特許 6454143 ガス発生器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6454143

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】ガス発生器

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/264 20060101AFI20190107BHJP

【ＦＩ】

   B60R21/264

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-244613(P2014-244613)

(22)【出願日】2014年12月3日

(65)【公開番号】特開2016-107689(P2016-107689A)

(43)【公開日】2016年6月20日

【審査請求日】2017年9月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002901

【氏名又は名称】株式会社ダイセル

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100098408

【弁理士】

【氏名又は名称】義経 和昌

(72)【発明者】

【氏名】花野 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 征幸

【審査官】 野口 絢子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１２６０１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１７４４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１３８１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ ２１／１６−２１／３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端部側に点火手段が取り付けられ、第２端部側にガス排出口を有するディフューザ部が取り付けられた筒状ハウジングを有しており、
前記筒状ハウジングの第２端部側と前記ディフューザ部との間には、前記筒状ハウジングの内壁面と接した環状端面が形成されており、
前記筒状ハウジング内には、第１端部から第２端部側に筒状の流路形成部材が配置されており、
前記筒状の流路形成部材の内部空間が、仕切壁により第１端部側の第１室と第２端部側の第２室に仕切られており、
前記筒状の流路形成部材内の第１室を含む空間が、ガス発生剤が充填された燃焼室であり、前記筒状の流路形成部材内の第２室が、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に入るガス排出経路の一部を形成しているものであり、
前記筒状の流路形成部材が、
上流端部側が前記筒状ハウジングの第１端部側に位置し、下流端部側が前記筒状ハウジングの第２端部側に位置しており、前記下流端部側が前記環状端面に当接されているものであり、
前記第１室側の第１壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第１筒状空間が形成され、前記第２室側の第２壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第２筒状空間が形成され、前記第１筒状空間と前記第２筒状空間が軸方向に連続した空間を形成するように配置されており、
前記第１室側の第１壁面には複数の第１連通孔が形成され、前記第２室側の第２壁面には複数の第２連通孔が形成されているものであり、
前記第２筒状空間が、
前記第１筒状空間との境界部から前記環状端面までの長さＬの筒状空間であり、前記環状端面から前記第２連通孔までの長さＬ１の環状のポケット部を有しており、
前記環状のポケット部の内周面の少なくとも一部面が、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼ガスに含まれている燃焼残渣を補集するための手段として凹凸部を有している、ガス発生器。

【請求項2】

前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、前記第２室側の第２壁面の外周面のＬ１の範囲に形成されている、請求項１記載のガス発生器。

【請求項3】

前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、前記第２室側の第２壁面の外周面におけるＬ１の範囲に、周方向に連続して形成された凹部と周方向に連続して形成された凸部が、軸方向に交互に形成されているものである、請求項１記載のガス発生器。

【請求項4】

前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、前記前記第２室側の第２壁面の外周面におけるＬ１の範囲に、周方向に連続して形成された凹部と周方向に連続して形成された凸部が、軸方向に交互に形成されているものであり、
前記凸部が、前記環状の閉塞端面側に傾斜しているものである、請求項１記載のガス発生器。

【請求項5】

前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、凹部と凸部の高低差が０．２〜２ｍｍの範囲のものである、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】

第１端部側に点火手段が取り付けられ、第２端部側にガス排出口を有するディフューザ部が取り付けられた筒状ハウジングを有しており、
前記筒状ハウジングの第２端部側と前記ディフューザ部との間には、前記筒状ハウジングの内壁面と接した環状端面が形成されており、
前記筒状ハウジング内には、第１端部から第２端部側に筒状の流路形成部材が配置されており、
前記筒状の流路形成部材の内部空間が、仕切壁により第１端部側の第１室と第２端部側の第２室に仕切られており、
前記筒状の流路形成部材内の第１室を含む空間が、ガス発生剤が充填された燃焼室であり、前記筒状の流路形成部材内の第２室が、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に入るガス排出経路の一部を形成しているものであり、
前記筒状の流路形成部材が、
上流端部側が前記筒状ハウジングの第１端部側に位置し、下流端部側が前記筒状ハウジングの第２端部側に位置しており、前記下流端部側が前記環状端面に当接されているものであり、
前記第１室側の第１壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第１筒状空間が形成され、前記第２室側の第２壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第２筒状空間が形成され、前記第１筒状空間と前記第２筒状空間が軸方向に連続した空間を形成するように配置されており、
前記第１室側の第１壁面には複数の第１連通孔が形成され、前記第２室側の第２壁面には複数の第２連通孔が形成されているものであり、
前記第２筒状空間が、
前記第１筒状空間との境界部から前記環状端面までの長さＬの筒状空間であり、前記環状端面から前記第２連通孔までの長さＬ１の環状のポケット部を有しており、
前記環状のポケット部の内部に、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼ガスに含まれている燃焼残渣を補集するための手段として環状フィルタが配置されている、ガス発生器。

【請求項7】

前記環状フィルタが、少なくとも内周面が前記第２室側の第２壁面の外周面に当接されて配置されており、前記環状のポケット部の一部空間を占めているものである、請求項６記載のガス発生器。

