた点火器に面するようにハウジングの内部に伝火薬が収容され、さらに当該伝火薬を囲うようにハウジングの内部にガス発生剤が充填され、当該ガス発生剤の周囲をさらに囲うようにフィルタがハウジングの内部に収容されてなるものである。

例えば特許文献１には、ハウジング内に設けられた燃焼室において、ガス発生剤が振動等によって粉砕されてしまうことを防止するためのクッション材を備えたディスク型ガス発生器が開示されている。上記特許文献１のクッション材は、伝火薬が充填されたカップ体の天面部分に対向するように配置されている。

特開２００３－３１２４３４号公報

上記特許文献１のガス発生器において、クッション材とカップ体の天面部分との距離が比較的近いものであった場合、点火器の作動時において伝火薬がクッション材に吸着し、伝火薬が失活してしまいガス発生剤に伝火させられる量が少なくなり、十分なガス出力性能を得ることができない場合がある。このような場合の対応策としては、クッション材とカップ体の天面部分との距離を十分にとること、または、カップ体を大きくして伝火薬の量を増加させること、などが考えられる。しかしながら、クッション材とカップ体の天面部分との距離を十分にとる構成にすると、ガス発生器のサイズが大きくなってしまうという問題がある。また、クッション材とカップ体の天面部分との距離をある程度とったとしても、少なからずクッション材に伝火薬が吸着し、望むようなガス出力性能を得ることができない場合がある。また、カップ体を大きくして伝火薬の量を増加させると、ガス発生器の総重量が増加してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、伝火薬の量が比較的少なくても、十分なガス出力性能を発揮することが可能なガス発生器を提供することを目的とする。

（１） 本発明のガス発生器は、ガス噴出口が設けられた筒状の周壁部と、前記周壁部の軸方向の一端を閉塞する天板部、および前記周壁部の軸方向の他端を閉塞する底板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有する短尺筒状のハウジングと、前記底板部に組付けられ、作動時において着火する点火薬が収容された点火部を含む点火器と、伝火薬が収容された伝火室を内部に含み、前記伝火室の内部の空間が前記点火部に面するように、前記燃焼室に向けて突出して配置される有底筒状の単一の部材からなるカップ状部材と、前記底板部側に配置され、前記底板部側から前記ガス発生剤を支持するクッション材と、を備え、前記ガス発生剤の少なくとも一部は、前記カップ状部材と前記天板部との間に配置されていることを特徴とする。

（２） 上記（１）のガス発生器において、前記カップ状部材は、少なくとも一部に薄肉の脆弱部が設けられている頂壁部と、前記伝火室と前記燃焼室とを区画する前記脆弱部より機械的強度が高い前記カップ状部材の側壁部と、を備えていることが好ましい。

（３） 上記（２）のガス発生器において、前記側壁部には、前記頂壁部側に設けられた薄肉部と、前記薄肉部から軸方向に沿って前記頂壁部と反対側に延設された厚肉部と、を備え、前記脆弱部は、前記点火部に対向して配置され、前記点火器の作動に伴って前記側壁部より先に前記カップ状部材を破裂、変形、又は溶融する機械的強度を有したものであり、前記薄肉部は、前記脆弱部における破裂、変形、又は溶融が前記薄肉部まで進展した場合、破裂、変形、又は溶融する機械的強度を有したものであることが好ましい。

本発明によれば、伝火薬の量が比較的少なくても、十分なガス出力性能を発揮することが可能なガス発生器を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るディスク型ガス発生器の概略断面図である。 図１のディスク型ガス発生器のカップ状部材の平面図である。 図１のディスク型ガス発生器の動作を説明するための概略断面図である。 本発明の実施形態の変形例に係るディスク型ガス発生器の概略断面図である。 検証試験１の比較例１、２に係るディスク型ガス発生器の概略断面図である。 検証試験１の比較例３および検証試験２の比較例４に係るディスク型ガス発生器の概略断面図である。 検証試験１の試験条件および試験結果を示す図である。 検証試験２の試験条件および試験結果を示す図である。 検証試験３の試験条件および試験結果を示す図である。 本発明の実施形態の変形例に係るディスク型ガス発生器の概略断面図である。 検証試験４の試験条件および試験結果を示す図である。

以下、本発明の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好適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。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分に図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施形態におけるディスク型ガス発生器１００の概略図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００の構成について説明する。

図１に示すように、ディスク型ガス発生器１００は、軸方向の一端および他端が閉塞された短尺略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設けられた収容空間に、内部構成部品としての保持部３０、点火器４０、カップ状部材５０、伝火薬５９、ガス発生剤６１、下側支持部材７０、上側支持部材８０、クッション材８５およびフィルタ９０等が収容されてなるものである。また、ハウジングの内部に設けられた収容空間には、上述した内部構成部品のうちのガス発生剤６１が主として収容された燃焼室６０が位置している。

ハウジングは、下部側シェル１０および上部側シェル２０を含んでいる。下部側シェル１０および上部側シェル２０の各々は、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。下部側シェル１０および上部側シェル２０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。

下部側シェル１０および上部側シェル２０は、それぞれが有底略円筒状に形成されており、これらの開口面同士が向き合うように組み合わされて接合されることによってハウジングが構成されている。下部側シェル１０は、底板部１１と周壁部１２とを有しており、上部側シェル２０は、天板部２１と周壁部２２とを有している。

下部側シェル１０の周壁部１２の上端は、上部側シェル２０の周壁部２２の下端に挿入されることで圧入されている。さらに、下部側シェル１０の周壁部１２と上部側シェル２０の周壁部２２とが、それらの当接部またはその近傍において接合されることにより、下部側シェル１０と上部側シェル２０とが固定されている。ここで、下部側シェル１０と上部側シェル２０との接合には、電子ビーム溶接やレーザ溶接、摩擦圧接等が好適に利用できる。

これにより、ハウジングの周壁部のうちの底板部１１寄りの部分は、下部側シェル１０の周壁部１２によって構成されており、ハウジングの周壁部のうちの天板部２１寄りの部分は、上部側シェル２０の周壁部２２によって構成されている。また、ハウジングの軸方向の一端および他端は、それぞれ下部側シェル１０の底板部１１および上部側シェル２０の天板部２１によって閉塞されている。

下部側シェル１０の底板部１１の中央部には、天板部２１側に向かって突出する突状筒部１３が設けられており、これにより下部側シェル１０の底板部１１の中央部には、窪み部１４が形成されている。突状筒部１３は、保持部３０を介して点火器４０が固定される部位であり、窪み部１４は、保持部３０に雌型コネクタ部３４を設けるためのスペースとなる部位である。

突状筒部１３は、有底略円筒状に形成されており、その天板部２１側に位置する軸方向端部には、平面視した状態において非点対称形状（たとえばＤ字状、樽型形状、長円形状等）の開口部１５が設けられている。当該開口部１５は、点火器４０の一対の端子ピン４２が挿通される部位である。

