WO2022230242A1 - ガス発生器 - Google Patents

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WO2022230242A1
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discharge holes
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housing
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智也 佐々木
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Definitions

  • the present invention relates to gas generators.
  • a gas generator has been proposed that includes a dividing member and a partition that divide the space inside the housing into a combustion chamber, a gas passage chamber, and a filter chamber (for example, Patent Document 1).
  • gas generator when a filter is arranged facing a plurality of gas discharge holes, and combustion gas introduced from one end of the filter is discharged from a plurality of gas discharge holes at different distances from the one end, gas discharge The combustion gases exiting each of the holes have different temperatures depending on the distance traveled through the filter.
  • An object of the technology of the present disclosure is to provide a technology for controlling the temperature of exhausted combustion gas in a gas generator equipped with a cooling filter.
  • the gas generator of the present disclosure includes a housing forming an outer shell container, an ignition device attached to one end side of the housing, a combustion chamber formed inside the housing and containing a gas generating agent, and the other end of the housing.
  • a cup-shaped diffuser portion formed on one side, a closed end formed at one end, an open end formed opposite the closed end, and located between the closed end and the open end a side wall, an open end of which is arranged to face the combustion chamber, an accommodation space for accommodating a filter is formed inside, a diffuser portion having a plurality of gas discharge holes, and a diffuser portion facing the plurality of gas discharge holes
  • a filter at least partly housed in the housing space, and a solid cooling part extending from the open end side to the closed end side of the diffuser part and cooling the combustion gas of the gas generating agent and a filter.
  • the plurality of gas discharge holes include one or more first gas discharge holes relatively close to the combustion chamber, and one or more first gas discharge holes relatively closer to the combustion chamber than the first or more first gas discharge holes.
  • the total opening area of the one or more first gas discharge holes is different from the total opening area of the one or more second gas discharge holes.
  • the amount of combustion gas discharged from each of the gas discharge holes per unit time differs depending on the area of the gas discharge holes.
  • the distance through which the combustion gas passes through the cooling portion of the filter varies depending on the distance from the combustion chamber to the gas discharge holes.
  • the temperature also changes. Therefore, by making the total opening area of the first gas discharge holes and the total opening area of the second gas discharge holes different, the ratio of the amount of the combustion gas discharged from both can be changed, and the mixture of the combustion gas can be produced. You will be able to control the temperature.
  • the one or more first gas discharge holes and the one or more second gas discharge holes are provided in the side wall of the diffuser section, and the filter is arranged without gaps between the side wall of the diffuser section. good too.
  • Such filters can be bulkier and more effective in cooling the combustion gases.
  • one or more first gas discharge holes and one or more second gas discharge holes are provided in the side wall of the diffuser section, and the filter extends from the open end side to the closed end side of the diffuser section.
  • a decreasing taper may be formed to provide an annular gap between the filter and the sidewall of the diffuser section. In this way, the flow of combustion gas is prevented from concentrating on the portion of the filter that faces the gas discharge hole, and the load on that portion can be reduced.
  • the total opening area of the one or more second gas discharge holes may be larger than the total opening area of the one or more first gas discharge holes.
  • the combustion gas discharged from the second gas discharge hole which is relatively farther from the combustion chamber than the first gas discharge hole, passes through the filter at a relatively longer distance than the combustion gas discharged from the first gas discharge hole. relatively long.
  • the one or more first gas discharge holes and the plurality of second gas discharge holes each have the same diameter, and the number of the second gas discharge holes is greater than the number of the one or more first gas discharge holes. may be larger.
  • the number of the one or more first gas discharge holes is the same as the number of the one or more second gas discharge holes, and the opening area of each of the one or more first gas discharge holes is one or more.
  • Each opening area of the plurality of second gas discharge holes may be larger. With such a configuration, the total opening area of the second gas discharge holes can be made larger than the total opening area of the first gas discharge holes.
  • the filter may protrude from the open end of the diffuser portion toward the combustion chamber formed inside the housing, and may have an annular gap between the filter and the housing.
  • the filter may be formed of a metal wire rod or a perforated plate. Such a material can form a cooling portion for cooling the combustion gas.
  • the filter may have a through hole extending from the open end side of the diffuser portion toward the closed end side.
  • the filter may have such through holes in addition to the cooling section.
  • FIG. 1 is an axial schematic sectional view showing an example of a gas generator according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a cross section of a filter with a central hole.
  • FIG. 3 is a diagram showing simulation results of the relationship between the size of the gas discharge hole and the temperature of the discharged combustion gas.
  • FIG. 4 is an axial partial schematic sectional view showing an example of the gas generator according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is an axial partial schematic sectional view showing an example of a gas generator according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is a partial side view showing an example of the gas generator according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a partial schematic axial cross-sectional view showing a modification of the filter.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the flow of combustion gas within a filter according to a comparative example.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the flow of combustion gas within the filter according to the modified example described above.
  • FIG. 1 is an axial schematic sectional view showing an example of the gas generator according to the present embodiment.
  • the gas generator 1 can be used, for example, as a gas generator for inflating an airbag.
  • the gas generator 1 of FIG. 1 includes a cylindrical housing 2, an ignition device 3 attached to one end side of the housing 2 in the axial direction, and a diffuser portion 4 formed on the other end side of the housing 2. As shown in FIG.
  • the ignition device 3 is a device that ignites with an ignition current, and is the same as that used in known gas generators.
  • the ignition device 3 has a metal cup body 31 that contains and seals an ignition charge, and a pair of current-carrying pins 32, 32 for receiving current supply from the outside. is fixed with a resin member 34 to the igniter holding portion 33 of the . Further, the igniter holding portion 33 of the ignition device 3 is attached to the opening portion of the housing 2 on one end side in the axial direction by, for example, all-around welding.
  • the housing 2 is, for example, a cylindrical member having substantially uniform inner and outer diameters, and forms an outer shell container of the gas generator 1 .
  • the material of the housing 2 is metal, for example.
  • a cup-shaped partition wall 5 is arranged inside the housing 2 at a predetermined distance from the ignition device 3 .
  • the partition wall 5 is, in other words, a bottomed cylindrical member, and the side portion includes a large diameter portion 51 with a large diameter and a small diameter portion 52 with a small diameter.
  • the outer diameter of the large diameter portion 51 of the partition wall 5 is substantially the same as the inner diameter of the housing 2 . Therefore, the housing 2 can accommodate the partition wall 5 so that the bottom portion 53 is located on the diffuser portion 4 side.
  • the housing 2 and the outer circumference of the large diameter portion 51 may be welded to each other, or engagement portions such as unevenness (see FIG. not shown).
  • One or more through-holes 54 having a predetermined shape are formed in the bottom portion 53 of the partition wall 5 .
  • the through holes 54 allow combustion products of the gas generating agent, which will be described later, to pass therethrough.
  • a through-hole may also be provided in the side portion of the small-diameter portion 52 of the partition wall 5 .
  • the partition wall 5 divides the internal space of the housing 2 into a first combustion chamber 21 (also referred to as an "enhancer chamber") formed between the ignition device 3 and the partition wall 5, the partition wall 5 and the diffuser portion. and a second combustion chamber 22 formed between.
  • the side portion (large diameter portion 51 or small diameter portion 52) of the partition wall 5 is extended to such an extent that the partition wall 5 and the ignition device 3 are in contact with each other, and the partition wall 5 and the ignition device 3 form the first combustion chamber 21.
  • the first combustion chamber 21 accommodates a first gas generating agent 61 (also referred to as "transfer charge” or “enhancer agent”).
