JP4663256B2 - Method for coating inner wall surface of hollow body and hollow body coated thereby - Google Patents

Method for coating inner wall surface of hollow body and hollow body coated thereby Download PDF

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Description

本発明は、一端側が開放され且つそこに周辺縁を含む中空体の内壁面を被覆する方法に関する。   The present invention relates to a method for coating an inner wall surface of a hollow body that is open at one end and includes a peripheral edge.

その類型の中空体は、点火燃料に対する電気的点火器ユニットの部品である。燃料は固体、液体、或は、ガス状であり得る。その様な点火器ユニットの必須の構成要素は、導電性材から成る少なくとも１つの点火器ピンと、金属リングを含むピン・ホルダであり、その金属リングは、点火器ピンと共に環状ギャップ内に設けられた電気的絶縁充填材と同様に環状ギャップの範囲を定めるため、点火器ピンに対して大きめとなっている。ピン・ホルダの一端には、燃料（点火手段）を受け入れるための封止キャップがある。ピン・ホルダの他端には、該ピン・ホルダと任意の適切な方式で接続されているプラグがあり、そのプラグには、動作中、点火器ピンが係合しており、その様にして導電性接続を設定している。このユニット全体はハウジング内に収容されている。   That type of hollow body is part of an electrical igniter unit for the ignition fuel. The fuel can be solid, liquid, or gaseous. The essential components of such an igniter unit are at least one igniter pin made of a conductive material and a pin holder including a metal ring, the metal ring being provided in the annular gap together with the igniter pin. Like the electrically insulating filler, it is larger than the igniter pin to define the range of the annular gap. At one end of the pin holder is a sealing cap for receiving fuel (ignition means). At the other end of the pin holder is a plug that is connected to the pin holder in any suitable manner, and that plug is engaged with an igniter pin during operation, and so on. Conductive connection is set up. The entire unit is housed in a housing.

ピン・ホルダは、一般に、ガラス、プラスチック、セラミック、或は、ガラス・セラミック材から構成されている。もし絶縁充填材がガラスであれば、空密アセンブリを形成すべく金属リングを封止しなければならない。   The pin holder is generally made of glass, plastic, ceramic, or glass-ceramic material. If the insulating filler is glass, the metal ring must be sealed to form an airtight assembly.

その類型の点火ユニットは、エレクトロニクス産業や電気工学技術で広範に使用されている。ここで封止に用いられるガラスは絶縁体として役立っている。典型的なガラス対金属フィードスルー装置は次の構造を有する。金属製内側導体が焼結ガラス・プレフォーム内に封止され、その焼結ガラス・プレフォームが外側金属部品に対して封止されている。   Such types of ignition units are widely used in the electronics industry and electrical engineering technology. Here, the glass used for sealing serves as an insulator. A typical glass-to-metal feedthrough device has the following structure: A metallic inner conductor is sealed within the sintered glass preform, and the sintered glass preform is sealed against the outer metal part.

上述した点火ユニットは、自動車等におけるエアバッグ或はベルト締め付け器に使用される。ガラス対金属フィードスルーとして形成されたピン・ホルダを有する一体的な点火器ユニットは、ブリッジ・ワイヤを含む。ガラス対金属フィードスルーは、その中で重要な役割を果たしている。１つ或は２つの金属ピンによって発生された絶縁された電圧が、確実にハウジングに提供されることが必要である。   The ignition unit described above is used in an airbag or a belt tightener in an automobile or the like. An integral igniter unit having a pin holder formed as a glass-to-metal feedthrough includes a bridge wire. Glass-to-metal feedthrough plays an important role in it. It is necessary to ensure that the insulated voltage generated by one or two metal pins is provided to the housing.

公知のガラス対金属フィードスルーは、下記の方法によって成立する。ガラス或は絶縁体内に封止されたピンと、接地ワイヤとしての役割を果たす付加的な導体とが、通常溶接或はハンダ付けされる。この様にして、それらは金属ハウジングとの必要とされる接続を確立する。この実施例は非常に複雑で製造に費用がかかる。主な短所は、外側ハウジングと接触する本体があまり安定したものではないことである。これは、より詳細には、例として上述したエアバッグ或はベルト締め付け器の用途に関して深刻な結果をもたらし得る。   The known glass-to-metal feedthrough is established by the following method. Pins sealed in glass or insulation and additional conductors acting as ground wires are usually welded or soldered. In this way they establish the required connection with the metal housing. This embodiment is very complex and expensive to manufacture. The main disadvantage is that the body in contact with the outer housing is not very stable. This can have serious consequences, more particularly for the airbag or belt clamp application described above by way of example.

