[发明专利]扩张金属过滤器

说明书

本申请是名称为“扩张金属过滤器”、申请日为2011年9月16日、进入中国的申请号为201080012915.4、国际申请日为2010年3月17日、国际申请号为PCT/US2010/027728的分案申请。

相关申请的交互参照

本申请是2009年3月19日提交的共同待查的美国专利申请12/407204的部分连续申请，而该专利12/407204是2007年9月20日提交的国际专利申请PCT/US2007/078971的部分连续申请，而该国际专利申请PCT/US2007/078971根据35USC §119(e)要求对2006年9月21日提交的美国临时专利申请60/846381以及2006年10月14日提交的美国临时专利申请60/851719的优先权益，并于2008年3月27日作为WO/2008/036788以英语公开。本文以参见方式引入美国专利申请12/407204、国际专利申请PCT/US2007/078971以及美国临时专利申请60/846381和60/851719的全部内容。

技术领域

本发明涉及扩张金属板，其具有大小可变的开口、可变的开口间距，或者两者兼而有之，这样，当板在自身上滚卷时，开口较不会对准和嵌套，本发明还涉及制造这种板的方法、用该板制成的过滤器，以及制造过滤器的方法。

背景技术

A.扩张金属板

扩张金属板具有各种用途，从消防用的垫子到汽车气囊充气器用的过滤器等。它们能以各种方式进行制造。例如，扩张金属板能以如下方法来制造：取一块金属板，在板上冲孔而形成多个狭缝，垂直于该狭缝的方向曳拉该板而拉长狭缝，从而在板上形成开口。制造扩张金属板的另一常用方法是穿孔和冷加工形成开口，因为开口最后形状的缘故，它们经常被称之为“菱形”。有孔的板的最后长度长于原来的长度，于是板被扩张并且形成的开口也被扩张。

因此，尽管具体细节根据具体工艺过程会有变化，但扩张金属板通常使用冲头中的一排齿或凸起在板中形成冲孔来进行制造。板面向冲头的一侧围绕冲孔将会具有下陷，而板的相反侧围绕该冲孔会有对应的凸起部分、毛刺。当板堆叠、盘卷、卷绕或按其它方式以重叠关系放置时，冲孔的有规则分布则允许冲孔嵌套起来，而毛刺的存在可将该结构锁在嵌套构造中。附在各个冲孔上的毛刺还形成摩擦力增加的区域，使得扩张金属板不容易滑动，尤其在围绕类似的板进行盘卷或围绕时，扩张金属板不易滑动。

B.汽车气囊充气器用的过滤器

汽车气囊充气器用的过滤器需要满足多个要求准则。这样的过滤器用来捕捉气囊爆破填料点燃时所产生的大量碎片。碎片会损坏气囊，且如果碎片从气囊中释放出来的话，则碎片可伤害配置有气囊的汽车中的乘客。此外，碎片通常对人有化学的伤害。

为了控制碎片，汽车气囊充气器用的过滤器需要有高效的过滤功能。然而，过滤器还必须使爆破产生的气体快速地到达并充满该气囊。也就是，过滤器不能产生过高水平的背压。此外，过滤器还需要满足那些互相冲突的准则，即，在强烈爆破当中在低背压下有效过滤。除了这些准则之外，过滤器还用作为扩散器，以使进入气囊的膨胀气体达到更加均匀的流动，并作为散热器，以助于降低气体的温度，使得气体不会损伤气囊或被气囊保护的人员。

除了这些考虑之外，成本始终是大规模生产的问题，尤其是用于汽车领域内。因此，人们还在继续和不断地努力以生产出低成本且高效率的用于气囊充气器的过滤器。

发明内容

根据第一方面，公开了一种管形过滤器，其包括扩张金属板，该扩张金属板具有多排布置的开口，以在金属板滚绕在其自身上、滚绕成管子并进行焊接而固定管状定向时减少嵌套，其中：

(a)扩张金属板由具有一定宽度和轴线的较大金属板形成；

(b)扩张金属板具有由较大金属板形成的长边和已经切割成该较大板一部分的短边；

(c)在较大金属板内形成狭缝并沿轴线方向伸展狭缝来形成开口；以及

(d)使各排开口之间的间距、开口的大小或各排开口之间的间距及开口的大小两者变化，以在扩张金属板滚绕在其自身上时减少嵌套(例如，根据由卷绕起的过滤器内扩张金属板给定部分所定义的周缘来改变各排开口之间的间距，使得径向相邻的开口不会嵌套)。

根据第二方面，公开了一种制造过滤器的方法，该方法包括：

(a)提供具有一定宽度和轴线的金属板；

(b)在金属板内形成狭缝，并沿金属板轴线方向伸展开狭缝，以形成多排开口；

(c)从步骤(b)中形成的金属板中切下较小的金属板；