WO2016051998A1

WO2016051998A1 - ガス発生器

Info

Publication number: WO2016051998A1
Application number: PCT/JP2015/073650
Authority: WO
Inventors: 福本健二; 小林睦治
Original assignee: 株式会社ダイセル
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2016-04-07
Also published as: US20170282843A1; CN107074190B; JP6251662B2; CN107074190A; JP2016068657A; US10214176B2; KR20170063562A; DE112015004430T5

Abstract

　本発明は、筒状ハウジングにおいて、第１端部側から順に点火手段室、ガス排出口を有するガス流入室、および加圧ガス室が配置されており、加圧ガス室とガス流入室の間が、環状固定部に固定された破裂板で閉塞されており、点火手段室とガス流入室の間に、破裂板の破壊手段が配置され、前記破壊手段が、ベース部と、ベース部から破裂板側に延ばされたロッド本体部と、その先端部の拡径部を有し、作動時において、前記ベース部が軸方向に移動し、前記拡径部が前記破裂板を打ち抜いた後で加圧ガス室内に位置し、前記ロッド本体部が前記環状固定部と半径方向に対向する位置になり、加圧ガスが、前記拡径部と前記環状固定部の間の幅が変化している第１環状通路と、前記ロッド本体部と前記環状固定部の間の第２環状通路を含むガス通路を通った後、前記ガス排出口から排出され、前記第２環状通路の断面積が、第１環状通路の最小幅部分の面積と前記ガス排出口の総開口面積の中で最小となり、前記第２環状通路の断面積がＱ、打ち抜かれた破裂板の面積がＡ１、前記第１環状通路の最小幅部分の面積がＡ２であるとき、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たす、ガス発生器である。

Description

ガス発生器

　本発明は、車両に搭載するエアバッグ装置に使用できる、加圧ガスを使用したガス発生器に関する。

背景技術
　ＵＳ－Ａ　Ｎｏ．５２４２１９４の図１には、加圧ガスを使用したインフレータの発明が示されており、図２～図５において、作動前（図２）、作動中（図３、図４）、作動後（図５）の状態が示されている。
　点火器１７７の作動開始によって、図３に示されているとおり、ピストン１３２の先端部１５５により破裂板５２の中心部が破られる。
　その後、図４に示されているとおり、破裂板５２の中心部にピストン１３２の先端部１５５が突き刺さった状態のまま、ピストン１３２の環状先端部１９４により破裂板５２がドーナツ状に切り取られた状態で保持される。
　その後、図５に示されているとおり、ピストン１３２の環状先端部１９４は、ドーナツ状に切り取られた破裂板５２を保持したままの状態でホルダー８６に衝突する。このとき、ピストン１３２の先端部１５５は、ホルダー８６のオリフィス１０２に嵌り込むため、ドーナツ状に切り取られた破裂板５２は、ピストン１３２の環状先端部１９４とホルダー８６の間で保持される。
　加圧ガスは、開口部９２を通り、円形開口部６６とピストン１３２（ピストンロッド１５４）の間の環状空間を通った後、排出口６２から排出される。
　これと並行して、点火器１７７の火炎などがピストン１３２内部のシリンダー状通路１５６を通って、ボディ４６内のブースター４４とガス発生剤４２を着火して高温ガスを発生させ、オリフィス１１６から室２２内に高温ガスが流入する。この高温ガスが、残部の加圧ガスと共に排出口６２から排出される。

本発明の開示
本発明の発明１は、
　第１端部側の開口部に点火手段が固定され、軸方向に反対側の第２端部側が閉塞された筒状ハウジング内において、第１端部側から順に点火手段を備えた点火手段室、ガス排出口を有するガス流入室、および加圧ガス室が配置されており、
　加圧ガス室とガス流入室の間が、筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状固定部に固定された破裂板で閉塞されており、
　点火手段室とガス流入室の間には、破裂板の破壊手段が配置されており、
　前記破壊手段が、前記筒状ハウジングの内壁面に外周面が当接され、作動時において所定長さ（長さＬ）だけ軸方向に移動できるベース部と、ベース部から破裂板側に延ばされたロッド部からなるものであり、
　前記ロッド部が、前記ベース部から延ばされたロッド本体部と、ロッド本体部の先端部が半径方向に拡径された拡径部を有しているものであり、
　前記破裂板が、前記環状固定部に対して固定されており、
　さらに前記拡径部の先端面と前記破裂板が対向しているものであり、
　作動時において、前記破壊手段のベース部が長さＬだけ軸方向に移動したとき、前記破壊手段の拡径部が前記環状固定部から前記破裂板を打ち抜いた後で加圧ガス室内に位置し、前記ロッド本体部が前記環状固定部と半径方向に対向する位置になるものであり、
　加圧ガスが前記加圧ガス室から前記ガス排出口まで流れて行くとき、前記拡径部と前記環状固定部の間の幅が変化している第１環状通路と、前記ロッド本体部と前記環状固定部の間の第２環状通路を含むガス通路を通った後、前記ガス排出口から排出されるものであり、
　前記第２環状通路の断面積が、第１環状通路の最小幅部分の面積と前記ガス排出口の総開口面積の中で最小となるものであり、
　前記第２環状通路の断面積がＱ、打ち抜かれた破裂板の面積がＡ１、前記第１環状通路の最小幅部分の面積がＡ２であるとき、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たしている、ガス発生器を提供する。
　好ましくは、上記発明１のガス発生器において、第１環状通路の最小幅部分の面積、前記第２環状通路の断面積、前記ガス排出口の総開口面積の中で、前記第２環状通路の断面積が最小となる。

