專利名稱：氣囊的氣體發(fā)生器及氣囊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護(hù)乘客免受撞擊的氣囊的氣體發(fā)生器以及氣囊系統(tǒng)，尤其涉及一種能使非疊氮化物氣體發(fā)生劑穩(wěn)定燃燒的氣囊氣體發(fā)生器。
傳統(tǒng)的上述類型的氣體發(fā)生器使用一種以疊氮化鈉為基本成分的氣體發(fā)生劑。由于使用疊氮化鈉會產(chǎn)生有害余碴和煙霧，因此，人們提議使用一種非疊氮化物氣體發(fā)生劑，該氣體發(fā)生劑由一種不是無機疊氮化物的含氮化合物與一種氧化劑組合而成。但是，一般地，該非疊氮化物氣體發(fā)生劑在70kg/cm2的壓力下，其線性燃燒速度為30mm/sec或更小，并且難于非常穩(wěn)定地燃燒這種氣體發(fā)生劑以獲得穩(wěn)定或不變的輸出性能。一種使用非疊氮化物氣體發(fā)生劑以獲得穩(wěn)定燃燒的氣囊氣體發(fā)生器的實例在一個國際公開No.WO 96/10494中被提出，其中，在允許氣體發(fā)生劑生成的氣體通過的開口處設(shè)置了一個破裂板，通過調(diào)節(jié)該破裂板的強度和厚度及開口的尺寸來控制氣體發(fā)生器內(nèi)部的最大壓力。但是，當(dāng)破裂板被試圖用來以這種方式控制氣體發(fā)生器的內(nèi)部壓力時發(fā)現(xiàn)，由于直到作用于破裂板上的壓力大于某一預(yù)定水平時才使破裂板破裂，因此氣體發(fā)生器的起動或運作之始點會延遲，且非疊氮化物氣體發(fā)生劑的燃燒不穩(wěn)定，這往往導(dǎo)致氣體發(fā)生器輸出性能的變化，作為燃燒產(chǎn)物而生成的CO氣體的量也隨之增加。
本發(fā)明旨在克服先有技術(shù)中遇到的上述問題。本發(fā)明的目的是提供一種適合于穩(wěn)定燃燒一種在70kg/cm2的壓力下，線性燃燒速度為30mm/sec或更小的非疊氮化物氣體發(fā)生劑的氣囊氣體發(fā)生器，以及使用該氣體發(fā)生器的氣囊系統(tǒng)。
為了解決上面所描述的問題，發(fā)明人經(jīng)過努力研究后發(fā)現(xiàn)，在一個小尺寸容器內(nèi)(具有內(nèi)部容積為120cc或更小)，如果氣體發(fā)生器起動時其內(nèi)部壓力通過調(diào)節(jié)開口的總面積來控制，便能獲得適合于氣囊充氣的理想的輸出曲線或特性。本發(fā)明便是基于這一發(fā)現(xiàn)研制而成的。
本發(fā)明涉及一種氣囊的氣體發(fā)生器，其中，氣體發(fā)生劑貯存在一個殼體內(nèi)，并提供了多個開口以控制氣體發(fā)生劑的燃燒，從而，氣體發(fā)生劑生成的氣體可通過這些開口并被導(dǎo)入氣囊。該氣體發(fā)生器的特征在于，起動時其內(nèi)部壓力通過相對于氣體發(fā)生劑生成的氣體的量而調(diào)節(jié)開口總面積來控制。
在實施本發(fā)明時，假定開口具有圓的形狀，其直徑應(yīng)優(yōu)選為2～5mm。由于開口不必具有圓的形狀，而可以具有近似于圓的形狀，因此，開口的尺寸不是定義成沿某一方向測得的實際尺寸，而是定義為該開口所近似成的圓的直徑。如此定義的開口的尺寸是與該開口面積相等的一個圓的直徑。當(dāng)把開口假定成一個圓時，如果其直徑小于2mm，那么即使開口的總面積與生成氣體的量之比等于或小于2.50cm2/mol，位于這些開口出口處的氣囊元件也可能被損壞。如果這些開口是穿過殼體的擴散殼而形成的氣體排放口，那么置于這些開口出口處的氣囊元件是一個氣囊；如果這些開口是穿過殼體內(nèi)的燃燒室的隔離壁而形成的，那么置于這些開口出口處的氣囊元件便是一個過濾器或一個冷卻器。若靠增加這些開口的數(shù)目來防止這類損壞，則提供這些開口的那些孔的數(shù)目將會非常大，從而導(dǎo)致制造這種氣體發(fā)生器的加工成本增加。