專利名稱:氣體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于汽車的安全帶預張緊器等的氣體發(fā)生器，特別是切實防止高溫狀態(tài)下的氣體發(fā)生器的點火器的電極銷飛出的氣體發(fā)生器。
技術(shù)背景作為用于保護乘員不受汽車沖撞時產(chǎn)生的沖擊的安全裝置之一，知道有安全帶預張緊器。該安全帶預張緊器，是利用氣體發(fā)生器發(fā)生的大量高溫、高壓氣體使壓力缸動作的。該氣體發(fā)生器的構(gòu)造，因為不是氣囊而是使壓力缸動作，所以發(fā)生氣體量比較少，并且不介入過濾器或冷卻介質(zhì)，而是將高溫且高壓的氣體朝壓力缸直接噴射。通常，這樣的氣體發(fā)生器，由點火器、第1杯形罩、底托等構(gòu)成，其中，點火器收納有利用通電而起火的著火藥，第1杯形罩收納有氣體發(fā)生劑，底托固定點火器及第1杯形罩。
過去的安全帶預張緊器用氣體發(fā)生器的一例如圖3所示。圖3的氣體發(fā)生器108，由氣體發(fā)生劑106、點火器104、第1杯形罩102、底托101、O形環(huán)105、短路夾107構(gòu)成，其中，氣體發(fā)生劑106通過著火發(fā)生大量的氣體，點火器104收納有利用通電起火的著火藥，第1杯形罩102收納有氣體發(fā)生劑，底托101分別將點火器104及第1杯形罩102固定在中心且將氣體發(fā)生劑106及圖5所示的點火器104封在其與第1杯形罩102的內(nèi)側(cè)，O形環(huán)105配置在點火器104與底托101的間隙內(nèi)而防止水分從點火器104與底托101的間隙浸入，短路夾107用于預先使從點火器104上立設的2根電極銷11、12短路。又，在第1杯形罩102與底托101之間的間隙內(nèi)，為了防止水分浸入而涂敷未圖示的密封劑。
又，點火器104，如圖5所示，具有收納著火藥D的第2杯形罩E、插入而嵌在第2杯形罩E內(nèi)且封住著火藥D的塞栓B、由貫通塞栓B內(nèi)的2根金屬棒材構(gòu)成的電極銷11、12。各電極銷11、12向第2杯形罩E內(nèi)突出，其前端利用電橋線F電連接。電橋線F被接在著火藥D上的點火球C覆蓋。塞栓B，為了保證各電極銷11、12間的電橋線部以外的絕緣而利用樹脂形成。
點火器104，如圖3所示，點火器104的錐形部109接在底托101的錐形部110上被保持，而點火器104的塞栓B的底部111，成為露出在外部的狀態(tài)[參照圖4(a)]。而利用樹脂形成的塞栓B，在高溫狀態(tài)下的著火時，往往由于其熱而軟化。因此，設置在塞栓B內(nèi)的電極銷11、12，可能在塞栓B軟化而保持強度下降時與塞栓B一同飛出。
本發(fā)明的目的，在于提供氣體發(fā)生器的點火器上立設的電極銷即使在高溫狀態(tài)下的著火時也不會飛出的安全性高的氣體發(fā)生器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前述課題的本發(fā)明的氣體發(fā)生器，是具有第1杯形罩、點火器、點火器外殼、底托的氣體發(fā)生器，其中，第1杯形罩填充有利用燃燒發(fā)生氣體的氣體發(fā)生劑，點火器配置在前述第1杯形罩的內(nèi)側(cè)且具有收納著火藥的第2杯形罩，點火器外殼覆蓋前述第2杯形罩且具有導火孔，底托鉚接地保持前述點火器外殼與前述第2杯形罩，其特征在于前述底托具有分別單獨穿過前述點火器的電極銷的各電極銷的孔。因為在底托上設計可分別單獨穿過點火器的電極銷的各電極銷的孔，所以，即使形成點火器的樹脂制的塞栓在高溫狀態(tài)下的著火時軟化的情況下，例如即使由于輸送時等某些原因使點火器著火的情況下，都可防止點火器上設置的電極銷與塞栓一同飛出，即使在高溫狀態(tài)下也可確保安全性。
