专利名称：点火装置以及气囊用气体产生装置及安全带预紧器用气体产生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于气囊(air bag)等的汽车安全装置的气体产生器等中所搭载 的点火装置(squib)。 另外，本发明涉及一种搭载有所述点火装置的气囊用气体产生装置及安全带预紧 器(seat belt pretensioner)用气体产生装置。
背景技术：
作为用于使安装在汽车中的气囊膨胀的气体产生器用点火装置，先前以来开发有 各种电子式点火装置。该点火装置通常具有用于和外部电性连接的金属引脚(pin)，而且在 该金属引脚的另一端具备用于点燃火药的点火器(加热元件)。 作为此种加热元件，以桥丝(bridge wire)为首，已知有在使用蒸镀等半导体技术 所制造的所谓半导体桥(Semiconductor Bridge, SCB)及电路基板上，利用对电阻膜直接进 行镀敷等技术所形成的所谓厚膜电桥等各种加热元件。 尤其，半导体桥由于利用膜厚为几微米左右的薄膜电桥，因此具有可以减小热电 容，且具备高速响应性的优点。 但是，在气体产生器(充气机(inflator))中，为了产生气体，首先点燃点火装置 内的火药，然后通过火药的热能使强化剂燃烧，并利用火药的火焰及热粒子使气体产生剂 燃烧，从而产生用于使气囊膨胀的气体。 为了顺畅地进行该一连串的燃烧步骤，首先点火装置必须高效且稳定地向应点燃 的火药(强化剂)传送火。 然而，目前的点火装置是杯体破裂的构造，点火装置运作后杯体如花瓣般打开，因 此无法将来自点火装置的火焰收集成束。即，无法使来自点火装置的火焰具有指向性。
作为解决该问题的点火装置，已知有将被称作电荷固持器(chargeholder)的圆 筒构件装填在杯体内来使来自点火装置的火焰具有指向性的点火装置(例如专利文献1)。
专利文献1 :日本专利特开平10-35400号公报 然而，该类型的点火装置存在如下缺点，S卩，由于将圆筒构件装填在杯体内，而占
据杯体内的空间的相当大的部分，因此填充在杯体内的点火药的量变少。 为了解决该缺点，当填充规定量的点火药时，不得不延长点火装置的长度。然而，
就使充气机小型化(变薄或变短)的观点而言，要求点火装置的长度较短。 尤其，最近为了更有效地从点火装置向强化剂传送火，存在增大填充在点火装置
内的点火药的量的倾向，但专利文献1中所记载的构造的点火装置则存在点火装置的高度
越来越高的问题。 另外，如果点火装置运作而点燃内部的火药，那么会因点火装置的压力而导致杯 体沿着设置在杯体顶面的刻纹(score)破裂。该刻纹通常从杯体顶面中心起呈放射状地设 置，如果破裂进展到杯体的周边部甚至侧面为止，那么可能会根据破裂的进展程度，而碎片作为飞散物飞出到模块(module)内部。 业界担心该倾向在为了提高点火效率而增大填充在点火装置内的点火药的量时 变得更显著。
发明内容
本发明有利地解决所述的问题，其目的在于提出一种点火装置，该点火装置可以 提高火焰的指向性，且可以抑制伴随杯体的破裂的飞散物的产生，进而，即使当增大点火药 的填充量时，也不会导致点火装置的长度过于增大。 另外，本发明的目的在于提出一种搭载有所述点火装置的气囊用气体产生装置及 安全带预紧器用气体产生装置。 于是，发明者等人为了达成所述目的而反复努力研究，结果获得了如下见解，即，
通过将用于限制杯体的破裂的金属制的圆筒状或环状限制构件设置在杯体的外周，不仅提
高火焰的指向性，而且可以有效地防止伴随杯体的破裂的飞散物，进而也可以有效地抑制
