ガス発生器用フィルター材及びガス発生器
【課題】高いガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器用フィルター材と、それを用いたガス発生器とを提供する。
【解決手段】複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のそれぞれの周囲に突出部を有する金属板を巻き回して中空円筒状に成形されているエアバック用ガス発生器に使用されるフィルター材であって、前記金属板が、所定方向に規則的に配列された前記複数の貫通孔のうち一部を規則的に欠落させた領域を含んでおり且つ前記欠落させた領域に隣設されている貫通孔に囲まれた遮蔽領域を備え、各前記貫通孔を径方向に投影した際、各前記貫通孔の投影領域が、各前記貫通孔がそれぞれ存在する層とは異なる層において、前記遮蔽領域と少なくとも一度は完全に重なることを特徴とする。
【解決手段】複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のそれぞれの周囲に突出部を有する金属板を巻き回して中空円筒状に成形されているエアバック用ガス発生器に使用されるフィルター材であって、前記金属板が、所定方向に規則的に配列された前記複数の貫通孔のうち一部を規則的に欠落させた領域を含んでおり且つ前記欠落させた領域に隣設されている貫通孔に囲まれた遮蔽領域を備え、各前記貫通孔を径方向に投影した際、各前記貫通孔の投影領域が、各前記貫通孔がそれぞれ存在する層とは異なる層において、前記遮蔽領域と少なくとも一度は完全に重なることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の衝突事故時に乗員が受ける衝撃を緩和して乗員の安全を図るエアバック装置のガス発生器、及びそのガス発生器に用いるフィルター材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するために、エアバックを瞬時に展開させるガス発生器は、展開にあたりエアバッグが損傷を受けないように、ガス発生室内でガス発生剤を燃焼させて発生した高温高圧のガスを冷却して適温にすると共に、前記ガス中に含有されている金属酸化物を主成分とする高温のスラグを捕集してガスを清浄するという役割を持つフィルター材を備えている。発生したガスは、フィルター材を内側から外側へ通過し、フィルター材の外側に沿って、ガス発生器に設けられた複数個のガス放出孔を通って、ガス発生器からエアバック内へ流入し、エアバッグを展開する。
【０００３】
したがって、エアバック用ガス発生器に用いられるフィルター材には十分なガス冷却及びスラグ捕集効果を発揮させるための機能が要求される。例えば、ガス冷却効果を有するフィルター材として、下記特許文献１のものが挙げられる。この特許文献１に開示されているフィルター材は、突起部の先端をつぶして平坦化したフック金属板を多数巻きして形成された筒状体からなり、筒状体から剥がれないように金属板が固着されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４９０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のようなガス発生器用フィルター材では、ガス冷却効果及び保形強度を有するものの、金属板の各層における貫通孔の位置が、巻き回したとき全層において一致する場合があり、当該一致した貫通孔を通過するガスはスラグ捕集されることなくフィルター材を通過するため、ガス冷却効果及びスラグ捕集効果が十分に発揮されないことがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器用フィルター材と、それを用いたガス発生器と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及び効果】
【０００７】
（１）本発明のガス発生器用フィルター材は、複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のそれぞれの周囲に突出部を有する金属板を巻き回して中空円筒状に成形されているエアバック用ガス発生器に使用されるフィルター材であって、前記金属板が、所定方向に規則的に配列された前記複数の貫通孔のうち一部を規則的に欠落させた領域を含んでおり且つ前記欠落させた領域に隣設されている貫通孔に囲まれた遮蔽領域を備え、各前記貫通孔を径方向に投影した際、各前記貫通孔の投影領域が、各前記貫通孔がそれぞれ存在する層とは異なる層において、前記遮蔽領域と少なくとも一度は完全に重なる。
【０００８】
（２）本発明のガス発生器用フィルター材は、前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、前記遮蔽領域が、３以上の前記貫通孔を結んだ辺を一辺とする複数の四角形において、前記四角形内の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることが好ましい。
【０００９】
（３）本発明のガス発生器用フィルター材は、前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記円筒の周方向に連続した２以上の前記貫通孔を欠落させることによって得られたものであることが好ましい。
【００１０】
本発明のガス発生器用フィルター材は、前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ
方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に連続した２以上の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることが好ましい。
【００１１】
上記（１）〜（４）の構成によれば、金属板の各層における貫通孔の位置は、巻き回したとき全層において一致することがなく、貫通孔を通過したガスは、少なくとも一度は金属板に衝突し、ガス冷却及びスラグ捕集がされる。従って、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器用フィルター材を提供することができる。また、遮蔽領域の位置をかえることよって、ガス冷却効果をさらに向上させることができる。
【００１２】
（５）本発明のガス発生器は、ガス放出孔を有するハウジングと、前記ハウジング内に形成され、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、点火薬を内包しており、前記ハウジング内に装着され、前記燃焼室内の前記ガス発生剤を着火燃焼させるガス発生剤点火手段とを備えたガス発生器であって、前記ハウジングの内周に周方向にわたって、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルター材をさらに備え、前記ガス放出孔を前記ハウジングの外側から径方向に投影した際、該投影領域と前記フィルター材の前記遮蔽領域とが少なくとも一度は重なっている。
【００１３】
上記（５）の構成によれば、ガス発生室で発生したガスは、少なくとも一度はフィルター材を構成する金属板の表面に衝突してフィルター材を通過後、ハウジングの内周側に衝突し、ガス放出孔から放出される。従って、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材の斜視図、図２は、図１のガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【００１５】
図１において、ガス発生器用フィルター材７は、貫通孔１を有する金属板３を略３回巻き回し、中空円筒状に成形されている。貫通孔１は、金属板３の長さ方向に対して傾斜方向に規則的に、金属板３の長さ方向について一方の面から、突端部が角錐体のピンを用いて貫通孔１が形成され、その周囲に突出部２が不連続に形成されている。ここで、金属板３としては、例えばステンレス鋼、鉄、鋼などを使用することができる。
【００１６】
図２において、金属板３は、金属板３の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成されている貫通孔１と、貫通孔１を欠落させた領域４６と、貫通孔１を欠落させた領域４６に隣接している貫通孔１に囲まれた遮蔽領域４５とを有する。
【００１７】
貫通孔１を欠落させた領域４６は、金属板３の長さ方向の２の貫通孔１を結んだ直線と、金属板３の高さ方向の２の貫通孔１を結んだ直線とを辺とする四角形を、四角形の高さ方向の一辺の段差を有する階段形状になるように、かつ、四角形の一方の対角線方向に重複しないように連続してずらすことにより特定された四角形群において、該四角形群を金属板３の長さ方向に周期的に繰り返して形成された領域の各四角形の頂点にあたる貫通孔１を欠落させることによって得られたものである。ここで、点線の丸は、貫通孔１を欠落させた領域４６である。
【００１８】
