DE60315707T2

DE60315707T2 - Gaserzeuger für airbag

Info

Publication number: DE60315707T2
Application number: DE60315707T
Authority: DE
Inventors: Naoki c/o Daicel Chemical Ind. Tatsuno-shi MATSUDA; Masayuki c/o Daicel Chemical Ind. Tatsuno-shi YAMAZAKI
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: JP4113424B2; DE60315707D1; EP1571051A4; JP2004189021A; WO2004052695A1; EP1571051A1; CN1720157A; EP1571051B1

Description

Technisches Gebiet, zu welchem die Erfindung gehört
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator für einen Airbag gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Ein Gasgenerator der oben genannten Bauart ist aus der US 2002/0063420 A1, bekannt. Ähnliche Arten von Gasgeneratoren sind z.B. aus WO 02/36395 A, US 2002/175509 A1, DE 197 25 418 A1 und DE 197 31 220 A1 bekannt.
Verschiedene Anforderungen werden im Hinblick auf den Schutz eines Passagiers an einen Gasgenerator für einen Airbag gestellt, der in ein Airbagsystem eingebaut wird, das an einem Automobil montiert wird. Die Anforderungen umfassen eine solche Anforderung, wie das der Gasgenerator für einen Zeitraum von 10 Jahren oder mehr in einer zuverlässigen Art und Weise aktiviert werden kann, was eine gewöhnliche Lebensdauer eines Fahrzeugs bedeutet, das damit ausgerüstet ist, und dergleichen.
Für eine Verringerung der Größe eines Gasgenerators, ist es wünschenswert, einen Gas erzeugenden Wirkstoff mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur zu verwenden, welcher eine grobe Struktur einer Kühlvorrichtung bzw. eines Filters zulässt. Auf der anderen Seite, im Hinblick auf das Sicherstellen der Zuverlässigkeit der Aktivierung, ist es erforderlich, dass eine Zündfähigkeit und eine Entflammbarkeit des Gas erzeugenden Wirkstoffs herausragend sind.
Jedoch ist ein Gas erzeugender Wirkstoff mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur in einer gewöhnlichen Art und Weise schwach hinsichtlich der Zündfähigkeit. Deshalb sind es sich widersprechende, technische Ziele, eine Erzeugung von einem schädlichen Gas zu unterdrücken und die Zündfähigkeit und die Entflammbarkeit des Gas erzeugenden Wirkstoffs zu verbessern, um die operationelle Zuverlässigkeit sicherzustellen.
Als eine Technik, die sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, ist die JP-A 10-324219 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gasgenerator für einen Airbag bereitzustellen, welcher eine Verringerung einer erzeugten Menge eines schädlichen Gases, wie NOx od. dgl. zum Zeitpunkt der Aktivierung erreicht und die Entflammbarkeit eines Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert, und welcher ebenso eine Zuverlässigkeit der Aktivierung sicherstellen kann.
Die Erfindung stellt als ein Mittel zum Lösen dieses Problems einen Gasgenerator für einen Airbag bereit, umfassend ein Gehäuse mit einer Gasauslassöffnung, erste und zweite Zündmittel, die infolge des Aufpralls aktiviert werden, und erste und zweite Brennkammern, die Gas erzeugende Wirkstoffe aufnehmen, welche entzündet und verbrannt werden, um Verbrennungsgase zu erzeugen, wobei das erste Zündmittel eine erste Zündvorrichtung und eine erste Transferladung im Inneren einer ersten Zündmittelkammer aufweist, wobei der Gas erzeugende Wirkstoff im Inneren der ersten Brennkammer durch die Verbrennungsenergie aufgrund der Verbrennung der ersten Transferladung im Inneren der ersten Zündmittelkammer entzündet und verbrannt wird, wobei das zweite Zündmittel eine zweite Zündvorrichtung und eine zweite Transferladung im Inneren einer zweiten Zündmittelkammer aufweist, wobei der Gas erzeugende Wirkstoff im Inneren der zweiten Brennkammer durch eine Zündenergie aufgrund der Verbrennung der zweiten Transferladung im Inneren zweiten Zündmittelkammer entzündet und verbrannt wird, wobei die ersten und zweiten Zündvorrichtungen in der radialen Richtung des Gehäuses parallel zueinander angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Transferladungen in einer vertikalen Art und Weise in der axialen Richtung des Gehäuses angeordnet sind, und wobei die ersten und zweiten Brennkammern in einer konzentrischen Art und Weise im Inneren des Gehäuses angeordnet sind, wobei die Vorstoßrichtungen der Flammen, die erzeugt werden, wenn die ersten und zweiten Zündvorrichtungen aktiviert werden, nicht in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zu den Kommunikationsöffnungen zum Führen der erzeugten Zündenergien aus den ersten und zweiten Zündmittelkammern in die ersten und zweiten Brennkammern sind. In diesem Fall ist die in der vorliegenden Erfindung definierte Zündenergie eine Flamme oder ein Verbrennungsgas mit einer hohen Temperatur, erzeugt aufgrund einer Verbrennung der Transferladung, oder dergleichen.
Wenn die Vorstoßrichtungen der Flammen, die bei der Aktivierung der ersten und zweiten Zündvorrichtungen in Erscheinung treten, in einer exakten Art und Weise gegenüber liegend zu den Positionen der Kommunikationsöffnungen sind, wird die Menge einer Flamme, die durch Aktivierung der Zündvorrichtung erzeugt wird und in einer direkten Art und Weise aus der Kommunikationsöffnung aus der Zündmittelkammer ausgestoßen wird, vergrößert, und eine Flammenbewegung im Inneren der Zündmittelkammer wird schwach, weshalb die Zündung der Transferladung ungenügend wird.
Im Hinblick auf das Obengenannte, bei der vorliegenden Erfindung, durch Verwenden eines solchen Aufbaus, dass die Vorstoßrichtung einer Flamme und die Position der Kommunikationsöffnung nicht in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zueinander sind, wird die Flammenbewegung im Inneren der Zündmittelkammer herausragend, und deshalb kann die Zündfähigkeit der Transferladung verbessert werden.
