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技術 ガス発生器、ガス発生器用栓体およびガス発生器用栓体の製造方法

出願人 日本化薬株式会社
発明者 萩原大介飯塚玄弥
出願日 2016年12月27日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-253322
公開日 2018年7月5日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2018-103867
状態 未査定
技術分野 エアバッグ かしめ結合と拡管装置及び管端の縮径・拡径 武器;爆破 鍛造
主要キーワード 長尺円柱状 平板環状 トランスファー機構 長尺円筒状 発泡シリコーン ゆる巻き 多孔筒 セラミックスファイバ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年7月5日)のものです。
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図面 (14)

課題

高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器を提供する。

解決手段

ガス発生器は、長尺筒状のハウジング本体と、ハウジング本体の軸方向の端部を閉塞する栓体30Aとを備える。栓体30Aは、略円盤状の金属製の部材からなり、略円柱状の胴部31と、第1端面30a側に位置する第1フランジ部33と、第2端面30b側に位置する第2フランジ部34とを有する。栓体30Aの周面30cには、胴部31、第1フランジ部33および第2フランジ部34によって規定される環状溝部32が位置する。環状溝部32の表面を含む栓体30の周面30cの表層に現われる部分の鍛流線MFは、周面30cにおいて分断されることなく、周面30cに沿って第1端面30aから第2端面30bに達するように連続して延在する。

概要

背景

従来、自動車等の乗員や歩行者等の保護の観点から、エアバッグ装置が普及している。エアバッグ装置は、車両等衝突時に生じる衝撃から乗員や歩行者等を保護する目的で装備されるものであり、車両等衝突時に瞬時にエアバッグ膨張および展開させることにより、エアバッグがクッションとなって乗員や歩行者等の体を受け止めるものである。

ガス発生器は、このエアバッグ装置に組み込まれ、車両等衝突時にコントロールユニットからの通電によって点火器着火し、点火器において生じる火炎によりガス発生剤燃焼させて多量のガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張および展開させる機器である。

ガス発生器には、車両等に対する設置位置や出力等の仕様に基づき、種々の構成のものが存在している。その一つに、シリンダ型ガス発生器と称されるものがある。シリンダ型ガス発生器は、その外形長尺円柱状であり、サイドエアバッグ装置カーテンエアバッグ装置ニーエアバッグ装置シートクッションエアバッグ装置等に好適に組み込まれる。

通常、シリンダ型ガス発生器においては、ハウジングの軸方向の一端部に点火器が設置されるとともに当該一端部側にガス発生剤が収容された燃焼室が設けられ、ハウジングの軸方向の他端部側にフィルタが収容されたフィルタ室が設けられ、当該フィルタ室を規定する部分のハウジングの周壁部にガス噴出口が設けられる。

このように構成されたシリンダ型ガス発生器においては、燃焼室にて発生したガスがハウジングの軸方向に沿ってフィルタ室に流入することでフィルタの内部を通過し、フィルタを通過した後のガスがガス噴出口を介して外部に噴出される。

ここで、シリンダ型ガス発生器のハウジングは、長尺円筒状のハウジング本体と、上述した点火器が組付けられるとともにハウジング本体の軸方向の一方端を閉塞するホルダと、ハウジング本体の軸方向の他方端を閉塞する栓体とによって構成される場合が多い。

このうち、栓体は、相対して位置する第1端面および第2端面と、これら第1端面および第2端面を接続する周面とを含み、そのうちの周面に周方向に沿って延びる環状溝部が設けられてなる略円盤状の金属製の部材にて構成されることが一般的である。

このように構成された栓体は、ハウジング本体の上述した他方端に内挿され、栓体に設けられた環状溝部に対応する部分のハウジング本体が径方向内側に向けて縮径させられて環状溝部に係合することにより、ハウジング本体に対してかしめ固定される。

なお、当該構成を具備したシリンダ型ガス発生器が開示された文献としては、たとえば特開2008−247301号公報(特許文献1)や特開2010−247659号公報(特許文献2)、国際公開第2010/079710号(特許文献3)等が挙げられる。

概要

高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器を提供する。ガス発生器は、長尺筒状のハウジング本体と、ハウジング本体の軸方向の端部を閉塞する栓体30Aとを備える。栓体30Aは、略円盤状の金属製の部材からなり、略円柱状の胴部31と、第1端面30a側に位置する第1フランジ部33と、第2端面30b側に位置する第2フランジ部34とを有する。栓体30Aの周面30cには、胴部31、第1フランジ部33および第2フランジ部34によって規定される環状溝部32が位置する。環状溝部32の表面を含む栓体30の周面30cの表層に現われる部分の鍛流線MFは、周面30cにおいて分断されることなく、周面30cに沿って第1端面30aから第2端面30bに達するように連続して延在する。

目的

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、高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器用栓体およびその製造方法ならびに当該ガス発生器用栓体を備えたガス発生器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ガス噴出口が設けられた長尺筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体の内部に収容されたガス発生剤と、前記ハウジング本体の軸方向の一方端を閉塞するとともに、前記ガス発生剤を燃焼させるための点火器組付けられたホルダと、前記ハウジング本体の軸方向の他方端を閉塞する栓体とを備え、前記栓体は、相対して位置する第1端面および第2端面と、前記第1端面および前記第2端面を接続する周面とを含む略円盤状の金属製の部材からなり、前記栓体は、略円柱状の胴部と、前記第1端面側に位置する前記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第1フランジ部と、前記第2端面側に位置する前記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第2フランジ部とを有し、前記周面には、前記胴部、前記第1フランジ部および前記第2フランジ部によって規定される環状溝部が位置し、前記栓体は、前記第1端面および前記第2端面のいずれか一方が前記ハウジング本体の内部に面しかつ前記周面が前記ハウジング本体の内周面に面するように前記ハウジング本体の前記他方端に内挿され、前記環状溝部に対応する部分の前記ハウジング本体が径方向内側に向けて縮径させられて前記環状溝部に係合することにより、前記ハウジング本体にかしめ固定され、前記環状溝部の表面を含む前記周面の表層に現われる部分の鍛流線が、前記周面において分断されることなく、前記周面に沿って前記第1端面から前記第2端面に達するように連続して延在している、ガス発生器

請求項2

前記第1端面および前記第2端面の少なくともいずれか一方に、凹部が設けられている、請求項1に記載のガス発生器。

請求項3

相対して位置する第1端面および第2端面と、前記第1端面および前記第2端面を接続する周面とを含む略円盤状の金属製のガス発生器用栓体であって、略円柱状の胴部と、前記第1端面側に位置する前記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第1フランジ部と、前記第2端面側に位置する前記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第2フランジ部とを備え、前記周面には、前記胴部、前記第1フランジ部および前記第2フランジ部によって規定される環状溝部が位置し、前記環状溝部の表面を含む前記周面の表層に現われる部分の鍛流線が、前記周面において分断されることなく、前記周面に沿って前記第1端面から前記第2端面に達するように連続して延在している、ガス発生器用栓体。

請求項4

前記第1端面および前記第2端面の少なくともいずれか一方に、凹部が設けられている、請求項3に記載のガス発生器用栓体。

請求項5

相対して位置する第1端面および第2端面と、前記第1端面および前記第2端面を接続する周面とを含み、前記周面に周方向に沿って延びる環状溝部が設けられてなる略円盤状の金属製のガス発生器用栓体の製造方法であって、圧延線材を軸方向と交差するように切断して略円柱状のブランク材を形成する工程と、前記ブランク材を矯正する工程と、矯正後の前記ブランク材の周面に前記環状溝部を形成する工程とを備え、前記環状溝部を形成する工程が、前記ブランク材の軸方向の一方の端部である第1端部を加圧流動させて当該第1端部に径方向外側に向けて突出する第1フランジ部を形成することにより、前記第1端面を含む前記第1端部の仕上げ成形を行なう工程と、前記第1端部の仕上げ成形後において、前記ブランク材の周面に周方向において分割された複数の型を宛がいつつ、前記ブランク材の軸方向の他方の端部である第2端部を加圧流動させて当該第2端部に径方向外側に向けて突出する第2フランジ部を形成することにより、前記第2端面を含む前記第2端部の仕上げ成形を行なう工程と、を含んでいる、ガス発生器用栓体の製造方法。

請求項6

前記環状溝部を形成する工程が、前記第1端部の仕上げ成形前に、前記ブランク材の前記第1端部を加圧流動させて当該第1端部に前記ブランク材の軸方向を深さ方向とする第1窪み部を形成することにより、前記第1端部の粗成形を行なう工程をさらに含み、前記第1端部の仕上げ成形を行なう工程において、前記第1窪み部に挿入可能な突部を有する型を用いて前記第1端部を加圧流動させることにより、前記第1端部の仕上げ成形が行なわれる、請求項5に記載のガス発生器用栓体の製造方法。

