JP2019156107A - 火工装置用の筒状フィルタ、前記筒状フィルタの製造方法、前記筒状フィルタを使用した火工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような火工装置では、ガス発生剤の燃焼により生じた燃焼ガスを冷却したり、ガス中の残渣や金属小片を捕集したりするため、フィルタが使用されている。
図5に示す長尺状のパンチングメタル40を図4に示すように巻いて行き、巻き終わりを溶接固定することで筒状フィルタ10を製造できることが記載されている(段落番号0042、0035〜0037)。
筒状フィルタ10は、ガス発生器100の部品として使用したとき、両端面11a、11bが押し潰されることで天板101aの平坦面、底板102aの平坦面と密着されることが記載されている(段落番号0049)。
図1および図2に示すように、フィルタ材25は、軸方向に沿って延びる筒状部26を有している。筒状部26には複数の開口部27が形成されており、軸方向の一方の端部であるアッパーケース9の天板部10側の端部に折り曲げ部28aを有している(段落番号0039)。
フィルタ材25は、ロワーケース3とアッパーケース9によって軸方向から挟み込まれることでハウジングに組付けられる。折り曲げ部28aは、アッパーケース9に突き当たることで弾性変形し、フィルタ材25の軸方向に弾性力を発現してアッパーケース9に圧接する弾性力発現部として機能する。これによりフィルタ材25は、そのハウジングへの組付けの際に軸方向の長さが減じることになり、適度な圧力をもってロワーケース3の底板部4およびアッパーケース9の天板部10と実質的に環状線として接することになり、各部材間の寸法精度の誤差を許容して安定的にハウジングに対して固定される(段落番号0044)。
前記筒状フィルタが、第1環状端面、前記第1環状端面と軸方向に対向する位置にある第2環状端面、および前記第1環状端面と前記第2環状端面の間の筒状壁面を有しているものであり、
前記第1環状端面と前記第2環状端面の少なくとも一方が脆弱部を有しており、
前記第1環状端面が脆弱部を有しているときの脆弱部が、前記第1環状端面から突き出された、前記第1環状端面の厚さ未満の厚さを有する第1環状壁部を含むものであり、
前記第2環状端面が脆弱部を有しているときの脆弱部が、前記第2環状端面から突き出された、前記第2環状端面の厚さ未満の厚さを有する第2環状壁部を含むものである、火工装置用の筒状フィルタを提供する。
火工装置は、自動車に搭載するエアバッグ装置で使用するガス発生器などを含むものである。
筒状フィルタは、第1環状端面、前記第1環状端面と軸方向に対向する位置にある第2環状端面、および前記第1環状端面と前記第2環状端面の間の筒状壁面を有している。筒状壁面は、内側の筒状内壁面と外側の筒状外壁面からなる。
第1環状端面が脆弱部を有しているときの脆弱部は、第1環状端面から突き出された、第1環状端面の厚さ未満の厚さを有する第1環状壁部を含むものである。第1環状壁部は、周方向に連続している。
第2環状端面が脆弱部を有しているときの脆弱部は、第2環状端面から突き出された、第2環状端面の厚さ未満の厚さを有する第2環状壁部を含むものである。脆弱部となる第2環状壁部は、周方向に連続している。
脆弱部は、外力が加えられたときに優先的に変形される部分である。筒状フィルタの脆弱部は、火工装置の組み立て工程において筒状フィルタをハウジング内に配置されているとき、前記ハウジング内壁面または前記ハウジング内に配置されたリテーナなどの別部材に当接された状態で変形されることで、前記ハウジング内壁面または前記別部材と前記筒状フィルタの密着性を高めるように機能するものである。
したがって脆弱部は、ハウジング内壁面やリテーナなどの別部材との当接面に沿った方向に変形する。なお、筒状フィルタとして第1環状端面、または第2環状端面に形成される脆弱部(第1環状壁部および第2環状壁部)の突き出されている方向は、必ずしもフィルタの軸方向である必要はなく、半径方向内側または外側に傾斜されていてもよい。
本発明の技術を適用できるフィルタは、特開平10−119705号公報に開示されている圧縮成形フィルタのほか、パンチングメタルやラスメタル、エキスパンドメタルなどを多層に巻回して形成したフィルタなどの公知のフィルタに使用することができる。
前記脆弱部が、前記筒状フィルタの筒状外壁面に沿って軸方向に伸ばされた第1外側環状壁部、前記筒状フィルタの筒状内壁面に沿って軸方向に伸ばされた第1内側環状壁部、および前記第1外側環状壁部と前記第1内側環状壁部の組み合わせから選ばれる1つのものであり、
前記第1外側環状壁部と前記第1内側環状壁部のそれぞれの厚さが、前記第1環状端面の1/2厚さ未満のものであり、
前記第2環状端面が第2環状壁部を含む脆弱部を有しているとき、
前記脆弱部が、前記筒状フィルタの筒状外壁面に沿って軸方向に伸ばされた第2外側環状壁部、前記筒状フィルタの筒状内壁面に沿って軸方向に伸ばされた第2内側環状壁部、および前記第2外側環状壁部と前記第2内側環状壁部の組み合わせから選ばれる1つのものであり、
前記第2外側環状壁部と前記第2内側環状壁部のそれぞれの厚さが、前記第2環状端面の1/2厚さ未満のものである。
同様に第2環状端面の第2外側環状壁部のみに外力が加えられる実施形態、第2内側環状壁部のみに外力が加えられる実施形態、第2外側環状壁部と前記第2内側環状壁部の両方に外力が加えられる実施形態があり、第2実施形態の筒状フィルタは、これらの全ての実施形態を含むものである。
例えばこの空間は、第1環状端面の円周方向に沿った第1環状溝となっている。第1環状端面は外力が加えられても変形しない部分(非脆弱部)であり、第1環状溝が、第1外側環状壁部の半径方向内側への変形、または第1内側環状壁部の半径方向外側への変形を許容するための空間を形成している。
