JPH02152510A - 非溶接拡張装置のフィルタ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車の受動的拘束安全装置に関し、特に自動
車のエアバッグを拡張せしめるための軽量非溶接火工ガ
ス発生装置に使用するフィルタ組立体に関する。

従来の技術 自動車事故によって多数の人が死傷しており、運転者ま
たは同乗者が前方に投げつけられて車輌内の剛性表面に
衝突する。従って、これらの車輌に使用する受動的拘束
装置については強い要求がある。広く研究された装置に
おいて、例えば自動車が他の車輌と衝突する場合などの
車輌の急速な減速度を検知する。そこで車輌の内面と乗
員との間のバッグの拡張が始動されて運転者または同乗
者と車輌の内面との間の二次的な衝突の発生を防止する
。従ってバッグの拡張は一次的な衝突後の数ミリ秒内に
行い、乗員が車輌内の剛性表面に二次的に衝突すること
を抑止しなければならない。

さらに、衝突の衝撃が完了したら直ちにバッグを収縮す
ることが望ましく、これは膨張したバッグによって乗員
が車輌内に閉じ込められないようにする。バッグを急速
に収縮させることはバッグが不時に膨張した場合でも自
動車を運転する人が拘束される時間が十分に短く車輌の
制御を失うことがないようにするために重要である。こ
のような要求を満足するために、始動後約３０〜６０ミ
リ秒でバッグは十分に拡張して乗員を拘束し、約１００
ミリ秒で実質的に収縮しなければならないと規定されて
いる。

自納車の運転者を衝突時に保護する受動的拘束装置の問
題点の一つは装置を操縦コラム上に位置決めし配置する
点にある。スタイルと、使用者の好みと、さらに、運転
者の運動と計器パネルに対する視界を妨げないこととに
よって車輌の操縦動力学特性を劣化しないために、拘束
装置はできるだけ便利にしかも有効に所期の保護機能を
達成するように配置することが望ましい、さらに、この
拘束装置の拡張装置は著しく短時間に比較的大量のガス
を発生させるものであるから車輌内での使用時のみでな
く、保管、装着、交換、修理などの場合に安全性が要求
される。

さらに、運転者側、すなわち操向ホイールの特定の場合
として軽量の拡張装置の設備と利用とがいくつかの理由
から重要である。第１に操向ホイールは操向コラムの端
部に片持梁位置にある。従って操向ホイールの重量が過
大であると路面（例えば突起または凹所による）からの
衝撃による垂直加速度によって操向コラムが過度に撓み
、操縦を困難としないまでも品質が劣化する。第２に、
スタイル、運転者の視界などの理由で拡張装置が操向コ
ラムの中心線に非対称に配置される場合には装置の重量
が過大であると操向ホイールの回転トルクに影響が生じ
て、操向装置の回転特性が劣化し、運転状態によっては
運転者の制御特性を劣化せしめ、異常または望ましくな
い操向感覚を運転者に与える。

近年自動車の燃料消費量節減のために重量軽減が要求さ
れており、軽量の拡張装置が要求されている。特に、拡
張装置が車輌の操向ホイールに装着されて運転者を衝突
時に保護する場合に重要である。この位置に軽量の拡張
装置を装着することは操向ホイールと操向コラムとの重
量節減を可能とし、同時に車輌の操向性能を改善する。

近年開発された拡張装置にはアルミニュームのケーシン
グを使用するものがある。自動車のエアバッグ拡張装置
の構造にアルミニュームなどの軽量材料を使用すると、
この材料で形成された急速接続素子を形成する技術と、
拡張サイクル時に装置が加圧されるときそれら素子間に
構造的封止を確保する技術とを開発する点に問題がある
。

上述のように自動車の運転者や同乗者の前方で拡張して
操向ホイール、計器板などの車輌内部表面に対する衝撃
を緩和する装置について各種の従来技術がある０通常、
この装置は最初の衝突の衝撃に応答する慣性スイッチに
よって始動する。慣性スイッチは畳まれたバッグを急速
に拡張せしめて運転者や同乗者の前方の保護位置と寛る
。

拡張用ガスは通常圧縮空気または圧縮ガス源から供給さ
れる０例えば米国特許第３，４１１，８０８号、第３，
４１３，０１３号などの多数の衝突抑制技術分野の文献
がある。さらに、米国特許第３，８８０，４４７号、第
４，０６８，８６２号、第４，７１１，４６６号、第４
，５４７，３４２号、第４，５６１，６７５号、第４，
７２２，５５１号などにおいてはバッグの拡張は火工推
進剤組成物に点火して生成したガス状燃焼生成物を直接
に指向することによって行う。

上述筒１の技術はエアバッグを拡張させるために非常に
高圧のガスを貯蔵して衝撃が検知されたとき直ちにバッ
グ内にガスを放出する貯槽を必要とする。車輌の乗員抑
制用バッグを拡張せしめるに十分な量のガスを得るため
に（３０００ρｓｉ）４２０ｋｇ／−以上の圧力が必要
である。車輌乗員の安全を確保するために貯槽を短時間
で開くために、爆発性装置が使用されてダイアフラムを
破砕し、または貯槽の構造部分を切断する。爆発性装置
は爆発による破片の問題など本質的に安全性に問題があ
り、爆発による高い音が乗員室に到達するという問題も
ある。爆発物を自動車に搭載しているという心理的問題
もある。

