(57)【要約】  本発明は、  筒状ハウジングの一端側に点火手段を有し、他端側にガス排出口を備えたディフューザ部を有し、  前記筒状ハウジング内の燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が充填され、  前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼室内の前記昇圧剤成形体の充填部分を除いた残部の充填空間で、前記点火手段に接触して、かつ前記ガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填され、  前記昇圧剤成形体が、前記点火手段とは軸方向に離れた位置で前記ガス発生剤成型体と接触して充填されており、  前記ガス発生剤成形体の燃焼温度が１０００〜１７００℃で、前記昇圧剤成形体の燃焼温度が前記燃焼温度よりも高く、  前記ガス発生剤成形体の充填質量が前記昇圧剤成形体の充填質量よりも大きく、  作動時において、前記ガス発生剤成形体の全量が焼尽する前に前記昇圧剤成形体が焼尽する、ガス発生器を提供する。
2015025643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ハウジングの一端側に点火手段を有し、他端側にガス排出口を備えたディフューザ部を有しており、
前記筒状ハウジング内の燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が充填されているガス発生器であって、
前記燃焼室が、前記筒状ハウジング内の前記点火手段と前記ディフューザ部を除いた空間からなるものであり、
前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼室内の前記昇圧剤成形体の充填部分を除いた残部の充填空間において、前記点火手段に接触して、かつ前記ガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填されており、
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室内において前記点火手段とは軸方向に離れた位置で前記ガス発生剤成型体と接触した状態で充填されており、
前記ガス発生剤成形体の燃焼温度が１０００〜１７００℃で、前記昇圧剤成形体の燃焼温度が前記燃焼温度よりも高い温度であり、
前記ガス発生剤成形体の充填質量が前記昇圧剤成形体の充填質量よりも大きなものであり、
作動時において、前記ガス発生剤成形体の全量が焼尽する前に前記昇圧剤成形体が焼尽するものである、ガス発生器。
【請求項２】
前記ガス発生剤成形体の合計体積（Ｖ１）と前記ガス発生剤成形体の充填空間の容積（Ｖ２）の関係が、前記ガス発生剤成形体が貫通孔のないものであるとき、Ｖ１／Ｖ２が０．５０〜０．９０になる関係を満たしている、請求項１記載のガス発生器。
【請求項３】
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室長さをＬとするとき、前記点火手段側から１／３Ｌの長さ位置からディフューザ部側までの間に充填されている、請求項１または２記載のガス発生器。
【請求項４】
前記燃焼室内において、
前記昇圧剤成形体が、前記筒状ハウジングの内周面に当接された円板を形成するように充填されており、
前記ガス発生剤成形体が残部の１つまたは２つの円柱空間に充填されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス発生器。
【請求項５】
前記燃焼室と前記ディフューザ部の間にフィルタが配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス発生器。
【請求項６】
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室の前記点火手段とは反対側の端部に充填され、前記昇圧剤成形体と前記ガス発生剤成形体の間が隔壁で分離されており、
前記隔壁が、作動時の熱で溶融変形可能な金属からなるもの、作動時の熱で燃焼可能なもの、作動時の熱で溶融変形しないもので、多孔が形成されたものから選ばれるものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグ装置などに使用されるガス発生器に関するものである。【０００２】
背景技術
細長い形状のハウジング内部の一端に点火器を配置し、その反対側にガス排出口を形成したうえで、内部に固形ガス発生剤を充填したガス発生器が知られている。このようなガス発生器では、点火器側から始まった着火によってガス発生剤が燃焼を開始し、反対側まで未燃焼のガス発生剤の燃焼が進行する。【０００３】
特開２０１１−１５７０２５号公報のガス発生器は、細長い筒状ハウジング１０内に連通孔３７を有する筒状部材３０が配置されており、筒状部材３０の内側に第２ガス発生剤５０が充填されている。筒状ハウジング１０と筒状部材３０の間には隙間が存在している。このため、燃焼ガスなどが前記隙間を通って移動して、連通孔３７から出入りできるため、点火器から離れた位置に充填された第２ガス発生剤５０も燃焼しやすくなっている。【０００４】
米国特許６，８５１，３７３号明細書には、ハウジング１２の一端部にイニシエータアッセンブリ１８が取り付けられ、反対端部にノズルアッセンブリ５０を形成したガス発生器１０が開示されている。
