インフレータおよびインフレータ用フィルタ材
【課題】フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材を用いた場合にも、フィルタ材をハウジングに容易に組付けることが可能で、かつフィルタ材とハウジングとの間の隙間からの作動ガスの流出を簡素な構成で確実に防止でき、これにより安価に製作が可能なインフレータを提供する。
【解決手段】インフレータ１Ａは、ロワーケース３およびアッパーケース９からなるハウジングと、フィルタ材２５とを備えている。フィルタ材２５は、周縁に突起部が形成された開口部２７を複数有する板状金属部材を巻き回すことで構成され、フィルタ材２５の内部に位置する燃焼室２０には、ガス発生剤２１が収容されている。フィルタ材２５は、軸方向の一方の端部を内側に向けて曲げることで形成された折り曲げ部２８ａを有しており、折り曲げ部２８ａは、ハウジングによってフィルタ材２５が軸方向に挟み込まれることでハウジングに圧接している。
【解決手段】インフレータ１Ａは、ロワーケース３およびアッパーケース９からなるハウジングと、フィルタ材２５とを備えている。フィルタ材２５は、周縁に突起部が形成された開口部２７を複数有する板状金属部材を巻き回すことで構成され、フィルタ材２５の内部に位置する燃焼室２０には、ガス発生剤２１が収容されている。フィルタ材２５は、軸方向の一方の端部を内側に向けて曲げることで形成された折り曲げ部２８ａを有しており、折り曲げ部２８ａは、ハウジングによってフィルタ材２５が軸方向に挟み込まれることでハウジングに圧接している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置に組み込まれるインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載される乗員保護装置として、エアバッグ装置が知られている。エアバッグ装置は、車輌等衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するものであり、車輌等衝突時に瞬時にエアバッグを膨張・展開させることにより、乗員の体を受け止めるものである。インフレータ（ガス発生器）は、このエアバッグ装置に組み込まれ、車輌等衝突時にコントロールユニットからの通電によってスクイブ（点火器）を発火し、スクイブにおいて生じる火炎によりガス発生剤を燃焼させて多量の作動ガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張・展開させる機器である。
【０００３】
種々あるインフレータのうち、自動車のステアリングホイールに装備される運転席用エアバッグ装置に特に好適に利用されるインフレータとして、短尺円柱状の外形を有するディスク型インフレータがある。ディスク型インフレータは、内部にガス発生剤やスクイブ等が収容された両端閉塞の短尺円筒状のハウジングを有しており、当該ハウジングの周壁に作動ガスを放出するためのガス放出口を有している。
【０００４】
ディスク型インフレータにおいては、ガス発生剤が収容された燃焼室を径方向に取り囲むようにフィルタ材がハウジングの内部に収容されている。このインフレータ用フィルタ材は、作動ガス中に含まれるスラグ（残渣）を捕集する手段であるとともに、当該作動ガスが内部を通過することによってその温度を低下させる冷却手段でもある。
【０００５】
フィルタ材としては、種々の構成のものが存在するが、その主たるものとして、金属線材や金属網材を環状に巻き回して形成したものや、金属線材や金属網材をプレス加工することによって環状に押し固めて形成したもの等が知られている。しかしながら、このように金属線材や金属網材を環状に巻き回したりあるいはプレス加工することによって環状に押し固めたりすることで形成されたフィルタ材は、重量が重くなってしまうといった問題やその製造が煩雑であるといった問題を有している。
【０００６】
そのため、軽量化や製造の容易化の観点から、フィルタ材として、フックメタルと称される板状金属部材を巻き回すことで形成されたフィルタ材を利用することが提案されている（たとえば、特開２００２−２４９０１７号公報（特許文献１）参照）。ここで、フックメタルとは、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材のことである。
【０００７】
このフックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材においては、積層された複数の層の間に上述した突起部が位置することになり、この突起部の存在により、積層された上記複数の層の間に間隙部が形成される。そして、この間隙部と上述した開口部とによってフィルタ材の内部に迷路化した流路が形成されることになり、この流路を作動ガスが流動することにより、上述した作動ガスの冷却機能と作動ガス中に含まれるスラグの捕集機能とが効果的に発揮されることになる。
【０００８】
また、ディスク型インフレータにおいて、何ら対策を講じていない場合には、作動時においてフィルタ材とハウジングとの間の隙間から作動ガスが一部流出してフィルタ材の内部を通過することなくガス放出口から作動ガスが放出してしまうおそれがあることが知られている。このような隙間からの作動ガスの流出が生じた場合には、所望の出力特性が得られないばかりでなく、作動ガスが十分に冷却されなかったり、インフレータから放出される作動ガス中に多くのスラグが含まれてしまったりする。
【０００９】
上述の隙間からの作動ガスの流出を防止するために、一般的にディスク型インフレータにおいては、燃焼室を規定するフィルタ材の内周面とハウジングの内面とに沿うように金属製の流出防止部材を配置し、当該流出防止部材をフィルタ材の内周面とハウジングの内面とのそれぞれに圧接させる構成が採用されている（たとえば特開平１０−２８７１９７号公報（特許文献２）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２４９０１７号公報
【特許文献２】特開平１０−２８７１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般にフィルタ材は、ハウジングに対する安定的な固定の観点から、ハウジングの天板部と底板部とによって軸方向から挟み込まれることで固定される。このような挟み込みによるフィルタ材の組付け構造を採用した場合には、フィルタ材の軸方向の端面がハウジングの天板部と底板部のそれぞれに適度な圧力にて圧接した状態となる。
【００１２】
ところが、上述したフックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材は、その軸方向における剛性が高く、当該軸方向には容易には変形しない特徴を有している。そのため、当該フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材をインフレータのハウジングに適度な圧力にて圧接させた状態で固定するためには、フィルタ材やハウジングの外形寸法を高精度に管理する必要が生じる。しかしながら、このような高精度の寸法管理は、非常に困難を伴うものであり、歩留まりが悪化するといった問題や製造コストを圧迫するといった問題を生じさせる。
【００１３】
また、上述した如くの流出防止部材を用いてフィルタ材とハウジングとの間の隙間からの作動ガスの流出を防止した場合には、ハウジングの天板部側および底板部側のそれぞれに上述した流出防止部材を配置することが必要になり、部品点数が増加したり組立て作業が煩雑化したりすることに伴って製造コストが増大する問題が生じる。
【００１４】
したがって、本発明は、フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材を用いた場合にも、フィルタ材をハウジングに容易に組付けることが可能で、かつフィルタ材とハウジングとの間の隙間からの作動ガスの流出を簡素な構成で確実に防止でき、これにより安価に製作が可能なインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に基づくインフレータは、ハウジングと、フィルタ材と、燃焼室と、スクイブとを備えている。上記ハウジングは、周壁部にガス放出口を有し、軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状の部材にて構成されている。上記フィルタ材は、上記ハウジングの内部に位置し、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで構成された中空円筒状の部材にて構成されている。上記燃焼室は、上記フィルタ材の内部に位置しており、当該燃焼室には、ガス発生剤が収容されている。スクイブは、上記燃焼室に面するように配設されている。上記フィルタ材は、軸方向の少なくともいずれか一方の端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部を有している。上記弾性力発現部は、上記ハウジングの天板部および底板部によって上記フィルタ材が当該フィルタ材の軸方向に挟み込まれることにより、上記ハウジングの天板部および底板部の少なくともいずれか一方に圧接している。
【００１６】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記フィルタ材の上記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている。
【００１７】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記フィルタ材の上記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている。