また第1環状溝は、第1外側環状壁部または第1内側環状壁部の変形に対して抵抗とならなければ、不連続な複数の溝であってもよい。
第1環状端面に形成された第1外側環状壁部または第1内側環状壁部の厚さは、いずれも第1環状端面の1/2厚さ未満のものである。
第1環状端面に形成された第1外側環状壁部と第1内側環状壁部の合計厚さは、第1環状端面の2/3厚さ以下が好ましい。
第1環状端面の第1内側環状壁部のみに外力が加えられる実施形態では、第1内側環状壁部は、半径方向外側に折れ曲がるように変形して、ハウジングの内壁面(またはリテーナ)に対して環状面として圧接する。
第1環状端面の第1外側環状壁部と第1内側環状壁部の両方に外力が加えられる実施形態では、第1外側環状壁部と第1内側環状壁部は、半径方向外側または半径方向内側に折れ曲がるように変形して、ハウジングの内壁面(またはリテーナ)に対して環状面として圧接する。
第2環状端面の第2外側環状壁部と第2内側環状壁部も上記の第1環状端面の第1外側環状壁部、第1内側環状壁部と同様に変形してハウジングの内壁面(またはリテーナ)に対して環状面として圧接する。
第2環状端面に形成された第2外側環状壁部または第2内側環状壁部の厚さは、いずれも第2環状端面の1/2厚さ未満のものである。
第2環状端面に形成された第2外側環状壁部と第2内側環状壁部の合計厚さは、第2環状端面の2/3厚さ以下が好ましい。
その他、ハウジング形状(またはリテーナ形状)に応じて、第1環状端面の第1内側環状壁部が半径方向外側に折れ曲がるように変形してハウジングの内壁面(またはリテーナ)に対して環状面として圧接し、第2環状端面の第2外側環状壁部が半径方向内側に折れ曲がるように変形してハウジングの内壁面(またはリテーナ)に対して環状面として圧接する実施形態、または前記実施形態とは逆の実施形態もある。
前記脆弱部が、前記筒状フィルタの筒状外壁面から厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第1中間環状壁部と、前記第1中間環状壁部から前記第1環状端面と前記筒状外壁面の第1外側角部までの範囲、または前記第1中間環状壁部から前記第1環状端面と前記筒状内壁面の第1内側角部までの範囲からなり、
前記第1中間環状壁部の厚さが前記第1環状端面の厚さの1/2以下の厚さで、前記第1中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状外壁面までの距離(L1)と前記第1中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状内壁面までの距離(L2)がL1<L2、L1=L2またはL1>L2の関係を満たしているものであり、
前記第2環状端面が第2環状壁部を含む脆弱部を有しているとき、
前記脆弱部が、前記筒状フィルタの筒状外壁面から厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第2中間環状壁部と、前記第2中間環状壁部から前記第2環状端面と前記筒状外壁面の第2外側角部までの範囲、または前記第2中間環状壁部から前記第2環状端面と前記筒状内壁面の第2内側角部までの範囲からなり、
前記第2中間環状壁部の厚さが前記第2環状端面の厚さの1/2以下の厚さで、前記第2中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状外壁面までの距離(L11)と前記第2中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状内壁面までの距離(L12)がL11<L12、L11=L12またはL11>L12の関係を満たしているものである。
第3実施形態の筒状フィルタの第1環状端面の脆弱部は、
(i)筒状フィルタの筒状外壁面から厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第1中間環状壁部と、
(ii)第1中間環状壁部から、前記第1環状端面と前記筒状外壁面との境界部分である第1外側角部までの範囲と、
(iii)筒状フィルタの筒状内壁面から厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第1中間環状壁部から、第1環状端面と筒状内壁面との境界部分である第1内側角部までの範囲
のうち、(i)と(ii)、または(i)と(iii)の2つである。
これらの脆弱部では、外力を受けたとき、第1中間環状壁部と、第1中間環状壁部から第1外側角部までの範囲が変形するか、または第1中間環状壁部と、第1中間環状壁部から第1内側角部までの範囲が変形する。
第3実施形態の筒状フィルタの第2環状端面の脆弱部は、
(iv)筒状フィルタの筒状外壁面から厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第2中間環状壁部と、
(v)第2中間環状壁部から、前記第2環状端面と前記筒状外壁面との境界部分である第2外側角部までの範囲と、
(vi)筒状フィルタの筒状内壁面ら厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第2中間環状壁部から第2環状端面と筒状内壁面との境界部である第2内側角部まで範囲
のうち、(iv)と(v)、または(iv)と(vi)の2つである。
これらの脆弱部では、外力を受けたとき、第2中間環状壁部と、第2中間環状壁部から第2外側角部までの範囲が変形するか、または第2中間環状壁部と、第2中間環状壁部から第2内側角部までの範囲が変形する。