　本発明の発明２は、
　第１端部側の開口部に点火手段が固定され、軸方向に反対側の第２端部側が閉塞された筒状ハウジング内において、第１端部側から順に点火手段を備えた点火手段室、複数のガス排出口を有するガス流入室、および加圧ガス室が配置されており、
　加圧ガス室とガス流入室の間が、筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状固定部に固定された破裂板で閉塞されており、
　点火手段室とガス流入室の間には、破裂板の破壊手段が配置されており、
　前記破壊手段が、前記筒状ハウジングの内壁面に外周面が当接され、作動時において所定長さ（長さＬ）だけ軸方向に移動できるベース部と、ベース部から破裂板側に延ばされたロッド部からなるものであり、
　前記ロッド部が、前記ベース部から延ばされたロッド本体部と、ロッド本体部の先端部が半径方向に拡径された拡径部を有しているものであり、
　前記破裂板が、前記環状固定部に対して固定されており、
　さらに前記拡径部の先端面と前記破裂板が対向しているものであり、
　作動時において、前記破壊手段のベース部が長さＬだけ軸方向に移動したとき、前記破壊手段の拡径部が前記環状固定部から前記破裂板を打ち抜いた後で加圧ガス室内に位置し、前記ロッド本体部が前記環状固定部と半径方向に対向する位置になるものであり、
　加圧ガスが前記加圧ガス室から前記ガス排出口まで流れて行くとき、前記拡径部と前記環状固定部の間の幅が変化している第１環状通路と、前記ロッド本体部と前記環状固定部の間の第２環状通路を含むガス通路を通った後、前記ガス排出口から排出されるものであり、
　前記第２環状通路の断面積が、第１環状通路の最小幅部分の面積と前記ガス排出口の総開口面積の中で最小となるものであり、
　前記第２環状通路の断面積がＱ、前記ガス排出口の総開口面積がＡ３、打ち抜かれた破裂板によって閉塞されたガス排出口の面積がＺであるとき、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしている、ガス発生器を提供する。
　好ましくは、上記発明２のガス発生器において、第１環状通路の最小幅部分の面積、前記第２環状通路の断面積、前記ガス排出口の総開口面積の中で、前記第２環状通路の断面積が最小となる。

　本発明は、以下の詳細な説明と添付された図面により、さらに完全に理解されるものであるが、これらはただ説明のため付されるものであり、本発明を制限するものではない。

図１は、本発明のガス発生器の軸Ｘ方向の断面図である。図２は、図１の部分拡大図であり、作動前の状態を示している。図３は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれにおいて、図１、２で使用する破壊手段を含む異なる実施形態の破壊手段の部分平面図を示している。図４は、図２の一部斜視図であり、作動後の状態を示している。図５は、図１の部分拡大図であり、作動後の状態を示している。図６は、図１の部分拡大図であり、図５に示す状態のあとの作動状態を示している。図７は、図１の部分拡大図であり、図６とは異なる作動状態を示している。図８は、図１のとは別実施形態のガス発生器の部分拡大断面図であり、作動状態を示している。図９は、図８の部分拡大断面図であり、図８に示す状態のあとの作動状態を示している。図１０は、図８とは別実施形態のガス発生器の部分拡大断面図であり、作動状態を示している。

発明の詳細な説明
　ＵＳ－Ａ　Ｎｏ．５２４２１９４のインフレータは、破裂板５２を２段階の動作でドーナツ状に切り取り、さらにドーナツ状に切り取った破裂板５２を保持したままで、ピストン１３２の先端部１５５をホルダー８６のオリフィス１０２にぴったりと嵌め込む必要がある。このように動作が複雑であり、動作の信頼性の観点からは改善の余地がある。

　本発明は、車両に搭載するエアバッグ装置用に使用できる、加圧ガスを使用したガス発生器であり、車両の耐用年数の間、作動の確実性を維持することができるガス発生器を提供する。

　点火手段室は、エアバッグ装置のガス発生器で使用される周知の電気式点火器を含むものであり、必要に応じて伝火薬やガス発生剤を併用することができる。
　ガス発生剤から発生するガスは、エアバッグ展開用に使用することができる。
　加圧ガス室には、アルゴン、ヘリウム、窒素ガスなどのガスが所要圧力で充填されている。
　ガス流入室を形成する筒状ハウジングには、ガス排出口が形成されており、内側からシールテープで閉塞されていてもよい。なお、ガス排出口を内側から覆う位置には、筒状フィルタを配置することもできる。
　点火手段室とガス流入室は大気圧であり、加圧ガス室は高圧に維持されている。

