CN1101760C - 用于气囊气体发生器的缓冲垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于气囊气体发生器的缓冲垫构件，它具有足够的弹性以便固定气体生成剂，并且还易于生产。在用来阻止装在外壳内的构件运动的缓冲垫构件中，这样设计上或下表面，或两个表面的表面性能，使得在把缓冲垫构件放在另一个上面时，它们不会互相粘附。提供了利用缓冲垫构件的气囊气体发生器。

Description

用于气囊气体 发生器的缓冲垫

技术领域

本发明涉及保护乘客免受冲击的气囊气体发生器中使用的缓冲垫。它还涉及使用这种缓冲垫构件的气囊气体发生器。

背景技术

在具有气体排放口的外壳内部，用于气囊的气体发生器通常包括：受冲击触发的点火装置；在点火装置触发时被点燃并燃烧，以致产生燃烧气体的气体生成剂；净化燃烧气体的过滤器以及/或者冷却燃烧气体的冷却剂。通常的形成适当形状的固态气体生成剂用作气体生成剂。如果在外壳中按照它们的原样提供气体生成剂时，媒剂可能由于它们在外壳内部的运动或者由于气体发生器的振动而破裂。

因此，在通用的气体发生器中，用适当的支承构件托住装在外壳中的气体生成剂等等，以阻止它们的运动或破裂。

在常规技术中，公开了一种把陶瓷纤维板和弹簧结合，使得弹簧靠其弹性支撑具有陶瓷纤维层的板，并用该层支撑媒剂的技术，作为支承构件(美国专利第4,590,041号)。在另一项常规技术中，公开了一种在媒剂和外壳的内表面之间提供不动的间隔垫的技术(美国专利第4,902,036号)，作为支承构件。

但是，当以上述方式支撑气体生成剂时，由于支承构件是用纤维制成，不能获得足够的弹力。因此，这些支承构件不适用于阻止气体生成剂的运动。

发明内容

通过提供包括具有足够弹性的缓冲垫构件以固定气体生成剂并且能易于生产的气囊气体发生器，本发明解决了上述问题。提供一种使用这种缓冲垫构件的气囊气体发生器也是本发明的一个目的。

本发明的用于气囊气体发生器的缓冲垫构件的特点在于：在用来阻止装在外壳中的构件的运动的缓冲垫构件中，缓冲垫构件的上或下表面或者两个表面的表面特性具有这样一种表面性能，当把缓冲垫构件叠放在一起时，每个缓冲垫构件的表面不会粘在一起。这些缓冲垫构件通常装在外壳中，以便支撑气体生成剂，但并不局限于此。还可把它们装在外壳内的适当位置，以便阻止装在外壳中的其它构件的运动，例如包含在点火装置中的传导燃料等等。

作为缓冲垫构件的一种可取的表面性能，根据日本工业规格(JIS)B-0601测试方法，缓冲垫构件的表面粗糙度RA为1微米或更小。通过叠放用合成高分子树脂制成的即使叠放在一起时也具有不粘附表面特性(例如，根据JIS B-0601测试方法，表面粗糙度RA为1微米或更小的表面特性)的许多薄板，然后冲压叠放的薄板，可形成具有这种表面性能的缓冲垫构件。通过把象硅泡沫橡胶等之类的合成高分子树脂夹在季戊四醇(PET)等薄板之间，然后剥去其上和下表面上的PET薄板，可形成具有这种表面性能的薄板。根据JIS B-0601测试方法，PET薄板具有表面粗糙度RA为1微米或更小的表面特性。用于本发明的缓冲垫构件的产生方法并不局限于此，通过冲压不具有规定的表面特性的合成高分子树脂，然后在其表面上进行一种象粗糙表面处理那样的适当的表面处理以获得上述表面特性，也可获得具有上述性能的缓冲垫构件。

本发明的缓冲垫构件用来阻止特别是装在气囊气体发生器中的构件，例如气体生成剂、传导燃料等等的运动。如果用缓冲垫构件阻止其运动的构件是气体生成剂，最好使缓冲垫构件具有与在外壳内部装有上述气体生成剂的燃烧室的平面形状几乎相同的形状，例如，具有38-47毫米的外径，20-35毫米的内径，以及1.0-9.0毫米厚度的环形，或者具有与环形缓冲垫构件同样外径和厚度的盘片形状，等等。此外，当缓冲垫构件支撑安装在点火装置贮放室内的点火装置的传导燃料时，缓冲垫构件可具有与点火装置贮放室的平面形状几乎相同的形状，例如，具有10-16毫米的外径和1.0-6.0毫米厚度的近于盘片的形状。

缓冲垫构件与在冲击时被触发的点火装置，在点火装置触发时被点燃并燃烧以便产生燃烧气体的气体生成剂，以及冷却燃烧气体并/或收集燃烧残渣的冷却剂/过滤器等等一起，被装备在具有气体排放口的外壳内，缓冲垫构件支撑气体生成剂，从而形成完整的气囊气体发生器。

可通过铸造，锻造，或冲压加工等等形成上述外壳，它最好通过焊接具有气体排放口的扩散壳和具有点火装置贮放孔的闭合壳形成。可用不同的焊接方法，例如电子束焊接，激光焊接，钨极惰性气体保护(TIG)焊接，凸焊接等等连接两个壳。当通过模压象不锈钢板等等之类的各种钢板形成扩散壳和闭合壳时，两种壳的生产变得容易，而且能实现降低生产成本。通过把两种壳形成简单的圆筒形状，模压也变得容易。至于用于扩散壳和闭合壳的材料，不锈钢板是合乎要求的，但也可使用镀镍钢板。此外，根据需要，在外壳内部可设置一个或更多的内筒形构件，以便把内部空间分隔成两个或更多的室。

