專利名稱:氣體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于令側(cè)氣囊和窗簾式氣囊等膨脹的氣體發(fā)生器。
技術(shù)背景
作為用于在汽車撞擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊下保護(hù)乘員的安全裝置之一，公知有氣囊。該 氣囊通過令氣體發(fā)生器產(chǎn)生大量高溫、高壓氣體而動(dòng)作。以往，作為令該氣體發(fā)生器產(chǎn)生氣 體的方式，公知有大致分為兩類的方式。一類是令固體氣體發(fā)生劑燃燒而生成全部發(fā)生氣 體的熱力方式(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。還有一種是借助保持有高壓氣體的高壓儲(chǔ)氣瓶、和 向高壓儲(chǔ)氣瓶中的高壓氣體供給熱量用的少量火藥組成物而放出大量高壓氣體的混合方 式(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。
進(jìn)而，在作為成分含有胍衍生物、硝酸銨等反應(yīng)性低的原料的氣體發(fā)生劑組成物 的情況下，不用說燃燒速度的遲緩，氣體發(fā)生器的著火性低也是問題之一。氣囊從開始動(dòng)作 到氣囊展開的時(shí)間為10 60ms左右，即便是氣體發(fā)生器的微小的動(dòng)作延遲其影響也很大， 無法發(fā)揮充分的性能。氣體著火性低的情況下，即便氣體發(fā)生器內(nèi)的點(diǎn)火器點(diǎn)火，到氣體發(fā) 生劑著火所需的時(shí)間也較長(zhǎng)，作為結(jié)果出現(xiàn)氣體發(fā)生器的著火延遲。雖然通過增多氣體發(fā) 生器的引火藥的藥量，有希望一定程度改善著火延遲，但由于增加引火藥量，氣體發(fā)生器自 身的總發(fā)熱量增多，其結(jié)果，用于冷卻氣體的過濾材料的重量增加，氣體發(fā)生器變得更大。
此外，用于令側(cè)氣囊和窗簾式氣囊等膨脹的熱力方式的氣體發(fā)生器為下述構(gòu)造， 即如專利文獻(xiàn)2所述，主流為細(xì)長(zhǎng)圓筒狀的殼體，兩端部通過焊接等封固。因此，在使用專 利文獻(xiàn)1所述的氣體發(fā)生劑的情況下，為了作為氣體發(fā)生器得到充分的燃燒性能，必須在 更高壓之下令氣體發(fā)生劑燃燒，為了提高殼體的耐壓性，必須增厚殼體的壁厚。此外，在為 了改善著火性而增多引火藥的藥量的情況下，由于增加發(fā)熱量，必須增大用于充分冷卻氣 體的過濾材料，無法實(shí)現(xiàn)氣體發(fā)生器的小型化、輕量化。
此外，在專利文獻(xiàn)3中，公開有為了可靠地氣密殼體和分隔部件，而在分隔部件的 外周端面上設(shè)置0型圈等密封部件的熱力方式的氣體發(fā)生器。但是，存在需要在分隔部件 的外周端面切口并設(shè)置0型圈等密封部件的工序，并且氣體發(fā)生器的制造成本變高的問 題。此外，在該氣體發(fā)生器中，分隔部件并未區(qū)分過濾室和燃燒室。
另一方面，混合方式的氣體發(fā)生器由于可用較少的氣體發(fā)生劑實(shí)現(xiàn)，所以適合于 小型化。但是，由于需要在高壓的狀態(tài)下保持高壓儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的氣體，所以在密封不充分的情 況下，作為氣體發(fā)生器，在15年的耐用年限中，有高壓氣體從高壓儲(chǔ)氣瓶漏出而不能發(fā)揮 充分的性能的危險(xiǎn)。因此，為了長(zhǎng)期密封高壓儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的氣體，需要借助機(jī)械破壞強(qiáng)度高、 密封性高的安全膈膜來密封高壓儲(chǔ)氣瓶。作為這種氣體發(fā)生器有例如專利文獻(xiàn)4所示的氣 體發(fā)生器。該氣體發(fā)生器為了提高密封有高壓氣體的第1容器(高壓儲(chǔ)氣瓶)的氣體氣密 性而使用破壞強(qiáng)度高的破裂膈膜(安全膈膜)，借助推進(jìn)裝入物(點(diǎn)火器)的點(diǎn)火而向該破 裂膈膜推進(jìn)設(shè)置在具有燃燒室等的第2容器中的中空活塞，可靠地令第1容器的破裂膈膜 破裂，可靠地放出第1容器的高壓氣體。由此，雖然可以可靠地破壞破裂膈膜，但必須設(shè)置中空活塞等，存在氣體發(fā)生器的構(gòu)造復(fù)雜化的問題。
此外，可靠地密封高壓儲(chǔ)氣瓶的安全膈膜的破壞也有下述方式，S卩，不是如專利文 獻(xiàn)4所述那樣使用中空活塞等而進(jìn)行破壞，而是通過增加引火藥劑的量而提高含有點(diǎn)火器 的燃燒室內(nèi)的壓力而進(jìn)行破壞。但是，由于增加引火藥劑的量，所以需要收納引火藥的收納 室，難以小型化氣體發(fā)生器。此外，此情況下，也難以在點(diǎn)火器點(diǎn)火的同時(shí)破壞安全膈膜。
此外，在該種氣體發(fā)生器中，由于高壓儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的高壓氣體絕熱膨脹而從高壓儲(chǔ) 氣瓶中噴出，所以需要加溫氣體而放出，上述情況存在無法充分加溫從高壓儲(chǔ)氣瓶噴出的 氣體的問題。
此外，專利文獻(xiàn)5中，公開有借助保持高壓氣體的高壓儲(chǔ)氣瓶、和向該高壓儲(chǔ)氣瓶 中的高壓氣體供給熱量用的少量的火藥組成物而放出大量的高溫、高壓氣體的混合方式的 氣體發(fā)生器。
此外，作為用于這些氣體發(fā)生器的點(diǎn)火器，在專利文獻(xiàn)6中公開有將形成在陶瓷 等基板上的薄膜狀電橋通過環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、陶瓷等固定于塞栓的點(diǎn)火器。該薄膜電橋 通過焊錫、引線接合、導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂等與設(shè)置于塞栓上的電極銷電氣接合。這樣的具有薄 膜電橋的點(diǎn)火器有下述優(yōu)點(diǎn)，即與具有電橋線的點(diǎn)火器相比，著火時(shí)間變?yōu)閺膸追种坏?十幾分之一左右。但是，通過導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂而接合的情況下，在作為汽車的氣體發(fā)生器等 的點(diǎn)火器而使用的情況下，在酷夏的炎熱天氣等時(shí)發(fā)生的高溫的環(huán)境下被曝曬，有時(shí)導(dǎo)電 性環(huán)氧樹脂的阻力值發(fā)生變化。此外，由于即便在組裝最初其阻力值也易受電極表面的狀 態(tài)的影響，所以存在初期阻力值離散較大的問題。此外，在引線接合的情況下，雖然可以消 除焊錫和導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂的問題點(diǎn)，但專利文獻(xiàn)6所示的情況，由于薄膜電橋以突出在塞 栓上的狀態(tài)被固定，所以在向填裝有點(diǎn)火藥的帽中裝入薄膜電橋突出的塞栓時(shí)，在作用了 擠壓力的情況下，引線有斷線的危險(xiǎn)。特別是，如專利文獻(xiàn)6所述那樣，在令引線立起而接 合該端面、即所謂的立裝的情況下，其危險(xiǎn)顯著。
專利文獻(xiàn)1 特開平11-292678號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 特開2000-203372號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 國(guó)際公開第W001/74633號(hào)冊(cè)
專利文獻(xiàn)4 特開平8-253100號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5 國(guó)際公開第W002/062629號(hào)冊(cè)
專利文獻(xiàn)6 美國(guó)專利第6，324，979B1號(hào)說明書
