混合型氣體發生器的製作方法

2023-09-23 19:32:20

專利名稱：：混合型氣體發生器的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種氣體發生器，特別涉及一種適用於對汽車側邊、簾式、防翻滾安全氣囊或充氣式安全帶進行充氣，又或者是對飛機乘客安全氣囊進行充氣的冷熱氣體混合型的氣體發生器。
背景技術：
：輔助乘員保護系統(SupplementInflatableRestraintSystem，SRS)，又稱安全氣囊，目前幾乎已成為汽車的標準配備，其目的在於當汽車發生碰撞事故時，此系統透過對氣囊快速充氣使氣囊約於0.1秒內膨脹，以保護乘員在撞擊中得一緩衝空間而降低碰撞所造成的傷害。常用的汽車安全氣囊充氣方式大致可分為三類，一是全高壓氣體充氣裝置，透過儲存於氣瓶內之高壓氣體作為使氣囊膨脹的氣體來源。其缺點在於所需的氣體儲存量及壓力較大，相對造成氣瓶體積、厚度及重量也較大，且製作成本亦高，因此，在使用上會造成較大的限制。另一種是火藥型的充氣裝置。在此類型的充氣裝置中只裝填火藥，當發生撞擊時，點火具會引燃裝填的藥劑，以產生氣體充灌氣囊。然而其缺點在於所產生的氣體溫度較高，易使氣囊因高溫破損，而使乘員發生燒燙傷、灼傷等傷害；且其燃燒之後的固體殘餘物及有毒氣體對人體或環境均有不良的影響。第三種則為混合型充氣裝置。此類型的充氣裝置改善前述兩種充氣裝置的缺陷。透過引燃藥劑產生高溫高壓的氣體，並與氣瓶內的低溫高壓氣體混合，則可取兩種裝置的優點，並避免氣體溫度過高發生意外或氣瓶體積及重量大而影響裝配的缺點。同時較低壓力的氣瓶，可有效降低成本。然而此種混合型的充氣裝置，受限於藥劑產氣量以及高壓氣瓶封裝程度及技術，既要能產出足夠壓力的氣流，並且能夠在適當時候使氣瓶瓶口的封片破裂以釋放出低溫高壓氣體，而且又要確保氣瓶在平時能具有足夠的密封性及安全性等等，都必須在結構上多方考慮，方能達成最適合及安全的條件。本實用新型的發明人基於多年從事研究開發與諸多實務經驗，提出一種適用於汽車安全氣囊的混合型氣體發生器，以作為改善上述缺點的實現方式與依據。
實用新型內容為了解決上述現有技術中的問題，本實用新型的目的就在於提供一種混合型氣體發生器，以解決現有的全高壓氣體充氣裝置和火藥型的充氣裝置的缺陷，並進一步改善混合型的充氣裝置在氣瓶封口、破口上的技術限制。根據本實用新型的目的，提出一種混合型氣體發生器，適用於對一汽車安全氣囊充灌氣體，此混合型氣體發生器包含一排氣管、一氣體產生單元及一氣體儲存單元。排氣管為中空管體，且兩端分別具有一第一開口及一第二開口。氣體產生單元設置於排氣管內，並鄰近第一開口，此氣體產生單元包含一藥杯及一點火具組。藥杯為一端開口且另一端封閉的中空管體，前述的排氣管套設於藥杯外側，且藥杯的開口端鄰近第一開口，並且藥杯內部至少填充有一產氣藥。點火具組設置於藥杯的開口端，並封閉排氣管的第一開口。氣體儲存單元設置於第二開口，且氣體儲存單元儲存一低溫氣體。其中，當點火具組引燃產氣藥，使產生一高溫氣體進入排氣管，且氣體儲存單元釋出低溫氣體進入排氣管與高溫氣體混合，以產生一適溫高壓氣體充灌汽車安全氣囊。其中，氣體產生單元更包含一噴嘴板及一緩衝墊。噴嘴板設置於藥杯內並貼靠於藥杯的封閉端。緩衝墊的一面抵靠點火具組，另一面貼靠產氣藥。此緩衝墊的外側周緣緊密貼靠於藥杯的內壁，且中央具有一第一通孔，使點火具組與產氣藥連通。其中，點火具組包含一點火具、一點火座、一第一氣密橡膠環及一第二氣密橡膠環。點火具具有至少一對點火針。點火座的一端嵌設在藥杯的開口端，另一端凸露於藥杯的開口周緣，並遮蔽前述的排氣管的第一開口，且此點火座包含一第一凹槽，一第二凹槽及一第二通孔。第一凹槽設置於點火座靠近第一開口的一端，第二凹槽設置於點火座的另一端，並與第一凹槽對應配置，以及第二通孔連通第一凹槽底部與第二凹槽底部，且點火具設置於第二凹槽，而點火針穿過第二通孔，並突伸於第一凹槽。第一氣密橡膠環設置於點火座外壁周緣，使藥杯內壁與點火座之間形成氣密狀態。第二氣密橡膠環設置於第二凹槽的底端，並鄰近第二凹槽的內壁與底端交界處，且貼靠點火具，使點火具與第二凹槽之間形成氣密狀態。