WO2014147721A1

WO2014147721A1 - 点火器及び点火器組立体及びその検知システム並びに検知方法

Info

Publication number: WO2014147721A1
Application number: PCT/JP2013/057710
Authority: WO
Inventors: 繁山内; 健一郎友井; 貴章由井; 酒井　俊行; 小田　愼吾
Original assignee: 株式会社日立システムズ; 株式会社ダイセル
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-25
Also published as: EP2977272B1; JPWO2014147721A1; CN105050867A; EP2977272A1; US20160052481A1; EP2977272A4; US9688235B2; KR20150120437A; JP6018699B2; KR101715545B1; CN105050867B

Abstract

　点火器は、発熱体と、該発熱体に接触した状態で配置された着火薬と、絶縁層に貫通し、前記発熱体に電気的に接続された導電ピンとを有し、前記導電ピンの他端は、前記発熱体に着火電流を供給する電流供給部品が接続されるよう、前記絶縁層から露出しており、前記絶縁層内でかつ前記導電ピンの近傍に、ＩＣタグが配置されている。

Description

点火器及び点火器組立体及びその検知システム並びに検知方法

　本発明は、点火器及び点火器組立体及びその検知システム並びに検知方法に係り、特に、エアバッグ装置のような電気的な着火を利用する装置に用いられるＩＣタグ内蔵の点火器及び点火器組立体及びその検知方法に関する。

　エアバッグシステムは、ドライバーやパイロットを保護するために衝突時にエアバッグを瞬間的に膨張させるためのガス発生器（インフレータ）として、電気式点火器若しくは点火器組立体（イニシエータ、以下、特に区別する必要のない時は単に点火器組立体）を備えている。この点火器組立体は、点火器を樹脂と一体成形した状態でさらに金属製カラーをかしめて取り付けたもの、若しくは点火器と金属製カラーを樹脂で一体成形したものであり、いずれも点火用の発熱体を内部に有し、これに接続された導電ピンが外部に延びた構造になっている。

　特許文献１には、絶縁体で被覆されたＬＳＩなどの電子部品と並んで無線タグ（ＲＦＩＤタグあるいは単にＩＣタグと呼ぶ）が配置され全体を絶縁体で被覆した構造とし、梱包された状態でも電子部品の情報を正確に把握できるようにしたものが開示されている。

　また、特許文献２には、エアバッグを作動する電力及びエアバッグの作動信号を車体側からエアバッグ側に非接触で伝送可能なエアバッグ装置であって、エアバッグ側に、火薬を点火あるいは着火するための点火回路やスクイブと共に、当該エアバッグ側が有するエアバッグの固有情報を保有するＲＦＩＣタグ（ＲＦＩＤタグあるいは単にＩＣタグと呼ぶ）を備え、車体側とステアリング側との間を非接触状態で結合した場合に、接続されるべきエアバッグを車体側から確認可能としたものが開示されている。

　さらに、特許文献３には、微小ループを備え小型金属ＲＦＩＤタグと通信するＲＦＩＤタグリーダ／ライタ装置が開示されている。

　特許文献４には、センターピン端部と円筒状のスリーブとブリッジワイヤが架橋され、さらにインナーカップ内に形成される空間に着火薬を充填した状態で非導電性のカップ型ケースで覆われたイニシエータが開示されている。

　特許文献５には、金属製のカップ内に、１本の導電ピンが固定されたヘッダが配置され、導電ピンとヘッダをブリッジワイヤで接続したイニシエータが開示されている。

特開２００７-２２６５７４号公報特開２００７-６２４９２号公報特開２００８－９０８１３号公報米国特許３９７１３２０号公報米国特許５６８６６９１号公報

　緊急時にエアバッグによりドライバーやパイロットを確実に保護するために、点火装置の正確な組み立て製造が求められる。
　さらに、点火装置を含む電子部品は安全上の見地から金属製シールドで保護するのが望ましい。

　製品や部品を管理する上では、従来はバーコードを製品や部品に貼り付ける、あるいは製品や部品に直接番号を刻印するなどの方法が行われていた。この場合製品や部品が、バーコードを貼り付けるスペースや、目視確認できる刻印が可能な程度の大きさを有することが必要である。しかし点火器組立体は大きさ自体が小さく、従来のようなバーコードの貼り付けが困難であり、また直接製造情報を刻印しても小さいため目視での確認が困難であること、および点火器組立体は最終段階で樹脂モールドされてしまい、外部から目視や機械式読み取り器で刻印を読むことが出来ないため、点火器に対しては直接製造情報を記録して、個々に管理することを行っていなかった。しかしエアバッグ等の重要保安部品に万一異常があれば、原因を解析し、対象範囲を特定するため各部品の番号、製造記録を追跡するが、点火器は上記のように個々に管理がされていないため、不具合範囲を不必要に広く設定せざるを得なかったり、点火器に対して再発防止の対策が行いにくかったりという課題があった。

　特許文献１の電子部品は、エアバッグ用を想定したものではない。特許文献２のＲＦＩＤタグ（ＩＣタグ）は、エアバッグ収納体の上に配置された電力蓄積用コンデンサの直ぐ上、換言すると、エアバッグ収納体の外に配置されており、金属製シールドで保護されてはいない。

　仮に、特許文献１の金属製シールドでは保護されていない構成をイニシエータに応用した場合は、電子部品が絶縁物で覆われているだけであるため、作動時の衝撃から電子部品の内部を保護できない。