上述缓冲垫构件被配置在外壳内部闭合壳一侧和/或扩散壳一侧并能支撑安装在外壳内的任何构件。因此，可把一对缓冲垫构件以对置的关系安装在外壳内，以便把安装在外壳内的构件，例如气体生成剂，夹在缓冲垫构件之间并受到缓冲垫构件的支撑。

在冲击时被触发的上述点火装置可以是机械点火型点火装置，或者是电点火型点火装置，前者通过专门借助于机械方法检测冲击而被触发，后者则用从检测冲击的冲击传感器传送来的电信号触发。

机械点火型点火装置包括：借助于专门的机械方法，例如通过重物等等的运动引发点火撞针而检测冲击的机械型传感器；在受到由上述机械型传感器引发的点火撞针撞击时被点燃并随后燃烧的引燃剂；以及被来自引燃剂的火焰点燃并随后燃烧的传导燃料。从另一方面来说，电点火型点火装置包括：专门通过电气装置来检测冲击的电气型传感器；由从检测冲击的传感器传送来的电信号触发的点火器；以及靠点火器触发而被点燃并随后燃烧的传导燃料。至于这种电传感器，有，例如，半导体型加速度传感器等等。这种半导体型加速度传感器具有在硅衬底梁上形成的四个半导体应变仪，该梁被设计成能在发生加速时挠曲。这些半导体应变仪被桥式连接。当发生加速时，梁挠曲以及表面变形。由于这个变形，半导体应变仪的电阻改变，这个电阻变化作为与加速度成正比的电压信号被检测到。在电点火型点火装置中，特别可能包括还具有点火评介电路的控制器。来自上述半导体型加速度传感器的信号被输入点火评价电路；在这个冲击信号超过一定值的时刻控制器开始计算。当计算结果超过一定值时，它把触发信号输出到气体发生器。

作为气体生成剂，可使用本领域已知的基于无机叠氮化物的媒剂，特别是叠氮化钠，例如叠氮化钠和氧化铜的当量混合物，或者非叠氮化物气体生成剂。已经推荐了多种非叠氮化物气体生成剂成分。例如，主要由含氮的有机化合物例如四唑、三唑或这些的金属盐等以及含氧的氧化剂如碱金属硝酸盐等组成的媒剂，以及把硝酸三氨基胍、碳酰肼、硝基胍(nitroguanizine)等用作它们的燃料和氮源并把碱金属或碱土金属的硝酸盐、氯酸盐、过氯酸盐等用作它们的氧化剂的成分是为人们所知的。可把这些之中的任何一种用作本发明中的气体生成剂，但不局限于此。按照需要根据燃烧速率，无毒性和燃烧温度的要求来选择媒剂。以适当形式使用气体生成剂，例如弹丸状，圆片状，空心圆筒状，多孔状，盘状等等。

被容纳并安装在外壳中的过滤器装置几乎是圆筒形状。过滤器装置具有排除燃烧气体生成剂所产生的燃烧残渣和冷却燃烧气体的功能。作为这种过滤器装置，例如，可使用已知的用于净化生成的气体的过滤器以及/或者用来冷却生成的气体的已知冷却剂。而且，还可使用通过模压用适当材料制成的筒状多层形式的丝网而形成的多层丝网过滤器。更准确地说，多层丝网过滤器可模压而成：把平的绑结不锈钢丝网形成筒形体；反复弯卷筒形体的一端，以便形成多层筒形体；以及在模子中模压多层筒形体，或者把平的绑结不锈钢丝网形成筒形体；在径向压紧这个筒形体，以便形成板体，通过多次卷绕把板体卷绕压成圆筒形状，以便形成多层体，以及在模子中模压这个多层体，等等。用于丝网的材料可以是不锈钢，例如SUS304，SUS310S，SUS316(JIS标准代码)，等等。SUS304(18Cr-8Ni-0.06C)不锈钢就象奥氏体不锈钢那样，显示出极好的抗腐蚀性能。

过滤器装置还可采用具有用多层丝网体制成的内或外层的双层结构。内层可具有保护过滤器装置免受喷向过滤器装置的点火装置的火焰，以及免受被火焰点燃的气体生成剂的燃烧气体的功能。当气体发生器工作时，过滤器装置由于气体压力膨胀，外层可起到阻止过滤器装置膨胀以防止堵塞在过滤器装置和外壳的外圆周壁之间形成的压力通风系统的装置的作用。顺便说说，通过用由多层丝网体，多孔筒形体或环形带体等等制成的外层来支撑过滤器装置的外圆周，也可实现阻止过滤器装置膨胀的功能。

本发明的气体发生器具有装在外壳中的上述缓冲垫构件以及其运行所必需的上述结构和构件，根据需要也可使用有利于运行气体发生器的任何其它结构和构件。作为这种有利的结构和构件，例如：配置在在其内侧分隔点火装置贮放室的内筒形构件和过滤器装置之间并支撑过滤器装置的“过滤器支承构件”；围绕过滤器装置内圆周的顶端和/或底端并防止生成的气体通过过滤器装置和外壳内表面之间的间隙的“短路防止装置(板件等等)”；配置在气体生成剂上方和/或下面以阻止气体生成剂运动的“缓中垫构件”；形状为筒形并具有许多孔、配置在过滤器装置内侧以阻止气体生成剂与过滤器装置直接接触并还保护过滤器装置免受由于气体生成剂燃烧而产生的火焰的“多孔筐”；在过滤器装置的外表面和外壳侧壁的内表面之间形成的起气体流动通道作用的“压力通风系统”，等等。