【請求項8】

前記環状フィルタが、嵩密度が１〜３ｇ／ｃｍ³のものである、請求項６または７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、自動車のエアバッグ装置などに使用できるガス発生器に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車のエアバッグ装置などにガス発生剤をガス発生源とするガス発生器が汎用されている。
ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガス中には、ガス発生剤の含有成分に由来する溶融状態の金属がミストになって含まれた燃焼残渣が発生する場合がある。
このような燃焼残渣がそのままガス発生器から排出されてエアバッグ内に入り込むと、エアバッグを損傷させるおそれもある。このため、通常は、ガス発生器で発生した高温の燃焼ガスがガス排出口から排出されるまでのガス排出経路（即ち、燃焼ガスが流れる流路）にフィルタを配置して、フィルタに高温の燃焼ガスを通過させることで燃焼残渣を補集すると共に冷却したあと、ガス排出口からエアバッグ内に排出される。
また、積極的にフィルタを使用せず、フィルタに代わる燃焼残渣の補集手段を備えたものもある。

【0003】

特許文献１のガス発生器は、フィルタの使用は必須ではないことが記載され、使用するときはガス排出経路に取り付けることが記載されており（段落番号００２９）、ミストはポケット部３６で補集することが記載されている（段落番号００４２）。
特許文献２のガス発生器は、特許文献１の図１に示すガス発生器と部分的に類似する構造を有しているものである。特許文献１のガス発生器と同様にフィルタは必須ではないが、「必要であればフィルタを中央バッフル室４２内部か、内側ハウジング室１５ｄとガス出口１３の間のガス流路に沿って配置することができる」と記載されており、特許文献１の段落番号００２９の記載と同様にガス排出経路にフィルタを配置できることが記載されている。

【0004】

また、特許文献３の図１のガス発生器も、特許文献１の図１のガス発生器と同様にポケット部３６でミストを補集できることが記載され（段落番号００４９）、特許文献４の図１のガス発生器も、特許文献１の図１と同様に筒状間隙（ポケット）３６でミストを補集できることが記載され（段落番号００４５）、特許文献５の図１のガス発生器も、特許文献１の図１と同様にポケット部３６でミストを補集できることが記載されている（段落番号００３７）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１５７０２５号公報

【特許文献2】米国特許第８，３７６，４００号明細書

【特許文献3】特開２０１０−１８４５５９号公報

【特許文献4】特開２０１０−２６４７７３号公報

【特許文献5】特開２０１４−１５６２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、ガス発生剤の燃焼により発生した燃焼ガス中の燃焼残渣の補集効果が高められたガス発生器を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、第１端部側に点火手段が取り付けられ、第２端部側にガス排出口を有するディフューザ部が取り付けられた筒状ハウジングを有しており、
前記筒状ハウジングの第２端部側と前記ディフューザ部との間には、前記筒状ハウジングの内壁面と接した環状端面が形成されており、
前記筒状ハウジング内には、第１端部から第２端部側に筒状の流路形成部材が配置されており、
前記筒状の流路形成部材の内部空間が、仕切壁により第１端部側の第１室と第２端部側の第２室に仕切られており、
前記筒状の流路形成部材内の第１室を含む空間が、ガス発生剤が充填された燃焼室であり、前記筒状の流路形成部材内の第２室が、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に入るガス排出経路の一部を形成しているものであり、
前記筒状の流路形成部材が、
上流端部側が前記筒状ハウジングの第１端部側に位置し、下流端部側が前記筒状ハウジングの第２端部側に位置しており、前記下流端部側が前記環状端面に当接されているものであり、
前記第１室側の第１壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第１筒状空間が形成され、前記第２室側の第２壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第２筒状空間が形成され、前記第１筒状空間と前記第２筒状空間が軸方向に連続した空間を形成するように配置されており、
前記第１室側の第１壁面には複数の第１連通孔が形成され、前記第２室側の第２壁面には複数の第２連通孔が形成されているものであり、
前記第２筒状空間が、
前記第１筒状空間との境界部から前記環状端面までの長さＬの筒状空間であり、前記環状端面から前記第２連通孔までの長さＬ１の環状のポケット部を有しており、
前記環状のポケット部の内周面の少なくとも一部面が、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼ガスに含まれている燃焼残渣を補集するための手段として凹凸部を有している、ガス発生器を提供する。

【0008】

本発明のガス発生器は、ガス発生剤が燃焼して生じた燃焼残渣（ミストを含むもの）を補集する手段として環状のポケット部を有しているものであるが、特許文献１〜５の発明のガス発生器とは異なり、前記ポケット部として、内周面の少なくとも一部面が凹凸部を有しているものを使用している。
なお、本発明のガス発生器は、ガス発生剤が燃焼して生じたミストを含む燃焼残渣を補集する手段として、燃焼ガスのガス流が上流側から下流側に通過していく（即ち、ガスが一方のみに向かって流れる）ガス排出経路に配置したフィルタは使用していない。

【0009】

筒状ハウジングの第２端部側の開口部とディフューザ部との間には、筒状ハウジングの内壁面と接した環状端面が形成されている。
前記環状端面は、例えば次のようにして形成されている。
（i）ディフューザ部として開口部側にフランジ部を有しているカップ形状のものを使用して、ディフューザ部のフランジ部を筒状ハウジングの第２端部側の開口部内に嵌め込んだあと、溶接固定された形態。この形態では、前記ディフューザ部のフランジ部が環状端面となる。
（ii）筒状ハウジングの第２端部側の開口部側に内側に延びたフランジ部が形成されたものを使用して、前記フランジ部にカップ形状のディフューザ部の開口部側を溶接固定した形態。この形態では、前記内側に延びたフランジ部が環状端面となる。

