DE102004059184A1

DE102004059184A1 - Gaserzeuger

Info

Publication number: DE102004059184A1
Application number: DE102004059184A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Tatsuno Yamazaki
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2005-07-21
Also published as: JP2005178599A; JP4266344B2; FR2863985A1; FR2863985B1

Abstract

Es wird ein Gaserzeuger mit einer verbesserten Filterfunktion angegeben. Ein Gehäuse weist eine obere ringförmige und geneigte Fläche sowie eine untere ringförmige und geneigte Fläche auf. Ein ringförmiges Filter ist im Inneren des Gehäuses angeordnet und weist eine Endflächenform auf, die derjenigen der geneigten Flächen entspricht. Wenn sich das Gehäuse aufgrund des während der Betätigung in der Axialrichtung erzeugten Drucks verformt, werden die geneigten Flächen kaum verformt. Dadurch wird verhindert, das Gas an dem Kontaktbereich zwischen den geneigten Flächen und dem ringförmigen Filter leckt. Das gesamte Gas wird also über das ringförmige Filter ausgestoßen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gaserzeuger, der für ein Airbagsystem in einem Fahrzeug geeignet ist, sowie eine Airbagvorrichtung.

Ein Gaserzeuger für einen Airbag dient dazu, ein Aufblasgas in den Airbag einzuführen, sodass ein Fahrzeuginsasse geschützt werden kann. Um die Kosten zu reduzieren, wird häufig ein dünnes Material für den Airbag verwendet. Wenn Fremdstoffe in dem erzeugten Gas vorhanden sind, kann das Material des Airbags reißen, wenn das Gas aus dem Gaserzeuger ausgestoßen wird. Deshalb muss das durch den Gaserzeuger erzeugte Gas rein sein.

Insbesondere wenn der Gaserzeuger ein pyrotechnischer Gaserzeuger ist, in dem ein Verbrennungsgas durch das Verbrennen eines festen Gaserzeugungsmittels erzeugt wird, werden auch Verbrennungsrückstände erzeugt. Aus diesem Grund wird herkömmlicherweise ein Filter zum Filtern und Kühlen der Verbrennungsrückstände in pyrotechnischen Gaserzeugern verwendet.

Bei pyrotechnischen Gaserzeugern ist das Gehäuse häufig aus Aluminium hergestellt oder ist der interne Aufbau vereinfacht, um das Gewicht zu reduzieren. Aus diesem Grund steigt der Druck in dem Gehäuse manchmal, während das Gaserzeugungsmittel zu brennen beginnt, wobei das Gehäuse durch den Druck verformt wird. Solange die Stärke des Gehäuses aufrechterhalten wird, stellt eine derartige Verformung kein Problem dar. Wenn die Verformung jedoch einen Spalt zwischen dem Filter und der mit dem Filter in Kontakt befindlichen Gehäusewand verursacht, besteht das Risiko einer Abkürzung, wobei noch nicht ausreichend gekühltes und gereinigtes Gas durch den Spalt in den Airbag ausgestoßen wird.

US-A 2003/0047925 gibt Stand der Technik in Bezug auf die vorliegende Erfindung an. Bei diesem Gaserzeuger wird nur ein Raum im Inneren des Gaserzeugers vorgesehen, indem eine Basis 16 und eine Kappe 14 miteinander kombiniert werden, wobei in diesem Raum ein Filter 28 und ein Zünder 18 vorgesehen sind.

Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Gaserzeuger stoßen jedoch entsprechende Teile der Außenumfangsfläche auf der oberen und unteren Endseite des Filters 28 gegen die Innenumfangsfläche des Gehäuses, sodass das Gas an diesen Stellen schwer passieren kann und die Kühl- und Reinigungseffizienz herabgesetzt wird. Folglich wird ein nachteiliger Effekt für das Airbagmaterial verursacht.

Anderer Stand der Technik ist in JP-A 9-226509, JP-A 11-5508 (entspricht US-B 5951040), JP-A 2002-370607 und US-B 6527297 angegeben.

JP-A 9-226509 gibt einen Gaserzeuger für einen Airbag mit einer zentralen Zündkammer an, in der Zündeinrichtungen angeordnet, und einer Verbrennungskammer, in der ein Gaserzeugungsmittel und ein Filterglied angeordnet sind.

JP-A 11-5508 gibt eine Airbag-Aufblaseinrichtung mit einem Gehäuse und einer Aufblasfluidquelle in dem Gehäuse an, die betätigt werden kann, um ein unter Druck stehendes Aufblasfluid vorzusehen.

JP-A 2002-370607 gibt einen Einzylinder-Gaserzeuger an, wobei in einem Gehäuse vorgesehen sind: ein Filtermaterial, ein Gaserzeugungsmittel in einer Verbrennungskammer, die in dem Filtermaterial definiert ist, und eine Ladezylindereinheit mit einer Flammenstrahldüse und einer Zündeinrichtung.

US-B 6527297 beschreibt Anordnungen für Aufblaseinrichtungen, in denen eine Zündverbindung zum Zünden eines Gaserzeugungsmaterials auf einer ausgewählten Oberfläche wie etwa auf einem Dämpfungspad innerhalb der Aufblaseinrichtung vorgesehen ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gaserzeuger vorzusehen, wobei wenn er als Gaserzeuger für einen Airbag verwendet wird, die Airbag-Aufblasleistung auch dann nicht reduziert wird, wenn der Gehäuseaufbau vereinfacht wird oder das Material derart gewählt wird, dass das Gewicht reduziert ist.