点火器４０は、火炎を発生させるためのものであり、点火部４１と、上述した一対の端子ピン４２とを備えている。点火部４１は、その内部に、作動時において着火して燃焼することで火炎を発生する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体とを含んでいる。一対の端子ピン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、カップ状に形成されたスクイブカップと、当該スクイブカップの開口端を閉塞し、一対の端子ピン４２が挿通されてこれを保持する塞栓とを備えており、スクイブカップ内に挿入された一対の端子ピン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近接するようにスクイブカップ内に点火薬が装填された構成を有している。

ここで、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。なお、上述したスクイブカップおよび塞栓は、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一般に２［ｍｓ］以下である。

点火器４０は、突状筒部１３に設けられた開口部１５に端子ピン４２が挿通するように下部側シェル１０の内側から挿入された状態で底板部１１に取付けられている。具体的には、底板部１１に設けられた突状筒部１３の周囲には、樹脂成形部からなる保持部３０が設けられており、点火器４０は、当該保持部３０によって保持されることにより、底板部１１に固定されている。

保持部３０は、型を用いた射出成形（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り、下部側シェル１０の底板部１１に設けられた開口部１５を経由して底板部１１の内表面の一部から外表面の一部にまで達するように絶縁性の流動性樹脂材料を底板部１１に付着させてこれを固化させることによって形成されている。

射出成形によって形成される保持部３０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、成形後において保持部３０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。

保持部３０は、下部側シェル１０の底板部１１の内表面の一部を覆う内側被覆部３１と、下部側シェル１０の底板部１１の外表面の一部を覆う外側被覆部３２と、下部側シェル１０の底板部１１に設けられた開口部１５内に位置し、上記内側被覆部３１および外側被覆部３２にそれぞれ連続する連結部３３とを有している。

保持部３０は、内側被覆部３１、外側被覆部３２および連結部３３のそれぞれの底板部１１側の表面において底板部１１に固着している。また、保持部３０は、点火器４０の点火部４１の下方端寄りの部分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とにそれぞれ固着している。

これにより、開口部１５は、端子ピン４２と保持部３０とによって完全に埋め込まれた状態となり、当該部分におけるシール性が確保されることでハウジングの内部の空間の気密性が確保されている。なお、開口部１５は、上述したように平面視非点対称形状に形成されているため、当該開口部１５を連結部３３で埋め込むことにより、これら開口部１５および連結部３３は、保持部３０が底板部１１に対して回転してしまうことを防止する回り止め機構としても機能する。

保持部３０の外側被覆部３２の外部に面する部分には、雌型コネクタ部３４が形成されている。この雌型コネクタ部３４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、下部側シェル１０の底板部１１に設けられた窪み部１４内に位置している。

この雌型コネクタ部３４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配置されている。雌型コネクタ部３４には、雄型コネクタが挿し込まれ、これにより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。

また、保持部３０によって覆われることとなる部分の底板部１１の表面の所定位置に予め接着剤層が設けられてなる下部側シェル１０を用いて上述した射出成形を行なうこととしてもよい。当該接着剤層は、上記底板部１１の所定位置に予め接着剤を塗布してこれを硬化させること等により、その形成が可能である。

このようにすれば、底板部１１と保持部３０との間に硬化した接着剤層が位置することになるため、樹脂成形部からなる保持部３０をより強固に底板部１１に固着させることが可能になる。したがって、底板部１１に設けられた開口部１５を囲うように上記接着剤層を周方向に沿って環状に設けることとすれば、当該部分においてより高いシール性を確保することが可能になる。

ここで、底板部１１に予め塗布しておく接着剤としては、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を原料として含むものが好適に利用され、たとえばシアノアクリレート系樹脂やシリコーン系樹脂を原料として含むものが特に好適に利用される。なお、上述の樹脂材料以外にも、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂、アクリロニトリルスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリブチレンテレフタラート系樹脂、ポリエチレンテレフタラート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、液晶ポリマー、スチレン系ゴム、オレフィン系ゴム等を原料として含むものが、上述した接着剤として利用可能である。

なお、ここでは、樹脂成形部からなる保持部３０を射出成形することで下部側シェル１０に対する点火器４０の固定を可能にした場合の構成例を例示したが、下部側シェル１０に対する点火器４０の固定に他の代替手段を用いることも可能である。

底板部１１には、突状筒部１３、保持部３０および点火器４０を覆うようにカップ状部材５０が組付けられている。カップ状部材５０は、底板部１１側の端部が開口した有底略円筒状の形状を有しており、伝火薬５９が収容される空間をその内部に含んでいる。カップ状部材５０は、その内部に設けられた空間が点火器４０の点火部４１に面することとなるように、ガス発生剤６１が収容された燃焼室６０内に向けて突出して位置するように配置されている。

カップ状部材５０は、頂壁部５１と、当該頂壁部５１の周縁から底板部１１側に向けて延設された筒状の側壁部５２と、当該側壁部５２の底板部１１側の端部である開口端から径方向外側に向けて延設された延設部５３とを有している。

側壁部５２は、頂壁部５１側に設けられた薄肉部５２ａと、薄肉部５２ａから軸方向に沿って頂壁部５１と反対側に延設された厚肉部５２ｂと、を備えている。薄肉部５２ａは、後述する脆弱部５５よりは厚肉で厚肉部５２ｂよりは薄肉であり、脆弱部５５の破裂（破断）、変形、又は溶融に則って、破裂（破断）、変形、又は溶融する機械的強度を有したものである。

延設部５３は、下部側シェル１０の底板部１１の内表面に沿って延びるように形成されている。具体的には、延設部５３は、突状筒部１３が設けられた部分およびその近傍における底板部１１の内底面の形状に沿うように曲成された形状を有しており、その径方向外側の部分にフランジ状に延出する先端部５４を含んでいる。

延設部５３の先端部５４は、ハウジングの軸方向に沿って底板部１１と下側支持部材７０との間に配置されており、これによりハウジングの軸方向に沿って底板部１１と下側支持部材７０とによって挟み込まれている。このため、カップ状部材５０は、その延設部５３の先端部５４が下側支持部材７０によって底板部１１側に向けて押し付けられた状態となり、底板部１１に対して固定されることになる。よって、カップ状部材５０の固定にかしめ固定や圧入固定を利用せずとも、カップ状部材５０が底板部１１から脱落することが防止できる。

カップ状部材５０は、側壁部５２および頂壁部５１のいずれにも開口を有しておらず、その内部に設けられた空間を取り囲んでいる。このカップ状部材５０は、点火器４０が作動することによって伝火室５７内部の伝火薬５９が着火された場合に、その内部の空間の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴って破裂、変形または溶融するものである。

