JP2023176476A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタを具備するガス発生器において、フィルタの利用効率を向上させる技術を提供する。【解決手段】ガス発生は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置される点火部と、前記ハウジング内の燃焼室に収容され、前記点火部の作動によって燃焼ガスを発生させるガス発生剤と、前記ハウジングに設けられ、前記ハウジング内で生じた前記燃焼ガスを外部へ排出する排出孔と、前記排出孔と前記ガス発生剤との間に配置されたフィルタとを備え、前記フィルタは、軸方向に延在し、当該軸方向の一端面における少なくとも外周部分が、前記排出孔の周りを囲むように前記ハウジングの内壁面と接続され、軸回りに存在する外周面の少なくとも一部であって全周にわたる部位が前記燃焼ガスの流入部位とされ、前記流入部位が前記燃焼室と連通して配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ガス発生器に関する。

従来、ハウジング内に形成された燃焼室内にガス発生剤を充填し、点火器によってガス発生剤を燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、該燃焼ガスをハウジングに設けられたガス排出孔から外部へ放出するガス発生器が広く用いられている。また、このようなガス発生器において、発生した燃焼ガスの冷却及び残渣の捕集を行うために、燃焼室とガス排出孔との間に筒状のフィルタが配置される場合がある。

特許文献１には、ガスを生成するように配置された発火物質と、摩擦溶接によって固定された第１の構成要素および第２の構成要素から形成されたサブアセンブリと、摩擦溶接によって第１の構成要素又は第２の構成要素に固定された第３の構成要素と、筒状のフィルタとを備えるガス発生器が開示されている。

米国特許出願公開第２０１９／００１９１７号明細書

上述のガス発生装置は、燃焼ガスが円筒状のフィルタの内側から外側に向かって流れるように構成されている。燃焼ガスは、フィルタを通過することで燃焼残渣が漉しとられるので、フィルタの流入側では含有する燃焼残渣の量（以下、含有残渣量とも称す）が多く、流出側では含有残渣量が少なくなる。このため、燃焼ガスが円筒状のフィルタの内周面から外周面へ流れる構成では、外周面と比較して狭い内周面に流入する際の含有残渣量が多く、比較的広い外周面を通過する際の含有残渣量が少なくなるので、フィルタを効率良く利用できておらず、フィルタの利用効率を向上させる技術が求められている。

本開示の技術は、上述の実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス発生器において、フィルタの利用効率を向上させる技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本開示の技術は、以下の構成を採用した。即ち、本開示のガス発生器は、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置される点火部と、
前記ハウジング内の燃焼室に収容され、前記点火部の作動によって燃焼ガスを発生させるガス発生剤と、
前記ハウジングに設けられ、前記ハウジング内で生じた前記燃焼ガスを外部へ排出する排出孔と、
前記排出孔と前記ガス発生剤との間に配置されたフィルタと、
を備え、
前記フィルタは、軸方向に延在し、当該軸方向の一端面における少なくとも外周部分が、前記排出孔の周りを囲むように前記ハウジングの内壁面と接続され、軸回りに存在する外周面の少なくとも一部であって全周にわたる部位が前記燃焼ガスの流入部位とされ、前記流入部位が前記燃焼室と連通して配置されている。

本開示のガス発生器は、前記ハウジング内において、前記ガス発生剤が収容された前記燃焼室と前記フィルタが配置されたフィルタ室とを画し、その一部において前記燃焼室と前記フィルタ室とを連通する連通孔が設けられた隔壁部材を更に備え、
前記フィルタの軸方向において前記ハウジングの内壁面と接続された第一端面と反対側の第二端面が前記隔壁部材と接続されてもよい。

本開示のガス発生器は、前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
前記連通孔が、前記第一壁部において前記燃焼ガスを前記第一壁部と直交する方向へ放出する向きに形成されてもよい。

本開示のガス発生器は、前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記排出孔が形成され、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
前記第一壁部の内面に、周方向に沿って溝部が設けられ、
前記連通孔が、前記燃焼ガスを前記溝部へ向けて放出する位置に設けられてもよい。

本開示のガス発生器は、前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記排出孔が形成され、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
前記隔壁部材において、前記フィルタと接続されている部位に対して、前記フィルタと接続されていない部位が、前記ハウジングの前記第一壁部側に張り出して形成されてもよい。

本開示のガス発生器は、前記ハウジングが、筒状の周壁部を備え、
前記連通孔が、前記燃焼ガスを前記周壁部に向けて放出する向きに形成されてもよい。

本開示のガス発生器は、前記フィルタが、円筒状に形成されてもよい。

本開示のガス発生器は、前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
前記フィルタの前記軸方向における一端面が前記第一壁部に接続され、他端面が前記第二壁部と接続されてもよい。

