ガス発生器およびガス発生器用フィルタ
【課題】部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタの全領域を有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できる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１０およびクロージャシェル２０からなる軸方向の両端が閉塞されてなるハウジングと、イニシエータシェル１０に取付けられた点火器３０と、ハウジングの周壁部２２を取り囲むようにハウジングの外部に配設されたフィルタ５０Ａとを備える。フィルタ５０Ａは、径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成される。フィルタ５０Ａの内側層は、ガス拡散領域として機能する第１開口部５２を有し、フィルタ５０Ａの外側層は、ガス冷却領域として機能する第２開口部および間隙部を有する。また、フィルタ５０Ａの外側層の最外層に設けられた第２開口部は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口として機能する。
【解決手段】ガス発生器１Ａは、イニシエータシェル１０およびクロージャシェル２０からなる軸方向の両端が閉塞されてなるハウジングと、イニシエータシェル１０に取付けられた点火器３０と、ハウジングの周壁部２２を取り囲むようにハウジングの外部に配設されたフィルタ５０Ａとを備える。フィルタ５０Ａは、径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成される。フィルタ５０Ａの内側層は、ガス拡散領域として機能する第１開口部５２を有し、フィルタ５０Ａの外側層は、ガス冷却領域として機能する第２開口部および間隙部を有する。また、フィルタ５０Ａの外側層の最外層に設けられた第２開口部は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口として機能する。
【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当該ガス発生器に具備されるガス発生器用フィルタ（以下、単にフィルタとも称する）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当該ガス発生器に具備さ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。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。
【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ガス発生器がある。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円筒状のハウジングを有し、ハウジングの周壁部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伝火薬、点火器、フィルタ等が収容されてなるものである。
【０００４】
このうち、フィルタは、ガス発生剤が燃焼することによって生成される作動ガスを冷却するとともに、当該生成された作動ガス中に含まれる残渣（スラグ）等を効果的に捕集するためのものであり、通常はガス発生剤が収容された燃焼室を取り囲むようにハウジングの内部に収容される。
【０００５】
ここで、ガス発生剤を確実に燃焼させるためには、ガス発生剤を高圧環境下に置くことが必要であるため、作動時における燃焼室の内圧が適度に上昇することとなるように、ハウジングに設けられるガス噴出口の開口面積は、ある程度小さく絞ることが必要である。そのため、フィルタをハウジングの内部に収容した場合には、作動ガスの流動方向に沿ってフィルタの下流側に開口面積の小さいガス噴出口が位置することになるため、作動ガスがガス噴出口に向けて集中するようにフィルタ内を流動することになり、必ずしもフィルタの全領域を有効に活用できていない問題があった。
【０００６】
また、フィルタをハウジングの内部に収容した場合には、フィルタを収容する分だけハウジングの外形が大きくなってガス発生器全体としての重量が増加してしまうといった問題や、ガス発生剤の着火の際に点火器および伝火薬にて生じる熱の一部がフィルタに吸収されて着火効率が低下してしまうといった問題も生じてしまう。
【０００７】
これらの問題を解決する一つの手法として、フィルタをハウジングの外部に配設することが考えられる。たとえば、特開平９−３９７１５号公報（特許文献１）には、ハウジングの周壁部に連通孔を設け、当該連通孔が設けられた周壁部を覆うように中空円筒状のフィルタを配置した構成のガス発生器が開示されている。ここで、当該特許文献１に開示のガス発生器においては、フィルタとして、繊維を絡み合わせてなる繊維体を数層にわたって重ね合わせたものを中心に置き、その積層繊維体の径方向内側および外側に金網を数層にわたって巻き付けてなるものが使用されており、当該フィルタの径方向外側には、さらにステンレス鋼板からなる帯状部材が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３９７１５号公報
【発明の概要】
【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１に開示のガス発生器においては、ハウジングの外部に配置されたフィルタが積層繊維体および金網を積層配置してなるものにて構成されているため、それ自体は作動ガスの流れを規制する機能をほとんど有しておらず、そのため効率よくフィルタを使用するために、フィルタの外表面の大部分を上記帯状部材で覆うことによって作動ガスの進路を変えて作動ガスをフィルタ中において拡散させ、これにより作動ガスを冷却することとしている。この場合には、上述した帯状部材でフィルタの外表面の大部分を覆うことが必須となり、部品点数の増加およびこれに伴う組立工数の増加が避けられないこととなってしまう。
【００１０】
また、上記特許文献１に開示のガス発生器においては、上述したように、ハウジングの外部に配置されるフィルタが積層繊維体および金網を積層配置してなるものにて構成されているため、当該フィルタが比較的機械的強度の低いものとなり、ハウジングの周壁部に設けられた連通孔から放出される作動ガスの圧力によって当該フィルタが径方向外側に向けて変形するおそれが生じてしまう。そのため、この圧力によるフィルタの変形を防止すべく、上記帯状部材をフィルタの径方向外側に配置することが必須となり、その結果フィルタの外表面の多くの部分が当該帯状部材によって覆われることとなる。ここで、当該フィルタの外表面は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口として機能することになるが、当該フィルタの外表面の大部分が帯状部材によって覆われることとなるため、当該ガス噴出口として機能する部分の面積が大幅に小さくなってしまう。したがって、上記特許文献１に開示のガス発生器においても、作動ガスの流動方向に沿ってフィルタの下流側に開口面積の小さいガス噴出口が位置することになるため、フィルタ内を流動する作動ガスがフィルタの一部領域に集中してしまうことになり、必ずしもフィルタの全領域を有効に活用できているとは言えないこととなってしまう。
【００１１】
加えて、上記特許文献１に開示のガス発生器においては、上述した理由により、作動ガスが局所的に高い指向性をもって噴出されることとなってしまうため、特にエアバッグの展開の初期段階においてエアバッグに局所的に高温の作動ガスが吹き付けられることによりエアバッグが損傷してしまうおそれもある。これを防止するためには、エアバッグの作動ガスが吹き付けられる部分を予め補強しておく等の対策が必要になってしまい、その結果エアバッグの部品点数の増加等にもつながってしまう。
【００１２】
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、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタの全領域を有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器および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】
【００１３】
本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、点火手段と、フィルタとを備えている。上記ハウジングは、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む金属製の部材にて構成され、軸方向の端部を閉塞する天板部および底板部と、連通孔が設けられた円筒状の周壁部とを有している。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ている。上記フィルタは、上記周壁部を取り囲むように上記ハウジングの外部に配設された中空円筒状の部材からなり、金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成されている。上記複数の層のうちの内側層は、上記連通孔に対面する部分に設けられた第１開口部を含んでいる。上記複数の層のうちの外側層は、上記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含んでいる。上記外側層の間には、上記突出部が位置することによって上記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられている。ここで、上記外側層のうちの最外層に設けられた上記複数の第２開口部は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口を構成している。
【００１４】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記連通孔から放出された作動ガスを拡散させるためのガス拡散領域を上記第１開口部が主として構成し、上記ガス拡散領域にて拡散された作動ガスを冷却しつつ当該作動ガスを通過させるためのガス冷却領域を上記複数の第２開口部および上記間隙部が構成していることが好ましい。
【００１５】
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、上記内側層のうちの最内層が上記周壁部に圧入されることによって上記ハウジングに固定されていることが好ましい。
【００１６】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記第１開口部が、上記板状部材を一部除去することで形成された孔であるとともに、上記第２開口部および上記突出部が、上記板状部材を塑性変形することで形成された孔および突起であることが好ましい。
【００１７】
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、単一の金属製の板状部材を巻き回すことによって構成されていることが好ましい。
【００１８】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記天板部および上記底板部のうちのいずれか一方が、径方向に沿って上記周壁部よりも外側にまで達する延設部を有していることが好ましく、その場合には、上記フィルタの一方の軸方向端部が、上記延設部に当接していることが好ましい。
【００１９】
上記本発明に基づくガス発生器は、上記フィルタの他方の軸方向端部に当接する押さえ部材をさらに備えていることが好ましく、その場合には、上記フィルタが、上記延設部と上記押さえ部材とによって挟持されていることが好ましい。
【００２０】
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、当該フィルタの軸方向端部を上記延設部および上記押さえ部材に当接させることで閉塞されていてもよい。
【００２１】
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、当該フィルタの軸方向端部を屈曲または湾曲させることで閉塞されていてもよい。
【００２２】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記外側層のうちの最内層の、上記フィルタの径方向に沿って上記第１開口部を介して上記連通孔に対面する部分に、上記第２開口部が設けられていない隔壁部が位置していることが好ましい。
【００２３】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数の第２開口部の各々の開口面積が、上記フィルタの径方向に沿って内側から外側に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されていることが好ましい。
【００２４】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数の第２開口部の各々の開口面積が、上記フィルタの軸方向に沿って異なるように構成されるとともに、上記フィルタの径方向に沿って異なるように構成されていることが好ましい。
【００２５】
本発明に基づくガス発生器用フィルタは、円柱状の外形を有するガス発生器のハウジングの周壁部を取り囲むように当該ハウジングの外部に配設される中空円筒状のものであって、金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成されている。上記複数の層のうちの内側層は、第１開口部を含んでおり、上記複数の層のうちの外側層は、上記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含んでいる。上記外側層の間には、上記突出部が位置することによって上記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタの全領域を有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器およびガス発生器用フィルタとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス発生器およびの模式断面図である。
【図２】図１に示すフィルタの概略斜視図である。
【図３】図１に示すフィルタの模式展開図である。
【図４】図１に示すフィルタの表面部分の拡大斜視図である。
【図５】図１に示す領域Ｖの拡大模式断面図である。
【図６】第１変形例に係るフィルタの模式展開図である。
【図７】第２変形例に係るフィルタの模式展開図である。
【図８】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。
【図９】本発明の実施の形態３におけるガス発生器の模式断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４におけるガス発生器の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。なお、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ガス発生器および当該ガス発生器に具備されるガス発生器用フィルタに本発明を適用した場合を例示するものである。
