(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力容器のベースに簡単に組み付けるられる巻き線フィルター構造を提供する。【解決手段】ベース２ｂとディフューザ２ａからなる圧力容器内に、点火器、ガス発生剤、フィルター２１と、ガス発生剤を覆い、フィルター２１の内壁に当接する折り返し部２４ａを有する中蓋２４を内装するエアバッグ用インフレータにおいて、フィルター２１を、巻き線で筒状と成した内フィルター２２と、この内フィルター２２の外周面に嵌められ、ベース２ｂの内径より僅かに大きい外径の前記内フィルターよりも粗いメッシュの金網状の外フィルター２３とを含む重層構造で構成する。【効果】フィルターをベースに圧入時、内フィルターが持ち上げられることなくベースに圧入されるので容易に組付け作業が行える。【選択図】図４
2014088178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースにディフューザを溶接して一体化される圧力容器内に、点火器及びガス発生剤と、前記圧力容器の内周壁に沿って配置されるフィルターと、前記ガス発生剤を覆い、前記フィルターの内壁に当接する折り返し部を有する中蓋とを内装するエアバッグ用インフレータであって、
前記フィルターを、
巻き線で筒状と成した内フィルターと、
前記内フィルターの外周面に嵌められ、前記ベースの内径より僅かに大きい外径の前記内フィルターよりも粗いメッシュの金網状外フィルターを含む重層構造となすと共に、
この重層構造のフィルターが前記ベースに圧入されるときに前記内フィルターが持ち上げられることなくベースに圧入される構成であり、
前記中蓋の折り返し部を、インフレータの作動後であっても、前記内フィルターの内壁に当接するような長さにしたことを特徴とするエアバッグ用インフレータ。
【請求項２】
前記内フィルターの下端側の端面を外周側が低くなるテーパ状に形成し、前記圧入時に、前記テーパ形状がベースの内壁形状に倣って当接するものであることを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ用インフレータ。
【請求項３】
前記内フィルターの高さを、内フィルターの外周端が前記ベースと一体化されたディフューザの内壁に当接しないような高さとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエアバッグ用インフレータ。
【請求項４】
前記内フィルターを、巻き線で筒状となした巻き線フィルターに代えて、異なる網目を有するエキスパンドメタルからなる円柱状フィルターとしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のエアバッグ用インフレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全装置として自動車に設置されるエアバッグに供給するガスを発生するインフレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグ装置は、インフレータで発生したガスによりエアバッグを展開させることで、衝突の際の衝撃から乗員を保護するもので、ガス発生装置であるインフレータとエアバッグから構成されている。
【０００３】
図６はデュアルステージタイプのインフレータ１の構造を説明する断面図である。このインフレータ１は、ディフューザ２ａとベース２ｂからなる圧力容器２内に、衝突を検知して発生する電気信号によって作動する点火器３と、この点火器３により着火されて、瞬時に大量のガスを発生させるガス発生剤４が組み込まれている。
【０００４】
衝突時は、前記発生したガスがディフューザ２ａに設けられたガス排出孔２ａａから排出してエアバッグに導入され、エアバッグが展開する。しかしながら、前記ガスには多くの固形残渣が含まれているので、乗員の健康とエアバッグ保護の目的で、フィルター５を通過させて固形残渣の収集と、ガスの冷却を行っている。
【０００５】
なお、図６中の６は点火器３の着火エネルギーを瞬時に増幅して伝え、ガス発生剤４を燃焼させる着火薬である。また、７はディフューザ２ａのベース２ｂへの溶接時にガス発生剤４のこぼれを阻止し、インフレータ１の作動時にフィルター５の上端からガスが漏れるのを防ぐ中蓋である。
【０００６】
ところで、前記フィルター５として、現在、巻き線フィルターが使用され始めている。この巻き線フィルターは、図７に示すように、金属ワイヤー５ａを斜めに巻いて円筒状に形成したものを焼結により固定したもので、基本的にばねのような構造で、高さ方向には非常に変形し易い。
【０００７】
