WO2020149399A1

WO2020149399A1 - ガス発生器

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Publication number: WO2020149399A1
Application number: PCT/JP2020/001472
Authority: WO
Inventors: 慎也籔内; 義樹堤; 中村　公一; ペトルホルブ; ラデクシマラ
Original assignee: 日本化薬株式会社
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-07-23
Also published as: CN113661097A; US20220126784A1; JP2020116968A; DE112020000441T5; JP7266412B2

Abstract

ガス発生器（１Ａ）は、ガス発生剤（５０）が収容されるとともに、軸方向の一端が開放端（４１ａ）として構成されてなる有底略円筒状のカップ（４０）と、点火部（２２）がガス発生剤（５０）に面するように点火器（２０）を保持するとともに、開放端（４１ａ）が閉塞されるようにカップ（４０）が同軸上に組付けられてなる略円柱状のホルダ（１０）とを備える。ホルダ（１０）のカップ（４０）に面する側の軸方向端部の周縁には、環状段差部（１６）が設けられ、環状段差部（１６）に開放端（４１ａ）が嵌め込まれるとともに、カップ（４０）の周方向に沿って延在するように環状段差部（１６）に接合する環状溶接部が開放端（４１ａ）に設けられることにより、カップ（４０）が、ホルダ（１０）に対して固定される。

Description

ガス発生器

　本発明は、ガス発生器に関し、特に、作動時において比較的少量のガスが発生するように構成された小型のガス発生器に関する。

　従来、自動車等の乗員の保護の観点から、乗員保護装置であるシートベルト装置が普及している。シートベルト装置は、車両等衝突時に生じる衝撃から乗員を保護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で乗員を座席に拘束するものである。これにより、車両等衝突時に乗員が車内や車外に投げ出されることが防止される。

　シートベルト装置のうち、いわゆるプリテンショナを備えたものには、マイクロガスジェネレータと称される小型のガス発生器が組み込まれる。プリテンショナは、衣服の厚み等によって生じるシートベルトの弛みを、車両等の衝突が検知された場合に瞬時に巻き上げる装置であり、このような機能は、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の一端が強く引き込まれることで実現される。

　なお、この小型のガス発生器は、エアバッグ装置に好適に組み込まれるインフレータと称される大型のガス発生器と比較した場合に、作動時において発生するガスの総量が極めて少ないものであり、これに伴ってその構造も大きく相違している。

　この種のガス発生器の具体的な構造が開示された文献としては、たとえば特開２０１２－９１１１０号公報（特許文献１）が挙げられる。当該公報に開示のガス発生器は、ガス発生剤が収容されてなるカップと、点火器を保持するとともに上述したカップが組付けられてなるホルダとを備えており、ホルダに対するカップの組付けが、いわゆるかしめ固定によって行われている。

　具体的には、上記公報に開示のガス発生器においては、カップの開放端に外側に向けて延びるフランジ部が設けられるとともに、ホルダのカップ側の軸方向端部にかしめ鍔が設けられており、当該かしめ鍔が内側に向けて折り曲げられてフランジ部を係止することにより、カップがホルダに対して固定されるように構成されている。

　なお、上述したカップおよびホルダは、かしめ作業の容易化やガス発生器全体としての軽量化の観点等から、いずれもアルミニウム系材料にて構成されることが一般的である。

特開２０１２－９１１１０号公報

　しかしながら、上記公報に開示される如くのかしめ固定によってカップをホルダに固定することとした場合には、カップとホルダとの境界部においてシール性を確保するために、これらカップとホルダとの接触部の一方に予め液状のシール剤を塗布してこれを硬化させること等が必要になり、製造工程が煩雑化することで製造コストが圧迫されてしまう問題がある。

　また、上述したかしめ鍔を折り曲げるに際していわゆるバリが発生する場合もあり、これを除去する作業は容易ではなく、この点も製造コストが増加してしまう要因となる。加えて、上述したかしめ鍔を折り曲げるに際してホルダに座屈が発生するおそれもあり、この座屈が発生した場合には、歩留まりが悪化してしまうことにもなる。

