JP4444717B2 - 着火装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用エアバッグやシートベルトプリテンショナ等の火薬を用いるシステムで使用される着火装置に関する。

近年、一台の自動車に採用されるエアバッグやシートベルトプリテンショナ等の数は増加傾向にあり、その結果、これらを作動させるための着火装置の数も増える傾向にある。このような着火装置の数の増大に対応するため、複数の着火装置をバス接続させ、コントロールユニットからの通信コマンドで点火制御を行うことにより、ハーネスの削減を図る技術がある（例えば、特許文献１参照）。

このようなシステムに対応するために個々の点火装置に着火素子に加えて通信点火回路を設ける必要があるが、本出願人は通信回路と点火回路と着火素子とを一つのＩＣに納める技術を開発し先の出願を行っている（特願２００２−３７６６３７号）。

さらに、本出願人は構造の簡略化と通信点火回路搭載スペースの拡大を可能にするべくバス接続用のピンを有するヘッダ部と火薬部との間に通信点火回路を配置してなる着火装置を開発し先の出願を行っている（特願２００３−４１９４７９号）。
特開２０００−１２４９３２号公報

ところで、上記したバス接続用のピンを有するヘッダ部と火薬部との間に通信点火回路を配置してなる先の出願の着火装置においては、ヘッダ部のピンに通信点火回路の端子を接合させる必要があり、この接合をハンダまたは銀ペーストにより行うことを想定していた。しかしながら、ハンダや銀ペーストによる接合よりも強固に接合できる方がより好ましい。

したがって、本発明は、ヘッダ部のピンと通信点火回路の端子とをより強固に接合させることが可能な着火装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、バス接続用のピン（例えば実施形態におけるピン１２）を有するヘッダ部（例えば実施形態におけるヘッダ部１３）と火薬部（例えば実施形態における火薬部１５）との間に通信点火回路（例えば実施形態における通信点火回路１４）を配置してなる着火装置（例えば実施形態における着火装置１１）であって、前記ヘッダ部と前記通信点火回路との間に隙間（例えば実施形態における隙間４０）を設けた状態で、ともに該隙間に突出する前記ヘッダ部のピンと前記通信点火回路の端子（例えば実施形態における端子３２）とを、前記ピンの前記隙間側への突出方向に沿う外面であって半径方向における外周面に前記端子を当接させて接合させることを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記隙間に樹脂材（例えば実施形態における樹脂材１７，５３，６２，７２）が埋設されていることを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、ヘッダ部と通信点火回路との間に隙間が設けられているため、ともにこの隙間に突出するヘッダ部のピンと通信点火回路の端子とをこの隙間を介して例えばレーザ溶接や抵抗溶接等で接合させることができる。したがって、ヘッダ部のピンと通信点火回路の端子とをより強固に接合させることが可能となる。しかも、ヘッダ部のピンと通信点火回路の端子とがともに隙間に突出しているため、これらの位置決めが容易となり、生産性を向上させることができる。

請求項２に係る発明によれば、ヘッダ部と通信点火回路との隙間に樹脂材が埋設されているため、これらヘッダ部と通信点火回路とを一体化し補強することができる。また、これらを一体化し強度を確保することで、通信点火回路のヘッダ部とは反対側の火薬部を圧填する必要がある場合にこれを効率良く圧填することができる。

本発明の第1実施形態の着火装置を図１〜図４を参照して以下に説明する。

第１実施形態の着火装置１１は、図１に示すようにバス接続用の一対のピン１２を有するヘッダ部１３と、このヘッダ部１３の上側に近接配置される通信点火回路１４と、この通信点火回路１４の上側に設けられる火薬部１５と、これらヘッダ部１３、通信点火回路１４および火薬部１５を囲む有底筒状のキャップ１６と、ヘッダ部１３および通信点火回路１４の間に埋設される樹脂材１７と、キャップ１６の開口側を塞ぎつつピン１２を保持する樹脂材１８とを有している。

ヘッダ部１３は、図２にも示すように、略短円柱状をなすとともに中心軸線から相反方向に等距離離れて中心軸線に沿う貫通穴２０が一対形成されてなる導電性の金属材料からなるヘッダ部本体２１に、各貫通穴２０の中心位置に導電性のピン１２を各ピン１２がヘッダ部本体２１に接触することがないように配設し、各貫通穴２０の隙間をガラスハーメチック等の絶縁保持材２３で埋めて構成されている。ここで、各ピン１２は、ヘッダ部本体２１の中心軸線に沿わされており、バス接続側がヘッダ部本体２１から同長さ延出し、逆側もヘッダ部本体２１から同長さ突出している。

