(57)【要約】【課題】フィルタとハウジングとの間の隙間からの燃焼ガスの流出をより確実に防止することが可能でかつフィルタをより効率的に利用することが可能な簡素な構成のガス発生器を提供する。【解決手段】ガス発生器１Ａは、イニシエータシェル２０とクロージャセル３０とを含む短尺筒状のハウジングを有しており、その内部に点火器１３と燃焼室５０とフィルタ６０とを備えている。燃焼室５０には、ガス発生剤５１が収容されており、点火器１３は、この燃焼室５０に面すように設けられている。フィルタ６０は、燃焼室５０を取り囲む筒状部６１と、ハウジングの底板部２１に当接するフィルタ６０の軸方向端部から径方向内側に向けて底板部２１に沿って延設された延設部６２とを含んでいる。ここで、延設部６２におけるフィルタの占積率は、筒状部６１におけるフィルタの占積率よりも大きく、延設部６２は、実質的に通気性を有していない。【選択図】図１
2009241634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の両端を閉塞する天板部および底板部と、ガス噴出口が設けられた周壁部とによって構成され、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む短尺筒状のハウジングと、
前記燃焼室に面するように前記底板部に取付けられた点火手段と、
前記ハウジング内に配設されたフィルタとを備え、
前記フィルタは、前記燃焼室を前記ハウジングの径方向に取り囲む筒状部と、当該フィルタの前記天板部に当接する軸方向端部および当該フィルタの前記底板部に当接する軸方向端部の少なくともいずれか一方から径方向内側に向けて前記天板部または前記底板部に沿って延設された延設部とを含み、
前記延設部における前記フィルタの占積率が、前記筒状部における前記フィルタの占積率よりも大きい、ガス発生器。
【請求項２】
前記延設部は、前記ガス発生剤が燃焼することによって生ずる燃焼ガスが前記フィルタの内部を経由することなく前記ガス噴出口に至ることを防止する部位である、請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
前記延設部は、実質的に通気性を有していない、請求項１または２に記載のガス発生器。
【請求項４】
前記フィルタは、金属線材を巻き回すことによって形成された筒状の部材からなる、請求項１から３のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項５】
前記金属線材の巻き回しパターンおよび前記金属線材の巻き回し張力のいずれかを変更することにより、前記筒状部の占積率と前記延設部の占積率との差が生じている、請求項４に記載のガス発生器。
【請求項６】
中空形状の筒状部を含む短尺筒状のガス発生器用フィルタであって、
当該ガス発生器用フィルタの軸方向端部の少なくとも一方から径方向内側に向けて延設された延設部を含み、
前記延設部における占積率が、前記筒状部における占積率よりも大きい、ガス発生器用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員保護装置に組み込まれるガス発生器およびこれに用いられるガス発生器用フィルタに関し、より特定的には、自動車のステアリングホイール等に搭載されるエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器およびこれに用いられるガス発生器用フィルタに関する。
【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、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。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（作動器）からの通電によって点火器（スクイブ）を発火し、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燃焼ガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張・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。
【０００３】
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のガス発生器がある。ディスク型のガス発生器は、軸方向の両端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等が収容されてなるものである。このディスク型のガス発生器においては、ガス発生剤が収容された燃焼室を取り囲むようにフィルタがハウジングの内部に収容配置されていることが一般的である。フィルタは、燃焼ガス中に含まれる残渣（スラグ）を捕集する捕集手段として機能するとともに、当該燃焼ガスが内部を通過することによってその温度を低下させる冷却手段としても機能する。
【０００４】
