專利名稱：氣體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為在緊急情況下(汽車碰撞時)使具有例如汽車座位安全帶預張力器、限制乘客向前移動裝置、可動頭托、電池電流切斷器等可動部分的汽車安全裝置其動作而使用的小型氣體發(fā)生器。
背景技術(shù)：
這種氣體發(fā)生器的用途為，例如安裝在氣缸上，通過所發(fā)生氣體的壓力驅(qū)動活塞，利用其驅(qū)動力使上述汽車安全裝置動作。
過去的氣體發(fā)生器結(jié)構(gòu)為，將通電而點火的點火器通過第1密封部件鉚接固定在底座內(nèi)側(cè)的第1固定部分，使收容氣體發(fā)生劑的蓋筒蓋住上述點火器，將這一蓋筒的底端通過第2密封部件鉚接固定在上述底座外側(cè)的第2固定部分。
上述氣體發(fā)生器，由于是使收容氣體發(fā)生劑的蓋筒在與外部大氣隔絕的狀態(tài)下固定在底座上，與具有固定內(nèi)側(cè)點火器的第1固定部分分開固定外側(cè)底座底端的第2固定部分。另外，在底座上分別設(shè)置有點火器和底座間的第1密封部件，以及蓋筒和底座間的第2密封部件。
這種過去的氣體發(fā)生器，具有兩處固定部分和兩處密封部分，兩處的固定和密封都必須做得很牢靠。而且，由于兩處的固定部分是分開的，這就使得外徑變大，難以實現(xiàn)裝置的小型化，也不容易提高裝置的輸出壓力。
本發(fā)明考慮到這些過去裝置所存在的問題，提供了一種點火器和蓋筒對底座共用固定結(jié)構(gòu)，同時能夠牢靠密封的氣體發(fā)生器。
同時，提高提供了外徑較小的氣體發(fā)生器，在上述安全裝置中，可以使用細的氣缸，從而在使用同樣數(shù)量氣體發(fā)生劑的情況下，可以獲得比過去大的輸出壓力。
發(fā)明的公開本發(fā)明的氣體發(fā)生器具有收容通過燃燒而發(fā)生氣體的氣體發(fā)生劑的有底筒形第1蓋筒，和在上述第1蓋筒內(nèi)以部分插入的狀態(tài)設(shè)置的點火器，并將這個點火器蓋住，同時具有保持上述第1蓋筒底端的底座，上述第1蓋筒的上述底端和上述點火器朝向上述底座的上述點火器通過共締形式而固定。
由于第1蓋筒的底端和點火器朝向底座的點火器一起鉚接固定，點火器和第1蓋筒的底端是固定在底座的一處。這樣，不僅制造簡便，而且結(jié)構(gòu)簡單，這就可以實現(xiàn)氣體發(fā)生器的小型化。
另外，本發(fā)明的氣體發(fā)生器，在上述第1蓋筒的上述底端和上述點火器之間設(shè)置了密封部件。
第1蓋筒的底端和點火器之間的密封部件發(fā)生作用，第1蓋筒內(nèi)的氣體發(fā)生劑被點火器蓋住而處于密封狀態(tài)。
另外，本發(fā)明的氣體發(fā)生器，上述點火器還具有收容引火藥的第2蓋筒和保持這一第2蓋筒的栓塞，在上述第1蓋筒的內(nèi)側(cè)以嵌入方式插入上述第2蓋筒的外側(cè)在收容氣體發(fā)生劑的第1蓋筒處，由于以嵌入方式插入第2蓋筒，第1蓋筒被第2蓋筒引導，第1蓋筒在保持點火器的狀態(tài)下被固定在底座上。另外，由于第2蓋筒被第1蓋筒加固了，第2蓋筒的外周和第1蓋筒的內(nèi)周最好能夠大致相同。
另外，本發(fā)明的氣體發(fā)生器，上述第1蓋筒的底端插入而碰撞到上述栓塞，在上述第2蓋筒和上述栓塞的分界部分設(shè)置了上述密封部件。
在第2蓋筒和栓塞的分界部分，由于在按入密封部件的同時第1蓋筒的底端要碰撞到栓塞，所以可以穩(wěn)定像O形環(huán)之類密封部件的位置。
另外，本發(fā)明的氣體發(fā)生器，上述第1蓋筒的底端和該底端所碰撞的上述栓塞，相互形成錐形面。
這可以穩(wěn)定第1蓋筒的底端和栓塞的碰撞狀態(tài)。同時，利用錐形面，第1蓋筒就容易收容氣體發(fā)生劑。
另外，本發(fā)明的氣體發(fā)生器，上述點火器和上述第1蓋筒底端，是朝向上述底座的上述點火器而鉚接固定的。