　破裂板は、筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状固定部に固定されている。
　破裂板は、
　環状固定部に対して加圧ガス室側から溶接固定されている環状の溶接部と、環状の溶接部の内側にある円形の非溶接部からなるもの、
　環状固定部と破裂板が一体に形成されて、脆弱部が形成されているもののいずれでもよい。
　環状固定部と破裂板が一体に形成されているものは、破壊手段で打ち抜かれる部分が破裂板に相当し、残存する部分が環状固定部となる。
　前記環状固定部は、筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状板面部と、前記環状板面部の内周部から前記ガス流入室側に延ばされた筒状壁部を有しているものにすることもできる。
　環状固定部が、環状板面部と筒状壁部を有しているものであるとき、破裂板は環状板面部に溶接固定されており、作動後には、ロッド本体部と筒状壁部の間が第２環状通路となる。

　破壊手段は、ベース部とロッド部からなり、ロッド部はロッド本体部と拡径部からなるものである。
　ベース部は、筒状ハウジングの内壁面に外周面が当接されており、作動時において所定長さ（長さＬ）だけ軸方向に移動できるようになっている。
　ベース部は、点火手段室内にガス発生剤を充填しているとき、作動時に燃焼ガスを通過させるための貫通孔、溝などを形成することができる。これらの貫通孔や溝は、作動前にはシールテープなどの閉塞手段で閉塞しておく。
　拡径部は、ロッド本体部の先端部が半径方向に拡径されたものであり、形状は特に制限されるものではなく、例えば次のような形状のものにすることができる。
　（I）ロッド本体部の先端部から拡径部の先端面（破裂板と対向している面）までが円錐台形状であるもの。
（II）拡径部の先端面（破裂板と対向している面）が円板形状であり、前記円板形部分からロッド本体部の先端部までが円錐台形状であるもの。
（III）ロッド本体部の先端部に円板形状の拡径部を有しているもの。

　ベース部は、作動前には例えば筒状ハウジングの内壁面から突き出された低い突起などによって軸方向への移動が制限されている。
　ベース部は、作動時には点火手段を備えた点火手段室から大きな圧力が加えられるため、前記した低い突起を乗り越えて軸方向に移動するが、長さＬだけ移動したとき、例えば筒状ハウジングの内壁面から突き出された突起や、筒状ハウジングの内径が縮小されて形成された段差部によって移動が停止される。その後、固定されて逆行が阻止される。
　ロッド本体部は、ベース部から拡径部までが均一外径であるものであり、移動後固定された状態では、断面積が常に一定の第２環状通路が形成される。
　そして、ベース部が長さＬだけ軸方向に移動したとき、ロッド本体部の先端にある拡径部が破裂板を打ち抜いた後、加圧ガス室内に位置するようにされている。
　このとき、ロッド本体部は、破裂板が固定されていた環状固定部（または筒状壁部）と半径方向に対向する位置になっている。

　上記のようにして破裂板が打ち抜かれることで、加圧ガス室からガス流入室のガス排出口までのガス排出経路が開放されることになる。
　そして、加圧ガスが加圧ガス室からガス排出口まで流れて行くとき、加圧ガス室内にある拡径部と環状固定部の間の環状通路（第１環状通路）を通り、さらにロッド本体部と環状固定部の間の環状通路（第２環状通路）を通った後、ガス流入室内に流入し、ガス排出口から排出される。
　第１環状通路は、ロッド本体部の先端部が半径方向に拡径された拡径部と、筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状固定部（または筒状壁部）の間の環状通路であること、拡径部の形状は特定されるものではないこと（例えば、上記した（I）～（III））から、拡径部の表面と環状固定部の間隔（幅）が複数箇所で異なるほか、環状通路の向きもハウジングの軸方向とは一致していない部分がある。
　このため、第１環状通路は、拡径部から環状固定部までの幅が最小の部分と最大の部分、それらの間の幅を有する部分が存在することになり、それらごとに環状通路の向きも異なることになるため、第１環状通路は最小幅部分の「面積」により示す。
　第２環状通路の幅は一定であり、環状通路の向きはハウジングの軸方向と一致しているため、第２環状通路はハウジング半径方向の「断面積」で示す。

　本発明のガス発生器は、第２環状通路の断面積が、第１環状通路の最小幅部分の面積と前記ガス排出口の総開口面積の中で最小となるものである。
　本発明のガス発生器は、第２環状通路の断面積を最小とすることで、第２環状通路において加圧ガス流の流出量を制御するものである。

　本発明のガス発生器は、第２環状通路の断面積がＱ、打ち抜かれた破裂板の面積がＡ１、前記第１環状通路の最小幅部分の面積がＡ２であるとき、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たしている。
　作動時には、破裂板が円形に打ち抜かれ、打ち抜かれた破裂板は加圧ガス室内に入る。このとき、破裂板は打ち抜かれたときの円形状態を維持していることが考えられるが、打ち抜かれるときに変形していることも考えられる。
　そして、一旦は加圧ガス室に入った破裂板が加圧ガスの流出に伴い、第１環状通路に移動したとき、通路の一部を塞いでしまい、ガス流量を減少させてしまうことも考えられる。
　このとき、第１環状通路のガス流量が第２環状通路のガス流量よりも小さくなると、設計したガス流量よりも小さくなってしまうことから、出力性能が劣ってしまい、エアバッグ装置に使用したときは、エアバッグの膨張速度が遅くなってしまう。
　しかし、上記したとおり、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たしていることによって、打ち抜かれた破裂板が第１環状通路の一部を塞いでしまうような事態になったときでも、第２環状通路において加圧ガスの流出量を制御することができる。