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選型式中，殼體包括一個內(nèi)部容積為120cc或更小的小尺寸容器，開口的總面積與生成氣體的量之比調(diào)節(jié)到0.50～2.50cm2/mol，優(yōu)選0.50～2.0cm2/mol，并且為氣體發(fā)生劑選擇了一種合適的非疊氮化物組分，確定了合適的開口直徑和數(shù)目，從而最大內(nèi)部壓力被控制到等于或大于60kg/cm2但小于100kg/cm2。這樣以來，便能獲得適合于氣囊充氣的理想的輸出曲線或特性。開口的總面積由單個孔的面積與孔的數(shù)目相乘而得。因此，如上所述，確定單個開口或孔的直徑或尺寸時應(yīng)考慮到是否會損壞氣囊，然后開口的數(shù)目則根據(jù)單個開口的直徑而定。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，氣體發(fā)生劑貯存在氣體發(fā)生器內(nèi)，多個控制氣體發(fā)生劑燃燒的開口穿過氣體發(fā)生器的殼體、和/或一個置于殼體內(nèi)的隔離壁而形成，以使這些開口沿著氣體發(fā)生劑生成的氣體流向氣囊的方向伸展。每一個開口的開口面積與一個內(nèi)徑為2～5mm的圓的面積相當(dāng)，并且總數(shù)為12～24，優(yōu)選16～20的開口穿過殼體、或者殼體內(nèi)的隔離壁、或者既沿周向穿過殼體又穿過殼體內(nèi)的隔離壁而形成。本發(fā)明中，氣體發(fā)生器起動時其最大內(nèi)部壓力由穿過殼體、或殼體內(nèi)的隔離壁、或既穿過殼體又穿過殼體內(nèi)的隔離壁而形成的多個開口來調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)這些開口是穿過殼體和殼體內(nèi)的隔離壁而形成的，并且殼體的內(nèi)部壓力可由在殼體和隔離壁中任何一個上形成的那些開口來控制或調(diào)節(jié)，于是在殼體和隔離壁中的另一個上形成的開口可被適當(dāng)加工以便不參與對內(nèi)部壓力的控制。
氣體發(fā)生劑生成的氣體通過的開口可以沿殼體和/或隔離壁的周向排成排或交錯式布置。
上面所指的殼體可以通過鑄造或鍛造形成，或者通過沖壓形成帶有數(shù)個氣體排出或噴射時經(jīng)過的開口(此后稱之為氣體排放口)的擴散殼，以及一個具有中心孔的封閉殼，然后，用已知的焊接方法，諸如，等離子焊接、摩擦焊接、凸出焊接、電子束焊接、激光焊接，或TIG焊接，把擴散殼和封閉殼焊接在一起形成殼體。該殼體上具有氣體排放口。如此用沖壓工藝形成的殼體，制造容易且費用低。擴散殼和封閉殼都可以采用，比如，一塊厚度為1.2-3.0mm，優(yōu)選1.2-2.0mm的不銹鋼板做成。擴散殼具有的外徑大小為45-75mm，優(yōu)選65-70mm；封閉殼的外徑大小為45-75mm，優(yōu)選65-70mm。該不銹鋼板可用一塊鍍鎳鋼板代替。殼體形成時最好做出一個法蘭以便于殼體的安裝，及在殼體的外環(huán)壁與冷卻器之間形成有作為氣體通道的1.0-4.0mm的間隙或封閉空間。殼體的總高度最好控制在25-40mm的范圍內(nèi)，更為優(yōu)選的是30-35mm。
隔離壁將殼體的內(nèi)腔分成兩個或更多的室，它可按需要形成于殼體之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，控制氣體發(fā)生劑燃燒的多個開口穿過隔離壁而形成，該隔離壁的位置布置或定位應(yīng)便于使在含有氣體發(fā)生劑的燃燒室內(nèi)生成的氣體通過這些開口并被導(dǎo)入氣囊。比如，該隔離壁可設(shè)置在殼體內(nèi)的氣體發(fā)生劑貯存室與冷卻器之間，或者可以包括一個燃燒環(huán)。該燃燒環(huán)被布置在殼體內(nèi)并環(huán)圍著燃燒室，且若干個開口穿過其環(huán)壁形成，以控制氣體發(fā)生劑燃燒時氣體發(fā)生器的最大內(nèi)部壓力。
還可以通過在殼體內(nèi)提供一個圓筒件而由其環(huán)壁形成隔離壁。該圓筒件可由一根通過將一塊厚度為1.2-2.0mm的不銹鋼板卷成圓管形狀，并將其邊緣焊接在一起而形成的焊接管做成。該圓筒件還可以由一塊厚度合適的鋼板壓制而成。當(dāng)隔離壁由圓筒件構(gòu)成時，開口便穿過圓筒件而形成。
