ガス発生器
【課題】複数のガス排出口を形成したディフューザ部を有するガス発生器であり、ガス排出口に到達するまでのガス排出経路の一部に形成されたチョーク部となる空間部が、ガス発生器の作動状態に拘わらず安定したガス排出量の調整機能を発揮できるガス発生器を提供することを課題とする。
【解決手段】ガス発生器のディフューザ部100は、開口部103とガス排出口105を有する周壁部102aを有し、第１筒状空間部110と第２筒状空間部111からなる。ハウジング本体部22とディフューザ部100の間は仕切板120で閉塞されている。第１筒状空間部110の内径d1と第２筒状空間部111の内径d2はd1＞d2の関係を満たすように段差115を形成して連通され、内径d2の第２筒状空間部111の断面積a1が、複数のガス排出口105の総開口面積a2よりも小さくなるように設定されている。
【解決手段】ガス発生器のディフューザ部100は、開口部103とガス排出口105を有する周壁部102aを有し、第１筒状空間部110と第２筒状空間部111からなる。ハウジング本体部22とディフューザ部100の間は仕切板120で閉塞されている。第１筒状空間部110の内径d1と第２筒状空間部111の内径d2はd1＞d2の関係を満たすように段差115を形成して連通され、内径d2の第２筒状空間部111の断面積a1が、複数のガス排出口105の総開口面積a2よりも小さくなるように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の人員拘束システム用として適したガス発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグ装置用のガス発生器は、作動時に所定量のガスをエアバッグに供給するものであり、使用されるエアバッグの目的や仕様に合わせて、供給されるガス量も決まっている。そのためガス発生器としては安定した出力を発現するものであることが好ましい。
【０００３】
ガス発生器からの単位時間当たりのガス排出量は、ガス排出経路においてチョーク部によって調整される。チョーク部は、ガス排出口までの排出経路において、断面積や開口面積の最も小さい部分（最小面積部分）である。このため、この最小面積部分が常に安定して確保される必要がある。
【０００４】
特許文献１には、ハウジング１４の端部にディフューザ１２が取り付けられたガス発生器の部分図が開示されている。ディフューザ１２は天井部２４と側壁２２および底壁２６からなり、天井部２４は閉塞され、側壁２２には複数の開口（スロット４０）が形成されている。さらに底壁２６には中央に１つの孔２８が形成され、バーストディスク３４によって閉塞されている。
このガス発生器は、複数の開口４０によって形成される総開口面積が、ディフューザ１２の底壁２６に形成される孔２８の開口面積より大きくなるように形成されているため、孔２８がチョーク部となる。
【０００５】
特許文献２には、内部にフィルターを有する長尺円筒状ハウジングと、ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、ガス発生剤点火手段と、前記ハウジングにおける前記フィルター側の端部に装着されているガス放出筒とを備えており、ガス放出筒が、ガス流路の開口部の断面積が、ガス流路の途中の断面積よりも大きいガス発生器が開示されている（請求項１）。
前記ガス放出筒の断面積についての詳細は段落〔００１７〕に記載されているが、複数のガス放出口の総開口面積との関係は全く記載されていない。さらに段落〔００１７〕に記載の断面積の関係は、〔００２１〕に記載のとおり、フィルター４のガス放出筒１２側の角部付近も有効に利用できるようにするためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公報第５，９４１，５６３号
【特許文献２】実用新案登録第３１２９８５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の発明は、チョーク部分となる孔２８によって、排出されるガスの量を調整する構造になっている。しかし、孔２８にバーストディスク３４が取り付けられており、バーストディスク３４の開裂の仕方によっては、孔２８の開口面積が変化することも考えられる。そのため、出力性能にばらつきが発生しやすく、安定な出力を呈するガス発生器という点で、更に改良の余地がある。
【０００８】
本発明は、複数のガス排出口を形成したディフューザ部を有するガス発生器であり、ガス排出口に到達するまでのガス排出経路の一部に形成されたチョーク部となる空間部が、ガス発生器の作動状態に拘わらず安定したガス排出量の調整機能を発揮できる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】
【０００９】
本発明は、課題の解決手段として、
ガス及びガスを発生させるためのガス発生手段の少なくとも一方が収容されたハウジング本体部と、
前記ハウジング本体部に接続されており、前記ハウジング本体部内のガス又は前記ハウジング本体部内で発生したガスを排出するためのディフューザ部とを備えたガス発生器であって、
前記ディフューザ部がカップ状であり、前記ハウジング本体部と接合された開口部と、複数のガス排出口を有する周壁部を有するものであり、
前記ハウジング本体部と前記ディフューザ部との間が、前記環状部の開口部側に固着された仕切板で閉塞されており、
前記ディフューザ部の内部が、互いに連通された第１筒状空間部と第２筒状空間部からなるものであり、
前記第１筒状空間部が前記仕切板に面し、前記第２筒状空間部が前記ガス排出口と連通しており、
前記第１筒状空間部と前記第２筒状空間部が、前記第１筒状空間部の内径ｄ１と前記第２筒状空間部の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差を形成して連通されているものであり、
前記内径ｄ２の第２筒状空間部の断面積ａ１が、前記複数のガス排出口の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されているガス発生器を提供する。
【００１０】
本発明のガス発生器は、本発明の課題を解決できる範囲内であれば、ディフューザ部を除いた残りは公知の各種タイプのガス発生器と同じ構造にすることができる。
また、本発明のガス発生器におけるディフューザ部を公知のガス発生器のディフューザ機能を有する部品と置換することもできる。
【００１１】
本発明のガス発生器は、
ハウジング本体部内に充填されたガスを利用するストアードガス型インフレータ（但し、少なくとも圧力により仕切板を破壊するための手段又は直接仕切板に作用して破壊させる部材（矢尻、ピストン等）を駆動させる手段として点火器等を備えている）、
ハウジング本体部内に充填されたガスとガス発生剤を利用するハイブリッド型インフレータ（ガス発生剤を着火燃焼させるための点火器等のガス発生手段を備えている）、
ハウジング本体部内に充填されたガス発生剤を利用するパイロ型インフレータのいずれかの型のガス発生器にすることができる。
【００１２】
ハウジング本体部は、内部空間内にガス及びガスを発生させるためのガス発生手段の少なくとも一方が収容されたものである。
ガスは、ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータで使用するもので、公知の不活性ガス、窒素ガス等である。
ガス発生手段は、パイロ型インフレータのほか、ハイブリッド型インフレータでも使用するものであり、インフレータの型に応じて、ガス発生剤、それを着火燃焼させるための点火器、ガス発生剤の着火燃焼を促進するための伝火薬（他のガス発生剤も含む）等から選択したものを組み合わせて使用することができるものであり、公知のガス発生器におけるガス発生手段を使用することができる。
【００１３】
ハウジング本体部とディフューザ部との間は仕切板で閉塞されている。
ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータの仕切板は、ハウジング本体部に高圧で充填されたガスが漏れないようにするためのものである。高い圧力を受けた状態で固着されているものであるから、その圧力に耐えるような厚みや材質のものとなり、金属が好ましい。
パイロ型のインフレータの仕切板は、ハウジング本体部内に充填されたガス発生剤（例えば、円柱状、ディスク状、ペレット状又はそれらに貫通孔や凹部が形成された形状のもの）の充填空間と外部雰囲気を分離して湿気の侵入を防止するためのものである。このため、ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータの場合と比べると、強度は小さくてもよい。
