JP4593944B2 - Gas generator for airbag - Google Patents
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Description
本発明は、サイド用エアバッグ等を膨張させるのに好適なエアバッグ用ガス発生器に関する。 The present invention relates to a gas generator for an air bag suitable for inflating a side air bag 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、高圧のガスが保持されたボンベと、各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(例えば、特許文献1参照)。もう一つは、発生するガスを全て固体のガス発生剤を燃焼させて生成するパイロ方式である(例えば、特許文献2参照)。 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 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 each cylinder (for example, Patent Document 1). The other is a pyro type that generates all the generated gas by burning a solid gas generating agent (see, for example, Patent Document 2).
火薬の着火に用いられる点火器として、セラミックス等の基板上に形成されている薄膜状のブリッジが、エポキシ樹脂、ポリイミド、セラミックス等によって塞栓に固定されている。そして、このブリッジは塞栓に設けられている電極ピンと、はんだ、ワイヤーボンディング、導電性エポキシ樹脂等で電気的に接合されているものがある(例えば、特許文献3参照)。これらのうち、はんだは、環境汚染に繋がる鉛を含んでいる。また、はんだは、高温で溶かす必要がある。 As an igniter used to ignite explosives, a thin-film bridge formed on a substrate such as ceramics is fixed to the embolus with epoxy resin, polyimide, ceramics, or the like. And this bridge has what is electrically joined with the electrode pin provided in the embolus with solder, wire bonding, conductive epoxy resin, etc. (for example, refer to patent documents 3). Among these, the solder contains lead that leads to environmental pollution. Moreover, it is necessary to melt the solder at a high temperature.
また、特許文献4では、ハウジングと仕切り部材を確実に気密にするために、仕切り部材の外周端面を切り欠いてO−リング等のシ−ル部材を設けた仕切り部材を有するガス発生器について開示がある。
近年、エアバッグ用ガス発生器に求められる性能として、小型化・低コストがあげられる。例えば、特許文献1に記載のものは、ハイブリッド方式のため、ガス充填室と火薬組成物室の2室が必要であり、大型化し重量も増加する。また溶接構造が主であり、コスト的にも高くなる。また、特許文献2に記載のものもガス発生剤のガス化率が低いためにガス発生剤量が多く必要である。また、エンハンサ室、ガス発生剤室、フィルター室と分離されており、大型化し、重量も増加する。また、部品点数も多くなり、コスト的にも高くなる。
In recent years, downsizing and low cost can be given as performance required for gas generators for airbags . For example, since the thing of
一般に、エアバッグ用ガス発生器の小型化にはガス発生剤のガス化率及び発熱量が大きく関係している。ガス化率が低いとガス発生剤の重量が多くなる。また、発熱量が多くなるとフィルター重量が多くなり、どちらも大型化、重量増加につながる。この点、特許文献2に記載されているようなパイロ式のガス発生器は、充填されるガス発生剤等の組成等を工夫することにより、ガス発生剤の充填量を増やすことなくガス化率を高めることが可能であり、特許文献1等に記載されているハイブリッド方式のものに比べて小型化を行いやすい。
In general, the gasification rate of the gas generating agent and the heat generation amount are greatly related to the downsizing of the gas generator for an air bag . When the gasification rate is low, the weight of the gas generating agent increases. Moreover, when the calorific value increases, the weight of the filter increases, both of which lead to an increase in size and weight. In this regard, the pyro-type gas generator as described in
しかしながら、パイロ式ガス発生器は、特許文献2にあるように、細長い円筒状のハウジングが主流であり、両端に溶接等で封止部材を組み付ける構造である。このため、ガス化率及び発熱量の増加にともない、ハウジングの耐圧性を向上させるためには、ハウジングの肉厚を厚くする必要があった。また、発熱量の増加により、ガスを充分に冷却するためにフィルター材も大きくする必要があり、エアバッグ用ガス発生器の小型化、軽量化を実現するには至っていない。
However, as disclosed in
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
また、特許文献4に記載のガス発生器では、仕切り部材の外周端面を切り欠いてO−リング等のシ−ル部材を設けるという工程を必要とし、ガス発生器の製造コストが高くなるという問題点があった。また、特許文献4に記載のガス発生器では、仕切り部材は、フィルタ−室と燃焼室を区画していない。
Moreover, in the gas generator of
さらに、サイド用(側突用)エアバッグに用いられるエアバッグ用ガス発生器は、エアバッグが出てくるドア部分と乗員との距離が近くなるため、より速くエアバッグを膨らませる必要がある。即ち、運転席や助手席よりも速いエアバッグ展開性能が要求されている。 Furthermore, the gas generator for an air bag used for a side (side impact) air bag needs to inflate the air bag faster because the distance between the door portion from which the air bag comes out and the occupant is reduced. . That is, the airbag deployment performance that is faster than the driver's seat and the passenger seat is required.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、小型化、軽量化、低コスト化が可能であるとともに、従来のガス発生器に比べて短時間での点火が可能なエアバッグ用ガス発生器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, smaller, lighter, with cost reduction is possible, for an air bag which can be ignited in a short time as compared with the conventional gas generator An object is to provide a gas generator.
前記課題を解決するための本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、筒状ハウジング内に、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤が充填される燃焼室と、フィルター材が装着されるフィルター室と、前記燃焼室内のガス発生剤を点火燃焼させる点火器と、を有し、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着火するエアバッグ用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の段差が1mm以下となるように前記塞栓に設けられた凹部に埋設され、前記薄膜ブリッジは、前記電極ピンと横付けの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横付けの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。 The gas generator for an air bag according to the present invention for solving the above problems includes a combustion chamber filled with a gas generating agent that generates high-temperature gas by combustion in a cylindrical housing, and a filter in which a filter material is mounted. And an igniter for igniting and burning the gas generating agent in the combustion chamber, wherein the igniter has at least two plugs having insulated electrode pins, and a thin film bridge attached to the plug A gas generator for an air bag that supplies current to the thin film bridge through the electrode pin and activates the thin film bridge to ignite explosives, the thin film bridge being a head of the electrode pin and the step of the header portion of the emboli is embedded in a recess provided in said embolic so that 1mm or less, the thin film bridge, Wai of the electrode pin and alongside It is connected by chromatography bonding, one electrode pad of the thin film bridge, and is characterized in that it is connected by wire bonding alongside the metal portion of the header portion of the emboli.