上述の構成のディスク型ガス発生器において、何ら対策を講じていない場合には、作動時においてフィルタとハウジングとの間の隙間から燃焼ガスが一部流出してフィルタの内部を通過することなくガス噴出口から燃焼ガスが噴出してしまう問題がある。通常は、このような隙間が生じないようにフィルタに対してハウジングを圧接させた構成が採用されているが、作動時において燃焼室内の内圧は非常に高圧になるため、場合によってはハウジングに僅かな変形が生じて上述の隙間が生じてしまうことがある。
【０００５】
このような隙間からの燃焼ガスの流出が生じた場合には、所望の出力特性が得られないばかりでなく、燃焼ガスが十分に冷却されなかったり、ガス発生器から噴出される燃焼ガス中に多くのスラグが含まれてしまったりする。その結果、エアバッグの膨張・展開が意図したものとならなかったり、エアバッグに重大な損傷を与えてしまったりするおそれがある。
【０００６】
このような問題を解決するために、近年のディスク型ガス発生器においては、上述の隙間からの燃焼ガスの流出を防止するために、燃焼室を規定するフィルタの内周面とハウジングの内面とに沿うように金属製の流出防止部材を配置し、当該流出防止部材をフィルタの内周面とハウジングの内面とのそれぞれに圧接触させる構成が一般的に採用されている。このような構成が開示された文献として、たとえば、特許文献１（特開平１０−２８７１９７号公報）等がある。
【０００７】
しかしながら、このような構成を採用した場合には、ハウジングの天板部側および底板部側のそれぞれに上述した流出防止部材を配置することが必要になり、部品点数の増加に伴う組立作業の煩雑化を招来し、製造コストを圧迫する問題が生じてしまう。また、上記流出防止部材は、その一部がフィルタの内周面を覆う構成であるため、当該流出防止部材によって覆われた部分において燃焼ガスがフィルタ内部に流入することが阻害され、結果としてフィルタ全体の効率的な利用ができなくなるという問題も招来する。
【０００８】
そこで、部品点数を増加させることなく上述した隙間からのガスの流出を防止可能にし、またフィルタの効率的な利用を可能にする構造として、特許文献２（特開２００３−４００７４号公報）に開示の如くの構造のガス発生器が提案されている。上記特許文献２に開示のガス発生器においては、フィルタの筒状部分の軸方向端部を内側に向けて延設し、当該延設部分をハウジングの内面に沿わせる構造とすることにより、上述の問題の発生を防止しようとしている。
【特許文献１】特開平１０−２８７１９７号公報
【特許文献２】特開２００３−４００７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に開示の如くのガス発生器の構造を採用した場合にも、フィルタの延設部分の厚みを十分に厚くしない場合には、やはり上記隙間からの燃焼ガスの流出を防止することはできない。これは、フィルタの延設部分を薄く構成した場合には、上記延設部分が設けられていない場合に比べてスラグ捕集機能や冷却機能がある程度確保されるものの、当該延設部分を通過した燃焼ガスの一部がフィルタの筒状部分に流入することなく上述の隙間に回り込んでしまうおそれがあるためである。そのため、上述した隙間からの燃焼ガスの流出を完全に防止するためには、必然的にフィルタの延設部分を筒状部分と同程度にまで厚くすることが必要であり、そのように構成した場合には、装置が大型化するといった問題や重量が増加してしまうといった問題を招くことになる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の問題点を解消すべくなされたものであり、フィルタとハウジングとの間の隙間からの燃焼ガスの流出をより確実に防止することが可能でかつフィルタをより効率的に利用することが可能な簡素な構成のガス発生器およびこれに用いられるガス発生器用フィルタ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】
【００１１】
本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、点火手段と、フィルタとを備える。上記ハウジングは、軸方向の両端を閉塞する天板部および底板部と、ガス噴出口が設けられた周壁部とによって構成された短尺筒状の部材からなり、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含んでいる。上記点火手段は、上記燃焼室に面するように上記底板部に取付けられ、上記フィルタは、上記ハウジング内に配設されている。また、上記フィルタは、上記燃焼室を上記ハウジングの径方向に取り囲む筒状部と、当該フィルタの上記天板部に当接する軸方向端部および当該フィルタの上記底板部に当接する軸方向端部の少なくともいずれか一方から径方向内側に向けて上記天板部または上記底板部に沿って延設された延設部とを含んでいる。ここで、上記延設部における上記フィルタの占積率は、上記筒状部における上記フィルタの占積率よりも大きくなっている。なお、フィルタの占積率とは、フィルタが位置する空間の単位体積当たりにフィルタの素材が占める体積の割合を示す値である。
【００１２】
このように構成することにより、フィルタに設けられた相対的に占積率の高い延設部の存在により、作動時においてフィルタの軸方向端部とハウジングとの間に燃焼ガスが流れ込むことがより確実に防止できるようになる。また、延設部が配置された部分には、別途フィルタの軸方向端部とハウジングとの間の隙間を閉塞する流出防止部材を設ける必要もない。さらには、延設部の厚みを狭小化することも可能であり、装置が大型化することもない。したがって、フィルタとハウジングとの間の隙間からの燃焼ガスの流出をより確実に防止することが可能でかつフィルタをより効率的に利用することが可能な簡素な構成のガス発生器とすることができる。
