專(zhuān)利名稱(chēng):氣體發(fā)生器的點(diǎn)火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及起爆器和雷管，并特別是涉及熱線(xiàn)起爆器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的汽車(chē)需要許多致動(dòng)各種安全系統(tǒng)的電子起爆器。最為人們所熟知的是各種類(lèi)型的安全氣囊，不過(guò)也有需要起爆器的其它裝置，包括座椅安全帶張緊器以及用以減少行人災(zāi)禍的發(fā)動(dòng)機(jī)罩升降器。高可靠度、低成本以及最小的環(huán)境污染是這些裝置需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。由基于有毒金屬的引炸藥所導(dǎo)致的環(huán)境污染是人們特別關(guān)注的，盡管在單個(gè)雷管中所使用的量是很少的。起爆藥料所產(chǎn)生的氣體可能會(huì)引入車(chē)輛乘坐者在其中呼吸的車(chē)輛中，至少在理論上會(huì)產(chǎn)生有毒金屬外泄的問(wèn)題。人們對(duì)可能的有毒金屬污染問(wèn)題更加敏感，且已引出了控制諸如包含鉛和汞的有毒金屬化合物的使用的規(guī)定。
人們需要一種用于氣體發(fā)生器的起爆器，它成本低廉、可靠且不使用有毒金屬化合物。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供一種起爆器和氣體發(fā)生器，它包括基本為矩形且呈平板形式的一電路板，該電路板有一長(zhǎng)向尺寸和一短向尺寸，并且一第一跡線(xiàn)沿著電路板的長(zhǎng)向尺寸從一引線(xiàn)端延伸到一熱線(xiàn)端，基本平行于第一跡線(xiàn)的一第二跡線(xiàn)沿著電路板的長(zhǎng)向尺寸從引線(xiàn)端延伸到熱線(xiàn)端；在引線(xiàn)端連接至第一跡線(xiàn)的一第一電源連接結(jié)構(gòu)；在引線(xiàn)端連接至第二跡線(xiàn)的一第二電源連接結(jié)構(gòu)；在電路板的熱線(xiàn)端處連接在第一跡線(xiàn)和第二跡線(xiàn)之間的一熱線(xiàn)電阻；連接在第一跡線(xiàn)和第二跡線(xiàn)之間的、一用于抑制高壓的裝置，且該裝置位于電路板的第一端與第二端之間；圍繞第一電源連接結(jié)構(gòu)和第二電源連接結(jié)構(gòu)的一鐵氧體磁芯，且該磁芯位于電路板附近；一模制的塑料插塞，其中，鐵氧體磁芯、電路板的第一端以及齊納二極管位于該模制的塑料插塞內(nèi)，模制塑料插塞具有形成一密封表面的部分；覆層熱線(xiàn)電阻的一定量的起爆組合物；以及含有一定量的氣體生成顆粒的一罐子，該罐子定位成接納電路的第二端和熱線(xiàn)電阻，且在密封表面處對(duì)模制的塑料插塞氣密封。
本發(fā)明的一個(gè)特征是提供一種成本低廉的起爆器。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是提供一種不含有毒金屬化合物的起爆器。
本發(fā)明的再有一個(gè)特征是提供一種保護(hù)免受射頻和靜電放電影響的起爆器。



結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。
圖1是本發(fā)明起爆器的剖視的前視圖，示出其安裝在汽車(chē)的一固定裝置內(nèi)的情況。
圖2是圖1所示起爆器的分解的等軸視圖。
