JP2000337797A - イグナイタおよびヘッダ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イグナイタの小型化、発熱体の切断防止およ
び火薬の吸湿防止による長期信頼性確保、ブリッジワイ
ヤ抵抗値の均一性確保を可能にすること。 【解決手段】 セラミック基板とセンサからの発火電流
により発熱する発熱体と前記セラミック基板に固定され
たリードピンとから成るヘッダ組立体と、前記発熱体の
発熱により発火し高温のガスと熱粒子を発生する点火薬
と、この点火薬の収容部を有すると共に前記ヘッダ組立
体を埋め込む樹脂プラグと、前記収容部に填薬された前
記点火薬を密封するキャップとを備え、前記収容部は、
前記点火薬を直接填薬する薬室と、この薬室の開口側に
位置する前記キャップの嵌合部とを一体的に設けて成る
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シートベルトプリ
テンショナ、エアバッグ等の自動車用安全装置用のイグ
ナイタおよびヘッダ組立体に関する。シートベルトプリ
テンショナ、エアバッグは、乗員の安全性を確保するた
め、自動車の衝突時には確実に作動することができる高
い信頼性が要求される。エアバッグ用インフレータにお
いては、体格の大小、乗員の着座位置の状態等の違いに
よりエアバッグの展開速度を制御することが必要となっ
てきた。このため、イグナイタを複数個使用することが
必要となり、イグナイタの小型化が必須となってきた。
また、全席にシートベルトプリテンショナ、エアバッ
グ、サイドエアバッグ等が使用されるために、低コスト
のイグナイタが要求され、高信頼性で、小型のイグナイ
タを提供することが課題となる。そこで、高い信頼性を
実現するためには、車が廃棄されるまでの長い期間、車
室内の厳しい環境条件でも劣化しないように、イグナイ
タ内の火薬類の吸湿を防ぐ高い気密性が必要である。そ
のため、イグナイタのヘッダ組立体には、リードピンと
絶縁物質に沿って吸湿することを防止するために、絶縁
材にガラス、またはセラミック材を使用して、高い気密
性を保持するためのハーメチックシール方法が使用され
てきた。なお、イグナイタは、例えば、特開平８−２５
３０９２号公報に開示されるエアバッグ用ガス発生装置
の電気点火器や特開平８−１３３０１４号公報に開示さ
れるプリテンショナ付きシートベルト用リトラクタのガ
ス発生器に用いられることが知られている。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のイグナイタとして、例え
ば、特表平９−５０４５９９号公報に開示される電気イ
ニシエータが知られている。

【０００３】この電気イニシエータは、ヘッダ組立体
（ピンとヘッダの組立）と出力カップおよび金属ケース
が別部品で構成されている。この電気イニシエータで
は、先ず、プライマとフラッシュチャージをヘッダ組立
体上に填薬し、次に、出力チャージを出力カップに填薬
する。出力チャージが填薬された出力カップの中にヘッ
ダ組立体を嵌合し、超音波溶接で封止している。

【０００４】また、イグナイタに使用されるヘッダ組立
体としては、例えば、特開平６−１８５８９７号公報に
開示されるものが知られている。特開平６−１８５８９
７号公報のヘッダ組立体は、導電性アイレットを備え、
導電性アイレットの中央孔にはガラス絶縁部材が配置さ
れて、その端面は導電性アイレットの一外側表面とほぼ
面一になっている。ガラス絶縁部材には、導電性アイレ
ットから電気絶縁された第１の電極ピンが取り付けられ
ている。その電極ピンの末端面もまた、絶縁部材および
導電性アイレットとほぼ面一となっている。導電性アイ
レットと第１の電極ピンとはブリッジワイヤによって電
気的に接続されており、導電性アイレットには第２の電
極ピンが溶接されている。

【０００５】また、特開平７−２８６８００号公報に開
示されるイグナイタは、静電気を放電により除去するた
めに、抵抗の最も小さな静電気放電用の間隙を、イグナ
イタの内部に設けている。その間隙は火薬材料から離れ
たところに設けられている。これは、電気が抵抗の最も
小さい道に沿って流れることを利用したものである。ま
た、その間隙を確保するために、金属部品を使用して、
双軸ワイヤとハウジングの間の距離よりも小さな間隙と
なるように設計されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特表平９−
５０４５９９号公報に開示される電気イニシエータで
は、出力カップと出力チャージを使用するため、イグナ
イタを小型化することが困難であるという問題があっ
た。また、特開平６−１８５８９７号公報のヘッダー装
置では、線径が０．０３ｍｍ程度の細いブリッジワイヤ
が、第１電極と、アイレットの端面に接続されている。
その際、アイレットの端面と電極間が面一でないと、点
火薬をブリッジワイヤに密着させる時、ブリッジワイヤ
が切断するおそれがあるため、面一性を確保するための
特別の固定システムが必要になるという問題があった。

