JPWO2012046678A1 - ガス発生器、ガス発生器用ホルダおよびガス発生器用ホルダの製造方法 - Google Patents

Abstract

ガス発生器は、ガス発生剤が装填されたカップおよびガス発生剤を燃焼させる点火器が組付けられた金属製のホルダ（１０）を備える。ホルダ（１０）は、胴部（１１）と、胴部（１１）から突出する点火器固定用係止部（１５）およびカップ固定用係止部（１６）とを含み、点火器およびカップは、これら係止部（１５，１６）が折り曲げられることでホルダ（１０）にかしめ固定されている。係止部（１５，１６）は、いずれも鍛造加工によって仕上げ成形されており、係止部（１５，１６）の表層に現れる鍛流線が、係止部（１５，１６）の表面において分断されずかつ胴部（１１）から係止部（１５，１６）を経て胴部（１１）に戻るように連続して延びている。

Description

本発明は、ガス発生器およびこれに具備されるガス発生器用ホルダ（以下、単に「ホルダ」とも称する）ならびに当該ガス発生器用ホルダの製造方法に関し、特に、シートベルトプリテンショナ装置に組み込まれるガス発生器およびこれに具備されるガス発生器用ホルダならびに当該ガス発生器用ホルダの製造方法に関する。

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や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、車両等衝突時に生じる衝撃により乗員が車内または車外に投げ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。

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急速に普及している。このプリテンショナ機能とは、衣服の厚み等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おいて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。

この種のガス発生器としては、たとえば特開２００８−３７３８９号公報（特許文献１）に開示のものがある。上記特開２００８−３７３８９号公報に開示のガス発生器は、燃焼することでガスを発生するガス発生剤が装填された有底略円筒状のカップと、ガス発生剤を燃焼させるための点火器と、カップの開口端を閉塞するように同軸上にカップに組付けられるとともに、ガス発生剤に面するように点火器を保持してなる有底略円筒状のホルダとを備えている。

ここで、上記特開２００８−３７３８９号公報に開示のガス発生器にあっては、点火器を固定するための点火器固定用係止部とカップを固定するためのカップ固定用係止部とがホルダの胴部から突出して設けられており、点火器およびカップは、それぞれ点火器固定用係止部およびカップ固定用係止部が折り曲げられることによりこれら係止部と胴部とによってその一部が挟持されることでホルダにかしめ固定されている。当該構成を採用することにより、点火器およびカップをホルダに生産性よく容易に固定することができるとともに、固定後におけるこれら部材間の組付け強度を高く維持することができる。

特開２００８−３７３８９号公報

通常、ホルダは、金属製のブロックを材料として、当該ブロックに鍛造加工や切削加工、打抜き加工等を段階的に組み合わせて実施することで成形される。ここで、鍛造加工は、ホルダの形状出しの際の粗加工として実施され、切削加工や打抜き加工は、ホルダの形状出しの際の細部の仕上げ成形加工として実施される。そのため、上述した点火器固定用係止部およびカップ固定用係止部の形状出しには、これら部位が比較的細かな形状を有していることに鑑み、一般的に仕上げ成形加工として切削加工が利用される。

しかしながら、点火器固定用係止部およびカップ固定用係止部を切削加工を利用して仕上げ成形した場合には、点火器およびカップをホルダにかしめ固定する工程において、これら係止部が折り曲げられることにより、その一部が剥がれ落ちたりあるいは捲れたりすることでバリが発生し易くなってしまう問題がある。バリの発生は、その後に実施される各種の工程において様々な不具合を生じさせる原因となるおそれがあり、特に大きなバリが発生した場合には、当該バリが点火器の端子ピンに付着することで回路を短絡させてしまうおそれもある。そのため、ガス発生器の製造に際しては、点火器およびカップをそれぞれホルダにかしめ固定した後に、発生したバリを入念に除去するための作業が実施されている。

したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、点火器および／またはカップのホルダに対するかしめ固定の際に、バリが生じることが効果的に抑制できるガス発生器およびこれに具備されるガス発生器用ホルダならびにガス発生器用ホルダの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面に基づくガス発生器は、燃焼することでガスを発生するガス発生剤が装填されたカップと、上記ガス発生剤に面するように配置され、作動時において着火することで上記ガス発生剤を燃焼させる点火器と、上記カップおよび上記点火器が組付けられた金属製のホルダとを備えている。上記ホルダは、胴部と、上記胴部から突出する点火器固定用係止部とを含んでいる。上記点火器は、上記点火器固定用係止部が折り曲げられることにより上記点火器の一部が上記点火器固定用係止部と上記胴部とによって挟持されることで上記ホルダにかしめ固定されている。ここで、本発明の第１の局面に基づくガス発生器においては、上記点火器固定用係止部が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、上記点火器固定用係止部の表層に現れる鍛流線が、上記点火器固定用係止部の表面において分断されずかつ上記胴部から上記点火器固定用係止部を経て上記胴部に戻るように連続して延びている。

上記本発明の第１の局面に基づくガス発生器においては、上記ホルダが、上記胴部から突出するカップ固定用係止部をさらに含んでいてもよく、その場合には、上記カップが、上記カップ固定用係止部が折り曲げられることにより上記カップの一部が上記カップ固定用係止部と上記胴部とによって挟持されることで上記ホルダにかしめ固定されていることが好ましい。ここで、上記本発明の第１の局面に基づくガス発生器においては、上記カップ固定用係止部が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、上記カップ固定用係止部の表層に現れる鍛流線が、上記カップ固定用係止部の表面において分断されずかつ上記胴部から上記カップ固定用係止部を経て上記胴部に戻るように連続して延びていることが好ましい。