把上述气囊气体发生器和通过引入由所述气体生成器生成的气体而充气的气囊一起放入舱体内，以便构成气囊系统。

在与检测冲击的冲击传感器结合在一起的这个气囊系统中，气体发生器被触发，燃烧气体从外壳的排放口排出。燃烧气体喷入气囊，由于这个，气囊冲破舱盖并充气，从而在车辆内部的硬结构和乘客之间产生吸收冲击的缓冲气垫。

由于本发明的缓冲垫构件的上和/或下表面具有这样的表面特性，即使把缓冲垫构件叠放在一起时，表面也不会粘附到另一表面上，因而可容易地把缓冲垫构件从叠放的缓冲垫剥开。因此，使缓冲垫构件的产生，进而气囊气体发生器的生产变得容易起来。特别是在叠放和冲压用合成高分子树脂制成的薄板以便形成缓冲垫构件时，可容易地剥开叠放的缓冲垫构件。

还有，即使已经剥下的缓冲垫构件过后和另一个缓冲垫构件粘附时，可容易地把它们重新剥开。

此外，通过使用本发明的缓冲垫构件，灰尘和砂粒也难于粘住，使得可以在装配时避免缓冲垫构件变脏的情况。

附图说明

图1是展示本发明的气体发生器的一个实施例的垂直剖面图；

图2是该气体发生器的平面图；

图3是展示生产本发明的缓冲垫构件的方法的一个例子的例图；

图4是展示薄板体的生产方法的例图；

图5是展示用来生产本发明的缓冲垫构件的薄板体的主要部分的放大侧视图；

图6是展示本发明的气体发生器的另一个实施例的垂直剖面图；

图7是展示本发明的气体发生器的另外一个实施例的垂直剖面图；

图8是展示本发明的气体发生器的又一个实施例的垂直剖面图；以及

图9是本发明的气囊系统的配置。

下面将参照附图描述本发明的最佳实施例。

具体实施方式

图1是本发明的气囊气体发生器的剖面图。本实施例主要用作具有外径大约70毫米的外壳的气体发生器。在这个气体发生器中，内筒形构件16把由扩散壳1和闭合壳2构成的外壳3分隔成点火器贮放室23和用于气体生成剂的燃烧室28。在受到冲击而触发时点燃并燃烧气体生成剂6的点火装置，即本实施例中包括点火器4和传导燃料(transfer charge)5的点火装置装在点火装置贮放室23中。燃烧室28备有：靠点火装置点燃以便产生燃烧气体的气体生成剂6；支撑气体生成剂并阻止其运动的第一缓冲垫构件100；支撑传导燃料5的第二缓冲垫构件102。

在本实施例中，把用硅泡沫橡胶(silicone foam)制成的第一缓冲垫构件100形成与燃烧室28的平面形状相同的形状并放置到外壳内闭合壳一侧，以支撑气体生成剂。通过用缓冲垫构件100支撑气体生成剂6，即使被振动时所述气体生成剂6也不会破裂。把用硅泡沫橡胶制成的第二缓冲垫构件102形成与点火装置贮放室23的平面形状相同的形状并放到点火装置贮放室23内扩散壳一侧，以支撑传导燃料5。

如图3所示，通过叠放许多薄板101，并然后冲压薄板，可形成这些缓冲垫构件(100和102)，薄板用象硅泡沫橡胶之类的合成高分子树脂制成，具有即使把它们叠放在一起时，也不会互相粘附的表面特性。如图4所示，例如，通过把夹在PET薄板之间的硅泡沫橡校105插入相对的辊子103之间，然后剥去上面和下面的PET薄板104，可形成具有上述表面特性的薄板101，根据JIS B-0601测试方法，PET薄板在表面粗糙度RA方面具有1微米或更小的表面性能。如图5所示，用这种方法形成的薄板101的上表面或下表面或两个表面将具有与PET薄板相同的表面性能-根据JIS B-0601测试方法，在表面粗糙度RA方面为1微米或更小。除了上述产生方法以外，通过冲压具有正常表面特性的薄板以形成缓冲垫构件，然后在其表面上进行各种表面处理，例如粗糙表面处理等等，也可形成本发明中的缓冲垫构件(100和102)。顺便说说，在随后进行各种表面处理的生产方法中，也可在冲压以便形成缓冲垫构件之前，对薄板进行表面处理。

通过冲压具有这种表面特性的薄板101形成第一和第二缓冲垫构件(100和102)，缓冲垫构件的表面也具有与薄板101相同的表面特性。因此，即使叠放缓冲垫构件，它们将不会粘到一起。所以，通过冲压叠放的薄板101形成缓冲垫构件，叠放在另一个上面的每个缓冲垫构件将不会互相粘附，并能一件一件地容易地分离开来。

当通过冲压许多叠放的薄板101形成的缓冲垫构件100用来支撑气体生成剂6时，把它冲压成与燃烧室的平面形状对应的形状，外壳中的气体生成剂就装在燃烧室中。这种缓冲垫构件可具有，例如，外径38-47毫米，内径20-35毫米，以及厚度1.0-9.0毫米的圆环形状。当缓冲垫构件102用来支撑装在点火装置贮放室23中的传导燃料5时，冲压薄板101，使之具有与点火装置贮放室23的平面形状相同的形状。这样的形状可能是，例如，具有10-16毫米的外径和1.0-6.0毫米厚度的圆盘形状。

通过铸造、锻造或冲压加工等等，可形成扩散壳1，而在本实施例中，扩散壳是通过冲压不锈钢板形成的。扩散壳1具有环形部分12，在环形部分12的外圆周部分形成的圆周壁部分10，以及位于圆周壁部分10的顶端并沿径向向外延伸的凸缘部分19。在这个例子中，圆周壁部分10沿圆周方向以相等的间隔形成有18个直径3毫米的气体排放口11。在扩散壳1的环形部分12的中央形成由于加强台阶49而向外凸出的凸出的圆形部分13。加强台阶49保持外壳，特别是形成其顶部的环形部分12的刚性，并还增大存储空间的容量。把装有传导燃料5的传导燃料贮存器53安装在凸出的圆形部分13和点火器4之间。如图2所示，扩散壳的凸缘部分19具有用于缓冲垫舱的安装配件的固定部分98。固定部分98以90度的间隔被设置在凸缘部分19的圆周方向上，且具有供螺钉用的固定孔99。在图2中用虚线表示在闭合壳一侧的凸缘部分20的外缘。

如同扩散壳1那样，闭合壳2也可通过铸造、锻造或冲压加工等等模制成型，在本实施例中，该壳是通过冲压不锈钢板形成的。闭合壳2具有环形部分30，在其中央形成的中央孔15，在环形部分30的外圆周部分形成的圆周壁部分47，以及位于圆周壁部分47顶端并沿径向向外延伸的凸缘部分20。中央孔15在其边缘具有沿轴向弯折的部分14。弯折部分14保持中央孔15边缘的刚性并还提供与内筒形构件16较大的接合面。设置内筒形构件件16以便装入中央孔15，内筒形构件16一端的端面17被设计成与弯折部分14的端面18齐平。

通过在靠近垂直于外壳3的轴向中部的截面处重叠扩散壳的凸缘部分19和闭合壳的凸缘部分20，并进行激光焊接21，把扩散壳1和闭合壳2连接起来，以便构成外壳3。凸缘部分19和20保持外壳，特别是其外圆周壁8的刚性，以防止由于气体压力外壳变形。

如上所述，在外壳中配置内筒形构件16，其内部用作点火装置贮放室23，而其外部则用于燃烧室28。可通过铸造，锻造，冲压或切削加工，或这些的组合，形成内筒形构件16。当利用冲压加工时，例如，可通过UO冲压方法(把薄板模压成U型，然后模压成O型，再焊接接缝)，电接缝管方法(把薄板模压成环形，在对接缝加以压力的同时，通过大电流用电阻热焊接接缝)等等，形成内圆筒。内筒形构件16具有点火器固定构件24，而固定构件24由朝向里侧以便限制点火器4的轴向运动的凸缘部分25，使点火器与之接合以便固定到内筒形构件16的内圆周面上的圆周壁部分26，以及通过压接上述朝向里面的凸缘部分25而在轴向固定点火器的弯边部分27组成。内筒形构件16在靠近其一端的一侧还具有通孔54。在本实施例中，沿圆周方向以相等的间隔备有6个直径2.5毫米的通孔，通孔54用密封带52＇封闭。

在这个实施例中，外壳1的内部还设置有冷却剂/过滤器7，后者净化和冷却通过点燃和燃烧气体生成剂6所产生的气体。环绕气体生成剂6设置了冷却剂/过滤器7，它在内筒形构件16周围限定一个环形室，即燃烧室28。在这个实施例中，通过在径向叠置平的绑结的(plain stitched)不锈钢丝网，并在径向和轴向压紧丝网，形成冷却剂/过滤器7。在以这种方法形成的冷却剂/过滤器7中，每一层中的环状缝(loop-like)的形状被压扁，这些在径向形成层。因此，除了冷却生成的气体的冷却剂/过滤器之外，其间隙结构变得复杂，从而使得它有可能有效地收集残渣。为了防止在气体发生器工作期间由于气体压力使冷却剂/过滤器7膨胀而堵塞间隙9，在冷却剂/过滤器7的外侧形成外层29，后者起到防止冷却剂/过滤器膨胀的防止装置的作用。例如，可用多层丝网体、在圆周壁面上具有通孔的多孔筒形构件或把具有规定宽度的带状构件做成圆形的带状防止层形成外层29。当用层压丝网体形成外层29时，外层29还可具有冷却功能。在冷却剂/过滤器7内侧限定燃烧室28，燃烧室中生成的燃烧气体被冷却，燃烧残渣被收集。

围绕闭合壳的环形部分30、沿圆周方向形成倾斜部分31，倾斜部分31起到阻止冷却剂/过滤器7运动的运动阻止装置的作用。它还在外壳的外圆周壁8和冷却剂/过滤器7之间限定一个空间。

在燃烧室28内配置的气体生成剂6是固态的。在本实施例中，它们是空心圆筒。由于这种形状，燃烧在外和内表面上发生。因此，这种形状具有一个优点，即在燃烧进行时，整个气体生成剂的表面面积变化很小。至于气体生成剂，可使用已知的媒剂，例如叠氮化物气体生成剂或非叠氮化物气体生成剂等等。对于叠氮化物气体生成剂，例如，可使用本领域广为应用的基于无机叠氮化物的媒剂，特别是叠氮化钠，例如叠氮化钠和氧化铜的当量混合物等等。对于非叠氮化物气体生成剂，可使用主要由含氮的有机化合物例如四唑、三唑或这些的金属盐等以及含氧的氧化剂如碱金属硝酸盐等组成的媒剂，以及把硝酸三氨基胍、碳酰肼、硝基胍(nitroguanizine)等用作它们的燃料和氮源并把碱金属或碱土金属的硝酸盐、氯酸盐、过氯酸盐等用作它们的氧化剂的成分。考虑到它们的安全性和其它方面，非叠氮化物气体生成剂是有利的。

