(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生器から排出されるガスを導入してエアベルトを膨張させるエアベルト装置に使用されるガス発生器であって、ガス発生器は、燃焼してガス及び熱の少なくとも何れか一方を生じさせる固形ガス発生剤と、固形ガス発生剤を収容するハウジングとを含んで構成されており、
該ハウジングは、内部で発生したガスを排出するガス排出口を備えており、該ガス排出口は、ハウジングの放射方向に向かってガスを排出するものであり、
前記ガス発生器は、更にガス排出口から排出されるガスを前記エアベルトまで案内する導管を含んで構成されており、該導管の一端部が前記ガス排出口を覆って対向配置されており、
該導管には、少なくともガス排出口近傍における導管内部圧力が一定以上になった時に、前記ガス排出口に対向する面を変形させて導管内のガスを放出する、ガス圧放出手段が形成されていることを特徴とするエアベルト装置用ガス発生器。
【請求項２】
前記導管は、ガス排出口を覆う一端側端部に内向きフランジ部を形成した略円筒状であって、フランジ部の先端をハウジングに接して配置されており、
前記ガス圧放出手段は、一定以上の導管内部圧力により変形してガスを放出するための間隙を形成する、導管のフランジ部近傍部分である請求項１記載のガス発生器。
【請求項３】
前記ガス圧放出手段は、外側に向かって変形する前記フランジ部である請求項２記載のガス発生器。
【請求項４】
前記導管は円筒形状であって、その周面には脆弱部が形成されており、前記ガス圧放出手段は、一定以上の導管内部圧力により破損する脆弱部である請求項１又は２記載のガス発生器。
【請求項５】
前記ハウジングには、更にエアベルトを膨張させる為の加圧ガスが充填されている請求項１〜４の何れか一項記載のガス発生器。
【請求項６】
ガスが導入されることにより膨張するエアベルトと、エアベルトにガスを供給するガス発生器とを含んで構成されたエアベルト装置であって、
ガス発生器は、請求項１記載のガス発生器であるエアベルト装置。
【請求項７】
前記導管は、ガス排出口を覆う側端部を内向きフランジ状のフランジ部とした略円筒状に形成されて前記ガス発生器に直接繋がり、フランジ部の先端を前記ハウジングに接して配置されており、前記ガス圧放出手段は、一定以上の導管内部圧力により変形してガスを放出するための間隙を形成する、導管のフランジ部近傍部分に形成されたものである請求項６記載のエアベルト装置。
【請求項８】
前記ガス圧放出手段は、外側に向かって変形する前記フランジ部である請求項７記載のエアベルト装置。
【請求項９】
前記導管は円筒形状であって、その周面のガス排出口対向面近傍には脆弱部が形成されており、前記ガス圧放出手段は、一定以上の導管内部圧力により破損する脆弱部である請求項６又は７記載のエアベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、航空機、高速船等の移動体の乗員を車両衝突時等に保護するための装置に関するものであり、特にシートベルトのように乗員に装着され、且つガス発生装置からのガスによって膨張するエアベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エアベルト装置は、シートベルト装置におけるベルト部分の少なくとも一部（とくに乗員の身体に当る部分）を、車両の衝突時や横転時に膨張させるものである。通常この装置は、ベルト内にガスを導入して膨張するエアベルトを設けると共に、エアベルト内にガスを供給するガス発生器を含んで構成されており、ガス発生器は車両の衝突時等に作動するものとして設けられている。
【０００３】
車両に対するエアベルト装着に関しては、例えば特開平５−８５３０１号公報（米国特許第５，３４６，２５０号）等に記載されている。この文献に記載されたものは、エアベルトの一端をタングに接続し、該タング及び該タングが装着されるバックルにそれぞれガス通路を設け、該ガス通路を介してエアベルト内にガスを導入している。そして両ガス流路の連結は、バックルにタングを挿入することにより行われている。