【００１３】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記延設部が実質的に通気性を有していないことが好ましい。このように構成することにより、上記隙間からの燃焼ガスの流出が確実に防止されたガス発生器とすることができる。
【００１４】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記フィルタが金属線材を巻き回すことによって形成された筒状の部材にて構成されていることが好ましい。上述した特許文献２には、金属線材の集合体を型押し成形することによってフィルタを形成することが記載されている。しかしながら、このような方法でフィルタを製作する場合には、フィルタの筒状部と延設部との間でフィルタの占積率を異ならしめたり、これら部分の間で通気性に変化をもたせたりすることは容易ではない。一方、上述のように金属線材を巻き回すことによって形成されたフィルタを利用することにより、径方向外側に向かってのフィルタの変形を抑制することができるようになるとともに、フィルタの占積率を部位ごとに異ならしめることが比較的容易に行なえることになり、フィルタの部位ごとの通気性に変化をもたせることが可能となる。したがって、低コストで高性能のガス発生器とすることができる。なお、このようにフィルタを金属線材を巻き回すことによって形成する場合には、その製作過程において金属線材の巻き回しパターンおよび金属線材の巻き回し張力のいずれかを筒状部と延設部とで異ならしめることとすることにより、上述の如く筒状部の占積率と延設部の占積率とに差を生じさせることが可能になる。
【００１５】
本発明に基づくガス発生器用フィルタは、筒状部および延設部を含む短尺筒状の形状を有している。上記筒状部は、中空形状に形成されており、上記延設部は、当該ガス発生器用フィルタの軸方向端部の少なくとも一方から径方向内側に向けて延設されている。ここで、上記延設部における占積率は、上記筒状部における占積率よりも大きくなっている。
【００１６】
このような構成のフィルタとすることにより、作動時においてフィルタの軸方向端部とハウジングとの間に燃焼ガスが流れ込むことがより確実に防止可能なガス発生器用フィルタとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィルタとハウジングとの間の隙間からの燃焼ガスの流出をより確実に防止することが可能でかつフィルタをより効率的に利用することが可能な簡素な構成のガス発生器およびこれに用いられるガス発生器用フィルタとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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搭載されるエアバッグ装置に組み込まれる、いわゆるディスク型のガス発生器に本発明を適用したものである。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるガス発生器の模式断面図である。まず、図１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器の構造について説明する。
【００２０】
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が収容されている。短尺円筒状のハウジングは、それぞれが有底筒状に形成されたイニシエータシェル２０およびクロージャシェル３０を組み合わせることによって形成されている。より詳細には、イニシエータシェル２０は、底板部２１と周壁部２２とを有しており、クロージャシェル３０は、天板部３１と周壁部３２とを有しており、これらイニシエータシェル２０およびクロージャシェル３０の開口端同士が面するように組み合わされることにより、その内部に各種の構成部品が収容される空間が形成されている。
【００２１】
イニシエータシェル２０およびクロージャシェル３０は、いずれも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る。より具体的には、イニシエータシェル２０およびクロージャシェル３０は、それぞれ一枚の板状または一片のブロック状の金属部材から、金型等を使用して鍛造加工、絞り加工、プレス加工等またはその組み合わせによって形成される。また、イニシエータシェル２０およびクロージャシェル３０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される。
【００２２】
イニシエータシェル２０の底板部２１の略中央には、開口部２３が設けられており、当該開口部２３を閉塞するように点火器組立体１０がイニシエータシェル２０の底板部２１に固定されている。より詳細には、イニシエータシェル２０の底板部２１に設けられた開口部２３に点火器組立体１０が内側から内挿され、内挿された点火器組立体１０の所定部位がイニシエータシェル２０に接合されることにより、点火器組立体１０がハウジングに固定されている。点火器組立体１０とイニシエータシェル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、抵抗溶接等が好適に利用される。