本開示によれば、フィルタを具備するガス発生器において、フィルタの利用効率を向上させることができる。

図１は、第一実施形態に係るガス発生器の中心軸に沿った内部構造を概略的に示す軸方向断面図である。 図２は、フィルタの構成を示す図である。 図３は、フィルタにおける層構成の一例を示す平面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。 図５は、第二実施形態に係るガス発生器の軸方向断面図である。 図６は、隔壁部材の下面を示す図である。 図７は、第三実施形態に係るガス発生器の軸方向断面図である。 図８は、第四実施形態に係るガス発生器の軸方向断面図である。 図９は、第五実施形態に係るガス発生器の軸方向断面図である。 図１０は、第五実施形態に係るフィルタの層構成を示す平面図である。 図１１は、図１０のＢ－Ｂ断面図である。 図１２は、第六実施形態に係るガス発生器の軸方向断面図である。 図１３は、第七実施形態に係るガス発生器の中心軸に沿った内部構造を概略的に示す軸方向断面図である。

以下に、図面を参照して本開示の実施形態に係るガス発生器について説明する。なお、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本発明は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係るガス発生器１００の中心軸Ｃに沿った内部構造を概略的に示す軸方向断面図である。以下、図１に示すように、ガス発生器１００を中心軸Ｃに沿って切断した断面をガス発生器１００の「縦断面」という場合がある。また、ガス発生器１００の中心軸Ｃに沿った方向をガス発生器１００の「上下方向」又は「軸方向」と称し、このうち一方向側（図１の上側）を「上側」、他方向側（図１の上側）を「下側」と称する場合がある。これらの方向は、本実施形態を説明するための例示であり、ガス発生器１００の配置等がこれに限定されるものではない。図１では、ガス発生器１００の作動前の状態が示されている。ガス発生器１００は、例えばエアバッグを膨張、展開させるためのガスをエアバッグに供給するエアバッグ用ガス発生器である。

［全体構成］
図１に示すように、ガス発生器１００は、点火装置７と、内筒部材５と、フィルタ６と、隔壁部材８と、伝火薬１１０と、ガス発生剤１２０と、これらを収容するハウジング１と、を備えている。本実施形態のガス発生器１００は、点火装置を１つのみ備えた、いわゆるシングルタイプのガス発生器として構成されている。これに限らず、ガス発生器１００は、複数の点火装置を備える構成であってもよい。ガス発生器１００は、点火装置７に含まれる点火器７１が作動されることで、ガス発生剤１２０を燃焼させ、その燃焼生成物である燃焼ガスをハウジング１に形成されたガス排出孔１１から放出するように構成されている。以下、ガス発生器１００の各構成について説明する。

［ハウジング］
ハウジング１は、内筒部材５、フィルタ６、点火装置７、隔壁部材８、伝火薬１１０、及びガス発生剤１２０を収容する部材である。ハウジング１は、それぞれが有底略筒状に形成された金属製の上部容器２及び下部容器３を備え、上部容器２及び下部容器３が互いの開口端同士を向き合わせた状態で接合されることによって、軸方向の両端が閉塞した短尺筒状に形成されている。これら上部容器２及び下部容器３は、燃焼室１０を画定し、内部にガス発生剤１２０等が配置される容器２０である。また、ハウジング１は、容器２０のガス排出側、本例では上側に外嵌された外殻部材４を備えている。

上部容器２は、筒状の上側周壁部２１と該上側周壁部２１の上端を閉塞する天板部２２とを有し、これらにより内部空間が形成されている。この内部空間の下端部側には上部容器２の開口が形成されている。下部容器３は、筒状の下側周壁部３１と該下側周壁部３１の下端を閉塞すると共に点火装置７が固定された底板部３２とを有し、これらにより内部空間が形成されている。この内部空間の上端部には下部容器３の開口が形成されている。

上部容器２の開口側端部である接合部２３と下部容器３の開口側端部である接合部３３
とが重ね合わされて溶接等によって接合されることで、軸方向の両端が閉塞した短尺円筒状の容器２０が形成される。これら上部容器２の上側周壁部２１と下部容器３の下側周壁部３１は、容器２０の周壁部１２を構成する。つまり、容器２０は、筒状の周壁部１２と、周壁部１２の一端側に設けられた天板部２２と、周壁部１２の他端側に設けられた底板部３２とを含んで構成されている。天板部２２は、本開示に係る「第一壁部」に相当する。また、底板部３２は、本開示に係る「第二壁部」に相当する。

容器２０の天板部２２には、容器２０の内側から外側にかけて貫通し、容器２０内で生じた燃焼ガスを外部へ排出する排出孔２５が設けられている。排出孔２５の位置は、特段限定されるものではないが、本実施形態では天板部２２を平面視した場合の中央に設けられている。即ち、排出孔２５は、周壁部１２と同芯に形成されている。

下部容器３内には、点火装置７及び内筒部材５が設けられ、内筒部材５の下端が下部容器３の底板部３２に接合されている。内筒部材５は、点火装置７を取り囲むようにして底板部３２から天板部２２に向かって延びる筒状の部材である。

