(57)【要約】【課題】小型、軽量であり、より安全に製造が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。【解決手段】ディスク型ガス発生器は、天板部およびガス噴出口が設けられた第１周壁部をもつ上部側シェルと、底板部および第２周壁部および前記第１周壁部と接合する接合部を持つ下部側シェルと、を備えるハウジングを持つ。また、上記ハウジングの径方向内側に配置される環状部材および支持部材と、フィルタと、ガス発生剤と、点火器とを備える。上記第２周壁部と上記環状部材の間の一部に空間を設けている。【選択図】図１
2016203840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板部およびガス噴出口が設けられた第１周壁部をもつディヒューザーシェルと、底板部および第２周壁部および前記第１周壁部と接合する接合部を持つクロージャーシェルと、を備えるハウジングと、
前記ハウジングの径方向内側に前記ハウジング周壁部と離隔して配置されることで、環状の空間を形成する環状筒状部を有する環状部材と、
前記環状部材とハウジングの内壁の間に配置され、天板と離隔して配置された環状平板部を有する支持部材とを有しており、
前記支持部材の環状平板部に当接するフィルタと、
前記環状部材と前記支持部材に当接し、燃焼することでガスを発生するガス発生剤と
前記底板部に組付けられ、前記ガス発生剤を燃焼させるための点火器とを備え、
前記環状平板部に複数の連通孔が形成されている、
ガス発生器
【請求項２】
前記環状部材に突起部を設け、前記突起部が前記ハウジングの内壁に当接してい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】
前記支持部材の前記環状平板部は径方向内側の内周端面と、径方向外側の外周面端面を有し
前記内周端部と前記外周端部の中点からみて内周端部寄りの内周領域と、前記中点から外周端部寄りの外周領域を有し、
前記内周領域及び前記外周領域には各々複数の連通孔を有し、
前記内周領域に設けられた連通孔の開口総面積が、前記外周領域に設けられた連通孔の開口総面積より大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載のガス発生器。
【請求項４】
前記支持部材が前記環状部材に当接していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス発生器。
【請求項５】
前記環状部材の前記環状筒状部の厚みが、前記ハウジングの内周面と前記環状筒状部の外周面の間の離隔距離よりも薄いことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
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、特に自動車に装備されるエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器に関する。
【０００２】
従来、自動車等の乗員保護の観点から、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ているものであり、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。
【０００３】
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させ、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。
【０００４】
また、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。
【０００５】
近年は、以前にもましてガス発生器の小型化、軽量化が求められている。例えば特許文献１には
従前から使用されている金属製のフィルタに代えて、多孔部材と衝突部材を設け、内筒部材などに燃焼ガスを衝突させることによって燃焼ガスを冷却し、燃焼ガス中の残渣を捕集することができる構造が示されている。
内筒部材は、クロージャルシェルの内周壁面に当接されて設置されている。そして、当該内筒部材は、部分的に切除された切り欠き部を有し、切り欠き部以外には燃焼室とガス排出経路を直接連通させる開口部を形成しないことで、切り欠き部以外の部分で燃焼残渣を付着保持させて、燃焼ガスの冷却及び残渣の捕集の機能を奏している。
【０００６】
また、特許文献２には、小型になったフィルタをディヒューザーシェル側に寄せ、第２支持部材にてフィルタを支持する構造が示されている。ここで、前記第２支持部材は、フィルタやフィルタ周囲に蓄積された燃焼残渣に蓄積された熱を、ディヒューザシェル天板に流されないようにする手段として当該熱をハウジング周壁板及びクロージャルシェル側に流す機能を奏している。そのため、熱を有効に流すために、ハウジングに前記第２支持部材の筒状部が当接している構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６３０２６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９３５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した特許文献１、２に開示のガス発生器にあっては、ディヒューザーシェルとクロージャーシェルを接合する際に溶接が施されるが、溶接時の大量の熱がガス発生剤にも届くために、ガス発生剤に悪影響を及ぼす懸念がある。
