專利名稱：用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于約束裝置等氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，并且還涉及使用了該筒狀過濾器的氣體發(fā)生器。相關領域的說明使用了固體氣體發(fā)生劑的氣體發(fā)生器使用過濾器來冷卻燃燒氣體或者收集燃燒殘留物。已知的過濾器包括將金屬網或線編織為多層并壓縮成型的那些，以及將金屬線卷繞成多層的那些等，當使用的氣體發(fā)生劑產生低溫燃燒氣體或僅產生少量燃燒殘留物時，可以替代使用比以上所述的那些更輕的過濾器。JP-A No. 2000-198409公開了一個實例，其中將網形金屬板模制成筒狀體，并且作為過濾器使用。在圖I中所示的氣體發(fā)生器中，燃燒室22形成于外殼3內部。氣體發(fā)生劑6與過濾器7設置于燃燒室22內部。過濾器7是通過將網形金屬板卷繞成多層而形成筒·狀。過濾器7的上端與擴散器殼I相接觸，并且其下端與封閉殼2相接觸。尤其，過濾器7的上端面28上設置有緩沖墊片50。緩沖墊片50防止過濾器7與擴散器殼I之間的燃燒氣體的旁通。而且，JP-A No. 2001-301561公開了使用層狀材料的過濾器，其每層均具有不同的規(guī)格。尤其，圖3中所示的例子公開了使用內層與外層具有不同螺距比的網形金屬板的過濾器的例子。然而，盡管網形金屬板或金屬板網鑒于重量降低是有利的，但本身的彈性較低。因此，當網形金屬板或金屬板網作為過濾器設置于根據JP-ANo. 2000-198409的氣體發(fā)生器中時，很難消除形成于兩端的抵接部分處的間隙，并且容易發(fā)生燃燒氣體的旁通。因此，必須設置例如在JP-ANo. 2000-198409中描述的緩沖墊片元件50 (在第45段中描述的，具有旁通防止部51的緩沖墊片元件50)。JP-A No. 5-213147中的圖2與圖5以及第46段描述了形成過濾器的層154與156
的兩端折疊。然而，由于層154由陶瓷纖維墊制成(第33段中)，其整體具有一致的強度，并且其易于折疊，層156由鎳墊材料制成(第33段中)，其整體具有一致的強度，并且其易于折疊。JP-A No. 2005-193762中的權利要求8與第27段描述了在通過卷繞金屬線而制造的三層筒狀過濾器中，第二層從端面突出，以在將過濾器設置于氣體發(fā)生器中時被壓擠而牢固地密合，防止旁通。發(fā)明概述本發(fā)明提供一種用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其包括多孔金屬板制成的多個層，其中，將在高度方向的至少一端側的預定區(qū)域的壓縮強度(SI)設置成小于除了 SI區(qū)域以外的部分的壓縮強度(S2)，所述多孔金屬板選自由網形金屬板、金屬板網以及沖孔金屬板組成的組，以及所述SI區(qū)域對應于自所述兩端起至相對于總高度為5%至20%的長度區(qū)域。
本發(fā)明提供一種氣體發(fā)生器，其包括外殼、作為氣體源的固體氣體發(fā)生劑以及以上所示的設置于外殼中的筒狀過濾器，其中所述筒狀過濾器的高度方向的兩端均與外殼的內壁面相擠壓接觸，并且通過沿軸向壓擠筒狀過濾器的Si區(qū)域而將所述過濾器固定于所述外殼，以及 在所述筒狀過濾器與所述外殼相擠壓接觸的部分中，不設置防止燃燒氣體從所述擠壓接觸部分泄露的元件。


從下文給出的詳細說明和附圖將更全面地理解本發(fā)明，附圖僅通過闡述的方式給出，因此不限制本發(fā)明，其中圖I示出了根據本發(fā)明的過濾器的透視圖；圖2示出了圖I中所示的過濾器的結構的解釋性圖示；圖3示出了圖2的局部放大視圖；圖4示出了制造圖I中所示的過濾器的方法的說明性圖示；圖5示出了根據另一實施方式的過濾器的結構的說明性圖示；以及圖6示出了根據本發(fā)明的氣體發(fā)生器的軸向橫截面視圖。發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種能夠提高在設置于氣體發(fā)生器內部時的密合性并且因此消除對防止燃燒氣體旁通元件的需求的過濾器，以及由于使用這種過濾器而具有減少重量的氣體發(fā)生器。