また第1中間環状壁部の厚さの中間位置から筒状外壁面までの距離(L1)と第1中間環状壁部の厚さの中間位置から筒状内壁面までの距離(L2)は、L1<L2、L1=L2またはL1>L2の関係を満たしている。
L1<L2のとき、L2/L1は1.2〜2.2の範囲が好ましい。
L1>L2のとき、L1/L2は1.2〜2.2の範囲が好ましい。
また第2中間環状壁部の厚さの中間位置から筒状外壁面までの距離(L11)と第1中間環状壁部の厚さの中間位置から筒状内壁面までの距離(L12)は、L11<L12、L11=L12またはL11>L12の関係を満たしている。
L11<L12のとき、L12/L11は1.2〜2.2の範囲が好ましい。
L11>L12のとき、L11/L12は1.2〜2.2の範囲が好ましい。
前記ハウジングが、
天板、前記天板と軸方向に対向する位置にある底板、前記天板および前記底板の間にある周壁部からなり、
前記天板の一部、前記天板と前記周壁部の境界部分、底板の一部および前記底板と前記周壁部の境界部の少なくとも一つに環状斜面を有しているものであり、
前記筒状フィルタが、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスが前記ガス排出口から排出されるまでのガス排出経路に配置された、請求項1〜3のいずれか1項記載の筒状フィルタの前記第1環状端面の脆弱部および前記第2環状端面の脆弱部の少なくとも一方が半径方向に変形されたものであり、
前記変形された脆弱部が前記環状斜面の内側面に環状面で密着されているものである、火工装置を提供する。
本発明の火工装置は、ガス発生源としてガス発生剤を使用しているものであり、ガス発生源としてガス発生剤のみを使用しているものと、ガス発生源としてガス発生剤と加圧ガスを併用しているものを含んでいる。
筒状フィルタの第1環状端面の脆弱部および第2環状端面の脆弱部の少なくとも一方は、半径方向内側または半径方向外側に変形されることによって当接面が形成され、環状斜面の内側面とその当接面が密着することで、前記当接部分から燃焼ガスがショートパスすることが防止されている。
特許文献1のインフレータの発明では、ハウジングとフィルタの接触部分が環状線であるが、本発明の火工装置では、ハウジングと筒状フィルタの接触部分が環状面であることから、密着性がより高められており、上記したショートパス防止効果も高められている。
なお、火工装置として、ガス発生源として加圧ガスを併用しているものを使用したときは、筒状フィルタは加圧ガスを封入するために使用していた破裂板の破壊片を捕捉するようにも機能する。
前記天板の一部に形成された環状斜面が、前記天板と前記底板の間隔を短くするように半径方向外側から半径方向内側に向かって傾斜されているものであり(第1天板環状斜面)、
前記天板と前記周壁部の境界部分に形成された傾斜面部が、前記天板と前記底板の間隔を短くするように前記半径方向外側に傾斜されているものであり(第2天板環状斜面)、
前記底板の一部に形成された環状斜面が、前記底板と前記天板の間隔を短くするように半径方向外側から半径方向内側に向かって傾斜されているものであり(第1底板環状斜面)、
前記底板と前記周壁部の境界部分に形成された傾斜面部が、前記天板と前記底板の間隔を短くするように前記半径方向外側に傾斜されているものである(第2底板環状斜面)。
第1天板環状斜面を有するハウジング内に第2実施形態の第1内側環状壁部、または第1外側環状壁部と第1内側環状壁部の組み合わせを有する筒状フィルタを配置したとき、第1内側環状壁部が半径方向外側に倒れるように変形することで、第1天板環状斜面と第1内側環状壁部の環状内側面が環状面として当接される。このため、密着性が高められ、前記当接部分から燃焼ガスがショートパスすることが防止される。
第2天板環状斜面を有するハウジング内に第2実施形態の第1外側環状壁部、または第1外側環状壁部と第1内側環状壁部の組み合わせを有する筒状フィルタを配置したとき、第1外側環状壁部が半径方向内側に倒れるように変形することで、第2天板環状斜面と第1外側環状壁部の環状外側面が環状面として当接される。このため、密着性が高められ、前記当接部分から燃焼ガスがショートパスすることが防止される。
第1底板環状斜面を有するハウジング内に第2実施形態の第2内側環状壁部、または第2外側環状壁部と第2内側環状壁部の組み合わせを有する筒状フィルタを配置したとき、第2内側環状壁部が半径方向外側に倒れるように変形することで、第1底板環状斜面と第2内側環状壁部の環状内側面が環状面として当接される。このため、密着性が高められ、前記当接部分から燃焼ガスがショートパスすることが防止される。
第2底板環状斜面を有するハウジング内に第2実施形態の第2外側環状壁部、または第2外側環状壁部と第2内側環状壁部の組み合わせを有する筒状フィルタを配置したとき、第2外側環状壁部が半径方向内側に倒れるように変形することで、第2底板環状斜面と第2外側環状壁部の環状外側面が環状面として当接される。このため、密着性が高められ、前記当接部分から燃焼ガスがショートパスすることが防止される。
以下、本発明の筒状フィルタとそれを使用した火工装置(ガス発生器)を説明する。本発明の火工装置は、筒状フィルタとそれを固定するためのハウジングの内壁面形状またはリテーナなどの他部材との関係に特徴があるものであり、他の構成要素については公知のガス発生器と同じものでもよい。
上部環状斜面14と下部環状斜面15は、いずれも天板12aと底板13aの間の距離が短くなるようにハウジングの半径方向内側から半径方向外側に向かって傾斜している。
チューブ状部材40は、チューブ状の本体部41と、本体部41と一体に形成され、一端側の開口部周縁からハウジングの半径方向に延ばされた環状平面42とを有している。
