JP2554812B2

JP2554812B2 - エアバッグ用インフレータ及びフィルタ組立体を組み立てる方法

Info

Publication number: JP2554812B2
Application number: JP3335108A
Authority: JP
Inventors: コンラッド・エム・ノヴァク; ジョン・ピー・オロウリン
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: US5087070A; DE4141906A1; JPH05213147A; DE4141906C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス発生装置、特に、
車両の搭乗者を保護するエアバッグを膨張させるインフ
レータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】衝突の場合のように車両が急激に減速す
るときにエアバッグを膨張させるインフレータは周知で
ある。かかるエアバッグは、衝突中、車両の搭乗者が動
かないように拘束する。エアバッグは、ガス発生材料を
作動させることにより発生されるガスによって膨張され
る。ガス発生材料は、エアバッグインフレータに収容さ
れる。

【０００３】車両の運転者を保護するエアバッグ用のイ
ンフレータは、通常、車両の舵取りハンドルに取り付け
られている。かかるインフレータは、小型でかつ軽量
で、舵取りハンドルの回転質量を最小にし得るものであ
ることが望ましい。又、該インフレータは、製造が容易
でかつ低コストであるようにするため、組み立てが簡単
な最小数の部品から成るものでなければならない。

【０００４】一般に使用されているガス発生組成分は、
アルカリ性金属アジ化物、及び酸化第二銅又は酸化鉄の
ような酸化金属を含有するものである。ガス発生組成分
を点火すると、高温のガス流が発生する。高温のガス流
は、通常、窒素、溶融金属、酸化ナトリウム、金属ナト
リウム塩、及び窒化金属を含有する。窒素ガスは、残留
物又は焼結物の形態となるその他の反応生成物を含んで
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】エアバッグ業界が直面
している具体的な問題は、高温ガス流から発生する残留
物及び焼結物をろ過する効果的でかつ低廉な機械的フィ
ルタ装置を開発することである。かかるフィルタ装置
は、ガスがバッグに入る前に、そのガスから残留物又は
焼結物を除去し得るものでなければならない。又、かか
るフィルタ装置は又、ガス流を冷却させ得るものでなけ
ればならない。かかるフィルタ装置の一部は、二酸化ケ
イ素のような酸性酸化物の反応表面を有しており、高温
ガス流中の酸化ナトリウムと反応しその酸化ナトリウム
を中和することが出来るようにしなければならない。こ
うした目的を達成するため、フィルタ装置は、それがイ
ンフレータハウジングに接触する密封領域を維持し、そ
の結果、高温ガス流の大部分がこのフィルタ装置を通っ
て進むようにしなければならない。

【０００６】米国特許第4.902,036号は、車両の搭乗者
を拘束するガス発生装置を開示している。このガス発生
装置は、ガスが発生装置から出てエアバッグに入る前
に、窒素をろ過する最終フィルタ組立体を有する複数の
フィルタを備えている。該最終フィルタは、又、第１の
網スクリーン部分を有している。この網クリーンは、ガ
ス流から反応生成物の微粒子を除去する。又、最終フィ
ルタは、より小さいメッシュ寸法の第２の網スクリーン
部分を有している。これら第１及び第２の網スクリーン
部分は、酸化アルミニウム及び酸化シリコンの混合物で
あるセラミックファイバにて形成されたスペーサパッド
により分離される。該スペーサパッドは、ソーヒオカー
ボランダム（Sohio Carborundum, Inc）により「ファイ
バーフラックス（Fiberfrax）」という登録商標名で販
売されている。又、該スペーサパッドは、ハウジングと
フィルタの上端縁及び下端縁との間に黒鉛シール（特許
には示されていない）を押し込むことにより、前述の最
終フィルタ組立体をハウジングに対して密封させること
が公知である。

【０００７】米国特許第4,878,690号は、又、車両の搭
乗者を拘束するガス発生装置に使用されるフィルタ組立
体を開示している。フィルタ組立体は、ガス流方向に向
けて、30メッシュの複数のステンレス鋼製スクリーン層
と、発生されたガス微粒子をろ過するフィルタ部材と、
30メッシュの更に別のステンレス鋼製スクリーン層とを
備えている。該フィルタ部材は、マンズビル（Mansvill
e Co.）の販売する「リテルム（Lytherm）」セラミック
ファイバ紙のようなアルミナシリカ系ファイバ紙とする
ことが出来る。該特許に開示されたファイバ紙の他の例
は、日本のサンドテックス（Sandtex）が「サンドテッ
クス（Sandtex）」という登録商標名で販売しているシ
リカファイバ紙、及びケンタッキー州、コルビンのナシ
ョナルスタンダード（National Standard Co.）が「フ
ァイブレックス（FIBREX）」という登録商標名で販売し
ているフィルタ材料がある。該米国特許において、ガス
発生装置のハウジングにフィルタ組立体を密封する方法
は開示されていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の搭乗者
の拘束手段用インフレータのハウジングに対してフィル
タを密封する手段に関するものである。該インフレータ
ハウジングは、ガス発生材料用のチャンバと、ガスが前
記ハウジングから拘束装置に流入する際に通過するガス
出口を有している。前記ハウジングにおけるフィルタ
は、前記ガス出口へのガス流路を提供する。フィルタ
は、ガスがガス流路に流入するとき、ガスをろ過しかつ
冷却させる。フィルタは、複数のフィルタ層を備えてお
り、該フィルタ層の少なくとも１つは、フィルタ層の少
なくとも他のものよりもガス流に対する抵抗力が大き
い。この１つのフィルタ層は、ハウジングと、フィルタ
層の少なくとも他の層と間を伸長しかつそれらに係合
し、ハウジングに隣接するガス密封部分を提供する部分
を有している。ガス密封領域は、ガス流路のガス流に対
する抵抗力よりも大きいガス流に対する抵抗力を有す
る。

