專利名稱：用于車輛氣囊系統(tǒng)的具有延續(xù)氣體輸送的雙級充氣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于保護車輛乘員免受傷害的系統(tǒng)和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種通過噴射多種氣流進入氣囊系統(tǒng)例如可充氣窗簾用于提供延續(xù)氣體輸送的車輛氣囊系統(tǒng)的雙級充氣機。
背景技術(shù)：
目前，可充氣安全約束裝置或氣囊的內(nèi)容對于許多新的車輛成為法定要求。除此之外，可充氣氣囊在電動機車輛使用中得到廣泛的認(rèn)可并具有防止大量死亡和傷害事件發(fā)生的信譽。一些研究認(rèn)為在使用安全帶的駕駛員中，使用前置氣囊可以減少25％迎面碰撞的災(zāi)禍數(shù)量，而在不使用安全帶的駕駛員中，可以減少超過30％的災(zāi)禍數(shù)量。其他研究表明在前碰撞中，將安全帶和氣囊聯(lián)合使用可以減少65％的嚴(yán)重胸部傷害以及達到75％的嚴(yán)重頭部傷害。其展示的防止傷害的這些數(shù)據(jù)及成千上萬的事例表明氣囊救生的潛力，因此需要鼓勵使用、生產(chǎn)以及研制。
作為如上述部分優(yōu)點的結(jié)果，目前，汽車制造商用于在美國銷售的最新車輛中需要安裝氣囊。許多汽車制造商已經(jīng)將使用氣囊技術(shù)的此要求轉(zhuǎn)為市場銷售的工具。通過增加安全性的許諾，汽車購買者頻繁地挑選具有尖端氣囊系統(tǒng)的汽車。
典型的使用情況是，氣囊安裝在轉(zhuǎn)向輪及轎車乘員側(cè)面上的儀表板中。在發(fā)生事故時，位于汽車內(nèi)的加速計測量由于事故導(dǎo)致的不正常減速并觸發(fā)充氣機快速膨脹放出氣體進入每個氣囊。膨脹的氣體快速填充進氣囊，并立即在駕駛員和乘員前充氣以保護他們免于受到擋風(fēng)玻璃、儀表板或轉(zhuǎn)向輪的沖擊。因此，使用汽車氣囊已經(jīng)保護了無數(shù)的生命。
作為成功安裝在前面氣囊的結(jié)果，也已經(jīng)研制了用于在其他形式的汽車碰撞中保護乘員設(shè)計的其他氣囊。經(jīng)常為可充氣窗簾形式的側(cè)沖擊氣囊為一種根據(jù)用于保護側(cè)向免受沖擊，或克服汽車側(cè)面沖擊的需要研制的此氣囊。此窗簾沿汽車的側(cè)面在適合的位置如頂篷或頂部橫桿放置?？沙錃獯昂熆梢杂杀Ｗo汽車內(nèi)不同位置的每個乘員的一個或多個獨立的充氣軟墊組成。
側(cè)沖擊軟墊經(jīng)常設(shè)計為可以在汽車乘員的側(cè)面從其安裝位置向下打開以充氣，從而保護汽車乘員在側(cè)向沖擊事故中免于受到門或窗戶的沖擊。由于汽車乘員可能向前傾斜、仰躺在座椅中或在任意位置之間，所以此軟墊經(jīng)常制作為稍微長一些以保證即使如“脫離位置”的乘員也能沖擊到軟墊。
在一些安裝中，考慮到空間的限制或其他的要求，可以通過一個充氣機供給多個軟墊。充氣機可以放置在軟墊的任意一端。在通過位于軟墊前或后的一個充氣機供給多個軟墊的情況下，在充氣機和距離充氣機更遠(yuǎn)的軟墊之間存在特別長的氣流路徑。此長的氣流路徑可能降低氣流的速度，因此導(dǎo)致最遠(yuǎn)軟墊的延遲充氣。此外，如此安裝的可充氣窗簾的最遠(yuǎn)范圍可能不能接受到使充氣軟墊到最佳的保護壓力的充分充氣壓力。
即使在相當(dāng)短的軟墊中，也很難按照已知的充氣機設(shè)計達到快速和平穩(wěn)的充氣。許多現(xiàn)有的充氣機快速向外噴射充氣氣體。結(jié)果，充氣氣體不會具有足夠的力沿軟墊的長度推進以達到其外邊緣，取而代之的是主要對準(zhǔn)靠近充氣機的軟墊。因此，軟墊的外區(qū)域比最靠近充氣機的區(qū)域充氣晚。
另外，由于需要多個充氣機、連接機構(gòu)等，一些充氣窗簾系統(tǒng)相當(dāng)貴。許多可充氣窗簾系統(tǒng)需要使用“氣體向?qū)А?、或?qū)怏w從充氣機輸送到可充氣窗簾中的導(dǎo)管。
除此之外，在導(dǎo)致翻車的碰撞中，汽車乘員由于汽車的橫側(cè)撞擊造成的受傷時間經(jīng)常比傳統(tǒng)的碰撞時間更長。結(jié)果，為了在此期間保護乘員不受傷，使用保持充氣的氣囊對乘員更有利。然而，傳統(tǒng)的充氣機主要不能提供此長期的充氣狀態(tài)。
此外，在一些碰撞中，“智能”的氣囊充氣機更有利、其可以將不同量的氣體提供到氣囊中以根據(jù)不同碰撞情況將其充氣為不同硬度級別。大多數(shù)目前已知的氣囊只能提供單一的充氣壓力。同樣，為了既保護氣囊的充氣又可以再給氣囊充氣，在可控制延遲的時，提供可以從第一充氣氣流產(chǎn)生第二充氣氣流更有利。
因此，具有先前技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的問題進行改正的充氣機及相關(guān)方法的要求。此充氣機優(yōu)選應(yīng)該對相關(guān)可充氣窗簾提供平穩(wěn)且快速的充氣，在優(yōu)選方式中，不需要多個充氣機用于一個窗簾。此充氣機還優(yōu)選應(yīng)該安裝簡單、制造成本低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本技術(shù)規(guī)定研制了本發(fā)明的設(shè)備，更具體地說，根據(jù)目前適用的充氣機仍然沒有完全解決的技術(shù)領(lǐng)域中的問題和需要研制了本發(fā)明的設(shè)備。因此，本分明的總體目的在于提供一種充氣機及其相關(guān)系統(tǒng)、并提供快速、平穩(wěn)且持續(xù)的充氣，同時降低制造和安裝成本。
首先，充氣機包括具有排出孔的第一氣室。此第一氣室構(gòu)成為包括可以通過排出孔可控制地釋放產(chǎn)生第一氣流的充氣填料。第一氣室還包括起動充氣機的設(shè)備。此起動設(shè)備包括起動器、構(gòu)成為可控制開啟和/或關(guān)閉氣室的機械裝置、以及用于同樣目的的溫度和/或壓力感應(yīng)設(shè)備。
其次，充氣機包括與第一氣室液體連接的第二氣室。第一和第二氣室通過節(jié)流器連接。與第一氣室相同，第二氣室構(gòu)成為包括可以通過節(jié)流器可控制地釋放進第一氣室以產(chǎn)生第二氣流的充氣填料。同樣，與第一氣室相同，第二氣室可以包括構(gòu)成為密封，然后可控制地釋放第二氣室的成分以產(chǎn)生第二氣流的設(shè)備。此設(shè)備包括起動器、構(gòu)成為可控制地開啟和/或關(guān)閉氣室的機械裝置、以及用于同樣目的的溫度和/或壓力感應(yīng)設(shè)備。
充氣機的節(jié)流器包括節(jié)流通道如毛細(xì)管。節(jié)流通道的尺寸選擇為限制或控制容納在第二氣室中的充氣填料可以逸進第一氣室的速度。在本分明的一些實施方式中，節(jié)流器為開啟狀態(tài)，其允許第一和第二氣室之間的流體連通。在此充氣機中，在充氣機的兩個室之間不可能保持壓力差。
另外，充氣機還包括位于孔如第一氣室的排出孔上的易損密封，以及第二氣室的節(jié)流器。此易損密封用于將每個氣室的成分與另外氣室的成分隔離，并將充氣機的成分與外部環(huán)境隔離。易損密封通常為當(dāng)去除、斷裂、刺穿、削弱或移位時以一些方式開啟的表面。在一些實施例中，當(dāng)其連接的氣室內(nèi)壓力超過密封的強度或其與表面的粘接的強度時，可能出現(xiàn)此情況。適合的易損密封可以包括爆破隔膜、刻痕表面、金屬薄片密封、以及加壓接合。
首先，易損密封放置在排出孔上以隔離充氣機的成分。在此充氣機中，起動設(shè)備可以調(diào)整為開啟易損密封，并使充氣填料逸出第一氣室以產(chǎn)生第一氣流。在本分明的另一實施方式中，易損密封還可以放置在節(jié)流器的第一氣室側(cè)的開孔上，以隔離第二氣室的成分。
可以使用各種起動設(shè)備裝置開啟第二氣室的密封以產(chǎn)生第二氣流。具體地說，易損密封可以構(gòu)成為在第一和第二氣室之間的規(guī)定壓力差時裂開。此壓力差可以被動產(chǎn)生，如由第一氣室釋放氣體產(chǎn)生，或主動產(chǎn)生，如通過使用第二起動器或產(chǎn)生的熱混合物或位于與第二氣室連通的設(shè)備產(chǎn)生。
