(57)【要約】【課題】作業性よく簡便に製造することが可能で、かつ所望の出力特性が得られるとともに粒状のガス発生剤の破砕を効果的に防止することができるガス発生器を提供する。【解決手段】シリンダ型ガス発生器１は、長尺円筒状のハウジングと、ハウジングの内部に設けられた作動ガス生成室およびフィルタ室と、点火器３０とを備えている。作動ガス生成室には、区画部材５０、破砕防止部材としてのコイルバネ６５および粒状のガス発生剤６２が内部に収容された第１密閉容器８０が配置されている。粒状のガス発生剤６２は、区画部材５０の中空部５５を除く部分に充填されており、コイルバネ６５は、区画部材５０の円筒状部５２の外側に挿入されることで第１密閉容器８０のフィルタ室側の端部に配置されている。コイルバネ６５は、軸方向に弾性圧縮が可能であり、粒状のガス発生剤６５を点火器３０側に向けて付勢している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状のガス発生剤が燃焼することで作動ガスが生成される作動ガス生成室と、前記作動ガス生成室で生成された作動ガスが通過するフィルタが収容されたフィルタ室とを内部に含み、軸方向の両端が閉塞されてなる長尺円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの軸方向の一端部に配置され、前記粒状のガス発生剤を燃焼させるための火炎を発生させる点火手段と、
前記ハウジングの内部に位置し、前記ハウジングの内部の空間を軸方向に前記作動ガス生成室と前記フィルタ室とに仕切る仕切り部材と、
前記作動ガス生成室を区画する区画部材と、
前記粒状のガス発生剤の破砕を防止するための破砕防止部材とを備え、
前記フィルタ室は、前記作動ガス生成室よりも前記ハウジングの他端部側に位置し、
前記ハウジングの前記フィルタ室を規定する部分には、前記フィルタを通過した作動ガスを外部に噴出するための複数のガス噴出口が設けられ、
前記作動ガス生成室には、密閉された収容空間を有する第１密閉容器が配置され、
前記第１密閉容器の前記収容空間には、前記粒状のガス発生剤と、前記区画部材と、前記破砕防止部材とが配置され、
前記区画部材は、前記ハウジングと同軸上に配置された内部に中空部を有する有底円筒状の部材にて構成され、前記第１密閉容器の前記仕切り部材側の端部から前記ハウジングの軸方向に沿って延びる円筒状部と、前記円筒状部の前記点火手段側の端部を閉塞する底部とを含み、
前記底部は、前記第１密閉容器の前記点火手段側の端部よりも前記仕切り部材側に位置し、
前記粒状のガス発生剤は、前記区画部材の前記中空部を除く部分の前記第１密閉容器の前記収容空間に収容され、
前記円筒状部には、前記粒状のガス発生剤が収容された空間と前記中空部とを連通する複数の第１連通孔が設けられ、
前記仕切り部材の中央部には、前記中空部と前記フィルタ室とを連通するための第２連通孔が設けられ、
前記破砕防止部材は、軸方向に弾性圧縮が可能なコイルバネにて構成され、前記区画部材の前記円筒状部の外側に挿入されることで前記第１密閉容器の前記フィルタ室側の端部に位置し、前記粒状のガス発生剤を前記点火手段側に向けて付勢している、ガス発生器。
【請求項２】
前記破砕防止部材としてのコイルバネは、磁場が印加されることで軸方向に弾性圧縮が可能なものである、請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
前記破砕防止部材としてのコイルバネは、円錐コイルバネである、請求項１または２に記載のガス発生器。
【請求項４】
前記円錐コイルバネは、軸方向に弾性圧縮した場合に当該円錐コイルバネを構成する線材の厚みにまでその弾性圧縮が可能である、請求項３に記載のガス発生器。
【請求項５】
前記区画部材は、前記円筒状部の前記フィルタ室側の端部から外側に向かって延設されたフランジ部をさらに含み、
前記破砕防止部材としてのコイルバネが、前記フランジ部の前記点火手段側の主面に当接するとともに、前記フランジ部の前記フィルタ室側の主面が、前記第１密閉容器の前記フィルタ室側の端部に当接している、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記点火手段が配置された点火室をさらに内部に含み、
前記点火手段は、燃焼することによって火炎を生じさせる点火薬を含む点火器と、前記点火器にて生じた火炎を前記粒状のガス発生剤に伝達するための伝火薬とを含み、
前記点火室には、密閉された収容空間を有する第２密閉容器が配置され、
前記第２密閉容器の前記収容空間には、前記伝火薬が配置されている、請求項１から５のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記ハウジングの軸方向の他端部および周壁部を構成する長尺有底円筒状の第１ハウジング部材と、前記第１ハウジング部材の開口端を閉塞することで前記ハウジングの前記一端部を構成する第２ハウジング部材とを含み、
前記第１ハウジング部材は、圧延鋼板をプレス成形してなるプレス成形品にて構成され、
前記第１ハウジング部材の外径Ｒ１が、１５ｍｍ≦Ｒ１≦２０ｍｍの条件を充足し、
前記第１連通孔のうちで最も前記底部寄りに設けられた第１連通孔の前記底部側の端部から前記底部までの距離Ｌ１が、Ｌ１≦５ｍｍの条件を充足し、
前記底部から前記作動ガス生成室の前記点火手段側の端部までの距離Ｌ２と、前記作動ガス生成室の径Ｒ２とが、０．０２６≦Ｌ２／Ｒ２≦０．７１の条件を充足し、
前記中空部の径Ｒ３と、前記作動ガス生成室の径Ｒ２とが、０．２８≦Ｒ３／Ｒ２≦０．５４の条件を充足している、請求項１から６のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項８】
前記粒状のガス発生剤が、燃料としてのグアニジン系化合物と、酸化剤としての塩基性硝酸銅とを含む、請求項１から７のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項９】
請求項２に記載のガス発生器の製造方法であって、
前記第１密閉容器の一部となる有底筒状のカップ部の内部に前記区画部材および前記破砕防止部材としてのコイルバネを配置する工程と、
前記カップ部の外部から磁場を印加することで前記破砕防止部材としてのコイルバネを弾性圧縮する工程と、
前記破砕防止部材としてのコイルバネを弾性圧縮した状態を維持しつつ、前記粒状のガス発生剤を前記カップ部の内部に所定量だけ充填する工程と、
前記破砕防止部材としてのコイルバネを弾性圧縮した状態を維持しつつ、前記粒状のガス発生剤が収容された前記カップ部に前記第１密閉容器の一部となるキャップ部を組付けることでこれらカップ部とキャップ部とによって構成される前記収容空間を外部から気密に封止する工程と、
前記磁場の印加を解除することにより、前記粒状のガス発生剤に前記破砕防止部材としてのコイルバネによる付勢力を付与する工程とを備えた、ガス発生器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載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およびその製造方法に関し、より特定的には、長尺円柱状の外形を有するガス発生器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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車両等に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・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・展開させる機器である。
【０００３】
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」と呼ばれる構造のガス発生器が存在する。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助手席用のエアバッグ装置、カーテンエアバッグ装置、ニーエアバッグ装置等に好適に組み込まれる。なお、長尺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。
【０００４】
上述したシリンダ型ガス発生器は、外殻部材を構成する圧力容器としての長尺円筒状のハウジングと、ハウジングの軸方向の一端部に組付けられた点火器と、点火器に隣接する部分のハウジングの内部に設けられた作動ガス生成室と、作動ガス生成室に隣接する部分のハウジングの内部に設けられたフィルタ室とを備えている。このうち、作動ガス生成室には、燃焼することで作動ガスを生成するガス発生剤が収容されており、フィルタ室には、作動ガスが内部を通過することで当該作動ガスを冷却するとともに当該作動ガス中に含まれる燃焼残渣（スラグ）を除去するフィルタが収容されている。また、フィルタ室を規定する部分のハウジングには、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口が設けられている。
