JP2009190656A - フィルタ用成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスに対する接触面積を増大させることで冷却効果や濾過効果が向上された、特にエアバッグ用ガス発生器のフィルタに適したフィルタ用成形体の提供。
【解決手段】線材本体部31の表面に長さ方向に連続した放射状の凸部32（凹部33）を有する金属線材30を平編したものを所望形状に成形し、必要に応じて更に圧縮成形する。金属線材30が凹凸を有しているため、成形体内部の空隙構造が複雑になり、ガスが通過するときにガスと成形体（金属線材30）との接触面積が増大される。
【選択図】図１

Description

本発明は、不純物を含んだガスや高温のガスを冷却、濾過するフィルター、特に衝撃から車両人員を保護する人員保護装置に用いられるガス発生器のクーラントフィルタ用として適したフィルタ用成形体と、前記フィルタ用成形体からなる筒状フィルタを有している人員保護装置用ガス発生器に関する。

ガス発生器のクーラントフィルタは、平織金網などを複数回巻きつけたり、一本の線材を複数回巻きつけたり、あるいは線材を筒状に編みこんで型内で圧縮成形したものが知られている。フィルタは、その中を高温のガスが通過したときに冷却すると共に、ガス中に含まれる残渣の捕集もするものである。

特許文献１には、一本の線材を複数回巻きつけて円筒体としたフィルタで、直径０．５ｍｍの真円形状の金属線を圧延し、断面が厚さ０．３０ｍｍ、幅０．６５ｍｍの長方形にしたものを使用することが記載されている。

特許文献２には、内燃機関のブローバイガスを分離するフィルタが開示されており、フィルターは横線材と縦線材とを組み合わせて形成されており、横線材として断面が円形のものが使用されており、縦線材として断面が三角形のものが使用されている（段落番号１２）。

特開２００１−１７１４７２号公報 特開平６−１４６８４１号公報

本発明は、高温ガスに対する接触面積を増大させることで、冷却効果及び／又は濾過効果を向上させ、各種用途のフィルタとして適用できるフィルタ用成形体を提供することを課題とする。

更に本発明は、前記フィルタ用成形体からなる筒状フィルタを冷却及び濾過用のフィルタとして備えた人員保護装置に用いられるガス発生器を提供することを他の課題とする。

請求項１の発明は、１本又は複数本の金属線材が組み合わされてなるフィルタ用成形体であり、前記金属線材が表面に凹凸を有しているものである、フィルタ用成形体を提供する。

金属線材は、断面形状が円、楕円、三角形、正方形、長方形、他の多角形等のものを用いることができる。金属線材は、鉄やステンレス製が好ましい。

金属線材が表面に有している凹凸は、線材の表面に形成された突起（凸部）、窪みや溝（凹部）からなるものである。前記凹凸は、長さ方向に連続して形成されていてもよく、不連続に形成されていてもよく、独立した凹凸が多数形成されていてもよいが、長さ方向に連続して形成されているものが好ましい。

本発明のフィルタ用成形体は、例えば、
（I）金属線材を用いた平編の筒状金網を半径方向に重ねた積層体を製造し、前記積層体を圧縮成形する方法、
（II）金属線材を用いて平編の筒状金網を製造し、前記筒状金網を半径方向に圧縮して板状金網にした後、この板状金網を用いて所望形状にする方法、
（III）金属線材を芯材に対して多数回巻き付けて所望形状にする方法、
を適用して製造することができる。

本発明のフィルタ用成形体は、表面に凹凸のある金属線材を用いて製造されているため、表面が平滑な金属線材を用いて製造されたものと比べると、前記凹凸の存在により、内部の空隙構造が複雑になり、内部の表面積が増大される。このため、フィルタ用成形体をガスが通過するとき、金属線材とガスとの接触面積が増大されることになり、冷却効果及び／又は濾過効果（低温ガスの場合には、主として濾過効果）が向上される。

本発明のフィルタ用成形体は、そのまま又は必要に応じて更に所望形状に成形乃至加工した後、各種用途のフィルタとして使用することができる。本発明のフィルタ用成形体として用いるときは、例えば、嵩密度２〜５ｇ／ｃｍ^３で、圧力損失０．５〜０．７kPaの範囲にすることができる。