【００１８】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、好ましくは、当該インフレータがさらに破砕防止部材を備えている。上記破砕防止部材は、上記燃焼室と上記ハウジングの天板部または底板部との間に配置され、振動による上記ガス発生剤の破砕を防止する円盤状または円環状の部材にて構成されている。ここで、上記破砕防止部材は、好ましくは、上記弾性力発現部によって保持されている。
【００１９】
本発明に基づくインフレータ用フィルタ材は、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで短尺中空円筒状に構成されたものであり、インフレータのハウジングによって軸方向に挟み込まれて固定されるものである。上記本発明に基づくインフレータ用フィルタ材は、軸方向の少なくともいずれか一方の端部に、当該端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部を有している。
【００２０】
上記本発明に基づくインフレータ用フィルタ材にあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている。
【００２１】
上記本発明に基づくインフレータ用フィルタ材にあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材を用いた場合にも、フィルタ材をハウジングに容易に組付けることが可能で、かつフィルタ材とハウジングとの間の隙間からの作動ガスの流出を簡素な構成で確実に防止でき、これにより安価に製作が可能なインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインフレータの模式断面図である。
【図２】図１に示すインフレータの要部拡大模式断面図である。
【図３】図１に示すフィルタ材の概略斜視図である。
【図４】図１に示すフィルタ材の表面部分の拡大斜視図である。
【図５】図１に示すインフレータの作動時の要部拡大模式断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の第１変形例に係るインフレータの要部拡大模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の第２変形例に係るインフレータの要部拡大模式断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるインフレータの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、インフレータおよびインフレータ用フィルタ材として、いわゆるディスク型インフレータおよびこれに用いられるディスク型インフレータ用フィルタ材を例示して説明を行なう。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインフレータの模式断面図であり、図２は、図１に示すインフレータの要部拡大模式断面図である。また、図３は、図１に示すフィルタ材の概略斜視図であり、図４は、図１に示すフィルタ材の表面部分の拡大斜視図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態におけるインフレータ１Ａは、ロワーケース３およびアッパーケース９からなるハウジングと、スクイブ２と、エンハンサ（伝火薬）１９と、ガス発生剤２１とを主として備えている。
【００２７】
ロワーケース３は、底板部４と周壁部５とを有する上面開口の有底筒状の形状を有しており、アッパーケース９は、天板部１０と周壁部１１とを有する下面開口の有底筒状の形状を有している。ハウジングは、これらロワーケース３とアッパーケース９とを組み合わせることで軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状に構成されており、その内部に各種の構成部品を内包している。
【００２８】
ロワーケース３およびアッパーケース９は、いずれもステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されており、それぞれ一枚の板状または一片のブロック状の金属部材から、金型等を使用して鍛造加工、絞り加工、プレス加工等またはその組み合わせによって形成される。ロワーケース３およびアッパーケース９は、たとえば電子ビーム溶接やレーザー溶接、摩擦圧接等によって接合されている。
【００２９】
ロワーケース３の底板部４の略中央部には、保持部６が形成されている。この保持部６は、スクイブ２を保持するための部位であり、当該保持部６に設けられた開口にスクイブ２を内側から挿入し、保持部６の先端に設けられたかしめ部７をスクイブ２側に向けてかしめることにより、スクイブ２がロワーケース３に固定されている。スクイブ２の端子ピン２ｂは、ハウジングの外部に露出しており、当該端子ピン２ｂには、スクイブ２とコントロールユニットとを電気的に接続するためのハーネスのコネクタ（図示せず）が接続可能である。
【００３０】
スクイブ２は、火炎を発生させるための機器であり、点火部２ａと上述の端子ピン２ｂとを有している。点火部２ａは、金属製またはプラスチック製のスクイブカップを有しており、その内部に作動時において着火する点火薬とこの点火薬を燃焼させるための抵抗体（ブリッジワイヤ）とを含んでいる。端子ピン２ｂは、点火薬を着火させるために抵抗体に接続されている。抵抗体としては一般にニクロム線等の導電線が利用され、点火薬としては一般にＺＰＰ（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ＺＷＰＰ（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等の薬剤が利用される。
【００３１】
スクイブ２と保持部６との間には、シール部材１６が介在されている。シール部材１６は、スクイブ２と保持部６との間に生じる隙間を気密に封止することによって後述するエンハンサ室１８を密閉するためのものであり、スクイブ２を保持部６にかしめ固定する際に上記隙間に挿入される。シール部材１６としては、十分な耐熱性および耐久性の材料からなるものを利用することが好ましく、たとえばエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭ樹脂製のＯリング等の樹脂部材が利用される。
【００３２】
ロワーケース３の保持部６には、スクイブ２を覆うように有底筒状のエンハンサカップ１４が固定されている。エンハンサカップ１４の内部には、エンハンサ室１８が形成されており、当該エンハンサ室１８には、エンハンサ１９が充填されている。エンハンサカップ１４は、その内部に設けられたエンハンサ室１８がスクイブ２の点火部２ａに面するように保持部６に固定されている。より詳細には、エンハンサカップ１４には、フランジ部１５が設けられており、保持部６に設けられたかしめ部８によって当該フランジ部１５がかしめられることにより、エンハンサカップ１４が保持部６に固定されている。
【００３３】
エンハンサカップ１４は、ロワーケース３の保持部６に固定された状態において、その内部に設けられたエンハンサ室１８を完全に密閉している。このエンハンサカップ１４は、スクイブ２が作動することによってエンハンサ１９が着火された場合にエンハンサ室１８内の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴って破裂または溶融するものである。なお、エンハンサカップ１４の材質としては、アルミニウムやアルミニウム合金、プラスチック等が好適に利用される。
【００３４】
エンハンサ室１８に充填されたエンハンサ１９は、スクイブ２が作動することによって生じた火炎によって点火され、燃焼することによって熱粒子を発生する。エンハンサ１９としては、後述するガス発生剤２１を確実に燃焼開始させることができるものであることが必要であり、一般的には、Ｂ／ＫＮＯ3等に代表される金属粉／酸化剤からなる組成物などが用いられる。エンハンサ１９は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成型されたもの等が利用される。バインダによって成型されたエンハンサの形状としては、たとえば顆粒状、円柱状、シート状、球状、単孔円筒状、多孔円筒状、タブレット状など種々の形状がある。
【００３５】
ロワーケース３およびアッパーケース９からなるハウジングの内部の空間のうち、上述のエンハンサカップ１４が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤２１が収容される燃焼室２０が位置している。より具体的には、上述のエンハンサカップ１４は、ハウジングの内部に形成された燃焼室２０内に突出して配置されており、このエンハンサカップ１４の周面を囲うように燃焼室２０が構成されている。
【００３６】
ガス発生剤２１は、スクイブ２によって点火されたエンハンサ１９が燃焼することによって生じた熱粒子によって着火され、燃焼することによって作動ガスを発生させるものである。ガス発生剤２１は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成型体として形成される。燃料としては、たとえばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等またはこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジンや硝酸グアニジン、シアノグアニジン、５−アミノテトラゾール等が好適に利用される。また、酸化剤としては、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。また、添加剤としては、バインダやスラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばカルボキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダや、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。
