CN107074189B - 气体发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体发生器，其中，筒状壳体从固定有点火机构的第1端部到相反侧的第2端部配置有：点火机构室、气体流入室及加压气体室，该筒状壳体的内周壁面具有从所述点火机构室到所述气体流入室沿轴向隔开间隔地突出的第1移动限制部、第2移动限制部及停止部，所述第2移动限制部的轴向的截面形状为三角形，其中所述点火机构室侧的面，是从所述点火机构室到所述气体流入室内径变小的倾斜面，而所述气体流入室侧的面，是与所述筒状壳体形成的角度(α1)为90度以下的面，所述气体发生器配置有包含基底部的前端扩径的破坏机构，所述基底部的外周面与所述点火机构室和所述气体流入室之间的所述筒状壳体的内周壁面抵接，在工作前，所述基底部被夹在所述第1移动限制部与所述第2移动限制部之间，在工作后，被夹在所述第2移动限制部的角度α1为90度以下的面与所述停止部之间。

Description

气体发生器
技术领域
本发明涉及可以用于搭载于车辆的气囊装置的、使用加压气体的气体发生器。
背景技术
对使用加压气体的气体发生器而言，需要破坏用于封装加压气体的封闭构件并使其开口的手段，进一步，为了控制开口后的气体的流出量，开口部的截面面积恒定也很重要。
在US-A No.6499764的图9、图10中，示出了以下实施方式：通过包括杆66和活塞脚67的活塞65的移动，利用活塞脚67破坏固定于盖40的封闭构件38。
破坏封闭构件38之后，活塞脚67与扩散器头13b的凹陷60碰撞。
通过封闭构件38被破坏而形成开口39，加压气体室11内的加压气体从开口39与杆66的间隙69流出。
在JP-A No.H08-85410的图1中示出了致动前，图2示出了致动后的状态。在第0025段，记载了罐64从图1所示的位置移动到图2所示的位置为止时，翼构件99从图1所示的缩回的状态移动到图2所示的延伸状态，翼构件99在为图2所示的延伸状态时，与侧壁部分20的内面进行摩擦衔接，使得罐64不向朝图1所示的位置的后方移动。
发明内容
本发明提供一种气体发生器，其中，
在点火机构固定于第1端部侧的开口部、且沿轴向的相反侧的第2端部侧被封闭的筒状壳体内，从第1端部侧依次配置：具备点火机构的点火机构室、具有气体排出口的气体流入室、及加压气体室，
从所述点火机构室到所述气体流入室的筒状壳体的内周壁面，依次具有：沿轴向隔开间隔地突出的第1移动限制部、第2移动限制部及停止部，
所述第2移动限制部的轴向的截面形状为三角形，其中，所述点火机构室侧的面，是从所述点火机构室到所述气体流入室内径变小的倾斜面，所述气体流入室侧的面，是所述面与所述筒状壳体之间的角度(α1)为90度以下的面，
所述加压气体室与所述气体流入室之间利用封闭机构封闭，所述封闭机构包括：从所述筒状壳体的内周壁面向半径方向内侧延伸的固定部、和固定于所述固定部的破裂板，
在所述点火机构室和所述气体流入室之间配置有所述破裂板的破坏机构，该破坏机构包括：外周面与所述筒状壳体的内周壁面抵接的基底部、和从所述基底部向所述破裂板侧延伸的杆部，
所述杆部具有：从所述基底部延伸的杆主体部、和所述杆主体部的前端部在半径方向进行扩径而成的扩径部，
在工作前，所述破坏机构的基底部通过夹在所述第1移动限制部与所述第2移动限制部之间而得以固定，
在工作后，通过被夹在所述第2移动限制部的角度α1为90度以下的气体流入室侧的面与所述停止部之间而停止向轴向两侧的移动。
附图说明
本发明通过下面详细的说明和附图进一步完全得到理解，但这些仅用于说明本发明，本发明不受其限制。
[图1]为本发明的气体发生器的X轴方向的截面图。
[图2]为图1的部分放大图(工作前)。
[图3]为图1的部分放大图，示出了工作后的状态。
[图4]为图1的第2移动限制部(第2突起)的部分放大图。
[图5]为图1的部分放大图，示出了其他实施方式。
发明详述
在US-A No.6499764的图9及图10所示的实施方式中，杆66的半径方向的位置的固定手段是不清楚的，也不清楚是否可以保持间隙69的截面面积恒定。
在JP-A No.H08-85410中，翼构件99的详情是不清楚的，但从图2可以确认，其与侧壁部分20的内面以极窄的面积接触，从在侧壁部分20的内面也未形成停止机构来考虑，不能说作为罐64的移动停止机构是充分的。
本发明提供可以用于搭载于车辆的气囊装置的、使用加压气体的气体发生器，该气体发生器在车辆的耐用年数期间可以保持工作的可靠性。
对点火机构室而言，包含在气囊装置的气体发生器中使用的众所周知的电气式点火器，根据需要可以组合使用传火药、气体发生剂。
由气体发生剂产生的气体可用于气囊展开。
在加压气体室中，以所需压力填充有氩、氦、氮气等气体。
在形成气体流入室的筒状壳体上，形成有气体排出口。需要说明的是，可以将筒状过滤器配置于从内侧覆盖气体排出口的位置。
对从点火机构室到气体流入室的筒状壳体的内周壁面而言，依次具有沿轴向隔开间隔形成的第1移动限制部、第2移动限制部及停止部。
对第1移动限制部而言，只要可以使得工作前破坏机构(基底部)不向点火机构室侧移动即可。
对第2移动限制部而言，只要可以使得工作前破坏机构(基底部)不向破裂板侧(加压气体室侧)移动即可。
对停止部而言，只要可以利用该停止部使工作时沿轴向移动的破坏机构停止即可。
第1移动限制部可以为：筒状壳体的内径变小的部分、形成有环状突起的部分、及环状地配置有独立突起的部分等。
第2移动限制部可以为：形成有环状突起的部分、环状地配置有独立突起的部分等。
第2移动限制部的轴向的截面形状为三角形。
第2移动限制部的点火机构室侧的面，为从点火机构室到气体流入室内径变小的倾斜面。
第2移动限制部的气体流入室侧的面，为上述气体流入室侧的面与筒状壳体之间的角度(α1)为90度以下的面。
上述角度(α1)优选45～90度的范围。
停止部可以为：筒状壳体的内径变小的部分、形成有环状突起的部分、及环状地配置有独立突起的部分等。
封闭机构对加压气体室与气体流入室之间进行封闭，上述封闭机构包括：从筒状壳体的内周壁面向半径方向内侧延伸的固定部、和固定于固定部的破裂板。
在点火机构室与气体流入室之间，配置有上述破裂板的破坏机构。
破坏机构包括：基底部、和从上述基底部向破裂板侧延伸的杆部。
基底部的外周面与上述筒状壳体的内周壁面抵接。
对于破坏机构而言，通过在工作时基底部以与筒状壳体的内周壁面抵接的状态沿轴向滑动，基底部和杆部成为一体并沿轴向(破裂板的方向)移动而破坏破裂板。
杆部具有杆主体部、和从上述杆主体部向半径方向扩径而成的扩径部，上述扩径部位置于杆部的前端部。
可以进一步使包括扩径部的杆前端部的端面为整体呈从外周向中心方向凹陷的形状(例如弯曲的形状)。若为这样的形状，易于以凹陷来接受已凿穿的破裂板。
对破坏机构而言，通过在工作前，基底部夹在第1移动限制部与第2移动限制部之间而得以固定。
因此，防止了从外部施加的振动导致破坏机构沿轴向移动。
对破坏机构的基底部而言，在工作时越过第2移动限制部的倾斜面而移动，通过被夹在第2移动限制部的角度α1为90度以下的气体流入室侧的面与上述停止部之间，而停止向轴向两侧的移动。
若为角度α1超过90度那样的面，则存在被从加压气体室向气体流入室的气体流按压而基底部返回的可能性，但若为角度α1为90度或低于90度的面，则基底部不会返回。因此，在图1、2中，破坏机构沿X轴方向移动后，由于在杆主体部和固定部42的筒状壁部44形成了截面面积恒定的环状的间隙，加压气体流经从加压气体室到气体排出口的排出路径时的流量由该环状的间隙决定，气体发生器的输出稳定。从该观点出发，优选杆主体部形成为从杆扩径部到基底部具有恒定的外径的形式。
对上述发明的气体发生器而言，其中，
上述破坏机构的基底部与杆部成为一体，
对上述基底部而言，可以具有在厚度方向具有贯通孔的圆板部，且上述圆板的外周面以可以沿轴向滑动的方式与上述筒状壳体的内周壁面抵接。
由于破坏机构的基底部与杆部成为一体，因此在工作时，基底部一边将筒状壳体的内周壁面向破裂板方向滑动一边移动，杆部与破裂板碰撞并破坏破裂板而使其开口。
对基底部的贯通孔而言，在点火机构室中填充有气体发生剂的情况下作为燃烧气体的通过孔。