第1燃焼室45内には、点火手段となる所要量の第1ガス発生剤(図示せず)および点火薬とともに点火器50が収容されている。
第1ガス発生剤は、点火器50の作動により着火燃焼して、第2ガス発生剤を着火燃焼させてエアバッグ膨張媒体となるガスを発生させるためのものであるほか、それ自体の燃焼による発生ガスもエアバッグの膨張に利用されるものである。
このような配置状態の連通孔44を有しているため、第1燃焼室45から生じた火炎および高温ガスは、第2燃焼室55内に均等に行き渡るので、第2燃焼室55内の第2ガス発生剤の着火性が向上される。
チューブ状部材40の他端開口部側は点火器カラー51の外周面に嵌合され、点火器50の火炎等が直接第2燃焼室55に流入しないようになっている。
筒状壁面23は、外側の筒状外壁面23aと内側の筒状内壁面23bを有している。
第1外側環状壁部25と第1内側環状壁部26の厚さは同じであり、いずれも第1環状端面21の厚さの約1/3である。
第1外側環状壁部25と第1内側環状壁部26の間には第1環状溝27が形成されている。第1環状溝27は、第1外側環状壁部25と第1内側環状壁部26が形成されていない第1環状端面21である。
第2外側環状壁部28と第2内側環状壁部29の厚さは同じであり、第2環状端面22の厚さの約1/3である。
第2外側環状壁部28と第2内側環状壁部29の間には第2環状溝30が形成されている。第2環状溝30は、第2外側環状壁部28と第2内側環状壁部29が形成されていない第2環状端面22である。
第2外側環状壁部28と第2内側環状壁部29は、第2環状端面22(第2環状溝30)から同じ高さである。第2外側環状壁部28および第2内側環状壁部29の高さは、筒状フィルタ20の本体部分の径方向厚みと同等であることが好ましく、例えば筒状フィルタ20の全高(H)に示す第2外側環状壁部28(または第2内側環状壁部29)の高さの割合は6〜18%が好ましい。
ここで「筒状フィルタ20の全高(H)」は、第1外側環状壁部25(または第1内側環状壁部26)から第2外側環状壁部28(または第2内側環状壁部29)までの距離である。
図2、図3(a)に示す筒状フィルタ20を図1に示すガス発生器10に使用した場合の実施形態をガス発生器10の組み立て方法と合わせて図3(b)により説明する。
次に、チューブ状部材40をカラー51に嵌め込む。
次に、筒状フィルタ20を所定位置に配置する。このとき、クロージャシェル13の下部環状斜面15の内側面に筒状フィルタ20の第2外側環状壁部28が当接される。
次に、筒状フィルタ20の内側に所要量のガス発生剤を収容する。
次に、ディフューザシェル12を筒状フィルタ20とチューブ状部材40の上から被せる。このとき、ディフューザシェル12の上部環状斜面14の内側面に筒状フィルタ20の第1外側環状壁部25が当接される。
これによりディフューザシェル12の上部環状斜面14に当接された筒状フィルタ20の第1外側環状壁部25は、上部環状斜面14により押されることと、第1内側環状壁部26との間に第1環状溝27が存在すること(即ち、第1環状溝27が存在することで空間が存在すること)の両方によって、ハウジング11の半径方向内側に倒れるように(折れ曲がるように)変形する。
前記変形により第1外側環状壁部25の環状外側面25a全体が上部環状斜面14に当接され、第1外側環状壁部25の内側面の先端部は第1内側環状壁部26に当接された状態となる(図3(b))。このとき、第1内側環状壁部26は底板13a方向に押し潰されるように変形していてもよい。
このように筒状フィルタ20の第1外側環状壁部25と上部環状斜面14が環状面からなる大きな接触面積で密着され、筒状フィルタ20の第2外側環状壁部28と下部環状斜面15が環状面からなる大きな接触面積で密着されているため、それぞれの接触部分からの燃焼ガスのショートパス防止効果が高められている。
特に第1外側環状壁部25と第2外側環状壁部28は、それぞれの環状斜面14、15によって半径方向に変形するので、軸方向に圧縮する場合に比べて変形しやすいことと、環状斜面14、15によって変形量がコントロールしやすく、筒状フィルタの第1、第2環状端面からのガスのショートパス防止効果が高められる。
筒状フィルタ20の別実施形態である筒状フィルタ20Aは、図4(a)に示すとおり、第1環状端面121、第1環状端面121と軸方向に対向する位置にある第2環状端面122、第1環状端面121と第2環状端面122の間の筒状壁面123を有している。
筒状壁面123は、外側の筒状外壁面123aと内側の筒状内壁面123bを有している。
第1外側環状壁部125の厚さは、第1環状端面121の厚さの約1/3である。
さらに第1環状端面121には、第1環状端面121と第1外側環状壁部125の内径差により第1内側環状段差面126が形成されている。
第2外側環状壁部128の厚さは、第2環状端面122の厚さの約1/3である。
さらに第2環状端面122には、第2環状端面122と第2外側環状壁部128の内径差により第2内側環状段差面129が形成されている。
第2外側環状壁部128の高さは、筒状フィルタ20Aの本体部の径方向厚みと同等であることが好ましい。例えば筒状フィルタ20Aの全高(H)に対する第2外側環状壁部128の高さの割合は6〜18%が好ましい。
ここで「筒状フィルタ20Aの全高(H)」は、第1外側環状壁部125から第2外側環状壁部128までの距離である。
クロージャシェル13の中央部の穴にカラー51に固定された点火器50を嵌め込んで固定する。
次に、チューブ状部材40をカラー51に嵌め込む。
次に、筒状フィルタ20Aを所定位置に配置する。このとき、クロージャシェル13の下部環状斜面15の内側面に筒状フィルタ20Aの第2外側環状壁部128が当接される。
