JP4206009B2 - Inflator igniter and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、エアバッグ用インフレータに好適に使用される点火器、及びその製造方法に関し、特に作動に際して燃焼し、火炎などを生じさせる火工材料（又は点火薬）の充填方法に特徴を有する、インフレータ用点火器、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an igniter suitably used for an inflator for an air bag, and a method for manufacturing the igniter, and particularly has a feature in a method for filling a pyrotechnic material (or igniting agent) that burns during operation and generates a flame or the like. The present invention relates to an inflator igniter and a manufacturing method thereof.
従来、エアバッグ用インフレータには、その起爆装置として点火器が使用されており、近年では、電気的な作動信号を受領して、これを熱エネルギーに変換して火工材料を着火・燃焼させる、所謂電気式点火器が主流となっている。 Conventionally, an inflator for an airbag uses an igniter as an initiating device, and in recent years, an electrical operation signal is received and converted into thermal energy to ignite and burn a pyrotechnic material. So-called electric igniters have become mainstream.
この電気式点火器は、通常は電気的な作動信号を受領する１対の導電性ピンと、この導電性ピン間に電気的に接続される電気的抵抗線と、電気的抵抗線に接触して設けられる火工材料（即ち、点火薬）とを含んで構成されており、導電性ピンが作動信号を受領し、電流が電気的抵抗線を流れると、この抵抗線が加熱して火工材料を着火するものとなっている。 The electric igniter typically includes a pair of conductive pins that receive an electrical activation signal, an electrical resistance wire that is electrically connected between the conductive pins, and a contact with the electrical resistance wire. A pyrotechnic material provided (i.e., igniting agent), and when the conductive pin receives an activation signal and current flows through the electrical resistance wire, the resistance wire heats up and the pyrotechnic material Is supposed to ignite.
そしてこの電気式点火器は、エアバッグ用インフレータの作動を開始する為の役割を担うものであることから、必要時に於いて確実に作動する事が重要である。この作動確実性に関して、特開平９−２１０５９６号公報では、電気起爆装置の性能にとって重要な要因として、架橋ワイヤと火工材料間の適切な接続を維持すること（例えば、点火するために両者の接触が良好であること）、及び電気点火回路を閉じた状態に維持する（例えば、架橋ワイヤが切断する危険性を低減するため）ための架橋ワイヤの構造的完全性が挙げられている。 And since this electric igniter plays a role for starting the operation of the inflator for an air bag, it is important that the electric igniter operates reliably when necessary. Regarding this operational certainty, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-210596 discloses that an appropriate connection between the bridging wire and the pyrotechnic material is an important factor for the performance of the electric detonator (for example, both of them for ignition). Good contact) and the structural integrity of the bridging wire to keep the electrical ignition circuit closed (eg, to reduce the risk of the bridging wire breaking).
しかしこの文献に記載された方法では、装填ケーシングの開放端から装填される第一のスラリー（火工材料スラリー）は５００，０００センチポイズ以上であり粘性が高いことから、装填ケーシングに装填した場合においても、その上面（即ち、点火アセンブリを装填する側）に装填の際の突起が形成されることから水平になりにくい。従って、上面を水平にする為にはスラリーの装填に際して何らかの手立てが必要になる。何らの手立ても講じることなく、上面を水平にしない場合、即ち突起が生じたまま乾燥した場合には、点火アセンブリを装填ケーシング開放端に取り付けた際に、この突起により架橋ワイヤーを切断することも危惧される。 However, in the method described in this document, since the first slurry (pyrotechnic material slurry) loaded from the open end of the loading casing has a viscosity of 500,000 centipoise or higher and is highly viscous, However, since a protrusion is formed on the upper surface (that is, the side where the ignition assembly is loaded), it is difficult to become horizontal. Therefore, in order to make the upper surface horizontal, some means is required when loading the slurry. If the upper surface is not leveled without any measures, i.e. if it is dry with protrusions, the bridge wire may be cut by this protrusion when the ignition assembly is attached to the open end of the loading casing. I'm worried.
また第一のスラリー上面が水平であったとしても、架橋ワイヤーを備える点火アセンブリは、装填ケーシングに装填して乾燥・固化した第一のスラリー（火工材料スラリー）に対して装填していることから、架橋ワイヤーは固体に押し付けられることになり、これによっても架橋ワイヤーが損傷する可能性がある。
そこで本発明は、上記従来の課題を解決し、架橋ワイヤーその他の着火電流で発熱する発熱体を損傷させることなく、且つ発熱体と火工材料とを確実に接触させ、更に製造工程を簡略化できるインフレータ用点火器、及びその製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, ensures that the heating element and the pyrotechnic material are brought into contact with each other without damaging the heating element that generates heat due to the bridging wire or other ignition current, and further simplifies the manufacturing process. It is an object of the present invention to provide an inflator igniter that can be produced and a method for manufacturing the same.
