CN104185578B - 气体发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体发生器(1)，包括：壳体(10)，具有点火装置室(30)和燃烧室(40)；环形或平板状的过滤器(50)，配置为面对壳体的顶板并且与上部圆周壁板间隔开；第一支撑构件(60)，包括抵接在过滤器上表面上的盘形部，盘形部包括仅在与过滤器上表面相接触的区段中的连通孔(66)；第二支撑构件(70)，包括抵接在过滤器下表面上的环形扁平部和固定到壳体的筒状壁部，其中在致动期间，使得顶板发生变形，间隙形成在顶板和第一支撑构件之间。支撑构件可设置成单件元件。

Description

气体发生器
技术领域
本发明涉及一种用于限制装置诸如车辆的气囊系统等的气体发生器。
背景技术
在使用固体气体发生剂的烟火气体发生器(pyrotechnic gas generator)中，过滤器用于捕集致动期间产生的燃烧残余物。
在燃烧气体从壳体排出之前的过程中，由气体发生剂产生的燃烧气体一边通过过滤器一边与其发生碰撞，从而过滤器起导致包含在燃烧气体中的残余物附着到过滤器，同时还降低了燃烧气体的温度的作用。
出于这个原因，在致动气体发生器之后，残余物和燃烧气体的热量被传递到过滤器，而过滤器被加热到很高的温度。
过滤器通常布置在壳体内部与壳体直接接触或被另一构件支撑与壳体间接接触。致动后，来自过滤器或燃烧残余物的热量被逐渐传递到壳体。结果，壳体的温度上升。
致动气体发生器之后因从过滤器或燃烧残余物传递的热量使壳体的温度上升，相对气体发生器的通常致动时间(在图中以毫秒为单位)而言，则是非常缓慢的。例如，在2到3分钟内，壳体达到较高的温度，因此，当展开的气囊被放气并与壳体相接触时，气囊织物可能因热而熔融。另外，如果在气囊展开后乘员身体靠在方向盘上，则乘员可能会受到壳体温度过度上升的不利影响。
因此，在烟火气体发生器中，有必要抑制致动后至少面对乘员侧的壳体的温度的过度上升。
在US-B No.7891703中，配置在充气器12内部的保持器11覆盖了燃烧室的上表面，并且与管6上端接合的接合区段11a设置在保持器的中央部中，其中燃烧室容纳有过滤器5和气体发生剂4。
另外，多个孔11b形成在保持器11中，由保持器11包围的燃烧室内部与外部之间的压力差减小，致动期间保持器的变形被抑制，并且来自过滤器5和保持器11的抵接表面的燃烧气体泄漏被防止。
发明内容
本发明提供了一种气体发生器，包括：
扩散器壳，具有顶板和设有气体排出口的上部圆周壁板；封闭壳，具有底板和下部圆周壁板；壳体，作为外壳通过仅将所述上部圆周壁板和所述下部圆周壁板一体化接合而得到，
在所述壳体中，
点火装置室，由容纳点火装置的杯形容器限定，
燃烧室，限定为包围所述点火装置室并填充有气体发生剂，
环形或平板状的过滤器，配置为面对所述顶板并且与所述上部圆周壁板间隔开，
第一支撑构件，抵接并支撑所述过滤器的上表面，
第二支撑构件，抵接并支撑所述过滤器的下表面，
所述第一支撑构件包括，
盘形部和环形壁部，所述盘形部设有仅形成在与所述过滤器的上表面相接触的区段处的多个连通孔，
所述盘形部的一个表面抵接在所述顶板上，所述盘形部的另一表面抵接在所述过滤器的上表面上，所述环形壁部抵接在所述过滤器的外周面的一部分上；
所述第二支撑构件包括，
大致筒状壁部和形成在所述大致筒状壁部的一端周边处的环形扁平部，以及
所述大致筒状壁部被固定到所述壳体，所述环形扁平部抵接在所述过滤器的下表面上，
并且，在致动期间，当由于所述气体发生剂的燃烧产生的燃烧气体使所述燃烧室内部的压力增加且所述扩散器壳的顶板变形时，在所述顶板和所述第一支撑构件之间形成间隙；并且在所述上部圆周壁板和所述第一支撑构件之间形成间隙(这在下文中可被称为本发明的第一方面)。
本发明提供了一种气体发生器，包括：
扩散器壳，具有顶板和设有气体排出口的上部圆周壁板；封闭壳，具有底板和下部圆周壁板；壳体，作为外壳通过仅将所述上部圆周壁板和所述下部圆周壁板一体化接合而得到，
在所述壳体中，
点火装置室，由容纳点火装置的杯形容器限定，
燃烧室，限定为包围所述点火装置室并填充有气体发生剂，
环形或平板状的过滤器，配置为面对所述顶板并且与所述上部圆周壁板间隔开，
单个杯形支撑构件，至少抵接在所述过滤器的上表面上，以支撑所述过滤器，
所述单个杯形支撑构件具有盘形部和筒状壁部，所述筒状壁部形成在所述盘形部的周边处并且设有连通孔，所述盘形部设有仅形成在与所述过滤器的上表面相接触的区段处的多个连通孔，
所述盘形部的一个表面抵接在所述顶板上，而所述盘形部的另一表面抵接在所述过滤器的上表面上，并且
所述筒状壁部的至少一部分被布置为抵接在所述过滤器的外周面上，所述筒状壁部的开口端固定到所述壳体，
并且，在致动期间，当由于所述气体发生剂的燃烧产生的燃烧气体使所述燃烧室内部的压力增加且所述扩散器壳的顶板变形时，在所述顶板和所述第一支撑构件之间形成间隙；并且在所述上部圆周壁板和所述第一支撑构件之间形成间隙(这在下文中可被称为本发明的第二方面)。