カップ状部材５０の材質としては、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスやステンレス合金等の金属製の部材や、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部材からなるものが好適に利用される。特に、アルミニウムよりも機械的強度が比較的に高い、アルミニウム合金、または、ステンレス鋼、鉄鋼等の鉄系金属材料が好ましい。

なお、カップ状部材５０の固定方法としては、上述した下側支持部材７０を用いた固定方法に限られず、他の固定方法を利用してもよい。

カップ状部材５０の頂壁部５１の少なくとも一部には、側壁部５２より薄肉の脆弱部５５が設けられている。図２に示すように、脆弱部５５は、放射状に延びるスリットによって設けられ、カップ状部材５０の側壁部５２よりも機械的強度が低く構成されている。ここで、脆弱部５５が点火器４０の点火部４１に対向することとなるように配置されている。また、頂壁部５１の放射状に延びる脆弱部５５以外の部分は、脆弱部５５より厚肉で厚肉部５２ｂと同程度の厚みである非脆弱部５６が設けられている。

これにより、カップ状部材５０の内部の空間は、伝火薬５９が燃焼することによって生じる推力によって、脆弱部５５を破裂（破断）、変形または溶融した後、この脆弱部５５の破裂（破断）、変形、又は溶融に則って、薄肉部５２ａが破裂（破断）、変形、又は溶融するものであり、脆弱部５５および薄肉部５２ａの機械的強度が比較的低くなっている。一方、非脆弱部５６および厚肉部５２ｂは、その厚みが脆弱部５５に比して厚く形成されることにより、点火器４０の作動に伴う伝火薬５９の燃焼によっても、残存するように構成されている。

なお、上述した脆弱部５５および薄肉部５２ａの厚みおよび非脆弱部５６および厚肉部５２ｂの厚みは、使用される伝火薬５９の種類や充填量等に基づいて適宜調整されるものであるが、その一例を示す。例えば、上記脆弱部５５および薄肉部５２ａの厚みは、カップ状部材を鉄製、ステンレス製、またはアルミニウム合金製とした場合には、０．６ｍｍ以下とされ、好ましくは０．５ｍｍ以下とされる。一方、非脆弱部５６および厚肉部５２ｂの厚みは、カップ状部材を鉄製、ステンレス製、またはアルミニウム合金製とした場合には、脆弱部５５および薄肉部５２ａの厚みよりも大きいことを条件に、０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、好ましくは０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とされる。

なお、上述した脆弱部５５は、図２に示したものに限られず、脆弱部５５を構成するスリットが放射状に設けられていれば、いくつのスリットからなるものであってもよい。例えば、平面視十字状またはアスタリスク状にスリットが設けられたものであってもよい。

伝火室５７に充填された伝火薬５９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５９としては、ガス発生剤６１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、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。

伝火薬５９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伝火薬５９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。

ハウジングの内部の空間のうち、上述したカップ状部材５０が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤６１が収容された燃焼室６０が位置している。具体的には、上述したように、カップ状部材５０は、ハウジングの内部に形成された燃焼室６０内に突出して配置されており、このカップ状部材５０の頂壁部５１の外側表面に面する部分に設けられた空間ならびに側壁部５２の外側表面に面する部分に設けられた空間が燃焼室６０として構成されている。これにより、カップ状部材５０の外側表面には、これに隣接してガス発生剤６１が配置されることになる。

また、ガス発生剤６１が収容された燃焼室６０をハウジングの径方向に取り巻く空間には、ハウジングの内周に沿ってフィルタ９０が配置されている。フィルタ９０は、円筒状の形状を有しており、その中心軸がハウジングの軸方向と実質的に合致するように配置されている。

ガス発生剤６１は、点火器４０の作動時において、伝火薬５９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薬剤である。ガス発生剤６１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ガス発生剤６１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金属硝酸塩や塩基性炭酸銅等の塩基性金属炭酸塩、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６１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、ディスク型ガス発生器１００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６１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６１の形状の他にもガス発生剤６１の燃焼速度、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。

フィルタ９０は、たとえば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、金属線材を編み込んだ網材をプレス加工することによって押し固めたもの等が利用できる。網材としては、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できる。

また、フィルタ９０として、孔あき金属板を巻き回したもの等を利用することもできる。この場合、孔あき金属板としては、たとえば、金属板に千鳥状に切れ目を入れるとともにこれを押し広げて孔を形成して網目状に加工したエキスパンドメタルや、金属板に孔を穿つとともにその際に孔の周縁に生じるバリを潰すことでこれを平坦化したフックメタル等が利用される。この場合において、形成される孔の大きさや形状は、必要に応じて適宜変更が可能であり、同一金属板上において異なる大きさや形状の孔が含まれていてもよい。なお、金属板としては、たとえば鋼板（マイルドスチール）やステンレス鋼板が好適に利用でき、またアルミニウム、銅、チタン、ニッケルまたはこれらの合金等の非鉄金属板を利用することもできる。

フィルタ９０は、燃焼室６０にて発生したガスがこのフィルタ９０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。したがって、ガスを十分に冷却しかつ残渣が外部に放出されないようにするためには、燃焼室６０内にて発生したガスが確実にフィルタ９０中を通過するようにすることが必要である。なお、フィルタ９０は、ハウジングの周壁部を構成する下部側シェル１０の周壁部１２および上部側シェル２０の周壁部２２との間で所定の大きさの間隙部２８が形成されることとなるように、当該周壁部１２，２２から離間して配置されている。

フィルタ９０に対面する部分の上部側シェル２０の周壁部２２には、複数個のガス噴出口２３が設けられている。この複数個のガス噴出口２３は、フィルタ９０を通過したガスをハウジングの外部に導出するためのものである。

また、上部側シェル２０の周壁部２２の内周面には、上記複数個のガス噴出口２３を閉鎖するようにシール部材としての金属製のシールテープ２４が貼り付けられている。このシールテープ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好適に利用でき、当該シールテープ２４によって燃焼室６０の気密性が確保されている。

燃焼室６０のうち、底板部１１側に位置する端部近傍には、下側支持部材７０が配置されている。下側支持部材７０は、環状の形状を有しており、フィルタ９０と底板部１１との境目部分を覆うように、これらフィルタ９０と底板部１１とに実質的に宛がわれて配置されている。これにより、下側支持部材７０は、燃焼室６０の上記端部近傍において、底板部１１とクッション材８５との間に位置している。

下側支持部材７０は、底板部１１の内底面に沿うように底板部１１に宛がわれた円環板状の基部７１と、フィルタ９０の底板部１１寄りの内周面に当接する当接部７２と、基部７１から天板部２１側に向けて立設された筒状の立設部７３とを有している。当接部７２は、基部７１の外縁から延設されており、立設部７３は、基部７１の内縁から延設されている。立設部７３は、カップ状部材５０の延設部５３を介して、下部側シェル１０の突状筒部１３の外周面と、保持部３０の内側被覆部３１の外周面とを覆っている。

