(57)【要約】【課題】燃焼室を２室以上に区画し、各燃焼室をフィルタ手段を介して連通状態としておくことで、各衝突形態に確実に対応可能な状況適応型のガス発生器を、低コストで提供する。【解決手段】複数の点火手段（１６，１７）を備えたイニシエータシェル（１）とクロージャシェル（２）とからなる円筒状のハウジング（３）と、前記ハウジング（３）内に形成されガス発生剤（１４ａ，１４ｂ）が装填された燃焼室（７，４）と、前記燃焼室（７，４）を第１燃焼室（７）と第２燃焼室（４）に区画する円筒材（５）と、前記第１燃焼室（７）と前記第２燃焼室（４）の各燃焼室（７，４）に設置された第１フィルタ手段（８）と第２フィルタ手段（６）と、を備えてなるガス発生器であって、前記円筒材（５）によって区画された第２燃焼室（４）と、第１燃焼室（７）とが前記円筒材（５）内に設けられた第２フィルタ手段（６）を介して連通していることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の点火手段（１６，１７）を備えたイニシエータシェル（１）とクロージャシェル（２）とからなる円筒状のハウジング（３）と、前記ハウジング（３）内に形成されガス発生剤（１４ａ，１４ｂ）が装填された燃焼室（７，４）と、
前記燃焼室（７，４）を第１燃焼室（７）と第２燃焼室（４）に区画する円筒材（５）と、
前記第１燃焼室（７）と前記第２燃焼室（４）の各燃焼室（７，４）に設置された第１フィルタ手段（８）と第２フィルタ手段（６）と、を備えてなるガス発生器であって、
前記円筒材（５）によって区画された第２燃焼室（４）と、第１燃焼室（７）とが前記円筒材（５）内に設けられた第２フィルタ手段（６）を介して連通していることを特徴とするガス発生器。
【請求項２】
前記第２フィルタ手段（６）が円盤状であることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
前記円筒材（５）内に複数のオリフィス（３３）を有したオリフィス板（３２）が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス発生器。
【請求項４】
前記円筒材（５）の天井部（３０）に、複数のオリフィス（３３）が一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内のガス発生剤を複数の点火器によって燃焼させて、エアバッグの膨張展開を制御可能とする状況適応型のエアバッグ用のガス発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するため、急速にエアバッグを膨張展開させるガス発生器は、ステアリングホイール内やインストルメントパネル内に装着されたエアバッグモジュールに組み込まれている。そして、ガス発生器は、コントロールユニット（作動器）からの通電によって点火器（スクイブ）を発火し、この火炎によりガス発生剤を燃焼させて、多量のガスを急激に発生させるものである。
【０００３】
従来のガス発生器では、乗員の着座姿勢（正規着座、前屈み等の非正規着座）や衝突時の車速（加速度）の如何に拘らず、常に、エアバッグを急速に膨張展開させる形態を有している。従って、自動車の乗員の着座姿勢、衝突時の車速（加速度）に応じたエアバッグの展開が困難であり、乗員を保護するエアバッグ本来の機能を発揮できないというおそれがある。
【０００４】
そこで近年、ガス発生器においては、エアバッグの初期膨張を緩やかにするなど、乗員の着座姿勢、衝突時の車速（加速度）に応じてエアバッグを展開する状況適応型のエアバッグ用のガス発生器が提案、開発されつつある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