In der Erfindung, weil die Ausgestaltungen der ersten und zweiten Zündvorrichtungen, der ersten und zweiten Transferladungen und der ersten und zweiten Brennkammern in einer sich gegenseitig beeinflussenden Art und Weise aufeinander bezogen sind, kann eine Operation ähnlich zu der oben beschriebenen Erfindung ausgeführt werden, und der gesamte Gasgenerator kann weiter hinsichtlich der Größe verringert werden.
In der obigen Erfindung, ist es bevorzugt, dass, nachdem die ausgehend von der ersten Zündmittelkammer in Erscheinung tretende Zündenergie in der radialen Richtung des Gehäuses abgelassen wird, sie in der axialen Richtung des Gehäuses vorstößt, wobei eine ausgehend von der zweiten Zündmittelkammer in Erscheinung tretende Zündenergie in der axialen Richtung des Gehäuses ausgestoßen wird.
Wenn die Ausstoßrichtung der Zündenergie auf diese Art und Weise eingeschränkt wird, wird die Bewegung der Zündenergie im Inneren der Brennkammer herausragend, so dass eine Zündfähigkeit des Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert wird.
Die obigen Erfindungen werden in einer geeigneten Art und Weise bei einem Fall zur Anwendung gebracht, in welchem, als der Gas erzeugende Wirkstoff, einer mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur verwendet wird, z.B. einer mit einer Verbrennungstemperatur im Bereich von 1 000°C bis 1 700°C.
Wenn die Vorstoßrichtungen der Flammen, die durch die Aktivierungen der ersten und zweiten Zündvorrichtungen erzeugt werden, in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zu den Positionen der Kommunikationsöffnungen sind, tritt ein solches Ereignis in Erscheinung, dass die Energie aus der Kommunikationsöffnung ausgestoßen wird, um in die Brennkammer zu fließen, bevor die Zündenergie aus der Zündvorrichtung die gesamte Transferladung entzündet. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Energie (eine Flamme, ein Gas mit einer hohen Temperatur u. dgl.), die durch einen Abschnitt der entzündeten Transferladung erzeugt wird, ebenfalls aus der Kommunikationsöffnung in die Brennkammer ausgestoßen, aber die Energie wird durch Verbrennung nur eines Teils der Transferladung erzeugt, was zu einer Verknappung einer Zündenergie für einen Gas erzeugenden Wirkstoff mit einer niedrigen Zündfähigkeit (mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur) führt. In einer entsprechenden Art und Weise, wenn ein Gas erzeugender Wirkstoff mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur verwendet wird, können durch Anordnen der Kommunikationsöffnung gemäß den obigen Erfindungen, alle Energien aufgrund der Zündung der Transferladung dem Gas erzeugenden Wirkstoff zugeführt werden, so dass die Zündfähigkeit und die Entflammbarkeit des Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert werden kann.
In der obigen Erfindung ist es bevorzugt, dass ein innerer Zylinder im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, die erste Brennkammer außerhalb des inneren Zylinders ausgebildet ist, die zwei Zündmittel an einer unteren Seite im Inneren des inneren Zylinders ausgebildet sind, und dass die zweite Brennkammer ferner an einer oberen Seite im Inneren der inneren Wand ausgebildet ist.
In der obigen Erfindung ist es bevorzugt, dass die erste Brennkammer und die erste Zündmittelkammer sich miteinander über die Kommunikationsöffnung, die an einem unteren Abschnitt des inneren Zylinders bereitgestellt ist, in Kommunikation befinden, und dass die erste Brennkammer und die zweite Brennkammer sich miteinander über eine Kommunikationsöffnung, die an einem oberen Abschnitt des inneren Zylinders ausgebildet ist, in Kommunikation befinden.
In der obigen Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Haltevorrichtung zum Einschränken einer Flussrichtung eines Verbrennungsgases im Inneren der zweiten Brennkammer angeordnet ist, und dass die Haltevorrichtung derart angeordnet ist, um einen Spalt zwischen der Haltevorrichtung und einer inneren Wand der zweiten Brennkammer aufzuweisen.
Durch Bereitstellen des Spaltes zwischen der Haltevorrichtung und der inneren Wand der zweiten Brennkammer, wird die Auslassöffnung (die Kommunikationsöffnung zwischen der ersten Brennkammer und der zweiten Brennkammer) des Verbrennungsgases im Inneren der zweiten Brennkammer davor bewahrt, durch den Gas erzeugenden Wirkstoff verschlossen zu werden. In einem Fall, in welchem die Kommunikationsöffnung durch den Gas erzeugenden Wirkstoff verschlossen wird, wenn ein inner Druck im inneren der zweiten Brennkammer in einer anfänglichen Phase der Verbrennung in einer übermäßigen Art und Weise ansteigt und der die Kommunikationsöffnung verschließende, Gas erzeugende Wirkstoff verbrannt wird, verringert sich der innere Druck aufgrund der Öffnung der Kommunikationsöffnung in einer rapiden Art und Weise, so dass eine stabile Entflammbarkeit nachteilig beeinträchtigt werden kann.
Es ist bevorzugt, dass ein Öffnungsabschnitt zum Ablassen eines Gases der zweiten Brennkammer in einem umfangsseitigen Wandabschnitt der Haltevorrichtung ausgebildet ist und dass der Öffnungsabschnitt vor der Verbrennung des Gas erzeugenden Wirkstoffs im Inneren der zweiten Brennkammer verschlossen ist.
Durch Verschließen des Öffnungsabschnitts der Haltevorrichtung vor der Aktivierung, kann der innere Druck im Inneren der zweiten Brennkammer zum Zeitpunkt der Aktivierung auf ein ausreichendes Ausmaß angehoben werden, so dass eine anfängliche Entflammbarkeit des Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert wird.