附图说明
根据下面给出的详细描述和仅以图示的方式给出的附图，本发明将变得更充分地理解，并且因此并不限制本发明，并且其中：
图1示出了本发明的气体发生器的轴线X方向的横截面图(图示致动前的状态的横截面图)。
图2示出了透视图，图示了布置在图1所示气体发生器中的第一支撑构件上下颠倒的状态。
图3示出了在致动图1所示气体发生器期间所截取的横截面图。
图4(a)示出了另一实施例的气体发生器的透视图，图4(b)示出了图4(a)中气体发生器的轴线X方向的横截面图。
图5示出了另一实施例的气体发生器的轴线X方向的横截面图(图示致动前的状态的横截面图)。
图6示出了在致动图5所示气体发生器期间所截取的横截面图。
图7是又一实施例的气体发生器的轴线X方向的横截面图(图示致动前的状态的横截面图)。
具体实施方式
在US-B No.7891703中，保持器中的孔11b也形成在抵接于过滤器5上表面上的部分以外的部分上，并且一部分燃烧气体没有通过过滤器从气体排出孔2aa排出。
结果，一部分燃烧气体没有得到充分的冷却，或燃烧残余物没有得到足够的过滤而被排出到壳体的外部。在这方面，仍有改善的余地。
本发明以下说明作为优选。提供了一种气体发生器，其中在致动后，面对乘员侧的壳体的温度的过度上升得以抑制，而过滤器的性能以类似于常规过滤器或者比常规过滤器更有效的方式得以维持。
在按照本发明的气体发生器中，空间(热传递抑制空间)在致动期间形成在壳体的顶板(扩散器壳的顶板)和第一支撑构件之间，由此积累在过滤器中或燃烧残余物中的热量到壳体顶板的传递(热传递)得到抑制，从而壳体顶板的温度上升得以抑制。
过滤器具有环形或平板形状，并且被布置为使得其一个表面面对扩散器壳的顶板，另一表面面对封闭壳的底板，而外周面面对上部圆周壁板。
过滤器的上表面抵接在第一支撑构件上并由第一支撑构件支撑，而下表面抵接在第二支撑构件上并由第二支撑构件支撑。
第一支撑构件具有盘形部，并且盘形部仅在与过滤器的上表面相接触的区段中具有多个连通孔。
另外，第一支撑构件被配置为使得在致动气体发生器之前，盘形部的一个表面抵接在顶板上，而盘形部的另一表面抵接在过滤器的上表面上。
第一支撑构件的盘形部和过滤器的外径被调整为小于正对扩散器壳的上部圆周壁板的内径，并且使得间隙形成在过滤器和上部圆周壁板之间。
第二支撑构件具有大致筒状壁部和形成在大致筒状壁部的一端周边处的环形扁平部。
为了防止积累在过滤器中或在致动之后积累在其周围的燃烧残余物中的热量传递到扩散器壳的顶板，可以经由第二支撑构件将热量引导到壳体或封闭壳的圆周壁板。在这种情况下，环形扁平部被配置为与过滤器下表面的一半或更多的横截面面积相接触，以便将过滤器或燃烧残余物的热量传递到第二支撑构件。
大致筒状的壁部被固定到壳体(固定到包括上部圆周壁板和下部圆周壁板的圆周壁板上)，并且环形扁平部被配置为抵接在过滤器的下表面上。
优选的是，大致筒状壁部的外径和圆周壁板的内径被调整成使得大致筒状壁部被压配合到圆周壁板中。
大致筒状壁部被固定到圆周壁板的位置被设定在距离底板0.2H到0.9H的范围内，可优选地在0.3H到0.8H的范围内，其中H是从底板到顶板的高度，以便经由第二支撑构件和圆周壁板从过滤器和位于其周围的燃烧残余物向顶板的传递热量尽可能得以抑制。
在按照本发明的气体发生器中，热传递抑制空间在致动期间形成于顶板和第一支撑构件之间。
在这种情况下，从热传递抑制的角度考虑，优选的是，顶板和第一支撑构件彼此完全分开，但如果热传递被允许到这样的程度，即对乘员没有造成不利影响，则顶板和第一支撑构件可彼此局部接触。
在按照本发明的气体发生器中，在致动之前没有形成热传递抑制空间，第一支撑构件与顶板相接触(这两个构件彼此压紧接触是没有必要的)。这是有利的，因为壳体体积可以减少，用于气体发生器的安装空间并不庞大，可以设计紧凑的气体发生器。
当致动按照本发明的气体发生器时，在燃烧室中产生的燃烧气体在通过过滤器之后从气体排出口排出。
在这种情况下，热传递抑制空间形成在顶板和第一支撑构件之间，但一部分燃烧气体在通过只形成在使第一支撑构件的盘形部与过滤器的上表面相接触的区段中的连通孔并且流入热传递抑制空间之后从气体排出口排出。
因为通过第一支撑构件的连通孔已流入所述空间中的气体总是通过过滤器，所以包含在燃烧气体中的高温残余物被防止直接附着到顶板的内表面侧，并且防止在致动后发生顶板温度的逐渐上升。
在按照本发明的气体发生器中，第一支撑构件的连通孔的总开口表面面积(Al)可与形成在第一支撑构件和第二支撑构件之间的通道的横截面面积(A2)以及气体排出口的总开口表面面积(A3)相关联。