【００２９】
（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、この図１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器および当該ガス発生器に具備されたガス発生器用フィルタの構造について説明する。
【００３０】
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。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１０およびクロージャシェル２０を組み合わせることによって形成されている。より具体的には、イニシエータシェル１０は、底板部１１と立設部１２とを有しており、クロージャシェル２０は、天板部２１と周壁部２２とを有しており、クロージャシェル２０の開口端がイニシエータシェル１０の底板部１１に当接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。
【００３１】
イニシエータシェル１０およびクロージャシェル２０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１０およびクロージャシェル２０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、各部分に相当する金型等を使用して鍛造加工、絞り加工、プレス加工等を組み合わせることによって加圧流動の繰り返しによって成形される。また、イニシエータシェル１０およびクロージャシェル２０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。
【００３２】
イニシエータシェル１０の底板部１１の略中央部には、保持部１３が形成されている。この保持部１３は、点火器３０が挿入されることで当該点火器３０を保持するための部位である。具体的には、保持部１３に設けられた開口に点火器３０の端子ピン３２が挿通するように点火器３０が保持部１３にイニシエータシェル１０の内側から取付けられ、この状態において保持部１３の先端に設けられたかしめ部１４ａを点火器３０側に向けてかしめることにより、点火器３０がイニシエータシェル１０の保持部１３にかしめ固定されている。なお、ハウジングの外部に露出するように配置された端子ピン３２には、点火器３０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。
【００３３】
イニシエータシェル１０の底板部１１は、ハウジングの径方向に沿ってクロージャシェル２０の周壁部２２よりも外側にまで達する延設部１１ａを有している。延設部１１ａは、後述するフィルタ５０Ａの軸方向端部を当て留めすることで当該フィルタ５０Ａの位置決めを行なうための部位である。また、延設部１１ａの径方向外側の端部からは、上述した立設部１２が連続して設けられている。立設部１２は、ハウジングをエアバッグ装置のリテーナ等に固定するための部位である。
【００３４】
点火器３０は、火炎を発生させるための点火装置であり、点火部３１と上述の端子ピン３２とを含んでいる。点火部３１は、その内部に、作動時において着火する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体とを含んでいる。端子ピン３２は、点火薬を着火させるために点火部３１に接続されている。
【００３５】
より詳細には、点火器３０は、一対の端子ピン３２が挿通されてこれを保持する基部と、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３２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。
【００３６】
衝突を検知した際には、端子ピン３２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３０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。
【００３７】
点火器３０と保持部１３との間には、シール部材３３が介在されている。シール部材３３は、点火器３０と保持部１３との間に生じる隙間を気密に封止することによって後述する伝火室３５を密閉するためのものであり、点火器３０を保持部１３にかしめ固定する際に上記隙間に挿入される。シール部材３３としては、十分な耐熱性および耐久性の材料からなるものを利用することが好ましく、たとえばエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭ樹脂製のＯリング等を利用することが好適である。なお、別途、シール部材３３が介装される部分に液状のシール剤を塗布しておけば、さらに伝火室３５の密閉性を高めることができる。
【００３８】
イニシエータシェル１０の保持部１３には、点火器３０を覆うようにエンハンサカップ３４が固定されている。エンハンサカップ３４は、有底筒状の形状を有しており、その内部に伝火薬３６が収容された伝火室３５を含んでいる。エンハンサカップ３４は、伝火室３５と後述する燃焼室４０とを区画するための部材である。
【００３９】
エンハンサカップ３４は、点火器３０が作動することによって伝火薬３６が着火された場合に伝火室３５内の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴ってその一部が破裂または溶融するものであり、たとえばアルミニウムやアルミニウム合金等のプレス成形品にて構成される。エンハンサカップ３４は、その開口端側にフランジ部３４ａを有しており、保持部１３に設けられたかしめ部１４ｂによって当該フランジ部３４ａがかしめられることにより、エンハンサカップ３４が保持部１３に固定されている。
【００４０】
伝火室３５に充填された伝火薬３６は、点火器３０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３６としては、後述するガス発生剤４１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３６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。
【００４１】
なお、本実施の形態におけるガス発生器１Ａにおいては、上述した点火器３０および伝火薬３６がガス発生剤４１を燃焼させるための点火手段に相当する。
【００４２】
イニシエータシェル１０およびクロージャシェル２０からなるハウジングの内部の空間のうち、上述のエンハンサカップ３４が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤４１が収容される燃焼室４０が位置している。より具体的には、上述のエンハンサカップ３４は、ハウジングの内部に形成された燃焼室４０内に突出して配置されており、このエンハンサカップ３４の頂壁部の外表面に面する部分および側壁部の外表面に面する部分に設けられた空間が燃焼室４０として構成されている。
【００４３】
ガス発生剤４１は、点火器３０によって点火された伝火薬３６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４１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、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅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。
【００４４】
ガス発生剤４１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４１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４１の形状の他にもガス発生剤４１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。
【００４５】
燃焼室４０のイニシエータシェル１０側の端部には、燃焼室４０に収容されたガス発生剤４１に接触するようにクッション材４２が配置されている。クッション材４２は、成形体からなるガス発生剤４１が振動等によって破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形体や発泡シリコン等が利用される。
【００４６】
燃焼室４０に対面する部分のクロージャシェル２０の周壁部２２には、燃焼室４０にて生成された作動ガスをハウジングの外部に放出するための複数の連通孔２３が設けられている。当該複数の連通孔２３は、ガス発生剤４１を確実に燃焼させるため、作動時において燃焼室４０の内圧が適度に上昇することとなるように、比較的その開口面積が小さく絞られて形成されたものであり、たとえばクロージャシェル２０の軸方向の中央部において周方向に沿って点列状に一列設けられている。
【００４７】
クロージャシェル２０の周壁部２２の燃焼室４０側に位置する面には、上記連通孔２３を閉塞するようにシール部材２４が貼付されている。このシール部材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、非作動時において燃焼室４０の気密性が確保されるとともに、作動時においてシール部材２４が破れることで燃焼室４０が外部に連通することになる。
【００４８】
ハウジングの外部であってクロージャシェル２０の周壁部２２を取り囲む空間には、当該周壁部２２に沿ってフィルタ５０Ａが配置されている。フィルタ５０Ａは、全体として中空円筒状の形状を有しており、ハウジングと同軸上に配置されている。フィルタ５０Ａとしては、複数の孔が形成された金属製の板状部材を径方向に積層したもの（一般にフックフィルタと称される）が利用され、金属製の板状部材としては、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。
【００４９】
より詳細には、フィルタ５０Ａは、後述する第１開口部５２、第２開口部５３および突出部５３ａ（突出部５３ａについては図１中において図示を省略）が設けられた筒状部５１を有しており、その内部にさらに間隙部５４を有している。フィルタ５０Ａは、燃焼室４０にて生成された作動ガスがこのフィルタ５０Ａ中を通過する際に、作動ガスが有する高温の熱を奪い取ることによって作動ガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、作動ガス中に含まれる残渣等を除去する除去手段としても機能する。なお、フィルタ５０Ａの具体的な構造については、後述することとする。
【００５０】
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の作動時における動作について説明する。
【００５１】
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３０が作動する。伝火室３５に収容された伝火薬３６は、点火器３０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３６の燃焼により、エンハンサカップ３４内の圧力が高まるとその圧力または熱によってエンハンサカップ３４が破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室４０に流れ込む。
【００５２】
流れ込んだ熱粒子により、燃焼室４０に収容されたガス発生剤４１が着火されて燃焼し、燃焼室４０にて多量の作動ガスが生成される。燃焼室４０にて生成された作動ガスは、クロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた連通孔２３を介してハウジングの外部へと放出される。連通孔２３から放出された作動ガスは、フィルタ５０Ａの内部に流入して当該フィルタ５０Ａ中を通過し、その際フィルタ５０Ａによって熱が奪われて冷却されるとともに作動ガス中に含まれる残渣等がフィルタ５０Ａによって除去される。フィルタ５０Ａを通過した作動ガスは、フィルタ５０Ａの外周面から噴出され、当該フィルタ５０Ａから噴出された作動ガスがガス発生器１Ａに隣接して設けられたバッグの内部に導入されることにより、バッグが膨張および展開する。
【００５３】
図２は、図１に示すフィルタの概略斜視図であり、図３は、図１に示すフィルタの模式展開図である。また、図４は、図１に示すフィルタの表面部分の拡大斜視図であり、図５は、図１に示す領域Ｖの拡大模式断面図である。次に、これら図２ないし図５を参照して、本実施の形態におけるガス発生器のフィルタの詳細な構造について説明する。
【００５４】
図２に示すように、フィルタ５０Ａは、単一の金属製の板状部材を巻き回すことで径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成されており、全体として中空円筒状の形状を有している。フィルタ５０Ａは、円筒状に形成された筒状部５１と、筒状部５１の軸方向における上端を外側に向けて湾曲させることで形成された上端側閉塞部５５と、筒状部５１の軸方向における下端を外側に湾曲させることで形成された下端側閉塞部５６とを含んでいる。
【００５５】
より詳細には、図３に示すように、長尺状の金属製の板状部材の長手方向の一方端（図３における左側の端部）が内側に位置し、かつ他方端（図３における右側の端部）が外側に位置することとなるように、上記金属製の板状部材が渦巻状に巻き回され、上記一方端寄りの部分と上記他方端寄りの部分とが重なる接合しろ部分において各層を溶接等を行なうことにより、中空円筒状のフィルタ５０Ａが形成されている。図示するフィルタ５０Ａにあっては、図２に示すように、接合しろとなる部分を除き、金属製の板状部材が５周にわたって巻き回されることにより、合計で５層の筒状部５１が設けられている。
【００５６】
図２に示すように、上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６は、上述した５層の筒状部５１の軸方向端部のそれぞれが互いに接触するように湾曲させることで構成されている（図１参照）。これら上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６は、後述するフィルタ５０Ａの内部に設けられた間隙部５４が筒状部５１の軸方向端部において外部と連通することを防止するための部位である。このように、上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６をフィルタ５０Ａに設けることにより、作動ガスが十分にフィルタ５０Ａにおいて冷却されずにまたスラグが十分に除去されずにエアバッグに向けて噴出されることが防止できる。なお、上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６は、金属製の板状部材を巻き回した後にプレス加工の一種である曲げ加工を筒状部５１の上端および下端に施すことで形成されていてもよいし、巻き回し前の金属製の板状部材の上端（図３における上側の端部）および下端（図３における下側の端部）に曲げ加工を予め施しておき、巻き回し時においてこれら上端および下端がそれぞれ互いに接触するようにすることで形成されていてもよい。
