CN109906176B - 气体发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体发生器，其具有壳体，所述壳体包含顶板、位于与所述顶板在轴向上相对的位置的底板、以及位于所述顶板与所述底板之间的形成有气体排出口的周壁部，所述壳体内被沿半径方向配置的隔壁分离为收纳有第1气体发生剂的所述顶板侧的第1燃烧室、和收纳有第2点火器和第2气体发生剂的所述底板侧的第2燃烧室，所述隔壁具有一个连接孔和第2连通孔，在所述壳体内，包围着配置于底板的第1点火器而配置有内筒构件，所述内筒构件以下述方式配置：第2端开口部侧穿过所述隔壁的连接孔，使得所述第2端开口部比所述隔壁更接近于所述顶板侧、且与所述顶板隔开间隔地位于所述第1燃烧室内，所述第2端开口部被第1封闭构件封闭、所述第2连通孔被第2封闭构件封闭，在所述被第1封闭构件封闭的第2端开口部与所述顶板之间也存在所述气体发生剂。

Description

气体发生器
技术领域
本发明涉及可以在汽车的气囊装置中使用的气体发生器。
背景技术
在气体发生器的壳体内配置有容纳了气体发生剂的燃烧室，使得上述气体发生剂可利用固定于壳体的点火器而发生着火燃烧。虽然也有点火器与气体发生剂为接触状态的情况，但还已知有利用筒构件(管构件)将点火器与气体发生剂之间区隔开的气体发生器。
在JP2010-540331A的图5中，示出了在包括底部1和盖构件2的气体发生器中配置有管状构件14，从而在半径方向上划分成第1腔室6和第2腔室9的气体发生器。就管状构件14而言，其下端嵌入点火器的周围，上端15与盖构件2不接触，并与盖构件2之间形成有间隙16。在上端15设置有膜17，从而实现了密封、使得管状构件14内部的药剂7不会泄漏至第2腔室9。
在工作时，由点火器产生的火焰等将膜17破坏，然后从间隙16以沿着盖构件的方式进入燃烧室(第2腔室9)内，使气体发生剂着火燃烧。
发明内容
本发明提供一种气体发生器，其具有壳体，所述壳体包含顶板、位于与所述顶板在轴向上相对的位置的底板、以及位于所述顶板与所述底板之间的形成有气体排出口的周壁部，
所述壳体内被沿半径方向配置的隔壁分离为收纳有第1气体发生剂的所述顶板侧的第1燃烧室、和收纳有第2气体发生剂的所述底板侧的第2燃烧室，所述隔壁具有一个连接孔和第2连通孔，
在所述底板配置有使所述第1燃烧室内的第1气体发生剂燃烧的第1点火器、和使所述第2燃烧室内的第2气体发生剂燃烧的第2点火器，
在所述壳体内，包围着第1点火器而配置有内筒构件，
所述内筒构件以下述方式包围着第1点火器而配置：第1端开口部侧位于所述底板侧，第2端开口部侧穿过所述隔壁的连接孔，使得所述第2端开口部比所述隔壁更接近于所述顶板侧、且与所述顶板隔开间隔地位于所述第1燃烧室内，
所述第2端开口部被第1封闭构件封闭、所述第2连通孔被第2封闭构件封闭，
在所述被第1封闭构件封闭的第2端开口部与所述顶板之间也存在所述气体发生剂。
附图说明
本发明可通过下面的详细说明和附图而得到更加全面的理解，但这些仅用于说明，本发明不受其限制。
[图1]图1为本发明的气体发生器的一个实施方式的轴向剖面图。
[图2]图2为图1的气体发生器的壳体的局部剖面图。
[图3]图3为与图1不同的实施方式的气体发生器的轴向剖面图。
[图4]图4为与图1、图3不同的实施方式的气体发生器的轴向剖面图。
具体实施方式
发明详述
在JP2010-540331A的图5中，在由点火器产生的火焰等从间隙16进入第2腔室9的情况下，气体发生剂是从图5的上方朝向下方依次燃烧下去的，因此气体发生剂整体的燃烧性变差。另外，如果是在如图5所示那样容纳了较大的盘型的气体发生剂的情况下，由于气体发生剂之间也会残留有较大的间隙，因此燃烧性良好，但在容纳了较小的气体发生剂的情况下，由于间隙也小，因此燃烧性变差。
本发明提供在第1燃烧室中容纳的第1气体发生剂整体的着火性及燃烧性得到了改良的气体发生器。
在壳体内，以底板为下、顶板为上时，利用隔壁上下分离为两个燃烧室。第1点火器和第2点火器均配置于底板侧。
第1点火器和第1燃烧室经由内筒构件而连接，第1点火器与第1气体发生剂未接触。在内筒构件的内部空间，在底板侧配置有第1点火器，余部空间可以是什么都没有的状态，也可以容纳有公知的传火药、公知的可作为传火药发挥功能的气体发生剂。第2点火器被配置在第2燃烧室内，可以与第2气体发生剂接触。
第1燃烧室和第2燃烧室通过形成于隔壁的第2连通孔而实现连通。第2连通孔可以为1个孔、也可以由多个孔形成。
就封闭内筒构件的第2端开口部的第1封闭构件而言，可以使用在不锈钢、铝等基材上形成有粘合剂层的密封带等。此外，在使用传火药时，也可以使第2端开口部被填充有传火药的铝制容器的面所封闭。第2连通孔利用由上述密封带等形成的第2封闭构件封闭。
在位于第1燃烧室的内筒构件的被第1封闭构件封闭的第2端开口部与顶板之间，形成有可容纳气体发生剂的程度的空间并存在着气体发生剂。
在第1点火器工作时，会产生火焰等燃烧产物。在内筒构件内容纳有传火药时，会产生火焰、燃烧气体等燃烧产物。
产生的燃烧产物由于内筒构件的作用而以集束为窄范围的状态直线前进，破坏第1封闭构件，使位于第1燃烧室内的第2端开口部与顶板之间的第1气体发生剂着火燃烧，而后与顶板碰撞。
燃烧产物在与顶板碰撞后弹回而扩散，使第1燃烧室内的剩余的第1气体发生剂着火燃烧。
在存在两个燃烧室时，通常设计为由第1燃烧室的一方产生大量的燃烧气体的方式，因此，第1燃烧室的第1气体发生剂的着火性提高的效果大。像这样，本发明的气体发生器由于使因点火器的工作而产生的燃烧产物扩散，因此，可在不增强第1点火器的输出的情况下提高位于第1燃烧室内的第1气体发生剂整体的着火性和燃烧性。特别是，通过配置隔壁而将壳体上下分离，成为第1燃烧室的底部的隔壁与顶板之间的距离变短、在顶板反射后的燃烧产物变得易于到达隔壁附近，因此第1气体发生剂整体的燃烧性提高。优选隔壁的位置比第1点火器的容纳点火药的着火部更接近于顶板侧。
本发明的气体发生器的优选实施方式为：上述内筒构件在第2端开口部具有向半径方向内侧伸出的内侧环状面部，
上述第2端开口部通过在上述内侧环状面部配置上述第1封闭构件而被封闭。
就形成于内筒构件的第2端开口部的内侧环状面部而言，能够配置封闭构件，同时可以减小第2端开口部从而也可发挥出使燃烧产物集束的作用。另外，可以通过在第2端开口部(内侧环状面部)配置第1封闭构件，从而使得在工作时，封闭构件在内筒构件内部的压力充分升高了的时刻被破坏。通过这样设置，可使燃烧产物更加汹涌地喷出，也可使与顶板碰撞后的扩散范围及扩散速度提高，因此，从气体发生剂整体的燃烧性提高的方面来看是优选的。
封闭构件除了可以使用在不锈钢、铝等基材上形成有粘合剂层的密封带以外，在使用传火药的情况下，也可以形成为第2端开口部被填充了传火药的铝制容器的面所封闭的方式。
本发明的气体发生器的其它优选实施方式为：从上述隔壁的内侧面到上述顶板的内侧面的距离L1、和从上述内筒构件的第2端开口部到上述顶板的内侧面的距离L2，满足L2/L1＝0.5～0.9的关系。
L2/L1优选为0.5～0.9、更优选为0.6～0.8。如果满足上述L2/L1，则从第2端开口部喷出的燃烧产物在与顶板碰撞时的扩散范围变广、第1燃烧室内的第1气体发生剂整体的着火燃烧性提高。
就本发明的气体发生器而言，在第1燃烧室中容纳的第1气体发生剂整体的着火性及燃烧性得到了改良。
本发明的气体发生器可以用作汽车中搭载的气囊装置用的气体发生器。
本发明的实施方式
(1)图1的气体发生器
结合图1对本发明的气体发生器的一个实施方式进行说明。
气体发生器1具有包含扩散壳11和闭合壳21的壳体10。扩散壳11和闭合壳21均由铁、不锈钢等金属制成。扩散壳11具有顶板12和上部周壁部13，在上部周壁部13沿周向隔着均等间隔形成有多个气体排出口14。上部周壁部13在开口部具有凸缘部15。多个气体排出口14从内侧被金属制的密封带封闭。
闭合壳21具有底板22和下部周壁部23。在底板22隔着间隔形成有两个孔，在上述两个孔中安装有第1点火器32和第2点火器42。第1点火器32和第2点火器42均配置于相对于中心轴X而言偏离中心的位置。第1点火器32被配置于接近壳体10的中心轴X的位置，第2点火器42与第1点火器32相比被配置于离壳体10的中心轴X更远的位置。在图1的实施方式中，第1点火器32被配置为使得第1点火器32的中心轴位于从中心轴X到下部周壁部23为止的距离的20～30％的范围。另外，在图1的实施方式中，第2点火器42被配置为使得第2点火器42的中心轴位于从中心轴X到下部周壁部23为止的距离的40～60％的范围。
就壳体10而言，如图2所示，在扩散壳11的上部周壁部13的开口部附近的内侧面13a与闭合壳21的下部周壁部23的开口部附近的外侧面23a接触的状态下，在上述接触部分经过了焊接固定。由于壳体10处于闭合壳21进入了扩散壳11内的状态，因此如图2所示地，在上部周壁部13和下部周壁部23的环状端面之间，形成了环状阶梯面24。
壳体10内利用沿半径方向配置的隔壁50而被分离成顶板12侧的第1燃烧室30和底板22侧的第2燃烧室40。在第1燃烧室30内收纳有第1气体发生剂31，在第2燃烧室40内收纳有第2气体发生剂41。
隔壁50具有在壳体10的从中心轴X朝向周壁部(上部周壁部13和下部周壁部23)侧偏离中心的位置形成的一个连接孔51、和多个包含贯通孔的第2连通孔45。隔壁50具有平面部52、从平面部52的外周缘部向顶板12侧延伸的外侧环状壁部53、从外侧环状壁部53向半径方向的外侧突出的外侧环状面部54。并且，隔壁50具有从沿着平面部52的连接孔51的内周缘部向顶板12侧延伸的内侧环状壁部55。隔壁50的外侧环状面部54与环状阶梯面24抵接、外侧环状壁部53与下部周壁部23抵接、内侧环状壁部55与内筒构件60抵接。
在壳体10内，包围着第1点火器32而配置有内筒构件60。内筒构件60优选由与壳体10相同的材质制成。内筒构件60被配置为如下方式：第1端开口部61侧以包围第1点火器32的套环的状态与底板22抵接，第2端开口部62侧穿过隔壁50的连接孔51并位于第1燃烧室30侧。
内筒构件60具有底板22侧的第1端开口部61、顶板12侧的第2端开口部62，在第2端开口部62形成有向半径方向的内侧突出的内侧环状面部63。就图1所示的内筒构件60而言，从第1端开口部61向着第2端开口部62，其外径发生变化，包括：第1端开口部61侧的大径部64、第2端开口部62侧的小径部66、大径部64和小径部66之间的倾斜面部65。大径部64的外径和小径部66的外径满足：大径部64的外径＞小径部66的外径的关系。大径部64以与第1点火器32的套环接触的状态嵌入，相比于内侧环状壁部55的上端，小径部66的前端部分向上方(第1燃烧室30侧)突出，与隔壁50的平面部52相比，小径部66配置于离顶板12更近的位置。
内筒构件60的内部成为了第1点火器32的容纳空间，在容纳有传火药时，除第1点火器32以外的余部空间成为传火药室68。第2端开口部62被从第1燃烧室30侧贴至内侧环状面部63的密封带制成的第1封闭构件57所封闭，在工作时成为连通传火药室68与第1燃烧室30的第1连通孔。
本发明的气体发生器1也可以为代替图1所示的内筒构件60而使用了图3所示的内筒构件80的气体发生器1A。图3所示的内筒构件80具有第1端开口部81和第2端开口部82，第2端开口部82具有向内侧突出的内侧环状面部83。内筒构件80的外径及内径从第1端开口部81朝向第2端开口部82逐渐变小，具有：第1端开口部81侧的大径部84、第2端开口部82侧的小径部88、大径部84与小径部88之间的中径部86、大径部84与中径部86之间的第1倾斜面部85、中径部86与小径部88之间的第2倾斜面部87。大径部84以与第1点火器32的套环接触的状态嵌入，与内侧环状壁部55的上端相比，小径部88的前端向上方(第1燃烧室30侧)突出，与隔壁50的平面部52相比，小径部66配置于离顶板12更近的位置。由于内筒构件80朝向第2端开口部82侧呈前端越来越细的形状，因此，在第2端开口部82中，在传火药室89产生的燃烧产物的喷出速度和集束效果进一步提高，因而优选。
另外，本发明的气体发生器1也可以为代替图1所示的内筒构件60而使用了图4所示的内筒构件90的气体发生器1B。图4所示的内筒构件90具有第1端开口部91和第2端开口部92，第2端开口部92具有向内侧突出的内侧环状面部93。内筒构件90的外径及内径从第1端开口部91朝向第2端开口部92而变小，具有：第1端开口部91侧的大径部94、与大径部94连续的第1倾斜面部95、从第1倾斜面部95到第2端开口部92为止的第2倾斜面部96。第2倾斜面部96的外径及内径从与第1倾斜面部95的边界部分起到第2端开口部92连续地变小。大径部94以与第1点火器32的套环接触的状态嵌入，与内侧环状壁部55相比，第2倾斜面部96的大约一半左右向上方(第1燃烧室30侧)突出，与隔壁50的平面部52相比，内侧环状面部93配置于离顶板12更近的位置。
就内筒构件90而言，由于呈与第1端开口部91的外径及内径相比第2端开口部92的外径及内径变小的前端越来越细的形状，因此，在第2端开口部92，由传火药室97产生的燃烧产物的喷出速度和集束效果进一步提高，因而优选。
多个第2连通孔45在工作时使第2燃烧室40与第1燃烧室30连通。在图1、3、4的气体发生器中，在隔壁50中与第2点火器42在轴向上相对的位置以及在轴向上不相对的位置均形成了第2连通孔45，但也可以仅在上述在轴向上不相对的位置形成第2连通孔45。如果仅在上述在轴向上不相对的位置形成第2连通孔45，则由于在第2燃烧室40整体的压力升高了的状态下第2封闭构件67会发生开裂，因此从第2气体发生剂41整体的燃烧性得到提高的方面来看是优选的。多个第2连通孔45利用由金属制粘合带形成的第2封闭构件67从第1燃烧室30侧被封闭。
从隔壁50的内侧面(第1燃烧室30侧的面)到顶板12的内侧面12a的距离L1、和从内筒构件60的第2端开口部62(内侧环状面部63的第1燃烧室30侧的面)到顶板12的内侧面12a的距离L2，设定为L2/L1约为0.7。内筒构件60的第2端开口部(第1连通孔)62位于第1燃烧室30内，顶板12与第2端开口部62之间也存在着第1气体发生剂31。
在图1的实施方式中，在第1燃烧室30内配置了筒状过滤器70。筒状过滤器70的第1端面71与顶板2抵接、第2端面72与隔壁50的平面部52抵接、外侧周面73的下部(底板22侧)与外侧环状壁部53抵接。在筒状过滤器70与具有气体排出口14的上部周壁部13之间，形成有筒状间隙。
对将图1的气体发生器1安装于气囊装置时的运转进行说明。本发明的气体发生器1不仅对于第1点火器32先工作而第2点火器42稍晚工作的实施方式具有效果，在第1点火器32和第2点火器42同时工作的情况下、仅第1点火器32工作的情况下也具有效果。在下文中，结合第1点火器32先工作的实施方式进行说明。
第1点火器32先工作时，通过由第1点火器32产生的火焰等而使传火药室68内的传火药着火燃烧而产生燃烧产物。在传火药室68内产生的燃烧产物，通过内筒构件60的内侧环状面部63的作用而被集束并直线前进，破坏第1封闭构件57，使得位于第2端开口部62与顶板12之间的第1气体发生剂31着火燃烧，然后与顶板12碰撞。与顶板12碰撞后的燃烧产物在弹回后扩散，从而促进第1燃烧室30内的第1气体发生剂31整体的着火燃烧。
在图1的实施方式中，由于设定为L2/L1＝0.7，因此，从第2端开口部62喷出的燃烧产物在与顶板12碰撞时的扩散范围变广，使得燃烧产物容易到达隔壁50。另外，由存在于第2端开口部62到顶板12之间的第1气体发生剂31的燃烧而产生的燃烧产物也会参加进来并被顶板12反射，因此，相对于位于隔壁50附近的未燃烧的气体发生剂的着火性能提高。
