專利名稱：用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣體發(fā)生器的，尤其是用于使安裝在汽車中的氣囊膨脹的氣體發(fā)生器的過濾器。
背景技術(shù)：
在用于為乘客提供保護免受碰撞沖擊的氣囊系統(tǒng)的氣體發(fā)生器中，希望用于使氣囊膨脹的氣體總是清潔的。特別是安裝在汽車等中的氣體發(fā)生器中，由于車輛內(nèi)部(室)空間體積小，而且當(dāng)車窗關(guān)閉時，車輛內(nèi)的空間變成高度氣密的狀態(tài)，因此更加重視當(dāng)氣體發(fā)生器啟動時產(chǎn)生的使氣囊膨脹的氣體的清潔性。
此外，以往的氣體發(fā)生器有以下幾種類型通過固態(tài)的氣體發(fā)生劑的點火和燃燒產(chǎn)生使氣囊膨脹的氣體的氣體發(fā)生器(即煙火型氣體發(fā)生器)、通過使用由固態(tài)的氣體發(fā)生劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體或熱和儲備在罐(housing)(氣密容器)中的加壓氣體作為使氣囊膨脹的氣體的氣體發(fā)生器(即混合型氣體發(fā)生器)、和只是通過儲備在罐(氣密容器)中的加壓氣體來使氣囊膨脹的氣體發(fā)生器(即存儲型氣體發(fā)生器)。其中，在氣體發(fā)生器總體輕量化方面最有利的是煙火型氣體發(fā)生器。在煙火型氣體發(fā)生器中，為了產(chǎn)生用于氣囊膨脹的氣體，有必要使固態(tài)氣體發(fā)生劑燃燒，由于氣體發(fā)生劑的燃燒，產(chǎn)生構(gòu)成氣體的副產(chǎn)物的燃燒殘余物(固體物質(zhì))。該燃燒殘余物如果與使氣囊膨脹的氣體一起排出到氣體發(fā)生器殼(housing)外，這種燃燒殘余物有可能損壞氣囊袋，因此必須使這些燃燒殘余物截留在殼內(nèi)。為此，在煙火型氣體發(fā)生器中使用用于收集燃燒殘余物的過濾器，并且，到目前為止已經(jīng)提出了多種過濾器作為這樣的過濾器。
當(dāng)產(chǎn)生的殘余物的熔點低于氣體發(fā)生劑的燃燒溫度時，則產(chǎn)生的殘余物為液態(tài)，以致于難以只用金屬絲網(wǎng)或多孔構(gòu)件來收集。
另外，作為涉及在氣囊氣體發(fā)生器中使用的過濾器的現(xiàn)有技術(shù)，有特開平6-55991、特開平1-293112、特開2001-171472號公報。
在特開平6-55991號公報中公開的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，如該公報的圖1所示，包括有三個金屬絲網(wǎng)層(22a、22b、22c)，并且形成每一層的金屬絲網(wǎng)使用將金屬線材制成平織金屬絲網(wǎng)、針織編織的金屬絲網(wǎng)。金屬絲網(wǎng)層22a、22c分別由兩個金屬絲網(wǎng)形成，金屬絲網(wǎng)層22b由三個金屬絲網(wǎng)層形成。然而，難以使用這種過濾器收集液態(tài)的燃燒殘余物，且不僅僅是這些，還要考慮構(gòu)成過濾器的金屬絲網(wǎng)的熔化。這是因為為了收集液態(tài)燃燒殘余物并防止金屬絲網(wǎng)的熔化，高溫氣體最初接觸的金屬絲網(wǎng)層必須能實現(xiàn)散熱片的作用，但是，僅僅使用由兩個金屬絲網(wǎng)形成的內(nèi)側(cè)金屬絲網(wǎng)層22c，不能進行足夠的散熱作用。另外，當(dāng)平織金屬絲網(wǎng)等以多層纏繞時(例如，當(dāng)形成圓筒形狀時)，構(gòu)成這種網(wǎng)的線材彼此相互緩沖而使端面變得凹凸不平。只是將這樣的凸凹的端面與平滑的器殼內(nèi)表面鄰接，則在該鄰接部分氣體產(chǎn)生短路。而且，由于當(dāng)平織金屬絲網(wǎng)等以多層纏繞時在軸向上缺乏彈性，在與器殼內(nèi)表面的鄰接面(即，過濾器的端面)處容易發(fā)生氣體短路。
