JP6579991B2 - ガス発生器 - Google Patents

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、サイドエアバッグ装置等に好適に組み込まれる外形が長尺円柱状のいわゆるシリンダ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。

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ある。シリンダ型ガス発生器は、その外形が長尺円柱状であり、サイド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に点火器が設置されるとともに当該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、燃焼室にて発生したガスがハウジングの軸方向に沿って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。

上述したシリンダ型ガス発生器においては、ハウジングの内部の空間を軸方向に燃焼室とフィルタ室とに仕切る仕切り部が設けられることが一般的である。この仕切り部は、たとえば板状の部材にて構成され、当該板状の部材からなる仕切り部を挟み込むようにハウジングの周壁部にたとえば一対のかしめ部が設けられることにより、ハウジングに対して仕切り部が固定されることになる。

この仕切り部には、作動時において燃焼室とフィルタ室とを連通させるための連通孔が設けられている。当該連通孔は、ガスの流路を絞ることを目的として設けられるオリフィスに相当し、燃焼室とフィルタ室との間に連通孔が設けられることにより、作動時において燃焼室の内圧が十分に高められることでガス発生剤が持続的に燃焼するようになる。

一方で、シリンダ型ガス発生器においては、非作動時においてガス発生剤が吸湿してしまうことがないようにガス発生剤が収容された空間を外部から気密に封止することが必要になる。そのため、シリンダ型ガス発生器においては、上述したガス発生剤が配置された燃焼室自体が気密に封止されることとなるように、ハウジングの各所にたとえばＯリングやシールテープ等が設けられる場合が多い。

具体的には、上述した仕切り部の近傍においては、仕切り部に設けられた連通孔を閉鎖するように当該仕切り部にシールテープが貼り付けられるとともに、ハウジングの周壁部と仕切り部との間にＯリング等からなるシール材が介装されることが一般的である。

なお、上述した仕切り部の固定構造ならびに燃焼室の封止構造が具体的に開示された文献としては、たとえば特開２００２−３６２２９９号公報（特許文献１）等がある。

特開２００２−３６２２９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の仕切り部の固定構造ならびに燃焼室の封止構造を採用した場合には、仕切り部近傍の構造が複雑になってしまうため、各種部品の組付けに要する工数が多くなってしまい、組付作業が煩雑化して製造コストが増大してしまう問題がある。

具体的には、仕切り部にシールテープを貼り付ける工程と、仕切り部をハウジングに内挿する工程と、Ｏリング等からなるシール材をハウジングの内部に設置する工程と、ハウジングの周壁部の２箇所の位置においてかしめ加工を施す工程とが必要になり、多くの工程が必要になる。

また、近年においては、シリンダ型ガス発生器に対する小型軽量化の要請が強く、これに伴ってハウジングの直径を小径化する必要がある。しかしながら、ハウジングの直径を小径化させた場合においても作動時において燃焼室の内圧が必要以上に高まることがないようにするためには、仕切り部に設けられる連通孔をハウジングの小径化に伴って小さくすることができず、結果としてシールテープの貼り付け代が狭小化してしまう問題が発生する。

このシールテープの貼り付け代の狭小化は、仕切り部にシールテープを貼り付ける工程における作業性を大幅に低下させてしまう原因となるばかりでなく、貼り付け代の不足に伴ってシール性能に低下が生じてしまう原因ともなりかねない。

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、ガス発生剤の吸湿を防止するためのシール処理が容易であり、性能を低下させることなく小型軽量化が可能でかつ製造コストを大幅に抑制す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、仕切り部と、点火器とを備えている。上記ハウジングは、軸方向の一端部および他端部が閉塞されてなる周壁部を有しており、ガス発生剤が配置された燃焼室およびフィルタが配置されたフィルタ室を内部に含む長尺筒状の部材からなる。上記仕切り部は、上記一端部側の位置に上記燃焼室が形成されるとともに、上記他端部側の位置に上記フィルタ室が形成されるように、上記ハウジングの内部の空間を上記周壁部の軸方向において仕切っている。上記点火器は、上記一端部に組付けられている。上記仕切り部は、上記燃焼室と上記フィルタ室とを連通させるための連通孔を規定するとともに上記周壁部と略同軸上に配置された筒状の基部を有する基体と、上記連通孔を閉鎖する閉鎖部および上記基部の外周面を覆う環状のカバー部を有する閉鎖体と、上記周壁部と上記カバー部との間に介装された環状のシール材とを含んでいる。上記仕切り部は、上記仕切り部に対応した位置の上記周壁部に径方向内側に向けて縮径したかしめ部が周方向に沿って設けられることにより、上記ハウジングに対して固定されている。上記シール材は、上記周壁部の径方向において上記かしめ部と上記カバー部とによって挟み込まれることにより、上記かしめ部および上記カバー部の双方に密着している。