本発明は、上記課題の解決手段として、火工材料を収容する火工材料収用空間を備え、この火工材料収用空間内の底面に着火電流で発熱する発熱体が設けられてなるインフレータ用点火器であって、火工材料は、溶媒中に燃料成分と酸化剤成分を含んで分散した火工材料スラリーを、火工材料収用空間内に充填し、乾燥したものであり、火工材料収用空間内に存在する火工材料は、発熱体を包囲して密接していることを特徴とするインフレータ用点火器を提供する。 As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides an inflator ignition comprising a pyrotechnic material collection space for containing a pyrotechnic material, and a heating element that generates heat by an ignition current on the bottom surface of the pyrotechnic material collection space. A pyrotechnic material is a pyrotechnic material slurry that contains a fuel component and an oxidizer component dispersed in a solvent, filled in a pyrotechnic material collection space, and dried. An inflator igniter is provided in which a pyrotechnic material existing in the space surrounds and closely contacts a heating element.
火工材料は、溶媒中に燃料成分と酸化剤成分を含んで分散した火工材料スラリーを、火工材料収用空間内に充填し、乾燥したものである。この為、充填された火工材料スラリーは発熱体を包囲したまま乾燥して固化することから、固化した火工材料に発熱体を押し付ける必要が無くなり、発熱体の損傷・断線を阻止することができる上、更に発熱体と火工材料との密接を確実なものとすることができる。特に充填する火工材料スラリーの粘度が低い場合には、固化した火工材料に発熱体を押し付けるのとは異なり、火工材料で、火工材料収用空間内に存在する発熱体の全体を包囲し、発熱体との接触を向上させることになり、その結果、作動確実性が向上することになる。 The pyrotechnic material is a pyrotechnic material slurry in which a fuel component and an oxidizer component are dispersed in a solvent, filled in a pyrotechnic material collection space, and dried. For this reason, since the filled pyrotechnic material slurry is dried and solidified while surrounding the heating element, it is not necessary to press the heating element against the solidified pyrotechnic material, and damage and disconnection of the heating element can be prevented. In addition, the heating element and the pyrotechnic material can be further closely contacted. Especially when the viscosity of the pyrotechnic material slurry to be filled is low, unlike the case where the heating element is pressed against the solidified pyrotechnic material, the pyrotechnic material surrounds the entire heating element existing in the pyrotechnic material collection space. As a result, the contact with the heating element is improved, and as a result, the operational reliability is improved.
前記火工材料スラリーは、乾燥前においては、溶媒中に燃料成分を均一に分散させた燃料スラリーに、酸化剤成分を更に均一に分散させたものである。特に燃料成分が金属成分だけからなり、粉末状態では着火感度が高く、取扱いが難しい時などには、燃料成分をバインダーと共に溶媒に分散させることで、粉末で取り扱うことをなくすことができる。またこの場合、燃料スラリーは溶媒中に金属成分を均一に分散させておく必要があるため、燃料スラリーを十分撹拌する必要がある。このとき、燃料スラリーの粘度を１，０００〜５００，０００センチポイズの範囲内にすれば、十分に撹拌することができ、溶媒中に燃料成分が均一に分散した燃料スラリーを形成することができる。 The pyrotechnic material slurry is obtained by further uniformly dispersing an oxidant component in a fuel slurry in which a fuel component is uniformly dispersed in a solvent before drying. In particular, when the fuel component is composed of only a metal component, and the ignition sensitivity is high in a powder state and handling is difficult, the fuel component can be dispersed in a solvent together with a binder, so that handling with powder can be eliminated. In this case, since the fuel slurry needs to uniformly disperse the metal component in the solvent, the fuel slurry needs to be sufficiently stirred. At this time, if the viscosity of the fuel slurry is in the range of 1,000 to 500,000 centipoise, the fuel slurry can be sufficiently stirred, and a fuel slurry in which fuel components are uniformly dispersed in the solvent can be formed.
また火工材料は、火工材料スラリーを火工材料収用空間内に充填し、乾燥させて形成されることから、当該火工材料の着火をより確実にする為には、火工材料スラリー中において、燃料成分と酸化剤成分を均一に分散させる必要がある。そこで火工材料スラリーの粘度を１，０００〜５００，０００センチポイズの範囲内にしておけば、撹拌を十分に行うことができ、溶媒中に燃料成分と酸化成分とが均一に分散した火工材料スラリーを形成することができる。そして十分撹拌された火工材料スラリーを点火器の火工材料収用空間内に充填して乾燥させれば、その結果製造される点火器は、その火工材料が燃料成分と酸化剤成分が均一に分散することになる。そしてかかる点火器では、燃料成分と酸化剤成分が均一に分散している火工材料が発熱体に密接していることから、火工材料は発熱体の発熱により確実に着火され、着火性能の信頼性が維持されることになる。 In addition, since the pyrotechnic material is formed by filling the pyrotechnic material slurry into the pyrotechnic material collection space and drying it, in order to make ignition of the pyrotechnic material more reliable, Therefore, it is necessary to uniformly disperse the fuel component and the oxidant component. Therefore, if the viscosity of the pyrotechnic material slurry is in the range of 1,000 to 500,000 centipoise, the agitation can be sufficiently performed, and the pyrotechnic material in which the fuel component and the oxidizing component are uniformly dispersed in the solvent. A slurry can be formed. Then, if the pyrotechnic material slurry that has been sufficiently stirred is filled into the pyrotechnic material collection space of the igniter and dried, the resulting pyrotechnic material has a uniform fuel component and oxidizer component. Will be distributed. In such an igniter, since the pyrotechnic material in which the fuel component and the oxidizer component are uniformly dispersed is in close contact with the heating element, the pyrotechnic material is surely ignited by the heat generation of the heating element, and the ignition performance is improved. Reliability will be maintained.
