专利名称：气体发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体发生器，其在安装于车辆等中的约束装置中使用。
背景技术：
在气囊系统等中使用的气体发生器，尤其，使用固体气体发生剂作为作动气源的气体发生器采用控制燃烧内压的结构，从而精细地调节输出性能。即使是相同的气体发生器，有时候输出压力尤其根据气体发生器作动时的环境温度而不同。这是因为气体发生剂的燃烧速度(反应速率)根据环境温度而改变，并且，一般地，温度越高，燃烧变得越快。此处，环境温度指根据季节、区域、车辆状态(例如，车辆是否停在树荫中或停在太阳下)等的温度。
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已尝试过抑制由于这种环境温度中的差异而造成的输出压力的变化。JP-A No. 6-183310中的图3示出了具有细长外壳的气体发生器22。大直径的孔26与小直径的孔28形成于在外壳24的周壁上彼此面对的两个位置处，并且由箔32分别密封。此外，中等直径的孔34沿周向以等间距形成于外壳24的端部处，并且中等直径的孔34由比箔32厚的箔36密封。发明概述本发明提供一种气体发生器的发明1，包括筒状外壳，其具有封闭的两端以及周面上的气体排放口，并且形成所述气体发生器的外壳；第一封闭部件，其具有与之固定的点火装置，并且封闭所述筒状外壳的一端；第二封闭部件，其封闭所述筒状外壳的另一端；燃烧室，其限定于所述筒状外壳的内部，并且填充有气体发生剂， 所述气体排放口包括至少两个气体排放口组，所述至少两个气体排放口组包括沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第一气体排放口组，以及与所述第一气体排放口组沿轴向间隔开、沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第二气体排放口组，打开所述第一气体排放口组必需的压力(打开压力P1)与打开所述第二气体排放口组必需的压力(打开压力P2)满足P^P2的关系，所述第一气体排放口组定位于所述第一封闭部件与所述第二封闭部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近，以及所述第二气体排放口组定位于所述第一气体排放口组与所述第二封闭部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近。本发明提供一种气体发生器的发明4,包括筒状外壳，其具有封闭的两端以及周面上的气体排放口，并且其形成所述气体发生器的外壳，第一封闭部件，其具有与之固定的点火装置，并且封闭所述筒状外壳的一端，第二封闭部件，其封闭所述筒状外壳的另一端，以及分隔部件，其划分所述第一封闭部件与所述第二封闭部件之间的空间，在由所述分隔部件划分的空间中，接近所述第一封闭部件与所述点火装置的空间用作填充有第一气体发生剂的第一燃烧室，接近所述第二封闭部件的空间用作填充有第二气体发生剂的第二燃烧室，所述空间满足所述第一燃烧室的容积 > 所述第二燃烧室的容积，所述气体排放口形成于所述第一燃烧室侧，包括至少两个气体排放口组，所述至少两个气体排放口组包括沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第一气体排放口组，以及与所述第一气体排放口组沿轴向间隔开的、沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第二气体排放口组，打开所述第一气体排放口组必需的压力(打开压力P1)与打开所述第二气体排放口组必需的压力(打开压力P2)满足P^P2的关系， 所述第一气体排放口组定位于所述第一封闭部件与所述分隔部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近，以及所述第二气体排放口组定位于所述第一气体排放口组与所述分隔部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近。
从下文给出的详细说明以及仅通过示例给出的附图将更全面地理解本发明，因此不限制本发明，其中图I示出了显示根据本发明的气体发生器的轴向剖面图；图2示出了显示根据本发明的另一实施方案的气体发生器的轴向剖面图；图3示出了显示根据本发明的又一实施方案的气体发生器的轴向剖面图。发明详述在根据JP-A No. 6-183310的气体发生器的气体发生装置(infIator)中，公开了通过将孔的直径与密封孔的箔的厚度相关联起来来对应环境温度的变化。然而，孔的形成位置没有与孔直径以及箔的厚度一同关联起来，因此对应环境温度的变化依然存在该改善的余地。本发明提供了一种无论作动时的环境温度如何，都能够产生稳定的高水平再现性的输出压力的气体发生器。根据发明I与4的气体发生器适合用于安装在车辆等中的约束装置，例如气囊设备。发明I包括以下优选的实施方案2与3 :实施方案2为根据发明I的气体发生器，其中，第一气体排放口组的打开压力(P1)与第二气体排放口组的打开压力(P2)通过以下(a)至(C)的任一项调节(a)第一气体排放口组与第二气体排放口组由相同的密封部件密封，并且第一气体排放口的开口直径(Cl1)与第二气体排放口的开口直径(d2)满足Cl1M2的关系；(b)第一气体排放口组与第二气体排放口组由不同的密封部件密封，密封第一气体排放口组的密封部件的破裂压力(P1)与密封第二气体排放口组的密封部件的破裂压力(P2)满足Pi〈P2的关系；(c)第一气体排放口组与第二气体排放口组满足Cl1M2且Pl〈p2的关系。