JP6412161B2 - 曲流路による膨張ガス濾過システム及び方法 - Google Patents

曲流路による膨張ガス濾過システム及び方法 Download PDF

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Description

本発明は自動車の安全性に関する。特に、エアバッグシステムの費用効果を高めたエアバッグのガス注入器に関する。
膨張可能な安全拘束装置、すなわちエアバッグは、ほとんどの新しい自動車に必須のものである。エアバッグは、通常、自動車の運転手側のハンドル内及び自動車の助手席側のダッシュボード内に、エアバッグモジュールシステムの部品として設置されている。事故時には、自動車内のセンサが異常な減速を検知し、ガス注入器内に含まれた装薬の点火を指示する。装薬からのガスの膨張がエアバッグを満たしていくと、エアバッグは直ちに運転手及び乗客の前で膨らんで、自動車の内装との衝撃から身を守る。通常、エアバッグは、自動車用トリム内に隠されており、通常の自動車の走行中は見えないようになっている。運転手側及び助手席側のエアバッグに加えて、多くの自動車は、自動車の乗員の周りで膨らみ、側部衝撃、転倒、放り出し、及び/又は小さいオーバーラップ衝突からの保護を提供する、側部エアバッグ及び/又は膨張可能なカーテン、膝用エアバッグ、膨張可能なシートベルトなどの、他のエアバッグも有する。
ガス注入器は、エアバッグのクッションを膨らませるのに必要な膨張ガスを供給するので、エアバッグアセンブリには不可欠の重要な部品である。通常、ガス注入器は、圧縮されたガスを用いた、火工品、又はハイブリッドなガス注入器である。「圧縮ガス」のガス注入器は、圧力ガスを含むのに対して、「火工品」のガス注入器は、点火してガスを生成する火工ガス生成剤を含む。「ハイブリッド」な注入器では、通常、圧縮ガスと火工品の装薬の両方を使用する。「2段階」と呼ばれるある種のガス注入器は、2つの独立な起動信号を受信可能で、選択的に可変な量の膨張ガスの生成を可能である。1段階のみを有するガス注入器もある。しかしながら、1段階のガス注入器は、別々の火工品の装薬への点火や、様々な量の圧縮ガスの解放などの時系列イベントの全てを単一の起動信号で引き起こさせようとするものである。
全てのタイプのガス注入器は、一般に、各種の部品から作られている。各ガス注入器は、チャンバ、ディフューザ、フィルタ、壊れ易い薄膜、開始剤、火工ガス生成剤、バッフル、及び容器、取り付け器具、その他の構成要素の集合体である。これらの部品の各々は、ガス注入器の費用を大幅に増やす。したがって、ガス注入器は、通常、エアバッグの費用の大部分を占める。
更に、各ガス注入器を製造するために、一連の異なる製造ステップが必要となる。実施するステップの量は、潜在的なガス注入器の費用を更に増加させるのみならず、最終的なガス注入器における材料又は製造品内の不具合の可能性も増加させる。
最新の技術に応じて、特に、現在購入可能なエアバッグシステム及び方法によってまだ不完全にしか解決されていない、当分野における課題及び必要性に対応すべく本発明の様々なシステム及び方法を開発し。かくして、様々な種類の衝突の状況から自動車の乗員に高い安全性を提供するエアバッグシステム及び方法を提供することが望ましい。また、製造費用及び設置費用を低減することが有利である。本発明は、ここでは特に説明していない他の利益をも有し得る。
上記の達成を目指し、本書で具現化され広く説明される本発明に基づいて、ガス注入器は、自動車の乗員を怪我から保護するためのエアバッグアセンブリの部品であり得る。ガス注入器は、第1の開口部を有する外壁、及び外壁内で画定されたチャンバ内に含まれるガス源を含み得る。ガス注入器による第1の起動信号の受信に応じて、ガス源がガスを提供し得る。ガス注入器は、第1の層及び第2の層を有するフィルターモジュールを更に含み得る。第1の層は、第1の複数の孔を有し得る。第1の層は、ガスが第1の複数の孔を通過して第2の層に至るように、配置され得る。第2の層は、第2の複数の孔を有し、それらの孔の各々は、第1の複数の孔のうちの各孔と位置合わせされていない。第2の層は、ガスが第2の複数の孔を通過して第1の開口部に至るように、配置され得る。第1の層と第2の層のうちの一方は、第1の層と第2の層のうちの他方に向かって突出し第1の層と第2の層との間の隙間を維持する、第1の複数の窪みを有し得る。複数の窪みのうちの各窪みは、対応する複数の孔のうちの各孔から離され得る。
第1の複数の窪みの窪みは、第1の複数の窪みのうちの各窪みが、対応する複数の孔のうちの2つの隣接する孔の実質的に間にあり、且つ2つの隣接する孔から実質的に等距離にあるように、配置され得る。第1の層は第1の複数の窪みを有し、第1の複数の窪みは第2の層に向かって突出し得る。第2の層は、外壁に向かって突出し第2の層と外壁又はフィルターモジュールの第3の層のうちの一方との間の間隔を維持する、第2の複数の窪みを更に含み得る。第1の複数の窪みのうちの各窪みは、少なくとも0.5mmのずれ量によって、第1の複数の孔のうちの各隣接する孔からずらされ得る。
第1の層と第2の層は、協働して、第1の層が第2の層によって全体的に取り巻かれる略管状の形状を画定し得る。ガスは、ガス源から、第1の層によって全体的に取り巻かれる空洞へと移動する。第1の複数の孔は、第2の複数の孔に対して略管状の形状の軸方向にずらされる。フィルターモジュールは、第1の層及び第2の層と協働する第3の層を更に有し、略管状の形状を画定し得る。第2の層は、第3の層によって全体的に取り巻かれ、第3の層は、第3の複数の孔を有し、それらの孔の各々は、第2の複数の孔のうちの各孔と位置合わせされない。
外壁は、複数の開口部を有し、それらのうちの1つが第1の開口部である。第2の複数の孔及び/又は第2の層を全体的に取り巻く第3の層の第3の複数の孔に対して複数の開口部は略管状の形状の軸方向にずらされる。第1の層及び第2の層は、渦巻き状の構成に巻かれた単一の金属シートのセグメントであり得る。