本発明のガス発生器は、好ましくは、前記点火手段室内に点火手段として電気式点火器とガス発生剤が収容されており、
前記点火手段室と前記ガス流入室の間が前記破壊手段のベース部で仕切られており、
前記ベース部がシールテープで閉塞された厚さ方向への貫通孔を有しているものであり、
前記貫通孔の総開口面積Ｙとガス発生剤成形体の総表面積ＢがＹ＜Ｂの関係を満たしており、さらに前記貫通孔の総開口面積Ｙと前記ガス排出口の総開口面積Ａ３がＹ＜Ａ３の関係を満たしている。

　さらに本発明のガス発生器は、破壊手段のベース部に形成された貫通孔や溝などの総開口面積Ｙとガス発生剤成形体の総表面積ＢがＹ＜Ｂであり、Ｙ＜Ａ３（ガス排出口の総開口面積）の関係を満たすようにすることが好ましい。
　このようにして、Ｙ＜ＢかつＹ＜Ａ３の関係を満たすようにすることで、点火手段室内のガス発生剤の燃焼性能を独立して制御することができるようになる。

　本発明のガス発生器は、上記したＱ＜（Ａ２－Ａ１）の代わりに、第２環状通路の断面積がＱ、前記ガス排出口の総開口面積がＡ３、打ち抜かれた破裂板によって閉塞されたガス排出口の面積がＺであるとき、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしているものである。
　打ち抜かれた破裂板が第１環状通路と第２環状通路を通過してしまい、ガス流入室に入ってガス排出口の一部を閉塞した場合であっても、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしていることによって、第２環状通路において加圧ガスの流出量を制御することができる。

　本発明のガス発生器は、上記したＱ＜Ａ２－Ａ１とＱ＜（Ａ３－Ｚ）の両方を満たすようにすることができる。すなわち、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）に加えて、前記第２環状通路の断面積がＱ、前記ガス排出口の総開口面積がＡ３、打ち抜かれた破裂板によって閉塞されたガス排出口の面積がＺであるとき、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たすようにすることができる。
　作動時において、打ち抜かれた破裂板が第１環状通路の一部を塞いだ後、第１環状通路と第２環状通路を通過してしまい、ガス流入室に入ってガス排出口の一部を閉塞したような場合であっても、第２環状通路において加圧ガスの流出量を制御することができる。
　また、作動時において、打ち抜かれた破裂板が割れて、割れた一部が第１環状通路の一部を塞ぎ、割れた残部が第１環状通路と第２環状通路を通過し、ガス流入室に入ってガス排出口の一部を閉塞したような場合であっても、第２環状通路において加圧ガスの流出量を制御することができる。

本発明のガス発生器は、好ましくは、前記点火手段室内に点火手段として電気式点火器とガス発生剤が収容されており、
前記点火手段室と前記ガス流入室の間が前記破壊手段のベース部で仕切られており、
前記ベース部がシールテープで閉塞された厚さ方向への貫通孔を有しているものであり、
前記貫通孔の総開口面積Ｙとガス発生剤成形体の総表面積ＢがＹ＜Ｂの関係を満たしており、さらに前記貫通孔の総開口面積Ｙと前記ガス排出口の総開口面積Ａ３がＹ＜（Ａ３－Ｚ）の関係を満たしている。

　さらに本発明のガス発生器は、破壊手段のベース部に形成された貫通孔や溝などの総開口面積Ｙとガス発生剤成形体の総表面積ＢがＹ＜Ｂであり、Ｙ＜（Ａ３－Ｚ）の関係を満たすようにすることが好ましい。
　このようにして、Ｙ＜ＢかつＹ＜（Ａ３－Ｚ）の関係を満たすようにすることで、点火手段室内のガス発生剤の燃焼性能を独立して制御することができるようになる。

　本発明のガス発生器は、車両のエアバッグ装置に使用したとき、車両の耐用年数の間、作動の確実性を維持することができる。

発明の実施の形態
（１）図１のガス発生器
図１に示すガス発生器１は、筒状ハウジング１０内に点火手段室３０、ガス流入室４０、および加圧ガス室５０が配置されている。
筒状ハウジング１０は、点火手段室ハウジング１１と加圧ガス室ハウジング１２からなるものであるが、全体として１つのハウジングからなるものでもよい。
点火手段室ハウジング１１は、第１端部１１ａ側の開口部に電気式点火器２５が固定されている。
加圧ガス室ハウジング１２の第２端部１２ａ側は閉塞されている（閉塞面１３）。
点火手段室ハウジング１１の第２端部１１ｂと加圧ガス室ハウジング１２の第１端部１２ｂが接合部１４において溶接一体化されている。
筒状ハウジング１０（点火手段室ハウジング１１と加圧ガス室ハウジング１２）は、鉄、ステンレスなどからなるものである。

加圧ガス室５０内には、アルゴン、ヘリウムなどのガスが高圧で充填されている。
ガスは、加圧ガス室ハウジング１２の閉塞面１３のガス充填孔から充填される。ガス充填孔は、加圧ガス室ハウジング１２の周壁面に形成されていてもよい。
ガス充填孔は、ガス充填後にピン１５を差し込んだ状態で、ピン１５と閉塞面１３が共に溶接されることで閉塞されている。