  • the second combustion chamber 22 accommodates a second gas generating agent 62 .
  • the gas generating agents (first gas generating agent 61 and second gas generating agent 62) are formed by, for example, guanidine nitrate (41% by weight), basic copper nitrate (49% by weight), and binders and additives.
  • guanidine nitrate 41% by weight
  • basic copper nitrate 49% by weight
  • binders and additives As for the shape of each gas generating agent, a single-hole cylindrical shape can be used.
  • the gas generating agent is not limited to those mentioned above.
  • the first gas generating agent 61 and the second gas generating agent 62 may be gas generating agents of the same kind, the same shape, and the same size, or may be gas generating agents of different kinds, different shapes, and different sizes. may
  • the diffuser part 4 is a cup-shaped member attached so as to close the other end of the housing 2, and accommodates the filter 7 therein.
  • the diffuser portion 4 has a bottomed cylindrical shape, and is arranged so that the open end faces the second combustion chamber 22 . That is, the diffuser portion 4 has a side wall 41 and a closed end 42 , and the open end of the side wall 41 opposite to the closed end 42 is connected to the housing 2 .
  • the outer diameter of the side wall 41 is substantially the same as the inner diameter of the housing 2 , and a portion of the side wall 41 on the open end side is accommodated inside the housing 2 .
  • the open end side of the side wall 41 may be fixed to the housing 2 by caulking, or the diffuser section 4 and the housing 2 may be welded.
  • the diffuser portion 4 may be formed integrally with the housing 2 by, for example, drawing.
  • one or more gas discharge holes 43 are formed in the side wall 41 of the diffuser section 4 .
  • the gas discharge holes 43 include first gas discharge holes 431 (also called “first gas discharge hole group”) and second gas discharge holes 432 (also called “second gas discharge hole group”).
  • first gas discharge holes 431 also called “first gas discharge hole group”
  • second gas discharge holes 432 also called “second gas discharge hole group”
  • the second gas discharge hole 432 may be provided in the closed end 42 instead of the side wall 41 .
  • the opening area of each of the second gas discharge holes 432 is larger than that of the first gas discharge holes 431 .
  • the number of the first gas discharge holes 431 and the number of the second gas discharge holes 432 are each one or more. , are formed at equal intervals in the circumferential direction of the diffuser portion 4, and the numbers of both are equal.
  • the total opening area of the second gas discharge holes 432 is larger than the total opening area of the first gas discharge holes 431 .
  • the “total opening area” means the total opening area of one or more gas discharge holes 43 (that is, the total opening area of the gas discharge holes included in the first gas discharge hole group and the second gas discharge hole group). total opening area of the gas discharge holes included in the hole group).
  • the first gas discharge hole 431 and the second gas discharge hole 432 are provided at different distances from the second combustion chamber 22 . In the example of FIG. 1 , the second gas discharge hole 432 is farther from the second combustion chamber 22 than the first gas discharge hole 431 is.
  • a housing space for housing the filter 7 is formed inside the cup-shaped diffuser portion 4 . At least part of the filter 7 is accommodated in the accommodation space of the diffuser section 4 .
  • the filter 7 functions as a cooling unit that cools the combustion gas, and collects the combustion residue of the combustion gas to cool the combustion gas. filter.
  • the filter 7 has a cylindrical shape, extends from the open end side of the diffuser portion 4 toward the closed end 42 side, and protrudes into the second combustion chamber 22 at the open end side. Moreover, the surface of the filter 7 is accommodated so as to face the gas discharge hole 43 of the diffuser portion 4 .
  • the gas discharge hole 43 is provided in the closed end 42 of the diffuser portion 4
  • the end surface of the filter 7 on the closed end 42 side faces the gas discharge hole 43 .
  • the side surface of the filter 7 is in contact with the inner periphery of the side wall 41 of the diffuser portion 4 so that the combustion gas passes through the filter 7 .
  • the filter 7 may be formed by putting flat-knitted metal wires into a molding die and compressing and molding them into a cylindrical shape.
  • the filter 7 may be formed by winding a metal wire around a rod-shaped core material in a plurality of layers, and by crossing the wires to form a columnar shape having a mesh.
  • the filter 7 may be a sheet-like perforated plate such as expanded metal, punching metal, metal lath, plain-woven wire mesh, tatami-woven wire mesh, etc. rolled up into a cylindrical shape.
  • the filter 7 is a metal filter having a columnar solid cooling portion.
  • the metal is stainless steel, iron, or the like, and may be plated or coated with copper, nickel, or the like.
  • solid means that a metallic material is contained at a predetermined density in order to collect the combustion residue of the combustion gas and cool the combustion gas. Therefore, it is possible to use a filter whose density is almost evenly distributed over the entire area. There may be air gaps in any part of the filter, or there may be depressions formed in the end faces of the filter.
  • the filter 7 protrudes from the diffuser portion 4 to the second combustion chamber 22 .
  • An annular gap 23 is formed between the filter 7 and the housing 2 . Therefore, combustion gas flows into the filter 7 not only from the end face 71 of the filter 7 in the projecting direction toward the second combustion chamber 22 but also from the side of the gap 23 formed between the filter 7 and the housing 2 (from the tapered portion 72 described later). influx.
  • the filter 7 protrude greatly toward the second combustion chamber 22 side the volume that can be used as the cooling section can be increased, and by widely dispersing the inflow points, a wide area of the filter 7 can be efficiently used as the cooling section. will be available as
  • the filter 7 may be tapered so as to reduce its diameter in the projecting direction to the second combustion chamber 22 .
  • the cross-sectional area of the cross section is reduced toward the end face 71, which is the end in the direction of the second combustion chamber 22, and around the end face 71 is formed obliquely with respect to the axial direction.
  • a tapered portion 72 is provided.
  • the tapered portion 72 angled with respect to the flow direction of the combustion gas facilitates the flow of the combustion gas into the filter 7 .
  • the combustion gas flowing in from the side surface (tapered portion 72 in the example of FIG. 1) facing the gap 23 has a shorter distance through the inside of the filter 7 than the combustion gas flowing in from the end face 71.
  • the surface area of the filter 7 facing the gap 23 (the surface area of the tapered portion 72 in the example of FIG. It is preferable to configure so as to be smaller than the surface area of the end surface 71 .
  • the filter 7 may have, for example, a hole having a predetermined diameter or less in a cross section perpendicular to the axial direction and penetrating from one end face to the other end face along the axial direction.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a cross section of a filter with a central hole.
  • the filter 7 has a through hole 73 along the axial direction, and a filter body 74 having an annular cross section around the through hole 73 .
  • the through-holes 73 are formed, for example, by extracting the above-described core material after the filter 7 is formed.
  • the filter body 74 functions as a solid cooling portion.
  • 50 on the right side represents a reference value, in percentage, that the ratio of the cross-sectional area of the filter body 74 to the sum of the cross-sectional areas of the filter body 74 and the through hole 73 should exceed. That is, it is desirable that the cross-sectional area of the filter main body 74 is larger than the cross-sectional area of the through hole 73 .
  • the tapered part is also the surface on which the gas enters, so the cross-sectional area of the filter body is the surface on which the gas flows. is the cross-sectional area of the portion indicated by the maximum diameter of the filter body 74 in .
  • the reference value is more preferably "60", more preferably "75". That is, the cross-sectional area of the filter body 74 is more preferably greater than 60% of the sum of the cross-sectional areas of the filter body 74 and the through holes 73, and more preferably greater than 75%.
  • an orifice plate 8 is provided in the second combustion chamber 22 on the diffuser portion 4 side and in the vicinity of the filter 7 .