従って、圧力容器のベースに圧入する際には、金属ワイヤーが持ち上げられ易く、またベースに進入した部分のすぐ後ろに金属ワイヤーが溜まり易くなって、大きな摩擦力が発生する。従って、この摩擦力に対抗するために、大きな圧入力が必要になる。
【０００８】
しかしながら、大きな圧入力をかけた場合、フィルターの高さ方向の変形が顕著になって、フィルターの通気性に悪い影響を与え、インフレータが正常に作動しなくなるおそれがある。従って、巻き線フィルターを採用する場合、ベースへの圧入特性を向上する必要がある。
【０００９】
ロードセル１１ａ上に載せた試験サンプル１２をハンドプレス１１ｂで押し付ける、図８に示す試験装置７を用い、３個の同じ巻き線フィルターＣ，Ｄ，Ｅの変形を測定した結果を図９に示す。
【００１０】
図９より、巻き線フィルターにかける圧力が１０９７Ｎを超えた場合、巻き線フィルターは大きく変形し始めることが分かる。従って、巻き線フィルターをベースに圧入する際には、圧入圧力を１０９７Ｎ以下に制御する必要がある。
【００１１】
ちなみに、直径が０．３６mmの金属ワイヤーにより形成した、外径が６４．２６mm（設計値は６４．１±０．２５mm）、高さが３１．０２mmの巻き線フィルターを、前記試験装置を用いて、内径が６３．７２mmのベースに１０９７Ｎで圧入した。
【００１２】
その結果、巻き線フィルターの外径が設計寸法公差内であっても、１０９７Ｎの圧力では、図１０に細線矢印で示した紙面上側の内周部がベースに圧入できなかった。すなわち、フィルター自身が変形する程度の圧力を加えてもベースに圧入することができなかった。なお、図１０の太線矢印で示した方向は、圧力をかけた方向を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平９−７６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明が解決しようとする問題点は、巻き線フィルターを圧力容器のベースに圧入する際には、巻き線フィルターの圧入特性を向上する必要があるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のエアバッグ用インフレータは、
巻き線フィルターを圧力容器のベースに簡単に圧入できるようにするために、
ベースにディフューザを溶接して一体化される圧力容器内に、点火器及びガス発生剤と、前記圧力容器の内周壁に沿って配置されるフィルターと、前記ガス発生剤を覆い、前記フィルターの内壁に当接する折り返し部を有する中蓋とを内装するエアバッグ用インフレータであって、
前記フィルターを、
巻き線で筒状と成した内フィルターと、
前記内フィルターの外周面に嵌められ、前記ベースの内径より僅かに大きい外径の前記内フィルターよりも粗いメッシュの金網状外フィルターを含む重層構造となすと共に、
この重層構造のフィルターが前記ベースに圧入されるときに前記内フィルターが持ち上げられることなくベースに圧入される構成であり、
前記中蓋の折り返し部を、インフレータの作動後であっても、前記内フィルターの内壁に当接するような長さにしたことを最も主要な特徴としている。
【００１６】
本発明のインフレータは、前記内フィルターの外周面を、ベースの内径より僅かに大きい外径の、巻き線フィルターでない金網状外フィルターで覆うことにより、フィルターをベースに簡単に圧入できる。
【００１７】
その際、内フィルターの上下の端面を外周側が低くなるテーパ状に形成すれば、ディフューザをベースに溶接して一体化するときに、内フィルターの内径側が潰れることを効果的に抑制でき、中蓋との密着性を保つことができる。
【００１８】
また、前記フィルターの下端側のテーパ形状が、前記圧入時に、ベースの内壁形状に倣って当接するようにすれば、隙間なくフィルターがベースに密着するので、フレーミング等を防ぐことができる。
【００１９】
また、内フィルターの高さを、内フィルターの外周端が前記ベースと一体化されたディフューザの内壁に当接しないような高さとしておけば、前記内フィルターの内径側の潰れ抑制がより完全に行える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、巻き線で形成された内フィルターの外周を、巻き線フィルターでない金網状外フィルターで覆うので、ベースへの圧入時、金属ワイヤーが持ち上げられ難くなり、またベースへの進入部分のすぐ後ろに金属ワイヤーが溜まり難くなる。加えて、外フィルターの外径をベースの内径より僅かに大きい径としたので、フィルターをベースに簡単に圧入できる。
【００２１】
その際、内フィルターの下側の端面を外周側が低くなるテーパ状に形成すれば、フィルターの圧入時及びディフューザとベースの溶接一体化時に、内フィルターの内径側が潰れることを効果的に抑制できる。また、フィルターがベースやディフューザの内壁形状に倣って当接することにより、中蓋との密着性を保つことができる。従って、インフレータの作動時、フレーミングの原因となる隙間が生じず、フレーミングの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のインフレータの構成要素であるフィルターを斜め上方から見た図である。