ガス注入器を製造する一方法によれば、そのような方法が、第1の開口部を有する外壁を提供すること、ガス源を提供すること、ガス注入器による第1の起動信号の受信に応じてガス源がガスを提供するように、ガス源を外壁内で画定されたチャンバ内に配置すること、及びフィルターモジュールを提供することを含み得る。フィルターモジュールを提供することは、第1の複数の孔を有する第1のセグメント、及び第1のセグメントに隣接する、第2の複数の孔を有する第2のセグメントを有する金属シート提供すること、及び第1のセグメントが、その中へガス源からガスが流れ込むところの空洞を全体的に取り巻く第1の層を画定し、第2のセグメントが、第1の層を全体的に取り巻く第2の層を画定するように、金属シートを略管状の形状へと巻き付けることを含み得る。略管状の形状では、第1の複数の孔の各孔に対して第2の複数の孔のうちの各孔は略管状の形状の軸方向にずらされる。この方法は、膨張の間にガスがフィルターモジュールを通って流れ第1の開口部に至るように、フィルターモジュールを外壁の中へ挿入することを更に含む。
金属シートを提供することは、第1のセグメントと第2のセグメントのうちの一方の上に第1の複数の窪みを形成することを含み、それによって、略管状の形状にある金属シートにおいて、第1の複数の窪みが、第1のセグメントと第2のセグメントのうちの他方に向かって突出し、第1の層と第2の層との間の隙間を維持し得る。第1の複数の窪みを形成することは、第1の複数の窪みのうちの各窪みが、対応する複数の孔のうちの2つの隣接する孔の実質的に間にあり、且つ2つの隣接する孔から実質的に等距離にあるように、第1の複数の窪みを配置することを含み得る。
第1の複数の窪みを形成することは、略管状の形状にある金属シートにおいて、第1の複数の窪みが第2のセグメントに向かって突出するように、第1のセグメント上に第1の複数の窪みを形成することを含み得る。金属シートを提供することは、略管状の形状にある金属シートにおいて、第2の複数の窪みが、外壁に向かって突出し、第2の層と外壁又はフィルターモジュールの第3の層のうちの一方との間の間隔を維持するように、第2のセグメント上に第2の複数の窪みを形成することを更に含み得る。
金属シートは、第2のセグメントに隣接する第3のセグメントを更に含み得る。第3のセグメントは、第3の複数の孔を有し得る。略管状の形状では、第3のセグメントが、第2の層を実質的に取り巻く第3の層を画定し得る。略管状の形状の下で、第2の複数の孔の各孔に対して第3の複数の孔の各孔は略管状の形状の軸方向にずらされる。
外壁は、複数の開口部を有し、それらのうちの1つが第1の開口部である。フィルターモジュールを外壁の中へ挿入することは、第2の複数の孔及び/又は第2の層を全体的に取り巻く第3の層の第3の複数の孔に対して複数の開口部を略管状の形状の軸方向にずらすことを含み得る。
本発明の一実施形態によれば、自動車の乗員を怪我から保護するためのエアバッグアセンブリは、エアバッグ及びエアバッグに連結されたガス注入器を含み、ガス注入器が、エアバッグの中へガスを注入しエアバッグを膨らませる。ガス注入器は、第1の開口部を有する外壁、及び外壁内で画定されたチャンバ内に含まれるガス源を含み得る。ガス注入器による第1の起動信号の受信に応じて、ガス源がガスを提供し得る。ガス注入器は、第1の層、及び第1の層の少なくとも一部分を取り巻く第2の層を有する、フィルターモジュールを更に含み、略管状の形状を画定する。第1の層は、第1の複数の孔、及び第2の層に向かって突出し第1の層と第2の層との間の隙間を維持する第1の複数の窪みを有し得る。第1の複数の窪みのうちの各窪みは、対応する複数の孔のうちの各孔から離され得る。第2の層は、第2の複数の孔を有し、それらの孔の各々は、第1の複数の孔のうちの各孔と位置合わせされない。
第1の複数の窪みの窪みは、第1の複数の窪みのうちの各窪みが、対応する複数の孔のうちの2つの隣接する孔の実質的に間にあり、且つ2つの隣接する孔から実質的に等距離にあるように、配置され得る。第2の層は、外壁に向かって突出し第2の層と外壁及び/又はフィルターモジュールの第3の層との間の間隔を維持する、第2の複数の窪みを更に含み得る。第1の複数の孔は、第2の複数の孔に対して略管状の形状の軸方向にずらされる。
外壁は、複数の開口部を有し、それらのうちの1つが第1の開口部である。第2の複数の孔及び/又は第2の層を全体的に取り巻く第3の層の第3の複数の孔に対して複数の開口部は略管状の形状の軸方向にずらされる。
本発明のこれら及びその他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲からさらに明らかにされ、以下で説明する本発明の実施からも理解される。
本発明の例示的な実施形態は、添付図面と併せて、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から十分に明らかとなる。これらの図面は単なる例示としての実施形態であって、本発明の範囲を限定するものではない。以下、本発明の例示的な実施形態について、その特殊性及び詳細を説明する。その際に添付図面を参照する。
エアバッグから持ち上げられたガス注入器を示す本発明の一実施形態に係る、エアバッグアセンブリの斜視図である。 図1のエアバッグアセンブリのガス注入器の側面断面図である。 図1のガス注入器の一部分を切り取った側面断面図であり、フィルターモジュールの様々な層の孔が、ガス注入器の軸を通る共通表面内で位置合わせされ、フィルターモジュールを通るガス流を示している。 図2で示された略管状の形状へ巻かれる前の図1のガス注入器のフィルターモジュールの平面図である。
本発明の例示的な実施形態は、図面を参照することで明白に理解されよう。図面全体を通して、類似の部品には同様の数字を付してある。図面で概して記載し、説明する、本発明の各種構成要素については、当然ながら、様々な異なる構成で実現、配置することができる。かくして、以下、詳述する、図1から図4に示した、本発明の装置、システム、及び方法の例示的な実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の例示的な実施形態にすぎない。
「接続された」、「連結された」、及び「連通する」というフレーズは、機械的、電気的、磁気的、電磁的、流体的、及び熱的相互作用を含む、2以上の物体の間の相互作用の任意の形態を指す。2つの構成要素は、たとえ、それらが互いに直接的に接触していなくとも、互いに連結され得る。「隣接した」とうい用語は、項目が必ずしも互いに取り付けられてはいないかもしれないが、共に直接的に物理的に接触している項目を指す。「流体連通」というフレーズは、1つの特徴を出た流体が他の特徴の中を通過する又はさもなければ他の特徴と接触するように、連結された2つの特徴を指す。