【０００４】
かかるエアベルト装置は、一旦車両に取り付けられれば、その後長期にわたって使用されるのが通常であることから、長年の使用に依っても確実に作動するものでなければならない。
【０００５】
しかし現在の所、長年の使用によって生じる弊害や、これを解決したものは、未だ提供されていないのが実情である。
【０００６】
そこで本発明は、長年の使用によって生じる弊害を認識し、更にこの弊害を解決する為の手段を提供するものである。より具体的には、従来のエアベルト装置では、長年の使用によりガス流路（即ち、導管内）に異物が詰まり、ガス発生器のガス排出口を塞いでしまうことも考えられる。この場合、ガス発生器内で生じたガスが正常に排出されないことから、ガス発生器が破裂してしまう虞もある。特にガス発生器におけるガス排出口を閉塞部材（シールテープや破裂板など）で閉塞し、この閉塞部材を、上昇したハウジング内圧力（ハウジング内圧力の上昇は、ガスを発生させるか或いは熱を発生させる等によって行うことができる）で破裂することでガスを放出するガス発生器等では、一時的ではあるがハウジング内圧が上昇することになり、この閉塞部材が破れるべき時にガス発生器のガス排出口が異物で詰まった場合には、ガス発生器ハウジング自体の破壊を生じることがある。そこで本発明は、このことを課題として着目した上で、長年の使用によっても作動時にガス発生器が破裂するような弊害がなく、作動安全性を確保できるエアベルト装置用ガス発生器及びエアベルト装置を提供するものである。
【０００７】
なお、特開２００１−３２２５２２号公報には、エアベルト等の部材に加えられる圧力負荷を軽減する技術が開示されているが、これはガス発生器からのガス圧が過度に高い場合に、エアベルトに加えられる応力が大きくなるのを阻止するものであり、長年の使用により派生する課題を解決するものではない。実際、この文献に記載されたものは、導入管（特にガス排出口近傍）に異物が詰まってしまった場合には、もはやガスを逃すことができないことから、ガス発生器の破裂を回避することができない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、長年の使用によりガス流路（即ち導管内）に異物が詰まり、ガス発生器のガス排出口を塞いでしまうことによるガス発生器の破裂の危険性を認識し、その原因を究明し、本発明をなしたものである。
【０００９】
即ち、長年の使用によるガス流路（即ち導管内）の閉塞は、従前のガス発生器がハウジングの軸方向にガスを排出し、この排出されたガスがその排出方向に沿って設けられた略筒状の排出管（又は導入管）を通ることから、ガス排出口や排出管（又は導入管）に異物が詰まりやすく、また詰まった場合にはガスの逃げ道がなくなることに起因するとの原因を究明し、更にこの課題を解決するものである。依って本発明のガス発生器及びエアベルト装置は、ガス発生器から排出されるガス（エアベルトを膨張させるためのガス）の噴出方向、及びガス排出口近傍の構造を改良したものである。
【００１０】
即ち本発明のエアベルト装置用ガス発生器は、ガス発生器から排出されるガスを導入してエアベルトを膨張させるエアベルト装置に使用されるガス発生器であって、ガス発生器は、燃焼してガス及び熱の少なくとも何れか一方を生じさせる固形ガス発生剤と、固形ガス発生剤を収容するハウジングとを含んで構成されており、該ハウジングは、内部で発生したガスを排出するガス排出口を備えており、該ガス排出口は、ハウジングの放射方向に向かってガスを排出することを特徴とするものである。
【００１１】
ガス排出口が、ハウジングの放射方向に向かってガスを排出することから、異物によりガス排出口が詰まる危険性を極力回避することができる。また仮にガス発生器の軸方向に異物が入り込み、ガスが流通する導管（排出管や導入管）を塞いだ場合であっても、ガスはガス排出口から放射方向に排出されることから、例えば後述するような手段等により、正常な流路（即ち、導管内を通過する流路）以外の他の流路（逃げ道）を確保することも容易に行うことができる。そしてこのような他の流路（逃げ道）を確保すれば、ガス発生器内における異常な圧力上昇を避けることができる。