このガス発生器は、ハウジング１２内部に配置された複数のタブレット状ガス発生剤３２の一方に点火器２２が配置され、その反対側にはオートイグニッション・マテリアル４６が配置されている。さらにフィルタ４８がオートイグニッション・マテリアル４６とノズルアダプタ５０との間に配置されている。
オートイグニッション・マテリアル４６は、通常火災などでハウジング外部の温度が上昇したときに、熱によるハウジング１２強度の劣化が起こる前に着火しガス発生剤３２を焼尽させるものであり、例えば、米国特許公報第４，５６１，６７５号公報の図２のauto ignition deviceと同じものである。
よって、ガス発生器が正常に作動するときには、ガスの発生状態に影響しないように、オートイグニッション・マテリアル４６は点火器２２の近くに配置されることで、速やかに焼尽するように設定されている。【０００５】
発明の開示
本発明は、
筒状ハウジングの一端側に点火手段を有し、他端側にガス排出口を備えたディフューザ部を有しており、
前記筒状ハウジング内の燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が充填されているガス発生器であって、
前記燃焼室が、前記筒状ハウジング内の前記点火手段と前記ディフューザ部を除いた空間からなるものであり、
前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼室内の前記昇圧剤成形体の充填部分を除いた残部の充填空間において、前記点火手段に接触して、かつ前記ガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填されており、
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室内において前記点火手段とは軸方向に離れた位置で前記ガス発生剤成型体と接触した状態で充填されており、
前記ガス発生剤成形体の燃焼温度が１０００〜１７００℃で、前記昇圧剤成形体の燃焼温度が前記燃焼温度よりも高い温度であり、前記昇圧剤成型体とガス発生剤成型体が、形状、寸法、組成、組成比の少なくともいずれか1つが異なっており、
前記ガス発生剤成形体の充填質量が前記昇圧剤成形体の充填質量よりも大きなものであり、
作動時において、前記ガス発生剤成形体の全量が焼尽する前に前記昇圧剤成形体が焼尽するものである、ガス発生器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
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。【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を含むガス発生器の軸方向断面図である。
【０００８】
発明の詳細な説明
本発明は、細長い形状のハウジングを使用しているガス発生器であっても、燃焼室内のガス発生剤を迅速に着火・燃焼させることができるガス発生器を提供する。【０００９】
本発明のガス発生器は、燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が充填されている。
ガス発生剤成形体は、公知のガス発生器で使用されているものであり、点火手段が作動して発生した燃焼生成物（火炎や高温ガスなど）により着火燃焼して高温ガスを発生するものである。
昇圧剤成形体は、燃焼によって高温ガスを発生させるものであり、この高温ガスによって燃焼室の圧力を高め、ガス発生剤成形体の燃焼を促進させる働きをするものである。【００１０】
ガス発生剤成形体は、燃焼室内の充填空間において、点火手段に接触して、かつガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填されている。
ガス発生剤成形体は互いに密着して充填されているのではなく、僅かに隙間が存在した状態で充填されている。つまり複数のペレット状または粒状の形状を有する成形体が無秩序に燃焼室内に配置されており、ガス発生剤が密に充填されているのではない。そのため燃焼室では隣接するガス発生剤成形体は、点火手段側の端部から昇圧剤成型体側の端部の間に隙間が形成されている状態である。
このため、点火手段が作動して発生した燃焼生成物は、これらの隙間を抜けて軸方向に移動し易くなり、さらにガス発生剤成形体が燃焼して発生した燃焼ガスも軸方向に移動し易くなることから、点火手段に接触しない位置に充填されている昇圧剤成形体も燃焼し易くなる。
ガス発生剤成形体の形状は、円柱状、角柱状、円板状などに成型することができる。異なった形状や寸法のガス発生剤成形体を混合して充填することもできる。またガス発生剤の各成形体に空洞や窪み、貫通孔を形成してもよい。【００１１】
昇圧剤成形体は、このように燃焼室内で点火手段から軸方向に離れた位置に配置されている。
また昇圧剤成形体はガス発生剤成形体と接触して燃焼室に配置されており、点火手段からの燃焼生成物や点火手段近傍のガス発生剤から発生した燃焼ガスが、ガス発生剤成形体間の隙間を通って昇圧剤成形体を着火させるため、燃焼室全体の圧力が増大しやすくなる。そのため燃焼生成物や燃焼ガスが昇圧剤成型体に向かって流れやすくするために、筒状ハウジングにおいて一端部からディフューザ部が存在する他端側にむけて、点火手段、ガス発生剤成型体、昇圧剤成型体の順に配列させることが出来る。
