(57)【要約】【課題】安全性が向上し、かつ内部構造が単純で小型化を達成したガス発生器組立体の提供。【解決手段】  ガス発生器に対して導管を接続してガス発生器組立体としたとき、導管からのガスの排出が、実質的にエアバッグ展開方向のみに規制され、エアバッグを迅速に展開させることができる。一方、ガス発生器単独としては、一端が閉塞し、周壁面を有したカップ体が取り付けられ、その中にガス発生剤を配置する。カップ体内部にはガス発生剤の燃焼による発生ガスの流れを規制するものはなく、カップ体が均等に破壊するため、推力は発生しない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動電流によって着火する電気式点火器が、その周囲に配置された点火器カラーに固定されて、点火器組立体となり、さらに該点火器組立体に対して、一端が閉塞し反対端部が開放したカップ状部材が取り付けられ、該カップ状部材の内部にはガス発生剤が封入されて、ガス発生器を形成しており、
さらに別部材からなるチューブ状の導管が前記ガス発生器に取り付けられ、該導管のうち、少なくともその一部がエアバッグ内部に配置され、該エアバッグの展開する方向のみにガスを排出するガス排出口が形成され、
前記ガス発生器から発生した膨張ガスが、該導管を通ってガス排出口からエアバッグ内部に排出されるガス発生器組立体。
【請求項２】
前記カップ状部材は、一端閉塞部の破裂圧が、周壁部の破裂圧よりも高いものである、請求項１記載のガス発生器組立体。
【請求項３】
導管の一端に形成された開口部を前記点火器に取り付けたときに、前記カップ状部材の周壁部の外面が、導管の内周面に当接、または対向配置するように、該導管の一端開口部を前記点火器カラーに対して固定されている、請求項２記載のガス発生器組立体。
【請求項４】
前記導管の中にフィルタが配置されている、請求項１から３何れか１記載のガス発生器組立体。
【請求項５】
前記導管の内部には複数の凹凸が形成されている、請求項１から３何れか１記載のガス発生器組立体。
【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等、人員拘束装置に適したガス発生器組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両衝突の際に、乗員を衝撃から保護するエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器は、通常ハウジングの何れかの部分にガス排出口を形成したものであり、当該ガス排出口をエアバッグ内部（あるいはエアバッグモジュール内部）に配置し、発生したガスをエアバッグ内部に導いていた。
【０００３】
そしてエアバッグを迅速に展開させる必要がある場合は、エアバッグ内部で発生ガスがエアバッグの展開方向（即ち、エアバッグの展開口方向）に向かって流れるように、ガス排出口を偏在させて配向している。
【０００４】
このような従来のガス発生器としては、次に示すものが知られている。特許文献１のガス発生器では、円筒状のハウジングの一部分に、シールテープで閉塞された複数のガス排出口が形成されている。詳細にはガス排出口はハウジングのうち、エアバッグが展開する方向のみに形成されており、燃焼ガスが当該ガス排出口から排出されてバッグへ流入すると、直ちにモジュールからエアバッグが展開するものである。
【０００５】
この構造では、ガス発生器から出たガスは一方向に向かって排出するため、ガス発生器単体での保管、運搬時などに誤作動を起こしたときに、推力が発生する。
【０００６】
それを防止するために、別部材をガス排出口部分に接続して、推力を相殺する（たとえばガスの排出方向を分散させる）ことがなされているが、その部材はガス発生器をエアバッグに搭載する時には使用されずに、廃棄される場合もある。
【０００７】
また車両の取り付け部分との兼ね合いでは、ガス発生器の形状が小型なものが好ましく、内部構造も簡略なものが好ましい。