另外，特開平1-293112號公報所公開的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器使用不同線徑的線材。例如，在該文獻的圖1所示的過濾器中，將由通過線徑為0.1到0.4mm的不銹鋼線針織的金屬絲網(wǎng)形成的管狀體4以纏繞包(wound-bag)形狀的方式纏繞在由通過線徑為0.5到2.0mm的不銹鋼線平織的金屬絲網(wǎng)形成的環(huán)狀體8上，并進行壓制壓縮。然而，以這種方法形成的過濾器，由于在其內(nèi)面上存在構(gòu)成管狀體4的細(xì)的線徑的線材，因此與上述特開平6-55991號公報中一樣，不僅僅當(dāng)與高溫氣體接觸時不能實現(xiàn)足夠的散熱作用，而且認(rèn)為熔化了的線材本身成為殘余物。此外，在特開平1-293112號公報的圖3中示出了將粗線徑的線材配置在內(nèi)側(cè)，然而，即使這樣的過濾器在散熱性能方面是有利的，但由于該平織線材以多層的方式纏繞，缺乏對軸向的彈性，并且由于兩端面是凹凸不平的，因此，依然存在發(fā)生氣體短路這樣的問題。
另外，特開2001-171472號公報公開了將一根線材一邊纏繞在芯金屬上一邊形成的過濾器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供解決上述問題的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，尤其是在使用固態(tài)氣體發(fā)生劑的氣囊氣體發(fā)生器中使用的過濾器，且更具體而言，本發(fā)明的目的是提供一種容易制造、具有足夠的過濾性能和冷卻性能、并且在氣體發(fā)生器運作時的損傷小、具有高的可靠性的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器。另外，本發(fā)明還提供使用這種用于氣體發(fā)生器的過濾器的氣體發(fā)生器，以及用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器的制造方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器在與氣體發(fā)生劑的燃燒產(chǎn)生的氣體初始接觸的部分、通常是在形成圓筒狀的過濾器的內(nèi)表面上設(shè)置將橫截面積為0.03到0.8mm2的線材纏繞成螺旋狀而形成的第一層；并且在通過該第一層的氣體所到達(dá)的位置、多數(shù)場合為第一層的外側(cè)設(shè)置燃燒殘余物的收集能力比第一層更高的第二層。這里所說的橫截面積是指當(dāng)徑向切斷該線材時徑向上的橫截面積。
也就是說，本發(fā)明的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器包括由具有橫截面積為0.03到0.8mm2(在理想的圓的情況下，線徑為0.2mm到1mm)，并且優(yōu)選為0.05到0.5mm2(在理想的圓的情況下，線徑為0.25mm到0.8mm)的線材纏繞成螺旋狀而形成的第一層，其中徑向上下彼此重疊的線材的螺距角對稱；和位于第一層的徑向外側(cè)并且形成比第一層更細(xì)的過濾粒度的第二層。
在上述過濾器中的第一層是徑向上下彼此重疊的線材的螺距角α對稱地形成的。即，在位于徑向下側(cè)的線材以螺距角(螺旋與螺旋中心軸Z之間的角如后述圖1所述)+α纏繞時，在其上重疊的線材以螺距角-α纏繞。
本發(fā)明的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，特別是在制成圓筒狀的過濾器時，可以制造成包括第一層和第二層的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，所述第一層是伴隨著過濾器的旋轉(zhuǎn)在過濾器的軸向進行多次將橫截面積為0.03到0.8mm2的一根金屬線材從過濾器的一端向另一端纏繞，并再返回纏繞到原來的一端的往復(fù)步驟，由此將該金屬線纏繞多次，并使鄰近的線材基本彼此平行地形成的，所述第二層設(shè)置在第一層的外側(cè)，并且具有比第一層更細(xì)的過濾粒度或更小的開孔率(opening ratio)。此時，一旦在軸向上形成長度時，除了將其剪斷以形成每一種規(guī)定的軸芯(axial core)長度以外，還可以預(yù)先形成必要的軸芯長度。在制造時不伴有切斷的過濾器，由于在其端面的沒有開線等，這在防止氣體短路方面或者在成形之后的形狀保持方面等是有利的。因此，期望預(yù)先形成所需要的軸芯長度，并且在制造時不進行剪斷的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器。也就是說，可獲得這種用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，該過濾器是圓筒狀的過濾器，并且包括橫截面積為0.03到0.8mm2的線材在過濾器的軸向上至少一個往復(fù)地纏繞成螺旋狀而形成的第一層，和位于第一層徑向外側(cè)并且形成比第一層更細(xì)的過濾粒度的第二層。
在本發(fā)明的過濾器中，可以通過在夾具上以規(guī)定的張力并且更優(yōu)選為2到5kgf的張力在至少一個往復(fù)地纏繞并編織橫截面積為0.03到0.8mm2的至少一根線材，接著除去該夾具，來制造第一層。這種制造方法參考特開2001-171472可以更好地理解。
在包括以這種方法形成的第一層的過濾器中，由于在存在第一層的過濾器內(nèi)部形成許多空隙，因此燃燒氣體中的殘余物容易殘留在這些空隙中。為此，例如在模具內(nèi)壓縮針織等的過濾材料(金屬絲網(wǎng))而形成的過濾器等，由于在壓縮成型時過濾器內(nèi)部的空隙被壓碎，因此可認(rèn)為成型產(chǎn)品的殘余物收集性能降低。另外，用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器設(shè)置在氣體發(fā)生器殼內(nèi)，此時，過濾器在軸向上被壓縮，并且以彈性變形的狀態(tài)設(shè)置在殼內(nèi)，使得在氣體發(fā)生器啟動時在過濾器端面不發(fā)生使氣囊膨脹的氣體的短路。然而，由于通過使用平織金屬絲網(wǎng)形成的過濾器在軸向上缺乏可壓縮性，難以防止在過濾器端面中的氣體短路。
而且，當(dāng)在過濾器內(nèi)部形成空隙時，其表面積變大，因此，可以增加與由氣體發(fā)生劑燃燒產(chǎn)生的氣體或與燃燒殘余物的接觸面積。其結(jié)果，例如，即使由氣體發(fā)生劑的燃燒產(chǎn)生的殘余物(燃燒殘余物)是液體，所述的液體殘余物冷卻并且固化而變成容易通過該過濾器收集的狀態(tài)。另外，由于使用橫截面積為0.03到0.8mm2的線材，可以耐受常用的固態(tài)氣體發(fā)生劑的燃燒溫度，并且線材本身不熔化。特別是，構(gòu)成第一層的線材期望使用鐵等金屬來形成。
對于用于第一層的線材的橫截面形狀沒有特別的規(guī)定，只要它滿足上述橫截面的數(shù)值范圍，并且可以使用理想的圓、橢圓、多角形或基本上為矩形的形狀等。另外，基本上為矩形的形狀是指，除了四個角部分為直角的形狀外，也包含其它的形狀，例如具有圓角部分的形狀(角部分具有R的曲面形狀)。然而，為了可耐受氣體發(fā)生劑燃燒時產(chǎn)生的熱，第一層的最小厚度或形成第一層的線材的厚度或最小邊長優(yōu)選為0.19mm。
而且，在本發(fā)明的過濾器中，在通過第一層的氣體到達(dá)的位置處，例如在第一層的徑向外側(cè)上，形成過濾粒度比第一層更細(xì)的第二層。第二層可以由過濾粒度為6到400μm、并且優(yōu)選10到150μm、并且更優(yōu)選30到100μm的過濾材料形成。由此，能可靠地收集通過了第一層的小的殘余物。也就是說即使如上所述形成的第一層雖然能發(fā)揮對于能在過濾器內(nèi)部空隙收集的尺寸等級的殘余物的過濾作用，但由于比該尺寸更小的殘余物穿過第一層，這些通過第二層來收集。
形成這樣的第二層的過濾材料，只要是具有上述過濾粒度的過濾材料即可，除了各種金屬絲網(wǎng)如平紋折疊(Dutch)編織金屬絲網(wǎng)、斜紋折疊編織金屬絲網(wǎng)和平織金屬絲網(wǎng)以外，還可使用板材如穿孔金屬、金屬板條和多孔金屬網(wǎng)，以及陶瓷纖維和不銹鋼纖維等。特別地，如陶瓷纖維等，在難以保持形狀的情況下，可以用上述第一層和后述第三層或另外的金屬絲網(wǎng)或板材夾成三明治形狀來使用。另外，使用折疊編織金屬絲網(wǎng)時，與常用的平織金屬絲網(wǎng)不同，在垂直于該金屬絲網(wǎng)平面的方向上沒有形成開孔，并且出現(xiàn)在線材之間的所有開孔均形成以斜向或橫向開孔。也就是說，這對細(xì)小殘余物的過濾而言是優(yōu)選的，這是因為產(chǎn)生的氣體為了通過折疊編織金屬絲網(wǎng)，必須與金屬絲網(wǎng)碰撞，并且改變其行進方向。另外，當(dāng)氣體通過時，與第二層的線材的接觸時間變長，可以發(fā)揮更高的冷卻性能。
另外，可使用比形成第一層的線材更細(xì)的線材形成第二層。在這種情況下，由于第一層的存在，氣體發(fā)生劑的燃燒火焰不會與第二層接觸，另外，由于到達(dá)第二層的氣體已被第一層冷卻，不會發(fā)生由于熱等導(dǎo)致的第二層熔化。而且，由于在第一層的空隙中等，液體燃燒殘余物也被冷卻而形成固體，即使燃燒殘余物在其產(chǎn)生的初始階段是液體，其也可被有效地收集。也就是說，這種效果不是由第一層或第二層各自獨立產(chǎn)生的，而是由這兩層組裝在一起提供的協(xié)同效果產(chǎn)生的。
如果考慮第二層的收集能力的提高和耐熱熔化性能，則理想的是如果第二層由線材形成，其優(yōu)選由橫截面積為0.00031到0.38mm2、或更優(yōu)選0.00049到0.13mm2、或還更優(yōu)選0.0020到0.042mm2的線材形成，且例如，如果第二層是理想的圓形，其優(yōu)選由線徑為0.02到0.7mm、或進一步優(yōu)選為0.025到0.4mm、并且更優(yōu)選為0.05到0.23mm的線材形成。另外，如果其由線材構(gòu)成的金屬絲網(wǎng)形成時，特別優(yōu)選其由上述橫截面積和線徑的線材構(gòu)成的金屬絲網(wǎng)形成。
在上述用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器中，希望在通過第二層的氣體到達(dá)的位置，例如第二層的徑向外側(cè)上，設(shè)置由比第二層的線材更大橫截面積的線材(例如線徑大的線材)形成的第三層。該第三層實現(xiàn)將第二層推壓到第一層上并保持的功能，因此，形成具有能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的程度的保持形狀的強度，并且具有不引起妨礙通過第一層和第二層的氣體通過的程度的通氣性。通過這種第三層的存在，當(dāng)氣體通過第一層和第二層時，第二層不會從第一層上分離。這樣的第三層可以使用例如與形成第一層的線材相同的線材形成。盡管由于通過氣體發(fā)生器的燃燒產(chǎn)生的燃燒殘余物可被第一層和第二層充分收集，沒有必要通過另外的第三層進行冷卻或過濾氣體，但是可以通過第三層進一步實現(xiàn)這種冷卻/收集功能，以與使用的氣體發(fā)生劑相適應(yīng)。
上述第三層可以與第一層相同的方法形成。也就是說，可以將線材纏繞成螺旋狀而形成，以使徑向上下彼此重疊的線材的螺距角α互相對稱(與上述第一層的纏繞方法相同，使徑向上下彼此重疊的線材的如后述圖1中的相對于Z軸的螺距角α對稱)。其結(jié)果，纏繞成螺旋狀的線材形成其中在徑向上下彼此重疊的線材的螺距角對稱的第三層。另外，第三層可以通過在圓筒狀過濾器的軸向至少一次往復(fù)地將線材纏繞成螺旋狀而形成。如上所述，對于第三層而言，只纏繞到能夠?qū)崿F(xiàn)將第二層推壓在第一層上的程度的功能的線材就是足夠的，沒有必要將線材層壓到與第一層的相同厚度。也就是說，第三層可以以第一層的簡化方式形成。另外，第三層的螺距角可以與第一層相同或不同。另外，用于第三層的線材的橫截面積也可以與第一層相同或不同。通過采用第一層和第三層的這種纏繞方法，可以進行其精細(xì)的重量調(diào)節(jié)。也就是說，例如，通過在圓周方向以多層的方式纏繞金屬絲網(wǎng)等形成過濾器時，為了確保在圓周方向上通氣性和密度均勻，必須以圓周單元來環(huán)繞纏繞，難以進行精細(xì)的重量調(diào)節(jié)，但使用本發(fā)明的纏繞方法，由于纏繞一根細(xì)的線材，重量的精細(xì)調(diào)節(jié)是可能的。另外，在形成的過濾器中第三層的重量比也可以進行精細(xì)調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是對形成第一層的線材和形成第三層的線材中的一種或兩種進行燒結(jié)。盡管可以在制造每一層時進行燒結(jié)，但優(yōu)選在第三層形成之后進行燒結(jié)。也就是說，為了形成第一層，相對于芯棒的部件將上述線材以規(guī)定的螺距角纏繞成螺旋狀，在第一層纏繞完成(或第三層纏繞完成)之后，將芯棒抽出，但此時由于從第一層初始纏繞部分產(chǎn)生開線的可能性高，可以通過燒結(jié)、將線材一體化來防止過濾器形成之后的線材的開線。
