JP6504991B2

JP6504991B2 - ガス発生器

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Publication number: JP6504991B2
Application number: JP2015210502A
Authority: JP
Inventors: 孝裕今井
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: JP2017081343A

Description

本発明は、自動車等に装備される乗員保護装置としてのエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器に関し、特に、長尺略円柱状の外形を有す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、展開されたエアバッグで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、車両等衝突時に瞬時にガスを発生させて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、車両等に対する設置位置や出力等の仕様に基づき、種々の構成のものが存在している。その一つに、シリンダ型ガス発生器と称されるものが存在する。シリンダ型ガス発生器は、その外形が長尺略円柱状であり、サイドエアバッグ装置や助手席側エアバッグ装置、カーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置、シートクッションエアバッグ装置等に好適に組み込まれる。

通常、シリンダ型ガス発生器においては、ハウジングの軸方向の一端部側に点火器が設置され、当該ハウジングの軸方向の一端部側にガス発生剤が収容された燃焼室が設けられ、ハウジングの軸方向の他端部側にフィルタが収容されたフィルタ室が設けられ、当該フィルタ室を規定する部分のハウジングの周壁部にガス噴出口が設けられる。このように構成されたシリンダ型ガス発生器においては、一般に、燃焼室にて発生したガスがフィルタ室に流入することでフィルタの内部を通過し、フィルタを通過した後のガスがガス噴出口を介して外部に噴出されることになる。なお、長尺略円柱状の外形を有するガス発生器としては、このシリンダ型ガス発生器の他にも、いわゆるＴ字型ガス発生器と呼ばれるもの等が存在している。

シリンダ型ガス発生器においては、作動時において点火器で発生する熱粒子（すなわち火炎）を効率的にガス発生剤に導くことが重要であり、点火部にて発生する熱粒子の進行方向に指向性を与えるガイドとしての指向性付与部材が点火器の周囲に設置されることがある。通常、当該指向性付与部材は、点火器のうちの点火薬が収容された点火部を取り囲む筒状の形状を有しており、ハウジングの周壁部と点火部との間の隙間を埋めるようにハウジングの内部に設置される。

上述した指向性付与部材を具備したシリンダ型ガス発生器の具体的な構成が開示された文献としては、たとえば米国特許出願公開第２００５／００４６１６１号明細書（特許文献１）や米国特許出願公開第２０１０／００９６８４４号明細書（特許文献１）等がある。

米国特許出願公開第２００５／００４６１６１号明細書米国特許出願公開第２０１０／００９６８４４号明細書

ここで、指向性付与部材は、移動不能に安定的にハウジングの内部に組付けられていることが必要であり、その固定方法が重要な検討事項となる。

この点、上記特許文献１に開示のシリンダ型ガス発生器にあっては、上述した指向性付与部材がハウジングに収容された他の構成部品に単に当て留めされることで固定されている。このように構成した場合には、指向性付与部材を含む各種の構成部品に高い寸法精度が要求されることとなり、結果として製造コストが増大してしまう問題が発生する。

一方、上記特許文献２に開示のシリンダ型ガス発生器にあっては、上述した指向性付与部材が位置する部分近傍のハウジングの周壁部に一対のかしめ部が設けられており、当該一対のかしめ部によって指向性付与部材が軸方向において挟みこまれて固定されている。このように構成した場合には、ハウジングにかしめ部を余分に設けなければならず、その分だけ生産性が低下することになり、結果として製造コストが増大してしまう問題が発生する。

したがって、本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、製造コストの増大を抑制しつつ指向性付与部材を安定的に組付けることができるガス発生器を提供することを目的とする。

本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、ホルダと、点火器と、指向性付与部材と、固定部材とを備えている。上記ハウジングは、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む有底長尺略円筒状の部材からなる。上記ホルダは、上記ハウジングの開口端に組付けられており、上記ホルダには、上記ハウジングの軸方向と平行な方向に沿って延在する中空開口部が設けられている。上記点火器は、上記ガス発生剤を燃焼させるための熱粒子を発生させる点火薬が収容された点火部を含んでおり、上記点火部が上記ホルダの上記燃焼室側の軸方向端面から突出するように、その一部が上記ホルダの上記中空開口部内に配置された状態で上記ホルダによって保持されている。上記指向性付与部材は、上記点火部にて発生する熱粒子の進行方向に指向性を与えることで当該熱粒子を上記燃焼室に導くためのものである。上記固定部材は、上記指向性付与部材を上記ホルダに固定している。上記指向性付与部材は、上記点火部を径方向において取り囲む筒状部と、上記筒状部の上記ホルダ側の端部から径方向外側に向けて延設された鍔部とを含んでいる。上記固定部材は、上記筒状部に外挿されたコイルバネによって構成されている。上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記コイルバネが軸方向に圧縮した状態で、上記コイルバネの上記ホルダ側の端部が上記鍔部に当接することにより、上記指向性付与部材が上記ホルダに向けて押圧された状態で移動不能に固定されている。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記ホルダが、上記ハウジングの開口端に一部が内挿された状態で組付けられていてもよく、その場合には、上記指向性付与部材および上記コイルバネが、上記ハウジングの周壁部と上記点火部との間に位置していてもよい。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記コイルバネの上記ホルダ側の端部とは反対側に位置する端部が、上記点火部よりも上記ハウジングの軸方向に沿った中央部側に位置していることが好ましい。