【特許文献１】特開平１１−２１７０５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、運搬、保管時にも安全であり、さらに内部構造が簡略であり、組立が容易なガス発生器組立体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、作動電流によって着火する電気式点火器が、その周囲に配置された点火器カラーに固定されて、点火器組立体となり、さらに該点火器組立体に対して、一端が閉塞し反対端部が開放したカップ状部材が取り付けられ、該カップ状部材の内部にはガス発生剤が封入されてガス発生器を形成しており、
さらに別部材からなるチューブ状の導管が前記ガス発生器に取り付けられ、該導管のうち、少なくともその一部がエアバッグ内部に配置され、該エアバッグの展開する方向のみにガスを排出するガス排出口が形成され、
前記から発生した膨張ガスが、該導管を通ってガス排出口からエアバッグ内部に排出されるガス発生器組立体を提供する。
【００１０】
点火器カラーは、電気式点火器の周囲に取り付けられて、電気式点火器を保持する機能を果たすため、金属や樹脂で形成されているものが好ましい。
【００１１】
またカップ状部材は、その中にガス発生剤を収容するもので、ガス発生剤がカップ状部材の周壁部内面、あるいは一端閉塞部内面に直接接触しており、ガス発生剤の燃焼によって発生した圧力が、カップ状部材内面に均等にかかる構造とすることが好ましい。つまりガス発生剤が燃焼したときに、その流れる方向を規制するような手段が、カップ内部に存在しない構造である。さらにカップ内部のガス発生剤が吸湿しないように、カップ状部材と点火器カラーとの接合部にシール部材を配置させることもできる。
【００１２】
さらにチューブ状導管は一端側が開口し、該開口部を前記点火器カラーに取り付ける。好ましくは導管の開口をカラーに対してかしめて固定する。あるいは螺子などによって着脱可能に固定することもできる。
【００１３】
導管をエアバッグに取り付け、導管の開口部にガス発生器を取り付けたときには、少なくとも導管の一部がエアバッグ内に存在するようにし、ガス発生器はエアバッグの外部に出ていても、エアバッグ内部に配置されていても良いが、導管に形成されるガス排出口はエアバッグ内部に配置させ、エアバッグが展開する方向に向けて、ガスを排出することができるように形成されている。つまり本発明では導管とガス発生器とを組み合わせて、ガス発生器組立体とするものである。
【００１４】
よって、例えばガス発生器単体（導管を接続する前の状態）の時には誤作動を起こしても推力を弱めることができると同時に、エアバッグに組み付けるためにガス発生器組立体としたときには、エアバッグを展開させたい方向に迅速にガスを排出することができる。このことから、ガス発生器組立体は、エアバッグに組み込む前の保管、運搬等の段階では導管と接続しない状態とすることが望ましい。
【００１５】
導管に形成されるガス排出口の向きは、エアバッグが展開する方向（即ちエアバッグがモジュールから飛び出す方向）にガスを排出することができるように形成するが、ガスの主たる流れがエアバッグの展開方向である限りは、その方向からずれて形成されていてもよく、たとえば開口面積の大きな排出口が、エアバッグ展開方向に形成され、より小さい開口面積の排出口が、それ以外の方向に向けて形成されていても良い。
【００１６】
本ガス発生器組立体に用いられるガス発生器は、基本的に電気式点火器と、該電気式点火器によって着火・燃焼するガス発生剤からなるもので、構造が単純でガス発生器の小型化が達成可能である。また電気式点火器とガス発生剤は、接触した状態で配置するのが好ましく、導管に形成されたガス排出口はエアバッグの展開する方向に向かってガスを排出するように形成されていることから、衝撃感知と同時に迅速にエアバッグを膨張させるのが好ましい側面衝突用のエアバッグシステムに適している。
【００１７】
なお上記発明においては、前記カップ状部材の一端閉塞部の破裂圧が、周壁部の破裂圧よりも高いものであることが好ましい。
【００１８】
