JP6084096B2 - ガス発生器 - Google Patents

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装備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。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ガス発生器がある。ディスク型ガス発生器は、軸方向の端部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位置する点火器の周囲を囲うようにガス発生剤が、またガス発生剤の周囲をさらに囲うようにフィルタが、それぞれハウジングの内部に収容されてなるものである。

ガス発生器においては、点火器の作動時においてガス発生剤を安定的に燃焼させることが重要である。ここで、ガス発生剤を安定的に燃焼させるためには、ガス発生剤を所定の高圧環境にて燃焼させることが必要であるため、ガス発生器においては、ハウジングに設けられるガス噴出口の大きさを所定の大きさに絞ることにより、点火器の作動時においてハウジングの内部の圧力が相当程度の圧力にまで高まるようにその設計がなされている。

一方、ガス発生器が組み込まれたエアバッグ装置が装備された車両等において火災が発生した場合等には、ガス発生器が外部から加熱されることにより、ガス発生器の内部の温度が数百度程度にまで昇温されてしまうケースがある。その場合において、ガス発生剤や伝火薬の温度がその自然発火温度に達してしまうと、点火器が作動することなくガス発生剤が燃焼を開始してしまう、いわゆるオートイグニッション動作が誘発されることとなる。

当該オートイグニッション動作が誘発された場合には、ガス発生器自体が既に外部からの加熱によって高温の状態にあるため、ガス発生剤の燃焼によりハウジングの内部の圧力が上述した点火器の作動時において必要になる圧力よりもはるかに高い圧力にまで上昇してしまうことになり、これによりハウジングに破損が生じてしまうことが懸念される。ハウジングにこのような破損が生じた場合には、ハウジングの破片や内部構成部品が周囲に飛散してしまうことになり、安全性の面において大きな問題が生じてしまうことになる。

このオートイグニッション動作が誘発された場合においても、その安全性が高められたガス発生器が開示された文献として、米国特許第５３４６２５１号明細書（特許文献１）がある。当該特許文献１に開示されたガス発生器にあっては、ハウジングの一部に周囲に比べて相対的に厚みの薄い平面視１／４円弧状の脆弱部が形成されることにより、オートイグニッション動作時においてハウジングの内部の圧力が所定の圧力に達した時点で意図的に当該脆弱部が破断するように構成されている。これにより、オートイグニッション動作が誘発された場合におけるハウジングの内部の圧力上昇の上限値を規定し、当該上限値を超えた状態となることを未然に防止することで、安全性の向上が図られている。

米国特許第５３４６２５１号明細書

しかしながら、上記特許文献１に開示された構成を採用した場合にも、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を組み合わせることでハウジングを構成した場合には、ハウジングに形成される脆弱部の厚みを一定に構成したとしても、破断圧力に大きなばらつきが生じてしまう問題があった。そのため、オートイグニッション動作時等において意図した圧力でハウジングが破断するように構成することが難しく、その設計が極めて困難であった。

また、上記特許文献１には、脆弱部を設ける位置についてハウジングの天板部とすべきかそれとも底板部とすべきか具体的にその言及がなされておらず、当該脆弱部を設ける位置次第によっては、安全性が必ずしも高まるとも言い難い状況にある。

したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、オートイグニッション動作が誘発された場合等、ハウジングの内部の圧力が異常に高くなった場合においても、その動作を安定的に制御することが可能なより安全性に優れたガス発生器を提供することを目的とする。

本発明者は、ガス発生器において、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を組み合わせることでハウジングを構成した場合に、ハウジングに形成される脆弱部の厚みを一定に構成したとしても破断圧力に大きなばらつきが生じてしまう原因が、一枚の金属製の板状部材の圧延方向と薄肉の脆弱部の形状との関係にあることを見出すとともに、薄肉の脆弱部を設ける位置をハウジングの所定の位置とすることにより、安全性が格段に向上することに着想し、本発明を完成するに至った。

本発明の第１の局面に基づくガス発生器は、ハウジングと、ガス発生剤と、点火器とを備えている。上記ハウジングは、内部に収容空間を有する短尺筒状の部材からなり、軸方向の端部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を含んでいる。上記ガス発生剤は、上記収容空間に配置されており、燃焼することでガスを発生させる。上記点火器は、上記ガス発生剤を燃焼させるためのものであり、上記底板部に組付けられている。上記ハウジングは、上記周壁部から外側に向けて立設されており、当該ハウジングを外部の部材に対して固定するための固定部をさらに含んでいる。上記ガス噴出口は、上記固定部が設けられた位置よりも上記天板部側に位置する部分の上記周壁部に設けられている。上記ハウジングは、圧延された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を有しており、当該下部側シェルは、上記底板部を少なくとも構成している。上記収容空間を規定する部分の上記ハウジングは、相対的に厚みの厚い非脆弱部と、相対的に厚みの薄い脆弱部とを有しており、上記脆弱部は、上記下部側シェルの上記底板部に線状に延びる単一の溝部を設けることによって形成されている。上記単一の溝部の形状は、上記ハウジングの軸線を回転中心に回転対称性を有している。上記溝部は、上記収容空間に面する部分の上記下部側シェルの内表面に設けられている。

