JP4633522B2 - 点火器組立体 - Google Patents

Description

本発明は、乗員用及び歩行者用の人員拘束装置に使用できる点火器組立体に関する。

人員拘束装置等に使用される電気式の点火器としては、金属ヘッダに絶縁部材を介して取り付けられたセンターピンと、ヘッダに直接取り付けられたアースピンを有し、センターピンの頭部と金属ヘッダとの間に発熱体が架橋され、金属ヘッダに点火薬を保持するための金属カップが取り付けられ、金属カップとアースピンが電気的に接続された状態のものが知られている。

このような電気式の点火器では、外部から金属カップに対して電気が流れたときには、センターピンがアースピンとなっている場合、発熱体に電気が流れて点火器が誤作動することになる。このため、このような誤作動を防止するため、金属カップの外面に絶縁部材を配置したり、センターピンとアースピンの接続を間違えないような工夫を設けたりしている。

特許文献１には、ヘッダ組立体２０として、アイレット６０と、その外側を囲い、内部に点火薬収容室が形成されたカン６５が溶接６１によりアイレット６０に取り付けられ、点火器全体が絶縁部材でモールドされたものが開示されている。
US 2002/0069783 A1

従来の点火器では、点火薬収容室を形成する金属容器の全体が絶縁部材となる樹脂で被覆されており、更に点火器の作動時に金属容器が容易に破壊されるように、金属容器には絶縁部材の厚みが薄くされた脆弱部が設けられている。しかし、金属容器を被覆する絶縁部材を部分的に薄くする工程の再現性が悪く、品質が安定しないという課題があるほか、製造コスト引き下げの要望もある。

本発明は、点火性能を高め、安定した品質で、かつ製造コストも低減できる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、
導電ピンが固定された金属ヘッダ、
前記金属ヘッダ上に設けられ、前記導電ピンと電気的に接触している発熱体、
前記金属ヘッダに被せられ、内部に前記発熱体と接触された点火薬が充填されている金属製カップを有する点火器本体がカラーに固定された点火器組立体であり、
前記金属製カップが、周面と頂面を有しており、前記周面の全体と前記頂面の一部が電気絶縁性の樹脂で被覆されており、前記頂面の残部の金属表面が露出されている、点火器組立体を提供する。

本発明でいう点火器組立体は、カラーに点火器本体が固定されたものであり、カラーが金属の場合には、カラーと点火器本体との間は樹脂等で絶縁される。

本発明の点火器組立体は、上記したとおり、前記金属製カップの周面全体と前記頂面の一部が電気絶縁性の樹脂で被覆されており、頂面の残部の金属表面が露出されているものである。そして、このような構成要件を含むことにより、上記した課題を解決することができ、下記の（Ａ）及び（Ｂ）の作用効果を奏するものである。

＜作用効果（Ａ）＞
カラーに点火器本体を固定して、点火器組立体を製造する際、成形型内に保持したカラーと点火器本体との間に、絶縁目的の樹脂を射出して固定する方法が適用される。このとき、カラーと点火器本体は、樹脂充填空間が確保できるように成形型内において保持する必要がある。成形型内においてカラーの保持は容易であるが、特許文献１のように点火器本体の全面（但し、導電ピンの一部は除く）を樹脂で被覆する場合は、点火器本体は成形型内において導電ピンを挟んで保持することになる。

しかし、成形型内において導電ピンを挟んで保持する場合、点火器本体の頂面と成形型の間に樹脂充填用の空間を確保するため、射出時の圧力にも動くことがないように強く挟んで保持する必要があることから傷が付きやすく、その傷が導電ピンに錆を発生させる原因にもなり、錆が発生した場合には導通性能にも悪影響を与える。

これに対して、本発明の点火器組立体では、点火器本体の金属カップ頂面の一部が樹脂で被覆されていない（金属表面が露出している）ことから、前記の露出した金属表面の部分を成形型に接触させて支持できるため、導電ピンを挟んで保持する必要がなくなり（例えば、導電ピンは成形型内の孔に挿入して保持する程度でよい）、従来技術のように導電ピンが傷つくという問題がなくなる。