本発明の第２の局面に基づくガス発生器は、燃焼することでガスを発生するガス発生剤が装填されたカップと、上記ガス発生剤に面するように配置され、作動時において着火することで上記ガス発生剤を燃焼させる点火器と、上記カップおよび上記点火器が組付けられた金属製のホルダとを備えている。上記ホルダは、胴部と、上記胴部から突出するカップ固定用係止部とを含んでいる。上記カップは、上記カップ固定用係止部が折り曲げられることにより上記カップの一部が上記カップ固定用係止部と上記胴部とによって挟持されることで上記ホルダにかしめ固定されている。ここで、本発明の第２の局面に基づくガス発生器においては、上記カップ固定用係止部が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、上記カップ固定用係止部の表層に現れる鍛流線が、上記カップ固定用係止部の表面において分断されずかつ上記胴部から上記カップ固定用係止部を経て上記胴部に戻るように連続して延びている。

本発明の第１の局面に基づくガス発生器用ホルダは、ガス発生剤が装填されたカップおよびガス発生剤を燃焼させるための点火器が組付けられて使用される金属製のガス発生器用ホルダであって、胴部と、上記胴部から突出し、折り曲げられることにより点火器の一部を上記胴部との間で挟持することで点火器をかしめ固定するための点火器固定用係止部とを有している。ここで、本発明の第１の局面に基づくガス発生器用ホルダにおいては、上記点火器固定用係止部が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、上記点火器固定用係止部の表層に現れる鍛流線が、上記点火器固定用係止部の表面において分断されずかつ上記胴部から上記点火器固定用係止部を経て上記胴部に戻るように連続して延びている。

上記本発明の第１の局面に基づくガス発生器用ホルダは、上記胴部から突出し、折り曲げられることによりカップの一部を上記胴部との間で挟持することでカップをかしめ固定するためのカップ固定用係止部をさらに有していることが好ましい。ここで、上記本発明の第１の局面に基づくガス発生器用ホルダにあっては、上記カップ固定用係止部が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、上記カップ固定用係止部の表層に現れる鍛流線が、上記カップ固定用係止部の表面において分断されずかつ上記胴部から上記カップ固定用係止部を経て上記胴部に戻るように連続して延びていることが好ましい。

本発明の第２の局面に基づくガス発生器用ホルダは、ガス発生剤が装填されたカップおよびガス発生剤を燃焼させるための点火器が組付けられて使用される金属製のガス発生器用ホルダであって、胴部と、上記胴部から突出し、折り曲げられることによりカップの一部を上記胴部との間で挟持することでカップをかしめ固定するためのカップ固定用係止部とを有している。ここで、上記本発明の第２の局面に基づくガス発生器用ホルダにおいては、上記カップ固定用係止部が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、上記カップ固定用係止部の表層に現れる鍛流線が、上記カップ固定用係止部の表面において分断されずかつ上記胴部から上記カップ固定用係止部を経て上記胴部に戻るように連続して延びている。

本発明の第１の局面に基づくガス発生器用ホルダの製造方法は、上記本発明の第１の局面に基づくガス発生器用ホルダを製造するための方法であって、金属製の圧延材を打ち抜くことでスラグを形成する工程と、上記スラグまたは当該スラグの加工品を鍛造加工することで上記点火器固定用係止部を仕上げ成形する工程とを備えている。

本発明の第２の局面に基づくガス発生器用ホルダの製造方法は、上記本発明の第１の局面に基づくガス発生器用ホルダであってかつ上記カップ固定用係止部をさらに有しているガス発生器用ホルダを製造するための方法であって、金属製の圧延材を打ち抜くことでスラグを形成する工程と、上記スラグまたは当該スラグの加工品を鍛造加工することで上記点火器固定用係止部および上記カップ固定用係止部を仕上げ成形する工程とを備えている。

本発明の第３の局面に基づくガス発生器用ホルダの製造方法は、上記本発明の第２の局面に基づくガス発生器用ホルダを製造するための方法であって、金属製の圧延材を打ち抜くことでスラグを形成する工程と、上記スラグまたは当該スラグの加工品を鍛造加工することで上記カップ固定用係止部を仕上げ成形する工程とを備えている。

本発明によれば、点火器および／またはカップのホルダに対するかしめ固定の際に、バリが生じることが効果的に抑制できるガス発生器およびこれに具備されるガス発生器用ホルダならびにガス発生器用ホルダの製造方法とすることができる。

本発明の実施の形態におけるガス発生器の模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器用ホルダの組付け前の模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法に従った製造フローにおける鍛造処理（２回目）を具体的に説明するための模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法に従った製造フローにおける打抜き処理を具体的に説明するための模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法に従った製造フローにおける切削処理を具体的に説明するための模式断面図である。 本発明の実施の形態におけるガス発生器用ホルダの鍛流線を模式的に表わした断面図である。 従来例におけるガス発生器用ホルダの鍛流線を模式的に表わした断面図である。 実施例および比較例に係るガス発生器用ホルダを用いた検証試験における、ガス発生器用ホルダに対するバリの付着状況を観察した結果を示す表である。 実施例および比較例に係るガス発生器用ホルダを用いた検証試験における、押し型に対するバリの付着状況を観察した結果を示す表である。 実施例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後におけるバリの付着状況を示す代表的な写真であり、点火器固定用係止部を用いて点火器をホルダにかしめ固定した後の写真である。 実施例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後におけるバリの付着状況を示す代表的な写真であり、カップ固定用係止部を用いてカップをホルダにかしめ固定した後の写真である。 比較例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後におけるバリの付着状況を示す代表的な写真であり、点火器固定用係止部を用いて点火器をホルダにかしめ固定した後の写真である。 比較例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後におけるバリの付着状況を示す代表的な写真であり、カップ固定用係止部を用いてカップをホルダにかしめ固定した後の写真である。 実施例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後における押し型に対するバリの付着状況を示す写真であり、点火器固定用係止部を用いて点火器をホルダにかしめ固定した後の写真である。 実施例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後における押し型に対するバリの付着状況を示す写真であり、カップ固定用係止部を用いてカップをホルダにかしめ固定した後の写真である。 比較例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後における押し型に対するバリの付着状況を示す写真であり、点火器固定用係止部を用いて点火器をホルダにかしめ固定した後の写真である。 比較例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後における押し型に対するバリの付着状況を示す写真であり、カップ固定用係止部を用いてカップをホルダにかしめ固定した後の写真である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態におけるガス発生器は、シートベルト装置に組み込まれるプリテンショナモジュールに組付けられて使用されるマイクロガスジェネレータである。

