JP2011218932A - ガス発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス発生器のカップ体とホルダを確実に固定し、カップ体とホルダの接合部において、ガス発生方向と同方向強度（縦方向保持力）を、簡易な構成において向上させたガス発生器を提供する。
【解決手段】有底円筒形状で開口部にフランジ１２が延設されているカップ体３と、点火機構を有する点火器４と、カップ体のフランジ部を嵌合する嵌合溝６、及びカップ体のフランジ部をかしめ固定するかしめ鍔７、及び点火器をかしめ固定する円筒状の点火器保持部８を有し、カップ体と点火器を固定する円筒形状のホルダ５と、カップ体と、点火器と、ホルダとに囲まれて区画形成される燃焼室９を備え、燃焼室にガス発生剤が収容されたガス発生器１であって、嵌合溝の底部に少なくとも一つの連続した円周溝１０が形成され、カップ体のフランジ部に凸部１１が形成され、円周溝と凸部が係合するように配設されていることを特徴とするガス発生器。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のシートベルトプリテンショナー等を作動させるためのガス発生器に関する。特に燃焼室を区画するカップ体を確実に係止し、カップ体の抜けや回転を抑制したガス発生器に関する。

自動車の衝突時に生じる衝撃から搭乗員を保護する様々な車両搭乗者安全装置が考案され、自動車に設置されている。これらの車両搭乗者安全装置の多くは、ガス発生器が起動装置として適用され、車両安全装置モジュールに組み込まれている。シートベルトプリテンショナー装置は、自動車の衝突時にシートベルトのたるみを巻き取り、搭乗者を確実に拘束する目的の安全装置である。係るシートベルト用のプリテンショナー装置は、例えば特許文献１に記載されているように、シートベルトを引っ張るための機構と、この機構を作動させる小型のガス発生器により構成されている。係る小型のガス発生器は、ガス発生剤が充填されたカップ体と、係るガス発生剤を着火させるための点火器と、係る点火器を保持するホルダとを備える。当該小型ガス発生器のホルダは、点火器を点火器保持部にてかしめ固定すると共に、カップ体もかしめ固定する機能の部材であり、各部材を固定保持することによりガス発生剤が装填される燃焼室を区画形成する。当該小型ガス発生器は、ガス発生剤の燃焼によりガスを生成し、そのガス圧力により前記カップ体底面を破断し、圧力を伴ったガスをガス発生器外へ放出するものである。シートベルト用のプリテンショナー装置において、この小型ガス発生器は、ガス放出側であるカップ体側を、シートベルトを引っ張るためのモジュール機構へ挿入し、設置される。前記モジュール機構に当該ガス発生器を挿入して組み付け設置作業をする際、当該ガス発生器のカップ体とホルダとの間で回転滑りが無いよう、堅固に固定されてあることが必要である。

それらガス発生器を具える安全装置の作動機構を以下に説明する。まず、衝突事故発生時等に衝突センサーから発せられる電気信号を、点火デバイスであるガス発生器の点火器が受信し、点火器が発熱する。係る点火器の発熱により、ガス発生剤が発火燃焼し、これに伴い高温・高圧ガスが発生する。発生した高温・高圧ガスのガス圧力により、安全装置が作動することとなる。このときガス発生器の燃焼室内は、瞬時に高温・高圧条件下にさらされるため、ガス発生器の点火器の燃焼室の構成は、かかる高温・高圧条件に耐え得る設計とならなければならない。すなわち、高温・高圧条件下にさらされても、燃焼室が確保されるような構造となっていなければならない。

更に、ガス発生器に装填されるガス発生剤は、水分による品質劣化が懸念されるものである。したがってカップ体とホルダにより区画される燃焼室は、外気の侵入を遮断した気密性が保たれた構造であることが必須である。また燃焼室は、ガス発生器作動直後に所定の生成ガス圧力を得るために、耐圧気密性が維持されることが必要である。したがって燃焼室を区画形成するカップ体とホルダのかしめ固定は、強固でかつ気密性を保持した係合形態であることが重要である。

係るガス発生器において、燃焼室を区画するカップ体とホルダを堅固に固定する構造が知られている。特許文献２には、ガス発生器のカップ体またはホルダの少なくとも一方に凸部を設置し、前記他方にこれに係合する凹部を設置したガス発生器を開示している。該凸部の具体的な形態は複数のピン状の突起である。また、該凸部及び相対する凹部の設置部位は、ホルダのかしめ鍔の内側壁面及び、これと相対するカップ体フランジ外壁面に設置されている。

また特許文献３には、小型ガス発生器において、ホルダにおいてカップ体固定用のかしめ鍔をカップ体側壁に食い込ませることにより、ホルダとカップ体との間のすべり（ずれ）を防止できる構造を開示している。

特表２００８−５１８８３２号公報 国際公開番号ＷＯ０２／０６０７２８号 特開２００８−３７３８９号公報

ガス発生器は、所定のガス圧力を指向性を持ってシートベルトプリテンショナー装置に送り込み、装置機構を起動させるものである。その機能を確実に発揮するためには、ガス発生剤を装填したカップ体を、点火器を内在させたホルダに堅固に、且つ気密性を保持して固定保持させる必要がある。前述した先行技術文献は、いずれもホルダのかしめ鍔をカップ体を固定する機構において、凸部を形成したカップ体、若しくはホルダ部材により相対する部材を凹型に変形させて係合させる構成を採用したものである。しかしながら、これらの構成は、係る部材の変形部位の肉薄化を伴うものであり、係合部の接合強度は増すものの、部材の機械的強度は低下することが懸念される。すなわち、カップ体とホルダとの接合部の回転強度は増すものの、ガス発生方向と同軸の縦方向の強度は、部材の機械的強度の低下に伴い、十分な縦方向引っ張り強度を確保できない懸念があった。従来技術の場合、この課題を補うために、凹型被変形部材の部材肉壁を予め厚くする対応を必要とし、該ガス発生器の重量増大、若しくは該ガス発生器の大型化をもたらすものであった。
さらに従来のガス発生器では、ガス発生剤の充填量は４００〜１０００ｍｇと少量のガス発生剤充填量であった。しかしながら、より強い駆動力を必要とする車両安全装置機構を設計する際、ガス発生剤充填量を１０００〜２０００ｍｇと増量した高出力型ガス発生器を提供する必要があり、ガス発生器を構成する部材の機械的強度向上、及び各部材の組付け強度向上を考慮しなければならない。特に高出力型ガス発生器において多量のガスが発生し、カップ体がガス発生時にホルダから飛び出す可能性が高まることから、カップ体のより強固な保持が要求されている。
本発明は、ガス発生器のカップ体とホルダを確実に固定し、カップ体とホルダの接合部において、ガス発生方向と同方向強度（縦方向保持力）を、簡易な構成において向上させたガス発生器を提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意検討を行なった結果、嵌合溝の底部に連続した円周溝を配設したホルダとフランジ部に凸部を配置したカップ体を備えたガス発生器が、上記課題を解決することを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は以下に示すものである。
（１） 車両搭乗者拘束装置を作動させるためのガス発生器であって、ガス発生剤と、有底円筒形状で開口部にフランジが延設されているカップ体と、電気信号により起動される点火機構を有する点火器と、前記カップ体のフランジ部を嵌合する嵌合溝、及び前記カップ体のフランジ部をかしめ固定するかしめ鍔、及び前記点火器をかしめ固定する円筒状の点火器保持部を有し、前記カップ体と前記点火器を固定する円筒形状のホルダと、前記カップ体と、前記点火器と、前記ホルダとに囲まれて区画形成される燃焼室を備え、前記燃焼室に前記ガス発生剤が収容されたガス発生器であって、前記嵌合溝の底部に少なくとも一つの連続した円周溝が形成され、前記カップ体のフランジ部に凸部が形成され、前記円周溝と前記凸部が係合するように配設されていることを特徴とするガス発生器、である。
車両搭乗者拘束装置の具体例として、シートベルトプリテンショナー装置が挙げられる。上記構成によれば、カップ体とホルダとの接合部において、カップ体側のフランジ部に形成された凸部と、ホルダ側の円周溝とが係合し接合強度が向上する。具体的には、回転方向強度の指標である回転トルク値が向上すると共に、ガス発生時のカップ体の飛び出し防止機構の指標である縦方向保持力値も優位に向上する結果が得られる。併せて、燃焼室の気密性も満足できる基準で保持されるものである。したがって、当該ガス発生器をシートベルトプリテンショナー装置に取付けた際に、当該小型ガス発生器の所望の性能を発揮させ、前記シートベルトプリテンショナー装置を確実に作動させ得るものである。上記構成によるガス発生器は、カップ体とホルダのかしめ固定の際、カップ体のフランジ部は塑性変形により凸部形成するものであるが、変形に伴うフランジ部の肉薄化が発生せず、部材の機械的強度は保持されている。また、従来技術による凹凸部を配したガス発生器と比較して、本発明に係る構造は部材加工が容易であり、部材製造面において、部材構造精度の確保や部材製造コストの点で有利である。部材構造において高い精度が確保できることから、組み立てられた当該ガス発生器の性能の品質確保の点でも優れた効果が発揮されるものである。