【０００５】
当該シリンダ型ガス発生器においては、点火器が作動することによって生じた火炎によってガス発生剤が燃焼し、これにより高温高圧の作動ガスが作動ガス生成室において発生する。生成した高温高圧の作動ガスは、作動ガス生成室からフィルタ室へと流入し、フィルタを通過することで冷却されるとともにスラグが除去され、その後ガス噴出口を介してハウジングの外部へと噴出される。ガス噴出口から噴出された作動ガスは、エアバッグの膨張・展開に利用される。
【０００６】
この種のシリンダ型ガス発生器の構成が具体的に開示された文献として、たとえば特表２０００−５１０７９２号公報（特許文献１）や、特開２００８−１１４６８３号公報（特許文献２）、特開２００２−１６６８１８号公報（特許文献３）、特開２００５−３１３８１２号公報（特許文献４）、特開２００７−３１４１０２号公報（特許文献５）等がある。このうち、上記特許文献１および２に開示のシリンダ型ガス発生器においては、上述した作動ガス生成室とフィルタ室とが特に仕切り部材等の隔壁にて仕切られることなく、ハウジングの内周面に沿うように円筒状のフィルタが配置され、当該円筒状のフィルタの中空部を充填するようにガス発生剤が収容されている。一方、上記特許文献３ないし５に開示のシリンダ型ガス発生器においては、ハウジングの軸方向に仕切り部材が介装されることでハウジングの内部の空間が軸方向に作動ガス生成室とフィルタ室とに仕切られ、これら作動ガス生成室およびフィルタ室にそれぞれガス発生剤およびフィルタが収容されている。
【０００７】
ここで、作動ガス生成室に収容されるガス発生剤としては、上記特許文献２に開示される如く、ハウジングの軸方向に沿って一列に整列配置が可能となるように大型の成形体としてディスク状に形成されたものと、上記特許文献１、３ないし５に開示される如く、小型の成形体として粒状に形成されたものとがある。
【０００８】
従来においては、ガス発生剤としてアジ化化合物やテトラゾール系化合物を含むものが利用されていたため、上述した大型のディスク状ペレットとした場合にも十分にこれを燃焼させることができた。しかしながら、アジ化化合物を含むガス発生剤とした場合には、その毒性の点で問題があり、またテトラゾール系化合物を含むガス発生剤とした場合には、その燃焼温度がスラグの融点よりも高くなってしまい、フィルタにてスラグを効果的に捕捉することができないという点で問題があった。
【０００９】
そのため、近年においては、燃料としてグアニジン系化合物を含み、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むガス発生剤を利用したシリンダ型ガス発生器が普及している。このグアニジン系化合物と塩基性硝酸銅とを含むガス発生剤とした場合には、アジ化化合物のような毒性の問題もなく、また燃焼温度がスラグの融点よりも低くなってスラグを固形物として効果的にフィルタにて捕捉することができるメリットも得られる。しかしながら、当該ガス発生剤を利用するためには、燃焼を開始させるためにガス発生剤の表面積を大きくすることが不可欠であり、またその燃焼を維持するために作動ガス生成室の内圧を相当程度に高く維持することが不可欠である。そのため、近年においては、上記特許文献３ないし５に開示される如く、ガス発生剤を粒状の小型のペレットとすることでガス発生剤の表面積を大きく確保しつつ、作動ガス生成室とフィルタ室とを仕切り部材を用いて仕切ることで内圧の上昇を相当程度に高く維持することが一般化しつつある。
【００１０】
また、上記特許文献３には、作動ガス生成室に有底円筒状の区画部材が配置されてなるシリンダ型ガス発生器が開示されている（特に特許文献３の図３参照）。当該作動ガス生成室に区画部材が配置されてなるシリンダ型ガス発生器にあっては、区画部材の中空部を除く部分の作動ガス生成室に粒状のガス発生剤が収容されており、点火器によって点火された粒状のガス発生剤が順次点火器側から燃焼して作動ガスが生成されるとともに、生成された作動ガスが速やかに区画部材に設けられた連通孔を介して区画部材の中空部に流入してフィルタ室へと移動することになる。したがって、当該構成を採用することにより、未燃焼のガス発生剤が作動ガスの流動抵抗になることが未然に防止されるとともに、当該区画部材によってガス発生剤が収容された部分の作動ガス生成室の内圧が相当程度に高く維持されることになり、出力特性に優れたシリンダ型ガス発生器とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２０００−５１０７９２号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４６８３号公報
【特許文献３】特開２００２−１６６８１８号公報
【特許文献４】特開２００５−３１３８１２号公報
【特許文献５】特開２００７−３１４１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上述したシリンダ型ガス発生器においては、作動ガス生成室に収容されたガス発生剤が振動や衝撃等によって破砕されることを防止する必要がある。これは、ガス発生剤が振動や衝撃等によって破砕されることで粉状化した場合には、ガス発生剤の燃焼時においてその燃焼特性（たとえば燃焼速度や燃焼温度等）が本来意図したものとは異なるものとなってしまい、結果として作動ガスの出力特性にばらつきが生じてしまうためである。そのため、シリンダ型ガス発生器においては、振動や衝撃等を吸収する破砕防止部材を作動ガス生成室に配置し、当該破砕防止部材によってガス発生剤が作動ガス生成室を規定する壁面に向けて押圧付勢された状態となるように構成されることが一般的である。
【００１３】
上述した破砕防止部材としては、上記特許文献１、２および５に開示される如く、線材を巻き回すことで構成されたコイルスプリングを利用したものと、上記特許文献４に開示される如く、円盤状に形成されたセラミックスファイバの成形体や発泡シリコン等で構成されたクッション材を利用したものとが知られている。なお、上記特許文献３には、破砕防止部材を作動ガス生成室に設けることについて特に記載がない。
【００１４】
ここで、粒状の小型のペレットからなるガス発生剤を破砕防止部材にて押圧しようとする場合には、これら粒状の小型のペレットを均一に押圧付勢することができるように破砕防止部材の押圧面が平面状に構成されていることが好ましく、当該観点からは、上記特許文献４に開示される如くの円盤状のクッション材を利用することが好ましいと言える。しかしながら、上記特許文献４に開示の如くの構成を採用した場合には、クッション材が点火器の火炎をガス発生剤に伝達する際の阻害物となるため、ガス発生剤の着火のタイミングが遅延してしまう問題が生じる。また、当該クッション材を組付けるに際しても、クッション材が弾性圧縮されることでガス発生剤が適度に押圧付勢された状態となるように、クッション材を弾性圧縮しつつガス発生剤を作動ガス生成室に所定量だけ充填する作業が必要になり、その作業は相当の困難を伴うものとなってしまう。
【００１５】
一方、粒状の小型のペレットからなるガス発生剤をコイルバネからなる破砕防止部材を用いて押圧しようとする場合には、粒状の小型のペレットを均一に押圧付勢するために、上記特許文献２に開示される如くの板状の押圧ディスクをコイルバネとガス発生剤との間に介装するか、あるいは上記特許文献５に開示される如く、コイルバネのガス発生剤側の端部において線材を密に巻き回すことで蓋状部を形成する必要がある。しかしながら、上記特許文献３ないし５に開示される如く、仕切り部材を用いてハウジングの軸方向に沿って作動ガス生成室とフィルタ室とに仕切ってなるシリンダ型ガス発生器においてこのような構成を採用した場合には、これら押圧ディスクやコイルバネの蓋状部がフィルタ室へと流入しようとする作動ガスの流動抵抗となってしまい、所望の作動ガスの出力特性が得られないばかりか、急激に作動ガス生成室の内圧が上昇してしまい、当該内圧上昇に耐え得るようにハウジングの厚みを増加させる必要が生じてしまう問題が生じる。また、上述したクッション材を利用する場合と同様に、コイルバネを組付けるに際しても、コイルバネが弾性圧縮されることでガス発生剤が適度に押圧付勢された状態となるように、コイルバネを弾性圧縮しつつガス発生剤を作動ガス生成室に所定量だけ充填する作業が必要になり、その作業は相当の困難を伴うものとなってしまう。
【００１６】
