CN1509240A - 气体发生器 - Google Patents

Abstract

在第1盖筒(2)内，在嵌入状态下插入点火器(4)的第2盖筒(12)，在第1盖筒(2)的底端(2c)和点火器(4)之间设置密封部件(19)，将底端(2c)和点火器(4)朝向底座(5)的点火器(4)进行铆接固定。

Description

气体发生器

技术领域

本发明为在紧急情况下(汽车碰撞时)使具有例如汽车座位安全带预张力器、限制乘客向前移动装置、可动头托、电池电流切断器等可动部分的汽车安全装置其动作而使用的小型气体发生器。

背景技术

这种气体发生器的用途为，例如安装在气缸上，通过所发生气体的压力驱动活塞，利用其驱动力使上述汽车安全装置动作。

过去的气体发生器结构为，将通电而点火的点火器通过第1密封部件铆接固定在底座内侧的第1固定部分，使收容气体发生剂的盖筒盖住上述点火器，将这一盖筒的底端通过第2密封部件铆接固定在上述底座外侧的第2固定部分。

上述气体发生器，由于是使收容气体发生剂的盖筒在与外部大气隔绝的状态下固定在底座上，与具有固定内侧点火器的第1固定部分分开固定外侧底座底端的第2固定部分。另外，在底座上分别设置有点火器和底座间的第1密封部件，以及盖筒和底座间的第2密封部件。

这种过去的气体发生器，具有两处固定部分和两处密封部分，两处的固定和密封都必须做得很牢靠。而且，由于两处的固定部分是分开的，这就使得外径变大，难以实现装置的小型化，也不容易提高装置的输出压力。

本发明考虑到这些过去装置所存在的问题，提供了一种点火器和盖筒对底座共用固定结构，同时能够牢靠密封的气体发生器。

同时，提高提供了外径较小的气体发生器，在上述安全装置中，可以使用细的气缸，从而在使用同样数量气体发生剂的情况下，可以获得比过去大的输出压力。

发明的公开

本发明的气体发生器具有收容通过燃烧而发生气体的气体发生剂的有底筒形第1盖筒，和在上述第1盖筒内以部分插入的状态设置的点火器，并将这个点火器盖住，同时具有保持上述第1盖筒底端的底座，上述第1盖筒的上述底端和上述点火器朝向上述底座的上述点火器通过共缔形式而固定。

由于第1盖筒的底端和点火器朝向底座的点火器一起铆接固定，点火器和第1盖筒的底端是固定在底座的一处。这样，不仅制造简便，而且结构简单，这就可以实现气体发生器的小型化。

另外，本发明的气体发生器，在上述第1盖筒的上述底端和上述点火器之间设置了密封部件。

第1盖筒的底端和点火器之间的密封部件发生作用，第1盖筒内的气体发生剂被点火器盖住而处于密封状态。

另外，本发明的气体发生器，上述点火器还具有收容引火药的第2盖筒和保持这一第2盖筒的栓塞，在上述第1盖筒的内侧以嵌入方式插入上述第2盖筒的外侧

在收容气体发生剂的第1盖筒处，由于以嵌入方式插入第2盖筒，第1盖筒被第2盖筒引导，第1盖筒在保持点火器的状态下被固定在底座上。另外，由于第2盖筒被第1盖筒加固了，第2盖筒的外周和第1盖筒的内周最好能够大致相同。