下側支持部材７０は、フィルタ９０をハウジングに固定するための部材であるとともに、点火器４０の作動時において、燃焼室６０にて発生したガスがフィルタ９０の内部を経由することなくフィルタ９０の下端と底板部１１との間の隙間から流出してしまうことを防止する流出防止手段としても機能する。そのため、下側支持部材７０は、たとえば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ており、好適には普通鋼や特殊鋼等の鋼板（たとえば、冷間圧延鋼板やステンレス鋼板等）からなる部材にて構成される。

下側支持部材７０の基部７１の上面には、燃焼室６０に収容されたガス発生剤６１に接触するように、円環板状のクッション材８５が配置されている。クッション材８５は、成形体からなるガス発生剤６１が振動等によって粉砕されてしまう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形体やロックウール、発泡樹脂（たとえば発泡シリコーン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ウレタン等）、クロロプレンおよびＥＰＤＭに代表されるゴム等からなる部材にて構成される。

ここで、クッション材８５は、燃焼室６０の底板部１１側の部分において底板部１１とガス発生剤６１との間に位置することになる。このため、クッション材８５によって、ガス発生剤６１が天板部２１側に向けて押圧されることになる。

また、クッション材８５は、カップ状部材５０の頂壁部５１から所定距離まで離された位置に設けられていることになる。このため、点火器４０の作動時においては、伝火薬５９がクッション材８５に吸着することなく、ガス発生剤６１へ到達し伝火することが可能になるので、効率よくガス発生剤６１を燃焼させることができ、ガス発生器１００のガス出力性能を所望するものにすることができる。

また、クッション材８５は、燃焼室６０の底板部１１側に設けられているので、クッション材８５が燃焼室６０の天板部２１側に設けられている場合よりも、カップ状部材５０の頂壁部５１と天板部２１との間に、多くのガス発生剤６１を配置させることができる。その結果、点火器４０の作動時において、多量のガスを発生させることができる。なお、ガス発生量は、カップ状部材５０の頂壁部５１と天板部２１との間に配置されるガス発生剤６１の量に基づいて適宜調整されるものであるが、その一例を示す。例えば、頂壁部５１の上部に配置されるガス発生剤６１の薬面（ガス発生剤６１の最上部の位置）の高さ（天板部２１又は上側支持部材８０からの距離）が、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。

燃焼室６０のうち、天板部２１側に位置する端部には、上側支持部材８０が配置されている。上側支持部材８０は、略円盤状の形状を有しており、フィルタ９０と天板部２１との境目部分を覆うように、これらフィルタ９０と天板部２１とに宛がわれて配置されている。これにより、上側支持部材８０は、燃焼室６０の上記端部近傍において、天板部２１とガス発生剤６１との間に位置している。

上側支持部材８０は、天板部２１に当接する基部８１と、当該基部８１の周縁から立設された当接部８２とを有している。当接部８２は、フィルタ９０の天板部２１側に位置する軸方向端部の内周面に当接している。

上側支持部材８０は、フィルタ９０をハウジングに固定するための部材であるとともに、点火器４０の作動時において、燃焼室６０にて発生したガスがフィルタ９０の内部を経由することなくフィルタ９０の上端と天板部２１との間の隙間から流出してしまうことを防止する流出防止手段としても機能する。そのため、上側支持部材８０は、たとえば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ており、好適には普通鋼や特殊鋼等の鋼板（たとえば、冷間圧延鋼板やステンレス鋼板等）からなる部材にて構成される。

次に、図１を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００の組立作業の要領について説明する。

まず、下部側シェル１０においては、樹脂成形部からなる保持部３０として射出成形されることによって、点火器４０が固定される。そして、内部に伝火薬５９が収容されたカップ状部材５０の側壁部５２を、下部側シェル１０の保持部３０に圧入することにより固定する。次いで、下側支持部材７０をカップ状部材５０の延設部５３の先端部５４に載置させ、フィルタ９０を下部側シェル１０の内底面に向けて挿入配置する。

そして、下側支持部材７０の基部７１の上面にクッション材８５を配置し、フィルタ９０の内側にガス発生剤６１を充填し、上側支持部材８０をフィルタ９０の上端部分に内挿する。この後、ガス噴出口２３がシールテープ２４によって閉塞された上部側シェル２０を下部側シェル１０に対してかぶせ、下部側シェル１０と上部側シェル２０とを溶接する。以上により、図１に示す構造のディスク型ガス発生器１００の組み立てが完了する。

ここで、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００においては、カップ状部材５０に開口が設けられていないため、カップ状部材５０の内部に設けられた伝火室５７に伝火薬５９を充填する工程が非常に容易に行える。これは、ディスク型ガス発生器１００の作動時において、カップ状部材の一部が、破裂、変形または溶融するようにカップ状部材５０自体が機械的強度の低い脆弱な部材にて構成されているためである。すなわち、開口を有するカップ状部材を用いた場合に必要であった、伝火薬５９を充填するためにカップ状部材に設けられた開口を閉塞する作業、例えば、アルミテープや閉塞板が不要になるため、製造工程を大幅に簡素化することができる。

図３は、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００の動作を説明するための概略断面図である。次に、この図３と前述の図１とを参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００の動作について説明する。

図１を参照して、ディスク型ガス発生器１００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、これに基づいて車両に別途設けられたコントロールユニットからの通電によって点火器４０が作動する。伝火室５７に収容された伝火薬５９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を開始する。

その際、図３に示すように、点火器４０が作動した直後においては、点火部４１に装填されていた点火薬が急速に燃焼することによって点火部４１のスクイブカップが破裂するとともに、当該点火薬が急速に燃焼することによって生じる熱が、伝火室５７に充填された伝火薬５９に伝播する。

図３に示すように、上記推力がカップ状部材５０の頂壁部５１に達することにより、脆弱な部材からなるカップ状部材５０の脆弱部５５は破裂、変形、又は溶融が生じる。このカップ状部材５０の脆弱部５５の破裂、変形又は溶融は、点火薬が燃焼することによって生じる熱粒子による伝火薬５９の着火よりも遅く発生する。なお、側壁部５２には脆弱部５５が存在せず、頂壁部５１に脆弱部５５が存在していることから、頂壁部５１の脆弱部５５から破裂、変形又は溶融し、頂壁部５１の破裂、変形又は溶融まで内圧が上昇することとなる。ここで、カップ状部材５０の伝火薬５９は、点火薬が燃焼することによって生じる推力を受けてカップ状部材５０の内部において飛散し、分散した状態となる。脆弱部５５は、図２に示すようにスリットとして設けられ、カップ状部材５０の頂壁部５１から先に破裂、変形又は溶融し、側壁部５２の薄肉部５２ａにかけて開裂していく。薄肉部５２ａは、この脆弱部５５の破裂（破断）、変形、又は溶融に則って、破裂（破断）、変形、又は溶融し、厚肉部５２ｂとの接続部まで開裂していく。ここで、厚肉部５２ｂは、破裂（破断）、変形、又は溶融しない。

