阅读说明：本技术 气体发生器 (Gas generator ) 是由 福本健二 于 2018-03-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种气体发生器,其在筒状壳体的第1端部侧具有具备点火器的点火室,在第2端部侧具有具备气体排出口的扩散部,在它们之间具有燃烧室,可发生局部开裂的封闭构件将所述点火室与所述燃烧室之间分隔,所述封闭构件因所述点火室内的压力升高而发生局部开裂,在所述燃烧室内配置有从所述筒状壳体的第1端部的一侧向所述第2端部延伸的内管,在所述内管的周围的空间内容纳有所述气体发生剂成型体,所述内管是中空的,所述点火室侧的第1端部的开口部抵接于所述封闭构件的可开裂部分,封闭的第2端部向所述扩散部方向延伸,在周壁部具有多个贯穿孔,最小内径(Dmin)大于所述传火药成型体的最大长度(Lmax),所述中空部为所述封闭构件开裂时所述传火药成型体移动至所述第2端部为止的空间。(The present invention provides a kind of gas generator, its igniting chamber for having igniter in the 1st end side of tubular shell, has the diffusion part of gas discharge outlet in the 2nd end side, there is combustion chamber between them, the closure member that Local Cracking can occur will separate between the igniting chamber and the combustion chamber, because of the igniting indoor pressure rise Local Cracking occurs for the closure member, configured with the inner tube extended from a side of the 1st end of the tubular shell to the 2nd end in the combustion chamber, space content around said inner tube, which is received, the gas-forming agent formed body, said inner tube is hollow, the opening portion of 1st end of the igniting chamber side is connected to the part of cracking of the closure member, closed 2nd end extends to the diffusion part direction, there are multiple through holes in peripheral wall portion , minimum diameter (Dmin) is greater than the maximum length (Lmax) of the starting mix formed body, and the hollow portion is the space until the starting mix formed body is moved to the 2nd end when closure member cracks.)

气体发生器

技术领域

本发明涉及可以用作汽车中搭载的气囊装置用途的气体发生器。

背景技术

在汽车的侧面碰撞用的气囊装置中，由于安装部分的限制，使用了细长形状的气体发生器。对于这样的细长形状的气体发生器的情况而言，多为在一端侧发火而将气体从另一端侧排出的结构，在这样的气体排出方式的情况下，重要的是能够顺利地实施气体发生剂的燃烧和气体的排出。

JPH05-92747A中公开了一种在一端侧具有发火器(点火器)7、且在容器(壳体)1的周壁部形成有气体流出孔(气体排出口)2的气囊用充气装置(inflator)。

在壳体1的内部(燃烧室3)，沿轴向排列有多个气体发生剂成型体5，气体发生剂成型体5为中央部分贯穿了的形状。因此，在多个气体发生剂成型体5沿轴向排列的状态下，会形成为从壳体的一端侧至另一端侧形成有贯穿孔的状态。与燃烧室3并列地具有填充有燃烧性物质粒料6的部分，该部分和燃烧室3通过密封件14而被划分开。燃烧室3与外过滤器10之间形成了在周壁部形成有气体出口4的筒状构件。

在JP2003-002153A中，在两端被封闭的筒状壳体1的一端侧具有点火器23，在另一侧的周壁部形成了气体排放孔8。

在工作时，点火器23工作，第1传火剂22燃烧，进而，传火装置3内的第2传火剂18燃烧，从传火喷嘴28向中空空间17内排放火焰等。被排放至中空空间17内的火焰等从内筒材料5的气体通过孔15进入内部，使气体发生剂4发火燃烧而产生高温气体。高温气体从气体通过孔15进入中空空间17内，在破坏了***板14后，进入过滤室12内，在过滤器材料10通过后，从气体排放孔8排放。

发明内容

本发明提供一种气体发生器，其在筒状壳体的第1端部侧具有具备点火器的点火室，在所述筒状壳体的轴向相反侧的第2端部侧具有具备气体排出口的扩散部，在所述点火室与所述扩散部之间具有容纳有气体发生剂成型体的燃烧室，所述点火室与所述燃烧室之间被可发生局部开裂的封闭构件分隔开，

