CN1720158A - 用于气囊的气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种尺寸减小的用于气囊的气体发生器，该气体发生器具有两个燃烧室，可以容易地调节这两个燃烧室之间的容积比。设置在壳体(11)内的内筒(15)的直径沿着高度变化。于是，在不改变壳体(11)的高度的情况下，就可以调节第一燃烧室(20)和第二燃烧室(25)之间的容积比。

Description

用于气囊的气体发生器

技术领域

本发明涉及一种用于气囊的气体发生器，该气囊用来保护乘客不受到碰撞。

背景技术

考虑到保护乘客，用于气囊的气体发生器需要通过例如保证合适的输出来调节气囊的膨胀压力，该气囊包括在安装于汽车上的气囊系统中。输出的调节对于具有两个燃烧室的双型气体发生器尤其重要。

当在双型气体发生器中调节输出时，可以考虑使用不同量和组分的气体生成剂的组合，但是如果根据这种组合的改变较大地改变气体发生器的结构，则制造现场的技术负担将会很重，并且这还会增加生产成本。

而且，用于气囊的气体发生器不断地要求具有较小的尺寸和重量。因此，即使改变气体发生器的结构，也还需要考虑减少尺寸和重量的要求。

在使用燃烧温度较低的气体生成剂的情况下，由于其可点燃性通常较差，因此需要确保工作的可靠性。在USP6,189,927中，第一燃烧室234设置在由壳体214和216形成的空间内，而且第二燃烧室296也设置于其中。第二燃烧室296被分隔壁284隔开，盖子285嵌合入开口302中，并且当第二燃烧室中的气体生成剂燃烧时盖子285被脱落开。然而，在该公开物中没有公开关于这个开口调节第二燃烧室中气体生成剂的可燃烧性的想法。

此外，JP-A 2001-97175和10-324219是与本发明相关的现有技术。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于气囊的气体发生器，该气体发生器可以确保工作时工作的可靠性、减少NOx等的产生量、提高气体的清洁度以及提高气体生成剂的可燃烧性。

作为问题的解决手段，本发明提供了一种用于气囊的气体发生器，包括具有气体排出口的壳体、通过碰撞触发的第一和第二点火装置、其中容纳有气体生成剂的第一和第二燃烧室，该气体生成剂被点火并燃烧以产生燃烧气体，其中

第一燃烧室和第二燃烧室通过分隔壁而彼此隔开，第一燃烧室和第二燃烧室的容积比由分隔壁在1/1到9/1的范围内调节。第一燃烧室和第二燃烧室的容积比优选地为3/2到8/2。

仅通过改进将第一燃烧室和第二燃烧室彼此分隔的分隔壁来调节容积，或者仅通过改进与分隔壁起相同作用的其它部件例如保持件来调节容积比，就有可能容易地处理因气体生成剂组分变化(燃烧温度的变化)而产生的输出变化。

为了根据车辆的碰撞状态调节气囊的膨胀模式从而适当地保护乘客，在一些情况中，用于气囊的气体发生器中的第一点火装置首先触发而第二点火装置稍稍延迟一段时间触发。在这种触发状态中，取决于将使用的气体生成剂的燃烧温度，如下所示，气囊膨胀时的内压可能有所不同。

(1)当使用燃烧温度较高的气体生成剂时

第一燃烧室中的气体生成剂燃烧，并且所产生的高温燃烧气体(为了方便，称作“第一燃烧气体”)的热量被壳体中的其它元件(尤其是用于冷却燃烧气体的冷却/过滤器)吸收，从而将燃烧气体的温度降低，然后该气体流入气囊并将其膨胀。

然后，当第二燃烧室中的气体生成剂燃烧并产生高温燃烧气体(为了方便，称作“第二燃烧气体”)时，冷却剂过滤器已经吸收了热量，其温度已较高，从而第二燃烧气体的热量不如第一燃烧气体被吸收得那么多。第二燃烧气体以高于第一燃烧气体的温度流入气囊并使其膨胀。因此，气囊的内压变得较高。

(2)当使用燃烧温度较低的气体生成剂时

第一燃烧室中的气体生成剂燃烧所产生的高温燃烧气体(为了方便，称作“第一燃烧气体”)的热量被壳体中的其它元件(尤其是用于冷却燃烧气体的冷却/过滤器)吸收，而将燃烧气体的温度降低，然后该气体流入气囊并将其膨胀。这时，由于燃烧温度较低，因此与第(1)种情况相比，冷却/过滤器热量吸收量相应地也较少。

然后，第二燃烧室中的气体生成剂燃烧并产生高温燃烧气体(为了方便，称作“第二燃烧气体”)。这时，由于冷却/过滤器或类似物的热量吸收容量(冷却容量)的剩余量与第(1)种情况相比更大，因此第二燃烧气体的热量与第(1)种情况相比被吸收得更多。结果，第二燃烧气体以相对低的温度状态流入气囊并使其膨胀。因此，与第(1)种情况相比，气囊的内压变得较低。

因此，为了补偿第(2)种情况中气囊内压的减小和输出的减少并且确保气囊的内压与第(1)种情况相同，可以考虑增加燃烧气体的产生量(被产生气体的摩尔数)的方法。在这种情况下，如果调节第一燃烧室和第二燃烧室的容积比并调节被产生气体的摩尔数，而同时使每个燃烧室中的气体生成剂的填充量不同，就可以避免第(2)种情况中气囊内压的这种减少。出于这种观点，并且还出于减少气体发生器自身尺寸的观点，本发明提供了一些容易地调节第一燃烧室和第二燃烧室容积比的手段。

