JPH05262200A - ガス発生器用フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ガス発生剤の燃焼を効果的にトラッグする残
渣、低コストのエアーバッグ用ガス発生器外フィルター
を提供すること。 【構成】 含有セラミック粒子成分を実質的に含まない
低下させたセラミック系繊維フィルター材３を１００〜
２５０番の金網材２で挟み込み、その背後に畳み織り金
網４を配置したガスフィルター層をフィルター層構造の
一部として含んでなることを特徴とするエアーバッグ装
置用ガス発生器用フィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアバッグ用ガス発生
器のフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】車両が衝突などの事故に遭
遇した際に、搭乗者を保護するための安全装置として、
エアバッグ装置と呼ばれるものが知られている。このエ
アバッグ装置は、事故時車両が急停止ないし急減速した
とき、ステアリングホイールやインストルメントパネル
などに組み込まれたバッグをガス発生剤の燃焼により発
生したガスで膨張させてエアクッションとなし、これが
搭乗者と車両構造物との間に介在してこれらの間の二次
的衝突を防ぎ、搭乗者を保護しようとするものである。

【０００３】このエアバッグを膨張、展開させるガスを
発生させるガス発生器として、特に助手席用のインスト
ルメントパネルに組み込むのに好適なバッグ容量の大き
い細長い円筒形状で、複数列のガス放出口列を円周上に
設けたものが知られている（ＵＳＰ４８７８６９０号明
細書）。このようなガス発生器の場合、ガス発生剤の燃
焼残渣を除去し、また、燃焼ガスを冷却するためのフィ
ルターの効率的利用を図ることが軽量で信頼性が高くか
つ低コストのインフレータを提供するために重要であ
る。

【０００４】ガス発生剤の燃焼残渣の除去と燃焼ガスの
冷却とを同時に満足するフィルターの具体例として、細
目金網、金属焼結布、無機質繊維シート、金属焼結布、
畳織り金網を層状に重ね巻きしたフィルターが特開平２
−１５５８６１号公報に記載されている。そして同公報
によれば、このフィルターがその層構成材料の配列関係
により無機質繊維シートの破壊が防止され、全体強度が
向上され燃焼ガスを確実に冷却、分散、ろ過する物であ
ることが記載されている。

【０００５】一方、エアバッグ装置の軽量化及び小型
化、低コスト化への要請に応え、ガス発生器をより軽量
及び小型化、低コスト化する試みがなされており、当然
のことながら燃焼ガス補集フィルターもより軽量で補集
効果の優れたフィルター部材が必要になってきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした実
情の下に燃焼残渣補集能は優れるが、一般に強度の低い
セラミック系繊維フィルター材がフィルター構成内でそ
の材料形状を保つことができ、また簡素で低コスト構造
のガス発生器用フィルターの提供を目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガス発生器用
外フィルターにおいて含有セラミック粒子成分を実質的
に含まないセラミック系繊維フィルター材を特定メッシ
ュの金属金網材で直接はさみ込んだセラミック系繊維フ
ィルターサンドイッチ層とその背後に畳織り金網を配置
したフィルター層を一部層として含んでなることを特徴
とするエアバック装置用のガス発生器用フィルターであ
る。

【０００８】本発明でいうセラミック系繊維フィルター
材は、燃焼ガス中のアルカリ酸化物などの微粒子残渣を
補集する不織布ないし紙状の材料である。セラミックと
してアルミナシリケート系、チタン酸バリウム系、アル
ミナシリカ系素材を例示することができるが、アルミナ
シリケート系のセラミック素材の使用が好ましい。セラ
ミック系繊維フィルター材は、繊維断面の直径が１〜６
μｍ、その平均的な長さは１〜２０ｍｍで、セラミック
系繊維フィルター材製造時、セラミックを繊維状にする
場合においてその一部が繊維状にならず粒子成分として
含有されている。本発明で使用するセラミック系繊維フ
ィルター材は、繊維断面の直径が１〜６μｍ、その平均
的な長さは１〜２０ｍｍで、セラミックの粒子成分を実
質的に含まないものを用いる。ここで実質的に含まない
とはセラミック粒子をセラミック系繊維フィルター材の
０．５重量％以下としたのである。セラミックの粒子成
分を極力減少させ繊維成分を増やすことで金属焼結布を
使用せず、１００〜２５０番の金網のような金属焼結布
に比べて目の粗い金網でセラミック系繊維フィルター材
の補強が可能となる。金属焼結布のろ過粒度は３〜３０
μｍに対し、１００〜２５０番の金網のろ過粒度は６０
〜２００μｍである。また、セラミック系繊維フィルタ
ー材はその補集効果を高めるためにアルカリトラップ性
物質を含んでいてもよく、その密度は０．１５〜０．２
２ｇ／ｃｍ³ のものである。市販セラミック系繊維フィ
ルターとしてＭＣセラミック系繊維フィルタ（日本無機
株式会社製）、イビウール（イビデー）ライドール（ラ
イヒドールインターナショナル）を例示することができ
る。