【０００９】
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、小型、軽量であり、より安全に製造が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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に基づくガス発生器は、天板部およびガス噴出口が設けられた第１周壁部をもつ上部側シェルと、底板部および第２周壁部および前記第１周壁部と接合する接合部を持つ下部側シェルと、を備えるハウジングを持つ。また、上記ハウジングの径方向内側に配置される環状部材および支持部材と、フィルタと、ガス発生剤と、点火器とを備える。上記第２周壁部と上記環状部材の間の一部に空間を設けている。
【００１１】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記環状部材に突起部を設けることが好ましい。
【００１２】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記内周領域に設けられた連通孔の総面積が上記外周領域に設けられた連通孔の総面積より大きいことが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、小型、軽量であり、より安全に製造ができる簡素な構成のガス発生器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態におけるガス発生器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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は、自動車のステアリングホイール等に装備されてい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。
【００１６】
（実施の形態）
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円筒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としての保持部３０、点火器４０、カップ状部材５０、伝火薬５６、ガス発生剤６１、環状部材８１、支持部材８５、フィルタ９０等が収容されることで構成されている。また、ハウジングの内部には、上述した構成部品のうちガス発生剤６１が主として収容された燃焼室６０が位置している。
【００１７】
短尺略円筒状のハウジングは、下部側シェル１０と上部側シェル２０とを含んでいる。下部側シェル１０および上部側シェル２０のそれぞれは、金属製の部材をプレス加工することによって形成されたプレス成形品からなる。
【００１８】
下部側シェル１０および上部側シェル２０は、それぞれが有底略円筒状に形成されており、これらの開口面同士が向き合うように組み合わされて接合されることによってハウジングが構成されている。下部側シェル１０は、底板部１１と第１周壁部１２とを有している。上部側シェル２０は、天板部２１と第２周壁部２２とを有している。これにより、ハウジングの軸方向の端部は、天板部２１と底板部１１とによって閉塞されている。なお、下部側シェル１０と上部側シェル２０との接合には、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でき、接合部１６が形成される。
【００１９】
図１に示すように、下部側シェル１０の底板部１１の中央部には、天板部２１側に向かって突出するように突状筒部１３が設けられており、これにより下部側シェル１０の底板部１１の中央部には、窪み部１４が形成されている。突状筒部１３は、上述した保持部３０を介して点火器４０が固定されている部位であり、窪み部１４は、保持部３０に雌型コネクタ部３４を設けるためのスペースとなる部位である。
【００２０】
突状筒部１３は、有底略円筒状に形成されており、その天板部２１側に位置する軸方向端部には、平面視楕円形状の開口部１５が設けられている。当該開口部１５は、点火器４０の一対の端子ピン４２が挿通される部位である。
【００２１】
下部側シェル１０は、上述したように金属製の部位をプレス加工することによって製作されている。具体的には、下部側シェル１０は、たとえば上型および下型からなる一対の金型を用いて一枚の金属製の板状部材を上下方向からプレスすることにより、図示する如くの形状に形成されることで製作される。
【００２２】