加圧ガス室５０とガス流入室４０の間は、固定部（環状固定部）４２に溶接固定された破裂板４７で閉塞されている。
固定部４２は、点火手段室ハウジング１１の第２端部１１ｂからハウジングの半径方向内側に延ばされた環状板面部４３と、環状板面部４３の内周部からガス流入室４０側に延ばされた筒状壁部４４を有しており、破裂板４７は加圧ガス室５０側から環状板面部４３に溶接固定されている。
破裂板４７は、鉄、ステンレスなどからなるものであり、環状板面部４３に溶接固定された環状の溶接部４７ａと、環状の溶接部４７ａの内側にある円形の非溶接部４７ｂからなる。
破裂板４７は、加圧ガス室５０からの圧力を受けてガス流入室４０側に突き出すように変形している。

ガス流入室４０は、作動時において加圧ガス室５０からガスが流入し、点火手段室３０から燃焼ガスが流入する空間である。
図２では、ガス流入室４０に面した点火手段室ハウジング１１には複数のガス排出口２９が形成されており、内側から金属製のシールテープ２８で閉塞されている。
複数のガス排出口２９は、点火手段室ハウジング１１の周方向に均等間隔をおいて形成されているが、軸Ｘ方向に２列で周方向に配列されていてもよいし、周方向に千鳥配列にされていてもよい。
ガス流入室３０内のガス排出口２９に面した位置には、筒状フィルタを配置することができる。
ガス流入室４０は、点火手段室３０から破裂板４７の間に段差部１７が形成されている。
段差部１７は、点火手段室ハウジング１１の内径が点火手段室３０から破裂板４７の間で小さくされたことにより形成されているが、段差部１７に代えて、点火手段室ハウジング１１の内周壁面１１ｃから内側に突き出された複数の突起でもよい。

ガス流入室４０と点火手段室３０の間には、ベース部３２と、ベース部３２から破裂板４７側に延ばされたロッド部３３からなる破壊手段３１が配置されている。
図１、図２に示されている破壊手段３１は、ベース部３２とロッド部３３が一体になっているものであるが、図８～図１０に示すようにベース部３２にロッド部１３７が嵌め込まれ、作動時に外れないよう一体になっているものでもよい。
ベース部３２は、厚さ方向に複数の貫通孔３４を有している円板部３５と、円板部３５の外周から点火器２５側に延ばされた筒状壁面部３６からなるものである。
貫通孔３４は、アルミニウム、鉄、ステンレス、樹脂から選ばれる材質からなるシールテープで点火手段室３０側から閉塞されている。
ベース部３２は、軸Ｘ方向に摺動できるように筒状壁面部３６の外周面３６ａが点火手段室ハウジング１１の内周壁面１１ｃに当接されている。筒状壁面部３６の軸Ｘ方向の長さが円板部３５の厚みより大きいため、ロッド部３３が軸Ｘに対して傾くことがなく、ベース部３２が軸Ｘに平行に摺動する。
筒状壁面部３６は、点火手段室ハウジング１１の内周壁面１１ｃから内側に軸方向に間隔をおいて突き出された２箇所の突起１６ａ、１６ｂによって、厚さ方向の両側から挟み付けられている。
なお、筒状壁面部３６の外周面３６ａと点火手段室ハウジング１１の内周壁面１１ｃの間には、気密性を維持するためのシール剤が塗布されている。

ロッド部３３は、ベース部３２から延ばされたロッド本体部３７と、ロッド本体部３７から半径方向外側に拡径された拡径部３８を有している。
ロッド部３３は、図３（ａ）～（ｃ）に示すような形状のものを使用することができる。
図３（ａ）に示すロッド部３３は、ロッド本体部３７の先端部３７ａから伸びる円錐台形状の拡径部３８を有している。拡径部３８の先端面３９は、破裂板４７と対向して配置される。
図３（ｂ）に示すロッド部３３は、ロッド本体部３７の先端部３７ａから伸びる円錐台形部３８ａと、それに続く円板部３８ｂからなる拡径部３８を有している。拡径部３８（円板部３８ｂ）の先端面３９は、破裂板４７と対向して配置される。
図３（ｃ）に示すロッド部３３は、ロッド本体部３７の先端部３７ａにおいて円板形状の拡径部３８を有しているものである。拡径部３８の先端面３９は、破裂板４７と対向して配置される。

点火手段室３０には、第１端部１１ａ側に点火器２５が固定されており、軸Ｘ方向の反対側は、ベース部３２で仕切られている。
点火手段室３０内には、所要量のガス発生剤成形体２６が充填されている。
　点火手段室３０におけるガス発生剤成形体２６の燃焼性能は、ベース部３２に形成された貫通孔３４の総開口面積Ｙとガス発生剤成形体２６の総表面積ＢがＹ＜Ｂになるようにすることでコントロールされる。このとき、Ｙ＜Ａ３（ガス排出口２９の総開口面積）の関係を満たしている。

次に、図１、図２に示すガス発生器１を車両のエアバッグシステム用のガス発生器として使用するときの動作を図４～図７により説明する。なお、ガス発生器１は、破壊手段３１として、図３（ｂ）に示す拡径部３８を有するものを使用している。
図１、図２に示すように、作動前の状態では、ロッド部３３の先端部である拡径部３８は、環状固定部４２の筒状壁部４４で包囲されるように配置されている。このとき、拡径部３８の外周部と筒状壁部４４の内周面４４ａの間にはわずかな隙間が形成されている。

