(57)【要約】  カップ体と、カップ体カバーと、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により該点火薬を発火させる加熱素子を、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、  該カップ体の外周に、金属製の円筒状またはリング状拘束部材を設け、その周りをカップ体カバーで覆う構造とする。
2008153097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ体と、カップ体カバーと、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により該点火薬を発火させる加熱素子を、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、
該カップ体の外周に、金属製の円筒状またはリング状拘束部材を設け、その周りをカップ体カバーで覆ったことを特徴とするスクイブ。
【請求項２】
カップ体と、カップ体カバーと、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により該点火薬を発火させる加熱素子を、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、
該カップ体カバーの外周に、金属製の円筒状またはリング状拘束部材を設けたことを特徴とするスクイブ。
【請求項３】
前記円筒状拘束部材の円筒頭部が、前記カップ体の頂面から突出していることを特徴とする請求項１または２に記載のスクイブ。
【請求項４】
前記カップ体の頂面から突出した前記円筒状拘束部材の円筒頭部が、内側に絞り込まれていることを特徴とする請求項３に記載のスクイブ。
【請求項５】
前記カップ体の側面を外側に折り返すことによって前記カップ体と前記円筒状拘束部材を一体構造にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のスクイブ。
【請求項６】
前記円筒状拘束部材の下端部に鍔を設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のスクイブ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のスクイブを用いたエアバッグ用ガス発生装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載のスクイブを用いたシートベルトプリテンショナー用ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグ等の自動車の安全装置に使用されるガス発生器等に搭載されるスクイブに関するものである。
また、本発明は、上記のスクイブを搭載したエアバッグ用ガス発生装置およびシートベルトプリテンショナー用ガス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に装着されるエアバッグを膨張させるためのガス発生 器用のスクイブとして、従来から種々の電気式スクイブが開発されている。このスクイブは、通常、外部と電気的に接続するための金属ピンを有し、またこの金属ピンの他端には火薬に点火するための点火具（加熱素子）をそなえている。【０００３】
かような加熱素子としては、架橋ワイヤをはじめとして、蒸着などの半導体技術を用いて製造されたいわゆる半導体ブリッジ（SCB：Semiconductor Bridge）および回路基板に直接抵抗膜をめっき等の技術で形成したいわゆる厚膜ブリッジなど、種々のものが知られている。
特に半導体ブリッジは、数ミクロン程度の膜厚の薄膜ブリッジを利用するので、熱容量を小さくすることができ、また高速応答性を有するという利点がある。【０００４】
ところで、ガス発生器（インフレーター）において、ガスを発生させるには、まずスクイブ内の火薬を発火させ、その熱エネルギーでエンハンサー剤を燃焼させ、その火炎および熱粒子によりガス発生剤を燃焼させて、エアバッグを膨らませるためのガスを発生させる。【０００５】
この一連の燃焼工程をスムーズに行うためには、まずスクイブが点火すべき火薬（エンハンサー剤）への伝火を効率よく安定して行う必要がある。
しかしながら、現行のスクイブは、カップ体が破裂する構造であり、スクイブ作動後はカップ体が花びらのように開くため、スクイブからの火炎を収束させることができなかった。すなわち、スクイブからの火炎に指向性を持たせることができなかった。【０００６】