【０００９】望ましくは、ガス流に対するより大きい抵
抗力を有するフィルタ層は、セラミックファイバマット
層、又は金属フェルト層のいずれかとする。又、抵抗力
のより大きい層は、セラミックファイバマット層と金属
フェルト層とを組み合わせたものとすることが出来る。
ガス流に対する抵抗力の小さいフィルタ層は、金網とす
るが望ましい。セラミックファイバマット、又は金属フ
ェルトは、ガス発生材料を発火させることにより発生さ
れるガス中の酸化ナトリウムと反応可能な酸性酸化物の
微粒子を含むことが望ましい。更に、好適な実施例にお
いて、酸性酸化物は金属フェルトに焼結させる。

【００１０】

【実施例】本発明の更なる特徴は、当業者が添付の図面
を参照しながら下記の説明を読むことにより明らかにな
るであろう。

【００１１】本発明は、エアバッグインフレータ、特
に、車両の運転者を保護するエアバッグを膨張させるイ
ンフレータに関する。本発明は、各種のインフレータ構
造に適用可能である。本発明の典型例として、図１に
は、インフレータ１０が示してある。エアバッグ１２は
該インフレータ１０の周囲に折り畳まれる。カバー１４
は、エアバッグ１２及びインフレータ１０を包み込む。
インフレータ１０、エアバッグ１２、及びカバー１４
は、車両の舵取りハンドル１６に取り付けられるモジュ
ールを形成する。

【００１２】衝突時に起こるように、車両の急激な減速
時、インフレータ１０が作動され、大量のガスを発生さ
せる。該インフレータ１０からのガス流によりエアバッ
グ１２が膨張する。該エアバッグ１２は、膨張を開始す
ると、該カバー１４の弱体部分を破裂させる。この弱体
部分の１つは、図１において符号１８で示してある。公
知であるように、エアバッグ１２は、膨張を継続する
と、車両の運転者と舵取りハンドル１６との間のスペー
スに入り、運転者の動きを拘束する。

【００１３】該インフレータ１０（図２）はハウジング
４０を備えている。該ハウジング４０は、ディフューザ
カップ４２、燃焼カップ４４、及び燃焼室カバー４６と
いう３つの部分から構成されている。ディフューザカッ
プ４２、該燃焼カップ４４、及び該燃焼室カバーは、Ｕ
ＮＳＳ３０１００ステンレス鋼のような金属から形成
される。

【００１４】該ディフューザカップ４２は、一般にカッ
プ状であり、インフレータ１０の中心軸線５２を中心と
して伸長する円筒状側壁５０を有している。該側壁５０
は、平坦な上端壁５４と平坦な下部フランジ５６との間
を伸長している。上端壁５４及び下部フランジ５６は互
いに略平行でかつ軸線５２に対して垂直である。環状列
のガス出口５８は、ディフューザカップの側壁５０の上
方部分の周囲に沿って周縁方向に伸長している。

【００１５】燃焼カップ４４は、略カップ形であり、デ
ィフューザカップ４２の内部に配設されている。該燃焼
カップ４４は、軸線５２を中心として伸長する円筒状側
壁６０を有している。該円筒状側壁６０は、平坦な上端
壁６４と平坦な下部フランジ６６との間を伸長してい
る。該上端壁６４及び該下部フランジは、互いに略平行
でかつ軸線５２に対して垂直である。環状列の出口６８
は、燃焼カップ側壁６０の下方部分の周囲に沿って周縁
方向に伸長している。

【００１６】燃焼カップ４４の上端壁６４は、連続溶
接、望ましくは、レーザ溶接により、周縁溶接位置７０
でディフューザカップ４２の上端壁５４に溶接される。
燃焼カップフランジ６６は、連続溶接、同様に、望まし
くは、レーザ溶接により、円周溶接位置７２でディフュ
ーザカップフランジ５６に溶接される。

【００１７】該燃焼室カバー４６は、円形中央部分８０
及び平行であるが他の部分に対しオフセットした環状外
側フランジ８２とを有する、略平坦な金属片である。円
形開口部８４がチャンバカバー４６の中央部８０に位置
決めされている。該チャンバカバー４６の外側フランジ
８２は、連続溶接、同様に、望ましくは、レーザ溶接に
より、周縁溶接位置８６で燃焼カップフランジ６６に溶
接される。

