CN102026851B - 具有自适应阀的安全气囊充气机 - Google Patents

Abstract

用于安全气囊充气机的自适应阀，该安全气囊充气机具有歧管，歧管具有用于与安全气囊流体连通的排气口。该自适应阀被构造来与歧管连接以使其与歧管流体连通。自适应阀具有排气孔且被构造以可选择地打开排气孔，以在其连接于充气机歧管时将充气气体从充气机歧管排出，从而降低与歧管的排气口流体连通的安全气囊的充气率。自适应阀可以具有可移动地设置其内的并用以在第一位置和第二位置之间运动的阀构件，在第一位置该阀构件关闭排气孔，在第二位置该阀构件打开排气孔。点火器被设置在自适应阀内，用以产生足够的气压以将阀构件移动至第一或第二位置。

Description

具有自适应阀的安全气囊充气机

相关申请的交叉引用

无

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无

缩微胶片附录的引用

无

发明背景

1.技术领域

本发明涉及用于车辆安全气囊或类似装置的充气机，尤其涉及一种具有自适应阀的充气机，该自适应阀用于选择性地将空气排出安全气囊外以降低安全气囊的充气率。

2.背景技术

变化的或者分段的输出级别已被用来根据车内人员需要、碰撞的严重性以及车辆状况来展开车辆安全气囊。通常，这种类型的安全气囊展开使用能以一个或多个水平释放预定量气体的双级充气机。虽然这种结构一般能达到其预期目的，但他们结构复杂、难以制造，因而造价较高。而且，由于工作压力随着输出级别的变化而改变，因而这种充气机的结构常需要变化。

本发明的新的改进的安全气囊充气机克服了现有双级充气机的上述缺陷，并且具有现有双级充气机所没有的优点。

发明概要

在本发明的新的改进的安全气囊充气机中，利用附接在充气机上或者形成为充气机的一部分的自适应阀，将充气气体从安全气囊中转移出去。该阀既能启动由安全气囊往外的气体转移(反向逻辑阀)，也能停止由安全气囊往外的气体转移(正向逻辑阀)。由于自适应阀在安全气囊充气过程中的任何时刻均能发生作用，因而进入安全气囊的气体的量能被轻易地有选择地改变。

自适应阀被附接至单级充气机的排气端或歧管端，或者形成为单级充气机的排气端或歧管端的一部分。歧管具有与安全气囊呈流体连通的排气口，因此从歧管开口流出的充气气体进入安全气囊以对它充气。自适应阀与歧管直接流体连通并且设有不与安全气囊流体连通的排气孔，因此自适应阀能使充气气体直接转移到汽车客舱内以选择性地降低安全气囊的充气率。

在实施过程中，向充气机点火器施加电流以点燃助燃剂-增强剂烟火材料，该烟火材料进而导致点燃充气机外壳内的烟火发生材料(pyrotechnicgenerant material)。由点燃的烟火材料产生的热量和气体，与充气机外壳内的任何存储气体结合，从而将充气机外壳的内部压力增加至预定的级别，以使设置在充气机外壳与排气歧管之间的控制孔中的爆破隔膜(burstdisk)破裂。充气气体然后流入排气歧管中，并进入安全气囊中以为其充气。自适应阀被附接至排气歧管或者形成为排气歧管的一部分，并与排气歧管直接流体连通，使得该自适应阀随排气歧管被充气气体加压。自适应阀被设置有排气孔，排气孔能被选择性地对其内的充气气体打开以将气体排出安全气囊外并直接进入车辆乘客舱内、仪表盘或车辆外部，以降低安全气囊的充气率。

附图简要说明

图1为安全气囊充气机的侧视图(其中部分被拆除，且以断面显示)，该安全气囊充气机具有排气歧管，以及连接于该排气歧管或形成为该排气歧管的一部分的且依照本发明原理构造的自适应阀；

