专利名称：气体发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体发生器，其在安装于车辆中的约束装置，例如气囊系统等中使用，并且尤其涉及一种在侧面碰撞气囊系统中使用的气体发生器，用于将气囊在乘员侧展开。
背景技术：
由于连接位置的限制，用于在侧面碰撞过程中保护乘员的侧气囊的气体发生装置通常以伸长的形状形成。US-A No. 2008/0078486公开了一种无过滤器的气体发生器，其中，点火器 (initiator) 32容纳于细长的外壳12的一个端部中，并且形成有气体排放口 20的扩散器部分设置于相反的端部中。在该气体发生器中，存放扩燃剂(booster agent)的扩燃杯(booster cup) 23与隔材(divider)观布置于点火器32的附近，并且开口 28a形成于隔材观中。气体发生剂 16布置于由内壳14形成的空间中。由点火器32点燃的扩燃剂M产生燃烧产物，该燃烧产物通过开口 28a进入内壳 14的内部，并且燃烧气体发生剂16。由气体发生剂16产生的气体穿过内壳14中的孔18， 并且穿过外壳12与内壳14之间的管状间隙，以从扩散器部分的气体排放口 20排出。然而，当触发该气体发生器时，扩燃剂M侧的气体发生剂16首先燃烧，并且因此， 产生的气体穿过未燃烧的气体发生剂16，以流至孔18，这使得气体流动困难。因此，内壳14 的内部的压力升高，并且该压力的增加可以使得气体发生器的构成元件破坏。而且，不能容易地燃烧全部气体发生剂16。JP-ANo. 2007-131254公开了一种例如图1中所示的气体发生器，其中，形成燃烧室6的管状隔断壁19(参见图3)布置于轴向较短的外壳3的内部中。开口部分22a、22b 形成于管状隔断壁19的周壁(peripheral wall)表面19a中，并且这些开口部分22a、22b 通过向外突出周壁表面19a的一部分而形成，以使得开口部分2 朝向管状隔断壁19的一个端部定向，并且开口部分22b朝向相反的端部定向。用于为气囊充气的气体发生剂9布置于管状隔断壁19的内部中，并且由气体发生剂9产生的燃烧气体通过开口部分22a，22b而排放至外侧，以朝向管状隔断壁的各个端部流动。在JP-A No. 2007-131254的气体发生器中，当燃烧气体从管状隔断壁的内侧流至外侧时，基本上，全部量的燃烧气体(用于为气囊充气的气体)穿过开口部分22a、22b。进一步，JP-A No. 2007-131254的气体发生器目的是为了提高燃烧气体得净化与冷却效率的， 与改善气体发生剂的点火/燃烧性能的课题无关。发明概述本发明提供一种气体发生器，包括管状外壳，其中，点火装置连接在一端，并且具有气体排放口的扩散器部分连接在另一端，管状元件，其具有第一端部与第二端部，布置并且固定在管状外壳内，以使得第一端部朝向点火装置侧定向，第二端部朝向扩散器部分侧定向，且形成通向气体排放口的管状间隙，燃烧室，设置于管状元件的内部，用于容纳产生燃烧气体的气体发生剂，第一气体通道孔与第二气体通道孔，其分别形成于第一端部一侧上与第二端部一侧上，且开口部分形成于第一气体通道孔与第二气体通道孔之间，第一气体通道孔、第二气体通道孔以及开口部分将燃烧室与管状间隙相连通，突出部分，其设置于形成于管状元件中的开口部分中，以使得突出部分突出进入燃烧室与管状间隙的至少一个之中。
从下文给出的详细说明以及仅通过示例给出的附图将更全面地理解本发明，因此不限制本发明，其中图1示出了显示根据本发明的实施方案的气体发生器的轴向剖面图。图2(a)示出了可以用于图1的发生器中的管状元件的透视图，并且图2(b)示出了图2(a)的局部剖面图。图3示出了根据另一实施方案的管状元件的局部剖面图，其可以用于图1的气体发生器中。图4示出了根据又一实施方案的管状元件的局部剖面图，其可以用于图1的气体发生器中。图5示出了显示图4中所示的制造管状元件的方法的示例图。发明详述本发明提供一种具有伸长的外壳的气体发生器，其中，增加气体发生剂的整体点火能力，因为难以发生外壳内燃烧气体的阻塞，所以气体更加平滑地流动，并且提前了气体排放时机。点火装置可以仅包括已知的电点火器或者包括电点火器与已知的传火药 (transfer charge)或气体发生剂的组合。管状元件具有比管状外壳的内径更小的外径，并且布置成第一端部朝向点火器侧定向，第二端部相反于第一端部朝向扩散器部分侧定向。由于管状外壳的内径与管状元件的外径之间的不同，管状间隙形成于管状外壳的内壁表面与管状元件的外壁表面之间。该管状间隙用作由气体发生剂燃烧产生的燃烧气体的通道，并且燃烧气体从点火装置侧流向扩散器部分侧。管状元件的长度短于管状外壳的长度，并且等于或短于除设置于其各个端部上的点火装置与扩散器部分之外的管状外壳的剩余长度。管状元件的内部空间用作燃烧室，气体发生剂充入其中。值得注意的是，为了确保尺寸与重量的减少，根据本发明的气体发生器不使用用于冷却/过滤燃烧气体的冷却器/ 过滤器，但如果必要，则可以使用冷却器/过滤器。突出部分形成于包括开口部分的管状元件的周壁部分中，该突出部分朝向燃烧室侧与管状间隙侧之一或同时朝向两者突出。二至六个这种开口部分可以以周向形成于管状元件的周壁部分上。当管状元件沿轴向更长时，进一步地二至三个开口部分可以额外地沿轴向形成。当一旦点火装置触发而点燃与燃烧气体发生剂，并且产生燃烧气体时，部分燃烧气体通过第一气体通道孔而流入管状间隙，但由于形成有突出部分的开口部分，沿轴向 (朝向扩散器部分)穿过管状间隙运动的部分燃烧气体流回入管状元件中，以辅助气体发生剂的燃烧。因此，从管状元件(燃烧室)的内部排放至外侧的部分燃烧气体在进一步远离点火装置的位置处流回入燃烧室，并且因此，获得远离点火装置的气体发生剂的点火与燃烧能力的提升。因为提升了以上提及的远离点火装置的气体发生剂的点火燃烧性，从而提升了气体发生剂整体的点火与燃烧能力。由气体发生剂的燃烧产生的气体随后通过第二气体通道孔流回入管状间隙，并且最终从气体排放口排出。如上所述，燃烧气体进入与离开管状间隙，从而在其过程中反复接触管状元件与管状外壳。该接触产生燃烧气体温度降低的效果，且产生从包含在燃烧气体中的来自金属组分的烟雾颗粒附着与留存于壁表面上的效果。进一步，通过形成有突出部分的开口部分，流经管状间隙的部分气体返回至燃烧室，但剩余部分继续沿轴向流经间隙至气体排放口。在气体到达气体排放口之前该剩余气体的流动不被阻塞，并且因此可以提前气体排放时机。进一步，经过开口部分流入管状元件的燃烧气体仅为流经间隙的燃烧气体的部分，并且剩余的燃烧气体继续朝向扩散器部分在间隙内流动。因此，在间隙中不发生气体的阻塞，并且因此，气体在外壳内部平滑流过。当管状外壳具有细长的形状时，根据本发明的气体发生器特别有效。因此，即使当管状外壳的长度(L)与外径(D)之间的比(L/D)为4或更多时，也能获得用于气体发生剂的点火与燃烧的有利能力以及有利的气体排放特性。本发明提供一种根据本发明的优选气体发生器，其中，突出部分包括导板，所述导板是管状元件的周壁部分的一部分向燃烧室侧突出而形成的，并且导板起到使得通过开口部分流入燃烧室的气体流至扩散器部分侧的作用。由于设置于突出部分中的导板的作用，使得流入燃烧室的气体流至扩散器部分侧。因此，辅助气体发生剂的燃烧。本发明提供一种根据本发明的优选气体发生器，其中，突出部分包括导板，所述导板是管状元件的周壁部分的一部分向管状间隙侧突出而形成的，并且导板起到使得将流经管状间隙的气体通过开口部分导入燃烧室，并且使其流至扩散器部分侧的作用。由于设置于突出部分中的导板的作用，将流经管状间隙的气体强制引入燃烧室， 因此，使得流入燃烧室的气体流至扩散器部分侧。因此，辅助气体发生剂的燃烧。本发明的管状元件优选地通过组合两个具有周壁部分的半圆的管形元件而形成， 尤其对于具有向外地向间隙突出的导板的实施方案。使用根据本发明的气体发生器，即使在管状外壳具有细长的形状时，也可以提升气体发生剂的整体燃烧性，并且还可以获得有利的气体排放特性。
发明实施方案(1)图1的气体发生器参照图1说明本发明的实施例。图1为沿轴向的气体发生器1的剖面图。然而， 值得注意的是，图1没有显示图2中所示的管状元件的突出部分50。包括点火器16的点火装置与第一气体发生剂91连接至管状外壳10的一个端部。 第一气体发生剂91用作传火药。点火器16通过树脂18与金属点火器卡圈(collar) 17结合在一起，并且固定至管状外壳10的一个端部。管状外壳10的长度(L)与外径(D)之间的比(L/D)优选地为4至8，但并不限于该范围。将第一气体发生剂91充入由管状保持器40形成的传火药容纳室41。管状保持器40的一端处的开口部分紧靠点火器卡圈17，并且另一端处的开口部分由密封带45阻塞。 向内弯曲的折叠部分43形成于另一端处的开口部分中，其由密封带45阻塞，并且将管状保持器40通过形成于管状外壳10上的突出50固定于折叠部分43。替代密封带45，可以将具有孔的金属丝网等设置为隔断，该孔在尺寸上使得第一气体发生剂91不能穿过，确保在触发之前第一气体发生剂91不与第二气体发生剂90相混
I=I O具有有利的点火特性与有利的燃烧持续特性(高燃烧温度)的气体发生剂可以用作第一气体发生剂91。第一气体发生剂91的燃烧温度优选地在1700至3000°C范围中。这种第一气体发生剂91的例子可以是具有1. 5mm外径与1. 5mm厚度的圆柱体形状的气体发生剂，其包括硝基胍CM重量％ )与硝酸锶(56重量％ )。杯状扩散器部分12连接至管状外壳10的另一端。扩散器部分12通过在突缘部分1 处焊接而固定至管状外壳10，并且包括设置有多个气体排放口 15的周壁部分12b与底部12c。杯状元件20设置于管状外壳10的内部中的扩散器部分12侧的端部。杯状元件 20的开口部分的外周边缘安装入形成于突缘部分1 中的阶梯式凹口 12d中。多个连通孔 28形成于杯状元件20的外周表面沈中。将杯状元件20的外径设置成小于管状外壳10的内径。密封带55粘附至杯状元件20的开口部分。密封带55用于防止水分(湿气)通过气体排放口渗透到第二气体发生剂90与第一气体发生剂91。具有比管状外壳10的内径更小的外径的管状元件30设置于外壳10的内部中。形成管状元件30，以使得点火器16侧中的其第一端部31具有增大的直径，并且以使得第一端部31的外径在连接至管状外壳10之前略大于管状外壳10的内径。当将管状元件30插入管状外壳10时，通过按压管状外壳10的内壁表面而固定第一端部31的外壁表面。管状元件30通过将第二端部32，朝向扩散器部分侧，嵌入形成在杯状元件20的底部M中的环形阶梯部分，并用第一端部31的压力一起定位于管状外壳10中。管状外壳 10的中心轴与管状元件30的中心轴相重合。管状元件30的内部用作燃烧室25，在其中填充单孔圆柱体第二气体发生剂90。 第二气体发生剂90具有比第一气体发生剂91更低的燃烧温度。第二气体发生剂90的燃烧温度优选地在1000至1700°C范围。第二气体发生剂90的例子可以是具有1.8mm外径、0. 7mm内径以及1. 9mm长度的单孔圆柱体形状的气体发生剂，其包括硝酸胍(41重量％ )， 碱式硝酸铜(49重量％ )，粘合剂与添加剂。管状外壳10的内径大于管状元件30的外径，并且，由于以上内径与外径的不同， 具有一致宽度的管状间隙35形成于管状外壳10的内壁表面与管状元件30的外壁表面之间。值得注意的是，管状间隙36同样形成于杯状元件20的外壁表面与管状外壳10的内壁表面之间，并且该管状间隙36在扩散器部分的凸缘1 形成死端(dead end)。因此，管状间隙36用作管状口袋(pocket)，用于在其中保持由气体发生剂的燃烧所产生的烟雾颗粒。进一步，第一气体通道孔37形成于管状元件30的第一端部31侧上的周壁部分中。第一气体通道孔37沿管状元件30的周向等间隔形成。在图1中，第一气体通道孔37 以单行形成，但它们也能够以多行形成。第二气体通道孔39形成于管状元件30的第二端部32侧上。第二气体通道孔39 同样沿管状元件30的周向等间隔形成。在图1中，第二气体通道孔39以四行形成。开口部分38形成于第一气体通道孔37与第二气体通道孔39之间。四个开口部分38沿管状元件30的周向等间隔形成。接下来，参照图2(a)与2(b)，将详细说明四个开口部分38。图2 (a)为在图1中使用的管状元件30的局部放大透视图(然而，值得注意的是，已经在第二端部32的位置处部分切掉周壁30a的部分，以便示出内部)。在图2(a)中，已经省略了第一端部31的增大的直径部分，并且因此当省略反向于38b定向的开口部分38时，仅示出四个开口部分38中的三个，即38a、38b、38c。图2 (b)为沿轴向示出图2(a)的开口部分38a的局部剖面图。内侧突出部分50形成于对应于开口部分38a的管状元件30的内侧上。内侧突出部分50包括导板51，沿宽度方向设置于导板51的两侧上的两个侧表面部分52以及沿导板51的纵向(轴向)设置于两侧上的两个导入口 53a、53b。开口部分38a经由两个导入口 53a、5;3b将管状间隙35与燃烧室25相连通。内侧突出部分50可以通过从外侧朝向内侧按压管状元件30的周壁30a而形成。尽管开口部分38d的内侧突出部分50在附图中未示出，但剩余开口部分38包括相似的内侧突出部分50。值得注意的是，导板51可以倾斜， 以使得导入口 5 形成为大于导入口 53a。图3为示出另一实施例的局部剖面图，其中，开口部分138的结构不同于图2中示出的对应的开口部分38的结构。图2与图3仅在开口部分38与开口部分138的各自结构上不同，而在所有其他结构上是相同的。因此，使用相同的参考数字表示其他部件。在对应于开口部分138的管状元件30的内侧中，内侧突出部分150包括导板151 与导入口 153。形成导板151，以使得其第一端部31侧中的部分与管状元件30结合在一起，同时，其在第二端部32侧中的部分朝向燃烧室25按下。从燃烧室25的内侧观察的内侧突出部分150的形状为例如在图5中所示的三角形，并且推入(或向内突出)除了导入口 153之外的一部分周壁30a。开口部分138经由导入口 153将管状间隙35与燃烧室25 相连通。内侧突出部分150可以通过从外侧朝向内侧按压管状元件30的周壁30a而形成。图4为示出又一实施例的局部剖面图，其中，开口部分238的结构不同于图2中示出的对应的开口部分38的结构。图2与图4仅在开口部分38与开口部分238的各自结构上不同，而在所有其他结构上是相同的。因此，使用相同的参考数字表示其他部件。