CN100347513C

CN100347513C - 气体发生器

Info

Publication number: CN100347513C
Application number: CNB038084872A
Authority: CN
Inventors: 久保大理; 田中耕治
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: JPWO2003087705A1; JP4148902B2; EP1498686A1; AU2003235178A1; CN1646875A; US20050183606A1; WO2003087705A1

Abstract

本发明的气体发生器至少含有：装填有由燃烧产生气体的气体发生剂(2)的杯体(3)；包括着火机构的保持器(6)，所述着火机构具有至少一根的导电性销(4d)，使气体发生剂(2)着火；其中，前述保持器(6)分别具有前述导电性销(4d)所贯通的一个以上的孔(6d)以及导电性销(4d)未贯通的一个以上的孔(6e)，并被调节为：在从气体发生剂(2)一侧相对于保持器(6)，向气体发生器外部的方向产生压力的情况下，导电性销(4d)贯通的孔的断裂压力比导电性销(4d)未贯通的孔(6e)的断裂压力要高。

Description

气体发生器

技术领域

本发明涉及气体发生器，特别是适合使汽车的安全带预张紧器等的车辆搭乘者限制装置动作的气体发生器。

背景技术

作为用于保护乘员使其在汽车冲撞时不受到冲击的安全装置的一种，安全带预张紧器已被公知。该安全带预张紧器利用从气体发生器导入的大量高温、高压气体进行动作，从而保护乘员。该气体发生器备有点火器及气体发生剂，通过在冲撞时使点火器起火来点燃气体发生剂并使其燃烧，由此急速地产生气体。

作为现有的气体发生器的一例，图8所示的装置等已被公知。图8的气体发生器101由以下部件构成：装填气体发生剂102的杯体103、将着火药105a收纳在管体105g中的点火器105、嵌入点火器105及杯体103来密封气体发生剂102的保持器106。在此，点火器105由竖立设置的两根导电性销105d与树脂构成的主体105b一体地成形，其中，导电性销105d以接收来自未图示的传感器的信号并通电为目的。在导电性销105d的前端部上张设有电桥线105f，还配置有覆盖电桥线105f地形成且与着火药105a接触的点火珠105c。又，保持器106组装在安全带预张紧器上，由铁、铝等的原材料制成，使得在动作时气体发生器不会因内部的压力而飞散。杯体103形成为相对于杯底部而扩径的带有阶梯的形状。又，为了防止水分从外部侵入，点火器105与O形环110一起铆接在保持器106上，进而，在保持器106上嵌入有短路夹108，用于在组装到汽车上之前的期间内，使点火器105的导电性销105d短路来防止由静电而引起错误的动作。

该气体发生器101若接收到来自未图示的传感器的信号，则首先点火器105内的点火珠105c起火，接着，火焰传递给着火药105a，然后通过该火焰使气体发生剂102着火并燃烧，从而急速地产生气体。

可是，在车辆发生火灾或安全带预张紧器的动作产生故障的情况下，可设想当气体发生器动作时其处于安全带预张紧器内部压力极高的情况。要与这种情况对应就需要将气体发生器做成即使在高压力下也能够承受的构造。万一在气体发生器不具有可充分承受压力的构造的情况下，气体发生器可能全断裂，其本身或导电性销部分等的重物成为高速的飞散物，飞出到预张紧器外部。

本发明的目的在于提供一种气体发生器，即使在高压力或高温下进行动作时，也能够防止导电性销等的重物向外部飞散。

发明内容

本发明的气体发生器，至少含有：装填有由燃烧产生气体的气体发生剂的杯体；包括着火机构的保持器，所述着火机构具有至少一根的导电性销，使前述气体发生剂着火；其特征在于，前述保持器分别具有前述导电性销所贯通的一个以上的孔以及前述导电性销未贯通的一个以上的孔，并被调节为：在从前述气体发生剂一侧相对于前述保持器，向气体发生器外部的方向产生压力的情况下，前述导电性销所贯通的孔的断裂压力比前述导电性销未贯通的孔的断裂压力要高。