另外，本发明的气体发生器，上述第1盖筒的底端插入而碰撞到上述栓塞，在上述第2盖筒和上述栓塞的分界部分设置了上述密封部件。

在第2盖筒和栓塞的分界部分，由于在按入密封部件的同时第1盖筒的底端要碰撞到栓塞，所以可以稳定像O形环之类密封部件的位置。

另外，本发明的气体发生器，上述第1盖筒的底端和该底端所碰撞的上述栓塞，相互形成锥形面。

这可以稳定第1盖筒的底端和栓塞的碰撞状态。同时，利用锥形面，第1盖筒就容易收容气体发生剂。

另外，本发明的气体发生器，上述点火器和上述第1盖筒底端，是朝向上述底座的上述点火器而铆接固定的。

第1盖筒的底端和栓塞的碰撞而形成锥形面，因而可以从底座向栓塞牢固地一起铆接固定。

附图的简单说明

图1为本发明实施方式的气体发生器截面图。

图2为可用于图1所示气体发生器的点火器的截面图。

图3为另一例可用于气体发生器的点火器的截面图。

图4是表示作为实施例在10cc贮气瓶试验中使用的气体发生器的规格的表。

图5是表示10cc贮气瓶试验的结果的图。

图6则是10cc贮气瓶试验所使用的测定装置简图。

发明的最佳实施方式

下面利用图纸说明本发明实施方式的一例。图1为气体发生器的截面图，图2为点火器的截面图。

在图1中，气体发生器1由第1盖筒2、气体发生剂3、点火器4和底座5组成。

第1盖筒2由圆筒部2a、圆筒部2a的顶端侧或上端侧的底部2b、圆筒部2a的底端侧或下端侧的扩径裙边部2c组成，整体形成有底圆筒形。该第1盖筒2的材料最好采用不锈钢、铝、黄铜、铁等金属材料，但也可以采用树脂制造。第1盖筒2的底部2b的外侧面从中心伸出多条放射形线状切口部2d。第1盖筒2的扩径裙边部2c发挥着下述点火器4和底座5所夹住的锥形法兰部的作用。

气体发生剂3在直接接触第1盖筒内周的状态下收容。当收容在第1盖筒2内的气体发生剂3燃烧时，这一切口部2d将断裂，向图中未标明的座位安全带预张力器、限制乘客向前移动装置、可动头套、电池电流切断器等汽车安全装置直接排放气体。

如图2所示，点火器4中具有引火药11、收容引火药11的第2盖筒12、为使引火药11点火而通电的两根引线13、14、安装引线13、14的栓体15以及盖住第2盖筒12下方并加以保持的栓塞16。引火药11可以采用例如锆、钨、高氯酸钾、含有粘结剂的物质。

第2盖筒12是将金属制的内侧盖筒12a和绝缘性树脂制的外侧盖筒12b重叠而成的有底圆筒形盖筒。在该第2盖筒12的内侧收容引火药11，用金属制的栓体15塞住。栓体15的下方连接了立式放置的引线13，在栓体15的中央贯通孔15a处，通过绝缘体玻璃密封垫15b在贯通状态下安装了引线14。在引线14的上端和栓体15的上面之间安装了可通电发热的电桥线17。在金属制的内侧盖筒12a的下端和栓体15的下侧周围由激光焊接18等连接起来、。

栓塞16为树脂成型体，盖住第2盖筒12的下端侧和引线13、14的从栓体15突出出来的部分，并将其固定保持。在该栓塞16的周围，形成由与第2盖筒12分界部分的台阶部16a、扩径锥形部16b、大直径圆柱部16c、缩径锥形部16d、小直径圆柱部16e所组成的形状。

栓塞16的树脂成型所使用的树脂，可以使用例如在聚对苯二甲酸二丁酯、聚对苯二甲酸二乙酯、尼龙6、尼龙66、尼龙12、聚苯硫、聚苯醚、聚吖丙啶、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜等树脂中含有玻璃纤维、炭黑等的物质。

在图1中，在第1盖筒2的内周嵌入了第2盖筒12的外周。使两者紧密接触为好，两者的间隙应在1mm以下，最好在0.2mm以下。第2盖筒2的扩径裙边部2c在沿栓塞16的扩径密封部16b(参照图2)有一定的长度。在栓塞16的与第2盖筒12交界部分的台阶部16a(参照图2)，嵌入了密封部件O形环19，一直按压到第1盖筒2扩径裙边部2c的根部。

底座5由不锈钢、铝、黄铜、铁等金属材料或硬质树脂制造。该底座5具有为了从上方嵌入点火器4的栓塞16外周部分中的大直径圆柱部16b、缩径部16c和小直径圆柱部16d的第1孔21，为了从下方嵌入短路线夹6的第2孔21，和从第1孔21向上方伸出、并可向内侧压入收紧的突出部23。该底座5使点火器4位于第1盖筒2的中心，在固定上述第1盖筒2的位置的同时，保持上述点火器4的栓塞16。

短路线夹6是为了将点火器4的两根引线13、14短路而安装的。该短路线夹6在正规状态下安装气体发生器1之前用来防止静电等所造成的误动作。

具有这种构成的气体发生器1，可以按下列步骤制造。准备收容了规定量气体发生剂3的第1盖筒2。在栓塞16和第2盖筒12的分界部分台阶部16a(参照图2)，准备嵌入O形环19的点火器4。在第1盖筒2内，嵌入点火器4的第2盖筒12。确认第1盖筒2的扩径裙边部2c碰到栓塞16的扩径锥形部16b(参照图2)，O形环19已被按下。

将该第1盖筒2和点火器4的组件嵌入底座5的第1孔21内，将突出部23铆接到点火器4的栓塞16一侧，这样第1盖筒2和点火器4就一起铆接固定在底座5上。这时，安装在第1盖筒2和点火器4之间的O形环19处于被按下的状态，使第1盖筒2和点火器4的第2盖筒12之间得到密封。