　さらには、上述したように、カップの開放端にフランジ部を設けるとともに、これを係止するようにホルダにかしめ鍔を設ける構成であるため、自ずとホルダの径方向における最大外形寸法が大きくなってしまい、この点がガス発生器の小型化を図る上で大きな障害となる。

　したがって、本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、製造が容易で低コスト化が可能であり、かつ、小型に構成することができるガス発生器を提供することを目的とする。

　本発明に基づくガス発生器は、ガス発生剤と、点火器と、カップと、ホルダとを備えている。上記ガス発生剤は、燃焼することでガスを発生するものであり、上記点火器は、点火薬が装填された点火部と、上記点火部に接続された端子ピンとを有している。上記カップは、軸方向の一端が開放端として構成されるとともに、上記ガス発生剤が収容されてなる有底略円筒状の部材からなる。上記ホルダは、上記点火部が上記ガス発生剤に面するように上記点火器を保持するとともに、上記開放端が閉塞されるように上記カップが同軸上に組付けられてなる略円柱状の部材からなる。上記ホルダの上記カップに面する側の軸方向端部の周縁には、環状段差部が設けられている。上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記環状段差部に上記開放端が嵌め込まれるとともに、上記カップの周方向に沿って延在するように上記環状段差部に接合する環状溶接部が上記開放端に設けられることにより、上記カップが、上記ホルダに対して固定されている。

　上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記環状溶接部を含む上記カップの径方向における最大外形寸法が、上記ホルダの径方向における最大外形寸法と同じかそれよりも小さいことが好ましい。

　上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記環状溶接部を除く部分の上記カップの径方向における最大外形寸法が、上記ホルダの径方向における最大外形寸法よりも小さいことが好ましい。

　上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記点火器が、上記端子ピンが挿通されるとともにこれを保持する基部をさらに有していてもよく、また、上記ホルダが、上記カップに面する側の軸方向端部に設けられ、上記基部を受け入れ保持する第１凹部と、上記カップに面しない側の軸方向端部に設けられ、上記端子ピンが配置されるとともに、上記端子ピンを介した上記点火器の外部接続のためのコネクタを受け入れ保持するための第２凹部と、上記第１凹部の底面と上記第２凹部の底面とを規定することで上記第１凹部と上記第２凹部とを仕切るとともに、上記点火器が挿入された開口部が設けられてなる仕切り部とを有していてもよい。その場合には、上記環状段差部が、上記仕切り部を取り囲む部分の上記ホルダの外周面に達するように設けられているとともに、上記環状溶接部が、上記開放端のうちの上記仕切り部を取り囲む部分に設けられていることが好ましい。

　上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記環状溶接部が、上記開放端を上記環状段差部にレーザ溶接にて接合したレーザ溶接部にて構成されていることが好ましい。

　上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記カップおよび上記ホルダが、いずれも鉄系材料にて構成されていることが好ましい。

　上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記ホルダの外周面が、上記ホルダの上記カップに面しない側の軸方向端部から上記環状段差部に向かうにつれて徐々に縮径していてもよい。

　本発明によれば、製造が容易で低コスト化が可能であり、かつ、小型に構成することができるガス発生器を提供することが可能になる。

実施の形態１に係るガス発生器の模式断面図である。図１に示す領域ＩＩの拡大図である。実施の形態２に係るガス発生器の模式断面図である。実施の形態３に係るガス発生器の模式断面図である。

　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。以下に示す実施の形態は、プリテンショナを備えたシートベルト装置に好適に組み込まれるガス発生器（いわゆるマイクロガスジェネレータ）に本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係るガス発生器の模式断面図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態に係るガス発生器１Ａ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１Ａは、主として、ホルダ１０と、点火器２０と、シール部材３０と、カップ４０と、ガス発生剤５０とを備えている。

　ホルダ１０およびカップ４０は、これらが同軸上に組み合わされることでガス発生器１Ａの外殻となるハウジングを構成している。点火器２０は、ホルダ１０によって保持されており、カップ４０は、当該点火器２０を覆うようにホルダ１０に組付けられている。また、ガス発生剤５０は、ホルダ１０、点火器２０およびカップ４０によって規定される空間に収容されている。

