特許 7587443 点火器およびガス発生器

(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】

(24)【登録日】2024-11-12

(45)【発行日】2024-11-20

(54)【発明の名称】点火器およびガス発生器

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/264 20060101AFI20241113BHJP

   B01J 7/00 20060101ALI20241113BHJP

【ＦＩ】

B60R21/264

B01J7/00 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021032490

(22)【出願日】2021-03-02

(65)【公開番号】P2022133677

(43)【公開日】2022-09-14

【審査請求日】2024-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004086

【氏名又は名称】日本化薬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127203

【弁理士】

【氏名又は名称】奈良 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】矢島 一輝

(72)【発明者】

【氏名】筥崎 智弘

(72)【発明者】

【氏名】中野 智之

【審査官】田邉 学

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０６７５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１８２５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１９４３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ ２１／２６４

Ｂ０１Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

点火薬を内包しており、抵抗体が接続された一対の電極ピンを有した塞栓によって開口部が嵌合される有底筒状の第１カップ状部材と、
前記第１カップ状部材の外部を覆う有底筒状の第２カップ状部材と、
前記一対の電極ピンと、前記塞栓と、前記第１カップ状部材と、前記第２カップ状部材と、を一体的に保持する保持部と、
を備え、
前記第２カップ状部材は、成型後の伸び率を１０％未満に調整するための伸び率調整材を含有した、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなることを特徴とする点火器。

【請求項2】

前記第２カップ状部材と前記保持部とは一体成型されたものであり、
前記第２カップ状部材は、前記保持部と同じ材料からなることを特徴とする請求項１に記載の点火器。

【請求項3】

請求項１または２に記載の点火器を備えたガス発生器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、点火器と、車両等衝突時に乗員を保護する乗員保護装置に組み込まれるガス発生器とに関し、特に、自動車等に装備されるエアバッグ装置に組み込まれるものに関する。

【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。

【0004】

ガス発生器には、種々の構造のものが存在するが、運転席側エアバッグ装置や助手席側エアバッグ装置等に、特に好適に利用できるガス発生器として、外径が比較的大きい短尺略円柱状のディスク型ガス発生器がある。

【0005】

ディスク型ガス発生器は、軸方向の両端が閉塞された短尺略円筒状のハウジングを有し、ハウジングの周壁部に複数のガス噴出口が設けられるとともに、ハウジングに組付けられた点火器に面するようにハウジングの内部に伝火薬が収容され、さらに当該伝火薬を囲うようにハウジングの内部にガス発生剤が充填され、当該ガス発生剤の周囲をさらに囲うようにフィルタがハウジングの内部に収容されてなるものである。

【0006】

このディスク型ガス発生器の具体的な構成が開示された文献としては、下記特許文献１がある。

【0007】

特に、この下記特許文献１の図４には、点火器の外周面にカップ状部材を配置し、Ｏリングを介してカップ状部材を押圧し、点火器と孔部との間をシールするものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平１０－３１００２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述したカップ状部材においては、上述のシール性および絶縁性を保持しつつも、点火器から伝火薬への伝火を阻害しないことが望ましい。このことにより、短時間のうちにガス発生器内部のガス発生剤を効率よく燃焼させ、エアバッグへガスを噴出させることができるからである。しかしながら、上述したカップ状部材においては、点火器の作動時に、点火器の点火剤（火薬）を内包する別のカップ状部材の破断に追従していくらか伸びてから破断するが、この伸びが大きいと、点火器から伝火薬への伝火を阻害する要因になってしまうことが本願発明者の研究によって判明した。

【0010】

そこで、本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、シール性および絶縁性を保持しつつも、カップ状部材の作動時の伸びを調整して伝火薬への伝火の阻害を従来よりも抑制した点火器、および、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】