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種相比以往的氣體發(fā)生器可在短時(shí)間內(nèi)膨脹氣囊，可同 時(shí)滿足小型化以及構(gòu)造簡(jiǎn)易化的具有高可靠性的氣體發(fā)生器。
本發(fā)明的氣體發(fā)生器具備具有端板部和兩根以上電極銷的塞栓、和具有電極墊 片的薄膜電橋，具備點(diǎn)火器，所述點(diǎn)火器若通過上述電極銷向上述薄膜電橋供給電流，則上 述薄膜電橋動(dòng)作而令點(diǎn)火藥著火，其特征在于，上述薄膜電橋以其表面與上述電極銷的頭 部以及上述塞栓的上述端板部的表面為大致同一面的方式埋設(shè)在設(shè)在上述塞栓上的凹部 中而固定，上述薄膜電橋在上述電極墊片部通過引線接合而與上述電極銷連接，上述薄膜 電橋的上述電極墊片的至少一個(gè)借助引線接合而電氣連接到上述塞栓的上述端板部的金屬部。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選進(jìn)而具備殼體，所述殼體內(nèi)部具有封入有借助燃 燒而產(chǎn)生高溫氣體的氣體發(fā)生劑的燃燒室、和安裝有過濾材料的過濾室，上述燃燒室內(nèi)的 上述氣體發(fā)生劑通過上述點(diǎn)火器而被點(diǎn)火燃燒。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選上述殼體的外徑為30mm以下，上述點(diǎn)火器安裝在 上述殼體的端部。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選上述殼體的形狀為端部開放且另一端部封閉的有 底筒狀。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選具有區(qū)劃上述燃燒室和上述過濾室的第1分隔部 件。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選上述殼體的另一端部的形狀為碗形或者平底形。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選在上述燃燒室內(nèi)封入增強(qiáng)劑。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選上述氣體發(fā)生劑和上述增強(qiáng)劑不放入容器地直接 封入上述燃燒室內(nèi)，上述氣體發(fā)生劑和上述增強(qiáng)劑通過第2分隔部件而分離。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選在上述殼體內(nèi)的既定位置裝入上述第1分隔部 件，通過將上述殼體的周面向直徑減小方向鉚接而接合/固定上述第1分隔部件的端面。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選進(jìn)而具備內(nèi)部具有壓縮氣體的高壓儲(chǔ)氣瓶；收 納有引火藥以及上述點(diǎn)火器的殼體；和連接保持上述高壓儲(chǔ)氣瓶和上述殼體的外筒部件， 上述高壓儲(chǔ)氣瓶在上述殼體側(cè)的端部具有保持壓力并且密封壓縮氣體的安全膈膜，上述外 筒部件具有沿內(nèi)周設(shè)置的過濾材料，在上述外筒部件內(nèi)部的上述高壓儲(chǔ)氣瓶和上述殼體之 間形成有氣體滯留空間。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選上述高壓儲(chǔ)氣瓶的外徑在20mm 30mm范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選上述安全膈膜利用來自上述點(diǎn)火器的火焰破裂。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選在上述殼體的底部側(cè)的側(cè)筒部形成朝向上述外筒 部件的多個(gè)第2火焰放出孔。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選上述電極墊片的表面材質(zhì)是金、鋁、鎳、鈦的任意一種。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選用于上述引線接合的引線的材質(zhì)是金或者鋁，上 述引線的線徑為10 ii m 500 ii m。
在本發(fā)明的氣體發(fā)生器中，優(yōu)選用于上述引線接合的上述引線的環(huán)高在1mm以 下。
上述氣體發(fā)生器使用以薄膜電橋的表面與電極銷的頭部以及塞栓的端板部的表 面為大致同一面的方式將薄膜電橋埋設(shè)于塞栓的點(diǎn)火器，由此可高速低能地在穩(wěn)定狀態(tài)下 點(diǎn)燃點(diǎn)火藥。
此外，本發(fā)明的具有包含薄膜電橋的點(diǎn)火器的氣體發(fā)生器由于構(gòu)造簡(jiǎn)易，所以可 小型化并且可低成本地制造。
此外，本發(fā)明的具有包含薄膜電橋的點(diǎn)火器的熱力方式的氣體發(fā)生器，若作為側(cè) 面用使用，可比以往的側(cè)面用氣體發(fā)生器更快令氣囊膨脹。
此外，本發(fā)明的具有包含薄膜電橋的點(diǎn)火器的混合方式的氣體發(fā)生器中，可更顯
6著地得到作為混合方式的特征的、以短時(shí)間膨脹展開氣囊的效果。
在車輛的側(cè)面撞擊中，被稱為壓潰區(qū)域的沖擊吸收部分與前面撞擊相比較小，乘 員和車輛內(nèi)裝部件的距離也較短。因此側(cè)面用氣囊和窗簾式氣囊必須比對(duì)應(yīng)于前面撞擊的 氣囊更早展開，在乘員與車輛內(nèi)裝部件接觸前展開。因此，用于該處的氣體發(fā)生器對(duì)應(yīng)于來 自感知側(cè)面撞擊的ECU(電子控制組件)的電氣的動(dòng)作信號(hào)，需要快速動(dòng)作。本發(fā)明是為了 滿足這些要求而提出的，通過將薄膜電橋用于點(diǎn)火器的電阻發(fā)熱體，相比以往使用的電橋 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線可令著火時(shí)間為以往的幾分之一 十幾分之一左右。但是，以往的使用薄膜電橋 的點(diǎn)火器如上所述，電氣連接存在問題，通過令上述薄膜電橋的電橋表面和塞栓的端板部 的表面為同一面而解決該問題，進(jìn)而作為靜電對(duì)策，將薄膜電橋的電極墊片和塞栓的端板 部的金屬部分電氣連接。
圖1是本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第1實(shí)施方式的一例的剖面圖,
圖2是用于本發(fā)明的氣體發(fā)生器的點(diǎn)火器的一例的剖面圖。
圖3是表示擴(kuò)大圖2的局部的要部平面的圖。
圖4是表示圖3中A-A，線剖面的圖。
圖5是表示圖3中B-B，線剖面的圖。
圖6是本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第2實(shí)施方式的一例的剖面圖,
圖7是本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第3實(shí)施方式的一例的剖面圖,
附圖標(biāo)記說明
B 外徑
hi 槽深
h2階梯差
h3 環(huán)高
1氣體發(fā)生器
2另一端部
3 端部
4 殼體
5氣體發(fā)生劑
6燃燒室
6A，6B 空間
7過濾材料
8過濾室
9第1分隔部件
10點(diǎn)火器
11氣體放出孔
12 托架
13端部周壁
14增強(qiáng)劑[0066]15緩沖材料[0067]16密封部件[0068]19空間[0069]20圓筒部[0070]22、23電極銷[0071]24塞栓[0072]25薄膜電橋[0073]26、27點(diǎn)火藥[0074]28引線[0075]29第1管體[0076]30第2管體[0077]31絕緣體[0078]32凹部[0079]35頭部[0080]40點(diǎn)火器用托架[0081]41電極墊片[0082]42電極墊片[0083]43基板[0084]44層疊體[0085]45端板部的表面[0086]46氣體發(fā)生器[0087]47第2分隔部件[0088]50氣體發(fā)生器[0089]51高壓儲(chǔ)氣瓶[0090]52引火藥[0091]53階梯部[0092]54殼體[0093]55外筒部[0094]56燃燒室[0095]57過濾材料[0096]58第1火焰放出孔[0097]59氣體滯留空間[0098]60第2火焰放出孔[0099]61氣體放出孔[0100]62端面[0101]63高壓儲(chǔ)氣瓶帽[0102]64第1緩沖材料[0103]65第2緩沖材料[0104]66安全膈膜[0105]67 底部
