JP6721483B2

JP6721483B2 - 点火器

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Publication number: JP6721483B2
Application number: JP2016199096A
Authority: JP
Inventors: 泰彦八木橋; 幸二中村; 久保　大理; 大理久保
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-10-07
Also published as: JP2018059691A

Description

本発明は、通電により車両用、特に、エアバッグ、シートベルトプリテンショナー、歩行者保護装置等の安全装置を作動させるガス発生器に用いる電気式点火器（いわゆるスクイブ）用として有用な点火器に関する。

車両用として使用されるスクイブは乗員の近傍で使用されるため特に高い安全性が求められる。また、通常は待機状態で長時間置かれ、緊急時には確実に作動することが必要である。従って、その構成素材、製造工程、気密性に特別な配慮が成されている。

下記特許文献１の図２に代表される点火器においては、スラリー薬剤などの第１火薬を圧密化し、この第１火薬を塞栓との接面及びブリッジワイヤなどの抵抗体に強く押し付けることが知られている。

米国特許第７００４０７１号明細書

しかしながら、上述のような薬剤を圧密化することは必ずしも望ましくない。一例をあげると、圧密化には、塞栓の火薬側との接面に、非常に平らな面が必要な場合がある。例えば、通常使用される極めて細いブリッジワイヤなどの抵抗体は、塞栓の接面の粗い面に押付けられると、点火器としての電気的な感度が安定しないため、これを防止するためには一般に塞栓の接面を研磨して平坦にする必要があった。

そこで、本発明の目的は、塞栓の火薬側の接面の研磨をすることなく、容易に抵抗体を設けることが可能な点火器を提供することである。

（１）本発明の点火器は、樹脂によって互いに絶縁されているとともに略平行となるように固定されている第１の電極ピン及び第２の電極ピンと、前記第２の電極ピンを接触しないように挿入可能な孔を有し、前記第１の電極ピンが電気的に接続されている導電性の塞栓と、第１火薬の点火によって着火される第２火薬が収納されているカップ状のスクイブケースと、前記スクイブケースの開口部を閉塞するように配置された前記塞栓と、前記第１の電極ピン及び前記第２の電極ピンと、を一体固定している樹脂からなるボディ部材と、前記塞栓の前記孔の内面と前記第２の電極ピンとに接続している直線状の抵抗体と、を備え、前記第２の電極ピン先端が前記塞栓の前記第１火薬の領域内に位置するように、前記第２の電極ピンが前記塞栓に設けられ、
前記抵抗体の周囲を覆うように第１火薬が前記孔内に充填されていることを特徴とする。

上記（１）の構成によれば、従来のような第１火薬の圧密化が必要ではなくなるので、塞栓の火薬との接面の研磨をすることなく、塞栓の孔内において容易に抵抗体を設けることが可能な点火器を提供することができる。したがって、製造工程を簡略化することができ、コストを従来よりも安価にすることができる。また、抵抗体を第１火薬によって全体を覆っているので、電気的な感度を安定させることができる。

（３）上記（２）の点火器においては、前記凹部が、前記孔の径よりも小さく形成されていることが好ましい。

上記（３）の構成によれば、従来と同等の量の第１火薬で抵抗体を覆うことが可能である。

（４）上記（２）又は（３）の点火器においては、前記凹部の底部及び前記第２の電極ピンの先端部が平面状であり、前記凹部の底部と、前記第２の電極ピンの先端部とが、略同一平面上に位置することが好ましい。

上記（４）の構成によれば、抵抗体を、第２の電極ピンの先端部と凹部の底部とに取り付けやすくすることができる。

（５）上記（１）〜（４）の点火器においては、前記第１火薬の前記第２火薬との接面が、前記塞栓の前記第２火薬との接面と略同一平面となるように形成されていることが好ましい。

上記（５）の構成によれば、第１火薬の第２火薬との接面を、塞栓の第２火薬との接面と略同一平面とすることが可能となるので、第２火薬の押し付けによる第１火薬を介した抵抗体への応力負荷を緩和でき、電気的な感度をより安定させることできる。