エアバッグを拡張させるガスの貯槽も問題があリ、バッ
グの拡張の初期で圧力が最大で貯槽内のガスが減少する
に伴って圧力が減少する。このエアバッグの圧力／時間
特性は価格と信頼性とに関して適切に制御することが困
難である。この圧力ガス技術は微細なガス洩れがあって
も長期間内にすべてのガスが失われて衝突時に装置が作
動しないことがある。

さらに、ガスが高圧の貯蔵状態からバッグ内の大気圧付
近まで膨張するときに断熱的に冷却することによって有
効ガス容積が減少する。冷却のためにガスの貯蔵容積を
著しく大としなければならないという問題もある。

上述第２の技術は貯蔵された急速燃焼推進剤組成物を有
する火工ガス発生機を使用し大量の火工ガス状生成物を
発生し膨張可能なバッグに指向する。十分に低温の燃焼
ガスを発生し車輌の乗員に危険を及ぼすことなく直接に
バッグに指向可能とする組成物も知られている。高温の
燃焼生成物を発生する装置ではバッグに導入する以前に
冷却する必要がある。

ガス発生機または膨張装置として可燃性の固体燃料ガス
発生組成物を使用して衝突保護を行うものはエアバッグ
装置として公知である。このガス発生機の一般的特徴は
（ａ）外側金属ハウジング、（ｂ）ハウジン、グ内に配
置されたガス発生組成物、（Ｑ）膨張装置から離れた位
置に設けたセンサの受けた信号に応答してガス発生剤に
点火する手段と、（ｄ）発生機ハウジングに限定される
複数のガス排出オリフィスと推進剤組成物との間に位置
してガスを濾過し冷却する手段とを含む。

この形式のガス発生機の一つとして溶接された外側ケー
シング、すなわちハウジング構造によって限定される環
状の燃焼室を含む。燃焼室は破砕可能の容器すなわちカ
ートリッジを囲み、カートリッジは水密的に封止されて
環状のフィルタ組立体で囲まれたペレット状の固体ガス
発生剤を収容する。さらに、中央点火区域と燃焼室を囲
んで隣接するトロイド状のフィルタ室とがある。内側ケ
ーシングすなわちハウジング構造が破砕可能容器を密接
包囲、支持関係で配置され、内側ケーシングは一端付近
に等間隔の周縁ポートすなわちオリフィスを有するシリ
ンダとして形成される。オリフィスは出口孔を構成し、
燃焼室からのガス流を容易とする。

別法として拡張装置を第１および第２の構造素子、すな
わちシェル、詳細には第１のディフューザシェルと第２
のベースシェルとから構成する。

両シェルは鍛造、熱処理後、機械加工によって両者間に
適切な嵌合が得られるようにする。第１の構造素子、す
なわちディフューザシェルは３つの一体的な同心のシリ
ンダを含む。シリンダは拡張装置の内部構造壁を構成し
、固体ガス推進剤と点火手段とフィルタ組立体とを収容
する室を限定する。シリンダ壁には排出開口、すなわち
ポートが設けられ、隣接する室間のおよび拡張装置から
出て保護エアバッグ内部のガス通路となる。

第２の構造素子、すなわちベースシェルは始動装置、例
えば推進剤に点火する電気雷管を具えている。ベースシ
ェルの周縁にはフランジが設けられてエアバッグを取付
ける。さらに、ディフューザシェルの同心のシリンダに
対応する同心の３つの接合表面を有する。ディフューザ
シェルの同心のシリンダは対応するベースシェルの同心
の接合表面に例えば慣性溶接などによって接合せしめら
れる。

上述のようにガス濾過装置が上述形式のガス発生機に通
常使用され、ガスを冷却し推進剤の燃焼によって生ずる
粒子状生成物を除去する。上述形式の従来のガス発生機
に使用されたフィルタは通常、各種メツシュの金属フィ
ルタ材料の層、または不活性ファイバの層を収容する一
連の区域または室を含む。フィルタ素子は厚い支持壁に
よって通常中央燃焼室から隔離され、これによってガス
発生剤の点火、燃焼時に発生する高圧に耐えるようにす
る。壁には複数の開口すなわちポートが設けられ、ガス
はこれを通ってフィルタ区域に入る。

適宜のクリップまたは支持台が複数のフィルタ素子を所
定の位置に保持する。

ガス発生機はガス発生時に生ずる短時間で大きい熱的お
よび機械的応力に耐えなければならず、従来の自動車用
エアバッグに使用されたものはケーシングその他の構造
部品に厚い鋼を使用し、且つ各部品をねじ、巻締め、溶
接などによって接合している６さらに、慣性溶接、電子
ビーム溶接などの技術も使用されている。

発明が解決しようとする課題 従って、自動車用受動的安全装置の軽量、非溶接拡張機
部分に使用する簡単な容易に装着可能のフィルタ組立体
素子を与え、該拡張機は自動車用エアバッグを約３０〜
６０ミリ秒で拡張するに十分な量のガス状燃焼生成物を
発生可能とすることが本発明が解決しようとする課題と
なる。

課題を解決するための手段 本発明によるフィルタ組立体素子は２つの環状の、すな
わちリング状の板金成形品であって第１の内側リングと
これに部分的に重なり合う第２の外側リングを含む、外
側リングには一体的に形成されて外方に延長する数個の
タブ部材があり１両環状素子間に設定された間隔を維持
する。フィルタ組立体の各層を通って曲りくねったガス
経路を与えるために複数の溝孔開口がフィルタ組立体を
貫通延長する。このガス通路はガスを大気温付近に冷却
すると共に実質的にすべての粒子を除去する。これらの
特性は特に重要であり、高温のガスまたは熔融した粒子
が膨張中のエアバッグの内面に衝突するとバッグは燃焼
の危険があり、安全装置は致命的な故障を生ずる。