また点火手段から離れた位置にある未燃焼のガス発生剤成形体も着火しやすくなる。よって細長い形状の燃焼室であっても、充填されたガス発生剤成形体が短時間で焼尽し、特開２０１１−１５７０２５号公報のように筒状ハウジングと筒状部材の間に隙間を形成する必要がなく、ガス発生器の小型化が可能になる。
なお、昇圧剤成形体は燃焼生成物や燃焼ガスと接触しやすいように、ハウジングの長軸に対して垂直に切断したときの燃焼室の断面全体を占めるように配置することができる。【００１２】
ガス発生剤成形体は、燃焼温度が１０００〜１７００℃のものであり、昇圧剤成形体は、燃焼温度が前記ガス発生剤成形体の燃焼温度よりも高い温度のものである。燃焼温度は、WO2008/108745 A2に記載のNEWPEPプログラムで計算したときのものである。
ガス発生剤成形体としては、特開２００５−１９９８６７号公報に記載された硝酸グアニジンと塩基性硝酸銅を含むもの、特開２０１２−２１１０６４号公報に記載されたメラミンシアヌレートを含む燃料成分と塩基性金属硝酸塩を含む酸化剤成分、および塩基性金属炭酸塩を含むものを使用することができる。
これらの組成のガス発生剤成形体は、燃焼温度が低く、着火しにくいが、燃焼時のガス成分や発生残渣の点で好ましく、これらの利点を維持できる限りは他の添加物を加えてもよいし、他の組成物から構成されるものであってもよい。
昇圧剤成形体としては、特開２００５−１９９８６７公報に記載されたニトログアニジンと硝酸ストロンチウムを含むガス発生剤を使用することができる。同様にガス発生剤よりも高い燃焼温度のものであれば、他の成分からなるものであってもよい。昇圧剤成型体がガス発生剤成型体よりも早く焼尽するよう、その形状、寸法、組成、組成比の少なくともいずれか1つがガス発生剤成型体のそれと異なっている。焼尽にかかる時間は、各々の成型体1個に対しての最短燃焼長さ（ウェブ）と燃焼速度から理論的に求めることが出来る。
具体的には燃焼速度は、ストランド成型体と呼ばれる燃焼速度を測定する試料を用いて測定される。この方法ではガス発生剤成型体あるいは昇圧剤成型体の各成分を含む混合物を、それ以上変形（圧縮)出来ない程度に力を加え、円柱状のストランド成型体（外径約１０ｍｍ、長さ約１２．７ｍｍ）にし、それを十分に乾燥させ、一端面から反対端面に向けて燃焼が進行するように、当該一端面にニクロム線を取り付け、反対端面と周面にエポキシ樹脂接着剤を塗布した状態で、内部を窒素置換し７ＭＰａまで加圧した密閉ボンブ内で、ニクロム線に通電しストランド成型体を着火燃焼させて燃焼速度を求める。密閉ボンブの容量は、内部のストランド成型体が燃焼したときに圧力変化が感知できる程度とし、燃焼前のストランド成型体の長さを、密閉ボンブ内の圧力上昇開始から圧力ピーク到達までの経過時間で除して算出した値を燃焼速度として定義する。
また最短燃焼長さとは、1個のガス発生剤成型体あるいは1個の昇圧剤成型体が焼尽するための最短燃焼距離であり、実測で求められる。【００１３】
本発明のガス発生器は、作動によって点火手段から発生した燃焼生成物によって、点火手段と接触する位置にあるガス発生剤成形体が着火燃焼される。
そして、燃焼生成物の一部は、ガス発生剤成形体間の隙間を軸方向（ディフューザ部方向）に流れ、昇圧剤成形体に到達して着火燃焼させてガスを発生させる。
このように昇圧剤成形体から発生した燃焼ガスによって燃焼室内の圧力上昇が加速されるため、未燃焼のガス発生剤成形体の燃焼も加速されることになる。
作動初期においては、ガス発生剤成形体から発生するガス量がガス排出口から排出されるガスの量より少ないことから燃焼室の圧力上昇が抑制される要因となるが、上記のように昇圧剤成形体を使用しているため、作動初期における燃焼室内の圧力が維持される。
なお、上記作用ができるのであれば、昇圧剤成形体は、長軸方向に２箇所以上に分離して充填されていてもよい。【００１４】
点火手段は、公知の電気式点火器のみでもよく、電気式点火器と公知の伝火薬またはガス発生剤を組み合わせたものでもよい。
また点火手段から発生する燃焼生成物の排出方向を制御する手段を取り付けることもできる。
例えば、点火手段が電気式点火器からなるものであるときは、着火薬を収容した着火部を外側から覆うように筒状のガイドを配置して、燃焼生成物が半径方向に拡散しないようにすることができるほか、前記ガイドの先端を縮径して、燃焼生成物の流れにジェット流を形成するようにすることもできる。
なお、点火手段から発生した燃焼生成物を離れた位置にある昇圧剤成形体にまで到達させて着火燃焼させるためには、前記燃焼生成物が熱粒子（溶融状態の金属や金属酸化物）を含むものが好ましい。このため、点火手段が電気式点火器からなるものであるときは、着火薬として、燃焼によって熱粒子を発生させるボロン硝石を併用したり、点火手段の着火剤に水素化チタンと過塩素酸カリウムの混合物を使用したりすることもできる。
さらには点火手段と昇圧剤成形体との間に金属箔を配置し、燃焼した金属箔の小片を熱粒子として昇圧剤成形体に接触させるようにすることもできる。【００１５】
本発明において好ましくは、
前記ガス発生剤成形体の合計体積（Ｖ１）と前記ガス発生剤成形体の充填空間の容積（Ｖ２）の関係が、前記ガス発生剤成形体が貫通孔のないものであるとき、Ｖ１／Ｖ２が０．５０〜０．９０になる関係を満たしている、ガス発生器である。【００１６】
Ｖ１／Ｖ２を０．５０〜０．９０の範囲に調整することで、ガス発生剤成形体間の隙間が維持され、点火手段の作動により発生した燃焼生成物が昇圧剤成形体まで到達し易くなるほか、過度に隙間が存在することで、ガス発生剤成形体同士が衝突して粉化することも防止される。