若需要阻止大氣(濕氣)進(jìn)入殼體，則最好用一個寬度為每個開口直徑的2-3.5倍的密封帶封閉這些開口。密封帶被用來關(guān)閉開口，僅是出于防止?jié)駳膺M(jìn)入之目的，它根本不會阻礙生成氣體通過這些開口，也不參與調(diào)節(jié)殼體的內(nèi)部壓力。也就是說，最大內(nèi)部壓力不會因為密封帶的存在與否而改變。因此，本發(fā)明使用的密封帶的厚度如果足以阻止?jié)駳獾倪M(jìn)入，它便完成了其預(yù)定功能。根據(jù)本發(fā)明，殼體的最大內(nèi)部壓力僅靠調(diào)節(jié)開口的總面積、以在一個短時間內(nèi)提高內(nèi)部壓力來實現(xiàn)。如果鋁帶，作為封密帶，其厚度太大，比如，為200μm或更大，那么即使當(dāng)氣體發(fā)生劑燃燒而產(chǎn)生爆發(fā)氣體時，鋁帶也未必能破裂，于是在鋁帶破裂之前就需有一定的時間。在這種情況下，氣囊系統(tǒng)會延遲起動運行，并可能實現(xiàn)不了其預(yù)定目標(biāo)。該鋁帶可以是一種粘性鋁帶，或者在鋁帶上涂以丙烯酸類粘接劑、熱熔膠，或其它已知粘接劑。
用于本氣體發(fā)生器的氣體發(fā)生劑可以是非疊氮化物氣體發(fā)生劑，它可選自如下成分，包括那些含有四唑、金屬鹽或類似物的含四唑或氮的有機化合物，和一種含氧氧化劑，如堿金屬硝酸鹽，作為主要成分，以及，那些含有三氨基胍硝酸鹽、碳酰肼或硝基胍以作為燃料或氮的來源，并用一種堿金屬或堿土金屬的硝酸鹽，氯酸鹽、或過氯酸鹽作為氧化劑的成分。也可以根據(jù)要求的燃燒速度、無毒性及理想的燃燒溫度來合理選擇其它種類的非疊氮化物氣體發(fā)生劑。氣體發(fā)生劑可以做成合適的形狀來使用，諸如彈丸形、薄片形、中空圓柱形、多孔形、或圓盤形。
在本發(fā)明的一種形式中，通過將一塊鋼板卷成圓筒形而得到的中心圓筒件被裝在殼體內(nèi)，并且包括傳導(dǎo)劑和點火器的點火裝置貯存在該中心圓筒件內(nèi)。另外，用來冷卻生成氣體的冷卻器、用來捕獲或去除燃燒殘余物的過濾器，以及用于氣體發(fā)生劑的那些固體顆粒(solid bodies)的墊圈，可環(huán)繞著裝在燃燒室的周圍。
例如，冷卻器元件可通過在徑向疊加若干層的平縫絲網(wǎng)，并沿徑向和軸向壓縮這些金屬絲網(wǎng)而形成。如此形成的冷卻器元件具有一種復(fù)雜的多孔式結(jié)構(gòu)，可提供優(yōu)良的凈化效果，從而可以用作一個兼有冷卻和過濾雙重功能的冷卻器/過濾器元件。在這種情況下，可以省去一個過濾器元件。在冷卻器元件與中心圓筒件之間，可以裝配一個或多個冷卻器支撐元件以阻止冷卻器元件的移動。該冷卻器支撐元件可由，例如，一塊厚度為0.5-1.0mm的不銹鋼板或普通鋼板形成，并可包括在其內(nèi)、外圓周部分形成的彎曲部分。因此，由于該彎曲部分的彈力，冷卻器支撐元件便能固定在一定位置。進(jìn)而，冷卻器支撐元件還可以帶有一個火焰擋板來保護(hù)冷卻器元件內(nèi)環(huán)表面免受火焰的損壞。
通過控制氣體發(fā)生劑生成的氣體流向氣囊時經(jīng)過的開口之尺寸或直徑，以及開口的總面積與生成氣體的量之比，本發(fā)明的氣體發(fā)生器能夠以較高的穩(wěn)定性燃燒其氣體發(fā)生劑，特別是非疊氮化物氣體發(fā)生劑，且不使用任何破裂板，從而，即便是一個小尺寸容器，也能獲得適合于氣囊充氣的理想輸出曲線或特性。相應(yīng)地，氣囊的氣體發(fā)生器的尺寸和重量便可以有效地減小。
通過以下的詳細(xì)描述及附圖，本發(fā)明將得到更充分的了解，這些附圖僅以圖解說明的形式給出，因此不是對本發(fā)明的限定。其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的氣體發(fā)生器的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的氣體發(fā)生器的截面圖；圖3是本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