伴随点火药的填充量的增大的点火装置长度的增大。 本发明是根据所述见解的发明。 SP，本发明的主旨构成如下。 1. —种点火装置，其包括杯体、杯体遮罩以及栓塞，该栓塞使多个电极引脚互相绝 缘并加以保持，且堵塞该杯体的开口部；在该杯体的内部具有点火药，并且将和该电极引脚 连接并通过来自外部的通电来点燃该点火药的加热元件抵接于该点火药而设置，该点火装 置的特征在于 在该杯体的外周设置有金属制的圆筒状或环状限制构件，并由杯体遮罩覆盖它的 周围。 2. —种点火装置，其包括杯体、杯体遮罩以及栓塞，该栓塞使多个电极引脚互相绝 缘并加以保持，且堵塞该杯体的开口部；在该杯体的内部具有点火药，并且将和该电极引脚 连接并通过来自外部的通电来点燃该点火药的加热元件抵接于该点火药而设置，该点火装 置的特征在于 在该杯体遮罩的外周设置有金属制的圆筒状或环状限制构件。 3.根据所述1或2的点火装置，其特征在于所述圆筒状限制构件的圆筒头部从 所述杯体的顶面突出。 4.根据所述3的点火装置，其特征在于从所述杯体的顶面突出的所述圆筒状限 制构件的圆筒头部被压入到内侧。 5.根据所述1或2的点火装置，其特征在于通过使所述杯体的侧面向外侧折回 而使所述杯体和所述圆筒状限制构件形成为一体构造。
6.根据所述1至5中任一项的点火装置，其特征在于在所述圆筒状限制构件的
下端部设置有凸缘。 7. —种气囊用气体产生装置，其特征在于其使用根据所述1至6中任一项的点 火装置。
8. —种安全带预紧器用气体产生装置，其特征在于其使用根据所述1至6中任
一项的点火装置。
图1是根据本发明的点火装置的一例的截面图。 图2是将现有的点火装置及根据本发明的点火装置的运作后的状态比较示意图。 图3是根据本发明的点火装置的另一例的截面图和运作后的状态示意图。 图4是表示根据本发明的点火装置的另一例的截面图。 图5是表示根据本发明的点火装置的另一例的截面图。 图6是表示根据本发明的点火装置的另一例的截面图。 图7是表示根据本发明的点火装置的另一例的截面图。 图8是表示根据本发明的点火装置的另一例的截面图。 图9是表示根据本发明的点火装置的另一例的截面图。 图10是气囊用气体产生装置的概念图。 图11是安全带预紧器用气体产生装置的概念图。 [OO42][符号的说明] 1杯体 3加热元件 5电极引脚 7、7-l圆筒状限制构件 8点火药 10花瓣 21气囊用气体产生装置 23强化剂 25过滤器 27孑L 32点火装置 33气体产生剂 35杯体
具体实施例方式
以下，对本发明进行具体说明。
图1中以截面表示根据本发明的点火装置的一例。 图中，编号1为杯体，2为杯体遮罩，3为加热元件，4为栓塞，用以和外部电性连接 的电极引脚5由玻璃密封剂(glass seal)6而固定在该栓塞4上。如此，通过玻璃密封剂 6来固定电极引脚5，可以保持高气密性的同时确保电绝缘。另外，电极引脚5在点火装置 的内部和加热元件3连接，并将来自外部的电流传输到加热元件3。 此外，对于栓塞4和杯体1而言，例如利用激光焊接等方法而使杯体1和栓塞4的 边界部一体化，从而形成由编号36所表示的焊接部，由此在高气密性下密闭杯体内部较有 利。 而且，7为金属制的圆筒状限制构件，且构造为该限制构件7配置在杯体1的外周，
2杯体遮罩 4栓塞
6玻璃密封剂 7-2环状限制构件 9模具 11凸缘 22点火装置 24气体产生剂 26外围容器
31安全带预紧器用气体产生装置 (微型气体产生器) 34底座(固持器) 36焊接部
5并由杯体遮罩2覆盖它的周围。 另外，8为点火药，9为将杯体1和栓塞4的接合部分覆盖并加以固定的模具 (mold)。 通过形成图l所示的构造，在本发明中可以提高所期望的火焰的指向性，并且可 以减少伴随杯体的破裂的飞散物的产生量。 图2(a) 、 (b)分别将现有的点火装置及根据本发明的点火装置的运作后的状态加 以比较来表示。 如图2(a)所示，在现有的点火装置中，当杯体1破裂时，杯体l(以及杯体遮罩2