上述した類型の公知の点火ユニット或いはその類似物は、下記の特許文献１乃至４に記載されている。
米国特許第６２７４２５２号 米国特許第５６２１１８３号 ドイツ特許公開公報第２９０４１７４号（DE 29 04 174 A1） ドイツ特許公開公報第１９９２７２３３号(DE 199 27 233 A1) The above-mentioned types of known ignition units or the like are described in Patent Documents 1 to 4 below.
US Pat. No. 6,274,252 US Pat. No. 5,621,183 German Patent Publication No. 2904174 (DE 29 04 174 A1) German Patent Publication No. 19927233 (DE 199 27 233 A1)

上述した点火器ユニットの全ては、２つの金属ピンを備える。本発明は、主に単一のピンを含む電気的点火器ユニットに向けられている。   All of the igniter units described above comprise two metal pins. The present invention is primarily directed to an electrical igniter unit that includes a single pin.

ここで述べられた点火器ユニットは、次のような深刻な問題を引き起こす。即ち、導電性部品間の遷移部は相対的に高い抵抗を有する。公知の点火器ユニットの別の短所としては、それらの耐久寿命である。公知の点火器ユニットの動作生命は満足いくものではない。少なくとも部分的には、これは関係する構成要素の腐食のためである。   The igniter unit described here causes the following serious problems. That is, the transition between conductive parts has a relatively high resistance. Another disadvantage of known igniter units is their durable life. The operating life of known igniter units is not satisfactory. At least in part, this is due to corrosion of the components involved.

プラグとピン・ホルダとの間の遷移部の電気抵抗を低減するため、電気抵抗が低い材料から成る被覆が、その遷移領域に付与される。適切な材料は、例えば金である。金は、ピン・ホルダとしての役割を果たす中空体の内面と、またそのガラス台を越えて突出する金属ピンとに、電解析出される。これはピン・ホルダとプラグとの間の遷移領域における腐食を回避することを可能にする。しかしながら、単体金粒子がその被覆の外側周辺に浮遊していることが見受けられている。これらの浮遊粒子はピン・ホルダ／プラグの感応システムを乱すと共に、点火器ユニットの動作を危うくする。   In order to reduce the electrical resistance of the transition between the plug and the pin holder, a coating made of a material with a low electrical resistance is applied to the transition region. A suitable material is, for example, gold. Gold is electrolytically deposited on the inner surface of the hollow body, which serves as a pin holder, and on metal pins that protrude beyond the glass platform. This makes it possible to avoid corrosion in the transition region between the pin holder and the plug. However, it has been found that single gold particles are suspended around the outside of the coating. These airborne particles disturb the pin holder / plug sensitive system and jeopardize the operation of the igniter unit.

上述の金粒子は剥がれることが明らかにされ、電解析出の動作パラメータを変えることによって結着性能を改善する各種試みが為された。しかしながら、これによっては成功しなかった。   It has been clarified that the above gold particles are peeled off, and various attempts have been made to improve the binding performance by changing the operating parameters of electrolytic deposition. However, this was not successful.

本発明の目的は、円筒中空体の内側、より詳細には点火器ユニットのピン・ホルダの内側を確実性及び耐久性をもって被覆すると共に、粒子がその被覆から分離しないように為す方法を提供することである。   The object of the present invention is to provide a method for coating the inside of a cylindrical hollow body, more particularly the inside of a pin holder of an igniter unit with certainty and durability, and to prevent particles from separating from the coating. That is.

この目的は請求項１の特徴によって解決される。望まれる類型の中空体は、請求項８において明示されている。   This object is solved by the features of claim 1. The desired type of hollow body is specified in claim 8.

本発明は以下の点を見出した。   The present invention has found the following points.

電解析出を用いた上記の方法は、中空体に直流電圧を印加することを含み、相対的に強い電界をその中空体の自由周辺縁の領域内に形成する。その結果、その縁領域における被覆厚みは著しく大きい。その厚みはその縁に向かって増大して、縁領域に膨らみを実質的に形成するように為す（中空体を長手方向断面で見た場合）。この膨らみは剥げ落ち、剥ける傾向がある。剥げ落ちた、または剥けた粒子が極度に小さいために、これらの関係はこれまでに見出されなかった。   The above method using electrolytic deposition involves applying a DC voltage to the hollow body and forms a relatively strong electric field in the region of the free peripheral edge of the hollow body. As a result, the coating thickness in the edge region is significantly large. The thickness increases towards the edge so as to substantially form a bulge in the edge region (when the hollow body is viewed in a longitudinal section). This bulge tends to flake off and peel off. These relationships have not been found so far because the flakes or flake particles are extremely small.