また火工材料は、スラリーの状態で火工材料収容空間に充填されることから、この火工材料収容空間の周囲を画定するチャージホルダーを、合成樹脂などの可燃性の材料を用いて形成することができる。火工材料収容空間に充填する際に、火工材料が乾燥した粉末状である場合には、この火工材料収容空間に充填した後に、例えば米国特許６，００９，８０９号に開示されているように、カップの閉塞端に形成された凸部によって火工材料を発熱体に押し付けるなど、充填した火工材料に対して力を加えて、発熱体と火工材料との接触を確保しておく必要があるが、その際にチャージホルダーに力が加わり、その結果、チャージホルダーが変形するおそれがある。しかし本発明では、火工材料はスラリー状であって、圧力を加えることなく、これを単に充填することから、樹脂製のチャージホルダーを使用することができ、更にこのチャージホルダーの肉厚を薄くすることもできる。依って本発明のインフレータ用点火器によれば、樹脂等の可燃性材料を用いて形成されたチャージホルダーを使用することができ、更に不本意なチャージホルダーの変形をなくすことができる。更にチャージホルダーは発熱体が設けられている部分（ヘッダ部）に取り付けられて、火工材料収容空間を形成するが、可燃性材料を用いてチャージホルダーを形成した際には、ヘッダ部に対して接着剤で接着する等の簡易な方法で固定が可能となる上、火工材料の燃焼によってチャージホルダーも焼失してしまうことから、万が一ヘッダへの接着が弱くても点火器の作動の際に飛散することがない。また金属を用いてチャージホルダーを形成する場合であっても、その肉厚を薄くすることができることから、プレスによって容易に形成することができ、その結果製造コストを削減することもできる。 Further, since the pyrotechnic material is filled in the pyrotechnic material accommodation space in a slurry state, a charge holder that defines the periphery of the pyrotechnic material accommodation space is formed using a combustible material such as a synthetic resin. be able to. When filling the pyrotechnic material housing space, if the pyrotechnic material is in a dry powder form, it is disclosed in, for example, US Pat. No. 6,009,809 after filling the pyrotechnic material housing space. As a result, force is applied to the filled pyrotechnic material, such as pressing the pyrotechnic material against the heating element by the convex part formed at the closed end of the cup to ensure contact between the heating element and the pyrotechnic material. However, there is a possibility that a force is applied to the charge holder at that time, and as a result, the charge holder may be deformed. However, in the present invention, the pyrotechnic material is in the form of a slurry and is simply filled without applying pressure. Therefore, a resin charge holder can be used, and the thickness of the charge holder can be reduced. You can also Therefore, according to the igniter for an inflator of the present invention, a charge holder formed using a combustible material such as a resin can be used, and unintentional deformation of the charge holder can be eliminated. Furthermore, the charge holder is attached to the part where the heating element is provided (header part) to form a pyrotechnic material storage space. When the charge holder is formed using a combustible material, In addition, it is possible to fix it with a simple method such as bonding with an adhesive, and the charge holder will also be burned out by the combustion of pyrotechnic materials, so even if the bond to the header is weak, the igniter will be activated Will not scatter. Even when the charge holder is formed using metal, the thickness can be reduced, so that it can be easily formed by pressing, and as a result, the manufacturing cost can be reduced.
発熱体は、電気的抵抗線などからなるブリッジワイヤーとして形成する他、少なくとも一部が火工材料収容空間内に配置されている基板上に、発熱部として形成することもできる。発熱体を基板上に発熱部として形成した場合には、電気回路形成の例に従って容易に発熱体を形成することができ、また抵抗値のばらつきも抑えることができ、更に断線など、発熱体に対する悪影響をなくすこともできる。 In addition to forming the heating element as a bridge wire made of an electrical resistance wire or the like, it can also be formed as a heating part on a substrate at least partially disposed in the pyrotechnic material accommodation space. When the heating element is formed as a heating part on the substrate, the heating element can be easily formed according to the example of the electric circuit formation, the variation of the resistance value can be suppressed, and further, the disconnection to the heating element such as disconnection is possible. It can also eliminate adverse effects.
そして基板には、更に集積回路とコンデンサとを設けることができ、これによりバスシステムに対応することのできるインフレータ用点火器が提供される。特に本発明では、スラリー状の火工材料を用いることから、バスシステムに対応可能な点火器を形成する場合であっても、コンデンサや集積回路に悪影響を与えることはない。つまり、仮に粉末状の火工材料を用い、これを上記のように圧填した場合には、圧填時の圧力が電気・電子回路部品であるコンデンサや集積回路に悪影響を与えることも考えられるが、本発明ではこのような問題をなくすことができる。従って、本発明によれば、かかる集積回路とコンデンサとを有するバスシステムに対応可能な点火器において、火工材料と発熱体（発熱部）との接触を確実なものとしながらも、圧力の影響等によって集積回路やコンデンサ等の電子部品が破損する可能性のないインフレータ用点火器が提供される。 The substrate can be further provided with an integrated circuit and a capacitor, thereby providing an inflator igniter that can be adapted to the bus system. In particular, in the present invention, since a slurry-like pyrotechnic material is used, even when an igniter that can be used for a bus system is formed, the capacitor and the integrated circuit are not adversely affected. In other words, if a powdered pyrotechnic material is used and pressed as described above, the pressure at the time of pressing may adversely affect the capacitors and integrated circuits that are electrical / electronic circuit components. However, the present invention can eliminate such a problem. Therefore, according to the present invention, in an igniter compatible with a bus system having such an integrated circuit and a capacitor, the contact between the pyrotechnic material and the heating element (heating part) is ensured, and the influence of pressure is also achieved. Thus, an inflator igniter is provided in which there is no possibility of damage to electronic components such as integrated circuits and capacitors.
