專利名稱：充氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于汽車氣囊系統(tǒng)的充氣器。本發(fā)明提供一種充氣器，其中可破裂板片的碎片和氣體生成劑的燃燒殘留物被防止流出充氣器。
背景技術(shù)：
作為用于汽車氣囊系統(tǒng)之中的充氣器，具有一種類型，其中氣囊只使用氣體生成劑的燃燒氣體予以充氣，還有一種類型，其中氣囊使用氣體生成劑的燃燒氣體以及加壓氣體予以充氣。在任一類型的充氣器中，要求在燃燒氣體生成劑時(shí)生成的燃燒殘留物，比如由氣體生成劑各組分所生成的粉末狀金屬或金屬氧化物不被排入到氣囊中。因此，已經(jīng)作出以下的嘗試，即通過改變氣體生成劑的組成或充氣器的結(jié)構(gòu)來抑制燃燒殘留物的生成。
此外，還有一種類型的充氣器，其中氣囊只使用加壓氣體予以充氣。不過，隨著汽車的充氣型安全系統(tǒng)的充氣器的發(fā)展，同時(shí)使用加壓氣體和氣體生成劑的充氣器日益引人注目。
另外，已經(jīng)作出這樣一種嘗試，即設(shè)置一過濾器以防止可破裂板片的碎片流出，或者通過改變氣體生成劑的組成或充氣器的結(jié)構(gòu)來抑制燃燒殘留物的生成。
作為相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，包括有JP-H09-76870A、US-3966226A和US-4018457A。
在設(shè)計(jì)充氣器方面的基本技術(shù)要求是，氣囊必須在預(yù)定時(shí)間內(nèi)以預(yù)定的量予以充氣以有效地啟動(dòng)氣囊，并且傳統(tǒng)上已經(jīng)提出了關(guān)于結(jié)構(gòu)的多種建議。比如，JP-H08-282427A即是。作為其他的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，已知還有JP-S44-10443B、US-6189922A和JP-2002-166817A。
由于充氣器是為汽車制作的，所以會(huì)影響汽車重量的充氣器重量和尺寸都是重要的設(shè)計(jì)要求。因此，要求進(jìn)一步減小充氣器的重量而同時(shí)保持其原有的各項(xiàng)功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種充氣器，其中氣體生成劑和充氣器結(jié)構(gòu)得以改進(jìn)并予以結(jié)合以獲得綜合效果，使得排出充氣器的燃燒殘留物的量受到抑制。
作為解決以上問題的一項(xiàng)手段，本發(fā)明(I-1)提供了一種充氣器，其中氣囊由燃燒氣體生成劑而生成的燃燒氣體以及加壓介質(zhì)予以充氣，包括一種用于使燃燒氣體撞擊一或至少兩個(gè)壁部表面使得燃燒殘留物粘附于該一或至少兩個(gè)壁部表面的裝置，以及另外一用于使燃燒氣體與加壓介質(zhì)接觸使得包含在燃燒氣體之中的燃燒殘留物由于溫度差而被冷卻和固化的裝置，其中由于燃燒氣體生成劑而生成的燃燒殘留物的熔點(diǎn)高于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
其次，作為解決以上問題的另一手段，本發(fā)明(I-2)提供了一種充氣器，其中氣囊由燃燒氣體生成劑而生成的燃燒氣體以及加壓介質(zhì)的作用予以充氣，包括一用于改變?nèi)紵龤怏w的流動(dòng)方向以使燃燒氣體之中的燃燒殘留物粘附于一或至少兩個(gè)壁部表面的裝置，以及另外一用于使燃燒氣體與加壓介質(zhì)接觸使得燃燒氣體之中的燃燒殘留物由于溫度差別而被冷卻和固化的裝置，其中由于燃燒氣體生成劑而生成的燃燒殘留物的熔點(diǎn)高于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
上述各項(xiàng)發(fā)明都分別配有用于捕集包含在氣體生成劑燃燒氣體之中的燃燒殘留物的裝置，可以獲得以下的有益效果(1)至(3)。
有益效果(1)通過使由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度與包含在燃燒氣體之中的燃燒殘留物的熔點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，可以促進(jìn)形成塊狀(渣狀)燃燒殘留物。氣體生成劑的生成氣體的排放溫度可以依據(jù)在具有預(yù)定容積的罐中被燃燒時(shí)獲得的罐內(nèi)部的壓力(實(shí)際測定值)和所生成氣體的量、以及另外所生成氣體的比熱，比如，按照以下公式獲得(公式中除了T2以外的各項(xiàng)數(shù)值可以通過計(jì)算等獲得)。當(dāng)殘留物的熔點(diǎn)充分地高于生成氣體的排放的溫度(不低于100℃，最好是不低于500℃)時(shí)，燃燒殘留物可以容易地被固化并變成塊狀的(渣狀的)，且其留在充氣器內(nèi)部而被抑制排出充氣器外面。
CV1M1T1a+CV2M2T2b={CV1M1+CV2M2M1+M2}×(M1+M2)×T3c]]>在公式中，符號的意義如下a項(xiàng)罐中初始空氣的熱量b項(xiàng)排出的氣體(即排入罐內(nèi)的氣體)的熱量c項(xiàng)啟動(dòng)充氣器之后(與罐中初始空氣混合之后)罐中的混合氣體物質(zhì)的熱量CV1空氣的平均比熱M1空氣的克分子數(shù)T1空氣(啟動(dòng)前)溫度CV2排出氣體的平均比熱M2排出氣體的克分子數(shù)T2生成氣體的排放溫度T3混合之后的氣體溫度(按照理想氣體狀態(tài)公式計(jì)算)有益效果(2)通過借助于與加壓介質(zhì)的溫度差來冷卻燃燒氣體，可以使燃燒殘留物固化。在高溫的燃燒氣體與較低溫度的加壓介質(zhì)彼此接觸時(shí)，高溫的燃燒殘留物被冷卻和固化以變成塊狀(渣狀)并留存在充氣器內(nèi)部，使得殘留物被防止排出充氣器之外。有益效果(2)可以由于協(xié)同有益效果(1)而進(jìn)一步得到提高。
有益效果(3)通過使燃燒氣流撞擊壁部表面，燃燒殘留物可以粘附于壁部表面。由于包含在燃燒氣體之中的燃燒殘留物具有高溫而加壓介質(zhì)具有較低溫度，如在上述有益效果(2)中那樣，燃燒殘留物在殘留物與加壓介質(zhì)接觸時(shí)被固化。而且進(jìn)一步，使固化的燃燒殘留物撞擊壁部表面，并因此可以減少排出充氣器外面的燃燒殘留物的量。有益效果(3)由于協(xié)同有益效果(1)和(2)而可以進(jìn)一步得到提高。
為了在上述各項(xiàng)發(fā)明之中容易地獲得有益效果(1)至(3)，一種優(yōu)選的充氣器包括，一由圓筒形加壓介質(zhì)室殼體制成的外殼；一充填以加壓介質(zhì)的加壓介質(zhì)室；一氣體發(fā)生器，連接于加壓介質(zhì)室的一端并包括容放在氣體發(fā)生器殼體之中的點(diǎn)火裝置和氣體生成劑；以及連接于加壓介質(zhì)室另一端的擴(kuò)散部，其中，加壓介質(zhì)室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉，加壓介質(zhì)室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉，而且在側(cè)表面和端部表面的至少之一上具有氣體噴出孔的蓋帽，該蓋帽從加壓介質(zhì)室一側(cè)罩住第一可破裂板片。
一如上述，加壓介質(zhì)室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉，因此，氣體生成劑被燃燒時(shí)，燃燒氣體與加壓介質(zhì)之間的充分溫度差被確保，燃燒殘留物的固化效果可被發(fā)揮。于是，即使當(dāng)充氣器被存放在高溫之下(比如，在夏季時(shí)，在包括配有充氣器的氣囊裝置的汽車?yán)锩?，加壓介質(zhì)的溫度比氣體生成劑的排放溫度低得多，從而燃燒殘留物的固化效果被發(fā)揮。不過，在不具有第一可破裂板片的情況下，加壓介質(zhì)被氣體生成劑的燃燒熱加熱，使得加壓介質(zhì)與排出氣體之間的溫度差變小，從而減弱了燃燒殘留物的固化效果。
另外，由于氣體生成劑是存放于常壓下，與存放在于高壓下的情況相比，減少了因壓力造成的氣體生成劑的劣化。其次，通過設(shè)置在側(cè)表面和端部表面的至少之一上具有氣體噴出孔的蓋帽，使得燃燒氣體更容易撞擊加壓介質(zhì)室殼體的壁部表面。順便指出，為了加強(qiáng)燃燒殘留物的捕集效果，蓋帽也可以設(shè)置在第二可破裂板片一側(cè)。
另外，作為用于解決以上問題的另一手段，本發(fā)明(I-4)提供了一種充氣器，包括一由圓筒形加壓介質(zhì)室殼體構(gòu)成的外殼；一充填以加壓介質(zhì)的加壓介質(zhì)室；一氣體發(fā)生器，連接于加壓介質(zhì)室一端并包括容放在氣體發(fā)生器殼體之中的點(diǎn)火裝置和氣體生成劑；以及連接于加壓介質(zhì)室另一端的擴(kuò)散部，其中加壓介質(zhì)室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉，加壓介質(zhì)室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉，一蓋帽從加壓介質(zhì)室一側(cè)罩住第一可破裂板片，以及另外，達(dá)到選自以下技術(shù)條件(a)至(c)中的至少一項(xiàng)。
(a)加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面是粗糙的；(b)氣體噴出孔的取向使得從氣體噴出孔噴出的燃燒氣體不會(huì)以最短的距離撞擊加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面；以及(c)一阻擋構(gòu)件設(shè)置在氣體噴出孔附近，而從氣體噴出孔噴出的燃燒氣體在撞擊阻擋物件之后流走。
由于上述各項(xiàng)發(fā)明達(dá)到了技術(shù)條件(a)至(c)，除了有益效果(2)和(3)以外還可獲得有益效果(4)至(6)。
有益效果(4)
如技術(shù)條件(a)中所述，當(dāng)加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面是粗糙的時(shí)，燃燒殘留物易于被粗糙表面的凹凸不平部分掛住和捕集，使得燃燒殘留物的排放得以抑制。
為了較好地呈現(xiàn)有益效果(4)，在技術(shù)條件(a)中，最好是，形成加壓介質(zhì)室的加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面設(shè)有在圓周方向上連續(xù)或斷續(xù)形成的一(多)條槽溝(最好是，其深度不小于0.1mm，而更為可取的是，不小于0.2mm)。通過制成這樣一種槽溝，殼體重量可以相應(yīng)于槽溝的形成而被減小。
有益效果(5)如技術(shù)條件(b)中所述，通過限制設(shè)置在蓋帽上的氣體噴出孔的孔口方向，燃燒氣體和壁表面的接觸次數(shù)可以增加(亦即接觸時(shí)間可以延長)，使得燃燒殘留物容易粘附于壁部表面，而抑制了燃燒殘留物排出充氣器外面。
為了較好地呈現(xiàn)有益效果(5)，在技術(shù)條件求(b)中，可以采用其中氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上、且取向朝向氣體發(fā)生器的方案；其中氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上且設(shè)置有一用于沿周向限制來自氣體噴出孔的燃燒氣體的噴射方向的構(gòu)件的方案；以及其中氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽的端部表面上且設(shè)置有一用于沿圓周方向限制來自氣體噴出孔的燃燒氣體的噴射方向的構(gòu)件的方案。
有益效果(6)如技術(shù)條件(c)之中所述，由于從氣體噴出孔噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件，首先燃燒殘留物首先粘附于阻擋構(gòu)件而被捕集，其次通過撞擊阻擋構(gòu)件，燃燒氣體的流動(dòng)被擾亂，使得燃燒氣體與壁部表面的接觸次數(shù)可以增加(亦即，接觸時(shí)間可以延長)，并因此，基本上也獲得了有益效果(5)和抑制了燃燒殘留物排放到充氣器外面。
為了較好地呈現(xiàn)有益效果(b)，在技術(shù)條件(c)中，可以采用以下各項(xiàng)方案一種方案，其中阻擋構(gòu)件是圓筒形的，其一端與蓋帽的端部表面形成一體，另一端是封閉的，且形成有一以一間隙面對設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔的側(cè)表面，而燃燒氣體在撞擊圓筒形構(gòu)件上的側(cè)表面的內(nèi)壁之后從敞開的端部流走。
一種方案，其中阻擋構(gòu)件是圓盤狀的，與蓋帽的端部表面形成一體并從蓋帽的端部表面伸向加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面，且從設(shè)置在蓋帽的側(cè)表面上的氣體噴出孔噴出的燃燒氣體在撞擊阻擋構(gòu)件外圍邊緣部之后，從加壓介質(zhì)室殼體內(nèi)壁表面與阻擋構(gòu)件外圍邊緣部之間的間隙流走。
一種方案，其中阻擋構(gòu)件是圓盤狀的，與蓋帽的端部表面形成一體并從蓋帽的端部表面伸向加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面以使其外圍邊緣部貼靠在內(nèi)壁表面上，一氣體通過口設(shè)置在阻擋構(gòu)件的外圍外邊緣部上，且設(shè)置有一用于沿周向限制來自氣體通過口的氣體的噴射方向的構(gòu)件，而從設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔噴出的燃燒氣體從氣體通過口噴出。
上述發(fā)明的充氣器可以達(dá)到技術(shù)條件(a)和(b)、技術(shù)條件(a)和(c)、技術(shù)條件(b)和(c)，或者技術(shù)條件(a)、(b)和(c)。
此外，在上述發(fā)明的充氣器中，可以采用這樣一種方案，即蓋帽具有通過向外彎折孔口外圍邊緣部形成的凸緣部，而氣體發(fā)生器殼體通過彎折氣體發(fā)生器殼體的一部分固定在凸緣部處。
此外，在上述發(fā)明的充氣器中，可以采用這樣一種方案，即一加壓介質(zhì)充填孔制成在加壓介質(zhì)室殼體的側(cè)表面上，而充填孔在加壓介質(zhì)被充填之后由一銷柱予以封堵。在上述發(fā)明的充氣器中，可以采用這樣一種方案，即銷柱伸進(jìn)加壓介質(zhì)室而其伸出部具有的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流撞擊伸出部。通過以此方式確保銷柱伸出部的某一長度，可使燃燒氣體撞擊銷柱，使得燃燒殘留物粘附于銷柱。
另外在上述發(fā)明中，通過采用其中燃燒氣體生成劑生成的燃燒殘留物的熔點(diǎn)不低于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度的氣體生成劑，還可以進(jìn)一步呈現(xiàn)有益效果(1)。
在上述發(fā)明中，可以采用這樣一種方案，即加壓介質(zhì)室殼體在軸向和徑向上都是對稱的。通過采用這樣一種對稱形狀，加壓介質(zhì)室殼體的取向在組裝時(shí)不必予以調(diào)節(jié)，使得組裝工作得以簡化。
在上述發(fā)明中，可以采用這樣一種方案，即氣體發(fā)生器殼體和加壓介質(zhì)室殼體用電阻焊接連接。
用在本發(fā)明之中的氣體生成劑可以結(jié)合加壓介質(zhì)的組成而如下地予以確定加壓介質(zhì)包括諸如氬或氦等惰性氣體(在本發(fā)明中，惰性氣體中也包含氮?dú)?。當(dāng)加壓介質(zhì)具有一種基本上不包含氧氣的組成時(shí)，氬用以促進(jìn)加壓介質(zhì)的熱膨脹，并最好是含有氦，因?yàn)榧訅航橘|(zhì)的泄漏可以容易檢測出來并因而可以防止不良產(chǎn)品流入市場。另外，一種可取的加壓介質(zhì)不包含氧氣，但可以包含氧氣以促進(jìn)氣體生成劑的燃燒。在包含氧氣的情況下，其添加量可取的是10克分子％或更少，更為可取的是5克分子％或更少。加壓介質(zhì)的充填壓力可取的是10000至70000kPa，更為可取的是30000至60000kPa。
作為氣體生成劑，比如，可以使用這樣一種材料，包含燃料和氧化劑或者燃料、氧化劑和渣形成劑，需要時(shí)與結(jié)合劑摻混并制成為所需的形狀。如果使用這樣一種氣體生成劑，通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體可以與加壓介質(zhì)一起用于為氣囊充氣和使之展開。尤其是，當(dāng)使用包含渣形成劑的氣體生成劑時(shí)，殘?jiān)菀仔纬桑沟脧某錃馄髋懦龅撵F狀燃燒殘留物的量可以大為減少。不過，當(dāng)氣體生成劑的充填量較少和所生成的殘留物較少的情況下，不一定使用渣形成劑。
優(yōu)選的燃料可以是選自下列胍衍生物中的一種或至少兩種硝基胍(NQ)、硝酸胍(GN)、碳酸胍、氨基硝基胍、硝酸氨基胍、碳酸氨基胍、硝酸二氨基胍、碳酸二氨基胍，以及硝酸三氨基胍。作為燃料，也可以使用選自四唑及四唑衍生物中的一種或至少兩種。
作為氧化劑，優(yōu)選使用選自下列中的一種或至少兩種硝酸鍶、硝酸鉀、硝酸銨、高氯酸鉀、氧化銅、氧化鐵以及堿式硝酸銅等。
作為渣形成劑，優(yōu)選使用選自下列中的一種或至少兩種酸性粘土、滑石、膨潤土、硅藻土、高嶺土、硅石、礬土、硅酸鈉、氮化硅、碳化硅、水滑石以及它們的混合物。
作為結(jié)合劑，優(yōu)選使用選自下列中的一種或至少兩種羧甲基纖維素的鈉鹽、羥乙基纖維素、淀粉、聚乙烯醇、瓜爾膠、微晶纖維素、聚丙烯酰胺和硬脂酸鈣等。
當(dāng)采用以上述方式組成的加壓介質(zhì)和氣體生成劑時(shí)，加壓介質(zhì)的量(A克分子)與通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體的量(B克分子)的克分子比值(A/B)可取地調(diào)整為0.2至10，更為可取地0.4至4。克分子比值A(chǔ)/B在以下的說明中可以表述為克分子比值A(chǔ)1/A2。
通過以這種方式調(diào)節(jié)加壓介質(zhì)的量與通過燃燒氣體生成劑生成的氣體的量之克分子比值，可以防止充氣器內(nèi)部壓力升高的延遲且可以防止充氣器內(nèi)部壓力的過度升高。因而，可以在燃燒氣體生成劑時(shí)控制充氣器的內(nèi)部壓力，并從而，減小了加壓介質(zhì)室殼體的容積(亦即，減小了加壓介質(zhì)室殼體的長度和/或?qū)挾?直徑))，而且即使內(nèi)部壓力相應(yīng)地升高，也可以防止在燃燒時(shí)充氣器內(nèi)部壓力過度升高。順便指出，在本發(fā)明的充氣器中，加壓介質(zhì)的重量(X)與氣體生成劑的重量(Y)的重量比值(X/Y)可取地是0.1至7，更為可取地是0.5至5。重量比值(X/Y)在以下的說明中可以表述為質(zhì)量比值B1/B2。
用在本發(fā)明之中的氣體生成劑可以包含以質(zhì)量計(jì)20至60％的硝基胍作為燃料和以質(zhì)量計(jì)80至40％的硝酸鍶作為氧化劑，而優(yōu)選的是，以質(zhì)量計(jì)30至40％的硝基胍作為燃料和以質(zhì)量計(jì)70至60％的硝酸鍶作為氧化劑。此外，結(jié)合劑(羧甲基纖維素鈉等)和渣形成劑(酸性粘土等)還可以另外混合添加于燃料和氧化劑。在此情況下，最好是，燃料以質(zhì)量計(jì)是20至60％，氧化劑以質(zhì)量計(jì)是40至65％，結(jié)合劑以質(zhì)量計(jì)是3至12％(優(yōu)選的是以質(zhì)量計(jì)4至12％)，以及渣形成劑是質(zhì)量計(jì)1至20％(優(yōu)選的是以質(zhì)量計(jì)3至7％)。
按照本發(fā)明的充氣器，氣體生成劑的燃燒氣體之中含有的燃燒殘留物得以被抑制排出充氣器以外。
下面，作為解決以上問題的一項(xiàng)手段，本發(fā)明(II-1)提供了一種充氣器，其中氣囊利用氣體生成劑的燃燒生成的燃燒氣體以及加壓氣體進(jìn)行充氣，包括一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的殼體并充填以加壓氣體；一氣體發(fā)生器，連接于加壓氣體室一端并包含容放在氣體發(fā)生器殼體之中的點(diǎn)火裝置和氣體生成劑；以及一擴(kuò)散部，連接于與加壓氣體室不同的部分，加壓氣體室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉，而加壓氣體室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉，其中擴(kuò)散部是一蓋帽，具有氣體經(jīng)由其穿過的多個(gè)排氣孔，而破裂的第一和第二可破裂板片的碎片和通過燃燒氣體生成劑而生成的燃燒氣體中含有的殘留物(燃燒殘留物)這二者中的至少之一被防止流出充氣器以外。
在本發(fā)明中，可以采用擴(kuò)散部是一蓋帽或者一蓋帽設(shè)置在擴(kuò)散部內(nèi)的任一方案，以及另外，可以采用其中擴(kuò)散部通過焊接固定于加壓氣體室殼體的方案，或者其中擴(kuò)散部與加壓氣體室殼體形成一體的方案。
在本發(fā)明之中，擴(kuò)散部除去破裂的第一和第二可破裂板片的碎片和燃燒殘留物這二者之中的一種或兩種以防止它們流出充氣器以外或減少其流出量。
在本發(fā)明(II-2)的充氣器中，具有氣體經(jīng)由其穿過的多個(gè)排氣孔并防止破碎的第一可破裂板片的碎片和氣體生成劑的燃燒殘留物這二者中的至少之一流出充氣器以外的蓋帽，設(shè)置在加壓氣體室內(nèi)以從加壓氣體室一側(cè)罩住第一可破裂板片。
在本發(fā)明之中，通過破裂第一可破裂板片而產(chǎn)生的碎片和燃燒殘留物由設(shè)置在加壓氣體室內(nèi)的蓋帽予以除去，從而防止它們流出充氣器以外或減少其流出量。
在本發(fā)明(II-3)的充氣器中，具有氣體經(jīng)由其穿過的多個(gè)排放孔并防止破碎的第一可破裂板片的碎片和氣體生成劑的燃燒殘留物這二者中的至少之一流出充氣器以外的蓋帽，設(shè)置在加壓氣體室內(nèi)以從加壓氣體室一側(cè)罩住第一可破裂板片。
在此發(fā)明之中，通過破碎第一可破裂板片而產(chǎn)生的碎片和燃燒殘留物由設(shè)置在加壓氣體室內(nèi)的蓋帽予以除去，從而防止它們流出充氣器以外或減少其流出量。
可取的是，上述發(fā)明的蓋帽包括一圓筒形構(gòu)件，一端敞開而另一端封閉，并在其至少外圍表面上具有多個(gè)排氣孔。
在上述發(fā)明的蓋帽中，最好是，蓋帽的封閉端部表面與最接近于封閉端表面的排氣孔之間的距離L，與可破裂板片的直徑D之間的關(guān)系，滿足以下公式L≥D/2。在此情況下，距離L可取地是3至8mm，更為可取地是4至8mm，而最為可取地是5至8mm。
上述發(fā)明的蓋帽上的許多排氣孔的直徑可取地是0.5至2mm，而更為可取地是0.5至1.2mm，而在一個(gè)隔罩(screen)上的許多噴出孔的總孔口面積可取地是20至1000mm2，而更為可取地是100至500mm2。
可取的是，上述發(fā)明的蓋帽設(shè)置成使得蓋帽的軸向與加壓氣體室殼體的軸向彼此重合。
采用本發(fā)明的上述蓋帽，可以獲得以下有益效果(IIa)至(IIc)。
(IIa)當(dāng)蓋帽設(shè)置成使得蓋帽的軸向與加壓氣體室殼體的軸向彼此重合時(shí)，加壓氣體撞擊蓋帽的封閉端部表面，而后改變其流動(dòng)方向以從外圍表面上的各噴出孔流出。由于氣體改變了其流出方向，異物物質(zhì)(已破碎的可破裂板片的碎片等)容易留存在從隔罩的封閉端部表面到最接近它的噴出孔的凹穴部之內(nèi)。順便指出，通過以上述方式在凸緣部處安裝隔罩，在隔罩與排氣孔板材內(nèi)壁之間不產(chǎn)生間隙，而異物物質(zhì)被防止不經(jīng)過隔罩而流出。
(IIb)當(dāng)充氣器啟動(dòng)而可破裂板片被點(diǎn)火器破裂時(shí)，可破裂板片的中心部位最靠近點(diǎn)火器且從相對一側(cè)施加的加壓介質(zhì)的壓力在中心部處也變得最大，因此，可破裂板片傾向容易從中心部破裂。為此原因，通過破裂可破裂板片而產(chǎn)生的異物最大長度具有對應(yīng)于可破裂板片半徑的長度。從而，一如上述，如果滿足關(guān)系L≥D/2，則凹穴部的深度(L)成為等于或大于異物的長度(D/2)，使得異物變得較為容易留存在凹穴部之內(nèi)。亦即，進(jìn)一步加強(qiáng)了上述有益的效應(yīng)(IIa)。
(IIc)由于加壓介質(zhì)必從隔罩孔口進(jìn)入以便經(jīng)由外圍表面上的噴出孔被排出，包含在加壓介質(zhì)中的異物被防止漏出充氣器以外，而且同時(shí)，加壓介質(zhì)的流出壓力也得到控制。此外，通過在啟動(dòng)時(shí)由隔罩控制加壓介質(zhì)的流出壓力(單位時(shí)間的流出量)，可以防止加壓介質(zhì)的流出壓力受到可破裂板片破的裂碎狀態(tài)的影響。
本發(fā)明(II-10)提供了一種符合以上(II)中所述的任何一種充氣器的充氣器，包括用于通過蓋帽改變?nèi)紵龤怏w流動(dòng)方向、使燃燒氣體中包含的燃燒殘留物粘附于壁部表面的一或至少兩部分、另外使燃燒氣體與加壓氣體接觸、以及由于溫度差而冷卻和固化燃燒氣體中包含的燃燒殘留物的的裝置，其中由于燃燒氣體生成劑而生成的燃燒殘留物的熔點(diǎn)高于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
在本發(fā)明(II-10)中，除了上述效果(IIa)至(IIc)以外還可以獲得上述發(fā)明(I)的有益效果(1)至(3)。
此外，在本發(fā)明(II-10)中，加壓氣體室殼體與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉的情況下，且即使在氣體生成劑燃燒時(shí)，燃燒氣體與加壓氣體之間可以獲得足夠的溫度差，可以呈現(xiàn)出燃燒殘留物的固化作用。因此，即使當(dāng)充氣器被置于高溫之下(比如，于夏季，在裝配有充氣器的氣囊裝置的汽車之內(nèi))時(shí)，加壓氣體的溫度顯著地低于氣體生成劑的生成氣體的排放溫度，使得呈現(xiàn)出燃燒殘留物的固化作用。不過，在沒有第一可破裂板片的情況下，加壓氣體被氣體生成劑的燃燒熱加熱，并從而，加壓氣體與排放氣體之間的溫度差變小，使得削弱了燃燒殘留物的固化作用。
另外，由于氣體生成劑保持在常壓下，其由于壓力所造成的劣化小于保持在高壓之下的情況。還有，由于設(shè)置了在側(cè)表面和端部表面中的至少之一上具有排氣孔的蓋帽，燃燒氣體容易撞擊加壓氣體室殼體的壁部表面。順便指出，為了加強(qiáng)對于燃燒殘留物的捕集效果，蓋帽也可以設(shè)置在第二可破裂板片一側(cè)上。
本發(fā)明(II-11)提供了符合在以上發(fā)明(II)中所述并另外達(dá)到選自以上發(fā)明(I)中的技術(shù)條件(a)、(b)和(c)中的至少一項(xiàng)的任何一種充氣器的充氣器。
由于本發(fā)明達(dá)到選自技術(shù)條件(a)、(b)和(c)中的至少一項(xiàng)，除了有益效果(2)和(3)以外還可以獲得以上有益效果(4)至(6)。如以上(I)之中那樣，許多組合可以應(yīng)用于技術(shù)條件(a)、(b)和(c)。
此外，發(fā)明(II)可以象發(fā)明(I)中那樣采用其中蓋帽具有一凸緣部并予以固定的方案。
此外，發(fā)明(II)可以象發(fā)明(I)中那樣采用其中設(shè)置一加壓介質(zhì)充填孔、一銷柱和一伸出部的方案。
另外在發(fā)明(II)中，可以象以上(I)中那樣呈現(xiàn)出有益效果(1)。其次，可以象發(fā)明(I)中那樣，形成加壓氣體室殼體、氣體發(fā)生器殼體與加壓氣體室殼體的接合、氣體生成劑的組成以及加壓氣體這幾方面之間的關(guān)系。
用于本發(fā)明(II)之中的氣體生成劑和加壓氣體類似于發(fā)明(I)之中的。
通過以如上方式調(diào)整加壓氣體的量與通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體的量的克分子比值，可以減少加壓氣體的充填量。從而，加壓氣體室殼體的容積減小(亦即加壓氣體室殼體的長度和/或?qū)挾?直徑)減小)時(shí)，與容積被減小前同樣的壓力也可以保持而不增大加壓氣體的充填壓力(＝加壓氣體室殼體中的內(nèi)部壓力)。順便指出，在本發(fā)明的充氣器中，加壓氣體重量(X)和氣體生成劑重量(Y)的重量比值(X/Y)可取地是0.1至7，而更為可取地是0.5至5。
按照本發(fā)明的充氣器，可以抑制氣體中含有的可破裂板片的碎片和氣體生成劑燃燒氣體中含有的燃燒殘留物被排出充氣器之外。
此外，本發(fā)明(III)的目的是提供一種充氣器，其中尺寸和重量得以減小而不喪失充氣器的各項(xiàng)功能，以及一種采用此種充氣器的氣囊系統(tǒng)。
如果利用加壓氣體和氣體生成劑的燃燒氣體的充氣器做成小型的，保持所需的加壓氣體充填量(為氣囊充氣所需的充填量)，內(nèi)部壓力則因內(nèi)部容積減小而升高。而且，如果氣體生成劑在內(nèi)部壓力升高的情況下于高壓下燃燒，則內(nèi)部壓力會(huì)因生成高溫燃燒氣體而進(jìn)一步升高從而有可能超過充氣器的容器耐壓界限或過度增大氣體生成劑的燃燒速度。結(jié)果，氣體的流動(dòng)速度變得太高而不能將氣囊的充氣定時(shí)保持在保護(hù)乘坐者的最佳時(shí)間之內(nèi)。
不過，當(dāng)達(dá)到發(fā)明(III)中確定的技術(shù)條件(1)至(6)而這些技術(shù)條件關(guān)聯(lián)作用時(shí)，即使在具有升高內(nèi)部壓力的小型充氣器中，也可以確保與其被小型化之前同樣的效果而不導(dǎo)致以上各種問題。
作為一種解決辦法，發(fā)明(III-1)提供了一種充氣器，其中氣囊由加壓氣體和氣體生成劑的燃燒氣體予以充氣，達(dá)到以下技術(shù)條件(1)至(6)。
換句話說，發(fā)明(III-1)的充氣器是一種用加壓氣體和通過燃燒氣體生成劑生成的燃燒氣體充填氣囊的充氣器，并達(dá)到以下技術(shù)條件(1)至(6)(1)加壓氣體含有一種惰性氣體，但基本上不含有氧氣；(2)對于氣體生成劑，通過以下公式得出rb＝αpn(在公式中，rb燃燒速度，α系數(shù)，p壓力，以及n壓力指數(shù))的壓力指數(shù)是0.8或更小；(3)加壓氣體的量(克分子數(shù))(A1)和通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體的量(克分子數(shù))(A2)的比值A(chǔ)1/A2是1至20；(4)加壓氣體的質(zhì)量(B1)和氣體生成劑的質(zhì)量(B2)的比值B1/B2是1至20；(5)氣體生成劑的質(zhì)量是0.5至30g；以及(6)加壓氣體的充填壓力是30000至67000kPa。
以下是詳細(xì)說明。
(1)加壓氣體含有一種惰性氣體，但基本上不含有氧氣。
加壓氣體包括諸如氬或氦的惰性氣體(本發(fā)明中氮也包含在惰性氣體之中)。當(dāng)加壓氣體具有基本上不包含氧氣的組成時(shí)，氬用以促進(jìn)加壓氣體的熱膨脹，而包含氦，使得加壓氣體的逸漏可以容易地檢測出來，并從而，可以防止不良產(chǎn)物的流入市場。
加壓氣體基本上不包含氧氣意味著，氧氣不被硬性地包含在加壓氣體之中。有這樣一些情況即微量氧氣在充填氣體的過程中被混入加壓氣體中，或者氧氣作為雜質(zhì)被混入惰性氣體而不能完全避免，因此，即使當(dāng)氧氣為此原因而被包含在加壓氣體之中時(shí)，也認(rèn)為基本上是不含有氧氣的。當(dāng)氧氣被包含在加壓氣體之中時(shí)，初始燃燒階段中氣體生成劑的燃燒速度迅速增大以提高充氣器的內(nèi)部壓力。不過，如果加壓氣體基本上不包含氧氣，就可避免充氣器內(nèi)部壓力的這種升高。當(dāng)氧氣被包含在加壓氣體之中時(shí)，最好是，氧氣的含量是3克分子％或更少。
(2)對于氣體生成劑，通過以下公式rb＝αpn(在公式中，rb燃燒速度，α系數(shù)，p壓力，以及n壓力指數(shù))得出的壓力指數(shù)是0.8或更小。
在以上發(fā)明中，在測出壓力為p1(70kg/cm2)的罐中的燃燒速度rb1和在壓力為p2(100kg/cm2)的罐中測出燃燒速度rb2之后，壓力指數(shù)(n)從兩項(xiàng)公式rb1＝αp1n和rb2＝αp2n得出。
通過達(dá)到壓力指數(shù)的要求，就可抑制氣體生成劑燃燒的初始階段中燃燒速度的迅速提高，使得充氣器內(nèi)部壓力的提高較小。為此原因，即使當(dāng)減少充氣器(加壓氣體室殼體)的厚度時(shí)，也可以保持充足的耐壓能力。另外，由于充氣器內(nèi)部壓力(加壓氣體室殼體內(nèi)部的壓力)的較小提高(亦即內(nèi)部壓力少許變化)氣體生成劑而穩(wěn)定地燃燒，使得不會(huì)發(fā)生氣體生成劑的不完全燃燒的情況。壓力指數(shù)(n)可取地是0.1至0.8，更為可取地是0.1至0.7。
這樣一種技術(shù)條件(2)可以通過調(diào)整氣體生成劑的組成而予以達(dá)到。
在技術(shù)條件(2)中，當(dāng)壓力指數(shù)超過0.8時(shí)，氣體生成劑對于壓力的敏感性提高了，亦即燃燒強(qiáng)烈地受到壓力變化的影響，使得以下技術(shù)條件(3)至(7)的數(shù)值范圍變窄了，這就使得難以為達(dá)到各個(gè)技術(shù)條件而進(jìn)行調(diào)整。
(3)加壓氣體的量(克分子數(shù))(A1)與通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體的量(克分子數(shù))(A2)的比值A(chǔ)1/A2是1至20。A1/A2可取地是3至15，而更為可取地是4至10。
當(dāng)A1/A2不小于1時(shí)，充氣器內(nèi)部壓力升高的延遲得以防止，而當(dāng)A1/A2不大于20時(shí)，充氣器內(nèi)部壓力的過度升高得以防止。
加壓氣體的量(克分子數(shù))(A1)是0.1至2.0克分子，可取地是0.1至1.5克分子，以及更為可取地是0.15至1.5克分子，而通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體量(克分子數(shù))(A2)是0.01至0.2克分子，可取地是0.01至0.15克分子，以及更為可取地是0.02至0.15克分子。
(4)加壓氣體的質(zhì)量(B1)與氣體生成劑的質(zhì)量(B2)的比值B1/B2是1至20。B1/B2可取地是3至15，而更為可取地是4至40。