本発明による解決策は簡素且つ優れている。即ち、中空体の内壁面は、自由周辺縁の領域内がカバーされる。これは数多くの方法において達成されうる。最も簡略化したものは、環状スクリーン或は環状マスクを、被覆プロセスを始める前にカバーされるべき内壁面の領域上に配置することである。   The solution according to the invention is simple and excellent. That is, the inner wall surface of the hollow body covers the area of the free peripheral edge. This can be accomplished in a number of ways. The simplest is to place an annular screen or mask on the area of the inner wall to be covered before starting the coating process.

この目的のためには、スクリーンされて、その結果として、被覆無し領域が中空体の軸線方向において非常に小さければ充分である。点火器ユニットに必要とされるピン・ホルダには、数ミリメートル、或は数十ミリメートルでさえ充分である。その結果、この領域は被覆から無いまま維持され、ガラス充填ギャップまで延在できる隣接領域は被覆が設けられ、略均一な厚みを有し且つ点火器ユニットの動作に適している。   For this purpose, it is sufficient if screened and consequently the uncoated area is very small in the axial direction of the hollow body. A few millimeters or even a few tens of millimeters is sufficient for the pin holders required for the igniter unit. As a result, this region remains uncovered and the adjacent region that can extend to the glass filling gap is provided with a coating, having a substantially uniform thickness and suitable for operation of the igniter unit.

本発明において使用されているように、用語の円筒中空体は、円形断面を有するが、角が丸められた正方形断面等の他の断面をも有する中空体を含む。また、中空体の断面はその全長にわたって一定である必要性はない。逆に、相対的に大きな直径の円筒を相対的に小さな直径の円筒と隣接させることができる。   As used in the present invention, the term cylindrical hollow body includes a hollow body having a circular cross section but also having other cross sections such as a square cross section with rounded corners. Also, the cross section of the hollow body need not be constant over its entire length. Conversely, a relatively large diameter cylinder can be adjacent to a relatively small diameter cylinder.

以下、本発明は図面を参照してより詳細に説明される。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図１に示されたピン・ホルダ１は、ベルト締め付け器に使用された点火器ユニットの部品である。部分図にのみ示されている燃料を受け入れるための封止キャップ２は、ピン・ホルダ１と連結されている。   A pin holder 1 shown in FIG. 1 is a part of an igniter unit used in a belt tightener. A sealing cap 2 for receiving fuel, which is only shown in the partial view, is connected to the pin holder 1.

プラグ（不図示）は、封止キャップ２と対向しているピン・ホルダ１の末端に連結されている。   A plug (not shown) is connected to the end of the pin holder 1 facing the sealing cap 2.

ピン・ホルダ１の最も重要な構成要素は、金属ピン３である。それは、この例ではガラス製である絶縁充填材４内に埋め込まれている。   The most important component of the pin holder 1 is a metal pin 3. It is embedded in an insulating filler 4 which in this example is made of glass.

ピン・ホルダが金属ピン３を受け入れる担体部１．１を含むと共に内壁面１．２．１を有するスリーブ１．２を含むと言える。   It can be said that the pin holder includes a carrier part 1.1 for receiving the metal pin 3 and a sleeve 1.2 having an inner wall surface 1.2.1.

金属ピン３における溶融部の末端はブリッジ５によって担体部１．１と電気伝導的に連結されている。   The end of the melted portion of the metal pin 3 is electrically connected to the carrier portion 1.1 by the bridge 5.

スリーブ１．２の内壁面１．２．１と金属ピン３の自由末端が、被覆されていることが重要である。この例では、被覆に用いる材料は金である。   It is important that the inner wall surface 1.2.1 of the sleeve 1.2 and the free ends of the metal pins 3 are covered. In this example, the material used for the coating is gold.

本発明によれば、内壁面１．２．１は全てにわたっては被覆されない。特定の領域がむき出しのままに残され、その領域がスリーブ１．２の自由周辺縁１．３で始まって、金属ピン３の自由末端までほぼ延在している。その変形も可能である。しかしながら自由周辺縁１．３のその領域は、被覆材が無い状態とすべきである。   According to the invention, the inner wall surface 1.2.1 is not entirely covered. A particular area is left bare, which area starts at the free peripheral edge 1.3 of the sleeve 1.2 and extends almost to the free end of the metal pin 3. Variations are possible. However, that region of the free peripheral edge 1.3 should be free of covering.