図１は、本発明の実施の形態におけるガス発生器の模式断面図であり、図２は、図１に示すガス発生器用ホルダの組付け前の模式断面図である。まず、これら図１および図２を参照して、本実施の形態におけるガス発生器およびこれに具備されるガス発生器用ホルダの構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態におけるガス発生器１は、主として、ホルダ１０と、点火器２０と、カップ３０と、ガス発生剤３５とを備えている。点火器２０およびカップ３０は、いずれもホルダ１０によって保持されており、より詳細には、ホルダ１０に点火器２０が組付けられた状態において当該点火器２０を覆うようにカップ３０がホルダ１０に組付けられている。ホルダ１０およびカップ３０は、これらが組み合わされることでガス発生器１の外殻となるハウジングを構成している。また、カップ３０に装填されたガス発生剤３５は、組付け後において、ホルダ１０、点火器２０およびカップ３０によって規定される収容空間３４に収容されている。これにより、ホルダ１０に組付けられた点火器２０は、その一部（後述する点火部２１）がガス発生剤３５に面した状態とされている。なお、点火器２０は、スクイブとも称される。

図１に示すように、点火器２０は、火炎を発生させるための装置であり、作動時において着火することでガス発生剤３５を燃焼させる点火薬が収容された点火部２１と、点火薬を着火させるために点火部２１に接続された一対の端子ピン２２と、一対の端子ピン２２を保持する基部（ヘッダ）２３とを含んでいる。より詳細には、点火部２１は、点火薬に接触するように設けられた電橋線（ブリッジワイヤ）と、点火薬および電橋線を内部に収容すべく基部２３に取付けられたスクイブカップとを有しており、電橋線の両端は、基部２３によって保持された一対の端子ピン２２の先端にスクイブカップの内部においてそれぞれ接続されている。

電橋線としては、一般にニクロム線等が利用され、点火薬としては、一般にＺＰＰ（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ＺＷＰＰ（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）等が利用される。また、スクイブカップとしては、一般に金属製またはプラスチック製の部材が使用される。なお、点火部２１内には、点火薬に加えて伝火薬が装填されていてもよい。

衝突を検知した際には、端子ピン２２を介して電橋線に所定量の電流が流れる。電橋線に所定量の電流が流れることにより、電橋線においてジュール熱が発生し、これにより点火薬が着火されて燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎（ガスおよび熱粒子）は、点火薬を収容しているスクイブカップを破裂させ、ガス発生剤３５を点火する。電橋線に電流が流れてから点火器２０が作動するまでの時間は、電橋線にニクロム線を利用した場合に一般に３ミリ秒以下である。

図１に示すように、カップ３０は、軸方向の一端が開口した有底円筒状の部材からなり、内部にガス発生剤３５が装填されている。カップ３０は、ハウジングの一部を構成する部材でもあり、たとえばアルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料からなる成形品にて構成される。なお、カップ３０の成形には、一般に金型を用いたプレス加工等が利用される。

より詳細には、カップ３０は、側壁部３１と底壁部３２とを有しており、これら側壁部３１および底壁部３２によって規定される収容空間３４にガス発生剤３５が収容されている。また、カップ３０の開口縁には、側壁部３１の先端から連続して外側に向かって延びるフランジ部３３が設けられている。当該フランジ部３３を含むカップ３０の開口縁は、当該カップ３０をホルダ１０に固定するための部位である。

ガス発生剤３５は、点火器２０によって着火されて燃焼することで多量のガスを発生するものである。ガス発生剤３５としては、無煙火薬（ニトロセルロース）の成形体や、有機窒素化合物と酸化剤とからなる非アジ化系組成物の成形体等が利用される。なお、近年においては、ガス発生剤３５として、一酸化炭素等の有害物質の生成量が極めて少ない非ニトロセルロース系ガス発生剤を利用することが注目されている。

ガス発生剤３５の成形体としては、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状等、種々の形状のものが利用できる。また、貫通孔を有する有孔状（たとえばマカロニ状や蓮根状等）のものもガス発生剤３５の成形体として利用できる。これらの形状は、ガス発生器１が組付けられるプリテンショナモジュールの仕様に応じて最適のものが選択される。また、形状の他にも、線燃焼速度、圧力指数等を考慮に入れてガス発生剤３５の成形体のサイズ等が選択される。なお、ガス発生剤３５の充填量は、組付けられるプリテンショナモジュールの仕様に応じて適宜変更され得るが、無煙火薬を使用した場合には、概ね０．２ｇ〜２．０ｇ程度とされることが一般的である。

図１に示すように、ホルダ１０は、点火器２０およびカップ３０を保持するための部材であり、有底略円筒状の形状を有している。ホルダ１０は、ハウジングの一部を構成する部材でもあり、たとえばアルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス鋼を含む鉄系材料等の金属材料からなる成形品にて構成される。なお、ホルダ１０は、後述する、複数の鍛造加工、打抜き加工および切削加工が段階的に組み合わせて実施されることで成形され、より詳細には、これら段階的な加工による加圧流動の繰り返し等によって所望の形状に成形される。

図１および図２に示すように、ホルダ１０は、略円筒状に形成された筒状部１１ａおよび当該筒状部１１ａのカップ３０に面する側の軸方向端部を閉塞するように略円板状に形成された隔壁部１１ｂを含む胴部１１と、当該胴部１１のカップ３０に面する側の軸方向端面からカップ３０側に向けて突出するように設けられた点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６とを主として有している。