また、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、前記筒状ハウジングの外径Bが30mm以下であるものが好ましく、前記点火器が前記ハウジングの端部に装着されていることを特徴とするものである。 In the gas generator for an air bag according to the present invention, the cylindrical housing preferably has an outer diameter B of 30 mm or less, and the igniter is attached to an end of the housing. Is.
本発明に係るエアバッグ用ガス発生器では、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、塞栓のヘッダー部の金属部分に横付けの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 for an air bag according to the present invention, the thin film bridge is not connected so as to be connected at the end face of the wire, but is connected so that the wire is laid down using the peripheral surface of the wire while being laid down. Even when the thin film bridge and the electrode pin are connected by wire bonding, the wire loop height can be suppressed to be 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 metal portion of the embolic header portion by lateral 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.
従来のガス発生器は、ハウジング、その端部の蓋、他端部の蓋の3部品と端部、他端部のシール剤(O−リング等)等計5部品を有する構造であったが、本発明のエアバッグ用ガス発生器では、ハウジングの他端側が閉塞し、端部が開放した有底筒状のものであるため、3部品となり、部品点数を低減することが可能になる。また、部品点数を低減により組立工程の低減にもなるため、製造コストの低減にもなる。そして、エアバッグ用ガス発生器を小型化することが可能となる。 The conventional gas generator has a structure having a total of five parts such as a housing, a cover at its end, a cover at the other end, and an end, and a sealant (O-ring, etc.) at the other end. In the gas generator for an air bag according to the present invention, since the bottom end of the housing is closed and the end is open, it has three parts, and the number of parts can be reduced. In addition, reducing the number of parts also reduces the assembly process, thereby reducing the manufacturing cost. And it becomes possible to miniaturize the gas generator for airbags .
また、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、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 for an air bag according to the present invention, the material of the electrode pad surface 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、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、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 for an air bag according to the present invention, the wire used for the wire bonding is preferably gold or aluminum and has a wire diameter of 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、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、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 for an air bag according to the present invention preferably further has a 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、ワイヤーに火薬等の装填時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, wire breakage is prevented even when pressing stress is applied to the wire during loading of explosives, etc. can do.
また、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、前記燃焼室と前記フィルター材が装着される前記フィルター室とを区画する第1仕切り部材を有するものが好ましい。 Moreover, the gas generator for an air bag according to the present invention preferably has a first partition member that partitions the combustion chamber and the filter chamber in which the filter material is mounted.
第1仕切り部材を設けることにより、フィルター材とガス発生剤室(燃焼室)が2室構造に分けられ、ガス発生剤の燃焼熱によるフィルターの損傷(溶融)を防止する。 By providing the first partition member, the filter material and the gas generating agent chamber (combustion chamber) are divided into two chamber structures to prevent damage (melting) of the filter due to the combustion heat of the gas generating agent.
また、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、前記ハウジングの他端部が、ボウル形状又は平底形状であるものである。 In the gas generator for an air bag according to the present invention, the other end of the housing has a bowl shape or a flat bottom shape.
ハウジングの他端部が、ボウル形状又は平底形状であるため、ハウジング内の圧力が高まった場合であっても、充分に耐えうることができる。また、端部がこのように閉塞しているため、他端部のみを封止すればよく、部品点数を減少することができるとともに、封止部分を他端部の一箇所のみとすることができるため、エアバッグ用ガス発生器の安全性を高めるとともに、小型化することが可能となる。また、このハウジングでは、円筒部の厚みと外径との比が、好ましくは1.9〜10.7の範囲にあり、好ましくは3〜6.8の範囲にあるものである。 Since the other end portion of the housing has a bowl shape or a flat bottom shape, it can sufficiently withstand even when the pressure in the housing is increased. Further, since the end portion is closed in this way, it is only necessary to seal the other end portion, the number of parts can be reduced, and the sealing portion can be made only at one end of the other end portion. As a result, the safety of the gas generator for an air bag can be increased and the size can be reduced. In this housing, the ratio between the thickness of the cylindrical portion and the outer diameter is preferably in the range of 1.9 to 10.7, and preferably in the range of 3 to 6.8.
また、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、さらに、前記燃焼室内に、前記エンハンサ剤が充填されているものである。 In the gas generator for an air bag according to the present invention, the enhancer agent is further filled in the combustion chamber.
こうすることにより、別の容器にエンハンサ剤を充填させ、これをエアバッグ用ガス発生器に組み込む必要がなくなり、製造コストの低減、エアバッグ用ガス発生器の小型化が可能となる。 By doing so, it is not necessary to fill the enhancer agent in another container and incorporate it into the gas generator for the air bag , thereby reducing the manufacturing cost and reducing the size of the air gas generator for the air bag .
また、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、さらに、前記燃焼室内に、ガス発生剤と前記エンハンサ剤とを容器に入れずに直接充填し、前記ガス発生剤と前記エンハンサ剤が第2仕切り部材にて分離されているものである。 In the gas generator for an air bag according to the present invention, the gas generating agent and the enhancer agent are directly filled in the combustion chamber without putting them in a container, and the gas generating agent and the enhancer agent are secondly added. It is separated by a partition member.
エンハンサ剤とガス発生剤とが第2仕切り部材を介して密着しているため、ガス発生剤の充填状況の違いによるエンハンサ剤とガス発生剤との距離の差が生じないため、エアバッグ用ガス発生器の性能を安定させることができる。 Since the enhancer agent and the gas generating agent are adhered via a second partitioning member, since the difference in distance between the enhancer agent and the gas generating agent due to the difference in the filling status of the gas generating agent does not occur, the gas for an air bag The performance of the generator can be stabilized.
また、本発明に係るエアバッグ用ガス発生器は、前記ハウジングの周面が前記第1仕切り部材を挟む2つの位置のそれぞれにおいて縮径する方向にかしめられることによって、前記第1仕切り部材の外周端面が、前記ハウジングの内周面にくい込んで固定されているものである。 In the gas generator for an air bag according to the present invention, the peripheral surface of the first partition member is caulked in a direction in which the peripheral surface of the housing contracts in diameter at each of two positions sandwiching the first partition member. The end surface is fixed so as to be hard to the inner peripheral surface of the housing .