上記本発明に基づくガス発生器は、上記ガス発生剤を密閉した状態で収容する密閉容器をさらに備えていてもよく、その場合には、上記コイルバネの上記ホルダ側の端部とは反対側に位置する端部が上記密閉容器に当接することにより、上記密閉容器と上記鍔部との間において上記コイルバネが軸方向に圧縮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、上記コイルバネが、上記点火部にて発生する熱粒子が通過可能な隙間が設けられた底部を上記ホルダ側の端部とは反対側に位置する端部に有していてもよく、その場合には、上記コイルバネの上記底部が上記ガス発生剤に当接することにより、上記ガス発生剤と上記鍔部との間において上記コイルバネが軸方向に圧縮されていることが好ましい。

本発明によれば、製造コストの増大を抑制しつつ指向性付与部材を安定的に組付けることができるガス発生器とすることができる。

本発明の実施の形態１に係るシリンダ型ガス発生器の概略図である。図１に示すシリンダ型ガス発生器の点火器近傍の拡大断面図である。図１に示すガイドカバーの斜視図である。本発明の実施の形態２に係るシリンダ型ガス発生器の概略断図である。図４に示すシリンダ型ガス発生器の点火器近傍の拡大断面図である。

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、サイドエアバッグ装置に組み込まれるシリンダ型ガス発生器に本発明を適用した場合を例示するものである。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ついて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におけるシリンダ型ガス発生器の概略図である。また、図２は、図１に示すシリンダ型ガス発生器の点火器近傍の拡大断面図であり、図３は、図１に示すガイドカバーの斜視図である。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シリンダ型ガス発生器１Ａの構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ａは、長尺円柱状の外形を有しており、外殻部材としてのハウジング１０およびホルダ２０を備えている。ハウジング１０は、両端が開口した長尺円筒状の円筒状部材１１と、円筒状部材１１の一端を閉塞する閉塞部材１５とを含んでおり、全体として有底長尺円筒状の形状を有している。ホルダ２０は、ハウジング１０の開口端を閉塞するように当該開口端に組付けられている。

ハウジング１０およびホルダ２０からなる外殻部材の内部には、内部構成部品としての点火器３０、密閉容器４０、ガス発生剤５０、クッション材５１、指向性付与部材としてのガイドカバー６０、固定部材としてのコイルバネ７０Ａ、および、フィルタ８０が収容されている。また、ハウジング１０の内部には、上述した内部構成部品のうちのガス発生剤５０が主として収容された燃焼室Ｓ１と、フィルタ８０が配置されたフィルタ室Ｓ２とが設けられている。

円筒状部材１１は、所定の部位に後述するガス噴出口１３およびかしめ部１４ａ，１４ｂが設けられた周壁部１２を有している。閉塞部材１５は、所定の厚みを有する円盤状の部材からなり、その周面に後述するかしめ固定のための環状溝部１６を有している。ホルダ２０は、ハウジング１０の軸方向と同方向に沿って延びる中空開口部２１を有する筒状の部材からなり、その外周面に後述するかしめ固定のための環状溝部２２を有している。これらかしめ固定のための環状溝部１６，２２は、いずれも閉塞部材１５の周面およびホルダ２０の外周面に周方向に沿って延びるように形成されている。

閉塞部材１５は、円筒状部材１１の軸方向の一方の開口端を閉塞するように円筒状部材１１に組付けられている。具体的には、円筒状部材１１の上記一方の開口端に閉塞部材１５が内挿された状態で、当該閉塞部材１５の周面に設けられた環状溝部１６に対応する部分の円筒状部材１１の周壁部１２が径方向内側に向けて縮径させられて当該環状溝部１６に係合されることにより、閉塞部材１５が円筒状部材１１に対してかしめ固定されている。

ホルダ２０は、円筒状部材１１の軸方向の他方の開口端（すなわち、ハウジング１０の開口端）を閉塞するように円筒状部材１１に組付けられている。具体的には、円筒状部材１１の上記開口端にホルダ２０が内挿された状態で、当該ホルダ２０の外周面に設けられた環状溝部２２に対応する部分の円筒状部材１１の周壁部１２が径方向内側に向けて縮径させられて当該環状溝部２２に係合されることにより、ホルダ２０が円筒状部材１１に対してかしめ固定されている。

これらかしめ固定は、円筒状部材１１の周壁部１２を径方向内側に向けて略均等に縮径させる八方かしめと呼ばれるかしめ固定である。この八方かしめを行なうことにより、円筒状部材１１の周壁部１２には、かしめ部１４ａ，１４ｂが設けられることになり、当該かしめ部１４ａ，１４ｂがそれぞれ環状溝部１６，２２に密着することになる。これにより、円筒状部材１１と閉塞部材１５との間および円筒状部材１１とホルダ２０との間に隙間が生じることが防止されている。

