WO2005065811A1 - ガス発生器用フィルタ - Google Patents

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WO2005065811A1
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filter
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Kazumitsu Shiomi
Kazuya Koyama
Naoki Matsuda
Eiichi Ryobo
Masayuki Yamazaki
Original Assignee
Daicel Chemical Industries, Ltd.
Fuji Filter Manufacturing Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D39/12—Filter screens essentially made of metal of wire gauze; of knitted wire; of expanded metal
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    • B60R2021/26029—Ignitors

Definitions

  • a fire-type gas generator that uses combustion gas from a gas generating agent as an inflation medium for an airbag uses a coolant filter to cool the combustion gas and capture combustion residues.
  • a coolant filter a knitted metal wire, a lamination of a wire mesh, and the like are known.
  • Prior art documents related to the present invention include Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-3488712 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-34928.
  • gas generators for airbags are required to operate normally for the same period as the service life of automobiles (more than 10 years), they are longer than the components of the coolant filter. High durability against vibration during the period (shape retention that can maintain the same shape for the life of the vehicle) is required. .
  • the sintering temperature when sintering iron becomes very high.
  • the present invention relates to a gas generator filter having a quality equal to or higher than that of a conventional product, and It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a gas generator filter capable of obtaining a high quality coolant filter under mild conditions.
  • the melting point of the low-melting metal coated on the core metal wire is preferably lower than the melting point of the metal constituting the core wire by 20 ° C or more, more preferably lower by 30 ° C or more.
  • the metal wire serving as the core wire is preferably selected from iron wire or stainless steel wire, and the low melting point metal covering the core wire is preferably selected from copper, zinc, aluminum, tin, and lead.
  • the cylindrical material in the molding step preferably has an inner diameter of 3 to 80 mm, an outer diameter of 10 to 90 mm, a height of 5 to 30 O mm, and a mass of 10 to 400 g.
  • filtration means a substance having a function of cooling combustion gas and a function of trapping ⁇ or combustion residue.
  • the “covered metal wire” in the present invention may be any wire as long as the core wire surface is covered with a low-melting-point metal, and includes a coated metal wire in which the core wire is metal-coated.
  • a housing having a gas discharge hole, an ignition means operated by an impact, and a combustion containing a gas generating agent which is ignited and burned by the ignition means to generate a combustion gas.
  • An airbag gas generator comprising a chamber, and a filter for filtering and cooling the combustion gas.
  • An airbag gas generator using the above-described gas generator filter as a filter.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the outer shape of a gas generator filter which is a tubular product or a finished product in a manufacturing process.
  • a copper-plated iron wire 1 is knitted to obtain a cylindrical object as shown in FIG.
  • copper which is a plating metal, means copper and an alloy mainly containing copper.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-17172 discloses [013] to [016]. Described The dimensions of the cylindrical material obtained in the molding process are determined according to the type of gas generator that is intended. The inner diameter is 3 to 80 mm, the outer diameter is 10 to 90 mm, and the height is 5 to 3 It can be selected in the range of 100 mm and a mass in the range of 10 to 400 g.
  • the tubular material obtained in this way has one or two or more copper-plated iron wires woven in multiple layers, so that it can be said that there are innumerable net wires formed by crossing each other. .
  • the filter can incorporate a mesh member (wire screen) 4 as shown in FIG. 2, which functions as a filtering material, as shown in FIG.
  • a heat treatment step the cylindrical body obtained in the forming step is kept at a temperature equal to or higher than the melting point of copper and lower than the sintering temperature of iron, and then cooled.
  • heat treatment can be performed as it is, but heat treatment may be performed after removing the core material.
  • the lower limit temperature of the heat treatment is preferably at least 10 ° C higher than the melting point of copper (1083 ° C), more preferably at least 30 ° C.
  • the upper limit temperature of the heat treatment is preferably a temperature lower by at least 10 ° C than the melting point (1535 ° C) of iron serving as the core wire, and more preferably a temperature lower by at least 50 ° C. Since heat treatment is performed at a temperature lower than the sintering temperature of iron, which is the core wire, energy consumption is reduced as compared with a method in which heat treatment is performed at the sintering temperature of iron.
  • the heat treatment time is preferably from 10 to 120 minutes when the tubular article having the above-mentioned dimensions and shapes is heat-treated in the above-mentioned temperature range.
  • the cylindrical object obtained in the forming process has an infinite number of copper wires 1 formed by crossing each other as shown in Fig. 3 (a) (partial conceptual diagram of the cylindrical object). It has as many intersections 2 as can be said.
  • the iron wire serving as the core wire is not changed, and only the whole or a part of the plated copper is changed. Can be melted.
  • the molten copper 3 enters the gaps of the intersection 2 and adheres to the surface of the intersection.
  • the intersections adjacent to each other in the radial direction of the cylindrical object are also connected to each other via the molten copper 3.
  • An airbag gas generator using the gas generator filter of the present invention includes a housing having a gas discharge hole, an ignition means, a combustion chamber containing a gas generating agent, and a filter for filtering and cooling the combustion gas.
  • the invention can be applied to the gas generator shown in FIG. 1 of JP-A-10-181516, FIG. 1 of JP-A-2001-97175, and FIG. 1 of WO 00/48868. .
  • a copper-plated iron wire (cross-sectional area 0.2 mm, plating layer thickness about 2 m) is knitted (knitted knitting), inner diameter 6 lmm, outer diameter 72 mm, height 57 mm
  • a cylinder having a mass of 170 g as shown in FIG. 1 was obtained.
  • the cylindrical material obtained in the molding process was placed in a heating furnace, kept at 1180 ° for 10 minutes, left as it was with heating stopped, and cooled to room temperature to obtain a filter. Observation of the appearance of the obtained filter shows that copper adheres to the intersection of the iron wires. Was confirmed. The pressure loss at this festival was 0.25 kPa.
  • a gas generator incorporating this filter [Fig. 1 of JP-A-10-181516.
  • As a gas generating agent 40 g of bitetrazole ammonium salt Z basic copper nitrate / cellulose acetate (22.7% by mass: 74.3% by mass: 3% by mass) was used. After disassembling the operated one, it was confirmed visually that there was no looseness and no looseness at Phil evening.