【０００９】セラミック系繊維フィルター材を挟み込む
金属材料としてステンレス、スチールなどの金網が用い
られる。網目の大きな金網（１００番よりも小）では、
セラミック系繊維フィルター材がガス発生材の燃焼時に
おけるガス圧、ガス流などで破壊され、金網によるセラ
ミック系繊維フィルター材の補強効果が不十分である。
一方、網目の小さい金網（２５０番よりも大）では、金
網自身の強度が小さいのでセラミック系繊維フィルター
の補強効果が小さい。

【００１０】図１、及び図２は本発明のガス発生器のフ
ィルター断面構成を説明する説明図である。図中、１は
数１０番程度の目を有する金網、２は１００〜２５０番
の金網、４は畳織り金網である。３はアルミナシリケー
トを主成分とするセラミック系繊維フィルターであり、
繊維断面の直径は１〜６μｍ、繊維の長さは１〜２０ｍ
ｍの繊維で構成されており、粒子状のセラミック成分を
０．５％以下に低減させたものである（以下粒子低減化
セラミックフィルター）。セラミック系繊維フィルター
３は、１００〜２５０番の金網２によって挟み込まれて
いる。

【００１１】数１０番程度の目を有する金網１は、燃焼
ガスの分散とガス冷却を目的としており、金網材料はス
テンレス、スチールなどが使用される。数１０番程度の
目を有する金網を通過した燃焼ガスは、本発明であるセ
ラミック系繊維フィルターを１００〜２５０番の金網で
挟み込まれたサンドイッチフィルター層に到達するわけ
であるが、燃焼ガスはまずサンドイッチフィルター層の
内側の１００〜２５０番の金網で冷却、ろ過、分散さ
れ、セラミック系繊維フィルターに到達する。このセラ
ミック系繊維フィルターは非常にもろいので燃焼ガス流
などによって破壊されないようにサンドイッチフィルタ
ー層の外側の１００〜２５０番の金網で補強されてい
る。１００〜２５０番の金網の材質はステンレス、スチ
ールなどがある。

【００１２】１００〜２５０番の金網２の外側には畳織
り金網４が配置されており、セラミック系繊維フィルタ
ー３と１００〜２５０番の金網２のサンドイッチ層の補
強および燃焼ガス冷却、残渣補集を行っている。畳織り
金網は金網強度を持たせる目的で比較的線径の大きなも
のを使用しているために金網の織り目に段差を生じ、こ
の段差が原因でセラミック系繊維フィルター材が破壊す
ることがあるが、１００〜２５０番の金網をセラミック
系繊維フィルター材の間に介在させることで、畳織り金
網の織り目の段差によるセラミック系繊維フィルターの
破壊を防止することができる。

【００１３】畳織り金網の外側には最内周と同様の数１
０番程度の目を有する金網が配置されており、該外フィ
ルター製造時１００〜２５０番の金網、セラミック系繊
維フィルター材、畳織り金網を巻き込む構造とし、さら
に燃焼ガスの冷却と残渣補集を行なう。１００〜２５０
番の金網、セラミック系繊維フィルター材、畳織り金網
を数１０番の金網で巻き込む構造とすることで、該外フ
ィルターの組立製造を容易にすることができる。

【００１４】畳織り金網は４５／１７０番や２４／１１
０番など市販の畳織り金網でよく、その材質はステンレ
ス、スチールなどがある。フィルター構成としてセラミ
ック系繊維フィルター材を１００〜２５０番の金網で挟
み込んだサンドイッチ層のみを使用した場合は燃焼ガス
の分散が不十分でフィルター層に対して残渣量が過剰と
なり、またガス温度の冷却能力も低く、サンドイッチ層
の強度も低いのでセラミック系繊維フィルター材の破壊
がみられ、残渣を効果的に補集できない。従って、サン
ドイッチ層と数１０番程度の目を有する金網、畳織り金
網の組み合わせが効果的な残渣補集とガス冷却に必要と
なる。

【００１５】図３は、本発明のガス発生器用フィルター
の使用例を示す。図３において、５はガス発生器を形成
する圧力容器であり、該圧力容器５は肉厚を薄肉とした
上部鏡板６と同様に薄肉とした下部鏡板７よりなり、１
３は前記上部鏡板６に固定されてガス発生室８を形成す
る円筒状の隔壁である。そして、前記した上・下鏡板は
強度は低いが軽く、伸びの大きい例えばアルミニウムを
材料としている。９はガス発生剤、１０は点火装置、１
１は内フィルターであり、本例では本発明のフィルター
は外フィルター１２として使用されている。

【００１６】このようなガス発生器の場合、点火装置１
０に通電されるとその際発生する熱粒子、熱ガスでガス
発生剤８が燃焼する。燃焼ガスと燃焼残渣は内フィルタ
ー１１で冷却ろ過されたのち、隔壁１３に設けられた隔
壁孔１４を通って隔壁外に排出される。隔壁外に出てき
た微粒の燃焼残渣が外フィルター１２でろ過され、主に
ガスのみが排出孔１５を通って系外に排出される。

【００１７】

【作用】本発明のガス発生器用フィルターを構成するセ
ラミック系繊維フィルター材は、両側に直接１００〜２
５０番の金網に挟まれて配置されているので、ガス発生
材の高速燃焼ガスの作用を受けてもその形状構造の破壊
が妨げられ、チャネリングをなくしてその本来の燃焼残
渣補集能力を失うことがない。

【００１８】また、本発明のフィルター構成にすると低
コストの金網と畳織り金網、セラミック系繊維フィルタ
ー材のみの使用で燃焼残渣補集が達成され、フィルター
構成の低コスト化が可能となる。

【００１９】

【実施例】図３に示すインフレーターを組み立てた。内
フィルターには、線径０．２５ｍｍ、重量８０ｇの金網
ニットの積層成形品を用い、ガス発生剤としてアジ化ナ
トリウム−酸化鉄系のガス発生剤を７４ｇ用いた。外フ
ィルターの構成とタングテストの結果を表１に示す。外
フィルターの構成は最内周に線径０．２３ｍｍのステン
レス製の３０番の金網を２巻きし、その外側に金属繊維
焼結布または１００〜２５０番の金網でアルミナシリケ
ート／アルミナ系のセラミック系繊維フィルター材を挟
み込みサンドイッチ層としたもの、さらに２４／１１０
番のステンレス製の畳織り金網約９２ｇ（線径０．３８
ｍｍ／０．２６ｍｍ）、最外周に最内周と同様の３０番
の金網で上記フィルター材を巻き込む構造とした。

【００２０】粒子成分を低減させたセラミック系繊維フ
ィルターを厚さ０．３５ｍｍ、重量約２３ｇのステンレ
ス繊維焼結布で挟み込み、その背後に畳織り金網を配置
したときの流出アルカリ量は約０．１ｇ（実験Ｎｏ．
１）であった。また、本発明の１００〜２５０番の金網
のうち、線径０．１ｍｍの１００番の金網約１８ｇで粒
子成分を低減させたセラミック系繊維フィルターを挟み
込み、その背後に畳織り金網を配置した場合には流出ア
ルカリ量は０．１ｇ（実験Ｎｏ．２）であり、ステンレ
ス繊維焼結布で挟み込んだ場合と流出アルカリ量は変わ
らなかった。実験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２においてはセラミ
ック系繊維フィルター層の破損はなく、インフレーター
外部にセラミック系繊維フィルターの破片の流出は見ら
れなかった。粒子成分を１０〜２０％含む従来のセラミ
ック系繊維フィルター材を１００〜２５０番の金網のう
ち、線径０．１ｍｍの１００番の金網約１８ｇで挟み込
んだ場合の流出アルカリ量は０．６ｇ（実験Ｎｏ．３）
であった。この時セラミック系繊維フィルターの一部破
損がみられ、インフレーター外部にセラミック系繊維フ
ィルターの破片の流出の痕跡がみられた。これらの結果
から本発明の粒子低減化セラミック系繊維フィルターと
１００〜２５０番の金網の組み合わせの効果が十分に発
揮されていることが判明した。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス発生
器は、セラミック系繊維フィルターの破損を最小限にお
さえることが可能であり、フィルターの利用効率を向上
させ、セラミック系繊維フィルターが破損することによ
ってセラミック系繊維フィルターの一部がガス発生器の
外部に吐出することを防止することができる。また、金
属繊維焼結布を使用せず、低コストの金網のみを使用し
てセラミック系繊維フィルターの利用効率を高めること
で、低コストでガス発生器からの固形流出物の少ないガ
ス発生器の生産を実現することができる。

【００２２】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエアバッグ用ガス発生器のフィルター
の一実施例を示す縦断面図。

【図２】第１図のフィルターの横断面図。

【図３】本発明のエアバッグ用ガス発生器の一実施例を
示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 数１０番の金網 ２ １００〜２５０番の金網 ３ セラミックフィルター ４ 畳織り金網 ５ ガス発生器 ６ 上部鏡板 ７ 下部鏡板 ８ ガス発生室 ９ ガス発生剤 １０ 点火装置 １１ 内フィルター １２ 外フィルター １３ 隔壁 １４ 隔壁孔 １５ 排出孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック粒子成分を実質的に含まない
   セラミック系繊維フィルター材を１００〜２５０番の金
   網材で挟み込み、その背後に畳織り金網を配置したガス
   フィルター層をフィルター層構造の一部として含んでな
   ることを特徴とするエアバッグ装置用ガス発生器用フィ
   ルター。