在本发明的用于气囊的气体发生器中，优选地是，内筒设置在壳体内，环形的第一燃烧室设置在内筒外侧，两个点火器设置在内筒的下部，并且第二燃烧室设置在内筒的上部。

在本发明的用于气囊的气体发生器中，优选地是，设置在壳体内的内筒的直径随壳体轴向的高度有所变化。

在本发明的用于气囊的气体发生器中，优选地是，设置在壳体内的内筒的直径随壳体轴向的高度有所变化。更优选地是，内筒上部的直径大于内筒下部的直径，但是上部的直径也可以小于下部的直径。

这样，内筒用作将第一燃烧室和第二燃烧室彼此分隔的分隔壁，并且内筒的直径根据其高度位置而有所不同。因此就有可能容易地改变第一燃烧室和第二燃烧室的容积比，而同时在不改变气体发生器自身的高度的情况下减小气体发生器的尺寸。

作为解决手段，本发明提供了一种用于气囊的气体发生器，包括具有气体排出口的壳体、通过碰撞触发的第一和第二点火装置、以及其中容纳有气体生成剂的第一和第二燃烧室，该气体生成剂被点火并燃烧以产生燃烧气体，其中

第一燃烧室和第二燃烧室通过具有连通孔的分隔装置而彼此分隔，第二燃烧室布置成被第一燃烧室包围，

第二燃烧室的可燃烧性由连通孔调节。

这里，第二燃烧室被第一燃烧室包围的表述意味着第二燃烧室侧壁的一部分或全部位于第一燃烧室中的情况、第二燃烧室顶壁的一部分或全部位于第一燃烧室中的情况，以及第二燃烧的一部分或全部和顶壁的一部分和全部位于第一燃烧室中的情况。

为了可靠地燃烧气体生成剂，有必要控制燃烧内压。通常，在具有多个燃烧室的气体发生器中，这些燃烧室中的一个(例如第二燃烧室)被包围在这些燃烧室中的另外一个(例如第一燃烧室)内，并且这两个燃烧室通过连通孔彼此连通，从第二燃烧室产生的气体穿过第一燃烧室并排出到外部。因此气体生成剂的燃烧性能由形成于壳体上的气体排出口调节。

然而，当碰撞时的冲击较小，且气囊仅通过第一气体生成剂的燃烧而展开时，从气囊系统(主要是气体发生器)以后的废弃问题点来考虑，则有必要使未燃烧的第二气体生成剂(或者包括构成第二点火装置的传火药和点火药)完全燃烧。

在这种情况下，第二点火装置在第一点火装置触发后大约100毫秒延迟触发，并且未燃烧的第二气体生成剂和第二点火装置(传火药和点火药)被完全燃烧。然而在这个阶段，由于从第一气体生成剂产生的气体已经完全从壳体排出，因此壳体的内压减至接近大气压的水平。如果这时不调节第二气体生成剂的燃烧性能，则在一些情况中就会因为压力不足而产生诸如NOx的气体。

调节气体生成剂的燃烧性能方法的一个例子是调节燃烧内压。更具体地说，这可以通过使气体生成剂的表面积与气体排出喷口的开口直径相关联来实现。然而，由于通常首先燃烧的气体生成剂(第一气体生成剂)的量会更多一些，当气体排出口的开口面积与第一气体生成剂的表面积相关联时，这个开口面积相对于第二气体生成剂的表面积较大。由此，当第二气体生成剂延迟燃烧时，燃烧内压不会上升。

为此，如果用作喷口的连通孔如本发明中那样开口，该喷口就与第二气体生成剂的表面积相关联，则在上述情况中燃烧内压同样可以上升，工作可以实现稳定并且气体也可以得到洁净。

通常，第二气体生成剂的量小于第一气体生成剂的量，并且即使如上所述第二气体生成剂延迟100毫秒点火并燃烧，从其产生的气体也基本上不会膨胀气囊，因此也就不存在伤害乘客的可能性。

根据本发明，在上述发明中，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中在第二燃烧室内设置保持件，连通孔和气体生成剂通过保持件而彼此分隔，从而使连通孔和气体生成剂不会彼此接触。

这里，优选地是，保持件是金属丝网。金属丝网的网眼尺寸被设置在这样一个范围内，在该范围内气体生成剂燃烧所产生的气体可以顺畅地流过而气体生成剂不会从网眼中漏出。

在气体生成剂接触连通孔的情况中，虽然在初始阶段点火装置附近的气体生成剂开始燃烧，但这时连通孔附近的气体生成剂还没有燃烧，由此，燃烧的气体生成剂所产生的气体难以通过连通孔。于是，通过将气体生成剂与连通孔彼此分开，气体可以顺畅地流动。

根据本发明，在上述发明中，提供了一种用于气囊的气体发生器，其中形成于壳体上的气体排出口的数量为多个，该气体排出口在气体发生器触发之前由遮断元件封闭，该遮断元件在气体发生器触发后的多个阶段中被破裂。

遮断元件在多个阶段中被破裂的表述意味着封闭多个气体排出口的遮断元件具有时间差地被破裂，并且气体排出口具有时间差地被打开。优选的遮断元件是一个覆盖有带粘合剂的金属条，如铝条或不锈钢条的元件，用来封闭气体排出口并且固定于其上。

作为在多个阶段断裂遮断元件的方法，可以采用下面的方法：

(1)气体排出口的开口直径被制成不同并且这些排出口由规格(厚度、材料等相同)相同的遮断元件封闭的方法；

(2)气体排出口的开口直径被制成相同而这些排出口由规格(厚度、材料等)不同的遮断元件封闭的方法；以及

(3)气体排出口的开口直径和遮断元件都不同的方法。

通过使用方法(1)到(3)中任一种，当遮断元件在多个阶段被断裂时，受到燃烧内压影响的气体发生器的工作输出可以实现均化，该燃烧内压取决于气体发生器点火并燃烧时的环境温度而有所变化。

当夏季较高温度下的工作与冬季较低温度下的工作进行比较时，冬季的输出(或壳体内压)要低于夏季，但是如果遮断元件根据燃烧内压在多个阶段中破裂，可以减少温度不同引起的工作输出(壳体内压)的差异，从而可以提供性能稳定的气体发生器。

作为在多个阶段破裂遮断元件的其他方法，可以采用下面的方法：

(4)这样一种方法，其中提供开口面积与第一气体生成剂(首先燃烧的气体生成剂)总表面积相关联的气体排出口，且气体排出口由遮断装置封闭；

(5)这样一种方法，其中提供开口面积与第二气体生成剂(后燃烧的气体生成剂)总表面积相关联的气体排出口，并且气体排出口由遮断装置封闭。

通过使用这两种方法(4)和(5)或其中一种，当遮断元件在多个阶段被破裂时，因壳体中燃烧内压的不同而产生的气体发生器的工作输出可以实现均化，该燃烧内压的不同是由气体发生器点火并燃烧时的环境温度产生。

多个(例如两个)燃烧室中的气体生成剂由各自的点火装置点火并燃烧。在这种情况下，如果遮断元件在多个阶段中由各气体生成剂的燃烧而破裂，例如，如果遮断元件中的一个由一个燃烧室中气体生成剂的燃烧而破裂，而另一个遮断元件由另一个燃烧室中气体生成剂的燃烧而破裂，则在任何点火模式中(例如，两个点火装置同时触发或其中一个延迟触发)，都可以通过既不太多又不太少地调节燃烧室内压来调节工作输出，并且有可能使气体发生器的性能稳定。

在方法(4)和(5)中描述的气体排出口的情况中，除了与气体生成剂表面积相关联的开口面积以外，还可能设置具有更大或更小开口面积的气体排出口，这些气体排出口可以在多个阶段中打开。因此，有可能更精细地调节输出并且减少触发时由温度产生的输出差异。

作为问题的另一些解决手段，本发明提供了一种用于气囊的气体发生器，包括具有气体排出口的壳体、通过碰撞触发的第一和第二点火装置、其中容纳有气体生成剂的第一和第二燃烧室，该气体生成剂被点火并燃烧以产生燃烧气体，其中

第一燃烧室和第二燃烧室通过分隔壁而彼此分隔，第一燃烧室和第二燃烧室仅通过形成于分隔壁上的连通孔而彼此连通，第二燃烧室中产生的燃烧气体从连通孔流入第一燃烧室，然后从气体排出口排出，

第一燃烧室和第二燃烧室的容积比由分隔壁在1/1到9/1的范围内调节，并且第二燃烧室中气体生成剂的燃烧状态被连通孔控制。

根据本发明，可以得到与上述发明相同的效果。同样在本发明中，有可能增加上述发明的主题。

通常认为上述发明尤其适合于使用具有较差的可点燃性，具有较低燃烧温度的气体生成剂，例如在1000到1700℃的范围内。

根据本发明的用于气囊的气体发生器，即使使用燃烧温度较低，可点燃性较差的气体生成剂来减少工作过程中产生的如NOx的气体的量，但因为气体发生器结构的改进，也可以保证得到与使用燃烧温度较高、可点燃性优良的气体生成剂的情况相同的可点燃性。

因此，减少工作过程中所产生的NOx的量的同时、也保证工作的可靠性并减小气体发生器的尺寸。

附图说明

图1是适于第一实施例的用于气囊的气体发生器的轴向剖视图；

图2是一个示意性平面图，用来解释图1中第二传火药的布置方式；

图3是图2所示的另一个实施例的示意性剖视图；

图4是适于第二实施例的用于气囊的气体发生器的轴向剖视图；

图5是适于第三实施例的用于气囊的气体发生器的轴向剖视图；以及

图6示出了使用图1所示的用于气囊的气体发生器，在60升罐内燃烧测试中得到的气体发生器的燃烧内压曲线。

附图标记的说明

10    用于气囊的气体发生器

11    壳体

15    内筒

20    第一燃烧室

25    第二燃烧室

31    第一点火器

32    第二点火器

35    第一传火药

36    第二传火药

45    铝罩

46    火焰传递孔

52    第二通孔

65    过滤器

具体实施方式

(1)第一实施例

下面将参照附图来阐述本发明的实施例。图1是本发明的用于气囊的气体发生器的轴向剖视图。在下面的描述中，垂直关系如“上”或“下”参照图1来指明，“轴向”意味着壳体的轴向，而“径向”意味着壳体的径向。在气体发生器10中，外壳容器由壳体11形成。壳体11通过将扩散器壳12焊到封闭壳13上形成。扩散器壳12和封闭壳13形成一个内部容纳空间。扩散器壳12和封闭壳13在焊接部分14处彼此焊接到一起。在图1中，其它的黑色部分同样表示焊接部分。

扩散器壳12设置有所需数量的气体排出口17和18。气体排出口17和18的直径可以相同或者不同。

基本为圆筒形的内筒15布置在壳体11内。该内筒15用作分隔壁将壳体11分成第一燃烧室20和第二燃烧室25。内筒15的上端边缘连接到扩散器壳12的顶部表面12a，内筒15的下端边缘连接到封闭壳13的底部表面13a，从而将第一燃烧室20和第二燃烧室25彼此分隔。

内筒15在倾斜壁部分15a处径向增大，从而使内筒15上部分(位于顶部表面12a侧)的内径大于内筒15下部分(位于底部表面13a侧)的内径。这时，倾斜壁部分15a也可以是沿径向逐渐减小。

通过按照图1所示这种方式设置内筒15的形状，可以根据气体发生器输出变化的要求，来容易地改变第一燃烧室20和第二燃烧室25的容积比，同时将气体发生器10的高度保持为较低水平(即同时实现了尺寸的减小)。第一燃烧室20和第二燃烧室25的容积比可以在1/1到9/1的范围内变化，优选地为3/2到8/2的范围。

有可能根据第一燃烧室20和第二燃烧室25的容积比的变化，来适当调节第一气体生成剂和第二气体生成剂的量、组分、形状等，或者相反，也有可能根据第一气体生成剂和第二气体生成剂的量、组分、形状等，来适当调节第一燃烧室20和第二燃烧室25的容积比。

通过以这种方式改变内筒15的形状(直径)并调节第一燃烧室20和第二燃烧室25的容积比，尤其是，在使用燃烧温度较低(例如1000到1700℃)的气体生成剂时，就有可能将气囊膨胀时的内压增加至与使用燃烧温度较高(1700到3000℃)的气体生成剂时相同的程度。

环形(或圆筒形)第一燃烧室20设置在内筒15的外部空间内，并且第一气体生成剂(图中未示出)容纳于其中。

容纳第二气体生成剂(图中未示出)的第二燃烧室25设置在内筒15的上部空间内。容纳有两个点火装置的点火装置室设置在内筒15的下部空间内。

第一点火器31和第一传火药35设置在第一点火装置室内。第二点火器32和第二传火药36设置在第二点火装置室内。第一点火器31和第二点火器32固定在单个卡圈33上，并且在径向上彼此平行地安装。当包括气体发生器10的气囊模块被安装到车辆上时，第一点火器31和第二点火器32通过连接器和导线连接到电源(电池)上。

内筒15中的垂直空间，即第二燃烧室25与第一点火器31和第二点火器32之间的空间，被一个平板状的分隔壁40分开，该分隔壁40具有裙部41和第二通孔52。平板状分隔壁40从内筒15下侧嵌入其台阶状凹口16内，因此即使在第一点火器31被触发时，也可以防止该平板状分隔壁40因触发时产生的压力而向上移动。裙部41的内径被设置成与点火器32点火部分的直径基本相同，并且该裙部41围绕着点火部分并与之紧密接触。因此，由第二点火器32触发所产生的火焰仅仅沿第二通孔52的方向朝前移动。

通过布置带有裙部41的平板状分隔壁40，第二燃烧室25和两个点火器被分开，并且第一点火器31和第二点火器32也被分开。因此，可以防止第一点火器31触发所产生的点火能量(火焰、燃烧气体或类似物)进入第二点火装置室，并防止通过第二通孔52进入第二燃烧室25。

充填入铝罩中的第一传火药35直接布置在第一点火器31之上。形成在内筒15侧壁的下部中的第一通孔51使得第一燃烧室20和第一点火装置室彼此连通。第一通孔51形成在与第一传火药35的中心基本上正好相对的位置。第一点火器31触发所产生的火焰的前进方向与第一通孔51不是正好相对。铝或不锈钢的密封条60从内侧粘贴到第一通孔51上。

在这种方式中，第一通孔51和第一传火药35正好彼此相对。因此，当第一点火器31被触发时，整个第一传火药35基本上均匀地燃烧。

此外，由于第一通孔51形成在内筒15的下部，因此第一传火药35燃烧所产生的点火能量沿径向排出，然后该点火能量的方向改变为向上方向流出。因此，容纳在第一燃烧室20中的全部第一气体生成剂的可点燃性得以改善。

下面将参照图2来解释第二传火药36的布置方式。图2是一个平面图，示出了第二传火药36的布置方式。

第二传火药36布置在第二点火器32之上并且置于平板状分隔壁40上。第二传火药36被充填入具有多个火焰传递孔46的铝罩45中。

铝罩45保持容纳于其中的第二传火药36。铝罩45的开口圆周边缘上形成有沿径向延伸的凸缘45a。铝罩45以这样方式固定使得凸缘45a从上方和下方夹在台阶状凹口16和平板状分隔壁40之间。由于这种固定结构，因此可以防止铝罩45在第一和第二传火药燃烧时移动或分离。结果，可以可靠地将来自第二点火器32的火焰引导给整个第二传火药36，因而第二传火药36的可点燃性得以改善。

形成于铝罩45内的多个火焰传递孔46与第二点火器32触发所产生的火焰的前进方向(在第二点火器32之地顶上)不是正好相对。

通过以这种方式设置火焰传递孔46的位置，当第二点火器32被触发并且所产生的火焰沿直接朝上的方向前进时，该火焰不会从火焰传递孔46按原样排出，第二传火药36首先被点火并燃烧，然后整个第二传火药36燃烧所产生的点火能量从火焰传递孔46排入到第二燃烧室25中。因此，容纳在第二燃烧室25中的第二气体生成剂的可燃烧性得以改善。

如图3所示，其中填充有第二传火药36的铝罩46可以具有位于第二点火器32的顶上方的突出部47。通过提供具有突出部47的铝罩46，第二传火药的填充量得以增加，因此第二气体生成剂的可点燃性得到进一步改善。即使如图3所示铝罩46具有突出部47，铝罩46也可以在其除了突出部47以外的平表面上设置火焰传递孔46。

具有底部的圆筒形保持件55装配入第二燃烧室25中，使得保持件55的开口部分向下指向，并且第二燃烧室25的内壁25a被压在侧壁顶端55a上从而将保持件55固定。在保持件55的侧壁和第二燃烧室25的内壁25a之间提供间隙57。间隙57的尺寸可以确保一个气体通道。

