CN105899411B - 用于通过曲折流动通路来过滤充气气体的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种安全气囊组件，可以包括安全气囊和充气机，充气机提供充气气体以使安全气囊充气。过滤器模块可以定位成使得离开充气机的充气气体必须首先穿过过滤器模块。过滤器模块可以由一张金属形成，金属被卷绕成大体上管状形状。过滤器模块可以具有第一层和大体上包围第一层的第二层。第一层可以具有彼此分离和/或移位的孔和凹部的图案。凹部可以朝向第二层突出以保持间隔以使得来自第一层的孔的气流能够相对未受约束地通过第二层的未对齐的孔。产生的曲折的气流路径可以帮助气体使它在离开充气机之前减速、冷却和/或净化。

Description

用于通过曲折流动通路来过滤充气气体的系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车安全。本发明尤其涉及提高安全气囊系统的成本效用的安全气囊充气机。

背景技术

在大多数的新车辆上安装充气式安全约束装置或安全气囊是强制的。安全气囊通常作为具有安全气囊模块的系统的部分安装在汽车的驾驶员侧上的方向盘中和汽车的乘客侧上的仪表盘中。事故发生时，车辆内的传感器测量异常减速并触发容纳在充气机内的填料点燃。来自填料的膨胀气体填充安全气囊，安全气囊在驾驶员和乘客的前面立即充气以保护他们免于有害地冲撞汽车的内部。通常安全气囊隐藏在车辆装饰内以在正常车辆操作期间不可见。除了驾驶员侧和乘客侧安全气囊之外，很多车辆还具有其它安全气囊，例如在车辆乘员外侧充气以提供侧向冲撞、翻转、抛出和/或小重叠碰撞保护的侧安全气囊和/或充气式帘，和膝部安全气囊、充气式安全带等等。

充气机是安全气囊组件的关键部件，因为它供给使安全气囊垫充气所需的充气气体。通常充气机是压缩气体、烟火式、或混合充气机。“压缩气体”充气机容纳受压的气体，而“烟火式”充气机容纳烟火式气体发生剂，烟火式气体发生剂点燃以产生气体。“混合”充气机通常使用压缩气体和烟火式填料这两者。一些充气机是“双级”的，意思是它们能够接收两个独立的激活信号以能够选择地产生可变量的充气气体，而其它充气机只有单级。然而，单级充气机可以具有多个定时事件，例如，全都由单个激活信号触发的多个单独的烟火式填料的点燃和/或不同体积的压缩气体的释放。

所有类型的充气机通常都由多种多样的部件制成。每个充气机均可以包含选择的腔室、扩散器、过滤器、易碎薄膜、引发器、发生剂、隔板和容器、辅助硬件和其它构件。这些部件中的每个均显著增加了充气机的成本。因此，充气机通常构成安全气囊组件成本的大部分。

另外，需要一系列不同制造步骤来制造每个充气机。涉及到的步骤数量不仅进一步增加了充气机的可能成本，它还增加材料缺陷或成品充气机工艺缺陷的可能性。

发明内容

应对本领域的当前状态，尤其是应对还没有被目前可获得的安全气囊系统和方法彻底解决的本领域中的问题和需要，已经研究出本发明的多种系统和方法。因此，有利的是，提供在多种多样的碰撞情况下为车辆乘员提供可靠保护的安全气囊系统和方法。另外，有利地最小化制造和安装成本。本发明可以具有没有在文中明确阐述的其它优点。

为了实现上述目的，并且根据如文中体现并且广义地描述的本发明，充气机可以是用于保护车辆乘员不受伤害的安全气囊组件的部分。充气机可以包括外壁和气体源，外壁具有第一孔隙并且气体源内容在限定在外壁内的腔室内。响应于充气机接收到第一激活信号，气体源可以提供气体。充气机还可以包括过滤器模块，过滤器模块具有第一层和第二层。第一层可以具有多个第一孔。第一层可以定位成使得气体穿过多个第一孔到达第二层。第二层可以具有多个第二孔，多个第二孔中的每个不与多个第一孔中的每个孔对齐。第二层可以定位成使得气体穿过多个第二孔到达第一孔隙。第一层和第二层中的一个可以具有多个第一凹部，多个第一凹部朝向第一层和第二层中的另一个突出以保持第一层和第二层之间的间隙。多个凹部中的每个凹部可以与相对应的多个孔中的每个孔分离。

多个第一凹部中的凹部被布置成使得多个第一凹部中的每个凹部大致在相对应的多个孔中的两个相邻孔之间并且距相对应的多个孔中的两个相邻孔的距离相等。第一层可以具有多个第一凹部，并且多个第一凹部可以朝向第二层突出。第二层还可以包括多个第二凹部，多个第二凹部朝向外壁突出以保持第二层和外壁或过滤器模块的第三层中任一个之间的间隔。多个第一凹部中的每个凹部可以从多个第一孔中的每个相邻孔偏移一至少0.5mm的偏移量。

