CN103747987A

CN103747987A - 用于气囊模块的推力中性气体发生器

Info

Publication number: CN103747987A
Application number: CN201280041174.1A
Authority: CN
Inventors: 岩切敏郎
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: EP2748037B1; US8567819B2; KR20140054091A; JP2013043534A; CN103747987B; JP5868635B2; US20130048760A1; EP2748037A1; WO2013027587A1

Abstract

本发明提供一种用于约束装置的气体发生器组件（1），其包括：气体发生器（10），该气体发生器（10）包括外壳（12）、以及具有气体排放口（14）且配接至外壳一端的杯状扩散器（16）；与气体发生器装配组合的杯状气流控制器（20）。其中，扩散器的外径小于外壳的外径，气流控制器具有底面（24）、周壁部（23）以及开口部（22），底面设置有用于允许气流通过的连通孔（26），气流控制器的周壁部围绕气体排放口，气流控制器配接使得在开口部的周缘部与外壳之间形成间隙，从气体排放口排出的气体与气流控制器的周壁部碰撞接触，将气流分成沿轴（X）方向的两侧，从所述间隙与连通孔流出。

Description

用于气囊模块的推力中性气体发生器

背景技术

技术领域

本发明涉及在例如气囊设备的车辆约束装置中使用的气体发生器组件，以及其中使用该气体发生器组件的气囊设备。

气囊设备为在碰撞时刻保护乘员的装置，其具有通过引入由气体发生器产生的充气气体而充气的气囊。

当气体发生器配装至车辆或气囊之前发生误作动情况下，有必要设定气体排出方向使之不产生推力。并且当将气体发生器配接至模块且作动时，以基本对称地展开气囊的方式调节引入气囊的气体。

尤其在使用圆筒外壳的气体发生器的情况下，其中，将气体排放口设置在外壳沿轴向的一端，在气囊中的气体排放口附近气体被优先地送入。这使得气囊不均匀的展开或优先地在局部充气。在这些情况下，将不能实现足够的约束性能。

由于这个原因，通过将气体排放方向设置为径向等使推力相互抵消，来设计气体发生器。进一步，为了均匀地展开气囊，将气体发生器的外壳轴向的一端产生的充气气体，通过使用例如也向相反端流动充气气体的方式或手段，而沿轴向分布气流。

相关技术的说明

US-A No.5671945公开了气体发生器，其中，气体排放口46形成于外壳（主体部分41）的轴向端部处。将扩散器盖50配接至气体排放口46的周边。将盆部分37设置于盘部分36，其通过焊接配接至气体发生器的轴向远端部分49的周缘部。将盆部分37插入扩散器盖50的孔55中，并且弯曲（弯曲部分38）以固定扩散器盖50。于是，扩散器盖50具有封闭的轴向远端部分49以及相反端部处的开口57。因此，由气体排放口46排放的充气气体碰撞接触扩散器盖50的壁部分56，并且朝向开口57流动。

US-A No.2007/0284862公开了一种结构，其中，将套筒40设置为围绕形成于发生器20一端处的凸面部分20a。在套筒40中，开口52形成于一端部分处的封闭部分（挤压部分）40a的中间部分中。相反侧上的端部为开口，并且舌片部分40b形成于开口的周缘部的部分处。孔48设置于舌片部分40b中，将从配接至发生器20的外周边的夹具46延伸的螺栓44穿过孔48插入。换句话说，通过舌片部分40b与形成于发生器20的周边处的螺栓44固定US-ANo.2007/0284862的套筒40。

发明内容

本发明提供一种用于约束装置的气体发生器组件（1）的发明1，其包括：气体发生器（10），以及与所述气体发生器（10）装配在组合的杯状气流控制器（20），

所述气体发生器（10）包括：容纳气体产生元件的外壳（12），以及具有用于排放由所述气体产生元件产生的气体的气体排放口（14）且配接至所述外壳（12）的一端的杯状扩散器（16），

所述扩散器（16）的外径小于所述外壳（12）的外径，将双头螺栓（18）设置成从所述扩散器（16）的底面突出，

所述气流控制器（20）为杯状，其具有底面（24）、周壁部（23）以及开口部（22），所述底面（24）设置有：用于使得所述扩散器（16）的所述双头螺栓（18）贯穿其中的孔（28）、以及用于使得气流通过的连通孔（26），