Um diese Aufgabe zu lösen, gibt die vorliegende Erfindung einen Gaserzeuger mit einem Gehäuse an, das aus einem Umfangswandteil mit einer Gasaustrittsöffnung, einer oberen Platte und einer unteren Platte gebildet wird, wobei eine Zündeinrichtung in dem Gehäuse untergebracht ist, ein Gaserzeugungsmittel vorgesehen ist, das durch die Zündeinrichtung gezündet und verbrannt wird, und ein ringförmiges Filter um die Zündeinrichtung und das Gaserzeugungsmittel herum angeordnet ist, wobei eine Fläche, die den ringförmigen Kontaktbereich zwischen dem Umfangswandteil und der oberen Platte umfasst, als eine obere ringförmige und geneigte Fläche ausgebildet ist und eine Fläche, die den ringförmigen Kontaktbereich zwischen dem Umfangswandteil und der unteren Platte umfasst, als eine untere ringförmige und geneigte Fläche ausgebildet ist, und das ringförmige Filter derart angeordnet ist, dass seine beiden Endflächen gegen die obere ringförmige und geneigte Fläche und die untere ringförmige und geneigte Fläche stoßen, wobei ein Zwischenraum zwischen dem ringförmigen Filter und dem Umfangswandteil vorgesehen ist.

Im Folgenden wird der Betriebseffekt der vorliegenden Erfindung (Effekt zum Verhindern einer Abkürzung) mit Bezug auf 6 erläutert. 6 zeigt den Betriebseffekt der vorliegenden Erfindung, wobei der Verformungszustand des Gehäuses verstärkt wiedergegeben ist.

Wie in 6(a) gezeigt, wird das Gehäuse aus dem Stand der Technik durch einen Umfangswandteil 1, eine obere Platte 2 und eine untere Platte 3 gebildet, wobei ein ringförmiges Filter 5 im Inneren des Gehäuses angeordnet ist.

Wenn der Gaserzeuger betätigt wird, werden die obere Platte 2 und die untere Platte 3 in der Axialrichtung verformt und nehmenden in Strichlinien angegebenen Zustand der oberen Platte 2' und der unteren Platte 3' an. In diesem Zustand treten Zwischenräume zwischen einer Endfläche 6 des ringförmigen Filters 5 und der oberen Platte 2' sowie zwischen der anderen Endfläche 7 und der unteren Platte 3' auf. Dementsprechend kann Verbrennungsgas, das nicht durch das ringförmige Filter 5 hindurchgegangen ist in den Airbag ausgestoßen werden (dies wird als Abkürzung des Verbrennungsgases bezeichnet).

Bei dem Gehäuse der vorliegenden Erfindung dagegen bildet die Fläche, die den ringförmigen Kontaktbereich (1a in 6(a)) zwischen dem Umfangswandteil 1 und der oberen Platte 2 umfasst, eine obere ringförmige und geneigte Fläche 2a, und bildet die Fläche, die den ringförmigen Kontaktbereichs (1b in 6(a)) zwischen dem Umfangwandteil 1 und der unteren Platte 3 umfasst, eine untere ringförmige und geneigte Fläche 3a.

Weiterhin stößt eine Endfläche 6 des ringförmigen Filters 5 gegen die obere ringförmige und geneigte Fläche 2a, während die andere Endfläche 7 gegen die untere geneigte und ringförmige Fläche 3a stößt, sodass ein Zwischenraum zwischen dem ringförmigen Filter und dem Umfangswandteil 1 gebildet werden kann. Die obere ringförmige und geneigte Fläche 2a und die untere ringförmige und geneigte Fläche 3a können eben oder gekrümmt sein.

Die eine Endfläche 6 und die andere Endfläche 7 des ringförmigen Filters 5 sind vorzugsweise nur mit der oberen ringförmigen und geneigten Fläche 2a und mit der unteren ringsförmigen und geneigten Fläche 3a in Kontakt, wobei aber ein Teil derselben auch in Kontakt mit der oberen Platte 2 und der unteren Platte 3 sein kann. Wenn ein Teil der einen Endfläche 6 und der anderen Endfläche 7 in Kontakt mit der oberen Platte 2 und der unteren Platte 3 ist, sind 50% oder mehr, vorzugsweise 65% und noch besser 80% oder mehr der Gesamtfläche der einen Endfläche 6 und der anderen Endfläche 7 in Kontakt mit der oberen ringförmigen und geneigten Fläche 2a und der unteren ringförmigen und geneigten Fläche 3a.

Wenn der Gaserzeuger betätigt wird, verformen sich die obere Platte 2 und die untere Platte 3 aufgrund des Drucks in der Axialrichtung und nehmen den durch Strichlinien angegebenen Zustand der oberen Platte 2' und der unteren Platte 3' an. Dabei werden die obere Platte 2' und die untere Platte 3' derart verformt, dass ein Winkel α1 zwischen der Verlängerungslinie der oberen Platte 2 und einer Tangentiallinie der oberen Platte 2' gebildet wird und ein Winkel β1 zwischen der Verlängerungslinie der unteren Platte 3 und einer Tangentiallinie der unteren Platte 3' gebildet wird.