次に、筒状フィルタ20Aの内側に所要量のガス発生剤を収容する。
次に、ディフューザシェル12を筒状フィルタ20Aとチューブ状部材40の上から被せる。このとき、ディフューザシェル12の上部環状斜面14の内側面に筒状フィルタ20Aの第1外側環状壁部125が当接される。
これによりディフューザシェル12の上部環状斜面14に当接された筒状フィルタ20Aの第1外側環状壁部125は、上部環状斜面14により押されることと、第1内側環状段差面126により半径方向内側に空間が存在することの両方によって、ハウジング11の半径方向内側に倒れるように(折れ曲がるように)変形する。
前記変形により第1外側環状壁部125の環状外側面125a全体が上部環状斜面14の内側面に密着された状態となる(図4(b))。
前記変形により第2外側環状壁部128の環状外側面128aは下部環状斜面15の内側面に密着された状態となる。
このように筒状フィルタ20Aの第1外側環状壁部125と上部環状斜面14が環状面からなる大きな接触面積で密着され、筒状フィルタ20Aの第2外側環状壁部128と下部環状斜面15が環状面からなる大きな接触面積で密着されているため、それぞれの接触部分からの燃焼ガスのショートパス防止効果が高められ、図2、図3の実施例と同様な効果が得られる。
筒状フィルタ20の別実施形態である筒状フィルタ20Bは、図5(a)に示すとおり、第1環状端面221、第1環状端面221と軸方向に対向する位置にある第2環状端面222、第1環状端面221と第2環状端面222の間の筒状壁面223を有している。
筒状壁面223は、外側の筒状外壁面223aと内側の筒状内壁面223bを有している。
さらに第1環状端面221には、第1環状端面221と第1中間環状壁部225の外径差により第1外側環状段差面226が形成され、第1環状端面221と第1中間環状壁部225の内径差により第1内側環状段差面227が形成されている。
図5(a)に示す実施形態では、第1中間環状壁部225、第1外側環状段差面226、第1外側環状段差面226と筒状外壁面223aの境界部の第1外側環状角部228が脆弱部として機能する。
さらに第2環状端面222には、第2環状端面222と第2中間環状壁部230の外径差により第2外側環状段差面231が形成され、第2環状端面222と第2中間環状壁部230の内径差により第2内側環状段差面232が形成されている。
図5(a)に示す実施形態では、第2中間環状壁部230、第2外側環状段差面231、第2外側環状段差面231と筒状外壁面223aの境界部の第2外側環状角部233が脆弱部として機能する。
第2中間環状壁部230の高さは、筒状フィルタ20Bの本体部の径方向厚みと同等であることが好ましい。例えば筒状フィルタ20Bの全高(H)に対する第2中間環状壁部230の高さの割合は6〜18%が好ましい。
ここで「筒状フィルタ20Bの全高(H)」は、第1中間環状壁部225から第2中間環状壁部230までの距離である。
クロージャシェル13の中央部の穴にカラー51に固定された点火器50を嵌め込んで固定する。
次に、チューブ状部材40をカラー51に嵌め込む。
次に、筒状フィルタ20Bを所定位置に配置する。このとき、クロージャシェル13の下部環状斜面15の内側面に筒状フィルタ20Bの第2中間環状壁部228が当接される。
次に、筒状フィルタ20Bの内側に所要量のガス発生剤を収容する。
次に、ディフューザシェル12を筒状フィルタ20Bとチューブ状部材40の上から被せる。このとき、ディフューザシェル12の上部環状斜面14の内側面に筒状フィルタ20Bの第1中間環状壁部225が当接される。
これによりディフューザシェル12の上部環状斜面14に当接された筒状フィルタ20Bの第1中間環状壁部225は、上部環状斜面14により押されることと、第1内側環状段差面227により半径方向内側に空間が存在することの両方によって、ハウジング11の半径方向内側に倒れるように(折れ曲がるように)変形する。このとき、第1外側環状角部228と第1外側環状段差面226も半径方向内側に押し潰されて変形する。
前記変形により第1中間環状壁部225の外側面225aと押し潰された第1外側環状角部228、第1外側環状段差面226は、上部環状斜面14に環状面で密着された状態となる。
前記変形により第2中間環状壁部230の外側面230aと押し潰された第2外側環状角部233と第2外側環状段差面231は、図5(c)と同様に下部環状斜面15に密着された状態となる。
このように筒状フィルタ20Bの第1中間環状壁部225の環状外側面225a、押し潰された第1外側環状角部228、第1外側環状段差面226と上部環状斜面14が環状面からなる大きな接触面積で密着され、筒状フィルタ20Bの第2中間環状壁部230の環状外側面230a、押し潰された第2外側環状角部233、第2外側環状段差面231は、下部環状斜面15に環状面で密着された状態となる。このため、前記密着部分からの燃焼ガスのショートパス防止効果が高められている。
図6に示すガス発生器10Aは、図1のガス発生器10とはハウジング11の天板70の形状が異なるほかは同じものである。
天板70は、外側環状天板部71、内側円形天板部73、外側環状天板部71と内側円形天板部73の間の中間環状傾斜天板部72からなるものである。
中間環状傾斜天板部72は、半径方向外側から半径方向内側に向かって、天板70と底板13aとの間の距離が短くなるように傾斜されている。
中間環状傾斜天板部72の傾斜方向は、図1に示す上部環状斜面14とは傾斜の向きが逆になっている。
図6に示すガス発生器10Aでは、図3に示す筒状フィルタ20、図7(a)に示す筒状フィルタ20Cおよび図7(b)に示す筒状フィルタ20Dのいずれかを使用する。