請求項7

前記環状溝部を形成する工程が、前記第2端部の仕上げ成形前に、前記ブランク材の前記第2端部を加圧流動させて当該第2端部に前記ブランク材の軸方向を深さ方向とする第2窪み部を形成することにより、前記第2端部の粗成形を行なう工程をさらに含み、前記第2端部の仕上げ成形を行なう工程において、前記第2窪み部に挿入可能な突部を有する型を用いて前記第2端部を加圧流動させることにより、前記第2端部の仕上げ成形が行なわれる、請求項5または6に記載のガス発生器用栓体の製造方法。

請求項8

前記ブランク材を矯正する工程および前記環状溝部を形成する工程が、いずれも圧造によって行なわれる、請求項5から7のいずれかに記載のガス発生器用栓体の製造方法。

請求項9

前記ブランク材を形成する工程、前記ブランク材を矯正する工程および前記環状溝部を形成する工程が、単一の多段式圧造装置によって行なわれる、請求項8に記載のガス発生器用栓体の製造方法。

技術分野

0001

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栓体(以下、単に「栓体」とも称する)ならびに当該ガス発生器用栓体の製造方法に関し、特に、サイドエアバッグ装置等に好適に組み込まれる外形長尺円柱状のいわゆるシリンダ型ガス発生器およびこれに具備されるガス発生器用栓体ならびに当該ガス発生器用栓体の製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、自動車等の乗員や歩行者等の保護の観点から、エアバッグ装置が普及している。エアバッグ装置は、車両等衝突時に生じる衝撃から乗員や歩行者等を保護する目的で装備されるものであり、車両等衝突時に瞬時にエアバッグ膨張および展開させることにより、エアバッグがクッションとなって乗員や歩行者等の体を受け止めるものである。

0003

ガス発生器は、このエアバッグ装置に組み込まれ、車両等衝突時にコントロールユニットからの通電によって点火器着火し、点火器において生じる火炎によりガス発生剤燃焼させて多量のガスを瞬時に発生させ、これによりエアバッグを膨張および展開させる機器である。

0004

ガス発生器には、車両等に対する設置位置や出力等の仕様に基づき、種々の構成のものが存在している。その一つに、シリンダ型ガス発生器と称されるものがある。シリンダ型ガス発生器は、その外形が長尺円柱状であり、サイドエアバッグ装置やカーテンエアバッグ装置ニーエアバッグ装置シートクッションエアバッグ装置等に好適に組み込まれる。

0005

通常、シリンダ型ガス発生器においては、ハウジングの軸方向の一端部に点火器が設置されるとともに当該一端部側にガス発生剤が収容された燃焼室が設けられ、ハウジングの軸方向の他端部側にフィルタが収容されたフィルタ室が設けられ、当該フィルタ室を規定する部分のハウジングの周壁部にガス噴出口が設けられる。

0006

このように構成されたシリンダ型ガス発生器においては、燃焼室にて発生したガスがハウジングの軸方向に沿ってフィルタ室に流入することでフィルタの内部を通過し、フィルタを通過した後のガスがガス噴出口を介して外部に噴出される。

0007

ここで、シリンダ型ガス発生器のハウジングは、長尺円筒状のハウジング本体と、上述した点火器が組付けられるとともにハウジング本体の軸方向の一方端を閉塞するホルダと、ハウジング本体の軸方向の他方端を閉塞する栓体とによって構成される場合が多い。

0008

このうち、栓体は、相対して位置する第1端面および第2端面と、これら第1端面および第2端面を接続する周面とを含み、そのうちの周面に周方向に沿って延びる環状溝部が設けられてなる略円盤状の金属製の部材にて構成されることが一般的である。

0009

このように構成された栓体は、ハウジング本体の上述した他方端に内挿され、栓体に設けられた環状溝部に対応する部分のハウジング本体が径方向内側に向けて縮径させられて環状溝部に係合することにより、ハウジング本体に対してかしめ固定される。

0010

なお、当該構成を具備したシリンダ型ガス発生器が開示された文献としては、たとえば特開2008−247301号公報(特許文献1)や特開2010−247659号公報(特許文献2)、国際公開第2010/079710号(特許文献3)等が挙げられる。

先行技術

0011

特開2008−247301号公報
特開2010−247659号公報
国際公開第2010/079710号

発明が解決しようとする課題

0012

上述した栓体は、ステンレス鋼鉄鋼等からなる圧延板打ち抜くことで得られるスラグを材料として、当該スラグに鍛造加工および切削加工等を段階的に組み合わせて実施することで製造される場合が多い。

0013

ここで、鍛造加工は、栓体の強度を高めつつ栓体の上述した第1端面や第2端面の粗成形仕上げ成形を行なうために実施される加工であり、切削加工は、栓体の上述した周面に設けられる環状溝部の成形を行なうために実施される加工である。たとえば、上記特許文献3には、栓体の端面に設けられた凸部や凹部が、鍛造加工によって成形できることが記載されている。

0014

しかしながら、環状溝部を成形するための切削加工は、栓体の製造コストを増大させる原因となってしまう。具体的には、切削加工を利用することにより、環状溝部の端部にバリが発生したり、栓体に切削粉が付着したりする問題が発生するため、バリ取り作業洗浄作業等を別途追加する必要が生じ、製造コストの増大に繋がってしまう。また、切削加工は、比較的長いタクトを要するため、生産性の面でも製造コストの増大に繋がってしまう。さらには、鍛造加工後の栓体は、比較的高い強度を有しているため、これを切削する切削工具としても高硬度のものが必要となり、製造装置高コスト化に繋がってしまう。

0015

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、高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器用栓体およびその製造方法ならびに当該ガス発生器用栓体を備えたガス発生器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

0016

本発明に基づくガス発生器は、ガス噴出口が設けられた長尺筒状のハウジング本体と、上記ハウジング本体の内部に収容されたガス発生剤と、上記ハウジング本体の軸方向の一方端を閉塞するとともに、上記ガス発生剤を燃焼させるための点火器が組付けられたホルダと、上記ハウジング本体の軸方向の他方端を閉塞する栓体とを備えている。上記栓体は、相対して位置する第1端面および第2端面と、上記第1端面および上記第2端面を接続する周面とを含む略円盤状の金属製の部材からなる。上記栓体は、略円柱状の胴部と、上記第1端面側に位置する上記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第1フランジ部と、上記第2端面側に位置する上記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第2フランジ部とを有している。上記周面には、上記胴部、上記第1フランジ部および上記第2フランジ部によって規定される環状溝部が位置している。上記栓体は、上記第1端面および上記第2端面のいずれか一方が上記ハウジング本体の内部に面しかつ上記周面が上記ハウジング本体の内周面に面するように上記ハウジング本体の上記他方端に内挿されており、上記環状溝部に対応する部分の上記ハウジング本体が径方向内側に向けて縮径させられて上記環状溝部に係合することにより、上記ハウジング本体にかしめ固定されている。上記環状溝部の表面を含む上記周面の表層に現われる部分の鍛流線は、上記周面において分断されることなく、上記周面に沿って上記第1端面から上記第2端面に達するように連続して延在している。

0017

上記本発明に基づくガス発生器にあっては、上記第1端面および上記第2端面の少なくともいずれか一方に、凹部が設けられていてもよい。

0018

本発明に基づくガス発生器用栓体は、相対して位置する第1端面および第2端面と、上記第1端面および上記第2端面を接続する周面とを含む略円盤状の金属製のものであって、略円柱状の胴部と、上記第1端面側に位置する上記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第1フランジ部と、上記第2端面側に位置する上記胴部の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第2フランジ部とを備えている。上記周面には、上記胴部、上記第1フランジ部および上記第2フランジ部によって規定される環状溝部が位置している。上記環状溝部の表面を含む上記周面の表層に現われる部分の鍛流線は、上記周面において分断されることなく、上記周面に沿って上記第1端面から上記第2端面に達するように連続して延在している。