これら、特許文献１、特許文献２、特許文献３には、それぞれに点火器が備えられた２室の燃焼室が形成され、各燃焼室に装填されたガス発生剤が順次燃焼してガスを発生する状況適応型のガス発生器が開示されている。これらのものは、ハウジングの内周部に円環状のフィルタ手段が設けられ、そのフィルタ手段の内部に形成された第１燃焼室と、更にその第１燃焼室内に有底筒状の円筒管によって区画された第２燃焼室が形成され、第１燃焼室と第２燃焼室とが、有底筒状の円筒管の側筒部に形成された複数のオリフィスによって連通可能となるように構成されている。これら、複数のオリフィスは、通常は、円筒管の周囲に配置された絶縁遮壁材によって覆われて閉じた状態となっており、第２燃焼室内に装填されたガス発生剤の発生するガス圧によって開口し、第１燃焼室と連通するようになっている。このようにして、第１燃焼室と第２燃焼室とに装填されているガス発生剤を時間差を持って燃焼させることによって乗務員の着座姿勢に合わせた状況適応型のガス発生器としている。
【０００６】
また、ハウジング内部をその軸方向の上下側に２つの燃焼室に区画し、各燃焼室内にはそれぞれ点火器が備えられ、各燃焼室に充填されたガス発生剤が順次燃焼してガスを発生する状況適応型のガス発生器が開示されているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特表２００２−５０３５８４号公報（段落００２４）
【特許文献２】
米国特許第６１８９９２７号明細書第１１頁第８欄第２３−２９行
【特許文献３】
特開平１１−２１７０５５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３におけるガス発生器では、第１燃焼室で発生したガスによって、この絶縁遮壁材が破れる等により、第１燃焼室のガスが第２燃焼室内に流入し、第２燃焼室内に装填されているガス発生剤が燃焼を開始し、予定していた時間差どおりにガスが発生しないおそれがあった。また、フィルタ手段として、円環状のものが、ハウジングの内周面に沿って設けられており、各燃焼室内で燃焼により生じたガスと残渣を１つのフィルタで冷却・濾過する構造となっている。このため、２つの燃焼室の点火パターンが同時着火・時間差着火・片側着火と変化した時にフィルタによる冷却の過不足が生じ、温度・組成的に不適切なガスが放出されるおそれがある。更に、特許文献２においては、第２点火手段作動後に、第２燃焼室内のガス発生剤が第１燃焼室内に流出することにより、また、特許文献１においては、ガス発生剤によりオリフィスが閉塞されることにより、燃焼室内の内圧を適切に制御できないおそれがあった。燃焼初期に発生したスラグや燃焼途中に体積の小さくなったペレット（半分燃えてしまったもの）がオリフィスを塞ぐ可能性がある。
【０００９】
また、特許文献３に記載のガス発生器は、構造が複雑であるため、コスト高となる。
【００１０】
本発明は、燃焼室を２室以上に区画し、各燃焼室をフィルタ手段を介して連通状態としておくことで、各衝突形態に確実に対応可能な状況適応型のガス発生器を、低コストで提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明のガス発生器は、複数の点火手段を備えたイニシエータシェルとクロージャシェルとからなる円筒状のハウジングと、前記ハウジング内に形成されガス発生剤が装填された燃焼室と、前記燃焼室を第１燃焼室と第２燃焼室に区画する円筒材と、前記第１燃焼室と前記第２燃焼室の各燃焼室に設置された第１フィルタ手段と第２フィルタ手段と、を備えてなるガス発生器であって、前記円筒材によって区画された第２燃焼室と、第１燃焼室とが前記円筒材内に設けられた第２フィルタ手段を介して連通していることを特徴とする。
【００１２】
ハウジング内を確実に２室に区画し、第２燃焼室にもフィルタ手段を備え、かつ、各燃焼室をフィルタ手段を介して連通させる構造とすることで、第１燃焼室で発生したガスが第２燃焼室に流入する場合であっても、フィルタ手段によって冷却されるため、第２燃焼室内に装填されているガス発生剤が流入してくるガスによって燃焼することを防止できる。このため、各燃焼室に装填されているガス発生剤の燃焼制御を確実に制御することができ、各種衝突形態に対応可能な状況適応型ガス発生器とできる。なお、点火手段は、各燃焼室毎に設けられていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のガス発生器は、前述の発明に係るガス発生器において、前記第２フィルタ手段が円盤状であることを特徴とするものである。
【００１４】