これはガス発生器単体の時に作動した場合、カップ状部材の一端閉塞部よりも周壁部を破れやすくするためであり、周壁部のみが均等に破れることで推力を発生させないようにするためである。
【００１９】
これを達成させるためにカップ状部材の周壁部に均等間隔で脆弱部（肉厚の薄い部分）を形成することが可能である。
【００２０】
カップ状部材の周壁部のうち、開口部側の端部には例えば、外向きのフランジが形成されて、カラーに形成された環状部を該フランジに対してかしめることで両者の固定が可能であるが、点火器作動時にカップ状部材の周壁部の開裂がフランジ部まで達しないように、フランジ部の厚さを厚くすることができる。
【００２１】
さらに上記発明においては、導管の一端に形成された開口部を前記点火器に取り付けたときに、前記カップ状部材の周壁部の外面が、導管の内周面に当接、または対向配置するように、該導管の一端開口部を前記点火器カラーに対して固定されているものであることが好ましい。
【００２２】
つまり、カップ状部材の周壁部と導管が対向あるいは接触している状態のばあい、カップの周壁部は開裂しにくくなり、専らカップ状部材の一端閉塞部が破れることになる。つまりガス発生器単体（導管に接続する前の状態）の時に作動した場合は、カップ状部材の周壁部が破れ、推力の相殺が達成される一方、エアバッグに組み込むために導管と接続した（ガス発生器組立体となった）場合は、カップ状部材の一端閉塞部が開裂することになり、エアバッグへのガスの円滑な流れが確保されて、迅速にエアバッグを展開することが可能となる。もちろん、本発明はカップ状部材の周壁部が全く破れないものに限定されることはなく、導管へのガスの主たる流れが、カップ状部材の一端閉塞部からである限りは、周壁部がわずかに開裂するものであっても良い。
【００２３】
さらに本発明のガス発生器組立体においては、導管の中にフィルタが配置することができる。
【００２４】
ガス発生器はできるだけ小型化が好ましく、そのためガス発生器には、ガスを発生させるために必要な構成のみを配置するが、導管は内部が空洞であるためこの空間をフィルタ収容室とすることで、導管まで含めたガス発生器組立体全体を小型化することが可能となる。
【００２５】
フィルタとしては、ガス発生剤からの燃焼ガス中に含まれる残渣をろ過する機能や、燃焼ガス自体を冷却する機能を有するもので、金網や線材を編んで形成された多層の積層体を濾材として導管内に配置することができる。
【００２６】
なおフィルタは、導管の内部に配置する方法以外にも、導管に複数の凹凸を形成して、燃焼ガスあるいは残渣が該凹凸に接触しやすくし、捕集されやすいように形成することもできる。凹凸をつけることで、導管内のガス通路がジグザグとなり、燃焼ガス、あるいは残渣が凹凸部分と物理的な接触をする頻度が高くなるためである。
【００２７】
さらに複数の凹凸は、ガスの流れに対して抵抗となるように形成されるのが好ましく、具体的にはガスの流れる方向に対して直角に凹凸を設けることで、上記の効果がさらに高められる。
【００２８】
本発明のガス発生器組立体に用いるガス発生剤は、例えば、燃料及び酸化剤又は燃料、酸化剤及びスラグ形成剤を含むものを、必要に応じて結合剤と共に混合し、所望形状に成型したものを使用する。
【００２９】
たとえば燃料としては、ニトログアニジン（ＮＱ）、グアニジン硝酸塩（ＧＮ）、グアニジン炭酸塩、アミノニトログアニジン、アミノグアニジン硝酸塩、アミノグアニジン炭酸塩、ジアミノグアニジン硝酸塩、ジアミノグアニジン炭酸塩、トリアミノグアニジン硝酸塩等のグアニジン誘導体等から選ばれるものがある。
【００３０】
一方酸化剤としては、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、酸化銅、酸化鉄、塩基性硝酸銅等から選ばれるものが使用できる。
【００３１】
さらにスラグ形成剤としては、酸性白土、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、シリカ、アルミナ、ケイ酸ナトリウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ヒドロタルサイトが使用できる。