所述扩散器（16）的所述双头螺栓（18）设置成从所述开口部（22）穿过所述气流控制器（20）的所述孔（28），所述气流控制器（20）的所述周壁部（23）围绕所述扩散器（16）的所述气体排放口（14），所述气流控制器（20）的所述周壁部（23）与所述扩散器（16）的周壁部（16b）之间形成有间隔，

所述气流控制器（20）配接成使得所述开口部（22）的周缘部与所述外壳（12）之间形成间隙（G），

从所述气体发生器的所述气体排放口（14）排出的气体与所述气流控制器（20）的所述周壁部（23）碰撞接触，将所述气流分成沿轴（X）方向的两侧，从所述间隙（G）与所述连通孔（26）流出。

附图说明

从下文中给出的详细说明与附图，本发明将变得更加易于全面理解，详细说明与附图仅通过示例给出，并且因此不作为本发明的限制，其中：

图1示出了本发明的气体发生器组件；

图2示出了图1中所示的气体发生器组件的组装方法的解释性图解（零部件的分解状态透视图）；

图3示出了图1所示的气体发生器组件中的气流控制器的平面视图；以及

图4示出了装配了图1所示的气体发生器组件的气囊模块盒的横截面图解。

具体实施方式

在US-A No.5671945中公开的气体发生器中，轴向最外层的顶端49被封闭。当该气体发生器被意外作动时，气体沿一个方向轴向流动，产生推力。当将扩散器盖50抵接至如图4、8与9中所示的模块盒的端壁（12、212、312）处，对于模块盒，气体排放口46必要地定位于相对于模块盒中心相对偏置（偏离）的位置。因此，即使当扩散器盖50用于改变气流的方向时，气体不能沿轴向（第二端部45）流至另一侧。从气囊的对称展开观点具有改善的余地。

在US-A No.2007/0284862的发生器中，由于孔52，气流被沿轴向分开，从而防止产生推力。然而，由于舌片部分40b的存在，气体倾向于不均匀流动。而且，因为将套筒40布置为与具有恒定外径的发生器20的外侧相距一定距离，基本上难以调节沿两个相反方向流动的气流。

本发明包括如下的发明1的优选实施方式2至6：

实施方式2：

根据发明1的用于约束装置的气体发生器组件，进一步包括：

间隔件，其布置于气流控制器的底面与扩散器的底面之间，并且与气流控制器的底面及扩散器的底面相接触，其中

通过间隔件调节用于使得气体贯穿通过其中的间隙的尺寸以及连通孔的总开口面积，

实施方式3：

根据发明1或实施方式2的用于约束装置的气体发生器组件，包括：环形间隔件，扩散器的双头螺栓穿过该间隔件，间隔件布置于气流控制器的底面与扩散器的底面之间，并且与气流控制器的底面及扩散器的底面相接触，其设置成以使得扩散器的双头螺栓贯穿其中，其中

通过调节间隔件的厚度或间隔件的数量，来调节用于使得气体贯穿通过其中的间隙的尺寸，并且

通过调节间隔件的尺寸或形状，来调节用于使得气体贯穿通过其中的连通孔的总开口面积，

实施方式4：

根据发明1或实施方式2与3的任意一项用于约束装置的气体发生器组件，进一步包括：

可拆装地设置于穿过气流控制器的孔的双头螺栓上的适配器（40），其中，适配器在其一端处具有拧紧至双头螺栓的螺纹部，并且在相反端处具有螺栓。

实施方式5：

根据实施方式2的用于约束装置的气体发生器组件，进一步包括：

实施方式6：

根据实施方式3的用于约束装置的气体发生器组件，进一步包括：

实施方式7：

根据发明1或实施方式1至6的任意一项的用于约束装置的气体发生器组件，其中，气体发生器具有在其相反于外壳的扩散器的端面处的凸缘。

实施方式8：

根据实施方式6的用于约束装置的气体发生器组件，其中，气体发生器具有在其相反于外壳的扩散器的端面处的凸缘。

实施方式9：

气囊设备，其中根据发明1或实施方式2至8的任意一项的用于约束装置的气体发生器组件配接至容纳气囊的模块盒。

本发明提供一种气体发生器组件，其能够调节气流方向与气流量，从而均匀地展开气囊，即使当气体排放口位于朝向气囊模块沿轴向的一侧。本发明还提供并入气体发生器组件的气囊设备。