上記本発明の第１の局面に基づくガス発生器にあっては、上記単一の溝部が、円周状に設けられていることが好ましい。

本発明の第２の局面に基づくガス発生器は、ハウジングと、ガス発生剤と、点火器とを備えている。上記ハウジングは、内部に収容空間を有する短尺筒状の部材からなり、軸方向の端部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を含んでいる。上記ガス発生剤は、上記収容空間に配置されており、燃焼することでガスを発生させる。上記点火器は、上記ガス発生剤を燃焼させるためのものであり、上記底板部に組付けられている。上記ハウジングは、上記周壁部から外側に向けて立設されており、当該ハウジングを外部の部材に対して固定するための固定部をさらに含んでいる。上記ガス噴出口は、上記固定部が設けられた位置よりも上記天板部側に位置する部分の上記周壁部に設けられている。上記ハウジングは、圧延された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を有しており、当該下部側シェルは、上記底板部を少なくとも構成している。上記収容空間を規定する部分の上記ハウジングは、相対的に厚みの厚い非脆弱部と、相対的に厚みの薄い脆弱部とを有しており、上記脆弱部は、上記下部側シェルの上記底板部に線状に延びる複数の溝部を設けることによって形成されている。上記複数の溝部の形状は、当該複数の溝部を一体として捉えた場合に、上記ハウジングの軸線を回転中心に回転対称性を有している。上記溝部は、上記収容空間に面する部分の上記下部側シェルの内表面に設けられている。

上記本発明の第２の局面に基づくガス発生器にあっては、上記複数の溝部の各々が、円周状に設けられていることが好ましい。

上記本発明の第２の局面に基づくガス発生器にあっては、上記複数の溝部の各々が、円弧状に設けられていることが好ましい。

上記本発明の第２の局面に基づくガス発生器にあっては、上記複数の溝部の各々が、上記ハウジングの軸線を中心に放射状に設けられていることが好ましい。

上記本発明の第１の局面および第２の局面に基づくガス発生器にあっては、上記脆弱部が、上記ガス発生剤が収容されたガス発生剤収容室を規定する部分の上記下部側シェルに形成されていることが好ましい。

本発明によれば、オートイグニッション動作が誘発された場合等、ハウジングの内部の圧力が異常に高くなった場合においても、その動作を安定的に制御することが可能なより安全性に優れたガス発生器とすることができる。

本発明の実施の形態１におけるガス発生器の概略図である。 図１に示すガス発生器の要部拡大断面図である。 図１に示すガス発生器の下部側シェルの平面図および断面図である。 図１に示すガス発生器が具備されたエアバッグ装置の模式断面図である。 本発明の実施の形態２におけるガス発生器の下部側シェルの平面図および断面図である。 本発明の実施の形態３におけるガス発生器の下部側シェルの平面図および断面図である。 本発明の実施の形態４におけるガス発生器の概略図である。 比較例２に係る下部側シェルの平面図および断面図である。 検証試験における比較例１，２および実施例１ないし９の試験条件および試験結果を示した表である。 検証試験における比較例１，２および実施例１ないし９の試験結果を示すグラフである。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるガス発生器の概略図である。図２は、図１に示すガス発生器の図１中に示す領域ＩＩの要部拡大断面図である。また、図３は、図１に示すガス発生器の下部側シェルの形状を示す図であり、図３（Ａ）は、下部側シェルの平面図、図３（Ｂ）は、下部側シェルの図３（Ａ）中に示すＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。まず、これら図１ないし図３を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ａ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５６、ガス発生剤６１、下側保持部材６２、上側保持部材６３、クッション材６４およびフィルタ７０等が収容されることで構成されている。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ガス発生剤収容室６０が位置している。

短尺略円筒状のハウジングは、下部側シェル１０Ａと上部側シェル２０とを含んでいる。下部側シェル１０Ａおよび上部側シェル２０のそれぞれは、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１０Ａ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１０Ａ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。これにより、ハウジングの軸方向の端部は、天板部２１と底板部１１とによって閉塞されている。なお、下部側シェル１０Ａ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ー溶接、摩擦圧接等が好適に利用できる。

また、上部側シェル２０は、周壁部２２の下端から連続して外側に向けて立設された固定部２５をさらに有している。当該固定部２５は、ハウジングを外部の部材（より詳細には、ステアリングホイール１００に組み込まれるエアバッグ装置の機枠１１０（図４参照））に対して固定するための部位であり、これにより設置後においてガス発生器１Ａが当該外部の部材によって支持されることになる。

図１および図３に示すように、下部側シェル１０Ａ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１０Ａ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、上述した保持部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、平面視円形状の開口部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。また、突状筒部１３の天板部２１側に位置する軸方向端部には、上述した開口部１５を取り囲むように天板部２１側に向けて複数の凸部１３ａが突設されている。

下部側シェル１０Ａは、上述したように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製作されている。具体的には、下部側シェル１０Ａは、たとえば上型および下型からなる一対の金型を用いて、圧延された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、下部側シェル１０Ａ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４４０ＭＰａ以上７８０ＭＰａ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好適に利用される。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。

なお、図１ないし図３に示すように、下部側シェル１０Ａの所定位置には、単一のループ状の溝部１６が設けられることにより脆弱部１１ａが形成されているが、その詳細については、後述することとする。

上部側シェル２０は、上述したように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製作されている。具体的には、上部側シェル２０は、たとえば上型および下型からなる一対の金型を用いて、圧延された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、上部側シェル２０を構成する金属製の板状部材としては、上述した下部側シェル１０Ａの場合と同様に、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可能である。

図１に示すように、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、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基部とを備えており、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基部は、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２ミリ秒以下である。

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１０Ａ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。

ここで、突状筒部１３に設けられた開口部１５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。このように構成することにより、万が一保持部３０に予期せぬ破損が生じた場合であっても、ハウジングの内部の圧力上昇を受けて点火器４０が当該開口部１５を通過してハウジングの外部に飛び出てしまうことが防止でき、ガス発生器１Ａの安全な動作が確保されることになる。

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１０Ａ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。

点火器４０は、保持部３０の成形の際に、開口部１５に端子ピン４２が挿通するように下部側シェル１０Ａの内側から挿入された状態とされ、この状態において点火器４０と下部側シェル１０Ａとの間の空間を充填するように上述した流動性樹脂材料が流し込まれることにより、保持部３０を介して底板部１１に固定される。