そのため、より短時間のうちにより点火器４０から遠い位置にある伝火薬５９についても熱粒子によって着火されてその燃焼を開始することになり、結果としてカップ状部材５０の内部の空間の圧力上昇ならびに当該空間の温度上昇が大幅に促進されることとなる。その結果、より短時間のうちにカップ状部材５０の脆弱部５５が破裂、変形又は溶融することになり、伝火薬５９が燃焼することによって生じた多量の熱粒子が、燃焼室６０へと早期に流れ込むことになる。そして、この熱粒子は、下部側シェル１０に設けられているクッション材８５の影響を受けず、失活することなく、ガス発生剤６１に接触することになる。

このようにして、伝火薬５９および伝火薬５９によって生じた多量の熱粒子が燃焼室６０に流れ込むことにより、燃焼室６０に収容されたガス発生剤６１が着火されて燃焼し、多量のガスが発生する。燃焼室６０にて発生したガスは、フィルタ９０の内部を通過し、その際、フィルタ９０によって熱が奪われて冷却されるとともに、ガス中に含まれるスラグがフィルタ９０によって除去されて間隙部２８に流れ込む。

そして、ガス発生剤６１が燃焼することで生じるハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴い、上部側シェル２０に設けられたガス噴出口２３を閉鎖していたシールテープ２４が開裂し、当該ガス噴出口２３を介して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、ディスク型ガス発生器１００に隣接して設けられたエアバッグの内部に導入され、当該エアバッグを膨張および展開する。

なお、カップ状部材５０が鉄製又はステンレス製である場合は、カップ状部材５０がアルミニウム製である場合に比べて強度が高いことから、伝火薬５９の燃焼の初期段階では、カップ状部材５０の破裂、変形又は溶融は生じない。この時、カップ状部材の脆弱部５５の破裂、変形又は溶融が生じる所定時間が経過するまで、カップ状部材５０の内圧は上昇する。そして、一定以上の内圧となってから、カップ状部材５０の脆弱部５５および薄肉部５２ａが順に破裂、変形又は溶融することになる。そのため、カップ状部材５０を鉄製又はステンレス製といった機械的強度の高い鉄系金属材料を使用して、機械的強度を上げることで、カップ状部材５０の開裂時において十分に伝火薬５９の燃焼を促進させ、カップ状部材５０を開裂させることができる。このようなカップ状部材５０の機械的強度の向上は、アルミニウム等の強度の低い金属を使用した場合でも、厚みを厚くすることで実現可能である。その場合の厚みとしては、０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下がより好ましい。

以下、図１を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００において、伝火薬５９による火炎エネルギーの伝達が好適に制御可能となる仕組みについて説明する。

上記構成のディスク型ガス発生器１００においては、点火器４０が作動することによって伝火室５７内部の伝火薬５９が着火され、まず初めにカップ状部材５０の脆弱部５５が破裂、変形又は溶融する。ここで、カップ状部材５０は起点となる部分から破裂、変形又は溶融するため、脆弱部５５が存在しない側壁部５２から破裂、変形又は溶融するおそれがなく、伝火薬５９が十分に燃焼してから頂壁部５１が破裂、変形又は溶融することとなる。その後、破裂、変形又は溶融した脆弱部５５を起点として、脆弱部５５に沿って頂壁部５１が開裂していく。頂壁部５１の開裂後、開裂は側壁部５２の薄肉部５２ａへ到達して、そのまま側壁部５２の薄肉部５２ａを開裂させていく。そして、薄肉部５２ａと厚肉部５２ｂとの接続部分において当該開裂が止まる。

このようにして、脆弱部５５の長手方向に沿った開裂となることから、薄肉部５２ａと厚肉部５２ｂとの接続部分まで花びら状に開裂することとなる。そのため、カップ状部材５０が途中まで開裂して止まることで、時間の経過とともに天板部２１側の方向へ向かうに従って拡がり、カップ状部材５０の破断の大きさが安定した状態で開口されていくことから、伝火薬５９の燃焼によって生じた熱粒子はより天板部２１側へ指向性をもって流れ込むことになる。すなわち、燃焼室６０内に流入する火炎がカップ状部材５０と天板部２１との間に絞られることとなる。よって、脆弱部５５が破裂、変形又は溶融して、脆弱部５５を起点として、頂壁部５１の非脆弱部が開裂した開裂の第１段階においては、カップ状部材５０に隣接するガス発生剤６１のすべてが一度に同時に着火されることがなくなり、ガス発生剤６１の燃え広がりが伝火室５７と天板部２１との間を中心として進行することになる。

そして、カップ状部材５０の頂壁部５１の破裂、変形又は溶融が進行していくと、次に第２段階として側壁部５２の薄肉部５２ａの開裂が進行していく。ここで、側壁部５２の開裂は、頂壁部５１に放射状に設けられた脆弱部５５が設けられていた長手方向に沿って進行していくこととなり、薄肉部５２ａにおいては側壁部５２の軸方向に下方に向かって開裂が進行していくが、途中まで開裂した後、当該開裂は止まる。そのため、かかる開裂部からも、伝火薬５９の燃焼によって生じた熱粒子が燃焼室６０内へ流入していくこととなる。その結果、薄肉部５２ａとフィルタ９０との間のガス発生剤６１へも燃え広がりが進行し、続いて、厚肉部５２ｂとフィルタ９０との間のガス発生剤６１へも燃え広がりが進行して行くこととなる。

したがって、カップ状部材５０に脆弱部５５、非脆弱部５６、薄肉部５２ａ、および厚肉部５２ｂを設け、これら脆弱部５５、非脆弱部５６、薄肉部５２ａ、および厚肉部５２ｂが設けられる位置および大きさ等を適宜調整することにより、ガス発生剤６１が急速に燃焼することを防止してその燃焼の進行を意図的に遅延させることができ、ガス出力を所定時間にわたって持続させるなどのガス出力の調整を仕様に応じて最適化することが非常に容易に行えることになる。また、カップ状部材５０の破裂、変形または溶融の初期では、伝火薬５９の燃焼によって生じた熱粒子が天板部２１側へ向かうことから、フィルタ９０に加わる衝撃が緩和されてその損傷が未然に防止される効果も得られる。