其中，各元件為1擴散殼2封閉殼3殼體4點火器6氣體發(fā)生劑7冷卻器11氣體排放口(開口)28燃燒室下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的氣體發(fā)生器的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的氣體發(fā)生器的截面圖；圖3是本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
氣囊的氣體發(fā)生器圖1是根據(jù)本發(fā)明的氣囊氣體發(fā)生器的一個實施例的垂直截面圖。該氣體發(fā)生器包括一個包括擴散殼1和封閉殼2的殼體3，一個置于殼體3內(nèi)的中心圓筒件16，包括點火器4及傳導(dǎo)劑5的位于中心圓筒件16的中空部位的點火裝置，以及包括氣體發(fā)生劑6的固體顆粒的氣體發(fā)生裝置，這些氣體發(fā)生劑被點火器4和傳導(dǎo)劑5點燃生成燃燒氣體。該氣體發(fā)生器還包括一個環(huán)繞氣體發(fā)生劑6布置的包括冷卻器/過濾器7的冷卻元件，由置于冷卻器/過濾器7的相對兩端部的板件32、33形成的冷卻器支撐元件，以及一個包括安裝在冷卻器/過濾器7的外部環(huán)形表面、防止冷卻器變形的層狀絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的外部層29。
擴散殼1由一塊不銹鋼板沖壓成形，包括一個環(huán)形壁部分10，穿過該環(huán)形壁部分開有18個開口(氣體排放口11)，每個開口，在假定為圓形時，其直徑為3mm；沿環(huán)形壁的周向看去，這18個開口以等間隔排列。殼體的最大內(nèi)部壓力由這些開口11控制。封閉殼2也是由一塊不銹鋼板沖壓成形，穿過封閉殼2底面中心部位開有一個中心孔15。中心圓筒件16安裝在該中心孔15內(nèi)。
擴散殼1和封閉殼2分別包括法蘭部分19和20，法蘭部分19、20彼此重疊在一起并經(jīng)激光焊接21，從而擴散殼1和封閉殼2被連接成一體構(gòu)成殼體3。該殼體3的內(nèi)部容積為120cc，氣體排放口的總面積為1.13cm2。
中心圓筒件16通過電子束焊接22被固定到殼體3上，從而中心圓筒件16與殼體3構(gòu)成一個整體的組件。中心圓筒件16由一根兩端開口、厚度為1.2-3.0mm，優(yōu)選1.2-2.0mm，外徑為17-22mm，優(yōu)選17-20mm的不銹鋼管構(gòu)成。六個通孔54，各孔直徑為2.5mm，穿過中心圓筒件16的環(huán)壁以等間隔形成。一個點火裝置貯存室23在中心圓筒件內(nèi)形成，點火裝置，即點火器4和傳導(dǎo)劑容器53，被放置在該點火裝置貯存室23內(nèi)。點火器4接到來自傳感器(未示出)的信號便起動，把裝在傳導(dǎo)劑容器53內(nèi)的傳導(dǎo)劑5點著或引燃。中心圓筒件16包括一個點火器支撐元件27，該支撐元件經(jīng)彎曲把點火器4固定到位。在中心圓筒件16的外面形成燃燒室28，其中放置有多個氣體發(fā)生劑6的固體顆粒。每個氣體發(fā)生劑6的固體顆粒都具有中空的圓柱形狀或圓筒形狀，其優(yōu)點是，燃燒能夠同時發(fā)生在該圓筒體的內(nèi)、外表面上，并且，隨著燃燒過程的推進(jìn)，氣體發(fā)生劑6的各個圓筒件的總表面積不會顯著地改變。選擇適型、適量的非疊氮化物氣體發(fā)生成分作為氣體發(fā)生劑6，并控制開口的尺寸，使開口的總面積與生成氣體的量之比在0.50-2.50cm2/mol，優(yōu)選0.50-2.0cm2/mol的范圍內(nèi)，從而，使氣體發(fā)生器起動時的最大內(nèi)部壓力在60kg/cm2到100kg/cm2的范圍內(nèi)。