遮蔽領域４５は、貫通孔１を欠落させた領域４６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とに囲まれた斜線部分の領域であり、金属板３の長さ方向の第１隣設貫通孔１と、第２隣設貫通孔１とを結んだ直線と、金属板３の高さ方向の第１隣設貫通孔１と、第２隣設貫通孔１とを結んだ直線とを辺とする四角形を、四角形の一方の対角線方向に一部重複しつつ連続してずらすことにより特定された四角形群の領域である。
ここで、第１隣設貫通孔とは、欠落させた貫通孔に最も近い距離に配置している貫通孔、第２隣設貫通孔とは、欠落させた貫通孔に２番目に近い距離に配置している貫通孔である。
【００１９】
金属板３の貫通孔１は、突端部が角錐体のピン状部材を突き刺して形成されている。このため、金属板３を巻き回して中空円筒状に成形すると、金属板３間に空隙層６が形成される。またこのとき、突出部２はピン先端の角錐体の側面に沿って形成され、不連続となっている。このことによって、金属板３の層と突出部２とは不規則に接することになり、空隙層６には比較的障害の少ないより開放的な空間が形成され、ガスが円滑に空隙層６を移動する。
【００２０】
フィルター材７において、フィルター材７内側４に流入した高温高圧のガスは、先ずフィルター材７内側４第１層における貫通孔１を通過し、該第１層と第２層との間の第１空隙層に噴出される。噴出と同時に、ガスは該第２層の金属板３の内側面に衝突し、ガス中に含有されているスラグは該第２層金属板３の内側面に付着し、その結果スラグの一部が除去されることとなる。ガスは第１空隙層を移動し、さらに該第２層における貫通孔１へと移動する。そして同様に、ガスは該第２層における貫通孔１を通過し、該第２層と第３層との間の第２空隙層に噴出され、ガスは該第３層の金属板３の内側面に衝突し、スラグの一部が除去される。このような現象が多数の貫通孔１と各層の金属板３面とを介して繰り返され、ガスは含有されているスラグを十分に捕集されると共に、面積／体積比の大きい金属板３に熱を奪われ、効率よく冷却される。この結果、フィルター材７の外側５層の貫通孔１から噴出されるガスは、スラグ含有量の極めて少ない清浄な適温のガスとなり、エアバッグ内に供給される。また、面積／体積比の大きい金属板３を用いたことにより、熱伝導性が良くなり、フィルター材７の軽量化を図ることができる。
【００２１】
さらに、フィルター材７第１層の貫通孔１を径方向に投影すると、第１層の貫通孔１の投影領域が、第２層又は第３層において、遮蔽領域４５と少なくとも一度は完全に重なっている。また、第２層の貫通孔１を径方向に投影すると、第２層の貫通孔１の投影領域が、第３層の遮蔽領域４５と完全に重なっている。加えて、第３層の貫通孔１を径方向に投影すると、第３層の貫通孔１の投影領域が、第２層の遮蔽領域と完全に重なっている。従って、金属板３の各層における貫通孔１の位置は、巻き回したとき全層において一致することはなく、第１層の貫通孔１を通過したガスは、第２層又は第３層の金属板３の遮蔽領域４５に衝突し、第２層の貫通孔１を通過したガスは、第３層の金属板３の遮蔽領域４５に衝突する。また、第３層の貫通孔１を、第２層の遮蔽領域４５に衝突したガスが通過する。この結果、十分にスラグが捕集されたガスが、フィルター材７からエアバッグ内に供給される。
【００２２】
以上のように、本発明の実施形態におけるガス発生器用フィルター材７は、多数の貫通孔１及びその突出部２を有する１枚の金属板３を複数回巻き回して中空円筒状に成形され、金属板３間には空隙層６が形成される。また、金属板３が多数の貫通孔１を有すること、空隙層６が形成されること及び遮蔽領域４５を備えていることから、ガスに含有されているスラグが十分に捕集されるとともに効率よくガスが冷却される。さらに、面積／体積比の大きい金属板３を用いることにより、熱伝導性が向上し、さらなるガス冷却効果が得られるとともに、フィルター材７の軽量化を図ることができる。
【００２３】
さらに、貫通孔１の孔形状、孔径、孔間ピッチ、開口割合、及び貫通孔１を突き刺す面などのパラメータを変化させるという単純な作業によって、ガス冷却及びスラグ捕集効果を比較的容易且つ正確に制御することができる。
【００２４】
＜第１実施形態の変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の変形例に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板について説明する。図３は、本発明の第１実施形態の変形例に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板を示す図である。なお、第１実施形態におけるガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板における符号１、３、４５、４６がふられている各部と、本変形例において符号５１、５３、５５、５６がふられている各部は、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００２５】
本変形例の金属板５３は、（１）貫通孔５１を欠落させた領域５６が、金属板５３を中空円筒状に巻き回したとき、複数箇所において、周方向に連続した２以上の貫通孔５１を欠落させることによって得られたものである点、（２）遮蔽領域５５が、貫通孔５１を欠落させた領域５６の第一隣設貫通孔によって囲まれた長方形の領域である点において、第１実施形態のガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板３と異なっている。金属板５３を中空円筒状に巻き回したフィルター材において、遮蔽領域５５は、第２層から第３層へと順に金属板５３の高さ方向に連続してずれるように形成されている。
【００２６】
本変形例によれば、金属板５３を巻き回したフィルター材第１層の貫通孔５１を径方向に投影すると、第１層の貫通孔５１の投影領域が、第２層以降において、金属板５３の遮蔽領域５５と少なくとも一度は完全に重なっている。また、第２層の貫通孔５１を径方向に投影すると、第２層の貫通孔５１の投影領域が、第３層以降の遮蔽領域５５と完全に重なっている。さらに、第３層の貫通孔５１を径方向に投影すると、第３層の貫通孔５１の投影領域が、第２層の遮蔽領域５５又は第４層以降の遮蔽領域５５と完全に重なっている。加えて、第４層以降の貫通孔５１を径方向に投影すると、第３層の場合と同様に、第４層以降の貫通孔５１の投影領域が、第１層を除く直前層までの遮蔽領域５５又は直後の層以降の遮蔽領域５５と完全に重なっている。従って、金属板５３の各層における貫通孔５１の位置は、巻き回したとき全層において一致することはなく、第１層の貫通孔５１を通過したガスは、第２層以降の遮蔽領域５５に衝突し、第２層の貫通孔５１を通過したガスは、第３層以降の金属板５３の遮蔽領域５５に衝突する。また、第３層の貫通孔５１を通過したガスは、第２層の遮蔽領域５５にすでに衝突し又は第４層以降の遮蔽領域５５に衝突する。さらに、第４層以降の貫通孔５１を通過したガスは、第３層の場合と同様に、第１層を除く直前層までの遮蔽領域５５にすでに衝突し又は直後の層以降の遮蔽領域５５に衝突するので、第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、金属板５３の貫通孔５１を欠落させる領域５６は、金属板５３の高さ方向に複数行であってもよく、第３層以降であってもよい。
【００２７】
＜第１実施形態の他の変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の他の変形例に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板について説明する。図４は、本発明の第１実施形態の他の変形例に係るガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板を示す図である。なお、第１実施形態におけるガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板における符号１、３、４５、４６がふられている各部と、本変形例において符号６１、６３、６５、６６がふられている各部は、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００２８】
本変形例の金属板６３は、（１）貫通孔６１を欠落させた領域６６が、複数箇所において、金属板６３の長さ方向に対し傾斜方向に連続した２以上の貫通孔６１を欠落させることを、金属板６３の長さ方向に周期的に繰り返すことによって得られたものである点、（２）遮蔽領域６５が、貫通孔６１を欠落させた領域６６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とを結んだ直線を辺とする四角形を、四角形の一方の対角線方向に一部重複しつつ連続してずらすことにより特定された四角形群の領域である点において、第１実施形態のガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板３と異なっている。
【００２９】