第一层和第二层可以协作以限定大体上管状形状，其中第一层大体上被第二层包围。气体可以从气体源进入大体上被第一层包围的腔体。多个第一孔可以沿着大体上管状形状的轴线从多个第二孔偏移。过滤器模块还可以具有第三层，第三层与第一层和第二层协作以限定大体上管状形状。第二层可以大体上被第三层包围，并且第三层可以具有多个第三孔，多个第三孔中的每个不与多个第二孔中的每个孔对齐。

外壁可以具有多个孔隙，多个孔隙中的一个是第一孔隙。多个孔隙可以沿着大体上管状形状的轴线偏移于多个第二孔和/或大体上包围第二层的第三层的多个第三孔。第一和第二层可以是单个金属板的部分，单个金属板采用螺旋配置卷绕。

根据制造充气机的一个方法，这类方法可以包括：提供外壁，外壁具有第一孔隙；提供气体源，将气体源定位在限定在外壁内的腔室内，使得响应于充气机接收到第一激活信号，气体源提供气体；以及提供过滤器模块。提供过滤器模块可以包括提供金属板，金属板具有第一部分和与第一部分相邻的第二部分，第一部分具有多个第一孔，第二部分具有多个第二孔；以及将金属板卷绕成大体上管状形状，使得第一部分限定第一层并且第二部分限定第二层，流体从气体源流到被第一层大体上包围的腔室中，第二层大体上包围第一层。采用大体上管状形状时，多个第二孔中的每个孔可以沿着大体上管状形状的轴线从多个第一孔中的每个孔移位。方法还可以包括将过滤器模块插入到外壁中，使得在充气期间，气体流经过滤器模块到达第一孔隙。

提供金属板还可以包括在第一部分和第二部分中的一个上形成多个第一凹部，使得在金属板为大体上管状形状时，多个第一凹部朝向第一部分和第二部分中的另一个突出以保持第一层和第二层之间的间隙。形成多个第一凹部可以包括将多个第一凹部布置成使得多个第一凹部中的每个凹部大致在相对应的多个孔的两个相邻孔之间并且距相对应的多个孔的两个相邻孔的距离相等。

形成多个第一凹部可以包括在第一部分上形成多个第一凹部，使得当金属板为大体上管状形状时，多个第一凹部朝向第二部分突出。提供金属板还可以包括在第二部分上形成多个第二凹部，使得在金属板为大体上管状形状时，多个第二凹部朝向外壁突出以保持第二层和外壁与过滤器模块的第三层中的一个之间的间隔。

金属板还可以包括与第二部分相邻的第三部分。第三部分可以具有多个第三孔。采用大体上管状形状时，第三部分可以限定大致包围第二层的第三层。采用大体上管状形状时，多个第三孔中的每个孔可以沿着大体上管状形状的轴线从多个第二孔中的每个孔移位。

外壁可以具有多个孔隙，多个孔隙中的一个是第一孔隙。将过滤器模块插入到外壁中可以包括使多个孔隙沿着大体上管状形状的轴线偏移于多个第二孔和/或大体上包围第二层的第三层的多个第三孔。

根据本发明的一个实施例，用于保护车辆乘员免受伤害的安全气囊组件可以包括安全气囊和充气机，充气机连接至安全气囊以将气体排出到安全气囊中以使安全气囊充气。充气机可以包括外壁和气体源，外壁具有第一孔隙，气体源容纳在限定在外壁内的腔室内。响应于充气机接收到第一激活信号，气体源可以提供气体。充气机还可以包括过滤器模块，过滤器模块具有第一层和第二层，第二层至少围绕第一层的部分卷绕以限定大体上管状形状。第一层可以具有多个第一孔和多个第一凹部，多个第一凹部朝向第二层突出以保持第一层和第二层之间的间隙。多个第一凹部中的每个凹部可以与相对应的多个孔中的每个孔分离。第二层可以具有多个第二孔，多个第二孔中的每个不与多个第一孔中的每个孔对齐。

多个第一凹部中的凹部可以被布置成使得多个第一凹部中的每个凹部大致在多个第一孔中的两个相邻孔之间并且距多个第一孔中的两个相邻孔的距离相等。第二层还可以包括多个第二凹部，多个第二凹部朝向外壁突出以维持第二层和外壁和/或过滤器模块的第三层之间的间隔。多个第一孔可以沿着大体上管状形状的轴线从多个第二孔偏移。

外壁可以具有多个孔隙，多个孔隙中的一个是第一孔隙。多个孔隙可以沿着大体上管状形状的轴线偏移于多个第二孔和/或大体上包围第二层的第三层的多个第三孔。

本发明的这些和其它特征和优点从下面的描述和所附权利要求中将变得更加明白，或可以通过实践下文中陈述的本发明悉知。

附图说明

结合所附附图，从下面的描述和所附权利要求中，本发明的示例性的实施例将变得更加明白。应理解的是，这些附图仅仅描绘示例性的实施例并且因此不应视为对本发明的范围的限制，通过使用所附附图，将更具体和详细地描述本公开的示例性的实施例，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的安全气囊组件的立体图，示出的充气机高于气囊；

