JP6215800B2 - エアバッグ装置のインフレータ用フィルタ、エアバッグ装置のインフレータ、およびエアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置としてのエアバッグ装置に用いられるインフレータ用フィルタに関するものである。

エアバッグ装置は、自動車の衝突事故時に、インフレータ内の推進薬（火薬）に点火してガスを爆発的に発生させ、このガスによりエアバッグを膨張、展開させて、そのクッション効果により乗員が受ける衝撃を緩和し乗員の安全を図るものである。

上記インフレータは、中空円筒形状のフィルタ部材を備え、推進薬によって発生したガスを内周側から外周側へ通過させた後に、エアバッグに放出するようになっている。すなわち、上記フィルタ部材によって、推進薬が爆発的に発生させた高温のガスを冷却するとともに、ガス中に含まれている高温の粉塵等の微粒子をエアバッグ内に流入させないように捕捉するようになっている。

上記フィルタ部材としては、例えば、鉄鋼等の線材が巻き回されたものやプレス加工されることにより円筒状に押し固められたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、円筒状のメリヤス編み金網が圧縮成形されて成るものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、金属板に切り込みが入れられて広げられることにより網目状の孔部が形成されたエキスパンドメタルや、金属板に貫通孔を形成する際に生じた突起がつぶされて成るフック金属板が多重に巻き重ねられた後、端部が溶接されたものなども提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

また、上記フィルタ部材を内周側から外周側に通過したガスを安定してエアバッグに導くためには、フィルタ部材の外周面と、このフィルタ部材が収容される円筒状のハウジングの内周面との間に一定の間隙が設けられていることが好ましい。このため、例えば、フィルタ部材をその両端部に配置される支持部材の凹部に圧入固定して高精度に位置決めすることなどにより、ハウジングとフィルタ部材との間に環状のガス通過空間を確保する技術が知られている（例えば、特許文献１、４、５参照。）。

特開２００８−２４７３０２号公報 特開平１１−１９７４２２号公報 特開２００２−２４９０１７号公報 特開平１１−７８７６６号公報 特開２００２−１６６８１８号公報

しかしながら、特許文献１、４、５のようにフィルタ部材を高精度に位置決めする技術では、支持部材に凹部を形成したり、フィルタ部材の端部を上記凹部に対応させるように高精度に形成したりする必要があり、製造コストの増大を招きがちである。

また、エアバッグの作動時には、爆発的に発生させたガスがフィルタ部材の内周側から外周側に通過する際に、フィルタ部材を外周側に膨らませる方向の大きな力が作用する。ところが、特許文献１〜３に示されるフィルタ部材は、上記のような力によって変形しやすく、例え予めフィルタ部材が高精度に位置決めされていたとしても、フィルタ部材の外周面とハウジングの内周面との間の間隙が不均一になったり塞がったりして、やはり、ガスが安定してエアバッグに導かれにくくなるという問題点を有していた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、フィルタの外周面とハウジングの内周面との間に一定の間隙を確保することが容易にでき、しかも、高精度な加工等を必要とせずに製造コストの低減も容易に図り得るようにすることを目的としている。

第１の発明は、
エアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
中空円筒状のフィルタ部材と、
前記フィルタ部材の外周面に巻回された少なくとも１つの巻回スプリング線材と、
を備えたことを特徴とする。

これにより、フィルタ部材の外周面に巻回された巻回スプリング線材によって、高圧ガスがフィルタ部材を通過する際にフィルタ部材が膨らむことを防止するとともに、フィルタ部材の外周面とハウジングの内周面との間の間隙を確保することが容易にできる。

第２の発明は、
第１の発明のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
前記フィルタ部材は、円筒状のメリヤス編み金網が圧縮成形されて成る筒状体、エキスパンドメタルが多層巻きされて成る筒状体、および突起部の先端がつぶされて平坦化されたフック金属板が多層巻きされて成る筒状体のうちのいずれか１つであることを特徴とする。