0019

上記本発明に基づくガス発生器用栓体にあっては、上記第1端面および上記第2端面の少なくともいずれか一方に、凹部が設けられていてもよい。

0020

本発明に基づくガス発生器用栓体の製造方法は、相対して位置する第1端面および第2端面と、上記第1端面および上記第2端面を接続する周面とを含み、上記周面に周方向に沿って延びる環状溝部が設けられてなる略円盤状の金属製のガス発生器用栓体を製造するための方法であって、圧延線材を軸方向と交差するように切断して略円柱状のブランク材を形成する工程と、上記ブランク材を矯正する工程と、矯正後の上記ブランク材の周面に上記環状溝部を形成する工程とを備えている。上記環状溝部を形成する工程は、上記ブランク材の軸方向の一方の端部である第1端部を加圧流動させて当該第1端部に径方向外側に向けて突出する第1フランジ部を形成することにより、上記第1端面を含む上記第1端部の仕上げ成形を行なう工程と、上記第1端部の仕上げ成形後において、上記ブランク材の周面に周方向において分割された複数の型を宛がいつつ、上記ブランク材の軸方向の他方の端部である第2端部を加圧流動させて当該第2端部に径方向外側に向けて突出する第2フランジ部を形成することにより、上記第2端面を含む上記第2端部の仕上げ成形を行なう工程とを含んでいる。

0021

上記本発明に基づくガス発生器用栓体の製造方法にあっては、上記環状溝部を形成する工程が、上記第1端部の仕上げ成形前に、上記ブランク材の上記第1端部を加圧流動させて当該第1端部に上記ブランク材の軸方向を深さ方向とする第1窪み部を形成することにより、上記第1端部の粗成形を行なう工程をさらに含んでいてもよく、その場合には、上記第1端部の仕上げ成形を行なう工程において、上記第1窪み部に挿入可能な突部を有する型を用いて上記第1端部を加圧流動させることにより、上記第1端部の仕上げ成形が行なわれることが好ましい。

0022

上記本発明に基づくガス発生器用栓体の製造方法にあっては、上記環状溝部を形成する工程が、上記第2端部の仕上げ成形前に、上記ブランク材の上記第2端部を加圧流動させて当該第2端部に上記ブランク材の軸方向を深さ方向とする第2窪み部を形成することにより、上記第2端部の粗成形を行なう工程をさらに含んでいてもよく、その場合には、上記第2端部の仕上げ成形を行なう工程において、上記第2窪み部に挿入可能な突部を有する型を用いて上記第2端部を加圧流動させることにより、上記第2端部の仕上げ成形が行なわれることが好ましい。

0023

上記本発明に基づくガス発生器用栓体の製造方法にあっては、上記ブランク材を矯正する工程および上記環状溝部を形成する工程が、いずれも圧造によって行なわれることが好ましい。

0024

上記本発明に基づくガス発生器用栓体の製造方法にあっては、上記ブランク材を形成する工程、上記ブランク材を矯正する工程および上記環状溝部を形成する工程が、単一の多段式圧造装置によって行なわれることが好ましい。

発明の効果

0025

本発明によれば、高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器用栓体およびその製造方法ならびに当該ガス発生器用栓体を備えたガス発生器を提供することができる。

図面の簡単な説明

0026

本発明の実施の形態1におけるシリンダ型ガス発生器の概略図である。
図1に示すシリンダ型ガス発生器の点火器近傍の拡大断面図である。
図1に示すシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。
本発明の実施の形態1におけるガス発生器用栓体の製造方法を示すフロー図である。
図4に示すブランク材を矯正する工程の模式断面図である。
図4に示すブランク材の内側端部を粗成形する工程の模式断面図である。
図4に示すブランク材の外側端部を仕上げ成形する工程の模式断面図である。
図4に示すブランク材の内側端部を仕上げ成形する工程の模式断面図である。
本発明の実施の形態1におけるガス発生器用栓体の断面における鍛流線の現れ方を模式的に示した図である。
第1変形例に係るシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。
第2変形例に係るシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。
第3変形例に係るシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。
本発明の実施の形態2におけるシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。

実施例

0027

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、サイドエアバッグ装置に組み込まれるシリンダ型ガス発生器およびこれに具備されるガス発生器用栓体ならびに当該ガス発生器用栓体の製造方法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。

0028

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるシリンダ型ガス発生器の概略図である。図2および図3は、それぞれ図1に示すシリンダ型ガス発生器の点火器近傍の拡大断面図および栓体近傍の拡大断面図である。まず、これら図1ないし図3を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Aおよびこれに具備されるガス発生器用栓体30Aの構成について説明する。

0029

図1ないし図3に示すように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Aは、長尺円柱状の外形を有しており、軸方向に位置する一端部および他端部が閉塞された長尺円筒状のハウジングを有している。ハウジングは、ハウジング本体10と、ホルダ20と、栓体30Aとを含んでいる。

0030

ハウジング本体10、ホルダ20および栓体30Aにて構成されたハウジングの内部には、内部構成部品としての点火器40、仕切り部材50、コイルバネ60、密閉容器70、ガス発生剤80、オートイグニッション剤81、区画部材82、コイルバネ83およびフィルタ90等が収容されている。また、ハウジングの内部には、上述した内部構成部品のうちのガス発生剤80が主として配置された燃焼室S1と、フィルタ90が配置されたフィルタ室S2とが位置している。

0031

ハウジング本体10は、ハウジングの周壁部を構成しており、軸方向の両端に開口が形成された長尺円筒状の部材からなる。ホルダ20は、ハウジング本体10の軸方向と同方向に沿って延びる貫通部21を有する筒状の部材からなり、その外周面に後述するかしめ固定のための環状溝部22を有している。栓体30Aは、所定の厚みを有する円盤状の部材からなり、その周面30c(特に図3等参照)に後述するかしめ固定のための環状溝部32を有している。これらかしめ固定のための環状溝部22,32は、いずれもホルダ20の外周面および栓体30Aの周面30cに周方向に沿って延びるように形成されている。

0032

ハウジング本体10は、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されていてもよいし、SPCEに代表される圧延鋼板プレス加工することで円筒状に成形したプレス成形品にて構成されていてもよい。また、ハウジング本体10は、STKMに代表される電縫管にて構成されていてもよい。

0033

特に、ハウジング本体10を圧延鋼板のプレス成形品や電縫管にて構成した場合には、ステンレス鋼や鉄鋼等の金属製の部材を用いた場合に比べて安価にかつ容易にハウジング本体10を形成することができるとともに、大幅な軽量化が可能になる。

0034

一方、ホルダ20および栓体30Aは、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されている。ここで、特に栓体30Aは、上述した各種の材質等からなる金属製の圧延線材を材料として、後述する複数回にわたる圧造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ものであり、より詳細には、これら段階的な圧造加工による加圧流動の繰り返しによって所望の形状に成形されてなるものである。

0035

ホルダ20は、ハウジング本体10の軸方向の一方の開口端を閉塞するようにハウジング本体10に固定されている。具体的には、ハウジング本体10の上記一方の開口端にホルダ20が内挿された状態で、当該ホルダ20の外周面に設けられた環状溝部22に対応する部分のハウジング本体10が径方向内側に向けて縮径させられて当該環状溝部22に係合することにより、ホルダ20がハウジング本体10に対してかしめ固定されている。これにより、ハウジングの軸方向の一端部がホルダ20によって構成されることになる。

0036

栓体30Aは、ハウジング本体10の軸方向の他方の開口端を閉塞するようにハウジング本体10に固定されている。具体的には、ハウジング本体10の上記他方の開口端に栓体30Aが内挿された状態で、当該栓体30Aの周面30cに設けられた環状溝部32に対応する部分のハウジング本体10が径方向内側に向けて縮径させられて当該環状溝部32に係合することにより、栓体30Aがハウジング本体10に対してかしめ固定されている。これにより、ハウジングの軸方向の他端部が栓体30Aによって構成されることになる。

0037

これらかしめ固定は、ハウジング本体10を径方向内側に向けて略均等に縮径させるものであり、いわゆる六方かしめや八方かしめ等が利用できる。これらかしめ固定を行なうことにより、ハウジング本体10には、かしめ部12,13が設けられることになる。これにより、かしめ部12,13は、それぞれ環状溝部22,32に直接接触することになり、これらの間に隙間が生じることが防止されている。なお、ハウジング本体10に対するホルダ20の組付構造は、上述した組付構造に限定されるものではなく、他の組付構造を採用することとしてもよい。

0038

ここで、図1および図3に示すように、栓体30Aは、上述したように円盤状の部材にて構成されており、上述した周面30cに加えて、外側端面30aおよび内側端面30bを含んでいる。外側端面30aおよび内側端面30bは、栓体30Aの軸方向において相対して位置する一対の端面に該当し、本実施の形態においては、外側端面30aが第1端面に該当し、内側端面30bが第2端面に該当している。

0039

外側端面30aは、ハウジング本体10の外部に面するように位置しており、内側端面30bは、ハウジング本体10の内部に面するように位置している。また、周面30cは、外側端面30aおよび内側端面30bを接続しており、ハウジング本体10の内周面に面するように位置している。