図3(a)に示す筒状フィルタ20を図6に示すガス発生器10Aに使用した場合の実施形態をガス発生器10Aの組み立て方法と合わせて説明する。
クロージャシェル13の中央部の穴にカラー51に固定された点火器50を嵌め込んで固定する。
次に、チューブ状部材40をカラー51に嵌め込む。
次に、筒状フィルタ20を所定位置に配置する。このとき、クロージャシェル13の下部環状斜面15の内側面に筒状フィルタ20の第2外側環状壁部28が当接される。
次に、筒状フィルタ20の内側に所要量のガス発生剤を収容する。
次に、ディフューザシェル12を筒状フィルタ20とチューブ状部材40の上から被せる。このとき、ディフューザシェル12の中間環状傾斜天板部72の内側面に筒状フィルタ20の第1内側環状壁部26が当接される。
これによりディフューザシェル12の中間環状傾斜天板部72に当接された筒状フィルタ20の第1内側環状壁部26は、中間環状傾斜天板部72により押されることと、第1外側環状壁部25との間に第1環状溝27が存在すること(即ち、第1環状溝27が存在することで空間が存在すること)の両方によって、ハウジング11の半径方向外側に倒れるように(折れ曲がるように)変形する。
前記変形により第1内側環状壁部26の半径方向内側面(環状内側面)26aは中間環状傾斜天板部72に密着され、第1内側環状壁部26の先端部は第1外側環状壁部25に当接された状態となる。このとき、第1外側環状壁部25は底板13a方向に押し潰されるように変形していてもよい。
前記変形により第2外側環状壁部28の半径方向外側面(環状外側面)28aは下部環状斜面15に密着され、第2外側環状壁部28の先端部は第2内側環状壁部29に当接された状態となる。このとき、第2内側環状壁部29も底板13a方向に押し潰されるように変形していてもよい。
このように筒状フィルタ20の第1内側環状壁部26と中間環状傾斜天板部72が環状面からなる大きな接触面積で密着され、筒状フィルタ20の第2外側環状壁部28と下部環状斜面15が環状面からなる大きな接触面積で密着されているため、それぞれの接触部分からの燃焼ガスのショートパス防止効果が高められている。
図7(a)に示す筒状フィルタ20Cを図6に示すガス発生器10Aに使用した場合の実施形態をガス発生器10Aの組み立て方法と合わせて説明する。
筒状フィルタ20Cは、図7に示すとおり、第1環状端面321、第1環状端面321と軸方向に対向する位置にある第2環状端面322、第1環状端面321と第2環状端面322の間の筒状壁面323を有している。
筒状壁面323は、外側の筒状外壁面323aと内側の筒状内壁面323bを有している。
第1内側環状壁部325の厚さは、第1環状端面321の厚さの約1/3である。
さらに第1環状端面321には、第1環状端面321と第1内側環状壁部325の内径差により第1外側環状段差面326が形成されている。
第2外側環状壁部330の厚さは、第2環状端面322の厚さの約1/3である。
さらに第2環状端面322には、第2環状端面322と第2外側環状壁部330の内径差により第2内側環状段差面331が形成されている。
第2内側環状壁部330の高さは、筒状フィルタ20Cの本体部の径方向厚みと同等であることが好ましい。例えば筒状フィルタ20Cの全高に対する第2内側環状壁部330の高さの割合は6〜18%が好ましい。
ここで「筒状フィルタ20Cの全高」は、第1内側環状壁部325から第2内側環状壁部330までの距離であり、実質的に図4(a)のHと同じ距離となる。
クロージャシェル13の中央部の穴にカラー51に固定された点火器50を嵌め込んで固定する。
次に、チューブ状部材40をカラー51に嵌め込む。
次に、筒状フィルタ20Cを所定位置に配置する。このとき、クロージャシェル13の下部環状斜面15の内側面に筒状フィルタ20Cの第2外側環状壁部330が当接される。
次に、筒状フィルタ20Cの内側に所要量のガス発生剤を収容する。
次に、ディフューザシェル12を筒状フィルタ20Cとチューブ状部材40の上から被せる。このとき、ディフューザシェル12の中間環状傾斜天板部72の内側面に筒状フィルタ20Cの第1内側環状壁部325が当接される。
これによりディフューザシェル12の中間環状傾斜天板部72に当接された筒状フィルタ20の第1内側環状壁部325は、中間環状傾斜天板部72により押されることと、第1外側環状段差面326との間に空間が存在することの両方によって、ハウジング11の半径方向外側に倒れるように(折れ曲がるように)変形する。
前記変形により第1内側環状壁部325の環状内側面325aは上部環状斜面14の内側面に密着された状態となる。
前記変形により第2外側環状壁部330の環状外側面330aは下部環状斜面15の内側面に密着された状態となる。
このように筒状フィルタ20Cの第1内側環状壁部325と中間環状傾斜天板部72が環状面からなる大きな接触面積で密着され、筒状フィルタ20Cの第2外側環状壁部330と下部環状斜面15が環状面からなる大きな接触面積で密着されているため、それぞれの接触部分からの燃焼ガスのショートパス防止効果が高められている。
図7(b)に示す筒状フィルタ20Dを図6に示すガス発生器10Aに使用した場合の実施形態をガス発生器10Aの組み立て方法と合わせて説明する。
筒状フィルタ20Dは、図7(b)に示すとおり、第1環状端面421、第1環状端面421と軸方向に対向する位置にある第2環状端面422、第1環状端面421と第2環状端面422の間の筒状壁面423を有している。
筒状壁面423は、外側の筒状外壁面423aと内側の筒状内壁面423bを有している。
さらに第1環状端面421には、第1環状端面421と第1中間環状壁部425の外径差により第1外側環状段差面426が形成され、第1環状端面421と第1中間環状壁部425の内径差により第1内側環状段差面427が形成されている。