また本発明は、上記課題の他の解決手段として、溶媒中に燃料成分と酸化剤成分を含んで分散させてなる火工材料スラリーを製造する工程、板状に形成されたヘッダ部材の、着火電流で発熱する発熱体の上に、火工材料スラリーを滴下する工程、及び滴下した火工材料スラリーを乾燥する工程を含んでなるインフレータ用点火器の製造方法を提供する。 Further, the present invention provides a method for producing a pyrotechnic material slurry in which a fuel component and an oxidant component are dispersed in a solvent, and ignition of a plate-shaped header member as another means for solving the above problems. Provided is a method for manufacturing an inflator igniter comprising a step of dropping a pyrotechnic material slurry on a heating element that generates heat by an electric current, and a step of drying the dropped pyrotechnic material slurry.
本発明の製造方法では、火工材料スラリーをヘッダ部材に設けられる発熱体の上に滴下して、これを乾燥している。これにより火工材料と発熱体との密接が確実となり、作動確実性を担保することができる。また乾燥・固化したスラリーに対して発熱体を押し付ける必要もないことから、発熱体が損傷・断線することをなくすことができる。 In the production method of the present invention, the pyrotechnic material slurry is dropped on a heating element provided on the header member and dried. Thereby, the close contact between the pyrotechnic material and the heating element is ensured, and the operational reliability can be ensured. Further, since it is not necessary to press the heating element against the dried and solidified slurry, the heating element can be prevented from being damaged or disconnected.
本発明のインフレータ用点火器及びその製造方法に於いて、火工材料スラリーを製造する工程は、燃料成分とバインダー成分とを溶媒に分散させてなる燃料スラリーを形成し、これに酸化剤成分を添加して火工材料スラリーを形成することが望ましい。特に燃料成分が金属成分だけからなり、粉末状態では着火感度が高くて取扱いが難しい時などには、燃料成分をバインダーと共に溶媒に分散させることで、粉末で取り扱うことをなくすことにより製造時における安全性、即ち燃料成分の発火の危険性をなくすことができる。例えば、燃料成分として、後述のジルコニウムを使用する場合、その粉末は非常に感度が高く、発火しやすいことから、溶媒に分散させた状態で取扱うことにより製造時の安全性を高めることができる。 In the inflator igniter and the manufacturing method thereof according to the present invention, the step of producing the pyrotechnic material slurry forms a fuel slurry in which a fuel component and a binder component are dispersed in a solvent, and an oxidant component is added thereto. It is desirable to add to form a pyrotechnic material slurry. In particular, when the fuel component consists only of metal components and the ignition sensitivity is high in the powder state and handling is difficult, the fuel component is dispersed in the solvent together with the binder, thereby eliminating the need for handling in powder form. That is, the risk of ignition of the fuel component can be eliminated. For example, when zirconium described later is used as a fuel component, the powder is very sensitive and easily ignited. Therefore, handling in a state of being dispersed in a solvent can improve safety during production.
また火工材料スラリー中、望ましくは燃料スラリー中にバインダーを加えることで、圧填などの物理的な力を作用させたり、構造的な特徴等により力を作用させたりすることなく、発熱体と乾燥後のスラリーとを確実に結合することができる。 In addition, by adding a binder in the pyrotechnic material slurry, preferably in the fuel slurry, without causing a physical force such as compression or a force due to structural features, The slurry after drying can be reliably bonded.
そして燃料スラリーや火工材料スラリーは１，０００〜５００，０００センチポイズの粘度、望ましくは５，０００〜３００，０００センチポイズの粘度、更に望ましくは１０，０００〜１００，０００センチポイズの粘度とし、これを攪拌することが望ましい。粘度をこの範囲に設定することで、攪拌作業が容易となり、各成分を均一に混ぜることができる。攪拌するスラリーの粘度が５００，０００センチポイズより高いと、各成分が混ざりにくくなり、また後述のように発熱体上に滴下した時に表面に突起ができやすくなる。逆に１，０００より低いと、発熱体に滴下した後における火工材料の乾燥時間が長くなりすぎて製造上の不都合が生じる。粘度をこの範囲に設定するには、燃料スラリーや火工材料スラリーの温度や環境温度等を調整する他、溶媒の添加量を調整する事によって行うことができる。 The fuel slurry and pyrotechnic material slurry have a viscosity of 1,000 to 500,000 centipoise, preferably 5,000 to 300,000 centipoise, and more preferably 10,000 to 100,000 centipoise. It is desirable to stir. By setting the viscosity within this range, the stirring work becomes easy and each component can be mixed uniformly. When the viscosity of the slurry to be stirred is higher than 500,000 centipoise, it becomes difficult for the components to be mixed, and protrusions are easily formed on the surface when dropped onto the heating element as described later. On the other hand, when the temperature is lower than 1,000, the drying time of the pyrotechnic material after being dropped on the heating element becomes too long, resulting in manufacturing inconvenience. The viscosity can be set within this range by adjusting the temperature of the fuel slurry or pyrotechnic material slurry, the environmental temperature, and the like, as well as adjusting the amount of solvent added.
