WO2012093673A1

WO2012093673A1 - ガス発生器

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Publication number: WO2012093673A1
Application number: PCT/JP2012/050028
Authority: WO
Inventors: 知士大杉; 大剛椋木; 雄佑田中
Original assignee: 日本化薬株式会社
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2012-07-12
Also published as: CN103347744A; JP5638962B2; EP2662246A1; US20130291756A1; JP2012144072A; EP2662246A4

Abstract

　ガス発生器（１Ａ）は、下部側シェル（１０）および上部側シェル（２０）を含むハウジングと、点火器（３０）と、ガス発生剤（４１）と、フィルタ（５０）とを備える。ハウジングは、ガス噴出口（２４）が設けられた短尺略円筒状の周壁部（１２，２２）と、周壁部（１２，２２）の軸方向端部を閉塞する略円板状の底板部（１１）および天板部（２１）とを有する。フィルタ（５０）は、中空略円筒状の部材からなり、フックメタルを巻き回すことによって形成された積層体にて構成される。ハウジングは、周壁部（２２）と天板部（２１）の間の部分に、隣接するこれら周壁部（２２）と天板（２１）とにそれぞれ連続するとともに、周方向に沿ってフィルタ（５０）の軸方向端部が当接してなる上部側湾曲コーナ部（２３）をさらに有する。

Description

ガス発生器

　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。一般に、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ガス発生剤や点火器、フィルタ等が収容されてなるものである。

　このうち、フィルタは、ガス発生剤が収容された燃焼室を径方向に取り囲むように配置され、燃焼室にて発生したガス中に含まれるスラグ（残渣）を捕集することで除去する除去手段として機能するとともに、当該ガスが内部を通過することによってその温度を低下させる冷却手段としても機能する。

　フィルタとしては、種々の構成のものが存在するが、その主たるものとして、金属線材や金属網材を環状に巻き回して形成したものや、金属線材や金属網材をプレス加工することによって環状に押し固めて形成したもの等が知られている。しかしながら、このように金属線材や金属網材を環状に巻き回したりあるいはプレス加工することによって環状に押し固めたりすることで形成されたフィルタは、重量が重くなってしまうといった問題やその製造が煩雑であるといった問題を有している。

　そのため、軽量化や製造の容易化の観点から、フィルタとして、フックメタルと称される板状金属部材を巻き回すことで形成されたフィルタを利用することが提案されている（たとえば、特開２００９－２８６２６４号公報（特許文献１）、特開２０１０－２３４８４３号公報（特許文献２）等参照）。ここで、フックメタルとは、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する金属製の板状部材のことである。

　このフックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタにおいては、径方向に積層された複数の板状部の間に上述した突起部が位置することになり、この突起部の存在により、内部に複数の層状の間隙部が形成されることになる。そして、この複数の層状の間隙部と上述した開口部とによってフィルタの内部に迷路化した流路が形成されることになり、この流路をガスが流動することにより、上述した冷却機能とスラグ捕集機能とが効果的に発揮されることになる。

　また、ディスク型ガス発生器において、何ら対策を講じていない場合には、作動時においてフィルタとハウジングとの間の隙間から燃焼室にて発生したガスが一部流出してしまい、フィルタの内部を通過することなくガス噴出口からガスが噴出してしまうおそれがあることが知られている。このような隙間からのガスの流出が生じた場合には、所望の出力特性が得られないばかりでなく、ガスが十分に冷却されなかったり、ガス発生器から噴出されるガス中に多くのスラグが含まれてしまったりする問題が生じる。

　上述の隙間からのガスの流出を防止するために、一般的にディスク型ガス発生器においては、燃焼室を規定するフィルタの内周面とハウジングの内面とに沿うように金属製の流出防止部材を配置し、当該流出防止部材をフィルタの内周面とハウジングの内面とのそれぞれに接触させる構成が採用されている（たとえば特開平１０－２８７１９７号公報（特許文献３）参照）。

特開２００９－２８６２６４号公報特開２０１０－２３４８４３号公報特開平１０－２８７１９７号公報

　上述した特開２００９－２８６２６４号公報および特開２０１０－２３４８４３号公報に開示のガス発生器にあっては、ハウジングに対する安定的な固定の観点から、フィルタが、ハウジングの平板状の円板部および底板部によって軸方向に挟み込まれて固定されることでハウジングに組付けられている。しかしながら、これらハウジングの天板部および底板部は、燃焼室の内圧上昇に伴って変形が生じ易い部位であり、そのため、当該フィルタとハウジングとの間に作動時において隙間が発生してしまうことが懸念される。

