JP2019001436A - 耐圧容器 - Google Patents

Abstract

【課題】密性と耐圧性の両方が高められた耐圧容器の閉塞構造の提供。【解決手段】金属製の筒状容器の開口部が金属製の閉塞部材13で閉塞された耐圧容器10の閉塞構造であって、筒状容器の開口部の内側に挿入された閉塞部材13と、筒状容器の開口部側の周壁部12が、閉塞部材13の角部14に当接されるように変形された環状変形部15と、閉塞部材13の角部14と環状変形部15の接触部分が外側から溶接された溶接部17を有しているもの。【選択図】図１

Description

本発明は、耐圧容器の閉塞構造、前記耐圧容器の閉塞構造を使用したガス発生器、前記耐圧容器の閉塞構造の形成方法、前記耐圧容器の閉塞構造を使用したガス発生器の製造方法に関する。

各種技術分野においては、外側からの防湿のための気密性と、内側の圧力からの耐圧性が求められる容器が必要になる場合がある。例えば、車両に搭載されるエアバッグ装置で使用するガス発生器の場合は、容器（ハウジング）の開口部から必要な部品を入れた後、閉塞部材や点火器カラーを備えた点火器およびＯリングなどを使用して前記開口部を閉塞することで、外部からの湿気の侵入を防止し、作動時に生じたガスがガス排出口の他からは漏れないようにされている。

特許文献１の図１には、筒状ハウジング１０を有するガス発生器１が示されている。筒状ハウジング１０の一端部側には点火器１６が配置され、点火器１６は金属製の点火器カラー１７と樹脂１８により固定されている。
さらに図１に示されているとおり、筒状ハウジング１０の一端部側は、金属製の点火器カラー１７と筒状ハウジング１０が互いに密接されるように半径方向内側にかしめられていると共に、Ｏリングも配置されることで気密性と耐圧性の両方が高められている。

特許文献２の図１には、筒状ハウジング１２を有するインフレータ１４が示されている。筒状ハウジング１２の一端部側には点火器３２が配置されており、点火器カラーを有する点火器３２と筒状ハウジング１２の間には、端部２４側が閉塞され、反対側端部が開口された厚さの小さな筒状部材が配置されている。
筒状ハウジング１２と点火器３２は、筒状ハウジング１２の点火器１２の点火器カラーと半径方向に対向する部分を内側方向にかしめ、筒状ハウジング１２と厚さの小さな筒状部材の両方を点火器カラーに当接させることで気密性と耐圧性の両方が高められているものと考えられる。

特開２０１０−１８４５５９号公報 ＵＳ ８，７０２，１２５ Ｂ１

本発明は、上記した従来技術とは全く異なる方法によって、気密性と耐圧性の両方が高められた、耐圧容器の閉塞構造、前記耐圧容器の閉塞構造を使用したガス発生器、前記耐圧容器の閉塞構造の形成方法、前記耐圧容器の閉塞構造を使用したガス発生器の製造方法を提供することを課題とする。

本発明（第１実施形態）は、金属製の筒状容器の開口部が金属製の閉塞部材で閉塞された耐圧容器の閉塞構造であって、
前記閉塞部材が閉塞部を有しており、前記閉塞部が、第１面と、第１面とは厚さ方向反対側の第２面、および第１面と第２面の間の周面部を有し、前記開口部と同じ形状で、かつ前記開口部内に挿入できる大きさのものであり、
前記閉塞構造が、
前記筒状容器の開口部の内側に、前記第２面が前記筒状容器の内部に面するように挿入された前記閉塞部材と、
前記筒状容器の開口部側の周壁部が、前記閉塞部材の閉塞部の第１面と周面部の境界にある第１環状角部に当接されるように変形された環状変形部と、
前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分が外側から溶接された溶接部を有しているものである、耐圧容器の閉塞構造を提供する。

金属製の筒状容器の幅方向の断面形状は特に制限されるものではなく、円形、楕円形、多角形などにすることができる。
金属製の筒状容器と金属製の閉塞部材のそれぞれの金属は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
金属製の筒状容器の金属の硬度と金属製の閉塞部材の金属の硬度（例えば、ビッカース硬さ）は、金属製の筒状容器の金属の硬度よりも金属製の閉塞部材の硬度が高いものでも低いものでもよく、金属製の閉塞部材の硬度が低いものでも本発明の効果を得ることができる。

第１実施形態の耐圧容器の閉塞構造は、閉塞部材、環状変形部および閉塞部材の第１環状角部と環状変形部の接触部分が外側から溶接された溶接部を有しているものである。
金属製の閉塞部材は閉塞部を有しているものであり、閉塞部は、第１面と、第１面とは厚さ方向反対側の第２面、および第１面と第２面の間の周面部を有しており、前記開口部と同じ形状で、かつ前記開口部内に挿入できる大きさのものであればよい。
金属製の閉塞部材は、閉塞対象となる開口部の状態に応じて、板状のもの、板状のものよりも厚さの大きな塊状のもの、塊状または厚い板状のものの一部から軸方向外側に突き出された部分を有しているものを使用することができ、これらの形態では閉塞部材と閉塞部が一致している。
また、塊状または厚い板状のものの一部から半径方向外側に突き出された板状部分（環状突出部分）を有している実施形態にすることができ、この場合には前記環状突出部分が閉塞部となる。
環状変形部は、筒状容器の開口部側の周壁部が内側に折り曲げられた部分、筒状容器の開口部側の周壁部が縮径された部分などである。