Bei der oberen ringförmigen und geneigten Fläche 2a und der unteren ringförmigen und geneigten Fläche 3a dagegen ist der Winkel α2 zwischen der oberen Platte 2 und der oberen ringförmigen und geneigten Fläche 2a gleich oder beinahe gleich dem zuvor genannten Winkel α1; und der Winkel β2 zwischen der unteren Platte 3 und der unteren ringförmigen geneigten Fläche 3a ist gleich oder beinahe gleich dem zuvor genannten Winkel β1.

Die obere ringförmige und geneigte Fläche 2a und die untere ringförmige und geneigte Fläche 3a in 6(b) werden mit einer Form (d.h. vorzugsweise α1 = α2 und β1 = β2) vorgesehen, die derjenigen der Verformung von 6(a) entspricht (mit anderen Worten werden sie mit einer Form vorgesehen, die sich schwer verformen lässt), sodass sie praktisch nicht verformt werden.

Wenn also der Gaserzeuger bestätigt wird, wird kaum ein Zwischenraum zwischen den beiden Endflächen 6, 7 des ringförmigen Filters 5 und den oberen und unteren ringförmigen und geneigten Flächen 2a, 3a gebildet, wodurch im Gegensatz zum Stand der Technik das Auftreten einer Abkürzung verhindert werden kann.

Weiterhin kann auch eine Verformung des ringförmigen Filters 5 in der Radialrichtung nach außen während der Druckerzeugung aufgrund der Verbrennung des Gaserzeugungsmittels berücksichtigt werden. Wenn jedoch das ringförmige Filter 5 wie in 6(b) gezeigt in der Radialrichtung nach außen verformt wird, werden die beiden Endflächen 6, 7 der oberen und unteren ringförmigen und geneigten Oberflächen 2a, 3a in einem Zustand miteinander in Kontakt gebracht, in dem sie stark gegeneinander gedrückt werden. Dadurch wird der Effekt zum Verhindern einer Abkürzung nicht beeinflusst.

Weil jedoch das ringförmige Filter derart vorgesehen wird, dass ein Zwischenraum zu dem Umfangswandteil des Gehäuses vorgesehen ist, geht das erzeugte Gas durch den gesamten Bereich des Filters hindurch. Dadurch wird die Kühl- und Reinigungseffizienz für das Gas erhöht.

Bei dem Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung werden die zwei Endflächen des ringförmigen Filters und der oberen und unteren geneigten Oberflächen vorzugsweise in der Axialrichtung des Gehäuses gegeneinander gedrückt.

Das Drücken der zwei Endflächen des ringförmigen Filters gegen die oberen und unteren ringförmigen und geneigten Flächen ist auch vorteilhaft, weil dadurch die Luftdichtigkeit an der Kontaktfläche erhöht wird und der Effekt zum Verhindern einer Abkürzung verstärkt wird.

Das ringförmige Filter weist vorzugsweise einen Aufbau auf, der wenigstens in der Axialrichtung elastisch ist, wobei es durch das Übereinanderlegen von mehreren Schichten eines einfachen Maschendrahts und das anschließende Pressen in einer Form ausgebildet wird oder durch einen Aufbau gebildet wird, der durch das Winden eines einfachen Drahts in einer Vielzahl von Schichten gebildet wird.

Vorzugsweise ist bei dem Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung ein rohrförmiges Glied, dessen Innenraum als erste Verbrennungskammer dient, im Inneren des Gehäuses vorgesehen, wobei das rohrförmige Glied einen rohrförmigen Hauptteil und eine ringförmige Ebene aufweist, die sich in der Radialrichtung des Gehäuses von der Kante des offenen Teils an einem Ende des Hauptteils erstreckt, wobei das rohrförmige Glied konzentrisch mit dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die ringförmige Ebene gegen die obere Platte stößt und eine Zündeinrichtung in dem offenen Teil an dem anderen Ende untergebracht und fixiert ist, und die Außenumfangskante der ringförmigen Ebene gegen die Innenumfangsfläche des ringförmigen Filters stößt und den Kontaktbereich zwischen der oberen Platte und beiden Endflächen des ringförmigen Filters von innen bedeckt.

Die Dicke der ringförmigen Ebene ist ausreichend groß oder die Außenumfangkante der ringförmigen Ebene ist in der Richtung der unteren Platte gebogen, um gegen die Innenumfangsfläche des ringförmigen Filters zu stoßen und den Kontaktbereich zwischen der oberen Platte und beiden Endflächen des ringförmigen Filters von innen zu bedecken. Die Länge des gebogenen Teils der ringförmigen Platte ist jedoch derart gewählt, dass das Verbrennungsgas durch die gesamte Fläche des Filters hindurchgehen kann.

Das Anordnen eines derartigen rohrförmigen Glieds und das Bedecken des Kontaktbereichs zwischen der oberen Platte und den beiden Endflächen des ringförmigen Filters von innen durch die Außenumfangskante der ringförmigen Ebene des rohrförmigen Glieds ist vorteilhaft, weil der Effekt der Verhinderung einer Abkürzung verstärkt wird.

Weiterhin wird durch das Anstoßen gegen die Innenumfangswand des Filters die Positionierung des Filters während der Montage vereinfacht.

Der Hauptteil und die ringförmige Ebene können einstückig ausgebildet sein, es kann sich aber auch um separate Glieder handeln. Vorzugsweise werden separate Glieder verwendet, weil hierbei die Anzahl der Verarbeitungsschritte klein ist. Wenn es sich um separate Glieder handelt, kann der Endteil des Hauptteils auf der Seite der oberen Platte geschlossen werden.