易損密封還可以利用噴射去除或穿透。在其他方式中，可以通過利用溫度的變化削弱或破壞易損密封。另外，也可以組合使用這些方法，如產(chǎn)生溫度差且同時通過起動生熱部件提供的熱量以削弱易損密封?？梢詫⒃S多方法綜合，并在本發(fā)明的范圍內(nèi)綜合考慮。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，充氣機包括通過節(jié)流器連接的第一和第二氣室。第一氣室的排出孔和第二氣室的節(jié)流器都可以用易損密封如爆破隔膜密封。當(dāng)需要時，為了可選擇地產(chǎn)生第一和第二氣流，此實施方式的第一和第二氣室還可以包括可以控制的起動器?；虍?dāng)連接到氣囊系統(tǒng)的控制系統(tǒng)確定需要產(chǎn)生第二氣流時，第二氣流可以自動產(chǎn)生。
充氣機的氣室構(gòu)成為保留包括氣體發(fā)生劑的充氣填料。氣體發(fā)生劑包括增壓氣體或氣體的混合物、液化氣體、固體或任何上述混合物。氣體可以為氬氣、氦氣、二氧化碳和氮氧化物。具體地說，產(chǎn)生的氣體物質(zhì)可以為已經(jīng)以固體形式低溫嵌入氣室的液態(tài)/氣態(tài)混合物。充氣填料可以利用爆破隔膜密封在第一氣室中。
第一氣室還可以包括產(chǎn)生第一氣流的起動設(shè)備。此設(shè)備可以包括煙火起動器、電起動器、壓力感應(yīng)起動裝置、溫度感應(yīng)起動裝置以及機械感應(yīng)起動裝置。連接到氣室的起動器可以使用低溫填料(填料)以便有助于加熱液態(tài)/氣態(tài)混合物以使充氣填料膨脹。此膨脹可以產(chǎn)生從氣室內(nèi)的開口去除爆破隔膜的壓力沖擊，從而開起充氣機并對氣囊開始充氣。隨著充氣填料變暖并變成氣態(tài)，充氣機內(nèi)部的壓力提高，因此從充氣機的第一氣室產(chǎn)生第一氣流。第一和第二氣室可以包括彼此相同或不同的充氣填料。另外，電起動器也可以用于產(chǎn)生熱并產(chǎn)生第一氣流。
各種方法和成分都可以提供用于充氣機的充氣填料。當(dāng)由充氣機釋放時，氣體只是增壓并釋放起動以膨脹填充更大的體積。其他氣體可以通過熱或另外同樣的方式分離以產(chǎn)生比母氣體占據(jù)更大空間體積的多種氣體。
當(dāng)使用液態(tài)氣體時，還可以實現(xiàn)其他優(yōu)點。具體地說，隨著液相轉(zhuǎn)變到氣相，其膨脹占據(jù)更大的體積，因此充滿氣囊。另外，由于氣體汽化潛熱的原因，由液體產(chǎn)生并通進氣囊的氣體將比環(huán)繞氣囊的環(huán)境氣體冷。隨著此充氣氣體溫暖環(huán)境溫度，其膨脹，因此，將額外的充氣壓力提供到氣囊并延長用于氣囊充氣的時間。
在優(yōu)選方式中，在充氣機中使用的密封如易損密封位于第二氣室的充氣填料至少局部包括液態(tài)氣體的排氣孔和節(jié)流器的位置。密封用于將液態(tài)氣體分離到規(guī)定的氣室。使用爆破隔膜的本發(fā)明充氣機還包括爆破隔膜保留件以隔離廢棄的爆破隔膜并防止其從充氣機中噴射出。
在優(yōu)選方式中，排出孔位于適合于連接到氣囊的充氣機的部分。具體地說，充氣機可以包括具有位于可充氣窗簾第一入口內(nèi)的第一端的第一氣室。第一氣室可以包括一個單一主體。氣囊的第一入口可以緊密地連接到第一氣室，以便氣體不能從入口和氣室之間的可充氣窗簾逸出。
根據(jù)本發(fā)明，此雙級充氣機可以包括附加的第二室以延長充氣機可以提供氣體流的時間，并增加充氣機可以產(chǎn)生的氣體量。此附加的第二室可以沿其他第二和第一氣室共用的縱軸線放置，或其可以沿相對其他氣室成一定角度的其他軸線放置。
通過使用本發(fā)明的充氣機，可以通過去除氣體導(dǎo)向和多余的充氣機得到成本節(jié)約。另外，可以獲得更快和平穩(wěn)的可充氣窗簾的充氣。結(jié)果，可以增強汽車氣囊系統(tǒng)的可利用性和有效性。
由以下說明和附屬權(quán)利要求可以使本發(fā)明的這些和其它特征以及變得更加清晰，或通過本發(fā)明的實施得到清晰地體現(xiàn)。


為了使獲得本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點及目的的方式容易理解，將參照附圖中說明的其具體實施方式
對上述簡要說明的本發(fā)明進行更具體地說明。應(yīng)該理解，這些附圖只是本發(fā)明的典型實施方式，因此不能認(rèn)為是限制其范圍，下面將通過利用其附圖對本發(fā)明進行特別具體和詳細(xì)和說明和解釋，其中圖1是顯示具有組合根據(jù)本發(fā)明充氣機的可充氣窗簾的汽車透視圖；圖2是顯示圖1充氣機的截面?zhèn)纫晥D；圖3是顯示本發(fā)明充氣機另一實施方式的截面?zhèn)纫晥D；圖4是顯示本發(fā)明充氣機另一實施方式的截面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的優(yōu)選實施方式將通過參考附圖進行最好的理解，其中在全文中同樣的零件用同樣的標(biāo)號表示。隨著對附圖的總體說明和介紹，將使本發(fā)明的部件更容易理解，其可以設(shè)置并設(shè)計為各種不同的結(jié)構(gòu)。因此，如圖1到圖4所述，下列本發(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)以及方法更具體說明的目的不是限制本發(fā)明的權(quán)利要求，而只是本發(fā)明優(yōu)選實施方式的典型代表。
本發(fā)明提供了一種設(shè)備，從而解決與先前已知充氣機相關(guān)的問題。通過利用軸流，充氣氣體可以噴射進遠(yuǎn)離充氣機排出孔的氣囊。因此，可充氣窗簾可以更均勻地展開以提供給乘員更好的保護。另外，充氣機可以有選擇地提供第一和第二氣流以延長氣囊的充氣時間，甚至重新給氣囊充氣。在下面的說明中，將對在本發(fā)明中使用的這些原理的方式進行更具體地說明。
參照圖1，連接到本發(fā)明一種可能的充氣機上的可充氣窗簾10顯示為安裝在汽車12中?？沙錃獯昂?0可以形成構(gòu)成為抵抗側(cè)向沖擊保護一個或多個汽車乘員的氣囊系統(tǒng)的一部分。
如圖1的汽車12所示，汽車12具有縱向13、側(cè)向14、以及橫向15。汽車12的前座16從第一側(cè)面17或前門17側(cè)向位移。如圖所示，汽車12還具有從第二側(cè)面19或后門19側(cè)向位移的后座18。如圖所示，兩個此可充氣窗簾10可以用于汽車中一個用于汽車12的駕駛員側(cè)面，另一個用于乘員側(cè)面。
可以使用一個或多個加速計11以及其他同樣的沖擊感應(yīng)裝置以檢測汽車12突然的側(cè)向加速(或減速)，并通過電線31將電信號傳遞到一個或多個用于提供增壓氣流以給可充氣窗簾10充氣的充氣機20。如圖1所示，一個充氣機20可以用于給可充氣窗簾10的每個保護區(qū)充氣。具體地說，一個充氣機20可以用于給每個可充氣窗簾10的第一保護區(qū)40和第二保護區(qū)42充氣?？商娲兀粋€充氣機20可以通過將其相互連接并將充氣機20連接到組合的窗簾10的一端用于給保護區(qū)40、42充氣。充氣機20可以通過使用相對簡單的固定托架29連接到汽車12上。
第一組充氣機20可以定位于沿可充氣窗簾10的縱向長度接近中間的位置，以便以將在下面更具體說明的方式給第一保護區(qū)40提供快速平穩(wěn)的充氣。同樣，第二組充氣機20可以定位于可充氣窗簾10的縱向長度的后端位置，以便以將在下面更具體說明的方式給第二保護區(qū)44提供快速平穩(wěn)的充氣。
每個充氣機20都可以采用包含有化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)和/或提到的“充氣填料”的壓縮氣體的中空壓力容器。此充氣填料在充氣機20起動時產(chǎn)生氣體體積。此氣體體積離開充氣機20以提供充氣體積的流出。在圖1的結(jié)構(gòu)中，充氣機20為局部封閉在可充氣窗簾10內(nèi)，以便離開充氣機20的充氣氣體直接流進可充氣窗簾10。具體地說，充氣機20在窗簾10的入口60處連接到可充氣窗簾10。此連接可以利用環(huán)形夾子64以保證充氣機20連接到窗簾10的入口60。