異なるメツシュ寸法の一連の金属スクリーンと不活性セ
ラミックファイバの一つ以上のパッドとを含む多数の重
なり合うフィルタ層がフィルタのフレームを形成する第
１および第２のリング状部材間に円周的に重なる。従っ
てフィルタを第１の内側フレーム部材（燃焼室に隣接す
る）から見て、ガス状燃焼生成物の方向すなわち第２の
外側フレーム部材に向う方向に、ガスは内側リング部材
上を、粗い例えば１４メツシユの金属スクリーンを含む
スラグフィルタの２重層を通り、第１および第２の環状
フィルタ部材の２つの対応するフランジ部分間のスラグ
フィルタの第２の２重暦を通り、微細（１００ミクロン
）なスクリーンを通り、つぎに、商標名Ｆｉｂｅｒｆｌ
ｅｘなどの不活性セラミックファイバパッドを通り、第
２の１００ミクロンのスクリーンを通り、その後２８メ
ツシュスクリーンの２重層を通り、該スクリーンはハウ
ジングの内側層に隣接しておリディフユーザの円周方向
周縁に沿って等間隔の複数のボートに当接し、該ポート
を通ってガスは該拡張装置から出る。フィルタ組立体は
外側２８メツシュ層を装置の外周縁を囲む環状のフレー
ム部材に溶接することによって保持される。

本発明のフィルタ素子の別の重要な特性は、内側および
外側フレーム部材を形成する板金成型品が上方および下
方円周表面に沿って、拡張機ハウジングを形成するディ
フューザと閉鎖板部材との間の内側接触角度より１．５
度だけ大きい角度で外方に延長する形状を有し、拡張機
ハウジング内に円形の線接触をフィルタ装置を完全に囲
んで形成する点にある。これはフィルタ装置と隣接する
ハウジング部材との間に楔効果を生ずる。

従って本発明のフィルタ装置は燃焼室内で火工組成物の
燃焼時に生ずる外方へのフープ応力を受けたとき、フィ
ルタは外方に押付けられてディフューザと閉鎖板部材と
の間に楔作用を生ずる。これによってフィルタ装置とハ
ウジングの内側壁との間にガス密な封止が形成され、ガ
スは確実にフィルタを通ってから拡張機を出る。すなわ
ち、ガスがフィルタをバイパスして燃焼室から直接に外
に出ることはない。フィルタ組立体は拡張機装置の部品
として自己封止装置として作用する。

作　　　用 本発明によれば単に火工ガス発生生成物の燃焼時に生ず
るガス状燃焼生成物を濾過するのみでなく、拡張機ハウ
ジング内の外周縁を限定する２つの作用を行うフィルタ
組立体素子が得られる。

さらに、本発明は拡張機に生じたガス状燃焼生成物の温
度を該拡張機に作動的に連結された自動車用エアバッグ
に導入される以前に大気温度に近い温度に冷却し、かつ
粒子状物質を実質的に除去するフィルタ組立体素子を与
える。

さらに１本発明は拡張機ハウジングの内部部分に対して
ガス密な封止を該拡張機が作動したときに生ずる外方向
のフープ応力の結果として形成することが可能のエアバ
ッグ用フィルタ組立体素子を与える。

本発明によるフィルタ組立体は自動車用エアバッグ拡張
装置内の推進剤の点火の結果として生ずるガス状燃焼生
成物を濾過するのみでなく、フィルタユニットの内部壁
すなわち拡張装置ハウジング内の推進剤組成物に隣接す
る側が燃焼室の外側限界を限定する。

本発明によるフィルタ組立体と共に使用される形式の軽
量非溶接拡張装置の製造時に、フィルタ組立体はドーム
状ディフューザ部材の開口内に垂下すればよく、推進剤
は環状のフィルタリングによって形成される燃焼空所内
に垂下せしめる。ディフューザ部材の開口端は閉鎖板で
閉じられ、装置は機械的に封止される。望ましくはディ
フューザ部材の下方リップを閉鎖板部材の外方縁上に拡
張成型する。

従来の市販の拡張機においてガス状燃焼生成物の濾過は
別の区画、すなわち環状の区域で行われているのに対比
して本発明によれば燃焼室の一部を珍成しり、付加的な
重量増加の原因となる隔壁または構造壁を必要とせず、
ガスが通過してフィルタ組立体に到達する開口を有する
。

以下余白 実施例 以下に、図面を引用して本発明の詳細な説明する。第１
図に本発明によるエアバッグ拡張装置１０を示す。拡張
装置１０は６つの主要素子から成り、単純なロボット組
立作業に適している。すなわち素子は（１）ドーム状デ
ィフューザ部材と、（２）ディフューザの開放端を封止
して拡張装置ハウジングを形成する閉鎖部材と、（３）
ハウジング内に配置された火工推進剤組成物、すなわち
可燃性組成物の所定の量と、（４）ハウジング内に配置
され推進剤の外方に隣接して推進剤の燃焼によって生じ
たガス状生成物を冷却し濾過するフィルタ組立体と、（
５）推進剤の燃焼を始発する点火装置と、（６）ディフ
ューザの一部の周縁に隣接して閉鎖部材に重なり組立時
に両者間に構造的封止を形成することを補助するリング
状部材とを含む。これらの各部品の詳細は後述する。

第１図に示すように拡張装置１０のハウジングはドーム
状圧力容器の形状に製造されるが、この形状は拡張装置
１０内で推進剤が点火したときなどに生ずる高圧を収容
するに最適な形状として公知である。さらに、ドーム状
の形状は従来可能と考えられたものよりも小径の拡張装
置を可能とし、厚肉の内側支持壁を必要とせず、従来よ
りも軽量の装置とすることができる。