円筒状部材１１は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されていてもよいし、ＳＰＣＥに代表される圧延鋼板をプレス加工することで円筒状に成形したプレス成形品にて構成されていてもよいし、ＳＴＫＭに代表される電縫管にて構成されていてもよい。特に、円筒状部材１１を圧延鋼板のプレス成形品や電縫管にて構成した場合には、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属製の部材を用いた場合に比べて安価にかつ容易に円筒状部材１１を形成することができるとともに、大幅な軽量化が可能になる。一方、閉塞部材１５およびホルダ２０は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されている。

図１および図２に示すように、点火器３０は、ホルダ２０によって保持されている。点火器３０は、ガス発生剤５０を燃焼させるためのものであり、ハウジング１０の内部の空間に面するように設置されている。より詳細には、ホルダ２０は、点火器３０をかしめ固定するためのかしめ部２３をハウジング１０の内部の空間に面する方の軸方向端部に有しており、点火器３０が中空開口部２１に内挿されてホルダ２０の中空開口部２１を規定する部分の壁部に当て留めされた状態で上述したかしめ部２３がかしめられることにより、点火器３０がホルダ２０に挟持されて固定されている。

点火器３０は、点火部３１と、一対の端子ピン３２とを含んでいる。点火部３１の内部には、一対の端子ピン３２に接続するように抵抗体（ブリッジワイヤ）が取付けられており、この抵抗体を取り囲むようにまたはこの抵抗体に接するように点火部３１内に点火薬が充填されている。また、点火部３１内には、必要に応じて伝火薬が装填されていてもよい。

ここで、抵抗体としては、一般にニクロム線やプラチナおよびタングステンを含む合金製の抵抗線等が用いられ、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用いられる。また、伝火薬としては、Ｂ／ＫＮＯ_３、Ｂ／ＮａＮＯ_３、Ｓｒ（ＮＯ_３）_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。なお、点火部３１の外表面を規定す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。

衝突を検知した際には、端子ピン３２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熱粒子は、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３０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。

ホルダ２０の外部に露出する方の軸方向端部には、上述した中空開口部２１に連続して凹部２４が設けられている。凹部２４は、点火器３０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）を受け入れる雌型コネクタ部を形成しており、当該凹部２４内には、点火器３０の端子ピン３２の先端寄りの部分が露出して位置している。当該雌型コネクタ部としての凹部２４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３２との電気的導通が実現される。

図１に示すように、ハウジング１０の内部の空間のうち、ホルダ２０およびこれに組付けられた点火器３０が配置された空間に隣接する空間には、密閉容器４０が配置されている。密閉容器４０は、カップ体４１と、当該カップ体４１の開口を閉塞するキャップ体４２とを含んでおり、円筒状部材１１の周壁部１２に内挿されている。密閉容器４０においては、カップ体４１とキャップ体４２とが組み合わされて接合されることにより、密閉容器４０の内部に形成される収容空間４３が当該密閉容器４０の外部から気密に封止されている。

密閉容器４０は、ガス発生剤５０の燃焼によって少なくともその一部が破裂または溶融するように、機械的強度が低い材料からなる部材にて構成されている。より具体的には、カップ体４１およびキャップ体４２は、たとえば銅やアルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等の金属製のプレス成形品や、射出成形やシート成形等によって形成された樹脂成形品等からなる。また、カップ体４１とキャップ体４２との接合には、ろう付けや接着、溶着、巻き締め（かしめ）等が好適に用いられる。当該接合の際に別途シール剤を使用することとすれば、気密性をさらに高めることもできる。

密閉容器４０のカップ体４１は、頂壁部４１ａと側壁部４１ｂとを含んでいる。頂壁部４１ａは、ハウジング１０の内部の空間を軸方向に区画するように位置することで密閉容器４０のフィルタ室Ｓ２側に位置する軸方向端部を構成しており、側壁部４１ｂは、頂壁部４１ａの外周側端部から円筒状部材１１の内周面に沿ってホルダ２０側に向けて延設されている。

なお、密閉容器４０は、円筒状部材１１の周壁部１２に対して嵌合または遊嵌されており、円筒状部材１１の周壁部１２には、当該密閉容器４０を固定するためのかしめ加工は施されていない。ここで、嵌合とは、いわゆる圧入固定を含むものであり、密閉容器４０の外周面が円筒状部材１１の内周面に接触した状態で取付けられた状態を言う。また、遊嵌とは、密閉容器４０の外周面と円筒状部材１１の内周面とが全周にわたって必ずしも接触しておらず、多少の隙間（あそび）をもって内挿された状態を言う。なお、組立ての容易化の観点からは、密閉容器４０を円筒状部材１１の周壁部１２に対して遊嵌することが好ましい。

密閉容器４０の収容空間４３には、ガス発生剤５０およびクッション材５１が収容されている。より詳細には、密閉容器４０の点火器３０が位置する側の端部には、クッション材５１が配置されており、当該クッション材５１が配置された部分を除く部分には、ガス発生剤５０が配置されている。

ガス発生剤５０は、点火器３０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て燃焼することでガスを発生させる薬剤である。ガス発生剤５０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構成される。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５０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、シリンダ型ガス発生器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５０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５０の形状の他にもガス発生剤５０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。