【００１２】
また、ガスの排出方向をガス発生器の放射方向とすることにより、ガス発生器の流通、組付け時に於ける安全性も図ることができる。即ち、本発明において、放射方向にガスを放出するガス排出口を周方向に均等に、少なくとも排出されるガスによる推進力を相殺する位置に各ガス排出口を設けることにより、ガス発生器が誤作動し、排出されるガスによってガス発生器自体が推進移動する事態を無くすことができる。この効果をより顕著なものとする為には、導管の組み付けは、エアベルト装置の組立における最終段階で行うことが好ましい。
【００１３】
前記放射方向に排出されるガスの逃げ道の確保は、ガス発生器ハウジングに直接繋がる導管を、その端部がガス排出口を覆って対向するように配置すると共に、この導管に、少なくともガス排出口近傍における導管内の圧力が一定以上になった時に管内のガスを放出する、ガス圧放出手段を形成することにより行うことができる。
【００１４】
ガス発生器ハウジングに直接繋がる導管とは、ガス発生器から排出されるガスを最初に受け入れる導管のことであり、ガス発生器ハウジングに接する導管のみならず、Ｏリングなどのシール部材や、導管以外の連結構造（例えばフランジ部材等）を介して繋がる導管も含んでいる。このような導管としては、ガス発生器から排出されるガスが直接導入管を介してエアベルトに導かれる場合にはこの導入管が該当し、ガス発生器から排出されるガスが、ガス発生器に繋がる排出管を介して導入管に導かれる場合にはこの排出管が該当する。もちろん排出管にもこのような圧力開放手段を設けても良い。
【００１５】
ガス圧放出手段は、導管（即ち、「導入管又は排出管」以下同じ）内に異物が詰まった場合に、ガス発生器から排出されるガスで上昇した管内の圧力によって変形又は開口する構造や部材であり、ガス排出口付近における導管の内部圧力が一定以上になった場合、即ち管内に異物が詰まり導管内の内部圧力が上昇して一定の圧力（ＰＸ）以上になった場合に作動するものである。
【００１６】
通常ガス発生器からのガスが導管内に流れ込んだ初期の段階では、導管内の圧力が一時的ではあるが高くなる（この時の圧力をＰＹとする）が、この導管内の圧力（ＰＹ）は、ガスがエアベルトに向かって流れるに従って下がることになる。この為、本発明におけるガス圧放出手段は、ガス発生器の出力性能にもよるが、少なくとも ＰＹ＜ＰＸの関係式が成り立つ場合に作動するものとして形成する。即ち、本発明におけるガス圧放出手段は、一時的に上昇する導管内の圧力（ＰＹ）以上の圧力（即ち、ＰＸ）で作動するように形成する。ガス圧放出手段がこの圧力（ＰＹ）以下で作動してしまうと、エアベルト装置の機能を担保することができないためである。
【００１７】
かかるガス圧放出手段は、例えば次のように形成することができる。
【００１８】
即ち、ガス発生器ハウジングに直接繋がる導管を略円筒状に形成し、そのガス排出口を覆う側の端部を内向きフランジ状のフランジ部として形成し、このフランジ部の先端がガス発生器ハウジングに接するようにして導管を配置する。そして導管のフランジ部近傍部分を、一定以上の導管内部圧力（ＰＸ）により変形するものとして形成し、ハウジングと導管との間にガス放出間隙を形成すれば、このガス放出間隙からガスを逃がすことができる。この場合、フランジ部自体が変形するものとすることもできる。このように形成する場合、一定以上の導管内部圧力による変形を確実に行うために、上述のように一時的に上昇する導管内の圧力（ＰＹ）以上の圧力（ＰＸ）で作用するように、この導管は肉厚、材質、各部の寸法、形状を調整し、またガス排出口からのガスの排出圧力（ＰＺ）によっては変形することがなく、一定以上の導管内部の圧力（ＰＸ）によってのみ変形するものとすることができる。
【００１９】
また、ガス発生器ハウジングに直接繋がる導管を円筒形状に形成すると共に、その周面に脆弱部を形成し、この脆弱部が、一定以上の導管内部圧力（ＰＸ）により破壊されるものとして形成することもできる。かかる脆弱部としては、例えばガス排出口近傍に存在する導管周面にノッチや切れ目を設ける他、導管のガス排出口の近傍部分に開口部を形成すると共に、この開口部を金属製その他の薄膜で被覆すること等により行うことができる。このように形成する場合、ノッチの深さや切れ目の大きさ、及び開口径や薄膜強度は、一定以上の導管内部圧力（ＰＸ）で開口するように調整される必要がある。