其次，说明气体发生器1的动作。将该气体发生器1在正常状态下连接到连接器上时，短路线夹6的短路处于被解除的状态。在这一状态下，当图中未标明的冲撞传感器探测到汽车的冲撞时，立式设置在点火器4处的引线13、14即会通电。这样，点火器4内的电桥线17就会发热，引火药11点火。第2盖筒12底部的脆弱部将断裂，由此而一下子向第1盖筒2内的气体发生剂3喷出高温、高压气体和粒子，造成气体发生剂3点火。接着，由于气体发生剂3的燃烧，在第1盖筒2内所发生的大量气体迅速使第1盖筒2的内部压力升高，终于使设在第1盖筒2底部2b的切口部2d断裂，通向图中未标明的座位安全带预张力器、限制乘客向前移动装置、可动头套、电池电流切断器等汽车安全装置。

下面说明第1盖筒2内应该使用的气体发生剂3。本发明的气体发生器所能够使用的气体发生剂，例如含氮有机化合物、无机化合物的物质，根据需要可以加入添加物。含氮有机化合物主要是发挥燃料成分的功能，而无机化合物则主要发挥氧化剂成分的功能。

上述含氮有机化合物可以从氨基四唑、硝酸胍、硝基胍等类物质中至少选择1种以上，上述无机化合物可以从硝酸锶、硝酸铵、硝酸钾、高氯酸铵、高氯酸钾等物质中至少选择1种以上。

添加物可以是自燃催化剂三氧化钼。另外，向其他气体发生剂添加的添加物有粘结剂，粘结剂可从愈创胶(ゲアガム)、甲基纤维素、羧甲基纤维素、硝基纤维素、水溶性纤维素醚、聚乙二醇等物质中选择至少1种以上的物质。

适用的气体发生剂是含有作为含氮有机化合物的5-氨基四唑和硝酸胍，作为无机化合物的硝酸锶和高氯酸铵，作为自燃催化剂的三氧化钼，作为粘结剂的愈创胶的气体发生剂。更为适用的，含氮有机化合物为含有10～30质量％的5-氨基四唑，含有15～35质量％的硝酸胍，无机化合物为含有10～30质量％的硝酸锶，含有15～35质量％的高氯酸铵，自燃催化剂为含有1～10质量％的三氧化钼，粘结剂为含有1～10质量％的愈创胶。

现在说明这些气体发生剂3的制造方法。按规定量对气体发生剂3的各成分进行计量。计量后，利用V型混合机将各成分充分混合。在上述混合物中加入10～30质量％的的水，并进一步混合。采用捏合机将湿润状态的上述混合物混炼捏合，成为粘性块。再用真空挤压机将此成型为所需要的形状。在60℃下将此干燥15小时，再于100℃下继续干燥5小时，得到所需要的气体发生剂。另外，过去所使用的无烟火药也可以作为气体发生剂3使用。

下面说明与上述实施方式有关的气体发生器1的效果。

(1)由底座5保持点火器4和由点火器4保持第1盖筒2，靠收紧朝向点火器4的栓塞16和第1盖筒2的扩径裙边部2c的底座5的突出部23一体完成，铆接一个部位就可以形成气体发生器1。与底座和点火器、底座和第1盖筒分别在2处铆接的过去例相比，可以做到结构简单而固定牢靠。

(2)在第1盖筒2内收容的气体发生剂3，位于由在点火器4的第2盖筒12和第1盖筒2的扩径裙边部2c之间压入的O形环19所密封的空间，这样，收容在第1盖筒2内的气体发生剂3由1处密封垫密封，同时外部气体不能从点火器4一侧侵入，这就提高了对气体发生剂3的密封性。

(3)点火器4的第2盖筒12，嵌入到第1盖筒2内，两者密切接触，所以即使第1盖筒2处于被点火器4支撑的状态，第1盖筒2按如图所示沿轴向延长，外力相等也是稳定的。

(4)金属制的第1盖筒2内紧密嵌入了点火器4的第2盖筒12，所以当第2盖筒12内的引火药11点火时，第2盖筒12的外周由第1盖筒2加固。为此，点火器3的第2盖筒12的底部脆弱部可以毫无疑问地发生破裂。