【００１８】密閉密封されたキャニスタ９０が燃焼カッ
プ４４内に配設されている。該キャニスタ９０は、下方
キャニスタ部分９２及びカバー９４という２つの部分か
ら構成されている。該キャニスタカバー９４の半径方向
外端縁は、下方キャニスタ部分９２の隣接端縁にクリン
プ止めされ、該キャニスタ９０を密閉密封する。該キャ
ニスタ９０は、比較的薄いアルミニウムで製造すること
が望ましい。

【００１９】下方キャニスタ部分９２は、該燃焼室の側
壁６０に隣接しかつその側壁６０の内側にある円筒状の
外側壁９６を有している。外側壁９６は、燃焼カップの
側壁６０の出口６８に隣接する領域に薄い肉厚を有して
いる。下方キャニスタ部分９２は又、外側壁９６から半
径方向内方に離間された円筒状の内側壁９８を有してい
る。内側壁９８は、発火装置１４２に隣接した領域に薄
い肉厚を有している。下方キャニスタ部分９２の平坦な
リング状の下部壁１００は、外側壁９６と内側壁９８と
を相互接続させる。下方キャニスタ部分９２の円形の内
側頂部壁１０２は、内側壁９８から半径方向内方向に伸
長しかつ該内側壁に蓋をする。内側頂部壁１０２及び円
筒状の内側壁９８は、該キャニスタ９０に下方向に開口
する中央凹所１０４を画成する。

【００２０】該キャニスタカバー９４は略円形の形状で
ある。凹所１０６はキャニスタカバー９４の中央に配置
されている。自動発火材料の収容部分１０８が凹所１０
６に配置されており、アルミニウムフォイルテープ１０
９により該凹所内に保持されている。

【００２１】ガス発生材料の複数の環状ディスク１１０
が、キャニスタ９０内で次々に積み重ねられている。環
状クッション１１２が最上部のガス発生ディスク１１０
とキャニスタカバー９４との間に配設されている。該デ
ィスク１１０は、点火させたときに窒素を発生する公知
の材料で製造されている。多くの種類のガス発生材料を
使用することが出来るが、適当なガス発生材料は、米国
特許第3,895,098号に開示されたものである。好適なガ
ス発生材料は、アジ化ナトリウムを含有する材料であ
る。アジ化ナトリウムは、燃焼時、酸化ナトリウムを形
成する。

【００２２】環状の前置フィルタ１２０がキャニスタ９
０内に配設されている。該前置フィルタ１２０は、ガス
発生ディスク１１０の半径方向外方及びキャニスタ９０
の外側壁９６の内部に配置される。前置フィルタ１２０
と外側壁９６との間には、小さい環状スペースが存在す
る。

【００２３】符号１２２で概略的に示した環状スラグス
クリーンが燃焼カップ４４の外側でディフューザカップ
４２内に配置されている。該スラグスクリーン１２２は
出口６８の半径方向外方にあり、燃焼カップの側壁６０
に接して横たわっている。しかし、該スラグスクリーン
１２２は燃焼カップの側壁６０の出口６８から離間させ
て配置してもよい。

【００２４】符号１２４で示した環状の最終フィルタ組
立体がスラグスクリーン１２２の上方でディフューザカ
ップ４２内に配置されている。該最終フィルタ組立体１
２４は、ディフューザカップ４２の側壁５０のガス出口
５８の半径方向内方にある。該最終フィルタ組立体１２
４は、以下に説明する各種の材料の複数の層である。こ
れらの層は、ディフューザカップの側壁５０の周囲に沿
って伸長しかつ側壁内部に配置されている。環状フィル
タシールド１２６がディフューザカップの側壁５０から
半径方向内方に伸長し、最終フィルタ組立体１２４とス
ラグスクリーン１２２とを分離させる。該フィルタシー
ルド１２６は、以下に更に詳細に説明するように、干渉
嵌めによりディフューザカップの側壁５０に固着され
る。

【００２５】インフレータ１０は、発火装置組立体１４
０を備えている。該発火装置１４０は、チャンバカバー
４６の開口部８４を通ってキャニスタ９０の中央凹所１
０４まで伸長する発火装置１４２を備えている。発火装
置組立体１４０は、連続溶接、望ましくは、レーザ溶接
により、周縁溶接位置１４４でチャンバカバー４６の中
央部分８０に溶接される。

【００２６】発火装置組立体１４０は発火装置１４２を
備えている。発火装置１４２は、発火装置組立体１４０
から外方向に伸長する一対のリード線１４６を備えてい
る。該ワイヤリード線１４６は、衝突センサ（図示せ
ず）に接続可能である。発火装置１４２の内部にて、該
リード線１４６は発火材料に埋め込まれた抵抗線に接続
されている。薄いプラスチックフィルム（図示せず）が
発火装置１４２の上方部分の外側に配置されており、発
火装置１４２を接地させ、インフレータ１０を作動不能
にする可能性がある金属対金属接触を阻止する。発火装
置１４２は、任意の適当な公知の構造とすることが出来
る。