【００３２】
結合剤としては、カルボキシルメチルセルロースのナトリウム塩、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、ポリビニルアルコール、グアーガム、微結晶性セルロース、ポリアクリルアミド、ステアリン酸カルシウムなどが使用可能である。
【００３３】
なお、燃焼時に残渣を発生させないガス発生剤、あるいは発生する残渣が少ないガス発生剤を使用することも可能である。この場合導管に配置されるフィルタ、あるいは導管内部に形成される凹凸は簡略なものや量を減らしたり、省略することができる。
【００３４】
無残渣系のガス発生剤としては、ニトロセルロースを使用したもの、あるいはメラミン／硝酸アンモニウム／硝酸カリウム／ポリアクリルアミドからなるガス発生剤、あるいはRDX／硝酸アンモニウム／過塩素酸カリウム／硝酸カリウム／ポリアクリルアミドからなるガス発生剤がある。
【００３５】
さらに低残渣系のガス発生剤としては、ニトログアニジン／過塩素酸カリウム／バインダ（カルボキシメチルセルロース）からなるガス発生剤、あるいはメラミン／硝酸アンモニウム／硝酸カリウム／過塩素酸カリウム／ポリアクリルアミドがある。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のガス発生器組立体によれば、エアバッグに組み込んだ状態では、主としてバッグの展開方向にガスを排出させ、迅速なエアバッグ展開が可能となるものでありながら、移動や運搬時、あるいは保管時などガス発生器単体（導管を接続する前の状態）では、仮に誤作動を起こしても推力が抑制される。即ちガス排出方向を限定することと、それによって発生する推力を抑制するという相反する点を同時に達成することができるガス発生器組立体であることと、さらに構造自体を簡略化することができるガス発生器組立体である点で優れており、既存のエアバッグシステムにも適用するこができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を示した図面により、本発明を詳しく説明する。図１は本発明のガス発生器組立体のうち、ガス発生器のみの軸方向の断面図である。ガス発生器１０は、点火器組立体とカップ体２０とを組み合わせて形成される。
【００３８】
点火器組立体は、点火電流により着火する点火器本体１２と、点火器本体１２を外側から包み込んで保持する略円筒形状の点火器カラー１４とを含むものである。点火器カラー１４は、金属又は樹脂により形成できる。
【００３９】
点火器本体１２は、２本の導電ピン１３を有しており、頭頂部分が点火部となる。
【００４０】
点火器本体１２と点火器カラー１４間の間隙に溶融樹脂を流し込んで固化させる（樹脂部１５）ことで、点火器本体１２とカラー１４を接合している。
【００４１】
カップ体２０は、点火器本体１２側に開口部を有し、開口部周縁から外側方向に形成されたフランジ部２０ａを有しており、内部に所要量のガス発生剤２４が充填されている。カップ体２０は、アルミニウム等の金属により形成できる。フランジ部２０ａに対して、カラー１４に形成された環状部１１をかしめることで、カップ体２０とカラー１４を接合している。図１では、環状部１１がフランジ２０ａに対してかしめられた後の断面を表す。
【００４２】
カップ体２０は、周壁面２２に脆弱部（図示せず）を有している。脆弱部はフランジ部２０ａと底面部２１との間に伸びるように形成され、周壁面２２に均等間隔に肉厚の薄い部分を形成する。ガス発生器１０が作動したとき、カップ体２０を脆弱部において破裂させ、その破裂部分から燃焼ガスを放出させることで、ガスを半径方向外に均等に排出し、推力を相殺する。脆弱部は周壁面２２に軸方向に形成されている。
【００４３】
ガス発生剤２４は、カップ体２０の周壁面２２内周部および底面部２１内周部に直接接触している。そして、カップ体２０内部にはガス発生剤２４から発生したガスの流れる方向を抑制したり、規制したりする部材は存在しない。ガス発生器１０の作動時に、カップ体２０の底面部２１内周部と周壁面２２内周面には等しい圧力がかかる。