(5)因为O形环19位于点火器4的第2盖筒12和栓塞16的分界部分，所以O形环19的位置是稳定的，提高了密封性能。

(6)如同点火器4的栓塞16的外周扩径锥形部16b(参照图2)和第1盖筒2的扩径裙边部2c那样，相互形成锥形而铆接在突出部22上，所以铆接固定可以稳定地进行。

另外，本发明的实施方式并不限定于上述方式，例如，也可以做如下变更予以实施。

(1)如图2所示，点火器4是密封式的，所以径向扩开，轴向不能伸长的形状是有利的，但也可以如图3所示，变更为点火球式的结构。

在图3中，从栓塞31突出两根引线32、32，这两根引线32、32的顶端安装了电桥栓33，在该电桥栓33的周围形成点火球34。第2盖筒35安装在栓塞31，使点火球34与第2盖筒35内的引火药36接触，形成点火球式的点火器。

(2)底座5上固定第1盖筒2和点火器4，最好是铆接。除铆接之外，只要是能够保证固定稳定，并不限定固定方式。例如，可以使用盖形螺母之类的紧固件拧在底座上，使第1盖筒2和点火4一起固定在底座5上。

(3)密封部件只要是具有密封性能的部件均可，例如除了单一材料制成的O形环19之外，在第1盖筒2处也可以烧结O形橡胶等，以及采用硅酮粘结剂或环氧乙烷粘结剂等。

实施例

下面说明本发明气体发生器的一例-10cc贮气瓶试验的结果。

图4中整理了本发明气体发生器进行10cc贮气瓶试验的一例，以及使用汽车座位安全带预张力器的过去气体发生器的规格。为了使本发明的气体发生器与过去的气体发生器进行比较，气体发生剂的用量与过去座位安全带预张力器所使用的气体发生器相同。

如图6所示，10cc贮气瓶试验使用用坚固的不锈钢等材质制造的测压贮气瓶。将气体发生器安装在该测压贮气瓶的气瓶夹具上。气瓶夹具要比气体发生器的盖筒部外径大0.2～0.4mm。用点火电流电缆将该气体发生器与恒电流脉冲发生器连接，接通点火电流(0.8A×2ms)，使气体发生器动作。从气体发生器发生的燃烧气体的压力通过设在燃烧室中的压力传感器而利用示波器等测定仪器测定燃烧室内的压力。10cc贮气瓶试验就是采用这种方法测定气体发生器的输出压力，其结果示于图5。

如图4和图5所示，本发明的气体发生器与过去的气体发生器相比，实现了小型化，同时使用相同的气体发生剂量，可以使气缸所设定的气瓶夹具内径变细，所以可以形成较高的输出压力(较高的最大发生压力)。

产业利用的可能性

如同以上详细的说明所示，本发明的气体发生器，其点火器和盖筒在底座上共用一个固定结构，使得结构简单，同时提高了密封性能。另外，本发明的气体发生器与过去的气体发生器相比，使用同一气体发生剂量，可以使所用汽车安全装置的气缸内径变细，因而可以得到较高的输出压力(较高的最大发生压力)。

Claims (10)

1.一种气体发生器，具有收容通过燃烧发生气体的气体发生剂的有底筒形第1盖筒、上述第1盖筒内部分插入设置的点火器、盖住该点火器并保持上述第1盖筒底端侧的底座，

上述第1盖筒的上述底端和上述点火器朝向上述底座的上述点火器通过共缔形式固定。

2.如权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，在上述第1盖筒的上述底端和上述点火器之间设置了密封部件。

3.如权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，上述点火器有收容引火药的第2盖筒和保持该第2盖筒的栓塞，上述第1盖筒内侧以嵌入状态插入了上述第2盖筒外侧。

4.如权利要求3所述的气体发生器，其特征在于，上述第1盖筒底端插入并碰到上述栓塞，上述第2盖筒和上述栓塞的分界部分设置了上述密封部件。

5.如权利要求4所述的气体发生器，其特征在于，上述第1盖筒底端和该底端触碰的上述栓塞相互形成锥形。

6.如权利要求5所述的气体发生器，其特征在于，上述点火器和上述第1盖筒的底端朝向上述底座的上述点火器通过铆接固定。

7.如权利要求2所述的气体发生器，其特征在于，上述点火器有收容引火药的第2盖筒和保持该第2盖筒的栓塞，在上述第1盖筒的内侧以嵌入状态插入了上述第2盖筒外侧。

8.如权利要求7所述的气体发生器，其特征在于，上述第1盖筒底端插入并碰到上述栓塞，上述第2盖筒和上述栓塞的分界部分设置了上述密封部件。

9.如权利要求8所述的气体发生器，其特征在于，上述第1盖筒底端和该底端触碰的上述栓塞相互形成锥形面。

10.如权利要求9所述的气体发生器，其特征在于，上述点火器和上述第1盖筒底端，朝向上述底座的上述点火器通过铆接固定。

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