专利名称：用于气囊的气体发生器和气囊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于气囊的气体发生器，其中所述气囊适用于汽车的充气式安全系统中，并且尤其是涉及这样一种用于气囊的气体发生器，其特征在于气体排出口的布置、其密封方式及壳体中的内部结构，并且还涉及一种利用了这种气体发生器的气囊装置。
背景技术：
在包括汽车在内的各种车辆及类似装置中安装的气囊系统，旨在当车辆以较高速度发生碰撞时，借助于在气体作用下迅速膨胀的气囊(气囊袋体)来卡持住乘客，用以防止由于惯性作用而使得乘客碰撞到车辆内的坚硬部件，比如方向盘、挡风玻璃上，从而防止乘客受到伤害。这种类型的气囊系统通常包括有一个气体发生器和一个气囊，其中气体发生器在车辆发生碰撞时触发并排出气体，而所述气囊将气体导入而发生膨胀。
因此，在用于所述气囊系统的气体发生器中，其外部容器(壳体)被制成带有气体排出口，用于将气体排放到气囊之内。通常，成形在壳体上的气体排出口由一条金属密封带(a metal seal tape)所封闭，这是因为必须防止被容置在壳体中的金属元件发生生锈现象，或者在某些情况下，需要对气体发生剂或者类似物质进行防潮处理。
传统的气体发生器根据安装位置(或者用途)的不同，如对于用于驾驶员侧的气体发生器、用于前部乘客侧的气体发生器和用于侧碰撞的气体发生器，而壳体的总体尺寸均存在差异。但是，大多数气体发生器均使用圆筒形壳体，并且气体排出口均成形在圆筒形壳体的圆周上，沿圆周方向排列成行。成形在圆筒形表面上的气体排出口由沿着圆周方向附着的密封带进行封闭。该密封带从壳体的内侧进行附着。从而，难以利用该密封带封闭气体排出口，尤其是当壳体的轴向长度较长时，更难以利用所述密封带来对气体排出口进行封闭，除非进行某些发明创造。
另外，为了可靠地触发气体发生器，对气体排出口进行封闭尤为重要，并且外界空气必须永远不会进入到壳体之内。
但是，迄今为止，尚未提出一种能够方便并且可靠地对气体排出口进行封闭的气体发生器。
在气体发生器中，根据安装位置(或者用途)，如对于用于驾驶员侧的气体发生器、用于前部乘客侧的气体发生器或者用于侧碰撞的气体发生器，所产生气体的需求量将会发生变化，并且壳体的整体形状也将会发生变化。
在这些气体发生器中，作为被设置在前部乘客侧的传统气体发生器，传统上广泛使用具有圆筒形壳体的气体发生器，其中该圆筒形壳体的轴向长度较长，并且在该气体发生器中，为了使得气囊发生膨胀而在壳体中产生的作用气体(an actuation gas)，被从多个气体排出口的开口中排放出来，其中这些气体排出口形成在壳体的圆周壁上。
为了使气囊发生膨胀而产生的作用气体的量通常由在壳体内所容放的气体发生装置的量来进行调节。因此，即使被容置在壳体内的气体发生装置的量发生了轻微变化，但是如果可以使用相同的元件，那么仍然可以有利于制造气体发生器，并且有利于降低制造成本。
另外，由于被容置在燃烧室内的气体发生剂由于点火装置的触发而点燃并进行燃烧，所以就存在这样一种情况，即需要一个具有较高输出功率的点火装置来点燃和燃烧被容置在燃烧室内的所有气体发生剂。例如，当燃烧室呈圆筒形且轴向长度较长，并且点火装置被沿着轴线方向设置在一端时，为了由点火装置点燃容置于另一端的气体发生剂，就需要一个具有较高输出功率的点火装置，该点火装置能够喷射出直至另一端处的火焰。但是，由于具有较高输出功率的点火装置相对较为昂贵，就降低气体发生器生产成本方面而言，这种点火装置并不是优选的。
所希望的是，气囊系统能够安全地卡持住乘客，即使当乘客的体格(比如，无论乘客的端坐高度是长或者是短，无论乘客是成人或者是儿童，以及类似情况)、乘坐姿态(比如，驾驶员握持方向盘的姿态)或者类似因素存在差异。另外，传统上提出了在触发的初始阶段对乘客的冲击尽可能小而触发的这种气囊系统。这种系统中的气体发生器在JP-A-8-207696，US-4998751及4950458中予以公开。在JP-A-8-207696所公开了一种由一个点火装置来点燃两种类型的气体发生剂包囊(gas generating agentcapsules)的气体发生器，以便以两个阶段产生气体。在US-A-4998751和4950458中提出一种气体发生器，其中设置有两个燃烧室，用于控制气体发生器的触发，以便利用气体发生剂的延展火焰来分两个阶段产生气体。
但是，在这种气体发生器中，如果在相应的燃烧室内均设置用于密封各燃烧室内存放的气体发生剂的结构，那么内部结构将变得十分复杂，容器的尺寸也将变大，因而成本将会升高。因此，需要在气体发生器中尽可能地避免密封结构。
另外，公知的是，在气体发生器中，所产生气体的需求量会根据安装位置(或者用途)而不同，比如对于用于驾驶员侧的气体发生器、用于前部乘客侧的气体发生器以及用于侧膨胀的气体发生器。一般，利用容置在壳体内的气体发生装置的量来对所产生气体的量进行调节。即使在这种情况下，即容置于壳体内的气体发生装置的量发生了轻微变化，但是如果可以使用相同的元件，那么仍然可以有利于气体发生器的制造，并且有利于降低装置成本。
发明内容
因此，本发明解决了上述的传统问题，并且提供一种气体发生器，该气体发生器能够方便并且可靠地密封形成在壳体上的气体排出口。
本发明中的气体发生器的特征在于，成形在壳体圆周壁上的多个气体排出口沿着壳体的轴向串联式布置。通过以这种方式形成气体排出口，密封带可以沿着轴线方向进行固定，从而可以方便并且可靠地封闭住这些气体排出口。
换句话说，本发明中用于气囊的气体发生器包括一个壳体，在该壳体的圆周壁上带有多个气体排出口；一个点火装置，该点火装置在发生撞击时受到触发；以及一个气体发生装置，其被点火装置点燃并进行燃烧；点火装置和气体发生装置均被存储在壳体内，其中，气体排出口沿着壳体的轴向排布，来形成一条气体排出口线(a gas discharging port line)，两条至六条气体排出口线沿着壳体的圆周方向相互邻接排布，而形成一个气体排出口组，并且多个气体排出口组沿着壳体的圆周方向以预定的间隔进行排布。气体排出口线可以包括有多个沿着壳体的轴线方向串联式排布的气体排出口。
另外，本发明解决了上述传统问题，并且提供一种用于气囊的气体发生器，该气体发生器具有简单的结构并且可以方便地以较低的制造成本制造而成，并且所容置的气体发生剂的量可以变化，同时，气体发生剂可以由具有正常输出功率的点火装置可靠点燃并进行燃烧。
在本发明中一种用于气囊的气体发生器内，一个用于容置气体发生装置的燃烧室和一个用于存储一个过滤装置的过滤装置容置腔室在壳体内相互轴向邻接地形成，以便彼此连通，并且所述燃烧室通过一个具有通孔的隔离件与过滤装置容置腔室分离开。利用这个技术特征，即使在这些腔室之间未设置防潮装置，也可以通过密封气体发生装置来实现气体发生装置的防潮。
也就是说，本发明的用于气囊的气体发生器包括一个圆筒形壳体，该圆筒形壳体的轴向长度大于其径向长度；一个点火装置，该点火装置在发生撞击时触发；以及一个气体发生装置，其被点火装置点燃并进行燃烧，所述点火装置和气体发生装置均被存储在壳体内，其中，一个用于容置气体发生装置的燃烧室和一个过滤装置容置腔室在壳体内相互轴向邻接地形成，以便相互连通，并且容置所述气体发生装置的燃烧室由一个带有通孔的隔离件与过滤装置容置腔室分离。
另外，本发明解决了上述传统问题，并且提供一种多用途的气体发生器，该气体发生器具有简单的结构和最少的密封结构，可以方便地利用较低的制造成本生产出来，并且可以以在触发的初始阶段向乘客施加尽可能小的冲击的方式触发，另外，在该气体发生器中，可以任意地对输出功率和输出功率升高的时间点进行调节，以便安全地卡持住乘客，即使乘客的体格(比如，无论乘客的端坐高度是长或者是短，无论乘客是成人或者是儿童，以及类似情况)、承坐姿态(比如，驾驶员握持方向盘的姿态)以及类似因素存在差异。
本发明中一种用于气囊的气体发生器的特征在于该气体发生器在壳体内具有两个燃烧室，其中一个燃烧室与一个过滤装置容置腔室相连通。如果所述燃烧室中的任意一个与过滤装置容置腔室相连通，那么可以省去该燃烧室内的密封。
换句话说，本发明的用于气囊的气体发生器，在其圆筒形壳体中包括两个点火装置和两个燃烧室，其中所述圆筒形壳体的轴向长度大于其径向长度，所述点火装置在发生撞击时触发，所述燃烧室用于容置所述点火装置和由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置，其中，燃烧室被设置在壳体的相对端上，并且在这些燃烧室之间设置有一个用于容置过滤装置的过滤装置容置腔室，同时，每个燃烧室与所述过滤装置容置腔室相连通。
本发明的气体发生器可以是用于驾驶员侧的气体发生器，用于前部乘客侧的气体发生器或者用于侧碰撞的气体发生器。本发明尤其适用于前部乘客侧的气体发生器。
本发明还提出了一种气体发生器，其包括有上述构件的组合。
(1)特征在于气体排出口的气体发生器优选地是，在所述气体排出口组中，在壳体圆周方向相邻的气体排出口被调整为他们之间的中心角在10度至30度的范围内，并且气体排出口组以60度至120度的中心角的间隔沿着壳体的圆周方向形成。另外，构成气体排出口组的各条气体排出口线中可以包括有多个气体排出口，这些气体排出口与其它排出口线中的气体排出口具有不同的直径。例如，沿着壳体的圆周方向，可以交替排布包括有多个大内径气体排出口的气体排出口线和包括有多个小内径气体排出口的气体排出口线。
可以用一条密封带密封包括多条气体排出口线的气体排出口组。因此，便于密封气体排出口。在这种情况下，优选地是，将由一条密封带所封闭的气体排出口组的宽度调节为比这条密度带的宽度小2至20mm，优选的是小2至10mm。这是因为气体排出口可以被更为牢固地封闭起来。
另外，根据本发明，包括多个在壳体轴向上排布的气体排出口的气体排出口线可以沿着壳体的圆周方向以预定的间隔排布，而并非沿着壳体的圆周方向将两条至六条排出口线相邻进行排布。同样，在该气体发生器中，气体排出口沿着壳体的轴线方向设置。
换句话说，本发明中用于气囊的气体发生器，在其壳体内包括一个点火装置和一个气体发生装置，其中在所述壳体的圆周壁上带有多个气体排出口，所述点火装置在撞击时触发，而所述气体发生装置由点火装置点燃并进行燃烧，其中，所述气体排出口沿着壳体的轴线方向排布，以形成一条气体排出口线，并且多条气体排出口线沿着壳体的圆周方向以预定的间隔排布。沿着壳体的轴线方向排布的气体排出口可以在壳体轴向串联式设置。气体排出口(气体排出口线)可以通过径直沿着壳体的轴线方向粘贴密封带来封闭。例如，每个气体排出口线均可以由一条密封带来进行封闭。
其中的气体排出口以上述方式排布的气体发生器可以被认为实现为如此的气体发生器，即，该气体发生器具有一个轴向长度较短的壳体(比如，用于驾驶员侧的气体发生器)，但是，当他被形成为其轴向长度大于径向长度的壳体时(比如，用于前部乘客侧的气体发生器)的气体发生器时，仍可以表现出更好的效果。