也相同)如花瓣io般打开，因此来自点火装置的火焰向周围扩散，可认为火焰的扩散角度
大致等同于打开的花瓣状的开放度^，且所述角度相当大，为90 110°左右。S卩，无法 有效地将火焰收集成束，从而火焰的指向性只能较低。 相对于此，在根据本发明的点火装置中，由于在杯体1的外周配置有圆筒状限制 构件7，因此当使点火装置运作时，火焰沿着圆筒状限制构件7的内周发散，因此火焰的扩 散角度92如果以花瓣的开放度来表示，那么为0 20°左右，和现有的点火装置相比变 小。即，在本发明的点火装置中，可以有效地将火焰收集成束，因此可以提高火焰的指向性。
另外，在现有的点火装置中，当杯体的破裂进展到它的周边部尤其是侧面为止时， 碎片可能会作为飞散物而飞出到模块内部，但在本发明的点火装置中，由于在杯体的外周 配置着圆筒状限制构件，因此杯体的破裂只进展到杯体的顶面而并未到达它的侧面，因此 和现有的点火装置相比，可大幅度地减少飞散物的产生。 如上所述，在本发明的点火装置中，可提高火焰的指向性，并可使火焰的热集中在 一个方向上。从被传送火的一侧的火药例如强化剂一侧来看的话，由于从集中的一点向强 化剂传送火，因此传送火的效率提高，因此，能够以比通常填充在点火装置中的点火药的量 更少的量来获得相同的传送火力。 因此，当只要获得和现有相同的传送火力即可时，可以减少点火药的填充量，因此 可以使点火装置小型化。 另外，当填充和现有等量的点火药时，可以提高相对于强化剂的传送火力。 进而，即使当比现有增大点火药的填充量来谋求进一步提高传送火力时，也可以
使杯内的空间全部满足点火药的填充，因此即使填充足够量的点火药，点火装置的长度也
不会变得那么长。 该方面在将限制构件设置在杯的内部的点火装置中，当填充足够量的点火药时， 如上所述不得不增加点火装置的长度。 以上，对根据本发明的点火装置的代表性的构造进行了说明，但本发明的点火装 置并不限定于此，而存在各种变化。 以下，在图3(a) (b) 图9中进行图解的同时说明该变化。 图3 (a)是将圆筒状限制构件7-1设置在杯体遮罩2的外周，且使该限制构件7_1 的圆筒头部从杯体遮罩2的顶面突出的情况。 图3(b)中对运作的状态进行图示。于此情况下，由于圆筒状限制构件7-l的长度 更长，因此可以进一步提高火焰的指向性。 于此情况下，由于圆筒状限制构件7-1的长度更长，因此可以进一步提高火焰的指向性。 另外，于此情况下，可以进一步减少伴随杯体的破裂的飞散物的产生量。其原因在 于杯体的破裂主要在杯体的R部产生，但如果圆筒状限制构件7-1的长度长到超过杯体遮 罩2的顶面，那么即使杯体1破裂，R部也不会向相反侧弯曲，因此断裂的可能性较小。
图4是在杯体1的外周设置圆筒头部从杯体l的顶面突出的圆筒状限制构件7-l， 并由杯体遮罩2覆盖它的周围的情况。 该情况也和图3的情况相同，由于圆筒状限制构件7-l的长度更长，因此可以进一
步提高火焰的指向性，另外，可以进一步减少伴随杯体1的破裂的飞散物的产生量。
图5是和图3的情况相同，在杯体遮罩2的外周，使圆筒头部从杯体1的顶面突出 而设置圆筒状限制构件7-l，并将欲限制的杯体遮罩2的侧面区域仅限定在露出部分的情 况。 该情况和图3的情况相同，不仅可以达成提高火焰的指向性及减少飞散物的产生 量，而且欲限制的区域仅为杯体遮罩2的露出部分即可，因此可以节省材料。另外，该情况 可以通过在根据通常方法制造点火装置后，将圆筒状限制构件7-1嵌入到杯体遮罩2的外 周而完成。因此，具有可以应用于现有的点火装置的优点。 图6是在杯体1的外周，仅在R部附近配置环状限制构件7-2，且由杯体遮罩2覆 盖包含该环状限制构件7-2在内的杯体1的周围的情况。 如对于图3的说明中所揭示般，由于杯体的破裂容易在R部产生，因此通过仅限制 该R部附近，也可以有效地防止杯体的破裂。另外，也有助于节省限制构件的原材料。