在按照本发明的气体发生器中，优选的是，满足Al+A2>A3。在这种情况下，当燃烧室内部的压力在致动期间上升时，燃烧气体快速通过第一支撑构件的连通孔流到燃烧室的外部(在第一支撑构件和壳体的顶板之间的间隙；这是热传递抑制空间尚未形成的状态)，并且顶板在燃烧气体的压力作用下向外变形。热传递抑制空间因此形成在顶板和第一支撑构件之间。因为希望燃烧气体主要流入由第一支撑构件和第二支撑构件形成的通道，所以可以设定A1<A2(例如，A2/A1＝50)。
然而，因为第一支撑构件的多个连通孔导致的燃烧室和热传递抑制空间之间的压力差较小，所以第一支撑构件几乎不变形。
另外，因为壳体的顶板在变形后不会恢复到原来的形状，所以热传递抑制空间得以维持。
在已被加热到很高温度的过滤器中，由于在致动后燃烧残余物的附着，过滤器的上表面保持抵接在第一支撑构件上，并且过滤器的热量被传递到第一支撑构件。然而，因为热传递抑制空间的存在，所以第一支撑构件的热量被热传递抑制空间隔热，并且难以转移到壳体的顶板。因此，壳体顶板的温度上升得以抑制。
关于A1和A2对A3的比率，从展示上述效果的观点出发，优选的是，(A1+A2)/A3在3到100的范围内，更优选地为4到80。
当组装壳体的扩散器壳和封闭壳时，各壳可以在至少上部圆周壁板和下部圆周壁板彼此相接触的状态下进行结合，并且上部圆周壁板和下部圆周壁板的长度比没有限制。
在上述本发明中，可优选地设置气体发生器，其中
周壁台阶形成在包括上部圆周壁板和下部圆周壁板的圆周壁板中，
第二支撑构件在大致筒状壁部和环形扁平部之间具有环形台阶，
环形台阶的台阶表面被形成为抵接在周壁台阶的台阶表面上，
在致动前，间隙存在于周壁台阶的台阶表面和环形台阶的台阶表面之间，并且
环形台阶的台阶表面在致动期间抵接在周壁台阶的台阶表面上。
本发明提供了在致动期间进一步有利于热传递抑制空间的形成的手段。
由于第二支撑构件的环形台阶的台阶表面在致动期间抵接在壳体的周壁台阶的台阶表面上，所以第二支撑构件被防止移向壳体的顶板。因此，足够的热传递抑制空间得到保证。另外，气体排出口不会被第二支撑构件封闭。
另外，上述本发明可优选地提供这样的气体发生器，其中第二支撑构件还具有突起，该突起在环形扁平部的周边处朝向扩散器壳的顶板突出，
过滤器具有凹陷，用于将突起嵌入在与环形扁平部抵接的下表面处，并且
第二支撑构件被布置为使得大致筒状壁部被固定到壳体，环形扁平部抵接在过滤器的下表面上，而突起被嵌入到过滤器下表面上的凹陷中。
第二支撑构件的突起可以是环形突起或多个独立的突起。
过滤器的凹陷的形状和大小使得一个或多个突起嵌入其中。
采用这样的构造，过滤器在组装气体发生器时容易进行定位，并且过滤器的位置在组装气体发生器之后得以维持。
另外，上述本发明可优选地提供这样的气体发生器，其中凹入到壳体内部的多个凹部间距地形成在扩散器壳的顶板中或扩散器壳的顶板与上部圆周壁板的边界区段中，
第一支撑构件在盘形部的周边处具有环形壁部，并且
多个凹部的末端抵接在包括盘形部与第一支撑构件环形壁部的边界区段的部分上。
第一支撑构件在盘形部的周边处具有环形壁部，并且过滤器可被压配合到环形壁部中。
另外，因为环形壁部被设置为定位第一支撑构件和过滤器，并在组装气体发生器之后抑制移位，所以环形壁部的尺寸被适当地调整，只要其长度使得上述定位和抑制目的可以达到即可。
在根据本发明的气体发生器中，多个凹部间距地在圆周方向上形成在扩散器壳的顶板处或扩散器壳的顶板与上部圆周壁板之间的边界区段处。当从壳体的内部观看时，多个凹部是多个向内突出于壳体的凸部，而多个凸部之间的空间是多个凹部。
按照本发明，在致动之前的状态下，多个凹部的末端(向内突出于壳体的凸部)抵接在包括盘形部与第一支撑构件环形壁部的边界区段的部分上，并且该状态在致动期间也得以维持。
因此，第一支撑构件只与向内突出于壳体的凸部相接触，并且间隙存在于第一支撑构件和位于凸部间的凹部之间。
结果，第一支撑构件和扩散器壳顶板的接触表面面积减小，从而限制到顶板的热传递，并且该间隙用作为已通过过滤器的燃烧气体的排出路径。
因为第一支撑构件即使在致动后也抵接在向内突出于壳体的凸部上，所以由移动第一支撑构件、过滤器和第二支撑构件所导致的噪声得以防止发生。
为了获得相同的效果，替代于在扩散器壳的边界区段处形成多个凹部(凹部和凸部)，也可以在盘形部与第一支撑构件环形壁部的边界区段处形成凹部和凸部，并且在扩散器壳和边界区段之间形成间隙。
在上述本发明中，第二支撑构件可以由热传导率高于第一支撑构件的金属形成。
在这样的情况下，因为过滤器的或位于过滤器周围的燃烧残余物的热量容易传递到第二支撑构件侧，所以抑制热量到壳体顶板传递的效果得以增强。
在本发明的第二方面中，使用单个杯形支撑构件来代替两个支撑构件，即代替在上述发明中使用的第一支撑构件和第二支撑构件。
杯形支撑构件的盘形部对应于本发明第一方面中的第一支撑构件的盘形部。
杯形支撑构件开口端侧的筒状壁部对应于第二支撑构件的大致筒状壁部。筒状壁部连接盘形部与本发明第一方面中的大致筒状壁部，并具有多个形成在对应于过滤器外周面的区段中的气体连通孔。