【００５７】
図２、図３および図５に示すように、図示するフィルタ５０Ａにあっては、これら５層の筒状部５１のうち、径方向内側に位置する第１層Ｌ１および第２層Ｌ２が内側層に相当し、当該内側層である第１層Ｌ１および第２層Ｌ２を除く第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５が、径方向外側に位置する外側層に相当する。なお、外側層である第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５のうち、最も径方向外側に位置する第５層Ｌ５が、最外層に相当する。
【００５８】
図２および図３に示すように、筒状部５１の第１層Ｌ１および第２層Ｌ２には、複数の第１開口部５２が設けられている。当該複数の第１開口部５２は、金属製の板状部材を一部除去することで形成された孔であることが好ましく、たとえば金属製の板状部材にプレス加工の一種であるピアシング加工（孔抜き加工）を施すことで形成される。これら複数の第１開口部５２の各々は、軸方向に沿って延びるスリット状の孔として形成されており、図５に示すように、フィルタ５０Ａをハウジングに固定した後においてクロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた複数の連通孔２３にそれぞれ対面する位置に設けられている。
【００５９】
一方、図２ないし図４に示すように、筒状部５１の第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５には、それぞれ複数の第２開口部５３および当該複数の開口部５３の周縁に位置する突出部５３ａが設けられている。なお、図２においては、突出部５３ａの図示を省略している。当該複数の第２開口部５３および突出部５３ａは、金属製の板状部材を塑性変形することで形成された孔および突起であることが好ましく、たとえば金属製の板状部材にプレス加工の一種であるバーリング加工（孔の周囲に立ち上がり部分が形成されるようにするプレス加工）を施すことで形成される。これら複数の第２開口部５３の各々は、上述した複数の第１開口部５２の各々よりも開口面積が小さい孔として行列状に整列して設けられている。これら複数の第２開口部５３および突出部５３ａは、第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５のそれぞれにおいて筒状部５１の全面にわたって実質的に均等に設けられている。
【００６０】
ここで、突出部５３ａは、上述したバーリング加工の際に形成される金属製の板状部材の立ち上がり部分にて構成されるものであり、当該突出部５３ａは、フィルタ５０Ａの内側に向けて突出している。図４に示す如くの形状の突出部５３ａを形成するためには、押し型として角錐状または円錐状のピンを用いることが好適である。また、必要に応じてバーリング加工後にローラを用いて突出部５３ａを圧延することにより、複数の突出部５３ａの高さを所定の高さにすべて調節することとしてもよい。なお、突出部５３ａの突出方向としては、上述した内側向けのみに限定されるものではなく、外側向けのみであってもよいし、内側向けと外側向けとが混在していてもよい。
【００６１】
上述したように、フィルタ５０Ａの内側層（すなわち、第１層Ｌ１および第２層Ｌ２）は、金属製の板状部材のうちの、第１開口部５２が設けられた部分を巻き回すことによって形成されている（図３参照）。ここで、図５に示すように、フィルタ５０Ａに設けられた第１開口部５２は、クロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた連通孔２３に対面して配置されるとともに、比較的大きな開口面積を有する孔として形成されている。したがって、内側層に設けられた第１開口部５２は、連通孔２３から放出された作動ガスをフィルタ５０Ａの軸方向および周方向を含むクロージャシェル２０の周壁部２２の外周面に沿って拡散させるためのガス拡散領域としての機能を主として発揮することになる。なお、第１開口部５２は、上述したガス拡散領域としての機能に加え、ガスを冷却させる機能やスラグを捕集する機能も同時に発揮することになる。
【００６２】
ここで、フィルタ５０Ａにあっては、金属製の板状部材を巻き回した後において、第２層Ｌ２の筒状部５１（すなわち第２層Ｌ２の第１開口部５２が設けられていない部分）によって第１層Ｌ１の第１開口部５２が閉塞されないように構成されていることが好ましい。これは、第２層Ｌ２の筒状部５１によって第１層Ｌ１の第１開口部５２の多くの部分が閉塞された場合には、上述したガス拡散機能が大幅に弱められてしまうためであり、その結果としてバーストを引き起こしてしまう危険性もあるためである。
【００６３】
一方、上述したように、フィルタ５０Ａの外側層（すなわち、第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５）は、金属製の板状部材のうちの、周縁に突出部５３ａが形成された複数の開口部５３が設けられた部分を巻き回すことによって形成されている（図３参照）。ここで、図５に示すように、フィルタ５０Ａに設けられた突出部５３ａは、積層された外側層を互いに所定の距離をもって対向配置させるためのスペーサとしての機能を果たすため、外側層の内部には、所定の大きさの間隙部５４が形成されることになる。また、フィルタ５０Ａに設けられた第２開口部５３は、外側層の全面にわたって多数設けられるとともに、比較的小さな開口面積を有する孔として形成されている。したがって、外側層に設けられた第２開口部５３は、間隙部５４を介して互いに連通することになり、これら第２開口部５３および間隙部５４は、作動ガスが流動するための迷路化された流路となる。そのため、第２開口部５３および間隙部５４は、上述したガス拡散領域にて拡散された作動ガスを冷却しつつ当該作動ガスを通過させるためのガス冷却領域としての機能を主として発揮することになる。なお、第２開口部５３および間隙部５４は、上述したガス冷却領域としての機能に加え、ガスを拡散させる機能やスラグを捕集する機能も同時に発揮することになる。
【００６４】
ここで、外側層のうちの任意の層と当該任意の層に隣接する層との間において、第２開口部５３が設けられた領域同士が対向して配置される箇所は少ないことが好ましく、対向している箇所が存在していないとなお好ましい。これは、第２開口部５３が設けられた領域同士が対向して配置されていない箇所においては、径方向に流動する作動ガスを軸方向および周方向に向けて流動するように変えることができ、その結果、軸方向および周方向における作動ガスの拡散性を高めることができるためである。したがって、第２開口部５３が設けられた領域同士が対向して配置される箇所が増えた場合には、軸方向および周方向における作動ガスの拡散性が低下してしまうため、当該箇所は、可能な限り少なくするか、あるいは無くしてしまうことが好ましい。
【００６５】
また、上述したように、フィルタ５０Ａの最外層（すなわち、第５層Ｌ５）は、金属製の板状部材のうちの、周縁に突出部５３ａが形成された複数の開口部５３が設けられた部分を巻き回すことによって形成されている（図３参照）。ここで、図５に示すように、最外層に設けられた第２開口部５３は、最外層の全面にわたって多数設けられるとともに、比較的小さな開口面積を有する孔として形成されている。したがって、最外層に設けられた第２開口部５３は、上述したガス冷却領域にて冷却された作動ガスをフィルタ５０Ａの外周面から外側に向けて噴出するためのガス噴出口としての機能を主として発揮することになる。ここで、上述したように、フィルタ５０Ａの最外層には全面にわたって多数の第２開口部５３が設けられているため、作動ガスがこの最外層に設けられた多数の第２開口部５３の一部に集中して噴出されることが防止可能となる。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が未然に防止できることになる。
【００６６】
なお、図１に示すように、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５０Ａの内側層のうちの最内層である第１層Ｌ１がクロージャシェル２０の周壁部２２に圧入されることで、ハウジングにフィルタ５０Ａが固定されている。このように圧入を利用すれば、容易にフィルタ５０Ａをハウジングに固定することが可能になる。
【００６７】
また、図１に示すように、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５０Ａの一方の軸方向端部である下端側閉塞部５６が、ハウジングの延設部１１ａに当て留めされて当接している。このように構成すれば、フィルタ５０Ａのハウジングに対する固定の際にハウジングの軸方向の位置決めが容易に行なえることになる。
【００６８】
加えて、図１に示すように、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５０Ａがクロージャシェル２０の周壁部２２と隙間なく配設され、かつフィルタ５０Ａの上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６によってフィルタ５０Ａの軸方向端部が閉塞されているため、フィルタをハウジングの内部に配設した場合に、フィルタとハウジングとの間の隙間からフィルタを経由せずに外部に放出されてしまう作動ガスの流れを抑制するための、いわゆるバイパス防止部材を設ける必要がなくなり、ガス発生器の構成が簡素化して部品点数が削減できる効果も得られる。
【００６９】
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および当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａとすることにより、作動時においてハウジングに設けられた連通孔２３から放出された作動ガスは、上記第１開口部５２によって構成されたガス拡散領域、上記第２開口部５３および間隙部５４によって構成されたガス冷却領域、上記最外層に位置する第２開口部５３によって構成されたガス噴出口の順でフィルタ５０Ａの内部を流動することになる。したがって、フィルタ５０Ａに流入した作動ガスがフィルタ５０Ａの内部において効果的に拡散されることになり、フィルタ５０Ａのほぼ全領域を有効に活用して作動ガスの冷却および残渣等の除去が行なえるとともに、フィルタ５０Ａの外周面のほぼ全域から作動ガスを放射状に外部に向けて噴出することが可能になり、エアバッグのスムーズな展開とエアバッグの損傷の防止が図られることになる。
【００７０】
ここで、ハウジングの外部に配設されるフィルタとして、金属線材や金属網材を押し固めたり積層したりしたものを使用した場合には、作動ガスが十分に拡散することなく排出されることになるため、スラグ捕集機能やガス冷却機能を十分に発揮できないおそれやエアバッグにダメージを与えてしまうおそれも生じる。これに対し、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａにあっては、上述した如くの金属製の板状部材を径方向に積層することで構成されたフィルタ５０Ａを使用しているため、作動ガスの十分な拡散がなされることになり、スラグ捕集機能やガス冷却機能が十分に発揮されるとともに、エアバッグがダメージを受けることも抑制することができる。
【００７１】
また、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａとすることにより、フィルタ５０Ａをハウジングの外部に配設することで、その分だけハウジングの外形が小さくなってガス発生器全体としての軽量化が可能になるとともに、ガス発生剤４１の着火の際に点火器３０および伝火薬３６にて生じる熱がフィルタ５０Ａに吸収されて着火効率が低下してしまうこともなくなる。さらには、ガス発生剤４１の着火効率が向上するため、伝火薬３６の量を減らすことも可能になり、エンハンサカップ３４を小型化することが可能となってガス発生器の小型軽量化を図ることも可能になる。
【００７２】
したがって、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａとすることにより、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタ５０Ａの全領域を有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器およびガス発生器用フィルタとすることができる。
【００７３】
なお、図３に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａにあっては、フィルタ５０Ａの外側層に設けられた第２開口部５３の各々の開口面積が、フィルタ５０Ａの径方向に沿って内側から外側に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されている。このように構成すれば、作動ガスがフィルタ５０Ａを通過する際に作動ガス中に含まれる残渣等をより効果的に除去することが可能になる。
【００７４】
また、図６および図７は、本実施の形態に基づいた第１変形例および第２変形例に係るフィルタの模式展開図である。
【００７５】
図６に示すように、第１変形例に係るフィルタ５０Ｂにあっては、フィルタ５０Ａの内側層に設けられた第１開口部５２が、単一の切欠き部によって構成されている。当該切欠き部からなる第１開口部５２は、金属製の板状部材を一部除去することで形成された孔であることが好ましく、たとえば金属製の板状部材にプレス加工の一種であるノッチング加工（切欠き加工）を施すことで形成される。当該切欠き部からなる第１開口部５２は、周方向に沿って延びるスリット状の孔として形成されており、フィルタ５０Ａをハウジングに固定した後においてクロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた複数の連通孔２３に対面する位置に設けられている。
【００７６】
また、第１変形例に係るフィルタ５０Ｂにあっては、フィルタ５０Ｂの外側層に設けられた複数の第２開口部５３の各々の開口面積が、フィルタ５０Ｂの軸方向に沿って異なるように構成されるとともに、フィルタ５０Ｂの径方向に沿って異なるように構成されている。より詳細には、第３層Ｌ３および第５層Ｌ５においては、フィルタ５０Ｂの軸方向の中央部から上端部および下端部側に向かうにつれて第２開口部５３の開口面積が徐々に大きくなるように構成され、第４層Ｌ４においては、フィルタ５０Ｂの軸方向の中央部から上端部および下端部側に向かうにつれて第２開口部５３の開口面積が徐々に小さくなるように構成されている。
【００７７】
このように構成すれば、フィルタ５０Ｂの内側層において作動ガスがより効果的に拡散されるようになるとともに、フィルタ５０Ｂの外側層において作動ガスが軸方向に対してよりジグザク状に流動するようになるため、フィルタ５０Ｂの内部を内側から外側に向けて流れる作動ガスをより効果的に拡散させることが可能になり、フィルタ５０Ｂの全領域をより有効に活用することができるようになる。
【００７８】