また、クッション材８５が底板部１１側に配置されていることで、カップ状部材５０の頂壁部５１が、破裂、変形又は溶融してから、直ぐに頂壁部５１と天板部２１の間のガス発生剤６１の燃焼が円滑に進行するため、ガス出力の遅延が生じることもなく、ガス発生器内部の内圧も迅速に高まり、さらにガス出力特性のばらつきが生じることも未然に防止できる。

なお、点火器４０が作動することで発生する推力の伝播を受けてカップ状部材５０の脆弱部５５および薄肉部５２ａが破裂、変形又は溶融するかは、カップ状部材５０の機械的強度（厚みや材質、形状等）や点火器４０の出力、点火部４１とカップ状部材５０の脆弱部５５との間の距離、伝火室５７に充填された伝火薬５９の密度等によって決まることになる。

また、カップ状部材５０の脆弱部５５は、カップ状部材５０の側壁部５２よりも機械的強度が低いことが好ましい。カップ状部材５０の脆弱部５５をカップ状部材５０の側壁部５２よりも脆弱にする手法としては、これらの厚みを調整したり、これらの材質を異ならしめたり、これらの形状を工夫したりすること等が想定される。

このように構成することにより、カップ状部材５０の薄肉部５２ａが破裂、変形または溶融するに先立って脆弱部５５を破裂、変形あるいは溶融させることが、比較的容易に実現できることになる。ただし、カップ状部材５０の薄肉部５２ａが破裂、変形または溶融するに先立って脆弱部５５を破裂、変形または溶融させることができる場合には、脆弱部５５とカップ状部材５０の側壁部５２の薄肉部５２ａとが同等程度の機械的強度を有してもよい。

以上において説明したように、上述した本発明の実施形態におけるディスク型ガス発生器１００によれば、カップ状部材５０の頂壁部５１が、破裂、変形又は溶融した後、頂壁部５１と天板部２１の間のガス発生剤６１の燃焼が円滑に進行することで、燃焼室６０内のガス発生剤６１の燃焼を促進させることが可能になる。その結果として、点火器４０が作動した時点からガス噴出口２３を介して外部にガスが噴出され始める時点までの時間を従来に比して短縮化することができる。また、カップ状部材５０の破裂の大きさが安定する（破断領域が均一化する）とともに、伝火薬５９がクッション材８５の影響を受けることなくガス発生剤６１へ伝火するので、伝火薬５９の充填量を減らしつつ、所望するガス出力性能を発揮することが可能なディスク型ガス発生器１００とすることができる。

また、カップ状部材５０の脆弱部５５および薄肉部５２ａを追加することにより、部品加工は増加することになるものの、伝火薬５９の充填量は大幅に少なくすることができ、点火器４０が作動した時点からガス噴出口２３を介して外部にガスが噴出され始める時点までの時間を低コストに短縮化させることができる。

また、伝火薬５９の充填量が減ることにより、カップ状部材５０の容積を従来よりも小さくすることができるので、ディスク型ガス発生器１００の容積を最適化することによる軽量化を図ることが可能となる。

また、伝火薬５９の充填量が減ることにより、ガス温度が低下することになるので、フィルタ９０の冷却能力をその分低下させてもよくなる。その結果として、フィルタ９０を軽量化することも可能となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

上記実施形態では、クッション材８５が底板部１１側に配置されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。クッション材８５は、カップ状部材５０から所定距離まで離された位置に設けられていればよく、点火器４０の作動時において、伝火薬５９がガス発生剤６１に伝火しきるまでに失活しない距離まで離された位置に設けられていればよい。例えば、伝火薬５９がガス発生剤６１に伝火しきるまでにクッション材８５に吸着することがない位置、または燃焼室６０内において伝火薬５９が最後にクッション材８５に到達するようなカップ状部材５０から遠い位置に設けられていてもよい。

上記実施形態では、カップ状部材５０の側壁部５２は、薄肉部５２ａおよび厚肉部５２ｂを備えている場合について説明したが、これに限定されるものではない。カップ状部材５０の側壁部５２は、カップ状部材５０の脆弱部５５よりも機械的強度が高く構成されていればよく、例えば、側壁部５２の材質と脆弱部５５の材質とを異ならせることで、側壁部５２の厚みを一定としたものであってもよい。

以下、上記実施形態の変形例について、図４を参照して説明する。なお、上記実施形態の変形例に係るディスク型ガス発生器２００は、上記実施形態に係るディスク型ガス発生器１００と比較して、カップ状部材の構成のみが相違している。なお、本変形例における符号の下二桁と上記実施形態と符号が一致するものは、特に説明がない限り、同じ部材であるため、その説明を省略する。

図４に示すように、ディスク型ガス発生器２００において、カップ状部材２５０は、頂壁部２５１と、当該頂壁部２５１の周縁から底板部２１１側に向けて延設された筒状の側壁部２５２と、当該側壁部２５２の底板部２１１側の端部である開口端から径方向外側に向けて延設された延設部２５３とを有している。また、延設部２５３は、突状筒部２１３が設けられた部分およびその近傍における底板部２１１の内底面の形状に沿うように曲成された形状を有しており、その径方向外側の部分にフランジ状に延出する先端部２５４を含んでいる。また、カップ状部材２５０の頂壁部２５１、側壁部２５２、延設部２５３、および先端部２５４の厚みは、一定となっている。なお、カップ状部材２５０は、点火器２４０の作動時において、カップ状部材２５０の少なくとも一部が、破裂、変形または溶融する機械的強度を有したものである。

カップ状部材２５０の材質としては、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスやステンレス合金等の金属製の部材や、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部材からなるものが好適に利用される。特に、アルミニウムよりも機械的強度が比較的に高い、アルミニウム合金、または、ステンレス鋼、鉄鋼等の鉄系金属材料が好ましい。

このように構成されたディスク型ガス発生器２００においては、点火器２４０の作動時に伝火薬２５９が燃焼することによって生じる推力を受けて、カップ状部材２５０の頂壁部２５１および側壁部２５２のうちいずれかの少なくとも一部が、破裂、変形、又は溶融が生じることになる。そして、伝火薬２５９および伝火薬２５９によって生じた多量の熱粒子が、燃焼室２６０に流れ込み、クッション材２８５に吸着することなくガス発生剤２６１へ到達し伝火することになる。つまり、クッション材２８５が底板部２１１側に配置されていることで、頂壁部２５１と天板部２２１の間のガス発生剤２６１の燃焼が円滑に進行するため、ガス出力の遅延が生じることもなく、ガス発生器内部の内圧も迅速に高まり、さらにガス出力特性のばらつきが生じることも未然に防止できる。したがって、ディスク型ガス発生器２００によれば、燃焼室２６０内のガス発生剤２６１の燃焼を促進させることができ、所望するガス出力性能を発揮することが可能となる。