【0011】

（１） 本発明の点火器は、点火薬を内包しており、抵抗体が接続された一対の電極ピンを有した塞栓によって開口部が嵌合される有底筒状の第１カップ状部材と、前記第１カップ状部材の外部を覆う有底筒状の第２カップ状部材と、前記一対の電極ピンと、前記塞栓と、前記第１カップ状部材と、前記第２カップ状部材と、を一体的に保持する保持部と、
を備え、前記第２カップ状部材は、成型後の伸び率を１０％未満に調整するための伸び率調整材を含有した、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。

【0012】

（２） 上記（１）の点火器においては、前記第２カップ状部材と前記保持部とは一体成型されたものであり、前記保持部は、前記第２カップ状部材と同じ材料からなることが好ましい。

【0013】

（３） 本発明は、上記（１）または（２）の点火器を備えたガス発生器である。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、シール性および絶縁性を保持しつつも、カップ状部材の作動時の伸びを調整して伝火薬への伝火の阻害を抑制した点火器、および、ガス発生器とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係るディスク型ガス発生器の概略断面図である。

【図2】図１のディスク型ガス発生器のスクイブカバーの上視図である。

【図3】図１のディスク型ガス発生器のスクイブカバーの開裂を説明するための模式一部断面図である。

【図4】図１のディスク型ガス発生器の変形例を示す概略断面図である。

【図5】検証試験のうち実施例１の結果を示すグラフである。

【図6】検証試験のうち実施例２の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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好適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。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分に図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

【0017】

図１は、本発明の実施形態におけるディスク型ガス発生器１００の概略図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００の構成について説明する。

【0018】

図１に示すように、ディスク型ガス発生器１００は、軸方向の一端および他端が閉塞された短尺略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設けられた収容空間に、内部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５９、ガス発生剤６１、下側支持部材７０、上側支持部材８０、クッション材８５およびフィルタ９０等が収容されてなるものである。また、ハウジングの内部に設けられた収容空間には、上述した内部構成部品のうちのガス発生剤６１が主として収容された燃焼室６０が位置している。

【0019】

ハウジングは、下部側シェル１０および上部側シェル２０を含んでいる。下部側シェル１０および上部側シェル２０の各々は、たとえば圧延された金属製の板状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。下部側シェル１０および上部側シェル２０を構成する金属製の板状部材としては、たとえば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され、好適には４４０［ＭＰａ］以上７８０［ＭＰａ］以下の引張応力が印加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利用される。

【0020】

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と周壁部１２とを有しており、上部側シェル２０は、天板部２１と周壁部２２とを有している。

【0021】

下部側シェル１０の周壁部１２の上端は、上部側シェル２０の周壁部２２の下端に挿入されることで圧入されている。さらに、下部側シェル１０の周壁部１２と上部側シェル２０の周壁部２２とが、それらの当接部またはその近傍において接合されることにより、下部側シェル１０と上部側シェル２０とが固定されている。ここで、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溶接、摩擦圧接等が好適に利用できる。

【0022】

これにより、ハウジングの周壁部のうちの底板部１１寄りの部分は、下部側シェル１０の周壁部１２によって構成されており、ハウジングの周壁部のうちの天板部２１寄りの部分は、上部側シェル２０の周壁部２２によって構成されている。また、ハウジングの軸方向の一端および他端は、それぞれ下部側シェル１０の底板部１１および上部側シェル２０の天板部２１によって閉塞されている。

【0023】

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、保持部３０を介して点火器４０が固定される部位であり、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。

【0024】

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、平面視した状態において非点対称形状（たとえばＤ字状、樽型形状、長円形状等）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。

【0025】

点火器４０は、火炎を発生させるためのものであり、点火部４１と、上述した一対の端子ピン４２と、スクイブカバー４３（第２カップ状部材）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。スクイブカバー４３は、点火器４０のシールおよび絶縁のために設けられたものであって、図２に示したように、頂上部には、スリット状の脆弱部４３ａと、脆弱部４３ａの間の非脆弱部４３ｂと、が設けられている。脆弱部４３ａは、非脆弱部４３ｂと比べて、点火器４０の作動時において開裂または溶融しやすくなっている。

