JPH09220424A

JPH09220424A - エアバッグ用ガス発生器

Info

Publication number: JPH09220424A
Application number: JP8029094A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Omura; 紘尾村; Masayuki Ueda; 正之上田; Shiyuuzou Iyoshi; 就三伊吉; Hiroyuki Fujii; 広之藤井
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】捕集効果に優れ安価にかつ容易に製造するこ
とができるフィルタを備えるガス発生器を提供するこ
と。【解決手段】本エアバッグ用ガス発生器は、ハウジン
グと、その内の点火手段収容室と、その外側に画成され
る燃焼室と、その外側に画成されるクーラント・フィル
タ室と、点火手段収容室内に配設される点火手段と、燃
焼室内に配設されるガス発生手段と、クーラント・フィ
ルタ室内に配設される浄化手段とを有するエアバッグ用
ガス発生器において、前記浄化手段は、長繊維の積層体
を圧縮成形し、更に燒結した燒結体からなり、前記長繊
維は、金属箔を切削して作成され、前記燒結体は、５０
〜９０％の空隙率と、１ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ₂の空気流量
時、５〜５０ｍｍＨ₂Ｏの圧損を有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃から乗員を保
護するエアバッグ用ガス発生器に係り、特にその浄化手
段の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガス発生器の一例として、図５に
示すものがある。このガス発生器は、ガスの排出口３０
を有するハウジング３１と、このハウジング３１内の中
央部に画成される点火手段収容室３２と、この点火手段
収容室３２の外側に画成される燃焼室３３と、この燃焼
室３３の外側に画成されるクーラント・フィルタ室３４
と、前記点火手段収容室３２内に配設される点火手段、
すなわち点火器３５及び伝火薬３６と、前記燃焼室３３
内に配設され点火手段により点火されてガスを発生する
ガス発生手段、すなわち内部にガス発生剤３７を充填す
るキャニスタ３８と、前記クーラント・フィルタ室３４
内に配設され燃焼室３３で発生した燃焼ガスの冷却を果
たすクーラント３９、及び燃焼ガスの浄化を果たす浄化
手段、すなわちフィルタ４０を有している。

【０００３】クーラント・フィルタ室３４は、リテーナ
４２により上段の室と下段の室に仕切られ、上段の室に
はフィルタ４０が、下段の室にはクーラント３９がそれ
ぞれ配設されている。

【０００４】そして、センサ（図示せず）が衝撃を感知
するとその信号が点火器３５に送られ、これにより点火
器３５が作動すると伝火薬３６に点火する。伝火薬３６
の着火により高温・高圧の火炎が生成され、この火炎は
開口４１を通りキャニスタ３８の壁を破り内部のガス発
生剤３７に点火する。これによりガス発生剤３７が燃焼
してガスを生成し、このガスはコンバスタカップ４３の
噴出口４４より噴出し、クーラント３９を通過する間に
冷却され、また燃焼残渣が除去され、更にフィルタ４０
を通過する間に残りの燃焼残渣が除去され、冷却、浄化
されたガスがガスの排出口３０を経てエアバッグ（図示
せず）内に流入するようになっている。これによりエア
バッグが膨張して乗員と硬い構造物の間にクッションを
形成し、衝撃から乗員を保護する。

【０００５】図６に、上記従来のガス発生器に備わるフ
ィルタ４０を示す。このフィルタ４０は、繊維を絡み合
わせてなる繊維体４５を２層に重ね、その内側及び外側
を金網４６が３層に取巻いてなる。繊維は、セラミック
繊維が用いられている。金網は、繊維体４５を保持する
畳織の金網と、その外側の平織の金網からなる。

【０００６】セラミック繊維は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂な
どを主体としてなり、一般に直径２〜５ミクロンの短繊
維である。

【０００７】フィルタの素材にまたステンレス繊維が使
用される。ステンレス繊維は、線引きにより作られ、線
径が１０ミクロン前後の長繊維である。

【０００８】フィルタを製作する場合、シート状の繊維
体から短冊状に繊維体を切り取り、それを円筒形の内側
金網と外側金網の間に挟み込み、円筒形フィルタに成形
する。

【０００９】また、圧縮成形によりフィルタを製作する
ことが提案されている。特開平１−２９３１１２号公報
には２つの環状金網層を合わせそれを圧縮成形して２層
構造としたフィルタが開示され、また特開平２−１４４
１０９号公報には屈曲線材を積層し環状に圧縮成形して
なるフィルタが開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】セラミック繊維を絡み
合わせてなるセラミック繊維体は、繊維間の絡みや曲げ
強度が低いため、畳織や平織の金網４６を多層に重ねて
バックアップする必要がある。また、セラミック繊維体
を用いたフィルタ４０では、その上下にガスシールのた
めの耐熱性ガスケット４７を必要とする。