第1蓋筒的底端和栓塞的碰撞而形成錐形面，因而可以從底座向栓塞牢固地一起鉚接固定。
附圖的簡單說明

圖1為本發(fā)明實施方式的氣體發(fā)生器截面圖。
圖2為可用于圖1所示氣體發(fā)生器的點火器的截面圖。
圖3為另一例可用于氣體發(fā)生器的點火器的截面圖。
圖4是表示作為實施例在10cc貯氣瓶試驗中使用的氣體發(fā)生器的規(guī)格的表。
圖5是表示10cc貯氣瓶試驗的結(jié)果的圖。
圖6則是10cc貯氣瓶試驗所使用的測定裝置簡圖。
發(fā)明的最佳實施方式下面利用圖紙說明本發(fā)明實施方式的一例。圖1為氣體發(fā)生器的截面圖，圖2為點火器的截面圖。
在圖1中，氣體發(fā)生器1由第1蓋筒2、氣體發(fā)生劑3、點火器4和底座5組成。
第1蓋筒2由圓筒部2a、圓筒部2a的頂端側(cè)或上端側(cè)的底部2b、圓筒部2a的底端側(cè)或下端側(cè)的擴徑裙邊部2c組成，整體形成有底圓筒形。該第1蓋筒2的材料最好采用不銹鋼、鋁、黃銅、鐵等金屬材料，但也可以采用樹脂制造。第1蓋筒2的底部2b的外側(cè)面從中心伸出多條放射形線狀切口部2d。第1蓋筒2的擴徑裙邊部2c發(fā)揮著下述點火器4和底座5所夾住的錐形法蘭部的作用。
氣體發(fā)生劑3在直接接觸第1蓋筒內(nèi)周的狀態(tài)下收容。當收容在第1蓋筒2內(nèi)的氣體發(fā)生劑3燃燒時，這一切口部2d將斷裂，向圖中未標明的座位安全帶預張力器、限制乘客向前移動裝置、可動頭套、電池電流切斷器等汽車安全裝置直接排放氣體。
如圖2所示，點火器4中具有引火藥11、收容引火藥11的第2蓋筒12、為使引火藥11點火而通電的兩根引線13、14、安裝引線13、14的栓體15以及蓋住第2蓋筒12下方并加以保持的栓塞16。引火藥11可以采用例如鋯、鎢、高氯酸鉀、含有粘結(jié)劑的物質(zhì)。
第2蓋筒12是將金屬制的內(nèi)側(cè)蓋筒12a和絕緣性樹脂制的外側(cè)蓋筒12b重疊而成的有底圓筒形蓋筒。在該第2蓋筒12的內(nèi)側(cè)收容引火藥11，用金屬制的栓體15塞住。栓體15的下方連接了立式放置的引線13，在栓體15的中央貫通孔15a處，通過絕緣體玻璃密封墊15b在貫通狀態(tài)下安裝了引線14。在引線14的上端和栓體15的上面之間安裝了可通電發(fā)熱的電橋線17。在金屬制的內(nèi)側(cè)蓋筒12a的下端和栓體15的下側(cè)周圍由激光焊接18等連接起來、。
栓塞16為樹脂成型體，蓋住第2蓋筒12的下端側(cè)和引線13、14的從栓體15突出出來的部分，并將其固定保持。在該栓塞16的周圍，形成由與第2蓋筒12分界部分的臺階部16a、擴徑錐形部16b、大直徑圓柱部16c、縮徑錐形部16d、小直徑圓柱部16e所組成的形狀。
栓塞16的樹脂成型所使用的樹脂，可以使用例如在聚對苯二甲酸二丁酯、聚對苯二甲酸二乙酯、尼龍6、尼龍66、尼龍12、聚苯硫、聚苯醚、聚吖丙啶、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚砜等樹脂中含有玻璃纖維、炭黑等的物質(zhì)。
在圖1中，在第1蓋筒2的內(nèi)周嵌入了第2蓋筒12的外周。使兩者緊密接觸為好，兩者的間隙應(yīng)在1mm以下，最好在0.2mm以下。第2蓋筒2的擴徑裙邊部2c在沿栓塞16的擴徑密封部16b(參照圖2)有一定的長度。在栓塞16的與第2蓋筒12交界部分的臺階部16a(參照圖2)，嵌入了密封部件O形環(huán)19，一直按壓到第1蓋筒2擴徑裙邊部2c的根部。
底座5由不銹鋼、鋁、黃銅、鐵等金屬材料或硬質(zhì)樹脂制造。該底座5具有為了從上方嵌入點火器4的栓塞16外周部分中的大直徑圓柱部16b、縮徑部16c和小直徑圓柱部16d的第1孔21，為了從下方嵌入短路線夾6的第2孔21，和從第1孔21向上方伸出、并可向內(nèi)側(cè)壓入收緊的突出部23。該底座5使點火器4位于第1蓋筒2的中心，在固定上述第1蓋筒2的位置的同時，保持上述點火器4的栓塞16。
