ガス発生器
【課題】 性能の調整が容易で、性能のばらつきが小さなガス発生器の提供。
【解決手段】 ガス排出口11を有するハウジング3内部に、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤成形体7と、ガス発生剤成形体7を着火燃焼させる点火手段（面状発熱体36）が配置されている。ガス発生剤成形体7は燃焼開始端面40を有しており、燃焼開始端面40と点火手段となる面状発熱体36が接触した状態にある。
【解決手段】 ガス排出口11を有するハウジング3内部に、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤成形体7と、ガス発生剤成形体7を着火燃焼させる点火手段（面状発熱体36）が配置されている。ガス発生剤成形体7は燃焼開始端面40を有しており、燃焼開始端面40と点火手段となる面状発熱体36が接触した状態にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両に搭載するエアバッグシステム、あるいは歩行者保護装置に使用される人員拘束装置に使用するのに適したガス発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス発生剤の燃焼を正確にコントロールするため、ガス発生剤の形状を、単孔を有するもの、ペレット、ディスク状などに成型することで燃焼表面積を調整し、ガスの発生量を調整する工夫がなされている。
【０００３】
特許文献１に示されたガス発生器は、ガス発生剤が端面燃焼をするものである。即ち、点火器によってガス発生剤の端面に点火することで、図１中に矢印で示された方向に端面燃焼が行われ、発生したガスは流通孔から流量制御バルブを通じてガス流通管に放出されて、ガス流通管から外部へ噴出されるようになっている。このガス発生器では、点火器１１により燃焼が開始されるが、点火器１１は、ガス発生剤１０の燃焼端面（露出端面）１０ａに対向して配置されているが、燃焼端面１０ａの面積と比べると、点火器１１の点火部の大きさはかなり小さくなっている。
【０００４】
このような場合、点火器に近い部分の燃焼端面が着火・燃焼を開始しやすくなるため、斑に燃焼が進行する可能性がある。また、ガス発生剤の物理的な強度が小さい場合には、点火器が発する衝撃により着火端面が割れ等を生じて変形してしまい、均一な着火燃焼がなくなる結果、ガス発生量にばらつきが生じて、所望の性能を確保することができなくなる可能性がある。
【特許文献１】特開２００２−２０４９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、端面燃焼型のガス発生剤成形体を含んだガス発生器であり、ガス発生器の性能の調整が容易で、性能のばらつきが小さな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】
【０００６】
（請求項１）
本発明は、課題の解決手段として、
ガス排出口を有するハウジング内部に、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤成形体と、前記ガス発生剤成形体を着火・燃焼させる点火手段が配置されたガス発生器であって、
前記ガス発生剤成形体が、前記点火手段によって着火・燃焼が開始される１面又は複数面の燃焼開始端面を有しており、
前記点火手段が面状発熱体であり、
前記燃焼開始端面と前記面状発熱体が接触した状態にある、ガス発生器を提供する。
【０００７】
公知のガス発生器の多くは、多数のガス発生剤成形体が充填されており、全体として大きな表面積を有するものであるから、点火手段が作動して燃焼が開始されるときは、基本的に全面燃焼となる。
【０００８】
一方、本発明のガス発生器では、ガス発生剤成形体が燃焼開始端面を有しており、前記燃焼開始端面から燃焼が開始され、燃焼が進行して行くものであるから、上記の全面燃焼に対して部分燃焼となる点で相違している。
【０００９】
本発明のガス発生剤成形体は、１つのガス発生剤成形体でもよいし、複数のガス発生剤成形体が全体として１つの成形体を形成するように組み合わされたものでもよいが、１つのガス発生剤成形体が好ましい。１つのガス発生剤成形体の形状は、ガス発生剤成形体を充填する空間（例えば、ハウジング内壁、フィルタ内壁、必要に応じてハウジング内に配置される他の容器や仕切壁の内壁等で包囲される燃焼室）の内部形状と一致していることが好ましい。
【００１０】
複数のガス発生剤成形体を組み合わせて用いるときは１０個以下が好ましく、２〜８個がより好ましく、２〜６個が更に好ましく、２〜４個が特に好ましい。個々のガス発生剤成形体の形状は制限されるものではなく、円柱状、ディスク状、貫通孔又は非貫通孔（窪み）を有する円柱状又はディスク状等の公知形状のものを用いることができる。
【００１１】
複数のガス発生剤成形体を組み合わせて用いるときは、全体の形状がガス発生剤成形体を充填する空間（例えば、上記の燃焼室）の内部形状と一致していることが好ましい。例えば、複数枚のディスク状のガス発生剤成形体を積み重ねて、全体としてガス発生剤成形体を充填する空間（例えば、上記の燃焼室）の内部形状と一致するようにしたものを用いることができる。
【００１２】
ガス発生剤成形体は、ハウジング内壁面、フィルタ内壁面、必要に応じてハウジング内に配置される他の容器や仕切壁の内壁面に接触した状態で充填されるものであるため、これらの内壁面に接触せずに開放された面であって、点火手段（面状発熱体）によって着火・燃焼が開始される面が燃焼開始端面になる。なお、燃焼開始端面が着火・燃焼され、燃焼が進行して行くとき、ガス発生剤成形体の前記内壁面に接触している面からは燃焼し難い状態になっている。
【００１３】
燃焼開始端面は、上記したとおり、ハウジング内壁面、フィルタ内壁面、必要に応じてハウジング内に配置される他の容器や仕切壁の内壁面との接触状態を調整することにより、１面又は複数面にすることができる。燃焼開始端面は、平面又は曲面でもよく、凹凸を有する平面又は曲面でもよく、孔（貫通孔又は窪み）を有する平面又は曲面でもよい。
【００１４】
面状発熱体は、従来のガス発生器で用いている点火手段（電気式点火器）の代わりとなるものであり、燃焼開始端面に接触した状態で配置されているものである。面状発熱体は、導体を介して電源に接続される。
【００１５】
一般に使用される電気式点火器の点火部面積は、燃焼開始端面の面積と比べるとかなり小さなものであるため、電気式点火器が作動したとき、ガス発生剤成形体の狭い部分を点火することになる。このため、燃焼開始端面が大きいと着火ムラが生じて、均一な燃焼がなされないおそれがある。
【００１６】
また、電気式点火器の作動により生じる火炎や高温ガスの圧力を受けて、ガス発生剤成形体が割れたり、変形したりするおそれがあり、このような事態が生じると、着火ムラが生じて、均一な燃焼がなされないおそれがある。
【００１７】
しかし、本発明のように従来の電気式点火器に代えて面状発熱体を用いると、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面は圧力を受けることがないため、変形等を生じることがなく、全体が均一に着火・燃焼される。そして、面状発熱体を用いることにより、電気式点火器を用いた場合に比べて、ガス発生器全体を軽量化できる。
【００１８】
（請求項２）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼開始端面を除く一部又は全部の面が樹脂又はゴムで被覆されたものである、請求項１記載のガス発生器を提供する。