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記基体が、上記基部の上記フィルタ室側の端部から径方向外側に向けて延びるフランジ部を有していてもよい。その場合には、上記シール材が、上記周壁部の軸方向において上記かしめ部と上記フランジ部とによって挟み込まれることにより、上記かしめ部と上記フランジ部との双方にさらに密着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にあっては、上記閉鎖体が、上記カバー部の上記フィルタ室側の端部から径方向外側に向けて延びるフランジ部を有していてもよい。その場合には、上記シール材が、上記周壁部の軸方向において上記かしめ部と上記フランジ部とによって挟み込まれることにより、上記かしめ部と上記フランジ部との双方にさらに密着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にあっては、上記フィルタが、上記周壁部の軸方向において上記他端部と上記仕切り部とによって挟み込まれることにより、上記ハウジングに対して固定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、上記閉鎖部が、上記基部の上記燃焼室側の開口端を覆うように位置していることが好ましい。

本発明によれば、ガス発生剤の吸湿を防止するためのシール処理が容易であり、性能を低下させることなく小型軽量化が可能でかつ製造コストを大幅に抑制す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におけ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に示すシリンダ型ガス発生器の仕切り部近傍の拡大断面図である。 変形例に係るシリンダ型ガス発生器の仕切り部近傍の拡大断面図である。 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る。 図５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５に示すシリンダ型ガス発生器の仕切り部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および図３は、それぞれ図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および仕切り部近傍の拡大断面図である。なお、図３は、図１中に示す領域ＩＩＩに対応している。以下、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、軸方向に位置する一端部および他端部が閉塞された長尺円筒状のハウジングを有している。ハウジングは、ハウジング本体１０と、ホルダ２０と、閉塞部材３０とを含んでいる。

これらハウジング本体１０、ホルダ２０および閉塞部材３０にて構成されたハウジングの内部には、内部構成部品としての点火器４０、仕切り部５０、ガス発生剤６０およびフィルタ７０等が収容されている。また、ハウジングの内部には、上述した内部構成部品のうちのガス発生剤６０が主として配置された燃焼室Ｓ１と、フィルタ７０が配置されたフィルタ室Ｓ２とが位置している。

ハウジング本体１０は、ハウジングの周壁部を構成しており、軸方向の両端に開口が形成された長尺円筒状の部材からなる。ホルダ２０は、ハウジング本体１０の軸方向と同方向に沿って延びる貫通部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。閉塞部材３０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３１を有している。これらかしめ固定のための環状溝部２２，３１は、いずれもホルダ２０の外周面および閉塞部材３０の周面に周方向に沿って延びるように形成されている。

ハウジング本体１０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。また、ハウジング本体１０は、ＳＴＫＭに代表される電縫管にて構成されていてもよい。

特に、ハウジング本体１０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ハウジング本体１０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、ホルダ２０および閉塞部材３０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。

ホルダ２０は、ハウジング本体１０の軸方向の一方の開口端を閉塞するようにハウジング本体１０に固定されている。具体的には、ハウジング本体１０の上記一方の開口端にホルダ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に対応する部分のハウジング本体１０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がハウジング本体１０に対してかしめ固定されている。これにより、ハウジングの軸方向の一端部がホルダ２０によって構成されることになる。

閉塞部材３０は、ハウジング本体１０の軸方向の他方の開口端を閉塞するようにハウジング本体１０に固定されている。具体的には、ハウジング本体１０の上記他方の開口端に閉塞部材３０が内挿された状態で、当該閉塞部材３０の周面に設けられた環状溝部３１に対応する部分のハウジング本体１０が径方向内側に向けて縮径させられて当該環状溝部３１に係合されることにより、閉塞部材３０がハウジング本体１０に対してかしめ固定されている。これにより、ハウジングの軸方向の他端部が閉塞部材３０によって構成されることになる。

これらかしめ固定は、ハウジング本体１０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、ハウジング本体１０には、かしめ部１２，１３が設けられることになる。

