充气装置以及使用该装置的车辆用安全气囊装置的制作方法

专利名称：充气装置以及使用该装置的车辆用安全气囊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过启动而产生气体的盘式充气装置以及使用该装置的车辆用
安全气囊装置。
背景技术：
在日本特开2006-76558号公报中，公开了一种被搭载于驾驶员席位用的安全气 囊装置上的呈扁平圆柱形状的所谓盘式充气装置。在这种盘式充气装置中，通过配置在轴 心部的引爆管(点火装置)启动，从而使填充在引爆管外周部的气体发生剂燃烧，以产生大 量的气体。所产生的气体从形成在上壳体的周壁部上的多个气体喷出口喷出，并流入到处 于折叠状态的安全气囊内。 在此，一直以来，在使气体发生器燃烧而产生气体的这种类型的充气装置中，为了 在去除气体发生剂燃烧时产生的燃烧残渣(以下称为"雾沫")的同时对高温气体进行冷 却，而将被巻成环状的冷却剂过滤器配置在上壳体的内周部。由此，产生了充气装置在径向 上变得大型化并且充气装置的重量增加的课题。 为了解决上述课题，已经开发出一种废除了冷却剂过滤器的所谓无过滤器结构的 充气装置(参照日本实用新型登记3122258号公报、日本实用新型登记3122259号公报)。 简单进行说明的话，其结构为，在充气装置的燃烧室内填充有气体发生剂，并且在其外周部 以同心圆状而配置有流道形成部件，该流道形成部件用于形成纵剖面为L字形状的气体流 道。根据这种结构，每当气体流动方向被改变时，气体发生剂的雾沫就会附着在壁面上而其 被去除的同时，流入安全气囊内的气体自身也被冷却。专利文献1 :日本特开2006-76558 号公报专利文献2 :日本实用新型登记3122258号公报专利文献3 :日本实用新型登记 3122259号公报专利文献4 :日本特开2001-341610号公报(图1、图5、段号
)专利 文献5 :日本特表2007-508979号公报

发明内容
发明要解决的课题 但是，在使用日本实用新型登记3122258号公报、日本实用新型登记3122259号公 报中所公开的技术时，为了降低气体的温度以及为了去除雾沫，需要气体流道形成部件等 的新部件。因此，如果以同心圆状配置气体流道形成部件，则充气装置会在径向上变得大型 化，此外由于设置有气体流道形成部件，也会使充气装置的重量增加。因此，在该现有技术 中，没有完全解决充气装置在径向上的小型轻量化的课题，在这一点上，所述充气装置还有 改良的余地。 并且，在日本特开2001-341610号公报(图1、图5、段号
)中，公开了一种 应用于副驾驶席用安全气囊装置的圆柱状的充气装置。在该充气装置中，在圆筒状的充气 装置外罩的轴心部处，设置有被形成为细长圆筒状的气体发生器外罩。在该气体发生器外罩的内周侧填充有气体发生剂，在气体发生剂燃烧时，气体通过形成在气体发生器外罩周 壁部上的多个连通孔而自气体发生器外罩被吹向充气装置外罩的内周面之后，再被喷射到 充气装置的外部。虽然通过该充气装置也可以实现气体的冷却以及雾沫的去除，但是由于 原本是以应用于副驾驶席用安全气囊装置为前提，因而其轴向尺寸较长。因此，将其直接应 用在轴向尺寸原本较短的盘式充气装置中是比较困难的。 本发明考虑到上述事实，其目的在于，获得一种在盘式结构中能够确保气体冷却 性能以及雾沫去除性能，并且能够实现充气装置在径向上的小型轻量化的充气装置以及使 用该充气装置的车辆用安全气囊装置。
用于解决课题的方法 本发明的第一形态为一种充气装置，其具有充气装置外壳，其被构成为，包括形 成有气体喷出孔的周壁部、以及用于封闭该周壁部的轴向端部的一对底壁部；点火装置，其 被安装在该充气装置外壳的内部；保持部件，其被安装在该充气装置外壳的内部，且用于收 纳并保持气体发生剂，该气体发生剂由该点火装置点火而燃烧，从而产生气体；气体流道， 其被形成在所述充气装置外壳的内侧且所述保持部件的周围，以便连通通过至少包含该保 持部件而分隔成的燃烧室与所述气体喷出孔，所述充气装置的特征在于，所述气体喷出孔 被配置成，相对于所述燃烧室的充气装置外壳轴向上的中间位置而沿着该充气装置外壳轴 向偏置，并且，在所述保持部件的所述充气装置外壳轴向上的至少所述气体喷出孔配置侧 的相反侧，配置有隔壁，该隔壁构成该保持部件的一部分，并且该隔壁上设置有连通所述燃 烧室与所述气体流道的连通孔，以此构成了不使用过滤器的结构。 本发明的第二形态的特征在于，所述隔壁被配置在所述保持部件中的充气装置外 壳轴向上的气体喷出孔配置侧的相反侧，并且在该保持部件中的充气装置外壳轴向上的气 体喷出孔配置侧，未配置所述隔壁而处于开放状态，并由所述充气装置外壳的底壁部所封 闭。
本发明的第三形态为一种充气装置，其具有充气装置外壳，其被构成为，包括形
成有气体喷出孔的周壁部、以及用于封闭该周壁部的轴向端部的一对底壁部；点火装置，其
被安装在该充气装置外壳的内部；保持部件，其被安装在该充气装置外壳的内部，且用于收
纳并保持气体发生剂，该气体发生剂由该点火装置点火而燃烧，从而产生气体；气体流道，
其被形成在所述充气装置外壳的内侧且所述保持部件的周围，以便连通通过至少包含该保
持部件而分隔成的燃烧室与所述气体喷出孔，所述充气装置的特征在于，所述气体喷出孔
被配置在所述燃烧室的充气装置外壳轴向上的中间位置，并且，在所述保持部件的所述充