通过将气体发生器配接至容纳气囊的模块盒的内侧而组装气囊设备。

当将具有各自不同规格（例如外形与尺寸）的气体发生器配接至共通零部件的共通模块盒时，扩散器的位置根据气体发生器类型而改变，以使得最靠近扩散器的气囊中的位置也改变，从而可能使得气囊以各种方式展开。

当将相同的气体发生器配接至不同类型的模块盒时可以发生相似的问题。

在气囊设备中，当将气体发生器的气体排放口定位于气囊的中心部分时，以所需的方式展开气囊。然而，根据气体发生器的类型，当气体发生器布置于模块盒中时，气体排放口不位于气囊的中心部分。在这种情况下，难以重新设计气体发生器，使其符合模块盒的尺寸。

然而，本发明具有气体发生器与杯状气流控制器的气体发生器组件可以提供较宽的选择范围，在不需要重新设计气体发生器本身的情况下组合气体发生器与模块。

通过组合气体发生器与杯状气流控制器，根据本发明的气体发生器组件具有：

形成于气流控制器底面，使得气体贯穿通过（下文中，称之为“气流连通孔”）的连通孔，以及

形成于气流控制器的开口部的周缘部与外壳之间，使得气体贯穿通过的间隙（在下文中，称之为“气流间隙”）。

因为气流连通孔与气流间隙定位成彼此沿轴向相反，气体从扩散器的气体排放口排出，沿相反方向轴向流动，并且更加均匀地排放至气囊。

可以通过将气流连通孔的总开口面积与气流间隙的间隔（间隙的总开口面积）之间的关系限制为以下三个实施方式之一而调节沿两个方向流动的气体量：

(I)气流连通孔的总开口面积>气流间隙的间隔（间隙的总开口面积）

(II)气流连通孔的总开口面积=气流间隙的间隔（间隙的总开口面积）

(III)气流连通孔的总开口面积<气流间隙的间隔（间隙的总开口面积）。

通过气体发生器与杯状气流控制器的组合，将气流轴向分成两个相反的方向，从而轻易地将推力相互抵消。因此，即使在组合成模块之前气体发生器被意外作动，也可以防止推力作用于气体发生器上。此外，通过组合气体发生器与气流控制器，防止由扩散器的气体排放口排出的气体直接与气囊等碰撞接触。

本发明的气体发生器组件当与包括气囊的模块盒组合时，均匀地展开气囊，并且即使不同尺寸的气体发生器与相同的模块盒相组合，只要气体发生器有差不多相同的输出，则获得基本上相同的展开性能。

本发明的气体发生器组件中使用的气体发生器可以为包括固体气体发生剂的烟火型气体发生器，包括加压气体的存储型气体发生器，或同时包括固体气体发生剂与加压气体的混合气体发生器。

在本发明中，还将间隔件用作调节气流连通孔的总开口面积与气流间隙的总开口面积（间隙的间隔）的方法（用于获得实施方式(I)至(III)之一的方法）。

间隔件布置于气流控制器的底面与扩散器的底面之间，并且与气流控制器的底面及扩散器的底面相接触。

优选地，间隔件为环形，并且布置成使得扩散器的双头螺栓穿过其中。

通过调节间隔件的厚度或间隔件的数量而控制气流间隙的总开口面积（间隙的间隔）。

通过调节用于封闭气流连通孔的间隔件的尺寸或形状而控制气流连通孔的总开口面积。

通过使用如上所述的间隔件，可以调节当将气体发生器配接至模块盒时获得的扩散器的轴向位置，以实现实施方式(I)至(III)之一。

本发明的气体发生器组件使用扩散器中设置的双头螺栓配接至模块盒。这样做，将双头螺栓拧入模块盒，以使得将气流控制器固定于扩散器的底面与模块盒之间。

进一步，可以使用用于将本发明的气体发生器组件配接至模块盒的适配器，将适配器可拆装地设置至穿过气流控制器的孔的双头螺栓上。

此处使用的适配器在其一端具有螺纹部，以拧紧至设置成突出于扩散器的双头螺栓，并且在其另一端具有以突出于模块盒的方式用于固定的螺栓。当使用适配器时，将气流控制器固定于扩散器的底面与适配器之间。