内筒部材５は、周壁部１２と同心円状に配置され、その内側空間を伝火室５０とし、外側空間を燃焼室１０としている。内筒部材５の上側には、伝火室５０及び燃焼室１０の上面を画すように、概ね円板状の隔壁部材８が設けられている。また、隔壁部材８は、容器２０内において、下側の燃焼室１０及び伝火室５０と、上側のフィルタ室６０とを画す。隔壁部材８の外縁付近には、燃焼室１０とフィルタ室６０とを連通する複数の連通孔８１が設けられている。連通孔８１の数や配置は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、隔壁部材８の径方向に複数の連通孔８１が設けられ、且つ、隔壁部材８の周方向に沿って均等な間隔で複数の連通孔８１が設けられている。また、連通孔８１は、ハウジング１の軸方向に沿って穿たれ、燃焼ガスを天板部２２が延在する方向と直交する方向へ放出する向きに形成されている。即ち本実施形態の連通孔８１は、中心軸Ｃに沿った方向に形成されている。また、天板部２２が球形の場合も、燃焼ガスの排出方向は中心軸Ｃに沿った方向としてもよいし、球面における接線に垂直な方向（放射方向）でもよい。

内筒部材５内側の伝火室５０内には、点火装置７が配置され、点火装置７の周囲に伝火薬１１０が充填されている。また、内筒部材５外側の燃焼室１０には、ガス発生剤１２０が充填されている。そして、内筒部材５には、その内側空間である伝火室５０と外側空間である燃焼室１０とを連通する連通孔５２が周方向に沿って複数形成されている。連通孔５２は、点火装置７が作動する前の状態では、シールテープ（不図示）により閉塞されており、点火装置７が作動すると燃焼ガスの圧力によりシールテープが開裂し、伝火室５０と燃焼室１０とが連通する。なお、連通孔５２は、少なくとも点火装置７の作動時に伝火室５０の内部と外部とを連通すればよく、シールテープで閉塞されていなくともよい。

容器２０内のフィルタ室６０には、フィルタ６が配置されている。フィルタ６の形状は、特段限定されるものではないが、例えば、筒状又は柱状であってもよい。なお、本実施形態のフィルタ６は、円柱状である。また、本実施形態のフィルタ６は、排出孔２５を覆うようにフィルタ室６０の中央に配置されているが、これに限らず、排出孔２５とガス発生剤１２０との間であって燃焼ガスが通過する位置に配置されればよい。換言すれば連通孔２５は、中心軸Ｃと直交するフィルタ６の断面形状の投影領域内に形成されている。

フィルタ６は、上面６１が容器２０の天板部２２と接し、下面６３が隔壁部材８の上面と接し、天板部２２と隔壁部材８とによって挟持されている。隔壁部材８の上面には、フィルタ６の下部と略同形の凹部８２が設けられ、フィルタ６の下部が凹部８２に嵌ることで位置決めされる。

容器２０は、加圧された不活性ガス（以下、加圧ガスとも称す）が充填され、破裂板２６によって排出孔２５が閉塞されている。また、点火装置７の周囲を覆うようにカップ状のシール部材５３が配置されることで、点火装置７が取り付けられる底板部３２の開口部分における気密性が保たれている。シール部材５３は、例えば金属製であり、溶接等によって底板部３２に接合される。シール部材５３は、不活性ガスの圧力に耐える剛性を有し、且つ点火装置７の作動によって開裂するように構成される。ここで、不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、又はこれらの混合物等が挙げられる。本実施形態のガス発生器１００は、作動時に加圧ガスと燃焼ガスを放出するハイブリッド型である。

容器２０のガス排出側に取り付けられた外殻部材４は、筒状の周壁部４１と該周壁部４１の上端を閉塞する天板部４２と、周壁部４１の下端から径方向に延設されたフランジ部４３とを有している。外殻部材４は、容器２０の上部に外嵌し、周壁部１２の外面に対して接合される。このように容器２０と接合された状態で、外殻部材４は、容器２０の天板部２２との間に、燃焼ガスの排出経路となる排出側空間４４を形成する。外殻部材４の周壁部４１には、排出側空間４４と外部空間とを連通するガス排出孔１１が、周方向に沿って複数並んで形成されている。

［点火装置］
図１に示すように、点火装置７は、点火器７１と、取付部材７２とを含み、下部容器３の底板部３２に固定されている。点火装置７は、本開示に係る「点火部」に相当する。点火器７１は、点火薬が収容された金属製のカップ体７１１と、外部から電流の供給を受けるための一対の通電ピン７１２，７１３とを有する。点火器７１は、一対の通電ピン７１２，７１３に供給される着火電流により作動することで該点火薬を燃焼させ、その燃焼生成物をカップ体７１１の外部に放出させる。