本發(fā)明提供了優(yōu)選的過濾器的實施方式2、3、4與5。實施方式2為本發(fā)明的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中，SI與S2之間的差異是由于SI區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積設置成大于S2區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積而形成的差異。實施方式3為本發(fā)明的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中SI與S2之間的差異是由于SI區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積設置成大于S2區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積，并且SI區(qū)域的厚度設置成小于S2區(qū)域的厚度。實施方式4為本發(fā)明的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中，SI與S2之間的差異是由于SI區(qū)域的厚度設置成小于S2區(qū)域的厚度。實施方式5為本發(fā)明的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中，所述多孔金屬板經過了多次卷繞而形成為筒狀，并且卷繞的終端被焊接固定。壓縮強度為公知的性質，表示抵抗從軸向兩端施加于筒狀過濾器的壓縮應力的能力。在筒狀過濾器中，將在高度方向的一端側或兩端側的壓縮強度(SI)設置成小于除所述一端側或兩端側之外的部分的壓縮強度(S2)。在本發(fā)明中，將壓縮強度(SI)的區(qū)域稱為“SI區(qū)域”，并且將壓縮強度(S2)的區(qū)域稱為“S2區(qū)域”。
當將筒狀過濾器設置于氣體發(fā)生器內部(氣體發(fā)生器外殼的內部)時，夕卜殼的內壁面(頂面與底面的內壁面之一或者這兩者)與筒狀過濾器的一端或兩端形成彼此擠壓接觸(以沿軸向的一側或兩側施加壓力的狀態(tài)而抵靠)。根據氣體發(fā)生器的形式，可以在外殼的內壁面與筒狀過濾器之間設置保持件(例如，JP-A No. 2001-225712的第150段及圖19中描述的“過濾器手段支持元件353”)。在這種情況中，保持件與筒狀過濾器形成彼此擠壓接觸。 當外殼的內壁面與筒狀過濾器形成如上所述的彼此擠壓接觸，同時沿軸向壓擠筒狀過濾器的一端側或兩端側(SI區(qū)域)時，剩余部分(S2區(qū)域)不變形并保持其初始形狀。由此，將筒狀過濾器固定至外殼，并且可以增加外殼與筒狀過濾器之間的密合強度。而且，SI與S2的程度根據在氣體發(fā)生器裝配過程中施加的壓力來確定。SI區(qū)域為自筒狀過濾器的兩端側起至相對于總高度為5% 20%的長度范圍，并且優(yōu)選的為至10% 15%的長度范圍。例如，當SI區(qū)域形成于筒狀過濾器的兩端側時，假設筒狀過濾器的總高度為100mm,則SI區(qū)域為自兩端(Omm)起分別至5 20mm(優(yōu)選至10 15mm)之間，并且剩余部分對應于S2區(qū)域。用于導致SI與S2之間的差異(壓縮強度的差異)的方式并不特別地限制，并且可以通過調節(jié)筒狀過濾器的材料、結構、形狀等獲得該差異。作為用于導致SI與S2之間的差異(壓縮強度的差異)的方式之一，可以使用如下方法其中，筒狀過濾器的SI區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積(Al)設置成大于S2區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積(A2)。通過滿足開口面積(Al) >開口面積(A2)的關系，具有開口面積(Al)的SI區(qū)域的壓縮強度變小，并且Si區(qū)域變得易于壓擠。