【００２０】
また導管内の圧力が所定値（ＰＸ）以上に達した場合に、導管におけるガス排出口の近傍部分が裂けることで一定以上に上昇した導管内部圧力（ＰＸ）を開放するという構成によってもガス圧放出手段を形成することができる。
【００２１】
而して、ガス発生器に形成されるガス圧放出手段は、ガス発生器作動時に一時的に上昇する導管内の圧力（ＰＹ）や、ガス排出口からのガスの排出圧力（ＰＺ）よりも高い導管内の圧力（ＰＸ）で作動するものである。
【００２２】
上記本発明のガス発生器では、正常の動作、即ち導管内が詰まっていない状態での動作は、ガス排出口から放射方向にガスが排出されると、導管内周面に当たってその流れ方向が変えられ、通常通り導管内を通過することになる。従って、ガス排出口と導管内周面との間には、ガス流通を行うための間隙が確保される必要がある。そこで本発明に係るガス発生器では、ガス排出口と導管内周面との間にガス流通を行うための間隙を確保する為に、ガス排出口が形成される部分は、ガス発生器ハウジング本体（ガス発生剤を収容する部分）よりも外径を小さくして形成することが望ましい。この意味では、ハウジングは円筒形状とし、ガス排出口をその一端部に設ける構造が好ましい。
【００２３】
本発明に係るガス発生器においては、少なくとも燃焼によってガス或いは熱を生じさせるガス発生剤をハウジング内に収容する必要がある。かかるガス発生剤を収容することにより、作動時において、ハウジングの内部圧力が一定以上に上昇する。更に、このハウジング内には、ガス発生剤の他、エアベルトを膨張させる為の加圧ガスを充填することもできる。勿論加圧ガスのみを含んでいるものでもよい。
【００２４】
また、本ガス発生器では、ガス発生剤を燃焼させるための作動装置（例えば点火器など）を設けることや、ガス発生器の作動時以前においては、ハウジング内に外気が侵入しないものとする構造（例えば、ガス排出口を閉塞する部材）を伴うことについては、従来公知の構造を採用することができる。
【００２５】
上記ガス発生器はガスが導入されることにより膨張するエアベルトと共に使用されて本発明のエアベルト装置とすることができる。このエアベルト装置の製造に際しては、前記ガス発生器ハウジングに直接繋がる導管は、エアベルト装置の構成部品として用いることも、ガス発生器の構成部品として用いることもできる。また前記導管はエアベルトの一部を構成するものであっても良い。
【００２６】
エアベルト装置の製造に際して用いられるエアベルト等、ガス発生器及びガス発生器に直接繋がる導管以外の必要な部材、及び構造に関しては、従来公知の技術を用いることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づき、本発明を説明する。
【００２８】
第１図は第１の実施の形態に係るエアベルト装置を示す要部斜視図、第２図は図１のエアベルト装置における作用を示す要部断面図、第３図はガス圧放出手段における作用状態を示す要部断面図、図４は更に他のガス圧放出手段の例を示す要部斜視図、図５は他の実施の形態に係るエアベルト装置を示す要部斜視図である。
【００２９】
図１に示すエアベルト装置では、乗員を拘束するベルト部分にガスを導入して膨張するエアベルト10を設け、このベルト部分（或いはエアベルト10）にタングYを接続している。そしてこのタングYには、ガス発生器1からのガスを導入してエアベルト10に導くための導管として、導入管3が設けられている。
【００３０】
一方、車両の床や座席からのびているバックルXには、作動信号を受領してエアベルト10を膨張させるガスを生じさせるガス発生器1が設けられている。このガス発生器1は、ガス発生剤（図示せず）の燃焼により（或いは燃焼熱による膨張により）生じたガスを排出するためのガス排出口2を備えており、このガス排出口2は、ガス発生器1のハウジングにおける端部側の周面に均等に設けられている。