一方、図７に示すように第２変形例に係るフィルタ５０Ｃにあっては、上記フィルタ５０Ｂにおいて、外側層の最内層である第３層Ｌ３の、フィルタ５０Ｃの径方向に沿って第１開口部５２を介して連通孔２３に対面する部分に、第２開口部５３が設けられていない隔壁部５７が位置している。
【００７９】
このように構成すれば、連通孔２３から放出された作動ガスの多くが当該隔壁部５７に吹き付けられてより効果的に作動ガスが第１開口部５２にて構成されたガス拡散領域において拡散されるようになるとともに、当該隔壁部５７において残渣等を効果的に捕集することができるようになる。
【００８０】
（実施の形態２）
図８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。以下においては、この図８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。なお、上述した実施の形態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、その説明は繰り返さない。
【００８１】
図８に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂは、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａが具備していたフィルタと同様のフィルタ５０Ａを備えている。一方、ガス発生器１Ｂのクロージャシェル２０の周壁部２２には、軸方向に沿って複数の連通孔２３が設けられている。より詳細には、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａにおいては、軸方向の中央部に周方向に沿って複数の連通孔２３が一列に整列して設けられていたが、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂにおいては、軸方向の中央部近傍に周方向に沿って複数の連通孔２３が二列に整列して設けられている。
【００８２】
このように構成した場合には、燃焼室４０から連通孔２３を介して放出される作動ガスが、フィルタ５０Ａの軸方向の２箇所においてフィルタ５０Ａに導入されることになるため、より効果的に作動ガスをフィルタ５０Ａの内部において拡散させることが可能になる。したがって、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタ５０Ａの全領域をより有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器とすることができる。
【００８３】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３におけるガス発生器の模式断面図である。以下においては、この図９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。なお、上述した実施の形態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、その説明は繰り返さない。
【００８４】
図９に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃは、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａが具備していたフィルタと同様のフィルタ５０Ａを備えている。一方、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃのクロージャシェル２０の周壁部２２の所定位置には、環状の形状を有する押さえ部材２５が取付けられており、当該押さえ部材２５にフィルタ５０Ａの軸方向端部である上端側閉塞部５５が当接している。
【００８５】
より具体的には、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａにおいては、フィルタ５０Ａがクロージャシェル２０の周壁部２２に圧入されることによってのみハウジングに固定されていたが、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５０Ａがクロージャシェル２０の周壁部２２に圧入されるとともに、イニシエータシェル１０に設けられた延設部１１ａと押さえ部材２５とによって軸方向に沿って挟持されて固定されている。なお、押さえ部材２５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にて構成されることが好ましく、好適にはクロージャシェル２０に溶接により固定される。
【００８６】
このように構成した場合には、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａとした場合に得られる効果と同様の効果が得られるのみならず、フィルタ５０Ａをより強固にハウジングに固定することが可能になる。
【００８７】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるガス発生器の模式断面図である。以下においては、この図１０を参照して、本実施の形態におけるガス発生器および当該ガス発生器に具備されたガス発生器用フィルタの構造について説明する。なお、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｃおよび当該ガス発生器１Ｃに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００８８】
図１０に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄは、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｃと同様に、クロージャシェル２０の周壁部２２の所定位置に取付けられた環状の形状を有する押さえ部材２５を備えている。一方、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄは、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｄが具備していたフィルタ５０Ａとは異なるフィルタ５０Ｄを備えている。
【００８９】
フィルタ５０Ｄは、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｄが具備していたフィルタ５０Ａとは異なり、円筒状に形成された筒状部５１のみを含んでいる。筒状部５１の上端部５８および下端部５９は、フィルタ５０Ｄを軸方向に沿ってイニシエータシェル１０の延設部１１ａと押さえ部材２５とによって挟持する際に当該イニシエータシェル１０の延設部１１ａと押さえ部材２５とにそれぞれ圧接触する部位である。
【００９０】
このように構成した場合には、フィルタ５０Ｄの軸方向端部を予め閉塞しておく処理を行なうことが不要となり、イニシエータシェル１０に設けられた延設部１１ａと押さえ部材２５とによってフィルタ５０Ｄが挟持された状態を維持しつつ、押さえ部材２５をクロージャシェル２０に固定することにより、フィルタ５０Ｄの軸方向端部の閉塞処理が行なえる。すなわち、上記構成を採用することにより、フィルタ５０Ｄの軸方向端部が、イニシエータシェル１０の延設部１１ａおよび押さえ部材２５に当接することで閉塞されることになり、これによってフィルタ５０Ｄの内部に設けられた間隙部５４が筒状部５１の軸方向端部において外部と連通することが防止されることになる。
【００９１】
したがって、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄおよび当該ガス発生器１Ｄに具備されるガス発生器用フィルタ５０Ｄとした場合にも、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｃおよび当該ガス発生器１Ｃに具備されるガス発生器用フィルタ５０Ａとした場合に得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、フィルタの内側層が２層にて構成されるとともに、フィルタの外側層が３層にて構成した場合を例示して説明を行なったが、内側層および外側層の数は、これに限定されるものではない。すなわち、内側層は、１層にて構成してもよいし、３層以上の複数の層にて構成してもよい。内側層の数を増やせば、ガス拡散領域が増えることになり、したがって、ガス拡散機能を高めることが可能になる。この場合にも、内側層に設けられた第１開口部が他の内側層の筒状部によって閉塞されてしまった場合には、ガス拡散機能が低下してしまうことになるため、当該第１開口部のより多くが閉塞されないように構成することが好ましい。また、外側層は、２層または４層以上の層にて構成してもよい。
【００９３】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、単一の金属製の板状部材を巻き回すことで積層体からなるフィルタが構成された場合を例示して説明を行なったが、フィルタの構成は、当該構成に限定されるものではない。すなわち、それぞれの層が別々の金属製の板状部材にて構成されてこれを組み合わせることで積層体からなるフィルタが構成されてもよいし、複数の層の一部が単一の金属製の板状部材巻き回すことで形成されるとともに、残る層が別の単一の金属製の板状部材巻き回すことで形成され、これらが組み合わされることで積層体からなるフィルタが構成されてもよい。
【００９４】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし３においては、フィルタの軸方向端部を湾曲させることで当該軸方向端部を閉塞した場合を例示して説明を行なったが、当該軸方向端部を屈曲させることで当該軸方向端部を閉塞させることも当然に可能である。
【００９５】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、本発明をいわゆるディスク型ガス発生器に適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。
【００９６】
加えて、以上において説明した本発明の実施の形態１ないし４におけるガス発生器および当該ガス発生器に具備されるガス発生器用フィルタの特徴的な構成は、装置構成上、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。
【００９７】
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。
【符号の説明】
【００９８】
１Ａ〜１Ｄ ガス発生器、１０ イニシエータシェル、１１ 底板部、１１ａ 延設部、１２ 立設部、１３ 保持部、１４ａ，１４ｂ かしめ部、２０ クロージャシェル、２１ 天板部、２２ 周壁部、２３ 連通孔、２４ シール部材、２５ 押さえ部材、３０ 点火器、３１ 点火部、３２ 端子ピン、３３ シール部材、３４ エンハンサカップ、３４ａ フランジ部、３５ 伝火室、３６ 伝火薬、４０ 燃焼室、４１ ガス発生剤、４２ クッション材、５０Ａ〜５０Ｄ フィルタ、５１ 筒状部、５２ 第１開口部、５３ 第２開口部、５３ａ 突出部、５４ 間隙部、５５ 上端側閉塞部、５６ 下端側閉塞部、５７ 隔壁部、５８ 上端部、５９ 下端部。
【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当該ガス発生器に具備されるガス発生器用フィルタ（以下、単にフィルタとも称する）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当該ガス発生器に具備さ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。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。
【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ガス発生器がある。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円筒状のハウジングを有し、ハウジングの周壁部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伝火薬、点火器、フィルタ等が収容されてなるものである。
【０００４】
このうち、フィルタは、ガス発生剤が燃焼することによって生成される作動ガスを冷却するとともに、当該生成された作動ガス中に含まれる残渣（スラグ）等を効果的に捕集するためのものであり、通常はガス発生剤が収容された燃焼室を取り囲むようにハウジングの内部に収容される。
【０００５】
ここで、ガス発生剤を確実に燃焼させるためには、ガス発生剤を高圧環境下に置くことが必要であるため、作動時における燃焼室の内圧が適度に上昇することとなるように、ハウジングに設けられるガス噴出口の開口面積は、ある程度小さく絞ることが必要である。そのため、フィルタをハウジングの内部に収容した場合には、作動ガスの流動方向に沿ってフィルタの下流側に開口面積の小さいガス噴出口が位置することになるため、作動ガスがガス噴出口に向けて集中するようにフィルタ内を流動することになり、必ずしもフィルタの全領域を有効に活用できていない問題があった。
【０００６】
また、フィルタをハウジングの内部に収容した場合には、フィルタを収容する分だけハウジングの外形が大きくなってガス発生器全体としての重量が増加してしまうといった問題や、ガス発生剤の着火の際に点火器および伝火薬にて生じる熱の一部がフィルタに吸収されて着火効率が低下してしまうといった問題も生じてしまう。
【０００７】
これらの問題を解決する一つの手法として、フィルタをハウジングの外部に配設することが考えられる。たとえば、特開平９−３９７１５号公報（特許文献１）には、ハウジングの周壁部に連通孔を設け、当該連通孔が設けられた周壁部を覆うように中空円筒状のフィルタを配置した構成のガス発生器が開示されている。ここで、当該特許文献１に開示のガス発生器においては、フィルタとして、繊維を絡み合わせてなる繊維体を数層にわたって重ね合わせたものを中心に置き、その積層繊維体の径方向内側および外側に金網を数層にわたって巻き付けてなるものが使用されており、当該フィルタの径方向外側には、さらにステンレス鋼板からなる帯状部材が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３９７１５号公報
【発明の概要】
【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１に開示のガス発生器においては、ハウジングの外部に配置されたフィルタが積層繊維体および金網を積層配置してなるものにて構成されているため、それ自体は作動ガスの流れを規制する機能をほとんど有しておらず、そのため効率よくフィルタを使用するために、フィルタの外表面の大部分を上記帯状部材で覆うことによって作動ガスの進路を変えて作動ガスをフィルタ中において拡散させ、これにより作動ガスを冷却することとしている。この場合には、上述した帯状部材でフィルタの外表面の大部分を覆うことが必須となり、部品点数の増加およびこれに伴う組立工数の増加が避けられないこととなってしまう。