そして火工材料スラリーを発熱体に滴下する工程では、攪拌しながら行うことが望ましい。火工材料スラリー中に含まれる金属成分は比重が大きいことから、時間の経過と共に沈下してしまう。そこで攪拌しながらスラリーを滴下し、燃料成分の沈下を生じさせずに各成分を均一に分散させることが望ましい。特に、各成分を均一に分散させるため等の理由により、スラリーの粘度を低く押さえている場合には、特に金属材料の沈下が生じやすくなり、その結果、攪拌しながら火工材料スラリーを発熱体に滴下する意義は大きいものとなる。 In the step of dripping the pyrotechnic material slurry onto the heating element, it is desirable to carry out the stirring. Since the metal component contained in the pyrotechnic material slurry has a large specific gravity, it sinks with time. Therefore, it is desirable to drop the slurry while stirring to uniformly disperse each component without causing the fuel component to sink. In particular, when the viscosity of the slurry is kept low for reasons such as uniformly dispersing each component, the metal material is liable to sink, and as a result, the pyrotechnic material slurry is heated with stirring. The significance of dripping into the water is great.
火工材料スラリーを発熱体に滴下する際、板状に形成されたヘッダ部材における、着火電流で発熱する発熱体が存在する面側には、この滴下に先だって発熱体を取り囲む周壁面を備えたチャージホルダーを取り付けることが望ましい。予めチャージホルダーを取り付けておけば、火工材料スラリーを発熱体に滴下する際、ヘッダ部材とチャージホルダーで規定された空間に火工材料スラリーを滴下することもできる。 When the pyrotechnic material slurry is dropped onto the heating element, a peripheral wall surface surrounding the heating element is provided on the surface side of the plate-shaped header member where the heating element that generates heat by the ignition current exists. It is desirable to attach a charge holder. If the charge holder is attached in advance, when the pyrotechnic material slurry is dropped onto the heating element, the pyrotechnic material slurry can be dropped into the space defined by the header member and the charge holder.
このチャージホルダーは、火工材料スラリーの滴下後もそのまま設置しておき、点火器において火工材料を収容する空間を形成する為のものとして使用することができる。チャージホルダーは、通常ヘッダと同種の材質からなり、たとえばヘッダがステンレスであるならば、チャージホルダーもステンレスで形成することができる。但し、チャージホルダーとヘッダとは異なる材質で形成することもできる。チャージホルダーは円筒状であり、その片端部をヘッダに溶接することで取り付けられる。このとき、点火器の作動時に、チャージホルダーが飛散するのを防止するために、チャージホルダーとヘッダとの溶接は確実に行っておく必要がある。しかし一方で、チャージホルダーは合成樹脂などの可燃性の材料を用いて形成し、点火器の作動に際して破壊乃至燃焼するように形成することもできる。このように形成すれば、点火器の作動時にチャージホルダーが焼失などすることによりチャージホルダー自体の飛散が防止される。チャージホルダーを合成樹脂などの可燃性の材料で形成する際には、後で述べるスラリーの乾燥工程における乾燥温度で変化しないものを用いる。このような材料としては、ヘッダに対して接着剤などで容易に固定できる点をも考慮すれば、乾燥温度にもよるが例えばエポキシなどが好ましいものとなる。可燃性材料で形成されたチャージホルダーは、火工材料スラリーをヘッダに滴下する際の一種の型の役割を果たすだけであり、一旦スラリーが固化されれば、チャージホルダーとしての役割は終わったものとなる。そして火工材料の点火の際にはチャージホルダーも焼失するため飛散することはない。 This charge holder can be installed as it is after dropping of the pyrotechnic material slurry, and can be used as a space for accommodating the pyrotechnic material in the igniter. The charge holder is usually made of the same material as the header. For example, if the header is made of stainless steel, the charge holder can be made of stainless steel. However, the charge holder and the header can be formed of different materials. The charge holder is cylindrical and is attached by welding one end of the charge holder to the header. At this time, in order to prevent the charge holder from scattering when the igniter is operated, it is necessary to securely weld the charge holder and the header. However, on the other hand, the charge holder may be formed using a combustible material such as a synthetic resin so as to be destroyed or burned when the igniter is operated. If formed in this way, the charge holder itself is prevented from being scattered by the burnout of the igniter during operation. When the charge holder is formed of a combustible material such as a synthetic resin, a material that does not change at the drying temperature in the slurry drying step described later is used. In consideration of the point that it can be easily fixed to the header with an adhesive or the like, for example, epoxy is preferable although it depends on the drying temperature. The charge holder made of flammable material only serves as a kind of mold when dripping pyrotechnic material slurry onto the header, and once the slurry is solidified, the role as a charge holder is over It becomes. When the pyrotechnic material is ignited, the charge holder is also burned out, so it does not scatter.