【００３１】
そして、前記導入管3のガス発生器側端部には、内向きフランジ状のフランジ部4が形成されており、タングYとバックルXとの結合状態において、このフランジ部4の内周面は、ガス発生器1のハウジング（外郭容器）の外周面に接するものとして形成されている。この時、当然にガス排出口2は導入管3内に存在する状態となる。
【００３２】
上記の如く構成されたエアベルト装置では、図２（ａ）に示す如く、長年の使用により導入管3内に異物Zが混入し、ガス流路が閉ざされた場合であっても、ガスはガス発生器1から放射方向に排出されることから、図２（ｂ）に示すように他の方向（図面中、斜め後ろ方向）への逃げ道を確保することができる。その結果、ガス発生器ハウジング内の異常な圧力上昇を防止することができるので、ハウジングが破裂するという状況を回避することができる。
【００３３】
図１に示すエアベルト装置におけるエアベルト自体10の構造は、従来公知の技術、例えば特開２００１−３２２５２２号公報に記載された技術などを用いることができ、またガス発生器1の内部構造、例えばガス発生剤や、作動信号を受領して作動し、ガス発生剤を燃焼させる点火手段（例えば点火器など）の構造に関しても従来公知の技術を用いることができる為、本実施例中、詳細な説明は省略する。更に、ガス発生器1に含まれる点火手段（点火器など）に作動信号を送る為の装置に関しても従来公知の技術を用いることができる為、本実施例中、詳細な説明は省略する。
【００３４】
図２（ｂ）においては、一定以上の圧力を受けてフランジ部4の近傍部分が変形し、ガスを放出するための間隙を形成するものとなっており、このように圧力によって変形する導入管3のフランジ部4の近傍部分がガス圧放出手段となっている。本実施の形態では、このようなガス圧によるフランジ部4の近傍部分の変形を担保するために、この導入管3（即ち導管）はステンレスを用いて円筒体に形成されている。その結果、ガス排出口2から排出されるガス圧によっては変形することがなく、導入管3が詰まった場合における導入管3内の圧力によってのみ変形することとなる。
【００３５】
また、ガス放出手段の形成に際しては、前記図１に示した様なフランジ部4を形成することなく、図３に示す如く導入管3のガス発生器側を筒状として、その端部にＯリングなどのシール材7を設けることもできる。この場合、当該シール材7はガス発生器1のハウジングに密接し、導入管3とガス発生器1との間のシールを行うことになる。このように形成しても、ガス排出口2と導入管3との間には、ガス流通を実現する為の一定の間隙が確保される必要がある。図３（ａ）に示すガス発生器1において導入管3内に異物Zが詰まり、導入管3の内部圧力が一定以上に上昇した場合には、図３（ｂ）に示すように、導入管3におけるガス排出口2の対向面付近が曲折し、ガスを逃がすための流路を形成することができる。
【００３６】
更にガス圧放出手段は、導入管3におけるガス排出口2との対向位置に、脆弱部として形成することができる。例えば図４に示すように、ガス発生器1と導入管3とを繋げた状態において、ガス排出口2の対向面近傍部に、導入管3が詰まった場合における導入管3内の圧力によってのみ変形し、開口するような切れ目5を脆弱部として形成することができる。この場合、導入管3内の異常な圧力上昇により当該切れ目部分5が開口し、導入管3内の圧力が開放されることになる。
【００３７】
更にガス圧放出手段は、導入管におけるガス排出口との対向面近傍に孔を形成し、その孔を、一定圧以上の導入管内部圧力で破れるシールテープなどの金属箔で塞ぐことによっても形成することができる。金属箔が破れるときの圧力は、孔の開口径や開口面積、孔の数、及び金属箔の材質や厚さ等で調整することができる。
【００３８】
脆弱部を用いたり金属箔を用いたりしてガス圧放出手段を形成する場合、ガス圧放出手段は、ガス排出口からのガスが直接当たる所は避けて形成することが望ましい。
【００３９】
上記図１〜４に示すエアベルト装置は、導入管3が詰まっていない状態（即ち正常時）では、ガス排出口2から放射方向に排出したガスが、ガス排出口2と導入管3の内周面との間の間隙を通過して導入管3内を、その長さ方向に通過することになる。