短路線夾6是為了將點火器4的兩根引線13、14短路而安裝的。該短路線夾6在正規(guī)狀態(tài)下安裝氣體發(fā)生器1之前用來防止靜電等所造成的誤動作。
具有這種構(gòu)成的氣體發(fā)生器1，可以按下列步驟制造。準備收容了規(guī)定量氣體發(fā)生劑3的第1蓋筒2。在栓塞16和第2蓋筒12的分界部分臺階部16a(參照圖2)，準備嵌入O形環(huán)19的點火器4。在第1蓋筒2內(nèi)，嵌入點火器4的第2蓋筒12。確認第1蓋筒2的擴徑裙邊部2c碰到栓塞16的擴徑錐形部16b(參照圖2)，O形環(huán)19已被按下。
將該第1蓋筒2和點火器4的組件嵌入底座5的第1孔21內(nèi)，將突出部23鉚接到點火器4的栓塞16一側(cè)，這樣第1蓋筒2和點火器4就一起鉚接固定在底座5上。這時，安裝在第1蓋筒2和點火器4之間的O形環(huán)19處于被按下的狀態(tài)，使第1蓋筒2和點火器4的第2蓋筒12之間得到密封。
其次，說明氣體發(fā)生器1的動作。將該氣體發(fā)生器1在正常狀態(tài)下連接到連接器上時，短路線夾6的短路處于被解除的狀態(tài)。在這一狀態(tài)下，當圖中未標明的沖撞傳感器探測到汽車的沖撞時，立式設(shè)置在點火器4處的引線13、14即會通電。這樣，點火器4內(nèi)的電橋線17就會發(fā)熱，引火藥11點火。第2蓋筒12底部的脆弱部將斷裂，由此而一下子向第1蓋筒2內(nèi)的氣體發(fā)生劑3噴出高溫、高壓氣體和粒子，造成氣體發(fā)生劑3點火。接著，由于氣體發(fā)生劑3的燃燒，在第1蓋筒2內(nèi)所發(fā)生的大量氣體迅速使第1蓋筒2的內(nèi)部壓力升高，終于使設(shè)在第1蓋筒2底部2b的切口部2d斷裂，通向圖中未標明的座位安全帶預張力器、限制乘客向前移動裝置、可動頭套、電池電流切斷器等汽車安全裝置。
下面說明第1蓋筒2內(nèi)應(yīng)該使用的氣體發(fā)生劑3。本發(fā)明的氣體發(fā)生器所能夠使用的氣體發(fā)生劑，例如含氮有機化合物、無機化合物的物質(zhì)，根據(jù)需要可以加入添加物。含氮有機化合物主要是發(fā)揮燃料成分的功能，而無機化合物則主要發(fā)揮氧化劑成分的功能。
上述含氮有機化合物可以從氨基四唑、硝酸胍、硝基胍等類物質(zhì)中至少選擇1種以上，上述無機化合物可以從硝酸鍶、硝酸銨、硝酸鉀、高氯酸銨、高氯酸鉀等物質(zhì)中至少選擇1種以上。
添加物可以是自燃催化劑三氧化鉬。另外，向其他氣體發(fā)生劑添加的添加物有粘結(jié)劑，粘結(jié)劑可從愈創(chuàng)膠(ゲアガム)、甲基纖維素、羧甲基纖維素、硝基纖維素、水溶性纖維素醚、聚乙二醇等物質(zhì)中選擇至少1種以上的物質(zhì)。
適用的氣體發(fā)生劑是含有作為含氮有機化合物的5-氨基四唑和硝酸胍，作為無機化合物的硝酸鍶和高氯酸銨，作為自燃催化劑的三氧化鉬，作為粘結(jié)劑的愈創(chuàng)膠的氣體發(fā)生劑。更為適用的，含氮有機化合物為含有10～30質(zhì)量％的5-氨基四唑，含有15～35質(zhì)量％的硝酸胍，無機化合物為含有10～30質(zhì)量％的硝酸鍶，含有15～35質(zhì)量％的高氯酸銨，自燃催化劑為含有1～10質(zhì)量％的三氧化鉬，粘結(jié)劑為含有1～10質(zhì)量％的愈創(chuàng)膠。
現(xiàn)在說明這些氣體發(fā)生劑3的制造方法。按規(guī)定量對氣體發(fā)生劑3的各成分進行計量。計量后，利用V型混合機將各成分充分混合。在上述混合物中加入10～30質(zhì)量％的的水，并進一步混合。采用捏合機將濕潤狀態(tài)的上述混合物混煉捏合，成為粘性塊。再用真空擠壓機將此成型為所需要的形狀。在60℃下將此干燥15小時，再于100℃下繼續(xù)干燥5小時，得到所需要的氣體發(fā)生劑。另外，過去所使用的無煙火藥也可以作為氣體發(fā)生劑3使用。
下面說明與上述實施方式有關(guān)的氣體發(fā)生器1的效果。
(1)由底座5保持點火器4和由點火器4保持第1蓋筒2，靠收緊朝向點火器4的栓塞16和第1蓋筒2的擴徑裙邊部2c的底座5的突出部23一體完成，鉚接一個部位就可以形成氣體發(fā)生器1。與底座和點火器、底座和第1蓋筒分別在2處鉚接的過去例相比，可以做到結(jié)構(gòu)簡單而固定牢靠。
(2)在第1蓋筒2內(nèi)收容的氣體發(fā)生劑3，位于由在點火器4的第2蓋筒12和第1蓋筒2的擴徑裙邊部2c之間壓入的O形環(huán)19所密封的空間，這樣，收容在第1蓋筒2內(nèi)的氣體發(fā)生劑3由1處密封墊密封，同時外部氣體不能從點火器4一側(cè)侵入，這就提高了對氣體發(fā)生劑3的密封性。
(3)點火器4的第2蓋筒12，嵌入到第1蓋筒2內(nèi)，兩者密切接觸，所以即使第1蓋筒2處于被點火器4支撐的狀態(tài)，第1蓋筒2按如圖所示沿軸向延長，外力相等也是穩(wěn)定的。
(4)金屬制的第1蓋筒2內(nèi)緊密嵌入了點火器4的第2蓋筒12，所以當?shù)?蓋筒12內(nèi)的引火藥11點火時，第2蓋筒12的外周由第1蓋筒2加固。為此，點火器3的第2蓋筒12的底部脆弱部可以毫無疑問地發(fā)生破裂。
(5)因為O形環(huán)19位于點火器4的第2蓋筒12和栓塞16的分界部分，所以O(shè)形環(huán)19的位置是穩(wěn)定的，提高了密封性能。
(6)如同點火器4的栓塞16的外周擴徑錐形部16b(參照圖2)和第1蓋筒2的擴徑裙邊部2c那樣，相互形成錐形而鉚接在突出部22上，所以鉚接固定可以穩(wěn)定地進行。
另外，本發(fā)明的實施方式并不限定于上述方式，例如，也可以做如下變更予以實施。
(1)如圖2所示，點火器4是密封式的，所以徑向擴開，軸向不能伸長的形狀是有利的，但也可以如圖3所示，變更為點火球式的結(jié)構(gòu)。
在圖3中，從栓塞31突出兩根引線32、32，這兩根引線32、32的頂端安裝了電橋栓33，在該電橋栓33的周圍形成點火球34。第2蓋筒35安裝在栓塞31，使點火球34與第2蓋筒35內(nèi)的引火藥36接觸，形成點火球式的點火器。
(2)底座5上固定第1蓋筒2和點火器4，最好是鉚接。除鉚接之外，只要是能夠保證固定穩(wěn)定，并不限定固定方式。例如，可以使用蓋形螺母之類的緊固件擰在底座上，使第1蓋筒2和點火4一起固定在底座5上。
(3)密封部件只要是具有密封性能的部件均可，例如除了單一材料制成的O形環(huán)19之外，在第1蓋筒2處也可以燒結(jié)O形橡膠等，以及采用硅酮粘結(jié)劑或環(huán)氧乙烷粘結(jié)劑等。
實施例下面說明本發(fā)明氣體發(fā)生器的一例-10cc貯氣瓶試驗的結(jié)果。
圖4中整理了本發(fā)明氣體發(fā)生器進行10cc貯氣瓶試驗的一例，以及使用汽車座位安全帶預張力器的過去氣體發(fā)生器的規(guī)格。為了使本發(fā)明的氣體發(fā)生器與過去的氣體發(fā)生器進行比較，氣體發(fā)生劑的用量與過去座位安全帶預張力器所使用的氣體發(fā)生器相同。
如圖6所示，10cc貯氣瓶試驗使用用堅固的不銹鋼等材質(zhì)制造的測壓貯氣瓶。將氣體發(fā)生器安裝在該測壓貯氣瓶的氣瓶夾具上。氣瓶夾具要比氣體發(fā)生器的蓋筒部外徑大0.2～0.4mm。用點火電流電纜將該氣體發(fā)生器與恒電流脈沖發(fā)生器連接，接通點火電流(0.8A×2ms)，使氣體發(fā)生器動作。從氣體發(fā)生器發(fā)生的燃燒氣體的壓力通過設(shè)在燃燒室中的壓力傳感器而利用示波器等測定儀器測定燃燒室內(nèi)的壓力。10cc貯氣瓶試驗就是采用這種方法測定氣體發(fā)生器的輸出壓力，其結(jié)果示于圖5。