【０００７】さらに、特表平９−５０４５９９号公報に
開示される電気イニシエータや特開平６−１８５８９７
号公報のヘッダ装置では、リードピンがガラス等の絶縁
物を貫通しているため、火薬の吸湿を起こすおそれがあ
り、長期信頼性を確保することが困難であるという問題
があった。また、リードピンに取り付けられるブリッジ
ワイヤ抵抗値の均一性を確保することが難しいというこ
とが考えられる。

【０００８】さらにまた、特開平７−２８６８００号公
報に開示されるイグナイタは、静電気放電間隙を設ける
ために、火薬材料を金属容器で密封し、双軸ワイヤと外
側の金属ケース間に、放電ギャップを設けるための金属
部品を使用している。その結果、金属容器が必要なこ
と、さらに、最小の間隙をつくるための金属要素が必要
なため、構造が複雑になり、部品数も多くなり、小型化
が難しいという問題があった。

【０００９】本発明はかかる従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、小型化を可能とした
イグナイタおよびヘッダ組立体を提供することにある。
本発明の別の目的は、発熱体の切断防止が可能なイグナ
イタおよびヘッダ組立体を提供することにある。本発明
のさらに別の目的は、火薬の吸湿防止による長期信頼性
ならびにブリッジワイヤ抵抗値の均一性の確保が可能な
イグナイタおよびヘッダ組立体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
セラミック基板とセンサからの発火電流により発熱する
発熱体と前記セラミック基板に固定されたリードピンと
から成るヘッダ組立体と、前記発熱体の発熱により発火
し高温のガスおよび熱粒子を発生する点火薬と、この点
火薬の収容部を有するとともに前記ヘッダ組立体を埋め
込む樹脂プラグと、前記収容部に填薬された前記点火薬
を密封するキャップとを備え、前記収容部は、前記点火
薬を直接填薬する薬室と、この薬室の開口側に位置する
前記キャップの嵌合部とを一体的に設けて成ることを特
徴とする。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載のイ
グナイタにおいて、前記セラミック基板は、端部に静電
気放電端子を有することを特徴とする。請求項３に係る
発明は、請求項２記載のイグナイタにおいて、前記静電
気放電端子は前記セラミック基板の端部と前記樹脂プラ
グの外周面との間で前記樹脂プラグの肉厚が極小となる
部分に形成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項１記載のイ
グナイタにおいて、前記ヘッダ組立体は、導電性物質を
埋設したセラミック基板と、このセラミック基板の一主
面に設けられた発熱体と、前記セラミック基板の他主面
に設けられたリードピンとから成り、前記発熱体と前記
リードピンとを、前記セラミック基板に埋設した導電性
物質を介して電気的に接続していることを特徴とする。

【００１３】請求項５に係る発明は、請求項１または４
記載のイグナイタにおいて、前記セラミック基板は、厚
みが０．５〜２．５ｍｍ、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）含有量
が８５重量％以上、熱伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であ
ることを特徴とする。請求項６に係る発明は、請求項１
または４記載のイグナイタにおいて、前記セラミック基
板は、両主面間を貫通するスルーホールに前記導電性物
質を充填していることを特徴とする。

【００１４】請求項７に係る発明は、請求項６記載のイ
グナイタにおいて、前記導電性物質は、タングステンで
あることを特徴とする。請求項８に係る発明は、請求項
１または４記載のイグナイタにおいて、前記セラミック
基板は、一主面に発熱体を電気的に接続するための金属
層を有し、この金属層は、前記セラミック基板の中心点
を通る一定間隙の抵抗値調整帯を有することを特徴とす
る。

【００１５】請求項９に係る発明は、請求項８記載のイ
グナイタにおいて、前記金属層は、セラミック基板に被
着されたタングステンメタライズから成る第１層と、こ
の第１層上に被着されたニッケルメッキから成る第２層
と、この第２層上に被着された金メッキから成る第３層
とから成るとともに、全体の厚みが３０μｍ以下である
ことを特徴とする。

【００１６】請求項１０に係る発明は、請求項１または
４記載のイグナイタにおいて、前記セラミック基板は、
両主面間を貫通する複数の貫通孔を設けていることを特
徴とする。請求項１１に係る発明は、請求項１または４
記載のイグナイタにおいて、前記セラミック基板は、他
主面に２箇所に金属層を設け、各金属層に２本のリード
ピンを固定してあり、各リードピンが前記セラミック基
板を貫通していないことを特徴とする。