基底部的贯通孔可以利用由铝等形成的密封带封闭。需要说明的是，在此所说的一体，是指只要在气体发生器的工作时可以保持成为一体的状态即可，可以是基底部和杆部由不同的部件形成，并利用焊接等方法进行固定。
对上述发明的气体发生器而言，其中，
上述破坏机构的基底部与杆部成为一体，
对上述基底部而言，可以包括在厚度方向具有贯通孔的圆板部、和从圆板部的外周向上述点火机构侧延伸的筒状壁面部，且上述筒状壁面部的外周面以可以沿轴向滑动的方式与上述筒状外壳的内周壁面抵接。
由于破坏机构的基底部与杆部成为一体，因此在工作时，基底部一边在筒状壳体的内周壁面向破裂板方向滑动一边移动，杆部与破裂板碰撞并破坏破裂板而使其开口。
基底部包括圆板部和环状壁面部，与基底部为圆板部的基底部比较，上述基底部由于与筒状壳体的内周壁面的接触面积变大，因此滑动变难，但在滑动时杆部的中心轴不易晃动的方面有利。
其中，也可以通过使筒状壁面部的一部分凹陷，使得与壳体的内周壁面的接触面积变小。
对基底部的贯通孔而言，在点火机构室中填充有气体发生剂的情况下作为燃烧气体的通过孔。
基底部的贯通孔可以利用由铝等形成的密封带封闭。
本发明的气体发生器在用于车辆的气囊装置时，可以在车辆的耐用年数期间保持工作的可靠性。
具体实施方式
(1)图1～图3的气体发生器
图1所示的气体发生器1在筒状壳体10内配置有点火机构室30、气体流入室40、及加压气体室50。
虽然筒状外壳10包括点火机构室壳体11和加压气体室壳体12，但也可以为作为整体的1个壳体。
点火机构室壳体11在第1端部11a侧的开口部固定有电气式点火器25。
加压气体室壳体12的第2端部12a侧被封闭(封闭面13)。
点火机构室壳体11的第2端部11b的开口部，与加压气体室壳体12的第1端部12b的开口部在接合部14焊接一体化。
筒状壳体10(点火机构室壳体11和加压气体室壳体12)由铁、不锈钢等形成。
在加压气体室50内，以高压填充了氩、氦等气体。
气体从加压气体室壳体12的封闭面13的气体填充孔进行填充。
气体填充孔在填充气体后并插入销15的状态下，通过销15和封闭面13一起焊接而得以封闭。
在加压气体室50与气体流入室40之间，利用封闭机构41进行封闭。
封闭机构41包括：固定部42、焊接固定于固定部42的破裂板47。
固定部42具有：从点火机构室壳体11的第2端部11b向半径方向内侧延伸的环状板面部43、和从环状板面部43的内周部向气体流入室40侧延伸的筒状壁部44(参见图2)。
固定部42的环状板面部43与筒状壁部44的边界部分形成为曲面。
对固定部42的环状板面部43而言，加压气体室50侧的面具有环状槽48(参见图2)。
破裂板47由铁、不锈钢等形成，并以周边部与在固定部42的环状板面部43形成的环状槽48抵接的状态，在抵接部分进行焊接固定。此时，由于填充于加压气体室50的加压气体的压力，导致破裂板47沿着环状板面部43与筒状壁部44之间的边界部分的曲面部，向气体流入室40侧变形，因此利用曲面部避免了在边界部分应力向破裂板的集中。由此提高了破裂板的耐压性。
气体流入室40是工作时气体从加压气体室50流入、燃烧气体从点火机构室30流入的空间。
图2中，在面向气体流入室40的点火机构室壳体11中形成有多个气体排出口29。
沿点火机构室壳体11的周方向隔着均等间隔形成多个气体排出口29。
可以在从内侧覆盖气体流入室40的气体排出口29的位置，配置公知的过滤器60(图5)。
在气体流入室40与点火机构室30之间配置有破坏机构31，破坏机构31包括：基底部32、从基底部32向破裂板47侧延伸的杆部33。
图1～图3所示的破坏机构31是基底部32与杆部33成为一体的。
基底部32包括：在厚度方向具有多个贯通孔34的圆板部35、和从圆板部35的外周向点火器25侧延伸的筒状壁面部36。
贯通孔34利用由铝形成的密封带从点火机构室30侧进行封闭。
对于基底部32而言，筒状壁面部36的外周面36a以沿X轴方向可以滑动的方式与点火机构室壳体11的内周壁面11c抵接。由于筒状壁面部36的轴向(X轴方向)的长度大于圆板部35的厚度，因此杆部33不会相对于X轴倾斜，基底部32与X轴方向平行地滑动。
需要说明的是，在筒状壁面部36的外周面36a与点火机构室壳体11的内周壁面11c之间，涂布有用于保持点火手段室30内的气密性的密封剂。