【００３７】
ガス発生剤２１の成型体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものがある。また、成型体内部に孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等）の成型体も利用される。これらの形状は、インフレータ１Ａが組み込まれるエアバッグ装置の仕様に応じて適宜選択されることが好ましく、たとえばガス発生剤２１の燃焼時においてガスの生成速度が時間的に変化する形状を選択するなど、仕様に応じた最適な形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤２１の形状の他にもガス発生剤２１の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成型体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。
【００３８】
ガス発生剤２１が収容された燃焼室２０を取り巻く空間には、ハウジングの内周に沿ってフィルタ材２５が配置されている。フィルタ材２５は、中空円筒状の形状を有しており、ハウジングと同軸上に配置されている。ここで、フィルタ材２５は、ハウジングの周壁部５，１１と所定の距離もって離間して配置されている。
【００３９】
図１および図２に示すように、フィルタ材２５は、軸方向に沿って延びる筒状部２６を有している。フィルタ材２５の筒状部２６には、複数の開口部２７が設けられており、当該複数の開口部２７を介して燃焼室２０とフィルタ材２５の外側の空間とが連通している。また、フィルタ材２５の筒状部２６は、その軸方向の一方の端部であるアッパーケース９の天板部１０側の端部に折り曲げ部２８ａを有している。当該折り曲げ部２８ａは、筒状部２６の上記アッパーケース９の天板部１０側の端部を内側に折り曲げることで形成されており、その先端は、アッパーケース９の天板部１０に圧接している。
【００４０】
図３および図４に示すように、フィルタ材２５は、フックメタルと称される開口部２７を複数有する板状金属部材を巻き回すことで形成されたものである。上記複数の開口部２７は、プレス加工することによって形成されたものであり、巻き回し後においてフィルタ材２５の各層にわたって設けられている。なお好ましくは、図３に示すように、開口部２７は、折り曲げ部２８ａには設けられない。
【００４１】
ここで、筒状部２６に形成された開口部２７の周縁には、突起部２９が形成されている。この突起部２９は、上述した板状金属部材に開口部２７を形成するためのプレス加工の際に形成されるものであり、プレス機の押し型によって切り起こされて形成されるものである。図示する如くの形状の突起部２９を形成するためには、押し型として角錐状または円錐状のピンを用いることが好適である。
【００４２】
上記突起部２９の存在により、フィルタ材２５の各層間には、図３に示す如くの間隙部３０が形成されることになる。この間隙部３０と開口部２７とにより、フィルタ材２５の内部には、フィルタ材２５の内側の空間と外側の空間とを連通する迷路化された流路（図１および２参照）が形成されることになる。なお、フィルタ材２５に設けられる突起部２９の位置は、フィルタ材２５の各層の内周面側であってもよいし、外周面側であってもよい。
【００４３】
また、フィルタ材２５においては、必要に応じてプレス加工後にローラを用いて切り起こされた突起部２９を圧延することにより、図示する如く、突起部２９を板状金属部材の表面に沿わせた形状とされていてもよい。このようにした場合には、突起部の２９高さが一定に調節されることになり、各層間に形成される間隙部３０の大きさを所望の大きさに均一化することができる。
【００４４】
図１および図２に示すように、上述したフィルタ材２５は、ロワーケース３とアッパーケース９とによって軸方向から挟み込まれることでハウジングに組付けられる。その際、上述した折り曲げ部２８ａは、アッパーケース９に突き当たることで弾性変形し、フィルタ材２５の軸方向に弾性力を発現してアッパーケース９に圧接する弾性力発現部として機能する。これにより、フィルタ材２５は、そのハウジングへの組付けの際に軸方向の長さが減じることになり、適度な圧力をもってロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０に圧接することになり、各部材間の寸法精度の誤差を許容して安定的にハウジングに対して固定されることになる。
【００４５】
なお、フィルタ材２５を構成する板状金属部材の厚みとしては、０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には０．２ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。折り曲げ部２８ａの軸方向の大きさとしては、０．３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。また、折り曲げ部２８ａの径方向の大きさとしては、０．３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。また、折り曲げ角度としては、概ね１５°以上７５°以下であることが好ましく、より好適には３０°以上６０°以下である。
【００４６】
図１に示すように、フィルタ材２５に対面する部分のハウジングの周壁部１１には、ガス放出口１２が複数設けられている。このガス放出口１２は、フィルタ材２５を通過した作動ガスをハウジングの外部に導出するためのものである。当該ガス放出口１２が設けられた部分のハウジングの周壁部１１には、内側からシール部材１３が貼付されることにより、燃焼室２０の気密性が確保されている。このシール部材１３としては、片面に粘着部材が塗布されたアルミニウム箔等が好適に利用される。
【００４７】
燃焼室２０のロワーケース３の底板部４側の端部には、フィルタ材２５を支持するとともに、フィルタ材２５とロワーケース３との間の隙間から作動ガスが流出することを防止するための流出防止部材２３が配置されている。流出防止部材２３は、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属製の板状部材をプレス加工等することによって形成されたものであり、フィルタ材２５の下端部分の内周面に当接する部位と、ロワーケース３の底板部４に当接する部位とを有する環状の部材からなる。ここで、流出防止部材２３は、適度な弾性を有しており、フィルタ材２５の内周面およびロワーケース３の底板部４のそれぞれに適度に圧接している。
【００４８】
燃焼室２０のアッパーケース９の天板部１０側の端部には、当該天板部１０および燃焼室２０に収容されたガス発生剤２１に接触するように円盤状のクッション材２２ａが配置されている。このクッション材２２ａは、成型体からなるガス発生剤２１が振動等によって粉砕されることを防止する粉砕防止部材に相当し、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用される。当該クッション材２２ａは、折り曲げ部２８ａが形成された部分のフィルタ材２５の端部に嵌め込まれており、当該折り曲げ部２８ａによって保持されている。このように構成することにより、ガス発生剤２１自体が振動等によってクッション材２２ａの端部を介して燃焼室２０の外部に移動し、ハウジングとフィルタ材２５の間の隙間やハウジングとクッション材２２ａの間の隙間に侵入することが防止できる。
【００４９】
本実施の形態におけるインフレータ１Ａが搭載された車両が衝突した場合には、車両に設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいてスクイブ２が作動する。エンハンサ室１８に収容されたエンハンサ１９は、スクイブ２が作動することによって生じた火炎によって点火されて燃焼し、多量の熱粒子を発生させる。このエンハンサ１９の燃焼によってエンハンサカップ１４は破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室２０へと流れ込む。
【００５０】
流れ込んだ熱粒子により、燃焼室２０に収容されたガス発生剤２１が着火されて燃焼し、多量の作動ガスを発生させる。燃焼室２０にて発生した作動ガスは、フィルタ材２５の筒状部２６中を通過し、その際フィルタ材２５によって熱が奪われて冷却されるとともに作動ガス中に含まれるスラグがフィルタ材２５の筒状部２６によって除去されてハウジングの外周縁部に流れ込む。ハウジングの内圧の上昇に伴い、アッパーケース９のガス放出口１２を閉塞していたシール部材１３による封止が破られ、ガス放出口１２を介して作動ガスがハウジングの外部へと放出される。放出されたガスは、インフレータ１Ａに隣接して設けられたエアバッグの内部に導入され、エアバッグを膨張・展開する。
【００５１】
図５は、図１に示すインフレータの作動時の要部拡大模式断面図である。なお、図５においては、インフレータの作動前のアッパーケース９およびフィルタ材２５の位置を鎖線を用いて示している。
【００５２】
図５に示すように、インフレータ１Ａの作動時においては、ガス発生剤２１が燃焼することによって燃焼室２０の圧力が高圧になることに伴い、アッパーケース９が外側に向けて変形する。その際、フィルタ材２５の折り曲げ部２８ａは、予めアッパーケース９に圧接されているため、自身の有する弾性力に基づいて弾性変形し、アッパーケース９の変形に追従して移動する。
【００５３】
このとき、フィルタ材２５の折り曲げ部２８ａの先端は、アッパーケース９に圧接した状態が常に維持されることになるため、アッパーケース９が変形する際およびその変形後においてもフィルタ材２５とアッパーケース９との間に隙間が生じることがない。したがって、フィルタ材２５とアッパーケース９との間から作動ガスが流出することが防止でき、確実に作動ガスをフィルタ材２５を経由させて外部へと放出することが可能になる。