詳細には第１図には、拡張装置ハウジングの第１の（上
方）部分を形成するディフューザ１２が示される。ディ
フューザ１２は一端がドーム状の屋根部分によって閉じ
られている。円周壁には複数のディフューザポート１４
が限定される。ポート１４はディフューザ１２の円周的
周縁を限定する壁部分の周りに等間隔に配置される。各
ディフューザポート１４は拡張装置ハウジング内に位置
する燃焼室とディフューザの壁を通して連通し、後述す
る環状のフィルタ組立体と連通ずる。

図示する拡張装置を従来のものに対比すると構造が簡単
で組立が容易である。フィルタ組立体を単にディフュー
ザ１２内の所定の位置に挿入し。

その後、推進剤をフィルタの空所に挿入し、図示しない
閉鎖部材を挿入してディフューザ１２と組合わせ、ディ
フューザのリップを拡大成形として公知の技術を使用し
てその上に形成する（第３図参照）が、詳細は後述する
。

ディフューザと閉鎖部材との組立工程は従来技術では両
者を溶接していた。この方法は厚い壁、すなわち支持部
材をハウジング内部に必要とし、これは本発明によれば
不要であり、高価な時間のかかる各溶接部に必要とする
。溶接検査工程は高価なＸ線検査装置を必要とし、検査
を行う熟練した操作具を必要とする。本発明による望ま
しい拡張装置１０の封止には拡大成形として公知の方法
を利用し、これは米国特許筒２，９７６．９０７号明細
書（以下９０７特許という）などに記載される。

該拡大成形技術は拡張装置１０の部品が形成されている
金属のテンパができるだけ高いが過剰な脆性のために拡
大成形工程中に金属亀裂が発生しない程度とするとき最
良の結果が得られることが判った。これは拡張装置１０
がアルミニュームなどの軽量材料から形成されて、推進
剤の燃焼時に装置に生ずる力に耐える十分な強度を持つ
ものとすることを可能とする。

９０７特許に記載されたような拡大成形工程を使用する
ことにより、加工片に隣接して、すなわちディフューザ
１２と閉鎖部材（図示しない）とが重なる区域で各種磁
界が３生ずる。磁界によって設定される１つ以上の衝撃
力がディフューザ１２の下方リップに指向され、第１の
位置において外方に拡がる、すなわち閉鎖部材の周縁か
ら離れるように指向される。この衝撃力の効果はディフ
ューザのリップを円滑に閉鎖部材の周縁を越えて内方に
、ディフューザ１２の残りの円周壁に実質的に１８０度
の角度をなす第２の位置に強制し、機械的装置によって
ディフューザのリップを物理的に接触せしめる必要がな
い。この工程によってディフューザ１２とその下方の閉
鎖部材との間に圧縮封止が形成される。拡大成形技術は
従来の溶接技術より迅速で信頼性が高いがら、拡張装置
１ｏの組立には溶接を必要としない。

望ましい拡大成形技術において駆動リング１６は２つの
拡張装置素子を封止するときの衝撃力の影響を強化する
ために使用される。リング１６は望ましくは拡張装置ハ
ウジングの製造に使用された材料と同一材料、すなわち
アルミニューム製とするが、別の軽量、高強度材料、例
えば３０１ステンレス鋼、ティタニュームなどを拡張装
置１０を形成するためにアルミニュームに代替してもよ
い。駆動リング１６は始めに拡張装置１０のドーム状端
部上に滑動嵌合せしめられ、下方に開放端に向って滑動
せしめられ、下方運動はディフューザ１２の幅の広い下
方リップが抑止する。

拡大成形装置（図示しない）によって生ずる磁界がこれ
ら部品を囲むと、駆動リング１６は内方に潰されディフ
ューザ１２の金属リップは流動して閉鎖部材の周縁上を
両者が互いに重なる区域において覆う、従って、拡張装
置ハウジングを形成するために拡大成形工程において駆
動リング１６を使用することはエネルギパルスの効果を
強化し指向するに役立ち、両金属部品、すなわちディフ
ューザ１２と閉鎖部材との間に形成される接着強度を増
大する。リング１６は任意−つの位置に向けられたエネ
ルギの量を平均化し、少いエネルギによって緊密な封止
を達成する。

前述のように、本発明による拡張装置１ｏの部品を封止
するための拡大成形技術の使用は組立体の完成速度にも
有利である、すなわち従来の分単位に対比して秒単位と
なり、従来のものは面倒で高価な溶接技術を必要とした
。９０７特許に記載されているように拡大成形（マグナ
フォーミング）は公知であるが、その効果は本発明によ
って明示されたものである。

従来のガス発生機に必要とされた溶接検査工程は高価で
操作困難な機器を必要としたが１本発明の拡大成形技術
の有効性はＸ線検査なしで単に完成品の寸法を検査して
所定の範囲内にあることによって容易に決定することが
できる。

本発明による拡張装置１０の組立工程において、例えば
ディフューザと閉鎖部材とをクリンプし、またはリベッ
トするなど従来技術で使用されたバックアップ方法を必
要としない。これは時間とエネルギと部品費用とを節減
する。さらに、本発明によればディフューザ１２と閉鎖
部材として安価な鍛造金属部品を使用可能で、高価な機
械加工部品を必要としない。

第２図にはディフューザポート１４を通る断面図でフィ
ルタ組立体２０を構成する複数の層を示す。これらの層
は推進剤区画に隣接する側から始めて、第１のフレーム
部材部分２２と、望ましくは１４メツシユ（１４００ミ
クロン）の粗いスラグスクリーン材料２４の２層と、第
２のフレーム部材部分２６と、スラグスクリデン２８の
付加的な２層と、第３のフレーム部材部分３０と、例え
ば商標名ファイバフラックス（Ｆｉｂｅｒｆｒａｘ　：
ソヒオカーボランダム社５ｏｈｉｏ　Ｃａｒｂｏｒｕｎ
ｄｕｍ　Ｉｎｃ、）の酸化アルミニュームと酸化珪素と
の混合物などの、不活性セラミックファイバパッド３２
の１層と、微細なメツシュ、すなわち２８メツシユのス
クリーンの２重層３６とを含み、これがディフューザポ
ート１４の内面に当接している。望ましくは４個のタブ
３８（一つを破線で示す）がフレーム部材間に所定の間
隔を維持（例えば第８図参照）する。

フィルタ組立体２０に隣接して装置の内部に火工ガス発
生組成物（推進剤）４０の所定量を収容する推進剤空間
がある。

フィルタ組立体２０は推進剤空間内での推進剤４ｏの燃
焼によって生じたガスが各スクリーンとセラミックファ
イバとを通る曲りくねった経路を通る間にガスを冷却し
、推進剤４０の燃焼によって生じた粒子状反応生成物が
通過することを阻止する。従ってスクリーンのメツシュ
はガスが推進剤空間からディフューザポート１４に向っ
てフィルタ組立体２０を通るときに次第に小となってい
る。これは粒子状生成物がガス発生段階で拡張装置１０
から排出されてバッグ（図示しない）の内面に衝突して
受動的拘束装置の有効性を阻害し車輌の乗員の負傷の危
険性を生ずることがないようにするために役立つ。

第３図は装置１０を通る横方向断面図で、第２図に示さ
ないいくつかの特徴を示す。すなわち。

火工ガス発生組成物４０の燃焼を始発する手段などが示
される。燃焼は望ましくは電気的に作動する雷管４２に
よって行い、これは少量の電気的に着火可能の可燃性材
料を収容し、リード４４を介して少くとも１つの遠隔検
知装置（図示しないが公知である）に接続される。検知
装置は例えば自動車の前部バンパまたは側部フェンダに
配置される。図示拡張装置１０において雷管４２は閉鎖
部材１８の開口にエポキシ５０を２つの肩５２間に使用
することによって接着されるが、ねじ孔にねじ固定して
もよい、リード４４は装置１０から外方に延びて遠隔検
知装置に接続される。

雷管４２の上方部分は強化パック４６に当接し。

これは例えば硝酸硼素加里ＢＫＮ０．４８の混合物、望
ましくは迅速な反応のために最大燃焼表面を与えるよう
に粉末となされた所定量のガス発生材料を含む。これ以
外の公知の迅速に燃焼可能の材料も使用可能であるが、
発明者は上述材料で良好な結果を得た。作動時に遠隔セ
ンサからの信号によって雷管４２内の配線が加熱され、
雷管本体内の装薬が点火する。燃焼によって生ずる火工
ガスが強化パック４６に当り、粉末ＢＫＮＯ，４８の燃
焼が始発される。

ＢＫＮＯ，は主推進剤４０の点火に有効であるが、この
材料の自己点火温度が約３１５〜３７１℃（華氏６００
〜７００度）と比較的高い。主推進剤の組成物は例えば
車輌火災などの状態で受ける温度よりも高い温度で自己
点火するから、ＢＫＮＯ３も前述３１５℃以上で自己点
火するようにする。

この場合、ハウジングはさらに高い温度例えば４２７〜
４８２℃（華氏ａＯＯ〜９００度）の温度を受け、主推
進剤は２０４〜２６０℃（華氏４０θ〜ｓｏｏ度）の温
度となる。この状態で、推進剤技術で公知の温度および
圧力法則によって推進剤は急速に燃焼し、著しく高圧の
ガスを発生し、ハウジングの強度が不足すれば爆発的損
傷を発生する。

強化パック４８内にＢＫＮＯ，と共に自己点火材料を収
容することが望ましい。この材料は低い自己点火温度を
有する。これによって主推進剤は上述温度よりも低い温
度で点火し、燃焼速度が遅くなり、圧力が低下する。

この付加的な自己点火材料は望ましくは安定二トロセル
ローズ組成物１例えばＩＭＲＡ３９５とし。

これは約２０４℃（華氏４００度）以下で自己点火する
。上述した組成物はデュポン社（ＤｕＰｏｎｔ　Ｃｏｒ
ｐ、）製であるが上述性能の任意適宜の材料で代替する
ことができる。

この自己点火材料と例えばＢＫＮＯ，強化組成物とを組
合わせることによって拡張装置ハウジングの弱点を予防
することができ、爆発的高圧力の発生を防止することが
できる。これは車輌の乗員の車輌火災時の危険を防止す
ることができる。

ＢＫＮＯ３と自己点火組成物との混合物の燃焼によって
生ずる火工ガスの急速発生によって強化パック４６の壁
が破れて主推進剤組成物４０に当り、組成物４０は望ま
しくはナトリュームアザイドと少くとも化学当量の酸化
銅などの金属酸化物との混合物を含む、当業者は適宜公
知の各種組成物を主推進剤４０として使用可能である。

本発明の装置には米国特許第３，８９５，０９８号明細
書に記載された各種組成物が使用可能である。該明細書
に記載されたものの内、上述ナトリュームアザイドと化
学当量の酸化銅などの金属酸化物との混合物が望ましい
。

別法としてニッケルおよび鉄酸化物を使用してもよい、
これらは前述Ｃｕｂ／ＮａＮ、混合物よりいくらか高い
有効ガス出力を得るが、付加的に燃焼強化用の過塩化ア
ンモニュームを最大能力を発揮するために必要（米国特
許第４，６０４，１５４号参照）である、各種火工組成
物が使用可能であり、本発明は上述組成物に限定されな
い。

望ましい実施例において主推進剤組成物４０はほぼアス
ピリン錠剤大の小さいペレットに成形される。ペレット
の量はエアバッグを３０〜６０ミリ秒以内に拡張するに
十分な量のガスを発生するように計算され、熱シール装
置または接着剤で封止されたプラスチック袋または同様
にして閉鎖され封止された金属箔の袋に収容されてディ
フューザ１２内のフィルタ組立体２０によって限定され
る推進剤空所内に配置される。

本発明の別の実施例において推進剤組成物は推進剤空所
に適した寸法および大きさの単一多孔性粒に型成形また
は押出し成形される。この粒の使用の重要な点は十分な
燃焼面積を与える程度に多孔性とし、炎の前面が十分な
速度でこの粒を通り。

３０〜６０ミリ秒以内でエアバッグを拡張せしめるに十
分な所望量のガスを発生する。

推進剤混合物を保持するためにプラスチックまたは箔の
容器を使用することは予め計量された包装を与え、ディ
フューザのハウジング内にロボットによる簡単な挿入を
可能とする。薄い外側包装は推進剤の燃焼によって生ず
るガスの急速な膨張を妨げず、包装はガスによって破ら
れる。

推進剤４０の燃焼によって発生したガスはフィルタ組立
体２０内の曲りくねった経路を通り、ガスは冷却されて
実質的にすべての粒状物質はディフューザポート１４を
通ってエアバッグに入る以前に除去される。この曲りく
ねったガス通路の結果として、フィルタ組立体への通路
以前に予め濾過することは必要でなく、これは従来技術
では必要と考えられていた。

第３図に明らかのように環状のフィルタ組立体２０はデ
ィフューザ１２と閉鎖部材１８との間にハウジングの形
成時に楔状に位置する。すなわちフィルタ組立体２０は
その上面と下面とがディフューザ１２と閉鎖部材１８と
の内部接触角度より約１．５度大きい角度で外方に延び
るようになされる。これは円形の線接触をフィルタ組立
体２０とディフューザ１２（の上面）との間に且つ閉鎖
部材１８（の下面）との間にフィルタ組立体２０の全周
縁の周りに形成する。従って拡張装置１０に推進剤組成
物の燃焼による内圧が作用するとフィルタ組立体２０は
この圧力によるフープ応力を受けて外方に押付けられ楔
状部分内に強制され、フィルタ組立体２０の周縁の周り
の封止を強化する。

さらに、ディフューザ１２と閉鎖部材１８との間に緊密
な封止を与えるために望ましくはゴム製の図示しない弾
性の０リングをディフューザ１２の下方リップと閉鎖部
材１８の外方縁との間に、拡大成形時に位置５４に配置
する。Ｏリングによる封止は組合わせ時の一体性を維持
するためには不必要であるがディフューザ１２と閉鎖部
材１８との間に付加的な封止を与える。

第４図は拡張装置１０の底面図で、駆動リング１６がデ
ィフューザ１２のリップに円周的に隣接する関係で閉鎖
部材１８の周縁上に位置する状態を示す、前述した雷管
４２からのリード４４が閉鎖部材１８の開口５４を貫通
して外方に延長し、車輌の適宜の位置に設けられた図示
しない遠隔検知装置に接続される。

第５図はフィルタ組立体２０のフレームを形成するよう
に互いに連結された部材５６．５８を示す。部材５６．
５８は望ましくはアルミニュームなどの板金型成形品で
１重量を軽減している。タブ３８がスペーサとして作用
し、部材５６．５８をその間に第２図に関連して説明し
たスクリーンとファイバパッドとを配置するに十分な間
隔を維持し、スクリーンとファイバパッドとはガス状燃
焼生成物から粒子を濾過し、熱を吸収して大気温度に近
接するように冷却する。これによって高温のガスと熔融
粒子とが直接バッグの内面に衝突することを防止し、バ
ッグが拡張時に損傷することを防止する。

第６図はフィルタ組立体２０の上面平面図で、拡張装置
１０が自動車の操向コラムに装着されたときの状態を示
す。図はフレーム部材５６．５８が互いにスナップ止め
され、その周りに粗スクリーン、密スクリーンおよび不
活性セラミックファイバが取巻いて配置されている状態
を示す。組立体２０は望ましくは最外方メツシュを両フ
レーム部材５６．５８．すなわちフレームの外周縁にお
いて溶接することによって保持されるが、別法として締
付は手段、接着剤などを使用することも可能である。

第７図はフィルタ組立体２０の斜視図で各素子の環状配
置を示す。最外方層３６は２８メツシユの密スクリーン
であり、拡張装置１０内に配置されたときディフューザ
ポート１４の内側に当接する。スクリーンの残りの層と
ファイバパッドとは層３６の下方でドーナツ形に配置さ
れている。フィルタ組立体２０は例えば溶接によって一
体的になされている。溶接はフィルタ組立体２０の上方
および下方縁全周にわたって行い、各素子間の確実な封
止を与え、推進剤４０の燃焼時の大きい圧力によって分
解することを防止する。