こうすることにより、従来の仕切り部材の外周端面を切り欠いてO−リング等のシ−ル材を装着するという工程を必要としないため低コストで、かつ、仕切り部材とハウジングが確実に固定されるために気密性の高いエアバッグ用ガス発生器を得ることが可能となる。 This eliminates the need for a process of notching the outer peripheral end face of the conventional partition member and mounting a seal material such as an O-ring, so that the partition member and the housing are securely fixed at low cost. Therefore, it becomes possible to obtain a gas generator for an air bag having high airtightness.
本発明のエアバッグ用ガス発生器は、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点火することができる。また、構造が簡易である為、小型化が可能であるとともに、低コストで製造が可能となる。
また、本発明のエアバッグ用ガス発生器は、特定の薄膜ブリッジを含む点火器を有するため、サイド用として用いると、従来のサイド用のものに比べてより速くエアバッグを膨らませることができると考えられる。
The gas generator for an air bag according to the present invention is configured as described above, and an igniter in which a thin film bridge is embedded in an embolus and is disposed so as to be substantially flush with an electrode pin head and an embolus header. Can be used to ignite explosives at high speed and low energy. Further, since the structure is simple, it is possible to reduce the size and manufacture at a low cost.
Moreover, since the gas generator for airbags of this invention has the igniter containing a specific thin film bridge, when it uses for side, it can inflate an airbag faster compared with the thing for the conventional side. it is conceivable that.
本発明に係るエアバッグ用ガス発生器の第1の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図1は、本発明に係るエアバッグ用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、エアバッグ用ガス発生器1は、筒状のハウジング4と、ハウジング4内を、燃焼により高温ガスを発生するガス発生剤5が充填される燃焼室6と、フィルター材7が装着されるフィルター室8と、に区画する第1仕切り部材9と、燃焼室6内のガス発生剤5を着火燃焼させる点火器10と、を有し、ハウジング4は、その端部3が開放し、その他端部2が閉塞した有底筒状である。筒状のハウジング4の外径Bは、30mm以下が好ましく、20mm以上〜30mm以下の範囲にあるものがより好ましい。ハウジング4は、好ましくは有底円筒状である。
An example of a first embodiment of a gas generator for an air bag 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 for an air bag according to the present invention. In FIG. 1, an air
ハウジング4の他端部2は、例えば、丸みを帯びた形状、角ばった形状、ボウル(bowl)形状、平底形状等何でも良い。図1ではボウル(bowl)形状になっている。これによって、ハウジング内の圧力が上昇した場合であっても、変形を抑制することができる。また、他端部2がこのように閉塞しているため、端部3のみを封止すればよく、部品点数を減少することができるとともに、封止部分を端部3の一箇所のみとすることができるため、エアバッグ用ガス発生器1の安全性を高めるとともに、小型化することが可能となる。なお、ハウジング4は、例えばステンレス、鉄等の金属で形成されている。
The
また、ハウジング4の他端部2の外周にはガス放出孔11が設けられている。ガス放出孔11は、ガス放出時にインフレータに推進力を生じない位置、例えばフィルター室8の円筒部20に設けられることが好ましく、また、複数個設けられていても良く、また、1列のみならず、軸方向に複数列に設けられていても良く、軸方向に複数列に設けられている場合、ジグザグ状に設けられていても良い。好ましくは、4個又は8個設けられ、同一外周上に90度毎に4個又は軸方向に2列の外周上に90度毎に8個設けられるのがより好ましい。これらガス放出孔11から、燃焼室6内でガス発生剤5の燃焼により発生した高温、高圧のガスが、フィルター室8に装着されているフィルター材7を通過して、冷却、濾過されて放出される。
A
第1仕切り部材9は、環状の平たい円板形状をし、孔18を有し、フィルター室8と燃焼室6(ガス発生剤室)を分けて2室構造にし、ガス発生剤の燃焼熱によるフィルターの損傷(溶融)を防止している。第1仕切り部材9は、例えば、ステンレス、鉄等でできている。
ハウジング4の内周側であってガス放出孔11を覆う位置、又は、第1仕切り部材9の孔18を覆う位置のどちらか一方又は双方に、例えばアルミニウムテープ等のシール部材16が貼付される。これによりハウジング4内をシールしている。シール部材16は、第1仕切り部材9の燃焼室側の面に貼付され、ハウジング4の内周側には貼付されていないことがより好ましい。シール部材16の径は、孔18の径よりも4mm以上大きいものであっても良い。第1仕切り部材9への貼付は、簡便であり、この貼付は、エアバッグ用ガス発生器の製造コストの低減になりうる。
The
A
ハウジング4の端部3には、点火器10を保持するホルダ12が装着されて、ホルダ12は、ハウジング4の軸端部13とともにかしめることによって保持されて、ハウジング4の端部3を閉鎖している。
A
また、第1仕切り部材9が配置された位置近辺のハウジング4の周面を縮径する方向にかしめて、第1仕切り部材9の外周端面をハウジング4の内周面にくい込ませることが好ましい。
In addition, it is preferable that the outer peripheral end surface of the
点火器10は、図3に示すように、1対の互いに絶縁された電極ピン22,23を有する塞栓24と、塞栓24に取り付けられる薄膜ブリッジ25とで構成されている。そして、電極ピン22,23を通して薄膜ブリッジ25に電流を供給し、薄膜ブリッジ25を作動させて第1管体29内に装填されている火薬26,27を着火する構造となっている。
As shown in FIG. 3, the
塞栓24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24から延伸する1対の電極ピン22,23は、塞栓24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22,23は、塞栓24内では、ガラス、樹脂等の絶縁体31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22,23の頭部35は、塞栓24のヘッダー部44と略同一面となるように設けられている。
The
図4は、薄膜ブリッジ25が塞栓24の凹部32に埋設されている部分のC矢視拡大平面図である。図5は、図4におけるA−A’線断面を示す図である。図6は、図4におけるB−B’線断面を示す図である。
FIG. 4 is an enlarged plan view of the portion where the
薄膜ブリッジ25は、図4、図5及び図6に示すように、塞栓24に形成された凹部32に埋設され、塞栓24のヘッダー部44及び電極ピン22,23の頭部35と略同一面となるように設置されている。凹部32は、図5に示すように、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25が埋設された場合に、電極ピン22,23の頭部35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5及び図6に示すように、ワイヤー28を寝かした状態でワイヤー28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28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28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28の断線を防止することができ、電極ピン22,23と薄膜ブリッジ25を確実に接続することができる。なお、ワイヤー28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22,23から薄膜ブリッジ25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28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22,23から薄膜ブリッジ25に電流を供給することが可能となる。