　特許文献２乃至５にも、エアバッグ収納体内の点火器組立体にＩＣタグを組み込むことの記載はない。

　本発明の１つの目的は、点火器や点火器組立体にＩＣタグを設け、信頼性の向上と同時にＩＣタグを組み込んでも従来と外形寸法の変わらない点火器組立体及びその検知方法を提供することにある。

　本発明の代表的なものを示すと次の通りである。点火器は、発熱体と、該発熱体に接触した状態で配置された着火薬（以降点火薬ともいうことがある）と、絶縁層を貫通して前記発熱体に電気的に接続された導電ピンとを有し、前記導電ピンの他端は、前記発熱体に着火電流を供給する部品（電流供給部品、あるいは、電流供給部材ともいう。）が接続されるよう、前記絶縁層から露出しており、前記絶縁層内でかつ前記導電ピンの近傍に、ＩＣタグが配置されていることを特徴とする。
　なお、着火電流を供給する部品(電流供給部品)は、ピンに直接接続するコネクタや、溶接やロウ付けで接続されるリードワイヤを指す。

　本発明によれば、点火器や点火器組立体自体の大きさが小さく、これに対してラベルの貼り付けや刻印による認識が従来から非常に困難であったものを、ＩＣタグを組み込むことで、従来困難であった点火器や点火器組立体の品質管理だけでなく、作動時に異常が確認された点火器組立体の原因解析や不具合範囲の特定が容易に行える。したがって本件発明はこの点からＩＣタグを組み込む対象が、サイズが小さく、作動時に熱や衝撃を伴う点火器や点火器組立体であるということに大きな意味がある。

本発明の第１の実施例になるＩＣタグ内蔵の点火器組立体の縦断面図である。図１Ａの平面図である。本実施例の点火器組立体の組み立て方法を説明する縦断面図であり、組み立て前の状態を示している。組み立て後の点火器組立体におけるＩＣタグの位置関係を説明する、拡大断面図である。図１ＡのＩＣタグの拡大斜視図である。本発明の一実施例の点火器組立体を採用したガス発生器の断面図である。本実施例の点火器に接続される電流供給回路の概念図である。本発明の第２の実施例における、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置及び点火器の斜視図である。ＩＣタグが埋設された点火器の第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２の差し込み状態を、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置により所定の位置で検出する構成を説明する図である。点火器の第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２の差し込みが正常な状態を示す図である。点火器の第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２の差し込みが逆の状態を示す図である。点火器カラーのコネクタ差し込み空間内における、ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置の検出部の位置関係を示す平面図である。検出部と点火器内のＩＣタグとの位置関係の一例を示す、縦断面図である。

　本発明の１つの実施形態によれば、点火器組立体のシールド容器の内部回路から絶縁層を介して外部へ電気信号線（導電ピン）が引き出されるものにおいて、点火器の導電ピンの近傍の絶縁層の内部にＩＣタグを設置する。これにより、ＩＤ番号に基づく生産ロットや出荷情報が得られるので、点火器や点火器組立体の品質管理だけでなく、作動時に異常が確認された点火器組立体の原因解析が行える。

　本発明の他の実施形態によれば、点火器組立体のシールド容器の内部回路から絶縁層を介して外部へ複数の電気信号線（導電ピン）が引き出されるものにおいて、この導電ピンの近傍の絶縁層の内部にＩＣタグを設置し、このＩＣタグを検出する窓としてシールド容器内の着火電流を供給する電流供給部品の接続用空間を利用する。この場合、シールド容器内部の検出すべき導電ピンの直近にＩＣタグを組み込み、リーダ/ライタの電磁波を絶縁層の外部側から検出すべき導電ピンの直近にピンポイントで送り、絶縁層の向こう側に対向して設置しているＩＣタグを呼び出すことでＩＣタグ通信を行う。ＩＣタグリーダ/ライタの検出部先端のコイルアンテナには1次電流が流れ、絶縁層を介して反対側にはＩＣタグのコイルアンテが対向しているものとする。この配置により、二つのアンテナのコイルが磁気的に結合し、相互誘導により２次電流がＩＣタグのコイルアンテナに誘起される。すなわちＩＣタグは、高周波の１次電流から２次電流を誘導することで動作し、ＩＣタグ情報は２次電流から1次電流へと逆に辿るように誘導する。

　なお、シールド容器と信号線の絶縁層を、１次電流と２次電流の相互誘導による電磁結合の場として使うため、検出部先端のコイルアンテナと対抗するＩＣタグのコイルアンテナとの距離が近いほど、言い換えるとＩＣタグを覆う絶縁層の厚みが薄いほど結合能率が良くなる。

　これにより金属であるシールド容器内であってもＩＣタグ通信が可能となり、点火器組立体のＩＤ番号など固有識別情報をＩＣタグリーダ/ライタで取得できる。これにより、最終的に組み立てられた各種装置の信頼性も向上する。さらに万が一のリコール回収作業においては、ＩＤ番号に基づく生産ロットや出荷情報等の絞込みが迅速に実施できることになる。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。