【００１７】請求項１２に係る発明は、請求項１１記載
のイグナイタにおいて、前記リードピンは、一端につば
部を有するつば付きピンであり、そのつば部側の端面と
前記金属層とを突き合わせてろう付けすることにより前
記金属層に電気的に接続され、固定されていることを特
徴とする。請求項１３に係る発明は、請求項１または４
記載のイグナイタにおいて、前記発熱体は、ニクロム線
または薄膜抵抗体であることを特徴とする。

【００１８】請求項１４に係る発明は、請求項１または
４記載のイグナイタにおいて、前記樹脂プラグは、前記
ヘッダ組立体を埋め込むとともに、前記点火薬を填薬す
る薬室と前記キャップの嵌合部とを射出成形により一体
的に成形して成ることを特徴とする。請求項１５に係る
発明は、請求項１または４記載のイグナイタにおいて、
前記キャップおよび前記樹脂プラグは、ポリフタルアミ
ド樹脂またはポリアミド樹脂から成ることを特徴とす
る。

【００１９】請求項１６に係る発明は、請求項１または
４記載のイグナイタにおいて、前記キャップは、超音波
溶着によって樹脂プラグの嵌合部に固着されていること
を特徴とする。請求項１７に係る発明は、導電性物質を
埋設したセラミック基板と、このセラミック基板の一主
面に設けられた発熱体と、前記セラミック基板の他主面
に設けられたリードピンとから成り、前記発熱体と前記
リードピンとを、前記セラミック基板に埋設した導電性
物質を介して電気的に接続していることを特徴とするヘ
ッダ組立体である。

【００２０】請求項１８に係る発明は、請求項１７記載
のヘッダ組立体において、前記セラミック基板は、厚み
が０．５〜２．５ｍｍ、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）含有量が
８５重量％以上、熱伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上である
ことを特徴とする。請求項１９に係る発明は、請求項１
７記載のヘッダ組立体において、前記セラミック基板
は、両主面を貫通するスルーホールに前記導電性物質を
充填していることを特徴とする。

【００２１】請求項２０に係る発明は、請求項１９記載
のヘッダ組立体において、前記導電性物質は、タングス
テンであることを特徴とする。請求項２１に係る発明
は、請求項１７記載のヘッダ組立体において、前記セラ
ミック基板は、一主面に発熱体を電気的に接続するため
の金属層を有し、この金属層は、前記セラミック基板の
中心点を通る一定間隙の抵抗値調整帯を有することを特
徴とする。

【００２２】請求項２２に係る発明は、請求項２１記載
のヘッダ組立体において、前記金属層は、セラミック基
板に被着されたタングステンメタライズから成る第１層
と、この第１層上に被着されたニッケルメッキから成る
第２層と、この第２層上に被着された金メッキから成る
第３層とから成るとともに、全体の厚みが３０μｍ以下
であることを特徴とする。

【００２３】請求項２３に係る発明は、請求項１７記載
のヘッダ組立体において、前記セラミック基板は、両主
面間を貫通する複数の貫通孔を設けていることを特徴と
する。請求項２４に係る発明は、請求項１７記載のヘッ
ダ組立体において、前記セラミック基板は、他主面の２
箇所に金属層を設け、各金属層にリードピンを固定して
あり、各リードピンが前記セラミック基板を貫通してい
ないことを特徴とする。

【００２４】請求項２５に係る発明は、請求項１７記載
のヘッダ組立体において、前記リードピンは、一端につ
ば部を有するつば付きピンであり、そのつば部側の端面
と前記金属層とを突き合わせてろう付けすることにより
前記金属層に電気的に接続され、固定されていることを
特徴とする。請求項２６に係る発明は、請求項１７記載
のヘッダ組立体において、前記発熱体は、ニクロム線ま
た薄膜抵抗体であることを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１ないし図５は、本発明の実施形
態に係るイグナイタを示す（請求項１ないし請求項１６
に係るイグナイタおよび請求項１７ないし請求項２６に
係るヘッダ組立体に対応する）。

【００２６】本実施形態に係るイグナイタＡは、ヘッダ
組立体１０と、点火薬３０と、ポリフタルアミド樹脂製
の樹脂プラグ５０と、ポリフタルアミド樹脂製のキャッ
プ７０とで構成されている。ヘッダ組立体１０は、セラ
ミック基板１１と、センサからの発火電流により発熱す
る発熱体１３と、セラミック基板１１に固定されたリー
ドピン２０，２０とから成る。

【００２７】セラミック基板１１は、端部に静電気放電
端子６０を有する（図７参照）。静電気放電端子６０
は、金属層１４の一部をセラミック基板１１の端部（角
部）に延出させて、それを静電気放電端子６０として使
用することにより、セラミック基板１１の端部と樹脂プ
ラグ５０の外周面との間で樹脂プラグ５０の肉厚が極小
となる部分で静電気放電を形成する。