「例示的な」という単語は、「実施例、実例、又は例示として働く」ことを意味するために本明細書で使用される。「例示的な」のように本明細書で説明される任意の実施形態は、必ずしも、他の実施形態よりも好ましい又は有利であると解釈され得る必要はない。本実施形態の様々な態様が図面で提示されるが、図面は、特に示されていなければ、必ずしも縮尺通りに描かれていない。
膨張可能なエアバッグシステムは、衝突シナリオにおいて乗員の怪我を最小化するために幅広く使用される。エアバッグモジュールは、ハンドル、計器パネル、側部ドア又は助手席、自動車のルーフレールに隣接した部分、上向き姿勢に対応する部分、又は膝若しくは脚の位置に対応する部分を含む、自動車の中の様々な場所に設置されてきたが、それらに限定されるものではない。以下の開示では、「エアバッグ」が、任意のエアバッグのタイプを指し得る。
図1を参照すると、衝突の際に自動車の乗員を保護するために使用され得る、エアバッグアセンブリ100を示す斜視図が描かれている。エアバッグアセンブリ100は、運転手側のエアバッグ、助手席側のエアバッグ、側部のエアバッグ、膨張可能なカーテンのエアバッグ、及び膝用エアバッグを含む、任意の既知のタイプであり得るが、それらに限定されるものではない。エアバッグアセンブリ100は、長手方向102、横手方向104、及び横断方向106を有し、それらの全ては、互いに直交している。
エアバッグアセンブリ100は、エアバッグ110及びガス注入器120を含み得る。エアバッグ110は、膨らんで自動車の1以上の乗員からの衝撃を受け且つ和らげるクッション130、及び自動車に固定可能な取り付け部分132を有し得る。エアバッグ110は、概して、第1の層134と第2の層136から形成され、それらの両方は、織物、薄いポリマーシートなどの柔軟な材料から形成され得る。第1の層134と第2の層136は、ワンピースウィービング(weabing)、超音波溶接、高周波溶接、縫い合わせ、接着剤による接合、又は当該技術分野における様々な他の既知の方法を介して、互いに取り付けられ得る。
第1の層134と第2の層136は、協働して、第1のフラップ140と第2のフラップ142を画定し、それらは、互いに固定されて部分的に又は完全にガス注入器120を取り囲み得る。(図示せぬ)孔、締め具、又は他の特徴が、第1のフラップ140及び/又は第2のフラップ142内に形成され及び/又は取り付けられ、自動車に対するガス注入器120及び/又は取り付け部分132の取り付けを容易にし得る。同様にして、ガス注入器120は、自動車に対するガス注入器120及び/又は取り付け部分132の取り付けを容易にする、(図示せぬ)取り付け用の特徴も有し得る。
ガス注入器120は、略長手方向102に沿って方向付けられた略円筒形状を有し得る。ガス注入器120は、横手方向104及び横断方向106に沿ったその幅よりもかなり大きい、長手方向102に沿った長さを有し得る。ガス注入器120は、外壁150及び端部キャップ152を有し得る。外壁150は、開口部の第1のセット154及び開口部の第2のセット156を有し、それらは、衝突、差し迫った衝突、又は他の急な加速若しくは減速のイベントを示す起動信号の受信に応じて、膨張ガスをクッション130の内側の中へ解放する。
ガス注入器120は、外壁150の略管状の形状によって画定された軸158を有し得る。開口部の第1のセット154は、軸158に垂直な(図示せぬ)第1の平面上に中心を置き、開口部の第2のセット156は、軸158に垂直であり且つ第1の平面からずらされた(図示せぬ)第2の平面上に中心を置き得る。したがって、開口部154の第1のセットは、ガス注入器120からクッション130の中への膨張ガスの半径方向の放出を提供し得る。開口部156の第2のセットは、開口部の第1のセット154を通って膨張ガスがガス注入器120を出て行く位置から、軸158に沿ってずらされた位置において、ガス注入器120からクッション130の中への膨張ガスの半径方向の放出を提供し得る。
図1で示される構成は、座席、又は座席の外側近傍の自動車の一部分から展開する側部衝撃エアバッグに特に適し得る。しかしながら、上述の他のエアバッグのタイプと併せての使用において、ガス注入器及びエアバッグは、図1で示されるものとはかなり異なる構成を有し得る。例えば、ガス注入器120は、引き延ばされることはないだろうが、幅が長さよりも大きい円盤状の形状を有し得る。示されているように、開口部が、ガス注入器の中間に配置される必要はなく、むしろ開口部は、ガス注入器の一方の又は両方の端部及び/又はそれらの間の任意の位置において配置され得る。当業者は、本明細書で説明される発明の原理が、様々な種類のガス注入器のタイプを伴って使用され得ることを認識するだろう。
図2を参照すると、図1のエアバッグアセンブリ100のガス注入器120の側面断面図が描かれている。外壁150は、第1の端部160、及び長手方向102に沿って第1の端部160から離れた第2の端部162を有し得る。示されているように、外壁150は、単一のピースとして形成され得るが、代替的な実施形態では、外壁が、共に接合された複数のピースから形成され得る。外壁150は、圧接(crimping)、溶接、ろう付け、化学的又は接着剤による接合、締め具による固定、熱溶接、イナーシャ溶接などを含む、様々なやり方を介して、端部キャップ152に固定され得る。
端部キャップ152は、自動車からの起動信号の受信に応じて点火する開始剤170を有し、その信号は、順序に従って、コントロールシステム、センサアセンブリ、又は自動車の中の他の装置などの、(図示せぬ)信号生成要素によって生成され得る。開始剤170は、示されているように第1の端部キャップ152の内側内で画定された空洞172内に配置され、又は代替的にはガス注入器120の内側の中へ突っ込まれ得る。開始剤170は、信号生成要素に接続された(図示せぬ)プラグなどのコネクタを受け入れる、端部キャップ152の露出された端部内で画定されたソケット内に存在するピン174を介して、自動車内の起動信号生成要素に電気的に接続され得る。ガス注入器120は、単一段階のガス注入器であってもよく、したがって、単一の起動信号のみの受信に応じて、完全に起動し得る。
