CN102883922B - 气体发生器及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体发生器，其包括：带有气体排放口的管状壳体，所述管状壳体的一端通过封闭部件进行封闭，该封闭部件包括圆盘状主体部、环状突起部和所述环状突起部的周面；传火剂室壳体，其限定装填有传火剂的传火剂室且连接至所述封闭部件，所述传火剂室壳体具有杯状形状，其包括在底面的火焰传递孔、凸缘部和从所述凸缘部沿壳体轴向延伸的环状壁面，所述传火剂室壳体设置成使得其环状壁面嵌合于环状沟槽中，并且通过凸缘部被支持部件沿轴向挤压而固定；和密封部件，其置于所述环状沟槽的剩余空间中且在所述管状壳体和所述封闭部件之间进行密封。

Description

气体发生器及其装配方法
发明背景
技术领域
本发明涉及气体发生器，其用于安装于车辆中并用作约束设备的约束装置，例如气囊系统；以及涉及装配所述气体发生器的方法。
背景技术
气囊系统已知为车辆中安装的约束装置。作为这种气囊系统，已知燃烧固体气体发生剂以提供用于向气囊充气的气体的烟火型气体发生器、使用加压气体的存储型气体发生器、以及使用加压气体和固体气体发生剂的混合型气体发生器。
气体发生器置于车辆的多个位置中。这些气体发生器中，副驾驶席用气囊系统或侧撞气囊系统中所用的气体发生器具有管状壳体。
包括管状壳体的烟火型气体发生器在其一端放置有点火手段。所述点火手段点燃和燃烧装填入壳体内的固体气体发生剂。然而，需要设计该点火手段以使其更有效率地点燃和燃烧所述固体气体发生剂，因为固体气体发生剂的量相对于驾驶席用的气体发生器中的量大。
JP-A No.2000-225914(在图1中)公开了气体发生器Y，其具有长尺寸的壳体，其中固定有点火器5、6的盖件8连接至壳体1的两端。点火器5、6各由点火具14和传火剂15形成。所述传火剂15储存于凸缘盖17中并固定于各盖件8上。所述凸缘盖17在气体发生剂4所在的一侧形成通孔17b，并且凸缘部17c保持在滤器元件3和各盖件8之间。
所述凸缘部17c形成的形状为环状板，并且抵接密封部件18，所述密封部件18嵌合至形成于各盖件8的燃烧室侧边缘的沟槽中，以密封壳体1的内部。
发明概述
本发明的发明(1)提供气体发生器，其包括：
管状壳体，该管状壳体的两端封闭，在该管状壳体的周面具有气体排放口，且在该管状壳体的内部具有装填了气体发生剂的燃烧室，
所述管状壳体的一端通过固定有点火器的封闭部件封闭，
所述封闭部件包括圆盘状主体部，在所述主体部的一侧的周面中形成环状突起部，并且所述环状突起部的周面抵接所述管状壳体的内周面；
传火剂室壳体，其限定装填有传火剂的传火剂室，
所述传火剂室壳体连接至所述封闭部件从而环绕所述点火器，
所述传火剂室壳体具有杯状形状，其包括周面和形成有火焰传递孔的底面，并且包括在其开口部形成的凸缘部和从所述凸缘部沿壳体轴向延伸的环状壁面，
所述传火剂室壳体设置成使得其环状壁面嵌合于由所述管状壳体、所述封闭部件的主体部和环状突起部所限定的环状沟槽的一部分中，并且所述凸缘部抵接所述主体部的表面，
所述传火剂室壳体通过凸缘部被所述管状壳体内部的支持部件沿轴向挤压而固定；和
密封部件，其置于所述环状沟槽的剩余空间中，并且在所述管状壳体和所述封闭部件之间进行密封。
附图说明
从下文给出的详细说明以及通过仅示例给出的附图将更全面地理解本发明，其不限制本发明，其中：
图1显示本发明的气体发生器的轴向剖视图；
图2显示图1的部分放大图；