當點火具組使產氣藥燃燒產生高溫氣體時，高溫氣體通過噴嘴板，並突破藥杯底部，進入排氣管。其中，氣體儲存單元包含一瓶體及一封片組。瓶體穿設第二開口，且第二開口緊密接合於瓶體的外壁，此瓶體的開口對應於藥杯的封閉端，且此瓶體裝填有低溫氣體。封片組蓋設於瓶體的開口，使低溫氣體被封存於瓶體內，且此封片組包含一封片及一封蓋。封片蓋合於瓶體的開口，封蓋設於封片相對瓶體開口的一面上，並與封片緊密結合。當氣體產生單元中的產氣藥被點火具組引燃時，會產生高溫氣體進入排氣管，且同時其所產生的衝擊波會造成封片組破裂而產生開口，進而使瓶體內所儲存的低溫氣體進入排氣管，並與前述的高溫氣體混合。其中，封片是通過電阻焊接工藝與封蓋緊密結合形成封片組，且於瓶體填充低溫氣體後將此封片組封焊於瓶體的開口。其中，前述的噴嘴板為板體，且中央具有一十字噴氣口對應於藥杯的封閉端。此噴嘴板可為鋁合金材質製成，且可通過車制工藝、鍛壓工藝或壓鑄工藝成形。前述的藥杯可為鋁合金材質製成，且此藥杯的封閉端預先設置一十字預裂槽與噴嘴板的十字噴氣口相對應。其中，前述的排氣管的周緣設有複數個排氣孔，適溫高壓氣體通過複數個排氣孔進入汽車安全氣囊。其中，氣體產生單元的緩衝墊可為陶瓷纖維墊、鉤織金屬網或耐熱橡膠墊，且此耐熱橡膠墊可為矽膠墊。其中，氣體儲存單元儲存包含壓力為230至320BAR且摩爾數為0.3至3.0的氦/氬混合氣體。氣體產生單元的產氣藥可為非疊氮型氣體產生劑。綜上所述，因依本實用新型的混合型氣體發生器，其可具有一或多個下述優點(1)此混合型氣體發生器通過排氣管的設計，將氣體產生單元及氣體儲存單元固定，並預留空間使兩種氣體先混和降溫，再填充氣囊，增加氣囊的安全性。(2)此混合型氣體發生器的排氣管除提供空間混合氣體外，進一步提供產氣藥燃燒所產生的固體殘渣固化與沉積的空間，避免殘渣飛散。(3)此混合型氣體發生器具有噴嘴板的十字噴氣口以及藥杯的十字預裂槽的設計，通過設計改變十字噴氣口的尺寸可以達到控制藥劑的燃速及調節整體裝置產出的氣體壓力的效果，提高氣囊的安全性。圖1為本實用新型混合型氣體發生器的示意圖；圖2為本實用新型混合型氣體發生器的剖面圖；圖3為本實用新型的排氣管的示意圖；圖4為本實用新型的氣體儲存單元的示意圖；圖5為本實用新型的氣體產生單元的分解圖；及圖6為本實用新型的十字預裂槽示意圖。1-混合型氣體發生器；10-排氣管；11-第一開口；12-第二開口；13-排氣孔；20-氣體產生單元；21-藥杯；211-十字預裂槽；22-點火具組；221-點火座；2211-第一凹槽；2212-第二凹槽；2213-第二通孔；222-點火具；2221-點火針；223-第一氣密橡膠環；224-第二氣密橡膠環；23-緩衝墊；231-第一通孔；24-噴嘴板；241-十字噴氣口；30-氣體儲存單元；31-瓶體；32-封片組；321-封蓋；322-封片。具體實施方式以下將參照相關附圖，說明依本實用新型的混合型氣體發生器的實施例，為便於理解，下述實施例中的相同組件以相同的符號標示來說明。請參閱圖1及圖2，其為本實用新型混合型氣體發生器的示意圖及本實用新型混合型氣體發生器的剖面圖。圖中，混合型氣體發生器1包含排氣管10、氣體產生單元20及氣體儲存單元30。排氣管10具有第一開口11及第二開口12，氣體產生單元20設置於排氣管10內靠近第一開口11的一端，氣體儲存單元30穿設於第二開口12，且第二開口12與氣體儲存單元30的外壁緊密貼靠。請參閱圖3，其為本實用新型的排氣管的示意圖。排氣管10為中空管體，兩端對應設有第一開口11及第二開口12，且排氣管10管壁上設有複數個排氣孔13。在本實施例中，排氣孔13對稱分布於管壁上，且兩側分別各有八個排氣孔13對應配置，其中，各排氣孔13的孔心距系5.0至7.0mm，且各排氣孔13的孔徑為3.2至4.0mm，但並不以此為限。排氣孔13的數量、尺寸、距離及排列方式，均可視需要改變。請一併參閱圖2及圖4，其中圖4為本實用新型的氣體儲存單元的示意圖。氣體儲存單元30包含瓶體31及封片組32，且封片組32由封蓋321及封片322組合而成。瓶體31儲存有低溫氣體，且於填充完低溫氣體後，將封片組32蓋設於瓶體31，用以將低溫氣體封存於瓶體31內而不會外洩。在本實施例中，先將封蓋321及封片322以電阻焊接方式焊接成封片組32，並於瓶體31內充填230至320bar的0.3至3.0摩爾的氦/氬混合氣體，並於充填氣體完成後立即將封片組32與瓶體31的開口瞬間封焊，即完成氣體儲存單元30。請一併參閱圖2及圖5，其中圖5為本實用新型的氣體產生單元的分解圖。氣體產生單元20包含藥杯21、點火具組22、緩衝墊23及噴嘴板對，藥杯21為一端有開口且另一端封閉的管體，且藥杯21的封閉端預先設有十字預裂槽211(如圖6所示)，噴嘴板M則設置於藥杯21的內部底端，且噴嘴板M中央設有十字噴氣口241對應於十字預裂槽211，並且在藥杯21內部裝填有產氣藥。點火具組22設置於藥杯21的開口位置，緩衝墊23的一面貼靠點火具組22，一面貼靠藥杯21內所裝填的藥劑，且緩衝墊23中央具有第一通孔231使藥杯21與點火具組22連通。點火具組22包含點火座221、點火具222、第一氣密橡膠環223及第二氣密橡膠環224，點火座221兩端分別設有第一凹槽2211及第二凹槽2212，且兩凹槽底端設有第二通孔2213貫通第一凹槽2211與第二凹槽2212，點火具222—端具有一對點火針2221，且點火具222設置於第二凹槽2212內，而點火針2221則通過第二通孔2213並突伸於第一凹槽2211。第一氣密橡膠環223套設於點火座221的外壁，並與藥杯21的內壁緊密貼靠以形成氣密狀態。第二氣密橡膠環2M則設置在第二凹槽2212的底端與內壁交界位置，即第二通孔2213與第二凹槽2212連通的一面上，用以使點火具222與第二凹槽2212間形成氣密狀態。再請參閱圖1及圖2。當發生碰撞事故時，汽車內的感應裝置(圖未示)確認撞擊力強度並觸發點火具222引燃藥杯21內的產氣藥，使產氣藥燃燒產生高溫氣體，高溫氣體經由噴嘴板M的十字噴氣口241增壓，以衝破藥杯21底部的十字預裂槽211，並通過第一通孔231進入排氣管10。同時，產氣藥燃燒產生的衝擊波會造成氣體儲存單元30的封片組32破裂而產生開口，進而使瓶體31內所儲存的低溫氣體進入排氣管10，並與高溫氣體混合。混合之後的氣體透過排氣孔13釋出，以灌充安全氣囊(圖未示)使安全氣囊膨脹。在本實施例中，藥杯21可為鋁合金材質製成，藥杯21的底部厚度約0.6至1.0mm、直徑約11至16mm，且十字預裂槽211是經由局部壓印而形成，其厚度約0.3至0.5mm、直徑則為10至14mm。而噴嘴板M是一面水平一面凹陷的板體，且凹陷一面對應藥杯21的封閉端配置。噴嘴板M可為鋁合金材質製成，且可通過車制工藝、鍛壓工藝或壓鑄工藝成形，且十字噴氣口241的寬度約1.6至2.4mm、長度約9至14mm，但並不以此為限。根據本實用新型的十字噴氣口241的尺寸，可以控制藥劑的燃速，並進而達到調整充氣裝置壓力的目的。並且，在本實施例中，緩衝墊23可為陶瓷纖維墊、鉤織金屬網或耐熱橡膠墊，且此耐熱橡膠墊可為矽膠墊；產氣藥可為非疊氮型氣體產生劑。此外，本實施例的氣體產生單元20可通過鉚合工藝固定於排氣管10，氣體儲存單元30可通過旋壓工藝固定於排氣管10，而第一氣密橡膠環223、點火具222可通過旋鉚工藝固定於點火座221上。用以使各組件均能緊密接合配置，以使氣密效果增加，以確保當發生撞擊時，混合型氣體發生器1的產氣量及壓力均能達到將氣囊膨脹以維持乘員安全的目的。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本實用新型的精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於本申請的專利範圍中。權利要求1.一種混合型氣體發生器，適用於對一汽車安全氣囊充灌氣體，該混合型氣體發生器包含一排氣管，為中空管體，且該排氣管兩端分別具有一第一開口及一第二開口；一氣體產生單元，設置於該排氣管內，並鄰近該第一開口，該氣體產生單元包含一藥杯，為一端開口且另一端封閉的中空管體，該排氣管套設於該藥杯的外側，且該藥杯的開口端鄰近該第一開口，該藥杯內部至少填充有一產氣藥；及一點火具組，設置於該藥杯的開口端，並封閉該第一開口；以及一氣體儲存單元，設置於該第二開口，且該氣體儲存單元儲存一低溫氣體。2.根據權利要求1所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該氣體產生單元還包含一噴嘴板，設置於該藥杯內並貼靠於該藥杯的封閉端；以及一緩衝墊，其一面抵靠該點火具組，另一面貼靠該產氣藥，該緩衝墊的外側周緣緊密貼靠於該藥杯的內壁，且中央具有一第一通孔，使該點火具組與該產氣藥連通。3.根據權利要求2所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該點火具組包含一點火具，具有至少一對點火針；一點火座，其一端嵌設於該藥杯的開口端，另一端凸露於該藥杯的開口周緣，並遮蔽該排氣管的該第一開口，該點火座包含一第一凹槽，設置於該點火座靠近該第一開口的一端；一第二凹槽，設置於該點火座的另一端，並與該第一凹槽對應配置；以及一第二通孔，連通該第一凹槽底部與該第二凹槽底部，且該點火具設置於該第二凹槽，該對點火針穿設該第二通孔，並突伸於該第一凹槽；一第一氣密橡膠環，設置於該點火座外壁周緣，使該藥杯內壁與該點火座之間形成氣密狀態；以及一第二氣密橡膠環，設置於該第二凹槽的底端，鄰近該第二凹槽的內壁與底端交界處，並貼靠該點火具，使該點火具與該第二凹槽之間形成氣密狀態。4.根據權利要求3所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該氣體儲存單元包含一瓶體，穿設於該第二開口，且該第二開口緊密接合於該瓶體的外壁，該瓶體的開口對應於該藥杯的封閉端，且該瓶體裝填有該低溫氣體；及一封片組，蓋設於該瓶體的開口，使該低溫氣體被封存於該瓶體內，且該封片組包含一封片，蓋合於該瓶體的開口；及一封蓋，設於該封片相對該瓶體開口的一面上，並與該封片緊密結合。5.根據權利要求4所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該封片通過電阻焊接工藝與該封蓋緊密結合，且於該瓶體填充該低溫氣體後將該封片組封焊於該瓶體的開口。6.根據權利要求2所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該噴嘴板為板體，且中央具有一十字噴氣口對應於該藥杯的封閉端，且該噴嘴板可為鋁合金材質製成，並可通過車制工藝、鍛壓工藝或壓鑄工藝成形。7.根據權利要求6所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該藥杯可為鋁合金材質製成，且該藥杯的封閉端預先設置一十字預裂槽與該噴嘴板的該十字噴氣口相對應。8.根據權利要求1所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該排氣管的周緣設有複數個排氣孔，該適溫高壓氣體通過該複數個排氣孔進入該汽車安全氣囊。9.根據權利要求2所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該緩衝墊可為陶瓷纖維墊、鉤織金屬網或耐熱橡膠墊且該耐熱橡膠墊可為矽膠墊。10.根據權利要求1所述的混合型氣體發生器，其特徵在於，該氣體儲存單元儲存包含壓力為230至320BAR且摩爾數為0.3至3.0的氦/氬混合氣體，且該產氣藥可為非疊氮型氣體產生劑。專利摘要本實用新型公開了一種混合型氣體發生器，其包含一氣體產生單元、一排氣管及一氣體儲存單元。排氣管為兩端開口的中空管體，且氣體產生單元及氣體儲存單元分設於該排氣管的兩端。氣體產生單元包含一藥杯及一點火具組，藥杯填充有產氣藥，且點火具組設置於藥杯的開口端，並封閉排氣管一端開口。氣體儲存單元儲存一低溫氣體。當點火具組引燃產氣藥，使產生一高溫氣體進入排氣管，且氣體儲存單元釋出低溫氣體進入排氣管與高溫氣體混合，以產生一適溫高壓氣體充灌汽車安全氣囊。文檔編號B60R21/264GK202243320SQ20102070104公開日2012年5月30日申請日期2010年12月30日優先權日2010年12月7日發明者王德鑫,蔡隆明申請人:元翎精密工業股份有限公司