特開 2023-133020 点火装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023133020

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】点火装置

(51)【国際特許分類】

   F42B 3/12 20060101AFI20230914BHJP

【ＦＩ】

F42B3/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022038679

(22)【出願日】2022-03-11

(71)【出願人】

【識別番号】000004086

【氏名又は名称】日本化薬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127203

【弁理士】

【氏名又は名称】奈良 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】村田 祥馬

(57)【要約】

【課題】目的または用途に応じた必要な機能を担保可能であるとともに、部品点数を従来よりも少なくして組み立てを容易に行うことが可能な点火装置を得る。
【解決手段】点火装置１００は、通電により発火される点火薬１１を収納する点火器１０と、点火器１０を挿入するための挿入口２１ａを有し、点火器１０が挿入口２１ａから嵌め込まれ、圧入部２１ｃに管体１２が圧入されることによって点火器１０と一体化するホルダ２０と、を備えている。管体１２の端部１２ａは、穴部２１に形成されている環状溝２１ｄに嵌合しており、端部１２ａの内壁部分、端面部分、外壁部分と環状溝２１ｄとによって、ラビリンス構造が形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電により発火される点火薬を収納する点火器と、前記点火器が嵌め込まれることによって前記点火器と一体化するホルダと、を備えた点火装置であって、
前記点火器は、
内部に前記点火薬が内包され、開口部を有した管体と、
前記開口部を閉塞し、前記点火薬を前記管体の内部に密封する塞栓と、
前記塞栓に設けられた一対の端子ピンと、
を備え、
前記開口部を形成する前記管体の端部は、前記塞栓に対して突出するように形成されており、
前記ホルダは、
内部に形成され、前記点火器が挿入される挿入口と、前記挿入口を介して前記管体が圧入される圧入部とを有し、前記挿入口を介して前記管体が前記圧入部に圧入されることによって前記点火器が嵌め込まれ固定される穴部と、
前記穴部の内壁の一部に形成され、前記管体の端部が嵌入される環状溝と、
を備え、
少なくとも前記環状溝に嵌入された前記管体の端部と前記環状溝とよってラビリンス構造が形成されていることを特徴とする点火装置。

【請求項2】

前記塞栓の前記点火薬が配設されている側と反対側の面（以下、反対面）が、前記環状溝より径方向内側であって前記穴部の内壁に前記反対面と対向するように形成された面と接触していることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。

【請求項3】

前記環状溝より径方向内側であって前記穴部の内壁に前記反対面と対向するように形成された面から、前記穴部の前記管体が圧入される側と反対側の前記一対の端子ピンが挿入される部分までの途中に、前記圧入の方向に縮径するテーパ形状が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の点火装置。

【請求項4】

前記挿入口の外周部に環状の脆弱部が形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の点火装置。

【請求項5】

前記穴部の前記挿入口と前記圧入部との間において、前記圧入の方向に沿って縮径するテーパ形状が形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の点火装置。

【請求項6】

前記穴部の前記管体が圧入される側と反対側の前記一対の端子ピンが挿入される部分に、前記一対の端子ピンのそれぞれが挿入される一対の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の点火装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の安全装置に用いられる点火装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車等の乗員の保護の観点から、シートベルト装置およびエアバッグ装置が普及している。このうち、シートベルト装置は、車両等の衝突時に生じる衝撃により乗員が車内または社外に放り出されることを防止する目的で装備されるものであり、乗員の身体にベルトを巻き付けることによって、乗員を座席に拘束して固定するものである。

【0003】

近年においては、乗員保護機能の向上のために、プリテンショナ機能を備えたシートベルト装置が普及している。このプリテンショナ機能とは、衣服の厚みなどによって生じるシートベルトの弛みを衝突時あるいは衝突の直前に瞬時に巻き上げるものであり、乗員の拘束効果を高めるものである。このプリテンショナ機能は、マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）と称されるガス発生器から出力されるガスの圧力によってシートベルトが強く引き込まれることによって実現される。

【0004】

このようなガス発生器に使用される点火装置としては、下記特許文献１に挙げられるものがある。この特許文献１のガス発生器の点火装置は、カップ体の内側に配置され、通電によりガス発生剤を着火する点火器と、ガス発生剤をカップ体内に封じるホルダとを備えるものであり、ホルダは、樹脂により形成するとともに、インサート成形することによって、点火器と一体化されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－２３９３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

なお、特許文献１における点火装置は、プリテンショナ機能を備えたシートベルト装置に用いることで十分な機能を発揮するが、このような機能が、目的または用途に照らして過剰である場合がある。たとえば、特許文献１における点火装置を単に電流遮断器用の点火装置として使用する場合、本来の能力が過剰であり、製造コストの一部が無駄になる場合がある。