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１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ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、保持部３０の内側被覆部３１は、底板部１１に設けられた突状筒部１３の軸方向端部のみを覆うように設けられており、これにより突状筒部１３のハウジングの内部に位置する外周面は、保持部３０によって覆われずに露出した状態となっている。

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１０Ａ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。

ここで、保持部３０は、上述した突状筒部１３に設けられた複数の凸部１３ａを覆うように形成されている。具体的には、複数の凸部１３ａは、保持部３０の内側被覆部３１によって覆われることにより、保持部３０の内部に埋設された状態とされている。これにより、射出成形後において、底板部１１に対して保持部３０が相対的に回転してしまうことが未然に防止できることになり、上述した突状筒部１３に設けられた複数の凸部１３ａは、回転防止用凸部として機能することになる。

なお、回転防止用凸部としての複数の凸部１３ａが設けられる位置は、上記に限定されるものではなく、保持部３０によって覆われることとなる底板部１１の表面であれば、どの位置に設けられていてもよい。また、回転防止用凸部としての凸部１３ａは、必ずしも複数設けられている必要はなく、１つであってもよい。

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１０Ａ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ておくことにより、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、射出成形後において、底板部１１に対して保持部３０が相対的に回転してしまうことが未然に防止可能となる。また、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も可能になる。

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含むものが、上述した接着剤として利用可能である。

また、接着剤を塗布する位置は特に限定されるものではないが、たとえば底板部１１の突状筒部１３が形成された部分における外表面（すなわち、保持部３０の外側被覆部３２によって覆われる部分の底板部１１の表面）の全面あるいはその一部のみとしたり、底板部１１の突状筒部１３が形成された部分における内表面（すなわち、保持部３０の内側被覆部３１によって覆われる部分の底板部１１の表面）の全面あるいはその一部のみとしたりすることができ、さらには保持部３０によって覆われる部分の底板部１１の表面の全面とすることもできる。

なお、点火器４０として、点火部４１を構成するスクイブカップおよび基部が、金属製の部材にて構成されたものを使用する場合には、保持部３０によって覆われることとなる部分の点火器４０の表面の所定位置に予め接着剤を塗布することで接着剤層を設けておいてもよい。このように構成すれば、上述した底板部１１に接着剤層を予め設けた場合と同様に、点火器４０を保持部３０により強固に固着させることが可能になり、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。

また、本実施の形態においては、保持部３０の成形に際して、保持部３０が点火器４０と下部側シェル１０Ａと一体化されるように構成した場合を例示したが、保持部３０の成形に際して、保持部３０が下部側シェル１０Ａとのみ一体化されるようにし、成形後の保持部３０に対して点火器４０がたとえば嵌め込み等によって組付けられるように構成してもよい。その場合には、保持部３０が下部側シェル１０Ａに対してのみ固着することになるため、保持部３０と点火器４０との間のシール性がこれのみでは確保されないことになるが、当該部分にＯリングを配置する等、適宜のシール処理を施せば、十分なシール性を確保することが可能になる。

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略円筒形状を有しており、内部に伝火薬５６が収容された伝火室５５を含んでいる。カップ状部材５０は、その内部に設けられた伝火室５５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が収容されたガス発生剤収容室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、上述した伝火室５５を規定する頂壁部５１および側壁部５２と、側壁部５２の開口端側の部分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。延設部５３は、下部側シェル１０Ａ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と下側保持部材６２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と下側保持部材６２とによって挟み込まれている。ここで、下側保持部材６２は、その上方に配置されたガス発生剤６１、クッション材６４、上側保持部材６３および天板部２１によって底板部１１側に向けて押し付けられた状態にあるため、カップ状部材５０は、その延設部５３の先端部５４が下側保持部材６２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。

なお、カップ状部材５０の側壁部５２の開口端側の部分が、保持部３０のハウジングの内部に位置する部分である内側被覆部３１に外挿されることで当該保持部３０に対して圧入固定されている。当該圧入固定は、ハウジングに対するカップ状部材５０の組付けの際に、その組付作業が容易に行なえるようにするための固定部位であるが、当該圧入固定によってもカップ状部材５０が底板部１１に対して固定されることになる。

カップ状部材５０は、頂壁部５１および側壁部５２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伝火室５５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薬５６が着火された場合に伝火室５５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、カップ状部材５０としては、アルミニウム、アルミニウム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。

なお、カップ状部材５０としては、このようなものの他にも、鉄や銅等に代表されるような機械的強度の高い金属製の部材からなり、その側壁部５２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も可能である。

伝火室５５に充填された伝火薬５６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５６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５６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５６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１０Ａおよび上部側シェル２０からなるハウジングの内部の空間のうち、上述のカップ状部材５０が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤６１が収容されたガス発生剤収容室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ガス発生剤収容室６０内に突出して配置されており、このカップ状部材５０の側壁部５２の外表面に面する部分に設けられた空間がガス発生剤収容室６０として構成されている。

また、ガス発生剤収容室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７０が配置されている。フィルタ７０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ることにより、ガス発生剤６１が収容されたガス発生剤収容室６０を径方向において取り囲んでいる。

ガス発生剤６１は、点火器４０が作動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。また、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。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、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。

フィルタ７０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、あるいは孔あき金属板を巻き回したもの等が利用される。ここで、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される。また、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７０は、ガス発生剤収容室６０にて発生したガスがこのフィルタ７０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、ガス発生剤収容室６０内にて発生したガスが確実にフィルタ７０中を通過するようにすることが必要である。