【００２８】ヘッダ組立体１０は、導電性物質２５，２
５を埋設したほぼ矩形状のセラミック基板１１と、この
セラミック基板１１の一主面（表面側）１１ａに設けら
れた発熱体１３と、セラミック基板１１の他主面（裏面
側）１１ｂに設けられたリードピン２０，２０とから成
り、発熱体１３とリードピン２０，２０とが、セラミッ
ク基板１１に埋設した導電性物質２５，２５を介して電
気的に接続されている。

【００２９】セラミック基板１１は、厚みが０．５〜
２．５ｍｍ、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）含有量が８５重量％
以上、熱伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上のアルミナ材であ
る。ここで、セラミック基板１１は、京セラ製のＡ４４
０のアルミナ材（Ａｌ₂Ｏ₃）が好ましく、Ａ４７３でも
良い。セラミック基板１１は、両主面間１１ａ，１１ｂ
を貫通するスルーホール１８，１８に導電性物質２５，
２５を充填している。

【００３０】導電性物質２５，２５は、タングステンメ
タライズである。導電性物質２５，２５はセラミック基
板１１の形成時にペースト状態でスルーホール１８，１
８に充填される。セラミック基板１１は、一主面１１ａ
に発熱体１３を電気的に接続するための金属層１４を設
けている。この金属層１４は、セラミック基板１１の中
心点を通る一定間隙の抵抗値調整帯１５を有する。抵抗
値調整帯１５の幅は、発熱体１３の抵抗値を付与する。

【００３１】金属層１４は、セラミック基体１１に被着
されたタングステンメタライズから成る第１層と、この
第１層の表面に被着されたニッケルメッキからなる第２
層と、この第２層の表面に被着された金メッキから成る
第３層とから成る。そして、この金属層１４は、全体の
厚みが３０μｍ以下である。セラミック基板１１は、両
主面１１ａ，１１ｂを貫通する複数（本実施形態では４
個）の貫通孔１７を設けている。この貫通孔１７は射出
成形時に射出成形プラスチックを通して、セラミック基
板１１の表裏に流れ込み易くし、成形性の向上と、セラ
ミック基板１１と射出成形プラスチックの密着性を増し
樹脂プラグ５０の破壊強度を高めるために設けられてい
る。

【００３２】セラミック基板１１は、他主面１１ｂの２
箇所に金属層２７，２７を設け、各金属層２７，２７に
１本ずつ、２本のリードピン２０，２０を固定してい
る。即ち、各リードピン２０，２０は、セラミック基板
１１を貫通していない。リードピン２０，２０は、一端
部につば部を有するつば付きピンであり、そのつば部側
の端面２０ａ，２０ａと金属層２７，２７を突き合わせ
銀ろう付けにより電気的に接続し、固定している。リー
ドピン２０の材質は４２アロイ合金を使用したが、Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｃｏ材も使用可能である。

【００３３】発熱体１３は、車の衝突を検知したセンサ
により、発火回路が起動し、回路から流れる発火電流に
よりジュール熱を発生し点火薬３０を発火させる機能を
有する。発熱体１３は、ニクロム線と呼ばれるニッケル
−クロムを主成分とする合金の細線が使用される。発熱
体１３の線径は車種毎により設定されている発火電流の
大小により決まり、本実施形態では線径２６μｍから３
６μｍのニクロム線を使用した。

【００３４】また、発熱体１３として、薄膜も使用する
ことが可能であり、例えば、特公平７−９２３５８号公
報または特開平５−１３３６９９号記載の薄膜抵抗体が
使用できる。点火薬３０は、発熱体１３の発熱により発
火し高温のガスおよび熱粒子を発生する。

【００３５】本実施形態では、点火薬３０として、トリ
ニトロレゾルシン鉛を使用した。樹脂プラグ５０は、点
火薬３０の収容部５１を有するとともにヘッダ組立体１
０を埋め込む。そして、車両側の電気コネクタを固定す
るため２本の脚部５５を有する。収容部５１は、点火薬
３０を直接填薬する薬室５２と、この薬室５２の開口５
３側に位置するキャップ７０の嵌合部５４とを一体的に
設けて成る。この製造方法は、例えば、ヘッダ組立体１
０に予め発熱体１３を固定した後（ブリッジワイヤの場
合は溶接、薄膜抵抗体の場合はメッキ層間に同時に形
成）、ヘッダ組立体１０を射出成形金型にセットし射出
成形することにより行われる。樹脂はポリフタルアミド
樹脂を使用した。なお、樹脂キャップ５０やキャップ７
０に使用される樹脂としては、ポリアミド樹脂も可能で
ある。ポリフタルアミド樹脂やポリアミド樹脂は、樹脂
プラグ５０に点火薬３０の収容容器としての機能を持た
せるための成形性、耐熱性および機械強度に優れてい
る。