作為調節(jié)開口面積(Al)與開口面積(A2)的方法，可以使用以下方法(I)通過均一化各孔的開口直徑但改變每單位面積的孔的數量而改變每單位面積的開口面積的方法。(II)通過差異化各孔的開口直徑而改變每單位面積的開口面積的方法。(III)將以上描述的方法(I)與(II)組合而得的方法。作為用于導致SI與S2之間的差異(壓縮強度的差異)的另一方式，可以使用下述方法，其中，筒狀過濾器的SI區(qū)域的厚度(Tl)設置成小于S2區(qū)域的厚度(T2)。通過滿足厚度(Tl) <厚度(T2)的關系，具有厚度(Tl)的SI區(qū)域的壓縮強度變小，并且SI區(qū)域變得易于壓擠。通過將多個分別選自網形金屬板、金屬板網、以及沖孔金屬板組成的組的多孔金屬板層壓，可以容易地模制成過濾器，可以增強整個過濾器的剛度，并且相比于通過卷繞金屬線而模制成的過濾器可以降低重量。本發(fā)明的筒狀過濾器可以采用通過使用各種公知的方法制造的筒狀過濾器。然而，作為優(yōu)選的筒狀過濾器，可以使用如下的筒狀過濾器其中，多孔金屬板被卷繞多次而形成筒狀，并且卷繞的終端被焊接固定。這種方法盡管優(yōu)勢在于容易制造，但是存在以下問題容易在成品的兩個端面上形成凸凹。然而，本發(fā)明的筒狀過濾器，當其兩個端面受到壓擠而安裝至氣體發(fā)生器時，兩個端面上的凸凹不再構成問題，可以僅發(fā)揮以上描述的制造方法的優(yōu)勢。本發(fā)明提供以上所示的氣體發(fā)生器。使用固體氣體發(fā)生劑作為氣體源的氣體發(fā)生器，需要防止燃燒氣體不經過過濾器而從氣體排放口排出的所謂“旁通”。常規(guī)的，如根據JP-ANo. 2000-198409中的氣體發(fā)生器，設置具有旁通防止部分51的緩沖墊片元件50。然而，使用根據本發(fā)明的氣體發(fā)生器，因為筒狀過濾器與外殼的擠壓接觸部分具有高度的密合度，所以不需要另外設置用于防止“旁通”的元件。因此，僅由該部分就可以降低氣體發(fā)生器的重量。根據本發(fā)明的筒狀過濾器由多孔金屬板制成，并且相比于將金屬網或線編織成多層隨后壓縮成型的那些、以及將金屬線卷繞成多層的那些，可以降低過濾器自身的重量。此外，當根據本發(fā)明的筒狀過濾器用于氣體發(fā)生器時，因為例如根據以上描述的 傳統(tǒng)技術(JP-A No. 2000-198409)中的氣體發(fā)生器的旁通防止元件不再是必要的，所以僅由該部分就可以降低氣體發(fā)生器的重量。本發(fā)明的實施方式(I)圖I的筒狀過濾器圖I中所示的筒狀過濾器10包括端面Ila與Ilb以及周面12，并且具有由金屬板20形成的多個層，金屬板20具有圖2中所示的多個孔21與22。圖2示出了形成單層的金屬板(或圓筒金屬板)20。在筒狀過濾器10中，距離端面Ila高度(長度)hl的區(qū)域(即，如圖I中的陰影部分所示)(即，Si區(qū)域)以及距離端面Ilb高度(長度)hl的區(qū)域(S卩，如圖I中的陰影部分所示)(即，Si區(qū)域)的壓縮強度相同。此外，具有h2( = H_2hl)的高度(長度)的剩余部分的區(qū)域(即，S2區(qū)域)的壓縮強度不同于SI區(qū)域，并且滿足SI < S2的關系。需要說明的是，在圖I中所示的筒狀過濾器10中，根據安裝過濾器的氣體發(fā)生器的結構，可以僅在過濾器的一端側形成Si區(qū)域。如圖2中所示的，在金屬板20中，hi區(qū)域(SI區(qū)域)中的孔22的開口面積顯著大于h2區(qū)域(S2區(qū)域)中的孔21的開口面積。因此，SI區(qū)域中的每單位面積的開口面積(Al)大于S2區(qū)域中的每單位面積的開口面積(A2)，并且壓縮強度滿足SI <S2的關系。在這種情況中，開口面積(Al)與開口面積(A2)優(yōu)選滿足A2/A1 = O. I O. 6的范圍。圖2中所示的金屬板20的孔21與22具有例如在圖3的放大視圖中所示的開口形狀。具有O. 4mm厚度的冷軋鋼板可以用作金屬板20。例如,可以使用日本工業(yè)標準(JIS) G3351中的板狀金屬板網，其具有O. 05至O. 6mm的厚度T，0. 3至I. 5mm的寬度W，I. 5至3mm的沿金屬網短向的中心間距SW，以及I至6mm的金屬網長向的中心間距LW。