また、特許文献１等に開示されているとおり、従来の点火器組立体では、金属製カップ頂面を被覆する樹脂の厚みを部分的に薄くして、その部分から破壊され易くしている。しかし、このように部分的に被覆樹脂を薄くする工程は再現性が悪くなるが、本発明のように金属カップ頂面の金属表面を部分的に露出させることにより、上記課題を解決できる。

＜作用効果（Ｂ）＞
金属製カップ頂面を部分的に被覆した場合、１個当たりの樹脂使用量の削減効果は小さいが、大量生産過程における樹脂使用量の削減効果は非常に大きなものになるため、製造コストを引き下げることができるほか、資源保護の観点からも有利となる。

点火器組立体はエアバッグ用ガス発生器等に組み込まれて使用されるが、このとき、何らかの原因によりガス発生器のハウジング等の金属部材に点火器組立体の金属製カップが接触すると、ハウジングを介して金属製カップに電気が流れ、更に金属製カップと接触している金属ヘッダに電気が流れる結果、誤作動を生じて、点火薬が着火燃焼されるおそれがある。

そこで従来は、特許文献１のように金属製カップの全体を樹脂で被覆していたものであるが、絶縁性を確保するためには全体を被覆する必要はなく、ガス発生器の内部構造に応じて、即ち近接する金属部品の位置に応じて金属カップ頂面の必要部分を絶縁すれば、誤作動を防止できると共に、上記した作用効果（Ｂ）を得ることができる。

本発明の点火器組立体では、金属カップ頂面における樹脂の被覆部位、被覆部の形状（被覆パターン）及び被覆面積（金属表面の露出面積）は特に制限されるものではなく、作用効果（Ａ）及び（Ｂ）を発揮できる範囲で調整する。

本発明の点火器組立体では、金属製カップの電気絶縁性を確保するため、樹脂厚みを０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．２ｍｍの範囲にすることができる。

本発明の点火器組立体において、金属製カップ頂面の所望位置を樹脂で被覆する方法としては、所望状態（所望パターン）の樹脂被覆ができるように予め成形された所定の成形型に金属カップ頂面を押し当てた状態で、樹脂を射出する方法を適用できる。成形型に押し当てた金属カップ頂面は樹脂被覆されず、金属表面が露出される。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記金属製カップの頂面の周縁部が電気絶縁性の樹脂で被覆され、中央部の金属表面が露出されている、請求項１記載の点火器組立体を提供する。このようにすることで、作用効果（Ａ）及び（Ｂ）が得られる。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記金属製カップの頂面の中央部を含む部分が電気絶縁性の樹脂で被覆され、周縁部の金属表面が露出されている、請求項１記載の点火器組立体を提供する。このようにすることで、作用効果（Ａ）及び（Ｂ）が得られる。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記金属製カップ頂面の金属表面が露出された部分に脆弱部が設けられている、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。

脆弱部は、該当する部分の厚みを薄くする方法、十字状や放射状等のノッチを付ける方法を適用して形成できる。

本発明は、課題の他の解決手段として、前記点火器本体が金属製の点火器カラーに固定されており、前記点火器本体と前記点火器カラーが樹脂で固定されている、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。

点火器本体と点火器カラーの樹脂による固定と点火器本体の樹脂による被覆は、一度の樹脂の射出により、同時に行われる。

本発明の点火器組立体は、ガス源がガス発生剤であるタイプ、加圧ガスであるタイプ、ガス発生剤と加圧ガスを併用するタイプのいずれにも適用することができるほか、様々に異なる内部構造のインフレータに対して組み込んだ場合にも、同じように高い点火性能を付与することができる。

本発明の点火器組立体は、点火薬が充填された金属製カップの頂面の一部を樹脂で被覆し、残部は金属表面を露出させているため、上記した作用効果（Ａ）、（Ｂ）を奏することができる。

