JPH042542A

JPH042542A - エアバッグガス発生器用フイルター

Info

Publication number: JPH042542A
Application number: JP2106083A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Honda; 正明本多; Keishichi Komatsu; 啓七小松; Mitsuo Nishimoto; 西本　満夫; Tetsuya Nishi; 西　徹也; Kazuhiko Mikami; 三上　和彦; Akira Tsuda; 明津田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1992-01-07

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〕この発明は、自動車などの衝突時に、人体保護用エアハ
ングを膨張展開させて運転者や乗員にかかる衝撃を吸収
する自動車用エアバッグ装置に使用されるガス発生器用
のフィルターに関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

自動車用エアバッグ装置は、衝突時の圧力検知装置と、
バッグを膨張させるためのガス発生器と、バッグとによ
って構成され、衝突時に、運転者や乗員にかかる衝撃を
吸収する装置として最近注目されている。

ところで、ガス発生器は、ガス発生剤（例えばアジ化ソ
ーダと酸化銅の混合物）を点火燃焼させ、発生したガス
を、フィルターを通してバッグに導くようになっており
、ガス発生器のフィルターには次のような重要な役割が
ある。

まず、第一に、ガス発生剤の燃焼によって発生するガス
以外の有害成分を捕集して、バッグ内に導かないように
する役割がある。

すなわち、バッグは、膨張後、ショック吸収と脱出のた
めに、徐々に縮む必要があり、バッグにはガスの逃がし
孔が設けられ、ハングに有害ガスが導かれると、この孔
から出て人体に害を与えるからである。例えば、ガス発
生剤としてアジ化ソダを用いた場合には、次の反応式に
よってナトリウム金属やナトリウム酸化物といった有害
成分が発生ずる。

２　ＮａＮ３＋ＣｕＯ→３　Ｎｚ＋Ｃｕ＋ＮａｚＯ第二
に、ガス発生器の燃焼室からのガスの放出速度を適度に
して、ハングの膨らむ速度をコントロールする役割があ
る。

すなわち、ハングが膨らむ速さは、ガス発生剤の燃焼速
度と、フィルターからのガス流動特性によって決まるか
らである。ガス発生剤の燃焼速度は、ガス発生剤の種類
、組成、量の他に燃焼時の圧力によって決まり、燃焼室
内の圧力は反応したガス発生剤の量だけではなく、フィ
ルターを通してのガスの流出にも影響される。このよう
に、ガス発生剤の反応速度と、フィルターの流動抵抗は
、互いに相関作用を及ぼしながら、バッグへのガス流動
特性を決めることになる。したがって、フィルターの流
動特性を精密にコントロールすることは、バッグの適正
な膨張速度を実現するために不可欠である。

従来、エアバッグガス発生器のフィルターとしては、目
開きの異なる金網や金属繊維を積層した物が用いられて
いる。

ところが、金網や金属繊維を積層した物では、エアハン
グ用発生器に要求されるガスの流動特性を満足させるた
めには、目開きや多孔度を、有害成分の捕集特性を満足
させるために要求されるよりも大きく取る必要がある。

したがって、従来は、ガスの流動特性は満足できても、
有害成分の捕集特性は必ずしも満足できないという問題
があった。

また、従来から、エアバッグガス発生器フィルターは、
−船釣にリング状に形成されることが多いが、多層の金
網を重ね合わせてリング状に形成することは手間がかか
り、成形した端面において金網のほつれが生しやすく、
組立てにくいという問題もあった。

そこで、この発明は、エアバングガス発生器のフィルタ
ーとして、流動特性を適度にコントロールすることがで
き、しかも有害成分の捕集特性のよいものを得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の課題を解決するために、エアバッグ
ガス発生器のフィルターとして、三次元網状構造多孔体
を、圧縮成形することにより、空孔径およびガス流動抵
抗をコントロールしたものを使用しようとするものであ
る。

第１図はこの発明においてフィルターとして用いようと
する三次元網状構造多孔体の構造を示している。

三次元綱状構造多孔体は、連結する骨格と、ポケット状
の空間からなる多孔質体であり、多孔率が高いため、ガ
ス流動抵抗が極めて小さい割に、−旦ボケソト状の空孔
に捕捉された粒子は空孔から脱離しにくいため固形物の
捕集性能が金網や金属繊維成形体より優れている。

このような三次元網状構造多孔体は、例えば、特公昭５
７−３９３１７号公報、特公昭５７−５８７７号公報に
示される様に、連通気孔を持つ発泡樹脂に導電処理を施
した後、電気メツキすることによって製造できる。