实施方案2为根据发明I的气体发生器，其中，点火装置包括固定至第一封闭部件的点火器，固定成以便围绕点火器的杯状传火剂室外壳，以及填充于传火剂室外壳中的传火剂，多个火焰传递孔形成于杯状传火剂室外壳的底面和周面上，固定杯状传火剂室外壳，以使得杯状传火剂室外壳从其开口覆盖点火器，并且从第一封闭部件的表面至杯状传火剂室外壳的底面的长度(L1)以及第一封闭部件与第二封闭部件之间沿轴向的距离(L2)满足L^O. 4L2的关系。发明4包括以下优选的实施方案5与6: 实施方案5为根据发明4的气体发生器，其中，第一气体排放口组的打开压力(P1)与第二气体排放口组的打开压力(P2)通过以下(a)至(C)的任一项调节(a)第一气体排放口组与第二气体排放口组由相同的密封部件密封，并且第一气体排放口的开口直径(Cl1)与第二气体排放口的开口直径(d2)满足Cl1M2的关系；(b)第一气体排放口组与第二气体排放口组由不同的密封部件密封，密封第一气体排放口组的密封部件的破裂压力(P1)与密封第二气体排放口组的密封部件的破裂压力(P2)满足Pi〈P2的关系；(C)第一气体排放口组与第二气体排放口组满足Cl1M2且Pl〈p2的关系。实施方案6为根据发明4的气体发生器，其中，第一燃烧室中的点火装置包括固定至第一封闭部件的点火器，固定成围绕点火器的杯状传火剂室外壳，以及填充于传火剂室外壳中的传火剂，多个火焰传递孔形成于杯状传火剂室外壳的底面和周面上，固定杯状传火剂室外壳，以使得杯状传火剂室外壳从其开口覆盖点火器，并且从第一封闭部件的表面至杯状传火剂室外壳的底面的长度(L1)以及第一封闭部件与第二封闭部件之间沿轴向的距离(L2)满足L^O. 4L2的关系。已知的是，作动时的环境温度越高，气体发生器内部的气体发生剂燃烧越快。因此，即使在相同的气体发生器中，作动时的环境温度越高，气体发生剂的燃烧也变得越快，并且气囊膨胀与展开相对更快。并且作动时的环境温度越低，气体发生剂的燃烧变得越慢，并且气囊膨胀与展开相对更慢。然而，从保护乘员的角度来看，由于环境温度不同所造成的这种气囊膨胀与展开速度的不同是不利的，需要得到改善。尤其，这种现象可以想见地对于具有气体发生剂的筒型气体发生器的类型变得更加显著，其燃烧从外壳的一端向另一端进行。根据发明I的气体发生器通过以下方式解决上述问题(I)气体排放口组的打开压力差异化，(II)具有不同打开压力的气体排放口组的位置差异化，以及(III)调节筒状外壳中的所有气体排放口的布置。关于要求(I)，可以使用以下(a)至(C)的任一项，以达到第一气体排放口组的打开压力(P1)与第二气体排放口组的打开压力(P2)满足？1〈己的关系。第一气体排放口组的打开压力(P1)为用于裂开或破裂密封第一气体排放口组的密封部件(例如，能用粘合剂固定的金属箔，例如金属密封带)所必需的压力。第二气体排放口组的打开压力(P2)为用于裂开或破裂密封第二气体排放口组的密封部件(例如，能用粘合剂固定的金属箔，例如金属密封带)所必需的压力。(a)第一气体排放口组与第二气体排放口组由相同的密封部件密封，并且第一气体排放口的开口直径(Cl1)与第二气体排放口的开口直径(d2)满足Cl1M2的关系。当由相同的密封部件密封时，开口直径越大，则打开压力变得越低。(b)第一气体排放口组与第二气体排放口组由不同的密封部件密封，密封第一气体排放口组的密封部件的破裂压力(P1)与密封第二气体排放口组的密封部件的破裂压力(P2)满足Pl〈P2的关系，并且满足Cl1=C^当开口直径相同时，密封部件的破裂压力越低，则打开压力变得越低。密封部件的破裂压力(P1)与密封部件的破裂压力(P2)由密封部件原本具有的材料、厚度等确定，特别地，由拉伸强度确定(例如，参考JP-ANo. 2003-191816)确定。 (c)第一气体排放口组与第二气体排放口组满足Cl1M2且Pl〈p2的关系。而且，可以进一步提供具有不同开口直径的第三气体排放口组。第三气体排放口组的开口直径可以设置成Cl1与d2之间的中间值或设置成小于d2。此外，密封第三气体排放口组的密封部件的破裂压力可以设置成P1与P2之间的中间值或设置成小于P2。而且，关于要求(II)以及(III)，第一气体排放口组定位于第一封闭部件与第二封闭部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近，并且第二气体排放口组定位于第一气体排放口组与第一封闭部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近。而且，当提供第三气体排放口组时，第三气体排放口组可以定位于第一气体排放口组与第二气体排放口组之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近。因为根据发明I的气体发生器的外壳为筒状外壳，所以气体发生器的形状相比于使用盘状外壳的气体发生器更加细长。在本发明中，筒状外壳的外直径⑶与长度(L)的比率(L/D)优选地超过1，更优选地等于或超过2，并且进一步优选地等于或超过3。尽管不特别地限制L/D的上限，但是在用于安装在车辆等中的约束装置如气囊设备的气体发生器的情况中，从实际的立场出发，基本上将L/D限制成允许安装在车辆内部的长度。首先，将说明作动时的环境温度相对较低的情况。在根据发明I的气体发生器中，因为将点火器在一端固定至第一封闭部件，在点火器作动时，燃烧开始于靠近第一封闭部件侧的点火器位置的气体发生剂，并且朝向第二封闭部件进行。于是，因为存在于第一封闭部件侧中的燃烧气体比例在燃烧的初始阶段更大，燃烧室内的压力(燃烧压力)在第一封闭部件侧变得更高，则在外壳中产生压力梯度。当产生这种压力梯度时，暴露于较高压力下，并且以较大开口直径(dl)密封第一气体排放口组的密封部件首先破裂，打开第一气体排放口组，并且排出燃烧气体。当燃烧气体以这种方式从第一气体排放口组排出时，燃烧气体流集中于第一气体排放口组。因此，即使燃烧进行至未燃烧的气体发生剂，并且燃烧室内部的压力变化(升高)时，覆盖第二气体排放口组的密封部件也难以破裂。因此，在第二气体排放口组保持密封的情况下，燃烧气体仅从第一气体排放口组排出，并且因为内部燃烧压力(燃烧室内部压力)保持在高水平，所以促进燃烧室中的气体发生剂的燃烧。如上所述，在燃烧的初始阶段燃烧室70内部产生压力梯度的情况下，覆盖受到较高压力的第一气体排放口组的密封部件容易破裂，并且覆盖受到较低压力且具有更高打开压力的第二气体排放口组的密封部件不容易破裂。因此，可以获得以可靠的再现性打开的气体排放口(第一气体排放口组)，以及不打开或不容易打开的气体排放口(第二气体排放口租)。另一方面，当作动时的环境温度相对较高时，因为气体发生剂的燃烧速度增加，所以每单位时间产生更大量的燃烧气体。因此，相比于作动时的环境温度相对较低的情况，燃烧初始阶段时的燃烧室整个内部的压力增加，并且压力梯度变小。
在这种情况中，覆盖第一气体排放口组与第二气体排放口组的密封部件裂开并打开，燃烧气体从第一气体排放口组与第二气体排放口组排出。因此，抑制内部燃烧压力的增力口，并且还抑制气体发生剂的燃烧。通过以上述方式的操作可以降低作动时较低与较高环境温度之间的输出性能差异。因此，当用作气囊系统的气体发生器时，即使环境温度不同，乘员保护性能均一且可以保持在高水平。在根据发明I的气体发生器中，还可以如下布置第一气体排放口组与第二气体排放口组，使得第一气体排放口的开口直径(Cl1)与第二气体排放口的开口直径(d2)相同，所有的开口由密封部件从内部密封，并且密封第一气体排放口组的密封部件的打开压力(Pl)与密封第二气体排放口组的密封部件的打开压力(P2)满足P1〈P2的关系。该气体发生器以与上述根据发明I的气体发生器相同的方式操作，并且能够产生相同的作用效果。还可以如下布置根据发明I的气体发生器，以使得第一气体排放口的开口直径(Cl1)与第二气体排放口的开口直径(d2)满足Cl1M2的关系，并且密封第一气体排放口组的密封部件的打开压力(PD与密封第二气体排放口组的密封部件的打开压力(P2)满足P1〈P2的关系。通过以这种方式关联开口直径与密封部件的破裂(打开)压力，可以更有效的调节燃烧过程中的输出性能。而且，在根据本发明的气体发生器中除上述要求(I)至(III)之外，通过进一步使用具有特定结构的点火装置，可以进一步增加上述作用效果。根据发明4的气体发生器为包括两个沿轴向布置的燃烧室的双型(dual-type)气体发生器。根据发明4的气体发生器可以用于其中首先作动的燃烧室具有较大容积(或气体发生量)(第一燃烧室的容积 > 第二燃烧室的容积)的气体发生器以及其中两个燃烧室的容积相同(第一燃烧室的容积=第二燃烧室的容积)的气体发生器。在该气体发生器中，与上述发明I相同的结构(满足要求(I)至(III)的结构)用于具有较大容积的第一燃烧室。此外，以上(a)至(C)的任一项均可以应用来实现要求⑴。双型气体发生器能够进行三种情况下作动，即，第一燃烧室的点火装置首先作动，并且第二燃烧室的点火装置延迟作动的情况(当车辆以中等速度行驶时碰撞)，第一燃烧室的点火装置与第二燃烧室的点火装置同时作动的情况(当车辆以高速行驶时碰撞)，以及 仅第一燃烧室的点火装置作动的情况(当车辆以低速行驶时碰撞)。在上述任意一种的作动状态下，在第一燃烧室中可以获得与上述发明I相同的作用效果。在本发明中，形成第一燃烧室部分的筒状外壳的直径(D)与长度(L)的比率(L/D)优选的超过1，并且优选地等于或超过I. 5，进一步优选地等于或超过2. O。同时，不特别地限制L/D的上限，在用于安装在车辆等中的约束装置如气囊设备的气体发生器的情况中，从实际的立场出发，基本上将L/D限制成允许安装在车辆内部。而且，在根据发明4的气体发生器中，除上述要求(I)至(III)之外，通过进一步使用具有特定结构的点火装置，可以进一步增加上述作用效果。即使作动时的环境温度不同，但根据本发明的气体发生器均能够获得稳定的输出性能。发明的实施方案(I)图I中所示的气体发生器将参照图I描述根据本发明的气体发生器。气体发生器10的外壳容器为筒状外壳12,并且多个气体排放口形成于筒状外壳12的周壁面上。通过盘状第一封闭部件(圆凸(boss)) 30封闭筒状外壳12的开口 13a。已知的电子点火器25配接至第一封闭部件30，其贯通第一封闭部件30的中心部分。传火剂室外壳40配接至第一封闭部件30,以便围绕点火器25。传火剂室外壳40的内部对应于传火剂室45，填充有已知的传火剂或已知的气体发生剂。传火剂室外壳40具有杯状形状，并且包括底面41、周面42、以及形成于开口的圆周边缘上的凸缘部43。凸缘部43抵接第一封闭部件的表面30a。具有传火剂或气体发生剂不至于泄漏的尺寸的多个火焰传递孔41a形成于底面41上。从第一封闭部件30的表面30a至传火剂室外壳的底面41的长度(L1)以及第一封闭部件30与第二封闭部件14之间沿轴向的距离(L2)优选地满足LO. 4L2的关系，并且优选地满足L^O. 2L2的关系。在图I所示的实施方案中，L1=O. 16L2。在L1与L2之间的关系中，长度LI越大，换句话说，底面41越靠近第二封闭部件14，全部气体发生剂71燃烧越容易。然而，在该情况中，气体发生剂71填充的空间变小，填充容积减少。相反地，长度L1越小,或者换句话说,底面41越靠近第一封闭部件30，均匀燃烧全部气体发生剂71变得越困难。
考虑到这些，通过满足上述L1与L2之间的关系，从而满足全部气体发生剂71的燃烧性能与填充容积。尽管筒状外壳12的开口 13b通过盘状第二封闭部件14封闭，还可以使用具有事先封闭的开口 13b的筒状外壳12。筒状外壳12的内部对应于燃烧室,并且筒状过滤器20布置于筒状外壳12内部，且使得在筒状过滤器20与筒状外壳12的内周壁之间获得间隙22。气体发生剂71填充在筒状过滤器20内侧。而且，气体发生剂71不存在于传火剂室外壳的周面42与筒状过滤器20之间。在图I中，L/D=3. 5，其中L表示端部12a与端部12b之间的长度。筒状过滤器20具有用于气体发生剂71的燃烧气体的冷却与过滤作用的同时，并且还具有作为用于传火剂室外壳的凸缘部43的支撑部件的功能。 筒状过滤器20的端面20a抵接凸缘部43，并且筒状过滤器20的端面20b抵接第二封闭部件14。通过折叠(换句话说，向内弯折)端部12a以第一封闭部件30沿轴向挤压(换句话说，以压力挤压)筒状过滤器20。通过折叠端部12b而进一步沿轴向挤压筒状过滤器与第二封闭部件14。因此，筒状过滤器20成为支撑部件，并且还沿轴向挤压凸缘部43，并且将其固定。在图I中，在筒状外壳12中的端部12b的侧形成环形凸部15a，其向内突出。通过环形凸部15a确定筒状过滤器20沿径向的位置。如果必要，可以在第一封闭部件30与端部12a之间以及在第二封闭部件14与端部12b之间布置例如O型环的封闭部件。形成于筒状外壳12的周壁面上的气体排放口包括具有多个第一气体排放口(所有均具有相同开口直径)的第一气体排放口组16a以及具有多个第二气体排放口(所有均具有相同开口直径)的第二气体排放口组16b。第一气体排放口组16a中的第一气体排放口的数量优选地在2与12个之间的范围内，并且更加优选地在4与10个之间的范围内。第二气体排放口组16b中的第二气体排放口的数量优选地在2与12个之间的范围内，并且更加优选地在4与10个之间的范围内。 在第一气体排放口组16a中，所有第一气体排放口均形成于第一封闭部件30与第二封闭部件14之间沿轴向的中间部分处(位置等于1/2L2，并且由线X1表示)或其附近。关于第一气体排放口组16a的位置，线X1可以与气体排放口的每个中心相一致，或线X1可以穿过气体排放口的每个范围。通过将第一气体排放口组16a的位置设置在线XI，第二封闭部件14侧的气体发生剂71更容易燃烧。可替换地，第一气体排放口组16a可以形成于从线X1略微更靠近第一封闭部件30或第二封闭部件14的位置处。例如，相对于作为范围中心的X1 (其中，IAL2=X1),第一气体排放口组16a可以形成于距离第一封闭部件的表面30a为0.8X1/2L2至I. 2X1/2L2的范围内。第二气体排放口组16b形成于第一气体排放口组16a (换句话说，线X1)与第二封闭部件14之间沿轴向的中间部分(换句话说，在线&上)处。关于第二气体排放口组16b的位置，线X2可以与气体排放口的每个中心相一致，或者线X2可以穿过气体排放口的每个范围。
根据第一气体排放口组16a的位置，第二气体排放口组16b也可以定位在比线X2更靠近第一封闭部件30或更靠近第二封闭部件14(以X2作为范围中心，在O. 8X 1/2L2至I. 2X1/2L2的范围内)。对于第一气体排放口组16a与第二气体排放口组16b，第一气体排放口的开口直径(Cl1)与第二气体排放口的开口直径(d2)满足Cl1M2的关系，并且所有开口均由相同的金属(由铝等制成)密封带17从内侧密封。通过这种布置，可以调节第一气体排放口组16a与第二气体排放口组16b的打开压力(P1与P2)。此外，“相同密封带”表示具有相同破裂压力的密封带，即使材料、厚度等不同，只要破裂压力相同，密封带就相同。密封带可以是作为整体的单个密封带，或者可以使用两片或更多片的相同密封带。尽管Cl1与d2的比率可优选地根据每单位时间由气体发生剂71产生的气体量等来调节，但(Vd2的比率可以设置在从I. 5至2. I的范围内。 接下来，将描述图I中所示的气体发生器的工作情况。由于点火器25的作动，传火剂室45中的传火剂燃烧。此时，燃烧产物(高温气体与火焰)穿过火焰传递孔41a，并且点燃燃烧室70中的气体发生剂71。由气体发生剂71的燃烧产生的燃烧气体在穿过过滤器20时被冷却与净化，流入间隙22，破裂密封带17，并且从气体排放口排出。在该过程中，当环境温度相对较低时(例如，冬天汽车内部相比于夏天汽车内部的环境温度具有相对较低的环境温度)，发生以下工作情况。一旦点火器25作动，则来自传火剂室45的火焰等从火焰传递孔41a喷出，并且点燃与燃烧气体发生剂71。此时，气体发生剂71的燃烧开始于传火剂室外壳40附近的部分处，并且逐步朝向第二封闭部件14进行。因此，在燃烧初始阶段，在燃烧室70的内部产生压力梯度。换句话说，在燃烧的初始阶段，因为由气体发生剂71的燃烧所产生的燃烧气体的较大部分存在于第一封闭部件30的附近，燃烧室70内部的压力(燃烧压力)在第一封闭部件30侧变得更高。当产生这种压力梯度之后，暴露在较高压力之下且密封具有较大开口直径(dl)的第一气体排放口组16a的密封带17首先破裂，打开第一气体排放口组16a，并且排出燃烧气体。当打开第一气体排放口组16a，并且排出燃烧气体时，燃烧气体流趋于集中在第一气体排放口组16a处。并且第一气体排放口组16a与第二气体排放口组16b彼此间隔开形成。从而，即使燃烧进行至未燃烧气体发生剂71，并且燃烧室70内部的压力改变(升高)时，覆盖第二气体排放口组16b的密封带17也难以破裂。因此，仅从第一气体排放口组16a排出燃烧气体，而第二气体排放口组16b保持密封，并且因为燃烧压力(在燃烧过程中筒状外壳12内部的压力)保持在高水平(抑制燃烧压力的降低)，所以促进气体发生剂71的燃烧。如上所述，在燃烧初始阶段，由于燃烧室70内部产生的压力梯度，覆盖受到较高压力且具有较低打开压力的第一气体排放口组16a的密封带容易破裂，而覆盖受到较低压力且具有较高打开压力的第二气体排放口组16b的密封带不容易破裂。因此，获得了以可靠的再现性打开的气体排放口(第一气体排放口组16a)以及不打开或者不容易打开的气体排放口(第二气体排放口组16b)。另一方面，当环境温度相对较高时，因为气体发生剂71的燃烧速度增加，所以每单位时间产生的燃烧气体量更大。因此，在燃烧的初始阶段，燃烧室70的整个内部的压力增加,并且压力梯度变小。