另外，當(dāng)然也可以不進行燒結(jié)而形成第一層和第三層，在這種情況下，由于線材彼此沒有結(jié)合，可以形成具有高彈性的產(chǎn)品。
另外，在本發(fā)明的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器中，可產(chǎn)生在第一層徑向上下彼此重疊的線材的交叉角(朝過濾器的軸向開口的交叉角。即，在后述圖1中的θ)大于0°并且不大于90°，并且更優(yōu)選為10到60°。該交叉角是位于過濾器的軸芯拉伸方向的線材之間交叉的角度。通過以這種方法形成，可以確保在第一層內(nèi)部的足夠體積的空隙用于保持由氣體發(fā)生劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒殘余物(包括液體物質(zhì))，同時可以確保足夠的冷卻效果，和對當(dāng)氣體通過時，可形成最佳的通氣阻力性。而且，可以防止線材纏繞過程中的滑動和開線。
在本發(fā)明的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器中，優(yōu)選的是第二層在以圓筒狀形成的過濾器的軸向上從端面突出。如果以這種方式形成，在將該過濾器設(shè)置在氣體發(fā)生器殼內(nèi)時，可以一邊緊緊擠壓在殼內(nèi)突出的第二層(或一邊伴隨著彈性變形)一邊設(shè)置，其結(jié)果，除去殼的內(nèi)表面與過濾器的端面之間的空隙，可以防止過濾器端面的氣體短路。當(dāng)由第二層實現(xiàn)這種功能(短路防止功能)時，為了使擠壓時產(chǎn)生的凹凸不平最小化，所述的第二層期望由線徑不大于1mm的線材，特別是不大于0.5mm的線材，或由這種線材構(gòu)成的金屬絲網(wǎng)形成。第二層的突出寬度優(yōu)選1到3mm，并且更優(yōu)選1到2mm。這樣的第二層突出而形成的端部可以是軸向的一端也可以是軸向的兩端。
如上所述形成的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器適合用于凈化由燃燒溫度不大于2000K的固態(tài)氣體發(fā)生劑燃燒產(chǎn)生的氣體。優(yōu)選將鐵用作第一層中使用的線材，并且，雖然2000K這一數(shù)值只是稍高于鐵的熔點，但固態(tài)氣體發(fā)生劑的燃燒時間很短，且產(chǎn)生的熱量傳遞到第一層上需要一定時間。因此，即使與第一層發(fā)生接觸，溫度也難于立即升高到發(fā)生熔化的溫度。因此，即使燃燒溫度稍微高于熔點，也沒有問題。
在本發(fā)明的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器中，由于第一層是連續(xù)地纏繞一根線材而形成的，因此，除了制造容易之外，彈性也優(yōu)異。另外，通過線材的纏繞，在第一層的內(nèi)部形成空隙，可以收集包含液態(tài)狀態(tài)的殘余物，同時還可以通過第二層進一步收集細(xì)小的燃燒殘余物。
另外，在使第二層從過濾器的軸向端面突出而形成的的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器中，當(dāng)將其設(shè)置在氣體發(fā)生器中，尤其是與殼的內(nèi)表面鄰接時，通過使該突出的第二層彈性變形，可以可靠地防止過濾器端面和殼的內(nèi)表面之間的氣體短路。


圖1是示出過濾器第一層的制造過程的示意圖。
圖2是示出線材由圖1所示的狀態(tài)進一步纏繞線材的狀態(tài)的示意圖。
圖3是過濾器的側(cè)視圖。
圖4是表示圖3的過濾器的設(shè)置狀態(tài)的氣體發(fā)生器的截面圖。
符號說明1芯棒2線材3線材供應(yīng)端4點火器6第一層7第二層8第三層10第二層端部16氣體發(fā)生劑23傳火藥(transfer charge)33殼50過濾器α螺距角θ交叉角具體實施方式