根据这样的构成，在车辆发生火灾或安全带预张紧器的动作产生故障的情况下气体发生器动作，即使在万一安全带预张紧器内部压力极高时，也会是导电性销未贯通的孔首先断裂，压力通过该孔而被释放到外部，所以气体发生器本身或导电性销部分等的重物不会飞散到预张紧器外部。在此，所谓导电性销未贯通的孔，是指并不是与导电性销本身有关的孔，而是设置为在保持器的一部分上开口部成为外侧，并且会由于高压力而断裂的孔(以下所述的导电性销所贯通的孔也是同样的意思)。

又，本发明的气体发生器，其特征在于，前述导电性销未贯通的孔的断裂开口面积被调节为与前述导电性销所贯通的孔的断裂开口面积相同或为该面积以上。

根据这样的构成，能够更容易且可靠地将前述导电性销所贯通的孔的断裂压力调节为比前述导电性销未贯通的孔的断裂压力高。

又，本发明的气体发生器，前述着火机构一体成形在通过树脂而成形的前述保持器上。

因为一体成形有保持器与着火机构，所以零件个数减少，从而抑制了制造成本。

又，本发明的气体发生器，前述导电性销未贯通的孔的孔底部通过前述树脂而成形。

这样一来，能够简单地成形导电性销未贯通的孔的孔底部，又，其厚度或直径等也能够自由地成形。

又，本发明的气体发生器，由比首述树脂强度高的刚体构成的加强件通过前述树脂而镶嵌成形在前述保持器上。

因为在树脂制的保持器上镶嵌成形有刚体的加强件，所以保持器的强度增加，在通过铆接等将杯体固定于保持器之际，能够抑制保持器的变形。

又，本发明的气体发生器，前述加强件分别具有导电性销所贯通的一个以上的孔以及导电性销未贯通的一个以上的孔。

通过在刚体的加强件上设置孔，并使断裂时的开口面积与设于加强件的孔的面积大致相同，由此能够可靠地限定断裂时的开口面积。

又，本发明的气体发生器，前述导电性销未贯通的孔的深度与前述保持器的从一端到另一端的长度相比，处于60～90％的范围，所述保持器含有前述导电性销未贯通的孔及其孔底部。

根据这样的构成，导电性销未贯通的孔首先断裂，压力通过该孔而被释放到外部，所以气体发生器本身或导电性销部分等的重物不会飞散到安全带预张紧器外部。

又，本发明的气体发生器，在前述保持器中，连接器用安装孔的底部的最小厚度、该连接器用安装孔的底部的直径、前述导电性销未贯通的孔的孔底部的厚度、以及与该未贯通的孔内接的圆直径之间的关系为：导电性销未贯通的孔的孔底部的厚度＜【与该未贯通的孔内接的圆直径×连接器用安装孔的底部的最小厚度】/连接器用安装孔的底部的直径。

附图说明

图1是本发明的气体发生器的一实施方式侧的从A”的方向观察图3中A-A’线剖面所得的概略剖视图。

图2是本发明的气体发生器的一实施方式侧的从B’的方向观察图3中B-B”线剖面所得的概略剖视图。

图3是本发明的气体发生器的一实施方式例的从轴向上表面观察时的概略外形图。

图4是本发明的气体发生器的一实施方式例的从轴向上表面观察时的概略外形图。

图5是本发明的气体发生器的其它实施方式例的从A”的方向观察图4中A-A’线剖面所得的概略剖视图。

图6是本发明的气体发生器的其它实施方式例的从B”的方向观察图4中B-B’线剖面所得的概略剖视图。

图7是本发明的气体发生器的加强件的概略外形图。

图8是现有的气体发生器的概略剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对于本发明的气体发生器的实施方式的一例进行说明。

图1～图3所示的气体发生器1用于使汽车的安全带预张紧器等的车辆搭乘者限制装置动作，通过点火器的着火来使气体发生剂2燃烧，从而急述地产生气体。图1是从A”的方向现察从轴向上表面观察本实施方式例的气体发生器1的附图、即、图3中A-A’线剖面所得的附图，又，图2是同样从B”的方向观察图3中B-B’线剖面所得的附图。