冷卻器/過濾器7被布置在氣體發(fā)生劑6的周圍，它限定了一個環(huán)繞著中心圓筒件16的環(huán)形室，即燃燒室28。冷卻器/過濾器7是通過在徑向疊加若干層由不銹鋼制造的平縫(plain-stitch)絲網(wǎng)，并沿徑向和軸向壓縮這些絲網(wǎng)而形成的。因此，該冷卻器/過濾器7具有一個復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)，并能提供優(yōu)良的凈化效果。在冷卻器/過濾器7外面提供了一個具有層狀絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的外部層29，以防止冷卻器/過濾器7由于氣體壓力而向外膨脹或擴展，并關(guān)閉冷卻器/過濾器7與殼體3之間的空間9。冷卻器/過濾器7限定了燃燒室28，并在清除或捕獲燃燒殘余物的同時負(fù)責(zé)冷卻在燃燒室28內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣體。當(dāng)氣體發(fā)生器的內(nèi)部壓力不是由殼體上的開口調(diào)節(jié)時，可以在冷卻器/過濾器7的內(nèi)周面上設(shè)置一個具有大量開口的燃燒環(huán)，這樣，內(nèi)部壓力便由燃燒環(huán)上的開口來控制。殼體3之外環(huán)壁8的彎角部分具有大的曲率半徑(R)，這些彎角部分的內(nèi)環(huán)表面31決定了冷卻器/過濾器7的位置，并限制或阻止了過濾器7的徑向移動?？梢栽诶鋮s器/過濾器的端部設(shè)置一個與殼體的外環(huán)壁8相貼緊的凸起部分，以代替內(nèi)環(huán)表面31，這樣，該凸起部分用來對冷卻器/過濾器進(jìn)行定位并阻止過濾器的徑向移動。另外，設(shè)置在冷卻器/過濾器7的上端部的板件32和設(shè)置在冷卻器/過濾器7的下端部的板件33都用來防止冷卻器/過濾器7的移動。設(shè)置在冷卻器/過濾器7上端部的板件32包括一個環(huán)壁部分34，它被布置在正對著使點火裝置產(chǎn)生的火焰噴出的通孔54的位置，并覆蓋了冷卻器/過濾器7之內(nèi)環(huán)表面41上靠近通孔54的那一部分。
空間9在殼體的外環(huán)壁8與安裝在冷卻器/過濾器7上的外部層29之間形成。空間9的存在使沿徑向方向看去具有一環(huán)形截面的氣體通道環(huán)繞著冷卻器/過濾器7形成。
在圖1所示的氣體發(fā)生器中，一個鋁帶52被固定在擴散殼1上用來關(guān)閉氣體排放口11以阻止外部空間的濕氣進(jìn)入殼體3。該鋁帶52的厚度被控制在，例如，50μm，從而該鋁帶52僅滿足防濕功能，而不會妨礙氣體發(fā)生劑6生成的氣體的噴出。
在裝配本實施例的氣體發(fā)生器時，使連接著中心圓筒件16的擴散殼1以凸起的圓形部分13形成的底面著地放置，將板件32穿過中心圓筒件16。接著，把冷卻器/過濾器7安裝到板件32之環(huán)壁部分的外表面上，于是冷卻器/過濾器7被板件32定位。冷卻器/過濾器7內(nèi)部的空間被填充上若干個氣體發(fā)生劑6的固體或顆粒(pellets)，之后被板件33覆蓋。此后，通過把中心圓筒件16插入封閉殼2的中心孔15，封閉殼2被安裝在板件33上，并且封閉殼2的法蘭部分20被疊放在擴散殼1的法蘭部分19上。在這種狀態(tài)下，擴散殼1和封閉殼2，及封閉殼2和中心圓筒件16通過激光焊接被連接在一起。最后，傳導(dǎo)劑容器53和點火器4被插入中心圓筒件16之內(nèi)，及點火器支撐元件27被彎曲以將容積53和點火器4固定在一定位置上。上述的板件33還有一個在焊接過程中充當(dāng)焊接光束保護(hù)板的功能。