【００２７】衝突、又はその他の車両の急激な減速が生
じたとき、衝突センサが電気回路を接続させる。次に、
電流がリード線１４６を経て発火装置１４２に流れる。
抵抗線が発火装置１４２を加熱し、発火させる。発火装
置１４２が発火すると、高温のガス生成物が形成され、
このガス生成物は、発火装置１４２から外方向に流動
し、キャニスタ９０の内側頂部壁１０２及び内側壁９８
を破断させる。発火装置１４２からの高温のガスは、ガ
ス発生材料のディスク１１０を発火させる。ガス発生材
料のディスク板１１０は急激に高温のガスを多量に発生
させる。

【００２８】このガスの圧力は、キャニスタ９０の円筒
状の側壁９６に作用し、側壁９６を半径方向外方に向け
て燃焼カップの側壁６０に付勢させる。その結果、キャ
ニスタ９０の薄い側壁９６が燃焼カップの側壁６０にお
ける出口６８にて破断し、又は吹き飛ぶ。出口６８に隣
接する側壁９６の肉厚が薄いため、側壁９６のこの部分
は、所望の圧力で他の部分よりも先に破断することが可
能となる。ディスク１１０の燃焼により発生したガス
は、次に、前置フィルタ１２０を通って半径方向外方に
流動する。前置フィルタ１２０は流動するガスから、幾
つかの粗い微粒子、発火装置組立体１４０及びガス発生
ディスク１１０の他の燃焼生成物を除去する。又、前置
フィルタ１２０は、ガス、及び前置フィルタ上の溶融燃
焼生成付着物を冷却する。ガスは出口６８を通って、ス
ラグスクリーン１２２内に流入する。

【００２９】該スラグスクリーン１２２は、該流動する
ガスから微粒子を除去しかつ捕捉する。又、該スラグス
クリーンは流動するガスを冷却する。ガスが冷却する
と、金属のような溶融燃焼生成物がスラグスクリーン１
２２上に付着する。スラグスクリーン１２２と最終フィ
ルタ組立体１２４との間の該フィルタシールド１２６に
より、スラグスクリーン１２２の内外でガスの乱流が生
ずる。このガスの乱流により、スラグスクリーン１２２
及びディフューザカップ４２の下方部分で比較的大きい
粒子を保持することが容易となる。

【００３０】ガス流は、スラグスクリーン１２２から最
終フィルタ組立体１２４まで軸方向上方に流動する。次
に、このガスは最終フィルタ組立体１２４を通って半径
方向外方に流動し、該フィルタ組立体１２４がガスから
小さい粒子を除去する。最終フィルタ組立体１２４は
又、更にガスを冷却し、その結果、ガスにおける溶融生
成物が該最終フィルタ組立体１２４の一部に堆積する。
環状配列のガス出口５８はガス流をエアバッグ１２に導
入し、該エアバッグ１２を膨張させる。

【００３１】フィルタ組立体１２４の詳細が図２乃至図
５に示してある。図３に示すように、該フィルタ組立体
１２４は、リングの形態に巻かれた複数の材料層を備え
ている。該リングは、該材料層を円筒状マンドレル（図
示せず）に巻くことにより形成される。該材料層は、最
初にストリップの状態に予め組み立てられる。該ストリ
ップは次に、円筒状マンドレルに巻き付ける。金網であ
る最外側層は、それ自体が重なり合うように巻く。次
に、この重なり合った部分は相互に仮付け溶接し、堅密
で円形の一体のフィルタ組立体１２４を形成する。次
に、フィルタ組立体１２４をマンドレルから取り外すこ
とが出来、巻きほどけることはない。

【００３２】図４に示したフィルタ組立体１２４は９つ
の層を有している。内側から見た場合、ガス流の方向
に、第１の３つの層１５０は２８の金網布を備えてい
る、即ち、金網は縦方向及び横方向の両方に１インチ当
たり２８個のストランドを有している。第４の層１５２
は、横方向に１インチ当たり２４のストランド、縦方向
に１インチ当たり１１０のストランドを有する２４×１
１０の金網布である。第１の３つの層１５０は主として
吸熱手段として機能する。第４の層１５２は、第１の３
つの層よりも小さい開口部を有している。該層は、主と
して、前置フィルタ１２０又はスラグスクリーン１２２
では除去されない高温のガス流の中程度の寸法の微粒子
を取り込む。これら３つの層１５０及び層１５２に適当
な金網はステンレス鋼製金網である。層１５０及び層１
５２は、例えば、炭素鋼、ニッケル、銅、チタン、クロ
ム、及び／又はアルミニウムのような他の金属で製造す
ることが出来る。

【００３３】フィルタ組立体１２４の第５の層１５４
は、ソーヒオカーボランダムが「ファイバフラックス」
という登録商標名で販売している酸化アルミニウムと二
酸化ケイ素の混合物を含むセラミックファイバマットで
ある。該マットの組成分は、ＡＬ₂Ｏ₃が少なくとも約４
７％、ＳｉＯ₂が約４７％である。

