CN102143865B - 用于气囊的充气机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于气囊的充气机。所述充气机包括壳体，所述壳体具有第一端部和第二端部。充气机还包括设置在壳体中的气体发生剂，所述气体发生剂限定一孔。充气机包括连结至壳体的第一端部的点火器，所述点火器在收到信号后能够引爆气体发生剂。充气机还包括连结至壳体的第二端部的暂时密封件，所述暂时密封件能够被打开以提供离开壳体的出口。点火器的引燃能够产生震波，所述震波穿过所述孔以打开暂时密封件。

Description

用于气囊的充气机

技术领域

本发明大体涉及一种用于气囊的烟火式充气机。

背景技术

这部分内容仅提供关于本发明的背景信息，因此可能不构成现有技术。

大多数新型车辆都具有可充气安全约束设备或气囊。气囊通常包括充气机，所述充气机能够连接至车辆内设置的一个或多个气囊，并且能够立即产生大量膨胀的流体或气体，这些膨胀的流体或气体能够填充气囊以保护乘坐者。

例如，车辆可包括可充气帘式气囊。可充气帘式气囊能够从车辆的车顶展开，并且能够充气以保护乘坐者的头部不会与车辆的侧面接触，例如窗。某些可充气帘式气囊，例如那些设计用以主要抵挡侧部冲撞事件的气囊可采用“热气体”充气机，因为气体的冷却以及由此的气囊压力的损失对于短暂持续的事件不构成问题。其它可充气帘式气囊，例如那些设计以抵挡翻车事件的气囊可大体采用“冷气体”充气机以符合延长的压力的需要。由于在“冷气体”充气机中的气体通常没有热量，为了适应为气囊充气所需的气体的量，这些充气机可能很沉并且很大。因此，需要提供一种更紧凑的充气机用于侧部帘式气囊。

发明内容

本发明提供了一种用于气囊的充气机。所述充气机包括壳体，所述壳体具有第一端部和第二端部并限定一腔。所述充气机还包括气体发生剂，所述气体发生剂设置在所述壳体中用于产生燃烧气体用以填充所述气囊。所述气体发生剂限定一孔。所述充气机还包括暂时密封件，所述暂时密封件用于密封所述腔。所述充气机还包括点火器，所述点火器用于点燃所述气体发生剂以产生燃烧气体并用于产生震波以穿过所述孔传播并打开所述暂时密封件。

还提供了一种结合气囊的充气机。所述充气机包括壳体，所述壳体限定一腔，并具有第一端部和第二端部。所述充气机还包括压缩气体，所述压缩气体通常以第一温度容纳在所述腔内。所述充气机包括在所述腔内容置的可燃烧材料的气体发生剂，所述气体发生剂限定一通孔。所述充气机还包括暂时密封件，所述暂时密封件在所述气囊充气之前，密封所述腔以隔开所述气囊。所述充气机还包括点火器，所述点火器设置在所述壳体中，其打开所述暂时密封件以允许至少一部分的第一温度的压缩气体从所述腔释放至所述气囊。所述点火器还用于点燃所述气体发生剂用以产生第二温度的燃烧气体。

还提供了一种用于为气囊充气的方法。所述方法包括在收到信号时点燃反应性火药。所述方法包括利用所述反应性火药的点燃产生的震波打开暂时密封件。所述方法还包括所述反应性火药穿过在气体发生剂中延伸的孔传播，以打开所述暂时密封件。所述方法还包括点燃所述气体发生剂。所述方法还包括利用穿过由打开所述暂时密封件所产生的开口的气体为所述气囊充气。

通过这里所提供的描述，能够清楚适用范围的其它方面。可以理解，所述说明和特定实施例仅是为了阐释目的，并不意图限制本发明的范围。

附图说明

这里描述的附图仅用于说明目的，而不是要以任何方式限制本发明的范围。

图1为示例机动车的示意图，所述机动车包括根据本发明的原理的用于气囊充气的充气机，所示气囊处于第一或展开位置；

图2为图1中充气机的局部剖视图，所示充气机可操作地关联于气囊，所示气囊处于第二或装载位置；以及

图3为图1中充气机的详细截面图。

具体实施方式

这部分描述内容本意上仅用作示意性目的，并不是要限制本发明中的教导、应用或用途。尽管以下描述主要涉及充气机，所述充气机用于汽车中的气囊系统，但是可以理解，这里所描述以及要求保护的充气机能够用于任何适合的机动车，例如火车、公交车、飞机等等。因此，可以理解，以下讨论并非意图限制所附权利要求的范围。