气装置外壳轴向上的两端部，分别配置有隔壁，该隔壁构成该保持部件的一部分，并且该隔
壁上设置有连通所述燃烧室与所述气体流道的连通孔，以此构成了不使用过滤器的结构。 本发明的第四形态的特征在于，所述连通孔被形成为，相对于穿通该连通孔的板
厚方向而向远离所述气体喷出孔的方向倾斜。 本发明的第五形态的特征在于，在所述充气装置外壳的与所述隔壁对置的底壁部 的内侧面上，形成有用于在气流中产生紊流的多个凹部、或多个凸部、或多个凹部以及凸部 的两者。 本发明的第六形态所涉及的车辆用安全气囊装置的特征在于，具有在本发明第
5一至第五形态中所记载的充气装置；基座部件，其用于安装并支承该充气装置；安全气囊， 以折叠状态被固定在该基座部件上，且接受来自充气装置的气体供给而膨胀；安全气囊罩， 其将处于折叠状态的所述安全气囊收纳在其与基座部件之间，并且在气囊膨胀压力达到规 定值时展开安全气囊门，以使安全气囊膨胀。 根据本发明的第一形态，在充气装置外壳的内部安装有保持部件，在该保持部件
中收纳并保持气体发生剂。并且，当点火装置启动而使气体发生剂燃烧时，在燃烧室中将产
生大量的气体。所产生的气体，通过形成在充气装置外壳的内侧且保持部件周围的气体流
道，从而自形成在充气装置外壳周壁部上的气体喷出孔而喷射到充气装置的外部。 在此，在本形态中，由于气体喷出孔被配置成，相对于燃烧室的充气装置外壳轴向
上的中间位置而沿着充气装置外壳轴向偏置，并且在保持部件的至少气体喷出孔配置侧的
相反侧，配置有隔壁，该隔壁构成保持部件的一部分并且该隔壁上设置有连通燃烧室与气
体流道的连通孔，因此可以延长从连通孔到气体喷出孔为止的气体流道的流道长度。由此，
在燃烧室产生的高温气体与充气装置外壳之间所进行的热交换得到促进，使气体有效地被
冷却。此外，气体中所含的雾沫，因通过气体流道时的流动阻力而被附着在充气装置外壳的
内侧面上。换句话说，能够确保用于使雾沫附着在充气装置外壳的内侧面上的气体流道的
流道长度。因此，气体中所含的雾沫也在到达气体喷出孔之前而被有效地去除。 如上文所述，根据本形态，能够在不特别追加新部件的条件下进行气体的冷却及
雾沫的去除。即，能够用其他的部件来实现一直以来所使用的被巻成环状的过滤器的功能，
其结果为，能够废除过滤器。 根据本发明的第二形态，由于以相对于燃烧室的充气装置外壳轴向上的中间位置 而偏置的方式配置气体喷出孔作为前提，且将结构设定为，仅在保持部件的充气装置外壳 轴向上的气体喷出孔配置侧的相反侧配置有隔壁，并且在保持部件的充气装置外壳轴向上 的气体喷出孔配置侧未配置隔壁而处于开放状态，且被充气装置外壳的底壁部所封闭，因 此，与将隔壁配置在保持部件的充气装置外壳轴向上的两端部的情况相比，如果不改变气 体发生剂的收纳容积，则可以将充气装置在轴向上縮小相当于一层隔壁板厚的长度。反之， 如果不改变充气装置在轴向上的尺寸，则可以使气体发生剂的收纳容积(即，气体供给量) 增加。 根据本发明的第三形态，在充气装置外壳的内部安装有保持部件，在该保持部件 中收纳并保持有气体发生剂。并且，在点火装置启动而使气体发生剂燃烧时，在燃烧室中将 会产生大量的气体。所产生的气体，通过形成在充气装置外壳的内侧且保持部件周围的气 体流道，从而自形成在充气装置外壳周壁部上的气体喷出孔而喷射到充气装置的外部。
在此，在本形态中，由于气体喷出孔被配置在燃烧室的充气装置外壳轴向上的中 间位置，并且在保持部件的充气装置外壳轴向上的两端部，分别配置有隔壁，该隔壁构成保 持部件的一部分，并且该隔壁上设置有连通燃烧室与气体流道的连通孔，因此，从连通孔到 气体喷出孔为止的流道长度大致相等的气体流道被形成为双系统。由此，如果仅从各气体 流道的流道长度上看，则即使在流道长度短于气体喷出孔被偏置配置的结构的情况下，当 将燃烧室的充气装置外壳轴向尺寸设定得较大时，双系统的气体流道均在气体冷却性能方 面以及雾沫去除性能方面具有实效性的结构，从而促进在燃烧室产生的高温气体与充气装 置外壳之间所进行的热交换，并且使气体被有效地冷却。此外，气体中所含的雾沫，因通过各气体流道时的流动阻力而被附着在充气装置外壳的内侧面上。换句话说，能够在各气体 流道中确保仅用于使雾沫附着在充气装置外壳的内侧面上的流道长度。因此，气体中所含 的雾沫，也在气体从连通孔到达气体喷出孔之前而被双系统的气体流道进行有效去除。
由上文所述，根据本形态，能够在不特别追加新部件的条件下进行气体的冷却及 雾沫的去除。即，能够用其他的部件来实现一直以来所使用的被巻成环状的过滤器的功能， 其结果为，能够废除过滤器。 根据本发明的第四形态，由于连通孔被形成为，相对于穿通该连通孔的板厚方向 而向远离气体喷出孔的方向倾斜，因此，气体将以在气体流道内先向远离气体喷出孔的方 向流动(偏移)后，再巡回到充气装置外壳的周壁部侧的方式进行流动。因此，虽然气体流 道的长度本身没有改变，但是实质上气体流道的长度变长了。 根据本发明的第五形态，由于在充气装置外壳的与隔壁对置的底壁部的内侧面 上，形成有多个凹部、或多个凸部、或多个凹部以及凸部的两者，因此，由于该凹部及凸部将 会产生紊流。通过紊流的产生，使得气体在凹部等的形成位置处的停留时间(热交换时间) 将会延长，并使受到来自充气装置外壳的流动阻力的时间延长。此外，由于紊流的产生，还 使气体与充气装置外壳的接触面积增加。