图3显示根据本发明另一实施方式的气体发生器的轴向剖视图；
图4显示图3的部分放大图；
图5显示根据本发明又一实施方式的气体发生器的轴向部分剖视图；和
图6显示用于装配图1所示的气体发生器的传火剂室单元的横截面图。
发明详述
根据JP-A No.2000-225914的图1所示的结构，由于点火器5、6被点燃和传火剂15燃烧时所产生的压力，中心部(突起侧17a)倾向于向燃烧室的方向发生变形。该变形将所述凸缘部17c牵引向该中心部。因此，即使使用密封部件18，在凸缘17c和盖件8之间还是会形成间隙，导致所述传火剂15的燃烧产物发生旁通。该情况被认为使得气体发生器Y不能够保持所设计的作动性能。从乘客安全的观点出发，该气体发生器具有改进的空间。
本发明提供包括管状壳体的气体发生器和装配所述气体发生器的方法，所述气体发生器能够增加固定强度和传火剂室的密封性，并且保持所设计的作动性能。
本发明的气体发生器中，作动前后所述传火剂室的密封性通过以下组合得以提高：封闭部件、连接所述传火剂室壳体的部件、和使用支持部件固定所述传火剂室壳体的部件。
在JP-ANo.2000-225914的气体发生器Y中，由于所述气体发生器Y的作动产生的压力和冲击力，填充了传火剂的凸缘盖17倾向于变形(特别是所述凸缘盖17的底面向燃烧室的方向变形)。因此，所述凸缘盖17和所述封闭部件(盖件8)之间形成间隙。这是传火剂的燃烧产物(火焰、高温燃烧气体等)发生旁通的原因，并且因此针对所述气体发生剂的点燃性能下降。
而另一方面，本发明的气体发生器使用传火剂室壳体和封闭部件的组合。因此，所述传火剂室壳体以使所述环状壁面与所述封闭部件进一步接触的方式变形。因此，不容易产生造成旁通的间隙，并且针对所述气体发生剂的点燃性能得以保持。
JP-A No.2000-225914的图1所示的气体发生器Y中，该沟槽需要通过切割和加工盖件8来形成，以使密封部件18嵌合于其中，这样增加了加工成本。
而另一方面，本发明的气体发生器中，其中放置密封部件的环状沟槽通过所述封闭部件、传火剂室壳体和管状壳体的组合而形成。因此，不需要切割和加工所述封闭部件来放置密封部件。
本发明的发明(1)包括以下优选的实施方式(2)、(3)、(4)和(5)：
(2)根据上述发明的气体发生器，其中用于支持所述传火剂室壳体的凸缘部的支持部件为筒状滤器，其设置为与所述管状壳体的内周面形成间隙，并且
所述筒状滤器的一端通过抵接所述管状壳体的封闭端面而受到支持，而所述筒状滤器的另一端面挤压和支持所述凸缘部；
(3)根据上述发明的气体发生器，其中
用于支持所述传火剂室壳体的凸缘部的支持部件包括筒状滤器和管状保持件的组合，所述筒状滤器设置为与所述管状壳体的内周面形成间隙，所述管状保持件具有一个、两个或更多个部件，
所述筒状滤器的一端通过抵接所述管状壳体的封闭端面而受到支持，而所述筒状滤器的另一端表面通过抵接所述管状保持件的一端而受到支持，并且
所述管状保持件的另一端挤压和支持所述凸缘部；
(4)根据上述发明的气体发生器，其中
用于支持所述传火剂室壳体的凸缘部的支持部件包括筒状滤器和环状阶梯部的组合，所述筒状滤器设置为距所述管状壳体的内周面形成间隙，所述环状阶梯部通过使所述管状壳体变形而获得，
所述筒状滤器的一端通过抵接所述管状壳体的封闭端面而受到支持，而所述筒状滤器的另一端面挤压和支持所述凸缘部，并且所述阶梯部也挤压和支持所述凸缘部；和
(5)根据上述发明的气体发生器，其中所述传火剂室壳体通过调节所述封闭部件的主体部的外径和所述传火剂室壳体的环状壁面的内径而压嵌至所述封闭部件。