　図１Ａ～図５により、本発明の点火器及び点火器組立体、並びにそれを採用したエアバッグシステムの第一の実施形態を説明する。

　図１Ａは、本発明の一実施例になる点火器２００の縦断面、図１Ｂは、図１Ａの平面図である。
　点火器２００は、チャージホルダ２０１、ヘッダ２０２、このヘッダ２０２に固定されたアイレット２０９、及びカバー２０３を有し、これらで囲まれた空間内に点火薬２０４（点火薬２０４ａ，２０４ｂ）が封入されている。第１の電極（第１導電ピン２０６（Ｐ１）の一端）と第２の電極（第２導電ピン２０７（Ｐ２）の一端に接続されたアイレット２０９の他端）で構成される電極間がブリッジワイヤ２０５で電気的に接続されている。導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）の第１、第２の電極側（根元部分）は樹脂製の絶縁層で封止されている。２０８はガラス部材等の丈夫な絶縁材である。チャージホルダ、アイレット及びカバーは、金属で構成さている。また樹脂で構成されたヘッダ２０２内でかつ、第１導電ピン２０６（Ｐ１）の近傍に、コイル面が第１導電ピン（センターピン、Ｐ１）、第２導電ピン（アイレットピン、Ｐ２）の中心を通る軸線ＯＨ－ＯＨ‘と直角方向になるようにして、平板状のＩＣタグ１００が埋設さている。ヘッダ２０２の外周部には、金属製シールド容器（点火器カラー）３０５が固定されている。この点火器カラーの内側は樹脂３１２で覆われた筒状のコネクタ差し込み空間(電流供給部品の接続用空間)３０６となっており、この電流供給部品の接続用空間３０６に、第１導電ピン２０６と第２導電ピン２０７とが突出している。点火器カラーの内側には、点火器を配置するための空間３１４も形成されている。さらに、点火器カラー３０５上端面３０９の一部に、位置決め用の溝３１０が設けられている。

　本発明では、金属製シールド容器（点火器カラー）と点火器の一体化されたものを、点火器組立体と定義する。

　なお、ＩＣタグ１００は、第１導電ピン２０６と第２導電ピン２０７のいずれか一方に対応づけるかあるいは、軸線ＯＨ－ＯＨ‘から離れた位置において、ヘッダ２０２に埋め込まれていれば良い。

　３０９は、コネクタの差し込み空間３０６の端部に設けられた環状のフランジ部でもあり、そのＩＣタグ１００に対応する側に、ＯＨ－ＯＨ‘と直角方向（半径方向）に伸びた位置決め部（凹凸構造）３１０が設けられている。この位置決め部３１０は、後で述べるＩＣタグ通信用リーダ・ライタに対する位置決め部となるものである。なお、位置決め部３１０は、凹凸構造に限定されるものでは無く、例えば位置決め用ピンと穴等、点火器２００の導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）とＩＣタグ通信用リーダ・ライタとの相対的な位置関係を固定できるもので有ればどのような構造であっても良い。

　ＩＣタグ１００は平板状であり、ＩＣタグの配置は導電ピンの軸方向と直角に設置する。すなわち、点火器２００の内部の発熱体から外部に向かって出る導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）の根元にＩＣタグ１００を平らに設置する。このように、ＩＣタグ１００は点火器２００の絶縁層（若しくはブリッジワイヤ）の面に対して平行、平置きの配置（平行配置）となっている。なお、ＩＣタグ１００は、必ずしも平置きである必要はなく、他の構成部材との関係で必要に応じて、ヘッダ２０２内に傾斜して配置されても良い。但し、その場合には、ＩＣタグ通信用リーダ・ライタの検知部を、ＩＣタグ１００の面と平行に成るように設置できる構成とすれば良い。また、点火器２００の内部に他の電子回路も組み込まれる場合には、導電ピンの数は複数、すなわち３つ以上となる。

　上記の通り、ＩＣタグ１００は、導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）の近傍においてヘッダ２０２を構成する樹脂製の絶縁層（ヘッダ２０２）の中に封止される。すなわち、点火器２００はその内部の発熱体や導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）の根元部分と共に、金属製シールド容器（点火器カラー）３０５内に差し込まれ、樹脂製の絶縁層で封止される。そのため、封止後は、導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）のみが外側に伸び、ＩＣタグ１００は、本来は見えない。もし、点火器２００の導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）が１８０度回転し左右逆になった状態で金属製シールド容器（点火器カラー）３０５内に配置され（逆差し）、樹脂で封止されたとしても、導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）の極性が外観ではわからない。図１Ｂでは、説明の都合上、あえて見えるようにＩＣタグ１００を点線で表現している。

　図２Ａ、図２Ｂにより、本実施例の点火器組立体の組み立て方法の一例を説明する。図２Ａは、点火器２００と点火器カラー３０５とが一体に組み立てられる前の状態を示す縦断面図である。図２Ｂは、組み立て後のＩＣタグの位置関係を示している。

　金属製シールド容器（点火器カラー）３０５の内側には、コネクタの差し込み空間３０６及び点火器２００が配置される空間３１４がある。点火器２００を、点火器２００を配置する空間３１４に配置し、樹脂３１２を充填して両者を一体化することで、図１Ａの状態に組み立てられる。ＩＣタグ１００は、導電ピンＰ１のすぐ近くに埋設されている。図２Ａは説明のために、樹脂３１２が金属製シールド容器（点火器カラー）３０５に配置された状態となっており、樹脂３１２には導電ピン（Ｐ１、Ｐ２）が貫通する孔３１５，３１６が形成されているが、これは樹脂３１２を射出したときに導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）によって形成される孔であり、樹脂３１２の配置や孔は、本実施例では予め形成されているものではない。

　なお、図２Ａの樹脂３１２と点火器２００のヘッダ２０２が、同時に樹脂成型されるというような他の方法で組み立てられたとしても、結果として図１Ａが実現できればいずれの方法であってもよい。

　図３は、ＩＣタグ１００の拡大斜視図である。ＩＣタグ１００は、平板状の基板の表面側に設けられたＩＣタグ本体部と、基板の裏面に形成されたＩＣタグ絶縁基板１０３とを有している。ＩＣタグ本体部は、ＩＣチップ１０１と、このＩＣチップ１０１の周囲に螺旋条に複数回巻かれた面状のコイルアンテナ１０２、及び、保護材等で構成されている。コイルアンテナはその内端がＩＣチップ１０１に接続され、その外端は裏面の絶縁層を介してＩＣチップ１０１に接続されている。