第1中間環状壁部425、第1内側環状段差面427、第1内側環状段差面427と筒状内壁面423bの境界部の第1内側環状角部428が脆弱部として機能する。
さらに第2環状端面422には、第2環状端面422と第2中間環状壁部430の外径差により第2外側環状段差面431が形成され、第2環状端面422と第2中間環状壁部430の内径差により第2内側環状段差面432が形成されている。
図7(a)に示す実施形態では、第2中間環状壁部430、第2外側環状段差面431、第2外側環状段差面431と筒状外壁面423aの境界部の第2外側環状角部433が脆弱部として機能する。
第2中間環状壁部430の高さは、筒状フィルタ20Dの本体部の径方向厚みと同等であることが好ましい。例えば筒状フィルタ20Dの全高(H)中の第2中間環状壁部430の高さの割合は6〜18%が好ましい。
ここで「筒状フィルタ20Dの全高(H)」は、第1中間環状壁部425から第2中間環状壁部430までの距離である。前記Hは図5(a)のHに相当するものである。
クロージャシェル13の中央部の穴にカラー51に固定された点火器50を嵌め込んで固定する。
次に、チューブ状部材40をカラー51に嵌め込む。
次に、筒状フィルタ20Dを所定位置に配置する。このとき、クロージャシェル13の下部環状斜面15の内側面に筒状フィルタ20Dの第2中間環状壁部430が当接される。
次に、筒状フィルタ20Dの内側に所要量のガス発生剤を収容する。
次に、ディフューザシェル12を筒状フィルタ20Dとチューブ状部材40の上から被せる。このとき、ディフューザシェル12の中間環状傾斜天板部72の内側面に筒状フィルタ20Dの第1中間環状壁部425が当接される。
これによりディフューザシェル12の上部環状斜面14に当接された筒状フィルタ20Dの第1中間環状壁部425は、中間環状傾斜天板部72により押されることと、第1外側環状段差面426により半径方向外側に空間が存在することの両方によって、ハウジング11の半径方向外側に倒れるように(折れ曲がるように)変形する。このとき、第1内側環状角部428と第1内側環状段差面427も半径方向内側に押し潰されて変形する。
前記変形により第1中間環状壁部425の環状内側面425aと押し潰された第1外側環状角部428、第1外側環状段差面426は、上部環状斜面14に環状面で密着された状態となる。
前記変形により第2中間環状壁部430の環状外側面430aと押し潰された第2外側環状角部433と第2外側環状段差面431は、図5(c)と同様の変形状態で下部環状斜面15に密着された状態となる。
このように筒状フィルタ20Dの第1中間環状壁部425の環状外側面425a、押し潰された第1内側環状角部428と、第1内側環状段差面427と中間環状傾斜天板部72が環状面からなる大きな接触面積で密着され、筒状フィルタ20Dの第2中間環状壁部430の環状外側面430a、押し潰された第2外側環状角部433、第2外側環状段差面431は下部環状斜面15に環状面からなる大きな接触面積で密着された状態となる。このため、前記密着部分からの燃焼ガスのショートパス防止効果が高められている。
図8(a)〜(c)により筒状フィルタの製造方法を説明する。
本発明の筒状フィルタは、部分的に幅が増減された長尺状のフィルタ材を巻き込んで行き、巻き始めと巻き終わりを溶接固定して製造することができる。
長尺状のフィルタ材は、均一厚さのものでもよいし、部分的に厚さが異なるものでもよい。
フィルタ材80が最内層となり、フィルタ材81が中間層、フィルタ材82が最外層になるように巻き込んでいく。なお、フィルタ材80〜82の長さ比は、実際の製造に使用する長さ比を示すものではない。
フィルタ材80〜フィルタ材82の幅方向の第1端側(図面の上側)が順に第1内側環状壁部26、第1環状溝27、第1外側環状壁部25となり、フィルタ材80〜フィルタ材82の幅方向の第2端側(図面の下側)が順に第2内側環状壁部29、第2環状溝30、第2外側環状壁部28となる。
フィルタ材85が最内層から中間層となり、フィルタ材86が最外層になるように巻き込んでいく。なお、フィルタ材85、86の長さ比は、実際の製造に使用する長さ比を示すものではない。
フィルタ材85〜フィルタ材86の幅方向の第1端側(図面の上側)が順に第1内側環状段差面126、第1外側環状壁部125となり、フィルタ材85〜フィルタ材86の幅方向の第2端側(図面の下側)が順に第2内側環状段差面129、第2外側環状壁部128となる。
フィルタ材90が最内層側となり、フィルタ材91が中間層になり、フィルタ材92が最外層になるように巻き込んでいく。なお、フィルタ材90〜92の長さ比は、実際の製造に使用する長さ比を示すものではない。
フィルタ材90〜フィルタ材92の幅方向の第1端側(図面の上側)が順に第1内側環状段差面227、第1中間環状壁部225、第1外側環状段差面226となり、フィルタ材90〜フィルタ材92の幅方向の第2端側(図面の下側)が順に第2内側環状段差面232、第2中間環状壁部230、第2外側環状段差面231となる。
図7(a)、(b)に示す筒状フィルタ20C、20Dも上記の製造方法に準じて、フィルタ材の幅や厚さを調整して製造することができる。
次に、図1により、本発明のガス発生器を自動車のエアバッグ装置に組み込んだ場合の動作を説明する。
このため、筒状フィルタ20とハウジング11との接触部分からのショートパス防止効果が充分に発揮される。
このようなショートパス防止効果が発現されるため、発生ガスは筒状フィルタ20で濾過および冷却された後、シールテープ60を破ってガス排出口17から排出され、エアバを膨張させる。
20、20A〜20D 筒状フィルタ
Claims (6)
- ガス発生源としてガス発生剤または加圧ガスを有している火工装置用の筒状フィルタであって、
前記筒状フィルタが、第1環状端面、前記第1環状端面と軸方向に対向する位置にある第2環状端面、および前記第1環状端面と前記第2環状端面の間の筒状壁面を有しているものであり、
前記第1環状端面と前記第2環状端面の少なくとも一方が脆弱部を有しており、
前記第1環状端面が脆弱部を有しているときの脆弱部が、前記第1環状端面から突き出された、前記第1環状端面の厚さ未満の厚さを有する第1環状壁部を含むものであり、
前記第2環状端面が脆弱部を有しているときの脆弱部が、前記第2環状端面から突き出された、前記第2環状端面の厚さ未満の厚さを有する第2環状壁部を含むものである、火工装置用の筒状フィルタ。 - 前記第1環状端面が第1環状壁部を含む脆弱部を有しているとき、
前記脆弱部が、前記筒状フィルタの筒状外壁面に沿って軸方向に伸ばされた第1外側環状壁部、前記筒状フィルタの筒状内壁面に沿って軸方向に伸ばされた第1内側環状壁部、および前記第1外側環状壁部と前記第1内側環状壁部の組み合わせから選ばれる1つのものであり、
前記第1外側環状壁部と前記第1内側環状壁部のそれぞれの厚さが、前記第1環状端面の1/2厚さ未満のものであり、
前記第2環状端面が第2環状壁部を含む脆弱部を有しているとき、
前記脆弱部が、前記筒状フィルタの筒状外壁面に沿って軸方向に伸ばされた第2外側環状壁部、前記筒状フィルタの筒状内壁面に沿って軸方向に伸ばされた第2内側環状壁部、および前記第2外側環状壁部と前記第2内側環状壁部の組み合わせから選ばれる1つのものであり、
前記第2外側環状壁部と前記第2内側環状壁部のそれぞれの厚さが、前記第2環状端面の1/2厚さ未満のものである、請求項1記載の火工装置用の筒状フィルタ。 - 前記第1環状端面が第1環状壁部を含む脆弱部を有しているとき、
前記脆弱部が、
前記筒状フィルタの筒状外壁面から厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第1中間環状壁部と、
前記第1中間環状壁部から、前記第1環状端面と前記筒状外壁面との境界部となる第1外側角部までの範囲、または前記第1中間環状壁部から、前記第1環状端面と前記筒状内壁面との境界部となる第1内側角部までの範囲からなり、
前記第1中間環状壁部の厚さが前記第1環状端面の厚さの1/2以下の厚さで、前記第1中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状外壁面までの距離(L1)と前記第1中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状内壁面までの距離(L2)がL1<L2、L1=L2またはL1>L2の関係を満たしているものであり、
前記第2環状端面が第2環状壁部を含む脆弱部を有しているとき、
前記脆弱部が、
前記筒状フィルタの筒状外壁面から厚さ方向に間隔をおいて軸方向に伸ばされた第2中間環状壁部と、
前記第2中間環状壁部から、前記第2環状端面と前記筒状外壁面との境界部となる第2外側角部までの範囲、または前記第2中間環状壁部から、前記第2環状端面と前記筒状内壁面との境界部となる第2内側角部までの範囲からなり、
前記第2中間環状壁部の厚さが前記第2環状端面の厚さの1/2以下の厚さで、前記第2中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状外壁面までの距離(L11)と前記第2中間環状壁部の厚さの中間位置から前記筒状内壁面までの距離(L12)がL11<L12、L11=L12またはL11>L12の関係を満たしているものである、請求項1記載の火工装置用の筒状フィルタ。 - 請求項1〜3のいずれか1項記載の火工装置用の筒状フィルタの製造方法であって、
部分的に幅が増減された長尺状のフィルタ材を巻き込んで行き、巻き始めと巻き終わりを溶接固定する、火工装置用の筒状フィルタの製造方法。 - ガス排出口を有するハウジング内に点火装置、ガス発生源となるガス発生剤または加圧ガス、および筒状フィルタが収容された火工装置であって、
前記ハウジングが、
天板、前記天板と軸方向に対向する位置にある底板、前記天板および前記底板の間にある周壁部からなり、
前記天板の一部、前記天板と前記周壁部の境界部分、底板の一部および前記底板と前記周壁部の境界部の少なくとも一つに環状斜面を有しているものであり、
前記筒状フィルタが、前記ガス発生剤が燃焼して発生した燃焼ガスが前記ガス排出口から排出されるまでのガス排出経路に配置された、請求項1〜3のいずれか1項記載の筒状フィルタの前記第1環状端面の脆弱部および前記第2環状端面の脆弱部の少なくとも一方が半径方向に変形されたものであり、
前記変形された脆弱部が前記環状斜面の内側面に環状面で密着されているものである、火工装置。 - 前記天板の一部に形成された環状斜面が、前記天板と前記底板の間隔を短くするように半径方向外側から半径方向内側に向かって傾斜されているものであり、
前記天板と前記周壁部の境界部分に形成された傾斜面部が、前記天板と前記底板の間隔を短くするように前記半径方向外側に傾斜されているものであり、
前記底板の一部に形成された環状斜面が、前記底板と前記天板の間隔を短くするように半径方向外側から半径方向内側に向かって傾斜されているものであり、
前記底板と前記周壁部の境界部分に形成された傾斜面部が、前記天板と前記底板の間隔を短くするように前記半径方向外側に傾斜されているものである、請求項5記載の火工装置。
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