上述气体发生器的一个示例可以是这样一种气体发生器，在该气体发生器中，其壳体的轴向长度大于其径向长度，并且用于容置气体发生装置的燃烧室和用于容置过滤装置的过滤装置容置腔室在壳体的内侧、在壳体的轴向相邻地形成。在这种情况下，气体排出口被成形在壳体圆周壁上，其内部与过滤装置容置腔室相对应。并且，如果这些排出口形成为沿着壳体轴线方向排布的气体排出口线或气体排出口组，那么这些排出口将可以方便并且可靠地由密封带进行封闭。另外，在这样一种气体发生器中，即在该气体发生器中壳体的轴向长度大于其径向长度，并且所述气体排出口被成形在壳体的中部附近，利用本发明可以获得较好的效果。上述气体发生器的一个示例可以是这样一种气体发生器，即在该气体发生器中，壳体的轴向长度较长，并且燃烧室形成在壳体内轴向相对的端部处，而过滤装置容置腔室形成在这些燃烧室之间(即在壳体的中部)。在这种气体发生器中，气体排出口被成形在壳体的中部附近，但是，如果气体排出口根据本发明进行排布，那么这些排出口可以方便并且可靠地进行封闭。
在本发明中，由各种金属制成的金属箔片可以被用作密封带。这种密封箔片形成条带状，并且利用金属箔粘着剂或者粘合剂粘附到壳体中。优选地是，铝箔作为所述金属箔片，并且该铝箔的厚度优选地为50至160微米。
具有如上所述气体排出口的壳体中可以容置由触发信号触发的点火装置和在点火装置作用下产生作用气体而用于膨胀气囊的气体发生装置。当作用气体的温度很高并且包含有燃烧产物时，根据需要，可以设置一个冷却装置和/或过滤装置，该装置可以由层压金属丝网(laminated wire mesh)、展开的金属(expanded metal)或者类似物制成。另外，也可以适当采用结构上必需的组件和结构，或者有助于触发的组件和结构。
作为一种通过燃烧来产生作用气体的气体发生装置，除了基于传统上广泛使用的无机叠氮化物，如叠氮化钠，的叠氮化物气体发生剂之外，也可以使用不基于无机叠氮化物的非叠氮化物。但是，从安全的角度来看，非叠氮化物气体发生剂是优选的。
上述用于气囊的气体发生器与一个气囊(气囊袋体)一同容置于一个模块化外壳中，从而形成一个气囊装置，其中所述气囊能够通过引入由气体发生器所产生的气体而发生膨胀。在该气囊装置中，气体发生器在撞击传感器检测到撞击时触发，并且燃烧气体从壳体上的气体排出口排放出来。燃烧气体流入到气囊内，气囊将冲破模制盖而膨胀，从而形成一个衬垫，用于吸收乘客与车辆内坚硬物体之间的冲击作用。
根据本发明，可以实现一种气体发生器，该气体发生器具有简单的结构，并且易于制造，同时在该气体发生器中，可以改变气体发生剂的装填量，并且该气体发生剂甚至可以利用具有正常输出功率的点火装置来可靠地点燃并进行燃烧。尤其是，通过简化燃烧室内的密封结构，可以使得这种用于气囊的气体发生器具有较低的制造成本。
另外，在包括与火焰传播导管和平板元件组合的结构的气体发生器中，容置于燃烧室内的气体发生剂的量可以适当变化，并且该气体发生器可以被广泛使用。
(2)特征在于隔离件的气体发生器隔离件的功能是防止容置于燃烧室内的气体发生装置移动到过滤装置容置腔室中。但是，该隔离件无法调节燃烧室中的内部压力。壳体内的燃烧压力只能够通过壳体上形成的气体排出口的开口面积来进行调节。从而，用于此目的的隔离件具有一个通孔，该通孔小于被容置在燃烧室内的气体发生装置，并且其总的开口面积大于气体排出口的总面积。优选地是，隔离件上总的开口面积至少是气体排出口总开口面积的1.5倍。隔离件上总的开口面积指的是形成在隔离件上的所有通孔的开口面积之和，而气体排出口的总开口面积指的是成形在壳体上的气体排出口的开口面积之和。
必须使得隔离件具有足够的强度，来承受与过滤装置容置腔室相互连通的燃烧室中的内部压力(在气体发生器发生燃烧时该燃烧室中的内部压力)。为了获得所述强度，比如将该隔离件弯曲成具有朝向所述燃烧室内凸的形状。在所述燃烧室内气体发生装置所产生的燃烧压力作用下，被制成这种形状的隔离件几乎不发生形变。
由于多个形成在隔离件上的通孔没有利用密封带或者类似物进行封闭，因此燃烧室与过滤装置容置腔室一直保持相互连通。与此同时，圆筒形壳体形成有气体排出口，用于将在该壳体中产生的作用气体导入到气囊(气囊袋体)之内。因此，如果气体排出口由密封带或类似物封闭，那么就可以由用于封闭这些气体排出口的密封带来防止水分进入。在这种情况下，即使在燃烧室内没有设置密封结构，也可以获得壳体和燃烧室内的气体发生剂的防潮效果，和内部金属元件的防生锈效果。也就是说，通过简化燃烧室内的密封结构，气体发生器可以以较低的成本制造而成。用于膨胀气囊的作用气体的量通常根据容置于燃烧室内的气体发生剂的量来调节。因此，如果所容置的气体发生剂的量可以根据所产生作用气体的需求量来发生变化，那么将可以在单个气体发生器中以较宽的范围对所产生的气体的量进行调节。但是，即使所容置的气体发生剂的量发生变化，点火装置的点火和燃烧仍然必须可靠地进行，此外，优选地是能够阻止气体发生装置发生移动，以便防止该气体发生装置由于振动而损坏。
因此，本发明还提供了一种用于气囊的气体发生器，在该气体发生器中，一块向内凸缘状平板元件被设置在圆筒形壳体中设置的燃烧室中，以支撑气体发生剂，并且该平板元件挤压和/或固定燃烧室内的气体发生装置。所存储的气体发生剂的量可以通过布置在壳体轴向可滑动的平板元件来加以调节。例如，平板元件可以被插入到燃烧室内，以朝向过滤装置容置腔室的侧面将存储在该燃烧室内的气体发生剂压靠到隔离件上。利用这种结构，即使所容置的气体发生剂的量发生了轻微变化，燃烧室内的气体发生剂仍然能够由平板元件和隔离件进行固定，并且可以防止气体发生剂由于振动而损坏。
在本发明中，为了实现这样一种气体发生器，即在气体发生器中，无论所容置气体发生剂的量任何变化，点火装置均能够可靠地点燃和燃烧所述气体发生剂，优选地是，在燃烧室内设置火焰传播导管，在该火焰传播导管的圆周壁上设置有多个火焰传播孔。
换句话说，本发明提供了这样一种用于气囊的气体发生器，在圆筒形壳体内包括有一个点火装置和一个气体发生装置，其中所述圆筒形壳体的轴向长度大于其径向长度，所述点火装置在发生撞击时触发，而所述气体发生装置由点火装置点燃并进行燃烧，其中，用于容置气体发生装置的燃烧室和用于容置过滤装置的过滤装置容置腔室在壳体内沿着轴向相互邻接地形成，在燃烧室的内部容置有火焰传播导管，在该火焰传播导管的圆周壁上设置有多个火焰传播孔，并且该火焰传播导管沿着壳体的轴线方向延伸，且该导管的一个端部被连接到其中容置有点火装置的点火装置容置腔室内。
火焰传播导管沿着壳体的轴线方向延伸，并且该导管的端部被连接到其中容置有点火装置的点火装置容置腔室内。另外，当气体发生剂由平板元件支撑时，火焰传播导管可以形成为通过平板元件中部开口突伸到气体发生装置的容置空间内，并且优选地是形成在火焰传播导管上的多个火焰传播孔的一部分或者全部位于气体发生装置的容置空间内部。利用这种构造，由点火装置的触发所产生的火焰不会受到平板元件的阻挡，该火焰穿过火焰传播导管并且从火焰传播孔喷射到燃烧室内，从而可以可靠地点燃和燃烧所述燃烧室内的气体发生剂。
尤其是，在本发明中的气体发生器内，由于燃烧室和过滤装置形成为在壳体轴向相互邻接，所以有可能缩短燃烧室纵向距离。在这种结构中，比如，与在壳体内设置圆筒形过滤装置并且在其内部形成燃烧室的结构相比，点火装置可以被制成更为简单。换句话说，当燃烧室被设置在过滤装置中时，该燃烧室被制成轴向长度较长，并因此为了点燃和燃烧被容置在燃烧室端部中的气体发生剂，就必须增大构成点火装置的传导装药(transfercharge)的量，或者需要使用一个利用了引爆信管的复杂且昂贵点火系统(点火装置)。但是，当燃烧室和过滤装置容置腔室被如前所述那样设置时，燃烧室纵向的距离得以缩短，并且气体发生装置可以利用通常的点火装置来被点燃并进行燃烧。
形成气体发生器外部容器的圆筒形壳体可以包括一个圆筒形散射壳体和封闭壳体，其中在所述圆筒形散射壳体的圆周壁上设置有多个气体排出口，而所述封闭壳体用于封闭圆周壁上相对的端部开口。成形在散射壳体圆周壁上的多个气体排出口形成在设置过滤装置容置腔室的部位处(过滤装置容置腔室将在后面予以描述)。用于封闭散射壳体靠近燃烧室的开口的封闭壳体可以包括有一个圆环部分和一个在外壳轴向向外突出的圆筒形部分，并且点火装置可以被容置于所述圆筒形部分之内。如果壳体以这种方式形成，那么散射壳体可以仅通过在直的金属管圆周壁上形成气体排出口而制成，从而可以降低制造成本。另外，如果点火装置被容置于突伸到壳体之外的圆筒形部分中，那么可以确保在燃烧室内具有最大的空间。
用于对气体发生装置燃烧所产生的燃烧气体进行冷却的过滤装置可以被设置在过滤装置容置腔室中。这个过滤装置被设置在壳体中，用于冷却和/或净化由气体发生装置进行燃烧所产生的燃烧气体。例如，可以利用一个过滤装置来净化燃烧气体和/或利用一种冷却剂来冷却所产生的燃烧气体，这些均是通常所使用的措施，并且可以利用一个层压金属丝网过滤器或者类似装置，该层压金属丝网通过压模由适当材料制成的圆环形层压金属丝网而制成。过滤装置可以被制成双重结构，该双重结构在内部和外部具有不同的压力损失，用于保护过滤装置的功能被赋予其内侧，用于抑制该过滤装置发生膨胀的功能被赋予其外侧。该过滤装置并不局限于由线材制成的金属丝网，而形成为圆筒形的展开金属也可以被用作过滤装置。如果过滤装置的外圆周由一个外层所承载，并且该外层包括层压的金属丝网主体、或多孔的圆筒形主体、或环形条带等，那么可以抑制过滤装置的膨胀。
优选地是，在确保壳体的内周面与过滤装置之间具有预定宽度的间隙之后设置过滤装置。通过在过滤装置的外周面与壳体的内周面之间形成间隙，当燃烧气体穿过该过滤装置时，可以避免这些气体集中到气体排出口附近的过滤装置上，并且在实际上，可以利用该过滤装置上的所有部位。
因此，本发明还提供了一种气体发生器，在该气体发生器中，为了过滤装置设置有在壳体的内周面与过滤装置之间的间隙，所述壳体包括有一个圆筒形散射壳体和封闭壳体，其中在所述圆筒形散射壳体的圆周壁上带有多个气体排出口，而所述封闭壳体用于封闭圆周壁上相对的端部开口，并且过滤装置由封闭在过滤装置容置腔室侧的开口的封闭壳体支撑和固定。在该气体发生器中，封闭壳体包括有一个圆环部分，该圆环部分连接到散射壳体的开口边缘上；一个圆形部分，该圆形部分从圆环部分朝向过滤装置容置腔室伸出；以及一个螺纹部分，该螺纹部分从所述圆环部分伸出到壳体的外部。当具有伸入到过滤装置中空部分的圆环部分的内周壁和配装到壳体上的外周壁的过滤装置支撑件设置在燃烧室侧的过滤装置上时，过滤装置的内表面可以由过滤装置支撑件的内周壁和散射壳体的圆环部分支撑。
作为存储在燃烧室中的气体发生装置，除了已经广泛使用的基于无机叠氮化物的叠氮化物气体发生剂，比如叠氮化钠之外，也可以使用不基于无机叠氮化物的非叠氮化物气体发生剂。但是，从安全的角度来看，非叠氮化物气体发生剂是优选的。
前述用于气囊的气体发生器与一个气囊(气囊袋体)一同被容置于一个模块化外壳中，从而形成一个气囊装置，其中所述气囊通过导入由气体发生器所产生的气体而膨胀。在该气囊装置中，气体发生器在撞击传感器检测到撞击时触发，并且将燃烧气体从壳体上的气体排出口排放出来。燃烧气体流入到气囊中，气囊将冲破模制盖并膨胀，从而形成一个衬垫，用于吸收乘客与车辆内的坚硬物品之间的撞击作用。
根据本发明，可以提供一种气体发生器，该气体发生器具有简单的结构，并且易于制造，同时在该气体发生器中，气体发生剂的装填量可以发生变化，并且即使利用具有正常输出功率的点火装置，所述气体发生剂也可以可靠地被点燃并进行燃烧。尤其是，通过简化燃烧室内的封闭结构，可以利用较少的制造成本来制造所述用于气囊的气体发生器。
另外，在包括与火焰传播导管和平板元件相结合的结构的气体发生器中，被容置在燃烧室内的气体发生剂的量可以适当地发生变化，并且该气体发生器可以被广泛使用。
(3)特征在于两个点火装置和两个燃烧室的气体发生器，并且在该气体发生器中，所述燃烧室中之一与过滤装置容置腔室相连通在以这种方式制成的气体发生器中，如果一个燃烧室与过滤装置容置腔室相连通，那么仅通过对形成在该圆筒形壳体圆周壁上的多个气体排出口进行封闭，就可以实现燃烧室内气体发生剂的防潮和内部金属元件的防锈，并且可以简化燃烧室内的封闭结构。也就是说，如果气体排出口设置有多种封闭结构，以便利用一条密封带来封闭住气体排出口，那么就可以实现与过滤装置容置腔室相连通燃烧室内的气体发生剂的防潮和内部金属元件的防锈。
当具有多个通孔的杯状元件被设置在壳体的端部时，可以在该杯状元件内侧限定设置在壳体相对端部处的两个燃烧室中的任意一个。在这种情况下，通过利用一个封闭件来对所述通孔进行封闭，可以限定出杯状元件内侧的燃烧室和过滤装置容置腔室。用于封闭所述通孔的封闭件可以是厚度为20至80微米的不锈钢箔片。这种不锈钢箔片可以利用多种金属箔粘着剂和粘合剂而粘附到杯状元件的内侧或者外侧上。封闭件的另外一个适用示例可以是这样一个物品，该物品会因为在杯状元件内限定出的燃烧室中所容置的气体发生装置发生燃烧而导致破裂，但却不会因为在与过滤装置容置腔室相连通的另一燃烧室中的气体发生装置发生燃烧而导致破裂。
优选地是，杯状元件上的多个通孔被形成在其圆周壁上。通常，从其它腔室中排出的火焰和气体将穿过过滤装置中的轴向空间，并且直接冲击杯状元件的底部。利用成形在杯状元件圆周壁上的通孔，可以避免来自所述其它腔室的火焰和气体直接喷射到杯状元件的底部。另外，当通孔被成形在杯状元件的圆周壁上时，流动通道优选地形成在杯状元件的外圆周和壳体的内圆周之间，来将火焰和气体从通孔引导到过滤装置容置腔室中。
具有多个通孔的间隔件可以被设置在与过滤装置容置腔室相连通的燃烧室内部，以便由该间隔件将这些腔室分离开来。间隔件具有阻止被容置在燃烧室内的气体发生装置朝向过滤装置容置腔室发生移动的功能。该间隔件不具有调节与过滤装置容置腔室相连通的燃烧室中的内部压力的功能。壳体内的燃烧压力仅通过成形在壳体上的气体排出口的开口面积来进行调节。因此，用于此目的的间隔件具有一个通孔，该通孔小于被容置在燃烧室内的气体发生装置，但其总的开口面积大于气体排出口的总开口面积。优选地是，间隔件上总的开口面积至少为气体排出口的总开口面积的1.5倍。在本说明书中，间隔件上总的开口面积指的是所有形成在该间隔件上的开口面积之和，而气体排出口的总开口面积指的是形成在壳体上的气体排出口的开口面积之和。
间隔件必须具有足够的强度来承受与过滤装置容置腔室相连通的燃烧室中的内部压力(在气体燃烧装置进行燃烧时的内部压力)。为了确保这种强度，比如，间隔件可以被弯曲成具有朝向所述燃烧室中凸的形状。在所述燃烧室内的气体发生装置的燃烧压力作用下，以这种形状制成的间隔件几乎可以不发生形变。
位于圆筒形壳体相对端部处的开口必须被封闭。因此，在本发明中，壳体包括有一个圆筒形散射壳体和封闭壳体，其中在所述圆筒形散射壳体的圆周壁上设置有多个气体排出口，而所述封闭壳体用于对圆周壁上相对的端部开口进行封闭。设置在散射壳体圆周壁上的多个气体排出口被成形在设置过滤装置容置腔室的区域中(过滤装置容置腔室将在后面进行描述)。并且封闭壳体可以包括有一个圆环部分和一个圆筒形部分，该圆筒形部分沿着壳体的轴线方向突出到壳体之外，而点火装置可以被容置到该圆筒形部分的内部。通过将点火装置容置到突出到壳体之外的圆筒形部分中，可以在燃烧室内获得最大的空间。如果圆筒形部分沿着壳体的轴线方向突出到壳体之外，并且其圆周带有螺纹，那么可以通过将螺母螺接到圆筒形部分上，来将气体发生器安装到所述模件中。
一个向内凸缘状平板元件可以被设置到圆筒形壳体内的燃烧室中。通过将平板元件设置成能够沿着壳体的轴线方向进行滑动，可以对气体发生装置的装填量进行调节。比如，平板元件可以配装到燃烧室内并且具有朝向过滤装置容置腔室的侧面，即间隔件挤压容置在燃烧室内的气体发生装置的功能。利用这种构造，即使所容置的气体发生剂的量略微发生变化，但是燃烧室内的气体发生剂仍然可以由平板元件和间隔件进行夹持和固定，从而可以防止气体发生剂由于振动而损坏。通过设置有向内凸缘状平板元件的导管可以实现将所述平板元件配合到燃烧室内。在被形成为这种形状的平板元件中，凸缘状部分可以朝向过滤装置容置腔室侧对容置在燃烧室内的气体发生装置施加压力和/或进行固定。
尤其是，在多个燃烧室中，即使在任意一个燃烧室中的气体发生装置的容置量发生了改变，优选地是，火焰传播导管在其圆周壁上形成有多个火焰传播孔，并且该火焰传播导管沿着壳体的轴线方向进行延伸，该火焰传播导管的一端连接到封闭壳体上圆柱部分的内部，以便气体发生装置由点火装置可靠地点燃并进行燃烧。火焰传播导管可以形成为穿过平板元件的中部开口，并且突出到气体发生装置的容置空间之内。并且，优选地是，形成在火焰传播导管上的多个火焰传播孔的一部分或者全部位于气体发生装置的容置空间之内。通过以上述方式进行构造，点火装置的火焰将不会受到平板元件的阻挡，穿过火焰传播导管的内部，并且从形成在其圆周壁上的火焰传播孔中喷射出来，从而环绕在这些火焰传播孔周围的气体发生装置将可以被点燃并进行燃烧。
容置在每个燃烧室中的气体发生装置用于碰撞气囊，以利用这些气体发生装置燃烧所产生的燃烧气体来约束乘客。因此，即使点火装置包括有一个传导装药，该传导装药用于在点火器的作用下被点燃并进行燃烧，以燃烧气体发生装置，那么由该传导装药燃烧所产生的燃烧气体仅用于使得气体发生装置进行燃烧，但不会使得气囊发生膨胀。就这一点来说，可以将气体发生装置与传导装药明确地相互区分开来。另外，设置在壳体中的两个燃烧室仅用于容置气体发生装置。因此，即使点火装置包括有传导装药并且该传导装药被容置在所限定出的空间内(在下文中被称作“容置腔室”)，仍然可以明确地将传导装药的容置腔室与用于容置气体发生装置的燃烧室相互区分开来。
对于这种气体发生装置来说，除了可以利用已经广泛使用并且基于无机叠氮化物，如叠氮化钠，的叠氮化物气体发生剂之外，还可以使用不基于无机叠氮化物的非叠氮化物气体发生剂。但是，从安全的角度来看，非叠氮化物气体发生剂是优选的。作为非叠氮化物气体发生组合物来说，比如可以采用主要包括有含氮有机组分，如四唑，三唑或其金属盐，和含氧氧化剂，比如碱金属硝酸盐的组合物；利用了三氨基胍硝酸盐、均二氨基脲、硝基胍及类似物质作为燃料和氮化源且利用了碱金属或者碱土金属的硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐或者类似物质作为氧化剂等的组合物。此外，可以根据需要，比如根据燃烧速率，无毒性，燃烧温度，分解的起始温度，来适当地对气体发生装置进行选取。
在形成于壳体内的两个燃烧室中，可以利用彼此具有不同燃烧速率的气体发生装置。在这种情况下，在各个燃烧室内，可以利用具有不同组分或者组分含量不同的气体发生装置，以便，比如将诸如叠氮化钠的无机叠氮化物或者诸如硝基胍这样的非叠氮化物用作燃料或者氮化源。另外，也可以使用通过将组合物的形状改变为丸状、薄片状、中空圆柱状、盘状、单孔体状或者多孔体状而得到的气体发生装置，或者是通过根据所制成主体的尺寸对表面积加以改变所得到的气体发生装置。尤其是，当气体发生装置被形成为带有多个通孔的多孔体状时，这些通孔的排布方式没有特别限制，但是，为了使得气体发生器的性能稳定，优选地是采用这样的排布结构，即，优选地是使所制成主体的外端部与通孔的中部之间具有一定的距离，并且各个通孔中部之间的距离大体相等。具体地说，在具有圆形断面的圆筒形主体中，比如，优选的结构是使一个通孔布置在中部，而六个通孔被形成为环绕在所述通孔的周围，以便各个通孔的中心成为这些通孔之间规则的等边三角形的顶点。另外，以相同的方式，也提出了如下结构，即，十八个通孔环绕位于中部处的通孔来形成。但通孔的数目和排布结构根据气体发生剂的制造便利性、制造成本和性能确定，而没有特别限制。
用于冷却气体发生装置燃烧所产生的燃烧气体的过滤装置被设置在位于两个燃烧室之间的过滤装置容置腔室内。过滤装置被设置在壳体中，用于对由气体发生装置燃烧所产生的燃烧气体进行冷却和/或净化。比如，除了可以使用传统上用于对所产生的燃烧气体进行净化的过滤器和/或通常用于对所产生的燃烧气体进行冷却的冷却剂之外，还可以使用通过对由合适材料制成的层压环形金属丝网主体进行压模而得到的层压金属丝网过滤器。过滤装置可以被制成在其外侧和内侧具有不同压力损失的双重结构，用于保护该过滤装置的功能可以赋予内侧，而用于抑制该过滤装置发生膨胀的功能可以赋予外侧。过滤装置的材料并不局限于由线材制成的金属丝网，也可以利用被制成圆筒形的展开金属来作为过滤装置。并且过滤装置的外圆周由一个包括层压的金属丝网主体、多孔的圆筒形主体或环形条带的外层支撑，以便抑制过滤装置的膨胀。
过滤装置由过滤装置支撑件支撑，并且被固定在壳体的内部，以便在壳体的内周面与该过滤装置之间获得预定宽度的间隙。由于在过滤装置的外周面与内周面之间存在间隙，所以燃烧气体在穿过过滤装置时不会聚集在气体排出口的周围，从而可以利用过滤装置上的所有部位。
在壳体中，还容置有点火装置，该点火装置检测到撞击并且随后触发来点燃和燃烧气体发生装置。在本发明中的气体发生器中，一个电子打火式点火装置被用作所述点火装置，该电子打火式点火装置由从用于检测撞击的撞击传感器或者类似装置发出的电子信号(或者触发信号)进行触发。电子打火式点火装置包括有一个点火器，该点火器基于由检测撞击的电子传感器发出的电子信号而触发，和一个传导装药，该传导装药通过点火器的触发而被点燃并进行燃烧，其中所述电子传感器专门带有诸如半导体加速度传感器的电子机构。
上述用于气囊的气体发生器与一个气囊一同被容置到一个模块化外壳中，从而形成一个气囊装置，其中所述气囊通过导入由气体发生器所产生的气体而膨胀。在该气囊装置中，气体发生器相应检测撞击的撞击传感器触发，并且将燃烧气体从壳体上的气体排出口中排放出来。燃烧气体流入到气囊之内，气囊将冲破模制盖并且发生膨胀，来形成一个衬垫，用于吸收乘客与车辆内坚硬结构之间的撞击作用。