クッション材５１は、成形体からなるガス発生剤５０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が利用される。このクッション材５１は、点火器３０が作動することによって生じた熱粒子によって開口または分断し、場合によっては焼失する。なお、クッション材５１に代えて、たとえばコイルバネを利用することもできる。

図１および図２に示すように、ホルダ２０と密閉容器４０との間には、点火器３０の点火部３１を取り囲むようにガイドカバー６０およびコイルバネ７０Ａが配置されている。ここで、ガイドカバー６０およびコイルバネ７０Ａは、円筒状部材１１の軸方向に沿ってホルダ２０と密閉容器４０とによって挟み込まれている。

ガイドカバー６０は、シリンダ型ガス発生器１Ａの作動時において、点火器３０にて発生する熱粒子を効率的にガス発生剤５０に導くためのものであり、点火器３０の点火部３１にて発生する熱粒子の進行方向に指向性を与えるものである。また、コイルバネ７０Ａは、主としてガイドカバー６０をホルダ２０に固定するためのものである。

図３に示すように、ガイドカバー６０は、円筒状の筒状部６１と、当該筒状部６１の軸方向の一方の端部から径方向外側に向けて延設されたフランジ状の鍔部６２とを有している。また、筒状部６１の内周面は、点火器３０の点火部３１を収容可能な挿通部６３を規定している。

図１および図２に示すように、ガイドカバー６０は、上述した挿通部６３に点火器３０の点火部３１が収容されることとなるように、燃焼室Ｓ１のホルダ２０が位置する側の端部において円筒状部材１１および点火器３０と略同軸上に配置されている。ここで、ガイドカバー６０は、その鍔部６２が設けられた方の端部がホルダ２０側に配置されることとなるように、その向きが調整されている。

これにより、上述したように、径方向において点火器３０の点火部３１がガイドカバー６０の筒状部６１によって取り囲まれることになり、シリンダ型ガス発生器１Ａの作動時において、当該ガイドカバー６０によって点火器３０の点火部３１にて発生する熱粒子の進行方向に指向性が与えられることになる。

より詳細には、点火部３１がガイドカバー６０の筒状部６１によって取り囲まれていることにより、点火部３１の外表面を規定するスクイブカップの破裂の際に、当該スクイブカップのうちのガス発生剤５０側に位置する先端部において主として開口が形成されることになり、これに伴って点火部３１にて発生する熱粒子の進行方向が円筒状部材１１の軸方向に絞られることになる。

換言すれば、ハウジング１０の周壁部１２と点火部３１との間の隙間を埋めるようにハウジング１０の内部にガイドカバー６０が配置されることにより、ガイドカバー６０の筒状部６１が点火部３１の径方向外側に位置することになり、点火部３１にて発生する熱粒子の当該径方向外側への進行がこの筒状部６１によって阻害されることとなり、結果として熱粒子の進行方向が上記軸方向に絞られることになる。

そのため、上述したように、点火器３０で発生する熱粒子を効率的にガス発生剤５０に導くことが可能になり、ガス発生剤５０の着火遅れが未然に防止可能になるとともに、点火薬の使用量が減らせることでシリンダ型ガス発生器１Ａの小型化や軽量化、さらには製造コストの削減等にも寄与することになる。

なお、ガイドカバー６０は、点火部３１の破裂の際の衝撃に耐えられるよう、機械的強度の比較的高い金属製の材料にて構成されていることが好ましく、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されていることが好ましい。

図１および図２に示すように、コイルバネ７０Ａは、金属線材が軸周りに螺旋状に巻回されることで構成されたバネ部７１を有しており、燃焼室Ｓ１のホルダ２０が位置する側の端部において円筒状部材１１、点火器３０およびガイドカバー６０と略同軸上に配置されることでガイドカバー６０の筒状部６１に外挿されている。これにより、コイルバネ７０Ａは、ハウジング１０の周壁部１２と点火部３１との間に配置されることになり、上述したように点火器３０の点火部３１を取り囲むとともに、ガイドカバー６０の筒状部６１をも取り囲むように位置している。

コイルバネ７０Ａのホルダ２０側の端部とは反対側に位置する端部（すなわち、閉塞部材１５側の端部）は、点火部３１よりも円筒状部材１１の軸方向に沿った中央部側に位置することで密閉容器４０に当接している。一方、コイルバネ７０Ａのホルダ２０側に位置する端部は、ガイドカバー６０の鍔部６２に当接している。ここで、コイルバネ７０Ａは、密閉容器４０と鍔部６２とによって挟み込まれることにより、その軸方向において圧縮された状態とされている。

そのため、コイルバネ７０Ａは、その復元力（弾性力）に基づいてガイドカバー６０をホルダ２０に向けて押圧することになり、ガイドカバー６０は、当該コイルバネ７０Ａによって移動不能にホルダ２０に固定されることになる。