取付部材７２は、点火器７１と底板部３２との間に介装されることで、底板部３２に対して点火器７１を固定する部材である。取付部材７２は、点火器７１の下部を覆う樹脂を含み、一対の通電ピン７１２，７１３に外部電源からの電力を供給するコネクタ（図示せず）を挿入可能なコネクタ挿入空間を形成している。なお、点火器７１と底板部３２の固定や、取付部材７２と底板部３２の関係は図１に限られることなく、公知の技術を使用できる。

［フィルタ］
図２は、フィルタ６の構成を示す図である。フィルタ６は、金属材料により形成された筒状の部材であって、燃焼ガスを通すことで燃焼ガス中の残渣のろ過や燃焼ガスの冷却機能を有する微細な孔を有する部材である。フィルタ６は、軸方向に延在し、当該軸方向の第一端面（上面）６１における少なくとも外周部分が、排出孔２５の周りを囲むように天板部２２と接続され、軸回りに存在する外周面６２の少なくとも一部であって全周にわたる部位が燃焼ガスの流入部位とされ、この流入部位が作動時に燃焼室１０と連通するように配置されている。これにより作動時に燃焼室１０から燃焼ガスが放出されると、この燃焼ガスがフィルタ６の外周面６２から流入し、上面６１中央から排出孔２５へ排出される。このときフィルタ６の上面６１は天板部２２と当接し、その反対側の下面（第二端面）６３は隔壁部材８の凹部８２と当接しているため、燃焼ガスが上面６１と天板部２２との間や、下面６３と隔壁部材８との間を流れること、所謂「ショートパス」が防止される。なお、上面６１と天板部２２の間、下面６３と隔壁部材８との間、又はその両方にシール手段を配してもよい。

本例に係るフィルタ６は、多数の孔が形成された環状の金属板が半径方向に重ねられて形成されている。例えば、筒状にした金属板を同心円状に重ねることや、金属板を平面視において渦巻き状に巻回して径方向に重ねることで、フィルタ６が形成されてもよい。あ
るいはフィルタ６は、円板状に成形した多孔金属板を軸方向に重ね合わせて形成してもよい。フィルタ６の材料となる多孔金属板としては、エキスパンドメタル、ラスメタル、パンチングメタル、金網等が例示される。なお、図２中、符号６２はフィルタ６の外周面を示す。このフィルタ６には複数の孔が形成されていることから、燃焼室１０に配置されたガス発生剤１２０の燃焼ガスがフィルタ６を通過可能となっている。フィルタ６は、燃焼ガスに含まれる燃焼残渣を捕集することで当該燃焼ガスを濾過する。また、フィルタ６は、上述の燃焼ガスをろ過する機能に加え、燃焼ガスがフィルタ６を通過する際に、燃焼ガスの熱を奪い取ることで当該燃焼ガスを冷却する機能も有する。なおフィルタ６としてはこのほか、特開平１０－１１９７０５のような圧縮形成フィルタや、特開２００５－１９３１３８のような金属線材を多層に巻き付けた巻き線フィルタであってもよい。

図３は、フィルタ６における層構成の一例を示す平面図、図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。フィルタ６は、径方向において複数の層を備え、各層の仕様を異ならせて構成してもよい。例えば、フィルタ６は、外側の層と比べて、内側の層の密度が高く（開口率を小さく）構成されてもよい。図３、図４のフィルタ６は、内側部６５と、中間部６６と、外側部６７との三層を備え、内側部６５よりも中間部６６の密度を低くし、中間部６６よりも外側部６７の密度を低くしている。

［伝火薬］
伝火薬１１０としては、公知の黒色火薬の他、着火性が良く、ガス発生剤１２０よりも燃焼温度の高いガス発生剤を使用することができる。伝火薬１１０の燃焼温度は、１７００～３０００℃の範囲に設定することができる。このような伝火薬１１０としては、例えば、ニトログアニジン（３４重量％）、硝酸ストロンチウム（５６重量％）を含む、公知のものを用いることができる。また、伝火薬１１０には、例えば顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状等、種々の形状を採用できる。

［ガス発生剤］
ガス発生剤１２０には、比較的燃焼温度の低いガス発生剤を使用することができる。ガス発生剤１２０の燃焼温度は、１０００～１７００℃の範囲に設定することができる。このようなガス発生剤１２０としては、例えば、硝酸グアニジン（４１重量％）、塩基性硝酸銅（４９重量％）及びバインダーや添加物を含む、公知のものを用いることができる。また、ガス発生剤１２０には、例えば顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状等、種々の形状を採用できる。