當(dāng)B1/B2不小于1時(shí)，充氣器內(nèi)部壓力升高的延遲得以防止，而當(dāng)B1/B2不大于20時(shí)，充氣器內(nèi)部壓力的過度升高得以防止。
加壓氣體的質(zhì)量(B1)是5至80g，可取地是5至60g，更為可取地是10至60g。氣體生成劑的質(zhì)量(B2)描述在技術(shù)條件(5)之中。
(5)氣體生成劑的質(zhì)量是0.5至30g。氣體生成劑的量可取地是1至20g，而更為可取地是1至10g。
(6)加壓氣體的充填壓力是30000至67000kPa。加壓氣體的充填壓力可取地是35000至60000kPa，而更為可取地是40000至60000kPa。
當(dāng)充填壓力不小于30000kPa時(shí)，可以確保足以為氣囊充氣的氣體量。當(dāng)充填壓力不大于67000kPa時(shí)，即使在充氣器內(nèi)部壓力由于氣體生成劑的燃燒而升高的情況下，也可以獲得充氣器的耐壓極限值與充氣器內(nèi)部壓力之間的足夠差值，使得控制充氣器內(nèi)部壓力的范圍得以拓寬。
本發(fā)明(III-1)的充氣器達(dá)到了技術(shù)條件(1)至(6)，而每一技術(shù)條件是彼此相互關(guān)聯(lián)的。當(dāng)初始充填壓力是60000kPa時(shí)，充氣器的整體大小可以通過減小寬度或直徑以及長度而最多減少50容量％左右，以便不改變充氣器的耐壓性。
其次，本發(fā)明(III-1)的充氣器達(dá)到技術(shù)條件(1)至(6)，而可以通過各項(xiàng)技術(shù)條件的相互關(guān)聯(lián)作用，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，充氣器內(nèi)部壓力更為精確地并在更為較窄的范圍內(nèi)予以控制。為此原因，氣體從充氣器排放的時(shí)間可易于控制，而氣囊的充氣和展開時(shí)間可易于調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明(III-1)中，在技術(shù)條件(2)中可取地是，氣體生成劑的燃燒火焰溫度不高于3000℃。所謂燃燒火焰溫度指的是氣體生成劑燃燒時(shí)火焰溫度的理論值，且它是通過理論計(jì)算得出的。
當(dāng)氣體生成劑的燃燒火焰溫度變得過高時(shí)，燃燒氣體溫度就變高了，而加壓氣體溫度也變得過高。從而，充氣器的內(nèi)部壓力升高，而且流進(jìn)氣囊的氣體的溫度也變高了。不過，這一問題通過將燃燒火焰溫度設(shè)定為上述溫度以下而得以防止。
此外，如果燃燒火焰溫度超過3000℃，技術(shù)條件(3)至(6)和以下技術(shù)條件(7)中的數(shù)值范圍內(nèi)的最佳值(中心值)偏移使得由于氣體生成劑燃燒氣體導(dǎo)致的氣囊充氣作用降低了，并因此，充氣器同時(shí)利用加壓氣體和燃燒氣體兩者的功能就會(huì)消失。
另外，燃燒火焰溫度特別相關(guān)于技術(shù)條件求(5)。當(dāng)充氣器被啟動(dòng)而加壓氣體被排出充氣器外部時(shí)，充氣器內(nèi)部被減壓，使得溫度下降且內(nèi)部壓力下降。特別是，由于燃燒火焰溫度低于3000℃，可能出現(xiàn)情況是，因溫度下降造成的充氣器的壓力下降而導(dǎo)致的較低氣體排放速度，要花過多的時(shí)間用于排放全部氣體。不過，通過將氣體生成劑的量的下限值設(shè)定為不少于1g，可以防止內(nèi)部壓力由于充氣器內(nèi)部的溫度下降而下降(亦即可以控制充氣器的內(nèi)部壓力)，使得可以在最佳時(shí)間內(nèi)使氣囊充氣。此外，通過將氣體生成劑量的下限值設(shè)定為不少于1g，可以如上所述地控制充氣器的內(nèi)部壓力以外，而且可以供給為使氣囊充氣所需的氣體量。上限值是通過考慮通常所用的充氣器的容積而獲得的數(shù)值。
燃燒火焰溫度較為可取地是不高于2500℃，而更加可取地的是不高于2200℃。可取地是，燃燒火焰溫度的下限值是900℃。
在本發(fā)明(III-1)等中，在技術(shù)條件(2)中可取地是氣體生成劑是非疊氮化物氣體生成劑。
此外，本發(fā)明(III-1)等各項(xiàng)發(fā)明可取地達(dá)到技術(shù)條件(7)，使得加壓氣體的量(克分子數(shù))(A1)與氣體生成劑的總表面面積(厘米2)(C)的比值A(chǔ)1/C是0.004至0.05克分子/厘米2。A1/C較為可取地是0.004至0.04克分子/厘米2，而更加可取地是0.004至0.03克分子/厘米2。
當(dāng)A1/C不小于0.004克分子/厘米2時(shí)，加壓氣體的量與氣體生成劑的比值落入一適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并從而防止了充氣器內(nèi)部壓力升高的延遲。(另外，可以防止充氣器由于充氣器內(nèi)部壓力的過度升高而破裂)。當(dāng)A1/C不高于0.05克分子/厘米2時(shí)，加壓氣體的量與氣體生成劑的比值落入適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并從而防止了充氣器內(nèi)部壓力的過度升高(另外，防止了充氣器內(nèi)部壓力升高的延遲)。
氣體生成劑的總表面面積(厘米2)(C)可取地是10至150厘米2，較為可取地是20至120厘米2，以及更加可取地是30至100厘米2。
此外，本發(fā)明(III-1)等可取地達(dá)到了技術(shù)條件(8)，使得氣體生成劑的總表面面積(厘米2)(C)與排氣孔的總面積(厘米2)(E)的比值C/E是0.5至4。C/E可取地是0.5至3.5，而更加可取地是0.5至3.0。
當(dāng)C/E不小于0.5時(shí)，全部充填的加壓氣體直至氣體生成劑的燃燒完成時(shí)才予以排放，使得氣體生成劑的燃燒得以穩(wěn)定。當(dāng)C/E不大于4時(shí)，充氣器的內(nèi)壓被保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并因此，不存在充氣器破裂的可能性。
排氣孔的總面積(厘米2)(E)可取地是5至100厘米2，較為可取地是10至80厘米2，而更加可取地是15至60厘米2。
以A1、A2、B1、B2、C和E表示的每一單獨(dú)技術(shù)條件的數(shù)值范圍是適合于每一獨(dú)立技術(shù)條件情況下的數(shù)值范圍，而在組合各技術(shù)條件的情況下的比值的范圍與每一單獨(dú)技術(shù)條件的數(shù)值范圍可能不彼此對厘。比如，A1的下限值或上限值與A2的下限值或上限值的比值可能不與A1/A2的下限值或上限值相吻合。為了通過本發(fā)明解決這一問題，數(shù)值可以選自各項(xiàng)技術(shù)條件的數(shù)值范圍(A1、A2等)以在組合各項(xiàng)技術(shù)條件(A1、A2等)的情況下獲得比值范圍之內(nèi)的某一預(yù)期數(shù)值。
在本發(fā)明(III-1)中，充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體形成并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體的外徑可取地是40mm或更小。加壓氣體室殼體的外徑較為可取地不大于35mm，而更加可取地不大于30mm。
在本發(fā)明(III-1)等之中，充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體形成并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體的外徑(D)與長度(L)之比值(L/D)可取地是1至10，而較為可取地是2至10。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體形成并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體在軸向和徑向是對稱的。
通過使加壓氣體室殼體對稱，在組裝時(shí)不必確定其取向，提高了制造便利性。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體在軸向和徑向是對稱的，且其兩端側(cè)的直徑是縮小的?！皟啥藗?cè)的直徑是縮小的”指的是在加壓氣體室殼體的兩端處的直徑做得小于其別的部分的直徑。
通過使加壓氣體室殼體對稱，在組裝時(shí)不必確定其取向，提高了制造便利性。其次，當(dāng)兩端直徑是縮小的時(shí)，可以與其他構(gòu)件的連接工序變得容易，特別是，適用電阻焊接連接的情況下提高了制造便利性。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成并充填以加壓氣體，而一加壓氣體充填孔形成在加壓氣體室殼體的側(cè)表面上，而此孔在充填加壓氣體之后由一銷柱予以封堵。
由于加壓氣體充填孔以此方式形成并由銷柱封堵，其他構(gòu)件可以連接于加壓氣體室殼體的兩端側(cè)。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，銷柱伸進(jìn)加壓氣體室殼體，而其伸出部具有的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流撞擊伸出部。通過采取這樣一種方案，可以使燃燒殘留物撞擊并粘附于銷柱，使得燃燒殘留物可以被捕集起來。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成并充填以加壓氣體；一氣體發(fā)生器，其中一外殼由氣體發(fā)生器殼體構(gòu)成并容放點(diǎn)火裝置和氣體生成劑；以及一擴(kuò)散部，其中，氣體發(fā)生器殼體連接于加壓氣體室殼體的一端而擴(kuò)散部連接于加壓氣體室殼體的另一端，以及加壓氣體室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉和加壓氣體室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，一在其側(cè)表面和端部表面二者中的至少之一上，特別是側(cè)表面上設(shè)置有氣體噴出孔的蓋帽從加壓氣體室一側(cè)罩住第一可破裂板片。通過設(shè)置這樣一個(gè)蓋帽，加強(qiáng)了對于燃燒殘留物的捕集效果。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，氣體發(fā)生器殼體和氣體加壓氣體室殼體，以及擴(kuò)散部和加壓氣體室殼體通過電阻焊接連接。
可取地是，在本發(fā)明(III-1)等之中，加壓氣體室殼體、氣體發(fā)生器殼體和擴(kuò)散部的外徑彼此相等或近似。
在本發(fā)明(III-15)中，充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成并充填以加壓氣體；一氣體發(fā)生器，其中一外殼由氣體發(fā)生器殼體構(gòu)成并容放點(diǎn)火裝置和氣體生成劑，以及一擴(kuò)散部，其中，氣體發(fā)生器殼體連接于加壓氣體室殼體的一端，而擴(kuò)散部連接于加壓氣體室殼體的另一端，以及加壓氣體室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉和加壓氣體室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉，而加壓氣體室殼體、氣體發(fā)生器殼體和擴(kuò)散部的外徑彼此相等或近似。
這是一種其中氣囊用加壓氣體予以充氣的充氣器，加壓氣體被充填在具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼的加壓氣體室中，其中加壓氣體室殼體在軸向和徑向是對稱的，而其兩端的直徑是縮小的。
“兩端側(cè)的直徑是縮小的”指的是在加壓氣體室殼體的兩端處的直徑做得小于其別的部分的直徑。
通過使加壓氣體室殼體對稱，在組裝時(shí)不必確定取向，提高了制造便利性。其次，當(dāng)兩端直徑是縮小的，可以使與其他構(gòu)件的連接工序變得容易，特別是，適用電阻焊接連接的情況下提高了制造便利性。
可取地是，在本發(fā)明(III-15)中，一種充氣器采用通過燃燒氣體生成劑而獲得的燃燒氣體連同加壓氣體一起作為氣囊的充氣手段，其中充氣器具有一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成并充填以加壓氣體；一用于生成燃燒氣體的氣體發(fā)生器；以及一具有排氣孔的擴(kuò)散部，且加壓氣體室殼體在軸向徑向是對稱的，且其兩端側(cè)的直徑是縮小的。
可取地是，在上述發(fā)明中，氣體發(fā)生器的外殼由氣體發(fā)生器殼體構(gòu)成并容放點(diǎn)火裝置和氣體生成劑，氣體發(fā)生器殼體連接于加壓氣體室殼體的一端而擴(kuò)散部連接于加壓氣體室殼體的另一端，以及加壓氣體室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉和加壓氣體室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉。
在此發(fā)明中，在氣體發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣體在第一可破裂板片被破裂之后流入加壓氣體室，而這之后，燃燒氣體連同加壓氣體一起在第二可破裂板片被破裂之后從擴(kuò)散部的排氣孔被排出，從而為氣囊充氣。
可取地是，在上述本發(fā)明中，氣體發(fā)生器殼體與加壓氣體室殼體組以及擴(kuò)散部與加壓氣體室殼體組中的一或兩組通過電阻焊接連接。
可取地是，在本發(fā)明(III-15)中，充氣器基本上只利用加壓氣體作為氣囊的充氣手段，以及充氣器包括一加壓氣體室，其中一外殼由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成并充填以加壓氣體；以及一擴(kuò)散部，其連接于壓氣體室殼并具有排氣孔，封閉在加壓氣體室與擴(kuò)散部之間的一可破裂板片，以及容放在擴(kuò)散部之內(nèi)作為可破裂板片的致破裂裝置的點(diǎn)火器。
加壓氣體室殼體在軸向和徑向是對稱的，而其兩端的直徑是縮小的。
在此發(fā)明中，可破裂板片因點(diǎn)火器(一種配有點(diǎn)火藥的電點(diǎn)火器)的啟動(dòng)而被破裂，而加壓氣體從擴(kuò)散部的排氣孔被排出，從而為氣囊充氣。通過啟動(dòng)點(diǎn)火器產(chǎn)生的點(diǎn)火藥的燃燒氣體只有少許量，但這種少許量的燃燒氣體本身基本上不參與氣囊的充氣，使得氣囊的充氣手段基本上只是加壓氣體。
可取地是，在上述發(fā)明中，設(shè)置有連接于擴(kuò)散部的排氣孔的圓筒形排氣口板材，此排氣口板材安裝成重合于加壓氣體室殼體的軸向，而從排氣孔排出的加壓氣體穿過排氣口板材并從設(shè)置在排氣口板材上的孔口排出以便為氣囊充氣。
通過設(shè)置這樣一個(gè)排氣口板材，加壓氣體室殼體的軸向與加壓氣體的排放方向彼此重合，而加壓氣體室殼體的軸向與氣囊的充氣方向彼此重合，使得氣囊的安裝更為容易。
可取地是，在上述發(fā)明中，擴(kuò)散部和加壓氣體室殼體通過電阻焊接連接。
另外，本發(fā)明(III-22)提供一種氣囊系統(tǒng)，包括具有一沖擊傳感器和一控制單元的啟動(dòng)信號輸出裝置；以及其中容放上述各種充氣器和氣囊的模塊殼體。
本發(fā)明(III-22)是一種其中氣囊通過利用加壓氣體予以充氣的充氣器，加壓氣體填充在具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼的加壓氣體室，加壓氣體室殼體關(guān)于軸向和徑向是對稱的，且其兩端的直徑是縮小的，只是加壓氣體基本上用作氣囊的充氣手段，其中充氣器包括一具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼的加壓氣體室，以及充填在加壓氣體室之內(nèi)的加壓氣體；連接于加壓氣體室并具有排氣孔的擴(kuò)散部；封閉在加壓氣體室與擴(kuò)散部之間的可破裂板片；以及容放在擴(kuò)散部之內(nèi)作為可破裂板片的致破裂裝置的點(diǎn)火器，加壓氣體室殼體在軸向和徑向是對稱的，且其兩端的直徑是縮小的。
設(shè)置有一圓筒形排氣口板材，連接于擴(kuò)散部的排氣孔，此排氣口板材安裝成重合于加壓氣體室殼體的軸向，而從排氣孔排出的加壓氣體穿過排氣口板材并從設(shè)置在排氣口板材上的孔口排出以為氣囊充氣，以及擴(kuò)散部和加壓氣體室殼體通過電阻焊接連接。
可取地是，用于此發(fā)明之中的氣體生成劑是非疊氮化物氣體生成劑，而氣體生成劑可以結(jié)合加壓氣體的組成如下地確定。
作為氣體生成劑，比如，包含燃料和氧化劑，或者燃料、氧化劑和渣形成劑，需要時(shí)混以結(jié)合劑，并制成所需的形狀。如果采用這樣一種氣體生成劑，通過燃燒此生成劑而生成的氣體可以連同加壓介質(zhì)一起用于使氣囊充氣和展開。尤其是，當(dāng)采用包含渣形成劑的氣體生成劑時(shí)，殘?jiān)菀仔纬?，使得可以大大地減少從充氣器排出的霧狀燃燒殘留物的量。不過，在使用少量氣體生成劑填裝量和生成的殘留物的量較小的情況下，不必需使用渣形成劑。
燃料的實(shí)例可以是選自三嗪衍生物、四唑衍生物、三唑衍生物、胍衍生物、偶氮二酰胺衍生物和肼衍生物中的一種或至少兩種。
作為三嗪衍生物，其可以是是選自下列的一種或至少兩種三嗪(1，2，3-三嗪；1，2，4-三嗪；1，3，5-三嗪)、蜜胺、三肼基三嗪、三羥甲基蜜胺、烷基化羥甲基蜜胺、諸如氰尿二酰胺、氰尿酰胺、氰尿酸或氰尿酸酯等氰尿酸衍生物、蜜白胺、蜜勒胺、蜜胺的硝酸鹽、蜜胺的高氯酸鹽以及諸如二硝基蜜胺等硝基蜜胺化合物。
四唑衍生物、三唑衍生物、偶氮二酰胺衍生物和肼衍生物的實(shí)例可以是選自下列中的一種或至少兩種5-氧代-1，2，4-三唑、四唑、5-氨基四唑、5，5′-雙-1H-四唑、縮二脲、偶氮二酰胺、碳酰肼、碳酰肼硝酸鹽絡(luò)合物、草酸二酰肼和硝酸酰肼絡(luò)合物胍衍生物的實(shí)例可以是選自下列中的一種或至少兩種硝基胍(NQ)、硝酸胍(GN)、碳酸胍、氨基硝基胍、硝酸氨基胍、碳酸氨基胍、硝酸二氨基胍、碳酸二氨基胍、硝酸三氨基胍等。
作為氧化劑，優(yōu)選使用選自硝酸鍶、硝酸鉀、硝酸銨、高氯酸鉀、氧化銅、氧化鐵、堿式硝酸銅中的一種或至少兩種。
作為渣形成劑，優(yōu)選使用選自下列中的一種或至少兩種酸性粘土、滑石、膨潤土、硅藻土、高嶺土、硅石、礬土、硅酸鈉、氮化硅、碳化硅、水滑石以及它們的混合物。
作為結(jié)合劑，優(yōu)選使用選自羧甲基纖維素的鈉鹽、羥乙基纖維素、淀粉、聚乙烯醇、瓜爾膠、微晶纖維素、聚丙烯酰胺和硬脂酸鈣中的一種或至少兩種。
用在本發(fā)明之中的氣體生成劑可以包含以質(zhì)量計(jì)20至60％的硝基胍作為燃料和以質(zhì)量計(jì)80至40％的氧化劑，而可取地是，以質(zhì)量計(jì)30至40％的硝基胍作為燃料和以質(zhì)量計(jì)70至60％的硝酸鍶作為氧化劑。此外，結(jié)合劑(羧甲基纖維素鈉或類似物)和渣形成劑(酸性粘土或類似物)可以另外混加于燃料和氧化劑。在此情況下，可取地是，燃料是以質(zhì)量計(jì)20至60％，氧化劑是以質(zhì)量計(jì)40至65％，結(jié)合劑是以質(zhì)量計(jì)3至12％(可取地是以質(zhì)量計(jì)4至12％)，以及渣形成劑是以質(zhì)量計(jì)1至20％(可取地是以質(zhì)量計(jì)3至7％)。
按照本發(fā)明的充氣器，充氣器可以是緊湊輕便的而又確保加壓氣體的充填量近似地等于傳統(tǒng)充氣器中的。另外在此情況下，充氣器的內(nèi)部壓力可以在啟動(dòng)時(shí)適當(dāng)?shù)赜枰钥刂?，使得氣囊的充氣性能得以保持在最佳狀態(tài)下。


圖1是一充氣器的軸向剖視圖；圖2是一充氣器的軸向剖視圖；圖3是一充氣器的軸向剖視圖；圖4是一充氣器的軸向剖視圖；圖5是用于充氣器中的一蓋帽的透視圖和平面視圖；圖6是用于充氣器中的一蓋帽的透視圖；圖7是一充氣器的軸向剖視圖；圖8是一充氣器的軸向剖視圖；圖9是一充氣器的軸向剖視圖；圖10是一充氣器的軸向剖視圖；圖11是一充氣器的軸向剖視圖；圖12是一充氣器的軸向剖視圖；圖13是一充氣器的軸向剖視圖；圖14是一充氣器的軸向剖視圖；圖15是一充氣器的軸向剖視圖；圖16是一充氣器的軸向剖視圖；圖17是一充氣器的軸向剖視圖；圖18是一充氣器的軸向剖視圖；圖19是一充氣器的軸向剖視圖；圖20是一充氣器的軸向剖視圖；圖21是一充氣器的軸向剖視圖；圖22是在實(shí)例1中進(jìn)行的在一60升罐燃燒試驗(yàn)中獲得的罐曲線。
具體實(shí)施例方式
下面解釋附圖中的附圖標(biāo)記10 充氣器20 加壓介質(zhì)室或加壓氣體室22 加壓介質(zhì)室殼體或加壓氣體室殼體30 氣體發(fā)生器32 氣體發(fā)生器殼體35 彎折部；34 點(diǎn)火器；36 氣體生成劑；40 第一可破裂板片；42 氣體噴出孔；44 蓋帽；48 彎折部；50 擴(kuò)散部；51 封閉端表面；52 排氣孔；58 第二可破裂板片本發(fā)明的實(shí)施例[I]實(shí)施例1一項(xiàng)實(shí)施例將參照圖1予以說明。圖1是一充氣器在其軸向上的剖視圖。
充氣器10包括一加壓介質(zhì)室20、一氣體發(fā)生器30和一擴(kuò)散部50。
加壓介質(zhì)室20具有一外殼，由圓筒形加壓介質(zhì)室殼體22構(gòu)成并充填包括氬和氦的混合物的加壓介質(zhì)。由于加壓介質(zhì)室殼體22在其軸向和徑向上做成對稱的，所以不必在裝配時(shí)調(diào)整在軸向和徑向上的取向。
加壓介質(zhì)的充填孔24制成在加壓介質(zhì)室殼體22的側(cè)表面上，且在充填加壓介質(zhì)之后用銷柱26封堵。銷柱26的遠(yuǎn)端部26a伸進(jìn)加壓介質(zhì)室20，而其伸出部具有這樣的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流撞擊該伸出部。通過調(diào)整銷柱26伸出部的長度，燃燒氣體可以撞擊銷柱26以使燃燒殘留物粘附于銷柱26。在圖1中，銷柱26可以伸展到直至其遠(yuǎn)端部貼靠對面的壁表面22a為止。
氣體發(fā)生器30包括容放在氣體發(fā)生器殼體32之中的點(diǎn)火裝置(一種電點(diǎn)火器)34氣體生成劑36，且它連接于加壓介質(zhì)室20的一端。氣體發(fā)生器殼體32和加壓介質(zhì)室殼體22通過電阻焊接在連接部49處連接。當(dāng)充氣器10被組裝在氣囊系統(tǒng)之中時(shí)，點(diǎn)火裝置34經(jīng)由一連接器和導(dǎo)線連接于外部電源。
氣體生成劑36可以包括比如以質(zhì)量計(jì)34％的硝基胍作為燃料，以質(zhì)量計(jì)56％的硝酸鍶作為氧化劑，和以質(zhì)量計(jì)10％的羧甲基纖維素鈉作為結(jié)合劑(氣體排放溫度700至1630℃)。當(dāng)以上組成的氣體生成劑636燃燒時(shí)生成的燃燒殘留物是氧化鍶(熔點(diǎn)2430℃)。為此原因，燃燒殘留物被固化為塊狀(渣狀)的而不是熔化狀態(tài)。
加壓介質(zhì)室20與氣體發(fā)生器30之間的第一連通孔38由第一可破裂板片40予以封閉，后者由于加壓介質(zhì)的壓力而變?yōu)橥霠钚螤?，而氣體發(fā)生器30的內(nèi)部保持在常壓下。第一可破裂板片40用電阻焊接方法在外圍邊緣部40a處焊于氣體發(fā)生器殼體32。
具有氣體噴出孔42的蓋帽44從加壓介質(zhì)室20一側(cè)罩蓋住第一可破裂板片40。蓋帽44裝設(shè)用來罩住第一可破裂板片40，使得由于氣體生成劑36的燃燒而生成的燃燒氣體總是經(jīng)由蓋帽44從氣體噴出孔42噴出。
蓋帽44具有通過向外彎折孔口外圍邊緣部形成的凸緣部46并且通過在凸緣部46處使氣體發(fā)生器殼體32的一部分(彎折部)48彎折而得以固定。
具有排氣孔52用于排放加壓介質(zhì)和燃燒氣體的擴(kuò)散部50連接于加壓介質(zhì)室20的另一端側(cè)，且擴(kuò)散部50和加壓介質(zhì)室殼體22用電阻焊接方法在連接部54處彼此焊接。如果需要的話，由金屬絲網(wǎng)制成的過濾器可以設(shè)置在擴(kuò)散部50之內(nèi)以便捕集燃燒殘留物。
加壓介質(zhì)室20與擴(kuò)散部50之間的第二連通孔56由第二可破裂板片58予以封閉，后者由于加壓介質(zhì)的壓力而變?yōu)橥霠钚螤睿鴶U(kuò)散部50的內(nèi)部保持在常壓下，第二可破裂板片58用電阻焊接方法在外邊緣部58a處焊接于擴(kuò)散部50。
下面，將說明在示于圖1的充氣器10配裝在安裝于汽車的氣囊系統(tǒng)的情況下的操作。
當(dāng)汽車因碰撞受到?jīng)_擊時(shí)，點(diǎn)火器34由啟動(dòng)信號輸出裝置予以啟動(dòng)和點(diǎn)燃以燃燒氣體生成劑36，從而生成高溫燃燒氣體。此時(shí)，由于氣體生成劑36的燃燒產(chǎn)生的燃燒殘留物的熔點(diǎn)高于氣體生成劑36產(chǎn)生的氣體的排放溫度，因此，燃燒殘留物幾乎不能熔化，保持在固態(tài)。
其后，第一可破裂板片40由于高溫燃燒氣體導(dǎo)致的氣體發(fā)生器30內(nèi)的壓力升高而被破裂，而包括燃燒殘留物的燃燒氣體流入蓋帽44以便從氣體噴出孔42噴出。此時(shí)，由于加壓介質(zhì)與加壓介質(zhì)室20中的燃燒氣體之間的溫度差別很大，燃燒氣體被迅速冷卻，使得高溫燃燒殘留物被冷卻和固化而燃燒殘留物還粘附于蓋帽44端部表面44a的內(nèi)壁表面上。還有，由于噴出的燃燒氣體撞擊加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁22a，燃燒殘留物粘附于內(nèi)壁表面且以難于被排出充氣器10。順便指出，部分其余的燃燒殘留物也粘附于銷柱26上。
這之后，由于第二可破裂板片58因加壓介質(zhì)室20內(nèi)的壓力升高而被破裂，加壓介質(zhì)和燃燒氣體經(jīng)由第二連通孔56從各排氣孔52被排放而向氣囊充氣。
在這樣一種操作進(jìn)程中，由于充氣器10呈現(xiàn)上述各種作用和效用(1)至(3)，排入氣囊的燃燒殘留物基本上被這些相互作用抑制住了。在一項(xiàng)實(shí)際的測定中，在其中未設(shè)置蓋帽44的圖1所示結(jié)構(gòu)的充氣器的情況下，排放到充氣器10外面的燃燒殘留物是700mg，但采用圖1所示結(jié)構(gòu)其可以降低到200mg。其次，一如圖2之中所示，通過在第二可破裂板片58一側(cè)設(shè)置蓋帽64，可以進(jìn)一步提高對燃燒殘留物的捕集性能。附圖標(biāo)記62表示氣體噴出孔，附圖標(biāo)記68表示凸緣部，而蓋帽64可以通過凸緣部68和彎折部59固定于擴(kuò)散部50。
實(shí)施例2另一實(shí)施例將參照圖3予以說明。圖3是一充氣器在其軸向上的剖視圖。示于圖3之中的充氣器100具有幾乎與示于圖1之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖3中，與圖1之中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。下面將說明與圖1在結(jié)構(gòu)上的差別和由于這種結(jié)構(gòu)差別造成的產(chǎn)生的有利效果方面的差別。
在示于圖3之中的充氣器100中，加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁面22a具有在圓周方向上連續(xù)或斷續(xù)形成的深度約為0.2mm的槽溝。以此，燃燒氣體中的燃燒殘留物被掛住和捕收在槽溝之內(nèi)，除了有益效果(1)至(3)以外，還可以呈現(xiàn)有益效果(4)。其次，一如圖2之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案。
實(shí)施例3另一實(shí)施例將參照圖4予以說明。圖4是一充氣器在其軸向上的剖視圖。示于圖4之中的充氣器200具有幾乎與示于圖1之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖4中，與圖1之中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。下面將說明與圖1在結(jié)構(gòu)上的差別和由于這種結(jié)構(gòu)差別產(chǎn)生的有益效果。
在示于圖4之中的充氣器200中，各氣體噴出孔42設(shè)置在蓋帽44的側(cè)表面上且開口做得把燃燒氣體噴向氣體發(fā)生器30。以此，從各氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體在其撞擊加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a之前撞擊彎折部48及其附近，并因此，呈現(xiàn)出除了有益效果(1)至3以外的有益效果(5)。順便指出，當(dāng)示于圖3之中的方案用于加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，還可以呈現(xiàn)有益效果(4)。另外，一如圖2之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案，而另一實(shí)施例的蓋帽44可以用來代替蓋帽64。
實(shí)施例4另一實(shí)施例將參照圖5至圖7予以說明。圖5是一實(shí)施例的蓋帽的透視圖和平面視圖。圖6是另一實(shí)施例的蓋帽的透視圖和平面視圖，而圖7是另一實(shí)施例的蓋帽的透視圖。示于圖5至圖7中的蓋帽44可以分別設(shè)置到示于圖1、圖3和圖4之中的充氣器10、100和200，而且，在示于圖2之中的充氣器中，蓋帽64可以具有示于圖5至圖7之中的形狀。
在示于圖5之中的蓋帽44中，各氣體噴出孔42設(shè)置在蓋帽44a的側(cè)表面上，而構(gòu)件(限制構(gòu)件)45用于在周向上限制出自各氣體噴出孔42的燃燒氣體的噴射方向。限制構(gòu)件45形成得在平面視圖上呈L字母形狀。順便指出，限制構(gòu)件45的取向可以是與圖5中的方向不同的方向。
由于設(shè)置了這種限制構(gòu)件45，從氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體在沿著蓋帽44的周向表面的方向上噴出而形成渦流，使得除了有益效果(1)至(3)以外，還可呈現(xiàn)有益效果(5)。順便指出，當(dāng)示于圖3之中的形狀可以用于加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，可以另外呈現(xiàn)有益效果(4)。
示于圖6之中的蓋帽44設(shè)置有平板狀的限制構(gòu)件45而非示于圖5之中的L字母狀的限制構(gòu)件45，而且可以獲得與圖5中的那些同樣的有益效果。
示于圖7之中的蓋帽在其端部表面44b上設(shè)置有氣體噴孔42，以及用于在周向上限制出自氣體噴出孔42的燃燒氣體的噴射方向的構(gòu)件(限制構(gòu)件)45。限制構(gòu)件45可以制成為與示于圖5或圖6之中的同樣的形狀。采用示于圖7之中的蓋帽44的充氣器可以獲得與圖5和圖6中的那些同樣的有益效果。
實(shí)施例5另一實(shí)施例將參照圖8予以說明。圖8是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖8之中的充氣器300具有幾乎與示于圖1之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖8中，與圖1中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。與圖1在結(jié)構(gòu)上的差別與由于結(jié)構(gòu)上的差別而產(chǎn)生的有益效果的差別將在下面予以說明。
在示于圖8之中的充氣器300中，裝接有圓筒形的阻擋構(gòu)件310。阻擋構(gòu)件310具有一與蓋帽44b的端部表面形成一體的封閉端，而另一端敞開，且它制成得側(cè)壁311與在蓋帽44a側(cè)表面上的氣體噴出孔42隔開某一距離地并面對設(shè)置。同樣，一如圖2之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案，而且進(jìn)一步，可以采用另一實(shí)施例的蓋帽44來代替蓋帽64。
采用這樣一種阻擋構(gòu)件310，從氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件側(cè)壁311的內(nèi)壁，而后，從孔口流出。借此，除了有益效果(1)至(3)以外，還可以呈現(xiàn)有益效果(6)。順便指出，當(dāng)示于圖3之中的方案用于加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，也可以表現(xiàn)在有益效果(4)。
實(shí)施例6另一實(shí)施例將參照圖9予以說明。圖9是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖9之中的充氣器400具有幾乎與示于圖1之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖9中，與圖1中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。與圖1在結(jié)構(gòu)上的差別以及由于在結(jié)構(gòu)上的差別而產(chǎn)生的有益效果上的差別將在下面予以說明。
在示于圖9之中的充氣器400中，裝接有圓盤狀阻擋構(gòu)件410。阻擋構(gòu)件410與蓋帽44b的端部表面形成一體并從蓋帽44b端部表面伸向加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a。同樣，一如圖2之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案，并且進(jìn)一步，可以采用另一實(shí)施例中的蓋帽44來代替蓋帽64。