气体发生器1包括：装填由燃烧产生气体的气体发生剂2的有底圆筒状的杯体3、保持器6，在保持器6上一体成形有通过给电来使气体发生剂2着火的着火机构即点火部4，将保持器6嵌插在杯体3内，使得点火部4位于气体发生剂2内。

一体地构成在保持器6上的点火部4包括：收纳着火药4a的管体4b、2根导电性销4d、将2根导电性销4d中的着火药4a一侧的前端间连接起来的电桥线4e、覆盖电桥线4e地形成且与着火药4a接触的点火珠4c。

保持器6为大致有底圆筒状，由保持器6与从保持器6开始缩径且突出于气体发生剂2一侧的大致局部圆锥状的轴体17形成为带有阶梯的形状。在保持器6上形成有在与轴体17相反的一侧开口的连接器用安装孔18。轴体17的前端一侧嵌插在管体4b内。又，在保持器6的外周形成有O形环配置用槽6a。在O形环配置用槽6a中遍及杯体3内周面地配置有密封部件即O形环7，从而确保保持器6与杯体3之间的密封性。又，在保持器6的连接器用安装孔18一侧的端部外周上形成有已缩径的铆接阶梯部6b。又，在保持器6上形成有孔6e，导电性销4d未贯通该孔6e。进而，在保持器6上形成该未贯通的孔6e的孔底部6f，孔底部6f通过树脂而成形。又，沿着杯体3的内侧配置的内筒8嵌插在形成于保持器6的内筒用槽6c中。

作为该保持器6，通过在省略图示的模具内注射原材料而成形，所述原材料可以是例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6、尼龙66、聚苯硫醚、聚苯醚、聚乙烯亚胺、聚醚亚胺、聚醚酮、聚醚砜等的树脂或在其中含有玻璃纤维、碳等所得的材料。

又，在保持器6上一体地具有点火部4的各导电性销4d。各导电性销4d通过以下方式与保持器6的树脂一体化：在向上述模具内注射树脂时，将其配置在模具内。

在具有2根导电性销4d的情况下，2根导电性销4d在气体发生器1的轴心上并列配置，沿轴方向贯通保持器6。又，各导电性销4d在保持器6内呈弯曲的形状，突出于保持器6的连接器用安装孔18及管体4b内。作为这些导电性销4d，由例如不锈钢、铁·镍合金等的导电性材料形成，通过保持器6的树脂而电绝缘。进而，在各导电性销4d位于管体4b内的部分上通过熔接等而熔着有电桥线4e，点火珠4c覆盖各导电性销4d的前端一侧及电桥线4e地形成，与管体4b内的着火药4a接触。这样，保持器6与由管体4b、着火药4a、各导电性销4d等构成的点火部4一体地设置。又，在突出于连接器用安装孔18的各导电性销4d上，为了防止点火部4的错误动作而嵌入有使各导电性销4d之间短路的省略图示的短路夹，在装入到安全带预张紧器等中时解除上述短路。

气体发生器1的杯体3例如通过不锈钢、铝、铁等的金属材料而形成为杯状，装填着由燃烧来产生气体的气体发生剂2。在杯体3的杯底面切口3e处形成有几条切口，在杯体3的内压力上升时，该切口会在比导电性销4d未贯通的孔的断裂压力低的压力下断裂，形成气体放出开口，从而使杯体3内与外部连通。在杯体3上嵌插有保持器6，通过将杯体3的开口端铆接在保持器6的铆接阶梯部6b一侧的铆接部3b，杯体3固定在保持器6上。另外，也可以在杯体侧面设置切口，从杯体3侧面将气体放出。

