JP6835315B2

JP6835315B2 - ガス発生器、及び収容容器

Info

Publication number: JP6835315B2
Application number: JP2017099342A
Authority: JP
Inventors: 紘士山本; 藪田　幹夫; 幹夫藪田
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: CN110678362A; KR20200010300A; DE112018002509B4; US20200061566A1; JP2018192965A; WO2018211783A1; CN110678362B; US11230254B2; DE112018002509T5; KR102505651B1

Description

本発明は、点火器の作動によりガス発生剤を燃焼させて燃焼ガスを発生させるガス発生器に関する。

点火器の作動により燃焼室内に充填されたガス発生剤を燃焼させ、燃焼ガスを発生させるガス発生器においては、当該充填されたガス発生剤が所望するように燃焼しなければ、燃焼ガスを設計通りに発生させることが困難となる。一般には、ガス発生剤をむらなく燃焼させて設計通りに燃焼ガスを発生させるために、点火器を中心としてその周囲に均等にガス発生剤を配置させる。しかし、ガス発生器の構成により点火器に対してガス発生剤をその周囲に均等に配置させにくい場合がある。例えば、特許文献１に示すガス発生器では、その図１及び図２に示すように、第１の燃焼室の形状が三日月に近似した環状となりその内部に第１のガス発生剤が充填され、当該燃焼室の概ね中央に点火器が配置されている。このような構成において、点火器を取り囲むように配置された内筒部材に設けられた伝火孔の向きを、燃焼室の周壁に沿った方向とすることで、点火器の燃焼に伴う火炎の方向を規定し、ガス発生剤の均等な燃焼が試みられている。

また、特許文献２には、軸方向に燃焼室を重ねた構造となっている上下式のガス発生器が開示されている。このような上下式のガス発生器では、各燃焼室に対応させた２つの点火器が使用されるが、その２つの点火器をガス発生器のハウジングの底面側に配置しているため、特に上方の燃焼室に対応する点火器と、当該上方の燃焼室に充填されたガス発生剤との位置関係が、該点火器を中心としたときに均等な位置関係とはなりにくい。

特開２００１−２２５７１１号公報特開２００１−３５４１０５号公報特開２００７−１３１２５４号公報

ガス発生器において点火器の作動により燃焼室に充填されたガス発生剤を燃焼させる場合、ガス発生剤のむらの無い燃焼のためには、点火器を中心としてその周囲にガス発生剤を均等に配置するのが好ましい。しかし、ガス発生器の構造によっては、そのように点火器をガス発生剤に対してその均等な燃焼に適した位置に配置することが困難な場合がある。例えば、ガス発生器の形状や寸法の制限から、点火器の配置がガス発生剤に対して偏った位置にせざるを得ない場合がある。

上記のガス発生器で採用された構成は、内筒部材に設けられた伝火孔の向きを燃焼室の周壁に沿った方向に合わせる構成であり、点火器の配置がガス発生剤の均等な燃焼に適した位置からずれている場合に、ガス発生剤の均等燃焼を実現させるにはまだ改良の余地がある。

本発明は、上記した問題に鑑み、ガス発生器における点火器の配置にかかわらず、均等なガス発生剤の燃焼を可能とする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ガス発生器のハウジング内に配置された点火器に対して、伝火薬を収容した収容容器を位置決めするとともに、点火器の作動によって収容容器の蓋部が開裂し、そこで発生した燃焼生成物がその蓋部によって好適なガス発生剤の燃焼が行われ得る所定の方向に放出されるように、その収容容器を形成した。このような構成により、ガス発生器の構造にかかわらずガス発生剤の燃焼の好適な開始部位を規定することが可能となる。

具体的には、本発明は、点火器と、容器本体及び該容器本体に対して形成された蓋部を有し、伝火薬を収容する収容容器であって、該収容容器の外部に配置された前記点火器の作動により該伝火薬が燃焼するように、該点火器に対して位置決めされた、収容容器と、前記点火器と前記収容容器とを収容するハウジングであって、前記収容容器の前記蓋部に隣接する該ハウジング内の所定の領域内に、前記点火器の作動により燃焼された前記伝火薬の燃焼生成物により燃焼されるガス発生剤が充填されたハウジングと、を備える、ガス発生器である。そして、前記蓋部は、前記伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物により受ける圧力で開裂可能に構成された脆弱部と、該燃焼生成物により受ける圧力でも前記容器本体との接続状態を維持可能に構成された強接続部とを有し、前記点火器が作動することで前記伝火薬が燃焼すると、前記脆弱部が開裂し且つ前記強接続部を介して前記容器本体に接続された状態の前記蓋部の一部又は全部が、該伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物の放出を、前記ハウジング内に充填された前記ガス発生剤の所定の燃焼開始部位に向かわせる方向に規定するように構成される。

本発明のガス発生器では、ハウジング内にガス発生剤が充填されるとともに、点火器と収容容器が配置されている。点火器が作動すると収容容器内に収容されている伝火薬が燃焼されるように、ハウジング内での点火器と収容容器との位置関係が決められている。このとき、収容容器の蓋部は、ハウジングの所定領域内に充填されているガス発生剤と隣接した状態となっている。そのため、収容容器での伝火薬が燃焼すると、その燃焼生成物が収容容器の蓋部を破りそこから放出されてガス発生剤と接触することで、ガス発生剤が燃焼する。そして、そのガス発生剤の燃焼によって燃焼ガスが生成されることになる。このように、上記ガス発生器では、点火器の作動を起点として、収容容器内の伝火薬の燃焼を介して、最終的にハウジング内のガス発生剤が燃焼されることになる。ここで、伝火薬としては、ハウジング内において上記ガス発生剤とは分離して収容されている別のガス発生剤でもよく、別法として、従来の黒色火薬等の火薬であってもよい。