参照图1，示出包括气囊系统12的示例机动车10的一部分。气囊系统12包括气囊16和充气机18。本领域所熟知的多种气囊16能够利用充气机18展开，例如前部撞击气囊、膝盖枕垫、可充气帘式气囊、或头顶气囊，这里不再详细介绍气囊16。但是，简单地说，具体参照图2，气囊16包括垫子20，所述垫子20能够存放在机动车10的装饰板22中。在该示例中，气囊16可包括侧部撞击可充气帘式气囊，如图1所示，所述侧部撞击可充气帘式气囊在由充气机18充气时，能够占据机动车10中客舱10a的大部分空间。通常，充气机18可立即产生膨胀气体，该气体能够在探测到机动车10的预设事件(例如即将翻车)的几毫秒内填充气囊16以确保气囊16充气并建立机动车10中的乘坐者与机动车10本身之间的屏障，这就防止了乘坐者受伤或将对乘坐者的伤害降至最低。

参照图2和图3，通常充气机18可包括壳体30、点火器系统32和密封部件，所述密封部件采用可破裂气体输出隔膜或爆破片34(图3)的形式。壳体30可以是圆柱形的，并且具有大体圆形横截面。壳体30可由金属或金属合金例如钢、镁合金等组成，并且可利用适当的方法形成，例如冲压加工、机械加工、铸造、挤压等。参照图1中的环境视图，能够注意到，尽管壳体30示出具有相对于车辆10的特定长度，但是壳体30也可以具有任意适合的长度。壳体30具有第一端部36、第二端部38，并且限定一中间部分，所述中间部分限定腔42。

第一端部36能够连结至点火器系统32。参照图3，第二端部38限定输出口38a。输出口38a与气囊16连通以确保壳体30中的气体填充气囊16。如下文将提到的，爆破片34限定用于壳体30的暂时密封件，所述暂时密封件能够被置于输出口38a上以控制气囊16的充气。如图1和图3所示，腔42大体从第一端部36向第二端部38延伸，并且能够存储压缩气体。通常，腔42可被构造用来以例如大约6500磅每平方英寸至大约8500磅每平方英寸的压力存储压缩气体。但是该压力可随具体的应用而变化。

参照图2和图3，点火系统32可包括引爆器44和气体发生剂45。引爆器44可包括任何适合的引爆器，例如共同转让的美国专利No.7,210,703公开的引爆器，上述文献全文以引用的方式并入本文中，这里将不再对引爆器44详细描述。但是，简单地说，引爆器44包括爆管46、反应性火药47、圆顶或罩48、第一传导销50、第二传导销52和桥丝(未具体示出)。如下文将讨论的，爆管46可在收到电信号时引爆或点燃火药，所述电信号例如电流。反应性火药47可包含在火药室47a中，并且与爆管46相连通并对爆管46做出响应，在收到信号时由爆管46引爆或点燃火药。通常，反应性火药47的引爆能够产生震波，所述震波从反应性火药47大体以箭头A所示方向射出。如下文将讨论的，震波A使罩48破裂，并穿过气体发生剂45。

在反应性火药47激活前，罩48能够密封气体发生剂45和壳体30的腔40以与引爆器44隔开。通常，罩48能够被放置在引爆器44与发生剂45之间。第一传导销50与爆管46隔离，而第二传导销52连结至爆管46。桥丝将第一传导销50连接至第二传导销52。如果需要，额外的反应性火药47也可封装在桥丝附近。在收到信号时，例如指示即将翻车的或车辆需要展开气囊的其它信号，能够将电流引入第一传导销50和第二传导销52。电流的引入促使爆管46点火并引爆或点燃火药，转而引爆反应性火药47以产生震波A。

