CN102448779A - 气体发生器 - Google Patents

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Abstract

一种气体发生器，维持作为压力容器的充分的强度，且实现轻量化、紧凑化。气体发生器(1)是将插塞(12)插入至筒状的壳体(4)的开口(10)，该筒状的壳体(4)的至少一端形成开口，使所述开口侧的端部(11)的直径缩小，将所述端部(11)敛合于所述插塞(12)的敛合槽(13)，藉此来将开口(10)予以密封。敛合槽(13)是在插塞(12)的周面上延伸且具有矩形剖面的线条槽，构成所述敛合槽(13)的侧壁(14)中，至少壳体中央侧的侧壁(14a)与壳体(4)的轴线(X)正交、或向开口侧倾斜。

Description

气体发生器
技术领域
本发明涉及一种气体发生器，该气体发生器用以产生送入至气囊(airbag)的高压气体，充分地维持所述气体发生器作为压力容器的强度，且实现所述气体发生器的轻量化以及紧凑化(compact)。
背景技术
作为保护乘员不受汽车发生碰撞时所产生的冲击的影响的安全装置之一，侧面用气囊装置已为人所知。所述侧面用气囊装置被气体发生器所产生的大量的高温高压气体所填充，藉此而膨胀，在发生事故时作为安全装置而发挥功能。如专利文献1所揭示的，以往的气体发生器采用混合(hybrid)方式来产生大量的高温高压气体，该混合方式是：藉由封入有高压气体的储气罐(bombe)、与用以将热供给至各储气罐中的高压气体的少量的火药组成物，来产生大量的高温高压气体。
然而，由于专利文献1所记载的气体发生器的储气罐的费用高，所以会导致气体发生器的单价变高。因此，在专利文献2中揭示了如下的气体发生器：该气体发生器是使填充在气体发生器内的气体发生剂(gas forming agent)燃烧，不使用储气罐，藉此来产生高温高压气体。所述气体发生器在壳体内，包括：气体发生剂、用以对所述气体发生剂点火的点火器、以及对气体发生剂所产生的高温高压气体进行冷却、过滤的过滤器等。另外，当制造气体发生器时，将上述各种构成构件配置在壳体内，最终所述气体发生器具有如下的作为压力容器的密闭构造：即，将铁制的插塞插入至壳体的开口，将开口侧的端部敛合于插塞的敛合槽，藉此来将开口予以密封。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平8-253100号公报
专利文献2：日本专利特开2005-313752号公报
近来，根据使汽车的乘员的安全性提高的观点，汽车所装备的气囊装置的个数增加，伴随于此，每辆汽车所使用的气体发生器的个数也增加。然而，由于汽车所装备的气囊装置的个数增加，所以车辆的重量会增加，燃油效率下降，而且需要收容多个气囊装置的收容空间，汽车的室内空间变小，因此，存在乘员的舒适性下降的问题。以所述情况为背景，期望出现一种维持充分的强度，且实现轻量化、紧凑化的气体发生器。
发明内容
因此，本发明的目的在于：将气体发生器的构造及其构成材料予以优化，藉此，提供如下的气体发生器，该气体发生器维持作为压力容器的充分的强度，且实现轻量化、紧凑化。
为了实现所述目的，本发明是一种气体发生器，将插塞(plug)插入至筒状的壳体(housing)的开口，所述筒状的壳体的至少一端形成开口，使开口侧的端部的直径缩小，将所述端部敛合于插塞的敛合槽(staked groove)，藉此来将开口予以密封，所述气体发生器的特征在于：所述敛合槽是在插塞的周面上延伸且具有矩形剖面的线条槽(linear groove)，构成敛合槽的侧壁中，至少壳体中央侧的侧壁与壳体的轴线正交、或向开口侧倾斜。藉由采用所述构成，在承受内压时，插塞不易被拔出，可使气体发生器作为压力容器的强度提高。另外，由于插塞不易被拔出，因此，可实现插塞的紧凑化及伴随紧凑化的轻量化。
另外，插塞优选为铝制、铝合金制、钛合金制或镁合金制。原因在于：除了采用所述插塞形状，尤其优选采用侧壁向开口侧倾斜的插塞形状之外，还将插塞设为所述金属制，藉此，与将插塞设为铁制相比较，可使气体发生器实现轻量化。