在对应于开口部分238的管状元件30的外侧(管状间隙35侧)上，外侧突出部分250包括导板251与导入口 253。形成导板251，以使得其第二端部32侧中的部分与管状元件30结合在一起，并且其在第一端部31侧上的分朝向管状间隙35推入。从外侧观察的外侧突出部分250的形状为例如在图5中所示的三角形，并且升高(或向外突出)除了导入口 253之外的一部分周壁30a。开口部分238经由导入口 253将管状间隙35与燃烧室 25相连通。图4中所示的外侧突出部分250可以通过参照图5所述的以下方法形成。图5为示出了在图4中所示的管状元件30组装之前的状态的透视图。值得注意的是，图2与3中所示的管状元件30还可以通过使用相似的方法加工。在管状元件30中，均为半圆管形的第一元件30b与第二元件30c通过沿长度方向形成的边缘57连接。薄的部分58从第一端部31至第二端部32形成于边缘57之上。凸缘59形成于由第一元件30b与第二元件30c的每一个上的边缘57连接的部分的相反侧之上。管状元件30通过沿边缘57的薄的部分58弯曲，并且由例如焊接或卷曲的方法将凸缘59彼此连接固定而形成为圆柱形管状元件30。图4中所示的管状元件30中，导板251向管状元件230的外侧(管状间隙35侧上)突出，有必要进行从内侧朝向外侧的压制加工。因此，通过设置图5中所示的二个部分结构，可以方便地加工开口部分238 (突出部分)。值得注意的是，气体发生器10可以使用具有图3中所示的导板151与图4中所示的导板251的组合的管状元件30。在该情况中，图3中所示的导板151形成于第一端部31 侧之上，并且图4中所示的导板251形成于第二端部32侧之上，以使得当导板151与导板 251闭合时，开口部分消失，当导板151与导板251开启时，开口部分出现。通过该实施例， 可以同时获得图3与图4的作用。接下来，将描述使用图2与图3中所示的管状元件30的图1中所示的气体发生器 1的动作。当触发点火器16时，第一气体发生剂91燃烧，密封带45断裂，并且燃烧气体流入管状元件30的内部。以上的燃烧气体导致第二气体发生剂90开始燃烧，并且该燃烧沿轴向(朝向扩散器部分1 前进。然而，在该过程中，部分燃烧气体通过多个第一气体通道孔37流入管状间隙35中(气流fl)。沿轴向通过管状间隙35前进的部分燃烧气体流过开口部分38(或开口部分138)，并且沿导板51 (或导板151)流动，以主要通过导入口 53b (或导入口 153) 进入管状元件30，因此，该燃烧气体朝向扩散器部分12流动(气流，辅助第二气体发生剂90的点火与燃烧。因此，通过在管状元件30内轴向前进的第二气体发生剂90的点火与燃烧以及由流经第一气体通道孔37的燃烧气体辅助的第二气体发生剂90的点火与燃烧， 提升第二气体发生剂90整体的燃烧能力。不通过开口部分38 (或开口部分138)进入管状元件30的剩余气体保持在管状间隙35内朝向扩散器部分12流动。该气流更快到达扩散器部分12，并且因此缩短了气体从触发开始通过气体排放口 15排出所需的时间。通过燃烧的进行而产生的气体随后通过多个第二气体通道孔39流入管状间隙35 中(气流，经过杯状元件20中的连通孔观，并且最终从扩散器部分12中的气体排放口15排出。如下是使用图4中所示的管状元件30的图1中所示的气体发生器1的动作。由第二气体发生剂90的燃烧产生的部分燃烧气体通过多个第一气体通道孔37流入管状间隙 35中(气流fl)。其又一部分从导入口 253进入，并且接触到导板251上，以改变流动方向， 因此，气体通过开口部分238进入管状元件30的内部(气流f2)，辅助第二气体发生剂90 的点火与燃烧。气体以上述方式流动(Π到f2随后到f3的气流)，燃烧气体反复接触管状外壳 10的内壁表面、管状元件30的外壁表面、内侧突出部分50、150的导板51、151、251以及外侧突出部分250等。并且通过该接触，燃烧气体温度降低，并且可以获得以下效果，其中从包含在燃烧气体中的来自金属组分的烟雾颗粒附着与保留在壁表面上。根据本发明的气体发生器1如上述构造，并且能够完成上述操作。因此，即使气体发生器1具有在L/D = 4-8范围中沿轴向伸长的形状，也可以顺利地燃烧气体发生剂，并且因此，可以快速触发气体发生器。在燃烧室形成于管状外壳10中，且轴向较长的情况中，应该承认的问题是，需要较长的时间燃烧，以便从燃烧室的一端至相反端顺序前进。正是通过根据本发明的气体发生器解决了上述问题。因此描述了本发明，明显的是，相同的方式可在多方面变化。这些变化不认为偏离本发明的精神和范围，且所有这些变化对本领域技术人员而言是显而易见的，其意欲包括在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种气体发生器，包括管状外壳，其中，点火装置连接在一端，并且具有气体排放口的扩散器部分连接在另一端，管状元件，其具有第一端部与第二端部，设置并且固定在所述管状外壳的内部，以使得所述第一端部朝向所述点火装置侧定向，且所述第二端部朝向所述扩散器部分侧定向，且形成通向所述气体排放口的管状间隙，燃烧室，设置于所述管状元件的内部，用于容纳产生燃烧气体的气体发生剂， 第一气体通道孔与第二气体通道孔，其分别形成于所述第一端部侧上与所述第二端部侧上，且开口部分形成于所述第一气体通道孔与所述第二气体通道孔之间，所述第一气体通道孔、所述第二气体通道孔以及所述开口部分将所述燃烧室与所述管状间隙相连通，突出部分，其设置于形成于所述管状元件中的所述开口部分中，以使得所述突出部分突出进入所述燃烧室与所述管状间隙的至少之一之中。
2.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述突出部分包括导板，该导板是所述管状元件的周壁部分的一部分向所述燃烧室侧突出而形成的，并且所述导板起到使得通过所述开口部分流入了所述燃烧室的气体流至所述扩散器部分侧的作用。
3.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述突出部分包括导板，该导板是所述管状元件的周壁部分的一部分向所述管状间隙侧突出而形成的，并且所述导板起到使得将流经所述管状间隙的气体通过所述开口部分导入所述燃烧室、并且使其流至所述扩散器部分侧的作用。
4.根据权利要求3所述的气体发生器，其中，所述管状元件通过组合两个具有周壁部分的半圆的管形元件而形成。
全文摘要
气体发生器包括管状外壳(10)；连接至一端的点火装置(16)；连接至另一端的具有气体排放口(20)的扩散器(12)；布置于管状外壳(10)内部且形成通向气体排放口的管状间隙(36)的管状元件(30)；燃烧室(25)设置于管状元件(30)内，用于容纳气体发生剂，第一气体通道孔与第二气体通道孔分别形成于第一端侧与第二端侧上，并且开口部分形成于第一气体通道孔与第二气体通道孔之间，以使得它们将燃烧室(25)与管状间隙(36)相连通，突出部分(50)设置于开口部分中，以使得突出部分突出进入燃烧室(25)与管状间隙(36)的至少之一中。
文档编号B60R21/264GK102421642SQ20108002062
公开日2012年4月18日 申请日期2010年5月7日 优先权日2009年5月12日
发明者山崎征幸, 花野铁平 申请人:株式会社大赛璐