0040

一方、栓体30Aは、略円柱状の胴部31と、外側端面30a側に位置する胴部31の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第1フランジ部としての外側フランジ部33と、内側端面30b側に位置する胴部31の軸方向端部から径方向外側に向けて突出する第2フランジ部としての内側フランジ部34とを含んでいる。

0041

これにより、栓体30Aの軸方向の略中央に位置する部分の周面30cには、胴部31、外側フランジ部33および内側フランジ部34によって規定される上述したかしめ固定のための環状溝部32が位置している。なお、環状溝部32の表面(すなわち環状溝部32を規定する当該環状溝部32の底面および側面)は、周面30cに含まれることとする。

0042

ここで、外側フランジ部33の外径は、内側フランジ部34の外径よりも大きく構成されている。より詳細には、外側フランジ部33の外径は、かしめ部12,13が形成された部分以外におけるハウジング本体10の外径と略同一とされており、内側フランジ部34の外径は、かしめ部12,13が形成された部分以外におけるハウジング本体10の内径と略同一とされている。

0043

また、栓体30Aの内側端面30bの中央部には、凹部35が位置している。当該凹部35は、後述する複数回にわたる圧造加工が段階的に組み合わされて実施されることで栓体30Aが成形される際に、副次的に形成される部位であるが、ガス発生剤80が燃焼することによって発生する残渣を捕集する機能も有している。当該機能については、後述することとする。

0044

図1および図2に示すように、点火器40は、ホルダ20によって支持されることでハウジングの軸方向の上述した一端部に組付けられている。点火器40は、ガス発生剤80を燃焼させるためのものであり、ハウジングの内部の空間に面するように設置されている。

0045

点火器40は、点火部41と、一対の端子ピン42とを含んでいる。点火部41の内部には、一対の端子ピン42に接続するように抵抗体ブリッジワイヤ)が取付けられており、この抵抗体を取り囲むようにまたはこの抵抗体に接するように点火部41内に点火薬充填されている。また、点火部41内には、必要に応じて伝火薬装填されていてもよい。

0046

ここで、抵抗体としては、一般にニクロム線プラチナおよびタングステンを含む合金製抵抗線等が用いられ、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用いられる。また、伝火薬としては、B/KNO3、B/NaNO3、Sr(NO3)2等に代表される金属粉酸化剤からなる組成物や、水素化チタン/過塩素酸カリウムからなる組成物、B/5−アミノテトラゾール硝酸カリウム三酸化モリブデンからなる組成物等が用いられる。なお、点火部41の外表面を規定するスクイブカップは、一般に金属製またはプラスチック製である。

0047

衝突を検知した際には、端子ピン42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熱粒子は、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40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は一般に2ミリ秒以下である。

0048

点火器40の点火部41には、略筒状の金属製の燃焼制御カバー43が外挿されている。燃焼制御カバー43は、作動時において点火器40にて発生する熱粒子を効率的にガス発生剤80に導くためのものであり、より詳細には、点火器40の点火部41にて発生する熱粒子の進行方向に指向性を与えるものである。

0049

具体的には、点火部41が燃焼制御カバー43によって取り囲まれていることにより、点火部41の外表面を規定するスクイブカップの破裂の際に、当該スクイブカップのうちのガス発生剤80側に位置する先端部において主として開口が形成されることになり、これに伴って点火部41にて発生する熱粒子の進行方向がハウジング本体10の軸方向に絞られることになる。

0050

そのため、上述した如くの燃焼制御カバー43を設けることにより、点火器40で発生する熱粒子を効率的にガス発生剤80に導くことが可能になる。

0051

なお、点火器40および燃焼制御カバー43は、ホルダ20に設けられたかしめ部23によってホルダ20に固定されている。より詳細には、ホルダ20は、点火器40および燃焼制御カバー43をかしめ固定するためのかしめ部23をハウジングの内部の空間に面する方の軸方向端部に有しており、燃焼制御カバー43が取付けられた点火器40が貫通部21に内挿されてホルダ20の貫通部21を規定する部分の壁部に当て留めされた状態で上述したかしめ部23がかしめられることにより、点火器40および燃焼制御カバー43がホルダ20に挟持されて固定される。

0052

ホルダ20の外部に露出する方の軸方向端部には、上述した貫通部21に連続する凹状部24が設けられている。凹状部24は、点火器40とコントロールユニット(不図示)とを結線するためのハーネス雄型コネクタ(図示せず)を受け入れ雌型コネクタ部を形成しており、当該凹状部24内には、点火器40の端子ピン42の先端寄りの部分が露出して位置している。当該雌型コネクタ部としての凹状部24には、雄型コネクタが挿し込まれ、これによりハーネスの芯線と端子ピン42との電気的導通が実現される。

0053

図1および図3に示すように、ハウジングの内部の空間の所定位置には、仕切り部材50が配置されている。仕切り部材50は、ハウジングの内部の空間を軸方向において燃焼室S1とフィルタ室S2とに仕切るための部材である。

0054

仕切り部材50は、有底円筒状の形状を有しており、たとえばステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等の金属製の部材にて構成されている。仕切り部材50は、ハウジング本体10の軸方向に直交するように配置された平板状の隔壁部51と、当該隔壁部51の周縁から立設された筒板状の環状壁部52とを有している。仕切り部材50は、その隔壁部51の外側の主面がフィルタ90に当接するように配置されており、環状壁部52の外周面は、ハウジング本体10の内周面に当接している。

0055

隔壁部51のフィルタ90に当接する主面には、スコア51aが設けられている。スコア51aは、ガス発生剤80の燃焼による燃焼室S1の内圧上昇に伴って当該隔壁部51が開裂して開口部が形成されるようにするためのものであり、たとえば放射状に互いに交差するように設けられた複数の溝にて構成される。スコア51aは、フィルタ90のうちの中空部91に対向する部分に設けられている。

0056

図1ないし図3に示すように、ハウジングの内部の空間のうち、ホルダ20と仕切り部材50とによって挟まれた空間(すなわち燃焼室S1)には、コイルバネ60と、密閉容器70とが配置されている。また、密閉容器70の内部の空間であるガス発生剤収容室S1Aには、ガス発生剤80と、オートイグニッション剤81と、区画部材82と、コイルバネ83とが収容されている。

0057

密閉容器70は、内部に収容されたガス発生剤80を封止するためのものであり、点火器40が作動することによって発生する熱または圧力によって溶融または破裂する脆弱な部材にて構成されている。密閉容器70は、両端が閉塞された略円筒状の形状を有しており、ハウジングと略同軸上に配置されている。

0058

より詳細には、密閉容器70は、カップ体71とカバー体72とを含んでおり、これらカップ体71とカバー体72とが接合されることにより、密閉容器70の内部には、上述したガス発生剤収容室S1Aが形成されている。ここで、カップ体71とカバー体72との接合には、いわゆる巻き締めが利用されている。

0059

より詳細には、カップ体71は、平板状の頂壁部71aと、当該頂壁部71aの周縁から延びる筒状の側壁部71bとを有している。一方、カバー体72は、カップ体71の開口端71b1に挿入されることでカップ体71の内部に位置する平板状の底部72aと、当該底部72aの周縁から延び、カップ体71の開口端71b1の内周面、端面および外周面を覆うようにその一部が曲成された巻き込み部72bとを有している。

0060

このカバー体72に設けられた巻き込み部72bによってカップ体71の開口端71b1が挟持されることにより、カップ体71とカバー体72とが巻き締めによって接合されることになる。なお、上述したガス発生剤収容室S1Aは、カップ体71の頂壁部71aおよび側壁部71bならびにカバー体72の底部72aによって主として規定される。

0061

なお、カップ体71とカバー体72との接合には、上述した巻き締めの他にも、ろう付け接着溶着等、各種の接合方法が利用できる。

0062

密閉容器70は、カップ体71の頂壁部71aが仕切り部材50側に位置するとともに、カバー体72の底部72aがホルダ20側に位置するようにハウジング本体10に挿入されている。これにより、カバー体72の底部72aは、点火器40の点火部41に面している。

0063

より詳細には、密閉容器70の頂壁部71aが位置する側の端部は、仕切り部材50の内部に挿入されることで当該仕切り部材50に嵌合しており、密閉容器70の底部72aが位置する側の端部は、ハウジング本体10に遊嵌されている。これにより、密閉容器70は、ハウジング本体10に対して位置決めされて固定されることになり、ハウジング本体10の内周面から所定の距離だけ離れて配置されることになる。