この問題を解決するものとして、カップ体内にチャージホルダーと呼ばれる円筒部材を装填し、スクイブからの火炎に指向性を持たせたスクイブが知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−３５４００号公報
【０００７】
しかしながら、このタイプのスクイブは、円筒部材がカップ体内に装填されていて、カップ体内の空間のかなりの部分を占有していることから、カップ体内に充填される点火薬の量が少なくなるという欠点がある。
この欠点を解決するために、所定量の点火薬を充填した場合には、スクイブの長さを長くせざるを得ない。しかしながら、インフレータを小型化（薄くまたは短く）する観点からは、スクイブ長さの短いものが求められる。【０００８】
特に最近では、スクイブからエンハンサー剤への伝火をより効果的に行うために、スクイブ内に充填する点火薬の量を増大させる傾向にあるが、特許文献１に記載の構造のスクイブでは、スクイブの高さがますます高くなるという問題があった。【０００９】
また、スクイブが作動し、内部の火薬が発火すると、その圧力によってカップ体頂面に設けたスコアに沿ってカップ体が破裂する。このスコアは、通常、カップ体頂面中心から放射状に設けられているが、カップ体の周辺部さらには側面まで破断が進むと、破断の進行程度によっては、破片が飛散物としてモジュール内部に飛び出すおそれがあった。
この傾向は、発火効率の向上のため、スクイブ内に充填する点火薬の量を増大させた場合に、より顕著になると懸念される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、火炎の指向性を高め、かつカップ体の破裂に伴う飛散物の発生を抑制し、さらには点火薬の充填量を増大させた場合であってもさほどのスクイブ長の増大を招くことのないスクイブを提案することを目的とする。
また、本発明は、かかるスクイブを搭載したエアバッグ用ガス発生装置およびシートベルトプリテンショナー用ガス発生装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、カップ体の破裂を拘束するための金属製の円筒状またはリング状拘束部材を、カップ体の外周に設けることにより、火炎の指向性の向上はもとより、カップ体の破裂に伴う飛散物を効果的に防止でき、さらには点火薬の充填量の増大に伴うスクイブ長さの増大も効果的に抑制できることの知見を得た。
本発明は上記の知見に立脚するものである。【００１２】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．カップ体と、カップ体カバーと、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により該点火薬を発火させる加熱素子を、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、
該カップ体の外周に、金属製の円筒状またはリング状拘束部材を設け、その周りをカップ体カバーで覆ったことを特徴とするスクイブ。【００１３】
２．カップ体と、カップ体カバーと、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により該点火薬を発火させる加熱素子を、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、
該カップ体カバーの外周に、金属製の円筒状またはリング状拘束部材を設けたことを特徴とするスクイブ。【００１４】
３．前記円筒状拘束部材の円筒頭部が、前記カップ体の頂面から突出していることを特徴とする上記１または２に記載のスクイブ。【００１５】
４．前記カップ体の頂面から突出した前記円筒状拘束部材の円筒頭部が、内側に絞り込まれていることを特徴とする上記３に記載のスクイブ。【００１６】
５．前記カップ体の側面を外側に折り返すことによって前記カップ体と前記円筒状拘束部材を一体構造にしたことを特徴とする上記１または２に記載のスクイブ。【００１７】
６．前記円筒状拘束部材の下端部に鍔を設けたことを特徴とする上記１ないし５のいずれかに記載のスクイブ。【００１８】
７．上記１ないし６のいずれかに記載のスクイブを用いたエアバッグ用ガス発生装置。【００１９】
８．上記１ないし６のいずれかに記載のスクイブを用いたシートベルトプリテンショナー用ガス発生装置。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に従うスクイブの一例を示す断面図である。
【図２】従来のスクイブおよび本発明に従うスクイブの作動後の状態を比較して示した図である。