杆部33具有：从基底部32延伸的杆主体部37、和从杆主体部37向半径方向外侧进行扩径而成的扩径部38。
扩径部38的直径(d2)小于筒状壁部44的内径(d1)。
虽然杆部33的扩径部38的面38a(参见图2)形成为如图1～图3所示的向中心方向弯曲的形状，但也可以为例如凹陷成长方形的凹部。
破坏机构31和封闭机构41被配置为使得在工作前的状态下，作为杆33的前端部的扩径部38被固定部42的筒状壁部44包围。此时，扩径部38的外周部与筒状壁部44的内周面44a之间形成了少许间隙(d1>d2，且d1/d2为接近1的数值)。
在点火机构室30中，点火器25固定于第1端部11a侧，X轴方向的相反侧利用基底部32进行划分。
在点火机构室30内，填充有所需量的气体发生剂成型体26。
对从点火机构室30到气体流入室40的筒状壳体的内周壁面11c而言，依次具有：作为沿轴向隔开间隔地突出的第1移动限制部的第1突起16、作为第2移动限制部的第2突起17、作为停止部的缩径部18。
第1突起16可以是环状的突起，也可以是多个突起配置为环状。
对第1突起16而言，只要是可以防止在工作前破坏机构31向X轴方向(点火机构室30侧)的移动的程度的高度的突起即可。
第2突起17可以是环状的突起，也可以是多个突起配置为环状，如图2～图4所示，其X轴方向的截面形状为三角形。
就点火机构室30侧的面17a而言，为从点火机构室30到气体流入室40内径变小的倾斜面。可以使上述倾斜面为图4所示的角度α2(倾斜面17a相对于内周壁面11c的角度)为5～30度的范围左右的倾斜面。
气体流入室40侧的面17b，为面17b与筒状壳体内周壁面11c之间的角度α1为90度的面(垂直面)。
虽然缩径部(台阶部)18为通过筒状壳体11的内径减小而形成台阶的台阶部，但也可以是环状的突起，也可以是多个突起配置为环状。
接着，根据图1～图5对图1所示的气体发生器1的致动进行说明。
在工作前(图1、图2的状态)，破坏机构的基底部32的筒状壁面部36，通过第1突起16和第2突起17从厚度方向的两侧夹持而得以固定。
在将安装有气体发生器的气囊装置搭载于车辆时，即使在工作前从外部施加振动，也可以防止这样的振动导致破坏机构31(基底部32)沿X轴方向移动。
另外，在将气体发生器1用作车辆的气囊系统用的气体发生器的情况下，使得在车辆的耐用年数即10年以上的期间持续使用。
因此，从加压气体室50针对封闭机构41持续施加高压。
可以考虑像这样持续施加压力时，固定部42的环状板面部43，从环状板面部43与点火机构室壳体11的边界部附近向气体流入室40侧变形。于是使得筒状壁部44的气体流入室40侧的端部向半径方向外侧变形，筒状壁部44的d1(图5)变大。
气体发生器1刚组装后，杆部33的扩径部38(外径d2；参见图3)与筒状壁部44的内周壁面44a之间形成少许间隙(即，d1>d2)，如上所述，假设在以d1变大的方式变形的情况下，进一步变为d1>d2(d1-d2的差变大)。
因此，从气体发生器1刚组装后到经过10年以上后，即使产生了固定部42的变形，也可以保持d1>d2的关系，因此，不会对破坏机构31沿X轴方向的滑动造成影响。
利用点火器25工作而产生的燃烧产物，气体发生剂成型体26着火燃烧，产生高温的燃烧气体。
在燃烧气体导致点火机构室30内的压力升高时，破坏机构31的基底部32越过突起17的倾斜面17a，一边沿点火机构室壳体的内周壁面11c沿X轴方向滑动一边移动。
然后，虽然基底部32与内径减小的台阶部18碰撞而停止，但杆部33的扩径部38与破裂板47发生碰撞并进行破坏，因此，加压气体室50内的气体通过破裂板47的开口部(筒状壁部44的内周面44a)与杆部37之间的环状间隙39，向气体流入室40内流入(图3)。
与此同时进行，封闭基底部32的贯通孔34的密封带被燃烧气体的压力破坏，燃烧气体从贯通孔34向气体流入室40内流入。
在图3的状态中，在气体从环状的间隙39向气体流入室40内流入时，如果发生破坏机构31(基底部32)受到压力，越过第2突起17回到点火机构室30侧，使扩径部38位于筒状壁部44的内周面44a内的情况，则环状的间隙39的截面面积发生变化，不能保持稳定的气体流量。