【００１０】
また、上記特許文献１に開示のガス発生器においては、上述したように、ハウジングの外部に配置されるフィルタが積層繊維体および金網を積層配置してなるものにて構成されているため、当該フィルタが比較的機械的強度の低いものとなり、ハウジングの周壁部に設けられた連通孔から放出される作動ガスの圧力によって当該フィルタが径方向外側に向けて変形するおそれが生じてしまう。そのため、この圧力によるフィルタの変形を防止すべく、上記帯状部材をフィルタの径方向外側に配置することが必須となり、その結果フィルタの外表面の多くの部分が当該帯状部材によって覆われることとなる。ここで、当該フィルタの外表面は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口として機能することになるが、当該フィルタの外表面の大部分が帯状部材によって覆われることとなるため、当該ガス噴出口として機能する部分の面積が大幅に小さくなってしまう。したがって、上記特許文献１に開示のガス発生器においても、作動ガスの流動方向に沿ってフィルタの下流側に開口面積の小さいガス噴出口が位置することになるため、フィルタ内を流動する作動ガスがフィルタの一部領域に集中してしまうことになり、必ずしもフィルタの全領域を有効に活用できているとは言えないこととなってしまう。
【００１１】
加えて、上記特許文献１に開示のガス発生器においては、上述した理由により、作動ガスが局所的に高い指向性をもって噴出されることとなってしまうため、特にエアバッグの展開の初期段階においてエアバッグに局所的に高温の作動ガスが吹き付けられることによりエアバッグが損傷してしまうおそれもある。これを防止するためには、エアバッグの作動ガスが吹き付けられる部分を予め補強しておく等の対策が必要になってしまい、その結果エアバッグの部品点数の増加等にもつながってしまう。
【００１２】
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、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタの全領域を有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器および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】
【００１３】
本発明に基づくガス発生器は、ハウジングと、点火手段と、フィルタとを備えている。上記ハウジングは、ガス発生剤が収容された燃焼室を内部に含む金属製の部材にて構成され、軸方向の端部を閉塞する天板部および底板部と、連通孔が設けられた円筒状の周壁部とを有している。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ている。上記フィルタは、上記周壁部を取り囲むように上記ハウジングの外部に配設された中空円筒状の部材からなり、金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成されている。上記複数の層のうちの内側層は、上記連通孔に対面する部分に設けられた第１開口部を含んでいる。上記複数の層のうちの外側層は、上記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含んでいる。上記外側層の間には、上記突出部が位置することによって上記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられている。ここで、上記外側層のうちの最外層に設けられた上記複数の第２開口部は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口を構成している。
【００１４】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記連通孔から放出された作動ガスを拡散させるためのガス拡散領域を上記第１開口部が主として構成し、上記ガス拡散領域にて拡散された作動ガスを冷却しつつ当該作動ガスを通過させるためのガス冷却領域を上記複数の第２開口部および上記間隙部が構成していることが好ましい。
【００１５】
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、上記内側層のうちの最内層が上記周壁部に圧入されることによって上記ハウジングに固定されていることが好ましい。
【００１６】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記第１開口部が、上記板状部材を一部除去することで形成された孔であるとともに、上記第２開口部および上記突出部が、上記板状部材を塑性変形することで形成された孔および突起であることが好ましい。
【００１７】
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、単一の金属製の板状部材を巻き回すことによって構成されていることが好ましい。
【００１８】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記天板部および上記底板部のうちのいずれか一方が、径方向に沿って上記周壁部よりも外側にまで達する延設部を有していることが好ましく、その場合には、上記フィルタの一方の軸方向端部が、上記延設部に当接していることが好ましい。
【００１９】
上記本発明に基づくガス発生器は、上記フィルタの他方の軸方向端部に当接する押さえ部材をさらに備えていることが好ましく、その場合には、上記フィルタが、上記延設部と上記押さえ部材とによって挟持されていることが好ましい。
【００２０】
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、当該フィルタの軸方向端部を上記延設部および上記押さえ部材に当接させることで閉塞されていてもよい。
【００２１】
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、当該フィルタの軸方向端部を屈曲または湾曲させることで閉塞されていてもよい。
【００２２】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記外側層のうちの最内層の、上記フィルタの径方向に沿って上記第１開口部を介して上記連通孔に対面する部分に、上記第２開口部が設けられていない隔壁部が位置していることが好ましい。
【００２３】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数の第２開口部の各々の開口面積が、上記フィルタの径方向に沿って内側から外側に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されていることが好ましい。
【００２４】
上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記複数の第２開口部の各々の開口面積が、上記フィルタの軸方向に沿って異なるように構成されるとともに、上記フィルタの径方向に沿って異なるように構成されていることが好ましい。
【００２５】
本発明に基づくガス発生器用フィルタは、円柱状の外形を有するガス発生器のハウジングの周壁部を取り囲むように当該ハウジングの外部に配設される中空円筒状のものであって、金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成されている。上記複数の層のうちの内側層は、第１開口部を含んでおり、上記複数の層のうちの外側層は、上記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含んでいる。上記外側層の間には、上記突出部が位置することによって上記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタの全領域を有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器およびガス発生器用フィルタとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス発生器およびの模式断面図である。
【図２】図１に示すフィルタの概略斜視図である。
【図３】図１に示すフィルタの模式展開図である。
【図４】図１に示すフィルタの表面部分の拡大斜視図である。
【図５】図１に示す領域Ｖの拡大模式断面図である。
【図６】第１変形例に係るフィルタの模式展開図である。
【図７】第２変形例に係るフィルタの模式展開図である。
【図８】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。
【図９】本発明の実施の形態３におけるガス発生器の模式断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４におけるガス発生器の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。なお、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ガス発生器および当該ガス発生器に具備されるガス発生器用フィルタに本発明を適用した場合を例示するものである。
【００２９】
（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、この図１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器および当該ガス発生器に具備されたガス発生器用フィルタの構造について説明する。
【００３０】
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。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１０およびクロージャシェル２０を組み合わせることによって形成されている。より具体的には、イニシエータシェル１０は、底板部１１と立設部１２とを有しており、クロージャシェル２０は、天板部２１と周壁部２２とを有しており、クロージャシェル２０の開口端がイニシエータシェル１０の底板部１１に当接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。
【００３１】
イニシエータシェル１０およびクロージャシェル２０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１０およびクロージャシェル２０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、各部分に相当する金型等を使用して鍛造加工、絞り加工、プレス加工等を組み合わせることによって加圧流動の繰り返しによって成形される。また、イニシエータシェル１０およびクロージャシェル２０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。
【００３２】
イニシエータシェル１０の底板部１１の略中央部には、保持部１３が形成されている。この保持部１３は、点火器３０が挿入されることで当該点火器３０を保持するための部位である。具体的には、保持部１３に設けられた開口に点火器３０の端子ピン３２が挿通するように点火器３０が保持部１３にイニシエータシェル１０の内側から取付けられ、この状態において保持部１３の先端に設けられたかしめ部１４ａを点火器３０側に向けてかしめることにより、点火器３０がイニシエータシェル１０の保持部１３にかしめ固定されている。なお、ハウジングの外部に露出するように配置された端子ピン３２には、点火器３０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。
【００３３】
イニシエータシェル１０の底板部１１は、ハウジングの径方向に沿ってクロージャシェル２０の周壁部２２よりも外側にまで達する延設部１１ａを有している。延設部１１ａは、後述するフィルタ５０Ａの軸方向端部を当て留めすることで当該フィルタ５０Ａの位置決めを行なうための部位である。また、延設部１１ａの径方向外側の端部からは、上述した立設部１２が連続して設けられている。立設部１２は、ハウジングをエアバッグ装置のリテーナ等に固定するための部位である。
【００３４】
点火器３０は、火炎を発生させるための点火装置であり、点火部３１と上述の端子ピン３２とを含んでいる。点火部３１は、その内部に、作動時において着火する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体とを含んでいる。端子ピン３２は、点火薬を着火させるために点火部３１に接続されている。
【００３５】
より詳細には、点火器３０は、一対の端子ピン３２が挿通されてこれを保持する基部と、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３２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。
【００３６】
衝突を検知した際には、端子ピン３２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３０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。
【００３７】
点火器３０と保持部１３との間には、シール部材３３が介在されている。シール部材３３は、点火器３０と保持部１３との間に生じる隙間を気密に封止することによって後述する伝火室３５を密閉するためのものであり、点火器３０を保持部１３にかしめ固定する際に上記隙間に挿入される。シール部材３３としては、十分な耐熱性および耐久性の材料からなるものを利用することが好ましく、たとえばエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭ樹脂製のＯリング等を利用することが好適である。なお、別途、シール部材３３が介装される部分に液状のシール剤を塗布しておけば、さらに伝火室３５の密閉性を高めることができる。
【００３８】
イニシエータシェル１０の保持部１３には、点火器３０を覆うようにエンハンサカップ３４が固定されている。エンハンサカップ３４は、有底筒状の形状を有しており、その内部に伝火薬３６が収容された伝火室３５を含んでいる。エンハンサカップ３４は、伝火室３５と後述する燃焼室４０とを区画するための部材である。
【００３９】
エンハンサカップ３４は、点火器３０が作動することによって伝火薬３６が着火された場合に伝火室３５内の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴ってその一部が破裂または溶融するものであり、たとえばアルミニウムやアルミニウム合金等のプレス成形品にて構成される。エンハンサカップ３４は、その開口端側にフランジ部３４ａを有しており、保持部１３に設けられたかしめ部１４ｂによって当該フランジ部３４ａがかしめられることにより、エンハンサカップ３４が保持部１３に固定されている。
【００４０】