在所述点火室内容纳有传火药成型体，所述可发生局部开裂的封闭构件是因所述点火室内的压力升高而发生开裂的构件，

所述燃烧室与所述扩散部连通，

在所述燃烧室内配置有从所述筒状壳体的第1端部的一侧向所述第2端部延伸的内管(inner tube)，在所述内管的周围的空间内容纳有所述气体发生剂成型体，

所述内管是所述点火室侧的第1端部开口、轴向相反侧的第2端部封闭、且在周壁部具有多个贯穿孔的中空的内管，

所述第1端部的开口部抵接于所述封闭构件的可开裂部分，所述封闭的第2端部向所述扩散部方向延伸，

所述内管的最小内径(Dmin)大于所述传火药成型体的最大长度(Lmax)，

所述中空部为所述封闭构件开裂时所述传火药成型体移动至所述第2端部为止的空间。

另外，本发明提供一种气体发生剂成型体的发火方法，其是在所述气体发生器的燃烧室中容纳的气体发生剂成型体的发火方法，该方法包括：

阶段1，使所述点火器工作而使点火室内的传火药发火燃烧，由此使所述点火室内的压力升高；

阶段2，使所述封闭构件的可开裂部分因所述点火室内的压力升高而发生开裂，由此使所述点火室与所述内管连通；

阶段3，使所述点火室内的燃烧状态的传火药成型体向所述内管内喷出，并向封闭的第2端部侧移动；

阶段4，使由在所述内管内持续燃烧的传火药成型体排放的燃烧产物从所述贯穿孔喷出，使所述燃烧室内的气体发生剂成型体发火燃烧。

附图说明

通过以下的详细说明和附图可以更全面地理解本发明，但其仅用于说明，并不对本发明进行限制。

图1是本发明的气体发生器的X轴方向的剖面图。

图2是图1的局部放大图。

图3是图1的封闭构件的俯视图。

图4是与图1不同的实施方式的局部放大剖面图。

图5是与图1不同的另一实施方式的局部放大剖面图。

具体实施方式

本发明提供一种气体发生器，其尽管是在细长的筒状壳体内容纳有气体发生剂成型体的气体发生器，但能够缩短燃烧气体的排出时间，可以缩短气囊的膨胀开始时间。

筒状壳体由铁、不锈钢等金属制成，截面为圆形。截面并不限定于圆形。

筒状壳体是第1端部和第2端部开口的壳体，第1端部侧因安装点火器而被封闭，第2端部侧因安装扩散部而被封闭。

筒状壳体可以使用通过例如深冲加工法使任一端部的开口部封闭而成的壳体，在上述封闭端部侧可以形成气体排出口而制成扩散部。

点火室具备有公知的电子点火器和传火药成型体。

点火器安装于筒状壳体的第1端部的开口部侧。传火药成型体除了公知的传火药成型体以外，还可以使用作为传火药发挥功能的气体发生剂成型体。

将点火室与燃烧室隔开的可发生局部开裂的封闭构件是由铁、不锈钢制成的板状的构件、或者是具有底面和侧面的箱状的构件。

可发生局部开裂的封闭构件是会因点火室内的压力升高而发生局部开裂的构件。可发生局部开裂的封闭构件可以使用在想要开裂的部分形成了+形等的切口、圆形薄壁部等脆弱部的构件。封闭构件中的可开裂部分是面向后述的内管的内侧空间、即内管的第1端部的开口部的部分。

在燃烧室内的除了内管以外的筒状空间内容纳有气体发生剂成型体。燃烧室内容纳的气体发生剂成型体可以使用与在公知的气体发生器中使用的用于使气囊膨胀的气体发生剂相同的气体发生剂。

扩散部具有气体排出口，优选由与筒状壳体相同的材质制成。

扩散部只要具有气体排出口、以及连通燃烧室与扩散部的内部空间的气体通过口即可，其形状及结构没有特别限制。可以使用例如，由在周壁部具有气体排出口且开口部为气体通过口的一个杯构件构成的扩散部、由在周壁部具有气体通过口和气体排出口的多个杯构件的组合构成的扩散部。