在这种情况下，覆盖第二气体排放口组16b的密封带17与覆盖第一气体排放口组16a的密封带17都破裂，第一气体排放口组16a与第二气体排放口组16b打开，并且燃烧气体从中排出。因此，燃烧压力的增加受到抑制，并且气体发生剂71的燃烧也受到抑制。如上所述，图I中所示的气体发生器10能够进一步抑制由于环境温度差异引起的输出性能的改变，或者换句话说，降低了工作过程中低环境温度与高环境温度之间的输出性能的差异。因此，当用作气囊系统的气体发生器时，即使环境温度不同，也可以维持乘员保护性能均一以及高水平。在图I所示的气体发生器10中，除了第一气体排放口组16a(打开压力P1)以及第二气体排放口组16b(打开压力P2)之外，还可以形成具有不同开口直径的第三气体排放口组(打开压力P3)。第三气体排放口组(开口直径d3)可以形成于第一气体排放口组16a与第二气体排放口组16b之间，以使得满足Cl1M3M2的关系(打开压力P1CP3CP2的关系)，或第三气体排放口组(开口直径d3)可以形成于第二气体排放口组16b与第二封闭部件14之间，以使得满足Cl1M2M3的关系(打开压力P1CP2CP3的关系)。为了实现与上述相同的作用效果，图I中所示的气体发生器10还可以布置成使得第一气体排放口的开口直径(Cl1)与第二气体排放口的直径(d2)相同，并且密封第一气体排放口组16a的密封带17a的破裂压力(P1)与密封第二气体排放口组16b的密封带17b的破裂压力(P2)满足？1〈 2的关系。通过这种布置，调节第一气体排放口组16a与第二气体排放口组16b的打开压力(P1与P2)。为了实现与上述相同的工作优势，图I中所示的气体发生器10还可以布置成使得同时满Md1M2的关系以及P1〈P2的关系。通过这种布置，调节第一气体排放口组16a与第二气体排放口组16b的打开压力(P1与P2)。(2)图2中所示的气体发生器将参照图2描述根据另一实施方案的气体发生器100。图2中所示的气体发生器100不同于图I中所示的气体发生器10，因为筒状过滤器20与由两个部件构成的筒状保持件组合使用，并且气体排放口也不同。除了以上部分，图2中所示的气体发生器100与图I中所示的气体发生器10相同。在筒状过滤器20中，端面20b抵接第二封闭部件14，并且端面20a由支撑部件支撑，该支撑部件为保持件(或第一保持件)80与间隔部件(或第二保持件)90的组合。可替换地，保持件80与间隔部件90可以作为单个筒状保持件形成。保持件80包括环形平面81、从环形平面81的内圆周边缘开始沿筒状外壳12的轴向延伸的环形内周面82，以及从环形平面81的外圆周边缘开始沿相反于环形内周面82的方向延伸的环形外周面83。保持件80的环形平面81抵接过滤器20的端面20b，并且保持件80的环形内周面82抵接筒状过滤器20的内周面。间隔部件90包括周壁部91、形成于周壁部91的一端(筒状过滤器20侧)处的第一环形平面92以及形成于周壁部91的另一端(第一封闭部件30侧)处的第二环形平面93。周壁部91抵接筒状外壳12的内周面与环形外周面83，第一环形平面92抵接环形平面81，并且第二环形平面93抵接凸缘部43。向内突出的两个环形凸部15b与15c沿轴向间隔地形成于筒状外壳12上。保持件80的环形外周面83定位于两个环形凸部15b与15c之间。因此，保持件80和与保持件80组合的间隔部件90得到定位。而且，如附图中所示的，间隔部件的周壁部91在正对环形凸部15c的部分处向内挤压。在图2中所示的气体发生器100中，三个部件的组合，即，筒状过滤器20、保持件80与间隔部件90的组合，作为与图I中所示的筒状过滤器20相同方式的传火剂室外壳40 的支撑部件。如上所述，在图2中所示的气体发生器100中，三个部件的组合作为支撑部件，并且从而增加部件的数量。然而，获得了优势效果，因为相比于图I中所示的气体发生器10增加了围绕传火剂室外壳40的外周面42的外部空间(增加了燃烧室70的容积)。因此，气体发生剂71的填充量可随之增加。此外，为了提高增加的气体发生剂71的点火能力，在图2所示的气体发生器100中，还在传火剂室外壳40的周面42上形成有用于排放燃烧产物的火焰传递孔42a。形成于筒状外壳12的周壁面上的气体排放口包括第一气体排放口组116a、第二气体排放口组116b以及第三气体排放口组116c，第一气体排放口组116a包括多个第一气体排放口(所有均具有相同的开口直径)，第二气体排放口组116b包括多个第二气体排放口(所有均具有相同的开口直径)，第三气体排放口组116c包括多个第三气体排放口(所有均具有相同的开口直径)。在第一气体排放口组116a中，所有第一气体排放口均形成于第二封闭部件14与第一封闭部件30之间沿轴向的中间部分(在线X11I)处。第一气体排放口组116a可以在比线X11更靠近第一封闭部件30或更靠近第二封闭部件14而定位(以X11 (其中，l/2L2=Xn)作为中心，在O. 8父1/21^至1.2X1/2L2的范围内)。通过设定第一气体排放口组116a为线X11的位置，还可以更加容易地燃烧第二封闭部件14侧的气体发生剂71。第三气体排放口组116c形成于第一气体排放口组116a(换句话说，线X11)与第二封闭部件14之间沿轴向的中间部分(换句话说，在线X13I)处。根据第一气体排放口组116a与第二气体排放口组116b的位置，第三气体排放口组116c可以在比线X13更靠近第一封闭部件30或更靠近第二封闭部件14 (以X13作为中心，在O. 8X 1/2L2至I. 2X 1/2L2的范围内)而定位。第二气体排放口组116b形成于线X11与线X13之间的沿轴向的中间部分(换句话说，在线X12上)处。根据第一气体排放口组116a与第三气体排放口组116c的位置，第二气体排放口组116b可以在比线X12更靠近第一封闭部件30或更靠近第二封闭部件14(以父12作为中心，在O. 8父1/21^至1.2X1/2L2的范围内)而定位。第一气体排放口组116a、第二气体排放口组116b以及第三气体排放口组116c可以定位成线X11、线X12以及线X13与各自气体排放口的中心相一致，或线X11、线X12以及线X13穿过各自气体排放口的范围。对于第一气体排放口组116a、第二气体排放口组116b以及第三气体排放口组116c，第一气体排放口的开口直径(dn)、第二气体排放口的开口直径(d12)以及第三气体排放口的开口直径(d13)满足dn>d12>d13的关系，并且通过相同的金属(由铝等制成)密封带从内部密封所有开口。通过这种布置，调节第一气体排放口组116a、第二气体排放口组116b与第三气体排放口组116c的打开压力(P^P2与P3)。此外，“相同密封带”表示具有相同破裂压力的密封带。即使材料、厚度等不同，也应该考虑，只要破裂压力相同，密封带就相同。密封带可以是作为整体的单个密封带，或者可以使用两片或更多片的相同密封带。尽管dn、d12与d13的比率优选地根据由气体发生剂71每单位时间产生的气体量等来调节，但可以将dn/d12的比率设定在从I. I至I. 3的范围，可以将d12/d13的比率设定在从I. 5至2. I的范围中。在图2中所示的气体发生器100中，dn=3mm, d12=2. 4mm,以及 d13=l. 4mmη根据环境温度，图2中所示的气体发生器100能够实现仅打开第一气体排放口组116a的工作状态；打开第一气体排放口组116a与第二气体排放口组116b的工作状态；全部打开第一气体排放口组116a、第二气体排放口组116b以及第三气体排放口组116c的工作状态。因此，相比于图I中所示的气体发生器10，可以根据环境温度更加精细地调节输出性能。为了实现与上述相同的作用效果，图2中所示的气体发生器100还可以布置成以使得第一气体排放口的开口直径(dn)、第二气体排放口的开口直径(d12)以及第三气体排放口的开口直径(d13)相同，并且密封第一气体排放口组116a的密封带117a的破裂压力(Pu)、密封第二气体排放口组116b的密封带117b的破裂压力(p12)以及密封第三气体排放口组116c的密封带117c的破裂压力(P13)满足pn〈p12〈p13的关系。通过这种布置，调节第一气体排放口组116a、第二气体排放口组116b与第三气体排放口组116c的打开压力(P:、P2 与 P3)。为了实现与上述相同的工作优势，图2中所示的气体发生器100还可以布置成以使得同时满足dn>d12>d13的关系与pn〈p12〈p13的关系。通过这种布置，调节第一气体排放口组116a、第二气体排放口组116b、以及第三气体排放口组116c的打开压力(P^P2与P3)。(3)图3中所述的气体发生器将参照图3描述根据另一实施方案的气体发生器200。气体发生器200为具有两个燃烧室的双型气体发生器，其中，对一个燃烧室采用图I中所示的结构。气体发生器200的外壳容器为筒状外壳212。将筒状外壳212的内部沿轴向，通过隔板(分隔部件)250分隔成为两个室。通过间隔地形成于筒状外壳212上的向内侧突出的两个环形凸部214a与214b来定位并沿径向挤压隔板250。第一封闭部件230a侧的室成为填充有第一气体发生剂271a的第一燃烧室270a，并且第二封闭部件230b侧的室成为填充有第二气体发生剂271b的第二燃烧室270b。
对应于第一燃烧室270a的筒状外壳的直径(D)与长度(L=图3中所示的L3)具有的比率(L/D)为2. 5。多个气体排放口(具有三个不同开口直径的气体排放口)沿周向形成于筒状外壳212面对第一燃烧室270a的周壁面上，并且多个气体排放口(具有相同开口直径)218沿周向形成于筒状外壳212面对第二燃烧室270b的周壁面上。通过具有盘状形状的第一封闭部件(圆凸)230a封闭第一燃烧室270a侧的开口213a。已知的电子点火器25a配接至第一封闭 部件230a，以便穿透入第一封闭部件230a的中心部分。传火剂室外壳240配接至第一封闭部件230a，以便围绕点火器25a。传火剂室外壳240的内部为填充有已知的传火剂或已知的气体发生剂的传火剂室245a。传火剂室外壳240具有杯状形状，并且包括底面241a、周面242a、以及形成于开口的圆周边缘上的凸缘部243a。具有传火剂或气体发生剂不至于泄漏的尺寸的多个火焰传递孔244a形成于底面241a上。从第一封闭部件230a的表面231至传火剂室外壳的底面241a的长度(L1)以及第一封闭部件230a与隔板250之间沿轴向的距离(L3)优选地满足LO. 4L3的关系，并且优选地满足L^O. 2L3的关系。在图3所示的实施方案中，L1=O. 13L3。第一燃烧室270a的内部用作燃烧室，并且筒状过滤器220布置成与筒状外壳212的内周壁面之间形成间隙22a。而且，第一气体发生剂271a不存在于传火剂室外壳的周面242a与筒状过滤器220之间的空间中。筒状过滤器220冷却并且过滤来自第一气体发生剂271a的燃烧气体，并且还作为用于传火剂室外壳的凸缘部243a的支撑部件。筒状过滤器220的端面220a抵接凸缘部243a，并且筒状过滤器220的端面220b抵接隔板250。此外，通过折叠(换句话说，向内弯折)端部212a，以第一封闭部件230a沿轴向挤压(换句话说，以压力挤压)筒状过滤器220，并且进一步被隔板250挤压。因此，因为筒状过滤器220作为支撑部件，所以沿轴向挤压并固定凸缘部243a。在图3中，通过环形凸部214a沿径向定位筒状过滤器220。如果必要，可以在第一封闭部件230a与端部212a之间布置例如O型环等封闭部件。通过具有盘状形状的第二封闭部件230b封闭筒状外壳212的一端的开口 213b。已知的电子点火器25b配接至第二封闭部件230b，以便穿透第二封闭部件230b的中心部分。传火剂室外壳240b配接至第二封闭部件230b，以便围绕点火器25b。传火剂室外壳240b的内部为填充有已知的传火剂或已知的气体发生剂的传火剂室245b。传火剂室外壳240b具有杯状形状，并且包括底面241b、周面242b、以及形成于开口的圆周边缘上的凸缘部243b。具有传火剂或气体发生剂不至于泄漏的尺寸的多个火焰传递孔244b形成于底面241b上。筒状过滤器221布置于第二燃烧室270b的内部，并且与筒状外壳212的内周壁面之间形成间隙22b。因为第二气体发生剂271b不存在于传火剂室外壳的周面242b与筒状过滤器221之间的空间中，该空间基本上不作为第二燃烧室270b发挥作用。筒状过滤器221冷却并且过滤来自第二气体发生剂271b的燃烧气体，并且还作为用于传火剂室外壳的凸缘部243b的支撑部件。筒状过滤器221的端面221a抵接隔板250，并且筒状过滤器221的端面221b抵接凸缘部243b。并且，通过卷曲(换句话说，向内弯折)端部212b，筒状过滤器221以第二封闭部件230b沿轴向挤压(换句话说，以压力挤压)，并且还被隔板250挤压。因此，因为筒状过滤器221作为支撑部件，所以凸缘部243b沿轴向挤压并固定。在图3中，通过环形凸部214b沿径向定位筒状过滤器221。如果必要，可以在第二封闭部件230b与端部212b之间布置例如O型环等封闭部件。形成于筒状外壳212的面对第一燃烧室270a的周壁面上的气体排放口包括具有多个第一气体排放口(所有均具有相同的开口直径)的第一气体排放口组216a、具有多个第二气体排放口(所有均具有相同的开口直径)的第二气体排放口组216b以及具有多个第三气体排放口(所有均具有相同的开口直径)的第三气体排放口组216c。通过不同的密封带217a、217b以及217c，从内侧密封各个组。这些密封带由金属制成(由不锈钢等制 成)。在第一气体排放口组216a中，所有第一气体排放口形成于第一封闭部件230a与隔板250之间沿轴向的中间部分(在线X21I)处。第一气体排放口组216a可以在比线X21更靠近第一封闭部件230a或更靠近分隔部件250 (以X21 (其中，1/2L3=X21)作为中心，在O. 8X1/2L3至I. 2X1/2L,的范围内)而定位。通过设定第一气体排放口组216a为线X21的位置，更加容易燃烧分隔部件250侧的气体发生剂271a。第三气体排放口组216c形成于第一气体排放口组216a (换句话说，线X21)与隔板250之间沿轴向的中间部分(换句话说，在线X23上)处。根据第一气体排放口组216a与第二气体排放口组216b的位置，第三气体排放口组216c可以在比线X23更靠近第一封闭部件230a或更靠近分隔部件250 (以X23作为中心，在O. 8 X 1/2L3至I. 2 X 1/2L3的范围内)而定位。第二气体排放口组216b形成于线X21与线&3之间沿轴向的中间部分(换句话说，在线X22上)处。根据第一气体排放口组216a与第三气体排放口组216c的位置，第二气体排放口组216b可以在比线X22更靠近第一封闭部件230a或更靠近分隔部件250 (以X22作为中心，在0.8父1/21^至I. 2X1/2L3的范围内)而定位。第一气体排放口组216a、第二气体排放口组216b以及第三气体排放口组216c可以定位成使得线X21、线X22以及线X23与各自气体排放口的中心相一致，也可以是线X21、线X22以及线X23穿过各自气体排放口的范围。对于第一气体排放口组216a、第二气体排放口组216b以及第三气体排放口组216c，第一气体排放口的开口直径(d21)、第二气体排放口的开口直径(d22)以及第三气体排放口的开口直径(d23)满足d21>d22>d23的关系。通过这种布置，调节第一气体排放口组216a、第二气体排放口组216b与第三气体排放口组216c的打开压力(P^P2与P3)。尽管d21、d22与d23的比率优选地根据由气体发生剂71每单位时间产生的气体量等来调节，但也可以将d21/d22的比率设定在从I. I至I. 3的范围，并且可以将d22/d23的比率设定在从I. 5至2. I的范围。在图3中所示的气体发生器200中，d21=3mm，d22=2. 4mm,以及 d23=l. 4mm。密封第一气体排放口组216a的密封带217a的破裂压力P21、密封第二气体排放口组216b的密封带217b的破裂压力P22以及密封第三气体排放口组216c的密封带217c的破裂压力P23满足P21〈P22〈P23的关系。通过这种布置，调节第一气体排放口组216a、第二气体排放口组216b与第三气体排放口组216c的打开压力(P^P2与P3)。在图3中所示的气体发生器200中，参照P21，将P22设定为P21的I. 7倍，并且将P23设定为P21的2. I倍。根据环境温度的变化，图3中所示的气体发生器200能够实现仅打开第一气体排放口组216a的工作状态；打开第一气体排放口组216a与第二气体排放口组216b的工作状态；全部打开第一气体排放口组216a、第二气体排放口组216b以及第三气体排放口组216c的工作状态。 因此，相比于图I中所示的气体发生器10，可以根据环境温度更加精细地调节输出性能。尤其，在图3中所示的气体发生器200中，因为同时由开口直径与密封带的破裂压力这两者来调节打开压力，进一步可以实现输出性能的精细调节。上述的图I至3中所示的气体发生器均可适用于副驾驶座气囊系统中使用的气体发生器。因此描述了本发明，明显的是，相同的方式可在多方面变化。这些变化不认为偏离本发明的精神和范围，且所有这些变化对本领域技术人员而言是显而易见的，其意欲包括在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种气体发生器，包括 筒状外壳，其具有封闭的两端以及周面上的气体排放口，并且其形成所述气体发生器的外壳； 第一封闭部件，其具有与之固定的点火装置，并且封闭所述筒状外壳的一端； 第二封闭部件，其封闭所述筒状外壳的另一端； 燃烧室，其限定于所述筒状外壳的内部，并且填充有气体发生剂， 所述气体排放口包括至少两个气体排放口组， 所述至少两个气体排放口组包括沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第一气体排放口组，以及与所述第一气体排放口组沿轴向间隔开、沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第二气体排放口组， 打开所述第一气体排放口组必需的压力(打开压力P1)与打开所述第二气体排放口组必需的压力(打开压力P2)满足Pi〈P2的关系， 所述第一气体排放口组定位于所述第一封闭部件与所述第二封闭部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近，以及 所述第二气体排放口组定位于所述第一气体排放口组与所述第二封闭部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近。