【図３】本発明に従うスクイブの別例を示す断面図と作動後の状態を示した図である。
【図４】本発明に従うスクイブの別例を示す断面図である。
【図５】本発明に従うスクイブの別例を示す断面図である。
【図６】本発明に従うスクイブの別例を示す断面図である。
【図７】本発明に従うスクイブの別例を示す断面図である。
【図８】本発明に従うスクイブの別例を示す断面図である。
【図９】本発明に従うスクイブの別例を示す断面図である。
【図１０】エアバッグ用ガス発生装置の概念図である。
【図１１】シートベルトプリテンショナー用ガス発生装置の概念図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  カップ体
２  カップ体カバー
３  加熱素子
４  塞栓
５  電極ピン
６  ガラス封止
７，７-1  円筒状拘束部材
７-2  リング状拘束部材
８  点火薬
９  モールド
10  花びら
11  鍔
21  エアバッグ用ガス発生装置
22  スクイブ
23  エンハンサー剤
24  ガス発生剤
25  フィルター
26  外郭容器
27  孔
31  シートベルトプリテンショナー用ガス発生装置（マイクロガスジェネレータ）
32  スクイブ
33  ガス発生剤
34  基台（ホルダー）
35  カップ体
36  溶接部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体的に説明する。
図１に、本発明に従うスクイブの一例を断面で示す。
図中、番号１はカップ体、２はカップ体カバー、３は加熱素子、４は塞栓であり、この塞栓４には、外部と電気的に接続するための電極ピン５がガラス封止６によって固定されている。このようにガラス封止６によって電極ピン５を固定することにより、高い気密性を保ちながら電気的絶縁を確保することができる。また、電極ピン５は、スクイブの内部で加熱素子３と接続していて、外部からの電流を加熱素子３に伝達する。
なお、塞栓４とカップ体１は、例えばカップ体１と塞栓４の境界部をレーザー溶接等の手段で一体化し、番号３６で示す溶接部を形成することで、カップ体内部を高い気密性の下で密閉することが有利である。【００２３】
そして、７が金属製の円筒状の拘束部材であり、この拘束部材７はカップ体１の外周に配置され、その周りをカップ体カバー２で覆った構造になっている。
また、８は点火薬、９はカップ体１と塞栓４の接合部分を覆って固定するモールドである。【００２４】
図１に示した構造とすることにより、本発明で所期した、火炎の指向性を向上させ得ると共に、カップ体の破裂に伴う飛散物の発生量を低減することができる。
図２（ａ），（ｂ）にそれぞれ、従来のスクイブおよび本発明に従うスクイブの作動後の状態を比較して示す。
図２（ａ）に示したとおり、従来のスクイブでは、カップ体１が破裂した場合、カップ体１（およびカップ体カバー２も同じ）は花びら10のように開くため、スクイブからの火炎が周りに拡がり、その拡散角度は開いた花びら状の開放度θ1にほぼ等しいと考えられ、その角度は90〜110°程度とかなり大きかった。すなわち、火炎を効果的に収束させることができず、その指向性は低いものでしかなかった。【００２５】
これに対し、本発明に従うスクイブでは、カップ体１の外周に円筒状拘束部材７が配置されているので、スクイブを作動させた場合、火炎は円筒状拘束部材７の内周に沿って発散することになるので、火炎の拡散角度θ2は花 びらの開放度で表すと０〜20°程度と、従来のスクイブに比べると小さくなる。すなわち、本発明のスクイブでは、火炎を効果的に収束させることができ、その分火炎の指向性を向上させることができるのである。【００２６】
また、従来のスクイブでは、カップ体の破裂がその周辺部とくに側面まで進んだ場合、破片が飛散物としてモジュール内部に飛び出すおそれがあったが、本発明のスクイブでは、カップ体の外周に円筒状拘束部材が配置されているので、カップ体の破裂はカップ体の頂面だけでその側面には及ばないので、従来のスクイブに比較すると、飛散物の発生は大幅に低減されるのである。【００２７】
上述したとおり、本発明のスクイブでは、火炎の指向性を高め、火炎の熱を一方向に集中させることができる。これを、伝火される側の火薬たとえばエンハンサー剤の側からみると、エンハンサー剤は集中した一点から伝火されることになるので、伝火の効率が向上し、そのため通常スクイブに充填される点火薬の量よりも少ない量で、同じ伝火力を得ることができる。【００２８】
従って、従来と同一の伝火力でよい場合には、点火薬の充填量を低減することができ、その分スクイブを小型化することができる。