［動作］
以下、第一実施形態に係るガス発生器１００の動作について説明する。まず、図１を参照しながら説明する。センサ（図示せず）が衝撃を感知すると、一対の通電ピン７１２，７１３に着火電流が供給され、点火器７１が作動する。即ち、点火器７１のカップ体７１１に収容された点火薬が燃焼し、その燃焼生成物である火炎や高温のガス等がカップ体７１１を破裂させてカップ体７１１の外部に放出される。これにより、伝火室５０に収容された伝火薬１１０が燃焼し、燃焼ガスが発生する。伝火薬１１０の燃焼ガスは、連通孔５２を閉塞していたシールテープを破って連通孔５２から伝火室５０の外部へ放出される。すると、伝火薬１１０の燃焼ガスがガス発生剤１２０と接触し、ガス発生剤１２０が着火される。ガス発生剤１２０が燃焼することで、燃焼室１０に高温・高圧の燃焼ガスが生成される。このように燃焼ガスの生成が開始されて容器２０内の圧力が高まると、排出孔２５を閉塞している破裂板２６が破裂し、容器２０内の加圧ガスと共に燃焼ガスが排出孔２５から排出される。このとき、燃焼ガスがフィルタ６を通過することで、燃焼ガスが冷却され、燃焼残渣が捕集される。フィルタ６を通過し、排出孔２５から排出側空間４４へ排出された加圧ガス及び燃焼ガスは、外殻部材４の天板部４２に当たってハウジング１の径方向へ偏向され、ガス排出孔１１からハウジング１の外部へ放出される。そして、加圧ガ
ス及び燃焼ガスは、ハウジング１の外部へ放出された後に、エアバッグ（図示せず）内に流入する。これによりエアバッグが膨張することで、乗員と堅い構造物の間にクッションが形成され、乗員が衝撃から保護される。

［作用・効果］
本実施形態のガス発生器１００では、フィルタ６の一端面６１における少なくとも外周部分が、排出孔２５の周りを囲むように天板部２２の内壁面と接続され、外周面６２が燃焼室１０と連通して配置されている。これにより、燃焼ガスは、含まれる燃焼残渣の量（以下、含有残渣量とも称す）が多い流入初期の時点で、フィルタ６の外周面６２を通り、濾過されて含有残渣量が少なくなりながら内側部分を通過する。換言すれば、燃焼ガスはフィルタ６の外周面６２の周方向全体に形成された流入部位から内側に進むにつれて、含有残渣量が濾過されて少なくなり、燃焼ガス温度も低下する、また燃焼ガスが接触するフィルタ径方向の断面積も徐々に小さくなる。つまり含有残渣量やガス温度に相当したフィルタの接触面積が提供される。よってフィルタ６の利用効率を向上させることができ、ガス発生器１００の性能向上を図ることができる。また、フィルタ６の利用効率を向上させることで、従来と同じフィルタ性能を小さなフィルタ６で達成できるので、ガス発生器１００を小型化することができる。

また、本実施形態のガス発生器１００では、フィルタ６が、径方向において複数の層を備え、外側の層と比べて、内側の層の密度が高く構成されてもよい。これによりフィルタ６の利用効率を更に向上させることができる。

また、本実施形態のガス発生器１００では、隔壁部材８の連通孔８１が、燃焼ガスを天板部２２の延在方向と直交する方向へ放出する向きに形成されている。これにより、燃焼室１０で生成された燃焼ガスを先ず天板部２２に当て、大きい残渣や粘着性の高い残渣を天板部２２に付着させた後にフィルタ６へ流入するように構成したことで、フィルタ６の利用効率を更に向上させている。

更に、本実施形態のガス発生器１００では、フィルタ６の上面６１が天板部２２と当接し、フィルタ６の下面６３が隔壁部材８の凹部８２と当接して配置されている。これにより、燃焼ガスが、上面６１と天板部２２との間や、下面６３と隔壁部材８との間を流れること、所謂「ショートパス」が防止され、フィルタ６の利用効率を向上させることができる。なお、第一実施例ではフィルタ６の上面６１と天板部２２との間のショートパスが防止されている限りにおいては、下面６３と隔壁部材８との間は隙間が形成されていてもよい。

＜第二実施形態＞
図５は、第二実施形態に係るガス発生器２００の軸方向断面図、図６は、隔壁部材８の下面を示す図である。図５では、ガス発生器２００の作動前の状態が示されている。本実施形態は、前述の第一実施形態と比べて、天板部２２Ａの構成が異なっており、その他の構成は同じである。このため、第一実施形態と同様の要素については同一の符号を付す等して再度の説明は割愛する。

図５、図６に示すように、本実施形態の上部容器２は、筒状の上側周壁部２１と、該上側周壁部２１の上端を閉塞する天板部２２Ａとを有し、天板部２２Ａの下面２２１側において、周方向に沿う溝部２２２が設けられている。また、隔壁部材８の連通孔８１は、燃焼ガスを溝部２２２へ向けて放出する位置に設けられている。本実施形態の連通孔８１は、溝部２２２の直下において軸方向に向けて形成され、燃焼ガスを溝部２２２へ向けて放出する。

このように、本実施形態によれば、燃焼室１０で生成された燃焼ガスが、溝部２２２に向けて放出され、溝部２２２で滞留した後にフィルタ６へ流入するように構成されている。このため、燃焼ガス中の大きな残渣や粘着性の高い残渣が溝部２２２で除かれ、フィルタ６の利用効率を向上させることができる。溝部２２２の表面にさらに凹凸を設けて、燃焼ガスとの接触面積を増やしてもよい。