【００１１】そのために、部品点数が増加し、また組立
が複雑になるなどの問題がある。

【００１２】また、セラミック繊維体を用いたフィルタ
４０では、圧損が高くなるなどの問題もある。

【００１３】ステンレス繊維を絡み合わせて燒結したス
テンレス繊維体は、強度が高く圧損も低いという利点を
有するが、ステンレス鋼線から目的の形と寸法の繊維に
するまでに工数が多くかかり、製品が高価になるという
欠点がある。それ故、ステンレス繊維体の使用は、透過
面積の小さい用途に限定されてしまう。

【００１４】短冊状の繊維体を内外金網間に挟み込んで
円筒形フィルタを製作する場合、所定の強度を得るべく
隙間のない円筒形配置にするために、繊維体の切断及び
金網の円筒成形を正確に行う必要がある。また、金網を
切断する場合、その目が解けないように切断する必要が
ある。更に、金網を円筒形に接合する場合、金網の対向
する端面にスポット溶接を行う必要がある。

【００１５】従って、フィルタの製作には、高い精度の
加工と複雑な行程が要求され、また高価な組立機械が必
要であった。

【００１６】上記公報に開示されるフィルタは、いずれ
も線径が０．１ｍｍ以上あり、微細な粒子を捕集するこ
とに関し、なお問題がある。

【００１７】よって、本発明は、上記従来技術の有する
問題点を解消する新規なエアバッグ用ガス発生器を提供
することを目的とする。

【００１８】すなわち、本発明は、従来必要とされた補
強金網、耐熱性ガスケットなどを不要とするエアバッグ
用ガス発生器を提供することを目的とする。

【００１９】また、本発明は、高い捕集効率と優れた品
質を有しかつ安価に製造できるエアバッグ用ガス発生器
を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明のエアバッグ用ガ
ス発生器は、ガスの排出口を有するハウジングと、該ハ
ウジング内の中央部に画成される点火手段収容室と、該
点火手段収容室の外側に画成される燃焼室と、該燃焼室
の外側に画成されるクーラント・フィルタ室と、前記点
火手段収容室内に配設される点火手段と、前記燃焼室内
に配設され点火手段により点火されてガスを発生するガ
ス発生手段と、前記クーラント・フィルタ室内に配設さ
れ燃焼室で発生した燃焼ガスの浄化を果たす浄化手段と
を有するエアバッグ用ガス発生器において、前記浄化手
段は、長繊維の積層体を圧縮成形し、更に燒結した燒結
体からなり、前記長繊維は、金属箔を切削して作成さ
れ、前記燒結体は、５０〜９０％の空隙率と、１ｌ／ｍ
ｉｎ・ｃｍ₂の空気流量時、５〜５０ｍｍＨ₂Ｏの圧損を
有することを特徴とする。

【００２１】そして、前記長繊維の積層体は、長繊維を
円筒体に巻き付けて積層したものからなることができ
る。

【００２２】また、前記長繊維の積層体は、長繊維を所
定長に切断して積層したものからなることもできる。

【００２３】前記金属箔は１０〜１００ミクロンの厚さ
を有し、前記長繊維は１０〜１００ミクロンの厚さと１
０〜１００ミクロンの幅を有することが好ましい。

【００２４】また、前記金属箔をステンレス鋼から構成
することができる。

【００２５】前記浄化手段は、外周に金網を備えること
が好ましい。

【００２６】ガス発生器に使用される浄化手段、すなわ
ちフィルタは、以下の性能が要求される。

【００２７】ａ）ガス発生器ハウジング内の高い圧力
（例えば１００Ｋｇｆ／ｃｍ₂）に耐え得る耐圧性ｂ）ガス発生器ハウジング内の高い温度（例えば１００
０℃）に耐え得る耐熱性ｃ）燃焼残渣の捕集を良く果たす優れた濾過性とエアバ
ッグの適正な膨張を確保する低圧損性ｄ）エアバッグ損傷の危険性を回避する高い冷却性上記ａ）の性能は、本発明に基づき、圧縮成形した長繊
維の積層体を燒結することで満足される。