　ここで、これら公報に開示のガス発生器にあっては、フィルタの軸方向端部を折り曲げ部または曲成部にて構成することにより当該軸方向端部に弾性付勢力を付与することとし、ハウジングの天板部および底板部に変形が生じた場合にも、その弾性付勢力に基づいてフィルタの天板部および底板部への当接状態が維持されることで上記隙間が生じないように配慮がなされている。

　しかしながら、天板部および底板部の変形が大きい場合には、上記当接状態の維持が困難となってしまうため、仕様によっては、やはり上述した流出防止部材を配置することがより好ましい場合も想定される。そのため、当該流出防止部材を配置することとした場合には、部品点数の増加に伴って、組立て作業が煩雑化するといった問題や、十分な軽量化が実現できないといった問題が残ってしまうことになり、この点において未だ改善の余地があるものと言える。

　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、フィルタとハウジングとの間の隙間からガスが流出することをより確実に防止することのできる簡素な構成の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、点火器と、フィルタとを備えている。上記ハウジングは、ガス噴出口が設けられた短尺略円筒状の周壁部と、上記周壁部の軸方向端部を閉塞する略円板状の一対の端壁部とを有しており、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含んでいる。上記点火器は、上記燃焼室に面するように上記一対の端壁部の一方に取付けられている。上記フィルタは、上記ハウジングの内部に配設された中空略円筒状の部材からなる。上記フィルタは、上記燃焼室を上記ハウジングの径方向に取り囲むように周方向に沿って延在するとともに複数の開口部が設けられてなる金属製の板状部を含んでおり、上記ハウジングによって軸方向に挟み込まれることで上記ハウジングに固定されている。上記ハウジングは、上記周壁部と上記一対の端壁部との間の部分のうちの少なくとも一方に、隣接する上記周壁部と上記端壁部とにそれぞれ連続するとともに、周方向に沿って上記フィルタの上記板状部の軸方向端部が当接してなる湾曲コーナ部をさらに有している。

　上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記フィルタの上記板状部の軸方向端部が当接する上記湾曲コーナ部が、上記点火器が取付けられた端壁部とは異なる方の端壁部と上記周壁部との間に少なくとも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にあっては、上記フィルタの上記板状部の上記湾曲コーナ部に当接する軸方向端部が、上記板状部を折り曲げることによって形成された折り曲げ部にて構成されているか、あるいは、上記板状部を湾曲させることによって形成された曲成部にて構成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、上記板状部が、上記開口部の周縁に突起部を有していることが好ましく、上記フィルタが、当該突起部を有する上記板状部を径方向に積層することで内部に層状の間隙部が形成されてなる積層体にて構成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、上記フィルタの上記板状部の上記湾曲コーナ部に当接する軸方向端部が、積層された上記板状部のうちの少なくとも最外層に位置する板状部の軸方向端部によって構成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、上記フィルタの上記板状部の上記湾曲コーナ部に当接する軸方向端部が、積層された上記板状部のうちの少なくとも最内層に位置する板状部の軸方向端部によって構成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、上記フィルタが、単一の金属製の板状部材を巻き回すことによって形成された積層体にて構成されていることが好ましい。

　本発明によれば、フィルタとハウジングとの間の隙間からガスが流出することを確実に防止することのできる簡素な構成の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に示すフィルタの概略斜視図である。図１に示すフィルタの板状部の表面部分の拡大斜視図である。図１に示すガス発生器の上部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。図１に示すガス発生器の下部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。図１に示すガス発生器の作動時における上部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。図１に示すガス発生器の作動時における下部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。第１変形例に係るガス発生器の上部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。第２変形例に係るガス発生器の上部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。本発明の実施の形態２におけるガス発生器の概略図である。本発明の実施の形態３におけるガス発生器の概略図である。

　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およびその変形例は、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およびその変形例においては、同一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こととする。

　（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。まず、この図１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ａの全体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外形が短尺略円柱状のハウジングを有しており、このハウジングの内部に各種の構成部品が収容されている。ハウジングは、短尺略円筒状の周壁部と、この周壁部の軸方向端部を閉塞する略円板状の一対の端壁部とを有している。これら周壁部および一対の端壁部は、それぞれが有底略円筒状に形成された下部側シェル１０および上部側シェル２０をこれらの開口面同士が向き合うように組み合わせることによって構成されている。

　より詳細には、下部側シェル１０は、周壁部１２と、一対の端壁部の一方に相当する底板部１１と、これらの間に位置し、周壁部１２および底板部１１にそれぞれ連続する下部側湾曲コーナ部１３とを有しており、上部側シェル２０は、周壁部２２と、一対の端壁部の他方に相当する天板部２１と、これらの間に位置し、周壁部２２および天板部２１にそれぞれ連続する上部側湾曲コーナ部２３とを有している。