图7是针对如图3般设置的圆筒状限制构件7-l，将它的圆筒头部压入到内侧的构 造的情况。 如此，通过将圆筒头部压入到内侧，可以进一步提高火焰的指向性。另外，也可以 进一步减少飞散物的产生量。 图8是使从杯体遮罩2的顶面突出的圆筒状限制构件7-1的圆筒头部向内侧弯 曲，而使突出区域的限制构件成为双重构造的情况。 通过形成此种构造，弯曲部分的壁厚变成未弯曲的情况的2倍，因此周边部的强 度增加。圆筒状限制构件受到破坏的多数情况是因对周边部所施加的应力，而导致破裂如 撕裂般进展，因此通过使周边部变厚而使裂缝不易产生，从而难以引起撕裂破坏，因此具有 即便使圆筒状限制构件7的厚度更薄，也可以获得充分的强度的优点。 图9是通过使杯体的侧面向外侧折回而使杯体和圆筒状限制构件形成为一体构 造的情况。 通过形成此种构造，杯和圆筒状限制构件呈一体化，因此具有在组装时能够 以l个步骤将杯和圆筒状限制构件安装在点火装置上的优点。另外，当将杯焊接在顶盖 (header)上时，同时也焊接圆筒状限制构件，因此可以更牢固地固定圆筒状限制构件，从而 可以可靠地防止由运作时的冲击或压力所引起的脱落。 另外，在本发明中，如图3或图7、图8所示，在圆筒状限制构件7-1的下端部设置 凸缘ll较为有利。 通过在圆筒状限制构件的下端部设置此种凸缘，具有如下的优点，S卩，由于运作时 的冲击而导致圆筒状限制构件7-l以凸缘11的部分挂在模具上，因此因运作的冲击或压力少。 在本发明中，作为圆筒状或环状限制构件的原材料，只要是金属则并无特别限制，
可以使用各种材料，但铁及不锈钢等特别有利地适合。另外，关于金属制限制构件的厚度， 只要是不会因点火装置的运作而导致杯体的侧面破损的程度的厚度即可，优选O. 2mm 1. 0mm左右。 另外，在本发明中，作为点火药，优选它的组成中包含锆(zirconium)的点火药。 除此以外，包含氢化钛或硼、tricinate等的点火药也较适合。另外，作为杯体遮罩的原材 料，特氟隆(teflon)(注册商标)、尼龙(nylon)等树脂较适合。进而，在本发明中，作为加 热元件，不仅可以使用一般的SCB芯片，也可以使用现有公知的任一种加热元件。
其次，对使用了本发明的点火装置的气囊用气体产生装置进行说明。图IO表示气 囊用气体产生装置的概念图。如该图所示，在气囊用气体产生装置21的内部具有点火装置 22、强化剂23、气体产生剂24、过滤器(filter) 25，外部由可承受气体产生剂24的燃烧压力 的外围容器26构成。外围容器26上开设着用于将所产生的气体排出到气囊侧的孔27。
如果点火装置22运作，那么因从点火装置22所产生的热能，强化剂23燃烧而产 生火焰及热粒子。因该火焰及热粒子而气体产生剂24燃烧，从而产生用于使气囊膨胀的气 体。该气体从气囊的外围容器26上所开设的孔27排出到外部，此时利用通过过滤器25来 捕获所燃烧的气体产生剂的残渣，同时气体本身冷却。 进而，对使用了本发明的点火装置的安全带预紧器用气体产生装置进行说明。
图ll表示安全带预紧器用气体产生装置(微型气体产生器(micro gasgenerator))的概念图。如该图所示，在微型气体产生器31的内部具有点火装置32和 气体产生剂33，点火装置32固定在被称作固持器(holder)的底座34上。进而，存放气体 产生剂33的杯体35也成为通过例如铆接而固定在固持器上的构造。如果点火装置32运 作，那么因来自点火装置32的火焰及热粒子，杯体35内的气体产生剂33燃烧而产生气体。
[产业上的可利用性] 根据本发明，可以有效地抑制伴随杯体的破裂的飞散物的产生。S卩，从杯体的顶面 的刻纹所产生的破裂随着杯体开放而进展，但如果到达由圆筒体或环所限制的部分，那么 破裂不会进一步进展，因此产生碎片的可能性消失。 尤其在安全带预紧器用微型气体产生器的情况下，如果点火装置运作而点燃气体 产生剂，那么微型气体产生器的杯打开并产生气体。此时，由于通常为不具有过滤器的构 造，因此碎片可能会从点火装置飞散到预紧器模块内。然而，在本发明中，由于可以由限制 构件来控制杯体的开放，因此杯体开放部的破裂进展得到抑制，不存在成为碎片而飞散的 可能性，因此可以使模块更可靠地运作。 另外，根据本发明，由于利用圆筒体或环来保持杯体的侧面不破裂，因此可以使火
焰具有指向性，其结果可以使火焰的热集中到一点。同时，由于可以可靠且稳定地传送火，
因此可以使从对点火装置进行通电到模块开始运作为止的时间縮短且稳定化。 另外，从被传送火一侧的火药来看该现象的话，由于从集中的一点向该火药传送
火，因此火的传送效率提高，因此能够以比通常填充在点火装置中的点火药的量更少的量
而获得相同的传送火力。 进而，根据本发明，可以使杯体内的空间充分满足点火药的填充，因此即使当比现
8有增大点火药的填充量来谋求进一步提高传送火力时，也可以将点火装置的全长抑制得比 较短。
权利要求
一种点火装置，其包括杯体、杯体遮罩以及栓塞，该栓塞使多个电极引脚互相绝缘并加以保持，且堵塞该杯体的开口部；在该杯体的内部具有点火药，并且将和该电极引脚连接并通过来自外部的通电来点燃该点火药的加热元件抵接于该点火药而设置，该点火装置的特征在于在该杯体的外周设置有金属制的圆筒状或环状限制构件，并由杯体遮罩覆盖它的周围。
2. —种点火装置，其包括杯体、杯体遮罩以及栓塞，该栓塞使多个电极引脚互相绝缘并 加以保持，且堵塞该杯体的开口部；在该杯体的内部具有点火药，并且将和该电极引脚连接 并通过来自外部的通电来点燃该点火药的加热元件抵接于该点火药而设置，该点火装置的 特征在于在该杯体遮罩的外周设置有金属制的圆筒状或环状限制构件。
3. 根据权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于所述圆筒状限制构件的圆筒头 部从所述杯体的顶面突出。
4. 根据权利要求3所述的点火装置，其特征在于从所述杯体的顶面突出的所述圆筒 状限制构件的圆筒头部被压入到内侧。
5. 根据权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于通过使所述杯体的侧面向外侧 折回而使所述杯体和所述圆筒状限制构件形成为一体构造。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的点火装置，其特征在于在所述圆筒状限制构 件的下端部设置有凸缘。
7. —种气囊用气体产生装置，其特征在于其使用根据权利要求1至6中任一项所述 的点火装置。
8. —种安全带预紧器用气体产生装置，其特征在于其使用根据权利要求1至6中任 一项所述的点火装置。
全文摘要
一种点火装置，其包括杯体、杯体遮罩以及栓塞，该栓塞使多个电极引脚互相绝缘并加以保持，且堵塞该杯体的开口部；在该杯体的内部具有点火药，并且将和该电极引脚连接并通过来自外部的通电来点燃该点火药的加热元件抵接于该点火药而设置，在该杯体的外周设置有金属制的圆筒状或环状限制构件，并由杯体遮罩覆盖它的周围。
文档编号B60R21/26GK101772689SQ20088010223
公开日2010年7月7日 申请日期2008年6月12日 优先权日2007年6月13日
发明者中村幸二, 前田繁, 塚本贵敏, 小池英幸, 椋木大刚 申请人:日本化药株式会社