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Abstract

保形性の良いものが得られるガス発生器用フィルタの製造法を提供する。　銅メッキされた鉄線が編まれてなる筒状物であり、鉄線同士の交差部に、メッキされた銅が溶融したものが付着して、交差部が固定されているガス発生器用フィルタの製造法であり、銅メッキされた鉄線を編んで筒状物を得る成形工程、及び前記筒状物を、銅の融点以上で、かつ鉄の焼結温度未満で保持した後、冷却する熱処理工程、を有するガス発生器用フィルタの製造法である。

Description

明細書
ガス発生器用フィルタ 技術分野
本発明は、 エアバッグ用ガス発生器に使用するガス発生器用フィル夕、 その製 造法、 エアバッグ用ガス発生器に関する。
背景技術
ガス発生剤による燃焼ガスをエアバッグの膨張媒体とする火ェ式のガス発生器 には、 燃焼ガスを冷却したり、 燃焼残渣を捕捉するためのク一ラント ·フィルタ が使用されている。 このクーラント 'フィルタは、 金属線を編み上げたもの、 金 網を積層したもの等が知られている。
本発明に関連する先行文献としては特開平 1 1一 3 4 8 7 1 2号公報、 特開 2 0 0 0 - 3 4 2 9 1 5号公報があげられる。
エアバッグ用ガス発生器には、 自動車の耐用年数 （1 0年以上） と同じ期間だ け、 正常に作動することが要求されるため、 部品であるク一ラント ·フィル夕に 対しても長期間の振動に対する高い耐久性 （自動車の耐用年数の間、 同じ形状を 維持できる保形性） が要求される。.
したがつて、金属線を編み上げて製造されるクーラント ·フィルタの場合には、 そのままでは強度及び耐久性の点で不十分であるため、 特開平 1 1— 3 4 8 7 1 2号公報のように焼結処理することで、 強度が高められている。
しかし、 金属線は、 鉄線やステンレス鋼線が使用されているため、 例えば、 鉄 (融点： 1 5 3 5*0 を焼結する際の焼結温度は非常に高くなる。 このため、 ェ ネルギ一の消費量が大きくなり、 焼結に要する時間も長くかかり、 その分だけ製 造コストが押し上げられることにもなる。
本発明の開示 '
本発明は、 従来品と同等以上の品質を有するガス発生器用フィル夕、 及びより 緩和な条件で、 高い品質のクーラント ·フィルタを得る^とができるガス発生器 用フィルタの製造法を提供することを課題とする。
また本発明は、 前記ガス発生器用フィル夕を用いたエアバッグ用ガス発生器を 提供することを別の課題とする。
請求項 1の発明は、 課題の解決手段として、 芯線となる金属線が低融点金属で 被覆された被覆金属線が編まれてなる筒状物であり、 低融点金属が芯線を構成す る金属よりも低融点の金属で、 被覆金属線同士の交差部が、 溶融した前記低融点 金属が付着して固化することで結合されたものであるガス発生器用フィルタを提 供する。
芯線となる金属線に被覆された低融点金属の融点は、 芯線を構成する金属の融 点よりも 2 0 °C以上低いものが好ましく、 3 0 °C以上低いものがより好ましい。 芯線となる金属線は、 鉄線又はステンレス鋼線から選ばれるものが好ましく、 芯線を被覆する低融点金属は、 銅、 亜鉛、 アルミニウム、 錫、 鉛から選ばれるも のが好ましい。
請求項 4の発明は、 他の課題の解決手段として、 上記のガス発生器用フィルタ の製造法であり、
芯線となる金属線が低融点金属で被覆されており、 低融点金属が芯線を構成す る金属よりも低融点の金属である被覆金属線を編んで筒状物を得る成形工程、 及 び
前記筒状物を、 芯線を被覆する低融点金属の融点以上で、 かつ芯線を構成する 金属の焼結温度未満で保持した後、 冷却する熱処理工程、
を有するガス発生器用フィルタの製造法を提供する。
成形工程における筒状物は、 内径 3〜8 0 mm、 外径 1 0〜9 0 mm、 高さ 5 〜3 0 O mm, 及び質量が 1 0〜4 0 0 gのものが好ましい。