したがって、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、作業性よく簡便に製造することが可能で、かつ所望の出力特性が得られるとともに粒状のガス発生剤の破砕を効果的に防止することができるガス発生器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、点火手段と、仕切り部材と、区画部材と、破砕防止部材とを備えている。上記ハウジングは、軸方向の両端が閉塞されてなる長尺円筒状の部材からなり、粒状のガス発生剤が燃焼することで作動ガスが生成される作動ガス生成室と、上記作動ガス生成室で生成された作動ガスが通過するフィルタが収容されたフィルタ室とを内部に含んでいる。上記点火手段は、上記粒状のガス発生剤を燃焼させるための火炎を発生させるものであり、上記ハウジングの軸方向の一端部に配置されている。上記仕切り部材は、上記ハウジングの内部に位置しており、上記ハウジングの内部の空間を軸方向に上記作動ガス生成室と上記フィルタ室とに仕切っている。上記区画部材は、上記作動ガス生成室を区画しており、上記破砕防止部材は、上記粒状のガス発生剤の破砕を防止するためのものである。上記フィルタ室は、上記作動ガス生成室よりも上記ハウジングの他端部側に位置しており、上記ハウジングの上記フィルタ室を規定する部分には、上記フィルタを通過した作動ガスを外部に噴出するための複数のガス噴出口が設けられている。上記作動ガス生成室には、密閉された収容空間を有する第１密閉容器が配置されており、上記第１密閉容器の上記収容空間には、上記粒状のガス発生剤と、上記区画部材と、上記破砕防止部材とが配置されている。上記区画部材は、上記ハウジングと同軸上に配置された内部に中空部を有する有底円筒状の部材にて構成されており、上記第１密閉容器の上記仕切り部材側の端部から上記ハウジングの軸方向に沿って延びる円筒状部と、上記円筒状部の上記点火手段側の端部を閉塞する底部とを含んでいる。このうち、上記底部は、上記第１密閉容器の上記点火手段側の端部よりも上記仕切り部材側に位置している。上記粒状のガス発生剤は、上記区画部材の上記中空部を除く部分の上記第１密閉容器の上記収容空間に収容されている。上記円筒状部には、上記粒状のガス発生剤が収容された空間と上記中空部とを連通する複数の第１連通孔が設けられており、上記仕切り部材の中央部には、上記中空部と上記フィルタ室とを連通するための第２連通孔が設けられている。上記破砕防止部材は、軸方向に弾性圧縮が可能なコイルバネにて構成されており、上記区画部材の上記円筒状部の外側に挿入されることで上記第１密閉容器の上記フィルタ室側の端部に位置している。ここで、コイルバネからなる上記破砕防止部材は、上記粒状のガス発生剤を上記点火手段側に向けて付勢している。
【００１８】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記破砕防止部材としてのコイルバネが、磁場が印加されることで軸方向に弾性圧縮が可能なものであることが好ましい。
【００１９】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記破砕防止部材としてのコイルバネが、円錐コイルバネであることが好ましい。また、その場合には、上記円錐コイルバネが、軸方向に弾性圧縮した場合に当該円錐コイルバネを構成する線材の厚みにまでその弾性圧縮が可能であることが好ましい。
【００２０】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記区画部材が、上記円筒状部の上記フィルタ室側の端部から外側に向かって延設されたフランジ部をさらに含んでいることが好ましく、その場合には、上記破砕防止部材としてのコイルバネが、上記フランジ部の上記点火手段側の主面に当接するとともに、上記フランジ部の上記フィルタ室側の主面が、上記第１密閉容器の上記フィルタ室側の端部に当接していることが好ましい。
【００２１】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記ハウジングが、上記点火手段が配置された点火室をさらに内部に含んでいてもよく、上記点火手段が、燃焼することによって火炎を生じさせる点火薬を含む点火器と、上記点火器にて生じた火炎を上記粒状のガス発生剤に伝達するための伝火薬とを含んでいてもよい。その場合には、密閉された収容空間を有する第２密閉容器が上記点火室に配置されていることが好ましく、上記第２密閉容器の上記収容空間に上記伝火薬が配置されていることが好ましい。
【００２２】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記ハウジングが、上記ハウジングの軸方向の他端部および周壁部を構成する長尺有底円筒状の第１ハウジング部材と、上記第１ハウジング部材の開口端を閉塞することで上記ハウジングの上記一端部を構成する第２ハウジング部材とを含んでいてもよく、その場合には、上記第１ハウジング部材が、圧延鋼板をプレス成形してなるプレス成形品にて構成されていることが好ましい。そのように構成した場合には、上記第１ハウジング部材の外径Ｒ１が、１５ｍｍ≦Ｒ１≦２０ｍｍの条件を充足し、上記第１連通孔のうちで最も上記底部寄りに設けられた第１連通孔の上記底部側の端部から上記底部までの距離Ｌ１が、Ｌ１≦５ｍｍの条件を充足し、上記底部から上記作動ガス生成室の上記点火手段側の端部までの距離Ｌ２と上記作動ガス生成室の径Ｒ２とが、０．０２６≦Ｌ２／Ｒ２≦０．７１の条件を充足し、かつ、上記中空部の径Ｒ３と上記作動ガス生成室の径Ｒ２とが、０．２８≦Ｒ３／Ｒ２≦０．５４の条件を充足していることが好ましい。
【００２３】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記粒状のガス発生剤が、燃料としてのグアニジン系化合物と、酸化剤としての塩基性硝酸銅とを含んでいることが好ましい。
【００２４】
本発明に基づくガス発生器の製造方法は、上述したガス発生器を製造するための方法であって、以下の工程を備えている。
（ａ）上記第１密閉容器の一部となる有底筒状のカップ部の内部に上記区画部材および上記破砕防止部材としてのコイルバネを配置する工程。
（ｂ）上記カップ部の外部から磁場を印加することで上記破砕防止部材としてのコイルバネを弾性圧縮する工程。
（ｃ）上記破砕防止部材としてのコイルバネを弾性圧縮した状態を維持しつつ、上記粒状のガス発生剤を上記カップ部の内部に所定量だけ充填する工程。
（ｄ）上記破砕防止部材としてのコイルバネを弾性圧縮した状態を維持しつつ、上記粒状のガス発生剤が収容された上記カップ部に上記第１密閉容器の一部となるキャップ部を組付けることでこれらカップ部とキャップ部とによって構成される上記収容空間を外部から気密に封止する工程。
（ｅ）上記磁場の印加を解除することにより、上記粒状のガス発生剤に上記破砕防止部材としてのコイルバネによる付勢力を付与する工程。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、所望の出力特性が得られるとともに粒状のガス発生剤の破砕を効果的に防止することができるガス発生器を作業性よく簡便に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の正面図および側面図である。
【図２】図１に示すシリンダ型ガス発生器の模式断面図である。
【図３】図２に示す第１密閉容器の内部の構造を示す概略斜視図である。
【図４】図２および図３に示す破砕防止部材としてのコイルバネの形状を示す平面図および側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の製造方法を説明するための模式断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の製造方法を説明するための模式断面図である。
【図７】第１変形例に係る破砕防止部材としてのコイルバネの形状を示す平面図および側面図である。
【図８】第２変形例に係る破砕防止部材としてのコイルバネを第１密閉容器に収容した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す一実施の形態は、サイドエアバッグ装置等に好適に組み込まれるいわゆ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。
【００２８】
図１は、本発明の一実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の外観構造を示す図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は右側面図である。図２は、図１に示すシリンダ型ガス発生器の内部構造を示す図であり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った模式断面図である。図３は、図２に示す第１密閉容器の内部の構造を示す概略斜視図である。また、図４は、図２および図３に示す破砕防止部材としてのコイルバネの形状を示す図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は側面図である。以下においては、これら図１ないし図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の外観構造および内部構造について説明する。