（２） （１）に記載のガス発生器において、前記円周溝の溝幅（Ｗ）と前記嵌合溝の溝幅（Ｌ）の比率（Ｗ／Ｌ）が０．２〜０．６であることが好ましい。
上記円周溝の設計を嵌合溝との相対関係に従う構成にすることにより、相対するカップ体のフランジ部との接合面を確保でき、前記フランジ部に形成される凸部と前記円周溝が確実に係合でき、カップ体とホルダの接合強度を確保することができる。
（３） （１）又は（２）に記載のガス発生器において、前記円周溝の深さ（Ｄ）と前記カップ体フランジ部の板厚み（Ｔ）の比率が（Ｄ／Ｔ）が０．３以上であることが好ましい。
上記円周溝の設計をフランジ部の板厚みとの相対関係に従う構成にすることにより、前記フランジ部に形成される凸部が円周溝との係合が、カップ体の保持力向上に寄与する構成とすることができる。

（４） （１）〜（３）に記載のガス発生器において、前記円周溝の溝幅が０．２〜０．８ｍｍの円周溝であり、前記嵌合溝の溝幅が０．８〜３．２ｍｍであることが好ましい。
（５） （１）〜（４）に記載のガス発生器において、前記円周溝の深さが０．１〜０．８ｍｍの円周溝であり、前記カップ体フランジ部の板厚みが０．３〜０．７ｍｍであることが好ましい。
上記構成に従い、円周溝の形状、嵌合溝とかしめ鍔からなるホルダのカップ体保持部形状、及びカップ体フランジ部形状を規定することにより、相対するカップ体のフランジ部が塑性変形により凸部を形成できると共に、形成されたフランジ部の凸部と前記円周溝が確実に係合でき、カップ体とホルダの接合強度を確保することができる。

（６） （１）〜（５）のいずれか一項に記載のガス発生器において、前記嵌合溝の溝幅が１．２〜２．４ｍｍであり、前記カップ体外壁面から連続しているフランジ外壁面と、前記かしめ鍔の前記フランジに接する側の面の形状が合致して接合していることが好ましい。
上記構成に従うことにより、ホルダのカップ体保持部とカップ体フランジ部の接触面積を増大させることにより、ホルダとカップ体の保持力は更に向上する。

（７） （１）〜（６）のいずれか一項に記載のガス発生器において、前記嵌合溝が前記ホルダの外周部に沿い形成され、前記円周溝が前記嵌合溝の底部の最外周部に形成されていることが好ましい。
（８） （１）〜（６）のいずれか一項に記載のガス発生器において、前記嵌合溝が前記ホルダの外周部に沿い形成され、前記円周溝が前記嵌合溝の底部の最外周部及び最内周部に１つずつ形成されていることが好ましい。
上記構成は、ホルダの嵌合溝底部に配置される円周溝の形成位置を特定したものであり、カップ体とホルダの回転方向及び縦方向保持力の両方の保持力を優位に向上させるガス発生器を提供できるものである。
（９） （１）に記載のガス発生器において、ガス発生剤が１２００ｍｇ以上の充填量であることが好ましい。本願に係るガス発生器はカップ体とホルダが堅固に保持されるものであり、従来の小型ガス発生器よりガス発生剤装填量が多い高出力型小型ガス発生器に適用できるものである。
（１０） ガス発生剤と、有低円筒形状で開口部に凸部を有するフランジが延設されているカップ体と、電気信号により起動される点火機構を有する点火器と、前記カップ体のフランジ部を嵌合する嵌合溝、及び前記カップ体のフランジ部をかしめ固定するかしめ鍔、及び前記点火器をかしめ固定する円筒状の点火器保持部、嵌合溝の底部に少なくとも一つの連続した円周溝を有し、前記カップ体と前記点火器を固定する円筒形状のホルダと、
前記カップ体と、前記点火器と、前記ホルダとに囲まれて区画形成される燃焼室を備え、前記燃焼室に前記ガス発生剤が収容されたガス発生器の製造方法であって、
（ｉ）前記円筒形状のホルダに点火器を取付け、円筒状点火器保持部を縮径するように変形させて点火器をかしめ固定し、点火器付きホルダを作成する点火器取付け工程、
（ｉｉ）ガス発生剤を充填したカップ体を、前記点火器付きホルダに嵌合する嵌合工程、
（ｉｉｉ）前記ホルダのかしめ鍔を縮径するように変形させ、前記カップ体のフランジ部を前記嵌合溝と前記かしめ鍔で挟み込み、それと同時に、ホルダの円周溝に相対するフランジ部をかしめ鍔のかしめを介して塑性変形させ、凸部を形成させるかしめ工程、
を含むガス発生器の製造方法が挙げられる。上記製造方法により、カップ体のホルダへの固定と同時に、カップ体フランジ部に凸部を形成することができ、当該凸部がホルダの円周溝に確実に係合する配置を取ることを可能とするものである。更に、従来のガス発生器の製造工程は同じであり、特別な製造設備の新設を必要としない利点を有する。