【００１４】
ディフューザ部の内部には、第１筒状空間部と第２筒状空間部がディフューザ部の軸方向に並んで形成されており、第１筒状空間部が仕切板に面し、第２筒状空間部がガス排出口に連通されている。
よって、作動時に仕切板が破壊されたとき、ハウジング本体部内のガス（又はハウジング本体部内で発生したガス）は、第１筒状空間部、第２筒状空間部の順に通過して、ガス排出口から排出されることになる。
【００１５】
第１筒状空間部と第２筒状空間部は、第１筒状空間部の内径ｄ１と第２筒状空間部の内径ｄ２は、ｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差を形成して連通されている。このとき、第１筒状空間部と第２筒状空間部の中心軸が一致していることが望ましい。
【００１６】
内径ｄ２の第２筒状空間部の断面積ａ１は、複数のガス排出口の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されている。第１筒状空間部の内径ｄ１と第２筒状空間部の内径ｄ２はｄ１＞ｄ２の関係を満たしているから、作動時においては、内径ｄ２の第２筒状空間部が単位時間当たりのガス排出量を調整するためのチョーク部となる。
【００１７】
第１筒状空間部の長さ（第１筒状空間部の前記仕切板に面した開口部から段差部までの長さ）Ｌ１と第１筒状空間部の内径ｄ１は、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていることが好ましい。ここで、第１筒状空間部に面した仕切板の直径は、開口部１０３に対する取り付け状態によるが、第１筒状空間部の内径ｄ１とほぼ一致する。
ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータの場合には、ハウジング本体部内に不活性ガス等が高圧で充填されているため、仕切板はディフューザ部側に椀状に付き出したように変形している。この場合には、仕切板の中心部に最も高い圧力が掛かっている。このため、仕切板が破壊されたときには、周縁部が固着されたままで、中心部から放射状に亀裂が拡がって花弁状に破壊されることになる。
このとき、花弁状に拡がった仕切板の先端部が第２筒状空間部にまで到達すると、第２筒状空間部の断面積が小さくなってしまい、インフレータの出力性能に変化が生じるおそれがある。
しかし、上記のとおり、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていると、花弁状に拡がった仕切板の先端部は第２筒状空間部に到達することが防止されるため、設計どおりの断面積を有するチョーク部としての機能が発現される。
【００１８】
仕切板として、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものを使用すると、花弁状に開裂し易くなるとともに、破壊片が生じ難くなるため、第２筒状空間部のチョーク部としての機能がより安定して発揮できるので好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のガス発生器は、ガス排出経路において単位時間当たりのガス排出量を調整するチョーク部が、それぞれ径の異なる第１筒状空間部と第２筒状空間部を有するディフューザ部内の第２筒状空間部に形成されており、仕切板が第１筒状空間部の開口部側に固定されている。このため、作動時において開裂した仕切板がチョーク部である第２筒状空間部に入り込まず、安定したガス排出量の調整機能が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のガス発生器の組立方法を説明するための軸方向の断面図。
【図２】図１のガス発生器に接続できるディフューザ部の軸方向断面図。
【図３】本発明のガス発生器の動作を説明するための図。
【図４】本発明の他実施形態であるガス発生器の軸方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（１）ハイブリッド型インフレータ
図１〜図３により、本発明のガス発生器をハイブリッド型のインフレータにした場合の実施形態を説明する。
図１は、特開２００８−１３７４７５号公報の図１に示されたインフレータ１０においてディフューザ部５０を除いたものと同じものに対して、新たにディフューザ部１００を取り付ける前の状態を示している。
【００２２】
インフレータ１０は、加圧ガス室２０と、ガス発生器３０、ディフュザー部５０とを有している。
【００２３】
加圧ガス室２０は、筒状の加圧ガス室ハウジング（ハウジング本体部）２２により外殻が形成されており、アルゴン、ヘリウムの混合物からなる加圧ガスが充填されている。加圧ガス室ハウジング２２は、軸方向及び半径方向に対して対称形となっているので、組み立て時に軸方向及び半径方向への向きを調整する必要がない。
【００２４】
加圧ガス室ハウジング２２の側面には、加圧ガスの充填孔２４が形成されており、加圧ガスを充填した後にピン２６により閉塞されている。ピン２６の先端部２６ａは加圧ガス室２０内に突出されており、突出部はガス発生剤成型体３６の燃焼ガス流が衝突される長さを有している。このピン２６の突出部の長さを調整することで、ピン２６自体に燃焼ガスを衝突させて、燃焼残渣を付着させることができる。図１においては、ピン２６の先端部２６ａが対向する壁面２２ａに当接するまで延長することができる。
【００２５】
ガス発生器３０は、ガス発生器ハウジング３２内に収容された点火手段（電気式点火器）３４とガス発生剤成型体３６とを含んでおり、加圧ガス室２０の一端側に接続されている。ガス発生剤成型体３６が充填された空間が燃焼室３５となる。ガス発生器ハウジング３２と加圧ガス室ハウジング２２は、接合部４９において抵抗溶接されている。インフレータ１０をエアバッグシステムに組み込むとき、点火手段３４は、コネクタ、導線を介して、外部電源に接続される。
【００２６】
ガス発生剤成型体３６は、公知のものを用いることができる。図示したガス発生剤成型体３６は円柱状であるから、最小径（Ｄmin）は端面の直径となる。
【００２７】
加圧ガス室２０とガス発生器３０との間の第１連通路３８は、加圧ガスの圧力を受けて椀状に変形した第１破裂板４０で閉塞されており、ガス発生器３０内は常圧に保持されている。第１破裂板４０は、周縁部４０ａにおいてガス発生器ハウジング３２に抵抗溶接されている。
【００２８】
第１破裂板４０には、キャップ４４が加圧ガス室２０側から被せられている。このキャップ４４は、第１破裂板４０（即ち、第１連通路３８）を覆うことにより、ガス発生剤成型体３６の燃焼により生じた燃焼ガスが必ずキャップ４４を経由してガス孔４２から噴出されるように取り付けられている。
【００２９】
キャップ４４は、断面が円形のものであり、周面４４ａにのみ複数のガス孔４２が形成されており、底面４４ｂは第１破裂板４０（即ち、第１連通路３８）に正対している。
【００３０】
周面４４ａに形成されたガス孔４２は円形であり、直径ｄminはガス発生剤成形体３６の最小径（Ｄmin）と同等以下の大きさであり、好ましくはガス発生剤成形体３６の最小径（Ｄmin）よりも小さいものである。
【００３１】
キャップ底面４４ｂと、キャップ底面４４ｂに最も近接した位置にあるガス孔４２ａ（図２（ｂ）参照）端部までの間隔（Ｗ）と、ガス発生剤成型体３６の最小径（Ｄmin）との関係は、Ｄmin／２＜Ｗであることが好ましい。
【００３２】
キャップ４４は、開口周縁部が外側に折り曲げられたフランジ部４６を有しており、フランジ部４６においてガス発生器ハウジング３２の一部（かしめ部）４８をかしめることで固定されている。
【００３３】
加圧ガス室２０の他端側には、図２に示すように加圧ガス及び燃焼ガスを排出するガス排出口１０５を有するディフュザー部１００が接続されており、ディフュザー部１００と加圧ガス室ハウジング（ハウジング本体部）２２は、接合部５４において抵抗溶接されている。
【００３４】
ディフューザ部１００は、開口部１０３と周壁部１０２ａを有するカップ状であればよいが、加圧ガス室ハウジング２２との接合性の観点から、図２に示すように、ハウジング本体部２２と接合部５４側において接合された、開口部１０３を有する環状部１０１と、環状部１０１の内周縁から突き出され、複数のガス排出口１０５が形成された周壁部１０２ａと底面部１０２ｂからなるガス排出部１０２を有するものが好ましい。
ガス排出口１０５は、カップ状のガス排出部１０２の周壁部１０２ａに形成されているが、底面部１０２ｂに形成されていてもよい。