  • the orifice plate 8 is a disk-shaped member having one or more through holes 81 .
  • the through-hole 81 is closed with a seal tape 82 and opens when the combustion gas causes the internal pressure of the second combustion chamber 22 to exceed a predetermined level.
  • the combustion gas can be choke and the flow rate can be adjusted. Therefore, it is preferable.
  • a canister made of a metal film such as aluminum or other structure may be used to airtightly hold the gas generating agent.
  • a connector (not shown) is connected to a pair of current-carrying pins 32, 32 so that power can be supplied to the ignition device 3. .
  • the ignition device 3 is actuated by the ignition current supplied to the pair of conducting pins 32 , 32 .
  • the ignition device 3 burns the ignition powder in the cup body 31 and releases the combustion products to the outside of the cup body 31 .
  • the first gas generating agent 61 is ignited by the flame and gas that are combustion products of the ignition charge.
  • the first gas generating agent 61 generates combustion gas as a combustion product, and the combustion gas passes through the through hole 54 of the partition wall 5 and ignites the second gas generating agent 62 in the second combustion chamber 22 .
  • the second gas generating agent 62 also produces combustion gas as a combustion product.
  • the ratio between the amount of combustion gas discharged from the first gas discharge hole 431 and the amount of combustion gas discharged from the second gas discharge hole 432 per unit time is , according to the ratio of the area of the first gas discharge hole 431 and the area of the second gas discharge hole. Further, the temperature of the combustion gas discharged from the first gas discharge hole 431 and the temperature of the combustion gas discharged from the second gas discharge hole 432 are determined by the distance from the second combustion chamber 22 to each gas discharge hole (that is, , the distance that the combustion gas passes through the filter 7).
  • the combustion gas discharged from the gas generator 1 has a temperature obtained by mixing the combustion gas discharged from the first gas discharge hole 431 and the combustion gas discharged from the second gas discharge hole 432, and the temperature can be adjusted by the size of the first gas discharge hole 431 and the size of the second gas discharge hole.
  • FIG. 3 is a diagram showing simulation results of the relationship between the size of the gas discharge hole and the temperature of the discharged combustion gas.
  • the horizontal axis in FIG. 3 indicates the diameter of the first gas discharge hole 431 on the upstream side.
  • the diameter of the second gas discharge hole 432 on the downstream side was changed according to the diameter of the first gas discharge hole 431, and the total opening area of the first gas discharge hole 431 and the second gas discharge hole 432 was made equal.
  • the vertical axis in FIG. 3 indicates the temperature of the exhausted combustion gas.
  • the points plotted on the graph indicate the temperature when the temperature of the combustion gas discharged from the first gas discharge hole 431 and the temperature of the combustion gas discharged from the second gas discharge hole 432 are combined. As can be seen from FIG.
  • the coefficient of determination R2 of the model formula indicated by the straight line in FIG. 3 was 0.7791.
  • the second gas discharge hole 432 on the downstream side is enlarged, the amount of combustion gas passing through the portion of the filter 7 on the closed end 42 side of the diffuser portion 4 increases. Increases the ratio of passing long distances within That is, the filter 7 can sufficiently function as a cooling unit.
  • the proportion of the combustion gas passing through a relatively short distance in the filter increases. Therefore, the temperature of combustion gas can also be raised.
  • FIG. 4 is an axial partial schematic sectional view showing an example of the gas generator according to the second embodiment.
  • the diffuser section 4 is different from the embodiment of FIG.
  • the same constituent elements as those of the first embodiment described above are denoted by corresponding reference numerals, or the illustration thereof is omitted.
  • the area of the first gas discharge holes 431 closer to the second combustion chamber 22 is larger than the area of the second gas discharge holes 432 farther from the second combustion chamber 22 .
  • FIG. 5 is an axial partial schematic sectional view showing an example of a gas generator according to a third embodiment. Also in this embodiment, only the diffuser section 4 is different from the embodiment of FIG. 1, and the same constituent elements as those of the above-described embodiment are denoted by corresponding reference numerals or omitted from the illustration.
  • the diffuser portion 4 in FIG. 5 has three gas discharge holes 431 to 433 (three gas discharge hole groups) having different distances from the second combustion chamber 22 .
  • the opening area increases in order from the upstream side toward the downstream side in the flow direction of the combustion gas.
  • the number of gas discharge holes included in each gas discharge hole group shall be equal.
  • the opening area may be made smaller in order from the upstream side toward the downstream side in the flow direction of the combustion gas.
  • the distance from the second combustion chamber 22 and the opening area may be varied in three stages or more. Even in such an example, an arbitrary first gas discharge hole close to the second combustion chamber 22 and an arbitrary second gas discharge hole far from the second combustion chamber 22 have a predetermined total opening area.
  • the temperature of the entire combustion gas discharged from the gas generator 1 can be adjusted.
  • the combination of the gas discharge hole 431 and the gas discharge hole 432, the combination of the gas discharge hole 432 and the gas discharge hole 433, and the combination of the gas discharge hole 431 and the gas discharge hole 433 are the “second It corresponds to a combination of "1 gas discharge hole” and "second gas discharge hole”, and has a predetermined size relationship with respect to the total opening area.
  • FIG. 6 is a partial side view showing an example of the gas generator according to the fourth embodiment. Also in this embodiment, only the diffuser section 4 is different from the embodiment in FIG. 1, and the same constituent elements as those in the above-described embodiment are denoted by corresponding reference numerals or omitted from the illustration.
  • the diffuser portion 4 in FIG. 6 has two gas discharge holes 431 and 432 (gas discharge hole group) that are different in distance from the second combustion chamber 22 .
  • the size of each gas discharge hole is the same, and the number of first gas discharge holes 431 is smaller than the number of second gas discharge holes 432 .
  • the number of gas discharge holes belonging to the first gas discharge hole group is smaller than the number of gas discharge holes belonging to the second gas discharge hole group.
  • the total opening area of the first gas discharge holes 431 is smaller than the total opening area of the second gas discharge holes 432 . Note that the size relationship of the total opening area may be reversed. Even in such an example, the temperature of the combustion gas discharged from the gas generator 1 can be adjusted.
  • FIG. 7 is a partial schematic axial cross-sectional view showing a modification of the filter. Also in this embodiment, the diffuser section 4 and the filter 7 are different from the embodiment of FIG. 1, and the same constituent elements as those of the above-described embodiment are denoted by corresponding reference numerals or omitted from the illustration.
  • the closed end 42 side of the filter 7 is tapered, and the cross-sectional area of the cross section decreases toward the closed end. That is, in the example of FIG. 7, an annular gap 44 is formed between the diffuser portion 4 and the filter 7 .
  • the side surface of the filter 7 is in contact with the inner periphery of the side wall 41 of the diffuser section 4 at least on the open end side so that the combustion gas passes through the filter 7 .
  • the side surface of the filter 7 may be tapered on the open end side as well.
  • the filter 7 of FIG. 7 is also housed in the housing space of the diffuser section 4 so as to face the gas discharge hole 43 .
  • the filter 7 extends from the open end of the diffuser portion 4 to the closed end 42 and has a surface facing each of the gas discharge holes 43 . Accordingly, in this embodiment as well, the combustion gas is cooled according to the distance it has passed through the filter 7 and is discharged from the gas discharge hole 43 .
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the flow of combustion gas within the filter according to the comparative example.
  • Combustion gas introduced into the filter 7 tends to flow the shortest distance toward the gas discharge hole 43 . Therefore, when there is no space between the filter 7 and the diffuser section 4 as shown in FIG. In the example of FIG. 8, the portions indicated by triangles do not sufficiently perform the cooling function.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the flow of combustion gas within the filter according to the modified example described above.