根据本发明，提供了一种气体发生器，在该气体发生器中，容器的整体尺寸较小，并且该发生器可以被制造成具有简单的结构并且可以以在触发的初始阶段向乘客施加尽可能小的冲击的方式触发，同时，可以任意地对输出功率和输出功率升高的时间点进行调节，以安全地约束乘客，即使乘客的体格(比如，无论乘客的端坐高度是长或者是短，无论乘客是成人或者是儿童，以及类似情况)、乘坐姿态(比如，驾驶员抓握方向盘的姿态)以及类似因素存在差异。
另外，在本发明中的气体发生器中，通过使各燃烧室之一与过滤装置容置腔室相连通，可以减少密封结构。在包括与火焰传播导管和平板元件相结合的结构的气体发生器中，被容置在燃烧室内的气体发生剂的量可以适当地改变，从而提供一种可以被广泛使用的气体发生器。
图1是纵向剖视图，示出本发明用于气囊的气体发生器(1)的实施例；图2是示出图1所示气体发生器中的散射壳体的透视图；图3是示出另一实施例的散射壳体剖视图，其中(a)是纵向剖视图，而(b)是与纵向相垂直方向的剖视图；图4是示出另一实施例中的散射壳体的透视图；图5是示出另一实施例中用于气囊的气体发生器的纵向剖视图；图6是示出了本发明用于气囊的气体发生器(2)的实施例的气体发生器纵向的剖视图；图7是示出本发明气体发生器(3)的实施例的纵向剖视图；而图8是示出本发明的气囊装置的示意图。
附图标记
1散射壳体3壳体4气体排出口5燃烧室6气体发生剂7过滤装置8过滤装置容置腔室9密封带13 火焰传播导管17 节流元件50 气体排出口线60 气体排出口组101 散射壳体102 封闭壳体103 壳体104 气体排出口105 燃烧室106 过滤装置容置腔室107 气体发生剂108 火焰传播导管110 节流元件112 过滤装置支撑件113 点火器115 过滤装置117 密封带118 平板元件201 散射壳体202a 第一封闭壳体202b 第二封闭壳体203 壳体204 气体排出口
205a 第一气体发生剂205b 第二气体发生剂206a 第一燃烧室206b 第二燃烧室207 过滤装置208 过滤装置容置腔室209 密封带213 火焰传播导管217 节流装置218 通孔223 平板元件224 杯状元件225 封闭元件226a 第一点火装置226b 第二点火装置228 过滤装置支撑件具体实施方式
下面将根据所附附图中示出的实施例对根据本发明用于气囊的气体发生器进行描述。
实施例1图1是示出了根据本发明用于气囊的气体发生器的第一实施例的纵向剖视图。
该气体发生器具有一个壳体3，该壳体3通过一体组合的圆筒形散射壳体1和封闭壳体2而形成，其中圆筒形散射壳体1具有气体排出口4，而所述封闭壳体2封闭散射壳体1端部上的开口。在圆筒形壳体3的圆周壁上形成有多个气体排出口，并且这些气体排出口如下所述那样沿着壳体的轴线方向进行排布。并且在壳体3中，用于容置作为气体发生装置的气体发生剂5的燃烧室6沿着轴线方向形成在两个端部处(即，形成在封闭壳体侧)。用于容置圆筒形过滤装置7的过滤装置容置腔室8被成形在燃烧室6之间，即，在壳体3的中部附近。在描述本实施例的过程中，位于附图中右侧的燃烧室被称作第一燃烧室6a，而位于左侧的燃烧室被称作第二燃烧室6b。第一燃烧室6a与过滤装置容置腔室8相连通。
如图2所示，散射壳体1由直的圆筒状导管制成。在散射壳体1圆周壁的其中设置过滤装置容置腔室8一部分上，多个气体排出口4沿着壳体的轴线方向直线排列，以形成一条气体排出口线50。两条至六条气体排出口线50相互邻接排布，从而形成一个气体排出口组60。在本实施例中，一个气体排出口组60由三条相互靠近排布的气体排出口线50组成。该气体排出口组60在壳体3的圆周方向以预定的间隔(优选地是，以60度至120度的中心角)设置，并且在本实施例中，气体排出口组60以90度的间隔进行设置。在附图中，气体排出口组之间的间隔被表示为内角θ，该内角θ形成在沿着圆周方向相互邻接的气体排出口组之间。在气体排出口组60中，优选地是对在圆周方向相互邻接的气体排出口4进行调节，以便它们之间的中心角φ位于10度至30度的范围内。另外，在本实施例中，用于构成气体排出口组60的气体排出口线50分别具有不同内径的气体排出口4，但是，当然也可以通过排布两条至六条具有相同尺寸的气体排出口4的气体排出口线50，来形成气体排出口组60。针对气体排出口的排布方式而言，如沿纵向截取的剖视3a所示，六个气体排出口4可以在壳体3的轴线方向进行排布，以形成一条气体排出口线50，并且六条气体排出口线50可以沿着壳体3的圆周方向相互邻接排布，以形成一个气体排出口组60。如沿垂直于纵向的方向截取的剖视3b中所示，四个气体排出口组60可以沿着壳体3的圆周方向以90度中心角(θ)间隔排布。在图3a和3b所示出的示例中，在用于构成气体排出口组60的六条气体排出口线50之中，中间的两条气体排出口线50中包括具有较大内径的气体排出口4，而排布在这两条中间气体排出口线50两侧的相应两条气体排出口线中包括具有较小内径的气体排出口4。
另外，如图4所示，气体排出口线50可以沿着圆周方向单独排布，而无需排布两条至六条相互邻接的气体排出口线50，来形成气体排出口组。在这种情况下，气体排出口线50在壳体的圆周方向以预定的间隔进行排布。气体排出口4具有在气体发生装置5进行燃烧时调节壳体3的内部压力的功能，并且基于被容置在各个燃烧室6内的气体发生装置5的特性等因素，来确定出气体排出口4的总开口面积。
气体排出口4由铝制成的密封带9封闭，用于防止水分进入其中。在本发明中，由于气体排出口4排布成径直沿着壳体3的轴线方向的气体排出口线或者气体排出口组，因此可以利用沿着壳体3的轴线方向呈带状延伸密封带9封闭气体排出口4。也就是说，由于无需沿着壳体3的圆周方向粘接密封带9，所以可以容易地对密封带9进行贴附。优选地是，用于封闭气体排出口的密封带9形成为比气体排出口线50或者气体排出口组60宽2至20毫米。
每个封闭壳体2包括一个圆环部分21和一个圆筒形部分22，其中圆环部分21连接到散射壳体1的开口端部上，而圆筒形部分22被一体连接到圆环部分的中部开口上。这个圆筒形部分22沿着壳体3的轴线方向向外突出，并且在该圆筒形部分22的内部空间内容置有一个点火装置26。在本实施例中，用于封闭第一燃烧室6a侧的端部开口的第一封闭壳体2a包括一个圆筒形部分22a和一个圆环部分21a，该圆环部分21a以凸缘方式连接到圆筒形部分22a的端部上。用于封闭第二燃烧室6b侧的端部开口的第二封闭壳体2b包括一个圆筒形部分22b和一个圆环部分21b，圆环部分21b以凸缘方式垂直于圆筒形部分22b的圆周壁上。第一封闭壳体2a和第二封闭壳体2b的圆筒形部分22a和22b分别在其中容置有第一点火装置26a和第二点火装置26b。第一点火装置26a和第二点火装置26b中的每一个包括一个容置在点火器卡圈11中的点火器10和一个由点火器10点燃并燃烧的传导装药12。第一封闭壳体2a中的圆筒形部分22a由一个帽状元件14进行封闭，该帽状元件14连接到火焰传播导管13的一个端部上，而第二封闭壳体2b中的圆筒形部分22b由一个多孔的盘状覆盖元件16加以封闭。覆盖元件16设置有多个在第二燃烧室6b一侧上的火焰传播孔15b。连接到帽状元件14上的火焰传播导管13的圆周壁设置有多个火焰传播孔15a，并且其内部空间与第一封闭壳体2a上的圆筒部分22a的内部相连通。
在本实施例中，形成第二封闭壳体2b的圆环部分21b的圆周边缘被形成为沿着散射壳体1的径向向外突出。利用这种构造，当气体发生器被安装到一个模块中时，圆环部分21b可以用作一个法兰。在第一封闭壳体2a上的圆筒形部分22a的外周壁上形成一个螺纹沟槽(比如，对于直径为22毫米的圆筒形部分22a来说，螺纹沟槽的螺距为1.0毫米)。结果，如果螺母被螺纹连接到圆筒形部分22a上，那么当气体发生器被安装到一个模块化外壳上时，该圆筒形部分22a可以被用作双头螺柱。
形成在附图中壳体3右侧的第一燃烧室6a由间隔件与过滤装置容置腔室8分隔开。在本实施例中，一个节流元件17被用作所述间隔件，该节流元件17被弯曲成具有朝向第一点火装置26a凸出的形状。节流元件17具有防止气体发生剂5a朝向过滤装置容置腔室8发生移动的功能。该节流元件17形成有多个通孔18a，这些通孔18a使得第一燃烧室6a与过滤装置容置腔室8相连通。通孔18a没有利用密封带或者类似物进行封闭，而是敞口的，从而第一燃烧室6a一直与过滤装置容置腔室8保持连通。利用这种构造，仅通过密封形成在圆筒形壳体3上的气体排出口4，就可实现容置于第一燃烧室6a内的气体发生剂5a的防潮和内部金属元件的防锈，从而密封结构可以得以简化。顺便地说，形成在节流元件上的通孔18a可以利用一条密封带适当地进行密封，当密封带由于气体发生剂的燃烧而被损坏时，两个腔室将相互连通起来。多孔的圆筒形第一气体发生剂5a被容置在第一燃烧室6a内。该气体发生剂5a由一个向内成形的平板状元件23支撑，该平板状元件23类似于凸缘，而带有中部开口，火焰传播导管13可穿过该中部开口。平板元件23的圆周壁19配装在燃烧室6a中，并且气体发生剂5a由连接到圆周壁19上的凸缘20支撑。利用这种构造，可以阻止气体发生剂5a移动，并从而可以避免该气体发生剂5a由于振动而损坏。另外，由于平板元件23向内配装成平板元件23能够沿着壳体3的轴线方向滑动，即使所容置的气体发生剂5a的量发生变化，气体发生剂5a仍然可以可靠地被支撑、挤压和/或固定。
被容置在燃烧室6a中的气体发生剂5a由平板元件23支撑，并且点火装置26a的火焰通过火焰传播导管13可以可靠地喷射到燃烧室6a之内。从而，即使被容置在燃烧室6a内的气体发生剂5a的量发生了变化，气体发生剂5a仍然能够可靠地被点燃并进行燃烧。
具有通孔18的节流元件17支撑容置于第一燃烧室6a内的气体发生剂5a，以防止该气体发生剂5a移动到过滤装置容置腔室8中。节流元件17不具有调节第一燃烧室6a的内部燃烧压力的功能。因此，通孔18a调节成使得其内径小于第一气体发生剂5a，但通孔18a的总开口面积大于气体排出口4的总开口面积。
另外，在附图中位于壳体3左侧的第二燃烧室6b，被形成在杯状元件24的内部，在杯状元件24的圆周壁上设置有多个通孔18b。通孔18b由封闭元件25封闭，该封闭元件25由不锈钢箔片制成，并且厚度约为40微米。封闭元件25比如可以利用金属箔粘着剂或者粘合剂进行粘附。通孔18b可以形成在杯状元件24的底部(即，形成在过滤装置容置腔室8的侧面上)。但是，为了防止在第一燃烧室6a内产生的火焰和气体直接喷射出来，如本实施例所示，优选地是通孔18b形成在圆周壁33上。正如在本实施例中所示出的那样，当通孔18b形成在杯状元件24的圆周壁33上时，在该杯状元件24的外周面与壳体3的内周面之间将成形有一条从通孔18b延伸至过滤装置容置腔室8中的流动通道27。如本实施例所示，壳体3的内周面与杯状元件24之间的流动通道27比如可以通过使得从通孔18b延伸至过滤装置容置腔室8的那部分杯状元件24的外径较小，而在壳体3的内周面与杯状元件24的外周面之间获得一个空间27来实现。单孔的第一气体发生剂5b被容置在第二燃烧室6b中，并且如同第一气体发生剂5a那样，由一个容置于该第二燃烧室6b内的平板元件23支撑。
在本实施例中，具有不同形状的气体发生剂可以被用作第一气体发生剂5a和第二气体发生剂5b。当然，也可以将相同的气体发生剂用于燃烧室6a和6b中，但是在本实施例中，各个燃烧室内的气体发生剂具有不同的形状，从而可以对该气体发生器的工作性能(即气囊的膨胀曲线)进行调节。另外，作为另外一种选择，当各个燃烧室容置有相同形状、但是至少在燃烧速率、组分、组分含量或量之一存在差异的气体发生剂时，也可以如同本实施例这样对气体发生器的工作性能进行调节。
在过滤装置容置腔室8中容置有圆筒形的过滤装置7。在本实施例中，过滤装置7通过将展开金属卷绕多次而制成。过滤装置7的另一个示例可以是如下的冷却剂/过滤器，其利用层压金属丝网而制成，并且具有冷却燃烧气体的效果和收集燃烧残留物的功能。过滤装置7由一个过滤装置支撑件28支撑并固定到支撑件28上，并且在过滤装置7的外周面与壳体3的内周面之间确保了具有预定宽度的间隙32。在本实施例中，过滤装置支撑件28包括内部圆周壁29、外部圆周壁30和圆环部分31，其中内部圆周壁29配合在过滤装置7的中部开口中，外部圆周壁30从内部圆周壁29沿相反方向延伸，并且配合到壳体的内周面上，而圆环部分31用于将内部圆周壁29和外部圆周壁30连接起来。通过配装在壳体3中的过滤装置支撑件28，过滤装置7在其内部圆周端面得以支撑和固定。在过滤装置7的外周面与壳体3的内周面之间所获得的间隙32功能为气体流动通道，从而当燃烧气体穿过过滤装置7时，防止了燃烧气体聚集在气体排出口4的周围。在本实施例中，设置在第一燃烧室6a侧的过滤装置支撑件28的外周面由一个设置在壳体3上的凸起结构或者利用压配合而得以支撑和固定。
下面将对图中所示气体发生器的触发形式进行描述。
首先，当第一点火装置26a触发时，由此产生的火焰将穿过火焰传播导管13，并且从火焰传播孔15a喷射到第一燃烧室6a之内。该火焰点燃并燃烧第一气体发生剂5a，以产生燃烧气体。通过第一气体发生剂5a燃烧所产生的作用气体穿过节流元件8上的通孔18a，并且抵达过滤装置容置腔室8之内。在作用气体穿过过滤装置7的同时，作用气体得以冷却和净化，并且流入到间隙32中，作用气体冲破密封带9并且从气体排出口4中排放出来。被容置在第二燃烧室6b内的第二气体发生剂5b决不会由于第一气体发生剂5a发生燃烧而被点燃并进行燃烧，这是因为杯状元件24上的通孔18b由可冲破的元件封闭。通过第二点火装置26b的触发，第二气体发生剂5b被点燃并进行燃烧。但是，如果自动点燃材料(AIM)被置于第二燃烧室6b内，那么第二气体发生剂5b可以由自动点火装置点燃并进行燃烧，其中所述自动点燃材料可以在从壳体3传导过来的气体发生剂5a的燃烧热量等(传导热量)的作用下点燃并燃烧。硝化纤维或类似物质可以被用作自动点火装置。自动点火装置被设置成在第一点火装置26a被触发后经过100毫秒或者更长时间，第二气体发生剂5b才被点燃并进行燃烧。
第二点火装置26b与第一点火装置26a同时触发，或者以预定的时间间隔滞后于第一点火装置26a触发。从而，可以对两个点火装置26a和26b的点火时间点进行调节。也就是说，可以通过在第一点火装置26a触发之后来触发第二点火装置26b或者通过同时触发第一点火装置26a和第二点火装置26b，来任意地对该气体发生器的输出性能(工作性能)进行调节。因此，在不同的情况下，比如在发生碰撞时的车速或者环境温度不同的情况下，当使用一个将在后面进行描述的气囊装置时，可以优化气囊的膨胀过程。
如果第二点火装置26b触发，那么由此所产生的火焰将从覆盖元件16上的火焰传播孔15b喷射到第二燃烧室6b内，点燃并且燃烧第二气体发生剂5b，以产生作用气体。作用气体会剥离封闭件25，并且从帽状元件24上的通孔18b中喷射出来，穿过成形在帽状元件24与壳体3之间的流动通道27，抵达过滤装置容置腔室8中。此后，作用气体将如同由第一气体发生剂5a所产生的燃烧气体那样，穿过过滤装置7，并且从气体排出口4中排放出来。
实施例2图5是示出根据本发明用于气囊的气体发生器的另一实施例的纵向剖视图。
该气体发生器具有一个壳体3，该壳体3通过一体组合一个圆筒形散射壳体1和封闭壳体40而制成，其中在所述圆筒形外壳1上具有气体排出口4，而所述封闭壳体40用于以与图1所示气体发生器相同的方式封闭散射壳体1端部处的开口。但是，过滤装置容置腔室8设置于不同位置处，并且该过滤装置容置腔室8限定在壳体3的端部处。在壳体3的另一个端部处，限定了一个用于容置气体发生剂5的燃烧室6。从而，在本实施例中，燃烧室6与过滤装置容置腔室8沿着轴线方向在壳体3中邻接设置。
形成在壳体3另一端部处的燃烧室6由一个间隔件与过滤装置容置腔室8分离开来。如同实施例1一样，一个弯曲成具有朝向燃烧室6内凸的形状的节流元件17被用作所述的间隔件。该节流元件17形成有多个通孔18，这些通孔18将燃烧室6与过滤装置容置腔室8连通，并且腔室6与过滤装置容置腔室8一直彼此连通。通过密封形成在圆筒形壳体3圆周壁上的气体排出口4，可以实现容置于燃烧室6内的气体发生剂5的防潮以及内部金属元件的防锈，从而可以简化燃烧室6侧的密封结构。当然，甚至在本实施例中，如果无需简化密封结构，那么也可以利用能够在气体发生剂进行燃烧时发生破裂的密封带密封通孔18。
多孔的圆筒形气体发生剂5容置在燃烧室6中，而气体发生剂5被支撑在节流元件17与向内凸缘状平板元件23之间。利用这种构造，能够阻止气体发生剂5发生移动，并且从而可以防止气体发生剂5由于振动或者类似原因而损坏。平板元件23可以沿着壳体3的轴线方向进行滑动。从而，即使所容置的气体发生剂5的量发生了变化，也可以可靠地阻止该气体发生剂5发生移动。
在本实施例中，用于构成壳体3的散射壳体1由圆筒形直管制成。在圆周壁上设置有过滤装置容置腔室8的部位处，排布有多个气体排出口4。这些气体排出口以与实施例1相同的方式沿着壳体3的轴线方向直线排列，从而形成气体排出口线50或者气体排出口组60，在气体排出口组60中，两条至六条气体排出口线50彼此靠近地布置。
正如在实施例1中那样，气体排出口4由条状密封带9封闭，密封带9沿着壳体3的轴线方向直线延伸，并且可以实现壳体3和燃烧室6的防水。另外，在本实施例中，气体排出口4容易并可靠地封闭，这是因为密封带9可以沿着壳体3的轴线方向直线固定。
用于封闭过滤装置容置腔室8侧的散射壳体1开口的封闭壳体40a包括有圆环部分41a、圆形部分42和螺纹部分43，圆环部分41a连接到散射壳体1的开口边缘上，圆形部分42从圆环部分41a朝向过滤装置容置腔室8突出，而螺纹部分43从圆环部分41a沿着壳体3的轴线方向向外突出。圆形部分42的尺寸被调节成能够抵靠到过滤装置7的内周面上，并且用于支撑该过滤装置7。通过在螺纹部分43上设置一个螺母(未示出)，该气体发生器可以被安装到一个模块化外壳中。
同时，用于封闭燃烧室6侧的散射壳体1开口的封闭壳体40b包括有圆环部分41b和圆筒形部分44，圆环部分41b连接在散射壳体1的开口端部上，而圆筒形部分44被一体连接在圆环部分41b的中部开口上，并且沿着壳体3的轴线方向向外突出。在圆筒部分44的内部容置有一个点火装置26，该点火装置26包括容置在点火卡圈11中的点火器10和能够被点火器10点燃并进行燃烧的传导装药。圆环部分41b的圆周边缘被形成为能够沿着散射壳体1的径向向外突出。因此，当气体发生器被安装在模件中时，圆环部分41的圆周边缘可以用作一个法兰部分。
封闭壳体40b上的圆筒形部分44由帽状元件14封闭，其中帽状元件14连接到火焰传播导管13的端部上。连接到帽状元件14上的火焰传播导管13在其圆周壁上设置有多个火焰传播孔15，并且火焰传播导管13的内部与封闭壳体2上圆筒形部分44的内部相连通，即，与其中容置有所述点火装置26的空间相连通。利用这种构造，点火装置26触发所产生的火焰会穿过火焰传播导管13，并且从火焰传播孔15喷射到燃烧室6中。在本实施例中，火焰传播孔13由一个挡块45所阻塞，该挡块45比具有火焰传播孔15的区域更靠近端部(即，位于过滤装置容置腔室8侧)。挡块45在内部阻挡了不涉及火焰传播孔15的火焰传播导管13，从而消除了在点燃传导装药时的不需要的空间，增大了容置点火装置的空间中的内部压力，结果，可以改善传导装药12的点火性能。
正如在实施例1中那样，圆筒形过滤装置7被容置在过滤装置容置腔室8中。位于燃烧室6侧的过滤装置7的端部由一个过滤装置支撑件28支撑作用，并且固定在后者上，而过滤装置7的另一端由封闭过滤装置容置腔室8侧的开口的封闭壳体40a的圆形部分42支撑，并且固定在该圆形部分42上。利用这种构造，可以在过滤装置7的外周面与壳体3的内周面之间获得预定宽度的间隙32。该间隙32用作气体流动通道，并且当燃烧气体穿过过滤装置7时，该间隙32防止燃烧气体聚集在气体排出口4的周围。
气体发生器如下所述地进行工作。当点火器10触发而点燃并燃烧传导装药12时，由其产生的火焰将穿过火焰传播导管13，并且通过火焰传播孔15喷射到燃烧室6中。火焰点燃并燃烧燃烧室6中的气体发生剂5，从而产生作用气体。并且气体通过节流元件17上的通孔18而流入到过滤装置容置腔室8中。此后，在作用气体穿过过滤装置7的同时，该作用气体得以净化和冷却，并且冲破用于封闭气体排出口4的密封带9，从气体排出口4中排出。
实施例3图6是示出根据本发明用于气囊的气体发生器的一个实施例的纵向剖视图。在本实施例中的气体发生器中，燃烧室和过滤装置容置腔室沿着轴线方向相邻接并且相连通，并且燃烧室中的气体发生装置由一个平板元件支撑，另外，火焰传播导管在燃烧室中突出。
该气体发生器具有一个壳体103，该壳体103通过一体组合圆筒形散射壳体101和封闭壳体102而制成，其中在所述圆筒形散射壳体101上具有气体排出口104，而所述封闭壳体102用于封闭散射壳体102端部内的开口。在该壳体103中，一个用于容置气体发生剂107的燃烧室105和一个用于容置圆筒形过滤装置115的过滤装置容置腔室106沿着壳体3的轴线方向邻接设置。
形成在壳体3一个端部处的燃烧室105由一个间隔件与过滤装置容置腔室106分隔开来。在本实施例中，一个弯曲成具有朝向所述燃烧室内凸的形状的节流元件110被用作所述间隔件。该节流元件110具有阻止气体发生剂107朝向过滤装置容置腔室106移动的功能。节流元件110形成有多个通孔111，这些通孔111使燃烧室105与过滤装置容置腔室106连通，以便将气体发生剂107发生燃烧时所产生的作用气体被送入过滤装置容置腔室106中。在本实施例中，由于通孔111没有利用密封带117和类似物加以封闭，所以燃烧室105与过滤装置容置腔室106一直彼此连通。仅通过密封形成在壳体103圆周壁上的多个气体排出口104，就可以实现容置于燃烧室105内的气体发生剂107的防潮，和内部金属元件的防锈，并从而，可以简化燃烧室105内的密封结构。在目的并不在于简化密封结构的情况下，比如，在这样的气体发生器中，即，在其中的燃烧室由节流元件与过滤装置容置腔室分离的该气体发生器中，其中的气体发生剂由平板元件挤压并固定的气体发生器中和/或其中的火焰传播导管从燃烧室中突出的气体发生器中，当然也可以用密封带密封节流元件上的通孔，其中密封带能够在气体发生剂发生燃烧时被冲破。在这种情况下，燃烧室和过滤装置容置腔室被形成为他们能够相互连通。也就是说，在本发明中，根据需要，燃烧室和过滤装置容置腔室可以一直保持相互连通，或者它们可以形成为通过气体发生剂燃烧而相互连通。
多孔的圆筒形气体发生剂107容置在燃烧室105中。气体发生剂107被支撑在节流元件110与向内凸缘状平板元件118之间。利用这种构造，能够阻止气体发生剂107移动，从而可以防止气体发生剂由于振动或者类似原因而损坏。在本实施例中，平板元件118的圆周壁119配装在燃烧室105中，并且气体发生剂107由一个连接到圆周壁119上的凸缘状部分120支撑。由于平板元件118可以沿着壳体103的轴线方向进行滑动，即使被容置在气体发生剂107的量发生了变化，但也可以可靠地阻止气体发生剂107移动。
具有通孔111的节流元件110支撑容置在燃烧室105内的气体发生剂107，并且用于防止气体发生剂107移动到过滤装置容置腔室105之内。节流元件110不具有控制第一燃烧室105中的内部燃烧压力的功能。因此，通孔111被调节成使得其内径小于第一气体发生剂107，但是通孔111的总开口面积大于气体排出口104的总开口面积。
用于构成壳体103一部分的散射壳体101由圆筒形直管形成。在散射壳体101圆周壁上、设置有过滤装置容置腔室106的部位处形成有多个气体排出口104。这些气体排出口104由密封带117封闭，该密封带117由铝制成，以防止水分进入。气体排出口104具有在气体发生剂107燃烧时对壳体103中的内部压力进行控制的功能。气体排出口104的总开口面积取决于容置在各个燃烧室105内的气体发生剂107的特性和类似因素来决定。
用于封闭散射壳体101在过滤装置容置腔室106侧的开口的封闭壳体102a包括圆环部分121、圆形部分122和螺纹部分123，其中圆环部分121连接到散射壳体101的开口边缘上，圆形部分122从圆环部分121朝向过滤装置容置腔室106突出，而螺纹部分123从圆环部分121沿着壳体103的轴线方向向外突出。圆形部分122的尺寸被调节成能够贴靠到过滤装置115的内周壁上，并且用于支撑该过滤装置115。通过在螺纹部分123上设置一个螺母(未示出)，该气体发生器可以被安装到一个模块化外壳中。
同时，用于封闭散射壳体101在燃烧室105侧的开口的封闭壳体102b包括圆环部分121b和圆筒形部分124，其中圆环部分121b连接到散射壳体101的开口端部上，而圆筒形部分124被一体连接到圆环部分121b的中部开口上，并且沿着壳体103的轴线方向向外突出。在圆筒部分124的内部空间中容置有一个点火装置，该点火装置包括容置在点火卡圈中的点火器113和由点火器113点燃并燃烧的传导装药114。圆环部分121b的圆周边缘形成为能够沿着散射壳体101的径向向外突出。从而，当气体发生器被安装在模件中时，所述圆周边缘可以用作一个法兰部分。
封闭壳体102的圆筒形部分由一个帽状元件125封闭，帽状元件125连接到火焰传播导管108的一个端部上。连接到帽状元件125上的火焰传播导管108在其圆周壁上形成有多个火焰传播孔109，并且火焰传播导管108的内部与封闭壳体102上圆筒形部分124的内部相连通，即，与其中容置有点火装置113的空间相连通。火焰传播导管108通过支撑气体发生剂107的向内凸缘状平板元件118的中部开口突出到燃烧室105中，并且形成在该火焰传播导管108圆周壁上的火焰传播孔109布置在燃烧室105之内。利用这种构造，由于点火装置触发所产生的火焰会穿过火焰传播导管108，并且从火焰传播孔109喷射到燃烧室105中。平板元件118配合在壳体103中，并且可以沿着壳体103纵向滑动。即使当平板元件118的位置根据容置于燃烧室105内的气体发生剂107的量而改变时，仍然可以利用从火焰传播导管109中喷射出来的火焰可靠地点燃和燃烧气体发生剂107。在本实施例中，火焰传播导管108的一部分由挡块129阻塞，该挡块129比形成有火焰传播孔的区域更靠近端部(即位于过滤装置容置腔室106一侧)。挡块129在不涉及火焰传播孔109的内部阻塞火焰传播导管108，从而消除了在点燃传导装药时的不需要空间，增大了容置所述点火装置的空间中的内部压力，结果，可以改善传导装药114的点火性能。
圆筒形过滤装置115容置在过滤装置容置腔室106中。在本实施例中，过滤装置115通过将展开的金属多次卷绕而形成。该过滤装置115也可以利用层压的金属丝网主体制成，以便该过滤装置115可以用作一个既具有燃烧气体冷却功能又能够收集燃烧残留物的冷却剂/过滤器。燃烧室105侧的过滤装置115的端部由过滤装置支撑件112支撑，并且固定在后者上，而过滤装置115的另一个端部由封闭过滤装置容置腔室106侧的开口的封闭壳体102b的圆形部分122支撑，并且固定在圆形部分122上。利用这种构造，可以在过滤装置115的外周面与壳体的内周面之间获得预定宽度的间隙116。在本实施例中，过滤装置支撑件112包括有一个内部圆周壁126、一个外部圆周壁127和一个圆环部分128，其中内部圆周壁126配合在过滤装置115的中部开口内，外部圆周壁127沿着内部圆周壁126的相反方向延伸并配合在壳体103的内周壁内，而圆环部分128用于连接所述内部圆周壁和外部圆周壁。过滤装置支撑件112通过设置在壳体103中的凸起结构或者利用压配合而固定在壳体103内。在过滤装置115外周面与壳体103内周面之间所确保的间隙116用作一个气体流动通道，并且当燃烧气体穿过过滤装置115时，该间隙116防止燃烧气体聚集在气体排出口4的附近。
该气体发生器如下所述地工作。当点火器113触发而点燃和燃烧传导装药114时，由其产生的火焰将穿过火焰传播导管108，并且通过火焰传播孔109喷射到燃烧室105中。火焰点燃并燃烧位于燃烧室105中的气体发生剂107，从而产生作用气体。并且所述气体会通过节流元件110上的通孔111而流入到过滤装置容置腔室106中。此后，在作用气体穿过过滤装置115的同时，该作用气体得以净化和冷却，并且冲破用于封闭气体排出口104的密封带117，从气体排出口104中排放出来。
实施例4图7是示出根据本发明用于气囊的气体发生器的一个实施例的垂直剖面图。
该气体发生器具有一壳体203，该壳体203通过一体组合一个圆筒形散射壳体201和封闭壳体202而制成，其中圆筒形散射壳体201具有气体排出口4，而封闭壳体202封闭散射壳体201端部上的开口。在壳体203中，用于容置作为气体发生装置的气体发生剂205的燃烧室沿着轴线方向形成在两侧上(即，封闭壳体侧)。用于容置圆筒形过滤装置207的过滤装置容置腔室208设置在燃烧室206之间，即位于壳体203的中部附近。在本实施例中，为了便于说明，在图中位于右侧的燃烧室被定义为第一燃烧室206a，而位于左侧的燃烧室被定义为第二燃烧室206b。第一燃烧室206a与过滤装置容置腔室208相连通。
散射壳体201由圆筒形直管制成。在散射壳体201圆周壁上、设置有过滤装置容置腔室208的部位处形成多个气体排出口204。这些气体排出口204由铝制成的密封带209封闭，以防止水分进入。气体排出口204具有在气体发生剂205燃烧时控制壳体203中的内部压力的功能。气体排出口204的总开口面积取决于容置在各个燃烧室206内的气体发生剂205的特性和类似因素而决定。
封闭壳体202包括圆环部分221和圆筒形部分222，其中圆环部分221连接到散射壳体201的开口端部上，而圆筒形部分222一体连接到圆环部分221的中部开口上。圆筒形部分222沿着壳体203的轴线方向向外突出，并且在其内部容置有一个点火装置226。在本实施例中，用于封闭第一燃烧室206a侧的端部开口的第一封闭壳体202a包括圆筒形部分222a和圆环部分221a，圆环部分221a以凸缘形状连接到圆筒形部分222a的端部上。用于封闭第二燃烧室206b侧的端部开口的第二封闭壳体202b包括圆筒形部分222b和圆环部分221b，该圆环部分221b以凸缘形状垂直于圆筒形部分222b的圆周壁。第一点火装置226a和第二点火装置226b分别被容置在第一封闭壳体202a和第二封闭壳体202b上的圆筒形部分222a和222b之中。每个点火装置包括点火器210和传导装药212，其中点火器210容置在点火器卡圈211中，而传导装药212能够由点火器210点燃并进行燃烧。第一封闭壳体202a上的圆筒形部分222a由帽状元件214进行封闭，其中该帽状元件21 4被连接在火焰传播导管213的一端上。第二封闭壳体202b上的圆筒形部分222b由一个多孔的盘状覆盖元件216封闭，该盘状覆盖元件216在第二燃烧室206侧具有多个火焰传播孔215b。连接到帽状元件214上的火焰传播导管213形成为在其圆周壁上带有多个火焰传播孔215a，并且该火焰传播导管213的内部与第一封闭壳体202a上的圆筒部分222a相连通。
在本实施例中，形成第二封闭壳体202b的圆环部分221b的圆周边缘形成为沿散射壳体201的径向向外突出。利用这种构造，在气体发生器被安装到所述模件中时，圆环部分221b可以用作一个法兰部分。在第一封闭壳体202a的圆筒部分222a的外周面上形成有螺纹沟槽(比如，对于直径为22毫米的圆筒形部分222a来说，螺纹沟槽的螺距为1.0毫米)。从而，如果将一个螺母配合到该圆筒形部分222a上，那么在该气体发生器被安装到一个模制外壳中时，圆筒形部分222a可以用作一个双头螺柱。
在图中被成形在壳体203右侧的第一燃烧室206a由一个间隔件与过滤装置容置腔室208分离。在本实施例中，一个弯曲成具有朝向过滤装置容置腔室208内凸的形状的节流元件217被用作所述间隔件。节流元件217具有阻止气体发生剂205a朝向过滤装置容置腔室208的移动的功能。并且在该节流元件217上形成有多个通孔218a，以使得燃烧室206与过滤装置容置腔室208相连通，以便在气体发生剂205a燃烧时所产生的作用气体被送入到过滤装置容置腔室208之内。通孔218没有用密封带或者类似物进行封闭，而是敞口的。可选择地，作为另外一种模式，也可以利用密封带或者类似物来对所述通孔进行封闭，以便该密封带由气体发生剂燃烧而破裂，使得两个腔室相互连通。换句话说，第一燃烧室206a与过滤装置容置腔室208总是相互连通。利用这种构造，仅通过封闭形成在圆筒形壳体203圆周壁上的气体排出口204，就可实现容置于第一燃烧室206a内的气体发生剂205a的防潮，和内部金属元件的防锈，并且从而可以简化密封结构。多孔的圆柱形气体发生剂205a被容置在第一燃烧室206a内。该气体发生剂205a由一个向内凸缘状平板元件223支撑，其中火焰传播导管213穿过所述平板元件223的中部开口。平板元件223的圆周壁219配合在燃烧室206a中，并且气体发生剂205a由连接到圆周壁219上的凸缘状部分220支撑。利用这种构造，可以阻止气体发生剂205a移动，以便防止气体发生剂205a由于振动而损坏。另外，由于平板元件223配合在壳体203中使得平板元件223可以沿着壳体203的轴线方向进行滑动，所以即使所容置的气体发生剂205a的量发生了变化，仍然能够可靠地对气体发生剂205a进行支撑、挤压和/或固定。
容置在燃烧室206a内的气体发生剂205a由平板元件223支撑，并且点火装置226a的火焰通过火焰传播导管213可以可靠地喷射到燃烧室206a中。因此，即使容置于燃烧室206a内的气体发生剂205a的量发生了变化，该气体发生剂205a仍然可以可靠地被点燃并进行燃烧。
具有通孔218a的节流元件217支撑容置在第一燃烧室206a内的气体发生剂205a，以阻止气体发生剂205a朝向过滤装置容置腔室208的移动。该节流元件217不具有控制第一燃烧室206a中的内部燃烧压力的功能。因而，通孔218a被调节成使得其内径小于第一气体发生剂205a，但是通孔218a的总开口面积大于气体排出口204的总开口面积。
另外，在图中形成在壳体203左侧的第二燃烧室206b形成在一个杯状元件224的内部，其中杯状元件224在其圆周壁上设置有多个通孔218b。通孔218b由一个封闭件225封闭，该封闭件225由厚度大约为40微米的不锈钢箔片制成。比如，可以利用金属箔粘着剂或者粘合剂来粘附封闭件225。通孔218b也可以成形在杯状元件224的底部上(即，在过滤装置容置腔室208侧)。为了防止第一燃烧室206a中产生的火焰和气体直接喷射出来，优选地是如同本实施例中将通孔218b形成在圆周壁233上。如本实施例所示，当通孔218b形成在杯状元件224的圆周壁223上时，在该杯状元件224的外周面与壳体203的内周面之间形成一条从通孔218b连接至过滤装置容置腔室208的流动通道227。如本实施例所示，在壳体203的内周面与杯状元件224的外周面之间的流动通道227例如可以通过使得从通孔218b延伸至过滤装置容置腔室208的那部分杯状元件224的外径较小，而在壳体203的内周面与杯状元件224的外周面之间确保一个空间227来实现。单孔的第一气体发生剂205b容置在第二燃烧室206b中，并且如同第一气体发生剂205a那样，由容置于第二燃烧室206b内的平板元件223支撑。
在本实施例中，具有不同形状的气体发生剂可以用作第一气体发生剂205a和第二气体发生剂205b。当然，在燃烧室206a和206b中也可以利用相同的气体发生剂，但是，如本实施例中的一样，各个燃烧室中具有不同形状的气体发生剂，并且可以任意地对该气体发生器的工作性能(气囊的膨胀形式)进行调节。可选择地，即使各个燃烧室206a和206b内使用了相同形状的气体发生剂，仍然可以通过在各个腔室中利用至少在燃烧速率、组分、组分含量和量之一不同的气体发生剂来任意地对该气体发生器的工作性能进行调节。
圆筒形过滤装置207容置在过滤装置容置腔室208中。在本实施例中，过滤装置207通过对将展开的金属多次卷绕而制成。过滤装置207也可以利用层压金属丝网主体制成，以便该过滤装置207可以用作一个具有冷却燃烧气体和收集燃烧残留物功能的冷却剂/过滤器。该过滤装置207由过滤装置支撑件228支撑，并且固定在后者上，并且在过滤装置207的外周面与壳体203的内周面之间确保有预定宽度的间隙232。在本实施例中，过滤装置支撑件228包括内部圆周壁229、外部圆周壁230和圆环部分231，其中内部圆周壁229配合在过滤装置207的中部开口中，外部圆周壁230从内部圆周壁229沿相反方向延伸并配合到壳体的内周面上，而圆环部分231用于将内部圆周壁229和外部圆周壁230连接起来。过滤装置207由配合在壳体203中的过滤装置支撑件228支撑，并在其内圆周端面由过滤装置支撑件228固定。当燃烧气体穿过过滤装置207时，在过滤装置207的外周面与壳体203的内周面之间所确保的间隙232将用作一个流动通道，以防止燃烧气体聚集在气体排出口204的周围。在本实施例中，设置在第一燃烧室206a侧的过滤装置支撑件228的外周壁由设置在壳体203上的凸起结构或者利用压配合支撑和固定。
下面将对图中所示气体发生器的工作方式进行描述。
首先，当第一点火装置226a触发时，由此产生的火焰将穿过火焰传播导管213，并且从火焰传播孔215a喷射到第一燃烧室206a之内。火焰点燃并燃烧第一气体发生剂205a，从而产生燃烧气体。第一气体发生剂205a燃烧所产生的作用气体将穿过节流元件217上的通孔218a而抵达过滤装置容置腔室208之内。在作用气体穿过过滤装置207的同时，作用气体得以冷却和净化，并且流入到间隙232中。随后，作用气体将冲破密封带209并且从气体排出口204中排放出来。被容置在第二燃烧室206b内的第二气体发生剂205b决不会由于第一气体发生剂205a的燃烧而被点燃并进行燃烧，这是因为杯状元件224上的通孔218b被可冲破的元件封闭。通过第二点火装置226b触发，第二气体发生剂205b点燃并进行燃烧。但是，如果可以由从壳体203等传导的第一气体发生剂205a的燃烧热量(传导热量)而点燃并燃烧的自动点燃材料(AIM)被置于第二燃烧室206b内，那么第二气体发生剂205b可以由自动点火装置点燃并进行燃烧。硝化纤维或类似物质可以被用作所述自动点火装置，并且该自动点火装置被设置成，在第一点火装置226a被触发后至少100毫秒第二气体发生剂205b才被点燃并进行燃烧。
第二点火装置226b与第一点火装置226a同时触发，或者以预定的时间间隔滞后于第一点火装置226a触发，从而，可以对两个点火装置226a和226b的点火时间点进行调节。也就是说，可以通过在第一点火装置226a触发之后触发第二点火装置226b或者通过同时触发第一点火装置226a和第二点火装置226b，来任意地对该气体发生器的输出性能(工作性能)进行调节。因此，在不同的情况下，比如在发生碰撞时的车速或者环境温度不同的情况下，在将在后面进行描述的气囊装置中，可以优化气囊的膨胀过程。
当第二点火装置226b触发时，由此所产生的火焰将从覆盖元件216上的火焰传播孔215b喷射到第二燃烧室206b内，点燃并且燃烧第二气体发生剂205b，从而产生作用气体。作用气体会剥离封闭件225，并且从帽状元件224上的通孔218b中喷射出来，穿过成形在帽状元件224与壳体203之间的流动通道227抵达过滤装置容置腔室208中。此后，作用气体将如同由第一气体发生剂205a所产生的燃烧气体那样穿过过滤装置207，并且从气体排出口204中排放出来。
实施例5图8示出了本发明中气囊装置的一个实施例，该气囊装置中包括一个利用了电打火式点火装置的气体发生装置。
气体发生装置包括一个气体发生器300，一个撞击传感器301，一个控制单元302，一个模制外壳303和一个气囊304。基于图1、6或7所阐述的气体发生器被用作气体发生器300，并且该气体发生器300的工作性能被调节成在该气体发生器触发的初始阶段，对乘客的撞击作用尽可能地小。
撞击传感器301包括一个半导体型加速度传感器。该半导体型加速度传感器包括有四个半导体应变片，他们形成在硅基片横梁上，当其上作用加速度时，该横梁将会发生弯曲。半导体应变片被桥接在一起。如果施加了加速度，那么横梁将发生弯曲，并且在其表面上产生应力。利用这个应力，半导体应变片的电阻也将发生变化，并且这种电阻变化被检测为与加速度相对应的电压信号。
控制单元302包括有一个点火判定线路。来自于半导体型加速度传感器的信号被输送到该点火判定线路中。如果来自于传感器301的撞击信号超过了一定的值，那么控制单元302将开始进行计算，并且如果计算结果超过了一定的值，那么控制单元302将向气体发生器300中的点火器10、113和210输出触发信号。
模块化外壳303比如由聚氨酯制成，并且包括有一个模制盖305。气囊304和气体发生器300被容置在模块化外壳303中以构成一个垫板状模块。当垫板状模件被安装在汽车的驾驶员侧时，该垫板状模块通常被安装在方向盘307中。
气囊304由尼龙(比如尼龙66)或者聚酯制成，气囊304上的气囊开口306环绕在气体发生器的气体排出口的周围，并且该气囊304以折叠状态固定在气体发生器的凸缘上。
当在汽车发生碰撞并且半导体型加速度传感器301检测到撞击状况时，由其所产生的信号被发送到控制单元302中，并且如果来自于传感器的撞击信号超过了一定的值时，控制单元302将开始进行计算。如果计算结果超过了一定的值时，那么控制单元302将向气体发生器300中的点火器10、113和210输出触发信号，从而触发点火器10、113和210以点燃气体发生剂，并且气体发生剂进行燃烧而产生气体。所述气体喷射到气囊中，而气囊将冲破模制盖305进行膨胀，从而在方向盘307与乘客之间形成一个衬垫，来吸收撞击。
权利要求
1.一种用于气囊的气体发生器，在其壳体中包括撞击时触发的点火装置和由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置，壳体在其圆周壁上带有多个气体排出口，其特征在于所述气体排出口沿着壳体的轴向进行排布，而形成一条气体排出口线，两条至六条气体排出口线沿着壳体的圆周方向相互靠近排布，从而形成一个气体排出口组，气体排出口组沿着壳体的圆周方向以预定的间隔排布。
2.根据权利要求1所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述气体排出口组被调节成相邻气体排出口在壳体圆周方向的中心角在10度至30度范围内。
3.根据权利要求1或2所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述气体排出口组以60度至120度的中心角的间隔形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，构成气体排出口组的各条气体排出口线具有彼此不同直径的气体排出口。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，每个气体排出口组有一条密封带封闭。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，每个气体排出口组的宽度被调节成比封闭该气体排出口组的所述一条密封带的宽度小2至20毫米。
7.一种用于气囊的气体发生器，在其壳体中包括有撞击时触发的点火装置和由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置，其中所述壳体在其圆周壁上带有多个气体排出口，其特征在于所述气体排出口被沿着壳体的轴向排布以形成气体排出口线，并且，气体排出口线沿着壳体的圆周方向以预定的间隔进行排布。
8.根据权利要求7所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，每个所述气体排出口线由一条密封带封闭。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述壳体被制成圆筒形状，该圆筒的轴向长度大于其径向长度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，用于容置所述气体发生装置的燃烧室和用于容置过滤装置的过滤装置容置腔室在壳体内、在轴线方向相互邻接地形成，而气体排出口线或者气体排出口组形成在壳体圆周壁上、在其内部形成过滤装置容置腔室的区域中。
11.一种用于气囊的气体发生器，在其圆筒形壳体中包括撞击时触发的点火装置和由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置，其中所述圆筒形壳体的轴向长度大于其径向长度，其特征在于用于容置所述气体发生装置的燃烧室和用于容置过滤装置的过滤装置容置腔室在壳体内、沿轴线方向相互邻接地形成，并且这些腔室相互连通；用于容置所述气体发生装置的燃烧室由具有通孔的间隔件与过滤装置容置腔室分离开来。
12.根据权利要求11所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，在所述圆筒形壳体的圆周壁上设置有多个气体排出口，而壳体的防潮是通过封闭气体排出口的密封带来实现的。
13.根据权利要求11或12所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，在圆筒形壳体内设置的燃烧室中放置有向内凸缘状平板元件，该平板元件配装在燃烧室中以能够沿着壳体的轴线方向滑动，而容置于燃烧室内的气体发生剂被朝向过滤装置容置腔室挤压和/或固定。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，在其圆周壁内形成有多个火焰传播孔的火焰传播导管容置在所述燃烧室中，火焰传播导管沿着壳体的轴线方向延伸，该导管的一端连接到其中容置有所述点火装置的点火装置容置腔室内。
15.一种用于气囊的气体发生器，在其圆筒形壳体中包括在撞击时触发的点火装置和由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置，其中所述圆筒形壳体的轴向长度大于其径向长度，其特征在于用于容置所述气体发生装置的燃烧室和用于容置过滤装置的过滤装置容置腔室在壳体内、沿着轴线方向相互邻接地形成，被容置在燃烧室内的气体发生剂由配装到燃烧室内的向内凸缘状平板元件朝向过滤装置容置腔室挤压和/或固定，其中所述平板元件在壳体轴向上可滑动。
16.根据权利要求15所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述圆筒形壳体在其圆周壁上设置有多个气体排出口，并且壳体的防潮是通过封闭气体排出口的密封带来实现的。
17.根据权利要求15或16所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，燃烧室由带有通孔的间隔件与过滤装置容置腔室分隔开。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，在其圆周壁上形成有多个火焰传播孔的火焰传播导管容置在所述燃烧室中，火焰传播导管沿着壳体的轴线方向延伸，该导管的一端连接到其中容置有所述点火装置的点火装置容置腔室内。
19.一种用于气囊的气体发生器，在其圆筒形壳体中包括撞击时触发的点火装置和由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置，其中所述圆筒形壳体的轴向长度大于其径向长度，其特征在于用于容置所述气体发生装置的燃烧室和用于容置过滤装置的过滤装置容置腔室在壳体内、沿着轴线方向相互邻接地形成；在其圆周壁上形成有多个火焰传播孔的火焰传播导管容置在所述燃烧室中；火焰传播导管沿着壳体的轴线方向延伸，并且该导管的一端连接到其中容置有所述点火装置的点火装置容置腔室内。
20.根据权利要求19所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述圆筒形壳体在其圆周壁上设置有多个气体排出口，并且壳体的防潮是通过封闭气体排出口的密封带实现的。
21.根据权利要求19或20所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述燃烧室由带有通孔的间隔件与过滤装置容置腔室分隔开。
22.根据权利要求19到21中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，在圆筒形壳体内设置燃烧室中放置有向内凸缘状平板元件，该平板元件配合在燃烧室中以能够沿着壳体的轴线方向滑动，而容置在燃烧室内的气体发生剂被朝向过滤装置容置腔室挤压和/或固定。
23.根据权利要求11至14、17、18、21和22中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，间隔件被弯曲成朝向燃烧室内凸的形状。
24.根据权利要求11至23中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述圆筒形壳体包括圆筒形散射壳体和封闭壳体，其中圆筒形散射壳体在其圆周壁上设置有多个气体排出口，而封闭壳体用于封闭圆周壁上相对的端部开口，用于封闭燃烧室侧的开口的封闭壳体包括连接到散射壳体的开口边缘上的圆环部分和突出到壳体之外的圆筒形部分，而点火装置容置在所述圆筒形部分的内部。
25.根据权利要求11至24中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，圆筒形壳体包括圆筒形散射壳体和封闭壳体，其中圆筒形散射壳体在其圆周壁上设置有多个气体排出口，而所述封闭壳体封闭圆周壁上相对的端部开口，用于封闭燃烧室侧的开口的封闭壳体包括连接到散射壳体的开口边缘上的圆环部分、从圆环部分向过滤装置容置腔室突出的圆形部分和从圆环部分突出到壳体之外的螺纹部分，并且圆形部分抵靠在过滤装置的内周面上以支撑过滤装置。
26.根据权利要求25所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，在燃烧室内过滤装置侧设置有过滤支撑件，该过滤支撑件具有突出到过滤装置的中空部分之内的圆环部分的内部圆周壁以及配合在壳体中的外部圆周壁，并且过滤装置由过滤装置支撑件的内部圆周壁和散射壳体的圆形部分支撑，并固定于其上。
27.一种用于气囊的气体发生器，在其圆筒形壳体中包括两个撞击时触发并容置在壳体中的点火装置和两个容纳由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置的燃烧室，其中所述圆筒形壳体的轴向长度大于其径向长度，其特征在于，燃烧室设置在壳体的相对端部处，在这些燃烧室之间设置有过滤装置容置腔室，并且所述燃烧室中的任一个与过滤装置容置腔室连通。
28.根据权利要求27所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述圆筒形壳体在其圆周壁上设置有多个气体排出口，而与过滤装置容置腔室连同的燃烧室的防潮是通过封闭气体排出口的密封带来实现的。
29.根据权利要求27或28所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述两个燃烧室中的任一个形成在杯状元件之内，该杯状元件设置有多个通孔，这些通孔由封闭件封闭。
30.根据权利要求29所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，多个通孔形成在杯状元件的圆周壁上，并且在杯状元件的外周面与壳体的内周面之间形成从所述通孔延伸至过滤装置容置腔室的流动通道。
31.根据权利要求29或30所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述封闭件是厚度为20至80微米的不锈钢箔片。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，在所述圆筒形壳体内设置的燃烧室中放置有向内凸缘状平板元件，并且该平板元件配合在燃烧室中，来将容置于燃烧室内的气体发生装置推压和/或固定在过滤装置容置腔室侧。
33.根据权利要求27至32中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述圆筒形壳体包括圆筒形散射壳体和封闭壳体，圆筒形散射壳体在其圆周壁上带有多个气体排出口，而封闭壳体用于封闭所述圆周壁上相对的端部开口，封闭壳体包括圆环部分和突出到壳体之外的圆筒形部分，并且点火装置容置在该圆筒形部分的内部。
34.根据权利要求27至33中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，多个燃烧室中至少一个容置火焰传播导管，该火焰传播导管在其圆周壁上设置有多个火焰传播孔，火焰传播导管沿壳体轴向延伸，并且该导管的一端连接到容置有点火装置的封闭壳体上圆筒形部分的内部。
35.根据权利要求27至34中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，过滤装置容置腔室和与该过滤装置容置腔室相连通的燃烧室由带有通孔的间隔件分隔开。
36.根据权利要求35所述的用于气囊的气体发生器，其特征在于，所述间隔件弯曲成朝向与过滤装置容置腔室相连通的燃烧室内凸的形状。
37.一种气囊装置，包括有用于气囊的气体发生器；检测撞击并处罚气体发生器的撞击传感器；通过将气体发生器所产生的气体导入其中而膨胀的气囊，用于容置气囊的模块化外壳，其特征在于所述用于气囊的气体发生器是如权利要求27至36中任一项所述的气体发生器。
全文摘要
一种气体发生器，包括存放在其圆周壁具有多个气体排出口的壳体内的由撞击操纵的点火装置和由点火装置点燃并燃烧的气体发生装置，其中，存放气体发生装置的燃烧室(106)和存放过滤装置的过滤装置存放腔室(105)彼此邻接地安装到壳体中，并在轴向彼此连通。燃烧室(106)通过具有通孔(111)间隔件与过滤装置存放腔室(105)分隔开，气体发生剂由配装到燃烧室内的面向内的凸缘状平板元件(118)挤压到过滤装置存放腔室上，并由后者固定，平板元件在壳体轴向上可滑动，而在其圆周壁形成多个火焰孔(109)的火焰导管(108)存放在燃烧室内，在壳体轴向上延伸，且连接到其端部存放点火装置的点火装置存放腔室内。
文档编号B60R21/263GK1399597SQ00816296
公开日2003年2月26日 申请日期2000年11月29日 优先权日1999年11月29日
发明者渡濑健文, 薮田干夫 申请人:大赛璐化学工业株式会社