又，通過將前述孔的面積設計為前述電極銷的截面積的2～10倍，即使在底托上使用金屬也可防止各電極銷之間的短路，并且，即使形成點火器的樹脂制的塞栓在高溫狀態(tài)下的著火而軟化，也可利用該孔防止電極銷向底托外飛出。
又，點火器，具有收納著火藥的第2杯形罩、插入而嵌在前述第2杯形罩內(nèi)且封住前述著火藥的塞栓、由貫通前述塞栓內(nèi)而突出的2根金屬棒材構(gòu)成的電極銷，其特征在于前述各電極銷的從前述塞栓突出的各根部，被與前述塞栓一體成形的突出部覆蓋，該突出部插入前述孔。這樣，在將各電極銷分別單獨插入孔的情況下，該突出部與各孔嵌合，可減小塞栓的晃動，并且可確保各電極銷與底托間的絕緣。
又，底托是鋁、鐵、不銹鋼等金屬制的。因為底托是金屬制，所以與樹脂等相比耐熱性強，在高溫狀態(tài)下的著火時，可切實防止塞栓與電極銷一同向底托外飛出。
又，本發(fā)明的底托具有用于插入并鉚接點火器的塞栓的錐形部、用于鉚接前述點火器的塞栓的突起、用于鉚接前述第1杯形罩的突起、前述錐形部的底部，在該底部上具有分別穿過前述點火器的前述電極銷的前述孔。因為是在錐形部的底部具有分別穿過電極銷的各孔的底托，所以在高溫狀態(tài)下著火時，可切實防止塞栓與電極銷一同向底托外飛出。



圖1是本發(fā)明的氣體發(fā)生器的實施形式例的一例的概要剖視圖。
圖2(a)是表示圖1所示的氣體發(fā)生器的A-A線剖面的剖視圖。
圖2(b)是從下部方向看到的圖1中使用的本發(fā)明的底托的外觀圖。
圖2(c)是表示圖2(b)所示的底托的B-B線剖面的剖視圖。
圖3是過去的氣體發(fā)生器的概要剖視圖。
圖4(a)是表示圖3所示的氣體發(fā)生器的A-A線剖面的剖視圖。
圖4(b)是從下部方向看到的圖3中使用的過去的底托的外觀圖。
圖5是表示氣體發(fā)生器上使用的眾所周知的點火器的概要剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的點火器的外觀圖。
圖7是匯總實施例的加熱試驗的結(jié)果的表。
具體實施方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的氣體發(fā)生器的實施形式的一例。
在圖1中，氣體發(fā)生器1，由第1杯形罩3、點火器5、點火器外殼7、底托6構(gòu)成，其中，第1杯形罩3填充有利用燃燒而發(fā)生氣體的氣體發(fā)生劑2，點火器5配置在該第1杯形罩3的內(nèi)側(cè)且具有收納著火藥的第2杯形罩E，點火器外殼7覆蓋第2杯形罩E并具有導火孔20，底托6利用突起9來鉚接地保持點火器外殼7與第2杯形罩E。
底托6優(yōu)選地利用鋁、鐵、不銹鋼等金屬材料形成。在圖1、圖2(b)及圖2(c)中，底托6具有用于插入并嵌在點火器5的塞栓B中的形成盤狀的錐形部8、用于鉚接點火器5的塞栓B的突起9、用于鉚接第1杯形罩3的突起10、錐形部8的底部81。塞栓B的材料，包括例如聚對苯二甲酸丁二醇脂、聚對苯二甲酸乙二脂、耐綸6、耐綸66等。又，在底托6上，在形成盤狀的錐形部8的底部81上形成孔13、14，用于穿過從點火器5立設的電極銷11、12。設置在點火器5的塞栓B上的2根電極銷11、12從該孔13、14延伸到外部。電極銷11、12的材質(zhì)，優(yōu)選地是含鎳的合金、鐵、不銹鋼。