由于上述原因，能够促进气体的冷却并且使雾沫 进一步附着在充气装置外壳的内侧面上。 根据本发明的第六形态，当点火装置启动时，由充气装置产生气体，且气体流入到 以折叠状态被固定在基座部件上的安全气囊内。由此使安全气囊膨胀，从而对安全气囊罩 的内侧面施加规定的气囊膨胀压力。在该气囊膨胀压力达到规定值时，使安全气囊罩上的 安全气囊门展开并使安全气囊膨胀。 在此，在本形态中，由于使用了第一形态至第五形态中的任意一种形态所述的充 气装置，因此，能够获得小型轻量的车辆用安全气囊装置。例如，当车辆用安全气囊装置为 驾驶员席位用的安全气囊装置时，因为驾驶员席位用的安全气囊装置被安装在方向盘的方 向盘座内，因此，在方向盘的径向以及轴向上，设置空间均较小。在这种情况下，由于通过应 用本形态，能够使用至少在径向上被小型轻量化的充气装置，因此能够将驾驶员席位用的 安全气囊装置设为轻量且小型化的结构。
发明的效果 如以上说明所述，本发明第一形态中的充气装置具有如下的优异效果，即在盘式 的充气装置中，能够在确保气体冷却性能以及雾沫去除性能的同时，实现充气装置在径向 上的小型轻量化。 本发明第二形态中的充气装置具有如下的优异效果，S卩，如果不改变气体发生剂 的收纳容积，则可以使充气装置在径向上以及轴向上均小型化。此外，还具有如下优异效 果，即，如果不改变充气装置在轴向上的尺寸，则能够利用相同大小的充气装置而使气体供 给量增加。 本发明第三形态中的充气装置具有与第一形态相同的优异效果，即在盘式的充气 装置中，能够在确保气体冷却性能以及雾沫去除性能的同时，实现充气装置在径向上的小 型轻量化。 本发明第四形态中的充气装置具有如下的优异效果，S卩，由于在实质上能够延长
7气体流道的长度，因此能够提高气体冷却性能以及雾沫去除性能。 本发明第五形态中的充气装置具有如下的优异效果，S卩，能够进一步冷却气体的 同时，还能进一步去除气体中的雾沫。 本发明第六形态中的车辆用安全气囊装置具有如下的优异效果，S卩，能够实现安 全气囊装置整体的小型轻量化。


图1为表示第一实施方式中的充气装置的纵剖视放大图。图2为表示图1所示的 充气装置(省略了气体发生剂的图示)的分解立体图。图3为表示具备图l所示充气装置 的、驾驶员席位用的安全气囊装置的纵剖视概要图(图4中的3-3线剖视图)。图4为表示 具备图3所示的驾驶员席位用的安全气囊装置的方向盘的主视图。图5为用于说明第一实 施方式中的充气装置效果的对比例所涉及的充气装置的纵剖视放大图。图6为表示第二实 施方式中的充气装置的、与图1相对应的纵剖视放大图。图7为表示第三实施方式中的充 气装置的、与图1相对应的纵剖视放大图。图8为表示图7所示的充气装置(省略了气体 发生剂的图示)的分解立体图。图9A涉及具备图1所示连通孔的隔壁的改变例，其为在连 通孔形成位置处的隔壁的纵剖视图。图9B为表示第一改变例中的连通孔的立体图。图9C 为表示第二改变例中的连通孔的立体图。
具体实施例方式[第一实施方式]以下，参照图l至图5，对本发明中的充气装置以及具备该充气 装置的车辆用安全气囊装置的第一实施方式进行说明。并且，在这些图中所示的箭头X表 示乘员 一侧的方向，箭头Y表示乘员相反一侧的方向。 在图4中，图示了具备作为车辆用安全气囊装置的驾驶员席位用的安全气囊装置 的方向盘的主视图。此外，在图3中，图示了该驾驶员席位用的安全气囊装置的纵剖视图 (图4中的3-3线剖视图)。如这些图中所示，该方向盘10被设定为三幅条型的方向盘，其 具有环状的盘缘部12、被配置在盘缘部12的轴心部上的未图示的中枢部、连接盘缘部12 与中枢部的三根幅条部14、被配置在盘缘部12中心部的方向盘座16。
在上述方向盘座16内，配置有驾驶员席位用的安全气囊装置18。如图3所示，驾 驶员席位用的安全气囊装置18由以下的主要部分所构成，其包括作为被未图示的中枢部 支承的基座部的基座板20 ;作为方向盘座16的一部分所形成且设置在与基座板20对置的 位置上的安全气囊门22 ;从乘员相反一侧插入到形成在基座板20中央部的圆形贯通孔27 中的充气装置24 ;以折叠状态被收纳在基座板20与安全气囊门22之间的安全气囊26。
基座板20由高强度的金属材料构成。充气装置24为，将后文所述的充气装置外 壳40的上外壳36从乘员相反一侧插入到基座板20的贯通孔27内，通过利用未图示的螺 栓以及螺母的连接，从而将上外壳36的后文所述的安装部36D (参照图2)固定在基座板20 上。此外，在安全气囊26的开口部28的内侧，配置有环板(广义上，是理解为安全气囊固 定部件的元件)30，从该环板30起向乘员相反一侧突出的多个未图示的螺栓，贯穿安全气 囊26的开口部28的周缘部以及基座板20的贯通孔27的周缘部，并从基座板20的乘员相 反一侧与未图示的螺母进行螺合，从而使安全气囊26的开口部28被固定为夹持在环板30与基座板20之间的状态。并且，也可以将安全气囊26的开口部28配置在基座板20的贯 通孔27的周围，并将充气装置24的后文所述的上外壳36的安装部36D，配置在贯通孔27 的乘员相反一侧，利用自环板30突出的螺栓与螺母，从而将安全气囊26的开口部28、充气 装置24的上外壳36的安装部36D共同结合在基座板20上。 此外，在驾驶员席位用的安全气囊装置18自身的安装作业结束之前，所述安全气 囊26被保护布32所覆盖以使其保持规定的折叠形状。并且，在方向盘座16的背面侧(乘 员相反一侧的面)，形成由大致呈H形状等的薄壁部等而构成的破裂部34。由此，安全气囊 门22会沿上下方向展开。 下面，参照图1及图2，对作为本实施方式的主要部分的充气装置24的结构进行详 细说明。 在图1中，图示了图3所示的充气装置24的纵剖视放大图。此外，在图2中，图示 了该充气装置24的分解立体图(去除了后文叙述的气体发生剂52、54)。