【００１９】
このように、燃焼開始端面を除く一部又は全部の面が樹脂又はゴムで被覆されていると、ガス発生剤成形体の耐久性を高めることができる。被覆部分の厚みは、０．０１〜３ｍｍ程度にすることができる。
【００２０】
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、ポリフタル酸ジアリル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ケイ素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等を挙げることができる。
【００２１】
ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００２２】
これらの中でも、−200℃〜400℃を超える温度範囲において、フレキシブル性、非溶融性、難燃性を有することから、ポリイミドが好ましい。このようなポリイミドでコーティングしたガス発生剤成形体を有するものをエアバッグ用ガス発生器として使用した場合、環境試験（南国の夏季を想定して、締め切った車内を想定した耐熱試験など）にも十分に適合する。
【００２３】
（請求項３）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記ガス発生剤成形体が、燃焼に際して、燃焼面積が変化する形状又は構造のものである、請求項１又は２記載のガス発生器を提供する。
【００２４】
燃焼に際して燃焼面積が変化する形状又は構造とは、１つのガス発生剤成形体の場合は、径の異なる１又は２以上の部分を有する成形体、径の異なる１又は２以上の貫通孔を有する成形体、１又は２以上の非貫通孔（窪み）を有する成形体、深さの異なる２以上の非貫通孔（窪み）を有する成形体、貫通孔と非貫通孔（窪み）を有する成形体、内部に１又は２以上の中空部を有する成形体等の燃焼開始端面から燃焼が始まったときにその断面積が時間と共に変化する形状又は構造のものを挙げることができる。また、複数のガス発生剤成形体を組み合わせた場合は、全体として前記した形状又は構造になるように組み合わせたものを挙げることができる。
【００２５】
なお、上記の例では、ガス発生剤成形体や貫通孔の径が異なることを挙げたが、これらの断面形状は円形に限定されるものではなく、多角形でもよい。
【００２６】
このように、燃焼に際して燃焼面積が変化する形状又は構造にすると、燃焼時のガス発生量の変化を調整しやすい。これは、燃焼面積が変化する形状又は構造にしておくと、燃焼が進むにつれて着火・燃焼面積が徐々に広くなったり、狭くなったり、あるいは急激に広くなったり、狭くなったりするようにすることができ、燃焼面積を変化させることにより、単位時間当たりのガス発生量を変化させることができるためである。
【００２７】
例えば、エアバッグと組み合わせる場合、燃焼初期の燃焼面積を小さくし、一定時間燃焼が進行した後に燃焼面積を広くすることで、作動初期はガス発生量を抑え、一定時間経過後より多くのガスを排出させることで、エアバッグの展開による乗員への衝撃を緩和したエアバッグシステム用のガス発生器となる。
【００２８】
（請求項４）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面が着火燃焼した後に変化することで、前記ガス排出口に至るガス排出経路を開放するものである、請求項１〜３のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００２９】
ガス発生剤成形体の充填空間とガス排出口との間に面状発熱体が配置されているようなものの場合、ガス発生剤成形体の燃焼後において面状発熱体がそのまま残存していると、ガス排出口に至るガス排出経路が閉塞されたり、ガスの排出の障害となる。このため、面状発熱体が燃焼開始端面を着火燃焼した後に変化することで、ガス排出口に至るガス排出経路を開放する。ここでいう「変化」とは、面状発熱体が、例えば、焼尽、破壊又は変形されたり、変位移動したりすることを意味する。
【００３０】
面状発熱体を変形し易くする観点から、面状発熱体の厚さは０．０１〜１ｍｍが好ましく、０．０３〜０．５ｍｍがより好ましい。
【００３１】
（請求項５）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、可塑性を有し、厚さ方向に変形可能なものである、請求項１〜４のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００３２】
ガス発生剤成形体の燃焼開始端面の全体を確実に着火・燃焼させる観点からは、燃焼開始端面と面状発熱体が密着していることが好ましい。このため、面状発熱体として、金属箔のように、可塑性を有し、厚さ方向に変形可能なものを用いると、例えば、燃焼開始端面が凹凸を有するものであった場合でも、面状発熱体が前記凹凸面に密着されるように接触させることができる。
【００３３】
（請求項６）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、ニッケルセリサイト、ステンレス箔、ステンレス箔、シリコーンゴムコードヒータ、導電ゴム、チタン系金属を主体とした複合セラミック、カーボンフェルト、導電性カーボンを含む合成ゴム、ニクロム線から選ばれるものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００３４】
面状発熱体は、ステンレス、ニッケルセリサイト、ステンレス箔＋ポリイミド樹脂、ステンレス箔＋ポリエステル樹脂、シリコンゴムコードヒータ＋アルミ箔、導電ゴムを利用したもの、チタン系金属を主体とした複合セラミックからなるもの、カーボンフェルトを薄膜フィルムに構成したもの、導電性カーボンを合成ゴムに練りこんだもの、ニクロム線を蛇行配線したものからなるものが好ましい。
【００３５】
ステンレスは、薄膜状に形成してステンレス箔とし、ポリイミド樹脂やポリエステル樹脂で露出面をコーティングしたもの、シリコンコードヒータは、アルミ箔などで被覆したものを用いることができる。導電ゴムは、それ自体抵抗値を有しているもので、特にゴムとして耐熱性の良いシリコーンゴムを用いたものが好ましい。
【００３６】
チタン系金属を主体とした複合セラミックからなるものは、チタン系金属を主体とした複合セラミックをバインダに溶かした後、絶縁物の上に塗布し、乾燥させて得ることができる。
【００３７】
（請求項７）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面と同一又は近似した形状のものである、請求項１〜６のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００３８】
このようにすることで、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面全体を均一に着火・燃焼させることができる。
【００３９】
（請求項８）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体と前記燃焼開始端面との間に着火補助剤が介在されている、請求項１〜７のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００４０】
着火補助剤としては、片面又は両面に伝火薬を塗布してなるフィルム状部材、ボロン硝石などの黒色火薬を含浸してなる多孔質薄板部材、火薬を含むスラリー状物質を硬化したもの、又は使用したガス発生剤成形体よりも燃焼温度の高いガス発生剤を燃焼開始端面に当接して配置させる。なお、スラリー状物質を使用する場合は、ガス発生剤の燃焼開始端面にスラリー状物質を塗布して乾燥させてもよい。
【００４１】
着火補助剤は、ガス発生器の落下等の衝撃によって、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面に割れや欠けなどの異常が発生することを防止する、補強手段として機能させることもできる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明のガス発生器によれば、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面にて端面燃焼させることができるため、ガス発生器の性能の調整が容易であり、性能のばらつきが小さなガス発生器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
（１）図１に示すガス発生器
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明を運転席用エアバッグのガス発生器に適応した形態におけるエアバッグ用ガス発生器の軸方向（縦方向）の断面図である。
【００４４】
ガス発生器１００は、ディフューザシェル１とクロージャシェル２からなるハウジング３で外殻が形成されている。
【００４５】
ディフューザシェル１は、鋼板をプレスにより成形してなるもので、円形部１２と、この円形部１２の外周部に形成される周壁部１０と、この周壁部１０の先端部に半径方向外側に延在するフランジ部１９を有している。周壁部１０には、ガス排出口１１が周方向に均等間隔に形成されている。
【００４６】
クロージャシェル２は、鋼板をプレスにより成形してなるもので、円形部３０と、その中央部に形成される中央孔１５と、円形部３０の外周部に形成される周壁部４７と、この周壁部４７の先端部に半径方向外側に延在するフランジ部２０を有している。中央孔１５には、外部からの着火電流を中継する中継コネクタ５０が配置されて、カシメにて固定されている
ディフューザシェル１とクロージャシェル２は、フランジ部同士１９、２０が重ね合わされ溶接２１され、固定されている。
【００４７】
ハウジング３内には、カップ８が収容されており、カップ８内が燃焼室７となる。カップ８は、開放端部側に周囲に複数のガス通過口２６を有する小径部８ａ、閉塞端部側に大径部８ｂ、小径部と大径部の間の中間部に傾斜面部８ｃを有しており、傾斜面部８ｃの外径は、小径部８ａから大径部８ｂに向かって拡大されている。カップ８は、開放端部がクロージャ２の円形部３０に当接され、閉塞端部がディフューザ１の円形部１２に当接されている。
【００４８】
燃焼室７には、カップ８の内部形状と一致する塊状に形成された１つのガス発生剤成形体６が収容されている。ガス発生剤成形体６は、一面を除いてカップ８の内壁面に当接されており、開放面であるクロージャ２側の端面が燃焼開始端面４０となっている。
【００４９】
ガス発生剤成形体６は、外径Ａの部分（小径部８ａに相当する部分）、外径Ｂの部分（大径部８ｂに相当する部分）、外径Ａと外径Ｂの中間部（傾斜面部８ｃに相当する部分）の３つの異なる外径部分（前記中間部の外径を平均値とした場合）からなるものであり、断面積の大小関係は、外径Ａの部分＜外径Ａと外径Ｂの中間部＜外径Ｂの部分となっている。
【００５０】
ガス発生剤成形体６は、着火性の良いものであり、燃料（RDX）４０質量％、酸化剤（過塩素酸カリウム）５７質量％、成型用のバインダー（カルボキシメチルセルロースナトリウム）３質量％からなる組成物を用いて、下記の方法により、成形されたものである。
【００５１】
５０質量％のイオン交換水に３質量％のカルボキシルメチルセルロース（ダイセル化学工業製「ＣＭＣダイセル＃２２６０」）を添加しながら、液温を４０℃に調温した状態で撹拌溶解させた。その後、ＲＤＸ（日本工機製粉砕品）４０質量％、過塩素酸カリウム（日本カーリット製「ＫＰＤ２」）５７質量％を投入して、さらに１時間ゆっくりと撹拌し、均一混合させる。
【００５２】
その後、常温まで冷却放置し、膠質状のガス発生剤組成物（含水物）を得る。これをカップ８内の空間（得ようとするガス発生剤成形体の形状と一致する空間）に充填する。次に、１１０℃にて２４時間乾燥させ、カップ８内に所望形状のガス発生剤成形体６が充填されたものを得ることができる。その他、液体、粉体、コロイド等の形態のガス発生剤組成物を所定空間内に充填し、乾燥、反応硬化、圧縮、ゲル化等の方法により、固体、膠質状等の略円筒状、略円柱状、或いは任意の多角柱状、多角筒状の塊に成形することもできる。
【００５３】
ガス発生剤組成物としては、そのほか、燃料としてHMX、５−ニトロテトラゾール、１Ｈ−テトラゾール、５−アミノテトラゾール、１Ｈ−テトラゾール-１，５−ジアミン、グアニジン硝酸塩、モノアミノグアニジン硝酸塩、カルボジヒドラジド、トリアミノグアニジン硝酸塩、１，２，４−トリアゾール-３-オン、５，５’−ビ−１Ｈ−テトラゾール、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、グリシン、セミカルバゾン、１Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３，５−ジアミン、４−アミノグアナゾール及びグアニル尿素硝酸塩、表１に示す化合物から選ばれる１又はこれらの混合物と、酸化剤として過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム及び硝酸ストロンチウム、ヒドロキシアンモニウムナイトレート、アンモニウムヒドラジド、ジニトラミド、過酸化水素水から選ばれる１又はこれらの混合物を組み合わせたものを用いることができる。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ガス発生剤成形体６は、端面燃焼させるものであることから、できるだけ着火、燃焼性能の良いガス発生剤を用いることが好ましく、１０ＭＰａの加圧条件下で、３０ｍｍ/sec以上の燃焼速度を有するものが好ましい。
【００５６】
ガス発生剤成形体６の燃焼開始端面４０に接触するように、着火補助剤３３が取り付けられている。着火補助剤３３は、ボロン硝石をバインダに分散させ、コロイド状のスラリー溶液とし、燃焼開始端面４０に塗布した後に乾燥させたものである。なお、着火補助剤３３は、ニトログアニジン等の燃料、硝酸ストロンチウム等の酸化剤を含む、着火性の良いガス発生剤やボロン硝石を、ガス発生剤成形体６中に分散させたものでもよい。このような着火補助剤は、それ自体が燃焼して、ガス発生剤成形体６の燃焼温度を更に上昇させるように作用する。
【００５７】
更に着火補助剤３３の表面に接した状態にて、面状発熱体３６が配置されている。面状発熱体３６は、厚さ３０μｍ程度のステンレス箔の一面にのみ、厚さ２０μｍ程度になるようにポリイミドフィルムをコーティングし、ステンレス箔の他面（着火補助剤３３と接する面）はコーティングしていないものである。面状発熱体３６は、外部からの着火電流を中継する中継コネクタ５０を介して、電源と接続される。
【００５８】
面状発熱体３６と中継コネクタ５０との間には、空間２５が設けられている。空間２５のハウジング３の半径方向（横方向）の断面積は、面状発熱体３６の面積と同等以上であり、間隔は面状発熱体３６の厚みよりも充分に大きい。
【００５９】
面状発熱体３６は、燃焼開始端面４０への着火補助剤３３の取り付けと並行して、面状発熱体３６を貼り付けてもよいし（この場合、着火補助剤３３の塗布乾燥により、面状発熱体３６が燃焼開始端面４０に貼り付けられる）、着火補助剤３３の取り付けとは別に行ってもよく、その際は、例えば、両面テープ、耐熱性接着剤等を用いて、面状発熱体３６を着火補助剤３３に貼り付ける方法を適用できる。
【００６０】
クーラント・フィルタ４２は、カップ８を取り囲んで配設されており、カップ８とクーラント・フィルタ４２間には、環状室４１が形成されている。クーラント・フィルタ４２は、鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径方向及び軸方向に圧縮して形成されたものである。クーラント・フィルタ４２は、ガス発生剤成形体６の燃焼ガスを冷却し、燃焼残渣を捕集するものである。
【００６１】
ハウジングの周壁部１０、４７と、クーラント・フィルタ４２の間には、筒状間隙４３が形成されている。この筒状間隙４３により、燃焼ガスはクーラント・フィルタ４２の全領域を通過するようになるため、燃焼ガスの効果的な冷却・浄化が達成される。
【００６２】
次に、図１に示すガス発生器１００の動作を説明する。車両の衝突時に、センサー（図示せず）が衝撃を感知し、コントロールユニット（図示せず）に信号を送る。コントロールユニットがそれを解析し、衝突と判断したら、中継コネクタ５０に作動信号を送る。
【００６３】
中継コネクタ５０からリードワイヤを介して面状発熱体３６に電流が流され、面状発熱体３６の全体が発熱して、着火補助剤３３が燃焼され、更にガス発生剤成形体６の燃焼開始端面４０全体が着火・燃焼を始める。ガス発生剤成形体６は、燃焼開始端面４０から反対端面３５に向かって端面燃焼する。
【００６４】
このとき、端面燃焼により発生した燃焼ガスの圧力を受けて、面状発熱体３６は燃焼開始端面４０から離れ、空間２５内に移動して、その後の燃焼室７内の圧力の上昇により、円形部３０の内壁面３０ａに貼り付けられた状態にて留まる。このため、面状発熱体３６により、ガス排出経路となるガス通過口２６が閉塞されることはない。
【００６５】
発生した燃焼ガスは、ガス通過口２６から環状室４１に流入し、クーラント・フィルタ４２で冷却・浄化された後、筒状間隙４３を通ってディフューザシェルのガス排出口１１に至り、防湿用のアルミニウムテープ４４を破壊した後に排出される。
【００６６】
ガス発生剤成形体６は、断面積の大小関係で示すと、外径Ａの部分＜外径Ａと外径Ｂの中間部＜外径Ｂの部分からなる３つの異なる断面積を有しているものであるから、燃焼開始端面４０から反対端面３５に向かって端面燃焼が進行するとき、断面積の増加に応じて単位時間当たりのガス発生量が増加することになる。
【００６７】
（２）図２に示すガス発生器
図２は、特に助手席側に設けられるエアバッグ装置に適したガス発生器を示す軸方向に沿う断面図である。
【００６８】
ガス発生器２００は、助手席用のエアバッグシステムに好適なように、その全体形状がシリンダ形状に形成されている。外郭容器を構成するハウジング８１は、一端側が閉塞され（閉塞面８３）、反対側端部が開口された有底筒形状のものであり、開口端部側には、クロージャ８２が取り付けられている。ハウジング８１のクロージャ８２が取り付けられた側には、防湿用のアルミニウムテープで閉塞されたガス排出口８０が形成され、クーラント・フィルタ９２が配置されている。
【００６９】
ハウジング８１の内部空間（燃焼室）には、前記内部空間の形状と一致したガス発生剤成形体８９が配置されている。ガス発生剤成形体８９は、図１のガス発生器で用いたガス発生剤成形体と同じ組成もので、同じ方法によって得られたものである。
【００７０】
ガス発生剤成形体８９には、燃焼開始端面９０が形成されており、その全面を面状発熱体９１がカバーしている。面状発熱体９１は、図１のガス発生器１０と同じものを同じ方法で取り付けている。面状発熱体９１は、外部からの着火電流を中継するコネクタ５０を介して、電源と接続される。
【００７１】
ガス発生器２００では、外部からの信号が中継コネクタ５０に伝えられ、中継コネクタ５０からリードワイヤ５１を介して面状発熱体９１に電流が流され、面状発熱体９１の全体が発熱して、ガス発生剤成形体８９の燃焼開始端面９０全体が着火・燃焼を始める。ガス発生剤成形体８９は、燃焼開始端面９０から閉塞面８３側に向かって端面燃焼する。
【００７２】
発生する燃焼ガスは、クーラント・フィルタ９２を通って冷却・浄化された後、防湿用のアルミニウムテープを破壊した後にガス排出口８０から外部へ排出される。
【００７３】
本実施形態では、ガス発生剤成形体８９の燃焼時に、面状発熱体９１は少なくとも部分的に焼尽されたり、破壊されたりすることで、ガス排出口８０までのガス通路が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】好ましい実施の形態におけるエアバッグ用ガス発生器の断面図。
【図２】別形態のエアバッグ用ガス発生器の断面図
【符号の説明】
【００７５】
１ ディフューザシェル
２ クロージャシェル
３ ハウジング
６ ガス発生剤
７ 燃焼室
８ カップ
１１ ガス排出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両に搭載するエアバッグシステム、あるいは歩行者保護装置に使用される人員拘束装置に使用するのに適したガス発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス発生剤の燃焼を正確にコントロールするため、ガス発生剤の形状を、単孔を有するもの、ペレット、ディスク状などに成型することで燃焼表面積を調整し、ガスの発生量を調整する工夫がなされている。
【０００３】
特許文献１に示されたガス発生器は、ガス発生剤が端面燃焼をするものである。即ち、点火器によってガス発生剤の端面に点火することで、図１中に矢印で示された方向に端面燃焼が行われ、発生したガスは流通孔から流量制御バルブを通じてガス流通管に放出されて、ガス流通管から外部へ噴出されるようになっている。このガス発生器では、点火器１１により燃焼が開始されるが、点火器１１は、ガス発生剤１０の燃焼端面（露出端面）１０ａに対向して配置されているが、燃焼端面１０ａの面積と比べると、点火器１１の点火部の大きさはかなり小さくなっている。
【０００４】
このような場合、点火器に近い部分の燃焼端面が着火・燃焼を開始しやすくなるため、斑に燃焼が進行する可能性がある。また、ガス発生剤の物理的な強度が小さい場合には、点火器が発する衝撃により着火端面が割れ等を生じて変形してしまい、均一な着火燃焼がなくなる結果、ガス発生量にばらつきが生じて、所望の性能を確保することができなくなる可能性がある。
【特許文献１】特開２００２−２０４９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、端面燃焼型のガス発生剤成形体を含んだガス発生器であり、ガス発生器の性能の調整が容易で、性能のばらつきが小さな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】
【０００６】
（請求項１）
本発明は、課題の解決手段として、