ガス排出口１０５の数は特に制限されるものではないが、所定寸法のものが好ましくは４個以上である。
【００３５】
ハウジング本体部２２とディフューザ部１００との間は、環状部１０１の開口部１０３側に固着された、ステンレス製で、円形の仕切板（第２破裂板）１２０で閉塞されている。仕切板１２０は、取り付け前には円板状であるが、ハウジング本体部２２内部の高圧ガスの圧力を受けて、ディフューザ部１００側に椀状に突き出すように変形している。
仕切板１２０は、その周縁部１２０ａが環状部１０１の開口部１０３の周縁（ハウジング本体部２２に面した環状部１０１の表面）に溶接で固定されている。
環状部１０１の開口部１０３に面した角部１０４は、図示するように曲面であることが好ましい。角部１０４が曲面である場合には、作動時における仕切板１２０の花弁状の開裂を補助し、仕切板１２０が千切れて破片が生じることが防止される。
【００３６】
ディフューザ部１００の内部は、仕切板１２０に面した第１筒状空間部１１０と、ガス排出口１０５と連通された第２筒状空間部１１１からなり、２つの空間部はディフューザ部１００の軸方向に並んで互いに連通されている。
第１筒状空間部１１０の中心軸Ｘと第２筒状空間部１１１の中心軸Ｘは一致している。
【００３７】
第１筒状空間部１１０と第２筒状空間部１１１は、第１筒状空間部１１０の内径ｄ１と第２筒状空間部１１１の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差１１５を形成して連通されている。
ｄ１とｄ２の比率（ｄ１／ｄ２）は、段差１１５の幅を調整する観点から、１．５〜８の範囲が好ましく、１．８〜５の範囲がより好ましい。
段差１１５の幅は、（ｄ１−ｄ２）／２から求めることができるものであり、ｄ１が７ｍｍのときは１．４〜１．８ｍｍの範囲が好ましい。
【００３８】
内径ｄ２の第２筒状空間部１１１の断面積（直径方向の断面積）ａ１は、複数のガス排出口１０５の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されている。
内径ｄ２の第２筒状空間部１１１の断面積と内径ｄ１の第１筒状空間部１１０の断面積（直径方向の断面積）は、ｄ１＞ｄ２であるから、第２筒状空間部１１１の断面積の方が小さくなる。
ハウジング本体部２２内の加圧ガスは、仕切板１２０が破壊されたとき、第１筒状空間１１０、第２筒状空間１１１を通って、ガス排出口１０５から排出される。このため、第２筒状空間部１１１がガス流の流出経路におけるチョーク部となる。
ａ１とａ２の比率（ａ１／ａ２）は０．３〜０．９の範囲が好ましく、０．４〜０．８の範囲が好ましい。
【００３９】
また、第２筒状空間部１１１の内径ｄ２は、１つのガス排出口１０５の内径と比べると充分に大きなものであるため（本実施形態では約１．４倍）、小さなガス排出口１０５を穿孔する場合と比べると加工公差の割合が小さくなる。さらに第２筒状空間部１１１は１つであるため、複数（好ましくは４個以上）のガス排出口１０５を穿孔した場合の合計の加工公差と比べると、第２筒状空間部１１１の加工公差を小さくすることができる。
このため、１つの第２筒状空間部１１１をチョーク部とした方が、複数のガス排出口１０５をチョーク部とした場合と比べると、ガス排出量の調整機能をより設計数値に近くすること（即ち、ガス発生器の出力性能のばらつきを小さくすること）ができる。
【００４０】
第１筒状空間部１１０の長さ（第１筒状空間部１１０の仕切板１２０に面した開口部１０３から段差部１１５までの長さ）Ｌ１と、第１筒状空間部１１０の内径ｄ１は、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしている。
このような関係を満たしていることにより、作動時において仕切板１２０が花弁状に開裂したとき、その開裂した先端部が第２筒状空間部１１１にまで至ることが防止される。
仕切板１２０は、前記のように花弁状に開裂され易くするため、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものを用いることができる。
なお、仕切板１２０が、その周縁部１２０ａにおいて環状部１０１の開口部１０３の周縁に溶接で固定されており、かつ開口部１０３に面した角部１０４が図示するように曲面であることから、仕切板１２０のうちの第１筒状空間部１１０に面した部分の直径（ｄ３）は、第１筒状空間部１１０の内径ｄ１とは完全に同一ではないが、上記作用がなされる程度に実質的に同一である。
【００４１】
次に、図１に示すインフレータ１０に図２に示すディフューザ部１００を溶接固定したインフレータを自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。
【００４２】
自動車が衝突して衝撃を受けたとき、作動信号出力手段により、点火器３４が作動点火して、燃焼室３５内のガス発生剤成型体３６を燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させる。
【００４３】
その後、高温の燃焼ガスによるガス発生器３０内の圧力上昇により、第１破裂板４０が破壊され、第１連通路３８が開放されるため、燃焼ガスはキャップ４４内に流入し、ガス孔４２から噴出され、加圧ガス室２０に流入する。
【００４４】
その後、加圧ガス室２０内の圧力上昇により、仕切板（第２破裂板）１２０が破壊され、花弁状に開裂してガス排出経路が開放される。それにより、加圧ガス及び燃焼ガスは、第１筒状空間部１１０、第２筒状空間部１１１を経て、複数のガス排出口１０５から排出され、エアバッグを膨張させる。
【００４５】
上記の動作において、図２に示す状態の仕切板１２０が図３に示すように花弁状に開裂したとき、仕切板１２０の開口部１０３の周縁（ハウジング本体部２２に面した環状部１０１の表面）に固着された周縁部１２０ａはそのまま残るが、花弁状の開裂部分の先端部１２０ｂは第２筒状空間部１１１方向に拡がる。
【００４６】
しかし、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていることから、先端部１２０ｂは段差部１１５を超えて第２筒状空間部１１１にまで至ることはない。さらにｄ１／ｄ２の比率（段差部１１５の幅）を調整することにより、花弁状の開裂部分の先端部１２０ｂが環状平板１０１の内壁面１０１ａに近接乃至は接触するようにできるため、第１筒状空間部１１０の中心軸Ｘ方向に開裂部分が突き出して実質的に第２筒状空間部１１１の断面積ａ１を変化させることが防止される。
このため、ａ１＜ａ２が維持され、第２筒状空間部１１１がチョーク部として機能することで、設計どおりのガス流量の調整機能が得られる。
【００４７】
また上記の動作において、燃焼室３５内に燃焼途中又は未燃焼状態のガス発生剤成形体３６が存在したとき、ガス流に乗り、開放された第１連通路３８を通ってキャップ４４内に排出される。そして、燃焼途中又は未燃焼状態のガス発生剤成形体３６はキャップ底面４４ｂに衝突し、そこで捕捉される。
【００４８】
このように燃焼途中又は未燃焼状態のガス発生剤成形体３６がキャップ４４のガス孔４２から排出されることが防止され、ガス発生剤３６が加圧ガス室２０内に到達する前に焼尽する。よって、設計どおりの出力が安定に得られることになる。
【００４９】
（２）パイロ型のインフレータ
次に、図４に示すパイロ型のインフレータ１５０を説明する。
パイロ型のインフレータ１５０は、ガス発生室ハウジング１６０で囲まれたガス発生室１６４、第１ディフューザ部２００、第２ディフューザ部１７０を有している。
【００５０】
ガス発生室１６４内には、所要量のガス発生剤１６２が充填されており、ガス発生室ハウジング１６０には、ガス発生剤１６２を着火燃焼させるための点火器１６１が取り付けられている。
ガス発生室１６４と第１ディフューザ部２００との間は、ガス発生剤１６４が第１ディフューザ部２００側に移動しないようにするためのスクリーン（金網）１６３が配置されている。
【００５１】
ガス発生室１６４には、第１ディフューザ部２００が接続されており、第１ディフュザー部２００とガス発生室ハウジング１６０は、接合部１５４において抵抗溶接されている。
【００５２】
第１ディフューザ部２００は、ガス発生室ハウジング１６０と接合部１５４において接合された環状部２０１と、環状部２０１の内周縁から突き出された、複数の第１ガス排出口２０５を有する周壁部２０２ａと底面部２０２ｂからなるガス排出部２０２を有するものである。
【００５３】