【0026】

なお、スクイブカバー４３は、点火器４０の作動時における伸び率が、０％より大きく１０％未満（好ましくは０％より大きく５％未満、より好ましくは０％より大きく３％未満）となるように調整するために、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に伸び率調整材を含有させたものをカップ状に成型してなるものである。なお、伸び率は、ＪＩＳ Ｋ７１６１－２（２０１４年）に定められた方法で試験を行い、下記計算式により算出した。

【0027】

伸び率［％］＝(破断するまでの試験片の最大長さ－初期状態の試験片の長さ)×１００／初期状態の試験片の長さ

【0028】

ここで、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル、ナイロン６、ナイロン６６、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、などが挙げられる。伸び率調整材としては、黒鉛鋳鉄品（ＦＣＶ）、アルミダイカストなどの鋳鉄類、アルミナ、ガラス、炭化ケイ素、窒化ケイ素などのセラミックス類などが挙げられるが、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の伸び率を変化させることができるものであれば、どのようなものでもよい。

【0029】

点火部４１は、カップ状に形成されたスクイブカップ（第１カップ状部材）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塞栓とを備えており、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。

【0030】

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塞栓は、一般に金属製またはプラスチック製である。

【0031】

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一般に２［ｍｓ］以下である。

【0032】

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の内周囲には、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。

【0033】

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の内表面の一部から外表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。

【0034】

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れず、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。

【0035】

保持部３０は、下部側シェル１０の底板部１１の内表面の一部を覆う内側被覆部３１と、下部側シェル１０の底板部１１の外表面の一部を覆う外側被覆部３２と、下部側シェル１０の底板部１１に設けられた開口部１５内に位置し、上記内側被覆部３１および外側被覆部３２にそれぞれ連続する連結部３３とを有している。

【0036】

また、保持部３０は、内側被覆部３１、外側被覆部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。

【0037】

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ハウジングの内部の空間の気密性が確保されている。なお、開口部１５は、図示していないが、平面視非点対称形状に形成されているため、当該開口部１５を連結部３３で埋め込むことにより、これら開口部１５および連結部３３は、保持部３０が底板部１１に対して回転してしまうことを防止する回り止め機構としても機能する。

【0038】

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（図示せず）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。

【0039】

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。

【0040】

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なうこととしてもよい。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硬化させること等により、その形成が可能である。

【0041】

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をより強固に底板部１１に固着させることが可能になる。したがって、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が可能になる。

【0042】

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ものが好適に利用され、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、ポリブチレンテレフタラート系樹脂、ポリエチレンテレフタラート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、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原料として含むものが、上述した接着剤として利用可能である。

【0043】

なお、ここでは、樹脂成形部からなる保持部３０を射出成形することで下部側シェル１０に対する点火器４０の固定を可能にした場合の構成例を例示したが、下部側シェル１０に対する点火器４０の固定に他の代替手段を用いることも可能である。

【0044】

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。

【0045】

カップ状部材５０は、保持部３０および点火器４０を覆うように設けられている。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５９が収容された伝火室５７を含んでいる。カップ状部材５０は、その伝火室５７がスクイブカバー４３および点火部４１に面するように燃焼室６０内に配置されている。また、カップ状部材５０は、開口端側にフランジ状に延出された先端部５４を有しており、この先端部５４は底板部１１と下側支持部材７０とによって挟み込まれた状態で固定されている。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室内部の伝火薬５９が着火された場合に、その内部の空間の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴って破裂、変形または溶融するものである。

【0046】

カップ状部材５０の材質としては、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスやステンレス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の樹脂製の部材からなるものが好適に利用される。特に、アルミニウムよりも機械的強度が比較的に高い、アルミニウム合金、または、ステンレス鋼、鉄鋼等の鉄系金属材料が好ましい。

【0047】

なお、カップ状部材５０の固定方法としては、上述した下側支持部材７０を用いた固定方法に限られず、他の固定方法を利用してもよい。

【0048】

伝火室に充填された伝火薬５９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５９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／ＫＮＯ_３、Ｂ／ＮａＮＯ_３、Ｓｒ（ＮＯ_３）_２等に代表される金属粉／酸化剤からなる組成物や、水素化チタン／過塩素酸カリウムからなる組成物、Ｂ／５－アミノテトラゾール／硝酸カリウム／三酸化モリブデンからなる組成物等が用いられる。