圖3是圖1所示起爆器的裝配方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1-3，其中用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示相似的零件，圖1中示出了一起爆器20。起爆器20具有一矩形電路板22，兩銅跡線(xiàn)24設(shè)置在該電路板上。導(dǎo)線(xiàn)26在電路板22的一第一端28處連接至各銅跡線(xiàn)24。導(dǎo)線(xiàn)26在連接到電路板22之前先穿過(guò)鐵氧體磁芯30中的孔40，然后向下延伸穿過(guò)電路板中的孔32，所述孔32設(shè)置在銅跡線(xiàn)24的開(kāi)始部分之前，如圖1和2所示。然后導(dǎo)線(xiàn)向上穿過(guò)電路板22中的孔34，所述孔34也穿過(guò)銅跡線(xiàn)24。導(dǎo)線(xiàn)26設(shè)有覆蓋其的覆層36。導(dǎo)線(xiàn)26的剝?nèi)ジ矊拥牟糠?8向上延伸穿過(guò)孔34。剝?nèi)ジ矊拥牟糠?8通過(guò)回流焊接工藝焊接在銅跡線(xiàn)24上。
鐵氧體磁芯30構(gòu)造成單個(gè)零件，并帶有接納導(dǎo)線(xiàn)26的兩個(gè)孔40。鐵氧體磁芯30定位在電路板22的第一端28附近。鐵氧體磁芯30的電感阻止諸如由電磁干擾所產(chǎn)生的高頻電壓的傳輸。導(dǎo)線(xiàn)26和銅跡線(xiàn)24形成延伸穿過(guò)一塑料插塞58的導(dǎo)電裝置。
電路板22設(shè)有一第二或熱線(xiàn)端42，該端部被在兩銅跡線(xiàn)24之間的一狹槽46分成兩個(gè)部分44。銅跡線(xiàn)24在狹槽46的兩側(cè)形成加大的焊接墊48。一電橋電阻50包括沉積的一氮化鉭或Nichrome的一表面，并安裝在銅跡線(xiàn)24的焊接墊48之間。橋接電阻較佳的是安裝成其上形成電阻的表面52面對(duì)焊接墊48。這樣的安裝方式有利于電橋電阻的回流焊接或波動(dòng)焊接安裝，并且因?yàn)檫@樣安裝而設(shè)置狹槽46，以使起爆藥料56可與形成電阻50的表面52相接觸。為了說(shuō)明的目的，電阻50在圖1和2中所示為面向離開(kāi)電路板22，但較佳的是如上所述面向電路板的。
一齊納二極管54安裝成橫跨銅跡線(xiàn)24，并定位在電橋電阻50與焊接在銅跡線(xiàn)24上的導(dǎo)線(xiàn)26的剝?nèi)ジ矊拥牟糠?8之間。齊納二極管54選擇成在一電壓下沿向前方向傳導(dǎo)，該電壓稍稍超過(guò)致動(dòng)起爆組合物或藥料56所需的向前全火力電壓。在向后方向，齊納二極管以非常小的施加電壓進(jìn)行傳導(dǎo)。以這種方式，齊納二極管防止點(diǎn)火器被任何極性不正確的電壓、或者任何被超過(guò)向前全火力電壓的電壓起爆。因?yàn)閷?duì)于大部分的半個(gè)交變施加電壓的循環(huán)而言，齊納二極管54起作一短路件的作用，故將任何交變電壓限制為全火力電壓的一半左右。因此，齊納二極管形成用于抑制對(duì)導(dǎo)線(xiàn)26施加高壓電流的裝置。