68側(cè)筒部
69第1階梯部
70 托架
71開口端部
具體實(shí)施方式
參照
本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第1實(shí)施方式的一例。圖1是表示本發(fā)明的 氣體發(fā)生器的實(shí)施方式的一例的剖面圖。在圖1中，氣體發(fā)生器1是所謂的熱力方式的氣 體發(fā)生器，具有筒狀的殼體4 ；將殼體4內(nèi)區(qū)劃為燃燒室6和過濾室8的第1分隔部件9， 所述燃燒室6封入有借助燃燒而產(chǎn)生高溫氣體的氣體發(fā)生劑5，所述過濾室8安裝有過濾材 料7 ；令燃燒室6內(nèi)的氣體發(fā)生劑5著火燃燒的點(diǎn)火器10，殼體4是端部3開放，另一端部 2封閉的有底筒狀。
以往的氣體發(fā)生器的外廓容器是具有殼體、其端部的蓋、另一端部的蓋的3部件 和端部、另一端部的密封劑(0型圈等)等共5部件的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式的氣體發(fā)生器1 中，由于殼體4是有底筒狀，所以不需另一端部的蓋和另一端部的密封劑而成為3部件，可 削減部件個(gè)數(shù)。此外，通過削減部件個(gè)數(shù)也可減少組裝工序數(shù)，所以可降低制造成本。而且， 可令氣體發(fā)生器1小型化。筒狀的殼體4的外徑B優(yōu)選在30mm以下，在20mm以上 30mm 以下的范圍內(nèi)更優(yōu)。殼體4優(yōu)選為有底筒狀。
殼體4的另一端部2可以是例如帶有圓弧的形狀、有棱角的形狀、碗(bowl)形、平 底形狀等。圖1中為碗(bowl)形。由此，即便在殼體內(nèi)的壓力上升的情況下，也可抑制變 形。此外，由于另一端部2如上述那樣地封閉，所以只封固端部3即可，可減少部件個(gè)數(shù)，并 且由于可只在端部3—處有封固部分，所以提高氣體發(fā)生器1的安全性，并且可小型化。此 外，在殼體4中，圓筒部的厚度和外徑的比優(yōu)選在1. 9 20. 0的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為在3 16.0的范圍內(nèi)。另外，殼體4由例如不銹鋼、鐵等金屬形成。
此外，在殼體4的另一端部2側(cè)的外周上設(shè)置有氣體放出孔11。氣體放出孔11優(yōu) 選設(shè)置在在氣體放出時(shí)不對(duì)充氣機(jī)產(chǎn)生推進(jìn)力的位置，例如過濾室8的圓筒部20上。此外， 也可設(shè)置多個(gè)，此外，也可不只是一列而在軸方向上設(shè)置多列，在軸方向上設(shè)置多列的情況 下，可設(shè)置為鋸齒狀。優(yōu)選設(shè)置4個(gè)或者8個(gè)，更優(yōu)選在同一外周上每隔90度地設(shè)置4個(gè) 或在軸方向上在兩列的外周上每隔90度地設(shè)置8個(gè)。在燃燒室6內(nèi)借助氣體發(fā)生劑5的 燃燒而產(chǎn)生的高溫、高壓氣體從這些氣體放出孔11通過過濾室8中安裝的過濾材料7而被 冷卻、過濾后放出。
第1分隔部件9是環(huán)狀的平圓板狀，具有孔18，將殼體4的內(nèi)部空間分隔為過濾室 8和燃燒室6 (氣體發(fā)生劑室)而成為兩室構(gòu)造，防止由于氣體發(fā)生劑5的燃燒而損傷(熔 融)過濾材料7。第1分隔部件9由例如不銹鋼、鐵等構(gòu)成。
在殼體4的內(nèi)周側(cè)的覆蓋氣體放出孔11的位置或者覆蓋第1分隔部件9的孔18 的位置的一方或者雙方上，貼裝有例如鋁帶等的密封部件16。借助該密封部件16密封殼體 4內(nèi)的燃燒室6。密封部件16優(yōu)選單獨(dú)地貼裝在第1分隔部件9的燃燒室6側(cè)的面上。密 封部件16的直徑也可比孔18的直徑大4mm以上。向第1分隔部件9的貼裝簡(jiǎn)便，該貼裝
9可降低氣體發(fā)生器的制造成本。
殼體4的端部3上安裝有保持點(diǎn)火器10的托架12。托架12通過和殼體4的端部 周壁13同時(shí)鉚接而被保持，封閉殼體4的端部3。
此外，優(yōu)選令第1分隔部件9的配置位置附近的殼體4的周面向直徑減小方向鉚 接，令第1分隔部件9的外周端面深入殼體4的內(nèi)周面。借此，由于無需以往的將分隔部件 的外周面切口而安裝0型圈等密封部件的工序，所以成本低且可可靠地固定第1分隔部件 9和殼體4，所以可得到氣密性高的氣體發(fā)生器1。
點(diǎn)火器10如圖2所示，具備具有一對(duì)相互絕緣的電極銷22、23的塞栓24、和安 裝在塞栓24上的薄膜電橋25。而且構(gòu)造為，通過電極銷22、23向薄膜電橋25供給電流，并 令薄膜電橋25動(dòng)作而使第1管體29內(nèi)裝填的點(diǎn)火藥26、27著火。
塞栓24由不銹鋼、鋁、銅、鐵等金屬形成。此外，從該塞栓24延伸的一對(duì)電極銷 22,23與塞栓24同樣，由不銹鋼、鋁、銅、鐵等金屬形成。而且，這些電極銷22、23在塞栓24 內(nèi)通過玻璃、樹脂等的絕緣體31覆蓋其周圍而相互絕緣。進(jìn)而，這些電極銷22、23以頭部 35與塞栓24的端板部的表面45為大致同一面的方式設(shè)置。
圖3是圖2的薄膜電橋25埋設(shè)在塞栓24的凹部32內(nèi)的部分的C箭頭方向擴(kuò)大 俯視圖。圖4是表示圖3中A-A’線剖面的圖。圖5是表示圖3中B-B’線剖面的圖。
薄膜電橋25如圖3、圖4以及圖5所示，埋設(shè)在塞栓24上形成的凹部32內(nèi)，其 表面與塞栓24的端板部的表面45和電極銷22、23的頭部35為大致同一面地設(shè)置。凹部 32如圖4所示，相對(duì)薄膜電橋25的基板43的厚度而合適地設(shè)置其槽深hl，由此在埋設(shè)薄 膜電橋25的情況下，令其表面和電極銷22、23的頭部35的階梯差h2在1mm以下，優(yōu)選在 0. 5mm以下，更優(yōu)為在0. 2mm以下，由此可降低引線接合的環(huán)高h(yuǎn)3。此外，通過這樣規(guī)定階 梯差h2，如圖4以及圖5所示，可容易地進(jìn)行在平放引線28的狀態(tài)下使用引線28的周面而 連接的所謂的橫裝。這樣，由于引線28的環(huán)高h(yuǎn)3通常在1mm以下，優(yōu)選在0. 5mm以下，更 優(yōu)在0. 2mm以下，所以在向填裝有點(diǎn)火藥26、27的第1管體29裝入埋設(shè)有薄膜電橋25的 塞栓24時(shí)，即便在向引線28作用擠壓力的情況下，也可防止引線28的斷線，能可靠地連接 電極銷22、23和薄膜電橋25。另外，作為引線28，優(yōu)選是金或者鋁。由此，可從電極銷22、 23可靠地向薄膜電橋25供給電流。此外，引線28的線徑通常為10 y m 500 y m,優(yōu)選為 20 ii m 500 ii m，更優(yōu)為100 y m 500 y m，由此可更可靠地從電極銷22、23向薄膜電橋25 供給電流。
接合薄膜電橋25和電極銷22、23的引線28優(yōu)選如圖3、圖4所示，架設(shè)在薄膜電 橋25的電極墊片41、42的表面地連接。此時(shí)，由于如上所述，以薄膜25的表面、塞栓24的 端板部的表面45、電極銷22、23的頭部35為大致同一平面的方式設(shè)置在塞栓24的凹部32 內(nèi)(參照?qǐng)D2、圖4)，所以可用所謂的橫裝來將引線28與薄膜電橋25的電極墊片41、42接 合。此外，通過從電極墊片42將引線28連接到塞栓24的端板部45的金屬部，可容易地接 地。本發(fā)明所說的薄膜電橋25的表面、和塞栓24的端板部的表面45、和電極銷22、23的頭 部為大致同一面是指薄膜電橋25的電極墊片面41、42、和塞栓24的表面45、和電極銷22、 23的頭部35的階梯差h2在1mm以下，優(yōu)選在0. 5mm以下，更優(yōu)選在0. 2mm以下。另外，這 些通過引線28而與電極銷22、23引線接合的電極墊片41、42由在反應(yīng)性金屬例如鈦等，反 應(yīng)性絕緣物例如硼等相互層疊所得的層疊體44的表面兩側(cè)借助熱蒸鍍等而形成的金、鋁、鎳、鈦等構(gòu)成。反應(yīng)性金屬中除了鈦以外，可舉出鋁、鎂、鋯等。此外，反應(yīng)性絕緣物中，除了硼以外，可舉出鈣、錳、硅等。
