JP3035865U - 膨脹型車両乗員拘束装置用インフレータとそれに用いるフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膨脹型車両乗員拘束モジュールの新奇且つ改
善された、組み込むのに相当安価且つ簡易であり、しか
も動作が非常に安定したフィルタを提供する。 【解決手段】 略円筒状の内面と該内面から半径方向外
方に離隔された所定直径及び所定軸方向長さを有する略
円筒状の外面とを有する管状のフイルタエレメント７０
と、該外面を囲む管状の支持部材７６、とを有する膨脹
型車両乗員拘束装置用インフレータ１０に用いるフィル
タであって、支持部材７６は、フイルタエレメント７０
の所定軸方向長さの外面の少なくとも主要な部分に等し
い軸方向長さを有すると共に、該外面の外周に密着する
ように該外面の直径と略等しい内径を有し、支持部材７
６には、複数個の貫通孔８０が設けられる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、エアバッグ拘束システムとして公知である膨脹型車両乗員拘束装置 に関し、更に詳細には、斯かる装置のインフレータ用の新奇且つ改善されたフィ ルタ構造と、該フィルタ構造を採用したインフレータモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

火工技術タイプ（pyrotechnic type）のエアバッグ拘束装置用のインフレータ モジュールは、着火用の火工装薬とガスを発生する火工材料とを収容するハウジ ングを通常含む。一般的に、着火装薬とガス発生材のために、それぞれ独立した セクションないしチャンバが設けられる。ハウジングは、大量のガスを発生する 反応を起こすために着火装薬の燃焼ガスをガス発生材料に接触させるための内部 ポートを具備する。

【０００３】 更にハウジングは、発生したガスを膨張型クッション（エアバッグ（袋体）） に流入させてこれを膨張させるための多数の出口ポートを含む。 普通、ガス発生材料は、多量の微粒子を含む相当高温のガスを発生させる。微 粒子を除去し且つガスを幾分冷却するために、ガスがハウジングのポートを通過 して膨張型クッションの中に流入した後で、ガスのフイルタ濾過を行うのが一般 的である。

【０００４】 運転席用エアバッグ装置においては、ハウジング並びに膨張型クッションは、 通常ステアリングホイールの中に配設され、ハウジングは、通常ステアリングホ イールの回転軸線に平行な長手軸線を具えた短い円筒体（シリンダ）として形成 される。助手席用エアバッグ装置は、通常大容量のクッション（エアバッグ（袋 体））を含み、ステアリングホイールに取付けられる運転席用エアバッグ装置と 比べて、インフレータの取付けのためにより大きなスペース（空間）を必要とす る。助手席用エアバッグ装置のインフレータのハウジングは、運転席用エアバッ グ装置のそれと比べてより小さな直径を有する細長い（すなわち、長くなった分 だけ補助のガス発生材料を収容するための容量が追加される）円筒体として通常 形成される。

【０００５】 運転席用エアバッグのインフレータにおいて、膨張型クッションにガスを供給 するためのガス出口ポートは、半径方向に配置するか、あるいは軸方向に配置す るかである。軸方向タイプの場合、ポートは、円筒状のインフレータのハウジン グの長手方向上端部に配設される。他方、半径方向タイプの場合、ポートは、円 筒状のインフレータのハウジングの半径方向外面に配設される。本考案は、後者 、すなわち半径方向タイプに関する。

【０００６】 半径方向タイプにおいて、通常フイルタは、ハウジングの出口ポートの半径方 向内方に配設した略管状の部材である。従来のフイルタは、合成のフイルタユニ ットとして組み立てられる多数のフイルタ層や他の材料を有する合成フイルタ構 造として形成されていた。しかるに、本考案は、一体形成された単一の略管状の セラミック製フイルタエレメントを含む簡素なフイルタを提供する。フイルタエ レメントは、それに限定されないが、セラミック、金属粉末、メタルファイバ、 あるいはこれらの材料を２種類以上組み合わせたもので形成することができる。

【０００７】 フイルタの高効率化とガスの大流量化の双方を達成するために出来るだけ大き なフイルタ領域にガスを貫流させるため、インフレータのハウジングの内壁とフ イルタとの間にプレナム空間を設けることが望ましい。しかるに、単一フイルタ の場合、フイルタの外周壁部は、ハウジングの内壁に対設されるというよりも離 設されるために、外周の支持すなわち半径方向の支持を欠いている。一般的に言 って、支持のない管状のフイルタエレメントは、急速に発生するガスとその結果 としてフイルタの半径方向外方に働くガス圧との下で周応力（hoop stress）を 受ける。半径方向の支持を欠くために、この周応力のため、略管状すなわちリン グのようなフイルタは、引っ張り破壊（tensile failure）を生じる虞れがある 。