　なお、UHFやマイクロ波帯のＩＣタグには、大別すると、（１）波長依存性が顕著な半波長共振ダイポール基調のアンテナを内蔵する１辺が１０ｃｍ程度のＩＣタグ、（２）波長依存性がないコイルやコンデンサを用いた共振回路を内蔵した１辺が１０ｍｍ以下の超小型サイズのＩＣタグとがある。共振回路を構成するコイルは、例えば、図３に示した平板状の基板上に形成される平面コイルや、図示していないが円筒状のコイル等がある。コイルには目には見えない浮遊容量があり部品素子としてのコンデンサを省略できることがあり、図３はこの省略の結線を示している。

　本実施例の点火器あるいは点火器組立体に用いるＩＣタグ１００にどのような種類のものを用いるかは、点火器あるいは点火器組立の構造等に応じて決めれば良い。小型化を優先する場合には、上記平板状の超小型サイズのＩＣタグが適している。

　図４は、点火器組立体を採用したガス発生器３００の断面図である。ガス発生器３００は、耐圧性を有する金属製の外殻容器から構成されており、その中央部に円筒状の開口部を有しここに耐圧性の金属製円筒容器３０４が固定されている。この円筒容器の奥側の空間には点火器２００が固定されている。なお、図４に示した、点火器２００を含む点火器組立体は、図１Ａに示した点火器組立体とは細部の構成が若干異なっているが、導電ピン（Ｐ１，Ｐ２）の近傍において樹脂の中にＩＣタグ１００を設置するという基本的な構成は同じである。

　ガス発生器３００における金属製内筒容器３０４の外側には、ガス発生剤成型体３０２が充填されている。３０３はガス排出口である。

　本発明では、点火器２００にＩＣタグを組み込むか付加するために、超小型サイズのＩＣタグを用いる。このような小型化の用途に適したものとして、例えば、外形寸法が、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ　厚みが０．４ｍｍのUHF帯の超小型タグ（（株）日立化成（登録商標）ＩＭ５－ＰＫ２５２５型タグ）が有る。このタグは、一例として、ＩＣタグ通信用リーダ・ライタの所定の検出電波出力で、数ｍｍ程度の飛距離が得られる。

　次に、図５により、本実施例の点火器２００に接続される電流供給回路４００の一例について説明する。この電流供給回路４００は例えば自動車のＥＣＵ内に設けられる。車両に搭載されたエアバッグシステムは、電流供給回路４００を含むＥＣＵと、このＥＣＵと接続され各々ガス発生器３００とエアバッグとがケース内に収容された複数のエアバッグモジュール、とを有している。電流供給回路４００を含むＥＣＵと個々のガス発生器３００とが、それぞれ導体によりこれらの各エアバッグモジュールに接続されている。

　電流供給回路４００は、例えば１枚の基板上に形成される。この基板の一端には、電流供給回路４００を点火器２００の第１導電ピン２０６（Ｐ１）及び第２導電ピン２０７（Ｐ２）に電気的に接続するための接続部（接続端子）４０１，４０２を備えている。ここでは、説明上第１導電ピン２０６が正、第２導電ピン２０７が負（アース）に接続されているとする。電流供給回路４００は、基板上に、少なくともスイッチ回路４１０，４１１、パルス発生器４１２、４１３、断線検知回路４１４、電圧変換器４２１及びコンデンサ４２０等の各素子が配置されたものであり、外部の直流電源であるバッテリー４３０と、ガス発生器３００内に組み込まれた点火器２００とを、イグニッションキー４３１を介して、接続する電流経路の途中に設けられている。電流経路は、１つの点火器２００に対して２つずつ存在しており、各々、２本の導線（リードワイヤ）で形成されている。基板上のスイッチ回路４１０，４１１、パルス発生器４１２、４１３、及び、断線検知回路４１４はさらに、インターフェース４１５を介して、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）４２２に接続されている。ＭＣＵ４２２にはＲＯＭ４２３が接続され、さらに、インターフェース４２４を介して、基板外の衝撃検知センサ４４０、エンジンのコントローラやブレーキセンサ等４５０に接続されている。

　エアバッグモジュールのケース内に収容されたガス発生器としては、図４に示すシングル型のものの他、デュアル型のものを用いることもできる。

　図５の電流供給回路４００には、４個の点火器２００が示されているが、これらは、例えば、各々、運転席のエアバッグ用インフレータ、助手席のエアバッグ用インフレータ等に設けられるものであり、各点火器に、ＩＣタグ１００が埋設されている。図５の例では、各点火器の第１導電ピン（Ｐ１）側に、ＩＣタグ１００が設置されている。このＩＣタグ１００は、外部から各点火器のＩＤ番号など固有識別情報や製造情報を取得したり、あるいは、点火器と電流供給回路接続部４０１，４０２とが適切に接続されるか否か（逆差し等）を検知するために設置されている。

　電気供給回路４００のスイッチ回路４１０，４１１は、電流経路を開閉し、点火器２００が作動の必要のないときは直流電流を遮断しておき、点火器２００の作動時には電流の供給を開始する。スイッチ回路４１０，４１１は電流経路ごとに（１本の導線ごとに）１つ設けられている。断線検知回路は、微弱電流により点火器の異常（点火器の発熱部と点火薬との接触不良、又は発熱部の断線）を検知するためのものである。