【0010】

筒状ハウジングは、点火手段側が第１端部となり、ディフューザ部側が第２端部となる。
筒状ハウジング内に配置された筒状の流路形成部材は、筒状ハウジングの第１端部側が上流端部となり、筒状ハウジングの第２端部側が下流端部となり、内部空間が、仕切壁により第１端部側の第１室と第２端部側の第２室の二室に仕切られている。ここで、上流と下流は、作動時において燃焼ガスが流れる方向を示している。
第１室を含む空間は、ガス発生剤が充填された燃焼室である。
第２室は、ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に入るガス排出経路の一部を形成している。

【0011】

筒状の流路形成部材は、上流端部側が筒状ハウジングの第１端部側に位置し、下流端部側が筒状ハウジングの第２端部側に位置しており、さらに下流端部側が上記した（i）の形態または（ii）の形態の環状端面に当接されている。
前記第１室側の第１壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第１筒状空間が形成されている。
前記第２室側の第２壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第２筒状空間が形成されている。
前記第１筒状空間と前記第２筒状空間は、軸方向に連続した空間を形成するように配置されている。

【0012】

仕切壁で内部が第１室と第２室に仕切られた筒状の流路形成部材は、次の各形態にすることができる。
（I）筒部材とカップ部材を組み合わせて、筒部材の下流端部側が１または２以上の穴または窪みが形成された面を有するものにして、カップ部材の底面が、前記穴または窪みに対応する１または２以上の突起を有する面にして、互いの穴または窪みと突起が嵌め合わされた形態。この形態では、筒部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、カップ部材の底面が仕切壁となり、筒部材側が第１室、カップ部材側が第２室となる。
（II）筒部材とカップ部材を組み合わせて、筒部材の下流端部側が突起を有した面にして、カップ部材の底面に前記突起が嵌る孔または窪みを形成し、前記孔または窪みと突起をはめ合わせた形態。この形態では、筒部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、カップ部材の底面が仕切壁となり、筒部材側が第１室、カップ部材側が第２室となる。
（III）筒部材とカップ部材を組み合わせて、筒部材の下流端部側の開口部が、カップ部材の底面に形成された環状溝に嵌め込まれている形態。この形態では、筒部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、カップ部材の底面が仕切壁となり、筒部材側が第１室、カップ部材側が第２室となる。
（IV）筒部材とカップ部材を組み合わせて、筒部材の上流端部側の開口部が、カップ部材の底面に形成された環状溝に嵌め込まれている形態。この形態では、筒部材とカップ部材の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成され、カップ部材の底面が仕切壁となっているが、（III）の形態とは反対にカップ部材側が第１室、筒部材側が第２室となる。
（V）一つの筒部材の内部が別部材の仕切壁で仕切られることで、第１室と第２室が形成されている形態。このとき仕切壁は、例えば予め筒部材内部に形成された位置決め突起により位置決めをした後、外側から溶接により固定することができる。

【0013】

なお、筒状の流路形成部材の上流端部側は、開口部に形成されたフランジ部がハウジング内壁面に当接され支持されている形態のほか、拡径部を形成して、前記拡径部の外周面がハウジング内壁面に当接され支持されている形態などにすることができる。

【0014】

環状のポケット部は、第１筒状空間と第２筒状空間（長さＬ）の境界部から環状の閉塞端面までのうち、環状の閉塞端面から第２連通孔までの長さＬ１の範囲の部分である。環状のポケット部には、第２連通孔は含まれない。
環状のポケット部は、燃焼ガス流が環状のポケット部に流れ込み、環状の閉塞端面に衝突した後で外に流れ出る間だけ滞留する（第２筒状空間においてガスの向きが変わる）空間であり、燃焼ガス流が上流側から下流側に通過するガス排出経路ではない。
環状のポケット部の内周面の少なくとも一部面は、ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための手段として凹凸部を有している。
このような凹凸部を有していることで、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣との接触面積が増大されるため、燃焼残渣の補集効果が高められる。

【0015】

本発明のガス発生器は、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、前記第２室側の第２壁面の外周面におけるＬ１の範囲に形成されているものが好ましい。
前記凹凸部は、前記第２室側の第２壁面の外周面に半径方向に対向する筒状ハウジングの内壁面に形成することもできるが、筒状ハウジングに必要な耐圧性や耐久性を付与する点からは、前記第２室側の第２壁面の外周面が好ましい。なお、環状の閉塞端面に形成することもできる。
前記凹凸部は、環状のポケット部の大きさ（空間容積）と比べると十分に小さなものであるため、実質的に環状のポケット部の空間容積は減少されていない。

【0016】

本発明のガス発生器は、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、前記第２室側の第２壁面の外周面のＬ１の範囲において、周方向に連続して形成された凹部（環状溝）と周方向に連続して形成された凸部（環状溝と環状溝の間の環状突起）が、軸方向に交互に形成されているものが好ましい。
なお、カップ部材の外周面に螺旋状の溝を形成することで、螺旋状の凹凸が形成されたものでもよい。
このような規則性のある凹凸部であると加工が容易であるほか、燃焼残渣の補集効果も安定したものになる。