本発明によると、従来技術と比較して、ガス発生器のカップ体とホルダの接合部における縦方向保持力及び回転方向保持力が、優位に向上したガス発生器を提供できる。該接合部の確実な接合に伴い、燃焼室の気密性も十分確保されるものであり、簡易な構成でありながら、信頼性の高いガス発生器を提供できるものである。更に、本発明のガス発生器は、複雑な形状を要しないホルダ部材により、従来と同じ製造工程により製造することができ、製造プロセスに係るコストを抑えることができる。また、従来構成と比較して、カップ体とホルダの堅固な保持が達成できることから、カップ体およびホルダの部材の肉薄化や軽量材質の採用を可能とするものであり、当該ガス発生器の小型化や軽量化を達成できるものである。

本発明の第１の実施形態に係る小型ガス発生器の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る小型ガス発生器の、カップ体とホルダの接合部位（図１の点線で囲まれた部位）の拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る小型ガス発生器の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る小型ガス発生器の、カップ体とホルダの接合部位（図３の点線で囲まれた部位）の拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る小型ガス発生器の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る小型ガス発生器の、カップ体とホルダの接合部位（図５の点線で囲まれた部位）の拡大断面図である。 従来技術による小型ガス発生器の断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係るガス発生器の第１実施形態を示す断面図である。図１に示すガス発生器は、主としてシートベルトのプリテンショナー装置に使用される小型のガス発生器１である。かかる小型のガス発生器１は、金属製のカップ体３、ガス発生剤２を着火させるための点火器４、及び前記カップ体３と点火器４を保持する金属製の円筒形状のホルダ５を具える。そして、カップ体３、点火器４、及びホルダ５に囲まれて区画される燃焼室９が形成され、この区画にガス発生剤２が充填されている。衝突事故発生時にガス発生剤２を即座に着火させるために、点火器４は、ガス発生剤２と隣接するように配置されている。

点火器４は、電気信号により起動し火炎を発生させ、ガス発生剤２を着火させて燃焼を開始させるための点火装置である。点火器４は内部に図示しない点火薬と、この点火薬を着火させるための図示しない抵抗体とを含んでいる。抵抗体は一対の電極ピン１４，１５と接続されており、それぞれの電極ピンが基部１９に挿通・保持され、外部に貫通している。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。金属カバー１８は点火器４から発生する高温の火炎に指向性を与え、ガス発生剤２を確実に燃焼させるために設置される。

点火器４は、ホルダ５における円筒状で開口端部が縮径している点火器保持部８と点火器の基部１９が当接する形態で、ホルダ５に保持されている。電極ピン１４，１５は孔１３に挿入され、電極ピン先端部がコネクター挿入部１６側に挿通している。孔１３は、複数の電極ピン１４，１５をまとめて挿入できる１つの孔でも、電極ピンを各々個別に挿入できる複数の孔であっても良い。点火器４とホルダ５との間には、気密性を向上させるためにＯリング１７が介在されている。Ｏリング１７は、耐熱性及び耐湿性を有するゴム製材料からなるものである。

カップ体３は、カップ底方向側面先端部が小径化した縮径円筒部と、開口端方向側面部が大径化した大径円筒部の２段にプレス成形され、開口端の端が折り曲げられて円盤状のフランジ部１２が形成されている。このカップ体３の底には脆弱部２０が設置されている。脆弱部２０の具体的な形態としては、カップ体に肉薄部の設置が挙げられ、より具体的には、複数の線状の切欠きが配置されている。カップ体内に充填されるガス発生剤２の燃焼時に、この脆弱部２０が破断され、図示しないシートベルトプリテンショナー機構に生成ガスが圧力を伴い放出される機構である。
カップ体３に使用される材質は、アルミニウム、鉄、銅、鋼、またはこれらの合金、並びに樹脂等の材質から選択され、鍛造加工、プレス加工、絞り加工、モールド加工等により成形される。本発明において、アルミニウム製、またはアルミニウム合金製のカップ体を採用することが好ましい。なお、燃焼したガス発生剤２による発生ガスの出力に応じて、当該カップ体の材質及び厚みを選定することにより、カップ体３とホルダ５の固定を確実にする。

カップ体３に配置されるフランジ部１２は、後述するホルダ嵌合溝６に嵌る縁幅を有する円盤形状である。すなわちフランジ部１２は嵌合溝６と同形状の連続した円盤状であり、嵌合溝幅より小さい縁幅である。フランジ部１２はかしめによりホルダ５に固定されるものであり、かしめ力において固定が保たれるよう、かしめ固定されたフランジ部の板厚み（Ｔ）は少なくとも０．１ｍｍ以上の板厚みを必要とする。より好ましくはフランジ部の板厚み（Ｔ）は０．３ｍｍ以上を必要とする。
カップ体のフランジ部１２とホルダ５の保持部において、その間にはシール剤（図示しない）が塗布されている。このシール剤は必須のものではないが、ホルダ５とカップ体３との間を確実に気密封止するために必要に応じて塗布される。シール剤としては、透湿性の低い耐久性に優れた材料の利用が好ましく、たとえばシリコーン系シール剤を利用することが好ましい。また、溶剤に固形成分を溶解させたシール剤を利用する場合には、シール剤の塗布乾燥後にハウジングのかしめ固定を行なうとよい。

ホルダ５は中空略円筒状の部材からなり、たとえばアルミニウム合金等を用いた成形品にて構成される。ホルダ５は、点火器４を挿入し基部１９を覆うように保持する点火器保持部８を有する。この点火器保持部８は、かしめにより点火器の基部１９上下方向から挟持して保持する。また、他端方向には円筒状のコネクター挿入部１６が設置され、孔１３にて点火器保持部８側と連通している。
ホルダ５の円筒外周部には、カップ体３を保持するための嵌合溝６、及びかしめ鍔７を具えている。カップ体３はフランジ部１２が嵌合溝６に嵌合され、かしめ鍔７がフランジ部１２と係合して、ホルダ５にかしめ固定されている。したがってかしめ鍔７は、かしめによりホルダ５の円筒中心部側に塑性変形を受け、端部が中央側に縮径された形状である。

本発明の第１実施形態に係るガス発生器１は、前記嵌合溝６の底部の中央部分に、1本の連続した円周溝１０が形成されており、更にフランジ部１２に、前記円周溝１０に係合する凸部１１が形成されていることを特徴とするものである。具体的には図１の点線で囲った部分を拡大した図２に示すような構造を有する。以下に、図２を用いて説明する。

カップ体３に形成されるフランジ部１２は、ホルダ５の嵌合溝６に挿入されている。更にホルダ５のかしめ鍔７は、フランジ部１２の外壁部と当接する形態で屈曲変形され、ホルダ５の内側方向に縮径している。すなわち、かしめ鍔７は、カップ体３のフランジ部１２の板厚み（Ｔ）でホルダ内側方向に折り曲げられた形状である。前記嵌合溝６の底部の中央部分に１本の連続した円周溝１０が形成されている。フランジ部１２のカップ体３の内壁側は、嵌合溝６の底部と当接配置され、更にフランジ部１２は、前記円周溝１０に相対する位置に凸部１１が形成されている。前記円周溝１０と前記凸部１１は互いに係合するよう配置されている。本願の第1実施形態に係るガス発生器１は、カップ体３が、かしめ鍔７と嵌合溝６によりかしめ固定され、且つ円周溝１０とフランジ凸部１１が係合する機構を併せることにより、カップ体３のホルダ５への強固な固定を達成し得るものである。