熱処理工程において、 芯線を被覆する低融点金属の融点よりも 1 0 °C以上高い 温度 （より好ましくは 3 O :以上高い温度） で、 かつ芯線を構成する金属の融点 よりも 1 0 °C以上低い温度 （より好ましくは 5 0 °C以上低い温度） で熱処理する ことが好ましい。
本発明における 「フィル夕」 は、 燃焼ガスの冷却機能及び κ又は燃焼残渣の捕 捉機能を有するものを意味する。
本発明における 「被覆金属線」 は、 芯線表面が低融点金属で覆われているもの であれば良く、 芯線に金属メツキされた被覆金属線等が含まれる。
なお、 本発明における融点は、 化学大辞典， 第 1版第 1刷： 1989年 10月 20 日発行， （株） 東京化学同人の記載によった。
請求項 7の発明は、 別の課題の解決手段として、 ガス排出孔を有するハウジン グ、 衝撃によって作動する点火手段、 点火手段により着火燃焼され、 燃焼ガスを 発生するガス発生剤が収容された燃焼室、 及び燃焼ガスを濾過及び冷却するため のフィルタを備えたエアバッグ用ガス発生器であり、 フィル夕として上記のガス 発生器用フィルタを用いたエアバッグ用ガス発生器を提供する。
本発明の製造法を適用して得られるガス発生器用フィルタは、 編み上げられた 被覆金属線同士の交差部が、 溶融した低融点金属が固化したもので固着されてい るので、 全体の保形性が良い。
また本発明のガス発生器用フィルタは長期間にわたる保形性が良いので、 前記 フィルタを用いたエアバッグ用ガス発生器の信頼性も向上される。 図面の簡単な説明
図 1は、 製造過程における筒状物又は完成品であるガス発生器用フィル夕の外 形状を説明するための概念図である。
図 2は、 図 1に示すガス発生器用フィルタの別形態の概念図である。
図 3 ( a ) は成形工程後の金属線の状態を説明するための概念図、 図 3 (b ) は熱処理工程後の金属線の状態を説明するための概念図である。 発明の実施の形態
本発明のガス発生器用フィルタを得るための製造法について説明するが、 以下 においては、 銅メツキされた鉄線を用いた実施形態である。 図 1は、 製造過程に おける筒状物又は完成品であるガス発生器用フィル夕の外形状を説明するための 概念図である。
まず、 成形工程において、 銅メツキされた鉄線 1を編んで、 図 1に示すような 筒状物を得る。 銅メツキされた鉄線は、 1本又は 2本以上を使用できる。 なお、 メツキ金属である銅は、 銅及び銅を主とする合金を意味する。
銅メツキされた鉄線の寸法は、 ガス発生器用フィルタとして公知のものが採用 でき、 例えば、 断面積が 0 . 0 3〜 0 . 8 mm 2の範囲で選択できる。
銅メツキ層の厚みは、 鉄線の交差部の固定強度を高め、 フィルタ全体の保形性 を高める観点から、 0 . 5〜 1 0 mが好ましく、 1〜3 mがより好ましい。 また、 銅メツキ層の厚み （即ち、 被覆された銅の量） が前記範囲であると、 溶融 した銅が鉄線の交差部に移動して固定作用をするには充分な量であるが、 溶融し た銅が垂れたりしてフィルタの間隙を塞ぐことはない。
本発明における銅メツキされた鉄線としては、 特開 2 0 0 0— 3 4 2 9 1 5号 公報に開示された自動車エアバッグガス発生器フィルター用のメツキ金属線を用 いることができる。
筒状物を編み上げる方法は特に制限されないが、 円柱状の芯材を使用し、 その 周囲に銅メツキした鉄線等を編み上げる方法を適用しても良い。 この円柱状の芯 材の外径は、 成形工程で得られる筒状物の内径と一致することになる。
編み方は特に制限されないが、 メリヤス編み、 巻き線、 平織、 綾織、 平畳織、 綾畳織等が好ましい。
このような銅メツキした鉄線を用いて筒状に編み上げる方法としては、例えば、 特開 2 0 0 1— 1 7 1 4 7 2号公報の 〔0 0 1 3〕 〜 〔0 0 1 6〕 に記載された 成形工程で得られる筒状物の寸法は、 目的とするガス発生器の種類に応じて決 定されるが、 内径 3〜8 0 mm、 外径 1 0〜9 0 mm、 高さ 5〜3 0 0 mm、 及 び質量が 1 0〜4 0 0 gの範囲で選択することができる。