形成在盘形部中的连通孔的总开口表面面积(A1)、筒状壁部的气体连通孔的总开口表面面积(A4)和扩散器壳的气体排出口的总开口表面面积(A3)满足Al+A4>A3。因为优选的是，燃烧气体主要流过筒状壁部的气体连通孔(A4)，所以可以设定Al<A4(例如，A4/Al＝50)。
关于数值比率，优选的是，(A1+A4)/A3在3到100的范围内，更优选地为4到80。
杯形支撑构件被配置为使得盘形部的一个表面抵接在顶板上，盘形部的另一表面抵接在过滤器的上表面上，并且一部分筒状壁部抵接在过滤器的外周面上。
杯形支撑构件的盘形部和过滤器的外径小于扩散器壳的上部圆周壁板的相对内径，并被调整为使得间隙形成在过滤器和上部圆周壁板之间。
杯形支撑构件的筒状壁部的剩余部分被固定到壳体(圆周壁板包括上部圆周壁板和下部圆周壁板)。
优选的是，筒状壁部的外径和圆周壁板的内径被调整为使得筒状壁部被压配合到圆周壁板中。
筒状壁部被固定到圆周壁板的位置可优选地设定在距离底板0.2H到0.9H的范围内，更优选地在0.3H到0.8H的范围内，其中H是从底板到顶板的高度，以便经由杯形支撑构件和圆周壁板从过滤器向顶板的传递热量尽可能得到抑制。
杯形支撑构件的抵接在过滤器外周面上的一部分筒状壁部的内径和过滤器的外径被调整为使得当过滤器被配置在杯形支撑构件内部时，过滤器被压配合并固定到杯形支撑构件。
当组装壳体的扩散器壳和封闭壳时，各壳可以在至少上部圆周壁板和下部圆周壁板彼此相接触的状态下进行结合，并且上部圆周壁板和下部圆周壁板的长度比没有限制。
在本发明的第二方面中，在气体发生器中可优选的是，杯形支撑构件具有盘形部、形成在盘形部周边处的筒状壁部、以及形成在筒状壁部的内周面上的突起，并且盘形部仅在与过滤器上表面相接触的区段中具有多个连通孔，
盘形部的一个表面抵接在顶板上，而盘形部的另一表面抵接在过滤器的上表面上，
突起抵接在过滤器的下表面的周边上，并且
筒状壁部的至少一部分被布置为抵接在过滤器的外周面上。
在本发明中，杯形支撑构件的盘形部对应于本发明第一方面中的第一支撑构件的盘形部，而筒状壁部和杯形支撑构件突起的组合对应于本发明第一方面中大致筒状壁部和第二支撑构件环形扁平部的组合。
当过滤器被配置在杯形支撑构件内部时，过滤器以与本发明第二方面中相同的方式被压配合到杯形支撑构件中并固定到其上，而过滤器外周面侧的下表面由突起支撑。多个凹陷可在圆周方向上形成在筒状壁部处，或者可形成环形凹陷。
在本发明的第二方面中，可优选的是，
周壁台阶形成在包括上部圆周壁板和下部圆周壁板的圆周壁板中，
杯形支撑构件在筒状壁部处具有环形台阶，
环形台阶的台阶表面被形成为抵接在周壁台阶的台阶表面上，
在致动前，间隙存在于周壁台阶的台阶表面和环形台阶的台阶表面之间，并且
环形台阶的台阶表面在致动期间抵接在周壁台阶的台阶表面上。
本发明提供了在致动期间进一步有利于热传递抑制空间的形成的手段。
筒状壁部的环形台阶的台阶表面在致动期间抵接在壳体的周壁台阶的台阶表面上，从而防止杯形支撑构件移向壳体的顶板。结果，足够的热传递抑制空间能够得到保证。
在本发明的第二方面中，在气体发生器中可优选的是，环形或平板状的过滤器由至少抵接在过滤器上表面上的单个杯形支撑构件支撑，并且环形构件具有环形扁平部和环形壁表面，并且
在环形构件中，环形壁表面抵接在杯形支撑构件的筒状壁部上，而环形扁平部抵接在环形或平板状的过滤器的下表面上。
除杯形支撑构件之外，过滤器由具有环形扁平部和环形壁表面的环形构件支撑。
在按照本发明的气体发生器中，过滤器的性能以类似于常规过滤器或者比常规过滤器更有效的方式得以维持，并且从致动后积累热量的燃烧残余物或过滤器的热传递得以抑制，从而防止面对乘员侧的壳体的温度上升。
各实施例的描述
(1)图1所示的气体发生器
按照本发明的气体发生器1的实施例将在下面参考图1进行说明。
壳体10通过焊接来使扩散器壳11和封闭壳12一体化而得到。
扩散器壳11具有顶板11a和上部圆周壁板13，并且是具有开口11b的杯状形状。开口11b设有凸缘11c。
上部圆周壁板13在顶板11a侧具有较小的内径(缩径部分13a)，并在开口11b侧具有较大的内径(扩径部分13b)，而周壁台阶13c形成在缩径部分13a和扩径部分13b之间。
多个气体排出口14形成在缩径部分13a中。气体排出口14在致动之前从内部用诸如密封带等封闭构件进行封闭，由此，壳体10内部得以维持在气密状态下。
封闭壳12具有底板12a和下部圆周壁板16，并且是具有开口12b的杯状形状。下部圆周壁板16具有均匀的直径。
向内突出于壳体的筒状部分12c和从筒状部分12c上端向内径向突出的环形扁平部12d形成在底板12a的中央区段中，从而形成与轴线X同心的孔。
开口12b被嵌入到扩散器壳11的开口11b(扩径部分13b)中，而仅在嵌入部分处通过焊接将扩散器壳11和封闭壳12一体化。
在壳体10内部，杯形容器20配置为从开口12b起覆盖封闭壳的底板12a的筒状部分12c。