  • combustion gas smoothly flows out of the annular gap 44 from the filter 7 as shown in FIG. Therefore, compared to the comparative example of FIG. 8, the volume and weight of the filter 7 are smaller, but the area where the cooling function is not sufficiently performed is reduced because the flow of combustion gas is less likely to occur.
  • the filter 7 when the filter 7 is formed of a wire, when the combustion gas passes through the filter 7 and is discharged, the wire frays on the outer circumference of the filter 7, and fragments of the wire are discharged from the gas discharge hole 43. may be In particular, when most of the side surfaces of the filter 7 are in contact with the side walls 41 of the diffuser portion 4 as shown in FIG. Partial fraying of the wire tends to occur. On the other hand, when an annular gap 44 is formed between the diffuser portion 4 and the filter 7 as shown in FIG. 7, the portion through which the combustion gas flows can be dispersed, and the occurrence of fraying can be reduced. can.
  • the filter 7 is arranged without a gap between it and the side wall 41 of the diffuser portion 4, the volume of the filter 7 is increased, and the combustion gas cooling effect can be enhanced.
  • each gas discharge hole 43 monotonously increases or decreases from the upstream side to the downstream side in the direction of combustion gas flow, or Although an example in which the number of gas discharge holes 43 monotonously increases or decreases from the upstream side to the downstream side has been shown, the present invention is not limited to such an example. That is, in a gas generator in which gas flows in the axial direction of the filter, the degree of cooling is adjusted by making a difference between the amount of gas discharged after flowing only on the upstream side of the filter and the amount of gas discharged after flowing to the downstream side of the filter.
  • the opening ratio of the gas discharge holes with respect to the surface area of the diffuser portion may be different between the upstream side and the downstream side in the flow direction of the combustion gas. Also in this case, it can be said that the total opening area of the first gas discharge holes provided on the upstream side is different from the total opening area of the second gas discharge holes provided on the downstream side.
  • the shape of the gas discharge port 43 is not limited to a circle. , may have a shape other than an ellipse.
  • gas generator 2 housing 21: first combustion chamber 22: second combustion chamber 23: gap 3: ignition device 31: cup body 32: conducting pin 33: igniter holding portion 34: resin member 4: diffuser portion 41 : Side wall 42 : Closed end 43 : Gas discharge hole 431 : First gas discharge hole 432 : Second gas discharge hole 44 : Gap 5 : Partition wall 51 : Large diameter portion 52 : Small diameter portion 53 : Bottom portion 54 : Through hole 61 : Third 1 gas generating agent 62: second gas generating agent 7: filter 71: end surface 72: tapered portion 73: through hole 8: orifice plate 81: through hole 82: sealing tape

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Abstract

排出される燃焼ガスの温度を制御する。ガス発生器は、ハウジングと、ハウジングの一端側に取り付けられた点火装置と、燃焼室と、他端側に形成されるカップ状のディフューザ部であって、一方の端部に形成された閉塞端と、閉塞端の反対側に形成された開放端と、閉塞端および開放端との間に位置する側壁とを含み、フィルタを収容する収容空間が形成され、複数のガス排出孔を有するディフューザ部と、複数のガス排出孔と対向するように少なくとも一部が収容空間に収容されたフィルタであって、ディフューザ部における開放端の側から閉塞端の側に向かって延在すると共にガス発生剤の燃焼ガスを冷却する中実状の冷却部を有するフィルタとを備える。また、複数のガス排出孔は、燃焼室からの距離が近い第１ガス排出孔と、燃焼室からの距離が遠い第２ガス排出孔とを含み、第１ガス排出孔の総開口面積と第２ガス排出孔の総開口面積とが異なっている。

Description

ガス発生器
　本発明は、ガス発生器に関する。
　従来、ハウジングの内部の空間を燃焼室とガス通路室とフィルタ室とに区画する区画部材および仕切り部を備えるガス発生器が提案されていた（例えば特許文献１）。
特開２０１６－２２９２９号公報
　ガス発生器において、複数のガス排出孔と対向してフィルタが配置され、フィルタの一端から導入される燃焼ガスが、当該一端からの距離が異なる複数のガス排出孔から排出される場合、ガス排出孔の各々から排出される燃焼ガスは、フィルタを通過した距離に応じて温度が異なる。
　本開示の技術は、冷却フィルタを備えるガス発生器において、排出される燃焼ガスの温度を制御するための技術を提供することを目的とする。
　本開示のガス発生器は、外殻容器を形成するハウジングと、ハウジングの一端側に取り付けられた点火装置と、ハウジングの内部に形成され、ガス発生剤を収容する燃焼室と、ハウジングにおける他端側に形成されるカップ状のディフューザ部であって、一方の端部に形成された閉塞端と、閉塞端の反対側に形成された開放端と、閉塞端および開放端との間に位置する側壁とを含み、開放端が燃焼室に臨むように配置されると共に内側にフィルタを収容する収容空間が形成され、複数のガス排出孔を有するディフューザ部と、複数のガス排出孔と対向するように少なくとも一部が収容空間に収容されたフィルタであって、ディフューザ部における開放端の側から閉塞端の側に向かって延在すると共にガス発生剤の燃焼ガスを冷却する中実状の冷却部を有する、フィルタとを備える。また、複数のガス排出孔は、燃焼室からの距離が相対的に近い１又は複数の第１ガス排出孔と、燃焼室からの距離が前記第１又は複数の第１ガス排出孔よりも相対的に遠い１又は複数の第２ガス排出孔とを含み、１又は複数の第１ガス排出孔の総開口面積と１又は複数の第２ガス排出孔の総開口面積とが異なっている。
　ガス発生器が複数のガス排出孔を有する場合、ガス排出孔の各々から排出される単位時間当たりの燃焼ガスの量には、ガス排出孔の面積に応じて差が生じる。上述のガス発生器においては、燃焼室からガス排出孔までの距離に応じて燃焼ガスがフィルタの冷却部を通過する距離が変わるため、これに伴いガス排出孔の各々から排出される燃焼ガスの温度も変わる。したがって、第１ガス排出孔の総開口面積と第２ガス排出孔の総開口面積とを異ならせることで、両者から排出される燃焼ガスの量の比を変更し、これらを混合した燃焼ガスの温度を制御できるようになる。
　また、１又は複数の第１ガス排出孔及び１又は複数の第２ガス排出孔は、ディフューザ部の側壁に設けられ、フィルタは、ディフューザ部の側壁との間に間隙なく配置されるようにしてもよい。このようなフィルタは、嵩がより大きくなり、燃焼ガスの冷却効果を高めることができる。
　また、１又は複数の第１ガス排出孔及び１又は複数の第２ガス排出孔は、ディフューザ部の側壁に設けられ、フィルタには、ディフューザ部における開放端の側から閉塞端の側に向かって縮径するテーパが形成され、フィルタとディフューザ部の側壁との間に環状の間隙を有するようにしてもよい。このようにすれば、フィルタのうちガス排出孔と対向する部分に燃焼ガスの流れを集中させることがなくなり、当該部分への負荷を低減できる。
　また、１又は複数の第１ガス排出孔の総開口面積よりも、１又は複数の第２ガス排出孔の総開口面積の方が大きいものとしてもよい。燃焼室からの距離が第1ガス排出孔よりも相対的に遠い第２ガス排出孔から排出される燃焼ガスは、フィルタを通過する距離が第1ガス排出孔から排出される燃焼ガスよりも相対的に長い。第２ガス排出孔の総開口面積を大きくすることで、フィルタのうち、より多くの部分を冷却部として利用することができ、排出される燃焼ガスの温度を下げることができる。
　また、１又は複数の第１ガス排出孔及び複数の第２ガス排出孔のそれぞれは、径が同一であり、１又は複数の第１ガス排出孔の数よりも、複数の第２ガス排出孔の数の方が多いものであってもよい。また、１又は複数の第１ガス排出孔の数は、１又は複数の第２ガス排出孔の数と同一であり、１又は複数の第１ガス排出孔のそれぞれの開口面積よりも、１又は複数の第２ガス排出孔のそれぞれの開口面積の方が大きいものであってもよい。このような構成によって、第１ガス排出孔の総開口面積よりも、第２ガス排出孔の総開口面積を大きくすることができる。
　また、フィルタは、ディフューザ部における開放端から、ハウジングの内部に形成された燃焼室に向けて突出すると共に、フィルタとハウジングとの間に環状の間隙を有するようにしてもよい。このようにすれば、フィルタのうち燃焼室への突出方向の端部だけでなく、ハウジングとの間に形成される間隙からも燃焼ガスがフィルタへ流入する。このように、流入箇所を広く分散させることにより、フィルタのうちより広い領域を効率よく冷却部として利用できるようになる。
　また、フィルタは、金属製の線材又は多孔板によって形成されるものであってもよい。このような材料により、燃焼ガスを冷却する冷却部を形成することができる。
　また、フィルタは、ディフューザ部における開放端の側から閉塞端の側に向かって延在する貫通孔を有するものであってもよい。フィルタは、冷却部のほかにこのような貫通孔を有していてもよい。
　本開示によれば、冷却フィルタを備えるガス発生器において、排出される燃焼ガスの温度を制御するための技術を提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係るガス発生器の一例を示す軸方向の概略断面図である。 図２は、中心に孔を有するフィルタの横断面の一例を示す図である。 図３は、ガス排出孔の大きさと排出される燃焼ガスの温度との関係のシミュレーション結果を示す図である。 図４は、第２の実施形態に係るガス発生器の一例を示す軸方向の部分的な概略断面図である。 図５は、第３の実施形態に係るガス発生器の一例を示す軸方向の部分的な概略断面図である。 図６は、第４の実施形態に係るガス発生器の一例を示す部分的な側面図である。 図７は、フィルタの変形例を示す軸方向の部分的な概略断面図である。 図８は、比較例に係るフィルタ内における燃焼ガスの流れを模式的に示す図である。 図９は、上述した変形例に係るフィルタ内における燃焼ガスの流れを模式的に示す図である。
　以下に、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。なお、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
＜実施形態１＞
　図１は、本実施形態に係るガス発生器の一例を示す軸方向の概略断面図である。ガス発生器１は、例えばエアバッグを膨張させるためのガス発生装置として利用できる。図１のガス発生器１は、筒状のハウジング２と、ハウジング２の軸方向の一端側に取り付けられる点火装置3と、ハウジング２の他端側に形成されるディフューザ部４とを備える。
　点火装置３は、点火電流により着火する装置であり、公知のガス発生器において用いられるものと同じである。例えば、点火装置３は、点火薬を収容して封止された金属製のカップ体３１と、外部から電流の供給を受けるための一対の通電ピン３２、３２とを有し、これらが金属製の点火器保持部３３に樹脂部材３４で固定されたものである。また、点火装置３の点火器保持部３３は、ハウジング２の軸方向の一端側の開口部に例えば全周溶接により取り付けられる。
　ハウジング２は、例えば内径及び外径がそれぞれほぼ均一な筒状の部材であり、ガス発生器１の外殻容器を形成する。ハウジング２の材質は、例えば金属である。ハウジング２の内部には点火装置３から所定の距離を離間させて、カップ状の隔壁５が配設されている。
　隔壁５は、換言すれば有底筒状の部材であり、側部は径の大きな大径部５１と径の小さな小径部５２とを含む。隔壁５の大径部５１の外径はハウジング２の内径と略同一である。よって、底部５３がディフューザ部４側に位置するように、ハウジング２は、隔壁５を収容することができる。なお、ハウジング２と大径部５１の外周とは溶接されていてもよいし、ハウジング２の内周及び大径部５１の外周に設けられた、互いに係合する凹凸等の係合部（図示せず）によって接続されていてもよい。また、隔壁５の底部５３には、所定の形状の貫通孔５４が１以上形成されている。貫通孔５４は、後述するガス発生剤の燃焼生成物を通過させる。なお、隔壁５の小径部５２における側部にも、貫通孔を設けてもよい。また、隔壁５は、ハウジング２の内部空間を、点火装置３と隔壁５との間に形成される第１燃焼室２１（「エンハンサ室」とも呼ぶものとする）と、隔壁５とディフューザ部との間に形成される第２燃焼室２２とに区画する。なお、隔壁５と点火装置３とが当接する程度に、隔壁５の側部（大径部５１又は小径部５２）を延伸し、隔壁５と点火装置３とで第１燃焼室２１を形成してもよい。
　第１燃焼室２１は、第１ガス発生剤６１（「伝火薬」又は「エンハンサ剤」とも呼ぶものとする）を収容する。第２燃焼室２２は、第２ガス発生剤６２を収容する。ガス発生剤（第１ガス発生剤６１及び第２ガス発生剤６２）は、例えば、硝酸グアニジン（４１重量％）、塩基性硝酸銅（４９重量％）及びバインダーや添加物によって形成される。ガス発生剤の個々の形状は、単孔円柱状のものを用いることができる。但し、ガス発生剤は、上記のものに限定されない。また、第１ガス発生剤６１及び第２ガス発生剤６２は、同種類、同形状、同寸法のガス発生剤であってもよいし、別種類、別形状、別寸法のガス発生剤であってもよい。
　ディフューザ部４は、ハウジング２の他端側を閉塞するように取り付けられるカップ状の部材であり、その内部にフィルタ７を収容する。ディフューザ部４は、換言すれば有底筒状であり、開放端が第２燃焼室２２に臨むように配置されている。すなわち、ディフューザ部４は、側壁４１と閉塞端４２とを有し、側壁４１のうち閉塞端４２とは反対側である開放端側がハウジング２と接続されている。図１の例では、側壁４１の外径はハウジング２の内径と略同一であり、側壁４１の開放端側の一部はハウジング２内に収容される。側壁４１の開放端側は、ハウジング２に対しかしめで固定されていてもよいし、ディフューザ部４とハウジング２とは溶接されていてもよい。なお、例えば絞り加工等により、ディフューザ部４はハウジング２と一体に形成されていてもよい。
　図１に示すように、ディフューザ部４の側壁４１には、１以上のガス排出孔４３が形成されている。ガス排出孔４３は、第１ガス排出孔４３１（「第１ガス排出孔群」とも呼ぶ）と、第２ガス排出孔４３２（「第２ガス排出孔群」とも呼ぶ）とを含む。なお、第２ガス排出孔４３２は、側壁４１でなく閉塞端４２に設けられていてもよい。図１の例では、第１ガス排出孔４３１よりも、第２ガス排出孔４３２の方が、個々の開口面積は大きい。また、第１ガス排出孔４３１の数と、第２ガス排出孔４３２の数とはそれぞれ１以上であり、本実施形態においては、第１ガス排出孔４３１と第２ガス排出孔４３２とが複数、それぞれディフューザ部４の周方向に均等間隔に形成されており、両者の数が等しい。したがって、本実施形態では、第１ガス排出孔４３１の総開口面積よりも、第２ガス排出孔４３２の総開口面積の方が大きい。ここで、「総開口面積」とは、１又は複数のガス排出孔４３の開口面積の合計（すなわち、第１ガス排出孔群に含まれるガス排出孔の開口面積の合計、及び第２ガス排出孔群に含まれるガス排出孔の開口面積の合計）をそれぞれ指している。また、第１ガス排出孔４３１と第２ガス排出孔４３２とは、第２燃焼室２２からの距離が異なる位置に設けられる。図１の例では、第１ガス排出孔４３１よりも、第２ガス排出孔４３２の方が、第２燃焼室２２から遠い。
　また、カップ状であるディフューザ部４の内部には、フィルタ７を収容する収容空間が形成されている。そして、フィルタ７の少なくとも一部は、ディフューザ部４の収容空間に収容される。ガス発生剤６１、６２が生成する燃焼ガスがフィルタ７を通過する際には、フィルタ７は、燃焼ガスを冷却する冷却部として機能すると共に、燃焼ガスの燃焼残渣を捕集することで燃焼ガスを濾過する。
　フィルタ７は円柱状であり、ディフューザ部４の開放端の側から閉塞端４２の側に向かって延在すると共に、開放端の側は、第２燃焼室２２内に突出している。また、フィルタ７の表面は、ディフューザ部４のガス排出孔４３と対向するように収容される。なお、ディフューザ部４の閉塞端４２にガス排出孔４３が設けられる場合は、フィルタ７の閉塞端４２側の端面がガス排出孔４３と対向する。また、燃焼ガスがフィルタ７を通過するように、フィルタ７の側面はディフューザ部４の側壁４１の内周と接している。
　例えば、フィルタ７は、金属製の線材を平編みしたものを成形型に収容し、円柱形状に圧縮成形したものであってもよい。また、フィルタ７は、金属製の線材を棒状の芯材に複数層をなすように巻き付け、線材同士が交差することにより網目を有する柱状に形成したものであってもよい。また、フィルタ７は、エキスパンドメタル、パンチングメタル、メタルラス、平織金網、畳織金網等のようなシート状の多孔板を円柱状に巻き上げたものであってもよい。
　以上のように、フィルタ７は、柱状に形成された中実状の冷却部を有する金属製のフィルタである。なお、金属は、ステンレスや鉄等であり、銅やニッケル等でメッキ又はコーティングされていてもよい。また、「中実状」とは、燃焼ガスの燃焼残渣を捕集すると共に、燃焼ガスを冷却するために、所定の密度で金属材料が含まれていることをいうものとする。そのため密度が全体にわたってほぼ均等に形成されているフィルタを使用できるが、燃焼ガスによるフィルタの通過距離に差が生じて燃焼ガスの温度の調整ができるようであれば、内部が完全な中実ではなくフィルタの何れかの部分に空隙を含んでいてもよく、あるいはフィルタの端面に窪みが形成されていてもよい。
　フィルタ７は、ディフューザ部４から第２燃焼室２２へ突出している。そして、フィルタ７とハウジング２との間には、環状の間隙２３が形成されている。したがって、フィルタ７のうち第２燃焼室２２への突出方向の端面７１だけでなく、ハウジング２との間に形成される間隙２３側から（後述するテーパ部７２から）も燃焼ガスがフィルタ７へ流入する。フィルタ７を第２燃焼室２２側へ大きく突出させることで、冷却部として利用できる体積を大きくすることができると共に、流入箇所を広く分散させることにより、フィルタ７のうち広い領域を効率よく冷却部として利用できるようになる。
　なお、フィルタ７には第２燃焼室２２への突出方向に向けて縮径するテーパが付けられていてもよい。図１の例では、横断面の断面積は第２燃焼室２２の方向の端部である端面７１に向かって縮径されており、端面７１の周囲には、軸方向に対して斜めに形成されたテーパ部７２が設けられている。燃焼ガスの流れ方向に対して角度が付けられたテーパ部７２により、燃焼ガスはフィルタ７へ流入し易くなる。一方、間隙２３に面する側面（図１の例では、テーパ部７２）から流入する燃焼ガスは、端面７１から流入する燃焼ガスよりもフィルタ７の内部を通過する距離が短くなり、流入箇所によって冷却やろ過の程度にむらが生じるおそれもある。これらのバランスをとり、端面７１からの燃焼ガスの流入量を十分にするためには、フィルタ７のうち間隙２３に面する表面積（図１の例ではテーパ部７２の表面積）が、フィルタ７の端面７１の表面積よりも小さくなるように構成することが好ましい。
　またフィルタ７は、例えば軸方向に垂直な横断面に、軸方向に沿って一端面から他端面に貫通する所定の直径以下の孔を有していてもよい。図２は、中心に孔を有するフィルタの横断面の一例を示す図である。図２の例では、フィルタ７は軸方向に沿って貫通孔７３を備えると共に、貫通孔７３の周囲に横断面が環状のフィルタ本体７４を備える。貫通孔７３は、例えば上述した芯材をフィルタ７の形成後に抜き取り、形成されたものである。この場合、フィルタ本体７４が、中実状の冷却部として機能する。フィルタ７が、燃焼ガスをろ過すると共に冷却部として十分に機能するためには、断面積が以下の式を満たすことが望ましい。
（フィルタ本体７４の断面積／（フィルタ本体７４の断面積＋貫通孔７３の断面積））×１００＞５０
右辺の「５０」は、フィルタ本体７４及び貫通孔７３の断面積の和に対する、フィルタ本体７４の断面積の割合が超えるべき基準値を百分率で表すものといえる。すなわち、フィルタ本体７４の断面積が貫通孔７３の断面積よりも大きいことが望ましい。なおフィルタの端面のうちガスが流れ込む側がテーパになっている場合（例えば図1のような形状）、テーパ部分もガスが入り込む面になることから、フィルタ本体の断面積は、ガスが流入する面におけるフィルタ本体７４の最大径で示される部分の断面積とする。また、上記基準値は、より好ましくは「６０」であり、さらに好ましくは「７５」である。すなわち、フィルタ本体７４の断面積は、フィルタ本体７４及び貫通孔７３の断面積の和のうち６０％を超える大きさであることがより好ましく、７５％を超える大きさであることがさらに好ましい。
　また、第２燃焼室２２には、ディフューザ部４側であってフィルタ７の近傍に、オリフィスプレート８が設けられている。オリフィスプレート８は、１以上の貫通孔８１を有する円板状の部材である。また、貫通孔８１は、シールテープ８２で閉塞されており、燃焼ガスにより第２燃焼室２２の内圧が所定以上になると開口する。このようなオリフィスプレート８は、ハウジング２に対して例えば全周溶接により接続することで、作動前の燃焼室２１、２２の気密性を維持することができる。なお、本実施例ではガス排出孔４３は閉塞されていない。オリフィスプレート８に形成される貫通孔８１の総開口面積は、第１ガス排出孔４３１及び第２ガス排出孔４３２の開口面積の合計よりも小さくすると、燃焼ガスのチョークができ、流量を調整できるため好ましい。なお、オリフィスプレート８及びシールテープ８２に代えて、例えばアルミニウム等の金属膜で形成されるキャニスタやその他の構成によってガス発生剤を気密に保持するようにしてもよい。
＜動作＞
　ガス発生器１が例えば自動車のエアバッグ等に組み付けられた状態では、コネクタ（図示せず）が一対の通電ピン３２、３２と接続されており、点火装置３に対して給電可能になっている。この状態で、自動車等に搭載されたセンサ（図示せず）が衝撃を感知すると、点火装置３は、一対の通電ピン３２、３２に供給される着火電流により作動する。点火装置３は、カップ体３１内の点火薬を燃焼させ、その燃焼生成物をカップ体３１の外部に放出させる。また、点火薬の燃焼生成物である火炎やガスにより、第１ガス発生剤６１が着火する。また、第１ガス発生剤６１は、燃焼生成物として燃焼ガスを生成し、燃焼ガスは隔壁５の貫通孔５４を通過して第２燃焼室２２の第２ガス発生剤６２を着火させる。また、第２ガス発生剤６２も、燃焼生成物として燃焼ガスを生成する。第２燃焼室２２の燃焼ガスの圧力によりオリフィスプレート８のシールテープ８２が開裂すると、燃焼ガスは貫通孔８１及びフィルタ７を通過してろ過および冷却され、ディフューザ部４のガス排出孔４３から排出される。
＜効果＞
　ガス発生器１の内圧が十分に高い場合、第１ガス排出孔４３１から排出される燃焼ガスの量と、第２ガス排出孔４３２から排出される燃焼ガスの単位時間当たりの量との比は、第１ガス排出孔４３１の面積と、第２ガス排出孔の面積との比に応じたものになる。また、第１ガス排出孔４３１から排出される燃焼ガスの温度と、第２ガス排出孔４３２から排出される燃焼ガスの温度とは、第２燃焼室２２から各ガス排出孔までの距離（すなわち、燃焼ガスがフィルタ７を通過する距離）に応じて冷却されたものになる。したがって、ガス発生器１から排出される燃焼ガスは、第１ガス排出孔４３１から排出された燃焼ガスと第２ガス排出孔４３２から排出された燃焼ガスとを混合した温度を有し、その温度は第１ガス排出孔４３１の大きさ及び第２ガス排出孔の大きさによって調整することができる。
　図３は、ガス排出孔の大きさと排出される燃焼ガスの温度との関係のシミュレーション結果を示す図である。図３の横軸は、上流側である第１ガス排出孔４３１の直径を示す。なお、下流側である第２ガス排出孔４３２の直径は、第１ガス排出孔４３１の直径に応じて変更し、第１ガス排出孔４３１及び第２ガス排出孔４３２の総開口面積を等しくした。図３の縦軸は、排出される燃焼ガスの温度を示す。グラフにプロットされた点は、第１ガス排出孔４３１から排出される燃焼ガスの温度、及び第２ガス排出孔４３２から排出される燃焼ガスの温度を合わせたときの温度を示している。図３からわかるように、上流側の第１ガス排出孔４３１を小さくするほど（すなわち、下流側の第２ガス排出孔４３２を大きくするほど）、排出される燃焼ガスの温度は下がる。なお、図３に直線で示すモデル式の決定係数Ｒ２は、０．７７９１であった。以上のように、下流側の第２ガス排出孔４３２を大きくすると、フィルタ７のうちディフューザ部４の閉塞端４２側の部分を通過する燃焼ガスの量が増えるため、燃焼ガスは相対的にフィルタ内の長い距離を通過する割合が多くなる。つまりフィルタ７が十分に冷却部として機能することができるようになる。一方、上流側の第１ガス排出孔４３１を大きくすることで、燃焼ガスは相対的にフィルタ内の短い距離を通過する割合が多くなる。そのため燃焼ガスの温度を高めることもできる。
＜実施形態２＞
　図４は、第２の実施形態に係るガス発生器の一例を示す軸方向の部分的な概略断面図である。本実施形態においては、ディフューザ部４が図1の実施例と異なっている。そして上述した第１の実施形態と同一の構成要素には対応する符号を付し、又は図示を省略する。
　図４のディフューザ部４は、第２燃焼室２２から近い第１ガス排出孔４３１の面積が、第２燃焼室２２から遠い第２ガス排出孔４３２の面積よりも大きくなっている。このような構成であれば、フィルタ７を通過する距離が短い燃焼ガスの割合が多くなり、温度が高い燃焼ガスを排出し、例えばガス発生器１がエアバッグに組み付けられる場合には、エアバッグの早期展開や出力向上を促進することができる。
＜実施形態３＞
　図５は、第３の実施形態に係るガス発生器の一例を示す軸方向の部分的な概略断面図である。本実施形態においても、ディフューザ部４のみが図1の実施例と異なっており、上述した実施形態と同一の構成要素には対応する符号を付し、又は図示を省略する。
　図５のディフューザ部４は、第２燃焼室２２からの距離が異なる３つのガス排出孔４３１～４３３（３つのガス排出孔群）を備えている。図５の例では、燃焼ガスの流れる方向の上流側から下流側に向けて、順に開口面積が大きくなっている。本実施形態においても、それぞれのガス排出孔群に含まれるガス排出孔の数は、等しいものとする。なお、燃焼ガスの流れる方向の上流側から下流側に向けて、順に開口面積が小さくなるようにしてもよい。以上のように、第２燃焼室２２からの距離及び開口面積は、３段階以上に差を付けられていてもよい。このような例であっても、第２燃焼室２２に近い任意の第１ガス排出孔と、第２燃焼室２２から遠い任意の第２ガス排出孔とが、それぞれの総開口面積について所定の大小関係とすることで、ガス発生器１から排出される燃焼ガス全体の温度を調整することができる。図５の例では、ガス排出孔４３１及びガス排出孔４３２の組合せ、ガス排出孔４３２及びガス排出孔４３３の組合せ、並びにガス排出孔４３１及びガス排出孔４３３の組合せが、本開示に係る「第１ガス排出孔」及び「第２ガス排出孔」の組合せに相当し、総開口面積について所定の大小関係を有する。
＜実施形態４＞
　図６は、第４の実施形態に係るガス発生器の一例を示す部分的な側面図である。本実施形態においてもディフューザ部４のみが図1の実施例と異なっており、上述した実施形態と同一の構成要素には対応する符号を付し、又は図示を省略する。
　図６のディフューザ部４は、第２燃焼室２２からの距離が異なる２つのガス排出孔４３１、４３２（ガス排出孔群）を備えている。しかしながら、個々のガス排出孔の大きさは同一であり、第１ガス排出孔４３１の数は、第２ガス排出孔４３２の数よりも少なくなっている。換言すれば、第１ガス排出孔群に属するガス排出孔の数は、第２ガス排出孔群に属するガス排出孔の数よりも少ない。本実施形態の場合も、第１ガス排出孔４３１の総開口面積は、第２ガス排出孔４３２の総開口面積よりも小さくなっている。なお、総開口面積の大小関係は逆にしてもよい。このような例であっても、ガス発生器１から排出される燃焼ガスの温度を調整することができる。
＜フィルタの変形例＞
　図７は、フィルタの変形例を示す軸方向の部分的な概略断面図である。本実施形態においてもディフューザ部４とフィルタ７が図1の実施例と異なっており、上述した実施形態と同一の構成要素には対応する符号を付し、又は図示を省略する。
　図７の例では、フィルタ７のうち閉塞端４２の側にはテーパが付けられ、横断面の断面積は閉塞端に向かって小さくなっている。すなわち、図７の例では、ディフューザ部４とフィルタ７との間に環状の間隙４４が形成されている。なお、燃焼ガスがフィルタ７を通過するように、フィルタ７の側面は、少なくとも開放端側において、ディフューザ部４の側壁４１の内周と接している。また、フィルタ７の側面には、さらに開放端の側にもテーパが付けられていてもよい。図７のフィルタ７も、ガス排出孔４３と対向するようにディフューザ部４の収容空間に収容されている。すなわち、ディフューザ部４の開放端から閉塞端４２までフィルタ７が延在しており、フィルタ７はガス排出孔４３の各々を向く面を有している。したがって、本実施形態においても燃焼ガスはフィルタ７を通過した距離に応じて冷却され、ガス排出孔４３から排出される。
　図８は、比較例に係るフィルタ内における燃焼ガスの流れを模式的に示す図である。フィルタ７に導入された燃焼ガスは、ガス排出孔４３に向かって最短距離を流れる傾向がある。よって、図８のようにフィルタ７とディフューザ部４との間に空間がない場合、フィルタ７のうちガス排出孔４３と対向していない部分は燃焼ガスが流れにくい。図８の例では、三角形で示す箇所は、冷却機能を十分に果たしていない。
　図９は、上述した変形例に係るフィルタ内における燃焼ガスの流れを模式的に示す図である。環状の間隙４４が形成されている場合、図９に示すように、フィルタ７から環状の間隙４４は燃焼ガスがスムーズに流出する。したがって、図８の比較例と比べると、フィルタ７の嵩や重量は小さくなるが、燃焼ガスの流れが生じにくいために冷却機能を十分に果たしていない領域は減っている。
　また、例えばフィルタ７が線材によって形成される場合は、フィルタ７を通過して燃焼ガスが排出される際に、フィルタ７の外周に線材のほつれが生じ、線材の破片がガス排出孔４３から放出されることがある。特に、図１等に示すようにフィルタ７の側面の多くがディフューザ部４の側壁４１と接するときは、フィルタ７の側面のうちガス排出孔４３と対向する部分に燃焼ガスの流れが集中し、部分的に線材のほつれが生じ易くなる。一方、図７に示すようにディフューザ部４とフィルタ７との間に環状の間隙４４が形成されている場合は、燃焼ガスが流れる部分を分散させることができ、ほつれの発生を低減させることができる。
　一方、図８のように、フィルタ７を、ディフューザ部４の側壁４１との間に間隙なく配置すれば、フィルタ７の嵩がより大きくなり、燃焼ガスの冷却効果を高めることができる。
＜その他＞
　以上、本開示に係るガス発生装置の実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他の特徴と組み合わせることができる。また、ガス発生器１は、エアバッグ以外の装置に組み込んでもよい。
　なお、図１、図４～図７、図９には、燃焼ガスの流れる方向の上流側から下流側に向けて、ガス排出孔４３の個々の開口面積が単調増加若しくは単調減少し、又は、上流側から下流側に向けて、ガス排出孔４３の数が単調増加若しくは単調減少する例を示したが、このような例には限定されない。すなわち、フィルタの軸方向にガスが流れるガス発生器において、フィルタの上流側のみを流れて排出されるガス量と、下流側まで流れて排出されるガス量とに差をつけて冷却度を調整することができる構成であればよい。例えば、ディフューザ部の表面積に対するガス排出孔の開口率が、燃焼ガスの流れる方向の上流側と下流側とで異なっていればよい。この場合も、上流側に設けられた第１ガス排出孔の総開口面積と、下流側に設けられた第２ガス排出孔の総開口面積とが異なるといえる。またガス排出口４３の形状も円に限らず、例えばディフューザ部４の側壁４１において、円周方向に長い孔、あるいはハウジング２の軸方向に長い孔であってもよく、正方形や長方形などの円形、楕円形以外の形状であってもよい。
１：ガス発生器
２：ハウジング
２１：第１燃焼室
２２：第２燃焼室
２３：間隙
３：点火装置
３１：カップ体
３２：通電ピン
３３：点火器保持部
３４：樹脂部材
４：ディフューザ部
４１：側壁
４２：閉塞端
４３：ガス排出孔
４３１：第１ガス排出孔
４３２：第２ガス排出孔
４４：間隙
５：隔壁
５１：大径部
５２：小径部
５３：底部
５４：貫通孔
６１：第１ガス発生剤
６２：第２ガス発生剤
７：フィルタ
７１：端面
７２：テーパ部
７３：貫通孔
８：オリフィスプレート
８１：貫通孔
８２：シールテープ
 

Claims (9)

  1. 　外殻容器を形成するハウジングと、
    　前記ハウジングの一端側に取り付けられた点火装置と、
    　前記ハウジングの内部に形成され、ガス発生剤を収容する燃焼室と、
    　前記ハウジングにおける他端側に形成されるカップ状のディフューザ部であって、一方の端部に形成された閉塞端と、前記閉塞端の反対側に形成された開放端と、前記閉塞端および前記開放端との間に位置する側壁とを含み、前記開放端が前記燃焼室に臨むように配置されると共に内側にフィルタを収容する収容空間が形成され、複数のガス排出孔を有するディフューザ部と、
    　前記複数のガス排出孔と対向するように少なくとも一部が前記収容空間に収容されたフィルタであって、前記ディフューザ部における前記開放端の側から前記閉塞端の側に向かって延在すると共に前記ガス発生剤の燃焼ガスを冷却する中実状の冷却部を有する、フィルタと、
    　を備え、
    　前記複数のガス排出孔は、前記燃焼室からの距離が相対的に近い１又は複数の第１ガス排出孔と、前記燃焼室からの距離が前記第1又は複数の第1ガス排出孔よりも相対的に遠い１又は複数の第２ガス排出孔と、を含み、前記１又は複数の第１ガス排出孔の総開口面積と前記１又は複数の第２ガス排出孔の総開口面積とが異なっている、
    　ガス発生器。
  2. 　前記１又は複数の第１ガス排出孔及び前記１又は複数の第２ガス排出孔は、前記ディフューザ部の前記側壁に設けられ、
    　前記フィルタは、前記ディフューザ部の前記側壁との間に間隙なく配置される
    　請求項１に記載のガス発生器。
  3. 　前記１又は複数の第１ガス排出孔及び前記１又は複数の第２ガス排出孔は、前記ディフューザ部の前記側壁に設けられ、
    　前記フィルタには、前記ディフューザ部における前記開放端の側から前記閉塞端の側に向かって縮径するテーパが形成され、前記フィルタと前記ディフューザ部の前記側壁との間に環状の間隙を有する
    　請求項１に記載のガス発生器。
  4. 　前記１又は複数の第１ガス排出孔の総開口面積よりも、前記１又は複数の第２ガス排出孔の総開口面積の方が大きい
    　請求項１から３のいずれか一項に記載のガス発生器。
  5. 　前記１又は複数の第１ガス排出孔及び前記複数の第２ガス排出孔のそれぞれは、径が同一であり、前記１又は複数の第１ガス排出孔の数よりも、前記複数の第２ガス排出孔の数の方が多い
    　請求項４に記載のガス発生器。
  6. 　前記１又は複数の第１ガス排出孔の数は、前記１又は複数の第２ガス排出孔の数と同一であり、前記１又は複数の第１ガス排出孔のそれぞれの開口面積よりも、前記１又は複数の第２ガス排出孔のそれぞれの開口面積の方が大きい
    　請求項４に記載のガス発生器。
  7. 　前記フィルタは、前記ディフューザ部における前記開放端から、前記ハウジングの内部に形成された前記燃焼室に向けて突出すると共に、前記フィルタと前記ハウジングとの間に環状の間隙を有する
    　請求項１から６のいずれか一項に記載のガス発生器。
  8. 　前記フィルタは、金属製の線材又は多孔板によって形成される
    　請求項１から７のいずれか一項に記載のガス発生器。
  9. 　前記フィルタは、前記ディフューザ部における前記開放端の側から前記閉塞端の側に向かって延在する貫通孔を有する
    　請求項１から８のいずれか一項に記載のガス発生器。
     
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