前記燃料成分は粉末状のものが使用され、ジルコニウム、鉄、すず、マンガン、コバルト、ニッケル、タングステン、チタン、マグネシウム、アルミニウム、ニオビウム及びそれらの混合物からなる群から選択される粉末を使用することができ、中でもジルコニウムからなる粉末が好ましい。 The fuel component is used in powder form, and powder selected from the group consisting of zirconium, iron, tin, manganese, cobalt, nickel, tungsten, titanium, magnesium, aluminum, niobium, and mixtures thereof may be used. Among them, a powder made of zirconium is preferable.
また酸化剤成分は粉末状のものが使用され、過塩素酸カリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウムなどの過塩素酸塩、更には硝酸カリウムなどの硝酸塩、及びこれらの混合物からなる群から選択される粉末を使用することができ、中でも過塩素酸カリウムからなる粉末が好ましい。 The oxidant component is used in powder form, and is selected from the group consisting of perchlorates such as potassium perchlorate, lithium perchlorate, sodium perchlorate, and nitrates such as potassium nitrate, and mixtures thereof. The powder which consists of potassium perchlorate is especially preferable.
燃料成分や酸化剤成分を分散する溶媒は、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、ヘキサン等の有機溶媒を使用することができる。 An organic solvent such as isopropyl alcohol, methyl ethyl ketone, and hexane can be used as a solvent for dispersing the fuel component and the oxidant component.
そして火工材料スラリーに配合することのできるバインダーとしては、セルロース系樹脂、ウレタン樹脂、フッ素系ゴム組成物が挙げられる。また火工材料スラリーには、ガラス粉末、ガラスファイバー、セラミックファイバー、スチールウール、ベントナイト、カオリナイト及びそれらの混合物からなる群から選択される添加剤を使用することができる。特に酸化剤成分として過塩素酸カリウムを使用する場合、バインダーはヒドロキシプロピルセルロース、ニトロセルロース及びウレタンから成る群から選択されることが望ましい。過塩素酸カリウムがバインダーに溶解することを無くす為である。 And as a binder which can be mix | blended with a pyrotechnic material slurry, a cellulose resin, a urethane resin, and a fluorine-type rubber composition are mentioned. In addition, an additive selected from the group consisting of glass powder, glass fiber, ceramic fiber, steel wool, bentonite, kaolinite and mixtures thereof can be used for the pyrotechnic material slurry. Particularly when potassium perchlorate is used as the oxidant component, the binder is preferably selected from the group consisting of hydroxypropylcellulose, nitrocellulose and urethane. This is to prevent potassium perchlorate from dissolving in the binder.
また着火電流で発熱する発熱体としては、電気的抵抗線であるブリッジワイヤーの他、プリントした回路よりなるもの、更に集積回路やコンデンサを含んで構成されるものも使用できる。 Further, as a heating element that generates heat by an ignition current, in addition to a bridge wire that is an electric resistance wire, a heating circuit that includes a printed circuit, and further includes an integrated circuit and a capacitor can be used.
更に前記インフレータ用点火器を用いてエアバッグ用インフレータを形成することにより、確実に作動することのできるエアバッグ用インフレータが提供される。 Furthermore, by forming the airbag inflator using the inflator igniter, an airbag inflator that can be reliably operated is provided.
即ち、車両の膨張式安全システムに使用されるエアバッグ用インフレータであって、ガス排出口を有するハウジング内に、インフレータの作動を開始する点火器と、点火器の作動により活性化されるガス発生手段を含んで収容してなり、点火器として、上記本発明の点火器を使用していることを特徴とするエアバッグ用インフレータである。 That is, an inflator for an air bag used in an inflatable safety system of a vehicle, and an igniter for starting the operation of the inflator and a gas generation activated by the operation of the igniter in a housing having a gas discharge port The airbag inflator is characterized in that the igniter of the present invention is used as an igniter.
上記の通り、本発明にかかるインフレータ用点火器は、発熱体の損傷や断線を生じさせることなく、且つ火工材料と発熱体との密接が確実であることから、作動信号を受領すれば確実に作動し、ガス発生手段を活性化できることになり、その結果、必要時に於いて確実に作動することのできるエアバッグ用インフレータが提供される。 As described above, the inflator igniter according to the present invention does not cause damage or disconnection of the heating element, and since the close contact between the pyrotechnic material and the heating element is reliable, the inflator igniter is sure to receive the operation signal. Thus, the gas generating means can be activated, and as a result, an airbag inflator is provided that can be reliably operated when necessary.
而して本発明に係るインフレータ用点火器は、ハイブリッド型インフレータ、カーテン状のエアバッグを膨張させるために使用されるインフレータ、火工式インフレータ、シートベルト引張器やニーボルスターなどに使用されるインフレータ、その他の各種インフレータにおいて、ガス発生手段を活性化するため、またはエアバッグを膨張させる為のガスを封止する部材を破壊する為など、様々な用途で使用することができる。 Thus, the inflator igniter according to the present invention is a hybrid inflator, an inflator used to inflate a curtain-like airbag, a pyrotechnic inflator, a seat belt tensioner, a knee bolster, and the like. In various other inflators, it can be used for various purposes such as activating the gas generating means or destroying a member for sealing the gas for inflating the airbag.