なお、コイルバネ７０Ａは、上述したガイドカバー６０をホルダ２０に固定する機能のみならず、密閉容器４０およびフィルタ８０をハウジング１０の内部において軸方向に固定する機能をも有しているとともに、さらにこれら構成部品の軸方向長さのばらつきを吸収する機能も有している。したがって、上記構成を採用することにより、密閉容器４０、ガイドカバー６０およびフィルタ８０を一括して固定することが可能になり、その組付作業が容易化するばかりでなく、これら構成部品の寸法精度を必要以上に厳格に管理する必要もなくなり、製造コストの大幅な削減が可能になる。

図１に示すように、ハウジング１０の内部の空間のうち、密閉容器４０が配置された空間に隣接する空間であってかつ当該密閉容器４０と閉塞部材１５とによって挟まれた空間には、フィルタ８０が配置されている。フィルタ８０は、円筒状部材１１の軸方向と同方向に延びる中空部８１を有する円筒状の部材からなり、その軸方向の一方の端面が密閉容器４０頂壁部４１ａに当接しており、その軸方向の他方の端面が閉塞部材１５に当接している。

フィルタ８０は、ガス発生剤５０が燃焼することによって発生したガスがこのフィルタ８０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、ガス中に含まれるスラグ（残渣）等を除去する除去手段としても機能する。上述したように円筒状の部材からなるフィルタ８０を利用することにより、作動時においてフィルタ室Ｓ２を流動するガスに対する流動抵抗が低く抑えられることになり、効率的なガスの流動が実現可能となる。

フィルタ８０としては、好適にはステンレス鋼や鉄鋼等からなる金属線材または金属網材の集合体にて構成されたものが利用できる。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、またはこれらをプレスにより押し固めたもの等が利用できる。また、これに代えて、孔あき金属板を巻き回したもの等も利用できる。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できる。

フィルタ室Ｓ２を規定する部分の円筒状部材１１の周壁部１２には、ガス噴出口１３が当該周壁部１２の周方向および軸方向に沿って複数設けられている。これら複数のガス噴出口１３は、フィルタ８０を通過した後のガスをハウジングの外部に導出するためのものである。

ここで、図１に示すように、本実施の形態に係るシリンダ型ガス発生器１Ａにおいては、密閉容器４０が、カップ体４１の頂壁部４１ａに相対的に厚みの薄い薄肉部４１ａ１と相対的に厚みの厚い厚肉部４１ａ２とを含んでいる。

薄肉部４１ａ１は、フィルタ８０の中空部８１に対向する部分に位置しており、厚肉部４１ａ２は、フィルタ８０の中空部８１を除く軸方向端面に対向する部分に位置している。すなわち、カップ体４１の頂壁部４１ａとフィルタ８０とを円筒状部材１１の軸方向に沿って当該軸方向と直交する面に投影した場合に、薄肉部４１ａ１と厚肉部４１ａ２との境界は、フィルタ８０の中空部８１を除く部分の内縁（すなわち中空部８１の外縁）に重なることになる。これにより、厚肉部４１ａ２は、フィルタ８０の燃焼室Ｓ１側に位置する軸方向端面の外縁部に対向することになる。

なお、薄肉部４１ａ１は、ガス発生剤５０の燃焼によって破裂または溶融するように十分に薄く形成されており、その厚みは、密閉容器４０がアルミニウム合金製である場合にたとえば０．１［ｍｍ］以上１．０［ｍｍ］以下とされる。一方、厚肉部４１ａ２は、ガス発生剤５０の燃焼によっても破裂および溶融することがないように薄肉部４１ａ１の厚みよりも厚く形成されており、その厚みは、密閉容器４０がアルミニウム合金製である場合にたとえば０．４［ｍｍ］以上４．０［ｍｍ］以下とされる。

このように構成した場合には、作動時において厚肉部４１ａ２が残存することになり、厚肉部４１ａ２が燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２とを仕切る圧力隔壁として機能することになるとともに、当該厚肉部４１ａ２と円筒状部材１１との間に隙間が生じることがなくなるため、当該部分を経由したガスの漏れ出しが防止できることになる。

次に、図１を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ａの作動時における動作について説明する。

図１を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器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３０が作動する。

点火器３０が作動すると、点火薬またはこれに加えて伝火薬が燃焼することによって点火部３１内の圧力が上昇し、これによって点火部３１が破裂して熱粒子が点火部３１の外部へと流出する。その際、上述したように、点火部３１がガイドカバー６０によって取り囲まれていることにより、点火部３１にて発生する熱粒子に指向性が与えられ、当該熱粒子は、円筒状部材１１の軸方向に沿って進行することになる。

流出した熱粒子により、密閉容器４０のキャップ体４２が破裂または溶融し、当該熱粒子がクッション材５１へと至る。クッション材５１へと達した熱粒子は、クッション材５１を燃焼させてこれを開口または分断し、これによって熱粒子がガス発生剤５０へと至る。

ガス発生剤５０に達した熱粒子は、ガス発生剤５０を燃焼させ、これにより多量のガスが発生する。これに伴い、燃焼室Ｓ１の圧力および温度が上昇し、カップ体４１の頂壁部４１ａのうちの薄肉部４１ａ１が破裂または溶融し、これにより頂壁部４１ａの一部が開口する。