電路板22、鐵氧體磁芯30以及導(dǎo)線(xiàn)部分38包含在玻璃填充的尼龍6，6插塞58內(nèi)。通過(guò)鑲嵌模制來(lái)形成尼龍插塞58，亦即鐵氧體磁芯和電路板放置在注塑模具中，并將尼龍注塑到圍繞磁芯和電路板的一凹腔中。尼龍插塞58的外表面60包括一第一圓柱表面62，該圓柱表面62鄰接一第一徑向表面64。罐子66用極軟的、薄型規(guī)格的低合金鋁構(gòu)造而成。鋁罐66有一上圍緣68，該圍緣基本鄰接第一徑向表面64。鋁罐66通過(guò)一定量的粘結(jié)劑70來(lái)粘合到第一徑向表面62，該粘結(jié)劑70可以是可從美國(guó)印第安納州Lord Corporation ofIndianapolis購(gòu)得的雙部件PolyAmid環(huán)氧樹(shù)脂、并結(jié)合使用其輔助的Thermoset，所述環(huán)氧樹(shù)脂的零件號(hào)為WHJ-03-240-A，所述環(huán)氧樹(shù)脂催化劑的零件號(hào)為WHJ-03-148-B。鋁罐包含一定量的氣體生成劑72，諸如5-氨基四唑。
起爆器20通常通過(guò)壓接(crimp)在一固定裝置74內(nèi)(如圖1所示)而安裝在一安全氣囊殼體(未示出)或其它氣體致動(dòng)的裝置上。固定裝置74可以是安全氣囊殼體或者其它安全系統(tǒng)的一部分，且包括緊挨地位于鋁罐66的圓柱壁78上并支承該壁78的部分76。固定裝置74還具有一圓筒形部分80，該部分80沿著尼龍插塞58的一第二圓柱表面82延伸，并在第一徑向表面64與基本平行于第一徑向表面64且與之間隔開(kāi)的一第二徑向表面84之間延伸。固定裝置圓筒形部分80有一唇緣86，該唇緣向內(nèi)卷邊在形成于第二圓筒表面82和第二徑向表面84之間的一圓形邊緣88之上。尼龍插塞58通過(guò)唇緣86和固定裝置部分76中的一面向內(nèi)的圓形臺(tái)階90而相對(duì)固定裝置74固定。鋁罐66有一圓形底部92，該底部92沒(méi)有被固定裝置74包住，允許氣體生成劑72所產(chǎn)生的氣體炸裂圓形底部92而流出罐子66。
根據(jù)圖3中所示的框圖來(lái)構(gòu)造起爆器20。首先，設(shè)計(jì)和構(gòu)造電路板(94)，然后將導(dǎo)線(xiàn)26焊接到電路板(96)，并且將鐵氧體磁芯30放置在導(dǎo)線(xiàn)26之上(98)?；蛘撸梢詫㈣F氧體磁芯預(yù)先放置在導(dǎo)線(xiàn)26上，并在導(dǎo)線(xiàn)焊接到電路板上后再將其滑動(dòng)到位。通過(guò)回流焊接技術(shù)，將一諸如齊納二極管54之類(lèi)的靜電放電抑制裝置橫跨銅跡線(xiàn)24安裝到電路板22(100)，也可以使用回流技術(shù)將導(dǎo)線(xiàn)26焊接到電路板跡線(xiàn)。將安裝有抑制裝置54和導(dǎo)線(xiàn)26的電路板與位于電路板一端28附近的鐵氧體磁芯30一起放置在充裝有玻璃填充的尼龍6，6的一模具中(102)，以形成插塞58。插塞58可包括包含在形成插塞的尼龍中的大約30％重量的玻璃纖維。
然后通過(guò)回流焊接技術(shù)將電橋電阻50橫跨狹槽46安裝到加大的焊接墊48，所述焊接墊連接到跡線(xiàn)24。電橋電阻50安裝有面向焊接墊的鎳鉻合金或氧化鉭電阻。
用高氯酸鋯鉀和一至三重量百分比的Viton彈性體的混合物(108)包覆電橋電阻50(106)。將該混合物溶解在諸如Methylisobutylketone(甲基異丁酮)之類(lèi)溶劑中，以形成合適的粘性液體，從而當(dāng)電橋電阻50浸入液體時(shí)，在電阻上形成合適厚度的高氯酸鋯鉀(ZPP)層。ZPP/Viton混合物可干燥(110)，以形成起爆藥料56。在起爆藥料或組合物56上包覆(112)溶解在一溶劑(例如乙酸乙酯)中的硝化纖維混合物(114)，以形成抗防潮的低粘性漆膜。然后干燥硝化纖維層(116)。將氣體生成顆粒裝入鋁罐66(118)。將粘結(jié)劑施加在第一圓柱表面62上，并將裝載好的鋁罐66組裝到插塞58上(124)。固化粘結(jié)劑(126)，并電氣地測(cè)試起爆器(128)，并將其包裝起來(lái)以進(jìn)行運(yùn)輸(130)。