【００２９】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図２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１は、長尺円柱状の外形を有しており、軸方向の両端が閉塞されてなる外殻部材としてのハウジングを有している。外殻部材としてのハウジングは、周壁部１１および底壁部１２を有する軸方向の片側が閉塞された有底円筒状の第１ハウジング部材１０と、第１ハウジング部材１０の軸方向と同方向に沿って延びる貫通部２３を有する筒状の第２ハウジング部材２０とを含んでいる。第２ハウジング部材２０は、その外周面の所定位置に後述するかしめ固定のための溝２１を有しており、当該溝２１は、第２ハウジング部材２０の外周面に周方向に沿って延びるように環状に形成されている。
【００３０】
第２ハウジング部材２０は、第１ハウジング部材１０の開口端を閉塞するように第１ハウジング部材１０に固定されている。具体的には、第１ハウジング部材１０の開口端に第２ハウジング部材２０の一部が内挿された状態で、当該第２ハウジング部材２０の外周面に設けられた溝２１に対応する部分の第１ハウジング部材１０の周壁部１１を径方向内側に向けて縮径させて当該溝２１に係合させることにより、第２ハウジング部材２０が第１ハウジング部材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、第２ハウジング部材２０によって構成されることになり、ハウジングの軸方向の他端部が、第１ハウジング部材１０の底壁部１２によって構成されることになる。
【００３１】
当該かしめ固定は、第１ハウジング部材１０の周壁部１１を径方向内側に向けて均等に縮径され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、第１ハウジング部材１０の周壁部１１には、かしめ部１４が設けられることになる。上記八方かしめを利用すれば、かしめ固定する第１ハウジング部材１０および第２ハウジング部材２０の間に特にシール部材を介装させずとも、ハウジングの内部の気密性を相当程度に確保することができる。
【００３２】
第１ハウジング部材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有底円筒状に成形された金属製のプレス成形品にて構成されていてもよい。特に、第１ハウジング部材１０を圧延鋼板のプレス成形品で構成した場合には、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第１ハウジング部材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、第２ハウジング部材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。
【００３３】
第１ハウジング部材１０および第２ハウジング部材２０によって構成されるハウジングの内部の空間には、仕切り部材４０が配置されている。この仕切り部材４０は、ハウジングの内部の空間を軸方向に作動ガス生成室とフィルタ室とに仕切るものである。作動ガス生成室は、ハウジングの軸方向の略中央部に位置しており、内部に後述する第１密閉容器８０が収容されている。フィルタ室は、ハウジングの軸方向の他端部側（すなわち、第１ハウジング部材１０の底壁部１２側）に位置しており、内部に後述するフィルタ７０が収容されている。
【００３４】
図２に示すように、ハウジングの軸方向の一端部（すなわち、第２ハウジング部材２０寄りの部分）には、点火手段としての点火器（スクイブ）３０および伝火薬（エンハンサ）６１が配置されている。点火手段としての点火器３０および伝火薬６１は、後述する粒状のガス発生剤６２を燃焼させるための火炎を発生させるためのものであり、このうちの伝火薬６１は、第２密閉容器９０に収容されている。当該点火器３０および第２密閉容器９０が収容された部分のハウジングの内部の空間は、点火室に相当する。すなわち、点火室は、ハウジングの軸方向の一端部寄りの部分に位置しており、第１ハウジング部材１０の周壁部１１と、第２ハウジング部材２０と、後述する第１密閉容器８０とによって規定されている。
【００３５】
点火器３０は、第２ハウジング部材２０の貫通部２３に内挿されてかしめ固定されている。より詳細には、第２ハウジング部材２０は、ハウジングの内部の空間に面する側の端部にかしめ部２４を有しており、点火器３０が貫通部２３に内挿されて第２ハウジング部材２０に当て留めされた状態で当該かしめ部２４をかしめることにより、点火器３０が第２ハウジング部材２０に挟持されて点火器３０が第２ハウジング部材２０に固定されている。
【００３６】
点火器３０は、火炎を発生させるための点火装置であり、基部３１と、点火部３２と、端子ピン３３とを含んでいる。基部３１は、一対の端子ピン３３を挿通・保持するための部位であり、点火部３２に隣接して設けられている。点火部３２は、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とを含んでいる。端子ピン３３は、点火薬を着火させるために点火部３２に接続されている。
【００３７】
より詳細には、点火器３０においては、基部３１によって保持された一対の端子ピン３３が点火部３２内に挿入され、その先端を連結するように抵抗体（ブリッジワイヤ）が取付けられ、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３２内に点火薬が充填されている。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。また、点火部３２を囲うスクイブカップは、一般に金属製またはプラスチック製である。
【００３８】
衝突を検知した際には、端子ピン３３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、この熱を受けて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３ミリ秒以下である。
【００３９】
上述したように、伝火薬６１は、第２密閉容器９０に収容されている。第２密閉容器９０は、有底筒状のカップ部９１と、当該カップ部９１の開口を閉塞するキャップ部９２とを含んでおり、ハウジングの軸方向の一端部寄りの位置に点火器３０に連接するように内挿されている。第２密閉容器９０においては、カップ部９１とキャップ部９２とが組み合わされて接合されており、これにより第２密閉容器９０の内部に形成される収容空間９３が当該第２密閉容器９０の外部から気密に封止されている。カップ部９１およびキャップ部９２としては、銅やアルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等の金属薄板（箔）をプレス加工等することで成形された金属部材や、射出成形やシート成形等を行なうことで形成された樹脂部材等が利用される。また、カップ部９１とキャップ部９２との接合には、ろう付けや接着、巻き締め等が好適に用いられる。
【００４０】
伝火薬６１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６１としては、後述するガス発生剤６２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、後述するガス発生剤６２よりも燃焼速度が速くかつ高発熱性の組成物が用いられる。伝火薬６１は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成形されたもの等が利用される。バインダによって成形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。
【００４１】
なお、第２密閉容器９０と第２ハウジング部材２０との間でかつ点火器３０の点火部３２を取り巻く部分の点火室には、クッション材６３が配置されている。当該クッション材６３は、後述する各種の内部構成部品をハウジングの内部において軸方向に固定するための部材であり、同時に上述した内部構成部品の軸方向長さのばらつきを吸収するための部材でもある。したがって、クッション材６３は、上述した第２密閉容器９０と第２ハウジング部材２０とによってハウジングの軸方向に挟み込まれて固定されている。クッション材６３としては、たとえばセラミックスファイバの成形体や発泡シリコン等が利用可能である。
【００４２】
図２に示すように、作動ガス生成室は、第１ハウジング部材１０の周壁部１１、第２密閉容器９０および仕切り部材４０によって規定され、当該作動ガス生成室には、上述したように第１密閉容器８０が配置されている。第１密閉容器８０は、有底筒状のカップ部８１と、当該カップ部８１の開口を閉塞するキャップ部８２とを含んでおり、ハウジングの内部の空間に内挿されている。第１密閉容器８０においては、カップ部８１とキャップ部８２とが組み合わされて接合されることにより、第１密閉容器８０の内部に形成される収容空間８３が当該第１密閉容器８０の外部から気密に封止されている。カップ部８１およびキャップ部８２としては、銅やアルミニウム、銅合金、アルミニウム合金等の金属薄板（箔）をプレス加工等することで成形された金属部材や、射出成形やシート成形等を行なうことで形成された樹脂部材等が利用される。また、カップ部８１とキャップ部８２との接合には、ろう付けや接着、巻き締め等が好適に用いられる。