【００２３】
図１に示すように、点火器組立体１０は、ホルダ１１と、点火器１２と、樹脂成形部１３とを有している。ホルダ１１は、軸方向に延びる中空開口部を有する略円筒状の形状を有しており、当該中空開口部に配置された点火器１２がこれらホルダ１１と点火器１２との間の空間を充填するように設けられた樹脂成形部１３によってホルダ１１に固定されることにより、点火器組立体１０が構成されている。なお、ホルダ１１としては、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が使用される。
【００２４】
点火器１２は、火炎を発生させるための点火装置であり、点火部１２ａと端子ピン１２ｂとを含んでいる。点火部１２ａ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１２ｂは、点火薬を着火させるために点火部１２ａに接続されている。より詳細には、点火部１２ａは、一対の端子ピン１２ｂを挿通・保持する基部と、基部上に取付けられたスクイブカップとを備えており、スクイブカップ内に挿入された端子ピン１２ｂ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スクイブカップ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。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。なお、端子ピン１２ｂには、点火器１２とコントロールユニットとを結線するためのハーネスのコネクタ（図示せず）が接続される。
【００２５】
衝突を検知した際には、端子ピン１２ｂ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１２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３ミリ秒以下である。
【００２６】
上述したように、樹脂成形部１３は、ホルダ１１の中空開口部に配置された点火器１２とホルダ１１との間の空間を充填するように位置している。樹脂成形部１３は、たとえばインサート成形によって形成され、その原材料としては、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂や、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）、ポリプロピレンスルフィド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂等に代表される熱可塑性樹脂等が利用可能である。
【００２７】
図１に示すように、イニシエータシェル２０の底板部２１に固定された点火器組立体１０には、点火器１２を覆うように有底筒状のカップ部材４０が取付けられている。カップ部材４０は、頂壁部４０ａ、側壁部４０ｂおよびフランジ部４０ｃを有しており、その内部に伝火薬４４が収容された伝火室４３を含んでいる。カップ部材４０は、その内部に設けられた伝火室４３が点火器１２の点火部１２ａに面するようにホルダ１１に固定されている。より具体的には、ホルダ１１に設けられたかしめ部１１ａによってカップ部材４０のフランジ部４０ｃがかしめられることにより、カップ部材４０がホルダ１１に固定されている。
【００２８】
カップ部材４０は、その側壁部４０ｂに開口部４１を有している。カップ部材４０の側壁部４０ｂには、開口部４１を閉塞するようにシール部材４２が貼付されている。シール部材４２は、非作動時において伝火薬４４が後述する燃焼室５０に進入することを防止するための部材であり、好適に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。
【００２９】
伝火室４３に充填された伝火薬４４は、点火器１２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４４としては、後述するガス発生剤５１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４４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。
【００３０】
図１に示すように、イニシエータシェル２０およびクロージャシェル３０からなるハウジングの内部の空間のうち、上述のカップ部材４０が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤５１が収容される燃焼室５０が位置している。より具体的には、上述のカップ部材４０は、ハウジングの内部に形成された燃焼室５０内に突出して配置されており、このカップ部材４０の頂壁部４０ａの外表面に面する部分および側壁部４０ｂの外表面に面する部分に設けられた空間が燃焼室５０として構成されている。さらに、このガス発生剤５１が収容された燃焼室５０を取り巻く空間には、ハウジングの内周に沿ってフィルタ６０が配置されている。フィルタ６０は、概ね筒状の形状を有しており、その中心軸はハウジングの軸方向と実質的に合致するように配置されている。なお、フィルタ６０の外周面とハウジングの周壁部２２，３２の内周面との間（ハウジングの外周縁部）には、所定の空間が形成されている。
