JP4452635B2 - 点火器組立体 - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ用ガス発生器に使用できる点火器組立体に関する。

点火器本体とそれを支持するカラーを樹脂で一体化した構造の点火器組立体は、製造工程を単純化できるために有利であるが、溶融樹脂が固化する際に収縮が発生し、点火器本体やカラーと樹脂との間に間隙を生じさせることがある。このような収縮は、樹脂の選択により抑制することができるが、完全に防止することはできない。

点火器組立体は、エアバッグ用ガス発生器等の乗員拘束装置に適用されるが、湿気の侵入防止のためにガス発生器は内外のシールを完全にする必要がある。しかし、点火器本体と樹脂、或いはカラーと樹脂との間に上記したような間隙が生じた場合には、外部から湿気が侵入する原因となる。

特許文献１、２、３には、カラー上部の内外壁と共に点火器本体を樹脂で一体化した構造の点火器組立体が開示されている。
USP5,533,754 USP5,584,505 特開2003-161599号公報

溶融樹脂が固化する際、内側に向かって収縮するが、特許文献１、２、３のようにカラー上部の内外壁が一緒に樹脂で覆われている構造であると、外壁を覆う樹脂がカラー内側へ向けての樹脂の収縮を阻害するように作用する結果、点火器本体と樹脂との間に間隙が生じやすくなる。

本発明は、組立時に溶融樹脂が固化する際においても、カラーと樹脂、及び点火器本体と樹脂との間に間隙が生じることがない構造を有しており、エアバッグ用ガス発生器に好適な点火器組立体を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
点火器カラー内に点火器本体が収容され、前記点火器本体が樹脂により前記点火器カラー内に固定されている点火器組立体であり、
前記点火器カラーが、少なくとも筒状壁と、前記筒状壁の一部から内側に突き出した環状突起部を有するものであり、
前記樹脂が、前記環状突起部を上下方向から挟み込む位置から前記筒状壁の上端と同一高さまで充填されているが、前記筒状壁の外周壁は覆っていない、点火器組立体を提供する。

点火器カラー内に充填された溶融樹脂が固化するとき、中心方向への収縮が発生する。このとき、点火器カラーの方が点火器本体よりも外側に位置しているため、何も制約がなければ、樹脂は点火器カラーから離れるように収縮する結果、点火器カラーと固化した樹脂との間に間隙が生じやすくなる。

しかし、本発明のように、樹脂が環状突起部を上下方向から挟み込む位置から前記筒状壁の上端と同一高さまで充填されている場合、前記筒状壁が、樹脂が中心方向に収縮する力に影響を及ぼさないため、点火器カラーと固化した樹脂との間に間隙が生じることが抑制される。更に、樹脂の収縮力を利用して、環状突起部を上下方向からしっかりと樹脂で挟み込むことができるため、筒状壁と樹脂との間に間隙が形成されたとしても、環状突起部でシールされているので、湿気等の侵入が阻止される。

また、樹脂は点火器カラーの外周壁は覆っていない。特許文献１〜３のように点火器カラーの外側まで樹脂で覆われている場合は、樹脂が固化収縮するときに中心に向かって収縮する力が外周壁に作用し、点火器本体の樹脂が反対に外に向かって収縮することになり、点火器本体と樹脂との間に間隙が形成されやすくなる。

なお、点火器カラーと樹脂との間に間隙が生じた場合でも、環状突起部と樹脂が密着しているので、防湿性を損なうような貫通した間隙が形成されることはない。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記樹脂が、前記突起部を上下方向から挟み込む位置から前記筒状壁の上端縁を覆う高さまで充填されているが、前記筒状壁の外周壁は覆っていない、請求項１記載の点火器組立体を提供する。

筒状壁の上端縁を覆う高さまで樹脂を充填することにより、点火器本体と樹脂との接触面積が増加するので、点火器本体と樹脂との結合力が高められる。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記樹脂が、前記突起部を上下方向から挟み込む位置から前記筒状壁の上端縁を覆い、かつ外側に突き出して充填されているが、前記筒状壁の外周面は覆っていない、請求項１記載の点火器組立体を提供する。