本発明の実施形態に係る点火器の内部構造を示す模式図である。図１に示した点火器に含まれる塞栓を示す図であって、（ａ）が斜視図、（ｂ）が接面側から見た平面図である。図１に示した点火器の製造工程を示した図である。

図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係る点火器の内部構造について説明する。

（点火器１００の構成）
点火器１００は、点火薬１（第１火薬）と、点火薬２（第２火薬）と、点火薬２を収納し、熱硬化性樹脂組成物の硬化物９によって固定された２本の電極ピン４，５を有する塞栓７によって嵌合される管体３と、その管体３を覆うカップ状のスクイブケース１３と、電極ピン４，５に接続された抵抗体１２と、これら管体３、スクイブケース１３及び電極ピン４、５等を一体に固定する樹脂６（ボディ部材）とで構成されている。

塞栓７は、例えばステンレス、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７から延伸する電極ピン４、５も、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。塞栓７には、電極ピン４、５の挿入を可能とする孔８、１０が中心軸から偏心した位置にそれぞれ設けられている。孔８の点火薬２側の開口部の一部には、孔８より径が小さい凹部８ａが形成されている。この凹部８ａは、塞栓７の略中央部において、図１及び図２に示したように、塞栓７の接面７ａ及び孔８の内面とともに階段状に形成されており、底部に電極ピン４から架橋された抵抗体１２の一端が設置されている平坦部が設けられている。また、孔８の点火薬２側と反対側には、孔８、１０の両方と接続されている開口部１１が形成されている。この開口部１１内に熱硬化性樹脂組成物の硬化物９が形成されることによって、電極ピン４と、電極ピン５及び塞栓７とが絶縁されている。

電極ピン４は、先端が塞栓７の第２火薬との接面７ａより孔８の内側に位置するように、塞栓７に挿入されている。また、電極ピン４は、塞栓７の点火薬２側の端面において、抵抗体１２によって凹部８ａの底部と電気的に接続されている。なお、電極ピン４の先端部と凹部８ａの底部とは、平面状であるとともに、略同一平面上に位置するように配設されている。

電極ピン５は、塞栓７の孔１０に圧入されており、先端部は塞栓７の接面７ａと略同一平面上に位置する平面を有している。

抵抗体１２は、電極ピン４の先端部と凹部８ａの底部とに接合され、電極ピン４と凹部８ａとの間において架橋するように設けられている。ここで、抵抗体１２としては、ニッケルクロム合金などの導電性線材料からなる電橋線が挙げられる。なお、電極ピン４の先端部及び凹部８ａの底部と抵抗体１２との接合方法は、はんだ付け、溶接、溶着等のいずれの方法で接合されても良いが、好ましくは溶接が良く、特に抵抗溶接が良い。

塞栓７に嵌合される管体３は、塞栓７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。このため、塞栓７とは溶接することが可能である。これによって、管体３内への吸湿を防ぐことが可能となり、また点火器作動時であっても、塞栓７が管体３から飛び出すことがなくなる。溶接の方法としては、レーザ溶接、電子ビーム溶接等を始め、通常の各種の溶接方法が採用可能である。

また、管体３を覆うようにカップ状のスクイブケース１３が設けられている。このスクイブケース１３は、管体３とともに、樹脂６を成形する際に、樹脂６に一体に固定される。スクイブケース１３は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡ６（ナイロン６）、ＰＡ６６（ナイロン６６）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）、フッ素樹脂等の樹脂等で形成されている。なお、スクイブケース１３は単一の部材で形成されている必要はなく、いくつかの部材を組合わせてスクイブケースとしてもよいが、部品点数削減の観点から単一の部材で構成されるのが好ましい。