本変形例によれば、金属板６３を巻き回したフィルター材第１層の貫通孔６１を径方向に投影すると、第１層の貫通孔６１の投影領域が、第２層以降において、金属板６３の遮蔽領域６５と少なくとも一度は完全に重なっている。また、第２層の貫通孔６１を径方向に投影すると、第２層の貫通孔６１の投影領域が、第３層以降の遮蔽領域６５と完全に重なっている。さらに、第３層の貫通孔６１を径方向に投影すると、第３層の貫通孔６１の投影領域が、第２層の遮蔽領域６５又は第４層以降の遮蔽領域６５と完全に重なっている。加えて、第４層以降の貫通孔６１を径方向に投影すると、第３層の場合と同様に、第４層以降の貫通孔６１の投影領域が、第１層を除く直前層までの遮蔽領域６５又は直後の層以降の遮蔽領域６５と完全に重なっている。従って、金属板６３の各層における貫通孔６１の位置は、巻き回したとき全層において一致することはなく、第１層の貫通孔６１を通過したガスは、第２層以降の遮蔽領域６５に衝突し、第２層の貫通孔６１を通過したガスは、第３層以降の金属板６３の遮蔽領域６５に衝突する。また、第３層の貫通孔６１を通過したガスは、第２層の遮蔽領域６５にすでに衝突し又は第４層以降の遮蔽領域６５に衝突する。さらに、第４層以降の貫通孔６１を通過したガスは、第３層の場合と同様に、第１層を除く直前層までの遮蔽領域６５にすでに衝突し又は直後の層以降の遮蔽領域６５に衝突するので、第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。なお、貫通孔６１を欠落させた傾斜方向は、貫通孔６１が形成されている傾斜方向と異なるものであってもよい。
【００３０】
次に、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るフィルター材７を用いたガス発生器の例について説明する。図５及び図６は、本発明の第１実施形態に係るフィルター材７と同様の構成のフィルター材を用いたガス発生器の例である。
【００３１】
図５は、図１に示す第１実施形態と同様の構成のフィルター材７を備えた、一般に助手席用エアバッグに用いられる長尺円筒形の、本発明に係るガス発生器Ｘの断面図を示している。ガス発生器Ｘは、長尺円筒体からなるハウジング１１内にガス発生剤１２が装填され、その外周部に長手方向に沿って図１に示す第１実施形態と同様の構成のフィルター材７が配置され、ハウジング１１の一端部には伝火剤９と点火器１０とからなる点火手段１４が配置されている。ハウジング１１は、長尺で一端が開口された有底円筒形状の外筒材１５と、孔１６ｃに嵌合固定された点火手段１４を備え、該外筒材１５の開口端を覆う蓋部材１６とで構成されている。該蓋部材１６の外周縁部に形成された環状リブ１６ａと外筒材１５の開口先端１５ｂとが突合され、摩擦圧接されて、密閉空間が形成されている。点火手段１４の伝火剤９がフィルター材７内に隣接する蓋部材１６の凸部１６ｂと微小隙間を隔てるように、配置されており、蓋部材１６に嵌め込まれる鍔付きキャップ部材２１によってガス発生剤１２から区画されている。
【００３２】
外筒材１５の周面には、エアバッグ（図示せず）に通じる複数のガス放出孔１５ａが外筒材１５の軸方向及び周方向に所定間隔ごとに形成されている。１７はアルミ箔等で薄板帯状に形成されたバーストプレートであって、各ガス放出孔１５ａを閉塞するように外筒材１５の内周面に貼着されている。これはガス発生剤１２の燃焼時の圧力を調整すると共に、外部から水分やゴミがガス発生器Ｘ内に侵入するのを防止する役割を果たすものである。
【００３３】
フィルター材７は、ハウジング１１の内周に周方向にわたって備えられ、ガス放出孔１５ａをハウジング１１の外側から径方向に投影すると、該投影部分が、フィルター材７の遮蔽領域４５と少なくとも一度は完全に重なっている。この構成により、ガス発生剤１２の燃焼により発生したガスは、少なくとも一度フィルター材７を構成する金属板３の表面に衝突してフィルター材７を通過し、その後ハウジング１１の内周側に衝突して、ガス放出孔から放出される。この結果、全く濾過（スラグ捕集）されることのないガスが、ガス放出孔１５ａから放出されることを防止できる。
【００３４】
フィルター材７の一端は、蓋部材１６側からクッション材２２によって閉塞され、他端はクッション材２５によって閉塞されている。クッション材２２、２５としては、シリコン発泡体やセラミックファイバ等の成形物が好適である。尚、これらクッション材２２、２５は、フィルター材７端面からのガス流出の観点からは必ずしも必要なものではなく、前述したように、フィルター材７の端面に切削仕上げ加工を行うことによって、これらクッション材２２、２５を省略することも可能である。しかしながら、ハウジング１１の摩擦圧接時における寸法変化と、ガス発生剤１２の振動による粉化を考慮すると、係るクッション材２２、２５の配置は好ましいと言える。
【００３５】
次に、このガス発生器Ｘの作動について説明する。衝突センサ（図示しない）が車両の衝突を検知すると、その衝突検知信号によって、点火手段１４の点火器１０が点火されて伝火剤９を着火し、その火炎がキャップ部材２１の孔２１ａからガス発生剤１２に向けて噴出され、ガス発生剤１２が着火し、高温高圧ガスが発生する。発生した高温高圧のガスはフィルター材７内に流入し、該フィルター材７を半径方向及び周方向に渡って通過して前記フィルター材７外周面と外筒材１５内面との間の空間Ｇ内に流入する。さらにガス発生剤１２の燃焼が進み、外筒材１５内が所定圧力に達すると、各ガス放出孔１５ａを閉塞しているバーストプレート１７が破裂し、空間Ｇ内の清浄ガスが、各ガス放出孔１５ａからエアバッグ（図示しない）に放出され、エアバッグを急速に膨張展開させる。尚、ガスはフィルター材７内を流通する過程において、前述したように金属板３との衝突を繰り返しながら、フィルター材７を通過し、その後外筒材１５内面側に衝突して、次第に含有スラグ成分が除去され、冷却されて各ガス放出孔１５ａからエアバッグ内に放出されることになる。
【００３６】
以上のように、本発明の実施形態に係るフィルター材７を用いたガス発生器Ｘは、ガス発生室で発生したガスが、少なくとも一度はフィルター材７を構成する金属板３の表面に衝突してフィルター材７を通過後、ハウジング１１の内周側に衝突し、ガス放出孔から放出される。従って、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器Ｘを提供することができる。また、本実施形態におけるガス発生器Ｘに用いられるフィルター材７は、従来のフィルター材に比べて孔のムラがないから圧力損失にバラツキが少ない。従って、ガス発生器の特性制御において、圧力損失のバラツキの影響を考慮する必要が少なくなり、設計が容易となる効果も期待される。
【００３７】
尚、助手席用ガス発生器Ｘの構成としては、図５に示されているものに限定されず、例えばハウジング１１内が仕切り部材によってガス発生剤１２を収容するガス発生室とフィルター材７が装着されたフィルター室とに区画された構成、該フィルター室の左右両側に該ガス発生室が形成され、複数の点火手段１４が設けられた構成なども採用できる。
【００３８】
次に、図６は、図１に示す第１実施形態と同様の構成のフィルター材７を用いた運転席用ガス発生器Ｙの１例を示す断面図である。ガス発生器Ｙは、外筒材３１ａを具備する上容器３１と、外筒材３１ａに対向する端部３２ａと内筒材３２ｂとを有する下容器３２とを有するガス発生器用ハウジング３０から構成される。このガス発生器用ハウジング３０は、溶接部３６において、外筒材３１ａと端部３２ａとを夫々溶接接合して形成される。内筒材３２ｂ内には点火手段３５と着火薬３９とが配置され、その外側室にはガス発生剤１２とフィルター材７とリテーナリング４１、４２とスポンジ４３、４４とが配置され、上容器３１の外筒材３１ａにはガス放出孔３８が形成されている。なお、リテーナリング４１、４２は、それぞれ上容器３１、下容器３２の内側有底部に沿って設けられている。また、スポンジ４３、４４は、それぞれガス発生剤１２を挟み込むようにリテーナリング４１、４２の内部側に沿って設けられている。
【００３９】
本実施形態で用いられるフィルター材７も、前述の通り１枚の金属板３を複数回巻き回して成形された中空円筒体であり、金属板３の貫通孔１の周囲に形成される突出部２によって、フィルター材７の外周面とハウジング３０の外筒材３１ａ内周面との間には、空間Ｇが形成されている。また、フィルター材７は、ハウジング３０の内周に周方向にわたって備えられ、ガス放出孔３８をハウジング３０の外側から径方向に投影すると、該投影部分が、フィルター材７の遮蔽領域４５と少なくとも一度は完全に重なっている。この結果、フィルター材７で含有スラグの除去及びガス冷却をされたガスが、ガス放出孔３８からエアバッグ内に放出される事になり、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器Ｙを提供することができる。