このようにして得られた筒状物は、 1本又は 2本以上の銅メツキされた鉄線が 何重にも編み上げられることで、 網状の鉄線同士が交差して形成される無数とも 言えるほど多くの交差部を有するものとなる。
なお、 フィル夕は、 濾過材として機能する図 2で示されるような網目部材 （ヮ ィャスクリーン） 4を、 図 1で示されるようにして組み込むことができる。 次に、 熱処理工程において、 成形工程で得られた筒状物を、 銅の融点以上で、 かつ鉄の焼結温度未満で保持した後、 冷却する。 成形工程で芯材を用いたときに は、 そのまま熱処理することができるが、 芯材を外した後に熱処理しても良い。 熱処理の下限温度は、 銅の融点 （1 0 8 3 °C) よりも 1 0 °C以上高い温度が好 ましく、 3 0 °C以上高い温度がより好ましい。
熱処理の上限温度は、 芯線となる鉄の融点 （1 5 3 5 °C) よりも 1 0 °C以上低 い温度が好ましく、 5 0 °C以上低い温度がより好ましい。 このように芯線となる 鉄の焼結温度よりも低い温度で熱処理するため、 鉄の焼結温度で熱処理する方法 に比べるとエネルギー消費量は少なくなる。
熱処理時間は、 上記した寸法形状の筒状物を上記した温度範囲で熱処理すると き、 1 0〜1 2 0分が好ましい。
熱処理後、 常温まで冷却する。 その後、 必要に応じて圧縮成形等の成形手段を 適用しても良い。
上記のとおり、成形工程で得られた筒状物は、図 3 ( a) (筒状物の部分概念図） に示すように、 銅メツキされた鉄線 1同士が交差して形成される無数とも言える ほど多くの交差部 2を有している。
このような筒状物に対して、 熱処理工程において所定の温度条件で熱処理する ことにより、 芯線となる鉄線は変化させず、 メツキされた銅の全部又は一部のみ を溶融させることができる。 その結果、 図 3 (b) に示すように、 溶融した銅 3 が前記交差部 2の隙間に侵入すると共に、交差部の表面に付着される。 このとき、 筒状物の半径方向に隣接する交差部同士も溶融した銅 3を介して相互に結合され る。
その後、 冷却することで、 溶融した銅 3が固化され、 無数の交差部のそれぞれ が、 及び隣接する交差部同士が銅で強固に固定されるため、 フィルタ全体の保形 性が高められる。
本発明で得られるガス発生器用フィル夕は、 ガス発生器を正常に作動させる観 点から、 空気流量 1 m 3 /分における全体の圧力損失が 0. 02〜500kPa であること力 s、好ましい。 本発明における圧力損失の測定は、 第 2926040号 号公報の段落番号 67及び図 8に開示された方法による。
本発明のガス発生器用フィルタを用いたエアバッグ用ガス発生器は、 ガス排出 孔を有するハウジング、 点火手段、 ガス発生剤が収容された燃焼室、 及び燃焼ガ スを濾過及び冷却するためのフィルタを備えたものであれば良く、 例えば、 特開 平 10— 181516号公報の図 1、特開 2001— 97175公報の図 1、 WO 00/48868の図 1に示されたガス発生器に適用できる。
実施例
実施例 1
(成形工程）
直径 60mmの円柱状芯材の周囲に、 銅メツキした鉄線 （断面積 0. 2mm , メツキ層厚み約 2 m) を編み上げて （メリヤス編み)、 内径 6 lmm、 外径 7 2mm, 高さ 57mm、 質量 170 gの図 1に示すような筒状物を得た。
(熱処理工程）
成形工程で得た筒状物を加熱炉中に入れ、 1180^で 10分間保持した後、 加熱を止めた状態でそのまま放置して、 常温まで冷却して、 フィルタを得た。 得られたフィルタの外観を観察すると、 鉄線の交差部分に銅が付着しているこ とが確認できた。 このフィル夕の圧力損失は 0. 25 kP aであった。 このフィ ル夕を組み込んだガス発生器 〔特開 10— 181516号公報の図 1のもの。 ガ ス発生剤として、 ビテトラゾールアンモニゥム塩 Z塩基性硝酸銅/酢酸セルロー ス （22. 7質量％ノ74.3質量％ノ3質量％) を 40 g使用〕 の作動テストを行つ た後、 作動済みのものを分解後、 目視により、 フィル夕のゆるみ、 ばらけが無い ことを確認した。