本発明のインフレータ用点火器の製造方法によれば、ブリッジワイヤー（架橋ワイヤー）その他の着火電流で発熱する発熱体を損傷させることなく、且つ発熱体と火工材料とを確実に接触させ、更に製造工程を簡略化できるインフレータ用点火器の製造方法が提供され、また本発明のインフレータ用点火器によれば、発熱体の損傷を無くして、且つ発熱体と火工材料との密接を確実にして、必要時に於いて確実に作動するインフレータ用点火器が提供される。 According to the method for manufacturing an inflator igniter of the present invention, the heating element and the pyrotechnic material are reliably brought into contact with each other without damaging the heating element that generates heat by an ignition current such as a bridge wire (crosslinking wire). An inflator igniter manufacturing method capable of simplifying the manufacturing process is provided, and the inflator igniter of the present invention eliminates damage to the heating element and ensures close contact between the heating element and the pyrotechnic material. Thus, an inflator igniter that operates reliably when needed is provided.
以下、本発明の実施形態を示した図面により、本発明を詳しく説明する。図１はインフレータ用点火器100の実施態様を示す軸方向断面図であり、図２は、図１に示すインフレータ用点火器100の製造方法を示す工程図であり、図３は他のインフレータ用点火器200の実施態様を示す軸方向断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments of the present invention. FIG. 1 is an axial sectional view showing an embodiment of an
図１に示すインフレータ用点火器100は、電気的な作動信号を受領する１対の導電性ピン同士101a,101bを、板状のヘッダ部材102に絶縁状態で保持すると共に、このヘッダ部材102の縁に沿って筒状のチャージホルダー103を立設し、このチャージホルダー103とヘッダ部材102で形成される空間（即ち、火工材料収用空間104）内における底面、即ちヘッダ部材102の上面に、電気的エネルギーを熱エネルギーに変換する発熱体のブリッジワイヤー105を設け、点火器サブアッシ106を形成している。そしてこの点火器サブアッシ106における、火工材料収用空間104内に火工材料107を収容することでインフレータ用点火器100を構成している。
An
本実施の形態に於ける点火器サブアッシ106では、ヘッダ部材102における電気的導電体からなる環状部分102aに、１つの導電性ピン101aを通電可能なように接合し、またヘッダ部材102における環状部分102aの中央に存在する孔部内に充填されたガラスその他の電気的絶縁体102b内に、他方の導電性ピン101bを、その端面がヘッダ部材102の上面に露出する状態で設置している。そして環状部分102aの上面、電気的絶縁体102bの上面、及び環状部分102aの中央孔部内に存在する導電性ピン101の端面とは面一となっており、環状部分102aの上面と電気的絶縁体102bで保持された導電性ピン101bの端面との間には、着火電流で発熱する発熱体、即ちブリッジワイヤー105を架設している。
In the
本実施の形態における点火器サブアッシ106では、ヘッダ部材102のブリッジワイヤー105が設けられた面には、その周縁に沿う筒状のチャージホルダー103が設けられ、両者は接合されている。但し、このチャージホルダー103はヘッダ部材102と一体のものとして形成することもできる。ヘッダ部材102とチャージホルダー103とを同一材料で形成し、チャージホルダー103の片端部を溶接にてヘッダ部材102に取り付けても良いし、ヘッダ部材102とチャージホルダー103とを異なる材料（例えば、ヘッダ部材102がステンレス、チャージホルダー103が可燃性材料）で形成し、両者を接着剤で固定してもよい。また、ヘッダ部材102は樹脂などの絶縁材料で形成すると共に、このヘッダ部材102の上面に、それぞれの導電性ピン101の端面を露出させ、この導電性ピン101の端面同士間にブリッジワイヤー105を架設することもできる。
In the
本実施の形態に於いて、ヘッダ部材102とチャージホルダー103とで形成される空間104内に収容される火工材料107は、溶媒中に燃料成分107aと酸化剤成分107bを含んで分散した火工材料スラリー107sを、火工材料収用空間104内に充填して乾燥したものである。そこで図２に基づき、このインフレータ用点火器100の製造方法の一例を説明する。
In the present embodiment, the
先ず、ジルコニウム粉末からなる燃料成分107aと、ヒドロキシプロピルセルロース、ニトロセルロース及びウレタンから成る群から選択されるバインダー107cとを、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、ヘキサン等から選択される溶媒107dに分散させて燃料スラリー107s'とし、これを粘度１，０００〜５００，０００センチポイズで攪拌する〔図２（ａ）〕。
First, a
そして、この燃料スラリー107s'に対して、過塩素酸カリウムを酸化剤成分107bとして配合して火工材料107スラリーとし、更に、粘度１，０００〜５００，０００センチポイズで攪拌する〔図２（ｂ）〕。
Then, this
燃料スラリー107s'や火工材料スラリー107sは、１，０００〜５００，０００センチポイズの粘度としていることから、各成分107a〜cを高分散させることができる。そして燃料成分107aのジルコニウム粉末は、バインダー107cと共に溶媒107d中に分散させて使用することから、製造に際しての不本意な発火を阻止することができる。
Since the
そして火工材料スラリー107sを十分攪拌し、各成分が十分に分散した後に於いて、これを点火器サブアッシ106における、ヘッダ部材102とチャージホルダー103とで形成される空間内、即ち火工材料収用空間104内に、攪拌しながら充填する〔図２（ｃ）〕。火工材料スラリー107sを攪拌しながら充填することにより、充填時に於ける燃料成分の沈下による組成の不均一を防止することができる。
After the
