用于车辆的约束装置的气体发生器 |
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| 申请号 | CN201080002346.5 | 申请日 | 2010-01-14 | 公开(公告)号 | CN102123890A | 公开(公告)日 | 2011-07-13 |
| 申请人 | 大赛璐化学工业株式会社; 丰田自动车株式会社; 丰田合成株式会社; | 发明人 | 小林睦治; 松田直树; 深渡瀬修; 仓田智子; 野野山裕贵; 山田正; 尾崎彻; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供无 过滤器 的气体发生器(10)，包括 外壳 ，所述外壳具有封闭壳(13)、扩散器(12)和凸缘部分(12b)，内部管部件(20)容纳与外壳的中 心轴 线共轴的点火器(31)，内部管部件的敞开端(29)位于封闭壳的 底板 (13a)，通气部分(27)形成在敞开端(29)，内部管部件固定至点火器连接部分(13c)，采用在封闭壳中向内伸出的筒状部分，通道形成在内部管部件与点火器连接部分之间从而到达通气部分，设置在 燃烧室 中的外周筒状部件的一端开口位于封闭壳的底板，环形多孔部件(50)在燃烧室上方设置并且形成一空间(60)，所述空间通过连通部分(45)连通至外周筒状部件(42)和扩散器壳的侧表面之间的排气路径(16)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于车辆的约束装置的气体发生器，包括： |
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| 说明书全文 | 用于车辆的约束装置的气体发生器技术领域[0001] 本发明涉及一种用于车辆的约束装置诸如气囊设备的气体发生器。 背景技术[0002] 作为使用气体发生剂的气体发生器，公知的一种是，将点火器容纳在位于外壳中央部分的缸中，缸的外部是容纳气体发生剂的燃烧室。在这种气体发生器中，当点火器被激活时，火焰等从形成在缸上的孔喷射至燃烧室，由此点燃气体发生剂。此时，因为该孔形成在点火器上方，所以燃烧室上侧方的气体发生剂被火焰点燃并燃烧，同时，下侧上的气体发生剂被另一气体发生剂的燃烧所点燃并燃烧。因此，下侧方的气体发生剂点燃属性被弱化。 [0003] JP-A No.2005-53382公开一种气体发生器，其中，内缸体16设置在由点火器壳1和封闭壳2形成的外壳3中，燃烧室5形成为环绕内缸体16并且填充有气体发生剂4。内缸体16设置在外壳3的中央部分，扩燃药剂17和点火器18设置在其中。 [0004] US-A No.5,458,371公开一种气囊充气器。筒状部件120设置在由扩散器罩104和基部壁106形成的外壳102中，筒状部件120的内部是点火腔124，外部是燃烧室/过滤器室132。使两个室(腔)彼此连通的孔130在筒状部件120的周向壁表面上形成有倾斜度。从点火腔124产生的燃烧产物偏向燃烧室/过滤器室132(基部壁106侧)的下侧排出。 发明内容[0005] 本发明提供一种用于车辆的约束装置的气体发生器，包括： [0006] 外壳，所述外壳由杯状封闭壳、在其侧表面部分上具有多个排气口的杯状扩散器壳和具有用于固定的孔的凸缘部分形成； [0007] 设置在所述外壳中的杯状内部管部件，在其中限定点火装置腔，用于容纳与所述外壳的中心轴线共轴的点火器，并且在其外部限定填充有气体发生剂的燃烧室； [0008] 不具有用于冷却和过滤由气体发生剂的燃烧产生的气体的过滤器； [0010] 所述点火器连接至所述封闭壳，使得所述点火器从形成在封闭壳的底板中的孔伸出到内部； [0011] 所述杯状内部管部件固定至点火器连接部分，该点火器连接部分采用向内伸出的筒状部分，以及用于使形成在杯状内部管部件与点火器连接部分之间的燃烧产物到达通气部分的通道； [0012] 所述燃烧室具有由外周筒状部件形成的外周表面、由内部管部件形成的内周表面、由封闭壳的底板形成的底表面以及由设置在外周表面与内周表面之间的环形多孔部件形成的上表面； [0013] 