ここで、ホルダ２０の外周面に設けられた環状溝部２２とハウジング本体１０に設けられたかしめ部１３との間には、環状のシール材２５が介装されている（図２参照）。このシール材２５は、環状溝部２２とかしめ部１３とによって挟み込まれることにより、ホルダ２０とハウジング本体１０との間に隙間が生じないようにするための部材である。

これにより、シール材２５が環状溝部２２とかしめ部１３とに密着することになり、当該部分においてハウジングの内部の空間が外部から気密に封止されることになる。なお、シール材２５としては、好適には弾性体が用いられ、たとえば各種のゴム等からなるＯリングを利用することができ、この他にも、たとえばシリコーン樹脂等の液状のシール剤を環状溝部２２あるいはハウジング本体１０に予め塗布してこれを硬化させることでシール材２５としてもよい。

一方、閉塞部材３０の周面に設けられた環状溝部３１とハウジング本体１０に設けられたかしめ部１２との間には、シール材は介装されていない。そのため、環状溝部３１とかしめ部１２とは、直接接触することになる。

なお、ハウジング本体１０に対するホルダ２０および閉塞部材３０の組付構造や、ハウジング本体１０とホルダ２０との間のシール構造は、上述した組付構造やシール構造に限定されるものではなく、他の組付構造やシール構造を採用することとしてもよい。また、ハウジング本体１０と閉塞部材３０とを別体とはせずに、有底筒状の形状を有する一つの部材にてこれらを構成することとしてもよい。

図１および図２に示すように、点火器４０は、ホルダ２０によって支持されることでハウジングの軸方向の上述した一端部に組付けられている。点火器４０は、ガス発生剤６０を燃焼させるためのものであり、ハウジングの内部の空間に面するように設置されている。

点火器４０は、点火部４１と、一対の端子ピン４２とを含んでいる。点火部４１の内部には、一対の端子ピン４２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４１内に点火薬が充填されている。また、点火部４１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４１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の点火部４１には、略筒状の金属製の燃焼制御カバー４３が外挿されている。燃焼制御カバー４３は、作動時において点火器４０にて発生する熱粒子を効率的にガス発生剤６０に導くためのものであり、より詳細には、点火器４０の点火部４１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。

具体的には、点火部４１が燃焼制御カバー４３によって取り囲まれていることにより、点火部４１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６０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４１にて発生する熱粒子の進行方向がハウジング本体１０の軸方向に絞られることになる。

そのため、上述した如くの燃焼制御カバー４３を設けることにより、点火器４０で発生する熱粒子を効率的にガス発生剤６０に導くことが可能になる。

なお、点火器４０および燃焼制御カバー４３は、ホルダ２０に設けられたかしめ部２３によってホルダ２０に固定されている。より詳細には、ホルダ２０は、点火器４０および燃焼制御カバー４３をかしめ固定するためのかしめ部２３をハウジングの内部の空間に面する方の軸方向端部に有しており、燃焼制御カバー４３が取付けられた点火器４０が貫通部２１に内挿されてホルダ２０の貫通部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４０および燃焼制御カバー４３がホルダ２０に挟持されて固定される。

ホルダ２０と点火器４０との間には、たとえばＯリングからなるシール材２６が介装されている。シール材２６は、ホルダ２０と点火器４０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の内部の空間が気密に封止されることになる。

ホルダ２０の外部に露出する方の軸方向端部には、上述した貫通部２１に連続する窪み部２４が設けられている。窪み部２４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）を受け入れる雌型コネクタ部を形成しており、当該窪み部２４内には、点火器４０の端子ピン４２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窪み部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４２との電気的導通が実現される。

なお、ホルダ２０に対する点火器４０の組付構造や、ホルダ２０と点火器４０との間のシール構造は、上述した組付構造やシール構造に限定されるものではなく、他の組付構造やシール構造を採用することとしてもよい。

図１および図３に示すように、ハウジングの内部の空間の所定位置には、仕切り部５０が配置されている。仕切り部５０は、ハウジングの内部の空間を軸方向において燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２とに仕切るための部材である。

仕切り部５０は、金属製の部材からなる基体５１と、金属製または樹脂製の部材からなる閉鎖体５２と、シール材５３とを含んでいる。ここで、基体５１は、比較的剛性が高くなるように肉厚に構成された部品からなり、閉鎖体５２は、比較的剛性が低くなるように薄肉に構成された部品からなる。

