CN1668494A - 气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明是具有第1杯形罩(3)、点火器(5)、点火器外壳(7)、底托(6)的气体发生器(1)，其中，第1杯形罩(3)填充有利用燃烧而发生气体的气体发生剂(2)，点火器(5)配置在第1杯形罩(3)的内侧且具有收纳着火药的第2杯形罩(E)，点火器外壳(7)覆盖第2杯形罩(E)且具有导火孔(20)，底托(6)铆接地保持点火器外壳(7)与第2杯形罩(E)，其特征在于：底托(6)具有分别单独穿过点火器(5)的电极销(11、12)的各电极销(11、12)的孔(13、14)。

Description

气体发生器

技术领域

本发明涉及例如用于汽车的安全带预张紧器等的气体发生器，特别是切实防止高温状态下的气体发生器的点火器的电极销飞出的气体发生器。

技术背景

作为用于保护乘员不受汽车冲撞时产生的冲击的安全装置之一，知道有安全带预张紧器。该安全带预张紧器，是利用气体发生器发生的大量高温、高压气体使压力缸动作的。该气体发生器的构造，因为不是气囊而是使压力缸动作，所以发生气体量比较少，并且不介入过滤器或冷却介质，而是将高温且高压的气体朝压力缸直接喷射。通常，这样的气体发生器，由点火器、第1杯形罩、底托等构成，其中，点火器收纳有利用通电而起火的着火药，第1杯形罩收纳有气体发生剂，底托固定点火器及第1杯形罩。

过去的安全带预张紧器用气体发生器的一例如图3所示。图3的气体发生器108，由气体发生剂106、点火器104、第1杯形罩102、底托101、O形环105、短路夹107构成，其中，气体发生剂106通过着火发生大量的气体，点火器104收纳有利用通电起火的着火药，第1杯形罩102收纳有气体发生剂，底托101分别将点火器104及第1杯形罩102固定在中心且将气体发生剂106及图5所示的点火器104封在其与第1杯形罩102的内侧，O形环105配置在点火器104与底托101的间隙内而防止水分从点火器104与底托101的间隙浸入，短路夹107用于预先使从点火器104上立设的2根电极销11、12短路。又，在第1杯形罩102与底托101之间的间隙内，为了防止水分浸入而涂敷未图示的密封剂。

又，点火器104，如图5所示，具有收纳着火药D的第2杯形罩E、插入而嵌在第2杯形罩E内且封住着火药D的塞栓B、由贯通塞栓B内的2根金属棒材构成的电极销11、12。各电极销11、12向第2杯形罩E内突出，其前端利用电桥线F电连接。电桥线F被接在着火药D上的点火球C覆盖。塞栓B，为了保证各电极销11、12间的电桥线部以外的绝缘而利用树脂形成。

点火器104，如图3所示，点火器104的锥形部109接在底托101的锥形部110上被保持，而点火器104的塞栓B的底部111，成为露出在外部的状态[参照图4(a)]。而利用树脂形成的塞栓B，在高温状态下的着火时，往往由于其热而软化。因此，设置在塞栓B内的电极销11、12，可能在塞栓B软化而保持强度下降时与塞栓B一同飞出。

本发明的目的，在于提供气体发生器的点火器上立设的电极销即使在高温状态下的着火时也不会飞出的安全性高的气体发生器。

发明内容

为了解决前述课题的本发明的气体发生器，是具有第1杯形罩、点火器、点火器外壳、底托的气体发生器，其中，第1杯形罩填充有利用燃烧发生气体的气体发生剂，点火器配置在前述第1杯形罩的内侧且具有收纳着火药的第2杯形罩，点火器外壳覆盖前述第2杯形罩且具有导火孔，底托铆接地保持前述点火器外壳与前述第2杯形罩，其特征在于：前述底托具有分别单独穿过前述点火器的电极销的各电极销的孔。因为在底托上设计可分别单独穿过点火器的电极销的各电极销的孔，所以，即使形成点火器的树脂制的塞栓在高温状态下的着火时软化的情况下，例如即使由于输送时等某些原因使点火器着火的情况下，都可防止点火器上设置的电极销与塞栓一同飞出，即使在高温状态下也可确保安全性。

