JP4248423B2 - Gas generator - Google Patents

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Description

本発明は、サイド用エアバッグやエアカーテン等を膨張させるのに好適なガス発生器に関する。   The present invention relates to a gas generator suitable for inflating a side airbag, an air curtain, or the like.

自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するための安全装置の1つとして、エアバッグが知られている。このエアバッグは、ガス発生器が発生する多量の高温、高圧ガスにて作動するものである。従来、このガス発生器がガスを発生する方式として、大きく分けて2種類のものが知られている。1つは、発生するガスを全て固体のガス発生剤の燃焼により生成するパイロ方式である。もう一つは、高圧のガスが保持されたボンベと、このボンベ中の高圧のガスに熱を供給するための少量の火薬組成物により大量の高温・高圧ガスを放出せしめるハイブリッド方式である。   An air bag is known as one of safety devices for protecting an occupant from an impact generated when a car collides. This airbag operates with a large amount of high-temperature and high-pressure gas generated by a gas generator. 2. Description of the Related Art Conventionally, there are two known types of gas generators that generate gas. One is a pyro type that generates all the generated gas by combustion of a solid gas generating agent. The other is a hybrid system in which a large amount of high-temperature and high-pressure gas is released by a cylinder holding a high-pressure gas and a small amount of explosive composition for supplying heat to the high-pressure gas in the cylinder.

近年、ガス発生器に求められる性能として、小型化があげられる。前者のパイロ方式のものは、ガス発生器の小型化を実現するために、ガス発生器内のガス発生剤が、燃焼により生ずるガス発生モル数を増大させることが必要となる。このガス発生剤のガス発生モル数を増大させるガス発生剤組成物としては、その組成物中に、燃料として硝酸グアニジンや、酸化剤として硝酸アンモニウムを含むガス発生剤組成物が有効である。例えば、特許文献1に記載されているように、含窒素有機化合物としてグアニジン誘導体、酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム、圧力指数調整剤、爆ごう抑制剤として珪素化合物をそれぞれ含有するガス発生剤組成物が開示されている。しかし、グアニジン誘導体や硝酸アンモニウムを多量に含有するため、燃焼速度が遅く、ガス発生器において十分な燃焼性能を得るためには、より高圧下でガス発生剤を燃焼させる必要があった。また、ガス発生器作動時の内部圧力が増大するために、ガス発生器にはより高い強度が必要とされ、大型化する。   In recent years, downsizing is one of the performances required for gas generators. In the former pyro type, it is necessary for the gas generating agent in the gas generator to increase the number of moles of gas generated by combustion in order to realize a reduction in size of the gas generator. As the gas generant composition for increasing the number of gas generating moles of the gas generant, a gas generant composition containing guanidine nitrate as a fuel and ammonium nitrate as an oxidizing agent is effective. For example, as described in Patent Document 1, a gas generant composition containing a guanidine derivative as a nitrogen-containing organic compound, a phase-stabilized ammonium nitrate as an oxidizing agent, a pressure index regulator, and a silicon compound as a detonation inhibitor, respectively. Is disclosed. However, since the guanidine derivative and ammonium nitrate are contained in a large amount, the combustion rate is low, and in order to obtain sufficient combustion performance in the gas generator, it is necessary to burn the gas generating agent under higher pressure. Moreover, since the internal pressure at the time of operation of the gas generator increases, the gas generator needs to have higher strength and is increased in size.

さらに、グアニジン誘導体や、硝酸アンモニウムなど反応性の低い原料を組成として含むガス発生剤組成物の場合、燃焼速度の遅さもさることながら、ガス発生剤の着火性の低さも問題の一つである。エアバッグは、作動し始めてからエアバッグが展開するまでの時間が30〜60msほどであり、ガス発生器のわずかな作動遅れであってもその影響は大きく、十分な性能が発揮できない。ガス発生剤の着火性が低い場合、ガス発生器内の点火器が発火しても、ガス発生剤の着火までにかかる時間が長くなり、結果としてガス発生器の着火遅れを生じる。ガス発生器の伝火薬の薬量を多くすることで、着火遅れの改善はある程度見込めるものの、伝火薬量が増加するために、ガス発生器自体の総発熱量が多くなり、その結果、冷却・フィルター部材の重量が増加し、ガス発生器はより大きなものとなる。   Furthermore, in the case of a gas generant composition containing a low-reactivity raw material such as guanidine derivative or ammonium nitrate as a composition, the low ignitability of the gas generant is one of the problems as well as the slow combustion rate. The air bag takes about 30 to 60 ms from the start of operation until the air bag is deployed, and even a slight operation delay of the gas generator has a great influence and cannot exert sufficient performance. When the ignitability of the gas generating agent is low, even if the igniter in the gas generator ignites, it takes a long time to ignite the gas generating agent, resulting in a delay in ignition of the gas generator. Although the ignition delay can be improved to some extent by increasing the amount of the charge transfer agent in the gas generator, the amount of heat transfer charge increases, so the total heat generation amount of the gas generator itself increases. The weight of the filter member increases and the gas generator becomes larger.

一方、ハイブリッド方式のものは、ガス発生剤が少量で済むため、小型化には適している。しかしながら、高圧の状態でボンベ内のガスを保持する必要性から、一般的にガス発生器として15年もの耐用年数を経るうちに高圧ガスがボンベから抜けていき、十分な性能を発揮できないおそれがある。このため、ボンベ内のガスを長期にわたって密封する必要から機械的な破壊強度が高く、シール性の高いラプチャーディスクによってボンベを密封する必要がある。この種のガス発生器としては、例えば、特許文献2に示されるものがある。このガス発生器は、高圧ガスが密閉されている第1の容器(ボンベ)のガスの気密性を高める為に破壊強度の高い破裂ダイヤフラム(ラプチャーディスク)を用い、この破裂ダイヤフラムに、燃焼室等を備えた第2の容器に設けられた中空のピストンを推進装入物(点火器)の点火によって押し進めて、第1の容器の破裂ダイヤフラムを確実に破裂させ、第1の容器の高圧ガスを確実に放出するものである。このように、確実に破裂ダイヤフラムを破壊することができるが、中空ピストン等を設置する必要があり、ガス発生器の構造が複雑化するという問題があった。   On the other hand, the hybrid system is suitable for miniaturization because a small amount of gas generating agent is required. However, because of the need to hold the gas in the cylinder under high pressure, the high-pressure gas may generally escape from the cylinder over the life of 15 years as a gas generator and may not be able to exhibit sufficient performance. is there. For this reason, since it is necessary to seal the gas in the cylinder over a long period of time, it is necessary to seal the cylinder with a rupture disk having high mechanical fracture strength and high sealing performance. An example of this type of gas generator is disclosed in Patent Document 2. This gas generator uses a rupture diaphragm (rupture disk) with high fracture strength to enhance the gas tightness of the first container (cylinder) in which high-pressure gas is sealed, and the rupture diaphragm has a combustion chamber or the like. The hollow piston provided in the second container provided with the above is pushed forward by the ignition of the propulsion charge (igniter) to surely rupture the rupture diaphragm of the first container, and the high pressure gas in the first container is It is surely released. Thus, although the rupture diaphragm can be surely destroyed, there is a problem that the structure of the gas generator becomes complicated because it is necessary to install a hollow piston or the like.

また、ボンベを確実に密閉するラプチャーディスクの破壊を、特許文献2に示されるような中空ピストン等を使用して破壊するのではなく、伝火薬剤の量を増やし点火器を含む燃焼室内の圧力を高めて破壊するものもある。しかしながら、伝火薬剤の量を増やすため、伝火薬を収納する室が必要となり、ガス発生器の小型化が困難であった。また、この場合、点火器の点火と同時にラプチャーディスクを破壊することも困難であった。   Further, the destruction of the rupture disk that reliably seals the cylinder is not destroyed by using a hollow piston or the like as disclosed in Patent Document 2, but the pressure in the combustion chamber including the igniter is increased by increasing the amount of the transfer agent. There is also a thing which raises and destroys. However, in order to increase the amount of the transfer agent, a room for storing the transfer agent is required, and it is difficult to downsize the gas generator. In this case, it is also difficult to destroy the rupture disk simultaneously with the ignition of the igniter.