Weil die Struktur des Gasgenerators verbessert wird, auch in einem Fall, in welchem ein Gas erzeugender Wirkstoff mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur und einer schwachen Zündfähigkeit verwendet wird, um eine Erzeugungsmenge eines schädlichen Gases, wie NOx od. dgl. zum Zeitpunkt der Aktivierung zu verringern, kann der Gas erzeugende Wirkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zündfähigkeit sicherstellen, ähnlich zu einem Fall, in welchem ein Gas erzeugender Wirkstoff mit einer hohen Verbrennungstemperatur und einer exzellenten Zündfähigkeit verwendet wird.
Aus diesem Grund kann eine Zuverlässigkeit der Aktivierung ebenso wie eine Verringerung der erzeugten Menge von NOx zum Zeitpunkt der Aktivierung sichergestellt werden, und eine Verringerung der Größe eines Gasgenerators kann zudem erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators für einen Airbag;
2 ist eine schematische Grundansicht zur Erläuterung eines Aufbaus einer zweiten Transferladung in 1; und
3 ist eine schematische Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels in 2.

10: Gasgenerator für einen Airbag
11: Gehäuse
15: innerer Zylinder
20: erste Brennkammer
25: zweite Brennkammer
31: erste Zündvorrichtung
32: zweite Zündvorrichtung
35: erste Transferladung
36: zweite Transferladung
45: Aluminiumschale
46: Flammenübertragungsöffnung
52: zweite Durchgangsöffnung
65: Filter

Ausführungsbeispiele der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators für einen Airbag gemäß der vorliegenden Erfindung. Im übrigen ist in der folgenden Erläuterung ein vertikales Verhältnis, wie "oben" oder "unten" mit Bezug auf 1 angezeigt, "die axiale Richtung" bedeutet die axiale Richtung eines Gehäuses, und "die radiale Richtung" bedeutet die "radiale Richtung des Gehäuses".
In einem Gasgenerator 10 ist eine äußere Schale des Behälters durch ein Gehäuse 11 ausgebildet, das aufgebaut ist durch Verbinden einer Diffusor – Schale 12 und einer Ver schluss – Schale 13, welche gemeinsam mit der Diffusor – Schale 12 einen inneren Anordnungsraum bildet. Die Diffusor – Schale 12 und die Verschluss – Schale 13 sind an einem verschweißten Abschnitt 14 verschweißt. In 1 zeigen andere schwarz angemalte Abschnitte ebenfalls verschweißte Abschnitte.
Die Diffusor – Schale 12 ist mit einer erforderlichen Anzahl von Gasauslassöffnungen 17 und 18 ausgebildet. Die Gasauslassöffnungen 17 und 18 können denselben Durchmesser aufweisen, oder können unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Ein innerer Zylinder 15 in einer im wesentlichen zylindrischen Gestalt ist im Inneren des Gehäuses 11 angeordnet, eine umfangsseitige Kante am oberen Ende des inneren Zylinders 15 ist mit einer Deckenoberfläche 12a des Diffusors 12 verbunden, eine umfangsseitige Kante am unteren Ende davon ist mit einer Bodenfläche 13a der Verschluss-Schale 13 verbunden, so dass innere und äußere Räume voneinander getrennt sind.
Der innere Zylinder 15 umfasst einen sich in einer radialen Richtung vergrößernden Durchmesser durch einen geneigten Wandabschnitt 15a, so dass ein innerer Durchmesser eines oberen Abschnitts (auf der Seite der Deckenoberfläche 12a) größer wird als ein innerer Durchmesser eines unteren Abschnitts (auf der Seite der Bodenfläche 13a). Durch Festlegen der Gestalt des inneren Zylinders 15 auf diese Art und Weise, wie in 1 gezeigt ist, können das Volumen des inneren Raums, insbesondere ein Volumenverhältnis einer ersten Brennkammer 20 und einer zweiten Brennkammer 25 eingestellt werden (z.B. im Bereich von 4/6 bis 9/1, bevorzugt 1/1 bis 8/2), während die Höhe des Gasgenerators 10 auf einem niedrigem Niveau gehalten wird, was bevorzugt ist.
Die ringförmige (oder zylindrische) erste Brennkammer 20 ist in einem äußeren Raum des inneren Zylinders 15 ausgebildet, und ein nicht dargestellter, erster Gas erzeugender Wirkstoff ist darin angeordnet.
Die zweite Brennkammer 25, in welcher ein nicht dargestellter zweiter Gas erzeugender Wirkstoff angeordnet ist, ist in einem oberen Raum des inneren Zylinders 15 ausgebildet, und eine Zündmittelkammer, in welcher zwei Zündmittel angeordnet sind, ist in einem unteren Raum davon ausgebildet.
Eine erste Zündvorrichtung 31 und eine erste Transferladung 35 sind in der ersten Zündmittelkammer angeordnet, und eine zweite Zündvorrichtung 32 und eine zweite Transferladung 36 sind in der zweiten Zündmittelkammer angeordnet. Die erste Zünd vorrichtung 31 und die zweite Zündvorrichtung 32 sind an einer einzelnen Manschette 33 fixiert, und sie sind parallel zueinander in der radialen Richtung montiert. Im übrigen, in einem Fall, in welchem ein Airbagmodul umfassend den Gasgenerator 10 an einem Fahrzeug montiert ist, werden die erste Zündvorrichtung 31 und die zweite Zündvorrichtung 32 über Konnektoren und Führungsdrähte an einer Stromversorgung (einer Batterie) angeschlossen.
Die oberen und unteren Räume im Inneren des inneren Zylinders 15, d.h. die zweite Brennkammer 25, und die erste Zündvorrichtung 31 und die zweite Zündvorrichtung 32 sind durch eine flache und scheibenförmige Trennwand 40 mit einem Randleistenabschnitt 41 und einer zweiten Durchgangsöffnung 52 voneinander getrennt. Weil die flache und scheibenartige Trennwand 40 in einen gestuften und genuteten Abschnitt 16 des inneren Zylinders 15 von der unteren Seite davon eingesetzt ist, auch wenn die erste Zündvorrichtung 31 aktiviert wird, wird die flache und scheibenartige Trennwand daran gehindert, sich aufgrund eines Drucks zum Zeitpunkt der Aktivierung in einer nach oben gerichteten Art und Weise zu bewegen. Ein innerer Durchmesser des Randleistenabschnitts 41 ist derart festgelegt, um im wesentlichen gleich groß zu sein wie ein Durchmesser eines Zündabschnitts der Zündvorrichtung 32, und der Randleistenabschnitt 41 gelangt in engen Kontakt mit dem Zündabschnitt und umgibt diesen, so dass eine aufgrund einer Aktivierung der zweiten Zündvorrichtung 32 erzeugte Flamme in einer geradlinigen Art und Weise nur in der Richtung der zweiten Durchgangsöffnung 52 vorstößt.
Durch Anordnen der flachen und scheibenartigen Trennwand 40 mit diesem Randleistenabschnitt 41, werden die zweite Brennkammer 25 und die zwei Zündvorrichtungen voneinander getrennt, und die erste Zündvorrichtung 31 und die zweite Zündvorrichtung 32 werden getrennt, so dass eine Zündenergie (eine Flamme, ein Verbrennungsgas u. dgl.), die aufgrund einer Aktivierung der ersten Zündvorrichtung 31 erzeugt wird, daran gehindert wird, in die zweite Zündmittelkammer einzudringen und weiter daran gehindert wird, durch die zweite Durchgangsöffnung 52 hindurchzudringen, um in die zweite Brennkammer 25 einzudringen.
Eine erste Transferladung 35, die in eine Aluminiumschale eingefüllt ist, ist genau über der ersten Zündvorrichtung 31 angeordnet. Eine erste Durchgangsöffnung 51, die in einem unteren Abschnitt der Seitenwand des inneren Zylinders 15 ausgebildet ist, dient dazu, um die erste Brennkammer 20 und die erste Zündmittelkammer miteinander in Kommunikation zu bringen und ist in der Position ausgebildet, welche näherungsweise in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zu der Mitte der ersten Transferladung 35 ist, aber die Vorstoßrichtung einer Flamme, die aufgrund der Aktivierung der ersten Zündvorrichtung 31 erzeugt wird, ist nicht in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zu der ersten Durchgangsöffnung 51. Ein Dichtungsband 60, das aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt ist, ist von der inneren Seite an der ersten Durchgangsöffnung 51 angebracht.
Durch Anordnen der ersten Durchgangsöffnung 51 und der ersten Transferladung 35, so dass sie in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zueinander sind, wird die gesamte erste Transferladung 35 aufgrund der Aktivierung der ersten Zündvorrichtung 31 nahezu in einer einheitlichen Art und Weise verbrannt.
Ferner, weil die erste Durchgangsöffnung 51 an dem unteren Abschnitt des inneren Zylinders 15 ausgebildet ist, nachdem eine Verbrennungsenergie, die aufgrund einer Verbrennung der ersten Transferladung 35 erzeugt wird, in der radialen Richtung abgelassen wird, wird diese nach oben ausgerichtet, um herauszufließen, so dass eine Zündfähigkeit des gesamten ersten Gas erzeugenden Wirkstoffes, der im Inneren der ersten Brennkammer 20 angeordnet ist, verbessert wird.
Ein Aufbau einer zweiten Transferladung 36 wird mit Bezug auf 2 erläutert. 2 ist eine Grundansicht zur Darstellung eines Aufbaus einer zweiten Transferladung 36.
Die zweite Transferladung 36 ist über der zweiten Zündvorrichtung 32 und auf der flachen und scheibenähnlichen Trennwand 40 angeordnet. Die zweite Transferladung 36 ist in eine aus Aluminium hergestellte Schale 45 eingefüllt, die eine Vielzahl von Flammenübertragungsöffnungen 46 aufweist.
Die Aluminiumschale 45 ist eine zum Festhalten der darin angeordneten, zweiten Transferladung 36, wobei ein Flansch 45a, der sich in der radialen Richtung erstreckt, an einer sich öffnenden und umfangsseitigen Kante der Schale 45 ausgebildet ist, und wobei die Schale 45 fixiert ist, indem der Flansch 45a zwischen einem gestuften und genuteten Abschnitt 16 und der flachen und scheibenartigen Trennwand 40 in einer vertikalen Art und Weise festgeklemmt ist. Weil eine solche fixierte Struktur verwendet wird, wird die Schale 45 daran gehindert, sich zu bewegen oder herunterzufallen, wenn die ersten und zweiten Transferladungen verbrannt werden. Im Ergebnis, weil eine Flamme aus der Zündvorrichtung 32 in einer zuverlässigen Art und Weise zur gesamten zweiten Trans ferladung 36 geführt werden kann, wird die Zündfähigkeit der zweiten Transferladung 36 verbessert.
Die vielen Flammenübertragungsöffnungen 46, die in der Aluminiumschale 45 ausgebildet sind, sind nicht in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zu der Vorstoßrichtung (genau über der zweiten Zündvorrichtung 32) einer Flamme, die durch die Aktivierung der zweiten Zündvorrichtung 32 erzeugt wird.
Durch Festelegen der Positionen der Flammenübertragungsöffnungen 46 auf diese Art und Weise, wenn eine Flamme, die erzeugt wird, wenn die zweite Zündvorrichtung 32 aktiviert wird, genau in einer nach oben gerichteten Art und Weise vorstößt, während diese Flamme daran gehindert wird, so ausgestoßen zu werden, wie sie ist, wird die zweite Transferladung 36 zuerst entzündet und verbrannt, und eine aufgrund der Verbrennung der gesamten zweiten Transferladung 36 erzeugte Zündenergie wird aus den Flammenübertragungsöffnungen 46 in die zweite Brennkammer 25 ausgestoßen. Aus diesem Grund ist die Zündfähigkeit des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffes, der in der zweiten Brennkammer 25 aufgenommen ist, verbessert.