而且，在塞栓B的底部16，覆蓋這些電極銷11、12的根部地一體成形有突出部19、18。又，塞栓B的底部16，如圖2(a)所示，被底托6的錐形部8的底部81覆蓋。這樣，在高溫狀態(tài)的點火時，即使塞栓B軟化時，也可利用該底托6上設置的具有孔13、14的部分(底部81)防止電極銷11、12與塞栓B一同飛出到外部。另外，該孔13、14的面積，優(yōu)選地在大于穿過該孔13、14的電極銷11、12的截面積的1倍且10倍以下的范圍內(nèi)，更好的是2倍～10倍的范圍，特別理想的是2倍～7倍的范圍。又，雖然也可在孔13、14以外有1個或2個以上的孔，但只設孔13、14有利于降低制造成本。
又，在底托6上，保持點火器5的塞栓B時，在與點火器5的塞栓B之間配置O形環(huán)等密封部件15，以達到點火器5與底托6之間的防水。作為密封部件15的材質(zhì)，沒有特別的限制，但優(yōu)選地是腈、硅、乙烯·丙烯橡膠等難以透過水分的材料。這些密封部件，優(yōu)選地沿底托與點火器的整個接合部進行設置。
氣體發(fā)生劑2，不介入過濾器或/及冷卻介質(zhì)地以直接接觸第1杯形罩3的內(nèi)周的狀態(tài)填充。在此，能夠使用的氣體發(fā)生劑，優(yōu)選地是含有含氮有機化合物作為燃料成分、無機化合物作為氧化劑成分、及至少1種以上添加劑的氣體發(fā)生劑。作為燃料成分，有從氨基四唑、硝酸胍、硝基胍構(gòu)成的族中選出的至少1種以上。作為氧化劑成分，有從硝酸鍶、硝酸銨、硝酸鉀、高氯酸銨、高氯酸鉀構(gòu)成的族中選出的至少1種以上。作為添加物，有作為自燃性催化劑的三氧化鉬。又，作為其它可添加在氣體發(fā)生劑中的添加物，有粘合劑等，作為粘合劑，有從愈瘡樹膠、甲基纖維素、羧甲基纖維素、水溶性纖維素醚、聚乙二醇構(gòu)成的族中選出的至少一種以上。作為合適的氣體發(fā)生劑，是含有5-氨基四唑及硝酸胍作為燃料成分、硝酸鍶及高氯酸銨作為氧化劑成分、三氧化鉬作為自燃性催化劑、愈瘡膠作為粘合劑的氣體發(fā)生劑。更好些，是含有10～30％質(zhì)量的5-氨基四唑及15～35％質(zhì)量的硝酸胍作為燃料成分、10～30％質(zhì)量的硝酸鍶及15～35％質(zhì)量的高氯酸銨作為氧化劑成分、1～10％質(zhì)量的三氧化鉬作為自燃性催化劑、1～10％質(zhì)量的愈瘡膠作為粘合劑的氣體發(fā)生劑。本發(fā)明中使用的氣體發(fā)生劑，因為設計為可填充在安全帶預張緊器中的形式，所以，可形成例如希望的形狀的成形體。該成形體的形狀沒有特別的限制，對于氣體發(fā)生劑，可對應(a)0.25％～5％陽離子性粘合劑、(b)0.25％～5％陰離子性粘合劑、(c)燃料、(d)氧化劑、(e)燃料調(diào)節(jié)劑等的種類添加水或有機溶劑并混合均勻后，混合并擠壓成形，將其截斷而做成圓柱狀的成形體，或使用打錠機等做成顆粒狀的成形體。
第1杯形罩3，具有大直徑的圓筒部3a、2面寬部3b，做成從底側(cè)擴徑成1臺階的實質(zhì)上有底圓筒形狀。在該第1杯形罩3的底部設計多條線狀的切口3c。收納在第1杯形罩3內(nèi)的氣體發(fā)生劑2燃燒時，該切口3c斷裂，氣體直接釋放到未圖示的安全帶預張緊器。在第1杯形罩3的開口端形成向徑向外側(cè)延伸的凸緣部位3d，利用底托6上設置的突起10的鉚接而安裝在底托6上。作為第1杯形罩3的材料，例如有不銹鋼、鐵、鋁等金屬材料。