【0049】

伝火薬５９は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成形されたもの等が利用される。バインダによって成形された伝火薬５９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。

【0050】

ハウジングの内部の空間のうち、上述したカップ状部材５０が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤６１が収容された燃焼室６０が位置している。具体的には、上述したように、カップ状部材５０は、ハウジングの内部に形成された燃焼室６０内に突出して配置されており、このカップ状部材５０の頂壁部の外側表面に面する部分に設けられた空間ならびに側壁部の外側表面に面する部分に設けられた空間が燃焼室６０として構成されている。これにより、カップ状部材５０の外側表面には、これに隣接してガス発生剤６１が配置されることになる。

【0051】

また、ガス発生剤６１が収容された燃焼室６０をハウジングの径方向に取り巻く空間には、ハウジングの内周に沿ってフィルタ９０が配置されている。フィルタ９０は、円筒状の形状を有しており、その中心軸が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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅や塩基性炭酸銅等の塩基性金属水酸化物、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。

【0055】

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、たとえばポリビニルアルコール、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。また、この他にも、バインダとしては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ニトロセルロース、微結晶性セルロース、グアガム、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、デンプン等の多糖誘導体や、二硫化モリブデン、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、アルミナ等の無機バインダも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。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。

【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、円柱状のものでは、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、ディスク型ガス発生器１００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６１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】

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網材をプレス加工することによって押し固めたもの等が利用できる。網材としては、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できる。

【0058】

また、フィルタ９０として、孔あき金属板を巻き回したもの等を利用することもできる。この場合、孔あき金属板としては、たとえば、金属板に千鳥状に切れ目を入れるとともにこれを押し広げて孔を形成して網目状に加工したエキスパンドメタルや、金属板に孔を穿つとともにその際に孔の周縁に生じるバリを潰すことでこれを平坦化したフックメタル等が利用される。この場合において、形成される孔の大きさや形状は、必要に応じて適宜変更が可能であり、同一金属板上において異なる大きさや形状の孔が含まれていてもよい。なお、金属板としては、たとえば鋼板（マイルドスチール）やステンレス鋼板が好適に利用でき、またアルミニウム、銅、チタン、ニッケルまたはこれらの合金等の非鉄金属板を利用することもできる。

【0059】

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、ガス中に含まれる残渣（スラグ）等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残渣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。なお、フィルタ９０は、ハウジングの周壁部を構成する下部側シェル１０の周壁部１２および上部側シェル２０の周壁部２２との間で所定の大きさの間隙部２８が形成されることとなるように、当該周壁部１２，２２から離間して配置されている。

【0060】

フィルタ９０に対面する部分の上部側シェル２０の周壁部２２には、複数個のガス噴出口２３が設けられている。この複数個のガス噴出口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。

【0061】

また、上部側シェル２０の周壁部２２の内周面には、上記複数個のガス噴出口２３を閉鎖するようにシール部材としての金属製のシールテープ２４が貼り付けられている。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好適に利用でき、当該シールテープ２４によって燃焼室６０の気密性が確保されている。

【0062】

燃焼室６０のうち、底板部１１側に位置する端部近傍には、下側支持部材７０が配置されている。下側支持部材７０は、環状の形状を有しており、フィルタ９０と底板部１１との境目部分を覆うように、これらフィルタ９０と底板部１１とに実質的に宛がわれて配置されている。これにより、下側支持部材７０は、燃焼室６０の上記端部近傍において、底板部１１とガス発生剤６１との間に位置している。