又，在图2中，本发明的气体发生器的导电性销4d未贯通的孔6e的深度L(mm)与保持器6的从一端到另一端的长度M(mm)相比，优选地处于60～90％的范围，所述保持器6含有导电性销4d未贯通的孔6e及其孔底部6f。又，在图2中，在本发明的气体发生器的保持器6中，连接器用安装孔18的底部的最小厚度T(mm)、该连接器用安装孔18的底部的直径Y(mm)、前述导电性销4d未贯通的孔6e的孔底部6f的厚度t(mm)、以及与该未贯通的孔6e内接的圆直径y(mm)之间的关系优选地为：导电性销4d未贯通的孔6e的孔底部6f的厚度t(mm)＜(与该未贯通的孔6e内接的圆直径y(mm)×连接器用安装孔18的底部的最小厚度T(mm))/连接器用安装孔18的底部的直径Y(mm)，

更优选地为：导电性销4d未贯通的孔6e的孔底部6f的厚度t(mm)＜0.7×(与该未贯通的孔6e内接的圆直径y(mm)×连接器用安装孔18的底部的最小厚度T(mm))/连接器用安装孔18的底部的直径Y(mm)。

接着，对于本发明的气体发生器1的制造方法进行说明。

首先，对于一体化了点火部4的保持器6的成形方法进行说明。首先，通过在省略图示且配置了导电性销4d的金属模内注射原材料而镶嵌成形为所希望的形状，所述原材料可以是例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6、尼龙66、聚苯硫醚、聚苯醚、聚乙烯亚胺、聚醚亚胺、聚醚酮、聚醚砜等的树脂或在其中含有玻璃纤维、碳等所得的材料。此时，点火部的导电性销4d向保持器6内无间隙地镶嵌成形。这样，通常采用以下形式：导电性销4d所贯通的孔6d(存在于保持器6，下述的孔6d也相同)被导电性销4d无间隙地占据。

接着，通过熔接等将电桥线4e熔着在从保持器6的轴体17突出的各导电性销4d的前端，通过点火珠4c来包覆该电桥线4e，将保持器6的轴体17嵌入已收纳了着火药4a的管体4b内，由此使点火部4与保持器6一体化，进而将O形环7安装在保持器6的O形环配置用槽6a中。又，内筒8嵌插在形成于保持器6的内筒用槽6c中。

其次，将已计量的气体发生剂2安装在以保持器6为底的圆筒8内，从杯体3的开口部一侧嵌插保持器6直至其阶梯部收纳于杯体3，在杯体3的开口部也朝向径内侧(保持器6的铆接阶梯部6b)通过铆接来形成铆接部3b，利用铆接部3b与铆接阶梯部6b的卡合来将杯体3固定在保持器6上。此时，由于保持器6向杯体3进行嵌插，配置于O形环配置用槽6a中的O形环7在O形环配置用槽6a与杯体3内表面之间产生弹性变形，从而确保其间的密封性。然后，在突出于保持器6的连接器用安装孔18内的各导电性销4d上，嵌入未图示的防止点火部4错误动作的短路夹，从而作成气体发生器1。

接下来，对于本发明的气体发生器1的动作进行说明。气体发生器1的动作如下：向点火部4的导电性销4d通电使得电桥线4e产生焦耳热，通过该热量而瞬间地使点火珠4c发火，接着着火药4a着火。管体4b由于管体4b内的压力上升而断裂，通过喷出的着火药4a的火焰而使气体发生剂2开始燃烧，从而开始气体的放出。之后，利用杯体3内的压力使设于杯体3的杯底面切口3e的切口断裂，气体被导入未图示的安全带预张紧器等。然后，通过高压气体，安全带预张紧器等动作，安全带被收紧。另外，也可以在杯体3的侧面上设置切口，从杯体3的侧面放出气体。

接着，使用图5、图6来说明本发明的气体发生器的其它实施方式。图5是从A”的方向观察从轴方向上表面观察本发明的气体发生器21的附图、即、图4中A-A’线剖面的附图，又，图6是同样地从B”的方向现察图4中B-B’线剖面的附图。

在图4～图6所示的气体发生器21中，与图1～图3所示的气体发生器1的不同点在于：在保持器6上镶嵌成形有加强件26；导电性销4d未贯通的孔6e的断裂开口面积较小。因为其它特点与图1～图3所示的气体发生器1相同，所以赋予相同的标记并省略其详细的说明。