ここで、下部側シェル１０を構成する金属製の板状部材としては、たとえばプレス前の板厚が概ね１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金からなる金属板が利用され、好適には４４０ＭＰａ以上７８０ＭＰａ以下の引張応力が加印された場合にも破断等の破損が生じないいわゆる高張力鋼板が好適に利用される。なお、プレス後の板厚としては、その最も薄肉の部位の厚みが概ね１．０ｍｍ以上とされることが好ましい。また、プレス加工としては、熱間鍛造で行われてもよいし冷間鍛造で行われてもよいが、寸法精度の向上の観点から、より好適には冷間鍛造で行われる。
【００２３】
上部側シェル２０は、上述したように金属製の部材をプレス加工することによって製作されている。具体的には、上部側シェル２０は、たとえば上型および下型からなる一対の金型を用いて一枚の金属製の板状部材を上下方向からプレスすることにより、図示する如くの形状に成形されることで製作される。上述した下部側シェルの場合と同様に、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等からなる金属板が利用可能である。
【００２４】
図１に示すように、点火器４０は、火炎を発生させるための点火装置であり、点火部４１と、上述した一対の電子ピン４２とを備えている。点火部４１は、その内部に、作動時において着火して燃焼することで火炎を発生する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体とを含んでいる。一対の端子ピン４２は、点火薬を着火させるために点火部４１に接続されている。
【００２５】
より詳細には、点火部４１は、カップ状に形成されたスクイブカップと、当該スクイブカップの開口端を閉塞し、一対の端子ピン４２が挿通されてこれを保持する基部とを備えており、スクイブカップ内に挿入された一対の端子ピン４２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近接するようにスクイブカップ内に点火薬が装填された構成を有している。
【００２６】
ここで、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。なお、上述したスクイブカップおよび基部は、一般に金属製またはプラスチック製である。
【００２７】
衝突を検知した際には、端子ピン４２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、点火薬を収容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４０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。
【００２８】
点火器４０は、突状筒部１３に設けられた開口部１５に端子ピン４２が挿通するように下部側シェル１０の内側から挿入された状態で底板部１１に取付けられている。具体的には、底板部１１に設けられた突状筒部１３の周囲には、樹脂成形部からなる保持部３０が設けられており、点火器４０は、当該保持部３０によって保持されることにより、底板部１１に固定されている。
【００２９】
ここで、突状筒部１３に設けられた開口部１５の大きさは、点火器４０の最大外形部分である点火部４１の外形よりも小さく構成されている。このように構成することにより、万が一保持部３０に予期せぬ破損が生じた場合であっても、後述する燃焼室６０の内圧の上昇を受けて点火器４０が当該開口部１５を通過してハウジングの外部に飛び出てしまうことを防止でき、ガス発生器１Ａの安全な動作が確保されることになる。
【００３０】
保持部３０は、型を用いた射出成形（より特定的にはインサート成形）によって形成されるものであり、下部側シェル１０の底板部１１に設けられた開口部１５を経由して底板部１１の内面の一部から外面の一部にまで達するように絶縁性の流動性樹脂材料を底板部１１に付着させてこれを固化させることによって形成されている。
【００３１】
点火器４０は、保持部３０の成形の際に、開口部１５に端子ピン４２が挿通するように下部側シェル１０の内側から挿入された状態とされ、この状態において点火器４０と下部側シェル１０との間の空間を充填するように上述した流動性樹脂材料が流し込まれることにより、保持部３０を介して底板部１１に固定される。
【００３２】
射出成形によって形成される保持部３０の原料としては、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が好適に選択されて利用される。その場合、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂に限らず、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂（たとえばナイロン６やナイロン６６等）、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアセタール樹脂等に代表される熱可塑性樹脂を利用することも可能である。これら熱可塑性樹脂を原材料として選択する場合には、成形後において保持部３０の機械的強度を確保するためにこれら樹脂材料にガラス繊維等をフィラーとして含有させることが好ましい。しかしながら、熱可塑性樹脂のみで十分な機械的強度が確保できる場合には、上述の如くのフィラーを添加する必要はない。
【００３３】