＜第三実施形態＞
図７は、第三実施形態に係るガス発生器３００の軸方向断面図である。図７では、ガス発生器３００の作動前の状態が示されている。本実施形態は、前述の第一実施形態と比べて、隔壁部材８Ａの構成が異なっており、その他の構成は同じである。このため、第一実施形態と同様の要素については同一の符号を付す等して再度の説明は割愛する。

図７に示すように、本実施形態の隔壁部材８Ａは、フィルタ６と接続されている中央部位８３に対して、フィルタ６と接続されていない外側部位８４が、ハウジング１の天板部２２側に張り出して形成されている。図７の例では、外側部位８４が、径方向内側から外側へ行く程、上側に位置するように、テーパ状に形成されている。即ち、燃焼室１０が、フィルタ室６０側に張り出すように設けられている。このため本実施形態のガス発生器３００は、下部容器３の下側周壁部３１が、隔壁部材８Ａに合わせて上側に延伸され、第一実施形態と比べ上部容器２と下部容器３の接合部が隔壁部材８Ａよりも天板部２２側に形成されている。

このように、本実施形態によれば、燃焼室１０が、第一実施形態のガス発生器１００と比べて大きく形成されているので、ガス発生剤１２０や加圧ガスの充填量を増加でき、ガス発生器３００の性能を向上させることができる。

＜第四実施形態＞
図８は、第四実施形態に係るガス発生器４００の軸方向断面図である。図８では、ガス発生器４００の作動前の状態が示されている。本実施形態は、前述の第三実施形態と比べて、隔壁部材８Ｂの構成が異なっており、その他の構成は同じである。このため、第三実施形態と同様の要素については同一の符号を付す等して再度の説明は割愛する。

図８に示すように、本実施形態の隔壁部材８Ｂは、フィルタ６と接続されている中央部位８３に対して、フィルタ６と接続されていない外側部位８５が、径方向内側から外側へ行く程、下側に位置するように、テーパ状に形成されている。また、隔壁部材８Ｂの連通孔８１Ｂが、燃焼室１０側からフィルタ室６０側へ行く程、外側（周壁部１２側）に位置するように形成されている。即ち、本実施形態の連通孔８１Ｂは、燃焼ガスを周壁部１２に向けて放出する向きに形成されている。

このように、本実施形態によれば、燃焼室１０で生成された燃焼ガスが、周壁部１２に向けて放出され、周壁部１２に当たった後にフィルタ６へ流入するように構成されている。このため、燃焼ガス中の大きな残渣や粘着性の高い残渣が周壁部１２に付着して除かれ、フィルタ６の利用効率を向上させることができる。

＜第五実施形態＞
図９は、第五実施形態に係るガス発生器５００の軸方向断面図、図１０は、第五実施形態に係るフィルタ６Ａの層構成を示す平面図、図１１は、図１０のＢ－Ｂ断面図である。図９では、ガス発生器５００の作動前の状態が示されている。本実施形態は、前述の第一実施形態と比べて、フィルタ６Ａの構成が異なっており、その他の構成は同じである。このため、第一実施形態と同様の要素については同一の符号を付す等して再度の説明は割愛する。

図９に示すように、本実施形態のフィルタ６Ａは、円筒状に形成されている。フィルタ６は、軸方向の一端面（上面）６１Ａが、排出孔２５の周りを囲むように天板部２２と接続され、他端面（下面）６３Ａが隔壁部材８に接続されている。すなわちフィルタ６Ａは径方向中央部に上面６１Ａから下面６３Ａに向けて貫通孔を有しており、貫通孔に面した領域に排出孔２５が形成されている。また、フィルタ６Ａは、径方向において複数の層を備え、各層の仕様を異ならせて構成してもよい。例えば、フィルタ６Ａは、内側部６６Ａと、外側部６７Ａとの二層を備え、内側部６６Ａよりも外側部６７Ａの密度を低くしている。なお、層の数は、これに限らず、任意に設定してよい。

このように、本実施形態によれば、燃焼室１０で生成された燃焼ガスが、フィルタ６Ａの外側から内側へ通過するように構成されている。このため、フィルタ６の利用効率を向上させることができる。なお、本実施形態では、フィルタ６Ａ以外の構成を第一実施形態と同様としたが、これに限らず、第二～第四実施形態と同様に構成してもよい。

＜第六実施形態＞
図１２は、第六実施形態に係るガス発生器６００の軸方向断面図である。図１２では、ガス発生器６００の作動前の状態が示されている。本実施形態は、前述の第五実施形態と比べて、加圧ガスを用いないパイロ型とした構成が異なっており、その他の構成は同じである。このため、第五実施形態と同様の要素については同一の符号を付す等して再度の説明は割愛する。

本実施形態では、容器２０内に加圧ガスを充填せず、排出孔２５の下端をシールテープ２７で閉塞している。即ち、フィルタ６Ａの内部空間内にシールテープ２７を配置し、シールテープ２７とフィルタ６Ａとが干渉しないように構成している。

点火器７１が作動し、伝火薬１１０及びガス発生剤１２０が燃焼して燃焼ガスが生成されると、連通孔５２を閉塞していたシールテープが開裂して燃焼ガスがフィルタ６Ａを通り排出孔２５から排出され、排出側空間４４を介してガス排出孔１１からハウジング１の外部へと放出される。

このように、本実施形態によれば、燃焼室１０で生成された燃焼ガスが、フィルタ６Ａの外側から内側へ通過するように構成されている。このため、フィルタ６の利用効率を向上させることができる。

＜第七実施形態＞
図１３は、第七実施形態に係るガス発生器７００の中心軸Ｃに沿った内部構造を概略的に示す軸方向断面図である。なお、前述の第一実施形態と同様の要素には同符号を付すなどして一部説明を割愛する。また第七実施形態のガス発生器７００は、加圧ガスを用いていない。

図１３に示すように、ガス発生器７００は、点火装置７と、フィルタ６Ｂと、ガス発生剤１２０と、これらを収容するハウジング１と、を備えている。本実施形態のガス発生器７００は、点火装置を１つのみ備えた、いわゆるシングルタイプのガス発生器として構成されている。これに限らず、ガス発生器７００は、複数の点火装置を備える構成であってもよい。

ハウジング１は、フィルタ６Ｂ、点火装置７、及びガス発生剤１２０を収容する部材である。ハウジング１は、それぞれが有底略筒状に形成された金属製の上部容器２及び下部容器３を備え、上部容器２及び下部容器３が互いの開口端同士を向き合わせた状態で接合
されることによって、軸方向の両端が閉塞した短尺筒状に形成されている。これら上部容器２及び下部容器３は、燃焼室１０Ａを画定し、内部にガス発生剤１２０等が配置される容器２０である。また、ハウジング１は、容器２０のガス排出側、本例では上側に外嵌された外殻部材４を備えている。

容器２０の天板部２２には、容器２０の内側から外側にかけて貫通し、容器２０内で生じた燃焼ガスを外部へ排出する排出孔２５が設けられている。

容器２０内には、筒状のフィルタ６Ｂが設けられ、容器２０の内部空間を内側空間と外側空間とに区切り、その外側空間を燃焼室１０Ａとしている。フィルタ６Ｂは径方向の中央部に上面６１Ｂから下面６３Ｂにかけて貫通孔が形成されており、貫通孔で形成される領域（内部空間）に面する様に排出孔２５が形成されている。

下部容器３内の燃焼室１０Ａには、点火装置７が配置され、点火装置７の周囲にガス発生剤１２０が充填されている。
フィルタ６Ｂは、金属材料により形成された筒状の部材であって、上面６１Ｂが排出孔２５の周りを囲むように天板部２２と接し、下面６３Ｂが底板部３２と接し、天板部２２と底板部３２とによって挟持されている。

天板部２２の内面側中央には、排出孔２５を覆うようにシールテープ２７が設けられ、排出孔２５を閉塞している。即ち、フィルタ６Ｂの内部空間内にシールテープ２７を配置し、シールテープ２７とフィルタ６Ｂとが干渉しないように構成している。

点火器７１が作動すると、点火器７１のカップ体７１１に収容された点火薬が燃焼し、その燃焼生成物である火炎や高温のガス等がカップ体７１１の外部に放出される。これにより、燃焼室１０Ａに収容されたガス発生剤１２０が燃焼し、高温・高圧の燃焼ガスが発生する。すると、容器２０内の圧力が高まり、排出孔２５を閉塞しているシールテープ２７が開裂し、燃焼ガスがフィルタ６Ｂを介して排出孔２５から排出される。このとき、燃焼ガスがフィルタ６Ｂを通過することで、燃焼ガスが冷却され、燃焼残渣が捕集される。排出孔２５から排出側空間４４へ排出された加圧ガス及び燃焼ガスは、外殻部材４の天板部４２に当たってハウジング１の径方向へ偏向され、ガス排出孔１１からハウジング１の外部へと放出される。そして、加圧ガス及び燃焼ガスは、ハウジング１の外部へ放出された後に、エアバッグ（図示せず）内に流入する。これによりエアバッグが膨張することで、乗員と堅い構造物の間にクッションが形成され、乗員が衝撃から保護される。