カップ体フランジ部１２に形成される凸部１１は、カップ体フランジ部１２がホルダ嵌合溝６に挿入され、カップ体３をホルダ５にかしめ固定する際に、フランジ部１２が、かしめ鍔７によるかしめにより円周溝１０に相対する部分において塑性変形され、形成されるものである。したがって、かしめ鍔７を変形させる力は、かしめ鍔７を塑性変形させて縮径部を形成させると共に、且つフランジ部１２を塑性変形させ凸部１１を形成させるに十分な力を加えることが必要である。係る方法を採用することにより、凸部１１は違いなく円周溝１０に係合する配置を取り得る。

本願の第１実施形体に係るガス発生器１は、前記構成によりカップ体３がホルダ５に強固に保持されるものであるが、カップ体３及びホルダ５の各部構成における好適な範囲を採用することにより、更に確実にその機能が発揮されるものである。
具体的には、円周溝１０は、その溝幅（Ｗ）が嵌合溝６の溝幅（Ｌ）に対して、Ｗ／Ｌが０．２〜０．６の範囲において配設されることが好ましい。または円周溝１０は、その深さ（Ｄ）とカップ体フランジ部１２の板厚み（Ｔ）の比率（Ｄ／Ｔ）が０．３以上であることが好ましい。より好ましくはＷ／Ｌが０．２〜０．６の範囲であり、且つＤ／Ｔが０．３以上の相対配置で設置されたガス発生器を挙げることができる。嵌合溝６の底部に配設される円周溝１０は、その溝幅（Ｗ）が小さい場合、すなわち嵌合溝との相対関係においてＷ／Ｌが０．２より小さい場合、フランジ部１２の凸部１１との十分な係合が達せられない。また、円周溝１０の溝幅（Ｗ）が大きく、すなわちＷ／Ｌが０．６より大きい場合、フランジ部１２の凸部１１と円周溝１０との係合は確保されるものの、凸部１１の強度が弱くなり、カップ体３とホルダ５の係止強度が低下する。また、円周溝１０の深さ（Ｄ）が、カップ体フランジ部１２の板厚み（Ｔ）に対して十分な深さがない場合、フランジ部１２に配設される凸部１１も自ずと小さいものとなり、カップ体３とホルダ５の十分な係止強度が得られない。したがって、円周溝１０の深さ（Ｄ）とフランジ部１２の板厚み（Ｔ）の相対的な比率（Ｄ／Ｔ）は０．３以上であることが好ましい。
更に具体的には、ホルダ５の嵌合溝６は溝幅（Ｌ）が０．８〜３．２ｍｍで設置されることが好ましい。嵌合溝幅が０．８ｍｍより小さい場合、カップ体フランジ部１２がかしめ鍔７に覆われる部分が小さいため保持力が十分でなく、カップ体の確実な固定が困難である。嵌合溝幅が３．２ｍｍより大きい場合、当該ガス発生器の大径化をきたすため好ましくない。かしめ鍔７の高さは０．８〜３．２ｍｍで設置される。かしめ鍔７はカップ体のフランジ部１２を覆い縮径する形状で屈曲しているが、そのかしめ鍔７の高さとは嵌合溝６の底部から前記縮径端部までの長さを指す。かしめ鍔７の高さがこの設定範囲を外れる場合、カップ体保持力が不十分となる場合や、当該小型ガス発生器の大径化をきたし不都合が生じる。かしめ固定されたフランジ部１２の板厚み（Ｔ）は０．３〜０．７ｍｍに設定されることが好ましい。フランジ部１２の板厚みが０．３ｍｍより小さい場合、凸部１１が形成される際、フランジ部１２の肉薄化のためカップ体３の機械的強度低下が著しく、結果としてカップ体保持力が低下する。また０．７ｍｍより大きい場合、かしめ鍔７の大型化を要するため好ましくない。

更に前記嵌合溝底部の中央部分に形成される円周溝１０は、円周溝の溝幅（Ｗ）が０．２〜０．８ｍｍ、深さ（Ｄ）が０．１〜０．８ｍｍの範囲において形成されることが好ましい。円周溝１０の溝幅（Ｗ）が０．１ｍｍより小さい場合、凸部１１と円周溝１０との十分な係合が達せられない。またかしめ鍔７のかしめによるフランジ部１２の塑性変形による凸部１１形成が十分に達せられない。円周溝１０の溝幅（Ｗ）が０．８ｍｍより大きい場合、フランジ部１２の肉薄化が懸念される。一方、円周溝１０の深さ（Ｄ）が０．２ｍｍより小さい場合、凸部１１と円周溝１０との十分な係合が達せられない。またかしめ鍔７のかしめによるフランジ部１２の塑性変形にて、凸部１１が十分に形成されない。円周溝１０の深さ（Ｄ）が０．８ｍｍより大きい場合は、ホルダ５全体強度の低下が懸念される。したがってカップ体３及びホルダ５の各部構成における好適な設計範囲を外れる場合、円周溝１０と凸部１１との係合、並びにかしめ鍔７によるかしめ固定強度が達成されず、カップ体３とホルダ５の十分な保持力が確保されない。
第１の実施形態におけるさらに好ましい設計数値において、嵌合溝６の溝幅（Ｌ）は１．２〜２．４ｍｍ、かしめ鍔７高さは１．２〜２．４ｍｍと設定されるものである。また、円周溝１０は溝幅（Ｗ）が０．４〜０．７ｍｍ、深さ（Ｄ）が０．３〜０．７ｍｍと設定されるものである。そして円周溝１０は、その溝幅（Ｗ）が嵌合溝６の溝幅（Ｌ）に対して、Ｗ／Ｌが０．２〜０．６の範囲において配設されることが好ましい。または円周溝１０は、その深さ（Ｄ）とカップ体フランジ部１２の板厚み（Ｔ）の比率（Ｄ／Ｔ）が０．３以上であることが好ましい。

図７に、従来技術によるガス発生器の断面図を提示した。従来の小型ガス発生器３０１は、カップ体３０３の開口端部にフランジ部３１２が形成される。またホルダ３０５は、カップ体３０３を保持するため、最外殻円周部に、カップ体のフランジ部３０３を挿入する嵌合溝３０６、及びカップ体のフランジ部３１２を固定する円筒状で端部がホルダ内側方向に縮径しているかしめ鍔３０７を具えている。カップ体３０３は、フランジ部３１２を嵌合溝３０６に挿入し、かしめ鍔３０７をかしめることにより端部が中央側に縮径され、ホルダ３０５に固定されている。係る構成により、カップ体３０３、点火器３０４、及びホルダ３０５に囲まれて区画される燃焼室３０９が形成される。しかしながら、従来技術によるカップ体とホルダとの固定、及び燃焼室内の気密性に確保に関し、フランジ部３１２を嵌合溝３０６とかしめ鍔３０７による挟み込み機構による固定では充分且つ確実であるとは言えず、カップ体とホルダのより強固な固定方法の確立が希求されている。本発明に係るガス発生器は、その課題を解決し得るものである。