点火器２５が作動して発生した燃焼生成物によって、ガス発生剤成形体２６が着火燃焼して、高温の燃焼ガスを発生させる。
燃焼ガスにより点火手段室２０内の圧力が上昇すると、破壊手段３１のベース部３２が突起１６ｂを越え、軸Ｘ方向に点火手段室ハウジングの内周壁面１１ｃを摺動しながら移動する。

その後、ベース部３２は、内径が小さくなった段差部１７に衝突して停止する。このとき、ベース部３２および拡径部３８は、長さＬだけ軸Ｘ方向に移動している。
ベース部３２が長さＬだけ移動したとき、ロッド部３３の拡径部３８の先端面３９は破裂板４７の非溶接部４７ｂに衝突し、環状板面部４３に溶接されている環状の溶接部４７ａを残して円形の非溶接部４７ｂを打ち抜く。この状態で、点火手段室３０側に面した環状壁面部３６の周縁が突起１６ｂとぶつかり、破壊手段３１の逆行が阻止される。
環状壁面部３６の軸Ｘ方向の長さや、突起１６ａ、１６ｂおよび段差部１７の位置はこのような動作ができるように長さや位置が調整されている。
図４および図５は、破裂板４７の非溶接部４７ｂが打ち抜かれて、拡径部３８の先端面３９上に非溶接部４７ｂが残っている状態が示されている。

図４および図５に示す状態のとき、拡径部３８は加圧ガス室５０内に位置しており、ロッド本体部３７は筒状壁部４４とハウジング半径方向に対向する位置にある。
このとき、環状固定部４２（環状板面部４３と筒状壁部４４）と拡径部３８の間には、幅が変化している第１環状通路が形成されている。
なお、環状固定部４２（環状板面部４３と筒状壁部４４）に残存する破裂板の溶接部４７ａの状態によっては、溶接部４７ａと拡径部３８との間が第１環状通路を形成する場合も含まれる。
第１環状通路は、拡径部３８の円板部３８ｂと円錐台部３８ａとの境界部と環状固定部４２（環状板面部４３と筒状壁部４４）との最小距離Ｐ１を幅とする第１ａ環状通路と、ロッド部本体部３７と拡径部３８の境界部（ロッド本体部の先端部３７ａ）と環状固定部４２（環状板面部４３と筒状壁部４４）との最小距離Ｐ２を幅とする第１ｂ環状通路を有している。
筒状壁部４４とロッド本体部３７との間には、幅Ｐ３の第２環状通路が形成されている。
Ｐ１、Ｐ２およびＰ３の大きさは、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となり、第１ａ環状通路から第２環状通路に至るまでに、その幅が変化している。
ここで、第２環状通路（幅Ｐ３）の断面積がＱ、円形に打ち抜かれた非溶接部４７ｂの面積がＡ１、第１環状通路の最小幅部分である第１ｂ環状通路（幅Ｐ２）の面積がＡ２であるとき、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たしている。
さらに第２環状通路（幅Ｐ３）の断面積がＱ、ガス排出口２９の総開口面積がＡ３、打ち抜かれた非溶接部によって閉塞されたガス排出口の面積がＺであるとき、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしている。

加圧ガス室５０内の加圧ガスは、第１ａ環状通路（幅Ｐ１）、第１ｂ環状通路（Ｐ２）、第２環状通路（幅Ｐ３）を通った後、ガス流入室４０内に流入する。
これと並行して、ベース部３２の貫通孔３４を塞ぐシールテープが破られ、貫通孔３４からガス流入室４０内に燃焼ガスが流入する。
ガス流入室４０内に流入した燃焼ガスと加圧ガスは、ガス排出口２９から排出される。ガス流入室４０内もガス通路になるが、最小の通路部分（幅Ｐ４：筒状壁部４４の先端部とベース部３２との距離）であっても、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３と比べると充分に大きくなっている。
なお、燃焼ガスと加圧ガスの排出状態は、いずれか一方のガスの一部がガス排出口２９から排出された後、残部ガスが混合ガスとして排出されることも考えられるが、ガスの排出状態やタイミングは限定されるものではない。

図５の状態の後、拡径部３８の先端面３９にある打ち抜かれた破裂板の非溶接部４７ｂは、先端面３９から離れ、加圧ガス室５０内に移動する。このとき、環状板面部４３からの先端面３９の突出量によっては、非溶接部４７ｂが第１ａ環状通路（幅Ｐ１）の一部を塞ぎ、面積Ａ２が減少して（Ａ２－Ａ１）になってしまう。
しかし、上記したとおり、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たしているため、図６に示す状態になったとしても、第２環状通路（幅Ｐ３）の断面積Ｑが最小であることから、ガス流量は第２環状通路（幅Ｐ３）で制御されるため、ガス発生器１の性能には全く影響しない。

さらに例えば図７に示すように、打ち抜かれた破裂板の非溶接部４７ｂが打ち抜かれた状態（円形）を維持したまま（または多少変形した状態で）、第１環状通路と第２環状通路を通ってガス流入室４０内に入り、ガス排出口２９の一部を閉塞してしまうと、ガス排出口２９の総開口面積が減少してしまう。
しかし、上記したとおり、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしているため、図７に示す状態になったとしても、第２環状通路（幅Ｐ３）の断面積Ｑが最小であることから、ガス流量は第２環状通路（幅Ｐ３）で制御されるため、ガス発生器１の出力性能には全く影響しない。