第１ディフューザ部２００とガス発生室ハウジング１６０の間は、環状部２０１の開口部２０３側に固着された、ステンレス製で、円形の仕切板（破裂板）２２０で閉塞されている。
仕切板２２０は、その周縁部２２０ａが環状部２０１の開口部２０３の周縁（ガス発生室１６４に面した環状部２０１の表面）に溶接で固定されている。
仕切板２２０は、ガス発生剤１６０の防湿を目的とするものであるため、図１〜図３の仕切板１２０よりも強度の低いものでよく、前記目的が達成できるのであれば、ステンレス以外の材質からなるものでもよい。
【００５４】
第１ディフューザ部２００の内部は、仕切板２２０に面した第１筒状空間部２１０と、第１ガス排出口２０５と連通された第２筒状空間部２１１からなり、２つの空間部は互いに中心軸Ｘ方向に連通されている。
第１筒状空間部２１０の中心軸Ｘと第２筒状空間部２１１の中心軸Ｘは一致している。
【００５５】
第１筒状空間部２１０と第２筒状空間部２１１は、第１筒状空間部２１０の内径ｄ１と第２筒状空間部２１１の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差２１５を形成して連通されている。
ｄ１とｄ２の比率（ｄ１／ｄ２）は、段差２１５の幅を調整する観点から、１．５〜８の範囲が好ましく、１．８〜５の範囲がより好ましい。
段差２１５の幅は、（ｄ１−ｄ２）／２から求めることができるものであり、ｄ１が７ｍｍのときは１．４〜１．８ｍｍの範囲が好ましい。
【００５６】
内径ｄ２の第２筒状空間部２１１の断面積（直径方向の断面積）ａ１は、複数の第１ガス排出口２０５の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されている。
内径ｄ２の第２筒状空間部２１１の断面積と内径ｄ１の第１筒状空間部２１０の断面積は、ｄ１＞ｄ２であるから、第２筒状空間部２１１の断面積の方が小さくなる。
ガス発生室１６４で発生した燃焼ガスは、圧力の増加により仕切板２２０が破壊されたとき、第１筒状空間２１０、第２筒状空間２１１を通って、第１ガス排出口２０５から排出される。このため、第２筒状空間部２１１がガス流の流出経路におけるチョーク部となる。
ａ１とａ２の比率（ａ１／ａ２）は０．３〜０．９の範囲が好ましく、０．４〜０．８の範囲が好ましい。
【００５７】
なお、第２筒状空間部２１１の内径ｄ１は、第１ガス排出口２０５の内径と比べると充分に大きなものであるため（本実施形態では約１．４倍）、小さな第１ガス排出口２０５を穿孔する場合と比べると加工公差の割合は小さくなる。さらに第２筒状空間部２１１は１つであるため、複数（好ましくは４個以上）のガス排出口２０５を穿孔した場合の合計の加工公差と比べると、第２筒状空間部２１１の加工公差を小さくすることができる。
このため、１つの第２筒状空間部２１１をチョーク部とした方が、複数のガス排出口２０５をチョーク部とした場合と比べると、ガス排出量の調整機能をより設計数値に近くすることができる。
【００５８】
第１筒状空間部２１０の長さ（第１筒状空間部２１０の仕切板２２０に面した開口部２０３から段差部２１５までの長さ）Ｌ１と、第１筒状空間部２１０の内径ｄ１は、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしている。
このような関係を満たしていることにより、作動時において仕切板２２０が花弁状に開裂したとき、その開裂した先端部が第２筒状空間２１１にまで至ることが防止される。
仕切板２２０は、前記のように花弁状に開裂され易くするため、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものを用いることができる。
なお、図２で示す仕切板１２０と同様に、仕切板２２０の環状部２０１の開口部２０３の周縁に対する取り付け状態により、仕切板１２０のうちの第１筒状空間部２１０に面した部分の直径（ｄ３）は、第１筒状空間部２１０の内径ｄ１とは完全に同一ではないが、上記作用がなされる程度に実質的に同一である。
【００５９】
第１ディフューザ２００には、さらに第２ディフューザ部１７０が接続されている。
第２ディフューザ部１７０は、周面に複数の第２ガス排出口１７３を有している。複数の第２ガス排出口１７３の総開口面積は、複数の第１ガス排出口２０５の総開口面積ａ２よりも大きい。
第２ディフューザ部１７０の内部には、燃焼ガスを冷却・濾過するための筒状のクーラント・フィルタ１７１が配置されている。
【００６０】
図４に示すパイロ型のインフレータ１５０を自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。
【００６１】
自動車が衝突して衝撃を受けたとき、作動信号出力手段により、点火器１６１が作動点火して、ガス発生室１６４内のガス発生剤１６２を燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させる。
【００６２】
その後、高温の燃焼ガスによるガス発生室１６４内の圧力上昇により、仕切板２２０が破壊され、花弁状に開裂してガス排出経路が開放される。それにより、燃焼ガスは、第１筒状空間部２１０、第２筒状空間部２１１を経て、複数のガス排出孔２０５から第２ディフューザ部１７０に排出され、クーラント・フィルタ１７１で冷却・濾過された後、第２ガス排出口１７３から排出されてエアバッグを膨張させる。
【００６３】
上記の動作において、仕切板２２０が花弁状に開裂したとき、仕切板２２０の開口部２０３の周縁（ガス発生室１６４に面した環状部２０１の表面）に固着された周縁部２２０ａはそのまま残るが、花弁状の開裂部分の先端部は第２筒状空間２１１方向に拡がる。
【００６４】
しかし、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていることから、先端部は段差部２１５を超えて第２筒状空間２１１にまで至ることはない。さらにｄ１／ｄ２の比率（段差部２１５の幅）を調整することにより、花弁状の開裂部分の先端部が第１筒状空間部２１０の内壁面に近接乃至は接触するようにできるため、第２筒状空間２１０の中心軸Ｘ方向に開裂部分が突き出して実質的に第２筒状空間２１１の断面積ａ１を変化させることが防止される。
このため、ａ１＜ａ２が維持され、第２筒状空間２１１がチョーク部として機能することで、設計どおりのガス流量の調整機能が得られる。
【符号の説明】
【００６５】
１００ ディフューザ部
１０１ 環状部
１０２ ガス排出部
１０５ ガス排出口
１１０ 第１筒状空間部
１１１ 第２筒状空間部
１１５ 段差部
１２０ 仕切板（第２破裂板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の人員拘束システム用として適したガス発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグ装置用のガス発生器は、作動時に所定量のガスをエアバッグに供給するものであり、使用されるエアバッグの目的や仕様に合わせて、供給されるガス量も決まっている。そのためガス発生器としては安定した出力を発現するものであることが好ましい。
【０００３】
ガス発生器からの単位時間当たりのガス排出量は、ガス排出経路においてチョーク部によって調整される。チョーク部は、ガス排出口までの排出経路において、断面積や開口面積の最も小さい部分（最小面積部分）である。このため、この最小面積部分が常に安定して確保される必要がある。
【０００４】
特許文献１には、ハウジング１４の端部にディフューザ１２が取り付けられたガス発生器の部分図が開示されている。ディフューザ１２は天井部２４と側壁２２および底壁２６からなり、天井部２４は閉塞され、側壁２２には複数の開口（スロット４０）が形成されている。さらに底壁２６には中央に１つの孔２８が形成され、バーストディスク３４によって閉塞されている。
このガス発生器は、複数の開口４０によって形成される総開口面積が、ディフューザ１２の底壁２６に形成される孔２８の開口面積より大きくなるように形成されているため、孔２８がチョーク部となる。
【０００５】
特許文献２には、内部にフィルターを有する長尺円筒状ハウジングと、ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、ガス発生剤点火手段と、前記ハウジングにおける前記フィルター側の端部に装着されているガス放出筒とを備えており、ガス放出筒が、ガス流路の開口部の断面積が、ガス流路の途中の断面積よりも大きいガス発生器が開示されている（請求項１）。