【００５４】
以上において説明した本実施の形態におけるインフレータ１Ａおよびインフレータ用フィルタ材２５とすることにより、フィルタ材２５に設けた弾性力発現部としての折り曲げ部２８ａの作用により、フィルタ材２５を軸方向からロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０で挟み込んで固定する際に、フィルタ材２５の軸方向長さが僅かに減じ、かつフィルタ材２５の軸方向端部がロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０のそれぞれに適度な圧力をもって圧接することになる。そのため、フィルタ材２５やハウジング等の寸法精度の管理を通常よりも高めることなく、歩留まりよくフィルタ材２５をハウジングに安定的に組付けることが可能となり、製造コストを抑制することができる。したがって、フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材を用いた場合にも、その組付けが容易でかつ製造コストが低く抑制可能なインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材とすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態におけるインフレータ１Ａおよびインフレータ用フィルタ材２５とすることにより、インフレータ１Ａの作動時においてフィルタ材２５の折り曲げ部２８ａが常にアッパーケース９の天板部１０に圧接した状態に維持されるようにすることができるため、フィルタ材２５を経由することなく作動ガスがガス放出口１２から放出されることが防止できる。すなわち、フィルタ材２５に形成した折り曲げ部２８ａが作動ガスの流出を防止する流出防止部材として機能することになり、従来必要であった別部品からなる流出防止部材をハウジングの天板部１０側に別途設ける必要がなくなる。したがって、部品点数を削減することができ、組付け作業も容易化するため、安価に高性能のインフレータを製作することが可能になる。
【００５６】
加えて、本実施の形態におけるインフレータ１Ａにおいては、ガス発生剤２１が振動等によって粉砕することを防止するための粉砕防止部材としてのクッション材２２ａが上述したフィルタ材２５の折り曲げ部２８ａによって保持された構成とされている。したがって、クッション材２２ａが安定的にハウジング内において固定されることになり、ガス発生剤２１が粉砕することが確実に防止できるとともに、ガス発生剤２１自体が燃焼室２０から漏れ出すことも防止できる。
【００５７】
図６および図７は、本実施の形態の第１および第２変形例に係るインフレータの要部拡大模式断面図である。
【００５８】
図６に示すように、第１変形例に係るフィルタ材２５Ａにあっては、板状金属部材を巻き回した後にフィルタ材２５Ａの上端を所定の形状の型に挿入することにより、フィルタ材２５Ａの筒状部２６の上端部に絞り加工を施し、これにより折り曲げ部２８ａを形成している。この場合、内側の層に形成された折り曲げ部の外周面が外側の層に形成された折り曲げ部の内周面に当接することになる。このように構成した場合にも、上述の本実施の形態におけるフィルタ材２５とした場合と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
図７に示すように、第２変形例に係るフィルタ材２５Ｂにあっては、弾性力発現部が、上述した折り曲げ加工による折り曲げ部２８ａではなく、湾曲させて形成された曲成部２８ｂにて構成されている。この曲成部２８ｂは、板状金属部材を巻き回すに先立ち、予め当該板状金属部材の上端を湾曲させておき、その後に板状金属部材を巻き回すことで形成が可能である。このように構成した場合にも、上述の本実施の形態におけるフィルタ材２５とした場合と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２におけるインフレータの模式断面図である。なお、上述の実施の形態１におけるインフレータ１Ａと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００６１】
図８に示すように、本実施の形態におけるインフレータ１Ｂにおいては、フィルタ材２５の上端に折り曲げ部２８ａが形成されておらず、フィルタ材２５の下端に折り曲げ部２８ａが形成されている。すなわち、折り曲げ部２８ａは、筒状部２６のロワーケース３の底板部４側の端部を内側に折り曲げることで形成されており、その先端は、ロワーケース３の底板部４に圧接している。
【００６２】
燃焼室２０のアッパーケース９の天板部１０側の端部には、フィルタ材２５を支持するとともに、フィルタ材２５とアッパーケース９との間の隙間から作動ガスが流出することを防止するための流出防止部材２４が配置されている。流出防止部材２４は、フィルタ材２５の上端部分の内周面に当接する部位と、アッパーケース９の天板部１０に当接する部位とを有する環状の部材からなり、フィルタ材２５の内周面およびアッパーケース９の天板部１０のそれぞれに適度に圧接している。
【００６３】
燃焼室２０のロワーケース３の底板部４側の端部には、当該底板部４および燃焼室２０に収容されたガス発生剤２１に接触するように円環状のクッション材２２ｂが配置されている。当該クッション材２２ｂは、折り曲げ部２８ａが形成された部分のフィルタ材２５の端部に嵌め込まれており、当該折り曲げ部２８ａによって保持されている。このように構成することにより、ガス発生剤２１自体が振動等によってクッション材２２ｂの端部を介して燃焼室２０の外部に移動し、ハウジングとフィルタ材２５の間の隙間やハウジングとクッション材２２ｂの間の隙間に侵入することが防止できる。
【００６４】
フィルタ材２５は、ロワーケース３とアッパーケース９とによって軸方向から挟み込まれることでハウジングに組付けられる。その際、上述した折り曲げ部２８ａは、ロワーケース３に突き当たることで弾性変形し、フィルタ材２５の軸方向に弾性力を発現してロワーケース３に圧接する弾性力発現部として機能する。これにより、フィルタ材２５は、そのハウジングへの組付けの際に軸方向の長さが減じることになり、適度な圧力をもってロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０に圧接することになり、各部材間の寸法精度の誤差を許容して安定的にハウジングに対して固定されることになる。
【００６５】
このように構成した場合にも、上述の本実施の形態１におけるフィルタ材２５を利用した場合と同様の効果を得ることができる。なお、上記構成とした場合の折り曲げ部２８ａの寸法、形状等は、上述した本発明の実施の形態１におけるそれと同様にすることが好ましい。
【００６６】
以上において説明した本発明の実施の形態ならびにその変形例においては、板状金属部材を巻き回すことによって形成したフィルタ材の層の数を２層とした場合を例示して説明を行なったが、当該層の数は２層に限定されるものではなく、複数であれば何層に構成されていてもよい。また、上述した本発明の実施の形態ならびにその変形例においては、フィルタ材の軸方向端部の一方に弾性力発現部を設けた場合を例示して説明を行なったが、当然にフィルタ材の軸方向端部の両方に弾性力発現部を設けることとしてもよい。
【００６７】
このように、今回開示した上記各実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ，１Ｂ インフレータ、２ スクイブ、２ａ 点火部、２ｂ 端子ピン、３ ロワーケース、４ 底板部、５ 周壁部、６ 保持部、７，８ かしめ部、９ アッパーケース、１０ 天板部、１１ 周壁部、１２ ガス放出口、１３ シール部材、１４ エンハンサカップ、１５ フランジ部、１６ シール部材、１８ エンハンサ室、１９ エンハンサ、２０ 燃焼室、２１ ガス発生剤、２２ａ，２２ｂ クッション材、２３，２４ 流出防止部材、２５，２５Ａ，２５Ｂ フィルタ材、２６ 筒状部、２７ 開口部、２８ａ 折り曲げ部、２８ｂ 曲成部、２９ 突起部、３０ 間隙部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置に組み込まれるインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載される乗員保護装置として、エアバッグ装置が知られている。エアバッグ装置は、車輌等衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するものであり、車輌等衝突時に瞬時にエアバッグを膨張・展開させることにより、乗員の体を受け止めるものである。インフレータ（ガス発生器）は、このエアバッグ装置に組み込まれ、車輌等衝突時にコントロールユニットからの通電によってスクイブ（点火器）を発火し、スクイブにおいて生じる火炎によりガス発生剤を燃焼させて多量の作動ガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張・展開させる機器である。
【０００３】
種々あるインフレータのうち、自動車のステアリングホイールに装備される運転席用エアバッグ装置に特に好適に利用されるインフレータとして、短尺円柱状の外形を有するディスク型インフレータがある。ディスク型インフレータは、内部にガス発生剤やスクイブ等が収容された両端閉塞の短尺円筒状のハウジングを有しており、当該ハウジングの周壁に作動ガスを放出するためのガス放出口を有している。
【０００４】
ディスク型インフレータにおいては、ガス発生剤が収容された燃焼室を径方向に取り囲むようにフィルタ材がハウジングの内部に収容されている。このインフレータ用フィルタ材は、作動ガス中に含まれるスラグ（残渣）を捕集する手段であるとともに、当該作動ガスが内部を通過することによってその温度を低下させる冷却手段でもある。
【０００５】