【００４３】
図２および図３に示すように、第１密閉容器８０の収容空間８３には、区画部材５０と、粒状のガス発生剤６２と、破砕防止部材としてのコイルバネ６５とが収容されている。なお、図３においては、粒状のガス発生剤６２の図示は省略している。
【００４４】
区画部材５０は、内部に中空部５５を有する一端が閉塞された有底円筒状の部材にて構成されており、フランジ部５１と、円筒状部５２と、底部５３とを有している。フランジ部５１は、第１密閉容器８０の仕切り部材４０側の端部に配置されており、フランジ部５１の仕切り部材４０側の主面は、第１密閉容器８０の仕切り部材４０側の軸方向端部８１ａに当接している。円筒状部５２は、フランジ部５１の内周縁から連続して延び、第１密閉容器８０の仕切り部材４０側の端部から収容空間８３の内部に向けて突出して位置している。底部５３は、円筒状部５２から連続して延び、円筒状部５２の点火器３０側の端部を閉塞している。なお、底部５３は、第１密閉容器８０の点火器３０側の端部から所定の距離をもって離間して配置されている。
【００４５】
ここで、作動ガス生成室のうち、区画部材５０の中空部５５を除く部分には、上述した粒状のガス発生剤６２および破砕防止部材としてのコイルバネ６５が収容されている。より詳細には、破砕防止部材としてのコイルバネ６５は、区画部材５０の円筒状部５２を取り巻く空間のうちの前記仕切り部材４０側の端部に収容されており、粒状のガス発生剤６２は、区画部材５０の円筒状部５２を取り巻く空間のうちの上記コイルバネ６５が配置された部分を除く空間と、当該空間および区画部材５０と第１密閉容器８０の点火器３０側の軸方向端部との間に位置する空間とにそれぞれ収容されている。
【００４６】
粒状のガス発生剤６２は、点火器３０によって点火された伝火薬６１が燃焼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ものである。粒状のガス発生剤６２の各々は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成形体として形成される。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や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、たとえばヒドロキシプロピレンメチルセルロース等のセルロース誘導体や、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。
【００４７】
粒状に形成された個々のガス発生剤６２の成形体の形状としては、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものが挙げられる。また、成形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）の成形体も利用可能である。これらの形状は、シリンダ型ガス発生器１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６２の燃焼時において作動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６２の形状の他にもガス発生剤６２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。
【００４８】
なお、粒状のガス発生剤６２としては、燃料としてグアニジン系化合物を含み、酸化剤として塩基性硝酸銅を含むものを利用することが特に好適である。このグアニジン系化合物と塩基性硝酸銅とを含むガス発生剤を利用することとすれば、アジ化化合物のような毒性の問題が生じることもなく、また燃焼温度がスラグの融点よりも低くなってスラグを固形物として効果的にフィルタにて捕捉することができることになる。
【００４９】
コイルバネ６５は、上述した粒状のガス発生剤６２が振動や衝撃等によって破砕することを防止するための部材であり、たとえばばね鋼に代表される鉄鋼等の磁性材料からなる金属線材を巻き回すことによって軸方向に弾性圧縮可能に形成されている。図３、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、コイルバネ６５は、側面視した場合に円錐台状の形状を有する円錐コイルバネにて構成されており、区画部材５０の円筒状部５２の外側に挿入されることで第１密閉容器８０の軸方向端部８１ａに隣接して配置されている。図２に示すように、コイルバネ６５の軸方向の一端に位置する大径部６５ａは、区画部材５０のフランジ部５１の点火器３０側の主面に当接しており、コイルバネ６５の軸方向の他端に位置する小径部６５ｂは、粒状のガス発生剤６２に当接している。
【００５０】
ここで、コイルバネ６５は、所定量だけ軸方向に弾性圧縮した状態で第１密閉容器８０の収容空間８３に収容されており、粒状のガス発生剤６２を軸方向に沿って点火器３０側に向けて付勢している。これにより、粒状のガス発生剤６２は、その全体が第１密閉容器８０のキャップ部８２に向けて押圧付勢された状態とされている。なお、コイルバネ６５の小径部６５ｂは、区画部材５０の円筒状部５２を取り巻く空間の径方向における略中央部に位置しており、粒状のガス発生剤６２は、コイルバネ６５によってほぼ均等に点火器３０側に向けて付勢された状態に維持されている。
【００５１】
図２および図３に示すように、区画部材５０の円筒状部５２には、第１連通孔５４が周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。第１連通孔５４は、粒状のガス発生剤６２が収容された空間と区画部材５０の中空部５５とを連通させるための孔であり、粒状のガス発生剤６２よりも小径の孔にて構成されている。なお、第１連通孔５４は、区画部材５０の底部５３には設けられていない。
【００５２】
区画部材５０は、作動時において上述した中空部５５と粒状のガス発生剤６２が収容された空間との間に圧力差を生じさせるための圧力隔壁として機能するものであり、所定の強度をもった部材にて構成されている。具体的には、区画部材５０は、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。
【００５３】
図２に示すように、仕切り部材４０は、ハウジングの内部の空間を軸方向に作動ガス生成室とフィルタ室とに仕切っている。仕切り部材４０は、ハウジングの内部の空間において上述した第１密閉容器８０に接するように配置されており、環状板部４１と、筒状突出部４２と、第２連通孔４３とを有している。環状板部４１は、第１密閉容器８０に接してハウジングの軸と直交するように配置されている。筒状突出部４２は、環状板部４１の内周縁から連続して延び、上述した第１密閉容器８０から遠ざかる方向に向けて突出して位置している。第２連通孔４３は、筒状突出部４２によって規定され、区画部材５０の中空部５５とフィルタ室とを連通するための孔である。
【００５４】
仕切り部材４０は、ハウジングに対して嵌合または遊嵌されており、ハウジングには、当該仕切り部材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、仕切り部材４０の環状板部４１の外周端がハウジング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、仕切り部材４０の環状板部４１の外周端とハウジング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。
【００５５】
仕切り部材４０は、後述するフィルタ７０の作動ガス生成室側の端部に取付けられており、フィルタ７０と上述した粒状のガス発生剤６２を収容する第１密閉容器８０とによって挟み込まれることでハウジングの内部において支持されている。なお、仕切り部材４０は、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板状部材をプレス加工等することによって形成される。
【００５６】
図２に示すように、第１ハウジング部材１０の周壁部１１および底壁部１２と、仕切り部材４０とによって規定されるフィルタ室には、フィルタ７０が配置されている。フィルタ７０が収容されたフィルタ室は、仕切り部材４０を介して作動ガス生成室に隣接して設けられ、作動ガス生成室よりもハウジングの他端部側（すなわち、第１ハウジング部材１０の底壁部１２側）に位置している。
【００５７】
フィルタ７０は、ハウジングの軸方向と同方向に沿って延び、その軸方向端面に達する中空連通部７１を有する円筒状の部材からなり、その軸方向の作動ガス生成室側の端面が仕切り部材４０に当接しており、他方の端面が第１ハウジング部材１０の底壁部１２に当接している。また、フィルタ７０の外周面は、第１ハウジング部材１０の周壁部１１の内周面に当接している。このような円筒状の部材からなるフィルタ７０を利用すれば、作動時においてフィルタ室を流動する作動ガスの流動抵抗が低く抑えられ、効率的な作動ガスの流動が実現可能となる。