如这些附图所示，充气装置24具有金属制的充气装置外壳40，所述充气装置外壳 40由在装配状态下配置于乘员一侧的上外壳36、以及配置于乘员相反一侧的下外壳38所 组成。上外壳36被形成为深底的圆筒形状。上外壳36由以下构件所构成，S卩，在装配状 态下配置在乘员一侧的底壁部36A ;从底壁部36A的周缘部向乘员相反一侧立起的周壁部 36B ;从周壁部36B的乘员相反一侧端部向半径方向外侧弯曲的凸缘部36C ;从凸缘部36C 的圆周方向上的四个位置向半径方向外侧延伸出的安装部36D(参照图2)。此外，下外壳 38被形成为浅底的碟状。下外壳38由与上外壳36的底壁部36A对置且平行配置的底壁部 38A、以及从底壁部38A经倾斜部38B而向半径方向外侧延伸出的凸缘部38C所构成。在下 外壳38的凸缘部38C上，以抵接状态配置有上外壳36的凸缘部36C，通过在该状态下将凸 缘部36C、38C相互焊接在一起，从而使上外壳36与下外壳38成为一体化并构成了充气装 置外壳40。 在上述的充气装置外壳40的轴心部处，配置有引爆管(点火装置)42，引爆管42 被形成为大致圆柱状，其具有位于乘员相反一侧端部的圆盘状的安装部42A;比该安装 部42A的直径大一圈的基部42B ;从基部42B的轴心部向乘员一侧突出的小直径的点火部 42C。其中，通过使安装部42A嵌入到形成在下外壳38轴心部上的圆形的贯通孔44中，从 而使引爆管42以被下外壳38定位的状态而被安装在下外壳38上。此外，引爆管42被连 接在未图示的安全气囊ECU上，安全气囊ECU根据由未图示的安全气囊传感器获得的检测 信号，来判断是否启动驾驶员席位用的安全气囊装置18，当安全气囊ECU判断为启动安全 气囊时，引爆管42被通以规定的电流。 上述引爆管42的轴长被设定为，大致等于充气装置外壳40的轴向尺寸的一半左 右，在点火部42C的外周部上，套嵌有金属制且呈有底圆筒状的保持器46。保持器46的底 部46A与上外壳36的底壁部36A抵接。此外，在保持器46的周壁部46B上，沿圆周方向以 一定间隔而形成有多个连通孔48，并且在连通孔48的外周面上贴合有封口 50以使连通孔 48被封闭，该封口 50在保持器46的内压达到规定值以上时破裂。在该保持器46的内部， 填充有与后文详述的气体发生剂54具有相同构成的气体发生剂52，其能发挥作为向后文 详述的气体发生剂54传播火焰的增强器的作用。 在此，在上述的充气装置外壳40内，设置有形成了轴向一端部被封闭的圆筒形状的金属制保持部件60。保持部件60由被设定为外径比上外壳36的内径略小的圆筒形状的 周壁部62、和对该周壁部62的乘员相反一侧的开口端部进行闭塞的圆板状的隔壁64所构 成。 隔壁64的周缘部64A呈环状而朝向乘员一侧立起，并被固定为插入到周壁部36B 的乘员相反一侧的开口端部内侧的状态。此外，在隔壁64的轴心部上形成有圆形的膨胀部 64B，并且在膨胀部64B的轴心部上形成有安装孔66。引爆管42的点火部42C从乘员相反 一侧插入到该安装孔66内，从而使基部42B被安装(收纳)在膨胀部64B中。并且，决定 各部分的尺寸，以使得当将安装了引爆管42的保持部件60插入到上外壳36内，并使引爆 管42的安装部42A嵌合在下外壳38的贯通孔44中时，保持部件60的周壁部36B的乘员 一侧端部，与上外壳36的底壁面36A的乘员相反一侧的面抵接，从而经由引爆管42而将保 持部件60不偏移地配置在规定的位置上。 在安装了所述保持部件60的状态下，将形成在保持部件60与保持器46之间的环 状空间作为燃烧室68，在该燃烧室68内填充并保持有气体发生剂54。并且，在本实施方式 中，燃烧室68由上外壳36的底壁部36A的内侧面、保持部件60 (的周壁部62、隔壁64)、保 持器46的周壁部46B分隔而成。 并且，在装配了保持部件60的状态下，在保持部件60的隔壁64与下外壳38的底 壁部38A之间，形成有环板状的空间(第一流道70)。此外，在保持部件60的周壁部62与 上外壳36的周壁部36B之间，形成有环状的空间(第二流道72)。该第一流道70与第二流 道72，在下外壳38的倾斜部38B的形成位置处相互连通，并由两者形成气体流道74。该气 体流道74的流道长度(自流道起始端到气体喷出孔76为止的长度)被设定为Ll (参照图 1)。在上外壳36的周壁部36B中与第二流道72相接的位置上，沿上外壳36的圆周方向以 一定间隔而形成有多个气体喷出孔76。并且，气体喷出孔76被封口 78闭塞。