したがって、このような製造法でできる三次元網状構造
多孔体は目開きや多孔度に制限がある。

すなわち、目開きは用いる発泡樹脂の目開きおよび電気
メツキ時のつき回り性によって制限され、通常３００１
以下のものを得るのは困難である。また、圧損値も５■
肉厚で、大気圧下、風速３ｍ／ｓｅｅで通常２０閣Ｈ，
０以下と極めて小さい。

一方、エアバッグガス発生器において、アジ化ソーダ（
ＮａＮ３）を含むガス発生剤を燃焼させた時、ナトリウ
ム酸化物を主体とした粒径約０．５〜１０−の有害粒子
が約３０〜５０ｇ程度発生ずる。人体の安全を考えた場
合、これらの有害粒子はできる限りフィルターによって
捕捉することが望まれるが、最大でもガス発生器からの
流出量を１ｇ以下に抑える必要がある。このためには１
−以上の有害粒子をほぼ完全に捕捉することが必要であ
る。

また、フィルターに要求される圧損値の適正値は、使わ
れるニアバッグの部所（運転者用であるか同乗者用であ
るか）や、エアハングの構造によって一定ではない。す
なわち、運転者用エアバッグは、通常運転ハンドル中央
部にセットされ、エアハングの展開はハンドルと、運転
者の空間で行われる必要がある。一方、同乗者用エアハ
ングは、通常ダツシュボード下部にセントされ、エアバ
ッグガス発生器用フィルターの展開はダツシュボード下
部から同乗者までのより広い空間で行われる必要がある
。また、ガス発生器の構造、特に発生ガスがフィルター
を通ってバッグに導かれる経路は各種ある。いずれの場
合も最終的に必要になるのは、ハングへのガス供給速度
が適当な幅の中に収まることである。

第３図は、エアバッグ用ガス発生器のバッグへのガス供
給速度すなわちガス排出孔からのガス排出速度の要求特
性の一例である。もちろんガス排出速度の要求特性は使
用するガス発生器の種類、量やバッグの大きさ、車の大
きさ、バッグ材質などにより変わる物で一定ではない、
このガス排出速度を満足させるためには、三次元網状構
造多孔体からなるフィルターの圧損値は、運転者用とし
ては、大気圧下、流量１ｒｒｆ／ｌｌｌ１ｎで２００〜
２０００ｍｍＨ２Ｏの範囲が、同乗者用としては同条件
で２０〜２００ＩＩｗＨ２０の範囲が適正値である。

以上の条件を満足する様に、三次元網状構造多孔体の成
形体を用いて粒子捕集性能とガス流動特性を詳細に調べ
た結果、ガス流入側の最大目開きがガス出口側の最大目
開きの２倍以上になる様孔径分布を持たせ、圧縮成形に
より流動特性を調整した三次元綱状構造多孔体がエアバ
ッグガス発生器用フィルターとして適していることを見
出した。

さらに運転者用エアバッグガス発生器用フィルターとし
ては、ガス出口側の最大目開きが３〜１０霞で、圧損値
が大気圧下、流量１ボ／＋ｗｉｎで２００〜２０００　
ｍＨｚ　Ｏの範囲に調整しまた三次元網状構造多孔体が
、また、同乗者用エアバッグガス発生器用フィルターと
しては、ガス出口側の最大目開きが３〜ｌＯｍで、圧損
値が大気圧下、流量１ｍ／！＋Ｉｉｎで２００〜２００
０ａｍ　Ｈｚ　Ｏの範囲に調整した三次元網状構造多孔
体が適していることを見出した。

ここで、最大目開きはＪＩＳ　Ｂ−８３５６によるバル
ブポイント圧力から計算された値である。

上記のように、ガス流入側の最大目開きをガス出口側の
最大目開きの２倍以上にするのは、次のような理由によ
る。すなわち、フィルターは、粒子の捕集により徐々に
目ずまりがおこり圧損が大きくなって、次第にガス流動
速度がおそくなってくる。適切な時間内でバッグ展開を
完了させようとすれば、目すまりを考慮に入れてフィル
ターを設計する必要がある。したがって、一般には目づ
まりの起こっていない初期に粒子がフィルターを通過し
やすい。ガス流入側の最大目開きをガス出口側の最大目
開きの２倍以上にすると、比較的大きな粒子は、流入側
の目開きの大きな所で、小さな粒子は出口側の目開きの
小さな所で細くされるため、ガス流動速度の変化を小さ
くできる。エアバッグガス発生器用発生器フィルターと
しては２倍以上であると効果的なことは実験によって確
かめた。