（１）図１の点火器組立体
図１は、点火器組立体１０の縦断面図である。

点火器組立体１０は、点火器本体１１と金属製の点火器カラー１２が樹脂１３で固定一体化されたものである。樹脂１３は、射出成形法により、充填することができる。

金属ヘッダ１５には、センターピン１６ａ、アースピン１６ｂが固定されているが、センターピン１６ａの周囲は絶縁部材（ガラス等）１７で囲まれており、金属ヘッダ１５には直接接触していない。センターピン１６ａとアースピン１６ｂは電気的に絶縁されており、アースピン１６ｂは金属ヘッダ１５と電気的に接続されている。センターピン１６ａの上端面、絶縁体１７、金属ヘッダ１５の表面は面一に形成されている。なお、センターピン１６ａとアースピン１６ｂの両方が絶縁部材を介して金属ヘッダに取り付けられた構造にしてもよい。

センターピン１６ａと金属ヘッダ１５には、電気的抵抗線（発熱体）として、ブリッジワイヤー１８が架設されている。ブリッジワイヤー１８は、電気的エネルギー（即ち電気的信号）を熱エネルギーに変換するものが使用される。このようなブリッジワイヤー１８としては、白金線（融点１８７０℃）やニクロム線（融点１４００℃）等を用いることができる。ブリッジワイヤー１８は、溶接により接続することができる。

金属ヘッダ１５上のブリッジワイヤー１８が存在する側には、金属製カップ２０が被せられ、内部空間（点火薬収容空間）には、ブリッジワイヤー１８と接触した状態で点火薬２１が充填されている。点火薬２１は、ブリッジワイヤー１８の発熱によって着火・燃焼するものが用いられており、ジルコニウム−過塩素酸カリウム系のもの等を用いることができる。

金属製カップ２０は、開口部側において金属ヘッダ１５の表面に溶接により固定されており、金属製カップ２０と金属ヘッダ１５は接触している。

金属製カップ２０は、周面２０ａと頂面２０ｂとを有するものであり、周面２０ａの全体と頂面２０ｂの一部が電気絶縁性の樹脂２５で被覆されているが、頂面２０ｂの残部は樹脂２５で被覆されておらず、金属表面（頂面２０ｂ）が露出している（この露出した頂面２０ｂの部分を「露出表面３０」という）。この露出表面３０には、厚みを薄くしたり、十字状のノッチを付けたりして、脆弱部を設けることができる。点火器組立体１０の作動時には、金属製カップ２０は前記した露出表面３０（脆弱部を設けた場合には脆弱部）において破壊される。

金属製カップ頂面２０ｂの樹脂２５による被覆パターンは、上記した作用効果（Ａ）及び（Ｂ）を奏することができる範囲で調整する。この被覆パターンの例を図２（ａ）〜（ｆ）に示す。

図２（ａ）では、金属製カップ頂面２０ｂの周縁部が樹脂２５で環状に被覆され、中央部は金属表面が露出されている。そして、露出表面３０には、厚みの薄い円形の脆弱部２６が設けられている。図２（ａ）のようなパターンからなる樹脂２５は、例えば、次のようにして形成できる。

成形型（上型と下型）内において、点火器本体１１と点火器カラー１２の間に所定の空間が生じるように配置する。このとき、点火器カラー１２は下型と上側で挟んで固定する。一方、点火器本体１１は、例えば、下型に設けられた孔にセンターピン１６ａ、アースピン１６ｂを差し込み、金属製カップ頂面２０ｂの露出表面３０に相当する部分を上型の所定部位に押しつけるように当接させる。このようにして、点火器本体１１は、下型の孔に差し込んだセンターピン１６ａ、アースピン１６ｂと、上型で押圧された露出表面３０にて支持されている。そして、成形型内の空間部に樹脂を充填すると、上型に当接された部分の金属製カップ頂面２０ｂは樹脂で被覆されないから、図１、図２（ａ）で示される露出表面３０を有する点火器組立体１０が得られる。