フィルタ材としては、種々の構成のものが存在するが、その主たるものとして、金属線材や金属網材を環状に巻き回して形成したものや、金属線材や金属網材をプレス加工することによって環状に押し固めて形成したもの等が知られている。しかしながら、このように金属線材や金属網材を環状に巻き回したりあるいはプレス加工することによって環状に押し固めたりすることで形成されたフィルタ材は、重量が重くなってしまうといった問題やその製造が煩雑であるといった問題を有している。
【０００６】
そのため、軽量化や製造の容易化の観点から、フィルタ材として、フックメタルと称される板状金属部材を巻き回すことで形成されたフィルタ材を利用することが提案されている（たとえば、特開２００２−２４９０１７号公報（特許文献１）参照）。ここで、フックメタルとは、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材のことである。
【０００７】
このフックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材においては、積層された複数の層の間に上述した突起部が位置することになり、この突起部の存在により、積層された上記複数の層の間に間隙部が形成される。そして、この間隙部と上述した開口部とによってフィルタ材の内部に迷路化した流路が形成されることになり、この流路を作動ガスが流動することにより、上述した作動ガスの冷却機能と作動ガス中に含まれるスラグの捕集機能とが効果的に発揮されることになる。
【０００８】
また、ディスク型インフレータにおいて、何ら対策を講じていない場合には、作動時においてフィルタ材とハウジングとの間の隙間から作動ガスが一部流出してフィルタ材の内部を通過することなくガス放出口から作動ガスが放出してしまうおそれがあることが知られている。このような隙間からの作動ガスの流出が生じた場合には、所望の出力特性が得られないばかりでなく、作動ガスが十分に冷却されなかったり、インフレータから放出される作動ガス中に多くのスラグが含まれてしまったりする。
【０００９】
上述の隙間からの作動ガスの流出を防止するために、一般的にディスク型インフレータにおいては、燃焼室を規定するフィルタ材の内周面とハウジングの内面とに沿うように金属製の流出防止部材を配置し、当該流出防止部材をフィルタ材の内周面とハウジングの内面とのそれぞれに圧接させる構成が採用されている（たとえば特開平１０−２８７１９７号公報（特許文献２）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２４９０１７号公報
【特許文献２】特開平１０−２８７１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般にフィルタ材は、ハウジングに対する安定的な固定の観点から、ハウジングの天板部と底板部とによって軸方向から挟み込まれることで固定される。このような挟み込みによるフィルタ材の組付け構造を採用した場合には、フィルタ材の軸方向の端面がハウジングの天板部と底板部のそれぞれに適度な圧力にて圧接した状態となる。
【００１２】
ところが、上述したフックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材は、その軸方向における剛性が高く、当該軸方向には容易には変形しない特徴を有している。そのため、当該フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材をインフレータのハウジングに適度な圧力にて圧接させた状態で固定するためには、フィルタ材やハウジングの外形寸法を高精度に管理する必要が生じる。しかしながら、このような高精度の寸法管理は、非常に困難を伴うものであり、歩留まりが悪化するといった問題や製造コストを圧迫するといった問題を生じさせる。
【００１３】
また、上述した如くの流出防止部材を用いてフィルタ材とハウジングとの間の隙間からの作動ガスの流出を防止した場合には、ハウジングの天板部側および底板部側のそれぞれに上述した流出防止部材を配置することが必要になり、部品点数が増加したり組立て作業が煩雑化したりすることに伴って製造コストが増大する問題が生じる。
【００１４】
したがって、本発明は、フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材を用いた場合にも、フィルタ材をハウジングに容易に組付けることが可能で、かつフィルタ材とハウジングとの間の隙間からの作動ガスの流出を簡素な構成で確実に防止でき、これにより安価に製作が可能なインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に基づくインフレータは、ハウジングと、フィルタ材と、燃焼室と、スクイブとを備えている。上記ハウジングは、周壁部にガス放出口を有し、軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状の部材にて構成されている。上記フィルタ材は、上記ハウジングの内部に位置し、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで構成された中空円筒状の部材にて構成されている。上記燃焼室は、上記フィルタ材の内部に位置しており、当該燃焼室には、ガス発生剤が収容されている。スクイブは、上記燃焼室に面するように配設されている。上記フィルタ材は、軸方向の少なくともいずれか一方の端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部を有している。上記弾性力発現部は、上記ハウジングの天板部および底板部によって上記フィルタ材が当該フィルタ材の軸方向に挟み込まれることにより、上記ハウジングの天板部および底板部の少なくともいずれか一方に圧接している。
【００１６】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記フィルタ材の上記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている。
【００１７】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記フィルタ材の上記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている。
【００１８】
上記本発明に基づくインフレータにあっては、好ましくは、当該インフレータがさらに破砕防止部材を備えている。上記破砕防止部材は、上記燃焼室と上記ハウジングの天板部または底板部との間に配置され、振動による上記ガス発生剤の破砕を防止する円盤状または円環状の部材にて構成されている。ここで、上記破砕防止部材は、好ましくは、上記弾性力発現部によって保持されている。
【００１９】
本発明に基づくインフレータ用フィルタ材は、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで短尺中空円筒状に構成されたものであり、インフレータのハウジングによって軸方向に挟み込まれて固定されるものである。上記本発明に基づくインフレータ用フィルタ材は、軸方向の少なくともいずれか一方の端部に、当該端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部を有している。
【００２０】
上記本発明に基づくインフレータ用フィルタ材にあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている。
【００２１】
上記本発明に基づくインフレータ用フィルタ材にあっては、好ましくは、上記弾性力発現部が上記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材を用いた場合にも、フィルタ材をハウジングに容易に組付けることが可能で、かつフィルタ材とハウジングとの間の隙間からの作動ガスの流出を簡素な構成で確実に防止でき、これにより安価に製作が可能なインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインフレータの模式断面図である。
【図２】図１に示すインフレータの要部拡大模式断面図である。
【図３】図１に示すフィルタ材の概略斜視図である。
【図４】図１に示すフィルタ材の表面部分の拡大斜視図である。
【図５】図１に示すインフレータの作動時の要部拡大模式断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の第１変形例に係るインフレータの要部拡大模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の第２変形例に係るインフレータの要部拡大模式断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるインフレータの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、インフレータおよびインフレータ用フィルタ材として、いわゆるディスク型インフレータおよびこれに用いられるディスク型インフレータ用フィルタ材を例示して説明を行なう。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインフレータの模式断面図であり、図２は、図１に示すインフレータの要部拡大模式断面図である。また、図３は、図１に示すフィルタ材の概略斜視図であり、図４は、図１に示すフィルタ材の表面部分の拡大斜視図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態におけるインフレータ１Ａは、ロワーケース３およびアッパーケース９からなるハウジングと、スクイブ２と、エンハンサ（伝火薬）１９と、ガス発生剤２１とを主として備えている。
【００２７】