　スイッチ回路４１０，４１１とパルス発生器４１２，４１３は導体により接続されており、パルス発生器からスイッチ回路の開閉を指示する制御用パルスを送ることにより、スイッチ回路が開閉される。このパルス発生器に対する制御用パルス伝達の指示は、衝撃検知センサ４４０からの指令を受け、ＭＣＵ４２２から送られる。スイッチ回路４１０，４１１は、サイリスタ、ＭＯＳ－ＦＥＴ又はバイポーラ・トランジスタ等により形成されている。スイッチ回路は、正極側のみに設けることもできる。

　電流供給回路内への通電はバッテリーのみからなされる。コンデンサ４２０は、バックアップ用電源として必要な電流を蓄電し、バッテリーからの電流の供給が遮断されたときに、バッテリーに替わり電流を供給する。

　車両が衝突したとき、衝撃検知センサからの指令がＥＣＵに送られ、パルス発生器に対して、スイッチ回路を閉じるための指令が伝達される。この指令に基づいてバッテリーからの電流が点火器作動の着火パルスとして、電流経路を経て点火器２００に送られる。この着火パルスを受けて、点火器２００内の火薬が点火してエアバッグが展開する。

　本実施例によれば、点火器や点火器組立体自体の大きさが小さく、これに対してラベルの貼り付けや刻印による認識が従来から非常に困難であったものを、ＩＣタグを組み込むことで、従来困難であった点火器や点火器組立体の品質管理だけでなく、作動時に異常が確認された点火器組立体の原因解析が行える。したがって本実施例はこの点からＩＣタグを組み込む対象が、サイズが小さく、作動時に熱や衝撃を伴う点火器や点火器組立体であるということに大きな意味がある。

　本実施例の点火器や点火器組立体は、運転席のエアバッグ用インフレータ、助手席のエアバッグ用インフレータ、サイドエアバッグ用インフレータ、カーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用インフレータ等の各種インフレータ（ガス発生器）等に適用できる。

　なお、本発明のように、導電ピンの近傍にＩＣタグを組み込み、これらを樹脂で一体化した点火器組立体においては、導電ピンに接続される電流供給部品は実施例１のコネクタだけに限らず、例えば特許文献４で示されるように、溶接やロウ付け等で導電ピンに接続されるリードワイヤであってもよい。

　また点火器組立体が導電ピンの逆差しを感知する必要がない構造であっても、不具合発生時における原因解析や不具合範囲の特定のため、内部にＩＣタグを組み合わせた点火器組立体とすることに意味がある。例えば点火器組立体に用いる点火器が、特許文献５で開示している導電ピンが１本の場合であってもよい。

　本実施例によれば、ＩＣタグを組み込む対象が、サイズが小さく、作動時に熱や衝撃を伴う点火器組立体であっても、外部から簡単に、樹脂に埋設され正規に組み立てられＩＣタグの検知を行うことができる。

　次に、本発明の第３の実施例として、実施例１で述べた点火器２００と電流供給回路４００の接続部４０１，４０２とが適切に接続されるかを検知する手段について、説明する。

　図６は、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００及び点火器２００の斜視図である。ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００は、本体の表面に設けられた操作部５０１や表示部５０２、本体の内部に設けられた高周波アンテナ回路（図示略）、電源及び制御回路部（図示略）、及び、本体の先端部に一体的に設けられた検出部５１０を備えている。本体のアンテナと検出部５１０は、本体先端から下方に伸びた一対の信号伝送部T（ケーブル）５１１、５１２で接続されている。本体内部のアンテナ回路と外部に露出する検出部５１０は、一対のケーブル５１１、５１２の軸に直角な方向にコイル面を有する微小ループの検知コイル（Detecting Coil）となっている。微小ループコイルの検知コイル５１０（Ｄ）のコイル巻き数は、１回巻きの状態が図示されているが、高周波整合など回路能率の都合で、２回巻きあるいはそれ以上であってもよい。ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００は、さらに、係合部（凹部あるいは凸部）５０３を有し、これをガス発生器３００（若しくは点火器組立体）の深さＨの位置決め部（凹凸構造）３１０と機械的に嵌合させることにより、その検出部５１０の検知コイルが点火器２００の絶縁性樹脂の筒状のコネクタ差し込み空間３０６内の所定の位置、すなわち、点火器２００内のＩＣタグ１００を検出可能な位置及び所定の深さＨに固定される。

　また、嵌合部５０３は、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００を点火器組立体に対して所定の位置に位置決めし、この嵌合部５０３の側直近に第１導電ピンＰ１、遠い側に第２導電ピンＰ２が配置される時を「正」、この逆差しを「誤」として区別する目印の役割がある。なお、嵌合部５０３の所定の深さＨだけ検出部５１０が嵌合したとき、ＩＣタグ１００を検出できるように電磁波出力が調整されるものとする。

　図７は、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００の嵌合部５０３を点火器組立体の凹凸構造３１０と嵌合させ、検出部５１０を機械的にコネクタ差し込み空間３０６内の所定の回転位置と所定の深さにセットした状態の縦断面図である。すなわち、検出部５１０をコネクタ差し込み空間３０６内に差し込んで、ＩＣタグ１００の直近まで接近させた状態である。この状態において、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００の検出部の検知コイル５１０とＩＣタグのコイルとが電磁結合し、相互誘導により検知コイルの１次電流に対応する２次電流がＩＣタグのコイルアンテナに誘起される。これにより、第１導電ピンＰ１の根本に組み込まれた数ｍｍ程度の短い飛距離の超小型のＩＣタグ１００であっても、その有無を非接触で検出できる。

　図８Ａ，図８Ｂは、ＩＣタグ１００が埋設された点火器２００の第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２の状態を、非接触で検出する構成を説明する。