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the
薄膜ブリッジ25と、電極ピン22,23を接合するワイヤー28は、図4、図5に示すように、薄膜ブリッジ25の電極パッド41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25と塞栓24のヘッダー部44及び電極ピン22,23の頭部35とが略同一面となるように塞栓24の凹部32に設置されているため(図3参照)、いわゆる横付けでワイヤー28を薄膜ブリッジ25の電極パッド41に接合することができる。また、一方の電極パッド41からワイヤー28を塞栓24のヘッダー部44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28によって電極ピン22,23とワイヤーボンディングされる電極パッド41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43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 FIGS. 4 and 5, the
薄膜ブリッジ25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Al2O3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
本発明に係るエアバッグ用ガス発生器の第1の実施形態に示すリアクティブ型の薄膜ブリッジ25は、図5及び図6に示すように、基板42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43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41とで構成されている。図4、図5及び図6において電極パッド41は、積層体43の上に位置している。
The reactive
積層体43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43を有する薄膜ブリッジ25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 the reactive metal used for the laminate 43 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
本発明に係るエアバッグ用ガス発生器の第1の実施形態に使用される点火器10は、次のようにして製造される。
本発明に係るエアバッグ用ガス発生器の第1の実施形態に使用される点火器10は、図3に示すように、まず、第1管体29内に火薬26,27を装填した後、薄膜ブリッジ25を塞栓24に形成された図3,図4に記載の凹部32に設置して、電極ピン22,23と薄膜ブリッジ25をワイヤー28によってワイヤーボンディングにより接続した後、第1管体29に嵌合する。このとき、塞栓24を火薬26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25は塞栓24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22,23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29に塞栓24を嵌合した後、この第1管体29を第2管体30に挿入し、点火器用ホルダ40内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、点火玉を用いるガス発生器用の点火器にも好適に使用される。
なお、本製造例に限定されるものでなく、ワイヤーボンディングにおいては、電極ピン22、23のいずれか一方と薄膜ブリッジ25との間にASIC(Application specific integrated circuit)等を介在させ同様に接続することも可能である。
The
As shown in FIG. 3, the
Note that the present invention is not limited to this manufacturing example. In wire bonding, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or the like is interposed between any one of the electrode pins 22 and 23 and the
着火薬26,27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 igniting
以上のように構成される点火器10は、電極ピン22,23に電流が供給されることによって、薄膜ブリッジ25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26,27を点火することが可能となる。また、薄膜ブリッジ25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
なお、点火器10では、電極ピン22,23と薄膜ブリッジ25とが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22,23のいずれか一方と、薄膜ブリッジ25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。
In the
そして、本発明の第1の実施形態に係るエアバッグ用ガス発生器1は、図1に示すように、ハウジング4の他端部2より、フィルター材7、ガス発生剤5、エンハンサ剤14、クッション材15の順に充填され、点火器10がカシメ固定されているホルダ12が嵌挿されている。フィルター材7とガス発生剤5の間に、必要により、第1仕切り部材9を設けることができる。
And the
フィルター材7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、好ましくは丸みを帯びた形状のもの、より好ましくは円柱状又は円筒状の形状のもの、特に好ましくは円筒状のものが用いられる。本実施形態例では、他端部2に丸みを帯びた円筒状の形状を有するものが例示される。このフィルター材7は、ハウジング4の他端部2の先端部分に当接して装着されている。そして、このフィルター材7は、ハウジング4内を区画する金属等によって形成されている第1仕切り部材9によってハウジング4の他端部2に押えられて固定されている。この第1仕切り部材9は、この第1仕切り部材9を挟んで他端部2側及び端部3側の両側のハウジング4の外周部分からかしめられる(2箇所のかしめ)ことで、ハウジング4内で固定され、ハウジング4内をフィルター室8と燃焼室6とに仕切っている。フィルター材7の長手方向中央には、空間19がフィルター材7の芯をくりぬくように形成されている。サイド用エアバッグ等を膨張させるのに好適に使用される本発明のエアバッグ用ガス発生器では、ガス発生剤5等の薬剤を比較的多く使用するので、好ましくは第1仕切り部材9を用いることによって、フィルター室8と燃焼室6とを仕切り、ガス発生剤5の燃焼熱によるフィルターの損傷を防止することが可能となる。
The
燃焼室6内には、エンハンサ剤14が充填されている。エンハンサ剤14は、クッション材15によって、振動により粉状化しないように保護されている。また、このクッション材15には、点火器10からの火炎の威力を遅延なく、確実にエンハンサ剤14に伝達するための十字状の切欠きが形成されている。クッション材15としては、例えば、セラミックスファイバー、発泡シリコン等で形成シリコンゴムやシリコン発泡体等の弾性材を用いて形成することが好ましい。クッション材15は、通常、円盤状の形状をしており、1層に形成されているものが好ましい。
An
ガス発生剤5は、非アジド系組成物であって、例えば燃料と、酸化剤と、添加剤(バインダ、スラグ形成剤、燃焼調整剤)とで構成されるものを使用することができる。
The
燃料としては、例えば含窒素化合物が挙げられる。含窒素化合物としては、例えばトリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体、ウレア誘導体、アンミン錯体から選ばれる1種又は2種以上の混合物を挙げることができる。 Examples of the fuel include nitrogen-containing compounds. Examples of the nitrogen-containing compound include one or a mixture of two or more selected from triazole derivatives, tetrazole derivatives, guanidine derivatives, azodicarbonamide derivatives, hydrazine derivatives, urea derivatives, and ammine complexes.