【0017】

本発明のガス発生器は、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、前記第２室側の第２壁面の外周面におけるL１の範囲に、周方向に連続して形成された凹部と周方向に連続して形成された凸部が、軸方向に交互に形成されているものであり、前記凸部が、前記環状の閉塞端面側に傾斜しているものが好ましい。

【0018】

凸部が環状の閉塞端面側に傾斜しているものであると、凹部も環状の閉塞端面側に傾斜しているため、燃焼残渣が凹部内に入り込んだとき、凹部の外に出にくくなることから、補集効果が高められる。
凹凸部としては、その他、サンドブラストや薬品によるエッチングなどの方法によって表面を粗くして形成されたものであってもよい。

【0019】

本発明のガス発生器は、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための凹凸部が、凹部と凸部の高低差が０．２〜２ｍｍの範囲のものが好ましい。
凹部と凸部の高低差が前記範囲であると、燃焼ガス中の燃焼残渣の補集効果が高められるので好ましい。

【0020】

本発明のガス発生器では、環状のポケット部に凹凸部が形成されて燃焼ガスとの接触面積が増大されていることから、燃焼ガスが環状のポケット部に入ったとき、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣の補集効果が高められている。
これに対して、上記した特許文献１〜５のガス発生器も同様のポケット部を有しているが、表面に凹凸部を有していないことから、同じガス発生剤を使用したときには、燃焼残渣の補集効果は小さくなる。

【0021】

本発明は、第１端部側に点火手段が取り付けられ、第２端部側にガス排出口を有するディフューザ部が取り付けられた筒状ハウジングを有しており、
前記筒状ハウジングの第２端部側と前記ディフューザ部との間には、前記筒状ハウジングの内壁面と接した環状端面が形成されており、
前記筒状ハウジング内には、第１端部から第２端部側に筒状の流路形成部材が配置されており、
前記筒状の流路形成部材の内部空間が、仕切壁により第１端部側の第１室と第２端部側の第２室に仕切られており、
前記筒状の流路形成部材内の第１室を含む空間が、ガス発生剤が充填された燃焼室であり、前記筒状の流路形成部材内の第２室が、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部に入るガス排出経路の一部を形成しているものであり、
前記筒状の流路形成部材が、
上流端部側が前記筒状ハウジングの第１端部側に位置し、下流端部側が前記筒状ハウジングの第２端部側に位置しており、前記下流端部側が前記環状端面に当接されているものであり、
前記第１室側の第１壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第１筒状空間が形成され、前記第２室側の第２壁面と前記筒状ハウジングの内壁面の間に第２筒状空間が形成され、前記第１筒状空間と前記第２筒状空間が軸方向に連続した空間を形成するように配置されており、
前記第１室側の第１壁面には複数の第１連通孔が形成され、前記第２室側の第２壁面には複数の第２連通孔が形成されているものであり、
前記第２筒状空間が、
前記第１筒状空間との境界部から前記環状端面までの長さＬの筒状空間であり、前記環状端面から前記第２連通孔までの長さＬ１の環状のポケット部を有しており、
前記環状のポケット部の内部に、前記ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼ガスに含まれている燃焼残渣を補集するための手段として環状フィルタが配置されている、ガス発生器を提供する。

【0022】

本発明のガス発生器は、環状のポケット部の内部にガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための手段として環状フィルタが配置されていることが特徴であり、その他は、上記の燃焼残渣の補集手段として凹凸部を有しているガス発生器と同じである。
環状のポケット部は、燃焼ガス流が内部に流れ込み、環状端面に衝突した後で外に流れ出る間だけ滞留する（すなわち、第２筒状空間においてガスの向きが変わる）空間であり、燃焼ガス流が上流側から下流側に通過するガス排出経路ではない。

【0023】

環状フィルタは、環状のポケット部の内部に配置されていればよいが、第２連通孔は環状のポケット部には含まれないため、第２連通孔とは接触しないように配置されている。
環状フィルタは、軸方向に移動しないようにするため、第２室側の第２壁面の外周面と筒状ハウジングの内壁面のいずれか一方または両方にストッパ機能を有する突起を形成して、前記突起と環状端面との間で挟み付けるように取り付けることが好ましい。

【0024】

本発明のガス発生器は、前記環状フィルタが、少なくとも内周面が前記第２室側の第２壁面の外周面に当接されて配置されており、前記環状のポケット部の一部空間を占めているものであるものが好ましい。
環状フィルタは、環状ポケット部の全部を塞ぐように配置されているものではなく、一部のみを塞ぐように配置されているものが好ましい。このようにすることで環状フィルタを配置したときでも環状空間が残存しているため、燃焼ガスが出入りし易く、燃焼残渣の補集効果も高められる。
その他、環状ポケット部の筒状ハウジングの内壁面に当接するようにして配置する形態、前記第２室側の第２壁面の外周面、環状端面および環状ポケット部の筒状ハウジングの内壁面の３面に当接するようにして配置する形態などにすることができる。

【0025】

本発明のガス発生器は、環状フィルタは嵩密度が１〜３ｇ／ｃｍ³のものが好ましい。
嵩密度が前記範囲であると、ミストを含む燃焼残渣の補集効果が高められるので好ましい。