所述外周筒状部件的敞开部分的一端位于封闭壳的底板； [0014] 所述环状多孔部件具有多个孔并且设置成使得在环形多孔部件与扩散器壳的底板之间形成空间； [0017] 本发明将通过下文的详细说明和仅仅为了示意而给出的附图而变得更完整地理解，因此附图并不是限制本发明，其中： [0018] 图1示出根据本发明的气体发生器的轴向剖视图； [0019] 图2示出图1中使用的内部管部件的局部放大透视图； [0020] 图3示出图1中使用的多孔部件的透视图； [0021] 图4示出根据另一实施例的气体发生器的轴向剖视图； [0022] 图5(a)示出图4中使用的内部管部件的局部透视图，图5(b)示出根据另一实施例的内部管部件的局部透视图； [0023] 图6示出根据又另一实施例的气体发生器的轴向剖视图； [0024] 图7示出图6中使用的点火器和内部管部件的局部放大透视图； [0025] 图8示出根据又另一实施例的气体发生器的轴向剖视图； [0026] 图9示出图8中使用的内部管部件的局部放大透视图。 具体实施方式[0027] 在JP-A No.2005-53382中公开，多个扩燃药剂孔沿外壳3的轴向方向形成在内部筒状体16中，但是在点火器18侧上和低于点火器18的部分上(点火器壳1侧)不存在扩燃药剂孔。为此原因，存在于点火器壳1侧中的气体发生剂4的点燃属性并不如其他气体发生剂4那样优良，如上所述。 [0028] 对于US-A No.5,458,371所示出的，在弯曲筒状部件120的外周壁表面上形成倾斜的孔是困难并且麻烦的。此外，当筒状部件10薄时，形成有倾斜度的孔130使得燃烧产物的喷射方向调节功能变差，由此，点燃属性仍然存在问题。但是，较后的筒状部件120在减少重量方面不是优选的。 [0029] 本发明提供一种用于车辆的约束装置的气体发生器，该气体发生器能够改善燃烧室中充填的气体发生剂整体的点燃属性，并且减小气体发生器的尺寸和重量。 [0030] 根据本发明的气体发生器，到达通气部分的燃烧产物的通道形成在杯状内部管部件的内部壁表面与点火器连接部分的外周向表面之间，在激活之前，燃烧室和内部管部件的内部彼此连通。 [0031] 在激活时，产生在点火装置腔中的燃烧产物(火焰、燃烧气体等)从通气部分释放到燃烧室中的封闭壳的底表面，由此，燃烧室中的气体发生剂的点燃从封闭壳的底表面侧开始，点燃和燃烧朝向扩散器壳的底表面侧前进，也就是从底部到顶部。因此，充填于燃烧室中的气体发生剂整体的点燃属性能够被增强。包括在点火装置中的点火器设置成与外壳的中心轴线同轴，有利于气体发生剂的点燃属性。 [0032] 当杯状内部管部件被压制装嵌至点火器连接部分时，气体发生器能够被容易地组装，而不是用传统的焊接等方式。该杯状内部管部件固定至点火器连接部分，成为从封闭壳的底板向内伸出的筒状部分。 [0033] 形成燃烧室的上表面的多孔部件在燃烧室的上部限定一空间。而且，该排气路径形成在外周筒状部件与扩散器壳的侧表面部分之间，该空间和排气路径通过形成在扩散器壳侧中的外周筒状部件的端部中的连通部分而彼此连通。因此，从燃烧室排出的燃烧气体通过该空间、连通部分、排气路径和排气孔，由此燃烧气体和其燃烧残渣接触并且附着至这些壁表面。因此，过滤燃烧残渣的功能和冷却燃烧气体的功能得以改善。因此，可以去除传统使用的过滤器或冷却器。因此，能够实现气体发生器的尺寸和重量的减小。这里描述的过滤器是围绕气体发生剂设置的过滤器，冷却气体发生剂的燃烧气体并且过滤燃烧残渣。这种过滤器的实例包括围绕气体发生剂以圆筒状形式设置的过滤器(如JP-A No.2005-53382中所描述的过滤器)，以及设置在气体发生剂上的过滤器(US-B No.6,142,515中所描述的过滤器)。本发明的气体发生器不具有任何这种过滤器。 [0034] 优选地，本发明提供一种用于车辆的约束装置的气体发生器，其中，所述杯状内部管部件具有敞开部分和扩大直径部分，所述扩大直径部分形成在所述敞开部分的附近并且具有大于其他部分的直径， [0035] 所述放大直径部分的内壁表面具有沿着轴向方向形成的凹槽，环形凹槽形成为连通所述凹槽的敞开部分侧上的端部，以及 [0036] 用于到达所述通气部分的燃烧产物的通道通过所述凹槽与所述环形凹槽的组合以及所述点火器连接部分的外周表面而形成。 [0037] 该杯状内部管部件的厚度是均一的，该扩大直径部分的内直径类似地增加。 [0038] 沿着轴向方向形成的凹槽可仅形成在内部管部件的周向壁部形成，或者可从该周向壁部形成至扩大直径部分。 [0039] 因为用于燃烧产物的通道通过沿轴向方向形成的凹槽、环形凹槽和点火连接部分的外周表面的组合形成，所以能够容易地形成与凹槽的形状、深度和宽度相对应的通道。 [0040] 虽然沿着轴向方向形成的凹槽的数量是一个或两个或更多，但是优选地可采用相等的间隔形成二至八个凹槽。 [0041] 本发明优选地提供用于车辆的约束装置的气体发生器， [0042] 其中，所述杯状内部管部件的内部壁表面具有向内伸出的突出部分，所述突出部分邻接抵靠所述点火器连接部分的外周表面，以及 [0043] 用于到达所述通气部分的燃烧产物的通道通过在内部管部件的内壁表面上没有形成向内伸出突出部分的内壁表面区段和所述点火器连接部分的外周表面形成。 [0044] 该突出部分可通过按照压制的方式使内部管部件的外壁表面变形而形成。因此，能够容易地形成该突出部分，容易地将内部管部件固定至点火器连接部分，以及容易地形成用于燃烧产物的通道。 [0045] 因为形成与内部管部件的内壁表面与点火器连接部分的周向表面之间的突出部分的高度相对应的间隙，所以能够容易地形成燃烧产物的通道。虽然形成一个或两个或多个突出部分，但是优选地三个至八个突出部分可以以等间隔形成。 [0046] 本发明优选地提供用于车辆的约束装置的气体发生器， [0047] 其中，所述点火器连接部分具有基部周向表面和多个支承部分，所述支承部分从所述基部外周表面伸出并且间隔地沿周向设置从而沿径向方向和轴向方向支承所述杯状内部管部件，以及 [0048] 当所述杯状内部管部件的敞开部分和内壁表面邻接抵靠多个支承部分时，用于到达所述通气部分的燃烧产物的通道通过所述基部周向表面形成。 [0049] 形成在该点火器连接部分的支承部分沿径向方向和轴向方向支承该内部管部件，能够容易地形成到达通气部分的通道。优选地，可以相等间隔形成两个至四个支承部分。 [0050] 根据本发明，能够获得通过简单的结构改善气体发生剂的点燃属性的更小和更轻的气体发生器。 [0051] 本发明能够使用在用于车辆的约束装置的气体发生器中，诸如安装在各种汽车中的气囊设备。 [0052] 本发明的优选实施例 [0053] (1)图1至图3所示的气体发生器 [0054] 图1示出沿轴向方向的气体发生器10的剖视图。图2示出在图1所示的气体发生器中使用的内部管部件的轴向方向的局部放大透视图，图1中的内部管部件示出在沿着图2的线I-I所做的剖视图中，从而使得其形状清楚。图3示出使用于图1中的多孔部件的透视图。 [0055] 金属外壳11通过在接触部分将扩散器壳12和封闭壳13焊接并固定到一起而获得。扩散器壳12和封闭壳13采用各自一端敞开的杯的形状。具有用于将外壳固定至气囊模块(图中未示出)等的孔12c的凸缘部分12b形成在扩散器壳12的敞开部分中。如图1所示，在外壳11中，接触部分被焊接和固定(焊接/固定部分15)使得封闭壳13装嵌在扩散器壳12内部，图1所示的台阶15a设置在焊接/固定部分15的内周表面中。 [0057] 在封闭壳13的底板13a的中央部分，设置点火器连接部分，其具有朝向点火装置腔30伸出的筒状部分13b和从筒状部分13b向内延伸的向内凸缘13c。这一连接部分与封闭壳13的底表面13a形成一体。 [0058] 杯状内部管部件20设置在外壳11的中央部分。该内部管部件20压制配合入点火器连接部分，使得该管部件的底表面21与扩散器壳12的底板(在图1所示的状态下为顶板)12a分离开，内部管部件的敞开部分29邻接抵靠封闭壳13的底板13a。需要指出的是，该底表面21可邻接抵靠扩散器壳12的底板(在图1所示的状态下为顶板)12a。该敞开部分29可通过压接等方式固定至点火器连接部分。 [0059] 该内部管部件20具有形成在敞开部分29和在其附近的周向壁部22的扩大直径部分23，其具有大于其他部分的外直径和内直径。 [0060] 跨越周向壁部22和扩大直径部分23的内壁表面具有沿轴向方向形成的多个凹槽24(图2中的两个凹槽)，环形凹槽(环形弯曲表面)25形成在扩大直径部分23的内壁表面中从而与凹槽24的位于敞开部分29侧上的端部连通。 [0061] 如图2所示，扩大直径部分23的敞开部分(内部管部件20的敞开部分)具有多个切开部分26，用于允许燃烧产物通过其中的四个通气部分27通过切开部分26和封闭壳的底板13a形成。 [0062] 该内部管部件20的内部是用于容纳点火器31和传火药(或者气体发生剂)32的点火装置腔30。该气体发生剂可用作传火药。 [0063] 该点火器31具有在其中容纳点火药的点火部分33，并且通过使用树脂17一体地连接至伸入点火装置腔30的点火器连接部分。 [0064] 该内部管部件20外部的筒状空间是填充有气体发生剂41的燃烧室40。 [0065] 燃烧室40的外周表面通过设置在该筒状空间中的外周筒状部件42形成、内周表面由内部管部件20形成，底表面由封闭壳的底板13a形成。燃烧室40的上表面通过将具有多个孔51的环形多孔部件50设置到燃烧室的外周表面和内周表面之间的扩散器壳的底板12a侧上的环形敞开部分而形成。 [0066] 外周柱筒状部件42的一端侧上的敞开端部43采用向内凸缘的形状并且邻接抵靠封闭壳的底板13a，另一端上的敞开部分44设置成与扩散器壳的底板12a相隔一段距离。该外周筒状部件的周向壁上的下区段与封闭壳13的内周壁表面接触。这里，筒状排气路径 16通过形成在焊接/固定部分15附近的台阶15a而形成在外周筒状部件42的周向壁的上区段与扩散器壳12的内周壁表面之间。外周筒状部件42的敞开部分44的边缘具有切开部分42a(类似于图2所示的切开部分26)，除了敞开部分44中的切开部分之外不再具有直接地连通燃烧室40与排气路径16的开口。 [0067] 该环形多孔部件50包括具有多个的孔51的环形底板52、形成在环形底板52的内周边缘的内部环形壁53以及形成在环形底板52的外周边缘的外部环形壁54。 [0068] 而且，如图1所示，环形多孔部件50装嵌在外周筒状部件42与内部管部件20之间，环形空间60由环形多孔部件50、外周筒状部件42、内部管部件20和扩散器壳的底板12a限定。 [0069] 外部环形壁54通过沿周向方向交替地形成八个凸出部分54a和八个凹入部分54b而产生，并且与外周筒状部件42的切开部分42a共同地形成将环形空间60和排气路径16彼此连通的连通部分45。如图1所示，当环形多孔部件50装嵌在外周筒状部件42与内部管部件20之间时，通过将外周筒状部件42的切开部分42a的位置与八个凹入部分54b对齐而形成。 [0070] 图1至图3所示的气体发生器10结合在已知的车辆气囊设备中的操作将在下文进行说明。 [0071] 当点火器31被激活时，传火药(或者气体发生剂)32由点火部分33产生的火焰点火并燃烧，由此产生燃烧产物(火焰、燃烧气体等)。 [0072] 该燃烧产物通过由凹槽24、内部管部件20的环形凹槽25以及点火器连接部分的外周(筒状部分13b)形成的通道(通过凹槽24和环形凹槽25形成的通道)、从燃烧室40中的封闭壳的底板13a附近的通气部分27释放。在气体发生器激活时，当扩散器壳12的底板12a通过产生在燃烧室40中的燃烧气体的压力而变形为凸出形状并且内部管部件20的底表面21与扩散器壳12的底板12a之间的间隙由此进一步增加时，该通道的横截面积保持基本上不变，即使内部管部件20朝向扩散器壳12的底板12a移动，因此气体发生器的性能不会改变。 [0073] 因为燃烧产物采用上述方式被释放至封闭壳的底板13a附近，所以在燃烧室40中充填的气体发生剂41的点火和燃烧从图1的底部相继地向上前进，由此，气体发生剂41整体的点燃属性得以改善。 [0074] 伴随着由气体发生剂41产生的气体而产生的燃烧残渣的一部分在通过多孔部件50的孔51过程中，与环状底板52碰撞，燃烧残渣附着至环形底板52并且由该环形底板52保持。 [0075] 已经通过孔51的燃烧残渣然后在流入环形空间60时碰撞扩散器壳的底板12a，并且粘附至底板12a并由该底板12a保持。 [0076] 流入环形空间60的燃烧气体然后碰撞多孔部件50的外环形壁54(凸出部分54a和凹入部分54b)，同时流出连通部分45，该燃烧残渣粘附至该外部环形壁54并且由该外部环形壁54保持。 [0077] 之后，已经通过连通部分45的燃烧气体碰撞扩散器壳12的与该连通部分45相对的内周壁表面，由此，该燃烧残渣粘附至内周壁表面并且由该内周壁表面保持。 [0078] 之后，该燃烧气体通过排气路径16，使密封排气口14的铝带断开，并且从排气口14释放至气囊内部。 [0079] 这样，当燃烧室40内部的气体发生剂41被燃烧时，该燃烧气体重复地碰撞多个表面，直到从排气口14释放，该燃烧残渣粘附至这些表面并且被这些表面保持。因此，不再需要用于冷却和过滤燃烧气体的过滤器。 [0080] (2)图4和图5所示的气体发生器 [0081] 图4示出沿轴向方向的气体发生器10A的剖视图，气体发生器10A与图1中的气体发生器相同，除了使用杯状内部管部件20A。图5(a)是使用在图4所示的气体发生器中的内部管部件20A的局部透视图，图5(b)是另一实施例的内部管部件20A’的局部透视图。 [0082] 图5(a)所示的内部管部件20A在周向壁部22的敞开部分具有扩大直径部分23。总共四个矩形孔(通气部分)27a以等间隔形成在扩大直径部分23的敞开部分附近。 [0083] 图5(b)所示的内部管部件20A’在周向壁部22的敞开部分具有扩大直径部分23。总共四组(总共十二个孔)环形孔(通风部分)27b以相等间隔形成在扩大直径部分23的敞开部分附近，其中每组具有三个环形孔。 [0084] 用于该燃烧产物的通道形成在内部管部件20A和20A’的扩大直径部分23与点火器连接部分(筒状部分13b)之间。 [0085] (3)图6和图7所示的气体发生器 [0086] 图6示出沿轴向方向的气体发生器10B的剖视图。该气体发生器10B与图1中的气体发生器相同，除了使用杯状内部管部件20B以及用于固定点火器的结构不同。图7示出点火器和内部管部件20B的局部透视图。但是，图6示出沿着图7的线VI-VI所做的剖视图，从而清楚地示出内部管部件20B的形状。 [0087] 该内部管部件20B仅包括底表面和周向壁表面22并且不具有图2和图5所示的扩大直径部分。 [0088] 该点火器连接部分使用金属套管34，该套管是与封闭壳13的分离开的不同部件，其中套管34具有基部周向表面35和用于内部管部件的四个支承部分36，沿外周方向以相等间隔形成。该支承部分36包括径向方向支承部分37和轴向方向支承部分38。该套管34通过焊接等方式固定至封闭壳13。 [0089] 如图6所示，内部管部件20B通过周向壁表面22的内部表面与径向支承部分37之间的邻接，以及内部管部件30B的敞开部分29与轴向支承部分38之间的邻接而被支承。 [0090] 四个通道以相同的间隔形成在内部管部件20B与套管34的基部周向表面35之间。 [0091] (4)图8和图9所示的气体发生器 [0092] 图8示出沿轴向方向的气体发生器10C的剖视图，气体发生器10C与图1中的气体发生器相同，除了使用杯状内部管部件20C。图9示出使用在图8所示的气体发生器中的内部管部件20C的局部放大透视图。但是，图8示出沿着图9的线VIII-VIII所做的剖视图从而清楚地示出内部管部件20C的形状。 [0093] 该内部管部件20C具有四个凹入部分39b，其沿着外周壁方向以相等间隔形成在外周壁表面22的敞开部分29。四个凹入部分39b是在内周壁表面侧中突伸的四个凸出部分39a。 [0094] 该内部管部件20C的敞开部分29具有四个切开部分26a，用于允许燃烧产物通过其中的四个通气部分27c由切开部分26a和封闭壳的底板13a形成。 [0095] 该通道通过设置四个凸出部分39a而形成在内部管部件20C与点火器连接部分(筒状部分)13b之间。 |
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