トリアゾール誘導体の具体例としては、例えば5−オキソ−1,2,4−トリアゾール、アミノトリアゾール等を挙げることができる。テトラゾール誘導体の具体例としては、例えばテトラゾール、5−アミノテトラゾール、硝酸アミノテトラゾール、ニトロアミノテトラゾール、5,5’−ビ−1H−テトラゾール、5,5’−ビ−1H−テトラゾールジアンモニウム塩、5,5’−アゾテトラゾールジグアニジウム塩等が挙げられる。グアニジン誘導体の具体例としては、例えばグアニジン、ニトログアニジン、シアノグアニジン、トリアミノグアニジン硝酸塩、硝酸グアニジン、硝酸アミノグアニジン、炭酸グアニジン等が挙げられる。アゾジカルボンアミド誘導体の具体例としては、例えばアゾジカルボンアミド等が挙げられる。ヒドラジン誘導体の具体例としては、例えばカルボヒドラジド、カルボヒドラジド硝酸塩錯体、蓚酸ジヒドラジド、ヒドラジン硝酸塩錯体等が挙げられる。ウレア誘導体としては、例えばビウレットが挙げられる。アンミン錯体としては、例えばヘキサアンミン銅錯体、ヘキサアンミンコバルト錯体、テトラアンミン銅錯体、テトラアンミン亜鉛錯体等が挙げられる。 Specific examples of the triazole derivative include 5-oxo-1,2,4-triazole and aminotriazole. Specific examples of the tetrazole derivatives include tetrazole, 5-aminotetrazole, aminotetrazole nitrate, nitroaminotetrazole, 5,5′-bi-1H-tetrazole, 5,5′-bi-1H-tetrazole diammonium salt, 5 , 5'-azotetrazole diguanidinium salt and the like. Specific examples of the guanidine derivative include guanidine, nitroguanidine, cyanoguanidine, triaminoguanidine nitrate, guanidine nitrate, aminoguanidine nitrate, and guanidine carbonate. Specific examples of the azodicarbonamide derivative include azodicarbonamide and the like. Specific examples of the hydrazine derivative include carbohydrazide, carbohydrazide nitrate complex, oxalic acid dihydrazide, hydrazine nitrate complex, and the like. Examples of the urea derivative include biuret. Examples of the ammine complex include a hexaammine copper complex, a hexaammine cobalt complex, a tetraammine copper complex, and a tetraammine zinc complex.
これらの含窒素化合物の中でもテトラゾール誘導体及びグアニジン誘導体から選ばれる1種又は2種以上が好ましく、特にニトログアニジン、硝酸グアニジン、シアノグアニジン、5−アミノテトラゾール、硝酸アミノグアニジン、炭酸グアニジンが好ましい。 Among these nitrogen-containing compounds, one or more selected from tetrazole derivatives and guanidine derivatives are preferable, and nitroguanidine, guanidine nitrate, cyanoguanidine, 5-aminotetrazole, aminoguanidine nitrate, and guanidine carbonate are particularly preferable.
ガス発生剤5中におけるこれら含窒素化合物の配合割合は、分子式中の炭素原子、水素原子及びその他の酸化される原子の数によって異なるが、通常20〜70重量%の範囲が好ましく、30〜60重量%の範囲が特に好ましい。また、ガス発生剤に添加される酸化剤の種類により、含窒素化合物の配合割合の絶対数値は異なる。しかしながら、含窒素化合物の配合割合の絶対数値が、完全酸化理論量より多いと発生ガス中の微量CO濃度が増大する、一方、含窒素化合物の配合割合の絶対数値が、完全酸化理論量及びそれ以下になると発生ガス中の微量NOX 濃度が増大する。従って両者の最適バランスが保たれる範囲が最も好ましい。
The mixing ratio of these nitrogen-containing compounds in the
酸化剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニウムから選ばれたカチオンを含む硝酸塩、亜硝酸塩、過塩素酸塩の少なくとも1種から選ばれた酸化剤が好ましい。硝酸塩以外の酸化剤、即ち亜硝酸塩、過塩素酸塩等のエアバッグインフレータ分野で多用されている酸化剤も用いることができるが、硝酸塩に比べて亜硝酸塩分子中の酸素数が減少すること又はバッグ外へ放出されやすい微粉状ミストの生成を減少させる等の観点から硝酸塩が好ましい。硝酸塩としては、例えば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシウム、硝酸ストロンチウム、相安定化硝酸アンモニウム、塩基性硝酸銅等を挙げることができ、硝酸ストロンチウム、相安定化硝酸アンモニウム、塩基性硝酸銅がより好ましい。 As the oxidizing agent, an oxidizing agent selected from at least one of nitrates, nitrites, and perchlorates containing a cation selected from alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, and ammonium is preferable. Oxidizing agents other than nitrates, that is, oxidizing agents that are frequently used in the field of airbag inflators such as nitrite and perchlorate can also be used, but the number of oxygen in the nitrite molecule is reduced compared to nitrate, or Nitrate is preferred from the standpoint of reducing the production of fine powder mist that is easily released out of the bag. Examples of the nitrate include sodium nitrate, potassium nitrate, magnesium nitrate, strontium nitrate, phase-stabilized ammonium nitrate, basic copper nitrate, and the like, and strontium nitrate, phase-stabilized ammonium nitrate, and basic copper nitrate are more preferable.
ガス発生剤5中の酸化剤の配合割合は、用いられる含窒素化合物の種類と量により絶対数値は異なるが、30〜80重量%の範囲が好ましく、特に上記のCO及びNOX 濃度に関連して40〜75重量%の範囲が好ましい。
The blending ratio of the oxidizing agent in the
添加剤であるバインダは、ガス発生剤の燃焼挙動に大幅な悪影響を与えないものであれば何れでも使用可能である。バインダとしては、例えば、カルボキシメチルセルロースの金属塩、メチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ニトロセルロース、微結晶性セルロース、グアガム、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、澱粉等の多糖誘導体、ステアリン酸塩等の有機バインダ、二硫化モリブデン、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、シリカ、アルミナ等の無機バインダを挙げることができる。 Any binder can be used as long as it does not significantly adversely affect the combustion behavior of the gas generating agent. Examples of the binder include metal salts of carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose acetate butyrate, nitrocellulose, microcrystalline cellulose, guar gum, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, starch and other polysaccharides. Examples thereof include organic binders such as derivatives and stearates, inorganic binders such as molybdenum disulfide, synthetic hydroxytalcite, acid clay, talc, bentonite, diatomaceous earth, kaolin, silica, and alumina.