次に、図１に示す本発明の第１実施形態に係るガス発生器１の組立作業の要領を、同図に基づき説明する。まず円筒形状のホルダ５に、点火器４を電極ピン１４，１５側から挿通し、点火器４をＯリング１７を介してホルダ５の円筒状の点火器保持部８に収納するように装着する。次いで、点火器の基部１９を覆うようにして、点火器保持部８を変形させて、点火器４をホルダ５にかしめ固定して一体に装着する。次に、点火器が装着されたホルダ５を、予めガス発生剤２が充填されているカップ体３に挿入する。このとき、円筒形状ホルダ５の嵌合溝６にカップ体３のフランジ部１２を嵌合し、かしめ鍔７をかしめ固定する。この際、当該フランジ部１２は、かしめ鍔７のかしめにより塑性変形を受け、嵌合溝１２底部に配置された円周溝１０に相対する部位に、凸部１１が形成される。かしめ鍔７の塑性変形、及びフランジ部１２の塑性変形による凸部１１の形成のため、かしめ鍔７のかしめ力は、１５〜３５ｋＮが必要である。

上記したガス発生器１が作動し、シートベルトプリテンショナー装置が安全装置として機能する原理を以下に説明する。まず、車両が衝突すると、衝突センサーから衝突検出信号が発信され、電気制御ユニット（ＥＣＵ）を介し、かかる信号を点火器４が受信する。衝突を検知した際には、電極ピン１４，１５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、図示しない点火薬が燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎（高温ガスおよび熱粒子）は、ガス発生剤２を点火する。抵抗体に電流が流れてから点火装置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２ミリ秒以下である。カップ体３、円筒形状ホルダ５および点火器４によって区画形成される燃焼室９にはガス発生剤２が充填されている。ガス発生剤２は、点火器４の起動により発生する高温の火炎によって着火、燃焼し、燃焼に伴いガス発生剤２から多量のガスを発生させる。発生したガスは、燃焼室９内を所定内圧以上として、カップ体３の脆弱部２０を破裂開放し、プリテンショナー機構に送り込まれる。その結果、ガス圧力によりプリテンショナー機構が作動し、シートベルトが引っ張られ、乗員の安全性が確保されることとなる。
シートベルトプリテンショナー機構を正確に作動させるためには、当該ガス発生器は、プリテンショナー機構へ規定のガス圧力を、指向性をもたせて発生させる必要がある。本発明に係る小型ガス発生器１は、ガス発生剤２の燃焼に伴い高温ガスが生成した場合において、カップ体のフランジ部１２と、円筒形状ホルダの嵌合溝６及びかしめ鍔７との接合部の確実な固定、及び気密封止が達成されていることから、燃焼室９内の内圧を十分に確保することができる。尚且つ、燃焼室内圧が十分に高まった場合において、当該接合部分においてカップ体３の抜けや圧力破断がなく、所定のガス噴出口であるカップ体３の底面切り欠き部２０を介してシートベルトプリテンショナー機構に高圧ガスを導出することができる。本願に係る小型ガス発生器を適用したシートベルトプリテンショナー機構は、所定のガス圧力を所定の方向に起動ガスを送り込まれるため、所定の作動時間において所定のシートベルト巻取り力で作動できる。

シートベルトプリテンショナー機構を起動させるためのガス発生剤２としては、無煙火薬（ニトロセルロース）の成形体や、含窒素有機化合物と酸化剤を含む非アジ化系組成物の成形体などが用いられる。また、近年においては、一酸化炭素などの有害成分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が、シートベルト装置のプリテンショナー用のガス発生剤として利用されるようになっている。ガス発生剤２の成形体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものが利用される。また、成形体内部に孔を有する有孔状（たとえば、マカロニ状や蓮根状等）の成形体も利用されている。これらの形状は、ガス発生器が組み付けられるユニット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の燃焼時においてガスの生成速度が変化するように最適の形状が選択される。また、ガス発生剤の形状の他にも、ガス発生剤の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成形体のサイズが適宜選択される。

ガス発生剤２の充填量は、組み付けられるユニットの仕様に応じて適宜変更されるが、通常２００〜２０００ｍｇ程度のガス発生剤が用いられ装填される。一般的な仕様の場合、ガス発生剤の充填量は４００〜１０００ｍｇである。しかしながら、当該小型ガス発生器の多様な利用に対応するため、より強い駆動力を発揮するガス発生器の開発が進められており、ガス発生剤装填量の増量が検討されている。具体的には、ガス発生剤を１０００〜２０００ｍｇ充填した高出力ガス発生器の開発が進められている。このような高出力型ガス発生剤の場合、発生ガスに対する耐久性基準がより高い水準のガス発生器を要求される。本願に係るガス発生器１は、従来構成によるガス発生器３０１と比較し、カップ体３とホルダ５における保持力が格段に優れるものであり、高出力型ガス発生器において好適に採用し得るものである。

＜第２実施形態＞
次に、図３及び図４を用いて、本発明の第２実施形態に係るガス発生器１０１について説明する。図３は本願のガス発生器に係る第２実施形態の断面図であり、図４は図３の点線で囲った部分の拡大断面図である。なお、本実施形態において符号が付された部位のうち下２桁の数字が、第１実施形態の符号と同じ数字のものは同様の部位であり、説明を省略することがある。

本実施形態のガス発生器１０１は、円筒形状ホルダ１０５の外周部に嵌合溝１０６が形成されている。この嵌合溝底部における最外周側で、かしめ鍔１０７に隣接する位置に、１本の連続した円周溝１１０が形成されている。カップ体１０３の開口端部にはフランジ部１１２が形成され、これが嵌合溝１０６に挿入され、ホルダ１０５内側に縮径した形状のかしめ鍔１０７によりかしめ固定されている。フランジ部１１２には、前記円周溝１１０と相対する位置に凸部１１１が形成され、この凸部１１１と円周溝１１０が係合するよう配置されている。本願の第２実施形態に係るガス発生器１０１は、カップ体１０３のフランジ部１１２が、かしめ鍔１０７と嵌合溝１０６によって挟み込み固定され、且つ嵌合溝１０６の最外周部に形成された円周溝１１０とフランジ部１１２の凸部１１１が係合する機構を併せることにより、カップ体１０３のホルダ１０５への強固な固定を達成し得るものである。

