CN1166156A - 具有改良的混合式充气装置的混合式气袋系统 - Google Patents

Abstract

一种内部结构简单制造成本低的混合式气袋系统。其混合式充气装置安装在具有一个可破裂的外罩和一个底板的第一容器(210)内。该混合式充气装置有一个限定了一个第一腔(302)的第二容器(214)，该腔在充灌了一定数量的压缩气体后被密封住。爆燃加热器(350)内装有爆燃装药(366)和雷管(364)。存放在第二腔中的爆燃装药燃烧时将产生高温燃烧生成物。传爆药(384)和气体生成材料(386)存放在第三腔中。燃烧生成物顶着工作销(420)的下端面向上推。工作销由板簧(412)弹性支承着，它在第四腔(410)内垂直放置并可上下滑动。当工作销将密封第一腔的爆裂圆盘(330)顶破之后，第二容器(214)中的压缩气体与燃烧生成物便合起来喷入充气袋而使气袋充气。这样一来，机动车辆中的乘客就可得到保护而不会与机动车辆的构件发生碰撞。

Description

具有改良的混合式充气 装置的混合式气袋系统

本发明涉及一种具有改良的混合式充气装置的混合式气袋系统。更确切地说是涉及一种内部结构简单，制造成本低的混合式气袋系统。

到目前为止已经提出了各种各样的适用于机动车辆的气袋装置。用于机动车辆的传统式气袋一般包括一个充气袋和一个用来感知机动车辆碰撞的碰撞传感器以便产生碰撞感知信号。另外，传统式气袋装置包括一个电子控制单元(以下简称为ECU)，它被用来接收从碰撞传感器发出的碰撞感知信号以控制气袋的动作。它还包括一个充气装置，它被用来按照ECU发出的气袋膨胀触发信号喷射气体或空气到充气袋中从而使气袋膨胀。

图10为传统式气袋装置的构成示意图。如图10所示，当车辆沿道路行驶时，如果与其他车辆或物体相碰撞，一个冲击力就作用到车身上。车辆的碰撞被安装在车辆最前端的碰撞传感器10监测到。当撞击车身的冲击力超过预先设定的数值，需要向气袋充气时，碰撞传感器10便发出一个碰撞感知信号送到ECU20。ECU20确定是否接收到来自碰撞传感器10的碰撞感知信号向充气装置30发出使气袋膨胀的引发信号。一旦发出使气袋膨胀的引发信号，充气装置30就向气袋40喷射惰性气体如氮气、氩气或空气，从而使气袋40立即膨胀。因此，车辆中的乘客就能被已膨胀的气袋40所保护而不会与车辆的构件相碰撞。

在如上述操作的传统的气袋装置中，用来向气袋充气的各种类型的充气装置已为大家所熟知。

充气装置分为压缩气体充灌式充气装置，爆燃式充气装置和混合式充气装置。

压缩气体充灌式充气装置是当车身与其他车辆或物体碰撞而受到的冲击力超过预先设定的数值时就向气袋中喷射一定数量的储存的压缩气体从而使气袋立即膨胀。然而，压缩气体充灌式充气装置必备一个压缩气体储存容器，它既重量重又体积大。因此这种压缩气体充灌式充气装置难以安装。此外，压缩气体储存容器的温度会使得压缩气体从储存容器中释放出来的速度降低，从而使气袋膨胀得较慢。

爆燃式充气装置是在车身与其他车辆或物体发生碰撞而作用到车身上的冲击力大于预先已确定的数值时能及时将装在该装置内的由爆燃材料和可燃的气体生成材料的爆炸燃烧产生的高温高压气体喷射到容积大约有60到120升的折叠气袋中而使得气袋膨胀。因此，在上述爆燃式充气装置中，为了使气袋完全膨胀需要大量的爆燃材料和气体生成材料。况且，在气袋膨胀驾驶员或乘客与气袋接触时可能会被高温高压的充气气体烫伤并且也可能受到与高压充气袋接触时的二次冲击的伤害。此外，当气袋膨胀后，充气气体压力的减少会导致气袋充气力减小。

混合式充气装置是在综合了压缩气体充灌式充气装置和爆燃式充气装置而发展起来的。即混合式充气装置吸取了压缩气体充灌式充气装置和爆燃式充气装置的优点而去除了它们的缺点。混合式充气装置内装有爆燃材料，气体生成材料和有一定数量的压缩气体储存。混合式充气装置把爆燃材料和气体生成材料爆炸燃烧产生的高温高压气体和压缩气体及时喷射到折叠的气袋中而使气袋膨胀。

1993年12月28日授予Terrance J.Coultas美国专利No.5273312公布了上述混合式充气装置。Terrance J.Coultas的混合式充气装置包括一个执行机构总成，它能点燃某种可燃材料如像一块爆燃材料。该执行机构总成还包括另外一种可燃材料如像爆燃装药，它由ECU提供的电流来点燃。

图7至图9显示了上述Terrance J.Coultas的混合式充气装置30。充气装置30包括一个圆柱形容器50，一个圆柱形扩散器60和一个集气管总成70。

容器50内的第一圆柱形腔52充满了压缩气体。该气体是通过端盖54中的气流通道引入第一圆柱形腔52。容器50包括一个整体的圆柱形钢壁56。钢壁56构成了第一圆柱形腔52。另外，在钢壁56上有若干第一圆孔58，它们被用来将气体和燃烧生成物从充气装置30释放到气袋40中。

扩散器60装在容器50的外侧。扩散器60包括一个圆柱形扩散管62。扩散管62的一端有一个向内向心延伸的环形唇边64，它与钢壁56的外侧紧密衔接。端盖66焊接在扩散管62的另一端。端盖66还与集气管总成70的外端相连接。一条安装螺柱68位于扩散管62的中部。安装螺柱68将充气装置30连接到车身上。

集气管总成70在与容器50的端盖54相对的另一端穿过容器50的钢壁56。集气管总成70的一部分伸进容器50内并支承着可燃的爆燃材料72。可燃的爆燃材料72包括传爆装药74和一块爆燃材料76。集气管总成70的其他部分支承着容器50的执行机构总成80。爆裂盘82位于执行机构总成80与传爆装药74之间。

图8为集气管总成70的详图。集气管总成70包括一个安装在容器50外部的圆柱形金属集气管堵头78。集气管堵头78有一个圆柱形内腔90。在集气管堵头78的圆柱形侧壁92上形成有第二圆孔94。

在容器50中，集气管堵头78的一端形成有第三圆孔96。爆裂盘82跨装在第三圆孔96上。爆裂盘82有圆拱形中部84和环形平边86。平边86紧贴在集气管堵头78上。爆裂盘82堵住气流，使它不能从第一圆柱形腔52经过第三圆孔96进入集气管堵头78，直到爆裂盘82被执行机构总成80顶破为止。

集气管堵头78的外端被圆形端盘100封闭住。执行机构总成80装在端盘100上，端盘100支承着执行机构80。集气管总成70包括一个中空金属托座102。金属托座102与集气管堵头78同轴配置在容器50内。

金属托座102的侧壁104上形成有第四圆孔106。第四圆孔106使第一圆柱形腔52与第三圆孔96可以进行流体交换。

参看图7，传爆药74被放置在金属托座102一端的第二圆柱形腔108中。在执行机构总成108开始工作之前，第二圆柱形腔108通过第5圆孔110与第三圆柱形腔112流体连通。

圆柱形金属壳体120内装着爆燃材料76。与集气管总成70对着的金属壳体120的封闭端有一圆形小孔122。金属壳体120的内腔通过小孔122与容器50的第一圆柱形腔52流体连通。储存在第一圆柱形腔52中的气体通过小孔122可流进壳体腔124并包围着爆燃材料76。缓冲板126，圆形屏板128和平面圆形孔板130均安置在小孔122和爆燃材料76之间。孔板130有一个穿过它的小孔(图中未画出)。

在爆燃材料燃烧期间，一股爆燃材料76的燃烧生成物流冲击到缓冲板126上。缓冲板126在金属壳体120中为燃烧生成物提供了一条曲折迂回的路径。因此，爆燃材料76产生的一些颗粒物质就可能被阻拦在金属壳体120中。此后，这些燃烧生成的颗粒物质穿过缓冲板126，流过圆形屏128，孔板130和小孔122进入第一圆柱形腔52。此外，在爆燃材料76燃烧期间，火焰经过孔板130和小孔122被导入第一圆柱形腔52。

在爆燃材料76燃烧的初期，孔板130上的一个较小的孔(图中未表示出)限制了燃烧生成物从壳体腔124中流出。结果使得壳体腔124中的压力和温度升高，从而助长了爆燃材料76的燃烧。

参看图8。执行机构总成80工作时顶破爆裂盘82并点燃传爆药74。执行机构总成80包括一个圆柱形壳体140。在壳体140中，活塞142和爆燃装药144是同轴放置的。壳体140包括一个圆柱形外壳146，一个圆柱形套筒148和一个圆柱形内壳150。外壳146紧紧固定在集气管堵头78的端壁100上，并与爆裂盘82，传爆药74和爆燃材料76同轴放置。套筒148放置在外壳146内环绕着内壳150。套筒148把内壳150和外壳146电气绝缘开来。

内壳150形成第四圆柱形腔154，活塞142和爆燃装药144安放在其中。内壳150有一个环形端部法兰156。法兰156形成了第四圆柱形腔154的第五圆孔158。活塞142由一块整体金属制成，有一个圆柱形端头162。一个直径较小的圆柱形活塞杆164从端头162同轴延伸出来。一个圆柱形活塞通道166同轴穿过端头162和活塞杆164。活塞杆164在其外端174上有一个尖头。

圆柱形端盖172将活塞杆164的外端174和内壳150封闭。端盖172由聚丙烯制成，它套在内壳150和活塞杆164的外端174上。端盖172固定在套筒148和内壳150之间。端盖172堵住活塞通道166防止杂质进入该通道。另外，端盖172也把内壳150的外端与活塞杆164电气绝缘开来。一个环状O形圈178安放在活塞142的端头162上。