【００３４】層１５４は又、「ファイバーフラックス」
の代わりに、サーマルセラミックス（Thermal Ceramic
s）が「ウルトラフェルト（Ultrafelt）」という登録商
標名で販売しているアルミナシリカ系セラミックマット
とすることも出来る。使用出来る他のセラミックファイ
バ製マットは、サーマルセラミックスが「セラブラン
ケット（Cerablanket）」及び「セラケム（Cerache
m）」という登録商標名で販売しているアルミナシリカ
系マットである。「ウルトラフェルト」及び「セラブラ
ンケット」は、「ファイバフラックス」と類似した組成
分を有している。「セラケム」は、ＡＬ₂Ｏ₃約３６％、
ＳｉＯ₂約４９％、及びＺｒ₂Ｏ₃約１５％含有してい
る。該マットにおける二酸化ケイ素の機能は、公知の方
法に従い、ガス流中の酸化ナトリウムと反応しかつそれ
を中和させることである。この反応により、ケイ酸ナト
リウムの小さい粒子が形成される。

【００３５】典型的に、層１５４は、比較高密度、小さ
い孔径、及び該層１５０、１５２よりも厚い厚さを有し
ている。一例として、「ファイバフラックス」の仕様を
以下に掲げる。

【００３６】密度＝９乃至１１ポンド／ｆｔ³ ファイバの体積密度＝２．６乃至２．８ｇ／ｃｍ³ 厚さ＝約３．１７５ｍｍ（約０．１２５インチ）この材料は、約４５乃至６８ｍｍＨ₂Ｏの圧力低下を生
じさせる。

【００３７】第６の層１５６は、ニッケルフェルト材料
である。該ニッケルフェルトは、「ファイブレックス
（FIBREX）」という登録商標名でナショナルスタンダー
ド（National Standard Corp.）により販売されてい
る。該ニッケルフェルトは、稠密に充填され、小さい寸
法の複数のガス流路を画成するニッケルファイバの不織
フェルトである。該ニッケルフェルト層１５６の目的
は、ガス流中に形成されたケイ酸塩の小粒子を取り込む
ことである。典型的に、フェルト層１５６は、約０．５
乃至１グラム／インチ²の標準重量（被覆なし）、及び
約０．７６２ｍｍ（約０．０３０インチ）の厚さを有す
る。望ましくは、ニッケルファイバは、例えば、焼結に
よりニッケル又はその他の無機物質の粒子で被覆する。
これは更に、該フェルト内のガス流路の寸法を制限す
る。該ニッケルフェルトは、一方の側又は両方の側に被
覆することが出来る。該ニッケルフェルトと被覆粒子と
の比率は、重量比で約８０／２０乃至６０／４０の範囲
とすることが出来る。

【００３８】被覆の有無、或いは、両側に被覆するか一
方側部のみ被覆するかに拘わらず、該ニッケルフェルト
は、気流に対する比較的小さな透過率を有している。例
えば、標準重量が約１グラム／インチ²で、ニッケルフ
ェルトとニッケル粒子との比が６０／４０で両側に被覆
されたニッケルフェルトは、約５．１３フィート³のガ
ス／分／インチ²の透過率を有する。標準重量約０．５
グラム／インチ²で、ニッニッケルフェルトとニッケル
粒子の比率が８０／２０で一方の側部にのみ被覆された
ニッケルフェルトは、約２２０フィート³／分／インチ²
の透過率を有する。フェルト層１５６は、インフレータ
内のガス流の温度及びその他の条件に耐え得るニッケル
以外の金属ファイバで構成することが可能である。他の
適当な金属の例としては、ステンレス鋼、炭素鋼、銅、
チタン、及びクロムがある。

【００３９】又、第６の層１５６は、ニッケルファイバ
のフェルトとすることができ、該フェルトのファイバ
を、ニッケル粒子及び二酸化ケイ素粒子で被覆するよう
にしてもよい。かかる被覆の一例は、ニッケルファイバ
とニッケル及び二酸化ケイ素粒子との比率が重量比で６
０／４０としたものである。ニッケル粒子により二酸化
ケイ素を保持することが可能となり、二酸化ケイ素が金
属ファイバからはがれ落ちるのが防止される。二酸化ケ
イ素は、気流中の酸化ナトリウムと反応しかつそれを中
和するための更なる反応箇所を提供する。

【００４０】外側の３つの層１５８は、内側の３つの層
１５０と同様の構造であり、２８メッシュの金属布であ
る。該外側の３つの層の目的は、主として、フィルタ組
立体１２４を補強しかつ強度を提供することである。

【００４１】図４に示すように、最終組立前の該フィル
タ組立体１２４の層１５０、１５２、１５４、１５６、
及び１５８は、ガス流の方向と交差する垂直方向に異な
る寸法を有している。この垂直方向は、ディフューザカ
ップ４２の端部壁５４とフィルタシールド１２６との間
の方向である。これらの寸法は、インフレータ１０の容
積、及び気流の量等のファクタによって異なる可能性が
あることが理解されよう。一例として、内側の３つの層
１５０は、約１７．８乃至１８．６ｍｍの範囲の垂直寸
法を有することが出来る。全ての３つの層１５０の垂直
寸法を等しくするのが理想である。しかし、金網の製造
時の許容公差により、図示するように、垂直寸法にある
程度の相違が生じることがある。第４の層１５２は、第
１の３つの層より僅かに小さな垂直寸法、例えば、１
７．６乃至１８．５ｍｍとなる。