在按上述方法構(gòu)成的本氣體發(fā)生器中，當(dāng)一個撞擊被傳感器(未示出)探測到時，傳感器便傳輸一個信號給點火器4，于是點火器4被起動并把傳導(dǎo)劑容器53內(nèi)的傳導(dǎo)劑5點著或引燃，由此產(chǎn)生高溫火焰。該火焰通過中心圓筒件16上的通孔54被噴射出，將通孔54附近的氣體發(fā)生劑顆粒6點著，接著被環(huán)壁部分34向下引導(dǎo)，從而把位于燃燒室較低部位的氣體發(fā)生劑顆粒6點著。結(jié)果，氣體發(fā)生劑顆粒6燃燒并產(chǎn)生高溫、高壓的氣體，如此產(chǎn)生的燃燒氣體通過冷卻器/過濾器7的整個區(qū)域，并在其中得到有效的冷卻，并且燃燒殘余物在通過過程中被清除或被捕獲。如此冷卻和凈化后的燃燒氣體通過氣體通道(空間9)，并沖破鋁帶52，從而通過氣體排放口11被噴射出或排出，并流入氣囊。結(jié)果，該氣囊充脹起來，在乘客和堅硬結(jié)構(gòu)物之間形成一個氣墊，從而保護(hù)乘客免受撞擊。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的氣體發(fā)生器的截面圖。
在如圖2所示的氣囊氣體發(fā)生器中，殼體63的最大內(nèi)部壓力由穿過該殼體63形成的開口77控制，正如圖1所示的氣體發(fā)生器中那樣。選擇適型、適量的非疊氮化物氣體發(fā)生成分作為氣體發(fā)生劑66，正如圖1的實施例中那樣，并且，確定開口77的尺寸從而使開口的總面積與氣體發(fā)生劑66生成的氣體量之比在0.50-2.50cm2/mol，優(yōu)選0.50-2.0cm2/mol的范圍內(nèi)，并使氣體發(fā)生器起動時最大內(nèi)部壓力等于或高于60kg/cm2，但低于100kg/cm2。
該氣體發(fā)生器包括具有一個擴散殼61和一個封閉殼62的殼體63，布置在殼體63的貯存空間內(nèi)的點火器64，多個被點火器64點著生成燃燒氣體的氣體發(fā)生劑66的固體顆粒，以及冷卻器/過濾器67，它限定了貯存氣體發(fā)生劑66的固體或顆粒的氣體發(fā)生劑貯存室84。在本實施例中，也有一個專門用作防濕目的的密封帶96，被固定在擴散殼61上以關(guān)閉開口77。在圖2中，標(biāo)號91指的是一個過濾器支撐元件。
氣囊系統(tǒng)圖3示出了包括本發(fā)明之氣體發(fā)生器的氣囊系統(tǒng)的一個實例。該氣囊系統(tǒng)包括氣體發(fā)生器80，撞擊傳感器81，控制單元82，模塊殼體83，及氣囊84。
上面參照圖1所說明的氣體發(fā)生器用作氣體發(fā)生器80。
例如，撞擊傳感器81可以包括一個半導(dǎo)體型加速度傳感器。在這個半導(dǎo)體型加速度傳感器中，四個半導(dǎo)體應(yīng)變儀在一個適于一受到加速度作用便撓曲的硅基底的梁架上形成，這樣使這些應(yīng)變儀相互連接成橋形。梁架一受到加速度作用時即撓曲，且在梁架表面上產(chǎn)生應(yīng)變。半導(dǎo)體應(yīng)變儀的電阻因應(yīng)變而變化，并且，電阻的這些變化以與所施加的加速度成比例的電壓信號的形式被檢測到。
控制單元82包括一個點火決定電路，用來接收來自半導(dǎo)體型加速度傳感器的信號。控制單元82在來自加速度傳感器的撞擊信號超過某一預(yù)定值的時刻開始運算，并當(dāng)運算結(jié)果超過某一預(yù)定值時產(chǎn)生一個起動信號傳給氣體發(fā)生器80的點火器18。
模塊殼體83由，例如，聚氨脂做成，并包括一個模塊蓋85。氣囊84和氣體發(fā)生器80裝在模塊殼體83內(nèi)。且模塊殼體83、氣囊84及氣體發(fā)生器80構(gòu)成了一個氣墊模塊(a pad module)，被安裝在汽車的方向盤87上。
氣囊84由尼龍(例如尼龍66)、聚脂、或其它材料做成，并且，其形成開口的端部86被固定在氣體發(fā)生器的法蘭部分14上，氣囊84處于折疊狀態(tài)，圍住了氣體發(fā)生器的氣體排放口7。
當(dāng)半導(dǎo)體型加速度傳感器81探測到因撞車造成的撞擊時，傳感器81的一個輸出信號被傳遞給控制單元82，控制單元82在來自傳感器的撞擊信號超過某一預(yù)定值的時刻開始運算。當(dāng)運算結(jié)果超過某一預(yù)定值時，控制單元82便產(chǎn)生一個起動信號傳遞給氣體發(fā)生器80的點火器18。結(jié)果，點火器18被起動將氣體發(fā)生劑點著，于是，氣體發(fā)生劑燃燒并產(chǎn)生燃燒氣體。如此產(chǎn)生的氣體被排入氣囊84并給氣囊84充氣，同時沖開模塊蓋85，從而，膨脹的氣囊在方向盤87與乘客之間形成了一個氣墊以吸收撞擊。