ピン・ホルダ１及び金属ピン３は共通長手方向軸線６で示されるように同軸整列の関係にある。   The pin holder 1 and the metal pin 3 are in coaxial alignment as indicated by a common longitudinal axis 6.

この例では、単一のピン３のみが設けられている。２以上のピンも設けることができる。   In this example, only a single pin 3 is provided. Two or more pins can also be provided.

本発明の方法によれば、被覆は電解析出によって為される。ピン・ホルダ１はここに示される位置とほぼ同一の位置になり、即ち、自由周辺縁１．３は下方に向けた状態となる。   According to the method of the invention, the coating is made by electrolytic deposition. The pin holder 1 is in substantially the same position as shown here, i.e. the free peripheral edge 1.3 is directed downward.

本発明に従った方法は以下のように動作する。   The method according to the invention operates as follows.

先ず、内壁面１．２．１が、自由周辺縁１．３の領域内の望まれる程度までカバーされ、即ち、例えば金属ピン３の自由先端までカバーされるか、それを越えて絶縁充填材４に向かってカバーされるか、或は、金属ピン３の自由先端に達せずに終了するようにカバーされる。   First, the inner wall surface 1.2.1 is covered to the desired extent in the region of the free peripheral edge 1.3, i.e., for example, to the free tip of the metal pin 3 or beyond the insulating filler. 4 is covered, or is covered so as to end without reaching the free tip of the metal pin 3.

そして、電位がピン・ホルダ１に印加され、この電位は一般には直流電圧による。   A potential is then applied to the pin holder 1 and this potential is generally a direct voltage.

次に、電解液が内壁面１．２．１の未カバー部上に、関連する被覆材、既に述べたようにこの例では金が、析出されるようにして塗布される。 Then, on the uncovered part of the electrolyte inner wall surface 1.2.1, associated dressing, gold in this example, as already mentioned, is applied so as to be deposited.

ノズル（ここでは図示せず）が析出に適切に使用される。ワンウェイ・ノズルが各ピン・ホルダ１に使用され得る。ノズル末端は、被覆されるべき内壁面１．２．１の未カバー領域の方に向けられる。それは、例えば被覆の最中に被覆されるべき内壁面の全体をカバーするように共通長手方向軸線６周りに回転することができる。ノズルが静止状態であり且つピン・ホルダ１が回転するような動的な反転も可能である。   A nozzle (not shown here) is suitably used for deposition. A one-way nozzle can be used for each pin holder 1. The nozzle end is directed towards the uncovered area of the inner wall surface 1.2.1 to be coated. It can rotate around the common longitudinal axis 6 to cover the entire inner wall to be coated, for example during coating. Dynamic reversal is also possible in which the nozzle is stationary and the pin holder 1 rotates.

２つ或はそれ以上のノズルを利用することも可能である。   It is also possible to use two or more nozzles.

図２は、上述した金被覆をスリーブ１．２の内壁面１．２．１上に析出するための機器を示している。   FIG. 2 shows an apparatus for depositing the gold coating described above on the inner wall surface 1.2.1 of the sleeve 1.2.

この機器は、ロータリテーブル７と、ローディング及びアンローディング・ステーション０と、クリーニング、金被覆、並びに、リンスのための更なるステーション１０乃至７０を含んでいる。ステーション０で示されるマスク８は、被覆材が無い状態にすることとなっている内壁面１．２．１のその領域を保護する役目を果たす。   This equipment includes a rotary table 7, a loading and unloading station 0, and further stations 10 to 70 for cleaning, gold coating and rinsing. The mask 8 shown at station 0 serves to protect that region of the inner wall surface 1.2.1 that is to be free of coating.

図１は点火器ユニットのピン・ホルダを示している。FIG. 1 shows the pin holder of the igniter unit. 図２は本発明における方法を実施するための機器を示している。FIG. 2 shows an apparatus for carrying out the method according to the invention.