【００２８】上記ｂ）の性能は、金属の長繊維を使用す
ることで満足される。

【００２９】上記ｃ）の性能は、燒結体が所定の空隙率
と所定の圧損を有することで満足される。

【００３０】上記ｄ）の性能は、金属の長繊維を使用す
ることと、燒結体が所定の空隙率を有することにより満
足される。

【００３１】本発明において、浄化手段は、長繊維の積
層体を圧縮成形し、更に燒結した燒結体からなる。

【００３２】長繊維は、金属箔を切削して作成される。

【００３３】長繊維を切削により作る場合、金属箔をコ
イル状に巻いたものを使用することができる。これを回
転させつつ切刃を軸方向に送ることにより長繊維を作る
ことができる。切刃を軸方向に最終位置まで送ったら切
刃を半径方向に所定量進めまたそこから最初の位置まで
戻すことができる。

【００３４】繊維の厚さは、金属箔の厚さに等しい。ま
た繊維の幅は、回転数と送りの関係により決まる。回転
数が一定のとき繊維の幅は送りに比例し、送りが一定の
とき繊維の幅は回転数に反比例する。例えば、回転数を
一定にして切刃の送りを調節することにより、繊維の幅
を任意に選ぶことができる。

【００３５】フィルタの捕集性能に係わる空隙率、圧損
の観点から、繊維径の大きさ、フィルタ層の厚さ、密度
などが決定される。空隙率は、５０〜９０％、好ましく
は７０％以上である。また圧損は、５〜５０ｍｍＨ
₂Ｏ、好ましくは７〜３０ｍｍＨ₂Ｏである。

【００３６】長繊維の積層体は、上記のようにして得ら
れた長繊維を円筒体に巻き付けて積層したものからなる
ことができる。これを圧縮成形し燒結したとき、円筒形
の燒結体が形成される。この燒結体の高さを少なくとも
フィルタの高さの２倍とすることができる。燒結体を輪
切りにすることにより少なくとも２個のフィルタが得ら
れる。これによりフィルタを効率良く作ることができ
る。

【００３７】また、長繊維の積層体を長繊維を所定長に
切断して積層したものからつくることができる。これを
圧縮成形し燒結したとき、シート状の燒結体が形成され
る。これを円筒形に成形することによりフィルタが得ら
れる。必要に応じて、多層構造のフィルタとすることが
できる。積層体は、圧縮成形を行う前にニードルパンチ
などにより繊維同士を絡ませておくことが好ましい。前
記と同様に、円筒形に成形した燒結体の高さを少なくと
もフィルタの高さの２倍とすることができる。

【００３８】金属箔は、ガス発生器の耐用年数が１０〜
１５年であることを考え、耐食性に優れたステンレス鋼
から構成することが好ましい。

【００３９】フィルタの取扱い易さ、ガス発生器ハウジ
ング内への組込み易さ等を考え、フィルタ外周に少なく
とも１層の金網を巻くことも可能である。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づき説明する。

【００４１】図１は、運転席用の本ガス発生器の半断面
図である。このガス発生器１は、ガスの排出口３を有す
るハウジング４と、このハウジング４内の中央部に画成
される点火手段収容室５と、この点火手段収容室５の外
側周囲に画成される燃焼室６と、この燃焼室６の外側周
囲に画成されるクーラント・フィルタ室７と、前記点火
手段収容室５内に配設される点火手段、すなわち点火器
８及び伝火薬９と、前記燃焼室６内に配設され、点火手
段により点火されてガスを発生するガス発生手段、すな
わちガス発生剤１０を内部に充填するキャニスタ１９
と、前記クーラント・フィルタ室７内に配設され、燃焼
室で発生した燃焼ガスの冷却を果たす冷却手段、すなわ
ちクーラント１１と、そして燃焼室で発生した燃焼ガス
の浄化を果たす浄化手段、すなわちフィルタ１２とを有
している。

【００４２】点火手段収容室５は、互いに螺合２１して
いるハウジング部材２２とアダプタ２３により形成され
ている。燃焼室６は、ハウジング部材胴部２０と、その
外側で胴部２０を囲むコンバスタカップ１４により画成
され、クーラント・フィルタ室７は、このコンバスタカ
ップ１４と、その外側でコンバスタカップを囲む外壁部
１５により画成されている。クーラント・フィルタ室７
は、更にリテーナ１６により上段の室と下段の室に分け
られている。

【００４３】ハウジング部材の中空胴部２０内に前記伝
火薬９が収容され、この伝火薬９に隣接して点火器８が
アダプタ胴部２４内に坦持されている。キャニスタ１９
は、環状空間を形成する薄肉のアルミニウム製外殻容器
を有し、環状空間内にディスク状のガス発生剤１０を充
填している。ガス発生剤１０は、燃料と酸化剤からな
り、粉末のものを所定の配合割合（重量％）で混ぜ、プ
レス成型したものである。クーラント・フィルタ室７の
下段の室に環状のクーラント１１が配設されており、こ
のクーラント１１は、ステンレス鋼の線材をメリヤス編
（平編）した後、プレス成形してなるものである。

【００４４】点火手段収容室５と燃焼室６間には、点火
手段収容室５内で発生した火炎を燃焼室６内に伝えるた
めの開口１７がハウジング部材胴部２０に配設され、ま
た燃焼室６とクーラント・フィルタ室７間には、燃焼室
６内で発生した燃焼ガスの噴出口１８がコンバスタカッ
プ１４に円周方向に複数個配設され、更にクーラント・
フィルタ室７とエアバッグ（図示せず）間には、前記排
出口３が円周方向に複数個配設されている。

【００４５】クーラント・フィルタ室７の上段の室にフ
ィルタ１２が配設されている。このフィルタ１２は、金
属箔を切削して長繊維を作成し、この長繊維を円筒体に
巻き付けて円筒形積層体とし、この積層体を圧縮成形
し、更に燒結した燒結体からなっている。

【００４６】図２に基づき、更に詳述すると、回転軸２
８にコイル状に巻いた金属箔２６を設置する。この金属
箔２６は所定厚を有するステンレス鋼からなる。回転軸
２８を矢印Ａの方向に回転させ、切刃２７を軸方向、す
なわち矢印Ｂの方向に送る。切刃２７が金属箔２６の端
面に接したところで切刃の当たる端面部分が螺旋状に切
削され、ステンレス鋼の長繊維が連続的に形成される。
この長繊維は所定の径、すなわち金属箔２６の厚さに相
当する厚さと、回転数と送りにより決まる幅を有してお
り、しかもカールしており、互いに絡み合って束状にな
っている。

【００４７】この束状の繊維は、図示しない円筒体に卷
き取られる。切刃２７が軸方向に金属箔２６の端まで移
動すると、円筒体上に繊維束の巻付体が１層形成され
る。次に、切刃２７を半径方向に所定量進めた後、同様
にして今度は切刃２７を矢印Ｂと反対の方向に送り、形
成される繊維束を前記１層の上に巻き付ける。このよう
な操作を繰り返すことにより、長繊維の円筒形積層体が
得られる。送り回数に応じて積層数を適当に選択するこ
とができる。

【００４８】このようにして得られた円筒形積層体を型
に入れ圧力をかけて圧縮成形する。所定の空隙率及び圧
損となるように、圧縮率が決められる。

【００４９】圧縮成形された積層体は、加熱炉に入れら
れ燒結温度に加熱され、このようにして繊維同士が結合
した燒結体を得る。

【００５０】円筒形燒結体は、適当な大きさに輪切りに
され、リング状のフィルタ１２が得られる。

【００５１】このように構成された本ガス発生器におい
て、衝撃をセンサ（図示せず）が感知するとその信号が
点火器８に送られて点火器８が作動し、これによって伝
火薬９が着火して高温の火炎を生成する。この火炎は、
開口１７を通って燃焼室６内に入りキャニスタ１９の壁
を破り内部のガス発生剤１０に点火する。これによりガ
ス発生剤１０が燃焼（酸化反応）してガスを生成する。
生成ガスは、噴出口１８よりクーラント・フィルタ室７
内に入り、クーラント１１を通過する間にガスの冷却及
び燃焼残渣の除去が行われ、更にフィルタ１２を通過す
る間に残りの燃焼残渣が除去される。冷却・浄化された
燃焼ガスは、ガス排出口３を経てエアバッグ内に流入し
エアバッグを膨張させる。膨張したエアバッグは、乗員
と硬い構造物の間にクッションを形成し衝撃から乗員を
保護する。

【００５２】本ガス発生器に備わるフィルタは、金属繊
維から構成されるために、冷却機能も有する。そのため
に、このフィルタをクーラントを兼ねるように構成する
ことができる。

【００５３】図３は、クーラント一体型のフィルタ１
２′を示す。このフィルタ１２′は、図１に示すフィル
タ１２と同じ方法で作られ、ただ円筒形燒結体を輪切り
にする段階でクーラントの長さ分だけ長大に切断されて
いる。これによれば、個別のクーラント、及びリテーナ
を廃止することができる。