0064

そのため、ハウジングの周壁部を構成するハウジング本体10と、密閉容器70の側壁部71bとの間には、所定の大きさの空間である断熱層S1Bが形成されることになり、当該断熱層S1Bは、燃焼室S1の軸方向に沿って略円筒状に延在することになる。

0065

このように構成することにより、当該シリンダ型ガス発生器1Aが組み込まれたエアバッグ装置が装備された車両等において火災等が発生した場合にも、ガス発生剤80が外部から加熱されて昇温してしまうことが効果的に抑制できる。

0066

すなわち、ガス発生剤80が収容された密閉容器70の径方向外側の部分に断熱層S1Bが設けられることにより、当該断熱層S1Bが熱抵抗となってハウジング本体10の熱がガス発生剤80に伝熱され難くなり、結果としてガス発生剤80の昇温を抑制することができる。

0067

ここで、断熱層S1Bは、ハウジング本体10の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有していることが好ましく、本実施の形態においては、空気層にて構成されている。しかしながら、断熱層S1Bは、必ずしも空気層である必要はなく、他の気体が充填された気体層によって構成されていてもよいし、真空層にて構成されていてもよい。さらには、この他にも、各種の断熱部材を当該空間に配置することで断熱層S1Bを構成してもよい。

0068

密閉容器70の内部に形成されたガス発生剤収容室S1Aのうち、仕切り部材50側の端部には、オートイグニッション剤81および区画部材82が配置されており、ホルダ20側の端部には、コイルバネ83が配置されている。一方、密閉容器70の内部に形成されたガス発生剤収容室S1Aのうち、仕切り部材50側の端部とホルダ20側の端部とを除く部分には、ガス発生剤80が配置されている。

0069

区画部材82は、ガス発生剤収容室S1Aを軸方向において区画するための部材である。区画部材82は、作動時においてガス発生剤80の燃焼に伴ってこれが破裂または溶融するように比較的脆弱な部材にて構成されており、たとえば銅やアルミニウム銅合金、アルミニウム合金等の金属製のプレス成形品等からなるカップ状の部材からなる。

0070

区画部材82は、ガス発生剤80およびオートイグニッション剤81の双方に接触してこれらによって挟み込まれるように位置している。なお、区画部材82の外周面は、密閉容器70の側壁部71bに当接していることが好ましい。

0071

ガス発生剤80は、点火器40が作動することによって生じた熱粒子によって着火されて燃焼することでガスを発生させる薬剤である。ガス発生剤80としては、非アジド系ガス発生剤を用いることが好ましく、ガス発生剤80は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成形体として構成される。

0072

燃料としては、たとえばトリアゾール誘導体テトラゾール誘導体グアニジン誘導体アゾジカルボンアミド誘導体ヒドラジン誘導体等またはこれらの組み合わせが利用される。具体的には、たとえばニトログアニジン硝酸グアニジンシアノグアニジン、5−アミノテトラゾール等が好適に利用される。

0073

酸化剤としては、たとえば塩基性硝酸銅等の塩基性硝酸塩や、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩アルカリ金属アルカリ土類金属遷移金属アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。

0074

添加剤としては、バインダスラグ形成剤燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、たとえばカルボキシメチルセルロース金属塩ステアリン酸塩等の有機バインダや、合成ヒドロタルサイト酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては、窒化珪素シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。燃焼調整剤としては、金属酸化物フェロシリコン活性炭グラファイト等が好適に利用可能である。

0075

ガス発生剤80の成形体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状等の粒状のもの、ディスク状のものなど様々な形状のものがある。また、円柱状のものでは、成形体内部に貫通孔を有する有孔状(たとえば単孔筒形状や多孔筒形状等)の成形体も利用される。これらの形状は、シリンダ型ガス発生器1Aが組み込まれるエアバッグ装置の仕様に応じて適宜選択されることが好ましく、たとえばガス発生剤80の燃焼時においてガスの生成速度が時間的に変化する形状を選択するなど、仕様に応じた最適な形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤80の形状の他にもガス発生剤80の線燃焼速度圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。

0076

オートイグニッション剤81は、点火器40の作動に依らずに自動発火する薬剤であり、密閉容器70の頂壁部71aに当接するように配置されている。より詳細には、オートイグニッション剤81は、偏平円柱状に成形されたペレットからなり、密閉容器70の頂壁部71aと区画部材82とによって挟み込まれることにより、これら頂壁部71aおよび区画部材82に接触している。

0077

オートイグニッション剤81は、ガス発生剤80よりも低い温度で自然発火する薬剤であり、シリンダ型ガス発生器1Aが組み込まれたエアバッグ装置が装備された車両等において万が一火災等が発生した場合に、シリンダ型ガス発生器1Aが外部から加熱されることによって異常動作が誘発されないようにするためのものである。

0078

ここで、オートイグニッション剤81は、ハウジング本体10との間で金属製の部材である区画部材82、金属製の部材である密閉容器70の頂壁部71a寄りの端部および金属製の部材である仕切り部材50を介して実質的に最短経路で熱的に接触している。これにより、火災等が発生した場合に当該オートイグニッション剤81が効率的に加熱されることになる。

0079

そのため、車両等において火災等が発生した場合において、オートイグニッション剤81が自動発火することで開始されるオートイグニッション動作の発現のタイミングが早められることになり、結果として、当該オートイグニッション動作が発現する際のガス発生剤80の温度を相対的に低く抑えることができる。したがって、オートイグニッション動作時のハウジングの内圧の上昇を大幅に抑制することが可能になる。

0080

これにより、ハウジングの破損がより確実に防止できるばかりでなく、ハウジングに要求される耐圧をより低く抑えることも可能になり、結果としてハウジングの厚み(特にハウジング本体10の厚み)を薄型化することが可能となり、シリンダ型ガス発生器1Aを従来に比して小型軽量化することができる。

0081

コイルバネ83は、成形体からなるガス発生剤80が振動等によって粉砕されてしまうことを防止する目的で設けられるものであり、金属線材曲げ加工することによって形成されたバネ部83aおよび押圧部83bを有している。バネ部83aは、その一端が密閉容器70の底部72aに当接するように配置されており、その他端に押圧部83bが形成されている。押圧部83bは、たとえば金属線材が所定の間隔をもって略平行に配置されることで構成されており、ガス発生剤80に当接している。

0082

これにより、ガス発生剤80は、コイルバネ83によって仕切り部材50側に向けて弾性付勢されることになり、密閉容器70の内部において移動してしまうことが防止されている。なお、上述した如くのコイルバネ83に代えて、たとえばセラミックスファイバの成形体やロックウール発泡樹脂(たとえば発泡シリコーン発泡ポリプロピレン発泡ポリエチレン等)、クロロプレンおよびEPDMに代表されるゴム等からなる部材からなるクッション材を利用することとしてもよい。

0083

燃焼室S1のうち、密閉容器70よりもホルダ20側に位置する空間には、上述したコイルバネ83とは別部品である弾性体としてのコイルバネ60が配置されている。コイルバネ60は、ハウジングの内部に収容される各種の構成部品寸法ばらつきを吸収するための部材であり、上述したコイルバネ83とは異なり、当該コイルバネ83が有する如くの押圧部83bを有していない一般的なバネ部材によって構成されている。

0084

より詳細には、コイルバネ60は、その一端がホルダ20に当接するように配置されており、その他端が密閉容器70のホルダ20側の端部に位置する巻き込み部72bの先端に当接するように配置されている。これにより、密閉容器70は、コイルバネ60によって仕切り部材50側に向けて弾性付勢されることになり、上述した仕切り部材50とコイルバネ60とによって挟持されることでハウジングに対して固定されることになる。

0085

なお、上述した如くのコイルバネ60に代えて、たとえばセラミックスファイバの成形体やロックウール、発泡樹脂(たとえば発泡シリコーン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン等)、クロロプレンおよびEPDMに代表されるゴム等からなる部材からなるクッション材等の他の弾性体にて、密閉容器70をハウジングに対して固定することとしてもよい。

0086

図1および図3に示すように、ハウジングの内部の空間のうち、栓体30Aと仕切り部材50とによって挟まれた空間(すなわちフィルタ室S2)には、フィルタ90が配置されている。フィルタ90は、ハウジング本体10の軸方向と同方向に延びる中空部91を有する円筒状の部材からなり、その軸方向の一方の端面が栓体30Aに当接しており、その軸方向の他方の端面が仕切り部材50に当接している。なお、フィルタ90の中空部91は、栓体30Aの凹部35に面している。