フィルタ７０に対面する部分の上部側シェル２０の周壁部２２（すなわち、固定部２５が設けられた位置よりも天板部２１側に位置する部分の周壁部）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７０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。上部側シェル２０の周壁部２２のフィルタ７０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テープ２４が貼付されている。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利用される。これにより、ガス発生剤収容室６０の気密性が確保されている。

ガス発生剤収容室６０のうち、底板部１１側に位置する端部近傍には、下側保持部材６２が配置されている。下側保持部材６２は、環状の形状を有しており、フィルタ７０と底板部１１との境目部分を覆うように配置されている。下側保持部材６２は、フィルタ７０の底板部１１側に位置する内周面に接触することでフィルタ７０を位置決めして保持するとともに、底板部１１との間でカップ状部材５０の先端部５４を挟み込むことでカップ状部材５０を保持している。

下側保持部材６２は、作動時において、ガス発生剤収容室６０にて発生したガスが、フィルタ７０の内部を経由することなくフィルタ７０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。下側保持部材６２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たものであり、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。

ガス発生剤収容室６０のうち、天板部２１側に位置する端部には、上側保持部材６３が配置されている。上側保持部材６３は、略円盤状の形状を有しており、フィルタ７０と天板部２１との境目部分を覆うように配置されている。上側保持部材６３は、フィルタ７０の天板部２１側に位置する内周面に接触することでフィルタ７０を位置決めして保持するとともに、その内部に配置されたクッション材６４を保持している。

上側保持部材６３は、作動時において、ガス発生剤収容室６０にて発生したガスが、フィルタ７０の内部を経由することなくフィルタ７０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。上側保持部材６３は、下側保持部材６２と同様に、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たものであり、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。

上側保持部材６３の内部には、ガス発生剤収容室６０に収容されたガス発生剤６１に接触するように環状形状のクッション材６４が配置されている。これにより、クッション材６４は、ガス発生剤収容室６０の天板部２１側の部分において天板部２１とガス発生剤６１との間に位置することになり、ガス発生剤６１を底板部１１側に向けて押圧している。このクッション材６４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。

図４は、図１に示すガス発生器が具備されたエアバッグ装置の模式断面図である。次に、この図４を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ａのエアバッグ装置への組付構造について説明する。

図４に示すように、ステアリングホイール１００は、内部に位置する機枠１１０と、表面を覆う樹脂カバー１２０とを主として備えており、樹脂カバー１２０の内部であって機枠１１０よりも乗員側に位置する空間に、エアバッグ１３０が折り畳まれた状態で収容されている。ガス発生器１Ａは、このうちの機枠１１０に固定される。

具体的には、上部側シェル２０に設けられた固定部２５には貫通孔が設けられており、当該貫通孔に対応した位置の機枠１１０にも貫通孔が設けられている。そして、これら貫通孔同士が合致した状態において固定用バー１１１がこれら貫通孔に挿し込まれ、固定用バー１１１の両側からナットが締結されることにより、ガス発生器１Ａが機枠１１０に対して固定される。

また、固定用バー１１１に取付けられたナット間には、押さえ部材１１２が配置されており、折り畳まれたエアバッグ１３０の端部が、機枠１１０と押さえ部材１１２との間に挟み込まれている。これにより、エアバッグ１３０も機枠１１０に対して固定された状態とされている。

ここで、ガス発生器１Ａは、上部側シェル２０が位置する側の端部が乗員側に配置され、下部側シェル１０Ａが非乗員側（すなわち、乗員が位置しない側）に配置されるように、機枠１１０に固定される。これにより、上部側シェル２０に設けられたガス噴出口２３は、機枠１１０よりも乗員側の位置に配置され、折り畳まれたエアバッグ１３０の内部に面することになる。一方、下部側シェル１０Ａに設けられた脆弱部１１ａは、機枠１１０よりも非乗員側の位置に配置されることになる。

次に、図１を参照して、上述した本実施の形態におけるガス発生器１Ａの動作について説明する。

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５５に収容された伝火薬５６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５６の燃焼によってカップ状部材５０は破裂または溶融し、上述の熱粒子がガス発生剤収容室６０へと流れ込む。

流れ込んだ熱粒子により、ガス発生剤収容室６０に収容されたガス発生剤６１が着火されて燃焼し、多量のガスを発生させる。ガス発生剤収容室６０にて発生したガスは、フィルタ７０の内部を通過し、その際、フィルタ７０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７０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２０のガス噴出口２３を閉塞していたシールテープ２４による封止が破られ、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、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、エアバッグを膨張および展開する。

上述したように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａにあっては、下部側シェル１０Ａの所定位置に単一のループ状の溝部１６が設けられることによって脆弱部１１ａが形成されている。以下、この溝部１６および脆弱部１１ａについて、図１ないし図３を参照してより詳細に説明する。

図１ないし図３に示すように、下部側シェル１０Ａの内表面のち、ガス発生剤収容室６０に面する部分には、線状に延びる単一の溝部としてのループ状の溝部１６が設けられている。当該ループ状の溝部１６は、平面視円周状でかつＶ字状の凹面を有する凹部にて構成されており、下部側シェル１０Ａの軸線を回転中心に回転対称性（いわゆる連続対称性）を有している。当該ループ状の溝部１６は、下部側シェル１０Ａを製作する際のプレス加工時に同時に形成されるようにしてもよいし、当該プレス加工の前後において別途切削加工等を追加することで形成されてもよい。

ループ状の溝部１６は、圧力容器であるハウジングの一部に脆弱部１１ａを形成するために設けられたものであり、ループ状の溝部１６によって形成された脆弱部１１ａは、その周囲に位置する下部側シェル１０Ａの非脆弱部よりも厚みが薄く構成されている。これにより、オートイグニッション動作が誘発された場合等において、当該脆弱部１１ａのいずれかの部分を起点として意図的に下部側シェル１０Ａに破断を生じさせることができ、オートイグニッション動作が誘発された場合等におけるガス発生器１Ａの挙動を制御することが可能になる。

ここで、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成形されたプレス成形品を組み合わせることでハウジングを構成した場合に、ハウジングに形成される脆弱部の厚みを一定に構成したとしても、破断圧力に大きなばらつきが生じてしまう問題がある。当該問題が発生する原因は、圧延された金属製の板状部材に外力が加えられて剪断される場合において、その剪断方向と金属製の板状部材の圧延方向との関係によって、破断強度に差が生じることに起因する。

すなわち、下部側シェルに溝部を設けることによって脆弱部を形成した場合には、圧延方向と溝部の延在方向とが合致する場合に最も破断強度が小さくなり、圧延方向と溝部の延在方向とが直交する場合に破断強度が最も大きくなる。そのため、溝部を設けることで脆弱部を形成する場合には、圧延方向を管理した上で溝部を形成することにより、破断強度に大きなばらつきが生じないように構成することが可能にはなるが、圧延方向を管理することは、量産性を考慮した場合に非常に困難である。

しかしながら、上述したように、本実施の形態の如く途切れることのないループ状の溝部１６を設けることで脆弱部１１ａを形成することとすれば、圧延方向を管理せずとも、形成される溝部１６の延在方向と圧延方向とが略平行となる部分が必ず存在することになるため、上述した破断強度のばらつきが抑制できる。すなわち、図３（Ａ）に示すように、圧延方向が下部側シェル１０Ａのいずれの方向を向いている場合においても（図中においては、圧延方向を代表的にＤＲ１〜ＤＲ４の４方向を示している）、当該圧延方向と脆弱部１１ａとの関係は一様となり、製品毎にこの関係に差が一切生じず、結果としてハウジングの破断強度に殆どばらつきが生じないことになる。したがって、オートイグニッション動作が誘発された場合等においても、ハウジングの内部の圧力が所定の圧力に達した時点でハウジングが破断するように制御することができる。

ここで、脆弱部１１ａの厚みは、点火器４０が作動することでガス発生剤６１が燃焼するガス発生器１Ａの通常の動作状態においてガス発生剤６１を安定的に燃焼させるために必要となる圧力が当該脆弱部１１ａに加わった場合においても、これが破断することがない厚みであって、かつ、この通常の動作状態よりもハウジングの内部の圧力が高圧になった場合に、その圧力が所定の値となった時点で当該脆弱部１１ａの一部が起点となって下部側シェル１０Ａが破断する厚みに設定される。これにより、ガス発生器１Ａの通常の動作時においては、ハウジングが破断することが防止でき、その動作が保証できることになる。

また、オートイグニッション動作が誘発された場合等におけるハウジングの内部の圧力上昇の上限値は、脆弱部１１ａの厚みや大きさ、形状等によって決定されるため、ループ状の溝部１６の形状および大きさ等を変更することでこれを所望の値に規定することができる。すなわち、上述したようにループ状の溝部１６を平面視円周状でかつＶ字状の凹面を有する凹部にて構成する場合には、その幅Ｗや深さＤ（図２および図３参照）を変更することで上記上限値を所望の値に設定することができる。なお、ループ状の溝部１６がガス発生剤収容室６０に面するように構成するためには、有底略円筒状に形成された下部側シェル１０Ａの中心からの距離ｄ（図１および図３参照）が所定の範囲に収まるように調整することで実現できる。

また、脆弱部１１ａを形成するために設けられるループ状の溝部１７の平面視した場合における面積は、下部側シェル１０Ａの底板部１１の内表面の面積よりも十分に小さく形成されることが好ましい。これは、ループ状の溝部１６の平面視した場合における面積を大きくすることで脆弱部１１ａの平面視した場合における面積を大きく形成した場合に、通常の動作状態における耐圧性を確保することが困難になるためであり、これを避けるためには、脆弱部１１ａの平面視した場合における面積をより小さく形成することが好ましい。

また、本実施の形態においては、図示するようにループ状の溝部１６がＶ字状の凹面を有するように設けられた場合を例示しているが、その形状はこれに限定されるものではなく、凹状やＵ字状、湾曲面状等の凹面を有するように設けられてもよいし、その他の形状の凹面を有するように設けられてもよい。

さらには、上述したように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａにあっては、下部側シェル１０Ａの底板部１１に脆弱部１１ａが設けられている。このように構成することにより、図４に示すように、設置状態においてガス発生器１Ａから見て非乗員側に脆弱部１１ａが位置することになり、万が一オートイグニッション動作が誘発された場合等においても、当該脆弱部１１ａが設けられた部分がハウジングの破断部ＢＰとなることになり、図中に示す矢印ＡＲ方向に向けて高温高圧のガスが噴出することになる。

したがって、ハウジングが破断することでハウジングの破片や内部構成部品が周囲に飛散した場合であっても、これが非乗員側に向けて飛散することになり、乗員側に向けて飛来することが抑制でき、逃げ遅れた乗員がいる場合であってもその被害を低減することができる。

以上において説明したように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａとすることにより、オートイグニッション動作が誘発された場合等においてもその動作を安定的に制御することが可能となり、安全性がより高められたガス発生器とすることができる。

なお、本実施の形態においては、下部側シェル１０Ａの底板部１１にループ状の溝部１６を１つのみ設けた場合を例示したが、当該ループ状の溝部１６は、同心円状に複数設けられてもよい。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるガス発生器の下部側シェルの形状を示す図であり、図５（Ａ）は、下部側シェルの平面図、図５（Ｂ）は、下部側シェルの図５（Ａ）中に示すＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。以下、この図５を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂの構造について説明する。なお、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂは、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａの下部側シェル１０Ａに代えて、図５に示す下部側シェル１０Ｂを具備したものである。