これにより、フィルタ部材を通過するガスの冷却やガス中の微粒子の捕捉性能を高めることが容易にできる。

第３の発明は、
第１の発明または第２の発明のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
前記フィルタ部材の少なくとも一方の端部の内周側が、端部側に向けて拡径するフレア状に形成されていることを特徴とする。

これにより、ガスがフィルタ部材の内周側に、より速やかに流入し得るようにしたり、フック金属板等の各層を固着させたりすることが容易にできる。

第４の発明は、
第１の発明から第３の発明のうち何れか１つのエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
前記巻回スプリング線材は、断面円形状の線材から形成されていることを特徴とする。

これにより、フィルタ部材と巻回スプリング線材とを線接触させて、フィルタ部材の孔およびハウジングのガス噴出口が塞がれるのを防止したり、ハウジングへの挿入を容易にしたりすることができる。

第５の発明は、
第１の発明から第４の発明のうち何れか１つのエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
前記巻回スプリング線材は、前記フィルタ部材の外周面に複数回巻回されたコイルスプリングであることを特徴とする。

これにより、フィルタ部材の膨らみ防止や、フィルタ部材の外周面とハウジングの内周面との間の間隙の確保を容易にできる。

第６の発明は、
第５の発明のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
前記コイルスプリングの少なくとも一方の端部に座巻が形成されていることを特徴とする。

また、第７の発明は、
第６の発明のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
前記座巻は、複数巻形成されていることを特徴とする。

これらにより、高圧ガスの通過時や、フィルタ部材の端部内側のフレア加工の際に、フィルタ部材の両端部での拡径変形を抑制することが容易にできる。

第８の発明は、
第５の発明のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
前記コイルスプリングは、不等ピッチで前記フィルタ部材に巻回されていることを特徴とする。

これにより、フィルタ部材の長手方向の位置に応じて拡張変形の抑制およびガスの通過量や流れ方を調整することが容易にできる。

第９の発明は、
エアバッグ装置のインフレータであって、
第１の発明から第８の発明のうち何れか１つのフィルタと、
ガス発生剤が収容された燃焼部と、
前記フィルタ、および燃焼部が軸心方向に配置されて収容される円筒状のハウジングと、
を備え、
燃焼部で発生したガスがフィルタの内周部に導入され、フィルタの外周部に向けて通過するように構成されたたことを特徴とする。

また、第１０の発明は、
エアバッグ装置であって、
第９の発明のインフレータと、
前記インフレータから放出されたガスが導入されるエアバッグと、
を備えたことを特徴とする。

これらにより、上記のように高圧ガスがフィルタ部材を通過する際にフィルタ部材が膨らむことを防止するとともに、フィルタ部材の外周面とハウジングの内周面との間の間隙を確保することが容易にできるエアバッグ装置のインフレータやエアバッグ装置を得ることができる。

本発明によれば、フィルタの外周面とハウジングの内周面との間に一定の間隙を確保することが容易にでき、しかも、高精度な加工等を必要とせずに製造コストの低減も容易に図り得る。

フィルタの構成を示す正面図である。 フィルタ部材の構成を示す正面図である。 コイルスプリングの構成を示す正面図である。 フック金属板の詳細な形状を模式的に示す端面図である。 変形例のフィルタ部材の端部の構成を示す部分断面正面図である。

本発明の実施形態として、シリンダ型などと呼ばれる長尺円柱状のインフレータに用いられるフィルタの例について説明する。この種のインフレータは、自動車の助手席用エアバッグ装置やサイドエアバッグ装置等に好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。

フィルタ１０は、図１〜図３に示すように、平坦部１１ａと孔１１ｂとを有する筒状のフィルタ部材１１と、上記フィルタ部材１１の外周に巻回された、コイルスプリング１２（巻回スプリング線材）とから構成されている。このフィルタ１０は、インフレータの円筒状のハウジング２１内に同心状に配置されて収容される。