本發(fā)明的起爆器20包括具有兩根銅跡線(xiàn)24和一個(gè)Nichrome瞇氧化鉭的電橋電阻50的電路板，且電橋電阻在電路板的一端處橫跨銅跡線(xiàn)安裝。在放置電阻處的銅跡線(xiàn)之間形成一電路板中的間隙。在電路板的另一端，導(dǎo)線(xiàn)引線(xiàn)或銷(xiāo)連接至導(dǎo)線(xiàn)跡線(xiàn)。在導(dǎo)線(xiàn)引線(xiàn)和橋接電阻50之間放置一齊納二極管。當(dāng)銅跡線(xiàn)施加的電壓超過(guò)高壓全火力電壓一選擇的量時(shí)，如在靜電電荷施加在導(dǎo)線(xiàn)引線(xiàn)上所發(fā)生的這樣情況時(shí)，齊納二極管起作橫跨銅跡線(xiàn)的一短路件的作用。就在緊接導(dǎo)線(xiàn)引線(xiàn)到達(dá)電路板之前，導(dǎo)線(xiàn)引線(xiàn)穿過(guò)一鐵氧體磁芯3，該磁芯3阻擋住可能導(dǎo)致過(guò)早點(diǎn)火或起爆的高頻信號(hào)。導(dǎo)線(xiàn)引線(xiàn)、鐵氧體磁芯以及電路板(除了電橋電阻50所安裝的端部之外)鑲嵌模制在玻璃填充的尼龍6，6體中。該尼龍?bào)w大體呈圓柱形，并安裝到一圓筒形軟鋁罐66，該鋁罐66蓋住電橋電阻。鋁罐粘合到形成在尼龍?bào)w上的一圓周凹槽。該粘合在鋁罐66和尼龍本體之間形成一氣密封。在鋁罐粘合到位之前，對(duì)橋接電阻50覆層一無(wú)鉛和汞的引炸藥，如高氯酸鋯鉀，并在罐子中裝入諸如5-氨基四唑之類(lèi)的氣體生成顆粒。氣體生成顆粒無(wú)需與起爆藥料直接接觸，不過(guò)它們可以取決于起爆器的定向。起爆器是熱線(xiàn)型的，其特點(diǎn)是快速燃燒或稱(chēng)爆燃。這與用超聲爆震波觸發(fā)的炸藥形成對(duì)比。
可使用起爆器20來(lái)起爆一氣體發(fā)生器藥筒，它例如用以充脹安全氣囊，或者可以直接產(chǎn)生足夠的氣體以驅(qū)動(dòng)各種氣體操動(dòng)的機(jī)構(gòu)，如座椅安全帶收縮器或類(lèi)似裝置。
可以使用除了一齊納二極管54之外的抑制元件，例如可以使用一火花隙放電結(jié)構(gòu)。
鋁可以壓接O形圈或其它彈性體裝置，以形成鋁罐與塑料插塞之間的氣密封。
當(dāng)指定為特定的材料或塑料時(shí)，可以使用已知為基本上可互換或執(zhí)行類(lèi)似功能的其它的塑料。
權(quán)利要求
1.一種起爆器(20)和氣體發(fā)生器，它包括基本為矩形且呈平板形式的一電路板(22)，該電路板有一長(zhǎng)向尺寸和一短向尺寸，并且一第一跡線(xiàn)(24)沿著電路板的長(zhǎng)向尺寸從一引線(xiàn)端延伸到一熱線(xiàn)端，基本平行于第一跡線(xiàn)的一第二跡線(xiàn)(24)沿著電路板(22)的長(zhǎng)向尺寸從引線(xiàn)端延伸到熱線(xiàn)端；在引線(xiàn)端連接至第一跡線(xiàn)(24)的一第一電源連接結(jié)構(gòu)(38)；在引線(xiàn)端連接至第二跡線(xiàn)(24)的一第二電源連接結(jié)構(gòu)(38)；在電路板(22)的熱線(xiàn)端處連接在第一跡線(xiàn)(24)和第二跡線(xiàn)(24)之間的一電橋電阻(50)；連接在第一跡線(