在本发明的气体发生器1中，如图2、图3所述，由于第2突起17的垂直面17b的角度α1为90度，所以破坏机构31(基底部32)不会越过第2突起17回到点火机构室30侧。因此，将环状的间隙39的截面面积保持为恒定。需要说明的是，为了表现上述的功能，使工作时破坏机构沿X轴方向移动的距离为，大于工作前的扩径部38的面38a与破裂板47之间的距离。另外，在本发明的气体发生器中，使得在从加压气体室50到气体排出口29的加压气体的排出路径中，环状的间隙39的截面面积为最小。
需要说明的是，通过使得固定部42具有筒状壁部44，在工作时，在破坏机构31(基底部32)滑动时，即使杆部33的中心轴发生偏移那样的情况下，也会由于筒状壁部44发挥引导功能而确实地与破裂板47碰撞，故优选。
流入气体流入室40内的燃烧气体和加压气体，从气体排出口29排出。
需要说明的是，虽然可以考虑燃烧气体和加压气体的排出状态是：在任一者的气体的一部分从气体排出口29排出之后、剩余部分气体以混合气体的形式排出，但对气体的排出状态、时机没有限定。
如上记载了本发明。显然本发明在其范围中包含各种方式的变化，这些变化并不偏离本发明的范围。此外，所有的对本领域技术人员而言明显地认为是本发明的变形这样的情形，都包括在所附权利要求的范围内。

Claims (6)

1.气体发生器，其中，
在第1端部侧的开口部固定有点火机构、且沿轴向的相反侧的第2端部侧被封闭的筒状外壳内，从第1端部侧依次配置有：具备点火机构的点火机构室、具有气体排出口的气体流入室、及加压气体室，
从所述点火机构室到所述气体流入室的筒状壳体的内周壁面，依次具有：沿轴向隔开间隔地突出的第1移动限制部、第2移动限制部及停止部，
所述第2移动限制部的轴向的截面形状为三角形，其中，所述点火机构室侧的面，是从所述点火机构室到所述气体流入室内径变小的倾斜面，所述气体流入室侧的面，是所述面与所述筒状壳体之间的角度(α1)为90度以下的面，
在所述加压气体室与所述气体流入室之间，利用封闭机构进行封闭，所述封闭机构包括：从所述筒状壳体的内周壁面向半径方向内侧延伸的固定部，和固定于所述固定部的破裂板，
在所述点火机构室和所述气体流入室之间配置有所述破裂板的破坏机构，该破坏机构包括：外周面与所述筒状壳体的内周壁面抵接的基底部、和从所述基底部向所述破裂板侧延伸的杆部，
所述杆部具有：从所述基底部延伸的杆主体部、和所述杆主体部的前端部在半径方向进行扩径而成的扩径部，
在工作前，所述破坏机构的基底部通过夹在所述第1移动限制部与所述第2移动限制部之间而得以固定，
在工作后，通过被夹在所述第2移动限制部的角度α1为90度以下的气体流入室侧的面与所述停止部之间而停止向轴向两侧的移动。
2.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述角度α1为45～90度的范围。
3.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中，所述破坏机构的基底部与杆部成为一体，所述基底部具有在厚度方向具有贯通孔的圆板部，且所述圆板部的外周面以可以沿轴向滑动的方式与所述筒状壳体的内周壁面抵接。
4.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中，所述破坏机构的基底部与杆部成为一体，所述基底部包括在厚度方向具有贯通孔的圆板部、和从圆板部的外周向所述点火机构侧延伸的筒状壁面部，且所述筒状壁面部的外周面以可以沿轴向滑动的方式与所述筒状外壳的内周壁面抵接。
5.根据权利要求4所述的气体发生器，其中，所述筒状壁面部的轴向的长度大于所述圆板部的厚度。
6.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中，所述第2移动限制部的倾斜面的相对于筒状外壳的内周壁面的角度α2为5～30度的范围。
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