ガス発生剤成形体として貫通孔を有するものを使用したとき、貫通孔自体が燃焼生成物の通過経路として機能することも考えられる。このとき、前記貫通孔の容積をＶ２に含めてＶ１から除くと、Ｖ１／Ｖ２はより小さな数値範囲となる。
またガス発生剤成形体として窪み（凹部）を有するものを使用したとき、凹部自体は燃焼生成物の通過経路として機能することがないことから、Ｖ１／Ｖ２は貫通孔がないものと同じ数値範囲となる。【００１７】
本発明において好ましくは、
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室長さをＬとするとき、前記点火手段側から１／３Ｌの長さ位置からディフューザ部側までの間に充填されている、ガス発生器である。【００１８】
昇圧剤成形体は、それが燃焼することで燃焼室内部の圧力を上昇させ、ガス発生剤成形体の着火燃焼を促進させるように作用するものである。
そして、昇圧剤成形体の充填場所を上記のとおりに調整することで、前記作用が発揮され易くなる。【００１９】
本発明において好ましくは、
前記燃焼室内において、
前記昇圧剤成形体が、前記筒状ハウジングの内周面に当接された円板を形成するように充填されており、
前記ガス発生剤成形体が残部の１つまたは２つの円柱空間に充填されている、ガス発生器である。【００２０】
昇圧剤成形体が燃焼室の一端側（ディフューザ部側）に配置されているときは、点火手段から昇圧剤成形体までの円柱空間にガス発生剤が充填されている。
昇圧剤成形体が、点火手段からディフューザ部までの間のいずれかの配置されているときは、ガス発生剤成形体は、昇圧剤成形体の軸方向両側に位置する２つの円柱空間に充填されている。
筒状ハウジング内（燃焼室内）において、昇圧剤成形体とガス発生剤成形体が上記のように充填され配置されているため、昇圧剤成形体とガス発生剤成形体のそれぞれの軸方向に直交する方向（半径方向）の断面積は同じである。
このため、点火手段から発生した燃焼生成物がディフューザ部方向に移動するとき、必ず昇圧剤成形体に衝突しやすくなる。【００２１】
昇圧剤は、例えばガス発生剤よりも大きさの小さいものが薄い容器内に収容され、燃焼室内に配置されていてもよい。【００２２】
本発明において好ましくは、
前記燃焼室と前記ディフューザ部の間にフィルタが配置されている、ガス発生器である。【００２３】
フィルタは、公知のガス発生剤を備えたガス発生器で使用しているものと同じものである。【００２４】
本発明において好ましくは、
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室の前記点火手段とは反対側の端部に充填され、前記昇圧剤成形体と前記ガス発生剤成形体の間が隔壁で分離されており、
前記隔壁が、作動時の熱で溶融変形可能な金属からなるもの、作動時の熱で燃焼可能なもの、作動時の熱で溶融変形しないもので、多孔が形成されたものから選ばれるものである、ガス発生器である。【００２５】
隔壁は、作動前において、昇圧剤成形体とガス発生剤成形体が混じり合わないようにするためのものである。
隔壁の材質は、アルミニウム、ステンレスなどの金属製のもの、ニトロセルロースなどの可燃性のものを使用することができる。
隔壁の形状は、上記機能を有するものであれば制限されず、円板、円形底面と底面から延ばされた環状周面（幅が、充填された昇圧剤成形体の幅に相当するもの）を有するもの、昇圧剤成形体を包み込むためのキャニスター（缶）のような容器などを使用することができる。【００２６】
本発明のガス発生器は、燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が配置されているため、作動初期の段階から、燃焼室内のガス発生剤成形体の燃焼性が向上される。【００２７】
発明の実施の形態
本発明の一実施形態を図１により説明する。図１は、ガス発生器１０の軸Ｘ方向の断面図である。
筒状ハウジング１１の一端側には、点火手段２０が取り付けられている。筒状ハウジング１１は、アルミニウム、ステンレスなどの金属からなるもので、内径および外径が均一なものである。
点火手段２０は、導電ピン２４を備えた点火器本体２１、点火器カラー２２、樹脂（樹脂部）２３を有しているものであり、公知のガス発生器で使用しているものと同じものを使用することができる。
図１に示す点火器本体２１は樹脂２３で覆われているが、樹脂２３で覆われていないものでもよい。
点火器本体２１が樹脂２３で覆われているものの場合、特定部位（例えば、頂面２１ａ）に脆弱部を設けることで、燃焼生成物の放出方向に指向性を付与することもできる。【００２８】
筒状ハウジング１１の他端側には、複数のガス排出口３１を備えたディフューザ部３０が取り付けられている。
ディフューザ部３０はカップ形状のものであり、開口部にフランジ部３２を有しており、フランジ部３２において筒状ハウジング１１と一体になるように溶接により接続されている。
筒状ハウジング１１のディフューザ部３２側には、フランジ部３２と筒状ハウジング１１により環状内周面３２ａが形成されている。【００２９】
筒状ハウジング１１のディフューザ部３０に接する位置には、円柱状のフィルタ３５が配置されている。
円柱状のフィルタ３５は、ディフューザ部３０側の端面の周縁部が環状内周面３２ａに当接された状態で嵌め込まれている。
フィルタ３５は筒状ハウジング１１内に圧入されていてもよいし、図１に示す状態で、フィルタ３５の周面に正対する部分の筒状ハウジング１１を外側から内側に凹ませることで固定されていてもよい。また環状内周面３２ａに代えて、円周方向に複数の突起を形成してフィルタの周縁を固定するものでもよい。