采用這樣一種阻擋構(gòu)件410，從氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件410，而后，從加壓介質(zhì)室殼體20的內(nèi)壁表面22a與阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部411之間的間隙流出。借此，除了有益效果(1)至(3)以外，可以表現(xiàn)出有益效果(6)。順便指出，當(dāng)示于圖3之中的方案用于加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，也可以進(jìn)一步表現(xiàn)出有益效果(4)。
實(shí)施例7另一實(shí)施例將參照圖10予以說明。圖10是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖10之中的充氣器500具有幾乎與示于圖1之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖10中，與圖1之中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。與圖1在結(jié)構(gòu)上的差別以及由于結(jié)構(gòu)上的差別而產(chǎn)生的在有益效果上的差別將在下面予以說明。
在示于圖10之中的充氣器500中，裝接有圓盤狀阻擋構(gòu)件510。阻擋構(gòu)件510與蓋帽44b的端部表面形成一體，并從蓋帽44b端部表面伸向加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a，使得外圍邊緣部511貼靠在內(nèi)壁表面22a。氣體通行口512和具有與圖6中的那些具有類似形狀的限制裝置513設(shè)置在外圍邊緣部511上。同樣，一如圖2之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案，并且進(jìn)一步，可以采用另一實(shí)施例中的蓋帽44來代替蓋帽64。
采用這樣一種阻擋構(gòu)件510，從氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件510，而后，流過氣體通行口512和限制裝置513。借此，除了有益效果(1)至(3)以外，可以呈現(xiàn)有益效果(6)和(5)。順便指出，當(dāng)示于圖3之中的方案用于加壓介質(zhì)室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，可以另外呈現(xiàn)有益效果(4)。
本發(fā)明的充氣器可以用于各種充氣器，諸如用于司機(jī)一側(cè)的氣囊充氣器，用于挨著司機(jī)的乘客一側(cè)的氣囊充氣器，用于側(cè)面碰撞的氣囊充氣器、用于幕簾式氣囊的充氣器，用于膝墊的充氣器，用于可充氣安全帶的充氣器，用于管系的充氣器，用于預(yù)張緊器的充氣器等。
本發(fā)明的實(shí)施例(II)(1).實(shí)施例1一項(xiàng)實(shí)施例將參照圖11予以說明。圖11是一充氣器的軸向剖視圖。
充氣器600包括一加壓氣體室620、一氣體發(fā)生器630和擴(kuò)散部650。
加壓氣體室620具有一外殼，由圓筒形加壓氣體室殼體622構(gòu)成并充填有包括氬和氦的混合物的加壓氣體。由于加壓氣體室殼體622在其軸向和徑向上做得是對稱的，所以不必在組裝時(shí)調(diào)整在軸向和徑向上的取向。
加壓氣體的充填孔624制成在加壓氣體室殼體622的側(cè)表面，并在充填加壓介質(zhì)之后由銷柱626予以封堵。銷柱626的遠(yuǎn)端部626a伸進(jìn)加壓氣體室620，而其伸出部具有的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流撞擊該伸出部。通過調(diào)整銷柱626伸出部的長度，燃燒氣體可以撞擊銷柱626以使燃燒殘留物粘附于銷柱626上。在圖11中，銷柱626可以伸展到直至其遠(yuǎn)端部626a貼靠對面的壁部表面622a為止。
氣體發(fā)生器630具有容放在氣體發(fā)生器殼體632中的點(diǎn)火裝置(電點(diǎn)火器)634和容放氣體生成劑636的氣體發(fā)生室635，并連接于加壓氣體室620的一端。擋板639設(shè)置在氣體發(fā)生室635里面。
氣體發(fā)生器殼體632和加壓氣體室殼體622通過電阻焊接在連接部649處連接。當(dāng)充氣器600被組裝在氣囊系統(tǒng)之中時(shí)，點(diǎn)火裝置634經(jīng)由連接器和導(dǎo)線連接于外部電源。
氣體生成劑636可以包括比如以質(zhì)量計(jì)34％的硝基胍作為燃料，以質(zhì)量計(jì)56％的硝酸鍶作為氧化劑和以質(zhì)量計(jì)10％的羧甲基纖維素鈉作為結(jié)合劑(氣體排放溫度700至1630℃)。當(dāng)以上組成的氣體生成劑636燃燒時(shí)生成的燃燒殘留物是氧化鍶(熔點(diǎn)2430℃)。為此原因，燃燒殘留物被固化為塊狀(渣狀)的而不是熔化狀態(tài)。
加壓氣體室620與氣體發(fā)生器630之間的第一連通孔638由第一可破裂板片640予以封閉，而氣體發(fā)生器的內(nèi)部保持在常壓下。第一可破裂板片640用電阻焊接方法在外圍邊緣部處焊接于氣體發(fā)生器殼體632。
具有用于排放加壓氣體和燃燒氣體的排氣口652的擴(kuò)散部650連接于加壓氣體室620的另一端側(cè)，而擴(kuò)散部650和加壓氣體室殼體622用電阻焊接在連接部654處彼此焊接。擴(kuò)散部650和氣體發(fā)生室殼體622連接成使得它們的中心軸線彼此重合。
擴(kuò)散部650是帽狀的，具有氣體穿之而過的多個(gè)排氣口652，其中封閉端表面651與最接近于封閉端表面651的排氣口之間的距離L和可破裂板片658(焊接的外圍邊緣部除外)的直徑D滿足以下公式L≥D/2。
距離L可取地是3至8mm，更為可取地是4至8mm，而特別可取地是5至8mm。多個(gè)排氣口652的直徑可取地是0.5至2mm，而更為可取地是0.5至1.2mm。多個(gè)排氣口652的總孔口面積可取地是20至1000mm2，而更為可取地是100至500mm2。
在加壓氣體室620與擴(kuò)散部650之間的第二連通孔656由第二可破裂板片658予以封閉，而擴(kuò)散部650的內(nèi)部保持在常壓下。第二可破裂板片658用電阻焊接方法在其外圍邊緣部處焊接于擴(kuò)散部650。
下面，將說明在示于圖11的充氣器600配裝于安裝于汽車的氣囊系統(tǒng)的情況下的操作。
當(dāng)汽車因碰撞而受到?jīng)_擊時(shí)，點(diǎn)火器634由啟動(dòng)信號輸出裝置予以啟動(dòng)和點(diǎn)燃以燃燒氣體生成劑636，從而生成高溫燃燒氣體。此時(shí)，由于因氣體生成劑636的燃燒而生成的燃燒殘留物的熔點(diǎn)大于氣體生成劑636生成的氣體的排放溫度，所以燃燒殘留物幾乎不能熔化而保持固態(tài)。
這之后，第一可破裂板片640因氣體發(fā)生器630內(nèi)由于高溫燃燒氣體造成的壓力升高而被破裂，而包含燃燒殘留物的燃燒氣體流進(jìn)加壓氣體室620。
此時(shí)，由于加壓氣體室620之中的加壓氣體與燃燒氣體之間的溫度差很大，所以燃燒氣體被迅速冷卻，使得高溫燃燒殘留物被冷卻和固化。而且，由于燃燒氣體還撞擊加壓氣體室殼體622的內(nèi)壁622a，所以燃燒殘留物粘附于其內(nèi)壁表面并可以幾乎不被排出充氣器600。順便指出，部分余留的燃燒殘留物也會(huì)粘附于銷柱626上。
這之后，由于第二可破裂板片658由于加壓氣體室620內(nèi)的壓力升高而被破裂，加壓氣體和燃燒氣體都經(jīng)由第二連通孔656從排氣孔652被排放出以向氣囊充氣。
此時(shí)，由于燃燒氣體和加壓氣體在它們一旦撞擊擴(kuò)散部650的封閉端部表面651以改變它們的流向之后從排氣口652流出，所以異物可以容易地保留在從封閉端部表面651到最接近它的排氣孔652的一個(gè)凹穴部之內(nèi)。而且，由于以上作用通過將凹穴部的深度(L)設(shè)定為異物物質(zhì)的最大長度(D/2)或更大，所以異物物質(zhì)更加容易留存。由于氣體以此方式經(jīng)由擴(kuò)散部650被排放，異物物質(zhì)被去除。
在這樣一種操作進(jìn)程中，由于充氣器600呈現(xiàn)上述的有益效果(IIa)至(IIc)、(1)至(3)，排入氣囊的可破裂板片的破裂碎片或燃燒殘留物的量依靠這些相互作用而基本上被抑制。
(2)實(shí)施例2一項(xiàng)實(shí)施例將參照圖12予以說明。圖12是一充氣器的軸向剖視圖。由于示于圖12和圖11之中的充氣器僅只在擴(kuò)散部部分結(jié)構(gòu)方面彼此不同，同樣的零部件附有同樣的附圖標(biāo)記而其說明將予以略去。
示于圖12之中的充氣器700在擴(kuò)散部650的遠(yuǎn)端處設(shè)置有在把充氣器安裝于模塊殼體時(shí)使用的柱螺栓660。
示于圖12之中的充氣器700按照與示于圖11之中的充氣器600同樣的作用排放氣體并進(jìn)行同樣的操作。
(3)實(shí)施例3一項(xiàng)實(shí)施例將參照圖13予以說明。圖13是一充氣器在其軸向上的剖視圖。
充氣器10包括一加壓氣體室20、一氣體發(fā)生器30和一擴(kuò)散部50。
加壓氣體室20具有由圓筒形加壓氣體室殼體22構(gòu)成的外殼并充填以包括氬和氦的混合物的加壓氣體。由于加壓氣體室殼體22在其軸向和徑向上做成對稱的，所以不必在組裝時(shí)調(diào)整軸向和徑向上的取向。
加壓氣體的充氣孔24制成在加壓氣體室殼體22的側(cè)表面上，并且在充入加壓氣體之后由銷柱26予以封堵。銷柱26的遠(yuǎn)端部26a伸進(jìn)加壓氣體室20，而其伸出部具有的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流可撞擊該伸出部。通過調(diào)整銷柱26伸出部的長度，燃燒氣體可撞擊銷柱26以使燃燒殘留物粘附于銷柱26上。在圖13中，銷柱26可以伸展到直至其遠(yuǎn)端部26a貼靠對面的壁表面22a為止。
氣體發(fā)生器30包括點(diǎn)火裝置(電點(diǎn)火器)34和容放在氣體發(fā)生器殼體32之內(nèi)的氣體生成劑36，而且其連接于加壓介質(zhì)室20的一端。氣體發(fā)生器殼體32和加壓氣體室殼體22通過電阻焊接在連接部49處連接起來。當(dāng)充氣器10被組裝在氣囊系統(tǒng)中時(shí)，點(diǎn)火裝置34經(jīng)由連接器和導(dǎo)線連接于外部電源。
氣體生成劑36可以包括比如以質(zhì)量計(jì)34％的硝基胍作為燃料、以質(zhì)量計(jì)56％的硝酸鍶作為氧化劑，以及以質(zhì)量計(jì)10％的羧甲基纖維素鈉作為結(jié)合劑(氣體排放溫度700至1630℃)。當(dāng)以上組成的氣體生成劑36燃燒時(shí)生成的燃燒殘留物是氧化鍶(熔點(diǎn)2430℃)。為此原因，燃燒殘留物被固化為塊狀(渣狀)的而不是熔化狀態(tài)。
在加壓氣體室20與氣體發(fā)生器30之間的第一連通孔38由碗狀形狀的第一可破裂板片40予以封閉，而氣體發(fā)生器30的內(nèi)部保持在常壓下。第一可破裂板片40用電阻焊接在外圍邊緣部40a處焊接于氣體發(fā)生器殼體32。
具有氣體噴出孔42的蓋帽44從加壓氣體室20一側(cè)罩住第一可破裂板片40。蓋帽44裝設(shè)用來罩住第一可破裂板片40，使得由于氣體生成劑36燃燒而生成的燃燒氣體總是經(jīng)由蓋帽44從氣體噴出孔42噴出。
蓋帽44的封閉端表面44b與最接近封閉端表面44b的氣體噴出孔42之間的距離L1和可破裂板片40(焊接的外圍邊緣部除外)的直徑D1滿足以下公式L1≥D1/2。
距離L1可取地是3至8mm，更為可取地是4至8mm，而特別可取地是5至8mm。許多氣體噴出孔42的直徑可取地是0.5至2mm，而更為可取地是0.5至1.2mm。多個(gè)氣體噴出孔42的總孔口面積可取地是20至1000mm2，而更為可取地是100至500mm2。
蓋帽44具有通過向外彎折孔口的外圍邊緣部制成的凸緣部46，并且其通過在凸緣部46處彎折氣體發(fā)生器殼體32的一部分(彎折部)48而得以固定。
具有用于排放加壓氣體和燃燒氣體的排氣孔52的擴(kuò)散部50連接于加壓氣體室20的另一端側(cè)，而擴(kuò)散部50和加壓氣體室殼體22用電阻焊接方法在連接部54處彼此焊接。
擴(kuò)散部50是帽狀的，具有氣體穿之而過的多個(gè)排氣口52，其中封閉端表面51與最接近于封閉端表面51的排氣口之間的距離L2和可破裂板片58(焊接的外圍邊緣部除外)58的直徑D2滿足以下公式L2≥D2/2。
距離L2可取地是3至8mm，更為可取地是4至8mm，而特別可取地是5至8mm。多個(gè)排氣口52的直徑可取地是0.5至2mm，更為可取地是0.5至1.2mm。多個(gè)排氣口52的總孔口面積可取地是20至1000mm2，而更為可取地是100至500mm2。
在加壓氣體室20與擴(kuò)散部50之間的第二連通孔56由第二可破裂板片58予以封閉，而擴(kuò)散部50的內(nèi)部保持在常壓下。第二可破裂板片58用電阻焊接方法在周邊外緣部58a處焊于擴(kuò)散部50。
下面，將說明在示于圖13中的充氣器10配裝于安裝于汽車的氣囊系統(tǒng)的情況下的操作。
當(dāng)汽車由于碰撞而受到?jīng)_擊時(shí)，點(diǎn)火器34由啟動(dòng)信號輸出裝置予以啟動(dòng)和引燃以燃燒氣體生成劑36，從而生成高溫燃燒氣體。此時(shí)，由于因氣體生成劑36燃燒而生成的燃燒殘留物的熔點(diǎn)高于氣體生成劑36生成的氣體的排放溫度，所以燃燒殘留物幾乎不能熔化而保持固態(tài)。
這以后，第一可破裂板片40因高壓燃燒氣體造成的氣體發(fā)生器30內(nèi)的壓力升高而被破裂，而包含燃燒殘留物的燃燒氣體流進(jìn)蓋帽44以從氣體噴出孔42噴射出去。
此時(shí)，加壓氣體在它撞擊蓋帽44的封閉端表面44b以改變其流向之后從各氣體噴出孔42流出，使得異物可以容易地留存在從封閉端表面44b到最接近于封閉端表面44b的氣體噴出孔42的凹穴部處。而且，由于上述作用通過把凹穴部的深度(L1)設(shè)定為異物的最大長度(D1/2)或更大而得到加強(qiáng)，所以異物物質(zhì)可以更為容易地留存在凹穴之中。一如上述，氣體從蓋帽44排出以除去異物物質(zhì)。
其次，由于加壓氣體室20之中的加壓氣體與燃燒氣體之間的溫度差別很大，所以燃燒氣體迅速冷卻，使得高溫燃燒殘留物被冷卻和固化而燃燒殘留物也粘附于蓋帽44的封閉端表面44b。其次，噴出的燃燒氣體撞擊加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁22a，使得燃燒殘留物粘附于內(nèi)壁表面而其幾乎不可能被排出充氣器10。順便說一下，一部分余留的燃燒殘留物也能粘附于銷柱26上。
這之后，第二可破裂板片58因加壓氣體室20之內(nèi)的壓力升高而被破裂，并因此，加壓氣體和燃燒氣體經(jīng)由第二連通孔56從各排氣孔52排出以使氣囊充氣。此時(shí)，由于即使在擴(kuò)散部50之中也滿足關(guān)系L2≥D2/2，所以類似于蓋帽44的作用得以進(jìn)行。
在這樣一種作用進(jìn)程中，充氣器10呈現(xiàn)上述有益效果(IIa)至(IIc)、(1)至(3)，排放到氣囊中的可破裂板片的碎片或燃燒殘留物的量大大地受到抑制。在實(shí)際測定中，當(dāng)蓋帽44未設(shè)置成示于圖13之中的結(jié)構(gòu)時(shí)和在擴(kuò)散部50中關(guān)系L2≥D2/2未滿足時(shí)，排出充氣器10之外的燃燒殘留物是700mg。不過，通過采用示于圖13之中的結(jié)構(gòu)其減至200mg。
(4)實(shí)施例4一項(xiàng)實(shí)施例將參照圖14予以說明。圖14是一充氣器的軸向剖視圖。由于示于圖13和圖14之中的充氣器除了示于圖14之中的充氣器另外配有罩住第二可破裂板片的蓋帽之外具有同樣的結(jié)構(gòu)，從而同樣的零件附有同樣的附圖標(biāo)記而其說明將予以略去。
具有氣體流出孔62的蓋帽64從加壓氣體室20一側(cè)罩住第二可破裂板片58。蓋帽64裝設(shè)用來罩住第二可破裂板片58，使得因燃燒氣體生成劑36而生成的燃燒氣體總是通過蓋帽64而從氣體流出孔62流進(jìn)擴(kuò)散部50。附圖標(biāo)記62表示氣體流出孔，附圖標(biāo)記68表示凸緣部，而蓋帽64通過凸緣部68和彎折部59固定于擴(kuò)散部50，許多氣體流出孔62的直徑和總孔口面積可以做得等于氣體噴出孔42的。
在示于圖14之中的充氣器10中，蓋帽44和擴(kuò)散部50象示于圖13中的充氣器10那樣滿足關(guān)系L1≥D1/2和關(guān)系L2≥D2/2，并另外設(shè)置蓋帽64，使得有益效果(IIa)至(IIc)進(jìn)一步得到加強(qiáng)。
(5)實(shí)施例5另一實(shí)施例將參照圖15予以說明。圖15是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖15之中的充氣器100幾乎具有與示于圖13之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且與圖13中的同樣的附圖標(biāo)記在圖15中表示同樣的零部件。與圖13的結(jié)構(gòu)方面的差別以及由于結(jié)構(gòu)上的差別而產(chǎn)生的有益效果將在下面予以說明。