薄膜電極25可采用使用了發(fā)熱電阻體、反應(yīng)性物質(zhì)的電抗型電橋、電擊型電 橋等的任意的電橋。薄膜電橋的電橋部通過LIGA (Lithographie Galva-noformung Abfprmimg(利用了 X線的微細(xì)加工技術(shù)))工藝方法、陰極真空噴鍍等的公知技術(shù)而形成 在Si基板和Al2O3等的陶瓷基板上。特別是，電抗型的電橋在通過小能量來穩(wěn)定而動(dòng)作的 角度為優(yōu)選。
用于本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第1實(shí)施方式的點(diǎn)火器10中的電抗型薄膜電橋25如 圖4以及圖5所示，由在基板43的表面形成的、基于反應(yīng)性金屬例如鈦等和反應(yīng)性絕緣物 例如硼等交互層疊所得的層疊體44的電橋、和由覆蓋其表面兩側(cè)的金屬等導(dǎo)電性材料而 形成的電極墊片41、42構(gòu)成。在圖3、圖4以及圖5中電極墊片41、42位于層疊體44上兩 側(cè)位置。
作為用于層疊體44的反應(yīng)性金屬，除了鈦以外，有鋁、鎂、鋯等。此外，作為反應(yīng)絕 緣物，除了硼以外，有鈣、錳、硅等。這樣的具有層疊體44的薄膜電橋25，若電流在電橋部流 動(dòng)而活性化，則反應(yīng)性金屬和反應(yīng)性絕緣物反應(yīng)，形成熱等離子體而被放出。而且，該等離 子體可高效地令填裝的點(diǎn)火藥著火。
用于本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第1實(shí)施方式的點(diǎn)火器10如下地制造。
首先，如圖2所示，在第1管體29內(nèi)裝填點(diǎn)火藥26、27。然后，在圖3、圖4所述的 塞栓24的凹部32中設(shè)置薄膜電橋25。接著，基于引線28而借助引線接合而連接電極銷 22、23和薄膜電橋25。然后，將塞栓24嵌合于第1管體29上。此時(shí)，即便將塞栓24向點(diǎn) 火藥26側(cè)擠壓的情況下，如以上說明那樣，由于薄膜電橋25埋設(shè)于塞栓24內(nèi)，通過所謂橫 裝的引線接合與電極銷22、23連接，所以沒有斷線等的危險(xiǎn)。這樣，在將塞栓24嵌合于第 1管體29上后，將該第1管體29插入第2管體30中，在點(diǎn)火器用托架40內(nèi)插入成形。這 樣制造的點(diǎn)火器10可適于用在汽車等的各種安全裝置上的氣體發(fā)生器用點(diǎn)火器等。
作為裝填在點(diǎn)火器10內(nèi)的點(diǎn)火藥26、27，優(yōu)選具有鋯(Zr)、鎢(W)、高氯酸鉀 (KClO4)成分，作為粘合劑優(yōu)選使用使用了氟化橡膠和硝化纖維素等的粘合劑。此外，鋯、 鎢、高氯酸鉀的組成比(重量比)根據(jù)點(diǎn)火器10的薄膜電橋25的發(fā)熱而決定以便能夠充 分地點(diǎn)火,優(yōu)選& W KClO4 = 3 3.0 4.0 3.0 4.0，更優(yōu)為& W KClO4 = 3 · 3 · 5 · 3 · 5 ο
以上這樣構(gòu)成的點(diǎn)火器10通過向電極銷22、23供給電流，薄膜電橋25動(dòng)作，和以 往的基于電橋線的情況相比，可在大約其1/10的速度的數(shù)μ秒單位下高效地點(diǎn)燃點(diǎn)火藥 26、27。此外，由于可借助在薄膜電橋25中產(chǎn)生的熱能高效地點(diǎn)燃點(diǎn)火藥26、27，所以可降 低點(diǎn)火延遲等的離散。
此外，在點(diǎn)火器10中，由于可借助引線接合可靠地連接電極銷22、23和薄膜電橋 25，所以也可例如在電極銷22、23的任意一方和薄膜電橋25之間夾有ASIC (Application specific integrated circuit)等，同樣地借助引線接合連接。
而且，本發(fā)明的第1實(shí)施方式的氣體發(fā)生器1如圖1所示，從殼體4的另一端部2 順序裝填過濾材料7、氣體發(fā)生劑5、增強(qiáng)劑14、緩沖材料15，點(diǎn)火器10嵌插在鉚接固定的 托架12上。過濾材料7和氣體發(fā)生劑5之間根據(jù)必要可設(shè)置第1分隔部件9。[0132]過濾材料7利用例如針織編金屬網(wǎng)、平織金屬網(wǎng)和卷織金屬線材的集合體，優(yōu)選 使用帶有圓弧的形狀，更優(yōu)選使用圓柱狀或者圓筒狀的形狀，特別優(yōu)選使用圓筒狀的過濾 材料。在本實(shí)施方式中，例示為另一端部2具有帶圓弧的圓筒狀的形狀的情況。該過濾材 料7抵接于殼體4的另一端部2的前端部分而安裝。然后，該過濾材料7被區(qū)劃殼體4內(nèi) 部的、由金屬等形成的第1分隔部件9按壓在另一端部2上而固定。通過將殼體4的夾持 第1分隔部件9的位置從外周部分鉚接(兩處的鉚接)而將該第1分隔部件9固定在殼體 4內(nèi)，將殼體4內(nèi)分隔為過濾室8和燃燒室6。在過濾材料7的長(zhǎng)度方向中央處，挖通過濾 材料7的芯部地形成空間19。在適合于使用在令側(cè)面用氣囊等膨脹的本發(fā)明的氣體發(fā)生器 1中，由于比較多地使用氣體發(fā)生劑5等的藥劑，所以優(yōu)選通過使用第1分隔部件9而分隔 過濾室8和燃燒室6，可防止氣體發(fā)生劑5的燃燒熱對(duì)過濾材料7的損傷。
在燃燒室6中封入有增強(qiáng)劑14。借此，無需在其他容器中填充增強(qiáng)劑14并將其組 裝入氣體發(fā)生器1，可降低制造成本，實(shí)現(xiàn)氣體發(fā)生器的小型化。增強(qiáng)劑14借助緩沖材料 15而被保護(hù)，以便不會(huì)由于振動(dòng)而粉狀化。此外，在該緩沖材料15上形成有十字狀切口，用 于將來自點(diǎn)火器10的火焰的威力不延遲且可靠地傳遞到增強(qiáng)劑14。作為緩沖材料15，優(yōu) 選使用例如由陶瓷纖維、發(fā)泡硅等形成的硅酮橡膠和硅發(fā)泡體等的彈性部件而形成。緩沖 材料15通常為圓盤狀的形狀，優(yōu)選形成為1層。
氣體發(fā)生劑5為非疊氮類組成物，可以使用由例如燃料、氧化劑、添加劑(粘合劑、 殘?jiān)纬蓜?、燃燒調(diào)整劑)構(gòu)成的物質(zhì)。
作為燃料，可以舉出例如含氮化合物。作為含氮化合物，可以舉出從例如三唑衍生 物、四唑衍生物、胍衍生物、偶氮二甲酰胺衍生物、胼衍生物、尿素衍生物和氨絡(luò)合物中選擇 的1種或2種以上的混合物。
作為三唑衍生物的具體例子，可以舉出例如5-氧代-1，2，4-三唑、氨基三唑等。 作為四唑衍生物的具體例子，可以舉出例如四唑、5-氨基四唑、硝酸氨基四唑、硝胺四唑、5， 5’-二-IH-四唑、5，5' -二-IH-四唑二銨鹽、5，5'-偶氮四唑二胍鹽等。作為胍衍生物 的具體例子，可以舉出例如胍、硝基胍、氰基胍、三氨基胍硝酸鹽、硝酸胍、硝酸氨基胍、碳酸 胍等。作為偶氮二甲酰胺衍生物的具體例子，可以舉出例如偶氮二甲酰胺等。作為胼衍生 物的具體例子，可以舉出例如對(duì)稱二氨基脲、硝酸碳酰胼鹽配合物、草酸酰胼、硝酸胼鹽配 合物等。作為尿素衍生物，可以舉出例如縮二脲。作為氨絡(luò)合物，可以舉出例如六氨合銅配 合物、六氨合鈷配合物、四氨合銅配合物、四氨合鋅配合物等。
在這些含氮化合物中，優(yōu)選從四唑衍生物和胍衍生物中選擇1種或2種以上，特別 地優(yōu)選硝基胍、硝酸胍、氰基胍、5-氨基四唑、硝酸氨基胍、碳酸胍。
氣體發(fā)生劑5中的這些含氮化合物的配合比例，根據(jù)分子式中的碳原子、氫原子 和其他氧化的原子數(shù)而不同，但是通常優(yōu)選為20 70重量％的范圍，30 60重量％的范 圍特別優(yōu)選。此外，根據(jù)添加到氣體發(fā)生劑中的氧化劑的種類，含氮化合物的配合比例的絕 對(duì)數(shù)值不同。但是，若含氮化合物的配合比例的絕對(duì)數(shù)值比完全氧化理論量多，則產(chǎn)生氣體 中的微量CO濃度增大。另一方面，若含氮化合物的配合比例的絕對(duì)數(shù)值為完全氧化理論量 或其以下，則產(chǎn)生氣體中的微量NOx濃度增大。因此，優(yōu)選為保持兩者最佳平衡的范圍。