その他、打ち抜かれた破裂板の非溶接部４７ｂが一旦は第１環状通路を塞いだ後で、第１環状通路と第２環状通路を通過してガス流入室４０に入り、ガス排出口２９の一部を塞いだような場合でも、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）とＱ＜（Ａ３－Ｚ）の両方を満たしているため、ガス流量は第２環状通路（幅Ｐ３）で制御されることから、ガス発生器１の出力性能には全く影響しない。
また打ち抜かれた破裂板の非溶接部４７ｂが複数に割れたような場合でも、同様にガス流量は第２環状通路（幅Ｐ３）で制御されることから、ガス発生器１の出力性能には全く影響しない。

（２）図８～図１０の実施形態
図８～図１０のガス発生器は、図１のガス発生器１において、破壊手段３１として、図８～図１０に示すもの（図３（ｃ）に示すものと同じもの）を使用したほかは、図１に示すガス発生器１と同じものである。

第１環状通路は、拡径部１３８のロッド本体部１３７側の角部と環状固定部４２（環状板面部４３と筒状壁部４４）との最小距離Ｐ1１を幅とする第１ａ環状通路と、ロッド部本体部１３７と拡径部１３８の境界部と固定部４２（環状板面部４３と筒状壁部４４）との最小距離Ｐ12を幅とする第１ｂ環状通路を有している。
筒状壁部４４とロッド本体部１３７との間には、幅Ｐ13の第２環状通路が形成されている。
Ｐ11、Ｐ12およびＰ13の大きさは、Ｐ12＞Ｐ11＞Ｐ13となっている。
ガス流入室４０内もガス通路になるが、最小の通路部分（幅Ｐ14：筒状壁部４４の先端部とベース部３２との距離）であっても、Ｐ11、Ｐ12およびＰ13と比べると充分に大きくなっている。

第２環状通路（幅Ｐ13）の断面積がＱ、円形に打ち抜かれた非溶接部４７ｂの面積がＡ１、第１環状通路の中で最小幅部分であるガス通路（幅Ｐ11の第１ａ環状通路）の面積がＡ２であるとき、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たしている。
さらに第２環状通路（幅Ｐ13）の断面積がＱ、ガス排出口２９の総開口面積がＡ３、打ち抜かれた非溶接部によって閉塞されたガス排出口の面積がＺであるとき、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしている。
このため、図９に示す状態（図６と同様の状態）および図１０に示す状態（図７と同様の状態）になったとしても、第２環状通路（幅Ｐ13）の断面積Ｑが最小であることから、ガス流量は第２環状通路（幅Ｐ13）で制御されるため、ガス発生器１の出力性能には全く影響しない。

また、打ち抜かれた破裂板の非溶接部４７ｂが一旦は第１環状通路を塞いだ後で、第１環状通路と第２環状通路を通過してガス流入室４０に入り、ガス排出口２９の一部を塞いだような場合、打ち抜かれた破裂板の非溶接部４７ｂが複数に割れたような場合でも、同様にガス流量は第２環状通路（幅Ｐ３）で制御されることから、ガス発生器１の出力性能には全く影響しない。

図８～図１０に示す実施形態のものであっても、図１、図５～図７に示すものと同様に、点火手段室３０におけるガス発生剤成形体２６の燃焼性能は、ベース部３２に形成された貫通孔３４の総開口面積Ｙとガス発生剤成形体２６の総表面積ＢがＹ＜Ｂになるようにすることでコントロールされる。このとき、Ｙ＜（Ａ３－Ｚ）の関係を満たしている。

本発明のガス発生器は、作動時において、加圧ガス室５０内からの加圧ガスの排出量を第２環状通路の断面積を調整することで制御することができる。
また本発明のガス発生器は、作動時において、破壊手段のベース部３２の貫通孔３４の総開口面積Ｙ、ガス排出口２９の総開口面積Ａ３（またはＡ３－Ｚ）およびガス発生剤２６の総表面積Ｂを関係づけることで、ガス発生剤２６の燃焼性能を制御することができる。
本発明のガス発生器は、作動状態に拘わらず、加圧ガス室５０内からのガスの排出量を独立して制御することができ、点火手段室３０内のガス発生剤２６の燃焼性能も独立して制御することができる。

本発明を以上のように記載した。当然、本発明は様々な形の変形をその範囲に含み、これら変形は本発明の範囲からの逸脱ではない。また当該技術分野における通常の知識を有する者が明らかに本発明の変形とみなすであろうすべては、以下に記載する請求項の範囲にある。