（検証試験１）
実施例１および実施例２として、上記ディスク型ガス発生器２００と同構成のディスク型ガス発生器を製造して、後述する６０Ｌタンク試験を行った。また、同様の６０Ｌタンク試験を、実施例３として、上記ディスク型ガス発生器１００と同構成のディスク型ガス発生器を製造して行った。なお、実施例１～３に係るディスク型ガス発生器は、クッション材を燃焼室の底板部側に配置（下配置）したものである。また、実施例１～３に係るディスク型ガス発生器において、カップ状部材の材質をアルミニウム合金製とした。

比較例１として、実施例１に係るディスク型ガス発生器と比較して、クッション材を燃焼室の天板部側に配置（上配置）した点においてのみ構成が相違しているディスク型ガス発生器を製造して、６０Ｌタンク試験を行った。また同様に、比較例２として、実施例２に係るディスク型ガス発生器と比較して、クッション材の配置のみが相違しているディスク型ガス発生器を製造して、６０Ｌタンク試験を行った。なお、図５は、比較例１および比較例２と同構成のディスク型ガス発生器３００の概略断面図である。また、比較例１および比較例２に係るカップ状部材の材質をアルミニウム合金製とした。

また、比較例３として、実施例３に係るディスク型ガス発生器と比較して、クッション材を燃焼室の天板部側に配置（上配置）した点においてのみ構成が相違しているディスク型ガス発生器を製造して、６０Ｌタンク試験を行った。なお、図６は、比較例３と同構成のディスク型ガス発生器４００の概略断面図である。また、比較例３に係るカップ状部材の材質をアルミニウム合金製とした。

検証試験１において、６０Ｌタンク試験とは、実施例１～３および比較例１～３に係るディスク型ガス発生器を、個別に６０Ｌ容積の密閉されたタンク内に設置するとともに、これを室温（ＲＴ）で動作させてタンク内圧の上昇を点火器が作動した時点から１００ｍｓまで経時的に計測した試験である。

図７に、検証試験１の結果を示す。なお、図７において、ｔ１はガス出力が検知されるまでの時間、Ｐｔ２０は点火器が作動した時点から２０ｍｓ後のタンク内圧、Ｐｔ４０は点火器が作動した時点から４０ｍｓ後のタンク内圧、Ｐｍａｘはタンク内圧の最大値である。以下の図８および図９においても、同様である。

図７の結果から、実施例１に係るディスク型ガス発生器においては、比較例１に係るディスク型ガス発生器と比べて、ｔ１が同様であったが、Ｐｔ２０、Ｐｔ４０、およびＰｍａｘは、いずれも大きくなっており、高いガス出力性能を発揮できることがわかった。また、実施例１よりも伝火薬の薬量を減らした（軽量化を図った）実施例２に係るディスク型ガス発生器においては、比較例２に係るディスク型ガス発生器と比べて、点火器が作動した時点から比較的早い段階において、高いガス出力性能を発揮できることがわかった。また、同様に軽量化を図った実施例３に係るディスク型ガス発生器においても、比較例３に係るディスク型ガス発生器と比べて、点火器が作動した時点から比較的早い段階において、高いガス出力性能を発揮できることがわかった。したがって、クッション材が下配置された実施例１～３に係るディスク型ガス発生器のそれぞれにおいては、クッション材が上配置された比較例１～３と順に比較した場合、ガス出力性能が向上していることがわかった。

また、実施例３に係るディスク型ガス発生器においては、実施例２に係るディスク型ガス発生器と比べて、ｔ１が短く、Ｐｔ２０およびＰｔ４０は、いずれも大きくなっており、伝火薬の薬量を減らしつつも、好ましいガス出力性能を安定して発揮できることがわかった。したがって、本発明の上記ディスク型ガス発生器１００と同構成のディスク型ガス発生器においては、軽量化を図るとともに、優れたガス出力性能を安定して発揮できることが確認できた。

（検証試験２）
次に、図６に示すディスク型ガス発生器４００と同構成のディスク型ガス発生器を製造して、クッション材の有無によって、後述する６０Ｌタンク試験において、どのような変化があるか検証試験２を行った。

ここで、比較例４に係るディスク型ガス発生器は、クッション材を燃焼室の天板部側に配置（上配置）したものである。また、比較例５に係るディスク型ガス発生器は、クッション材が設けられていないものである。また、比較例４および比較例５に係るカップ状部材の材質をアルミニウム合金製とした。なお、各ディスク型ガス発生器において、クッション材の有無以外のその他の条件は同一とした。

検証試験２において、６０Ｌタンク試験とは、比較例４および比較例５に係るディスク型ガス発生器を、個別に６０Ｌ容積の密閉されたタンク内に設置するとともに、これを－４０℃（ＬＴ）で動作させてタンク内圧の上昇を点火器が作動した時点から１００ｍｓまで経時的に計測した試験である。なお、図８に、検証試験２の結果を示す。

図８の結果から、比較例４に係るディスク型ガス発生器においては、比較例５に係るディスク型ガス発生器と比べて、ｔ１が長く、Ｐｔ２０、Ｐｔ４０、およびＰｍａｘは、いずれも小さくなっていることがわかった。したがって、クッション材が上配置された比較例４に係るディスク型ガス発生器においては、比較例５に係るディスク型ガス発生器と比べて、クッション材の影響を受けてガス出力性能が低下していることが確認できた。

（検証試験３）
次に、図１に示すディスク型ガス発生器１００と同構成のディスク型ガス発生器を製造して、カップ状部材の上部に配置されるガス発生剤の薬面（ガス発生剤の最上部の位置）の高さ（上側支持部材からの距離）を変化させることによって、後述する６０Ｌタンク試験において、どのような変化があるか検証試験３を行った。

ここで、実施例４に係るディスク型ガス発生器は、ガス発生剤の薬面の高さを３ｍｍとした。また、実施例５に係るディスク型ガス発生器は、ガス発生剤の薬面の高さを５ｍｍとした。また、実施例６に係るディスク型ガス発生器は、ガス発生剤の薬面の高さを７ｍｍとした。なお、ガス発生剤の薬面の高さが高いほど、カップ状部材の頂壁部と天板部との間に配置されるガス発生剤の量が多いことになる。また、実施例４～６に係るカップ状部材の材質をアルミニウム合金製とした。なお、各ディスク型ガス発生器において、ガス発生剤の薬面の高さ以外のその他の条件は同一とした。

検証試験３において、６０Ｌタンク試験とは、実施例４～６に係るディスク型ガス発生器を、個別に６０Ｌ容積の密閉されたタンク内に設置するとともに、これを－４０℃（ＬＴ）で動作させてタンク内圧の上昇を点火器が作動した時点から１００ｍｓまで経時的に計測した試験である。なお、図９に、検証試験３の結果を示す。