Claims (9)

一端側が開放されて、自由周辺縁（１．３）を有する中空ピン・ホルダ（１）を含む、点火器ユニットを製造する方法であって、
前記ピン・ホルダ（１）の壁部の特定の軸線方向範囲にわたって延在している内壁面（１．２．１）の内の領域が前記自由周辺縁（１．３）から発してカバーされる工程と、
電位が前記ピン・ホルダ（１）に印加される工程と、
前記内壁面（１．２．１）の未カバー領域に、ピン・ホルダ（１）の円筒壁（１．２）の金属材と別の金属構成部品の材料との接続部で低電気抵抗を有する被覆材を含有する電解液が付与される工程とを含む方法。 A method of manufacturing an igniter unit comprising a hollow pin holder (1) having an open end and having a free peripheral edge (1.3),
A region within the inner wall surface (1.2.1) extending over a specific axial extent of the wall of the pin holder (1) is covered from the free peripheral edge (1.3). And the process
Applying a potential to the pin holder (1);
A low electrical resistance is applied to the uncovered area of the inner wall surface (1.2.1) at the connecting portion between the metal material of the cylindrical wall (1.2) of the pin holder (1) and the material of another metal component. And a step of applying an electrolytic solution containing a covering material. 前記被覆材として金が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein gold is used as the covering material. 前記電解液がスプレイ法で付与されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。 The electrolyte solution, characterized in that it is applied in a spray method, a method according to claim 1 or 2. 前記電解液からの析出に先行して、前記ピン・ホルダ（１）が、その長手方向軸線（６）が垂直に配向され且つ前記自由周辺縁（１．３）が底部に配置されるように配置されることを特徴とする、請求項１乃至３の内の何れか一項に記載の方法。   Prior to deposition from the electrolyte, the pin holder (1) is arranged such that its longitudinal axis (6) is oriented vertically and the free peripheral edge (1.3) is located at the bottom. The method according to claim 1, wherein the method is arranged. 前記電解液が前記ピン・ホルダ（１）の前記内壁面（１．２．１）に連続的に供給されることを特徴とする、請求項１乃至４の内の何れか一項に記載の方法。   5. The electrolyte according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrolyte is continuously supplied to the inner wall surface (1.2.1) of the pin holder (1). Method. 前記電解液が前記ピン・ホルダ（１）の前記内壁面（１．２．１）に不連続的に供給されることを特徴とする、請求項１乃至４の内の何れか一項に記載の方法。   5. The electrolyte according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrolyte is supplied discontinuously to the inner wall surface (1.2.1) of the pin holder (1). the method of. 電気被覆用に、前記ピン・ホルダ（１）が垂直軸線を有するロータリテーブルにおける金被覆のためのステーションに配置されていることを特徴とする、請求項１乃至６の内の何れか一項に記載の方法。 7. The electroplating according to claim 1, wherein the pin holder (1) is arranged at a station for gold coating on a rotary table having a vertical axis. The method described. 円筒壁（１．２）と開放されると共に自由周辺縁（１．３）を形成する末端側とを含むピン・ホルダ（１）を有する点火器ユニットであって、
電解析出被覆が内壁面（１．２．１）に付与され、前記被覆が前記円筒壁（１．２）の材料と別の構成部品との間の接続部で低電気抵抗を有する材料から形成されており、
前記内壁面（１．２．１）が、前記自由周辺縁（１．３）から前記円筒壁（１．２）の特定の軸線方向範囲まで延在する被覆無し領域を含む、点火器ユニット。 An igniter unit having a pin holder (1) comprising a cylindrical wall (1.2) and a distal end which is open and forms a free peripheral edge (1.3),
An electrolytic deposition coating is applied to the inner wall surface (1.2.1), and the coating is made of a material having a low electrical resistance at the connection between the material of the cylindrical wall (1.2) and another component. Formed,
The igniter unit, wherein the inner wall surface (1.2.1) includes an uncovered region extending from the free peripheral edge (1.3) to a specific axial extent of the cylindrical wall (1.2). 前記ピン・ホルダ（１）が、当該ピン・ホルダ（１）の担体部（１．１）で包囲されている絶縁充填材（４）内に一端を埋め込まれている金属ピン（３）を担持しており、
金属ピン（３）が突出している、前記絶縁充填材（４）から前記自由周辺縁（１．３）までの領域において、前記金属ピン（３）が前記ピン・ホルダ（１）の前記内壁面（１．２．１）と同一の被覆材で被覆されていることを特徴とする、請求項８に記載の点火器ユニット。 The pin holder (1) is, the pin holder (1) of the insulating filling material is surrounded by a carrier portion (1.1) (4) is embedded at one end in Rukin genus pin (3) Carrying
Metal pin (3) projects, in the region from the previous SL insulating filler (4) to the free peripheral edge (1.3), the metal pins (3) are disposed on said pin within said holder (1) 9. The igniter unit according to claim 8, wherein the igniter unit is covered with the same covering material as the wall surface (1.2.1).
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