Vorzugsweise weist bei dem Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung die obere Platte in der Mitte einen vertieften Teil auf (der in das Innere des Gehäuses vorsteht), wobei der vertiefte Teil innerhalb des offenen Teils an einer Endseite des rohrförmigen Glieds angeordnet ist.

Durch das Anordnen des vertieften Teils innerhalb des offenen Teils an einer Endseite des rohrförmigen Glieds oder innerhalb des zentralen Lochs der ringförmigen Platte bzw. vorzugsweise durch das Anbringen des vertieften Teils in dem offenen Teil an einer Endseite des rohrförmigen Glieds oder in dem zentralen Loch der ringförmigen Ebene wird das rohrförmige Glied fixiert, wodurch eine Verschiebung der Außenumfangskante der ringförmigen Ebene verhindert wird. Dadurch kann der Effekt der Verhinderung einer Abkürzung verstärkt werden.

Weil die Positionierung des rohrförmigen Glieds vereinfacht wird, wird auch die Positionierung des ringförmigen Filters vereinfacht.

Um derartige Effekte zu erhalten, sollte die Form des vertieften Teils vorzugsweise der Form des offenen Teils auf einer Endseite des rohrförmigen Glieds oder der Form des zentralen Lochs der ringförmigen Ebene entsprechen, wobei die Größe angepasst werden sollte, um eine Verschiebung oder ein Spiel bei der Verbindung zu vermeiden.

Vorzugsweise enthält bei dem Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung die Zündeinrichtung ein Gaserzeugungsmittel für die Flammenfortpflanzung und einen Zünder, wobei die Verbrennungstemperatur des verwendeten Gaserzeugungsmittels für die Flammenfortpflanzung höher ist als die Verbrennungstemperatur eines Gaserzeugungsmittels für das Airbag-Aufblasen, das durch die Zündeinrichtung gezündet und verbrannt wird. Es kann auch das wohlbekannte Flammenfortpflanzungsmittel Borkaliumnitrat anstelle eines Teils oder des gesamten Gaserzeugungsmittels für die Flammenfortpflanzung verwendet werden.

Wenn ein Gaserzeugungsmittel mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur verwendet wird, kann das Gewicht des Filters reduziert werden. Dadurch können das Gewicht und die Größe des Gaserzeugers vermindert werden. Gaserzeugungsmittel mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur weisen jedoch allgemein eine schlechte Zündleistung auf und sind insbesondere nachteilig, wenn das Gaserzeugungsmittel direkt durch eine Zündeinrichtung gezündet wird, um den Aufbau zu vereinfachen.

Indem also ein Gaserzeugungsmittel mit einer höheren Verbrennungstemperatur zwischen dem Gaserzeugungsmittel mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur und der Zündeinrichtung eingeführt wird, das Gaserzeugungsmittel mit der hohen Verbrennungstemperatur gezündet wird und dann das Gaserzeugungsmittel mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur durch die freigesetzte Energie gezündet wird, kann die Zündfähigkeit des Gaserzeugungsmittels mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur erhöht werden.

Ein Gaserzeugungsmittel mit einer Verbrennungstemperatur von 1700 bis 3000°C kann als Gaserzeugungsmittel mit einer hohen Verbrennungstemperatur verwendet werden. Zum Beispiel können Nitroguanidin als Brennstoff und Strontiumnitrat als Oxidierungsmittel verwendet werden, wobei bei Bedarf Natriumsalz aus Karboxymethylzellulose als Binder und japanische säureaktivierte Tonerde als Mittel zum Auffangen von Rückständen hinzugegeben werden können.

Ein Gaserzeugungsmittel mit einer Verbrennungstemperatur von 1000 bis 1700°C kann als Gaserzeugungsmittel mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur verwendet werden. Zum Beispiel können Guanidinnitrat oder Melanin als Brennstoff und basisches Kupferoxid als Oxidierungsmittel verwendet werden, wobei bei Bedarf Natriumsalz von Karboxymethylzellulose als Binder und andere Zusätze (ein Kühlmittel wie etwa Aluminiumhydroxid) hinzugegeben werden können.

Die durch die Verbrennung von beiden Gaserzeugungsmitteln erzeugten Gase tragen zum Aufblasen des Airbags bei, aber weil die Menge des Gaserzeugungsmittels mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur wesentlich größer ist, ist, die Temperatur des gesamten Verbrennungsgases niedriger. Dadurch kann die Menge (die Dicke oder die Dichte) des Kühlmittels reduziert werden.

Durch die Abstimmung der Mengen des Gaserzeugungsmittels mit einer hohen Verbrennungstemperatur und des Gaserzeugungsmittels mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur kann weiterhin die Ausgabe des Gaserzeugers kontrolliert werden.

Die Airbagvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst den Gaserzeuger für einen Airbag gemäß der vorliegenden Erfindung, einen Stoßsensor zum Betätigen des Gaserzeugers bei Feststellung eines Stoßes, einen Airbag, der mit dem durch den Gaserzeuger erzeugten Gas aufgeblasen wird, und ein Modulgehäuse zum Unterbringen des Airbags.

Der zuvor genannte Gaserzeuger für einen Airbag wird zusammen mit dem Airbag, der mit dem durch den Gaserzeuger erzeugten Gas aufgeblasen wird, in dem Modulgehäuse untergebracht und bildet so die Airbagvorrichtung. In dieser Airbagvorrichtung wird der Gaserzeuger nach Feststellung eines Stoßes durch einen Stoßsensor betätigt, wobei ein Verbrennungsgas aus der Gasaustrittsöffnung des Gehäuses ausgestoßen wird. Das Verbrennungsgas fließt in den Airbag. Dadurch wird der Airbag aufgeblasen, wobei die Modulabdeckung zerrissen wird und ein Kissen zum Absorbieren eines Aufpralls des Fahrzeuginsassen gegen harte Strukturkomponenten in dem Fahrzeug gebildet wird.

Bei dem Gaserzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung wird verhindert, dass das durch die Verbrennung von Gaserzeugungsmitteln erzeugte Gas aus der Kontaktzone zwischen dem Filter und dem Gehäuse leckt. Dadurch wird eine Leistungsverminderung des Airbags verhindert.

1 ist eine Querschnittansicht des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung in der Axialrichtung.
2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1.
3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht gemäß einer Ausführungsform, die sich von derjenigen in 1 unterscheidet.
4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1.
5 ist eine Querschnittansicht in der Axialrichtung eins Gaserzeugers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt den Betriebseffekt des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Bei einem Gaserzeuger 10 wird der äußere Schalenbehälter durch ein Gehäuse 11 gebildet, das sich aus einer Verteilerschale 12 und einer Verschlussschale 13 zusammensetzt. Die Verteilerschale 12 sieht eine obere Platte 12a und einen größeren Umfangswandteil 12b vor, während die Verschlussschale 13 eine untere Platte 13a und einen kleineren Umfangswandteil 13b der Umfangswand vorsieht. Die Verteilerschalte 12 wird mit der Verschlussschale 13 verbunden, um einen inneren Aufnahmeraum zu bilden.
Die Verteilerschale 12 und die Verschlussschale 13 werden zum Beispiel durch ein Laserschweißen an einem Schweißteil 19 verbunden, wobei durch das Schweißen eine zusammenhängende Umfangswand (eine Kombination aus den Umfangswandteilen 12b und 13b) gebildet wird.
Eine obere ringförmige und geneigte Fläche 14 ist in dem ringförmigen Kontaktbereich zwischen der oberen Platte 12a und dem Umfangswandteil 12b der Verteilerschale 12 vorgesehen, und eine untere ringförmige und geneigte Fläche 15 ist in dem ringförmigen Kontaktbereich zwischen der unteren Platte 13a und dem Umfangswandteil 13b der Verschlussschale 13 vorgesehen. Die obere ringförmige und geneigte Fläche 14 und die untere ringförmige und geneigte Fläche 15 können flache oder gekrümmte Flächen sein, und weil sie mit einer ähnlichen Form wie nach einer durch die Betätigung des Gaserzeugers verursachten Verformung vorgesehen sind (der Winkel α2 zwischen der oberen Platte 12a und der oberen ringförmigen und geneigten Fläche 14 sowie der Winkel β2 zwischen der oberen Platte 13a und der unteren ringförmigen und geneigten- Fläche 15 erfüllen vorzugsweise die folgenden Bedingungen: α1 = α2 und β1 = β2 wie in 6(a), 6(b) gezeigt), sodass sie praktisch nicht verformt werden.
Eine erforderliche Anzahl von Gasaustrittsöffnungen 17 sind in der Verteilerschalter 12 vorgesehen, wobei diese Öffnungen durch ein Aluminiumdichtungsband 60 geschlossen sind, um die Vorrichtung vor Feuchtigkeit zu schützen. In 1 sind eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 17 mit gleichem Durchmesser gezeigt, wobei aber die Vielzahl von Öffnungen auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen kann.
Ein ringförmiges Filter 20 ist im Inneren des Gehäuses 11 angeordnet. Endflächen 21 und 22 des ringförmigen Filters 20 stoßen jeweils gegen die obere ringförmige und geneigte Fläche 14 und die untere ringförmige und geneigte Fläche 15, wobei die beiden Flächen 21 und 22 und die oberen und unteren ringförmigen und geneigten Flächen 14 und 15 in der Axialrichtung des Gehäuses 11 gegeneinander gedrückt werden, um den Effekt zum Verhindern einer Abkürzung zu verbessern. Als ringförmiges Filter 20 wird ein Filter verwendet, das durch das Übereinanderlegen mehrerer Schichten eines einfachen Maschendrahts und das folgende Pressen in einer Form gebildet wird, oder ein Filter, das im wesentlichen durch das Winden eines Drahtes in einer Vielzahl von Schichten gebildet wird.
Wenn das ringförmige Filter 20 in dem Gehäuse 11 angeordnet wird, kann es zuvor mit einer Form versehen werden, die der Innenform des Gehäuses entspricht. Alternativ hierzu kann ein ringförmiges Filter mit flachen Endflächen 21 und 22 verwendet werden, das unter Druck zu der in der Zeichnung gezeigten Form verformt wird, wenn es gegen die obere ringförmige und geneigte Fläche 14 und gegen die untere ringförmige und geneigte Fläche 15 stößt.
Die obere ringförmige und geneigte Fläche 14 und die untere ringförmige und geneigte Fläche 15 werden miteiner Form vorgesehen, die der Form nach einer durch die Betätigung des Gaserzeugers verursachten Verformung ähnlich ist, wobei die zwei Endflächen 21 und 22 des ringförmigen Filters 20 gegen die obere ringförmige und geneigte Fläche 14 und die untere ringförmige und geneigte Fläche 15 stoßen oder gedrückt werden. Dadurch wird eine Abkürzung des Verbrennungsgases an den Kontaktflächen zwischen den oberen und unteren ringförmigen und geneigten Flächen 14 und 15 und den zwei Endflächen 21 und 22 verhindert.
