CN100397027C - 点火器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点火器组件，能够通过确保金属套环和电点火器之间的连接结构以阻止湿气进入到气体发生器内，确保了气体发生器的操作可靠性。该点火器组件包括电点火器和围绕所述电点火器的至少一部分的金属套环以及利用树脂彼此连接成一体，其中在所述金属套环上沿围绕所述电点火器的方向设置有环形凸起部分和圆筒形凸起中的至少一个，且所述凸起被树脂覆盖。

Description

点火器组件

技术领域

本发明涉及一种在诸如用于机动车辆安全系统的气囊气体发生器、安全带预张紧器的气体发生器、幕帘式气囊的气体发生器等中使用的点火器组件，更具体地说，涉及一种点火器组件，其中有待由电信号启动的电点火器以及围绕该电点火器至少一部分的金属套环用树脂予以结合成一体，以及一种使用该点火器组件的气体发生器，以及该点火器组件中的金属套环和树脂的组合结构。

背景技术

点火器组件包括由来自碰撞检测系统的电信号启动的电点火器，且通过插装金属套环等而被安装在机动车辆的各种安全装置上，例如用于气囊的气体发生器、用于安全带预张紧器的气体发生器、用于幕帘式气囊的气体发生器。由于点火器组件承担启动这些安全装置的作用，为了不失败地启动气体发生器，点火器组件必须可靠启动。

而且，通常在点火器组件中，包括在电点火器内的点火药要被点燃和燃烧，因此必须使点火药避免吸收湿气，以便可靠地启动点火器组件。此外，由于点火器组件被安装在气体发生器上，必须可靠地将点火器组件于气体发生器上的安装部分予以密封或在点火器组件自身内的各构成元件之间进行密封以便防止作为填充在气体发生器内的气体生成剂等吸收湿气。因此，点火器组件的上述操作不仅必须可靠，而且要便于点火器组件自身的制造或便于将点火器组件安装在气体发生器上。

在例如JP-A 11-321541中介绍了一种传统的点火器组件。通过将点火装置和套环组件与注射模制绝缘材料结合在一起，获得该出版物中所介绍的点火装置组件(点火器组件)，其减小了注射模制部分的尺寸并适当地和便利地将点火装置组件和充气装置结合在一起。

然而，在该出版物中所介绍的点火器组件中，没有涉及考虑点火器组件自身的操作可靠性以及气体发生器中的可靠启动性。

因而，在这种传统点火器组件中，在实现充分操作可靠性和便于制造方面还存在改进的余地。

发明内容

在这种情况下，本发明旨在提供一种点火器组件，其中电点火器和金属套环的组合结构能可靠地阻止湿气进入到气体发生器，且操作可靠性得以确保，而不增加制造步骤和制造成本。

利用具有下述特征的本发明的点火器组件，解决了上述问题。

也就是，本发明提供了一种点火器组件，其中电点火器和围绕所述电点火器至少一部分的金属套环利用树脂结合成一体，其中在金属套环上沿围绕所述电点火器的方向设置有环形凸起和圆筒形凸起中的至少一个，而所述凸起被所述树脂覆盖。

电点火器基于启动信号被启动，以产生启动气体发生器的火焰，且所述电点火器包括至少一单独导电销，用于将通过导电销接收到的电能转换成热能的手段(例如电桥标准导线)，以及由所转换的热能点燃而燃烧的点火药。而且，金属套环用于将电点火器固定在气体发生器上，且其具有至少一个或多个凸起。

所述凸起形成为环形和/或圆筒形以围绕所述电点火器，且其形成在金属套环上。作为该凸起，可以设置一个或多个环形凸起，或可以设置一个或多个圆筒形凸起，或可以同时设置环形凸起和圆筒形凸起两者。例如，当金属套环具有电点火器的导电销穿过的内孔时，所述凸起可以设置在形成内孔的部分上。而且，所述凸起可以以圆筒形形成在金属套环的端面上，以环绕电点火器的周边。特别是，希望形成圆筒形的凸起，因为可以获得大的凸起表面面积且可以使与树脂的接触面积足够大。