　下部側シェル１０および上部側シェル２０は、いずれも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る。下部側シェル１０および上部側シェル２０は、それぞれ一枚の板状または一片のブロック状の金属部材から、金型等を使用して鍛造加工、絞り加工、プレス加工等またはそれら組み合わせによって形成される。また、下部側シェル１０および上部側シェル２０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される。

　下部側シェル１０の底板部１１の略中央部には、保持部１４が形成されている。この保持部１４は、点火器３０を保持するための部位である。具体的には、保持部１４に設けられた開口に点火器３０の端子ピン３２が挿通するように点火器３０が保持部１４に下部側シェル１０の内側から取付けられ、この状態において保持部１４の先端に設けられたかしめ部１５ａを点火器３０側に向かってかしめることにより、点火器３０が下部側シェル１０の保持部１４にかしめ固定されている。なお、ハウジングの外部に露出するように配置された端子ピン３２には、点火器３０とコントロールユニットとを結線するためのハーネスのコネクタ（図示せず）が接続される。

　点火器３０は、火炎を発生させるための点火装置であり、点火部３１と上述の端子ピン３２とを含んでいる。点火部３１は、金属製またはプラスチック製のスクイブカップを有しており、その内部に作動時において着火する点火薬とこの点火薬を燃焼させるための抵抗体（ブリッジワイヤ）とを含んでいる。端子ピン３２は、点火薬を着火させるために抵抗体に接続されている。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。

　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。

　点火器３０と保持部１４との間には、シール部材３３が介装されている。シール部材３３は、点火器３０と保持部１４との間に生じる隙間を気密に封止することによって後述する伝火室３５を密閉するためのものであり、点火器３０を保持部１４にかしめ固定する際に上記隙間に挿入される。シール部材３３としては、十分な耐熱性および耐久性の材料からなるものを利用することが好ましく、たとえばエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭ樹脂製のＯリング等を利用することが好適である。

　なお、別途、シール部材３３が介装される部分に液状のシール剤を塗布しておけば、さらに伝火室３５の密閉性を高めることができる。ここで、液状のシール剤としては、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含むものが好適に選択されて利用され、上記樹脂材料としては、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が特に好適に利用される。また、上記樹脂材料としては、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、液晶ポリマー等が利用可能である。

　下部側シェル１０の保持部１４には、点火器３０を覆うように有底筒状のカップ３４が固定されている。カップ３４は、頂壁部および側壁部を有しており、その内部に伝火薬３６が収容された伝火室３５を含んでいる。カップ３４は、その内部に設けられた伝火室３５が点火部３１に面するように保持部１４に固定されている。より詳細には、カップ３４の開口端側の端部には、外側に向かって突出してフランジ部３４ａが設けられており、保持部１４に設けられたかしめ部１５ｂによってカップ３４のフランジ部３４ａがかしめられることにより、カップ３４が保持部１４に固定されている。

　カップ３４は、下部側シェル１０の保持部１４に固定された状態において、その内部に設けられた伝火室３５を完全に密閉している。このカップ３４は、点火器３０が作動することによって伝火薬３６が着火された場合に伝火室３５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る。なお、カップ３４の材質としては、アルミニウムやアルミニウム合金、プラスチック等が好適に利用される。

　伝火室３５に充填された伝火薬３６は、点火器３０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３６としては、後述するガス発生剤４１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３６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１０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３４が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤４１が収容される燃焼室４０が位置している。より具体的には、上述のカップ３４は、ハウジングの内部に形成された燃焼室４０内に突出して配置されており、このカップ３４の側壁部の外表面に面する部分に設けられた空間が燃焼室４０として構成されている。

　さらに、このガス発生剤４１が収容された燃焼室４０を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５０が配置されている。フィルタ５０は、中空円筒状の形状を有しており、ハウジングと同軸上に配置されている。フィルタ５０は、金属製の板状部を径方向に積層することで形成された積層体からなり、好適には、単一の金属製の板状部材を巻き回すことによって形成された積層体からなる。金属製の板状部材としては、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。なお、このフィルタ５０の詳細な構造およびハウジングに対する組付け構造については、後述することとする。

　ガス発生剤４１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、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４１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型体としてガス発生剤４１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４１の成型体の形状には、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、成型体内部に孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等）の成型体も利用される。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４１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４１の形状の他にもガス発生剤４１の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成型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５０は、燃焼室４０にて発生したガスがこのフィルタ５０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）を捕集することで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、かつスラグが外部に放出されないようにするためには、燃焼室４０内にて発生したガスが確実にフィルタ５０中を通過するようにすることが必要である。