また、従来と同量の点火薬を充填した場合には、エンハンサー剤に対する伝火力を向上させることができる。
さらに、点火薬の充填量を従来よりも増大して伝火力の一層の向上を図る場合であっても、カップ内の空間全てを点火薬の充填にあてることができるので、十分な量の点火薬を充填してもスクイブ長さはさほど長くなることはない。
この点、拘束部材をカップの内部に設けたスクイブでは、十分な量の点火薬を充填した場合に、スクイブ長の長大化を余儀なくされることは前述したとおりである。【００２９】
以上、本発明に従うスクイブの、代表的な構造について説明したが、本発明のスクイブはこれだけに限るだけでなく、種々のバリエーションがある。
以下、このバリエーションを図３〜図９に図解しつつ説明する。【００３０】
図３（ａ）は、円筒状拘束部材７-1をカップ体カバー２の外周に設け、かつ該拘束部材７-1の円筒頭部をカップ体カバー２の頂面から突出させた場合である。
図３（ｂ）に作動した状態を図示する。この場合、円筒状拘束部材７-1の長さがより長いので、その分火炎の指向性を一層高めることができる。
この場合、円筒状拘束部材７-1の長さがより長いので、その分火炎の指向性を一層高めることができる。
また、この場合には、カップ体の破裂に伴う飛散物の発生量を一層低減することができる。というのは、カップ体の破裂は、主にカップ体のＲ部で生じるのであるが、円筒状拘束部材７-1の長さがカップ体カバー２の頂面を超えて長いと、カップ体１が破裂してもＲ部が逆側に曲がることがないため、破断するおそれが小さいからである。【００３１】
図４は、カップ体１の外周に、円筒頭部がカップ体１の頂面から突出した円筒状拘束部材７-1を設け、その周りをカップ体カバー２で覆った場合である。
この場合も、図３の場合と同様、円筒状拘束部材７-1の長さがより長いので、その分火炎の指向性を一層向上させることができ、またカップ体１の破裂に伴う飛散物の発生量を一層低減することができる。【００３２】
図５は、図３の場合と同様に、カップ体カバー２の外周に、円筒頭部をカップ体１の頂面から突出させて円筒状拘束部材７-1を設けるが、拘束するカップ体カバー２の側面領域を露出部分だけに限定した場合である。
この場合は、図３の場合と同様、火炎の指向性の向上および飛散物の発生量の低減を達成できるだけでなく、拘束する領域がカップ体カバー２の露出部分だけで済むので、その分材料を節減することができる。また、この場合は、常法に従ってスクイブを製造したのち、カップ体カバー２の外周に円筒状拘束部材７-1を嵌め込むことで完成させることができる。従って、既存のスクイブに適用できるという利点がある。【００３３】
図６は、カップ体１の外周でＲ部近傍のみにリング状拘束部材７-2を配置し、このリング状拘束部材７-2を含めカップ体１の周りをカップ体カバー２で覆った場合である。
図３についての説明で述べたとおり、カップ体の破裂はＲ部で生じ易いので、このＲ部近傍のみを拘束することによっても、カップ体の破裂を効果的に防止することができる。また、拘束部材の素材節減にも寄与する。【００３４】
図７は、図３のように設置した円筒状拘束部材７-1について、その円筒頭部を内側に絞り込んだ構造になるものである。
このように、円筒頭部を内側に絞り込むことにより、火炎の指向性をより一層向上させることができる。また、飛散物の発生量もより一層低減することができる。【００３５】
図８は、カップ体カバー２の頂面から突出させた円筒状拘束部材７-1の円筒頭部を内側に折り曲げ、突出領域の拘束部材を二重構造にしたものである。
かような構造とすることにより、折り曲げた部分の肉厚が折り曲げない場合の２倍となるので、周辺部の強度が増す。円筒状拘束部材が破壊されるのは、周辺部に掛かる応力によって、引き裂かれる様に破断が進む場合が多いので、周辺部を厚くすることで裂け目が入りづらくなり、引き裂き破壊が起こりにくくなるので、円筒状拘束部材７の厚みをより薄くしても十分な強度を得ることができるという利点がある。【００３６】
図９は、カップ体の側面を外側に折り返すことでカップ体と 円筒状拘束部材を一体構造にしたものである。
かような構造とすることにより、カップと円筒状拘束部材が一体化しているため、組立において１工程でカップと円筒状拘束部材をスクイブに組み付けることができるという利点がある。また、カップをヘッダーに溶接する際、同時に円筒状拘束部材も溶接されるため、より強固に円筒状拘束部材を固定することができ、作動時の衝撃や圧力による脱落を確実に防止することができる。【００３７】
また、本発明では、図３や図７，図８に示したように、円筒状拘束部材７-1の下端部に鍔11を設けることが有利である。