Wie in 1 gezeigt, sind Teile der Endfläche 21 in Kontakt mit der oberen Platte 12a, wobei ein Teil der Endfläche 22 in Kontakt mit der unteren Platte 13a ist. Und um den Effekt der Verhinderung einer Abkürzung zu verstärken, sind sie derart angeordnet, dass 80% oder mehr der Gesamtfläche der entsprechenden Endflächen 21 und 22 in Kontakt mit der oberen ringförmigen und geneigten Fläche 14 und der unteren ringförmigen und geneigten Fläche 15 sind.
Das ringförmige Filter 20 ist derart angeordnet, dass ein Zwischenraum 25 zwischen dem Filter und den Umfangswandteilen 12b und 13b vorhanden ist. Aufgrund dieses Zwischenraums 25 geht das erzeugte Gas durch die gesamte Fläche des ringförmigen Filters hindurch, wodurch der Filter- und Kühleffekt erhöht wird.
Ein rohrförmiges Glied 30 ist konzentrisch zu dem Gehäuse 11 innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet. Das rohrförmige Glied 30 umfasst einen rohrförmigen Hauptteil 31 und eine ringförmige Ebene 32, die einstückt mit dem Hauptteil 31 ausgebildet ist und sich in der Radialrichtung des Gehäuses von der Kante eines offenen Teils an einem Ende desselben erstreckt.
Der Innenraum des rohrförmigen Glieds 30 dient als erste Verbrennungskammer 35, und der Außenraum dient als zweite Verbrennungskammer 50. Ein Zünder 40 mit der vorgeschriebenen Menge eines ersten Gaserzeugungsmittels (nicht in der Figur gezeigt) dient als Zündeinrichtung, und ein Zündmittel ist in der ersten Verbrennungskammer 35 untergebracht. Das erste Gaserzeugungsmittel wird durch die Betätigung des Zünders 40 gezündet und verbrannt, um ein zweites Gaserzeugungsmittel zu zünden und zu verbrennen. Dadurch wird ein Gas erzeugt, das als Airbag-Aufblasmedium dient. Weiterhin wird auch das durch die Verbrennung des ersten Gaserzeugungsmittels erzeugte Gas auch für das Aufblasen des Airbags verwendet.
Eine Vielzahl von Kommunikationslöchern 34 sind in dem Hauptteil 31 mit gleichen Abständen entlang des Umfangs und in der Axialrichtung vorgesehen, wobei die erste Verbrennungskammer 35 und die zweite Verbrennungskammer über die Kommunikationslöcher 34 miteinander verbunden sind. Die Kommunikationslöcher 34 werden mit einem Aluminiumdichtungsband außen am Hauptteil 31 geschlossen. Weil die Kommunikationslöcher 34 derart angeordnet sind, werden die Flammen und das heiße Gas, die in der ersten Verbrennungskammer 35 erzeugt werden, gleichmäßig in der zweiten Verbrennungskammer 50 verteilt, wodurch die Zündfähigkeit des zweiten Gaserzeugungsmittels in der zweiten Verbrennungskammer 50 verbessert wird. Die Größe oder Anordnung der Kommunikationslöcher 34 muss nicht gleichmäßig sein, solange der gleiche Effekt erreicht wird. Zum Beispiel können die Kommunikationslöcher 34 an Positionen in der Nähe des Zünders 40 klein sein, während die Kommunikationslöcher an von dem Zünder 40 entfernten Positionen groß sein können. Außerdem können die Kommunikationslöcher zu Positionen verschoben werden, die weit von dem Zünder entfernt sind.
Die ringförmige Ebene 32 des rohrförmigen Glieds 30 stößt gegen die obere Platte 12a, wobei der entfernte Endteil 32a der ringförmigen Ebene 32, der in der Axialrichtung gebogen wird, gegen das ringförmige Filter 20 stößt. Dabei bedeckt der entfernte Endteil 32a den Kontaktbereich der oberen Platte 12a und die Endfläche 21 des ringförmigen Filters 20. Dadurch wird der Effekt der Verhinderung einer Abkürzung verstärkt. Die Öffnung am anderen Ende des rohrförmigen Glieds 30 entspricht der äußeren peripheren Fläche einer Manschette 41, wodurch verhindert wird, dass die Flamme des Zünders 40 direkt in die zweite Verbrennungskammer 50 fließt.
Wie in 5 gezeigt, können in dem rohrförmigen Glied 30 der Hauptteil 31 und die ringförmige Ebene 32 separate Glieder sein. Der Durchmesser des offenen Teils 33 des Hauptteils 31 ist reduziert und es ist eine Stufe vorgesehen. Die ringförmige Ebene 32 wird in das Gehäuse 11 eingeführt, sodass der darin vorgesehene gebogene Teil 32b (der Teil gegenüber dem entfernten Endteil 32a) gegen den Stufenteil stößt und der entfernte Endteil 32a gegen das ringförmige Filter 20 stößt.
Es kann eine Konfiguration erhalten werden, bei der wie in 3 gezeigt ein vertiefter Teil 18 in dem zentralen Teil der oberen Platte 12a in den offenen Teil 33 an einem Ende des rohrförmigen Glieds 30 eingepasst wird. Der vertiefte Teil 18 kann durch eine Prägeverarbeitung oder ähnliches gebildet werden, wobei eine Vielzahl von derartigen vertieften Teilen in Übereinstimmung mit der Form und der Größe des offenen Teils 33 an einem Ende gebildet werden kann. Das Einpassen des vertieften Teils 18 in den offenen Teil 33 vereinfacht also die Positionierung des rohrförmigen Glieds 30 während der Montage, wobei auch der entfernte Endteil 32a einfacher gegen den Kontaktteil der Endfläche 21 und der oberen Platte 12a stoßen kann. Wenn der vertiefte Teil 18 weiterhin in dem in 5 gezeigten Zustand vorgesehen ist, ist der vertiefte Teil 18 in dem zentralen Loch der ringförmigen Ebene 32 positioniert.
Die Manschette 41 des Zünders 40 in der ersten Verbrennungskammer 35 wird in das rohrförmige Glied 30 eingeführt und dort über das zentrale Loch auf der unteren Platte 13a der Verschlussschale 13 fixiert. Ein Stufenteil 45 ist auf der Manschette 41 ausgebildet, und dieser Stufenteil 45 und die Bodenplatte 13a werden miteinander verbunden, um einander zu überlappen.
Die Manschette 41 und die Verschlussschale 13 sind wie in 4 gezeigt durch Schweißen (es kann ein wohlbekanntes Schweißverfahren wie etwa ein Laserschweißen, ein Elektronenstrahlschweißen oder ein Widerstandsschweißen verwendet werden) an dem Kontaktbereich (Schweißbereich 46) fixiert. Wie in 4 gezeigt, überlappen der Stufenteil 45 und die untere Platte 13a und werden durch Schweißen verbunden. Also auch wenn der Druck in dem Gehäuse steigt, kann die Manschette 41 mit dem daran fixierten Zünder 40 nicht aus dem Gehäuse 11 fallen. Außerdem ist der geschweißte Teil 46 in einem Zustand vorgesehen, in dem die untere Platte 13a und der Stufenteil 45 einander überlappen und eine große Dicke aufweisen. Also auch wenn ein Laserschweißen verwendet wird, kann der Schweißstrahl nicht durch den überlappten Teil dringen. Dadurch wird die Schweißoperation vereinfacht und wird die Schweißeindringtiefe vergrößert. Die Verbindungsfläche kann also vergrößert werden, und der Druckwiderstand kann erhöht werden.
Die zweite Verbrennungskammer 50 ist in dem Außenraum des rohrförmigen Glieds 30 vorgesehen, und die vorgeschriebene Menge des zweiten Gaserzeugungsmittels (nicht in den Zeichnungen gezeigt) ist im Inneren derselben untergebracht. Ein Halteglied 52 dient dazu, das Volumen der zweiten Verbrennungskammer 50 auf eine Größe anzupassen, die der Füllmenge des zweiten Gaserzeugungsmittels entspricht.
Das zweite Gaserzeugungsmittel für das Aufblasen des Airbags und das erste Gaserzeugungsmittel für die Flammenfortpflanzung sind derart gewählt, dass die Verbrennungstemperatur des ersten Gaserzeugungsmittels höher ist als die Verbrennungstemperatur des zweiten Gaserzeugungsmittels.
Als erstes Gaserzeugungsmittel kann eine Verbindung verwendet werden, die durch das Mischen von Natriumsalz von Karboxymethylzellulose als Binder und japanischer säureaktivierte Tonerde als Mittel zum Auffangen von Rückständen mit Nitroguanidin als Brennstoff und Strontiumnitrat als Oxidierungsmittel hergestellt wird. Als zweites Gaserzeugungsmittel kann eine Verbindung verwendet werden, die durch das Mischen von Natriumsalz von Karboxymethylzellulose als Binder und Aluminiumhydroxid als Kühlmittel mit Nitroguanidin als Brennstoff und basischem Kupferoxid als Oxidierungsmittel hergestellt wird.
Das erste Gaserzeugungsmittel und das zweite Gaserzeugungsmittel können eine herkömmliche Form und Größe aufweisen, wobei sie außerdem jeweils gleiche oder unterschiedliche Formen und Größen aufweisen können. Zum Beispiel kann ein lochfreies Kügelchen als erstes Gaserzeugungsmittel verwendet werden, während ein Zylinder mit einem Durchgangsloch als zweites Gaserzeugungsmittel verwendet werden kann.
Die Airbagvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird erhalten, indem der in 1 bis 5 gezeigte Gaserzeuger zusammen mit der herkömmlichen Airbagvorrichtung montiert wird. Insbesondere umfasst die Airbagvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Gaserzeuger, einen Stoßsensor zum Betätigen des Gassensors nach dem Feststellen eines Stoßes, einen Airbag, der aufgeblasen wird, indem er das durch den Gaserzeuger erzeugte Gas empfängt, und ein Modulgehäuse, das den Airbag aufnimmt.
Im Folgenden wird der Betrieb des Gaserzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung, der in Verbindung mit einer Airbagvorrichtung für ein Kraftfahrzeug montiert ist, mit Bezug auf 1 und 6 erläutert.
Bei einem Unfall wird ein Befehl von einem Stoßsensor empfangen, wird der Zünder 40 betätigt, wird das erste Gaserzeugungsmittel in der ersten Verbrennungskammer 35 gezündet und verbrannt, und werden Flammen und ein heißes Gas erzeugt. Die Flammen und das heiße Gas werden über eine Vielzahl von Kommunikationslöchern 34 in dem Rohrglied 30 in die zweite Verbrennungskammer 50 geführt (dabei wird das Dichtungsband, das die Kommunikationslöcher 34 schließt, zerrissen), das zweite Gaserzeugungsmittel wird gezündet und verbrannt und es wird ein Gas erzeugt, das als Aufblasmedium für den Airbag dient.
Dabei werden der Gaserzeuger 10 von 1 und das Gehäuse 11 von dem in 6(a) gezeigten Zustand zu dem in 6(b) gezeigten Zustand verformt. Weil jedoch der Gaserzeuger 10 die obere ringförmige und geneigte Fläche 14, die untere ringförmige und geneigte Fläche 15 und ein passendes ringförmiges Filter 20 umfasst, wird ein ausreichender Effekt zum Verhindern einer Abkürzung vorgesehen, sodass auch wenn das Gehäuse 11 verformt wird, kein nicht durch das ringförmige Filter hindurchgegangenes Gas (kein weder gefiltertes noch gekühltes Gas) zwischen dem ringförmigen Filter 20 und der oberen und unteren Platte 12a und 13a lecken kann. Die ringförmige flache Ebene 32 des rohrförmigen Glieds 30 trägt zu dem Effekt zum Verhindern einer Abkürzung bei.
Weil ein derartiger Effekt zum Verhindern einer Abkürzung vorgesehen wird, wird das Gas durch das ringförmige Filter gefiltert und gekühlt, wobei es dann das Dichtungsband 60 zerreißt und aus der Gasaustrittsöffnung 17 ausgestoßen wird, um den Airbag aufzublasen.