圖1是示出在制造本實施方案涉及的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器50時，特別是在制造第一層6時的制造過程的示意圖。在形成第一層6時，將第一層的線材2的開始端(纏繞開始)固定在圓柱狀的芯棒1上，并且使芯棒1圍繞中心軸(在圖1中，實線箭頭所示的方向)旋轉(zhuǎn)，同時使線材2的供應(yīng)端3左右(由圖1中的虛線箭頭所示的方向)往復(fù)移動。形成的第一層6中的線材2的纏繞間距(或螺旋間距)和螺距角α根據(jù)纏繞直徑、芯棒的轉(zhuǎn)速(rpm)和供應(yīng)端3的行程的速度調(diào)節(jié)。另外，芯棒1的外徑相當(dāng)于制造的圓筒狀過濾器的內(nèi)徑。
圖2是示出圖1所示的纏繞過程進一步進行的狀態(tài)的示意圖。圖2中所示的狀態(tài)大概為第一層6完成時的狀態(tài)。在該圖中，以這種方式調(diào)節(jié)芯棒1的轉(zhuǎn)速和線材供應(yīng)端3的行程速度，使相鄰的線材(4和5)彼此基本上平行，并且以這種方式使彼此交叉的線材的交叉角θ大于0°并且不大于90°，并且優(yōu)選為10°到60°。特別地，由于重疊線材形成相互對稱的螺距角α，因此，該交叉角θ是螺距角α的兩倍。
通過使用由這種編織方法形成的第一層6，與例如以許多層重疊的現(xiàn)有技術(shù)的平織金屬絲網(wǎng)等相比，更容易在層的內(nèi)部形成空隙。也就是說，平織金屬絲網(wǎng)等的線材以垂直和水平方向穿過，因此在將其多層重疊時，由于在初始纏繞層的線材之間配置在其上纏繞的層的線材而順序?qū)訅?，因此線材之間開孔封閉，難以確保在過濾器內(nèi)部形成空隙，并且氣體難以流過。另外，由于線材以上述方式相互干擾，以多層纏繞的線材的軸向上的端面是凹凸不平的。為此，在端面與氣體發(fā)生器殼的內(nèi)表面等鄰接的情況下，由于端面的凹凸不平，形成間隙，其結(jié)果，氣體容易產(chǎn)生短路。另外，由于將平織金屬絲網(wǎng)纏繞多層形成圓筒狀的過濾器在軸向上缺乏彈性，難以消除由于在軸向上進行壓縮而引起的凸凹不平。而且，使用了平織金屬絲網(wǎng)的過濾器，由于根據(jù)層壓層數(shù)而使開口變細(xì)，容易發(fā)生由燃燒殘余物引起的阻塞。
圖3是示出本該實施方案的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器50的側(cè)視圖，如上述圖2所示，使用形成的第一層6，并在其外側(cè)再設(shè)置第二層7和第三層8而形成。也就是說，從圖2所示的狀態(tài)進一步纏繞線材2形成第一層6，其后，形成的第一層6從芯棒1上抽出，或第一層6以這種狀態(tài)保留附在芯棒1上，然后，由使用金屬絲網(wǎng)形成的第二層7設(shè)置在第一層6的外周上。作為第二層的實例，與第一層同樣地，可以纏繞線徑為0.02mm到0.7mm的線材而形成，特別是，優(yōu)選使用將線徑為0.02到0.7mm的線材針織成平紋折疊編織或斜紋折疊編織而形成的金屬絲網(wǎng)來形成。盡管針織成平紋折疊編織或斜紋折疊編織的金屬絲網(wǎng)從金屬絲網(wǎng)平面的垂直方向看時，不能確認(rèn)線材之間的開口，但當(dāng)從斜向看時，可以確認(rèn)線材之間的開口。也就是說，通過使用這種金屬絲網(wǎng)形成第二層時，經(jīng)過第一層6之后到達(dá)第二層7的氣體在與第二層7的線材碰撞并改變方向之后侵入到第二層內(nèi)。因此，氣體和形成第二層7的金屬絲網(wǎng)的線材之間的接觸時間變長，發(fā)揮充分的冷卻作用，并且，通過第二層7的網(wǎng)眼(開口)的細(xì)度來防止燃燒殘余物的通過，還可以發(fā)揮物理的過濾作用。第二層7可以在第一層6的外側(cè)周圍纏繞1～3圈左右的上述折疊編織金屬絲網(wǎng)而形成。另外，作為第二層中使用的過濾材料，除了上述的以外，除了各種類型的金屬絲網(wǎng)如特定過濾粒度的平紋折疊編織金屬絲網(wǎng)、斜紋折疊編織金屬絲網(wǎng)和平織金屬絲網(wǎng)外，還可使用板材如穿孔金屬、金屬板條和多孔金屬網(wǎng)，以及陶瓷纖維和不銹鋼纖維等。