爆燃装药144安放在第四圆柱形腔154的端头180。雷管182放在与爆燃装药144相邻近的位置。两根导电销184和186与雷管182相连接。导电销184和186穿过套筒148，并再穿过邻近端壁100的外壳146端部的孔。导电销184和186构成了一条供电路径以便引爆雷管182。

以下，将对上述传统的混合式充气装置30的运行作一说明。

当车辆在道路行驶时，如果与其他车辆或物体发生碰撞时作用到车身上的冲击力的大小超过某个预先规定的门限值，该车辆的碰撞就会被碰撞传感器10监测到。随后，碰撞传感器就产生一个碰撞感知信号并将它送到ECU20。此后，ECU向充气装置30的执行机构总成80上的两根导电销184和186供给电流。电流传至导电销184和186引爆雷管182并点燃爆燃装药144。爆燃装药燃烧产生的高密度燃烧生成物向活塞142的端头162推去。于是，在第四圆柱形腔154中的活塞142便从图7所示的收缩位置移动到图9所示的伸展位置。

当活塞142移动时，端盖172被活塞142的外端174顶破。这时炽热的燃烧生成物被导入活塞通道166，将堵塞活塞通道166的端盖172的剩余部分摧毁掉。

在活塞142移动的同时，活塞杆164穿过第四圆孔158。活塞杆164的外端174撞击爆裂盘82的中心并将爆裂盘82击破。于是，容器50中的流体压力使爆裂盘80沿轴向外变形。从而形成了第七圆孔98(图中未表示出)，压缩气体便从第一圆柱形腔52溢出。

第一圆柱形腔52中的压缩气体从第一圆柱形腔52经第四圆孔106流入金属托座102的内部的一个腔中。气体穿过第七圆孔98流到活塞142的杆端174周围，并流进集气管堵头78的内腔90。从内腔90，气体经第二圆孔94流入扩散器腔84。从扩散器腔84，气体经第一圆孔58流入气袋40。

击破爆裂盘82之后，活塞142在爆燃装药144燃烧生成物的影响下继续沿轴向移动到达它的伸展位置。活塞杆164的外端174移到金属托座102的第五圆孔110中。爆燃装药144燃烧时产生的炽热燃烧生成物通过活塞通道166被引入金属托座102的第五圆孔110。炽热的燃烧生成物穿过金属托座102的第五圆孔冲击到爆燃装药74的端部，于是爆燃装药74被点燃。在高温下燃烧的传爆药74将热和火焰引至爆燃材料76。传爆药74燃烧产生的热和火焰便将爆燃材料76有效地点燃。

当爆燃材料76开始燃烧时，炽热的燃烧生成物和火焰穿过缓冲板126，屏板128，孔板130和壳体上的小孔122进入第一圆柱形腔52。在爆燃材料76燃烧期间，124腔内的温度达到大约2000℃。这种相当高的温度使炽热的燃烧生成物和火焰能更为充分的将孔板130熔化，从而使孔板130上小孔的直径增加到与壳体上小孔122的直径尺寸相同。炽热的燃烧生成物和火焰加热第一圆柱形腔52的压缩气体。而且，爆燃材料76燃烧产生的气体还补充了第一圆柱形腔52中的压缩气体。当第一圆柱形腔52中的压缩气体被加热时，该腔中的流体压力增加。于是，通过集气管总成70到扩散器60，此后流进气袋40的气体的流速也增加。

采用如上所述的Terrance J.Coultas的混合式充气装置，其产生充气气体的机构以及为了与储存的一定数量的压缩气体一道供给充气气体进入折叠气袋的机构是复杂的。另外，Terrance J.Coultas的混合充气装置采用了复杂的装置来产生充气气体和把充气气体连同压缩气体储存容器中的压缩气体一起喷射到气袋中。因此，Terrance J.Coultas的混合充气装置由于制造过程复杂和加工成本高因而在制造过程中存在许多缺点。

本发明将设法解决前述问题。本发明的目的是要提供一种混合式气袋系统，它包括一个经过改良的混合式充气装置，其内部结构简单，制造成本低。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于机动车辆的混合式气袋系统，该混合式气袋系统包括：

确定第一内腔的第一容器。第一容器有一个罩，它在机动车辆碰撞时破裂。还有一个底板，其中底板位于罩的内下方并与罩相咬合；

一个在第一内腔中被折叠起来的充气袋。该充气袋在接收压缩气体和燃烧生成物后被打开。它有一个自由端，被紧夹在罩和底板之间，在底板和充气袋之间确定了第二内腔；以及

一个用来产生燃烧生成物以及当机动车辆发生碰撞产生碰撞感知信号时向气袋充气的混合式充气装置。该混合式充气装置装在第二内腔的底板上并包括一个第二容器。该第二容器有一个整体成形的限定了一个第一腔的第一钢壁，该第一腔在充灌压缩气体后被密封住。