図２（ｂ）では、金属製カップ頂面２０ｂの周縁部が樹脂２５で図示するようなパターで被覆され、中央部は金属表面が露出されている。そして、露出表面３０には、図示するような放射状のノッチ付きの脆弱部２７が設けられている。

図２（ｃ）では、金属製カップ頂面２０ｂの周縁部が樹脂２５で図示するようなパターで被覆され、中央部は金属表面が露出されている。そして、露出表面３０には、図示するような放射状のノッチ付きの脆弱部２８が設けられている。

図２（ｄ）では、金属製カップ頂面２０ｂの中央部が樹脂２５で円形に被覆され、残部となる周縁部は金属表面が露出されている。露出表面３０には、同様にして脆弱部を設けることができる。

図２（ｅ）では、金属製カップ頂面２０ｂの中央部を含む部分が樹脂２５で図示するようなパターン（周面２０ａと頂面２０ｂを被覆する樹脂２５が連続しているパターン）で被覆され、残部となる４つの周縁部は金属表面が露出されている。露出表面３０には、同様にして脆弱部を設けることができる。

図２（ｆ）では、金属製カップ頂面２０ｂの中央部を含む部分が樹脂２５で十字状に被覆され（周面２０ａと頂面２０ｂを被覆する樹脂２５が連続しているパターン）、残部となる４つの扇形部は金属表面が露出されている。露出表面３０には、同様にして脆弱部を設けることができる。

図１及び図２においては、図２（ｄ）を除き、樹脂２５と樹脂１３は、点火器本体１１とカラー１２を一体化する場合に１度の射出で、同時に形成されている。

点火器組立体１０が作動したとき、点火器本体１１の金属製カップ頂面２０ｂが図２（ａ）で示すようなパターンにて樹脂２５で被覆されているとき、点火薬２１の着火・燃焼により発生した着火エネルギーにより露出表面３０（脆弱部２６）が破壊され、そこから着火エネルギーが放出される。露出表面３０は、成形型に接触していたときの跡であり、これにより作用効果（Ａ）を奏することができる。更に、露出表面３０の分の樹脂量を削減できるため、例えば、数百万個単位の点火器組立体１０を製造した場合、全体の削減量は多大となり、作用効果（Ｂ）を奏することができる。

（２）図３の点火器組立体
図３は、別形態の点火器組立体100の縦断面図である。図１と同一番号は、同じものであることを意味する。

点火器組立体100は、点火器本体１１を先に製造しておき、金属製カラー１２の環状突起１２ａをかしめることで、点火器本体１１と金属製カラー１２を固定一体化したものである。金属製カップ頂面２０ｂの樹脂２５による被覆パターンは、図２（ａ）〜（ｆ）に示すようにすることができる。

（３）図１の点火器組立体１０を組み込んだガス発生器（ガス発生剤をガス源とするもの）
図４は、特開平１０−９５３０２号公報において図１で示されるエアバッグ用ガス発生器である。同公報の図１では、４が点火器であるから、点火器４とそれと一体にされたカラー部分を、本発明の図１示す点火器組立体１０と置き換える。

図４のガス発生器では、点火手段収容室２３内には、伝火薬５が収容された伝火薬容器５３が配置されている。伝火薬容器５３は、一般的にはアルミニウム製等の導電性を有する材質から形成されている。

点火器組立体１０の金属製カップ頂面２０ｂ（図２（ａ）の樹脂被覆パターンのもの）は、図５（ａ）のとおり、周縁部を被覆する樹脂２５と伝火薬容器５３の底面５３ａが接触しており、露出表面３０は底面５３ａには接触していない。

このため、エアバッグ用ガス発生器のハウジング１に電気が流れたとしても、金属製カップ２０及び金属ヘッダ１５には電気が流れることがないから、点火器本体１１が誤作動をすることはない。

図４、図５（ａ）では、点火器４（置換した場合の点火器組立体１０）と点火器伝火薬容器５３は、軸方向の中心軸（図中の一点鎖線）が一致しているが、ガス発生器の内部構造によっては、点火器４（置換した場合の点火器組立体１０）と伝火薬容器５３は、軸方向の中心軸が一致しない場合も考えられる（例えば、図４において点火器４が左側に少しずれて配置されている場合）。