第1气体发生剂31的燃烧而产生的燃烧气体，在通过筒状过滤器70后，破坏密封带而从气体排出口14排出并使气囊膨胀。第2点火器42工作时，使第2气体发生剂41着火燃烧，产生燃烧气体。产生的燃烧气体破坏第2封闭构件67而从第2连通孔45流入第1燃烧室30内，通过筒状过滤器70后从气体排出口14排出，进一步使气囊膨胀。
在使用了图3的气体发生器1A及图4的气体发生器1B的情况下，也与图1的气体发生器1同样地运转。由于图3的气体发生器1A的内筒构件80及图4的气体发生器1B的内筒构件90与图1的内筒构件60相比呈前端越来越细的形状，因此，可使燃烧产物的集束效果进一步提高，在与顶板12碰撞后的扩散效果、到达隔壁50为止的到达效果也进一步提高。
如上记载了本发明。显然，本发明在其范围内包括各种形式的变形，这些变形均不脱离本发明的范围。此外，所有的对于本领域技术人员而言可明确地认为是本发明的变形的情形，均包括在所附权利要求的范围内。

Claims (8)

1.气体发生器，其具有壳体，所述壳体包含顶板、位于与所述顶板在轴向上相对的位置的底板、以及位于所述顶板与所述底板之间的形成有气体排出口的周壁部，
所述壳体内被沿半径方向配置的隔壁分离为收纳有第1气体发生剂的所述顶板侧的第1燃烧室、和收纳有第2气体发生剂的所述底板侧的第2燃烧室，所述隔壁具有一个连接孔和第2连通孔，
在所述底板配置有使所述第1燃烧室内的第1气体发生剂燃烧的第1点火器、和使所述第2燃烧室内的第2气体发生剂燃烧的第2点火器，
在所述壳体内，包围着第1点火器而配置有内筒构件，
所述内筒构件以下述方式包围着所述第1点火器而配置：第1端开口部侧位于所述底板侧，第2端开口部侧穿过所述隔壁的连接孔，使得所述第2端开口部比所述隔壁更接近于所述顶板侧、且与所述顶板隔开间隔地位于所述第1燃烧室内，并且使得从所述第2端开口部喷出的燃烧产物与所述顶板碰撞，
所述第2端开口部被第1封闭构件封闭、所述第2连通孔被第2封闭构件封闭，
在所述被第1封闭构件封闭的第2端开口部与所述顶板之间也存在所述第1气体发生剂。
2.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，
所述内筒构件在第2端开口部具有向半径方向内侧伸出的内侧环状面部，
所述第2端开口部通过在所述内侧环状面部配置所述第1封闭构件而被封闭。
3.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中，从所述隔壁的内侧面到所述顶板的内侧面的距离L1、和从所述内筒构件的第2端开口部到所述顶板的内侧面的距离L2，满足L2/L1＝0.5～0.9的关系。
4.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述内筒构件的内部成为所述第1点火器的容纳空间，在容纳有传火药时，所述内筒构件的第2端开口部被被填充有所述传火药的容器的面所封闭。
5.根据权利要求2所述的气体发生器，其中，所述第1封闭构件是从所述第1燃烧室的侧面贴至所述内侧环状面部。
6.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中，所述内筒构件从第1端开口部朝向第2端开口部呈前端越来越细的形状。
7.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其中，所述内筒构件的外径和内径从第1端开口部朝向第2端开口部而变小。
8.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，在所述隔壁中与第2点火器在轴向上不相对的位置形成第2连通孔。
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