本发明所用的支持部件用于沿所述管状壳体的轴向挤压所述传火剂室壳体，以支持/固定所述传火剂室壳体。
作为可用于本发明所用的支持部件，可以是置于所述管状壳体中的环状或管状支持部件、与所述管状壳体一体成形的环状突起等；然而，优选使用以下组件(1)至(5)：
(1)用于过滤/冷却所述气体发生剂的燃烧气体的筒状滤器；
(2)由一个、两个或更多个部件形成的管状保持件；
(3)通过使所述管状壳体变形从而向内突起所获得的环状阶梯部；
(4)所述筒状滤器和所述管状保持件的组合；和
(5)所述环状阶梯部和所述筒状滤器的组合。
本发明的气体发生器中，优选的是所述传火剂室壳体通过调节所述封闭部件的主体部的外径和所述传火剂室壳体的环状壁面的内径而挤压嵌合于第一封闭部件。
通过这样做，除了所述支持部件的支持/固定作用之外，还增加了所述封闭部件和所述传火剂室壳体之间的固定强度。此外，所述封闭部件和内部装填有传火剂的传火剂室壳体形成了单个单元，并且因而使之更易于储存、操作和装配。
本发明的气体发生器不仅能够在作动前后增加所述传火剂室的固定强度和密封性，还能够保持所设计的作动性能。
本发明的实施方式
(1)图1和2所示的气体发生器
参照图1和2阐述根据本发明的一个实施方式的气体发生器10。
所述气体发生器10的外壳容器由管状壳体12形成且在其周壁面上形成多个气体排放口16。这些气体排放口16通过密封带17从内侧封闭。
所述管状壳体12的一端的开口部13a通过盘状第一封闭部件14封闭，但可使用所述一端开口部13a事先封闭的壳体。
所述管状壳体12另一端的开口部13b通过第二封闭部件(圆凸(boss))30封闭。
所述第二封闭部件30具有圆盘状主体部31，以及形成在所述主体部31的周面31a上的环状突起部32。已知的电子点火器25穿过所述第二封闭部件30的中心孔连接至所述第二封闭部件30。
所述环状突起部32的周面32a抵接所述管状壳体12的内周面。因此，环状沟槽35通过所述主体部31的周面31a、所述环状突起部32的阶梯部面32b和所述管状壳体12的内周面而形成。
围绕点火器25的传火剂室壳体40连接至所述第二封闭部件30。所述传火剂室壳体40的内部作为传火剂室45，其中填装入已知的传火剂或气体发生剂。
所述传火剂室壳体40是杯状的，并且包括底面41、周面42、开口的周围边缘处形成的凸缘部43、以及从所述凸缘部43沿所述管状壳体12的轴向延伸的环状壁面44。底面41上形成多个火焰传递孔41a，该火焰传递孔具有传火剂或气体发生剂不会漏出的尺寸。
所述传火剂室壳体40中，所述环状壁面44嵌合于所述环状沟槽35的一部分中且所述凸缘部43抵接所述主体部31的表面。作为密封部件发挥作用的O形环60置于所述环状沟槽的剩余空间35中用于密封。注意，所述环状壁面44的外径有利地设置为略小于所述管状壳体12的内径，以方便所述气体发生器的装配作业。
在所述管状壳体12内部安装筒状滤器20，使得在所述筒状滤器20和所述管状壳体12的内周面之间形成间隙22。所述筒状滤器20内侧作为燃烧室70，其中装填有气体发生剂71。
所述筒状滤器20的功能不仅是冷却/过滤所述气体发生剂71的燃烧气体，还作为支持部件以用于支持所述传火剂室壳体的凸缘部43。
所述筒状滤器20中，一端面20a抵接所述第一封闭部件14，并且另一端面20b抵接所述凸缘部43。分别通过弯曲端部12a(即将端部12a向内弯曲)和弯曲端部12b，用所述第一封闭部件14和所述第二封闭部件30沿轴向挤压所述筒状滤器20。相应地，所述筒状滤器20作为所述支持部件，由此所述凸缘部43通过沿轴向被挤压而固定。