通信点火回路１４は、図３にも示すように、ヘッダ部本体２１と同径の略短円柱状をなす回路本体３０の軸線方向における一側に着火素子３１が設けられており、回路本体３０の軸線方向における逆側には同長さの一対の導電性の金属材料からなる端子３２が突出されている。ここで、図３（ａ）に示すように、これら端子３２は互いの間隔がピン１２同士の間隔と同じとされている。また、両端子３２を結んだ線は回路本体３０の中心に対しずれており、図３（ｃ）に示すように端子３２がピン１２に対してオフセットしている。

より具体的には、回路本体３０とヘッダ部本体２１とを同軸に配置した状態で、これらの配置方向に対し直交する方向に一方のピン１２と一方の端子３２とが当接状態で並べられ、同配置方向に対し直交する方向に他方のピン１２と他方の端子３２とが当接状態で並べられる。このとき、通信点火回路１４にピン１２が当接する一方、端子３２はヘッダ部１３から離間する。なお、端子３２は、ピン１２よりも幅が狭くなっており、その結果、半径方向に沿って見ると、図３（ａ）に示すように手前側の端子３２よりも奥側のピン１２が外側まで広がっている。

この状態でヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に、これらヘッダ部１３および通信点火回路１４の配列方向に対し直交する方向に開口する隙間４０が形成される。これにより、この隙間４０を介してピン１２および端子３２が目視できるので位置決めが容易となる。

そして、この隙間４０を介して図３（ｃ）に矢印Ｌで示されるように半径方向に行われるレーザ溶接または抵抗溶接で、一方のピン１２と一方の端子３２とが溶接され、他方のピン１２と他方の端子３２と溶接される。このようにして、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が接合される。つまり、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に隙間４０を設けた状態で、ともにこの隙間４０に突出するヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とが接合させられる。ここで、上記のように、半径方向に沿って見ると手前側の端子３２よりも奥側のピン１２が外側まで広がっていることから、溶接での接合に適している。

そして、隙間４０は、溶接後に絶縁性の図４に示す樹脂材１７がモールド成形により埋設されることで塞がれ、その結果、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が強固に一体化され、これらと樹脂材１７とが全体として円柱状となる。

その後、図１に示す導電性の金属材料からなる有底円筒状のキャップ１６の底部側に所定量の火薬を入れた後、スクイブキャップ１６に、上記のように一体化されたヘッダ部１３および通信点火回路１４を通信点火回路１４側から挿入し、通信点火回路１４側で火薬を押し固める。つまり、火薬を圧填して火薬部１５を形成する。そして、キャップ１６の開口側を塞ぎつつピン１２を保持するように絶縁性の樹脂材１８がモールド成形で形成される。

このようにして、バス接続用のピン１２を有するヘッダ部１３と火薬部１５との間に通信点火回路１４を配置してなる着火装置１１となる。

以上に述べた第１実施形態によれば、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に、後に樹脂材１７で閉塞される隙間４０が設けられているため、ともにこの隙間４０に突出するヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とをこの隙間４０を介してレーザ溶接や抵抗溶接で接合させることができる。したがって、ヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とをより強固に接合させることができる。しかも、ヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とがともに隙間４０に突出しているため、これらの位置決めが容易となり、生産性を向上させることができる。

また、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との隙間４０に樹脂材１７が埋設されているため、これらヘッダ部１３と通信点火回路１４とを一体化し補強することができる。また、これらを一体化し強度を確保することで、通信点火回路１４のヘッダ部１３とは反対側の火薬部１５の圧填を効率良く行うことができる。

第１参考技術の着火装置を図５〜図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。

第１参考技術においては、ヘッダ部１３のピン１２は通信点火回路１４側に突出しておらず、ヘッダ部１３の通信点火回路１４側に切欠部５０が形成されている。

この切欠部５０は、一定高さの半円状をなしており、ヘッダ部１３をその一対のピン１２および一対の貫通穴２０を含めて切り欠いている。一対のピン１２はヘッダ部本体２１の最も通信点火回路１４側の端面まで延在することでこの切欠部５０に露出している。なお、ヘッダ部本体２１の貫通穴２０とピン１２との間であって軸線方向において切欠部５０と重なり合う部分には半円環状の絶縁性材料からなる保持部材５１が介装されている。

そして、図６に示すように回路本体３０とヘッダ部本体２１とを同軸に配置した状態で、通信点火回路１４とヘッダ部１３とを当接させると、第１実施形態と同様、これらの配置方向に対し直交する方向に一方のピン１２と一方の端子３２とが当接状態で並べられ、同配置方向に対し直交する方向に他方のピン１２と他方の端子３２とが当接状態で並べられる。

この状態で、切欠部５０によって、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に、これらヘッダ部１３および通信点火回路１４の配列方向に対し直交する方向に開口する隙間５２が部分的に形成される。これにより、この隙間５２を介してピン１２および端子３２が目視できるので位置決めが容易となる。

そして、この隙間５２を介して図６（ｃ）に矢印Ｌで示されるように半径方向に行われるレーザ溶接または抵抗溶接で、一方のピン１２と一方の端子３２とが溶接され、他方のピン１２と他方の端子３２とが溶接される。このようにして、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が接合される。つまり、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に切欠部５０により部分的に隙間５２を設けた状態で、ともにこの隙間５２に露出するヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とが接合させられる。ここで、半径方向に沿って見ると手前側の端子３２よりも奥側のピン１２が外側まで広がっていることから、溶接での接合に適している。

そして、隙間５２には、溶接後に図７に示すように絶縁性の樹脂材５３が埋設され、その結果、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が強固に一体化され、これらと樹脂材５３とが全体として円柱状となる。

その後、図示は略すが、第１実施形態と同様、火薬部１５を形成しつつスクイブキャップ１６を取り付け、さらに樹脂材１８をモールド成形することによって、バス接続用のピン１２を有するヘッダ部１３と火薬部１５との間に通信点火回路１４を配置してなる着火装置１１となる。

以上に述べた第１参考技術によれば、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間にヘッダ部１３に形成された切欠部５０で部分的な隙間５２が設けられているため、ともにこの隙間５２に露出するヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とをこの隙間５２を介してレーザ溶接や抵抗溶接で接合させることができる。したがって、ヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とをより強固に接合させることができる。しかも、ヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とがともに隙間５２に露出しているため、これらの位置決めが容易となり、生産性を向上させることができる。

また、第１実施形態と同様、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との隙間５２に樹脂材５３が埋設されているため、これらヘッダ部１３と通信点火回路１４とを一体化し補強することができる。

第２参考技術の着火装置を図８〜図１０を参照して第１実施形態，第１参考技術との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態，第１参考技術と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。

第２参考技術においては、図８に示すヘッダ部１３側ではなく、図９に示す通信点火回路１４側に一対の切欠部６０が形成されている。これら切欠部６０は、回路本体３０の外周面側から中心軸線方向に扇型形状をなして凹んでおり、回路本体３０の軸線方向の全長にわたって形成されている。これら切欠部６０は、回路本体３０における相反位置に形成されている。

そして、通信点火回路１４は、この回路本体３０の軸線方向における一端位置から各切欠部６０の中心軸線側において突出するように端子３２が設けられている。また、ヘッダ部１３はピン１２を通信点火回路１４側に突出させていない。

その結果、回路本体３０とヘッダ部本体２１とを同軸に配置した状態で、通信点火回路１４とヘッダ部１３とを当接させ、しかも切欠部６０の位置をピン１２の位置に合わせると、ピン１２に端子３２が接触する状態となる。このとき、軸線方向に沿って見るとピン１２の方が端子３２よりも外側に広がっている。

この状態で、切欠部６０によって、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に、これらヘッダ部１３および通信点火回路１４の配列方向に沿う方向および直交する方向に開口する隙間６１が部分的に形成される。なお、これらの隙間６１を介してピン１２および端子３２が目視できるのでこれらの位置決めが容易となる。

そして、これら隙間６１を介して図９（ｃ）に矢印Ｌで示されるように軸線方向に行われるレーザ溶接または抵抗溶接で、一方のピン１２と一方の端子３２とが溶接され、他方のピン１２と他方の端子３２とが溶接される。このようにして、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が接合される。つまり、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に切欠部６０により部分的に隙間６１を設けた状態で、ともにこの隙間６１に露出するヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とが接合させられる。ここで、上記のように、軸線方向に沿って見ると手前側の端子３２よりも奥側のピン１２が外側まで広がっていることから、溶接での接合に適している。

これらの隙間６１には、溶接後に図１０に示すように絶縁性の樹脂材６２が埋設され、その結果、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が強固に一体化され、これらと樹脂材６２とが全体として円柱状をなす。

その後、図示は略すが、第１実施形態と同様、火薬部１５を形成しつつスクイブキャップ１６を取り付け、さらに樹脂材１８をモールド成形することによって、バス接続用のピン１２を有するヘッダ部１３と火薬部１５との間に通信点火回路１４を配置してなる着火装置１１となる。