図５に示すように、下部側シェル１０Ｂの底板部１１には、線状に延びる複数の溝部としての４つの略１／４円弧状の溝部１７が円周上に等間隔に設けられており、これにより４つの脆弱部１１ａが形成されている。個々の略１／４円弧状の溝部１７は、上述した実施の形態１の場合と同様に、Ｖ字状の凹面を有する凹部にて構成されており、これにより、４つの脆弱部１１ａの各々は、その周囲に位置する下部側シェル１０Ｂの非脆弱部よりも厚みが薄く構成されている。ここで、これら４つの略１／４円弧状の溝部１７は、上述したように円周上に等間隔に設けられたものであるため、これらを一体として捉えた場合に、下部側シェル１０Ｂの軸線を回転中心に回転対称性（いわゆる離散対称性）を有している。

このように構成した場合にも、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａとした場合とほぼ同様に、圧延方向が下部側シェル１０Ｂのいずれの方向を向いている場合においても（図中においては、圧延方向を代表的にＤＲ１〜ＤＲ４の４方向を示している）、当該圧延方向と脆弱部１１ａとの関係はほぼ一様となり、製品毎にこの関係に差が殆ど生じず、結果としてハウジングの破断強度に殆どばらつきが生じないことになる。したがって、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂとすることにより、オートイグニッション動作が誘発された場合等においてもその動作を安定的に制御することが可能となり、安全性がより高められたガス発生器とすることができる。

なお、本実施の形態においては、略１／４円弧状の溝部１７を円周上に等間隔に４箇所設けることで脆弱部１１ａを４つ形成した場合を例示したが、円周上に配置される円弧状の溝部１７の数はこれに限定されるものではなく、複数であれば幾つに設定してもよい。ただし、オートイグニッション動作が誘発された場合等におけるガス発生器の動作を安定的に制御する観点からは、隣り合う脆弱部１１ａ同士の間の距離が離れ過ぎていることは好ましくなく、これらがある程度接近配置されていることが好ましい。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３におけるガス発生器の下部側シェルの形状を示す図であり、図６（Ａ）は、下部側シェルの平面図、図６（Ｂ）は、下部側シェルの図６（Ａ）中に示すＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った断面図である。以下、この図６を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃの構造について説明する。なお、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃは、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａの下部側シェル１０Ａに代えて、図６に示す下部側シェル１０Ｃを具備したものである。

図６に示すように、下部側シェル１０Ｃの底板部１１には、線状に延びる複数の溝部としての８つの直線状の溝部１８が放射状に等間隔に設けられており、これにより８つの脆弱部１１ａが形成されている。個々の直線状の溝部１８は、下部側シェル１０Ｃの径方向に沿って延在する平面視長円形状（より厳密にはトラック形状）でかつ曲面形状の凹面を有する凹部にて構成されており、これにより、８つの脆弱部１１ａの各々は、その周囲に位置する下部側シェル１０Ｃの非脆弱部よりも厚みが薄く構成されている。ここで、これら８つの直線状の溝部１８は、上述したように放射状に等間隔に設けられたものであるため、これらを一体として捉えた場合に、下部側シェル１０Ｃの軸線を回転中心に回転対称性（いわゆる離散対称性）を有している。

このように構成した場合にも、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａとした場合とほぼ同様に、圧延方向が下部側シェル１０Ｂのいずれの方向を向いている場合においても（図中においては、圧延方向を代表的にＤＲ１〜ＤＲ４の４方向を示している）、当該圧延方向と脆弱部１１ａとの関係はほぼ一様となり、製品毎にこの関係に差が殆ど生じず、結果としてハウジングの破断強度に殆どばらつきが生じないことになる。したがって、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃとすることにより、オートイグニッション動作が誘発された場合等においてもその動作を安定的に制御することが可能となり、安全性がより高められたガス発生器とすることができる。

なお、本実施の形態においては、直線状の溝部１８を放射状に等間隔に８箇所設けることで脆弱部１１ａを８つ形成した場合を例示したが、放射状に配置される直線状の溝部１８の数はこれに限定されるものではなく、複数であれば幾つに設定してもよい。ただし、オートイグニッション動作が誘発された場合等におけるガス発生器の動作を安定的に制御する観点からは、隣り合う脆弱部１１ａ同士の間の距離が離れ過ぎていることは好ましくなく、これらがある程度接近配置されることとなるように、少なくとも４つ以上設けられることが好ましい。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４におけるガス発生器の概略図である。以下、この図７を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄの構造について説明する。なお、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄは、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａの下部側シェル１０Ａに代えて、図７に示す下部側シェル１０Ｄを具備したものである。

図７に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄにあっては、下部側シェル１０Ｄの底板部１１にループ状の溝部は設けられておらず、代わりに下部側シェル１０Ｄの周壁部１２の所定位置にループ状の溝部１６が設けられることにより、下部側シェル１０Ｄに脆弱部１２ａが形成されている。周壁部１２に設けられたループ状の溝部１６は、上述した実施の形態１の場合と同様の形状を有しており、これにより、脆弱部１２ａは、その周囲に位置する下部側シェル１０Ｄの非脆弱部よりも厚みが薄く構成されている。

ここで、本実施の形態の如くループ状の溝部１６を下部側シェル１０Ｄの周壁部１２に設けた場合には、下部側シェル１０Ｄに設けられた脆弱部１２ａがガス発生剤収容室６０に面せず、フィルタ７０とハウジングの周壁部１２，２２との間の空間に面することになる。しかしながら、この場合にも、当該空間がフィルタ７０の内部の空間を介してガス発生剤収容室６０に連通した状態にあるため、オートイグニッション動作が誘発された場合等に、当該脆弱部１２ａを起点として意図的に下部側シェル１０Ｄに破断を生じさせることができる。