チャンバ180は、外壁150の内側で画定され得る。チャンバ180は、第1のガス源を含み得る。本発明は、全ての異なるガス源を包含する。したがって、火工ガス生成剤、圧縮され蓄積されたガス、任意の他の既知のガス源、又はそれらの組み合わせを含む、ガス源が使用され得る。
ガス注入器120は、火工ガス生成剤と圧縮されたガスの両方を利用する、火工品のガス注入器の形態をとり得る。したがって、チャンバ180は、火工ガス生成剤184を含み得る。概して、「火工ガス生成剤」は、燃焼又は他の化学反応を含む何らかのタイプの反応を通してガスを生み出す物質である。火工ガス生成剤は、固体、液体、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。図2で示されるように、火工ガス生成剤184は、予想通りに燃焼して膨張ガスを生み出すペレットの形態をとり得る。火工ガス生成剤184は、協働して、火工ガス生成剤184を含む火工ガス生成剤チャンバ192を画定する、周囲壁188及び端部壁190によって開始剤170の近傍に含まれ得る。周囲壁188は、端部壁190のいずれかの側上にクリンプ(crimp)され、締め具又は接着剤を必要とすることなしに、端部壁190を適所に保持し得る。端部壁190は、火工ガス生成剤184がガスを生み出し始める際に、破裂するように設計され得る。(図示せぬ)代替的な実施形態では、周囲壁188と端部壁190が、組み合わされて単一の構成要素になり又は完全に省略され、火工ガス生成剤184は、任意の他の囲い内に含まれることなしに、チャンバ180内に存在し得る。
フィルターモジュール200は、ガスがガス注入器120を出て行く前に、火工ガス生成剤184によって生み出されたガスを濾過するように配置され得る。フィルターモジュール200は、複数の孔212及び複数の窪み214を有する第1の層210、複数の孔222及び複数の窪み224を有する第2の層220、並びに複数の孔232及び複数の窪み234を有する第3の層230を有し得る。フィルターモジュール200は、略管状の形状を有し、それは、次により詳細に説明されるように、マンドレルなどの周りに、金属プレートなどの薄くて曲げやすい物体を巻き付けることによって提供され得る。フィルターモジュール200の略管状の形状は、火工ガス生成剤チャンバ192から離れた後に、その中へガスが流れるところの略円筒形状の内部空洞240を画定し得る。
この用途では、「窪み」が、任意の突出する特徴を指す。窪みは、任意の特定の形状を有することを必要とせず、したがって、窪みは、円筒形状、半球形状、矩形状、角柱形状、他の形状、及び/又はそれらの組み合わせを含む、任意の様々な種類の形状を有し得る。
第1の層210の孔212は、ガスが第1の層210を通過することを可能にし得る。
第1の層210の窪み214は、第2の層220に向かって突出し、それによって、窪み214が、第1の層210と第2の層220との間の適切な間隔(すなわち、隙間)を維持する助けとなり、ガスが第1の層210と第2の層220との間を比較的自由に移動できることを保証し得る。
孔212及び窪み214は、複数の略円形状の構成(例えば、図2で示されるように、6つの円形状の構成)内にグループ化され、それらの構成は、外壁150の軸158に沿って互いからずらされ得る。軸158は、フィルターモジュール200の略管状の形状の軸でもあり得る。各々の略円形状の構成の孔212と窪み214は、第1の層210の円周の周りに、交互のパターン(すなわち、孔、窪み、孔、及び窪み)で配置され得る。
(図示せぬ)代替的な実施形態では、第1の層が、孔と窪みの完全に異なる配置を有し、例えば、各窪みの間に複数の孔があり、各孔の間に複数の窪みがあり、孔及び窪みが異なる略円形状の構成にあり、孔と窪みの配置がそれらの相手と位置合わせされず他の略円形の構成にあり、並びに/又は孔及び/又は窪みの配置が略円形の構成以外の配置にあり得る。孔及び/又は窪みの多くの他の配置は、本開示の助けを伴って当業者が想像できるだろう。
孔212と窪み214は、有利なことに、互いから離され得る。したがって、窪み214の各々は、完全に連続していてもよく、それによって、窪み214の各々を通ってガスが流れることはなく、孔212の各々は、窪み214の間に存在する第1の層210の領域内に形成され得る。これは、ブロックされ、又はさもなければガス注入器120からのガスの放出において予測できない及び/又は過剰な遅れをもたらし得る、狭い流れの制約を避ける一方で、ガスの流れを遅らせ、冷却し及び/又は浄化する、入り組んだガス流路を提供し得る。
望ましければ、各孔212の端部は、最も近い窪み214の端部と一致し得る。代替的に、各孔212の端部は、例えば、0.5mmから5mmまでの範囲のずれ量によって、最も近い窪みの端部から離され得る。代替的に、ずれ量は、1mmから3mmの範囲にあり得る。代替的に、ずれ量は、約2mmであり得る。
第2の層220の孔222は、ガスが第2の層220を通過することを可能にし得る。第2の層220の窪み224は、第3の層230に向かって突出し、それによって、窪み224が、第2の層220と第3の層230との間の適切な間隔(すなわち、隙間)を維持する助けとなり、ガスが第2の層220と第3の層230との間を比較的自由に移動できることを保証し得る。
第1の層210の孔212及び窪み214のように、第2の層220の孔222及び窪み224は、複数の略円形状の構成(例えば、図2で示されるように、5つの略円形状の構成)において配置され得る。第2の層220の孔222は、第1の層210の孔212に対して軸方向にずらされ、それによって、フィルターモジュール200を通って移動する膨張ガスが、第1の層210の孔212のうちの1つを出た後で、第2の層220の孔222のうちの1つを通過する前に、軸158に沿って幾らかの距離だけ移動しなければならない。
更に、第1の層210の孔212及び窪み214のように、第2の層220の孔222と窪み224は、互いから離されてもよく、第2の層220と第3の層320との間で、入り組んだ且つ未だ比較的制約がないガス流路を提供する助けとなり得る。孔222と窪み224は、第1の層210の孔212及び窪み214に関して前に示されたように、互いからもずらされ得る。