以下に前記ガス発生器１０１の、更に具体的な説明をする。かしめ鍔１０７はかしめにより開口端が縮径した形状に塑性変形され、フランジ部１１２の外壁部と当接配置する。すなわち、かしめ鍔１０７は、カップ体１０３のフランジ部１１２の板厚み（Ｔ）でホルダ内側方向に折り曲げられた形状である。フランジ部１１２の凸部１１１は、フランジ部１１２の円周溝１１０に相対する位置が、かしめ鍔１０７のかしめ力により、塑性変形され形成されるものである。したがって、かしめ鍔１０７をかしめる力は、かしめ鍔１０７を塑性変形させて縮径部を形成させるとともに、フランジ部１１２を塑性変形させて凸部１１１を形成させるように、十分な応力を加えることが必要である。係る方法を採用することにより、凸部１１１は違いなく円周溝１１０に係合する配置を取り得る。この第２実施形態に係るガス発生器において、フランジ部１１２は嵌合溝１０８から円周溝１１０に延設する形状に沿った湾曲した形状に変形し、その先端部が円周溝１１０に落とし込まれる形状で凸部１１１を形成するものである。したがって、この第２実施形態は、フランジ部１１２の板厚み（Ｔ）変化を伴わない形態で凸部１１１が形成されるものであり、フランジ部１１２の板厚み（Ｔ）が比較的薄い肉厚のカップ体１０３の部材を用いたガス発生器において、好適に適用され得る形態である。

本願の第２実施形態に係るガス発生器１０１は、前記構成によりカップ体１０３がホルダ１０５に強固に保持されるものであるが、カップ体１０３及びホルダ１０５の各部構成における好適な設計数値の範囲を採用することにより、更に確実にその機能が発揮されるものである。
具体的には、円周溝１１０は、その溝幅（Ｗ）が嵌合溝１０６の溝幅（Ｌ）に対して、Ｗ／Ｌが０．２〜０．６の範囲において配設されることが好ましい。または円周溝１１０は、その深さ（Ｄ）とカップ体フランジ部１１２の板厚み（Ｔ）の比率（Ｄ／Ｔ）が０．３以上であることが好ましい。より好ましくはＷ／Ｌが０．２〜０．６の範囲であり、且つＤ／Ｔが０．３以上の相対配置で設置されたガス発生器を挙げることができる。嵌合溝１０６の底部に配設される円周溝１１０は、その溝幅（Ｗ）が小さい場合、すなわち嵌合溝との相対関係においてＷ／Ｌが０．２より小さい場合、フランジ部１１２の凸部１１１との十分な係合が達せられない。また、円周溝１１０の溝幅（Ｗ）が大きく、すなわちＷ／Ｌが０．６より大きい場合、フランジ部１１２の凸部１１１と円周溝１１０との係合は確保されるものの、凸部１１１の強度が弱くなり、カップ体１０３とホルダ１０５の係止強度が低下する。また、円周溝１１０の深さ（Ｄ）が、カップ体フランジ部１１２の板厚み（Ｔ）に対して十分な深さがない場合、フランジ部１１２に配設される凸部１１１も自ずと小さいものとなり、カップ体１０３とホルダ１０５の十分な係止強度が得られない。したがって、円周溝１１０の深さ（Ｄ）とフランジ部１１２の板厚み（Ｔ）の相対的な比率（Ｄ／Ｔ）は０．３以上であることが好ましい。
具体的には、ホルダ１０５の嵌合溝１０６はフランジ部１１２が挿入される大きさであることが必須であるが、溝幅（Ｌ）が０．８〜３．２ｍｍで設置されることが好ましい。より好ましくは溝幅（Ｌ）が１．２〜２．４ｍｍである。かしめ鍔１０７の高さは０．８〜３．２ｍｍで設置される。かしめ鍔はカップ体のフランジ部１１２外壁部を覆い縮径する形状で屈曲しているが、そのかしめ鍔１０７の高さとは、嵌合溝６の底部から前記縮径端部までの長さを指す。より好ましくは、かしめ鍔１０７の高さは１．２〜２．４ｍｍで設計される。かしめ固定されたフランジ部１１２のフランジ縁幅は、前記嵌合溝１０６の溝幅（Ｌ）より小さいものである。フランジ部１１２は塑性変形し凸部１１１を形成し得るために、その板厚み（Ｔ）は重要因子であり０．３〜０．７ｍｍに設定されることが好ましい。

更に、前記嵌合溝１０６底部の最外周部に形成される円周溝１１０は、円周溝１１０の溝幅（Ｗ）が０．２〜０．８ｍｍ、深さ（Ｄ）が０．１〜０．８ｍｍの範囲において形成されることが好ましい。円周溝１１０の溝幅（Ｗ）が０．２ｍｍより小さい場合、凸部１１１と円周溝１１０との十分な係合が達せられない。またかしめ鍔１０７のかしめによる塑性変形にて凸部１１１が十分に形成されない。円周溝１１０の溝幅が０．８ｍｍより大きい場合、フランジ部１１２の肉薄化が懸念される。また、円周溝１１０の深さ（Ｄ）が０．１ｍｍより小さい場合、凸部１１１と円周溝１１０との十分な係合が達せられない。またかしめ鍔１０７のかしめによる塑性変形にて凸部１１１が十分に形成されない。一方、円周溝１１０の深さが０．８ｍｍより大きい場合は、ホルダ１０５全体強度の低下が懸念される。したがってカップ体１０３及びホルダ１０５の各部構成における好適な設計範囲を外れる場合、円周溝１１０と凸部１１１との係合、並びにかしめ鍔１０７によるかしめ固定強度が達成されず、カップ体１０３とホルダ１０５の十分な保持力が確保されない。
第２の実施形態においてより好ましい設計数値において、嵌合溝１０６の溝幅（Ｌ）は１．２〜２．４ｍｍ、かしめ鍔１０７の高さは１．２〜２．４ｍｍで設定されるものである。また、当該円周溝１１０は溝幅（Ｗ）が０．４〜０．７ｍｍ、深さ（Ｄ）が０．３〜０．７ｍｍで設定されるものがより好ましい。更に円周溝１１０は、その溝幅（Ｗ）が嵌合溝１０６の溝幅（Ｌ）に対して、Ｗ／Ｌが０．２〜０．６の範囲において配設されることが好ましい。または円周溝１１０は、その深さ（Ｄ）とカップ体フランジ部１１２の板厚み（Ｔ）の比率（Ｄ／Ｔ）が０．３以上であることが好ましい。
本願の第２の実施形態に係るガス発生器１０１は、該フランジ部１１２に形成される凸部１１１が円周溝１１０に係合する構成により、カップ体１０３の確実な固定を達成するものであり、縦方向保持力が従来技術と比較して優位に向上したガス発生器を提供できる。該接合部の確実な接合に伴い、燃焼室の気密性も十分確保されるものである。

＜第３実施形態＞
次に、図５及び図６を用いて、本発明の第３実施形態に係るガス発生器２０１について説明する。図５は本願のガス発生器に係る第３実施形態の断面図であり、図６は図５の点線で囲った部分の拡大断面図である。なお、本実施形態において符号が付された部位のうち下２桁の数字が、第１実施形態の符号と同じ数字のものは同様の部位であり、説明を省略することがある。