点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６は、いずれも環状の形状を有しており、上記軸方向端面を軸方向に沿って平面視した場合に同心円上に位置するように設けられている。点火器固定用係止部１５は、点火器２０の一部である基部２３をかしめ固定するための部位であり、カップ固定用係止部１６は、カップ３０の一部であるフランジ部３３をかしめ固定するための部位である。なお、点火器固定用係止部１５は、ホルダ１０の径方向に沿ってホルダ１０の内側の位置に設けられており、カップ固定用係止部１６は、ホルダ１０の径方向に沿って点火器固定用係止部１５よりも外側の位置に設けられている。

ホルダ１０は、カップ３０に面する側の軸方向端面に設けられた第１凹部１２と、カップ３０に面しない側の軸方向端面に設けられた第２凹部１３とを有している。上記隔壁部１１ｂは、これら第１凹部１２と第２凹部１３との間に位置しており、その径方向の端部において筒状部１１ａに連続している。また、隔壁部１１ｂの所定位置には、第１凹部１２と第２凹部１３とを連通する一対の貫通孔１４が設けられている。

第１凹部１２は、点火器２０を受け入れ保持するための部位であり、上述した隔壁部１１ｂによって規定される底面と、点火器固定用係止部１５によって規定される周面とを有している。

第２凹部１３は、点火器２０の端子ピン２２が配置されるとともに当該端子ピン２２を介した点火器２０の外部接続のためのコネクタ（不図示）を受け入れ保持するための部位であり、上述した隔壁部１１ｂによって規定される底面と、筒状部１１ａによって規定される周面とを有している。また、第２凹部１３の周面の所定位置には、周方向に沿って環状に延びる係合溝１３ａが設けられている。当該係合溝１３ａは、第２凹部１３に挿入されたコネクタに設けられている突起に係合することにより、当該コネクタを第２凹部１３内において保持するための部位である。

ホルダ１０は、カップ３０に面する側の軸方向端面に溝部１７をさらに有している。溝部１７は、環状の形状を有しており、点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の間に位置している。溝部１７は、軸方向に沿って挿入されるカップ３０の開口縁を受け入れるための部位であり、筒状部１１ａによって規定される底面と、点火器固定用係止部１５によって規定される内周面と、カップ固定用係止部１６によって規定される外周面とを有している。

また、ホルダ１０の外周面には、筒状部１１ａの軸方向の一部を径方向外側に向かって張り出させることで形成された被固定部１８が設けられている。当該被固定部１８は、ガス発生器１をプリテンショナモジュールに組付ける際に使用される部位であり、プリテンショナモジュールに設けられた固定部によってこの被固定部１８が軸方向に挟持されることにより、ガス発生器１がプリテンショナモジュールに組付けられる。なお、当該被固定部１８のカップ３０側の端部は、上述したカップ固定用係止部１６によって構成されている。

図１に示すように、点火器２０は、端子ピン２２が隔壁部１１ｂに設けられた貫通孔１４を挿通するように、ホルダ１０の第１凹部１２が設けられた側の軸方向端面から当該第１凹部１２内に挿入される。これにより、点火器２０の基部２３が第１凹部１２内に収容されるとともに、端子ピン２２が第２凹部１３内に配置される。この状態において、ホルダ１０の点火器固定用係止部１５の先端が点火器２０の基部２３側に向けて折り曲げられることにより、基部２３が胴部１１の一部分である隔壁部１１ｂと上記点火器固定用係止部１５とによって挟持されることで点火器２０がホルダ１０にかしめ固定される。

ここで、ホルダ１０の第１凹部１２内には、予めＯリング等からなるシール部材２８が収容されており、当該シール部材２８によってホルダ１０と点火器２０との間に生じる隙間が封止されている。より詳細には、シール部材２８は、ホルダ１０の隔壁部１１ｂおよび点火器固定用係止部１５と点火器２０の基部２３との間に介在しており、このシール部材２８によって当該部分においてガス発生器１の内部が気密に封止されることになる。なお、シール部材２８としては、十分な耐熱性および耐久性を有する部材を使用することが好ましく、たとえばエチレンプロピレンゴムの一種であるＥＰＤＭ製の部材が好適に利用される。

また、点火器２０の点火部２１と基部２３の上部部分とには、予め有底略円筒状のカバー部材２５が被せられており、ホルダ１０の点火器固定用係止部１５は、このカバー部材２５ごと点火器２０をかしめ固定している。カバー部材２５の底壁部２５ａには、点火器２０の点火部２１に収容された点火薬が燃焼することによって生じる高温の火炎をガス発生剤３５に向けて噴出するための導火孔２６が設けられている。なお、カバー部材２５は、たとえばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼を含む鉄系材料等の金属材料からなる成形品にて構成される。

カバー部材２５は、点火器２０の作動時において、スクイブカップの内圧が十分に高まる前にスクイブカップが破裂してしまうことを防止するためのものである。したがって、カバー部材２５を設けることにより、点火薬を確実に高圧力下において燃焼させることが可能となり、その結果、点火薬の燃焼速度を速めてガス発生剤３５の着火遅れを防止することが可能になる。

一方、カップ３０は、内部にガス発生剤３５が装填された状態において、その開口縁がホルダ１０の溝部１７に軸方向に沿って挿入される。これにより、カップ３０の開口縁に設けられたフランジ部３３が溝部１７内に配置され、この状態においてホルダ１０のカップ固定用係止部１６の先端がフランジ部３３を覆うように内側に向けて折り曲げられることにより、フランジ部３３が胴部１１の一部分である筒状部１１ａと上記カップ固定用係止部１６とによって挟持されることでカップ３０がホルダ１０にかしめ固定される。このかしめ固定により、ホルダ１０とカップ３０との間に生じる隙間が封止され、当該部分においてガス発生器１の内部が気密に封止されることになる。