上記ハウジング２１には、フィルタ１０を通過したガスが噴出するガス噴出口２１ａが形成されている。また、ハウジング２１内には、フィルタ１０の軸心方向に図示しないガス発生剤を有する燃焼部が収容される。そこで、エアバッグの作動時に、図１に白抜き矢印で示すように、ハウジング２１の軸方向にフィルタ部材１１に向けて流れてきた高圧ガスがフィルタ部材１１の内周側に流入し、壁面の孔１１ｂを通って外周側に移動し、ガス噴出口２１ａから噴出して、図示しないエアバッグに導かれるようになっている。また、ハウジング２１におけるフィルタ１０の両端位置には、ハウジング２１の端部を閉塞する閉塞部材２２、および穴２３ａを有する仕切部材２３が、かしめ部２１ｂによりかしめられて固定されている。これにより、フィルタ１０はハウジング２１内で軸心方向の位置決めがなされるとともに、フィルタ部材１１の端面からガスが漏れるのを抑制し得るようになっている。

（フィルタ部材１１について）
上記フィルタ部材１１は、突起部の先端がつぶされて平坦化されたフック金属板が筒状に多層巻きされて成っている。フック金属板は、より詳しくは、図４（ａ）に示すように、金属板に針状の工具を片面または両面側から突き通して平坦部１１ａおよび孔１１ｂを形成するとともに、その際に生じた突起部１１ｃを図４（ｂ）に示すように押しつぶして平坦化突起部１１ｄを形成することによって作製することができる。なお、突起部１１ｃは、平坦化する方が、フック金属板間の間隔を小さくして、同じフィルタ効果を出すためのフィルタの厚さを薄く抑えることができるが、必ずしも平坦化するのに限定されるものではない。また、図４（ｂ）のように大幅に押しつぶすのに限らず、図４（ａ）（ｂ）の間の程度に押しつぶすなどしてもよい。

また、フィルタ部材１１において、多重に巻き重ねられた金属板の最外周端や最内周端をスポット溶接するなどして巻き付けられた金属板が巻きほどけないようにしてもよいが、そのような溶接等をしなくても、コイルスプリング１２が用いられることによって巻きほどけを抑制することが容易にできる。それゆえ、このようなコイルスプリング１２が用いられることによって、製造工程を簡素化し、また、円筒形状の長さに対して直径が短いフィルタ１０、特に、スポット溶接のための電極をフィルタ部材１１の内周側に挿入し難いようなフィルタ１０を構成することも容易にできる。

（コイルスプリング１２について）
コイルスプリング１２は、例えば線径がおおよそ０．８〜１．０ｍｍなどの鋼硬線や、ピアノ線、これられに亜鉛メッキ等の防錆処理をしたもの、または、ばね用ステンレス鋼線から形成されている。なお、線材の断面形状は、特に限定されないが、断面円形状の場合には、フィルタ部材１１とコイルスプリング１２とが線接触するので、コイルスプリング１２がフィルタ部材１１の孔１１ｂおよびハウジング２１のガス噴出口２１ａが塞がれるのを防止できる。また、断面円形状の場合には、ハウジング２１に挿入する場合に、端面の外周側に面取りやｒ（丸み）を設けた場合と同じように挿入を容易にする効果を得ることもできる。

コイルスプリング１２は、フィルタ部材１１に確実に取り付けるためには、フィルタ部材１１の外径よりもわずかに小さな内径を有していることが好ましい。そのためには、例えば、線材の巻線後に低温焼鈍（テンパー）を施工する場合には、残留応力解放により径が小さくなる特性を利用して、フィルタ部材１１へのはめ込みが容易な程度の内径に形成されたコイルスプリング１２をフィルタ部材１１に嵌め込んだ後に低温焼鈍して、強力な固着が得られるようにすることができる。また、コイルスプリング１２を軸方向に圧縮すると内径が増大することを利用して、コイルスプリング１２を圧縮した状態でフィルタ部材１１に嵌め込んだ後伸張させてフィルタ部材１１に固着されるようにしてもよい。