また、この種のガス発生器では、ボンベ内の高圧ガスが断熱膨張してボンベから噴出してくるため、ガスを加温して放出する必要があるが、上記のものは、ボンベからのガスを十分に加温することができないという問題もあった。   In this type of gas generator, the high-pressure gas in the cylinder is adiabatically expanded and ejected from the cylinder. Therefore, it is necessary to heat and release the gas. There was also a problem that it could not be heated sufficiently.

また、特許文献3に記載の点火器において使用される薄膜ブリッジは、高温に晒されることになり、熱によってダメージを受けて、正常に動作しなくなることがある。また、導電性エポキシ樹脂によって接合した場合は、自動車用のガス発生器等の点火器として使用した場合、真夏の炎天下などで発生する高温の熱に長時間晒されることになり、導電性エポキシ樹脂の抵抗値が変化することがある。また、組立当初においても、電極表面の状態にその抵抗値が影響を受けやすいため、初期抵抗値のバラツキが大きいという問題があった。また、ワイヤーボンディングの場合は、はんだや導電性エポキシ樹脂の問題点を解消することができるが、薄膜ブリッジが塞栓の上に突出した状態で固定されているため、火薬装填時等に、押し付け力が作用した場合、断線するおそれがある。特に、特許文献3に記載されているような、ワイヤーの端面を立てて接合する、いわゆる立て付けの場合は、そのおそれが顕著となる。   In addition, the thin film bridge used in the igniter described in Patent Document 3 is exposed to a high temperature and may be damaged by heat and may not operate normally. In addition, when bonded with conductive epoxy resin, when used as an igniter such as a gas generator for automobiles, it will be exposed to high temperature heat generated under the hot summer heat for a long time. The resistance value of may change. Further, even at the beginning of assembly, the resistance value is easily influenced by the state of the electrode surface, and there is a problem that the initial resistance value varies greatly. Also, in the case of wire bonding, the problems of solder and conductive epoxy resin can be solved, but since the thin film bridge is fixed in a state protruding from the embolus, the pressing force can be applied when loading explosives. If this occurs, there is a risk of disconnection. In particular, in the case of so-called standing, which is described in Patent Document 3 in which the end surfaces of the wires are erected and joined, the risk becomes significant.

また、特許文献4には、高圧のガスが保持されたボンベと、このボンベ中の高圧のガスに熱を供給するための少量の火薬組成物により大量の高温・高圧ガスを放出せしめるハイブリッド方式のガス発生器について開示がある。   Patent Document 4 discloses a hybrid system in which a large amount of high-temperature and high-pressure gas is released by a cylinder holding high-pressure gas and a small amount of explosive composition for supplying heat to the high-pressure gas in the cylinder. There is a disclosure of a gas generator.

特開平11−292678号公報JP 11-292678 A 特開平8−253100号公報JP-A-8-253100 米国特許第6,324,979B1号明細書US Pat. No. 6,324,979B1 国際公開第WO02/062629号パンフレットInternational Publication No. WO02 / 062629 Pamphlet

本発明の目的は、従来のガス発生器に比べて短時間でエアバッグを膨張し得ることが可能であり、小型化及び構造の簡易化を同時に満足するとともに、高圧ガスボンベからのガスを加温して放出することができるハイブリッド方式のガス発生器を提供することにある。   The object of the present invention is that it is possible to inflate an air bag in a short time compared to a conventional gas generator, and at the same time satisfies the miniaturization and simplification of the structure, and warms the gas from the high pressure gas cylinder. It is another object of the present invention to provide a hybrid gas generator that can be released.

前記課題を解決するための本発明に係るガス発生器は、ボンベと、伝火薬及び点火器が収納されたハウジングと、前記ボンベの圧力を保持するとともに密封するラプチャーディスクと、前記ボンベと前記ハウジングとの間にガス滞留空間を形成するように前記ボンベと前記ハウジングとを連結保持する外筒材と、前記外筒材の内周に沿って設けられているフィルター材と、を備えてなり、前記点火器は、少なくとも2本以上の互いに絶縁された電極ピンを有する塞栓と、前記塞栓に取り付けられる薄膜ブリッジとで構成され、前記電極ピンを通して前記薄膜ブリッジに電流を供給し、前記薄膜ブリッジを作動させて火薬を点火するガス発生器であって、前記薄膜ブリッジは、前記電極ピンの頭部及び前記塞栓のヘッダー部と略同一面となるように前記塞栓に設けられた凹部に埋設され、更に、前記薄膜ブリッジは、前記電極ピンとワイヤーボンディングで接続され、前記薄膜ブリッジの電極パッドの一方が、前記塞栓のヘッダー部の金属部にワイヤーボンディングにより接続されていることを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, a gas generator according to the present invention includes a cylinder, a housing in which a transfer charge and an igniter are accommodated, a rupture disk that holds and seals the pressure of the cylinder, and the cylinder and the housing. An outer cylinder material that connects and holds the cylinder and the housing so as to form a gas retention space between the filter and a filter material provided along an inner periphery of the outer cylinder material, The igniter includes an embolus having at least two electrode pins insulated from each other, and a thin film bridge attached to the embolus, and supplies current to the thin film bridge through the electrode pin. A gas generator that is activated to ignite explosives, wherein the thin film bridge is substantially flush with a head portion of the electrode pin and a header portion of the embolus. Embedded in a recess provided in the embolus, and the thin film bridge is connected to the electrode pin by wire bonding, and one of the electrode pads of the thin film bridge is bonded to a metal part of the header portion of the embolus by wire bonding It is characterized by being connected.

また、本発明に係るガス発生器は、前記ボンベの外径Bが、20mm〜30mmの範囲にあるものを特徴とするものである。   The gas generator according to the present invention is characterized in that an outer diameter B of the cylinder is in a range of 20 mm to 30 mm.

本発明に係るガス発生器では、薄膜ブリッジが、ワイヤーの端面で接続する、いわゆる立て付けでなく、ワイヤーを寝かした状態でワイヤーの周面を用いて接続する、いわゆる横付けとすることで薄膜ブリッジと電極ピンとがワイヤーボンディングで接続された場合であっても、ワイヤーのループ高さを低く抑えて接続することができる。このため、ワイヤー部に押さえ付けるような圧力が作用した場合であっても、ワイヤーの断線を防止することが可能となる。電極パッドの少なくとも一方が、塞栓のヘッダー金属部分にワイヤーボンディングにより接続されているため、静電気等による薄膜ブリッジの誤作動を防止することができる。そして、点火器の点火部分に薄膜ブリッジが用いられているため、従来の電橋線タイプの点火器に比べて点火時間が約1/10と速く、また、点火時の電気エネルギーが約1/25と低く、高速低エネルギーで安定して火薬を点火することが可能となる。   In the gas generator according to the present invention, the thin film bridge is connected by using the peripheral surface of the wire in a state where the wire is laid down, not by so-called standing, which is connected at the end face of the wire, and the thin film bridge. Even when the electrode pin and the electrode pin are connected by wire bonding, the wire loop height can be kept low. For this reason, even if it is a case where the pressure which presses against a wire part acts, it becomes possible to prevent a disconnection of a wire. Since at least one of the electrode pads is connected to the header metal portion of the embolus by wire bonding, malfunction of the thin film bridge due to static electricity or the like can be prevented. And since the thin film bridge is used for the ignition part of the igniter, the ignition time is about 1/10 faster than the conventional bridge type igniter, and the electric energy at the time of ignition is about 1 / As low as 25, it becomes possible to ignite explosives stably at high speed and low energy.