【００４０】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や変形例に限定されるものではない。例えば、本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材７の代わりに、本発明の第１実施形態の変形例に係るフィルター材を使用してもよい。また、フィルター材の金属板の巻き回しは、３層以上でもよく、好ましくは５層以上である。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の変形例について説明する。図７〜図１０は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の変形例を示す図である。一点鎖線で囲まれた斜線部分は、遮蔽領域を示している。なお、第１実施形態におけるガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板における符号１、４５、４６がふられている各部と、本変形例において符号７１、８１、９１、１０１、７５、８５、９５、１０５、７６、８６、９６、１０６がふられている各部は、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４２】
図７（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例の一部を模式的に示しており、図７（ｂ）は、図７（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔を欠落させた領域７６が、隣り合う３つの貫通孔７１を欠落させることによって得られたものである点（図７（ａ）参照）、（２）遮蔽領域７５が、貫通孔を欠落させた領域７６の第１隣設貫通孔と第２隣設貫通孔とに囲まれた略L字型の領域７５ａを、傾斜方向に複数並べた領域である点（図７（ｂ）参照）で、第１実施形態に係る金属板３の遮蔽領域４５と異なっている。
【００４３】
図８（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例の一部を模式的に示しており、図８（ｂ）は、図８（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔８１が、等間隔に千鳥状に配列されている点（図８（ａ）、（ｂ）参照）、（２）貫通孔を欠落させた領域８６が、貫通孔８１の１つを欠落させることによって得られたものである点（図８（ａ）参照）、（３）遮蔽領域８５が、１つの貫通孔８１を欠落させた領域８６の第１隣設貫通孔に囲まれた六角形の領域８５ａを、傾斜方向に複数並べた帯状の領域である点（図８（ｂ）参照）で、第１実施形態に係る金属板３の遮蔽領域４５と異なっている。
【００４４】
図９（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例の一部を模式的に示しており、図９（ｂ）は、図９（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔９１が、金属板の長さ方向と、金属板の高さ方向との間隔が異なる千鳥状に配列されている点（図９（ａ）、（ｂ）参照）、（２）貫通孔９１を欠落させた領域９６が、貫通孔９１の１つを欠落させることによって得られたものである点（図９（ａ）参照）、（３）遮蔽領域９５が、１つの貫通孔９１を欠落させた領域９６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とに囲まれた六角形の領域９５ａを、傾斜方向に複数並べた帯状の領域である点（図９（ｂ）参照）で、第１実施形態に係る金属板３の遮蔽領域４５と異なっている。
【００４５】
図１０（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例の一部を模式的に表しており、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔１０１が、金属板の長さ方向と、金属板の高さ方向との間隔が異なる千鳥状に配列されている点（図１０（ａ）、（ｂ）参照）、（２）貫通孔を欠落させた領域１０６が、隣り合う３つの貫通孔１０１を欠落させることによって得られたものである点（図１０（ａ）参照）、（３）遮蔽領域１０５が、隣り合う３つの貫通孔を欠落させた領域１０６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とに囲まれた六角形の領域１０５ａを、傾斜方向に複数並べて得られた領域である点（図１０（ｂ）参照）で、第１実施形態と異なっている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係るフィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の他の変形例に係るフィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るフィルター材を用いたガス発生器の１例における断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るフィルター材を用いたガス発生器の他の例における断面図である。
【図７】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例を示す図である。
【図８】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例を示す図である。
【図９】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例を示す図である。
【図１０】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１ 貫通孔
２ 突出部
３、５３、６３ 金属板
３ａ、３ｂ 金属板終始端部
４ フィルター材内側
５ フィルター材外側
６ 空隙層
７ フィルター材
９ 伝火剤
１０ 点火器
１１、３０ ハウジング
１２ ガス発生剤
１４、３５ 点火手段
１５、３１ａ 外筒材
１５ａ、３８ ガス放出孔
１６ 蓋部材
３２ｂ 内筒材
３６ 溶接部
３９ 着火薬
４３、４４ スポンジ
４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５ 遮蔽領域
７５ａ、８５ａ、９５ａ、１０５ａ 遮蔽領域の一部
４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６ 貫通孔を欠落させた領域
Ｘ、Ｙ ガス発生器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の衝突事故時に乗員が受ける衝撃を緩和して乗員の安全を図るエアバック装置のガス発生器、及びそのガス発生器に用いるフィルター材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するために、エアバックを瞬時に展開させるガス発生器は、展開にあたりエアバッグが損傷を受けないように、ガス発生室内でガス発生剤を燃焼させて発生した高温高圧のガスを冷却して適温にすると共に、前記ガス中に含有されている金属酸化物を主成分とする高温のスラグを捕集してガスを清浄するという役割を持つフィルター材を備えている。発生したガスは、フィルター材を内側から外側へ通過し、フィルター材の外側に沿って、ガス発生器に設けられた複数個のガス放出孔を通って、ガス発生器からエアバック内へ流入し、エアバッグを展開する。
【０００３】
したがって、エアバック用ガス発生器に用いられるフィルター材には十分なガス冷却及びスラグ捕集効果を発揮させるための機能が要求される。例えば、ガス冷却効果を有するフィルター材として、下記特許文献１のものが挙げられる。この特許文献１に開示されているフィルター材は、突起部の先端をつぶして平坦化したフック金属板を多数巻きして形成された筒状体からなり、筒状体から剥がれないように金属板が固着されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４９０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のようなガス発生器用フィルター材では、ガス冷却効果及び保形強度を有するものの、金属板の各層における貫通孔の位置が、巻き回したとき全層において一致する場合があり、当該一致した貫通孔を通過するガスはスラグ捕集されることなくフィルター材を通過するため、ガス冷却効果及びスラグ捕集効果が十分に発揮されないことがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器用フィルター材と、それを用いたガス発生器と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及び効果】
【０００７】
（１）本発明のガス発生器用フィルター材は、複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のそれぞれの周囲に突出部を有する金属板を巻き回して中空円筒状に成形されているエアバック用ガス発生器に使用されるフィルター材であって、前記金属板が、所定方向に規則的に配列された前記複数の貫通孔のうち一部を規則的に欠落させた領域を含んでおり且つ前記欠落させた領域に隣設されている貫通孔に囲まれた遮蔽領域を備え、各前記貫通孔を径方向に投影した際、各前記貫通孔の投影領域が、各前記貫通孔がそれぞれ存在する層とは異なる層において、前記遮蔽領域と少なくとも一度は完全に重なる。