【００４０】
図１〜４に示すエアベルト装置では、エアベルト10の一部を構成している導入管3が、直接ガス発生器1に繋がるものとなっているが、図５に示す様に、ガス発生器1ハウジングに直接繋がって、ガス発生器1と導入管3を繋げる導管、即ち排出管6を設けた態様とすることもできる。この場合、前記、ガス圧放出手段の態様、即ち一定のガス圧以上で変形するフランジ部4の近傍部分は、当該排出管6（即ち、ガス発生器1のハウジングに直接繋がる導管）に設けられることになる。
【００４１】
即ち、図５に示す態様のエアベルト装置は、シートベルトのベルト部分（或いはエアベルト10）に設けられたタングYに導入管3を設ける点、及び車両の床や座席からのびているバックルXにガス発生器1を設ける点は、前記図１に示したものと同じである。しかし、この図５に示す態様は、排出管6を介してガス発生器1と導入管3とが繋がっており、導入管3が直接ガス発生器1に繋がっていない点で、前記図１に示したエアベルト装置とは異なっている。
【００４２】
この実施の形態に示すエアベルト装置では、排出管6の一端がガス発生器1に直接繋がることから、この排出管6の内、ガス発生器１と繋がる部分に前記ガス圧放出手段が設けられている。もちろん排出管６の反対側端部に結合する導入管３にもガス圧放出手段を形成しても良い。
【００４３】
上記のように構成されたエアベルト装置では、導入管3又は排出管6内に異物Zが侵入し、ガス排出口2付近の圧力が異常に上昇した場合であっても、この排出管6に設けられたガス圧放出手段が作用してガスを逃がすことができる。従って、この態様に示されたガス発生器1でもハウジング内の異常な圧力上昇を防止することができ、ガス発生器1ハウジングが破裂するという状況を回避することができる。
【００４４】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明のエアベルト装置様ガス発生器は、ハウジングの放射方向にガスを排出することから、導管に異物が詰まり、正常な流路がなくなった場合であっても、他の流路を確保し得るものとなる。
【００４５】
特にこのガス発生器に導管を設けた場合にあっては、導管の内部圧力が以上に上昇した場合には、導管の一部を変形或いは切断する等よりガスの逃げ道を形成することができる。
【００４６】
その結果、長年の使用により、ガス流路（即ち、導管内）に異物が詰まり、ガス発生器のガス排出口が塞がれた場合であっても、ガス発生器内の異常な圧力上昇を阻止し、ガス発生器ハウジングが破裂するなどの不具合を無くすことができ、長期にわたり作動安全性を確保したエアベルト装置用ガス発生器及びエアベルト装置が提供される。
【００４７】
また本発明のガス発生器は、ガスの排出方向をガス発生器の放射方向としていることから、ガス発生器の流通、組付け時に於いて仮に誤作動した場合であっても、排出されるガスの推進力は互いに相殺されることから、ガス発生器が飛行する様な自体をなくし、流通、組付け時の安全性も図られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るエアベルト装置を示す要部斜視図
【図２】図１のエアベルト装置における作用を示す要部断面図
【図３】ガス圧放出手段における作用状態を示す要部断面図
【図４】更に他のガス圧放出手段の例を示す要部斜視図
【図５】他の実施の形態に係るエアベルト装置を示す要部斜視図
【符号の説明】
1        ガス発生器
2        ガス排出口
3        導入管
4        フランジ部
5        切れ目
6        排出管
7        シール材
10        エアベルト
X        バックル
Y        タング
Z        異物
【図１】
0003914812.tif 000002
【図２】
0003914812.tif 000003
【図３】
0003914812.tif 000004
【図４】
0003914812.tif 000005
【図５】
0003914812.tif 000006