點火器5，如圖6所示，包含著火藥D、填充著火藥D的第2杯形罩E、為了接通用于使著火藥D起火的電源而立設的2根電極銷11、12、塞栓B。第2杯形罩E，通?？捎脽崴苄詷渲瑯?gòu)成。各電極銷11、12在第2杯形罩E內(nèi)突出，其前端利用電橋線F電連接。電橋線F被與著火藥D相接的點火球C覆蓋。塞栓B，為了保證各電極銷11、12之間的電橋線部以外的絕緣而用樹脂形成。而且，本實施形式例的點火器5，如圖6所示，覆蓋從塞栓B突出的電極銷11、12的各根部地一體成形有突出部19、18。突出部19、18，比孔13、14的直徑小，并且與塞栓B采用同樣材料，與塞栓B一體成形。這樣，確保電極銷11、12與底托6之間的絕緣。
又，在點火器5上，安裝短路夾17，用于預先使圖1所示的2根電極銷11、12短路。該短路夾17，用于防止因靜電等引起的誤操作。
點火器外殼7，覆蓋點火器5的第2杯形罩E及點火器5的塞栓B的前端部地形成杯狀。而且，其開口端形成沿著塞栓B的前端部向徑向斜外方擴張的凸緣部位7a，從而鉚接在底托6的突起9上。而且，利用在該凸緣部位7a上彎折地鉚接的底托6的鉚接突起9，點火器外殼7與點火器5的塞栓B一同被安裝在底托6上。又，點火器5的第2杯形罩E，因為被該點火器外殼7覆蓋表面，所以，束縛力增強，點火器5內(nèi)部的著火藥起火燃燒時，在點火器5內(nèi)部的壓力增高前第2杯形罩E不會斷裂，著火藥在高壓下燃燒。其結(jié)果，燃燒速度比過去大，消除了氣體發(fā)生器1的著火延遲。
點火器外殼7，利用例如鐵、鋁、不銹鋼等金屬材料、或PBT(聚對苯二甲酸丁二醇脂)、PET(聚對苯二甲酸乙二脂)、PA6(耐綸6)、PA66(耐綸66)、PPS(聚苯硫醚)、PPO(聚苯醚)、氟化樹脂等樹脂等形成。而且，在與氣體發(fā)生劑2相接的面上，形成貫通點火器外殼7的導火孔20。該導火孔20，從使點火器5的高溫的氣體、粒子向氣體發(fā)生劑2方向集中，并且防止第2杯形罩E馬上斷裂的觀點出發(fā)，優(yōu)選地設置在點火器外殼7的覆蓋第2杯形罩E的有底圓筒部的底部上。該導火孔20，雖然優(yōu)選地這樣設置在覆蓋點火器外殼7的有底圓筒部的底部上，但也可設置在圓筒部的筒部上。另外，點火器外殼7沒必要利用單一的部件形成，可組合幾個部件作為點火器外殼7，但從減少部件數(shù)量的觀點出發(fā)優(yōu)選地利用單一的部件構(gòu)成。又，最好是網(wǎng)眼狀。
又，點火器外殼7的內(nèi)表面形狀，作為沿著點火器5的第2杯形罩E的外表面形狀的形狀，優(yōu)選地使點火器5的第2杯形罩E與點火器外殼7之間實質(zhì)上緊密接觸。第2杯形罩E與點火器外殼7之間的間隙優(yōu)選地在1mm以下，更好的是在0.2mm以下。
利用這樣的構(gòu)造，可防止水分浸入氣體發(fā)生劑2。又，點火器外殼7配置成覆蓋點火器5的第2杯形罩E的形式，并且，因為在氣體發(fā)生劑2方向加工導火孔20，所以，點火器5的能量向氣體發(fā)生劑2方向集中。又，因為點火器5的第2杯形罩E被點火器外殼7覆蓋所以束縛力增強。因此，點火器5內(nèi)部的著火藥D起火燃燒時，在點火器5內(nèi)部的壓力增高前第2杯形罩E不會斷裂，著火藥在高壓下燃燒。其結(jié)果，燃燒速度比過去大，消除了氣體發(fā)生器1的著火延遲。另一方面，因為第2杯形罩E的強度增高，高溫狀態(tài)下著火時，在塞栓B軟化之際，電極銷11、12，受到與塞栓B一同飛出到外部的力作用。但是，底托6上覆蓋塞栓B的底部16，與過去的點火器的構(gòu)造[參照圖3及圖4(a)、(b)]相比，面對塞栓B的底部16的孔的面積變小，樹脂的剪切面積變小，所以可預防電極銷11、12與塞栓B一同飛出。另外，在本實施形式例中雖然展示的是電極銷11、12在塞栓B的內(nèi)部彎曲的形式，但對于本發(fā)明的氣體發(fā)生器的點火器上使用的電極銷，根據(jù)電極銷的材質(zhì)、銷的直徑而有時也可使用筆直的銷。即使在這時，如前述那樣，在塞栓B的底部16上，因為面對塞栓B的底部16的孔的面積變小，樹脂的剪切面積變小，所以認為可預防電極銷11、12的飛出。