【図２】本発明のインフレータの構成要素であるフィルターの圧入試験時の圧入曲線を示した図である。
【図３】本発明のインフレータの構成要素であるフィルターをベースに圧入完了した後の図である。
【図４】内フィルターと中蓋の関係を説明する図で、（ａ）（ｂ）は従来例で、（ａ）はテーパ部がない内フィルターの外周端が押さえ付けられて高さが低くなる場合、（ｂ）はインフレータの作動時に中蓋が膨らみ、中蓋とテーパ部がない内フィルターの上端の間で隙間ができた場合、（ｃ）〜（ｆ）は発明例で、（ｃ）はベースへの圧入前のフィルターの下端とベースとの位置関係図、（ｄ）はベースへの圧入後の（ｃ）図と同様の図、（ｅ）はディフューザのベースへの溶接前のフィルターの上端とディフューザとの位置関係図、（ｆ）はディフューザのベースへの溶接後の（ｅ）図と同様の図である。
【図５】インフレータを作動させた後の、フィルターの損傷の様子を示した図で、（ａ）は従来の巻き線フィルターを採用した場合、（ｂ）は本発明のフィルターを採用した場合である。
【図６】デュアルステージタイプのインフレータの構造を説明する断面図である。
【図７】現在使用され始めている巻き線フィルターの構造を説明する斜視図である。
【図８】フィルターの試験装置の概略図である。
【図９】巻き線フィルターの変形曲線を示した図である。
【図１０】巻き線フィルターの圧入試験後の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明では、巻き線フィルターを圧力容器のベースに簡単に圧入できるようにするという目的を、巻き線で形成された内フィルターの外周を、ベースの内径より僅かに大きい外径の金網状外フィルターで覆うことで実現した。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
図１は本発明のインフレータの構成要素であるフィルターを斜め上方から見た図である。本発明のインフレータを構成するフィルター２１は、内フィルター２２と、外フィルター２３の２層構造と成されている。
【００２５】
このうち内フィルター２２は、例えば金属ワイヤー２２ａを斜めに巻いて円筒状に形成したものを焼結により固定した巻き線フィルターで、円筒の上下の端面を外周側が低くなるテーパ状に形成している。このテーパ状に形成した部分を、以下、テーパ部２２ｂという。
【００２６】
他方、外フィルター２３は、巻き線フィルターでない、内フィルター２２よりも粗い例えば１８メッシュの金網で構成されている。そして、前記内フィルター２２のテーパ部２２ｂとなした両端部を除く外周面に嵌められ、圧力容器を構成するベースの内径より僅かに大きい外径と成されている。
【００２７】
このような構成のフィルター２１を採用することで、ベースへの圧入時に、内フィルター２２の金属ワイヤー２２ａが持ち上げられることがなく、ベースに滑り込みやすくなって、圧入圧力を大幅に低減することができる。従って、圧入の際のフィルター２１の変形が小さくなる。
【００２８】
この際、外フィルター２３の金属ワイヤー２３ａを内フィルター２２の金属ワイヤー２２ａよりも太くすれば、熱に強くなる。従って、従来の巻き線フィルターを採用した場合に、ディフューザのガス排出孔付近のフィルター表面に発生し易い断線を有効に防ぐことができる。
【００２９】
ちなみに、図８に示す試験装置を使用し、下記寸法及び構成の２個の外フィルターＡ，Ｂを使用した２個の前記フィルター２１（外径：６４．３mm）を、内径が６３．７２mmのベースに圧入した。その結果、図２に示すように、前記フィルター２１がベースの底に着いた時の圧力はおよそ３２９Ｎであった。
【００３０】
内フィルター：直径０．３６mmの金属ワイヤーにより、外径６１．３mm、高さ３０．２５mmの円筒状に形成した巻き線フィルター。
外フィルター：直径０．５mmの金属ワイヤーにより、外径６４．３mm、高さ２６．９mmの円筒状に形成した金網。
【００３１】
そこで、図８に示す試験装置を使用し、前記フィルター２１に３２９Ｎの圧力をかけたところ、図３に細線矢印で示した紙面上側の内周部もベースへの圧入が完了した。なお、図３の太線矢印で示した方向は、圧力をかけた方向を示している。
【００３２】
ところで、ディフューザ２ａをベースに溶接するときに、内フィルター２２の外周端がディフューザ２ａに当接すると、内フィルター２２が押さえ付けられることで、内フィルター２２の上端は、図４（ａ）の想像線の状態から実線の状態に高さが低くなる。
【００３３】
内フィルター２２の高さが低くなると、図４（ｂ）のように、インフレータの作動時に中蓋２４が膨らむと、中蓋２４と内フィルター２２の上端の間で隙間ｄができ、フレーミングが発生する可能性がある。
【００３４】
そこで、本発明では、例えば図４（ｃ）（ｅ）のように、内フィルター２２の上下の端面に外周側が低くなるテーパ部２２ｂを形成し、中蓋２４の折り返し部２４ａを、インフレータの作動後であっても、内フィルター２２の内壁に当接するような長さにしている。その際、内フィルター２２の高さを、内フィルター２２の外周端が前記ディフューザ２ａの内壁に当接しないような高さとしておくことがより望ましい。
【００３５】
このような構成を採用すれば、内フィルター２２の下端側のテーパ部２２ｂは、ベース２ｂへの圧入時に、図４（ｄ）のようにベース２ｂの内壁形状に倣って当接する。また、内フィルター２２の上端側のテーパ部２２ｂは、ディフューザ２ａのベース２ｂへの溶接時に、図４（ｆ）のようにディフューザ２ａの内壁形状に倣って当接し、内フィルター２２の高さが低くなることはない。従って、インフレータの作動時に中蓋２４が膨らんでも、中蓋２４と内フィルター２２の上端の間で隙間ｄが発生せず、フレーミングは発生しない。
【００３６】
ちなみに、従来の巻き線フィルターと本発明のフィルターを採用したインフレータを作動させた後の、フィルターの損傷の様子を図５に示す。図５（ａ）に示すように、従来の巻き線フィルターを採用した場合は、ディフューザのガス排出孔近傍の金属ワイヤーが損傷している。これに対して、本発明のフィルターを採用した場合は、図５（ｂ）に示すように、フィルターの損傷は見当たらなかった。
【００３７】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇に含まれるものであれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００３８】
すなわち、以上で述べたエアバッグ用インフレータは、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定する主旨の記載がない限り、本発明は添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書で用いた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨のない限り、それに限定されるものではない。
【００３９】
例えば、外フィルター２３のメッシュは上記の例に限らない。また、内フィルター２２として、巻き線フィルターに代えて、異なる網目を有するエキスパンドメタルからなる円柱状フィルターを採用しても良い。
【００４０】
異なる網目を有するエキスパンドメタルは、金属板に、それぞれ、大きさや形状、ピッチの異なる開口を有する複数の網目領域を有する金網であり（例えばUS 2009/0184504 A1）、通常、バリアブルエキスパンドメタル（VEM:Variable expanded metal）と呼ばれている。このエキスパンドメタルからなる円柱状フィルターを内フィルターとすれば、巻き線フィルターを用いた場合よりもベース２ｂへの圧入が容易に行える。また、圧力容器の形状に合わせて端部が適切に変形し、よりフレーミングの発生を抑制できる。さらに、巻き線フィルターを内フィルターとして用いた場合よりもフィルター性能（燃焼残渣の捕集、温度上昇の抑制）も向上する。
【００４１】
また、インフレータもデュアルステージタイプに限らず、シングルステージタイプでも良い。さらに、実施例では内フィルター２２と外フィルター２３の２層構造としているが、適宜、各フィルターを多層化し、全部で３層以上の重層構造としてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１    インフレータ
２    圧力容器
２ａ    ディフューザ
２ｂ    ベース
３    点火器
４    ガス発生剤
２１    フィルター
２２    内フィルター
２２ｂ    テーパ部
２３    外フィルター
２４    中蓋
２４ａ    折り返し部
【図１】
2014088178.tif 000003
【図２】
2014088178.tif 000004
【図４】
2014088178.tif 000005
【図６】
2014088178.tif 000006
【図７】
2014088178.tif 000007
【図８】
2014088178.tif 000008
【図９】
2014088178.tif 000009
【図３】
2014088178.tif 000010
【図５】
2014088178.tif 000011
【図１０】
2014088178.tif 000012