Wie in 3 gezeigt ist, kann die mit der zweiten Transferladung 36 befüllte Aluminiumschale 46 derart ausgebildet sein, um einen konvexen Abschnitt 47 an einem Abschnitt davon aufzuweisen, der genau über der zweiten Zündvorrichtung 32 liegt. Durch Bereitstellen eines solchen konvexen Abschnitts 47, kann die Menge der einzufüllenden zweiten Transferladung 36 vergrößert werden, so dass die Zündleistung des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffs weiter verbessert wird. In diesem Fall, auch in einem Aspekt, der in 3 gezeigt ist, sind die Flammenübertragungsöffnungen 46 an einer flachen Oberfläche mit Ausnahme des konvexen Abschnitts 47 ausgebildet, wie in 2 gezeigt ist.
Eine zylindrische Haltevorrichtung 55 mit einem Boden ist in die zweite Brennkammer 25 in einen Zustand eingefügt, in welchem die Seite des sich öffnenden Abschnitts nach unten gerichtet ist und sie ist an einem Seitenwandabschnitt 55a an einem entfernten Ende durch Pressen gegen eine innere Wand 25a der zweiten Brennkammer 25 fixiert. Ein Spalt 57 ist zwischen der Seitenwand der Haltevorrichtung 55 und der inneren Wand 25a der zweiten Brennkammer 25 in einem solchen Ausmaß ausgebildet, dass ein Gasflussdurchgang sichergestellt werden kann.
Die Haltevorrichtung 55 weist viele sich öffnende Abschnitte (Düsen) 56 an ihrem seitlichen Wandabschnitt auf, und die Positionen der Höhe der sich öffnenden Abschnitte 56 in der axialen Richtung sind derart festgelegt, um über den Positionen der Höhe der dritten Durchgangsöffnungen 53 positioniert zu sein.
Die dritten Durchgangsöffnungen 53 sind von der Außenseite davon durch ein Dichtungsband 58, das aus Edelstahl hergestellt ist, verschlossen und die sich öffnenden Abschnitte 56 können ebenfalls von der Innenseite davon durch ein Dichtungsband 80, das aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt ist, verschlossen sein. Wenn die sich öffnenden Abschnitte 56 durch das Dichtungsband 80 verschlossen sind, in einem Fall, in welchem die erste Brennkammer 20 und die zweite Brennkammer 25 aufgrund der simultanen Aktivierungen der zwei Zündvorrichtungen in einer simultanen Art und Weise zu brennen beginnen, wird der innere Druck der zweiten Brennkammer 25 in einer vorübergehenden Art und Weise angehoben, so dass die Zündfähigkeit des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert wird. Weil der Spalt 57 zwischen der Seitenwand der Haltevorrichtung 55 und der inneren Wand 25a der zweiten Brennkammer 25 ausgebildet ist, werden die dritten Durchführungsöffnungen 53 daran gehindert, durch den zweiten Gas erzeugenden Wirkstoff verschlossen zu werden. Wenn die dritten Durchgangsöffnungen 53 durch den zweiten Gas erzeugenden Wirkstoff verschlossen sind, steigt der innere Druck im Inneren der zweiten Brennkammer 25 in der anfänglichen Phase der Verbrennung in einer exzessiven Art und Weise an, und wenn der zweite Gas erzeugende Wirkstoff, der die dritten Durchgangsöffnungen 53 verschließt, verbrannt wird, verringert sich der innere Druck aufgrund der Öffnung der dritten Durchgangsöffnungen 53 in einer rapiden Art und Weise, so dass eine stabile Entflammbarkeit in einer nachteiligen Art und Weise beeinträchtigt werden kann.
Durch Einstellen der Position und der Höhe der sich öffnenden Abschnitte 56 und der dritten Durchgangsöffnungen 53, wie in 1 gezeigt ist, auch in einem Fall, in welchem die dritten Durchgangsöffnungen 53 an der unteren Seite der zweiten Brennkammer 25 ausgebildet sind, nachdem ein Gas, das aufgrund der Verbrennung des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffs in Erscheinung tritt, durch die sich öffnenden Abschnitte 56 hindurch dringt, die an der oberen Seite der zweiten Brennkammer 25 positioniert sind, wird dieses aus den dritten Durchgangsöffnungen 53 ausgestoßen, so dass eine Flammenbewegung in dem gesamten Innenraum der zweiten Brennkammer 25 herausragend wird und die Entflammbarkeit des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert wird.
Der gesamte sich öffnende Bereich der dritten Durchgangsöffnungen 53 ist festgelegt, um kleiner zu sein als der gesamte sich öffnende Bereich der sich öffnenden Abschnitte 56, und um zudem kleiner zu sein, als der gesamte sich öffnende Bereich der Gasauslassöffnungen 17 und 18.
Wenn die erste Zündvorrichtung 31 zuerst aktiviert wird und anschließend die zweite Zündvorrichtung 32 mit einer Verzögerung davon aktiviert wird, d.h., wenn der erste Gas erzeugende Wirkstoff im Inneren der ersten Brennkammer 20 zuerst verbrannt wird und der zweite Gas erzeugende Wirkstoff im Inneren der zweiten Brennkammer 25 mit einer Verzögerung davon verbrannt wird, wird der Druck im Inneren der zweiten Brennkammer 25 in einer ausreichenden Art und Weise höher als der Druck im Inneren der ersten Brennkammer 20. Aus diesem Grund, durch Festlegen des gesamten sich öffnenden Bereichs der dritten Durchgangsöffnungen 53 in der oben beschriebenen Art und Weise, wird die Ausflussgeschwindigkeit eines Verbrennungsgases aus der zweiten Brennkammer 25 durch die dritten Durchgangsöffnungen 53 gesteuert, so dass der innere Druck im Inneren der zweiten Brennkammer 25 zum Zeitpunkt der Verbrennung ebenfalls durch die dritten Durchgangsöffnungen 53 gesteuert wird. Dadurch wird der Verbrennungszustand im Inneren der zweiten Brennkammer 25 durch die dritten Durchgangsöffnungen 53 gesteuert. In diesem Fall, wenn die erste Zündvorrichtung 31 und die zweite Zündvorrichtung 32 in einer simultanen Art und Weise aktiviert werden, weil eine Druckdifferenz zwischen der ersten Brennkammer 20 und der zweiten Brennkammer 25 klein wird, ist der innere Druck der zweiten Brennkammer 25 immer noch höher als der in der ersten Brennkammer 20, aber ein Einfluss der Drucksteuerung aufgrund der dritten Durchgangsöffnungen 53 wird klein.