所述凸起与电点火器和金属套环结合成一体并被树脂覆盖，且优选地，所述凸起在厚度方向上被树脂夹持。通过用树脂夹持凸起，金属套环和树脂得以可靠地结合，使得在金属套环和树脂之间不会出现允许湿气通过的间隙。为了将凸起插置于树脂内，优选地，利用树脂的模塑收缩或脱模后收缩。因而，优选地，结合电点火器和金属套环为一体的树脂被注射模制在电点火器和金属套环之间。同样优选地，在注射模制时树脂被注塑以覆盖所述凸起。通过注射模制树脂预期地模塑收缩或脱模后收缩，从而树脂可以夹持所述凸起。

如上所述，在本发明的点火器组件中，凸起被设置在金属套环上，从而利用树脂的模塑收缩或脱模后收缩，金属套环和树脂得以可靠地结合，在制造时不造成任何困难。

顺便说一句，考虑到通过树脂的模塑收缩或脱模后收缩插置所述凸起，优选地凸起做得较厚，但不至于干扰点火器组件结构的程度。为此，优选地根据所使用树脂的模塑收缩率来确定凸起的厚度。

在本发明中，结合电点火器和金属套环成一体的树脂优选地具有1％或更小的模塑收缩率，更优选地具有介于0.1％和0.8％之间的模塑收缩率。即使是在注射模制后固化的树脂也可以用于本发明的点火器组件中，因为任何树脂都会发生某种程度的模塑收缩。然而，不希望使用模塑收缩率超过1％的具有大的模塑收缩的树脂，因为它会变形、翘曲或固化后产生缩痕，从而会在电点火器和树脂之间或在金属套环和树脂之间形成间隙。当模塑收缩率不小于0.1％时，凸起可以通过树脂的模塑收缩可靠地夹持，而这是优选的。

顺便说一句，对于包含诸如玻璃纤维、无机填充物等无机填充材料的树脂，由于有机填充材料的取向，注射模制树脂的流动方向(MD)上的和在垂直于流动方向的方向(TD)上的模塑收缩率是不同的。因此，在使用这种树脂的情况下，采用(在流动方向和垂直方向)具有这样一种模塑收缩率的树脂使得至少在电点火器与树脂之间、在金属套环和树脂之间不产生不希望的间隙。

而且，包含无机填充材料的树脂在垂直方向比在流动方向上具有更大的模塑收缩率，因此优选地，凸起形成得在树脂的垂直方向上比在树脂的流动方向上具有更大的厚度。通过这样做，凸起利用模塑收缩的树脂被更可靠地保持，同时抑制在树脂流动方向上的收缩系数。

相应地，当凸起被形成为圆筒形以环绕点火器组件且所述凸起在其厚度方向上被模塑收缩树脂夹持时，优选地，树脂被沿圆筒柱形凸起的轴向流动方向注射模制。

此外，作为在本发明中所使用的树脂，可以使用热固性树脂，但是考虑到注射模制，优选地使用热塑性树脂，且更优选地使用包含玻璃纤维或其它无机填充材料的树脂。在这种树脂中，在23℃下(下文仍适用)浸泡24小时后吸水系数优选地为0.005～0.5％，更优选地为0.005～0.3％，而抗张强度优选地为70～250MPa，更优选地为100～250MPa。此外，希望使用线性膨胀系数不大于8×10^-5/℃、抗张强度不小于100MPa且绝缘强度击穿电压不小于10MV/m的树脂。特别是，抗张强度优选地不小于170MPa但是不大于250MPa。因而，抗张强度优选地不小于100MPa但是不大于250MPa，更优选的是不小于170MPa但是不大于250MPa。

这种树脂的实例包括尼龙612、聚丙烯酸脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚或液晶聚合物。这些树脂可以包含诸如玻璃纤维、玻璃填充物或矿物等无机填充材料。特别地，优选的是，聚对苯二甲酸丁二醇酯中包含重量百分比为20～80的玻璃纤维，聚苯硫醚中包含重量百分比为20～80的玻璃纤维，液晶聚合物中包含重量百分比为20～80的矿物。特别是，在使用包含玻璃纤维的玻璃增强树脂的情况下，希望将玻璃纤维的取向调整为沿着插入树脂的导电销的延伸方向。这是因为树脂的沿导电销厚度方向的模塑收缩率变得足够大，以可靠地阻止湿气渗入到树脂和导电销之间。而且，在每种树脂材料中的无机填充材料的百分比更为优选地为20～50重量百分比。