　フィルタ５０の外周面は、下部側シェル１０の周壁部１２の内周面および上部側シェル２０の周壁部２２の内周面と所定の距離もって離間して位置している。フィルタ５０に対面する部分の上部側シェル２０の周壁部２２には、ガス噴出口２４が複数設けられている。このガス噴出口２４は、フィルタ５０を通過した作動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５０側に位置する主面には、上記ガス噴出口２４を閉塞するようにシール部材２５が貼付されている。このシール部材２５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、燃焼室４０の気密性が確保されている。

　燃焼室４０の上部側シェル２０の天板部２１側の端部には、燃焼室４０に収容されたガス発生剤４１に接触するようにクッション材４２が配置されている。このクッション材４２は、成型体からなるガス発生剤４１が振動等によって粉砕される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型体や発泡樹脂（たとえば発泡シリコーン等）が利用される。

　次に、図１を参照して、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３０が作動する。伝火室３５に収容された伝火薬３６は、点火器３０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３６の燃焼によってカップ３４は破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室４０へと流れ込む。

　流れ込んだ熱粒子により、燃焼室４０に収容されたガス発生剤４１が着火されて燃焼し、多量のガスを発生させる。燃焼室４０にて発生したガスは、フィルタ５０の内部を通過し、その際、フィルタ５０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５０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２４を閉塞していたシール部材２５による封止が破られ、ガス噴出口２４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。

　図２は、図１に示すフィルタの概略斜視図であり、図３は、図１に示すフィルタの板状部の表面部分の拡大斜視図である。また、図４は、図１に示すガス発生器の上部側湾曲コーナ部近傍の拡大図であり、図５は、図１に示すガス発生器の下部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。次に、上述した図１に加え、これら図２ないし図５を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ａに具備されたフィルタ５０の詳細な構造およびハウジングに対する組付け構造について説明する。

　図１および図２に示すように、フィルタ５０は、軸方向に沿って延びる筒状部５１を有している。筒状部５１は、金属製の板状部が径方向に沿って積層されることで構成されており、複数の層Ｌ１～Ｌ５を有している。筒状部５１を構成する複数の層Ｌ１～Ｌ５には、複数の開口部５２がそれぞれ設けられており、当該複数の開口部５２を介して燃焼室４０とフィルタ５０の外側の空間とが連通している。

　図３に示すように、フィルタ５０は、フックメタルと称される開口部５２を複数有する板状金属部材を巻き回すことで形成されたものである。上記複数の開口部５２は、プレス加工（バーリング加工）することによって形成されたものであり、巻き回し後においてフィルタ５０の各層Ｌ１～Ｌ５にわたって設けられている。

　ここで、筒状部５１に設けられた開口部５２の周縁には、突起部５２ａが形成されている。この突起部５２ａは、上述した板状金属部材に開口部５２を形成するためのプレス加工（バーリング加工）の際に形成されるものであり、プレス機の押し型によって切り起こされて形成されるものである。図示する如くの形状の突起部５２ａを形成するためには、押し型として角錐状または円錐状のピンを用いることが好適である。

　上記突起部５２ａの存在により、フィルタ５０の内部には、図１に示すように、複数の層状の間隙部５３が形成される。この間隙部５３と開口部５２とにより、フィルタ５０の内部には、フィルタ５０の内側の空間と外側の空間とを連通する迷路化された流路が形成されることになる。なお、フィルタ５０に設けられる突起部５２ａの位置は、フィルタ５０の各層Ｌ１～Ｌ５の内周面側であってもよいし、外周面側であってもよい。

　また、フィルタ５０においては、必要に応じてプレス加工（バーリング加工）後にローラを用いることにより、切り起こされた突起部５２ａを圧延し、これにより図示する如く突起部５２ａを板状金属部材の表面に沿わせた形状とさせてもよい。このようにした場合には、突起部５２ａの高さを所望の高さに揃えることが可能になるため、各層Ｌ１～Ｌ５間に形成される間隙部５３の大きさを所望の大きさに調節することができる。なお、圧延する際の押圧力を層毎に変化させれば、各間隙部５３の大きさを層毎に変化させることも可能である。

　図１、図２および図４に示すように、筒状部５１を構成する複数の層Ｌ１～Ｌ５のそれぞれは、上部側シェル２０が位置する側の軸方向端部に折り曲げ部５４を有している。当該折り曲げ部５４は、筒状部５１の当該軸方向端部を外側に向けて折り曲げることで形成されている。