對于所描述的本發(fā)明，很顯然可以做出各種各樣的改動。這些改動并未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍，而且所有這些改進(jìn)和變形都應(yīng)被包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，這對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的。
權(quán)利要求
1．一種氣囊的氣體發(fā)生器，包括用于將一種氣體發(fā)生劑生成的氣體排入氣囊的數(shù)個開口，其中氣體發(fā)生器起動時的內(nèi)部壓力通過開口的總面積和氣體發(fā)生劑生成的氣體量控制。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，開口的總面積與氣體發(fā)生劑生成的氣體量之比在0.50～2.50cm2/mol的范圍內(nèi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，當(dāng)每一個所述開口具有圓形時，其直徑為2～5mm。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中開口的總面積與氣體發(fā)生劑生成的氣體量之比在0.50～2.50cm2/mol的范圍內(nèi)，并且，在氣體發(fā)生器起動時，其最大內(nèi)部壓力等于或大于60kg/cm2，并小于100kg/cm2。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，所述氣體發(fā)生器包括貯存氣體發(fā)生劑的殼體，并且，其中所述殼體的內(nèi)部容積等于或小于120cc。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，所述氣體發(fā)生劑包括非疊氮化物氣體發(fā)生成分。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，所述非疊氮化物氣體發(fā)生成分在70kg/cm2的壓力下具有30mm/sec的線性燃燒速度。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，所述氣體發(fā)生器包括殼體，殼體中貯存著氣體發(fā)生劑，以及裝在所述殼體內(nèi)的隔離壁，所述隔離壁布置在氣體發(fā)生劑生成的氣體流入氣囊時經(jīng)過的通道內(nèi)，其中，所述多個開口在所述隔離壁上形成。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，所述氣體發(fā)生器包括貯存氣體發(fā)生劑的殼體，其中所述多個開口在所述殼體上形成。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，這些開口具有單一的共同的面積。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，這些開口有兩個或更多個不同的面積。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，總數(shù)為12～24的開口在所述殼體上形成，沿殼體圓周方向看去所有開口排成一排。
13．根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣囊的氣體發(fā)生器，其中，總數(shù)為12～24的開口在所述隔離壁上形成，沿隔離壁圓周方向看去所有開口排成一排。
14．根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣囊的氣體發(fā)生器，還包括關(guān)閉所述殼體上的所述開口的防濕密封帶。