罩的内壁刻有划痕线以便在机动车碰撞时容易被充气袋冲破，它还有从罩的周围表面向下延伸的第二法兰。

底板有一个平面主体，L形套筒从主体的中心向下延伸以便容纳混合式充气装置。第一法兰从主体的两侧部分向下延伸，结果第一法兰与第二法兰相对应。多条固定螺柱用来将混合式气袋系统连接到机动车辆的构件上。

第一法兰和第二法兰上有铆钉孔，它们分别穿过第一法兰和第二法兰。铆钉穿过铆钉孔将第一法兰和第二法兰之间向下延伸的气袋自由端与第一和第二法兰连接在一起。气袋的自由端向下延伸，并由保持架保持住。

混合式充气装置包括：

一个确定第三内腔的第一圆柱形壳体，它有一个第二钢壁，该第二钢壁用焊接连到第一钢壁上。壳体上有多个第一圆孔，它们处在邻近第一钢壁和第二钢壁相连接的位置上。还有向内向心延伸的第一环边，以便在第一圆柱形壳体的一端形成第二圆孔；

一个爆裂盘处在跨越第二圆孔的位置上，它在第一焊缝处与第一环边固定，因此在第一焊缝处形成了一道密封；

第二圆柱形壳体被安置在第一圆柱形壳体之中，在第二焊缝处它与第一圆柱形壳体的内表面贴合并焊接，因此在第二焊缝处形成了一道密封。壳体有一个第二环边，它向内向心延伸，在第二圆柱形壳体的一端形成第四圆孔。第三容器内有一个爆燃加热器。第三腔内有传爆药和气体生成材料。在第三容器与第三腔之间形成多条气流通道；以及

确定第四腔的第三圆柱形壳体。它有一个第三环边，该环边向内向心延伸并在第三圆柱形壳体的一端形成第五圆孔。在第五焊缝处壳体被固定在第二圆柱形壳体上，因此在第五焊缝处形成了一道密封。在壳体的第四腔内有一个工作销，用来释放压缩气体和燃烧生成物，还有一个用于弹性支承工作销的板簧。

混合式充气装置还包括一个跨装在第一圆孔上的陶瓷过滤器和一个跨装在第四圆孔上的金属过滤器。

此外，混合式充气装置还包括一个第二可燃薄膜容器，它在第三腔内，里面装有传爆药和气体生成材料。在第二薄膜容器中有一块第二薄金属膜片，用来把传爆药和气体生成材料分隔开。通常，第二薄膜容器用铝或钢制成。

此外，混合式充气装置还包括一个跨装在第五圆孔上的辅助圆盘。

爆裂盘有一个圆拱形的可被工作销顶破的中心部分和一个固定在第一环边上的平面环形边缘部分。

爆燃加热器包括一个向内向心延伸并形成第三圆孔的内端，一个与内端一体形成的外端，一个内部装有爆燃装药的第二腔，一个用来点燃爆燃装药的雷管以及固定雷管的连接器。

爆燃加热器还包括分别跨装在前述第三圆孔上的金属堵片和第一金属薄膜。金属堵片与内端相配合，第一金属薄膜在第四焊缝处固定在内端上，因此在第四焊缝处形成了一道密封。

爆燃加热器还包括一个在第二腔内的，里面装有爆燃装药的第一可燃薄膜容器。第一薄膜容器由铝或钢制成。

外端在第三焊缝处被焊装到L形套筒上，因此在第三焊缝处形成一道密封。雷管有一个与外部供电源相连的电接头。连接器有一个第一O形密封圈用来将连接器密封。

工作销有一个尖头，一个穿过工作销中心的通孔，下部端面和第二O形密封圈。在爆燃装药，传爆药和气体生成材料燃烧时产生的燃烧生成物的压力作用下工作销向上移动并依次顶破辅助盘和盘。

板簧包括一个有多个气流孔的圆拱形中心部分和紧贴在第二环边上的平面环边部分。

压缩气体可从包括惰性气体，燃油气体及氧化剂气体的气体中选取。惰性气体可从包括氮气、氩气及氮氩混合气的气体中选取。

气流通道使得第二腔与第三腔之间可以进行流体交换。

如上所述，按照本发明制作的混合式气袋系统使用了结构简单的工作销来代替复杂的工作装置去打开通向气袋的流体通道。因此，混合式充气装置总的内部结构被简化了，此外，混合式气袋系统的制造成本也降低了。

本发明的上述目的和其他优点将通过参考附图对优选实施例作详细的说明而变得更为明显。在这些附图中：

图1为按照本发明优选实施例的混合式气袋系统的剖面图；

图2为图1所示的混合式气袋系统的混合式充气装置的放大剖面图；

图3为图2所示的混合式充气装置的爆燃加热器的放大剖面图；

图4为图3所示的混合式充气装置除掉爆燃加热器的局部放大剖面图；

图5为爆裂盘被图2所示的混合式充气装置的工作销顶破状态的剖面图；

图6A为按照本发明的板簧平面图；

图6B为按照本发明的工作销的纵剖面放大图；

图7为按照现有技术制造的混合式充气装置的剖面图；

图8为图7所示的混合式充气装置的局部放大剖面图；

图9为图7所示的混合式充气装置的局部放大剖面图；以及

图10为传统的气袋系统的方框示意图。

以下将参照附图对本发明的一个实施例作详细说明。

图1是按照本发明优选实施例的混合式气袋系统200的剖面图。混合式气袋系统200包括一个第一容器210，一个安放在第一容器210中的折叠气袋400和一个固定到第一容器210上的圆柱形充气装置300。

