(57)【要約】【課題】  静電気による誤爆の防止が可能であるとともに、簡易且つ安価に量産できる点火具を得る。【解決手段】  平坦面を備えた接続部２ａ、３ａをそれぞれ有する１対の電極ピン２、３と、電極ピン２、３が貫設されている塞栓４と、電極ピン２、３の接続部２ａ、３ａ間に架設されるコンデンサ１１と、塞栓４に取り付けられる薄膜状の半導体ブリッジ５と、第２カップ体１０に覆われた第１カップ体内９に充填される火薬６、７と、電極ピン２、３、コンデンサ１１、第１カップ体内９の下部、及び第２カップ体１０の下部を覆う樹脂モールド１３とを有する。【選択図】    図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
火薬を内部に有するカップ体と、前記カップ体の開口部を塞ぐ塞栓と、前記塞栓を貫通し、絶縁して保持される複数の電極ピンと、前記カップ体側の前記電極ピンの端部間に接続され、通電されることにより発火する半導体ブリッジとを有している点火具において、
前記電極ピンが、それぞれ前記カップ体の外部側に、同一平面上に並ぶ平坦面を有し、
それぞれの前記平坦面間にはコンデンサが架設されていることを特徴とする点火具。
【請求項２】
前記電極ピンの一部と前記コンデンサとが、樹脂モールドで覆われていることを特徴とする請求項１記載の点火具。
【請求項３】
前記電極ピンを前記カップ体の外側で固定する拘束具をさらに有していることを特徴とする請求項１記載の点火具。
【請求項４】
前記コンデンサが、１００ｍΩ以下の等価直列抵抗のものであることを特徴とする請求項1記載の点火具。
【請求項５】
前記コンデンサがセラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１記載の点火具。
【請求項６】
前記コンデンサが、０．１〜１０μＦの静電容量のものであることを特徴とする請求項1記載の点火具。
【請求項７】
前記コンデンサが、半田、導電性エポキシ樹脂のいずれかで前記電極ピンと電気的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の点火具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の衝突事故時に乗員が受ける衝撃を緩和して乗員の安全を図るエアバッグシステムなどに用いられるガス発生器の点火に用いられる点火具に関する。特に、発火に半導体ブリッジを用いる点火具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護するために瞬時にエアバッグを展開させるガス発生器は、展開にあたりエアバッグが損傷を受けないように、ガス発生室でガス発生剤を燃焼させて発生した高温高圧のガスを冷却して適温にすると共に、該ガス中に含有されている金属酸化物を主成分とする高温のスラグを捕集してガスを清浄するという役割を持つフィルターを備えている。発生したガスはフィルターの内側から外側へ通過し、フィルターの外側に沿って設けられた複数個のガス通過孔を通って、ガス発生器からエアバッグ内へ流入し、エアバッグを展開する。
【０００３】
これらのようなガス発生器用の点火具には、例えば、電極間に設けられた架橋ワイヤ又は半導体ブリッジに電流を通電して火薬を点火するものがある。架橋ワイヤに電流を通電すると８００マイクロ秒〜１０００マイクロ秒程度で火薬の点火温度に加熱されるが、半導体ブリッジの場合は、１００マイクロ秒〜２００マイクロ秒程度で火薬の点火温度に加熱される。このような半導体ブリッジを用いると１００マイクロ秒〜２００マイクロ秒程度での高速着火が可能であるため、サイドインフレータなどに利用することが可能である。しかし、このような半導体ブリッジを用いると、静電気などのノイズに弱くなるという課題があるので、点火具の誤爆防止対策が必要である。この点火具の誤爆防止対策としては、例えば、下記特許文献１に開示されているものが挙げられる。具体的に述べると、特許文献１のものは、ケーブルハーネスへのプラグの接続のために点火装置側に端子が設けられ、この端子はそれぞれ１つの減結合抵抗とフィルタコンデンサとを介して集積化された回路装置に接続されている。さらに加熱抵抗線の形状の点火素子とエネルギー蓄積コンデンサとがこの集積化された回路装置に接続されている。また、電極ピン間には、点火具の誤爆防止対策として、静電気のフィルタリングのために用いられるフィルタコンデンサが設けられている。このフィルタコンデンサは、メタルフレームから打ち抜き加工されたスタンピンググリッドに配設された後、このスタンピンググリッドを囲繞するように射出成型されたプラスチックホルダと一体化されるものである。
【０００４】
【特許文献１】特表２０００−５１３７９９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１には、静電気などのノイズによる誤爆を防止するためのフィルタコンデンサを配置した点火具が開示されているが、電極ピンとコンデンサとの具体的な接続方法は記載されておらず、これら電極ピンとコンデンサとについて、高い信頼性の下で接続するという課題が未解決である。
【０００６】
そこで、本発明は、半導体ブリッジによって高速着火及び静電気などのノイズによる誤爆の防止が可能でありながら、簡易で信頼性が高く、低インピーダンスで接続でき且つ安価に量産できる点火具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明は、火薬を内部に有するカップ体と、前記カップ体の開口部を塞ぐ塞栓と、前記塞栓を貫通し、絶縁して保持される複数の電極ピンと、前記カップ体側の前記電極ピンの端部間に接続され、通電されることにより発火する半導体ブリッジとを有している点火具において、前記電極ピンが、それぞれ前記カップ体の外部側に、同一平面上に並ぶ平坦面を有し、それぞれの前記平坦面間にはコンデンサが架設されていることを特徴とする。ここで、塞栓とは、お互いに絶縁された複数の電極ピンを有し、カップ体の開口部を塞ぐように一体化されることで、カップ体内部に火薬を保持するものをいう。
【０００８】
上記構成により、半導体ブリッジによって高速着火及び静電気などのノイズによる誤爆の防止が可能でありながら、簡易で信頼性が高く、低インピーダンスで接続でき且つ安価に量産できる点火具を提供できる。さらに、電磁干渉にも有効であるため、フェライトコアなどを搭載する必要がない。
【０００９】
本発明の点火具は、前記電極ピンの一部と前記コンデンサとが、樹脂モールドで覆われていることが好ましい。
上記構成によれば、樹脂モールドでコンデンサを覆うので、コンデンサは、衝撃、温度変化、湿度変化などの耐環境性に優れた状態となり、また、コンデンサと電極ピンとの接続部やコンデンサの電極部分にかかる負荷からコンデンサを保護することができる。
【００１０】
本発明の点火具は、前記電極ピンを前記カップ体の外側で固定する拘束具をさらに有していることが好ましい。
上記構成によれば、電極ピンに負荷がかかっても動かないようにできるので、コンデンサとの接続部及びコンデンサの電極部分に負荷がかからないようにできる。
【００１１】
本発明の点火具は、前記コンデンサが、１００ｍΩ以下の等価直列抵抗のものであることが好ましい。
上記構成によれば、静電気などのノイズを効率よくコンデンサで吸収することができ、点火具の誤爆を確実に防止できる。
【００１２】
本発明の点火具は、前記コンデンサがセラミックコンデンサであることが好ましい。
周波数特性に対するインピーダンスの値（等価直列抵抗）が、電解コンデンサなどの他のコンデンサに比べて低いため、静電気の半導体ブリッジへの通電を防止するのに適しているためである。
【００１３】
本発明の点火具は、前記コンデンサが、０．１μＦ〜１０μＦの静電容量のものであることが好ましい。
０．１μＦ以下だと静電気を溜め込む容量が小さすぎて、点火具の誤爆を防止するのに十分でないからである。また、１０μＦ以上であると、半導体ブリッジを用いている目的である低エネルギー消費及び高速着火を達成できなくなるとともに、コンデンサのサイズが大きくなるので、小型化したい場合、電極ピン間に配置することが困難となるからである。
【００１４】
本発明の点火具は、前記コンデンサが、半田、導電性エポキシ樹脂のいずれかで前記電極ピンと電気的に接続されていることが好ましい。
上記構成によれば、コンデンサの電極面をそれぞれの平坦面間に半田及びエポキシ樹脂で容易に電気的に直接接続することができるため、信頼性が高く低インピーダンスで接続することができる。その結果として、静電気などのノイズをコンデンサで吸収することが確実にできる。
【００１５】
なお、上記の半導体ブリッジとは、一般にＳＣＢ（Semiconductor Bridge）と呼ばれる、蒸着などの半導体技術を使用して作製された加熱素子をいい、電気的接点の役割を果たす２つの電極パッドと、通電することで発火する電橋部とを有しているものである。この電橋部の構造としては、例えば、シリコン基板上に、チタンと二酸化ケイ素（またはホウ素）とを交互に積層したものが有利に適合する。