そして火工材料収用空間104内に充填した火工材料スラリー107sを乾燥した後に於いて、この空間104を閉塞する〔図２（ｄ）〕。閉塞に際しては、図２（ｄ）のように、チャージホルダー103の開放端部（上端）の開口部のみを覆う蓋部材120によって閉塞したり、あるいはその蓋部材の周縁にチャージホルダーまで伸びた周壁部を有する蓋部材を図２の上部から覆い、周壁部の下端部をヘッダ外周部に対して溶接（レーザー溶接など）して閉塞したりすることができる。蓋部材120を溶接にて固定する場合は、火工材料107への熱的影響を抑えるためにも、後者の方が望ましい。特に、当該空間104に充填される火工材料スラリー107sは、前記の通り１，０００〜５００，０００センチポイズの粘度に調整されているので、乾燥時間が長くなりすぎることはない。
Then, after drying the
また、上記製造方法では火工材料107をスラリー状(107s)とし、これを充填していることから〔図２（ｃ）〕、火工材料を圧填してブリッジワイヤー105に押し付けたり、乾燥・固化した火工材料に対してブリッジワイヤー105を押し付けたりする必要はなくなり、依ってブリッジワイヤー105を損傷させることはない。また充填した火工材料スラリー107sはそのまま乾燥することから、ブリッジワイヤー105と火工材料107とが確実に密接することになる。
Further, in the above manufacturing method, the
そして図３は、電気的エネルギーを熱エネルギーに変換する発熱体として、集積回路205cを用いてなるインフレータ用点火器200の実施態様を示している。この図に示す点火器200は、特に車両に設けられたバスシステムに対応することのできる点火器200であり、集積回路205cやコンデンサ等を含んで構成することができる。
FIG. 3 shows an embodiment of an
この点火器200では、基板205上に集積回路205cと、発熱部206を備えており、発熱部206以外を樹脂210で包囲し、火工材料収容空間204内に発熱部206が突出した構造の点火器であり、一対の導電性ピン201が回路に繋げられている。これにより導電性ピン201が作動信号を受領すると、集積回路205cが作動するか否かを判別し、作動が必要な場合には発熱して火工材料107を着火燃焼させることになる。
In this
そしてこの点火器200でも、火工材料107はスラリー状(107s)としたものを火工材料収用空間204内に充填していることから、基板205（実質的には集積回路205cやコンデンサ等）を損傷させることなく、また発熱部206と火工材料107とを確実に密接させることができる。
Also in this
100,200 インフレータ用点火器
101,201 導電性ピン
102 ヘッダ部材
103 チャージホルダー
104,204 火工材料収用空間
105 ブリッジワイヤー
106 点火器サブアッシ
107 火工材料
107s 火工材料スラリー
205c 集積回路
205 プリント回路基板
100,200 Inflator igniter
101,201 Conductive pin
102 Header material
103 Charge holder
104,204 Pyrotechnic material collection space
105 bridge wire
106 igniter sub-assembly
107 Pyrotechnic materials
107s pyrotechnic material slurry
205c integrated circuits
205 Printed circuit board
Claims (11)
板状に形成されたヘッダ部材の、着火電流で発熱する発熱体の上に、火工材料スラリーを滴下する工程、及び
滴下した火工材料スラリーを乾燥する工程
を含んでなるインフレータ用点火器の製造方法。 A step of producing a pyrotechnic material slurry having a viscosity of 1,000 to 300,000 centipoise, comprising a fuel component and an oxidant component dispersed in a solvent;
An inflator igniter comprising a step of dropping a pyrotechnic material slurry onto a heating element that generates heat by an ignition current of a plate-shaped header member, and a step of drying the dropped pyrotechnic material slurry. Production method.
酸化剤成分は、過塩素酸カリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム及びそれらの混合物からなる群から選択される粉末である
請求項１〜６の何れか一項記載の製造方法。 The fuel component is a powder selected from the group consisting of zirconium, iron, tin, manganese, cobalt, nickel, tungsten, titanium, magnesium, aluminum, niobium, and mixtures thereof;
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the oxidant component is a powder selected from the group consisting of potassium perchlorate, lithium perchlorate, sodium perchlorate, and a mixture thereof.
前記火工材料スラリーを滴下する工程において、火工材料スラリーはヘッダ部材とチャージホルダーで規定された空間に滴下される請求項１〜９の何れか一項記載の製造方法。 A charge holder having a peripheral wall surface surrounding the heating element is attached to the surface side of the header member formed in a plate shape on which the heating element that generates heat by an ignition current exists,
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 9 , wherein in the step of dripping the pyrotechnic material slurry, the pyrotechnic material slurry is dropped into a space defined by a header member and a charge holder.
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