Claims

第１端部側の開口部に点火手段が固定され、軸方向に反対側の第２端部側が閉塞された筒状ハウジング内において、第１端部側から順に点火手段を備えた点火手段室、ガス排出口を有するガス流入室、および加圧ガス室が配置されており、
加圧ガス室とガス流入室の間が、筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状固定部に固定された破裂板で閉塞されており、
点火手段室とガス流入室の間には、破裂板の破壊手段が配置されており、
前記破壊手段が、前記筒状ハウジングの内壁面に外周面が当接され、作動時において所定長さ（長さＬ）だけ軸方向に移動できるベース部と、ベース部から破裂板側に延ばされたロッド部からなるものであり、
前記ロッド部が、前記ベース部から延ばされたロッド本体部と、ロッド本体部の先端部が半径方向に拡径された拡径部を有しているものであり、
前記破裂板が、前記環状固定部に対して固定されており、
さらに前記拡径部の先端面と前記破裂板が対向しているものであり、
作動時において、前記破壊手段のベース部が長さＬだけ軸方向に移動したとき、前記破壊手段の拡径部が前記環状固定部から前記破裂板を打ち抜いた後で加圧ガス室内に位置し、前記ロッド本体部が前記環状固定部と半径方向に対向する位置になるものであり、
加圧ガスが前記加圧ガス室から前記ガス排出口まで流れて行くとき、前記拡径部と前記環状固定部の間の幅が変化している第１環状通路と、前記ロッド本体部と前記環状固定部の間の第２環状通路を含むガス通路を通った後、前記ガス排出口から排出されるものであり、
前記第２環状通路の断面積が、第１環状通路の最小幅部分の面積と前記ガス排出口の総開口面積の中で最小となるものであり、
前記第２環状通路の断面積がＱ、打ち抜かれた破裂板の面積がＡ１、前記第１環状通路の最小幅部分の面積がＡ２であるとき、Ｑ＜（Ａ２－Ａ１）を満たしている、ガス発生器。
第１端部側の開口部に点火手段が固定され、軸方向に反対側の第２端部側が閉塞された筒状ハウジング内において、第１端部側から順に点火手段を備えた点火手段室、複数のガス排出口を有するガス流入室、および加圧ガス室が配置されており、
加圧ガス室とガス流入室の間が、筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状固定部に固定された破裂板で閉塞されており、
点火手段室とガス流入室の間には、破裂板の破壊手段が配置されており、
前記破壊手段が、前記筒状ハウジングの内壁面に外周面が当接され、作動時において所定長さ（長さＬ）だけ軸方向に移動できるベース部と、ベース部から破裂板側に延ばされたロッド部からなるものであり、
前記ロッド部が、前記ベース部から延ばされたロッド本体部と、ロッド本体部の先端部が半径方向に拡径された拡径部を有しているものであり、
前記破裂板が、前記環状固定部に対して固定されており、
さらに前記拡径部の先端面と前記破裂板が対向しているものであり、
作動時において、前記破壊手段のベース部が長さＬだけ軸方向に移動したとき、前記破壊手段の拡径部が前記環状固定部から前記破裂板を打ち抜いた後で加圧ガス室内に位置し、前記ロッド本体部が前記環状固定部と半径方向に対向する位置になるものであり、
加圧ガスが前記加圧ガス室から前記ガス排出口まで流れて行くとき、前記拡径部と前記環状固定部の間の幅が変化している第１環状通路と、前記ロッド本体部と前記環状固定部の間の第２環状通路を含むガス通路を通った後、前記ガス排出口から排出されるものであり、
前記第２環状通路の断面積が、第１環状通路の最小幅部分の面積と前記ガス排出口の総開口面積の中で最小となるものであり、
前記第２環状通路の断面積がＱ、前記ガス排出口の総開口面積がＡ３、打ち抜かれた破裂板によって閉塞されたガス排出口の面積がＺであるとき、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしている、ガス発生器。
さらにＱ＜（Ａ２－Ａ１）に加えて、前記第２環状通路の断面積がＱ、前記ガス排出口の総開口面積がＡ３、打ち抜かれた破裂板によって閉塞されたガス排出口の面積がＺであるとき、Ｑ＜（Ａ３－Ｚ）を満たしている、請求項１記載のガス発生器。
前記環状固定部が、前記筒状ハウジングの内周壁面から半径方向内側に延ばされた環状板面部と、前記環状板面部の内周部から前記ガス流入室側に延ばされた筒状壁部を有しているものであり、
前記ロッド本体部と前記筒状壁部の間が第２環状通路となるものである、請求項１～３のいずれか１項に記載のガス発生器。
前記点火手段室内に点火手段として電気式点火器とガス発生剤が収容されており、
前記点火手段室と前記ガス流入室の間が前記破壊手段のベース部で仕切られており、
前記ベース部がシールテープで閉塞された厚さ方向への貫通孔を有しているものであり、
前記貫通孔の総開口面積Ｙとガス発生剤成形体の総表面積ＢがＹ＜Ｂの関係を満たしており、さらに前記貫通孔の総開口面積Ｙと前記ガス排出口の総開口面積Ａ３がＹ＜Ａ３の関係を満たしている、請求項１記載のガス発生器。
前記点火手段室内に点火手段として電気式点火器とガス発生剤が収容されており、
前記点火手段室と前記ガス流入室の間が前記破壊手段のベース部で仕切られており、
前記ベース部がシールテープで閉塞された厚さ方向への貫通孔を有しているものであり、
前記貫通孔の総開口面積Ｙとガス発生剤成形体の総表面積ＢがＹ＜Ｂの関係を満たしており、さらに前記貫通孔の総開口面積Ｙと前記ガス排出口の総開口面積Ａ３がＹ＜（Ａ３－Ｚ）の関係を満たしている、請求項２記載のガス発生器。