【００４２】これと対照的に、第５の層１５４及び第６
の層１５６は、層１５０、１５２より著しく大きい垂直
寸法を有する。一例として、これらの２つの層は、約２
２．５乃至２３．５ｍｍの範囲の公称垂直寸法とするこ
とが出来る。図４に示すように、これら第５及び第６の
層は、第１の４つの層１５０、１５２の上方及び下方周
縁の上方及び下方の双方に略等距離だけ伸長する周縁部
分１６２、１６４を有している。

【００４３】最後に、最後の３つの層１５８は、第１の
３つの層１５０の垂直寸法と略同一の約１７．８乃至１
８．６ｍｍの範囲内の公称垂直寸法を有している。層１
５０と同様、中間層１５４、１５６の上方及び下方端縁
は、層１５８の上方及び下方周縁から上方及び下方の双
方に略等距離だけ離間されている。

【００４４】金網から成るこれらの層１５０、１５２
は、本発明において、第１のフィルタ部分を画成する。
気流の方向への層１５０、１５２の全体的な厚さは、吸
熱手段を提供し、粗粒子を取り込むのに十分である。勿
論、層の数とその構成は、インフレータの他の特徴によ
って異なる可能性がある。金網製の第１のフィルタ部分
は、ガス流に対する抵抗力が比較的小さい部分である。
フィルタ層１５０、１５２の場合と同様、層１５４、１
５６の構成、厚さ、及び数は異なる可能性がある。しか
し、これら層１５４、１５６の機能は、ガス流における
酸化ナトリウムを中和するための反応地を提供し、高温
のガス流からケイ酸塩の小粒子を取り込むことである。
従って、これらフィルタ層１５４、１５６は、層１５
０、１５２よりもガス流に対する抵抗力が大きい部分を
画成する。

【００４５】層１５８は、第３のフィルタ部分を構成す
る。該層１５８は任意選択的である。これらの層の機能
は、フィルタ組立体１２４に構造的強度を付加すること
である。そのため、該層は、ガス流に対し著しい付加的
な抵抗力を作用さることはない。故に、層１５８は、層
１５４、１５６と比較して、ガス流に対する抵抗力が比
較的小さい部分を構成する。

【００４６】図５には、該フィルタシールド１２６とデ
ィフューザカップ端壁５４の間に本発明のフィルタ組立
体を密封する方法が示してある。層１５４、１５６の端
縁部分１６２、１６４は、最終組立の前に第１のフィル
タ部分の上方及び下方端縁を越えて伸長し、層１５０、
１５２、及び１５８の露出端縁にそれぞれ当接するよう
に折り重ねられる。これらの折り重ねられた端縁部分は
又、該フィルタシールド１２６の上面及びディフューザ
カップ４２の該端壁５４の内側表面に接触して横たわっ
ている。後述するように、フィルタシールドは、ディフ
ューザカップ側壁５０と干渉嵌めし、該側壁５０に着座
する。ガス流の方向への層１５４、１５６の折り重ねら
れた端縁部分１６２、１６４の長さは、ガス流に対する
抵抗力が比較的大きい、フィルタシールド１２６及び端
壁５４に隣接した周縁領域を提供するのに十分である。
換言すれば、折り重ねられた端縁部分１６２、１６４の
長さは、ガスがフィルタ組立体の中央領域を通って優先
的に流動するのに十分な程度だけ、２つの層１５４、１
５６の合計した厚さを上廻る。従って、これら折り重ね
られた端縁部分は、フィルタ組立体１２４、及び折り重
ねられた端縁部分１６２、１６４の間を通るガス流に対
する抵抗力の比較的小さいガス流路を画成する。故に、
フィルタ組立体１２４は、インフレータハウジングに密
封され、ガス流は該フィルタ組立体の全ての層を通る。

【００４７】図５に示すように、セラミックファイバ及
びニッケルフェルト層１５４、１５６の材料は、層１５
０、１５２、及び１５８の垂直寸法における変動を許容
し得るのに十分な程度に圧縮可能である。このように、
折り重ねられた層は又、ガス流がフィルタシールド１２
６とディフューザカップ４２の端部壁５４との間でフィ
ルタ表面を迂回するのを阻止し、更に、フィルタ組立体
１２４をインフレータハウジングに効果的に密封する。

【００４８】ディフューザカップ４２内でフィルタ組立
体１２４を組み立てる方法については、図３、４、及び
５を参照して説明することが出来る。先ず、図３を参照
すると、フィルタ組立体１２４は端部壁５４に接触して
着座するようにディフューザカップ４２内に配置する。
次に、フィルタシールド１２６をフランジ５６に隣接す
るフィルタカップの開放端内に配置する。フィルタシー
ルド１２６は、ディフューザカップの側壁５０と干渉嵌
めする周縁フランジ１８０を有している。フィルタシー
ルド１２６は、それがフィルタ組立体１２４と当接する
まで、ディフューザカップ内に押し込む。この構成要素
の配列は図４に示してある。

