JP2000292100A - 電気点火式ガス発生装置 - Google Patents

電気点火式ガス発生装置

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JP2000292100A
JP2000292100A JP11102092A JP10209299A JP2000292100A JP 2000292100 A JP2000292100 A JP 2000292100A JP 11102092 A JP11102092 A JP 11102092A JP 10209299 A JP10209299 A JP 10209299A JP 2000292100 A JP2000292100 A JP 2000292100A
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gas generator
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gas generating
gas
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Kazuhito Narumi
一仁 鳴海
Ikuo Araki
郁夫 荒木
Hiroki Morinaga
宏樹 森永
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Showa Kinzoku Kogyo Co Ltd
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Showa Kinzoku Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストの低減、並びに小型化を図ること。 【解決手段】 本発明では、基台１に対して点火部１０
０を形成するとともに、この点火部１００を覆う態様で
前記基台１にガス発生部２００を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号が与えら
れた場合に点火する点火部と、この点火部の点火により
燃焼ガスを発生するガス発生部とを備えた電気点火式ガ
ス発生装置に関するもので、特に、シートベルトやエア
バック等の車両用安全装置を瞬時に作動させる場合に好
適な電気点火式ガス発生装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車等の車両には、衝突の際
の衝撃から運転者や同乗者を保護するためにシートベル
トやエアバッグ等の安全装置が設けられている。例え
ば、シートベルトにおいては、ベルトの巻取装置に急速
巻取手段を付設するようにしており、事故等の緊急時に
この急速巻取手段を作動させ、シートベルトを瞬時に巻
き取ることによって衝突の際の衝撃から運転者および同
乗者を確実に保護するようにしている。
【０００３】この種の急速巻取手段としては、昨今、火
薬の燃焼によってガスを発生させるようにしたガス発生
装置を適用したものが多く普及している。すなわち、衝
突の際の衝撃で作動する電気的、あるいは機械的な点火
具によってガス発生剤を燃焼させ、その際に発生する燃
焼ガスの圧力でシリンダのピストンや回転体を瞬時に駆
動することにより、ベルトを急速に巻き取るようにした
ものである。
【０００４】図５は、この種のガス発生装置の従来技術
を示したもので、電気点火式のガス発生装置を例示して
いる。
【０００５】このガス発生装置では、ベースとなる基台
Ａに対して電気点火具Ｂおよび外筒Ｃが取り付けられて
いる。電気点火具Ｂは、図６に示すように、単体の部品
としてユニット化されたもので、樹脂製のホルダＤに一
対の電極ピンＥを備えている。これら電極ピンＥは、そ
れぞれホルダＤを貫通しており、各一方の端部がホルダ
Ｄの外部に延在する一方、各他方の端部がプリント基板
Ｆに実装したフィラメント等の抵抗体（図示せず）にそ
れぞれ接続してある。このプリント基板Ｆに実装した抵
抗体（図示せず）は、点火部Ｂ′を構成するもので、そ
の外表面を点火薬Ｇによって覆った後、着火薬Ｈを充填
した樹脂製のカップＪによって覆着してある。さらに樹
脂製カップＪの外周部には、金属製のケースＫを被せて
ある。金属製のケースＫには、その周面に火炎の伝搬路
となる開口Ｌを設けてある。この電気点火具Ｂは、基台
Ａに設けた挿通孔Ｍに収容された後、ホルダＤを介して
当該基台Ａに固定される。
【０００６】一方、外筒Ｃは、アルミニウムやステンレ
ス等の金属によって有底の円筒状に成形したもので、底
部分を燃焼ガスの圧力によって容易に開放できるように
構成してある。この外筒Ｃは、その内部にガス発生剤Ｎ
を充填した後、上述した電気点火具Ｂの点火部Ｂ′を覆
う態様で上記基台Ａに取り付けられている。