图7示出用于本发明的气体发生器21的加强件26的外观图。气体发生器21在树脂制的保持器6的内部一体地镶嵌成形有大致杯状或盘状的加强件26。这样的保持器6通过以下方法简单地制造：在向前述的金属模内注射树脂时，将加强件26与导电性销4d一并预先配置在金属模内。该加强件26由例如不锈钢、SPCC(JIS G 3141)等的金属材料或热固树脂等构成的强化塑料而构成，加强件26的外周部部分地露出在保持器6的外部，形成有铆接阶梯部26b，杯体3的开口端由于被铆接到加强件26的铆接阶梯部26b一侧而形成有铆接部3b。又，在加强件26的底面部上形成有：导电性销4d贯通的孔6h、导电性销4d未贯通的孔6g。形成于该加强件26的底面部且导电性销4d未贯通的孔6g，在比预期高的压力施加于杯体3内部的情况下，从保持器6的孔底部6f产生贯通孔，从而能够使气体发生器内部压力通过。然后，气体发生器内部压力穿过导电性销4d未贯通的孔6e而释放到气体发生器外部，能够保证导电性销4d贯通的孔6d的部分不会断裂。

根据气体发生器21以上的构成，利用O形环7防止水分浸入已收纳了气体发生剂2的气体发生器内部，并且因为杯体3的铆接所得的力(铆接力)起作用的部位、即、铆接阶梯部26b如前所述，由加强件26构成，而该加强件26由比前述树脂强度高的刚体构成，所以能够用加强件26来限制保持器6因铆接力而引起的变形。又，也能够通过加强件26来限制保持器6因树脂的热膨胀而引起的变形。因此，能够更有效地防止由铆接力或热膨胀等而引起的间隙产生。又，在气体发生器21的制造中，杯体3向保持器6安装时的铆接工序的精度与气体发生器1的对应工序相比，无需提高精度，所以制造工序变得容易。

进而，与没有加强件26的装置相比，能够通过加强件26而更牢固地防止在气体发生器21动作时保持器6断裂或碎片飞散。

虽然以上说明的气体发生器1及气体发生器21都在保持器上一体地具有着火机构，但是本发明的气体发生器不限于此，例如，也可以单独地构成保持器与着火机构(点火部)。

接着，对于本发明的气体发生器1、21中的断裂压力及断裂开口面积进行说明。

所谓导电性销4d所贯通的孔6d的断裂压力，是指在较高的压力下，保持器6中导电性销4d所贯通的孔6d的附近断裂，销向保持器6外部放出之际所需的压力。在此是指：例如在气体发生器内部，在两根导电性销4d牢固地连结的情况下，保持器6中导电性销4d所贯通的孔6d的附近断裂，连结着的导电性销4d向保持器6外部放出之际所需的压力。

又，所谓导电性销4d未贯通的孔6e的断裂压力，是指要使保持器6的孔底部6f断裂所需的压力。因此，孔底部6f的厚度越厚则断裂压力越高，能够适当地调节。又，在不同的情况下，也可以在孔底部6f上设置切口(刻痕)等，从而降低断裂压力。

在此，通常在气体发生器动作时，通过设于杯体3的切口部分的断裂来将气体导入安全带预张紧器等的内部。因此，通常在动作时，导电性销4d所贯通的孔6d或导电性销4d未贯通的孔6e部分不会断裂。因此，含杯体的切口部分在内的断裂压力为：杯体的切口部分的断裂压力＜导电性销未贯通的孔的断裂压力＜导电性销贯通的孔的断裂压力。

接着，对于断裂开口面积进行说明。断裂开口面积用从气体发生器轴向上表面观察两种孔所得的投影面积表示，所述两种孔是指：在高的压力下，导电性销4d向保持器6外部放出之际，导电性销4d所贯通的孔6d中形成的孔；导电性销4d未贯通的孔6e的孔底部6f断裂而形成的孔。因此，导电性销4d所贯通的孔6d的断裂开口面积在图3中用C表示，该面积与从气体发生器轴向上表面观察导电性销4d所得的投影面积大致相同。又，导电性销4d未贯通的孔6e的在图3中用D表示，与孔底部6f的面积大致相同，又，还与在图4中用E表示的设于加强件26的孔6g的开口面积F(在图4中，由虚线的圆示出的部分表示为设于加强件26的孔6g的开口面积F)及保持器6的孔底部6f两者的重合部分面积大致相同。