　図８Ａは、第１導電ピンＰ１に近接した側にＩＣタグ１００が埋設されており、点火器２００の第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２の差し込みが正常な状態である。Φ１は電磁誘導の磁力線を示している。ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００の係合部５０３は、ガス発生器３００の位置決め部（凹凸構造）３１０と１対１に対応する。ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００の内部高周波アンテナ回路から信号伝送部５１１，５１２までを一連の検出装置とする。嵌合部の深さが所定のＨであって、ここにＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００が嵌合したときのみ、その検出部５１０のループアンテナが直下のＩＣタグ１００のコイルの面と平行になり、かつ、検出部５１０とＩＣタグが所定の距離内に固定され、この状態で、検出部５１０とＩＣタグは磁束Φ１により電磁結合する。すなわち、検出が可能状態になる。

　正規差しの場合、検出部５１０がＩＣタグ１００のループ面と電磁結合することで信号伝送部５１１，５１２を経てＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００の内部高周波アンテナ回路などにより外部通信が可能となる。ＩＣタグのコイルと検出部５１０の微小ループとは、トランスの１次コイル、２次コイルに相当する相互誘導の関係が成り立つ。信号伝送部の高周波電流を１次電流とすると、この１次電流によって誘起した磁力線がＩＣタグのコイルアンテナに２次電流を発生させる。この２次電流で動作したＩＣタグ１００は、そのＩＤなどの識別情報の他固有情報の信号を、信号伝送部を逆に辿って、内部の高周波アンテナ回路へ返す。ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００から見たときの感度は、信号伝送部とタグ１００が接近しているほど高い感度になる。そのため、位置決め部５０３が点火器２００の凹凸構造３１０と一致したとき、検出部５１０の直下直近においてＩＣタグ１００を検出し、その結果が、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００の表示部５０２に表示される。

　もし誤って第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２が点火器組立体内に差し込まれたとき、ＩＣタグは所定の位置からずれる。図８Ｂは、第２導電ピンＰ２に近接した側にＩＣタグ１００‘が埋設されており、点火器２００の第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２の差し込みが逆の場合である。このとき、ＩＣタグ１００’は、検出部５１０の磁束Φ１‘により検出可能な範囲の外に有り、ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００はＩＣタグ１００’を検出できない。ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００の表示部５０２は何も表示されないので、図８Ｂの状態は、誤差し、若しくはＩＣタグが存在しないと判定される。

　このように、ＩＣタグを設置した点火器２００が誤って１８０度回転し、結果として第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２とが点火器組立体内に逆向きに誤差しされ一体化されると、ＩＣタグの位置が、嵌合部５０３に対し、反対側にずれる。図８Ｂの状態は、このずれ巾が検出部Dによって検出できない電磁的距離となる様に検出電磁波出力などが予め調整されている。

　発明者等は、ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００により、本実施例の点火器組立体のＩＣタグを検知できるかについて、実験を行った。その結果について、図９Ａ、図９Ｂを参照しながら説明する。図９Ａは、点火器カラー３０５のコネクタ差し込み空間３０６内における、ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００の検出部５１０の位置関係を示す平面図、図９Ｂは、検出部５１０と点火器２００内のＩＣタグとの位置関係の一例を示す、縦断面図である。

　実験は、コネクタ差し込み空間３０６内で、ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００の検出電磁波出力を２７ｄＢｍ（９２０ＭＨｚ）とし、検出部５１０の位置（回転角θ）をＩＣタグの位置から９０度ずつ移動させて行った。なお、ＩＣタグの直上に検出部が位置しているとき（θ＝０）の検出部と金属のアイレット２０９までの距離を６ｍｍ、途中のＩＣタグ１００との対向距離は４ｍｍ、検出部５１０のコイル直径は５ｍｍ、ＩＣタグは２．５ｍｍ角のコイルを持つ（株）日立化成ＩＭ５－ＰＫ２５２５型タグである。回転角θ（ＯＶ－ＯＶ‘に対する角度）が０°、換言すると、図８Ａの構成でＩＣタグ１００の直上に検出部５１０が位置する条件下では、検出部５１０によりＩＣタグ１００を確実に検知できた。しかし、回転角θが１８０°、すなわち、図８Ｂの構成では、ＩＣタグ１００を検知できなかった。また、回転角θが±９０°、すなわち、ＯＶ－ＯＶ‘に直角な位置でもＩＣタグ１００を検知できなかった。この検出実験例によると、検出部５１０はＩＣタグ１００を所定の対向位置でピンポイントに、確実に検出できることを示している。

　本実施例では、点火器組立体の絶縁層内にＩＣタグを配置することで、出来上がった点火器組立体において万が一異常が確認されたときにＩＣタグによって情報が取得できその原因解析や不具合が発生した範囲を特定することが可能となる。

　また、本実施例によれば、金属製シールド容器を有する点火器組立体の内部にＩＣタグを埋設し、金属製シールド容器内のコネクタ接続用空間をＩＣタグの検知に利用できるようにしたことで、車体に装着した後であっても点火器組立体の特性に影響を及ぼさず外部からＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００などで効率よく、各点火器に対応したＩＣタグの情報を検知できる。また、組み立て完了後の単体の点火器組立体の電気部品のブリッジワイヤ２０５や点火薬２０４などの特性に影響を及ぼさず外部から効率よく、点火回路の導電ピンの逆刺し検出を行うことができる。