図９の結果から、実施例４に係るディスク型ガス発生器よりも実施例５および実施例６に係るディスク型ガス発生器の方が、点火器が作動した時点から比較的早い段階において、高いガス出力性能が得られていることがわかった。したがって、本発明の上記ディスク型ガス発生器１００と同構成のディスク型ガス発生器において、ガス発生剤の薬面の高さが５ｍｍ以上であれば、好ましいガス出力性能を安定して発揮できることがわかった。

（検証試験４）
次に、図１０に示したガス発生器５００と同構成のディスク型ガス発生器（実施例７）を製造して、下側支持部材の有無、クッション材の配設位置によって、上述の６０Ｌタンク試験において、どのような変化があるか検証試験４を行った。図１１に、検証試験４の結果を示す。また、図１１には上記比較例３および実施例３の結果も合わせて示した。

ここで、図１０に示したガス発生器５００は、上記実施形態の変形例に係るディスク型ガス発生器であって、（１）下側支持部材を有していない点、（２）下部側シェル５１０側において、円盤リング状のクッション材５８５の内側がカップ状部材５５０下部の外壁および先端部５５４に当接するように、かつ、クッション材５８５の外側がフィルタ５９０下部の内壁に当接するように、クッション材５８５がハウジング５１０内に配設されている点、で上記実施形態と異なっている。なお、本変形例における符号の下二桁と上記実施形態と符号が一致するものは、特に説明がない限り、同じ部材であるため、その説明を省略する。このガス発生器５００によれば、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。また、クッション材５８５により、ガス発生器５００の組立時において、フィルタ５９０の位置決めをすることができる。さらに、クッション材５８５により、カップ状部材５５０の先端部５５４（鍔になっている部分）を押さえることで、カップ状部材５５０の開裂前にカップ状部材５５０が内側被覆部５３１から抜けてしまうことを防止できる。加えて、クッション材５８５は、動作時に燃え残るので、フィルタ５９０下部端と下部側シェル５１０内壁との間から燃焼残渣が流出することを防止することができる。

なお、図１１の結果から、実施例７に係るディスク型ガス発生器は、比較例３に係るディスク型ガス発生器と比べて、点火器が作動した時点から比較的早い段階において、高いガス出力性能を発揮できることがわかる。また、図１１の結果から、実施例７に係るディスク型ガス発生器は、下側支持部材を有していないが、当該下側支持部材を有した実施例３に係るディスク型ガス発生器と同様のガス出力性能を発揮できることもわかる。すなわち、本検証試験の結果から、実施例７に係るディスク型ガス発生器は、実施例３と同様の作用効果を奏しながら、実施例３に係るディスク型ガス発生器と比べて、部品点数の削減および軽量化ができることがわかる。

１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 下部側シェル
１１、２１１、３１１、４１１、５１１ 底板部
１２、２１２、３１２、４１２、５１２ 周壁部
１３、２１３、３１３、４１３、５１３ 突状筒部
１４、２１４、３１４、４１４、５１４ 窪み部
１５、２１５、３１５、４１５、５１５ 開口部
２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 上部側シェル
２１、２２１、３２１、４２１、５２１ 天板部
２２、２２２、３２２、４２２、５２２ 周壁部
２３、２２３、３２３、４２３、５２３ ガス噴出口
２４、２２４、３２４、４２４、５２４ シールテープ
２８、２２８、３２８、４２８、５２８ 間隙部
３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 保持部
３１、２３１、３３１、４３１、５３１ 内側被覆部
３２、２３２、３３２、４３２、５３２ 外側被覆部
３３、２３３、３３３、４３３、５３３ 連結部
３４、２３４、３３４、４３４、５３４ 雌型コネクタ部
４０、２４０、３４０、４４０、５４０ 点火器
４１、２４１、３４１、４４１、５４１ 点火部
４２、２４２、３４２、４４２、５４２ 端子ピン
５０、２５０、３５０、４５０、５５０ カップ状部材
５１、２５１、３５１、４５１、５５１ 頂壁部
５２、２５２、３５２、４５２、５５２ 側壁部
５２ａ、４５２ａ、５５２ａ 薄肉部
５２ｂ、４５２ｂ、５５２ｂ 厚肉部
５３、２５３、３５３、４５３、５５３ 延設部
５４、２５４、３５４、４５４、５５４ 先端部
５５、４５５、５５５ 脆弱部
５６、４５６、５５６ 非脆弱部
５７、２５７、３５７、４５７、５５７ 伝火室
５９、２５９、３５９、４５９、５５９ 伝火薬
６０、２６０、３６０、４６０、５６０ 燃焼室
６１、２６１、３６１、４６１、５６１ ガス発生剤
７０、２７０、３７０、４７０ 下側支持部材
７１、８１、２７１、２８１、３７１、３８１、４７１、４８１、５８１ 基部
７２、８２、２７２、２８２、３７２、３８２、４７２、４８２、５８２ 当接部
７３、２７３、３７３、４７３ 立設部
８０、２８０、３８０、４８０、５８０ 上側支持部材
８５、２８５、３８５、４８５、５８５ クッション材
９０、２９０、３９０、４９０、５９０ フィルタ
１００、２００、３００、４００、５００ ディスク型ガス発生器

Claims (3)

1. ガス噴出口が設けられた筒状の周壁部と、前記周壁部の軸方向の一端を閉塞する天板部、および前記周壁部の軸方向の他端を閉塞する底板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有する短尺筒状のハウジングと、前記底板部に組付けられ、作動時において着火する点火薬が収容された点火部を含む点火器と、
   伝火薬が収容された伝火室を内部に含み、前記伝火室の内部の空間が前記点火部に面するように、前記燃焼室に向けて突出して配置される有底筒状の単一の部材からなるカップ状部材と、
   前記底板部側に配置され、前記底板部側から前記ガス発生剤を支持するクッション材と、
   を備え、
   前記ガス発生剤の少なくとも一部は、前記カップ状部材と前記天板部との間に配置されていることを特徴とするガス発生器。
2. 前記カップ状部材は、少なくとも一部に薄肉の脆弱部が設けられている頂壁部と、前記伝火室と前記燃焼室とを区画する前記脆弱部より機械的強度が高い前記カップ状部材の側壁部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器。
3. 前記側壁部には、前記頂壁部側に設けられた薄肉部と、前記薄肉部から軸方向に沿って前記頂壁部と反対側に延設された厚肉部と、を備え、
   前記脆弱部は、前記点火部に対向して配置され、前記点火器の作動に伴って前記側壁部より先に前記カップ状部材を破裂、変形、又は溶融する機械的強度を有したものであり、
   前記薄肉部は、前記脆弱部における破裂、変形、又は溶融が前記薄肉部まで進展した場合、破裂、変形、又は溶融する機械的強度を有したものである、
   請求項２に記載のガス発生器。

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