同様に、第3の層230の孔232は、ガスが第3の層230を通過することを可能にし得る。第3の層230の窪み234は、外壁150に向かって突出し、それによって、窪み234が、第3の層230と外壁150との間の適切な間隔を維持する助けとなり、ガスが第3の層230と外壁150との間を比較的自由に移動できることを保証し得る。
第1の層210の孔212及び窪み214、並びに第2の層220の孔222及び窪み224と同様に、第3の層230の孔232と窪み234は、複数の略円形状の構成(例えば、図2で示されるように、4つの略円形状の構成、及び次に議論されるように窪み234のみを有する2つの略円形状の構成)において配置され得る。第3の層230の孔232は、第2の層220の孔222に対して軸方向にずらされ、それによって、フィルターモジュール200を通って移動する膨張ガスが、第2の層220の孔222のうちの1つを出た後で、第3の層230の孔232のうちの1つを通過する前に、軸158に沿って幾らかの距離だけ移動しなければならない。
更に、第1の層210の孔212及び窪み214、並びに第2の層220の孔222及び窪み224のように、第3の層230の孔232と窪み234は、互いから離されてもよく、第3の層230と外壁150との間で、入り組んだ且つ未だ比較的制約がないガス流路を提供する助けとなり得る。孔232と窪み234は、第1の層210の孔212及び窪み214に関して以前に示されたように、互いからもずらされ得る。
作動において、起動信号は、衝突、差し迫った衝突、又はエアバッグアセンブリ100の展開を必要とする他のイベントの検出に応じて、関連付けられた信号生成要素によって生み出され得る。起動信号は、ソケット176に伝達され、ピン174を通して開始剤170に伝達され得る。開始剤170は、その後、点火し、火工ガス生成剤チャンバ102内の火工ガス生成剤184の点火をもたらし得る。火工ガス生成剤184は、周囲壁188及び/又は端部壁190を破裂させる、ガスを生み出し得る。膨張するガスは、略円筒形状の内部空洞240の中へ流れ得る。
フィルターモジュール200を通ってガスが流れている間に、ガス内の粒子状物質、デブリ(debris)、及び他の不純物が捕えられ、且つガスは冷却され及び/又は遅くされ得る。したがって、ガスは、望ましい温度、速度、及び/又は純度のレベルにおいてガス注入器120を出て行き、エアバッグ110を損傷することなしにエアバッグ110を効果的に膨らませる。濾過が入り組んだガス流路を介して達成される方式は、図3に関連してより詳細に示され且つ説明されるだろう。
図3を参照すると、図1のガス注入器の一部分を切り取った側面断面図が描かれており、フィルターモジュール200の様々な層の孔が、ガス注入器120の軸158を通る共通表面内で位置合わせされ、フィルターモジュール200を通るガス流を示している。より正確には、第1の層210の孔212、第2の層220の孔222、及び第3の層230の孔232は、軸158が通る共通平面(すなわち、図3の断面)内に中心を置くように示されている。これは、ガスがフィルターモジュール200を通過し得るところの入り組んだ流路の図解を容易にするために行われている。しかしながら、実際には、孔212、孔222、及び孔232の中心は、軸158の周りの異なる角度において配置され得るので、同一平面上にはないだろう。同様に、図3では、窪み214、窪み224、及び窪み234が、全て図3の断面内にあるが、実際には、それらは、軸158の周りの様々な角度において互いからずらされ得る。
実施例として、図3は、円筒形状の内部空洞240からガス注入器120の外まで移動するためにガスが取り得る経路を示す、例示的なガス流250を示している。示されるように、ガスは、先ず半径方向外向きに流れて第1の層210の内面に衝突し、この衝突が膨張ガスの流れを遅くして、膨張ガスから幾らかの熱を、第1の層210、及び/又は熱伝導を促進するやり方で第1の層210に連結された他の部品に伝達することによって膨張ガスを冷却する。更に、未燃火工ガス生成剤、スラグ、粒子状不純物などの、不純物は、同伴(entrainment)から離れて及び/又は第1の層210の内面に固着し、それによって、ガス流250を浄化する。
膨張ガスは、それが第1の層の210孔212のうちの1つに至るまで、第1の層210の内面に沿って、軸方向に(すなわち、軸158と平行に)及び/又は円周方向に(すなわち、軸158上に中心を置いた円弧経路に沿って)移動し得る。ガスは、その後、孔212を通って移動し、再び、半径方向外向き流れる。ガスは、その後、第2の層220の内面に衝突し得る。第1の層210の内面に対する衝突と同様に、第2の層220の内面に対するこの衝突は、膨張ガスを遅くし、冷却し、及び/又は浄化するように働き得る。膨張ガスからの熱は、第2の層220の中へ伝達され得る。
膨張ガスは、その後、それが第2の層220の孔222のうちの1つに至るまで、第2の層220の内面に沿って軸方向及び/又は円周方向に移動し得る。ガスは、その後、孔222を通って移動し、再び、半径方向外向き流れる。ガスは、その後、第3の層230の内面に衝突し得る。第1の層210及び第2の層220の内面に対する衝突と同様に、第3の層230の内面に対するこの衝突は、膨張ガスを遅くし、冷却し、及び/又は浄化するように働き得る。膨張ガスからの熱は、第3の層230の中へ伝達され得る。
膨張ガスは、その後、それが第3の層230の孔232のうちの1つに至るまで、第3の層230の内面に沿って軸方向及び/又は円周方向に移動し得る。ガスは、その後、孔232を通って移動し、再び、半径方向外向き流れる。ガスは、その後、外壁150の内面に衝突し得る。第1の層210、第2の層220、及び第3の層230の内面に対する衝突と同様に、外壁150の内面に対するこの衝突は、膨張ガスを遅くし、冷却し、及び/又は浄化するように働き得る。膨張ガスからの熱は、外壁150、及び/又は熱伝導を促進するやり方で外壁150に連結された他の部品の中へ伝達され得る。