【００５８】
フィルタ７０は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼等の金属線材あるいは金属線材を編み込んだ網材を巻き回したものやプレス加工することによって押し固めたもの等が利用される。網材としては、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等が利用される。このように金属線材を円筒状に巻き回したり押し固めたりすることで形成されたフィルタ７０は、その内部に空隙が含まれることになり、上述した作動ガスの流動を可能にする。フィルタ７０は、作動ガス生成室にて生成された作動ガスがこのフィルタ７０中を通過する際に、当該作動ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってこれを冷却する冷却手段として機能するとともに、作動ガス中に含まれる残渣（スラグ）等を除去する除去手段としても機能する。
【００５９】
図２に示すように、フィルタ室を規定する部分の第１ハウジング部材１０の周壁部１１には、ガス噴出口１３が設けられている。このガス噴出口１３は、シリンダ型ガス発生器１の内部において生成された作動ガスを外部に放出するための孔であり、第１ハウジング部材１０の周壁部１１の周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。
【００６０】
なお、シリンダ型ガス発生器１の第２ハウジング部材２０が配置された側の端部には、雌型コネクタ（不図示）が取付けられる。より詳細には、第２ハウジング部材２０に設けられた凹部２２にシリンダ型ガス発生器１とは別途設けられる衝突検知センサからの信号を伝達するハーネスの雄型コネクタが接続される雌型コネクタが取付けられる。雌型コネクタには、必要に応じてショーティングクリップ（不図示）が取付けられる。このショーティングクリップは、シリンダ型ガス発生器１の搬送時等において静電放電等によってシリンダ型ガス発生器１が誤動作することを防止するために取付けられるものであり、エアバッグ装置への組付け段階においてハーネスの雄型コネクタが雌型コネクタに挿し込まれることによってその端子ピン３３への接触が解除されるものである。
【００６１】
次に、以上において説明したシリンダ型ガス発生器１の作動時における動作について図２を参照して説明する。本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１が組み込まれたエアバッグ装置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、これに基づいて点火器３０が作動する。点火器３０が作動すると、点火薬の燃焼によって点火部３２内の圧力が上昇し、これによって点火部３２が破裂し、火炎が点火部３２の外部へと流出する。
【００６２】
点火部３２の破裂後において、点火部３２を取り巻く空間の温度と圧力は上昇し、第２密閉容器９０が溶融または破裂する。これにより、第２密閉容器９０内に収容された伝火薬６１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。発生した多量の熱粒子は、第１密閉容器８０のキャップ部８２を溶融または破裂させて作動ガス生成室へと流入する。
【００６３】
作動ガス生成室へと流入した熱粒子は、点火器３０が位置する側から順次粒状のガス発生剤６２を着火して燃焼させ、多量の作動ガスを生成させる。このようにして生成された作動ガスは、区画部材５０に設けられた第１連通孔５４を通過して区画部材５０の中空部５５に流入し、その先に位置する第１密閉容器８０のカップ部８１の軸方向端部８１ａを破裂させ、仕切り部材４０に設けられた第２連通孔４３を経由してフィルタ室へと流入する。
【００６４】
フィルタ室に流れ込んだ作動ガスは、フィルタ７０の中空連通部７１内を経由してフィルタ７０へと進入し、当該フィルタ７０中を通過することで所定の温度にまで冷却されてガス噴出口１３からシリンダ型ガス発生器１の外部へと噴出される。ガス噴出口１３から噴出された作動ガスは、エアバッグの内部に導かれてエアバッグを膨張・展開させる。
【００６５】
本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１にあっては、粒状のガス発生剤６２の燃焼の初期段階においては、区画部材５０の底部５３と第１密閉容器８０の点火器３０側の軸方向端部との間に位置する部分のガス発生剤６２が第２密閉容器９０が位置する側から順次燃焼し、作動ガス生成室の中空部５５を除く部分の内圧が急速に上昇してガス発生剤６２が燃焼するのに適した相当程度の高い圧力に達し、これによりガス発生剤６２の燃焼が促進され、未燃焼のガス発生剤６２によって作動ガスの流動が阻害されることなく作動ガスが区画部材５０の円筒状部５２に設けられた第１連通孔５４を経由して中空部５５へと流入する。
【００６６】
そして、粒状のガス発生剤６２の燃焼の初期段階が完了した後は、区画部材５０の円筒状部５２を取り巻く空間に位置する部分のガス発生剤６２が第２密閉容器９０が位置する側から順次燃焼し、作動ガス生成室の中空部５５を除く部分の内圧を維持しつつ安定的に作動ガスが生成され、未燃焼のガス発生剤６２によって、生成された作動ガスの流動が阻害されることなく作動ガスが区画部材５０の円筒状部５２に設けられた第１連通孔５４を経由して中空部５５へと流入する。
【００６７】
したがって、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１の如くの構成を採用することにより、区画部材５０の機能によって未燃焼のガス発生剤が作動ガスの流動抵抗になることが未然に防止されることになり、出力特性に優れたシリンダ型ガス発生器とできる。
【００６８】
ここで、上述した如くの出力特性に優れたシリンダ型ガス発生器にするためには、区画部材５０の底部５３と第１密閉容器８０の点火器３０側の軸方向端部との間に位置する部分のガス発生剤６２の充填量が所定の量となるように精度よく調整することが極めて重要になる。これは、当該部分におけるガス発生剤６２の充填量が不足した場合には、燃焼の初期段階において作動ガス生成室の中空部５５を除く部分の内圧上昇が十分ではなくなり、その結果その後のガス発生剤６２の燃焼状態に大きな影響が生じ、結果として所望の出力特性が得られなくなってしまうためである。
【００６９】
したがって、当該第１密閉容器８０の点火器３０側の軸方向端部に破砕防止部材を配置することとした場合には、区画部材５０の底部５３と第１密閉容器８０の点火器３０側の軸方向端部との間に位置する部分のガス発生剤６２の充填量を精度よく調整することが困難になるため、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、破砕防止部材としてのコイルバネ６５を、第１密閉容器８０の他方の軸方向端部８１ａ寄りの部分に配置することとしている。そして、当該コイルバネ６５によって粒状のガス発生剤６２を点火器３０側に向けて付勢することにより、区画部材５０の底部５３と第１密閉容器８０の点火器３０側の軸方向端部との間に位置する部分のガス発生剤６２の充填量が確実に所定の量となるように調整することを可能にしている。
【００７０】
また、上記構成を採用することにより、区画部材５０の底部５３と第１密閉容器８０の点火器３０側の軸方向端部との間にガス発生剤６２の燃焼を阻害するおそれのある破砕防止部材が配置されることもなくなるため、より迅速にガス発生剤６２が着火することになり、点火器３０の作動後において遅滞なくガス出力が得られるようにもなる。
【００７１】
加えて、上記構成を採用することにより、作動ガス生成室のフィルタ室側の端部における空間が区画部材５０の円筒状部５２によって径方向に区画されることになり、粒状のガス発生剤６２が充填される空間が環状の形態を有することとなるため、破砕防止部材として筒状のコイルバネ６５を用いることにより、より均一に粒状のガス発生剤６２を点火器３０側に向けて付勢することも可能になる。したがって、コイルバネ６５の点火器３０側の端部に蓋状部を設けたり、当該コイルバネ６５と粒状のガス発生剤６２との間に板状の押圧ディスクを配置したりする必要もなく、装置構成を簡素化することができる。
【００７２】
また、以上において説明した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、粒状のガス発生剤６２を押圧付勢することでその破砕を防止する破砕防止部材を磁性材料からなるコイルバネ６５にて構成し、これを第１密閉容器８０の内部でかつ区画部材５０の円筒状部５２の外側に挿入することで第１密閉容器８０のフィルタ室側の端部に配設することとしている。このような構成を採用することにより、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、以下に説明する如くの本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の製造方法を実現可能にしている。
