安全氣囊電點火管的製作方法

2023-06-21 01:07:16

專利名稱:安全氣囊電點火管的製作方法

技術領域：
本實用新型涉及一種安全氣囊電點火管。
背景技術：
隨著汽車上電子產品的增多，以及外界電子環境越來越複雜，對安全氣囊的應用就提出了新的要求，即讓其在不斷增強和不斷增多的電磁環境中仍舊能夠可靠工作，以發揮其保護作用。
目前，常見的安全氣囊用電點火管採用的是傳統的橋絲通電發火機構，即在雙電極上焊上橋絲，給橋絲上再蘸上點火藥，之後封裝使用。這種電點火管的外形如圖1及圖2所示，內部結構如圖3所示。其中，各元件標號為1---底座、2---電極、3---電極塞、4---觸點、5---裝藥盂、6---點火藥、7---上管殼、8---襯片、9---懸空橋絲。
請繼續參閱圖4至圖5，分別為簡化的電極及其原理電路圖，這種電點火管的點火原理是當汽車發生嚴重正面碰撞達到安全氣囊起爆的設定值時，ECU給電點火管通電，即給直徑為0.028毫米、電阻為1.8-2.2歐姆的橋絲(鎳鉻合金絲)通電，橋絲髮熱達到通紅狀態點燃覆蓋在其上的點火藥，從而完成其點火使命。
為防止靜電或射頻引爆電點火管，在製造固定電極的電極塞時需給塑料中摻加石墨，以實現電極塞在低電壓下時處於絕緣狀態，電流則流過橋絲而實現點火；在靜電或射頻等高電壓作用時電極塞被擊穿，靜電或射頻通過電極塞擊穿通道得以釋放，橋絲中則沒有足夠大的電流通過，電點火管不發火，從而保證了安全。
由上可知，這種結構中的橋絲要可靠焊在兩個電極的端部，橋絲的長度決定了電阻大小，兩個電極之間的距離既要考慮防止在兩個電極間產生火花引爆電點火管，還要考慮保證橋絲的電阻在1.8-2.2歐姆之間，權衡後最終只能使兩個電極相距約1mm，則只能讓橋絲懸空；另外為防止靜電或射頻引爆電點火管，在注塑電極塞的塑料中需摻加導電石墨粉。
這種電點火管的電極直徑一般為1毫米，橋絲直徑為0.028毫米，橋絲要可靠焊在兩個電極的端部難度很大，因為用機械設備來完成焊橋絲任務的話必須保證兩個電極之間的距離非常準確，而事實證明在電極塞注塑過程中因塑料的溫度、保壓時間等影響很難做到這一點，且電極容易受壓或撞擊而變形，因此只能用手工來完成焊橋絲。手工操作的精度一般又較維保證，因此電阻散差較大，而超過1.8-2.2歐姆範圍的產品只能報廢。由於橋絲懸空，蘸點火藥的時候和產品正常使用中易使橋絲受傷甚至斷開，又增加了廢品率，也給使用者帶來了巨大安全隱患。
電極塞的質量決定了電點火管的防靜電和射頻能力，而電極塞的質量主要受到導電石墨在塑料中的含量、分布狀況以及注塑密度等的影響。要將導電石墨在塑料中分布均勻、注塑密實一致本身就是很複雜的事情。在實際生產中，為保證產品質量，一般要先試料，即將某批料先試做幾十發產品，測其絕緣性滿足要求後才能開始生產，且在生產中要每發測其絕緣電阻，合格的才能用於焊電橋，否則就得報廢。另外目前導電工程塑料的性能不穩定是一個世界性的難題，尚沒有有效的解決方法。可見，生產中控制工藝參數較難，廢品率較高。
可見，這種結構的電點火管的缺點在於加工工藝複雜，良品率低，產品可靠性不高，為此，上述產品實有待進一步改進。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種安全氣囊電點火管，可以有效地防止由靜電和射頻所引起的誤引爆，同時還能夠提供較高的點火可靠性，簡化工藝、提高良品率。
為解決上述技術問題，本實用新型一種安全氣囊電點火管，其特徵在於其點火機構包括由玻璃纖維燒結的絕緣層及位於絕緣層中間的金屬芯正電極，和包覆在絕緣層外圍的銅質環狀負電極，並且正負電極通過橋絲連接其觸點。