示されるように、第3の層230の孔232は、概して第1の層210の孔212と位置合わせされ得るが、第2の層220の孔222とは位置合わせされない。しかしながら、第1の層210が、開口部の第1のセット154及び開口部の第2のセット156と軸方向に位置合わせされた孔212を有し得る一方で、第3の層230は、そのような孔を有し得ない。むしろ、第1の障壁区域254が、開口部の第1のセット154と位置合わせされ、第2の障壁区域256が、開口部の第2のセット156と位置合わせされ得る。第1の障壁区域254と第2の障壁区域256の各々には、窪み234が存在し得るが、孔232は存在しない。したがって、第1の障壁区域254及び第2の障壁区域256は、開口部154及び開口部156のいずれとも位置合わせされていない孔232に至るまで、膨張ガスが軸方向に流れることを強いる。これは、第1の層210、第2の層220、及び第3の層230に対する衝突との関連で上述されたような、先ず外壁150の内面と衝突すること、熱伝達を受けること、浄化すること、及び/又は遅くすることなしに、膨張ガスが、第3の層230の孔232のいずれかからガス注入器120を出て行くことができないことを保証し得る。
この用途では、「位置合わせされた」孔が、それらと垂直な方向から見られたときに、概して、互いに略平行であり且つ互いにかなり重なっている孔を指し得る。したがって、円形状の孔が位置合わせされたならば、それらは、同軸状であるか又はほぼ同軸状であり得る。「軸方向に位置合わせされた」孔は、軸158などの軸に沿った同じ位置に配置された孔である。軸方向に位置合わせされた孔は、互いから円周方向にずらされてもよく、すなわち、孔のうちの1つは、他の孔の位置に対して軸の周りに回転された位置を有し得る。「円周方向に位置合わせされた」孔は、軸158などの軸の周りに同じ又はほぼ同じ角度だけ回転された位置を有する孔である。円周方向に位置合わせされた孔は、互いに軸方向にずらされる。したがって、ただ「軸方向に位置合わせされた」又は「円周方向に位置合わせされた」孔は、単一の方向に位置合わせされたのみであり、したがって、例えば、2つの方向に位置合わせされたようには「位置合わせされて」いない。
第3の層230の孔232を通って移動した後で、それから、膨張ガスは、開口部154又は開口部156のうちの1つに至るまで、外壁150の内面に沿って軸方向及び/又は円周方向に移動し得る。ガスは、その後、開口部154及び/又は開口部156を通って移動し、半径方向外向きに流れ、ガス注入器120を出て行く。図3で示された例示的なガス流250は、図3で示された開口部154のみを通って移動するが、第2の端部162により近い他のガス流は、代わりに、図3で示された開口部156、並びに開口部156により近い孔212、孔222、及び孔232を通って移動し得る。
以前に述べられたように、孔212、孔222、及び孔232の中心は、実際には、互いに円周方向に位置合わせされ得ない(すなわち、それらは、図3で示された同一平面上にある必要はない)。孔212、孔222、及び孔232の中心が、軸158の周りで異なる角度だけ回転され、膨張ガスがフィルターモジュール200を通って流れる方式は、第1の層210と第2の層220との間、第2の層220と第3の層230との間、及び第3の層230と外壁150との間で、次の孔222、孔232、開口部154、又は開口部156に至るために、ガスが円周方向に(すなわち、図3の図面に対してページの中へ又は外へ)幾らかの距離だけ流れる必要があり得るということを除いて、図3で示されたものと依然として同じであり得る。
孔212、孔222、及び孔232が、互いに円周方向に位置合わせされる必要がないという事実は、本発明の重要な利点であり得る。円周方向の位置合わせの必要性を欠いていることは、特に、フィルターモジュール200が単一の金属シートなどを巻くことによって形成される場合に、フィルターモジュール200を製造するプロセスを容易にし得る。より具体的には、円周方向の位置合わせに対する必要性の欠如は、第1の層210、第2の層220、及び第3の層230の各々が、適正な窮屈さ(tightness)で巻かれることを確実にするために注意が払われなくてもよいので、有益であり得る。同様に、窪み214、窪み224、及び窪み234は、任意の円周方向の位置合わせを維持する必要がなく、したがって、孔212、孔222、及び孔232に対するそのような必要性の欠如によって提供された利益に貢献する。フィルターモジュール200が製造され得る例示的な1つのやり方が、図4に関連して示され且つ説明される。
図4を参照すると、図2で示された略管状の形状へ巻かれる前の図1のガス注入器120のフィルターモジュール200の平面図が描かれている。ガス注入器120は、材料の単一のピースから形成され得る。望ましければ、ガス注入器120は、図2及び図3で示された略管状の形状へと巻き付けられ得る。これを容易にするために、ガス注入器120は、膨張の間に統合性を維持するのに十分な頑丈さ、更に比較的容易に形成され得るのに十分な柔軟さ及び/又は従順さを有する材料から形成され得る。
図4を参照すると、ガス注入器120は、金属シート400から形成され、金属シート400は、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、それらの合金などから作られ得る。金属シート400は、マンドレル又は他の略円筒形状の物体の周りで丸められて、望ましい略管状の形状を提供し得る。金属シート400は、渦巻き状の構成において巻かれ、その構成が略管状の形状を提供し得る。望ましければ、金属シート400は、加熱され、化学処理され、又はさもなければ巻かれる前に処理されて、金属シート400の柔軟性を高める。巻き付けのプロセスは、金属の曲げ型などのツールを用いて手動で行われてもよく、又はそれに対応する機械の使用を介して自動で行われ得る。
金属シート400は、示されるように略矩形状を有し、第1のセグメント410、第1のセグメント410に隣接する第2のセグメント420、及び第2のセグメント420に隣接する第3のセグメント430へ分けられ得る。一旦、金属シート400が略管状の形状へ巻き付けられると、第1のセグメント410は第1の層210を形成し、第2のセグメント420は第2の層220を形成し、第3のセグメント430は第3の層320を形成し得る。