　図１に示すように、フィルタ５０は、下部側シェル１０と上部側シェル２０とによって軸方向から挟み込まれることでハウジングに組付けられている。ここで、フィルタ５０の一対の軸方向端部のうち、上部側シェル２０が位置する側の軸方向端部は、上部側シェル２０の上部側湾曲コーナ部２３の内周面に当接しており、フィルタ５０の一対の軸方向端部のうち、下部側シェル１０が位置する側の軸方向端部は、下部側シェル１０の下部側湾曲コーナ部１３の内周面に当接している。

　より詳細には、図４に示すように、フィルタ５０の上部側シェル２０が位置する側の軸方向端部には、上述したように各層Ｌ１～Ｌ５に折り曲げ部５４が設けられており、これら複数の層Ｌ１～Ｌ５に設けられた折り曲げ部５４のうち、最外層に位置する板状部（すなわち、層Ｌ５）に設けられた折り曲げ部の先端（図中において符号Ａで示す部分）が、周方向に沿って上部側シェル２０の上部側湾曲コーナ部２３に接触することで圧接している。ここで、上部側湾曲コーナ部２３は、図示する領域Ｒ１の範囲内において滑らかに湾曲した形状を有しており、当該領域Ｒ１の範囲内において上記先端が上部側シェル２０に接触していればよい。

　一方、図５に示すように、フィルタ５０の下部側シェル１０が位置する側の軸方向端部のうち、最外層に位置する板状部（すなわち、層Ｌ５）の先端（図中において符号Ｂで示す部分）が、周方向に沿って下部側シェル１０の下部側湾曲コーナ部１３に接触することで圧接している。ここで、下部側湾曲コーナ部１３は、図示する領域Ｒ２の範囲内において滑らかに湾曲した形状を有しており、当該領域Ｒ２の範囲内において上記先端が下部側シェル１０に接触していればよい。

　以上により、上述した最外層Ｌ５に位置する板状部に設けられた折り曲げ部５４は、組付けに際して上部側シェル２０に突き当たることで変形し、これにより、フィルタ５０は、適度な圧力もって上部側シェル２０および下部側シェル１０に圧接することになり、安定的にハウジングに固定されることになる。

　図６は、図１に示すガス発生器の作動時における上部側湾曲コーナ部近傍の拡大図であり、図７は、図１に示すガス発生器の作動時における下部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。次に、これら図６および図７を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ａの作動時における上部側湾曲コーナ部２３近傍および下部側湾曲コーナ部１３近傍の形状変化について説明する。なお、図６および図７においては、ガス発生器１Ａの作動前の上部側シェル２０および下部側シェル１０の位置を鎖線にて示している。

　図６および図７に示すように、ガス発生器１Ａの作動時においては、ガス発生剤４１が燃焼することによって燃焼室４０の内圧が上昇することに伴い、上部側シェル２０および下部側シェル１０がそれぞれ外側に向けて変形する。より詳細には、上部側シェル２０においては、天板部２１が上方に向けて膨出するように変形し、下部側シェル１０においては、底板部１１が下方に向けて膨出するように変形する。

　その際、上部側シェル２０の周壁部２２と天板部２１とに連続する上部側湾曲コーナ部２３においては、燃焼室４０の内圧上昇に伴う変形が生じないかあるいは殆ど生じず、そのためフィルタ５０の上部側シェル２０が位置する側の軸方向端部と当該上部側湾曲コーナ部２３との当接状態が維持されることになる。また、下部側シェル１０の周壁部１２と底板部１１とに連続する下部側湾曲コーナ部１３においても、燃焼室４０の内圧上昇に伴う変形が生じないかあるいは殆ど生じず、そのためフィルタ５０の下部側シェル１０が位置する側の軸方向端部と当該下部側湾曲コーナ部１３との当接状態が維持されることになる。

　したがって、フィルタ５０と上部側シェル２０との間およびフィルタ５０と下部側シェル１０との間に隙間が生じることがなく、これらの間からのガスの流出が効果的に防止できることになり、確実にガスをフィルタ５０を経由させて外部へと噴出させることが可能になる。なお、仮に、上部側湾曲コーナ部２３および下部側湾曲コーナ部１３に変形が生じたとしても、これらコーナ部の形状が湾曲形状であるため、その変形量は天板部２１や底板部１１に生じる変形に比較して非常に小さいものであり、その場合も、上述した折り曲げ部５４を設けることでフィルタ５０にもたせた弾性力により、当該上部側湾曲コーナ部２３および下部側湾曲コーナ部１３の変形に追従してフィルタ５０の上部側湾曲コーナ部２３および下部側湾曲コーナ部１３との当接状態が維持されるため、ガスが流出することが効果的に防止できる。