【0063】

下側支持部材７０は、底板部１１の内底面に沿うように底板部１１に宛がわれた円環板状の基部７１と、フィルタ９０の底板部１１寄りの内周面に当接する当接部７２と、基部７１から天板部２１側に向けて立設された筒状の立設部７３とを有している。当接部７２は、基部７１の外縁から延設されており、立設部７３は、基部７１の内縁から延設されている。立設部７３は、下部側シェル１０の突状筒部１３の外周面と、保持部３０の内側被覆部３１の外周面とを覆っている。

【0064】

下側支持部材７０は、フィルタ９０をハウジングに固定するための部材であるとともに、作動時において、燃焼室６０にて発生したガスがフィルタ９０の内部を経由することなくフィルタ９０の下端と底板部１１との間の隙間から流出してしまうことを防止する流出防止手段としても機能する。そのため、下側支持部材７０は、たとえば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ており、好適には普通鋼や特殊鋼等の鋼板（たとえば、冷間圧延鋼板やステンレス鋼板等）からなる部材にて構成される。

【0065】

燃焼室６０のうち、天板部２１側に位置する端部には、上側支持部材８０が配置されている。上側支持部材８０は、略円盤状の形状を有しており、フィルタ９０と天板部２１との境目部分を覆うように、これらフィルタ９０と天板部２１とに宛がわれて配置されている。これにより、上側支持部材８０は、燃焼室６０の上記端部近傍において、天板部２１とガス発生剤６１との間に位置している。

【0066】

上側支持部材８０は、天板部２１に当接する基部８１と、当該基部８１の周縁から立設された当接部８２とを有している。当接部８２は、フィルタ９０の天板部２１側に位置する軸方向端部の内周面に当接している。

【0067】

上側支持部材８０は、フィルタ９０をハウジングに固定するための部材であるとともに、作動時において、燃焼室６０にて発生したガスがフィルタ９０の内部を経由することなくフィルタ９０の上端と天板部２１との間の隙間から流出してしまうことを防止する流出防止手段としても機能する。そのため、上側支持部材８０は、たとえば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ており、好適には普通鋼や特殊鋼等の鋼板（たとえば、冷間圧延鋼板やステンレス鋼板等）からなる部材にて構成される。

【0068】

この上側支持部材８０の内部には、燃焼室６０に収容されたガス発生剤６１に接触するように円盤状のクッション材８５が配置されている。これにより、クッション材８５は、燃焼室６０の天板部２１側の部分において天板部２１とガス発生剤６１との間に位置することになり、ガス発生剤６１を底板部１１側に向けて押圧している。

【0069】

クッション材８５は、成形体からなるガス発生剤６１が振動等によって粉砕されてしまう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形体やロックウール、発泡樹脂（たとえば発泡シリコーン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ウレタン等）、クロロプレンおよびＥＰＤＭに代表されるゴム等からなる部材にて構成される。

【0070】

次に、図１を参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００の組立作業の要領について説明する。

【0071】

まず、下部側シェル１０においては、樹脂成形部からなる保持部３０として射出成形されることによって、点火器４０が固定される。そして、内部に伝火薬５９が収容されたカップ状部材５０の側壁部を、下部側シェル１０の保持部３０に圧入することにより固定する。

【0072】

そして、フィルタ９０の内側にガス発生剤６１を充填し、クッション材８５を介装した上側支持部材８０をフィルタ９０の上端部分に内挿する。この後、ガス噴出口２３がシールテープ２４によって閉塞された上部側シェル２０を下部側シェル１０に対してかぶせ、下部側シェル１０と上部側シェル２０とを溶接する。以上により、図１に示す構造のガス発生器１００の組み立てが完了する。

【0073】

ここで、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００においては、カップ状部材５０に開口が設けられていないため、カップ状部材５０の内部に設けられた伝火室５７に伝火薬５９を充填する工程が非常に容易に行える。これは、ディスク型ガス発生器１００の作動時において、カップ状部材の一部が、破裂、変形または溶融するようにカップ状部材５０自体が機械的強度の低い脆弱な部材にて構成されているためである。すなわち、開口を有するカップ状部材を用いた場合に必要であった、伝火薬５９を充填するためにカップ状部材５０に設けられた開口を閉塞する作業、例えば、アルミテープや閉塞板が不要になるため、製造工程を大幅に簡素化することができる。