保持部３０は、内部被覆部３１、外部被覆部３２および連結部３３のそれぞれの底板部１１側の表面において底板部１１に固着している。また、保持部３０は、点火器４０の点火部４１の下方端寄りの部分の側面および下面と、点火器４０の端子ピン４２の上方端寄りの部分の表面とにそれぞれ固着している。これにより、開口部１５は、端子ピン４２と保持部３０とによって完全に埋め込まれた状態となり、当該部分におけるシール性が確保されることで燃焼室６０の気密性が確保されている。
【００３４】
なお、保持部３０の内側被覆部３１は、底板部１１に設けられた突状筒部１３の軸方向端部のみを覆うように設けられており、これにより突状筒部１３のハウジングの内面に位置する外周面は、保持部３０によって覆われずに露出した状態となっている。
【００３５】
保持部３０の外側被覆部３２の外部に面する部分には、雌型コネクタ部３４が形成されている。この雌型コネクタ部３４は、点火器４０とコントロールユニット（不図示）とを結線するためのハーネスの雄型コネクタ（不図示）を受け入れるための部位であり、下部側シェル１０の底板部１１に設けられた窪み部１４内に位置している。この雌型コネクタ部３４内には、点火器４０の端子ピン４２の下方端寄りの部分が露出して配置されている。雌型コネクタ部３４には、雄型コネクタが挿し込まれ、これによりハーネスの芯線と端子ピン４２との電気的導通が実現される。
【００３６】
また、保持部３０によって覆われることとなる部分の底板部１１の表面の所定位置に予め接着剤層が設けられてなる下部側シェル１０を用いて上述した射出成形を行うことをしてもよい。当該接着剤層は、上記底板部１１の所定位置に予め接着剤を塗布してこれを効果させておくことにより、その形成が可能である。
【００３７】
このようにすれば、底板部１１と保持部３０との間に硬化した接着剤層が位置することになるため、樹脂成形部からなる保持部３０により強固に底板部に固着させることが可能になる。したがって、射出成形後において、底板部１１に対して保持部３０が相対的に回転してしまうことが未然に防止される。また、底板部１１に設けられた開口部１５を囲うように上記接着剤層を周方向に沿って環状に設けることとすれば、当該部分においてより高いシール性を確保することも可能となる。
【００３８】
ここで、底板部１１に予め塗布しておく接着剤としては、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原料として含むことが好適に利用され、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を原料として含むものが特に好適に利用される。なお、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、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、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、スチレン系ゴム、オレフィン系ゴム等を含むものが、上述した接着剤として利用可能である。
【００３９】
また、接着剤を塗布する位置は特に限定されるものではないが、たとえば底板部１１の突状筒部１３が形成された部分における外面（すなわち、保持部３０の外側被覆部３２によって覆われる部分の底板部１１の表面）の全面あるいはその一部のみとしたり、底板部１１の突状筒部１３が形成された部分における内面（すなわち、保持部３０の内側被覆部３１によって覆われる部分の底板部１１の表面）の全面あるいはその一部のみとしたりすることができ、さらには保持部３０によって覆われる部分の底板部１１の表面の全面とすることもできる。
【００４０】
なお、点火器４０として、点火部４１を構成するスクイブカップおよび基部が、金属製の部材にて構成されたものを使用する場合には、保持部３０によって覆われることとなる部分の点火器４０の表面の所定位置に予め接着剤を塗布することで接着剤層を設けておいてもよい。このように構成すれば、上述した底板部１１に接着剤層を予め設けた場合と同様に、点火器４０を保持部３０により強固に固着させることが可能になり、当該部分においてより高いシール性を確保することが可能になる。
【００４１】
また、本実施の形態においては、保持部３０の形成に際して、保持部３０が点火器４０と下部側シェル１０と一体化されるように構成した場合を例示したが、保持部３０の成形に際して、保持部３０が下部側シェル１０とのみ一体化されるようにし、成形後の保持部３０に対して点火器４０がたとえば嵌め込み等によって組付けられるように構成してもよい。その場合には、保持部３０が下部側シェル１０に対してのみ固着することになるため、保持部３０と点火器４０との間のシール性がこれのみでは確保されないことになるが、当該部分にＯリングを配置する等、適宜のシール処理を施せば、十分なシール性を確保することが可能になる。
【００４２】
底板部１１には、突状筒部１３、保持部３０および点火器４０を覆うようにカップ状部材５０が組付けられている。カップ状部材５０は、底板部１１側の端部が開口した略円筒形状を有しており、内部に伝火薬５６が収容された伝火室５５を含んでいる。カップ状部材５０は、その内容に設けられた伝火室５５が点火器４０の点火部４１に面することとなるように、ガス発生剤６１が収容された燃焼室６０内に向けて突出して位置するように配置されている。