フィルタ手段を円盤状とすることによって、製作コストを低減することができる。また、製作時のフィルタ手段の組み込みが容易となる。ここで、フィルタ手段は、円環状のものも使用することができるが、冷却効率やコスト等を考慮すると、円盤状のものが好ましい。
【００１５】
また、本発明のガス発生器は、前述の発明に係るガス発生器において、前記円筒材内に複数のオリフィスを有したオリフィス板が備えられていることを特徴とするものである。
【００１６】
円筒材内に複数のオリフィスを有したオリフィス板を備える構造であるため、構造を簡易なものとすることができる。
【００１７】
また、本発明のガス発生器は、前述の発明に係るガス発生器において、前記円筒材の天井部に、複数のオリフィスが一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
円筒材の天井部に、複数のオリフィスが一体に形成されているため、構造が簡易になるとともに、部品点数を少なくすることが可能となる。
【００１９】
円筒材の天井部にガス通過孔が一体に形成されているため、部品点数が少なくなり、ハウジング内の構造をより簡易なものとできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るガス発生器の実施形態例について説明する。
【００２１】
図１に本発明の実施形態例に係るガス発生器Ｐ１の断面図を示す。図１において、ガス発生器Ｐ１は、運転席用エアバッグを膨張展開させるもので、イニシエータシェル１とクロージャシェル２とからなる円筒状のハウジング３と、ハウジング３内に設置され第２燃焼室４を形成する円筒材５と、この円筒材５に設けられている円盤状の第２フィルタ手段６と、ハウジング３の内周に沿って設けられ内部に第１燃焼室７を形成する円環状の第１フィルタ手段８と、第１燃焼室７、第２燃焼室４にそれぞれ装填されているガス発生剤１４ａ，１４ｂと、第１燃焼室７、第２燃焼室４にそれぞれ設けられている第１点火手段１６、第２点火手段１７と、で構成されている。そして、イニシエータシェル１とクロージャシェル２とが突き合わされて接合部１０において溶接等によって接合されている。なお、イニシエータシェル１とクロージャシェル２とは、溶接以外の方法、例えば、圧接等の方法で接合することもできる。
【００２２】
円筒状のハウジング３を構成するクロージャシェル２は、天盤部１１と、天盤部１１からイニシエータシェル１に向って延びる側筒部１２と、側筒部１２から径外側に沿って延びるフランジ部１３とで構成されている。側筒部１２には、ガス発生剤１４ａ、１４ｂの燃焼により発生するガスが放出される複数のガス放出口１５が形成されている。ガス放出口１５にはアルミニウムテープ等のラプチャー部材１８が側筒部１２の内面に貼付されている。これによって、ハウジング３内は外部からの湿気等の侵入を防ぐと共に、燃焼室内の初期圧力を制御している。
【００２３】
クロージャシェル２に突き合わされて溶接、圧接等によって接合されるイニシエータシェル１は、底盤部２１と、底盤部２１からクロージャシェル２に向って延びる側筒部２２とで構成されている。底盤部２１には、第１点火手段１６、第２点火手段１７を保持する円筒状の点火手段保持部２３、２４が設けられている。第１点火手段１６及び後述する第２点火手段１７の構成部品である点火器３８は、それぞれ、これら点火手段保持部２３，２４にカシメ固定されている。なお、ここでいう点火手段とは、コントロールユニットからの通電によって発火する点火器のみからなる場合や、それに加え、ガス発生剤の確実な着火のためにガス発生器内部に配置されるエンハンサ剤やその容器等を含んでも良い。
【００２４】
これらクロージャシェル２とイニシエータシェル１とで構成されるハウジング３の側筒部１２，２２の内周壁面に沿って設けられている第１フィルタ手段８は、例えば、メリヤス編み金網、平織金網やクリンプ織り金属線材の集合体を円筒状に成形することによって安価に製作される。好ましくはメリヤス編み金網を用いることによって、プレス成形をすることが可能となり、任意の形状にすることができる。この第１フィルタ手段８の外周面のハウジング３の下部側には、凸部２５が形成されている。これによって、凸部２５がイニシエータシェル１の側筒部２２の内周壁面に接し、ハウジング３内での確実な位置決めが行える。また、凸部２５が常にイニシエータシェル１に接触していることによって、第１燃焼室７からの燃焼ガスのバイパスを防止することができる。