第一容器210是在车辆以外的地方装配好后作为一个完整的单元安装到车辆上。第一容器210有一个与充气装置300分开的子总成，它们可以分别运输和储存。在气袋系统200的总装配阶段，第一容器210与充气装置300才装在一起。第一容器210有一个底板220和一个固定在底板220上的罩230。第一容器210确定了第一内腔212，折叠气袋400就装在该腔中。

底板220在罩230的下部内侧与罩230相接合。底板220有一个平面的主体222以及从主体222延伸出来的第一法兰224。当把底板220结合到第一容器2 10内时主体224的下部外表面就形成了第一容器210的外壁216。L形套筒226在主体222的中部。L形套筒从主体222向下延伸以便容纳无气装置300。

第一法兰224与主体222整体成形，并从主体222的圆周以垂直方向向下延伸。第一法兰228在主体222的圆周上以适合将罩230固定到底板220上。此外，第一法兰228形成一种结构，它所保持一种状态当气袋400膨胀时气袋400仍固定在底板220上。为了防止尖角结构损坏气袋的织物，平面主体222与第一法兰224间的连接部位227以及第一法兰224的端部228等处都做成弧形。

多条固定螺柱240装在底盘220上。螺柱240被用来将气袋系统200连接到机动车辆的构件上。螺柱240与主体222连成一体并从主体222向下伸长。

罩230由一种硬化了的柔性塑料如聚乙烯制成，这种材料通常用来制成车辆的仪表板。在罩230的内侧有预先定好形状的内部划痕线232。内部划痕线232刻在罩230的预定位置上，以便在气袋400膨胀时将罩击碎。

罩230是一个杯状部件。罩230有第二法兰234。第二法兰224从罩230的圆周部分以垂直方向向下延伸。第二法兰234与罩230的边缘整体成形。第二法兰234的尺寸使它能从底板220的外部圆周精确地安装到第一法兰224上。在底板220的第一法兰224上和在罩230的第二法兰234上分别有铆钉孔235和236。铆钉孔235和236用来将罩230固定到底板220上。所以，不论是铆钉或者是某些其他的固定元件均可穿过它们。

通常，气袋400是一个连续封闭的织物，由结实耐用的材料如尼龙制成。气袋400布置在罩230和底板220之间并被折叠成皱折状态。在第一内腔212中，在气袋400和底板220之间有一个第二内腔214。

气袋400的自由端向下伸展被夹在第一法兰224和第二法兰234之间，气袋400的自由端用穿过铆钉孔235和236的铆钉238固定在第一法兰224和第二法兰234之间。此后，气袋的自由端被支持在位于第一容器210外面的保持架248上。因而气袋400被固定在第一容器200中，如像罩230被固定到底板220上那样。

在第一容器210装配之后，用来向气袋400充气的充气装置300就被安装到第一容器210上。也就是说，充气装置300被安装到已装配好的第一容器210之后就完成了气袋系统200。充气装置300位于底板220中部形成的L形套筒226之中，也位于由气袋400确定的第二内腔214之中。

在第二内腔214中，充气装置300有一个第二容器310。第二容器具有水平扩展的圆柱形状，因此，气袋系统200的总高度被降低。第二容器310有一个整体的第一钢壁304。钢壁304的自由端焊装在充气装置300的第一圆柱形壳体320上。

在由第一钢壁304确定的第一腔302中装有一定数量的压缩气体。第一腔302中装有惰性气体，燃油气体和氧化剂气体的混合气体。优选地，惰性气体是氮气、氩气或氮气和氩气的混合物。第二容器310有一个加注管306，用来把压缩气体注入到第一腔302中。加注管306装上后便与第二容器310连通。加注管306有一缩口308，在第一腔302注入压缩气体后，缩口308被焊接起来以封住加注管306。

图2至图4显示了按照本发明的混合式充气装置300的详情。

首先参看图2。充气装置300包括一个第一圆柱形容器320。第一圆柱形壳体320确定了第三内腔312。第一圆柱形壳体320包括一个第二整体钢壁322。第二钢壁322确定了第三内腔312。形成第二容器310的第一钢壁304被焊装到第二钢壁322的外表面上，因此在第一钢壁304和第二钢壁322之间形成了一道密封。

在第二钢壁322上有多个第一圆孔324。第一圆孔324穿过第二钢壁322，其位置是在第一钢壁304和第二钢壁322连接部位的下方。第一圆孔324使得第三内腔312与第二内腔214之间可进行流体交换。一个陶瓷过滤器326放置在第一圆孔324处。陶瓷过滤器326盖在第一圆孔324上。