在至少一部分震波A穿过气体发生剂45中限定的孔56以后，反应性火药47点燃气体发生剂45。在所示实施例中，气体发生剂45包括适于产生足够的燃烧气体以充气于气囊16的材料。气体发生剂45可以是包括烟火材料的固体颗粒。可以知道，在某些的应用中，气体发生剂45可包括整体式(monolithic)气体发生剂颗粒。适合的气体发生剂的例子在2006年6月21日提交的共同拥有的美国系列号11/472,260中有所描述，该文献的全文以引用的方式并入本文。但是，可以理解，在本发明教导的范围内可采用其它气体发生剂。

气体发生剂45通常形成为一个或多个圆柱形结构。但是应该理解，只要能够提供震波A的传播，气体发生剂45可具有任意所需形状。如果需要，气体发生剂45可用插座49固定就位。气体发生剂45通常可通过反应性火药47的引爆而点燃。

孔56通常可关于气体发生剂45限定的纵轴线形成或限定，并且气体发生剂45可邻近引爆器44的罩48放置，因此至少一部分震波A能够穿过孔56传送。孔56可具有所需形状，但是通常孔56具有圆形横截面。此外，孔56可以是任意适合的大小以确保足够的震波A的传输以打开暂时密封件或爆破片34。例如，孔56具有大约4.5毫米至大约9.0毫米的直径。对于某些应用，孔56的直径与气体发生剂45的直径成比例，并且因此，孔56的直径可基于气体发生剂45的直径增大或减小。至少一部分震波A经气体发生剂45通过，促使爆破片34破裂。

参照图3，爆破片34可包括能够定位在壳体30的第二端部38的输出口38a上的任意适合的可破裂设备或其它暂时密封设备。在某些应用中，爆破片34可包括一个或多个被划过的接缝以促进爆破片34的破裂。爆破片34通常可破裂至打开以确保压缩气体从充气机18的腔42中溢出并充气于气囊16。

在这方面，由于震波A最初能够使爆破片34破裂，至少一部分第一温度的压缩气体能够进入气囊16用于最初为气囊16充气。通常，第一温度通常包括腔42中的压缩气体的周围的、未加热的温度。当反应性火药47的引爆点燃气体发生剂45时，产生具有第二温度或升高温度的燃烧气体。加热的燃烧气体能够穿过输出口38a以进一步为气囊16充气。

通过所述方式，充气机18能够用于快速地为大容积气囊16充气，例如侧部帘式气囊。在即将翻车的事件中，例如，采用电流形式的信号能够触发引爆器44，促使爆管46引爆反应性火药47。反应性火药47的引爆能够产生震波A。震波A使罩48破裂，并且能够穿过气体发生剂45中限定的孔56以使爆破片34破裂(图3)。

参照图3，当爆破片34破裂时，存储在腔40内的至少一部分压缩气体能够穿过壳体30的第二端38的输出口38a。因为最初流经输出口38a以充气于气囊16的压缩气体可以是未加热的(“冷的”或以第一温度的)，所以施加于气囊16上的最初的冲击压力能够被降至最低，转而能够减小对气囊16的潜在损坏。

充气机18能够非常快地为大容积气囊充气。此外，通过在腔40中存储大约6500磅每平方英寸至大约8500磅每平方英寸的压缩气体，充气机18能够持续地以该压力执行，将气体发生剂45的可燃性增至最大，并能够增强气体发生剂45的燃烧率特性。并且，对比于标准的低温气体充气机，气体发生剂45的使用能够减少壳体30的长度，同时供应足够大的压力以在一段延长的时间段内保持气囊16(例如，在翻车事件中)。

尽管这里参照附图和说明书对本发明中的特定实施例进行了描述，本领域技术人员可以理解，在不背离权利要求所限定的本发明的范围的基础上，可以对本发明做出多种变化并对其元件做出等效替换。并且，多个例子之间的特征、元件和/或功能的组合和搭配是明确预知的，因此除非特别说明，本领域技术人员能够从本发明中理解，一个实施例中的特征、元件和/或功能能够适当地合并到另一个实施例中。并且，在不背离本发明的基本范围的基础上，可以做出很多调整以使特定的条件或材料适于本发明的教导。因此，本发明并不限制为作为实现本发明的当前预期的最佳模式并由附图示出的和说明书描述的特定实施例，而是本发明的范围将包括前述说明与所附权利要求范围内的任何实施例。

Claims (16)

1.一种用于气囊的充气机，包括：

壳体，所述壳体具有第一端部和第二端部并限定一腔；

气体发生剂，所述气体发生剂设置在所述壳体中用于产生燃烧气体以充气于所述气囊，所述气体发生剂限定一孔；

暂时密封件，所述暂时密封件用于密封所述腔；

点火器，所述点火器用于点燃所述气体发生剂以产生燃烧气体并用于产生震波，以穿过所述孔传播并打开所述暂时密封件；

并且所述充气机还包括压缩气体，所述压缩气体以第一温度存储在所述壳体的所述腔中，用于最初为所述气囊充气；

所述气体发生剂的点燃产生第二温度的燃烧气体，所述第二温度大于所述第一温度，进一步利用所述燃烧气体为所述气囊充气；以及

当所述暂时密封件打开时，所述第一温度的压缩气体进入所述气囊，开始为所述气囊充气。

2.根据权利要求1所述的充气机，其特征在于，所述充气机结合所述气囊。

3.根据权利要求2所述的充气机，其特征在于，所述气囊为侧部撞击气囊、侧部帘式气囊、前部撞击气囊、或膝盖枕垫气囊。

4.根据权利要求1所述的充气机，其特征在于，所述孔从所述气体发生剂的第一端向气体发生剂的第二端延伸，并且大体沿所述气体发生剂的中轴线延伸。

5.根据权利要求3所述的充气机，其特征在于，所述孔具有4.5毫米至9.0毫米的直径。

6.根据权利要求1所述的充气机，其特征在于，所述压缩气体以6500磅每平方英寸至8500磅每平方英寸的压力存储在所述腔内。

7.根据权利要求1所述的充气机，其特征在于，所述气体发生剂为整体式颗粒。

8.一种结合气囊的充气机，包括：

壳体，所述壳体限定一腔，并具有第一端部和第二端部；

压缩气体，所述压缩气体通常以第一温度容纳在所述腔内；

在所述腔内容置的可燃烧材料的气体发生剂，所述气体发生剂限定一通孔；

暂时密封件，所述暂时密封件在所述气囊充气之前，密封所述腔以隔开所述气囊；以及

点火器，所述点火器设置在所述壳体中，其打开所述暂时密封件以允许至少一部分的第一温度的所述压缩气体从所述腔释放至所述气囊，所述点火器还用于点燃所述气体发生剂，用以产生第二温度的燃烧气体，进一步利用所述燃烧气体为所述气囊充气。

9.根据权利要求8所述的充气机，其特征在于，所述暂时密封件为爆破片，并且所述点火器的点燃产生震波，所述震波使所述爆破片破裂。

10.根据权利要求8所述的充气机，其特征在于，所述气囊为侧部撞击气囊。

11.根据权利要求8所述的充气机，其特征在于，所述通孔从所述气体发生剂的第一端向所述气体发生剂的第二端延伸，并且基本沿所述气体发生剂的中轴线延伸。

12.根据权利要求11所述的充气机，其特征在于，所述通孔具有4.5毫米至9.0毫米的直径。

13.根据权利要求8所述的充气机，其特征在于，所述压缩气体以6500磅每平方英寸至8500磅每平方英寸的压力存储在所述腔内。

14.根据权利要求8所述的充气机，其特征在于，所述气体发生剂为整体式颗粒。

15.一种用于为气囊充气的方法，包括：

在收到信号时点燃反应性火药；

利用所述反应性火药的点燃产生的震波打开暂时密封件；

所述反应性火药穿过经气体发生剂延伸的孔传播，以打开所述暂时密封件；

点燃所述气体发生剂；以及

利用穿过由打开所述暂时密封件所产生的开口的气体为所述气囊充气；并且

所述气囊还包括：

邻近所述气体发生剂存储第一温度的压缩气体；

最初利用第一温度的压缩气体的至少一部分为所述气囊充气；

产生第二温度的燃烧气体；以及

进一步利用所述燃烧气体为所述气囊充气。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，为所述气囊充气还包括：

充气于侧部帘式气囊。