本実施形態のガス発生器２０１は、円筒形状ホルダ２０５の外周部に嵌合溝２０６が形成されている。この嵌合溝２０６底部において、最外周側のかしめ鍔２０７と隣接する位置、及び最内周側の点火器保持部２０８に隣接する位置に、それぞれ連続した円周溝２１０ａ、２１０ｂが形成されている。カップ体２０３の開口端部にはフランジ部２１２が形成され、これが嵌合溝２０６に挿入され、ホルダ２０５内側に縮径した形状のかしめ鍔２０７によりかしめ固定されている。フランジ部２１２には、円周溝２１０ａ、２１０ｂと相対する位置に、それぞれ凸部２１１ａ、２１１ｂが形成されている。凸部２１１ａはフランジ部２１２の先端部が円周溝２１０ａに沿うように湾曲して形成され、凸部２１１ｂはフランジ部２１２の内周部分が円周溝２１０ｂに落とし込まれるように形成される。この凸部２１１ａ、２１１ｂと円周溝２１０ａ、２１０ｂがそれぞれ係合するよう配置されている。本願の第３実施形態に係るガス発生器２０１は、カップ体２０３のフランジ部２１２が、かしめ鍔２０７と嵌合溝２０６により挟み込み固定され、且つ嵌合溝２０６の最外周部及び最内周部にそれぞれ形成された円周溝２１０ａ、２１０ｂとフランジ部の凸部２１１ａ、２１１ｂが係合する機構を併せることにより、カップ体２０３のホルダ２０５への強固な固定を達成し得るものである。

以下にガス発生器２０１の更に具体的な説明をする。かしめ鍔２０７はかしめにより開口端が縮径した形状に塑性変形され、フランジ部２１２の外壁部と当接配置する。すなわち、かしめ鍔２０７は、カップ体２０３のフランジ部２１２の板厚み（Ｔ）でホルダ内側方向に折り曲げられた形状である。フランジ部２１２の凸部２１１ａ、２１１ｂは、フランジ部２１２の円周溝２１０ａ、２１０ｂに相対する位置が、かしめ鍔２０７をかしめる力により、塑性変形され形成されるものである。したがって、かしめ鍔２０７のかしめ力は、かしめ鍔２０７を塑性変形させ縮径部を形成させ、且つフランジ部２１２を塑性変形させ凸部２１１ａ、２１１ｂを形成させるよう、十分な応力を加えることが必要である。係る方法を採用することにより、凸部２１１ａ、２１１ｂは違いなく円周溝２１０ａ、２１０ｂに係合する配置を取り得る。この第３実施形態に係るガス発生器において、２本の円周溝２１０ａ、２１０ｂの配置に伴い、フランジ部２１２に２本の凸部２１１ａ、２１１ｂが形成され、係る構成で２箇所の係合部が設置される形態である。したがって、第３の実施形態は円周溝と凸部の２箇所の係合によるより強い保持力が発揮され得る。

本願の第３実施形体に係るガス発生器２０１は、前記構成によりカップ体２０３がホルダ２０５に強固に保持されるものであるが、カップ体２０３及びホルダ２０５の各部構成における好適な設計数値の範囲を採用することにより、更に確実にその機能が発揮されるものである。
具体的には、円周溝２１０ａ又は２１０ｂは、それぞれの溝幅（Ｗａ又はＷｂ）が嵌合溝２０６の溝幅（Ｌ）に対して、Ｗａ（又はＷｂ）／Ｌが０．２〜０．６の範囲において配設されることが好ましい。または円周溝２１０ａ又は２１０ｂは、それぞれの深さ（Ｄａ又はＤｂ）とカップ体フランジ部２１２の板厚み（Ｔ）の比率（Ｄａ（又はＤｂ）／Ｔ）が０．３以上であることが好ましい。より好ましくはＷａ（又はＷｂ）／Ｌが０．２〜０．６の範囲であり、且つＤａ（又はＤｂ）／Ｔが０．３以上の相対配置で設置されたガス発生器を挙げることができる。本の円周溝２１０ａ、２１０ｂは同一幅、同一深さであっても、異なる溝幅、溝深さであっても、前記範囲にされている円周溝であれば特に問題はない。嵌合溝２０６の底部に配設される円周溝２１０ａ又は２１０ｂは、その溝幅（Ｗａ又はＷｂ）が小さい場合、すなわち嵌合溝との相対関係においてＷａ（又はＷｂ）／Ｌが０．２より小さい場合、フランジ部２１２の凸部２１１ａ又は２１１ｂとの十分な係合が達せられない。また、円周溝２１０ａ又は２１０ｂの溝幅（Ｗａ又はＷｂ）が大きく、すなわちＷａ（又はＷｂ）／Ｌが０．６より大きい場合、フランジ部２１２の凸部２１１ａ又は２１１ｂと円周溝２１０ａ又は２１０ｂとの係合は確保されるものの、凸部２１１ａ又は２１１ｂの強度が弱くなり、カップ体２０３とホルダ２０５の係止強度が低下する。また、円周溝２１０ａ又は２１０ｂの深さ（Ｄａ又はＤｂ）が、カップ体フランジ部２１２の板厚み（Ｔ）に対して十分な深さがない場合、フランジ部２１２に配設される凸部２１１ａ又は２１１ｂも自ずと小さいものとなり、カップ体２０３とホルダ２０５の十分な係止強度が得られない。したがって、円周溝２１０ａ又は２１０ｂの深さ（Ｄａ又はＤｂ）とフランジ部２１２の板厚み（Ｔ）の相対的な比率（Ｄａ（又はＤｂ）／Ｔ）は０．３以上であることが好ましい。
具体的には、ホルダ２０５の嵌合溝２０６はフランジ部２１２が挿入される大きさであることが必須であるが、溝幅（Ｌ）が０．８〜３．２ｍｍで設置されることが好ましい。より好ましくは溝幅（Ｌ）が１．２〜２．４ｍｍである。かしめ鍔２０７の高さは０．８〜３．２ｍｍで設置される。かしめ鍔２０７はカップ体のフランジ部を覆い縮径する形状で屈曲しているが、そのかしめ鍔２０７の高さは嵌合溝２０６の底部から前記縮径端部までの長さを指す。より好ましくは、かしめ鍔２０７の高さは１．２〜２．４ｍｍで設計される。かしめ固定されたフランジ部２１２は、前記嵌合溝２０６の溝幅（Ｌ）より小さいものであるが、塑性変形し凸部２１１ａ、２１１ｂを形成し得るために、その板厚み（Ｔ）は重要因子であり０．３〜０．７ｍｍに設定されることが好ましい。