このような場合には、図５（ｂ）のとおり、金属製カップ頂面２０ｂのうち、伝火薬容器５３ａと近接する部分又は接触する部分のみを樹脂２５で被覆するだけでよい。

（４）図１の点火器組立体１０を組み込んだインフレータ（加圧ガスをガス源とするもの）
図６は、特開２００３−２５９５１号公報において図１で示されるインフレータである。同公報の図１では、２６が点火器であるから、点火器２６とそれと一体にされたカラー部分を、本発明の図１に示す点火器組立体１０と置き換える。

図６に点火器組立体１０を組み込んだ場合、金属製カップ頂面２０ｂと破裂板１９との間には間隙が存在するが、インフレータの内部構造により、金属製カップ頂面２０ｂと破裂板１９がより近接配置される場合もある。しかし、そのような場合であっても、金属製カップ頂面２０ｂと破裂板１９は図５（ａ）で示される金属製カップ頂面２０ｂと底面５３ａと同様の接触状態にすることができるので、誤作動が生じることがない。

また、図６では、点火器２６（置換した場合の点火器組立体１０）と破裂板１９は、軸方向の中心軸が一致しているが、インフレータの内部構造によっては、点火器２６（置換した場合の点火器組立体１０）と破裂板１９は、軸方向の中心軸が一致しない場合（例えば、図６において点火器２６が下側に少しずれて配置されている場合）も考えられる。

このような場合には、図７に示すように、金属製カップ頂面２０ｂの下半分を樹脂２５で被覆し、上半分を露出表面３０とすることで、破裂板１９と最も近接する部分のみを樹脂で被覆することができる。

このように本発明の点火器組立体は、公知の様々なガス源と様々な内部構造を有するガス発生器に対して適用することができ、どのようなガス発生器に組み込んだ場合にも同様の点火性能を発揮することができる。

点火器組立体の縦断面図。 金属製カップ頂面の樹脂被覆パターンを示す図。 別形態の点火器組立体の縦断面図。 公知のガス発生器の軸方向断面図。 図４に本発明の点火器組立体を組み込んだときの部分断面図。 公知のインフレータの軸方向断面図。 図６に本発明の点火器組立体を組み込んだときの部分断面図。

符号の説明

１０ 点火器組立体
１１ 点火器本体
１２ 点火器カラー
２０ 金属製カップ
２１ 点火薬
２５ 樹脂
３０ 露出表面

Claims (7)

1. 導電ピンが固定された金属ヘッダ、
   前記金属ヘッダ上に設けられ、前記導電ピンと電気的に接触している発熱体、
   前記金属ヘッダに被せられ、内部に前記発熱体と接触された点火薬が充填されている金属製カップを有する点火器本体がカラーに固定された点火器組立体であり、
   前記金属製カップが、周面と頂面を有しており、前記周面の全体と前記頂面の一部が電気絶縁性の樹脂で被覆されており、前記頂面の残部の金属表面が露出されている、点火器組立体。
2. 前記金属製カップの頂面の周縁部が電気絶縁性の樹脂で被覆され、中央部の金属表面が露出されている、請求項１記載の点火器組立体。
3. 前記金属製カップの頂面の中央部を含む部分が電気絶縁性の樹脂で被覆され、周縁部の金属表面が露出されている、請求項１記載の点火器組立体。
4. 前記金属製カップ頂面の金属表面が露出された部分に脆弱部が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の点火器組立体。
5. 前記点火器本体が金属製の点火器カラーに固定されており、前記点火器本体と前記点火器カラーが樹脂で固定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の点火器組立体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の点火器組立体が組み込まれた、ガス源としてガス発生剤のみを備えたガス発生器。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の点火器組立体が組み込まれた、ガス源として加圧ガスを備えたインフレータであって、加圧ガスの充填空間と点火器組立体の設置空間が破裂板で分離されているインフレータ。

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