次に、図１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器の作動時の動作について説明する。

本実施の形態におけるガス発生器１が搭載された車両が衝突した場合には、車両に別途設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいて点火器２０が作動する。点火器２０が作動することにより、点火部２１に収容された点火薬が着火されて燃焼し、これによってスクイブカップが破裂する。

点火薬が燃焼することで生じた火炎は、スクイブカップが破裂することによってカバー部材２５の導火孔２６を介してガス発生剤３５が収容された収容空間３４に向けて噴出する。この火炎により、ガス発生剤３５が着火されて燃焼し、収容空間３４において多量のガスが発生する。このガス発生剤３５の燃焼により、収容空間３４の内圧が急速に上昇し、これによりカップ３０が開口し、発生した多量のガスがガス発生器１の外部へと導出されることになる。

その後、ガス発生器１から導出された多量のガスは、プリテンショナモジュールの作動空間へと導かれることでプリテンショナモジュールを駆動し、これによりシートベルトが強く引き込まれることになる。

次に、本発明の実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法に従った製造フローについて説明する。図３は、本実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法に従った製造フローにおける鍛造処理（２回目）を具体的に説明するための模式断面図であり、図４は、打抜き処理を具体的に説明するための模式断面図であり、図５は、切削処理を具体的に説明するための模式断面図である。

上述したように、本実施の形態におけるガス発生器用ホルダ１０は、複数の鍛造加工、打抜き加工および切削加工が段階的に組み合わされて実施されることで成形される。具体的には、ホルダ１０をたとえばアルミニウム合金を用いて製造する場合には、以下の如くの処理が順次実施される。

まず、スラグ（金属小塊）が形成される。具体的には、アルミニウム合金製の圧延材が準備され、これが所定の大きさおよび形状に打ち抜かれることにより、アルミニウム合金製のスラグが形成される。

次に、１回目の鍛造処理が実施される。具体的には、上記スラグに所定の型を用いて鍛造加工が施され、これによりホルダ１０の形状出しの粗加工が実施される。当該１回目の鍛造処理としては、好ましくは冷間鍛造が利用される。

次に、１回目の熱処理が実施される。具体的には、スラグに上記１回目の鍛造処理が施されることで形成されたアルミニウム合金塊が所定温度にまで加熱され、当該高温状態が一定時間保持された後に当該アルミニウム合金塊が急速に冷却される熱処理が実施される。当該熱処理は、溶体化処理と呼ばれるものであり、過飽和の固溶状態を常温において維持させるための熱処理である。

次に、２回目の鍛造処理が実施される。具体的には、上記熱処理後のアルミニウム合金塊に所定の型を用いて鍛造加工が施され、これによりホルダ１０の大部分の仕上げ成形加工が実施される。より詳細には、図３に示すように、複数の型４１〜４５を用いて、ホルダ１０の係合溝１３ａおよび貫通孔１４を除く部分の仕上げ成形が行なわれる。すなわち、当該２回目の鍛造処理により、係合溝１３ａが形成される部分を除く筒状部１１ａ、貫通孔１４が形成される部分を除く隔壁部１１ｂ、第１凹部１２、第２凹部１３、点火器固定用係止部１５、カップ固定用係止部１６、溝部１７および被固定部１８が仕上げ成形される。当該２回目の鍛造処理としては、好ましくは冷間鍛造が利用される。

なお、図３に示すように、型４１〜４５のうちの所定位置には、鍛造処理を施すアルミニウム合金塊の量に製造上の理由から僅かなばらつきが生じてしまう可能性があることを考慮し、鍛造処理に伴う加圧流動の際に余剰の材料の流れ込みを可能にするバッファ（いわゆる逃がし部分）が設けられていることが好ましく、図３に示す型４１〜４５においては、型４５の、点火器固定用係止部１５が形成される位置に対応する部分に当該バッファが設けられている。ここで、上記アルミニウム合金塊の量のばらつきが非常に僅少であるため、このようにすることで点火器固定用係止部１５に生じる寸法ばらつきは、設計上の許容範囲内に収まることになる。

次に、打抜き処理が実施される。具体的には、大部分の仕上げ成形がなされた上記ホルダ１０に所定の型を用いて打抜き加工が施され、これによりホルダ１０の隔壁部１１ｂの所定位置の仕上げ成形加工が実施される。より詳細には、図４に示すように、型５１および打抜き型５２を用いて、ホルダ１０の隔壁部１１ｂに一対の貫通孔１４が形成される。

次に、２回目の熱処理が実施される。具体的には、上記打抜き処理が実施された後のホルダ１０が所定温度にまで加熱され、その後冷却される熱処理が実施される。当該熱処理は、人工時効処理と呼ばれるものであり、上記溶体化処理が実施されることで常温において過飽和の固溶状態が維持されている過飽和固溶体を常温以上に加熱することにより、当該過飽和固溶体から微細な二次相を析出させるための熱処理である。

次に、洗浄処理が実施される。当該洗浄処理は、上記２回目の熱処理が実施された後のホルダの表面に付着している異物を除去するための処理である。

次に、切削処理が実施される。具体的には、上記打抜き処理が実施された後のホルダ１０の所定位置に切削工具を用いて切削加工が施され、これによりホルダ１０の筒状部１１ａの所定位置の仕上げ成形加工が実施される。より詳細には、図５に示すホルダ１０の領域Ｐ１が切削工具を用いて除去されることにより、第２凹部１３の周面を規定する筒状部１１ａに係合溝１３ａが形成される。

以上により、図２に示した本実施の形態におけるガス発生器用ホルダ１０の製造が完了する。なお、アルミニウム合金以外の金属材料を用いてホルダ１０を製造する場合であっても、基本的には同様の製造フローが採用される。

図６は、本実施の形態におけるガス発生器用ホルダの鍛流線を模式的に表わした断面図であり、図７は、従来例におけるガス発生器用ホルダの鍛流線を模式的に表わした断面図である。次に、これら図６および図７を参照して、本実施の形態におけるガス発生器用ホルダに現れる特徴的な構造について、従来例におけるガス発生器用ホルダの構造と比較しつつ詳細に説明する。