由于在这个燃烧室内备置的固态气体生成剂受到具有足够弹性的缓冲垫构件的支撑，媒剂的运动可受到阻止，从而防止媒剂因振动和媒剂表面面积的改变而产生破裂。

在图1中，在冷却剂/过滤器7的上端部设置有板件32，而在下端部设置有板件33。板件32由封闭冷却剂/过滤器7顶端的孔40的环形部分36，以及与环形部分36组成一体并直接接触冷却剂/过滤器的内圆周面41的圆周壁部分34组成。环形部分36具有与内筒形构件16的外圆周接合的中央孔35。把圆周壁部分34放到使之面向来自点火装置的火焰用的通孔54的位置上，并盖住靠近通孔54的冷却剂/过滤器的内表面41。圆周壁部分34用于保护冷却剂/过滤器使之免受喷向冷却剂/过滤器7的火焰，并还改变火焰的方向，以使火焰向气体生成剂6充分扩散，关于沿径向的运动，板件32被固定到内筒形构件16上。在装配气体发生器时，它起到确定冷却剂/过滤器7位置的装置的作用，它还起到防止燃烧气体的所谓短路的短路防止装置的作用。也就是说，当气体发生器工作时，燃烧气体不通过冷却剂/过滤器，而是通过由于燃烧气体的压力在外壳的内表面37和冷却剂/过滤器的端面38之间形成的间隙。另一方面，板件33由封闭冷却剂/过滤器7底部的孔42的环形部分50，以及与环形部分50组成一体并直接接触冷却剂/过滤器的内圆周面41的圆周壁部分51组成。环形部分50具有与内筒形构件16的外圆周接合的中央孔39，它直接接触现有的气体生成剂，以阻止气体生成剂运动。板件33靠弹性力被固定在内筒形构件16和冷却剂/过滤器7之间，防止燃烧气体在上述端面38和相对的冷却剂/过滤器的端面43处短路通过。它还起抗焊接的保护板作用。

在外壳的外圆周壁8和冷却剂/过滤器的外层29之间形成压力通风系统9。压力通风系统9在冷却剂/过滤器7周围形成其径向截面为环形的气体通道。气体通道的径向截面的面积St最好大于扩散壳的每个气体排放口11的孔面积的总和At。在本实施例中，气体通道的径向截面的面积是固定的，但是可以通过例如把冷却剂/过滤器形成锥形而在通道更靠近气体排放口11时增大气体通道径向截面的面积。在这种情况下，对于气体通道径向截面的面积，可采用平均值。由于在冷却剂/过滤器周围有气体通道，燃烧气体通过冷却剂/过滤器的整个区域朝向气体通道。由于这个，实现了冷却剂/过滤器的有效利用以及燃烧气体的有效冷却和净化。已被冷却和净化的燃烧气体通过上述气体通道并到达扩散壳上的气体排放口11。

顺便说说，在本实施例中，参照在外壳的外圆周壁和冷却剂/过滤器之间形成压力通风系统的例子给出了说明，但是，压力通风系统也可能是不需要的。

为了防止水分进入外壳3，扩散壳1上的气体排放口11用铝带52密封。

在本实施例中，点火装置是包括点火器4和传导燃料5的电点火型。除此之外，还可使用在检测到冲击时专门靠机械方法触发的机械点火型，即包括借助于专门的机械方法例如借助于重物等的运动引发点火撞针检测冲击的机械传感器、在被由所述机械型传感器引发的点火撞针撞击时被点燃并随后燃烧的引燃剂、以及被来自引燃剂的火焰点燃的传导燃料的点火装置。

通过下述方法装配气体发生器：把已与内筒形成构件16连接的扩散壳1放到使其凸出的圆形部分13位于底部的位置上；使板件32穿过内筒形构件16；环绕确定冷却剂/过滤器7位置的板件32的圆周壁部分的外侧安装冷却剂/过滤器7；用固态气体生成剂6装满内部；在气体生成剂6上面配置缓冲垫构件100，然后进一步在其上面提供板件33。然后，把闭合壳的中央孔15插入内筒形构件16；把闭合壳的凸缘部分20放到扩散壳的凸缘部分19上面；提供激光焊接21和44，以便把扩散壳1和闭合壳2以及闭合壳和内筒形构件16连接起来。最后，把传导燃料容器53和点火器4放入内筒形构件16，然后通过把点火器固定构件的弯边部分27弯折而把它们固定。相对于外壳的轴向在靠近中央水平截面处重叠并连接的凸缘部分19和20保持外壳的外圆周壁8的刚性，以防止由于气体压力外壳变形。

在具有这种结构的气体发生器中，当传感器(图中未表示)检测到冲击时，其信号被传送到点火器4，以便触发点火器4。由于这个，传导燃料贮存器53里面的传导燃料5被点燃并产生高温火焰。这个火焰从通孔54喷出并点燃通孔54附近的气体生成剂6，由于其方向被圆周壁部分34偏转，它还点燃位于燃烧室下部区域内的气体生成剂。由于这个，气体生成剂燃烧并产生高温/高压气体，燃烧气体通过冷却剂/过滤器7的整个区域，在此期间它被有效冷却或者燃烧残渣被收集。已被冷却和净化的燃烧气体通过气体通道(压力通风系统9)，冲破铝带52的壁，从气体排放口11喷出，并流入气囊(图中未表示)。由于这个，气囊充气并在乘客和硬结构之间形成缓冲气垫，从而保护乘客免受冲击。

图6展示气囊气体发生器的另一个最佳实施例，其中在外壳内没有提供内筒形构件，外壳内部由一个室组成。这个气体发生器包括外壳63，后者包括：扩散壳61和闭合壳62；配置在外壳63的贮存空间内的点火器64；由点火器64点燃并产生燃烧气体的固态气体生成剂66；为了阻止气体生成剂66运动而设置的缓冲垫构件150；在气体生成剂66周围配置的冷却剂/过滤器67。

就象针对图3所描述的那样，通过把由象硅泡沫橡胶那样的合成高分子树脂构成的薄板101冲压成近似于燃烧室84平面形状的形状来形成支撑气体生成剂66的缓冲垫构件15。在本实施例中，缓冲垫构件150的上或下表面，或两个表面还最好具有根据JIS B-0601测试方法在表面粗糙度RA方面为1微米或更小的表面性能。在图6所示的实施例中，仅仅在闭合壳一侧备有缓冲垫构件150，但是如图7所示，在闭合壳一侧可备有环形缓冲垫构件150，在扩散壳一侧可备有盘形缓冲垫构件151，可把象气体生成剂等等之类的构件夹在两个缓冲垫构件(150和151)之间。配置在扩散壳一侧的缓冲垫构件151可具有这样的形状和尺寸，使得有可能把气体生成剂等等夹在它和配置在闭合壳一侧的缓冲垫构件150之间。在图7中，与图6中的那些完全相同的构件配有同样的符号，所以其说明被省略。

扩散壳61通过冲压不锈钢板形成并具有圆形部分78，在其外圆周部分形成的圆周壁部分76，以及位于其顶端并沿径向延伸的凸缘部分86。圆周壁部分76沿圆周方向以相等的间隔备有许多气体排放口77。在扩散壳61的圆形部分78上沿径向形成有许多肋条79。这些肋条79保持扩散壳的圆形部分78的刚性，由于这个，防止形成外壳顶部的圆形部分78由于气体压力变形。

闭合壳62通过冲压不锈钢板形成，并具有环形部分71，在其外圆周部分形成的圆周壁部分72，以及位于其顶端并沿径向延伸的凸缘部分87。在环形部分71的中央形成凹部73，而在凹部73的中央形成中央孔74。这个中央孔74在其边缘具有沿轴向弯折的弯折部分75。弯折部分75具有点火器的圆筒80装入其中的内圆周面81，以及固定点火器的凸缘82的端面83。由于弯折部分75沿轴向的内圆周面81的结构，获得了较大的密封面。为了保证气密性，密封材料可填满点火器的圆筒80和内圆周面81之间的间隙。还可把点火器的凸缘82和端面83焊接。固定点火器的凸缘82的端面83防止点火器64被燃烧室84中的气体压力推出。凹部73保持闭合壳的环形部分71的刚性，点火器的连接器底面85位于比环形部分71的外表面更加向里的位置上。

通过在靠近沿外壳轴向中央截面处重叠扩散壳1的凸缘部分86和闭合壳2的凸缘部分87，并用激光焊接88焊在一起，形成外壳63。这些凸缘部分86和87提供外壳的外圆周壁68的刚性，以防止由于气体压力外壳变形。

点火器64是由来自传感器(图中未表示)的信号触发的常规电气型点火器。电气型点火器比较优越，因为它不使用机械方法，具有简单的结构，体积小，重量轻。如图1所示，点火器64(例如，输出：在10立方厘米的密闭容器中为300-1500磅/英寸2没有备有传导燃料贮存器53或类似装置。这是由于气体生成剂66良好的点燃和燃烧性能。至于具体要求，气体生成剂的分解温度应为330℃或更低，气体生成剂的燃烧温度应为2000°K或更高。作为满足这些要求并具有极好的点燃和燃烧性能的气体生成剂，可使用例如5AT用作燃料以及硝酸锶、硝酸钾等用作氧化剂的胍基衍生物或四唑化合物等媒剂。气体生成剂66的形状是空心圆筒。这种形状是有利的，因为燃烧发生在外和内表面上，而且在燃烧进行时，整个气体生成剂的表面面积变化很小。此外，由于这种固态气体生成剂由缓冲垫构件150支撑着，它不会由于振动破裂。

冷却剂/过滤器67与中央孔74同心放置，它与外壳63一起限定燃烧室84。通过在径向叠置平的绑结的不锈钢丝网(plain stitched stainless steel wiremesh)并在径向和轴向压紧它来形成冷却剂/过滤器67。冷却剂/过滤器67冷却和净化由燃烧气体生成剂所生成的气体。冷却剂/过滤器67限定燃烧室84。在这个冷却剂/过滤器67的外侧形成有由多层丝网体构成的外层89。外层89加强冷却剂/过滤器并冷却气体。

围绕闭合壳的环形部分71沿圆周方向形成有倾斜部分90。倾斜部分90起到使冷却剂/过滤器67定位或阻止其运动的装置的作用。倾斜部分90还在外壳的外圆周壁68和冷却剂/过滤器的外层89之间形成压力通风系统69。

在燃烧室84内备有许多其每个的形状为空心圆筒的固态气体生成剂66。气体生成剂66直接装满燃烧室内的空间并被放到靠近点火器64处。它们的运动受到堵住冷却剂/过滤器67一端孔45的板件的圆形部分92以及缓冲垫构件的限制。板件91具有上述圆形部分92以及与上述圆形部分92组成一体并直接接触冷却剂/过滤器67一端的内圆周面以便遮住内圆周面的圆周壁部分93。借助于板件91，防止了燃烧气体在冷却剂/过滤器一端的端面94和扩散壳的圆形部分78的内表面之间短路。把没有配置板件91的冷却剂/过滤器另一端的端面95通过焊接固定到外壳的内表面46上。由于这个，防止了在端面95处短路。通过焊接，例如，用硅橡胶制成的抗火焰弹性密封件就成了不必要的了。通常在冷却剂/过滤器的端面和外壳的内表面之间备有这个。

在外壳的外圆周壁68和冷却剂/过滤器的外层89之间形成压力通风系统69，压力通风系统69在冷却剂/过滤器67周围在径向截面处形成环形气体通道。就象在图1所示的气体发生器中那样，使气体通道径向截面处的面积大于扩散壳的每个气体排放口77的孔面积的总和。由于在冷却剂/过滤器周围有气体通道，燃烧气体向气体通道移动，燃烧气体通过冷却剂/过滤器的整个区域。由于这个，实现了冷却剂/过滤器的有效利用以及燃烧气体的有效冷却和净化。已被冷却和净化的燃烧气体通过上述气体通道并到达扩散壳上的气体排放口77。为了防止水分进入外壳63，扩散壳上的气体排放口77从外壳内侧用铝带96密封。

作为一个例子，气体发生器是这样装配的：首先，把闭合壳62放到使其环形部分71位于底部的位置上；并把点火器64装入其中央孔74。其次，设置冷却剂/过滤器67，在其内侧配置缓冲垫构件150，然后装满固态气体生成剂66，在此之后把板件91放在它上面，最后把扩散壳的凸缘部分86放在闭合壳的凸缘部分87上面。用激光焊接88连接扩散壳61和闭合壳62。根据需要可改变用于本发明的气体发生器的这种装配方法。

在具有上述结构的气体发生器中，当传感器(图中未表示)检测到冲击时，其信号被传送到点火器64，以便触发点火器64，后者点燃燃烧室84内的气体生成剂66。由于这个，气体生成剂燃烧并产生高温/高压气体。这种燃烧气体从冷却剂/过滤器67的整个区域进入冷却剂/过滤器67并穿过冷却剂/过滤器67，在此期间它被冷却或者其燃烧残渣被收集。已被冷却和净化的燃烧气体通过由压力通风系统69形成的气体通道，突破铝带96的壁，从气体排放口77喷出，并流入气囊(图中未表示)。由于这个，气囊充气并在乘客和硬结构之间形成缓冲气垫，从而保护乘客免受冲击。当由于燃烧气体的压力外壳在上部和下部方向上变形时，即使在冷却剂/过滤器的端面94和扩散壳圆形部分78的内表面之间形成间隙时，板件91也防止燃烧气体短路。由于用焊接把对面一侧的端面95固定到外壳的内表面上，在这两者之间没有产生间隙。在靠近中央截面处沿外壳轴向重叠并连接的凸缘部分86和87保持外壳的外圆周壁68的刚性，以防止由于气体压力外壳变形。

图8展示本发明的气体发生器的另一个实施例。这个实施例中所示的气体发生器具有轴向较长的圆筒形状，特别适用于乘客一侧。通过把已经形成杯形的杯形构件303的环状顶端部332插入已经形成筒形的筒形构件302的另一端开口323，然后把这两者焊接成一个结构，形成气体发生器的外壳301。

筒形构件302在其一端侧面321具有用来安放点火装置的中央孔326。中央孔326沿着外壳301的轴向弯折，以便形成点火装置固定部分327。筒形构件302的圆周壁322备有沿圆周方向和轴向配置的气体排放口328以及曲拐形状部分324，后者形成圆周壁322在该处沿径向扩大的扩大了的圆周壁部分325。

杯形构件303包括面向筒形构件302一端侧面321的侧端平面部分331，以及与侧端平面部分331的周边形成一体并插入筒形构件302的另一端口323的环状顶端部分332。在这个杯形构件303的侧端平面部分331的中央还形成一沿杯形构件303的轴向延伸的气体发生器固定构件333。

根据需要，以这种方式形成的外壳301包括：其外圆周面向外壳301的圆周壁而内侧而放置的过滤器装置，即冷却剂/过滤器305；围绕冷却剂/过滤器305外圆周并防止其变形的冲孔板306；在检测到冲击时被触发的起点火装置作用的点火器304；被点火装置点燃并产生燃烧气体的气体生成装置，即气体生成剂307；以及支撑气体生成剂的缓冲垫构件309。为了防止水分进入外壳，把铝带310配置在筒形构件302的气体排放口328上以便密封气体排放口328。

就象图1所示的缓冲垫构件那样，上述缓冲垫构件309也具有这样的表面特性，其中已经被放到另一个上面的缓冲垫构件不会粘到一起。在这个实施例中，把缓冲垫构件形成扁平盘片并配置在杯形构件303的端面部分331的一侧。把它形成环形并配置在筒形构件302的一端侧面321上。

在这幅图所示的实施例中，在上述筒形构件302的圆周壁322上形成的曲拐形状部分324用来形成具有扩大了的圆周壁部分325，后者沿筒形构件302的径向仅仅扩大了杯形构件303的环状顶端部分332的厚度。这样，上述冷却剂/过滤器305被圆周壁322的内表面—除了筒形构件302的扩大了的圆周壁部分325以外—和杯形构件303的环状顶部332的内表面支撑着，并在外壳301的圆周壁的内表面和冷却剂/过滤器305之间形成压力通风系统308。由于这个压力通风系统308起气体通道的作用，生成的气体可穿过冷却剂/过滤器305的整个区域，气体被有效地冷却和净化。

通过下列方式装配这种气体发生器：首先把点火器304，冲孔板306，冷却剂/过滤器305，以及气体生成剂307放入筒形构件302，然后用杯形构件303封闭筒形构件另一端口。在以这种方式构成的气体发生器中，当传感器(图中未表示)检测到冲击时，其信号被传送给点火器304，以便触发点火器304。由于这个，气体生成剂307被点燃，它们燃烧并产生燃烧气体。由于在冷却剂/过滤器305外侧形成的压力通风系统308起气体通道的作用，燃烧气体通过冷却剂/过滤器305的整个区域，在此期间它被有效冷却或者其燃烧残渣被收集。气体冲破配设在气体排放口328上面的铝带310的壁，并从气体排放口328喷出。这种喷出的气体流入气囊(图中未表示)以使所述气囊充气并在乘客和硬结构之间形成缓冲气垫。