图2a为用于图1所示充气机的自适应阀的第一个实施例的侧视图，其中自适应阀的排气孔是关闭的；

图2b为与图2a相似的视图，其中自适应阀的排气孔是打开的，以将气体排出安全气囊之外；

图2c为与图2a相似的视图，其显示了改变的自适应阀结构；

图3a为用于图1所示充气机的自适应阀的第二个实施例的侧视图(其中部分被拆除，且以断面显示)，其中自适应阀的排气孔是打开的；

图3b为与图3a相似的侧视图，其中自适应阀的排气孔是关闭的；

图3c为与图3a相似的视图，其显示了改变的自适应阀结构；

图4a为用于图1所示充气机的自适应阀的第三个实施例的侧视图(其中部分被拆除，且以断面显示)，其中阀排气孔对排气歧管内的充气气体关闭；

图4b为与图4a相似的侧视图，其显示了改变的自适应阀结构；

图5a为排气歧管和自适应阀的第四个实施例的侧视图(其中部分被拆除，且以断面显示)，该自适应阀具有通常对排气歧管内的充气气体关闭的排气孔；

图5b为与图5a相似的侧视图，其显示自适应阀的排气孔对充气气体是打开的；并且

图6为与图5a相似的侧视图，其显示了自适应阀的第五个实施例，该自适应阀具有通常对排气歧管内的充气气体关闭的排气口。

发明的详细描述

图1阐释了用于安全气囊或者类似装置的充气机10，该充气机10具有压力容器或外壳12、处于外壳12一端的充气机点火器14、靠近充气机点火器14设置的助燃剂/增强剂烟火材料16，以及靠近助燃剂-增强剂16设置的气体发生装置18。压力容器12的相对端或排气端具有由爆破隔膜22封闭的控制孔20，该爆破隔膜22被设置得靠近与压力容器12连接或形成为压力容器12一部分的充气机歧管24。歧管24设置有多个排气口26，排气口26被设置得与安全气囊(图中未显示)连接，以实现安全气囊的充气。

依照本发明的原理形成的自适应阀28连接于歧管24或形成为歧管24的一部分，该自适应阀28设置有多个排气孔30和自适应阀点火器32以起到下面描述的作用。自适应阀28的详细结构并没有在图1中显示，而是以不同的实施方式显示在图2a、图2b、图2c、图3a、图3b、图3c、图4a、图4b、图5a、图5b和图6中。

图2a和图2b公开了反向逻辑阀128的第一个实施方式，该反向逻辑阀128具有带多个排气孔132和气孔134的阀体130。阀体具有开口端和封闭的外端，该开口端用于与图1所示的充气机排气歧管(图中未显示)连接，封闭的外端内设置有任何合适类型的点火器136和点火器支撑体146。点火器136的内端被固定设置于阀体130内部的大致呈圆柱形的阀构件支撑体138环绕。支撑体138的内端由可移动地设置于其中的支撑塞140封闭，杯状阀构件142可滑动地设置于阀体130的内部，阀构件142具有内凹的薄弱的中央部144，中央部144与支撑塞140接合。

在具有图2a和图2b所示的自适应阀128的充气机运转中，当点火器10被压力容器12内的气体发生装置18的点火装置激发时，爆破隔膜22就被打开以使产生的气体与压力容器中的任何其他存储气体一起通过控制孔20流进排气歧管24和自适应阀128的阀体130内。阀体130中的气压迫使杯状阀构件142的中央部144与支撑塞140接合，使得阀排气孔132保持关闭，因而充气气体不能从排气歧管24中排出，因而使安全气囊具有高的充气率。

当需要降低安全气囊的充气率时，阀点火器136被激发从而增加支撑体138内的气压，这导致支撑塞140刺穿并打开阀构件142的中央部144。阀体130内的充气气体压力继而导致阀构件142沿着支撑体138移动至图2所示的外部位置，其中阀排气孔132未被遮盖从而将部分充气气体从排气歧管和安全气囊中排出，并直接进入车辆乘客舱内、仪表盘或者车辆外部，从而降低安全气囊的充气率。

被隔离在阀构件142和点火器支撑体146之间的空气通过阀体130内的气孔134被排放到大气中。气孔134还为穿过阀构件142泄露的任何充气气体提供排出口，从而使得不会在阀构件142的外端上累积压力而阻止阀构件的运动。