第一圆柱形壳体320有一个向内向心延伸的第一环边321。第一环边321形成第二圆孔328。第二圆孔328被一个可破裂的圆盘330封闭。圆盘330盖在第二圆孔328上，第一焊缝3 14使它紧固第一环边321上。圆盘330有一个圆拱形中心部分332和环形边缘部分334。

第二圆柱形壳体340安置在第一圆柱形壳体320内。第二圆柱形壳体340被第二焊缝316焊装在第一圆柱形壳体320的内表面下方，因此在第二圆柱形壳体340与第一圆柱形壳体320之间形成一道密封。爆燃加热器350布置在第二圆柱形壳体340的内部下方。

图3显示了爆燃加热器350的内部结构。爆燃加热器350包括一个第三圆柱形容器352。第三容器352有一个扩展的外端354。外端354与底板220的L形套筒226相连接。外端354与L形套筒226由第三焊缝317连接起来并形成一道密封。第三容器352有一个与外端354整体成形的内端356。在内端356处，有一个第三圆孔358。第三圆孔358被金属堵片360和一薄金属膜片362复盖着。第一薄金属膜片362与内端356由在膜片362圆周处的第四焊缝318连接起来并形成一道密封。金属堵片360在整个面积内为第一薄膜片360提供了一个补充支承。因此，第一薄金属膜片362能够承受得住储存在第二腔380中的高压气体。

雷管364和爆燃装药366存放在第三容器352中。雷管364在第三容器352内由一个中空圆柱形安装连接器368支托着。安装连接器368由装在其外圆上的O形密封圈370密封住。外端354上的第一环状翻边372将安装连接器368牢固地卡在第三容器352内。

雷管364与爆燃装药366相邻放置。雷管364由第二翻边374将它卡在第三容器352中，该翻边是从安装连接器368延伸出来的，与连接器为一体。两个导电销376与雷管374相连接。导电销376是电流输入接头。导电销376从第三容器352的下部向外延伸，并与电源相连接(未示出)。导电销376提供了一条向雷管364输送电流的通路。

爆燃装药366盛放在第二腔380中的由铝或钢制成的第一薄膜包378内。虽然爆燃装药354可能有多种不同的组份，但在本发明的一个优选实施例中，爆燃装药354则是由硝酸硼钾(BKNO₃)的颗粒状混合物组成。

再参看图2。在第二圆柱形壳体340的上部有一个第三腔382。在第二腔380和第三腔382之间有多条气流通道500。气流通道500使得第二腔380与第三腔382可进行流体交换。

如图4所示，颗粒状混合物传爆药384以及像药粒状结构或者像小圆盘状结构的气体生成材料386盛放在第三腔382中。传爆药384和气体生成材料386均被包在第三腔内由铝或钢制成的第二薄膜容器388中。在第二薄膜容器388内，传爆药384和气体生成材料386被铝质的第二薄膜片390分隔开。

第二薄膜容器388与第二圆柱形壳体340的内壁相适合，并与第三腔382的底面间隔开。第二薄膜容器388与第二圆柱形壳体340的内壁有有效的热接触。

第二圆柱形壳体340确定的第三腔382包括一个从第二圆柱形壳体340向心向内延伸的第二环边391。第二环边391形成第四圆孔392。金属过滤器394装在第四圆孔392处。金属过滤器394跨装在第四圆孔392上。金属过滤器394可除掉来自燃烧生成物的杂质。这些燃烧生成物是由第一薄膜容器378中的爆燃装药366，传爆药384以及第二薄膜容器388中的气体生成材料386产生的。

第三圆柱形壳体396与第二圆柱形壳体340相接合，因此在邻近第二环边391处形成了一道密封。第三圆柱形壳体396通过第五焊缝398与第二圆柱形壳体340焊装在一起而形成一道密封。第三圆柱形壳体396确定了第四腔410。板簧412布置在第四腔410的下部。板簧412弹性支承着工作销420。工作销420可滑动，它垂直放置在第四腔410中。

如图6A所示，板簧412有一个圆拱形中心部分414及平的环形边缘部分416。此外，板簧412上还有多个气孔418以便让气体流过。板簧412通过在第四腔410的下部焊接边缘部分416而被固定在第二环边391的外表面上。

如图6B所示，工作销420有一个用来顶破圆盘330的尖头422和一个平的下端表面423。工作销420的中心有一个通孔424。通孔424是燃烧生成物的流体通道。这些生成物是爆燃装药366，传爆药384以及气体生成材料386燃烧时产生的。在工作销420的下部圆周处装有第二O形密封圈426。

第三圆柱形壳体396有一个向心向内延伸的第三环边428。第三圆柱形壳体396形成第五圆孔430。一个辅助圆盘432放置在第五圆孔430处。辅助圆盘432由薄金属膜制成，它跨放在第五圆孔430上。在工作销420尚无动作时，辅助圆盘432一直封着第五圆孔430。而当工作销420动作时辅助圆盘432就被工作销420顶破。

下面将对上述按照本发明的优选实施例的混合式充气装置300的运行机制作一说明。

当车辆在道路上行驶时，如果它与其他车辆或物体发生碰撞时作用到车身上冲击力的大小超过某个预先规定的数值，该车辆的碰撞就会被碰撞传感器(未示出)监测到。碰撞传感器就产生一个碰撞感知信号并将它送到ECU(未示出)此后，ECU就向充气装置300的爆燃加热器350的导电销376送去电流。

电流传至导电销376后便引爆雷管364并点燃装在第一薄膜容器378中的爆燃装药366。爆燃装药366的燃烧产生包括高温高压的充气气体的燃烧生成物。由于产生了具有高温高压充气气体的燃烧生成物，封住第三圆孔358的金属堵片360就离开了它原来的位置。接着，被金属堵片360支承着的第一薄膜片362被燃烧生成物冲破，燃烧生成物就通过第三圆孔358释放到多条气流通道500中。

燃烧生成物流通过气流通道500进入第三腔382。燃烧生成物被引进第三腔382后就点燃包装在第二薄膜容器388中的传爆药384和气体生成材料386。结果，高密度的燃烧生成物包括高温高压的充气气体便产生。这些燃烧生成物在第二腔380中与爆燃装药366燃烧时产生的燃烧生成物合在一起。

该复合燃烧生成物穿过第四圆孔392。这时，跨装在第四圆孔392上的金属过滤器394将从燃烧生成物中滤掉如像微小粒子或熔化材料等特殊杂质。这些杂质来源于爆燃装药366，辅助装药384和气体生成材料386的燃烧过程。

燃烧生成物在穿过第四圆孔392的同时也流过板簧412上的多个气流孔418，并推顶由板簧412弹性支承着的工作销420的下端面423。于是，位于第四圆柱形腔410中的工作销420便依次穿过第五圆孔430和第二圆孔328，并从图2所示的收缩位置移动到图5所示的伸展位置。

当工作销420移动时，辅助圆盘432和圆盘330相继被工作销420的尖头422顶破。辅助圆盘432可防止膨胀气流从第四腔410经第五圆孔430流入第三内腔312。圆盘330一直堵住储存在第二容器310(未示出)中的压缩气体不让它从第一腔302经第二圆孔328流入第三内腔312，直到它被工作销420顶破。

当辅助圆盘432被顶破时，燃烧生成物穿过工作销420上的通孔424进入第三内腔312。其次，当圆盘330被顶破时，释放到第三内腔312中的部分燃烧生成物流入第一腔302。由于容纳在第一腔302中压缩气体的流动压力与压缩气体一道流进第三内腔312，这时，压缩气体用其自身从第一腔302中排出时的压力把已被顶破的圆盘330推向第三内腔312。结果，压缩气体和燃烧生成物流在垂直方向上产生。

压缩气体和燃烧生成物经过第三内腔312穿过第一圆孔324。这时，跨装在第一圆孔324上的陶瓷过滤器以与金属过滤器394相同的方式第二次将燃烧生成物和压缩气体中的特殊杂质如像微小粒子或熔化了的材料等去除掉。穿过第一圆孔324的压缩气体和燃烧生成物被释放到第二内腔214中。结果，气袋400被充了气。

此后，随着压缩气体和燃烧生成物充入气袋400。气袋400将罩230的有内部划痕的易碎部分击破。于是，气袋400向车辆中乘客的前方膨胀开来。这就是说，从碰撞传感器感知碰撞的瞬时算起的0.04至0.05秒内，气袋400将被完全充气。这样一来，车辆中的乘客便能得到保护而不受碰撞时产生的冲击。

如上所述，为了打开连接气袋400的流体通道，按照本发明制造的混合式气袋系统200采用了结构简单的工作销420来代替操作装置。因此，混合式充气装置400的整个内部结构被简化，此外混合式气袋系统200的制造成本也降低。

在本发明已被特别介绍并参考特定实施例作了说明之后，本领域的技术人员将会理解：在不背离按照所附权利要求书所限定的本发明的基本精神和范围的情况下，可以有形式和细节上的某些改变。

Claims (20)

1.一种用于机动车辆的混合式气袋系统，这种混合式气袋系统包括：

一个确定了第一内腔的第一容器。所述第一容器有一个在机动车辆发生碰撞时会破裂的罩以及一个底板。所述底板位于所述罩的内部下方，并与所述罩装在一起；

一个可以接受压缩气体和燃烧生成物而打开的充气袋。所述充气袋被折叠起来放在所述第一内腔中，它有一个被夹持在罩和底板之间的自由端，并在所述底板与所述充气袋之间确定了一个第二内腔；以及

一个混合式充气装置，它在机动车辆发生碰撞产生碰撞感知信号时用来产生燃烧生成物和向充气袋充气。所述混合式充气装置被安装在所述第二内腔中的所述底板上。还包括一个第二容器，所述第二容器有一个整体成形的第一钢壁。它确定了一个第一腔，该第一腔在充满压缩气体后被封住。