コイルスプリング１２の両端部には、それぞれ２巻き以上などの座巻１２ａが形成されている。このような座巻１２ａは、必ずしも設けなくてもよいが、適切数の座巻１２ａを設けることによって、エアバッグ作動時の高圧ガスの通過時や、後述するフィルタ部材１１の端部内側のフレア加工の際に、フィルタ部材１１の両端部での拡径変形を抑制することが容易にできる。なお、座巻１２ａに限らず、コイルスプリング１２の中間部分で部分的に密着巻の箇所を設けたり、ピッチを不等ピッチにするなどして、フィルタ部材１１の長手方向の位置に応じて拡張変形の抑制を調整するようにしてもよい。また、密着巻きされた箇所ではガスの径方向の移動が抑制されるので、例えばフィルタ部材１１の長手方向の位置に応じたガスの通過量を均等にしたり勾配を持たせたりするなどの調整をするようにしてもよい。また、フィルタ部材１１を長手方向に複数個に分割して設ける場合に、各フィルタ部材１１の繋ぎ目部分に密着巻きの部分が位置するようにして、継ぎ目部分でガスが漏れるのを抑制することなども容易にできる。

コイルスプリング１２の端部の処理は、クローズドエンドにすることが、フィルタ部材１１とコイルスプリング１２との端面の位置を揃えやすくする点で好ましい。また、端面は無研削の方がフィルタ部材１１を締め付ける力を大きく保つことが容易にできるが、研削してもよい。

（その他の事項）
上記のように、フィルタ部材１１にコイルスプリング１２が巻回されていることによって、フィルタ部材１１の半径方向の位置決めをするための部材を用いたり、そのような部材を高精度に加工したりすることなく、ハウジング２１の内周面に対して、フィルタ部材１１を同軸上（中央）に配置することが容易にできる。それゆえ、フィルタ部材１１の内周部に効率よく高圧ガスを送り込むことができる。しかも、コイルスプリング１２によって、高圧ガスがフィルタ部材１１を通過する際にフィルタ部材１１が膨らむことが防止されるとともに、フィルタ部材１１の外周面とハウジング２１の内周面との間の間隙が確保されるので、高圧ガスを安定してエアバッグに導くことが容易にできる。また、フィルタ１０の外径はコイルスプリング１２の外径によって定まるので、結果的にフィルタ１０の外径の精度を高めることが容易にできる。

また、コイルスプリング１２の線径や、巻き数、ピッチなどを適宜選択することにより、フィルタ部材１１とコイルスプリング１２との固着強度やフィルタ部材１１の各層同士の固着強度、また、フィルタ部材１１の外周面とハウジング２１の内周面との間のガス通過空間の間隔を種々設定することが容易にでき、設計の自由度を高めることができる。

（変形例）
フィルタ部材１１の少なくとも一方の端部の内周側に、図５に示すように、端部側に向けてフレア状に拡径する傾斜面１１ｅを形成し、フック金属板の各層を固着させ、および／または高圧ガスがフィルタ部材１１の内周側に、より速やかに流入し得るようにしてもよい。このような加工は、例えば円錐状の金型などを軸方向に押し付けることによって行うことができるが、そのような加工をコイルスプリング１２を装着した後に行えば、フィルタ部材１１をスライド式（カム式等）の割型に入れて外側を固定する外型の使用を不要にすることができる。なお、さらに、フィルタ部材１１の端部を外周側に向けて大きく広げ、フランジ状に形成したり、またさらに折り返してフィルタ部材１１の端部付近の強度や剛性をより高めるなどしてもよい。

また、フィルタ部材１１の少なくとも一方の端部の外周側にも、または外周側にのみ、テーパ状の傾斜面を形成してもよい。この場合には、コイルスプリング１２の装着を容易にすることなどができる。

なお、上記の例では、フィルタ部材１１が、フック金属板が多層巻きされて形成される例を示したが、これに限らず、金属板に切り込みが入れられて広げられることにより網目状の孔部が形成されたエキスパンドメタルが多層巻きされて形成されるなどしてもよい。また、鉄鋼等の線材が巻き回されたものやプレス加工されることにより円筒状に押し固められたものや、円筒状のメリヤス編み金網が圧縮成形されて成るものから形成されるなどしてもよい。

また、巻回スプリング線材としてのコイルスプリング１２は、必ずしも１本の線材から成るものがフィルタ部材１１の全長に亘って設けられるのに限らず、例えば巻き回数がより少ないコイルスプリングや、全長がより短いコイルスプリングが、複数、軸方向に連続的に、または間隔を空けて設けられるようにしてもよい。さらに、線材が複数回巻回されたコイルスプリングに限らず、巻き回数が１以下のＣリング状の巻回スプリング線材が適当数用いられるなどしてもよい。

また、上記では、シリンダ型のインフレータを例に挙げて説明したが、これに限らず、外径に対して全長が短いタイプやフィルタの内周側に推進薬が収容されるタイプのインフレータなどを構成してもよい。

１０ フィルタ
１１ フィルタ部材
１１ａ 平坦部
１１ｂ 孔
１１ｃ 突起部
１１ｄ 平坦化突起部
１１ｅ 傾斜面
１２ コイルスプリング
１２ａ 座巻
２１ ハウジング
２１ａ ガス噴出口
２１ｂ かしめ部
２２ 閉塞部材
２３ 仕切部材
２３ａ 穴

Claims (10)

1. 外径よりも長手方向の長さが長い中空円筒状に形成され、上記長手方向の端部から内周側にガスが流入するように構成されたフィルタ部材と、
   前記フィルタ部材の外周面に巻回された少なくとも１つの巻回スプリング線材と、
   を備え、
   前記フィルタ部材の少なくとも一方の端部の内周側が、端部側に向けて拡径するフレア状に形成されるとともに、
   前記フィルタ部材における、内周側がフレア状に形成された端部の外径が、前記端部よりも中央寄りの部分の外径以下に形成されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
2. 請求項１のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
   前記フィルタ部材は、円筒状のメリヤス編み金網が圧縮成形されて成る筒状体、エキスパンドメタルが多層巻きされて成る筒状体、および突起部の先端がつぶされて平坦化されたフック金属板が多層巻きされて成る筒状体のうちのいずれか１つであることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
3. 請求項１または請求項２のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
   前記フィルタ部材における少なくとも上記ガスが流入する側の端部の内周側が、端部側に向けて拡径するフレア状に形成されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
4. 請求項１から請求項３のうち何れか１項のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
   前記巻回スプリング線材は、断面円形状の線材から形成されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
5. 請求項１から請求項４のうち何れか１項のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
   前記巻回スプリング線材は、前記フィルタ部材の外周面に複数回巻回されたコイルスプリングであることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
6. 請求項５のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
   前記コイルスプリングの少なくとも一方の端部に座巻が形成されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
7. 請求項６のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
   前記座巻は、複数巻形成されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
8. 請求項５のエアバッグ装置のインフレータ用フィルタであって、
   前記コイルスプリングは、不等ピッチで前記フィルタ部材に巻回されていることを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ用フィルタ。
9. 請求項１から請求項８のうち何れか１項のフィルタと、
   ガス発生剤が収容された燃焼部と、
   前記フィルタ、および燃焼部が軸心方向に配置されて収容される円筒状のハウジングと、
   を備え、
   燃焼部で発生したガスがフィルタの内周部に導入され、フィルタの外周部に向けて通過するように構成されたことを特徴とするエアバッグ装置のインフレータ。
10. 請求項９のインフレータと、
    前記インフレータから放出されたガスが導入されるエアバッグと、
    を備えたことを特徴とするエアバッグ装置。

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