ここで、収容容器の蓋部には脆弱部と強接続部が設けられている。脆弱部は、伝火薬が燃焼することで収容容器内の圧力が上昇した際に、その圧力により優先的に開裂し得る部位であり、例えば、その肉厚を蓋部の他の部位よりも薄く溝状に形成した部位とされる。一方で、強接続部はその燃焼時の圧力に晒されても容器本体との接続状態が維持される程度の強度を有している部位である。したがって、蓋部がこのような脆弱部と強接続部を有することで、伝火薬が燃焼した際には、脆弱部の開裂により蓋部が変形するとともに強接続部により蓋部は容器本体と繋がった状態を維持し、ハウジング内に飛び散ることにはならない。そのため、伝火薬の燃焼生成物が収容容器から放出される際に、容器本体に繋がった状態となった蓋部の一部又は全部が、その燃焼生成物の放出に対する抵抗部材、もしくはガイド部材となり得る。すなわち、容器本体に繋がった状態となった蓋部の一部又は全部は、収容容器から流出していく燃焼生成物の流れを規定する機能を有することになる。

そこで、点火器の作動により伝火薬が燃焼すると、上記容器本体に繋がった状態となった蓋部の一部又は全部が、伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物の放出を、ハウジング内のガス発生剤の所定の燃焼開始部位に向かわせる方向に規定するように構成される。当該所定の燃焼開始部位は、ハウジングに充填されたガス発生剤を均等に燃焼させるための、当該
ガス発生剤の燃焼の起点となる部位であり、ハウジングでのガス発生剤の充填形態に応じて適宜設定すればよい。このような構成を採用することで、ハウジングでの点火器の配置にかかわらず、伝火薬の燃焼生成物を、ガス発生剤の燃焼に適した部位に向かわせることが可能となる。

ここで、上記のガス発生器において、前記伝火薬の燃焼が進むに従い、前記蓋部の一部又は全部による、該伝火薬の燃焼生成物の放出開口は大きくなるように構成されてもよい。その場合、前記伝火薬の燃焼過程における所定の燃焼時期に、該伝火薬の燃焼生成物は、前記蓋部の一部又は全部によって前記所定の燃焼開始部位に導かれる。所定の燃焼時期は、伝火薬の燃焼過程においてガス発生剤の燃焼開始を決定づける程度に伝火薬の燃焼生成物の量が多くなる時期である。このように伝火薬の所定の燃焼時期に、その燃焼生成物がガス発生剤の所定の燃焼開始部位に導かれることで、ガス発生剤の均等燃焼が実現できるようにその燃焼を開始させることができる。

上述までのガス発生器において、前記蓋部は、前記点火器の作動により燃焼された前記伝火薬の燃焼生成物の一部が、前記ハウジング内に充填された前記ガス発生剤の前記所定の燃焼開始部位とは異なる部位であって、該蓋部の裏側に位置する追加燃焼部位に到達するように設けられた貫通孔を、更に有してもよい。このように貫通孔を介して、伝火薬の燃焼生成物の一部を、蓋部の裏側の、追加燃焼部位に位置するガス発生剤にも届けることで、燃焼開始部位からガス発生剤の燃焼が開始されるときに蓋部の裏側にあることでその燃焼が阻害され得る位置にあるガス発生剤の一部を、好適に燃焼させることができる。その結果、ハウジング内において、ガス発生剤を好適に燃焼させ、燃焼むらを抑制することが可能となる。なお、追加燃焼部位に送られる燃焼生成物の量を、燃焼開始部位に直接送られる燃焼生成物の量よりも少なくすることで、追加燃焼部位にあるガス発生剤が、燃焼開始部位にあるガス発生剤に対して補助的に着火されるようになる。

上述までのガス発生器において、前記点火器は、前記ハウジングの底面側に配置され、そして、前記ハウジングは、前記点火器を取り囲みその内部に該点火器を収容するように設けられ、且つ該ハウジング内に充填された前記ガス発生剤側に開口した隔壁部材を有し、前記収容容器は、前記隔壁部材の内部において該収容容器の底部側を前記点火器に隣接させ、且つ該収容容器の周壁部を該隔壁部材の内壁面に対向させて、前記蓋部が該隔壁部材の開口を介して前記ガス発生剤側に向くように配置されてもよい。このように収容容器の周壁部を隔壁部材の内壁面に対向させた状態で、収容容器の底部側が点火器に隣接するように点火器と収容容器とが位置決めされることで、点火器の作動により収容容器内の伝火薬を好適に燃焼させることができる。そして、その上で伝火薬の燃焼生成物を、隔壁部材の開口を通り上記の通り変形された蓋部によりハウジング内のガス発生剤側に導くことで、点火器の作動を起点として、ガス発生剤を、その均等な燃焼に適した所定の燃焼開始部位から燃焼させることが可能となる。

なお、上記のガス発生器において、前記隔壁部材は、前記ハウジングの内部空間を上部空間と下部空間とに分割するように構成されてもよい。そして、前記ガス発生剤は、前記上部空間内であって、前記ハウジングの底面側に配置された前記点火器の上側の空間に充填され、前記下部空間内の前記ハウジングの底面側に、前記点火器とは異なる別の点火器が配置されるとともに、該別の点火器の作動により燃焼される、前記ガス発生剤とは異なる別のガス発生剤が該下部空間内に充填される。すなわち、当該ガス発生器は、その高さ方向に燃焼室となる空間（上部空間と下部空間）が重ねて形成されており、ガス発生器の表面積を抑えつつその出力を増大させることを可能とする構成となっている。

このような構成のガス発生器では、ハウジングの底面側に２つの点火器が配置されているが、それぞれの点火器に対応するガス発生剤が充填された空間（上部空間と下部空間）
は、ガス発生器の高さ方向に重なって形成されているため、上部空間に充填されているガス発生剤に対して、それに対応する点火器は偏った位置に配置される場合がある。そのような構成を有するガス発生器においても、本願発明を適用することで、そのガス発生剤をより好適にむら無く燃焼させることが可能となる。