作為氧化劑，優(yōu)選為從堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、和銨中所選的含有陽離子的 硝酸鹽、亞硝酸鹽、高氯酸鹽的至少1種中選擇的氧化劑。也可以采用硝酸鹽以外的氧化齊IJ，即亞硝酸鹽、高氯酸鹽等在氣囊充氣機(jī)領(lǐng)域廣泛使用的氧化劑，但是與硝酸鹽相比，從 亞硝酸鹽分子中的氧數(shù)減少或使易于向囊外排出的微粉狀霧的生成減少等觀點(diǎn)看優(yōu)選為 硝酸鹽。作為硝酸鹽，可以舉出例如硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鎂、硝酸鍶、相穩(wěn)定硝酸銨、堿式硝 酸銅等，硝酸鍶、相穩(wěn)定硝酸銨、堿式硝酸銅更優(yōu)。
氣體發(fā)生劑5中的氧化劑的配合比例根據(jù)使用的含氮化合物的種類和量而絕對(duì) 數(shù)值不同，但是優(yōu)選為30 80重量％的范圍，特別地與上述CO和NOx濃度相關(guān)聯(lián)優(yōu)選為 40 75重量％的范圍。作為添加劑的粘合劑，只要不給氣體發(fā)生劑的燃燒行動(dòng)帶來較大不良影響則都可 以使用。作為粘合劑，可以舉出例如羧甲基纖維素的金屬鹽、甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙 酸纖維素、丙酸纖維素、乙丁酸纖維素、硝基纖維素、微結(jié)晶性纖維素、瓜爾豆膠、聚乙烯醇、 聚丙烯酰胺、淀粉等多糖衍生物、硬脂酸鹽等有機(jī)粘合劑，和二硫化鉬、合成水滑石、酸性白 土、滑石、膨潤(rùn)土、硅藻土、陶土、二氧化硅、礬土等無機(jī)粘合劑。
粘合劑的配合比例在沖壓成形的情況下優(yōu)選為0 10重量％的范圍，在擠壓成形 時(shí)優(yōu)選為2 15重量％的范圍。隨著添加量增多，成形體的破壞強(qiáng)度變強(qiáng)。但是，組成物 中的碳原子和氫原子的數(shù)量增多，作為碳原子的不完全燃燒生成物的微量CO氣體的濃度 增高，產(chǎn)生氣體的品質(zhì)下降。此外，由于阻礙氣體發(fā)生劑的燃燒，所以優(yōu)選以最低量進(jìn)行使 用。特別地，在超過15重量％的量時(shí)，則需要增大氧化劑的相對(duì)存在比例，氣體發(fā)生化合物 的相對(duì)比例下降，難以成立可實(shí)際應(yīng)用的氣體發(fā)生器系統(tǒng)。
此外，作為添加劑，可以配合殘?jiān)纬蓜┳鳛檎澈蟿┮酝獾某煞?。為了通過與從氣 體發(fā)生劑中特別是氧化劑成份產(chǎn)生的金屬氧化物的相互作用，使得在氣體發(fā)生器1內(nèi)的過 濾材料7中的過濾變得容易而添加殘?jiān)纬蓜?br>作為該殘?jiān)纬蓜?，可以舉出從例如氮化硅、碳化硅、酸性白土、二氧化硅、膨潤(rùn)土 類、陶土類等以硅鋁酸鹽為主要成分的天然產(chǎn)粘土，合成云母、合成高嶺土、合成蒙脫石等 人工粘土，作為含水硅鎂酸鹽礦物的一種的滑石等中選擇的物質(zhì)，其中優(yōu)選酸性白土或二 氧化硅，特別優(yōu)選酸性白土。殘?jiān)纬蓜┑呐浜媳壤齼?yōu)選為0 20重量％的范圍，2 10 重量％的范圍更優(yōu)。若過多則會(huì)導(dǎo)致線燃燒速度的下降和氣體發(fā)生效率的下降，若過少則 不能充分發(fā)揮殘?jiān)纬赡芰俊?br>作為氣體發(fā)生劑5的優(yōu)選組合，可以舉出包含5-氨基四唑、硝酸鍶、合成鋁碳酸 鎂、和氮化硅的氣體發(fā)生劑，以及包含硝酸胍、硝酸鍶、堿式硝酸銅、酸性白土的氣體發(fā)生 劑。
此外，也可根據(jù)需要添加燃燒調(diào)節(jié)劑。作為燃燒調(diào)節(jié)劑，可以使用金屬氧化物、硅 鐵合金、活性炭、石墨、或稱為黑索金、奧托金、5-氧代-3-硝基-1，2，4-三唑的化合處理火 藥。燃燒調(diào)整劑的配合比例優(yōu)選為0 20重量％的范圍，特別優(yōu)選2 10重量％的范圍。 若過多則導(dǎo)致產(chǎn)生效率的下降，此外，若過少則不能獲得充分的燃燒速度。
基于以上構(gòu)成的氣體發(fā)生劑5，優(yōu)選為基于沖壓成形或擠壓成形的成形體，更優(yōu) 為擠壓成形體，作為其形狀，可舉出例如圓片狀(一般作為醫(yī)藥品的一種形狀的藥片的形 狀)、圓柱狀、筒狀、盤狀或者兩端封閉的中空體形狀。筒狀中可舉出圓筒狀，圓筒狀中可舉 出單孔圓筒狀、多孔圓筒狀。兩端封閉的中空體形狀中包含兩端封閉的圓筒狀。另外，所謂 的氣體發(fā)生劑5的成形體的兩端封閉的狀態(tài)，是指兩端開放的孔被由外向內(nèi)的兩個(gè)力封閉的狀態(tài)?？卓梢允峭耆伦』虿欢伦〉臓顟B(tài)。
說明該兩端封閉的中空體形狀的氣體發(fā)生劑5的制造方法的一個(gè)例子。由上述含 氮化合物、氧化劑、殘?jiān)纬蓜┖驼澈蟿?gòu)成的非疊氮類組成物，首先由V形混合機(jī)、或球 磨機(jī)等混合。進(jìn)而一邊添加水或溶劑(例如乙醇)一邊混合，可以獲得潮濕狀態(tài)的藥塊。在 此，所謂的潮濕狀態(tài)，是指具有一定程度的可塑性的狀態(tài)，優(yōu)選為含有為10 25重量％的 水或溶劑，含水為13 18重量％的狀態(tài)更優(yōu)。其后，由擠壓成形機(jī)(例如在出口具備沖模 和內(nèi)孔用銷的機(jī)器)把該潮濕狀態(tài)的藥塊保持該狀態(tài)擠壓成形為外徑優(yōu)選為1. 4mm 4mm， 1. 5mm 3. 5mm更優(yōu)，內(nèi)徑優(yōu)選為0. 3mm 1. 2mm, 0. 5mm 1. 2mm更優(yōu)的中空筒狀成形體。 其后，以一定間隔按壓被擠壓成形機(jī)擠壓出的中空筒狀成形體，從而獲得兩端封閉的筒狀 成形體。通常，在以一定間隔按壓該中空筒狀成形體后，分別以在封閉的凹部彎折的方式切 斷，然后通過進(jìn)行在通常50 60°C的范圍下干燥4 10小時(shí)，接著在通常105 120°C的 范圍下干燥6 10小時(shí)的2階段干燥，可以獲得在端部封閉的狀態(tài)下，內(nèi)部具有空間的筒 狀氣體發(fā)生劑。這樣得到的氣體發(fā)生劑的長(zhǎng)度通常在1. 5 8mm范圍內(nèi)，優(yōu)選為1. 5 7mm 范圍內(nèi)，2 6. 5mm范圍內(nèi)更優(yōu)。
此外，在定壓條件下測(cè)定氣體發(fā)生劑的線燃燒速度，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)使用以下Vielle 式。
r = aPn
在此，r表示線燃燒速度，a表示常數(shù)，P表示壓力，η表示壓力指數(shù)。該壓力指數(shù) η表示X軸壓力的對(duì)數(shù)相對(duì)于Y軸的燃燒速度的對(duì)數(shù)的曲線的斜率。
氣體發(fā)生劑的優(yōu)選線燃燒速度的范圍為，70kgf/cm2下3 60mm/秒，5 35mm/秒 更優(yōu)，此外，優(yōu)選的壓力指數(shù)范圍為η = 0. 90以下，η = 0. 75以下更優(yōu)，特別優(yōu)選η = 0. 60 以下。
此外，作為測(cè)定線燃燒速度的方法，一般舉出例如絞合線燃燒裝置法、小型馬達(dá) 法、密閉壓力容器法。具體來講，在沖壓成形為既定大小后，使用通過在表面涂布限流器 (restrictor)而得到的試驗(yàn)片，借助熔絲切斷法等，在高壓容器中測(cè)定燃燒速度。這時(shí)，以 高壓容器內(nèi)的壓力為變量來測(cè)定線燃燒速度，可以從上述Vielle式求得壓力指數(shù)。
氣體發(fā)生劑由于使用非疊氮類氣體發(fā)生劑，所以使用的原料的人體有害性小。此 夕卜，通過選擇燃料成分、氧化劑成分可抑制產(chǎn)生氣體摩爾當(dāng)量的發(fā)熱量，可實(shí)現(xiàn)氣體發(fā)生器 的小型、輕量化。