0087

フィルタ90は、ガス発生剤80が燃焼することによって発生したガスがこのフィルタ90中を通過する際に、ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、ガス中に含まれる残渣等を除去する除去手段としても機能する。上述したように円筒状の部材からなるフィルタ90を利用することにより、作動時においてフィルタ室S2を流動するガスに対する流動抵抗が低く抑えられることになり、効率的なガスの流動が実現可能となる。

0088

フィルタ90としては、好適にはステンレス鋼や鉄鋼等からなる金属線材または金属網材の集合体にて構成されたものが利用できる。具体的には、メリヤス編み金網平織りの金網、クリンプ織りの金属線材の集合体、またはこれらをプレスにより押し固めたもの等が利用できる。

0089

また、フィルタ90として、孔あき金属板を巻き回したもの等を利用することもできる。この場合、孔あき金属板としては、たとえば、金属板に千鳥状に切れ目を入れるとともにこれを押し広げて孔を形成して網目状に加工したエキスパンドメタルや、金属板に孔を穿つとともにその際に孔の周縁に生じるバリを潰すことでこれを平坦化したフックメタル等が利用できる。

0090

フィルタ室S2を規定する部分のハウジング本体10には、ガス噴出口11が周方向および軸方向に沿って複数個設けられている。これら複数個のガス噴出口11は、フィルタ90を通過した後のガスをハウジングの外部に導出するためのものである。

0091

次に、図1を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Aの作動時における動作について説明する。

0092

図1を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器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、これに基づいて車両に別途設けられたコントロールユニットからの通電によって点火器40が作動する。

0093

点火器40が作動すると、点火薬またはこれに加えて伝火薬が燃焼することによって点火部41内の圧力が上昇し、これによって点火部41が破裂して熱粒子が点火部41の外部へと流出する。

0094

点火部41から流出した熱粒子には、上述した燃焼制御カバー43によって指向性が与えられ、これにより密閉容器70の底部72aへと至る。これに伴い、点火器40が作動することによって発生した熱または圧力によって密閉容器70の底部72aが溶融または破裂し、上述した熱粒子が、ガス発生剤80へと達する。

0095

ガス発生剤80に達した熱粒子は、ガス発生剤80を燃焼させ、これにより多量のガスが発生する。これに伴い、ガス発生剤収容室S1Aの圧力および温度が上昇し、密閉容器70の側壁部71bおよび区画部材82が破裂または溶融するとともに、オートイグニッション剤81が燃焼し、さらには密閉容器70の頂壁部71aが破裂または溶融する。

0096

ガス発生剤80が燃焼することにより、燃焼室S1全体の圧力がさらに上昇し、燃焼室S1の内圧が所定の圧力にまで達することにより、仕切り部材50のうちのスコア51aが設けられた部分に破断が生じる。これにより、フィルタ90の中空部91に対向する部分において仕切り部材50に連通孔が形成されることになり、燃焼室S1とフィルタ室S2とが当該連通孔を介して連通した状態となる。

0097

これに伴い、燃焼室S1において発生したガスが、仕切り部材50に形成された連通孔を介してフィルタ室S2へと流入する。フィルタ室S2に流れ込んだガスは、フィルタ90の中空部91を軸方向に沿って流動した後に径方向に向けて向きを変え、フィルタ90の内部を通流する。その際に、フィルタ90によって熱が奪われてガスが冷却されるとともに、ガス中に含まれる残渣がフィルタ90によって除去される。

0098

なお、フィルタ90の中空部91を軸方向に沿って流動したガスは、栓体30Aの凹部35に吹き付けられる。そのため、ガス中に含まれる残渣は、凹部35の表面に付着することになり、当該凹部35によって効果的に捕集されることになる。これにより、上述した凹部35による残渣の捕集機能が発揮されることになる。

0099

そして、フィルタ90を通流した後のガスは、ガス噴出口11を介してハウジングの外部へと噴出される。噴出されたガスは、シリンダ型ガス発生器1Aに隣接して設けられたエアバッグの内部に導入され、エアバッグを膨張および展開する。

0100

図4は、本実施の形態におけるガス発生器用栓体の製造方法を示すフロー図である。図5は、図4に示すブランク材を矯正する工程の模式断面図であり、図6は、図4に示すブランク材の内側端部を粗成形する工程の模式断面図である。また、図7は、図4に示すブランク材の外側端部を仕上げ成形する工程の模式断面図であり、図8は、図4に示すブランク材の内側端部を仕上げ成形する工程の模式断面図である。次に、これら図4ないし図8を参照して、本実施の形態におけるガス発生器用栓体の製造方法について説明する。

0101

上述したように、本実施の形態におけるガス発生器用栓体30Aは、複数の圧造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が、より好適には、単一の多段式圧造装置(いわゆるフォーマー)を用いてその成形が行なわれる。ここで、圧造加工とは、冷間鍛造加工一種であり、型となるダイとパンチとを用いてワークに対して水平方向に圧力を加えてワークを加圧流動させて成形を行なう加工である。以下において説明するガス発生器用栓体の製造方法は、単一の多段式圧造装置を用いた場合を例示するものであり、その具体的な手順は、以下のとおりである。

0102

まず、図4に示すように、ステップST1において、圧延線材の切断が行なわれる。圧延線材としては、上述したように、ステンレス鋼や鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス合金等からなる圧延線材(いわゆるコイル材)が用いられる。当該圧延線材の切断は、多段式圧造装置内に引き込まれた圧延線材が、当該圧延線材と直交する方向にカット刃によって切断されることで行なわれる。

0103

これにより、ワークとしての所定長さの円柱状の部材(いわゆるブランク材)が形成されることになる。なお、以降の説明においては、すべての加工が実施されて栓体30Aの製造が完了するまでのワークを特に区別することなく、ブランク材と称する。

0104

次に、図4に示すように、ステップST2において、ブランク材の矯正が行なわれる。図5(A)ないし図5(C)に示すように、ブランク材30’の矯正には、ダイとしての型111,112と、パンチとしての型113とが用いられる。

0105

具体的には、まず、図5(A)に示すように、ステップST1において形成されたブランク材30’が、トランスファー機構キャッチ151によって把持されて型111,112と型113との間に配置される。このとき、ブランク材30’は、その軸方向が型111,112と型113とが並ぶ方向に沿うように配置される。

0106

次に、図5(B)に示すように、型113が駆動されることで型113がブランク材30’側に向けて移動を開始し、ブランク材30’の一方の軸方向端面を押圧して当該ブランク材30’を型111,112側に向けて移送する。このとき、ブランク材30’が型111,112によって規定される内部の空間に挿入された時点で、キャッチ151が後退することでその把持が解除される。

0107

次に、図5(C)に示すように、さらに型113がブランク材30’側に向けて移動することにより、ブランク材30’の他方の軸方向端面が型111に接触し、ブランク材30’が型111〜113によって挟み込まれる。これにより、ブランク材30’に対して型111〜113によって加圧力印加されることになる。その際、ブランク材30’には、主として軸方向に沿った圧縮力が作用し、これによりブランク材30’が加圧流動することで軸方向に圧縮される。

0108

これにより、ブランク材30’が矯正されることになる。ここで言うブランク材30’の矯正には、必要な形状にブランク材30’を変形させて寸法調整することと、上述した圧延線材の切断に伴ってブランク材30’の端部に生じた凹凸平滑化し、ブランク材30’の当該端部における面粗さを適切に調整するすることとを含んでいる。なお、このブランク材30’の矯正の際には、ブランク材30’が軸方向に圧縮されることにもなるため、副次的にブランク材30’の強度も増すことになる。なお、ブランク材30’の矯正は、必要に応じて複数回行なってもよい。

0109

続いて、図4に示すように、ステップST3において、栓体30Aの内側端部になるブランク材の第2端部の粗成形が行なわれる。図6(A)ないし図6(C)に示すように、ブランク材30’の第2端部の粗成形には、ダイとしての型121,122と、パンチとしての型123とが用いられる。なお、パンチとしての型123の成形面には、後述する第2窪み部35’をブランク材30’に形成するための突部123aが設けられている。

0110

具体的には、まず、図6(A)に示すように、ステップST2において矯正されたブランク材30’が、トランスファー機構のキャッチ152によって把持されて型121,122と型123との間に配置される。このとき、ブランク材30’は、その軸方向が型121,122と型123とが並ぶ方向に沿うように配置される。

0111

次に、図6(B)に示すように、型123が駆動されることで型123がブランク材30’側に向けて移動を開始し、ブランク材30’の一方の軸方向端面を押圧して当該ブランク材30’を型121,122側に向けて移送する。このとき、ブランク材30’が型121,122によって規定される内部の空間に挿入された時点で、キャッチ152が後退することでその把持が解除される。

0112

次に、図6(C)に示すように、さらに型123がブランク材30’側に向けて移動することにより、ブランク材30’の他方の軸方向端面が型121に接触し、ブランク材30’が型121〜123によって挟み込まれる。これにより、ブランク材30’に対して型121〜123によって加圧力が印加されることになる。

0113

その際、型123側に位置するブランク材30’の第2端部には、型123による加圧力が加わることになり、これに伴い、突部123aが設けられた型123の成形面に対応した形状にブランク材30’の第2端部が加圧流動し、当該第2端部にブランク材30’の軸方向を深さ方向とする第2窪み部35’が形成されることになる。以上により、ブランク材30’の第2端部の粗成形が行なわれる。

0114

続いて、図4に示すように、ステップST4において、栓体30Aの外側端部になるブランク材の第1端部の仕上げ成形が行なわれる。図7(A)ないし図7(C)に示すように、ブランク材30’の第1端部の仕上げ成形には、ダイとしての型131と、パンチとしての型132,133とが用いられる。なお、パンチとしての型132の成形面には、ブランク材30’の第2端部に形成された第2窪み部35’に対応した形状の突部132aが設けられており、また、パンチとしての型133の成形面には、外側フランジ部33をブランク材30’に形成するための環状段差部133aが設けられている。

0115

具体的には、まず、図7(A)に示すように、ステップST3において第2端部の粗成形が行なわれたブランク材30’が、トランスファー機構のキャッチ153によって把持されて型131と型132,133との間に配置される。このとき、ブランク材30’は、その軸方向が型131と型132,133とが並ぶ方向に沿うように配置される。

0116

次に、図7(B)に示すように、型132,133が駆動されることで型132,133がブランク材30’側に向けて移動を開始し、型132がブランク材30’の一方の軸方向端面を押圧して当該ブランク材30’を型131側に向けて移送する。このとき、ブランク材30’が型132,133によって規定される内部の空間に挿入された時点で、キャッチ153が後退することでその把持が解除される。

0117

次に、図7(C)に示すように、さらに型132,133がブランク材30’側に向けて移動することにより、ブランク材30’の他方の軸方向端面が型131に接触し、ブランク材30’が型131〜133によって挟み込まれる。これにより、ブランク材30’に対して型131〜133によって加圧力が印加されることになる。

0118

その際、型131側に位置するブランク材30’の第1端部には、型131による加圧力が加わることになり、これに伴い、環状段差部133aが設けられた型133の成形面に対応した形状にブランク材30’の第1端部が加圧流動し、当該第1端部に外側フランジ部33が形成されることになる。以上により、ブランク材30’の第1端部の仕上げ成形が行なわれる。

0119

続いて、図4に示すように、ステップST5において、栓体30Aの内側端部になるブランク材の第2端部の仕上げ成形が行なわれる。図8(A)ないし図8(C)に示すように、ブランク材30’の第2端部の仕上げ成形には、ダイとしての型141と、パンチとしての型142〜144とが用いられる。なお、ダイとしての型141の成形面には、ブランク材30’に形成された第2窪み部35’に対応する部分に突部141aが設けられており、パンチとしての型144は、周方向において分割された複数の型である割型にて構成されている。

0120

具体的には、まず、図8(A)に示すように、ステップST4において第1端部の仕上げ成形が行なわれたブランク材30’が、トランスファー機構のキャッチ154によって把持されて型141と型142〜144との間に配置される。このとき、ブランク材30’は、キャッチ154によって軸方向において反転されつつ、その軸方向が型141と型142〜144とが並ぶ方向に沿うように配置される。

0121

次に、図8(B)に示すように、型141,142が駆動されることで型141,142がブランク材30’側に向けて移動を開始し、型142がブランク材30’の一方の軸方向端面を押圧して当該ブランク材30’を型141側に向けて移送する。その際、割型にて構成された型144も駆動され、ブランク材30’の軸方向と直交する方向に移動することでブランク材30’の周面に宛がわれる。このとき、ブランク材30’が型142,143によって規定される内部の空間に挿入され、かつ割型にて構成された型144がブランク材30’の周面に宛がわれた時点で、キャッチ154が後退することでその把持が解除される。

0122

次に、図8(C)に示すように、さらに型142〜144がブランク材30’側に向けて移動することにより、ブランク材30’の他方の軸方向端面が型141に接触し、ブランク材30’が型141〜144によって挟み込まれる。これにより、ブランク材30’に対して型141〜144によって加圧力が印加されることになる。

0123

その際、型141側に位置するブランク材30’の第2端部には、型141による加圧力が加わることになり、これに伴い、型141および型144によって規定される成形面に対応した形状にブランク材30’の第2端部が加圧流動し、当該第2端部に内側フランジ部34が形成されることになる。このとき、型141に設けられた突部141aによってブランク材30’の第2端部が軸方向のみならず径方向外側に向けても加圧されて流動することにより、ブランク材30’の周面から外側に突出するように成形性よく内側フランジ部34が形成されることになる。以上により、ブランク材30’の第2端部の仕上げ成形が行なわれる。

0124

以上の工程を経ることにより、ブランク材30’に外側フランジ部33、内側フランジ部34が形成されることになり、これによって周面30cに周方向に沿って延在する環状溝部32が設けられてなる栓体30Aが製造できることになる。なお、上記の工程を経た場合には、上述した外側フランジ部33、内側フランジ部34および環状溝部32に加えて、凹部35も栓体30Aに形成されることになる。

0125

このように、複数の圧造加工の組合せのみによって栓体30Aを製造することにより、従来の鍛造加工および切削加工の組合せによる製造の場合に比べ、タクトを大幅に短縮することが可能になり、生産性の面において製造コストを大幅に削減することができる。特に、上記のように単一の多段式圧造装置によって栓体30Aを製造することとすれば、タクトの短縮は非常に顕著なものとなり、飛躍的に製造コストを削減することができる。

0126

また、切削加工を必要としないため、製造設備に要するコストを削減することができ、この点においても安価に栓体30Aを製造することができる。さらには、従来の鍛造加工および切削加工の組合せによる製造の場合に必要となっていたバリ取り作業や、切削粉を除去するための洗浄作業も不要になるため、この点においても製造コストを削減することができる。

0127

加えて、複数の圧造加工の組合せのみによって栓体30Aを製造することにより、ブランク材30’が加圧される回数も必然的に増加するため、従来の栓体と同等以上の強度を栓体30Aにもたせることが可能になる。

0128

このように本実施の形態におけるガス発生器用栓体の製造方法を採用することにより、高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器用栓体の製造が可能になる。

0129

図9は、本実施の形態におけるガス発生器用栓体の断面における鍛流線の現れ方を模式的に示した図である。次に、本実施の形態におけるガス発生器用栓体30Aに現れる特徴的な構造について詳細に説明する。

0130

一般に、金属材料に鍛造加工を施した場合には、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、鍛造加工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。

0131

図9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栓体の製造方法に従って製造された栓体30Aは、上述した複数回にわたる圧造加工によって外側端面30a、内側端面30bおよび周面30cを含む栓体30Aのすべての表面が仕上げ成形されているため、当該栓体30Aの表面は、いずれもすべて鍛造肌となっており、栓体30Aの内部に形成される鍛流線MFは、すべて外側端面30aから内側端面30bへと達するように形成される。

0132

そのため、栓体30Aの環状溝部32の表面を含む周面30cの表層に現われる鍛流線MFは、当該周面30cにおいて分断されることはなく、当該周面30cに沿って外側端面30aから内側端面30bに達するように連続して延在することになる。

0133

このように、本実施の形態におけるガス発生器用栓体の製造方法に従って製造された栓体30Aは、いずれの部位においても鍛流線MFが途切れたものとはならないため、全体として機械的強度に優れたものとなる。

0134

ここで、鍛造加工および切削加工の組合せによって製造された従来の栓体においては、環状溝部の形成に切削加工が利用されていたため、当該環状溝部の表面において鍛流線が途切れたものとなっており、この点において本実施の形態におけるガス発生器用栓体の製造方法に従って製造された栓体30Aと明確に区別することができる。

0135

なお、上記のとおり、従来の栓体においては、環状溝部の表面において鍛流線が途切れていたため、これに伴って栓体の表面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いものとなっていたが、本実施の形態におけるガス発生器用栓体の製造方法に従って製造された栓体30Aにおいては、このような剥がれ落ちや捲れが発生することがないため、バリが発生することもない。

0136

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シリンダ型ガス発生器1Aおよびこれに具備されるガス発生器用栓体30A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栓体の製造方法を採用することにより、高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器用栓体およびその製造方法ならびに当該ガス発生器用栓体を備えたガス発生器とすることができる。