また、本発明に係るガス発生器は、前記ラプチャーディスクが、前記点火器からの火炎力で破断されるものであることが好ましい。   In the gas generator according to the present invention, it is preferable that the rupture disk is broken by a flame force from the igniter.

ガス発生器の構造を簡易化するとともに、小型化することが可能となる。また、ボンベから噴出する断熱膨張ガスをさらに効率良く加温することができる。   While simplifying the structure of a gas generator, it becomes possible to reduce in size. Moreover, the adiabatic expansion gas ejected from the cylinder can be heated more efficiently.

また、本発明に係るガス発生器は、前記薄膜ブリッジの電極パッド表面の材質が、金、アルミニウム、ニッケル、チタンのいずれかであるものが好ましい。   In the gas generator according to the present invention, the material of the surface of the electrode pad of the thin film bridge is preferably gold, aluminum, nickel, or titanium.

薄膜ブリッジの電極パッド表面の材質が、金、アルミニウム、ニッケル、チタンのいずれかであるため、電極ピンとワイヤーボンディングで接続されることで、確実に薄膜ブリッジに電流が供給される。   Since the material of the electrode pad surface of the thin film bridge is any one of gold, aluminum, nickel, and titanium, the current is reliably supplied to the thin film bridge by being connected to the electrode pin by wire bonding.

また、本発明に係るガス発生器は、さらに、前記ワイヤーボンディングに用いられるワイヤーが、金又はアルミニウムで、線径が10μm〜500μmであるものが好ましい。   In the gas generator according to the present invention, it is preferable that the wire used for the wire bonding is gold or aluminum and the wire diameter is 10 μm to 500 μm.

ワイヤーボンディングに用いられるワイヤーが、金又はアルミニウムであるため、電極ピンから薄膜ブリッジに確実に電流を供給することが可能となる。また、線径は10μm〜500μm、好ましくは20μm〜500μm、さらに好ましくは100μm〜500μmとすることにより、より確実に電極ピンから薄膜ブリッジに電流を供給することが可能となる。   Since the wire used for wire bonding is gold or aluminum, it is possible to reliably supply current from the electrode pin to the thin film bridge. Further, by setting the wire diameter to 10 μm to 500 μm, preferably 20 μm to 500 μm, and more preferably 100 μm to 500 μm, it becomes possible to more reliably supply current from the electrode pin to the thin film bridge.

また、本発明に係るガス発生器は、さらに、前記ワイヤーボンディングのワイヤーのループ高さ(h3)が1mm以下であるものが好ましい。   The gas generator according to the present invention preferably further has a wire bonding wire loop height (h3) of 1 mm or less.

ワイヤーのループ高さが1mm以下、好ましくは0.5mm以下、更に好ましくは0.2mm以下であるため、火薬等の装填時にワイヤーに押し付け応力が作用した場合であっても、ワイヤーの断線を防止することができる。   Since the wire loop height is 1 mm or less, preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.2 mm or less, it prevents wire breakage even when stress is applied to the wire during loading of explosives, etc. can do.

また、本発明に係るガス発生器は、ハウジングの底部側の側筒部に、外筒材に向かう複数の第2火炎放出孔が形成されているものが好ましい。   Further, the gas generator according to the present invention is preferably one in which a plurality of second flame discharge holes directed to the outer cylinder material are formed in the side cylinder portion on the bottom side of the housing.

ハウジングの側筒部に複数の第2火炎放出孔が形成されているため、該第2火炎放出孔から火炎あるいは熱いガスがガス滞留空間内に放出される。そして、ガス滞留空間内のガスを攪拌することができる。このため、ボンベから放出された冷たいガスが、ハウジングからの熱流によって加熱されて外筒材に設けられているガス放出孔から放出されるようになる。   Since a plurality of second flame discharge holes are formed in the side tube portion of the housing, flame or hot gas is discharged from the second flame discharge holes into the gas retention space. And the gas in gas retention space can be stirred. For this reason, the cold gas discharged | emitted from the cylinder is heated by the heat flow from a housing, and comes to be discharged | emitted from the gas discharge hole provided in the outer cylinder material.

本発明のガス発生器は、以上のように構成されており、薄膜ブリッジを塞栓に埋設し、電極ピンの頭部及び塞栓のヘッダー部と略同一面となるように設置した点火器を使用することによって、高速低エネルギーで火薬を安定した状態で点火することができる。このため、ハイブリッド式のガス発生器の特徴である、短時間でエアバッグを膨張展開することができるという効果がより一層顕著に得られる。   The gas generator of the present invention is configured as described above, and uses an igniter in which a thin film bridge is embedded in an embolus and is placed so as to be substantially flush with the head of the electrode pin and the header of the embolus. Thus, the explosive can be ignited in a stable state with high speed and low energy. For this reason, the effect of being able to inflate and deploy the airbag in a short time, which is a feature of the hybrid gas generator, can be obtained more remarkably.

本発明に係るガス発生器の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図1は、本発明に係るガス発生器の実施形態の一例の断面図を示す図である。図1において、ガス発生器P1は、高圧ガスが収納されたボンベ1と、伝火薬2及び点火器3が収納されたハウジング4と、ボンベ1とハウジング4とを連結保持する外筒材5と、外筒材5の内周に沿って設けられているフィルター材10を有している。   An example of an embodiment of a gas generator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of an embodiment of a gas generator according to the present invention. In FIG. 1, the gas generator P <b> 1 includes a cylinder 1 in which high-pressure gas is stored, a housing 4 in which a transfer charge 2 and an igniter 3 are stored, and an outer cylinder member 5 that holds and connects the cylinder 1 and the housing 4. The filter member 10 is provided along the inner periphery of the outer cylinder member 5.

ボンベ1は、ステンレス、アルミニウム等の金属からなり、有底の円筒形状をし、開口側は、2段階で縮径されている。ボンベ1内には、アルゴンやヘリウムガス等がエアバッグ等を膨張、作動させるに十分な量(例えば、エアカーテンには0.8〜1.2モル等)が装填されており、圧力20MPa以上、好ましくは25MPa以上に維持され、一端側の開口部をラプチャーディスク6を有するボンベキャップ23によって密封されている。また、ボンベ1の外径Bは、20mm〜30mmの範囲にあるものが好ましい。   The cylinder 1 is made of a metal such as stainless steel or aluminum, has a bottomed cylindrical shape, and the opening side is reduced in diameter in two stages. The cylinder 1 is loaded with a sufficient amount of argon or helium gas or the like to inflate and actuate the airbag or the like (for example, 0.8 to 1.2 moles in the air curtain), and the pressure is 20 MPa or more. The opening on one end side is preferably sealed with a cylinder cap 23 having a rupture disk 6. The outer diameter B of the cylinder 1 is preferably in the range of 20 mm to 30 mm.

ラプチャーディスク6の厚さは、点火器3で破断できる程度の厚さであれば特に限定はされない。ラプチャーディスク6の厚さは、好ましくは0.05〜0.5mmの範囲にあり、より好ましくは0.1〜0.3mmの範囲にある。   The thickness of the rupture disk 6 is not particularly limited as long as it can be broken by the igniter 3. The thickness of the rupture disk 6 is preferably in the range of 0.05 to 0.5 mm, more preferably in the range of 0.1 to 0.3 mm.