【００５４】図４は、助手席用の本ガス発生器の半断面
図である。このガス発生器は、ガスの排出口５０を有す
る円筒形ハウジング５１と、このハウジング５１の一側
端部に配設される点火器５２及び伝火薬５３と、これら
点火手段に一側端部が隣接し他側端部がハウジング端に
位置して並列配置されるディスク状ガス発生剤５４と、
そしてこのガス発生剤５４を取り囲むようにして配置さ
れる円筒形フィルタ５５とを含んでいる。

【００５５】フィルタ５５は、図１に示すフィルタ１２
と同じ方法で作られている。フィルタの長さは、得られ
た円筒形燒結体より所定長切り取ることにより、調整が
可能である。

【００５６】フィルタ５５をシート状燒結体より形成す
ることもできる。この場合、フィルタ５５の大きさに合
致するように切断されたシート状燒結体を円筒形に巻き
対向する端面を接合することにより、フィルタ５５を得
ることができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明は、以上述べた通りに構成されて
いるので、以下に述べる効果を奏する。

【００５８】本ガス発生器に備わるフィルタは、繊維同
士が結合した燒結体であるため、従来必要とされる補強
用の金網を廃止することができる。また、耐熱性ガスケ
ットも不要とすることができる。その結果、部品点数が
減少し、また組立が容易になるなどの効果がある。

【００５９】本フィルタの繊維は、金属箔を切削して作
られるため、線引きにより繊維を作る場合に比べ、目的
の形と寸法の繊維が容易に得られる。例えば、線径が
０．１ｍｍ以下の繊維を容易に得ることができ、それに
より微細な粒子を効率良く捕集することができるフィル
タが実現できる。それと共にフィルタ製品を安価に製造
することが可能となる。

【００６０】本フィルタは、金属繊維から構成されるた
め、冷却機能も有する。そのために、従来別個に備わる
クーラント、及びクーラント室を画成するリテーナを廃
止することができる。その結果、部品点数が減少し、ま
た組立も容易になるなどの効果がある。

【００６１】本フィルタは、円筒状積層体を圧縮成形す
ることにより、又はシート状積層体を圧縮成形し円筒状
に巻くことにより、容易に得ることができる。そのため
に、フィルタ製造に従来必要とされていた高い精度の加
工と複雑な行程を不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】運転席用本ガス発生器の一実施例の半断面図で
ある。

【図２】本発明に従い金属箔より長繊維を得る例を示す
斜視図である。

【図３】本ガス発生器の別の実施例の要部断面図であ
る。

【図４】助手席用本ガス発生器の一実施例の部分断面図
である。

【図５】従来のガス発生器の断面半図である。

【図６】同ガス発生器に備わるフィルタの断面図であ
る。

【符号の説明】

１ガス発生器３排出口４ハウジング５点火手段収容室６燃焼室７クーラント・フィルタ室８点火器９伝火薬１０ガス発生剤１１クーラント１２フィルタ２６金属箔２７切刃

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスの排出口を有するハウジングと、該
ハウジング内の中央部に画成される点火手段収容室と、
該点火手段収容室の外側に画成される燃焼室と、該燃焼
室の外側に画成されるクーラント・フィルタ室と、前記
点火手段収容室内に配設される点火手段と、前記燃焼室
内に配設され点火手段により点火されてガスを発生する
ガス発生手段と、前記クーラント・フィルタ室内に配設
され燃焼室で発生した燃焼ガスの浄化を果たす浄化手段
とを有するエアバッグ用ガス発生器において、前記浄化手段は、長繊維の積層体を圧縮成形し、更に燒
結した燒結体からなり、前記長繊維は、金属箔を切削して作成され、前記燒結体は、５０〜９０％の空隙率と、１ｌ／ｍｉｎ
・ｃｍ₂の空気流量時、５〜５０ｍｍＨ₂Ｏの圧損を有す
ることを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。
【請求項２】前記長繊維の積層体は、長繊維を円筒体
に巻き付けて積層したものからなる請求項１記載のエア
バッグ用ガス発生器。
【請求項３】前記長繊維の積層体は、長繊維を所定長
に切断して積層したものからなる請求項１記載のエアバ
ッグ用ガス発生器。
【請求項４】前記金属箔は１０〜１００ミクロンの厚
さを有し、前記長繊維は１０〜１００ミクロンの厚さと
１０〜１００ミクロンの幅を有する請求項１〜３のいず
れか１項記載のエアバッグ用ガス発生器。
【請求項５】前記金属箔がステンレス鋼からなる請求
項１〜４のいずれか１項記載のエアバッグ用ガス発生
器。
【請求項６】前記浄化手段は、外周に金網を備える請
求項１〜５のいずれか１項記載のエアバッグ用ガス発生
器。