【００３１】
ガス発生剤５１は、点火器１２によって点火された伝火薬４４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。ガス発生剤５１は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成型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。
【００３２】
ガス発生剤５１の成型体の形状には、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ある。また、成型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）の成型体も利用される。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５１の燃焼時において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５１の形状の他にもガス発生剤５１の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成型体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。
【００３３】
フィルタ６０は、燃焼室５０をハウジングの径方向に取り囲む筒状部６１と、イニシエータシェル２０の底板部２１に沿って径方向内側に延設された延設部６２とを含んでいる。延設部６２は、筒状部６１の底板部２１側の端部に設けられており、その外形は環状の形態を有しており、その下面はイニシエータシェル２０の底板部２１に圧接触している。好適には、延設部６２の内周端は、上述したホルダ１１のかしめ部１１ａに当接している。このフィルタ６０は、たとえばステンレス鋼や鉄鋼等の金属線材を巻き回すことによって製作され、上述した筒状部６１と延設部６２とは連続した一体の部材として構成されている。
【００３４】
ここで、フィルタ６０の筒状部６１は、十分な通気性を有している。この筒状部６１は、燃焼室５０にて発生した燃焼ガスがこの筒状部６１中を通過する際に燃焼ガスが有する高温の熱を奪い取ることによって燃焼ガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、燃焼ガス中に含まれるスラグを捕集する捕集手段としても機能する。すなわち、フィルタ６０の筒状部６１は、フィルタとしての機能を発揮するフィルタ機能部に相当する。これに対し、フィルタ６０の延設部６２は、実質的に通気性を有していない。この延設部６２は、フィルタ機能部である筒状部６１の軸方向端部とイニシエータシェル２０の底板部２１との間を経由して流出する燃焼ガスの流れが生じないようにするための燃焼ガスの流出防止手段として機能する。すなわち、フィルタ６０の延設部６２は、フィルタとしての機能は発揮せず、燃焼ガスの流出防止手段としての機能を発揮する流出防止機能部に相当する。
【００３５】
図１に示すように、フィルタ６０に対面する部分のクロージャシェル３０の周壁部３２には、ガス噴出口３３が複数設けられている。このガス噴出口３３は、フィルタ６０を通過した燃焼ガスをハウジングの外部に導出するための孔である。クロージャシェル３０の内周面には、当該ガス噴出口３３を閉塞するようにシール部材３４が貼付されている。シール部材３４は、非作動時において燃焼室５０の気密性を確保するための部材であり、好適に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。
【００３６】
燃焼室５０のクロージャシェル３０の天板部３１側の端部には、フィルタ６０の筒状部６１とクロージャシェル３０との間の隙間から燃焼ガスが流出することを防止するための流出防止部材５４が配置されている。流出防止部材５４は、ステンレス鋼や鉄鋼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たものであり、フィルタ６０の筒状部６１の上端部分の内周面に当接する部位と、クロージャシェル３０の天板部３１に当接する部位とを有する環状の部材からなる。ここで、流出防止部材５４は、金属製の板状部材を折り曲げ等することによって形成されたものであるため適度な弾性を有しており、当該流出防止部材５４は、フィルタ６０の内周面およびクロージャシェル３０の天板部３１のそれぞれに適度に圧接触している。
【００３７】
流出防止部材５４の内部には、燃焼室５０に収容されたガス発生剤５１に接触するようにクッション材５２が配置されている。このクッション材５２は、成型体からなるガス発生剤５１が振動等によって粉砕されることを防止する目的で設けられるものであり、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用される。
【００３８】