【0074】

図３は、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器の動作を説明するための概略断面図である。次に、この図３と前述の図１とを参照して、本実施の形態におけるディスク型ガス発生器１００の動作について説明する。なお、図３は模式断面図であり、説明の便宜のため、点火器４０周辺の一部の部材を示し、その他の部材は省略している。

【0075】

図１を参照して、ディスク型ガス発生器１００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、これに基づいて車両に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。伝火室である空間Ｓ１に収容された伝火薬５９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を開始する。

【0076】

その際、点火器４０が作動した直後においては、点火部４１に装填されていた点火薬が急速に燃焼することによって点火部４１のスクイブカップの破裂に伴ってスクイブカバー４３が開裂し、当該点火薬が急速に燃焼することによって生じる推力が、伝火室５７に充填された伝火薬５９に伝播する。ここで、スクイブカバー４３の開裂について、図３を用いて具体的に説明する。

【0077】

点火器４０が作動すると、まず、図１の初期状態から、図３（ａ）に示したような状態となる。具体的には、スクイブカバー４３の頂上部が膨張して、非脆弱部４３ｂが盛り上がるとともに、脆弱部４３ａが伸びた状態になる。次に、脆弱部４３ａは、図３（ｂ）に示したように、破壊され、いくつかの塊になった状態となる。すなわち、スクイブカバー４３の頂上部が開裂した状態となる。

【0078】

次に、上記推力がカップ状部材５０の内部に達することにより、比較的脆弱な部材からなるカップ状部材５０には破裂、変形、又は溶融が生じる。このカップ状部材５０の破裂、変形又は溶融は、点火薬が燃焼することによって生じる熱粒子による伝火薬５９の着火よりも遅く発生する。ここで、カップ状部材５０の伝火薬５９は、点火薬が燃焼することによって生じる推力を受けてカップ状部材５０の内部において飛散し、分散した状態となる。

【0079】

そのため、より短時間のうちにより点火器４０から遠い位置にある伝火薬５９についても熱粒子によって着火されてその燃焼を開始することになり、結果としてカップ状部材５０の内部の空間の圧力上昇ならびに当該空間の温度上昇が大幅に促進されることとなる。
その結果、より短時間のうちにカップ状部材５０が破裂、変形又は溶融することになり、伝火薬５９が燃焼することによって生じた多量の熱粒子が、燃焼室６０へと早期に流れ込むことになる。

【0080】

特に、図１ではカップ状部材５０が鉄製又はステンレス製であってアルミニウムに比して強度が高いことから、伝火薬５９の燃焼の初期段階では、カップ状部材５０の破裂、変形又は溶融は生じない。この時、カップ状部材５０の破裂、変形又は溶融が生じる所定時間が経過するまで、カップ状部材５０の内圧は上昇する。そして、一定以上の内圧となってから、カップ状部材５０が破裂、変形又は溶融することになる。そのため、カップ状部材５０を鉄製又はステンレス製といった機械的強度の高い鉄系金属材料を使用して、機械的強度を上げることで、カップ状部材５０の開裂時において十分に伝火薬５９の燃焼を促進させ、ガス発生剤６１へ燃焼が促進された状態でカップ状部材５０を開裂させることができる。このようなカップ状部材５０の機械的強度の向上は、アルミニウム等の強度の低い金属を使用した場合でも、厚みを厚くすることで実現可能である。その場合の厚みとしては、０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下がより好ましい。

【0081】

このようにして、多量の熱粒子が燃焼室６０に流れ込むことにより、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、多量のガスが発生する。燃焼室６０にて発生したガスは、フィルタ９０の内部を通過し、その際、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間隙部２８に流れ込む。

【0082】

ガス発生剤６１が燃焼することで生じるハウジングの内部の空間の圧力上昇に伴い、上部側シェル２０に設けられたガス噴出口２３を閉鎖していたシールテープ２４が開裂し、当該ガス噴出口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、ディスク型ガス発生器１００に隣接して設けられたエアバッグの内部に導入され、当該エアバッグを膨張および展開する。

【0083】

以上において説明したように、上述した本発明の実施形態によれば、初期状態においてシール性および絶縁性を保持しつつも、作動後は、スクイブカバー４３の頂上部がスムーズに破壊されることによって伝火薬５９への伝火を円滑にすることができるので、ガス発生剤６１の燃焼をより早期に開始させることが可能になる。その結果として点火器４０が作動した時点からガス噴出口２３を介して外部にガスが噴出され始める時点までの時間を従来に比して短縮化することができる。また、点火器４０が作動した時点からガス噴出口２３を介して外部にガスが噴出され始める時点までの時間が従来と同じに設定する場合、本発明のスクイブカバー４３の材質変更によって、伝火薬５９の量を従来よりも所定量減らすことが可能になる。これにより、コストを低減できる。

【0084】

また、脆弱部４３ａをスリット状の溝部とすることで、使用する樹脂の量を低減できるので、脆弱部４３ａを形成しない場合に比べてコストを低下することができる。

【0085】

以下、本発明の実施形態の変形例について説明するが、特に示さない限り、同様の機能を有した部位には同名称を用いるとともに、下二桁が同じ符号を用いている。また、上記実施形態と同様に部位については、説明を省略することがある。

【0086】

たとえば、図４に示したように、スクイブカバーと保持部とを一体化した点火器１４０を備えたガス発生器２００としてもよい。本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果を奏するだけでなく、よりシール性を向上できるとともに、部品点数の削減ができる。また、スクイブカバーを取り付ける工程がないので、その分、コストを低下することができる。

【0087】

また、本発明の実施形態および変形例における点火器は、たとえば、デュアルインフレータと呼ばれる２つの点火器が設けられているディスク型ガス発生器にも、本実施形態のディスク型ガス発生器１００と同様に適用可能である。さらに、長尺円筒状の外形を有するいわゆるシリンダ型のガス発生器の点火器にも適用可能であるし、シートベルトのプリテンショナーに備える小型のガス発生器の点火器にも適用可能である。

【0088】

また、スクイブカバー４３は、図１に示したものに限られない。たとえば、脆弱部４３ａを構成するスリットが放射状に設けられていれば、いくつのスリットからなるものであってもよい。たとえば、平面視十字状またはアスタリスク状にスリットが設けられた脆弱部としてもよい。また、スクイブカバー４３の頂上部は、脆弱部４３ａが形成されていないフラットな面からなるものであってもよい。

【0089】

また、脆弱部４３ａの凹凸形状としては、上述したものに限らず、どのような形状のものであってもよい。たとえば、非脆弱部４３ｂの一部を側に向けて膨出させて脆弱部４３ａを形成してもよいし、脆弱部４３ａの全体を凹部が生じるように湾曲させることとしてもよい。また、脆弱部４３ａに点列状または行列状に複数の凸部または凹部を設けることとしてもよい。

【0090】

また、上述した本発明の実施の形態およびその変形例においては、下部側シェルに突状筒部を設けた場合を例示したが、当該突状筒部が設けられない構成のガス発生器に本発明を適用することも当然に可能である。