【００４９】次に、フィルタシールド１２６をディフュ
ーザカップ４２内に更に押し込む。これによって、図５
に示すように、中間層１５４、１５６の端縁部分１６
２、１６４が層１５０、１５２、及び１５８の端縁の上
に折り重ねられる。フィルタシールド１２６のフランジ
１８０とディフューザカップ４２の側壁５０との間の干
渉嵌めは、構成部品を図５に示す形態に維持する。この
時点で、他の構成部品を組立体に追加し、最後に、溶接
位置７０及び７２（図５）にてディフューザカップ４２
及び燃焼カップ４２を共に溶接する。

【００５０】本発明の変形例が、当業者に明らかであろ
う。例えば、ニッケルフェルト層１５６に二酸化ケイ素
を導入することにより、層１５４のようなセラミックフ
ァイバマットを使用せずに、フィルタ組立体を形成する
ことが可能となる。フィルタスクリーン１５０、１５
２、及び１５６の数及びメッシュ寸法を変えることが出
来る。上記及びその他の変更を実施し、所望に応じてイ
ンフレータのガス発生量を調整することが出来る。

【００５１】本発明の上記の説明から、当業者は、改
良、変形例及び応用例が理解されよう。当該技術の範囲
内のかかる改良、変形例及び応用例は、特許請求の範囲
に包含することを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従い構成されたインフレータを内蔵す
る膨張可能な搭乗者の拘束モジュールを備える車両の舵
取りハンドルの部分横断面図である。

【図２】図１のインフレータの部分横断面図である。

【図３】本発明に従ったフィルタを示す、図２のインフ
レータの一部の分解斜視図である。

【図４】インフレータの組み立てが完了する前のインフ
レータの部品を示す図３のインフレータの一部の拡大断
面図である。

【図５】インフレータの組み立てが完了した後のインフ
レータの部品を示す図３のインフレータの一部の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１０インフレータ１２エアバッグ１４カバー１６舵取りハンドル４０ハウジング４２ディフューザカップ４４燃焼カップ４６燃焼室カバー５０円筒状側壁５４上部端壁５６フランジ５８ガス出口開口部６０円筒形側壁６４上部端壁６６下部フランジ６８出口７０円周溶接位置７２円周溶接位置８０円形中央部分８２環状外側フランジ８４円形開口部８６円周溶接位置９０キャニスタ９２下方キャニスタ部分９６円筒形外側側壁９８円筒形内側側壁１００リング形下部壁１０２円形内側上部壁１０４中央凹部分１０６凹状部分１０８収容部分１０９アルミニウムフォイルテープ１１０環状ディスク１１２環状クッション１１４最上部ガス発生ディスク１２０環状前置フィルタ１２２スラグスクリーン１２４最終フィルタ組立体１２６フィルタシールド１４０発火装置組立体１４２発火装置１４４周縁溶接位置１４６リード線１５０第１の３つの層１５２第４の層１５４第５の層１５６第６の層１５８外側の３つの層１６２周縁部分１６４周縁部分１８０周縁フランジ