【0026】

本発明のガス発生器では、環状のポケット部にフィルタが配置されて燃焼ガスとの接触面積が増大されていることから、燃焼ガスが環状のポケット部に入ったとき、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣の補集効果が高められている。
これに対して、上記した特許文献１〜５のガス発生器も同様のポケット部を有しているが、フィルタが配置されていないことから、燃焼残渣の補集効果は小さくなる。

【発明の効果】

【0027】

本発明のガス発生器は、ガス発生剤の燃焼により発生する燃焼ガスに含まれている燃焼残渣の補集手段として、環状のポケット部に凹凸部または環状のフィルタを有している。
このため、ガス発生剤の燃焼により発生する燃焼ガスとの接触面積を増大させることができることから、燃焼ガスに含まれている燃焼残渣の補集効果が高められている。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明のガス発生器の軸方向断面図。

【図2】（ａ）は、図１のガス発生器において、燃焼ガス中の燃焼残渣を補集するための手段としてポケット部に凹凸部を有しているものの部分断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。

【図3】（ａ）は、図２とは異なるガス発生器の部分断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。

【図4】図１のガス発生器において、燃焼ガス中の燃焼残渣を補集するための手段としてポケット部に環状フィルタを有しているものの部分断面図。

【図5】図４とは異なるガス発生器の部分断面図。

【図6】さらに図４、図５とは異なるガス発生器の部分断面図。

【図7】さらに図４〜図６とは異なるガス発生器の部分断面図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

（１）図１〜図３のガス発生器
図１のガス発生器１において、燃焼残渣の補集手段として図２または図３に示す凹凸部を有するものを使用した実施形態を説明する。
図１のガス発生器１は、本発明の特徴であるガス発生剤の燃焼により生じた燃焼残渣を補集するための手段を有しているほかは、特開２０１１−１５７０２５号公報の図１に示すガス発生器と同じものである。

【0030】

筒状ハウジング１０の第１端部１０ａ側には、点火手段となる点火器１６が取り付けられている。点火器１６は、公知の電気式点火器がカラー１７に固定されたもので、点火薬を含んだ着火部１６ａがカラー１７から突出されている。

【0031】

筒状ハウジング１０の反対端部の第２端部１０ｂ側には、ディフューザ部１２が取り付けられている。
ディフューザ部１２は、フランジ部１２ａ、周壁部１２ｂ、底部１２ｃを有する略カップ形状であり、このフランジ部１２ａにおいて筒状ハウジング１０に溶接固定されている。なお、ディフューザ部１２と筒状ハウジング１０は一体に形成されていてもよい。
筒状ハウジング１０の第２端部１０ｂには、ディフューザ部１２のフランジ部１２ａにより内壁面１１と接した環状端面３７が形成されている。
周壁部１２ｂには、複数のガス排出口１５が形成されている。

【0032】

筒状ハウジング１０の点火器１６側には、点火器１６とは間隔をおいて、第１多孔板部材１４が配置されている。第１多孔板部材１４は、円形底面の周縁に環状壁１４ａが形成されたものであり、環状壁１４ａが筒状ハウジング１０の内壁面１１と圧接されることで固定されている。

【0033】

点火器１６（点火器１６とカラー１７）、筒状ハウジング１０、第１多孔板部材１４で囲まれた空間が第１燃焼室２０となっている。第１燃焼室２０には、第１ガス発生剤２２が充填されている。

【0034】

第１ガス発生剤２２は、点火器１６の着火部１６ａと接触している。第１多孔板部材１４の貫通孔（図示せず）は、第１ガス発生剤２２よりも小さな開口である。貫通孔はシールテープで塞がれていてもよい。

【0035】

第１ガス発生剤２２としては、着火性が良く、燃焼が持続する（燃焼温度の高い）ガス発生剤を使用することができる。第１ガス発生剤２２の燃焼温度は、１７００〜３０００℃の範囲にあることが望ましい。
このような第１ガス発生剤としては、例えばニトログアニジン（３４重量％）、硝酸ストロンチウム（５６重量％）からなる、外径１．５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのディスク状のものを用いることができる。
第１ガス発生剤２２は、第１多孔板部材１４によって、点火器１６側へ押しつけられた状態で保持されている。

【0036】

本実施形態では、筒状部材３０とカップ部材４０の組み合わせで筒状の流路形成部材が形成されており、カップ部材４０の底面４０ａが仕切壁となり、筒状部材３０側の内部空間が第１室、カップ部材４０側の内部空間が第２室となる。
カップ部材４０は、筒状ハウジング１０内部のディフューザ部１２側端部（第２端部１０ｂ）に配置されている。
カップ部材４０は、底面（仕切壁）４０ａと周壁部（第２壁面）４０ｂを有しており、周壁部（第２壁面）４０ｂは複数の第２連通孔４１を有している。底面４０ａの中心部には、突起４０ｄが点火器１６側に伸びるように形成されている。

【0037】

カップ部材４０は、ディフューザ部１２のフランジ部１２ａ（環状端面３７）に対して公知の方法（溶接等）で固定されている。
カップ部材４０の開口部は、シールテープ４５で閉塞されており、ガス排出口１５から湿気が進入しないよう機能している。
カップ部材４０の内部空間（第２室）は、ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスがディフューザ部１２に入るガス排出経路の一部を形成している。