【0091】

加えて、上述した本発明の実施の形態およびその変形例において示した特徴的な構成は、本発明の趣旨に照らして許容される範囲で当然に相互に組み合わせることが可能である。

【0092】

このように、今回開示した上記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。

【0093】

（検証試験）
次に、上述のディスク型ガス発生器１００、２００と同構成のディスク型ガス発生器（以下、順に、実施例１のガス発生器、実施例２のガス発生器、とする）をそれぞれ作成し、スクイブカバーの材質を変化させること、また、スクイブカバーと保持部とを一体化させることによって、６０Ｌタンク試験において、どのような変化があるか検証試験を行った。なお、ここでの６０Ｌタンク試験とは、上述のディスク型ガス発生器１００、２００と同構成のディスク型ガス発生器を－４０℃±２℃の環境下において４時間以上調温してから、個別に６０Ｌ容積の密閉されたタンク内に設置するとともに、これを動作させてタンク内圧の上昇を経時的に計測する試験である。また、本検証試験では、点火器が作動した時点から１００ｍｓまでのガス圧を経時的に測定した。また、各ディスク型ガス発生器のガス発生剤の発生するガスのモル数は２ｍｏｌ、伝火薬のカップ状部材への充填量は１．２ｇである。また、本検証試験で、実施例１のガス発生器のスクイブカバーの材質は、ナイロン６６にグラスファイバーを３０重量％含有したもの、実施例２のガス発生器のスクイブカバーと保持部とが一体化している部分の材質も、ナイロン６６にグラスファイバーを３０重量％含有したもの、とした。また、実施例１での従来品のガス発生器（実施例１のガス発生器とスクイブカバーの材質が異なる以外、同構成）のスクイブカバーの材質はナイロン６６、実施例２での従来品（実施例２のガス発生器とスクイブカバーと保持部とが一体化している部分の材質が異なる以外、同構成）のスクイブカバーと保持部とが一体化している部分の材質も、ナイロン６６とした。なお、スクイブカバーの従来品に用いたナイロン６６の伸び率は１０％であった。また、本発明に係る実施例１，２のスクイブカバー（材質変更品）に用いた、ナイロン６６にグラスファイバーを３０重量％含有したものの伸び率は３％であった。

【0094】

（実施例１の結果）
図５に実施例１の結果を示す。ここで、ＨＴは９０℃の環境下での試験、ＲＴは室温の環境下での試験のことである。また、図５中の「ＳＱカバー」は、スクイブカバーの略である。実施例２においても同様である。なお、図５のグラフからは、実施例１のガス発生器について、点火器が作動した時点からガス圧が高まり始めるまでの時間ｔ１が、従来品のガス発生器に比べて速いことがわかった。

【0095】

（実施例２の結果）
図６に実施例２の結果を示す。図６のグラフから、実施例２のガス発生器について、点火器が作動した時点からガス圧が高まり始めるまでの時間ｔ１が、従来品のガス発生器に比べて速いことがわかる。

【0096】

このような実施例１、２の結果から、本発明に係るスクイブカバーを点火器に用いたガス発生器の場合、スクイブカバーを構成する材料の伸び率を従来品よりも低くすることで、点火器が作動した時点からガス圧が高まり始めるまでの時間ｔ１を短縮化できることがわかった。すなわち、本発明に係るスクイブカバーを点火器に用いたガス発生器の出力性能は、従来品よりも良くなることがわかった。

【符号の説明】

【0097】

１０、１１０ 下部側シェル
１１、１１１ 底板部
１２、１１２ 周壁部
１３、１１３ 突状筒部
１４、１１４ 窪み部
１５、１１５ 開口部
２０、１２０ 上部側シェル
２１、１２１ 天板部
２２、１２２ 周壁部
２３、１２３ ガス噴出口
２４、１２４ シールテープ
２８、１２８ 間隙部
３０、１３０ 保持部
３１、１３１ 内側被覆部
３２、１３２ 外側被覆部
３３、１３３ 連結部
３４、１３４ 雌型コネクタ部
４０、１４０ 点火器
４１、１４１ 点火部
４２、１４２ 端子ピン
４３、１４３ スクイブカバー
４３ａ、１４３ａ 脆弱部
４３ｂ、１４３ｂ 非脆弱部
５０、１５０ カップ状部材
５４、１５４ 先端部
５７、１５７ 伝火室
５９、１５９ 伝火薬
６０、１６０ 燃焼室
６１、１６１ ガス発生剤
７０、１７０ 下側支持部材
７１、１７１ 基部
７２、１７２ 当接部
７３。１７３ 立設部
８０、１８０ 上側支持部材
８１、１８１ 基部
８２、１８２ 当接部
８５。１８５ クッション材
９０、１９０ フィルタ
１００、２００ ガス発生器
Ｓ１、Ｓ２ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】