伝火室３５に充填された伝火薬３６は、点火器３０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３６としては、後述するガス発生剤４１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３６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。
【００４１】
なお、本実施の形態におけるガス発生器１Ａにおいては、上述した点火器３０および伝火薬３６がガス発生剤４１を燃焼させるための点火手段に相当する。
【００４２】
イニシエータシェル１０およびクロージャシェル２０からなるハウジングの内部の空間のうち、上述のエンハンサカップ３４が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤４１が収容される燃焼室４０が位置している。より具体的には、上述のエンハンサカップ３４は、ハウジングの内部に形成された燃焼室４０内に突出して配置されており、このエンハンサカップ３４の頂壁部の外表面に面する部分および側壁部の外表面に面する部分に設けられた空間が燃焼室４０として構成されている。
【００４３】
ガス発生剤４１は、点火器３０によって点火された伝火薬３６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４１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、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅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。
【００４４】
ガス発生剤４１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４１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４１の形状の他にもガス発生剤４１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。
【００４５】
燃焼室４０のイニシエータシェル１０側の端部には、燃焼室４０に収容されたガス発生剤４１に接触するようにクッション材４２が配置されている。クッション材４２は、成形体からなるガス発生剤４１が振動等によって破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形体や発泡シリコン等が利用される。
【００４６】
燃焼室４０に対面する部分のクロージャシェル２０の周壁部２２には、燃焼室４０にて生成された作動ガスをハウジングの外部に放出するための複数の連通孔２３が設けられている。当該複数の連通孔２３は、ガス発生剤４１を確実に燃焼させるため、作動時において燃焼室４０の内圧が適度に上昇することとなるように、比較的その開口面積が小さく絞られて形成されたものであり、たとえばクロージャシェル２０の軸方向の中央部において周方向に沿って点列状に一列設けられている。
【００４７】
クロージャシェル２０の周壁部２２の燃焼室４０側に位置する面には、上記連通孔２３を閉塞するようにシール部材２４が貼付されている。このシール部材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、非作動時において燃焼室４０の気密性が確保されるとともに、作動時においてシール部材２４が破れることで燃焼室４０が外部に連通することになる。
【００４８】
ハウジングの外部であってクロージャシェル２０の周壁部２２を取り囲む空間には、当該周壁部２２に沿ってフィルタ５０Ａが配置されている。フィルタ５０Ａは、全体として中空円筒状の形状を有しており、ハウジングと同軸上に配置されている。フィルタ５０Ａとしては、複数の孔が形成された金属製の板状部材を径方向に積層したもの（一般にフックフィルタと称される）が利用され、金属製の板状部材としては、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。
【００４９】
より詳細には、フィルタ５０Ａは、後述する第１開口部５２、第２開口部５３および突出部５３ａ（突出部５３ａについては図１中において図示を省略）が設けられた筒状部５１を有しており、その内部にさらに間隙部５４を有している。フィルタ５０Ａは、燃焼室４０にて生成された作動ガスがこのフィルタ５０Ａ中を通過する際に、作動ガスが有する高温の熱を奪い取ることによって作動ガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、作動ガス中に含まれる残渣等を除去する除去手段としても機能する。なお、フィルタ５０Ａの具体的な構造については、後述することとする。
【００５０】
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の作動時における動作について説明する。
【００５１】
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３０が作動する。伝火室３５に収容された伝火薬３６は、点火器３０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３６の燃焼により、エンハンサカップ３４内の圧力が高まるとその圧力または熱によってエンハンサカップ３４が破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室４０に流れ込む。
【００５２】
流れ込んだ熱粒子により、燃焼室４０に収容されたガス発生剤４１が着火されて燃焼し、燃焼室４０にて多量の作動ガスが生成される。燃焼室４０にて生成された作動ガスは、クロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた連通孔２３を介してハウジングの外部へと放出される。連通孔２３から放出された作動ガスは、フィルタ５０Ａの内部に流入して当該フィルタ５０Ａ中を通過し、その際フィルタ５０Ａによって熱が奪われて冷却されるとともに作動ガス中に含まれる残渣等がフィルタ５０Ａによって除去される。フィルタ５０Ａを通過した作動ガスは、フィルタ５０Ａの外周面から噴出され、当該フィルタ５０Ａから噴出された作動ガスがガス発生器１Ａに隣接して設けられたバッグの内部に導入されることにより、バッグが膨張および展開する。
【００５３】
図２は、図１に示すフィルタの概略斜視図であり、図３は、図１に示すフィルタの模式展開図である。また、図４は、図１に示すフィルタの表面部分の拡大斜視図であり、図５は、図１に示す領域Ｖの拡大模式断面図である。次に、これら図２ないし図５を参照して、本実施の形態におけるガス発生器のフィルタの詳細な構造について説明する。
【００５４】
図２に示すように、フィルタ５０Ａは、単一の金属製の板状部材を巻き回すことで径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成されており、全体として中空円筒状の形状を有している。フィルタ５０Ａは、円筒状に形成された筒状部５１と、筒状部５１の軸方向における上端を外側に向けて湾曲させることで形成された上端側閉塞部５５と、筒状部５１の軸方向における下端を外側に湾曲させることで形成された下端側閉塞部５６とを含んでいる。
【００５５】
より詳細には、図３に示すように、長尺状の金属製の板状部材の長手方向の一方端（図３における左側の端部）が内側に位置し、かつ他方端（図３における右側の端部）が外側に位置することとなるように、上記金属製の板状部材が渦巻状に巻き回され、上記一方端寄りの部分と上記他方端寄りの部分とが重なる接合しろ部分において各層を溶接等を行なうことにより、中空円筒状のフィルタ５０Ａが形成されている。図示するフィルタ５０Ａにあっては、図２に示すように、接合しろとなる部分を除き、金属製の板状部材が５周にわたって巻き回されることにより、合計で５層の筒状部５１が設けられている。
【００５６】
図２に示すように、上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６は、上述した５層の筒状部５１の軸方向端部のそれぞれが互いに接触するように湾曲させることで構成されている（図１参照）。これら上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６は、後述するフィルタ５０Ａの内部に設けられた間隙部５４が筒状部５１の軸方向端部において外部と連通することを防止するための部位である。このように、上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６をフィルタ５０Ａに設けることにより、作動ガスが十分にフィルタ５０Ａにおいて冷却されずにまたスラグが十分に除去されずにエアバッグに向けて噴出されることが防止できる。なお、上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６は、金属製の板状部材を巻き回した後にプレス加工の一種である曲げ加工を筒状部５１の上端および下端に施すことで形成されていてもよいし、巻き回し前の金属製の板状部材の上端（図３における上側の端部）および下端（図３における下側の端部）に曲げ加工を予め施しておき、巻き回し時においてこれら上端および下端がそれぞれ互いに接触するようにすることで形成されていてもよい。
【００５７】
図２、図３および図５に示すように、図示するフィルタ５０Ａにあっては、これら５層の筒状部５１のうち、径方向内側に位置する第１層Ｌ１および第２層Ｌ２が内側層に相当し、当該内側層である第１層Ｌ１および第２層Ｌ２を除く第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５が、径方向外側に位置する外側層に相当する。なお、外側層である第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５のうち、最も径方向外側に位置する第５層Ｌ５が、最外層に相当する。
【００５８】
図２および図３に示すように、筒状部５１の第１層Ｌ１および第２層Ｌ２には、複数の第１開口部５２が設けられている。当該複数の第１開口部５２は、金属製の板状部材を一部除去することで形成された孔であることが好ましく、たとえば金属製の板状部材にプレス加工の一種であるピアシング加工（孔抜き加工）を施すことで形成される。これら複数の第１開口部５２の各々は、軸方向に沿って延びるスリット状の孔として形成されており、図５に示すように、フィルタ５０Ａをハウジングに固定した後においてクロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた複数の連通孔２３にそれぞれ対面する位置に設けられている。
【００５９】
一方、図２ないし図４に示すように、筒状部５１の第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５には、それぞれ複数の第２開口部５３および当該複数の開口部５３の周縁に位置する突出部５３ａが設けられている。なお、図２においては、突出部５３ａの図示を省略している。当該複数の第２開口部５３および突出部５３ａは、金属製の板状部材を塑性変形することで形成された孔および突起であることが好ましく、たとえば金属製の板状部材にプレス加工の一種であるバーリング加工（孔の周囲に立ち上がり部分が形成されるようにするプレス加工）を施すことで形成される。これら複数の第２開口部５３の各々は、上述した複数の第１開口部５２の各々よりも開口面積が小さい孔として行列状に整列して設けられている。これら複数の第２開口部５３および突出部５３ａは、第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５のそれぞれにおいて筒状部５１の全面にわたって実質的に均等に設けられている。
【００６０】
ここで、突出部５３ａは、上述したバーリング加工の際に形成される金属製の板状部材の立ち上がり部分にて構成されるものであり、当該突出部５３ａは、フィルタ５０Ａの内側に向けて突出している。図４に示す如くの形状の突出部５３ａを形成するためには、押し型として角錐状または円錐状のピンを用いることが好適である。また、必要に応じてバーリング加工後にローラを用いて突出部５３ａを圧延することにより、複数の突出部５３ａの高さを所定の高さにすべて調節することとしてもよい。なお、突出部５３ａの突出方向としては、上述した内側向けのみに限定されるものではなく、外側向けのみであってもよいし、内側向けと外側向けとが混在していてもよい。
【００６１】
上述したように、フィルタ５０Ａの内側層（すなわち、第１層Ｌ１および第２層Ｌ２）は、金属製の板状部材のうちの、第１開口部５２が設けられた部分を巻き回すことによって形成されている（図３参照）。ここで、図５に示すように、フィルタ５０Ａに設けられた第１開口部５２は、クロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた連通孔２３に対面して配置されるとともに、比較的大きな開口面積を有する孔として形成されている。したがって、内側層に設けられた第１開口部５２は、連通孔２３から放出された作動ガスをフィルタ５０Ａの軸方向および周方向を含むクロージャシェル２０の周壁部２２の外周面に沿って拡散させるためのガス拡散領域としての機能を主として発揮することになる。なお、第１開口部５２は、上述したガス拡散領域としての機能に加え、ガスを冷却させる機能やスラグを捕集する機能も同時に発揮することになる。
【００６２】
ここで、フィルタ５０Ａにあっては、金属製の板状部材を巻き回した後において、第２層Ｌ２の筒状部５１（すなわち第２層Ｌ２の第１開口部５２が設けられていない部分）によって第１層Ｌ１の第１開口部５２が閉塞されないように構成されていることが好ましい。これは、第２層Ｌ２の筒状部５１によって第１層Ｌ１の第１開口部５２の多くの部分が閉塞された場合には、上述したガス拡散機能が大幅に弱められてしまうためであり、その結果としてバーストを引き起こしてしまう危険性もあるためである。
【００６３】
一方、上述したように、フィルタ５０Ａの外側層（すなわち、第３層ないし第５層Ｌ３〜Ｌ５）は、金属製の板状部材のうちの、周縁に突出部５３ａが形成された複数の開口部５３が設けられた部分を巻き回すことによって形成されている（図３参照）。ここで、図５に示すように、フィルタ５０Ａに設けられた突出部５３ａは、積層された外側層を互いに所定の距離をもって対向配置させるためのスペーサとしての機能を果たすため、外側層の内部には、所定の大きさの間隙部５４が形成されることになる。また、フィルタ５０Ａに設けられた第２開口部５３は、外側層の全面にわたって多数設けられるとともに、比較的小さな開口面積を有する孔として形成されている。したがって、外側層に設けられた第２開口部５３は、間隙部５４を介して互いに連通することになり、これら第２開口部５３および間隙部５４は、作動ガスが流動するための迷路化された流路となる。そのため、第２開口部５３および間隙部５４は、上述したガス拡散領域にて拡散された作動ガスを冷却しつつ当該作動ガスを通過させるためのガス冷却領域としての機能を主として発揮することになる。なお、第２開口部５３および間隙部５４は、上述したガス冷却領域としての機能に加え、ガスを拡散させる機能やスラグを捕集する機能も同時に発揮することになる。