前記ガス放出筒の断面積についての詳細は段落〔００１７〕に記載されているが、複数のガス放出口の総開口面積との関係は全く記載されていない。さらに段落〔００１７〕に記載の断面積の関係は、〔００２１〕に記載のとおり、フィルター４のガス放出筒１２側の角部付近も有効に利用できるようにするためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公報第５，９４１，５６３号
【特許文献２】実用新案登録第３１２９８５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の発明は、チョーク部分となる孔２８によって、排出されるガスの量を調整する構造になっている。しかし、孔２８にバーストディスク３４が取り付けられており、バーストディスク３４の開裂の仕方によっては、孔２８の開口面積が変化することも考えられる。そのため、出力性能にばらつきが発生しやすく、安定な出力を呈するガス発生器という点で、更に改良の余地がある。
【０００８】
本発明は、複数のガス排出口を形成したディフューザ部を有するガス発生器であり、ガス排出口に到達するまでのガス排出経路の一部に形成されたチョーク部となる空間部が、ガス発生器の作動状態に拘わらず安定したガス排出量の調整機能を発揮できる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】
【０００９】
本発明は、課題の解決手段として、
ガス及びガスを発生させるためのガス発生手段の少なくとも一方が収容されたハウジング本体部と、
前記ハウジング本体部に接続されており、前記ハウジング本体部内のガス又は前記ハウジング本体部内で発生したガスを排出するためのディフューザ部とを備えたガス発生器であって、
前記ディフューザ部がカップ状であり、前記ハウジング本体部と接合された開口部と、複数のガス排出口を有する周壁部を有するものであり、
前記ハウジング本体部と前記ディフューザ部との間が、前記環状部の開口部側に固着された仕切板で閉塞されており、
前記ディフューザ部の内部が、互いに連通された第１筒状空間部と第２筒状空間部からなるものであり、
前記第１筒状空間部が前記仕切板に面し、前記第２筒状空間部が前記ガス排出口と連通しており、
前記第１筒状空間部と前記第２筒状空間部が、前記第１筒状空間部の内径ｄ１と前記第２筒状空間部の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差を形成して連通されているものであり、
前記内径ｄ２の第２筒状空間部の断面積ａ１が、前記複数のガス排出口の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されているガス発生器を提供する。
【００１０】
本発明のガス発生器は、本発明の課題を解決できる範囲内であれば、ディフューザ部を除いた残りは公知の各種タイプのガス発生器と同じ構造にすることができる。
また、本発明のガス発生器におけるディフューザ部を公知のガス発生器のディフューザ機能を有する部品と置換することもできる。
【００１１】
本発明のガス発生器は、
ハウジング本体部内に充填されたガスを利用するストアードガス型インフレータ（但し、少なくとも圧力により仕切板を破壊するための手段又は直接仕切板に作用して破壊させる部材（矢尻、ピストン等）を駆動させる手段として点火器等を備えている）、
ハウジング本体部内に充填されたガスとガス発生剤を利用するハイブリッド型インフレータ（ガス発生剤を着火燃焼させるための点火器等のガス発生手段を備えている）、
ハウジング本体部内に充填されたガス発生剤を利用するパイロ型インフレータのいずれかの型のガス発生器にすることができる。
【００１２】
ハウジング本体部は、内部空間内にガス及びガスを発生させるためのガス発生手段の少なくとも一方が収容されたものである。
ガスは、ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータで使用するもので、公知の不活性ガス、窒素ガス等である。
ガス発生手段は、パイロ型インフレータのほか、ハイブリッド型インフレータでも使用するものであり、インフレータの型に応じて、ガス発生剤、それを着火燃焼させるための点火器、ガス発生剤の着火燃焼を促進するための伝火薬（他のガス発生剤も含む）等から選択したものを組み合わせて使用することができるものであり、公知のガス発生器におけるガス発生手段を使用することができる。
【００１３】
ハウジング本体部とディフューザ部との間は仕切板で閉塞されている。
ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータの仕切板は、ハウジング本体部に高圧で充填されたガスが漏れないようにするためのものである。高い圧力を受けた状態で固着されているものであるから、その圧力に耐えるような厚みや材質のものとなり、金属が好ましい。
パイロ型のインフレータの仕切板は、ハウジング本体部内に充填されたガス発生剤（例えば、円柱状、ディスク状、ペレット状又はそれらに貫通孔や凹部が形成された形状のもの）の充填空間と外部雰囲気を分離して湿気の侵入を防止するためのものである。このため、ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータの場合と比べると、強度は小さくてもよい。
【００１４】
ディフューザ部の内部には、第１筒状空間部と第２筒状空間部がディフューザ部の軸方向に並んで形成されており、第１筒状空間部が仕切板に面し、第２筒状空間部がガス排出口に連通されている。
よって、作動時に仕切板が破壊されたとき、ハウジング本体部内のガス（又はハウジング本体部内で発生したガス）は、第１筒状空間部、第２筒状空間部の順に通過して、ガス排出口から排出されることになる。
【００１５】
第１筒状空間部と第２筒状空間部は、第１筒状空間部の内径ｄ１と第２筒状空間部の内径ｄ２は、ｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差を形成して連通されている。このとき、第１筒状空間部と第２筒状空間部の中心軸が一致していることが望ましい。
【００１６】
内径ｄ２の第２筒状空間部の断面積ａ１は、複数のガス排出口の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されている。第１筒状空間部の内径ｄ１と第２筒状空間部の内径ｄ２はｄ１＞ｄ２の関係を満たしているから、作動時においては、内径ｄ２の第２筒状空間部が単位時間当たりのガス排出量を調整するためのチョーク部となる。
【００１７】
第１筒状空間部の長さ（第１筒状空間部の前記仕切板に面した開口部から段差部までの長さ）Ｌ１と第１筒状空間部の内径ｄ１は、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていることが好ましい。ここで、第１筒状空間部に面した仕切板の直径は、開口部１０３に対する取り付け状態によるが、第１筒状空間部の内径ｄ１とほぼ一致する。
ストアードガス型インフレータやハイブリッド型インフレータの場合には、ハウジング本体部内に不活性ガス等が高圧で充填されているため、仕切板はディフューザ部側に椀状に付き出したように変形している。この場合には、仕切板の中心部に最も高い圧力が掛かっている。このため、仕切板が破壊されたときには、周縁部が固着されたままで、中心部から放射状に亀裂が拡がって花弁状に破壊されることになる。
このとき、花弁状に拡がった仕切板の先端部が第２筒状空間部にまで到達すると、第２筒状空間部の断面積が小さくなってしまい、インフレータの出力性能に変化が生じるおそれがある。
しかし、上記のとおり、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていると、花弁状に拡がった仕切板の先端部は第２筒状空間部に到達することが防止されるため、設計どおりの断面積を有するチョーク部としての機能が発現される。
【００１８】
仕切板として、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものを使用すると、花弁状に開裂し易くなるとともに、破壊片が生じ難くなるため、第２筒状空間部のチョーク部としての機能がより安定して発揮できるので好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のガス発生器は、ガス排出経路において単位時間当たりのガス排出量を調整するチョーク部が、それぞれ径の異なる第１筒状空間部と第２筒状空間部を有するディフューザ部内の第２筒状空間部に形成されており、仕切板が第１筒状空間部の開口部側に固定されている。このため、作動時において開裂した仕切板がチョーク部である第２筒状空間部に入り込まず、安定したガス排出量の調整機能が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のガス発生器の組立方法を説明するための軸方向の断面図。