使扩散部与燃烧室连通的连通口(气体通过口)可以形成在沿筒状壳体的轴向与点火室相对的位置，或者形成在与筒状壳体的轴向正交的方向上、与筒状壳体的内周壁面隔开间隔而相对的位置。

内管由铁、不锈钢等金属制成，是在周壁部具有使火焰、高温气体等燃烧产物通过的贯穿孔的中空的内管。

内管可以制成内径和外径均一的内管、内径与外径各不恒定而是具有直径大小不同的部分的内管(例如，第1端部的开口部和其附近的内径大的内管)、内径和外径从第1端部至第2端部阶段性减小的内管、或者内径和外径从第1端部至第2端部连续减小的内管等。

内管的贯穿孔优选在从第1端部至第2端部之间分散地形成有多个。

内管的第2端部的位置优选为比从封闭构件起到扩散部之间的长度(L)的中间位置(0.5L)更靠近扩散部侧、即接近扩散部的位置，更优选为比从封闭构件起的0.7L更靠近扩散部侧，进一步优选为比0.8L更靠近扩散部侧。

内管的第1端部侧优选以开口部抵接于上述封闭构件的可开裂部分的状态被固定，更优选第1端部的开口部包围了上述封闭构件的可开裂部分。

内管的固定方法没有特别限制，可以使用如下方式：以第1端部抵接于封闭构件、第2端部抵接于扩散部的状态被固定的方式；第1端部被嵌入筒状壳体内的环状的固定构件包围而被固定的方式；第1端部的开口部嵌入破裂构件所具有的凸部(凸部顶端为可开裂部分)而被固定的方式；内管的第2端部的开口部嵌入形成于扩散部的凸部而被封闭的方式等。

内管的最小内径(Dmin)大于传火药成型体的最大长度(Lmax)。对于内管的最小内径(Dmin)而言，在内管的内径不均时为最小内径，在内管的内径均一时为上述均一内径。

对于传火药成型体的最大长度(Lmax)而言，在传火药成型体为球时是直径，在为椭圆球时是长轴长度，在为圆柱时是长度，在为盘状时是直径，在为不规则形状(部分发生了变形的球形等)时是最长的部分的长度。即，是指每1粒传火药成型体的直径、长轴长度、以及边长中长度最大的部分。

内管的第1端部侧的开口部抵接于封闭构件的可开裂部分，因此，在工作时，封闭构件的可开裂部分因点火室内的压力升高而开裂、开口时，点火室与内管变得连通。在封闭构件中，除可开裂部分以外不会发生开裂。

这样，在点火室内的压力充分升高了的时刻，封闭构件开裂而连通时，由于满足了上述的Dmin＞Lmax的关系，因此，在点火室内，燃烧状态的传火药成型体从内管的第1端部的开口部向内部喷出，通过中空部后向内管的第2端部侧移动。此时，移动的燃烧状态的传火药成型体的分散密度在从内管的第1端部至第2端部之间，第2端部侧的分散密度增大，第1端部侧的分散密度减小。

然后，由燃烧状态的传火药成型体排放的高温气体从内管的贯穿孔流入燃烧室内，由此，气体发生剂成型体发火燃烧。此时，燃烧状态的传火药成型体的分散密度高、与接近扩散部的内管的第2端部侧相接的气体发生剂成型体容易燃烧，因此，从点火器的工作起至通过气体排出口排出燃烧气体的时间变快。因此，尽管使用了细长形状的筒状壳体，也可以缩短从点火器工作起至气体发生剂成型体燃烧引起的气体开始排出(从气体排出口的气体开始排出)的时间。

在本发明的气体发生器的优选实施方式中，容纳于上述点火室内的传火药成型体为粒状成型体。另外，对于传火药成型体而言，在该情况下，粒状成型体的最大长度(Lmax)与上述内管的最小内径(Dmin)之比(Lmax/Dmin)优选为0.1～0.6的范围。

Lmax/Dmin＝0.1～0.6时，在工作时，燃烧状态的传火药成型体容易在内管内向第2端部侧移动，可以缩短从点火器工作起到气体开始排出为止的时间，因此优选。

在本发明的气体发生器的优选实施方式中，形成于上述内管的周壁部的多个贯穿孔从上述第1端部向着上述第2端部侧，每单位面积的贯穿孔的开口面积增大，

上述贯穿孔的开口直径小于上述燃烧室内容纳的气体发生剂成型体的最小长度部分。

最小长度部分是指每1个气体发生剂的直径、长轴长度、以及边长中长度最小的部分。

作为多个贯穿孔从上述第1端部向着上述第2端部侧每单位面积的贯穿孔的开口面积增大的形式，有以下形式：

在贯穿孔的开口直径全部相同时，每单位面积的贯穿孔的数量增多的形式；

在贯穿孔的开口直径不同、且贯穿孔的数量从第1端部至第2端部为相同密度时，从第1端部至上述第2端部侧贯穿孔的开口直径阶段性地或连续地增大的形式等。

多个贯穿孔从上述第1端部向着上述第2端部侧、每单位面积的贯穿孔的开口面积增大时，与接近扩散部的内管的第2端部侧相接的气体发生剂成型体易于燃烧，因此，从气体排出口的燃烧气体的排出所需要的时间变快，因此可以缩短从点火器工作起到气体开始排出为止的时间，因此优选。

本发明的气体发生器的优选实施方式是：上述内管的最大外径(Dmax)相对于上述筒状壳体的内径(D)之比(Dmax/D)为0.15～0.50。

在Dmax/D＝0.15～0.50时，不仅能够确保燃烧室的容积，还可以使内管内的燃烧状态的传火药成型体的移动变得容易。

在本发明的气体发生器的优选实施方式中，上述扩散部包含第1杯构件和第2杯构件的组合，所述第1杯构件具有第1底面部、形成有多个气体排出口的第1周壁部、及第1开口部，所述第2杯构件具有第2底面部、形成有多个气体通过口的第2周壁部、及第2开口部，

上述第1杯构件和上述第2杯构件通过使上述第2杯构件的第2开口部侧嵌入上述第1杯构件的第1开口部内、并使第1周壁部的内侧面与第2周壁部的外侧面抵接而组合在一起，

上述扩散部的第1杯构件使未形成上述气体排出口的上述第1开口部侧的第1周壁部抵接并嵌入于上述筒状壳体的第2端部的开口部附近的内周壁面，

上述第2杯构件的第2底面部与上述点火室相对，上述第2杯构件的第2周壁部以在与上述筒状壳体的内周壁面之间形成环状间隙的方式配置，

上述内管的第2端部由上述第2杯构件的第2底面部所封闭。

上述实施方式的扩散部由相互的开口部彼此组合的第1杯构件和第2杯构件形成。

由于在第1杯构件的第1周壁部形成了多个气体排出口，因此，多个气体排出口形成在与筒状壳体的轴向正交的方向上。由于在第2杯构件的第2周壁部形成了多个气体通过口，因此，多个气体通过口形成在与筒状壳体的轴向正交的方向上、且与筒状壳体的内周壁面隔开间隔而相对的位置。

内管的第2端部(第2端部的开口部)由第2杯构件的第2底面部所封闭，除了形成第2端部的开口部抵接于第2底面部的形式以外，还可以形成第2端部的开口部嵌入形成于第2底面部的凸部而封闭的形式、第2端部的开口部嵌入形成于第2底面部的圆形槽的形式。

在本发明的发火方法中，如阶段1和阶段2所述，点火室与内管之间被封闭构件所分隔，因此，在点火室的压力充分升高了的时刻，可以使封闭构件开裂，从而将点火室与内管内部连通。

然后，如阶段3所述，点火室内的燃烧状态的传火药成型体猛烈地流入内管内，向内管中被封闭的第2端部侧移动的量增多。因此，与接近扩散部的内管的第2端部相接的气体发生剂成型体容易燃烧，因此，在工作的早期产生燃烧气体，从气体排出口排出，因此，从点火器工作起到气体开始排出为止的时间缩短。

本发明的气体发生器可以用作汽车中搭载的气囊装置用气体发生器，特别是可以用作乘客与车身的间隔短的侧面碰撞用气囊装置的气体发生器。

本发明的气体发生器使用了细长形状的筒状壳体，但可以缩短从点火器工作起到气体开始排出为止的时间，因此能够加快气囊的膨胀开始时间。

发明的详细说明

＜气体发生器＞

(1)图1、图2的气体发生器

气体发生器1在筒状壳体10的第1端部10a的开口部侧具有点火室20，在筒状壳体10的轴向相反侧的第2端部10b的开口部侧具有扩散部40。另外，气体发生器1在筒状壳体10的点火室20与扩散部40之间具有燃烧室30。

在筒状壳体10的第1端部10a的开口部安装有点火器21，上述开口部被点火器21所封闭。点火器21是包含发火部22的点火器主体和金属制的点火器垫圈23经由未图示的树脂发生一体化而成的构件。

在筒状壳体10的内周壁面11与点火器垫圈23之间配置有O型环24，在发火部22的周围配置有引导构件25，所述引导构件25用于将工作时产生的火焰等导向封闭构件29方向。

点火室20内容纳有粒状的传火药成型体26。传火药成型体26具有球形或与其类似的形状，也可以是圆筒形状。

点火室20与燃烧室30之间被具有底面部29a和侧面部29b的封闭构件29所分隔。封闭构件29被压入筒状壳体10内，而且被容纳在点火室20内的传火药成型体26所支撑。

筒状壳体10的第2端部10b的开口部侧安装有由第1杯构件41和第2杯构件51形成的扩散部40。

第1杯构件41具有第1底面部42、形成了气体排出口43的第1周壁部44、以及第1开口部45。在第1开口部45侧具有第1凸缘部46、以及从第1凸缘部46向垂直方向伸出的第1环状壁部47。第2杯构件51具有第2底面部52、形成了气体通过口53的第2周壁部54、及第2开口部55。在第2开口部55侧具有短的第2凸缘部56。

气体排出口43和气体通过口53中的任一者被从内侧粘贴有未图示的密封带。

第1杯构件41和第2杯构件51通过使第2杯构件51的第2开口部55侧嵌入第1杯构件41的第1开口部45内、并使第1环状壁部47的内侧面与第2凸缘部56抵接而组合在一起。

第1杯构件41以使第1凸缘部46和第1环状壁部47抵接并嵌入于筒状壳体10的第2端部10b的开口部附近的内周壁面11的状态经过了焊接。另外，第2杯构件51的第2底面部52面向燃烧室30内，第2杯构件51的第2周壁部54以在与筒状壳体10的内周壁面11之间形成环状间隙57的方式配置。

在燃烧室30内配置有中空的内管31，在内管31的周围空间内容纳有气体发生剂成型体33。内管31的内径和外径是均一的。

内管31的外径(Dmax)与筒状壳体10的内径(D)之比(Dmax/D)约为0.35，确保了用于容纳需要量的气体发生剂成型体33的空间和用于配置内管31的空间。

燃烧室30和扩散部40通过第2杯构件51的气体通过口53而直接连通。

就内管31而言，点火室20侧的第1端部31a的开口部抵接于封闭构件29，轴向相反侧的第2端部31b的开口部通过嵌入形成于第2杯构件51的第2底面部52的突起部52a而被封闭。

内管31的第1端部31a通过嵌入与封闭构件29抵接配置的环状构件28的孔内而被固定。

环状构件28通过外周面抵接于筒状壳体10的内周壁面11而从半径方向被支撑，通过形成于筒状壳体10的内周壁面11的多个内侧突起部12与封闭构件29抵接，由此从X轴方向的两侧被支撑。