溶接部は、溶接自体により閉塞構造の耐圧性を維持するよりも、筒状容器と閉塞部材との間の隙間をシールすることと、閉塞部材が内側からの圧力を受けたとき、環状変形部に対してせん断応力を発生させることで、曲げ応力が発生して環状変形部の形状が回復する（変形前の形状に戻る）ことによる閉塞部材の脱落を防止するものである。
したがって、閉塞部材の固定機能は、かしめなどによって形成される環状変形部で発現され、シール機能は溶接部によって発現されることになるが、第１環状角部に対応する筒状容器に溶接部を形成し、第１環状角部を筒状容器と共に溶接することで、荷重がかかったとき、溶接部ではせん断応力が発生し、それ以外の箇所に溶接するよりも耐荷重が増加する。
例えば、図１０（ａ）に示すように閉塞部材400（但し、断面図から把握される角部、つまり第1環状角部に相当する部分は環状の曲面となっている）が、筒状容器410のかしめ部411と、筒状容器410と閉塞部材400の周面401との溶接部415において固定されている閉塞構造の場合には、内側から圧力が加えられると、溶接部415がまず破壊する。またかしめ部分411には曲げ応力が発生する。
一般にせん断応力＞曲げ応力の関係があることから、溶接部で破壊が発生した後、図１０（ｂ）に示すようにかしめ部311が外側に押し広げられるように変形して閉塞部材400が脱落するので、せん断によるかしめ部411の破壊よりも耐荷重が低い。
また、特許文献１の図１のガス発生器１の場合には、金属製点火器カラー１７の角部（上記第１環状角部に相当する角部）は断面図から把握される角部に曲面が形成されていないため、大きな荷重がかかったとき、前記角部がかしめ部に対して食い込むことで、せん断応力がかかる。上記のようにせん断応力＞曲げ応力であるため耐荷重が大きく、荷重がかかっても特許文献の図１に示す状態が維持され、本件図１０（ａ）から図１０（ｂ）に示すような変化にはならない。しかし、点火器カラー１７の角部をかしめ部に食い込ませるためには、点火器カラー１７を構成する金属を硬度の高い部材にする必要があり、材料コストが高くなる。

本発明の第１実施形態では、上記した閉塞部材の第１環状角部と金属容器の環状変形部の溶接部が、金属製点火器カラーを硬度の高い素材で形成したときと同様に機能して、溶接部にせん断応力を生じさせている。そのため、かしめ部に食い込むような角部を閉塞部材に形成する必要がなく（角部の形状の加工精度が緩和され）、閉塞部材の加工方法に対する選択肢が増える。この「加工精度が緩和され」るとは、角部に曲面や平面が多少形成されていても耐荷重がせん断応力並みに維持されるという意味である。
なお、上記した溶接部において第１環状角部は溶融しているため、せん断応力の発現は溶接部によるものであり、特許文献１の図１のガス発生器１における固定構造とは異なるものである。

本発明（第２実施形態）は、金属製容器の筒状開口部が金属製の閉塞部材で閉塞された耐圧容器の閉塞構造であって、
前記閉塞部材が閉塞部を有しており、前記閉塞部が、第１面と、第１面とは厚さ方向反対側の第２面、および第１面と第２面の間の周面部を有し、前記筒状開口部と同じ形状で、かつ前記筒状開口部内に挿入できる大きさのものであり、
前記閉塞構造が、
前記筒状開口部の内側に、前記第２面が前記金属製容器の内部に面するように挿入された前記閉塞部材と、
前記筒状開口部の周壁部が前記閉塞部材の閉塞部の第１面と周面部の境界にある第１環状角部に当接されるように変形された環状変形部と、
前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分が外側から溶接された溶接部を有しているものである、耐圧容器の閉塞構造を提供する。

第２実施形態の耐圧容器の閉塞構造は、第１実施形態の耐圧容器の閉塞構造とは容器の形状および構造が異なるだけであり、閉塞構造自体は同じものである。
第２実施形態の耐圧容器は、一つの筒状開口部を有していればよいが、複数の筒状開口部を有していてもよい。
第２実施形態の耐圧容器の閉塞構造は、複数の筒状開口部があるときは、それらの一部または全部に形成されている。
筒状開口部は、容器本体から外側に突き出された形状のもののほか、容器本体から外側に突き出されることなく、容器内側に形成された凹部内に形成された形状のものでもよい。
また筒状開口部は、容器本体と直接に接続されているもののほか、他部材を介して容器本体と接続されたものでもよい。

本発明は、ガス排出口を有するハウジング内にガス源が充填され、着火電流によって作動する点火器を含む部品が前記ハウジングの開口部に収容されたガス発生器であり、
少なくとも点火器カラーを備えた点火器が固定された前記開口部において、請求項１または２記載の耐圧容器の閉塞構造が使用されているものである、ガス発生器を提供する。

本発明のガス発生器は、ガス発生剤のみをガス発生源とするパイロ式ガス発生器、ガス発生剤とアルゴン、ヘリウムなどをガス発生源とするハイブリッドインフレータなどに適用することができる。
ガス発生器の形態に応じて、ハウジングは筒状のものやディスク状のものなどがある。ディスク状のハウジングは、筒状ハウジングよりも長さ（Ｌ）が短く、直径（Ｄ）が大きなもの（即ち、筒状ハウジングよりもＬ／Ｄが小さいもの）である。

ガス発生器が筒状ハウジングを使用している場合には、筒状ハウジングとして、ガス排出口が形成された第１実施形態の耐圧容器の閉塞構造を使用することができる。この形態では、一端側または両端側において第１実施形態の閉塞構造を使用することができる。
例えば、一端側開口部が金属製カラー（閉塞部材）を備えた点火器が固定されることで閉塞され、他端側開口部が板状の閉塞部材で閉塞され、周壁部に複数のガス排出口を有している形態のガス発生器を挙げることができる。
前記一端開口部側では、金属製カラーの第１環状角部（軸方向反対側が第２環状角部となる）と筒状ハウジングの接触部分が溶接されることで、第１実施形態の閉塞構造が形成されている。
前記他端開口部側では、板状の閉塞部材の第１環状角部（軸方向反対側が第２環状角部となる）と筒状ハウジングの接触部分が溶接されることで、第１実施形態の閉塞構造が形成されている。