【図２】図１のガス発生器に接続できるディフューザ部の軸方向断面図。
【図３】本発明のガス発生器の動作を説明するための図。
【図４】本発明の他実施形態であるガス発生器の軸方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（１）ハイブリッド型インフレータ
図１〜図３により、本発明のガス発生器をハイブリッド型のインフレータにした場合の実施形態を説明する。
図１は、特開２００８−１３７４７５号公報の図１に示されたインフレータ１０においてディフューザ部５０を除いたものと同じものに対して、新たにディフューザ部１００を取り付ける前の状態を示している。
【００２２】
インフレータ１０は、加圧ガス室２０と、ガス発生器３０、ディフュザー部５０とを有している。
【００２３】
加圧ガス室２０は、筒状の加圧ガス室ハウジング（ハウジング本体部）２２により外殻が形成されており、アルゴン、ヘリウムの混合物からなる加圧ガスが充填されている。加圧ガス室ハウジング２２は、軸方向及び半径方向に対して対称形となっているので、組み立て時に軸方向及び半径方向への向きを調整する必要がない。
【００２４】
加圧ガス室ハウジング２２の側面には、加圧ガスの充填孔２４が形成されており、加圧ガスを充填した後にピン２６により閉塞されている。ピン２６の先端部２６ａは加圧ガス室２０内に突出されており、突出部はガス発生剤成型体３６の燃焼ガス流が衝突される長さを有している。このピン２６の突出部の長さを調整することで、ピン２６自体に燃焼ガスを衝突させて、燃焼残渣を付着させることができる。図１においては、ピン２６の先端部２６ａが対向する壁面２２ａに当接するまで延長することができる。
【００２５】
ガス発生器３０は、ガス発生器ハウジング３２内に収容された点火手段（電気式点火器）３４とガス発生剤成型体３６とを含んでおり、加圧ガス室２０の一端側に接続されている。ガス発生剤成型体３６が充填された空間が燃焼室３５となる。ガス発生器ハウジング３２と加圧ガス室ハウジング２２は、接合部４９において抵抗溶接されている。インフレータ１０をエアバッグシステムに組み込むとき、点火手段３４は、コネクタ、導線を介して、外部電源に接続される。
【００２６】
ガス発生剤成型体３６は、公知のものを用いることができる。図示したガス発生剤成型体３６は円柱状であるから、最小径（Ｄmin）は端面の直径となる。
【００２７】
加圧ガス室２０とガス発生器３０との間の第１連通路３８は、加圧ガスの圧力を受けて椀状に変形した第１破裂板４０で閉塞されており、ガス発生器３０内は常圧に保持されている。第１破裂板４０は、周縁部４０ａにおいてガス発生器ハウジング３２に抵抗溶接されている。
【００２８】
第１破裂板４０には、キャップ４４が加圧ガス室２０側から被せられている。このキャップ４４は、第１破裂板４０（即ち、第１連通路３８）を覆うことにより、ガス発生剤成型体３６の燃焼により生じた燃焼ガスが必ずキャップ４４を経由してガス孔４２から噴出されるように取り付けられている。
【００２９】
キャップ４４は、断面が円形のものであり、周面４４ａにのみ複数のガス孔４２が形成されており、底面４４ｂは第１破裂板４０（即ち、第１連通路３８）に正対している。
【００３０】
周面４４ａに形成されたガス孔４２は円形であり、直径ｄminはガス発生剤成形体３６の最小径（Ｄmin）と同等以下の大きさであり、好ましくはガス発生剤成形体３６の最小径（Ｄmin）よりも小さいものである。
【００３１】
キャップ底面４４ｂと、キャップ底面４４ｂに最も近接した位置にあるガス孔４２ａ（図２（ｂ）参照）端部までの間隔（Ｗ）と、ガス発生剤成型体３６の最小径（Ｄmin）との関係は、Ｄmin／２＜Ｗであることが好ましい。
【００３２】
キャップ４４は、開口周縁部が外側に折り曲げられたフランジ部４６を有しており、フランジ部４６においてガス発生器ハウジング３２の一部（かしめ部）４８をかしめることで固定されている。
【００３３】
加圧ガス室２０の他端側には、図２に示すように加圧ガス及び燃焼ガスを排出するガス排出口１０５を有するディフュザー部１００が接続されており、ディフュザー部１００と加圧ガス室ハウジング（ハウジング本体部）２２は、接合部５４において抵抗溶接されている。
【００３４】
ディフューザ部１００は、開口部１０３と周壁部１０２ａを有するカップ状であればよいが、加圧ガス室ハウジング２２との接合性の観点から、図２に示すように、ハウジング本体部２２と接合部５４側において接合された、開口部１０３を有する環状部１０１と、環状部１０１の内周縁から突き出され、複数のガス排出口１０５が形成された周壁部１０２ａと底面部１０２ｂからなるガス排出部１０２を有するものが好ましい。
ガス排出口１０５は、カップ状のガス排出部１０２の周壁部１０２ａに形成されているが、底面部１０２ｂに形成されていてもよい。
ガス排出口１０５の数は特に制限されるものではないが、所定寸法のものが好ましくは４個以上である。
【００３５】
ハウジング本体部２２とディフューザ部１００との間は、環状部１０１の開口部１０３側に固着された、ステンレス製で、円形の仕切板（第２破裂板）１２０で閉塞されている。仕切板１２０は、取り付け前には円板状であるが、ハウジング本体部２２内部の高圧ガスの圧力を受けて、ディフューザ部１００側に椀状に突き出すように変形している。
仕切板１２０は、その周縁部１２０ａが環状部１０１の開口部１０３の周縁（ハウジング本体部２２に面した環状部１０１の表面）に溶接で固定されている。
環状部１０１の開口部１０３に面した角部１０４は、図示するように曲面であることが好ましい。角部１０４が曲面である場合には、作動時における仕切板１２０の花弁状の開裂を補助し、仕切板１２０が千切れて破片が生じることが防止される。
【００３６】
ディフューザ部１００の内部は、仕切板１２０に面した第１筒状空間部１１０と、ガス排出口１０５と連通された第２筒状空間部１１１からなり、２つの空間部はディフューザ部１００の軸方向に並んで互いに連通されている。
第１筒状空間部１１０の中心軸Ｘと第２筒状空間部１１１の中心軸Ｘは一致している。
【００３７】
第１筒状空間部１１０と第２筒状空間部１１１は、第１筒状空間部１１０の内径ｄ１と第２筒状空間部１１１の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差１１５を形成して連通されている。
ｄ１とｄ２の比率（ｄ１／ｄ２）は、段差１１５の幅を調整する観点から、１．５〜８の範囲が好ましく、１．８〜５の範囲がより好ましい。
段差１１５の幅は、（ｄ１−ｄ２）／２から求めることができるものであり、ｄ１が７ｍｍのときは１．４〜１．８ｍｍの範囲が好ましい。
【００３８】
内径ｄ２の第２筒状空間部１１１の断面積（直径方向の断面積）ａ１は、複数のガス排出口１０５の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されている。
内径ｄ２の第２筒状空間部１１１の断面積と内径ｄ１の第１筒状空間部１１０の断面積（直径方向の断面積）は、ｄ１＞ｄ２であるから、第２筒状空間部１１１の断面積の方が小さくなる。
ハウジング本体部２２内の加圧ガスは、仕切板１２０が破壊されたとき、第１筒状空間１１０、第２筒状空間１１１を通って、ガス排出口１０５から排出される。このため、第２筒状空間部１１１がガス流の流出経路におけるチョーク部となる。
ａ１とａ２の比率（ａ１／ａ２）は０．３〜０．９の範囲が好ましく、０．４〜０．８の範囲が好ましい。
【００３９】
また、第２筒状空間部１１１の内径ｄ２は、１つのガス排出口１０５の内径と比べると充分に大きなものであるため（本実施形態では約１．４倍）、小さなガス排出口１０５を穿孔する場合と比べると加工公差の割合が小さくなる。さらに第２筒状空間部１１１は１つであるため、複数（好ましくは４個以上）のガス排出口１０５を穿孔した場合の合計の加工公差と比べると、第２筒状空間部１１１の加工公差を小さくすることができる。
このため、１つの第２筒状空間部１１１をチョーク部とした方が、複数のガス排出口１０５をチョーク部とした場合と比べると、ガス排出量の調整機能をより設計数値に近くすること（即ち、ガス発生器の出力性能のばらつきを小さくすること）ができる。
【００４０】