孔212及び窪み214は、第1のセグメント410上に形成されて、第1の層210上に存在し得る。孔212及び窪み214は、一連の直線において形成されてもよく、上述されたように交互方式(すなわち、孔、窪み、孔、及び窪み)で配置され得る。第1のセグメント410の孔212及び窪み214は、示されるように6つの直線において配置され得る。同様に、第2のセグメント420の孔222及び窪み224は、交互方式で5つの直線において配置され、第3のセグメント430の孔232及び窪み234は、4つの直線において配置され、第1の障壁区域254及び第2の障壁区域256の窪み234は、同様に2つの更なる直線において配置され得る。
第3のセグメント430の孔232及び窪み234は、第1のセグメント410の孔212及び窪み214のものと共線的な直線上に配置され得る。第2のセグメント420の孔222及び窪み224は、第1のセグメント410の孔212及び窪み214並びに第3のセグメント430の孔232及び窪み234と平行であり得るが、それらからずらされ得る(すなわち、それらと共線的ではない)。
結局、フィルターモジュール200が略管状の形状に巻かれた後で、第3の層230の孔232及び窪み234が、第1の層210の孔212及び窪み214と概して位置合わせされ得る。第2のセグメント420の孔222及び窪み224は、図2及び図3で示されたように、第1の層210の孔212及び窪み214並びに第3の層230の孔232及び窪み234と位置合わせされ得ない。第1の障壁区域254及び第2の障壁区域256は、図2及び図3で示されるように、フィルターモジュール200を外壁150の中へ挿入する際に、第1の障壁区域254が開口部の第1のセット154と位置合わせされ、第2の障壁区域256が開口部の第2のセット156と位置合わせされるように、第3のセグメント430上に配置され得る。
(図示せぬ)代替的な実施形態では、本発明によるガス注入器が、分離した入れ子状の管形状から形成され得る。他の代替的な実施形態では、本発明によるガス注入器は、管形状を有する必要がないが、代わりに、比較的平面的である。そのようなガス注入器は、例えば、単一の材料シートをそれ自身に折り重ねて層を提供してもよく、又は複数の分離した材料層を積み重ねることによって、形成され得る。
本明細書で開示された任意の方法は、説明された方法を実行するための1以上のステップ又は動作を含む。方法のステップ及び/又は動作は、相互に交換可能であり得る。言い換えると、実施形態の適正な作動のためにステップ又は動作の具体的な順序が必要とされなければ、具体的なステップ及び/又は動作の順序及び/又は使用は変更され得る。
この明細書の全体を通して「一実施形態」又は「その実施形態」は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、引用されたフレーズ又はその変形は、この明細書の全体を通して挙げられた際に、必ずしも全てが同じ実施形態を指す必要はない。
同様に、実施形態の上述の説明では、本開示を効率的にする目的で、様々な特徴が、時々、単一の実施形態、図面、又はそれらの説明の中へ共にグループ化されていることが理解されるべきである。しかしながら、本開示の方法は、任意の請求項がその請求項の中で明確に挙げられたものよりも多くの特徴を必要とする、という意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が示すように、発明の態様は、任意の単一の上述の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴の組み合わせの中にある。したがって、この詳細な説明に続く特許請求の範囲は、本明細書によって明確にこの詳細な説明の中に組み込まれ、各請求項は、個別の実施形態としてそれ自身に基づく。この開示は、その従属請求項を伴って、独立請求項の全ての変形例を含む。
特許請求の範囲の中の特徴又は要素に関する「第1の」という用語の記述は、必ずしも、第2の又は更なるそのような特徴又は要素の存在を意味しない。ミーンズプラスファンクションでの要素の列挙は、35U.S.C.§112パラグラフ6に従うものと解釈されることを意図している。本発明の基本的な原理から逸脱することなく、上述の実施形態の詳細に対して変形が行われ得ることは、当業者に明らかであろう。
本発明の特定の実施形態及び用途が、示され且つ説明されてきたが、本発明が本明細書で開示されたそのままの構成及び構成要素に限定されないことは、理解されるべきである。当業者にとって明らかな様々な修正、変化、及び変形が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書で開示された本発明の方法及びシステムの配置、作動、及び詳細において行われ得る。

Claims (16)

  1. 自動車の乗員を怪我から保護するエアバッグアセンブリ用ガス注入器であって、
    1開口部を備える外壁と、
    前記外壁の内側に形成されたチャンバ内に含まれるガス源であって、前記ガス注入器が第1の起動信号を受信した際に、ガスを供給するガス源と、
    渦巻き状の構成に巻かれたシートから作製されたフィルターモジュールであって、第1層及び第2層を備えるフィルターモジュールとを備え、
    第1層は前記シートの第1のセグメントであって、数の第1孔が設けられ、前記ガスが第1孔を通って第2層に至るように第1層は配置され、
    第2層は前記シートの第2のセグメントであって、数の第2孔が設けられ、第2孔の各々と第1孔の各孔とは径方向に位置がずれていて、前記ガスは第2孔を通って第1開口部に至るように第2層は配置され、
    第1層第2層のうち、一方の層には数の第1窪みが設けられ、第1窪みの各窪みは、他方の層に向かって突出して第1層第2層との間の隙間を形成し、ガスが第1孔から前記隙間の空間を通る入り組んだ流路を経て第2孔へと流れるように
    第1層と第2層のうち、複数の第1窪みが設けられた層において、複数の孔が当該層の全面に実質的に亘って分布しており、第1窪みの各々は各孔から分離していて、両隣の孔から実質的に等距離にある、ガス注入器。
  2. 第1層に設けられた第1窪みは第2層に向かって突出する一方で、第2層に更に設けられた第2窪みは前記外壁に向かって突出して、前記外壁と前記フィルターモジュールの第3層のいずれか一方と第2層との間の間隔を確保する、請求項1に記載のガス注入器。