通过注射模制后利用上述模塑收缩树脂夹持所述凸起，湿气不能透过树脂抵达点火药，从而可以尽可能地避免由于点火药吸收湿气而导致的劣化。也就是，当电点火器和金属套环使用这样一种树脂而彼此结合成一体时，可以获得这样一种点火器组件，即在长时间留置在机动车辆等中后，仍呈现原始操作性能。特别是，由于通过注射模制可以实现高生产率和低成本，因此优选地使用包含填充材料的聚苯硫醚或液晶聚合物。

此外，在本发明的点火器组件内，优选地设置一阻止树脂和金属套环转动的转动阻止手段，以便更牢靠地结合树脂和金属套环。这种转动阻止手段的一个示例可以通过在金属套环上的、与树脂的接触范围上设置一凹凸部分以使树脂与该凹凸部分啮合来形成。所述凹凸部分也可以形成在所述凸起上，且当凹凸部分形成在凸起上的由树脂夹持的表面上时，凹凸部分和树脂可以彼此牢靠地啮合，以阻止树脂和金属套环之间的转动。

然而，当凹凸部分作为转动阻止装置形成在金属套环上时，优选的是，与凹凸部分啮合的树脂形成得不被由电点火器启动而产生的压力损伤。例如，为了消除凹凸部分造成树脂破裂的可能性，非凹凸部分优选地被形成在金属套环的支撑电点火器来抵抗在电点火器启动时所产生的压力的部位或表面上。因而，在形成于凸起上包括凹凸部分的转动阻止手段时，所述转动阻止手段优选地形成在沿点火器组件的轴向延伸的圆筒形凸起上。

而且，如果金属套环上的电点火器的导电销从中穿过的内孔形成得比至少电点火器的外径具有更小的内直径部分，那么电点火器决不会因树脂在电点火器启动时所产生的热量而熔化等时从内孔掉落。例如，一径向向内延伸的突起形成在所述内孔形成其上壁面上，而且还有，内孔可以被形成为椭圆形、矩形、各种多边形或类似的形状。在如此形成的金属套环上，电点火器由具有更小内直径的内孔支撑，从而电点火器绝不会从该内孔掉落。此外，所述内孔形成为除了圆形之外的任何形状，例如椭圆形、多边形等，其有助于阻止树脂和套环之间的转动。因此，希望形成其形状可以阻止树脂和套环之间转动的内孔。

此外，在上述点火器组件内，在金属套环的用于配装连接器的部分不被树脂覆盖，使金属套环的该部分外露。从而，可以消除因点火器组件启动时产生的反动力使配装在该部分上的连接器会被移位的可能性。

而且，在点火器组件内，由于树脂可以在上述凸起处被固定在金属套环上，因此用于固定两者所需的额外树脂得以减少以降低制造成本。

在上述点火器组件内，不仅单独一个电点火器设置在单独一个金属套环上，而且两个电点火器可以设置在单独一个金属套环上。即使当两个电点火器设置在单独一个金属套环上时，金属套环和各电点火器也可以用树脂结合成一体，且通过在套环上设置上述凸起，树脂和金属套环可以被可靠地结合。

上述点火器组件可以连同例如在启动时被燃烧和/或膨胀、用于产生操作气体的气体生成剂等一起被容置在具有排气口的壳体内，从而形成用于本发明的气囊气体发生器。

在本发明的使用上述点火器组件的气体发生器中，金属套环和树脂被可靠地结合且湿气不能从该部分渗入。因而，可以避免气体生成剂等吸收湿气，且即使在长期使用后，也能保证气体发生器的操作可靠性，而且还可以获得原始操作性能。

这种气体发生器可以在壳体内包括容置气体生成剂的单独一个或两个以上的燃烧室，或者除了有待燃烧的气体生成剂之外还可以填充加压介质以作为操作气体。而且，所述气体发生器不仅被用于气囊的气体发生器，而且还可以被用于安全带预张紧器的气体发生器或幕帘式气囊的气体发生器。

根据本发明，在不增加点火器组件制造成本的情况下，可以有效地阻止湿气渗入到点火器的内部。

于是，在使用这种点火器组件的气体发生器中，由于湿气不能渗入到点火器组件的内部，可以有效地阻止气体生成剂等吸收湿气和劣化，从而可以获得一种在长期使用后仍能维持原始性能的气体发生器。

附图说明

图1是一个显示符合本发明的点火器组件的垂直横截面视图；

图2是一主要部分的垂直横截面透视图，显示一个实施例中的金属套环；

图3是一个显示用于本发明气囊的气体发生器的垂直横截面视图；

图4是一个显示用于本发明气囊的另一种气体发生器的垂直横截面视图。

附图标记说明

1   电点火器

2   金属套环

3   树脂

9   第一凸起

10  第二凸起

100 点火器组件

103 壳体

具体实施方式

下文参照附图中所示的实施例说明用于本发明气囊的气体发生器。

图1是一个显示点火器组件的一个实施例的垂直横截面视图。特别是，在该图所示的点火器组件中，单一一个金属套环2和单一一个电点火器1通过树脂3彼此结合成一体。

电点火器1包括一对导电销5和一点火部分4，所述导电销5利用电桥标准导线(图中未示出)在点火部分4内彼此桥接(bridged)，同时导电销5彼此电绝缘。存在于点火部分内的点火药与桥接在两个导电销5之间的所述电桥标准导线接触，且所述点火药通过所述电桥标准导线所产生的热而点燃和燃烧，以产生启动气体发生器所需的火焰。

于是，电点火器1通过树脂3与金属套环2相结合成一体。

金属套环2被形成为近似圆筒形，且在其内部包括用于配装连接器(图中未示出)的连接器配装部分6以及与树脂接触的树脂填充部分7。朝向金属套环2的中心环向延伸的内孔形成部分8设置在连接器配装部分6的树脂填充部分7上，以便以其端部形成一内孔12。

然后，靠近内孔形成部分8的连接器配装部分6的一表面向上(换句话说，朝向树脂填充部分7)倾斜，使得内孔形成部分8变窄，倾斜和突出的部分被定义为第一凸起9。也就是，在该实施例中，形成内孔12的内孔形成部分8的一部分被定义为第一凸起9。

于是，由于树脂也填充在该倾斜部分中，环向形成的第一凸起9被树脂覆盖。因此，由于树脂模塑收缩或脱模后收缩，第一凸起9在厚度方向被保持在于倾斜部分中填充的树脂与存在于内孔形成部分8的树脂填充部分7上的树脂之间，使得树脂3和金属套环2被牢靠地连接。

而且，在该实施例所示的金属套环2中，第二凸起10设置在树脂填充部分7的端部上。第二凸起10被形成为沿金属套环2的轴向延伸的大致圆柱形，且其围绕电点火器。由于第二凸起10也被将电点火器1和金属套环2结合成一体的树脂覆盖，因此由于树脂3的模塑收缩或脱模后收缩，第二凸起10被保持在厚度方向上，使得树脂3和金属套环2被牢靠地连接。

在图1所示的点火器组件中，环向形成的第一凸起9以及形成为圆筒形的第二凸起10被设置在金属套环2上。但是，该凸起也可以设置在任意一个方向。在这种情况下，通过形成象第二凸起10这样的轴向延伸的凸起且随后将凸起插置在树脂中可以获得更佳的效果。这是因为通过形成象第二凸起10这样的轴向较长的凸起，凸起和树脂之间的接触面积可以被充分地保证。而且，为了进一步减少树脂的使用量，优选地是设置图1所示的第一凸起9。

由于树脂的模塑收缩或脱模后收缩，第一凸起9和第二凸起10在厚度方向上被夹持，使得树脂3和金属套环2可以被可靠地连接。也就是，这意味着在金属套环2和树脂3之间不会形成湿气通过的间隙，并确保气体发生器等的可靠操作等。为此，优选的是，用于使电点火器1和金属套环2结合成一体的树脂3不那么具有吸水性且具有小的线性膨胀率。