　点火器２０は、火炎を発生させるためのものであり、スクイブとも称される。点火器２０は、基部２１と、点火部２２と、一対の端子ピン２３とを有している。基部２１は、点火部２２および一対の端子ピン２３を保持する部位であり、ホルダ１０に対して固定される部位でもある。基部２１は、一対の端子ピン２３が挿通されることでこれを保持している。なお、図においては、一対の端子ピン２３が紙面と直交する方向に重なって位置しているため、その一方のみが現れている。

　点火部２２は、その内部に、作動時において着火して燃焼することで火炎を発生する点火薬と、この点火薬を着火させるための抵抗体（ブリッジワイヤ）とを含んでいる。一対の端子ピン２３は、点火薬を着火させるために点火部２２に接続されている。

　より詳細には、点火部２２は、カップ状に形成されたスクイブカップを含んでおり、スクイブカップ内に挿入された一対の端子ピン２３の先端を連結するように上述した抵抗体が取付けられ、この抵抗体を取り囲むようにまたはこの抵抗体に近接するようにスクイブカップ内に点火薬が装填された構成を有している。

　ここで、抵抗体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）、鉛トリシネート等が利用される。なお、上述したスクイブカップおよび塞栓は、一般に金属製またはプラスチック製である。

　衝突を検知した際には、端子ピン２３を介して抵抗体に所定量の電流が流れる。抵抗体に所定量の電流が流れることにより、抵抗体においてジュール熱が発生し、点火薬が燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎は、点火薬を収納しているスクイブカップを破裂させる。抵抗体に電流が流れてから点火器２０が作動するまでの時間は、抵抗体にニクロム線を利用した場合に一般に２［ｍｓ］以下である。

　カップ４０は、軸方向の一端が開放端４１ａとして構成された有底略円筒状の部材からなり、側壁部４１と底壁部４２とを有している。開放端４１ａは、側壁部４１の一対の軸方向端部のうちの底壁部４２が位置する側とは反対側の端部にて構成されている。これら側壁部４１および底壁部４２によって規定される収容空間４３には、ガス発生剤５０が収容されている。

　カップ４０の底壁部４２には、その表面に溝状の切れ込みが形成されることでスコア４２ａが設けられている。このスコア４２ａは、底壁部４２の所定位置に他の位置に比べて脆弱な脆弱部を形成するために設けられたものであり、当該スコア４２ａを設けることにより、ガス発生器１Ａの作動時において当該部分を起点にカップ４０が開口するように構成することができる。

　カップ４０は、ハウジングの一部を構成する部材でもあり、たとえばステンレス鋼に代表されるような鉄系材料の成形品にて構成される。なお、カップ４０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。

　ガス発生剤５０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５０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５０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５０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５０の成形体として利用できる。これらの形状は、ガス発生器１Ａが組付けられるプリテンショナ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５０の成形体のサイズ等が選択される。なお、ガス発生剤５０の充填量は、組付けられるプリテンショナ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０．１ｇ～２．０ｇ程度とされることが一般的である。

　ホルダ１０は、点火器２０およびカップ４０を保持するための部材であり、略円柱状の形状を有している。ここで、本実施の形態においては、ホルダ１０に後述する第１凹部１２、第２凹部１３および開口部１４ａが設けられているため、ホルダ１０は、実質的には略円筒状の形状を有している。

　ホルダ１０は、上述したようにハウジングの一部を構成する部材でもあり、たとえばステンレス鋼に代表されるような鉄系材料の成形品にて構成される。ホルダ１０は、たとえば鍛造加工や打抜き加工、切削加工等が所定の順番でそれぞれ一回または複数回実施されることで図示する如くの形状に成形される。

　ホルダ１０は、略円周面からなる外周面１０ａを規定する胴部１１を有しており、当該胴部１１には、第１凹部１２および第２凹部１３が設けられている。第１凹部１２および第２凹部１３の間に位置する部分の胴部１１には、これら第１凹部１２および第２凹部１３を仕切るように仕切り部１４が形成されており、当該仕切り部１４よりも上述したカップ４０の底壁部４２側に位置する部分の胴部１１には、かしめ鍔１５が形成されている。

　第１凹部１２は、点火器２０の基部２１を受け入れ保持するための部位であり、胴部１１のカップ４０に面する側の軸方向端部に設けられている。第１凹部１２の周面は、かしめ鍔１５によって主として規定されており、第１凹部１２の底面は、仕切り部１４によって規定されている。

　第２凹部１３は、点火器２０の一対の端子ピン２３が配置されるとともに、当該一対の端子ピン２３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、胴部１１のカップ４０に面しない側の軸方向端部に設けられている。第２凹部１３の周面は、胴部１１の筒状の部位によって規定されており、第２凹部１３の底面は、仕切り部１４によって規定されている。

　仕切り部１４には、第１凹部１２と第２凹部１３とに通ずるように開口部１４ａが設けられている。当該開口部１４ａは、点火器２０の基部２１の下端部が嵌め込まれる部分である。

　かしめ鍔１５は、点火器２０の基部２１をかしめ固定するための部位であり、環状の形状を有している。かしめ鍔１５は、その先端が内側に向けて折り曲げられており、これにより第１凹部１２に収容された点火器２０が移動不能にホルダ１０に固定されている。

　ここで、点火器２０をホルダ１０に組付けるに際しては、一対の端子ピン２３が仕切り部１４に設けられた開口部１４ａに挿通するように、点火器２０が、ホルダ１０の第１凹部１２が設けられた側の軸方向端部から当該第１凹部１２内に挿入される。これにより、基部２１が第１凹部１２内および開口部１４ａ内に収容されるとともに、一対の端子ピン２３が第２凹部１３内に配置される。この状態において、かしめ鍔１５の先端が基部２１側に向けて折り曲げられることにより、基部２１が仕切り部１４とかしめ鍔１５とによって挟持され、これによって点火器２０がホルダ１０にかしめ固定される。

　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３０が収容されており、このシール部材３０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３０は、ホルダ１０の仕切り部１４およびかしめ鍔１５と点火器２０の基部２１との間に介在するように位置しており、これらホルダ１０および点火器２０によってシール部材３０が圧縮されることにより、当該シール部材３０によってこれらの間のシール性が確保されることになる。

　なお、シール部材３０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Ｏリング等が好適に利用できる。

　ここで、本実施の形態に係るガス発生器１Ａにおいては、ホルダ１０のカップ４０に面する側の軸方向端部の周縁に環状段差部１６が設けられるとともに、この環状段差部１６にカップ４０の開放端４１ａが嵌め込まれており、これら環状段差部１６と開放端４１ａとが嵌まり合う部分において溶接加工が施されることにより、カップ４０が、ホルダ１０に対して固定されている。

　このようなホルダ１０に対するカップ４０の組付構造を採用することにより、種々の効果が得られることになるが、当該組付構造の詳細ならびにそれによって得られる効果については、後において詳述することとする。

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

　図１を参照して、本実施の形態におけるガス発生器１Ａ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２２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ガス発生剤５０が収容された収容空間４３に向けて噴出する。この火炎により、ガス発生剤５０が着火されて燃焼し、収容空間４３において多量のガスが発生する。このガス発生剤５０の燃焼により、収容空間４３の内圧が急速に上昇し、これによりカップ４０の底壁部４２がスコア４２ａを起点に開口し、発生した多量のガスがガス発生器１Ａの外部へと導出される。

　その後、ガス発生器１Ａから導出された多量のガスは、当該ガス発生器１Ａが組み込まれたプリテンショナの作動空間へと導かれ、これによってプリテンショナが駆動されることでシートベルト装置に設けられたシートベルトが強く引き込まれることになる。

　図２は、図１に示す領域ＩＩの拡大図である。次に、この図２と前述の図１とを参照して、本実施の形態に係るガス発生器１Ａにおけるホルダ１０に対するカップ４０の組付構造について詳説する。

　図１および図２を参照して、本実施の形態に係るガス発生器１Ａにおいては、ホルダ１０のカップ４０に面する側の軸方向端部の周縁に環状段差部１６が設けられているとともに、この環状段差部１６にカップ４０の開放端４１ａが嵌め込まれている。

　図２に示すように、環状段差部１６は、ホルダ１０のカップ４０に面する側の軸方向端面に連続する円周面からなる第１段差形成面１６ａと、ホルダ１０の胴部１１によって規定される外周面１０ａに連続する円環平面状の第２段差形成面１６ｂとを有している。これにより、ホルダ１０のカップ４０に面する側の軸方向端部の周縁には、これら第１段差形成面１６ａおよび第２段差形成面１６ｂによって規定される円筒状の空間が位置することになる。一方、カップ４０の開放端４１ａは、円筒状の形状を有している。

　そのため、上述した第１段差形成面１６ａおよび第２段差形成面１６ｂによって規定される円筒状の空間に、円筒状の形状を有する開放端４１ａが挿入されることにより、上述したように、ホルダ１０の環状段差部１６にカップ４０の開放端４１ａが嵌め込まれることになる。ここで、カップ４０の開放端４１ａは、ホルダ１０の環状段差部１６に圧入されていることが好ましい。

　これにより、カップ４０の開放端４１ａの内周面は、ホルダ１０の環状段差部１６の第１段差形成面１６ａに当接することになり、カップ４０の開放端４１ａの先端面は、ホルダ１０の環状段差部１６の第２段差形成面１６ｂに当接することになる。

　ここで、本実施の形態に係るガス発生器１Ａにおいては、ホルダ１０の環状段差部１６とカップ４０の開放端４１ａとが嵌まり合う部分において溶接加工が施されることにより、カップ４０の開放端に当該カップ４０の周方向に沿って延在するように環状段差部１６に接合する接合部としての環状溶接部ＷＰが設けられている。より詳細には、環状溶接部ＷＰは、開放端４１ａの内周面と環状段差部１６の第１段差形成面１６ａとが対向する部分においてこれらを接合するように設けられており、これによってカップ４０がホルダ１０に対して固定されている。

　上述した溶接加工としては、好ましくはレーザ溶接加工が利用される。このレーザ溶接加工を利用した場合には、上述した環状溶接部ＷＰが、開放端４１ａを環状段差部１６にレーザ溶接にて接合したレーザ溶接部にて構成されることになる。

　このように構成することにより、環状溶接部ＷＰを設けることによってカップ４０がホルダ１０に対して固定されるばかりでなく、これらホルダ１０とカップ４０との間に生じ得る隙間が当該環状溶接部ＷＰによって封止されることになる。そのため、カップ４０をホルダ１０に嵌め込んで溶接加工を施すという簡便な処理により、ホルダ１０とカップ４０との間のシール性が確保できることになる。

　これにより、別途Ｏリング等のシール部材を介装したり、液状のシール剤を塗布してこれを硬化させることでシール処理を行なったりする必要がないため、部品点数が削減できるとともに、製造工程の簡略化を図ることができる。

　また、上記構成を採用することにより、カップをホルダに対してかしめ固定する場合に生じ得るバリの発生やホルダの座屈等が発生することも当然にないため、製造が容易化するとともに歩留まりの向上を図ることもできる。

　さらには、上記構成を採用することにより、カップをホルダに対してかしめ固定する場合に比べ、カップの開放端にかしめ固定のためのフランジ部を設ける必要もないため、ホルダの径方向における最大外形寸法を小さくすることが可能になり、この点においてガス発生器を小型化することもできる。

　したがって、本実施の形態に係るガス発生器１Ａとすることにより、製造が容易で低コスト化が可能であり、かつ、小型に構成することができるガス発生器とすることができる。

　ここで、本実施の形態に係るガス発生器１Ａは、様々な組付構造によってプリテンショナに組付けが可能なものではあるが、一般的には、プリテンショナの外殻となる円筒状のケーシングの軸方向の一端に位置する開口端にこれが圧入されて溶接されることで組付けられる。その場合、ガス発生器１Ａのホルダ１０の外周面１０ａと上記ケーシングとが溶接されることになるため、ガス発生器１Ａの径方向における最大外形寸法は、ホルダ１０によって規定される必要がある。

　そのため、本実施の形態に係るガス発生器１Ａにおいては、図１および図２に示すように、環状溶接部ＷＰを含むカップ４０の径方向における最大外形寸法が、ホルダ１０の径方向における最大外形寸法よりも小さく構成されている。すなわち、環状溶接部ＷＰには、溶接加工の際にビードと呼ばれる盛り上がり部が生じる場合があるが、このビードを含むカップ４０の径方向における最大外形寸法が、ホルダ１０の径方向における最大外形寸法よりも小さく構成されている。

　図２を参照して、このような構成は、ホルダ１０の径方向に沿った環状段差部１６の深さをｄとし、開放端４１ａの厚みをｔとし、生じ得るビードの最大高さをｂとした場合に、ｄ＞ｔ＋ｂの条件を満たすように設定することで実現できる。そのため、ビードの最大高さｂを予め試験等を行なうことで取得しておき、これに基づいて環状段差部１６の深さｄおよび開放端４１ａの厚みｔを決定することにより、上述した構成を確実ならしめることができる。この場合には、環状段差部１６の深さｄと開放端４１ａの厚みｔとの関係においては、ｄ＞ｔの条件が充足されることになる。なお、マージンを特段考慮する必要がない場合には、ｄ＝ｔ＋ｂの条件を満たすように設定してもよい。

　また、本実施の形態に係るガス発生器１Ａとした場合には、上述したように、ホルダ１０およびカップ４０が、いずれも鉄系材料にて構成されていることが好ましい。このように構成することにより、上述したレーザ溶接が容易に行なえることになる。これは、一般に、ホルダ１０およびカップ４０のうちの一方をアルミニウム系材料にて構成した場合には、レーザ溶接を行なうことが非常に困難になるためである。

　ここで、ホルダ１０およびカップ４０を鉄系材料にて構成した場合には、これをアルミニウム系材料にて構成した場合よりも重量が増加することになる。しかしながら、鉄系材料は、アルミニウム系材料に比較して機械的な強度が高く、その分だけホルダ１０およびカップ４０を小型化（薄型化）することが可能になり、その分だけ重量の増加が抑制できることにもなる。

　一例を挙げれば、ある特定の同一のガス出力が得られるように設計を行なった場合に、ホルダおよびカップをアルミニウム系材料にて構成した場合には、カップの厚みを０．５［ｍｍ］とするとともに、ホルダの胴部の厚み（第２凹部の周面に対応した部分のホルダの厚み）を２．９［ｍｍ］とする必要があるところ、ホルダおよびカップを鉄系材料にて構成した場合には、カップの厚みを０．３［ｍｍ］にまで薄型化することができるとともに、ホルダの胴部の厚みを１．５［ｍｍ］にまで薄型化することができる。

　したがって、本実施の形態に係るガス発生器１Ａとすることにより、重量の増加を抑制しつつその小型化を図ることが可能になり、かつ、ガス発生剤５０の充填量を十分に大きく確保することが可能になる。

　加えて、本実施の形態に係るガス発生器１Ａにおいては、図１および図２に示すように、環状段差部１６が、仕切り部１４を取り囲む部分のホルダ１０の外周面１０ａに達するように設けられているとともに、環状溶接部ＷＰが、開放端４１ａのうちの仕切り部１４を取り囲む部分に設けられている。

　この点、環状段差部１６は、かしめ鍔１５の根元部（すなわち、仕切り部１４に接続する部分）によって規定される部分のホルダ１０の外周面１０ａにのみ設けられていてもよいし、第２凹部１３の周面に対応した部分のホルダ１０の外周面１０ａに達するように設けられていてもよい。また、それらの場合には、環状溶接部ＷＰが、開放端４１ａのうちのかしめ鍔１５の根元部を取り囲む部分に設けられてもよいし、開放端４１ａのうちの第２凹部１３を取り囲む部分に設けられてもよい。

　しかしながら、上述した本実施の形態の如くの構成とした場合には、カップ４０の開放端４１ａに設けられる環状溶接部ＷＰが、ホルダ１０のうちの径方向における厚みが十分に厚い部分（すなわち仕切り部１４）に溶接されることになるため、ホルダ１０に対するカップ４０の組付強度を高めることができるばかりでなく、ホルダ１０に対するカップ４０の圧入量（すなわち、圧入方向に沿った圧入長さ）を必要最小限にまで短くすることができる。したがって、高い機械的強度を有するガス発生器とすることができるとともに、カップ４０の圧入時の座屈等が未然に防止できることになる。

　なお、図２を参照して、本実施の形態においては、開放端４１ａの内周面と環状段差部１６の第１段差形成面１６ａとが対向する部分のうちの一部においてこれらを接合するように環状溶接部ＷＰが設けられてなる場合を例示して説明を行なったが、環状溶接部ＷＰは、これら開放端４１ａの内周面と環状段差部１６の第１段差形成面１６ａとが対向する部分の全部においてこれらを接合するように設けられていてもよいし、開放端４１ａの先端面と環状段差部１６の第２段差形成面１６ｂとが対向する部分のうちの一部または全部においてこれらを接合するように設けられていてもよい。さらには、開放端４１ａの内周面と環状段差部１６の第１段差形成面１６ａとが対向する部分、および、開放端４１ａの先端面と環状段差部１６の第２段差形成面１６ｂとが対向する部分の双方に跨がって、あるいは、これら双方のそれぞれに独立して、環状溶接部ＷＰが設けられていてもよい。

　一方で、カップ４０やホルダ１０の寸法ばらつきを考慮した場合、カップ４０のホルダ１０に対する圧入時において、カップ４０の開放端４１ａの先端面を環状段差部１６の第２段差形成面１６ｂに当接させないこととしてもよく、その場合には、圧入後において、これら開放端４１ａの先端面と環状段差部１６の第２段差形成面１６ｂとの間に隙間が生じることになる。このように構成すれば、上述した寸法ばらつきを当該隙間によって吸収することができばかりでなく、上述した圧入量をより短く設定することもできる。なお、その場合においては、開放端４１ａの内周面と環状段差部１６の第１段差形成面１６ａとが対向する部分のうちの一部または全部においてこれらを接合するように環状溶接部ＷＰを設けることとすればよい。

　（実施の形態２）
　図３は、実施の形態２に係るガス発生器の模式断面図である。以下、この図３を参照して、本実施の形態に係るガス発生器１Ｂについて説明する。

　図３に示すように、本実施の形態に係るガス発生器１Ｂは、上述した実施の形態１に係るガス発生器１Ａと比較した場合に、ホルダ１０の形状においてのみその構成が相違している。具体的には、ガス発生器１Ｂのホルダ１０の外周面１０ａは、当該ホルダ１０のカップ４０に面しない側の軸方向端部から、当該ホルダ１０に設けられた環状段差部１６に向かうにつれて徐々に縮径するテーパ面１０ａ１にて構成されている。

　このように構成した場合には、当該ガス発生器１Ｂをプリテンショナの外殻となる円筒状のケーシングの軸方向の一端に位置する開口端に圧入するに際して、その圧入が容易に行なえるようになるとともに、ガス発生器１Ｂのホルダ１０とプリテンショナのケーシングとを組付け後において密着させることができる。

　したがって、本実施の形態に係るガス発生器１Ｂとした場合には、上述した実施の形態１において説明した効果に加え、プリテンショナに対する組付けにより適したガス発生器とすることができる。

　（実施の形態３）
　図４は、実施の形態３に係るガス発生器の模式断面図である。以下、この図４を参照して、本実施の形態に係るガス発生器１Ｃについて説明する。

　図４に示すように、本実施の形態に係るガス発生器１Ｃは、上述した実施の形態１に係るガス発生器１Ａと比較した場合に、カップ４０の形状においてのみその構成が相違している。具体的には、ガス発生器１Ｃのカップ４０の側壁部４１の底壁部４２側の端部には、一対の平坦な平面部４１ｂが設けられている。この一対の平面部４１ｂは、点火器２０の一対の端子ピン２３の並ぶ方向と直交する方向において互いに対向するように設けられている。

　このように構成した場合には、この一対の平面部４１ｂを、当該ガス発生器１Ａをプリテンショナの外殻となる円筒状のケーシングの軸方向の一端に位置する開口端に圧入する際の周方向における位置決め用の目印として用いることができる。

　したがって、本実施の形態に係るガス発生器１Ｃとした場合には、上述した実施の形態１において説明した効果に加え、プリテンショナに対する組付けにより適したガス発生器とすることができる。

　（その他の形態等）
　上述した実施の形態１ないし３においては、カップをホルダに対してレーザ溶接によって接合した場合を例示して説明を行なったが、これに代えてカップをホルダに対して摩擦圧接、抵抗溶接等によって接合することとしてもよい。

　また、上述した実施の形態１ないし３において開示した特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、相互にそれらを組み合わせることができる。

　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。

　１Ａ～１Ｃ　ガス発生器、１０　ホルダ、１０ａ　外周面、１０ａ１　テーパ面、１１　胴部、１２　第１凹部、１３　第２凹部、１４　仕切り部、１４ａ　開口部、１５　かしめ鍔、１６　環状段差部、１６ａ　第１段差形成面、１６ｂ　第２段差形成面、２０　点火器、２１　基部、２２　点火部、２３　端子ピン、３０　シール部材、４０　カップ、４１　側壁部、４１ａ　開放端、４１ｂ　平面部、４２　底壁部、４２ａ　スコア、４３　収容空間、５０　ガス発生剤、ＷＰ　環状溶接部。

Claims

　燃焼することでガスを発生するガス発生剤と、
　点火薬が装填された点火部および前記点火部に接続された端子ピンを有する点火器と、
　軸方向の一端が開放端として構成されるとともに、前記ガス発生剤が収容されてなる有底略円筒状のカップと、
　前記点火部が前記ガス発生剤に面するように前記点火器を保持するとともに、前記開放端が閉塞されるように前記カップが同軸上に組付けられてなる略円柱状のホルダとを備え、
　前記ホルダの前記カップに面する側の軸方向端部の周縁には、環状段差部が設けられ、
　前記環状段差部に前記開放端が嵌め込まれるとともに、前記カップの周方向に沿って延在するように前記環状段差部に接合する環状溶接部が前記開放端に設けられることにより、前記カップが、前記ホルダに対して固定されている、ガス発生器。
　前記環状溶接部を含む前記カップの径方向における最大外形寸法が、前記ホルダの径方向における最大外形寸法と同じかそれよりも小さい、請求項１に記載のガス発生器。
　前記環状溶接部を除く部分の前記カップの径方向における最大外形寸法が、前記ホルダの径方向における最大外形寸法よりも小さい、請求項１または２に記載のガス発生器。
　前記点火器が、前記端子ピンが挿通されるとともにこれを保持する基部をさらに有し、
　前記ホルダが、前記カップに面する側の軸方向端部に設けられ、前記基部を受け入れ保持する第１凹部と、前記カップに面しない側の軸方向端部に設けられ、前記端子ピンが配置されるとともに、前記端子ピンを介した前記点火器の外部接続のためのコネクタを受け入れ保持するための第２凹部と、前記第１凹部の底面と前記第２凹部の底面とを規定することで前記第１凹部と前記第２凹部とを仕切るとともに、前記点火器が挿入された開口部が設けられてなる仕切り部とを有し、
　前記環状段差部が、前記仕切り部を取り囲む部分の前記ホルダの外周面に達するように設けられているとともに、前記環状溶接部が、前記開放端のうちの前記仕切り部を取り囲む部分に設けられている、請求項１から３のいずれかに記載のガス発生器。
　前記環状溶接部が、前記開放端を前記環状段差部にレーザ溶接にて接合したレーザ溶接部にて構成されている、請求項１から４のいずれかに記載のガス発生器。
　前記カップおよび前記ホルダが、いずれも鉄系材料にて構成されている、請求項１から５のいずれかに記載のガス発生器。