(57)【要約】【課題】  着火装置としての機能を確保しつつ、火薬より放出されるガスから着火素子及びＩＣを保護すること。【解決手段】  バス接続用の着火装置２ａ…において、ピンを介してバス線に接続された通信・点火ユニット５０を、腐食性のガスを放出しない第１の火薬５４ａと共にインナーキャップ４１に収容する。さらに、このインナーキャップ４１とそれを収容するアウターキャップ４２との間に、第１の火薬５４ａとは別種の火薬であって、既存のインフレータにスクイブ用火薬として用いられている第２の火薬５４ｂを充填する。【選択図】  図４
2005140478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置に共通のバス線を介して複数個が接続され、前記制御装置から供給される電気エネルギー及び電気信号によって選択的に作動可能なバス接続用の着火装置であって、
前記バス線と電気的に接続される通信・点火回路と、該通信・点火回路に接続された着火素子とを備えた通信・点火ユニットが、第１の火薬と共にインナーキャップに収容され、
該インナーキャップとそれを収容するアウターキャップとの間に、前記第１の火薬とは別種の第２の火薬が充填されていることを特徴とする着火装置。
【請求項２】
制御装置に共通のバス線を介して複数個が接続され、前記制御装置から供給される電気エネルギー及び電気信号によって選択的に作動可能なバス接続用の着火装置であって、
前記バス線と電気的に接続される通信・点火回路と、該通信・点火回路に接続された着火素子とを備えた通信・点火ユニットが、第１の火薬と共に第１の室に共存し、
該第１の室とは隔壁によりガス流通が遮断された第２の室に、前記第１の火薬とは別種の第２の火薬が充填されていることを特徴とする着火装置。
【請求項３】
前記第１の火薬に、腐食性のガスを放出しない火薬が用いられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の着火装置。
【請求項４】
前記第１の火薬に、トリシネートが用いられていることを特徴とする請求項３記載の着火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車用のエアバッグ装置やプリテンショナー装置等、火薬を用いたシステムに使用される着火装置（スクイブ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるエアバッグ装置やプリテンショナー装置等の乗員保護装置は、インフレータに収納されたガス発生剤がスクイブ（着火装置）により着火され、その燃焼により発生する高圧ガスがエアバッグ等に導入されることによって作動する。
スクイブは、接続端子であるピンを固定したヘッダに着火素子が取付けられていると共に、点火剤である火薬が着火素子と接するようにキャップ内に圧填された構造になっている。そして、ヘッダに固定されたピンは、マスタとなるコントロールユニットと電気的に接続されている。
【０００３】
近年、車両には、ステアリングホイール，シートの側部，及びルーフの側部から展開するエアバッグ装置等、数多くの乗員保護装置が搭載されるようになってきており、これに対応するために、乗員保護装置間のバス化に関する発明が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、このバス化に合わせて、内部に通信・点火用のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を搭載したスクイブに関する発明も提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０−１５４９９２号公報
【特許文献２】特許第３２９４５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内部にＩＣを搭載したスクイブにおいては、スクイブの外形を従来品と同一にすると共に、着火素子をＩＣと一体化させておくことにより、既存のインフレータへの搭載が容易となる利点がある。
しかしながら、着火素子をＩＣと一体化した構造では、火薬とＩＣがキャップ内に共存することになるため、火薬より放出されるガスから着火素子及びＩＣが保護されるような構造にしておくことが好ましい。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、着火装置としての機能を確保しつつ、火薬より放出されるガスから着火素子及びＩＣを保護することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は、制御装置（例えば、後述の実施例におけるコントロールユニット１）に共通のバス線（例えば、後述の実施例におけるバス線３）を介して複数個が接続され、前記制御装置から供給される電気エネルギー（例えば、後述の実施例における電力）及び電気信号（例えば、後述の実施例における制御信号、点火実行信号）によって選択的に作動可能なバス接続用の着火装置（例えば、後述の実施例における着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…）であって、
