用于气囊的气体发生器以及气囊装置的制作方法

专利名称：用于气囊的气体发生器以及气囊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气囊系统，它能有效地保护(restrain)乘车人，具体地说，涉及包括两个或多个燃烧室的气体发生器，包括两个点火器的气体发生器，包括两种不同气体发生元件的气体发生器，包括具有导线的点火器的气体发生器，包括在内圆筒元件中具有燃烧室和点火元件的气体发生器，和包括自动点火材料的气体发生器。
背景技术：
安装在包括汽车在内的各种交通工具中的气囊系统，用于在交通工具高速碰撞时，利用快速充气的气囊(气袋)以防止乘车人由于惯性撞击到交通工具内的如方向盘、挡风玻璃等的硬物上从而发生损害。这种气囊系统通常包括由于交通工具发生碰撞而启动并排出气体的气体发生器，以及引入气体以充气的气囊。
即使当乘车人的体格(例如，不管其坐高的高低，不管是成人还是小孩等)、坐姿(例如，在方向盘前的姿势)不同，也要求这种气囊系统能安全地保护乘车人，还建议当在启动的初始阶段施加一个尽可能小的碰撞气囊系统也能启动。这样的气囊系统描述在JP-A 8-207696，US-A 4998751和4950458中。JP-A 8-207696提出了一种气体发生器，其中一个点火器使两种气体发生剂胶囊点火以分两级产生气体。US-A4998751和4950458公开了一种气体发生器，其中提供两个燃烧室以控制气体发生器的启动，从而由气体发生剂的膨胀火焰分两级产生气体。
然而，这些气体发生器都具有缺点，如内部结构复杂，容器的体积大，制造成本高等。
进一步说，在JP-A 9-183359和DE-B 19620758中公开了一种气体发生器，在一个箱体中提供储存气体发生剂的两个燃烧室，点火器设置在每个燃烧室中，以调节每个点火器的激发时间，从而调节气体发生器的输出。然而，在任何一种气体发生器中，因为设置在相应燃烧室中的点火器是单独设置的，难于组装(制造)，气体发生器本身的结构复杂体积宠大。
本发明的公开因此，本发明提供了一种气体发生器，它能在其启动的初始阶段施加一个尽可能小的碰撞而启动，能宽范围地调节气体发生器的输出和增加输出的时间，即使当乘车人的体格(例如，不管其坐高的高低，不管是成人还是小孩等)、坐姿(例如，在方向盘前的姿势)不同，也能安全地保护乘车人，并能限制容器的总尺寸，具有简单的结构易于制造。
本发明的用于气囊的气体发生器在箱体中提供两个燃烧室，其特征在于设置两个燃烧的结构。具体地说，也可以由不同的点火元件点火和点燃容纳在每个燃烧室中的气体发生元件。
按照本发明，提供了一种用于气囊的气体发生器，包括在有一个或多个气体排出口的箱体，可因碰撞而激发的点火元件，可由点火元件点火和点燃从而产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，在箱体中，用于储存气体发生元件的两个燃烧室同心设置以至于在箱体的径向彼此相邻，在燃烧室之间提供可以连通的连通孔。
进一步说，按照本发明提供了一种用气囊的气体发生器，包括可因碰撞而激发的点火元件，可由点火元件点火和点燃从而产生使箱体内的气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，箱体呈圆筒形且轴芯长度大于其外径，其中，在箱体中，用于储存气体发生元件的两个燃烧室同心设置以至于在箱体的轴向和/或径向彼此相邻，提供连通燃烧室之间的连通孔。
可以这样构成，两个燃烧室同心设置以至于在箱体的轴向和/或径向彼此相邻，形成一个圆筒形燃烧室和一个环形燃烧室。
如上所述，通过在箱体中形成两个燃烧室，可以气体发生器的内部结构简单和分别点燃相应燃烧室中的气体发生剂。
提供上述气体发生元件由其燃烧产生的燃烧气体使气囊充气以保护乘车人。因此，当点火元件包括由点火器点火和点燃的传送炸药从而点燃气体发生元件时，由传送炸药燃烧产生的燃烧气体用于点燃气体发生元件，并不直接用于使气囊充气。在这一方面，两者均能明确地相互区分。进一步说，箱体中的两个燃烧室专门用于储存气体发生元件。在这一方面，即使点火元件包括传送炸药，并且传送炸药安装在限定的空间(下称供应室)内，这一传送炸药供应室和储存气体发生元件的燃烧室也可以明确地相互区分。
当用于点火和点燃气体发生元件的点火元件包括两个或多个可因碰撞而激发的点火器时，为了安装容易，优选在一个引发环中提供在轴向上相互对齐的点火器。进一步说，当点火元件还包括因点火器的激发而被点火和点燃的传送炸药时，优选将用于每个点火器的传送炸药隔开，并由每个点火器单独点火和点燃，使一个点火器的传送炸药产生的火焰不会直接使任何其它点火器的传送炸药点火。由于这种结构，例如，可以在相互独立的点火器供应室中设置点火器，并在点火器室中设置传送炸药，或者在相互独立的燃烧室内设置传送炸药，传送炸药可以响应点火器的激发而点火和点燃。
如上所述，将每个点火器的传送炸药分开时，储存在两个燃烧室中的气体发生元件被分别设置在相应部分的传送炸药燃烧产生的火焰点火和点燃。这样，因为每个部分中的传送炸药响应于点火器的激发而被点燃，每个供应室中的气体发生元件单独被点燃，气体发生器的启动性能可以任选地控制。
因此，通过利用本发明气体发生器的结构，通过改变每个点火器的相应点火计时，每个点火器隔开的传送炸药可以单独点燃，每个燃烧室内的气体发生元件的点火和燃烧计时可以错开(staggered)，因此，可以任选地调节气体发生器的输出。
当在箱体中提供两个燃烧室时，一个燃烧室可以在点火器的轴向上提供，另一个燃烧室可以在点火元件的径向上提供。当其特征在于要调节气体发生器的启动性能时，即改变单位时间内的气体排出量时，装载在两个燃烧室中的气体发生元件的燃烧速度、组成、组成比例和量中至少有一项不同，相应的气体发生元件可以在任选的时间内被单独点火和点燃。进一步说，在每个燃烧室中，可以储存单位时间内产生不同气体量的气体发生元件。
作为气体发生元件，除基于已被广泛采用的无机叠氮化物-如叠氮化钠-的叠氮气体发生剂外，还可以使用不基于无机叠氮化物的非叠氮气体发生剂。然而，从安全的角度看，非叠氮气体发生剂是优选的，作为非叠氮气体发生组合物，可以应用，例如，包括含氮有机物，如四唑，三唑或其金属盐，含氧氧化剂，如碱金属硝酸盐的组合物，使用三氨基胍的硝酸盐、卡巴肼(carbohydroazide)、硝基胍、等作为燃料和氮源，使用碱金属或碱土金属的硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐作为氧化剂的组合物。可以按照燃烧速度、无毒性、燃烧温度、分解起始温度适当地选择气体发生元件。在相应燃烧室中使用具有不同燃烧速度的气体发生元件时，可以使用具有不同组成或组成比率本身不同的气体发生元件，例如，可以使用如无机叠氮化钠的无机叠氮化物或如硝基胍的非叠氮化物作为燃料和氮源。另外，可以使用通过将组合物外形改变成丸形、片形；中空圆筒形、碟形、单孔体或多孔体得的气体发生元件，或通过改变成型体尺寸获得的气体发生元件。更具体地说，当气体发生元件形成具有多个通孔的多孔体时，孔的设置没有特别限制，然而，为了稳定气体发生器的性能，优选形成体外端部与孔心之间的距离与每个孔中心之间的距离基本相等。具体地说，例如在圆柱体的横截面上，优选的结构是这样的，一个孔设置在中央，六个孔设置在周围，每个孔的中心是等孔间距的正三角形的顶点。进一步说，也可以这种方式设置围绕一个中心孔的十八个孔。然而，孔的数量和结构可以根据气体发生剂的制造难易程度、制造成本和性能来确定，没有特别的限制。
在上述两个燃烧室中，径向外侧的燃烧可以包括在箱体周壁侧边的冷却元件，以在箱体的周壁侧冷却由气体发生元件燃烧产生的燃烧气体。在箱体内提供冷却元件以冷却和/或纯化由气体发生剂燃烧产生的燃烧气体。例如，除常用的纯化燃烧气体的过滤器和/或冷却燃烧气体的冷却剂外，还可以使用由适当材料制成的金属丝网经形成为环形、层状的金属丝网，再冲压成型获得的过滤器。层状金属丝网可以优选地通过将平缝(plain stitch)的不锈钢丝网形成圆筒体，再将圆筒体的一个端部重复地朝外折以形成一个环形层状体，然后，将层状体在一个模头中冲压成型来获得，或者通过将平缝的不锈钢丝网形成圆筒体，从径向冲压在圆筒体以形成板体，将板体卷成层状的圆筒形以形成层状体，然后在模头中冲压成型来获得。进一步说，可以使用在外侧和内侧具有不同层状金属丝网的双重结构的冷却器，它具有保护内侧冷却元件的功能和抑制外侧冷却元件膨胀的功能。在这种情况下，可以用如层状金属丝网体、多孔圆筒体、环带体的外层来支承冷却元件的外周边以限制其膨胀。
在这样一种气体发生器中储存在两个燃烧室中的气体发生元件燃烧产生的燃烧气体经每个燃烧室中的不同流路达到气体排出口，以至于储存在一个燃烧室中的气体发生元件不会因另一燃烧室中产生的燃烧气体而被直接点火和点燃，燃烧室中的气体发生元件在每个燃烧室中以完全独立的方式燃烧，因此，在每个燃烧室中气体发生元件以更安全的方式被点火和点燃。所以，即使两个点火器的激发时间明显错开，在由首先启动的点火器点火的第一燃烧室中气体发生元件的火焰也不会点燃第二燃烧室中的气体发生元件，以至于可以获得稳定的输出。例如，可以通过在箱体内设置流路形成元件以形成流路并将第一燃烧室中产生的燃烧气体直接引入冷却元件，从而获得这种气体发生器。
上述箱体可以这样获得通过浇铸、锻造、或冲压成型等方法，形成具有一个或多个气体排出口的扩散壳和与扩散壳一起形成储存空间的密封壳，并连接两壳。两壳的连接可以通过各种焊接方法来实现，如电束(electronicbeam)焊接、激光焊接、TIG电弧焊接、凸焊等。由如不锈钢板的各种钢板冲压成型形成扩散壳和密封壳可以使制造过程简单，降低制造成本。进一步说，将两个壳形成简单的形状，如圆筒形，可以使壳的冲压更简便。至于扩散壳和密封壳的材料，不锈钢是优选的，镀镍的钢板也是可以接受的。
在上述箱体中，还安装了可以因探测到碰撞而启动、点火和点燃气体发生元件的点火元件。在本发明的气体发生器中，作为点火元件，使用电子点火型点火元件，这种点火元件因来自探测碰撞的碰撞传感器的电信号而被激发。电子点火型点火元件包括一个点火器，该点火器由来自电子传感器的电信号激发，传感器利用如半导体加速度传感器等电学机构来专门探测碰撞，点火元件还包括一传送炸药，传送炸药由点火器的激发而被点火和点燃。
上述用于气囊的气体发生器与气囊(袋体)一起容纳在模件罩中，以引入气体发生器产生的气体并充气，从而形成气囊装置。在这种气囊装置中，当响应于碰撞传感器探测到的碰撞信号时气体发生器启动，燃烧气体从箱体上的气体排出口排出。燃烧气体流入气囊，气囊使模件盖破裂并充气，形成气垫以吸收交通工具中硬物与乘车人之间的碰撞。
以下将描述本发明的另一方面。上面描述的部件和其结合将在相应的方面被利用。下面将描述相应各方面的特征。
接下来，描述包括两个或多个燃烧室的气体发生器。
提供了一种气体发生器，可以在不同的时间内和或能量下点燃每个燃烧室中的气体发生元件，还能在不同的时间内使储存在每个燃烧室中的气体发生元件点火和点燃。
也就是说，按照本发明，在带有气体排出口的箱体内安装了可因碰撞而被激发的点火元件、由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件的气体发生器的特征在于在箱体内限定一两个或多个用于储存气体发生元件的燃烧室，储存在每个燃烧室中的气体发生元件由每个燃烧室内的点火元件单独点火和点燃，储存在每个燃烧室中的气体发生元件至少在燃烧速度、形状、组成、组成比率和量之一不同于另一燃烧室中的气体发生元件。
例如在有两个燃烧室的情况下，箱体中的燃烧室可以这样设置它们同心提供，以至于在箱体的径向上彼此相邻，并在燃烧室之间提供连通孔。
如上所述，至少在燃烧速度、形状、组成、组成比率和量之一不同于另一燃烧的气体发生元件储存在箱体内的多个燃烧室中，因此，气体发生器的启动性能，特别是排出气体的体积和时间的变化可以通过在任选时间单独点火和点燃气体发生元件来调节。在燃烧中装载气体发生元件以在单位时间内从每个燃烧室分别提供不同的气体。这样，在不同燃烧室中使用相同种类的气体发生元件的用于气体的气体发生器的情况下，其启动性能按照每个燃烧室中的点火元件的启动时间明确地确定。然而，当燃烧室中装载了可以提供相互不同的燃烧特征(如燃烧速度、形状、组成、组成比率和量)的气体发生元件时，按照本发明，即使点火元件的启动时间相同，也可以自由地调节气体发生器的启动性能。因此，当调节点火器的启动时间和储存在每个燃烧室中的气体发生元件时，可以在大范围内精细地调节气体发生器的启动性能。特别是在改变每个燃烧室中气体发生元件的形状的情况下，可以通过改变气体发生元件的厚度和表面积来实现，在改变每个燃烧室中气体发生的量的情况下，储存在每个燃烧室中的气体发生元件的重量可以不同于其它室。
在上述气体发生器中，当箱体中限定了多个燃烧室，并且不同燃烧室中装载了具有不同燃烧速度的气体发生元件时，相对于储存任何燃烧室中小燃烧速度的气体发生元件的燃烧速度(Vs)，储存在另一燃烧室中的大燃烧速度的气体发生元件的燃烧速度(Vl)，比率(Vl/Vs)可以调节到大于1至小于14的范围内。例如，在将箱体分隔成两个燃烧室(即第一和第二燃烧室)的情况下，分别在第一燃烧室和第二燃烧中设置第一气体发生元件和第二气体发生元件，可以将第一气体发生元件与第二气体发生元件的燃烧速度(mm/秒)调节到3∶40至40∶3的范围内。
进一步说，当多个燃烧室中分别装载了具有不同形状的气体发生元件时，储存在一个燃烧室中的气体发生元件与储存在另一燃烧室中的气体发生元件可以在厚度和/或表面积上彼此不同。例如，如果在每个燃烧室中使用不同厚度的气体发生元件，相对于储存在一个燃烧室中的小厚度(Ts)气体发生元件，储存在另一燃烧室中的大厚度(Tl)气体发生元件，比率(Tl/Ts)可以调节到1至100之间。更具体地说，当在箱体内限定第一燃烧室和第二室，并分别在第一燃烧室和第二燃烧室中设置第一气体发生元件和第二气体发生元件，第一气体发生元件的厚度与第二气体发生元件的厚度的比率可以调节到0.1∶10至10∶1.0之间。在多孔圆筒形气体发生元件中，气体发生元件的厚度可以利用实施例中所示方法进行测定。
当在多个燃烧室中分别装载了单位重量表面积不同的气体发生元件时，相对于储存在一个燃烧室中的小表面积(Ss)气体发生元件，储存在另一燃烧室中的大表面积(Sl)气体发生元件，比率(Sl/Ss)可以调节到大于1至小于50的范围内。
如上所述，在多个燃烧室中储存了不同形状和/或量的气体发生元件的气体发生器中，当气体发生器的轴向短于其径向(例如设置在驾驶员身边的气体发生器)时，储存在一个燃烧室中的气体发生元件的总表面积(TS1)与储存在另一燃烧室中的气体性元件的总表面积(TS2)的比率(TS1∶TS2)可以调节到1∶50到50∶1的范围内；当气体发生器的轴向长于其径向(例如设置在乘客身边的气体发生器)时，可以调节到1∶300到300∶1的范围内。