图2是图1的安全气囊组件的充气机的侧视截面图；

图3是图1的充气机的部分的剖视侧视截面图，其中过滤器模块的多层的孔排列在通过充气机的轴线的共有平面中以示出通过过滤器模块的气流；以及

图4是在它被卷绕成图2中示出的大体上管状形状之前的图1的充气机的过滤器模块的平面图。

具体实施方式

参照附图将最好地理解本发明的示例性实施例，附图中相似的部件始终由相似的数字标示。将容易理解的是，大体上如这里图中描绘的和示出的本发明的构件可以采用多种多样的不同配置布置和设计。因此，以下对本发明的设备、系统和方法的示例性的实施例(如图1到图4中表示的)的更详细描述并非旨在限制本发明的范围(如要求保护的)，而仅仅是本发明的示例性实施例的代表。

短语“连接至”、“耦接至”和“与…连通”指的是两个或多个实体之间的任何形式的相互作用，包括机械的、电的、磁的、电磁的、流体的、和热力的相互作用。两个构件可以相互耦接，即使它们没有相互直接接触。术语“邻接”指的是物品相互直接物理接触，然而物品不必附接在一起。短语“流体连通”指的是两个特征被连接使得离开一个特征的流体能够进入另一特征中或另外地接触另一特征。

文中使用的单词“示例性的”意思是“作为示例、例子或实例”。文中描述成“示例性”的任何实施例不必被解释成比其它实施例更优选或有利。虽然在附图中展示了实施例的多个方面，但是附图不必按照比例绘制，除非明确表明。

充气式安全气囊系统广泛地用来最小化碰撞情况中的乘员伤害。安全气囊模块已经安装在车辆内的多个位置处，包括但不限于，方向盘、仪表板，在侧门或侧座椅内，邻近车辆的顶部纵梁，在头顶位置中，或在膝部或腿部位置处。在下面的公开中，“安全气囊”可以指任何安全气囊类型。

参照图1，立体图示出了安全气囊组件100，其可以用来在碰撞期间保护车辆乘员。安全气囊组件100可以是任何已知类型的，包括但不限于驾驶员侧安全气囊、乘客侧安全气囊、侧安全气囊、可充气帘式安全气囊，和膝部安全气囊。安全气囊组件100可以具有纵向方向102、侧向方向104和横向方向106，所有方向都彼此正交。

安全气囊组件100可以包括安全气囊110和充气机120。安全气囊110可以具有垫130和安装部分132，垫130充气以接纳来自一个或多个车辆乘客的冲撞并且起缓冲作用，安装部分132能够固定到车辆。安全气囊110通常可以由第一层134和第二层136形成，第一层134和第二层136两者都可以由柔性材料形成，例如编织织物、薄聚合物片材等等。第一层134和第二层136可以通过一体编织、超声波焊接、RF焊接、缝合、附着粘合、或本领域中已知的多种其它方法附接到一起。

第一层134和第二层136可以协作以限定第一襟部(flap)140和第二襟部142，第一襟部140和第二襟部142可以固定到一起以部分或完全围住充气机120。孔、紧固件或其它特征(未示出)可以形成在第一襟部140和/或第二襟部142中和/或附接至第一襟部140和/或第二襟部142，以便于将充气机120和/或安装部分132附接至车辆。类似地，充气机120还可以具有便于将充气机120和/或安装部分132附接至车辆的安装特征(未示出)。

充气机120可以具有大体上沿着纵向方向102定向的大体上圆柱形形状。充气机120可以具有沿着纵向方向102的长度，该长度比它沿着侧向方向104和横向方向106的宽度大得多。充气机120可以具有外壁150和端盖152。外壁150可以具有第一组孔隙154和第二组孔隙156，第一组孔隙154和第二组孔隙156响应于接收到指示碰撞、即将发生的碰撞、或其它突然加速或减速事件的激活信号将充气气体释放到垫130的内部。

充气机120可以具有轴线158，轴线158由外壁150的大体上管状形状限定。第一组孔隙154可以集中在垂直于轴线158的第一平面(未示出)上，并且第二组孔隙156可以集中在垂直于轴线158的、并且偏移于第一平面的第二平面上。因此，第一组孔隙154可以为充气气体提供从充气机120到垫130的径向出口。第二组孔隙156可以在沿着轴线158的一位置处为充气气体提供从充气机120到垫130的充气气体的径向出口，该位置偏移于充气气体通过第一组孔隙154离开充气机120的位置。

图1中示出的配置可以特别适合于从座椅或贴近座椅的外侧表面的车辆的部件展开的侧向冲撞安全气囊。然而，在与上面提到的其它安全气囊类型一起使用时，充气机和安全气囊可以配置成与图1中示出的那些大不相同。例如，充气机120可以不是细长的，而是可以具有更加盘状的形状(其中宽度大于长度)。孔隙不需要如同示出地位于充气机的中间；相反地，孔隙可以定位在充气机的一端或两端和/或两端之间的任意位置处。本领域技术人员将意识到，文中阐述的本发明的原理可以与多种多样的充气机类型一起使用。

参照图2，侧视截面图示出了图1的安全气囊组件100的充气机120。外壁150可以具有第一端160和第二端162，第二端162沿着纵向方向102从第一端160移位。如同示出的，外壁150可以形成为单块，但是在替代实施例中，外壁可以由结合到一起的多块形成。外壁150可以通过多种方式固定至端盖152，包括卷曲、焊接、钎焊、化学或附着粘合、紧固、热焊接、惯性焊接等等。

端盖152可以具有引发器170，引发器170响应于接收到来自车辆的激活信号点燃，激活信号转而可以由诸如控制系统、传感器组件、或车辆内的其它设备的信号生成元件(未示出)生成。引发器170可以位于限定在第一端盖152内部内的腔室172内(如同示出的)，或可替代地突出到充气机120的内部中。引发器170可以通过引脚174电气地连接至车辆内的激活信号生成元件，引脚174存在于插座176(限定在端盖152的暴露端内)内以接纳连接器，例如连接至信号生成元件的插头(未示出)。充气机120可以是单级充气机，并且因此可以仅响应于接收到单个激活信号而完全激活。

腔室180可以限定在外壁150内。腔室180可以包含第一气体源。本发明囊括所有不同的气体源；因此，可以使用包括烟火式发生剂、压缩贮存气体、任何其它已知的气体源或其任意组合的气体源。

充气机120可以采取利用烟火式发生剂和压缩气体这两者的烟火式充气机的形式。因此，腔室180可以容纳发生剂184。通常，“发生剂”是通过包括燃烧或其它化学反应的某种类型的反应来产生气体的物质。发生剂可以是固体、液体或其组合。如图2所示，发生剂184可以采取可预测地燃烧以产生充气气体的球丸形式。发生剂184可以极为接近引发器170，被圆周壁188和端壁190所容纳，圆周壁188和端壁190协作限定容纳发生剂184的发生剂腔室192。圆周壁188可以在端壁190的任一侧上卷曲以将端壁190保持就位而不需要紧固件或粘着剂。端壁190可以设计成在发生剂184开始产生气体时破裂。在替代的实施例中(未示出)，圆周壁188和端壁190可以结合成单个构件或一起被省略，并且发生剂184可以存在于腔室180中而没有容纳在任何其它壳体内。

过滤器模块200可以定位成在由发生剂184产生的气体离开充气机120之前对气体进行过滤。过滤器模块200可以具有第一层210、第二层220和第三层230，第一层210具有多个孔212和多个凹部214，第二层220具有多个孔222和多个凹部224，第三层230具有多个孔232和多个凹部234。过滤器模块200可以具有大体上管状形状，可以通过围绕芯棒等卷绕薄的、易弯的物体(例如金属板)提供大体上管状形状，如同随后将更详细描述的。过滤器模块200的大体上管状形状可以限定大体上圆柱形内腔室240，气体在离开发生剂腔室192之后流到内腔室240中。

在本申请中，“凹部”指的是任何突出特征。凹部不需要具有任何特定形状；因此，凹部可以具有多种多样的任何形状，包括圆柱形、半球形、矩形、棱形、其它形状和/或其组合。

第一层210的孔212可以使得气体能够穿过第一层210。第一层210的凹部214可以朝向第二层220突出，以使得凹部214有助于保持第一层210和第二层220之间的适当的间隔(即，间隙)，以确保气体能够在第一层210和第二层220之间相对自由地移动。

孔212和凹部214可以分组在多个大体上圆形编队(例如，如图2所示的六个圆形编队)中，多个大体上圆形编队沿着外壁150的轴线158(轴线158也可以是过滤器模块200的大体上管状形状的轴线)彼此移位。每个大体上圆形编队中的孔212和凹部214可以采用交替模式(即，孔、凹部、孔和凹部)围绕第一层210的圆周布置。

在替代实施例中(未示出)，第一层可以具有完全不同布置的孔和凹部，例如每个凹部之间有多个孔，每个孔之间有多个凹部，采用不同的大体上圆形编队的孔和凹部，孔和凹部定位成不与其它大体上圆形编队中的它们的配对物对齐，和/或采用不同于大体上圆形编队的布置来放置孔和/或凹部。借助于本公开，本领域技术人员将想到孔和/或凹部的很多其它布置。

有利地，孔212和凹部214可以彼此分离。因此，每个凹部214可以是完全完整的，使得没有气体流经每个凹部214，并且每个孔212可以形成于存在于凹部214之间的第一层210的区域中。这可以提供曲折的气流通路，曲折的气流通路有助于使得气流减速、冷却和/或净化，同时避免狭窄的流动限制，狭窄的流动限制可能变得堵塞或另外地导致气体不可预测地从充气机120出去和/或导致气体从充气机120出去时的过多延迟。

如果需要，每个孔212的边缘可以与最靠近的凹部214的边缘重合。替代地，每个孔212的边缘可以与最靠近的凹部的边缘分离一偏移量，例如范围从0.5mm到5mm。替代地，偏移量的范围可以为从1mm到3mm。替代的，偏移量可以为约2mm。

第二层220的孔222可以使得气体能够穿过第二层220。第二层220的凹部224可以朝向第三层230突出，使得凹部224有助于保持第二层220和第三层230之间的适当间隔，以确保气体能够在第二层220和第三层230之间相对自由地移动。

像第一层210的孔212和凹部214一样，第二层220的孔222和凹部224可以布置在多个大体上圆形编队(例如，图2所示的五个大体上圆形编队)中。第二层220的孔222可以轴向地偏移于第一层210的孔212，使得移动通过过滤器模块200的充气气体必需在离开第一层210的一个孔212之后，在穿过第二层220的一个孔222之前沿着轴线158行进一些距离。

另外地，像第一层210的孔212和凹部214一样，第二层220的孔222和凹部224可以彼此分离以帮助在第二层220和第三层230之间提供曲折的、并且还相对不受限制的气流通路。孔222和凹部224也可以彼此偏移，如同之前关于第一层210的孔212和凹部214表明的。

类似地，第三层230的孔232可以使得气体能够穿过第三层230。第三层230的凹部234可以朝向外壁150突出，使得凹部234有助于保持第三层230和外壁150之间的适当间隔，以确保气体能够在第三层230和外壁150之间相对自由地移动。

像第一层210的孔212和凹部214，以及第二层220的孔222和凹部224一样，第三层230的孔232和凹部234可以布置在多个大体上圆形编队(例如，图2所示的四个大体上圆形编队，其中两个大体上圆形编队只有凹部234，如同随后将描述的)中。第三层230的孔232可以轴向地偏移于第二层210的孔222，使得移动通过过滤器模块200的充气气体必须在离开第二层220的一个孔222之后，在穿过第三层230的一个孔232之前沿着轴线158行进一些距离。

另外地，像第一层210的孔212和凹部214，以及第二层220的孔222和凹部224一样，第三层230的孔232和凹部234可以彼此分离以帮助在第三层230和外壁150之间提供曲折的、并且还相对不受限制的气流通路。孔232和凹部234也可以彼此偏移，如同之前关于第一层210的孔212和凹部214表明的。

操作时，相关联的信号生成元件可以响应于检测到碰撞、即将发生的碰撞、或需要安全气囊组件100展开的其它事件产生激活信号。激活信号可以通过引脚174传送到插座176和引发器170。然后引发器170可以点燃以引起发生剂腔室192内的发生剂184点燃。发生剂184可以产生气体，气体使圆周壁188和/或端壁190破裂。膨胀中的气体可以流到大体上圆柱形内腔室240中。

在气体穿过过滤器模块200期间，微粒、碎片和气体内的任何其它杂质可以被捕集，并且气体可以被冷却和/或减速。因此，气体可以以希望的温度、速度和/或纯度离开充气机120，以有效地使安全气囊110充气，而不会损坏它。结合图3将更详细地示出和描述凭借曲折的气流通路完成过滤所用的方式。

参照图3，侧视截面图示出图1的充气机120的部分，其中过滤器模块200的多层的孔排列在通过充气机120的轴线158的共有平面中，以示出通过过滤器模块200的气流。更准确地，示出了第一层210的孔212、第二层220的孔222、和第三层230的孔232，其中它们的中心在轴线158穿过的共有平面(即图3的截面平面)中。这样做的目的是便于示出曲折的流动路径，气体通过该曲折的流动路径可以穿过过滤器模块200。然而，在实际实践中，孔212、孔222、和孔232的中心可以不是共面的，因为它们可以围绕轴线158定位在不同的角度处。类似地，图2中，凹部214、凹部224和凹部234的中心全都在图2的截面平面中，但是在实际实践中，它们可以围绕轴线158彼此移位多种角度。

通过示例的方式，图3示出了示例性的气流250，气流250指示气体从圆柱形内腔室240移动到充气机120的外部所采取的通路。如同示出的，气体可以首先径向地向外流动并且撞击第一层210的内表面；这种撞击可以使充气气体的流动减速并且通过将一些热量从充气气体传递到第一层210和/或采用促进热传导的方式连接至第一层210的其它部件来冷却充气气体。而且，诸如未燃烧的发生剂、熔渣、微粒杂质等的杂质脱离夹带和/或附着至第一层210的内表面，由此净化气流250。

充气气体可以沿着第一层210的内表面轴向地(即平行于轴线158)和/或周向地行进直到它到达第一层210的一个孔212。然后气体可以移动通过孔212，并且再次径向地向外流动。然后气体可以撞击第二层220的内表面。和撞击第一层210的内表面一样，对第二层220的内表面的这种撞击可以用来使充气气体减速、冷却和/或净化。热量可以从充气气体传递到第二层220。

然后充气气体可以沿着第二层220的内表面轴向地和/或周向地行进直到它到达第二层220的一个孔222。然后气体可以移动通过孔222，并且再次径向地向外流动。然后气体可以撞击第三层230的内表面。和撞击第一层210和第二层220的内表面一样，对第三层230的内表面的这种撞击可以用来使充气气体减速、冷却和/或净化。热量可以从充气气体传递到第三层230。

然后充气气体可以沿着第三层230的内表面轴向地和/或周向地行进直到它到达第三层230的一个孔232。然后气体可以移动通过孔232，并且再次径向地向外流动。然后气体可以撞击外壁150的内表面。和撞击第一层210、第二层220和第三层230的内表面一样，对外壁150的内表面的这种撞击可以用来使充气气体减速、冷却和/或净化。热量可以从充气气体传递到外壁150和/或采用促进热传导的方式连接至外壁150的其它部件。