圧縮成形の具体的方法としては、一般にエアバッグ用ガ
ス発生器のフィルターが円筒状であることから考えて、
引抜加工、静圧成形やスエジング加工の中から選択する
ことができる。

また、最大目開きに差を付けることは、成形前の三次元
網目状構造多孔体として孔径の異なる物を用いるか、圧
縮度に変化を持たせることで実現できる。

この発明において、用いられる三次元網状構造多孔体の
材質としては、ニッケルやこれを合金化したニッケルク
ロム合金、ニッケルクロム鉄合金が強度や耐熱性の面か
ら通している。

また、用いる三次元網状構造多孔体は必要に応して骨格
の太さをコントロールして強度を確保することが望まし
い。

〔実施例〕

第２図に、運転者用のガス発生器の一例を示す。

このガス発生器は、円盤形のケーシング１内の中心に、
点火剤２と点火栓３を収容し、その外側に設けたガス発
生剤収容室にガス発生剤４を収容し、このガス発生剤４
の燃焼ガスを、ケーシング１の外周側壁に形成したガス
流出口５から流出するようになっており、ケーシング１
の外周側壁の内側に、上記ガス流出口５を覆うリング状
のフィルタ・−６を設置している。

上記第２図のガス発生器において、ガス発生剤４として
、アジ化ナトリウム（ＮａＮｘ）と酸化銅（Ｃｕｂ）の
混合体を直径３■、高さ２．５ｍのペレットにしたもの
を合計量９５ｇ使用し、フィルター６として各種のもの
を使用して燃焼実験を行った。各種フィルター６の特性
は第１表に示すとおりであり、第４図にガス排出速度の
測定結果を示す。

この実験において使用したフィルター６は、素材が、ニ
ッケルークロム製の三次元網状構造多孔体（商品名セル
メソト、住人電工製）であり、それぞれ外径が１２５ａ
ｇａ、高さが２１ｍ＋である。また、厚さについてはそ
れぞれ第１表に示すとおりである。

第１表次に、第５図に、同乗者用のガス発生器の一例を示す。

このガス発生器は、円筒形のケーシング１１の軸心に点
火剤１２と点火栓１３を収容し、その外側にガス発生剤
１４とフィルター１６とを順次巻き付けたような構造に
なっており、ガス流出口１５はケーシング１１の軸心方
向に沿って設けられている。

上記第５図のガス発生器において、ガス発生剤として、
アジ化ナトリウムと酸化銅の混合体を合計２５０ｇ使用
し、第２表に示す外径６０ｍの各種のフィルター１６を
使用して燃焼実験を行った。各種の特性は第２表に示す
とおりであり、ガス排出速度の測定結果を示す。

第６図に〔発明の効果〕以上のように、この発明によれば、エアバッグ用ガス発
生器のフィルターとして、流動特性を適度にコントロー
ルすることができ、しかも有害成分の捕集特性のよいも
のが得られる。

また、三次元綱状構造多孔体は、金網のように端面がほ
つれることがないので、成形が容易であり、組立てやす
いという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は三次元網状構造多孔体の拡大図、第２図及び第
５図はそれぞれエアバッグ用ガス発生器の一例を示す断
面図、第３図はエアバッグ用ガス発生器のハングへのガ
ス供給速度を示すグラフ、第４図及び第６回はそれぞれ
ガス排出速度を示すグラフある。１．１１・・・・・・ケーシング、２．１２・・・・・・点火剤、３．１３・・・・・・点
火栓、４．１４・・・・・・ガス発生剤、５．１５・・・・・・ガス流出口、６．１６・・・・・・フィルター特許出願人　住友電気工業株式会社同

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガス流入側の最大目開きがガス出口側の最大目開
きの２倍以上になる様に孔径分布を持たせ、圧縮成形に
より流動特性を調整した三次元網状構造多孔体からなる
ことを特徴とするエアバッグガス発生器用フィルター。
（２）ガス出口側の最大目開きが３〜１０μｍで、圧損
値が大気圧下、流量１ｍ＾３／ｍｉｎで２００〜２００
０ｍｍＨ＿２Ｏの範囲となるよう圧縮成形した三次元網
状構造多孔体からなることを特徴とする請求項１記載の
エアバッグガス発生器用フィルター。
（３）ガス出口側の最大目開きが３〜１０μｍで、圧損
値が大気圧下、流量１ｍ＾３／ｍｉｎで２０〜２００ｍ
ｍＨ＿２Ｏの範囲となるよう圧縮成形した三次元網状構
造多孔体からなることを特徴とする請求項１記載のエア
バッグガス発生器用フィルター。