【０００８】 ＯＳ Ｐａｔｅｎｔ ５，２９０，０６０号に記載されているようなハイブリッ ド／ブロウダウン型と呼ばれる第２のタイプのエアバッグ装置は、膨張型クッシ ョンに連結されたガス（通常アルゴン）のシール密閉された管に関係した火工技 術的な単純な着火構造を採用している。着火部材は、ガスが膨張型クッションを 急速充填し得るように、ガスの管からシールを除去するのに役立つ。この後者の タイプの装置にはフイルタが現実に実装されていないが、本考案に係るフイルタ は、必要に応じて実装できる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、膨脹型車両乗員拘束モジュールの新奇且つ改善されたフィル タを提供することにある。 本考案の別の目的は、インフレータモジュールに組み込むのに相当安価且つ簡 易であり、しかも動作が非常に安定したフィルタを提供することにある。

【００１０】 本考案の更に別の目的は、セラミック、金属粉末、メタルファイバ、あるいは 、これらの材料を２種類以上組み合わせたもので形成した単一のフイルタエレメ ントを含むフイルタを提供することにある。 本考案の他の目的は、インフレータのハウジングの出口ポートとフイルタエレ メントとの間にプレナムが形成され且つ周応力の作用からフイルタエレメントが 保護されるような前述したタイプのフイルタを含むインフレータモジュールを提 供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案は、略円筒状の内面と該内面から半径方向外 方に離隔された所定直径及び所定軸方向長さを有する略円筒状の外面とを有する 管状のフイルタエレメントと、該外面を囲む管状の支持部材、とを有する膨脹型 車両乗員拘束装置用インフレータに用いるフィルタであって、該支持部材は、前 記フイルタエレメントの所定軸方向長さの外面の少なくとも主要な部分に等しい 軸方向長さを有すると共に、該外面の外周に密着するように該外面の直径と略等 しい内径を有し、該支持部材には、複数個の貫通孔が設けられることを構成上の 特徴とする。

【００１２】 別の本考案は、略円形の上壁部及び底壁部と両壁部の間に延びる管状の側壁部 とを有し、これらの壁部が中にチャンバを形成するような円筒状のハウジングと 、該ハウジングの側壁部の内面に近接した外面を有する該チャンバ内に配設され た管状のフィルタ、とを含む膨脹型車両乗員拘束装置用インフレータであって、 該フィルタは、略円筒状の内面と該内面から半径方向外方に離隔された所定直径 及び所定軸方向長さを有する略円筒状の外面とを有する管状のフイルタエレメン トと、該外面を囲む管状の支持部材、とを有し、該支持部材は、前記フイルタエ レメントの所定軸方向長さの外面の少なくとも主要な部分に等しい軸方向長さを 有すると共に、該外面の外周に密着するように該外面の直径と略等しい内径を有 し、該支持部材には、複数個の貫通孔が設けられ、該支持部材の外面は、該フィ ルタの外面を構成していることを構成上の特徴とする。

【００１３】

【考案の実施の形態】

図面を参照するに、先ず図１を参照すると、本考案に従って構成されたフィル タ１２を利用したインフレータが図示されている。図示態様において、相当短い 円筒状のインフレータ１０が示されており、これは、ステアリングホイール（図 示せず）に取付けられる運転席用のエアバッグ拘束システムに好適である。しか しながら、本考案は、助手席用エアバッグ拘束システムに用いる幾分長めの円筒 状に形成されたインフレータにも適用可能である。

【００１４】 図示態様において、インフレータ１０は、略円形の底壁部１６と略円筒状の外 周壁部１８とを有したハウジング１４を含む。外周壁部１８の半径方向内方側に 離設されているのは、略円筒状の内部壁部２０である。外周壁部１８と内部壁部 ２０は、円形の上壁部２４から延びている。典型的には、上壁部２４と外周壁部 １８と内部壁部２０は、１ユニットとして一体形成される。この一体化されたユ ニットは、通常ディフューザと呼ばれる。このユニットすなわちディフューザに は、通常溶接によって底壁部１６が接続される。底壁部１６は、上方に延びる略 環状の短い一対の面（リング）を有しており、該一対の面は、それぞれ外周壁部 １８と内部壁部２０の面と略一致するように係合する。