而且，第三層8通過以與用于形成第一層6相同的方式纏繞與用于形成第一層中的線材2相同的線材(橫截面積、橫截面形狀)2而形成，而且，在這種情況下，纏繞可以如此進行，使相互交叉線材的交叉角與第一層中的相同。第三層8只要具有保持第二層7的最外周的功能即可，未必一定要具有燃燒殘余物的過濾功能。也就是說，由氣體發(fā)生劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒殘余物在其經(jīng)過第一層6和第二層7時被除去，而且由于該氣體也被充分冷卻，該第三層只需要纏繞到暴露第二層7的程度，或只緊固到第二層7被壓合(pressure-attach)并固定到第一層6上的程度。當(dāng)然，根據(jù)與過濾器50一起使用的氣體發(fā)生劑的燃燒特性(燃燒溫度和產(chǎn)生的燃燒殘余物的特性和量等)，可纏繞到與第一層6相同的程度，并且這種線材的纏繞方法可以與第一層1的方法不同。
特別是在圖3所示的過濾器50中，整體形成為近似圓筒狀，并且第二層7的端部10在軸向上從兩個端面突出。該第二層端部10的突出寬度從過濾器部分的端面為1到3mm，所述過濾器部分的端面是實質(zhì)上有助于氣體的凈化和冷卻的過濾器部分的端面，即，除去專門發(fā)揮支撐第二層7功能的第三層8的部分的端面(實際上，第一層6的端面)。通過使第二層7的端部以這種方式突出，當(dāng)將過濾器安裝在氣體發(fā)生器殼內(nèi)時，如后述圖4中所示，可以通過由殼的內(nèi)表面或其他的過濾器支撐部件使突出的第二層彈性變形或緊緊擠壓，從而使過濾器端面和殼的內(nèi)表面或其它過濾器支撐部件之間阻塞，由此來防止經(jīng)過過濾器的氣體的短路。第二層7，除了如本實施方案所示的從過濾器的兩端部分突出以外，還可形成只從一個端部分側(cè)突出。
另外，燒結(jié)用于第一層和第三層的線材。在這種情況中，燒結(jié)可以在第一層形成之后進行，并在其上纏繞第二層，但是優(yōu)選的是燒結(jié)在第三層形成之后進行。由此，由于線材之間彼此更加牢固地固定，保持形狀強度進一步提高。
圖4是裝有以上實施方式所示的過濾器50的用于氣囊的氣體發(fā)生器的橫截面圖。該圖所示的氣體發(fā)生器，構(gòu)成外周容器的殼33由設(shè)置有排氣口11的擴散器31和連接到擴散器31的開口側(cè)的封蓋32形成，在該殼33中設(shè)置與該殼在同心圓上的內(nèi)筒13，并且通過焊接12、17而一體化。在內(nèi)筒13內(nèi)收納有撞擊時來自于外部裝置發(fā)出的啟動信號時啟動的點火器、和當(dāng)該點火器啟動時通過火焰點火的傳火藥23，并且點火器4固定在點火器套環(huán)(collar)14中，并且該點火器套環(huán)通過內(nèi)筒13端部的卷邊固定。
固態(tài)氣體發(fā)生劑充入其中的氣體發(fā)生劑容納空間22設(shè)置在內(nèi)筒13的徑向外側(cè)，并且傳火藥23的火焰從設(shè)置在內(nèi)筒13中的傳火孔26噴射到氣體發(fā)生劑容納空間22，以便使氣體發(fā)生劑16點火并燃燒。該傳火孔總是由密封帶27封閉。
另外，上述過濾器50以包圍氣體發(fā)生劑容納空間22的外側(cè)地進行配置。該過濾器50，如上述圖3所描述，在內(nèi)圓周側(cè)設(shè)置第一層6，并且在其外側(cè)設(shè)置第二層7并進一步設(shè)置第三層8，特別是第二層7的端部從過濾器整體的軸向端面突出。該過濾器50的總長度(軸向長度)與殼33的內(nèi)部的高度H相同，或只比其稍長地形成。通過以這種方式調(diào)節(jié)過濾器50的長度，在將其設(shè)置在殼內(nèi)時，由于其在軸向上被壓縮，并且保持彈性變形地進行設(shè)置，因此可以防止本來應(yīng)該通過過濾器50的氣體從過濾器50的軸向端面和殼33的內(nèi)表面之間的短路。而且，由于從第二層7突出的端部10在過濾器端面和殼的內(nèi)表面之間擠壓，兩者間的空隙被阻塞，因此可以更可靠地防止氣體短路。
上述形成的并且流通過設(shè)置的過濾器50的氣體成為除去了燃燒殘余物的凈化的氣體，并且被充分冷卻。該氣體流通過在過濾器50的徑向外側(cè)的確保空間24，并且到達(dá)氣體排氣口11，使封閉氣體排出口的密封帶25破裂，從所述的排氣口11排出。另外，圖4中使用的符號15表示安裝氣體發(fā)生器的法蘭。
權(quán)利要求