如圖4和圖5所示，本發(fā)明的氣體發(fā)生器與過去的氣體發(fā)生器相比，實現(xiàn)了小型化，同時使用相同的氣體發(fā)生劑量，可以使氣缸所設(shè)定的氣瓶夾具內(nèi)徑變細，所以可以形成較高的輸出壓力(較高的最大發(fā)生壓力)。
產(chǎn)業(yè)利用的可能性如同以上詳細的說明所示，本發(fā)明的氣體發(fā)生器，其點火器和蓋筒在底座上共用一個固定結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡單，同時提高了密封性能。另外，本發(fā)明的氣體發(fā)生器與過去的氣體發(fā)生器相比，使用同一氣體發(fā)生劑量，可以使所用汽車安全裝置的氣缸內(nèi)徑變細，因而可以得到較高的輸出壓力(較高的最大發(fā)生壓力)。
權(quán)利要求
1.一種氣體發(fā)生器，具有收容通過燃燒發(fā)生氣體的氣體發(fā)生劑的有底筒形第1蓋筒、上述第1蓋筒內(nèi)部分插入設(shè)置的點火器、蓋住該點火器并保持上述第1蓋筒底端側(cè)的底座，上述第1蓋筒的上述底端和上述點火器朝向上述底座的上述點火器通過共締形式固定。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，在上述第1蓋筒的上述底端和上述點火器之間設(shè)置了密封部件。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述點火器有收容引火藥的第2蓋筒和保持該第2蓋筒的栓塞，上述第1蓋筒內(nèi)側(cè)以嵌入狀態(tài)插入了上述第2蓋筒外側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述第1蓋筒底端插入并碰到上述栓塞，上述第2蓋筒和上述栓塞的分界部分設(shè)置了上述密封部件。
5.如權(quán)利要求4所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述第1蓋筒底端和該底端觸碰的上述栓塞相互形成錐形。
6.如權(quán)利要求5所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述點火器和上述第1蓋筒的底端朝向上述底座的上述點火器通過鉚接固定。
7.如權(quán)利要求2所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述點火器有收容引火藥的第2蓋筒和保持該第2蓋筒的栓塞，在上述第1蓋筒的內(nèi)側(cè)以嵌入狀態(tài)插入了上述第2蓋筒外側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述第1蓋筒底端插入并碰到上述栓塞，上述第2蓋筒和上述栓塞的分界部分設(shè)置了上述密封部件。
9.如權(quán)利要求8所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述第1蓋筒底端和該底端觸碰的上述栓塞相互形成錐形面。
10.如權(quán)利要求9所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述點火器和上述第1蓋筒底端，朝向上述底座的上述點火器通過鉚接固定。
全文摘要
在第1蓋筒(2)內(nèi)，在嵌入狀態(tài)下插入點火器(4)的第2蓋筒(12)，在第1蓋筒(2)的底端(2c)和點火器(4)之間設(shè)置密封部件(19)，將底端(2c)和點火器(4)朝向底座(5)的點火器(4)進行鉚接固定。
文檔編號B60R21/26GK1509240SQ0281012
公開日2004年6月30日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月15日
發(fā)明者田中昭彥, 圓山淳也, 山下健一朗, 一朗, 也 申請人:日本化藥株式會社