【００４３】
図１に示すように、カップ状部材５０は、上述した伝火室５５を規定する頂壁部５１および側壁部５２と、側壁部５２の開口端側の部分から径方向外側に向けて延設された第１延設部５３とを有している。第１延設部５３は、下部側シェル１０の底板部１１の内底面に沿って延びるように形成されている。具体的には、第１延設部５３は、突状筒部１３が設けられた部分およびその近傍における底板部１１の内底面の形状に沿うように曲成された形状を有しており、その径方向外側の部分にフランジ状に突出する先端部５４を含んでいる。
【００４４】
カップ状部材５０は、頂壁部５１および側壁部５２のいずれも開口を有しておらず、その内部に設けられた伝火室５５を取り囲んでいる。このカップ状部材５０は、点火器４０が作動することによって伝火薬５６が着火された場合に伝火室５５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り、その機械的強度は比較的低いものが使用される。
【００４５】
そのため、カップ状部材５０としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の部材や、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂（たとえばナイロン６やナイロン６６等）、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアセタール樹脂に代表される熱可塑性樹脂等の樹脂製の部材からなるものが好適に利用される。
【００４６】
なお、カップ状部材５０としては、このようなものの他にも、鉄や銅等に代表されるような機械的強度の高い金属製の部材からなり、その側壁部５２に開口を有し、当該開口を閉塞するようにシールテープが貼付されたもの等を利用することも可能である。
【００４７】
伝火室５５に充填された伝火薬５６は、点火器４０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５６としては、ガス発生剤６１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５６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５６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。
【００４８】
環状部材８１は、後述するガス発生剤６１を収容する燃焼室６０を規定する環状部８２と環状部８２の開口端の一端部から延設された突起部８３と、環状部８２の開口端の他端部に形成された開口部８４を持つ。具体的には、前記環状部８２の開口端の一端部から突起部８３に向かって拡径するようにテーパー状に形成される連接部８３Ａによって環状部８２と突起部８３が連接しており、さらに前記突起部８３から径方向内側に向けてハウジングから離れていくようにテーパー状に延設された延設部８３Ｂが存在しおり、その径方向内側に底板部に接して平板状に延びる先端部８３Ｃを含んでいる。
環状部８２は後述する支持部材８５を固定するために設置される。環状部８２の開口部８４側の内周面に当接するように支持部材８５が固定されている。固定は、溶接、圧接及び圧入等によって行われる。
突起部８３は下部側シェル１０の第１周壁部１２と当接するように設置される。突起部８３は、外径が、ハウジングの第１周壁部１２の内径と略同等の大きさに形成されている。突起部８３はヘアピン状に形成されている。そして、突起部８３から見て前記環状部８２に向かってハウジングの第１周壁部１２から離れていくようにテーパー状に連接部８３Ａが形成されるとともに、前記突起部８３から見て前記底板部１１に向かってハウジングの第１周壁部１２から離れていくようにテーパー状に延設部８３Ｂが形成されている。そして、前記突起部８３はＲ状に形成されている。このような形状によりハウジングの第１周壁部１２との接触面積を少なくすることで、ハウジングの溶接時に前記環状部８２と接触しているガス発生剤６１に熱が伝わりにくくなる。また、Ｒ状に形成することによって、環状部材８２と第１周壁部１２との間に流れ込んだガスはスムーズに拡散されることとなる。突起部８３の形状は、ヘアピン形状に限られず、円弧状、台形状、段差状等の様々な形状で設けることができる。上記のヘアピン形状は金属製の板状部材をプレス加工することによって作製される。
開口部８４は上部側シェル２０の天板部２１と間隔を保つように設置される。環状部材８１は、前記突起部８３がハウジングの第１周壁部１２に圧入されており、環状部８２の端部は、天板部２１と離隔して空間を設けることでガスが流れる間隙が生じるように固定されている。この間隙は環状で形成されていてもよいし、一定間隔で天板部２１と当接された部分と当接されていない部分からなるように一定間隔で開口部８４を設けてもよい。
また、環状部材８１は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金からなる金属板が利用される。
【００４９】