内管31的第1端部31a的开口部以包围形成了封闭构件29的+状切口29d的圆形的可开裂部分29c(图3)的方式抵接。

内管31在周壁部沿轴向隔开间隔、且在圆周方向上以均等间隔形成了全部相同开口直径的多个贯穿孔32。内管31的多个贯穿孔32随着从第1端部31a朝向第2端部31b侧而数量增加，由此，每单位面积的贯穿孔32的开口面积阶段性增大。

贯穿孔32的开口直径小于燃烧室30内容纳的气体发生剂成型体33的最小长度部分，因此气体发生剂成型体33不会嵌入贯穿孔32。

内管31的内径(Dmin)大于传火药成型体26的最大长度(Lmax)，传火药成型体的最大长度(Lmax)与内管31的内径(Dmin)之比(Lmax/Dmin)约为0.45。

对于在气囊装置中使用了图1的气体发生器1时，包括气体发生剂成型体33的发火燃烧方法的运转进行说明。

点火器21工作时，由发火部22产生火焰等燃烧产物，使点火室20内的传火药成型体26发火燃烧(阶段1)。

点火室20内的压力升高时，封闭构件29的可开裂部分29c(图3)开裂，点火室20与内管31的内侧的区域连通(阶段2)。

然后，燃烧状态的传火药成型体26流入内管31内，向第2端部31b方向移动，使得在第2端部31b侧比在第1端部31a侧更多地存在，且第2端部31b侧的贯穿孔32的密度增高，因此，从第2端部31b侧的贯穿孔32会喷出更大量的火焰、高温气体等燃烧产物(阶段3、4)。

因此，燃烧室30内的气体发生剂成型体33从位于接近扩散部40的位置的部分开始燃烧，产生燃烧气体。燃烧气体通过气体通过口53后进入扩散部40内，从气体排出口43排出，使气囊膨胀。

然后，通过从内管31的贯穿孔32喷出的燃烧产物使燃烧室30内残留的气体发生剂成型体33燃烧而产生燃烧气体，在气体通过口53通过并从气体排出口43排出，使气囊膨胀。

需要说明的是，封闭构件29仅是可开裂部分发生开裂，其它部分不会开裂，因此，点火室20内的燃烧状态的传火药成型体26的全部量进入内管31内。

由此，在使用图1所示的气体发生器1时，容纳于扩散部40附近的气体发生剂成型体33容易发火燃烧，燃烧气体的产生时间变短，因此，可以缩短从点火器工作起到气体开始排出为止的时间，可进一步缩短气囊的膨胀开始时间。

(2)图4的气体发生器

除了内管形状不同以外，图4的气体发生器1A与图1的气体发生器1相同。

内管131仅在第1端部131a(封闭构件29)侧具有扩大成漏斗状的环状倾斜壁部132的方面与图1的内管31不同。图4的气体发生器1A也与图1的气体发生器1同样地工作，但由于具有内管131的第1端部131a扩大成漏斗状的环状倾斜壁部132，因此，燃烧状态的传火药成型体26更容易流入内管131内。

在使用内管131时，可以使封闭构件29的可开裂部分29c的大小也与扩大成漏斗状的环状倾斜壁部132的开口部分的大小相对应地扩大。

(3)图5的气体发生器

除了封闭构件129的形状以外，图5的气体发生器1B与图1的气体发生器1基本相同。

封闭构件129具有底面部129a、从底面部129a向点火器21侧伸出的侧面部129b、从底面部129a的中心部分向与侧面部129b相反的一侧突出的圆柱突出部129c。圆柱突出部129c的顶面为可开裂部分129d(相当于图3的29c的部分)。

这样，在工作前的状态下，封闭构件129的可开裂部分129d存在于内管31内，因此可以在增加传火药成型体26的量的同时，在工作时更顺利地实施燃烧状态的传火药成型体26的移动。

还可以是将图5的气体发生器1B中的封闭构件129与图4的气体发生器1A中的内管131组合而成的实施方式。

以上记载了本发明。当然，本发明在其范围内包含各种形式的变形，这些变形不脱离本发明的范围。另外，本领域技术人员可明确视作本发明的变形的全部方案均在权利要求的范围内。