保持件55在其侧壁上设置有多个开口56(喷口)。开口部分56沿轴向的高度高于形成于内筒15上的第三通孔53的高度。

第三通孔53由不锈钢密封条58从外侧封闭，并且开口部分56可以用铝或不锈钢的密封带80从内侧封闭。在开口部分56用不锈钢密封条80封闭的情况下，当第一和第二燃烧室20和25由于两个点火器的同时触发而同时开始燃烧时，第二燃烧室25的内压暂时地增加，从而提高了第二气体生成剂的可点燃性。

由于在保持件55的侧壁和第二燃烧室25的内壁25a之间设置间隙57，因此可以防止第三通孔53被第二气体生成剂封闭。如果第三通孔53被第二气体生成剂封闭，则第二燃烧室25的内压在燃烧的初始阶段会过度增加。并且当封闭第三通孔53的第二气体生成剂燃烧时，因第三通孔53打开，其中的内压急剧下降，因此，存在使原本稳定的燃烧变得不安的可能性。

通过调整开口部分56和第三通孔53的高度，即如图1所示，第三通孔53位于第二燃烧室25的下侧，第二气体生成剂燃烧所产生的气体也可以通过位于第二燃烧室25上侧的开口部分56，并然后从第三通孔53排出。因此，火焰在整个第二燃烧室25中很好地流动，并且第二气体生成剂的可燃烧性也得到了提高。

第三通孔53的总开口面积设置成小于开口部分56的总开口面积，并且设置成小于气体排出口17和18的总开口面积。

当第一点火器31被首先触发而第二点火器32被后触发时，也就是，当第一燃烧室20中的第一气体生成剂首先燃烧而第二燃烧室25中的第二气体生成剂延迟燃烧时，第二燃烧室25中的压力变成充分地高于第一燃烧室20中的压力。为此，如果按上述方式设置第三通孔53的总开口面积，来自第二燃烧室25的燃烧气体的流出速度被第三通孔53所控制，因而燃烧时第二燃烧室25中的内压也同样被第三通孔53所控制。因此，第二燃烧室25中的燃烧状态被第三通孔53所控制。当第一点火器31和第二点火器32同时被触发时，第一燃烧室20和第二燃烧室25之间的压力差变小，因此第二燃烧室25中的内压仍较高，但是第三通孔53的压力控制的影响变小了。

通过由第三通孔53控制第二燃烧室25的燃烧状态，可以得到以下效果。

在诸如汽车以较低速度碰撞的情况中，当仅第一点火器31被触发并且仅允许第一气体生成剂燃烧时，假如剩余的第二气体生成剂按原样保留下来，则它在汽车废弃拆卸时就变得危险。为此，在一些情况中，在第一点火器31触发后大约100毫秒，第二点火器被触发以点火并燃烧第二气体生成剂。在这种情况中，如果第二燃烧室25的燃烧状态可以由第三通孔53控制，则改善了第二气体生成剂的可点燃性和可燃烧性，并且抑制了NOx等的产生，这是优选的。此外，来自第二燃烧室25的燃烧气体的产生时间被延长，也可以满足延长气囊膨胀持续时间的要求。

圆筒形过滤器65布置在第一燃烧室20和壳体11(扩散器壳圆周壁12b和封闭壳圆周壁13b)的圆周壁之间，用于从燃烧气体中除去燃烧残余物，并用于冷却燃烧气体。

内侧圆筒形遮断板66布置在圆筒形过滤器65内侧。在圆筒形过滤器65和内侧圆筒形遮断板66之间设置间隙(第一间隙71)。在这种情况下，内侧圆筒形遮断板66与圆筒形过滤器65相接触的部分(宽度与间隙近似相等的部分)可以制成粗糙的结构，以替代间隙，从而实际上获得与设置间隙相似的状况。

外侧圆筒形遮断板67在这样一种状态下设置在圆筒形过滤器65的外侧，即，该外侧圆筒形遮断板67与圆筒形过滤器65的外圆周表面接触。在外侧圆筒形遮断板67和壳体11的圆周壁之间设置间隙(第二间隙72)。优选地，第二间隙72的宽度设置成比第一间隙71宽。

如图1所示，内侧圆筒形遮断板66和外侧圆筒形遮断板67没有覆盖圆筒形过滤器65的整个表面。

内侧圆筒形遮断板66在这样一种状态下覆盖圆筒形过滤器65的下部(在圆筒形过滤器65整个高度的大约1/2到2/3的高度范围内)，即，内侧圆筒形遮断板66一端的圆周边缘抵靠底部表面13a。与图1所示相同的状况还可以通过首先用内侧圆筒形遮断板66覆盖过滤器65的整个表面，然后在过滤器65的一部分上设置多个通气孔来实现。

外侧圆筒形遮断板67在这样一种状态下覆盖圆筒形过滤器65的上部(在圆筒形过滤器65整个高度的大约1/2到2/3的高度范围内)，即，外侧圆筒形遮断板67一端的圆周边缘抵靠顶部表面12a。与图1所示相同的状况还可以通过首先用外侧圆筒形遮断板67覆盖过滤器65的整个表面，然后在过滤器65的一部分上设置多个通气孔来实现。

通过按这种方式布置圆筒形过滤器65、内侧圆筒形遮断板66和外侧圆筒形遮断板67，进一步提高了燃烧气体的过滤效果(燃烧残余物的过滤)和冷却效果。第一燃烧室20和第二燃烧室25内产生的燃烧气体从没有被内侧圆筒形防护板66覆盖的一部分进入圆筒形过滤器65，该燃烧气体的一部分在圆筒形过滤器65中按原样沿轴向移动并且到达第二间隙72，破裂(铝或不锈钢的)密封条75，然后从气体排出口17和18排出。燃烧气体的剩余部分移动穿过第一间隙72，然后沿径向穿过圆筒形过滤器65并到达第二间隙72，并从气体排出口17和18排出。

取决于点火器的触发状态(仅仅一个点火器触发，或者两个点火器同时触发，或者点火器有时间滞后地触发)，封闭气体排出口17和18的密封条75可以同时破裂，或仅气体排出孔17和18的一部分破裂。

接着，将解释在用于气囊的气体发生器中10中当两个点火器有时间滞后地触发时的工作方式。

如果第一点火器31被触发，传火药35被点火并燃烧，点火能量破裂密封条60并且穿过第一通孔51排入第一燃烧室20中。这时，点火能量沿径向排出并随后在第一燃烧室20中向上移动。因此，第一气体生成剂的可点燃性和可燃烧性都十分优良。由于第三通孔53被不锈钢密封条58所封闭，因此第一燃烧室20中的燃烧气体不会流入第二燃烧室25中。

通过内侧圆筒形遮断板66、圆筒形过滤器65和外侧圆筒形遮断板67的组合以及第一和第二间隙71和72的作用，第一燃烧室20中产生的燃烧气体破裂部分或全部的密封条75，并且该燃烧气体从部分或全部的气体排出口17和18排出从而膨胀气囊。

在稍稍一段时间的延迟以后，第二点火器32被触发。这时，火焰直线前进穿过第二通孔52，但是，由于火焰的前进方向与火焰传递孔46不是正好彼此相对，因此在所有充填入铝罩45中的第二传火药36被点火并燃烧以后，点火能量从火焰传递孔46排入第二燃烧室25中。

由于点火能量的进入，第二燃烧室25中的第二气体生成剂被点火并燃烧。由于保持件55的开口部分56和第三通孔53的高度位置按上述方式调节，因此火焰优良地通过整个第二燃烧室25，并且第二气体生成剂的可点燃性和可燃烧性也十分优良。此外，当开口部分56被密封条80封闭时，可以得到上述效果。

第二燃烧室25中产生的气体从第三通孔53沿径向排出并且流入第一燃烧室20中，然后通过圆筒形过滤器65从气体排出口17和18排出，从而进一步膨胀气囊。

在上面的工作中，例如，当容纳于第一燃烧室20或第二燃烧室25中的第一气体生成剂或第二气体生成剂产生的输出较小时(例如，当使用燃烧温度较低的气体生成剂时)，燃烧时的内压可以通过下面的方式调节，即调节第一燃烧室20或第二燃烧室25的容积比以及增加或减少气体生成剂的填充量。因此，第一气体生成剂或第二气体生成剂的可燃烧性不会受到损害，并且在膨胀气囊时可以保证充分的内压。

(2)第二实施例

下面将参照图4来解释本发明的另一个实施例。图4是用于气囊的气体发生器的轴向剖视图。图4所示的用于气囊的气体发生器与图1所示的不同之处在于，部分组成元件(气体排出口17、18和保持件55)在图形上(例如外形)有所不同，但是由于图形上不同的组成元件具有相同的功能，因此所有这些元件都标以相同的附图标记。下面将主要解释这些图形上不同的组成元件，而原则上省略对图形上相同的组成元件的阐述。

第一燃烧室20和第二燃烧室25通过内筒15(分隔装置)而彼此分隔，并且第二燃烧室25的整个侧壁包括在第一燃烧室20内。

第一燃烧室20和第二燃烧室25通过形成于内筒15(分隔装置)上的多个第三通孔53(连通孔)而彼此连通。这多个第三通孔53(连通孔)由不锈钢密封条58从外侧封闭。

连通孔53的总开口面积(每个连通孔的开口面积×连通孔的数量)设置成使得该总开口面积与第二气体生成剂的整个表面积相关联。通过以这种方式设置总开口面积，当碰撞的冲击较小时，气囊仅通过第一气体生成剂的燃烧而展开，并且为了完全燃烧第二气体生成剂，当第二点火器32在第一点火器31触发后大约100毫秒延迟触发时，第二气体生成剂的燃烧可以由第三连通孔53来调节，因此有可能防止因压力不足而产生如NOx等的气体组分。

第一气体生成剂和第二气体生成剂的填充量、组分、组成比、燃烧温度、每单位重量将要产生的气体量、形状和尺寸可以彼此相同或者不同。当气体生成剂的整个表面积和连通孔53(或后述的气体排出口17和18)的总开口面积彼此相关联时，优选地在考虑这些因素时确定这种关联。

由金属丝网(例如不锈钢丝网)制成的保持件55设置在第二燃烧室25中。第三通孔(连通孔)53和第二气体生成剂通过保持件55分开，从而使第三通孔53和第二气体生成剂不能彼此接触。

保持件(金属丝网)55具有与图1所示保持件相同的形状，并且按相同的方式布置。此外，当用金属丝网作为保持件55时，为了增强向连通孔53的气体流动，可在保持件55的底部和顶部表面12a之间形成间隙。

金属丝网可以是平织金属丝网或叠织金属丝网或类似形式，将网的尺寸设置在这样一个范围内，在该范围内第二气体生成剂燃烧产生的气体可以顺畅地流动而第二气体生成剂不会从网中漏出。网的总开口面积设置成大于连通孔53的总开口面积。

金属丝网不限于图4所示的形状，金属丝网的相对端可以开口并且可以在相对端设置加宽部分55a。多孔的冲孔金属或金属板网可以用来替代金属丝网。

当保持件(金属丝网)55不存在时，第二气体生成剂将与连通孔53接触。因此，在火焰传递孔46附近由火焰传递孔46排出的点火能量而开始初始燃烧的第二气体生成剂所产生的气体受到封闭连通孔53的未燃烧第二气体生成剂阻止而不能朝着第一燃烧室20顺畅地流动，但这个问题在这

实施例中不会产生。

组成壳体11的扩散器壳12形成有直径不同的气体排出口17和18。气体排出口18的开口直径大于气体排出口17的。

气体排出口17和18由密封条(遮断元件)75封闭。通过使用方法(1)，密封条75被设置成在用于气囊的气体发生器触发后的多个阶段破裂。

通过使用方法(4)和(5)，密封条75被设置成在用于气囊的气体发生器触发后的多个阶段破裂。

在方法(4)中，当第一气体生成剂(首先燃烧的气体生成剂)的整个表面面积被定义为(A1)而气体排出口的总开口面积被定义为(Atl)时，优选地Al/Atl＝300到1300，并且更优选是450到1000。

在方法(5)中，当第二气体生成剂(后燃烧的气体生成剂)的整个表面面积被定义为(A2)而气体排出口的总开口面积被定义为(At2)时，优选地A2/At2＝700到1300，并且更优选是800到1000。

在图4中，当对壳体11轴向上的长度(高度)和其径向上的长度(直径)进行比较时，它们基本上相等或者长度更大。因此，壳体11适用于安装到车辆乘客(副驾驶员)一侧的气囊上的气体发生器。壳体11可以具有径向更长的形状，从而使用于气囊的气体发生器适于用在车辆的驾驶员一侧。在那种情况下，可以省略内侧圆筒形遮断板66和外侧圆筒形遮断板67。

接着，将解释用于气囊的气体发生器中具有时间延迟触发的两个点火器。

第一点火器31触发，传火药35点火并燃烧，点火能量破裂密封条60，该点火能量穿过第一通孔51并且排入第一燃烧室20内以燃烧第一气体生成剂。

如上所述，通过内侧圆筒形遮断板66、圆筒形过滤器65和外侧圆筒形防护板67的组合以及第一间隙71和第二间隙72的进一步作用，第一燃烧室20中产生的燃烧气体仅破裂部分密封条75，点火能量从具有较大开口直径的气体排出口18的部分或全部排出从而膨胀气囊。这时，开口直径较小的气体排出口17并未打开。

第二点火器32稍稍延迟一段时间后触发，第二传火药36被点火并燃烧，然后点火能量从火焰传递孔46排入第二燃烧室25。

如果点火能量进入，则第二燃烧室25中的第二气体生成剂被点火并燃烧。这时，第二燃烧室25的可燃烧性由连通孔53调节。而且，由于保持件(金属丝网)55和连通孔53彼此没有接触，因此燃烧气体的外流不会受阻。

第二燃烧室25中产生的气体从第三通孔53沿径向排出，并流入第一燃烧室20。然后，该气体通过圆筒形过滤器65并且破裂剩余的密封条75，并且气体从气体排出口17和18排出以进一步膨胀气囊。

通过上述工作，在燃烧时壳体11中的内压不会产生较大的差异的情况下总是可以实现稳定的输出。

(3)第三实施例

接着，将参照图5来解释另一个实施例。图5是用于气囊的气体发生器的轴向剖视图。图5所示的基本结构与JP-A2001-130368中图7所示的相同，并且图5中结构与图7中所示的不同之处在于加入了本发明的解决手段。

在气体发生器中，壳体103的外壳包括扩散器壳101和封闭壳102。

扩散器壳101的圆周壁形成有气体排出口110a和110b(排出口110b的开口直径大于排出口110a的)，从第一气体生成剂152和第二气体生成剂162产生的燃烧气体通过这些排出口导入气囊中。排出口110a和110b由密封条129(例如，铝条)封闭。附图标记125代表过滤器。

通过使用方法(1)到(3)和/或(4)和(5)中任意一个，封闭气体排出口110a和110b的密封条129(遮断元件)设置成使得其在用于气囊的气体发生器触发以后在多个阶段破裂。

第一内筒(分隔装置)136设置在壳体103内。用于点燃第一气体生成剂152的传火药153和用于点燃传火药153的第一点火器151设置在内筒136内。第一内筒136在其侧壁上设置有多个喷口137。第一内筒136的内部和第一燃烧室150通过喷口137彼此连通。第一内筒136的上开口由挤压元件111封闭。

第二内筒(分隔装置)104也设置在壳体103内。内筒104的内部用作第二燃烧室160，并且内筒104的外部用作第一燃烧室150，而第一气体生成剂152填充在其中。于是，形成于第二内筒104中的第二燃烧室160在这样的状态下被包围，即第二燃烧室(内筒104)160的所有圆周壁和顶壁都存在于第一燃烧室150内。

第二点火器161和第二气体生成剂162设置在内筒104内，并且保持件(金属丝网)190设置在第二内筒104内，该保持件的结构、形状、安装状态以及作用与图4所示的保持件(金属丝网)55相同。与传火药137作用相同的传火药可以设置在第二燃烧室160中以点燃第二气体生成剂162。

第二内筒104的圆周壁设置有连通孔106，该连通孔使第二燃烧室160和第一燃烧室150彼此连通。连通孔106的作用与图4所示的连通孔53相同。连通孔106由密封元件(例如铝或不锈钢条)107封闭。该密封元件107仅在第二气体生成剂162燃烧时破裂，而不会由第一气体生成剂152的燃烧而破裂。

图5所示的用于气囊的气体发生器按照与图4所示的气体发生器相同的方式工作。在燃烧时壳体103中的内压不会产生较大的差异的情况下，总是可以实现稳定的输出。

例子

例子1到3

使用图1所示的气体发生器(用的是图4所示的金属丝网55而不是图1的保持件55)来进行已知的60升罐内燃烧测试，并且对第二燃烧室中的气体生成剂的燃烧性能评价。图1所示的气体发生器的详细情况如下：

(连通孔53)

使用下面三种连通孔53，并测量每种情况中第二燃烧室燃烧内压的变化。厚度为50μm(金属层和粘合层的总厚度)的不锈钢条粘贴在连通孔53上。

例子1：φ3mm×4：总开口面积0.28cm²(相等布置)(A/At＝809)

例子2：φ3mm×5：总开口面积0.35cm²(相等布置)(A/At＝648)

例子3：φ3mm×8：总开口面积0.57cm²(相等布置)(A/At＝397)

(气体排出口17和18)

气体排出口17和18的总开口面积＞连通孔53的总开口面积

(金属丝网55)

金属丝网55的总开口面积〉连通孔53的总开口面积

(第二燃烧室25中的气体生成剂)

组分比：硝基胍/碱式硝酸铜/羧甲基纤维素的钠盐/氢氧化铝＝40.71/49.29/5/5(重量摩尔％)

形状、尺寸∶外形为φ4.2mm、内径为φ1.1 mm且长度为4.1mm的单穿孔形状

填充量：23g(产生的气体量：0.64mol)

总表面积：226.7cm²

图6示出了例子1到3的第二燃烧室25中燃烧压力的变化。从图6可以确定，当气体发生器的连通孔53的总开口面积更小时，最大燃烧内压更高，并且燃烧在更短时间内完成。

例子1到3每一个使用的气体生成剂中都包含氮元素。当气体生成剂在较低压力下燃烧时，容易产生NOx，但是如果调节第二燃烧室25中的燃烧内压，则产生的NOx的量可以得到抑制。

因此，从图6所示的结果，很容易可以通过连通孔53调节第二燃烧室25产生的气体的流动，即如果减少开口面积以增加最大燃烧内压，则可以抑制NOx的产生。

例子1到3的结果意味着，当碰撞冲击较小且仅第一气体生成剂燃烧，而允许第二气体生成剂延迟大约100毫秒燃烧以处理该气体生成剂时，则通过借助于内筒15的连通孔53调节第二气体生成剂的燃烧可以抑制如NOx的气体组分的产生，其中内筒15形成第二燃烧室。即使形成于壳体上的气体排出口17和18的一部分由密封条75封闭，第一燃烧室20的空间存在，由此，第二气体生成剂燃烧所产生的压力蔓延于壳体11中的整个空间，并且压力被减小。因此这不会起到调节第二气体生成剂的燃烧压力的作用。

从上面的事实，可以确定使用连通孔53来调节第二燃烧室中气体生成剂的可燃烧性是优选的。

Claims (10)

1.一种用于气囊的气体发生器，包括具有气体排出口的壳体、通过碰撞触发的第一和第二点火装置、以及容纳有气体生成剂的第一和第二燃烧室，该气体生成剂被点火并燃烧以产生燃烧气体，其中

第一燃烧室和第二燃烧室通过分隔壁而彼此分隔，第一燃烧室和第二燃烧室的容积比由分隔壁在1/1到9/1的范围内调节。

2.如权利要求1所述的用于气囊的气体发生器，其中，内筒设置在壳体内，环形第一燃烧室设置在内筒外侧，两个点火器设置在内筒的内部下侧，并且第二燃烧室设置在内筒的内部上侧。

3.如权利要求2所述的用于气囊的气体发生器，其中，设置在壳体内的内筒的直径在沿壳体轴向的垂直位置上有所变化。

4.如权利要求2或3所述的用于气囊的气体发生器，其中，设置在壳体内的内筒的直径在沿壳体轴向的垂直位置上有所变化，并且内筒上部的直径大于内筒下部的直径。

5.一种用于气囊的气体发生器，包括具有气体排出口的壳体、通过碰撞触发的第一和第二点火装置、以及容纳有气体生成剂的第一和第二燃烧室，该气体生成剂被点火并燃烧以产生燃烧气体，其中

第一燃烧室和第二燃烧室通过具有连通孔的分隔装置而彼此分隔，第二燃烧室被设置成由第一燃烧室包围，

第二燃烧室的燃烧性能由连通孔调节。

6.如权利要求5所述的用于气囊的气体发生器，其中，保持件设置在第二燃烧室内，连通孔和气体生成剂通过保持件而彼此分隔，从而使连通孔和气体生成剂没有彼此接触。

7.如权利要求6所述的用于气囊的气体发生器，其中，保持件是金属丝网。

8.如权利要求5到8中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其中，形成于壳体上的气体排出口的数量为多个，该气体排出口在气体发生器触发之前由遮断元件封闭，该遮断元件在气体发生器触发后的多个阶段中破裂。

9.一种用于气囊的气体发生器，包括具有气体排出口的壳体、通过碰撞触发的第一和第二点火装置、以及容纳有气体生成剂的第一和第二燃烧室，该气体生成剂被点火并燃烧以产生燃烧气体，其中

第一燃烧室和第二燃烧室通过分隔壁而彼此分隔，第一燃烧室和第二燃烧室仅通过形成于分隔壁上的连通孔而彼此连通，第二燃烧室中产生的燃烧气体从连通孔流入第一燃烧室，然后从气体排出口排出，

第一燃烧室和第二燃烧室的容积比由分隔壁在1/1到9/1的范围内调节，并且第二燃烧室中气体生成剂的燃烧状态被连通孔控制。

10.如权利要求1到9中任一项所述的用于气囊的气体发生器，其中，气体生成剂的燃烧温度为1000到1700℃。

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