樹脂６は、熱可塑性樹脂で構成されている。この熱可塑性樹脂としては、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡ６（ナイロン６）、ＰＡ６６（ナイロン６６）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）等の合成樹脂にガラス繊維等を混合したもの等が好ましい。また、樹脂６は、熱硬化性樹脂で常温硬化型若しくは熱硬化型のもので構成されていてもよく、必要に応じて、さらに硬化剤、硬化促進剤等を配合してもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、ケイ素樹脂等が挙げられる。

電極ピン４，５を固定する熱硬化性樹脂組成物の硬化物９に使用する熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、ケイ素樹脂等が挙げられるが、機械的強度、耐熱性、耐湿性、電気特性、接着性、作業性等の観点から、特にエポキシ樹脂が好適である。

点火薬１は、抵抗体１２の周囲、電極ピン４の先端部周囲、凹部８ａを覆うように、孔８内部に充填されている。点火薬１としては、抵抗体１２の点火薬として機能を果すものであればいかなるものでも用いることができるが、スラリー状の過塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ_４）、塩基性硝酸銅、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）を成分として持ち、バインダーとして塩化ビニル・イソブチルビニルエーテル共重合体のラロフレックス、フッ素ゴムのバイトン、ニトロセルロース等、およびこれらの混合物を用いることが好ましい。点火薬１の点火薬２側の面は、塞栓７の接面７ａと略同一平面となるように、平面状に形成されている。

点火薬２としては、点火薬として機能を果すものであればいかなるものでも用いることができるが、水素化チタン（ＴｉＨ）、過塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ_４）を成分に持ち、バインダーとして塩化ビニル・イソブチルビニルエーテル共重合体のラロフレックス、フッ素ゴムのバイトン、ニトロセルロース等、およびこれらの混合物を用いたものを使用することが好ましい。

本発明の実施形態に係る点火器１００は、以上のように構成されており、電極ピン４，５に電流が供給されることによって、抵抗体１２においてジュール熱が発生し、２ミリ秒以下で、点火薬１の点火を介して点火薬２を着火することが可能となる。

（点火器１００の製造工程）
次に、本発明の第１実施形態に係る点火器１００の製造工程について説明する。

まず、塞栓７を形成する。塞栓７は、ステンレス、アルミニウム、銅、鉄等の金属の板状部材の略中央部に凹部８ａを形成するように加工し、続いて、略中央部から偏心した位置に孔８、１０の貫通孔を形成する。また、塞栓７の接面７ａと反対側に開口部１１を形成する。

次いで、塞栓７の接面７ａ側から凹部８を閉塞可能であり、該閉塞した際に、開口部１１の底面１１ａと略面一となる面２０ａと、電極ピン４を仮固定可能な凹部２０ｂとを有している治具２０を、塞栓７の接面７ａ側に取り付ける。そして、治具２０の凹部２０ｂに、電極ピン４の先端を挿入して倒れないように仮固定する。続いて、電極ピン５を塞栓７の孔１０に開口部１１側から圧入する（図３（ａ）参照）。

次いで、熱硬化性樹脂組成物を塞栓７の開口部１１内に注入し、硬化する（図３（ｂ）参照）。硬化して熱硬化性樹脂組成物の硬化物９を形成した後、治具２０を取り外し、塞栓７を図３（ｂ）の状態から１８０°回転させた状態にして、抵抗体１２を、凹部８ａの底部と電極ピン４先端部とに接合する（図３（ｃ）参照）。続いて、抵抗体１２の周囲を覆うように、凹部８ａを含む孔８内部にスラリー状の点火薬１を注入し、乾燥させ点火薬１を形成する（図３（ｄ）参照）。このとき、点火薬１の点火薬２側となる面には、塞栓７の接面７ａの平面と略同一平面を形成する。なお、治具２０の取り外しは、点火薬１の形成後であってもよい。