請求項２の発明は、前記金属線材が、表面に長さ方向に連続した放射状の凸部を有するものである、請求項１記載のフィルタ用成形体を提供する。

表面に長さ方向に連続した放射状の凸部を有する金属線材を使用することにより、全体が均質なフィルタ用成形体が得られる。

請求項３の発明は、前記金属線材の最大径が０．４〜０．８ｍｍである、請求項１又は２記載のフィルタ用成形体を提供する。

この程度の線径の金属線材を用いた場合、特に人員保護装置（エアバッグ装置等）のガス発生器のフィルタとして用いたときの冷却効果と濾過効果が良くなる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のフィルタ用成形体からなる筒状フィルタを有している、人員保護装置に用いられるガス発生器を提供する。

本発明のフィルタ用成形体は、表面に凹凸を有する金属線材からなるものであるため、内部の空隙構造が複雑となり、ガスとの接触面積が増大され、高温ガスに対しては優れた冷却効果や濾過効果（低温ガスに対しては主として濾過効果）が発揮される。このため、エアバッグ装置等の人員保護装置用ガス発生器にフィルタとして適用した場合には、高温ガスの冷却効果が良く、燃焼ガスに含まれる燃焼残渣の捕集効果も良い。

＜フィルタ用成形体を構成する金属線材＞
図１により、一実施形態の金属線材を説明する。（ａ）は金属線材の端部を含む斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。

金属線材３０は、鉄又はステンレス製のものである。線材本体部３１の表面には、放射状にかつ円周方向に等間隔に５つの突起（凸部）３２が形成されており、各突起３２間は凹部３３となっている。突起３２の数は３〜８にすることができる。

５つの突起３２は、それぞれ長さ方向に連続して形成されており、凹部３３は長さ方向に連続した溝になっている。

突起３２の断面形状は特に制限されず、図示した形状のほか、先端部が丸みを帯びた形状、三角形等にすることができる。

金属線材３０の最大径（図１（ｂ）のＬ_１）は０．４〜０．８ｍｍにすることができ、突起３２の高さ（図１（ｂ）のＬ_２）は０．１〜０．３ｍｍにすることができる。

突起３２の高さＬ_２と線材本体部３１の直径Ｌ_３との比率は、Ｌ_２／Ｌ_３が０．５〜２程度にすることができる。

次に、図２（ａ）〜（ｄ）により、図１に示す金属線材３０の製造方法を説明する。図２（ａ）、（ｃ）、（ｄ）は、金属線材３０の製造方法を説明するための工程図、図２（ｂ）は、前記製造方法で使用する成形型の平面図である。

図２（ａ）に示すように、加工前の金属線材３０’の周囲に成形型４０を配置する。成形型４０は、３つの型部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃに分かれている。そして、各型部材を組み合わせると図２（ｂ）に示すように山の部分４１ａと谷の部分４１ｂが形成され、前記３つの型部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃで囲まれる穴形状は、図１に示す金属線材３０の断面と同一形状になる。

図２（ａ）に示す状態にて、機械的手段により、３つの型部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃを加工前の金属線材３０’の中心部に向けて押しつけて、図２（ｃ）に示す状態にする。このとき、各型部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃにより形成された山の部分４１ａが線材３０’に食い込んだ状態になる。

続いて図２（ｃ）に示すように成形型４０を固定した状態で、図２（ｄ）に示すように、線材３０’を矢印方向に引き抜く。すると、図２（ｂ）に示す３つの型部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃで囲まれる穴形状と同形状（即ち、図１で示す形状）に加工される。この図２（ａ）〜（ｄ）の加工の際、成形加工を容易にするために、線材の材質の融点等を考慮して、加工前の金属線材３０’と成形型４０のいずれか一方又は両方を加熱してもよい。

＜金属線材３０を用いたフィルタ用成形体及びその製造方法＞
図３はエアバッグ用ガス発生器の縦断面図であるが、ハウジング３の内部には筒状のフィルタ７が配置されている。この筒状のフィルタ７は、上記した（I）〜（III）の方法を適用して製造することができる。以下、より詳細に説明する。

（I）の方法
金属線材３０を用いて、例えば特開２００１−２２５７１５号公報（特に段落番号１３、図７）に記載の方法で、平編の筒状金網を半径方向に重ねた積層体を製造する。次に、前記積層体を半径方向と軸方向の両方向から圧縮成形する。

（II）の方法
金属線材３０を用いて平編の筒状金網を製造し、前記筒状金網を半径方向に圧縮して板状金網にした後、この板状金網を巻いて円筒状にした後、半径方向と軸方向の両方向から圧縮成形する。

（III）の方法
金属線材３０を芯材に対して多数回巻き付けて円筒状に成形した後、前記芯材を引き抜く方法であり、特開２００１−１７１４７２号公報に記載の方法も適用できる。このとき、巻き方向は何度か変えても良い。