したがって、このように構成した場合にも、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａとした場合と同様に、オートイグニッション動作が誘発された場合等においてもその動作を安定的に制御することが可能となり、安全性がより高められたガス発生器とすることができる。

なお、ここでは、その図示は省略するが、ループ状の溝部１６に代えて、上述した実施の形態２の如くの円弧状の溝部１７または上述した実施の形態３の如くの放射状の溝部１８を下部側シェル１０Ｄの周壁部１２の所定位置に設けることとしてもよい。この場合にも同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の効果を検証するために行なった検証試験について説明する。図８は、比較例２に係る下部側シェルの形状を示す図であり、図８（Ａ）は、下部側シェルの平面図、図８（Ｂ）は、下部側シェルの図８（Ａ）中に示すＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿った断面図である。図９は、検証試験における比較例１，２および実施例１ないし９の試験条件および試験結果を示した表である。また、図９は、検証試験における比較例１，２および実施例１ないし６の試験結果を示すグラフである。

検証試験においては、実施例１ないし８として、本発明が適用された上述の実施の形態１におけるガス発生器１Ａに具備されるハウジングの構成に準じたものを８種類、５サンプルずつ製作するとともに、実施例９として、本発明が適用された上述の実施の形態３におけるガス発生器１Ｃに具備されるハウジングの構成に準じたものを１種類、５サンプル製作するとともに、比較例１，２として、本発明が適用されていないガス発生器に具備されるハウジングを２種類、５サンプルずつ製作し、これらサンプルをハイドロバースト試験機にかけることにより、その破壊圧（すなわち、破断強度）を測定した。なお、これら実施例１ないし９および比較例１，２に係るサンプルの全体としての形状および寸法は、いずれも共通に設定した。

実施例１ないし８に係るサンプルは、上述の実施の形態１におけるガス発生器１Ａに具備される下部側シェル１０Ａに比較して、ループ状の溝部１６の凹面形状および個数を一定として、深さＤおよび幅Ｗ（図２および図３参照）、下部側シェル１０Ａの中心からの距離ｄ（図１および図３参照）を異ならせたものであり、その詳細については、図９に示す通りである。

実施例９に係るサンプルは、上述の実施の形態３におけるガス発生器１Ｃに具備される下部側シェル１０Ｃにおいて、放射状に等間隔に設けられる直線状の溝部１８の凹面形状、深さＤ、幅Ｗ、長さＬ、下部側シェル１０Ｘの中心からの距離ｄ（図６参照）をそれぞれお図９に示す通りに設定したものである。

比較例１に係るサンプルは、上述の実施の形態１におけるガス発生器１Ａに具備される下部側シェル１０Ａに比較して、ループ状の溝部１６が設けられておらず、そのため脆弱部１１ａを一切有していないものである。

比較例２に係るサンプルは、図８に示すように、上述の実施の形態３におけるガス発生器１Ｃに具備される下部側シェル１０Ｃに比較して、放射状に等間隔に設けられる直線状の溝部１８に代えて単一の直線状の溝部１９を設けることにより、下部側シェル１０Ｘの底板部１１に径方向に延在する単一の直線状の脆弱部１１ｂを形成したものである。なお、当該単一の直線状の溝部１９の凹面形状、深さＤ、幅Ｗ、長さＬ、下部側シェル１０Ｘの中心からの距離ｄ（図８参照）の詳細については、図９に示す通りである。

図９および図１０に示すように、これら比較例１，２および実施例１ないし９に係るサンプルをハイドロバースト試験機にかけたところ、比較例１に係るサンプルにおいては、いずれも上部側シェル（すなわち、エアバッグ装置に組み込まれた状態において乗員側に位置する部分のハウジング）において破断が生じ、残る比較例２および実施例１ないし９に係るサンプルにおいては、いずれも下部側シェル（すなわち、エアバッグ装置に組み込まれた状態において非乗員側に位置する部分のハウジング）において破断が生じたことが確認された。

また、比較例１に係るサンプルの破断強度の平均値を１００％とした場合に、比較例２に係るサンプルにおいては、破断強度が概ね１２％程度の範囲でばらつく結果となったのに対し、実施例１ないし６に係るサンプルにおいては、破断強度のばらつきが概ね４％〜５％の範囲に絞られることが確認された。なお、実施例１ないし８に係るサンプル間で比較した場合に、ループ状の溝部の体積が増加することに伴い、破断強度が徐々に低下することも確認された。

以上の結果に基づけば、上述した本発明の実施の形態の如くのガス発生器とすることにより、オートイグニッション動作が誘発された場合等においてもその動作を安定的に制御することが可能となり、安全性がより高められたガス発生器とすることができることが実験的にも確認されたと言える。

上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、下部側シェルの内表面に所定の形状の溝部を設けることで脆弱部を形成した場合を例示したが、下部側シェルの外表面に所定の形状の溝部を設けることで脆弱部を形成してもよいし、下部側シェルの対応する位置の内表面および外表面にそれぞれ所定の形状の溝部を設けることで脆弱部を形成してよい。なお、下部側シェルの外表面に溝部を設けない構成とした場合には、ガス発生器の外表面に当該溝部を設けることによって生じ得る角部が発生しないことになるため、その取り扱いが有利になる。また、下部側シェルの内表面に溝部を設けない構成とした場合には、脆弱部を形成する位置がガス発生剤収容室に収容されたガス発生剤に直接面する部分の下部側シェルである場合に、当該溝部を設けることによって生じ得る角部によってガス発生剤が粉砕されてしまうことが防止できる効果が得られる。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、下部側シェルの底板部または周壁部のいずれかのみに所定の形状の溝部を設けることで脆弱部を形成した場合を例示したが、所定形状の溝部が下部側シェルの底板部および周壁部の両方に跨るように設けられることで脆弱部が形成されてもよいし、所定の形状の複数の溝部が下部側シェルの底板部および周壁部の両方に設けられることで複数の脆弱部が形成されてもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、下部側シェルが底板部のみならず周壁部をも有している場合を例示したが、下部側シェルが底板部のみを有している場合にも当然に本発明の適用が可能である。その場合には、下部側シェルの底板部に所定形状の溝部を設けることで脆弱部を形成すればよい。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、ガス発生器を外部の部材に固定するための固定部が上部側シェルに設けられた場合を例示したが、当該固定部は、下部側シェルに設けられていてもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、下部側シェルのみならず上部側シェルについても圧延した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にて構成した場合を例示したが、上部側シェルについては、必ずしもこれに限定されるものではなく、プレス加工と他の加工（鍛造加工や絞り加工、切削加工等）との組み合わせによって形成されたものを使用してもよいし、上記他の加工のみによって形成されたものを使用してもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、下部側シェルに突状筒部を設けた場合を例示したが、当該突状筒部が設けられない構成のガス発生器に本発明を適用することも当然に可能である。

さらには、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、樹脂成形部からなる保持部を射出成形することで下部側シェルに対する点火器の固定を可能にした場合を例示したが、下部側シェルに対する点火器の固定を他の代替手段にて実現したガス発生器にも当然に本発明の適用が可能である。また、保持部や点火器、カップ状部材、フィルタ、下側保持部材、上側保持部材等の内部構成部品の具体的な形状等についても、当然に適宜その変更が可能である。

このように、今回開示した上記実施の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。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、１０Ａ〜１０Ｄ 下部側シェル、１１ 底板部、１１ａ 脆弱部、１２ 周壁部、１２ａ 脆弱部、１３ 突状筒部、１３ａ 凸部、１４ 窪み部、１５ 開口部、１６〜１８ 溝部、２０ 上部側シェル、２１ 天板部、２２ 周壁部、２３ ガス噴出口、２４ シールテープ、２５ 固定部、３０ 保持部、３１ 内側被覆部、３２ 外側被覆部、３３ 連結部、３４ 雌型コネクタ部、４０ 点火器、４１ 点火部、４２ 端子ピン、５０ カップ状部材、５１ 頂壁部、５２ 側壁部、５３ 延設部、５４ 先端部、５５ 伝火室、５６ 伝火薬、６０ ガス発生剤収容室、６１ ガス発生剤、６２ 下側保持部材、６３ 上側保持部材、６４ クッション材、７０ フィルタ、１００ ステアリングホイール、１１０ 機枠、１１１ 固定用バー、１１２ 押さえ部材、１２０ 樹脂カバー、１３０ エアバッグ。

Claims (7)

1. 軸方向の端部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を含み、内部に収容空間を有する短尺筒状のハウジングと、
   前記収容空間に配置され、燃焼することでガスを発生させるガス発生剤と、
   前記底板部に組付けられ、前記ガス発生剤を燃焼させるための点火器とを備え、
   前記ハウジングは、前記周壁部から外側に向けて立設され、当該ハウジングを外部の部材に対して固定するための固定部をさらに含み、
   前記ガス噴出口は、前記固定部が設けられた位置よりも前記天板部側に位置する部分の前記周壁部に設けられ、
   前記ハウジングは、前記底板部を少なくとも構成し、圧延された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を有し、
   前記収容空間を規定する部分の前記ハウジングは、相対的に厚みの厚い非脆弱部と、相対的に厚みの薄い脆弱部とを有し、
   前記脆弱部は、前記下部側シェルの前記底板部に線状に延びる単一の溝部を設けることによって形成され、
   前記単一の溝部の形状は、前記ハウジングの軸線を回転中心に回転対称性を有し、
   前記溝部は、前記収容空間に面する部分の前記下部側シェルの内表面に設けられている、ガス発生器。
2. 前記単一の溝部は、円周状に設けられている、請求項１に記載のガス発生器。
3. 軸方向の端部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を含み、内部に収容空間を有する短尺筒状のハウジングと、
   前記収容空間に配置され、燃焼することでガスを発生させるガス発生剤と、
   前記底板部に組付けられ、前記ガス発生剤を燃焼させるための点火器とを備え、
   前記ハウジングは、前記周壁部から外側に向けて立設され、当該ハウジングを外部の部材に対して固定するための固定部をさらに含み、
   前記ガス噴出口は、前記固定部が設けられた位置よりも前記天板部側に位置する部分の前記周壁部に設けられ、
   前記ハウジングは、前記底板部を少なくとも構成し、圧延された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を有し、
   前記収容空間を規定する部分の前記ハウジングは、相対的に厚みの厚い非脆弱部と、相対的に厚みの薄い脆弱部とを有し、
   前記脆弱部は、前記下部側シェルの前記底板部に線状に延びる複数の溝部を設けることによって形成され、
   前記複数の溝部の形状は、当該複数の溝部を一体として捉えた場合に、前記ハウジングの軸線を回転中心に回転対称性を有し、
   前記溝部は、前記収容空間に面する部分の前記下部側シェルの内表面に設けられている、ガス発生器。
4. 前記複数の溝部の各々は、円周状に設けられている、請求項３に記載のガス発生器。
5. 前記複数の溝部の各々は、円弧状に設けられている、請求項３に記載のガス発生器。
6. 前記複数の溝部の各々は、前記ハウジングの軸線を中心に放射状に設けられている、請求項３に記載のガス発生器。
7. 前記脆弱部は、前記ガス発生剤が収容されたガス発生剤収容室を規定する部分の前記下部側シェルに形成されている、請求項１から６のいずれかに記載のガス発生器。

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