JPH08210639A - 火薬点火用発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】抵抗値の精度が高く、歩留まりが良く、製造コ
ストの安い火薬点火用発熱体を提供する。 【構成】火薬点火用発熱体２０は、絶縁体９に、セラミ
ックスからなるベース基板３、ガラスまたはガラスセラ
ミックスからなる熱抵抗層４が積層された絶縁積層体
に、対の電極導体２・７・８・１２・１７・１８が貫通
し、熱抵抗層４の表面または該絶縁積層体の表面に直接
に厚膜抵抗からなる発熱体６を設け対の電極導体２・７
・８・１２・１７・１８を架橋している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種火工品の火薬を点
火するための発熱体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】瞬時に大きな動力を必要とする装置、例
えば自動車用シートベルトやエアバックの駆動源として
ガス発生器が利用されている。ガス発生器はガス発生剤
とそれを燃焼させるための点火用スクイブからなり、点
火用スクイブは火薬と火薬点火用発熱体を内蔵してい
る。

【０００３】図４は従来の火薬点火用発熱体３０を示す
断面図、図５は正面図である。同図に示すように、従来
の火薬点火用発熱体３０は、金属筒１３の内側に充填さ
れた絶縁体１９を２本の電極ピン１４・２４が貫通して
いる。電極ピン１４および２４の先端は絶縁体１９の表
面１６に達しており、夫々の先端を架橋するように発熱
体１１が溶接されている。発熱体１１は、直径数μｍ〜
数十μｍのニクロム線が使用される。電極ピン１４・２
４の他端は不図示の電源に接続されている。また発熱体
１１の代わりに、特開平５−１３３６９９号公報には、
図６に示す厚さ５００〜５０００Åの薄膜の発熱体３１
が使用されることが開示されている。

【０００４】火薬点火用発熱体に要求さる特性は非常に
厳しく、特に点火用スクイブに装填された火薬に所定時
間内で点火できることが重要である。このため、発熱体
１１は安定した抵抗値を保持する必要がある。従来は発
熱体１１の長さを一定にしたり、発熱体３１をレーザー
でトリミングすることにより抵抗値を調整していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
火薬点火用発熱体３０は、発熱体１１を精度よく固定す
ることが難しく抵抗値にばらつきがあり、発熱体１１を
表面１６に溶接する際に表面１６を研磨する必要があり
歩留まりが悪かった。また発熱体３１は薄膜であり、製
造方法が特殊で量産に向くものではなく、歩留まりも悪
かった。このため火薬点火用発熱体３０の特性の向上、
製造コストの低減が望まれていた。

【０００６】本発明は前記の課題を解決するためなされ
たもので、発熱体の抵抗値の精度が高く、歩留まりが良
く、量産性に優れた火薬点火用発熱体を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の火薬点火用発熱体２０は、図１お
よび図２に示すように、絶縁体９に、セラミックスから
なるベース基板３、ガラスまたはガラスセラミックスか
らなる熱抵抗層４が積層された絶縁積層体に、対の電極
導体２・７・８・１２・１７・１８が貫通し、熱抵抗層
４の表面または該絶縁積層体の表面に直接に、厚さ１０
〜３０μｍ程度の厚膜抵抗からなる発熱体６を設け対の
電極導体２・７・８・１２・１７・１８を架橋してい
る。

【０００８】

【作用】本発明の火薬点火用発熱体２０は、図１に示す
ように、ガラスまたはガラスセラミックスからなる熱抵
抗層４が設けられ、発熱体６が中心部のくびれた形状で
あるため（図２参照）、局部的な発熱が前記中心部で起
こり、火薬への点火時間が極めて短くなる。また発熱体
６は厚膜回路基板で一般的に行われているＹＡＧレーザ
ーによってトリミングされているため、任意の目標抵抗
値に対し±１％以下の精度が安定して容易に得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。図
１は本発明を適用する火薬点火用発熱体２０の一実施例
を示す断面図、図２は正面図である。同図に示すよう
に、火薬点火用発熱体２０は、金属筒１の内側に充填さ
れた絶縁体９を２本の電極ピン２・１２が貫通してい
る。絶縁体９にはセラミックスからなるベース基板３、
ガラスまたはガラスセラミックスからなる熱抵抗層４が
積層されている。電極ピン２・１２の先端はベース基板
３に開けられたスルーホール２５・２６に充填された銀
系の導電体７・１７に接続しており、導電体７・１７の
先端は熱抵抗層４に開けられたスルーホール２７・２８
に充填された銀系の導電体８・１８に接続している。導
電体８・１８の先端は熱抵抗層４に固設された端子電極
５・１５に接続され、端子電極５・１５には中心部がく
びれた形状の発熱体６が架橋されている。電極ピン２・
１２の他端は不図示の電源に接続されている。銀系の導
電体７・１７・８・１８をスルーホール２５・２６・２
７・２８に充填することによって回路の配線抵抗を低減
させ、電圧印加時の発熱体６の発熱効率を向上させるこ
とができる。

【００１０】火薬点火用発熱体２０は以下のように製造
される。アルミナからなるベース基板３は、予めスルー
ホール２５・２６がグリーンシート積層の工程で金型に
よって開けられ、このグリーンシートを約１６００℃で
焼成することによって得られる。火薬点火用発熱体２０
に使用されるベース基板３は、一定基板サイズ（例えば
７６．２ｍｍ×７６．２ｍｍ）の中に、多数個取り（約
１００個）することが可能である。ベース基板３に形成
されたスルーホール２５・２６には、厚膜印刷法によっ
て銀または銀−白金等のスルーホール印刷、焼成（約８
５０℃）が施され、その中心部には特願平６−５１３０
６号に記載の充填用ペーストが埋め込まれた後、再度約
８５０℃で焼成される。

【００１１】次にガラスセラミックスからなる熱抵抗層
４を以下のように形成する。このガラスセラミックス
は、アルミナのセラミック粉体とホウケイ酸鉛ガラスを
主成分とするガラスとの混合物に、一定量の溶剤および
樹脂を調合することによって印刷用ペーストとする場合
と、ドクターブレード法によってシート成形される場合
がある。前者の場合では、厚膜スクリーン印刷によって
スルーホールパターンが印刷され、約８５０℃で焼成す
ることによって、ガラスセラミック層が形成される。そ
の後スルーホール２７・２８に、銀系の導電体ペースト
を同様に印刷、焼成を行うことにより導電体８・１８が
充填される。後者の場合では、アルミナのセラミックス
とホウケイ酸鉛ガラスとからなるガラスセラミックスシ
ートを一定の大きさに金型で打ち抜く。このときスルー
ホール２７・２８が同時に打ち抜かれ、厚膜印刷法等に
よってこれらのスルーホール２７・２８に銀系の導電体
８・１８が埋め込まれる。その後熱抵抗層４は、ベース
基板３に熱圧着された後、約８５０℃で焼成することに
よって積層される。

【００１２】さらに、熱抵抗層４の表面に端子電極５・
１５および発熱体６を以下のように形成する。熱抵抗層
４のスルーホール２７・２８に充填された導電体８・１
８の先端部の位置に合わせて、銀−パラジウムからなる
端子電極５・１５を厚膜印刷法で印刷、焼成し、次いで
酸化ルテニウムまたは銀−パラジウムの厚膜抵抗からな
る発熱体６を、端子電極５・１５に部分的に重ねて印刷
し、焼成する。発熱体６は、材料および形状によつて抵
抗値が異なり、低抵抗値（１．５Ω／ｍｍ² 以下）の材
料で、小さい（１．０ｍｍ×１．０ｍｍ以下）ものが望
ましい。具体的には、発熱体６はＹＡＧレーザーによっ
て、抵抗値を調整しながら、中心部がくびれた形状にト
リミングされる。このような形状とすることで局部的な
発熱がくびれ部でおこり、火薬への点火時間を非常に短
くすることが可能となる。