Claims

請求の範囲
1 . 芯線となる金属線が低融点金属で被覆された被覆金属線が編まれてなる筒 状物であり、 低融点金属が芯線を構成する金属よりも低融点の金属で、 被覆金属 線同士の交差部が、 溶融した前記低融点金属が付着して固化することで結合され たものであるガス発生器用フィルタ。
2 . 芯線となる金属線に被覆された低融点金属の融点が、 芯線を構成する金属 の融点よりも 2 0 °C以上低いものである、請求項 1記載のガス発生器用フィル夕。
3 . 芯線となる金属線が鉄線又はステンレス鋼線であり、 芯線を被覆する低融 点金属が銅、 亜鉛、 アルミニウム、 錫、 鉛から選ばれるものである、 請求項 1又 は 2記載のガス発生器用フィルタ。
4. 請求項 1〜 3のいずれかに記載のガス発生器用フィル夕の製造法であり、 芯線となる金属線が低融点金属で被覆されており、 低融点金属が芯線を構成す る金属よりも低融点の金属である被覆金属線を編んで筒状物を得る成形工程、 及 び
前記筒状物を、 芯線を被覆する低融点金属の融点以上で、 かつ芯線を構成する 金属の焼結温度未満で保持した後、 冷却する熱処理工程、
を有するガス発生器用フィルタの製造法。
5 . 成形工程における筒状物が、 内径 3〜 8 0 mm, 外径 1 0〜 9 0 mm、 高 さ 5〜3 0 0 mm、 及び質量が 1 0〜4 0 0 gのものである、 請求項 4記載のガ ス発生器用フィル夕の製造法。
6 . 熱処理工程において、 芯線を被覆する低融点金属の融点よりも 1 0で以上 高い温度で、 かつ芯線を構成する金属の融点よりも 1 以上低い温度で熱処理 する、 請求項 4又は 5記載のガス発生器用フィルタの製造法。
7 . ガス排出孔を有するハウジング、 衝撃によって作動する点火手段、 点火手 段により着火燃焼され、 燃焼ガスを発生するガス発生剤が収容された燃焼室、 並 びに燃焼ガスを濾過及び冷却するためのフィル夕を備えたエアバッグ用ガス発生 器であり、 フイリレ夕として請求項 1〜 6のいずれかに記載のガス発生器用フィル 夕を用いたエアバッグ用ガス発生器。
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