增強(qiáng)劑14，作為增強(qiáng)劑使用含有下述常用的組成物的物質(zhì)?？膳e出含有以Β/ΚΝ03 為代表的金屬粉、氧化劑的組成物、含有含氮化合物/氧化劑/金屬粉的組成物、或者與上 述氣體發(fā)生劑5相同的組成物等。作為含氮化合物可舉出可作為氣體發(fā)生劑的燃料成分 (氨基四唑、硝酸胍等)使用的物質(zhì)。作為氧化劑可舉出例如硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鍶等的硝 酸鹽。作為金屬粉可舉出例如硼、鎂、鋁、馬可納利厄姆銅鎂鋁合金(鎂鋁合金)、鈦、鋯、鎢 等。作為優(yōu)選組合，可舉出含有5-氨基四唑、硝酸鉀、硼的物質(zhì)、硝酸胍吖嗪、硝酸鉀、硼等。 而且，也可根據(jù)需要含有0 10%重量成形用粘合劑。
此外，增強(qiáng)劑14的形狀，優(yōu)選為基于沖壓成形或擠壓成形的成形體，更優(yōu)為擠壓 成形體，其形狀，可舉出圓片狀、圓柱狀、筒狀、盤狀或者兩端封閉的中空體形狀。筒狀中可 舉出例如圓筒狀，圓筒狀中可舉出例如單孔圓筒狀、多孔圓筒狀等。兩端封閉的中空體形狀中包含兩端封閉的圓筒狀。增強(qiáng)劑14的外徑優(yōu)選在Imm以上。此外，增強(qiáng)劑的高度優(yōu)選在 1 5mm0
然后，這些氣體發(fā)生劑5以及增強(qiáng)劑14優(yōu)選在燃燒室6內(nèi)，不加入容器地分別填 充在通過板狀的第2分隔部件47分隔出的空間6A、6B中。在此，上述容器是指通常用于加 入增強(qiáng)劑等的由鐵、鋁等形成的容器。作為該第2分隔部件47，可舉出例如薄板、金屬網(wǎng)、膨 脹合金、加強(qiáng)合金等。
由于分別將氣體發(fā)生劑5填充到空間6A，將增強(qiáng)劑填充到空間6B，所以不會(huì)彼此 混合。此外，由于氣體發(fā)生劑5和增強(qiáng)劑14經(jīng)由第2分隔部件47貼緊(圖1中使用薄板)， 不會(huì)由于氣體發(fā)生劑5的填充狀況的不同而在增強(qiáng)劑14和氣體發(fā)生劑5之間產(chǎn)生距離差， 所以可令氣體發(fā)生器1的性能穩(wěn)定。此外，作為第2分隔部件47的薄板優(yōu)選由鋁、鐵、SUS等 構(gòu)成，其厚度優(yōu)選在0. 1 0. 2mm范圍內(nèi)。此外，金屬網(wǎng)以及膨脹金屬的厚度優(yōu)選在0. 4 2. Omm的范圍內(nèi)。
另外，在使用第2分隔部件47的情況下，增強(qiáng)劑14優(yōu)選為圓柱狀，由于在將增強(qiáng) 劑14封入燃燒室6時(shí)與粉狀和顆粒狀相比不易進(jìn)入氣體發(fā)生劑5的間隙中，所以即便在運(yùn) 送中、安裝到汽車等上之后，在燃燒室6內(nèi)，也可抑制這些的混合。因此，可更可靠地穩(wěn)定氣 體發(fā)生器的性能。
接下來，說明氣體發(fā)生器1的動(dòng)作。若撞擊傳感器檢測(cè)出汽車的撞擊，則氣體發(fā)生 器1向點(diǎn)火器10發(fā)送信號(hào)，令其點(diǎn)火。點(diǎn)火器10的火焰令緩沖材料15破裂并開口后，噴 出到燃燒室6內(nèi)，通過增強(qiáng)劑14著火并強(qiáng)制地令氣體發(fā)生劑5著火燃燒，而產(chǎn)生高溫氣體。 該氣體發(fā)生劑5的著火燃燒從殼體4的端部3向過濾材料7 —側(cè)順次移動(dòng)。
若燃燒室6內(nèi)的燃燒推進(jìn)，燃燒室6上升到既定的內(nèi)壓，則在燃燒室6內(nèi)產(chǎn)生的高 溫氣體通過孔18進(jìn)入空間19，通過過濾材料7，并在此經(jīng)過殘?jiān)都屠鋮s，而變?yōu)榍鍧嵉?氣體。該清潔的氣體從氣體放出孔11放出。
由此，從氣體放出孔11放出的充分冷卻后的清潔氣體直接導(dǎo)入到氣帶和氣囊等 的內(nèi)部，瞬時(shí)膨脹。
在通過引線接合而連接薄膜電橋25和電極銷22、23的情況下，在將薄膜電橋向火 藥26擠壓時(shí)，引線有變形而斷線的可能。但是，在本發(fā)明的第1實(shí)施方式的氣體發(fā)生器1 中，不是薄膜電橋25的電極墊片41、42和引線28在引線28的端面連接的所謂的立裝，而 是在放平引線28的狀態(tài)下用引線28的周面連接薄膜電橋25和電極銷22、23的所謂的橫 裝，所以即便在通過引線接合連接薄膜電橋25和電極銷22、23的情況下，也可較低地抑制 引線28的環(huán)高而連接。因此，即便在向引線部作用擠壓這樣的壓力的情況下，也可防止引 線28的斷線。
此外，兩個(gè)銷都與塞栓24的端板部45絕緣的構(gòu)造，雖然由于左右對(duì)稱而作為塞栓 的部件個(gè)數(shù)減少，易于制造所以廉價(jià)，但是在銷22、23和端板45之間附加有靜電的情況下， 有在銷22、23和端板45的火藥接觸的面上產(chǎn)生火花并誤點(diǎn)火的可能性。但是，在本發(fā)明的 第1實(shí)施方式的氣體發(fā)生器中，由于電極墊片41、42的至少一方通過引線接合與塞栓24的 端板部45的禁則部分連接，所以成為一方的銷和端板電氣地連接的形式，不會(huì)在銷22、23 和端板45之間產(chǎn)生火花。因此，可防止由于靜電等的誤點(diǎn)火。而且，通常的電橋標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線 式發(fā)火器點(diǎn)火時(shí)間延遲800 μ 900 μ sec，但由于在點(diǎn)火器10的點(diǎn)火部分使用了薄膜電橋25，所以動(dòng)作時(shí)間在50μ 300μ sec左右，和以往的電橋線型點(diǎn)火器相比，可非?？斓攸c(diǎn) 火，適合于希望盡快點(diǎn)火的側(cè)面用氣囊等。
本發(fā)明的氣體發(fā)生器1適合用于側(cè)面(側(cè)面撞擊)用氣體發(fā)生器。
接著，用圖6說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的氣體發(fā)生器46。另外，在本發(fā)明的第2 實(shí)施方式中，對(duì)于與上述第1實(shí)施方式中的氣體發(fā)生器1共同的部位使用相同的附圖標(biāo)記， 省略詳細(xì)說明。本發(fā)明的氣體發(fā)生器46與圖1所示的第1實(shí)施方式的氣體發(fā)生器1的不同點(diǎn)在 于，殼體的另一端部2為平底形、氣體放出孔11在軸方向設(shè)置為2列。即便這樣，由于與本 發(fā)明的氣體發(fā)生器1相同，封閉另一端部2，所以只封固端部3即可，可減少部件個(gè)數(shù)，并且 由于可只以端部3的一處為封固部分，所以可提高氣體發(fā)生器46的安全性并且可令其小型 化。
此外，在本發(fā)明的氣體發(fā)生器46中，由于通過在軸方向上設(shè)置2列氣體放出孔11， 殼體4內(nèi)產(chǎn)生的氣體不集中地放出，所以抑制過濾材料7的損傷。此外，可在較廣范圍使用 過濾材料7，可高效地利用過濾材料7。
本發(fā)明的氣體發(fā)生器46也適合用于側(cè)面(側(cè)面撞擊)用氣體發(fā)生器。
接下來，用圖7說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的氣體發(fā)生器50。另外，在本發(fā)明的 第3實(shí)施方式中，對(duì)于與上述第1實(shí)施方式中的氣體發(fā)生器1共同的部位使用相同的附圖 標(biāo)記，省略詳細(xì)說明。
在圖7中，氣體發(fā)生器50是所謂的混合方式的氣體發(fā)生器，具有收納高壓氣體的 高壓儲(chǔ)氣瓶51 ；收納引火藥52和點(diǎn)火器10的殼體54 ；連接保持高壓儲(chǔ)氣瓶51和殼體54 的外筒部件55 ；沿外筒部件55的內(nèi)周設(shè)置的過濾材料57。
高壓儲(chǔ)氣瓶由不銹鋼、鋁等金屬構(gòu)成，為有底圓筒狀，開口側(cè)分2級(jí)縮徑。在高壓 儲(chǔ)氣瓶51內(nèi)，填裝足夠令氣囊等膨脹、動(dòng)作的量(例如，對(duì)于氣簾為0. 8 1. 2摩爾等)的 氬、氦等，維持壓力20MPa以上，優(yōu)選25Mpa以上，借助具有安全膈膜66的高壓儲(chǔ)氣瓶帽63 將一端側(cè)的開口部密封。此外，高壓儲(chǔ)氣瓶51的外徑B優(yōu)選在20mm 30mm范圍內(nèi)。