这样，通过较低地设定导电性销4d未贯通的孔6e的断裂压力，即使高压力在未料到的情况下起作用，也能够在导电性销4d未贯通的孔6e部分产生贯通孔，气体发生器内部压力通过该孔而释放至外部，其结果，保证导电性销4d所贯通的孔6d部分不会断裂。特别是，在因车辆火灾时等的高温而使气体发生器动作的情况下，保持器6的树脂部分若由热塑性树脂等构成，则因为其强度以玻化温度为边界而急刷降低，所以是有效的。在现有装置中，因为只存在导电性销4d所贯通的孔6d部分且导电性销4d附近由树脂构成，所以在上述情况下，导电性销4d易于飞散。

这样的方案在特别是着火机构通过树脂与保持器6一体成形的情况下，能够容易地调整、成形，又，通过预先在内部镶嵌成形加强件26，能够更可靠地限定断裂开口面积。特别是，在车辆火灾等的高温下动作时非常有效。

工业上的可利用性

本发明的气体发生器即使在高压力或高温下进行动作时，也能够防止导电性销等的重物向外部飞散，又，能够容易地制造这样的构造。

Claims

1.一种气体发生器，至少包括：装填有由燃烧产生气体的气体发生剂(2)的杯体(3)；具有着火机构的保持器(6)，所述着火机构具有至少一根的导电性销(4d)，使前述气体发生剂(2)着火；

其特征在于，前述保持器(6)分别具有前述导电性销(4d)所贯通的一个以上的孔(6d)以及前述导电性销(4d)未贯通的一个以上的孔(6e)，并被调节为：在从前述气体发生剂(2)一侧相对于前述保持器(6)，向气体发生器外部的方向产生压力的情况下，前述导电性销(4d)所贯通的孔(6d)的断裂压力比前述导电性销(4d)未贯通的孔(6e)的断裂压力要高。

2.如权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，前述导电性销(4d)未贯通的孔(6e)的断裂开口面积被调节为与前述导电性销(4d)所贯通的孔(6d)的断裂开口面积相同或为该面积以上。

3.如权利要求1或2所述的气体发生器，其特征在于，前述着火机构通过树脂而一体成形在前述保持器(6)上。

4.如权利要求3所述的气体发生器，其特征在于，前述导电性销(4d)未贯通的孔(6e)的孔底部(6f)通过前述树脂而成形。

5.如权利要求4所述的气体发生器，其特征在于，由比前述树脂强度高的刚体构成的加强件(26)通过前述树脂而镶嵌成形在前述保持器(6)上。

6.如权利要求5所述的气体发生器，其特征在于，前述加强件(26)分别具有前述导电性销(4d)所贯通的一个以上的孔(6d)以及前述导电性销(4d)未贯通的一个以上的孔(6g)。

7.如权利要求1或2所述的气体发生器，其特征在于，前述导电性销(4d)未贯通的孔(6e)的深度(L)与前述保持器(6)的从一端到另一端的长度(M)相比，处于60～90％的范围，所述保持器(6)含有前述导电性销(4d)未贯通的孔(6e)及其孔底部(6f)。

8.如权利要求1或2所述的气体发生器，其特征在于，在前述保持器(6)中，连接器用安装孔(18)的底部的最小厚度(T)、该连接器用安装孔(18)的底部的直径(Y)、前述导电性销(4d)未贯通的孔(6e)的孔底部(6f)的厚度(t)、以及与该未贯通的孔(6e)内接的圆直径(y)之间的关系为：导电性销(4d)未贯通的孔(6e)的孔底部(6f)的厚度(t)＜(与该未贯通的孔(6e)内接的圆直径(y)×连接器用安装孔(18)的底部的最小厚度(T))/连接器用安装孔(18)的底部的直径(Y)。