ハウジング内部に環状部材８１を設けることで、環状部８２の外周とハウジングの周壁部１１及び周壁部２２との間にガス噴出口２３と連通された筒状のガス流路が形成されている。当該環状のガス流路は上部側シェルの内壁、環状部材８１の外周部及びフィルタで規定された第１ガス流路Ｓ１と、下部側シェルの周壁部及び環状部材８１の外周部で規定された第２ガス流路Ｓ２を有している。
【００５０】
下部側シェル１０の第１周壁部１２と、環状部材８１とが離れて設置されている。これによって、上部側シェル１０と下部側シェル２０を溶接する時に、溶接時に発生する熱がガス発生剤６１に影響を大きく与えないので、安全にガス発生器を製造できる。
このように、離れて設置することで、第１ガス流路Ｓ１の径方向の厚み及び第２ガス流路Ｓ２の径方向の厚みが存在することで断熱層として作用している。ここで、第１ガス流路及び第２ガス流路の径方向の厚み（断熱層の厚み）が、環状部材８１の径方向の厚みより厚いことが好ましい。こうすることで、環状部材８１の厚みが厚い程熱を保持し、伝達しやすくなるが、それに合わせて断熱層の厚みが厚くなることとなり、断熱層が溶接時に発生する熱をガス発生剤に影響を与えない効果を十分に発揮させることができるためである。
【００５１】
支持部材８５は、内周領域貫通孔８６、外周領域貫通孔８７を持つ。支持部材８５は、後述するフィルタ９０を支持するために設置される。
また、支持部材８５は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金からなる金属板が利用される。
【００５２】
ここで、支持部材８５はカップ状部材５０と環状部材８１との間に配置され、天板部２１と一定距離をもっている。
支持部材８５は、複数の貫通孔を有する環状平板部８７と環状平板部８７の外周端面から軸方向に沿って天板部２１へ向かって延設される筒状部８８を有しており、筒状部８８は環状部材８１の内周面に圧入されて取り付けられている。こうして、貫通孔はガス発生剤充填領域と後述するフィルタの存在する領域とを連通させている。
このように、筒状部８８と環状部材８１が圧入されること等で当接していることから、ガス発生剤の燃焼により発生したガスは、支持部材８５と環状部材８１の間隙を通ってフィルタを通らずにガス噴出口へ向かうことはなく、フィルタを通ってガス噴出口へ向かうこととなる。これにより、迂回するガスの流れを実現すると共に、スラグが十分に捕集され、冷却されたガスをガス噴出口から排出させることが可能となる。
環状平板部８７の内周面は環状の中空部を有していることから、ガス発生剤の燃焼によって生じたガスの一部が、中空部へ向かった後にフィルタを通るというガスの流れを実現することが可能となる。また、上記中空部にはガス発生剤６１を配置していない。これにより、ガスを上記中空部で滞留させることが可能となる。
【００５３】
支持部材８５の環状平板部８７は径方向内側の内周端面と、径方向外側の外周面端面を有する。そして、前記内周端部と前記外周端部の中点からみて内周端部寄りの内周領域Ｔ１と、前記中点から外周端部寄りの外周領域Ｔ２に分けることができる。
ここで、前記内周領域Ｔ１に存在する内周領域貫通孔８９の開口総面積は、前記外周領域Ｔ２に存在する外周領域貫通孔８６の開口総面積より大きい構成となっている。これによって、ガス発生剤６１から発生する燃焼ガスが、大部分を内周領域貫通孔８９からフィルタ９０を通過させるようになり、より効率的にフィルタ９０の冷却機能および残渣捕集機能を発揮することができる。さらに、燃焼ガスの一部分を外周領域貫通孔８６からフィルタ９０の一部を通過させることもできるので、ガス発生開始までの時間を短縮することもできる。
【００５４】
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、上述のカップ状部材５０、環状部材８１、支持部材８５、フィルタ９０が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤６１が収容される燃焼室６０が位置している。
燃焼室６０は環状に形成されており、ガス発生剤が充填する領域に障害となる壁がなく、環状にスムーズにガス発生剤６１の燃焼により生じたガスを流すことを可能にしている。
【００５５】
ガス発生剤６１は、点火器４０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６１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形体としてガス発生剤６１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される。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される。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される。
【００５６】