ロワーケース３は、底板部４と周壁部５とを有する上面開口の有底筒状の形状を有しており、アッパーケース９は、天板部１０と周壁部１１とを有する下面開口の有底筒状の形状を有している。ハウジングは、これらロワーケース３とアッパーケース９とを組み合わせることで軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状に構成されており、その内部に各種の構成部品を内包している。
【００２８】
ロワーケース３およびアッパーケース９は、いずれもステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されており、それぞれ一枚の板状または一片のブロック状の金属部材から、金型等を使用して鍛造加工、絞り加工、プレス加工等またはその組み合わせによって形成される。ロワーケース３およびアッパーケース９は、たとえば電子ビーム溶接やレーザー溶接、摩擦圧接等によって接合されている。
【００２９】
ロワーケース３の底板部４の略中央部には、保持部６が形成されている。この保持部６は、スクイブ２を保持するための部位であり、当該保持部６に設けられた開口にスクイブ２を内側から挿入し、保持部６の先端に設けられたかしめ部７をスクイブ２側に向けてかしめることにより、スクイブ２がロワーケース３に固定されている。スクイブ２の端子ピン２ｂは、ハウジングの外部に露出しており、当該端子ピン２ｂには、スクイブ２とコントロールユニットとを電気的に接続するためのハーネスのコネクタ（図示せず）が接続可能である。
【００３０】
スクイブ２は、火炎を発生させるための機器であり、点火部２ａと上述の端子ピン２ｂとを有している。点火部２ａは、金属製またはプラスチック製のスクイブカップを有しており、その内部に作動時において着火する点火薬とこの点火薬を燃焼させるための抵抗体（ブリッジワイヤ）とを含んでいる。端子ピン２ｂは、点火薬を着火させるために抵抗体に接続されている。抵抗体としては一般にニクロム線等の導電線が利用され、点火薬としては一般にＺＰＰ（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ＺＷＰＰ（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等の薬剤が利用される。
【００３１】
スクイブ２と保持部６との間には、シール部材１６が介在されている。シール部材１６は、スクイブ２と保持部６との間に生じる隙間を気密に封止することによって後述するエンハンサ室１８を密閉するためのものであり、スクイブ２を保持部６にかしめ固定する際に上記隙間に挿入される。シール部材１６としては、十分な耐熱性および耐久性の材料からなるものを利用することが好ましく、たとえばエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭ樹脂製のＯリング等の樹脂部材が利用される。
【００３２】
ロワーケース３の保持部６には、スクイブ２を覆うように有底筒状のエンハンサカップ１４が固定されている。エンハンサカップ１４の内部には、エンハンサ室１８が形成されており、当該エンハンサ室１８には、エンハンサ１９が充填されている。エンハンサカップ１４は、その内部に設けられたエンハンサ室１８がスクイブ２の点火部２ａに面するように保持部６に固定されている。より詳細には、エンハンサカップ１４には、フランジ部１５が設けられており、保持部６に設けられたかしめ部８によって当該フランジ部１５がかしめられることにより、エンハンサカップ１４が保持部６に固定されている。
【００３３】
エンハンサカップ１４は、ロワーケース３の保持部６に固定された状態において、その内部に設けられたエンハンサ室１８を完全に密閉している。このエンハンサカップ１４は、スクイブ２が作動することによってエンハンサ１９が着火された場合にエンハンサ室１８内の圧力上昇や発生した熱の伝導に伴って破裂または溶融するものである。なお、エンハンサカップ１４の材質としては、アルミニウムやアルミニウム合金、プラスチック等が好適に利用される。
【００３４】
エンハンサ室１８に充填されたエンハンサ１９は、スクイブ２が作動することによって生じた火炎によって点火され、燃焼することによって熱粒子を発生する。エンハンサ１９としては、後述するガス発生剤２１を確実に燃焼開始させることができるものであることが必要であり、一般的には、Ｂ／ＫＮＯ3等に代表される金属粉／酸化剤からなる組成物などが用いられる。エンハンサ１９は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成型されたもの等が利用される。バインダによって成型されたエンハンサの形状としては、たとえば顆粒状、円柱状、シート状、球状、単孔円筒状、多孔円筒状、タブレット状など種々の形状がある。
【００３５】
ロワーケース３およびアッパーケース９からなるハウジングの内部の空間のうち、上述のエンハンサカップ１４が配置された部分を取り巻く空間には、ガス発生剤２１が収容される燃焼室２０が位置している。より具体的には、上述のエンハンサカップ１４は、ハウジングの内部に形成された燃焼室２０内に突出して配置されており、このエンハンサカップ１４の周面を囲うように燃焼室２０が構成されている。
【００３６】
ガス発生剤２１は、スクイブ２によって点火されたエンハンサ１９が燃焼することによって生じた熱粒子によって着火され、燃焼することによって作動ガスを発生させるものである。ガス発生剤２１は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成型体として形成される。燃料としては、たとえばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等またはこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジンや硝酸グアニジン、シアノグアニジン、５−アミノテトラゾール等が好適に利用される。また、酸化剤としては、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。また、添加剤としては、バインダやスラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばカルボキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダや、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。
【００３７】
ガス発生剤２１の成型体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものがある。また、成型体内部に孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等）の成型体も利用される。これらの形状は、インフレータ１Ａが組み込まれるエアバッグ装置の仕様に応じて適宜選択されることが好ましく、たとえばガス発生剤２１の燃焼時においてガスの生成速度が時間的に変化する形状を選択するなど、仕様に応じた最適な形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤２１の形状の他にもガス発生剤２１の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成型体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。
【００３８】
ガス発生剤２１が収容された燃焼室２０を取り巻く空間には、ハウジングの内周に沿ってフィルタ材２５が配置されている。フィルタ材２５は、中空円筒状の形状を有しており、ハウジングと同軸上に配置されている。ここで、フィルタ材２５は、ハウジングの周壁部５，１１と所定の距離もって離間して配置されている。
【００３９】
図１および図２に示すように、フィルタ材２５は、軸方向に沿って延びる筒状部２６を有している。フィルタ材２５の筒状部２６には、複数の開口部２７が設けられており、当該複数の開口部２７を介して燃焼室２０とフィルタ材２５の外側の空間とが連通している。また、フィルタ材２５の筒状部２６は、その軸方向の一方の端部であるアッパーケース９の天板部１０側の端部に折り曲げ部２８ａを有している。当該折り曲げ部２８ａは、筒状部２６の上記アッパーケース９の天板部１０側の端部を内側に折り曲げることで形成されており、その先端は、アッパーケース９の天板部１０に圧接している。
【００４０】
図３および図４に示すように、フィルタ材２５は、フックメタルと称される開口部２７を複数有する板状金属部材を巻き回すことで形成されたものである。上記複数の開口部２７は、プレス加工することによって形成されたものであり、巻き回し後においてフィルタ材２５の各層にわたって設けられている。なお好ましくは、図３に示すように、開口部２７は、折り曲げ部２８ａには設けられない。
【００４１】
ここで、筒状部２６に形成された開口部２７の周縁には、突起部２９が形成されている。この突起部２９は、上述した板状金属部材に開口部２７を形成するためのプレス加工の際に形成されるものであり、プレス機の押し型によって切り起こされて形成されるものである。図示する如くの形状の突起部２９を形成するためには、押し型として角錐状または円錐状のピンを用いることが好適である。
【００４２】
上記突起部２９の存在により、フィルタ材２５の各層間には、図３に示す如くの間隙部３０が形成されることになる。この間隙部３０と開口部２７とにより、フィルタ材２５の内部には、フィルタ材２５の内側の空間と外側の空間とを連通する迷路化された流路（図１および２参照）が形成されることになる。なお、フィルタ材２５に設けられる突起部２９の位置は、フィルタ材２５の各層の内周面側であってもよいし、外周面側であってもよい。
【００４３】
また、フィルタ材２５においては、必要に応じてプレス加工後にローラを用いて切り起こされた突起部２９を圧延することにより、図示する如く、突起部２９を板状金属部材の表面に沿わせた形状とされていてもよい。このようにした場合には、突起部の２９高さが一定に調節されることになり、各層間に形成される間隙部３０の大きさを所望の大きさに均一化することができる。