安全膈膜66的厚度，只要是在來自點(diǎn)火器10的火焰力之下能夠破裂的程度即可， 不特別限定。這樣，由于安全膈膜66在來自點(diǎn)火器10的火焰力之下破裂，所以可令氣體發(fā) 生器50的構(gòu)造簡(jiǎn)易化并且小型化。此外，可高效地加溫從高壓儲(chǔ)氣瓶51噴出的絕熱膨脹 氣體。安全膈膜66的厚度優(yōu)選在0.05 0.5mm范圍內(nèi)，在0. 1 0. 3mm范圍內(nèi)更優(yōu)。
殼體54為杯狀，底部67具有側(cè)筒部68。在此殼體54中，在側(cè)筒部68的外周部 形成階梯部53。此外，在底部67形成有從燃燒室56內(nèi)朝向外部而開口的第1火焰放出孔 58。該第1火焰放出孔58從燃燒室56向外部縮徑。借此，可提高火焰力并且可令放出的 火焰集中到安全膈膜66的中心部。此外，在第1火焰放出孔58的底部67側(cè)貼裝有未圖示 的由鋁等構(gòu)成的金屬制的密封帶。該密封帶防止水份等侵入到燃燒室56，防止收納在燃燒 室56內(nèi)的引火藥52潮濕。此外，該密封帶的厚度優(yōu)選在100 μ m以下，借助由點(diǎn)火器10點(diǎn) 火的火焰而瞬時(shí)熔化而不妨礙火焰的進(jìn)行。此外，在殼體54的側(cè)筒部68上，形成多個(gè)朝向 外筒部件55的第2火焰放出孔60。因此，來自點(diǎn)火器10的火焰在燃燒室56內(nèi)不會(huì)被障礙 物遮擋，從第1火焰放出孔58以及第2火焰放出孔60放出。第2火焰放出孔60通常形成 為多個(gè)，優(yōu)選同圓周狀地等間隔形成4個(gè)。由于從第2火焰放出孔60向后述的氣體滯留空間59內(nèi)放出的火焰或者熱氣攪拌氣體滯留空間59內(nèi)的氣體，所以從高壓儲(chǔ)氣瓶51放出的 冷氣借助來自殼體54的熱流被加熱而從設(shè)置在外筒部件55上的后述氣體放出孔61放出。
在殼體54內(nèi)順序裝填引火藥52、第1緩沖材料64、第2緩沖材料65以及托架70。 點(diǎn)火器10鉚接固定在托架70上。這些以將殼體54的開口端部71向內(nèi)側(cè)折曲而擠壓高壓 儲(chǔ)氣瓶70的方式固定。
引火藥52通常為環(huán)狀(中空的圓柱狀)。借助引火藥52以及第1緩沖材料64、 第2緩沖材料65而形成的殼體54的中央部的空間成為燃燒室56。第1緩沖材料64、第2 緩沖材料65由陶瓷纖維、硅泡沫等構(gòu)成，與引火藥52同樣形成為環(huán)狀。這些第1緩沖材料 64、第2緩沖材料65吸收傳遞到引火藥52的振動(dòng)，以便引火藥52不會(huì)由于振動(dòng)等而破碎。 該引火藥52也可以將成形為環(huán)狀的引火藥 層疊1或者2層以上使用，也可以經(jīng)由支承部件 而將更小徑的粒狀引火藥配置為環(huán)狀。
點(diǎn)火器10與殼體54同軸配置，與底部67上形成的第1火焰放出孔58對(duì)置。
此外，點(diǎn)火器10優(yōu)選是在IOcc容器中點(diǎn)火時(shí)的內(nèi)壓上升在3微秒內(nèi)為4. 7Mpa以 上的點(diǎn)火器。借此，能可靠地借助火焰力令安全膈膜66破裂。
引火藥52可使用例如硼、硝酸鉀、5-氨基四唑、無鉛火藥等，以便發(fā)熱量在4000J/ g以上，優(yōu)選在5500J/g以上。借助這樣的組成，發(fā)熱量能達(dá)到4000J/g以上，優(yōu)選在5500J/ g以上。在此，發(fā)熱量不滿4000J/g的引火藥的情況下，密封高壓儲(chǔ)氣瓶51的安全膈膜66 破裂而從高壓儲(chǔ)氣瓶51放出的氣體由于絕熱膨脹而低溫化的情況下，難以充分加熱該氣 體。因此，需要引火藥52的量增多，無法達(dá)成氣體發(fā)生器50的小型化。
外筒部件55優(yōu)選由不銹鋼、鋁等的金屬材料而形成為圓筒狀，一端側(cè)嵌合殼體 54，并鉚接固定在殼體54上形成的階梯部53處。外筒部件55的另一端側(cè)與高壓儲(chǔ)氣瓶51 的縮徑的第1階梯部69內(nèi)接而嵌合，借助焊接等而熔敷固定。而且，在該安全膈膜66和殼 體54的底部67之間形成氣體滯留空間59。在該空氣滯留空間59的外周部，即外筒部件 55的內(nèi)周部上配置過濾材料57。
該過濾材料57借助例如針織編金屬網(wǎng)、平織金屬網(wǎng)和卷織金屬線材的集合體而 形成為具有與外筒部件55的內(nèi)徑大致相同的外徑的圓筒狀。在該過濾材料57抵接部分的 外筒部件55的周圍，以既定間隔形成氣體放出孔61。此外，該過濾材料57，其內(nèi)周部與高 壓儲(chǔ)氣瓶帽63的外周連接，架設(shè)在從高壓儲(chǔ)氣瓶51到殼體54上，覆蓋氣體滯留空間59地 設(shè)置。借此，來自高壓儲(chǔ)氣瓶51的氣體全部通過該過濾材57而從氣體放出孔61放出。
這樣，由于高壓儲(chǔ)氣瓶51和殼體54借助由同一圓筒構(gòu)成的外筒部件55而嵌合固 定，所以彼此的軸心在同一軸上連接保持。借此，點(diǎn)火器10和第1火焰放出孔58、安全膈膜 66的中心部為同軸，來自點(diǎn)火器10的火焰可集中地到達(dá)安全膈膜66的中心部。
此外，由于設(shè)置過濾材料57，以便覆蓋在高壓儲(chǔ)氣瓶51和殼體54之間形成的氣體 滯留空間59的外周，所以在氣體滯留空間59內(nèi)，來自高壓儲(chǔ)氣瓶51的氣體和來自殼體54 的高溫氣體高效地混合，并從氣體放出孔61放出。
接著，借助圖7說明氣體發(fā)生器50的動(dòng)作。另外，圖7所示氣體發(fā)生器50在殼體 54側(cè)的軸端側(cè)直接或間接地連接到氣囊裝置上。
若撞擊傳感器檢測(cè)出汽車的撞擊，則氣體發(fā)生器50令點(diǎn)火器10通電點(diǎn)火。點(diǎn)火 器10的火焰令點(diǎn)火器10的端面62破裂，并從端面62的中心部噴出到燃燒室56內(nèi)，通過燃燒室56后的火焰借助第1火焰放出孔58以及第2火焰放出孔60的節(jié)流而提高火焰力， 瞬時(shí)熔融設(shè)置在第1火焰放出孔58的出口處的金屬制的密封帶，而集中地到達(dá)安全膈膜66 的中心部，令安全膈膜66 —下子破裂。通過破裂的安全膈膜66而從高壓儲(chǔ)氣瓶51中放出 的氣體流向氣體滯留空間59。此時(shí)，從高壓儲(chǔ)氣瓶51放出的氣體由于在滯留空間59內(nèi)絕 熱膨脹，所以溫度急劇下降。此外，由于在氣體滯留空間59的周圍設(shè)置有過濾材料57，所以 從高壓儲(chǔ)氣瓶51放出的氣體不是一下子從氣體放出孔61放出，而是暫時(shí)滯留在該氣體滯 留空間59內(nèi)。
另一方面，借助來自點(diǎn)火器10的火焰，燃燒室56內(nèi)的引火藥燃燒。借此產(chǎn)生的高 溫?zé)崃魍ㄟ^第1火焰放出孔58流入氣體滯留空間59，與從高壓儲(chǔ)氣瓶51放出的低溫化的 氣體混合。此外，該熱流通過第2火焰放出孔60而到達(dá)過濾材料57以及外筒部件55的內(nèi) 壁，攪拌氣體滯留空間59內(nèi)的氣體。借此，從高壓儲(chǔ)氣瓶51放出的氣體被加熱，成為高溫 氣體，通過過濾材料57而從外筒部件55上形成的氣體放出孔61放出。借此，連接到該氣 體發(fā)生器50上的氣囊借助從各氣體放出孔61放出的清潔的氣體瞬時(shí)膨脹。
對(duì)于其他點(diǎn)，特別是點(diǎn)火器10，由于與第1實(shí)施方式相同，所以省略其說明。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器50，由于引火藥52的發(fā)熱量?jī)?yōu)選在4000J/g以上， 在5500J/g以上更優(yōu)，所以可減少引火藥52的裝填量，可小型化燃燒室56。借此，可縮短安 全膈膜66和點(diǎn)火器10的距離，通過采用將安全膈膜66和點(diǎn)火器10對(duì)置的構(gòu)造，可令點(diǎn)火 器10的火焰直接達(dá)到安全膈膜66。因此，和以往那樣的，通過收納在燃燒室內(nèi)的引火藥燃 燒所產(chǎn)生的氣體而提高燃燒室內(nèi)的壓力來破壞安全膈膜的情況相比，可小型化燃燒室的容 量。
此外，由于在殼體54的底部67形成第1氣體放出孔58，以便點(diǎn)火器10產(chǎn)生的火 焰集中地到達(dá)安全膈膜66的中心部，所以不用以往那樣的活塞等機(jī)械機(jī)構(gòu)，即便是使用機(jī) 械強(qiáng)度高的安全膈膜66的情況下，也可借助火焰可靠地令安全膈膜66破裂。因此，可令氣 體發(fā)生器50的構(gòu)造簡(jiǎn)易。