杯形容器20具有底表面20a和周壁22，并设有开口20b。在开口20b中形成了向外扩展的喇叭件20c。
杯形容器20通过焊接在喇叭件20c处被固定到封闭壳的底板12a。
多个连通孔23形成在周壁22中，并且在致动之前由密封带封闭。
杯形容器20的内部用作点火装置室30，其中容纳了点火装置。
在图1中，已知的电子点火器32和已知的火药或气体发生剂(图中未示出)被用作点火装置。然而，电子点火器32也可单独使用。
电子点火器32在点火器固定部33处被一体地固定到封闭壳12，在点火器固定部33中，封闭壳12的筒状部分12c和环形扁平部12d由树脂一体化形成。
将已知的气体发生剂(图中未示出)容纳在其中的燃烧室40形成在杯形容器20(点火装置室30)外部。
燃烧室40和点火装置室30在致动期间通过连通孔23彼此连通。
环形过滤器50配置在燃烧室40的上部区段中。环形过滤器50被放置为定位在杯形容器20和扩散器壳11的顶板11a之间，并布置在距离缩径部分13a的内周面(即，气体排出口14)某一距离(即，形成环形空间52)处。
过滤器50的上表面54抵接在第一支撑构件60上并由第一支撑构件60支撑，而过滤器的下表面56抵接在第二支撑构件70上并由第二支撑构件70支撑。
第一支撑构件60被配置在过滤器50和扩散器壳11的顶板11a之间。
如图2所示，第一支撑构件60具有盘形部62和形成在盘形部62圆周上的环形壁部64。
第一支撑构件60由铁或不锈钢形成，但也可以由热传导率低的陶瓷材料形成。当第一支撑构件60由铁制成时，其厚度是约0.5mm至1.0mm。
多个连通孔66形成于盘形部62中，被布置在圆周方向上。在图1所示的状态下，连通孔66抵接在过滤器的上表面54上。换句话说，连通孔66被过滤器的上表面54封闭。
在图1所示的实施例中，多个连通孔66的总开口表面面积(Al)和过滤器50的暴露于第一支撑构件60和第二支撑构件70之间的外周面的横截面面积(A2)的总和大于气体排出口14的总开口表面面积(A3)，(A1+A2>A3)。
另外，多个连通孔66的总开口表面面积(Al)大于从燃烧室40到气体排出口14的气体排出路径的任何横截面面积。
第一支撑构件60被配置为使得盘形部62的一个表面侧抵接在顶板11a上，盘形部62的另一表面侧抵接在过滤器的上表面54上，而环形壁部64抵接在过滤器50的一部分外周面55上。
在这种情况下，盘形部62的所有连通孔66抵接在过滤器50的上表面54上。
第二支撑构件70具有大致筒状壁部70b，以及形成在大致筒状壁部70b一端周边处的环形扁平部70a。
大致筒状壁部70b的外径和封闭壳12(下部圆周壁板16)的内径被调整为使得大致筒状壁部70b被压配合并固定到封闭壳12。
第二支撑构件70在大致筒状壁部70b和环形扁平部70a之间还具有环形台阶70c。
第二支撑构件70还具有从环形扁平部70a内周向上突出(朝向顶板11a)的突起70d。
突起70d可根据需要进行设置，并且当设置了突起70d时，凹陷58在与突起70d相对的位置被设置在过滤器50的下表面56中，使得突起70d嵌入其中。
突起70d和凹陷58的大小和形状被调整为使得它们彼此配合。例如，当设置了环形突起70d时，环形凹陷(环形槽)58得以形成；并且当设置了多个独立的突起70d时，多个独立的凹陷58得以形成。
第二支撑构件70被配置为使得大致筒状壁部70b被固定到封闭壳12的下部圆周壁板16，而环形扁平部70a抵接在过滤器50的下表面56上。
大致筒状壁部70b固定到下部圆周壁板16的位置被设定在距离底板12a 0.2H到0.9H的范围内，其中H是从底板12a到顶板11a的高度，以便经由第二支撑构件70和下部圆周壁板16从过滤器50和位于其附近的燃烧残余物向顶板11a的传递热量尽可能得到抑制。
第二支撑构件70被配置为使得环形台阶70c的高度位置低于(在底板12a侧)扩散器壳11的周壁台阶13c，并且使得间隙形成在环形台阶70c和周壁台阶13c之间。
下面将说明用于组装图1中所示的气体发生器1的方法示例。
(I)将气体发生剂填充到燃烧室40中，燃烧室40在封闭壳12中装配有点火器32和杯形容器20。
(II)将第二支撑构件70压配合并固定到封闭壳12。在这种情况下，执行压配合和固定，使得环形台阶70c的高度位置低于扩散器壳11的周壁台阶13c，并在它们之间形成间隙。
(III)将过滤器50放置在第二支撑构件70的环形扁平部70a上。在这种情况下，当第二支撑构件70具有突起70d且过滤器50具有相应的凹陷58时，突起70d被布置为配合到凹陷58中。结果，过滤器50容易进行定位，并且防止过滤器50在组装时移位。
(IV)在进一步填充气体发生剂之后，根据需要，将第一支撑构件60设定为覆盖过滤器50的上表面54。
(V)将扩散器壳11设定为覆盖封闭壳12，并且使其接触部通过焊接一体化。
在这种情况下，扩散器壳11的顶板11a被放置为抵接在第一支撑构件60的盘形部62上，并且优选的是，顶板11a被放置为与盘形部62紧密接触。结果，过滤器50由第一支撑构件60和第二支撑构件70固定得更紧。
下面将参考图1和图3来说明图1所示的气体发生器1的操作。图3示出了致动下的图1所示的气体发生器1。
当致动点火器32时，点火装置室30内部的气体发生剂(图中未示出)被点燃并燃烧，由此产生燃烧产物。
燃烧产物从连通孔23释放进入燃烧室40，位于燃烧室40内部的气体发生剂(图中未示出)被点燃并燃烧，以产生燃烧气体。
在这种情况下，负荷通过燃烧气体的压力作用于轴线X方向上，如图3中箭头所示。因此，壳体10的顶板11a变形。类似的负荷也在X轴线方向上作用于封闭壳12的底板12a上，并且底板12a也发生变形。
第二支撑构件70接收压力并移向顶板11a。然而，因为环形台阶70c开始与周壁台阶13c接触，所以随后的移动得以抑制。因此，盘形部62和第一支撑构件60环形壁部64之间的边界区段不会与扩散器壳11的顶板11a产生接触，并且环形间隙74得以形成。
在燃烧室40中产生的燃烧气体从过滤器的内周面59进入过滤器50，通过环形空间52，冲破密封带，并从气体排出口14排出。这样，如箭头A所示的气流得以形成(主要排出路径)。
由于燃烧室40中压力的增加，当扩散器壳的顶板11a如图3所示发生变形时，空间(热传递抑制空间)80形成在第一支撑构件60和顶板11a之间。
这是因为形成在第一支撑构件60中的连通孔66具有足够大的总开口表面面积，因此燃烧室40和空间80之间作用在第一支撑构件60的盘形部62上的压力差减小，盘形部62基本上不变形。
另外，在图3所示的状态下，由于环形台阶70c和周壁台阶13c的相互作用，扩散器壳11的顶板11a以及盘形部62与第一支撑构件60环形壁64之间的边界区段被彼此间隔开，环形间隙74得以形成。
环形间隙74用作气体通道，并且图中由箭头B所示的第二气流得以形成(辅助排出路径)。在这种情况下，因为燃烧气体在通过过滤器50之后，通过连通孔66排出到空间80中，所以燃烧气体被充分地冷却和净化。
在本发明中，在致动期间，间隙形成在顶板和第一支撑构件之间；并且间隙形成在上部圆周壁板和第一支撑构件之间。这意味着，在顶板以及上部圆周壁板与第一支撑构件之间形成间隙。
在致动后，因所捕集残余物和燃烧气体的通过，积累的热量导致过滤器50的温度升高许多。
然而，在按照本发明的气体发生器1中，因为形成了如图3所示空间(热传递抑制空间)80，所以过滤器50中积累的热量和存在于其周围的燃烧残余物的热量难以传递到扩散器壳11的顶板11a，顶板11a温度的过度上升得以抑制。
当燃烧气体按箭头B所示的气流排出时，燃烧气体通过连通孔66，然后与顶板11a的内表面碰撞。然而，碰撞时间极短，而且几乎不发生燃烧气体对顶板11a的直接升温。另外，包含在燃烧气体中的残余物被过滤器50过滤，基本上没有燃烧残余物通过连通孔66，因此，残余物与顶板11a的温度上升无关。
为了增加防止热量从过滤器50传递到扩散器壳11的顶板11a的效果，第二支撑构件70可以由热传导率高于第一支撑构件60的材料形成。
例如，当第一支撑构件60由铁或不锈钢形成时，第二支撑构件70由铝或铜形成。也可以增加第二支撑构件70与封闭壳12下部圆周壁板16的接触表面面积，从而将过滤器50的更多热量移向封闭壳12。
代替环形过滤器50，可采用平板(圆板)形状的过滤器，使得例如过滤器50的下表面56不与杯形容器20的底表面20a干涉。在这种情况下，可使用第一支撑构件60和第二支撑构件70。平板过滤器不仅能够用于本发明第一方面的实施例，而且能够用于本发明的上述第二方面。
(2)图4所示的气体发生器
图4所示的气体发生器1类似于图1所示的气体发生器1，不同之处在于，多个凹部120间距地形成在顶板11a与扩散器壳11缩径部分13a的边界区段110中。
如图4(a)所示，在边界区段110中，多个凹部120间距地形成在圆周方向上。多个凸部121存在于多个凹部120之间(向内凹入壳体的部分)。
当从壳体10的内部观看时，多个凹部120是多个凸部，而多个凸部121同样是多个凹部。
在气体发生器被致动之前的状态下，多个凹部120的末端抵接在盘形部62与第一支撑构件60环形壁部64之间的边界区段63上，并且间隙(对应于凹部120深度的间隙)存在于多个凸部121和边界区段63之间。
当图4所示的气体发生器被致动时，顶板11a以与图3中相同的方式变形，并且空间(热传递抑制空间)80形成在顶板11a和盘形部62之间。
同时，第一支撑构件60中的边界区段63保持抵接在多个凹部120的末端上。
因此，气流通路形成在多个凸部121与边界区段63之间的间隙(对应于凹部120深度的间隙)中，并且空间80内部的气体通过该气流通路到达环形空间52并从气体排出口14排出。
因此，在图4所示的气体发生器中，如图3中箭头A和B所示，两个气体排出路径在致动期间也得到保证。