【0038】

カップ部材４０の外径は、筒状ハウジング１０の内径よりも小さい。このため、周壁部（第２壁面）４０ｂと筒状ハウジング１０の内壁面１１との間には第２筒状空間３６が存在している。
第２筒状空間３６は、図２（ａ）に示すとおり、第１筒状空間３５との境界部から環状端面３７までの長さＬの筒状空間である。
長さＬの第２筒状空間３６のうち、環状端面３７から第２連通孔４１まで（第２連通孔４１の環状端面３７側の内周面４１ａまで）の長さＬ１の部分が、筒状ハウジング１０の内壁面１１、環状端面３７およびカップ部材４０の周壁部４０ｂで囲まれた行き止まりの環状のポケット部３８となっている。
第２筒状空間３６は、長さＬから長さＬ１を除いた長さ範囲は燃焼ガスが通過するガス排出経路となり、長さＬ１の環状のポケット部３８は燃焼ガスが一方向に通過しないため、ガス排出経路には含まれない。

【0039】

筒状ハウジング１０内には、さらに筒状部材３０が配置されている。この筒状部材３０は、筒状ハウジング１０の内径よりも小さな外径を有しており、筒状部材３０と筒状ハウジング１０の間には均等幅の第１筒状空間３５が形成されている。

【0040】

筒状部材３０は、周壁部（第１壁面）にガス通過孔となる複数の第１連通孔３３が軸方向に均等間隔で形成されている。この第１連通孔３３は、筒状部材３０の円周方向に均等間隔で形成されている。
第２燃焼室（第１室）２５と第１筒状空間３５は、複数の第１連通孔３３で連通されている。なお、この第１連通孔３３は、周壁部のうちディフューザ部１２側寄りに形成されていてもよい。また、ディフューザ部１２側に近づくにつれて開口面積が増大するようにしてもよい。

【0041】

筒状部材３０は、点火器１６側（上流端部側）においてフランジ状に形成された拡径部３１を有しており、拡径部３１の外周縁３１ａが筒状ハウジング１０の内壁面１１に当接されている。

【0042】

外周縁３１ａの外径は、筒状ハウジング１０の内径よりも僅かに大きくなっており、筒状ハウジング１０内に配置されたとき、拡径部３１が有する弾性により、筒状ハウジング１０の内壁面に圧接されている。このため、圧接部分には隙間が形成されていない。
なお、筒状部材３０の固定のために、拡径部３１の開口周縁に嵌合する段部や係合する突起を筒状ハウジング１０の内部に形成してもよい。

【0043】

筒状部材３０は、ディフューザ部１２側（下流端部側）が底面３２の中心部に中央孔３０ｄを形成している。そして、中央孔３０ｄがカップ部材４０の底面４０ａに形成された突起４０ｄに嵌め込まれている。

【0044】

筒状部材３０は、拡径部３１と筒状ハウジング１０の内壁面が圧接されていることと、中央孔３０ｄがカップ部材４０の突起４０ｄに嵌め込まれていることで、軸方向および半径方向の両方向において固定されており、筒状ハウジング１０と同軸（軸Ｘ）上に配置されている。

【0045】

筒状部材３０と第１多孔板部材１４の間には、第２多孔板部材３２が配置されている。第２多孔板部材３２は、円形底面の周縁に環状壁３２ａが形成されたものであり、環状壁３２ａが筒状ハウジング１０の内壁面と圧接されることで固定されている。第２多孔板部材３２と第１多孔板部材１４の間には、空間１８が形成されている。環状壁３２ａは点火器１６側に伸びている。

【0046】

第２燃焼室２５は、第２多孔板部材３２と、筒状部材３０と、筒状ハウジング１０で囲まれて形成されている。第２燃焼室２５には、第２ガス発生剤５０が充填されている。
第２多孔板部材３２の貫通孔（図示せず）は、第２ガス発生剤５０よりも小さな開口である。貫通孔はシールテープで塞がれていてもよい。

【0047】

第２燃焼室２５は、筒状部材３０の拡径部３１から第２多孔板部材３２までの空間２５ａと、残部の空間２５ｂからなるものであり、全体として１つの燃焼室を形成している。空間２５ａの方が空間２５ｂよりも内径が大きくなっている。

【0048】

第２ガス発生剤５０は、第１ガス発生剤２２よりも燃焼温度の低いガス発生剤を使用している。第２ガス発生剤５０の燃焼温度は、１０００〜１７００℃の範囲にあることが望ましく、例えば、硝酸グアニジン（４１重量％）、塩基性硝酸銅（４９重量％）およびバインダーや添加物からなる、外径１．８ｍｍ、内径０．７ｍｍ、長さ１．９ｍｍの単孔円柱状のものを用いることができる。

【0049】

第２ガス発生剤５０は、第２多孔板部材３２によって、ディフューザ部１２側へ押しつけられた状態で保持されている。このため、第２燃焼室２５内の第２ガス発生剤５０が密に充填されることになり、移動して隙間が形成されることが阻止される。

【0050】

図１に示すガス発生器１は、環状のポケット部３８において凹凸部６０を有している。
凹凸部６０は、図２（ａ）に示すように、カップ部材４０の周壁部４０ｂに形成されている。
凹凸部６０は、図２（ｂ）に示すように、周方向に連続して形成された凹部６２と周方向に連続して形成された凸部６１が、軸Ｘ方向に交互に形成されているものである。凹部と凸部の高低差（周壁部４０ｂの面を基準とする高低差）は約１ｍｍである。
凹凸部６０が形成されているため、環状のポケット部３８内に燃焼ガスが入ったとき、燃焼ガスとの接触面積が増大されていることから、燃焼ガス中の燃焼残渣の補集効果が高められている。