第８図はフィルタ組立体２０の横断面図で第２図の縦断
面図と同様に各素子を示す。内側フレーム部材５６から
外側フレーム部材５８に向って、推進剤４０の燃焼によ
って生じたガスは部材５６の頂部から粗スクリーン２４
を通り、フレーム部材５８を廻り、粗スクリーン２８を
通り、つぎに（ａ）１００ミクロンスクリーン３１と、
（ｂ）ファイバフレックスパッド３２と、（ｃ）第２の
１００ミクロンスクリーン３４と、（ｄ）２Ｂメツシユ
の２層のスクリーン３６とを通る。フィルタ組立体を出
たガスは実質的に粒子を除去されている。

本発明は前述目的を達成するものであり、当業者は各種
の変形、改変を容易に実施可能である。

本発明は特許請求の範囲によって限定され、技術的均等
物を含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による拡張装置の斜視図、第２図は第１
図の線２−２に沿う断面図、第３図は第１図の線３−３
に沿う断面図、第４図は第１図の装置の下面図、第５図
は第１図の装置のフィルタ組立体のフレーム部分の分解
斜視図、第６図は第１図の装置のフィルタ組立体の上面
平面図、第７図は第６図のフィルタ組立体の斜視図、第
８図は第７図の線８−８に沿う断面図である。 ｌＯ：拡張装置　　　１２：ディフユーザ１４；ディフ
ューザポート　　１６　：　ｉｆ！動リシリング１８鎖
部材　　　　２０：フィルタ組立体２２．２６，３０：
フレーム部材　　２４．２８．３１．３４．３６：スク
リーン　　３２：ファイバパッド　　　３８：パッド　
　　４０：推進剤（火工組成物）　　４２：雷管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、火工拡張装置ハウジング部分内にあって作動する自
   己封止環状フィルタ素子にして、第１および第２のリン
   グ状部材であって、該フィルタ素子の環状フレーム手段
   を形成する形状を有し、少くとも一方の当該リング状部
   材は一体に形成されて外方に且つ他方のリング状部材に
   向つて延長して両リング状部材間に設定された間隔を維
   持する少くとも一つのタブ部材を含み、 該フィルタフレーム手段に支持された複数のフィルタ手
   段であって、各フィルタ手段はフィルタフレーム手段の
   全外方環状表面の周りに先行する下方のフィルタ手段に
   少くとも部分的に重なるように位置しており、 第１および第２のリング状部材の全上方および下方周縁
   は前記拡張装置ハウジングの内方部分と円形線接触を与
   えるに適して、これによって前記火工拡張装置の作動時
   にフィルタ素子に生ずる外方に向うフープ応力によって
   フィルタ素子がハウジングの内方部分と自己封止接触を
   行い、発生するガス状燃焼生成物がフィルタ素子をバイ
   パスすることが防止され、フィルタ手段内の曲りくねっ
   た通路に強制されガスの冷却と濾過が行われることを特
   徴とするフィルタ。 ２、請求項１に記載のフィルタにして、前記ハウジング
   部分が、 第１の開放端と第２の閉鎖端とを有するドーム状のディ
   フューザ部材と、 該ディフューザ部材の開放端を封止する閉鎖板部材とを
   含み、 該ドーム状のディフューザ部材と閉鎖板部材とは溶接を
   行わずに互いに封止接合されて、拡張装置の作動時に生
   ずる高圧に耐える拡張装置ハウジングを形成することを
   特徴とするフィルタ。 ３、請求項２に記載のフィルタにして、ディフューザ部
   材の開放端の周縁リップ部分が閉鎖板部材の外周縁に機
   械的手段によって永久的封止を形成することを特徴とす
   るフィルタ。 ４、請求項３に記載のフィルタにして、機械的手段が拡
   大成形である前記フィルタ。 ５、請求項４に記載のフィルタにして、前記第１および
   第２のリング状部材がそれぞれ実質的に直線の壁部分と
   その第１および第２の端部と第１の端部に一体的で該壁
   部分から鋭角をなして外方に延びる角度つきフランジ部
   分とを含み、該リング状部材が互いに相互嵌合係合して
   前記環状のフレーム手段を形成する前記フィルタ。 ６、請求項５に記載のフィルタにして、各リング状部材
   の角度つきフランジ部分が対応する直線壁部分から前記
   フィルタと前記ディフューザ部材と前記閉鎖板部材との
   間の内部接触角度より約１．５度大きい角度で離れる方
   向に延長し、前記フィルタがハウジングの内方部分に対
   して実質的に楔状をなして、拡張装置の作動時にガス密
   の封止を与えることを特徴とする前記フィルタ。 ７、請求項６に記載のフィルタにして、前記拡張装置が
   自動車のエアバッグ受動的安全装置に作動的に関連して
   いる前記フィルタ。 ８、請求項７に記載のフィルタにして、前記ドーム状デ
   ィフューザ部材が、その周縁の周りに等間隔の複数のデ
   ィフューザポートを含み、該ポートは前記拡張装置ハウ
   ジング内に環状のフィルタ素子によって限定される燃焼
   室と前記自動車エアバッグ受動的安全装置の内部との間
   の流体連通を与え、該拡張装置の作動時にエアバッグの
   拡張を可能とする前記フィルタ。 ９、火工拡張装置ハウジング部分内にあって作動する自
   己封止環状フィルタ素子にして、（ａ）第１および第２
   のリング状部材であって、各部材が第１の端部と第２の
   端部とを有する実質的に直線状の壁部分と、該第１の端
   部に一体的で該壁部分から外方に鋭角をなして延長する
   フランジ部分とを有し、少くとも一つの前記リング状部
   材は一体に形成されて外方に且つ他方のリング状部材に
   向って延長して両リング状部材間に設定された間隔を維
   持する少くとも一つのタブ部材を有し、前記リング状部
   材は互いに嵌合係合して環状のフィルタフレームを形成
   するに適し、 （ｂ）該フィルタフレームに支持された複数のフィルタ
   層であって、各フィルタ層はフィルタフレームの全外方
   環状表面の周りに先行する下方のフィルタ層に少くとも
   部分的に重なるように位置しており、 前記環状のフィルタ素子は火工拡張装置のハウジング部
   分内で作動するに適し、該ハウジング部分が （ａ）第１の開放端と第２の閉鎖端とを有するドーム状
   ディフューザ部材にして、該ディフューザ部材がその肩
   縁部分の周りに等間隔の複数のディフューザポートを限
   定し、該ポートは前記環状のフィルタ素子によってディ
   フューザ内に限定される燃焼空所と該拡張装置に作動的
   に連結された自動車エアバッグの内部との間に流体連通
   を与え、該拡張装置の作動時にエアバッグの拡張を可能
   としており、 （ｂ）前記ディフューザ部材の開放端を閉鎖して前記拡
   張装置ハウジングを形成する閉鎖板部材とを含み、 前記ディフューザ部材と閉鎖板部材とは比較的軽量、耐
   腐食性、高引張強度材料から形成され、前記ディフュー
   ザ部材の開放端は前記閉鎖板部材の外周縁リップ部分上
   に機械的に形成されて水密的封止を与え、 前記リング状部材の角度つきのフランジ部分が該部材の
   対応する直線壁部分から離れる方向に前記フィルタと前
   記ディフューザ部材と閉鎖板部材との内側接触角度より
   約１．５度大きい角度で延長し、前記フィルタ素子が実
   質的に拡張装置ハウジングの内方部分に対して楔係合し
   て、拡張装置の作動時にガス密の封止を与えることを特
   徴とする前記フィルタ。 １０、請求項９に記載のフィルタにして、前記フィルタ
   層が互いに異るメッシュ寸法を有する金属スクリーンの
   少くとも２つの層と、不活性ファイバ材料の少くとも１
   つの層とを含むことを特徴とする前記フィルタ。 １１、請求項１０に記載のフィルタにして、前記不活性
   ファイバ材料がセラミックファイバパッドを含み、該パ
   ッドが前記金属スクリーンの少くとも２つの層の間に配
   置されていることを特徴とする前記フィルタ。 １２、請求項１１に記載のフィルタにして、前記セラミ
   ックファイバパッドが酸化アルミニュームファイバと酸
   化シリコンファイバとの混合物を含むことを特徴とする
   前記フィルタ。 １３、請求項１０に記載のフィルタにして、前記金属ス
   クリーンの少くとも２つの層のメッシュ寸法が前記燃焼
   空間に隣接する内方縁から前記拡張装置ハウジングの内
   側壁部分に当接する外方縁まで対応的に減少しており、
   拡張装置の作動時に生じた粒子物質を実質的にすべて濾
   過することを特徴とする前記フィルタ。 １４、請求項１３に記載のフィルタにして、前記外方縁
   に隣接する金属スクリーン材料の層が各前記リング状フ
   レーム部材の対応する隣接端面に機械的手段または接着
   手段によって固着され、前記フィルタ層を適切な位置に
   維持することを特徴とする前記フィルタ。 １５、請求項１４に記載のフィルタにして、前記機械的
   手段が金属スクリーン材料の前記外側層と前記リング状
   フレーム部材との間の溶接であることを特徴とする前記
   フィルタ。 １６、請求項９に記載のフィルタにして、前記フィルタ
   層が前記燃焼空間に隣接する内方縁から前記拡張装置ハ
   ウジングの内側壁部分に当接するフィルタの外方縁まで
   順次的に、 （ａ）第１の粗いスラグスクリーンの層と、（ｂ）第２
   の粗いスラグスクリーンの層と、（ｃ）第３の１００ミ
   クロンスクリーンの層と、（ｄ）第４の不活性セラミッ
   クパッドの層と、（ｅ）第５の１００メッシュスクリー
   ンの層と、（ｆ）第６の２８メッシュスクリーンの層と
   、を含み、各層は先行する層に実質的に重なり、第６の
   ２８メッシュスクリーンの層はリング状フィルタフレー
   ム部材の周縁に沿って固着されて該フィルタを共に保持
   していることを特徴とする前記フィルタ。 １７、自動車の受動的安全装置に装着する軽量非溶接拡
   張装置を製造する方法にして、 （ａ）比較的軽量、耐腐食性、高引張強度材料から、第
   １のドーム状端部と第２の開放端とを有するディフュー
   ザ部材を鍛造成形し、 （ｂ）請求項９に記載の環状フィルタ素子をディフュー
   ザ部材の開放端から挿入して内部の所定の位置とし、 （ｃ）慎重に包装された推進剤組立体を前記ディフュー
   ザ部材内にフィルタ素子によって限定される燃焼空間内
   に配置し、 （ｄ）前記ディフューザ部材の開放端を封止する実質的
   に平坦な閉鎖板部材を鍛造し、 （ｅ）閉鎖板部材をディフューザ部材の開放端に組合わ
   せ、 （ｆ）ディフューザ部材を閉鎖板部材の周縁上に拡大成
   形して両者間に溶接を使用せずに、推進剤の燃焼時の高
   圧に耐える構造的封止を形成する各工程を含むことを特
   徴とする方法。