【0007】

そこで、本発明は、目的または用途に応じた必要な機能を担保可能であるとともに、部品点数を従来よりも少なくして組み立てを容易に行うことが可能な点火装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１） 本発明に係る点火装置は、通電により発火される点火薬を収納する点火器と、前記点火器が嵌め込まれることによって前記点火器と一体化するホルダと、を備えた点火装置であって、前記点火器は、内部に前記点火薬が内包され、開口部を有した管体と、前記開口部を閉塞し、前記点火薬を前記管体の内部に密封する塞栓と、前記塞栓に設けられた一対の端子ピンと、を備え、前記開口部を形成する前記管体の端部は、前記塞栓に対して突出するように形成されており、前記ホルダは、内部に形成され、前記点火器が挿入される挿入口と、前記挿入口を介して前記管体が圧入される圧入部とを有し、前記挿入口を介して前記管体が前記圧入部に圧入されることによって前記点火器が嵌め込まれ固定される穴部と、前記穴部の内壁の一部に形成され、前記管体の端部が嵌入される環状溝と、を備え、少なくとも前記環状溝に嵌入された前記管体の端部と前記環状溝とよってラビリンス構造が形成されていることを特徴とする。

【0009】

上記（１）の点火装置において、前記塞栓の前記点火薬が配設されている側と反対側の面（以下、反対面）が、前記環状溝より径方向内側であって前記穴部の内壁に前記反対面と対向するように形成された面と接触していることが好ましい。

【0010】

（３） 上記（２）の点火装置において、前記環状溝より径方向内側であって前記穴部の内壁に前記反対面と対向するように形成された面から、前記穴部の前記管体が圧入される側と反対側の前記一対の端子ピンが挿入される部分までの途中に、前記圧入の方向に縮径するテーパ形状が形成されていることが好ましい。

【0011】

（４） 上記（１）～（３）の点火装置において、前記挿入口の外周部に環状の脆弱部が形成されていることが好ましい。

【0012】

（５） 上記（１）～（４）の点火装置において、前記穴部の前記挿入口と前記圧入部との間において、前記圧入の方向に沿って縮径するテーパ形状が形成されていることが好ましい。

【0013】

（６） 上記（１）～（５）の点火装置において、前記穴部の前記管体が圧入される側と反対側の前記一対の端子ピンが挿入される部分に、前記一対の端子ピンのそれぞれが挿入される一対の貫通孔が形成されていることが好ましい。

【0014】

上記（１）～（６）の構成によれば、目的または用途に応じた必要な機能を担保可能であるとともに、部品点数を従来よりも少なくして組み立てを容易に行うことが可能な点火装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る点火装置を示す側面図である。

【図2】図１の点火装置の断面図である。

【図3】図２の点火装置の一部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態に係る点火装置について図面を参照しつつ説明する。この点火装置は、たとえば、電流の流れる導線を焼き切るまたはピストンを移動させて導線を切るなどの電流遮断器として用いることができる。

【0017】

図１～図３に示すように、本実施形態の点火装置１００は、通電により発火される点火薬１１を収納する点火器１０と、点火器１０を挿入するための挿入口２１ａを有し、点火器１０が挿入口２１ａから嵌め込まれることによって点火器１０と一体化するホルダ２０と、を備えている。

【0018】

点火器１０は、点火薬１１を装填する管体１２と、開口部を有した有底円筒状の管体１２内に点火薬１１を密封する金属製の塞栓１３と、塞栓１３から突出する一対の端子ピン１４と、各端子ピン１４間を絶縁するガラスなどの絶縁体１５と、管体１２内の絶縁体１５上で各端子ピン１４間に接続され点火薬１１に接する電橋線１６とを備えている。管体１２の端部１２ａは、塞栓１３に対して突出するように形成されている。塞栓１３は、点火薬１１側と逆側に、面１３ａが形成されている。

【0019】

なお、点火器１０は、一対の端子ピン１４を介して電橋線１６に通電されることによって、電橋線１６がジュール熱を発し、この熱によって瞬時に点火薬１１が発火し、管体１２及び塞栓１３内の圧力の上昇によって管体１２の底部が破断するようになっている。このとき、噴き出される点火薬１１の火炎および圧力波により、たとえば導線等を焼き切ったり、ピストンなどの移動体を駆動させる駆動源としたりすることができる。