【００２５】
この第１フィルタ手段８の内部空間を第１燃焼室７と第２燃焼室４の２室に区画する円筒材５は、イニシエータシェル１の底盤部２１に偏心して設けられている第２点火手段１７を覆うように設置されている。円筒材５は、例えば、ステンレス、鉄等の金属で形成されており、イニシエータシェル１に圧接、溶接、カシメ等の任意の方法によって固定されている。そして、内部には、ガス発生剤１４ｂが装填されて、第２燃焼室４を構成している。
【００２６】
この円筒材５の天井部３０には、１つ以上のガス通過孔３１が形成されており、このガス通過孔３１を覆うように１若しくは複数のオリフィス３３を有したオリフィス板３２が設けられている。このオリフィス板３２は、円筒材５の天井部３０にカシメ等の任意の方法によって固定されている。なお、オリフィス板を側部に設けることもできる。しかし側部に設ける場合、オリフィスの位置決めが必要となるので、オリフィス板を天井部に設けることが好ましい。また、オリフィス板３２に代えて、円筒材５を一方が塞がった有底円筒とし、その有底部分である天井部３０に複数のオリフィス３３を一体に形成するようにしてもよい。これによって、構造を簡易にするとともに、部品点数を少なくすることもできる。これら、ガス通過孔３１及びオリフィス３３は、アルミニウムテープやラプチャー部材等によって封止されていない。このため、円筒材５によって第１燃焼室７と第２燃焼室４は区画されているが連通した状態となっている。第１フィルタ手段８の横に、フィルタサポート９が存在する。このフィルタサポート９は、内圧により第１フィルタ手段８が外側に変形するのを防ぐことができる。
【００２７】
円筒材５の内部には、第２フィルタ手段６が挿入されている。この第２フィルタ手段６は、円筒材５の内部に形成されている段部３５によって固定された支持板３４に支持されて設けられている。第２フィルタ手段６の厚さは、好ましくは２〜２５ｍｍであり、より好ましくは３〜１０ｍｍである。第２フィルタ手段６は、円盤状のものでも、円環状のものでも良いが、円盤状のものが好ましい。円環状のものは、オリフィスの位置決めが必要となり、フィルタ手段の容積が必要以上に大きくなってしまうからである。支持板３４は、中央部に大径の孔が設けられた略リング状をしている。これによって、第２フィルタ手段６を通過するガスの流れを妨げないようにしている。このように、ガス通過孔３１及びオリフィス３３の内部側に第２フィルタ手段６が設けられているため、第１燃焼室７で発生したガスが第２燃焼室４に流入する場合であっても、必ずこの第２フィルタ手段６を通過するようになる。また、逆に第２燃焼室４で発生したガスも、この第２フィルタ手段６を必ず通過して第１燃焼室７及び第１フィルタ手段８を経てガス放出口１５から外部に放出される。
【００２８】
本実施形態例にかかるガス発生器Ｐ１は、以上のように構成されており、第２燃焼室４と第１燃焼室７とが、第２フィルタ手段６を介して連通している。このため、第１燃焼室７で発生したガスが第２燃焼室４内に流入する場合であっても、この第２フィルタ手段６を通過する。この際に、第１燃焼室７からのガスは冷却されるため、第２燃焼室４内のガス発生剤１４ｂが、流入してくるガスによって燃焼することを防止できる。これによって、第２燃焼室４に装填されているガス発生剤１４ｂの燃焼制御も確実に行え、各種衝突形態に対応可能な状況適応型ガス発生器となる。
【００２９】
以上のように構成されるガス発生器Ｐ１は、自動車のステアリングホイール内に装着されることになるエアバッグモジュールに組み込まれる。そして、ガス発生器Ｐ１の第１点火手段１６及び第２点火手段１７は、図示省略する車両側コネクタにそれぞれ接続され、制御部に接続される。
【００３０】
制御部は、例えば、自動車の衝突を検出する衝突センサ（加速度センサ）と、各点火手段１６，１７に通電する昇圧回路と、バックアップコンデンサと、スクイブ（点火器）駆動回路とで構成され、マイクロコンピュータで制御される。
【００３１】