【００３６】樹脂プラグ５０は、ヘッダ組立体１０を埋
め込むとともに、点火薬３０を填薬する薬室５２とキャ
ップ７０の嵌合部５４を射出成形により一体的に成形し
て成る。キャップ７０は、収容部５１に填薬された点火
薬３０を密封する。キャップ７０は、超音波溶着によっ
て樹脂プラグ５０の嵌合部５４に固着されている。

【００３７】次に、ヘッダ組立体１０の製造法について
説明する。先ず、グリーンシートと呼ばれる未焼成のシ
ート状のアルミナ成形体に、貫通孔１７およびスルーホ
ール１８，１８を形成した後、スルーホール１８，１８
内にタングステンぺーストを充填する。次に、このアル
ミナ成形体の両主面１１ａ，１１ｂにタングステンペー
ストを金属層１４，２７のパターンを形成するようにス
クリーン印刷する。

【００３８】次に、このアルミナ成形体を約１６００℃
の温度で焼成してグリーンシートおよびペーストを焼結
させる。これにより、スルーホール１８，１８内にタン
グステンメタライズから成る導電性物質２５，２５が埋
設されるとともに両主面１１ａ，１１ｂにタングステン
メタライズ層が金属層１４，２７のパターンに被着され
たセラミック基板１１が得られる。

【００３９】次に、タングステンメタライズ層上に無電
解メッキ法によりニッケルメッキを施した後、他主面１
１ｂの金属層２７，２７とつば付きリードピン２０，２
０の端面２０ａ，２０ａとの間に銀ろうを挟み込みろう
付けしてリードピン２０，２０を金属層２７，２７に固
定した。なお、無電解メッキ法によるニッケルメッキと
しては、ホウ素−ニッケルメッキが好ましい。

【００４０】さらに、その上に酸化を防止するために電
解メッキ法によりニッケルメッキおよび金メッキを施し
た。なお、金属層１４，２７の全体厚みはセラミック基
板１１の表面から最大３０μｍである。このように構成
されたヘッダ組立体１０は、セラミック基板１１の他主
面１１ｂに金属層２７，２７を施し、この金属層２７，
２７につば付きのリードピン２０，２０を、そのつば部
側の端面２０ａ，２０ａを金属層２７，２７に銀ろう付
けで固定し、セラミック基板１１に密着させたので、接
触面積が大きくとれ、４ｋｇｆ以上の引き抜き強度を確
保できた。

【００４１】また、本実施形態では、セラミック基板１
１にスルーホール１８，１８を設け、そのスルーホール
１８，１８の中にタングステンメタライズから成る導電
性物質２５，２５を埋設させることによって、両主面
（裏面と表面間）１１ａ，１１ｂを電気的に接続したこ
とにより、リードピン２０，２０はセラミック基板１１
の他面側１１ｂで固定され、一主面１１ａまで貫通して
いない。

【００４２】このために、火薬の吸湿防止により長期信
頼性確保、ブリッジワイヤ抵抗値の均一性確保、従来技
術で問題となるピン端面とガラス面の段差によるブリッ
ジの損傷が防止できる等により、高信頼性、小型、低コ
スト化が可能となった。

【００４３】なお、従来技術のように、双軸ワイヤがガ
ラスの中を貫通していると、下記のような問題がある。 （１）ピンとガラスの熱膨張率が異なると、長年の環境
温度変化でピンとガラス間に熱膨張の差で隙間ができる
ことが予想され、ピンがガラスの中を貫通していると水
分が、発生した際間から浸入して、火薬、ブリッジワイ
ヤを腐食させる可能性が高くなる。

【００４４】（２）ガラスとピンの摩擦力が低いと、ピ
ンに外力が作用したとき、ピンが火薬中に突きだし、暴
発を生じるおそれがある。また、ブリッジワイヤには、
２±０．２Ωという抵抗規格があり、ブリッジワイヤを
電極間に溶接する時、電極間隔がばらつくと、不具合が
生じる。抵抗を一定にするためには、例えば、特開平５
−１７２４９９号公報の電極のように、電極の固定方
法、ブリッジワイヤの溶接方法等の対策が必要である。

【００４５】これに対し、本実施形態では、間隙幅はパ
ターン印刷することにより、精度良く設定できるので、
抵抗値のばらつきも小さくでき信頼性の向上も図れる。
また、発熱体１３にブリッジワイヤを使用する場合、特
開平６−１８５８９７号公報では、表面空隙等の起因す
るブリッジワイヤにおける破断を回避することを意図し
て、アイレットの第１の外側表面と、その表面にほぼ面
一な第１電極ピンとの端部の間にブリッジワイヤが取り
付けられている。そして、一実施態様として、ブリッジ
ワイヤの直径は約０．００１５インチであり、ガラス絶
縁部材は、ブリッジワイヤの直径よりも大きな径の空
隙、泡あるいは亀裂を持ってはいけないと述べている。

【００４６】このため、アイレット、ガラス絶縁部材お
よび第１の電極ピン間におけるほぼ平滑で面一な外表面
ないし外端部を作り上げるために、これら外表面ないし
外端部を所定の面一性の範囲まで研削する工程を設けて
いる。

【００４７】本実施形態では、セラミック基板１１の、
一主面１１ａに発熱体１３を電気的に接続するための金
属層１４を設けている。この金属層１４の全体厚みすな
わちセラミック基板１１の表面からの膜厚は、使用する
ブリッジワイヤの線径以下の膜厚の製作が可能となるの
で、面一性を確保するための研磨工程を必要としない。
本実施形態では、金属層１４の膜厚は約２３μｍが得ら
れた。これに対し、通常使用されるブリッジワイヤの線
径は約２６μｍ〜３７μｍである。

【００４８】次に、樹脂プラグ５０による一体化につい
て説明する。従来、イグナイタは、ヘッダ組立体、火
薬、火薬を保持する容器、さらにこれら部品を保持、封
止する金属容器および、ピンを保持し自動車のセンサか
らの発火信号を導くコネクタとの結合機能を有する樹脂
部材から構成されていた。また、ヘッダ組立体は、金属
ケースとガラス絶縁部材と２本のリードピンおよびブリ
ッジワイヤの部品から成る。そして、ヘッダ組立体にブ
リッジワイヤを溶接した後、火薬を保持する容器を取り
付け、火薬を充填した後、キャップを被せ、気密封止さ
れていた。

【００４９】これに対し、本実施形態では、下記の対策
によりイグナイタの小型化に成功した。 １）射出成形により、火薬を保持する容器、イグナイタ
部品を収容する金属容器を射出成形プラスチックで一体
化し、火薬の充填室、火薬を気密封止するキャップで前
記機能を代替えした。

【００５０】２）セラミック基板１１の４箇所に貫通孔
１７を設け、射出成形時に射出成形プラスチックをこれ
ら貫通孔１７を通してセラミック基板１１の表裏に流れ
込み易くし、成形性の向上と、セラミック基板１１と射
出成形プラスチックの密着性を増し樹脂プラグ５０の破
壊強度を高めた。 ３）点火薬３０としてトリニトロレゾルシン鉛を使用し
た。

【００５１】イグナイタは、短時間に反応してエアバッ
グ等のガス発生剤に着火するための高温ガスおよび熱粒
子を発生することが必要である。このため、従来技術
は、点火薬にジルコニウム、過塩素酸カリウムの混合火
薬が広く使用されている。しかし、混合点火薬は瞬時に
熱粒子を発生させるためには、高圧力下で反応させるこ
とが必要である。そのため、従来では、金属容器が使用
されていた。

【００５２】これに対し、トリニトロレゾルシン鉛は、
反応時の圧力依存性が小さいので、低圧力下でも瞬時に
反応し熱粒子を発生することができる。したがって、金
属容器の代わりに射出成形プラスチック製の樹脂プラグ
５０で代替えが可能となった。次に、このように構成さ
れたイグナイタＡを点火器に取り付けた状態を図６、図
７に示す。

【００５３】図６に示すように、イグナイタＡは、従来
のイグナイタと同様に、円筒状の金属ケース９０に固定
された後、キャップ７０側を円筒状の金属ケース９５で
覆われて、点火器Ｂを形成する。この点火器Ｂでは、セ
ラミック基板１１の先端面が外側の金属ケース９０の環
状部９１と最短距離に位置することとなる。そのため、
静電気回路抵抗もその点で最小となるので、この部位で
静電気放電が発生する。発生した放電火花は、点火薬３
０と距離が離れているので、暴発は発生しない。

【００５４】本実施形態では、セラミック基板１１の先
端面と外側の金属ケース９０との環状部９１との最短距
離が０．５５ｍｍである。そして、樹脂プラグ５０に絶
縁耐力が２３ｋＶ／ｍｍのポリフタルアミド樹脂を使用
したので、約１０ｋＶの電圧で静電気放電が最短距離部
で発生して点火薬３０の発火は生じなかった。静電気に
よるイグナイタ暴発事故は、イグナイタの外側の金属ケ
ースとブリッジワイヤが接続されているリードピンとの
間に静電気による高電圧が印加されたとき、静電荷がリ
ードピンとケース間で放電し、静電気による火花が隣接
している点火薬を発火させることが原因である。常に静
電気回路の電気抵抗の小さいところで放電を起こすの
で、従来技術では、ブリッジワイヤおよび点火薬から離
れたところに、抵抗の小さい放電箇所を設けている。

【００５５】なお、上述した実施形態では、ヘッダ組立
体１０を樹脂プラグ５０によって一体的に埋め込んだイ
グナイタＡについて説明したが、ヘッダ組立体１０を単
独で使用することも可能である。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、ヘッダ組立体を樹脂プ
ラグで埋め込んだ一体型のイグナイ夕としたので、従来
のイグナイタに比し小型化することができる。

【００５７】また、本発明によれば、発熱体がセラミッ
ク基板の一主面に形成された金属層に設けられるので、
発熱体の切断を防止することが可能なイグナイタおよび
ヘッダ組立体を提供することができる。さらに、本発明
によれば、導電性物質を埋設したセラミック基板の一主
面に発熱部を設けるとともに他主面にリードピンを設け
たので、火薬の吸湿防止による長期信頼性ならびにブリ
ッジワイヤ抵抗値の均一性を確保することが可能なイグ
ナイタおよびヘッダ組立体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るイグナイタの断面図で
ある。

【図２】図１のイグナイタのａ−ａ線に沿った縦断面図
である。

【図３】図１のイグナイタの右側面図である。

【図４】図１のイグナイタの一部を切り欠いた側面図で
ある。

【図５】図１のイグナイタに用いるヘッダ組立体の断面
図である。

【図６】図１のイグナイタを組み込んだ点火器の断面図
である。

【図７】図６の点火器の断面図である。

【符号の説明】

Ａ イグナイタ １０ ヘッダ組立体 １１ セラミック基板 １１ａ 一主面 １１ｂ 他主面 １３ 発熱体 １４ 金属層 １５ 抵抗値調整帯 １７ 貫通孔 １８ スルーホール ２０ リードピン ２５ 導電性物質 ２７ 金属層 ３０ 点火薬 ５０ 樹脂プラグ ５１ 収容部 ５２ 薬室 ５３ 開口 ５４ 嵌合部 ６０ 静電気放電端子 ７０ キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国井 仁志 福島県西白河郡西郷村大字長坂字土生２の １ 日本工機株式会社内 (72)発明者 森 弘行 福島県西白河郡西郷村大字長坂字土生２の １ 日本工機株式会社内 (72)発明者 向田 祐二 福島県西白河郡西郷村大字長坂字土生２の １ 日本工機株式会社内 (72)発明者 植田 義明 滋賀県蒲生郡蒲生町川合10番地の１ 京セ ラ株式会社滋賀工場内 (72)発明者 上山 恒志郎 宮城県仙台市青葉区大町２丁目２番10号住 友生命青葉通ビル10階 京セラ株式会社東 北営業所内 Ｆターム(参考） 3D054 DD22 DD23 DD28 EE48 FF02 FF13 FF16 FF17 FF18

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板とセンサからの発火電流
   により発熱する発熱体と前記セラミック基板に固定され
   たリードピンとから成るヘッダ組立体と、 前記発熱体の発熱により発火し高温のガスおよび熱粒子
   を発生する点火薬と、 この点火薬の収容部を有するとともに前記ヘッダ組立体
   を埋め込む樹脂プラグと、 前記収容部に填薬された前記点火薬を密封するキャップ
   とを備え、 前記収容部は、前記点火薬を直接填薬する薬室と、この
   薬室の開口側に位置する前記キャップの嵌合部とを一体
   的に設けて成ることを特徴とするイグナイタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のイグナイタにおいて、 前記セラミック基板は、端部に静電気放電端子を有する
   ことを特徴とするイグナイタ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のイグナイタにおいて、 前記静電気放電端子は、前記セラミック基板の端部と前
   記樹脂プラグの外周面との間で前記樹脂プラグの肉厚が
   極小となる部分に形成されていることを特徴とするイグ
   ナイタ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のイグナイタにおいて、 前記ヘッダ組立体は、 導電性物質を埋設したセラミック基板と、 このセラミック基板のー主面に設けられた発熱体と、 前記セラミック基板の他主面に設けられたリードピンと
   から成り、 前記発熱体と前記リードピンとを、前記セラミック基板
   に埋設した導電性物質を介して電気的に接続しているこ
   とを特徴とするイグナイタ。
5. 【請求項５】 請求項１または４記載のイグナイタにお
   いて、 前記セラミック基板は、厚みが０．５〜２．５ｍｍの範
   囲でアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）含有量が８５重量％以上、熱
   伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とするイ
   グナイタ。
6. 【請求項６】 請求項１または４記載のイグナイタにお
   いて、 前記セラミック基板は、両主面間を貫通するスルーホー
   ルに前記導電性物質を充填していることを特徴とするイ
   グナイタ。
7. 【請求項７】 請求項６記載のイグナイタにおいて、 前記導電性物質は、タングステンであることを特徴とす
   るイグナイタ。
8. 【請求項８】 請求項１または４記載のイグナイタにお
   いて、 前記セラミック基板は、ー主面に発熱体を電気的に接続
   するための金属層を有し、この金属層は前記セラミック
   基板の中心点を通る一定間隙の抵抗値調整帯を有するこ
   とを特徴とするイグナイタ。
9. 【請求項９】 請求項８記載のイグナイタにおいて、 前記金属層は、セラミック基板に被着されたタングステ
   ンメタライズから成る第１層と、この第１層上に被着さ
   れたニッケルメッキから成る第２層と、この第２層上に
   被着された金メッキから成る第３層とから成るととも
   に、全体の厚みが３０μｍ以下であることを特徴とする
   イグナイタ。
10. 【請求項１０】 請求項１または４記載のイグナイタに
    おいて、 前記セラミック基板は、両主面間を貫通する複数の貫通
    孔を設けていることを特徴とするイグナイタ。
11. 【請求項１１】 請求項１または４記載のイグナイタに
    おいて、 前記セラミック基板は、他主面の２箇所に金属層を設
    け、各金属層にリードピンを固定してあり、各リードピ
    ンが前記セラミック基板を貫通していないことを特徴と
    するイグナイタ。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のイグナイタにおい
    て、 前記リードピンは、一端につば部を有するつば付きピン
    であり、そのつば部側の端面と前記金属層とを突き合わ
    せてろう付けすることにより前記金属層に電気的に接続
    され、固定されていることを特徴とするイグナイタ。
13. 【請求項１３】 請求項１または４記載のイグナイタに
    おいて、 前記発熱体は、ニクロム線または薄膜抵抗体であること
    を特徴とするイグナイタ。
14. 【請求項１４】 請求項１または４記載のイグナイタに
    おいて、 前記樹脂プラグは、前記ヘッダ組立体を埋め込むととも
    に、前記点火薬を填薬する薬室と前記キャップの嵌合部
    とを射出成形により一体的に成形して成ることを特徴と
    するイグナイタ。
15. 【請求項１５】 請求項１または４記載のイグナイタに
    おいて、 前記キャップおよび前記樹脂プラグは、ポリフタルアミ
    ド樹脂またはポリアミド樹脂から成ることを特徴とする
    イグナイタ。
16. 【請求項１６】 請求項１または４記載のイグナイタに
    おいて、 前記キャップは、超音波溶着によって樹脂プラグの嵌合
    部に固着されていることを特徴とするイグナイタ。
17. 【請求項１７】 導電性物質を埋設したセラミック基板
    と、 このセラミック基板のー主面に設けられた発熱体と、 前記セラミック基板の他主面に設けられたリードピンと
    から成り、 前記発熱体と前記リードピンとを、前記セラミック基板
    に埋設した導電性物質を介して電気的に接続しているこ
    とを特徴とするヘッダ組立体。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記セラミック基板は、厚みが０．５〜２．５ｍｍ、ア
    ルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）含有量が８５重量％以上、熱伝導率
    が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とするヘッダ組
    立体。
19. 【請求項１９】 請求項１７記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記セラミック基板は、両主面を貫通するスルーホール
    に前記導電性物質を充填していることを特徴とするヘッ
    ダ組立体。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記導電性物質は、タングステンであることを特徴とす
    るヘッダ組立体。
21. 【請求項２１】 請求項１７記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記セラミック基板は、一主面に発熱体を電気的に接続
    するための金属層を有し、この金属層は前記セラミック
    基板の中心点を通る一定間隙の抵抗値調整帯を有するこ
    とを特徴とするヘッダ組立体。
22. 【請求項２２】 請求項２１記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記金属層は、セラミック基板に被着されたタングステ
    ンメタライズから成る第１層と、この第１層上に被着さ
    れたニッケルメッキから成る第２層と、この第２層上に
    被着された金メッキから成る第３層とから成るととも
    に、全体の厚みが３０μｍ以下であることを特徴とする
    ヘッダ組立体。
23. 【請求項２３】 請求項１７記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記セラミック基板は、両主面間を貫通する複数の貫通
    孔を設けていることを特徴とするヘッダ組立体。
24. 【請求項２４】 請求項１７記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記セラミック基板は、他主面の２箇所に金属層を設
    け、各金属層にリードピンを固定してあり、各リードピ
    ンが前記セラミック基板を貫通していないことを特徴と
    するヘッダ組立体。
25. 【請求項２５】 請求項１７記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記リードピンは、一端につば部を有するつば付きピン
    であり、そのつば部側の端面と前記金属層とを突き合わ
    せてろう付けすることにより前記金属層に電気的に接続
    され、固定されていることを特徴とするヘッダ組立体。
26. 【請求項２６】 請求項１７記載のヘッダ組立体におい
    て、 前記発熱体は、ニクロム線または薄膜抵抗体であること
    を特徴とするヘッダ組立体。