前記バス線と電気的に接続される通信・点火回路（例えば、後述の実施例におけるＩＣ基板５２に搭載される制御回路２１等）と、該通信・点火回路に接続された着火素子（例えば、後述の実施例における着火素子３０）とを備えた通信・点火ユニット（例えば、後述の実施例における通信・点火ユニット５０）が、第１の火薬（例えば、後述の実施例における第１の火薬５４ａ）と共にインナーキャップ（例えば、後述の実施例におけるインナーキャップ４１）に収容され、
該インナーキャップとそれを収容するアウターキャップ（例えば、後述の実施例におけるアウターキャップ４２）との間に、前記第１の火薬とは別種の第２の火薬（例えば、後述の実施例における第２の火薬５４ｂ）が充填されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明は、制御装置に共通のバス線を介して複数個が接続され、前記制御装置から供給される電気エネルギー及び電気信号によって選択的に作動可能なバス接続用の着火装置であって、
前記バス線と電気的に接続される通信・点火回路と、該通信・点火回路に接続された着火素子とを備えた通信・点火ユニットが、第１の火薬と共に第１の室（例えば、後述の実施例におけるインナーキャップ４１の内部）に共存し、
該第１の室とは隔壁（例えば、後述の実施例におけるインナーキャップ４１）によりガス流通が遮断された第２の室（例えば、後述の実施例におけるアウターキャップ４２の内底面４２Ａと、インナーキャップ４１の外底面４１Ｂとの隙間）に、前記第１の火薬とは別種の第２の火薬が充填されているものでもよい。
【０００８】
さらに、この発明においては、前記第１の火薬として、腐食性のガスを放出しない火薬（例えば、後述の実施例におけるトリシネート等）が用いられていることが好ましい。
【０００９】
以上の構成によれば、第２の火薬からガスが放出されても、該ガスの流通がインナーキャップ又は隔壁により遮断されるので、着火素子や通信・点火回路に触れることがない。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１，２に係る発明によれば、第２の火薬からガスが放出されても、該ガスの流通がインナーキャップ又は隔壁により遮断され、着火素子や通信・点火回路に触れることがないので、第１の火薬には着火素子や通信・点火回路への影響を極力排した火薬を用いることができ、第２の火薬には着火装置の機能確保に適した火薬を用いることができる。
請求項３に係る発明によれば、第１の火薬から放出されるガスによる着火素子や通信・点火回路への影響をより効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の最良の形態である実施例を図１〜図４を参照して説明する。
なお、この実施例による着火装置は、例えば自動車等の車両に搭載されるエアバッグ装置やプリテンショナー装置等のような乗員保護装置に用いて好適である。以下、一例として、着火装置を備えた乗員保護装置が自動車に搭載された場合について説明する。
【００１２】
図１において、コントロールユニット１は、車両に加わった衝撃から乗員を保護する乗員保護装置の中心をなす制御部であって、乗員を保護するために車両の適所に設けられた複数の補助拘束装置（図示せず）に１対１で備えられた該補助拘束装置の着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…が、例えば２対の線材の一方が設置された不平衡型のバス線３を用いて接続されている。なお、着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…は点火剤（補助拘束装置のガス発生剤に火をつける火薬）を利用して補助拘束装置を作動させる装置であって、内部に点火剤５４を内蔵しており、コントロールユニット１から着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…の通信アドレスを指定して送出された点火実行信号（点火実行コマンド）に基づいて点火剤５４に点火することで補助拘束装置を作動させる。
【００１３】
また、コントロールユニット１には、ＣＰＵ（中央演算装置）により実現される衝突判定部１１が備えられており、衝突判定部１１は、車両の前部に設けられると共に通信回路１２を介して接続された車両の前部の変形による加速度を検出するフロントセンサ４の出力信号と、コントロールユニット１に設けられると共に車両の加速度を検出するＧセンサ１３の出力信号とに基づいて、車両が他の物体と衝突することにより車両に乗員保護装置の作動が必要な衝撃が加わったか否かを判定する。
【００１４】
一方、コントロールユニット１には、バス線３を介して着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…へ電力（電気エネルギー）を供給すると共に、通信アドレスを指定して着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…と制御信号（電気信号）の通信を行うための通信回路１４が備えられており、衝突判定部１１は、車両が他の物体と衝突することにより車両に不必要な衝撃が加わったと判断した場合、通信回路１４によりバス線３を介して、着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…に補助拘束装置（図示せず）を作動させるための点火実行信号（点火実行コマンド）を送出する。