一般に、金属材料に鍛造処理を施した場合には、当該金属材料の加圧流動に伴って内部組織に一定の方向性が生じ、これが鍛流線（メタルフローとも称される）となって現れる。ここで、鍛造処理が施された成形品においては、鍛流線に対して垂直な方向において剪断強度に優れ、鍛流線に対して平行な方向において引張強度に優れることが知られており、また鍛流線に途切れが生じている場合には、当該途切れが生じている部分において機械的強度に劣ることが知られている。

図６に示すように、上述した本実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法に従って製造されたホルダ１０は、上述した２回目の鍛造処理によって点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の仕上げ成形がなされているため、これら点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の表面はいずれもすべて鍛造肌となっており、当該点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の表層において当該鍛造肌である表面に沿った形状の鍛流線Ｍが生じることになる。

より詳細には、本実施の形態におけるホルダ１０にあっては、点火器固定用係止部１５の表層に現れる鍛流線Ｍが、点火器固定用係止部１５の表面において分断されずかつ胴部１１から点火器固定用係止部１５を経て胴部１１に戻るように連続して延びるように形成されることになり、またカップ固定用係止部１６の表層に現れる鍛流線Ｍが、カップ固定用係止部１６の表面において分断されずかつ胴部１１からカップ固定用係止部１６を経て胴部１１に戻るように連続して延びるように形成されることになる。

そのため、本実施の形態におけるホルダ１０にあっては、点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の表層においていずれにも鍛流線Ｍが分断されることがなくなり、当該部分において高い機械的強度が確保されることになる。したがって、点火器２０およびカップ３０をホルダ１０にかしめ固定する工程において、これら係止部１５，１６が折り曲げられた際に、その一部が剥がれ落ちたりあるいは捲れたりすることを回避することが可能となり、結果としてバリの発生を抑制することができる。

一方、図７に示すように、従来例におけるガス発生器用ホルダ１０Ｘにおいては、係合溝１３ａのみならず、点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６についても図中に示す領域Ｐ２が切削処理によって除去されてその仕上げ成形がなされている。そのため、これら点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の表面は、点火器固定用係止部１５の内周面およびカップ固定用係止部１６の外周面を除き、いずれも切削肌となっており、当該点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の切削肌である表面において鍛流線Ｍが分断された状態になることになる。

そのため、従来例におけるホルダ１０Ｘにあっては、当該鍛流線Ｍが分断された部分において機械的強度が劣ることとなってしまい、点火器２０およびカップ３０をホルダ１０にかしめ固定する工程において、これら係止部１５，１６の先端にかしめ加工用の押し型が押し付けられて係止部１５，１６が折り曲げられることにより、その一部が剥がれ落ちたりあるいは捲れたりすることでバリが発生し易くなってしまうことになる。

このように、以上において説明した本実施の形態におけるガス発生器１およびこれに具備されるガス発生器用ホルダ１０とすることにより、また以上において説明した本実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法を採用することにより、点火器２０およびカップ３０のホルダ１０に対するかしめ固定の際にバリが生じることが効果的に抑制できることになる。したがって、かしめ加工後に実施される各種の工程において不具合が発生するおそれを低減することができ、また従来において入念に行なっていたバリの除去作業の負担を軽減することもでき、生産性の向上や歩留まりの向上、信頼性の向上、製造コストの削減等、多くの効果を得ることが可能になる。

加えて、以上において説明した本実施の形態におけるガス発生器１およびこれに具備されるガス発生器用ホルダ１０とすることにより、また以上において説明した本実施の形態におけるガス発生器用ホルダの製造方法を採用することにより、点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の機械的強度を従来に比して増すことができるため、点火器２０およびカップ３０のホルダ１０に対する組付け強度が向上する効果も得られる。

図８は、実施例および比較例に係るガス発生器用ホルダを用いた検証試験における、ガス発生器用ホルダに対するバリの付着状況を観察した結果を示す表であり、図９は、当該検証試験おける、押し型に対するバリの付着状況を観察した結果を示す表である。以下においては、これら図８および図９を参照して、実施例および比較例に係るガス発生器用ホルダを用いた検証試験の結果について説明する。

検証試験においては、実施例に係るガス発生器用ホルダとして上述した本発明の実施の形態に基づいたもの（図６に示すガス発生器用ホルダ１０）を実際に５個製作し、比較例に係るガス発生器用ホルダとして上述した図７に示す従来例におけるガス発生器用ホルダ１０Ｘと近似の構造を有するものを実際に５個製作し、これら実施例および比較例に係るガス発生器用ホルダに点火器およびカップを実際にかしめ固定し、その際のバリの発生状況を詳細に観察した。

なお、比較例に係るガス発生器用ホルダは、図６に示すガス発生器用ホルダ１０の点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の各々の先端部分を切削することでこれを除去し、これにより当該先端部分において鍛流線Ｍが分断されるようにしたものである。そのため、厳密な意味において、比較例に係るガス発生器用ホルダと図７に示すガス発生器用ホルダ１０Ｘとではその構造において相違することになるが、比較例に係るガス発生器用ホルダにおいては、点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６の各々の先端部分においてのみ鍛流線Ｍが分断されているのみであるため、図７に示す従来例におけるガス発生器用ホルダ１０Ｘよりも鍛流線Ｍが分断された箇所が少ない分、バリの発生は抑制できることになる。したがって、バリの発生のし難さの観点においては、比較例に係るガス発生器用ホルダは、図７に示す従来例におけるガス発生器用ホルダ１０Ｘよりも有利な条件にあるものと言える。

図８に示すように、実施例に係るガス発生器用ホルダにあっては、点火器固定用係止部のかしめ加工によってホルダに付着したバリの数が、０．２ｍｍ以上のバリについて最小で０個、最大で２個であり、そのうち２．１ｍｍ以上のバリについてはいずれも０個であった。また、実施例に係るガス発生器用ホルダにあっては、カップ固定用係止部のかしめ加工によってホルダに付着したバリの数が、０．２ｍｍ以上のバリについていずれも０個であった。

一方、比較例に係るガス発生器用ホルダにあっては、点火器固定用係止部のかしめ加工によってホルダに付着したバリの数が、０．２ｍｍ以上のバリについて最小で２個、最大で５個であり、そのうち２．１ｍｍ以上のバリについては最大で２個のものがあった。また、比較例に係るガス発生器用ホルダにあっては、カップ固定用係止部のかしめ加工によってホルダに付着したバリの数が、０．２ｍｍ以上のバリについて最小で０個、最大で１個であり、そのうち２．１ｍｍ以上のバリについては最大で１個のものがあった。

また、図９に示すように、実施例に係るガス発生器用ホルダの点火器固定用係止部を連続して５個かしめ加工した後に、当該かしめ加工に使用したかしめ加工用押し型に付着していたバリとしては、０．６ｍｍの大きさのものが３個あった。また、実施例に係るガス発生器用ホルダのカップ固定用係止部を連続して５個かしめ加工した後に、当該かしめ加工に使用したかしめ加工用押し型に付着していたバリとしては、０．２ｍｍ以上の大きさのものは０個であった。

一方、比較例に係るガス発生器用ホルダの点火器固定用係止部を連続して５個かしめ加工した後に、当該かしめ加工に使用したかしめ加工用押し型に付着していたバリとしては、５．０ｍｍの大きさのものが１個であり、１３．０ｍｍの大きさのものが１個であった。また、比較例に係るガス発生器用ホルダのカップ固定用係止部を連続して５個かしめ加工した後に、当該かしめ加工に使用したかしめ加工用押し型に付着していたバリとしては、０．３ｍｍものが１個であり、０．６ｍｍのものが１個であり、０．９ｍｍのものが１個であり、２．１ｍｍのものが１個であった。

ここで、ガス発生器に具備される点火器の端子ピン間の距離は、仕様により２．１ｍｍとされている場合が多く、そのため、上述したかしめ加工によって生じたバリの大きさが２．１ｍｍ以上である場合には、当該バリがこれら端子ピン間を橋渡すように付着することで回路が短絡するおそれがあることになる。一方で、上述したかしめ加工によって生じたバリの大きさが０．２ｍｍ以下である場合には、簡単な洗浄作業によってその除去が十分に可能であり、また上述した回路の短絡といった重大な問題を引き起こすほどのものでもない。したがって、上述した０．２ｍｍおよび２．１ｍｍを基準にとって実施例および比較例に係るガス発生器用ホルダにおけるバリの発生状況を評価した場合には、当該評価結果は、図８および図９に示す如くとなる。

なお、図１０Ａおよび図１０Ｂは、上述した検証試験における、実施例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後におけるバリの付着状況を示す代表的な写真であり、図１１Ａおよび図１１Ｂは、比較例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後におけるバリの付着状況を示す代表的な写真である。ここで、図１０Ａおよび図１１Ａは、いずれも点火器固定用係止部を用いて点火器をホルダにかしめ固定した後のものであり、図１０Ｂおよび図１１Ｂは、いずれもカップ固定用係止部を用いてカップをホルダにかしめ固定した後のものである。

また、図１２Ａおよび図１２Ｂは、上述した検証試験における、実施例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後における押し型に対するバリの付着状況を示す写真であり、図１３Ａおよび図１３Ｂは、比較例に係るガス発生器用ホルダのかしめ加工後における押し型に対するバリの付着状況を示す写真である。ここで、図１２Ａおよび図１３Ａは、いずれも点火器固定用係止部をかしめ加工するためのかしめ加工用押し型の写真であり、図１２Ｂおよび図１３Ｂは、いずれもカップ固定用係止部をかしめ加工するためのかしめ加工用押し型の写真である。なお、図１２Ａないし図１３Ｂにおいて符号６０，７０で示す部分が、それぞれかしめ加工用押し型の、点火器固定用係止部１５およびカップ固定用係止部１６に接触する部分である。

これら写真からも理解されるように、以上の検証試験の結果より、実施例に係るガス発生器において十分に良好な結果（すなわち、バリの発生が従来に比して効果的に抑制できる結果）が得られていることが確認できた。

なお、上述した本発明の実施の形態においては、点火器２０およびカップ３０のいずれもがかしめ加工を利用してホルダ１０に固定されるように構成された場合を例示して説明を行なったが、点火器２０およびカップ３０のいずれか一方がかしめ加工を利用してホルダ１０に固定され、残る他方が他の固定方法を利用してホルダ１０に固定されるように構成された場合にも、当然にその一方については、本発明の適用が可能である。

このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ ガス発生器、１０ ホルダ、１１ 胴部、１１ａ 筒状部、１１ｂ 隔壁部、１２ 第１凹部、１３ａ 係合溝、１３ 第２凹部、１４ 貫通孔、１５ 点火器固定用係止部、１６ カップ固定用係止部、１７ 溝部、１８ 被固定部、２０ 点火器、２１ 点火部、２２ 端子ピン、２３ 基部、２５ カバー部材、２５ａ 底壁部、２６ 導火孔、２８ シール部材、３０ カップ、３１ 側壁部、３２ 底壁部、３３ フランジ部、３４ 収容空間、３５ ガス発生剤、４１〜４５，５１ 型、５２ 打抜き型、Ｍ 鍛流線。

Claims (9)