ガス発生器がディスク状ハウジングを使用している場合には、ディスク状ハウジングとして、ガス排出口が形成された第２実施形態の耐圧容器の閉塞構造を使用することができる。
例えば、天板、天板と軸方向反対側の底板、天板と底板の間のガス排出口を有する周壁部からなるハウジングにおいて、底板の筒状開口部が金属製カラー（閉塞部材）を備えた点火器で閉塞された形態のガス発生器を挙げることができる。
前記筒状開口部では、金属製カラーの第１環状角部（軸方向反対側が第２環状角部となる）と筒状ハウジングの接触部分が溶接されることで、第２実施形態の閉塞構造が形成されている。

本発明は、上記した第１実施形態の耐圧容器の閉塞構造の形成方法であって、
前記筒状容器の開口部の内側に前記閉塞部材を閉塞部の第２面が内側で第１面が外側になるように挿入する工程、
前記筒状容器の開口部側の周壁部を前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部に当接するまで変形させて環状変形部を形成する工程、
前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程を有している、耐圧容器の閉塞構造の形成方法を提供する。

第１工程における閉塞部材の閉塞部の挿入位置は、第２工程における変形部分の長さを考慮して、開口部から少し内側の位置になるように挿入する。
第２工程における変形方法は、図１０（ａ）に示すように完全に折り曲げる方法、特許文献１の図１に示すように縮径する方法を適用することができる。具体的な変形方法としては、ローリングかしめ方法などを適用することができる。
第３工程における溶接は、第１環状角部と環状変形部の接触部分が溶接できるのであれば、環状変形部に対して、軸方向に対して斜め方向から、軸方向の正面から、軸方向に直交する方向から溶接することができる。
溶接方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接などを適用することができる。

本発明は、上記した第２実施形態の耐圧容器の閉塞構造の形成方法であって、
前記筒状開口部の内側に前記閉塞部材を閉塞部の第２面が内側で第１面が外側になるように挿入する工程、
前記筒状開口部の周壁部を前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部に当接するまで変形させて環状変形部を形成する工程、
前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程を有している、耐圧容器の閉塞構造の形成方法を提供する。

第２実施形態の耐圧容器の閉塞構造の形成方法は、第１実施形態の耐圧容器の閉塞構造の形成方法とは、容器形状が異なるため閉塞部材の取り付け位置が異なるが、同じ工程にて実施することができる。

本発明は、上記した第１実施形態の耐圧容器の閉塞構造を含むガス発生器の製造方法であって、
予めガス排出口が形成された筒状容器にガス源および必要に応じて他の部品を収容配置する工程（第１工程）、
前記筒状容器の第１端開口部から、前記閉塞部を有する金属製の点火器カラーを備えた点火器を挿入する工程（第２工程）、
前記筒状容器の第１端開口部側の周壁部を前記点火器カラーの閉塞部の第１環状角部に当接するまで変形させて第１環状変形部を形成させる工程（第３工程）、
前記点火器カラーの第１環状角部と前記第１環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程（第４工程）を有している、ガス発生器の製造方法を提供する。

第１工程における必要に応じて配置される他の部品は、フィルタ、リテーナなどである。
第２工程における閉塞部となる部分を有する金属製の点火器カラーを備えた点火器の挿入位置は、第３工程における変形部分の長さを考慮して、開口部から少し内側の位置になるように挿入する。
第３工程における変形方法は、図１０（ａ）に示すように完全に折り曲げる方法、特許文献１の図１に示すように縮径する方法を適用することができる。具体的な変形方法としては、ローリングかしめ方法などを適用することができる。
第４工程における溶接は、点火器カラーの第１環状角部と第１環状変形部との接触部分が溶接できるのであれば、第１環状変形部に対して、軸方向に対して斜め方向から、軸方向の正面から、軸方向に直交する方向から溶接することができる。
溶接方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接などを適用することができる。
なお、第１工程にて使用する筒状容器は、筒状容器のいずれか一端開口部が閉塞されたもの、筒状容器のいずれか一端開口部にガス排出口を有する部品（カップ形状のディフューザ部）が溶接などの方法で固定されたものでもよい。カップ形状のディフューザ部は、金属製のカップの周壁部および底面部の一方または両方にガス排出口が形成されているものである。

本発明は、第２実施形態の耐圧容器の閉塞構造を含むガス発生器の製造方法であって、
予めガス排出口が形成された金属製容器内にガス源、点火器および必要に応じて他の部品を収容配置する工程、
前記金属製容器の筒状開口部の内側に前記閉塞部を有する金属製の点火器カラーを備えた点火器を、前記閉塞部の第２面が内側で第１面が外側になるように挿入する工程、
前記金属製容器の筒状開口部の周壁部を前記点火器カラーの第１環状角部に当接するまで内側に変形させて環状変形部を形成させる工程、
前記閉塞部材の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程を有している、ガス発生器の製造方法を提供する。

第２実施形態の閉塞構造を含むガス発生器の製造方法は、第１実施形態の閉塞構造を含むガス発生器の製造方法とは、容器形状が異なるため閉塞部材の取り付け位置が異なるが、同じ工程にて実施することができる。

本発明の耐圧容器の閉塞構造は、内側からの圧力を受けたときでも閉塞構造が維持されるため、製品の信頼性が高められる。

（ａ）は本発明の閉塞構造を含む耐圧容器の軸Ｘ方向の部分断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大断面図、（ｃ）は（ａ）とは別実施形態の部分拡大断面図、（ｄ）はさらに（ａ）、（ｂ）とは別実施形態の部分拡大断面図。 図１とは別実施形態の部分断面図。 図１、図２とは別実施形態の断面図。 図１〜図３とは別実施形態の断面図。 本発明の閉塞構造を含むガス発生器の実施形態を示す軸方向断面図。 本発明の閉塞構造を含むガス発生器の別実施形態を示す軸方向断面図。 本発明の閉塞構造を含むガス発生器のさらに別実施形態を示す軸方向の部分断面図。 本発明の閉塞構造を含むガス発生器のさらに別実施形態を示す軸方向の部分断面図。 本発明の閉塞構造を含むガス発生器のさらに別実施形態を示す軸方向断面図。 （ａ）は従来技術の閉塞構造を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）が内側から圧力を受けたときの状態を示す部分断面図。

（１）図１、図２に示す閉塞構造を含む耐圧容器
図１に示す耐圧容器（閉塞構造を含む筒状容器）１０は、閉塞部材１３、環状変形部１５および溶接部１７からなる閉塞構造を有している。
耐圧容器１０は、第１端開口部１１ａと、軸Ｘ方向反対側の第２端開口部（図示せず）と、周壁部１２を有している。
耐圧容器１０は、幅方向の断面形状が円形であり、鉄、ステンレスなどの金属からなるものである。

板状の閉塞部材（閉塞部）１３は、第１面１３ａと、第１面１３ａとは厚さ方向反対側の第２面１３ｂ、および第１面１３ａと第２面１３ｂの間の周面部１３ｃを有しているものである。
板状の閉塞部材（閉塞部）１３の平面形状は、筒状容器１０の第１端開口部１１ａと同じ円形で、かつ第１端開口部１１ａ内に挿入できる大きさのものである。
板状の閉塞部材１３は鉄またはステンレスなどの金属からなるものであり、耐圧容器１０の硬さ（ビッカース硬さ）よりも高い方が好ましいが、耐圧容器１０の硬さ（ビッカース硬さ）と同等以下であっても本発明の効果を得ることができる。例えば、耐圧容器１０の硬さ（ビッカース硬さ）を１００％としたとき、板状の閉塞部材１３の硬さ（ビッカース硬さ）は、好ましくは１０％〜２７０％の範囲から選択することができ、より好ましくは６０％〜１６０％の範囲から選択することができる。
板状の閉塞部材１３は、第２面１３ｂが耐圧容器１０の内側を向き、第１面１３ａが外側を向き、周面部１３ｃが耐圧容器１０の内壁面１２ａに当接された状態で、環状変形部１５を形成する前は、第１端開口部１１ａから板状の閉塞部材１３の厚さ程度だけ内側に挿入配置されている。

環状変形部（かしめ部）１５は、耐圧容器１０の第１端開口部１１ａ側の周壁部１２が内側にかしめられた部分であり、閉塞部材１３の第１面１３ａと周面部１３ｃの境界にある第１環状角部１４と第１面１３ａの両方に当接されるようにかしめられている。

溶接部１７は、閉塞部材１３の第１環状角部１４と環状変形部１５の接触部分が外側から溶接された部分である。第１環状角部１４の軸Ｘ方向反対側が第２環状角部となる。
溶接部１７は、図１（ｂ）〜（ｄ）に示す実施形態にすることができる。
図１（ｂ）の実施形態は、閉塞部材１３の第１環状角部１４と環状変形部１５の接触部分が図１（ａ）の耐圧容器１０の軸Ｘに対して斜め方向に溶接されている形態である。環状変形部（かしめ部）１５の角部から第１環状角部１４まで溶接されている。
図１（ｃ）の実施形態は、閉塞部材１３の第１環状角部１４と環状変形部１５の接触部分が図１（ａ）の耐圧容器１０の軸Ｘと同一方向に溶接されている形態である。環状変形部（かしめ部）１５の平面部から第１環状角部１４まで溶接されている。
図１（ｄ）の実施形態は、閉塞部材１３の第１環状角部１４と環状変形部１５の接触部分が図１（ａ）の耐圧容器１０の軸Ｘと直交する方向に溶接されている形態である。第１端開口部１１ａ側の周壁部１２から第１環状角部１４まで溶接されている。
図１（ｂ）〜（ｃ）の実施形態は、いずれも溶接後の第１環状角部１４は角がない状態になっている。

図１に示す耐圧容器１０では、内側から閉塞部材１３の第２面１３ｂに対して圧力が加えられたとき、溶接部１７にせん断応力を生じさせる。つまり環状変形部１５に対して曲げ応力が発生する場合と比較して耐荷重に優れており、環状変形部１５が図１０（ｂ）に示す状態になることはなく、閉塞構造が維持される。なお、図１に示す実施形態では、Ｏリングが図示されていないが、Ｏリングは使用してもよいし、不要にすることもできる。

次に図１に示す耐圧容器１０の閉塞構造の形成方法を説明する。
第１工程にて、耐圧容器１０の第１端開口部１１ａの内側に、第２面１３ｂが内側で第１面１３ａが外側になるように閉塞部材（閉塞部）１３を挿入する。
このとき、次工程における環状変形部１５の形成長さ（かしめ加工による折り曲げ長さ）を考慮して、閉塞部材１３の挿入位置を調整する。内壁面１２ａに閉塞部材１３の挿入深さを決める突起状や段状のストッパを形成してもよい。

第２工程にて、耐圧容器１０の第１端開口部１１ａ側の周壁部１２を閉塞部材１３の第１面１３ａと第１環状角部１４の両方に当接するまでかしめて、環状変形部１５を形成させる。
かしめ方法は、特開２０１７−３９４１２号公報に記載のローリングかしめ具を使用したローリングかしめ方法のほか、特開２００７−２２３４８５号公報の段落番号００３７、００３８、特開２００８−２４１１８６号公報の段落番号００３５も記載されたローリングかしめ方法を適用することができる。

第３工程にて、閉塞部材１３の第１環状角部１４と環状変形部１５の接触部分を外側から溶接する（溶接部１７）。
溶接方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接などを適用することができる。
溶接部１７は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

図２に示す耐圧容器（閉塞構造を含む筒状容器）１０Ａは、閉塞部材２５、環状変形部１５および溶接部１７からなる閉塞構造を有している。
閉塞部材２５は、円形の基板部２６と、基板部２６から垂設された円柱部２７を有している。
基板部２６は、第２面２６ｂが耐圧容器１０Ａの内側を向き、第１面２６ａが外側を向き、周面部２６ｃが耐圧容器１０Ａの内壁面１２ａに当接された状態で、第１端開口部１１ａから基板部２６の厚さ相当程度だけ内側に挿入配置されている。

環状変形部（かしめ部）１５は、耐圧容器１０Ａの第１端開口部１１ａ側の周壁部１２が内側にかしめられた部分であり、閉塞部材２５の基板部２６の第１面２６ａと周面部２６ｃの境界にある第１環状角部２４と第１面２６ａの両方に当接されるようにかしめられている。
溶接部１７は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

図２に示す耐圧容器１０Ａでは、内側から閉塞部材２５（基板部２６）の第２面２６ｂに対して圧力が加えられたとき、溶接部１７に対してせん断応力を生じさせる。このせん断応力は環状変形部１５に対する曲げ応力よりも耐荷重が優れており、環状変形部１５が図１０（ｂ）に示す状態になることはなく、閉塞構造が維持される。
図２の耐圧容器１０Ａの閉塞構造は、図１の耐熱容器１０と同様にして形成することができる。

（２）図３、図４に示す耐圧容器
図３に示す耐圧容器３０では、閉塞部材４０、環状変形部４５および溶接部４７からなる閉塞構造を有している。
図３に示す耐圧容器３０は、天板３１、天板３１の軸Ｘ方向反対側の底板３２、天板３１と底板３２の間の周壁部３３からなる容器本体と、底板３２の中心部分に形成された筒状開口部３５を有している。
図３に示す実施形態では、容器本体と筒状開口部３５が一体に成形されているが、容器本体と筒状開口部３５を別部材にして、底板３２の穴から別部材の筒状開口部３５が挿入配置された状態で、接触部分が溶接、圧入、リテーナなどを使用した固定方法で一体化された実施形態でもよい。
耐圧容器３０は、内部に部品を配置するため、天板３１側と底板３２側に二分割できるようにすることもでき、その場合には、二つを合わせたあとで溶接して一体化して使用する。
筒状開口部３５は、筒状壁部３６と先端開口部３７を有している。
耐圧容器３０は、天板３１側および底板３２側の平面形状が円形であり、鉄、ステンレスなどの金属からなるものである。

板状の閉塞部材（閉塞部）４０は、第１面４０ａと、第１面４０ａとは厚さ方向反対側の第２面４０ｂ、および第１面４０ａと第２面４０ｂの間の周面部４０ｃを有しているものである。
板状の閉塞部材４０の平面形状は、筒状開口部３５の先端開口部３７と同じ円形で、かつ先端開口部３７内に挿入できる大きさのものである。
板状の閉塞部材４０は鉄またはステンレスなどの金属からなるものであり、耐圧容器３０の硬さ（ビッカース硬さ）よりも高い方が好ましいが、耐圧容器３０の硬さ（ビッカース硬さ）と同等以下であっても本発明の効果を得ることができる。例えば、耐圧容器３０の硬さ（ビッカース硬さ）を１００％としたとき、板状の閉塞部材４０の硬さ（ビッカース硬さ）は、好ましくは１０％〜２７０％の範囲から選択することができ、より好ましくは６０％〜１６０％の範囲から選択することができる。

板状の閉塞部材４０は、第２面４０ｂが耐圧容器３０の内側を向き、第１面４０ａが外側を向き、周面部４０ｃが筒状壁部３５の内壁面３５ａに当接された状態で、環状変形部４５を形成する前は、先端開口部３７から板状の閉塞部材４０の厚さ相当程度だけ内側に挿入配置されている。

環状変形部（かしめ部）４５は、筒状開口部３５の先端開口部３７側の筒状壁部３６が内側にかしめられた部分であり、閉塞部材４０の第１面４０ａと周面部４０ｃの境界にある第１環状角部４４と第１面４０ａの両方に当接されるようにかしめられている。

溶接部４７は、閉塞部材４０の第１環状角部４４と環状変形部４５の接触部分が外側から溶接された部分である。
溶接部４７は図１（ｃ）に示す実施形態であるが、図１（ｂ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

図３に示す耐圧容器３０では、内側から閉塞部材４０の第２面４０ｂに対して圧力が加えられたとき、溶接部４７にせん断応力を生じさせる。このせん断応力は環状変形部４５に対する曲げ応力よりも耐荷重が優れており、環状変形部４５が図１０（ｂ）に示す状態になることはなく、閉塞構造が維持される。
なお、図３に示す実施形態では、Ｏリングが図示されていないが、Ｏリングは使用してもよいし、不要にすることもできる。

次に図３に示す耐圧容器３０の閉塞構造の形成方法を説明する。
第１工程にて、耐圧容器３０の底板３２から突き出された環状開口部３５の先端開口部３７内側に、閉塞部材４０を第２面４０ｂが内側で第１面４０ａが外側になるように挿入する。
このとき、次工程における環状変形部４５の形成長さを考慮して、閉塞部材４０の挿入位置を調整する。内壁面３５ａに閉塞部材４０を決める突起状や段状のストッパを形成してもよい。

第２工程にて、筒状開口部３５の先端開口部３７側の筒状壁部３６を閉塞部材４０の第１環状角部４４と第１面４０ａの両方に当接するまでかしめて、環状変形部４５を形成させる。
かしめ方法は、上記と同様のローリングかしめ方法を適用することができる。

第３工程にて、閉塞部材４０の第１環状角部４４と環状変形部４５の接触部分を外側から溶接する（溶接部４７）。第１環状角部４４の軸Ｘ方向反対側が第２環状角部となる。
溶接方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接などを適用することができる。
溶接部４７は図１（ｃ）に示す実施形態であるが、図１（ｂ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

図４に示す耐圧容器３０Ａは、図３の耐圧容器３０とは筒状開口部の形成位置が異なるほかは同じものである。
筒状開口部３５は、底板３２に形成された凹部３９内に形成されているため、図３に示す耐圧容器３０のように底板３２から突き出された構造ではない。

（３）図５に示すガス発生器
図５に示すガス発生器100は、本発明の閉塞構造を有していることを除いて、特開２０１１−２２５０６９号公報の図１に示すガス発生器１０と同じものである。
図５に示すガス発生器100は、筒状ハウジング101の両端開口部において本発明の閉塞構造が適用されている。

第１端開口部100aには、点火器カラー111を備えた点火器110が配置されている。
点火器カラー111は、第２面111bが内側に面し、第１面111aが外側に面しており、周面部111cが筒状ハウジング101の内壁面101aに当接されている。
筒状ハウジング101と点火器カラー111は、点火器カラー111の硬さ＞筒状ハウジング101硬さの関係と、点火器カラー111の硬さ＜筒状ハウジング101硬さの関係のいずれであっても本発明の効果を得ることができる。
筒状ハウジング101の第１端開口部100a側が内側にかしめられることで第１環状変形部102が形成されている。第１環状変形部102は、点火器カラー111の第１面111aと第１面111aと周面部111cの境界部である第１環状角部112に当接されるように折り曲げられている。
第１環状変形部102と第１環状角部112の接触部分は、外側から溶接されている（溶接部115）。溶接部115は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

第１端開口部100aと軸方向反対側の第２端開口部100b側には、板状の閉塞部材（閉塞部）120が配置されている。
閉塞部材120は、第２面120bが内側に面し、第１面120aが外側に面しており、周面部120cが筒状ハウジング101の内壁面101aに当接されている。
筒状ハウジング101の第２端開口部100b側が内側にかしめられることで第２環状変形部103が形成されている。第２環状変形部103は、閉塞部材120の第１面120aと第１面120aと周面部120cの境界部である第１環状角部122に当接されるように折り曲げられている。
第２環状変形部103と第１環状角部122の接触部分は、外側から溶接されている（溶接部125）。溶接部125は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

次に図５に示すガス発生器100の製造方法を説明する。
第１工程にて、ガス排出口が形成された筒状ハウジング101の第２端開口部100bの内側に、第２面120bが内側になり、第１面120aが外側になり、周面部120cが筒状ハウジングの内壁面101aに当接されるように金属製の板状閉塞部材120を挿入する。

第２工程にて、筒状ハウジング101の第２端開口部100b側の周壁部101を閉塞部材120の第１面120aと第１環状角部122に当接するまでかしめて、第２環状変形部103を形成させる。
このとき、かしめ工程における第２環状変形部103の形成長さ（かしめ加工による折り曲げ長さ）を考慮して、閉塞部材120の挿入位置を調整する。内壁面101aに閉塞部材120の挿入深さを決める突起状または段状のストッパを形成してもよい。
かしめ方法は、上記同様のローリングかしめ方法を適用することができる。

第３工程にて、第１端開口部100a側から筒状ハウジング101内にガス発生剤、点火器、筒状フィルタ、リテーナを収容配置する。

第４程にて、筒状ハウジング101の第１端開口部100aの内側に、第２面111bが内側になり、第１面111aが外側になり、周面部111cが筒状ハウジングの内壁面101aに当接されるように金属製の点火器カラー111を備えた点火器110を挿入する。
このとき、かしめ工程における第１環状変形部102の形成長さを考慮して、点火器110（点火器カラー111）の挿入位置を調整する。内壁面101aに点火器カラー111の挿入深さを決める突起状または段状のストッパを形成してもよい。

第５工程にて、筒状ハウジング101の第１端開口部100a側の周壁部101を点火器カラー111の第１面111aと第１環状角部112に当接するまでかしめて、第１環状変形部102を形成させる。

第６工程にて、点火器カラー111の第１環状角部112と第１環状変形部102の接触部分を外側から溶接し（溶接部115）、点火器カラー111の第１環状角部112と第１環状変形部102の接触部分を外側から溶接する（溶接部125）。
溶接方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接などを適用することができる。
溶接部115と溶接部125は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。
なお、第１工程にて使用する筒状ハウジング101は、予め周壁部にガス排出口が形成されたものを使用することができるほか、筒状ハウジング101の第２端開口部100bにガス排出口を有する部品（カップ形状のディフューザ部）が溶接などの方法で固定されたものでもよい。カップ形状のディフューザ部は、金属製のカップの周壁部および底面部の一方または両方にガス排出口が形成されているものである。また深絞り工法によって周壁部101と閉塞部材120が一体に形成されたハウジングを使用してもよい。
第１工程にてカップ形状のディフューザ部が第２端開口部100bに固定されたものを使用するときや、閉塞部材120が周壁部101と一体になったハウジングを使用する場合は、第１工程と第２工程は省略する。

（４）図６に示すガス発生器
図６に示すガス発生器150は、本発明の閉塞構造を有していることを除いて、特開２０１４−１８４４２７号公報の図１に示すガス発生器１０と同じものである。
図６に示すガス発生器150は、第１筒状ハウジング151の一端側開口部において本発明の閉塞構造が適用されている。

第１端部側の開口部には、点火器カラー160を備えた点火器が配置されている。
第１筒状ハウジング151と点火器カラー160は、点火器カラー160の硬さ＞筒状ハウジング151硬さの関係と、点火器カラー160の硬さ＜筒状ハウジング151硬さの関係のいずれであっても本発明の効果を得ることができる。
点火器カラー160は、半径方向外側に突き出された閉塞部となる突出環状部161を有している。突出環状部161は、第２面161bが第１筒状ハウジング151の内側に面し、第１面161aが外側に面しており、周面部161cが第１筒状ハウジング151の内壁面151aに当接されている。
第１筒状ハウジング151の第１端開口部側が内側にかしめられることで環状変形部152が形成されている。環状変形部152は、点火器カラーの突出環状部161の第１面161aと、第１面161aと周面部161cの境界部である第１環状角部163の両方に当接されるようにかしめられている。
環状変形部152と第１環状角部163の接触部分は、外側から溶接されている（溶接部155）。
溶接部155は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

（５）図７に示すガス発生器
図７に示すガス発生器200は、本発明の閉塞構造を有していることを除いて、特開２０１４−９４６１４号公報の図１に示す、ガス発生源としてガス発生剤と加圧ガスを併用したガス発生器１０と同じものである。
図７に示すガス発生器200は、第１筒状ハウジング201の一端側開口部において本発明の閉塞構造が適用されている。