本実施形態のガス発生器７００では、フィルタ６Ｂの一端面６１Ｂが、排出孔２５の周りを囲むように天板部２２の内壁面と接続され、外周面６２Ｂが燃焼室１０と連通して配置されている。これにより、燃焼ガスは、含有残渣量が多い流入初期の時点で、フィルタ６Ｂの外周面６２Ｂを通り、濾過されて含有残渣量が少なくなりながらフィルタ６Ｂの内周面６８に向かって通過する。つまり燃焼ガスはフィルタ６Ｂの外周面６２Ｂの周方向全体に形成された流入部位から内周面６８に進むにつれて、含有残渣量が濾過されて少なくなり、燃焼ガス温度も低下する、また燃焼ガスが接触するフィルタ径方向の断面積も徐々に小さくなる。つまり含有残渣量やガス温度に相当したフィルタの接触面積が提供される。そのためフィルタ６Ｂの利用効率を向上させることができ、ガス発生器７００の性能向上を図ることができる。

また、本実施形態のガス発生器７００では、フィルタ６Ｂの上面６１Ｂが天板部２２と当接し、フィルタ６Ｂの下面６３Ｂが底板部３２と当接して配置されている。これにより、燃焼ガスが、上面６１と天板部２２との間や、下面６３と底板部３２との間を流れること、所謂「ショートパス」が防止され、フィルタ６の利用効率を向上させることができる
。なお図９、１２、１３に示すガス発生器では、フィルタの上面６１Ａ，６１Ｂと天板部２２との間のショートバスが阻止されている限りは、フィルタの貫通孔を下面６３Ａ，６３Ｂまで貫通させず、下面６３Ａ，６３Ｂと隔壁部材８または底板部３２の間に部材を介在させて、フィルタを隔壁部材８あるいは底板部３２と離して配置させることもできる。

＜その他＞
以上、本開示の好適な実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。

１: ハウジング
１０: 燃焼室
１００～７００: ガス発生器
１０Ａ: 燃焼室
１１: ガス排出孔
１１０: 伝火薬
１２: 周壁部
１２０: ガス発生剤
２: 上部容器
２０: 容器
２１: 上側周壁部
２２: 天板部
２２１: 下面
２２２: 溝部
２２Ａ: 天板部
２３: 接合部
２５: 排出孔
２６: 破裂板
２７: シールテープ
３: 下部容器
３１: 下側周壁部
３２: 底板部
３３: 接合部
４: 外殻部材
４１: 周壁部
４２: 天板部
４３: フランジ部
４４: 排出側空間
５: 内筒部材
５０: 伝火室
５２: 連通孔
６，６Ａ，６Ｂ: フィルタ
６０: フィルタ室
７: 点火装置
８: 隔壁部材
８１，８１Ｂ: 連通孔
８２: 凹部

Claims (8)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に配置される点火部と、
   前記ハウジング内の燃焼室に収容され、前記点火部の作動によって燃焼ガスを発生させるガス発生剤と、
   前記ハウジングに設けられ、前記ハウジング内で生じた前記燃焼ガスを外部へ排出する排出孔と、
   前記排出孔と前記ガス発生剤との間に配置されたフィルタと、
   を備え、
   前記フィルタは、軸方向に延在し、当該軸方向の一端面における少なくとも外周部分が、前記排出孔の周りを囲むように前記ハウジングの内壁面と接続され、軸回りに存在する外周面の少なくとも一部であって全周にわたる部位が前記燃焼ガスの流入部位とされ、前記流入部位が前記燃焼室と連通して配置された、
   ガス発生器。
2. 前記ハウジング内において、前記ガス発生剤が収容された前記燃焼室と前記フィルタが配置されたフィルタ室とを画し、その一部において前記燃焼室と前記フィルタ室とを連通する連通孔が設けられた隔壁部材を更に備え、
   前記フィルタの軸方向において前記ハウジングの内壁面と接続された第一端面と反対側の第二端面が前記隔壁部材と接続された、
   請求項１に記載のガス発生器。
3. 前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
   前記連通孔が、前記第一壁部において、前記燃焼ガスを前記第一壁部と直交する方向へ放出する向きに形成されている、
   請求項２に記載のガス発生器。
4. 前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記排出孔が形成され、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
   前記第一壁部の内面に、周方向に沿って溝部が設けられ、
   前記連通孔が、前記燃焼ガスを前記溝部へ向けて放出する位置に設けられている、
   請求項２に記載のガス発生器。
5. 前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記排出孔が形成され、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
   前記隔壁部材において、前記フィルタと接続されている部位に対して、前記フィルタと接続されていない部位が、前記ハウジングの前記第一壁部側に張り出して形成されている、
   請求項２に記載のガス発生器。
6. 前記ハウジングが、筒状の周壁部を備え、
   前記連通孔が、前記燃焼ガスを前記周壁部に向けて放出する向きに形成されている、
   請求項２に記載のガス発生器。
7. 前記フィルタが、円筒状に形成された請求項２～６の何れか１項に記載のガス発生器。
8. 前記ハウジングが、前記軸方向に沿って延在する筒状の周壁部と、前記筒状を成す前記周壁部の一端を塞ぐ第一壁部と、他端を塞ぐ第二壁部とを備え、
   前記フィルタの前記軸方向における一端面が前記第一壁部に接続され、他端面が前記第二壁部と接続された、
   請求項１に記載のガス発生器。

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