【００４４】
図１および図２に示すように、上述したフィルタ材２５は、ロワーケース３とアッパーケース９とによって軸方向から挟み込まれることでハウジングに組付けられる。その際、上述した折り曲げ部２８ａは、アッパーケース９に突き当たることで弾性変形し、フィルタ材２５の軸方向に弾性力を発現してアッパーケース９に圧接する弾性力発現部として機能する。これにより、フィルタ材２５は、そのハウジングへの組付けの際に軸方向の長さが減じることになり、適度な圧力をもってロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０に圧接することになり、各部材間の寸法精度の誤差を許容して安定的にハウジングに対して固定されることになる。
【００４５】
なお、フィルタ材２５を構成する板状金属部材の厚みとしては、０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には０．２ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。折り曲げ部２８ａの軸方向の大きさとしては、０．３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。また、折り曲げ部２８ａの径方向の大きさとしては、０．３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。また、折り曲げ角度としては、概ね１５°以上７５°以下であることが好ましく、より好適には３０°以上６０°以下である。
【００４６】
図１に示すように、フィルタ材２５に対面する部分のハウジングの周壁部１１には、ガス放出口１２が複数設けられている。このガス放出口１２は、フィルタ材２５を通過した作動ガスをハウジングの外部に導出するためのものである。当該ガス放出口１２が設けられた部分のハウジングの周壁部１１には、内側からシール部材１３が貼付されることにより、燃焼室２０の気密性が確保されている。このシール部材１３としては、片面に粘着部材が塗布されたアルミニウム箔等が好適に利用される。
【００４７】
燃焼室２０のロワーケース３の底板部４側の端部には、フィルタ材２５を支持するとともに、フィルタ材２５とロワーケース３との間の隙間から作動ガスが流出することを防止するための流出防止部材２３が配置されている。流出防止部材２３は、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属製の板状部材をプレス加工等することによって形成されたものであり、フィルタ材２５の下端部分の内周面に当接する部位と、ロワーケース３の底板部４に当接する部位とを有する環状の部材からなる。ここで、流出防止部材２３は、適度な弾性を有しており、フィルタ材２５の内周面およびロワーケース３の底板部４のそれぞれに適度に圧接している。
【００４８】
燃焼室２０のアッパーケース９の天板部１０側の端部には、当該天板部１０および燃焼室２０に収容されたガス発生剤２１に接触するように円盤状のクッション材２２ａが配置されている。このクッション材２２ａは、成型体からなるガス発生剤２１が振動等によって粉砕されることを防止する粉砕防止部材に相当し、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用される。当該クッション材２２ａは、折り曲げ部２８ａが形成された部分のフィルタ材２５の端部に嵌め込まれており、当該折り曲げ部２８ａによって保持されている。このように構成することにより、ガス発生剤２１自体が振動等によってクッション材２２ａの端部を介して燃焼室２０の外部に移動し、ハウジングとフィルタ材２５の間の隙間やハウジングとクッション材２２ａの間の隙間に侵入することが防止できる。
【００４９】
本実施の形態におけるインフレータ１Ａが搭載された車両が衝突した場合には、車両に設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいてスクイブ２が作動する。エンハンサ室１８に収容されたエンハンサ１９は、スクイブ２が作動することによって生じた火炎によって点火されて燃焼し、多量の熱粒子を発生させる。このエンハンサ１９の燃焼によってエンハンサカップ１４は破裂または溶融し、上述の熱粒子が燃焼室２０へと流れ込む。
【００５０】
流れ込んだ熱粒子により、燃焼室２０に収容されたガス発生剤２１が着火されて燃焼し、多量の作動ガスを発生させる。燃焼室２０にて発生した作動ガスは、フィルタ材２５の筒状部２６中を通過し、その際フィルタ材２５によって熱が奪われて冷却されるとともに作動ガス中に含まれるスラグがフィルタ材２５の筒状部２６によって除去されてハウジングの外周縁部に流れ込む。ハウジングの内圧の上昇に伴い、アッパーケース９のガス放出口１２を閉塞していたシール部材１３による封止が破られ、ガス放出口１２を介して作動ガスがハウジングの外部へと放出される。放出されたガスは、インフレータ１Ａに隣接して設けられたエアバッグの内部に導入され、エアバッグを膨張・展開する。
【００５１】
図５は、図１に示すインフレータの作動時の要部拡大模式断面図である。なお、図５においては、インフレータの作動前のアッパーケース９およびフィルタ材２５の位置を鎖線を用いて示している。
【００５２】
図５に示すように、インフレータ１Ａの作動時においては、ガス発生剤２１が燃焼することによって燃焼室２０の圧力が高圧になることに伴い、アッパーケース９が外側に向けて変形する。その際、フィルタ材２５の折り曲げ部２８ａは、予めアッパーケース９に圧接されているため、自身の有する弾性力に基づいて弾性変形し、アッパーケース９の変形に追従して移動する。
【００５３】
このとき、フィルタ材２５の折り曲げ部２８ａの先端は、アッパーケース９に圧接した状態が常に維持されることになるため、アッパーケース９が変形する際およびその変形後においてもフィルタ材２５とアッパーケース９との間に隙間が生じることがない。したがって、フィルタ材２５とアッパーケース９との間から作動ガスが流出することが防止でき、確実に作動ガスをフィルタ材２５を経由させて外部へと放出することが可能になる。
【００５４】
以上において説明した本実施の形態におけるインフレータ１Ａおよびインフレータ用フィルタ材２５とすることにより、フィルタ材２５に設けた弾性力発現部としての折り曲げ部２８ａの作用により、フィルタ材２５を軸方向からロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０で挟み込んで固定する際に、フィルタ材２５の軸方向長さが僅かに減じ、かつフィルタ材２５の軸方向端部がロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０のそれぞれに適度な圧力をもって圧接することになる。そのため、フィルタ材２５やハウジング等の寸法精度の管理を通常よりも高めることなく、歩留まりよくフィルタ材２５をハウジングに安定的に組付けることが可能となり、製造コストを抑制することができる。したがって、フックメタルを巻き回すことで形成されたフィルタ材を用いた場合にも、その組付けが容易でかつ製造コストが低く抑制可能なインフレータおよびこれに用いられるインフレータ用フィルタ材とすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態におけるインフレータ１Ａおよびインフレータ用フィルタ材２５とすることにより、インフレータ１Ａの作動時においてフィルタ材２５の折り曲げ部２８ａが常にアッパーケース９の天板部１０に圧接した状態に維持されるようにすることができるため、フィルタ材２５を経由することなく作動ガスがガス放出口１２から放出されることが防止できる。すなわち、フィルタ材２５に形成した折り曲げ部２８ａが作動ガスの流出を防止する流出防止部材として機能することになり、従来必要であった別部品からなる流出防止部材をハウジングの天板部１０側に別途設ける必要がなくなる。したがって、部品点数を削減することができ、組付け作業も容易化するため、安価に高性能のインフレータを製作することが可能になる。
【００５６】
加えて、本実施の形態におけるインフレータ１Ａにおいては、ガス発生剤２１が振動等によって粉砕することを防止するための粉砕防止部材としてのクッション材２２ａが上述したフィルタ材２５の折り曲げ部２８ａによって保持された構成とされている。したがって、クッション材２２ａが安定的にハウジング内において固定されることになり、ガス発生剤２１が粉砕することが確実に防止できるとともに、ガス発生剤２１自体が燃焼室２０から漏れ出すことも防止できる。
【００５７】
図６および図７は、本実施の形態の第１および第２変形例に係るインフレータの要部拡大模式断面図である。
【００５８】
図６に示すように、第１変形例に係るフィルタ材２５Ａにあっては、板状金属部材を巻き回した後にフィルタ材２５Ａの上端を所定の形状の型に挿入することにより、フィルタ材２５Ａの筒状部２６の上端部に絞り加工を施し、これにより折り曲げ部２８ａを形成している。この場合、内側の層に形成された折り曲げ部の外周面が外側の層に形成された折り曲げ部の内周面に当接することになる。このように構成した場合にも、上述の本実施の形態におけるフィルタ材２５とした場合と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
図７に示すように、第２変形例に係るフィルタ材２５Ｂにあっては、弾性力発現部が、上述した折り曲げ加工による折り曲げ部２８ａではなく、湾曲させて形成された曲成部２８ｂにて構成されている。この曲成部２８ｂは、板状金属部材を巻き回すに先立ち、予め当該板状金属部材の上端を湾曲させておき、その後に板状金属部材を巻き回すことで形成が可能である。このように構成した場合にも、上述の本実施の形態におけるフィルタ材２５とした場合と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２におけるインフレータの模式断面図である。なお、上述の実施の形態１におけるインフレータ１Ａと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。