xiàn)(24)和第二跡線(xiàn)(24)之間的、一用于抑制高壓的裝置(54)，且該裝置位于電路板(22)的第一端與第二端之間；圍繞第一電源連接結(jié)構(gòu)(38)和第二電源連接結(jié)構(gòu)(38)的一鐵氧體磁芯(30)，且該磁芯位于電路板(22)附近；一模制的塑料插塞(58)，其中，鐵氧體磁芯(30)、電路板(22)的第一端以及用于抑制高壓的裝置(54)位于該模制的塑料插塞內(nèi)，模制塑料插塞具有形成一密封表面的部分；覆層電橋電阻(50)的一定量的起爆組合物(56)；以及含有一定量的氣體生成顆粒(72)的一罐子(66)，該罐子定位成接納電路(22)的第二端和電橋電阻(50)，且在密封表面處對(duì)模制的塑料插塞(58)氣密封。
2.如權(quán)利要求
1所述的起爆器(20)和氣體發(fā)生器，其特征在于，罐子(66)用鋁制成。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的起爆器(20)和氣體發(fā)生器，其特征在于，起爆組合物(56)主要包括高氯酸鋯鉀。
4.如權(quán)利要求
1-3中任一項(xiàng)所述的起爆器(20)和氣體發(fā)生器，其特征在于，起爆組合物(56)是高氯酸鋯鉀與一彈性體的混合物。
5.如權(quán)利要求
1-4中任一項(xiàng)所述的起爆器(20)和氣體發(fā)生器，其特征在于，用于抑制高壓的裝置是一齊納二極管(54)。
6.如權(quán)利要求
1-5中任一項(xiàng)所述的起爆器(20)和氣體發(fā)生器，其特征在于，模制的塑料插塞(58)用玻璃填充的尼龍6，6制成。
7.如權(quán)利要求
1所述的一種起爆器(20)和氣體發(fā)生器通過(guò)以下方法來(lái)制造(a)構(gòu)造一具有兩導(dǎo)電跡線(xiàn)(24)的電路板(22)；(b)將一導(dǎo)線(xiàn)各焊接到電路板(22)的各跡線(xiàn)(24)上；(c)將一鐵氧體磁芯(30)定位在導(dǎo)線(xiàn)之上并靠近電路板(22)；(d)橫跨導(dǎo)電跡線(xiàn)(24)安裝一用來(lái)抑制高壓的裝置(54)；(e)將電路板(22)、抑制裝置(54)以及鐵氧體磁芯(30)定位在一模腔中，以使電路板的一第一部分以及兩導(dǎo)電跡線(xiàn)(24)的一第一部分從模腔伸出；(f)充注模腔以形成一插塞(58)，且電路板(22)的第一部分以及兩導(dǎo)電跡線(xiàn)(24)的第一部分從該插塞伸出；橫跨導(dǎo)電跡線(xiàn)(24)從插塞(58)伸出的部分安裝一電橋電阻(50)；(g)在電橋電阻(50)上形成一起爆藥料；(h)將氣體生成顆粒裝入一罐子(66)；以及(i)將罐子(66)附接到插塞(58)，以使當(dāng)將電流通過(guò)電橋電阻(50)而點(diǎn)燃起爆藥料時(shí)，點(diǎn)燃?xì)怏w生成顆粒(72)。
專(zhuān)利摘要
一種起爆器(20)和氣體發(fā)生器，它包括一電路板(22)，該電路板的一端設(shè)有兩間隔開(kāi)的銅跡線(xiàn)(24)和一Nichrome
文檔編號(hào)F42B3/12GKCN1678479SQ03820933
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年6月9日
發(fā)明者E·O·何塞, K·林 申請(qǐng)人:關(guān)鍵安全體系股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan