专利名称：使用射弹的混合式充气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车的气囊装置，特别是一种用于气囊装置的使用依靠点燃喷气燃料而发射的射弹并具有改进的气体喷出性能的充气装置。
用于汽车的气囊装置近年来由于对其有效性的认识增多而受到大力开发。这些充气装置一般是在收到来自某种适当的检测器或传感器的表明气囊需要充气的某一讯号而启动的。这些装置使用多种充气器以一种可提供某些优点的方式使气囊膨胀。许多装置通过破除气囊与充气器之间的隔离器而开始充气。此后，某种充气介质，无论是加压气体、由于某种喷气燃料的燃烧而生成的气体、它们的一种混合物、或者其他适当的流体，输往气囊。
气囊装置的一部分开发工作集中于在充气开始之后控制从充气器通向气囊的气流。为了提供一种可靠气囊装置，不仅必须有充气介质的充足气流定时地通向气囊，而且气囊在整个操作期间必须在结构上始终不受损伤。为达到这两项基本目的而提出的一项替代方案是，研制出一种喷气燃料式气囊装置，其中某种喷气燃料的燃烧所生成的气体输往气囊。
不过，这类装置具有许多不适之处，因为需要一些过滤装置，用于控制从充气器通向气囊的气流并降低燃烧所生成的气体的温度。比如，这些过滤装置可能无法挡住在启动充气器时所产生的所有颗粒。随之，某些颗粒会穿过过滤装置而限制通向气囊的气流，或者某些颗粒会进入气囊。这两种情况都会对气囊装置的性能造成不良影响。即使过滤装置很好地起到作用，把产生的全部颗粒挡住，这也会由于堵塞整个通路或其一部分而造成对于通向气囊的气流的进一步限制。此外，使用过滤装置会提高充气器的制造和维护费用。
为弥补上述各种不足之处，提出了一种替代方案，即研制出使用一颗射弹以破除隔离构件的充气器。1974年1月29日颁布给凡希尔(Vancil)的美国专利No.3,788,667披露了一种活塞式构件以破除把充气器与气囊隔离开来的挡板。1974年9月17日颁布给戈若什(Grosch)等人的美国专利No.3,836,170披露了一种钝头射弹，端部渐缩到某一程度，但不是一尖点。
不过，通过戈若什等人的钝头射弹破除隔板是未受控制的。即，撕裂形状一般依据各种因素而变。由于隔板撕裂不一致和未受控制，气囊装置的操作性能劣化，以致乘客未必受到充分的保护。
大量的气囊装置使用两种气源，一般是一种在室温下储存的压缩气体，即一种冷气体，和通过某种喷气燃料的燃烧所生成的气体，即一种热气体。比如，1993年12月28日颁布给库尔塔斯(Coultas)等人的美国专利No.5,273,312披露了通过破除一隔离件而释放储存气体并随后启动一充气器的情况。更为具体地说，一纵向通孔穿过用作一射弹的活塞，由于烟火药物的燃烧所生成的灼热产物穿过此通孔传送，以点燃传爆填药。借肋于燃烧传爆填药，烟火药(pyro-technic material)块被点燃而产生灼热气体。产生的气体与储存在一容器的某种气体混合。在爆裂圆盘上制成一些痕线(line)，圆盘以某种预定的形状发生破裂。
本发明旨在弥补上述各种不足之处。本发明的目的是，提供一种混合式充气装置，其结构简单，并确保与爆裂圆盘撕裂形状无关的一致和得到控制的气流。
为了达到本发明的以上目的，提供的混合式充气装置包括压力容器装置，具有第一孔口和对置于第一孔口的第二孔口，用于储存压力下的气体；封堵装置，用于在气囊保持未充气的常态下堵住通向气囊的气流，此封堵装置固定于容器装置以封住设在容器装置一端的第一孔口；射弹装置，同轴线地位于封堵装置的对面，用于依靠燃烧某种喷气燃料而被发射出去，冲破封堵装置以向气囊充气；空心导引装置，用于装入射弹装置并导引射弹装置使之朝向封堵装置，导引装置具有一用于容放并移动射弹装置的腔室，并通过设在对置于容器装置一端的另一端的第二孔口联接于容器装置，以致一部分导引装置容放在容器装置里面；空心套管装置，同轴线地联接于导引装置在容器装置以外的一端部，并卡持生成燃烧气体的喷气燃料；密封装置，用于密封容器装置使之隔绝于导引装置，以使压力下的某种气体储存在容器装置之内；以及点火装置，用于点燃喷气燃料，点火装置设置在套管装置里面靠近喷气燃料的腔室之中。