充氣機20可以以此快速地操作，以便在汽車12完全反作用沖擊之前已經(jīng)給可充氣窗簾10充氣，以保護汽車乘員免受沖擊。另外，充氣機20可以以此延長的方式操作，以便可充氣窗簾在整個沖擊期間或汽車翻車期間保持充氣。
另外，加速計11裝載在汽車12的發(fā)動機艙30或儀表板內(nèi)?？刂破?未示出)也可以用于處理加速計11的輸出并控制汽車12的車輛安全系統(tǒng)的其他各個方面；例如，此控制器也可以位于接近加速計11的發(fā)動機艙30或儀表板內(nèi)。此控制器可以構(gòu)成為當(dāng)檢測到翻車事故或其他需要延長充氣的事故時，順序給“智能氣囊”中的起動器進行激發(fā)。在此結(jié)構(gòu)中，電線31和/或其他控制線可以沿位于擋風(fēng)玻璃35任意一側(cè)的汽車12的A柱34設(shè)置以到達充氣機20。另外，如圖1所示，每個加速計11都可以位于接近一個充氣機20的位置。
充氣機20和可充氣窗簾10可以通過將其連接到汽車12的頂篷扶手36上。根據(jù)汽車12的型號以及所需的可充氣窗簾10的結(jié)構(gòu)，氣囊部件也可以沿B柱37、C柱38、和/或D柱39設(shè)置。
圖1所示的可充氣窗簾10構(gòu)成為不僅保護前座16的乘員，而且也保護后座18的乘員。因此，每個可充氣窗簾10都具有構(gòu)成為在前座16和前門17之一之間充氣的第一保護區(qū)40、以及構(gòu)成為在后座18和后門19之一之間充氣的第二保護區(qū)42。第一和第二保護區(qū)40、42可以由彼此隔離的多個軟墊組成。另外，可充氣窗簾10可以為同樣軟墊的一部分，即，即使氣體不能流過第一和第二保護區(qū)40、42之間的充氣機20，第一和第二保護區(qū)40、42也彼此流體連通。每個可充氣窗簾10的第一和第二保護區(qū)40、42可以通過使用位于保護區(qū)40、42之間的連接區(qū)44連接在一起。連接區(qū)44提供氣體可以在第一和第二保護區(qū)40、42之間流過的流體路徑。
每個可充氣窗簾10都具有連接到A柱34的前系繩46和連接到頂篷扶手36的系繩48，以便在可充氣窗簾10上產(chǎn)生張力，從而在充氣和沖擊期間保持其在原地。本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員可以理解，系繩46、48也可以連接到汽車的其他部分，如B柱37、C柱38、D柱39。系繩46、48可以由標(biāo)準(zhǔn)的座椅帶等構(gòu)成。
雖然圖1中的每個可充氣窗簾10具有兩個保護區(qū)40、42，但本發(fā)明包含使用任意數(shù)量保護區(qū)的可充氣窗簾的范圍。因此，如果需要，每個可充氣窗簾10都可以延長為具有一個或多個定位的保護區(qū)以保護后座18后面的加座50上的乘員免受汽車12第三側(cè)面52的沖擊。無論是一個充氣機20用于一個保護區(qū)，還是一個充氣機20用于幾個保護區(qū)，其他的充氣機20都可以用于給此附加的保護區(qū)充氣。
本發(fā)明的充氣機獨特的構(gòu)成為提供快速、平穩(wěn)的充氣，以及簡單和低廉的制造和安裝成本。圖1還顯示了包括第一氣室66、第二氣室68、以及節(jié)流器80的充氣機20的稍微放大的透視圖。充氣機還包括通過電線31連接到汽車12的加速計11的起動部件100。下面將參照圖2對充氣機20的結(jié)構(gòu)進行更具體的說明。
參照圖2，顯示了充氣機20的截面?zhèn)纫晥D。充氣機20可以具有由用于保持充氣填料的相當(dāng)高的拉伸強度如鋼的材料形成的第一氣室66。第一氣室66可以由單一的整體形成。在另一種方式中，第一氣室66可以由焊接或其他方法連接在一起的多個零件組成以提供圖2所示的結(jié)構(gòu)。第一氣室66可以具有包括平的、半圓或其他圓頂帽形的總體管狀。
第一氣室66可以定位于可充氣窗簾(未示出)的第一保護區(qū)(未示出)的第一入口60內(nèi)，以便離開第一氣室66的充氣氣體直接進入第一、第二以及其他隨后的保護區(qū)(未示出)。因此，就不需要用于從充氣機20引導(dǎo)充氣氣體到可充氣窗簾10的氣體導(dǎo)向或其他形式的導(dǎo)管。充氣機20可以在第一入口60內(nèi)簡單地以氣密形式夾住，例如，通過利用環(huán)形夾子64相對充氣機20的外表面緊緊壓住入口60的結(jié)構(gòu)。
第一氣室66的尺寸可以改變到適合第一氣室66安裝的體積。例如，第一氣室66可以制作為在長度方向13上比所示長、和/或在側(cè)向或橫向14、15上比所示薄，以便適合在長且窄的空間如在頂篷扶手36邊的空間安裝?？梢园惭b較長的第一氣室66，以便第一氣室66延長非常大的長度進入可充氣窗簾(未示出)的每個保護區(qū)。此安裝可以方便地提供通過保護區(qū)在大約中間位置進入可充氣窗簾的充氣氣流，用于更平穩(wěn)的充氣。
第一氣室66可以具有設(shè)置在氣囊的第一入口60內(nèi)的排出孔70。排出孔70具有充氣氣體可以相對自由通過排出孔70的敞開結(jié)構(gòu)，以及基本所有的充氣氣體都限制在第一氣室66內(nèi)的密封結(jié)構(gòu)。結(jié)果，“排出孔”指通道以及提供可選擇地關(guān)閉通道的結(jié)構(gòu)。
更精確地說，排出孔70可以包括如圖2所示的內(nèi)蓋74。此內(nèi)蓋74可以具有通過氣室66內(nèi)的壓力壓緊爆破隔膜78a的開口76。爆破隔膜78b可以放置在充氣機的起動器部件100的起動器孔102上。在本發(fā)明的另一實施方式中，爆破隔膜可以還可以放置在節(jié)流器80的孔上。這些爆破隔膜78a、78b可以具有各種各樣的結(jié)構(gòu)。具體地說，如果需要，每個爆破隔膜都可以具有稍微圓頂?shù)男螤钜蕴峁┡c相應(yīng)開口76的圓形形狀緊密的密封。
爆破隔膜78a、78b可以形成為在壓力沖擊下偏轉(zhuǎn)并/或打開開口76和起動器孔102。例如，爆破隔膜78a、78b可以制作為足夠的彎曲以適合通過開口76，以便壓力沖擊和/或增加從開口76及起動器孔102噴射爆破隔膜78a、78b。爆破隔膜可以只具有出現(xiàn)足夠變形以上的壓力極限以推動爆破隔膜78a通過其開口76。另外，爆破隔膜78a、78b可以主要根據(jù)沖擊、或氣室66或起動器部件100內(nèi)的快速壓力變化下變形。爆破隔膜78a、78b可以通過溫度變化有選擇地削弱，使其更容易斷裂或更具有延展性。此變化可以通過產(chǎn)生熱的混合物或放置在靠近爆破隔膜78a、78b的設(shè)備(未示出)產(chǎn)生。這里包括能通過來自控制單元的信號或通過充氣機20內(nèi)的壓力沖擊被點燃或引爆的混合物。
起動器部件100可以包括各種本發(fā)明范圍內(nèi)用于去除充氣機20易損密封的技術(shù)。如上所述，各種起動器都適用于起動器部件100，可以為壓力感應(yīng)裝置、溫度感應(yīng)裝置、以及機械裝置的范圍。這些裝置的每一個都將在下面進行具體說明。
許多形式的充氣機起動器都適合用于根據(jù)本發(fā)明的充氣機。一種通常的起動器形式為通過氣囊模塊控制單元觸發(fā)的煙火起動器。其他適合的起動器包括電子起動器。在一些形式中，電子起動器可以提供用于通過點燃靠近起動器部件100的氣體去除如爆破隔膜78a、78b的易損密封。此點燃可以快速提高氣體產(chǎn)生材料84的內(nèi)部溫度，因此提供壓力沖擊。在一些情況下，氣體的點燃可以通過氣體產(chǎn)生電弧產(chǎn)生。起動器的氣體部分可以包括選擇濃度的燃料和氧化劑的混合物，以提供足夠的熱量并膨脹打開爆破隔膜78a、78b。
起動器部件100還可以包括用于打開爆破隔膜78a、78b或其他易損密封的壓力感應(yīng)裝置。此壓力感應(yīng)裝置可以包括通過壓力沖擊點燃或引爆的混合物，因此進行釋放熱量以及接下來的壓力積聚。此外，壓力感應(yīng)裝置可以包括提供易受壓力增加或壓力差影響的易損密封如爆破隔膜78a、78b。
用于打開爆破隔膜78a、78b的其他裝置還可以包括溫度感應(yīng)裝置。在一些實施例中，此裝置可以包括提供削弱、斷裂或通過溫度變化、包括溫度的快速增加受到破壞的易損密封如爆破隔膜78a、78b。此溫度感應(yīng)密封可以用于熱量產(chǎn)生裝置以便當(dāng)產(chǎn)生熱量時，削弱或破壞密封，從而通過充氣流體的壓力使其裂開。