　以上において説明した本実施の形態におけるガス発生器１Ａとすることにより、ガス発生器１Ａの作動時においてフィルタ５０の一対の軸方向端部が常に上部側シェル２０および下部側シェル１０に圧接した状態に維持されるようにすることができるため、フィルタ５０を経由することなくガスがガス噴出口２４から噴出されることが防止できる。すなわち、フィルタ５０自体がガスの流出を防止する流出防止部材として機能することになり、従来必要であった別部品からなる流出防止部材をハウジングに別途設ける必要がなくなる。したがって、フィルタ５０とハウジングとの間の隙間からガスが流出することを確実に防止することのできる簡素な構成のガス発生器とすることができる。また、流出防止部材を別途設ける必要がなくなることにより、ガス発生器を軽量化することもできる。

　図８および図９は、本実施の形態に基づいた第１および第２変形例に係るガス発生器の上部側湾曲コーナ部近傍の拡大図である。次に、これら図８および図９を参照して、本実施の形態に基づいた第１および第２変形例に係るガス発生器について説明する。

　図８に示すように、第１変形例に係るガス発生器においては、フィルタ５０の最外層Ｌ５に位置する板状部の軸方向端部にのみ折り曲げ部５４が設けられている。一方、図９に示すように、第２変形例に係るガス発生器においては、フィルタ５０の最内層Ｌ１に位置する板状部の軸方向端部にのみ折り曲げ部５４が設けられている。すなわち、これら第１および第２変形例に係るガス発生器においては、フィルタ５０を構成する筒状部５１のうちの所定の層のみに周回するように折り曲げ部５４が設けられており、他の層においては折り曲げ部が設けられていない。

　このように構成した場合にも、作動時においてフィルタ５０の一対の軸方向端部が常に上部側シェル２０および下部側シェル１０に圧接した状態に維持されるようにすることができるため、上述した本発明の実施の形態１におけるガス発生器１Ａとした場合に得られる効果と同様の効果を得ることができる。なお、上部側シェル２０の上部側湾曲コーナ部２３に当接する折り曲げ部が形成される層としては、上述した如くの最外層や最内層に限られず、これらの間に位置する中間層であってもよい。

　（実施の形態２）
　図１０は、本発明の実施の形態２におけるガス発生器の概略図である。以下においては、この図１０を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂについて説明する。

　図１０に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂは、上述した本発明の実施の形態１におけるガス発生器１Ａと比較して、下部側シェル１０の下部側湾曲コーナ部１３近傍の構造において相違している。すなわち、上述した本発明の実施の形態１におけるガス発生器１Ａにおいては、フィルタ５０の下部側シェル１０側に位置する軸方向端部を下部側シェル１０の下部側湾曲コーナ部１３に当接させるように構成していたが、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂにおいては、当該軸方向端部を下部側シェル１０の底板部１１に当接している。

　また、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂにあっては、燃焼室４０の下部側シェル１０の底板部１１側の端部に、フィルタ５０を支持するとともに、フィルタ５０と下部側シェル１０との間の隙間からガスが流出することを防止するための流出防止部材６０が配置されている。流出防止部材６０は、ステンレス鋼や鉄鋼等の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、フィルタ５０の下端部分の内周面に当接する部位と、下部側シェル１０の底板部１１に当接する部位とを有する環状の部材からなる。ここで、流出防止部材６０は、適度な弾性を有しており、フィルタ５０の内周面および下部側シェル１０の底板部１１のそれぞれに適度に圧接している。

　このように構成した場合にも、ガス発生器１Ｂの作動時においてフィルタ５０の上部側シェル２０に位置する側の軸方向端部が常に上部側シェル２０に圧接した状態に維持されるようにすることができるため、フィルタ５０を経由することなくガスがガス噴出口２４から噴出されることが防止できる。すなわち、フィルタ５０自体がその上端部においてガスの流出を防止する流出防止部材として機能することになり、従来必要であった別部品からなる流出防止部材をハウジングの上部側に別途設ける必要がなくなる。したがって、フックメタルの積層体にてフィルタ５０を構成した場合にも、フィルタ５０とハウジングとの間の隙間からガスが流出することを確実に防止することのできる簡素な構成のガス発生器とすることができる。また、ハウジングの上部側に流出防止部材を別途設ける必要がなくなることにより、ガス発生器を軽量化することもできる。

　このように、フィルタの軸方向端部の一方がハウジングの平板部分に圧接するように構成した場合にも、当該軸方向端部の一方が接触する部分に別部材からなる流出防止部材を配置し、当該軸方向端部の他方をハウジングの湾曲コーナ部に圧接するように構成することにより、フィルタとハウジングとの間からガスが流出することを確実に防止することのできる、従来に比してより簡素な構成のガス発生器とすることができる。

　（実施の形態３）
　図１１は、本発明の実施の形態３におけるガス発生器の概略図である。以下においては、この図１１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃについて説明する。

　図１１に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃは、上述した本発明の実施の形態１におけるガス発生器１Ａと比較して、下部側シェル１０の下部側湾曲コーナ部１３近傍の構造および上部側シェル２０の上部側湾曲コーナ部２３近傍の構造において相違している。すなわち、上述した本発明の実施の形態１におけるガス発生器１Ａにおいては、フィルタ５０の上部側シェル２０側に位置する軸方向端部に折り曲げ部５４を設けることとしていたが、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃにおいては、フィルタ５０の下部側シェル１０側に位置する軸方向端部に折り曲げ部５５を設けることとしている。

　より詳細には、フィルタ５０の下部側シェル１０が位置する側の軸方向端部には、各層に折り曲げ部５５が設けられており、これら複数の層に設けられた折り曲げ部５５のうち、最外層に位置する板状部に設けられた折り曲げ部の先端が、周方向に沿って下部側シェル１０の下部側湾曲コーナ部１３に接触することで圧接している。一方、フィルタ５０の上部側シェル２０が位置する側の軸方向端部のうち、最外層に位置する板状部の先端が、周方向に沿って上部側シェル２０の上部側湾曲コーナ部２３に接触することで圧接している。

　このように構成した場合にも、ガス発生器１Ｃの作動時においてフィルタ５０の一対の軸方向端部が常に下部側シェル１０および上部側シェル２０に圧接した状態に維持されるようにすることができるため、フィルタ５０を経由することなくガスがガス噴出口２４から噴出されることが防止できる。すなわち、フィルタ５０自体がガスの流出を防止する流出防止部材として機能することになり、従来必要であった別部品からなる流出防止部材をハウジングに別途設ける必要がなくなる。したがって、フックメタルの積層体にてフィルタ５０を構成した場合にも、フィルタ５０とハウジングとの間の隙間からガスが流出することを確実に防止することのできる簡素な構成のガス発生器とすることができる。また、流出防止部材を別途設ける必要がなくなることにより、ガス発生器を軽量化することもできる。

　以上において説明した本発明の実施の形態１ないし３およびその変形例においては、板状金属部材を巻き回すことによって形成したフィルタの最外層または最内層のいずれかのみがハウジングの湾曲コーナ部に当接するように構成した場合を例示して説明を行なったが、最外層およびその内側複数層が湾曲コーナ部に当接するように構成してもよいし、最内層およびその外側複数層が湾曲コーナ部に当接するように構成してもよい。また、最内層から最外層にかけてすべての層が湾曲コーナ部に当接するように構成してもよいし、最内層と最外層との間に位置する中間層の一部または全部のみが湾曲コーナ部に当接する（すなわち最内層および最外層のいずれも湾曲コーナ部に当接しない）ように構成してもよい。

　また、上述した本発明の実施の形態１ないし３およびその変形例においては、板状金属部材を巻き回すことによって形成したフィルタの層の数を５層とした場合を例示して説明を行なったが、当該層の数は５層に限定されるものではなく、何層に構成されていてもよい。すなわち、単層であってもよいし、５層以外の複数層であってもよい。

　また、板状金属部材を単層にて構成し（すなわち、円筒状の部材にて構成し）、当該単層の板状金属部材の内側または／および外側に非層状の金属部材を組付けて、これら単層の板状金属部材と非層状の金属部材とによってフィルタを構成することも可能である。ここで、非層状の金属部材としては、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等が挙げられ、上記網材としては、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できる。

　また、上述した本発明の実施の形態１ないし３およびその変形例においては、フィルタとして、いわゆるフックメタルを巻き回すことで製作されたものを利用した場合を例示したが、これに代えてパンチングメタルを巻き回すことで製作されたものを利用することも可能であるし、エキスパンドメタルを巻き回すことで製作されものを利用することも可能である。ここで、パンチングメタルとは、板状金属部材に開口部のみを設けた（すなわち開口部の周縁に突起部を設けない）金属板のことであり、エキスパンドメタルとは、板状金属部材にたとえば千鳥状に切れ目を入れるとともにこれを押し広げることにより、当該板状金属部材に開口部を設けて網目状にした金属板のことである。このようなパンチングメタルやエキスパンドメタルを上述したフックメタルに代えて使用した場合にも、上述した本発明の実施の形態１ないし３およびその変形例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。

　また、上述した本発明の実施の形態１ないし３およびその変形例においては、フィルタの軸方向端部の一方に折り曲げ部を設けた場合を例示して説明を行なったが、当然にフィルタ材の軸方向端部の両方に折り曲げ部を設けることとしてもよい。さらには、折り曲げ部に代えて、フィルタの軸方向端部を湾曲させることで曲成部を構成し、当該曲成部を上部側または／および下部側の湾曲コーナ部に当接させるように構成してもよい。加えて、折り曲げ部や曲成部等をフィルタの軸方向端部に設けることは必須ではなく、これらを備えないフィルタであっても、その軸方向端部の少なくとも一方がハウジングの湾曲コーナ部に当接していれば、相当の効果を得ることができる。

　また、上述した本発明の実施の形態１ないし３およびその変形例においては、単一の金属製の板状部材を巻き回すことで積層体からなるフィルタが構成された場合を例示して説明を行なったが、フィルタの構成は、当該構成に限定されるものではない。すなわち、それぞれの層が別々の金属製の板状部材にて構成されてこれを組み合わせることで積層体からなるフィルタが構成されていてもよいし、複数の層の一部が単一の金属製の板状部材巻き回すことで形成されるとともに、残る層が別の単一の金属製の板状部材巻き回すことで形成され、これらが組み合わされることで積層体からなるフィルタが構成されていてもよい。

　また、上述した本発明の実施の形態１ないし３およびその変形例に係るガス発生器の特徴的な構成は、本発明の趣旨に照らして許容される範囲で当然に相互に組み合わせることが可能である。

　このように、今回開示した上記各実施の形態および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請求の範囲によって画定され、また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～１Ｃ　ガス発生器、１０　下部側シェル、１１　底板部、１２　周壁部、１３　下部側湾曲コーナ部、１４　保持部、１５ａ，１５ｂ　かしめ部、２０　上部側シェル、２１　天板部、２２　周壁部、２３　上部側湾曲コーナ部、２４　ガス噴出口、２５　シール部材、３０　点火器、３１　点火部、３２　端子ピン、３３　シール部材、３４　カップ、３４ａ　フランジ部、３５　伝火室、３６　伝火薬、４０　燃焼室、４１　ガス発生剤、４２　クッション材、５０　フィルタ、５１　筒状部、５２　開口部、５２ａ　突起部、５３　間隙部、５４，５５　折り曲げ部、６０　流出防止部材。

Claims

　ガス噴出口が設けられた短尺略円筒状の周壁部と、前記周壁部の軸方向端部を閉塞する略円板状の一対の端壁部とを有し、ガス発生剤（４１）が収容された燃焼室（４０）を内部に含むハウジングと、
　前記燃焼室（４０）に面するように前記一対の端壁部の一方に取付けられた点火器（３０）と、
　前記ハウジングの内部に配設された中空略円筒状のフィルタ（５０）とを備え、
　前記フィルタ（５０）は、前記燃焼室（４０）を前記ハウジングの径方向に取り囲むように周方向に沿って延在するとともに複数の開口部（５２）が設けられてなる金属製の板状部を含み、前記ハウジングによって軸方向に挟み込まれることで前記ハウジングに固定され、
　前記ハウジングは、前記周壁部と前記一対の端壁部との間の部分のうちの少なくとも一方に、隣接する前記周壁部と前記端壁部とにそれぞれ連続するとともに、周方向に沿って前記フィルタ（５０）の前記板状部の軸方向端部が当接してなる湾曲コーナ部をさらに有している、ガス発生器。
　前記フィルタ（５０）の前記板状部の軸方向端部が当接する前記湾曲コーナ部が、前記点火器（３０）が取付けられた端壁部とは異なる方の端壁部と前記周壁部との間に少なくとも位置している、請求項１に記載のガス発生器。
　前記フィルタ（５０）の前記板状部の前記湾曲コーナ部に当接する軸方向端部が、前記板状部を折り曲げることによって形成された折り曲げ部にて構成されているか、あるいは、前記板状部を湾曲させることによって形成された曲成部にて構成されている、請求項１に記載のガス発生器。
　前記板状部が、前記開口部の周縁に突起部（５２ａ）を有しており、
　前記フィルタ（５０）が、当該突起部（５２ａ）を有する前記板状部を径方向に積層することで内部に層状の間隙部（５３）が形成されてなる積層体にて構成されている、請求項１に記載のガス発生器。
　前記フィルタ（５０）の前記板状部の前記湾曲コーナ部に当接する軸方向端部が、積層された前記板状部のうちの少なくとも最外層に位置する板状部の軸方向端部によって構成されている、請求項４に記載のガス発生器。
　前記フィルタ（５０）の前記板状部の前記湾曲コーナ部に当接する軸方向端部が、積層された前記板状部のうちの少なくとも最内層に位置する板状部の軸方向端部によって構成されている、請求項４に記載のガス発生器。
　前記フィルタ（５０）が、単一の金属製の板状部材を巻き回すことによって形成された積層体からなる、請求項４に記載のガス発生器。