＜本発明の人員保護装置に用いられるガス発生器＞
図３に本発明のフィルタ用成形体からなる筒状フィルタを用いた、エアバッグ装置に用いられるガス発生器の縦断面図を示す。

図３に示すガス発生器は、ディフューザシェル１とクロージャシェル２からハウジング３が形成され、その内部の中央部に内筒１６が配置されている。

ディフューザシェル１の周壁部８には、ガス排出口１１が周方向に複数個等間隔に配設されている。内筒部材１６は、ディフューザシェル１の円形部６に取り付けられている。またクロージャシェル２は、その中央部に孔部１５を有し、内筒部材１６と接合している。

内筒部材１６の反対端部には外向きフランジ１３が形成され、円形部６に対して溶接固定されている。内筒部材１６は、貫通孔２４を有し、貫通孔２４はシールテープ２２で塞がれている。内筒部材１６の内側は、点火手段を収容するための点火手段収容室５となる。点火手段は、点火器４と、点火器４により着火される伝火薬２３を含んでいる。

フィルタ７は、内筒部材１６を取り囲んで配設され、フィルタ７と内筒部材１６の間に環状の燃焼室２８が形成されている。燃焼室２８内には、ペレット状のガス発生剤１８が充填されている。フィルター７は、支持部材１９の環状部２５が当接されることにより、内筒部材１６のフランジ１３に対して固定されている。

点火器４は、伝火薬２３が充填された後に、内筒部材１６内に挿入されている。そして、かしめ部２７をかしめることによりハウジング３に固定されている。

ハウジングの周壁部８とクーラント７間には間隙９が形成されており、この間隙９は、クーラント７を通過して冷却・浄化されたガスが、ディフューザシェルのガス排出口１１に至るガス流路として機能する。また、ハウジング３内に外部より湿気が侵入するのを阻止するために、アルミニウムテープ２９により、ガス排出口１１が塞がれている。

ディフューザシェル１とクロージャシェル２の固定は、それぞれ重ね合わされたフランジ部１０、１２を溶接部２１で溶接することと、ディフューザシェル１と内筒部材１６の接合部と、クロージャシェル２と内筒部材１６の接合部を溶接することで行われている。

図３のガス発生器は、衝撃をセンサ（図示せず）が感知すると、その信号が点火器４に送られて点火器４が作動し、伝火薬２３が着火して燃焼生成物（高温のガスや火炎）を生成する。この燃焼生成物は、シールテープ２２を破り貫通孔２４から噴出し、燃焼室２８内に入る。燃焼室２８に入った火炎は、ガス発生剤１８を着火させ、高温・高圧のガスを生成させる。フィルター７は、燃焼室内で発生する燃焼ガスの圧力に耐え、その形状を保持しながら、ガスを通過させ、フィルターとしての濾過機能と冷却機能を発現する。

フィルタ７を通過したガスは、間隙９を通り、アルミニウムテープ２９を破ってガス排出口１１を経て、エアバッグ（図示せず）内に流入する。これによりエアバッグが膨張し、乗員と堅い構造物の間にクッションを形成して衝撃から乗員を保護する。

筒状のフィルタ７は、表面に放射状の連続突起３２（及び連続溝３３）を有する金属線材３０からなるものであるため、表面が平滑な金属線材を用いて製造されたものと比べると、前記連続突起３２（及び連続溝３３）の存在により、内部の空隙構造が複雑になり、内部の表面積が増大される。このため、筒状のフィルタ７を燃焼ガスが通過するとき、金属線材３０と燃焼ガスとの接触面積が増大されることになり、冷却効果及び濾過効果が向上される。

（ａ）は金属線材の部分斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図。 （ａ）、（ｃ）、（ｄ）は、金属線材の加工説明図、（ｂ）は金属線材の加工に用いる成形型の平面図。 フィルタ用成形体からなる筒状フィルタを用いたエアバッグ用ガス発生器の縦断面図。

符号の説明

３０ 金属線材３０
３１ 線材本体部
３２ 突起（凸部）
３３ 溝（凹部）

Claims (4)

1. １本又は複数本の金属線材が組み合わされてなるフィルタ用成形体であり、前記金属線材が表面に凹凸を有しているものである、フィルタ用成形体。
2. 前記金属線材が、表面に長さ方向に連続した放射状の凸部を有するものである、請求項１記載のフィルタ用成形体。
3. 前記金属線材の最大径が０．４〜０．８ｍｍである、請求項１又は２記載のフィルタ用成形体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載のフィルタ用成形体からなる筒状フィルタを有している、人員保護装置に用いられるガス発生器。

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