【０００８】
（２）本発明のガス発生器用フィルター材は、前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、前記遮蔽領域が、３以上の前記貫通孔を結んだ辺を一辺とする複数の四角形において、前記四角形内の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることが好ましい。
【０００９】
（３）本発明のガス発生器用フィルター材は、前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記円筒の周方向に連続した２以上の前記貫通孔を欠落させることによって得られたものであることが好ましい。
【００１０】
本発明のガス発生器用フィルター材は、前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ
方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に連続した２以上の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることが好ましい。
【００１１】
上記（１）〜（４）の構成によれば、金属板の各層における貫通孔の位置は、巻き回したとき全層において一致することがなく、貫通孔を通過したガスは、少なくとも一度は金属板に衝突し、ガス冷却及びスラグ捕集がされる。従って、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器用フィルター材を提供することができる。また、遮蔽領域の位置をかえることよって、ガス冷却効果をさらに向上させることができる。
【００１２】
（５）本発明のガス発生器は、ガス放出孔を有するハウジングと、前記ハウジング内に形成され、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、点火薬を内包しており、前記ハウジング内に装着され、前記燃焼室内の前記ガス発生剤を着火燃焼させるガス発生剤点火手段とを備えたガス発生器であって、前記ハウジングの内周に周方向にわたって、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルター材をさらに備え、前記ガス放出孔を前記ハウジングの外側から径方向に投影した際、該投影領域と前記フィルター材の前記遮蔽領域とが少なくとも一度は重なっている。
【００１３】
上記（５）の構成によれば、ガス発生室で発生したガスは、少なくとも一度はフィルター材を構成する金属板の表面に衝突してフィルター材を通過後、ハウジングの内周側に衝突し、ガス放出孔から放出される。従って、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材の斜視図、図２は、図１のガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【００１５】
図１において、ガス発生器用フィルター材７は、貫通孔１を有する金属板３を略３回巻き回し、中空円筒状に成形されている。貫通孔１は、金属板３の長さ方向に対して傾斜方向に規則的に、金属板３の長さ方向について一方の面から、突端部が角錐体のピンを用いて貫通孔１が形成され、その周囲に突出部２が不連続に形成されている。ここで、金属板３としては、例えばステンレス鋼、鉄、鋼などを使用することができる。
【００１６】
図２において、金属板３は、金属板３の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成されている貫通孔１と、貫通孔１を欠落させた領域４６と、貫通孔１を欠落させた領域４６に隣接している貫通孔１に囲まれた遮蔽領域４５とを有する。
【００１７】
貫通孔１を欠落させた領域４６は、金属板３の長さ方向の２の貫通孔１を結んだ直線と、金属板３の高さ方向の２の貫通孔１を結んだ直線とを辺とする四角形を、四角形の高さ方向の一辺の段差を有する階段形状になるように、かつ、四角形の一方の対角線方向に重複しないように連続してずらすことにより特定された四角形群において、該四角形群を金属板３の長さ方向に周期的に繰り返して形成された領域の各四角形の頂点にあたる貫通孔１を欠落させることによって得られたものである。ここで、点線の丸は、貫通孔１を欠落させた領域４６である。
【００１８】
遮蔽領域４５は、貫通孔１を欠落させた領域４６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とに囲まれた斜線部分の領域であり、金属板３の長さ方向の第１隣設貫通孔１と、第２隣設貫通孔１とを結んだ直線と、金属板３の高さ方向の第１隣設貫通孔１と、第２隣設貫通孔１とを結んだ直線とを辺とする四角形を、四角形の一方の対角線方向に一部重複しつつ連続してずらすことにより特定された四角形群の領域である。
ここで、第１隣設貫通孔とは、欠落させた貫通孔に最も近い距離に配置している貫通孔、第２隣設貫通孔とは、欠落させた貫通孔に２番目に近い距離に配置している貫通孔である。
【００１９】
金属板３の貫通孔１は、突端部が角錐体のピン状部材を突き刺して形成されている。このため、金属板３を巻き回して中空円筒状に成形すると、金属板３間に空隙層６が形成される。またこのとき、突出部２はピン先端の角錐体の側面に沿って形成され、不連続となっている。このことによって、金属板３の層と突出部２とは不規則に接することになり、空隙層６には比較的障害の少ないより開放的な空間が形成され、ガスが円滑に空隙層６を移動する。
【００２０】
フィルター材７において、フィルター材７内側４に流入した高温高圧のガスは、先ずフィルター材７内側４第１層における貫通孔１を通過し、該第１層と第２層との間の第１空隙層に噴出される。噴出と同時に、ガスは該第２層の金属板３の内側面に衝突し、ガス中に含有されているスラグは該第２層金属板３の内側面に付着し、その結果スラグの一部が除去されることとなる。ガスは第１空隙層を移動し、さらに該第２層における貫通孔１へと移動する。そして同様に、ガスは該第２層における貫通孔１を通過し、該第２層と第３層との間の第２空隙層に噴出され、ガスは該第３層の金属板３の内側面に衝突し、スラグの一部が除去される。このような現象が多数の貫通孔１と各層の金属板３面とを介して繰り返され、ガスは含有されているスラグを十分に捕集されると共に、面積／体積比の大きい金属板３に熱を奪われ、効率よく冷却される。この結果、フィルター材７の外側５層の貫通孔１から噴出されるガスは、スラグ含有量の極めて少ない清浄な適温のガスとなり、エアバッグ内に供給される。また、面積／体積比の大きい金属板３を用いたことにより、熱伝導性が良くなり、フィルター材７の軽量化を図ることができる。
【００２１】
さらに、フィルター材７第１層の貫通孔１を径方向に投影すると、第１層の貫通孔１の投影領域が、第２層又は第３層において、遮蔽領域４５と少なくとも一度は完全に重なっている。また、第２層の貫通孔１を径方向に投影すると、第２層の貫通孔１の投影領域が、第３層の遮蔽領域４５と完全に重なっている。加えて、第３層の貫通孔１を径方向に投影すると、第３層の貫通孔１の投影領域が、第２層の遮蔽領域と完全に重なっている。従って、金属板３の各層における貫通孔１の位置は、巻き回したとき全層において一致することはなく、第１層の貫通孔１を通過したガスは、第２層又は第３層の金属板３の遮蔽領域４５に衝突し、第２層の貫通孔１を通過したガスは、第３層の金属板３の遮蔽領域４５に衝突する。また、第３層の貫通孔１を、第２層の遮蔽領域４５に衝突したガスが通過する。この結果、十分にスラグが捕集されたガスが、フィルター材７からエアバッグ内に供給される。
【００２２】
以上のように、本発明の実施形態におけるガス発生器用フィルター材７は、多数の貫通孔１及びその突出部２を有する１枚の金属板３を複数回巻き回して中空円筒状に成形され、金属板３間には空隙層６が形成される。また、金属板３が多数の貫通孔１を有すること、空隙層６が形成されること及び遮蔽領域４５を備えていることから、ガスに含有されているスラグが十分に捕集されるとともに効率よくガスが冷却される。さらに、面積／体積比の大きい金属板３を用いることにより、熱伝導性が向上し、さらなるガス冷却効果が得られるとともに、フィルター材７の軽量化を図ることができる。
【００２３】
さらに、貫通孔１の孔形状、孔径、孔間ピッチ、開口割合、及び貫通孔１を突き刺す面などのパラメータを変化させるという単純な作業によって、ガス冷却及びスラグ捕集効果を比較的容易且つ正確に制御することができる。
【００２４】