在改变各燃烧室中的气体发生元件的量的情况下，当气体发生器的轴向短于其径向(例如设置在驾驶员身边的气体发生器)时，储存在一个燃烧室中的气体发生元件的总重量(g)(TW1)与储存在另一个燃烧室中的气体发生元件的总重量(g)(TW2)的比率(TW1∶TW2)可以调节到1∶50到50∶1的范围内；当气体发生器的轴向长于其径向(例如设置在乘客身边的气体发生器)时，可以调节到1∶300到300∶1的范围内。
在气体发生元件形成多孔体的情况下，当在每个燃烧室中使用不同的气体发生元件时，可以在一个燃烧室中储存多孔圆筒形气体发生元件(如七孔圆筒形)，在另一个燃烧室中储存单孔圆筒形气体发生元件。
在多个燃烧室中储存气体发生元件的气体发生器中，当其中一个燃烧室不会因另一个燃烧室产生的燃烧气体而被直接点火时，每个燃烧室中的气体发生元件可以在每个燃烧室中完全单独点燃。因此，在这种情况下，可以更安全的方式点火和点燃每个燃烧室中的气体发生元件。所以，即使当储存在不同燃烧室中的点火元件的激发时间明显错开的情况下，由首先启动点火元件而点火的一个燃烧室中产生气体的火焰不会点燃其它燃烧室中的气体发生元件，因此获得的稳定操作输出。
进一步说，按照本发明，在上述气体发生器中，提供了用于气囊的气体发生器，其中在箱体内放置了两个或更多点火元件，其特征在于箱体上的气体排出口和如封闭气体排出口的密封条的密封元件的结合。
也就是说，本发明提供了一种用于气囊的气体发生器，具有两个或更多可因碰撞而激发的点火元件，可由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，以及其上具有多个气体排出口的箱体，箱体形成了外壳容器，其中，气体排出口由密封元件封闭以将箱体内部压力维持在预定的水平，使密封元件破裂的破裂压力可以通过气体排出口和/或密封元件分多级调节，从而在当每个点火元件被激发时，抑制箱体的最大内部压力差，两个或多燃烧室中的每一个都装载有气体发生元件，气体发生元件在燃烧速度、形状、组成、组成比率和量的至少一个方面不同，每个燃烧室中的气体发生元件可以任选的时间单独点火和点燃。
本发明提供了一种用于气囊的气体发生器，在具有气体排出口的箱体内包括可因碰撞而激发的点火元件，以及可由点火元件点火和点燃并产生用于使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其特征在于在箱体内，两个储存气体发生元件的燃烧室同心地提供，以至于在箱体的径向上彼此相邻，在燃烧室之间提供了可以连通的连通孔，两个燃烧室中分别装载有在燃烧速度、形状、组成、组成比例和量中至少有一项不同的气体发生元件。
本发明还提供了一种用于气囊的气体发生器，在具有气体排出口的箱体内包括可因碰撞而激发的点火元件，以及可由点火元件点火和点燃并产生用于使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其特征在于在箱体内，用于储存气体发生元件的燃烧室被分隔成两个或多个室，储存在每个室中的气体发生元件由每个室中的点火器单独点火和点燃，然后，在每个室中在单位时间内产生不同量的气体。
如上所述，当在箱体内提供多个燃烧室并分别装载有不同的气体发生元件时，储存在各燃烧室中的气体发生元件由不同的点火元件在同时或一段时间间隔后单独点火和点燃。通过控制气体排出口的开孔直径(开孔面积)和/或封闭气体排出口的密封条的厚度，可使气体发生元件燃烧时箱体内的压力(下称燃烧内部压力)均匀，并使燃烧性能稳定。在这种气体发生器中，两个或多个燃烧室中的每一个都装载有气体发生元件，以在单位时间内从每个燃烧室中分别产生不同量的气体。上述破裂压力的调节可以通过设置两种或多种气体排出口的开孔直径和/或开孔面积实现。因此，考虑两种或多种开孔的气体排出口的彼此相邻两开孔的直径，优选大直径气体排出口与小直径气体排出口的比率为4/1到1.1/1，开孔面积的比率为97/3至3/97。进一步说，可以通过设置两种密封元件的厚度来调节破裂压力。因此，考虑两种密封元件的两种厚度，厚度的优选比率为1.1/1至12/1。
进一步说，在本发明的气体发生器中，多个燃烧中分别装载有相互不同的气体发生元件，气体排出口的开孔直径和/或开孔面积可以设置两种或多种，密封元件的厚度也可以设置两种或多种。再进一步说，密封元件优选为包括厚度为20至200μm的密封层和厚度为5至100μm的粘结层或粘附层的密封条。在本发明中，密封条的厚度是指包括密封层和粘结层或粘附层的厚度。在如密封条的密封元件中，可以通过气体排出口的尺寸和/或厚度来调节破裂压力，但是气体发生元件燃烧时箱体内的最大内部压力(下称燃烧最大内部压力)和气体发生元件的燃烧性能是不能调节的。
下面描述的气体发生器包括两个燃烧室。
按照本发明，作为一种解决方案，提供了一种用于气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，点火元件包括两个或多个可因碰撞激发的点火器，点火器在轴向相互对齐。也就是说，本发明提供的用于气囊充气的气体发生器包括在带气体排出口的箱体内，可因碰撞而激发的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，点火元件具有两个可因碰撞激发的点火器，点火器由树脂连接成一个整体。
进一步说，按照本发明，提供了一种用于气囊的气体发生器，上述用于气囊的气体发生器的点火元件中的两个或多个点火器安装在一个引发环内，并在轴向上相互对齐。
再进一步说，按照本发明，提供了一种用于气囊的气体发生器，上述用于气囊的气体发生器的点火元件中的两个或多个点火器如此构成点火器由树脂形成一个整体，并在轴向上相互对齐。
更进一步说，按照本发明，上述用于气囊的气体发生器的点火元件中的两个或多个点火器由树脂形成一个整体，安装在一个引发环内，并在轴向上相互对齐。
如上所述，在本发明的气体发生器中，因为提供了两个或多个在轴向上相互对齐的点火器，在将点火器连接到气囊装置的控制单元上时，可以在同一平面从同一方向拉出导线用于连接。
进一步说，当两个或多个点火器安装在一个引发环上和/或用树脂形成整体时，组装气体发生器的安装操作变得容易。
进一步说，当两个或多个点火器安装在一个引发环上时，不需事先使引发环的内部形状与点火器的外形相一致，只要引发环的内部空间至少大于点火器的尺寸就足够了。此外，当点火器内树脂形成一个整体时，不管何种样式的气体发生器，都无需点火器固定元件。
按照本发明，作为一种可供选择的解决方案，提供了一种用于气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体中，具有可因碰撞而激发的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中点火元件包括两个或多个可因碰撞而激发的点火器，点火器由树脂形成一个整体。
按照本发明，作为再一可供选择的解决方案，提供了一种用于气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体中，具有可因碰撞而激发的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中点火元件包括两个或多个可因碰撞而激发的点火器，点火器安装在一个引发环内。
如上所述，因为两个或多个点火器由树脂形成一个整体或安装在一个引发环内，气体发生器的安装变得容易。
进一步上说，按照本发明，提供了一种用于气囊的气体发生器，上述用于气囊的气体发生器的点火元件中的两个或多个点火器由树脂在一个引发环内形成整体。
因此，当两个或多个点火器由树脂固定在一个引发环内时，不需事先使引发环的内部形状与点火器的外形相一致，只要引发环的内部空间至少大于点火器的尺寸就足够了。此外，当点火器内树脂形成一个整体时，不管何种样式的气体发生器，都无需点火器固定元件。
在本发明的气体发生器中，作为点火元件，电子点火型点火元件因来自探测碰撞的的碰撞传感器等的电信号(激发信号)而被激发。电子点火型点火元件包括基于电子型传感器输出的电信号而被激发，电子型传感器只利用如半导体加速度传感器的电学机构探测碰撞，还包括因点火器的激发而点火和点燃的传送炸药。
在本发明的用于气囊的气体发生器中，除上述方案中的元件以外的元件没有特别限制，已知的用于气囊的气体发生器中的相同元件也可以采用，由本领域内技术人员进行的对这些元件的任何改进都包括在内。
因此，本发明的用于气囊的气体发生器可以如此构造例如包括两个或多个点火元件，两个或多个气体发生元件(两个或多个燃烧室和气体发生剂)，它们由两相应的点火元件单独点火和点燃，从而产生使气囊充气的燃烧气体。
下面描述的气体发生器包括在一个内圆筒元件中的燃烧室和点火元件。
本发明的用于气囊的气体发生器是这样一种气体发生器，其中两个燃烧室被提供在一个箱体内，其特征在于两燃烧室的设置结构。可以利用不同的点火元件使储存在不同燃烧室中的气体发生元件单独点火和点燃。
也就是说，按照本发明，提供了一种用气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，储存气体发生元件的两个燃烧室被提供在箱体内，在燃烧室之间提供了连通孔，两个燃烧室中的一个被提供在设置于箱体内的内圆筒元件的上部空间一侧，点火元件被提供在内圆筒元件的下部空间一侧，上部空间和下部空间由间壁限定。
进一步说，按照本发明，提供了一种用气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，在箱体内，储存气体发生元件的两个燃烧室同心提供，以至于在箱体的径向上彼此相邻，在燃烧室之间提供了连通孔，两个燃烧室的内燃烧室被提供在设置于箱体内的内圆筒元件的上部空间一侧，点火元件被提供在内圆筒元件的下部空间一侧，上部空间和下部空间由间壁限定。
进一步说，按照本发明，提供了一种用气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，形成圆筒形箱体轴心长度大于外径，在其周壁上有多个气体排出口，其中，箱体上，储存气体发生元件的两个燃烧室同心提供，以至于在箱体的轴向或径向彼此相邻，在燃烧室之间提供了连通孔，两个燃烧室的内燃烧室被提供在设置于箱体内的内圆筒元件的上部空间一侧，点火元件被提供在内圆筒元件的下部空间一侧，上部空间和下部空间由间壁限定。
如上所述，通过在限定元件形成的空间的轴向的上部和下部设置内燃烧室和点火元件，可使气体发生器的内部结构简化。
进一步说，如上所述，通过在箱体内同心地设置两个燃烧室，可以气体发生器的内部结构简化，并单独点燃相应燃烧室中的气体发生元件。
本发明的用于气囊的气体发生器包括具有上述结构的气体发生器，其特征在于设置一个燃烧室和各点火器元件的结构，以及固定两个或多个点火元件的方法。
这样，按照本发明，在上述的用于气囊的气体发生器中，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中，点火元件包括两个或多个可因碰撞而激发的点火器，每个点火器被提供在一个引发环中，并由覆盖引发环上表面的点火器固定元件固定。进一步说，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中两个或多个点火器被提供在一个引发环中。
如上所述，一旦用点火器固定元件固定点火器，其结构和制造变得简单。
进一步说，按照本发明，在上述用于气囊的气体发生器中，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中，两燃烧室中的一个被提供在设置于箱体内的内圆筒元件的外侧，内圆筒元件的内部空间被分隔环元件和与分隔环元件啮合的密封杯元件限定为另一燃烧室和点火元件供应室，在供应室内储存了包括点火器的点火元件。进一步说，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中，分隔环元件与内圆筒元件的内周边表面的阶梯凹口部啮合。更进一步说，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中，密封杯元件的周边缘被弯曲，周边缘的弯曲部被安装到内圆筒元件的内这表面上的凹槽内。
进一步说，按照本发明，在上述用于气囊的气体发生器中，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中点火元件内的点火器由覆盖引发环上表面的点火器固定元件支承，密封杯元件具有一个延伸到点火器固定元件的点火器接受口，一个O-型环设置在由点火器固定元件、点火器接受口以及点火器构成的空间内，O-型环在点火器固定元件与点火器接受口之间、点火器固定元件与点火器之间、点火器接受口与点火器之间进行密封。
进一步说，按照本发明，在上述用于气囊的气体发生器中，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中O-型环置于密封杯部的周边缘的弯曲部与内圆筒元件的安装弯曲部的内壁表面之间。
如上所述，由于使用具有特定结构的密封杯元件，不必将O-型环置于密封杯和内圆筒元件的安装部。因此，气体发生器的直径可以更小。此外，因为可以气密封的方式保持点火元件，响应于点火器的传送炸药的燃烧能均匀地实现，由于传送炸药的燃烧，内部压力升高，因此径向的膨胀将内圆筒元件的内壁表面压向安装密封杯元件的弯曲部，以至于进一步改进了气密封，传送炸药的燃烧能均匀地进行。
进一步说，如上所述，由于与O-型环一起同时使用点火器固定元件和密封杯元件，可将两个或多个点火器完全分开。
下面描述由导线输送电信号的气体发生器。
按照本发明，提供了一种用于气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，在箱体内，提供了两个储存气体发生元件的燃烧室，点火元件包括两个或多个可因电信号而被激发的点火器，输送电信号的导线与每个点火器相连，导线在同一平面从同一方向拉出。
作为点火元件，在本发明的气体发生器中，使用电子点火型点火元件，点火元件由来自探测碰撞的碰撞传感器的电信号(激发信号)所激发。电子点火型点火元件包括点火器，点火器可因只利用如半导体加速度传感器的电学机构探测碰撞的电子传感器的电信号而启动的，还包括因响应于点火器的激发而点火和点燃的传送炸药。
进一步说，在两个或多个点火器中，输送电信号的导线优选经连接器连接，连接器在同一平面内平行地设置。