【0051】

図１に示すガス発生器１は、環状のポケット部３８に形成された凹凸部６０の代わりに、図３（ａ）に示すような凹凸部７０を形成することもできる。
凹凸部７０は、図３（ｂ）に示すように、周方向に連続して形成された凹部７２と周方向に連続して形成された凸部７１が、軸Ｘ方向に交互に形成されているものであり、凸部７１が、環状端面３７側に傾斜しているものである。凹部と凸部の高低差（周壁部４０ｂの面を基準とする高低差）は約１ｍｍである。
凹凸部７０が形成されているため、環状のポケット部３８内に燃焼ガスが入ったとき、燃焼ガスとの接触面積が増大されていることから、燃焼ガス中の燃焼残渣の補集効果が高められている。
さらに凸部７１が環状の閉塞端面７０側に傾斜していることから、燃焼残渣の補集効果がより高められている。

【0052】

次に、図２に示す凹凸部６０を有する図１に示すガス発生器１の動作を説明する。
点火器１６の作動によって第１燃焼室２０内の第１ガス発生剤２２が燃焼すると、そこから燃焼生成物（火炎や高温ガス）が発生し、第１多孔板状部材１４の多孔を通って空間１８へ進入する。

【0053】

燃焼生成物は、空間１８から第２板状部材３２の貫通孔を通って第２燃焼室２５内に存在する第２ガス発生剤５０を着火させる。このとき、先に空間２５ａ内にある第２ガス発生剤５０が着火されて燃焼ガスが発生することになる。
第１燃焼室２０から発生した燃焼生成物は、一旦空間１８へ入ることから、第２多孔板部材３２に隣接する第２ガス発生剤５０（空間２５ａ内の第２ガス発生剤５０）は、端面から揃って燃焼を開始するため、着火斑が生じにくい。

【0054】

空間２５ａ内の第２ガス発生剤５０が燃焼した燃焼ガスは、空間２５ｂに進入するときに拡径部３１によって流れが速くなる。また、拡径部３１と筒状ハウジング１０の内壁面が圧接されているので、前記圧接部から第１筒状空間３５内に燃焼ガスが流入することはない。

【0055】

燃焼ガスは、第１連通孔３３から第１筒状空間３５内に流出し、筒状ハウジング１０の内壁面１１に当たり、その向きをディフューザ部１２側に向けて流れる。その過程で含まれる燃焼残渣の一部は、筒状ハウジング１０の内壁面１１に付着する。

【0056】

さらに燃焼残渣を含む燃焼ガスは、第１筒状空間３５から第２筒状空間３６に移動し、さらに環状のポケット部３８に入ったあと、環状端面３７に当たって向きを変え、第２連通孔４１からカップ部材４０内部に入りシールテープ４５を破る。
その後、ディフューザ部１２の底部１２ｃに当たってさらに向きを変え、ガス排出口１５から排出される。
環状のポケット部３８に燃焼ガスが入ったとき、凹凸部６０と接触するため、燃焼ガス中の燃焼残渣は凹凸部６０において大部分が補集され、さらに凹凸部６０がない環状のポケット部３８の内表面においても一部が補集される。
環状のポケット部３８は、燃焼ガス流が上流側から下流側に通過する空間ではなく、燃焼ガスが一時的に滞留する空間であり、筒状空間を流れてきたガスの向きが変わる空間である。このため、燃焼ガス流による影響を受けにくいことから、凹凸部６０において補集された燃焼残渣は飛散し難く、一旦付着した残渣がガスの流れで脱落しにくくなっている。また残渣の付着量が増大しても、ガスの排出に対しての通気抵抗に影響がなく、ガス発生器の出力性能が安定する。
これに対して、燃焼ガス流が上流側から下流側に通過するガス排出経路に凹凸部６０を形成したときは、凹凸部６０により燃焼残渣が補集された場合でも、その後の燃焼ガス流により補集された燃焼残渣が飛散するおそれがある。また、残渣の捕集量が増え、ガスの排出に対して圧損が増大することから、ガス発生器の出力性能に変化が生じる場合がある。

【0057】

（２）図１、図４〜図７のガス発生器
図１のガス発生器１において、燃焼残渣の補集手段として図４〜図７に示す環状フィルタを有するものを使用した実施形態を説明する。

【0058】

＜図４に示すガス発生器＞
環状フィルタ８０は、内周面がカップ部材４０の周壁部４０ｂに当接された状態で配置されている。
環状フィルタ８０の幅は、環状のポケット部３８の幅の半分程度であり、高さはＬ１である。環状のポケット部３８には、１／２幅で長さＬ１の環状フィルタ８０が存在していない環状空間が存在している。
環状フィルタ８０の嵩密度は約２ｇ／ｃｍ³である。
環状フィルタ８０は、内径の大きさをカップ部材４０の外径の大きさに対して調整することで圧入されている。