所述上外壳36的气体喷出孔76，被配置在比充气装置24的燃烧室68的轴向中间 位置(图1中的单点划线P)向乘员一侧偏置了 S的位置上。此外，在保持部件60的隔壁 64上，形成有用于连通燃烧室68与第一流道70的多个连通孔80。 S卩，在位于保持部件60 中的气体喷出孔76配置侧(偏置侧)的相反侧的隔壁64上，形成有连通孔80。各连通孔 80被形成为，相对于穿通该连通孔80的板厚方向(图1中的单点划线Q)而向远离气体喷 出孔76的方向仅倾斜规定角度9 。 并且，气体喷出孔76之所以被配置在比燃烧室68的轴向中间位置(单点划线P) 向乘员一侧仅偏置了 S的位置上，是为了因充气装置24从乘员相反一侧而被插入到基座 板20的贯通孔27内，并将安全气囊26的开口部28以由环板30夹持的状态而结合固定在 基座板20上，从而避免在气体喷出方向(气体喷出孔76穿通的半径方向外侧)上存在环 板30等的部件(为了避免气体与部件的相互干涉)。(本实施方式的作用以及效果)接下来，对本实施方式的作用以及效果进行说明。
当发生前方碰撞时，由未图示的安全气囊传感器检测出发生了前方碰撞，并向安 全气囊ECU输出检测信号。在安全气囊ECU中，对是否启动驾驶员席位用的安全气囊装置 18进行判断，并在判断为"启动驾驶员席位用的安全气囊装置"时，使引爆管42被通以规定 的电流。由此，首先使配置在引爆管42正上方的气体发生剂52燃烧，从而使保持器46的 内压升高。在保持器46的内压达到规定值时，用于闭塞连通孔48的封口 50将会破裂，并
10使火焰传播到燃烧室68内。由此，填充在保持部件60内的气体发生剂54将会燃烧，并产 生大量的包含雾沫82(参照图1)的高温气体。在燃烧室68内产生的包含雾沫82的高温 气体，将通过形成在保持部件60的隔壁64上的多个连通孔80，而流入到气体流道74的第 一流道70内(此时的气体流向用箭头A表示)。 由于各连通孔80被形成为向引爆管42 —侧倾斜的透孔，因此气体在接触到下外 壳38的底壁部38A的内侧面后，将先向第一流道70内的引爆管42的基部42B —侧流入， 并且气体在接触到引爆管42的基部42B的外周面时再次从第一流道70中通过(返回)，并 流向第二流道72内。在此过程中，高温气体与下外壳38的底壁部38A进行热交换从而被 冷却，并且气体中所包含的雾沫82附着在下外壳38的底壁部38A上从而被去除。之后，从 第二流道72中通过的气体，使封口 78破裂，并从形成在上外壳36的周壁部36B的气体喷 出孔76喷出到充气装置24的外部(此时的气体流向用箭头B表示)。
并且，通过上述方式，从充气装置24产生的气体流入到处于折叠状态的安全气囊 26内，从而使安全气囊26膨胀。当安全气囊26的气囊膨胀压力达到规定值以上时，保护 布32将会破裂，并且形成在安全气囊门22里面一侧的破裂部34将会破裂，从而使安全气 囊门22在前后方向上展开。其结果为，安全气囊26向乘员一侧膨胀，并承接朝向方向盘10 一侧惯性移动的、包括头部的乘员上半身。 在此，在本实施方式中，由于形成在上外壳36上的气体喷出孔76，被配置在相对 于燃烧室68的充气装置外壳轴向中间位置(图1中的单点划线P)而向充气装置外壳轴向 (乘员一侧)偏置的位置上，并且在保持部件60的气体喷出孔配置侧的相反侧，配置了形成 有多个连通孔80的隔壁64，因此，能够使从连通孔80排出的气体所通过的气体流道74的 流道长度(从气体流道74的起始端到气体喷出孔76为止的距离)Ll延长。由此，促进了 在燃烧室68中所产生的高温气体、与下外壳38及上外壳36的周壁部36B之间所进行的热 交换，从而使气体被有效地冷却。此外，包含在气体中的雾沫82，由于从气体流道74的第 一流道70通过时的流动阻力而被附着在下外壳38的底壁部38A的内侧面上。换句话说， 能够确保用于使雾沫82附着在下外壳38的底壁部38A的内侧面上的气体流道的流道长度 Ll。因此，气体中所含的雾沫82也在到达气体喷出孔76之前而被有效地去除。
如上文所述，根据本实施方式，能够在不特别追加新部件的条件下，进行气体的冷 却以及对气体中所包含的雾沫82进行去除。在图5中，图示了现有的一般盘式充气装置90 的纵剖视图。如此图所示，在现有的充气装置90中，在安装于引爆管92上的保持器94的 轴向两端部上，安装有上下两片圆板状的板96、98，在上下的板96、98的外周部上，设置有 被巻成环状的过滤器99。因此，充气装置90具有朝向径向外侧大型化的缺点。但是，根据 本实施方式中的充气装置24，由于气体流道74实现了过滤器99的功能，因此能够废除过滤 器99。其结果为，在盘式的充气装置中，能够在确保气体冷却性能以及雾沫去除性能的同 时，实现在径向上的小型轻量化。 该效果(充气装置的小型轻量化)对驾驶员席位用的安全气囊装置18尤其有效。 即，在驾驶员席位用的安全气囊装置18中，由于将驾驶员席位用的安全气囊装置18安装在 方向盘10的方向盘座16内，因此在方向盘10的径向以及轴向的双方向上的设置空间均较 小。在这种情况下，通过应用上述结构的充气装置24，能够使驾驶员席位用的安全气囊装置 18轻量且小型化。
11