进一步说，在两个或多个点火器中，输送电信号的导线优选经连接器连接，导线被连接器从垂直于箱体轴向的同一方向拉出。
进一步说，两个点火器优选被提供在轴向对齐的一个引发环中，以便于安装。
进一步说，储存气体发生元件的两个同心设置，以至于在箱体径向上彼此相邻，在燃烧室之间提供连通孔。
进一步说，按照本发明，提供了一种用于气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，在箱体内，提供了两个储存气体发生元件的燃烧室，在燃烧室之间提供连通孔，点火元件包括两个或多个可因电信号而被激发的点火器，输送电信号的导线与每个点火器相连，导线设置在同一平面，以至于连接一个点火器的导线的中心线与连接另一点火器的的中心线相互交叉的角度为180度或更小。
导线的中心线是指通过连接每个点火器的两根导线的中心的连线。两根中心线相互交叉的角度为180度或更小，优选90度或更小，进一步优选50或45度或更小。
进一步说，在上述用于气囊的气体发生器中，提供了一种用于气囊的气体发生器，在其圆筒形周壁上带有多个气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，箱体的轴芯长度大于其外径，其中，在箱体内，两个储存气体发生元件的燃烧室被同心地提供，以至于在箱体的轴向和/或径向彼此相邻，在两燃烧室之间提供了连通孔。
按照本发明，通过改进连接两个或多个点火器的导线的结构，两根或多根导线可以在同一平面从同一方向拉出，因此，可以使使用气体发生器的气囊装置的组装过程简易，还能使装置的结构简化。
下面描述具有自动点火材料的气体发生器。
本发明的气体发生器相应于这样的气体发生器，在箱体内具有两个燃烧室，在气体发生器被启动后，能完全燃烧剩余的气体发生元件。因此，在后续的加工、处理过程中不存在不方便之处。
也就是说，按照本发明，提供了一种用于气囊的气体发生器，在带有多个气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而启动的点火元件，由点火元件点火和点燃并产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，在箱体内，限定了两个储存气体发生元件的燃烧室，在两燃烧室之间提供了连通孔，在一个燃烧室中储存了自动点火材料(AIM)，自动可因传导的热量被点火和点燃。例如，如果储存在多个燃烧室中的气体发生元件在不同的时间在每个燃烧室中被点燃，自动点火材料(AIM)优选储存在气体发生元件将延迟点燃的燃烧室中。在这种情况下，自动点火材料(AIM)可以由于先点燃的气体发生剂的燃烧产生的热量的传导被点火和点燃。优选在-需要先点燃的气体发生元件的-点火元件被激发后100毫秒或更长之后，自动点火材料使气体发生剂点火。进一步说，自动点火材料可以这样设置与点火元件中的点火器结合以点火和点燃需要延迟点燃的(或启动气体发生器后剩余的)气体发生元件。
可以获得这样的气体发生器在每个燃烧室中在不同时间点燃气体发生元件，例如，通过构造点火元件，使之包括由点火器受激发而被点火和点燃的传送炸药，分配每个点火器的传送炸药以在每个点火器中被单独点火和点燃，用传送炸药在不同部分中的燃烧火焰点火和点燃储存在多个燃烧室中的气体发生元件。
例如，箱体内提供了两个储存气体发生元件的燃烧室的气体发生器中，需要首先点燃的第一气体发生元件和需要延迟点燃的第二气体发生元件设置在不同的燃烧室中，再提供使第一气体发生元件点火的第一点火元件和使第二气体发生元件点火的第二点火元件，自动点火材料(AIM)提供在含于第二燃烧室的点火器或第二点火元件中。作为自动点火材料(AIM)，使用能由于第一气体发生元件燃烧产生的沿箱体传导的热量而点火和点燃的材料。
在箱体内形成两个储存气体发生元件的燃烧室的情况下，两个燃烧室可以同心地提供以至于在箱体的径向上彼此相邻，进一步在箱体内的燃烧室之间提供连通孔。
可以用于本发明的自动点火材料(AIM)可以采用这样的材料，它至少能由于经箱体等传导的燃烧热(先燃烧)(即传导热)点火和点燃。例如，硝酸纤维素。
然而，当然可以根据所用的气体发生元件的种类、传递燃烧热的传导元件(如箱体)、相对于储存需要首先点燃气体发生元件的部位的距离而变化。因此，需要按照设计适当地选择和采用。
附图简述

图1是本发明气体发生器的一个实施例的纵剖图；图2是本发明气体发生器的后视图；图3是本发明气体发生器的局部放大图；图4是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图5是本发明用于气囊的气体发生器的操作输出曲线图；图6是本发明用于气囊的气体发生器的再一个实施例的纵剖图；图7是本发明用于气囊的气体发生器的又一个实施例的纵剖图；图8是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图9是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图10是显示间壁(partition wall)主要部分的打开状态的透视图；图11是显示定位元件(positioning means)主要部分的打开状态的透视图；图12是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图13是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图14是本发明气囊装置的示意图；图15是本发明气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图16是本发明气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图17是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图18是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图19是本发明气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图20是断开部分(opening portion)的主要部分的剖视图；图21是设置了(arranged)自动点火材料(automatic ignition material)的实施例的纵剖图；图22是测定多孔圆筒形气体发生剂厚度的方法的示意图；
图23是本发明气体发生器的另一个实施例的纵剖图；图24用于说明将点火器安装到图23所示引发环(initiator collar)中的方法；图25用于说明将点火器安装到图23所示引发环(initiator collar)中的方法；图26是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图。
附图中的参考数字描述如下。
3 箱体5a第一燃烧室5b第二燃烧室7 间壁9a第一气体发生剂9b第二气体发生剂12a 第一点火器12b 第二点火器13引发环22冷却器/过滤器40树脂(resin)105a 第一燃烧室105b 第二燃烧室107 间壁113 引发环122 冷却器/过滤器305a 第一燃烧室305b 第二燃烧室307 间壁309a 气体发生剂309b 气体发生剂312a 第一点火器312b 第二点火器313 引发环
350 分隔环件(sectioning circular member)360 杯形密封件361 杯形密封件308 点火元件供应室382 点火器固定件50a，50b导线51a，51b连接件385 自动点火材料(ATM)本发明实施例详细描述下面将结合附图中的实施例对本发明用于气囊的气体发生器进行描述。
图1是本发明用于气囊的气体发生器的第一实施例的纵剖图，描述了一种特别适合于设置在驾驶员侧面的结构。
气体发生器包括箱体3，箱体3由带有气体排出口的扩散壳(diffusershell)1和密封壳(closure shell)2连接形成，密封壳2与扩散壳1一起形成了内部调节空间，气体发生器还包括设置在箱体3中的基本上呈圆筒形的内圆筒元件4，因此，由内圆筒元件4的外侧形成了第一燃烧室。此外，在内圆筒元件内侧提供了阶梯凹口(stepped notch)部6，基本上呈圆形板状的间壁7设置在阶梯凹口部，间壁进一步将内圆筒的内部分割成两个室，分别形成扩散侧(上侧)的第二燃烧室5b和密封壳侧(下侧)的点火元件供应室8。其结果是，在这种气体发生器中，在箱体3内同心地提供了第一燃烧室5a和第二燃烧室5b，并在箱体径向相邻设置。将要因冲击而激发的点火元件点燃(burn)并产生燃烧气体的气体发生剂(9a，9b)储存在第一和第二燃烧室中，将要冲击而启动(actuated)的点火元件储存在点火元件供应室8中。在限定第一燃烧室5a和第二燃烧室5b的内圆筒元件4上提供了一个通孔10，通孔由密封条11封闭。当气体发生剂被点燃时，密封条11破裂，两个燃烧室由通孔10连通。应当调整密封条的材料和厚度，使得在第一燃烧室5a中的气体发生剂9a燃烧时密封条不破裂，而当第二燃烧室5b中的气体发生剂9b被点燃时破裂。在本实施例中，使用厚度为40μm的不锈钢条。另外，因为开孔面积大于气体排出口26b，通孔10不起控制燃烧室5b内部压力的作用。
点火元件包括两个电子点火式点火器12a和12b，点火器由于传感器因探测输出的激发信号被激发，点火器在一个引发环13上相互平行，从而暴露出头部。如上所述，两个点火器固定在引发环13上，从而通过在一个引发环13上提供两个点火器12a和12b形成单一元件。具体地说，在该图所示气体发生器中，因为引发环13的大小可以插入内圆筒元件4内，通过使内圆筒元件4下端卷曲(crimpig)，点火器可以容易而安全地固定，从而在具有两个点火器12a和12b的引发环13插入内圆筒4后固定引发环。此外，当在引发环13中设置两个点火器(12a，12b)时，每个点火器的方向易于控制。如图所示，两个点火器偏离箱体的中心轴设置。在将点火器12a和12b的方向对齐的情况下，如图2所示本实施例的气体发生器的后视图所示，连接点火器(12a和12b)与控制元件(未示出)的导线50可以从同一平面的同一方向拉出。在图2中，导线50经连接器50a连接到每个点火器(12a，12b)，连接器在同一平面内相互平行。由于连接形成L形，在垂直于箱体轴向(即箱体径向)向点火器传送电信号(激发信号)的导线，这时，连接每个点火器的导线从同一方向拉出。
在这实施例中，基本上呈圆筒形的分离圆筒(separating cylinder)14设置在引发环13与间壁7之间的空间内，因此，包围一个点火器12b(下称“第二点火器”)，分别在其外侧限定了第一传送炸药(transfer charge)供应室15a，在其内侧限定了第二传送炸药供应室15b，点火器和与点火器一起构成点火元件的传送炸药储存在每个供应室内。因此，与点火器一起构成点火元件的传送炸药(16a，16b)被安全地隔开成两个点火器(12a，12b)。当第一传送炸药供应室15a中的传送炸药16a被点燃时，用于封闭圆筒元件4上的火焰传送孔17的密封条破裂，因此，第一传送炸药供应室15a与第一燃烧室5a连通。当第二传送炸药供应室15b中的传送炸药16b被点燃时，用于封闭间壁7上的火焰传送孔19的密封条破裂，因此，第二传送炸药供应室15b与第二燃烧室5b连通。因此，在这一气体发生器中，由于激发产生火焰，当第一点火器12a被点燃(激发)，点火或点燃第一供应室15a中的传送炸药16a，然后，火焰通过内圆筒元件4上的火焰传送孔17，点火和点燃储存在第一燃烧室5a中的有7个孔的气体发生剂9a，第一燃烧室5a位于室15a的径向上。第二点火器12b点火和点燃储存在供应室15b中的第二传送炸药16b，火焰通过供应室15b的轴向火焰传送孔19，点火和点燃储存在第二燃烧室5b中的单孔气体发生剂9b，第二燃烧室5b位于其延长方向上。第二燃烧室9b中产生的燃烧气体通过内圆筒元件4上的(扩散壳侧1的)通孔10，流入第一燃烧室5a。
具体地说，在图1所示气体发生器中，为了稳定启动性能，有一种情况是第二点火器12b和第一点火器12a同时点火，但是，前者12b不会在后者12a之前被激发。也就是说，储存在第二燃烧室5b中的气体发生剂9b与储存在第一燃烧室5a中的气体发生剂9a同时点燃或在延迟一段时间后点燃。当第一燃烧室5a中的气体发生剂9a在第二气体发生剂9b之前被点燃，如前面所述，密封条11不会因为第一气体发生剂9a的燃烧而破裂，只会因第二气体发生剂的燃烧而破裂。进一步说，在该附图所示的气体发生器中，如此设置在引发环与间壁之间的分离圆筒14，如在图3中主要部分的放大图所示，以至于在间壁7的下表面和引发器13的上表面提供了一个相应于分离圆筒14外形的孔部21，分离圆筒14的上端和下端固定在相应的孔部。通过以这种方式设置分离圆筒14，其中一个传送炸药供应室中的传送炸药产生的火焰不会直接点燃另一传送炸药供应室中的传送炸药，储存在两个燃烧室中的气体发生剂由不同部分的传送炸药的燃烧而被点火和点燃。通常，当分离圆筒14(也就是第二传送炸药供应室)中的传送炸药被点燃时，燃烧产生的气体压力使分离圆筒在径向膨胀，但是，按图3所示方式设置分离圆筒，分离圆筒的上、下端被牢固地支承到孔部的周壁上，相应部位是配合的，这样，与简单地将分离圆筒置于(interposing)间壁与引发环之间相比，能有效地防止燃烧气体和传送火焰的泄漏。
此外，在箱体3内设置了常用冷却器/过滤器22，以纯化和冷却由气体发生剂(9a，9b)产生的燃烧气体，扩散壳1侧的内周边表面由防短路元件23覆盖，因此，燃烧气体不会从冷却器/过滤器22的端面与扩散壳1的顶部内表面28之间通过。在冷却器/过滤器22的外侧设置外层24，以防止过滤器22由于燃烧气体或类似物通过产生的向外膨胀。例如，外层24可以由成层的金属丝网体形成，也可以由周壁表面上有许多通孔的多孔圆筒形元件形成，或者通过使具有预定宽度的带状元件成形为环形所获得的带状抑制(suppressing)层形成。在外层24的外侧进一步形成间隙25，使得燃烧气体可以过滤器22的整个表面通过。扩散壳上的排出口26由密封条27封闭以阻止环境气体的进入。密封条27在排出气体时破裂。密封条27的目的是将气体发生剂与外部湿气隔离，但对如燃烧压力等性能的控制没有任何影响。
在以上述方式构成的气体发生器中，当设置在点火元件供应室8中并在分离圆筒14外侧的第一点火器12a被激发时，储存在第一传送炸药供应室15a中的传送炸药16a被点火和点燃，因此，火焰通过内圆筒元件4上的火焰传送孔17，并点燃储存在第一燃烧室5a中的圆筒形七孔的第一气体发生剂9a。当被分离圆筒14围绕的第二点火器12b被同时激发，或在第一点火器12a被激发后延迟一段时间后被激发时，储存在第二传送炸药供应室15b中的传送炸药16b被点火和点燃，因此，火焰点火和点燃储存在第一燃烧室5b中的圆筒形单孔的第一气体发生剂9b。因此，两个点器12a和12b的点火时间被调整。也就是说，气体发生器的输出形式(启动性能)可以通过在第一点火器被激发后再激发第二点火器或同时激发第一和第二点火器任选地调节。因此，在各种情况下，如交通工具发生碰撞(impact)时的速度和环境温度下，可以使下面提到的气囊装置中的气囊最合适地充气。具体地说，在该图所示气体发生器中，燃烧室(5a，5b)采用的气体发生剂(9a，9b)具有彼此不同的形状，多孔圆筒形的第一气体发生剂9a和单孔圆筒形的第二气体发生剂分别储存在第一气体燃烧室5a和和第二燃烧室5b中。进一步说，储存在每个燃烧室(5a，5b)中的气体发生剂的量不同，储存在第一燃烧室5a和第二燃烧室5b中的气体发生剂(9a，9b)分别为35克和6克。因此，在这一气体发生器中，可以更精确地调节输出形式。当然，也可以改变气体发生剂的形状、组成、组成比率、量等以获得所需的输出形式。
上述气体发生器的启动性能也可以确定，如下按下面描述的气瓶燃烧实验来确定。
<气瓶(tank)燃烧实验>
用于气囊的气体发生器安装在容积为60升的SUS(不锈钢)气瓶中，在室温下将气瓶密封好后，连接到外部电子点火电路上。通过设定时间，当电子点火电路开关开启(使用电子点火电路)到0时，气瓶内压力上升的变化通过单独放置在气瓶中的压力传感器在0-200毫秒内测定。每次测得的数据最后用计算机转化为气瓶压力/时间曲线，获得估计气体发生模型的性能的曲线(下称“气瓶曲线”)。在燃烧完成后，部分释放出气瓶中的气体，进行气体分析以测定CO、NOX等。
实施例2图4是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图。在该图中所示的气体发生器与图1所示气体发生器一样，其结构也特别适合于设置在驾驶员侧面。然而，该图所示气体发生器不同于图1所示的气体发生器，在第一燃烧室5a中设置了流路形成元件(flow passage formingmember)51，在流路形成元件51的表面与扩散壳内表面的顶部28之间形成了流路52，第二燃烧室5b内产生的燃烧气体流经该流路52。
流路形成元件51为环形，是由圆形元件的外周边和内周边折弯获得的，因此形成了内周壁53和外周壁54，与扩散壳的内表面顶部28形成空间的支承壁56整体成形在环部55上，环部55连接两个周壁表面。流路形成元件51支撑(hold)内圆筒元件4和内周壁53，并使支承壁56与扩散壳的内表面顶部接触，因此，在环部55与扩散壳的内表面顶部之间获得了固定的空间。因为在支承壁上形成了多个通孔57，该空间可以起气体流路52的作用。由于第二燃烧室5b中的气体发生剂9b的燃烧，气体流路52与第二燃烧室5b由圆筒元件4上的通孔10连通。所以，在第二燃烧室5b中产生的燃烧气体经通孔10排出到气体流路52，通过冷却器/过滤器22，再从气体排出口26排出。
在以上述方式构成的气体发生器中，第一燃烧室5a和第二燃烧室5b可以由冷却器/过滤器22的净(net)空间相互连通，然而，储存在每个燃烧室中的气体发生剂产生的燃烧气体流经冷却器/过滤器，并从气体排出口26排出。因此，在首先点火和点燃的气体发生剂产生的火焰不会使储存在另一燃烧室中的气体发生剂点火。储存在第一燃烧室5a中的单孔气体发生剂9a只会因第一点火器12a的点火而被激发，储存在第二燃烧室5b中的多孔气体发生剂9b只会因第一点火器12b的点火而被激发。
因此，即使在两个点火器12a和12b的激发计时显著错开(staggering)的情况下，在该图所示气体发生器中，首先被激发的点火器点火的气体发生剂的火焰也不会点燃储存在另一燃烧室中的气体发生剂，所以，在气瓶燃烧实验中能获得稳定的气瓶曲线。对于在激发第一点火器12a的预定时间后激发第二点火器12b的情况这是特别有利的。同样，在图4所示气体发生器中，由于通孔10未被密封条封闭，在不使用流路形成元件的情况下，在第一燃烧室5a中产生的燃烧气体可以通过内圆筒元件4上的通孔10，从而点火和点燃第二燃烧室5b中的气体发生剂9b。然而，在每个燃烧室(5a，5b)中形成了如本实施例中的不同流路时，在经一燃烧室5a中产生的燃烧气体通过冷却器/过滤器22并被排出，但不会使第二燃烧室5b中的气体发生剂9b点火。这样做的结果是，储存在第二燃烧室5a中的气体发生剂9b可以通过激发第二点火器12a任选地点火和点燃。在本实施例的气体发生器中，通孔10未被密封条封闭。但是，即使在孔10被密封条封闭的情况下，每个燃烧室中的气体发生剂也可以单独点火和点燃。因此，可以使气体发生器的输出性能特别适合于交通工具发生撞击(collision)时的情形。
在这里，图4所示气体发生器中，要由第二点火器12b点火的传送炸药16b设置在第二燃烧室5b中，而不设置在分离圆筒14内。通过以这种方式设置传送炸药16b，当传送炸药16b由于第二点火器12b的激发被点火并被点燃时，火焰能够均匀地点燃储存在第二燃烧室中的气体发生剂9b。进一步说，传送炸药16b不会被第一传送炸药供应室15a中的传送炸药16a的火焰直接点燃。在图4中，与图1相同的部件用相同的数字表示，在这里省略了其描述。
在下面，将使用具有图4所示结构的气体发生器进行上述气瓶燃烧实验，描述的其启动性能，请参看图5。在这实验中，具有不同形状的气体发生剂以不同的量加入到相应的燃烧室中。在图5所示的气瓶曲线中，第一燃烧室中5a中的气体发生剂9a的——单位重量气体发生剂的表面积——少于第二燃烧室5b中的气体发生剂9b，气体发生剂之间的加入量比例，即第一气体性剂对第二气体发生剂的比率为35/6。
在图5中，“A点火”表示只有第一燃烧室5a中的气体发生剂9a由于图4所示气体发生器中第一点火器12a的激发而被点燃获得的气瓶曲线。这一气瓶曲线向上移动，画出光滑的曲线。这是因为第一燃烧室中5a中的气体发生剂9a的——单位重量气体发生剂的表面积——少于第二燃烧室5b中的气体发生剂9b，不会在点火后一次(at a time)点燃。
而“A+B(同时)点火”表示当第一和第二点火器(12a，12b)同时被激发并同时点燃第一和第二燃烧室5a和5b中的气体发生剂(9a，9b)所获得的气瓶曲线。在这一气瓶曲线中，当激发信号发送到两个点火器(12a，12b)时，气瓶压力同时急剧上升。这是因为第二燃烧室中5b中的气体性剂9b具有较大的——单位重量气体发生剂的表面积，在一次点火时同时被点燃从而排出燃烧气体。由于第一燃烧室5a中的气体发生剂9产生的燃烧气体连续产生，因此，上升的输出曲线(气瓶曲线)维持了一会儿。
“A+B(T毫秒延迟)点火”表示第一点火器12a被激发并首先点燃室燃烧室5a中的第一气体发生剂9a后T毫秒后，第二点火器12b被激发并点燃第二燃烧室5b中的气体发生剂所获得的气瓶曲线。这一曲线在T毫秒前基本上与气瓶曲线“A点火”相同，但是，在第二点火器12b被激发后(即T毫秒后)气瓶曲线一次上升。这是因为加上了第二燃烧室5b中气体发生剂9b燃烧快速产生的气体量。在这里，“A+B(T毫秒延迟)点火”气瓶曲线中，最大输出值(X kPa)高于“A+B(同时)点火”气瓶曲线中的最大输出值(YkPa)。这是因为在“A+B(同时)点火”的情况下，两个燃烧室(5a，5b)中的气体发生剂(A，9b)一次点燃，而另一方面，第二燃烧室5b中的第二气体发生剂9b是在加入到第一燃烧室5a中的第一气体发生剂9b之后被点火和点燃的，所以产生的热量被连续地保持在一个水平上。
正如上面所述，在图5所示的“A+B(T毫秒延迟)点火”中，第二点火器12b是在第一点火器12a被激发T毫秒后被激发的。延迟可以通过调节点火电路设定为任选的时间间隔。判断电路判断交通工具在撞击时的速度或乘车人的姿态(如人坐高的高低，或驾车者所保持的姿态)，或当时的类似情形以设定合适的延迟时间并启动点装置，从而可以使气囊在各种情况下以最优的充气模式充气。
实施例3图6是本发明用于气囊的气体发生器的再一个实施例的纵剖图。该气体发生器的构造特别适合于设置在乘客的侧边。
该图所示气体发生器的箱体103呈圆筒形，其轴芯长度大于其最外的直径，在其周壁上具有多个气体排出口，气体发生器还具有因碰撞而启动的点火元件，因点火元件点火和点燃从而产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生剂(9a，9b)，冷却和/或纯化气体发生剂产生的燃烧气体的冷却器/过滤器。然后，设置在箱体103内的两个燃烧室(105a，105b)分别成形为圆筒形燃烧室105a和环形燃烧室105b，在箱体103的轴向上相互相邻并同心，设置连通孔110使燃烧室105a和105b之间连通。
本实施例中的气体发生器在轴向呈长条形，因为箱体在轴向上呈长圆筒形。这种形状的气体发生器可以具有简单的结构，并易于制造，同时，如上所述，通过结合设置圆筒形燃烧室105a和环形燃烧室105b这两个燃烧室，使它们同心相邻并且两个燃烧室相互连通，可以任选地调节氧化发生器的输出量和增加输出的时间。
然后，点火元件包括两个或多个由于碰撞而激发的点火器，相应的点火器(12a，12b)设置在引发环113中并相互平行，形成一个组件易于操作。另外，固定在引发环113中并储存在箱体中的点火器(12a，12b)，相对于箱体的轴同心。
进一步说，基本上为圆筒形的冷却器/过滤器122设置在箱体103中，与箱体的内周边相对(oppose)，在箱体的内周边上形成了多个排气口126，在过滤器122与箱体内周边之间获得预定的间隙。第一燃烧室105a被限定与安装了冷却器/过滤器的的空间相邻，包括两点火器(12a，12b)的点火元件同心设置，与第一燃烧室105a相邻。由于第二燃烧室105b限定在点火元件的径向上，使第一燃烧室105a和第二燃烧室105b，在箱体103的轴向相互相邻。不同的气体发生剂(9a，9b)分别加入到第一和第二燃烧室，在该图所示的气体发生器中，圆筒形的多孔的第一气体发生剂9a和圆筒形的单孔的第二气体发生剂分别储存在第一燃烧室105a和第二燃烧室105b中。
上述点火元件包括传送炸药，传送炸药由于点火器(12a，12b)的激发被点火和点燃，并由其火焰使气体发生剂(105a，105b)点火，传送炸药被隔开用于每个点火器，并单独地点火和点燃每个点火器。储存被分隔用于每个点火器的传送炸药的空间由圆筒元件限定，储存第一传送炸药116a的第一传送炸药供应室115a通过位于隔壁107上的火焰传送孔119与第一燃烧室105a连通，隔壁107设置在点火元件与第一燃烧室105a之间，储存第二传送炸药116b的第二炸药供应室115b通过圆筒元件104上形成的火焰传送孔117与第二燃烧室105b连通，圆筒元件104限定了供应室115b。当密封条11由于气体发生剂9b的燃烧而破裂时，第一燃烧室105a和第二燃烧室可以由通孔110连通。
在该图所示气体发生器中，当第一点火器12a被激发时，第一炸药供应室115a中的第一传送炸药116a被点火和点燃，火焰通过隔壁元件107上的火焰传送孔119点火和点燃储存在第一燃烧室105a中的气体发生剂9a。当流经冷却器/过滤器122时，燃烧气体被纯化和冷却，并从气体排出口126中排出。另一方面，当第二点火器16b启动时，第二传送供应室115b中的第二传送炸药116b被点火和点燃，火焰点火和点燃第二燃烧室105b中的气体发生剂9b。在第二燃烧室105b中产生的燃烧气体经过107上的通孔110流过第一燃烧室105a，当流经冷却剂，过滤器122时被纯化和冷却，然后，从气体排出口126排出。当流经同一冷却器/过滤器122时，第一气体发生剂和第二气体发生剂产生的燃烧气体均被纯化和冷却。在本实施例中，气体排出口126由密封条127封闭。密封条127用于使气体发生剂与外部水份隔离，会因气体发生剂燃烧产生的火焰而破裂，并排出燃烧气体。因此密封条127不能控制气体发生剂的燃烧性能(燃烧内部压力)。进一步说，火焰传送孔119和火焰传送孔117分别由密封条20和18封闭。
此外，在分隔第一燃烧室105b和安装冷却器/过滤器122的空间的分隔元件(sectioning member)160上提供两室的连通孔161，在第一燃烧室和第二燃烧室(105a，105b)中产生的燃烧气体经连通孔161达到安装冷却器/过滤器122的空间。按照该实施例，在分隔元件160上形成与冷却器/过滤器122内径尺寸基本相同的的连通孔161。在连通孔161上放置金属丝网162，以使在第一燃烧室中的气体发生剂9a在燃烧时不会移动到安装冷却器/过滤器122的侧边。对于这种金属丝网162，可以是任何种类的金属丝网，只要其网孔尺寸足以在燃烧过程中防止第一气体发生剂9a的移动，并且没有通风阻力(draft resistance)以控制燃烧性能。
如上所述，在该图所示气体发生器中，储存在相应燃烧室(105a，105b)中的气体发生剂(9a，9b)通过调节两个点火器(12a，12b)的激发时间而点火和点燃，因此，气体发生器的输出形式(启动方式)可以任选地调节。因此，在各种情况下，如交通工具发生碰撞(impact)时的速度和环境温度下，可以使下面提到的气囊装置中的气囊最合适地充气。
在图6所示实施例中，两个燃烧室可以在箱体径向上相互相邻，也可以如图7所示，在箱体轴向上相互相邻。因此，在图7所示气体发生器中，第二燃烧室105b′在箱体轴向上延伸，并由限定第一燃烧室105a′和点火元件以及在轴向上限定第二燃烧室105b′的间壁107′折弯，因此使其端部形成法兰形，并使之与箱体的内周边接触。其结果是，在图7所示气体发生器中，第二燃烧室与在轴向延伸，也就是说延伸到第一燃烧室的一侧，因此，第一燃烧室和第二燃烧室在箱体的径向和轴向彼此相邻。进一步说，在该实施例中，如果在周壁上提供了隔壁107(使隔壁的法兰形端部延伸与分隔元件160接触，如图8所示，第一燃烧室105a″(和第二燃烧室105b″)(在箱体的径向上相互相邻，并且同心。因此，第二燃烧室的体积的增加不会比图8所示气体发生器少。特别地，因为图7和8所示气体发生器能够增加第二燃烧室的体积，在大量使用第二气体发生剂的情况下这是特别方便的。此外，在图7和8所示的气体发生器中，按照与图6所示气体发生器相同的方式，自然可以获得这样的用于气囊的气体发生器，这种气体发生器可以具有简单的形式且可以更小，能任选地调节气体发生器输出形式(启动性能)。在图7和8所示气体发生器中，相同的参考数字表示与图6中相同的元件，其描述在此被省略。
实施例4图9是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图。该图中所示气体发生器的结构特别适合于设置在驾驶员侧边，其方式与图1和图4所示气体发生器的方式相同。
在该图所示气体发生器中，第一气体燃烧室305a和第二气体燃烧室305b由内圆筒元件304分隔，并提供在箱体3中，因此，相互同心相邻。阶梯凹口部306以预定的高度提供在内圆筒元件304的内周边表面，限定第二燃烧室305b和点火元件供应室308的间壁307设置在阶梯凹口部306上。在该实施例中，间壁307示于图10的打开状态的透视图中，由与内圆筒元件304的阶梯凹口部306啮合的分隔环元件350以及与分隔环元件350啮合的密封杯元件360构成。分隔环元件350基本上形成平板环形，具有开口部351，其内以供安装下面提到的密封杯元件360的炸药调节部361，分隔环元件350还具有环形孔部352，是通过挖出一个环形底表面获得的，用于储存点火器312b的上部，以及基本上延伸并穿过环形孔中央的第二炸药传送孔319。此外，密封杯元件360具有圆筒形炸药调节部361，被安装到分隔环元件350的开孔部351中，以及圆筒形点火器接受口362，该接受口在相对于分隔环元件350的环形孔部352的位置上形成，并延伸到相对于炸药调节部361的一侧。第一传送炸药316a储存在传送炸药调节部361内，第二点火器312b安装在点火器接受口362内。通过将密封杯元件360的传送炸药调节部361安装到分隔环元件350的开孔部351中，分隔环元件350和密封杯元件360相互啮合，向上安装到点火器接受口362的第二点火器312b的上端部暴露于分隔环元件350的环形孔部352。
如图9所示，由分隔环元件350和密封杯元件360构成的间壁307与在内圆筒元件304内周边表面上形成的阶梯凹口部306啮合。也就是说，分隔环元件350的周边支承在阶梯凹口306上，而密封杯元件360通过与分隔环元件350接触面被支承。进一步说，密封杯元件360的周边是通过朝点火器接受口362相同方向弯曲形成的，弯曲部363安装到内圆筒元件304内周表面的凹槽(groove)364内。因此，分隔环元件350由密封杯元件360支承，防止其在箱体3的轴向上移动。此外，通过使密封杯元件360的周边上的弯曲部363安装到内圆筒元件304的同周边的凹槽364内，间壁307(即密封杯元件360)和内圆筒元件304相互啮合没有间隙。因此，在内圆筒元件304中，提供在密封壳侧2上的点火元件供应室308和提供在扩散壳侧1上的第二燃烧室305b由包括密封杯元件360和凹槽364结合的点火元件密封结构完全分隔。
在密封杯元件360上形成的点火器接受口362如此构成，使得其裙部象扇叶(fan)一样散开，O-形环381设置在其内侧，这样，它与储存在储存口362内的第二点火器312b之间，以及接受口362与第二点火器312b之间的密封就实现了。因为O-形环381压紧接触下面将提到的点火器固定元件，点火器固定元件382将两个点火器(312a，312b)安装到一个引发环313中，第二点火器312设置在由环形孔部352、密封杯元件的点火器接受口362、O-形环381和点火器安装382所限定的空间内。所以，第一点火器312a和第二点火器312b由包括点火器接受口362的裙部、O-形环381和点火器固定元件382的密封结构(以下称“点火器密封结构)安全地分离。因此，任何一个点火器受激产生的火焰都不会直接流入储存另一点火器的空间。
进一步说，在本实施例中，两个点火器312a和312b安装在同一个引发环313中，以保证易于设置在箱体内。具体地说，在本实施例中，两个点火器312a和312b由与引发环313啮合的点火器固定元件382支承，并固定到引发环313内。点火器固定元件382形成这样的形状，覆盖引发环313的上端面，并具有一个通过每个点火器上部的孔部384和支承肩383。设置在引发环313中的两个点火器312a和312b被固定到朝外安装到引发环313上的点火器固定元件382上。通过使用上述点火器固定元件382，两个点火器312a和312b可以容易地组装到引发环313中。在该实施例所示的气体发生器中，第一点火器312a和第二点火器312b形成不同的形状，其输出形式也不同，然而，也可以使用具有相同输出形式的点火器。
在本实施例所示气体发生器的启动过程中，由于第一点火器受激发产生的火焰点火和点燃第一传送炸药316a。由于点火器密封结构，第一传送炸药316a产生的火焰不会流入储存第二点火器的空间，由于密封杯元件360上的弯曲部363和内圆筒元件304上的凹槽364构成的点火元件密封结构，也不流入第二燃烧室305b。因此，第一传送炸药316a产生的火焰只能通过内圆筒元件304的周边上的第一火焰传送孔317流入第一燃烧室305a，点火和点燃第一气体发生剂309a，从而产生燃烧气体。第二点火器312b受激发产生的火焰只能通过分隔环元件350上的环形孔部352上形成的第二火焰传送孔319流入第二燃烧室305b，点火和点燃第二气体发生剂309b，从而产生燃烧气体。具体地说，在本实施例所示的气体发生器中，不设置第二传送炸药，第二气体发生剂309a直接由第二点火器312b受激发产生的火焰点火和点燃。
第一气体发生剂309a和第二气体发生剂309b产生的燃烧气体在通过共用冷却器/过滤器22时被纯化和冷却，流经间隙25，并从气体排出口26排出。当点火器的火焰和传送炸药产生的燃烧气体通过时，封闭第一和第二火焰传送孔的密封条318和320破裂，当燃烧气体通过时，封闭气体排出口26的密封条27破裂。
如上所述，在调整气体发生剂309a和309b的点火时间时，也就是通过使相应点火器312a和312b的受激时间变化从而调整气体发生器的启动性能时，在设置点火器312a和312b的部位形成定位元件，指定连接每个点火器的导线15′。这种类型的定位元件可以通过在每个点火器上使用不同类型的连接器16′来实现，例如，在图11a至11d所示的主要部分的打开状态的透视图所示。在图11a所示的定位元件中，其结构是这样的，在连接器上形成一个定位凹槽(或凸起projection)17′，在每个点火器上形成的对应于定位凹槽(或凸起)17′的定位突起(或凹槽)18′是不同的。也就是说，每个连接器上的凹槽的位置是变化的，当将连接器16’安装到气体发生器上时，如果连接器16’不是安装在其正常方向，则连接器不能有序地安装，会相互妨碍。在图11b所示的定位元件中，只在一个连接器21’上提供定位凹槽(或突起19′)。也就是说，具有凹槽(或突起)19’的连接器21a’可以与在侧边没有提供突起(或凹槽)20’的点火器22’啮合，然而，没有凹槽(或突起)19’的连接器21b’不能与在侧边有突起(或凹槽)20，的点火器22’啮合。因此，在组装时，容易发现安装连接器21’错位。因图11c中，在每个连接器中，连接和啮合部位23’的形状各不相同。在图11d中，两相连接器合并成一个，进一步形成定位凹槽(或突起)。在这一定位元件中，还可以适当地使用防止连接错误连接的元件。
在这一实施例所示的气体发生器中，第一气体发生剂和309a和第二气体发生剂309b分别由于第一点火器312a和第二点火器312b受激而点火和点燃，然而，有一种情况是仅仅第一点火器312a被激发(energize)并点火，从而仅仅使第一燃烧室305a中的气体发生剂309a点火和点燃。这相当于第二气体发生剂309b和第二点火器312b不被点燃，而继续保留。在这种情况下，由于在后续加工、处理等过程中引起不便，因此，优选在启动气体发生器(仅仅指第一点火器312a)后，激发第二点火器312b，使第二燃烧室305b中的气体发生剂309b在比正常延迟点火时间(如10-40毫秒)更长的时间延迟(如100毫秒或更长)后燃烧掉。此后，如图12所示，可以在第二燃烧室305b中提供自动点火材料385，自动点火材料385将由于第一气体发生剂309产生的燃烧热的传递而被点火和点燃。在这种情况下，在第一点火器312a被激发后，经比正常预定的激发第二点火器312b的延迟时间(即每个点火器被激发的时间间隔)更长的时间后，由自动点火材料385完成第二气体发生剂309b的点火。也就是说，为了调节气体发生器的启动性能，这不同于第二气体发生剂309b的延迟燃烧(即第二点火器312b的延迟激发)。当任选地延迟第二点火器312b的激发电路以调节气体发生器的启动性能时，第二气体发生剂309b不被点火和点燃。在这种情况下，自动点火材料可以与第二点火器结合设置。
第一燃烧室305a和第二燃烧室305b由内圆筒元件304限定。通孔310设置在内圆筒元件304上，通孔310由不锈钢板311封闭。不锈钢板311由如粘合剂之类的粘结材料粘结在内圆筒元件304上，通孔310只有由于第二气体发生剂309b的燃烧才会打开，不会由于第一气体发生剂309a的燃烧而打开。通孔310由不锈钢板311以这样的方式封闭，是因为能防止第一燃烧产生的火焰通过通孔310流入第二燃烧室305b从而点燃第二气体发生剂309b。因此，只要这种功能能得到保证，以及不锈钢板311封闭通孔的这种结构，可以通过将安全板(rupturing plate)焊接、粘结或热密封到内圆筒元件上以封闭通孔310，或在内圆筒元件304的周边上提供凹口，或形成内圆筒元件304的周壁以使其某一部分的厚度较薄，从而实现上述功能，其中，安全板会由于第二气体发生剂的燃烧产生的压力而破裂、剥离(peel)、融化或取出。此外，如图13所示，可以设置基本上为环形的防护板(shielding)386以覆盖内圆筒元件304上的通孔。具体地说，在图13所示的气体发生器中，封闭通孔310的密封条由防护板386所保护，即使第一气体发生剂309a燃烧产生了燃烧气体，密封条也不会因第一气体发生剂的燃烧而破裂。如上所述，在本实施例中，内圆筒元件304上的通孔310只因第二气体发生剂309b的燃烧而破裂，不会因第一气体发生剂309a的燃烧而破裂。因此，在第一燃烧室305a中首先产生的燃烧气体不会流入第二燃烧室305b，第二燃烧室305b中的气体发生剂309b由于第二点火器312b受激(有时是自动点火材料385的燃烧)而点火并被点燃。第二气体发生剂309b燃烧产生的燃烧气体流入第一燃烧室305a，并经由于燃烧而打开的通孔310，再被冷却器/过滤器22纯化和冷却，然后从气体排出口26排出。在图9-13中，相同的数字表示与图相同的元件，其描述在这时被省略。
实施例5图14是本发明气囊装置的示意图，包括一个电子点火型的点火元件。
气囊设备包括气体发生器200，碰撞传感器201，控制单元202，模件罩(module case)以及气囊204。至于气体发生器200，使用图1所示的气体发生器，调节其启动性能，在气体发生器启动的初始阶段，乘车人(occupant)施加一个尽可能小的碰撞。
碰撞传感器201可以是如半导体型加速度传感器(acceleration sensor)构成的。这种半导体型加速度传感器如此构成，以至于在硅基板上形成的四个半导体应力计，当施加一个加速度时，硅基板会发生弯曲，这些半导体应力计是桥接的。当施加加速度时，在其表面产生束状损伤(beam defect)和应力。由于应力，半导体应力计的电阻发生变化，电阻变化作为与加速度成比例的电压信号被探测到。
控制单元202具有一个点火判断电路，来自半导体型加速度传感器的信号输入到点火判断电路。当来自传感器201的碰撞信号超过某一值时，判断单元立即开始计算，当计算结果超过某一值时，向气体发生器200的点火器12发出一个激发信号。气体发生器的控制单元20和点火器12由导线连接，导线由连接点火器12的连接器在同一平面的同一方向伸出。
模件罩203由如聚氨酯形成，包括模件盖(cover)205。气囊204和气体发生器200储存在模件罩203中，因此，可以构成一个垫模(pad module)。当安装到汽车驾驶员身边时，这一种垫模通常安装到方向盘上。
气囊204由尼龙(如尼龙66)、聚酯等形成，气囊出口206围绕气体发生器的排出口，并固定到折叠状态的气体发生器的法兰部上。
在汽车发生撞击时，当半导体型加速度传感器探测到碰撞信号，该信号被传送到控制单元202，当来自传感器的碰撞信号超过某一值时，控制单元202开始计算。当计算结果超过某一值时，向气体发生器200的点火器12输出激发信号。因此，点火器12被激发，使气体发生剂点火，气体发生剂被点燃并产生气体。气体被排放到气囊204中，气囊使模件盖205破裂，以进行充气，因此，形成气垫(cushion)以吸收方向盘乘车人之间的碰撞。
在下面将要描述的气体发生器实施例包括两个或多个燃烧室，每个气体发生器包括两个点火器，每个气体发生器包括两个不同的气体发生元件，每个气体发生器包括具有一导线的点火器，第一气体发生器在内圆筒元件内具有一个燃烧室和点火元件，第一气体发生器包括一个自动点火材料。
实施例6在上面提到的实施例1中，多孔圆筒形的第一气体发生剂9a具有七个孔，可以储存在第一燃烧室5a中，而单孔圆筒形的第二气体发生剂9b可以储存在第二燃烧室5b中。作为单孔圆筒形的气体发生剂，可以使用，例如，其内径为0.5-1.5mm，优选0.8mm，外径为2-3mm，优选2.4mm，长2-6mm，优选4mm的气体发生剂，进一步讲，作为七孔圆筒形气体发生剂，可以使用，例如，其内径为0.6-0.7mm，外径为5-5.3mm，长5mm的气体发生剂。如上所述，通过在每个燃烧室中分别储存具有不同形状和不同燃烧速率的气体发生剂，储存在相应室中的气体发生剂的开始燃烧后，可以改变燃烧气体的发生方式。通过改变组成和组成比例或其量，当相应气体发生剂开始以这种方式燃烧后，可以实现对燃烧气体发生方式的调节。
多孔图形的具有一定厚度的第二气体发生剂由如图22所示的方法形成。
如图22所示，当在横截面为圆形的形成体上形成七个通孔时，在形成体中心设置一个中央通孔，另外六个孔设置在中央孔的周围。在图22中，设置在周围的相应两个孔之间的中心距离(b)、这两个孔中心与形成体边沿的距离(c)相等，进一步说，中央孔与周围每个孔之间的中心距(a)也相等。包括(a)、(b)和(a)的正三角形与包括(b)、(c)和(c)的正三角形相互同。从中央孔设置六个正三角形，周围六个孔的中心设置在正三角形的顶点。也就是说，在上述气体发生剂中，距离(a)(b)和(a)相应于气体发生剂的厚度，进一步优选这些厚度(即(a)(b)和(a))相互相等。
作为形成体的其它实施例，中央孔周围可以有十八个孔。孔的数量和设置结构可以按上述方法有利地设置。孔的数量和设置结构可以按易于生产气体发生剂、生产成本和性能之间的协作关系来确定，没有特别限制。
实施例7在图4所示的实施例中，可以在第一燃烧室和第二燃烧室中使用不同类型的气体发生剂。如上所述，通过在每个燃烧室中使用不同的气体发生剂，以实施例1相同的方式，即使储存在每个室中的气体发生剂开始燃烧后，也可以改变燃烧气体的发生方式，从而可以选地调节充气方式。