＜第１実施形態の変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の変形例に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板について説明する。図３は、本発明の第１実施形態の変形例に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板を示す図である。なお、第１実施形態におけるガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板における符号１、３、４５、４６がふられている各部と、本変形例において符号５１、５３、５５、５６がふられている各部は、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００２５】
本変形例の金属板５３は、（１）貫通孔５１を欠落させた領域５６が、金属板５３を中空円筒状に巻き回したとき、複数箇所において、周方向に連続した２以上の貫通孔５１を欠落させることによって得られたものである点、（２）遮蔽領域５５が、貫通孔５１を欠落させた領域５６の第一隣設貫通孔によって囲まれた長方形の領域である点において、第１実施形態のガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板３と異なっている。金属板５３を中空円筒状に巻き回したフィルター材において、遮蔽領域５５は、第２層から第３層へと順に金属板５３の高さ方向に連続してずれるように形成されている。
【００２６】
本変形例によれば、金属板５３を巻き回したフィルター材第１層の貫通孔５１を径方向に投影すると、第１層の貫通孔５１の投影領域が、第２層以降において、金属板５３の遮蔽領域５５と少なくとも一度は完全に重なっている。また、第２層の貫通孔５１を径方向に投影すると、第２層の貫通孔５１の投影領域が、第３層以降の遮蔽領域５５と完全に重なっている。さらに、第３層の貫通孔５１を径方向に投影すると、第３層の貫通孔５１の投影領域が、第２層の遮蔽領域５５又は第４層以降の遮蔽領域５５と完全に重なっている。加えて、第４層以降の貫通孔５１を径方向に投影すると、第３層の場合と同様に、第４層以降の貫通孔５１の投影領域が、第１層を除く直前層までの遮蔽領域５５又は直後の層以降の遮蔽領域５５と完全に重なっている。従って、金属板５３の各層における貫通孔５１の位置は、巻き回したとき全層において一致することはなく、第１層の貫通孔５１を通過したガスは、第２層以降の遮蔽領域５５に衝突し、第２層の貫通孔５１を通過したガスは、第３層以降の金属板５３の遮蔽領域５５に衝突する。また、第３層の貫通孔５１を通過したガスは、第２層の遮蔽領域５５にすでに衝突し又は第４層以降の遮蔽領域５５に衝突する。さらに、第４層以降の貫通孔５１を通過したガスは、第３層の場合と同様に、第１層を除く直前層までの遮蔽領域５５にすでに衝突し又は直後の層以降の遮蔽領域５５に衝突するので、第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、金属板５３の貫通孔５１を欠落させる領域５６は、金属板５３の高さ方向に複数行であってもよく、第３層以降であってもよい。
【００２７】
＜第１実施形態の他の変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の他の変形例に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板について説明する。図４は、本発明の第１実施形態の他の変形例に係るガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板を示す図である。なお、第１実施形態におけるガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板における符号１、３、４５、４６がふられている各部と、本変形例において符号６１、６３、６５、６６がふられている各部は、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００２８】
本変形例の金属板６３は、（１）貫通孔６１を欠落させた領域６６が、複数箇所において、金属板６３の長さ方向に対し傾斜方向に連続した２以上の貫通孔６１を欠落させることを、金属板６３の長さ方向に周期的に繰り返すことによって得られたものである点、（２）遮蔽領域６５が、貫通孔６１を欠落させた領域６６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とを結んだ直線を辺とする四角形を、四角形の一方の対角線方向に一部重複しつつ連続してずらすことにより特定された四角形群の領域である点において、第１実施形態のガス発生器用フィルター材７に成形される前の金属板３と異なっている。
【００２９】
本変形例によれば、金属板６３を巻き回したフィルター材第１層の貫通孔６１を径方向に投影すると、第１層の貫通孔６１の投影領域が、第２層以降において、金属板６３の遮蔽領域６５と少なくとも一度は完全に重なっている。また、第２層の貫通孔６１を径方向に投影すると、第２層の貫通孔６１の投影領域が、第３層以降の遮蔽領域６５と完全に重なっている。さらに、第３層の貫通孔６１を径方向に投影すると、第３層の貫通孔６１の投影領域が、第２層の遮蔽領域６５又は第４層以降の遮蔽領域６５と完全に重なっている。加えて、第４層以降の貫通孔６１を径方向に投影すると、第３層の場合と同様に、第４層以降の貫通孔６１の投影領域が、第１層を除く直前層までの遮蔽領域６５又は直後の層以降の遮蔽領域６５と完全に重なっている。従って、金属板６３の各層における貫通孔６１の位置は、巻き回したとき全層において一致することはなく、第１層の貫通孔６１を通過したガスは、第２層以降の遮蔽領域６５に衝突し、第２層の貫通孔６１を通過したガスは、第３層以降の金属板６３の遮蔽領域６５に衝突する。また、第３層の貫通孔６１を通過したガスは、第２層の遮蔽領域６５にすでに衝突し又は第４層以降の遮蔽領域６５に衝突する。さらに、第４層以降の貫通孔６１を通過したガスは、第３層の場合と同様に、第１層を除く直前層までの遮蔽領域６５にすでに衝突し又は直後の層以降の遮蔽領域６５に衝突するので、第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。なお、貫通孔６１を欠落させた傾斜方向は、貫通孔６１が形成されている傾斜方向と異なるものであってもよい。
【００３０】
次に、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るフィルター材７を用いたガス発生器の例について説明する。図５及び図６は、本発明の第１実施形態に係るフィルター材７と同様の構成のフィルター材を用いたガス発生器の例である。
【００３１】
図５は、図１に示す第１実施形態と同様の構成のフィルター材７を備えた、一般に助手席用エアバッグに用いられる長尺円筒形の、本発明に係るガス発生器Ｘの断面図を示している。ガス発生器Ｘは、長尺円筒体からなるハウジング１１内にガス発生剤１２が装填され、その外周部に長手方向に沿って図１に示す第１実施形態と同様の構成のフィルター材７が配置され、ハウジング１１の一端部には伝火剤９と点火器１０とからなる点火手段１４が配置されている。ハウジング１１は、長尺で一端が開口された有底円筒形状の外筒材１５と、孔１６ｃに嵌合固定された点火手段１４を備え、該外筒材１５の開口端を覆う蓋部材１６とで構成されている。該蓋部材１６の外周縁部に形成された環状リブ１６ａと外筒材１５の開口先端１５ｂとが突合され、摩擦圧接されて、密閉空間が形成されている。点火手段１４の伝火剤９がフィルター材７内に隣接する蓋部材１６の凸部１６ｂと微小隙間を隔てるように、配置されており、蓋部材１６に嵌め込まれる鍔付きキャップ部材２１によってガス発生剤１２から区画されている。
【００３２】
外筒材１５の周面には、エアバッグ（図示せず）に通じる複数のガス放出孔１５ａが外筒材１５の軸方向及び周方向に所定間隔ごとに形成されている。１７はアルミ箔等で薄板帯状に形成されたバーストプレートであって、各ガス放出孔１５ａを閉塞するように外筒材１５の内周面に貼着されている。これはガス発生剤１２の燃焼時の圧力を調整すると共に、外部から水分やゴミがガス発生器Ｘ内に侵入するのを防止する役割を果たすものである。
【００３３】
フィルター材７は、ハウジング１１の内周に周方向にわたって備えられ、ガス放出孔１５ａをハウジング１１の外側から径方向に投影すると、該投影部分が、フィルター材７の遮蔽領域４５と少なくとも一度は完全に重なっている。この構成により、ガス発生剤１２の燃焼により発生したガスは、少なくとも一度フィルター材７を構成する金属板３の表面に衝突してフィルター材７を通過し、その後ハウジング１１の内周側に衝突して、ガス放出孔から放出される。この結果、全く濾過（スラグ捕集）されることのないガスが、ガス放出孔１５ａから放出されることを防止できる。
【００３４】
フィルター材７の一端は、蓋部材１６側からクッション材２２によって閉塞され、他端はクッション材２５によって閉塞されている。クッション材２２、２５としては、シリコン発泡体やセラミックファイバ等の成形物が好適である。尚、これらクッション材２２、２５は、フィルター材７端面からのガス流出の観点からは必ずしも必要なものではなく、前述したように、フィルター材７の端面に切削仕上げ加工を行うことによって、これらクッション材２２、２５を省略することも可能である。しかしながら、ハウジング１１の摩擦圧接時における寸法変化と、ガス発生剤１２の振動による粉化を考慮すると、係るクッション材２２、２５の配置は好ましいと言える。
【００３５】
次に、このガス発生器Ｘの作動について説明する。衝突センサ（図示しない）が車両の衝突を検知すると、その衝突検知信号によって、点火手段１４の点火器１０が点火されて伝火剤９を着火し、その火炎がキャップ部材２１の孔２１ａからガス発生剤１２に向けて噴出され、ガス発生剤１２が着火し、高温高圧ガスが発生する。発生した高温高圧のガスはフィルター材７内に流入し、該フィルター材７を半径方向及び周方向に渡って通過して前記フィルター材７外周面と外筒材１５内面との間の空間Ｇ内に流入する。さらにガス発生剤１２の燃焼が進み、外筒材１５内が所定圧力に達すると、各ガス放出孔１５ａを閉塞しているバーストプレート１７が破裂し、空間Ｇ内の清浄ガスが、各ガス放出孔１５ａからエアバッグ（図示しない）に放出され、エアバッグを急速に膨張展開させる。尚、ガスはフィルター材７内を流通する過程において、前述したように金属板３との衝突を繰り返しながら、フィルター材７を通過し、その後外筒材１５内面側に衝突して、次第に含有スラグ成分が除去され、冷却されて各ガス放出孔１５ａからエアバッグ内に放出されることになる。
【００３６】
以上のように、本発明の実施形態に係るフィルター材７を用いたガス発生器Ｘは、ガス発生室で発生したガスが、少なくとも一度はフィルター材７を構成する金属板３の表面に衝突してフィルター材７を通過後、ハウジング１１の内周側に衝突し、ガス放出孔から放出される。従って、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器Ｘを提供することができる。また、本実施形態におけるガス発生器Ｘに用いられるフィルター材７は、従来のフィルター材に比べて孔のムラがないから圧力損失にバラツキが少ない。従って、ガス発生器の特性制御において、圧力損失のバラツキの影響を考慮する必要が少なくなり、設計が容易となる効果も期待される。
【００３７】
尚、助手席用ガス発生器Ｘの構成としては、図５に示されているものに限定されず、例えばハウジング１１内が仕切り部材によってガス発生剤１２を収容するガス発生室とフィルター材７が装着されたフィルター室とに区画された構成、該フィルター室の左右両側に該ガス発生室が形成され、複数の点火手段１４が設けられた構成なども採用できる。
【００３８】
次に、図６は、図１に示す第１実施形態と同様の構成のフィルター材７を用いた運転席用ガス発生器Ｙの１例を示す断面図である。ガス発生器Ｙは、外筒材３１ａを具備する上容器３１と、外筒材３１ａに対向する端部３２ａと内筒材３２ｂとを有する下容器３２とを有するガス発生器用ハウジング３０から構成される。このガス発生器用ハウジング３０は、溶接部３６において、外筒材３１ａと端部３２ａとを夫々溶接接合して形成される。内筒材３２ｂ内には点火手段３５と着火薬３９とが配置され、その外側室にはガス発生剤１２とフィルター材７とリテーナリング４１、４２とスポンジ４３、４４とが配置され、上容器３１の外筒材３１ａにはガス放出孔３８が形成されている。なお、リテーナリング４１、４２は、それぞれ上容器３１、下容器３２の内側有底部に沿って設けられている。また、スポンジ４３、４４は、それぞれガス発生剤１２を挟み込むようにリテーナリング４１、４２の内部側に沿って設けられている。
【００３９】
本実施形態で用いられるフィルター材７も、前述の通り１枚の金属板３を複数回巻き回して成形された中空円筒体であり、金属板３の貫通孔１の周囲に形成される突出部２によって、フィルター材７の外周面とハウジング３０の外筒材３１ａ内周面との間には、空間Ｇが形成されている。また、フィルター材７は、ハウジング３０の内周に周方向にわたって備えられ、ガス放出孔３８をハウジング３０の外側から径方向に投影すると、該投影部分が、フィルター材７の遮蔽領域４５と少なくとも一度は完全に重なっている。この結果、フィルター材７で含有スラグの除去及びガス冷却をされたガスが、ガス放出孔３８からエアバッグ内に放出される事になり、従来に比べさらなるガス冷却効果及びスラグ捕集効果を有するガス発生器Ｙを提供することができる。
【００４０】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や変形例に限定されるものではない。例えば、本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材７の代わりに、本発明の第１実施形態の変形例に係るフィルター材を使用してもよい。また、フィルター材の金属板の巻き回しは、３層以上でもよく、好ましくは５層以上である。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の変形例について説明する。図７〜図１０は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の変形例を示す図である。一点鎖線で囲まれた斜線部分は、遮蔽領域を示している。なお、第１実施形態におけるガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板における符号１、４５、４６がふられている各部と、本変形例において符号７１、８１、９１、１０１、７５、８５、９５、１０５、７６、８６、９６、１０６がふられている各部は、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。
【００４２】
図７（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例の一部を模式的に示しており、図７（ｂ）は、図７（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔を欠落させた領域７６が、隣り合う３つの貫通孔７１を欠落させることによって得られたものである点（図７（ａ）参照）、（２）遮蔽領域７５が、貫通孔を欠落させた領域７６の第１隣設貫通孔と第２隣設貫通孔とに囲まれた略L字型の領域７５ａを、傾斜方向に複数並べた領域である点（図７（ｂ）参照）で、第１実施形態に係る金属板３の遮蔽領域４５と異なっている。
【００４３】
図８（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例の一部を模式的に示しており、図８（ｂ）は、図８（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔８１が、等間隔に千鳥状に配列されている点（図８（ａ）、（ｂ）参照）、（２）貫通孔を欠落させた領域８６が、貫通孔８１の１つを欠落させることによって得られたものである点（図８（ａ）参照）、（３）遮蔽領域８５が、１つの貫通孔８１を欠落させた領域８６の第１隣設貫通孔に囲まれた六角形の領域８５ａを、傾斜方向に複数並べた帯状の領域である点（図８（ｂ）参照）で、第１実施形態に係る金属板３の遮蔽領域４５と異なっている。
【００４４】
図９（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例の一部を模式的に示しており、図９（ｂ）は、図９（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔９１が、金属板の長さ方向と、金属板の高さ方向との間隔が異なる千鳥状に配列されている点（図９（ａ）、（ｂ）参照）、（２）貫通孔９１を欠落させた領域９６が、貫通孔９１の１つを欠落させることによって得られたものである点（図９（ａ）参照）、（３）遮蔽領域９５が、１つの貫通孔９１を欠落させた領域９６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とに囲まれた六角形の領域９５ａを、傾斜方向に複数並べた帯状の領域である点（図９（ｂ）参照）で、第１実施形態に係る金属板３の遮蔽領域４５と異なっている。
【００４５】
図１０（ａ）は、本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例の一部を模式的に表しており、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の遮蔽領域を傾斜方向に複数並べた本発明の実施形態に係るガス発生器用フィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例を示している。
