一種氣囊裝置以及用於該裝置的氣體發生器的製作方法

2023-06-09 23:03:26 1

專利名稱：一種氣囊裝置以及用於該裝置的氣體發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝載於車輛上的氣囊裝置以及氣體發生器。尤其涉及一種在其運作性能上具有特徵的氣囊裝置用氣體發生器的改良。
背景技術：
為了防止碰撞事故發生時乘坐人員被方向盤或前面玻璃等車內硬物體撞擊而受 傷或死亡，在汽車等車輛上搭載通過氣體迅速膨脹的氣囊系統，來防止搭乘者被危險物體撞擊。即使乘坐人員的體格(例如，坐高的高度等)，或其搭乘姿勢(例如，緊緊抓住方向 盤的姿勢)等不同，氣囊系統也要以能夠安全地縮緊乘坐人員為優選。因此，以往提出了在 運作時初期階段儘量緩衝對乘坐人員的衝擊而運作的氣囊系統。日本專利特開平8-207696號公報中分兩個階段發生氣體。第一階段較緩慢地膨 脹氣囊，第二階段則迅速產生氣體。故使用兩種氣體發生劑包囊。但其具有氣體發生器內 部構造複雜、容器大、成本高的缺陷。專利文獻1日本專利特開平8-207696另外，在美國專利第4，998，751號和美國專利第4，950，458號中，提出了為了限制 氣體發生器的運作功能，設置兩個燃燒室分兩個階段燃燒氣體發生劑的技術。但是，即使此 時其構造也仍具複雜，還不能說很完美。專利文獻2美國專利第4，998，751號專利文獻3美國專利第4，950，458號

發明內容
本發明是鑑於如上所述情況而提出的，其目的在於提供一種構造簡單，減少運作 初期階段對於氣囊模塊的損傷以及對乘坐人員的衝擊，並能夠有效地鎖緊乘坐人員的氣囊 裝置以及用於該裝置的氣體發生器。關於本發明第一形態的氣囊裝置用氣體發生器，其特徵在於，包括藉助車輛的衝 擊而運作的啟動器(點火器)；由所述啟動器點火的發火劑；收納所述發火劑的發火劑收容 室；利用所述發火劑點火、燃燒的氣體發生劑；收納所述氣體發生劑的燃燒室，而且，它具 有利用所述氣體發生劑燃燒所產生的氣體來使氣囊膨脹的結構，並且，所述發火劑收容室 內形成沒被發火劑所填充的空間。關於本發明第二形態的氣囊裝置，其特徵在於，包括所述氣體發生器，和利用該氣 體發生器所產生的氣體而膨脹展開的氣囊。所述發火劑最好是所述發火劑收容室內部容積的30% 50%，剩餘的為所述空 間。發明效果根據如上所述構成的本發明，構造簡單，不僅在運作初期階段儘量緩衝對乘坐人員的衝擊而運作，而且能夠有效地鎖緊乘坐人員。


圖1是表示本發明的實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器構造的概略剖面圖。圖2是表示本發明的實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器特性的圖表。圖3是表示本發明的實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器的氣體發生劑與發 火劑的相對填充量的表格。圖4是表示比較參考例和本發明的一實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器特 性的圖表。圖5是表示比較參考例和本發明的一實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器特 性的圖表。圖6是表示本發明的實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器構造的概略剖面圖。附圖標記說明10氣囊裝置用氣體發生器12 外殼14點火器(啟動器)16發火劑收容室18氣體發生劑燃燒室20冷卻液過濾器22發火劑24氣體發生劑26發火劑22的氣體通道28氣體排出口
具體實施例方式圖1是表示本發明的一實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器構造的概略剖面 圖。本實施例所涉及的氣囊裝置用氣體發生器10包括藉助車輛的衝擊而運作的啟動器 (點火器)14 ；由所述啟動器14點火的發火劑22 ；收納所述發火劑22的發火劑收容室16 ； 利用所述發火劑22點火、燃燒的氣體發生劑24 ；收納所述氣體發生劑24的燃燒室18。本實施例所涉及的氣體發生器10在其構造上，利用氣體發生劑24的燃燒而產生 的氣體膨脹氣囊。其特徵在於，在發火劑收容室16內部形成沒有填充發火劑22的空間。優 選的是，發火劑22填充發火劑收容室16內部容積的30% 50%，剩餘的為空間。另外，圖1所示的狀態是，例如，汽車在行駛中的狀態，發火劑22的狀態為不沉靜的。另一方面，例如，汽車在停止狀態(非行駛狀態)下，則如圖6所示，發火劑22是在下 方沉靜，沒有被發火劑22填充的空間在發火劑收容室16的上方將要擴大。氣體發生劑10配有由上下兩個殼形成的外殼12。外殼12可通過鑄造、鍛造、壓 制加工等形成。在外殼12的周壁部，在周向上設置多個例如直徑3mm左右的氣體排出口 28 (例如等間隔設置18個)，在其構造上，利用從該排出口 28排出的氣體膨脹並展開氣囊 (未圖示)。
形成上述發火劑收容室16的點火器杯配件16a，可通過鑄造、鍛造，或者壓制加 工，切削加工等的其中一項，或者通過這些組合而形成。點火器杯配件16a中設置啟動器 14，並收容發火劑22。點火器杯配件16a的周壁上，作為燃燒燃燒室18內部氣體發生劑24 的根源的火焰的通道，形成貫通孔26。外殼12內設置冷卻液過濾器20，其用於淨化、冷卻由氣體發生劑24的點火、燃燒 而產生的氣體。冷卻液過濾器20配置在氣體發生劑24的周圍，點火器杯配件16a的周圍 區劃環狀室，即氣體發生劑燃燒室18。冷卻液過濾器20，例如可向半徑方向疊放不鏽鋼製 鐵絲網，並可向半徑方向以及軸方向壓縮形成。與發火劑收容室16相同，也可在燃燒室18內部形成不存在氣體發生劑24 的空 間，但是如果形成空間過大(例如，整個容積的10%以上)，有可能降低氣體發生量，因此， 其容量還是儘量小為佳。圖2是表示比較參考例和本發明的一實施例的實驗結果的圖表。圖2表示調整了 對於發火劑收容室16容積的發火劑22的填充率的氣體發生器的點火後的汽罐壓力的時間 變化。縱軸表示汽罐內部壓力，橫軸表示被啟動器點火瞬間開始的時間經過。圖2中表示 比較參考例1、2和實施例1、2、3。圖3是表示比較參考例和本發明的實施例的各自相對的氣體發生劑24的填充量 和發火劑22的填充率的表格。如圖2所示，根據本發明構造，用50%以下發火劑的填充率可以抑制氣體發生器 (氣囊裝置)的運作初期階段的罐壓力低於比較參考例。故有可能罐壓力上升開始時間被 推延，隨之膨脹氣囊而鎖緊乘坐人員的時間也被推遲。但是，如果填充率超過30%，罐壓力 上升開始時間不會推遲到構成問題的程度。另一方面，如圖2所示，如果降低對於發火收容室16容積的發火劑22的填充率， 罐內部壓力的最大值也小於比較參考例1。即使是這個程度，並不是低到構成問題的程度。 但是，增加氣體發生劑24的填充量的實施例所示，通過增加氣體發生劑的量可獲得與比較 參考例同等的最大值，並可降低運作初期階段的罐壓力。實施例3中，從運作初期到後期可 獲得充分的罐壓力。並且，圖2所示罐壓力是通過下述方法的罐試驗測定的。在內部容積60公升的 罐(不鏽鋼製或者鋁製)內部固定氣囊用氣體發生器，在溫室密閉罐之後，連接外部發火電 路。另外，通過設置在罐上的變壓器，把接通發火電路(施加點火電流)時間設成0，用0 100毫秒時間測定罐內部的壓力上升變化。並通過電腦處理把各個測定數據最終形成罐壓 力/時間曲線，以獲得評價氣體發生劑成形體性能的曲線(以下稱之為「罐曲線」)。圖4、圖5是表示本發明的實施例3所涉及的氣囊裝置用氣體發生器特性的圖表。 圖4表示氣體發生器的氣體發生量(流量)的時間變位，用虛線表示比較參考例1，用實線 表示本實施例3。從圖4可知，根據本實施例構造，可以將氣體發生器(氣囊裝置)運作初 期階段的氣體發生量抑制得較低；之後，從運作中期到後期能夠獲得充分的氣體量。圖5表示氣體發生器的發生氣體溫度的時間變位，用虛線表示比較參考例，用實 線表示本實施例。從圖5可知，根據本實施例，可以將氣體發生器(氣囊裝置)運作初期階 段的氣體溫度抑制得較低；之後，從運作中期到後期大致則與以往大致相同。如上所述，本實施例中，氣囊裝置的運作初期利用比較少的氣體量、氣體 溫度、氣體壓力，緩慢地膨脹氣囊。因此，能夠降低對於氣囊模塊的損傷和對於乘坐人員的危害性。 之後，利用充分的氣體量、氣體溫度、氣體壓力膨脹、展開氣囊並有效地鎖緊乘坐人員。以上對本發明實施例進行了說明，但本發明並不僅限於上述實施例，還可以在不 脫離權利要求所記載的技術思想範圍內，進行各種各樣的設計更改。例如，實施例3中，填充了大於通常填充量10%的氣體發生劑的量，但只要滿足填 充密度等條件，也可以採用除此之外的填充率。具體而言，在不損害本發明效果的範圍內， 艮口，可足以在原標準氣體發生劑的20%程度以下的範圍內增量。
權利要求
一種氣體發生器，該氣體發生器用於搭載於車輛上的氣囊裝置，其特徵在於，包括藉助車輛的衝擊而運作的啟動器(點火器)；由所述啟動器點火的發火劑；收納所述發火劑的發火劑收容室；利用所述發火劑點火、燃燒的氣體發生劑；收納所述氣體發生劑的燃燒室，而且，其構造是該裝置利用所述氣體發生劑的燃燒所產生的氣體使氣囊膨脹，並且，在所述發火劑收容室內形成沒被所述發火劑所填充的空間。
2.如權利要求1所述的氣體發生器，其特徵在於，所述發火劑是所述發火劑收容室內 部容積的30% 50%，剩餘的為所述空間。
3.一種氣囊裝置，其特徵在於，包括如權利要求1所述的氣體發生器和，利用該氣體發 生器所產生的氣體而膨脹、展開的氣囊。
4.如權利要求3所述的氣囊裝置，其特徵在於，所述發火劑是所述發火劑收容室內部 容積的30% 50%，剩餘的為所述空間。
全文摘要
本發明提供一種構造簡單，在運作初期階段儘量緩衝對乘坐人員的衝擊而運作的同時，能夠有效地鎖緊乘坐人員的氣囊裝置以及用於該裝置的氣體發生器。本發明所涉及的氣囊裝置用氣體發生器，其特徵在於包括藉助車輛的衝擊而運作的啟動器(點火器)；由所述啟動器點火的發火劑；收納所述發火劑的發火劑收容室；利用所述發火劑點火、燃燒的氣體發生劑；收納所述氣體發生劑的燃燒室，而且，它具有利用所述氣體發生劑燃燒所產生的氣體來使氣囊膨脹的結構，並且，在所述發火劑收容室內形成沒被發火劑所填充的空間。
文檔編號B60R21/23GK101823469SQ20101011711
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月2日 優先權日2009年3月6日
發明者田崎陽治, 白石龍太郎, 陳建林 申請人:株式會社奧託立夫·尼其由