图2c显示了自适应阀128的另一个实施例，其中支撑塞140被省略，阀构件142的中央部144直接倚靠在支撑体138的内端上。阀构件142的中央部144以任何合适的方式被变薄弱，从而使得由阀体点火器136的激发产生的压力能打开中央部144并使阀构件142移动至图2b所示的打开或外部位置，其中阀排气孔132是打开的。

图3a和3b阐释了自适应阀228的第二个实施方式，该自适应阀228在结构上和操作上与图2a和图2b所示的阀128相似，不同的是自适应阀228是正向逻辑阀。自适应阀228包括带多个排气孔232和气孔234的阀体230。阀体230的外端由点火器支撑体246和点火器236封闭。点火器236的内端由圆柱形的支撑体238环绕，支撑体238在其内端由可移动地设置其内的支撑塞240封闭。杯状阀构件242可滑动地设置于阀体230内且具有内凹的薄弱的中央部244，当阀构件242处于其通常的打开位置时，该中央部244倚靠在支撑塞240上，如图3a所示，在该位置上阀构件242内的开口247与排气孔232对齐。

在图3a所示的通常的打开状态下，排气歧管24和阀体230内的加压充气气体经由阀构件242内的开口247和排气孔232从安全气囊中排出，并直接进入车辆乘客舱或仪表盘(图中未显示)，或排至车辆外部。因此，由于加压的充气气体从阀排气孔232中排出，安全气囊以较低的速率被充气。当需要增加安全气囊的充气率时，点火器236被激发而产生足够的气压以使支撑塞240移动穿过阀构件242的中央部244，这使得阀构件242被排气歧管和阀体230内端中的充气气体推动至图3b所示的关闭位置，在该位置时，阀构件开口247被移动得不与排气孔232对齐，该排气孔232被阀构件242封闭，从而使得充气气体不能从排气歧管24和安全气囊中排出，使得安全气囊能以更高的速率被充气。

气孔234在自适应阀228中起到的作用与图2a和2b中所示的气孔134在自适应阀128中起到的作用相同。

图3c显示了自适应阀228的另一个实施方式，其中支撑塞240被省略，阀构件242的中央部244直接倚靠在阀构件支撑体238的内端上。当点火器236被激发时，在阀构件支撑体238中产生的气压将阀构件242的薄弱的中央部244打开，以使阀构件能从通常的打开位置被移动至图3b表所示的关闭位置。

图4a显示了自适应阀328的第三个实施方式，该自适应阀238为反向逻辑阀类型，其通常为关闭状态。自适应阀328包括带多个排气孔332的阀体330。阀体330的外端被点火器支撑体344和点火器336封闭，该点火器336在其上端被设置于阀体330内的支撑管338的下部环绕。支撑管338的内部较窄部分具有支撑塞340，该支撑塞340可滑动地设置于支撑管338内并将其内端封闭。阀体330的靠近于排气歧管24的内开口端被倚靠在支撑塞340的爆破隔膜346封闭。支撑管338的内部较窄部分设置有气孔334。

在图4a所示的通常的关闭状态，自适应阀328在排气歧管24的压力下不排出任何充气气体，使得安全气囊以高水平或高比率被充气。当想要减少安全气囊的充气率时，点火器336被激发而产生充足的充气气体压力以使支撑塞340穿过爆破隔膜346，从而加压的充气气体能从排气歧管24绕支撑管的内部并经排气孔332流出。支撑管气孔334位于大约支撑管的内端与支撑塞340的底部之间的位置。在支撑塞340刺穿爆破隔膜346之后，支撑塞340向内移动直到气孔334不被盖住以消除移动支撑塞340的驱动压力。支撑塞340的内端上的较高压力继而使支撑塞移回至图4a所示的位置，这不会对通过爆破隔膜346内的开口的气流产生任何限制。

图4b显示了自适应阀328的另一个实施方式，其中支撑塞340和支撑管气孔334被省略，爆破隔膜346倚靠在支撑管338的内端上并被其支撑。在该实施方式中，当点火器336被激发以增加支撑管338内的气压时，爆破隔膜346被破裂或打开以使加压的充气气体从排气歧管24经由排气孔332流出，从而降低安全气囊的充气率。