【0059】

＜図５に示すガス発生器＞
図４に示すガス発生器の別形態のガス発生器である。
カップ部材４０の周壁部４０ｂの第２連通孔４１に接した位置には、周方向に連続した環状突起９０が形成されている。
環状フィルタ８０は、環状突起９０と環状端面３７の間に嵌め込まれることで、軸方向に移動しないように固定されている。突起９０は環状フィルタ８０の固定目的で形成されており、複数の突起であってもよく、また環状の段差に代えてもよい。
このようにポケット部３８にフィルタを配置する場合であっても、ポケット部３８の空間全体を占めるように配置するのではなく、環状フィルタ８０が存在しない空間が形成されるようにすることで、燃焼残渣とフィルタ８０との接触面積を増やし、ガスの流れによっても残渣が脱落し難くすることができる。なお、フィルタとしては、公知の金網を数周巻いたものや、針金を巻き上げて形成したものなどが使用できる。

【0060】

＜図６に示すガス発生器＞
環状フィルタ８１は、周壁部８１ａとフランジ部８１ｂを有しているものである。
環状フィルタ８１は、周壁部８１ａの内周面がカップ部材４０の周壁部４０ｂに当接され、フランジ部８１ｂが環状端面３７に当接された状態で配置されている。
環状フィルタ８１の周壁部８１ａの厚さは、環状のポケット部３８の幅の半分程度であり、高さはＬ１である。環状のポケット部３８には、環状フィルタ８１を除いた環状空間が存在している。
環状フィルタ８１の嵩密度は約２ｇ／ｃｍ³である。
環状フィルタ８１は、内径の大きさをカップ部材４０の外径の大きさに対して調整すること、さらにフランジ部８１ｂの幅を環状端面３７の幅に対して調整することで、ポケット部３８内に圧入されている。
なお、図５に示す環状突起９０を利用して環状フィルタ８１を固定することもできる。

【0061】

＜図７に示すガス発生器＞
環状フィルタ８２は、内側周壁部８２ａ、外側周壁部８２ｂ、内側周壁部８２ａと外側周壁部８２ｂを繋ぐ環状底面部８２ｃからなるものである。
環状フィルタ８２は、内側周壁部８２ａの内周面がカップ部材４０の周壁部４０ｂに当接され、環状底面部８２ｃが閉塞端面３７に当接され、外側周壁部８２ｂの外周面が筒状ハウジングの内壁面１１に当接された状態で配置されている。
環状フィルタ８２の内側周壁部８２ａと外側周壁部８２ｂの厚さの合計は、環状のポケット部３８の幅の２／３程度、高さはＬ１である。環状のポケット部３８には、環状フィルタ８２を除いた環状空間が存在している。
環状フィルタ８２の嵩密度は約２ｇ／ｃｍ³である。
環状フィルタ８２は、内側周壁部８２ａの内径の大きさをカップ部材４０の外径の大きさに対して調整すること、さらに環状底面部８２ｃの幅を環状端面３７の幅に対して調整することで、ポケット部３８内に圧入されている。
なお、図５に示す環状突起９０を利用して環状フィルタ８２を固定することもできる。
図６、図７の実施形態は、図４、図５の実施形態と比べると環状フィルタ８０の占有空間が大きくなっているが、環状フィルタ８０が存在しない空間は確保されているため、図４、図５の実施形態と同様の効果が得られる。

【0062】

次に、図４に示す環状フィルタ８０を有する図１に示すガス発生器１の動作を説明する。
基本動作は図２に示す凹凸部６０を有する図１に示すガス発生器１と同じであるため、異なる動作部分のみを説明する。

【0063】

燃焼残渣を含む燃焼ガスは、第１筒状空間３５から第２筒状空間３６に移動し、一部は流れの向きを９０度変えて第２連通孔４１を通過し、残部は環状のポケット部３８に入ったあと、環状端面３７に当たって向きを変え、第２連通孔４１からカップ部材４０内部に入り、シールテープ４５を破る。
その後、ディフューザ部１２の底部１２ｃに当たってさらに向きを変え、ガス排出口１５から排出される。
環状のポケット部３８に燃焼ガス入ったとき、環状フィルタ８０と接触するため、燃焼ガス中の燃焼残渣は環状フィルタ８０において大部分が補集され、さらに環状フィルタ８０がない環状のポケット部３８の内表面においても一部が補集される。
環状のポケット部３８は、燃焼ガス流が通過する空間ではなく、燃焼ガスが一時的に滞留する空間であることから、燃焼ガス流による影響を受けにくいため、環状フィルタ８０において補集された燃焼残渣は飛散し難くなっている。特に環状フィルタ８０と筒状ハウジング１０との間に空間が存在しているため、燃焼残渣はこのポケット部３８環状端面３７や環状フィルタ８０の表面に付着しやすくなる。
これに対して、燃焼ガス流が上流側から下流側に通過するガス排出経路に環状フィルタ８０を配置したときは、環状フィルタ８０により燃焼残渣が補集された場合でも、その後の燃焼ガス流により補集された燃焼残渣が飛散するおそれがある。

【0064】

本発明のガス発生器は、特許文献１〜５のガス発生器の改良技術としても適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明のガス発生器は、自動車のエアバッグ装置のガス発生器として使用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１ ガス発生器
１０ 筒状ハウジング
１２ ディフューザ部
１５ ガス排出口
１６ 点火器
３０ 筒状部材（流路形成部材）
３５ 第１筒状空間
３６ 第２筒状空間
３７ 環状端面
３８ ポケット部
４０ カップ部材（流路形成部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】