  3. 第1窪みの各窪みは、少なくとも0.5mmのずれ量だけ、第1孔のうちの各隣接する孔からずれている、請求項に記載のガス注入器。
  4. 第1層第2層互いに働き合いながら略管状の形状を形成しており第1層第2層によって全体的に取り巻かれ、前記ガスは、前記ガス源から第1層によって全体的に取り巻かれた空洞へと移動する、請求項1に記載のガス注入器。
  5. 第2孔に対して第1孔は前記略管状の形状の軸方向にずれている、請求項に記載のガス注入器。
  6. 前記フィルターモジュールには、更に、第1層及び第2層互いに働き合いながら前記略管状の形状を形成する第3層が設けられ、第2層第3層によって全体的に取り巻かれ、第3層には数の第3孔が設けられ、第3孔の各々と第2孔の各孔とは位置がずれている、請求項に記載のガス注入器。
  7. 前記外壁には複数の開口部が設けられ、前記複数の開口部のうちの1つが第1開口部であり、第2層を全体的に取り巻く第3層の第3孔と第2孔の孔のいずれか一方に対して前記複数の開口部は前記略管状の形状の軸方向にずれている、請求項に記載のガス注入器。
  8. 第1層及び第2層は、渦巻き状に巻かれた単一の金属シートのセグメントである、請求項5に記載のガス注入器。
  9. ガス注入器を製造する方法であって、
    1開口部を有する外壁を準備することと、
    ガス源を準備することと、
    前記ガス注入器が第1の起動信号を受信した際に前記ガス源からガスを供給するように、前記外壁の内側に設けられたチャンバ内に前記ガス源を配置することと、
    第1のセグメントと第2のセグメントとが隣接し、第1のセグメントには複数の第1孔が形成され、第2のセグメントには複数の第2孔が形成された金属シートを準備することにより、フィルターモジュールを準備することと、
    1のセグメントと2のセグメントのいずれかのセグメント上に数の第1窪みを形成することと、
    前記金属シートを略管状に巻いていくことによって、第1のセグメントが第1層となり、第2のセグメントが、第2層となり、第1層と前記第2層の間の隙間を形成することと
    を含み
    前記金属シートの略管状の形状において、第1孔の各孔に対して第2孔の各孔は前記略管状の形状の軸方向にずれていて、
    更に、
    第2孔が第1孔に対して軸方向にずれて配置されて、膨張時に前記ガスが前記フィルターモジュールを通って第1開口部に至るように、前記フィルターモジュールを前記外壁に挿入することを含み、
    第1窪みを形成することは、複数の第1窪みが設けられた層である第1層または第2層において、複数の孔が当該層の全面に実質的に亘って分布しており、第1窪みの各々は、各孔から分離していて両隣の孔から実質的に等距離にあるように、第1窪みを配置することを含む、方法。
  10. 第1窪みを形成することは、前記金属シートが管状を呈している状況下において、1のセグメント上に第1窪みを、2のセグメントに向かって突出するように形成することを含み、前記金属シートを準備することは、前記金属シートが管状を呈している状況下において、第2窪みが前記外壁に向かって突出して、前記外壁と前記フィルターモジュールの第3層のいずれか一方と第2層との間の間隔を確保するように、2のセグメント上に第2窪みを形成することを更に含む、請求項に記載の方法。
  11. 前記金属シートが2のセグメントに隣接する第3のセグメントを更に備え、3のセグメントが数の第3孔を備え、前記略管状の状況下において、3のセグメントが、第2層を全体的に取り巻く第3層となり、前記略管状の状況下において、第2孔の各孔に対して第3孔の各孔は前記略管状の形状の軸方向にずれている、請求項に記載の方法。
  12. 前記外壁が複数の開口部を備え、前記複数の開口部のうちの1つが第1開口部であり、前記フィルターモジュールを前記外壁に挿入することが、第2孔と前記第2層を全体的に取り巻く第3層の3孔のいずれか一方に対して前記複数の開口部を前記略管状の形状の軸方向にずらすことを含む、請求項に記載の方法。
  13. 自動車の乗員を怪我から保護するためのエアバッグアセンブリであって、
    エアバッグと、
    前記エアバッグに連結されて、ガスを前記エアバッグの中へ放出し、前記エアバッグを膨らませるガス注入器であって、
    1開口部を備える外壁と、
    前記外壁の内側に設けられたチャンバ内に含まれるガス源であって、前記ガス注入器が第1の起動信号を受信した際にガスを供給するガス源と、
    渦巻き状の構成に巻かれたシートから作製されたフィルタモジュールであって、第1層と第2層を備え、第2層の少なくとも一部が第1層の一部の周りに巻き付けられて、略管状の形状を形成するフィルターモジュールと
    を備えるガス注入器を備え、
    第1層には、数の第1孔及び数の第1窪みが形成され、第1窪みは、第2層に向かって突出して第1層第2層との間の隙間を形成し、ガスが第1孔から前記隙間の空間を通る入り組んだ流路を経て第2孔へと流れるように
    第2層には、数の第2孔が形成され、第2孔の各々が、第1孔の各孔と径方向に位置がずれており
    第1窪みが設けられた第1層において、複数の第1孔が第1層の全面に実質的に亘って分布しており、第1窪みの各々は第1孔の各孔から分離していて両隣の孔から実質的に等距離にある
    エアバッグアセンブリ。
  14. 第2層数の第2窪みを更に備え、第2窪みは、前記外壁に向かって突出して前記外壁と前記フィルターモジュールの第3層のいずれか一方と前記第2層との間の間隔を確保する、請求項13に記載のエアバッグアセンブリ。
  15. 第2孔に対して第1孔は前記略管状の形状の軸方向にずれている、請求項13に記載のエアバッグアセンブリ。
  16. 前記外壁が複数の開口部を備え、前記複数の開口部のうちの1つが第1開口部であり、第2孔と第2層を全体的に取り巻く第3層の第3孔のいずれか一方に対して前記複数の開口部は管状の形状の軸方向にずれている、請求項13に記載のエアバッグアセンブリ。
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