在示于圖15的充氣器100中，加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a具有連續(xù)或斷續(xù)地在圓周方向上形成的深度約為0.2mm的槽溝。為此原因，燃燒氣體中的燃燒殘留物被捕捉在槽溝之中。并因此，除了有益效果(1)至(3)之外還呈現(xiàn)出有益效果(4)。此外，如圖14所示，可以采用其中設(shè)置有蓋帽64的方案。
其次，蓋帽44和擴(kuò)散部50像示于圖13之中的充氣器那樣滿足關(guān)系L1≥D1/2和關(guān)系L2≥D2/2，可以獲得有益效果(IIa)至(IIc)。
(6)實(shí)施例6另一實(shí)施例將參照圖16予以說明。圖16是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖16之中的充氣器200幾乎具有與示于圖13之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖16中，與圖13之中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。與圖13結(jié)構(gòu)上的不同和由于結(jié)構(gòu)上的不同而產(chǎn)生的有益效果將在下面予以說明。
在示于圖16之中的充氣器200中，氣體噴出孔42設(shè)置在蓋帽44的側(cè)表面上且開口形成設(shè)得朝向氣體發(fā)生器30噴出燃燒氣體。為此原因，從各氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體在其撞擊加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a之前撞擊彎折部48及其附近，并因此，除了有益效果(1)至(3)之外，還可以呈現(xiàn)有益效果(5)。順便指出，當(dāng)示于圖15之中的方案用于加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，可以進(jìn)一步呈現(xiàn)有益效果(4)。同樣，如圖14之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案，而另一實(shí)施例的蓋帽44可以用來代替蓋帽64。
其次，由于蓋帽44和擴(kuò)散部50像示于圖13之中的充氣器10那樣滿足關(guān)系L1≥D1/2和關(guān)系L2≥D2/2，可以獲得有益效果(IIa)至(IIc)。
(7)實(shí)施例7另一實(shí)施例將參照圖5至圖7予以說明。圖5是一項(xiàng)實(shí)施例的蓋帽的透視圖和平面視圖，圖6是另一實(shí)施例的蓋帽的透視圖和平面視圖，而圖7是另一實(shí)施例的蓋帽的透視圖。示于圖5至圖7之中的蓋帽可以分別設(shè)置到示于圖11至圖16之中的充氣器600、700、10、100和200。
在示于圖5之中的蓋帽44中，氣體噴出孔42設(shè)置在蓋帽44a的側(cè)表面上，而構(gòu)件(限制構(gòu)件)45用于沿周向限制出自氣體噴出孔42的燃燒氣體噴出方向。限制構(gòu)件45形成為在平面視圖上呈L字母形狀。順便指出，限制構(gòu)件45的取向可以是不同于圖5之中的方向。
由于設(shè)置了這種限制構(gòu)件45，從氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體在沿著蓋帽44的圓周表面的方向噴出而形成渦流，使得除了有益效果(1)至(3)之外還可以呈現(xiàn)有益效果(5)。順便指出，當(dāng)示于圖15之中的形狀可以用于加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，可以進(jìn)一步呈現(xiàn)有益效果(4)。
示于圖6之中的蓋帽44配有平板形狀的限制構(gòu)件45以替代示于圖5之中的L字母形狀的限制構(gòu)件45，并可以獲得與圖5之中的那些同樣的有益效果。
示于圖7之中的蓋帽44在其端部表面44b上設(shè)有氣體噴出孔42，以及用于沿周向限制出自氣體噴出孔42的燃燒氣體的噴出方向的構(gòu)件(限制構(gòu)件)45。限制構(gòu)件45可以形成為與示于圖5或圖6之中的同樣的形狀。采用示于圖7之中的蓋帽44可以獲得與圖5和圖中的那些同樣的有益效果。
通過調(diào)整示于圖5和圖6之中的蓋帽44以滿足關(guān)系L1≥D1/2，像示于圖13之中的充氣器那樣可以獲得有益效果(IIa)和(IIc)。特別是，當(dāng)采用示于圖5和圖6之中的蓋帽44時(shí)，破裂的第一可破裂板片40的碎片由于限制構(gòu)件的作用而幾乎不能通過氣體噴出孔42被排出，并因此進(jìn)一步改善了捕捉效果。
(8)實(shí)施例8另一實(shí)施例將參照圖17予以說明。圖17是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖17之中的充氣器300幾乎具有與示于圖13之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖17中，與圖13之中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。與圖13結(jié)構(gòu)上的不同和由于結(jié)構(gòu)上的不同產(chǎn)生的有益效果上的不同將在下面予以說明。
在示于圖17之中的充氣器300中，裝設(shè)有圓筒形阻擋構(gòu)件310。阻擋構(gòu)件310具有與蓋帽端部表面44b形成一體的封閉端和另一敞開端，且其形成得使得側(cè)面壁板311與在蓋帽44a的側(cè)表面上的氣體噴出孔42隔開某一距離地面對設(shè)置。同樣，如圖14之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案，而且進(jìn)一步，可以采用另一實(shí)施例的蓋帽44以代替蓋帽64。
由于蓋帽44和擴(kuò)散部50像示于圖13之中的充氣器10那樣滿足關(guān)系L1≥D1/2和關(guān)系L2≥D2/2，可以獲得有益效果(IIa)至(IIc)。
其次，由于阻擋構(gòu)件310設(shè)置于蓋帽44，從各氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件側(cè)面壁板311的內(nèi)壁，而后，其從孔口流走。因此，除了有益效果(1)至(3)之外還可以呈現(xiàn)有益效果(6)。順便指出，當(dāng)示于圖15之中的方案用于加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，也可以呈現(xiàn)有益效果(4)。
(9)實(shí)施例9另一實(shí)施例將參照圖18予以說明。圖18是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖18之中的充氣器400幾乎具有與示于圖13之中的充氣器10同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖18中，與圖13之中的那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。與圖13在結(jié)構(gòu)上的不同和由于結(jié)構(gòu)上的不同產(chǎn)生的有益效果上的不同將在下面予以說明。
在示于圖18之中的充氣器400中，裝設(shè)有圓盤狀阻擋構(gòu)件410。阻擋構(gòu)件410與蓋帽44b的端部表面形成一體且其從蓋帽44b的端部表面向加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a伸展。同樣，如圖14之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋帽64的方案，而且進(jìn)一步，可以采用另一實(shí)施例的蓋帽44來代替蓋帽64。
由于蓋帽44和擴(kuò)散部50像示于圖13之中的充氣器10那樣滿足關(guān)系L1≥D1/2和關(guān)系L2≥D2/2，可以獲得有益效果(IIa)至(IIc)。
其次，由于裝接于蓋帽44的阻擋構(gòu)件410，從各氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件410，而后，其從加壓氣體室殼體20的內(nèi)壁表面22a與阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部411之間的間隙流走。因此，除了有益效果(1)至(3)以外還可以表現(xiàn)出有益效果(6)。順便指出，當(dāng)示于圖15之中的方案用于加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，可以進(jìn)一步呈現(xiàn)有益效果(4)。
(10)實(shí)施例10另一實(shí)施例將參照圖19予以說明。圖19是一充氣器的軸向剖視圖。示于圖19之中的充氣器500幾乎具有與示于圖13之中的充氣器同樣的結(jié)構(gòu)，而且在圖19中，與圖13之中那些同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的零部件。與圖13在結(jié)構(gòu)上的不同和由于結(jié)構(gòu)上的不同產(chǎn)生的有益效果的不同將在下面予以說明。
在示于圖19之中的充氣器500中，裝設(shè)有圓盤狀阻擋構(gòu)件510。阻擋構(gòu)件510與蓋帽44b的端部表面形成一體，且其從蓋帽44b的端部表面伸向加壓氣體室殼體20的內(nèi)壁表面22a，使得外圍邊緣部511貼靠在內(nèi)壁表面22a上。具有類似于圖7之中的那些形狀的氣體通過口512和限制裝置513設(shè)置在外圍邊緣部511上。同樣，如圖14之中所示，可以采用其中設(shè)置蓋64的方案，而且進(jìn)一步，可以采用另一實(shí)施例的蓋帽44以代替蓋帽64。
由于蓋帽44和擴(kuò)散部50像示于圖13之中的充氣器10那樣滿足關(guān)系L1≥D1/2和關(guān)系L2≥D2/2，可以獲得有益效果(IIa)至(IIc)。
其次，由于裝接于蓋帽44的阻擋構(gòu)件510，從各氣體噴出孔42噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件510，而后，其通過氣體通過孔512和限制裝置513流走。因此，除了有益效果(1)至(3)以外，還可以呈現(xiàn)有益效果(6)和(5)。順便提出，當(dāng)示于圖15之中的方案用于加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁表面22a時(shí)，可以進(jìn)一步呈現(xiàn)有益效果(4)。
本發(fā)明的充氣器可以應(yīng)用于各種充氣器，諸如用于司機(jī)側(cè)的氣囊充氣器，用于挨著司機(jī)的乘客側(cè)的氣囊充氣器，用于側(cè)面碰撞的氣囊充氣器，用于幕簾式氣囊的充氣器，用于膝墊的充氣器，用于可充氣安全帶的充氣器，用于管系的充氣器，用于預(yù)張緊器的充氣器等。
本發(fā)明的實(shí)施例(III)本發(fā)明的充氣器將參照圖20和圖21予以說明。圖20和圖21是本發(fā)明兩項(xiàng)實(shí)施例的剖視圖。示于圖20之中的充氣器10和示于圖21之中的充氣器100幾乎具有同樣的結(jié)構(gòu)，例外的是，充氣器10的軸向尺寸短于充氣器100的，且這兩種充氣器在擴(kuò)散部的結(jié)構(gòu)方面是彼此不同的。
充氣器10包括一加壓氣體室20、一氣體發(fā)生器30和一擴(kuò)散器50，而這些構(gòu)件的外徑設(shè)定為大致上相同。
加壓氣體室20具有由圓筒形加壓氣體室殼體22構(gòu)成的外殼并充填有包括氬和氦的混合物但不包含氧氣的加壓氣體。
加壓氣體室殼體22在軸向和徑向上是對稱的，而在兩端處的外徑相對于其中部處的外徑D(大約25mm)被縮減到大約22mm。由于加壓氣體殼體22的長度L設(shè)定為大約50至250mm，所以L/D為1至10。
由于加壓氣體室殼體22具有這樣一種形狀，所以不必在組裝時(shí)調(diào)整加壓氣體室殼體在軸向和徑向上的取向，而可以便于通過電阻焊接等實(shí)現(xiàn)氣體發(fā)生器30與擴(kuò)散部50的接合工作。
用于加壓氣體的充氣孔24制成在加壓氣體室殼體22的側(cè)表面上，并在充以加壓氣體之其由銷柱26予以封閉。銷柱26的遠(yuǎn)端部26a伸進(jìn)加壓介質(zhì)室20，而其伸出部具有的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流撞擊該伸出部。通過調(diào)整銷柱26伸出部的長度，燃燒氣體可撞擊銷柱26以使燃燒殘留物粘附于銷柱26上。在圖20中，銷柱26可以伸展到直至其遠(yuǎn)端部26a貼靠對面的壁部表面22a為止。
氣體發(fā)生器30包括容放在氣體發(fā)生器殼體32之中的點(diǎn)火裝置(電點(diǎn)火器)34和氣體生成劑36，并連接于加壓氣體室20的一端。充氣器10通過彎折氣體發(fā)生器殼體35的部分35而加以固定。
氣體發(fā)生器殼體32和加壓氣體室殼體22通過電阻焊接在連接部49處連接起來。當(dāng)充氣器10被組裝在一氣囊系統(tǒng)之內(nèi)時(shí)，點(diǎn)火裝置34經(jīng)由連接器和導(dǎo)線被連接于外部電源。
在加壓氣體室20與氣體發(fā)生器30之間的第一連通孔38由第一可破裂板片40予以封閉，后者由于加壓氣體的壓力而變?yōu)橥霠钚螤睿鴼怏w發(fā)生器30的內(nèi)部保持在常壓下。第一可破裂板片40用電阻焊接在外圍邊緣部40a處焊接于氣體發(fā)生器殼體32。
具有氣體噴出孔42的蓋帽44從加壓氣體室20一側(cè)罩住第一可破裂板片40。蓋帽44裝設(shè)用來罩住第一可破裂板片40，使得由于燃燒氣體生成劑36而生成的燃燒氣體總是經(jīng)由蓋帽44從氣體噴出孔42噴出。
蓋帽44具有通過向外彎折孔口外圍邊緣部而形成的凸緣部46，并通過在凸緣部46處彎折氣體發(fā)生器殼體32的一部分(彎折部)48而予以固定。
具有用于排放加壓氣體和燃燒氣體的排氣孔52的擴(kuò)散部50連接于加壓氣體室20的另一端側(cè)，而擴(kuò)散部50和加壓氣體室殼體22用電阻焊接在連接部54處彼此焊接。如果需要，一由金屬絲網(wǎng)制成的過濾器可放置在擴(kuò)散部50內(nèi)部以便捕捉燃燒殘留物。
在加壓氣體室20與擴(kuò)散部50之間的第二連通孔56由第二可破裂板片58予以封閉，后者由于加壓氣體的壓力而變?yōu)橥霠钚螤?，而擴(kuò)散部50的內(nèi)部保持在常壓下。第二可破裂板片58用電阻焊接在外圍邊緣部58a處焊接于擴(kuò)散部50。
對于示于圖20之中的充氣器10的技術(shù)條件(1)至(8)的細(xì)節(jié)如下技術(shù)條件(1)和(6)包括氬和氦的混合物但不包含氧氣的加壓氣體，在30000至67000kpa的充填壓力下被充入氣體發(fā)生器20。
技術(shù)條件(2)和(5)作為氣體生成劑36，包括硝基胍/硝酸鍶/羧甲基纖維素鈉/酸性粘土＝34.3/49.6/9.4/6.7(質(zhì)量％)(壓力指數(shù)＝0.6，燃燒火焰溫度＝2098℃)，具有圓柱形狀，使用量為1.9至5.3g的氣體生成劑。
技術(shù)條件(3)加壓氣體(A1)的量(克分子數(shù))(A1)與由燃燒氣體生成劑所生成的氣體的量(克分子數(shù))(A2)的比值，A1/A2＝1至20；技術(shù)條件(4)加壓氣體的質(zhì)量(B1)與氣體生成劑的質(zhì)量(B2)的比值，B1/B2＝1至20；技術(shù)條件(7)加壓氣體的量(克分子數(shù))(A1)與氣體生成劑的總表面孔口(厘米2)(C)的比值，A1/C＝0.004至0.05克分子/厘米2；技術(shù)條件(8)氣體生成劑的總表面面積(厘米2)(C)與排氣孔的總面積(厘米2)(D)的比值，C/D是0.5至4；下面，組裝在一裝在汽車上的氣囊系統(tǒng)之中的示于圖20之中的充氣器10的操作將予以說明。
當(dāng)汽車由于碰撞而受到?jīng)_擊時(shí)，點(diǎn)火器34在接收到來自控制單元的啟動(dòng)信號時(shí)被致動(dòng)和點(diǎn)燃以燃燒氣體生成劑36，并因此，生成高溫的燃燒氣體。
這之后，第一可破裂板片40由于高溫燃燒氣體造成的氣體發(fā)生器30內(nèi)的壓力升高而被破裂，而包含燃燒殘留物的燃燒氣體流進(jìn)蓋帽44以便從氣體噴出孔42噴出。此時(shí)，由于加壓氣體室20中的加壓氣體與燃燒氣體之間的溫度差別很大，燃燒氣體被迅速冷卻，使得高溫燃燒殘留物被冷卻和固化，而燃燒殘留物也粘附于蓋帽44的端表面44a的內(nèi)壁表面。其次，由于噴出的燃燒氣體撞擊加壓氣體室殼體22的內(nèi)壁22a，燃燒殘留物粘附于內(nèi)壁表面且?guī)缀醪荒鼙慌懦龀錃馄?0。順便指出，一部分余留的燃燒殘留物也粘附于銷柱26上。
這之后，由于第二可破裂板片58由加壓氣體室20內(nèi)的壓力升高而使之破裂，加壓氣體和燃燒氣體經(jīng)由第二連通孔56從各排氣孔52被排出以使氣囊充氣。
在這樣一種作用進(jìn)程中，由于充氣器10提供有上述技術(shù)條件(1)至(6)，或可取地是(1)至(8)，即使在30000至67000kpa的高的加壓氣體充填壓力下，充氣器中的內(nèi)部壓力在氣體生成劑燃燒時(shí)被控制得不會(huì)過度升高。結(jié)果，氣囊可以在最佳時(shí)間之內(nèi)被充氣(一般，認(rèn)為是汽車發(fā)生沖撞后的10至30msec)以保護(hù)乘坐人。
其次，當(dāng)氣體生成劑燃燒時(shí)，充氣器的內(nèi)部壓力可以適當(dāng)?shù)赜枰钥刂?，并因此，充氣器的尺寸可以做得角小以減小充氣器的尺寸，同時(shí)加壓氣體的充填量被保持等于現(xiàn)有技術(shù)之中的，亦即，確保了用于使氣囊充氣的加壓氣體的量。以及，作為減小充氣器尺寸的結(jié)果，即使當(dāng)加壓氣體的充填壓力升高，啟動(dòng)時(shí)充氣器的內(nèi)部壓力也可以適當(dāng)?shù)赜枰钥刂啤?br> 本發(fā)明的充氣器可以應(yīng)用于各種充氣器，諸如用于司機(jī)側(cè)的氣囊充氣器、用于挨著司機(jī)的乘客側(cè)的氣囊充氣器、用于側(cè)面碰撞的氣囊充氣器、用于幕簾式氣囊的充氣器、用于膝墊的充氣器、用于可充氣安全帶的充氣器、用于管系的充氣器、用于預(yù)張緊器的充氣器等。
實(shí)例本發(fā)明將在各項(xiàng)實(shí)例的基礎(chǔ)上詳細(xì)說明如下，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)例。
實(shí)例1制作了一種具有示于圖20之中的結(jié)構(gòu)的充氣器。充氣器的整個(gè)長度是110mm，加壓氣體室殼體的長度(L)是60mm，其外徑(D)是25mm，其厚度是2mm(材料無縫鋼管)，以及充氣器的其他各部分的外徑幾乎是一樣的。技術(shù)條件(1)至(8)等的細(xì)節(jié)如下
技術(shù)條件(1)包括96克分子％的氬和4克分子％的氦但不包含氧氣的混合氣體；技術(shù)條件(2)具有圓筒形狀的、包括硝基胍/硝酸鍶/羧甲基纖維素鈉/酸性粘土＝34.3/49.6/9.4/6.7(質(zhì)量％)(壓力指數(shù)＝0.6，燃燒火焰溫度＝2098℃)的氣體生成劑；技術(shù)條件(3)A1/A2＝0.3/0.047＝6.4；技術(shù)條件(4)B1/B2＝11.7/1.9＝6.2；技術(shù)條件(5)氣體生成劑的量是1.9g；技術(shù)條件(6)加壓氣體的充填壓力是42000kPa；技術(shù)條件(7)A1/C＝0.3/46.9＝0.0064；技術(shù)條件(8)C/E＝46.9/21.2＝2.2；L/D＝2.4；針對這種充氣器進(jìn)行一種熟知的60L罐燃燒試驗(yàn)，比如，如JP-2963086B的段落11中所述的。罐曲線示于圖22之中。
從示于圖22之中的罐曲線顯示可見，即使當(dāng)充氣器本身被減小尺寸且充氣器的內(nèi)部壓力在啟動(dòng)前為很高時(shí)，在啟動(dòng)時(shí)充氣器的內(nèi)部壓力也通過滿足技術(shù)條件(1)至(8)而得以控制。結(jié)果，得到確認(rèn)的是，氣囊在大約10msec被最大充氣且充氣器被正常作動(dòng)。
實(shí)例2生產(chǎn)了一種具有示于圖21之中的結(jié)構(gòu)的充氣器。充氣器的整個(gè)長度是280mm，加壓氣體室殼體的長度(L)是200mm，其直徑(D)是25mm，其厚度是2mm(材料無縫鋼管)，以及充氣器的其他各部分的外徑幾乎是一樣的。
技術(shù)條件(1)至(8)等的細(xì)節(jié)如下技術(shù)條件(1)包括96克分子％的氬和4克分子％的氦但不包含氧氣的混合氣體；技術(shù)條件(2)具有圓筒形狀的、包括硝基胍/硝酸鍶/羧甲基纖維素鈉/酸性粘土＝34.3/49.6/9.4/6.7(質(zhì)量％)(壓力指數(shù)＝0.6，燃燒火焰溫度＝2098℃)的氣體生成劑；技術(shù)條件(3)A1/A2＝1.09/0.130＝8.4；技術(shù)條件(4)B1/B2＝42/5.3＝7.9；技術(shù)條件(5)氣體生成劑的量是5.3g；
技術(shù)條件(6)加壓氣體的充填壓力是42000kPa；技術(shù)條件(7)A1/C＝1.09/72.5＝0.015；技術(shù)條件(8)C/E＝72.5/42.4＝1.7；L/D＝8.0；如實(shí)例1中一樣，針對這種充氣器進(jìn)行了同樣的60升罐燃燒試驗(yàn)，并獲得了大體上等于圖22之中的罐曲線。
順便提出，當(dāng)對比于以下事實(shí)時(shí)，即在所述作為現(xiàn)有技術(shù)描述的JP-H09-76870A的段落136中，有一段敘述是充氣器殼體的內(nèi)部保持在諸如4000psi(27600kpa)左右的高壓下，而實(shí)例1的充氣器的內(nèi)部壓力在啟動(dòng)時(shí)可以預(yù)期要比現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)部壓力高得多。不過，由于提供了技術(shù)條件求(1)至(8)，充氣器的內(nèi)部壓力得到控制，使得充氣器得以正常作動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種充氣器，用于使用燃燒氣體生成劑生成的燃燒氣體和加壓介質(zhì)為氣囊充氣，并包括用于使燃燒氣體撞擊一個(gè)或至少兩個(gè)壁部表面以使燃燒氣體中的燃燒殘留物粘附于所述一個(gè)或至少兩個(gè)壁部表面的裝置，以及用于使燃燒氣體與加壓介質(zhì)接觸以通過溫度差冷卻和固化包含在燃燒氣體中的燃燒殘留物，其中通過燃燒氣體生成劑產(chǎn)生的燃燒殘留物的熔點(diǎn)不低于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
2.一種充氣器，用于使用燃燒氣體生成劑而生成的燃燒氣體和加壓介質(zhì)為氣囊充氣，并包括用于改變?nèi)紵龤怏w的流動(dòng)方向以使燃燒氣體中的燃燒殘留物粘附于一個(gè)或至少兩個(gè)壁部表面的裝置，以及用于使燃燒氣體與加壓介質(zhì)接觸以通過溫度差冷卻和固化包含在燃燒氣體中的燃燒殘留物的裝置，其中通過燃燒氣體生成劑而生成的燃燒殘留物的熔點(diǎn)不低于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的充氣器，包括一加壓介質(zhì)室，具有由圓筒形加壓介質(zhì)室殼體形成的外殼并充填加壓介質(zhì)；一氣體發(fā)生器，連接于加壓介質(zhì)室的一端并包括容放在氣體發(fā)生器殼體中的點(diǎn)火裝置和氣體生成劑；以及一擴(kuò)散部，連接于加壓介質(zhì)室的另一端，其中加壓介質(zhì)室與氣體發(fā)生器之間由一第一可破裂板片封閉，加壓介質(zhì)室與擴(kuò)散部之間由一第二可破裂板片封閉，而且一具有設(shè)置在其側(cè)表面和端部表面二者至少之一上的氣體噴出孔的蓋帽從加壓介質(zhì)室一側(cè)罩住第一可破裂板片。
4.一種充氣器，包括一加壓介質(zhì)室，具有由圓筒形加壓介質(zhì)室殼體形成的外殼并充填加壓介質(zhì)；一氣體發(fā)生器，連接于加壓介質(zhì)室的一端并包括容放在氣體發(fā)生器殼體中的點(diǎn)火裝置和氣體生成劑；以及一擴(kuò)散部，連接于加壓介質(zhì)室的另一端，其中加壓介質(zhì)室與氣體發(fā)生器之間由一第一可破裂板片封閉，加壓介質(zhì)室與擴(kuò)散部之間由一第二可破裂板片封閉，一具有氣體噴出孔的蓋帽從加壓介質(zhì)室一側(cè)罩住第一可破裂板片，而且達(dá)到選自以下技術(shù)條件(a)、(b)和(c)中的至少一項(xiàng)(a)加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面是粗糙的；(b)氣體噴出孔如此取向使得從氣體噴出孔噴出的燃燒氣體不以最短距離撞擊加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面；以及(c)一阻擋構(gòu)件設(shè)置在氣體噴出孔附近，而使氣體噴出孔噴出的燃燒氣體在撞擊阻擋構(gòu)件之后流走。
5.按照權(quán)利要求4所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(a)中，加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面具有在圓周方向上連續(xù)或斷續(xù)形成的槽溝。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的充氣器，其中槽溝的深度不小于0.2mm。
7.按照權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(b)中，氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽的側(cè)表面上并朝向氣體發(fā)生器開口。
8.按照權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(b)中，氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽的側(cè)表面上，并設(shè)置有用于沿周向限制來自氣體噴出孔的燃燒氣體的噴出方向的構(gòu)件。
9.按照權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(b)中，氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽的端部表面上，并設(shè)置有用于沿周向限制來自氣體噴出孔的燃燒氣體的噴出方向的構(gòu)件。
10.按照權(quán)利要求4所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(c)中，阻擋構(gòu)件是圓筒形的，其一端是封閉的而與蓋帽的端部表面形成一體，其另一端是敞開的，且其側(cè)表面形成得帶有間隔地面對設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔，而燃燒氣體在撞擊圓筒形構(gòu)件的側(cè)表面內(nèi)壁之后從孔口流走。
11.按照權(quán)利要求4至9之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(c)中，阻擋件是圓盤狀的，與蓋帽的端部表面形成一體并從蓋帽的端部表面伸向加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面，而在從設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部之后，燃燒氣體從加壓介質(zhì)殼體的內(nèi)壁表面與阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部之間的間隙流走。
12.按照權(quán)利要求4至9之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(c)中，阻擋件是圓盤狀的，與蓋帽的端部表面形成一體并從蓋帽的端部表面伸向加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面，使得其外圍邊緣部貼靠在所述內(nèi)壁表面上；氣體通過口設(shè)置在阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部上，且設(shè)置有用于沿周向限制出自氣體通過口的氣體的噴出方向的構(gòu)件，且從設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔噴出的燃燒氣體從氣體通過口噴出。
13.按照權(quán)利要求4至12之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，達(dá)到了技術(shù)條件(a)和(b)、技術(shù)條件(a)和(c)、技術(shù)條件(b)和(c)，或者技術(shù)條件(a)、(b)和(c)。
14.按照權(quán)利要求3至13之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中蓋帽具有一通過向外彎折孔口的外圍邊緣部而形成的凸緣部并通過彎折氣體發(fā)生器殼體的一部分而固定在所述凸緣部處。
15.按照權(quán)利要求3至14之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中形成加壓介質(zhì)室的殼體關(guān)于軸向和徑向都是對稱的。
16.按照權(quán)利要求3至15之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中一加壓介質(zhì)充填孔造成在加壓介質(zhì)室殼體的側(cè)表面上，而充填孔在充填加壓介質(zhì)之后由一銷柱予以封堵。
17.按照權(quán)利要求16所述的充氣器，其中銷柱伸進(jìn)加壓介質(zhì)室且其伸出部具有的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流撞擊該伸出部。
18.按照權(quán)利要求3至21之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中氣體發(fā)生器殼體和加壓介質(zhì)室殼體通過電阻焊接彼此連接起來。
19.按照權(quán)利要求4至18之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中對于氣體生成劑，通過燃燒氣體生成劑而產(chǎn)生的燃燒殘留物的熔點(diǎn)不低于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
20.按照權(quán)利要求1至19之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中氣體生成劑包含以質(zhì)量計(jì)20至60％的硝基胍和以質(zhì)量計(jì)80至40％的氧化劑。
21.按照權(quán)利要求1至20之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中加壓介質(zhì)包括氬和氦。
22.按照權(quán)利要求1至21之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中加壓介質(zhì)的克分子數(shù)(A)與通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體的克分子數(shù)(B)之比值(A/B)是0.2至10。
23.一種充氣器，用于使用通過燃燒氣體生成劑而生成的燃燒氣體和加壓介質(zhì)為氣囊充氣，并包括一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體形成的外殼并充填以加壓氣體；一氣體發(fā)生器，連接于加壓氣體室并包括容放在氣體發(fā)生器殼體之中的點(diǎn)火裝置和氣體生成劑；以及一擴(kuò)散部，連接于加壓氣體室以外的部分，其中加壓氣體室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉，加壓氣體室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉，其中擴(kuò)散部是一具有氣體經(jīng)由其穿過的多個(gè)排氣孔的蓋帽，而第一和第二可破裂板片經(jīng)破裂生成的碎片以及包含在氣體生成劑經(jīng)燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體之中的殘留物中的至少之一被防止流出充氣器。
24.按照權(quán)利要求23所述的充氣器，其中一具有氣體經(jīng)由其穿過的許多排氣孔并防止第一可破裂板片的破裂而生成的碎片和氣體生成劑的燃燒殘留物中的至少之一流出充氣器的蓋帽設(shè)置在加壓氣體室之內(nèi)以從加壓氣體室一側(cè)罩住第一可破裂板片。
25.按照權(quán)利要求23或24所述的充氣器，其中一具有氣體經(jīng)由其穿過的多個(gè)排氣孔并防止第一可破裂板片的破裂生成的碎片和氣體生成劑的燃燒殘留物中的至少之一流出充氣器的蓋帽設(shè)置在加壓氣體室之內(nèi)以從加壓氣體室一側(cè)罩住第二可破裂板片。
26.按照權(quán)利要求23至25之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中蓋帽包括一圓筒形構(gòu)件，一端敞開而另一端封閉，并至少在其外圍表面上具有多個(gè)排氣孔。
27.按照權(quán)利要求23至26之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在蓋帽中，從蓋帽的封閉端部表面到最接近于封閉端部表面的排氣孔的距離L與所述可破裂板片的直徑D之間的關(guān)系滿足以下公式L≥D/2。
28.按照權(quán)利要求27所述的充氣器，其中距離L是3至8mm。
29.按照權(quán)利要求23至28之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中蓋帽上的多個(gè)排氣孔的直徑是0.5至2mm。
30.按照權(quán)利要求23至29之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中蓋帽上的許多排氣孔的總孔口面積是20至1000mm2。
31.按照權(quán)利要求23至30之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中蓋帽設(shè)置成使得蓋帽的軸向與加壓氣體室殼體的軸向彼此重合。
32.按照權(quán)利要求23至31之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，包括用于通過蓋帽來改變?nèi)紵龤怏w的流向，使包含在燃燒氣體內(nèi)的燃燒殘留物粘附于所述壁部表面的一個(gè)或至少兩個(gè)部分上，另外使燃燒氣體與加壓氣體接觸以通過溫度差來冷卻和固化包含在燃燒氣體之中的燃燒殘留物的裝置，其中由燃燒氣體生成劑而產(chǎn)生的燃燒殘留物的熔點(diǎn)不低于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
33.按照權(quán)利要求24以及26至31之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，進(jìn)一步達(dá)到選自以下技術(shù)條件(a)至(c)中的至少一項(xiàng)(a)加壓氣體室殼體的內(nèi)壁表面是粗糙的；(b)蓋帽上的氣體噴出孔如此取向使得從氣體噴出孔噴出的燃燒氣體不以最短距離撞擊加壓介質(zhì)室殼體的內(nèi)壁表面；以及(c)一阻擋構(gòu)件設(shè)置在氣體噴出孔附近，而使從氣體噴出孔噴出的燃燒氣體在撞擊阻擋構(gòu)件之后流走。
34.按照權(quán)利要求33所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(a)中，加壓氣體室殼體的內(nèi)壁表面具有在圓周方向上連續(xù)或斷續(xù)形成的槽溝。
35.按照權(quán)利要求33或34所述的充氣器，其中所述槽溝的深度不小于0.2mm。
36.按照權(quán)利要求33至35之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(b)中，氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽的側(cè)表面上并朝向氣體發(fā)生器敞開。
37.按照權(quán)利要求33至35之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(b)中，氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽的側(cè)表面上，并設(shè)置有一用于沿周向限制來自氣體噴出孔的燃燒氣體的噴出方向的構(gòu)件。
38.按照權(quán)利要求33至35之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(b)中，氣體噴出孔設(shè)置在蓋帽的端部表面上，并設(shè)置一用于沿周向限制來自氣體噴出孔的燃燒氣體的噴出方向的構(gòu)件。
39.按照權(quán)利要求33至38之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(c)中，阻擋件是圓筒形的，其一端側(cè)是封閉的而與蓋帽的端部表面形成一體，其另一端是敞開的，且其側(cè)表面形成得隔開一間隙地面對設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔，而燃燒氣體在撞擊圓筒形構(gòu)件的側(cè)表面內(nèi)壁之后從孔口流走。
40.按照權(quán)利要求33至38之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(c)中，阻擋件是圓盤狀的，與蓋帽的端部表面形成一體并從蓋帽的端部表面伸向加壓氣體室殼體的內(nèi)壁表面，而在從設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔噴出的燃燒氣體撞擊阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部之后，燃燒氣體從加壓氣體室殼體的內(nèi)壁表面與阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部之間的間隙流走。
41.按照權(quán)利要求33至38之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(c)中，阻擋件是圓盤狀的，與蓋帽的端部表面形成一體并從蓋帽的端部表面伸向加壓氣體室殼體的內(nèi)壁表面，使得其外圍邊緣部貼靠在所述內(nèi)壁表面上，且氣體通過口設(shè)置在阻擋構(gòu)件的外圍邊緣部上，且設(shè)置有一用于沿周向限制出自氣體通過口的氣體的噴出方向的構(gòu)件，而從設(shè)置在蓋帽側(cè)表面上的氣體噴出孔噴出的燃燒氣體從所述氣體通過口噴出。
42.按照權(quán)利要求33至41之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，達(dá)到了技術(shù)條件(a)和(b)、技術(shù)條件(a)和(c)、技術(shù)條件(b)和(c)，或者技術(shù)條件(a)、(b)和(c)。
43.按照權(quán)利要求33至42之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中蓋帽具有一通過向外彎折孔口的外圍邊緣部形成的凸緣部并通過彎折氣體發(fā)生器殼體的一部分固定在凸緣部處。
44.按照權(quán)利要求23至43之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中構(gòu)成加壓氣體室的殼體在軸向和徑向都是對稱的。
45.按照權(quán)利要求23至44之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中一加壓氣體充填孔制成在加壓氣體室殼體的側(cè)表面上，而充填孔在充填加壓氣體之后由一銷柱予以封堵。
46.按照權(quán)利要求45所述的充氣器，其中銷柱伸進(jìn)加壓氣體室而其伸出部具有的長度使得氣體生成劑的燃燒氣流撞擊該伸出部。
47.按照權(quán)利要求23至46之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中氣體發(fā)生器殼體和加壓氣體室殼體通過電阻焊接彼此連接。
48.按照權(quán)利要求23至47之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中對于氣體生成劑，通過燃燒氣體生成劑而產(chǎn)生的燃燒殘留物的熔點(diǎn)不低于由氣體生成劑生成的氣體的排放溫度。
49.按照權(quán)利要求23至48之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中氣體生成劑包含以質(zhì)量計(jì)20至60％的硝基胍和以質(zhì)量計(jì)80至40％的氧化劑。
50.按照權(quán)利要求23至49之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中加壓氣體包括氬和氦。
51.按照權(quán)利要求23至50之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中加壓氣體的克分子數(shù)(A)和通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體的克分子數(shù)(B)的比值(A/B)是0.2至10。
52.一種充氣器，用于使用加壓氣體和通過燃燒氣體生成劑而生成的燃燒氣體為氣囊充氣，其達(dá)到了以下技術(shù)條件(1)至(6)(1)加壓氣體含有一種惰性氣體，但基本上不含有氧；(2)對于氣體生成劑，通過以下公式rb＝αpn(在公式中，rb燃燒速度，α系數(shù)，p壓力，以及n壓力指數(shù))得出的壓力指數(shù)是0.8或更小；(3)加壓氣體的量(克分子數(shù))(A1)和通過燃燒氣體生成劑而生成的氣體的量(克分子數(shù))(A2)的比值A(chǔ)1/A2是1至20；(4)加壓氣體的質(zhì)量(B1)和氣體生成劑的質(zhì)量(B2)的比值B1/B2是1至20；(5)氣體生成劑的質(zhì)量是0.5至30g；以及(6)加壓氣體的充填壓力是30000至67000kPa。
53.按照權(quán)利要求52的充氣器，其中在技術(shù)條件(2)中，氣體生成劑的燃燒火焰溫度不高于3000℃。
54.按照權(quán)利要求52或53所述的充氣器，其中在技術(shù)條件(2)中，氣體生成劑是非疊氮化物氣體生成劑。
55.按照權(quán)利要求52至54之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，進(jìn)一步達(dá)到技術(shù)條件(7)，即使得加壓氣體的量(克分子數(shù))(A1)和氣體生成劑的總表面面積(cm2)(C)的比值(A1/C)是0.004至0.05克分子/厘米2。
56.按照權(quán)利要求52至55之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，進(jìn)一步達(dá)到技術(shù)條件(8)，即使得氣體生成劑的總表面面積(cm2)(C)和排氣孔的總面積(cm2)(E)的比值C/E是0.5至4。
57.按照權(quán)利要求52至56之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中充氣器具有一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體的外徑不超過40mm。
58.按照權(quán)利要求52至57之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中充氣器具有一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體的外徑(D)和長度(L)的比值(L/D)最好是1至10。
59.按照權(quán)利要求52至58之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中充氣器具有一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體在軸向和徑向都是對稱的。
60.按照權(quán)利要求52至59之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中充氣器具有一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并充填以加壓氣體，而加壓氣體室殼體在軸向和徑向都是對稱的，且其兩端具有縮減的直徑。
61.按照權(quán)利要求52至60之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中充氣器具有一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并充填以加壓氣體，一加壓氣體充填孔制成在加壓氣體室殼體的側(cè)表面上，而氣體充填孔在充填加壓氣體之后由一銷柱予以封堵。
62.按照權(quán)利要求61所述的充氣器，其中銷柱伸進(jìn)加壓氣體室殼體而其伸出部具有的長度使得燃燒氣流撞擊該伸出部。
63.按照權(quán)利要求52至62之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，包括一加壓氣體室，具有一由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并充填以加壓氣體；一氣體生成器，具有由氣體生成器殼體構(gòu)成的外殼并在殼體內(nèi)容放點(diǎn)火器和氣體生成劑；以及一擴(kuò)散部，其中，氣體生成器殼體連接于加壓氣體室殼體的一端而擴(kuò)散部連接于加壓氣體室殼體的另一端，以及加壓氣體室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉，而加壓氣體室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉。
64.按照權(quán)利要求63所述的充氣器，其中在其側(cè)表面和端部表面二者中至少之一上設(shè)置有氣體噴出孔的蓋帽，該蓋帽從加壓氣體室一側(cè)罩住第一可破裂板片。
65.按照權(quán)利要求63或64所述的充氣器，其中氣體生成器殼體和加壓氣體室殼體組，以及擴(kuò)散部和加壓氣體室殼體組，用電阻焊接進(jìn)行連接。
66.按照權(quán)利要求63至65之中任何一項(xiàng)所述的充氣器，其中加壓氣體室殼體、氣體發(fā)生器殼體和擴(kuò)散部的外徑彼此相等或彼此接近。
67.一種充氣器，用于使用加壓氣體為氣囊充氣，其中加壓氣體充填在加壓氣體室中，加壓氣體室具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼，加壓氣體室殼體在軸向和徑向是對稱的而其兩端具有縮減的直徑。
68.按照權(quán)利要求67所述的充氣器，使用通過燃燒氣體生成劑獲得的燃燒氣體連同加壓氣體作為氣囊的充氣手段，并包括一加壓氣體室，具有由圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并充填以加壓氣體；用于生成燃燒氣體的氣體生成器，以及具有排氣孔的擴(kuò)散部，其中加壓氣體室殼體在軸向和徑向是對稱的而其兩端具有縮減的直徑。
69.按照權(quán)利要求68所述的充氣器，其中氣體發(fā)生器具有由氣體發(fā)生器殼體構(gòu)成的殼體并在殼體內(nèi)容放點(diǎn)火裝置和氣體生成劑，氣體發(fā)生器殼體連接于加壓氣體室殼體的一端而擴(kuò)散部連接于加壓氣體室殼體的另一端，以及加壓氣體室與氣體發(fā)生器之間由第一可破裂板片封閉，而加壓氣體室與擴(kuò)散部之間由第二可破裂板片封閉。
70.按照權(quán)利要求68或69所述的充氣器，其中氣體發(fā)生器殼體與加壓氣體室殼體組，以及擴(kuò)散部與加壓氣體室殼體組之中的一或兩組是用電阻焊接進(jìn)行連接的。
71.按照權(quán)利要求67所述的充氣器，基本上僅只使用加壓氣體作為氣囊的充氣手段，并包括一加壓氣體室，具有由一圓筒形加壓氣體室殼體構(gòu)成的外殼并填充以加壓氣體，以及一擴(kuò)散部，連接于加壓氣體室并具有排氣孔，其中可破裂板片封閉在加壓氣體室與擴(kuò)散部之間而作為可破裂板片的破裂手段的點(diǎn)火器容放在擴(kuò)散部之中，以及加壓氣體室殼體在軸向和徑向都是對稱的而其兩端具有縮減的直徑。
72.按照權(quán)利要求71所述的充氣器，其中設(shè)置有一連接于擴(kuò)散部的排氣孔的圓筒形排氣孔板材，排氣孔板材安裝成重合于加壓氣體室殼體的軸向，而從排氣孔排出的加壓氣體穿過排氣孔板材并從設(shè)置在排氣孔板材上的孔口排出以對氣囊充氣。
73.按照權(quán)利要求71或72所述的充氣器，其中擴(kuò)散部和加壓氣體室殼體通過電阻焊接彼此連接。
74.一種氣囊系統(tǒng)，設(shè)置有一包括沖擊傳感器和控制單元的啟動(dòng)信號輸出裝置，以及一容放權(quán)利要求52至73中任何一項(xiàng)所述的充氣器和氣囊的模塊殼體。
全文摘要
一種用于具有一由加壓介質(zhì)和氣體生成劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體予以充氣的氣囊的充氣器，能夠抑制燃燒殘留物的排放量并在其中裝有加壓氣體。其中，(1)加壓氣體含有惰性氣體而基本上不含有氧氣；(2)氣體生成劑的壓力指數(shù)是0.8或更低；(3)加壓氣體的量對氣體生成劑生成的燃燒氣體的量的克分子比值是1至10；(4)加壓氣體的質(zhì)量對氣體生成劑的質(zhì)量的比值是1至10；(5)氣體生成劑的量是1至30g；以及(6)加壓氣體充填壓力是30000至67000kPa，從而氣體生成劑(36)的燃燒氣體中的高溫燃燒殘留物通過氣體生成劑(36)的組成、第一可破裂板片(40)使之彼此隔離的燃燒氣體與加壓氣體之間的溫度差、以及燃燒氣體碰撞壁部表面(22a)而使其存留在充氣器(10)之中且其向外排出受到抑制，而且還可以得到小尺寸的充氣器。
文檔編號B60R21/26GK1604864SQ0282518
公開日2005年4月6日 申請日期2002年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者松田直樹, 巖井保范, 勝田信行 申請人:大賽璐化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社