实施例8在图6中，即使在限定箱体内的两个燃烧室的气体发生器内，当在相应燃烧室内使用不同类型的气体发生剂时，在储存在每个室中的气体发生剂开始燃烧后，也可以改变燃烧气体的发生方式，因此，气囊的充气方式也可以调节。
实施例9在图9中，在箱体内隔开和形成的两燃烧室中使用不同类型的气体发生剂，其方式与实施例1相同，即使在每个燃烧室中的气体发生剂开始燃烧后，也可以改变燃烧气体的发生方式，因此，气囊的充气方式也可以调节。
实施例10图15是本发明气体发生器的另一个实施例的纵剖图；具体地说，该图所示用于气囊的气体发生器的特征在于结合了图1所示的气体发生器中在箱体上形成的气体排出口和封闭这些排出口的密封元件，如密封条。
通过连接具有气体排出口的扩散壳1和与扩散壳内形成内部储存空间的密封壳2形成的箱体3中，气体发生器具有基本上为圆筒形的内圆筒元件4，从而在其外侧限定了第一燃烧室。此外，在内圆筒元件内侧提供了阶梯凹口部，平板圆形的隔壁设置在凹口部，隔壁进一步将内圆筒内部分成两个室，从而分别在扩散壳侧和密封壳侧形成第二燃烧室和点火元件供应室8。因此，在该气体发生器中，第一燃烧室5a和第二燃烧室5在箱体3中同心提供，并在箱体的径向相邻设置。气体发生剂(9a、9b)-将被因碰撞而受激的点火元件点燃并产生燃烧气体-储存在第一和第二燃烧室中，将因碰撞而受激的点火器储存在点火元件供应室8中。
在该实施例中，还可以在第一燃烧室和第二燃烧室中使用不同类型的气体发生剂，因此，可以最合适地改变气囊的充气方式。
在限定第一燃烧室5a和第二燃烧室5b的内圆筒元件4上提供通孔10，通孔由密封条11封闭。因为当气体发生剂被点燃时，密封条11破裂，两个燃烧室由通孔10连通。应当调节密封条的材料的厚度，以使密封条仅在第二燃烧室5b中的气体发生剂9b被点燃时破裂。在本实施例中，使用厚度为40μm的不锈钢密封条。此外，因为通孔10的开孔面积大于气体排出口26b，因此不具有控制燃烧室5b内部压力的功能。
点火元件包括两个电子点火型点火器(12a，12b)，点火器基于传感器探测而输出的而激发信号被激发，点火器在引发环13中相互平行地提供，从而暴露出其头部。如上所述，由于在一个引发环13中提供两个点火器12a和12b，两个点火器变成了一个固定在引发环13中的元件，因此，易于安装到气体发生器中。特别地，在该图所示的气体发生器中，引发环的尺寸可以插入内圆筒元件4中。因此，通过卷曲内圆筒元件4的下端，点火器可以容易而牢固地固定，从而当插入具有两个点火器(12a，12b)的引发环13后引火环被固定。当在引发环13中设置两点火器12a和12b时，每个点火器的方向容易确定。
在该实施例中，基本上为圆筒形的分隔圆筒14设置在引发环13和隔壁7之间的空间内，从而围绕了一个点火器12b(下称第二点火器)，第一炸药传送供应室15a和第二炸药传送供应室15b分别被限定在其外侧和内侧，点火器以及与点火器一起构成点火元件的传送炸药储存在相应的供应室中。所以，与点火器一起构成点火元件的炸药16a和16b被安全在分隔成两个相应的点火器(12a，12b)。当储存在第一传送炸药供应室15a中的传送炸药16a被点燃时，封闭内圆筒元件4上的火焰传送孔的密封条18破裂，因此，第传送炸药供应室15a与第一燃烧室5a连通。进一步说，当储存在第二传送炸药15b中的传送炸药16b被点燃时，封闭隔壁7上的火焰传送孔19的密封条20破裂，因此，第二传送炸药供应室15b与第二燃烧室5b连通。所以，当第一点火器12a被点火(激发)时，启动气体发生器，火焰点火和点燃储存在供应室15a中的传送炸药16a，火焰通过内圆筒元件4上的火焰传送孔17，点火和点燃储存在位于供应室15a径向的第一室中5a中的七孔气体发生剂9a。第二点火器12b点火和点燃储存在供应室15b中的第二传送炸药16b，火焰通过供应室15b轴向上的火焰传送孔19，点火和点燃储存在放置于其延长部的(disposed on an extension thereof)第二燃烧室5b中的单孔气体发生剂9b。第二燃烧室9b中产生的燃烧气体通过内圆筒元件4上扩散壳侧1的通孔10，并流入第一燃烧室5a。特别地，在图15所示气体发生器中，设置了引发环和隔壁7之间的分隔圆筒14，以至于在隔壁7的下表面和引发环13的上表面提供了相应于分隔圆筒14外形的孔部21，分隔圆筒14的上端和下端适合于相应的孔部。由于以这种方式设置分隔圆筒14，一个传送炸药供应室中产生的传送炸药的火焰不会直接点燃另一传送炸药供应室中的传送炸药，储存在两个燃烧室中的气体发生剂分别被不同区域的传送炸药燃烧产生的火焰点火和点燃。也就是说，当传送炸药在分隔圆筒14(即第二传送炸药供应室)中燃烧时，燃烧产生的气体的压力很大使分隔圆筒径向膨胀，通过设置分隔圆筒，分隔圆筒的上端部和下端部由孔部的周壁牢固地支承在适合的相应部分，因此，与简单地将分离圆筒置于间壁与引发环之间相比，能有效地防止燃烧气体和传送火焰的泄漏。
纯化和冷却由气体发生剂燃烧产生的燃烧气体的冷却器/过滤器22设置在箱体3中，扩散壳侧1一侧的内圆周表面覆盖了防短路元件23，因此，燃烧气体不能从冷却器/过滤器22的端面和扩散壳侧1顶部的内表面28之间通过。为抑制内表面28和过滤器22由于燃烧气体等通过产生膨胀，在冷却器/过滤器22外侧设置外层24。例如，外层24可以由金属丝网形成，还可以由在周壁表面有许多通孔的多孔圆筒形元件形成，或者通过使具有预定宽度的带状元件成形为环形所获得的带状限制层形成。在外层24的外侧形成间隙25，以至于燃烧气体可以通过过滤器22的整个表面。
本发明的气体发生器的特征在于形成于扩散壳侧1上的气体排出口和/或封闭它的密封条。如图15所示，两种不同直径的气体排出口26a和26b提供在气体发生器扩散壳周壁上，可以制造多个彼此相同的这两种排出口。在这种情况下，气体排出口26a的直径大于气体排出口26b的直径，相应孔的数量可以相等，气体排出口26a的上总开孔面积可以大于气体排出口26b。在该实施例中，气体排出口26a的直径可以设定为3.0mmΦ，孔数可以设定为10，气体排出口26b的直径可以设定为2mmΦ，孔数可以设定为6。为了防止气体发生剂受外部环境，如箱体外侧湿度的影响，从扩散壳1周壁部内周边表面将密封条27粘贴到排出口26a和26b上。密封条27的宽度足以同时封闭设置在气体发生器轴向上两种气体排出口，优选在每个气体排出口26a和26b的上端或下端，与密封条上端或下端之间有2-3mm的宽度，优选使用的密封条包括厚度为20μm至200μm的铝密封层，和厚度为5至100μm的粘结层或粘附层，然而，只要可以获得所需效果，密封条的种类和结构没有特别限制。在本实施例中，使用具有厚度为50μm的铝层和厚度为50μm的粘结层或粘附层。在本实施例中，相应排出口26a和26b设置在气体发生器箱体的轴向，然而，为了获得本发明的效果，例如，相应排出口可以圆周的方式交替地设置在扩散壳周壁部。由于气体排出口和密封条的上述结合，用于使密封条破裂的压力可以分两级调节。
在这种结构中，当气体发生器被启动时，例如，在激活用于使燃烧室5a中的七孔气体发生剂点火的点火器后，启动用于使燃烧室5b中单孔气体发生剂点火的点火器，气体排出口26a的开孔面积(直径和孔数)与燃烧室5a中的气体发生剂的燃烧面积相关，气体排出口26b的开孔面积(直径和孔数)与燃烧室5b中的气体发生剂的燃烧面积相关。因为使用仅有一种孔径的排出口，因此，开孔面积只与燃烧室5a中的气体发生剂的表面积，或燃烧5a和5b中的所有气体发生剂表面积有关。在这种情况下，当燃烧室5a中的气体发生剂被点燃时，前者是优选条件，然而，当燃烧室5b或燃烧室5a和5b中的气体发生剂同时被点燃时，燃烧压力升高太多，以至于可以提供具有过度输出的气体发生器。此外，在后一情况下，当只有燃烧室5a中的气体发生剂首先燃烧时，与之相反，输出变得太小，以至于难于在气囊充气初期获得足够的控制性能(restraining performance)。
按照本发明，如本实施例所述，因为提供了具有不同开孔面积的两种排出口以与每个燃烧室中的气体发生剂的表面积相关联，可以优化的方式使气囊充气，而不必顾及气体发生剂点火的延迟。在这种情况下，气体排出口的开孔面积设定为两种，然而，通过进一步增加种类和分多级调节密封条的破裂压力，可以抑制由于环境温度产生的输出差异。
在以上述方式构成的气体发生器中，当设置在点火元件供应室8中和分隔圆筒14外侧的的第一点火器12a启动时，储存在第一传送炸药供应室15a中的传送炸药16a被点火和点燃，火焰通过内圆筒元件4上的火传送孔17，点燃储存在第一燃烧室5a中的具有七个孔的第一气体发生剂。当由分隔圆筒14围绕的第二点火器12b启动时，储存在第二传送炸药供应室15b中的传送炸药16b被点火和点燃，火焰点火和点燃储存在第二燃烧室5b中的单孔圆筒形的第二气体发生剂9b。通过在激发第一点火器后激发第二点火器，或者同时激发第一和第二点火器，可以调节点火器12a和12b的点火时间。因此，气体发生器的输出性能(启动性能)可以任选地调节，因此，在如发生撞击时的车辆速度和环境温度的各种情况下，气囊装置下方的气囊的充气可以是最合适的。特别地，该图所示的气体发生器中，相应的燃烧室(5a，5b)使用不同形状的气体发生剂(9a，9b)多孔圆筒形的第一气体发生剂9a和单孔圆筒形的第二气体发生剂9b分别储存在第一燃烧室5a和第二燃烧室5b中。进一步说，储存在每个燃烧室(5a，5b)中的气体发生剂的量不同，在第一燃烧室5a和第二燃烧室5b中分别储存35g和6g第气体发生剂9a和9b。因此，在该气体发生器，输出形式可以精确地调节。当然，可以适当地改变气体发生剂的形状、组成、组成比例和量等以获得所需的输出形式。
按照本发明，如上所述，由于结合了两个或多个点火器和两种或多种气体排出口，气体发生器操作时的内部压力可以相等，可以稳定燃烧性能。
图16所示的气体发生器具有与图15所示的相同结构，例外的是箱体的扩散壳上的气体排出口以封闭它的密封条，与图15中相同的元件用相同的数字表示，在这里省略了其描述。图16相当于这样一个实施例，相应排出口的开孔面积相同，然而，密封条的厚度不同以分两级调节破裂压力。在这种情况下，气体排出口26a和26b垂直于箱体轴向设置，封闭气体排出口26b的密封条27b的厚度大于封闭气体排出口26a的密封条27a。然而，为了调节气体发生器的输出性能(操作性能)密封条的厚度受到限制，在点燃气体发生剂时的内部压力由气体排出口的开孔面积调节。同样，密封条对燃烧的最大内部压力没有任何影响。气体排出口26a和26b的开孔面积(直径和孔数)相同。在这种情况下，例如，调节排出口26a和密封条27a和厚度，以使得当燃烧室5a中的气体发生剂9a被点燃时，封闭气体排出口26a的密封条27a全部破裂。当燃烧室5b中的气体发生剂9b相继被点燃时，或当燃烧室5a和燃烧室5b中的气体性剂9a和9b同时被点燃时，产生较高的燃烧内部压力。在这种情况下，较厚的密封条27b粘贴到气体排出口26b上，以使得覆盖所有气体排出口26a和26b的密封条27a和27b都破裂。也就是说，气体排出口26a上的密封条27a的厚度被调节到燃烧室5a中的气体发生剂9a燃烧时破裂，气体排出口26b上的密封条27b不必破裂。因此，因为燃烧室5a中的气体发生剂的表面积仅仅与排出口26a的开孔面积相关，气体发生剂提供了优化的燃烧。进一步说，当燃烧室5b中的气体发生剂9b延迟点燃时，或两个燃烧室中的气体发生剂9a和9b同时被点燃时，产生较高的燃烧压力，使得气体排出口26b上的密封条27b可能破裂，内部压力的升高受到限制，可以实现气囊任选地充气，不必顾及点火时间。如图15所示，在这种情况下，密封条的材料和结构，设置气体排出口的方式等，不相当于获得所需效果的限制元件，而可以使用任选的规格。此外，通过分多级改变厚度，可以同样的方式获得受环境影响较小的气体发生器。
在图15和16所示的两个实施例中，只以某种方式改变气体排出口的开孔面积或仅改变密封条的厚度，然而，可以同时对两者进行改进。
实施例11图17是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图，示出了另一实施例。该气体发生器的结构特别适合于设置在乘客的身边。
该图所示气体发生器的箱体103的周壁上有多个气体排出口，周壁呈圆筒形，其轴芯长度大于其外径，该气体发生器具有可因碰撞而激发的点火元件，可由点火元件点火和点燃从而产生使气囊充气的燃烧气体的气体发生剂，以及用于冷却和/或纯化由气体发生剂产生的燃烧气体的冷却器/过滤器122。箱体103中的两个燃烧室(105a，105b)同心提供，因此，在箱体103的轴向相互相邻，提供了一个允许燃烧室105a和105b之间连通的连通孔110。
本实施例的气体发生器在轴向较长，因为箱体在轴向上形成了长圆筒形。在这种形状的气体发生器中，可以提供一种结构简单、易于制造的气体发生器，同时，通过同心地提供两个相互相邻的燃烧105a和105b并使两个燃烧室相互连通，使气体发生器的输出和增加输出的延迟时间可以任选地调节。
因为点火元件包括两个或多个可因碰撞而激发的点火器，相应的点火器(12a，12b)提供在一个引发环113上并相互平行，易于形成组件。
进一步说，在箱体103中，基本上为圆筒形的冷却器/过滤器122相对于箱体的内圆周表面设置，在箱体上形成了多个气体排出口126a和126b，在过滤器122与箱体内周边之间保证了预定的间隙125。第一燃烧室105a与储存冷却器/过滤器122的空间相邻，包括两个点火器(12a，12b)的点火元件同心设置，并与第一燃烧105a相邻。此外，环形的第二燃烧室105限定在点火元件的径向，第一燃烧室105a和第二燃烧室105b在箱体的轴向上彼此相邻。不同的气体发生剂(9a，9b)分别装载在第一和第二燃烧室中，在该图所示气体发生器中，多孔圆筒形的第一气体性剂9a和单孔圆筒形的第二气体性剂9b分别储存在第一燃烧105a和第二燃烧室105b中。因此，气体发生器的输出性能可以是最合适的。
上述点火元件包括可因点火器(12a，12b)受激发而点火和点燃从而用其火焰使气体发生剂(105a，105b)点火的传送炸药，对于每个点火器，传送炸药相互隔开，在每个点火器中单独点火和点燃。储存第一点火器的传送炸药的空间由下个圆筒形元件限定，储存第一传送炸药116a的第一传送炸药供应室115a，通过设置在点火元件与第一燃烧105a之间的间壁107上的火焰传送孔119，与第一燃烧105a连通，储存第二传送炸药116b的第一传送炸药供应室115b，通过设置在圆筒元件104上的火焰传送孔117，与第一燃烧105b连通。第一燃烧室105a和第二燃烧105b由间壁107上的通孔110连通。
在该图所示气体发生器中，当第一点火器12a被激发时，第一传送炸药供应室115a中的传送炸药116a被点火和点燃，火焰通过间壁107上的火焰传送孔119，点火和点燃设置在第一燃烧室105a中的气体发生剂9a，从而产生燃烧气体。当通过冷却器/过滤器122时，燃烧气体纯化和冷却，再从气体排出口排出。另一方面，当第二点火器12b被激发时，第二传送炸药供应室115b中的传送炸药116b被点火和点燃，其火焰点火和点燃设置在第二燃烧室105b中的气体发生剂9b。在第二燃烧室105b中产生的燃烧气体通过第一燃烧室105a内侧，流过间壁107上的通孔110，当通过冷却器/过滤器122时，燃烧气体纯化和冷却，再从气体排出口排出。进一步说，在该图所示气体发生器中，连通第一燃烧室和第二燃烧室的通孔110密封条111封闭，密封条111只有当第二燃烧室中的气体发生剂燃烧时才破裂。此外，在该图所示气体发生器中，与图14所示气体发生器相同的方式，气体排出口包括大直径的气体排出口126a和小直径的气体排出口126b，它们由密封条127封闭。同样，在图16所示实施例中，也可以通过保持密封条的厚度相同，并将气体排出口的开孔面积设定为图14所示的两种，从而可以最适当地调节优化的输出，而不必顾及燃烧室105a和105b以及气体性剂9a和9b的燃烧延迟时间。气体排出口位于圆筒形箱体上周壁上，燃烧室105a中的气体发生剂9a的表面积与气体排出口126a相关，而燃烧105b中的气体发生剂9b的表面积与气体排出口126b的开孔面积相关。因为其启动原理与图15所示的气体发生器相同，在这里省略其详细描述。
此外，在限定第一燃烧105a和储存冷却器/过滤器122的空间的分隔元件160上提供连通两室的连通孔161，在第一和第二燃烧室(105a，105b)中产生的燃烧气体通过连通孔161达到储存冷却器/过滤器122的空间。按照该实施例，其尺寸与冷却器/过滤器122内径基本上相同的连通孔161形成在分隔元件160上。金属丝网162放置在连通孔161上，因此，在燃烧时，第一燃烧室105a中的气体发生剂9a不会移动到储存冷却器/过滤器122的一侧。可以任何类型的金属丝网作为金属丝网162，只要其网孔足以防止第一气体发生剂9a在燃烧过程中不移动，并且没有通风阻力以控制燃烧性能。
如上所述，在该图所示气体发生器中，通过调节两个点火器(12a，12b)的激发时间，储存在相应燃烧室(105a，105b)中的气体发生剂(9a，9b)被分别点火和点燃，以至于气体发生器的输出形式(启动性能)可以任选地调节。因此，在如发生撞击时的车辆速度和环境温度等情况下，可以使下面提及的气囊装置的气囊以最合适的方式充气。
在图17中，在箱体中提供的两个燃烧室在箱体的轴向和径向上彼此相邻。具体地说，在图17所示气体发生器中，通过使第一燃烧室105a以及在轴向限定点火元件和第二燃烧室105b的间壁107弯曲，从而形成法兰形端部，并使之与箱体的内周边接触，第二燃烧室105b在箱体轴向上延伸。因此，在图17所示气体发生器中，第二燃烧室在轴向上延伸，也就是说，延伸到第一燃烧室的侧边，从而第一燃烧室和第二燃烧室在轴向和径向上彼此相邻。因为图17所示气体发生器可以增加第二燃烧室的容积，在使用大量第二气体发生剂的情况下，它们是很方便的。
图18是气体发生器的一个实施例的剖示图，主要以图17所示方式限制了乘客身边的乘车人，所示实施例的结构是这样的，每个排出孔开孔面积如图16一样保持不变，但其密封条的厚度以调节破裂压力。即气体排出口126a和126b垂直于箱体轴向设置，相对于封闭气体排出口126a的密封条127a的厚度，封闭气体排出口126b的密封条127b的厚度较大。气体排出口126a和126b的开孔面积(直径和孔数)相同。在图18所示气体发生器的启动过程中，相同的参考数字表示与图3中相同的元件，在这里省略其描述。因为气体排出口和密封条的结构和操作与图16相同，在此，其操作的描述也省略。
在图17的图18所示的限制乘客身边的乘车人的气体发生器的情形中，通过进一步增加排出口的开孔种类和进一步增加密封条厚度的种类，可以相同的方式进行特定的调节以避免环境温度等的影响。当然，可以同时结合排出口的开孔面积和密封条的厚度。
实施例12图19是本发明用于气囊的气体发生器的另一个实施例的纵剖图。该图所示气体发生器的结构与图15和16所示气体发生器一样特别适合于设置在驾驶员身边。
图19所示气体发生器的结构与图15所示相同，不同之处在于将内圆筒元件内部分隔成第二燃烧室和点火元件供应室的间壁的结构，因此，相同的参考数字表示与图15相同的元件，在些省略其描述。
具体地说，该图所示气体发生器的结构是这样的，将内圆筒元件内侧限定为第二燃烧室和点火元件供应室的基本上呈平板环的间壁307包括与内圆筒元件304的阶梯凹口部306啮合的分隔环元件350以及与分隔环元件350啮合的密封杯元件360，如图2所示打开状态的透视图所示。
如图19所示，包括分隔环元件350和密封杯元件360的间壁307与内圆筒元件304内周边表面上形成的阶梯凹口部306啮合。即分隔环元件350的周边由阶梯凹口部306支承，密封杯元件360与分隔环元件350接触并被支承。进一步说，密封杯元件360的周边是通过在与点火器接受口362相同方向弯曲形成的，弯曲部363安装到内圆筒元件304内周边表面上的凹槽364内。因此，分隔环元件350由密封杯元件360支承，防止在箱体3的轴向上移动。进一步说，通过将密封杯元件360周边上的弯曲部363安装到内圆筒元件304的内周边表面的凹槽内，间壁307(即密封杯元件360)和内圆筒元件304没有间隙地啮合。因此，在内圆筒元件304中，密封壳侧2中的点火元件供应室308和扩散壳侧1中的第二燃烧室305b由包括密封杯元件360和凹槽354的结合组成的结构安全地隔开。
在密封杯元件360上形成的点火器接受口362的结构是这样的，其裙部象扇叶一样散开，O-形环381设置在其内侧，这样，它与储存在储存口362内的第二点火器312b之间，以及储存口362与第二点火器312b之间的密封就实现了。因为O-形环381压紧接触下面将提到的点火器固定元件382，点火器固定元件382将两个点火器(312a，312b)安装到一个引发环313中，第二点火器312设置在由分隔环元件的环形孔部352、密封杯元件的点火器接受口362、O-形环381和点火器安装382所限定的空间内。当封闭分隔环元件350的环形孔部352上的第二火焰传送孔319的密封条320由于第二点火器312b受激而破裂时，限定空间与第燃烧室305b连通。第一点火器312a和第二点火器312b由包括点火器接受口362的裙部、O-形环381和点火器固定元件382的密封结构(以下称“点火器密封结构)安全地分离。因此，一个点火器受激发产生的火焰都不会直接流入储存另一点火器的空间。点火器固定元件382的形状能覆盖引发环313的上部，具有一个通过每个点火器的上部的孔部384和支承肩部383。设置在引发环313中的两个点火器312a和312b固定到朝外安装到引发环313上的点火器固定元件382上，两个点火器312a和312b易于组装到引发环313中。此外，在该实施例所示的气体发生器中，第一点火器312a和第二点火器312b的尺寸不同，具有不同的输出，然而，也可以使用具有相同输出的点火器。
在该图所示气体发生器中，以图15所示相同方式，可以调节箱体上的许多气体排出口26a和26b，使之具有两种或多种开孔直径和/或开孔面积。因此，在激发每个点火元件时，可以抑制箱体的最大内部压力差，和在气体发生器启动时的内部压力相等，提供了具有稳定燃烧性能的气体发生器。在本实施例的气体发生器中，以图16所示相同方式，可以通过使每个气体排出口的开孔面积保持不变，改变如密封条27的密封件的厚度，以调节破裂压力，从而抑制每个点火元件启动时的箱体内部压力差。进一步说，可以同时实现对气体排出口的开孔直径和/或开孔面积的控制以及密封件厚度的控制。
实施例13在上述实施例10-12所示的气囊气体发生器中，可以另外提供按图20-21所示任选制造的结构。
<涉及燃烧室通孔的实施例>
图20示出了开孔部分的另一实施例，这些孔是由第二燃烧剂的燃烧打开从而使第一燃烧室与第二燃烧室连通。
图20a示出了一种结构，在限定第一燃烧室550和第二燃烧室560的间壁504(包括内壳)上形成孔部505由适当形成的关闭(shutting)板590从外侧覆盖，关闭板是是通过将带状元件成型为环状形成的，因此，第一气体发生剂的火焰不会直接接触。参考数字522表示第二气体发生剂。图20b示出了另一种结构，在间壁504的周壁上形成凹口512从而开孔部505。图20c示出了这样一种结构，间壁504的周壁一部分的厚度较薄形成开孔部505。
因此，在上述实施例10-12的气体发生器中，连通第一燃烧室和第二燃烧室的开孔部按图20的方式形成，从而连通第一燃烧室和第二燃烧室。
<涉及放置点火器和电缆的结构的实施例>
还是在上述实施例10-12中，可以采用图3所示的在两点火器和向每个点火器输送激发信号的并与之相连的电缆之间的放置结构。
如上所述，在实施例10-12所示的气体发生器中，当提供使与每个点火器连接的电缆定位的放置元件时，可以得到这样的用于气囊的气体发生器，能够安全地调节气体发生器的启动。
如图3所示，连接第一点火器的导线从同一平面的同一方向拉出，具体地说，如图所示，优选经连接器连接每根导线，在同一平面平行地设置连接器。连接器优选从垂直于箱体轴向的相同方向拉出每根导线。
<涉及自动点火材料(AIM)的实施例>
图21示出了一种用于气囊的气体发生器，其中储存在第二燃烧室中的自动点火材料(AIM)385将因从箱体1等传递来的第一气体发生剂产生的燃烧热被点火。由于第一气体发生剂的燃烧，该实施例所示的气体发生器间接地点燃储存在第二燃烧室305b中的气体发生剂309b，当只有第一气体发生剂309a被点燃时，在启动气体发生器后，气体发生剂309b还处于未被点燃的状态。该实施例将参照图12所示的用于气囊的气体发生器进行描述。
在图12所示的用于气囊的气体发生器中，通过分别激发第一点火器312a和第二点火器312b，第一气体发生剂309a和第二气体发生剂309b被单独点火和点燃。有时，只有第一点火器被电路点火，只有第一燃烧室305a中的第一气体发生剂309a被点火和点燃。也就是说，第二气体发生剂309b和第二点火器312b未被点燃。因为在这种情况下会在后续操作、处理等过程中会产生不利影响，因此，在气体发生器(只有第一点火器312a)启动后，优选在比正常延迟点火时间(如10-40毫秒)更长的延迟时间后(如100毫秒或更长)激发第二点火器312b，使第二燃烧室305b中的气体发生剂剂燃烧。因此，如图21所示，可以第二燃烧室305b中设置自动点火材料385，这些材料将因第一气体发生剂309a的燃烧热的传导而被点火和点燃。在这种情况下，由于自动点火材料的点火而引起的第二气体发生剂的点火，是在比激发第一点火器312a后正常激发第二点火器312b的预定延迟时间(即点火器之间的激发间隔)更长的延迟时间后进行的。在任选地延迟第二点火器312b的操作电路以调节气体发生器的操作性能的过程中，第二气体发生剂309b不会因自动点火材料385而被点火和点燃。此外，自动点火材料385可以与第二点火器结合设置。
该实施例根据图12所示气体发生器进行了特别的描述，另外，在实施例10、11和13所示气体发生器中，可以在第二燃烧室中设置自动点火材料。在这种情形下，即使在启动气体发生器后第二气体发生剂未被点燃，由于第一气体发生剂燃烧产生的热量的传导，第二气体发生剂也会被点燃。
实施例14图14示出了本发明气囊设备的实施例，其中构造的气囊设备包括使用电子点火型点火元件的气体发生器。
气囊装置包括气体发生器200，碰撞传感器201，控制单元202，模件罩203和气囊204。在气体发生器200中，使用图1所述气体发生器，调节其启动性能，在气体发生器启动的初始阶段，向乘车人施加一个尽可能小的碰撞。
碰撞传感器201可以包括，如半导体型加速度传感器。这种半导体型加速度传感器如此构成，以至于在硅基板上形成的四个半导体应力计，当施加一个加速度时，硅基板会发生弯曲，这些半导体应力计是桥接的。当施加加速度时，在其表面产生束状损伤和应力。由于应力，半导体应力计的电阻发生变化，电阻变化作为与加速度成比例的电压信号被探测到。
控制单元202具有一个点火判断电路，来自半导体型加速度传感器的信号输入到点火判断电路。当来自传感器201的碰撞信号超过某一值时，判断单元立即开始计算，当计算结果超过某一值时，向气体发生器200的点火器12发出一个激发信号。
模件罩203由如聚氨酯形成，包括模件盖205。气囊204和气体发生器200储存在模件罩203中，因此，可以构成一个垫模。当安装到汽车驾驶员身边时，这一种垫模通常安装到方向盘上。
气囊204由尼龙(如尼龙66)、聚酯等形成，气囊出口206围绕气体发生器的排出口，并固定到折叠状态的气体发生器的法兰部上。
在汽车发生撞击时，当半导体型加速度传感器201探测到碰撞信号，该信号被传送到控制单元202，当来自传感器的碰撞信号超过某一值时，控制单元202开始计算。当计算结果超过某一值时，向气体发生器200的点火器12输出激发信号。因此，点火器12被激发，使气体发生剂点火，气体发生剂被点燃并产生气体。气体被排放到气囊204中，气囊使模件盖205破裂，以进行充气，因此，形成气垫以吸收方向盘与乘车人之间的碰撞。
实施例15在图1中，点火元件包括两个电子点火型点火器(12a，12b)，点火器由于传感器因探测到输出的激发信号被激发，点火器彼此平行在固定在在一个引发环13上，从而在轴向对齐并暴露出头部。
以下描述使用上述引发环13安装点火器12a和12b的方法。如图2所示，首先将点火器12a和12b安装到引发环13内以形成一个整体，然后，将引发环13插入气体发生器的内圆筒元件4中。这时，为了使点火器12a与12b隔开，点火器12b被插入分离圆筒14。之后，通过卷曲内圆筒元件4的下端以固定引发环13，可以容易而安全地固定两个点火器。
此外，当设置的两个点火器(12a，12b)固定在引发环13中时，可以控制每个点火器的方向。在图1中，两个点火器相对于箱体的中心轴同心设置。在使两个点火器(12a，12b)的方向对齐的情况下，如图2的后视图所示，连接点火器(12a，12b)与控制单元(未示出)的导线50可以从同一平面从同一方向拉出。在图2中，导线50经每个连接器50a和50b连接到每个点火器(12a，12b)上，连接器在同一平面上提供并平行设置。通过连接这两个连接以形成L形，向点火器传输电信号(激发信号)的导线可以从垂直于箱体轴向的方向(即箱体径向)拉出，连接到每个点火器的导线也可以从同一方向拉出。
实施例16图23是本发明气体发生器的另一个实施例的纵剖图，只有点火器的安装部分不同于图1所示的用于气囊的气体发生器。
点火元件包括两个电子点火型点火器(12a，12b)，点火器被传感器基于探测而输出的激发信号所激发，点火器作为一个整体由树脂固定在一个引发环13内，在轴向上彼此平行并对齐，露出其头部。
两个点火器12a和12b作为一个整体用树脂40固定在一个引发环13内，这种结构可以用如下面的方法来实现。如图24所示，首先准备一个在其内部有凹口(recess)空间13a的引发环13，点火器12a和12b插入凹口空间13a内，之后，如图25所示，在凹口空间13a内注入树脂40以使之硬化。
引发环13的形状和尺寸相应于箱体3的安装部，凹口空间3a至少于点火器12a和12b，不必与点火器12a和12b的外形相当。
树脂40是热塑性树脂或热固性树脂，可以使用室温硬化型或热硬化型，必要时，可以混入硬化剂、硬化促进剂等。
如上所述，通过在一个引发环13中以一个整体提供两个点火器(12a，12b)，两个点火器固定在引发环13中，形成了一个元件，因此易于组装到气体发生器中。特别地，在图23所示气体发生器中，在将具有两个整体型点火器(12a，12b)的引发环13插入内圆筒元件4中后，通过卷曲内圆筒元件4的下端以固定引发环13。
进一步参考图1和2，当在一个引发环13中设置两个点火器(12a，12b)时，每个点火器的方向易于控制。
此外，在图23所示气体发生器中，设置在引发环13与间壁7之间的分离圆筒14以这样的方式放置，在间壁7的下表面或引发环13的上表面(硬化树脂40的表面)提供了相应于分离圆筒14外形的孔部21，以将分离圆筒14的上端或下端安装到相应的孔部。
如图23、24和25所示的上述点火元件如此构成，包括两个或多个因碰撞而激发的点火器，每个点火器(12a，12b)由树脂40固定在一个引发环13中。进一步说，安装在一个引发环113中并储存在箱体中的每个点火器(12a，12b)相对于箱体的轴稍微偏心。
在本实施例中，如图23-25所示，点火元件包括两个或多个因碰撞而启动的点火器，每个点火器(12a，12b)由树脂40安装在一个引发环中。在图26所示实施例中，由于点火器由树脂40固定，所以不必特别设置点火器固定元件。在本实施例所示气体发生器中，第一点火器312a和第二点火器312b的尺寸不同，具有不同的操作输出，也可以使用具有相同操作输出的点火器。
实施例17在图9所示气体发生器中，两个燃烧室和点火元件供应室设置在箱体3中，箱体3由具有气体排出口的扩散壳1和与扩散壳一起形成储存空间的密封壳2连接而成。第一燃烧室305a由箱体3和设置在其内部的基本上为圆筒形的内圆筒元件304构成。通过在内圆筒元件304内侧的阶梯凹口部提供基本上为平板环形的间壁307以将内圆筒元件进一步分为两个室，第二燃烧室305b点火元件供应室308分别设置在扩散壳1一侧和密封壳2一侧。因此，在这一气体发生器中，第一燃烧室305a和第二燃烧室305b同心地设置在箱体3内，并在箱体3的径向彼此相邻。
在第一和第二燃烧室305a和305b中，储存了气体发生剂(309a，309b)，气体发生剂将被因碰撞而激发的点火元件点燃，在点火元件供应室308中，储存了将被因碰撞而激发的点火元件。
在限定第一燃烧室305a和第二燃烧室305b的内圆筒元件304上提供一个通孔310，该通孔由密封条311封闭。因为当气体发生剂被点燃时，这一密封条破裂，两个燃烧到由通孔310相互连通。可以调节密封条的材料和厚度，只有当第二燃烧室305b中的气体发生剂309b燃烧时才破裂。在该实施例中，使用40μm的厚的不锈钢密封条。通孔310的开孔面积大于气体排出口26的开孔面积，不具有控制第二燃烧室305b内部压力的功能。
点火元件如此构成，点火器和传送炸药储存在点火元件供应室中。
通过设置第一点火器312a和第二点火器312b，并由引发环313、内圆筒元件304和基本上为平板环形的间壁所围绕，如此形成点火元件供应室308。此外，如图10的打开状态透视图所示，基本上为平板环形的间壁307由与内圆筒元件304上的阶梯凹口部306啮合的分隔环元件350以及与分隔环元件350啮合的密封杯元件360构成。
两个电子点火型点火器312a和312b以相互平行的方式提供在一个引发环313内，并露出其头部。通过以上述方式在一个引发环313中提供点火器312a和312b，两点火器固定在一个引发环内形成一个元件，因此易于组装到气体发生器中。具体地说，在图9所示气体发生器中，通过使引发环313的尺寸能够插入内圆筒元件304中，在具有两个点火器312a和312b的引发环插入内圆筒304以固定引发环313后，通过将内圆筒元件304的下端卷曲，可以将两个点火器可以容易而安全地固定。进一步说，当在引发环313内设置两个点火器时，点火器的方向易于控制。
构成间壁307的分隔环元件350成型为基本上为平板环形，具有一个向内安装密封杯元件360的传送炸药供应室361的开孔部351，通过挖出一个环形底表面形成的环孔部352储存点火器312b的上部，第二火焰传送孔319基本上从环孔部352中心穿过。
密封杯元件360具有一个基本为圆筒形的传送炸药供应室361，它安装在分隔环元件350的开孔部351以凸入第二燃烧室305b，还具有圆筒形点火器接受口362，它在相对于分隔环元件350的环孔部352的位置上形成，并相对于传送炸药供应室361一侧延伸。
传送炸药316a储存在传送炸药调节部361内，第二点火器312b向内安装到点火器接受口362中。通过将密封杯元件360的传送炸药调节部361安装到分隔环元件350的开孔部351中，分隔环元件350和密封杯元件360相互啮合。向内安装到点火器接受口362的第点火器312b的上部暴露到分隔环元件350的环孔部352。
如图9所示，由分隔环元件350和密封杯元件360构成的间壁307与内圆筒元件304内周边表面形成的阶梯凹口306啮合。因此，分隔环元件350的周边由阶梯凹口部306支承，密封杯元件360与分隔环元件350接触支承。
进一步说，密封杯元件360的周边象点火器接受口362一样朝同一个方向弯曲，弯曲部363安装到内圆筒元件304的内周边表面的凹槽364内。因此，分隔环元件350由密封杯元件360支承，并防止在箱体3的轴向上移动。进一步说，通过将密封杯元件360的周边上的弯曲部363安装到内圆筒元件304内周边表面的凹槽中，间壁307(即密封杯元件)以及内圆筒元件304相互啮合。
因此，在内圆筒元件304中，密封壳2一侧的点火元件供应室308与扩散壳1一侧的第二燃烧室305b被由密封杯元件360和凹槽364构成的点火元件密封结构安全在分开。
上述密封杯元件360上形成的点火器接受口362如此构成，其裙部象扇叶一样散开，O-形环381设置在其内侧，这样，它与储存在储存口362内的第二点火器312b之间，以及储存口362与第二点火器312b之间的密封就实现了。
进一步说，因为O-形环381压紧接触将两个点火器312a和312b固定到一个引发环313中的点火器固定元件382，第二点火器312设置在由分隔环元件的环形孔部352、密封杯元件的点火器接受口362、O-形环381和点火器安装382所限定的空间内。
因此，设置在引发环313中的两点火器312a和312b固定到朝外安装到引发环313的点火器固定元件382上。通过使用上述点火器固定元件382，两个点火器312a和312b易于组装到引发环313中。此外，在该实施例所示的气体发生器中，第一点火器312a和第二点火器312b形成不同的尺寸，具有不同的输出，此外，也可以使用具有相同输出的点火器。
由于第二点火器312b被激发，封闭分隔环元件350的环孔部352上的第二火焰传送孔319的密封条320破裂，因此，以这种方式限定的空间内部与第二燃烧室305b连通。第一点火器312a和第二点火器312b被由点火器接受口362的裙部、O-形环381和点火器固定元件382组成的密封结构(下称点火器密封结构)安全地分开。因此，一个点火器被激发产生的火焰不会直接流入储存另一点火器的空间。
用于纯化和冷却由气体发生剂(309a，309b)产生的燃烧气体的的冷却器/过滤器22设置在箱体3中，扩散壳侧1一侧的内圆周表面覆盖了防短路元件23，因此，燃烧气体不能从冷却器/过滤器22的端面和扩散壳侧1顶部的内表面28之间通过。为抑制内表面28和过滤器22由于燃烧气体等通过产生膨胀，在冷却器/过滤器22外侧设置外层24。例如，外层24可以由金属丝网形成，还可以由在周壁表面有许多通孔的多孔圆筒形元件形成，或者通过使具有预定宽度的带状元件成形为环形所获得的带状限制层形成。在外层24的外侧形成间隙25，以至于燃烧气体可以通过过滤器22的整个表面。
实施例18当图1所示点火器12a和12b在同一方向对齐时，如图2的本发明气体气体发生器的后视图所示，将点火器12a和12b与控制单元(未示出)的导线50a和50b从同一平面同一方向拉出。在图2中，导线50a和50b经相应的连接器51a和51b连接到相应的点火器12a和12b上，连接器51a和51b在同一平面上相互平行。通过将连接器51a和51b形成L形，向点火器输送电信号(激发信号)的导线50a和50b可以从垂直于箱体轴向的方向(即箱体的径向)拉出，(在这种情况下，连接两个点火器12a和12b的导线50a和50b相互交错的角度为0度)，这时，连接相应点火器的导线50a和50b从同一方向拉出。
实施例19在按图8所示将点火器(12a，12b)在同一方向上对齐的情况下，与图2所示方式相同，将点火器12a和12b与控制单元(未示出)的导线50a和50b从同一平面同一方向拉出。在图2中，导线50a和50b经相应的连接器51a和51b连接到相应的点火器12a和12b上，连接器51a和51b在同一平面上相互平行。通过将连接器51a和51b形成L形，向点火器输送电信号(激发信号)的导线50a和50b可以从垂直于箱体轴向的方向(即箱体的径向)拉出，这时，连接相应点火器的导线50a和50b从同一方向拉出。
实施例20在图7所示的点火器312a和312b中，与图2所示的实施例18的后视图一样，可以从一平面同一方向将点火器12a和12b与控制单元(未示出)的导线50a和50b拉出。导线50a和50b经相应的连接器51a和51b连接到相应的点火器12a和12b上，连接器51a和51b在同一平面上相互平行。通过将连接器51a和51b形成L形，向点火器输送电信号(激发信号)的导线50a和50b可以从垂直于箱体轴向的方向(即箱体的径向)拉出，这时，连接相应点火器的导线50a和50b从同一方向拉出。
实施例21在图13中，气体发生器的控制单元202和点火器12由同一平面内的同一方向拉出的导线经连接器连接。
实施例22图12所示自动点火材料的点火延时由传递第一气体发生剂的燃烧热的传热材料(例如箱体)的传导系数、距离等因素确定。在该实施例中，使用非叠氮气体发生剂作为气体发生剂，箱体和/或内圆筒元件相当于传递首先燃烧的气体发生剂的燃烧热的传导材料。自动点火材料优选设置在第二燃烧室的壳体附近，进一步优选与壳体接触。自动点火材料可以利用粘结的方式设置在第二燃烧室中，也可以通过将自动点火材料插入单独的容器中，并把容器放入第二燃烧室等方式来设置。优选使其与热传导材料相接触。
因此，在以上述方式设置自动点火材料的气体发生器中，即使当气体发生器被启动后，只有第一气体发生剂309a被点燃，第二燃烧室305b中的第二气体发生剂309b未被点燃，第二气体发生剂也会因第一气体发生剂309a的燃烧而被间接点燃，因此，在启动气体发生器后，可以没有任何麻烦的情况下进行后续操作和处理。
在图12中，参考数字23表示短路元件，它防止燃烧气体从冷却器/过滤器22的端部与扩散壳顶部内表面之间通过。
权利要求
1.一种用于气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内具有可因碰撞而激发的点火元件，以及可由点火元件点火和点燃并产生用于使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，在箱体内，提供两个用于储存气体发生元件的燃烧室，在燃烧室之间提供可以连通的连通孔，点火元件包括两个或多个可因电信号而激发的点火器，传输电信号的导线分别连接到点火器上，导线在同一平面从同一方向拉出。
2.权利要求1的用于气囊的气体发生器，其中，点火元件包括两个或多个可因电信号而激发的点火器，传输电信号的导线分别经连接器连接到点火器上，连接器平行地设置在同一平面上。
3.权利要求1或2的用于气囊的气体发生器，其中，点火元件包括两个或多个可因电信号而激发的点火器，传输电信号的导线分别经连接器连接到各自点火器上，导线从垂直于箱体轴向的同一方向由连接器拉出。
4.权利要求1-3中任何一项的用于气囊的气体发生器，其中，点火器被提供在一个引发环上，在轴向上相互对齐，每个点火器相对于箱体的中心轴偏心设置。
5.权利要求1-4中任何一项的用于气囊的气体发生器，其中，两个储存气体发生元件的燃烧室同心地提供，以至于在箱体的径向上彼此相邻，在燃烧室之间提供了可以连通的连通孔。
6.权利要求1-5中任何一项的用于气囊的气体发生器，在其周壁带有多个气体排出口的箱体内具有可因碰撞而激发的点火元件，以及可由点火元件点火和点燃并产生用于使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，箱体呈圆筒形且轴芯长度大于其外径，其中，在箱体内，用于储存气体发生元件的两个燃烧室同心设置以至于在箱体的轴向和/或径向彼此相邻，在燃烧室之间提供了可以连通的连通孔。
全文摘要
本发明涉及一种气囊系统，具体地说，涉及一种具有两个或多个燃烧室的气体发生器，也就是说，一种用于气囊的气体发生器，在带有气体排出口的箱体内，具有可因碰撞而激发的点火元件，以及可由点火元件点火和点燃并产生用于使气囊充气的燃烧气体的气体发生元件，其中，在箱体上，储存气体发生元件的两上燃烧室同心地提供，在箱体的径向上彼此相邻，在燃烧室之间提供了可以连通的连通孔。此外，本发明涉及一种包括两个点火器的气体发生器，包括两种不同气体发生元件的气体发生器，包括具有导线的点火器的气体发生器，包括在内圆筒元件中具有燃烧室和点火元件的气体发生器，和包括自动点火材料的气体发生器，它能有效地保护乘车人。
文档编号B60R21/263GK1500680SQ02157860
公开日2004年6月2日 申请日期1999年9月28日 优先权日1998年9月28日
发明者中岛祯浩, 大路信之, 岩井保范, 胜田信行, 之, 范 , 行 申请人:大赛璐化学工业株式会社