如同示出的，第三层230的孔232可以大体上与第一层210的孔212对齐，但是不与第二层220的孔222对齐。然而，虽然第一层210可以具有与第一组孔隙154和第二组孔隙156轴向对齐的孔212，但是第三层230可以没有这样的孔。相反地，第一阻碍区254可以与第一组孔隙154对齐，第二阻碍区256可以与第二组孔隙156对齐。在第一阻碍区254和第二阻碍区256中的每个中可以有凹部234但是没有孔232。因此，第一阻碍区254和第二阻碍区256可以迫使充气气体轴向流动以到达不与孔隙154和孔隙156的任何一个对齐的孔232。这样可以确保充气气体不能够在不首先撞击外壁150的内表面，和经历上面结合撞击第一层210、第二层220和第三层230的内表面描述的热传递、净化和/或减速的情况下，从第三层230的孔232中的任一个离开充气机120。

在本申请中，“对齐”的孔大体上指的是大体上相互平行并且当从垂直于它们的方向看过去时大致相互重叠的孔。因此，如果圆形孔是对齐的，那么它们可以同轴或几乎同轴。“轴向对齐”的孔是沿着轴线(例如轴线158)定位在相同位置处的孔。轴向对齐的孔可以周向地偏移于彼此，即一个孔可以具有相对于另一孔的位置围绕轴线旋转的位置。“周向对齐”的孔是围绕轴线(例如轴线158)定位在相同或几乎相同的旋转角度处的孔。向周对齐的孔可以轴向地偏移于彼此。因此，仅仅“轴向对齐”或“周向对齐”的孔可以仅是单方向对齐的，并且因此不是“对齐的”，例如双方向对齐。

在移动通过第三层230的孔232之后，接着充气气体可以沿着外壁150的内表面轴向地和/或向周地行进直到它到达孔隙154或孔隙156中的一个。然后气体可以移动通过孔隙154或孔隙156，并且径向地向外流动以离开充气机120。尽管图3中示出的示例性的气流250仅移动通过图3中示出的孔隙154，但是更靠近第二端162的其它气流可以替代地移动通过图3中示出的孔隙156，和更靠近它的孔212、孔222和孔232。

如之前所述，实际上孔212、孔222和孔232的中心可以不彼此周向地对齐(即，它们不需要如图3中所示的共面)。当孔212、孔222和孔232的中心围绕轴线158旋转到不同角度时，充气气体流经过滤器模块200所采用的方式仍如图3中所示的，除此之外，在第一层210和第二层220之间，第二层220和第三层230之间、以及第三层230和外壁150之间，气体需要周向地流动一些距离(即相对于图3的视图进入或离开页面)，以便到达下一个孔222、孔232、孔隙154、或孔隙156。

孔212、孔222、和孔232不需要彼此相互周向地对齐的事实可以是本发明的显著优点。特别地如果过滤器模块200是通过卷绕单个金属板等形成的，那么不需要向周对齐可以便于过滤器模块200的制造过程。更具体地，不需要周向对齐可以是有利地，因为不需要注意确保第一层210、第二层220和第三层230中的每个被卷绕成具有非常好的密封性。类似地，凹部214、凹部224和凹部234不需要保持任何周向对齐，因此，有助于由缺少对孔212、孔222和孔232的这样的要求提供的优点。将结合图4示出和描述制造过滤器模块200可采用的一个示例性的方式。

参照图4，平面图示出了在它被卷绕成图2中示出的大体上管状形状之前的图1的充气机120的示例性过滤器模块200。充气机120可以由单块材料形成。如果需要，充气机120可以被卷绕成图2和图3中示出的大体上管状形状。为了便于此，充气机120可以由足够结实(以在充气期间保持为整体)，还足够有韧性和/或可延展性(以相对容易变形)的材料形成。

回到图4，充气机120可以由金属板400形成，金属板400由钢、不锈钢、铝、钢合金、不锈钢合金、铝合金等制成。金属板400可以围绕芯棒或其它大体上圆柱形物体卷起以提供希望的大体上管状形状。金属板400可以采用螺旋配置卷绕，这可以提供大体上管状形状。如果需要，金属板400可以在卷绕之前被加热，化学处理或以其它方式处理以提高金属板400的延展性。卷绕过程可以用工具(例如金属折弯机)手动地形成，或通过使用相应的机器可以是自动化的。

金属板400可以具有大体上矩形形状，如同示出的，并且可以分成第一部分410、与第一部分410相邻的第二部分420、与第二部分420相邻的第三部分430。一旦金属板400已经被卷绕成大体上管状形状，第一部分410可以形成第一层210，第二部分420可以形成第二层220，而第三部分430可以形成第三层230。

孔212和凹部214可以形成在第一部分410上以出现在第一层210上。孔212和凹部214可以形成在一系列直线中，并且可以采用如上所述的交替方式(即，孔、凹部、孔和凹部)布置。第一部分410的孔212和凹部214可以布置在六条直线中，如同示出的。类似地，第二部分420的孔222和凹部224可以采用交替方式布置在五条直线中，并且第三部分430的孔232和凹部234可以布置在四条直线中，而第一阻碍区254和第二阻碍区256的凹部234相似地布置在两条另外的直线中。

第三部分430的孔232和凹部234可以布置在与第一部分410的孔212和凹部214的直线共线的直线中。第二部分420的孔222和凹部224可以平行但偏移于(即，不共线)第一部分410的孔212和凹部214和第三部分430的孔232和凹部234。

因此，在过滤器模块200已经被卷绕成大体上管状形状之后，第三层230的孔232和凹部234可以与第一层210的孔212和凹部214大体上对齐。第二部分420的孔222和凹部224可以不与第一层210的孔212和凹部214以及第三层230的孔232和凹部234对齐，如同图2和3中所示。第一阻碍区254和第二阻碍区256可以定位在第三部分430上，使得当过滤器模块200插入到外壁150中时，第一阻碍区254与第一组孔隙154对齐，并且第二阻碍区256与第二组孔隙156对齐，如图2和3所示。

在替代的实施例(未示出)，根据本发明的充气机可以由多个单独的、嵌套的管状形状形成。在其它替代实施例中，根据本发明的充气机不需要具有管状形状，而是替代地可以是相对平坦的。这类充气机可以通过，例如将单个材料板折叠在它本身上方以提供层，或堆叠多个单独的材料层形成。

文中公开的任何方法包含用于执行所描述的方法的一个或多个步骤或动作。方法的多个步骤和/或动作可以相互交换。换句话说，除非为了实施例的正确操作要求步骤或动作的特定顺序，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。

本说明书通篇参考的“实施例”或“本实施例”意思是结合那个实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，本说明书通篇所陈述的短语或其变体不必要全都涉及相同的实施例。

类似地，应该理解的是，上面的实施例的描述中，出于精简本公开的目的，有时在单个实施例、图或其描述中将多个特征集合到一起。然而，公开的这种方法不应解释成反映任何权利要求要求比该权利要求中明确陈述的那些特征更多的特征的目的。相反地，如下面权利要求反映的，发明的方面在于比任何单个的前述公开的实施例的全部特征更少的组合。因此，跟随在具体实施方式之后的权利要求书特此明确地结合到本具体实施方式中，每个权利要求作为单独的实施例独立地存在。本公开包括独立权利要求及其从属权利要求的全部排列。

权利要求中陈述的关于特征或元件的术语“第一”不必暗示第二或另外的这类特征或元件的存在。采用手段加功能形式陈述的元件旨在依照35U.S.C.§112第6段解释。对于本领域技术人员来说，在不背离本发明的基本原理的情况下对上述实施例的细节进行任何变形是显而易见的。

虽然已经示出和描述了本发明的具体实施例和应用，但是应理解的是本发明不限于文中公开的准确配置和构件。对于本领域技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，文中公开的本发明的方法和系统的布置、操作和细节可以进行多种修改、变形和变体是显而易见的。

Claims (20)

1.一种用于安全气囊组件的充气机，所述安全气囊组件用于保护车辆乘员免受伤害，所述充气机包括：

外壁，所述外壁包括第一孔隙；

气体源，所述气体源容纳在限定在所述外壁内的腔室内，其中，响应于所述充气机接收到第一激活信号，所述气体源提供气体；以及

过滤器模块，所述过滤器模块包括第一层和第二层，其中：

所述第一层包括多个第一孔，其中所述第一层定位成使得气体穿过所述多个第一孔到达所述第二层；

所述第二层包括多个第二孔，所述多个第二孔中的每个沿周向均不与所述多个第一孔中的每个孔对齐，其中，所述第二层被定位成使得气体穿过所述多个第二孔到达所述第一孔隙；并且

所述第一层和所述第二层中的一个包括多个第一凹部，所述多个第一凹部朝向所述第一层和所述第二层中的另一个突出，以保持所述第一层和所述第二层之间的间隙，其中，所述多个凹部中的每个凹部与相对应的多个孔中的每个孔分离。

2.根据权利要求1所述的充气机，其中，所述多个第一凹部中的凹部被布置成使得所述多个第一凹部中的每个凹部大致在相对应的多个第一孔中的两个相邻孔之间并且距所述相对应的多个第一孔中的两个相邻孔的距离大致相等。

3.根据权利要求1所述的充气机，其中，所述第一层包括所述多个第一凹部，其中所述多个第一凹部朝向所述第二层突出，其中，所述第二层还包括多个第二凹部，所述多个第二凹部朝向所述外壁突出，以保持所述第二层和从由所述外壁和所述过滤器模块的第三层组成的群组中选择的一个之间的间隔。

4.根据权利要求3所述的充气机，其中，所述多个第一凹部中的每个凹部均从所述多个第一孔中的每个相邻孔偏移一至少0.5mm的偏移量。

5.根据权利要求1所述的充气机，其中，所述第一层和所述第二层协作以限定大体上管状形状，其中所述第一层大体上被所述第二层包围，其中，气体从所述气体源进入大体上被所述第一层包围的腔室。

6.根据权利要求5所述的充气机，其中，所述多个第一孔沿着大体上管状形状的轴线从所述多个第二孔偏移。

7.根据权利要求5所述的充气机，其中，所述过滤器模块还包括第三层，所述第三层与所述第一层和所述第二层协作以限定大体上管状形状，其中，所述第二层大体上被所述第三层包围，所述第三层包括多个第三孔，所述多个第三孔中的每个不与所述多个第二孔中的每个孔对齐。

8.根据权利要求5所述的充气机，其中，所述外壁包括多个孔隙，所述多个孔隙中的一个是第一孔隙，其中，所述多个孔隙沿着大体上管状形状的轴线偏移于从由所述多个第二孔和大体上包围所述第二层的第三层的多个第三孔组成的群组中选择的至少一个。

9.根据权利要求5所述的充气机，其中，所述第一层和所述第二层是单个金属板的部分，所述单个金属板按照螺旋配置卷绕。

10.一种制造充气机的方法，所述方法包括：

提供外壁，所述外壁包括第一孔隙；

提供气体源；

将所述气体源定位在限定在所述外壁内的腔室内，使得响应于所述充气机接收到第一激活信号，所述气体源提供气体；

通过：

提供金属板，所述金属板包括第一部分和与所述第一部分相邻的第二部分，其中，所述第一部分包括多个第一孔并且所述第二部分包括多个第二孔；以及

将所述金属板卷绕成大体上管状形状，使得所述第一部分限定第一层并且所述第二部分限定第二层，气体从所述气体源流到被所述第一层大体上包围的腔室中，所述第二层大体上包围所述第一层，其中，采用大体上管状形状时，所述多个第二孔中的每个孔沿着大体上管状形状的轴线和周向从所述多个第一孔中的每个孔移位，来提供过滤器模块；以及

将所述过滤器模块插入到所述外壁中，使得在充气期间气体流经所述过滤器模块到达所述第一孔隙。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，提供所述金属板还包括在所述第一部分和所述第二部分中的一个上形成多个第一凹部，使得在所述金属板为大体上管状形状时，所述多个第一凹部朝向所述第一部分和所述第二部分中的另一个突出以保持所述第一层和所述第二层之间的间隙。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述多个第一凹部包括将所述多个第一凹部布置成使得所述多个第一凹部中的每个凹部大致在相对应的多个孔的两个相邻孔之间并且距所述相对应的多个孔的两个相邻孔的距离相等。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述多个第一凹部包括在所述第一部分上形成所述多个第一凹部，使得在所述金属板为大体上管状形状时，所述多个第一凹部朝向所述第二部分突出，其中提供所述金属板还包括在所述第二部分上形成多个第二凹部，使得在所述金属板为大体上管状形状时，所述多个第二凹部朝向所述外壁突出以保持所述第二层和从由所述外壁和所述过滤器模块的第三层组成的群组中选择的一个之间的间隔。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述金属板还包括与所述第二部分相邻的第三部分，其中，所述第三部分包括多个第三孔，其中，采用大体上管状形状时，所述第三部分限定大致包围所述第二层的第三层，其中，采用大体上管状形状时，所述多个第三孔中的每个孔沿着大体上管状形状的轴线从所述多个第二孔的每个孔移位。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述外壁包括多个孔隙，所述多个孔隙中的一个是第一孔隙，其中将所述过滤器模块插入到所述外壁中包括使所述多个孔隙沿着大体上管状形状的轴线偏移于从由所述多个第二孔和大体上包围所述第二层的第三层的多个第三孔组成的群组中选择的至少一个。

16.一种安全气囊组件，所述安全气囊组件用于保护车辆乘员免受伤害，所述安全气囊组件包括：

安全气囊；以及

充气机，所述充气机连接至所述安全气囊以将气体排出到所述安全气囊中以使所述安全气囊充气，所述充气机包括：

外壁，所述外壁包括第一孔隙；

气体源，所述气体源容纳在限定在所述外壁内的腔室内，其中，响应于所述充气机接收到第一激活信号，所述气体源提供气体；以及

过滤器模块，所述过滤器模块包括第一层和第二层，所述第二层至少围绕所述第一层的一部分卷绕以限定大体上管状形状，其中：

所述第一层包括多个第一孔和多个第一凹部，所述多个第一凹部朝向所述第二层突出以保持所述第一层和所述第二层之间的间隙，其中，所述多个第一凹部中的每个凹部与相对应的多个孔中的每个孔分离；并且

所述第二层包括多个第二孔，所述多个第二孔中的每个沿周向不与所述多个第一孔中的每个孔对齐。

17.根据权利要求16所述的安全气囊组件，其中，所述多个第一凹部中的凹部被布置成使得所述多个第一凹部中的每个凹部大致在所述多个第一孔中的两个相邻孔之间并且距所述多个第一孔中的两个相邻孔的距离相等。

18.根据权利要求16所述的安全气囊组件，其中，所述第二层还包括多个第二凹部，所述多个第二凹部朝向所述外壁突出以保持所述第二层和所述外壁和所述过滤器模块的第三层中的一个之间的间隔。

19.根据权利要求16所述的安全气囊组件，其中，所述多个第一孔沿着大体上管状形状的轴线从所述多个第二孔偏移。

20.根据权利要求16所述的安全气囊组件，其中，所述外壁包括多个孔隙，所述多个孔隙中的一个是第一孔隙，其中所述多个孔隙沿着大体上管状形状的轴线偏移于从由所述多个第二孔和大体上包围所述第二层的第三层的多个第三孔组成的群组中选择的至少一个。