在该实施例的点火器组件中，具体地说，可以使用通过将33％的玻璃填充物混入尼龙612(在流动方向的模塑收缩率：0.2％，在与之垂直的方向上的模塑收缩率：0.3％，以及线性膨胀率：2.3×10^-5cm/cm℃)中所制备的树脂。这种树脂3是优选的，因为模制后的变形或弯曲可以被遏制，同时具有模适合于保持凸起9和10的模塑收缩率。

于是，在本发明的点火器组件中，为了使树脂3更可靠地夹持所述凸起，希望在树脂3和金属套环2之间设置转动阻止手段。为此，同样在该实施例中，设置有用于阻止这些元件之间转动的手段(凹凸部分11)。

为了阻止这些元件之间的转动，在该实施例中，类似内齿轮的凹凸部分11形成在第二凸起的内周表面上，以使树脂3与凹凸部分11啮合，如图2所示。凹凸部分11不仅可以被形成在第二凸起10的内周表面上，而且其可以形成在金属套环2的任何部分上，只要其与树脂接触即可。因此，例如，凹凸部分11也可以被形成在第一凸起9上。顺便说一句，当凹凸部分11象该实施例那样被形成在第二凸起10上时，在电点火器启动时的压力不作用在所述凹凸部分上，使得可以阻止起始于凹凸部分11的树脂的破裂等。

采用上述方式形成的点火器组件可以连同被点燃和燃烧以便产生燃烧气体的气体生成剂等一起被设置在具有排气口的壳体中，因而，例如可以获得用于下述实施例2中所示的气囊用气体发生器。

实施例2

图3和4显示了使用与上述点火器组件具有相同特征的点火器组件100的气囊用气体发生器的实施例。

该气体发生器在壳体103内具有包括上述点火器组件100的点火装置、由于所述点火装置的启动而被点燃和燃烧从而产生使气囊(囊体)充气的操作气体的气体生成剂105以及对气体生成剂105的燃烧而产生的操作气体进行净化和/或冷却的过滤装置106，所述壳体103通过将具有排气口的扩散器壳体101以及封闭该扩散器壳体的封闭壳体102组合在一起而形成。

在图3所示的气体发生器内，在其外周表面设置有多个火焰传送孔107的内圆筒形件108设置在壳体的中心，用于容置点火装置的空间109形成在内圆筒形件108的内侧，用于容置气体生成剂105的燃烧室110径向形成在外侧。

图3所示气体发生器的点火装置包括上述实施例中所示的点火器组件100以及火焰增强药111，火焰增强药由于点火器组件的启动而被点燃和燃烧并随后从火焰传送孔107将火焰喷出以点燃气体生成剂。点火器组件100被固定在内圆筒形件108的下部。通过对内圆筒形件108的开口端112进行卷边来固定点火器组件100的金属套环113等而将内圆筒形件108和点火器组件100予以连接。然后，通过将配装点火器组件100的所述开口端112用焊接等方式连接到封闭壳体102上，将内圆筒形件108予以结合。

气体生成剂105被容置在燃烧室110内，用于净化和/或冷却由气体生成剂105的燃烧而产生的操作气体的过滤装置106被设置在其外侧。过滤装置106使用层叠的金属丝网等被形成为圆筒形，且其外周表面设置得面对壳体103的内周面。优选地，用作气流通路的间隙被形成在过滤装置106的外周表面和壳体103的内周面之间，使得整个过滤装置106得以全面地被利用。过滤装置106的外周表面由多孔圆筒状的冲孔板114支撑，以便遏制过滤装置沿径向向外膨胀。

在上述气体发生器中，当启动点火器组件100时，设置在附近的火焰增强药111被点燃和燃烧，以从形成在内圆筒形件108上的火焰传送孔107将火焰喷入燃烧室110内。该火焰点燃和燃烧燃烧室110内的气体生成剂105，从而产生操作气体。在通过过滤装置106期间，所述操作气体被净化和/或冷却，然后气体冲裂开封闭排气口104的密封带115，从排气口104排出。顺便说一句，在图3中，附图标记116表示被形成为基本环形的下板，该下板起保持燃烧室110内的气体生成剂105的作用。

此外，该点火器组件可以被用在图4所示的气体发生器中。该图中所示的气体发生器与图3中所示气体发生器的不同之处在于，在壳体内没有设置内圆筒形件(图3中的附图标记108)。因此，该实施例的特征特别是在于点火器组件的结构和其设置方法。

亦即，在该图所示的气体发生器中，点火器组件100被直接安装在封闭壳体102上，而气体生成剂105被设置的围绕点火器组件。相应地，在该图中所示的气体发生器内，没有使用火焰增强药(图3中的附图标记111)，而当点火器组件100被启动时，它的火焰直接点燃和燃烧气体生成剂105，产生用于使气囊充气的操作气体。

具体地说，在该图所示的方面中，形成壳体的封闭壳体大致在其中心处具有一设置有向内弯折的周边壁部分120的中心孔口121，点火器组件100被容置在中心孔口121中，周边壁部分120的端面和点火器组件100的金属套环113彼此相配接。通过焊接等方式使这些元件彼此相配接，使得点火器组件的金属套环通过这种适当手段得以固定。如该图所示，在点火器组件100的金属套环113上形成台阶切口部分122，与中心孔口121的周边壁部分的端面相靠接，从而可靠地固定点火器组件并消除在启动时点火器组件脱落的可能性。在图4中，与图3所示相同的元件用相同的附图标记表示，在此省略对相同元件的介绍。

Claims (8)

1.一种点火器组件，通过用树脂将电点火器和围绕所述电点火器至少一部分的金属套环结合成一体而构成，

其中，在所述金属套环上沿围绕所述电点火器的方向设置有环形凸起和圆筒形凸起中的至少一个，

所述凸起被所述树脂覆盖，

一凹凸部分形成在所述金属套环的至少与树脂接触的部分上，且所述凹凸部分与树脂啮合，

在所述金属套环上，形成有沿点火器组件轴向延伸并围绕电点火器的周边的筒形凸起，且所述凹凸部分形成在该筒形凸起的内周面上。

2.如权利要求1所述点火器组件：其特征在于：所述凸起形成为圆筒形，围绕所述电点火器的周边并沿点火器组件的轴向延伸。

3.如权利要求1或2所述点火器组件：其特征在于：所述金属套环具有电点火器的导电销在其中穿过的内孔，所述凸起设置在形成所述内孔的朝向内孔中心环向伸出的部分上。

4.如权利要求1～3之一所述点火器组件：其特征在于：覆盖所述凸起的树脂沿其厚度方向夹持所述凸起。

5.如权利要求1～6之一所述点火器组件：其特征在于：所述金属套环具有电点火器的导电销在其中穿过的内孔，所述内孔的孔口形状形成为标准圆形以外的任何形状。

6.如权利要求1～7之一所述点火器组件：其特征在于：所述金属套环具有电点火器的导电销在其中穿过的内孔，所述内孔形成得具有至少小于电点火器外直径的的内直径部分。

7.一种气体发生器，包括形成外壳的壳体、设置在所述壳体内的点火器组件、以及通过启动所述点火器组件而点燃和燃烧的气体生成剂，其特征在于：所述点火器组件是权利要求1～7中任一权利要求所述的点火器组件。

8.一种点火器组件中的金属套环和树脂的组合结构，其中，电点火器和围绕所述电点火器至少一部分的金属套环通过树脂彼此结合成一体，其特征在于：

在所述金属套环上沿围绕所述电点火器的方向设置有环形凸起和圆筒形凸起中的至少一个，

所述凸起利用电点火器和金属套环之间的注射模制树脂的模塑收缩或脱模后收缩与所述树脂相结合，

一凹凸部分形成在所述金属套环的至少与树脂接触的部分上，且所述凹凸部分与树脂啮合，

在所述金属套环上，形成有沿点火器组件轴向延伸并围绕电点火器的周边的筒形凸起，且所述凹凸部分形成在该筒形凸起的内周面上。

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