また、電橋部の構造としては、例えば、ニッケルクロム合金、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム及びジルコニウムの組と、カルシウム、マンガン、二酸化ケイ素及びケイ素の組から選ばれた各１種以上の組成物を交互に積層したものを適用することもできる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る点火具について図１〜４を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る点火具を示す断面図である。図２は、図１の点火具に用いられている電極ピンと塞栓とを示した図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）を紙面左側から見た場合の側面図である。図３は、図１の点火具に用いられているコンデンサの斜視図である。図４は、図２の電極ピンの平坦部に図３のコンデンサを搭載した状態を示す図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）の（ｂ）−（ｂ）断面矢視図、（ｃ）が（ａ）を矢印（ｃ）方向に見た場合の側面図である。
【００１７】
本実施形態における点火具１は、平坦面を備えた接続部２ａ、３ａをそれぞれ有する１対の電極ピン２、３と、電極ピン２、３が貫設されている塞栓４と、電極ピン２、３の接続部２ａ、３ａ間に架設されるコンデンサ１１と、塞栓４に取り付けられる半導体ブリッジ５と、第２カップ体１０に覆われた第１カップ体９内に充填される火薬６、７と、電極ピン２、３、コンデンサ１１、第１カップ体内９の下部、及び第２カップ体１０の下部を覆う樹脂モールド１３とを有する。
【００１８】
電極ピン２、３は、例えばステンレス、カーボンスチール、ニッケル鉄等の導電性の素材で形成されている。また、電極ピン２、３の途中部分には、コンデンサ１１を搭載するための平坦面を有する接続部２ａ、３ａが押圧装置などによって押圧形成されている（図２参照）。また、塞栓４の材質は、例えば、ステンレス、カーボンスチール、ニッケル鉄等である。なお、ガラス１２は、絶縁材として用いられている。
【００１９】
半導体ブリッジ５は、ワイヤーボンド８を介して電極ピン２，３と接続している。ここで、半導体ブリッジ５としては、発熱抵抗体、反応性物質を使用したリアクティブブリッジ等いずれのものでも使用することができる。これらは、Ｓｉ基板やＡｌ2Ｏ3等のセラミック基板上にＬＩＧＡ（Ｘ線を使用した微細加工技術をいう）プロセスや、スパッタリング等の公知技術によって形成されている。
【００２０】
コンデンサ１１は、１００ｍΩ以下の等価直列抵抗のものが好ましい。電極ピン２、３に流れた静電気などのノイズを効率よくコンデンサで吸収することができ、点火具の誤爆を確実に防止できるからである。また、コンデンサ１１は、積層セラミックコンデンサであることが好ましい。その理由は以下の通りである。積層セラミックコンデンサは、図３に示すように、Ｎｉ／Ｓｎメッキからなる電極１１ａ、１１ｂと誘電体セラミックスからなるセラミックス素体１１ｃとからなる。コンデンサ１１の内部では誘電体セラミックスと内部電極（図示せず）とが交互に積み重なって形成されている。この内部電極の層は交互に電極１１ａ、１１ｂと電気的に接続されており、内部電極の材料には一般にニッケルなどの金属が使用されているため、コンデンサの等価直列抵抗や損失に影響する電極抵抗は電解コンデンサに比べて数桁小さい。したがって、コンデンサ１１には、アルミ電解コンデンサやタンタルコンデンサなどを使用することもできるが、静電気の半導体ブリッジへの通電を最大限防止するために、等価直列抵抗が低いセラミックコンデンサを用いることが好ましい。
【００２１】
なお、セラミックコンデンサには、温度補償用のＴｉＯ2系、高誘電率用のＢａＴｉＯ3系、ＰｂＯ系、ＳｒＴｉＯ3半導体系などがあり、本実施形態では使用目的に応じて選択される。
【００２２】
また、コンデンサ１１は、０．１μＦ〜１０μＦの静電容量のものであることが好ましい。０．１μＦ以下だと静電気を溜め込む容量が小さすぎて、点火具の誤爆を防止するのに十分でないからである。また、１０μＦ以上であると、半導体ブリッジを用いている目的である低エネルギー消費及び高速着火を達成できなくなるとともに、コンデンサのサイズが大きくなるので、小型化したい場合、電極ピン２、３間に配置することが困難となるからである。
【００２３】
火薬６、７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、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、特開２００２−３６２９９２に開示されている火薬を使用することもできるが、これらに限られない。
【００２４】
次に、電極ピン２、３とコンデンサ１１との接続について述べる。接続の方法は以下の通りである。電極ピン２、３に形成されている接続部２ａ、３ａの平坦面の片面側のそれぞれに、コンデンサ１１の電極１１ａ、１１ｂが接着されるように半田又は導電性エポキシ樹脂などの通電可能な材料を用いて架設する（図４参照）。これにより、電気的に電極ピン２、３とコンデンサ１１とを容易に接続できる。
【００２５】
次に、点火具１の形成方法について説明する。点火具１は、図１に示すように、まず、電極ピン２、３を塞栓４の孔に貫設して一体化し、前述のようにしてコンデンサ１１を電極ピン２、３の接続部２ａ、３ａの平坦面に架設する。次に、半導体ブリッジ５を塞栓４に設置し、ワイヤーボンド８を用いて電極ピン２、３と半導体ブリッジ５とを電気的に接続した後、第１カップ体９内に火薬６、７を装填し、塞栓４を第１カップ体９に嵌合し、さらにシール溶接する。このようにして、第１カップ体９に塞栓４を嵌合した後、第２カップ体１０を挿入し、樹脂モールド１３をインサート成形する。樹脂モールド１３は、例えばナイロン等の樹脂でできている。これによって、自動車の各種安全装置に用いられるガス発生器などに好適に使用できる。なお、塞栓４が金属材の場合は、第１カップ体９も同種の材料が好ましく、さらに塞栓４と第１カップ体９とをシール溶接することがより好ましい。
【００２６】
なお、図５（ａ）に示すような孔を有する拘束具１４を予め図５（ｂ）に示すように電極ピン２、３に固設しておいて、電極ピン２、３とコンデンサ１１との接着や、電極ピン２、３、コンデンサ１１、第１カップ体内９の下部、及び第２カップ体１０の下部を覆う樹脂モールド１３のモールド形成を行ってもよい。これにより、電極ピン２、３に負荷がかかっても動かないようにできるので、コンデンサ１１との接続部分に負荷がかからないようにできる。また、樹脂モールドでコンデンサ１１を覆うので、衝撃、温度変化、湿度変化などからコンデンサ１１を保護できる。
【００２７】
以上のように構成される点火具１は、電極ピン２，３に電流が供給されることによって、半導体ブリッジ５が作動し、火薬６、７が着火する。着火の方法は、半導体ブリッジ５からの、プラズマや、熱エネルギ−、ショック波等、半導体ブリッジ５の種類によって異なるが、いずれであっても、数十μ秒単位で効率良く火薬を着火することが可能である。
【００２８】
点火具１はこのような構成を有しているので、静電気程度の電流が電極ピン２、３に流れても、コンデンサ１１がその電流を吸収するので点火具１の誤爆を防止できる。つまり、点火具１を意図的に点火させるために、電極ピン２、３を通して半導体ブリッジ５に正式に電流を供給したときのみ、半導体ブリッジ５を作動させて第１カップ体９内に装填されている火薬６、７を着火することができる。また、点火具１を簡易且つ安価に量産できる上、さらに、電磁干渉にも有効であるため、フェライトコアなどを搭載する必要がない。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る点火具について図６〜９を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は、説明を省略することがある。図６は、本発明の第２実施形態に係る点火具を示す断面図である。図７は、図６におけるVII−VII矢視断面図であって、電極ピンと塞栓とコンデンサとからなる部位のみを示す図である。図８は、図６におけるVIII−VIII矢視断面図である。
【００３０】
本実施形態における点火具２１は、平坦面を備えた接続部２２ａ、２３ａをそれぞれ有する１対の電極ピン２２、２３と、電極ピン２２、２３が貫設されている塞栓２４と、電極ピン２２、２３の接続部２２ａ、２３ａ間に架設されるコンデンサ３１と、塞栓２４に取り付けられる半導体ブリッジ２５と、カップ体２９内に充填される火薬２６、２７とを有する。
【００３１】
電極ピン２２、２３は、例えばステンレス、カーボンスチール、ニッケル鉄等の導電性の素材で形成されている。また、電極ピン２２、２３の途中部分は曲部を有しており、この曲部の一部にコンデンサ３１を搭載するための平坦面を有する接続部２２ａ、２３ａが押圧装置などによって押圧形成されている（図７及び図８の接続部２３ａ参照）。また、塞栓２４の材質は、例えば、プラスチックや硬化樹脂などである。
【００３２】
半導体ブリッジ２５は、第１実施形態の半導体ブリッジ５と同様のものであり、ワイヤーボンド２８を介して電極ピン２２，２３に接続している。また、コンデンサ３１、火薬２６、２７も、第１実施形態のコンデンサ１１、火薬６、７とそれぞれ同様のものである。なお、火薬２６は固体状であり、火薬２７は粉状である。
【００３３】
次に、電極ピン２２、２３とコンデンサ３１との接続について説明する。これは第１実施形態と同様に、電極ピン２２、２３に形成されている接続部２２ａ、２３ａの平坦面の片面側のそれぞれに、コンデンサ３１の電極３１ａ、３１ｂが接着されるように半田又は導電性エポキシ樹脂などの通電可能な材料を用いて架設する。これにより、電気的に電極ピン２２、２３とコンデンサ３１とを容易に接続できる。
【００３４】
次に、点火具２１の形成方法について説明する。点火具２１は、まず、コンデンサ３１を電極ピン２２、２３の接続部２２ａ、２３ａの平坦面に架設する。そして、プラスチックを金型に流し込むと同時に、コンデンサ３１が架設された電極ピン２２、２３を所定位置に設置し、電極ピン２２、２３の端部が突出している塞栓２４を形成する。次に、半導体ブリッジ２５を塞栓２４に設置し、ワイヤーボンド２８を用いて電極ピン２２、２３に電気的に接続する。その後、火薬２６で半導体ブリッジ２５、ワイヤーボンド２８、及び電極ピン２２、２３の頭頂部を覆うように塞栓２４上部に塗布し乾燥させ、カップ体２９に火薬２７を装填し、塞栓２４をカップ体２９に嵌合させることにより、点火具２１は完成する。
【００３５】
なお、図９に示すように、第１実施形態における図５（ａ）に示すような孔を有する拘束具１４と同様の拘束具３４を予め電極ピン２２、２３に固設しておいて、電極ピン２２、２３とコンデンサ３１との接着や、電極ピン２２、２３、コンデンサ３１を覆う塞栓２４のモールド形成を行ってもよい。これにより、電極ピン２２、２３に負荷がかかっても動かないようにできるので、コンデンサ３１との接続部分に負荷がかからないようにできる。
【００３６】
以上のように構成される点火具２１は、電極ピン２２，２３に電流が供給されることによって、半導体ブリッジ２５が作動し、火薬２６、２７が着火する。着火の方法は、半導体ブリッジ２５からの、プラズマや、熱エネルギ−、ショック波等、半導体ブリッジ２５の種類によって異なるが、いずれであっても、数十μ秒単位で効率良く火薬を着火することが可能である。
【００３７】
点火具２１はこのような構成を有しているので、静電気程度の電流が電極ピン２２、２３に流れても、コンデンサ３１がその電流を吸収するので点火具２１の誤爆を防止できる。つまり、点火具２１を意図的に点火させるために、電極ピン２２、２３を通して半導体ブリッジ２５に正式に電流を供給したときのみ、半導体ブリッジ２５を作動させてカップ体２９内に装填されている火薬２６、２７を着火することができる。また、点火具２１を簡易且つ安価に量産できる上、さらに、電磁干渉にも有効であるため、フェライトコアなどを搭載する必要がない。
【００３８】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る点火具を示す断面図である。
【図２】図１の点火具に用いられている電極ピンと塞栓とを示した図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）を紙面左側から見た場合の側面図である。
【図３】図１の点火具に用いられているコンデンサの斜視図である。
【図４】図２の電極ピンの平坦部に図３のコンデンサを搭載した状態を示す図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）の（ｂ）−（ｂ）断面矢視図、（ｃ）が（ａ）の紙面下側から見た場合の側面図である。
【図５】（ａ）が電極ピンを固定するための拘束具、（ｂ）が図２（ａ）の電極ピンに拘束具を取り付けた状態を示す正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る点火具を示す断面図である。
【図７】図６におけるVII−VII矢視断面図であって、電極ピンと塞栓とコンデンサとからなる部位のみを示す図である。
【図８】図６におけるVIII−VIII矢視断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２１  点火具
２、３、２２、２３  電極ピン
４、２４  塞栓
５、２５  半導体ブリッジ
６、７、２６、２７  火薬
８、２８  ワイヤーボンド
９  第１カップ体
１０  第２カップ体
１１、３１  コンデンサ
１２  ガラス
１３  樹脂モールド
２９  カップ体
【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】
0003115619.tif 000008
【図７】
0003115619.tif 000009
【図８】
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【図９】
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