接下來，將參照圖4(a)與(b)描述圖I中所示的過濾器10的制造方法。為了制造圖I中所示的過濾器10，使用了將具有不同直徑的多個筒狀金屬板組合而制造的方法，將長尺寸的金屬板從一端卷繞而制造的方法，將多個金屬板層壓后成型為筒狀的方法，等等。在下文中，描述將長尺寸的金屬板從一端卷繞的方法。在圖4(a)所示的金屬板30中，多個大切口 32形成于沿寬度方向的兩端側的區(qū)域(對應于SI區(qū)域)中，并且多個小切口 31形成于中間區(qū)域(對應于S2區(qū)域)中。然后，通過沿長度方向(由圖中箭頭所指示的方向)朝向兩側拉動金屬板30，形成對應于切口 31與32的尺寸的孔(開口)(參照圖2)，從而形成用于制造過濾器10的長尺寸的多孔金屬板(金屬板網)20。接下來，如圖4(b)中所示的，從一端卷繞該長尺寸的多孔金屬板20，將卷繞的終端部焊接固定。內徑與外徑根據使用的氣體發(fā)生器而適當調節(jié)。(2)圖5所示的用于制造過濾器的金屬板圖5為長尺寸的沖孔金屬板40的局部透視圖，該沖孔金屬板40是作為用于制造圖I中所示的筒狀過濾器10的金屬板而使用。該沖孔金屬板40在整個表面上具有相同直徑的多個孔41，但相當于筒狀過濾器10的SI區(qū)域的區(qū)域厚度(tl)以及相當于S2區(qū)域的區(qū)域厚度(t2)彼此不同，并且滿足tl·< t2的關系。需要說明的是，可以僅在任意一端側設置相當于SI區(qū)域的區(qū)域。厚度(tl)與厚度(t2)優(yōu)選滿足tl/t2 = O. 3至O. 7。盡管圖5示出了厚度(tl)與厚度(t2)之間存在段差，但是也可以連續(xù)改變厚度，以使得厚度(tl)與厚度(t2)之間不存在段差。盡管在圖5中孔41有相同的直徑，但是可以改變相當于SI區(qū)域的區(qū)域與相當于S2區(qū)域的區(qū)域的孔的數量與直徑以調節(jié)壓縮強度。即使當使用圖5中所示的沖孔金屬板40時，也能夠以圖4中所示的方式制造筒狀過濾器。(3)圖6中所示的氣體發(fā)生器除了設置了圖I中所示的筒狀過濾器10以及沒有旁通防止元件之外，圖6中所示的氣體發(fā)生器100為已知的氣體發(fā)生器。例如，可以使用基本上與JP-A No. 2000-198409的圖I中所示的氣體發(fā)生器相同的結構。氣體發(fā)生器100的外殼由具有氣體排放口 111的擴散器殼101、以及與擴散器殼101組合而形成外殼103的封閉殼102而形成。為了防止外部大氣的滲透，氣體排放口 111由密封帶125封閉。在外殼103內側，與外殼103同心地(在X軸上)設置內圓筒元件113，在內圓筒元件113的內側形成點火室123，外側形成燃燒室122。將電子點火器104與傳火劑105設置于點火室123中。燃燒室122中填充有氣體發(fā)生劑106。盡管內圓筒元件113具有將點火室123與燃燒室122連通的火焰?zhèn)鬟f孔126，但是在作動之前，由密封帶127封閉火焰?zhèn)鬟f孔126。設置圖I中所示的筒狀過濾器(冷卻器/過濾器)10，使其圍繞燃燒室22的外周偵U。筒狀過濾器10在擴散器殼101的頂板IOla與封閉殼102的底板102a之間擠壓接觸固定。當以這種狀態(tài)安裝筒狀過濾器10時，例如，根據以下步驟安裝筒狀過濾器10。(i)將內圓筒元件113焊接并且固定至擴散器殼101。(ii)將筒狀過濾器10設置于擴散器殼101的頂板IOla上，并且在填充氣體發(fā)生劑106之后，將保持件118壓配入內圓筒元件113中。