第１筒状空間部１１０の長さ（第１筒状空間部１１０の仕切板１２０に面した開口部１０３から段差部１１５までの長さ）Ｌ１と、第１筒状空間部１１０の内径ｄ１は、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしている。
このような関係を満たしていることにより、作動時において仕切板１２０が花弁状に開裂したとき、その開裂した先端部が第２筒状空間部１１１にまで至ることが防止される。
仕切板１２０は、前記のように花弁状に開裂され易くするため、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものを用いることができる。
なお、仕切板１２０が、その周縁部１２０ａにおいて環状部１０１の開口部１０３の周縁に溶接で固定されており、かつ開口部１０３に面した角部１０４が図示するように曲面であることから、仕切板１２０のうちの第１筒状空間部１１０に面した部分の直径（ｄ３）は、第１筒状空間部１１０の内径ｄ１とは完全に同一ではないが、上記作用がなされる程度に実質的に同一である。
【００４１】
次に、図１に示すインフレータ１０に図２に示すディフューザ部１００を溶接固定したインフレータを自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。
【００４２】
自動車が衝突して衝撃を受けたとき、作動信号出力手段により、点火器３４が作動点火して、燃焼室３５内のガス発生剤成型体３６を燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させる。
【００４３】
その後、高温の燃焼ガスによるガス発生器３０内の圧力上昇により、第１破裂板４０が破壊され、第１連通路３８が開放されるため、燃焼ガスはキャップ４４内に流入し、ガス孔４２から噴出され、加圧ガス室２０に流入する。
【００４４】
その後、加圧ガス室２０内の圧力上昇により、仕切板（第２破裂板）１２０が破壊され、花弁状に開裂してガス排出経路が開放される。それにより、加圧ガス及び燃焼ガスは、第１筒状空間部１１０、第２筒状空間部１１１を経て、複数のガス排出口１０５から排出され、エアバッグを膨張させる。
【００４５】
上記の動作において、図２に示す状態の仕切板１２０が図３に示すように花弁状に開裂したとき、仕切板１２０の開口部１０３の周縁（ハウジング本体部２２に面した環状部１０１の表面）に固着された周縁部１２０ａはそのまま残るが、花弁状の開裂部分の先端部１２０ｂは第２筒状空間部１１１方向に拡がる。
【００４６】
しかし、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていることから、先端部１２０ｂは段差部１１５を超えて第２筒状空間部１１１にまで至ることはない。さらにｄ１／ｄ２の比率（段差部１１５の幅）を調整することにより、花弁状の開裂部分の先端部１２０ｂが環状平板１０１の内壁面１０１ａに近接乃至は接触するようにできるため、第１筒状空間部１１０の中心軸Ｘ方向に開裂部分が突き出して実質的に第２筒状空間部１１１の断面積ａ１を変化させることが防止される。
このため、ａ１＜ａ２が維持され、第２筒状空間部１１１がチョーク部として機能することで、設計どおりのガス流量の調整機能が得られる。
【００４７】
また上記の動作において、燃焼室３５内に燃焼途中又は未燃焼状態のガス発生剤成形体３６が存在したとき、ガス流に乗り、開放された第１連通路３８を通ってキャップ４４内に排出される。そして、燃焼途中又は未燃焼状態のガス発生剤成形体３６はキャップ底面４４ｂに衝突し、そこで捕捉される。
【００４８】
このように燃焼途中又は未燃焼状態のガス発生剤成形体３６がキャップ４４のガス孔４２から排出されることが防止され、ガス発生剤３６が加圧ガス室２０内に到達する前に焼尽する。よって、設計どおりの出力が安定に得られることになる。
【００４９】
（２）パイロ型のインフレータ
次に、図４に示すパイロ型のインフレータ１５０を説明する。
パイロ型のインフレータ１５０は、ガス発生室ハウジング１６０で囲まれたガス発生室１６４、第１ディフューザ部２００、第２ディフューザ部１７０を有している。
【００５０】
ガス発生室１６４内には、所要量のガス発生剤１６２が充填されており、ガス発生室ハウジング１６０には、ガス発生剤１６２を着火燃焼させるための点火器１６１が取り付けられている。
ガス発生室１６４と第１ディフューザ部２００との間は、ガス発生剤１６４が第１ディフューザ部２００側に移動しないようにするためのスクリーン（金網）１６３が配置されている。
【００５１】
ガス発生室１６４には、第１ディフューザ部２００が接続されており、第１ディフュザー部２００とガス発生室ハウジング１６０は、接合部１５４において抵抗溶接されている。
【００５２】
第１ディフューザ部２００は、ガス発生室ハウジング１６０と接合部１５４において接合された環状部２０１と、環状部２０１の内周縁から突き出された、複数の第１ガス排出口２０５を有する周壁部２０２ａと底面部２０２ｂからなるガス排出部２０２を有するものである。
【００５３】
第１ディフューザ部２００とガス発生室ハウジング１６０の間は、環状部２０１の開口部２０３側に固着された、ステンレス製で、円形の仕切板（破裂板）２２０で閉塞されている。
仕切板２２０は、その周縁部２２０ａが環状部２０１の開口部２０３の周縁（ガス発生室１６４に面した環状部２０１の表面）に溶接で固定されている。
仕切板２２０は、ガス発生剤１６０の防湿を目的とするものであるため、図１〜図３の仕切板１２０よりも強度の低いものでよく、前記目的が達成できるのであれば、ステンレス以外の材質からなるものでもよい。
【００５４】
第１ディフューザ部２００の内部は、仕切板２２０に面した第１筒状空間部２１０と、第１ガス排出口２０５と連通された第２筒状空間部２１１からなり、２つの空間部は互いに中心軸Ｘ方向に連通されている。
第１筒状空間部２１０の中心軸Ｘと第２筒状空間部２１１の中心軸Ｘは一致している。
【００５５】
第１筒状空間部２１０と第２筒状空間部２１１は、第１筒状空間部２１０の内径ｄ１と第２筒状空間部２１１の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差２１５を形成して連通されている。
ｄ１とｄ２の比率（ｄ１／ｄ２）は、段差２１５の幅を調整する観点から、１．５〜８の範囲が好ましく、１．８〜５の範囲がより好ましい。
段差２１５の幅は、（ｄ１−ｄ２）／２から求めることができるものであり、ｄ１が７ｍｍのときは１．４〜１．８ｍｍの範囲が好ましい。
【００５６】
内径ｄ２の第２筒状空間部２１１の断面積（直径方向の断面積）ａ１は、複数の第１ガス排出口２０５の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されている。
内径ｄ２の第２筒状空間部２１１の断面積と内径ｄ１の第１筒状空間部２１０の断面積は、ｄ１＞ｄ２であるから、第２筒状空間部２１１の断面積の方が小さくなる。
ガス発生室１６４で発生した燃焼ガスは、圧力の増加により仕切板２２０が破壊されたとき、第１筒状空間２１０、第２筒状空間２１１を通って、第１ガス排出口２０５から排出される。このため、第２筒状空間部２１１がガス流の流出経路におけるチョーク部となる。
ａ１とａ２の比率（ａ１／ａ２）は０．３〜０．９の範囲が好ましく、０．４〜０．８の範囲が好ましい。
【００５７】
なお、第２筒状空間部２１１の内径ｄ１は、第１ガス排出口２０５の内径と比べると充分に大きなものであるため（本実施形態では約１．４倍）、小さな第１ガス排出口２０５を穿孔する場合と比べると加工公差の割合は小さくなる。さらに第２筒状空間部２１１は１つであるため、複数（好ましくは４個以上）のガス排出口２０５を穿孔した場合の合計の加工公差と比べると、第２筒状空間部２１１の加工公差を小さくすることができる。
このため、１つの第２筒状空間部２１１をチョーク部とした方が、複数のガス排出口２０５をチョーク部とした場合と比べると、ガス排出量の調整機能をより設計数値に近くすることができる。
【００５８】
第１筒状空間部２１０の長さ（第１筒状空間部２１０の仕切板２２０に面した開口部２０３から段差部２１５までの長さ）Ｌ１と、第１筒状空間部２１０の内径ｄ１は、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしている。
このような関係を満たしていることにより、作動時において仕切板２２０が花弁状に開裂したとき、その開裂した先端部が第２筒状空間２１１にまで至ることが防止される。
仕切板２２０は、前記のように花弁状に開裂され易くするため、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものを用いることができる。