機械裝置也可以用于打開易損密封如爆破隔膜78a、78b。在本發(fā)明的一些實施方式中，這些機械裝置可以包括總體上在充氣機內(nèi)點火穿透或移動易損密封的彈射物。在圖2的充氣機20中，爆破隔膜78b或其一部分可以起到彈射物的作用以移動或穿透放置靠緊節(jié)流器80的爆破隔膜，或移動或穿透爆破隔膜78a。另外，機械裝置可以包括用于位于或臨近易損密封的位置使用的高速閥門。當(dāng)通過氣囊模塊控制單元發(fā)出信號時，此閥門快速開啟以打開充氣流體流進氣囊軟墊中。
為了防止噴射的爆破隔膜損壞可充氣窗簾或連接其他充氣機20的其他氣囊，充氣機20還可以具有設(shè)置在排出孔70外面的爆破隔膜保持件90。爆破隔膜保持件90可以具有各種結(jié)構(gòu)。如上所述，爆破隔膜保持件90可以采取加厚襯墊或充氣氣體相對自由通過的濾網(wǎng)的形式。爆破隔膜78a也可能是78b在從開口76彈射后通過爆破隔膜保持件90捕獲，這樣，爆破隔膜78保留在開口76前面，并在充氣氣體在爆破隔膜78周圍流動的情況下排出充氣機20。
充氣機20還可以具有設(shè)置在排出孔70以及爆破隔膜保持件90外面的噴射噴嘴92。這些噴射噴嘴92有助于改進從充氣機20流出的第一以及第二氣流的量和/或速度。
本發(fā)明的雙級充氣機20還包括第二氣室68和節(jié)流器80。此第二氣室68構(gòu)成為保持包括氣體發(fā)生劑84的充氣填料、并將第二氣流96提供進第一氣室66。第二氣室68構(gòu)成為與第一氣室66同樣的方式保持充氣填料。第二氣室68的充氣填料可以與第一氣室66的充氣填料相同，另外，充氣填料可以在成分、壓力、形式上不同。
第二氣室68通過節(jié)流器80連接到第一氣室66。此節(jié)流器80可以制作為與節(jié)流器孔82同樣形式的連接環(huán)。節(jié)流器80還可以包括易損密封如爆破隔膜、刻痕表面、或壓緊接縫。
本發(fā)明的第二氣室68構(gòu)成為將第二氣流96提供到連接到充氣機的氣囊以開始給氣囊充氣，然后，保持充氣一段時間。開始時期的充氣主要通過第一氣室66的充氣填料以及其產(chǎn)生的第一氣流94提供。開始充氣的維持主要通過來自第二氣室68的第二氣流96提供。維持或第二氣流96可以通過提供采用節(jié)流通道79形式的節(jié)流器80輸送。此節(jié)流通道79可以為具有限制容納在第二氣室68中的充氣填料逸出速度的窄節(jié)流器孔82的毛細(xì)管。流體通道79可以通過節(jié)流器孔半徑81和節(jié)流器孔直徑83限定。
在充氣機例如20中，構(gòu)成為以便節(jié)流器80根本沒有完全關(guān)閉節(jié)流器的元件的節(jié)流器80，第一和第二氣室66、68的充氣填料可以自由混合。作為此結(jié)果，在室66、68之間保持沒有壓力差。
本發(fā)明的充氣機20還可以通過在節(jié)流器80上提供易損密封提供第二氣流96。適合的易損密封包括爆破隔膜(如用于第一氣室66的爆破隔膜78)、刻痕表面(未示出)、以及壓緊接縫(未示出)?？梢栽O(shè)置這些密封以防止來自第二氣室68的氣流，直到氣囊已經(jīng)起動為止。圖3中顯示的充氣機將在下面進行更具體的說明。
如可任選用于第一和第二氣室66、68的易損密封包括當(dāng)氣室66、68內(nèi)的壓力超過表面的強度時開啟的表面。此外，適合的易損密封包括通過溫度變化、壓力沖擊、和/或機械裝置斷裂或削弱的密封。
一個此易損密封為刻痕表面?？毯郾砻婢哂型ㄟ^在表面加工出溝槽形成削弱區(qū)域的刻痕。例如，此刻痕可以用由硬鋼、碳化鎢、金剛石等構(gòu)成的鋒利工具形成。工具可以形成為去掉一層表面材料，也可以采用多種操作去除所需的材料量。此刻痕可以為各種結(jié)構(gòu)。在一種實施例中，每個刻痕可以只包括設(shè)置在相對表面垂直于橫向的平面內(nèi)的一條線。另外，也可以使用具有多個交叉刻痕的星形形狀。采用星形形狀，將在交叉刻痕之間存在楔形變形部分，而每個變形部分在刻痕失效時都將向外彎曲或“開花(bloom)”。
可以選擇刻痕的深度以便當(dāng)氣室內(nèi)的壓力達到預(yù)定的極限時，或當(dāng)氣室內(nèi)的壓力沖擊達到預(yù)定的極限時刻痕裂開。更深的刻痕將會在較低壓力或沖擊下開啟開口。另外，刻痕可以制作為等深度以保證刻痕表面同時開啟。此外，每個刻痕可以在深度、長度、寬度或結(jié)構(gòu)上改變以提供用于充氣機的不同時間和/或氣流特性。
一些刻痕結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一組在失效時可以稍微向外變形的邊緣以達到變形結(jié)構(gòu)。在此變形結(jié)構(gòu)中，邊緣可以稍微分離以提供充氣氣體可以逸出的開口。在此結(jié)構(gòu)中，邊緣通過開口和另外使用的噴射噴嘴實現(xiàn)其功能。實際上，邊緣可以構(gòu)成為變形以便產(chǎn)生所需尺寸的開口。
“壓緊封閉”可以定義為通過環(huán)繞開口材料的機械變形已經(jīng)關(guān)閉、和接近關(guān)閉的開口。因此，壓緊封閉包括已經(jīng)卷曲、彎曲、扭曲、折疊或其他變形成關(guān)閉位置的開口。此關(guān)閉可以通過包括施用垂直于開口軸線的機械壓緊的方法形成。此壓緊可以形成當(dāng)用卷曲或焊接密封時，根據(jù)氣室內(nèi)的高壓或壓力沖擊裂開的卷曲或焊接。此裂開將導(dǎo)致在允許充氣氣體逸出氣室的變形結(jié)構(gòu)的密封。施加封閉邊緣和焊接的焊接強度的壓緊力可以選擇為獲得所需的極限壓力和沖擊。
多個易損密封用于充氣機如具有多個隔間、特征如刻痕的尺寸和深度的充氣機中時，壓緊密封的壓緊力和焊接強度可以允許承受稍微緊密連接以保證易損密封同時開啟。
易損密封表面可以在一些情況下放置到排出孔的外面以開啟形成用于第二氣室68或排出孔70的適合噴射噴嘴70(在噴射噴嘴92的位置)。此結(jié)構(gòu)允許不同物質(zhì)用于第一和第二氣室66、68中的充氣填料，還允許在氣室66、68中具使用有不同壓力的充氣填料。
在優(yōu)選方式中，易損密封如爆破隔膜可以用于第二氣室68的充氣填料至少部分包括液態(tài)氣體產(chǎn)生材料68如液化氣體的充氣機中。在此應(yīng)用中，密封將液體86與第一氣室66隔離。在本發(fā)明的充氣機20中具有爆破隔膜如78a、78b。爆破隔膜保持件90還包括限制和保持廢棄爆破隔膜78并防止其從充氣機20噴射出。
根據(jù)本發(fā)明，此雙級充氣機包括附加的第二室以延長用于充氣機能提供氣流的時間長度，以及增加充氣機能夠產(chǎn)生氣體的量。此附加第二室可以沿與其他第二和第一氣室共用的縱軸線放置，或其可以沿相對其他氣室成一定角度的其他軸線放置。
當(dāng)充氣機20打開時，第一氣流94通過第一排出孔70離開第一氣室66，而第二氣流96通過節(jié)流器孔82排出第二氣室68。氣流可以平穩(wěn)聚集且彼此不可區(qū)分，或其可以通過第一和第二氣流可區(qū)分的充分時間分離。然后，第一和第二氣流94、96前進達到氣囊如可充氣窗簾(未示出)的相應(yīng)入口60。
如圖所示，第一和第二氣流94、96在縱向13沿充氣機20的縱軸58前進。充氣機20可以相當(dāng)容易地安裝在汽車12中以獲得圖1所示的結(jié)構(gòu)。例如，第一氣室66的第一端72可以插進可充氣窗簾(未示出)的第一入口60。然后，窗簾在圖1所示位置連接到頂篷扶手36上，而充氣機20用固定支架如固定支架29連接到頂篷扶手36。
上述用于安裝氣囊充氣機的步驟可以以許多方式重新安排以適合汽車12的具體結(jié)構(gòu)。例如，充氣機20可以首先用固定支架29連接到頂篷扶手36，然后，將入口60配合在第一氣室66周圍。然后在適當(dāng)位置固定可充氣窗簾10。
噴射噴嘴92為可選件，充氣氣體可以只允許自由逸出充氣機20。然而，噴射噴嘴92可以調(diào)整并形成為提供更精確的第一和第二氣流94、96的方向。噴射噴嘴92還可以增加第一和第二氣流94、96逸出充氣機20的速度，以便氣流94、96具有動力以進一步前進進入可充氣窗簾10。此快速噴射有助于保證距離充氣機20最遠(yuǎn)的可充氣窗簾10的部分在汽車乘員受到可充氣窗簾10的沖擊之前充分地充氣。