2.按照权利要求1所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述罩上有在机动车辆发生碰撞时容易被所述充气袋冲破的内部划痕以及从其圆周向下延伸的第二法兰。

3.按照权利要求1所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述底板有一个平面主体和从所述主体中心向下延伸的用来接受所述混合式充气装置的L形套筒。第一法兰从所述主体的两侧向下延伸以便所述第一法兰与所述第二法兰相对应。以及多条用于将所述混合式气袋系统连接到机动车辆的构件上的安装螺柱。

4.按照权利要求3所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述第一法兰和第二法兰有分别穿过所述第一法兰和所述第二法兰的铆钉孔。向下延伸的自由端夹在所述第一法兰和所述第二法兰之间，用铆钉穿过所述铆钉孔将它们连在一起。而所述自由端向下延伸并被保持架支持。

5.按照权利要求1所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，所述混合式充气装置包括：

一个确定第三内腔的第一圆柱形壳体，它有一个第二钢壁，所述第二钢壁与所述第一钢壁焊装在一起，在邻近所述第一钢壁和所述第二钢壁连接位置处形成有多个第一圆孔，还有一个为了在所述第一圆柱形壳体的一端形成第一圆孔的向心向内延伸的第一环边；

一个爆裂圆盘跨放在第二圆孔上，它在第一焊缝处被固定在所述第一环边上，于是，在第一焊缝处形成了一道密封；

第二圆柱形壳体位于所述第一圆柱形壳体内，它在第二焊缝处被焊装到第一圆柱形壳体的内表面上，因此，第二焊缝形成了一道密封。还包括一个在所述第二圆柱形壳体的一端形成第四圆孔的向心向内延伸的第二环边。一个内有一个爆燃加热器的第三容器。装有传爆药和气体生成材料的第三腔。在所述第三容器与所述第三腔之间形成的多条气流通道；以及

一个确定第四腔的第三圆柱形壳体，在所述第三圆柱形壳体一端有一个形成第五圆孔的向心向内延伸的第三环边。它在第五焊缝处被固定在所述第二圆柱形壳体上，因此第五焊缝形成了一道密封。其中所述第四腔中包括一个用来释放压缩气体和燃烧生成物的工作销。还包括一个用来在第四腔中弹性支承工作销的板簧。

6.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，所述混合式充气装置还包括一个跨装在所述第一圆孔上的陶瓷过滤器。

7.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述爆裂圆盘有一个可被所述工作销顶破的圆拱形中心部分和一个固定到第一环边上的平的环边部分。

8.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，所述混合式充气装置还包括一个跨装在所述第四圆孔上的金属过滤器。

9.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述爆燃加热器包括一个形成第三圆孔的向心向内延伸的内端，与所述内端整体成形的外端，一个内部装有爆燃装药的第二腔，一个用来点燃爆燃装药的雷管以及一个固定所述雷管的连接器。

10.按照权利要求9所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述爆燃加热器还包括一个跨装在所述第三圆孔上的金属堵片和一个第一薄金属膜片。其中所述金属堵片与所述内端相配合。所述第一薄金属膜片在第四焊缝处固定在所述内端上，因此，第四焊缝形成了一道密封。

11.按照权利要求9所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述爆燃加热器还包括一个在所述第二腔内包住爆燃装药的第一可燃烧薄膜容器。所述雷管有用于从外部电源接受电流的导电销。所述连接器有一个用于密封所述连接器的第一O形密封圈。所述外端在第三焊缝处被焊装到所述L形套筒上，因此，在第三焊缝处形成了一道密封。

12.按照权利要求11所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述第一薄膜容器是由铝或钢制成。

13.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述混合式充气装置还包括一个在所述第三腔中包封传爆药和气体生成材料的第二可燃烧的薄膜容器以及一片在所述第二薄膜容器中用来把传爆药和气体生成材料隔开的第二薄金属膜片。

14.按照权利要求13所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述第二薄膜容器由铝或钢制成。

15.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述气流通道允许所述第二腔与所述第三腔之间进行流体交换。

16.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，所述混合式充气装置还包括一个跨装在所述第五圆孔上的辅助圆盘。所述第三圆柱形壳体在第五焊缝处被焊接到所述第二圆柱形壳体上，因此，在第五焊缝处形成了一道密封。

17.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述工作销有一个尖头，一个通孔穿过所述工作销的中心，一个下端面以及一个第二O形密封圈。当爆燃装药，传爆药和气体生成材料燃烧产生燃烧生成物时，燃烧生成物的压力便将工作销向上推，从而依次将所述辅助圆盘和所述圆盘顶破。

18.按照权利要求5所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于所述板簧有一个圆拱形的中心部分上面有多个气流孔，还有一个平的环形边缘部分固定在所说的第二环边上。

19.按照权利要求1所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其压缩气体是从包括惰性气体，燃油气体和氧化剂气体的气体中选取的。

20.按照权利要求19所述的用于机动车辆的混合式气袋系统，其特征在于惰性气体是从包括氮气、氩气以及氮气和氩气的混合物的气体中选取的。

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