【００１３】図１に示す発熱体６の形状は一つの例であ
り、火薬との接触面積が広い場合やより一層着火特性を
向上させるために局部的加熱部を複数設けることは、一
般的レーザートリミング技術で容易に可能である。

【００１４】最後に、金属筒１に充填させた絶縁体９に
電極ピン２・１２を貫通させ、電極ピン２・１２の各先
端がベース基板３のスルーホール２５・２６に充填され
た導電体７・１７に接続するように取り付けられる。

【００１５】以上のようにして製造された火薬点火用発
熱体２０の他に、比較のため熱抵抗層４がないことを除
き火薬点火用発熱体２０と同様の火薬点火用発熱体を製
造して、夫々点火用スクイブ４２（図３参照）に装着し
た。点火薬にはトリニトロレゾルシン鉛を主成分とした
火薬を充填した。電極ピン２・１２間に１．２Ａの電流
を印加して発熱体６の電気抵抗値および火薬が発火する
までの時間（発火時間）を測定した。また従来の火薬点
火用発熱体３０（図４参照）についても同様の測定をし
た。それらの結果を表１に示す。

【００１６】尚、発火時間の測定装置は、図３に示すよ
うに、点火用スクイブ４２が定電流発生装置４１を介し
て記録装置４０に接続され、火薬の発火を感知する光セ
ンサ４４がアンプ４３を介して記録装置４０に接続され
ており、記録回路４０に発火時間が記録されるようにな
っている。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示したように、本発明の火薬点火用
発熱体２０および熱抵抗層４のない火薬点火用発熱体は
電気抵抗値の精度が、従来の火薬点火用発熱体３０に対
して高かった。しかし熱抵抗層４のない火薬点火用発熱
体は、発火時間が大幅に遅い。すなわち、大きな電流で
しか発火しないことから、電流に対してより安全な火薬
点火用発熱体といえる。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の火
薬点火用発熱体は、電流を流した際の発熱体の抵抗値精
度が高く、発火時間が短い。しかも厚膜であるため、製
造方法が簡便で量産性に優れ、歩留まりが良く、製造コ
ストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する火薬点火用発熱体の一実施例
を示す断面図である。

【図２】本発明を適用する火薬点火用発熱体の一実施例
を示す正面図である。

【図３】発火時間の測定装置の例を示すブロック図であ
る。

【図４】従来の火薬点火用発熱体の例を示す断面図であ
る。

【図５】従来の火薬点火用発熱体の例を示す正面図であ
る。

【図６】従来の火薬点火用発熱体の別の例を示す正面図
である。

【符号の説明】 １・１３は金属筒、２・１２・１４・２４は電極ピン、
３はベース基板、４は熱抵抗層、５・１５は端子電極、
６・１１・３１は発熱体、７・１７・８・１８は導電
体、２５・２６・２７・２８はスルーホール、９・１９
は絶縁体、２０・３０は火薬点火用発熱体、４０は記録
装置、４１は定電流発生装置、４２は点火用スクイブ、
４３はアンプ、４４は光センサである。

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 弘 埼玉県川越市川鶴２−３−４ (72)発明者 後藤 秀志 埼玉県川越市的場2003−３ (72)発明者 荒井 英治 埼玉県川越市笠幡4006−１ ２−304 (72)発明者 渡辺 将史 埼玉県戸田市笹目５−１−14

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体に、セラミックスからなるベース
   基板、ガラスまたはガラスセラミックスからなる熱抵抗
   層が積層された絶縁積層体に、対の電極導体が貫通し、
   該熱抵抗層の表面または該絶縁積層体の表面に直接に厚
   膜抵抗からなる発熱体を設け前記対の電極導体を架橋し
   ていることを特徴とする火薬点火用発熱体。