　なお、ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置５００は、一体的な構造でなくても良く、例えばＩＣタグへの信号伝送部T５１１等、リーダ／ライタ装置の各部分を個別に分離して構成し、これらがケーブルや電磁的にワイヤレスで相互に接続されるようにしたものでも良い。この場合、図示していないが、ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置５００は、ＩＣタグ通信用リーダ/ライタアンテナを有する本体部と、この本体部とは別に設けられた信号伝送部や検出部を有するダイポールアンテナとを有し、両者間をＩＣタグ通信用の電磁波と同じ電磁波で通信する。ダイポールアンテナには、点火器２００の凹凸構造に対応する位置決め部が設けられている。

　本実施例を採用したガス発生器３００の組立方法によれば、点火器固有のＩＤ番号など固有識別情報を取得するのみならず、点火器組立体の第１導電ピンＰ１、第２導電ピンＰ２の位置関係を判定してから、これをガス発生器３００に取り付ける。このようにしてガス発生器の２本の導電ピンの差し込み状態の正誤を判別した後、ガス発生器を公知の自動車安全装置（シートベルト用リトラクタのプリテンショナー）に組み込み、更に前記ガス発生器をエアバッグ装置（例えば、シートベルトのプリテンショナー）に組み込んだ後、車両に搭載する。本実施例の判別方法を採用すれば、点火器組立体が有する２本の導電ピンを容易にかつ従来法に比べより低コストで判別することができる。このため、エアバッグ装置（エアバッグ用ガス発生器）やシートベルトプリテンショナー等の自動車安全装置の組立においても、２本の導電ピンを取り違えることなく、各導電ピンに対応する着火電源の電極に適合するように組み立てることができ、これらの装置に対する信頼性も向上される。なお本発明の判定方法は、導電ピンが3つ以上の点火器および点火器組立体にも使用することが出来る。

　次に、本発明の第４の実施例について説明する。
　本発明の点火器組立体の位置決め部は、機械的な構造で確保するものに限定されない。実施例２では、光学式検知機構を採用する。

　点火器組立体とＩＣタグ通信用リーダ・ライタとの相対的な位置関係を固定する手段は、機械的な構造に限定されない。例えば図１Ｂのフランジ部３０９の表面に、ＩＣタグ通信用リーダ・ライタに対する位置決め部として検知用のマークを設け、これを、ＩＣタグ通信用リーダ・ライタに設けたカメラで検知し、画像処理して相対的な位置関係を確認する光学式検知構造に置き換えても良い。

　例えば、点火器組立体のフランジ部３０９の表面に、ＩＣタグ通信用リーダ・ライタに対する位置決め部として検知用のマークを設ける。そして、リーダ／ライタ装置若しくは点火器組立体を、ＸＹ座標で移動可能なテーブル上やロボットアーム上に置き、位置決め部のマークを、ＩＣタグ通信用リーダ・ライタに設けたカメラで検知し、画像処理して両者の相対的な位置関係を確認し、リーダ／ライタ装置と点火器組立体との正確な位置決めを行った後、実施例１と同様にして、逆差しの検知を行う。

　本実施例によれば、点火器組立体の所定の位置にＩＣタグを埋設することで、点火器組立体の特性に影響を及ぼさず外部から非接触で、効率よく、導電ピンの逆刺し検出を行うことができる。

１００…ＩＣタグ、１０１…ＩＣチップ、１０２…コイルアンテナ、２００…点火器、２０１…チャージホルダ、２０２…ヘッダ、２０３…樹脂製カバー、２０４…点火薬（着火薬）、２０５…ブリッジワイヤ、２０６…第１導電ピン（Ｐ１）、２０７…第２導電ピン（Ｐ２）、２０９…アイレット、３００…ガス発生器、３０１…伝火薬、３０２…ガス発生剤成型体、３０３…ガス排出口、３０５…点火器カラー（金属製シールド容器）、３０６…コネクタの差し込み空間、３０９…金属製シールド容器保持用の環状のフランジ部、３１０…位置決め部、３１２…樹脂、３１５…穴、３１６…穴、５００…ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置、５０３…係合部、５１０…検出部、Ｈ…所定の深さ。