ハウジング4は、コップ状であり、底部7と側筒部8とからなる。このハウジング4では、側筒部8の外周部に段付部11が形成されている。また、燃焼室12内から外部に向けて、開口する第1火炎放出孔13が底部7に形成されている。この第1火炎放出孔13は、燃焼室12から外部に向けて縮径されている。これによって、火炎力が高められるとともに、放出する火炎をラプチャーディスク6の中心部に集中することができる。また、第1火炎放出孔13の底部7側には図示していないがアルミニウム等からなる金属製のシールテープが貼付されている。このシールテープは、燃焼室12内への水分等の侵入を防ぎ、燃焼室12内に収納される伝火薬2が湿気るのを防ぐものである。また、このシールテープの厚さは、好ましくは、100μm以下であり、点火器3の点火による火炎によって瞬時に溶かされ、火炎の進行の妨げとならないものである。また、ハウジング4の側筒部8には、外筒材5に向う複数の第2火炎放出孔30が形成されている。このため、点火器3からの火炎は燃焼室12内で障害物に遮られることなく、第1火炎放出孔13及び第2火炎放出孔30から放出されるようになる。第2火炎放出孔30は、通常、複数個形成され、好ましくは、同周円状に等間隔で4個形成されている。   The housing 4 has a cup shape and includes a bottom portion 7 and a side tube portion 8. In the housing 4, a stepped portion 11 is formed on the outer peripheral portion of the side tube portion 8. A first flame discharge hole 13 that opens from the inside of the combustion chamber 12 toward the outside is formed in the bottom portion 7. The first flame discharge hole 13 is reduced in diameter from the combustion chamber 12 toward the outside. As a result, the flame power is increased and the emitted flame can be concentrated at the center of the rupture disk 6. Although not shown, a metal seal tape made of aluminum or the like is attached to the bottom 7 side of the first flame discharge hole 13. This seal tape prevents moisture and the like from entering the combustion chamber 12 and prevents the transfer charge 2 stored in the combustion chamber 12 from getting wet. Further, the thickness of the seal tape is preferably 100 μm or less, and is melted instantaneously by the flame generated by ignition of the igniter 3 and does not hinder the progress of the flame. A plurality of second flame discharge holes 30 facing the outer cylinder material 5 are formed in the side cylinder portion 8 of the housing 4. Therefore, the flame from the igniter 3 is emitted from the first flame emission hole 13 and the second flame emission hole 30 without being obstructed by the obstacle in the combustion chamber 12. A plurality of the second flame discharge holes 30 are usually formed, and preferably four are formed at equal intervals in the same circle.

図1に示すように、ハウジング4内には、伝火薬2、第1のクッション材14、第2のクッション材15及びホルダ20の順に装填されている。ホルダ20には点火器3がカシメ固定されている。これらは、ハウジング4の開口端部21を内側に折り曲げてホルダ20を押し付けるようにして固定されている。伝火薬2は、通常、ドーナツ状(中空の円柱状)である。伝火薬2及び第1のクッション材14,第2のクッション材15によって形成されるハウジング4内の中央部の空間は、燃焼室12をなしている。第1のクッション材14、第2のクッション材15は、セラミックファイバー、シリコンフォーム等からなり、伝火薬2と同様にドーナツ状に形成されている。これらの第1のクッション材14,第2のクッション材15は、伝火薬2が、振動等によって破砕しないように、伝火薬2に伝わる振動を吸収している。この伝火薬2は、ドーナツ状に成形された伝火薬を1又は2以上積層して用いてもよく、より小径の粒状伝火薬を支持部材を介してドーナツ状に配置してもよい。   As shown in FIG. 1, the charge 4, the first cushion material 14, the second cushion material 15, and the holder 20 are loaded in the housing 4 in this order. The igniter 3 is caulked and fixed to the holder 20. These are fixed by bending the open end 21 of the housing 4 inward and pressing the holder 20. The transfer charge 2 is usually donut-shaped (hollow cylindrical shape). A central space in the housing 4 formed by the charge transfer agent 2, the first cushion material 14, and the second cushion material 15 forms a combustion chamber 12. The first cushion material 14 and the second cushion material 15 are made of ceramic fiber, silicon foam, or the like, and are formed in a donut shape like the transfer charge 2. These first cushion material 14 and second cushion material 15 absorb vibration transmitted to the charge transfer agent 2 so that the transfer charge 2 is not crushed by vibration or the like. The transfer charge 2 may be used by laminating one or more transfer charges formed in a donut shape, and a smaller-diameter granular transfer charge may be arranged in a donut shape via a support member.

点火器3は、図2に示すように、1対の互いに絶縁された電極ピン32,33を有する塞栓34と、塞栓34に取り付けられる薄膜ブリッジ35とを含んでいる。そして、電極ピン32,33を通して薄膜ブリッジ35に電流を供給し、薄膜ブリッジ35を作動させて第1管体39内に装填されている火薬36,37を着火する構造となっている。   As shown in FIG. 2, the igniter 3 includes an embolus 34 having a pair of mutually insulated electrode pins 32 and 33, and a thin film bridge 35 attached to the embolus 34. A current is supplied to the thin film bridge 35 through the electrode pins 32 and 33, and the thin film bridge 35 is operated to ignite the explosives 36 and 37 loaded in the first tubular body 39.

塞栓34は、ステンレス、アルミニウム、銅、鉄等の金属で形成されている。また、この塞栓34から延伸する1対の電極ピン32,33は、塞栓34と同様にステンレス、アルミニウム、銅、鉄等の金属で形成されている。そして、これら電極ピン32,33は、塞栓34内では、ガラス、樹脂等の絶縁体41でその周囲が覆われ、互いに絶縁されている。また、これら電極ピン32,33の頭部45は、塞栓34のヘッダー部54と略同一面となるように設けられている。   The embolus 34 is made of a metal such as stainless steel, aluminum, copper, or iron. Further, the pair of electrode pins 32 and 33 extending from the embolus 34 is formed of a metal such as stainless steel, aluminum, copper, iron, etc., like the embolus 34. The electrode pins 32 and 33 are covered with an insulator 41 such as glass or resin in the embolus 34 and insulated from each other. The heads 45 of the electrode pins 32 and 33 are provided so as to be substantially flush with the header portion 54 of the embolus 34.

図3は、図2の薄膜ブリッジ35が塞栓34の凹部42に埋設されている部分のC矢視拡大平面図である。図4は、図3におけるA−A’線断面を示す図である。図5は、図3におけるB−B’線断面を示す図である。   FIG. 3 is an enlarged plan view of the portion where the thin film bridge 35 of FIG. 2 is embedded in the recess 42 of the embolus 34 as viewed in the direction C. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 3. FIG. 5 is a view showing a cross section taken along line B-B ′ in FIG. 3.

薄膜ブリッジ35は、図3、図4及び図5に示すように、塞栓34に形成された凹部42に埋設され、塞栓34のヘッダー部54及び電極ピン32,33の頭部45と略同一面となるように設置されている。図4に示すように、凹部42は、その溝深さh1が、通常0.2mmを超え1mm以下、好ましくは0.2mmを超え0.75mm以下、より好ましくは0.2mmを超え0.5mm以下であるため、薄膜ブリッジ35が埋設された場合に、電極ピン32,33の頭部45との段差h2を1mm以下、好ましくは0.5mm以下、更に好ましくは0.2mm以下とすることによって、ワイヤーボンディングのループ高さh3を低くすることができる。また、図4及び図5に示すように、ワイヤー38を寝かした状態でワイヤー38の周面を用いて接続する、いわゆる横付けが容易に行える。このように、ワイヤー38のループ高さh3が通常1mm以下、好ましくは0.5mm以下、更に好ましくは0.2mm以下であるため、ワイヤー38に火薬等の装填時に押し付け圧力が作用した場合であっても、ワイヤー38の断線を防止することができ、電極ピン32,33と薄膜ブリッジ35を確実に接続することができる。なお、ワイヤー38としては、金又はアルミニウムが好ましい。これによって、電極ピン32,33から薄膜ブリッジ35に確実に電流を供給することが可能となる。また、ワイヤー38の線径は通常10μm〜500μm、好ましくは20μm〜500μm、さらに好ましくは100μm〜500μmとすることにより、より確実に電極ピン32,33から薄膜ブリッジ35に電流を供給することが可能となる。   As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the thin film bridge 35 is embedded in a recess 42 formed in the embolus 34, and is substantially flush with the header portion 54 of the embolus 34 and the head 45 of the electrode pins 32 and 33. It is installed to become. As shown in FIG. 4, the recess 42 has a groove depth h1 of usually more than 0.2 mm and 1 mm or less, preferably more than 0.2 mm and 0.75 mm or less, more preferably more than 0.2 mm and 0.5 mm. Therefore, when the thin film bridge 35 is embedded, the step h2 of the electrode pins 32 and 33 with the head 45 is set to 1 mm or less, preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.2 mm or less. The wire bonding loop height h3 can be lowered. Moreover, as shown in FIG.4 and FIG.5, what is called horizontal attachment which connects using the surrounding surface of the wire 38 in the state which laid down the wire 38 can be performed easily. Thus, since the loop height h3 of the wire 38 is usually 1 mm or less, preferably 0.5 mm or less, and more preferably 0.2 mm or less, the wire 38 is subjected to a pressing pressure when charged with explosives or the like. However, disconnection of the wire 38 can be prevented, and the electrode pins 32 and 33 and the thin film bridge 35 can be reliably connected. The wire 38 is preferably gold or aluminum. This makes it possible to reliably supply current from the electrode pins 32 and 33 to the thin film bridge 35. The wire 38 has a wire diameter of usually 10 μm to 500 μm, preferably 20 μm to 500 μm, and more preferably 100 μm to 500 μm, so that the current can be supplied from the electrode pins 32 and 33 to the thin film bridge 35 more reliably. It becomes.

薄膜ブリッジ35と、電極ピン32,33を接合するワイヤー38は、図3に示すように、薄膜ブリッジ35の電極パッド51の表面に掛け渡されるようにして接続されている。この際、前述したように、薄膜ブリッジ35と塞栓34のヘッダー部54及び電極ピン32,33の頭部45とが略同一面となるように塞栓34の凹部42に設置されているため(図2、図4参照)、いわゆる横付けでワイヤー38を薄膜ブリッジ35の電極パッド51に接合することができる。また、一方の電極パッド51からワイヤー38を塞栓34のヘッダー部54の金属部に接続することで、アースを取ることが容易に行われる。なお、これら、ワイヤー38によって電極ピン32,33とワイヤーボンディングされる電極パッド51は、反応性金属、例えば、チタン等と、反応性絶縁物、例えば、ホウ素等を交互に積層した積層体53の表面に熱蒸着等によって形成された金、アルミニウム、ニッケル、チタン等で構成されている。反応性金属には、チタン以外に、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム等が挙げられる。また、反応性絶縁物には、ホウ素以外に、カルシウム、マンガン、シリコン等が挙げられる。   As shown in FIG. 3, the thin film bridge 35 and the wire 38 that joins the electrode pins 32 and 33 are connected so as to span the surface of the electrode pad 51 of the thin film bridge 35. At this time, as described above, because the thin film bridge 35, the header portion 54 of the embolus 34, and the head portions 45 of the electrode pins 32 and 33 are disposed in the concave portion 42 of the embolus 34 (see FIG. 2, see FIG. 4), the wire 38 can be bonded to the electrode pad 51 of the thin film bridge 35 in a so-called lateral manner. In addition, by connecting the wire 38 from one electrode pad 51 to the metal portion of the header portion 54 of the embolus 34, it is easy to ground. In addition, the electrode pad 51 wire-bonded to the electrode pins 32 and 33 by the wire 38 is a laminated body 53 in which a reactive metal such as titanium and a reactive insulator such as boron are alternately laminated. It is made of gold, aluminum, nickel, titanium or the like formed on the surface by thermal evaporation or the like. In addition to titanium, reactive metals include aluminum, magnesium, zirconium and the like. In addition to boron, the reactive insulator includes calcium, manganese, silicon, and the like.

薄膜ブリッジ35は、発熱抵抗体、反応性物質を使用したリアクティブ型ブリッジ、ショック型ブリッジ等いずれのものでも使用することができる。これらは、Si基板やAl等のセラミックス基板上にLIGA(Lithographie Galva-noformung, Abfprmung(X線を利用した微細加工技術))プロセスや、スパッタリング等の公知技術によって形成されている。特に、リアクティブ型ブリッジは、小エネルギーで安定して作動するという点で好ましい。 The thin film bridge 35 can be any of a heating resistor, a reactive bridge using a reactive substance, a shock bridge, and the like. It, LIGA the Si substrate, Al 2 O 3, or the like of the ceramic substrate (Lithographie Galva-noformung, Abfprmung (micro electro mechanical system) utilizing X-ray) and processes, is formed by known techniques such as sputtering. In particular, the reactive bridge is preferable in that it operates stably with small energy.

本実施形態に示すリアクティブ型の薄膜ブリッジ35は、図4及び図5に示すように、基板52の表面に形成された反応性金属、例えば、チタン等と、反応性絶縁物、例えば、ホウ素等を交互に積層した積層体53によるブリッジとその表面を覆う金属等の導電性材料で形成される電極パッド51とで構成されている。図3、図4及び図5において電極パッド51は、積層体53の上に位置している。   As shown in FIGS. 4 and 5, the reactive thin-film bridge 35 shown in this embodiment includes a reactive metal formed on the surface of the substrate 52, such as titanium, and a reactive insulator, such as boron. And the like, and the electrode pad 51 formed of a conductive material such as a metal covering the surface of the bridge. 3, 4, and 5, the electrode pad 51 is positioned on the stacked body 53.

積層体53に使用される反応性金属としては、チタンの他に、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム等がある。また、反応絶縁物としては、ホウ素の他に、カルシウム、マンガン、シリコン等がある。このような積層体53を有する薄膜ブリッジ35は、ブリッジ部に電流が流れて活性化すると、反応性金属と反応性絶縁物が反応し、ホットプラズマとなって放出される。そして、このプラズマは、装填されている火薬を効率良く着火することができる。   Examples of reactive metals used for the laminate 53 include aluminum, magnesium, zirconium, and the like in addition to titanium. In addition to boron, the reaction insulator includes calcium, manganese, silicon, and the like. When the thin film bridge 35 having such a laminated body 53 is activated when a current flows through the bridge portion, the reactive metal reacts with the reactive insulator and is released as hot plasma. And this plasma can ignite the loaded explosive efficiently.

本実施形態に係る図2に示す点火器3は、次のようにして製造される。
まず、第1管体39内に火薬36,37を装填する。薄膜ブリッジ35を塞栓34に形成された凹部42に設置する。電極ピン32,33と薄膜ブリッジ35をワイヤー38を用いてワイヤーボンディングにより接続する。塞栓34と第1管体39とを嵌合する。このとき、塞栓34を火薬36側に押し付けるようにした場合であっても、以上説明してきたように、薄膜ブリッジ35は塞栓34内に埋設されて、いわゆる横付けといわれるワイヤーボンディングで電極ピン32,33と接続されているため、断線等するおそれがない。このようにして、第1管体39に塞栓34を嵌合した後、この第1管体39を第2管体29に挿入する。そして、点火器ホルダ28と一体になるようにインサート成形する。これによって、自動車等の各種安全装置に用いられるガス発生器用の点火器等に好適に使用できる。
The igniter 3 shown in FIG. 2 according to this embodiment is manufactured as follows.
First, the explosives 36 and 37 are loaded into the first tube 39. The thin film bridge 35 is installed in the recess 42 formed in the embolus 34. The electrode pins 32 and 33 and the thin film bridge 35 are connected by wire bonding using a wire 38. The embolus 34 and the first tube 39 are fitted. At this time, even if the embolus 34 is pressed against the explosive 36 side, the thin film bridge 35 is embedded in the embolus 34 as described above, and the electrode pins 32, Since it is connected to 33, there is no fear of disconnection or the like. In this way, after the embolus 34 is fitted to the first tubular body 39, the first tubular body 39 is inserted into the second tubular body 29. Then, insert molding is performed so as to be integrated with the igniter holder 28. Thus, it can be suitably used for an igniter for a gas generator used for various safety devices such as automobiles.

以上のように構成される点火器3は、電極ピン32,33に電流が供給されることによって、薄膜ブリッジ35が作動し、従来の電橋線によるものに比べ、約1/10の速さである数μ秒単位で効率良く火薬36,37を点火することが可能となる。また、薄膜ブリッジ35で発生した熱エネルギーにより効率良く火薬を点火することができるため、点火遅れ等のバラツキの低減が可能となる。   In the igniter 3 configured as described above, when the current is supplied to the electrode pins 32 and 33, the thin film bridge 35 is operated, and the speed is about 1/10 that of the conventional bridge line. It becomes possible to ignite the explosives 36 and 37 efficiently in units of several μsec. In addition, since the explosive can be efficiently ignited by the thermal energy generated in the thin film bridge 35, variations such as ignition delay can be reduced.

なお、点火器3は、前述の実施形態に限定されるものでなく、電極ピン32,33と薄膜ブリッジ35とをワイヤーボンディングによって確実に接続することができるため、例えば、電極ピン32,33のいずれか一方と、薄膜ブリッジ35との間にASIC(Application specific integrated circuit)等を介在させ、同様にワイヤーボンディングによって接続することも可能である。   The igniter 3 is not limited to the above-described embodiment, and can reliably connect the electrode pins 32 and 33 and the thin film bridge 35 by wire bonding. An ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or the like may be interposed between either one of the thin film bridges 35 and similarly connected by wire bonding.

そして、この点火器3は、図1に示すように、ハウジング4と同軸上に配置され、底部7に形成された第1火炎放出孔13と対面した構造となる。また、ハウジング4の側筒部8には、外筒材5に向う複数の第2火炎放出孔30が形成されている。このため、点火器3からの火炎は燃焼室12内で障害物に遮られることなく、第1火炎放出孔13及び第2火炎放出孔30から放出されるようになる。   As shown in FIG. 1, the igniter 3 is arranged coaxially with the housing 4 and has a structure facing the first flame discharge hole 13 formed in the bottom portion 7. A plurality of second flame discharge holes 30 facing the outer cylinder material 5 are formed in the side cylinder portion 8 of the housing 4. Therefore, the flame from the igniter 3 is emitted from the first flame emission hole 13 and the second flame emission hole 30 without being obstructed by the obstacle in the combustion chamber 12.

また、点火器3は、10ccタンク中で発火させた時の内圧上昇が3ミリ秒以内で4.7MPa以上のものが好ましい。これによって、確実にラプチャーディスク6を火炎力によって破断することができる。   The igniter 3 preferably has an internal pressure increase of 4.7 MPa or more within 3 milliseconds when ignited in a 10 cc tank. Thereby, the rupture disk 6 can be reliably broken by the flame force.

このような火炎力を生成するために点火器3に装填されている火薬36,37としては、好ましくは、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、過塩素酸カリウム(KClO4)を成分に持ち、バインダーとしてフッ素ゴムやニトロセルロース等を用いたものを使用することが好ましい。又、ジルコニウム、タングステン、過塩素酸カリウムの組成比(重量比)は、点火器3の薄膜ブリッジ35の発熱によって充分に点火できるように決められ、Zr:W:KClO4=3:3.0〜4.0:3.0〜4.0が好ましく、Zr:W:KClO4=3:3.5:3.5がより好ましい。 As the explosives 36 and 37 loaded in the igniter 3 in order to generate such flame power, it is preferable that zirconium (Zr), tungsten (W), and potassium perchlorate (KClO 4 ) are contained as components. It is preferable to use a binder using fluororubber or nitrocellulose as a binder. The composition ratio (weight ratio) of zirconium, tungsten, and potassium perchlorate is determined so that the thin film bridge 35 of the igniter 3 can be sufficiently ignited, and Zr: W: KClO 4 = 3: 3.0. ˜4.0: 3.0 to 4.0 is preferable, and Zr: W: KClO 4 = 3: 3.5: 3.5 is more preferable.

伝火薬2は、発熱量が、4000J/g以上、好ましくは5500J/g以上となるように、例えば、ボロン、硝酸カリウム、5−アミノテトラゾール、無鉛火薬等を使用することができる。このような組成とすることによって、発熱量を、4000J/g以上、好ましくは5500J/g以上とすることが可能となる。ここで、発熱量が4000J/g未満の伝火薬の場合、ボンベ1を密閉するラプチャーディスク6が破裂して、放出されるガスが断熱膨張の為に低温化した場合に十分に加熱することが困難となる。このため、伝火薬2の量を多くする必要が生じ、ガス発生器P1の小型化が達成できない。   As the explosive charge 2, for example, boron, potassium nitrate, 5-aminotetrazole, lead-free explosives, etc. can be used so that the calorific value is 4000 J / g or more, preferably 5500 J / g or more. By setting it as such a composition, it becomes possible to make calorific value 4000 J / g or more, preferably 5500 J / g or more. Here, in the case of an explosive with a calorific value of less than 4000 J / g, the rupture disk 6 that seals the cylinder 1 is ruptured, and the heated gas can be sufficiently heated when the temperature of the released gas is lowered due to adiabatic expansion. It becomes difficult. For this reason, it is necessary to increase the amount of the explosive charge 2, and the gas generator P1 cannot be reduced in size.

図1に示すように、外筒材5は、好ましくは、ステンレス、アルミニウム等の金属材料によって円筒状に形成され、一端側にハウジング4を嵌合し、ハウジング4に形成されている段付部11にカシメ固定されている。外筒材5の他端側は、ボンベ1の縮径された第1段部分19と内接して嵌合され、溶接等によって溶着固定されている。そして、このラプチャーディスク6と、ハウジング4の底部7との間にガス滞留空間16が形成されている。このガス滞留空間16の外周部、即ち、外筒材5の内周部には、フィルター材10が配置されている。   As shown in FIG. 1, the outer cylinder member 5 is preferably formed in a cylindrical shape by a metal material such as stainless steel or aluminum, and a stepped portion formed in the housing 4 by fitting the housing 4 on one end side. 11 is fixed by caulking. The other end side of the outer cylinder member 5 is fitted in contact with the first step portion 19 of the cylinder 1 having a reduced diameter, and is welded and fixed by welding or the like. A gas retention space 16 is formed between the rupture disk 6 and the bottom 7 of the housing 4. A filter material 10 is disposed on the outer peripheral portion of the gas retention space 16, that is, on the inner peripheral portion of the outer cylinder material 5.

このフィルター材10は、例えば、メリヤス編み金網、平織り金網やクリンプ織り金属線材の集合体によって、外筒材5の内径と略同一な外径を有する円筒状に成形されている。このフィルター材10が当接する部分の外筒材5の周囲には、所定間隔でガス放出孔17が形成されている。また、このフィルター材10は、その内周部がボンベキャップ23の外周に接し、ボンベ1からハウジング4に掛け渡され、ガス滞留空間16を覆うようにして設置されている。これによって、ボンベからのガスは全てこのフィルター材10を通過してガス放出孔17から放出されるようになる。   The filter material 10 is formed into a cylindrical shape having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder material 5 by an aggregate of knitted wire mesh, plain weave wire mesh, or crimp woven metal wire material, for example. Gas discharge holes 17 are formed at predetermined intervals around the outer cylinder material 5 at a portion where the filter material 10 abuts. Further, the filter material 10 is installed so that the inner peripheral portion thereof is in contact with the outer periphery of the cylinder cap 23, is spanned from the cylinder 1 to the housing 4, and covers the gas retention space 16. As a result, all the gas from the cylinder passes through the filter material 10 and is discharged from the gas discharge hole 17.

このように、ボンベ1とハウジング4は、同一円筒からなる外筒材5によって、嵌合して固定されているため、それぞれの軸心を一にした同軸上に連結保持される。これによって、点火器3、第1火炎放出孔13、ラプチャーディスク6の中心部が同軸となり、点火器3からの火炎がラプチャーディスク6の中心部に集中的に当たることになる。   Thus, since the cylinder 1 and the housing 4 are fitted and fixed by the outer cylinder member 5 made of the same cylinder, the cylinder 1 and the housing 4 are connected and held on the same axis with the respective axes aligned. As a result, the center of the igniter 3, the first flame discharge hole 13, and the rupture disk 6 are coaxial, and the flame from the igniter 3 strikes the center of the rupture disk 6 in a concentrated manner.

また、ボンベ1とハウジング4との間に形成されるガス滞留空間16の外周を覆うようにフィルター材10が設けられているため、ガス滞留空間16で、ボンベ1からのガスとハウジング4からの高温ガスとが効率良く混合し、ガス放出孔17から放出されるようになる。   Further, since the filter material 10 is provided so as to cover the outer periphery of the gas retention space 16 formed between the cylinder 1 and the housing 4, the gas from the cylinder 1 and the housing 4 are separated in the gas retention space 16. The hot gas is efficiently mixed and discharged from the gas discharge hole 17.

次に、ガス発生器P1の作動を、図1により説明する。なお、図1に示すガス発生器P1は、ハウジング4側の軸端側でエアバッグ装置に直接、又は間接的に接続されているものとする。   Next, the operation of the gas generator P1 will be described with reference to FIG. In addition, the gas generator P1 shown in FIG. 1 shall be directly or indirectly connected to the airbag apparatus on the shaft end side on the housing 4 side.

衝突センサが自動車の衝突を検出すると、図1に示すように、ガス発生器P1は、点火器3を通電発火させる。点火器3の火炎は、端面24を破裂させ、点火器3の端面24の中心部より燃焼室12内に噴出される。燃焼室12を通過した火炎は、第1火炎放出孔13及び第2火炎放出孔30の絞りによって火炎力が高められ、第1火炎放出孔13の出口に設けられている金属製のシールテープを瞬時に溶かしてラプチャーディスク6の中心部に集中的にあたり、ラプチャーディスク6を一気に破裂させる。ラプチャーディスク6から放出されたガスは、第1火炎放出孔13及び第2火炎放出孔30からガス滞留空間16に流出してくる。この時、放出されたガスは、ガス滞留空間16で断熱膨張するため、急激に温度が低下する。このとき、ボンベ1から放出されたガスは、ガス滞留空間16の周囲に設けられているフィルター材10のため、一気にガス放出孔17から放出されることなく、一旦、このガス滞留空間16内に滞留する。そして、後述する点火器3からの高温ガスと混合して加温される。また、第2火炎放出孔30が外筒材5に向かい形成されているため、まず、放出された熱流がフィルター材10及び外筒材5の内壁にあたり、ガス滞留空間16内のガスを攪拌する。このため、ガス滞留空間16内のガスを確実に加熱して、ガス放出孔17から放出することができる。   When the collision sensor detects an automobile collision, the gas generator P1 causes the igniter 3 to energize and ignite as shown in FIG. The flame of the igniter 3 ruptures the end face 24 and is ejected into the combustion chamber 12 from the center of the end face 24 of the igniter 3. The flame that has passed through the combustion chamber 12 is enhanced in flame power by the restriction of the first flame discharge hole 13 and the second flame discharge hole 30, and a metal seal tape provided at the outlet of the first flame discharge hole 13 is used. It melts instantly, hits the center of the rupture disc 6 intensively, and bursts the rupture disc 6 at once. The gas discharged from the rupture disk 6 flows out from the first flame discharge hole 13 and the second flame discharge hole 30 to the gas retention space 16. At this time, the released gas undergoes adiabatic expansion in the gas retention space 16, and thus the temperature rapidly decreases. At this time, the gas released from the cylinder 1 is temporarily released into the gas retention space 16 without being discharged from the gas discharge hole 17 at once because of the filter material 10 provided around the gas retention space 16. Stay. And it mixes with the hot gas from the igniter 3 mentioned later, and is heated. Further, since the second flame discharge hole 30 is formed facing the outer cylinder member 5, first, the released heat flow hits the inner wall of the filter member 10 and the outer cylinder member 5, and agitates the gas in the gas retention space 16. . For this reason, the gas in the gas retention space 16 can be reliably heated and released from the gas discharge hole 17.

一方、点火器3からの火炎によって、燃焼室12内の伝火薬2が燃焼する。これによって発生した高温の熱流は、ガス滞留空間16に流入し、ボンベ1から放出された低温化したガスと混合する。ボンベ1から放出されたガスは、これによって加熱され、高温ガスとなって、フィルター材10を通過して外筒材5に形成されたガス放出孔17から放出される。これで、このガス発生器P1に接続されているエアバッグは、各ガス放出孔17から放出される清浄なガスによって、瞬時に、膨張される。   On the other hand, the transfer charge 2 in the combustion chamber 12 is burned by the flame from the igniter 3. The high-temperature heat flow generated thereby flows into the gas retention space 16 and mixes with the low-temperature gas released from the cylinder 1. The gas released from the cylinder 1 is heated thereby, becomes high-temperature gas, passes through the filter material 10, and is released from the gas discharge holes 17 formed in the outer cylinder material 5. Thus, the airbag connected to the gas generator P1 is instantly inflated by the clean gas discharged from each gas discharge hole 17.

このように、本発明のガス発生器P1によれば、伝火薬2の発熱量が、好ましくは4000J/g以上、より好ましくは5500J/gであるため、伝火薬2の装填量を少なくでき、燃焼室12を小型化することができる。これによって、ラプチャーディスク6と点火器3との距離を短くすることが可能となり、ラプチャーディスク6と点火器3とを対面構造とすることで、点火器3の火炎を直接ラプチャーディスク6に当てることができる。このため、従来のように、燃焼室内に収納された伝火薬を燃焼させて発生するガスによって燃焼室内の圧力を高めることでラプチャーディスクを破壊していた場合に比べて、燃焼室の容量を小型化することが可能となる。   Thus, according to the gas generator P1 of the present invention, since the calorific value of the charge transfer agent 2 is preferably 4000 J / g or more, more preferably 5500 J / g, the loading amount of the transfer charge 2 can be reduced, The combustion chamber 12 can be reduced in size. As a result, the distance between the rupture disk 6 and the igniter 3 can be shortened, and the flame of the igniter 3 is directly applied to the rupture disk 6 by making the rupture disk 6 and the igniter 3 face each other. Can do. For this reason, the capacity of the combustion chamber is reduced compared to the conventional case where the rupture disk is destroyed by increasing the pressure in the combustion chamber with the gas generated by burning the transfer charge stored in the combustion chamber. Can be realized.

また、点火器3で発生した火炎が、ラプチャーディスク6の中心部に集中して当たるように、ハウジング4の底部7に第1ガス放出孔13を形成しているため、従来のように、ピストン等の機械的手段を用いることなく火炎によって、機械的に強度の高いラプチャーディスク6を使用した場合であっても、確実に破裂させることができる。このため、ガス発生器P1の構造を簡易なものとすることができる。   Further, since the first gas discharge hole 13 is formed in the bottom portion 7 of the housing 4 so that the flame generated in the igniter 3 strikes the center of the rupture disk 6 in a concentrated manner, Even when the rupture disk 6 having high mechanical strength is used by a flame without using mechanical means such as the above, it can be surely ruptured. For this reason, the structure of the gas generator P1 can be simplified.

また、ボンベ1からハウジング4にかけてボンベ1とハウジング4の間に形成されるガス滞留空間16を覆うようにフィルター材10が掛け渡されて設けられているため、ボンベ1から噴出し、断熱膨張するガスを点火器3からの高温ガスで効率良く加温することが可能となる。   Further, since the filter material 10 is provided so as to cover the gas retention space 16 formed between the cylinder 1 and the housing 4 from the cylinder 1 to the housing 4, the filter material 10 is ejected from the cylinder 1 and adiabatically expands. The gas can be efficiently heated with the high-temperature gas from the igniter 3.

本発明のガス発生器P1は、サイド用エアバッグやエアカーテン等を膨張させるのに好適なハイブリッド式のガス発生器である。
なお、本発明のガス発生器P1は、エアバッグはもちろんであるが、シートベルトプリテンショナ等や、安全システムをトリガする事故の際に、自動車バッテリーから車載電源網を切り離す切り離し安全スイッチとしても利用することができる。
The gas generator P1 of the present invention is a hybrid gas generator suitable for inflating a side airbag, an air curtain, or the like.
The gas generator P1 of the present invention can be used not only as an airbag but also as a safety switch for disconnecting the vehicle power supply from the vehicle battery in the event of an accident triggering the safety system, such as a seat belt pretensioner. can do.

本発明に係わるガス発生器の実施形態の一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of embodiment of the gas generator concerning this invention. 本発明に係わるガス発生器に用いられる点火器の一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the igniter used for the gas generator concerning this invention. 図2の一部を拡大した要部平面を示す図である。It is a figure which shows the principal part plane which expanded a part of FIG. 図3におけるA−A’線断面を示す図である。It is a figure which shows the A-A 'line cross section in FIG. 図3におけるB−B’線断面を示す図である。It is a figure which shows the B-B 'line cross section in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

P1 ガス発生器
B 外径
h1 溝深さ
h2 段差
h3 ル−プ高さ
1 ボンベ
2 伝火薬
3 点火器
4 ハウジング
5 外筒材
6 ラプチャーディスク
7 底部
8 側筒部
10 フィルター材
11 段付部
12 燃焼室
13 第1火炎放出孔
14 第1のクッション材
15 第2のクッション材
16 ガス滞留空間
17 ガス放出孔
19 第1段部分
20 ホルダ
21 開口端部
23 ボンベキャップ
24 端面
28 点火器ホルダ
29 第2管体
30 第2火炎放出孔
32 電極ピン
33 電極ピン
34 塞栓
35 薄膜ブリッジ
36 火薬
37 火薬
38 ワイヤ−
39 第1管体
41 絶縁体
42 凹部
45 頭部
51 電極パッド
52 基板
53 積層板
54 ヘッダ−部


P1 gas generator B outer diameter h1 groove depth h2 step h3 loop height 1 cylinder 2 transfer powder 3 igniter 4 housing 5 outer cylinder material 6 rupture disk 7 bottom 8 side cylinder 10 filter material 11 stepped part 12 Combustion chamber 13 First flame discharge hole 14 First cushion material 15 Second cushion material 16 Gas retention space 17 Gas discharge hole 19 First stage portion 20 Holder 21 Open end 23 Cylinder cap 24 End face 28 Igniter holder 29 First 2 pipe 30 second flame discharge hole 32 electrode pin 33 electrode pin 34 embolus 35 thin film bridge 36 explosive 37 explosive 38 wire
39 First tube 41 Insulator 42 Recess 45 Head 51 Electrode pad 52 Substrate 53 Laminate 54 Header


Claims (7)

ボンベ(1)と、伝火薬(2)及び点火器(3)が収納されたハウジング(4)と、前記ボンベ(1)の圧力を保持するとともに密封するラプチャーディスク(6)と、前記ボンベ(1)と前記ハウジング(4)との間にガス滞留空間(16)を形成するように前記ボンベ(1)と前記ハウジング(4)とを連結保持する外筒材(5)と、前記外筒材(5)の内周に沿って設けられているフィルター材(10)と、を備えてなり、前記点火器(3)は、少なくとも2本以上の互いに絶縁された電極ピン(32,33)を有する塞栓(34)と、前記塞栓(34)に取り付けられる薄膜ブリッジ(35)とで構成され、前記電極ピン(32,33)を通して前記薄膜ブリッジ(35)に電流を供給し、前記薄膜ブリッジ(35)を作動させて火薬(36,37)を着火するガス発生器(1)であって、
前記薄膜ブリッジ(35)は、前記電極ピン(32,33)の頭部(45)及び前記塞栓(34)のヘッダー部(54)と略同一面となるように前記塞栓(34)に設けられた凹部(42)に埋設され、
更に、前記薄膜ブリッジ(35)は、前記電極ピン(32,33)とワイヤーボンディングで接続され、
前記薄膜ブリッジ(35)の電極パッド(51)の一方が、前記塞栓(34)のヘッダー部(54)の金属部にワイヤーボンディングにより接続されていることを特徴とするガス発生器。
A cylinder (1), a housing (4) in which a charge transfer powder (2) and an igniter (3) are housed, a rupture disk (6) for holding and sealing the pressure of the cylinder (1), and the cylinder ( An outer cylinder member (5) for connecting and holding the cylinder (1) and the housing (4) so as to form a gas retention space (16) between 1) and the housing (4), and the outer cylinder A filter material (10) provided along the inner periphery of the material (5), and the igniter (3) includes at least two electrode pins (32, 33) insulated from each other. And a thin film bridge (35) attached to the embolus (34) for supplying a current to the thin film bridge (35) through the electrode pins (32, 33). Fire (35) (36, 37) A gas generator for igniting the (1),
The thin film bridge (35) is provided on the embolus (34) so as to be substantially flush with the head portion (45) of the electrode pin (32, 33) and the header portion (54) of the embolus (34). Embedded in the recess (42)
Furthermore, the thin film bridge (35) is connected to the electrode pins (32, 33) by wire bonding,
One of the electrode pads (51) of the thin film bridge (35) is connected to the metal part of the header part (54) of the embolus (34) by wire bonding.
前記ボンベ(1)の外径Bが、20mm〜30mmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のガス発生器。   The gas generator according to claim 1, wherein an outer diameter B of the cylinder (1) is in a range of 20 mm to 30 mm. 前記ラプチャーディスク(6)が、前記点火器(3)からの火炎力で破断される請求項1又は2に記載のガス発生器。   The gas generator according to claim 1 or 2, wherein the rupture disk (6) is broken by a flame force from the igniter (3). 前記薄膜ブリッジ(35)の電極パッド(51)表面の材質が、金、アルミニウム、ニッケル、チタンのいずれかである請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガス発生器。   The gas generator according to any one of claims 1 to 3, wherein a material of the surface of the electrode pad (51) of the thin-film bridge (35) is gold, aluminum, nickel, or titanium. 前記ワイヤーボンディングに用いられるワイヤー(38)が、金又はアルミニウムで、線径が10μm〜500μmである請求項1乃至4のいずれか一項に記載のガス発生器。   The gas generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the wire (38) used for the wire bonding is gold or aluminum and has a wire diameter of 10 µm to 500 µm. 前記ワイヤーボンディングのワイヤー(38)のループ高さ(h3)が1mm以下である請求項1乃至5のいずれか一項に記載のガス発生器。   The gas generator according to any one of claims 1 to 5, wherein a loop height (h3) of the wire (38) of the wire bonding is 1 mm or less. 前記ハウジング(4)の底部(7)側の側筒部(8)に、前記外筒材(5)に向かう複数の第2火炎放出孔(13)が形成されている請求項1乃至6のいずれか一項に記載のガス発生器。   The plurality of second flame discharge holes (13) directed to the outer cylinder member (5) are formed in the side tube portion (8) on the bottom (7) side of the housing (4). The gas generator as described in any one of Claims.
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