【0020】

また、点火器１０は、ホルダ２０の略中心部に形成された穴部２１に一対の端子ピン１４が挿通された状態で、かつ、点火器１０自身の中心軸とホルダ２０の中心軸とが略合致した状態で、ホルダ２０に固定されている。具体的には、管体１２の筒部１２ｂが、ホルダ２０の穴部２１に形成されている圧入部２１ｃに対して圧入固定されることによって、点火器１０はホルダ２０に固定されている。また、管体１２の端部１２ａは、穴部２１に形成されている後述の環状溝２１ｄに嵌合しており、少なくとも、端部１２ａの内壁部分、端面部分、外壁部分と環状溝２１ｄとによって、ラビリンス構造が形成されている。なお、このラビリンス構造は、管体１２の外壁と圧入部２１ｃの内壁、面１３ａと後述の着座面２１ｅ、後述の第２テーパ部２１ｆ、後述の一対の貫通孔２１ｇによって構成された部分も加えたものであってもよい。

【0021】

ホルダ２０は、中央部に、点火器１０が挿入されて圧入固定される穴部２１が形成された略筒状の部材である。穴部２１は、挿入口２１ａ、第１テーパ部２１ｂ、圧入部２１ｃ、環状溝２１ｄ、着座面２１ｅ、第２テーパ部２１ｆ、貫通孔２１ｇ、雌型コネクタ部２１ｈによって構成されている。なお、ホルダ２０は、例えば流動性樹脂材料を用いた射出成型によって単体で形成される。

【0022】

挿入口２１ａは、管体１２の外径よりも大きい内径を有し、点火器１０の挿入時のガイド部となっている。また、ホルダ２０のうち挿入口２１ａに対向する外周部には環状の脆弱部２２が形成され、挿入口２１ａの上端部には切り欠き部２３が形成されている。脆弱部２２は、ホルダ２０のうち第１テーパ部２１ｂおよび圧入部２１ｃを含む突起部が、点火器１０の作動により発生した燃焼圧力を、管体１２を介して外側方向へ受けた場合、破損の起点となることで、圧入部２１ｃを保護し、管体１２の圧入部２１ｃへの圧入固定が解除されないようにするものである。

【0023】

第１テーパ部２１ｂは、挿入口２１ａと圧入部２１ｃとの間に形成され、管体１２の圧入の方向に沿って縮径するテーパ形状を有しており、圧入部２１ｃへ管体１２をガイドするものである。すなわち、第１テーパ部２１ｂが形成されていない場合と比べて、点火器１０の挿入性（組立性）が良いものとなっている。

【0024】

圧入部２１ｃは、管体１２を圧入し固定することによって、点火器１０を保持するとともに、点火器１０内部の気密性（シール性）を向上できる部分である。

【0025】

環状溝２１ｄは、圧入部２１ｃから連設されており、管体１２の端部１２ａと嵌合する部位であって、端部１２ａの内壁部分、端面部分、外壁部分とともにラビリンス構造を形成している。このラビリンス構造によって、圧入部２１ｃとともに点火器１０が発生する燃焼圧力を保持する（点火器１０作動時に発生したガスの漏れを防止する）ことができるだけでなく、車載搭載した場合の機械的振動、作動時の衝撃に耐えることもできる。なお、環状溝２１ｄの溝深さは、管体１２の端部１２ａの出代より深く、点火器１０は、塞栓１３の点火薬１１が配設されている側と反対側の面１３ａを介して、着座面２１ｅへ着座（接触）するようになっている。ここで、環状溝２１ｄに、接着剤またはシーラント剤を塗布した後に、端部１２ａを嵌合することにより、気密性（シール性）を向上させることができるので、さらに高圧の点火器１０を使用することができる。

【0026】

着座面２１ｅは、環状溝２１ｄより径方向内側において、穴部２１の内壁に面１３ａと対向するように形成されているものであって、点火器１０の塞栓１３の面１３ａが着座（接触）する面である。

【0027】

第２テーパ部２１ｆは、着座面２１ｅと一対の貫通孔２１ｇとの間に形成され、管体１２の圧入の方向に沿って縮径するテーパ形状を有しているものである。第２テーパ部２１ｆは、第１テーパ部２１ｂと同様のガイド機能を有しており、第２テーパ部２１ｆが形成されていない場合と比べて、点火器１０（特に一対の端子ピン１４）の挿入性（組立性）が良いものとなっている。

【0028】

一対の貫通孔２１ｇは、一対の端子ピン１４とホルダ２０とのクリアランス（隙間）を規制することで、気密性を向上させることができるとともに、点火器１０の周囲方向の位置決めおよび移動制限をすることができるものである。

【0029】

雌型コネクタ部２１ｈは、一対の端子ピン１４を部分的に露出させた状態で保持すると共に、一対の端子ピン１４と、たとえばコントロールユニット（図示略）と、を電気的に接続するためのハーネスの雄型コネクタ（図示略）を接続するために形成された部位である。

【0030】

切り欠き部２３は、脆弱部２２が作動時に破損した場合、この破損した部位の起点となるように１つ形成されたものであり、破損状態（飛散物）の形状安定化を図ることができる。なお、必要に応じて、脆弱部２２および切り欠き部２３は、形状、配設位置を変えたり、複数設けたりすることにより、飛散物を低減させることができる。

【0031】

上述のような構成の点火装置１００においては、点火器１０の作動により生じた火炎によって対象物（たとえば導線など）を破断または溶融することができる。また、点火器１０の作動により生じた圧力波を、ピストンなどの移動体を移動させる駆動力とすることができる。このとき、ピストンの先端にカッターを取り付けておき、ピストンの移動後に導線などを切れるようにした構成の電流遮断器の駆動源として、点火装置１００を用いることができる。

【0032】

以上のように、本実施形態によれば、目的または用途に応じた必要な機能を担保可能な点火装置１００を提供できる。

【0033】

また、本実施形態によれば、目的または用途に応じて、部品点数を従来よりも少なくして組み立てを容易に行うことが可能な点火装置１００を提供できる。たとえば、絶縁カバーは、点火器１０と、点火装置１００が取り付けられる相手部品が金属部品かつ接触可能性がなければ不要である。特に、電流遮断器向け用途である場合、点火器１０と、点火器１０が発生する圧力波によって移動するピストンとの間に空間が設けられる構造、もしくは、当該ピストンが樹脂製である場合、絶縁カバーは不要である。ただし、点火装置をマイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）に組み込む場合には、火薬に触れることになる点火器の管体などに絶縁カバーが必要である。

【0034】

また、本実施形態によれば、ホルダ２０が樹脂製であるので、金属製である場合に比べて、材料原価を低減できるとともに、軽量化することができる。また、ホルダ２０は、単体で射出成型によって形成されたものであるので、点火器１０と一体成型する手段と比べて、金型構造は単純であり、従来のようなインサート成型が不要であることから、成型サイクルタイムを短縮することが可能であるとともに、製造コストを低減できる。また、ホルダ２０は、樹脂製であるため、金属製の場合と比べて、形状の自由度が高く、必要に応じて、形状変更、別部品の取り付けなどを容易にすることができる。また、ホルダ２０は、樹脂製であるため、金属製の場合のような金属バリ（かしめ、切削残りによるもの）による絶縁不良の可能性が無くなる。

【0035】

また、本実施形態によれば、組立工程は、点火器１０のホルダ２０への組付けのみのため、従来よりも工程負荷を小さくすることができる。また、本実施形態によれば、組立工程は、圧入による組立となるが、着座面２１ｅへの当て止めであるため、かしめ工程などを含まないことから、細かな工程管理は不要であり、製造が容易であるとともに、設備のコンパクト化が可能である。

【0036】

また、環状溝２１ｄの溝深さは、管体１２の端部１２ａの出代より深く、点火器１０は塞栓１３の面１３ａを介して着座面２１ｅへ着座させるものである。これにより、点火器１０の組立精度および端部１２ａの寸法のバラツキを吸収することで、点火装置１００の組立後寸法精度を向上させると共に、ホルダ２０を共通化すること（点火器１０を他種の点火器に変更することによって点火装置のバリエーションを持たせることが可能）で品種違いによる影響が極小化され、コスト削減効果が得られる。たとえば、ホルダ２０の１部品大量生産による部品単価減、組立設備簡素化によるコスト削減効果、段替えレスによる組立コスト削減効果が得られる。

【0037】

なお、端子ピン１４のホルダ２０からの出代は、雌型コネクタ部２１ｈに嵌合されるコネクタの規格によって規制される。本実施形態によれば、点火器１０を塞栓１３の面１３ａを介して着座面２１ｅへ着座させることによこって、当該コネクタの規格を容易に満足させることができ、組立上も着座面２１ｅへの面１３ａの押し当てのため、細かな位置精度の制御が不要であり、簡易的ではあるが、比較的高い位置精度を提供できる。

【0038】

また、脆弱部２２によって、点火器１０において発生する燃焼圧力から、圧入部２１ｃ、上述のラビリンス構造を保護することができる。

【0039】

また、切り欠き部２３によって、脆弱部２２が作動時に破損した場合、この破損した部位の起点となり、破損状態（飛散物）の形状安定化を図ることができる。

【0040】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0041】

１０ 点火器
１１ 点火薬
１２ 管体
１２ａ 端部
１２ｂ 筒部
１３ 塞栓
１３ａ 面
１４ 端子ピン
１５ 絶縁体
１６ 電橋線
２０ ホルダ
２１ 穴部
２１ａ 挿入口
２１ｂ 第１テーパ部
２１ｃ 圧入部
２１ｄ 環状溝
２１ｅ 着座面
２１ｆ 第２テーパ部
２１ｇ 貫通孔
２１ｈ 雌型コネクタ部
２２ 脆弱部
２３ 切り欠き部
１００ 点火装置

【図1】

【図2】

【図3】