此夕卜，由于以相对于燃烧室68的充气装置外壳轴向上的中间位置P向乘员一侧仅 偏置了 S的方式而配置气体喷出孔76作为前提，且将结构设定为，仅在保持部件60的充 气装置外壳轴向上的气体喷出孔配置侧的相反侧配置隔壁64，并且在充气装置外壳轴向上 的气体喷出孔配置侧未配置隔壁而处于开放状态，并接触(封闭)于上外壳36的底壁部 36A，因此，与将隔壁64配置在保持部件60的充气装置外壳轴向上的两端部的情况相比，如 果不改变气体发生剂54的收纳容积，则可以将充气装置24在轴向上进行小型化以达到仅 相当于一层隔壁64的板厚的长度。因此，可以使充气装置24在径向上以及轴向上均小型 化。反之，如果不改变充气装置24在轴向上的尺寸，则可以使气体发生剂54的收纳容积增 加。因此，能够利用同样大小的充气装置24而使气体供给量增加。 并且，由于隔壁64的连通孔80被形成为，相对于该穿通连通孔80的板厚方向Q 而向远离气体喷出孔76的方向(充气装置24的轴心侧)倾斜角度9 ，因此，气体将以在气 体流道74的第一流道70内暂时向远离气体喷出孔76的方向流动(偏向)后，再巡回到上 外壳36的周壁部36B —侧的方式进行流动。因此，虽然第一流道70的流道长度本身没有 改变，但是实质上气体流道的长度变长了。其结果为，能够提高气体冷却性能以及雾沫去除 性能。[第二实施方式]以下，参照图6，对本发明中的充气装置以及具备该充气装置的 车辆用安全气囊装置的第二实施方式进行说明。并且，对于与上述第一实施方式结构相同 的部分，用相同的符号标记并省略其说明。 如图6所示，该第二实施方式的充气装置24的特征在于，在保持部件60的隔壁64 的内侧面上，设有作为多个凹部的凹窝IOO。此外，也可以设置多个凸部(隆起部)来代替 凹窝IOO，还可以将凹部与凸部组合配置。(作用及效果)根据上述结构，通过在下外壳38的底壁部38A的乘员一侧面上形 成多个凹窝100，从而使气体在流过第一流道70时将因凹窝100而产生紊流(图6中的箭 头R)。因此，由于紊流的产生，而使气体在凹窝100的形成位置处的停留时间相应延长，也 会使气体与下外壳38之间所进行的热交换时间延长。此外，通过因凹窝100而产生紊流， 从而使气体受到来自下外壳38的底壁部38A的阻力的时间也会延长。并且，由于紊流的产 生，也会使气体与下外壳38的底壁部38A的接触面积增加。由于上述原因，使得雾沫82堆 积在凹窝100的表面上，从而能进一步去除雾沫82。总之，根据本实施方式，在能够使气体 进一步冷却的同时，还能够进一步去除气体中的雾沫82。[第三实施方式]下面，参照图7及图8，对本发明中的充气装置以及具备该充气 装置的车辆用安全气囊装置的第三实施方式进行说明。并且，对于与上述的第一实施方式 结构相同的部分，用相同的符号标记并省略其说明。 如图7及图8所示，在该第三实施方式的充气装置110中，充气装置外壳112的下 外壳38的结构与上述第一实施方式相同，但是上外壳114被形成为在轴向上较长(比较参 照图1与图7)。反过来讲，在该第三实施方式中，设想了一种驾驶员席位用的安全气囊装 置，其具有可搭载比第一实施方式中的充气装置24在轴向上尺寸更大的充气装置110的空 间。 由于上外壳114在轴向上延长了，因此在该充气装置110中，气体喷出孔76被配 置在燃烧室116的轴向中间位置(单点划线P')上。即，与第一实施方式不同，气体喷出孔76没有采用从燃烧室116的轴向中间位置向充气装置外壳轴向偏置的构造。 此外，保持部件118由被设定为外径比上外壳114的内径略小的圆筒形状的周壁
部62、对该周壁部62的乘员相反一侧的开口端部进行闭塞的圆板状的隔壁64、以及对周壁
部62的乘员一侧的开口端部进行闭塞的隔壁120所构成。配置在乘员一侧的隔壁120，也
与配置在乘员相反一侧的隔壁64同样地形成有多个连通孔80。并且，在隔壁120的轴心部
处，形成有U字形截面的安装部120A，以便在与保持器46的周壁部46B抵接的状态下进行安装。 在将保持部件118组装到充气装置外壳112内的状态下，配置在乘员相反一侧的 隔壁64与下外壳38的底壁部38A之间，形成有环板状的空间(第三流道122)，并且，配置 在乘员一侧的隔壁120与上外壳114的底壁部114A之间，也形成有环板状的空间(第四流 道124)。并且，在保持部件118的周壁部62与上外壳114的周壁部114B之间，形成有环状 的空间(第五流道126)。第三流道122与第五流道126相互连通，并由两者形成了下侧气 体流道128(流道长度为L2)。此外，第四流道124与第五流道126相互连通，并由两者形成 了上侧气体流道130 (流道长度为L3)。下侧气体流道128的流道长度L2与上侧气体流道 130的流道长度L3被设定为大致相同。 S卩，在该第三实施方式中，由于将形成有连通孔80的隔壁64、 120不仅配置在保 持部件118的乘员相反一侧的端部，而且也配置在乘员一侧的端部，因此，构成了与各隔壁 64、120对应地形成有下侧气体流道128与上侧气体流道130的结构。但是，第三实施方式 中的下侧气体流道128与上侧气体流道130的各流道长度L2、 L3被设定为，短于第一实施 方式中的气体流道74的流道长度Ll。(作用及效果)根据上述结构，当引爆管42被通电时，保持器46内的气体发生剂 52将会燃烧，然后火焰经由保持器46的连通孔48传播到燃烧室116内，从而使收纳在燃烧 室116内的气体发生剂54燃烧并产生大量气体。 该气体中的一半，在穿过乘员相反一侧的隔壁64上的连通孔80而流入第三流道 122之后，再流入第五流道126中并从气体喷出孔76喷射到充气装置110的外部。剩余的 一半气体，从配置在乘员一侧的隔壁120上的连通孔80穿过并流入第四流道124，然后再流 入第五流道126中并从气体喷出孔76喷射到充气装置110的外部。