雙流體充氣機可以以各種方式起動以給可充氣窗簾10充氣。根據(jù)一種實施方式，第一和第二氣流94、96可以都通過一個起動部件100的動作觸發(fā)。起動部件100可以具有與第二氣室68的內(nèi)部連通的部件孔101。例如，起動部件100可以在適當(dāng)位置為激光焊接，以防止充氣氣體通過起動器孔102逸出或在打開充氣機20期間起動部件100的噴射。起動部件100另外還可以位于第一氣室66中。
起動部件100可以具有起動器104，如電觸發(fā)煙火充氣機或電起動器。例如，起動器104可以具有包括煙火材料的頂蓋106、主體108、以及接收起動信號的電插腳110。主體108位于起動器保持件112內(nèi)。插腳110插進連通到加速計11的電線31插座(未示出)中。
如果需要，起動部件100還可以具有強化通過起動器104提供的熱能的大量助起動材料118。助起動材料118可以通過設(shè)計為破裂、或當(dāng)起動器104觸發(fā)時平滑碎裂的圓頂116與起動器104分離。另外，助起動材料118可以容納在起動部件100本身內(nèi)。起動部件100還可以具有封閉和保護助起動材料118及起動器104的外殼119。如果需要，外殼119可以有效地將起動器104和助起動材料118與第二氣室68內(nèi)的壓力隔離。
另外，如上所述，起動部件可以包括用可燃燒氣體混合物作為燃料的電起動器104和構(gòu)成為提供充分的電弧以點燃大量氣體混合物的部件。此燃燒將釋放膨脹充氣氣體的熱量，增加充氣機20的內(nèi)部壓力并使爆破隔膜如78a、78b噴射出。
如上所述，爆破隔膜如78a、78b主要根據(jù)壓力沖擊、氣室66、68內(nèi)或起動器部件100內(nèi)的壓力快速變化變形。通過溫度變化有選擇地削弱爆破隔膜如78a、78b，以使其更容易裂開或延展。此變化可通過生熱混合物或靠近易損密封的設(shè)備(未示出)產(chǎn)生。在一些情況下，這樣可以包括能通過充氣機20內(nèi)的壓力沖擊被點燃或引爆的混合物。
起動器部件100還可以包括用于打開爆破隔膜如78a、78b或其他易損密封的壓力感應(yīng)裝置。此壓力感應(yīng)裝置可以包括通過壓力沖擊被點燃或引爆的混合物，因此釋放熱量并在隨后進行壓力積聚。此外，壓力感應(yīng)裝置可以包括提供易受壓力增加或壓力差影響的如爆破隔膜78a、78b的易損密封。
用于打開爆破隔膜78a、78b的其他裝置還可以包括溫度感應(yīng)裝置。在一些實施例中，此裝置可以提供易損密封如包括根據(jù)溫度變化、包括溫度的快速增加以削弱或斷裂的爆破隔膜78a、78b。此溫度感應(yīng)密封可以用于熱量產(chǎn)生裝置，如當(dāng)產(chǎn)生熱量時，削弱或破壞密封。
機械裝置也可以用于打開易損密封。在本發(fā)明的一些實施方式中，這些機械裝置可以包括通常在充氣機內(nèi)點火穿透或移動易損密封的彈射物。另外，機械裝置可以包括位于或臨近易損密封的位置使用的高速閥門。當(dāng)通過氣囊模塊的控制單元發(fā)出信號時，此閥門快速開啟，以打開充氣流體流進氣囊軟墊中。
充氣機20可以為包括煙火、壓縮氣體、以及混合類型的任何形式。在圖2的充氣機中，充氣機20可以為混合型充氣機，具有助起動材料118的煙火以及在壓縮狀態(tài)的氣體產(chǎn)生材料(或“氣體發(fā)生劑”)84。由于壓縮，氣體產(chǎn)生材料80可以以氣體85的形式以及在第一氣室66內(nèi)的液體形式存在。另外，在煙火充氣機中，氣體產(chǎn)生材料可以不是惰性壓縮液體、氣體或混合物，而是采用可燃燒固體或液體的形式。
采用圖2的惰性、壓縮的氣體產(chǎn)生材料84，起動部件100在毫秒內(nèi)打開以產(chǎn)生使氣體產(chǎn)生材料84膨脹的熱量。結(jié)果為在氣室66內(nèi)突然的壓力沖擊和壓力增加。壓力沖擊和/或壓力增加移動爆破隔膜78以打開第一排出孔70，并允許第一氣流94流動。當(dāng)氣體85流出充氣機20時，液體86蒸發(fā)以增加第一氣流94的體積。接著，存在于第二氣室68的氣體85和液體86開始排出充氣機20，因此產(chǎn)生第二氣流96。結(jié)果，盡管其適合的尺寸，相當(dāng)大量的氣體可以在可控制的時間周期通過充氣機20產(chǎn)生。
因為當(dāng)蒸發(fā)時，液體86將吸收熱量，因此，使用液態(tài)氣體產(chǎn)生材料86非常有益。因此，第一、第二氣流94、96將比較冷，因此，沒有可能損壞可充氣窗簾10?？沙錃獯昂?0可以由較低抗熱及很便宜的材料制作。例如，用于可充氣窗簾10的纖維較薄硅覆層足夠保護纖維免受熱損壞。另外，隨著液體86產(chǎn)生的氣體85開始溫暖環(huán)境溫度時，其膨脹，因此，延長了用于窗簾保持充氣的時間周期并能提供對汽車乘員的保護。
充氣機20與許多其他氣囊的充氣機相比價格低廉、制造成本低。根據(jù)一種制造方法，第一氣室66首先通過已知方法形成。如果需要，氣室66可以如圖2所示提供為單一的整體。例如，爆破隔膜78和/或氣體產(chǎn)生材料84通過部件孔101插入。氣體產(chǎn)生材料84還可以低溫插入，即冷凍并壓縮成固體形式并通過將在以后用填充口密封89密封的填充口88插入。然后，起動部件100可以用向內(nèi)方向的部件孔101插入第二氣室68，并在適當(dāng)?shù)奈恢猛ㄟ^例如激光焊接方法焊接。
在另外一種單件結(jié)構(gòu)中，氣室66形成有兩個分離的片以方便爆破隔膜78、起動部件100、以及氣體產(chǎn)生材料84的插入。例如，第一端72可以通過半徑接縫(未示出)與氣室66的其他部分分離，以便第一端72和氣室66的其他部分形成具有環(huán)形開口的管。爆破隔膜78、起動部件100、和/或低溫材料可以方便地插入此環(huán)形開口并在適當(dāng)位置固定。然后，例如，第一端72通過焊接連接到氣室66的其他部分。
充氣機20的許多其他方面可以變化為適合汽車12的幾何形狀、可充氣窗簾10的尺寸和形狀、以及適合的制造設(shè)備。圖3和4顯示了其他形式的雙級流體充氣機，每個都包括許多與圖1和2不同的方面。這些變更可以任意組合、或與本領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)知道的其他變更任意組合使用，以產(chǎn)生比在此介紹或具體說明的方式更多的實施方式。
根據(jù)本發(fā)明的其他充氣機120顯示在圖3中。充氣機120可以具有設(shè)計為與圖2所示的氣室66更多同樣方式安裝在可充氣窗簾的入口60內(nèi)的第一氣室166。第一氣室166也具有用于起動充氣機120的起動部件100。充氣機120還包括通過節(jié)流器180連接到第一氣室166的第二氣室168。
在充氣機120中，第一氣室166連接到窗簾(未示出)的第一入口60，并通過夾子64密封以防止氣體逸出。第一室包括氣體產(chǎn)生材料84a，其包括氣化劑如增壓氣體85a以及可以為液態(tài)化氣體86a的液化劑86a。這些氣體產(chǎn)生材料84a通過位于第一端172的易損密封密封在第一氣室166內(nèi)。在圖3中，此密封以內(nèi)蓋174a密封的方式通過氣體產(chǎn)生材料84a的壓力保持的爆破隔膜178a組成。此爆破隔膜178a可以構(gòu)成為根據(jù)壓力沖擊或通過起動部件100的起動產(chǎn)生的氣體膨脹通過內(nèi)蓋174a的開口176a。第一氣室166還可以具有爆破隔膜保持件190以便當(dāng)充氣機觸發(fā)后保持爆破隔膜178a。
如同圖1所示的充氣機20一樣，充氣機120構(gòu)成為產(chǎn)生通過排出孔170和排出噴嘴192穿過第一氣室166，通過入口60進入窗簾(未示出)的第一氣流194。
如上簡述，充氣機120包括在部件孔110處連接到第一氣室166的起動部件100。起動部件100包括起動器孔102，其在起動器104點燃后，用來自電起動器104的起動熱量和其他燃燒產(chǎn)品通過的爆破隔膜178c封蓋住。起動部件100還包括頂蓋106、主體108、用于將起動器104與包括汽車的加速計(未示出)的電系統(tǒng)(未示出)連接的插腳110。電起動器104通過起動器保持件112和外殼119保持，以保持起動器在適合的位置。起動器還可以具有包含在接近起動器104的圓頂(未示出)內(nèi)的助起動材料(未示出)，以便有助于第一氣流194的產(chǎn)生。
電起動器104顯示為局部切除以露出放置在起動器內(nèi)的桿115。起動器104填充有可以通過電通過桿115形成的電弧點燃，并允許其曲線到達起動器104壁的氣態(tài)混合物117。氣態(tài)混合物117的點燃使膨脹并形成熱，使爆破隔膜178c噴射出。
如同圖1和2所示的充氣機20一樣，圖3的充氣機120還包括將第一氣室166與第二氣室168連接的節(jié)流器180。在此，節(jié)流器180采取節(jié)流通道179的形式。此節(jié)流通道179與毛細(xì)管相同。節(jié)流通道179還包括限制容納在第二氣室168中的充氣填料逸出速度的窄節(jié)流器孔182。節(jié)流通道179通過節(jié)流器孔半徑81和節(jié)流器孔直徑83進行限定。
第二氣室168構(gòu)成為提供第二氣流196進入第一氣室166，接著進入可充氣窗簾(未示出)。第二氣室168通過節(jié)流器180連接到第一氣室166。第二氣室168還可以包括用于將氣體產(chǎn)生材料84b填充到第二氣室168的填充口88b和填充口密封89b，如圖1和2所示，其還可以包括氣化的氣體產(chǎn)生材料84b，以及和/或液態(tài)氣體產(chǎn)生材料86b如液化氣體。在充氣機120中，由于第一和第二氣室166、168通過爆破隔膜178及其相關(guān)結(jié)構(gòu)隔離，包括內(nèi)蓋174b(在此其為節(jié)流器區(qū)域)，氣室166、168可以包括不同的氣體產(chǎn)生材料84a、84b。
如上簡述，節(jié)流器180與爆破隔膜178b及相應(yīng)的內(nèi)蓋174b相關(guān)。爆破隔膜178b定位于開口176b上，并通過增壓第二氣室168的成分保持在依靠內(nèi)蓋174b的位置。第二氣室168還可以包括如上所述包含充氣機充氣后保持件的爆破隔膜保持件以防止隔膜噴射出，以及由于噴射的隔膜產(chǎn)生的任何潛在相關(guān)損害。
在本發(fā)明的充氣機120中，在節(jié)流器孔上使用了易損密封如爆破隔膜178b，易損密封可以制作為在如前所述第一和第二氣室166、168之間的規(guī)定壓力差時破裂。這樣將打開第一和第二氣室之間的節(jié)流器開口，而來自第二氣室的氣體發(fā)生劑將產(chǎn)生增加到在氣囊充氣期間產(chǎn)生的第一氣流中的第二氣流。此第二流可以用于保持用于延長氣囊的充氣周期，或重新充氣。
易損密封另外制作為根據(jù)如通過接近放置煙火的易損密封加熱時破裂，圖3所示的充氣機120可選擇的包括放置在鄰近爆破隔膜176b的煙火198。在一些情況下，通過第一氣流194產(chǎn)生的壓力差不能充分使爆破隔膜176b噴射。在此情況下，煙火198可以提供為既可以通過施用熱量以削弱爆破隔膜176b，也可以一起移動或破壞爆破隔膜176b。如上所述，適合的煙火可以通過如起動部件100的激發(fā)產(chǎn)生的壓力沖擊觸發(fā)。另外，此煙火198可以通過電信號或控制激發(fā)。充氣機120還可以通過提供節(jié)流器180中的高速閥予以改進。
現(xiàn)在參照圖4，顯示了本發(fā)明的另一充氣機220。雙室充氣機220構(gòu)成為包括第一氣室266、第二氣室268以及節(jié)流器280。第一氣室266包括具有用于在充氣機220的室中產(chǎn)生，通過入口60傳遞到氣囊(未示出)的氣體的排出孔270。在充氣機220的此實施方式中，排出孔270通過爆破隔膜278d蓋住。因此，第一端272還包括爆破隔膜保持件290。第一端272還包括噴射噴嘴292，在此具有多個噴嘴。在此結(jié)構(gòu)中，多個噴嘴292顯示為繞第一端272徑向分布。第一氣室266的第一端272構(gòu)成為通過氣密連接如夾子64連接到氣囊或可充氣窗簾(未示出)的第一入口60，以有效地允許氣囊充氣。第一氣室266還可以具有填充口88a和填充密封89a。
如上充氣機所述，第一氣室266構(gòu)成為保持包括氣體發(fā)生劑如用于產(chǎn)生第一氣流294的增壓氣體的充氣填料。氣室266到第一端272的連接為密封連接以保持此充氣填料。同樣，第一氣室266還以密封的方式連接到節(jié)流器280以及用爆破隔膜278c密封的起動部件100a。節(jié)流器280用第二氣室268連接第一氣室266。
充氣機220還具有第二氣室268，其通過節(jié)流器280連接到第一氣室266，用爆破隔膜278b密封。如同第一氣室266一樣，此第二氣室268也具有填充口88b和填充密封89b。第二氣室268同樣構(gòu)成為保持包括氣體發(fā)生劑的充氣填料。第二氣室268還密封連接到用爆破隔膜278a密封的起動部件100b。如前所述，附加的第二氣室如268既可以沿充氣機220的軸線58增加，也可以沿與充氣機220的軸線58成一定角度的軸線增加，以通過用于傳遞到氣囊入口60的排出孔270提供附加的氣流。
如上與充氣機20和120相關(guān)圖所示，將第一氣室276與第二氣室268連接的節(jié)流器280可以采用節(jié)流通道279的形式。此節(jié)流通道279可以為與窄節(jié)流器孔282連通的毛細(xì)管。此孔282限制通過容納在第二氣室268中的充氣填料產(chǎn)生的氣體逸出的速度。
流體通道279通過節(jié)流器孔半徑281和節(jié)流器孔直徑283予以限制。在此圖中，節(jié)流器顯示還包括放置的爆破隔膜278b以堵塞節(jié)流器孔282并隔離第一和第二氣室266、268的成分。在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以使用其他的易損密封。
在充氣機220中，第一和第二氣室266和268每個都包括起動部件100a、100b。起動部件100a和100b固定在部件孔101a、101b中，并包括分別與第一和第二氣室266、268的內(nèi)部連通并分別用爆破隔膜278c、278a封蓋住的起動器孔102a和102b。例如，起動部件100可以在適當(dāng)位置用激光焊接，以防止充氣氣體通過部件孔101a、101b逸出或在充氣機220打開期間起動部件100a、100b的噴射。
如上所述，包含的起動器部件100a、100b固定在部件孔101a、101b中。起動器部件100a、100b具有與氣室266、268連通的起動器孔102a、102b。部件100a、100b還包括起動器蓋106a、106b；起動器體108a、108b；起動器插腳110a、110b；以及起動器保持件112。當(dāng)起動部件起動時，爆破隔膜278c、278a由其原始位置位移，將存在于氣室266、268中的充氣填料暴露于起動器的熱量。如上所述，煙火和電起動器適合用于本發(fā)明的起動器。
起動器部件100a、100b可以調(diào)整為獨立點火。具體地說，在一些結(jié)構(gòu)中，部件100a可以初始點火以提供第一氣流294。這樣可以充分地為氣囊如可充氣側(cè)窗簾進行初期充氣。在具體的結(jié)構(gòu)中，起動部件100b可以點火以提供第二氣流296，用于保持氣囊的充氣或重新充氣。這樣在包括以下情況但不局限于側(cè)翻事故中非常有用，理想情況是保持氣囊充氣的時間比正常需要的時間更長。同樣，對于允許氣囊的重新充氣非常有益。
在此應(yīng)用中，理想情況是具有兩個通過易損密封分隔的單獨室并通過可控制的起動器單獨激發(fā)。此允許與氣囊相關(guān)的電子控制單元構(gòu)成為通過控制是否使用起動器部件100a、100b之一或兩者，以及是否通過充氣機產(chǎn)生一個或多個氣流以多種方式改變氣囊的打開。這些都會影響連接到充氣機220的氣囊的作用與使用。
如上述充氣機20、120所述，第一和第二氣室266、268可以用各種包括氣態(tài)85和液態(tài)86氣體產(chǎn)生材料的氣體產(chǎn)生材料84。然而，在圖4中，為清晰起見已經(jīng)省略了充氣填料。但是，如圖4所示，氣室266、268通過節(jié)流器280和爆破隔膜278b保持分離，可以單獨選擇用于第一氣室266和第二氣室268中使用的氣體產(chǎn)生材料。
總之，本發(fā)明的充氣機可以構(gòu)成為提供第一氣流和第二氣流。第一氣流由放置在第一氣室內(nèi)供給的氣體發(fā)生劑產(chǎn)生。第一氣流或者通過放置在第一氣室內(nèi)的起動器部件直接起動，或者通過放置在第二氣室內(nèi)的起動器部件間接起動。裝置的起動使第一氣室的易損密封破裂，并加熱第一氣室的氣體發(fā)生劑，因此形成氣體和來自第一氣室的氣流。然后，此第一氣流優(yōu)選通進連接的氣囊如可充氣窗簾中。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置的充氣機構(gòu)成為當(dāng)?shù)谝粴饬饕呀?jīng)起動后提供第二氣流?？梢灾鲃踊虮粍悠饎哟藲饬?。在被動結(jié)構(gòu)中，如當(dāng)節(jié)流器為敞開孔時，當(dāng)?shù)谝粴饬饕呀?jīng)通過排出孔開始排出充氣機時，可以開始產(chǎn)生第二氣流。在節(jié)流器還沒有完全堵塞，時同樣可以產(chǎn)生，雖然節(jié)流器已經(jīng)充分窄到以計量氣體的流動。
當(dāng)節(jié)流器關(guān)閉時此被動起動也可能發(fā)生，而當(dāng)?shù)谝粴馐业某錃鈾C已經(jīng)點火且第一氣室已經(jīng)開始排空時，在室之間產(chǎn)生的壓力差足以開啟節(jié)流器。這樣，可以達到當(dāng)?shù)诙馐野▔毫Ω袘?yīng)易損密封如爆破隔膜構(gòu)成為在規(guī)定的壓力梯度時破裂。在此充氣機中，容納在第一和第二氣室中的氣體發(fā)生劑將被增壓。當(dāng)?shù)谝粴饬髌饎雍?，第一氣室局部排空時，第二氣室的高壓和第一氣室的低壓之間的壓力梯度將足夠破裂密封并起動第二氣流。
另外，在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，放置在每個氣室的充氣機可以用于單獨起動第一和第二氣流。在此充氣機中，易損密封與第二氣室相關(guān)以防止儲存在第二氣室內(nèi)的氣體發(fā)生劑過早逸出。在這些充氣機中，起動器可以有選擇地連接到控制器，其可以控制第一氣室的起動與第二氣室的起動分離。因此，此起動器可以起到調(diào)節(jié)每種規(guī)定事故環(huán)境方式的作用。
例如這些“智能”充氣機可以調(diào)整為只是第一充氣機點火，并在小事故中只產(chǎn)生第一氣流。另外，此充氣機可以調(diào)整為檢測嚴(yán)重的事故并在調(diào)整間隔點火每個充氣機，以保證延長可充氣窗簾或連接到充氣機氣囊的充氣。此功能在翻車事故中特別有用，其可以通過控制器模塊檢測并通過順序點燃兩個起動器響應(yīng)，以便提供延長的充氣氣流，因此相對傳統(tǒng)的氣囊能支撐延長周期的氣囊。最后，控制器可以構(gòu)成為當(dāng)觸發(fā)碰撞或其他適合的事故后，響應(yīng)短期發(fā)生的第二次碰撞，利用第二氣室的充氣填料完全重新給氣囊充氣。
因此，本發(fā)明的雙級充氣機的氣囊設(shè)計具有明顯的先進性。通過在許多情況下去除多余的起動器、附加第二氣室、使用節(jié)流器以及加強排氣孔的設(shè)計，氣囊系統(tǒng)可以以很少的時間和較少的資金生產(chǎn)和安裝。此外，使用軸流排出孔及具有節(jié)流器的第二氣室可以使一個充氣機快速和均勻地提供用于包括多個保護區(qū)的氣囊的充氣氣體，然后保持足夠的充氣壓力以保護汽車乘員一段時間。此充氣壓力可以利用如將充氣氣體的第二氣流提供給氣囊的方法進行保持。所述方法可以包括將第一充氣氣流提供給比環(huán)境氣體冷的氣囊，然后當(dāng)其變暖時膨脹。
如上所述，此產(chǎn)生延長氣流的氣囊充氣機在翻車事故中特別重要，其中在超過需要保護周期的一段時期內(nèi)需要側(cè)面保護，這樣，即使在普通氣囊應(yīng)用中也十分理想。此延長的時間周期可以從5秒到8秒，甚至到20秒的范圍。采用此延長充氣的氣囊充氣機的設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域的一個改進。
雖然本發(fā)明以其他具體的形式進行了說明，但不脫離在此已經(jīng)廣泛說明及此后權(quán)利要求限定的其結(jié)構(gòu)、方法、或其他基本特征?？梢哉J(rèn)為說明的實施方式只是在所有的方面進行說明，而不是限制。因此，本發(fā)明的范圍通過附屬權(quán)利要求，而不是通過上述說明限定。各種變更都不會脫離由權(quán)利要求所限定的發(fā)明保護范圍和主題精神。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車氣囊系統(tǒng)的雙級充氣機，所述充氣機包括具有排出孔的第一氣室，所述排出孔具有一敞開結(jié)構(gòu)和一封閉結(jié)構(gòu)；與所述第一氣室氣態(tài)連通的第二氣室；位于第一氣室和第二氣室之間的節(jié)流器；以及與所述氣室中的至少一個的內(nèi)部連通以通過排出孔有選擇地起動氣流的起動器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于起動器與第一氣室連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于起動器與第二氣室連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于起動器與第一氣室以及與第二氣室連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于起動器為煙火起動器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于起動器為電起動器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于節(jié)流器包括節(jié)流通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于節(jié)流器包括易損密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙級充氣機，其特征在于節(jié)流器包括爆破隔膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙級充氣機，還包括靠近爆破隔膜的煙火填料。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙級充氣機，其特征在于節(jié)流器包括刻痕表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙級充氣機，其特征在于節(jié)流器包括壓緊密封。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于雙級充氣機還包括用于產(chǎn)生氣流的氣體發(fā)生劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑包括氣體混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的雙級充氣機，其特征在于氣體從氦、氬、N2O、CO2組成的組中選擇。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的雙級充氣機，其特征在于氣體混合物包括液化氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的雙級充氣機，其特征在于混合物包括液化的N2O和CO2。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑包括液化氣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑還包括固體。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑包括氣體和液化氣體的組合。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑還包括固體。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑包括氣體。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于排出孔構(gòu)成為調(diào)節(jié)氣流的速度。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級充氣機，其特征在于雙級充氣機包括至少兩個第二氣室。
25.一種用于汽車氣囊系統(tǒng)的雙級充氣機，所述充氣機包括具有排出孔的第一氣室，所述排出孔具有一敞開結(jié)構(gòu)和一封閉結(jié)構(gòu)；與所述第一氣室氣體連接的第二氣室；節(jié)流器，其包括尺寸為限制來自第二氣室的氣流流動速度的節(jié)流通道，所述節(jié)流器位于第一氣室和第二氣室之間；以及與第一氣室的內(nèi)部連通以通過排出孔有選擇地起動氣流的起動器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的雙級充氣機，其特征在于充氣機還包括用于提供流出排出孔外的氣流的氣體發(fā)生劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑為氣體混合物。
28.一種用于汽車氣囊系統(tǒng)的雙級充氣機，所述充氣機包括具有排出孔的第一氣室，排出孔具有一敞開結(jié)構(gòu)和一封閉結(jié)構(gòu)；與所述第一氣室氣體連接的第二氣室；節(jié)流器，其包括構(gòu)成為直到氣流起動之前密封節(jié)流器的物理擋板，所述節(jié)流器位于第一氣室和第二氣室之間；以及與第一氣室的內(nèi)部連通以通過排出孔有選擇地起動氣流的起動器。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的雙級充氣機，其特征在于物理擋板包括易損密封。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的雙級充氣機，其特征在于易損密封為爆破隔膜。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的雙級充氣機，還包括接近爆破隔膜的煙火填料。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的雙級充氣機，其特征在于易損密封為刻痕表面。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的雙級充氣機，其特征在于易損密封為壓緊封閉。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的雙級充氣機，其特征在于充氣機還包括用于提供氣流的氣體發(fā)生劑。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑包括氣體混合物。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的雙級充氣機，其特征在于氣體從由氦、氬、N2O和CO2組成的組中選取。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的雙級充氣機，其特征在于氣體混合物包括液化氣體。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的雙級充氣機，其特征在于混合物包括液化的N2O和CO2。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑包括液化氣體。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑還包括固體。
41.根據(jù)權(quán)利要求34所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑為氣體和液化氣體的混合物。
42.根據(jù)權(quán)利要求34所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑包括固體。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的雙級充氣機，其特征在于氣體發(fā)生劑還包括氣體。
44.一種用于汽車氣囊系統(tǒng)的雙級充氣機，所述充氣機包括具有排出孔的第一氣室，所述排出孔具有一敞開結(jié)構(gòu)和一封閉結(jié)構(gòu)，所述第一氣室還包括連接到第一氣室的第一起動器，第一起動器構(gòu)成為從第一氣室起動第一氣流；第二氣室，所述第二氣室包括連接到第二氣室的第二起動器，第二起動器構(gòu)成為從第二氣室起動第二氣流；以及位于第一氣室和第二氣室之間的節(jié)流器，其中所述節(jié)流器具有第一和第二氣室分離的封閉結(jié)構(gòu)，以及第一和第二氣室設(shè)置為流體連通的敞開結(jié)構(gòu)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的雙級充氣機，其特征在于第一氣室通過利用易損密封設(shè)置在其封閉結(jié)構(gòu)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的雙級充氣機，其特征在于易損密封從爆破隔膜、刻痕表面以及壓緊封閉組成的組中選取。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的雙級充氣機，其特征在于節(jié)流器通過易損密封設(shè)置在其封閉結(jié)構(gòu)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的雙級充氣機，其特征在于易損密封從爆破隔膜、刻痕表面以及壓緊封閉組成的組中選取。
49.根據(jù)權(quán)利要求44所述的雙級充氣機，其特征在于充氣機只通過起動第一起動器提供第一氣流。
50.根據(jù)權(quán)利要求44所述的雙級充氣機，其特征在于充氣機通過起動第一起動器提供第一氣流，并通過起動第二起動器提供第二氣流。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的雙級充氣機，其特征在于第二充氣機在第一起動器起動后起動，以保持氣囊的充氣。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的雙級充氣機，其特征在于第二充氣機在第一起動器起動后起動，以重新給氣囊充氣。
53.根據(jù)權(quán)利要求44所述的雙級充氣機，其特征在于第一和第二起動器從煙火起動器和電起動器組成的組中選取。
54.一種用于汽車氣囊系統(tǒng)的雙級充氣機，包括具有敞開和封閉結(jié)構(gòu)的排出孔的第一氣室；與所述第一氣室氣體連通的第二氣室，第二氣室至少包括一個節(jié)流器，節(jié)流器位于第一氣室和第二氣室之間；以及位于第一氣室中的起動器，其中起動器與第一氣室的內(nèi)部連通，并構(gòu)成為通過排出孔有選擇地起動氣流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于提供給氣囊或可充氣窗簾(10)延長的充氣氣流的雙級充氣機(20)。充氣機(20)包括具有排出孔(70)的第一氣室(66)，排出孔(70)具有敞開結(jié)構(gòu)和封閉結(jié)構(gòu)。另外，充氣機具有與第一氣室(66)氣體連通的第二氣室(68)。第一和第二氣室(66、68)通過位于其間的節(jié)流器(80)隔離。此節(jié)流器控制第二氣室(68)外的氣流。充氣機(20)包括與構(gòu)成為通過第一氣室(66)的排出孔(70)有選擇地起動氣流的一個氣室的內(nèi)部連通。充氣機的排出孔(70)可以設(shè)置在可充氣窗簾(10)的入口(60)內(nèi)，以便使充氣氣體通過排出孔(70)排出充氣機(20)，直接進入氣囊或可充氣窗簾(10)。
文檔編號B60R21/231GK1703339SQ200380100953
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者保羅·丁斯代爾, 大衛(wèi)·J·格林, 安東尼·M·揚 申請人:自生Asp公司