又，通过将前述孔的面积设计为前述电极销的截面积的2～10倍，即使在底托上使用金属也可防止各电极销之间的短路，并且，即使形成点火器的树脂制的塞栓在高温状态下的着火而软化，也可利用该孔防止电极销向底托外飞出。

又，点火器，具有收纳着火药的第2杯形罩、插入而嵌在前述第2杯形罩内且封住前述着火药的塞栓、由贯通前述塞栓内而突出的2根金属棒材构成的电极销，其特征在于：前述各电极销的从前述塞栓突出的各根部，被与前述塞栓一体成形的突出部覆盖，该突出部插入前述孔。这样，在将各电极销分别单独插入孔的情况下，该突出部与各孔嵌合，可减小塞栓的晃动，并且可确保各电极销与底托间的绝缘。

又，底托是铝、铁、不锈钢等金属制的。因为底托是金属制，所以与树脂等相比耐热性强，在高温状态下的着火时，可切实防止塞栓与电极销一同向底托外飞出。

又，本发明的底托具有：用于插入并铆接点火器的塞栓的锥形部、用于铆接前述点火器的塞栓的突起、用于铆接前述第1杯形罩的突起、前述锥形部的底部，在该底部上具有分别穿过前述点火器的前述电极销的前述孔。因为是在锥形部的底部具有分别穿过电极销的各孔的底托，所以在高温状态下着火时，可切实防止塞栓与电极销一同向底托外飞出。

附图说明

图1是本发明的气体发生器的实施形式例的一例的概要剖视图。

图2(a)是表示图1所示的气体发生器的A-A线剖面的剖视图。

图2(b)是从下部方向看到的图1中使用的本发明的底托的外观图。

图2(c)是表示图2(b)所示的底托的B-B线剖面的剖视图。

图3是过去的气体发生器的概要剖视图。

图4(a)是表示图3所示的气体发生器的A-A线剖面的剖视图。

图4(b)是从下部方向看到的图3中使用的过去的底托的外观图。

图5是表示气体发生器上使用的众所周知的点火器的概要剖视图。

图6是表示本发明的点火器的外观图。

图7是汇总实施例的加热试验的结果的表。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的气体发生器的实施形式的一例。

在图1中，气体发生器1，由第1杯形罩3、点火器5、点火器外壳7、底托6构成，其中，第1杯形罩3填充有利用燃烧而发生气体的气体发生剂2，点火器5配置在该第1杯形罩3的内侧且具有收纳着火药的第2杯形罩E，点火器外壳7覆盖第2杯形罩E并具有导火孔20，底托6利用突起9来铆接地保持点火器外壳7与第2杯形罩E。

底托6优选地利用铝、铁、不锈钢等金属材料形成。在图1、图2(b)及图2(c)中，底托6具有用于插入并嵌在点火器5的塞栓B中的形成盘状的锥形部8、用于铆接点火器5的塞栓B的突起9、用于铆接第1杯形罩3的突起10、锥形部8的底部81。塞栓B的材料，包括例如聚对苯二甲酸丁二醇脂、聚对苯二甲酸乙二脂、耐纶6、耐纶66等。又，在底托6上，在形成盘状的锥形部8的底部81上形成孔13、14，用于穿过从点火器5立设的电极销11、12。设置在点火器5的塞栓B上的2根电极销11、12从该孔13、14延伸到外部。电极销11、12的材质，优选地是含镍的合金、铁、不锈钢。而且，在塞栓B的底部16，覆盖这些电极销11、12的根部地一体成形有突出部19、18。又，塞栓B的底部16，如图2(a)所示，被底托6的锥形部8的底部81覆盖。这样，在高温状态的点火时，即使塞栓B软化时，也可利用该底托6上设置的具有孔13、14的部分(底部81)防止电极销11、12与塞栓B一同飞出到外部。另外，该孔13、14的面积，优选地在大于穿过该孔13、14的电极销11、12的截面积的1倍且10倍以下的范围内，更好的是2倍～10倍的范围，特别理想的是2倍～7倍的范围。又，虽然也可在孔13、14以外有1个或2个以上的孔，但只设孔13、14有利于降低制造成本。

又，在底托6上，保持点火器5的塞栓B时，在与点火器5的塞栓B之间配置O形环等密封部件15，以达到点火器5与底托6之间的防水。作为密封部件15的材质，没有特别的限制，但优选地是腈、硅、乙烯·丙烯橡胶等难以透过水分的材料。这些密封部件，优选地沿底托与点火器的整个接合部进行设置。

气体发生剂2，不介入过滤器或/及冷却介质地以直接接触第1杯形罩3的内周的状态填充。在此，能够使用的气体发生剂，优选地是含有含氮有机化合物作为燃料成分、无机化合物作为氧化剂成分、及至少1种以上添加剂的气体发生剂。作为燃料成分，有从氨基四唑、硝酸胍、硝基胍构成的族中选出的至少1种以上。作为氧化剂成分，有从硝酸锶、硝酸铵、硝酸钾、高氯酸铵、高氯酸钾构成的族中选出的至少1种以上。作为添加物，有作为自燃性催化剂的三氧化钼。又，作为其它可添加在气体发生剂中的添加物，有粘合剂等，作为粘合剂，有从愈疮树胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素、水溶性纤维素醚、聚乙二醇构成的族中选出的至少一种以上。作为合适的气体发生剂，是含有5-氨基四唑及硝酸胍作为燃料成分、硝酸锶及高氯酸铵作为氧化剂成分、三氧化钼作为自燃性催化剂、愈疮胶作为粘合剂的气体发生剂。更好些，是含有10～30％质量的5-氨基四唑及15～35％质量的硝酸胍作为燃料成分、10～30％质量的硝酸锶及15～35％质量的高氯酸铵作为氧化剂成分、1～10％质量的三氧化钼作为自燃性催化剂、1～10％质量的愈疮胶作为粘合剂的气体发生剂。本发明中使用的气体发生剂，因为设计为可填充在安全带预张紧器中的形式，所以，可形成例如希望的形状的成形体。该成形体的形状没有特别的限制，对于气体发生剂，可对应(a)0.25％～5％阳离子性粘合剂、(b)0.25％～5％阴离子性粘合剂、(c)燃料、(d)氧化剂、(e)燃料调节剂等的种类添加水或有机溶剂并混合均匀后，混合并挤压成形，将其截断而做成圆柱状的成形体，或使用打锭机等做成颗粒状的成形体。

第1杯形罩3，具有大直径的圆筒部3a、2面宽部3b，做成从底侧扩径成1台阶的实质上有底圆筒形状。在该第1杯形罩3的底部设计多条线状的切口3c。收纳在第1杯形罩3内的气体发生剂2燃烧时，该切口3c断裂，气体直接释放到未图示的安全带预张紧器。在第1杯形罩3的开口端形成向径向外侧延伸的凸缘部位3d，利用底托6上设置的突起10的铆接而安装在底托6上。作为第1杯形罩3的材料，例如有不锈钢、铁、铝等金属材料。

点火器5，如图6所示，包含着火药D、填充着火药D的第2杯形罩E、为了接通用于使着火药D起火的电源而立设的2根电极销11、12、塞栓B。第2杯形罩E，通常可用热塑性树脂构成。各电极销11、12在第2杯形罩E内突出，其前端利用电桥线F电连接。电桥线F被与着火药D相接的点火球C覆盖。塞栓B，为了保证各电极销11、12之间的电桥线部以外的绝缘而用树脂形成。而且，本实施形式例的点火器5，如图6所示，覆盖从塞栓B突出的电极销11、12的各根部地一体成形有突出部19、18。突出部19、18，比孔13、14的直径小，并且与塞栓B采用同样材料，与塞栓B一体成形。这样，确保电极销11、12与底托6之间的绝缘。

又，在点火器5上，安装短路夹17，用于预先使图1所示的2根电极销11、12短路。该短路夹17，用于防止因静电等引起的误操作。

点火器外壳7，覆盖点火器5的第2杯形罩E及点火器5的塞栓B的前端部地形成杯状。而且，其开口端形成沿着塞栓B的前端部向径向斜外方扩张的凸缘部位7a，从而铆接在底托6的突起9上。而且，利用在该凸缘部位7a上弯折地铆接的底托6的铆接突起9，点火器外壳7与点火器5的塞栓B一同被安装在底托6上。又，点火器5的第2杯形罩E，因为被该点火器外壳7覆盖表面，所以，束缚力增强，点火器5内部的着火药起火燃烧时，在点火器5内部的压力增高前第2杯形罩E不会断裂，着火药在高压下燃烧。其结果，燃烧速度比过去大，消除了气体发生器1的着火延迟。