ガス発生剤６１の成形体の形状には、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、円柱体のものでは、成形体内部に貫通孔を有する有孔状（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使用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６１の形状の他にもガス発生剤６１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。
【００５７】
環状部材８１の径方向内側で、上部側シェル２０と支持部材８５の環状平板部８７の間に円筒状のフィルタ９０が設置されている。
また、フィルタ９０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鋼材をプレス加工することによって押し固めたもの等が好適に利用される。ここで、鋼材としては、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。
【００５８】
フィルタ９０は、燃焼室６０にて発生したガスが、このフィルタ９０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、ガス中に含まれる固形成分であるスラグを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６０内にて発生したガスが確実にフィルタ９０中を通過するようにすることが必要である。
【００５９】
上部側シェル２０の周壁部２２には、ガス噴出口２３が複数設けられている。このガス噴出口２３は、フィルタ９０を通過した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９０側に位置する主面には、上記ガス噴出口２３を閉塞するようにシールテープ２４が貼付されている。このシールテープ２４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６０の気密性が確保されている。さらに、フィルタ９０と上部側シェル２０の周壁部との間には間隙２５が設けられている。
【００６０】
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。
【００６１】
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４０が作動する。伝火室５５に収容された伝火薬５６は、点火器４０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５６の燃焼によってカップ状部材５０は破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室６０へと流れ込む。
【００６２】
流れ込んだ熱粒子により、燃焼室６０に収容されたガス発生剤６１が着火されて燃焼し、多量のガスを発生させる。燃焼室６０にて発生したガスは、支持部材８５の内周領域貫通孔８９および外周領域貫通孔８６を経由してフィルタ９０の内部を通過する。内周領域貫通孔８９を経由した燃焼ガスはフィルタ９０の冷却機能、残渣捕集機能を効率よく利用できる。外周領域貫通孔８６を経由した燃焼ガスは、いち早くフィルタ９０を通過することで、ガス発生開始までの時間を短縮することができる。
さらに、フィルタ９０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９０によって除去されてハウジングの外周縁部に流れ込む。
【００６３】
ハウジングの内圧の上昇に伴い、上部側シェルのガス噴出口２３を閉塞していたシールテープ２４による封止が破られ、ガス噴出口２３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。
【００６４】
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、下部側シェル１０の第１周壁部１２と、環状部材８１とが離れて設置することで、小型、軽量であり、より安全に製造ができる簡素な構成を図ることが可能となる。
【００６５】
このように、今回開示した上記実施の形態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。
【００６６】
１Ａ  ガス発生器、１０下部側シェル、１１  底板部、１２  第１周壁部、１３  突状筒部、１４  窪み部、１５  開口部、１６  接合部、１７  天板部側端壁部、２０  上部側シェル、２１  天板部、２２  第２周壁部、２３  ガス噴出口、２４  シールテープ、２５  間隙、３０  保持部、３１  内側被覆部、３２  外側被覆部、３３  連結部、３４  雌型コネクタ部、４０  点火器、  ４１  点火部、４２  端子ピン、５０  カップ状部材、５１  頂壁部、５２、側壁部、５３  第１延設部、５４  先端部、５５  伝火室、５６  伝火薬、  ６０  燃焼室、６１  ガス発生剤、８１  環状部材、８２  環状部、８３  突起部、８３Ａ  連接部、８３Ｂ  延設部、８３Ｃ  先端部、８４  開口部、８５  支持部材、８６  外周領域貫通孔、８７  環状平板部、８８  筒状部、８９  内周領域貫通孔、９０  フィルタ
【図１】
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