本変形例は、（１）貫通孔１０１が、金属板の長さ方向と、金属板の高さ方向との間隔が異なる千鳥状に配列されている点（図１０（ａ）、（ｂ）参照）、（２）貫通孔を欠落させた領域１０６が、隣り合う３つの貫通孔１０１を欠落させることによって得られたものである点（図１０（ａ）参照）、（３）遮蔽領域１０５が、隣り合う３つの貫通孔を欠落させた領域１０６の第１隣設貫通孔と、第２隣設貫通孔とに囲まれた六角形の領域１０５ａを、傾斜方向に複数並べて得られた領域である点（図１０（ｂ）参照）で、第１実施形態と異なっている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るガス発生器用フィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係るフィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の他の変形例に係るフィルター材に成形される前の金属板を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るフィルター材を用いたガス発生器の１例における断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るフィルター材を用いたガス発生器の他の例における断面図である。
【図７】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第１変形例を示す図である。
【図８】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第２変形例を示す図である。
【図９】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第３変形例を示す図である。
【図１０】（ａ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例の一部を模式的に示す図、（ｂ）が、本発明の実施形態に係るフィルター材の金属板の遮蔽領域の第４変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１ 貫通孔
２ 突出部
３、５３、６３ 金属板
３ａ、３ｂ 金属板終始端部
４ フィルター材内側
５ フィルター材外側
６ 空隙層
７ フィルター材
９ 伝火剤
１０ 点火器
１１、３０ ハウジング
１２ ガス発生剤
１４、３５ 点火手段
１５、３１ａ 外筒材
１５ａ、３８ ガス放出孔
１６ 蓋部材
３２ｂ 内筒材
３６ 溶接部
３９ 着火薬
４３、４４ スポンジ
４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５ 遮蔽領域
７５ａ、８５ａ、９５ａ、１０５ａ 遮蔽領域の一部
４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６ 貫通孔を欠落させた領域
Ｘ、Ｙ ガス発生器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のそれぞれの周囲に突出部を有する金属板を巻き回して中空円筒状に成形されているエアバック用ガス発生器に使用されるフィルター材であって、
前記金属板が、所定方向に規則的に配列された前記複数の貫通孔のうち一部を規則的に欠落させた領域を含んでおり且つ前記欠落させた領域に隣設されている貫通孔に囲まれた遮蔽領域を備え、
各前記貫通孔を径方向に投影した際、各前記貫通孔の投影領域が、各前記貫通孔がそれぞれ存在する層とは異なる層において、前記遮蔽領域と少なくとも一度は完全に重なることを特徴とするガス発生器用フィルター材。
【請求項２】
前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、
前記遮蔽領域が、３以上の前記貫通孔を結んだ辺を一辺とする複数の四角形において、前記四角形内の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器用フィルター材。
【請求項３】
前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、
前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記円筒の周方向に連続した２以上の前記貫通孔を欠落させることによって得られたものであることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器用フィルター材。
【請求項４】
前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、
前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に連続した２以上の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器用フィルター材。
【請求項５】
ガス放出孔を有するハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、
点火薬を内包しており、前記ハウジング内に装着され、前記燃焼室内の前記ガス発生剤を着火燃焼させるガス発生剤点火手段とを備えたガス発生器であって、
前記ハウジングの内周に周方向にわたって、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルター材をさらに備え、
前記ガス放出孔を前記ハウジングの外側から径方向に投影した際、該投影領域と前記フィルター材の前記遮蔽領域とが少なくとも一度は重なっていることを特徴とするガス発生器。
【請求項１】
複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔のそれぞれの周囲に突出部を有する金属板を巻き回して中空円筒状に成形されているエアバック用ガス発生器に使用されるフィルター材であって、
前記金属板が、所定方向に規則的に配列された前記複数の貫通孔のうち一部を規則的に欠落させた領域を含んでおり且つ前記欠落させた領域に隣設されている貫通孔に囲まれた遮蔽領域を備え、
各前記貫通孔を径方向に投影した際、各前記貫通孔の投影領域が、各前記貫通孔がそれぞれ存在する層とは異なる層において、前記遮蔽領域と少なくとも一度は完全に重なることを特徴とするガス発生器用フィルター材。
【請求項２】
前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、
前記遮蔽領域が、３以上の前記貫通孔を結んだ辺を一辺とする複数の四角形において、前記四角形内の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器用フィルター材。
【請求項３】
前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、
前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記円筒の周方向に連続した２以上の前記貫通孔を欠落させることによって得られたものであることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器用フィルター材。
【請求項４】
前記複数の貫通孔が、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に所定の間隔で形成され、
前記遮蔽領域が、複数箇所において、前記金属板の長さ方向に対し傾斜方向に連続した２以上の貫通孔を欠落させることによって得られたものであることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器用フィルター材。
【請求項５】
ガス放出孔を有するハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が装填されている燃焼室と、
点火薬を内包しており、前記ハウジング内に装着され、前記燃焼室内の前記ガス発生剤を着火燃焼させるガス発生剤点火手段とを備えたガス発生器であって、
前記ハウジングの内周に周方向にわたって、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルター材をさらに備え、
前記ガス放出孔を前記ハウジングの外側から径方向に投影した際、該投影領域と前記フィルター材の前記遮蔽領域とが少なくとも一度は重なっていることを特徴とするガス発生器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２７３３０５（Ｐ２００８−２７３３０５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１７０８７（Ｐ２００７−１１７０８７）
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００４０８６）日本化薬株式会社 (921)
【出願人】（０００２３０３８６）日本ラインツ株式会社 (14)
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００４０８６）日本化薬株式会社 (921)
【出願人】（０００２３０３８６）日本ラインツ株式会社 (14)
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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