【００１５】
また、コントロールユニット１には、過電流防止のためのヒューズ５とイグニッションスイッチ（ＩＧ・ＳＷ）６を介して、車両で利用される電力を蓄電する車載バッテリ７が接続されており、電流の逆流を防止する保護ダイオード１５を介して入力された車載バッテリ７の電力は、衝突判定部１１を構成するＣＰＵ等の電源を生成する＋５Ｖ電源１６へ供給されると共に、着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…へ電力を供給する通信回路１４へも供給される。更に、コントロールユニット１には、車載バッテリ７からの電力供給が停止した場合でも一定時間は動作するように、電力を蓄電して電源をバックアップするバックアップコンデンサ１７と、バックアップコンデンサ１７を充電するための保護ダイオード１８ａ，１８ｂや昇圧回路１９等も備えている。
なお、共通のバス線３に接続された着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…は、いずれも同様に構成されているので、以下、着火装置２ａを例にとって説明する。
【００１６】
図２に示すように、着火装置２ａには、バス線３による通信の診断とコントロールユニット１からの指示に基づく点火制御を実行する制御回路２１が備えられており、バス線３からは受信バッファ２２を介して制御回路２１へ制御信号（コマンド）が入力されると共に、制御回路２１からは送信バッファ２３を介してバス線３へ制御信号に対する応答信号（レスポンス）が出力される。
バス線３から供給される電力は、制御回路２１等の電源を生成する＋５Ｖ電源２４へ供給されると共に、保護ダイオード２５を介して、着火装置２ａが点火剤に点火して補助拘束装置を作動させるために必要な電力を生成する昇圧回路２６へも供給される。
【００１７】
昇圧回路２６の出力には、保護ダイオード２７を介して、コンデンサ２８が接続されており、着火装置２ａが点火剤に点火して補助拘束装置を作動させるために必要な、昇圧回路２６により昇圧された電力を蓄電できるように構成されている。
保護ダイオード２７の出力（カソード端子）には、コンデンサ２８と並列に、スイッチング素子２９と、着火装置２ａに内蔵された点火剤に点火するための着火素子３０と、スイッチング素子３１との直列回路が接続されている。具体的には、保護ダイオード２７の出力には、スイッチング素子２９を介して着火素子３０の一方の端子が接続されており、着火素子３０のもう一方の端子は、スイッチング素子３１を介して接地されている。スイッチング素子２９とスイッチング素子３１の導通と遮断を制御する制御端子は、両方とも制御回路２１へ接続されている。
【００１８】
図３及び図４に示すように、着火装置２ａは、有底円筒状をなすキャップユニット４０と、該キャップユニット４０に同軸に収容されている通信・点火ユニット５０とを備えている。
また、これらキャップユニット４０と通信・点火ユニット５０とは、キャップユニット４０の一構成要素であるインナーキャップ４１と、通信・点火ユニット５０の一構成要素であるヘッダ５１とが例えばレーザー溶接等により一体化されており、樹脂モールディング５５によりキャップユニット４０の開口部周辺が封止されている。
【００１９】
キャップユニット４０は、通信・点火ユニット５０が同軸に内挿される有底円筒状のインナーキャップ４１と、該インナーキャップ４１が同軸に内挿される有底円筒状のアウターキャップ４２とを備えてなり、これらＳＵＳ等金属製のキャップ４１，４２は例えばレーザ溶接等により相互接続されている。
そして、インナーキャップ４１の内部（第１の室）、より具体的には、インナーキャップ４１の内底面（内壁）４１Ａと、通信・点火ユニット５０の先端面（外壁）５０Ａとの隙間には第１の火薬５４ａが圧填され、また、アウターキャップ４２の内底面（内壁）４２Ａと、インナーキャップ４１の外底面（外壁）４１Ｂとの隙間（第２の室）には第２の火薬５４ｂが圧填されている。
【００２０】
通信・点火ユニット５０は、導電性を有するヘッダ本体５１ａの内部に管状の絶縁部材５１ｂを備えたヘッダ５１と、該ヘッダ５１の先端に例えば溶接等により接続されている通信・点火用のＩＣ基板５２とを備えてなり、ヘッダ５１には外部信号線である２線式のバス線３との接続端子であるピン５３ａ，５３ｂが固定されている。
また、ＩＣ基板５２には、上述の制御回路２１，受信バッファ２２，送信バッファ２３，＋５Ｖ電源２４，保護ダイオード２５，昇圧回路２６，保護ダイオード２７，コンデンサ２８，スイッチング素子２９，着火素子３０，及びスイッチング素子３１が搭載されている。
【００２１】
第１の火薬５４ａは、ＩＣ基板５２に直接接触するものである。そこで、第１の火薬５４ａには、それより放出されるガスからＩＣ基板５２に搭載された制御回路２１や着火素子３０等の部品を保護するために、例えばトリシネート（トリニトロレゾルシン酸鉛、Ｃ６Ｈ（ＮＯ２）３Ｏ２Ｐｂ）等の腐食ガスを放出しない火薬が用いられている。
他方、第２の火薬５４ｂは、インナーキャップ４１を介してＩＣ基板５２とは非接触となるように隔絶されていて、第２の火薬５４ｂより放出されたガスがＩＣ基板５２側へは流通できない状態に保たれている。そこで、第２の火薬５４ｂには、例えばＺＰＰ等のようなガス発生剤の着火に適した既存のスクイブ用火薬が用いられている。
以上のとおり、補助拘束装置のガス発生剤に着火する点火剤５４は、これら互いに種類の異なる第１及び第２の火薬５４ａ，５４ｂにより構成されている。
【００２２】
着火装置２ａの組み付けは、例えば以下の手順で行われる。
まず、図３に示すように、アウターキャップ４２に、第２の火薬５４ｂ及びインナーキャップ４１をこの順に挿入した後、アウターキャップ４２とインナーキャップ４１とを溶接により一体化し、キャップユニット４０を構成しておく。また、これとは別に、ヘッダ５１の先端面５１ＡにＩＣ基板５２を溶接して両者を一体化し、通信・点火ユニット５０を構成しておく。
次いで、キャップユニット４０に、第１の火薬５４ａと通信・点火ユニット５０をこの順に挿入し、キャップユニット４０のインナーキャップ４１と、通信・点火ユニット５０のヘッダ５１とをレーザー溶接して一体化する。
【００２３】
このとき、インナーキャップ４１の開口端部４１ａは、アウターキャップ４２の開口端部４２ａよりも軸方向外側に所定長延出している。
また、ＩＣ基板５２の先端であって第１の火薬５４ａに接する部分には、上述のスイッチング素子２９とスイッチング素子３１とに接続された着火素子３０が配置されることになり、該着火素子３０に対する点火用の電力や制御回路２１に対する制御信号は、ヘッダ５１を介して供給されるようになる。
【００２４】
そして、一体化されたキャップユニット４０と通信・点火ユニット５０は、図４に示すように、キャップユニット４０のアウターキャップ４２及びインナーキャップ４１における各開口端部４２ａ，４１ａと、通信・点火ユニット５０のピン５３ａ，５３ｂにおけるヘッダ５１寄りの部分とを跨ぐようにして樹脂モールディング５５で封止される。
つまり、通信・点火ユニット５０は、第１の火薬５４ａと共にインナーキャップ４１の内部（第１の室）に共存し、該内部とはインナーキャップ（隔壁）４１によりガス流通が遮断された閉室、すなわち、アウターキャップ４２の内底面４２Ａと、インナーキャップ４１の外底面４１Ｂとの隙間（第２の室）に、第２の火薬５４ｂが充填されている。
【００２５】
この実施例による着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…を備えた点火システムは、コントロールユニット１がバス線３へ電力を供給すると、着火装置２ａの着火素子３０が点火剤５４、すなわち第１及び第２の火薬５４ａ，５４ｂにこの順に点火して補助拘束装置を作動させるために必要な電力がコンデンサ２８に蓄電されるので、この状態でコントロールユニット１が着火装置２ａへ、点火実行信号（点火実行コマンド）を送信すると、着火装置２ａの制御回路２１がスイッチング素子２９及びスイッチング素子３１を導通させて、着火素子３０へコンデンサ２８に蓄電された電力を通電し、着火装置２ａに内蔵された点火剤５４を爆発させて補助拘束装置を作動させることができる。
【００２６】
そして、この実施例による着火装置２ａ，２ｂ，２ｃ，…によれば、たとえ第２の火薬５４ｂから腐食性のガス（例えば、塩素）が放出されることがあっても、該ガスの流通がケーシングの他に隔壁としても機能するインナーキャップ４１により遮断されるので、腐食性のガスがＩＣ基板５２に触れることはない。
よって、第１の火薬５４ａにはＩＣ基板５２への影響を極力排した火薬、例えば腐食性ガスを放出しないトリシネート等の火薬を用いることができ、第２の火薬５４ｂには着火装置の機能確保に好適な火薬、すなわち、ガス発生剤に点火容易なＺＰＰ等の火薬を用いることができるようになる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、火薬を用いたシステムに使用される着火装置であれば、その適用対象は、自動車に搭載されるエアバッグ装置やプリテンショナー装置等の乗員保護装置に限定されることなく、種々適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施例による着火装置を備えた点火システムのブロック図である。
【図２】同実施例による着火装置のブロック図である。
【図３】同実施例による着火装置の分解断面図である。
【図４】同実施例による着火装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  コントロールユニット（制御装置）
２ａ、２ｂ、２ｃ  着火装置
３  バス線
２１  制御回路（通信・点火回路の一部）
３０  着火素子
４１  インナーキャップ（隔壁）
４２  アウターキャップ
５０  通信・点火ユニット
５２  ＩＣ基板
５４ａ  第１の火薬
５４ｂ  第２の火薬
【図１】
2005140478.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005140478.tif 000006