此外，由于架設(shè)設(shè)置過濾材料57以便覆蓋在高壓儲(chǔ)氣瓶51和殼體54之間形成的 氣體滯留空間59，所以可將從高壓儲(chǔ)氣瓶51噴出且絕熱膨脹的氣體利用來自點(diǎn)火器10的 高溫氣體高效地加溫。
本發(fā)明的混合式氣體發(fā)生器50適合于令側(cè)面用氣囊和窗簾式氣囊等膨脹。另外， 本發(fā)明的氣體發(fā)生器50當(dāng)然可以作為氣囊利用，也可以作為安全帶張緊等、在觸發(fā)安全系 統(tǒng)的事故時(shí)從汽車蓄電池切斷車載電源網(wǎng)的切斷安全開關(guān)等利用。
權(quán)利要求
一種氣體發(fā)生器，具備具有端板部(45)和兩根以上電極銷(22、23)的塞栓(24)、和具有電極墊片(41、42)的薄膜電橋(25)，具備點(diǎn)火器(10)，所述點(diǎn)火器(10)若通過上述電極銷(22、23)向上述薄膜電橋(25)供給電流，則上述薄膜電橋(25)動(dòng)作而令點(diǎn)火藥(26、27)著火，其特征在于，上述薄膜電橋(25)以與上述電極銷(22、23)的頭部(35)以及上述塞栓(24)的上述端板部(45)為大致同一面的方式埋設(shè)在設(shè)于上述塞栓(24)上的凹部(32)中，上述薄膜電橋(25)在上述電極墊片(41、42)部通過引線接合而與上述電極銷(22、23)連接，上述薄膜電橋(25)的上述電極墊片(41、42)的至少一個(gè)借助引線接合而連接到上述塞栓(24)的上述端板部(45)的金屬部。
2.如權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，進(jìn)而具備殼體(4)，所述殼體(4)內(nèi) 部具有封入有借助燃燒而產(chǎn)生高溫氣體的氣體發(fā)生劑(5)的燃燒室(6)、和安裝有過濾材 料(7)的過濾室(8)，上述燃燒室(6)內(nèi)的上述氣體發(fā)生劑(5)通過上述點(diǎn)火器(10)而被 點(diǎn)火燃燒。
3.如權(quán)利要求
2所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述殼體(4)的外徑為30mm以下，上 述點(diǎn)火器(10)安裝在上述殼體⑷的端部(3)處。
4.如權(quán)利要求
2或3所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述殼體(4)的形狀為端部(3) 開放且另一端部(2)封閉的有底筒狀。
5.如權(quán)利要求
2或3所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，具有區(qū)劃上述燃燒室(6)和上述 過濾室⑶的第1分隔部件(9)。
6.如權(quán)利要求
3所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述殼體(4)的另一端部(2)的形狀 為碗形或者平底形。
7.如權(quán)利要求
2或3所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，在上述燃燒室(6)內(nèi)封入增強(qiáng)劑 (14)。
8.如權(quán)利要求
7所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述氣體發(fā)生劑(5)和上述增強(qiáng)劑 (14)不放入容器地直接封入上述燃燒室(6)內(nèi)，上述氣體發(fā)生劑(5)和上述增強(qiáng)劑(14)通 過第2分隔部件(47)而分離。
9.如權(quán)利要求
5所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，通過將上述殼體(4)的周面上的夾持 上述第1分隔部件(9)的位置向直徑減小方向鉚接，使上述第1分隔部件(9)的外周端面 深入固定于上述殼體(4)的內(nèi)周面。
10.如權(quán)利要求
1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，進(jìn)而具備內(nèi)部具有壓縮氣體的高 壓儲(chǔ)氣瓶(51)；收納有引火藥(52)以及上述點(diǎn)火器(10)的殼體(54)；和連接保持上述高 壓儲(chǔ)氣瓶(51)和上述殼體(54)的外筒部件(55)，上述高壓儲(chǔ)氣瓶(51)在上述殼體(54)側(cè)的端部具有保持壓力并且密封壓縮氣體的安 全膈膜(66)，上述外筒部件(55)具有沿內(nèi)周設(shè)置的過濾材料(57)，在上述外筒部件(55)內(nèi)部的上述高壓儲(chǔ)氣瓶(51)和上述殼體(54)之間形成有氣體 滯留空間(59)。
11.如權(quán)利要求
10所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述高壓儲(chǔ)氣瓶(51)的外徑在20mm 30mm范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求
10或11所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述安全膈膜(66)利用來自 上述點(diǎn)火器(10)的火焰破裂。
13.如權(quán)利要求
10或11所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，在上述殼體(54)的底部(67) 側(cè)的側(cè)筒部(68)上形成朝向上述外筒部件(55)的多個(gè)第2火焰放出孔(60)。
14.如權(quán)利要求
1至3、8、9、10、11的任意一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述電 極墊片(41、42)的表面材質(zhì)是金、鋁、鎳、鈦的任意一種。
15.如權(quán)利要求
1至3、8、9、10、11的任意一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，用于上 述引線接合的引線(28)的材質(zhì)是金或者鋁，上述引線(28)的線徑為lOiim-SOOiim。
16.如權(quán)利要求
15所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，用于上述引線接合的上述引線 (28)的環(huán)高在1mm以下。
17.如權(quán)利要求
4所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，上述殼體(4)的另一端部(2)的形 狀為碗形或者平底形。
專利摘要
一種氣體發(fā)生器，具備具有端板部(45)和兩根以上電極銷(22、23)的塞栓(24)、和具有電極墊片(41、42)的薄膜電橋(25)，具備點(diǎn)火器(10)，所述點(diǎn)火器(10)若通過上述電極銷(22、23)向上述薄膜電橋(25)供給電流，則上述薄膜電橋(25)動(dòng)作而令點(diǎn)火藥(26、27)著火，上述薄膜電橋(25)以與上述電極銷(22、23)的頭部(35)以及上述塞栓(24)的上述端板部(45)為大致同一面的方式埋設(shè)在上述塞栓(24)上的凹部(32)中，上述薄膜電橋(25)在上述電極墊片(41、42)部通過引線接合而與上述電極銷(22、23)連接，上述薄膜電橋(25)的上述電極墊片(41、42)的至少一個(gè)借助引線接合而連接到上述塞栓(24)的上述端板部(45)的金屬部。
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公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2005年3月1日
發(fā)明者児玉了意, 前田繁, 吉田昌弘, 巖崎誠(chéng) 申請(qǐng)人:日本化藥株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),