ここで、本願発明を収容容器の側面から捉えることができる。すなわち、本願発明は、容器本体及び該容器本体に対して形成された蓋部を有し、伝火薬を収容する収容容器であって、該収容された伝火薬は、該収容容器の外部に配置された点火器の作動により燃焼される、収容容器であって、前記蓋部は、前記伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物により受ける圧力で開裂可能に構成された脆弱部と、該燃焼生成物により受ける圧力でも前記容器本体との接続状態を維持可能に構成された強接続部とを有し、前記点火器が作動することで前記伝火薬が燃焼すると、前記脆弱部が開裂し且つ前記強接続部を介して前記容器本体に接続された状態の前記蓋部の一部又は全部が、該伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物の放出を、前記収容容器の外部に位置する、該伝火薬とは異なるガス発生剤の所定の燃焼開始部位に向かう方向に規定するように構成される。このような収容容器をガス発生器に適用することで、ガス発生器における点火器の配置にかかわらず、そこに充填されたガス発生剤の均等な燃焼が可能となる。

本発明によれば、ガス発生器における点火器の配置にかかわらず、均等なガス発生剤の燃焼が可能となる。

本発明のガス発生器の概略構成を示す第１の図である。図１に示すガス発生器に組み込まれる下部シェルの上面図である。図１に示すガス発生器に組み込まれる収容容器の概略構成を示す図である。図１に示すガス発生器における、収容容器の配置状態を示す図である。図１に示すガス発生器において点火器が作動したときの状態を示す図である。点火器が作動したときの収容容器の状態を示す図である。本発明の収容容器の別の形態を示す第１の図である。本発明の収容容器の別の形態を示す第２の図である。本発明の収容容器の別の形態を示す第３の図である。本発明のガス発生器の概略構成を示す第２の図である。本発明のガス発生器の概略構成を示す第３の図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係るガス発生器、及びそこに組み込まれる収容容器について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこれらの実施の形態の構成に限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１は、ガス発生器１の高さ方向の断面図であり、図２は、そのガス発生器１に含まれる下部シェル３の上面図である。なお、両図中のＺ０は、ガス発生器１の高さ方向（軸方向）の中心軸を表している。ガス発生器１は、上部シェル２及び下部シェル３で形成されるハウジング４内に充填されたガス発生剤を燃焼させて、燃焼ガスを放出するように構成されている。上部シェル２は周壁部２ｃと頂面部２ｄを有し、これらにより凹状の内部空間を形成する。頂面部２ｄは、後述の下部シェル３の底面部３ｂとともに、上面視で概ね円形状を有しており、周壁部２ｃ及び後述の下部シェル３の周壁部３ａは、それぞれ頂面部２ｄ、底面部３ｂの周囲を囲み、各面部から概ね垂直に延在した環状の壁面を形成して
いる。上部シェル２の内部空間は、後述するようにガス発生剤２２が充填される空間である。周壁部２ｃの一端側に頂面部２ｄが接続し、その他端側は上部シェル２の開口部となる。そして、周壁部２ｃの当該他端側には、当該開口部から順に、嵌合壁部２ａ、突き当て部２ｂが設けられている。嵌合壁部２ａによる内部空間の半径は、頂面部２ｄ寄りの周壁部２ｃによる内部空間の半径より大きく形成され、嵌合壁部２ａは、突き当て部２ｂを介して周壁部２ｃへと繋がっている。

また、下部シェル３は周壁部３ａと底面部３ｂを有し、これらにより凹状の内部空間を形成する。当該内部空間は、後述するようにガス発生剤２６が充填される空間である。周壁部３ａの一端側に底面部３ｂが接続し、その他端側は下部シェル３の開口部となる。そして、周壁部３ａによる内部空間の半径は、上部シェル２の周壁部２ｃによる内部空間の半径と概ね同じである。図２に示すように、下部シェル３の底面部３ｂには、後述するように第１点火器２３と第２点火器２７がそれぞれ固定される嵌合孔３ｃ及び嵌合孔３ｄが設けられている。

更に、ハウジング４内には、上部シェル２と下部シェル３との間に隔壁部材１０が配置されている。隔壁部材１０は、終端部１５と、その終端部１５から下部シェル３の周壁部３ａに沿って延在する嵌合壁部１４と、嵌合壁部１４に繋がりハウジング４内を概ね上下の空間に分割する分割壁部１３と、分割壁部１３に繋がり下部シェル３の底面部３ｂまで延在する周壁部１２と、周壁部１２に繋がり第１点火器２３が取り付けられる取付縁部１１とを有する。図１に示すように終端部１５が下部シェル３の周壁部３ａの終端面上に置かれて隔壁部材１０がハウジング４に取り付けられたときに、分割壁部１３は、上部シェル２の頂面部２ｄや下部シェル３の底面部３ｂに概ね平行となる壁面を形成し、周壁部１２は、その分割壁部１３の壁面から下部シェル３側に窪んだ空間を形成するように分割壁部１３と繋がっている。また、周壁部１２には貫通孔１０ａが設けられており、貫通孔１０ａは、隔壁部材１０により分割されて形成される２つの空間（後述する第１の空間２１と第２の空間２５）を連通する。なお、この窪んだ空間は、その上方の空間側に開口し、後述するように第１点火器２３が収容されるが、当該窪んだ空間を「周壁部１２による収容空間」と称する。また、取付縁部１１は、下部シェル３の嵌合孔３ｃに嵌め込まれた第１点火器２３を挿通する貫通孔を形成している。なお、隔壁部材１０が下部シェル３に取り付けられ状態では、取付縁部１１が底面部３ｂの嵌合孔３ｃ近くの底面上に接触し、更に、隔壁部材１０の嵌合壁部１４は、下部シェル３の周壁部３ａに嵌合された状態となる。

そして、このように下部シェル３上に隔壁部材１０が取り付けられた状態で、上方より上部シェル２が更に取り付けられる。上記の通り、上部シェル２の嵌合壁部２ａによる内部空間の半径は、周壁部２ｃによる内部空間の半径より大きく形成されているため、上部シェル２は、その突き当て部２ｂが隔壁部材１０の終端部１５に突き当たるまで、下部シェル３に対して嵌め込まれる。上部シェル２の突き当て部２ｂが終端部１５に突き当たった状態において、嵌合壁部１４は下部シェル３の周壁部３ａに嵌合された状態となる。なお、ハウジング４において、上部シェル２、下部シェル３の接触部位は、内部に充填されるガス発生剤の防湿等のために好適な接合方法（例えば、溶接等）により接合される。