而且，敛合槽的深度优选处于插塞的直径的0.02倍～0.35倍的范围。原因在于：根据确保气体发生器的强度，且实现轻量化及紧凑化的观点，优选将敛合槽的深度设为所述范围。
此外，敛合槽的槽宽优选处于插塞的直径的0.02倍～0.20倍的范围。原因在于：根据确保气体发生器的强度，且实现轻量化及紧凑化的观点，优选将敛合槽的深度设为所述范围。
发明的效果
根据本发明，将插塞的构造予以优化，该插塞堵塞着气体发生器的壳体的开口，藉此，可提供如下的气体发生器，该气体发生器充分地维持作为压力容器的强度，且实现轻量化、紧凑化。而且，在如上所述的插塞的安装构造下，对插塞的材质进行选择，藉此，可促进轻量化或紧凑化。
附图说明
图1(a)是本发明的气体发生器的宽度方向剖面图，图1(b)是图1(a)所示的气体发生器的局部放大图。
图2(a)是以往技术的气体发生器的宽度方向剖面图，图2(b)是图2(a)所示的气体发生器的局部放大图。
图3是本发明的其他气体发生器的宽度方向剖面的局部放大图。
图4是本发明的其他气体发生器的宽度方向剖面的局部放大图。
具体实施方式
接着，一面参照附图，一面对本发明的实施方式进行说明。图1(a)是本发明的气体发生器的宽度方向剖面图，图1(b)是图1(a)所示的气体发生器的局部放大图。图2(a)是以往技术的气体发生器的宽度方向剖面图，图2(b)是图2(a)所示的气体发生器的局部放大图。图3以及图4是本发明的其他气体发生器的宽度方向剖面的局部放大图。
图1所示的气体发生器1包括：气体发生室2以及过滤器室3，所述气体发生室2以及过滤器室3为串列双室构造，该串列双室构造是由筒状的壳体4以及具有安全隔膜(rupture disc)5的间隔板6所划分。在气体发生室2中填充有丸粒(pellet)状的气体发生剂7，该丸粒状的气体发生剂7含有非叠氮化金属化合物。而且，在过滤器室3中收容有过滤器8，该过滤器8对气体的残渣(slag)进行捕集及冷却。另外，在壳体4的气体发生室2侧的一端安装有点火器9，该点火器9将气体发生室2内的气体发生剂7点燃。另外，使壳体4的开口侧的端部11的直径缩小，且将该端部11敛合于插塞12的敛合槽13，藉此来对壳体的开口10进行固定、密封。再者，所述藉由敛合而进行的固定是被称为八方敛合的固定方法，该固定方法是使壳体4的开口侧的端部11的直径，向直径方向内侧均等地缩小。所述敛合槽13是在插塞12的周面上延伸且具有矩形剖面的线条槽，构成敛合槽13的侧壁14中，壳体中央侧的侧壁14a与壳体4的轴线X正交。
以下，对所述气体发生器1的动作，且气囊装置作为安全装置而发挥功能的原理进行说明。首先，若车辆发生碰撞，则从碰撞传感器(sensor)发出碰撞检测信号，点火器9接收所述信号。藉此，点火器9根据已接收的碰撞检测信号而通电点火，火焰流入至气体发生室2内。接着，流入的火焰将气体发生剂7点燃，由气体发生剂7产生大量的高温高压气体。产生的高温高压气体使气体发生室2内达到规定内压以上，从而使安全隔膜5破裂，所述高温高压气体通过间隔板6的孔15而流入至过滤器室3。接着，高温高压气体经过由过滤器8进行的残渣捕集以及气体冷却之后，经由设置于过滤器室3的气体排出孔16而被送入至气囊内。结果，气囊利用气体而迅速地膨胀展开，从而对于碰撞时的乘员发挥缓冲垫(cushion)的作用，确保乘员的安全性。
发明人对于维持气体发生器1作为压力容器的强度，且实现该气体发生器1的紧凑化以及轻量化的方法，进行了仔细研究，结果发现了如下所述的见解。对于如图2所示的以往技术的气体发生器101而言，插塞112以及壳体104通常为铁制，藉由焊接或敛合固定来将两者予以固定。因此，为了使以往技术的气体发生器101实现轻量化，若将插塞112由铁制改为比重比铁更轻的例如铝制，则插塞112的金属种类会与壳体104的金属种类不同，从而会产生：难以藉由焊接来将两者予以固定，或会导致焊接部的强度下降的问题。