優選的方案中所述的正負電極上的觸點和橋絲是處在一個平面上。
所述的環狀負電極是接地的。
所述的絕緣層的厚度是依據防靜電和射頻的要求而設定的。
所述的絕緣層的厚度是依據橋絲電阻大小的要求而設定的。
本實用新型具有以下優點(1)工藝性良好，特別是解決了傳統型電點火管難以焊電橋的難題，可較大幅度提高產品的生產良品率，適合機械化生產。
(2)防靜電和射頻的能力大幅度提高，且可精確控制。傳統型電點火管中用導電工程塑料，由於此種塑料先天的缺陷難以準確控制防靜電和射頻的程度，生產中要不斷試料和對每發產品進行篩選，費時費力成本高，而新型電點火管由於對傳統結構進行了徹底改進，從而通過控制玻璃纖維燒結而成的絕緣層厚度而可精確控制防靜電和射頻能力。
(3)電阻精度很高。傳統型電點火管的電阻值會因橋絲的彎曲或走向而大小不同，而本實用新型由於擴大了一個電極與橋絲的接觸面積，利用電流從電阻最小處通過這一基本原理而消除橋絲彎曲及走向對電阻的影響，而且可通過控制絕緣層厚度精確控制電點火管的電阻值，使安全氣囊的點火可靠性進一步提高。
(4)產品可靠性提高。傳統型電點火管的橋絲懸空，蘸點火藥後會因自重和藥劑的重量導致汽車運動中易被振斷，而本實用新型的結構中橋絲能夠緊貼堅固的電極塞表面，點火藥粘在電極塞表面後對橋絲還有一定的加固作用，因此產品可靠性得以提高。
(5)簡化了點火電路，符合汽車電器線路發展方向。本實用新型由於採用一極直接與車身相通，只需一根點火線即可正常工作的方法，因此簡化了電路，節約了時鐘彈簧的接口，也提高了電器系統的可靠性，符合汽車電器線路發展方向。
(6)適合機械化生產。焊電橋工序是影響點火管生產效率和質量的最重要工序，傳統型電點火管的橋絲要焊在凹槽中的兩個小電極端面，難度很高，難以實現機械化生產。而本實用新型中由於結構的創新，只需在一個平面上焊兩點，這在電子行業已成為機械化生產的常用方法。
(7)加工不良產品對安全氣囊作用形成的隱患得到了消除。傳統型電點火管的電極塞中有導電介質，由於其分布的均勻性及長貯中的不穩定(塑料老化)等因素影響，產品在使用中性能會漂移，這已在實踐中多次被證實。而本實用新型中由於拋棄了性能不穩定的導電工程塑料而改用銅材和玻璃，由於銅材和玻璃都是極其穩定的常用材料，因此產品在使用中不會因材料而影響產品可靠性，將不安全隱患消除在了設計中。


圖1為常見安全氣囊電點火管的外形圖一；圖2為常見安全氣囊電點火管的外形圖二；圖3為常見安全氣囊電點火管的內部結構圖；圖4為經簡化的常見安全氣囊電點火管的電極示意圖；圖5為常見安全氣囊電點火管的電極電路原理圖；圖6為本實用新型安全氣囊電點火管的外形圖一；圖7為本實用新型安全氣囊電點火管的外形圖二；圖8為本實用新型安全氣囊電點火管的內部結構圖；圖9為經簡化的本實用新型安全氣囊電點火管的電極示意圖；圖10為本實用新型安全氣囊電點火管的電極電路原理圖；圖11為常見安全氣囊電點火管的橋絲部分俯視圖；圖12為本實用新型安全氣囊電點火管的橋絲部分俯視圖；圖13為常見安全氣囊電點火管的橋絲毛刺示意圖；圖14為本實用新型安全氣囊電點火管的橋絲毛刺示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖結合實例對本實用新型作進一步詳細的說明本實用新型一種安全氣囊電點火管，其外形如圖6至圖7所示，內部結構如圖8所示，採用獨腳設計，即一個電極11(環電極、負極)直接與外殼相接觸，在實際使用中，電點火管要牢牢固定在氣體發生器的外殼上，氣體發生器的外殼又與方向盤相固定，因此環電極11實質上與車身相接而接地，從而經過ECU和蓄電池與芯電極15(正極)構成了迴路。在芯電極15與環電極11之間為環狀的玻璃纖維燒結而成的絕緣層16，通過控制其厚度可精確控制可釋放的靜電電壓(厚度大時擊穿電壓高；厚度小時擊穿電壓低)，因此，這種結構具有非常良好的防靜電和射頻能力。
另外，該電點火管的芯電極觸點14和環電極觸點12在一個平面上，因此橋絲13焊接起來比較容易，不像常見的電點火管的懸掛橋絲9是焊在凹槽中的兩個電極觸點4上，從而易於實現機械化生產。
請繼續參閱圖11和圖12，橋絲為鐵鈷鎳合金絲，電阻率較高，其兩端與環電極和芯電極相接觸，根據電阻串並聯規律，本實用新型中玻璃纖維燒結而成的絕緣層16的厚度決定了電點火管的電阻大小，同時也決定了防靜電防射頻能力的大小，而與橋絲的曲直和走向無關，因此電阻值的精度很高，不會因橋絲是否拉直或彎曲而改變，使產品生產中的廢品率大大下降，而即使手工操作效率也會顯著提高。
電點火管在焊好橋絲後必須將多餘部分剪掉，剪掉多餘橋絲後要留下毛刺，在實際生產中發現所留毛刺往往比預想的要大，因為橋絲是螺旋狀的，類似於常見的電爐絲，在被剪斷時有被拖動而拉伸的情況。
由圖13和圖14可見，殘留的毛刺對產品的性能影響是不一樣的。由於傳統型電點火管的外殼是絕緣的，因此受到靜電和射頻的作用時橋絲毛刺和點火管的外殼及導電電極塞距離很近，從而易形成迴路，形成迴路後橋絲毛刺發熱會引爆點火管而釀成事故。但是，由於本實用新型的電點火管的環電極本身就是一個電極，其上的毛刺對產品性能自然沒有任何影響，只有芯電極上的毛刺對產品性能有影響，其影響與傳統型電點火管毛刺影響的原理相似。可見，從理論上講，在實際生產本實用新型的電點火管的過程中，橋絲毛刺對產品的不利影響概率比傳統型的電點火管降低了一半，但實際情況遠不僅如此。傳統型的電點火管焊橋部分在凹槽中，橋絲毛刺難以清理乾淨，而新型電點火管的焊橋部分在表面，能夠清晰的看到焊橋質量和毛刺，因此可以將毛刺最大程度清理乾淨，生產良品率可大大提高，產品安全隱患基本被消滅在了設計中。
上述實施例只是體現本實用新型技術方案的優選方案，本技術領域：
的技術人員對其中的某些部分所可能做出的一些變動均體現了本實用新型的原理，屬於本實用新型的保護範圍之內。
權利要求
1，一種安全氣囊電點火管，其特徵在於其點火機構包括由玻璃纖維燒結的絕緣層及位於絕緣層中間的金屬芯正電極，和包覆在絕緣層外圍的銅質環狀負電極，並且正負電極通過橋絲連接其觸點。
2，如權利要求
1所述的安全氣囊電點火管，其特徵在於所述的正負電極上的觸點和橋絲是處在一個平面上。
3，如權利要求
1所述的安全氣囊電點火管，其特徵在於所述的環狀負電極是接地的。
4，如權利要求
1所述的安全氣囊電點火管，其特徵在於所述的絕緣層的厚度是依據防靜電和射頻的要求而設定的。
5，如權利要求
1所述的安全氣囊電點火管，其特徵在於所述的絕緣層的厚度是依據橋絲電阻大小的要求而設定的。
專利摘要
一種安全氣囊電點火管，其特徵在於其點火機構包括由玻璃纖維燒結的絕緣層及位於絕緣層中間的金屬芯正電極，和包覆在絕緣層外圍的銅質環狀負電極，並且正負電極通過橋絲連接其觸點，其可以有效地防止由靜電和射頻所引起的誤引爆，同時還能夠提供較高的點火可靠性。
文檔編號F42C19/00GKCN2719659SQ200420081760
公開日2005年8月24日 申請日期2004年8月12日
發明者魏德賢 申請人:上海比亞迪有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan