CN100356133C

CN100356133C - 引爆器

Info

Publication number: CN100356133C
Application number: CNB2004100907689A
Authority: CN
Inventors: 西村纯一; 相田弘巳; 松田一男; 斋藤和敬; 甲斐健; 三宅越也
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2024-11-08
Also published as: EP1529697B1; US20050115438A1; JP4094529B2; EP1529697A2; JP2005140477A; EP1529697A3; CN1616915A; US7322292B2

Abstract

本发明提供一种引爆器，在通信及点火用的IC一体型的引爆器中，防止火药和IC的性能相互干扰。将分别作为单独部件构成的火药单元(40)和通信及点火单元(50)组装在一起来构成总线连接用的引爆器(2a…)。通信及点火单元(50)具有与总线电连接的通信及点火用的IC基板(51)。并且，火药单元(40)具有火药(42)、点燃元件(30)、以及介于该点燃元件(30)和IC基板(51)之间并使两者电连接的引爆器头(43)。

Description

引爆器

技术领域

本发明涉及在例如汽车用的气囊装置和预张紧装置等、使用火药的系统中使用的引爆器(点燃装置)。

背景技术

[专利文献1]特开平10-154992号公报

[专利文献2]特开2000-124932号公报

[专利文献3]特许第3294582号公报

安装在汽车上的气囊装置和预张紧装置等乘员保护装置通过使用引爆器(点燃装置)点燃收纳在充气器内的气体发生剂，并把由其燃烧产生的高压气体导入到气囊等内来进行工作。

引爆器采用以下结构，即：点燃元件安装在固定有作为连接端子的引脚的引爆器头(header)上，并且把作为点火剂的火药以与点燃元件接触的状态压填在盖内。而且，固定在引爆器头上的引脚与成为主控部分的控制单元电连接。

近年来，逐渐在车辆上安装从方向盘、座椅侧部以及车顶侧部展开的气囊装置等、数量很多的乘员保护装置，为了与此对应，提出了与乘员保护装置间的总线化有关的发明(例如，专利文献1、专利文献2)。

并且，配合该总线化，还提出了与在内部安装有通信及点火用的IC(Integrated Circuit：集成电路)的引爆器有关的发明(例如，专利文献3)。

但是，在专利文献3记载的引爆器结构中，由于火药和IC共同存在于外壳盖内，因而可能两者会在性能上相互干扰。

例如，对于火药来说，会受到以下影响：因IC内所含的水分而妨碍化学反应的进行；由于IC占有外壳盖内部的一部分，结果使可压填的火药的体积减少，可产生出的热和压力受到限制等。

另一方面，对于IC来说，会受到从火药排放出的气体的影响；为了在向外壳盖压填火药时使火药的密度相同，受到必须使IC的管壳形状与盖形状吻合等的影响。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的是在通信及点火用的IC一体型的引爆器中，防止火药和IC的性能相互干扰。

为了解决上述课题，本发明是一种总线连接用的引爆器(例如，后述实施例中的引爆器2a、2b、2c、…)，多个该引爆器通过公共总线(例如，后述实施例中的总线3)与控制装置(例如，后述实施例中的控制单元1)连接，并可根据从前述控制装置供给的电能(例如，后述实施例中的电力)和电信号(例如，后述实施例中的控制信号、点火执行信号)选择性地进行工作，其特征在于，具有与前述总线电连接的通信及点火电路(例如，后述实施例中的安装在IC基板51上的控制电路21等)的通信及点火单元(例如，后述实施例中的通信及点火单元50)组装在火药单元(例如，后述实施例中的火药单元40)上，该火药单元具有：火药(例如，后述实施例中的火药42)、点燃元件(例如，后述实施例中的点燃元件30)、以及介于该点燃元件和前述通信及点火电路之间使两者在空间上隔绝并使两者电连接的引爆器头(例如，后述实施例中的引爆器头43)，其中，前述火药、前述点燃元件、以及前述引爆器头被收纳在盖内，并成为1个部件。

根据该结构，由于火药、点燃元件和引爆器头被做成为1个部件，因而，与所组装的通信及点火电路的大小和形状等没有关系，火药的体积和密度恒定。

并且，由于火药和通信及点火电路由引爆器头隔绝，因而，通信及点火电路内所含的水分不会移动到火药侧，从火药中排放出的气体也不会移动到通信及点火电路侧。

根据本发明，由于火药、点燃元件和引爆器头被做成为1个部件，并且火药和通信及点火电路由引爆器头隔绝，因而可防止火药和通信及点火电路的性能相互干扰。

并且，由于预先分别生产各单元之后再对它们进行组装，因而，生产技术性提高，并且可分别在专业制造厂制作通信及点火电路(通信及点火单元侧)和引爆器(火药单元侧)，性能和可靠性提高。

附图说明

图1是具有根据本发明的一个实施例的引爆器的点火系统的方框图。

图2是根据该实施例的引爆器的方框图。

图3是根据该实施例的引爆器的分解剖面图。

图4是根据该实施例的引爆器的纵剖面图。

[符号说明]

1…控制单元(控制装置)；2a、2b、2c…引爆器；3…总线；21…控制电路(通信及点火电路的一部分)；30…点燃元件；40…火药单元；42…火药；43…引爆器头；50…通信及点火单元；51…IC基板。

具体实施方式

以下，参照图1～图4对作为本发明的最佳方式的实施例进行说明。

另外，根据本实施例的引爆器适合用于安装在例如汽车等车辆上的气囊装置、预张紧装置等的乘员保护装置中。以下，作为一例，对将具有引爆器的乘员保护装置安装在汽车上的情况进行说明。

在图1中，控制单元1是形成保护乘员免受施加给车辆的冲击的乘员保护装置的中心的控制部，与为了保护乘员而设置在车辆的合适部位的多个辅助约束装置(未作图示)一一对应配备的该辅助约束装置的引爆器2a、2b、2c、…使用设置有例如2对线材中的一对的不平衡型总线3相连接。另外，引爆器2a、2b、2c、…是利用点火剂(点燃辅助约束装置的气体发生剂的火药)使辅助约束装置工作的装置，在内部内置有点火剂54，根据从控制单元1指定引爆器2a、2b、2c、…的通信地址后送出的点火执行信号(点火执行指令)对点火剂54进行点火，从而使辅助约束装置工作。

并且，在控制单元1中具有由CPU(中央运算装置)实现的碰撞判定部11，碰撞判定部11根据设置在车辆前部并通过通信电路12连接的检测车辆前部变形引起的加速度的前部传感器4的输出信号、以及设置在控制单元1内并检测车辆的加速度的G传感器13的输出信号，判定是否因车辆与其他物体碰撞而向车辆施加了需要乘员保护装置工作的冲击。

另一方面，在控制单元1中具有通信电路14，该通信电路14用于通过总线3向引爆器2a、2b、2c、…供给电力(电能)，并指定通信地址与引爆器2a、2b、2c、…进行控制信号(电信号)的通信，碰撞判定部11在判断为因车辆与其他物体碰撞而向车辆施加了不必要的冲击的情况下，使用通信电路14通过总线3把用于使辅助约束装置(未作图示)工作的点火执行信号(点火执行指令)送出到引爆器2a、2b、2c、…。

并且，控制单元1通过过电流防止用的熔断器5和点火开关(IG/SW)6，连接储存车辆所用电力的车载电池7，通过防止电流倒流的保护二极管15所输入的车载电池7的电力被供给到生成构成碰撞判定部11的CPU等的电源的+5V电源16，并且也被供给到向引爆器2a、2b、2c、…供给电力的通信电路14。并且，在控制单元1中还具有：备用电容器17，其储存电力并作为后备电源，以在来自车载电池7的电力供给停止的情况下也能工作一定时间；用于给备用电容器17充电的保护二极管18a、18b以及升压电路19等。

另外，由于与公共总线3连接的引爆器2a、2b、2c、…的结构都相同，因而以下以引爆器2a为例进行说明。

如图2所示，在引爆器2a中具有控制电路21，该控制电路21基于使用总线3的通信诊断和来自控制单元1的指示执行点火控制，控制信号(指令)从总线3通过接收缓冲器22被输入到控制电路21，并且，对控制信号的响应信号(响应)从控制电路21通过发送缓冲器23被输出到总线3。

从总线3供给的电力被供给到生成控制电路21等的电源的+5V电源24，并且通过保护二极管25，被供给到升压电路26，该升压电路26生成引爆器2a对点火剂进行点火并使辅助约束装置工作所需的电力。

电容器28通过保护二极管27连接到升压电路26的输出，可储存引爆器2a对点火剂进行点火并使辅助约束装置工作所需的、由升压电路26升压后的电力。

保护二极管27的输出(阴极端子)与电容器28并联地连接着开关元件29、引爆器2a中内置的用于对点火剂进行点火的点燃元件30、以及开关元件31的串联电路。具体地说，保护二极管27的输出通过开关元件29连接到点燃元件30的一个端子，点燃元件30的另一端子通过开关元件31接地。控制开关元件29和开关元件31的导通和断开的控制端子双方都连接到控制电路21。

如图3和图4所示，引爆器2a是通过将分别制造成部件的火药单元40和通信及点火单元50相互组装来构成的。

火药单元40构成为具有：有底圆筒状的盖41；在该盖41内填充的火药42；插入盖41的开口侧端部41a内并通过例如焊接等固定在盖41上的引爆器头43；设置在该引爆器头43的前端面43A的点燃元件30；以及在盖开口侧端部41a的外周从该处进一步向轴线方向外侧突出设置的中空的单元连接部44。

火药42是用于点燃辅助约束装置的气体发生剂的点火剂。

该火药42通过引爆器头43被隔绝成与IC基板51非接触的状态，并保持以下状态：从火药42中排放出的气体不能移动到IC基板51侧、IC基板51内所含的水分不能移动到火药42侧。

因此，火药42可以使用适合于点燃例如ZPP等气体发生剂的现有引爆器用火药。

引爆器头43构成为具有：具有导电性的引爆器头主体43a；以及设置在其内部的管状绝缘部件43b。

根据该结构，引爆器头43可使设置在其前端面43A上的点燃元件30和通信及点火单元50侧的IC基板51电连接。并且，如上所述，引爆器头43还担负着作为使火药42和IC基板51非接触地隔绝的隔板的作用。

通信及点火单元50具有通信及点火用的IC基板51，作为与外部信号线即2线式总线3连接的连接端子的引脚52a和52b以从后端侧延伸的状态与该IC基板51连接，并且，作为与构成火药单元40的引爆器头43连接的连接端子的引脚52c和52d以从前端侧延伸的状态与该IC基板51连接。

在IC基板51上安装有：上述控制电路21、接收缓冲器22、发送缓冲器23、+5V电源24、保护二极管25、升压电路26、保护二极管27、电容器28、开关元件29以及开关元件31。

引爆器2a的组装，例如按以下步骤进行。

首先，将火药42和引爆器头43按该顺序插入到盖41内，将盖41和引爆器头43通过焊接等进行一体化，之后，通过把使用例如树脂等预先成形的单元连接部44固定在盖开口侧端部41a的外周，构成火药单元40。该单元连接部44可以通过树脂镶嵌成形等一体成形在盖开口侧端部41a的外周。

与该火药单元40分开地，预先将引脚52a、52b、52c、52d连接到安装有上述控制电路21等的IC基板51上，构成通信及点火单元50。

然后，把通信及点火单元50插入到设置在火药单元40上的单元连接部44的中空部内，直到IC基板51的前端侧延伸的引脚52c、52d与引爆器头43的后端面43B接触，之后，把单元连接部44和IC基板51之间的间隙通过模制树脂53进行密封，从而使火药单元40和通信及点火单元50一体化。

这样，由于单元连接部44和IC基板51之间的间隙填入了树脂，因而，没有必要使单元连接部44的内形和IC基板51的外形相互对应。

这样，在把通信及点火单元50组装在火药单元40上而构成的引爆器2a中，通过引脚52a、52b来供给对控制电路21的控制信号，通过引脚52a、52b、IC基板51、引脚52c、52d以及引爆器头43来对点燃元件30供给点火用的电力。

因此，当控制单元1向总线3供给电力时，由于引爆器2a的点燃元件30对火药42进行点火并使辅助约束装置工作所需的电力储存在电容器28内，因而当在该状态下，控制单元1把点火执行信号(点火执行指令)发送到引爆器2a时，引爆器2a的控制电路21可使开关元件29和开关元件31导通，向点燃元件30供给储存在电容器28内的电力，并使在引爆器2a中内置的火药42爆炸来使辅助约束装置工作。

如以上说明的那样，根据本实施例的引爆器2a、2b、2c、…，由于构成火药单元40的火药42、点燃元件30和引爆器头43被做成1个部件，因而，与IC基板51的大小和形状等没有关系，可使火药42的体积和密度恒定。并且，由于火药42和IC基板51由引爆器头43隔绝，因而，IC基板51内所含的水分不会移动到火药42侧，即使从火药42中排放出腐蚀性气体(例如，氯)，该气体也不会移动到IC基板51侧。因此，可有效地防止火药42和IC基板51的性能相互干扰。

并且，由于预先分别生产各单元40和50，之后对它们进行组装，因而，可实现生产技术性的提高，并且，由于可在引爆器制造厂制造火药单元40，可在IC基板制造厂制造通信及点火单元50，即可在专业制造厂分别制造它们，因而性能和可靠性也提高。

另外，本发明不限于上述实施例，可在不背离其要旨的范围内进行各种设计变更。

例如，只要是使用了火药的系统中所使用的引爆器，其应用对象不限于安装在汽车上的气囊装置、预张紧装置等乘员保护装置，而是可进行各种应用。

Claims

1.一种总线连接用的引爆器，多个该引爆器通过公共总线与控制装置连接，并可根据从前述控制装置供给的电能和电信号选择性地进行工作，前述引爆器特征在于，

具有与前述总线电连接的通信及点火电路的通信及点火单元组装在火药单元上，该火药单元具有：火药、点燃元件、以及介于该点燃元件和前述通信及点火电路之间使两者在空间上隔绝并使两者电连接的引爆器头，

其中，前述火药、前述点燃元件、以及前述引爆器头被收纳在盖内，并成为1个部件。