因此，即使将插塞112设为铝制，也与使用铁制的插塞112的情况同样地，如图2所示，必须使壳体104的具有开口110的一侧的端部111的直径缩小，将该端部111敛合于插塞112的敛合槽113，藉此来进行固定。然而，如图2所示，构成敛合槽113的侧壁114中，壳体中央侧的侧壁114a相对于壳体104的轴线X，向壳体104的中央侧倾斜。若藉由插塞112与壳体104的处于壳体104的中央侧的两者的壁面彼此的摩擦力，来将插塞112与壳体104予以固定，则由于与铁制的插塞112的硬度相比较，铝制的插塞112的硬度相当小，因此，当所述铝制的插塞112承受气体发生器101内的压力时会发生变形，并且由于壳体104会因气体发生器101的内压上升而发生使直径扩大的变形，因此，无法充分地确保壁面的摩擦力。结果是，若气体发生器101内的压力变大，则插塞112会无法抵抗所述内压而被拔出，进而存在以下的疑虑：气体不仅会从气体排出孔16放出，而且也有可能会从壳体104的开口端111放出。
因此，发明人发现：如图1(b)所示，将插塞12的敛合槽13设为线条槽，该线条槽在插塞12的周面上延伸且具有矩形剖面，而且使构成敛合槽13的侧壁14中，壳体中央侧的侧壁14a与壳体4的轴线X正交、或向开口10侧倾斜，藉此，壳体4的壁面会钩挂且卡止于插塞12的壁面，与所述藉由摩擦力来进行固定的情况相比较，插塞12被更牢固地固定于壳体4。而且，发明人发现：即使壳体4因气体发生器1的内压上升而发生使直径扩大的变形，钩挂卡止力反而会因此变强。因此，藉由采用所述构成，即使将插塞12设为比重及硬度比铁更小的例如铝制，也可维持作为压力容器的充分的强度，且可实现轻量化。另外，藉由采用所述插塞形状，即使设置于插塞12的敛合槽13的槽宽W1以及深度D变小，插塞12也会充分地卡止于壳体4而牢固地被固定，因此，也可使气体发生器1实现紧凑化。此时，希望充分留意：不仅在将壳体4敛合于插塞12之前，而且在将壳体4敛合于插塞12之后，使壳体4的中央侧的侧壁14a与轴线X正交、或向开口10侧倾斜。再者，插塞的敛合槽的形状如图3所示，可设为对插塞12A的敛合槽13A的槽底17的角部分进行倒角所得的形状；或如图4所示，可设为如下的形状，该形状并非是使插塞12B的处于壳体4A的中央侧的敛合槽13B的侧壁14b与轴线X直行而成的形状，而是使所述侧壁14b相对于轴线X向开口10侧(即壳体4A的直径方向Y)倾斜70°而成的形状，从而可以使壳体4A的开口端11A变形成：与所述敛合槽13B相对应的形状的方式而进行敛合。
另外，插塞12(12A、12B)除了设为所述铝制以外，优选设为硬度及比重比铁更小的铝合金制、钛合金制或镁合金制。再者，可根据气体发生器所需的性能，适当地将选定的金属材料的组成、含有率、以及组合等予以变更。
而且，敛合槽13(13A、13B)的深度D优选处于插塞12(12A、12B)的直径W2的0.02倍～0.35倍的范围。原因在于：当敛合槽13(13A、13B)的深度D超过插塞12(12A、12B)的直径W2的0.35倍时，插塞12(12A、12B)对于壳体4(4A)的卡止力提高，但在制造时，将壳体4(4A)敛合于插塞12(12A、12B)的步骤所需的时间变长，生产性有可能会下降。另一方面，当敛合槽13(13A、13B)的深度D不足插塞12(12A、12B)的直径W2的0.02倍时，在制造时，将壳体4(4A)敛合于插塞12(12A、12B)的步骤所需的时间变短，生产性提高，但壳体4(4A)的卡止于插塞12(12A、12B)的部分变得过小，有可能导致壳体4(4A)对于插塞12(12A、12B)的卡止力不足。
此外，敛合槽13(13A、13B)的槽宽W1优选处于插塞12(12A、12B)的直径W2的0.02倍～0.20倍的范围。原因在于：当敛合槽13(13A、13B)的槽宽W1超过插塞12(12A、12B)的直径W2的0.20倍时，插塞12(12A、12B)在轴线方向X上变得过大，有可能无法有效地使气体发生器1实现紧凑化。另一方面，当敛合槽13(13A、13B)的槽宽W1不足插塞12(12A、12B)的直径W2的0.02倍时，可使气体发生器1实现紧凑化，但壳体4(4A)的卡止于插塞12(12A、12B)的部分变得过小，有可能导致壳体4(4A)对于插塞12(12A、12B)的卡止力不足。
再者，安全隔膜5是由带有缺口的铝等的金属箔形成，且在气体发生室2内发挥防湿与内压调整的作用。藉此，在碰撞时以外的期间，可防止湿气流入至气体发生室2内。设置所述缺口，使得当在碰撞时产生气体的场合，安全隔膜5被戳破，气体顺利地流入至过滤器室3。另外，过滤器8例如可设为针织金属丝网、卷边编织或平织金属线材的集合体。
另外，对于气体发生剂7而言，除了所述含有非叠氮化金属化合物的气体发生剂7之外，即使采用含有氮有机化合物的气体发生剂7，也可稳定地被点燃。作为含有氮有机化合物的气体发生剂7，可使用以四唑(tetrazole)系化合物、三唑(triazole)系化合物、酰胺(amide)系化合物、以及胍(guanidine)系化合物等的含氮有机化合物为燃烧成分的气体发生剂。另外，如图所示，气体发生剂7可设为丸粒状的气体发生剂，但并不限定于此，也可为盘状、颗粒状、圆柱状、以及中空圆柱状的气体发生剂。
以如下的方式，来制造所述图1所示的气体发生器1。首先，将点火器9安装于壳体4的一方的端部，使壳体4的端部的直径缩小且进行敛合，藉此来将点火器9予以固定。接着，依次将缓冲物(cushion)、气体发生剂7、以及间隔板6安装至气体发生室2内，使安装有间隔板6的区域的壳体的直径呈周状地缩小且进行敛合，从而将间隔板6予以固定。接着，将过滤器8收容于过滤器室3之后，使壳体4的另一方的端部11的直径缩小，将该端部11敛合于插塞12的敛合槽13，藉此，壳体密闭，获得作为压力容器的气体发生器1。
再者，所述内容仅表示本发明的实施方式的一部分，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可将所述构成彼此加以组合，或添加各种变更。例如在图示的例子中，气体发生器是采用藉由插塞来仅将壳体的一端予以密封的构成，但本发明的气体发生器并不限定于此，虽省略图示，但也可采用藉由插塞来将所述壳体的两端予以密封的构成。
产业上的可利用性
从以上的说明可明白：根据本发明，将气体发生器的插塞的构造及其构成材料予以优化，藉此，可提供如下的气体发生器，该气体发生器维持作为压力容器的充分的强度，且实现轻量化、紧凑化。
[符号的说明]
1、101：气体发生器
2：气体发生室
3：过滤器室
4、4A、104：壳体
5：安全隔膜
6：间隔板
7：气体发生剂
8：过滤器
9：点火器
10、110：开口
11、111、11A：开口端
12、112、12A、12B：插塞
13、113、13A、13B：敛合槽
14：敛合槽的侧壁
14a、114a、14b：处于壳体的中央侧的侧壁
15：间隔板的孔
16：气体排出孔
17：敛合槽的槽底
X：壳体的轴线
Y：壳体的直径方向

Claims (4)

1.一种气体发生器，将插塞插入至筒状的壳体的开口，所述筒状的壳体的至少一端形成开口，使所述开口侧的端部的直径缩小，将所述端部敛合于所述插塞的敛合槽，藉此来将所述开口予以密封，所述气体发生器的特征在于：
所述敛合槽是在所述插塞的周面上延伸且具有矩形剖面的线条槽，
构成所述敛合槽的侧壁中，至少壳体中央侧的侧壁与所述壳体的轴线正交、或向开口侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于：
所述插塞为铝制、铝合金制、钛合金制或镁合金制。
3.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其特征在于：
所述敛合槽的深度处于所述插塞的直径的0.02倍～0.35倍的范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体发生器，其特征在于：
所述敛合槽的槽宽处于所述插塞的直径的0.02倍～0.20倍的范围。
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