【０００７】なお、図５中の符号Ｐは、ホルダＤと基台
Ａとの間に介在させた防湿・耐圧用の加硫ゴム製Ｏリン
グである。
【０００８】上記のように構成されたガス発生装置で
は、衝突の際の衝撃が電気信号として一対の電極ピンＥ
に与えられると、これら電極ピンＥの間の抵抗体（図示
せず）が発熱するようになり、この発熱によって点火薬
Ｇが発火し、直ちに着火薬Ｈに伝火する。
【０００９】着火薬Ｈが発火すると、その火炎が開口Ｌ
を通じてガス発生剤Ｎに到達し、当該ガス発生剤Ｎの燃
焼が開始される。この結果、ガス発生剤Ｎの燃焼ガスが
外筒Ｃの底部分を突き破って瞬間的に外部に放出される
ようになり、この燃焼ガスの圧力によってシートベルト
の急速巻取手段やエアバッグが瞬時に作動することにな
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、従来のガス発生装置では、電気点火具Ｂとして予
めユニット化されたものを適用しているため、組立作業
の簡略化を図ることが可能となる。
【００１１】しかしながら、電気点火具Ｂを単一の部品
として取り扱うためには、点火部Ｂ′の周囲を樹脂製の
カップＪおよび金属製のケースＫによって覆う必要があ
るとともに、電極ピンＥを保持するためのホルダＤが基
台Ａとは別に必要となり、ガス発生装置の部品点数を著
しく増大させ、コストアップの要因となる。
【００１２】しかも、上記ガス発生装置にあっては、電
気点火具Ｂの点火部Ｂ′を含んだ大部分が外筒Ｃの中心
部に突出した形態となる。この結果、所望の燃焼ガス圧
力を得るためには、外筒Ｃの容積を増大させなければな
らず、装置の著しい大型化を招来する。さらに、外筒Ｃ
の中心部に突出した点火部Ｂ′は、ガス発生剤Ｎの均一
な燃焼を妨げる要因となる。したがって、所望の燃焼ガ
ス圧力を得るためには、外筒Ｃの内部に対して予め多め
のガス発生剤Ｎを充填しておく必要があり、装置のさら
なる大型化を招来することになる。
【００１３】本発明は、上記実情に鑑みて、コストの低
減、並びに小型化を図ることのできる電気点火式ガス発
生装置を提供することを解決課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、電気信号が与えられた場合に点火する点火部と、こ
の点火部の点火により燃焼ガスを発生するガス発生部と
を備えた電気点火式ガス発生装置において、ベースとな
る基台に対して前記点火部を形成するとともに、この点
火部を覆う態様で前記基台に前記ガス発生部を設けてい
る。
【００１５】請求項２に記載の発明では、上述した請求
項１に記載の発明において、前記点火部が一対の電気信
号入力部を具備し、かつ少なくともこれら一対の電気信
号入力部をバリスタによって互いに接続している。
【００１６】請求項３に記載の発明では、上述した請求
項１に記載の発明において、前記ガス発生部に対するシ
ール材として未加硫ゴムを適用している。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を示す図面に
基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係
る電気点火式ガス発生装置の第１実施形態を概念的に示
したものである。ここで例示するガス発生装置は、先に
説明したシートベルトやエアバック等の車両用安全装置
に適用されるもので、ベースとなる基台１を備えてい
る。基台１は、アルミニウムによって成形したもので、
一端部にコネクタ装着孔２を有する一方、他端部に点火
部形成用の座３を有し、さらにこの座３の周囲に点火部
取付用周壁４およびケース取付用周壁５を有している。
【００１８】座３は、その表面が平坦であり、中央部に
一対のピン挿通孔６を有している。ピン挿通孔６は、互
いに平行に延在し、それぞれ上述したコネクタ装着孔２
に開口している。
【００１９】この座３には、一対の電極ピン７を備えた
プリント基板８を搭載してある。電極ピン７は、ピン挿
通孔６よりも細径の円柱状を成す導電性部材であり、そ
れぞれの基端部がプリント基板８に実装したフィラメン
ト等の抵抗体（図示せず）を介して互いに電気的に接続
されている一方、それぞれの先端部がプリント基板８の
裏面から互いに平行となるように延在している。これら
電極ピン７は、プリント基板８と座３との間にシール材
９、ハーメチック材１０およびバリスタ１１を介在させ
た状態で上述したピン挿通孔６を貫通し、それぞれの突
出端部がコネクタ装着孔２に達している。
【００２０】シール材９は、未加硫ブチルゴム、あるい
は未加硫エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴムに
よってシート状に成形したものである。ハーメチック材
１０は、絶縁性樹脂によって成形したもので、上述した
一対のピン挿通孔６に対応する部位にそれぞれピン嵌着
孔１２を有しており、各ピン嵌着孔１２を介して電極ピ
ン７を嵌着保持している。バリスタ１１は、セラミック
製のものであり、ピン嵌合孔１３の周面を介して各電極
ピン７に接触している。
【００２１】以上説明した各部品は、以下の手順で基台
１の座３に取り付けられる。
【００２２】まず、一対の電極ピン７をハーメチック材
１０の各ピン嵌着孔１２に嵌着保持させる。
【００２３】次いで、これら電極ピン７の一方の端部に
バリスタ１１およびプリント基板８を順次差し込み、該
プリント基板８に実装した抵抗体（図示せず）の各端部
と電極ピン７との間を半田付けによって互いに接続す
る。
【００２４】最後に、ハーメチック材１０の裏面側にシ
ール材９を貼り付け、この状態から一対の電極ピン７を
それぞれ基台１のピン挿通孔６に嵌挿させた後、点火部
取付用周壁４をかしめることによってこれらの部品を基
台１に固定すればよい。この場合、バリスタ１１の周縁
部は、点火部取付用周壁４を通じて基台１に接続される
ことになる。
【００２５】こうして基台１に固定されたプリント基板
８には、次に抵抗体（図示せず）に対して点火薬１４が
配設され、ガス発生装置の点火部１００が構成される。
この場合、点火薬１４としては、湿薬を用いてプリント
基板８に滴下させ，これを乾燥させるようにしてもよい
し、乾薬をそのまま適用しても構わない。また、点火薬
１４の外表面には、糊材１５を塗布しておくことが好ま
しい。
【００２６】一方、上記ガス発生装置は、上述した点火
部１００の周囲に外筒１６を備えている。外筒１６は、
アルミニウムやステンレス等の金属によって成形したも
ので、有底の二段円筒状を成している。すなわち、この
外筒１６は、底部に対して開口部が太径であり、当該開
口部が上述した点火部取付用周壁４に嵌合する内径を有
している。外筒１６の底部分は、薄肉、あるいは放射状
に溝を形成する等、燃焼ガスの圧力によって容易に開放
できるように構成してある。また、外筒１６の開口周縁
部には、折り返し加工によってフランジ１７を構成して
ある。
【００２７】上記のような構成を有した外筒１６は、そ
の内部に所定量の着火薬１８およびガス発生剤１９を混
合充填した後、上述した点火部１００を覆う態様で基台
１に取り付けられ、ガス発生装置のガス発生部２００を
構成する。この場合、外筒１６は、そのフランジ１７を
基台１のケース取付用周壁５によってかしめれば、当該
基台１に対して容易に固定することができるとともに、
プリント基板８とハーメチック材１０との間に介在させ
たバリスタ１１を、基台１を通じて外筒１６に接続する
ことができるようになる。また、フランジ１７とケース
取付用周壁５との間には、室温硬化性液状ゴム等、適宜
なシール剤を介在させることが好ましい。なお、図１中
の符号２０は、未使用時において一対の電極ピン７の間
を短絡させておく一方、コネクタ装着孔２に対してコネ
クタが装着された場合に両者の短絡状態を解除するため
のシャントリングである。
【００２８】上記のように構成したガス発生装置は、車
両用安全装置に取り付けられた後、一対の電極ピン７に
電気信号出力線（図示せず）がコネクタ結合される。
【００２９】この状態から、衝突の際の衝撃が電気信号
として一対の電極ピン７に与えられると、電極ピン７の
間の抵抗体（図示せず）が発熱するようになり、この発
熱によって点火薬１４が発火し、直ちに着火薬１８並び
にガス発生剤１９に伝火する。この結果、ガス発生剤１
９の燃焼ガスが外筒１６の底部分を突き破って瞬間的に
外部に放出されるようになり、この燃焼ガスの圧力によ
ってシートベルトの急速巻取手段やエアバッグ等の車両
用安全装置が瞬時に作動することになる。
【００３０】ここで、上記ガス発生装置によれば、一対
の電極ピン７の相互間、並びにこれら電極ピン７と基台
１および外筒１６との間がバリスタ１１によって電気的
に接続された構成となる。したがって、所望の性能を十
分に確保しつつ、静電気による誤作動を可及的に防止す
ることができるようになる。すなわち、上述したバリス
タ１１は、高電圧が印加された場合に抵抗値が減少し、
電極ピン７の相互間、あるいは電極ピン７と基台１もし
くは外筒１６との間を短絡するように作用するものであ
る。したがって、一対の電極ピン７の相互間、並びにこ
れら電極ピン７と基台１および外筒１６との間に高電圧
の静電気が作用した場合には、プリント基板８に実装し
た抵抗体（図示せず）の発熱が防止される。一方、一対
の電極ピン７に低電圧の電気信号が入力された場合に
は、バリスタ１１の抵抗値が十分に大きいままとなるた
め、プリント基板８に実装した抵抗体（図示せず）が確
実に発熱するようになる。しかも、上述したバリスタ１
１は、従前から静電気対策部品として適用されている導
電性樹脂に比べてその製品性能のばらつきが１／３程度
と小さいため、十分な信頼性を確保できる。この結果、
上記ガス発生装置によれば、単独部品としての取扱性が
著しく向上し、例えば車両用安全装置への組付作業の容
易化を図ることが可能となる。
【００３１】また、基台１に対して点火部１００を形成
し、かつこの基台１にガス発生部２００を設けるように
しているため、従前の如く、点火部１００の周囲を覆っ
ておくための樹脂製のカップＪや金属製のケースＫ、さ
らには予め電極ピン７を保持しておくためのホルダＤと
いった部品がいずれも不要となる。この結果、従前のガ
ス発生装置と比較して、部品点数を大幅に削減すること
ができ、製造コストの低減を図ることができるようにな
る。しかも、上述したように樹脂製カップＪや金属製ケ
ースＫがないため、外筒１６の内部に対しては、いずれ
も平板状を成すハーメチック材１０、バリスタ１１およ
びプリント基板８が配置されるのみである。この結果、
所望の燃焼ガス圧力を得る場合に外筒１６の容積、特に
長手方向の寸法を小さくすることができる。したがっ
て、従前のものに比べて装置を小型化することができ、
さらには、適用する車両用安全装置の小型化を図ること
も可能となる。例えば、同等機能を有する従前のものと
比較した場合、外寸が長さ方向において７８％、部品点
数でも約８０％となる。
【００３２】さらに、点火薬１４と、着火薬１８および
ガス発生剤１９の混合物とが直線状に配置されているた
め、点火薬１４の発火による着火薬１８およびガス発生
剤１９の着火性を大幅に向上させることができるように
なる。この結果、図２に示すように、所望の燃焼ガス圧
力を得るまでの時間を短縮することができ、つまり、車
両用安全装置の作動時間を短縮化し、衝突の際の衝撃か
ら運転者および同乗者をより一層確実に保護することが
可能となる。
【００３３】また、上記ガス発生装置によれば、基台１
の座３とハーメチック材１０との間に未加硫ゴム製のシ
ール材９を介在させるようにしているため、基台１のピ
ン挿通孔６と各電極ピン７との間の間隙を確実に密閉
し、ガス発生剤１９に対する防湿・耐圧性を向上させる
ことができる。
【００３４】図３は、こうしたガス発生剤１９に対する
防湿性を確認するための試験結果を示したグラフであ
る。この防湿試験では、０℃、２０℃、４０℃、１０５
℃の温度条件下にガス発生装置を段階的に３０分間づつ
晒し、かつ２０℃および４０℃の温度条件下においてそ
れぞれ湿度を９０〜９８％に維持する方法を適用した。
グラフは、この方法を所定サイクル実施し、それぞれガ
ス発生剤１９の吸湿率を測定したものである。この図か
らも明らかなように、上記ガス発生装置によれば、加硫
ゴム製のシール材Ｐを適用した従前のものに比べて、防
湿性を著しく向上させることが可能になった。この結
果、湿度の高い悪条件下にあっても、従前のものに比べ
てガス発生剤１９を確実に燃焼させることが可能にな
る。
【００３５】図４は、本発明に係る電気点火式ガス発生
装置の第２実施形態を概念的に示したものである。ここ
で例示するガス発生装置も、先に図１に示したガス発生
装置の第１実施形態と同様に、シートベルトやエアバッ
ク等の車両用安全装置に適用されるもので、当該第１実
施形態とは、外筒１６に対する着火薬１８およびガス発
生剤１９の充填方法のみが異なっている。すなわち、第
２実施形態のガス発生装置では、点火薬１４を配設した
プリント基板８の上面に蓋体２１を配置し、この蓋体２
１の内部に着火薬１８を充填する一方、外筒１６の内部
にはガス発生剤１９のみを充填するようにしている。蓋
体２１は、プラスティック等の樹脂によって円筒状に成
形したもので、その蓋部分２２を薄肉に構成している。
この蓋体２１は、ハーメチック材１０、バリスタ１１お
よびプリント基板８を基台１に固定する際に、これらと
共に点火部取付用周壁４のかしめによって当該基台１に
固定される。なお、その他の構成に関しては、第１実施
形態と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの
詳細説明を省略する。
【００３６】上記のように構成したガス発生装置では、
衝突の際の衝撃が電気信号として一対の電極ピン７に与
えられると、これら電極ピン７の間の抵抗体（図示せ
ず）が発熱するようになり、この発熱によって点火薬１
４が発火し、直ちに着火薬１８に伝火する。
【００３７】着火薬１８が発火すると、その火炎が蓋体
２１の蓋部分２２を突き抜けてガス発生剤１９に到達
し、当該ガス発生剤１９の燃焼が開始される。この結
果、ガス発生剤１９の燃焼ガスが外筒１６の底部分を突
き破って瞬間的に外部に放出されるようになり、この燃
焼ガスの圧力によってシートベルトの急速巻取手段やエ
アバッグ等の車両用安全装置が瞬時に作動することにな
る。この場合、上記ガス発生装置によれば、着火薬１８
が蓋体２１の内部に充填されているため、該着火薬１８
が発火した場合の火炎が第１実施形態のガス発生装置よ
りも大きくなり、ガス発生剤１９をより効率よく、かつ
瞬時に燃焼させることができるようになる。しかも、ガ
ス発生剤１９が直接点火薬１４と接触しないため、例え
ばガス発生装置に対して振動が加わった場合にも、点火
薬１４に対してガス発生剤１９が衝突する事態は発生し
ない。
【００３８】ここで、上記ガス発生装置にあっては、第
１実施形態のものに比べて、蓋体２１の分だけ部品点数
が増加することになるものの、従前のものに比べれば、
部品点数を大幅に削減することができ、製造コストの低
減を図ることができるようになるのは第１実施形態のも
のと同様である。また、外形寸法に関しても、第１実施
形態のものに比べて、蓋体２１の分だけ大きくはなるも
のの、従前のものに比べれば小型化を図ることが可能と
なる。例えば、同等機能を有する従前のものと比較した
場合には、外寸が長さ方向において８０％、部品点数で
も約８０％となる。
【００３９】さらに、耐静電気性および防湿性に関し
て、それぞれが第１実施形態と同様の作用効果を奏する
のはいうまでもない。
【００４０】なお、上述した第１および第２実施形態で
は、いずれも車両用安全装置に適用するガス発生装置を
例示しているが、例えば、落下、転落等の衝突から人体
を保護する墜落事故時の人体保護用エアバッグ装置等に
適用可能である。
【００４１】また、上述したように、耐静電気性を向上
させるためにバリスタを適用するようにしているが、耐
静電気性の要求品質において導電性樹脂でも支障がない
場合はバリスタではなく、導電性樹脂を使用してもよい
し、さらに、コスト低減の目的でハーメチック材に配線
を施した導電性樹脂にしても構わない。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベースとなる基台に対して点火部を形成するとともに、
この点火部を覆う態様で基台にガス発生部を設けている
ため、部品点数を削減してコストを低減することができ
るとともに、装置の小型化を図ることができるようにな
る。したがって、当該電気点火式ガス発生装置を適用す
るシートベルトの急速巻取装置やエアバッグ等の車両用
安全装置、あるいは落下、転落等の衝突から人体を保護
する墜落事故時の人体保護用エアバッグ装置のコスト低
減や小型化を実現することができる。
【００４３】また、点火部の電気信号入力部をバリスタ
によって互いに接続したり、ガス発生部に対するシール
材として未加硫ゴムを適用した場合には、耐静電気性お
よび防湿性を改善してその信頼性を向上させることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気点火式ガス発生装置の第１実
施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した電気点火式ガス発生装置において
時間に対する燃焼ガス圧力の変化を示したグラフであ
る。
【図３】図１に示した電気点火式ガス発生装置の防湿試
験結果を示すグラフである。
【図４】本発明に係る電気点火式ガス発生装置の第２実
施形態を示す断面図である。
【図５】従来の電気点火式ガス発生装置を示す断面図で
ある。
【図６】図５に示したガス発生装置に内蔵される電気点
火具を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基台 ２ コネクタ装着孔 ３ 座 ４ 点火部取付用周壁 ５ ケース取付用周壁 ６ ピン挿通孔 ７ 電極ピン ８ プリント基板 ９ シール材 １０ ハーメチック材 １１ バリスタ １２ ピン嵌着孔 １３ ピン嵌合孔 １４ 点火薬 １５ 糊材 １６ 外筒 １７ フランジ １８ 着火薬 １９ ガス発生剤 ２１ 蓋体 ２２ 蓋部分 １００ 点火部 ２００ ガス発生部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気信号が与えられた場合に点火する点
    火部と、この点火部の点火により燃焼ガスを発生するガ
    ス発生部とを備えた電気点火式ガス発生装置において、 ベースとなる基台に対して前記点火部を形成するととも
    に、この点火部を覆う態様で前記基台に前記ガス発生部
    を設けたことを特徴とする電気点火式ガス発生装置。
  2. 【請求項２】 前記点火部が一対の電気信号入力部を具
    備し、かつ少なくともこれら一対の電気信号入力部をバ
    リスタによって互いに接続した請求項１記載の電気点火
    式ガス発生装置。
  3. 【請求項３】 前記ガス発生部に対するシール材として
    未加硫ゴムを適用した請求項１記載の電気点火式ガス発
    生装置。
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