第１端開口部200a側には、点火器カラー211を備えた点火器210が配置されている。
第1筒状ハウジング201と点火器カラー211は、点火器カラー211の硬さ＞筒状ハウジング201硬さの関係と点火器カラー211の硬さ＜筒状ハウジング201硬さの関係のいずれであっても本発明の効果を得ることができる。
点火器カラー211は、第２面211bが第１筒状ハウジング201の内側に面し、第１面211aが外側に面しており、周面部211cが第１筒状ハウジング201の内壁面201aに当接されている。
筒状ハウジング201の第１端開口部200a側が内側にかしめられることで環状変形部202が形成されている。環状変形部202は、点火器カラー211の第１面211aと、第１面211aと周面部211cの境界部である第１環状角部212に当接されるようにかしめられている。
環状変形部202と第１環状角部212の接触部分は、外側から溶接されている（溶接部215）。
溶接部215は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

（６）図８に示すガス発生器
図８に示すガス発生器250は、本発明の閉塞構造を有していることを除いて、特開２０１５−７４４１３号公報の図１に示すガス発生器１０と同じものである。
図８に示すガス発生器250は、筒状ハウジング251の一端側開口部において本発明の閉塞構造が適用されている。

第１端開口部250a側には、点火器カラー261を備えた点火器260が配置されている。
筒状ハウジング251と点火器カラー261は、点火器カラー261の硬さ＞筒状ハウジング251硬さの関係と点火器カラー261の硬さ＜筒状ハウジング251硬さの関係のいずれであっても本発明の効果を得ることができる。
点火器カラー261は、点火器260側の大径部262と、大径部262と接している小径部263を有しており、大径部262と小径部263の外径差（大径部262の外径＞小径部263の外径）による環状段差面264を有している。大径部262の環状段差面264側には環状角部265が形成されている。
大径部262の外周面と内壁面251aの第１当接面と小径部263の外周面と内壁面251aの第２当接面の間は縮径加工されており、第１当接面と第２当接面の外径差から環状段差斜面部（環状変形部）266が形成されている。
点火器カラーの大径部262の外周面は、筒状ハウジング251の内壁面251aに当接されている。また小径部263は内壁面251aと僅かな隙間を形成している。
環状段差斜面部（環状変形部）266は環状角部265に当接されている。
環状段差斜面部（環状変形部）266と環状角部265の接触部分は、外側から溶接されている（溶接部255）。
溶接部255は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

（７）図９に示すガス発生器
図９に示すガス発生器300は、本発明の閉塞構造を有していることを除いて、特開２０１２−１４００２８号公報の図２（図１の部分断面図）に示すガス発生器１と同じものである。
図９に示すガス発生器300は、ディフューザシェル311とクロージャシェル312からなるハウジング310の底板314側において本発明の閉塞構造が適用されている。

底板314の中心部の穴には内筒部材315が配置されており、内筒部材315の内側には点火器カラー321を備えた点火器320が配置されている。
ハウジング310と点火器カラー321は、点火器カラー321の硬さ＞筒状ハウジング310硬さの関係と点火器カラー321の硬さ＜筒状ハウジング310硬さの関係のいずれであっても本発明の効果を得ることができる。
内筒部材315は第１端開口部側が天板313に固定されて閉塞されており、反対側の第２端開口部側が底板314から少し外側に突き出されている。本実施形態では、内筒部材315が図３、図４に示す実施形態における筒状開口部３５となるものである。

点火器カラー321は、図６に示す点火器カラー160と同様に、半径方向外側に突き出された突出環状部322を有している。
突出環状部322は、内側に面した第２面322b、外側に面した第１面322a、第１面322aと第２面322bの間の周面部322c、第１面322aと周面部322cとの間の第１環状角部324を有しており、周面部322cは内筒部材315に形成された環状段差面に嵌め込まれている。

内筒部材315の外側に突き出された開口部側は内側にかしめられて環状変形部325が形成されており、環状変形部325は、突出環状部322の第１面322aと第１環状角部324の両方に当接されている。
環状変形部325と第１環状角部324の接触部は外側から溶接されている（溶接部326）。
溶接方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接などを適用することができる。
溶接部326は図１（ｂ）に示す実施形態であるが、図１（ｃ）、図１（ｄ）に示す実施形態でもよい。

次に図９に示すガス発生器300の製造方法を説明する。
第１工程にて、内筒部材315が取り付けられたディフューザシェル311にガス発生剤、筒状フィルタ、リテーナなどの必要な部品などを収容配置する。
その後、ディフューザシェル311とクロージャシェル312を組み合わせてハウジング310を形成した後、接触部分を溶接する。

第２工程にて、内筒部材315の第２端開口部から、伝火薬や点火器カラー321を備えた点火器320を挿入する。このとき、点火器カラー321の突出環状部322の第２面322bが内側になり、かつ内筒部材315の段差面に当接されており、第１面322aが外側になり、周面部322cが内筒部材315の内壁面に当接されるように挿入する。

第３工程にて、点火器カラー321の突出環状部322の第１面322aと第１環状角部324に当接するまで内筒部材315の第２端開口部の周壁部を内側にかしめて、環状変形部325を形成する。
かしめ方法は、上記同様のローリングかしめ方法を適用することができる。

第４工程にて、点火器カラー321の突出環状部322の第１環状角部324と環状変形部325の接触部分を外側から溶接する（溶接部326）。
溶接方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接などを適用することができる。

実施例１、比較例１
図１（ａ）に示す閉塞構造を有する筒状の耐圧容器（実施例１）と図１０（ａ）に示す筒状の耐圧容器（比較例１）を用意した。なお、実施例１と比較例１の閉塞部材１３および400は、同程度の角部を有し、筒状容器10、410と閉塞部材１３、400の硬度差が異なっているものを使用した。また実施例１と比較例１は、溶接の位置が異なるほかは全く同一の耐圧容器であり、溶接条件も同じにした。
実施例１および比較例１の筒状の耐圧容器の反対側の開口部から、筒状の耐圧容器の内径と近似した金属棒を押し込んだときの環状変形部１５または環状変形部411の状態を観察した。
結果を表１に示す。

表１から明らかなとおり、実施例１の耐圧容器は、耐圧容器と閉塞部材の硬さの差に拘わらず、常にせん断モードでの破壊を維持できたことから、内側からの大きな荷重に対して比較例１の容器よりも高い閉塞機能を発揮できることが確認できた。
比較例１の耐圧容器は、閉塞部材400に角部を有しており、閉塞部材の硬さ＞耐圧容器の硬さの関係であるときは、閉塞部材の角部が環状変形部に食い込むことによりせん断モードを維持できたが、閉塞部材の硬さ＜耐圧容器の硬さの関係であるときは、閉塞部材の角部が環状変形部に食い込むことができずに曲げモードになった。このため比較例１では、実施例１よりも耐荷重が低くなった。つまり実施例１において十分な耐圧性能を確保するためには、角部を形成した上で、閉塞部材の硬さ＞耐圧容器の硬さの関係を満たすようにすることが必須であることになる。
本発明では、閉塞部材の硬さ＞耐圧容器の硬さの関係だけでなく、閉塞部材の硬さ＜耐圧容器の硬さの関係であっても高い耐圧性能を発揮できるため、原価の高い硬い金属に代えて、原価の安い軟らかい金属も使用できるようになり、材質の選択肢や部材などに対する加工方法の選択肢が増えて製造コストの低下もできるようになる。

本発明の耐圧容器は、各技術分野において内側から圧力が加えられるような用途の耐圧容器として利用することができ、特に自動車に搭載されるエアバッグ装置のガス発生器においてハウジングを含む閉塞構造に利用できる。

１０、１０Ａ、３０、３０Ａ 耐圧容器
100、150、200、250、300 ガス発生器

Claims (7)

1. 金属製の筒状容器の開口部が金属製の閉塞部材で閉塞された耐圧容器の閉塞構造であって、
   前記閉塞部材が閉塞部を有しており、前記閉塞部が、第１面と、第１面とは厚さ方向反対側の第２面、および第１面と第２面の間の周面部を有し、前記開口部と同じ形状で、かつ前記開口部内に挿入できる大きさのものであり、
   前記閉塞構造が、
   前記筒状容器の開口部の内側に、前記第２面が前記筒状容器の内部に面するように挿入された前記閉塞部材と、
   前記筒状容器の開口部側の周壁部が、前記閉塞部材の閉塞部の第１面と周面部の境界にある第１環状角部に当接されるように変形された環状変形部と、
   前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分が外側から溶接された溶接部を有しているものである、耐圧容器の閉塞構造。
2. 金属製容器の筒状開口部が金属製の閉塞部材で閉塞された耐圧容器の閉塞構造であって、
   前記閉塞部材が閉塞部を有しており、前記閉塞部が、第１面と、第１面とは厚さ方向反対側の第２面、および第１面と第２面の間の周面部を有し、前記筒状開口部と同じ形状で、かつ前記筒状開口部内に挿入できる大きさのものであり、
   前記閉塞構造が、
   前記筒状開口部の内側に、前記第２面が前記金属製容器の内部に面するように挿入された前記閉塞部材と、
   前記筒状開口部の周壁部が前記閉塞部材の閉塞部の第１面と周面部の境界にある第１環状角部に当接されるように変形された環状変形部と、
   前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分が外側から溶接された溶接部を有しているものである、耐圧容器の閉塞構造。
3. ガス排出口を有するハウジング内にガス源が充填され、着火電流によって作動する点火器を含む部品が前記ハウジングの開口部に収容されたガス発生器であり、
   少なくとも点火器カラーを備えた点火器が固定された前記開口部において、請求項１または２記載の耐圧容器の閉塞構造が使用されているものである、ガス発生器。
4. 請求項１記載の耐圧容器の閉塞構造の形成方法であって、
   前記筒状容器の開口部の内側に前記閉塞部材を閉塞部の第２面が内側で第１面が外側になるように挿入する工程、
   前記筒状容器の開口部側の周壁部を前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部に当接するまで変形させて環状変形部を形成する工程、
   前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程を有している、耐圧容器の閉塞構造の形成方法。
5. 請求項２記載の耐圧容器の閉塞構造の形成方法であって、
   前記筒状開口部の内側に前記閉塞部材を閉塞部の第２面が内側で第１面が外側になるように挿入する工程、
   前記筒状開口部の周壁部を前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部に当接するまで変形させて環状変形部を形成する工程、
   前記閉塞部材の閉塞部の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程を有している、耐圧容器の閉塞構造の形成方法。
6. 請求項１記載の耐圧容器の閉塞構造を含むガス発生器の製造方法であって、
   予めガス排出口が形成された筒状容器にガス源および必要に応じて他の部品を収容配置する工程、
   前記筒状容器の第１端開口部から、前記閉塞部を有する金属製の点火器カラーを備えた点火器を挿入する工程、
   前記筒状容器の第１端開口部側の周壁部を前記点火器カラーの閉塞部の第１環状角部に当接するまで変形させて第１環状変形部を形成させる工程、
   前記点火器カラーの第１環状角部と前記第１環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程を有している、ガス発生器の製造方法。
7. 請求項２記載の耐圧容器の閉塞構造を含むガス発生器の製造方法であって、
   予めガス排出口が形成された金属製容器内にガス源、点火器および必要に応じて他の部品を収容配置する工程、
   前記金属製容器の筒状開口部の内側に前記閉塞部を有する金属製の点火器カラーを備えた点火器を、前記閉塞部の第２面が内側で第１面が外側になるように挿入する工程、
   前記金属製容器の筒状開口部の周壁部を前記点火器カラーの第１環状角部に当接するまで内側に変形させて環状変形部を形成させる工程、
   前記閉塞部材の第１環状角部と前記環状変形部の接触部分を外側から溶接する工程を有している、ガス発生器の製造方法。

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