次に、図１に示すガス発生器１Ａの組立作業の手順について、その一例を同図に基づいて説明する。なお、点火器１２の製作手順についてはその説明を省略する。
【００３９】
まず、インサート成形等によって点火器１２をホルダ１１に固定することにより、点火器組立体１０を製作する。つづいて、予め開口部４１がシール部材４２によって閉塞されたカップ部材４０の内部に伝火薬４４を充填し、この伝火薬４４が充填されたカップ部材４０を点火器組立体１０のホルダ１１にかしめ固定する。次に、カップ部材４０が取付けられた点火器組立体１０をイニシエータシェル２０の開口部２３に内挿し、溶接等によってこれら点火器組立体１０とイニシエータシェル２０とを固定する。
【００４０】
次いで、フィルタ６０の延設部６２が設けられた側の端部がイニシエータシェル２０の底板部２１に当接するようにフィルタ６０をイニシエータシェル２０内に挿入配置する。このとき、フィルタ６０の延設部６２の内周端とホルダ１１の外周端とによってフィルタ６０のセンタリングを行なう。つづいて、フィルタ６０の内側にガス発生剤５１を充填し、クッション材５２を介装した流出防止部材５４をフィルタ６０の上端部分に内挿する。
【００４１】
その後、ガス噴出口３３がシール部材３４によって閉塞されたクロージャシェル３０をイニシエータシェル２０に対して被せ、クロージャシェル３０の天板部３１をフィルタ６０の上面に圧接触させ、その状態を維持しつつクロージャシェル３０とイニシエータシェル２０とを溶接等によって固定する。以上により、図１に示す構成のガス発生器１Ａの組立てが完了する。
【００４２】
次に、本実施の形態におけるガス発生器１Ａの動作について、同図を参照して説明する。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、これに基づいて点火器１２が作動する。伝火室４３に収容された伝火薬４４は、点火器１２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４４の燃焼により、カップ部材４０内の圧力が高まると開口部４１を閉塞していたシール部材４２による封止が破られ、当該開口部４１を介して上述の熱粒子が燃焼室５０に流れ込む。
【００４３】
流れ込んだ熱粒子により、燃焼室５０に収容されたガス発生剤５１が着火されて燃焼し、多量の燃焼ガスを発生させる。燃焼室５０にて発生した燃焼ガスは、フィルタ６０の筒状部６１中を通過し、その際フィルタ６０によって熱が奪われて冷却されるとともに燃焼ガス中に含まれるスラグがフィルタ６０の筒状部６１によって除去されてハウジングの外周縁部に流れ込む。ハウジングの内圧の上昇に伴い、クロージャシェル３０のガス噴出口３３を閉塞していたシール部材３４による封止が破られ、ガス噴出口３３を介して燃焼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・展開する。
【００４４】
上述したように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａにおいては、フィルタ６０が、フィルタ機能部としての筒状部６１と、燃焼ガスの流出防止機能部としての延設部６２とによって構成されている。ここで、フィルタ機能部としての筒状部６１は、十分な通気性を有するように形成されており、流出防止機能部としての延設部６２は、実質的に通気性を有さないように形成されている。この通気性の有無は、フィルタ６０の筒状部６１における占積率とフィルタ６０の延設部６２における占積率とを調節することによって決定される。ここで、占積率とは、フィルタが位置する空間の単位体積当たりにフィルタの素材が占める体積の割合を示す値であり、その割合が多ければ多いほど素材が占める体積が大きく、通気性は減少することになる。すなわち、占積率が大きいということは、フィルタの素材が相対的に密に配置されていることを意味し、占積率が小さいということは、フィルタの素材が相対的に疎に配置されていることを意味する。
【００４５】
本実施の形態におけるガス発生器１Ａにあっては、フィルタ６０の延設部６２における占積率がフィルタ６０の筒状部６１の占積率よりも大きい値となっている。たとえば、フィルタ６０の素材として、その断面形状が矩形状である帯状の金属線材を用いた場合には、フィルタ６０の延設部６２における占積率がおおよそ５５％以上（一例として６０％±５％）とされ、フィルタ６０の筒状部６１における占積率がおおよそ４５％以下（一例として４０％±５％程度）とされる。このような占積率とすることにより、流出防止機能部としての延設部６２の通気性をフィルタ機能部としての筒状部６１の通気性よりも低くすることが可能になり、実質的に通気性がない程度にまで調節が可能である。
【００４６】
なお、上述の占積率の調節は、フィルタ６０の製作過程において巻き回される金属線材の巻き回しパターンを延設部６２と筒状部６１との間で変更することや、当該製作過程において巻き回しの際に金属線材に加える巻き回し張力を延設部６２と筒状部６１との間で変更すること等によって調節可能である。
【００４７】