图5a和图5b公开了自适应阀428的第四个实施方式，该自适应阀428为反向逻辑阀类型且通常处于关闭状态以为安全气囊的高比率充气做准备。在该实施方式中，自适应阀428包括其内带多个排气孔432的阀体430，这些排气孔432通常由杯状阀构件442封闭，阀构件442由密封部件或环形部件448可转动地保持在图5a所示的关闭位置。

当自适应阀428处于图5a所示的关闭位置时，加压的充气气体从压力容器12流入排气歧管24中，然后从排气歧管开口26流入安全气囊(图中未显示)，且没有任何气体经由阀排气孔432被排出。阀点火器436的激发会产生充足的气压以将阀构件442移动至图5b所示的打开位置，在该位置上，阀体排气孔432是打开的，且排气歧管24内的一些受压的充气气体经由阀体排气孔432被排出歧管和安全气囊(图中未显示)，以减小安全气囊的充气率。

阀构件442可以是任何合适的杯状结构。图6公开了另一个结构，其中阀构件542为杯状且具有外部环绕的可弯曲且弹性的凸缘部(flangeportion)543，凸缘部543可转动地将阀构件542保持在图6所示的关闭位置。除了阀构件542，图6所示的自适应阀528和排气歧管24分别与图5a和图5b所示的自适应阀和排气歧管相同。

从上面的描述中可以很容易地看出：本发明的自适应阀实施方式结构简单，运行可靠，从而为选择地增加或减小安全气囊的充气率提供了条件。由于自适应阀位于充气机控制孔的下游，因而充气机的内部工作压力不受自适应阀的运行的影响。由于充气机的内部工作压力不受影响，与那些工作压力随着输出层级改变而变化的充气机相比，充气机之间的变化减小。

虽然以上结合目前认为的最实用且优选的实施方式对本发明进行了描述，但应明白的是，本发明并不局限于揭示的实施方式，相反，本发明预期覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同方案。

Claims (21)

1.安全气囊充气机，其包括：

具有控制孔的压力容器，当充气气体在所述压力容器内达到预定压力时，充气气体能流过控制孔；

具有连接于所述压力容器的内端的歧管，歧管与所述控制孔流体连通，所述歧管包括排气口，来自所述压力容器的充气气体能穿过该排气口来为安全气囊充气，所述歧管还具有外端；以及

连接于所述歧管的外端的自适应阀，所述自适应阀与所述歧管流体连通且包括排气孔和阀构件；该排气孔与所述歧管的排气口连通，用于将充气气体排放到安全气囊外部的区域以降低安全气囊的充气率；该阀构件可移动地设置于所述自适应阀内，用于选择地移动于第一位置和第二位置之间，在第一位置时该阀构件关闭所述排气孔，在第二位置时该阀构件打开所述排气孔；所述自适应阀进一步包括点火器，所述点火器能被激发从而产生充足的气压以将所述阀构件移动至所述第一位置或第二位置，其中所述阀构件通常处于所述第一位置，所述点火器能被激发以将所述阀构件移动至所述第二位置；

其中所述自适应阀包括大体为圆柱形的阀体，所述阀构件为大体为圆柱形杯状结构且可滑动地设置于所述阀体内，所述阀构件具有薄弱的中央部，该中央部由位于支撑管内的支撑塞支撑在所述第一位置，使得所述支撑塞与所述点火器流体连通，该支撑管环绕所述点火器的内部部分；因此一旦所述点火器被激发，由此产生的加压气体就移动所述支撑塞穿过所述阀构件的薄弱的中央部，以使所述阀构件由来自所述歧管的受压充气气体驱使，通过沿所述阀体和所述支撑管的可滑动运动移动到所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的安全气囊充气机，其中在所述控制孔上方设置有爆破隔膜，该爆破隔膜是可破裂的，以在所述压力容器内的充气气体达到预定的压力时打开所述控制孔。

3.根据权利要求1所述的安全气囊充气机，其中所述阀构件通常处于所述第二位置，所述点火器能被激发以将所述阀构件移动至所述第一位置。

4.根据权利要求1所述的安全气囊充气机，其中所述歧管包括多个径向的排气口，所述自适应阀包括多个径向的排气孔。

5.根据权利要求1所述的安全气囊充气机，其中所述阀体具有处于所述点火器和所述阀构件之间的气孔，当在所述第一位置时所述气孔使空气从所述阀体中排出，当所述阀构件被移动至所述第二位置时，所述气孔便于所述阀构件的运动。

6.根据权利要求1所述的安全气囊充气机，其中所述自适应阀包括大体为圆柱形的阀体，所述阀构件为大体为圆柱形杯状结构且可滑动地设置在所述阀体内，所述阀构件具有薄弱的中央部，该中央部被环绕所述点火器的内部部分且与之流体连通的支撑管支撑在所述第一位置，因而一旦所述点火器被激发，由此产生的加压气体就导致所述薄弱的中央部打开，以使所述阀构件由来自所述歧管的受压充气气体驱使，通过沿着所述阀体和所述支撑管的可滑动的运动移动至所述第二位置。

7.根据权利要求6所述的安全气囊充气机，其中所述阀体具有处于所述点火器和所述阀构件之间的气孔，当在所述第一位置时所述气孔使空气从所述阀体中排出，当所述阀构件被移动至所述第二位置时，所述气孔便于所述阀构件的运动。

8.根据权利要求3所述的安全气囊充气机，其中所述自适应阀包括大体为圆柱形的阀体，所述阀构件为大体为圆柱形杯状结构且可滑动地设置于所述阀体内，所述阀构件具有薄弱的中央部，该中央部由位于支撑管内的支撑塞支撑在所述第二位置，该支撑管环绕所述点火器的内部部分使得所述支撑塞与所述点火器流体连通，所述阀构件具有径向开口，当在所述第二位置时该径向开口与所述排气孔对齐，因而一旦所述点火器被激发，由此产生的加压气体就移动所述支撑塞穿过所述阀构件的薄弱的中央部，以使该支撑塞被来自所述歧管的受压的充气气体通过沿着所述阀体和所述支撑管的可滑动运动移动至所述第一位置。

9.根据权利要求8所述的安全气囊充气机，其中所述阀体具有处于所述点火器和所述阀构件之间的气孔，当在所述第二位置时所述气孔使空气从所述阀体中排出，当所述阀构件被移动至所述第一位置时，所述气孔便于所述阀构件的运动。

10.根据权利要求1所述的安全气囊充气机，其中所述自适应阀包括大体为圆柱形的阀体，所述阀构件为大体为圆柱形的杯状结构且可滑动地设置于所述阀体内，且在所述第一位置时所述阀体与所述点火器呈环绕关系。

11.根据权利要求10所述的安全气囊充气机，其中在所述阀构件和所述阀体之间设置有环形的密封件，该密封件可移动地将所述阀构件保持在所述第一位置。

12.根据权利要求10所述的安全气囊充气机，其中所述阀构件包括外部环形的可弯曲且弹性的凸缘部，该凸缘部与所述阀体接合以可移动地将所述阀构件保持在所述第一位置。

13.安全气囊充气机，其包括：

具有控制孔的压力容器，当充气气体在所述压力容器中达到预定压力时，充气气体能流过控制孔；

具有连接于所述压力容器的内端的歧管，所述歧管与所述控制孔流体连通，所述歧管包括排气口，来自所述压力容器的充气气体能穿过该排气口来为安全气囊充气，所述歧管还具有外端；以及

连接于所述歧管外端的自适应阀，所述自适应阀与所述歧管流体连通且包括排气孔，该排气孔与所述歧管排气口连通，用于将充气气体排放到安全气囊外部的区域以降低安全气囊的充气率；

所述自适应阀包括：大体为圆柱形且具有所述排气孔的阀体，所述阀体具有打开的外端，该外端由靠近所述歧管设置的爆破隔膜封闭；在所述阀体的中央部纵向地延伸的支撑管，所述支撑管的直径比所述阀体的直径小且具有与所述爆破隔膜隔开的内端；被可滑动地设置于所述支撑管中且具有内端的支撑塞，该内端延伸超出所述支撑管的内端并与所述爆破隔膜接合以支撑所述爆破隔膜；设置在所述阀体内的点火器，所述支撑管具有与所述点火器流体连通的打开的外端，所述点火器能被操作而在所述支撑管中产生足够的气压来使所述支撑塞向内移动穿过所述爆破隔膜以打开该爆破隔膜，并使来自所述歧管的充气气体流过所述爆破隔膜，流过所述支撑管和所述阀体之间，并流过所述排气孔。

14.根据权利要求13所述的安全气囊充气机，其中所述支撑管具有气孔，当所述支撑塞向内移动超过所述气孔时，该气孔将支撑管中的气体排放出去，以使所述支撑塞在打开所述爆破隔膜之后能被来自所述歧管中的充气气体移动回至支撑塞在所述支撑管中的最初位置。

15.安全气囊充气机，其包括：

具有控制孔的压力容器，当充气气体在所述压力容器中达到预定压力时，充气气体能流过控制孔；

具有连接于所述压力容器的内端的歧管，所述歧管与所述控制孔流体连通，所述歧管包括排气口，来自所述压力容器的充气气体能穿过该排气口来为安全气囊充气，所述歧管还具有外端；以及

连接于所述歧管外端的自适应阀，所述自适应阀与所述歧管流体连通且包括排气孔，该排气孔与所述歧管排气口连通，用于将充气气体排放到安全气囊外部的区域以降低安全气囊的充气率；

所述自适应阀包括：大体为圆柱形且具有所述排气孔的阀体，所述阀体具有打开的内端，该内端由靠近所述歧管设置的爆破隔膜封闭；在所述阀体的中央部分内径向地延伸的支撑管，所述支撑塞的直径小于所述阀体的直径且具有内端，该内端与所述爆破隔膜接合以支撑所述爆破隔膜；设置在阀体内的点火器，所述支撑管具有与所述点火器流体连通的外端，所述点火器可被操作从而在所述支撑管中产生足够的气压，以打开所述爆破隔膜，并使来自所述歧管的充气气体流过该爆破隔膜，流经所述支撑管与所述阀体之间，并流过所述排气孔。

16.用于安全气囊充气机的自适应阀，所述安全气囊充气机具有带排气口的歧管，该排气口用于与安全气囊流体连通，所述自适应阀被构造用来与歧管连接以使所述自适应阀与所述歧管流体连通，所述自适应阀具有排气孔且被构造成选择地打开所述排气孔，以在所述排气孔连接于充气机歧管时将充气气体排放出该充气机歧管，从而降低与所述歧管的排气口流体连通的安全气囊的充气率；其中所述自适应阀具有设有所述排气孔的阀体，所述阀体具有用于与充气机歧管连接的打开的内端，封闭所述阀体的打开端的爆破隔膜，以及点火器，所述点火器被设置于所述阀体内部且能被操作从而在所述阀体内产生足够的气压以破裂和打开所述爆破隔膜，从而使得来自充气机歧管的充气气体能经由所述阀体的打开的内端流到所述排气孔。

17.根据权利要求16所述的自适应阀，所述自适应阀进一步包括可移动地设置在所述自适应阀内并用于在第一位置和第二位置之间运动的阀构件；在第一位置，该阀构件关闭所述排气孔，在第二位置，该阀构件打开所述排气孔。

18.根据权利要求17所述的自适应阀，所述自适应阀进一步包括点火器，所述点火器能被激发以产生足够的气压，从而将所述阀构件移动至所述第一位置或第二位置。

19.根据权利要求18所述的自适应阀，其中所述阀构件通常处于所述第一位置，所述点火器能被激发而将所述阀构件移动至所述第二位置。

20.根据权利要求18所述的自适应阀，其中所述阀构件通常处于所述第二位置，所述点火器能被激发以将所述阀构件移动至所述第一位置。

21.根据权利要求16所述的自适应阀，其中支撑管被设置于所述阀体内且具有与所述爆破隔膜接合以支撑所述爆破隔膜的内端，所述支撑管具有与所述点火器流体连通的外端。