バインダの配合割合はプレス成形の場合0〜10重量%の範囲が好ましく、押出成形においては2〜15重量%の範囲であることが好ましい。添加量が多くなるに従い成形体の破壊強度が強くなる。ところが、組成物中の炭素原子及び水素原子の数が増大し、炭素原子の不完全燃焼生成物である微量COガスの濃度が高くなり、発生ガスの品質が低下する。また、ガス発生剤の燃焼を阻害することから、最低量での使用が好ましい。特に15重量%を超える量では酸化剤の相対的存在割合の増大を必要とし、ガス発生化合物の相対的割合が低下し、実用できるガス発生器システムの成立が困難となる。 The blending ratio of the binder is preferably in the range of 0 to 10% by weight in the case of press molding, and is preferably in the range of 2 to 15% by weight in the extrusion molding. As the amount of addition increases, the fracture strength of the molded body increases. However, the number of carbon atoms and hydrogen atoms in the composition increases, the concentration of a trace amount of CO gas that is an incomplete combustion product of carbon atoms increases, and the quality of the generated gas decreases. Moreover, since the combustion of a gas generating agent is inhibited, use by the minimum amount is preferable. In particular, if the amount exceeds 15% by weight, the relative proportion of the oxidant needs to be increased, the relative proportion of the gas generating compound decreases, and it becomes difficult to establish a practical gas generator system.
また、添加剤として、バインダ以外の成分としては、スラグ形成剤を配合することができる。スラグ形成剤は、ガス発生剤中の特に酸化剤成分から発生する金属酸化物との相互作用により、エアバッグ用ガス発生器1内のフィルター材7でのろ過を容易にするために添加される。
Moreover, a slag formation agent can be mix | blended as components other than a binder as an additive. The slag forming agent is added in order to facilitate the filtration with the
スラグ形成剤としては、例えば、窒化珪素、炭化珪素、酸性白土、シリカ、ベントナイト系、カオリン系等のアルミノケイ酸塩を主成分とする天然に産する粘土、合成マイカ、合成カオリナイト、合成スメクタイト等の人工的粘土、含水マグネシウムケイ酸塩鉱物の一種であるタルク等から選ばれるものを挙げることができ、これらの中でも酸性白土又はシリカが好ましく、特に酸性白土が好ましい。スラグ形成剤の配合割合は0〜20重量%の範囲が好ましく、2〜10重量%の範囲が特に好ましい。多すぎると線燃焼速度の低下及びガス発生効率の低下をもたらし、少なすぎるとスラグ形成能を十分発揮することができない。 Examples of the slag forming agent include naturally occurring clay, synthetic mica, synthetic kaolinite, synthetic smectite and the like mainly composed of aluminosilicates such as silicon nitride, silicon carbide, acid clay, silica, bentonite and kaolin. Among these, artificial clay, talc which is a kind of hydrous magnesium silicate mineral, and the like can be mentioned. Among these, acidic clay or silica is preferable, and acidic clay is particularly preferable. The blending ratio of the slag forming agent is preferably in the range of 0 to 20% by weight, particularly preferably in the range of 2 to 10% by weight. If the amount is too large, the linear combustion rate is lowered and the gas generation efficiency is lowered. If the amount is too small, the slag forming ability cannot be sufficiently exhibited.
ガス発生剤5の好ましい組合せとしては、5-アミノテトラゾール、硝酸ストロンチウム、合成ヒドロタルサイト、及び窒化珪素を含むガス発生剤、または、硝酸グアニジン、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅、酸性白土を含むガス発生剤が挙げられる。
As a preferable combination of the
また、必要に応じて燃焼調節剤を添加してもよい。燃焼調整剤としては金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト、或いはヘキソーゲン、オクトーゲン、5−オキソ−3−ニトロ−1,2,4−トリアゾールといった化合火薬が使用可能である。燃焼調整剤の配合割合は0〜20重量%の範囲が好ましく、2〜10重量%の範囲が特に好ましい。多すぎるとガス発生効率の低下をもたらし、また、少なすぎると十分な燃焼速度を得ることができない。 Moreover, you may add a combustion regulator as needed. As the combustion modifier, a metal oxide, ferrosilicon, activated carbon, graphite, or a chemical compound such as hexogen, octogen, 5-oxo-3-nitro-1,2,4-triazole can be used. The blending ratio of the combustion modifier is preferably in the range of 0 to 20% by weight, particularly preferably in the range of 2 to 10% by weight. If the amount is too large, the gas generation efficiency is lowered. If the amount is too small, a sufficient combustion rate cannot be obtained.
以上のような構成によるガス発生剤5は、プレス成形或いは押出成形による成形体が好ましく、より好ましくは押出成形体で、その形状としては、例えば、ペレット状(一般に、医薬品の1つの形状である錠剤の形にあたるもの)、円柱状、筒状、ディスク状又は両端が閉鎖された中空体形状等が挙げられる。筒状には、円筒状が挙げられ、円筒状には単孔円筒状、多孔円筒状が挙げられる。両端が閉鎖された中空体形状には、両端が閉鎖された円筒状が含まれる。なお、ガス発生剤5の成形体の両端が閉鎖された状態とは、両端に開いた孔が外から内への力2つによって閉鎖された状態のことをいう。孔は、完全に塞がった状態でも、塞ぎきれていない状態でもいずれでも良い。
The
この、両端が閉鎖された中空体形状のガス発生剤5の製造方法の一例を説明する。前記した含窒素化合物、酸化剤、スラグ形成剤及びバインダで構成される非アジド系組成物は、まず、V型混合機、またはボールミル等によって混合される。更に水、又は溶媒(例えば、エタノール)を添加しながら混合し、湿った状態の薬塊を得ることができる。ここで、湿った状態とは、ある程度の可塑性を有する状態であり、水又は溶媒を好ましくは10〜25重量%、より好ましくは13〜18重量%含有している状態にあるものをいう。この後、この湿った状態の薬塊をそのまま押出成形機(例えば、ダイス及び内孔用ピンを出口に備えたもの)により、外径が、好ましくは1.4mm〜4mmで、より好ましくは1.5mm〜3.5mmであり、内径が、好ましくは0.3mm〜1.2mmであり、より好ましくは0.5mm〜1.2mmの中空筒状成形体に押出成型する。その後、押出成形機で押出された中空筒状成形体を一定間隔で押圧して両端が閉鎖された筒状成形体が得られる。通常は、該中空筒状成形体を一定間隔で押圧した後、それぞれ閉鎖された窪み部分で折るようにして切断した後、通常、50〜60℃の範囲で4〜10時間乾燥し、次いで、通常、105〜120℃の範囲で6〜10時間乾燥という2段階による乾燥を行うことにより、端部が閉鎖された状態で、内部に空間を有した筒状のガス発生剤を得ることができる。このように得られたガス発生剤の長さは、通常、1.5〜8mmの範囲にあり、好ましくは1.5〜7mmの範囲にあり、より好ましくは2〜6.5mmの範囲にある。
An example of a method for producing the hollow body-shaped
また、ガス発生剤の線燃焼速度は定圧条件下で測定され、経験的に以下のVielleの式に従う。
r=aPn
ここで、rは線燃焼速度、aは定数、Pは圧力、nは圧力指数を示す。この圧力指数nは、Y軸の燃焼速度の対数に対するX軸の圧力の対数プロットによる勾配を示すものである。
Further, the linear burning rate of the gas generating agent is measured under a constant pressure condition and empirically follows the following Villele equation.