Claims

Gaserzeuger mit einem Gehäuse (11), das aus einem Umfangswandteil (1) mit einer Gasaustrittsöffnung (17), einer oberen Platte (12a) und einer unteren Platte (13a) besteht, einer Zündeinrichtung (40), die im Inneren des Gehäuses (11) angeordnet ist, einem Gaserzeugungsmittel, das durch die Zündeinrichtung (40) gezündet und verbrannt wird, und einem ringförmigen Filter (20), das um die Zündeinrichtung (40) und das Gaserzeugungsmittel herum angeordnet ist, wobei eine Fläche, die den ringförmigen Kontaktbereich zwischen dem Umfangswandteil (12b) und der oberen Platte (12a) umfasst, als eine obere ringförmige und geneigte Fläche (14) ausgebildet ist, während eine Fläche, die den ringförmigen Kontaktbereich zwischen dem Umfangswandteil (1) und der unteren Platte (13a) umfasst, als untere ringförmige und geneigte Fläche (15) ausgebildet ist, und das ringförmige Filter (20) derart angeordnet ist, dass seine beide Endflächen (21, 22) gegen die obere ringförmige und geneigte Fläche (14) und die untere ringförmige und geneigte Fläche (15) stoßen, wobei ein Zwischenraum (25) zwischen dem ringförmigen Filter (20) und dem Umfangswandteil (12b) vorgesehen ist.
Gaserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der oberen Platte (12a) und der oberen ringförmigen und geneigten Fläche (14) sowie der Winkel zwischen der unteren Platte (13a) und der unteren ringförmigen und geneigten Fläche (15) gleich oder beinahe gleich den Winkeln sind, die nach einer Verformung aufgrund des Drucks während der Betätigung des Gaserzeugers auftreten würden, wenn keine obere ringförmige und geneigte Fläche und keine untere ringförmige und geneigte Fläche vorgesehen wären.
Gaserzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endflächen (21, 22) des ringförmigen Filters (20) und die oberen und unteren ringförmigen und geneigten Flächen (14, 15) in der Axialrichtung des Gehäuses (11) zusammengedrückt werden.
Gaserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohrförmiges Glied (30), dessen Innenraum als erste Verbrennungskammer (35) dient, in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, wobei das rohrförmige Glied (30) einen rohrförmigen Hauptteil (31) und eine ringförmige Ebene (32) aufweist, die sich in der Radialrichtung des Gehäuses (11) von der Kante eines offenen Teils (33) an einem Ende des Hauptteils (31) erstreckt, das rohrförmige Glied (30) konzentrisch mit dem Gehäuse (11) angeordnet ist, wobei die ringförmige Ebene (32) gegen die obere Platte (12a) stößt und wobei die Zündrichtung (40) in dem offenen Teil (33) an dem anderen Ende untergebracht und fixiert ist, und die Umfangskante der ringförmigen Ebene (32) gegen die Innenumfangsfläche des ringförmigen Filters (20) stößt und den Kontaktbereich zwischen der oberen Platte (12a) und den beiden Endflächen des ringförmigen Filters (20) von innen bedeckt.
Gaserzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Platte (12a) einen vertieften Teil (18) in dem zentralen Teil aufweist, wobei der vertiefte Teil (18) in dem offenen Teil (33) an der einen Endseite des rohrförmigen Glieds (30) positioniert ist.
Airbagvorrichtung mit dem Gaserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5.