2.根据权利要求I所述的气体发生器，其中，通过以下(a)至(C)中任一项调节所述第一气体排放口组的打开压力(P1)与所述第二气体排放口组的打开压力(P2) (a)所述第一气体排放口组与所述第二气体排放口组由相同的密封部件密封，并且所述第一气体排放口的开口直径(Cl1)与所述第二气体排放口的开口直径(d2)满足Cl1M2的关系; (b)所述第一气体排放口组与所述第二气体排放口组由不同的密封部件密封，密封所述第一气体排放口组的密封部件的破裂压力(P1)与密封所述第二气体排放口组的密封部件的破裂压力(P2)满足Pl〈P2的关系；以及 (C)所述第一气体排放口组与所述第二气体排放口组满足Cl1M2且P1〈P2的关系。
3.根据权利要求I或2所述的气体发生器，其中， 所述点火装置包括固定至所述第一封闭部件的点火器、固定成围绕所述点火器的杯状传火剂室外壳、以及填充在所述传火剂室外壳中的传火剂， 多个火焰传递孔形成于所述杯状传火剂室外壳的底面和周面上， 固定所述杯状传火剂室外壳，以使得所述杯状传火剂室外壳从其开口覆盖所述点火器，以及 从所述第一封闭部件的表面至所述杯状传火剂室外壳的所述底面的长度(L1)与所述第一封闭部件与所述第二封闭部件之间沿轴向的距离(L2)满足1^〈0.礼2的关系。
4.一种气体发生器，包括 筒状外壳，其具有封闭的两端以及周面上的气体排放口，并且其形成所述气体发生器的外壳， 第一封闭部件，其具有与之固定的点火装置，并且封闭所述筒状外壳的一端，第二封闭部件，其封闭所述筒状外壳的另一端，以及分隔部件，其划分所述第一封闭部件与所述第二封闭部件之间的空间，在由所述分隔部件划分的空间中，接近所述第一封闭部件与所述点火装置的空间用作填充有第一气体发生剂的第一燃烧室，接近所述第二封闭部件的空间用作填充有第二气体发生剂的第二燃烧室，所述空间满足所述第一燃烧室的容积 > 所述第二燃烧室的容积，所述气体排放口形成于所述第一燃烧室侧，包括至少两个气体排放口组， 所述至少两个气体排放口组包括沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第一气体排放口组，以及与所述第一气体排放口组沿轴向间隔开的、沿所述筒状外壳的周向形成的、并且由密封部件从内部密封的第二气体排放口组， 打开所述第一气体排放口组必需的压力(打开压力P1)与打开所述第二气体排放口组必需的压力(打开压力P2)满足Pi〈P2的关系， 所述第一气体排放口组定位于所述第一封闭部件与所述分隔部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近，以及 所述第二气体排放口组定位于所述第一气体排放口组与所述分隔部件之间沿轴向的中间部分处，或定位于其附近。
5.根据权利要求4所述的气体发生器，其中，所述第一气体排放口组的打开压力(P1)与所述第二气体排放口组的打开压力(P2)通过以下(a)至(C)的任一项调节 (a)所述第一气体排放口组与所述第二气体排放口组由相同的密封部件密封，并且所述第一气体排放口的开口直径(Cl1)与所述第二气体排放口的开口直径(d2)满足Cl1M2的关系; (b)所述第一气体排放口组与所述第二气体排放口组由不同的密封部件密封，密封所述第一气体排放口组的密封部件的破裂压力(P1)与密封所述第二气体排放口组的密封部件的破裂压力(P2)满足Pl〈P2的关系；以及 (C)所述第一气体排放口组与所述第二气体排放口组满足Cl1M2且P1〈P2的关系。
6.根据权利要求4或5所述的气体发生器，其中， 所述第一燃烧室中的点火装置包括固定至所述第一封闭部件的点火器、固定成围绕所述点火器的杯状传火剂室外壳、以及填充在所述传火剂室外壳中的传火剂， 多个火焰传递孔形成于所述杯状传火剂室外壳的底面和周面上， 固定所述杯状传火剂室外壳，以使得所述杯状传火剂室外壳从其开口覆盖所述点火器，以及 从所述第一封闭部件的表面至所述杯状传火剂室外壳的所述底面的长度(L1)与所述第一封闭部件与所述第二封闭部件之间沿轴向的距离(L2)满足1^〈0.礼2的关系。
全文摘要
本发明提供一种气体发生器(10)，其包括筒状外壳(12)，在其周面上包括具有第一气体排放口组(16A)与第二气体排放口组(16B)的至少两个气体排放口组(16A，16B)，第二气体排放口组(16B)与第一气体排放口组(16A)沿轴向间隔开，同时由密封部件(17)封闭，具有点火装置(25)的第一封闭部件(30)与第二封闭部件(14)分别封闭筒状外壳(12)的一端与另一端，用于打开第一与第二气体排放口组(16A，16B)的打开压力P1与P2满足P1<P2的关系，第一气体排放口组(16A)定位于筒状外壳(12)沿轴向的中间部分或定位于其附近，并且第二气体排放口组(16B)定位于第一气体排放口组(16A)与第二封闭部件(14)之间的中间部分处，或定位于其附近。
文档编号B60R21/264GK102858601SQ20118001963
公开日2013年1月2日 申请日期2011年4月13日 优先权日2010年4月19日
发明者沼本贤治 申请人:株式会社大赛璐