(iii)隨后，以使擴散器101與封閉殼102相吻合的狀態(tài)，并且相對彼此擠壓，筒狀過濾器在擴散器殼101的頂板IOla與封閉殼102的底板102a之間擠壓接觸并且固定。(iv)隨后將擴散器殼101與封閉殼102焊接固定。接下來，將傳火劑105填充入內圓筒元件113中，并且固定電子點火器104。將筒狀過濾器10的高度⑶調節(jié)至略長于頂板IOla與底板102a之間的距離，并且因為在筒狀過濾器10的兩端面Ila與Ilb中存在具有低壓縮強度的SI區(qū)域，所以在以上描述的安裝過程中兩端面Ila與Ilb被壓擠。通過以這種方式壓擠，筒狀過濾器10的兩端面Ila與Ilb牢固地密合至頂板IOla和底板102a。因此，即使當氣體發(fā)生器100作動時，也可以防止燃燒氣體的旁通，也就是說，可以防止燃燒氣體穿過筒狀過濾器10的兩端面Ila以及Ilb與頂板IOla以及底板102a之間。 因此，相比于將金屬網或線編織成多層隨后壓縮成型的那些、以及將金屬線卷繞成多層的那些，除了降低過濾器自身的重量之外，因為在根據傳統(tǒng)技術(例如，JP-ANo. 2000-198409)的氣體發(fā)生器中的具有旁通防止部分51的緩沖元件50不再必要，所以即使使用選自網形金屬板、金屬板網、以及沖孔金屬板的多孔金屬板，這還可以進一步降低重量。如上描述了本發(fā)明，明顯的是，相同的方式可在多方面變化。這些變化不認為偏離本發(fā)明的精神和范圍，且所有這些變化對本領域技術人員而言是顯而易見的，其意欲包括在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其包括 由多孔金屬板制成的多個層，其中，將在高度方向的至少一端側的預定區(qū)域的壓縮強度(SI)設置成小于除了 SI區(qū)域之外的部分的壓縮強度(S2)， 所述多孔金屬板選自由網形金屬板、金屬板網以及沖孔金屬板組成的組，以及 SI區(qū)域對應于自所述兩端起至相對于總高度為5%至20%的長度區(qū)域。
2.根據權利要求I所述的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中，SI與S2之間的差異是由于SI區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積設置成大于S2區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積而形成的差異。
3.根據權利要求I所述的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中， SI與S2之間的差異是由于 SI區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積設置成大于S2區(qū)域中的每單位面積孔的開口面積，并且 SI區(qū)域的厚度設置成小于S2區(qū)域的厚度。
4.根據權利要求I所述的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中，SI與S2之間的差異是由于SI區(qū)域的厚度設置成小于S2區(qū)域的厚度。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，其中，所述多孔金屬板經過了多次卷繞而形成為筒狀，并且卷繞的終端被焊接固定。
6.一種氣體發(fā)生器，其包括外殼、作為氣體源的固體氣體發(fā)生劑以及設置在所述外殼中的根據權利要求I至5中任一項所述的筒狀過濾器，其中， 所述筒狀過濾器的高度方向的兩端均與所述外殼的內壁面相擠壓接觸，并且通過沿軸向壓擠所述筒狀過濾器的SI區(qū)域而將所述過濾器固定于所述外殼，以及 在所述筒狀過濾器與所述外殼相擠壓接觸的部分中，不設置防止燃燒氣體從所述擠壓接觸部分泄露的元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于氣體發(fā)生器的筒狀過濾器，該筒狀過濾包括由多孔金屬板制成的多個層，其中，將在高度方向的至少一端側的預定區(qū)域的壓縮強度(S1)設置成小于除了S1區(qū)域之外的部分的壓縮強度(S2)，所述多孔金屬板選自由網形金屬板、金屬板網、以及沖孔金屬板組成的組，以及S1區(qū)域對應于，自兩端起至相對于總高度為5%至20%的長度區(qū)域。
文檔編號B60R21/264GK102905770SQ201180025558
公開日2013年1月30日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2010年6月8日
發(fā)明者波戶元專 申請人:株式會社大賽璐