フィルタ３５は、公知のガス発生器で使用するものと同じものを使用することができる。【００３０】
図１では、ディフューザ部３０の内周面とフィルタ３５が当接された筒状ハウジング内周面１１ａには、それらと同形状のカップ部材３３が内側から嵌め込まれている。
このカップ部材３３は、アルミニウムなどの金属からなるもので、作動前には防湿目的でガス排出口３１を閉塞しているが、作動時には容易に開裂してガス排出口３１を開口するものである。カップ部材３３に代えて、アルミニウムなどのシールテープを内側から貼り付けて複数のガス排出口３１を閉塞することもできる。【００３１】
筒状ハウジング１１内には、燃焼室１５が形成されている。
燃焼室１５は、点火手段２０側の点火器本体２１の頂面２１ａからフィルタ３５の面（軸Ｘの内側方向面）３５ａまでの長さＬの空間である。なお、点火器本体２１の周囲の環状空間にもガス発生剤成形体４１が充填されている場合には、前記環状空間も燃焼室として機能するが、燃焼室１５の長さＬには含めない。
フィルタ３５を配置しないときは、ディフューザ部３０のフランジ部３２までの空間であり、その場合には、燃焼室１５とディフューザ部３０を区画するための分離手段を配置することができる。前記分離手段としては、作動時に燃焼するような可燃性材料や金属製の多孔部材を使用することができる。【００３２】
燃焼室１５内には、ガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２が充填されている。
ガス発生剤成形体４１は、燃焼室１５内の昇圧剤成形体４２の充填部分を除いた残部の充填空間（燃焼室の長さＬから昇圧剤成形体４２の厚みを除いた長さの空間）において、点火手段２０と接触するように充填されている。
ガス発生剤成形体４１は、燃焼室１５内にランダムに充填されているが、ガス発生剤成形体４１の合計体積（Ｖ１）が前記充填空間容積（Ｖ２）よりも小さくなるように充填されている。
ガス発生剤成形体４１が貫通孔のないものであるとき、Ｖ１／Ｖ２＝０．５０〜０．９０になる関係を満たしていることが好ましい。
Ｖ１とＶ２が前記関係を満たしていることから、燃焼室１５内に充填されたガス発生剤成形体４１同士が密着することなく、それらの間に点火手段２０から生じた燃焼生成物やガス発生剤成形体４１が燃焼して生じた燃焼ガスが通過できる程度の隙間が形成されている。【００３３】
ガス発生剤成形体４１は、円柱状、ディスク状などの所望形状のものである。
ガス発生剤成形体４１として貫通孔を有しているものを使用したときには、前記孔の容積を充填空間容積（Ｖ２）に加え、合計体積（Ｖ１）から除いて計算したとき、Ｖ１／Ｖ２＝０．４０〜０．６０の範囲になるようにすることができる。
貫通孔を有しているガス発生剤成形体４１は、図１に示す円柱形状のもので、長さ方向に１または複数の貫通孔を有しているもの、ディスク形状のもので、厚さ方向に１または複数の貫通孔を有しているものなどを挙げることができる。【００３４】
昇圧剤成形体４２は、図１ではフィルタ３５に接した位置に充填されており、点火手段２０には接触していない。
昇圧剤成形体４２の充填位置は図１の形態に限定されるものではなく、点火手段２０側（点火器本体２１の頂面）から１／３Ｌの長さ位置からフィルタ面３５ａまでの範囲内に充填されていればよい。
昇圧剤成形体４２は、円柱状、ディスク状などの所望形状のものであり、図１では、多数の昇圧剤成形体４２が、筒状ハウジング１１の内周面１１ａに当接された円板を形成するように充填されている。【００３５】
昇圧剤成形体４２の合計体積（Ｖ３）と昇圧剤成型体の充填空間容積（図１では円柱状の充填空間容積）（Ｖ４）の関係は、Ｖ３／Ｖ４＝１．０程度であることが好ましい。
上記のＶ１／Ｖ２＝０．５０〜０．９０に対して、Ｖ３／Ｖ４＝１．０程度とすることで、昇圧剤成形体の充填密度をガス発生剤成形体の充填密度よりも高くすることができる。
ガス発生剤成形体４１は、それらの間に隙間を生じさせることで、点火手段２０から生じた燃焼生成物が通過され易くするようにする必要があるが、昇圧剤成形体４２は、燃焼生成物を受けて着火燃焼し易くすることが好ましいことから、上記の関係のように充填密度が高いことが好ましい。
また昇圧剤成形体４２は着火燃焼し易いことが好ましいことから、ガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２が同形状であるとき、昇圧剤成形体４２の方を小さくすることで、充填された昇圧剤成形体４２全体としての表面積が大きくなるようにすることが好ましい。【００３６】
ガス発生剤成形体４１は、燃焼温度が１０００〜１７００℃の範囲のものが好ましい。
昇圧剤成形体４２は、燃焼温度がガス発生剤成形体４１の燃焼温度よりも高いものが好ましく、１７００〜３３００℃の範囲のものが好ましい。
ガス発生剤成形体４１の充填質量（Ｍ１）は昇圧剤成形体４２の充填質量（Ｍ２）よりも大きなものであり、Ｍ１／Ｍ２は０．１〜０．５の範囲が好ましい。【００３７】
燃焼室１５内において、ガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２の間には、作動前にそれぞれが混ざり合わないように分離するため、隔壁（図示せず）を配置することができる。
隔壁は、作動時の熱で溶融変形可能な金属（アルミニウムなど）からなるもの、作動時の熱で燃焼可能なもの（ニトロセルロースなど）から選ばれるものである。あるいは多孔を有する金属製の部材でもよい。この場合多孔の大きさは昇圧剤成型体が漏れ出ない大きさとする。
また隔壁と同等の機能を有するものとして、アルミニウムなどの金属からなるキャニスター内に昇圧剤成形体４２を充填することもできる。
隔壁（キャニスター）の厚さは０．１〜０．５ｍｍにすることができる。【００３８】
ガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２は、筒状ハウジング１１（燃焼室１５）内において内周面１１ａに接触した状態で充填されているため、それぞれの軸Ｘ方向に直交する方向の断面積は同じである。
このため、点火手段２０から発生した燃焼生成物がディフューザ部３０方向に移動するとき、必ず昇圧剤成形体４２に衝突する。
なお、昇圧剤成形体４２がキャニスターのような容器に充填されている場合であっても、キャニスターの厚みは無視できる程度に小さいため、ガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２の断面積は実質的に同一になる。【００３９】
次に図１に示すガス発生器１０の動作を説明する。
点火手段２０が作動して燃焼生成物が発生したとき、燃焼室１５内にある点火手段２０と接触しているガス発生剤成形体４１から着火燃焼され、燃焼ガスを発生させる。
筒状ハウジング１１（燃焼室１５）は細長い形状であるため、燃焼室１５に充填されたガス発生剤成形体４１は、軸Ｘ方向（ディフューザ部３０）方向に順次着火燃焼されて行く。
また、点火手段２０が作動して発生した燃焼生成物の一部は、ガス発生剤成形体４１間の隙間を通って軸Ｘ方向（ディフューザ部３０）方向に進み、昇圧剤成形体４２を着火燃焼させ、燃焼ガスを発生させる。【００４０】
昇圧剤成形体４２の燃焼で発生した燃焼ガスによって燃焼室１５内の圧力が上昇するため、未燃焼のガス発生剤成形体４１の着火燃焼が加速される。
なお、作動初期においては、ガス発生剤成形体４１から発生するガス量がガス排出口３１から排出されるガスの量より少ないことから、燃焼室の圧力上昇が抑制される要因となるが、昇圧剤成形体４２がある場合には、前記のような問題が生じることなく、作動初期における燃焼室１５内の圧力が維持される。
その後、燃焼室１５内の圧力上昇によりガス排出口３１を閉塞していたカップ部材３３が開裂して、ガス排出口３１が開口され、外部に（エアバッグ装置に使用しているときはエアバッグ内に）ガスが排出される。
このように燃焼室内にガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２が充填されているため、細長い形状のハウジング１１を使用した場合であっても、燃焼室１５内のガス発生剤成形体４１の全量が確実にかつ速やかに着火燃焼される。【００４１】
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。
【図１】
2015025643.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月29日(2015.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ハウジングの一端側に点火手段を有し、他端側にガス排出口を備えたディフューザ部を有しており、
前記筒状ハウジング内の燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が充填されているガス発生器であって、
前記燃焼室が、前記筒状ハウジング内の前記点火手段と前記ディフューザ部を除いた空間からなるものであり、
前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼室内の前記昇圧剤成形体の充填部分を除いた残部の充填空間において、前記点火手段に接触して、かつ前記ガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填されており、
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室内において前記点火手段とは軸方向に離れた位置で前記ガス発生剤成形体と接触した状態で充填されており、
前記ガス発生剤成形体の燃焼温度が１０００〜１７００℃で、前記昇圧剤成形体の燃焼温度が前記燃焼温度よりも高い温度であり、
前記ガス発生剤成形体の充填質量が前記昇圧剤成形体の充填質量よりも大きなものであり、
作動時において、前記ガス発生剤成形体の全量が焼尽する前に前記昇圧剤成形体が焼尽するものである、ガス発生器。
【請求項２】
前記ガス発生剤成形体の合計体積（Ｖ１）と前記ガス発生剤成形体の充填空間の容積（Ｖ２）の関係が、前記ガス発生剤成形体が貫通孔のないものであるとき、Ｖ１／Ｖ２が０．５０〜０．９０になる関係を満たしている、請求項１記載のガス発生器。
【請求項３】
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室の長さをＬとするとき、前記点火手段側から１／３Ｌの長さ位置からディフューザ部側までの間に充填されている、請求項１または２記載のガス発生器。
【請求項４】
前記燃焼室内において、
前記昇圧剤成形体が、前記筒状ハウジングの内周面に当接された円板を形成するように充填されており、
前記ガス発生剤成形体が残部の１つまたは２つの円柱空間に充填されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス発生器。
【請求項５】
前記燃焼室と前記ディフューザ部の間にフィルタが配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス発生器。
【請求項６】
筒状ハウジングの一端側に点火手段を有し、他端側にガス排出口を備えたディフューザ部を有しており、
前記筒状ハウジング内の燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が充填されているガス発生器であって、
前記燃焼室が、前記筒状ハウジング内の前記点火手段と前記ディフューザ部を除いた空間からなるものであり、
前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼室内の前記昇圧剤成形体の充填部分を除いた残部の充填空間において、前記点火手段に接触して、かつ前記ガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填されており、
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室の前記点火手段とは反対側の端部に充填され、前記昇圧剤成形体と前記ガス発生剤成形体の間が隔壁で分離されており、
前記隔壁が、作動時の熱で溶融変形可能な金属からなるもの、作動時の熱で燃焼可能なもの、作動時の熱で溶融変形しないもので、多孔が形成されたものから選ばれるものであり、
前記ガス発生剤成形体の燃焼温度が１０００〜１７００℃で、前記昇圧剤成形体の燃焼温度が前記燃焼温度よりも高い温度であり、
前記ガス発生剤成形体の充填質量が前記昇圧剤成形体の充填質量よりも大きなものであり、
作動時において、前記ガス発生剤成形体の全量が焼尽する前に前記昇圧剤成形体が焼尽するものである、ガス発生器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
発明の開示
本発明は、
筒状ハウジングの一端側に点火手段を有し、他端側にガス排出口を備えたディフューザ部を有しており、
前記筒状ハウジング内の燃焼室内にガス発生剤成形体と昇圧剤成形体が充填されているガス発生器であって、
前記燃焼室が、前記筒状ハウジング内の前記点火手段と前記ディフューザ部を除いた空間からなるものであり、
前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼室内の前記昇圧剤成形体の充填部分を除いた残部の充填空間において、前記点火手段に接触して、かつ前記ガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填されており、
前記昇圧剤成形体が、前記燃焼室内において前記点火手段とは軸方向に離れた位置で前記ガス発生剤成形体と接触した状態で充填されており、
前記ガス発生剤成形体の燃焼温度が１０００〜１７００℃で、前記昇圧剤成形体の燃焼温度が前記燃焼温度よりも高い温度であり、前記昇圧剤成形体とガス発生剤成形体が、形状、寸法、組成、組成比の少なくともいずれか1つが異なっており、
前記ガス発生剤成形体の充填質量が前記昇圧剤成形体の充填質量よりも大きなものであり、
作動時において、前記ガス発生剤成形体の全量が焼尽する前に前記昇圧剤成形体が焼尽するものである、ガス発生器を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ガス発生剤成形体は、燃焼室内の充填空間において、点火手段に接触して、かつガス発生剤成形体の合計体積が前記充填空間容積よりも小さくなるように充填されている。
ガス発生剤成形体は互いに密着して充填されているのではなく、僅かに隙間が存在した状態で充填されている。つまり複数のペレット状または粒状の形状を有する成形体が無秩序に燃焼室内に配置されており、ガス発生剤が密に充填されているのではない。そのため燃焼室では隣接するガス発生剤成形体は、点火手段側の端部から昇圧剤成形体側の端部の間に隙間が形成されている状態である。
このため、点火手段が作動して発生した燃焼生成物は、これらの隙間を抜けて軸方向に移動し易くなり、さらにガス発生剤成形体が燃焼して発生した燃焼ガスも軸方向に移動し易くなることから、点火手段に接触しない位置に充填されている昇圧剤成形体も燃焼し易くなる。
ガス発生剤成形体の形状は、円柱状、角柱状、円板状などに成型することができる。異なった形状や寸法のガス発生剤成形体を混合して充填することもできる。またガス発生剤の各成形体に空洞や窪み、貫通孔を形成してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
昇圧剤成形体は、このように燃焼室内で点火手段から軸方向に離れた位置に配置されている。
また昇圧剤成形体はガス発生剤成形体と接触して燃焼室に配置されており、点火手段からの燃焼生成物や点火手段近傍のガス発生剤から発生した燃焼ガスが、ガス発生剤成形体間の隙間を通って昇圧剤成形体を着火させるため、燃焼室全体の圧力が増大しやすくなる。そのため燃焼生成物や燃焼ガスが昇圧剤成形体に向かって流れやすくするために、筒状ハウジングにおいて一端部からディフューザ部が存在する他端側にむけて、点火手段、ガス発生剤成形体、昇圧剤成形体の順に配列させることが出来る。
また点火手段から離れた位置にある未燃焼のガス発生剤成形体も着火しやすくなる。よって細長い形状の燃焼室であっても、充填されたガス発生剤成形体が短時間で焼尽し、特開２０１１−１５７０２５号公報のように筒状ハウジングと筒状部材の間に隙間を形成する必要がなく、ガス発生器の小型化が可能になる。