另外，因为顶板11a的边界区段110和第一支撑构件60的边界区段63仅在多个凹部120的末端处抵接，所以过滤器50和燃烧残余物的热量被防止通过第一支撑构件60传递到顶板11a。
此外，即使在致动后，第一支撑构件60和过滤器50也从上方由多个凹部120的末端支撑，因此防止在致动后因各构件的移动所造成的噪声的发生。
(3)图5所示的气体发生器
图5所示的气体发生器类似于图1所示的气体发生器1，不同之处在于，使用单个杯形支撑构件来代替两个构件，即在图1所示气体发生器中使用的第一支撑构件60和第二支撑构件70。
杯形支撑构件260具有盘形部262和形成在盘形部262外周边处的筒状壁部264。
盘形部262仅在与过滤器50上表面54相接触的部分中具有多个连通孔266。
筒状壁部264具有抵接在过滤器50外周面55上的缩径部分267和抵接在封闭壳12下部圆周壁板16上的扩径部分268。扩径部分268的外径大于缩径部分267的外径。
多个连通孔267a形成在缩径部分267中。
朝向轴线X侧(朝向壳体的中心)突出的突起269存在于缩径部分267和扩径部分268之间的内周面处。
环形台阶270存在于突起269和扩径部分268之间。
在杯形支撑构件260中，盘形部262的一个表面侧抵接在顶板11a上，而盘形部262的另一表面侧抵接在过滤器的上表面54上。
筒状壁部的缩径部分267抵接在过滤器的外周面55上。环形空间52形成在缩径部分267和扩散器壳的缩径部分13a(其中形成了气体排出口14)之间。
突起269抵接在过滤器下表面56的外周面55侧(外周边)上。因此，不同于图1所示的过滤器50，过滤器下表面56的大部分暴露于燃烧室40内部。
筒状壁部的扩径部分268被压配合到封闭壳的下部圆周壁板16。
扩径部分268固定到下部圆周壁板16的位置被设定在距离底板12a 0.2H到0.9H的范围内，其中H是从底板12a到顶板11a的高度，以便经由扩径部分268和下部圆周壁板16从过滤器50和燃烧残余物向顶板11a的传递热量尽可能得以抑制。
另外，杯形支撑构件260被配置为使得环形台阶270的高度位置低于(在底板12a侧)扩散器壳11的周壁台阶13c，并且使得间隙形成在环形台阶270和周壁台阶13c之间。
形成在盘形部262中的连通孔266的总开口表面面积(A1)、筒状壁部(缩径部分267)的连通孔267a的总开口表面面积(A4)、以及气体排出口14的总开口表面面积(A3)满足关系A1+A4>A3和关系式Al<A4。
进一步，(A1+A4)/A3比率调整至4到80的范围。
图5所示的气体发生器的操作与图1所示的气体发生器的操作大致相同。
当图5所示的气体发生器被致动时，呈现图6所示的状态，并且燃烧气体从气体排出口14经由箭头A和B所示的两个气体排出路径排出。
(4)图7所示的气体发生器
图7所示的气体发生器类似于图5所示的气体发生器，不同之处在于，环形构件370与用在图5所示气体发生器中的杯形支撑构件260组装，以支撑环形过滤器50。
在图7所示的杯形支撑构件260中，没有形成在图5所示杯形支撑构件260的筒状壁部264中的突起269，但也可形成该突起。
环形构件370具有环形扁平部371和环形壁表面372。
环形壁表面372被压靠在杯形支撑构件260的缩径部分267上。
环形扁平部371抵接在环形过滤器50的下表面56上。
图7所示的气体发生器的操作类似于图5所示的气体发生器的操作。
由此描述了本发明，明显的是，可以以许多方式进行改变。这样的改变不应被视为脱离本发明的精神和范围，并且对本领域技术人员显而易见的所有这样的修改旨在被包括在随附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种气体发生器，包括：
扩散器壳，具有顶板和设有气体排出口的上部圆周壁板；封闭壳，具有底板和下部圆周壁板；壳体，作为外壳通过仅将所述上部圆周壁板和所述下部圆周壁板一体化接合而得到，
在所述壳体中，
点火装置室，由容纳点火装置的杯形容器限定，
燃烧室，限定为包围所述点火装置室并填充有气体发生剂，
环形或平板状的过滤器，配置为面对所述顶板并且与所述上部圆周壁板间隔开，
第一支撑构件，抵接并支撑所述过滤器的上表面，
第二支撑构件，抵接并支撑所述过滤器的下表面，
所述第一支撑构件包括，
盘形部和环形壁部，所述盘形部设有仅形成在与所述过滤器的上表面相接触的区段处的多个连通孔，
所述盘形部的一个表面抵接在所述顶板上，所述盘形部的另一表面抵接在所述过滤器的上表面上，所述环形壁部抵接在所述过滤器的外周面的一部分上；
所述第二支撑构件包括，
大致筒状壁部和形成在所述大致筒状壁部的一端周边处的环形扁平部，以及
所述大致筒状壁部被固定到所述壳体，所述环形扁平部抵接在所述过滤器的下表面上，
并且，在致动期间，当由于所述气体发生剂的燃烧产生的燃烧气体使所述燃烧室内部的压力增加且所述扩散器壳的顶板变形时，在所述顶板和所述第一支撑构件之间形成间隙；并且在所述上部圆周壁板和所述第一支撑构件之间形成间隙。
2.根据权利要求1所述的气体发生器，其中
周壁台阶形成在包括所述上部圆周壁板和所述下部圆周壁板的圆周壁板中，
所述第二支撑构件在所述大致筒状壁部和所述环形扁平部之间具有环形台阶，
在致动前，间隙存在于所述周壁台阶的台阶表面和所述环形台阶的台阶表面之间，并且
在致动期间，所述环形台阶的台阶表面抵接在所述周壁台阶的台阶表面上。
3.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中
所述第二支撑构件还具有突起，所述突起在所述环形扁平部的周边处朝向所述扩散器壳的顶板突出，
所述过滤器在与所述环形扁平部抵接的下表面处，具有用于将所述突起嵌入的凹陷，并且
所述第二支撑构件被布置为使得所述大致筒状壁部被固定到所述壳体，所述环形扁平部抵接在所述过滤器的下表面上，而所述突起被嵌入到所述过滤器的下表面的凹陷中。
4.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中
凹入到所述壳体内部的多个凹部间距地形成在所述扩散器壳的顶板中或所述扩散器壳的顶板与所述上部圆周壁板的边界区段中，
所述第一支撑构件在所述盘形部的周边处具有环形壁部，并且
所述多个凹部的末端抵接在包括所述盘形部与所述第一支撑构件的环形壁部的边界区段的部分上。
5.根据权利要求1所述的气体发生器，其中
所述第二支撑构件由热传导率高于所述第一支撑构件的金属形成。
6.根据权利要求1所述的气体发生器，其中第一支撑构件的盘形部和过滤器的外径被调整为小于正对扩散器壳的上部圆周壁板的内径，并且使得间隙形成在过滤器和上部圆周壁板之间。
7.根据权利要求1所述的气体发生器，其中第二支撑构件的环形扁平部被配置为与过滤器下表面的一半或更多的横截面面积相接触。
8.根据权利要求1所述的气体发生器，其中第一支撑构件的连通孔的总开口表面面积Al与形成在第一支撑构件和第二支撑构件之间的通道的横截面面积A2以及气体排出口的总开口表面面积A3相关联，使得Al+A2>A3。
9.根据权利要求4所述的气体发生器，其中第一支撑构件只与向内突出于壳体的凸部相接触，并且间隙存在于第一支撑构件和凹部之间，从而该间隙用作为来自气体发生剂的燃烧气体的排出路径。
10.一种气体发生器，包括：
扩散器壳，具有顶板和设有气体排出口的上部圆周壁板；封闭壳，具有底板和下部圆周壁板；壳体，作为外壳通过仅将所述上部圆周壁板和所述下部圆周壁板一体化接合而得到，
在所述壳体中，
点火装置室，由容纳点火装置的杯形容器限定，
燃烧室，限定为包围所述点火装置室并填充有气体发生剂，
环形或平板状的过滤器，配置为面对所述顶板并且与所述上部圆周壁板间隔开，
单个杯形支撑构件，至少抵接在所述过滤器的上表面上，以支撑所述过滤器，
所述单个杯形支撑构件具有盘形部和筒状壁部，所述筒状壁部形成在所述盘形部的周边处并且设有气体连通孔，所述盘形部设有仅形成在与所述过滤器的上表面相接触的区段处的多个连通孔，
所述盘形部的一个表面抵接在所述顶板上，而所述盘形部的另一表面抵接在所述过滤器的上表面上，并且
所述筒状壁部的至少一部分被布置为抵接在所述过滤器的外周面上，所述筒状壁部的开口端被固定到所述壳体，
并且，在致动期间，当由于所述气体发生剂的燃烧产生的燃烧气体使所述燃烧室内部的压力增加且所述扩散器壳的顶板变形时，在所述顶板和所述单个杯形支撑构件之间形成间隙；并且在所述上部圆周壁板和所述单个杯形支撑构件之间形成间隙。
11.根据权利要求10所述的气体发生器，其中
所述单个杯形支撑构件具有
形成在所述筒状壁部的内周面上的突起，
所述突起抵接在所述过滤器的下表面的周边上。
12.根据权利要求10或11所述的气体发生器，其中
周壁台阶形成在包括所述上部圆周壁板和所述下部圆周壁板的圆周壁板中，
所述单个杯形支撑构件在所述筒状壁部处具有环形台阶，
在致动前，间隙存在于所述周壁台阶的台阶表面和所述环形台阶的台阶表面之间，并且
在致动期间，所述环形台阶的台阶表面抵接在所述周壁台阶的台阶表面上。
13.根据权利要求10所述的气体发生器，其中
所述环形或平板状的过滤器由至少抵接在所述过滤器的上表面上的单个杯形支撑构件支撑，并且环形构件具有环形扁平部和环形壁表面，并且
在所述环形构件中，所述环形壁表面抵接在所述单个杯形支撑构件的筒状壁部上，而所述环形扁平部抵接在所述环形或平板状的过滤器的下表面上。
14.根据权利要求10所述的气体发生器，其中盘形部中的连通孔的总开口表面面积A1与筒状壁部的气体连通孔的总开口表面面积A4和气体排出口的总开口表面面积A3相关，使得Al+A4>A3。
15.根据权利要求10所述的气体发生器，其中单个杯形支撑构件的盘形部和过滤器的外径被调整成小于扩散器壳的上部圆周壁板的相对内径，并使得间隙形成在过滤器和上部圆周壁板之间。
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