円筒状拘束部材の下端部にかような鍔を設けることにより、作動時の衝撃で円筒状拘束部材７-1が鍔11の部分でモールドに引っかっているので作動の衝撃や圧力などで抜け落ちるという危険が減るという利点がある。【００３８】
本発明において、円筒状またはリング状拘束部材の素材としては、金属であれば特に制限はなく種々の材料が使用できるが、鉄およびステンレスなどは特に有利に適合する。また、金属製拘束部材の厚みについては、スクイブの作動によりカップ体の側面が破損しない程度の厚みでよく、好適には0.2〜1.0mm程度である。【００３９】
また、本発明において、点火薬としては、その組成中にジルコニウムを含むものが好適である。その他、水素化チタンやボロン、トリシネートなどを含むものも有利に適合する。 また、カップ体カバーの素材と しては、テフロン（登録商標）、ナイロン等の樹脂が有利に適合する。さらに、本発明において、加熱素子としては、一般的なSCBチップは勿論のこと 、従来公知の加熱素子いずれをも使用することができる。【００４０】
次に、本発明のスクイブを用いたエアバッグ用ガス発生装置について説明する。図10に、エアバッグ用ガス発生装置の概念図を示す。同図に示したとおり、エアバッグ用ガス発生装置21は、その内部にスクイブ22、エンハンサー剤23、ガス発生剤24、フィルター25を有し、外部はガス発生剤24の燃焼圧力に耐え得る外郭容器26からなる。外郭容器26には、発生したガスをエアバッグ側に放出するための孔27が開けられている。
スクイブ22が作動すると、スクイブ22から発生する熱エネルギーでエンハンサー剤23が燃焼し火炎および熱粒子を発生する。この火炎および熱粒子によりガス発生剤24が燃焼し、エアバッグを膨らませるためのガスが発生する。このガスは、エアバッグの外郭容器26に開いた孔27から外部に放出されるが、このときフィルター25を通過させることで燃焼したガス発生剤の残渣が捕集されると同時にガス自身が冷却される。【００４１】
さらに、本発明のスクイブを用いたシートベルトプリテンショナー用ガス発生装置について説明する。
図11に、シートベルトプリテンショナー用ガス発生装置（マイクロガスジェネレータ）の概念図を示す。同図に示したとおり、マイクロガスジェネレータ31は、その内部にスクイブ32とガス発生剤33を有し、スクイブ32はホルダーと呼ばれる基台34に固定されている。さらにガス発生剤33を格納するカップ体35も、ホルダーに例えばカシメによって固定された構造になっている。スクイブ32が作動すると、スクイブ32からの火炎および熱粒子により、カップ体35内のガス発生剤33が燃焼してガスが発生する。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、カップ体の破裂に伴う飛散物の発生を効果的に抑制することができる。すなわち、カップ体の頂面のスコア部から発生した破断は、カップ体が開放されるに従って進行するが、円筒体やリングによって拘束されている部分に達すると、それ以上破断は進行しなくなるので、破片が発生するおそれはなくなる。
特にシートベルトプリテンショナー用マイクロガスジェネレータの場合、スクイブが作動し、ガス発生剤に点火すると、マイクロガスジェネレータのカップが開きガスが発生する。この際、通常はフィルターを持たない構造のため、スクイブから破片がプリテンショナーモジュール内に飛散するおそれがあった。しかしながら、本発明では、拘束部材によりカップ体の開放を制御できるので、カップ体開放部の破断進行が抑制され、破片となって飛散するおそれがないので、より確実にモジュールを作動させることができる。【００４３】
また、本発明によれば、円筒体やリングによりカップ体の側面が破断されずに保持されるので、火炎に指向性を持たせることができ、その結果、火炎の熱を一点に集中させることができる。同時に、確実かつ安定して伝火することができるので、スクイブへの通電からモジュールの作動開始までの時間を短縮かつ安定化させることができる。
また、この現象を、伝火される側の火薬からみると、該火薬は集中した一点から伝火されることになるので、伝火の効率が向上し、そのため通常のスクイブに充填される点火薬の量よりも少ない量で、同じ伝火力を得ることができる。【００４４】
さらに、本発明によれば、カップ体内の空間を十分に点火薬の充填に充てられるため、点火薬の充填量を従来よりも増大して伝火力の一層の向上を図る場合であっても、スクイブの全長を比較的短く抑えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
2008153097.tif 000014
2008153097.tif 000015