このようにハウジング４においては、隔壁部材１０によってその内部空間が概ね上下に２つの空間に分割されることになる。ハウジング４の内部空間のうち上部シェル２と隔壁部材１０によって画定される第１の空間２１（上部空間）には、第１点火器２３、収容容器４０、ガス発生剤２２が配置され、下部シェル３と隔壁部材１０によって画定される第２の空間２５（下部空間）には、第２点火器２７、ガス発生剤２６が配置されることで、ガス発生器１は２つの第１点火器２３、第２点火器２７を備えるデュアルタイプのガス発生器に構成されている。なお、第１点火器２３と第２点火器２７はともに下部シェル３の
底面部３ｂ上に固定されており、そのため、第１点火器２３は、第１点火器２３の側方が隔壁部材１０の周壁部１２に囲まれ、且つその頂部が周壁部１２に繋がる分割壁部１３から飛び出さないように、周壁部１２による収容空間内に収められた状態となっている。

ここで、第１の空間２１では、周壁部１２による収容空間には第１点火器２３が収容されるため、その上方の空間（概ね、分割壁部１３より上方の空間）にガス発生剤２２が充填されることになるが、そのガス発生剤２２を取り囲むように環状のフィルタ３２が配置されている。このときガス発生剤２２は、第１の空間２１内で不要に振動しないようにクッション３１の付勢力によりフィルタ３２、分割壁部１３等に抑えつけられた状態で充填されている。ガス発生剤２２は、比較的燃焼温度の低いガス発生剤を使用している。ガス発生剤２２の燃焼温度は、１０００〜１７００℃の範囲にあることが望ましく、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からなる、単孔円柱状のものを用いることができる。

なお、フィルタ３２は、ステンレス鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径方向及び軸方向に圧縮して形成されており、ガス発生剤２２による燃焼ガスを冷却し、その燃焼残渣を捕集する。フィルタ３２として、その他に針金を心棒に多層に巻いて形成された巻線タイプの構造のものを採用してもよい。なお、フィルタ３２は、第２の空間２５に充填されたガス発生剤２６の燃焼残渣も捕集する。また、上部シェル２の周壁部２ｃとフィルタ３２との間に形成された間隙３３より、フィルタ３２の周囲に半径方向断面に環状のガス通路が形成される。この間隙３３により、燃焼ガスはフィルタ３２の全領域を通過し、フィルタ３２の有効利用と燃焼ガスの効果的な冷却・浄化が達成される。間隙３３を流れる燃焼ガスは、周壁部２ｃに設けられたガス排出口５に至る。また、ハウジング４内に外部より湿気が侵入するのを阻止するために、ガス発生器１の作動前では、アルミニウムテープ３４によりガス排出口５がハウジング４の内部から塞がれている。

次に、第２の空間２５では、下部シェル３の嵌合孔３ｄに固定された第２点火器２７に対応して、ガス発生剤２６が充填されている。このときガス発生剤２６も、第２の空間２５内で不要に振動しないように図示しない緩衝部材によって付勢された状態で充填されている。また、ガス発生剤２６にも、ガス発生剤２２と同様に、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からなる、単孔円柱状のものを用いることができる。

このような構成により、ガス発生器１では第１点火器２３の作動によるガス発生剤２２の燃焼と、第２点火器２７の作動によるガス発生剤２６の燃焼とによって、比較的多量の燃焼ガスを生成し、外部に放出することができる。しかし、ガス発生器１においては、ガス発生剤２２は環状のフィルタ３２の中央部分の空間に配置され、その充填されたガス発生剤２２の群の中心は、ガス発生器１の中心軸Ｚ０に概ね一致しているが、下部シェル３の底面部３ｂに第１点火器２３と第２点火器２７とが配置されているために、周壁部１２による収容空間内に配置されている第１点火器２３の高さ方向の中心軸は、ガス発生器１の中心軸Ｚ０からずれている。そのため、ガス発生器１の第１の空間２１では、充填されたガス発生剤２２に対する第１点火器２３の相対位置が、ガス発生剤２２の群の中心から偏った位置となる。その結果、第１点火器２３の作動により中心軸Ｚ０に沿った方向に放出される燃焼生成物は、そのままでは充填されたガス発生剤２２の群の略中心からずれた位置に向かって放出されることになり、ガス発生剤２２の燃焼にむらが生じ、ガス発生器１の出力特性が想定通りのものからずれるおそれがある。

そこで、ガス発生器１においては、第１の空間２１において、周壁部１２による収容空間に収容された第１点火器２３と、充填されたガス発生剤２２との間に、所定の伝火薬を収容した収容容器４０が配置されている。収容容器４０は、図３に示すように、その内部
に伝火薬４４を収容する収容空間を有する容器である。図３の上段（ａ）は収容容器４０の断面を表し、下段（ｂ）は収容容器４０の上面図である。伝火薬４４としては、着火性が良く、ガス発生剤２２、２６より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４４の燃焼温度は、１７００〜３０００℃の範囲にあることが望ましい。このような伝火薬４４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％）からなる、ディスク状のものを用いることができる。

収容容器４０は、円形状の蓋部４１、及び周壁部４２を有し、その外観は略円柱形状を有しているが、その底面部４３は、図１に示すガス発生器１での配置状態において接触する第１点火器２３の外形に倣った形状となっている。第１点火器２３が作動すると、それにより収容容器４０の底面部４３が破壊され、その中の伝火薬４４が燃焼されることになる。なお、図１に示すガス発生器１での配置状態において、収容容器４０の蓋部４１は、分割壁部１３の壁面と同程度の高さとなり、上方に位置するガス発生剤２２と隣接している。また、周壁部４２は、隔壁部材１０の周壁部１２による収容空間を形成する、その内壁面に対向した状態となる。

このような収容容器４０は、第１点火器２３の作動前では、蓋部４１が周壁部４２に対して固着され、収容容器４０内を密封している。そのため伝火薬４４を外部の湿気から十分に防ぐことができる。そして、その蓋部４１には、図３（ｂ）に示すように、蓋部４１の他の部位よりも薄肉に形成されたノッチ４５が設けられている。ノッチ４５は、蓋部４１の周縁部（蓋部４１が周壁部４２と接続される部位）の近くに、中心角が概ね３００度程度の円弧状に形成されている。したがって、ノッチ４５が延在していない蓋部４１の周縁部近くの部位４６は、ノッチ４５が形成された部位と比べて、蓋部４１の厚さが厚くなり強度が高くなる。そこで、当該部位４６は本願発明の強接続部に相当し、ノッチ４５は本願発明の脆弱部に相当する。

このように蓋部４１にノッチ４５と部位４６とによって強度が異なる部位が設けられることで、収容容器４０内の伝火薬４４が燃焼しその内部圧力が上昇したときには、図４に示すように、蓋部４１は、ノッチ４５が形成された部位が開裂しながらも、ノッチ４５に概ね囲まれた蓋部４１の一部である蓋部要素４７は、収容容器４０の本体側（周壁部４２側）と接続された状態が維持される。このように蓋部要素４７が収容容器４０の本体側に接続されたまま収容容器４０が開口された状態を、「片開き状態」と称する。蓋部要素４７が片開き状態となると、収容容器４０内で伝火薬４４により発生した燃焼生成物は、蓋部要素４７に沿って蓋部要素４７が大きく開口している側に放出されることになる。また、収容容器４０内の圧力に応じて、蓋部要素４７の傾き（伝火薬４４の燃焼前における蓋部４１の位置に対する、片開き状態における蓋部要素４７の傾き）が変化する場合、その傾きに応じて収容容器４０からの燃焼生成物の放出の向きも変化することになる。

このように構成された収容容器４０が、図１に示すように、第１の空間２１において第１点火器２３の上に配置される。このときの収容容器４０と、上部シェル２内の第１の空間２１との相対位置関係を図５に示す。図５は、第１の空間２１を上方から見た図である。このように蓋部４１の部位４６が、ガス発生器１の中心軸Ｚ０とは反対側もしくは最遠となる側（図５中の左側）に位置するように、第１点火器２３上で収容容器４０は位置決めされる。なお、収容容器４０は上面視で概ね円形であるから、配置後に第１点火器２３上で回転しないように、第１点火器２３との間に回転を阻止する引掛り部位が設けられてもよい。また、別法として、隔壁部材１０の周壁部１２の断面を楕円形状とし、収容容器４０の断面形状もそれに対応した楕円形状とすることで、上記配置後の収容容器４０の位置ずれを防止することもできる。

図５に示すように第１点火器２３に対して収容容器４０が位置決めされた状態で、第１
点火器２３が作動すると、収容容器４０内の圧力が上昇し、蓋部４１のノッチ４５が開裂する。その結果、図６に示すように蓋部４１の蓋部要素４７が片開き状態となり、このとき蓋部要素４７は、第１の空間２１に充填されているガス発生剤２２の群の概ね中央の部位Ｒ１（部位Ｒ１は、概ねガス発生器１の中心軸Ｚ０上の領域であり、本願発明の所定の燃焼開始部位に相当する）に向けて大きく開口した状態となる。その結果、伝火薬４４による燃焼生成物は、その片開き状態となった蓋部要素４７に沿ってガス発生剤２２に向かって放出されるため、ガス発生剤２２を実質的に中央の部位Ｒ１から燃焼開始させることができ、以てガス発生剤２２の燃焼のむらを可及的に抑制することができる。

なお、第１点火器２３の作動前は収容容器４０の蓋部要素４７は開口しておらず、その内部圧力の上昇に伴ってその開口面積が増加していく。特に、伝火薬４４の燃焼初期では、ガス発生剤２２の燃焼は進んでおらず第１の空間２１に残っているガス発生剤２２の量は多いため、蓋部要素４７も開口しにくい。そのため、蓋部要素４７が開口した直後の状態（図６において、参照番号が４７ａで参照されている蓋部要素の状態）では、蓋部要素４７の傾きは、比較的小さく、その開口方向も部位Ｒ１を指向した方向とはないっていない。しかし、このような状態では収容容器４０から放出される燃焼生成物の量も比較的少ないため、まとまった量のガス発生剤２２の燃焼開始を決定づけるものではない。その後、伝火薬４４の燃焼が進むことで蓋部要素４７が更に押し上げられることで、図６において参照番号が４７ｂで参照されている状態に蓋部要素４７が至ると、まとまった量のガス発生剤２２の燃焼開始を決定づけるに十分な量の燃焼生成物が、その蓋部要素４７に沿って部位Ｒ１に向かって放出され、ガス発生剤２２の好適な燃焼開始を実現することができる。このように、伝火薬４４による燃焼生成物の量がガス発生剤２２の燃焼に適した量となるタイミングにおいて、片開き状態となった蓋部要素４７が部位Ｒ１を指向するように、収容容器４０の蓋部４１におけるノッチ４５や部位４６の位置、大きさ、形状等が設計される。

なお、伝火薬４４の燃焼が更に進むと、蓋部要素４７の傾きは更に大きくなり、蓋部要素４７が図６において参照番号が４７ｃで参照されている状態に至る。しかし、このときは既にガス発生剤２２の燃焼もある程度進行しているため、ガス発生剤２２の燃焼に及ぼす影響は十分に無視することができる。

以上により、本実施例に係るガス発生器１では、第１点火器２３が作動すると、先ずは収容容器４０内の伝火薬４４が燃焼される。その燃焼で生じた燃焼生成物により収容容器４０の蓋部４１の一部である蓋部要素４７が片開き状態となり、その蓋部要素４７によって燃焼生成物を、第１の空間２１に充填されているガス発生剤２２の部位Ｒ１に好適に放出でき、ガス発生剤２２の均等な燃焼を実現することができる。ガス発生剤２２の燃焼で生じた燃焼ガスは、ガス排出口５からハウジング４の外部に放出される。更に、第１点火器２３の作動後において、第２点火器２７が作動すると、第２の空間２５に充填されているガス発生剤２６が燃焼される。その燃焼で生じた燃焼ガスは、貫通孔１０ａを経て収容容器４０の周壁部４２を開裂させて第１の空間２１に流れ込み、更にガス排出口５からハウジング４の外部に放出される。ガス発生器１の出力特性に応じて、第１点火器２３と第２点火器２７の作動タイミングは適宜決定すればよい。

＜変形例１＞
ガス発生器１に適用可能な収容容器４０の第１の変形例について、図７に基づいて説明する。図７は、その左側に第１点火器２３の作動前における収容容器４０が示され、その右側には第１点火器２３が作動した後の収容容器４０が示されている。図７に示す収容容器４０は、蓋部４１の構成が上記実施例の収容容器４０と異なっている。具体的には、蓋部４１に段差４８が設けられており、その上側が上側蓋部４１ａとされ、その下側が下側蓋部４１ｂとされる。そして、ノッチ４５は、その下側蓋部４１ｂの側に概ね半円状に設
けられている。ノッチ４５の両端が段差４８近くまで延在することで、ノッチ４５が形成されている部位より高強度に形成された部位４６は、段差４８近くの部位とされ、本願発明の強接続部に相当する。なお、図７には示されていないが、収容容器４０の底面部は、上記実施例と同じように、下方に位置する第１点火器２３の形状に倣った形状となっている。

このように構成される収容容器４０では、第１点火器２３が作動すると、収容容器４０内の伝火薬が燃焼され、下側蓋部４１ｂの一部である蓋部要素４７が片開き状態となることで、その蓋部要素４７に沿って伝火薬による燃焼生成物を放出させることが可能となる。なお、本変形例の蓋部要素４７はある程度傾いていくと、蓋部要素４７が段差４８と接触し、その傾きが構造的に制限された状態に至る（図７の右側に示す状態）。このときの片開き状態の蓋部要素４７により燃焼生成物が指向される方向が、図６に示す部位Ｒ１に向かう方向となれば、燃焼生成物をより好適に部位Ｒ１に導くことが可能となり、より効果的にガス発生剤２２を均等に燃焼させることができる。

また、図７には示していないが、蓋部要素４７の上に、片開き状態で段差４８に接触する突起を設ける構成を採用してもよい。当該突起の大きさを調整することで、蓋部要素４７が段差４８に接触したときの蓋部要素４７の傾きを調整できる。これにより、ガス発生剤２２の燃焼に好適な部位Ｒ１に、伝火薬による燃焼生成物が効果的に到達するように、収容容器４０を形成しやすくなる。

＜変形例２＞
ガス発生器１に適用可能な収容容器４０の第２の変形例について、図８に基づいて説明する。図８は、その左側に第１点火器２３の作動前における収容容器４０が示され、その右側には第１点火器２３が作動した後の収容容器４０が示されている。図８に示す収容容器４０は、蓋部４１の構成が上記実施例の収容容器４０と異なっている。具体的には、蓋部４１の蓋部要素４７となる部位に蓋部４１の厚みを厚くしたり、蓋部４１の一部を凸状に変形させることで形成されたリブ４７ｄが設けられている。本変形例におけるノッチ４５も概ね半円状に設けられており、リブ４７ｄは、ノッチ４５の両端の略中間点からノッチ４５の中央部分に向かって延在した形状となっている。したがって、リブ４７ｄの延在方向に沿った軸Ｘ０から見たときに、図８の左側の下図に示すように、蓋部要素４７は盛り上がった状態となり、リブ４７ｄの一方の端部は、ノッチ４５が形成されている部位より高強度に形成された部位４６近くに位置している。なお、図８には示されていないが、収容容器４０の底面部は、上記実施例と同じように、下方に位置する第１点火器２３の形状に倣った形状となっている。

このように構成される収容容器４０では、第１点火器２３が作動すると、収容容器４０内の伝火薬が燃焼され、蓋部４１の一部である蓋部要素４７が片開き状態となることで、その蓋部要素４７に沿って伝火薬による燃焼生成物を放出させることが可能となる。なお、本変形例の場合、蓋部要素４７上に軸Ｘ０に沿ってリブ４７ｄが設けられているため、蓋部要素４７の剛性が高くなり片開き状態となったときの蓋部要素４７の傾きを安定的に比較的小さく調整することができる。そこで、そのような蓋部要素４７の傾きで伝火薬による燃焼生成物を、ガス発生剤２２における部位Ｒ１に方向づけることが可能であれば、本変形例による収容容器４０は、極めて有用な形態と考えられる。

＜変形例３＞
ガス発生器１に適用可能な収容容器４０の第３の変形例について、図９に基づいて説明する。図９に示す収容容器４０は、第１点火器２３の作動によってその内部の伝火薬が燃焼することで、図９の上段（ａ）に示すように、蓋部要素４７が両開き状態となることで、伝火薬による燃焼生成物の放出を方向づけるように構成されている。このとき蓋部要素
４７は、一方の蓋部要素である第１蓋部要素４７ｅと他方の蓋部要素である第２蓋部要素４７ｆとなって、両蓋部要素による両開き状態が形成される。すなわち、両開き状態とは、それぞれの蓋部要素が互いに向かい合うように片開き状態となることで形成されるものである。

このように蓋部要素４７が両開き状態になる場合でも、それぞれの蓋部要素４７ｅ、４７ｆによって燃焼生成物の流れが規定されるため、結果的に、収容容器４０から放出される方向が何れかの方向に決定されることになる。好適には、一方の蓋部要素（第１蓋部要素４７ｅ）を他方の蓋部要素（第２蓋部要素４７ｆ）より大きく形成し、その大きさの比率を調整することで、収容容器４０からの燃焼生成物の放出方向を調整することができる。

このような蓋部要素４７の両開き状態を実現するための、収容容器４０の蓋部４１の形態を、図９の中段（ｂ）、下段（ｃ）に示す。図９（ｂ）の例では、第１蓋部要素４７ｅを画定する円弧状のノッチ４５ａと、第２蓋部要素４７ｆを画定する円弧状のノッチ４５ｂを蓋部４１上に設ける。第１蓋部要素４７ｅに対応する強接続部が４６ａで示され、第２蓋部要素４７ｆに対応する強接続部が４６ｂで示されている。ノッチ４５ａとノッチ４５ｂは、概ね両者の中央部分で互いに接するように、且つ、第１蓋部要素４７ｅの面積が第２蓋部要素４７ｆの面積より大きくなるように蓋部４１上に設けられている。

また別法の形態を示す図９（ｃ）の例では、第１蓋部要素４７ｅと第２蓋部要素４７ｆを画定する、３本のノッチ４５ａ、４５ｂ、４５ｃを蓋部４１上に設ける。これらの３本のノッチによって、図に示すようにＨ形状のノッチ４５が形成される。ノッチ４５ｂとノッチ４５ｃに挟まれた領域が蓋部要素４７となり、その領域がノッチ４５ａによって、第１蓋部要素４７ｅの面積が第２蓋部要素４７ｆの面積より大きくなるように第１蓋部要素４７ｅと第２蓋部要素４７ｆが画定される。そして、第１蓋部要素４７ｅに対応する強接続部が４６ａで示され、第２蓋部要素４７ｆに対応する強接続部が４６ｂで示されている。

＜変形例４＞
ガス発生器１に適用可能な収容容器４０の第４の変形例について、図１０に基づいて説明する。本変形例のガス発生器１は、収容容器４０の蓋部要素４７に貫通孔４７Ｈが設けられている点で、上記の実施例と異なる。第１点火器２３の作動で収容容器４０内の伝火薬４４が燃焼し蓋部要素４７が片開き状態となることで、上記実施例で示したように、伝火薬４４による燃焼生成物を、ガス発生剤２２の部位Ｒ１に方向づけることが可能となる。このとき、蓋部要素４７に沿って流れる燃焼生成物の一部は、貫通孔４７Ｈを通って蓋部要素４７の直裏側に位置するガス発生剤２２の一部を燃焼させる。蓋部要素４７が片開き状態となったときに、蓋部要素４７の直裏側に位置するガス発生剤は、部位Ｒ１から開始されたガス発生剤の燃焼の進行に関し蓋部要素４７の裏側に位置することになるため、その均等な燃焼が阻害される可能性がある。そこで、本変形例のように伝火薬４４による燃焼生成物の一部を、貫通孔４７Ｈを介して蓋部要素４７の直裏側に運ぶことで、第１の空間２１に充填されたガス発生剤２２をより好適に均等に燃焼させることが可能となる。なお、蓋部要素４７の直裏側の位置が、本願発明の追加燃焼部位に相当する。

＜実施例２＞
第２の実施例のガス発生器１について、図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施例のガス発生器１００の高さ方向の断面図である。なお、図１１中のＺ０は、ガス発生器１００の高さ方向（軸方向）の中心軸を表している。ガス発生器１００は、上部シェル１０２及び下部シェル１０３で形成されるハウジング１０４内に充填されたガス発生剤を燃焼させて、燃焼ガスを上部シェル１０２設けられたガス排出口１０５から外部に放出する
ように構成されている。上部シェル１０２は周壁部１０２ｃと頂面部１０２ｄを有し、これらにより凹状の内部空間を形成する。また、下部シェル１０３は周壁部１０３ａと底面部１０３ｂを有し、これらにより凹状の内部空間を形成する。頂面部１０２ｄは、後述の下部シェル１０３の底面部１０３ｂとともに、上面視で概ね円形状を有しており、周壁部１０２ｃ及び後述の下部シェル１０３の周壁部１０３ａは、それぞれ頂面部１０２ｄ、底面部１０３ｂの周囲を囲み、各面部から概ね垂直に延在した環状の壁面を形成している。周壁部１０２ｃの一端側に頂面部１０２ｄが接続し、その他端側は上部シェル１０２の開口部となる。周壁部１０３ａの一端側に底面部１０３ｂが接続し、その他端側は下部シェル１０３の開口部となる。

そして、ハウジング１０４の内部空間１２１には、ガス発生剤１２２が充填されるとともに、その燃焼のための点火器１２３が底面部１０３ｂに配置されている。更に、内部空間１２１には、ガス発生剤１２２を取り囲むように環状のフィルタ１３２が配置されている。フィルタ１３２は、ステンレス鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径方向及び軸方向に圧縮して形成されており、ガス発生剤１２２による燃焼ガスを冷却し、その燃焼残渣を捕集する。このときガス発生剤１２２は、内部空間１２１内で不要に振動しないようにクッション１３１の付勢力によりフィルタ１３２、底面部１０３ｂ等に抑えつけられた状態で充填されている。ガス発生剤１２２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からなる、単孔円柱状のものを用いることができる。

また、上部シェル１０２の周壁部１０２ｃとフィルタ１３２との間に形成された間隙１３３より、フィルタ１３２の周囲に半径方向断面に環状のガス通路が形成される。また、ガス発生器１００の作動前では、アルミニウムテープ１３４によりガス排出口１０５がハウジング１０４の内部から塞がれ、ハウジング１０４内への湿気の侵入が阻止される。

このようにガス発生器は１台の点火器を有するシングルタイプのガス発生器であり、ガス発生器１００では点火器１２３の作動によるガス発生剤１２２の燃焼によって燃焼ガスを生成し、外部に放出することができる。しかし、ガス発生器１００においては、ガス発生剤１２２は環状のフィルタ１３２の中央部分の空間に配置され、その充填されたガス発生剤１２２の群の中心は、ガス発生器１００の中心軸Ｚ０に概ね一致しているが、点火器１２３は、所定の理由により下部シェル３の底面部３ｂにおいてガス発生器１の中心軸Ｚ０からずれた位置に設けられている。そのため、ガス発生器１００の内部空間１２１では、充填されたガス発生剤１２２に対する点火器１２３の相対位置が、ガス発生剤１２２の群の中心から偏った位置となる。その結果、第１点火器２３の作動により放出される燃焼生成物は、充填されたガス発生剤１２２の群の略中心からずれた位置で、中心軸Ｚ０に沿った方向に放出されることになり、ガス発生剤１２２の燃焼にむらが生じ、ガス発生器１００の出力特性が想定通りのものからずれるおそれがある。

そこで、ガス発生器１００においても、内部空間１２１において、点火器１２３と、充填されたガス発生剤１２２との間に、所定の伝火薬を収容した収容容器１４０が配置されている。収容容器１４０は、その内部に伝火薬を収容する容器であり第１の実施例で示した収容容器４０と実質的に同じであるから詳細な説明は省略する。収容容器１４０内の伝火薬を点火器１２３の作動により燃焼させるために、収容容器１４０は点火器１２３上に配置される。このとき、収容容器１４０の蓋部１４１を効率よく開裂させるために、点火器１２３の側部を囲むように内部空間１２１側に開口する筒状の隔壁部材１１０が底面部１０３ｂに設けられる。更に、隔壁部材１１０の内部には収容容器１４０も収容され、収容容器１４０の蓋部１４１が、概ね、隔壁部材１１０の端部と同じ高さに位置するように隔壁部材１１０の高さが設定されている。これにより蓋部１４１はガス発生剤１２２に隣接した状態に置かれる。

このように隔壁部材１１０の内部に点火器１２３と収容容器１４０を重ねて配置し、図６に示すように点火器１２３の作動で収容容器の蓋部１４１の一部が片開き状態となり、ガス発生剤１２２の略中央の部位（図６の部位Ｒ１に相当する部位）に向けて伝火薬による燃焼生成物の放出が方向づけられるようにガス発生器１００が構成される。これにより、シングルタイプのガス発生器１００において、点火器１２３の位置がガス発生剤１２２の中心から偏って配置されている場合でも、ガス発生剤１２２の均等な燃焼を実現することができる。

１、１００：ガス発生器
２、１０２：上部シェル
３、１０３：下部シェル
４、１０４：ハウジング
５、１０５：ガス排出口
１０、１１０：隔壁部材
１２：周壁部
１３：分割壁部
１４：嵌合壁部
２１、１２１：第１の空間
２２、１２２、１２６：ガス発生剤
２３：第１点火器
２５：第２の空間
２７：第２点火器
４０、１４０：収容容器
４１：蓋部
４２：周壁部
４３：底面部
４４：伝火薬
４５：ノッチ
４６：部位
４７：蓋部要素
４７Ｈ：貫通孔
１４１：蓋部
Ｒ１：部位

Claims

点火器と、
容器本体及び該容器本体に対して形成された蓋部を有し、伝火薬を収容する収容容器であって、該収容容器の外部に配置された前記点火器の作動により該伝火薬が燃焼するように、該点火器に対して位置決めされた、収容容器と、
前記点火器と前記収容容器とを収容するハウジングであって、前記収容容器の前記蓋部に隣接する該ハウジング内の所定の領域内に、前記点火器の作動により燃焼された前記伝火薬の燃焼生成物により燃焼されるガス発生剤が充填されたハウジングと、
を備える、ガス発生器であって、
前記蓋部は、前記伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物により受ける圧力で開裂可能に構成された脆弱部と、該燃焼生成物により受ける圧力でも前記容器本体との接続状態を維持可能に構成された強接続部とを有し、
前記点火器が作動することで前記伝火薬が燃焼すると、前記脆弱部が開裂し且つ前記強接続部を介して前記容器本体に接続された状態の前記蓋部の一部又は全部が、該伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物の放出を、前記ハウジング内に充填された前記ガス発生剤の所定の燃焼開始部位に向かわせる方向に規定するように構成され、
前記収容容器は、前記強接続部が前記ガス発生器の中心軸とは反対側もしくは最遠となる側に位置するように、該ハウジング内で位置決めされている、
ガス発生器。
前記伝火薬の燃焼が進むに従い、前記蓋部の一部又は全部による、該伝火薬の燃焼生成物の放出開口は大きくなり、
前記伝火薬の燃焼過程における所定の燃焼時期に、該伝火薬の燃焼生成物は、前記蓋部の一部又は全部によって前記所定の燃焼開始部位に導かれる、
請求項１に記載のガス発生器。
前記蓋部は、前記点火器の作動により燃焼された前記伝火薬の燃焼生成物の一部が、前記ハウジング内に充填された前記ガス発生剤の前記所定の燃焼開始部位とは異なる部位であって、該蓋部の裏側に位置する追加燃焼部位に到達するように設けられた貫通孔を、更に有する、
請求項１又は請求項２に記載のガス発生器。
前記点火器は、前記ハウジングの底面側に配置され、
前記ハウジングは、前記点火器を取り囲みその内部に該点火器を収容するように設けられ、且つ該ハウジング内に充填された前記ガス発生剤側に開口した隔壁部材を有し、
前記収容容器は、前記隔壁部材の内部において該収容容器の底部側を前記点火器に隣接させ、且つ該収容容器の周壁部を該隔壁部材の内壁面に対向させて、前記蓋部が該隔壁部材の開口を介して前記ガス発生剤側に向くように配置される、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のガス発生器。
前記隔壁部材は、前記ハウジングの内部空間を上部空間と下部空間とに分割するように構成され、
前記ガス発生剤は、前記上部空間内であって、前記ハウジングの底面側に配置された前記点火器の上側の空間に充填され、
前記下部空間内の前記ハウジングの底面側に、前記点火器とは異なる別の点火器が配置されるとともに、該別の点火器の作動により燃焼される、前記ガス発生剤とは異なる別のガス発生剤が該下部空間内に充填される、
請求項４に記載のガス発生器。
容器本体及び該容器本体に対して形成された蓋部を有し、伝火薬を収容する収容容器であって、該収容された伝火薬は、該収容容器の外部に配置された点火器の作動により燃焼される、収容容器であって、
前記蓋部は、前記伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物により受ける圧力で開裂可能に構成された脆弱部と、該燃焼生成物により受ける圧力でも前記容器本体との接続状態を維持可能に構成された強接続部とを有し、
前記点火器が作動することで前記伝火薬が燃焼すると、前記脆弱部が開裂し且つ前記強接続部を介して前記容器本体に接続された状態の前記蓋部の一部又は全部が、該伝火薬の燃焼で生じる燃焼生成物の放出を、前記収容容器の外部に位置する、該伝火薬とは異なるガス発生剤の所定の燃焼開始部位に向かう方向に規定するように構成され、
前記収容容器は、前記強接続部がガス発生器の中心軸とは反対側もしくは最遠となる側に位置するように、該ガス発生器のハウジング内で位置決めされる、該ガス発生器用である、
収容容器。