其中射弹装置包括一杆部和一直径大于杆部的止动端部，杆部的一端渐缩成一尖点，以容易地冲破封堵装置，以及许多用作气流通路的槽道沿纵向制成在杆部上。
比如，各条槽道或是平直地延伸，或是转过某一预定角度而螺旋式地延伸。
本发明充气装置由于利用了制成在射弹上面的槽道作为气流通路而与爆裂圆盘破裂形状无关，因而具有一贯而受控的气体喷出特性。组装很容易，因为气体发生器和旋塞是靠螺纹彼此拧在一起的，作动器和容器也是如此；在制作时发生爆炸事故的可能性大大减少，因为具有烟火药块的作动器和容器是彼此分别制作的。其次，由于充气装置结构简单，制造成本得以降低。
本发明的上述目的和其他一些优点通过参照附图详细说明其各个优选实施例会变得更加明显，其中
图1是本发明一种充气装置的剖面视图；图2是沿图1的直线A-A截取的局部剖面放大视图；图3是本发明的一种具有直槽射弹的作动器的分解视图；图4是本发明一种充气装置的剖面视图，表明启动充气装置之后的一种状态；图5是用于本发明充气装置之中的一种螺旋槽射弹的透视图；图6是本发明一种充气装置的测试图线；图7是一示意性剖面视图，表明一设置在汽车转向杆手柄部的充气装置。
下面参照图1至3详细说明本发明充气装置最佳实施例。
充气装置由一压力容器10和一作动器20构成。作动器20拧入压力容器10的一端，沿轴向伸入并沿轴向伸出压力容器10。
压力容器10形成一大致上圆筒形的腔室40，并由一大致上圆筒形的单体外壳30和一封盖32构成，外壳30的一端完全敞开，另一端由弯向这一端的一凸面壁板34封住，而封盖32气密性地焊接于外壳30的这一端。腔室40充满预定压力下的气体，气体经由一喷嘴(未画出)送入腔室40。一圆形的联接孔口33，经由它拧入作动器20，设置在外壳30凸面壁板34的中心，而且在封盖32的中心处设置一圆形的出口36，容器10中的加压气体经由它喷出以便向气囊充气，且它是与联接孔口33同轴的。出口36的直径小于联接孔口33。一爆裂圆盘38由一穹形中心部分42和一围绕中心部分42延伸的平直部分44构成，在借助于作动器20使之爆裂之前一直堵住通向气囊的气流。为此，爆裂圆盘38的平直部分44气密性地焊接于封盖32的围绕出口36延伸的内表面，以把出口封位。设置于凸面壁板34的联接孔口33由一大致上圆筒形的铝制堵帽46封住。堵帽46设置得其纵向中心轴线重合于爆裂圆盘38和压力容器10里面的作动器20的轴线，且堵帽46的一端气密性地焊接于外壳30的内壁上。
曲面封盖32焊接于一平板52，以形成一腔室50，而在平板52上设有许多排放孔口48，以使腔室50连通于气囊。排放孔口48的数量和尺寸并不特意限制，只要气囊装置能够顺利运作就行。一凸缘54固装于外壳30的外部周缘，而凸缘54上设有许多安装孔口56。充气装置利用安装孔口56装设于一汽车的安装空间。此外，凸缘54依靠锁定装置与气囊的敞开端一起固定于安装空间，从而气囊的敞开端在气囊充气时由锁定装置支承。
作动器20由一气体发生器58、一旋塞60和一射弹62组成。气体发生器58包括一空心套管64，在它里面一引爆装置(squib)66、一块烟火药68和一密封圆盘70以同轴线方式依次设置。密封圆盘70配接于套管64的一端头部分以将其密封。烟火药块68设置在由密封圆盘70与套管64形成的腔穴之中，而引爆装置66位于烟火药块68近旁。两条输电导线71和72连接于引爆装置66。导线71和72穿过套管64和套管64尾端部分上的一个孔口并露在套管64之外。导线71和72为电流提供了通向引爆装置66的途径。
旋塞60拧入气体发生器58，并穿过制成在凸面壁板34上的联接孔口33，抵达堵帽46的封住的端部。旋塞60也与凸面壁板34拧在一起，以固定于容器10。旋塞60是空心的，射弹62容放在旋塞60里面。
射弹62具有一圆柱形小直径杆部74和一与杆部74形成一体并与其共轴线的圆筒形大直径止动端部76。指向爆裂圆盘38的杆部74的端头渐缩成一尖端。为了提高射弹62的发射性能，在安装得与密封圆盘70接触的止动端部76的端头形成一圆柱形凹槽78。沿着射弹62的纵向在杆部74上以等角间距关系形成有三条直槽80。直槽80的数量和尺寸不特意限制，只要能有效驱动气囊装置即可。容器10中的大部分气体通过直槽80喷向气囊。
另一射弹实例示于图5。图示的一种射弹62′具有三条螺旋槽81，沿射弹62′的纵向以等角间距关系制成在杆部74上面。最好是，螺旋槽81制作得右旋或左旋大约90度。螺旋槽81的数量和尺寸不特意限制，只要能有效驱动气囊装置即可。
旋塞60还包括一圆环82，设在配置于堵帽46之中的旋塞60的端部处并与射弹62同轴线，圆环82的内径确定得致使杆部74可以通过圆环82，而止动端部76不能。因而，射弹62整体在发射之后不能脱出旋塞60。圆环82依靠三根立柱84与旋塞60其它部分连接起来，三根立柱最好是成等角间距关系。立柱84的数量和尺寸不特意限制，但应当做到在烟火药块68爆炸时，堵帽46的一部分侧壁撕裂，爆炸所产生的气体通过堵帽46的被撕裂部分传入容器10，这些气体与储存在容器10之中的一种气体充分混合。
如图3中所示，作动器20的组装是通过把射弹62嵌入旋塞60之后再把旋塞60与气体发生器58拧在一起而完成的。本发明充气装置的组装是通过把作动器20与容器10拧在一起而完成的。在制作充气装置时可能发生的爆炸事故的可能性大大地减少了，因为具有烟火药块68的气体发生器58和储存某种加压气体的容器10是彼此分别制造的，而且组装也很容易，因为气体发生器58和旋塞60彼此拧在一起，而作动器20和容器10也是靠螺丝拧紧的，如上所述。
下面将参照图1和4说明本发明混合式充气装置的操作。在出现车辆突然减速时，包含在气囊装置中的一检测器(未画出)通过导线71和72向作动器20传送一电讯号。一当接到此电讯号，引爆装置66就点火，而后临近引爆装置66设置的烟火药块68燃烧起来。烟火药燃烧所造成的灼热燃烧气体迫使射弹62从如图1中所示的缩进位置朝向爆裂圆盘38运动。在射弹62穿过堵帽46的圆形上表面之后，并恰好在射弹62的锥形端头抵达爆裂圆盘38之前，灼热的燃烧气体通过各立柱84之间形成的空间撕裂堵帽46的部分侧壁。于是，灼热的燃烧气体通过堵帽46的已撕裂的部分侧壁进入容器10。这以后，射弹62冲破爆裂圆盘38，接着容器10中的大部分气体通过制成在射弹62杆部74上面的各直槽80开始进入气囊。另外，本发明的充气装置可以如此设计，即或是爆裂圆盘38在堵帽46的侧壁撕开之前破裂，或是爆裂圆盘38和堵帽46基本上同时破裂。
另一方面，进入容器10的灼热燃烧气体与冷的加压气体混合以升高容器10中的压力和温度，因而生成了足以在某一预定时间内使气囊充气的气压。
在已射出的射弹62的止动端部76触到旋塞60的圆环82时，射弹62的运动终止。通过设在平板52上的许多排放孔口48，从容器10喷出的气体输向气囊使之充气。
图6表明本发明充气装置的测试图线。在测试中，60公升的一只罐器用来代替气囊，氮气用作加压气体。图线的横轴表示时间，其竖轴表示罐器压力。此外，“a”表示用直槽射弹62测试充气装置时所造成的罐内压力变化，“b”表示用螺旋槽射弹62′测试充气装置时所造成的罐内压力变化。如图所示，用螺旋槽射弹62′的充气装置在性能方面优于用直槽射弹62的充气装置，因为反应时间较短，压力下降较为平滑。
图7是一示意性剖面视图，表明一设置在汽车转向杆手柄部86的安装部位上的充气装置。亦即，本发明的充气装置在长度方面短于传统的充气装置，因而，可以既用于司机用充气装置，也用于乘客用充气装置。
虽然本发明已经参照其具体实施例具体地予以显示和说明，本技术领域中的熟练人员应当会理解，在其中可以做出各种各样的变动和修改而不背离由所附各项权利要求所限定的本发明的精神和范畴。
权利要求
1.一种用于汽车中气囊装置的充气装置，包括具有第一孔口和与第一孔口相对的第二孔口的压力容器装置，用于储存压力下的气体；用于在气囊保持未充气的常态下堵住通向气囊的气流的封堵装置，所述封堵装置固定到所述容器装置以封住设在所述容器装置一端的第一孔口；与所述封堵装置相对且同轴设置的射弹装置，用于通过燃烧某种喷气燃料而被发射出去并冲破封堵装置以向气囊充气；用于装放射弹装置并导引所述射弹装置使之朝向所述封堵装置的空心导引装置，所述导引装置具有一用于容放并移动所述射弹装置的腔室并通过设置在对置于容器装置一端的另一端的第二孔口联接于所述容器装置，以致一部分所述导引装置容放在所述容器装置里面；同轴线地联接于所述导引装置的在所述容器装置外部的一端部、并卡持产生燃烧气体的喷气燃料的空心套管装置；用于密封所述容器装置使之隔绝于所述导引装置的密封装置，以使压力下的某种气体储存在所述容器装置之内；以及用于点燃所述喷气燃料的点火装置，所述点火装置设置在所述套管装置里面靠近喷气燃料的腔室之中；其中所述射弹装置包括一杆部和一直径大于所述杆部的止动端部，所述杆部的一端渐缩成一尖点以容易冲破所述封堵装置，以及多个用作气流通路的槽道沿纵向制成在所述杆部上。
2.如权利要求1所述的充气装置，其中，所述密封装置具有一空心圆筒形状，其一端是封闭的并气密性地联接于所述容器装置，以封裹所述导引装置伸进所述容器装置的一部分。
3.如权利要求1所述的充气装置，其中，所述导引装置在其与所述封堵装置相对的一端包括一圆环部分，所述杆部可通过这一圆环但所述止动端部不可通过，且所述圆环部分借助许多立柱连接于所述导引装置的主体，从而由于燃烧所述喷气燃料所生成的灼热燃烧气体通过形成于各立柱之间的空间撕开所述密封装置侧壁的一些部分，所述燃烧气体与储存于所述容器装置之中的压力下的某种气体相混合。
4.如权利要求1所述的充气装置，其中，所述容器装置通过螺纹与所述导引装置拧在一起，而所述套管装置也通过螺纹与所述导引装置拧在一起。
5.如权利要求1所述的充气装置，其中，所述封堵装置是一由穹形中心部分和围绕所述中心部分延伸的平直部分构成的圆盘，而所述平直部分气密性地焊接于所述容器装置。
6.如权利要求1所述的充气装置，其中，伸向所述导引装置的所述套管装置的一端由一密封圆盘密封，所述密封圆盘和所述套管装置的内壁形成一腔穴，所述喷气燃料和所述点火装置依次设置于其中，而所述点火装置位于所述喷气燃料近旁。
7.如权利要求1所述的充气装置，其中，所述密器装置是圆筒形的，其两端板彼此相向地弯凸，所述第一孔口制成在所述容器装置的一个弯凸端板上，所述第二孔口与所述第一孔口同轴线地制成在其另一弯凸端板上，一凸缘部分固定于所述容器装置的外部周缘并包括许多安装孔眼。
8.如权利要求7所述的充气装置，其中，一圆形平板联接于所述容器装置的包括所述第一孔口的一个弯凸端板以形成一腔室，所述腔室通过所述第一孔口连通于所述容器装置，而所述平板包括许多排放孔口，通过它们所述腔室连通于气囊。
9.如权利要求1所述的充气装置，其中，所述各槽道笔直延伸。
10.如权利要求1所述的充气装置，其中，所述各槽道转过一预定角度螺旋式地延伸。
11.一种用于汽车中气囊装置的充气装置，包括具有第一孔口和与所述第一孔口相对的第二孔口的压力容器装置，用于储存压力下的气体；用于在气囊保持未充气的常态下堵住通向气囊的气流的封堵装置，所述封堵装置固定于所述容器装置以封闭设在所述容器装置一端的所述第一孔口；与所述封堵装置相对且同轴设置的射弹装置，用于通过燃烧某种喷气燃料而被发射出去并冲破所述封堵装置以向气囊充气；用于装放所述射弹装置并导引所述射弹装置使之朝向所述封堵装置的空心导引装置，所述导引装置具有一用于容放并移动所述射弹装置的腔室，并通过设置在与所述容器装置的一端相对的另一端的所述第二孔口联接于所述容器装置，以致一部分所述导引装置容放在所述容器装置里面；同轴线地联接于所述导引装置的在所述容器装置外面的一端部、并卡持产生燃烧气体的所述喷气燃料的空心套管装置；用于密封所述容器装置使之隔绝于所述导引装置的密封装置，以使压力下的某种气体储存在所述容器装置里；以及用于点燃所述喷气燃料的点火装置，所述点火装置设置在所述套管装置里面靠近所述喷气燃料的腔室之中，其中所述射弹装置包括一杆部和一直径大于所述杆部的止动端部，所述杆部的一端渐缩成一尖点以容易冲破所述封堵装置，以及许多用作气流通路的槽道沿纵向制成在所述杆部上，所述密封装置具有一空心圆筒形状，其一端是封闭的并气密性地联接于所述容器装置，以便封裹所述导引装置伸进所述容器装置的一部分，所述导引装置在其与所述封堵装置相对的一端包括一圆环部分，所述杆部可通过这一圆环部分但所述止动端部不可通过，且所述圆环部分借助许多立柱连接于所述导引装置的主体，从而由于燃烧所述喷气燃料所生成的灼热燃烧气体通过形成于各立柱之间的空间撕开所述密封装置侧壁的一些部分，所述燃烧气体与储存于所述容器装置之中的压力下的某种气体相混合，所述容器装置通过螺纹与所述导引装置拧在一起，而所述套管装置也通过螺纹与所述导引装置拧在一起，所述封堵装置是一由穹形中心部分和围绕所述中心部分延伸的平直部分构成的圆盘，而所述平直部分气密性地焊接于所述容器装置，伸向所述导引装置的所述套管装置的一端由一密封圆盘密封，所述密封圆盘和所述套管装置的内壁形成一腔穴，所述喷气燃料和所述点火装置依次设置于其中，而所述点火装置位于所述喷气燃料近旁，所述密器装置是圆筒形的，其两端板彼此相向地弯凸，所述第一孔口制成在所述容器装置的一个弯凸端板上，所述第二孔口与所述第一孔口同轴线地制成在其另一弯凸端板上，一凸缘部分固定于所述容器装置的外部周缘并包括许多安装孔眼，一圆形平板联接于所述容器装置的包括所述第一孔口的一个弯凸端板以形成一腔室，所述腔室通过所述第一孔口连通于所述容器装置，而所述平板包括许多排放孔口，通过它们所述腔室连通于气囊。
全文摘要
本发明公开了一种使用射弹的气囊装置的混合式充气装置。射弹包括一杆部和直径大于杆部的止动端部，用作气流通路的多条槽道制成在杆部上，杆部的一端渐缩成一点。充气器包括一作动器，其中卡持着射弹和喷气燃料。作动器固定于一储存加压气体的容器，作动器的一部分伸进容器。一堵帽把容器与作动器隔开。气囊装置启动时，燃烧气体进入容器与加压气体混合而升高容器的压力和温度，以产生足以向气囊充气的气压。
文档编号B60R21/26GK1139630SQ9610065
公开日1997年1月8日 申请日期1996年1月15日 优先权日1995年6月30日
发明者郑在浩 申请人:大宇电子株式会社