Durch Steuern des Verbrennungszustands der zweiten Brennkammer 25 durch die dritten Durchgangsöffnungen 53 in dieser Art und Weise, kann der folgende Effekt erzielt werden.
Wenn nur die erste Zündvorrichtung 31 aktiviert wird, um nur den ersten Gas erzeugenden Wirkstoff zu verbrennen, z.B. wenn ein Automobil mit einer geringen Geschwindigkeit kollidiert, ist ein solcher Zustand zum Zeitpunkt einer Entsorgung des Automobils gefährlich, wenn der verbleibende zweite Gas erzeugende Wirkstoff verbleibt, wie er ist. Deshalb, in manchen Fällen, wird die zweite Zündvorrichtung 32 mit der Verzögerung von ungefähr 100 ms von der Aktivierung der ersten Zündvorrichtung 31 aktiviert, um den zweiten Gas erzeugenden Wirkstoff zu entzünden und zu verbrennen. In einem sol chen Fall, wenn der Verbrennungszustand in der zweiten Brennkammer 25 durch die dritten Durchgangsöffnungen 53 gesteuert werden kann, weil die Zündfähigkeit und die Entflammbarkeit des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert wird, kann eine Erzeugung eines schädlichen Gases wie NOx unterdrückt werden, was bevorzugt ist. Nebenbei kann eine Verlängerung einer Erzeugungsdauer eines Verbrennungsgases aus der zweiten Brennkammer 25 abgestimmt werden auf einen solchen Aspekt, wonach eine Aufblasdauer eines Airbags verlängert wird.
Ein zylindrischer Filter 65 zum Entfernen von Verbrennungsrückständen aus dem Verbrennungsgas und zum Kühlen des Verbrennungsgases ist zwischen der ersten Brennkammer 20 und einer umfangsseitigen Wand des Gehäuses 11 angeordnet (eine umfangsseitige Wand 12b der Diffusor – Schale und eine umfangsseitige Wand 13b einer Verschluss – Schale).
Eine innere zylindrische Abschirmplatte 66 ist im Inneren des zylindrischen Filters 65 angeordnet, und ein Spalt (ein erster Spalt 71) ist zwischen dem zylindrischen Filter 65 und der inneren zylindrischen Abschirmplatte 66 ausgebildet. In diesem Fall, anstelle des Spaltes, ist ein Abschnitt (ein Abschnitt, mit näherungsweise derselben Breite wie der Spalt) der inneren zylindrischen Abschirmplatte 66, der mit dem zylindrischen Filter 65 in Kontakt gelangt, in einer rauen Struktur ausgebildet, so dass ein Zustand ähnlich zu dem Fall, dass der Spalt ausgebildet ist, in einer tatsächlichen Art und Weise erreicht werden kann.
Eine äußere zylindrische Abschirmplatte 67 ist außerhalb des zylindrischen Filters 65 in einem Zustand angeordnet, wo sie mit einer äußeren und umfangsseitigen Oberfläche des zylindrischen Filters 65 in Kontakt gelangt. Ein Spalt (ein zweiter Spalt 72) ist zwischen der äußeren zylindrischen Abschirmplatte 67 und einer umfangsseitigen Wand des Gehäuses 11 ausgebildet. Es ist bevorzugt, dass der zweite Spalt 72 festgelegt ist, um breiter zu sein, als die Breite des ersten Spaltes 71.
Die innere zylindrische Abschirmplatte 66 und die äußere zylindrische Abschirmplatte 67 bedecken nicht die gesamte Oberfläche des zylindrischen Filters 65, wie in 1 gezeigt ist.
Die innere zylindrische Abschirmplatte 66 bedeckt einen unteren Abschnitt (den Bereich der Höhe von ungefähr 1/2 bis 2/3 der Gesamthöhe des zylindrischen Filters 65) des zylindrischen Filters 65 in einem Zustand, in welchem nur ein endseitiger und umfangs seitiger Kantenabschnitt davon gegenüber der bodenseitigen Oberfläche 13a zur Anlage gebracht wird. Im übrigen kann ein Zustand, ähnlich zu dem in 1 gezeigten, erhalten werden durch Abdecken der gesamten Oberfläche des Filters 65 mit der inneren zylindrischen Abschirmplatte 66 und durch Bereitstellen von Ventilationsöffnungen an einem Abschnitt der inneren zylindrischen Abschirmplatte.
Die äußere zylindrische Abschirmplatte 67 bedeckt einen oberen Abschnitt (den Bereich der Höhe von ungefähr 1/2 bis 2/3 der gesamten Höhe des zylindrischen Filters 65) des zylindrischen Filters 65 in einen Zustand, in welchem ein endseitiger und umfangsseitiger Kantenabschnitt davon dazu gebracht wird, sich an der Deckenoberfläche 12a abzustützen. Im übrigen kann ein Zustand, ähnlich zu dem in 1 gezeigten, erreicht werden durch Abdecken der gesamten Oberfläche des Filters 65 mit der äußeren zylindrischen Abschirmplatte 67 und durch Bereitstellen von vielen Ventilationsöffnungen an einem Abschnitt der äußeren zylindrischen Abschirmplatte.
Durch Anordnen des Filters 65, der inneren zylindrischen Abschirmplatte 66 und der äußeren zylindrischen Abschirmplatte 67 auf diese Art und Weise, werden Funktionen der Filterung (Filterung von Rückständen der Verbrennung) und der Kühlung des Verbrennungsgases weiter verbessert. Das in der ersten Brennkammer 20 und in der zweiten Brennkammer 25 erzeugte Verbrennungsgas dringt in den zylindrischen Filter 65 aus einem Abschnitt ein, welcher nicht von der inneren zylindrischen Abschirmplatte 66 abgedeckt ist, und nachdem ein Teil des Gases sich in der axialen Richtung im Inneren des zylindrischen Filters 65 bewegt, wie es ist, erreicht es den zweiten Spalt 72, um das Dichtungsband (hergestellt aus Aluminium oder Edelstahl) 75 zu zerbrechen, und wird dann aus den Gasauslassöffnungen 17 und 18 abgelassen. Anschließend, nachdem der verbleibende Teil des Verbrennungsgases sich durch den ersten Spalt 71 bewegt, dringt es durch den Innenraum des zylindrischen Filters 65 in der radialen Richtung, um den zweiten Spalt 72 zu erreichen, und wird aus den Gasauslassöffnungen 17 und 18 abgelassen.
In diesem Fall können die Dichtungsbänder 75, welche die Gasauslassöffnungen 17 und 18 verschließen, derart festgelegt werden, dass sie in einer simultanen Art und Weise aufgebrochen werden oder dass nur ein Teil davon aufgebrochen wird, im Einklang mit einem Aktivierungszustand der Zündvorrichtungen (Aktivierung von nur einer der Zündvorrichtungen, Aktivierung von beiden Zündvorrichtungen (Aktivierung von nur einer der Zündvorrichtungen, Aktivierung von beiden Zündvorrichtungen, oder Aktivierung von beiden Zündvorrichtungen mit einem zeitlichen Abstand dazwischen).
Nachstehend wird eine Operation in einem Fall, in welchem zwei Zündvorrichtungen in dem Gasgenerator für einen Airbag 10 mit einem zeitlichen Abstand dazwischen aktiviert werden, mit Bezug auf die 1 und 2 erläutert.
Die Transferladung 35 wird durch eine Aktivierung der ersten Zündvorrichtung 31 entzündet und verbrannt, und eine Zündenergie zerbricht das Dichtungsband 60 und dringt durch die ersten Durchgangsöffnungen 51, um in die erste Brennkammer 20 abgelassen zu werden. Zu diesem Zeitpunkt, nachdem die Zündenergie in der axialen Richtung abgelassen ist, bewegt sie sich im Inneren der ersten Brennkammer 20 in einer nach oben gerichteten Art und Weise, und daher ist die Zündfähigkeit und die Entflammbarkeit des ersten Gas erzeugenden Wirkstoffs exzellent. In diesem Fall, weil die dritten Durchgangsöffnungen 53 durch die Dichtungsbänder 58, die aus Edelstahl hergestellt sind, verschlossen sind, wird das Verbrennungsgas im Inneren der ersten Brennkammer 20 daran gehindert, in die zweite Brennkammer 25 einzufließen.
Im Einklang mit einer Kombination der inneren zylindrischen Abschirmplatte 66, dem zylindrischen Filter 65 und der äußeren zylindrischen Abschirmplatte 67 und weiteren Funktionen des ersten Spalts 71 und des zweiten Spalts 72, zerbricht ein in der ersten Brennkammer 20 erzeugtes Verbrennungsgas einen Teil oder sämtliche der Dichtungsbänder 75, um aus einigen oder allen der Gasauslassöffnungen 17 und 18 abgelassen zu werden, um dabei einen Airbag aufzublasen.
Die zweite Zündvorrichtung 32 wird mit einem geringfügigen zeitlichen Abstand aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt stößt eine Flamme in einer geradlinigen Art und Weise durch die zweite Durchgangsöffnung 52 hervor. Da jedoch die Vorstoßrichtung der Flamme und die Flammenübertragungsöffnung 46 nicht in einer exakten Art und Weise gegenüberliegend zueinander sind, wird die Zündenergie aus den Flammenübertragungsöffnungen 46 in die zweite Brennkammer 25 abgelassen, nachdem die gesamte zweite Transferladung 36, die in die Aluminiumschale 45 eingefüllt ist, entzündet und verbrannt ist.
Der zweite Gas erzeugende Wirkstoff im Inneren der zweiten Brennkammer 25 wird durch Eindringen der Zündenergie entzündet und verbrannt. Weil jedoch, wie oben beschrieben wurde, die Positionen der Höhe der sich öffnenden Abschnitte 56 der Haltevorrichtung 55 und der dritten Durchgangsöffnungen 53 eingestellt sind, ist eine Flam menbewegung in der gesamten Brennkammer 25 exzellent und eine Zündfähigkeit und eine Entflammbarkeit des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffs ist exzellent. Ferner, wenn die sich öffnenden Abschnitte 56 durch die Dichtungsbänder 80 verschlossen sind, wird eine anfängliche Entflammbarkeit des zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffs verbessert.
Nachdem ein in der zweiten Brennkammer 25 erzeugtes Gas aus den dritten Durchgangsöffnungen 53 in der radialen Richtung abgelassen wird, um in die erste Brennkammer 20 einzufließen, dringt es durch den zylindrischen Filter 65 hindurch, um aus den Gasauslassöffnungen 17 und 18 abgelassen zu werden, um dabei den Airbag weiter aufzublasen.
In dem Gasgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung, wird eine Mischung aus einem Pulver einer Transferladung und einem aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformten Gegenstand als die erste Transferladung 35 und die zweite Transferladung 36 verwendet. In einer alternativen Art und Weise kann die Mischung als die erste Transferladung 35 verwendet werden und der aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformte Gegenstand kann als die zweite Transferladung 36 verwendet werden. Der aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformte Gegenstand erzeugt ein Gas von 1,2 Mol/100 g oder mehr zum Zeitpunkt einer Verbrennung.
Eine Mischung aus Bor und Nitrid kann als das Pulver der Transferladung verwendet werden, und dasselbe Material, wie für die ersten und zweiten Gas erzeugenden Wirkstoffe kann für die aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformten Gegenstände verwendet werden, aber es ist bevorzugt, ein Material zu verwenden, das eine Verbrennungstemperatur aufweist, die höher als die dieser Materialien ist, und die eine Zündfähigkeit aufweist, die besser als die dieser Materialien ist.
Es ist bevorzugt, dass ein Massenverhältnis des Pulvers der Transferladung und der aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformte Gegenstände das Verhältnis Transferladungspulver/aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformter Gegenstand = 2/8 bis 8/2, in einer bevorzugten Art und Weise 3/7 bis 7/3 ist.
Es ist bevorzugt, dass der aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformte Gegenstand, der in der Brennkammer angeordnet ist, die Verbrennungstemperatur von 1 000°C bis 1 700°C aufweist, und es ist bevorzugt, dass der aus einem Gas erzeugenden Wirkstoff geformte Gegenstand, der als Transferladung verwendet wird, die Verbrennungstemperatur von 1 700°C bis 3 000°C aufweist.

Claims

Ein Gasgenerator (10) für einen Airbag, umfassend ein Gehäuse (11) mit einer Gasauslassöffnung (17, 18), erste und zweite Zündmittel (31, 35; 32, 36), die durch einen Aufprall aktiviert werden, und erste und zweite Brennkammern (20; 25), die Gas erzeugende Wirkstoffe darin aufnehmen, welche entzündet werden und verbrannt werden, um Verbrennungsgase zu erzeugen, wobei das erste Zündmittel (31, 35) eine erste Zündvorrichtung (31) und eine erste Transferladung (25) im Inneren einer ersten Zündmittelkammer aufweist, und wobei der Gas erzeugende Wirkstoff im Inneren der ersten Brennkammer (20) durch eine Zündenergie aufgrund einer Verbrennung der ersten Transferladung (35) im Inneren der ersten Zündmittelkammer entzündet und verbrannt wird, wobei das zweite Zündmittel (32, 36) eine zweite Zündvorrichtung (32) und eine zweite Transferladung (36) im Inneren einer zweiten Zündmittelkammer aufweist, wobei der Gas erzeugende Wirkstoff im Inneren der zweiten Brennkammer (25) durch eine Zündenergie aufgrund einer Verbrennung der zweiten Transferladung (36) im Inneren der zweiten Zündmittelkammer entzündet und verbrannt wird, wobei die ersten und zweiten Zündvorrichtungen (31, 35; 32, 36) in der axialen Richtung des Gehäuses (11) parallel zueinander angeordnet sind, und wobei die ersten und zweiten Brennkammern (20; 25) in einer konzentrischen Art und Weise im Inneren des Gehäuses (11) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Vorstoßrichtungen von Flammen, die erzeugt werden, wenn die ersten und zweiten Zündvorrichtungen (31, 35; 32, 36) aktiviert werden, nicht exakt gegenüberliegend ausgebildet sind zu Kommunikationsöffnungen (51; 46) um Zündenergien, die in den ersten und zweiten Zündmittelkammern (31, 35; 32, 36) erzeugt werden, in die ersten und zweiten Brennkammern (20, 25) zu führen, wobei die ersten und zweiten Transferladungen (35; 36) in einer vertikalen Art und Weise in der axialen Richtung des Gehäuses (11) angeordnet ist.
Ein Gasgenerator (10) für einen Airbag nach Anspruch 1, wobei, nachdem die in der ersten Zündmittelkammer erzeugte Zündenergie in der radialen Richtung des Gehäuses (11) abgelassen wird, die Energie in der axialen Richtung des Gehäuses (11) vorstößt, und die in der zweiten Zündmittelkammer erzeugte Zündenergie in der axialen Richtung des Gehäuses (11) abgelassen wird.
Ein Gasgenerator (10) für einen Airbag nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein innerer Zylinder (15) im Inneren des Gehäuses (11) angeordnet ist, wobei eine ringförmige, erste Brennkammer (20) außerhalb des inneren Zylinders (15) ausgebildet ist, wobei die zwei Zündmittel (31, 35; 32, 36) an einer unteren Seite des inneren Zylinders (15) ausgebildet sind, wobei die zweite Brennkammer (25) zudem an einer oberen Seite des inneren Zylinders (15) ausgebildet ist.
Ein Gasgenerator (10) für einen Airbag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Brennkammer (20) und die erste Zündmittelkammer sich miteinander über eine Kommunikationsöffnung (51), die an einem unteren Abschnitt des inneren Zylinders (15) ausgebildet ist, in Kommunikation befinden, wobei die erste Brennkammer (20) und die zweite Brennkammer (25) sich miteinander über eine Kommunikationsöffnung (53), die an einem oberen Abschnitt des inneren Zylinders (15) ausgebildet ist, in Kommunikation befinden.
Ein Gasgenerator (10) für einen Airbag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Haltevorrichtung (55) zum Einschränken einer Flussrichtung des Verbrennungsgases im Inneren der zweiten Brennkammer (25) angeordnet ist, wobei die Haltevorrichtung (55) in einem Abstand von einer inneren Wand (25a) der zweiten Brennkammer (25) angeordnet ist.
Ein Gasgenerator (10) für einen Airbag nach Anspruch 5, wobei ein sich öffnender Abschnitt (56) zum Ablassen eines Gases im Inneren der zweiten Brennkammer (35) an einem umfangsseitigen Wandabschnitt (55a) der Haltevorrichtung (55) ausgebildet ist, wobei der sich öffnende Abschnitt (56) vor der Verbrennung des Gas erzeugenden Wirkstoffs im Inneren der zweiten Brennkammer (25) verschlossen ist.
Ein Gasgenerator (10) für einen Airbag nach Anspruch 1, wobei eine Verbrennungstemperatur des Gas erzeugenden Wirkstoffs in dem Bereich von 1 000°C bis 1 700°C liegt.