【００６４】
ここで、外側層のうちの任意の層と当該任意の層に隣接する層との間において、第２開口部５３が設けられた領域同士が対向して配置される箇所は少ないことが好ましく、対向している箇所が存在していないとなお好ましい。これは、第２開口部５３が設けられた領域同士が対向して配置されていない箇所においては、径方向に流動する作動ガスを軸方向および周方向に向けて流動するように変えることができ、その結果、軸方向および周方向における作動ガスの拡散性を高めることができるためである。したがって、第２開口部５３が設けられた領域同士が対向して配置される箇所が増えた場合には、軸方向および周方向における作動ガスの拡散性が低下してしまうため、当該箇所は、可能な限り少なくするか、あるいは無くしてしまうことが好ましい。
【００６５】
また、上述したように、フィルタ５０Ａの最外層（すなわち、第５層Ｌ５）は、金属製の板状部材のうちの、周縁に突出部５３ａが形成された複数の開口部５３が設けられた部分を巻き回すことによって形成されている（図３参照）。ここで、図５に示すように、最外層に設けられた第２開口部５３は、最外層の全面にわたって多数設けられるとともに、比較的小さな開口面積を有する孔として形成されている。したがって、最外層に設けられた第２開口部５３は、上述したガス冷却領域にて冷却された作動ガスをフィルタ５０Ａの外周面から外側に向けて噴出するためのガス噴出口としての機能を主として発揮することになる。ここで、上述したように、フィルタ５０Ａの最外層には全面にわたって多数の第２開口部５３が設けられているため、作動ガスがこの最外層に設けられた多数の第２開口部５３の一部に集中して噴出されることが防止可能となる。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が未然に防止できることになる。
【００６６】
なお、図１に示すように、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５０Ａの内側層のうちの最内層である第１層Ｌ１がクロージャシェル２０の周壁部２２に圧入されることで、ハウジングにフィルタ５０Ａが固定されている。このように圧入を利用すれば、容易にフィルタ５０Ａをハウジングに固定することが可能になる。
【００６７】
また、図１に示すように、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５０Ａの一方の軸方向端部である下端側閉塞部５６が、ハウジングの延設部１１ａに当て留めされて当接している。このように構成すれば、フィルタ５０Ａのハウジングに対する固定の際にハウジングの軸方向の位置決めが容易に行なえることになる。
【００６８】
加えて、図１に示すように、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５０Ａがクロージャシェル２０の周壁部２２と隙間なく配設され、かつフィルタ５０Ａの上端側閉塞部５５および下端側閉塞部５６によってフィルタ５０Ａの軸方向端部が閉塞されているため、フィルタをハウジングの内部に配設した場合に、フィルタとハウジングとの間の隙間からフィルタを経由せずに外部に放出されてしまう作動ガスの流れを抑制するための、いわゆるバイパス防止部材を設ける必要がなくなり、ガス発生器の構成が簡素化して部品点数が削減できる効果も得られる。
【００６９】
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および当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａとすることにより、作動時においてハウジングに設けられた連通孔２３から放出された作動ガスは、上記第１開口部５２によって構成されたガス拡散領域、上記第２開口部５３および間隙部５４によって構成されたガス冷却領域、上記最外層に位置する第２開口部５３によって構成されたガス噴出口の順でフィルタ５０Ａの内部を流動することになる。したがって、フィルタ５０Ａに流入した作動ガスがフィルタ５０Ａの内部において効果的に拡散されることになり、フィルタ５０Ａのほぼ全領域を有効に活用して作動ガスの冷却および残渣等の除去が行なえるとともに、フィルタ５０Ａの外周面のほぼ全域から作動ガスを放射状に外部に向けて噴出することが可能になり、エアバッグのスムーズな展開とエアバッグの損傷の防止が図られることになる。
【００７０】
ここで、ハウジングの外部に配設されるフィルタとして、金属線材や金属網材を押し固めたり積層したりしたものを使用した場合には、作動ガスが十分に拡散することなく排出されることになるため、スラグ捕集機能やガス冷却機能を十分に発揮できないおそれやエアバッグにダメージを与えてしまうおそれも生じる。これに対し、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａにあっては、上述した如くの金属製の板状部材を径方向に積層することで構成されたフィルタ５０Ａを使用しているため、作動ガスの十分な拡散がなされることになり、スラグ捕集機能やガス冷却機能が十分に発揮されるとともに、エアバッグがダメージを受けることも抑制することができる。
【００７１】
また、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａとすることにより、フィルタ５０Ａをハウジングの外部に配設することで、その分だけハウジングの外形が小さくなってガス発生器全体としての軽量化が可能になるとともに、ガス発生剤４１の着火の際に点火器３０および伝火薬３６にて生じる熱がフィルタ５０Ａに吸収されて着火効率が低下してしまうこともなくなる。さらには、ガス発生剤４１の着火効率が向上するため、伝火薬３６の量を減らすことも可能になり、エンハンサカップ３４を小型化することが可能となってガス発生器の小型軽量化を図ることも可能になる。
【００７２】
したがって、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａとすることにより、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタ５０Ａの全領域を有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器およびガス発生器用フィルタとすることができる。
【００７３】
なお、図３に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ａおよび当該ガス発生器１Ａに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａにあっては、フィルタ５０Ａの外側層に設けられた第２開口部５３の各々の開口面積が、フィルタ５０Ａの径方向に沿って内側から外側に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されている。このように構成すれば、作動ガスがフィルタ５０Ａを通過する際に作動ガス中に含まれる残渣等をより効果的に除去することが可能になる。
【００７４】
また、図６および図７は、本実施の形態に基づいた第１変形例および第２変形例に係るフィルタの模式展開図である。
【００７５】
図６に示すように、第１変形例に係るフィルタ５０Ｂにあっては、フィルタ５０Ａの内側層に設けられた第１開口部５２が、単一の切欠き部によって構成されている。当該切欠き部からなる第１開口部５２は、金属製の板状部材を一部除去することで形成された孔であることが好ましく、たとえば金属製の板状部材にプレス加工の一種であるノッチング加工（切欠き加工）を施すことで形成される。当該切欠き部からなる第１開口部５２は、周方向に沿って延びるスリット状の孔として形成されており、フィルタ５０Ａをハウジングに固定した後においてクロージャシェル２０の周壁部２２に設けられた複数の連通孔２３に対面する位置に設けられている。
【００７６】
また、第１変形例に係るフィルタ５０Ｂにあっては、フィルタ５０Ｂの外側層に設けられた複数の第２開口部５３の各々の開口面積が、フィルタ５０Ｂの軸方向に沿って異なるように構成されるとともに、フィルタ５０Ｂの径方向に沿って異なるように構成されている。より詳細には、第３層Ｌ３および第５層Ｌ５においては、フィルタ５０Ｂの軸方向の中央部から上端部および下端部側に向かうにつれて第２開口部５３の開口面積が徐々に大きくなるように構成され、第４層Ｌ４においては、フィルタ５０Ｂの軸方向の中央部から上端部および下端部側に向かうにつれて第２開口部５３の開口面積が徐々に小さくなるように構成されている。
【００７７】
このように構成すれば、フィルタ５０Ｂの内側層において作動ガスがより効果的に拡散されるようになるとともに、フィルタ５０Ｂの外側層において作動ガスが軸方向に対してよりジグザク状に流動するようになるため、フィルタ５０Ｂの内部を内側から外側に向けて流れる作動ガスをより効果的に拡散させることが可能になり、フィルタ５０Ｂの全領域をより有効に活用することができるようになる。
【００７８】
一方、図７に示すように第２変形例に係るフィルタ５０Ｃにあっては、上記フィルタ５０Ｂにおいて、外側層の最内層である第３層Ｌ３の、フィルタ５０Ｃの径方向に沿って第１開口部５２を介して連通孔２３に対面する部分に、第２開口部５３が設けられていない隔壁部５７が位置している。
【００７９】
このように構成すれば、連通孔２３から放出された作動ガスの多くが当該隔壁部５７に吹き付けられてより効果的に作動ガスが第１開口部５２にて構成されたガス拡散領域において拡散されるようになるとともに、当該隔壁部５７において残渣等を効果的に捕集することができるようになる。
【００８０】
（実施の形態２）
図８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。以下においては、この図８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。なお、上述した実施の形態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、その説明は繰り返さない。
【００８１】
図８に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂは、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａが具備していたフィルタと同様のフィルタ５０Ａを備えている。一方、ガス発生器１Ｂのクロージャシェル２０の周壁部２２には、軸方向に沿って複数の連通孔２３が設けられている。より詳細には、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａにおいては、軸方向の中央部に周方向に沿って複数の連通孔２３が一列に整列して設けられていたが、本実施の形態におけるガス発生器１Ｂにおいては、軸方向の中央部近傍に周方向に沿って複数の連通孔２３が二列に整列して設けられている。
【００８２】
このように構成した場合には、燃焼室４０から連通孔２３を介して放出される作動ガスが、フィルタ５０Ａの軸方向の２箇所においてフィルタ５０Ａに導入されることになるため、より効果的に作動ガスをフィルタ５０Ａの内部において拡散させることが可能になる。したがって、部品点数が少なく軽量化が図られるとともにフィルタ５０Ａの全領域をより有効に活用することができ、またエアバッグの損傷が防止できるガス発生器とすることができる。
【００８３】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３におけるガス発生器の模式断面図である。以下においては、この図９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。なお、上述した実施の形態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、その説明は繰り返さない。
【００８４】
図９に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃは、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａが具備していたフィルタと同様のフィルタ５０Ａを備えている。一方、本実施の形態におけるガス発生器１Ｃのクロージャシェル２０の周壁部２２の所定位置には、環状の形状を有する押さえ部材２５が取付けられており、当該押さえ部材２５にフィルタ５０Ａの軸方向端部である上端側閉塞部５５が当接している。
【００８５】
より具体的には、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａにおいては、フィルタ５０Ａがクロージャシェル２０の周壁部２２に圧入されることによってのみハウジングに固定されていたが、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５０Ａがクロージャシェル２０の周壁部２２に圧入されるとともに、イニシエータシェル１０に設けられた延設部１１ａと押さえ部材２５とによって軸方向に沿って挟持されて固定されている。なお、押さえ部材２５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にて構成されることが好ましく、好適にはクロージャシェル２０に溶接により固定される。
【００８６】
このように構成した場合には、上述した実施の形態１におけるガス発生器１Ａとした場合に得られる効果と同様の効果が得られるのみならず、フィルタ５０Ａをより強固にハウジングに固定することが可能になる。
【００８７】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるガス発生器の模式断面図である。以下においては、この図１０を参照して、本実施の形態におけるガス発生器および当該ガス発生器に具備されたガス発生器用フィルタの構造について説明する。なお、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｃおよび当該ガス発生器１Ｃに具備されたガス発生器用フィルタ５０Ａと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００８８】
図１０に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄは、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｃと同様に、クロージャシェル２０の周壁部２２の所定位置に取付けられた環状の形状を有する押さえ部材２５を備えている。一方、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄは、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｄが具備していたフィルタ５０Ａとは異なるフィルタ５０Ｄを備えている。
【００８９】
フィルタ５０Ｄは、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｄが具備していたフィルタ５０Ａとは異なり、円筒状に形成された筒状部５１のみを含んでいる。筒状部５１の上端部５８および下端部５９は、フィルタ５０Ｄを軸方向に沿ってイニシエータシェル１０の延設部１１ａと押さえ部材２５とによって挟持する際に当該イニシエータシェル１０の延設部１１ａと押さえ部材２５とにそれぞれ圧接触する部位である。