通过使用如上所述的适配器并且调节其长度，来调节模块盒中的扩散器的轴向位置（气体排放口的轴向位置）。

在本发明的气体发生器组件与模块盒的配接中，当将凸缘设置在与扩散器相反的外壳端面处，改善配接作用以及模块盒与气体发生器组件之间的接触部分的密封。

在本发明的气体发生器组件中，通过组合气体发生器与气流控制器，将气体沿气体发生器组件的两个轴向反向供应。并且进一步，调节这两个方向中流动的气体量。

因此，当将本发明的气体发生器组件并入至容纳气囊的模块盒中，不管气体发生器的轴向长度以及与之对应的气体排放口的位置如何，气体均匀地供应至气囊。因此，气囊充气并且以所需方式展开。

因此，本发明可以提供用于组合模块盒与气体发生器的广泛选择，有助于通过使用共通零部件来降低成本。

发明实施方式的细节

<气体发生器组件>

参照图1与2，下文中详细描述了本发明的气体发生器组件的实施方式。

本发明的气体发生器组件1具有已知的容纳气体发生元件的气体发生器10，以及与气体发生器10组合使用的气流控制器20。

气体发生器10具有容纳气体发生元件的瓶状外壳12、以及连接至外壳12且具有气体排放口14的扩散器16。

可以将混合型气体发生器作为气体发生器10使用，其中将气体发生剂与加压气体的组合用作气体发生元件。混合充气器的例子为JP-A No.2001-191890的图1中所示的一个。气体发生器10可以是烟火型气体发生器（例如JP-A No.2010-184559）。

如图1所示，在气体发生器10中，将扩散器16的直径设置为小于外壳12的直径A。扩散器16的直径大约为0.3A至0.9A。

如图1所示，气体发生器10的外径从外壳12向扩散器16逐渐减少，并且形成曲面R。不包括曲面R的外壳12的直径是常数。

气体发生器10还通过将外壳12形成为外观上的圆筒形，并且以突出方式设置在外壳12的一个端面处而获得。而且，曲面R可以在两个步骤中形成。

优选的，凸缘19形成于相对于扩散器16的外壳12的端部处。凸缘19为沿外壳12的圆周方向连续形成的突出物，并且当将气体发生器配接至模块盒时，凸缘19用来固定气体发生器10。

将形成于扩散器16中的气体排放口14以等间隔圆周地设置于扩散器16的周壁部之上。因此，气体相对于气体发生器10的中心轴X（即，外壳12与扩散器16）沿径向向外释放。

将沿轴X方向延伸的双头螺栓（外螺纹）18配接至扩散器16的端面16a之上。

气流控制器20基本上为杯状，并且具有周壁部23、一端处的开口部22以及另一端处的底面24。

将气流控制器20的外径设置为大约等于外壳12的外径（除开了曲面R之外的外壳12的外径）。

用于允许双头螺栓18以穿过方式通过的中心孔28形成于底面24的中心部分处，并且用于使得气体贯穿通过其中的连通孔（气流连通孔）26设置于剩余的底面处。

对于形成于气流控制器20的底面24之上的连通孔（气流连通孔）26的形状位置不特别限制，并且例如，可以如在图3所示的方式来设置它们。

用于允许双头螺栓18以穿过方式通过的中心孔28形成于中心部分，并且径向地形成多个连通孔26以围绕中心孔28。

多个连通孔26包括一组位于具有最小直径的圆周之上的第一组连通孔26a（总共4个），位于具有中间直径的圆周之上的第二组连通孔26b（总共4个），以及位于具有最大直径的圆周之上的第三组连通孔26c（总共4个）。

在图1中提及的是，将双头螺栓18布置于轴X上；然而，双头螺栓18可以位于扩散器16的端面16a中，偏离轴X（相对于轴X偏心地定位）。当双头螺栓18如上所述相对于轴X形成偏心定位时，因此可以改变气流控制器20的孔28与连通孔26的位置。

气流控制器20与气体发生器10装配在组合，以使得控制器20的开口部22设置于外壳12侧边，将其底面24设置于扩散器16的端面16a侧边，并且双头螺栓18穿过中心孔28。

通过以上述方式装配，周壁部23围绕扩散器16的气体排放口14，并且壁部分布置于距离扩散器的周壁部16b相距一定距离，气流间隙G形成于开口部22的周缘部部分与外壳12之间（外壳12的曲面R）。

当将外观上为圆筒形状的外壳用作外壳12时，通过调节扩散器16的高度而形成图1中所示的气流间隙G。

在图1所示的气体发生器组件1中，将间隔件30设置于气流控制器20的底面24与扩散器16之间。可以将单个间隔件用作间隔件30。进一步，还优选地采用彼此具有相同厚度t或彼此具有不同厚度的两个或多个间隔件作为间隔件30。

通过使用具有不同厚度t的单个间隔件将气流间隙G的宽度（气流间隙G的总开口面积）调节至所需的范围。还以多个具有不同厚度t的间隔件调节气流间隙G的宽度。当气流间隙G的宽度较大时，从气体排放口14流出的气体轻易地从气流间隙G释放。

例如，当间隔件30具有盘状形状时，可以将其直径调节至所需的长度。然而，当使用多个间隔件30时，其直径优选的彼此相等。

通过使用不同尺寸与形状的间隔件30来调节底面24的连通孔26的总开口面积。

当将相对较大的间隔件用作间隔件30（图3中所示的可以覆盖第一组连通孔26a与第二组连通孔26b的间隔件）时，对应于底面24的连通孔26的封闭部分的面积增加，使得连通孔26的总开口面积相对较小（仅开启图3中所示的第三组连通孔26c）。

当将相对较小的间隔件用作间隔件30（图3中所示的仅可以覆盖第一组连通孔26a的间隔件）时，对应于底面24的连通孔26的封闭部分的面积减少，使得连通孔26的总开口面积相对较大（开启图3中所示的第二组连通孔26b与第三组连通孔26c）。

而且，例如，通过调节盘状间隔件30的直径而覆盖第一连通孔26a的全部与第二连通孔26b的一部分。

间隔件30可以是正方形或三角形，但优选地为圆盘形状，以使得即使在间隔件30自身旋转时，也不改变最初的设计条件。

如上所述，通过调节气流间隙G（总开口面积）与间隔件30的气流连通孔26的总开口面积，类似于实施方式(I)至(III)，因此可以调节从气流间隙G与气流连通孔释放的气体量。

在图1中所示的气体发生器组件1中，将双头螺栓18拧入适配器40中。本发明的气体发生器组件1可以包括适配器40；然而，适配器40不是必不可少的元件。

适配器40具有其用于将要拧紧的双头螺栓18的内螺纹部分以及沿轴X延伸的螺栓（外螺纹）42，该内螺纹部分形成于适配器的主体部分41内侧，该螺栓（外螺纹）形成于相反的端面之上。

当将图1中所示的气体发生器组件1配接至模块盒时，将螺栓42用于固定。

当将气体发生器组件1配接至模块盒时，螺栓42设置成穿过形成于模块盒中且通过螺母固定的安装孔。

在图1中所示的气体发生器组件1，通过将适配器40固定至双头螺栓18而将气流控制器20与间隔件30固定于扩散器16与适配器40之间。

进一步，通过拆除拧紧的适配器40与气流控制器20，并且改变间隔件30的厚度或间隔件30的数量，可以方便地调节图1所示的气体发生器中气流间隙G的间隔。

<配接气体发生器组件的气囊模块>

图4为配接图1所示的气体发生器组件的模块盒50的图解。

在折叠状态下，将气囊51配接至模块盒50的上部。

模块盒50具有位置彼此相反的一个端壁52与另一个端壁54。第一安装孔56与第二安装孔58分别形成于一个端壁52与另一个端壁54之上。

将图1中所示的气体发生器组件1插入第二安装孔58中，并且将适配器40的螺栓42插入第一安装孔56中。然后，将螺栓42与螺母60相固定。这样做，优选外壳12设置有凸缘19，以使得凸缘19紧靠在另一个端壁54的外侧之上。值得注意的是，例如垫圈的密封元件可以设置于凸缘19与另一个端壁54之间的接触部分中。

在图4所示的状态中，气体排放口14位于朝向相对于模块盒50的轴X（与气体发生器组件1轴X相重合）方向上的纵向中间点C的一个端壁52侧。

当气流控制器20不存在时，将产生的气体沿轴X方向在位置D从气体排放口14排出。因此，大部分供给至气囊51的气体聚集在部分（位置D）上，该部分沿轴X方向偏离中间点C。因此，优先展开对应于位置D（部分D’）的气囊中的部分。

另一方面，当使用本发明的气体发生器组件1时，可以通过间隔件30的厚度、数量以及尺寸来调节连通孔26的总开口面积与气流间隙G的间隔。

在图4中，将由气流间隙G确定的气体通道面积（总开口面积）设置为大于气流连通孔26的总开口面积。因此，从气体排放口14排出的产生气体与气流控制器20的周壁部23碰撞接触，并且因此分成轴X方向的两侧。换句话说，一部分气体朝向一个端壁52流动，并且另一部分气体朝向另一个端壁54流动。

因为气流间隙G的总开口面积更大，所以朝向另一个端壁54流动的气流（气体量）大于朝向一个端壁52流动的气流（气体量）。因此，即使气体排放口14存在于位置D处，也主要从中间部分C展开气囊51。

在使用具有沿轴X方向不同长度的气体发生器的情况下，例如，将沿轴X方向短于图1或4中所示的气体发生器10的气体发生器配接至图4中所示的模块盒50时，相比于图4中所示的气体排放口14，气体排放口14位于更加靠近中间部分C的位置，并因此还将凸缘19配接至模块盒50的另一个端壁54。此外，更大的空间形成于扩散器16与一个端壁52之间。

随后，通过调节适配器40（本体部分41）的长度与间隔件30的厚度而调节气流间隙G。在这种情况下，因为气体排放口14位于更加靠近中间部分C的位置，通过降低由气流间隙G获得的总开口面积与连通孔26的总开口面积的比而增加朝向一个端壁52流动的气体量。

因此显而易见的是，如本发明所述的同样内容能够以很多方式改变。这些改变不认为是脱离了本发明的本质与范围，并且所有这些对本领域技术人员都是显而易见的修改均旨在包括在以下权利要求的范围之中。

Claims

1.一种用于约束装置的气体发生器组件（1），其包括：气体发生器（10），以及与所述气体发生器（10）装配组合的杯状气流控制器（20），

2.根据权利要求1所述的用于约束装置的气体发生器组件，其进一步包括：

间隔件，其布置于所述气流控制器的所述底面与所述扩散器的所述底面之间，并且与所述气流控制器的所述底面及所述扩散器的所述底面相接触，其中，

通过所述间隔件调节用于使得气体贯穿的所述间隙的尺寸与所述连通孔的总开口面积。

3.根据权利要求1或2所述的用于约束装置的气体发生器组件，其包括：

环形间隔件，所述扩散器的所述双头螺栓穿过所述间隔件，间隔件布置于所述气流控制器的所述底面与所述扩散器的所述底面之间，并且与所述气流控制器的所述底面及所述扩散器的所述底面相接触，其设置为使得所述扩散器的所述双头螺栓贯穿其中，

通过调节所述间隔件的厚度或所述间隔件的数量，来调节用于使得所述气体贯穿其中的所述间隙的尺寸，以及

通过调节所述间隔件的尺寸或形状，来调节用于使得所述气体贯穿其中的所述连通孔的总开口面积。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于约束装置的气体发生器组件，进一步包括：

可拆装地设置至穿过所述气流控制器的所述孔的所述双头螺栓上的适配器（40），其中，所述适配器在其一端具有拧紧至所述双头螺栓的螺纹部，并且在其相反端具有螺栓。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于约束装置的气体发生器组件，其中，所述气体发生器在其相反于所述外壳的所述扩散器的端面处具有凸缘。

6.一种气囊设备，其中将根据权利要求1至5中任意一项所述的用于约束装置的气体发生器组件配接至容纳气囊的模块盒。