なお、図２で示す仕切板１２０と同様に、仕切板２２０の環状部２０１の開口部２０３の周縁に対する取り付け状態により、仕切板１２０のうちの第１筒状空間部２１０に面した部分の直径（ｄ３）は、第１筒状空間部２１０の内径ｄ１とは完全に同一ではないが、上記作用がなされる程度に実質的に同一である。
【００５９】
第１ディフューザ２００には、さらに第２ディフューザ部１７０が接続されている。
第２ディフューザ部１７０は、周面に複数の第２ガス排出口１７３を有している。複数の第２ガス排出口１７３の総開口面積は、複数の第１ガス排出口２０５の総開口面積ａ２よりも大きい。
第２ディフューザ部１７０の内部には、燃焼ガスを冷却・濾過するための筒状のクーラント・フィルタ１７１が配置されている。
【００６０】
図４に示すパイロ型のインフレータ１５０を自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。
【００６１】
自動車が衝突して衝撃を受けたとき、作動信号出力手段により、点火器１６１が作動点火して、ガス発生室１６４内のガス発生剤１６２を燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させる。
【００６２】
その後、高温の燃焼ガスによるガス発生室１６４内の圧力上昇により、仕切板２２０が破壊され、花弁状に開裂してガス排出経路が開放される。それにより、燃焼ガスは、第１筒状空間部２１０、第２筒状空間部２１１を経て、複数のガス排出孔２０５から第２ディフューザ部１７０に排出され、クーラント・フィルタ１７１で冷却・濾過された後、第２ガス排出口１７３から排出されてエアバッグを膨張させる。
【００６３】
上記の動作において、仕切板２２０が花弁状に開裂したとき、仕切板２２０の開口部２０３の周縁（ガス発生室１６４に面した環状部２０１の表面）に固着された周縁部２２０ａはそのまま残るが、花弁状の開裂部分の先端部は第２筒状空間２１１方向に拡がる。
【００６４】
しかし、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしていることから、先端部は段差部２１５を超えて第２筒状空間２１１にまで至ることはない。さらにｄ１／ｄ２の比率（段差部２１５の幅）を調整することにより、花弁状の開裂部分の先端部が第１筒状空間部２１０の内壁面に近接乃至は接触するようにできるため、第２筒状空間２１０の中心軸Ｘ方向に開裂部分が突き出して実質的に第２筒状空間２１１の断面積ａ１を変化させることが防止される。
このため、ａ１＜ａ２が維持され、第２筒状空間２１１がチョーク部として機能することで、設計どおりのガス流量の調整機能が得られる。
【符号の説明】
【００６５】
１００ ディフューザ部
１０１ 環状部
１０２ ガス排出部
１０５ ガス排出口
１１０ 第１筒状空間部
１１１ 第２筒状空間部
１１５ 段差部
１２０ 仕切板（第２破裂板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス及びガスを発生させるためのガス発生手段の少なくとも一方が収容されたハウジング本体部と、
前記ハウジング本体部に接続されており、前記ハウジング本体部内のガス又は前記ハウジング本体部内で発生したガスを排出するためのディフューザ部とを備えたガス発生器であって、
前記ディフューザ部がカップ状であり、前記ハウジング本体部と接合された開口部と、複数のガス排出口を有する周壁部を有するものであり、
前記ハウジング本体部と前記ディフューザ部との間が、前記環状部の開口部側に固着された仕切板で閉塞されており、
前記ディフューザ部の内部が、互いに連通された第１筒状空間部と第２筒状空間部からなるものであり、
前記第１筒状空間部が前記仕切板に面し、前記第２筒状空間部が前記ガス排出口と連通しており、
前記第１筒状空間部と前記第２筒状空間部が、前記第１筒状空間部の内径ｄ１と前記第２筒状空間部の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差を形成して連通されているものであり、
前記内径ｄ２の第２筒状空間部の断面積ａ１が、前記複数のガス排出口の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されているガス発生器。
【請求項２】
前記第１筒状空間部の長さ（前記第１筒状空間部の前記仕切板に面した開口部から前記段差部までの長さ）Ｌ１と前記第１筒状空間部の内径ｄ１が、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしている請求項１記載のガス発生器。
【請求項３】
前記仕切板が、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものである請求項１又は２記載のガス発生器。
【請求項４】
ガス発生器が、ハウジング本体部内に充填されたガスを利用するストアードガス型インフレータである請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。
【請求項５】
ガス発生器が、ハウジング本体部内に充填されたガスとガス発生剤を利用するハイブリッド型インフレータである請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。
【請求項６】
ガス発生器が、ハウジング本体部内に充填されたガス発生剤を利用するパイロ型インフレータである請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。
【請求項１】
ガス及びガスを発生させるためのガス発生手段の少なくとも一方が収容されたハウジング本体部と、
前記ハウジング本体部に接続されており、前記ハウジング本体部内のガス又は前記ハウジング本体部内で発生したガスを排出するためのディフューザ部とを備えたガス発生器であって、
前記ディフューザ部がカップ状であり、前記ハウジング本体部と接合された開口部と、複数のガス排出口を有する周壁部を有するものであり、
前記ハウジング本体部と前記ディフューザ部との間が、前記環状部の開口部側に固着された仕切板で閉塞されており、
前記ディフューザ部の内部が、互いに連通された第１筒状空間部と第２筒状空間部からなるものであり、
前記第１筒状空間部が前記仕切板に面し、前記第２筒状空間部が前記ガス排出口と連通しており、
前記第１筒状空間部と前記第２筒状空間部が、前記第１筒状空間部の内径ｄ１と前記第２筒状空間部の内径ｄ２がｄ１＞ｄ２の関係を満たすように段差を形成して連通されているものであり、
前記内径ｄ２の第２筒状空間部の断面積ａ１が、前記複数のガス排出口の総開口面積ａ２よりも小さくなるように設定されているガス発生器。
【請求項２】
前記第１筒状空間部の長さ（前記第１筒状空間部の前記仕切板に面した開口部から前記段差部までの長さ）Ｌ１と前記第１筒状空間部の内径ｄ１が、Ｌ１＞０．５ｄ１の関係を満たしている請求項１記載のガス発生器。
【請求項３】
前記仕切板が、中心部から放射状に形成された複数の脆弱部を有するものである請求項１又は２記載のガス発生器。
【請求項４】
ガス発生器が、ハウジング本体部内に充填されたガスを利用するストアードガス型インフレータである請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。
【請求項５】
ガス発生器が、ハウジング本体部内に充填されたガスとガス発生剤を利用するハイブリッド型インフレータである請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。
【請求項６】
ガス発生器が、ハウジング本体部内に充填されたガス発生剤を利用するパイロ型インフレータである請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−７６６０８（Ｐ２０１２−７６６０８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３８５１（Ｐ２０１０−２２３８５１）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００２９０１）株式会社ダイセル (1,236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００２９０１）株式会社ダイセル (1,236)
【Ｆターム（参考）】
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