ガス排出口を有するハウジング内部に、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤成形体と、前記ガス発生剤成形体を着火・燃焼させる点火手段が配置されたガス発生器であって、
前記ガス発生剤成形体が、前記点火手段によって着火・燃焼が開始される１面又は複数面の燃焼開始端面を有しており、
前記点火手段が面状発熱体であり、
前記燃焼開始端面と前記面状発熱体が接触した状態にある、ガス発生器を提供する。
【０００７】
公知のガス発生器の多くは、多数のガス発生剤成形体が充填されており、全体として大きな表面積を有するものであるから、点火手段が作動して燃焼が開始されるときは、基本的に全面燃焼となる。
【０００８】
一方、本発明のガス発生器では、ガス発生剤成形体が燃焼開始端面を有しており、前記燃焼開始端面から燃焼が開始され、燃焼が進行して行くものであるから、上記の全面燃焼に対して部分燃焼となる点で相違している。
【０００９】
本発明のガス発生剤成形体は、１つのガス発生剤成形体でもよいし、複数のガス発生剤成形体が全体として１つの成形体を形成するように組み合わされたものでもよいが、１つのガス発生剤成形体が好ましい。１つのガス発生剤成形体の形状は、ガス発生剤成形体を充填する空間（例えば、ハウジング内壁、フィルタ内壁、必要に応じてハウジング内に配置される他の容器や仕切壁の内壁等で包囲される燃焼室）の内部形状と一致していることが好ましい。
【００１０】
複数のガス発生剤成形体を組み合わせて用いるときは１０個以下が好ましく、２〜８個がより好ましく、２〜６個が更に好ましく、２〜４個が特に好ましい。個々のガス発生剤成形体の形状は制限されるものではなく、円柱状、ディスク状、貫通孔又は非貫通孔（窪み）を有する円柱状又はディスク状等の公知形状のものを用いることができる。
【００１１】
複数のガス発生剤成形体を組み合わせて用いるときは、全体の形状がガス発生剤成形体を充填する空間（例えば、上記の燃焼室）の内部形状と一致していることが好ましい。例えば、複数枚のディスク状のガス発生剤成形体を積み重ねて、全体としてガス発生剤成形体を充填する空間（例えば、上記の燃焼室）の内部形状と一致するようにしたものを用いることができる。
【００１２】
ガス発生剤成形体は、ハウジング内壁面、フィルタ内壁面、必要に応じてハウジング内に配置される他の容器や仕切壁の内壁面に接触した状態で充填されるものであるため、これらの内壁面に接触せずに開放された面であって、点火手段（面状発熱体）によって着火・燃焼が開始される面が燃焼開始端面になる。なお、燃焼開始端面が着火・燃焼され、燃焼が進行して行くとき、ガス発生剤成形体の前記内壁面に接触している面からは燃焼し難い状態になっている。
【００１３】
燃焼開始端面は、上記したとおり、ハウジング内壁面、フィルタ内壁面、必要に応じてハウジング内に配置される他の容器や仕切壁の内壁面との接触状態を調整することにより、１面又は複数面にすることができる。燃焼開始端面は、平面又は曲面でもよく、凹凸を有する平面又は曲面でもよく、孔（貫通孔又は窪み）を有する平面又は曲面でもよい。
【００１４】
面状発熱体は、従来のガス発生器で用いている点火手段（電気式点火器）の代わりとなるものであり、燃焼開始端面に接触した状態で配置されているものである。面状発熱体は、導体を介して電源に接続される。
【００１５】
一般に使用される電気式点火器の点火部面積は、燃焼開始端面の面積と比べるとかなり小さなものであるため、電気式点火器が作動したとき、ガス発生剤成形体の狭い部分を点火することになる。このため、燃焼開始端面が大きいと着火ムラが生じて、均一な燃焼がなされないおそれがある。
【００１６】
また、電気式点火器の作動により生じる火炎や高温ガスの圧力を受けて、ガス発生剤成形体が割れたり、変形したりするおそれがあり、このような事態が生じると、着火ムラが生じて、均一な燃焼がなされないおそれがある。
【００１７】
しかし、本発明のように従来の電気式点火器に代えて面状発熱体を用いると、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面は圧力を受けることがないため、変形等を生じることがなく、全体が均一に着火・燃焼される。そして、面状発熱体を用いることにより、電気式点火器を用いた場合に比べて、ガス発生器全体を軽量化できる。
【００１８】
（請求項２）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼開始端面を除く一部又は全部の面が樹脂又はゴムで被覆されたものである、請求項１記載のガス発生器を提供する。
【００１９】
このように、燃焼開始端面を除く一部又は全部の面が樹脂又はゴムで被覆されていると、ガス発生剤成形体の耐久性を高めることができる。被覆部分の厚みは、０．０１〜３ｍｍ程度にすることができる。
【００２０】
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、ポリフタル酸ジアリル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ケイ素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等を挙げることができる。
【００２１】
ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００２２】
これらの中でも、−200℃〜400℃を超える温度範囲において、フレキシブル性、非溶融性、難燃性を有することから、ポリイミドが好ましい。このようなポリイミドでコーティングしたガス発生剤成形体を有するものをエアバッグ用ガス発生器として使用した場合、環境試験（南国の夏季を想定して、締め切った車内を想定した耐熱試験など）にも十分に適合する。
【００２３】
（請求項３）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記ガス発生剤成形体が、燃焼に際して、燃焼面積が変化する形状又は構造のものである、請求項１又は２記載のガス発生器を提供する。
【００２４】
燃焼に際して燃焼面積が変化する形状又は構造とは、１つのガス発生剤成形体の場合は、径の異なる１又は２以上の部分を有する成形体、径の異なる１又は２以上の貫通孔を有する成形体、１又は２以上の非貫通孔（窪み）を有する成形体、深さの異なる２以上の非貫通孔（窪み）を有する成形体、貫通孔と非貫通孔（窪み）を有する成形体、内部に１又は２以上の中空部を有する成形体等の燃焼開始端面から燃焼が始まったときにその断面積が時間と共に変化する形状又は構造のものを挙げることができる。また、複数のガス発生剤成形体を組み合わせた場合は、全体として前記した形状又は構造になるように組み合わせたものを挙げることができる。
【００２５】
なお、上記の例では、ガス発生剤成形体や貫通孔の径が異なることを挙げたが、これらの断面形状は円形に限定されるものではなく、多角形でもよい。
【００２６】
このように、燃焼に際して燃焼面積が変化する形状又は構造にすると、燃焼時のガス発生量の変化を調整しやすい。これは、燃焼面積が変化する形状又は構造にしておくと、燃焼が進むにつれて着火・燃焼面積が徐々に広くなったり、狭くなったり、あるいは急激に広くなったり、狭くなったりするようにすることができ、燃焼面積を変化させることにより、単位時間当たりのガス発生量を変化させることができるためである。
【００２７】
例えば、エアバッグと組み合わせる場合、燃焼初期の燃焼面積を小さくし、一定時間燃焼が進行した後に燃焼面積を広くすることで、作動初期はガス発生量を抑え、一定時間経過後より多くのガスを排出させることで、エアバッグの展開による乗員への衝撃を緩和したエアバッグシステム用のガス発生器となる。
【００２８】
（請求項４）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面が着火燃焼した後に変化することで、前記ガス排出口に至るガス排出経路を開放するものである、請求項１〜３のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００２９】
ガス発生剤成形体の充填空間とガス排出口との間に面状発熱体が配置されているようなものの場合、ガス発生剤成形体の燃焼後において面状発熱体がそのまま残存していると、ガス排出口に至るガス排出経路が閉塞されたり、ガスの排出の障害となる。このため、面状発熱体が燃焼開始端面を着火燃焼した後に変化することで、ガス排出口に至るガス排出経路を開放する。ここでいう「変化」とは、面状発熱体が、例えば、焼尽、破壊又は変形されたり、変位移動したりすることを意味する。
【００３０】
面状発熱体を変形し易くする観点から、面状発熱体の厚さは０．０１〜１ｍｍが好ましく、０．０３〜０．５ｍｍがより好ましい。
【００３１】
（請求項５）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、可塑性を有し、厚さ方向に変形可能なものである、請求項１〜４のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００３２】
ガス発生剤成形体の燃焼開始端面の全体を確実に着火・燃焼させる観点からは、燃焼開始端面と面状発熱体が密着していることが好ましい。このため、面状発熱体として、金属箔のように、可塑性を有し、厚さ方向に変形可能なものを用いると、例えば、燃焼開始端面が凹凸を有するものであった場合でも、面状発熱体が前記凹凸面に密着されるように接触させることができる。
【００３３】
（請求項６）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、ニッケルセリサイト、ステンレス箔、ステンレス箔、シリコーンゴムコードヒータ、導電ゴム、チタン系金属を主体とした複合セラミック、カーボンフェルト、導電性カーボンを含む合成ゴム、ニクロム線から選ばれるものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００３４】
面状発熱体は、ステンレス、ニッケルセリサイト、ステンレス箔＋ポリイミド樹脂、ステンレス箔＋ポリエステル樹脂、シリコンゴムコードヒータ＋アルミ箔、導電ゴムを利用したもの、チタン系金属を主体とした複合セラミックからなるもの、カーボンフェルトを薄膜フィルムに構成したもの、導電性カーボンを合成ゴムに練りこんだもの、ニクロム線を蛇行配線したものからなるものが好ましい。
【００３５】
ステンレスは、薄膜状に形成してステンレス箔とし、ポリイミド樹脂やポリエステル樹脂で露出面をコーティングしたもの、シリコンコードヒータは、アルミ箔などで被覆したものを用いることができる。導電ゴムは、それ自体抵抗値を有しているもので、特にゴムとして耐熱性の良いシリコーンゴムを用いたものが好ましい。
【００３６】
チタン系金属を主体とした複合セラミックからなるものは、チタン系金属を主体とした複合セラミックをバインダに溶かした後、絶縁物の上に塗布し、乾燥させて得ることができる。
【００３７】
（請求項７）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面と同一又は近似した形状のものである、請求項１〜６のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００３８】
このようにすることで、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面全体を均一に着火・燃焼させることができる。
【００３９】
（請求項８）
本発明は、課題の他の解決手段として、前記面状発熱体と前記燃焼開始端面との間に着火補助剤が介在されている、請求項１〜７のいずれかに記載のガス発生器を提供する。
【００４０】
着火補助剤としては、片面又は両面に伝火薬を塗布してなるフィルム状部材、ボロン硝石などの黒色火薬を含浸してなる多孔質薄板部材、火薬を含むスラリー状物質を硬化したもの、又は使用したガス発生剤成形体よりも燃焼温度の高いガス発生剤を燃焼開始端面に当接して配置させる。なお、スラリー状物質を使用する場合は、ガス発生剤の燃焼開始端面にスラリー状物質を塗布して乾燥させてもよい。
【００４１】
着火補助剤は、ガス発生器の落下等の衝撃によって、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面に割れや欠けなどの異常が発生することを防止する、補強手段として機能させることもできる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明のガス発生器によれば、ガス発生剤成形体の燃焼開始端面にて端面燃焼させることができるため、ガス発生器の性能の調整が容易であり、性能のばらつきが小さなガス発生器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
（１）図１に示すガス発生器
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明を運転席用エアバッグのガス発生器に適応した形態におけるエアバッグ用ガス発生器の軸方向（縦方向）の断面図である。
【００４４】
ガス発生器１００は、ディフューザシェル１とクロージャシェル２からなるハウジング３で外殻が形成されている。
【００４５】
ディフューザシェル１は、鋼板をプレスにより成形してなるもので、円形部１２と、この円形部１２の外周部に形成される周壁部１０と、この周壁部１０の先端部に半径方向外側に延在するフランジ部１９を有している。周壁部１０には、ガス排出口１１が周方向に均等間隔に形成されている。
【００４６】
クロージャシェル２は、鋼板をプレスにより成形してなるもので、円形部３０と、その中央部に形成される中央孔１５と、円形部３０の外周部に形成される周壁部４７と、この周壁部４７の先端部に半径方向外側に延在するフランジ部２０を有している。中央孔１５には、外部からの着火電流を中継する中継コネクタ５０が配置されて、カシメにて固定されている
ディフューザシェル１とクロージャシェル２は、フランジ部同士１９、２０が重ね合わされ溶接２１され、固定されている。
【００４７】
ハウジング３内には、カップ８が収容されており、カップ８内が燃焼室７となる。カップ８は、開放端部側に周囲に複数のガス通過口２６を有する小径部８ａ、閉塞端部側に大径部８ｂ、小径部と大径部の間の中間部に傾斜面部８ｃを有しており、傾斜面部８ｃの外径は、小径部８ａから大径部８ｂに向かって拡大されている。カップ８は、開放端部がクロージャ２の円形部３０に当接され、閉塞端部がディフューザ１の円形部１２に当接されている。
【００４８】
燃焼室７には、カップ８の内部形状と一致する塊状に形成された１つのガス発生剤成形体６が収容されている。ガス発生剤成形体６は、一面を除いてカップ８の内壁面に当接されており、開放面であるクロージャ２側の端面が燃焼開始端面４０となっている。
【００４９】
ガス発生剤成形体６は、外径Ａの部分（小径部８ａに相当する部分）、外径Ｂの部分（大径部８ｂに相当する部分）、外径Ａと外径Ｂの中間部（傾斜面部８ｃに相当する部分）の３つの異なる外径部分（前記中間部の外径を平均値とした場合）からなるものであり、断面積の大小関係は、外径Ａの部分＜外径Ａと外径Ｂの中間部＜外径Ｂの部分となっている。
【００５０】
ガス発生剤成形体６は、着火性の良いものであり、燃料（RDX）４０質量％、酸化剤（過塩素酸カリウム）５７質量％、成型用のバインダー（カルボキシメチルセルロースナトリウム）３質量％からなる組成物を用いて、下記の方法により、成形されたものである。
【００５１】
５０質量％のイオン交換水に３質量％のカルボキシルメチルセルロース（ダイセル化学工業製「ＣＭＣダイセル＃２２６０」）を添加しながら、液温を４０℃に調温した状態で撹拌溶解させた。その後、ＲＤＸ（日本工機製粉砕品）４０質量％、過塩素酸カリウム（日本カーリット製「ＫＰＤ２」）５７質量％を投入して、さらに１時間ゆっくりと撹拌し、均一混合させる。
【００５２】
その後、常温まで冷却放置し、膠質状のガス発生剤組成物（含水物）を得る。これをカップ８内の空間（得ようとするガス発生剤成形体の形状と一致する空間）に充填する。次に、１１０℃にて２４時間乾燥させ、カップ８内に所望形状のガス発生剤成形体６が充填されたものを得ることができる。その他、液体、粉体、コロイド等の形態のガス発生剤組成物を所定空間内に充填し、乾燥、反応硬化、圧縮、ゲル化等の方法により、固体、膠質状等の略円筒状、略円柱状、或いは任意の多角柱状、多角筒状の塊に成形することもできる。
【００５３】
ガス発生剤組成物としては、そのほか、燃料としてHMX、５−ニトロテトラゾール、１Ｈ−テトラゾール、５−アミノテトラゾール、１Ｈ−テトラゾール-１，５−ジアミン、グアニジン硝酸塩、モノアミノグアニジン硝酸塩、カルボジヒドラジド、トリアミノグアニジン硝酸塩、１，２，４−トリアゾール-３-オン、５，５’−ビ−１Ｈ−テトラゾール、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、グリシン、セミカルバゾン、１Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３，５−ジアミン、４−アミノグアナゾール及びグアニル尿素硝酸塩、表１に示す化合物から選ばれる１又はこれらの混合物と、酸化剤として過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム及び硝酸ストロンチウム、ヒドロキシアンモニウムナイトレート、アンモニウムヒドラジド、ジニトラミド、過酸化水素水から選ばれる１又はこれらの混合物を組み合わせたものを用いることができる。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ガス発生剤成形体６は、端面燃焼させるものであることから、できるだけ着火、燃焼性能の良いガス発生剤を用いることが好ましく、１０ＭＰａの加圧条件下で、３０ｍｍ/sec以上の燃焼速度を有するものが好ましい。
【００５６】
ガス発生剤成形体６の燃焼開始端面４０に接触するように、着火補助剤３３が取り付けられている。着火補助剤３３は、ボロン硝石をバインダに分散させ、コロイド状のスラリー溶液とし、燃焼開始端面４０に塗布した後に乾燥させたものである。なお、着火補助剤３３は、ニトログアニジン等の燃料、硝酸ストロンチウム等の酸化剤を含む、着火性の良いガス発生剤やボロン硝石を、ガス発生剤成形体６中に分散させたものでもよい。このような着火補助剤は、それ自体が燃焼して、ガス発生剤成形体６の燃焼温度を更に上昇させるように作用する。
【００５７】
更に着火補助剤３３の表面に接した状態にて、面状発熱体３６が配置されている。面状発熱体３６は、厚さ３０μｍ程度のステンレス箔の一面にのみ、厚さ２０μｍ程度になるようにポリイミドフィルムをコーティングし、ステンレス箔の他面（着火補助剤３３と接する面）はコーティングしていないものである。面状発熱体３６は、外部からの着火電流を中継する中継コネクタ５０を介して、電源と接続される。
【００５８】
面状発熱体３６と中継コネクタ５０との間には、空間２５が設けられている。空間２５のハウジング３の半径方向（横方向）の断面積は、面状発熱体３６の面積と同等以上であり、間隔は面状発熱体３６の厚みよりも充分に大きい。
【００５９】
面状発熱体３６は、燃焼開始端面４０への着火補助剤３３の取り付けと並行して、面状発熱体３６を貼り付けてもよいし（この場合、着火補助剤３３の塗布乾燥により、面状発熱体３６が燃焼開始端面４０に貼り付けられる）、着火補助剤３３の取り付けとは別に行ってもよく、その際は、例えば、両面テープ、耐熱性接着剤等を用いて、面状発熱体３６を着火補助剤３３に貼り付ける方法を適用できる。
【００６０】
クーラント・フィルタ４２は、カップ８を取り囲んで配設されており、カップ８とクーラント・フィルタ４２間には、環状室４１が形成されている。クーラント・フィルタ４２は、鋼製平編の金網を半径方向に重ね、半径方向及び軸方向に圧縮して形成されたものである。クーラント・フィルタ４２は、ガス発生剤成形体６の燃焼ガスを冷却し、燃焼残渣を捕集するものである。
【００６１】
ハウジングの周壁部１０、４７と、クーラント・フィルタ４２の間には、筒状間隙４３が形成されている。この筒状間隙４３により、燃焼ガスはクーラント・フィルタ４２の全領域を通過するようになるため、燃焼ガスの効果的な冷却・浄化が達成される。
【００６２】
次に、図１に示すガス発生器１００の動作を説明する。車両の衝突時に、センサー（図示せず）が衝撃を感知し、コントロールユニット（図示せず）に信号を送る。コントロールユニットがそれを解析し、衝突と判断したら、中継コネクタ５０に作動信号を送る。
【００６３】
中継コネクタ５０からリードワイヤを介して面状発熱体３６に電流が流され、面状発熱体３６の全体が発熱して、着火補助剤３３が燃焼され、更にガス発生剤成形体６の燃焼開始端面４０全体が着火・燃焼を始める。ガス発生剤成形体６は、燃焼開始端面４０から反対端面３５に向かって端面燃焼する。
【００６４】
このとき、端面燃焼により発生した燃焼ガスの圧力を受けて、面状発熱体３６は燃焼開始端面４０から離れ、空間２５内に移動して、その後の燃焼室７内の圧力の上昇により、円形部３０の内壁面３０ａに貼り付けられた状態にて留まる。このため、面状発熱体３６により、ガス排出経路となるガス通過口２６が閉塞されることはない。
【００６５】
発生した燃焼ガスは、ガス通過口２６から環状室４１に流入し、クーラント・フィルタ４２で冷却・浄化された後、筒状間隙４３を通ってディフューザシェルのガス排出口１１に至り、防湿用のアルミニウムテープ４４を破壊した後に排出される。
【００６６】
ガス発生剤成形体６は、断面積の大小関係で示すと、外径Ａの部分＜外径Ａと外径Ｂの中間部＜外径Ｂの部分からなる３つの異なる断面積を有しているものであるから、燃焼開始端面４０から反対端面３５に向かって端面燃焼が進行するとき、断面積の増加に応じて単位時間当たりのガス発生量が増加することになる。
【００６７】
（２）図２に示すガス発生器
図２は、特に助手席側に設けられるエアバッグ装置に適したガス発生器を示す軸方向に沿う断面図である。
【００６８】
ガス発生器２００は、助手席用のエアバッグシステムに好適なように、その全体形状がシリンダ形状に形成されている。外郭容器を構成するハウジング８１は、一端側が閉塞され（閉塞面８３）、反対側端部が開口された有底筒形状のものであり、開口端部側には、クロージャ８２が取り付けられている。ハウジング８１のクロージャ８２が取り付けられた側には、防湿用のアルミニウムテープで閉塞されたガス排出口８０が形成され、クーラント・フィルタ９２が配置されている。
【００６９】
ハウジング８１の内部空間（燃焼室）には、前記内部空間の形状と一致したガス発生剤成形体８９が配置されている。ガス発生剤成形体８９は、図１のガス発生器で用いたガス発生剤成形体と同じ組成もので、同じ方法によって得られたものである。
【００７０】
ガス発生剤成形体８９には、燃焼開始端面９０が形成されており、その全面を面状発熱体９１がカバーしている。面状発熱体９１は、図１のガス発生器１０と同じものを同じ方法で取り付けている。面状発熱体９１は、外部からの着火電流を中継するコネクタ５０を介して、電源と接続される。
【００７１】
ガス発生器２００では、外部からの信号が中継コネクタ５０に伝えられ、中継コネクタ５０からリードワイヤ５１を介して面状発熱体９１に電流が流され、面状発熱体９１の全体が発熱して、ガス発生剤成形体８９の燃焼開始端面９０全体が着火・燃焼を始める。ガス発生剤成形体８９は、燃焼開始端面９０から閉塞面８３側に向かって端面燃焼する。
【００７２】
発生する燃焼ガスは、クーラント・フィルタ９２を通って冷却・浄化された後、防湿用のアルミニウムテープを破壊した後にガス排出口８０から外部へ排出される。
【００７３】
本実施形態では、ガス発生剤成形体８９の燃焼時に、面状発熱体９１は少なくとも部分的に焼尽されたり、破壊されたりすることで、ガス排出口８０までのガス通路が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】好ましい実施の形態におけるエアバッグ用ガス発生器の断面図。
【図２】別形態のエアバッグ用ガス発生器の断面図
【符号の説明】
【００７５】
１ ディフューザシェル
２ クロージャシェル
３ ハウジング
６ ガス発生剤
７ 燃焼室
８ カップ
１１ ガス排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス排出口を有するハウジング内部に、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤成形体と、前記ガス発生剤成形体を着火燃焼させる点火手段が配置されたガス発生器であって、
前記ガス発生剤成形体が、前記点火手段によって着火燃焼が開始される１面又は複数面の燃焼開始端面を有しており、
前記点火手段が面状発熱体であり、
前記燃焼開始端面と前記面状発熱体が接触した状態にある、ガス発生器。
【請求項２】
前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼開始端面を除く一部又は全部の面が樹脂又はゴムで被覆されたものである、請求項１記載のガス発生器。
【請求項３】
前記ガス発生剤成形体が、燃焼に際して、燃焼面積が変化する形状又は構造のものである、請求項１又は２記載のガス発生器。
【請求項４】
前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面が着火燃焼した後に変化することで、前記ガス排出口に至るガス排出経路を開放するものである、請求項１〜３のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項５】
前記面状発熱体が、可塑性を有し、厚さ方向に変形可能なものである、請求項１〜４のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項６】
前記面状発熱体が、ニッケルセリサイト、ステンレス箔、シリコーンゴムコードヒータ、導電ゴム、チタン系金属を主体とした複合セラミック、カーボンフェルト、導電性カーボンを含む合成ゴム、ニクロム線から選ばれるものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項７】
前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面と同一又は近似した形状のものである、請求項１〜６のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項８】
前記面状発熱体と前記燃焼開始端面との間に着火補助剤が介在されている、請求項１〜７のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項１】
ガス排出口を有するハウジング内部に、燃焼によりガスを発生させるガス発生剤成形体と、前記ガス発生剤成形体を着火燃焼させる点火手段が配置されたガス発生器であって、
前記ガス発生剤成形体が、前記点火手段によって着火燃焼が開始される１面又は複数面の燃焼開始端面を有しており、
前記点火手段が面状発熱体であり、
前記燃焼開始端面と前記面状発熱体が接触した状態にある、ガス発生器。
【請求項２】
前記ガス発生剤成形体が、前記燃焼開始端面を除く一部又は全部の面が樹脂又はゴムで被覆されたものである、請求項１記載のガス発生器。
【請求項３】
前記ガス発生剤成形体が、燃焼に際して、燃焼面積が変化する形状又は構造のものである、請求項１又は２記載のガス発生器。
【請求項４】
前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面が着火燃焼した後に変化することで、前記ガス排出口に至るガス排出経路を開放するものである、請求項１〜３のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項５】
前記面状発熱体が、可塑性を有し、厚さ方向に変形可能なものである、請求項１〜４のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項６】
前記面状発熱体が、ニッケルセリサイト、ステンレス箔、シリコーンゴムコードヒータ、導電ゴム、チタン系金属を主体とした複合セラミック、カーボンフェルト、導電性カーボンを含む合成ゴム、ニクロム線から選ばれるものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項７】
前記面状発熱体が、前記燃焼開始端面と同一又は近似した形状のものである、請求項１〜６のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項８】
前記面状発熱体と前記燃焼開始端面との間に着火補助剤が介在されている、請求項１〜７のいずれかに記載のガス発生器。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１９６７７５（Ｐ２００７−１９６７７５Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５７５７（Ｐ２００６−１５７５７）
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（０００００２９０１）ダイセル化学工業株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（０００００２９０１）ダイセル化学工業株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
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