在此过程中，根据与上 述第一实施方式相同的原理，而使气体与下外壳38以及上外壳114之间进行热交换从而被 冷却，并使气体中所包含的雾沫82附着在下外壳38的底壁部38A以及上外壳114的底壁 部114A上从而被去除。 S卩，在第三实施方式中，形成有从流道起始端到气体喷出孔76的流道长度相等的 双系统(下侧气体流道128以及上侧气体流道130)的气体流道。因此，如果仅从各下侧气 体流道128、上侧气体流道130的流道长度L2、 L3来看，与偏置了气体喷出孔76的第一实 施方式的结构相比，虽然流道长度縮短了，但是在本实施方式中将燃烧室116的充气装置 外壳轴向上的尺寸设定得比较长的情况下，双系统的气体流道(下侧气体流道128以及上 侧气体流道130)在气体冷却方面以及雾沫去除方面均具有实效性的结构，因而能够促进 在燃烧室116内所产生的高温气体与充气装置外壳112之间进行的热交换，从而使气体被 有效地冷却。此外，气体中所包含的雾沫82，因通过下侧气体流道128、上侧气体流道130 时的流动阻力而被附着在下外壳38的底壁部38A以及上外壳114的底壁部114A的内侧面
13上。换句话说，在各气体流道中，能够确保用于使雾沫82附着在下外壳38的底壁部38A以 及上外壳114的底壁部114A上的流道长度。因此，气体中所包含的雾沫82，也在气体从连 通孔80到达气体喷出孔76之前就通过双系统的气体流道(下侧气体流道128以及上侧气 体流道130)而被有效地去除。 如上所述，根据本实施方式，能够在不特别追加新部件的条件下进行气体的冷 却及雾沫的去除。即，能够用其他的部件来实现一直以来所使用的被巻成环状的过滤器 99(参照图5)的功能，其结果为，在盘式的充气装置中，能够在确保气体冷却性能以及雾沫 去除性能的同时，实现在径向上的小型轻量化。[实施方式的补充说明]虽然在上述的实施方式中，将本发明中的充气装置应用
在驾驶员席位用的安全气囊装置18中，但是并不仅限于此，也可以将本发明中的充气装
置，应用在副驾驶席位用的安全气囊装置等其他的车辆用安全气囊装置中。 此外，虽然在上述实施方式中，对前方碰撞时充气装置24、110启动的情况进行了
说明，但是并不仅限于此，也可以将本发明中的充气装置以及具备该充气装置的车辆用安
全气囊装置，应用在搭载了预碰撞传感器等的碰撞预测单元的系统中，在这种情况下，当预
测到前方碰撞时，充气装置将会启动。 并且，虽然在上述实施方式中，将形成在隔壁64、 120上的连通孔80构成为，向充 气装置24、 110的轴线一侧倾斜，但是并不仅限于此，也可以采用在板厚方向(图1中的单 点划线Q的方向)上穿通的连通孔。 此外，虽然在上述的第一实施方式以及第二实施方式中，仅在保持部件60的乘员 相反一侧的开放端部侧配置了形成有连通孔80的隔壁64，但是并不仅限于此，也可以在保 持部件的乘员一侧的开放端部处配置形成有连通孔的隔壁。即，只要在保持部件中的至少 气体喷出孔配置侧的相反侧上配置形成有连通孔的隔壁即可。但是，在气体喷出孔76被形 成在自燃烧室68的充气装置外壳轴向上的中间位置P向乘员一侧偏置的位置上的情况下， 由于在乘员一侧配置隔壁从而形成的气体流道的流道长度縮短，因此其气体冷却性能以及 雾沫去除性能比形成在乘员相反一侧的气体流道差。 并且，虽然在上述实施方式中，保持部件60、118由两个部件或三个部件构成，但 是也可以采用单一部件化的结构。此外，虽然在第一实施方式以及第二实施方式中，由保持 部件60、上外壳36的底壁部36A、保持器46的周壁部46B这三个元件分隔成燃烧室68，在 第三实施方式中，由保持部件118和保持器46的周壁部46B这两个元件分隔成燃烧室116， 但是并不仅限于此，也可以采用仅由保持部件分隔成燃烧室的结构。例如，如果在第一实施 方式的情况下，也可以采用如下结构，即，将保持器46—体化于保持部件60的轴心部，并将 未形成连通孔的隔壁作为盖来覆盖周壁部62的乘员一侧的开放端部。同样地，如果在第 三实施方式的情况下，也可以采用如下结构，即，将保持器46 —体化于保持部件118的隔壁 64，并将形成有连通孔的隔壁120套嵌在保持部件118的乘员一侧的开放端部上。
此外，虽然在上述实施方式、例如第一实施方式中，为了使气体的流向偏移，而以 相对于板厚方向Q向远离气体喷出孔76的方向倾斜规定角度e的方式，在隔壁64的底壁 部64A上形成了连通孔80，但是，在采用这种结构时，需要将隔壁64的板厚设定得较厚。因 此，如图9A至图9C所示，也可以通过在隔壁140上实施冲压加工(冲孔加工)从而形成连 通孔142、144。并且，在图9A至图9C所示的图中，图示的是将隔壁140的正反面翻转后的状态。 图9B所示的结构是一种在隔壁140的规定位置上敲出近似三角锥形状，从而使连 通孔142的喷出口形状成为近似等腰三角形的示例。其中央截面的形状成为如图9A所示的 翘曲形状。此外，图9C所示的结构是一种在隔壁140的规定位置上敲出近似圆锥形状，从 而使连通孔144的喷出口形状成为近似半圆形的示例。在这种情况下的中央截面的形状， 也成为如图9A所示的翘曲形状。在采用这些连通孔142U44时，将会使气体流向偏移时的 指向性较为良好。
权利要求
一种充气装置，具有充气装置外壳，其被构成为，包括形成有气体喷出孔的周壁部、以及用于封闭该周壁部的轴向端部的一对底壁部；点火装置，其被安装在该充气装置外壳的内部；保持部件，其被安装在该充气装置外壳的内部，且用于收纳并保持气体发生剂，该气体发生剂由该点火装置点火而燃烧，从而产生气体；气体流道，其被形成在所述充气装置外壳的内侧且所述保持部件的周围，以便连通通过至少包含该保持部件而分隔成的燃烧室与所述气体喷出孔，所述充气装置的特征在于，所述气体喷出孔被配置成，相对于所述燃烧室的充气装置外壳轴向上的中间位置而沿着该充气装置外壳轴向偏置，并且，在所述保持部件的所述充气装置外壳轴向上的至少所述气体喷出孔配置侧的相反侧，配置有隔壁，该隔壁构成该保持部件的一部分，并且该隔壁上设置有连通所述燃烧室与所述气体流道的连通孔，以此构成了不使用过滤器的结构。
2. 如权利要求l所述的充气装置，其特征在于，所述隔壁被配置在所述保持部件中的充气装置外壳轴向上的气体喷出孔配置侧的相 反侧，并且在该保持部件中的充气装置外壳轴向上的气体喷出孔配置侧，未配置所述隔壁 而处于开放状态，并由所述充气装置外壳的底壁部所封闭。
3. 如权利要求l所述的充气装置，其特征在于，所述连通孔被形成为，相对于穿通该连通孔的板厚方向而向远离所述气体喷出孔的方 向倾斜。
4. 如权利要求l所述的充气装置，其特征在于，所述连通孔被形成为，通过将所述隔壁敲出近似三角锥形状或近似圆锥形状，从而使 该连通孔的喷出口形状成为近似三角形形状或近似半圆形形状。
5. 如权利要求l所述的充气装置，其特征在于，在所述充气装置外壳的与所述隔壁对置的底壁部内侧面上，形成有用于在气流中产生 紊流的多个凹部、或多个凸部、或多个凹部以及凸部的两者。
6. —种车辆用安全气囊装置，其特征在于，具有 如权利要求1至5中的任意一项所述的充气装置； 基座部件，其用于安装并支承该充气装置；安全气囊，以折叠状态被固定在该基座部件上，且接受来自充气装置的气体供给而膨胀；安全气囊罩，其将处于折叠状态的所述安全气囊收纳在其与基座部件之间，并且在气 囊膨胀压力达到规定值时展开安全气囊门，以使安全气囊膨胀。
7. 如权利要求6所述的车辆用安全气囊装置，其特征在于， 所述安全气囊装置用于驾驶员席。
8. —种充气装置，具有充气装置外壳，其被构成为，包括形成有气体喷出孔的周壁部、以及用于封闭该周壁部 的轴向端部的一对底壁部；点火装置，其被安装在该充气装置外壳的内部；保持部件，其被安装在该充气装置外壳的内部，且用于收纳并保持气体发生剂，该气体 发生剂由该点火装置点火而燃烧，从而产生气体； 气体流道，其被形成在所述充气装置外壳的内侧且所述保持部件的周围，以便连通通 过至少包含该保持部件而分隔成的燃烧室与所述气体喷出孔，所述充气装置的特征在于，所述气体喷出孔被配置在所述燃烧室的充气装置外壳轴向上的中间位置， 并且，在所述保持部件的所述充气装置外壳轴向上的两端部，分别配置有隔壁，该隔壁构成该保持部件的一部分，并且该隔壁上设置有连通所述燃烧室与所述气体流道的连通孔，以此构成了不使用过滤器的结构。
9. 如权利要求8所述的充气装置，其特征在于，所述连通孔被形成为，相对于穿通该连通孔的板厚方向而向远离所述气体喷出孔的方 向倾斜。
10. 如权利要求8所述的充气装置，其特征在于，所述连通孔被形成为，通过将所述隔壁敲出近似三角锥形状或近似圆锥形状，从而使 该连通孔的喷出口形状成为近似三角形形状或近似半圆形形状。
11. 如权利要求8所述的充气装置，其特征在于，在所述充气装置外壳的与所述隔壁对置的底壁部的内侧面上，形成有用于在气流中产 生紊流的多个凹部、或多个凸部、或多个凹部以及凸部的两者。
12. —种车辆用安全气囊装置，其特征在于，具有 如权利要求8至11中的任意一项所述的充气装置； 基座部件，其用于安装并支承该充气装置；安全气囊，以折叠状态被固定在该基座部件上，接受来自充气装置的气体供给而膨胀；安全气囊罩，其将处于折叠状态的所述安全气囊收纳在其与基座部件之间，并且在气 囊膨胀压力达到规定值时展开安全气囊门，以使安全气囊膨胀。
13. 如权利要求12所述的车辆用安全气囊装置，其特征在于， 所述安全气囊装置用于驾驶员席。
全文摘要
对于盘式的充气装置，在确保气体冷却性能以及雾沫去除性能的同时，能实现充气装置在径向上的小型轻量化。充气装置外壳(40)由配置于乘员一侧的上外壳(36)以及配置于乘员相反一侧的下外壳(38)所构成，其内部配置由隔壁(64)构成底部的筒状的保持部件(60)。在保持部件(60)的周围形成气体流道(74)，在隔壁(64)上形成与气体流道(74)连通的连通孔(80)。此外，在上外壳(36)的周壁部(36B)上，气体喷出孔(76)被形成在比燃烧室(68)的中间位置(P)向乘员一侧偏置距离δ的位置上。因此，由于从流道起始端到气体喷出孔(76)为止的流道长度(L1)将会延长，从而能够有效地对高温气体进行热交换并能去除雾沫(82)，因而可以废除一直以来所使用的过滤器。
文档编号B60R21/26GK101795903SQ200880102698
公开日2010年8月4日 申请日期2008年8月8日 优先权日2007年8月9日
发明者伊藤保司, 小林睦治, 村瀬宽起, 松田直树, 深渡瀬修, 福山岳树 申请人:丰田自动车株式会社;丰田合成株式会社;大赛璐化学工业株式会社