図３に示すように、基体５１は、ハウジング本体１０と略同軸上に配置された筒状の基部５１ａと、当該基部５１ａのフィルタ室Ｓ２側の端部から径方向外側に向けて延びるフランジ部５１ｂとを有している。ここで、基部５１ａは、その内周面において燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２とを連通させるための連通孔５１ａ１を規定している。

上述したように、基体５１の基部５１ａおよびフランジ部５１ｂは、作動時においても燃焼室Ｓ１の内圧上昇に伴ってこれが変形することがないようにいずれも肉厚に構成されており、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。なお、基体５１のフランジ部５１ｂの外周面は、ハウジング本体１０の内周面に当接していることが好ましい。

閉鎖体５２は、基体５１の基部５１ａに設けられた連通孔５１ａ１を閉鎖する閉鎖部５２ａと、基部５１ａの外周面を覆う環状のカバー部５２ｂとを有しており、カバー部５２ｂは、閉鎖部５２ａの外周縁から連続して延びるように立設されている。すなわち、閉鎖体５２は、カップ状の形状を有しており、基体５１の燃焼室Ｓ１側の開口端と外周面とを覆うように基体５１に被せられた状態とされている。

上述したように、閉鎖体５２は、薄肉に構成されており、特に、閉鎖体５２の閉鎖部５２ａは、作動時においてガス発生剤６０の燃焼に伴ってこれが破裂または溶融するように比較的脆弱に構成されており、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。

シール材５３は、ハウジング本体１０と閉鎖体５２との間に介装されており、より具体的には、ハウジング本体１０の径方向において、後述するハウジング本体１０に設けられたかしめ部１４と、閉鎖体５２のカバー部５２ｂとの間にその一部が位置するように配置されている。

シール材５３としては、好適には弾性体が用いられ、たとえば各種のゴム等からなるＯリングを利用することができ、この他にも、たとえばシリコーン樹脂等の液状のシール剤を閉鎖体５２あるいはハウジング本体１０に予め塗布してこれを硬化させることでシール材５３としてもよい。

仕切り部５０に対応した位置のハウジング本体１０には、かしめ部１４が設けられている。かしめ部１４は、上述したかしめ部１２，１３と同様に、ハウジング本体１０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加工によって形成されたものであり、ハウジング本体１０の周方向に沿って位置している。

このかしめ部１４が設けられることにより、仕切り部５０がハウジング本体１０に対して固定されるとともに、仕切り部５０によって燃焼室Ｓ１が外部から気密に封止されることになるが、その詳細については後述することとする。

図１および図２に示すように、ハウジングの内部の空間のうち、ホルダ２０と仕切り部５０とによって挟まれた空間（すなわち燃焼室Ｓ１）には、ガス発生剤６０とコイルバネ６２とが配置されている。ガス発生剤６０は、上記空間のうちの仕切り部５０側の位置に配置されており、コイルバネ６２は、当該ガス発生剤６０とホルダ２０との間に配置されている。

ガス発生剤６０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６０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、ガス発生剤６０は、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。

酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅等の塩基性硝酸塩や、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。

添加剤としては、バインダやスラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえば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。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６０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６０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６０の形状の他にもガス発生剤６０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。

コイルバネ６２は、成形体からなるガス発生剤６０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、金属線材を曲げ加工することによって形成されたバネ部６２ａおよび押圧部６２ｂを有している。バネ部６２ａは、その一端がホルダ２０に当接するように配置されており、その他端に押圧部６２ｂが形成されている。押圧部６２ｂは、たとえば金属線材が所定の間隔をもって略平行に配置されることで構成されており、ガス発生剤６０に当接している。

これにより、ガス発生剤６０は、コイルバネ６２によって仕切り部５０側に向けて弾性付勢されることになり、ハウジングの内部において移動してしまうことが防止されている。なお、上述した如くのコイルバネ６２に代えて、たとえば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からなるクッション材を利用することとしてもよい。

図１に示すように、ハウジングの内部の空間のうち、閉塞部材３０と仕切り部５０とによって挟まれた空間（すなわちフィルタ室Ｓ２）には、フィルタ７０が配置されている。フィルタ７０は、ハウジング本体１０の軸方向と同方向に延びる中空部７１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閉塞部材３０に当接しており、その軸方向の他方の端面が仕切り部５０に当接している。

フィルタ７０は、ガス発生剤６０が燃焼することによっ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７０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７０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、フィルタ７０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できる。

フィルタ室Ｓ２を規定する部分のハウジング本体１０には、ガス噴出口１１が周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。これら複数個のガス噴出口１１は、フィルタ７０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。

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４０が作動する。

点火器４０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４１内の圧力が上昇し、これによって点火部４１が破裂して熱粒子が点火部４１の外部へと流出する。流出した熱粒子は、ガス発生剤６０へと至る。

ガス発生剤６０に達した熱粒子は、ガス発生剤６０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５０の閉鎖体５２の閉鎖部５２ａが破裂または溶融して開口する。これにより、仕切り部５０の基体５１に設けられた連通孔５１ａ１を介して燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２とが連通することになり、燃焼室Ｓ１にて発生したガスが、当該連通孔５１ａ１を経由してフィルタ室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７０の中空部７１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７０の内部を通過する。その際に、フィルタ７０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７０によって除去される。

そして、フィルタ７０を通過した後のガスは、ガス噴出口１１を介してハウジング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。

ここで、図１および図３を参照して、仕切り部５０は、上述したようにハウジング本体１０に設けられたかしめ部１４によって固定されている。これに伴い、フィルタ７０は、ハウジング本体１０の軸方向において、閉塞部材３０と仕切り部５０とによって挟み込まれることでハウジング本体１０に固定されている。

より厳密には、フィルタ７０とかしめ部１４との間には、基体５１のフランジ部５１ｂとシール材５３の外縁部とが位置しているため、かしめ部１４を設けることによってこれら基体５１のフランジ部５１ｂとシール材５３の外縁部とがフィルタ７０側に向けて押し付けられることになり、さらには仕切り部５０によってフィルタ７０が閉塞部材３０側に向けて押し付けられることになる。そのため、かしめ部１４により、仕切り部５０およびフィルタ７０が一体的にハウジング本体１０に対して固定されることになる。

したがって、上記構成を採用することにより、仕切り部５０がハウジング本体１０に対して容易に固定できるばかりでなく、同時にフィルタ７０についても、これを容易にハウジング本体１０に対して固定することができる。すなわち、仕切り部５０の近傍に形成されるかしめ部を従来の２箇所から１箇所に削減できるため、従来に比して仕切り部５０近傍の構成を大幅に簡素化することができる。

また、ハウジング本体１０にかしめ部１４を設けることにより、シール材５３は、ハウジング本体１０の径方向においてかしめ部１４と閉鎖体５２のカバー部５２ｂとによって挟み込まれることになる。より厳密には、かしめ部１４の内側に位置するシール材５３の内縁部が、かしめ部１４とカバー部５２ｂとによって挟まれることで圧縮されることになる。これにより、シール材５３は、かしめ部１４とカバー部５２ｂとの双方に密着することになる。

そのため、ハウジング本体１０と閉鎖体５２との間に隙間が生じることがなくなるため、当該部分において燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２との間の気密性が確保されることになり、結果として当該部分において燃焼室Ｓ１が外部から気密に封止されることになる。なお、仕切り部５０の基体５１に設けられた連通孔５１ａ１は、閉鎖体５２の閉鎖部５２ａによって覆われているため、当該部分においても、非作動時においては燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２とが連通することはない。

加えて、上述したように、シール材５３の上記外縁部は、ハウジング本体１０の軸方向においてかしめ部１４と基体５１のフランジ部５１ｂとによって挟み込まれることでかしめ部１４およびフランジ部５１ｂの双方に密着している。そのため、この部分においてもシール性を確保することができ、結果として仕切り部５０とハウジング本体１０との境界部におけるシール性を高めることができる。

ここで、仕切り部５０をハウジング本体１０に組付けるに際しては、基体５１をハウジングに内挿する工程と、閉鎖体５２を基体５１に被せる工程と、シール材５３をハウジングの内部に設置する工程と、ハウジング本体１０の１箇所の位置においてかしめ加工を施す工程とのみによって行ねえることになり、従来に比して少ない工数での組付けが可能になる。

特に、従来必要であった仕切り部にシールテープを貼り付ける工程が不要になるため、シール処理に要する手間が大幅に軽減されることになり、さらにはハウジングの直径を小径化させた場合においても、シール処理が確実に行なえることになる。したがって、シリンダ型ガス発生器の小型軽量化に適したシール構造となる。

なお、予め基体５１に閉鎖体５２を取付け、これら基体５１と閉鎖体５２とに跨るように液状のシール剤を塗布してこれを硬化させることでシール材５３を形成することとすれば、ハウジング本体１０に組付ける前の段階において仕切り部５０を一体化された一つの部品として構成することが可能になるため、さらにハウジング本体１０への仕切り部５０の組付けがより容易に行なえることにもなる。

加えて、上述したように、ハウジング本体１０の仕切り部５０近傍に設ける必要のあるかしめ部が１箇所に削減できるため、この点においても組付作業の容易化が図れることになる。

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とすることにより、ガス発生剤６０の吸湿を防止するためのシール処理が容易であり、性能を低下させることなく小型軽量化が可能でかつ製造コストを大幅に抑制することができるシリンダ型ガス発生器とすることができる。

（変形例）
図４は、変形例に係るシリンダ型ガス発生器の仕切り部近傍の拡大断面図である。以下、この図４を参照して、本変形例に係るシリンダ型ガス発生器１Ａ１について説明する。

図４に示すように、本変形例に係るシリンダ型ガス発生器１Ａ１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、仕切り部５０の構成においてのみその構成が相違している。

具体的には、本変形例に係るシリンダ型ガス発生器１Ａ１においては、仕切り部５０の基体５１が、ハウジング本体１０と略同軸上に配置された筒状の基部５１ａのみを有しており、上述したシリンダ型ガス発生器１Ａの基部５１ａが具備していたフランジ部５１ｂ（図３参照）を有していない。

一方で、本変形例に係るシリンダ型ガス発生器１Ａ１においては、仕切り部５０の閉鎖体５２が、基体５１の基部５１ａに設けられた連通孔５１ａ１を閉鎖する閉鎖部５２ａと、基部５１ａの外周面を覆う環状のカバー部５２ｂとに加え、当該カバー部５２ｂのフィルタ室Ｓ２側の端部から径方向外側に向けて延びるフランジ部５２ｃをさらに有している。

そのため、フィルタ７０とかしめ部１４との間には、閉鎖体５２のフランジ部５２ｃとシール材５３の外縁部とが位置することになり、かしめ部１４を設けることによってこれら閉鎖体５２のフランジ部５２ｃとシール材５３の外縁部とがフィルタ７０側に向けて押し付けられることになる。

このように構成した場合にも、ハウジング本体１０にかしめ部１４を設けることにより、仕切り部５０およびフィルタ７０を一体的にハウジング本体１０に対して固定することができるとともに、燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２との間の気密性を確保することができる。したがって、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができる。

なお、ここでは、その図示は省略するが、仕切り部の基部および閉鎖体の双方にフランジ部を設け、これら２つのフランジ部がハウジング本体の軸方向においてかしめ部とフィルタとによって挟み込まれるように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態２）
図５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る。また、図６および図７は、それぞれ図５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および仕切り部近傍の拡大断面図である。なお、図７は、図５中に示す領域ＶＩＩに対応している。以下、これら図５ないし図７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について説明する。

図５ないし図７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、燃焼室Ｓ１の内部の構成においてのみその構成が相違している。

具体的には、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、燃焼室Ｓ１の内部に、ガス発生剤６０およびコイルバネ６２に加えて、オートイグニッション剤６１と、スペーサ部材８０と、収容室規定部材９０とが配置されている。

図５および図７に示すように、スペーサ部材８０は、有底円筒状のカップ形状を有しており、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。スペーサ部材８０は、燃焼室Ｓ１のうちの仕切り部５０が位置する側の端部に配置されている。

スペーサ部材８０は、ハウジング本体１０の軸方向に直交するように配置された平板状の隔壁部８１と、当該隔壁部８１の外縁部から立設された筒板状の環状壁部８２とを有している。スペーサ部材８０は、その隔壁部８１の外側の主面が仕切り部５０に当接するように配置されており、環状壁部８２の外周面は、ハウジング本体１０の内周面に当接している。

隔壁部８１の仕切り部５０に当接する主面には、スコア８１ａが設けられている。スコア８１ａは、ガス発生剤６０の燃焼による燃焼室Ｓ１の内圧上昇に伴って当該隔壁部８１が開裂して開口部が形成されるようにするためのものであり、たとえば放射状に互いに交差するように設けられた複数の溝にて構成される。スコア８１ａは、仕切り部５０のうちの連通孔５１ａ１に対向する部分に設けられている。

収容室規定部材９０は、ガス発生剤６０が収容されたガス発生剤収容室Ｓ１Ａを規定する部材であり、作動時においてガス発生剤６０の燃焼に伴ってこれが破裂または溶融するように比較的脆弱な部材にて構成されており、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。

収容室規定部材９０は、全体として長尺略円筒状の部材にて構成されており、ハウジング本体１０の軸方向に直交するように配置された平板状の頂壁部９１と、当該頂壁部９１の外縁部から立設された筒板状の側壁部９２とを有している。収容室規定部材９０は、その頂壁部９１が仕切り部５０側に位置するとともにその開口端がホルダ２０側に位置するように配置されている。

収容室規定部材９０の開口端側に位置する部分の側壁部９２には、拡径部９２ａが設けられている。拡径部９２ａは、ホルダ２０に固定された点火器４０から距離をもって配置されており、当該拡径部９２ａが設けられた部分よりも頂壁部９１側に位置する側壁部９２から径方向外側に向けて広がるように形成された部分を有している。また、拡径部９２ａの外周面の一部は、ハウジング本体１０の内周面に当接している。

ここで、収容室規定部材９０の頂壁部９１が位置する側の軸方向端部は、スペーサ部材８０の開口端に内挿されており、当該頂壁部９１側に位置する側壁部９２の端部が、スペーサ部材８０の環状壁部８２に当接している。

このように構成することにより、ガス発生剤６０が収容されたガス発生剤収容室Ｓ１Ａを規定する部分の収容室規定部材９０の側壁部９２の大部分が、ハウジング本体１０の内周面から所定の距離だけ離れて配置されることになり、燃焼室Ｓ１の軸方向に沿って空気層からなる断熱層６４が形成されることになる。当該断熱層６４の機能については、後述することとする。

オートイグニッション剤６１は、点火器４０の作動に依らずに自動発火する薬剤であり、上述したスペーサ部材８０の内部に配置されている。より詳細には、オートイグニッション剤６１は、偏平円柱状に成形されたペレットからなり、スペーサ部材８０の隔壁部８１と収容室規定部材９０の頂壁部９１とに挟み込まれることにより、これら隔壁部８１および頂壁部９１に接触している。

オートイグニッション剤６１は、ガス発生剤６０よりも低い温度で自然発火する薬剤であり、シリンダ型ガス発生器１Ｂ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万が一火災等が発生した場合に、シリンダ型ガス発生器１Ｂが外部から加熱されることによって異常動作が誘発されないようにするためのものである。

より詳細には、オートイグニッション剤が具備されていないガス発生器が外部から加熱された場合には、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り、その場合においては、ガス発生剤の温度がその自然発火温度に達してしまい、異常動作が誘発される場合がある。この異常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、予定されている通常のガス発生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ケースがある。その場合には、ハウジングの耐圧を超えた圧力がハウジングに加わり、結果として当該ハウジングに破断が生じるおそれがある。

これに対し、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂのようにオートイグニッション剤が具備されたガス発生器においては、火災等によってガス発生器が外部から加熱された場合にも、比較的低温のうちにオートイグニッション剤が発火することでガス発生剤を燃焼させ、これによりいわゆるオートイグニッション動作を発現させてハウジングの内部の圧力が破壊圧にまで達しないように調整することができる。したがって、安全性の面において優れたガス発生器となる。

ここで、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１Ｂにおいては、ガス発生剤６０が収容された収容室規定部材９０とハウジング本体１０との間に上述した断熱層６４が設けられているため、火災等が発生した場合にも、ガス発生剤６０が外部から加熱されて昇温してしまうことが抑制できることになる。

なお、断熱層６４は、ハウジング本体１０の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有していることが好ましが、本実施の形態の如くの空気層以外にも、これを他の気体層や真空層、あるいは当該空間に配置された断熱性を有する部材等にて構成してもよい。

また、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、オートイグニッション剤６１が、ハウジング本体１０との間でスペーサ部材８０を介して熱的に接触しており、さらにはハウジング本体１０との間で収容室規定部材９０の頂壁部９１寄りの端部を介して熱的に接触しているため、火災等が発生した場合に当該オートイグニッション剤６１が効率的に加熱されることになる。

したがって、当該構成を採用することにより、特に安全性の面において優れたシリンダ型ガス発生器とできることになる。

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、上述した実施の形態１において示した構成と同様の構成の仕切り部５０が設けられているとともに、当該仕切り部５０に対応した位置のハウジング本体１０にかしめ部１４が設けられている。そのため、当該構成を採用した場合にも、仕切り部５０およびフィルタ７０を一体的にハウジング本体１０に対して固定することが可能になり、さらには燃焼室Ｓ１とフィルタ室Ｓ２との間の気密性を確保することができる。したがって、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができる。

上述した本発明の実施の形態１および２ならびにその変形例においては、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および２ならびにその変形例においては、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、カーテンエアバッグ装置や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ならびにその変形例は、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，１Ａ１，１Ｂ シリンダ型ガス発生器、１０ ハウジング本体、１１ ガス噴出口、１２〜１４ かしめ部、２０ ホルダ、２１ 貫通部、２２ 環状溝部、２３ かしめ部、２４ 窪み部、２５，２６ シール材、３０ 閉塞部材、３１ 環状溝部、４０ 点火器、４１ 点火部、４２ 端子ピン、４３ 燃焼制御カバー、５０ 仕切り部、５１ 基体、５１ａ 基部、５１ａ１ 連通孔、５１ｂ フランジ部、５２ 閉鎖体、５２ａ 閉鎖部、５２ｂ カバー部、５２ｃ フランジ部、５３ シール材、６０ ガス発生剤、６１ オートイグニッション剤、６２ コイルバネ、６２ａ バネ部、６２ｂ 押圧部、６４ 断熱層、７０ フィルタ、７１ 中空部、８０ スペーサ部材、８１ 隔壁部、８１ａ スコア、８２ 環状壁部、９０ 収容室規定部材、９１ 頂壁部、９２ 側壁部、９２ａ 拡径部、Ｓ１ 燃焼室、Ｓ１Ａ ガス発生剤収容室、Ｓ２ フィルタ室。

Claims (5)

1. 軸方向の一端部および他端部が閉塞されてなる周壁部を有し、ガス発生剤が配置された燃焼室およびフィルタが配置されたフィルタ室を内部に含む長尺筒状のハウジングと、
   前記一端部側の位置に前記燃焼室が形成されるとともに、前記他端部側の位置に前記フィルタ室が形成されるように、前記ハウジングの内部の空間を前記周壁部の軸方向において仕切る仕切り部と、
   前記一端部に組付けられた点火器とを備え、
   前記仕切り部は、前記燃焼室と前記フィルタ室とを連通させるための連通孔を規定するとともに前記周壁部と略同軸上に配置された筒状の基部を有する基体と、前記連通孔を閉鎖する閉鎖部および前記基部の外周面を覆う環状のカバー部を有する閉鎖体と、前記周壁部と前記カバー部との間に介装された環状のシール材とを含み、
   前記仕切り部に対応した位置の前記周壁部に径方向内側に向けて縮径したかしめ部が周方向に沿って設けられることにより、前記仕切り部が、前記ハウジングに対して固定され、
   前記周壁部の径方向において前記かしめ部と前記カバー部とによって挟み込まれることにより、前記シール材が、前記かしめ部および前記カバー部の双方に密着している、ガス発生器。
2. 前記基体が、前記基部の前記フィルタ室側の端部から径方向外側に向けて延びるフランジ部を有し、
   前記周壁部の軸方向において前記かしめ部と前記フランジ部とによって挟み込まれることにより、前記シール材が、前記かしめ部と前記フランジ部との双方にさらに密着している、請求項１に記載のガス発生器。
3. 前記閉鎖体が、前記カバー部の前記フィルタ室側の端部から径方向外側に向けて延びるフランジ部を有し、
   前記周壁部の軸方向において前記かしめ部と前記フランジ部とによって挟み込まれることにより、前記シール材が、前記かしめ部と前記フランジ部との双方にさらに密着している、請求項１に記載のガス発生器。
4. 前記周壁部の軸方向において前記他端部と前記仕切り部とによって挟み込まれることにより、前記フィルタが、前記ハウジングに対して固定されている、請求項１から３のいずれかに記載のガス発生器。
5. 前記閉鎖部が、前記基部の前記燃焼室側の開口端を覆うように位置している、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。

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