這樣構(gòu)成的氣體發(fā)生器1，可按照以下的順序制造。首先，在底托6的孔13、14內(nèi)穿過點火器5的電極銷11、12，使點火器5隔著密封部件15埋入底托6的錐形部8地安裝。然后，覆蓋點火器5的表面地安裝形成有導火孔20的點火器外殼7，通過鉚接鉚接突起9，將點火器5和點火器外殼7一體安裝在底托6上。然后，在安裝有點火器5和點火器外殼7的底托6上，嵌合填充有氣體發(fā)生劑2的第1杯形罩3，并利用鉚接突起10鉚接固定。
下面，對氣體發(fā)生器1的動作進行說明。當未圖示的沖撞傳感器感知汽車的沖撞時，立設在圖6所示的點火器5上的電極銷11、12通電。然后，點火器5內(nèi)的電橋線F發(fā)熱，點火球C起火。接著，由于點火球C的起火，著火藥D起火、燃燒。隨著著火藥D的燃燒，點火器5的內(nèi)部變成高溫高壓。但是，點火器5的第2杯形罩E，如圖1所示被點火器外殼7覆蓋而被加強，所以防止在著火藥D充分燃燒前點火器5膨脹而斷裂。又，此時，利用底托6，也防止這些電極銷11、12高溫時向外部飛出。
因為著火藥D上使用的火藥類等壓力越高燃燒速度越快，所以，結(jié)果與沒有覆蓋點火器外殼7的情況相比很快發(fā)生點火器5的斷裂。燃燒進一步進行而變成高溫高壓的氣體或粒子向點火器外殼7放出。即，由于燃燒使得點火器外殼7內(nèi)部更加變成高溫高壓。此時，通過點火器外殼7的導火孔20向第1杯形罩3內(nèi)的氣體發(fā)生劑2一氣噴出高溫高壓的氣體。然后，氣體發(fā)生劑2被點燃。另外，因為點火器外殼7被鉚接固定在底托6上，所以，不會被吹到氣體發(fā)生劑2一側(cè)。
接著，由于氣體發(fā)生劑2的燃燒而在第1杯形罩3內(nèi)發(fā)生的大量的氣體，使第1杯形罩3的內(nèi)壓急速增大，不久使設置在第1杯形罩3的底部的切口3c斷裂，導入到未圖示的安全帶預張緊器中，安全帶預張緊器工作。
以下，利用實施例具體說明本發(fā)明。
(實施例)進行了利用火焰燃燒器加熱圖1所示的構(gòu)造的氣體發(fā)生器的加熱試驗。即，在氣體發(fā)生器上，隔著O形環(huán)將點火器固定在鋁制的底托上，再將填充了氣體發(fā)生劑的鋁制的杯形罩定位并接合地鉚接在底托的凹部。在該加熱試驗中使用圓筒狀的夾具進行，該夾具上部插入丙烷燃燒器及點火器且內(nèi)容積約3.5cc，底部上設置直徑1mm的氣體釋放孔。加熱試驗是將夾具設置在臺子的上方而使氣體釋放孔向下。并且其正下方設置丙烷燃燒器。在此，從丙烷燃燒器火焰口的前端到夾具的底部的距離設為400mm，并且丙烷燃燒器的火焰的高度根據(jù)目測設定為600mm。又，加熱試驗利用丙烷燃燒器進行加熱，直到氣體發(fā)生劑著火且產(chǎn)生氣體的狀態(tài)。因為此時一般情況下都發(fā)出爆燃聲，所以可確認著火。以下展示本加熱試驗中使用的點火器的規(guī)格與其結(jié)果。所謂底托應對品，是在底托上針對各銷一對一地設置孔，該孔直徑2.3mm，用于穿過直徑1mm的電極銷。另外，樣品按規(guī)格各準備3個進行了試驗。
(比較例)為了比較，使用了電極銷從底托部分直接突出的過去使用的氣體發(fā)生器。
圖7是匯總了加熱試驗的結(jié)果的表。