頂壁部４１ａの一部が開口することにより、燃焼室Ｓ１にて発生したガスは、フィルタ室Ｓ２に流れ込む。フィルタ室Ｓ２に流れ込んだガスは、フィルタ８０の中空部８１を軸方向に沿って流動した後に径方向に向けて向きを変え、フィルタ８０の内部を通過する。その際に、フィルタ８０によって熱が奪われてガスが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８０によって除去される。

そして、フィルタ８０を通過した後のガスは、ガス噴出口１３を介してシリンダ型ガス発生器１Ａの外部へと噴出される。噴出されたガスは、シリンダ型ガス発生器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。

以上において説明したように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ａにおいては、指向性付与部材としてのガイドカバー６０が、固定部材としてのコイルバネ７０Ａによってホルダ２０に向けて押圧された状態で移動不能に固定されている。したがって、当該構成を採用することにより、製造コストの増大を抑制しつつ指向性付与部材を安定的に組付けることが可能になる。

また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ａにおいては、上述したように固定部材としてのコイルバネ７０Ａを指向性付与部材としてのガイドカバー６０の筒状部６１を取り囲むようにこれに外挿している。したがって、当該構成を採用することにより、指向性付与部材とこれを固定するための固定部材とをハウジングの軸方向に沿って並べて配置した場合に比べ、ハウジングの軸方向長さを短尺化することができ、全体としての小型化にも寄与できることになる。

さらには、上記構成を採用することにより、コイルバネ７０Ａの軸方向長さを調整することで点火器３０と密閉容器４０との間に所望の大きさのクリアランスを形成することも可能になる。したがって、作動時におけるスクイブカップの破裂が妨げられてしまうことが防止でき、迅速な熱粒子の移動が実現され、結果として所望の燃焼特性を達成することができる。ここで、当該クリアランスを必要最小限の大きさとすることにより、ハウジング１０の軸方向長さが長尺化することも回避できる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるシリンダ型ガス発生器の概略図であり、図５は、図４に示すシリンダ型ガス発生器の点火器近傍の拡大断面図である。まず、これら図４および図５を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂの構成について説明する。

図４および図５に示すように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂは、上述した実施の形態１におけるシリンダ型ガス発生器１Ａと比較した場合に、密閉容器４０に代えて仕切り部材９０を備えている点、コイルバネ７０Ａに代えて異なる構成のコイルバネ７０Ｂを備えている点、クッション材５１を備えていない点において、主としてその構成が相違している。

図４に示すように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂにおいては、ハウジング１０の内部の空間の所定位置に仕切り部材９０が配置されている。当該仕切り部材９０は、ハウジング１０の内部の空間を軸方向に仕切るための部材であり、所定の厚みを有する略円盤状の形状を有している。仕切り部材９０は、上述した閉塞部材１５およびホルダ２０と同様に、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されている。

仕切り部材９０は、その主面が円筒状部材１１の軸方向と直交するようにハウジング１０の内部に配置されている。仕切り部材９０の中央部には、軸方向に沿って貫通して延びる連通孔９１が設けられており、仕切り部材９０の外周面には、周方向に沿って延びる環状溝部９２が設けられている。

仕切り部材９０は、円筒状部材１１の軸方向の途中位置に配置されて円筒状部材１１に固定されている。具体的には、円筒状部材１１に仕切り部材９０が内挿された状態で、当該仕切り部材９０の外周面に設けられた環状溝部９２に対応する部分の円筒状部材１１の周壁部１２を径方向内側に向けて縮径させて当該環状溝部９２に係合させることにより、仕切り部材９０が円筒状部材１１に対してかしめ固定されている。

当該かしめ固定も、上述した八方かしめと呼ばれるかしめ固定である。この八方かしめを行なうことにより、円筒状部材１１の周壁部１２には、かしめ部１４ｃが設けられることになり、当該かしめ部１４ｃが環状溝部９２に密着することになる。これにより、円筒状部材１１と仕切り部材９０との間に隙間が生じることが防止されている。

ここで、環状溝部９２には、Ｏリング等からなるシール部材９４が収容されている。これにより、仕切り部材９０に設けられた環状溝部９２内に収容されたシール部材９４が、上記かしめ固定の際に仕切り部材９０と円筒状部材１１の周壁部１２とによって挟み込まれることになり、当該部分における気密性が確保されることになる。

また、仕切り部材９０の一対の主面のうち、ガス発生剤５０側に位置する主面には、シールテープ９３が貼付されている。当該シールテープ９３は、仕切り部材９０に設けられた連通孔９１を閉塞するためのものであり、このシールテープ９３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できる。

図４および図５に示すように、ホルダ２０の外周面には、かしめ固定のための環状溝部２２に加えて、さらに他の環状溝部２５が設けられており、当該環状溝部２５には、Ｏリング等からなるシール部材２６が収容されている。シール部材２６は、ホルダ２０と円筒状部材１１の周壁部１２とによって挟み込まれており、これにより当該部分における気密性が確保されている。

また、点火器３０とホルダ２０との間には、Ｏリング等からなるシール部材２７が介装されている。シール部材２７は、点火器３０とホルダ２０との間に隙間が生じることを防止するためのものであり、これによってハウジング１０の内部の空間が気密に封止されることになる。