そして、制御部に接続されたガス発生器Ｐ１は、衝突センサが自動車の衝突を検出することで、先に点火させる点火手段、第１点火手段１６の構成部品である点火器３８に接続されているスクイブ駆動回路によって第１点火手段１６のみが作動（通電発火）して、第１燃焼室７内のガス発生剤１４ａを燃焼させて、高温ガスを発生させる。第１燃焼室７で発生したガスは、第１フィルタ手段８を通過して、スラグ捕集と、冷却を経て空間２６を経てガス放出口１５から放出される。この段階においては、第１燃焼室７のガス発生剤１４ａのみの燃焼であるため、エアバッグは緩やかに膨張展開を開始する。なお、この際、一部のガスは、第２フィルタ手段６を介して第２燃焼室４内に流入するが、第２フィルタ手段６によって冷却された後、第２燃焼室４内に流入するため、第２燃焼室４に装填されているガス発生剤１４ｂは、影響を受けることがない。
【００３２】
続いて、第１燃焼室７の燃焼開始後、制御部のマイクロコンピュータによって制御されたスクイブ駆動回路により微小時間差をもって第２点火手段１７が作動（通電発火）する。そして、第２燃焼室４内のガス発生剤１４ｂを燃焼させることで、高温ガスを発生させる。
【００３３】
第２燃焼室４内で発生した高温ガスは、円盤状の第２フィルタ手段６内に流入し、冷却・濾過され、オリフィス３３から第１燃焼室７に流出する。そして、第１燃焼室７からのガスと混合して、第１フィルタ手段８を経てガス放出口１５から放出される。これによって、エアバッグは多量の清浄なガスによって急速な膨張展開に移行される。
【００３４】
このように、第２燃焼室４は、第１燃焼室７から発生するガスに影響を受けることがないため、各燃焼室７、４の燃焼制御を確実に行うことが可能となり、ガス発生時のバラツキを少なくすることが可能となる。また、例えば、各燃焼室７、４に組成の同一又は異なるガス発生剤１４ａ，１４ｂを装填し、それぞれの燃焼室７、４から発生するガス量を異ならせることも可能である。さらに、各燃焼室７，４をそれぞれ独立に制御することが可能であるため、各燃焼室７、４に設けられている点火手段１６，１７の作動時間を制御することによって、エアバッグの膨張展開の形態を状況に合わせて制御することが可能となる。
【００３５】
例えば、高速度での正面衝突や前方衝突の如き危険度の高い衝突では、各点火手段１６、１７を同時に作動（通電発火）して、エアバッグを各燃焼室７、４で発生した多量のガスにて急速に膨張展開させる。又、危険度の中程度の衝突では、各点火手段１６、１７を微小時間差をもって作動（通電発火）して、エアバッグを展開初期において少量のガスで緩やかに膨張展開し、微小時間後に多量のガスにて急速に膨張展開させる。更に、危険度の軽程度の衝突では、点火手段１６を作動（通電発火）して、エアバッグを比較的長い時間をかけて少量のガスにて緩やかに膨張展開させる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係るガス発生器は、以上のように構成されており、少ない部品点数で、燃焼室を２つ以上に区画でき、それぞれの燃焼室をフィルタ手段を介して連通させることで、各燃焼室がそれぞれの燃焼室で発生するガスに影響を受けないようにでき、自動車の各種衝突形態に確実に対応可能な状況適応型のガス発生器を、低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス発生器の実施形態例におけるガス発生器Ｐ１の断面図である。
【符号の説明】
Ｐ１  ガス発生器
１  イニシエータシェル
２  クロージャシェル
３  ハウジング
４  第２燃焼室
５  円筒材
６  第２フィルタ手段
７  第１燃焼室
８  第１フィルタ手段
９  フィルタサポート
１０  接合部
１１  天盤部
１２  側筒部
１３  フランジ部
１４ａ，１４ｂ  ガス発生剤
１５  ガス放出口
１６  第１点火手段
１７  第２点火手段
１８  ラプチャー部材
２１  底盤部
２２  側筒部
２３、２４  点火手段保持部
２５  凸部
３０  天井部
３１  ガス通過孔
３２  オリフィス板
３３  オリフィス
３４  支持板
３５  段部
３８  点火器
【図１】
2004196116.tif 000003