图9展示本发明的气囊系统的一个实施例，它包括利用电点火型点火装置的气体发生器。这个气囊系统由气体发生器200，冲击传感器201，控制器202，舱体(module case)203以及气囊204组成。

根据图1描述的气体发生器被用作气体发生器200，用缓冲垫构件支撑装在外壳内的任何构件，例如气体生成剂，传导燃料等等。

冲击传感器201包括，例如，半导体型加速度传感器。这种半导体型加速度传感器具有在硅衬底梁(silicon substrate beam)上的四个半导体应变仪，该梁被设计成能在发生加速时挠曲，而这些半导体应变仪被桥式连接。当发生加速时，梁挠曲，表面变形。由于这个变形，半导体应变仪的电阻改变，这个电阻变化作为与加速成正比的电压信号被检测到。

控制器202具有点火评价电路，来自上述半导体型加速度传感器的信号被输入这个点火评价电路。在这个冲击信号超过一定值时，控制器202开始其计算。当计算结果超过一定值时，它把触发信号输出到气体发生器200的点火器4。

用，例如，聚氨酯制成的舱体203包括舱盖(module cover)205。把气囊204和气体发生器200安装在舱体203内，以构成衬垫舱(pad module)。这个缓冲垫舱被安装到汽车的驾驶盘207上。

气囊204用尼龙(例如尼龙66)或聚酯制成，并把它固定到气体发生器的凸缘部分，在叠合时，使气囊的开口206围住气体发生器的气体排放口。

当半导体加速度传感器201在汽车碰撞的时刻检测到冲击时，其信号被传送到控制器202，在来自传感器的冲击信号超过一定值时，控制器202开始其计算。当计算结果超过一定值时，它把触发信号输出到气体发生器200的点火器4。由于这个，点火器4被触发以便点燃气体生成剂，后者于是燃烧并产生气体。这个气体喷入气囊204，借此气囊突破舱盖205并充气，从而在驾驶盘207和乘客之间形成吸收冲击的缓冲气垫。

本发明就描述到如此程度，将显而易见的是，可用多种方法改变本发明。不能认为这些变化脱离了本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种气囊气体发生器，包括：

用来防止装在气体发生器中的元素运动的至少一个缓冲垫构件，所述缓冲垫构件的一个表面具有这样的表面特性，即使把许多缓冲垫构件叠放在一起时，所述至少一个表面也不会粘附到另一个缓冲垫构件的表面上。

2.如权利要求1的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件防止气体生成剂运动。

3.如权利要求1的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件防止增强剂运动。

4.如权利要求1的气囊气体发生器，其中，根据JIS B-0601测试方法，所述缓冲垫构件具有1微米或更小的表面粗糙度RA作为所述表面特性。

5.如权利要求1的气囊气体发生器，其中通过把所述缓冲垫构件夹在一对薄板之间形成所述缓冲垫构件，根据JIS B-0601测试方法，所述对薄板具有1微米或更小的表面粗糙度RA。

6.如权利要求1的气囊气体发生器，其中对所述缓冲垫构件一个或两个表面进行表面处理以便具有所述表面特性。

7.如权利要求1的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件的所述表面用粗糙表面处理进行处理。

8.如权利要求1的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件用高分子合成树脂制成。

9.如权利要求8的气囊气体发生器，其中所述高分子合成树脂是硅泡沫橡胶。

10.如权利要求1的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件具有大体上与装有气体生成剂的燃烧室的平面形状相对应的形状。

11.如权利要求8的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件具有38-47毫米的外径，20-35毫米的内径，以及1.0-9.0毫米的厚度。

12.如权利要求1的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件具有大体上与点火装置贮放室的平面形状相对应的形状。

13.如权利要求8的气囊气体发生器，其中所述缓冲垫构件具有10-16毫米的外径以及1.0-6.0毫米的厚度。

14.如权利要求1的气囊气体发生器，进一步包括：

具有扩散口的外壳；

由冲击触发的点火器；

由所述点火器点燃并燃烧以便产生燃烧气体的气体生成剂；以及

冷却所述燃烧气体和/或收集燃烧气体中的残渣的冷却剂/过滤器，其中

所述点火器、气体生成剂以及冷却剂/过滤器之中的至少一种作为所述元素被所述缓冲垫构件支撑，以阻止其在所述外壳内的运动。

15.如权利要求14的气囊气体发生器，其中所述外壳包括具有所述扩散口的扩散壳以及具有点火装置支撑孔的闭合壳，所述缓冲垫构件在所述外壳的所述闭合壳侧以及/或者所述扩散壳侧设置在所述外壳中。

16.一种生产用于气囊气体发生器的缓冲垫构件的方法，包括：

叠放许多薄板体，每个薄板体由具有这样一种表面性能的薄板体制成，即使把许多薄板体叠放时，薄板体的表面也不会粘附到另一个薄板体的表面上；以及

把所述叠放的薄板体冲压成所需形状，以便形成缓冲垫构件。

17.如权利要求16的方法，其中通过下述方法形成所述薄板体；

提供用高分子合成树脂制成的薄板，

把所述薄板夹在一对具有这样一种表面性能的薄板之间，即使叠放许多薄板时，所述薄板的表面也不会粘附到另一张薄板的表面上，以及

使所述被夹薄板在一对相对的辊子之间通过。

18.如权利要求17的方法，其中，根据JIS B-0601测试方法，所述薄板体具有1微米或更小的表面粗糙度RA作为所述表面性能。

19.如权利要求16的方法，其中所述高分子合成树脂是硅泡沫橡胶。

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