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−152510（ＪＰ，Ａ) 特開平２−169345（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−66635（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−18770（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の搭乗者の拘束装置を膨張させるガ
スを発生させるインフレータにして、ハウジングであって、ガス発生材料用のチャンバと、ガ
スが前記ハウジングから前記拘束装置に流入する際に通
過するガス出口とを有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記ガス出口へのガス流
路を提供するフィルタであって、ガスがガス流路内を流
動する際にガスをろ過しかつ冷却させるフィルタとを備
え、前記フィルタが、複数のフィルタ層を備え、前記フィル
タ層の少なくとも１つが他のフィルタ層の少なくとも１
つよりもガス流に対する大きな抵抗力を有し、前記１つのフィルタ層が、前記ハウジングと前記少なく
とも１つの他の層との間に存在してかつこれらハウジン
グと前記少なくとも１つの他の層の両方に係合する部分
を有し、前記ガス流路のガス流に対する抵抗力よりも大
きいガス流に対する抵抗力を有する、前記ハウジングに
隣接したガス流密封領域を提供することを特徴とするイ
ンフレータ。
【請求項２】請求項１に記載のインフレータにして、
前記１つのフィルタ層が金属フェルトであり、前記少な
くとも１つの他のフィルタ層が金網であることを特徴と
するインフレータ。
【請求項３】請求項１に記載のインフレータにして、
前記１つのフィルタ層が金属フェルト層と、それに隣接
するセラミックマット層とを備え、前記金属フェルト層
及び前記セラミックマット層が、前記ハウジングと前記
少なくとも１つの他のフィルタ層との間に存在する部分
を有し、前記ガス流密封領域を提供することを特徴とす
るインフレータ。
【請求項４】請求項３に記載のインフレータにして、
前記金属フェルトの少なくとも１つの側部が該フェルト
に焼結させた金属で被覆されること特徴とするインフレ
ータ。
【請求項５】請求項１に記載のインフレータにして、
ガス流の方向に、第１の複数の金網層と、セラミックマ
ット層と、金属フェルト層と、及び第２の複数の金網層
とを備え、前記セラミックマット層及び金属フェルト層
が、前記ハウジングと前記第１及び第２の複数の金網層
との間に存在する部分を有し、前記ガス流密封領域を提
供することを特徴とするインフレータ。
【請求項６】請求項５に記載のインフレータにして、
前記第１の複数の金網層が吸熱手段を提供する複数の比
較的粗い金網層及びガス流中の微粒子を取り込む１つの
比較的細かい金網層を備えることを特徴とするインフレ
ータ。
【請求項７】請求項５に記載のインフレータにして、
前記セラミックマット層が、ハウジングと前記第１の複
数の金網層との間に存在する部分を備え、前記金属フェ
ルト層が、前記ハウジングと前記第２の複数の金網層と
の間に存在する部分を備えることを特徴とするインフレ
ータ。
【請求項８】車両の搭乗者の拘束装置を膨張させるガ
スを発生させるインフレータにして、ガス流の方向に伸長する表面を有するハウジングと、前記ガス流をろ過しかつ冷却させるフィルタ組立体とを
備え、前記フィルタ組立体が、ガス流の方向に比較的大きな孔寸法及び厚さを有し、第
１のフィルタ部分が吸熱手段として機能するのを許容す
る金網を備える第１のフィルタ部分と、前記第１のフィルタ部分に隣接し、前記第１のフィルタ
部分よりも小さい孔寸法及びガス流に対するより大きい
抵抗力を有する第２のフィルタ部分とを備え、前記第１のフィルタ部分が、周縁端縁を有し、前記第１
及び第２のフィルタ部分が前記周縁端縁間にフィルタ領
域を画成し、前記第２のフィルタ部分が、第１のフィルタ部分の前記
周縁端縁を越えて伸長しかつ前記第１のフィルタ部分の
周縁端縁上に折り重ねられる端縁部分を備え、前記折り重ねられた端縁部分が前記ハウジング表面と係
合し、ガスの流動方向への前記折り重ねられた端縁部分の長さ
が、前記フィルタ領域よりもガス流に対する抵抗力が大
きい周縁領域を提供するのに十分であることを特徴とす
るインフレータ。
【請求項９】請求項８に記載のインフレータにして、
前記第１のフィルタ部分が複数の金網層を備え、前記第
２のフィルタ部分が１つのセラミックファイバマット層
又は１つの金属フェルト層あるいはこれら両方の層を備
えることを特徴とするインフレータ。
【請求項１０】請求項９に記載のフィルタ組立体にし
て、前記ガスが酸化ナトリウムを含み、前記第２のフィ
ルタ層がニッケルフェルト層を備え、前記ニッケルフェ
ルト層が、前記酸化ナトリウムと反応可能な酸性酸化物
の粒子を焼結されていることを特徴とするインフレー
タ。
【請求項１１】請求項１０に記載のフィルタ組立体に
して、前記ニッケルフェルト層が、ニッケルフェルトに
焼結されたニッケル粒子を有することを特徴とするイン
フレータ。
【請求項１２】請求項１１に記載のフィルタ組立体に
して、前記酸性酸化物が二酸化ケイ素であることを特徴
とするインフレータ。
【請求項１３】請求項８に記載のフィルタ組立体にし
て、前記第２のフィルタ部分が二酸化ケイ素及び酸化ア
ルミニウムから形成されセラミックファイバマット層
と、金属フェルトに焼結させたニッケル粒子を含む金属
フェルト層とを備えることを特徴とするインフレータ。
【請求項１４】ガスの流動方向に伸長するハウジング
表面を有する車両の搭乗者の拘束装置と、前記ガス流を
ろ過しかつ冷却させるフィルタ組立体とを組立てる方法
であって、前記フィルタ組立体が、ガス流に対する抵抗
力が比較的小さい第１のフィルタ部分と、ガス流に対す
る抵抗力が比較的大きい第２のフィルタ部分とを備え、
前記第１のフィルタ部分が周縁端縁を有し、前記第１及
び第２のフィルタ部分が前記周縁端縁の密封部分内にフ
ィルタ領域を画成するようにする組み立て方法にして、前記第２のフィルタ部分に対して、前記第１のフィルタ
部分の周縁端縁を越えて伸長する端縁部分を提供する段
階と、前記第１のフィルタ部分の周縁端縁上に前記端縁部分を
折り重ねる段階であって、前記端縁部分が前記周縁端縁
及び前記ハウジングの表面に係合するようにする段階と
を備え、前記端縁部分の長さが、前記ハウジング表面に隣接した
前記フィルタ部分の周縁領域に対して、前記フィルタ領
域の抵抗力よりも大きいガス流に対する抵抗力を付与す
るのに十分であるようにすることを特徴とする方法。