【００７３】
図５および図６は、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器の製造方法を説明するための模式断面図である。次に、これら図５および図６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の製造方法について説明する。
【００７４】
本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１を製造するに際しては、まず図５（Ａ）に示すように、第１密閉容器８０の一部となる有底筒状のカップ部８１を準備し、当該カップ部８１の内部に区画部材５０およびコイルバネ６５を配置する。より具体的には、カップ部８１の開口を介して区画部材５０をカップ部８１の内部に挿入し、区画部材５０のフランジ部５１をカップ部８１の底壁である軸方向端部８１ａに当接させる。そして、その後、区画部材５０の円筒状部５２の外側にコイルバネ６５が位置するように、カップ部８１の開口を介してコイルバネ６５をカップ部８１の内部に挿入し、コイルバネ６５の大径部６５ａを区画部材５０のフランジ部５１に当接させる。ここで、コイルバネ６５の大径部６５ａの外径をカップ部８１の内径と同じかもしくは僅かに小さく構成しておくことにより、コイルバネ６５をカップ部８１の内部において位置決めして組付けることが可能になる。なお、上記に代えて、予め区画部材５０にコイルバネ６５を外挿し、これをカップ部８１の内部に挿入することとしてもよい。
【００７５】
次に、図５（Ｂ）に示すように、カップ部８１の軸方向端部８１ａにカップ部８１の外部から永久磁石１００を近づけることにより、カップ部８１の内部の空間に向けて磁場を印加する。これにより、カップ部８１の内部に収容されたコイルバネ６５は、磁化されることで図中矢印Ａ１方向に向けて弾性圧縮し、その軸方向の外形が縮小することになる。
【００７６】
次に、図５（Ｃ）に示すように、コイルバネ６５が弾性圧縮した状態を維持しつつ（すなわち、永久磁石１００をカップ部８１の軸方向端部８１ａに近づけた状態を維持しつつ）、粒状のガス発生剤６２を所定量だけカップ部８１の内部の空間へと充填する。このとき、より好ましくはカップ部８１を軽く振動させることにより、粒状のガス発生剤６２がカップ部８１の内部の空間でかつ区画部材５０を取り巻く空間に、より隙間なく密に充填されるようにする。ただし、カップ部８１に振動を加える場合には、粒状のガス発生剤６２が破砕しない程度に十分に弱い振動とすることが必要である。
【００７７】
次に、図６（Ａ）に示すように、コイルバネ６５が弾性圧縮した状態を維持しつつ（すなわち、永久磁石１００をカップ部８１の軸方向端部８１ａに近づけた状態を維持しつつ）、カップ部８１の開口を閉塞するようにキャップ部８２を組付け、カップ部８１の内部の空間を外部から気密に封止する。このカップ部８１に対するキャップ部８２の組付けには、上述したように、ろう付けや接着、巻き締め等が好適に用いられる。
【００７８】
つづいて、図６（Ｂ）に示すように、永久磁石１００をカップ部８１の軸方向端部８１ａから遠ざけ、カップ部８１の内部の空間に向けて印加していた磁場を取り去ることでコイルバネ６５の磁化を解除する。これにより、コイルバネ６５が図中矢印Ａ２方向に向けて復元し、その軸方向の外形が拡大することになる。その際、粒状のガス発生剤６２は、コイルバネ６５の復元力によって第１密閉容器８０のキャップ部８２側に向けて押し上げられ、全体として当該キャップ部８２側に向けて付勢されることになる。
【００７９】
以上により、粒状のガス発生剤６２が破砕防止部材としてのコイルバネ６５によって適度な付勢力をもって押圧付勢された状態を実現しつつ、所望の量の粒状のガス発生剤６２を第１密閉容器８０の収容空間８３に容易に充填することが可能になる。すなわち、コイルバネ６５に磁場を印加して圧縮させた状態としつつ粒状のガス発生剤６２を充填することにより、作業性よくかつ簡便に作動ガス生成室に収容される第１密閉容器８０、区画部材５０、粒状のガス発生剤６２およびコイルバネ６５を含むサブアセンブリを製造することが可能になる。なお、上記においては、磁場を印加する手段として永久磁石１００を使用した場合を例示したが、当然にこれに代えて電磁石等を利用することも可能である。
【００８０】
その後、図示して説明することは省略するが、フィルタ７０、仕切り部材４０、第１密閉容器８０、第２密閉容器９０およびクッション材６３を順次この順で第１ハウジング部材１０の内部に挿入し、さらに第１ハウジング部材１０の開口端を点火器３０が組付けられた第２ハウジング部材２０によって閉塞し、第１ハウジング部材１０を第２ハウジング部材２０にかしめ固定することにより、図１および図２に示す如くの本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１の製造が完了することになる。
【００８１】
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およびその製造方法を採用することにより、所望の出力特性が得られるとともに粒状のガス発生剤の破砕を効果的に防止することができるシリンダ型ガス発生器を作業性よく簡便に製造することが可能になる。
【００８２】
また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、第１密閉容器８０および第２密閉容器９０にガス発生剤６２および伝火薬６１をそれぞれ封入した構成であるため、予めこれら薬剤を密閉容器に封入しておくことにより、シリンダ型ガス発生器１の組立作業が容易化するのみならず、ハウジングに別途気密処理を施すことも不要になり、部品点数の削減と構成の簡素化が可能になる。加えて、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、ガス発生剤６２に加え、区画部材５０およびコイルバネ６５を第１密閉容器８０に予め封入した構成であるため、シリンダ型ガス発生器１の組立作業がさらに容易化する効果も得られる。
【００８３】
また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、上述したようにガス発生剤６２や伝火薬６１を気密に封止するためのシール処理をハウジングに対して施す必要がなくなるため、その分だけハウジングの外形を小型化（すなわち小径化や短尺化）することができたり、その分だけハウジングの肉厚を増して耐圧性を向上させることができたりすることになり、結果として小型化や高耐圧化に有利な構造のシリンダ型ガス発生器とすることができる。
【００８４】
また、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１とすることにより、作動ガス生成室にて生成された作動ガスがハウジングの軸方向に流動せずにもっぱらハウジングの径方向に流動して第１連通孔５４を経由して区画部材５０の中空部５５に流入し、さらにその後第２連通孔４３を経由してフィルタ室に流入することとなるため、燃焼中のガス発生剤や未燃焼のガス発生剤が作動ガスの流動によって破壊されることで生じる固形残渣の発生量が大幅に抑制されることになり、またその固形残渣が作動ガスの流動によってさらに破壊されて微小な残渣となることが抑制されることになり、結果としてフィルタ７０に対する負荷が大幅に軽減されることになる。したがって、フィルタ７０を小型化することが可能になり、小型かつ軽量のシリンダ型ガス発生器とすることができる。
【００８５】
なお、上述した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、図２を参照して、第１ハウジング部材１０の外径をＲ１とした場合に、当該Ｒ１が、１５ｍｍ≦Ｒ１≦２０ｍｍの条件を充足していることが好ましい。
【００８６】
また、上述した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、図２を参照して、区画部材５０の底部５３から第１密閉容器８０の点火器３０側の端部までの距離（当該距離は、区画部材５０が位置していない部分の作動ガス生成室の軸方向長さに相当し、ガス発生剤６２が作動ガス生成室の径方向に沿って全体にわたって充填されている部分の軸方向長さである）をＬ２とし、作動ガス生成室の径（より詳細には作動ガス生成室のうちのガス発生剤６２が充填されている部分の径、すなわち第１密閉容器８０の内径）をＲ２とした場合に、これらＬ２およびＲ２が、０．０２６≦Ｌ２／Ｒ２≦０．７１の条件を充足していることが好ましい。
【００８７】
また、上述した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、図２を参照して、区画部材５０の中空部５５の径、すなわち区画部材５０の円筒状部５２の内径をＲ３とした場合に、上述したＲ２およびＲ３が、０．２８≦Ｒ３／Ｒ２≦０．５４の条件を充足していることが好ましい。
【００８８】
加えて、上述した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、図２を参照して、第１連通孔５４のうちで最も底部５３寄りに設けられた第１連通孔の底部５３側の端部から底部５３までの距離をＬ１とした場合に、当該Ｌ１が、Ｌ１≦５ｍｍの条件を充足していることが好ましい。
【００８９】
これら条件を充足していることにより、圧延鋼板のプレス成形品を用いて第１ハウジング部材１０を構成した場合にも、ガス発生剤６２の燃焼を促進しつつハウジングの破損を防止することができる。具体的には、上記条件を充足していることにより、上述したガス発生剤６２の燃焼の初期段階や当該初期段階の完了後において、作動ガス生成室の内圧を適正に維持することが可能になるとともに、圧延鋼板のプレス成形品からなる第１ハウジング部材１０の意図しない変形を抑止することができる。したがって、圧延鋼板のプレス成形品を利用して第１ハウジング部材１０を構成した場合にも、上記条件を充足することで所望の出力特性が得られる小型軽量化が図られたシリンダ型ガス発生器とすることができる。
【００９０】
ここで、上述したＬ２およびＲ２が、Ｌ２／Ｒ２＜０．０２６となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が３５ＭＰａ未満となることが実験的に確認されており、その場合には、所望のガス出力が得られずにエアバッグの膨張・展開が不充分となるおそれがある。一方、上述したＬ２およびＲ２が、０．７１＜Ｌ２／Ｒ２となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が９０ＭＰａを超えることが実験的に確認されており、その場合には、圧延鋼板のプレス成形品からなる第１ハウジング部材１０に意図しない変形が生じるおそれがある。なお、より確実にかつ安定的な動作を保証するためには、上述したＬ２およびＲ２が、０．０５３≦Ｌ２／Ｒ２≦０．５７の条件を充足していることがさらに好適である。
【００９１】
また、上述したＲ３およびＲ２が、Ｒ３／Ｒ２＜０．２８となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が９０ＭＰａを超えることが実験的に確認されており、その場合には、圧延鋼板のプレス成形品からなる第１ハウジング部材１０に意図しない変形が生じるおそれがある。一方、上述したＲ３およびＲ２が、０．５４＜Ｒ３／Ｒ２となった場合には、作動ガス生成室の最大内圧が３５ＭＰａ未満となることが実験的に確認されており、その場合には、所望のガス出力が得られずにエアバッグの膨張・展開が不充分となるおそれがある。なお、より確実にかつ安定的な動作を保証するためには、上述したＲ３およびＲ２が、０．３２≦Ｒ３／Ｒ２≦０．４３の条件を充足していることがさらに好適である。
【００９２】
上述した本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器１においては、図４に示す如くの形状の円錐コイルバネを破砕防止部材として利用した場合を例示したが、他の形状の円錐コイルバネを利用することも可能である。図７は、第１変形例に係る破砕防止部材としてのコイルバネの形状を示す図であり、図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は側面図である。また、図８は、第２変形例に係る破砕防止部材としてのコイルバネの形状を示す図であり、当該コイルバネを第１密閉容器に収容した状態の斜視図である。
【００９３】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、第１変形例に係る破砕防止部材としてのコイルバネ６５Ａは、上面視した場合にコイルバネ６５Ａを構成する線材が互いに重なり合うことがないように形成されている。このように形成されたコイルバネ６５Ａを用いれば、磁場を印加してコイルバネ６５Ａを軸方向に弾性圧縮した場合に、当該コイルバネ６５Ａを構成する線材の厚みにまでその軸方向の大きさを小さくすることができる。したがって、粒状のガス発生剤６２を充填する際のカップ部８１の内部の空間をより大きく確保することが可能となり、組付け時の作業性がさらに向上することになる。
【００９４】
また、図８に示すように、第２変形例に係る破砕防止部材としてのコイルバネ６５Ｂは、上述した図４に示すコイルバネ６５と異なり、大径部６５ａと小径部６５ｂの位置が軸方向に逆転している。すなわち、コイルバネ６５Ｂの小径部６５ｂが区画部材５０のフランジ部５１に当接しており、コイルバネ６５Ｂの大径部６５ａが粒状のガス発生剤６２（図８において不図示）に当接している。この場合にも、上述した図４に示すコイルバネ６５を使用した場合と同様の効果を得ることができる。なお、その場合には、コイルバネ６５Ｂの小径部６５ｂが円筒状部５２の根元部分（すなわち、円筒状部５２のフランジ部５１側の端部）に組付けられることで当該コイルバネ６５Ｂの位置決めが行われるように構成されていることが好ましく、またコイルバネ６５Ｂの大径部６５ａが区画部材５０の円筒状部５２を取り巻く空間の径方向における略中央部に位置することとなるように構成されていることが好ましい。
【００９５】
また、この他にも、図示して詳細に説明することは省略するが、破砕防止部材としてのコイルバネとしては、円筒状のコイルバネや樽型のコイルバネ、鼓型のコイルバネなど、種々の形状のコイルバネを利用することができる。また、コイルバネとしていわゆる不等ピッチバネを使用すれば、車輌等に生じる周期的な振動にコイルバネが共振することが抑制でき、騒音の発生や粒状のガス発生剤の破砕をより確実に防止することができる。
【００９６】
以上において説明した一実施の形態においては、第１ハウジング部材として圧延鋼板をプレス成形してなるプレス成形品にて構成した場合が特に好適であるとの説明を行なったが、これに代えて、第１ハウジング部材を引き抜き成形してなるシームレス管や電縫管の軸方向端部の一方をクロージング処理してなる成形品にて構成してもよい。
【００９７】
また、以上において説明した一実施の形態においては、点火器として、抵抗体としてのニクロム線等を熱源として利用するものを例示して説明を行なったが、いわゆる半導体ブリッジ（Semiconductor Bridge）を熱源として利用する点火器を使用することも可能である。当該半導体ブリッジを熱源として利用する点火器を利用した場合には、作動時においてより迅速にガス出力の得られるシリンダ型ガス発生器とすることができる。
【００９８】
また、以上において説明した一実施の形態においては、ガス発生剤の燃焼を促進させるために伝火薬が装填されてなるシリンダ型ガス発生器を例示して説明を行なったが、当該伝火薬は必ずしも必須の構成ではなく、燃焼開始のためのガス発生剤の感度を向上させること等によって伝火薬の装填を不要とすることも可能である。また、伝火薬をシリンダ型ガス発生器に装填する構成を採用する場合にも、当該伝火薬を点火器に一体化させて組付けることも可能である。
【００９９】
また、以上において説明した一実施の形態においては、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材とをかしめ固定することで連結してなるシリンダ型ガス発生器を例示して説明を行なったが、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材との固定に溶接を利用することも当然に可能である。
【０１００】
また、以上において説明した一実施の形態においては、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ガス出力部を有するいわゆるＴ字型のガス発生器にもその適用が可能である。
【０１０１】
このように、今回開示した上記一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。
【符号の説明】
【０１０２】
１  シリンダ型ガス発生器、１０  第１ハウジング部材、１１  周壁部、１２  底壁部、１３  ガス噴出口、１４  かしめ部、２０  第２ハウジング部材、２１  溝、２２  凹部、２３  貫通部、２４  かしめ部、３０  点火器、３１  基部、３２  点火部、３３  端子ピン、４０  仕切り部材、４１  環状板部、４２  筒状突出部、４３  第２連通孔、５０  区画部材、５１  フランジ部、５２  円筒状部、５３  底部、５４  第１連通孔、５５  中空部、６１  伝火薬、６２  ガス発生剤、６３  クッション材、６５，６５Ａ，６５Ｂ  コイルバネ、６５ａ  大径部、６５ｂ  小径部、７０  フィルタ、７１  中空連通部、８０  第１密閉容器、８１  カップ部、８１ａ  軸方向端部、８２  キャップ部、８３  収容空間、９０  第２密閉容器、９１  カップ部、９２  キャップ部、９３  収容空間、１００  永久磁石。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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