【００４４】
ガス発生剤２４は、例えば、燃料であるニトログアニジン３４質量％、酸化剤である硝酸ストロンチウム５６質量％、結合剤であるカルボキシメチルセルロースナトリウム１０重量％とからなるもの（排出ガス温度７００〜１６３０℃）が用いられている。図１の実施例ではカップ体２０の中に２−１６ｇのガス発生剤２４を充填している。
【００４５】
図２は、図１のガス発生器１０を導管３０に接続して、ガス発生器組立体５０とし、その導管の一部を側面衝突用エアバッグ４０（あるいはエアバッグモジュール４０ａ）に組み込んだ時の例を示す。
【００４６】
導管３０はガス発生器１０を取り付ける開口端部３１と、エアバッグ４０内に配置された閉塞端部３２を備え、エアバッグ４０内においては、バッグの長さ方向に沿って配置される第１の部分３３と、その第１の部分３３から垂直に伸びる第２の部分３４からなっており、第２の部分３４は開口端部３１にかけて、エアバッグ４０（あるいはエアバッグモジュール４０ａ）の外部に位置している。
【００４７】
第１の部分３３はエアバッグ４０の底部４０ｂに位置しており、図１においては、向かって右側にエアバッグが展開するものである。そして第１の部分３３の周壁部３５のうち、エアバッグが展開する方向（即ち図１の向かって右側）に複数のガス排出口３６が形成されている。ガス排出口３６は、第１の部分３３の軸方向に複数形成されているが、主たるガスの噴出方向がエアバッグの展開方向と同じであるならば、周壁部３５の円周方向にも複数形成されていても良い。
【００４８】
さらに第１の部分３３の周壁部３５のうち、ガス排出口３６とほぼ反対側にはスタッドボルト３７が取り付く。スタッドボルト３７は、エアバッグ４０（あるいはモジュール４０ａ）ならびに導管３０を車両の所望の箇所に固定するものであり、エアバッグ４０（あるいはモジュール４０ａ）にはスタッドボルト３７に対応する部分に孔を形成し、スタッドボルト３７を貫通させ、ナットで締め付けることで、エアバッグのスタッドボルト孔をふさぐことができる。なおシール部材を介在させても良い。
【００４９】
一方導管３０の第２の部分３４は、エアバッグ４０の側面に形成された孔５１から突出しており、第１の部分３３に対して直角方向に伸びている。第２の部分３４が伸びる方向は特に問わず、第１の部分３３の延長線上に伸びていても良い。その先端部の開口端部３１にはガス発生器１０が取り付けられている。第２の部分３４の先端部は、点火器１０のカップ体２０が収容される膨張部３８と、それに続いて形成される突出部３９が形成され、突出部３９と膨張部３８との間の段付部４１にカラー１４を当接させて、開口端部３１をカラー１４に対してかしめて、ガス発生器１０を固定している。
【００５０】
膨張部３８の内周面は、カップ体２０の外周面と接触している。
【００５１】
エアバッグ４０（あるいはモジュール４０ａ）の側面に形成された孔５１は、導管３０（主として第１の部分３３）とスタッドボルト３７が通る程度の大きさの孔とし、エアバッグ４０に導管３０を挿入後は、紐状の部材やバンドなどで孔５１部分のバッグを導管３０に対して縛ることで、エアバッグ４０の密閉が可能となる。
【００５２】
また第２の部分３４には、ガス発生器１０からのガスを冷却・浄化するフィルタ５２が配置されている。フィルタ５２は第２の部分３４に形成されたエンボス５３により所定の位置に固定されており、金網を複数層重ねて形成されたものが用いられている。
【００５３】
次に図２のガス発生器組立体が作動したときの作動様式について説明する。衝突衝撃を受けて着火信号が点火器本体１２に伝わると、ガス発生器１０が発火し、ガス発生剤２４に伝火する。このときガス発生剤２４からは高温の燃焼ガスが発生し、カップ体２０内部を昇圧させる。このとき周壁面２２に脆弱部が形成されてはいるが、周壁面２２は膨張部３８に当接しているため、専ら底面部２１のみが破れ、燃焼ガスはフィルタ５２を通過し、導管３０の第１の部分３３に伝わり、ガス排出口３６からエアバッグ４０内に排出される。