如圖7所示，作為過去產(chǎn)品的比較例的裝置在無煙火藥量950mg時發(fā)生電極銷的飛散，但實施例中的形式無煙火藥量到了1700mg也沒有產(chǎn)生包含電極銷的飛散物。據(jù)此，表明本實施例的氣體發(fā)生器與過去產(chǎn)品的氣體發(fā)生器相比，作為防止隨著加熱試驗的點火器的塞栓部分的樹脂軟化而產(chǎn)生飛散物的對策是有效的。
工業(yè)實用性本發(fā)明的氣體發(fā)生器，在底托上形成孔，用于穿過點火器上設置的電極銷，并覆蓋點火器的樹脂制的塞拴的底部。因此，即使點火器在高溫狀態(tài)下點火，也可防止電極銷與塞栓一同向外部飛出，即使在高溫狀態(tài)下，也可確保安全性。
權(quán)利要求
1.一種氣體發(fā)生器，是具有第1杯形罩(3)、點火器(5)、點火器外殼(7)、底托(6)的氣體發(fā)生器(1)，其中，第1杯形罩(3)填充有利用燃燒而發(fā)生氣體的氣體發(fā)生劑(2)，點火器(5)配置在前述第1杯形罩(3)的內(nèi)側(cè)且具有收納著火藥(D)的第2杯形罩(E)，點火器外殼(7)覆蓋前述第2杯形罩(E)并具有導火孔(20)，底托(6)鉚接地保持前述點火器外殼(7)與前述第2杯形罩(E)，其特征在于前述底托(6)具有分別單獨穿過前述點火器(5)的電極銷(11、12)的各電極銷(11、12)的孔(13、14)。
2.如權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于前述孔(13、14)的面積是前述電極銷(11、12)的截面積的2～10倍。
3.如權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于前述點火器(5)，具有收納著火藥(D)的第2杯形罩(E)、插入而嵌在前述第2杯形罩(E)內(nèi)且封住前述著火藥(D)的塞栓(B)、由貫通前述塞栓(B)內(nèi)而突出的2根金屬棒材構(gòu)成的電極銷(11、12)，前述各電極銷(11、12)的從塞栓(B)突出的各根部被與前述塞栓(B)一體成形的突出部(19、18)覆蓋，該突出部(19、18)插入前述孔(13、14)。
4.如權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于前述底托是金屬制的。
5.一種底托，具有用于插入并鉚接點火器(5)的塞栓(B)的錐形部(8)、用于鉚接點火器(5)的塞栓(B)的突起(9)、用于鉚接第1杯形罩(3)的突起(10)、錐形部(8)的底部(81)，在該底部(81)上具有分別穿過點火器(5)的電極銷(11、12)的孔(13、14)。
專利摘要
本發(fā)明是具有第1杯形罩(3)、點火器(5)、點火器外殼(7)、底托(6)的氣體發(fā)生器(1)，其中，第1杯形罩(3)填充有利用燃燒而發(fā)生氣體的氣體發(fā)生劑(2)，點火器(5)配置在第1杯形罩(3)的內(nèi)側(cè)且具有收納著火藥的第2杯形罩(E)，點火器外殼(7)覆蓋第2杯形罩(E)且具有導火孔(20)，底托(6)鉚接地保持點火器外殼(7)與第2杯形罩(E)，其特征在于底托(6)具有分別單獨穿過點火器(5)的電極銷(11、12)的各電極銷(11、12)的孔(13、14)。
文檔編號F42B3/12GKCN1668494SQ03817078
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月18日
發(fā)明者圓山淳也, 栗田和昌, 田中昭彥, 岸野喜行 申請人:日本化藥株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan