JP2007314050A

JP2007314050A - 点火器を含む装置

Info

Publication number: JP2007314050A
Application number: JP2006146096A
Authority: JP
Inventors: Masato Hirooka; 正人廣岡; Mikio Yabuta; 幹夫藪田
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-12-06
Also published as: US8074571B2; EP1870301A1; EP1870301B1; US20080042411A1

Abstract

【課題】点火器の固定構造が改善され、全体が小型化されたインフレータの提供。
【解決手段】点火器カラー25の端部内に燃焼室ハウジング23の端部が挿入され、燃焼室ハウジング23の環状溝39に対して点火器カラー25をかしめる（かしめ部38）ことで、点火器カラー25と燃焼室ハウジング23が固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の乗員拘束装置に使用されるインフレータ等として使用できる点火器を含む装置に関する。

点火器は、エアバッグ用インフレータをはじめ、車両の乗員拘束装置に使用されるインフレータやアクチュエータ、歩行者保護装置などに使用されており、特に装置全体の小型化の観点から、点火器の取り付け部分の小型化が望まれている。

点火器からは、衝撃波、燃焼ガスなどが発生されるため、密閉容器内に点火器を配置した場合、前記容器の耐圧性能を確保するために容器の壁厚を厚くしたり、前記容器に固定するときには、作動圧によって点火器が抜けたりしないように固定する必要があった。このことが、点火器の固定部分を嵩張らせ、インフレータやアクチュエータの寸法を大きくさせていた原因の一つでもあった。

特許文献１に開示されたガス発生器は、筒状部材１５の燃焼室３側一端を閉塞する閉塞部材１１に点火器７が取り付けられている。閉塞部材１１に対して、点火器７はかしめて固定されており、更に筒状部材１５が閉塞部材１１の外周面に当接した状態でかしめられている。

かしめ固定のため、筒状部材１５の端部には、内側に突起した突起部が形成されることになるが、閉塞部材１１には外部コネクタの接続凹部が形成される。このため、筒状部材１５への固定に際しては、閉塞部材１１の外周面と接続凹部との間の肉厚を確保して、かしめ部分の深さを大きくして固定強度を高め、かつ、かしめが接続凹部の形状に影響を及ぼさないようにする必要があり、そのため閉塞部材１１の外径を大きくする必要がある。例えば、かしめ部分の厚さが薄いと、かしめ部分の深さが浅くなって十分な固定強度が得られなくなり、更に外側からかしめたとき接続凹部が形成されやすく、コネクタを接続することができなくなる。また、筒状部材１５に対して閉塞部材１１を十分な強度で固定することが難しく、燃焼圧力等で閉塞部材１１が外れやすくなる。

よって、かしめ部分は肉厚にせざるを得ず、更にその外側に筒状部材１５の端部が嵌め込まれるため、ガス発生器全体として外径が大きくなっている。
ＥＰ０９９７３５６Ａ２

本発明は、点火器の取り付け部分における点火器カラーを含む固定構造を改善することで全体を小型化することができ、車両の乗員拘束装置に使用されるインフレータ等として使用できる点火器を含む装置を提供することを課題とする。

〔請求項１〕
本発明は、課題を解決するための手段として、
点火器を有し、更に前記点火器を固定するための点火器カラーと、外殻を形成するための筒状ハウジングを有する装置であり、
前記点火器カラーと前記筒状ハウジングが、前記点火器カラーの一端部の壁面と前記筒状ハウジングの一端部の壁面が厚さ方向に積層されることで組み合わされ、前記積層部分において外側からかしめることで互いに固定されており、
前記積層部分の外径が、前記点火器カラー及び前記筒状ハウジングの少なくとも一方の外径を基準外径としたとき、前記基準外径に対して±１０％以内の寸法であり、
前記かしめられた積層部分の内側層の厚み（ｈ_２）が、前記かしめ深さ（ｈ_１）の１．５倍以上である、点火器を含む装置を提供する。

本発明でいう「点火器を含む装置」は、装置の構成要素として点火器を含むものであり、例えば、車両の乗員拘束装置（エアバッグ装置等）に用いる各種インフレータ（ハイブリッドインフレータ、パイロインフレータ等）、エアバッグ装置以外の人員拘束装置（歩行者保護の目的で衝突の際に車両のボンネットを持ち上げる装置、ステアリングを車両前方に引き込む装置等）に用いる各種アクチュエータ及びガス発生器を挙げることができる。

点火器は、点火部と保持部を含むものである。点火部は、着火薬、ブリッジワイヤ、導電ピン、導電ピンを支持するヘッダ、着火薬を保持するカップなどを有するものである。保持部は、点火部の外周面の少なくとも一部を包囲する樹脂等からなるもので、点火部を固定するための部材である。

点火器カラーは、両端側が開口している略筒状部材であり、金属等からなるものである。一端側の開口部には、コネクタ接続用の空間（凹部）が形成されている。

筒状ハウジングは、全体として１つのハウジングからなるものでもよいし、２以上のハウジングが組み合わされたものでもよい。例えば、点火器を含む装置がハイブリッドインフレータの場合には、加圧ガスが充填された加圧ガス室ハウジングと、ガス発生剤が充填された燃焼室ハウジングを別々に用意して、これらを溶接一体化して、全体として１つのハウジングにしてもよい。なお、ハウジングの幅方向の断面形状は、点火器カラーと接続できるものであれば特に制限されるものではなく、円形、楕円形、多角形等でよく、ハウジングの軸方向の形状も特に制限されるものではなく、一般的な筒状のほか、Ｌ字状のものでもよい。

点火器カラーと筒状ハウジングの組み合わせは、点火器カラーの一端部（外側層）内に筒状ハウジングの一端部（内側層）が挿入されることで、それぞれの壁面が厚さ方向に積層されている場合、筒状ハウジングの一端部（外側層）内に点火器カラーの一端部（内側層）が挿入されることで、それぞれの壁面が厚さ方向に積層されている場合等がある。なお、積層部分の長さは特に制限されるものではなく、装置全体の長さや固定強度等との関連にて決定される。

前記積層部分の厚さは、点火器カラーの一端部壁面の厚さと、筒状ハウジングの一端部壁面の厚さを改変することで調整できるが、前記積層部分の外径が、前記点火器カラー及び前記筒状ハウジングの一方又は両方の外径を基準外径としたとき、前記基準外径に対して±１０％以内（好ましくは±８％以内）の寸法である。なお、点火器カラー及び筒状ハウジングの両方の外径を基準外径とするときは、前記の両方の外径が一致していることを意味する。

ここで０％のとき、前記積層部分の外径が、前記点火器カラー及び前記筒状ハウジングの少なくとも一方の外径と同一寸法となり、前記積層部分の外径が、前記点火器カラー及び前記筒状ハウジングの両方の外径と同一であるとき、全体の外表面が面一（段差のない状態）となる。外表面が面一であると外径を小さくすることができるため、外表面に段差があるものに比べて、限られた設置空間に対して装置を取り付けるときの作業が容易になるので好ましい。

点火器カラーと筒状ハウジングは、積層部分において外側からかしめられているが、前記かしめられた積層部分の内側層（点火器カラー端部又は筒状ハウジング端部）の厚みは、前記かしめ深さの１．５倍以上（好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上）である。

かしめ固定は、予め内側層に周方向に形成された環状溝（連続又は不連続の溝）に正対する外側層をかしめる（例えば、プレスして、前記環状溝と一致する形状になるように窪ませる）方法が適用される。このとき、内側層の厚みがかしめ深さ（実質的に環状溝の深さとなる）よりも十分に厚いと、前記環状溝の深さを大きくすることで外側層のかしめによる固定強度を高めることができ、更に前記環状溝の深さを大きくした場合でも、内表面側に突起が形成されることがなくなる。