なお、昇圧剤成形体は燃焼生成物や燃焼ガスと接触しやすいように、ハウジングの長軸に対して垂直に切断したときの燃焼室の断面全体を占めるように配置することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ガス発生剤成形体は、燃焼温度が１０００〜１７００℃のものであり、昇圧剤成形体は、燃焼温度が前記ガス発生剤成形体の燃焼温度よりも高い温度のものである。燃焼温度は、WO2008/108745 A2に記載のNEWPEPプログラムで計算したときのものである。
ガス発生剤成形体としては、特開２００５−１９９８６７号公報に記載された硝酸グアニジンと塩基性硝酸銅を含むもの、特開２０１２−２１１０６４号公報に記載されたメラミンシアヌレートを含む燃料成分と塩基性金属硝酸塩を含む酸化剤成分、および塩基性金属炭酸塩を含むものを使用することができる。
これらの組成のガス発生剤成形体は、燃焼温度が低く、着火しにくいが、燃焼時のガス成分や発生残渣の点で好ましく、これらの利点を維持できる限りは他の添加物を加えてもよいし、他の組成物から構成されるものであってもよい。
昇圧剤成形体としては、特開２００５−１９９８６７号公報に記載されたニトログアニジンと硝酸ストロンチウムを含むガス発生剤を使用することができる。同様にガス発生剤よりも高い燃焼温度のものであれば、他の成分からなるものであってもよい。昇圧剤成形体がガス発生剤成形体よりも早く焼尽するよう、その形状、寸法、組成、組成比の少なくともいずれか1つがガス発生剤成形体のそれと異なっている。焼尽にかかる時間は、各々の成形体1個に対しての最短燃焼長さ（ウェブ）と燃焼速度から理論的に求めることが出来る。
具体的には燃焼速度は、ストランド成型体と呼ばれる燃焼速度を測定する試料を用いて測定される。この方法ではガス発生剤成形体あるいは昇圧剤成形体の各成分を含む混合物を、それ以上変形（圧縮)出来ない程度に力を加え、円柱状のストランド成型体（外径約１０ｍｍ、長さ約１２．７ｍｍ）にし、それを十分に乾燥させ、一端面から反対端面に向けて燃焼が進行するように、当該一端面にニクロム線を取り付け、反対端面と周面にエポキシ樹脂接着剤を塗布した状態で、内部を窒素置換し７ＭＰａまで加圧した密閉ボンブ内で、ニクロム線に通電しストランド成型体を着火燃焼させて燃焼速度を求める。密閉ボンブの容量は、内部のストランド成型体が燃焼したときに圧力変化が感知できる程度とし、燃焼前のストランド成型体の長さを、密閉ボンブ内の圧力上昇開始から圧力ピーク到達までの経過時間で除して算出した値を燃焼速度として定義する。
また最短燃焼長さとは、1個のガス発生剤成形体あるいは1個の昇圧剤成形体が焼尽するための最短燃焼距離であり、実測で求められる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
昇圧剤成形体４２の合計体積（Ｖ３）と昇圧剤成形体の充填空間容積（図１では円柱状の充填空間容積）（Ｖ４）の関係は、Ｖ３／Ｖ４＝１．０程度であることが好ましい。
上記のＶ１／Ｖ２＝０．５０〜０．９０に対して、Ｖ３／Ｖ４＝１．０程度とすることで、昇圧剤成形体の充填密度をガス発生剤成形体の充填密度よりも高くすることができる。
ガス発生剤成形体４１は、それらの間に隙間を生じさせることで、点火手段２０から生じた燃焼生成物が通過され易くするようにする必要があるが、昇圧剤成形体４２は、燃焼生成物を受けて着火燃焼し易くすることが好ましいことから、上記の関係のように充填密度が高いことが好ましい。
また昇圧剤成形体４２は着火燃焼し易いことが好ましいことから、ガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２が同形状であるとき、昇圧剤成形体４２の方を小さくすることで、充填された昇圧剤成形体４２全体としての表面積が大きくなるようにすることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ガス発生剤成形体４１は、燃焼温度が１０００〜１７００℃の範囲のものが好ましい。
昇圧剤成形体４２は、燃焼温度がガス発生剤成形体４１の燃焼温度よりも高いものが好ましく、１７００〜３３００℃の範囲のものが好ましい。
ガス発生剤成形体４１の充填質量（Ｍ１）は昇圧剤成形体４２の充填質量（Ｍ２）よりも大きなものであり、Ｍ２／Ｍ１は０．１〜０．５の範囲が好ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
燃焼室１５内において、ガス発生剤成形体４１と昇圧剤成形体４２の間には、作動前にそれぞれが混ざり合わないように分離するため、隔壁（図示せず）を配置することができる。
隔壁は、作動時の熱で溶融変形可能な金属（アルミニウムなど）からなるもの、作動時の熱で燃焼可能なもの（ニトロセルロースなど）から選ばれるものである。あるいは多孔を有する金属製の部材でもよい。この場合多孔の大きさは昇圧剤成形体が漏れ出ない大きさとする。
また隔壁と同等の機能を有するものとして、アルミニウムなどの金属からなるキャニスター内に昇圧剤成形体４２を充填することもできる。
隔壁（キャニスター）の厚さは０．１〜０．５ｍｍにすることができる。
【国際調査報告】
2015025643.tif 000004
2015025643.tif 000005
2015025643.tif 000006
2015025643.tif 000007