以上において説明しように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａの如く、相対的に占積率を高めて実質的に通気性がないように構成された延設部６２をフィルタ６０の軸方向端部に設け、当該延設部６２をハウジングに沿わせて配置することにより、作動時においてフィルタ６０の軸方向端部とハウジングとの間の隙間に燃焼ガスが流れ込むことが確実に防止できるようになる。したがって、当該構成を採用することにより、エアバッグに損傷を与えることなくエアバッグの膨張・展開が安定して制御可能なガス発生器とすることができる。
【００４８】
また、上記構成を採用することにより、従来のガス発生器において燃焼室の上端と下端とにそれぞれ１つずつ必要であった燃焼ガスの流出防止部材を１つに削減することができ、部品点数の削減が可能となって組付作業が容易化する効果も得られる。また、フィルタ６０の延設部６２の厚みをフィルタ６０の筒状部６１の厚みに比べて薄く形成することが可能になるため、ガス発生器の軸方向の外形が大型化してしまうこともない。したがって、簡素な構成で低コストに高性能のガス発生器を製作することができる。
【００４９】
以上において説明したように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよびそれに用いられるガス発生器用フィルタ６０とすることにより、フィルタ６０とハウジングとの間の隙間からの燃焼ガスの流出をより確実に防止することが可能でかつフィルタ６０をより効率的に利用することが可能な簡素な構成のガス発生器およびこれに用いられるガス発生器用フィルタとすることができる。
【００５０】
図２は、本実施の形態の変形例に係るガス発生器の模式断面図である。なお、上述の本実施の形態におけるガス発生器１Ａと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００５１】
図２に示すように、本変形例に係るガス発生器１Ｂは、フィルタ６０の構成において上述の本実施の形態におけるガス発生器１Ａと相違している。本変形例に係るガス発生器１Ｂのフィルタ６０は、燃焼室５０をハウジングの径方向に取り囲む筒状部６１と、イニシエータシェル２０の底板部２１に沿って径方向内側に延設された延設部６２とを有しており、さらに筒状部６１は、延設部６２に接する側の軸方向端部から径方向内側に向けて延設されたスペーサ部６１ａを有している。スペーサ部６１ａは、筒状部６１の一部であり、当該スペーサ部６１ａにおける占積率は、筒状部６１のそれと同じである。
【００５２】
当該スペーサ部６１ａは、筒状部６１とともにフィルタ機能部として機能する一方、燃焼室５０の体積を調節する部位としても機能する。すなわち、このスペーサ部６１ａの大きさを調節することにより、ハウジングの大きさを変えることなく、フィルタ６０の内部に形成される燃焼室５０の体積を容易に変更することができる。したがって、本変形例に係るガス発生器１Ｂの如くの構成を採用することにより、フィルタ６０のスペーサ部６１ａの大きさや形状を変更することのみによって種々の出力特性のガス発生器を個別に製作することが可能になり、設計変更等がより容易に行なえるようになる。
【００５３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるガス発生器の模式断面図である。なお、上述の実施の形態１におけるガス発生器１Ａと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００５４】
上述の実施の形態１におけるガス発生器１Ａは、フィルタ６０に設けられる延設部６２がイニシエータシェル２０の底板部２１側の軸方向端部に設けられたものであったが、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃは、図３に示すように、フィルタ６０に設けられる延設部６３がクロージャシェル３０の天板部３１側の軸方向端部に設けらたものである。これに伴い、ハウジング内部の構成も若干相違している。
【００５５】
図３に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃにおいては、フィルタ６０は、燃焼室５０をハウジングの径方向に取り囲む筒状部６１と、クロージャシェル３０の天板部３１に沿って径方向内側に延設された延設部６３とを含んでいる。延設部６３は、筒状部６１の天板部３１側の端部に設けられており、その外形は環状の形態を有しており、その上面はクロージャシェル３０の天板部３１に圧接触している。ここで、延設部６３は、上述の実施の形態１におけるガス発生器１Ａのフィルタ６０に設けられた延設部６２と同様に、その占積率を調節することによって実質的に通気性を有さないように構成されている。これにより、延設部６３は、フィルタとしての機能は発揮せず、燃焼ガスの流出防止手段としての機能を発揮する流出防止機能部として機能する。
【００５６】
フィルタ６０の内部の空間のうちの延設部６３側の部分には、燃焼室５０に収容されたガス発生剤５１に接触するようにクッション材５２が配置されている。このクッション材５２は、成型体からなるガス発生剤５１が振動等によって粉砕されることを防止する目的で設けられるものであり、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用される。
【００５７】
一方、燃焼室５０のイニシエータシェル２０の底板部２１側の端部には、フィルタ６０の筒状部６１とイニシエータシェル２０との間の隙間から燃焼ガスが流出することを防止するための流出防止部材５５が配置されている。流出防止部材５５は、ステンレス鋼や鉄鋼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たものであり、フィルタ６０の筒状部６１の下端部分の内周面に当接する部位と、イニシエータシェル２０の底板部２１に当接する部位と、ホルダ１１のかしめ部１１ａの外周端に当接する部位とを有する環状の部材からなる。ここで、流出防止部材５５は、金属製の板状部材を折り曲げ等することによって形成されたものであるため適度な弾性を有しており、当該流出防止部材５５は、フィルタ６０の内周面、イニシエータシェル２０の底板部２１およびホルダ１１のかしめ部１１ａの外周端のそれぞれに適度に圧接触している。
【００５８】
本実施の形態におけるガス発生器１Ｃの如くの構成とした場合にも、上述の実施の形態１におけるガス発生器１Ａにおいて説明した効果と同様の効果を得ることができる。すなわち、相対的に占積率を高めて実質的に通気性がないように構成された延設部６３をフィルタ６０の軸方向端部に設け、当該延設部６３をハウジングに沿わせて配置することにより、作動時においてフィルタ６０の軸方向端部とハウジングとの間の隙間に燃焼ガスが流れ込むことが確実に防止できるようになり、また従来のガス発生器において燃焼室の上端と下端とにそれぞれ１つずつ必要であった燃焼ガスの流出防止部材を１つに削減することができる。したがって、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃおよびそれに用いられるガス発生器用フィルタ６０とすることにより、フィルタ６０とハウジングとの間の隙間からの燃焼ガスの流出をより確実に防止することが可能でかつフィルタ６０をより効率的に利用することが可能な簡素な構成のガス発生器およびこれに用いられるガス発生器用フィルタとすることができる。
【００５９】
以上において説明した各実施の形態およびその変形例の特徴的な構成は、相互に組み合わせることが可能である。たとえば、フィルタの軸方向端部の両側に実質的に通気性を有さない延設部を一対設けることとしてもよいし、上述の実施の形態２におけるガス発生器のフィルタに上述の実施の形態１の変形例におけるガス発生器のフィルタに設けたスペーサ部を設ける構成としてもよい。
【００６０】
また、上述の各実施の形態およびその変形例においては、フィルタとして金属線材を巻き回すことによって筒状に形成されたものを例示して説明を行ったが、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属からなる線材や網材をプレス加工することによって押し固めたもの等を利用してもよい。より具体的には、メリヤス編みの金網や平織りの金網、クランプ織りの金属線材の集合体等のプレス加工品にてフィルタを構成することも可能である。ただし、その場合にも、燃焼ガスの流出防止機能部として機能する延設部の占積率がフィルタ機能部として機能する筒状部の占積率よりも大きくなるように調節することが必要である。
【００６１】
また、上述の各実施の形態およびその変形例においては、延設部が環状形態を有するように構成された場合を例示して説明を行ったが、必ずしもそのような形状に限定されるものではなく、延設部が円盤状に形成されていてもよい。また、占積率が相対的に大きく構成された延設部と占積率が相対的に小さく構成された筒状部との境界位置は、必ずしも図１ないし図３に図示した如くの位置とされる必要はなく、適宜その位置を変更可能である。
【００６２】
このように、今回開示した上記各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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス発生器の模式断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の変形例に係るガス発生器の模式断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２におけるガス発生器の模式断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１Ａ〜１Ｃ  ガス発生器、１０  点火器組立体、１１  ホルダ、１１ａ  かしめ部、１２  点火器、１２ａ  点火部、１２ｂ  端子ピン、１３  樹脂成形部、２０  イニシエータシェル、２１  底板部、２２  周壁部、２３  開口部、３０  クロージャシェル、３１  天板部、３２  周壁部、３３  ガス噴出口、３４  シール部材、４０  カップ部材、４０ａ  頂壁部、４０ｂ  側壁部、４０ｃ  フランジ部、４１  開口部、４２  シール部材、４３  伝火室、４４  伝火薬、５０  燃焼室、５１  ガス発生剤、５２  クッション材、５４，５５  流出防止部材、６０  フィルタ、６１  筒状部、６１ａ  スペーサ部、６２，６３  延設部。
【図１】
2009241634.tif 000003
【図２】
2009241634.tif 000004
【図３】
2009241634.tif 000005