15．根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣囊的氣體發(fā)生器，還包括關(guān)閉所述隔離壁上的所述開口的防濕密封帶。
16．一種氣囊系統(tǒng)包括探測到撞擊時便產(chǎn)生一輸出信號的撞擊傳感器；帶有貯存氣體發(fā)生劑的殼體的氣體發(fā)生器，所述殼體上有多個開口用以排出氣體發(fā)生劑燃燒生成的氣體；由來自所述氣體發(fā)生器的氣體充氣的氣囊；和一個貯存所述氣囊的模塊殼體。
17．一種確定氣囊的氣體發(fā)生器起動時的內(nèi)部壓力的方法，包括使氣體發(fā)生器具有將氣體發(fā)生劑生成的氣體排入氣囊的多個開口；和根據(jù)這些開口的總面積和氣體發(fā)生劑生成的氣體的量確定氣體發(fā)生器起動時的內(nèi)部壓力。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述確定步驟包括將開口的總面積與氣體發(fā)生劑生成的氣體的量之比設(shè)定在0.50～2.50cm2/mol的范圍內(nèi)的步驟。
19．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述提供步驟包括當(dāng)每個所述開口是圓形的時，將其直徑設(shè)定為2～5mm的步驟。
20．根據(jù)權(quán)利要求1 7所述的方法，其中，所述確定步驟包括如下步驟將開口的總面積與氣體發(fā)生劑生成的氣體的量之比設(shè)定在0.50～2.50cm2/mol的范圍內(nèi)；和將氣體發(fā)生器起動時其最大內(nèi)部壓力設(shè)定為等于或大于60kg/cm2并小于100kg/cm2。
21．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括給氣體發(fā)生器提供包括非疊氮化物氣體發(fā)生成分的氣體發(fā)生劑。
22．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述提供步驟包括，提供在壓力70kg/cm2下具有線性燃燒速度為30mm/sec的非疊氮化物氣體發(fā)生成分的步驟。
23．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述提供步驟包括下述步驟給所述氣體發(fā)生器提供一個貯存氣體發(fā)生劑的殼體；在所述殼體內(nèi)提供隔離壁，所述隔離壁布置在氣體發(fā)生劑生成的氣體流入氣囊時經(jīng)過的通道內(nèi)，和在所述隔離壁上形成所述多個開口。
24．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述提供步驟包括下述步驟給氣體發(fā)生器提供貯存氣體發(fā)生劑的殼體，和在所述殼體上形成所述多個開口。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括提供關(guān)閉所述殼體上的所述開口的防濕密封帶。
26．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括提供關(guān)閉所述隔離壁上的所述開口的防濕密封帶。
全文摘要
一種氣體發(fā)生器,在殼體內(nèi)貯存有一種非疊氮化物氣體發(fā)生劑,并且具有多個控制氣體發(fā)生劑燃燒的開口,氣體發(fā)生劑生成的氣體通過這些開口進(jìn)入氣囊。通過相對于氣體生成的量調(diào)節(jié)開口的總面積,可將氣體發(fā)生器起動時的內(nèi)部壓力控制為等于或大于60kg/cm
文檔編號B60R21/26GK1213625SQ9812090
公開日1999年4月14日 申請日期1998年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月8日
發(fā)明者上田正之, 勝田信行 申請人:大賽璐化學(xué)工業(yè)株式會社