ここで、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂにおいても、点火器３０の点火部３１を取り囲むように指向性付与部材としてのガイドカバー６０が配置されており、当該ガイドカバー６０の筒状部６１を取り囲むように当該筒状部６１にコイルバネ７０Ｂが介装されている。

コイルバネ７０Ｂは、金属線材が軸周りに螺旋状に巻回されることで構成されたバネ部７１と、当該バネ部７１の一方の端部をさらに平面的に曲げることによって形成された底部７２とを有している。底部７２は、たとえば渦巻き状あるいは蛇行状に金属線材が曲げられることで形成されており、これにより底部７２には、点火部３１にて発生する熱粒子が通過可能な隙間が設けられることになる。

コイルバネ７０Ｂは、燃焼室Ｓ１のホルダ２０が位置する側の端部において円筒状部材１１、点火器３０およびガイドカバー６０と略同軸上に配置されることでガイドカバー６０の筒状部６１に外挿されている。なお、コイルバネ７０Ｂは、その底部７２が設けられた方の端部が上述した仕切り部材９０が位置する側に配置されることとなるように、その向きが調整されている。

コイルバネ７０Ｂのホルダ２０側の端部とは反対側に位置する端部（すなわち、底部７２が設けられた側の端部）は、点火部３１よりも円筒状部材１１の軸方向に沿った中央部側に位置することでガス発生剤５０に当接している。一方、コイルバネ７０Ｂのホルダ２０側に位置する端部は、ガイドカバー６０の鍔部６２に当接している。ここで、コイルバネ７０Ｂは、ガス発生剤５０と鍔部６２とによって挟み込まれることにより、その軸方向において圧縮された状態とされている。

そのため、コイルバネ７０Ｂは、その復元力（弾性力）に基づいてガイドカバー６０をホルダ２０に向けて押圧することになり、ガイドカバー６０は、当該コイルバネ７０Ｂによって移動不能にホルダ２０に固定されることになる。

ここで、コイルバネ７０Ｂは、上述したガイドカバー６０をホルダ２０に固定する機能のみならず、ガス発生剤５０をハウジング１０の内部において軸方向に固定する機能をも有しているとともに、さらにこれら構成部品の軸方向長さのばらつきを吸収する機能も有している。したがって、上記構成を採用することにより、ガス発生剤５０およびガイドカバー６０を一括して固定することが可能になり、その組付作業が容易化するばかりでなく、ガイドカバー６０の寸法精度を必要以上に厳格に管理する必要もなくなり、製造コストの大幅な削減が可能になる。

加えて、コイルバネ７０Ｂは、さらに成形体からなるガス発生剤５０が振動等によって粉砕されてしまうことを防止する機能も有することになり、別途上述した実施の形態１において示した如くのクッション材５１等を設ける必要もなくなるため、この点においても製造コストの大幅な削減が可能になる。

次に、図４を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂの作動時における動作について説明する。

図４を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂ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３０が作動する。

流出した熱粒子は、コイルバネ７０Ｂの底部７２に設けられた隙間を通過し、ガス発生剤５０へと至る。ガス発生剤５０に達した熱粒子は、ガス発生剤５０を燃焼させ、これにより多量のガスが発生する。これに伴い、燃焼室Ｓ１の圧力および温度が上昇し、仕切り部材９０に貼付されているシールテープ９３が破裂または溶融する。

シールテープ９３が破裂または溶融することにより、燃焼室Ｓ１にて発生したガスは、仕切り部材９０に設けられた連通孔９１を介してフィルタ室Ｓ２に流れ込む。フィルタ室Ｓ２に流れ込んだガスは、フィルタ８０の中空部８１を軸方向に沿って流動した後に径方向に向けて向きを変え、フィルタ８０の内部を通過する。その際に、フィルタ８０によって熱が奪われてガスが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８０によって除去される。

そして、フィルタ８０を通過した後のガスは、ガス噴出口１３を介してシリンダ型ガス発生器１Ｂの外部へと噴出される。噴出されたガスは、シリンダ型ガス発生器１Ｂ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。

以上において説明したように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂにおいても、指向性付与部材としてのガイドカバー６０が、固定部材としてのコイルバネ７０Ｂによってホルダ２０に向けて押圧された状態で移動不能に固定されているため、上述した実施の形態１の場合と同様に、製造コストの増大を抑制しつつ指向性付与部材を安定的に組付けることが可能になる。

上述した本発明の実施の形態１および２においては、ハウジングの開口端にホルダを内挿して固定した場合を例示して説明を行なったが、ハウジングの開口端にホルダを外挿して固定してもよく、また、ハウジングの開口端にホルダを内挿および外挿することなく、ホルダとハウジングとを突き当ててこれらを固定することとしてもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１および２においては、円筒状部材と閉塞部材とをかしめ固定することで連結するとともに、円筒状部材とホルダとをかしめ固定することで連結した場合を例示して説明を行なったが、円筒状部材と閉塞部材との固定および／または円筒状部材とホルダとの固定に溶接等を利用することも当然に可能である。

また、上述した本発明の実施の形態１および２においては、別部材からなる円筒状部材および閉塞部材を用いて有底長尺略円筒状のハウジングを構成した場合を例示して説明を行なったが、これらを一体的に構成することにより、単一の部材にてハウジングを構成することとしてもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１および２においては、点火器の点火部内に点火薬のみまたは点火薬と伝火薬とが装填された場合を例示して説明を行なったが、伝火薬を装填する場合にこれが点火器の点火部内に装填されている必要は必ずしもなく、点火器の点火部とガス発生剤との間の位置にたとえばカップ状の部材や容器等を用いてこれが装填されていてもよい。

また、上述した本発明の実施の形態１においては、バネ部のみを有するコイルバネにて固定部材を構成した場合を例示して説明を行なったが、これに代えて、本発明の実施の形態２において示した如くのバネ部および底部を有するコイルバネにて固定部材を構成することとしてもよい。

さらには、本発明の実施の形態２においては、バネ部および底部を有するコイルバネにて固定部材を構成した場合を例示して説明を行なったが、ガス発生剤がたとえばハウジングの軸方向に沿って積層されたディスク状の積層体にて構成される場合等においては、これに代えて、本発明の実施の形態１において示した如くのバネ部のみを有するコイルバネにて固定部材を構成することとしてもよい。

加えて、上述した本発明の実施の形態１および２においては、本発明をサイドエアバッグ装置に組み込まれるシリンダ型ガス発生器に適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、助手席用エアバッグ装置やカーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置、シートクッションエアバッグ装置等に組み込まれるシリンダ型ガス発生器や、シリンダ型ガス発生器と同様に長尺状の外形を有するいわゆるＴ字型ガス発生器にもその適用が可能である。

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，１Ｂシリンダ型ガス発生器、１０ハウジング、１１円筒状部材、１２周壁部、１３ガス噴出口、１４ａ〜１４ｃかしめ部、１５閉塞部材、１６環状溝部、２０ホルダ、２１中空開口部、２２，２５環状溝部、２３かしめ部、２４凹部、２６，２７シール部材、３０点火器、３１点火部、３２端子ピン、４０密閉容器、４１カップ体、４１ａ頂壁部、４１ｂ側壁部、４１ａ１薄肉部、４１ａ２厚肉部、４２キャップ体、４３収容空間、５０ガス発生剤、５１クッション材、６０ガイドカバー、６１筒状部、６２鍔部、６３挿通部、７０Ａ，７０Ｂコイルバネ、７１バネ部、７２底部、８０フィルタ、８１中空部、９０仕切り部材、９１連通孔、９２環状溝部、９３シールテープ、９４シール部材、Ｓ１燃焼室、Ｓ２フィルタ室。

Claims

ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む有底長尺筒状のハウジングと、
前記ハウジングの開口端に組付けられ、前記ハウジングの軸方向と平行な方向に沿って延在する中空開口部が設けられたホルダと、
前記ガス発生剤を燃焼させるための熱粒子を発生させる点火薬が収容された点火部を含み、前記点火部が前記ホルダの前記燃焼室側の軸方向端面から突出するように、その一部が前記ホルダの前記中空開口部内に配置された状態で前記ホルダによって保持された点火器と、
前記点火部にて発生する熱粒子の進行方向に指向性を与えることで当該熱粒子を前記燃焼室に導くための指向性付与部材と、
前記指向性付与部材を前記ホルダに固定する固定部材とを備え、
前記指向性付与部材は、前記点火部を径方向において取り囲む筒状部と、前記筒状部の前記ホルダ側の端部から径方向外側に向けて延設された鍔部とを含み、
前記固定部材は、前記筒状部に外挿されたコイルバネによって構成され、
前記コイルバネが軸方向に圧縮した状態で、前記コイルバネの前記ホルダ側の端部が前記鍔部に当接することにより、前記指向性付与部材が前記ホルダに向けて押圧された状態で移動不能に固定されている、ガス発生器。
前記ホルダが、前記ハウジングの開口端に一部が内挿された状態で組付けられ、
前記指向性付与部材および前記コイルバネが、前記ハウジングの周壁部と前記点火部との間に位置している、請求項１に記載のガス発生器。
前記コイルバネの前記ホルダ側の端部とは反対側に位置する端部が、前記点火部よりも前記ハウジングの軸方向に沿った中央部側に位置している、請求項１または２に記載のガス発生器。
前記ガス発生剤を密閉した状態で収容する密閉容器をさらに備え、
前記コイルバネの前記ホルダ側の端部とは反対側に位置する端部が前記密閉容器に当接することにより、前記密閉容器と前記鍔部との間において前記コイルバネが軸方向に圧縮されている、請求項１から３のいずれかに記載のガス発生器。
前記コイルバネは、前記点火部にて発生する熱粒子が通過可能な隙間が設けられた底部を前記ホルダ側の端部とは反対側に位置する端部に有し、
前記コイルバネの前記底部が前記ガス発生剤に当接することにより、前記ガス発生剤と前記鍔部との間において前記コイルバネが軸方向に圧縮されている、請求項１から３のいずれかに記載のガス発生器。