r = aPn
Here, r is a linear burning rate, a is a constant, P is pressure, and n is a pressure index. The pressure index n indicates a slope of a logarithmic plot of the pressure on the X axis with respect to the logarithm of the combustion speed on the Y axis.
ガス発生剤の好ましい線燃焼速度の範囲は、70kgf/cm2下で3〜60mm/秒であり、より好ましくは5〜35mm/秒であり、また、好ましい圧力指数の範囲はn=0.90以下、より好ましくはn=0.75以下、特に好ましくはn=0.60以下である。 The preferred linear burning rate range of the gas generant is 3 to 60 mm / second, more preferably 5 to 35 mm / second under 70 kgf / cm 2 , and the preferred pressure index range is n = 0.90. Below, more preferably n = 0.75 or less, particularly preferably n = 0.60 or less.
また、線燃焼速度を測定する方法としては、例えばストランドバーナ法、小型モータ法、密閉圧力容器法が一般に挙げられる。具体的には所定の大きさにプレス成形した後、表面にリストリクターを塗布することにより得られた試験片を用いて、ヒューズ切断法等により、高圧容器中で燃焼速度を測定する。この時、高圧容器内の圧力を変数に線燃焼速度測定し、上記Vielleの式から圧力指数を求めることができる。 Moreover, as a method for measuring the linear burning rate, for example, a strand burner method, a small motor method, and a sealed pressure vessel method are generally cited. Specifically, after press-molding to a predetermined size, the burning rate is measured in a high-pressure vessel by a fuse cutting method or the like using a test piece obtained by applying a restrictor on the surface. At this time, the linear combustion rate is measured using the pressure in the high-pressure vessel as a variable, and the pressure index can be obtained from the above-mentioned Villele equation.
ガス発生剤は、非アジド系ガス発生剤が用いられるため、使用される原料は人体有害性の小さいものである。また、燃料成分、酸化剤成分を選択することにより、発生ガスモル当たりの発熱量を抑えることができ、エアバッグ用ガス発生器の小型、軽量化が可能となる。 Since the gas generating agent is a non-azide-based gas generating agent, the raw materials used are those that are less harmful to the human body. Further, by selecting the fuel component and the oxidant component, the calorific value per mol of generated gas can be suppressed, and the airbag gas generator can be reduced in size and weight.
エンハンサ剤14は、エンハンサ剤として、一般に用いられている次のような組成物を含むものが用いられる。B/KNO3に代表される金属粉、酸化剤を含む組成物、含窒素化合物/酸化剤/金属粉を含む組成物、或いは、前述のガス発生剤5と同様の組成物等が挙げられる。含窒素化合物としては、ガス発生剤の燃料成分(アミノテトラゾール、硝酸グアニジン等)として使用可能なものが挙げられる。酸化剤としては、例えば硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム等の硝酸塩が挙げられる。金属粉としては、例えばホウ素、マグネシウム、アルミニウム、マグナリウム(マグネシウム−アルミニウム合金)、チタン、ジルコニウム、タングステン等が挙げられる。好ましい組合せとしては、5−アミノテトラゾ−ル、硝酸カリウム、ホウ素を含むもの、硝酸グアニジン、硝酸カリウム、ホウ素等を挙げることができる。そして、必要に応じて、成形用バインダを0〜10%重量含んでもよい。
As the
また、エンハンサ剤14の形状は、プレス成形或いは押出成形による成形体が好ましく、より好ましくは押出成形体で、その形状は、ペレット状(一般に、医薬品の錠剤の形にあたるもの)、円柱状、筒状、ディスク状又は両端が閉鎖された中空体形状等が挙げられる。筒状には、例えば円筒状が挙げられ、円筒状には、例えば単孔円筒状、多孔円筒状等が挙げられる。両端が閉鎖された中空体形状には、両端が閉鎖された円筒状が含まれる。エンハンサ剤14の外径は、1mm以上が好ましい。また、エンハンサ剤の高さは1〜5mmが好ましい。
In addition, the shape of the
そして、これらガス発生剤5及びエンハンサ剤14は、好ましくは燃焼室6内で、容器に加えられることなく、板状の第2仕切り部材46で隔離されて充填されている。ここで、前記容器とは、通常、エンハンサ等を加えるための鉄、アルミニウム等で形成された容器を言う。この第2仕切り部材46としては、例えば薄いプレート、金網、エキスパンドメタル、パンチングメタル等が挙げられる。
ガス発生剤5及びエンハンサ剤14は、第2仕切り部材46で隔離され、充填されることで、それぞれが混合し合うこともなく、又、ガス発生剤5の充填状況の違いによるエンハンサ剤14とガス発生剤5は、第2仕切り部材46を介して密着しているため(図1では、薄いプレートが用いられている)、お互い、距離を生ずることがないので、エアバッグ用ガス発生器1の性能を安定させることができる。また、第2仕切り部材46としての薄いプレートは、好ましくはアルミニウム、鉄、SUS等でできており、その厚みは、0.1〜0.2mmの範囲にあることが好ましい。また、金網及びエキスパンドメタルの厚みは、0.4〜1.0mmの範囲にあることが好ましい。
また、エンハンサ剤14を好ましくは円柱状とすることで、粉状や顆粒状に比べ、エンハンサ剤14が充填される時に、ガス発生剤5の隙間に入って行きにくいために運搬中や、自動車等に取り付けた後であっても、燃焼室6内で、これらが混合することを抑制できる。このため、エアバッグ用ガス発生器の性能をより確実に安定なものとすることができる。
The
The
Further, by making the
次に、エアバッグ用ガス発生器1の作動を説明する。衝突センサが自動車の衝突を検出すると、エアバッグ用ガス発生器1は、点火器10に信号を送り、発火させる。点火器10の火炎は、クッション材15を破裂、開口した後、燃焼室6内に噴出して、エンハンサ剤14に着火し、ガス発生剤5を強制的に着火燃焼させることで、高温ガスを発生させる。このガス発生剤5の着火燃焼は、ハウジング4の端部3からフィルター材7側へ順次移行される。
Next, the operation of the air
燃焼室6内での燃焼が進んで、燃焼室6が所定内圧まで上昇すると、燃焼室6内で発生した高温ガスは、孔18を通り、空間19へ入り、フィルタ−材7を通過して、ここでスラグ捕集と冷却を経て、清浄なガスとなる。この清浄なガスは、ガス放出孔11から放出される。
When combustion in the
これによって、ガス放出孔11から放出される十分に冷却された清浄なガスは、エアベルトやエアバッグ等の内部に直接導入され、瞬時に、膨張する。
As a result, the sufficiently cooled clean gas discharged from the
このように、本発明に係る第1の実施形態であるエアバッグ用ガス発生器1では、点火器10に薄膜ブリッジ25が用いられているため、従来の電橋線タイプのものに比べて速い時間で、確実に点火させることができる。
Thus, in the
次に、本発明に係る第2の実施形態であるエアバッグ用ガス発生器45を図2を用いて説明する。
なお、本発明に係る第2の実施形態において、前述の第1の実施形態例におけるエアバッグ用ガス発生器1と共通する部位については、同じ符号を用いて、詳細な説明を省略する。
Next, an air
In the second embodiment according to the present invention, the same reference numerals are used for portions common to the
本発明に係るエアバッグ用ガス発生器45が、図1に示す第1の実施形態に係るエアバッグ用ガス発生器1と異なる点は、ハウジングの他端部2が平底形状になっている点、ガス放出孔11が軸方向に2列に設置されている点である。このようにしても、本発明のエアバッグ用ガス発生器1と同じように、他端部2が閉塞しているため、端部3のみを封止すればよく、部品点数を減少することができるとともに、封止部分を端部3の一箇所のみとすることができるため、エアバッグ用ガス発生器の安全性を高めるとともに、小型化することが可能となる。
The
また、本発明のエアバッグ用ガス発生器45では、ガス放出孔11が軸方向に2列に設置されていることにより、ハウジング4内で発生したガスが、集中することなく放出されるため、フィルター材7の損傷を抑制する。また、フィルター材7を広い範囲で使用することができ、フィルター材7を効率良く利用することができる。
Further, in the
本発明のエアバッグ用ガス発生器1、45は、サイド(側面衝突)用ガス発生器として好適に用いられる。
The
B 外径
h1 溝深さ
h2 段差
h3 ル−プ高さ
1 エアバッグ用ガス発生器
2 他端部
3 端部
4 ハウジング
5 ガス発生剤
6 燃焼室
7 フィルター材
8 フィルター室
9 第1仕切り部材
10 点火器
11 ガス放出孔
12 ホルダ
13 軸端部
14 エンハンサ剤
15 クッション材
16 シール部材
19 空間
20 円筒部
22,23 電極ピン
24 塞栓
25 薄膜ブリッジ
26、27 火薬
28 ワイヤ−
29 第1管体
30 第2管体
31 絶縁体
32 凹部
35 頭部
40 点火器用ホルダ
41 電極パッド
42 基板
43 積層体
44 ヘッダ−部
45 エアバッグ用ガス発生器
46 第2仕切り部材
B outer diameter h1 groove depth h2 level difference
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記点火器(10)は、少なくとも2本以上の互いに絶縁された電極ピン(22,23)を有する塞栓(24)と、前記塞栓(24)に取り付けられる薄膜ブリッジ(25)とで構成され、前記電極ピン(22,23)を通して前記薄膜ブリッジ(25)に電流を供給し、前記薄膜ブリッジ(25)を作動させて火薬(26,27)を着火するエアバッグ用ガス発生器(1)であって、
前記薄膜ブリッジ(25)は、前記電極ピン(22,23)の頭部(35)及び前記塞栓(24)のヘッダー部(44)との段差が1mm以下となるように前記塞栓(24)に設けられた凹部(32)に埋設され、前記薄膜ブリッジ(25)は、前記電極ピン(22,23)と横付けのワイヤーボンディングで接続され、更に前記薄膜ブリッジ(25)の電極パッド(41)の一方が、前記塞栓(24)のヘッダー部(44)の金属部に横付けの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エアバッグ用ガス発生器。 In the cylindrical housing (4), a combustion chamber (6) filled with a gas generating agent (5) that generates high-temperature gas by combustion, a filter chamber (8) in which a filter material (7) is mounted, An igniter (10) for igniting and burning the gas generating agent (5) in the combustion chamber (6),
The igniter (10) comprises an embolus (24) having at least two or more mutually insulated electrode pins (22, 23), and a thin film bridge (25) attached to the embolus (24), A gas generator (1) for an air bag that supplies current to the thin film bridge (25) through the electrode pins (22, 23) and activates the thin film bridge (25) to ignite explosives (26, 27). There,
The thin film bridge (25) is formed on the embolus (24) so that a step between the head part (35) of the electrode pin (22, 23) and the header part (44) of the embolus (24) is 1 mm or less. The thin film bridge (25) is embedded in the recessed portion (32) provided, and is connected to the electrode pins (22, 23) by lateral wire bonding, and further, the electrode pad (41) of the thin film bridge (25). One side is connected with the metal part of the header part (44) of the said embolus (24) by the wire bonding of the side, The gas generator for airbags characterized by the above-mentioned.
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