0137

(第1変形例)
図10は、第1変形例に係るシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。以下、この図10を参照して、上述した実施の形態1に基づいた第1変形例に係るシリンダ型ガス発生器1A1およびこれに具備されたガス発生器用栓体30A1について説明する。

0138

図10に示すように、本変形例に係るシリンダ型ガス発生器1A1は、上述した実施の形態1における栓体30Aとは形状の異なる栓体30A1を具備している点においてその構成が相違している。具体的には、栓体30A1は、側面が傾斜した形状の凹部35を有している。

0139

このように、側面が傾斜した形状の凹部35が成形される場合としては、図8を参照して、上述したブランク材30’の第2端部の仕上げ成形の際に、型141に設けられた突部141aが傾斜した形状の側面を有している場合が挙げられる。

0140

このように側面が傾斜した形状を有する突部が設けられた型を用いて第2端部の仕上げ成形を行なった場合には、ブランク材の第2端部がより径方向外側に向けて流動し易くなり、内側フランジ部の成形性がより高められることになる。

0141

したがって、ブランク材30’が特に硬質である場合等には、その成形性を高めるために、側面が傾斜した形状の凹部35を有する栓体30A1とすることが好ましい。

0142

(第2変形例)
図11は、第2変形例に係るシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。以下、この図11を参照して、上述した実施の形態1に基づいた第2変形例に係るシリンダ型ガス発生器1A2およびこれに具備されたガス発生器用栓体30A2について説明する。

0143

図11に示すように、本変形例に係るシリンダ型ガス発生器1A2は、上述した実施の形態1における栓体30Aとは形状の異なる栓体30A2を具備している点においてその構成が相違している。具体的には、栓体30A2は、周面30cに形成された環状溝部32と外側フランジ部33との間にストレート部37を有している。

0144

このように構成した場合には、当該ストレート部37を覆うようにハウジング本体10を配置することが可能になり、ハウジング本体10と栓体30A2との間の接触面積を増加させることができる。したがって、結果としてフィルタ室S2とハウジングの外部の空間との間の距離を長大化することが可能になり、当該部分における気密性を高めることが可能になる。

0145

(第3変形例)
図12は、第3変形例に係るシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。以下、この図12を参照して、上述した実施の形態1に基づいた第3変形例に係るシリンダ型ガス発生器1A3およびこれに具備されたガス発生器用栓体30A3について説明する。

0146

図12に示すように、本変形例に係るシリンダ型ガス発生器1A3は、上述した実施の形態1における栓体30Aとは形状の異なる栓体30A3を具備している点においてその構成が相違している。具体的には、栓体30A3は、外側フランジ部33の外径がより小さく構成されているとともに、当該外側フランジ部33が、断面視した場合に略三角形状形状を有するよう構成されている。

0147

より詳細には、外側フランジ部33の外径は、内側フランジ部34の外径と略同一に構成されており、外側フランジ部33および内側フランジ部34の外径は、かしめ部12,13が形成された部分以外におけるハウジング本体10の内径と略同一とされている。また、外側フランジ部33は、栓体30Aの軸方向において同一の厚みを有するような平板環状の部位を有しておらず、これにより断面視した場合に略三角形形状を有するように構成されている。

0148

このように構成した場合にも、外側フランジ部33と内側フランジ部34との間に位置する部分の周面30cに環状溝部32が形成されることになる。したがって、環状溝部33が周面30cに形成される限りにおいては、外側フランジ部33および内側フランジ部34の形状や大きさは、どのように変更しても構わない。

0149

(実施の形態2)
図13は、本発明の実施の形態2におけるシリンダ型ガス発生器の栓体近傍の拡大断面図である。以下、この図13を参照して、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Bおよびこれに具備されたガス発生器用栓体30Bについて説明する。

0150

図13に示すように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Bは、上述した実施の形態1における栓体30Aとは形状の異なる栓体30Bを具備している点においてその構成が相違している。具体的には、栓体30Bは、内側端面30bに凹部を有しておらず、外側端面30aの中央部に凹部36を有している。

0151

このような形状の栓体30Bも、上述した実施の形態1において説明したガス発生器用栓体の製造方法に準じた製造方法でこれを製造することができる。具体的には、まず圧延線材の切断を行ない、次にブランク材の矯正を行ない、次に外側端部の粗成形を行なうことによってブランク材の軸方向を深さ方向とする第1窪み部を外側端面に形成し、次に外側端部の仕上げ成形を行なうことで外側フランジ部の形成を行ない、次に内側端部の仕上げ成形を行なうことで内側フランジ部の形成を行なうことにより、栓体30Bの製造が可能になる。なお、その場合には、外側端部の粗成形を行なう際に、成形面に突部を有する型を用いることにより、最終的に凹部36となる第1窪み部をブランク材に形成することが可能になる。

0152

このように、本実施の形態におけるシリンダ型ガス発生器1Bおよびこれに具備されるガス発生器用栓体30Bとすることにより、また上記おいて説明した本実施の形態におけるガス発生器用栓体の製造方法を採用することにより、高い強度を有しつつ従来に比して大幅に製造コストが削減できるガス発生器用栓体およびその製造方法ならびに当該ガス発生器用栓体を備えたガス発生器とすることができる。

0153

上述した本発明の実施の形態およびその変形例においては、栓体が組付けられた部分のシリンダ型ガス発生器の構成のみならず、栓体が組付けられた部分以外のシリンダ型ガス発生器の構成についても、その一例を挙げて詳細に説明を行なったが、栓体が組付けられた部分以外のシリンダ型ガス発生器の構成はこれに限定されるものではなく、当然にその変更が可能である。

0154

また、上述した本発明の実施の形態およびその変形例においては、外側端面および内側端面のうちのいずれか一方に凹部が設けられてなる栓体を例示して説明を行なったが、外側端面および内側端面の双方に凹部が設けられていてもよいし、また外側端面および内側端面のいずれにも凹部が設けられていなくともよい。

0155

また、上述した本発明の実施の形態においては、単一の多段式圧造装置にて複数回にわたって圧造加工を施すことで栓体を製造する場合を例示して説明を行なったが、複数の圧造装置を利用してこれを製造することとしてもよいし、圧造加工以外の鍛造加工によってこれを製造することとしてもよい。また、鍛造加工を行なう場合にも、これを冷間鍛造によって行なってもよいし、熱間鍛造によって行なってもよい。ただし、部品精度を高める観点からは、圧造加工または冷間鍛造加工によってこれを行なうことが好ましい。

0156

また、上述した本発明の実施の形態において示したように、単一の多段式圧造装置にて複数回にわたって圧造加工を施すことで栓体を製造する場合であっても、ダイおよびパンチを含む型の構成やトランスファー機構の構成等は、適宜その変更が可能であるし、また、工程の順序についても、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜その変更が可能である。

0157

さらには、上述した本発明の実施の形態においては、本発明をサイドエアバッグ装置に組み込まれるシリンダ型ガス発生器に適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、カーテンエアバッグ装置やニーエアバッグ装置、シートクッションエアバッグ装置等に組み込まれるシリンダ型ガス発生器や、シリンダ型ガス発生器と同様に長尺状の外形を有するいわゆるT字型ガス発生器にもその適用が可能である。

0158

このように、今回開示した上記実施の形態およびその変形例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特許請求の範囲によって画定され、また特許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。

0159

1A,1A1〜1A3,1Bシリンダ型ガス発生器、10ハウジング本体、11ガス噴出口、12,13 かしめ部、20ホルダ、21 貫通部、22環状溝部、23 かしめ部、24 凹状部、30A,30A1〜30A3,30B栓体、30’ブランク材、30a外側端面、30b内側端面、30c 周面、31胴部、32 環状溝部、33外側フランジ部、34内側フランジ部、35,36 凹部、35’ 第2窪み部、37ストレート部、40点火器、41点火部、42端子ピン、43燃焼制御カバー、50仕切り部材、51隔壁部、51aスコア、52環状壁部、60コイルバネ、70密閉容器、71カップ体、71a頂壁部、71b側壁部、71b1開口端、72カバー体、72a 底部、72b 巻き込み部、80ガス発生剤、81オートイグニッション剤、82区画部材、83 コイルバネ、83aバネ部、83b押圧部、90フィルタ、91中空部、111〜113,121〜123,131〜133,141〜144 型、123a,132a,141a 突部、133a環状段差部、151〜154キャッチ、MF鍛流線、S1燃焼室、S1Aガス発生剤収容室、S1B断熱層、S2フィルタ室。

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