1.一種用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，包括將橫截面積為0.03到0.8mm2的線材纏繞成螺旋狀而形成的，徑向上下彼此重疊的線材之間的螺距角相互對稱的第一層；和位于該第一層外側(cè)的徑向上，并且形成過濾粒度比第一層更細(xì)的第二層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中上述第二層由過濾粒度為6到400μm的過濾材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中上述第二層是使用橫截面積比形成第一層的線材更小的線材形成的，并且在該徑向外側(cè)進一步設(shè)置由橫截面積比第二層的線材更大的線材形成的第三層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中第三層是將線材纏繞成螺旋狀而形成的，并使徑向上下重疊的線材之間的螺距角相互對稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中第一層和第三層中的至少一層是通過燒結(jié)形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中第一層的徑向上下彼此重疊的線材之間的交叉角大于0°并且不大于90°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中，構(gòu)成第一層并且纏繞成螺旋狀而徑向上下重疊的線材，平坦地形成徑向上下重疊的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中第二層從以圓筒狀形成的過濾器的軸向端面突出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中第二層由線徑為0.02mm到0.7mm的線材形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任何一項所述的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其中該用于氣囊發(fā)生器的過濾器是凈化由燃燒溫度不大于2000K的固態(tài)氣體發(fā)生劑的燃燒產(chǎn)生的氣體。
11.一種制造圓筒狀的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器的方法，包括以下步驟通過在要制造的過濾器的軸向以至少一次往復(fù)過程將橫截面積為0.03到0.8mm2的線材纏繞成螺旋狀而形成第一層；和在該第一層的徑向外側(cè)形成過濾粒度比第一層更細(xì)的第二層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器的方法，其中上述第二層由過濾粒度為6到400μm的過濾材料形成，并且使用橫截面積比第二層的線材更大的線材在該第二層的徑向外側(cè)再形成第三層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器的方法，其中第一層和第三層中的至少一層被燒結(jié)而一體化。
14.一種用于氣囊的氣體發(fā)生器，其是在車輛碰撞時產(chǎn)生氣體以約束乘客的氣囊膨脹的氣體發(fā)生器，該用于氣囊的氣體發(fā)生器包括作為氣體發(fā)生器啟動引發(fā)裝置的點火裝置；通過該點火裝置點火并且燃燒以產(chǎn)生使氣囊膨脹的氣體的固態(tài)氣體發(fā)生劑；用于冷卻該氣體的過濾器；其中所述過濾器是權(quán)利要求1到10中任何一項的用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器。
全文摘要
一種用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器，其容易制造，具有足夠的過濾性能和冷卻性能，在氣體發(fā)生器運作時的損傷小，且具有高可靠性。用于氣囊氣體發(fā)生器的過濾器包括由纏繞成螺旋狀的橫截面積為0.03到0.8mm
文檔編號B01J7/00GK1906065SQ200580001680
公開日2007年1月31日 申請日期2005年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月7日
發(fā)明者小山和也, 松田直樹, 廣岡正人, 山崎征幸 申請人:大賽璐化學(xué)工業(yè)株式會社, 富士過濾器工業(yè)株式會社