【００６１】
図８に示すように、本実施の形態におけるインフレータ１Ｂにおいては、フィルタ材２５の上端に折り曲げ部２８ａが形成されておらず、フィルタ材２５の下端に折り曲げ部２８ａが形成されている。すなわち、折り曲げ部２８ａは、筒状部２６のロワーケース３の底板部４側の端部を内側に折り曲げることで形成されており、その先端は、ロワーケース３の底板部４に圧接している。
【００６２】
燃焼室２０のアッパーケース９の天板部１０側の端部には、フィルタ材２５を支持するとともに、フィルタ材２５とアッパーケース９との間の隙間から作動ガスが流出することを防止するための流出防止部材２４が配置されている。流出防止部材２４は、フィルタ材２５の上端部分の内周面に当接する部位と、アッパーケース９の天板部１０に当接する部位とを有する環状の部材からなり、フィルタ材２５の内周面およびアッパーケース９の天板部１０のそれぞれに適度に圧接している。
【００６３】
燃焼室２０のロワーケース３の底板部４側の端部には、当該底板部４および燃焼室２０に収容されたガス発生剤２１に接触するように円環状のクッション材２２ｂが配置されている。当該クッション材２２ｂは、折り曲げ部２８ａが形成された部分のフィルタ材２５の端部に嵌め込まれており、当該折り曲げ部２８ａによって保持されている。このように構成することにより、ガス発生剤２１自体が振動等によってクッション材２２ｂの端部を介して燃焼室２０の外部に移動し、ハウジングとフィルタ材２５の間の隙間やハウジングとクッション材２２ｂの間の隙間に侵入することが防止できる。
【００６４】
フィルタ材２５は、ロワーケース３とアッパーケース９とによって軸方向から挟み込まれることでハウジングに組付けられる。その際、上述した折り曲げ部２８ａは、ロワーケース３に突き当たることで弾性変形し、フィルタ材２５の軸方向に弾性力を発現してロワーケース３に圧接する弾性力発現部として機能する。これにより、フィルタ材２５は、そのハウジングへの組付けの際に軸方向の長さが減じることになり、適度な圧力をもってロワーケース３の底板部４およびアッパーケース９の天板部１０に圧接することになり、各部材間の寸法精度の誤差を許容して安定的にハウジングに対して固定されることになる。
【００６５】
このように構成した場合にも、上述の本実施の形態１におけるフィルタ材２５を利用した場合と同様の効果を得ることができる。なお、上記構成とした場合の折り曲げ部２８ａの寸法、形状等は、上述した本発明の実施の形態１におけるそれと同様にすることが好ましい。
【００６６】
以上において説明した本発明の実施の形態ならびにその変形例においては、板状金属部材を巻き回すことによって形成したフィルタ材の層の数を２層とした場合を例示して説明を行なったが、当該層の数は２層に限定されるものではなく、複数であれば何層に構成されていてもよい。また、上述した本発明の実施の形態ならびにその変形例においては、フィルタ材の軸方向端部の一方に弾性力発現部を設けた場合を例示して説明を行なったが、当然にフィルタ材の軸方向端部の両方に弾性力発現部を設けることとしてもよい。
【００６７】
このように、今回開示した上記各実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ，１Ｂ インフレータ、２ スクイブ、２ａ 点火部、２ｂ 端子ピン、３ ロワーケース、４ 底板部、５ 周壁部、６ 保持部、７，８ かしめ部、９ アッパーケース、１０ 天板部、１１ 周壁部、１２ ガス放出口、１３ シール部材、１４ エンハンサカップ、１５ フランジ部、１６ シール部材、１８ エンハンサ室、１９ エンハンサ、２０ 燃焼室、２１ ガス発生剤、２２ａ，２２ｂ クッション材、２３，２４ 流出防止部材、２５，２５Ａ，２５Ｂ フィルタ材、２６ 筒状部、２７ 開口部、２８ａ 折り曲げ部、２８ｂ 曲成部、２９ 突起部、３０ 間隙部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周壁部にガス放出口を有し、軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に位置し、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで構成された中空円筒状のフィルタ材と、
前記フィルタ材の内部に位置し、ガス発生剤が収容された燃焼室と、
前記燃焼室に面するように配設されたスクイブとを備えたインフレータであって、
前記フィルタ材は、軸方向の少なくともいずれか一方の端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部を有し、
前記ハウジングの天板部および底板部によって前記フィルタ材が当該フィルタ材の軸方向に挟み込まれることにより、前記弾性力発現部が、前記ハウジングの天板部および底板部の少なくともいずれか一方に圧接している、インフレータ。
【請求項２】
前記弾性力発現部が、前記フィルタ材の前記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項３】
前記弾性力発現部が、前記フィルタの前記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項４】
前記燃焼室と前記ハウジングの天板部または底板部との間に配置され、振動による前記ガス発生剤の破砕を防止する円盤状または円環状の破砕防止部材をさらに備え、
前記破砕防止部材が、前記弾性力発現部によって保持されている、請求項１から３のいずれかに記載のインフレータ。
【請求項５】
周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで短尺中空円筒状に構成され、インフレータのハウジングによって軸方向に挟み込まれて固定されるインフレータ用フィルタ材であって、
軸方向の少なくともいずれか一方の端部に、当該端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部が設けられている、インフレータ用フィルタ材。
【請求項６】
前記弾性力発現部が、前記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている、請求項５に記載のインフレータ用フィルタ材。
【請求項７】
前記弾性力発現部が、前記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている、請求項５に記載のインフレータ用フィルタ材。
【請求項１】
周壁部にガス放出口を有し、軸方向の両端が閉塞された短尺円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に位置し、周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで構成された中空円筒状のフィルタ材と、
前記フィルタ材の内部に位置し、ガス発生剤が収容された燃焼室と、
前記燃焼室に面するように配設されたスクイブとを備えたインフレータであって、
前記フィルタ材は、軸方向の少なくともいずれか一方の端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部を有し、
前記ハウジングの天板部および底板部によって前記フィルタ材が当該フィルタ材の軸方向に挟み込まれることにより、前記弾性力発現部が、前記ハウジングの天板部および底板部の少なくともいずれか一方に圧接している、インフレータ。
【請求項２】
前記弾性力発現部が、前記フィルタ材の前記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項３】
前記弾性力発現部が、前記フィルタの前記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている、請求項１に記載のインフレータ。
【請求項４】
前記燃焼室と前記ハウジングの天板部または底板部との間に配置され、振動による前記ガス発生剤の破砕を防止する円盤状または円環状の破砕防止部材をさらに備え、
前記破砕防止部材が、前記弾性力発現部によって保持されている、請求項１から３のいずれかに記載のインフレータ。
【請求項５】
周縁に突起部が形成された開口部を複数有する板状金属部材を巻き回すことで短尺中空円筒状に構成され、インフレータのハウジングによって軸方向に挟み込まれて固定されるインフレータ用フィルタ材であって、
軸方向の少なくともいずれか一方の端部に、当該端部を内側に向けて曲げることで形成された弾性力発現部が設けられている、インフレータ用フィルタ材。
【請求項６】
前記弾性力発現部が、前記端部を折り曲げて形成された折り曲げ部にて構成されている、請求項５に記載のインフレータ用フィルタ材。
【請求項７】
前記弾性力発現部が、前記端部を湾曲させて形成された曲成部にて構成されている、請求項５に記載のインフレータ用フィルタ材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２３４８４３（Ｐ２０１０−２３４８４３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２４５１（Ｐ２００９−８２４５１）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【出願人】（０００００４０８６）日本化薬株式会社 (921)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【出願人】（０００００４０８６）日本化薬株式会社 (921)
【Ｆターム（参考）】
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