次いで、スクイブケース１３に嵌合した管体３の内部に点火薬２を装填し、図３（ｄ）の状態から１８０°回転させた塞栓７を管体３の開口部に挿入し閉塞した後、管体３を覆うように管体３にカップ状のスクイブケース１３を被せる（図３（ｅ）参照）。さらに、塞栓７と管体３とを溶接することで接合する。最後に、射出成形機に配置し、管体３、スクイブケース１３、塞栓７、硬化物９の電極ピン４、５側を覆うように樹脂６で被覆し一体固定することにより、図１に示した点火器１００が完成する。

（点火器１００の主な特徴）
本実施形態によれば、従来のような点火薬１（第１火薬）の圧密化が必要ではなくなるので、塞栓７の点火薬２（第２火薬）との接面７ａの研磨をすることなく、塞栓７の孔８内において容易に抵抗体１２を設けることが可能な点火器１００を提供することができる。したがって、製造工程を簡略化することができ、コストを従来よりも安価にすることができる。また、抵抗体１２を点火薬１（第１火薬）によって覆っているので、電気的な感度を安定させることができる。

また、抵抗体１２を塞栓７の凹部８ａと電極ピン４の先端に容易に取り付けることができる。また、より確実に抵抗体１２が取り付けられた状態で、塞栓７の孔８内において点火薬１（第１火薬）に覆われるので、さらに電気的な感度を安定させることができる。

さらに、凹部８ａが孔８の径よりも小さく形成されているので、従来と同等の量の点火薬１（第１火薬）で抵抗体１２を覆うことが可能である。

加えて、凹部８ａの底部及び電極ピン４の先端部が平面状であり、凹部８ａの底部と電極ピン４の先端部とが略同一平面上に位置するように配設しているので、抵抗体１２を、凹部８ａの底部と電極ピン４の先端部とに取り付けやすくすることができる。

さらに、点火薬１の点火薬２との接面が、塞栓７の点火薬２との接面と略同一平面となるように形成されているので、点火薬２の押し付けによる点火薬１を介した抵抗体１２への応力負荷を緩和でき、電気的な感度をより安定させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態においては、電極ピン５を孔１０に挿入することによって塞栓７と電気的に接続しているが、塞栓７と電気的に接触する構成であればどのようなものでもよく、孔１０を形成せずに、開口部１１内面のどこかに接触するような構成であってもよい。

１、２点火薬
３管体
４、５電極ピン
６樹脂
７塞栓
７ａ接面
８孔
８ａ凹部
９硬化物
１０孔
１１開口部
１２抵抗体
１３スクイブケース
２０治具
１００点火器

Claims

樹脂によって互いに絶縁されているとともに略平行となるように固定されている第１の電極ピン及び第２の電極ピンと、
前記第２の電極ピンを接触しないように挿入可能な孔を有し、前記第１の電極ピンが電気的に接続されている導電性の塞栓と、
第１火薬の点火で着火される第２火薬が収納されているカップ状のスクイブケースと、前記スクイブケースの開口部を閉塞するように配置された前記塞栓と、前記第１の電極ピン及び前記第２の電極ピンと、を一体固定している樹脂からなるボディ部材と、
前記塞栓の前記孔の内面と前記第２の電極ピンとに接続している直線状の抵抗体と、
を備え、
前記第２の電極ピン先端が前記塞栓の前記第１火薬の領域内に位置するように、前記第２の電極ピンが前記塞栓に設けられ、
前記抵抗体の周囲を覆うように前記第１火薬が前記孔内に充填されていることを特徴とする点火器。
前記孔の前記接面側の開口部の一部に凹部が形成されており、
前記凹部の前記接面側の一部と前記第２の電極ピンの先端とが前記抵抗体によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の点火器。
前記凹部が、前記孔の径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の点火器。
前記凹部の底部及び前記第２の電極ピンの先端部が平面状であり、
前記凹部の底部と、前記第２の電極ピンの先端部とが、略同一平面上に位置することを特徴とする請求項２又は３に記載の点火器。
前記第１火薬の前記第２火薬との接面が、前記塞栓の前記第２火薬との接面と略同一平面となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の点火器。