〔請求項３〕
本発明は、課題を解決するための他の手段として、前記点火器が、点火部と該点火部の外周面の少なくとも一部を包囲した保持部を有するものであり、該保持部が前記点火器カラーと前記筒状ハウジングの両方により固定されている、請求項１又は２記載の点火器を含む装置を提供する。

点火器を点火器カラーと筒状ハウジングの両方で固定することにより、前記点火器カラーと前記筒状ハウジングの積層部分を利用することができるため、点火器カラーとハウジングの接続と、点火器の固定を一度に行うことができ、また装置全体の長さ方向の寸法を短くすることができる。ここでいう筒状ハウジングは、例えば、上記した加圧ガス室ハウジングと燃焼室ハウジングを有するハイブリッドインフレータの場合は、燃焼室ハウジングとなる。

〔請求項４〕
本発明は、課題を解決するための他の手段として、
前記点火器が、点火部と該点火部の外周面の少なくとも一部を包囲した保持部を有するもので、
前記点火器の保持部が、長さ方向の中央部又はその近傍に位置する大径部と、長さ方向の少なくとも一端部に位置する前記大径部よりも外径の小さな小径部を有しており、前記大径部の外径が前記点火部の外径よりも大きなものであり、
前記かしめ部が前記大径部と半径方向に対向していない位置にある、請求項１〜３のいずれかに記載の装置を提供する。

点火器により保持部の外形状は様々であるが、上記した大径部と小径部（場合により、両端側に２つの小径部を有する）からなる保持部を有する点火器の場合、大径部の半径方向に対向する壁面の厚さは小さくなるため、前記壁面を除いた壁面において外側からかしめる。

〔請求項５〕
本発明は、課題を解決するための他の手段として、前記ハウジングが、前記点火器の点火部から発生する燃焼生成物の放出方向を制御するためのガイドとして作用する、請求項１〜４のいずれかに記載の装置を提供する。

点火器収容部を形成するハウジングを燃焼生成物の放出方向を制御するためのガイドとして用いることにより、作動性能が高められる。

本発明の点火器を含む装置は、点火器を含む部分の固定構造を改善することにより、固定強度が高められ、装置全体が小型化される。

（１）図１〜図３の装置
図１は、本発明の点火器を含む装置がエアバッグ用のハイブリッドインフレータである場合の前記ハイブリッドインフレータの縦断面図、図２は、図１の部分図、図３は、図２の部分拡大図である。

インフレータ１０は、加圧ガス室１２、ディフューザ部１５、ガス発生器２０とを有している。

加圧ガス室１２は、筒状の加圧ガス室ハウジング１１により外殻が形成されており、アルゴン、ヘリウム等の単体又は混合物が、第１破裂板１７及び第２破裂板１８で囲まれた空間内に加圧状態（３０，０００〜６７，０００ｋＰａ）で充填されている。そのため、ディフューザ部１５及びガス発生器ハウジング２２の内部は常圧（大気圧）と等しい。

加圧ガス室ハウジング１１は、軸方向及び半径方向に対して対称形である。加圧ガス室ハウジング１１の側面には、加圧ガスの充填孔１３が形成されており、加圧ガスを充填した後にピン１４により閉塞されている。

加圧ガス室１２の一端側には、加圧ガス及び燃焼ガスを排出するガス排出孔１６を有するディフューザ部１５が抵抗溶接により接続されている。ディフューザ部１５内には、燃焼残渣を捕捉するため、必要に応じて金網等のフィルタを配置することができる。

加圧ガス室１２の他端側には、ガス発生器２０の外殻を形成するガス発生器ハウジング２２が抵抗溶接により接続されている。ガス発生器ハウジング２２は、燃焼室ハウジング２３と点火器カラー２５が組み合わされて一体化されてなるものであり、内部には固形ガス発生剤４０が充填され、開口部側には点火器３１が収容固定されている。点火器３１が収容された空間の内部形状と、点火器３１の点火部３２及び保持部３３の外部形状は一致しており、点火器３１は前記収容空間の内表面に接触している。なお、前記収容空間の内表面と点火部３２の外表面（周面）との間には隙間が存在していてもよい。

点火器３１は、エアバッグ用のガス発生器等で汎用されている公知の電気式点火器であり、点火部３２と、点火部３２の外周面を包囲した合成樹脂製の保持部３３を有し、２本の導電ピン３４を有している。導電ピン３４にはコネクターが接続され、着火電流が供給される。

点火器３１の保持部３３は、長さ方向の中央部に位置する大径部３５と、長さ方向の両端部に位置する第１小径部３６ａ、第２小径部３６ｂを有しており、大径部３５の外径は第１小径部３６ａ、第２小径部３６ｂの外径よりも大きい。大径部３５と、第１小径部３６ａ、第２小径部３６ｂの間は環状斜面となっている。点火器３１は、上側の環状斜面が燃焼室ハウジング２３の一端部と接触し、下側の環状斜面が点火器カラー２５に接触しており、これらで挟み付けられて固定されている。

燃焼室ハウジング２３と点火器カラー２５は、点火器カラー２５の一端部の筒状壁面２５ａ（外側層）内に、燃焼室ハウジング２３の一端部の筒状壁面２３ａ（内側層）が挿入され、筒状壁面２３ａと筒状壁面２５ａが厚さ方向に積層されている。積層部分を除いた燃焼室ハウジング２３と点火器カラー２５の外径は同一寸法である。

前記積層部分の外径は、燃焼室ハウジング２３及び点火器カラー２５の両方の外径を基準外径としたとき、前記基準外径と同一寸法であり、図１で示すハイブリッドインフレータ１０では、ディフューザ部１５を除いた部分の外表面が段差のない面一となっている。よって、外径を小さくすることができ、段差もないことから、ハイブリッドインフレータ１０を車両内の限られた狭い取付空間に取り付けるときの作業が容易になる。

前記積層部分の長さ（図３にてＬで示される長さ）は、ハイブリッドインフレータ１０の長さ、燃焼室ハウジング２３及び点火器カラー２５の固定強度等を考慮して決定することができる。図１の形態では、積層部分の長さＬは、点火器カラー２５の長さの１５〜３０％の範囲に設定することができる。

燃焼室ハウジング２３と点火器カラー２５は、予め燃焼室ハウジング２３の一端部の筒状壁面２３ａ（内側層）に周方向に連続して形成された環状溝３９に対して、前記環状溝２９と厚さ方向に正対する位置にある点火器カラー２５の一端部の筒状壁面２５ａ（外側層）をかしめる（かしめ部３８）ことで固定されている。

燃焼室ハウジング２３の一端部の筒状壁面２３ａ（内側層）の厚みｈ_２は、環状溝３９の深さ（かしめ部３８の深さに等しい）ｈ_１の約３．７倍（ｈ_２／ｈ_１）である。

筒状壁面２３ａ（内側層）の厚みｈ_２が、環状溝３９の深さ（かしめ部３８の深さに等しい）ｈ_１に比べて十分に大きいため、環状溝３９とかしめ部３８を深くすることで、点火器カラー２５と燃焼室ハウジング２３の固定強度が高められている。更に、環状溝３９を深くしても、筒状壁面２３ａの内表面（点火器３１と接している面）に突起が形成されることがないため、点火器３１の取り付け作業も影響を受けない。

〔図１〜図３に示すインフレータ１０の組立方法〕
加圧ガス室ハウジング１１の一端側開口部と、第２破裂板１８を取り付けたディフューザ部１５を溶接して接合する。次に、加圧ガス室ハウジング１１の他端側開口部と、第１破裂板１７を取り付けた燃焼室ハウジング２３を溶接して接合した後、所要量のガス発生剤４０を充填する。

次に、燃焼室ハウジング２３内に点火器３１を嵌め込む。次に、燃焼室ハウジング２３の筒状壁面２３ａに点火器カラー２５の筒状壁面２５ａを嵌め込み、その後、所定位置（かしめ部３８）にてかしめて、かしめ部３８と環状溝３９において、燃焼室ハウジング２３と点火器カラー２５を固定する。その後、加圧ガス室１２内にアルゴン、ヘリウム等のガスを圧入する。よって、点火器３１の固定と、燃焼室ハウジング２３に対する点火器カラー２５の固定を一度に行うことができる。

〔図１に示すインフレータ１０の動作〕
図１に示すインフレータ１０を自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合について説明する。自動車が衝突して衝撃を受けたとき、コントロールユニット（図示せず）からの作動信号を受け、点火器３１が作動点火してガス発生剤４０を燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させる。この過程にて、ガス発生器ハウジング２２の筒状壁面２３ａは、点火器３１から発生する燃焼生成物の放出方向を制御するためのガイドとして作用する。

その後、高温の燃焼ガスによるガス発生器２０内の圧力上昇により、第１破裂板１７が破壊され、加圧ガス室１２内に燃焼ガスが流入すると、圧力上昇により第２破裂板１８が破壊され、加圧ガス及び燃焼ガスは、ガス排出孔１６から排出され、エアバッグを膨張させる。

（２）図４のインフレータ
図４は、図１のインフレータ１０とは別形態の部分図である。図１は、図１〜図３のインフレータ１０とほぼ同一構造のものであるため、異なる部分のみ説明する。なお、図１と同一番号は同一の構成要素であることを意味する。

図４に示す形態では、図１〜図３のものとは逆に、燃焼室ハウジング２３の一端部の筒状壁面２３ａ（外側層）内に点火器カラー２５の一端部の筒状壁面２５ａ（内側層）が挿入され、筒状壁面２３ａと筒状壁面２５ａが厚さ方向に積層されている。そして、かしめ部４１と環状溝４２により、点火器カラー２５と燃焼室ハウジング２３が固定されている。外表面は面一であり、ｈ_２／ｈ_１は約６である。

（３）図５のインフレータ
図５は、図１のインフレータ１０とは別形態の部分図である。図５のインフレータでは、点火器３１の形状が図１〜図３で示すものとは異なっていることにより、取付構造も異なっている。なお、図１と同一番号は同一の構成要素であることを意味する。

点火器３１は、点火部３２と保持部３３からなり、点火部３２は、保持部３３により包み込まれた状態で保持され、頂面３２ａのみが露出されている。保持部３３は、大径部３５と小径部３６を有しており、大径部３５と小径部３６の間は環状斜面となっている。

図５に示す形態では、図１〜図３に示すものと同様に、点火器カラー２５の一端部の筒状壁面２５ａ（外側層）内に燃焼室ハウジング２３の一端部の筒状壁面２３ａ（内側層）が挿入され、筒状壁面２３ａと筒状壁面２５ａが厚さ方向に積層されている。そして、かしめ部４３と環状溝４４により、点火器カラー２５と燃焼室ハウジング２３が固定されている。外表面は面一であり、ｈ_２／ｈ_１は約６である。積層部分の長さＬは、図１〜図３、図４のものよりも短くなっている。点火器３１は、燃焼室ハウジング２３と点火器カラー２５との間で保持部３３が挟み付けられて固定されている。

（４）図６のインフレータ
図６は、図１のインフレータ１０とは別形態の部分図である。図６のインフレータでは、点火器３１の形状が図１〜図３で示すものとは異なっていることにより、取付構造も異なっている。なお、図１と同一番号は同一の構成要素であることを意味する。

点火器３１は、点火部３２と保持部３３からなり、点火部３２は、保持部３３では包囲されておらず、取り付け前には、頂面３２ａ及び周面３２ｂが露出された状態にあるが、図６に示すとおり、取り付け後には、周面３２ｂは、燃焼室ハウジング２３の筒状壁部２３ａで包囲され、頂面３２ａのみが露出されている。点火器３１の保持部３３は、大径部３５と小径部３６を有しており、大径部３５と小径部３６の間は環状斜面となっている。

図６に示す形態では、図１〜図３に示すものと同様に、点火器カラー２５の一端部の筒状壁面２５ａ（外側層）内に燃焼室ハウジング２３の一端部の筒状壁面２３ａ（内側層）が挿入され、筒状壁面２３ａと筒状壁面２５ａが厚さ方向に積層されている。そして、かしめ部４３と環状溝４４により、点火器カラー２５と燃焼室ハウジング２３が固定されている。外表面は面一であり、ｈ_２／ｈ_１は約４．５である。積層部分の長さＬは、図１〜図３、図４のものよりも短くなっている。点火器３１は、燃焼室ハウジング２３と点火器カラー２５との間で保持部３３が挟み付けられて固定されている。

以上の実施形態では本発明の固定構造を運転席のエアバッグ用インフレータに応用した例を示したが、そのほかインフレータとしては助手席のエアバッグ用インフレータ、サイドエアバッグ用インフレータ、カーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用インフレータ等の各種インフレータに適用でき、更にパイロアクチュエータや歩行者保護用システムに用いられる点火器を含む装置にも使用できる。

本発明の装置（ハイブリッドインフレータ）の縦断面図。図１の部分図。図２の部分拡大図。図１のインフレータとは別形態のインフレータの部分図。図１のインフレータとは別形態のインフレータの部分図。図１のインフレータとは別形態のインフレータの部分図。

符号の説明

１０ハイブリッドインフレータ
１１加圧ガス室ハウジング
１２加圧ガス室
１５ディフューザ部
１６ガス排出口
２０ガス発生器
２２ガス発生器ハウジング
２３燃焼室ハウジング
２５点火器カラー
３１点火器
３２点火部
３３保持部
３８、４１、４３、４５かしめ部
３９、４２、４４、４６環状溝部

Claims

点火器を有し、更に前記点火器を固定するための点火器カラーと、外殻を形成するための筒状ハウジングを有する装置であり、
前記点火器カラーと前記筒状ハウジングが、前記点火器カラーの一端部の壁面と前記筒状ハウジングの一端部の壁面が厚さ方向に積層されることで組み合わされ、前記積層部分において外側からかしめることで互いに固定されており、
前記積層部分の外径が、前記点火器カラー及び前記筒状ハウジングの少なくとも一方の外径を基準外径としたとき、前記基準外径に対して±１０％以内の寸法であり、
前記かしめられた積層部分の内側層の厚み（ｈ_２）が、前記かしめ深さ（ｈ_１）の１．５倍以上である、点火器を含む装置。
前記積層部分の外径が、前記点火器カラー及び前記筒状ハウジングの少なくとも一方の外径と同一寸法である、請求項１記載の点火器を含む装置。
前記点火器が、点火部と該点火部の外周面の少なくとも一部を包囲した保持部を有するものであり、該保持部が前記点火器カラーと前記筒状ハウジングの両方により固定されている、請求項１又は２記載の点火器を含む装置。
前記点火器が、点火部と該点火部の外周面の少なくとも一部を包囲した保持部を有するもので、
前記点火器の保持部が、長さ方向の中央部又はその近傍に位置する大径部と、長さ方向の少なくとも一端部に位置する前記大径部よりも外径の小さな小径部を有しており、前記大径部の外径が前記点火部の外径よりも大きなものであり、
前記かしめ部が前記大径部と半径方向に対向していない位置にある、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
前記筒状ハウジングが、前記点火器の点火部から発生する燃焼生成物の放出方向を制御するためのガイドとして作用する、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。