1. 燃焼することでガスを発生するガス発生剤（３５）が装填されたカップ（３０）と、
   前記ガス発生剤（３５）に面するように配置され、作動時において着火することで前記ガス発生剤（３５）を燃焼させる点火器（２０）と、
   前記カップ（３０）および前記点火器（２０）が組付けられた金属製のホルダ（１０）とを備え、
   前記ホルダ（１０）は、胴部（１１）と、前記胴部（１１）から突出する点火器固定用係止部（１５）とを含み、
   前記点火器（２０）は、前記点火器固定用係止部（１５）が折り曲げられることにより前記点火器（２０）の一部が前記点火器固定用係止部（１５）と前記胴部（１１）とによって挟持されることで前記ホルダ（１０）にかしめ固定され、
   前記点火器固定用係止部（１５）が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、前記点火器固定用係止部（１５）の表層に現れる鍛流線（Ｍ）が、前記点火器固定用係止部（１５）の表面において分断されずかつ前記胴部（１１）から前記点火器固定用係止部（１５）を経て前記胴部（１１）に戻るように連続して延びている、ガス発生器。
2. 前記ホルダ（１０）は、前記胴部（１１）から突出するカップ固定用係止部（１６）をさらに含み、
   前記カップ（３０）は、前記カップ固定用係止部（１６）が折り曲げられることにより前記カップ（３０）の一部が前記カップ固定用係止部（１６）と前記胴部（１１）とによって挟持されることで前記ホルダ（１０）にかしめ固定され、
   前記カップ固定用係止部（１６）が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、前記カップ固定用係止部（１６）の表層に現れる鍛流線（Ｍ）が、前記カップ固定用係止部（１６）の表面において分断されずかつ前記胴部（１１）から前記カップ固定用係止部（１６）を経て前記胴部（１１）に戻るように連続して延びている、請求項１に記載のガス発生器。
3. 燃焼することでガスを発生するガス発生剤（３５）が装填されたカップ（３０）と、
   前記ガス発生剤（３５）に面するように配置され、作動時において着火することで前記ガス発生剤（３５）を燃焼させる点火器（２０）と、
   前記カップ（３０）および前記点火器（２０）が組付けられた金属製のホルダ（１０）とを備え、
   前記ホルダ（１０）は、胴部（１１）と、前記胴部（１１）から突出するカップ固定用係止部（１６）とを含み、
   前記カップ（３０）は、前記カップ固定用係止部（１６）が折り曲げられることにより前記カップ（３０）の一部が前記カップ固定用係止部（１６）と前記胴部（１１）とによって挟持されることで前記ホルダ（１０）にかしめ固定され、
   前記カップ固定用係止部（１６）が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、前記カップ固定用係止部（１６）の表層に現れる鍛流線（Ｍ）が、前記カップ固定用係止部（１６）の表面において分断されずかつ前記胴部（１１）から前記カップ固定用係止部（１６）を経て前記胴部（１１）に戻るように連続して延びている、ガス発生器。
4. ガス発生剤が装填されたカップおよびガス発生剤を燃焼させるための点火器が組付けられて使用される金属製のガス発生器用ホルダであって、
   胴部（１１）と、
   前記胴部（１１）から突出し、折り曲げられることにより点火器の一部を前記胴部（１１）との間で挟持することで点火器をかしめ固定するための点火器固定用係止部（１５）とを有し、
   前記点火器固定用係止部（１５）が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、前記点火器固定用係止部（１５）の表層に現れる鍛流線（Ｍ）が、前記点火器固定用係止部（１５）の表面において分断されずかつ前記胴部（１１）から前記点火器固定用係止部（１５）を経て前記胴部（１１）に戻るように連続して延びている、ガス発生器用ホルダ。
5. 前記胴部（１１）から突出し、折り曲げられることによりカップの一部を前記胴部（１１）との間で挟持することでカップをかしめ固定するためのカップ固定用係止部（１６）をさらに有し、
   前記カップ固定用係止部（１６）が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、前記カップ固定用係止部（１６）の表層に現れる鍛流線（Ｍ）が、前記カップ固定用係止部（１６）の表面において分断されずかつ前記胴部（１１）から前記カップ固定用係止部（１６）を経て前記胴部（１１）に戻るように連続して延びている、請求項４に記載のガス発生器用ホルダ。
6. ガス発生剤が装填されたカップおよびガス発生剤を燃焼させるための点火器が組付けられて使用される金属製のガス発生器用ホルダであって、
   胴部（１１）と、
   前記胴部（１１）から突出し、折り曲げられることによりカップの一部を前記胴部（１１）との間で挟持することでカップをかしめ固定するためのカップ固定用係止部（１６）とを有し、
   前記カップ固定用係止部（１６）が鍛造加工によって仕上げ成形されることにより、前記カップ固定用係止部（１６）の表層に現れる鍛流線（Ｍ）が、前記カップ固定用係止部（１６）の表面において分断されずかつ前記胴部（１１）から前記カップ固定用係止部（１６）を経て前記胴部（１１）に戻るように連続して延びている、ガス発生器用ホルダ。
7. 請求項４に記載のガス発生器用ホルダを製造するための方法であって、
   金属製の圧延材を打ち抜くことでスラグを形成する工程と、
   前記スラグまたは当該スラグの加工品を鍛造加工することで前記点火器固定用係止部（１５）を仕上げ成形する工程とを備えた、ガス発生器用ホルダの製造方法。
8. 請求項５に記載のガス発生器用ホルダを製造するための方法であって、
   金属製の圧延材を打ち抜くことでスラグを形成する工程と、
   前記スラグまたは当該スラグの加工品を鍛造加工することで前記点火器固定用係止部（１５）および前記カップ固定用係止部（１６）を仕上げ成形する工程とを備えた、ガス発生器用ホルダの製造方法。
9. 請求項６に記載のガス発生器用ホルダを製造するための方法であって、
   金属製の圧延材を打ち抜くことでスラグを形成する工程と、
   前記スラグまたは当該スラグの加工品を鍛造加工することで前記カップ固定用係止部（１６）を仕上げ成形する工程とを備えた、ガス発生器用ホルダの製造方法。