筒状壁の上端縁を覆う高さまで樹脂を充填することにより、点火器本体と樹脂との接触面積が増加するので、点火器本体と樹脂との結合力が高められる。更に樹脂を外側に突き出すように充填することにより、点火器組立体をガス発生器内の点火器収容空間内に配置したとき、点火器収容空間と樹脂の突起部とが接触して摩擦が生じるため、点火器組立体の回転が防止される。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記点火器本体が、ヘッダ部、前記ヘッダ部から延ばされた導電ピン、前記ヘッダ部を覆い、内部に点火薬が充填されたカップ部とを有しており、前記点火器本体のカップ部の全高さの半分以上が、前記点火器カラーの筒状壁で包囲されている、請求項１〜３のいずれかに記載の点火器組立体を提供する。

点火器組立体が作動したとき、点火薬の燃焼により、カップ部は外側に膨張する。このとき、カップ部の外側にある樹脂も変形することが考えられるが、樹脂の周囲に点火器カラーの筒状壁が存在しているので、樹脂の変形が抑制され、点火器本体と樹脂との間に間隙が形成されることが抑制される。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記筒状壁の上端開口部周縁が内側に傾斜した形状である、請求項１〜４のいずれかに記載の点火器組立体を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記筒状壁の内周面の樹脂と接触した部分が凹凸を有している、請求項１〜５のいずれかに記載の点火器組立体を提供する。

このような凹凸の存在により、凹凸部と樹脂が噛み合うようになるため、点火器カラー内にて固化後の樹脂が回転することが防止される。

本発明の点火器組立体は、樹脂の固化過程において生じる樹脂の収縮によっても、点火器カラーと樹脂、及び点火器本体と樹脂との間に軸方向に貫通した間隙が生じることがない。よって、点火器組立体をガス発生器に組み込んだ場合でも、外部の湿気が点火器組立体を経由してガス発生器内部に侵入することがない。

（１）図１の点火器組立体
図１の点火器組立体を説明する。図１は、点火器組立体の縦断面図である。

点火器カラー１１は、金属製の略円筒状のもので、筒状壁１２と、筒状壁１２の一部から内側に突き出した環状突起部１３を有している。筒状壁１２の上端縁１４から環状突起部１３にかけての内周面１６は曲面となっている。

内周面１６には、樹脂３０が点火器カラー１１内で回転することを防止するため、必要に応じて複数の凹凸を設けることができる。凹凸は、内周面１６の全面に設けることができるほか、均等間隔で分離して設けてもよい。凹凸は、上端縁１４から環状突起部１３にかけての内周面において、軸方向又は周方向に、連続して又は不連続に設けることができる。

点火器本体２０は、ヘッダ部２１、ヘッダ部２１から延ばされた２本の導電ピン２２、２３、ヘッダ部２１を覆い、内部に点火薬２４が充填されたカップ部２５とを有している。カップ部２５内には、筒状スリーブ２６が配置されている。ヘッダ部２１には、図示していない発熱体が配置されている。

点火器本体２０は、樹脂３０により、点火器カラー１１内に固定されている。樹脂３０は、環状突起部１３を上下方向から挟み込む位置から、筒状壁１２の上端縁１４と同一高さ（面一となる高さ）までを覆っているが、筒状壁１２の外周面１５は覆っていない。なお、図示するとおり、導電ピン２２、２３は、コネクタ（コネクタ収容空間２８に嵌め込まれる）と接続する先端部を除いて樹脂で覆われている。

点火器本体２０のカップ部２５の全高さＨの半分以上は樹脂３０で包囲され、樹脂３０の周囲は筒状壁１２で包囲されている。このため、筒状壁１２が存在しない場合、点火器組立体１０の作動時、点火薬２４の燃焼により、カップ部２５は外側に膨張したとき、カップ部２５の外側にある樹脂３０も外側に変形することが考えられるが、樹脂３０の周囲に点火器カラー１１の筒状壁１２が存在しているので、樹脂３０の変形が抑制され、点火器本体２０と樹脂３０との間に間隙が形成され難くなる。

なお、このように樹脂３０の変形は抑制されるものの、環状突起部１３により形成される孔は、点火器本体２０のカップ部２５の直径よりも小さくなるように設定されているため、点火器組立体１０の作動時において、樹脂３０が大きく変形するような事態が生じた場合であっても、点火器本体２０が点火器カラー１１から下部方向に脱落することがない。

点火器組立体１０の組立時には、図示するような状態になるように溶融樹脂が射出成形法等により充填された後、固化が進行する。この固化の過程において、樹脂３０は中心方向に収縮する。このとき環状突起部１３は、樹脂３０により図１の上下方向（厚さ方向）から挟み付けられるため、環状突起部１３と固化した樹脂３０との間に間隙が生じることが抑制され、樹脂３０の収縮力を利用して、環状突起部１３を上下方向からしっかりと樹脂３０で挟み込むことができる。

一方、筒状壁１２が樹脂３０よりも外側に存在するため、固化過程において、筒状壁１２の内周面１６と樹脂３０との間に間隙が生じやすくなるが、環状突起部１３と樹脂３０が密着しているので、点火器組立体１０をガス発生器に取り付けた場合でも、コネクタ収容空間２８からガス発生器内部まで貫通した間隙が形成されることはない。

また、樹脂３０は筒状壁の外周面１５を覆っていないので、固化過程において、樹脂３０の収縮は点火器本体２０に向かって生じ、点火器本体２０と樹脂３０との間に間隙が生じることがない。

本発明で用いる樹脂としては、成形収縮率が１％以下のものが好ましく、特に０．１〜０．８％のものが好ましい。成形収縮率が１％以下の場合、固化した樹脂に変形、反り又はヒケが生じることがなく、その結果、点火器本体２０と樹脂３０の間、又は点火器カラー１１と樹脂３０との間に貫通した間隙が発生することが防止される。また、成形収縮率を０．１％以上とすれば、樹脂の成形収縮により環状突起部１３をより確実に挟持できることから望ましい。

なお、ガラス繊維や無機フィラー等の無機充填材を樹脂に配合したものは、無機充填材の配向に起因して、射出成形された樹脂の流れ方向（ＭＤ）とそれに垂直な方向（ＴＤ）とでは成形収縮率が異なることが知られている。従って、このような無機充填材を配合した樹脂を用いる場合には、少なくとも点火器本体２０と樹脂３０との間や、点火器カラー１１と樹脂３０との間等に好ましくない間隙を生じさせない程度の成形収縮率（流れ方向、及び垂直方向）を有するものを使用することが望ましい。

樹脂は熱硬化性樹脂を用いることもできるが、射出成形する点を考慮すれば熱可塑性樹脂であることが望ましく、更に樹脂と共に、ガラス繊維、その他の無機充填材料を併用することが好ましい。

樹脂は、２３℃で２４時間浸水後における吸水率（以下同様）が、好ましくは０．００５〜０．５％、更に好ましくは０．００５〜０．３％のものであって、引張強度が、好ましくは７０〜２５０ＭＰａ、更に好ましくは１００〜２５０ＭＰａ、特に好ましくは１７０〜２５０ＭＰａのものである。また、線膨張率が８×１０^−５／℃以下、引張強度が１００ＭＰａ以上、絶縁破壊電圧が１０ＭＶ／ｍ以上の樹脂を使用することが好ましい。

このような樹脂としては、ナイロン6-12、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーを挙げることができる。これらの樹脂は、ガラス繊維、ガラスフィラー又はミネラル等の無機充填物を併用するものでもよい。特に２０〜８０質量％のガラス繊維を含むポリブチレンテレフタレート、２０〜８０質量％のガラス繊維を含むポリフェニレンサルファイド、２０〜８０質量％のミネラルを含む液晶ポリマーが好ましい。

ガラス繊維を含有するガラス強化樹脂を用いる場合、そのガラス繊維の配向は、樹脂に差し込まれる導電性ピンの延伸方向に沿うように調整されることが望ましい。これにより導電性ピン２２、２３の太さ方向の成形収縮率が大きくなり、導電ピン２２、２３と樹脂３０との間における水分の透過を確実に阻止することができる。また、各樹脂材料における無機充填材料の含有率は、より好ましくは２０〜５０質量％である。

本発明では、３３質量％のガラス繊維を含有するナイロン6-12（流れ方向の成形収縮率０．２％、直角方向の成形収縮率０．３％、線膨張率２．３×１０^−５／℃）のものを用いることができる。このような樹脂を用いることで、環状突起部１３を上下方向から挟み込むために好適な成形収縮率を発揮できると共に、成形後の変形や反り等を抑制することができる。

（２）図２の点火器組立体
図２の点火器組立体を説明する。図２は、点火器組立体の縦断面図である。図２の点火器組立体100は、図１の点火器組立体１０とほぼ同一構造であるため、異なる部分についてのみ説明する。なお、図１と同一番号は、同じものであることを意味する。

樹脂３０は、環状突起部１３を上下方向から挟み込む位置から、筒状壁１２の上端縁１４の上までを覆っているが、筒状壁１２の外周面１５は覆っていない。点火器本体２０のカップ部２５の全高さＨの半分以上（上端縁１４の上まで樹脂３０で覆われているので、その分だけ、図１よりも樹脂３０によるカップ部２５の包囲部分が大きい）は樹脂３０で包囲され、樹脂３０の周囲は筒状壁１２で包囲されている。

（３）図３の点火器組立体
図３の点火器組立体を説明する。図３は、点火器組立体の縦断面図である。図３の点火器組立体200は、図１の点火器組立体１０とほぼ同一構造であるため、異なる部分についてのみ説明する。なお、図１と同一番号は、同じものであることを意味する。

点火器カラー１１の筒状壁１２は、上端縁１４が内側に傾斜した形状になっている。樹脂３０は、環状突起部１３を上下方向から挟み込む位置から、筒状壁１２の上端縁１４の上までを覆っているが、筒状壁１２の外周面１５は覆っていない。

点火器本体２０のカップ部２５の全高さＨの半分以上（上端縁１４の上まで樹脂３０で覆われているので、その分だけ、図１よりも樹脂３０によるカップ部２５の包囲部分が大きい）は樹脂３０で包囲され、樹脂３０の周囲は筒状壁１２で包囲されている。

（４）図４の点火器組立体
図４の点火器組立体を説明する。図４は、点火器組立体の縦断面図である。図４の点火器組立体300は、図１の点火器組立体１０とほぼ同一構造であるため、異なる部分についてのみ説明する。なお、図１と同一番号は、同じものであることを意味する。

点火器カラー１１の筒状壁１２は、上端縁１４が内側に傾斜した形状になっている。樹脂３０は、環状突起部１３を上下方向から挟み込む位置から、筒状壁１２の上端縁１４の上までを覆っており、更に外側に突き出した環状の突出部３１が形成されている。筒状壁１２の外周面１５は覆われていない。突出部３１は、環状ではなく、独立した複数の突起でもよい。

このような環状の突出部３１を有していると、点火器組立体１０をガス発生器の点火器収容空間内に取り付けたとき、環状の突出部３１が前記点火器収容空間の内面と接触し、摩擦が生じるため、点火器組立体１０の回転が防止される。

点火器本体２０のカップ部２５の全高さＨの半分以上（上端縁１４の上まで樹脂３０で覆われているので、その分だけ、図１よりも樹脂３０によるカップ部２５の包囲部分が大きい）は樹脂３０で包囲され、樹脂３０の周囲は筒状壁１２で包囲されている。

点火器組立体の縦断面図。 別形態の点火器組立体の縦断面図。 別形態の点火器組立体の縦断面図。 別形態の点火器組立体の縦断面図。

符号の説明

１０、100、200、300 点火器組立体
１１ 点火器カラー
１２ 筒状壁
１３ 環状突起部
２０ 点火器本体
２５ カップ部
３０ 樹脂

Claims (5)

1. 点火器カラー内に点火器本体が収容され、前記点火器本体が樹脂により前記点火器カラー内に固定されている点火器組立体であり、
   前記点火器カラーが、少なくとも筒状壁と、前記筒状壁の上端縁と下端縁の間の一部から内側に突き出した環状突起部を有するものであり、
   前記点火器本体が、ヘッダ部、前記ヘッダ部から延ばされた導電ピン、前記ヘッダ部を覆い、内部に点火薬が充填されたカップ部とを有しており、前記点火器本体のカップ部の全高さの半分以上が、前記点火器カラーの筒状壁で包囲されており、
   前記樹脂が、前記環状突起部を上下方向から挟み込む位置から前記筒状壁の上端と同一高さまで充填されているが、前記筒状壁の外周壁は覆っていない、点火器組立体。
2. 前記樹脂が、前記突起部を上下方向から挟み込む位置から前記筒状壁の上端縁を覆う高さまで充填されているが、前記筒状壁の外周壁は覆っていない、請求項１記載の点火器組立体。
3. 前記樹脂が、前記突起部を上下方向から挟み込む位置から前記筒状壁の上端縁を覆い、かつ外側に突き出して充填されているが、前記筒状壁の外周壁は覆っていない、請求項１記載の点火器組立体。
4. 前記筒状壁の上端縁が内側に傾斜した形状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の点火器組立体。
5. 前記筒状壁の内周面の樹脂と接触した部分が凹凸を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の点火器組立体。

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