Claims

　発熱体と、該発熱体に接触した状態で配置された着火薬と、
　絶縁層に貫通し、前記発熱体に電気的に接続された導電ピンとを有し、
　前記導電ピンの他端は、前記発熱体に着火電流を供給する電流供給部品が接続されるよう、前記絶縁層から露出しており、
　前記絶縁層内でかつ前記導電ピンの近傍に、ＩＣタグが配置されている
ことを特徴とする点火器。
　請求項１において、
　前記点火器は、車輌の人員拘束装置を瞬間的に作動させるための点火器である
ことを特徴とする点火器。
　請求項２において、
　前記ＩＣタグは、ＩＣチップと、該ＩＣチップの周囲に巻かれたコイルアンテナとを有し、
　前記ＩＣタグは、前記コイルアンテナの面が前記導電ピンと直角若しくはそれに近い角度に配置されている
ことを特徴とする点火器。
　点火器と点火器カラーとが一体化された点火器組立体であって、
　前記点火器は、
　発熱体と、該発熱体に接触した状態で配置された着火薬と、
　絶縁層に貫通し、前記発熱体に電気的に接続された導電ピンとを有し、
　前記導電ピンの他端は、前記発熱体に着火電流を供給する電流供給部品が接続されるよう、前記絶縁層から露出している
ことを特徴とする点火器組立体。
　請求項４において、
　前記導電ピンは複数個設けられており、
　前記絶縁層内でかつ前記複数の導電ピンの何れか一つの近傍に、前記ＩＣタグが配置されており、
　前記絶縁層を取り囲むように配置され前記点火器組立体を保持する前記点火器カラーに、前記ＩＣタグの位置に対応した位置決め部が設けられている
ことを特徴とする点火器組立体。
　請求項５において、
　前記位置決め部は、前記点火器カラーのフランジ部に設けられ前記複数の導電ピンの中心を通る軸線に直角方向に伸びた凹凸構造である
ことを特徴とするＩＣタグ内蔵の点火器組立体。
　請求項５において、
　前記位置決め部は、前記点火器カラーのフランジ部に設けられた、光学式検知機構による検知用のマークである
ことを特徴とするＩＣタグ内蔵の点火器組立体。
　ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置を用いた、点火器組立体の検知システムであって、
　前記点火器組立体は、
　金属製シールド容器と、
　前記金属製シールド容器内に固定された点火器とを備え、
　前記点火器は、
　発熱体と、
　絶縁層を介して前記発熱体に電気的に接続された複数の導電ピンとを有し、
　前記複数の導電ピンの他端は、前記金属製シールド容器内の電流供給部品の接続用空間に延びており、
　前記絶縁層内でかつ前記複数の導電ピンの何れか一方の近傍に、ＩＣタグが配置されており、
　前記接続用空間を、前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置により前記ＩＣタグを検出する窓として利用する
ことを特徴とする点火器組立体の検知システム。
　請求項８において、
　前記金属製シールド容器に、前記ＩＣタグの位置に対応した、前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置用の、位置決め部が設けられており、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置は、ＩＣタグ通信用の電磁波を放射するアンテナ回路及び検出部を備えており、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置の前記嵌合部を前記金属製シールド容器に嵌合させた状態において、前記検出部のコイル部が前記ＩＣタグのコイルの面と平行になり、
　前記検出部と前記ＩＣタグが所定の距離内に固定されているときは、前記検出部と前記ＩＣタグは磁束により電磁結合し、
　前記検出部と前記ＩＣタグが所定の距離外に固定されているときは、前記検出部と前記ＩＣタグは磁束による検出可能な範囲の外となる
ことを特徴とする点火器組立体の検知システム。
　請求項９において、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置は、
　本体の内部に設けられたアンテナ回路と、
　前記本体の先端部に一体的に設けられた前記検出部と、
　係合部とを備えており、
　前記検出部は、前記本体先端から外に向かって伸びた信号伝送部に接続され、
　前記検出部は、前記信号伝送部の軸に直角な方向において、検知コイルとして構成されており、
　前記係合部を前記位置決め部と機械的に嵌合させることにより、該検出部が前記点火器の前記電流供給部品接続用空間内の所定の位置に固定される
ことを特徴とする点火器組立体の検知システム。
　請求項９において、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置は、
　本体の内部に設けられた第一のアンテナ回路と、
　前記本体とは別部材として一体に設けられた、第二のアンテナ、信号伝送部、及び検出部と、
　前記第二のアンテナに設けられた係合部とを備えており、
　前記検出部は、前記信号伝送部の軸に直角な方向において、検知コイルとして構成されており、
　前記係合部を前記位置決め部と機械的に嵌合させることにより、該検出部が前記点火器の前記空間内の所定の位置に固定される
ことを特徴とする点火器組立体の検知システム。
　ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置を用いた、点火器組立体の検知方法であって、
　前記点火器組立体は、
　位置決め部を有する金属製シールド容器と、
　前記金属製シールド容器内に固定された点火器とを備え、
　前記点火器は、
　発熱体と、
　絶縁層を介して前記発熱体に電気的に接続された複数の導電ピンとを有し、
　前記複数の導電ピンの他端は、前記金属製シールド容器内の電流供給部品接続用空間に延びており、
　前記絶縁層内でかつ前記複数の導電ピンの何れか一方の近傍に、ＩＣタグが配置されており、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置は、ＩＣタグ通信用の電磁波を放射するアンテナ回路及び検出部を備えており、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置を前記金属製シールド容器にセットし、
　前記接続用空間を窓として利用し、前記ＩＣタグを検出する
ことを特徴とする点火器組立体の検知方法。
　請求項１２において、
　位置決め部を有する金属製シールド容器と、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置を前記金属製シールド容器の前記位置決め部にセットし、
　前記検出部と前記ＩＣタグとの磁束による電磁結合を検知したとき時、前記一対の導電ピンが前記点火器に対して正規の位置に接続されていると判定し、
　前記検出部と前記ＩＣタグとの磁束による電磁結合を検出できない時、前記一対の導電ピンが前記点火器に対して正規の位置に接続されていないと判定する
ことを特徴とする点火器組立体の検知方法。
　請求項１３において、
　前記ＩＣタグは、ＩＣチップと、該ＩＣチップの周囲に巻かれたコイルアンテナとを有し、
　前記ＩＣタグは、前記コイルアンテナの面が前記導電ピンと直角に配置されており、
　前記ＩＣタグは、高周波の１次電流から２次電流を誘導することで動作し、該ＩＣタグの情報が２次電流から1次電流へと逆に辿るように誘導されることにより、前記ＩＣタグ通信用リーダ／ライタ装置とのＩＣタグ通信を行う
ことを特徴とする点火器組立体の検知方法。
　請求項１４において、
　前記ＩＣタグ通信用リーダ/ライタ装置が前記金属製シールド容器に嵌合したとき、前記検出部のコイル部が前記ＩＣタグのコイルの面と平行になり、かつ、前記検出部と前記ＩＣタグが所定の距離内に固定されているときのみ、前記検出部と前記ＩＣタグが磁束により電磁結合し前記ＩＣタグとのＩＣタグ通信を行う、
ことを特徴とする点火器組立体の検知方法。