【００９０】
このように構成した場合には、フィルタ５０Ｄの軸方向端部を予め閉塞しておく処理を行なうことが不要となり、イニシエータシェル１０に設けられた延設部１１ａと押さえ部材２５とによってフィルタ５０Ｄが挟持された状態を維持しつつ、押さえ部材２５をクロージャシェル２０に固定することにより、フィルタ５０Ｄの軸方向端部の閉塞処理が行なえる。すなわち、上記構成を採用することにより、フィルタ５０Ｄの軸方向端部が、イニシエータシェル１０の延設部１１ａおよび押さえ部材２５に当接することで閉塞されることになり、これによってフィルタ５０Ｄの内部に設けられた間隙部５４が筒状部５１の軸方向端部において外部と連通することが防止されることになる。
【００９１】
したがって、本実施の形態におけるガス発生器１Ｄおよび当該ガス発生器１Ｄに具備されるガス発生器用フィルタ５０Ｄとした場合にも、上述した実施の形態３におけるガス発生器１Ｃおよび当該ガス発生器１Ｃに具備されるガス発生器用フィルタ５０Ａとした場合に得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、フィルタの内側層が２層にて構成されるとともに、フィルタの外側層が３層にて構成した場合を例示して説明を行なったが、内側層および外側層の数は、これに限定されるものではない。すなわち、内側層は、１層にて構成してもよいし、３層以上の複数の層にて構成してもよい。内側層の数を増やせば、ガス拡散領域が増えることになり、したがって、ガス拡散機能を高めることが可能になる。この場合にも、内側層に設けられた第１開口部が他の内側層の筒状部によって閉塞されてしまった場合には、ガス拡散機能が低下してしまうことになるため、当該第１開口部のより多くが閉塞されないように構成することが好ましい。また、外側層は、２層または４層以上の層にて構成してもよい。
【００９３】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、単一の金属製の板状部材を巻き回すことで積層体からなるフィルタが構成された場合を例示して説明を行なったが、フィルタの構成は、当該構成に限定されるものではない。すなわち、それぞれの層が別々の金属製の板状部材にて構成されてこれを組み合わせることで積層体からなるフィルタが構成されてもよいし、複数の層の一部が単一の金属製の板状部材巻き回すことで形成されるとともに、残る層が別の単一の金属製の板状部材巻き回すことで形成され、これらが組み合わされることで積層体からなるフィルタが構成されてもよい。
【００９４】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし３においては、フィルタの軸方向端部を湾曲させることで当該軸方向端部を閉塞した場合を例示して説明を行なったが、当該軸方向端部を屈曲させることで当該軸方向端部を閉塞させることも当然に可能である。
【００９５】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし４においては、本発明をいわゆるディスク型ガス発生器に適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。
【００９６】
加えて、以上において説明した本発明の実施の形態１ないし４におけるガス発生器および当該ガス発生器に具備されるガス発生器用フィルタの特徴的な構成は、装置構成上、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。
【００９７】
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。
【符号の説明】
【００９８】
１Ａ〜１Ｄ ガス発生器、１０ イニシエータシェル、１１ 底板部、１１ａ 延設部、１２ 立設部、１３ 保持部、１４ａ，１４ｂ かしめ部、２０ クロージャシェル、２１ 天板部、２２ 周壁部、２３ 連通孔、２４ シール部材、２５ 押さえ部材、３０ 点火器、３１ 点火部、３２ 端子ピン、３３ シール部材、３４ エンハンサカップ、３４ａ フランジ部、３５ 伝火室、３６ 伝火薬、４０ 燃焼室、４１ ガス発生剤、４２ クッション材、５０Ａ〜５０Ｄ フィルタ、５１ 筒状部、５２ 第１開口部、５３ 第２開口部、５３ａ 突出部、５４ 間隙部、５５ 上端側閉塞部、５６ 下端側閉塞部、５７ 隔壁部、５８ 上端部、５９ 下端部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の端部を閉塞する天板部および底板部と、連通孔が設けられた円筒状の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金属製のハウジングと、
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、
前記周壁部を取り囲むように前記ハウジングの外部に配設された中空円筒状のフィルタとを備え、
前記フィルタは、金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成され、
前記複数の層のうちの内側層は、前記連通孔に対面する部分に設けられた第１開口部を含み、
前記複数の層のうちの外側層は、前記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含み、
前記外側層の間には、前記突出部が位置することによって前記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられ、
前記外側層のうちの最外層に設けられた前記複数の第２開口部は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口を構成している、ガス発生器。
【請求項２】
前記第１開口部は、前記連通孔から放出された作動ガスを拡散させるためのガス拡散領域を構成し、
前記複数の第２開口部および前記間隙部は、前記ガス拡散領域にて拡散された作動ガスを冷却しつつ当該作動ガスを通過させるためのガス冷却領域を構成している、請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
前記フィルタは、前記内側層のうちの最内層が前記周壁部に圧入されることによって前記ハウジングに固定されている、請求項１または２に記載のガス発生器。
【請求項４】
前記第１開口部は、前記板状部材を一部除去することで形成された孔であり、
前記第２開口部および前記突出部は、前記板状部材を塑性変形することで形成された孔および突起である、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】
前記フィルタは、単一の金属製の板状部材を巻き回すことによって構成されている、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項６】
前記天板部および前記底板部のうちのいずれか一方が、径方向に沿って前記周壁部よりも外側にまで達する延設部を有し、
前記フィルタの一方の軸方向端部が、前記延設部に当接している、請求項１から５のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項７】
前記フィルタの他方の軸方向端部に当接する押さえ部材をさらに備え、
前記フィルタが、前記延設部と前記押さえ部材とによって挟持されている、請求項６に記載のガス発生器。
【請求項８】
前記フィルタは、当該フィルタの軸方向端部を前記延設部および前記押さえ部材に当接させることで閉塞されている、請求項７に記載のガス発生器。
【請求項９】
前記フィルタは、当該フィルタの軸方向端部を屈曲または湾曲させることで閉塞されている、請求項１から７のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１０】
前記外側層のうちの最内層の、前記フィルタの径方向に沿って前記第１開口部を介して前記連通孔に対面する部分に、前記第２開口部が設けられていない隔壁部が位置している、請求項１から９のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１１】
前記複数の第２開口部の各々の開口面積が、前記フィルタの径方向に沿って内側から外側に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１２】
前記複数の第２開口部の各々の開口面積が、前記フィルタの軸方向に沿って異なるように構成されるとともに、前記フィルタの径方向に沿って異なるように構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１３】
円柱状の外形を有するガス発生器のハウジングの周壁部を取り囲むように当該ハウジングの外部に配設される中空円筒状のガス発生器用フィルタであって、
金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成され、
前記複数の層のうちの内側層は、第１開口部を含み、
前記複数の層のうちの外側層は、前記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含み、
前記外側層の間には、前記突出部が位置することによって前記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられている、ガス発生器用フィルタ。
【請求項１】
軸方向の端部を閉塞する天板部および底板部と、連通孔が設けられた円筒状の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金属製のハウジングと、
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、
前記周壁部を取り囲むように前記ハウジングの外部に配設された中空円筒状のフィルタとを備え、
前記フィルタは、金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成され、
前記複数の層のうちの内側層は、前記連通孔に対面する部分に設けられた第１開口部を含み、
前記複数の層のうちの外側層は、前記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含み、
前記外側層の間には、前記突出部が位置することによって前記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられ、
前記外側層のうちの最外層に設けられた前記複数の第２開口部は、作動ガスを外部に噴出するためのガス噴出口を構成している、ガス発生器。
【請求項２】
前記第１開口部は、前記連通孔から放出された作動ガスを拡散させるためのガス拡散領域を構成し、
前記複数の第２開口部および前記間隙部は、前記ガス拡散領域にて拡散された作動ガスを冷却しつつ当該作動ガスを通過させるためのガス冷却領域を構成している、請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
前記フィルタは、前記内側層のうちの最内層が前記周壁部に圧入されることによって前記ハウジングに固定されている、請求項１または２に記載のガス発生器。
【請求項４】
前記第１開口部は、前記板状部材を一部除去することで形成された孔であり、
前記第２開口部および前記突出部は、前記板状部材を塑性変形することで形成された孔および突起である、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】
前記フィルタは、単一の金属製の板状部材を巻き回すことによって構成されている、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項６】
前記天板部および前記底板部のうちのいずれか一方が、径方向に沿って前記周壁部よりも外側にまで達する延設部を有し、
前記フィルタの一方の軸方向端部が、前記延設部に当接している、請求項１から５のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項７】
前記フィルタの他方の軸方向端部に当接する押さえ部材をさらに備え、
前記フィルタが、前記延設部と前記押さえ部材とによって挟持されている、請求項６に記載のガス発生器。
【請求項８】
前記フィルタは、当該フィルタの軸方向端部を前記延設部および前記押さえ部材に当接させることで閉塞されている、請求項７に記載のガス発生器。
【請求項９】
前記フィルタは、当該フィルタの軸方向端部を屈曲または湾曲させることで閉塞されている、請求項１から７のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１０】
前記外側層のうちの最内層の、前記フィルタの径方向に沿って前記第１開口部を介して前記連通孔に対面する部分に、前記第２開口部が設けられていない隔壁部が位置している、請求項１から９のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１１】
前記複数の第２開口部の各々の開口面積が、前記フィルタの径方向に沿って内側から外側に向かうにつれて徐々に小さくなるように構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１２】
前記複数の第２開口部の各々の開口面積が、前記フィルタの軸方向に沿って異なるように構成されるとともに、前記フィルタの径方向に沿って異なるように構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１３】
円柱状の外形を有するガス発生器のハウジングの周壁部を取り囲むように当該ハウジングの外部に配設される中空円筒状のガス発生器用フィルタであって、
金属製の板状部材を径方向に沿って積層することで当該径方向に沿って位置する複数の層を有する積層体にて構成され、
前記複数の層のうちの内側層は、第１開口部を含み、
前記複数の層のうちの外側層は、前記第１開口部よりも各々の開口面積が小さい複数の第２開口部および当該複数の第２開口部の各々の周縁に形成された突出部を含み、
前記外側層の間には、前記突出部が位置することによって前記複数の第２開口部同士を互いに連通する間隙部が設けられている、ガス発生器用フィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２５１５４６（Ｐ２０１１−２５１５４６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４５１５（Ｐ２０１０−１２４５１５）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４０８６）日本化薬株式会社 (921)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４０８６）日本化薬株式会社 (921)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]