以上に述べた第２参考技術によれば、第１参考技術と同様の効果を奏することができる。

本発明の第３参考技術の着火装置を図８、図１１および図１２を参照して第２参考技術との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第２参考技術と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。

第３参考技術においても、ヘッダ部１３は図８に示す第２参考技術と同様のものが用いられ、図１１に示す通信点火回路１４側に一対の切欠部７０が形成されている。これら切欠部７０は、回路本体３０の軸線方向における中間位置からヘッダ部１３側に向かって徐々に深さが深くなるように斜めに形成されており、しかも、回路本体３０の外周面側から中心軸線方向に四角形状をなして凹んでいる。これら切欠部７０は、回路本体３０における相反位置に形成されている。

そして、この場合も、通信点火回路１４は、この回路本体３０の軸線方向における一端位置から各切欠部７０の中心軸線側において突出するように端子３２が設けられている。

その結果、回路本体３０とヘッダ部本体２１とを同軸に配置した状態で、通信点火回路１４とヘッダ部１３とを当接させ、しかも切欠部７０の端子３２の位置をピン１２の位置に合わせると、ピン１２に端子３２が接触する状態となる。このとき、軸線方向外側かつ半径方向外側から斜めに見るとピン１２が端子３２よりも外側範囲まで広がっている。

この状態で、切欠部７０によって、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に、これらヘッダ部１３および通信点火回路１４の配列方向に対し直交する方向であってヘッダ部１３に近づくほど半径方向内側に位置するように斜めに開口する隙間７１が部分的に形成される。なお、これらの隙間７１を介してピン１２および端子３２が目視できるのでこれらの位置決めが容易となる。

そして、この隙間７１を介して図１１（ｂ）に矢印Ｌで示されるように切欠部７０に沿って斜めに行われるレーザ溶接または抵抗溶接で、一方のピン１２と一方の端子３２とが溶接され、他方のピン１２と他方の端子３２とが溶接される。このようにして、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が接合される。つまり、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との間に切欠部７０により部分的に隙間７１を設けた状態で、ともにこの隙間７１に露出するヘッダ部１３のピン１２と通信点火回路１４の端子３２とが接合させられる。ここで、上記のように、手前側の端子３２よりも奥側のピン１２が外側まで広がっていることから、溶接での接合に適している。

これらの隙間７１には、溶接後に図１２に示すように絶縁性の樹脂材７２が埋設され、その結果、ヘッダ部１３および通信点火回路１４が強固に一体化され、これらと樹脂材７２とが全体として円柱状をなす。

その後、図示は略すが、第１実施形態と同様、火薬部１５を形成しつつスクイブキャップ１６を取り付け、さらに樹脂材１８をモールド成形することによって、バス接続用のピン１２を有するヘッダ部１３と火薬部１５との間に通信点火回路１４を配置してなる着火装置１１となる。

以上に述べた第３参考技術によれば、第１参考技術と同様の効果を奏することができる。

なお、切欠部５０，６０，７０は、ヘッダ部１３と通信点火回路１４との相互対向側においてこれらのうちの少なくともいずれか一方に形成されれば良い。

本発明の第１実施形態の着火装置を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態の着火装置のヘッダ部を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 本発明の第１実施形態の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を搭載した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 本発明の第１実施形態の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を接合し樹脂材を埋設した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第１参考技術の着火装置のヘッダ部を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第１参考技術の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を搭載した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第１参考技術の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を接合し樹脂材を埋設した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第２参考技術の着火装置のヘッダ部を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第２参考技術の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を搭載した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第２参考技術の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を接合し樹脂材を埋設した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第３参考技術の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を搭載した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第３参考技術の着火装置のヘッダ部に通信点火回路を接合し樹脂材を埋設した状態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。

符号の説明

１１ 着火装置
１２ ピン
１３ ヘッダ部
１５ 火薬部
１４ 通信点火回路
３２ 端子
４０，５２，６１，７１ 隙間
１７，５３，６２，７２ 樹脂材

Claims (2)

1. バス接続用のピンを有するヘッダ部と火薬部との間に通信点火回路を配置してなる着火装置であって、
   前記ヘッダ部と前記通信点火回路との間に隙間を設けた状態で、ともに該隙間に突出する前記ヘッダ部のピンと前記通信点火回路の端子とを、前記ピンの前記隙間側への突出方向に沿う外面であって半径方向における外周面に前記端子を当接させて接合させることを特徴とする着火装置。
2. 前記隙間に樹脂材が埋設されていることを特徴とする請求項１記載の着火装置。

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