【００５４】
エアバッグ４０は最初折りたたまれているが、展開方向に向けて形成されたガス排出口３６からの膨張ガスにより、迅速にバッグを展開方向に膨張することができ、短時間でエアバッグ４０の膨張が完了する。
【００５５】
なお本実施例のガス発生器組立体は、製造後、保管、運搬時は図１のガス発生器のままの状態にしておくと、カップ周壁面２２に均等間隔で脆弱部が形成されているため、万が一の誤作動のときに、ガスは半径方向外側に均等に排出され、推力が発生しない。そして、エアバッグに組み込むときに、導管に接続する。よってガス発生器１０を導管に接続する方法としては簡便なものが好ましく、図２のカシメのほかに、ガス発生器１０を導管３０の開口部３１に対してねじ込んだり、あるいは第３の部品を導管３０の開口部３１に対してねじ込み、ガス発生器１０を固定する方法も可能である。
【００５６】
図３は図２の導管３０の第１の部分３３の別の実施例であり、導管内部がジグザグのガス通路になるように第１の部分３３に凹凸が形成されている。
【００５７】
凹凸の部分を燃焼ガスが通過する間に、ガス中に含まれる残渣が突起部分５４に衝突することで、この部分に残渣が蓄積される。またガスと導管との接触頻度も高くなり、ガスから導管へ熱が移り、ガスの冷却も達成される。そのほか導管３０内部に複数の突起を設けても、類似の効果が得られる。
【００５８】
また第１の部分３３だけでなく、第２の部分３４にも類似の凹凸や複数の突起を設けることができる。フィルタ５２は、突起や凹凸と併用しても良いし、突起や凹凸をフィルタ５２に代わって使用しても良い。
【００５９】
図４は、本発明のガス発生器組立体７０の別の実施例を示す図であり、図２と同様側面衝突用のシステムに組み込んだ場合を表す。図４の実施例では、ガス発生器１０は導管６０に挿入され、その全体がエアバッグ４０内部に配置されている。
【００６０】
図４では導管６０は、一端開口部６１に形成された段付部６２にガス発生器１０のフランジ１４を当接しており、端部をかしめて固定している。反対端部６３は閉塞している。そして周壁部６６のうち、エアバッグ４０の展開するほうにガスを発生するよう、（図４では向かって右側に）複数のガス排出口６４が形成されている。
【００６１】
ガス排出口６４の配列は図２で示したガス排出口３６のそれと同じである。図４のガス発生器組立体７０では図２と同様に、エアバッグ４０の底部分に配置され、導管６０の側面部に形成されたスタッドボルト３７がバッグ底面部６５に形成された孔を貫通している。またガス発生器１０に着火電流を送るリードワイヤも、この孔からエアバッグ内部へ伸びて、ガス発生器１０に接続されている。
【００６２】
なお図２の実施例同様、導管６０の内部にフィルタを用いてもよく、また導管６０自体に凹凸や内面に複数の突起を形成しても良い。
本発明のガス発生器組立体は、主として側面衝突用のエアバッグシステムに応用した場合を説明しているが、これらの実施例には限定されず、ほかのエアバッグシステム（例えばニーボルスターのエアバッグ、カーテン用エアバッグ）に使用することも可能である。
【００６３】
また導管とガス発生器との固定方法も本実施例に限定されず、周知の技術を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ガス発生器組立体に組み込むガス発生器の断面図。
【図２】本発明のガス発生器組立体の断面図。
【図３】ガス発生器組立体における導管の部分断面図。
【図４】本発明の別の実施例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ガス発生器
３０  導管
３４  導管の第２の部分
３５  導管の第１の部分
３６  ガス排出口
３８  膨張部分
３７  スタッドボルト
３９  突出部分
４０  エアバッグ
【図１】
2007001537.tif 000003
【図２】
2007001537.tif 000004
【図３】
2007001537.tif 000005
【図４】
2007001537.tif 000006