点火器外壳7，利用例如铁、铝、不锈钢等金属材料、或PBT(聚对苯二甲酸丁二醇脂)、PET(聚对苯二甲酸乙二脂)、PA6(耐纶6)、PA66(耐纶66)、PPS(聚苯硫醚)、PPO(聚苯醚)、氟化树脂等树脂等形成。而且，在与气体发生剂2相接的面上，形成贯通点火器外壳7的导火孔20。该导火孔20，从使点火器5的高温的气体、粒子向气体发生剂2方向集中，并且防止第2杯形罩E马上断裂的观点出发，优选地设置在点火器外壳7的覆盖第2杯形罩E的有底圆筒部的底部上。该导火孔20，虽然优选地这样设置在覆盖点火器外壳7的有底圆筒部的底部上，但也可设置在圆筒部的筒部上。另外，点火器外壳7没必要利用单一的部件形成，可组合几个部件作为点火器外壳7，但从减少部件数量的观点出发优选地利用单一的部件构成。又，最好是网眼状。

又，点火器外壳7的内表面形状，作为沿着点火器5的第2杯形罩E的外表面形状的形状，优选地使点火器5的第2杯形罩E与点火器外壳7之间实质上紧密接触。第2杯形罩E与点火器外壳7之间的间隙优选地在1mm以下，更好的是在0.2mm以下。

利用这样的构造，可防止水分浸入气体发生剂2。又，点火器外壳7配置成覆盖点火器5的第2杯形罩E的形式，并且，因为在气体发生剂2方向加工导火孔20，所以，点火器5的能量向气体发生剂2方向集中。又，因为点火器5的第2杯形罩E被点火器外壳7覆盖所以束缚力增强。因此，点火器5内部的着火药D起火燃烧时，在点火器5内部的压力增高前第2杯形罩E不会断裂，着火药在高压下燃烧。其结果，燃烧速度比过去大，消除了气体发生器1的着火延迟。另一方面，因为第2杯形罩E的强度增高，高温状态下着火时，在塞栓B软化之际，电极销11、12，受到与塞栓B一同飞出到外部的力作用。但是，底托6上覆盖塞栓B的底部16，与过去的点火器的构造[参照图3及图4(a)、(b)]相比，面对塞栓B的底部16的孔的面积变小，树脂的剪切面积变小，所以可预防电极销11、12与塞栓B一同飞出。另外，在本实施形式例中虽然展示的是电极销11、12在塞栓B的内部弯曲的形式，但对于本发明的气体发生器的点火器上使用的电极销，根据电极销的材质、销的直径而有时也可使用笔直的销。即使在这时，如前述那样，在塞栓B的底部16上，因为面对塞栓B的底部16的孔的面积变小，树脂的剪切面积变小，所以认为可预防电极销11、12的飞出。

这样构成的气体发生器1，可按照以下的顺序制造。首先，在底托6的孔13、14内穿过点火器5的电极销11、12，使点火器5隔着密封部件15埋入底托6的锥形部8地安装。然后，覆盖点火器5的表面地安装形成有导火孔20的点火器外壳7，通过铆接铆接突起9，将点火器5和点火器外壳7一体安装在底托6上。然后，在安装有点火器5和点火器外壳7的底托6上，嵌合填充有气体发生剂2的第1杯形罩3，并利用铆接突起10铆接固定。

下面，对气体发生器1的动作进行说明。当未图示的冲撞传感器感知汽车的冲撞时，立设在图6所示的点火器5上的电极销11、12通电。然后，点火器5内的电桥线F发热，点火球C起火。接着，由于点火球C的起火，着火药D起火、燃烧。随着着火药D的燃烧，点火器5的内部变成高温高压。但是，点火器5的第2杯形罩E，如图1所示被点火器外壳7覆盖而被加强，所以防止在着火药D充分燃烧前点火器5膨胀而断裂。又，此时，利用底托6，也防止这些电极销11、12高温时向外部飞出。

因为着火药D上使用的火药类等压力越高燃烧速度越快，所以，结果与没有覆盖点火器外壳7的情况相比很快发生点火器5的断裂。燃烧进一步进行而变成高温高压的气体或粒子向点火器外壳7放出。即，由于燃烧使得点火器外壳7内部更加变成高温高压。此时，通过点火器外壳7的导火孔20向第1杯形罩3内的气体发生剂2一气喷出高温高压的气体。然后，气体发生剂2被点燃。另外，因为点火器外壳7被铆接固定在底托6上，所以，不会被吹到气体发生剂2一侧。

接着，由于气体发生剂2的燃烧而在第1杯形罩3内发生的大量的气体，使第1杯形罩3的内压急速增大，不久使设置在第1杯形罩3的底部的切口3c断裂，导入到未图示的安全带预张紧器中，安全带预张紧器工作。

以下，利用实施例具体说明本发明。

(实施例)

进行了利用火焰燃烧器加热图1所示的构造的气体发生器的加热试验。即，在气体发生器上，隔着O形环将点火器固定在铝制的底托上，再将填充了气体发生剂的铝制的杯形罩定位并接合地铆接在底托的凹部。在该加热试验中使用圆筒状的夹具进行，该夹具上部插入丙烷燃烧器及点火器且内容积约3.5cc，底部上设置直径1mm的气体释放孔。加热试验是将夹具设置在台子的上方而使气体释放孔向下。并且其正下方设置丙烷燃烧器。在此，从丙烷燃烧器火焰口的前端到夹具的底部的距离设为400mm，并且丙烷燃烧器的火焰的高度根据目测设定为600mm。又，加热试验利用丙烷燃烧器进行加热，直到气体发生剂着火且产生气体的状态。因为此时一般情况下都发出爆燃声，所以可确认着火。以下展示本加热试验中使用的点火器的规格与其结果。所谓底托应对品，是在底托上针对各销一对一地设置孔，该孔直径2.3mm，用于穿过直径1mm的电极销。另外，样品按规格各准备3个进行了试验。

(比较例)

为了比较，使用了电极销从底托部分直接突出的过去使用的气体发生器。

图7是汇总了加热试验的结果的表。

如图7所示，作为过去产品的比较例的装置在无烟火药量950mg时发生电极销的飞散，但实施例中的形式无烟火药量到了1700mg也没有产生包含电极销的飞散物。据此，表明本实施例的气体发生器与过去产品的气体发生器相比，作为防止随着加热试验的点火器的塞栓部分的树脂软化而产生飞散物的对策是有效的。

工业实用性

本发明的气体发生器，在底托上形成孔，用于穿过点火器上设置的电极销，并覆盖点火器的树脂制的塞拴的底部。因此，即使点火器在高温状态下点火，也可防止电极销与塞栓一同向外部飞出，即使在高温状态下，也可确保安全性。

Claims (5)

1.一种气体发生器，是具有第1杯形罩(3)、点火器(5)、点火器外壳(7)、底托(6)的气体发生器(1)，其中，第1杯形罩(3)填充有利用燃烧而发生气体的气体发生剂(2)，点火器(5)配置在前述第1杯形罩(3)的内侧且具有收纳着火药(D)的第2杯形罩(E)，点火器外壳(7)覆盖前述第2杯形罩(E)并具有导火孔(20)，底托(6)铆接地保持前述点火器外壳(7)与前述第2杯形罩(E)，

其特征在于：前述底托(6)具有分别单独穿过前述点火器(5)的电极销(11、12)的各电极销(11、12)的孔(13、14)。

2.如权利要求1所述的气体发生器，其特征在于：前述孔(13、14)的面积是前述电极销(11、12)的截面积的2～10倍。

3.如权利要求1所述的气体发生器，其特征在于：前述点火器(5)，具有：收纳着火药(D)的第2杯形罩(E)、插入而嵌在前述第2杯形罩(E)内且封住前述着火药(D)的塞栓(B)、由贯通前述塞栓(B)内而突出的2根金属棒材构成的电极销(11、12)，

前述各电极销(11、12)的从塞栓(B)突出的各根部被与前述塞栓(B)一体成形的突出部(19、18)覆盖，该突出部(19、18)插入前述孔(13、14)。

4.如权利要求1所述的气体发生器，其特征在于：前述底托是金属制的。

5.一种底托，具有：用于插入并铆接点火器(5)的塞栓(B)的锥形部(8)、用于铆接点火器(5)的塞栓(B)的突起(9)、用于铆接第1杯形罩(3)的突起(10)、锥形部(8)的底部(81)，在该底部(81)上具有分别穿过点火器(5)的电极销(11、12)的孔(13、14)。