如图1所示，向内突出的环状凸起部15a形成于所述管状壳体12的端部12a的附近。所述筒状滤器20在径向上的位置是由所述环状凸起部15a所决定的。此外，若需要，可将密封部件例如O形环置于所述第一封闭部件14和端部12a之间。
接着，将描述装配图1所示气体发生器10的方法的优选实施方式。这只是一种实施方式，也可使用其他装配方法。
首先，在整体装配之前，先将点火器25、第二封闭部件30、O形环60和所述传火剂室壳体40一体地装配成图6所示的传火剂室单元50。
所述点火器25固定至所述第二封闭部件30。
然后，从所述第二封闭部件30的内侧面30a嵌合O形环60。
接下来，在所述传火剂室45中装填有传火剂的状态下，将所述传火剂室壳体40嵌合至所述第二封闭部件30，由此完成了所述传火剂室单元50。
这样一来，所述第二封闭部件的主体部31的外径和所述传火剂室壳体的环状壁面44的内径被事先调节好，并且将所述传火剂室壳体40(所述环状壁面44)压配至所述主体部31(周面31a)。通过按上述方式将所述传火剂室壳体40压配至所述第二封闭部件30，所述O形环60可被保持而不掉落。
接着，使用所述传火剂室单元50进行整体装配。
首先，将所述第一封闭部件14置于所述管状壳体12的端部12a，然后弯曲端部12a。
然后，插入所述筒状滤器20且将所述气体发生剂71装填其中。
接下来，将所述传火剂室单元50嵌合于所述管状壳体20的端部12b。这样一来，通过预先设置所述环状壁面44的外径略微小于所述管状壳体12的内径，所述传火剂室单元50可容易地嵌合。
然后，将端部12b弯曲以在轴向上固定所述传火剂室单元50。通过这一步，通过所述筒状滤器20(其作为所述支持部件)进行的挤压操作使所述传火剂室壳体40的环状壁面44挤压O形环60，并且因此使所述凸缘部43挤压接触内侧面30a。
注意，所述点火器25可在上述步骤后连接至所述第二封闭部件30。该情况下，图6所示的传火剂室单元50不包括所述点火器25，并且连接所述点火器25的孔通过密封带或类似物从外侧面30b封闭。
以下将阐释图1和2所示气体发生器的工作。
所述传火剂室45内的传火剂通过作动所述点火器25而燃烧。此时，燃烧产物(高温气体或火焰)通过火焰传递孔41a，并点燃所述燃烧室70的气体发生剂71。
所述传火剂室45中，由于传火剂燃烧产生压力或冲击力，因此该压力(冲击力)主要施加于所述传火剂室壳体40的底面41。底面41因所述压力变形以沿轴向(指向燃烧室70的方向)突出。因此，所述凸缘部43在轴向受到牵引。结果是，所述环状壁面44发生变形以沿径向向内挤压。该变形在所述环状壁面44压配至所述主体部31的时候很难发生；然而，一旦所述环状壁面44发生变形，则其以上述方式发生变形。因此，增加了所述主体部的周面31a和所述环状壁面44的接触表面的密合性。
因此，所述传火剂室45中产生的燃烧产物通过火焰传递孔41a完全排放至燃烧室70而没有发生旁通，然后用于点燃/燃烧所述气体发生剂71。
所述气体发生剂71的燃烧产生的燃烧气体，在通过滤器20、流入间隙22、冲破密封带17以及从所述气体排放口16排放的同时，被冷却/净化。
(2)图3和4所示的气体发生器
参照图3和4阐述根据另一实施方式的气体发生器100。除了筒状滤器和包括一个、两个或更多个部件的管状保持件用于固定所述第二封闭部件30以外，图3所示的气体发生器100与图1所示的气体发生器10相同。图6所示的传火剂室单元50可在装配过程中使用。
所述筒状滤器20的一端面20a抵接所述第一封闭部件14，并且另一端面20b被包括保持件(或第一保持件)80和隔离件(spacer)(或第二保持件)90的组合的支持部件所支持。注意所述保持件80和所述隔离件90可形成为单个管状保持件。
保持件80包括环状平面81、环状内周面82(其从所述环状平面81的内周边缘沿所述管状壳体12的轴向延伸)，和环状外周面83(其从所述环状平面81的外周边缘沿与所述环状内周面82相反的方向延伸)。
保持件80中，所述环状平面81抵接所述滤器20的端面20b，且所述环状内周面82抵接所述筒状滤器20的内周面。
隔离件90包括周壁部91、在所述周壁部91的一端(所述筒状滤器20侧)形成的第一环状平面92、以及在所述周壁部91的另一端(所述第二封闭部件30侧)形成的第二环状平面93。
所述周壁部91抵接所述管状壳体12的内周面且靠接所述环状外周面83。所述第一环状平面92抵接所述环状平表面81。所述第二环状平面93抵接所述凸缘部43。
在所述管状壳体12中，向内突起的两个环状凸起部15b、15c在轴向上以一定间隔形成。所述保持件80的环状外周面83置于两个环状凸起部15b、15c之间。结果是确定了所述保持件80的位置和与之组合的隔离件90的位置。注意，如图所示，与所述环状凸起部15c相对的隔离件的周壁部91向内凹陷。
在图3所示的气体发生器100中，这三个部件(即筒状滤器20、保持件80和隔离件90)的组合以与图1所示的筒状滤器20相同的方式起到了所述传火剂室壳体40的支持部件的作用。
相比于图1所示的气体发生器10，图3所示的气体发生器100由于三个部件作为组合用作所述支持部件而具有更多的部件，但也具有以下优势：在传火剂室壳体40的周面42之外提供了更宽的空间(所述燃烧室70的容积增加)。因此，气体发生剂71的装填量得以增加。从提高针对所增加的气体发生剂71的点燃性能的角度出发，在图3所示的气体发生器100的传火剂室壳体40的周面42上也形成了火焰传递孔42a以排放燃烧产物。
(3)图5所示的气体发生器
参照图5阐述根据又一实施方式的气体发生器200。除了所述管状壳体12中形成的用于固定所述第二封闭部件30的阶梯部之外，图5所示的气体发生器200与图1所示的气体发生器10相同。图6所示的传火剂室单元50可在装配过程中使用。
所述气体发生器200使用所述筒状滤器20和通过使所述管状壳体12变形而获得的环状阶梯部210，作为所述支持部件以用于支持所述传火剂室壳体40的凸缘部43。
通过部分地增加所述管状壳体12的端部12b附近的一部分的外径，形成所述阶梯部210。所述凸缘部43受该环状阶梯部210的内侧面211的挤压和支持。
即使图5所示的气体发生器200不使用所述筒状滤器20(例如使用具有燃烧温度低的气体发生剂)，所述凸缘部43也毫无问题地受所述环状阶梯部210的固定和支持。
图1至5所示的气体发生器适于作为驾驶员旁边的乘客侧（副驾驶席）使用的气囊系统中的气体发生器。
因此描述了本发明，明显的是，相同的方式可在多方面变化。这些变化不认为偏离本发明的精神和范围，且所有这些变化对本领域技术人员而言是显而易见的，其意欲包括在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.气体发生器，其包括：
管状壳体，该管状壳体的两端封闭，在该管状壳体的周面具有气体排放口，且在该管状壳体的内部具有装填了气体发生剂的燃烧室，
所述管状壳体的一端通过固定有点火器的封闭部件封闭，
所述封闭部件包括圆盘状主体部、形成在所述圆盘状主体部的一侧的周面中的环状突起部，并且所述环状突起部的周面抵接所述管状壳体的内周面；
传火剂室壳体，其限定装填有传火剂的传火剂室，
所述传火剂室壳体连接至所述封闭部件从而环绕所述点火器，
所述传火剂室壳体具有杯状形状，其包括周面和形成有火焰传递孔的底面，并且包括在其开口部形成的凸缘部和从所述凸缘部沿壳体轴向延伸的环状壁面，所述环状壁面能够在由于传火剂在所述传火剂室中燃烧产生的压力施加于所述底面时变形，从而沿径向向内挤压，
所述传火剂室壳体设置成使得其环状壁面嵌合于由所述管状壳体、所述封闭部件的主体部和环状突起部所限定的环状沟槽的一部分中，并且所述凸缘部抵接所述主体部的表面，
所述传火剂室壳体通过凸缘部被所述管状壳体内部的支持部件沿轴向挤压而固定；和
密封部件，其置于所述环状沟槽的剩余空间中，并且在所述管状壳体和所述封闭部件之间进行密封。
2.权利要求1的气体发生器，其中用于支持所述传火剂室壳体的凸缘部的支持部件为筒状滤器，其与所述管状壳体的内周面形成间隙而设置，并且
所述筒状滤器的一端通过抵接所述管状壳体的封闭端面而受到支持，而所述筒状滤器的另一端面挤压和支持所述凸缘部。
3.权利要求1的气体发生器，其中
用于支持所述传火剂室壳体的凸缘部的支持部件包括筒状滤器和管状保持件的组合，所述筒状滤器设置为与所述管状壳体的内周面形成间隙，所述管状保持件具有一个、两个或更多个部件，
所述筒状滤器的一端通过抵接所述管状壳体的封闭端面而受到支持，而所述筒状滤器的另一端面通过抵接所述管状保持件的一端而受到支持，并且
所述管状保持件的另一端挤压和支持所述凸缘部。
4.权利要求1的气体发生器，其中
用于支持所述传火剂室壳体的凸缘部的支持部件包括筒状滤器和环状阶梯部的组合，所述筒状滤器设置为与所述管状壳体的内周面形成间隙，所述环状阶梯部通过使所述管状壳体变形而获得，
所述筒状滤器的一端通过抵接所述管状壳体的封闭端面而受到支持，而所述筒状滤器的另一端面挤压和支持所述凸缘部，并且所述阶梯部也挤压和支持所述凸缘部。
5.权利要求1-4中任一项的气体发生器，其中所述传火剂室壳体通过调节所述封闭部件的主体部的外径和所述传火剂室壳体的环状壁面的内径而压嵌至所述封闭部件。
6.权利要求1的气体发生器，其中所述环状壁面的外径设置为小于所述管状壳体的内径。
7.权利要求1的气体发生器，其中将所述传火剂室壳体压配至所述封闭部件的主体部，且环状壁面挤压所述密封部件。
8.权利要求3的气体发生器，其中所述管状保持件是保持件和隔离件的组合，
其中保持件包括环状平面、从所述环状平面的内周边缘沿所述管状壳体的轴向延伸的环状内周面，从所述环状平面的外周边缘沿与所述环状内周面相反的方向延伸的环状外周面，
其中隔离件包括周壁部、在所述周壁部的一端形成的第一环状平面、以及在所述周壁部的另一端形成的第二环状平面。
9.权利要求8的气体发生器，其中所述环状平面抵接所述筒状滤器的一端面，且所述环状内周面抵接所述筒状滤器的内周面，
其中所述第一环状平面抵接所述环状平面，且所述第二环状平面抵接所述凸缘部。
10.权利要求8的气体发生器，其中所述保持件和所述隔离件形成为单个管状保持件。
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