【００１５】 外周壁部１８と内部壁部２０は、一対のチャンバ（室）を画成する。内部壁部 ２０の内側には、略円柱状の着火チャンバ２８が設けられる。着火チャンバ２８ は、着火剤３０を部分的に収容すると共にイニシエータ（スクイブ）３２を収容 する。内部壁部２０の外側で外周壁部１８の内側には、別の略環状のガス発生チ ャンバ３４が設けられる。ガス発生チャンバ３４は、ガス発生用のガス発生剤（ 火工材料）３６を所定量収容する。ガス発生剤３６は、アジドのような組成物で あって、多くの場合がそうであるように、図示したような錠剤形状を有する。実 際上、ガス発生チャンバ３４は、ガス発生剤３６によって概ね充たされる。内部 壁部２０には、着火チャンバ２８とガス発生チャンバ３４とを連結する複数個の 貫通孔すなわち着火ポート３８が設けられる。着火ポート３８を介して、着火剤 ３０からの高温ガスは、ガス発生チャンバ３４の中に入ることができ、ガス発生 剤３６は、膨張用ガスを発生することができる。

【００１６】 外周壁部１８には、複数個の貫通孔すなわちガス出口ポート４０が設けられる 。ガス出口ポート４０を介して、発生する膨張用ガスは流出し、（ディフューザ を略覆うような関係にある）膨張型クッションすなわちエアバッグ（図示せず） を充填する。ガス発生剤３６の外側で外周壁部１８の内側には、略管状のフィル タ５０が配置される。ガス発生剤３６からの微粒子（スラグ）が膨張型クッショ ンに近づくのを阻止したり、膨張型クッションに流入する前にガスを僅かでも冷 却する等のため、フィルタ５０が設けられる。フィルタ５０は、以下に更に詳述 するように、本考案に従って構成される。

【００１７】 図示態様において、フィルタ５０の最外面は、プレナムチャンバ５２を間に形 成・構成するために、外周壁部１８の内面から半径方向内方に離隔されている。 インフレータ１０のハウジング１４の外周壁部１８の内面とフィルタとの間のこ のプレナムチャンバ（空間）５２は、通過ガス量及びフィルタ効率の向上のため に、フィルタの出来る限り広い領域をガスが貫流できるようにするのに役立つ。

【００１８】 フィルタ５０を越えるのではなくてフィルタ５０をガスが通り抜けるのを確実 にするため、好ましくは金属製の弾性シートから成る、補助的な位置決め・シー ル部材（リング）５４が設けられる。フィルタ５０の下縁部を囲んでいるように 見えるこのリング５４は、弾性を有し所定角度で外方に延びる略環状のスカート 部分５６を具備し、スカート部分５６は、シールを構成するように外周壁部１８ の内面によって内方に押圧されている。スカート部分５６は、外周壁部１８に対 してフィルタ５０を中心位置決めするのに役立ち、従って、プレナムチャンバ（ 空間）５２の半径方向寸法を略均一にするのに役立つ。リング５４は、フィルタ の上端部がシール（封止体）として機能するように、上壁部２４に対してフィル タ５０の上縁部を押圧するのに役立ち、これにより、ガスは、ガス出口ポート４ ０に到達するために、フィルタ５０を通り抜けねばならない。本考案の範囲を逸 脱することなく、フィルタ５０を位置決め及びシールするための他の手段を設け ることができる。

【００１９】 上壁部２４、外周壁部１８、及び内部壁部２０を含むディフューザに底壁部１ ６を溶接・組立する際にガス発生剤３６を保護しながら作業を行うために、リテ ーナ５８が設けられる。リテーナ５８は、図示態様において、浅い円錐体のよう な環状主部６０を有した略環状を呈している。この環状主部６０の対向する両側 から上方に延びているのは、垂直曲げ部６２であり、そこから更に半径方向内方 及び外方に延びているのは、折り返し曲げ部６４である。半径方向外方に延びて いる折り返し曲げ部６４の自由縁部は、外周壁部１８の内面の直径よりも僅かに 大きくなっている。半径方向内方に延びている折り返し曲げ部６４の自由縁部は 、内部壁部２０の外径よりも僅かに小さくなっている。従って、リテーナ６８が 上方に押し上げられ得るので、折り返し曲げ部６４は、外周壁部１８と内部壁部 ２０とに係合するように変形される。ガス発生剤３６は、先ずガス発生チャンバ ３４の中に導入され、その上には、ガス発生剤３６を覆って保持するように押圧 ・位置決めされ、底壁部１６は、上壁部２４、外周壁部１８及び内部壁部２０を 含むディフューザに組み付けられる。

【００２０】 図２及び３を参照すると、フィルタ５０は、管状のフィルタエレメント７０か ら成るように見える。フィルタエレメント７０は、略円筒状の内面７２と、該内 面７２から半径方向外方に平行に離隔した略円筒状の外面７４、とを有する。略 管状の支持部材７６は、フィルタエレメント７０の外面７４に対して周りを囲う ように係合する。この管状の支持部材７６は、軸線方向の高さ寸法７８を有する ように形成され、この寸法は、フィルタエレメント７０の外面７４の軸線方向の 高さ寸法７５の大部分と略等しい。支持部材７６の内径は、周接して支持係合す るためにフィルタエレメントの外面の直径と略同じである。

【００２１】 支持部材７６は、複数個の貫通孔８０を有しているように見える。好ましくは 、フィルタエレメント７０は、単一の一体形成されたセラミック部材として構成 される、すなわち、単一部品として形成される。斯かるフィルタは、セラミック 、金属粉末、メタルファイバ等の材料の２以上の組み合わせで形成することがで きる。好ましくは、支持部材７６は、金属材料から成る。支持部材７６の貫通孔 ８０は、広い寸法範囲で形成可能である。しかしながら、孔寸法は、フィルタエ レメント７０の周応力（hoop stress）に反作用し得るようにフィルタエレメン トを支持するために支持部材７６の孔なし領域を保持しながら、フィルタエレメ ント７０を貫流するガスの速度と実質的に一致する速度で（すなわち、流れを激 減させないように）支持部材をガスが貫流し得るように、適正化される。支持部 材は、この特性（すなわち、単一のフィルタエレメント７０の周応力に対抗する ように支持しながら相当自由にガスを貫流させ得る）を充足し得る様々の形態で 構成することができる。斯かる周応力は、フィルタエレメント７０を通ってフィ ルタ濾過されるガスによってフィルタエレメントに生じる半径方向外方の応力の 結果として生じる。

【００２２】 従って、支持部材７６は、金属製の多孔性チューブとして構成できるし、ワイ ヤスクリーンメッシュ材で形成できるし、エキスパンデッドメタル材で形成でき る。 周応力に対する抵抗力が支持部材７６によってフィルタエレメント７０に付与 されるのを確実化するために、両部材はプレスフィット接続される。従って、支 持部材７６は、フィルタエレメント７０の外面７４に対して、半径方向内方への 圧縮力を付与する。これを実施する一方法としては、支持部材の内径がフィルタ エレメントの外径と略同じであるように寸法構成することである。フィルタエレ メントの周りに支持部材７６を組み込むために、支持部材７６は、幾分大きくな るように加熱され、これによって大きくなった支持部材は、フィルタエレメント ７０の外面７４の周りに係合される。次いで、支持部材７６は冷却されて収縮し 、半径方向内方への圧縮力を、フィルタエレメント７０の外面７４に及ぼす。

【００２３】 別の構成例としては、支持部材７６は、外周壁部１８をなくすために、インフ レータのハウジング１４の半径方向外方の壁としての機能を奏するようにできる 。 本考案の特定の実施態様につき詳細に図示及び記載したが、当業者によって、 本考案の範囲から逸脱せずに、本考案に従って様々の変更及び改変を行うことが できる。本考案の範囲は、本明細書に図示及び記載した特定の実施態様に限定さ れるものではなく、実用新案登録請求の範囲によって画定されるべきである。実 用新案登録請求の範囲の要旨は、そのような変更及び改変等に及ぶものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るフィルタを組み込んだインフレー
タのハウジングの縦断面図である。

【図２】本考案に係るフィルタの側面図である。

【図３】図２のフィルタの上面図である。

【符号の説明】

１０…インフレータ １２…フィルタ １４…ハウジング １６…底壁部 １８…外周壁部 ２０…内部壁部 ２４…上壁部 ２８…着火チャンバ ３２…イニシエータ ３４…ガス発生チャンバ ３６…ガス発生剤 ３８…着火ポート ４０…ガス出口ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 マイケル ピー．ジョーダン アメリカ合衆国，ユタ 84405，サウス ウェーバー，サウス チェダー サークル 8140

Claims (15)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒状の内面と該内面から半径方向外
   方に離隔された所定直径及び所定軸方向長さを有する略
   円筒状の外面とを有する管状のフイルタエレメントと、 該外面を囲む管状の支持部材、とを有する膨脹型車両乗
   員拘束装置用インフレータに用いるフィルタであって、 該支持部材は、前記フイルタエレメントの所定軸方向長
   さの外面の少なくとも主要な部分に等しい軸方向長さを
   有すると共に、該外面の外周に密着するように該外面の
   直径と略等しい内径を有し、 該支持部材には、複数個の貫通孔が設けられることを特
   徴とするフィルタ。
2. 【請求項２】 前記フイルタエレメントは、セラミッ
   ク、金属粉末、メタルファイバ、これらの材料を２種類
   以上組み合わせたもの、の中から選んだ１の材料で形成
   され、 前記支持部材は、金属材料で形成されることを特徴とす
   る請求項１記載のフィルタ。
3. 【請求項３】 前記フイルタエレメントの内面の軸方向
   長さは、外面の軸方向長さよりも長いことを特徴とする
   請求項１記載のフィルタ。
4. 【請求項４】 前記支持部材の貫通孔は、該貫通孔を貫
   流するガスの流速がフイルタエレメントを貫流するガス
   の流速と略一致し得るように、しかも、前記支持部材の
   貫通孔の空いていない領域が十分に存在していてフイル
   タエレメントの周応力に反作用してフイルタを支持し得
   るように適正寸法化されることを特徴とする請求項１記
   載のフィルタ。
5. 【請求項５】 前記支持部材は、多孔性の金属で形成さ
   れた管から成ることを特徴とする請求項１記載のフィル
   タ。
6. 【請求項６】 前記支持部材は、ワイヤスクリーンメッ
   シュ材で形成されることを特徴とする請求項１記載のフ
   ィルタ。
7. 【請求項７】 前記支持部材は、エキスパンデッドメタ
   ルで形成されることを特徴とする請求項１記載のフィル
   タ。
8. 【請求項８】 略円形の上壁部及び底壁部と両壁部の間
   に延びる管状の側壁部とを有し、これらの壁部が中にチ
   ャンバを形成するような円筒状のハウジングと、 該ハウジングの側壁部の内面に近接した外面を有する該
   チャンバ内に配設された管状のフィルタ、とを含む膨脹
   型車両乗員拘束装置用インフレータであって、 該フィルタは、略円筒状の内面と該内面から半径方向外
   方に離隔された所定直径及び所定軸方向長さを有する略
   円筒状の外面とを有する管状のフイルタエレメントと、
   該外面を囲む管状の支持部材、とを有し、 該支持部材は、前記フイルタエレメントの所定軸方向長
   さの外面の少なくとも主要な部分に等しい軸方向長さを
   有すると共に、該外面の外周に密着するように該外面の
   直径と略等しい内径を有し、 該支持部材には、複数個の貫通孔が設けられ、 該支持部材の外面は、該フィルタの外面を構成している
   ことを特徴とするインフレータ。
9. 【請求項９】 前記フイルタエレメントの外面の直径
   は、間にプレナムを形成し得るように、前記ハウジング
   の側壁部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項８
   記載のインフレータ。
10. 【請求項１０】 前記ハウジングの側壁部は、複数個の
    貫通したガス出口ポートを有することを特徴とする請求
    項８記載のインフレータ。
11. 【請求項１１】 前記フイルタエレメントは、セラミッ
    ク、金属粉末、メタルファイバ、これらの材料を２種類
    以上組み合わせたもの、の中から選んだ１の材料で形成
    され、 前記支持部材は、金属材料で形成されることを特徴とす
    る請求項８記載のインフレータ。
12. 【請求項１２】 前記支持部材の貫通孔は、該貫通孔を
    貫流するガスの流速がフイルタエレメントを貫流するガ
    スの流速と略一致し得るように、しかも、前記支持部材
    の貫通孔の空いていない領域が十分に存在していてフイ
    ルタエレメントの周応力に反作用してフイルタを支持し
    得るように適正寸法化されることを特徴とする請求項８
    記載のインフレータ。
13. 【請求項１３】 前記支持部材は、多孔性の金属で形成
    された管から成ることを特徴とする請求項８記載のイン
    フレータ。
14. 【請求項１４】 前記支持部材は、ワイヤスクリーンメ
    ッシュ材で形成されることを特徴とする請求項８記載の
    インフレータ。
15. 【請求項１５】 前記支持部材は、エキスパンデッドメ
    タルで形成されることを特徴とする請求項８記載のイン
    フレータ。