更に前記嵌合溝２０６底部最外周部に形成される円周溝２１０ａ、２１０ｂは、円周溝２１０ａ、２１０ｂの溝幅（Ｗ）がそれぞれ０．２〜０．８ｍｍ、深さ（Ｄ）が０．１〜０．８ｍｍの範囲において形成されることが好ましい。２本の円周溝２１０ａ、２１０ｂは同一幅、同一深さであっても、異なる溝幅、溝深さであっても、前記範囲にされている円周溝であれば特に問題はない。円周溝２１０ａ、２１０ｂの溝幅（Ｗ）が０．２ｍｍより小さい場合、凸部２１１ａ、２１１ｂと円周溝２１０ａ、２１０ｂとの十分な係合が達せられない。またかしめ鍔２０７のかしめによる塑性変形にて、凸部２１１ａ、２１１ｂが十分に形成されない。円周溝２１０ａ、２１０ｂの溝幅（Ｗ）が０．８ｍｍより大きい場合、フランジ部２１２の肉薄化が懸念される。また、円周溝２１０ａ、２１０ｂの深さ（Ｄ）が０．１ｍｍより小さい場合、凸部２１１ａ、２１１ｂと円周溝２１０ａ、２１０ｂとの十分な係合が達せられない。またかしめ鍔２０７のかしめによる塑性変形にて凸部２１１ａ、２１１ｂが十分に形成されない。一方、円周溝２１０ａ、２１０ｂの深さが０．８ｍｍより大きい場合は、ホルダ２０５全体強度の低下が懸念される。したがってカップ体２０３及びホルダ２０５の各部構成における好適な設計範囲を外れる場合、円周溝２１０ａ、２１０ｂと凸部２１１ａ、２１１ｂとの係合、並びにかしめ鍔２０７によるかしめ固定強度が達成されず、カップ体２０３とホルダ２０５の十分な保持力が確保されない。
第３の実施形態において更に好ましい設計において、嵌合溝２０６の溝幅（Ｌ）は１．２〜２．４ｍｍ、かしめ鍔２０７の高さは１．２〜２．４ｍｍで設定されている。また、当該円周溝２１０ａ、２１０ｂは溝幅（Ｗ）が０．４〜０．７ｍｍ、深さ（Ｄ）が０．１〜０．７ｍｍで設定されている。
本願の第３の実施形態に係るガス発生器２０１は、該フランジ部２１２に形成される凸部２１１ａ、２１１ｂと円周溝２１０ａ、２１０ｂにおいて２箇所の係合部を形成する構成により、カップ体２０３の確実な固定を達成するものであり、縦方向保持力、及び回転方向強度が従来技術と比較して優位に向上したガス発生器を提供できる。該接合部の確実な接合に伴い、燃焼室の気密性も十分確保されるものである。

以下に本願に係るガス発生器の具体的な形態に関し、実施例を挙げ詳細に説明するとともに、その効果の検証を試験例を挙げて示す。

実施例１
図１に示した円周溝１０が嵌合溝６の中央部に設置されたガス発生器１が用いられた。ガス発生器のカップ体３はアルミニウム合金製、ホルダ５はアルミニウム合金製、嵌合溝部６の溝幅（Ｌ）＝１．５８ｍｍ、円周溝１０の溝幅（Ｗ）＝０．３８ｍｍ、溝深さ（Ｄ）＝０．５ｍｍであり、フランジ部１２板厚さ（Ｔ）＝０．５５ｍｍであった。かしめ鍔７をかしめ荷重２５ｋＮにて縮径するようにかしめて、実施例１に係るガス発生器を製造した。

実施例２
図３に示した円周溝１１０が嵌合溝１０６の最外周部に設置されたガス発生器１０１が用いられた。ガス発生器のカップ体１０３はアルミニウム合金製、ホルダ１０５はアルミニウム合金製、嵌合溝部１０６の溝幅（Ｌ）＝１．５８ｍｍ、円周溝１１０の溝幅（Ｗ）＝０．７９ｍｍ、溝深さ（Ｄ）＝０．５ｍｍであり、フランジ部１１２の板厚さ（Ｔ）＝０．５５ｍｍであった。かしめ鍔１０７をかしめ荷重２５ｋＮにて縮径するようにかしめて、実施例２に係るガス発生器を製造した。

実施例３
図５に示した円周溝２１０ａ、２１０ｂが嵌合溝２０６の最外周部、及び最内周部に設置されたガス発生器２０１が用いられた。ガス発生器のカップ体２０３はアルミニウム合金製、ホルダ２０５はアルミニウム合金製、嵌合溝部２０６の溝幅（Ｌ）＝１．５８ｍｍ、円周溝２１０ａ、２１０ｂの溝幅（Ｗ）はＷ（２１０ａ）＝０．６５ｍｍ、Ｗ（２１０ｂ）＝０．６５ｍｍ、溝深さ（Ｄ）はＤ（２１０ａ）＝０．１５ｍｍ、Ｄ（２１０ｂ）＝０．１５ｍｍであった。フランジ部２１２の板厚さ（Ｔ）＝０．４０ｍｍであった。かしめ鍔２０７をかしめ荷重２５ｋＮにて縮径するようにかしめて、実施例３に係るガス発生器を製造した。

比較例１
図７に示したガス発生器３０１が用いられた。ガス発生器のカップ体３０３はアルミニウム合金製、ホルダ３０５はアルミニウム合金製、嵌合溝部３０６の溝幅（Ｌ）＝１．５８ｍｍであった。フランジ部３１２の板厚さ（Ｔ）＝０．５５ｍｍであった。かしめ鍔３０７をかしめ荷重２５ｋＮにて縮径するようにかしめて、比較例１に係るガス発生器を製造した。

試験例１；カップ体押抜き試験
実施例１〜３、及び比較例１に係るガス発生器において、点火器（４，１０４，２０４，３０４）及びガス発生剤（２，１０２，２０２，３０２）を取り除き、燃焼室部分（９，１０９，２０９，３０９）に生じた空間にエポキシ樹脂を流し込み、これを固めたものを各ガス発生器のカップ体押抜き試験測定用供試サンプルとした。これに電極ピン（１４，１５など）の挿通用の孔（１３、１１３，２１３，３１３）から押抜き治具を挿入し、カップ体内側方向から押抜き力を徐々に加えた。カップ体がホルダから解離する負荷荷重値を読み取り、当該ガス発生器におけるカップ体押抜き力試験値とした。当該カップ体押抜き試験において押抜き力値の数値が大きいほどカップ体の縦方向における保持力が高いことを示す。各供試サンプルの試験結果を表１にまとめた。

試験例２；カップ体の回転トルク試験
実施例１〜３、及び比較例１に係るガス発生器において、点火器（４，１０４，２０４，３０４）及びガス発生剤（２，１０２，２０２，３０２）を取り除き、燃焼室部分（９，１０９，２０９，３０９）に生じた空間にエポキシ樹脂を流し込み、これを固めたものを各ガス発生器のカップ体回転トルク測定用供試サンプルとした。供試サンプルのホルダ（５，１０５，２０５，３０５）を固定治具にて固定しトルク試験機にセットする。カップ体（３，１０３，２０３，３０３）に手動で回転負荷を加え、カップ体が回転し位置ずれが生じたトルク値を、回転トルク値とした。当該カップ体回転トルク試験において、回転トルク値の数値が大きいほどカップ体の横方向回転における保持力が高いことを示す。各供試サンプルの試験結果を表１にまとめた。

試験例３；気密性試験
実施例１〜３、及び比較例１に係るガス発生器を供試サンプルとした。各供試サンプルを一方の槽に入れた。次に、アルミニウム合金の塊から、各試供サンプルと外形は同形状で内部空間は存在しないマスターサンプルを削り出して準備し、他方の槽に入れる。槽同士は差圧計を通して繋げた。そして、両方の槽を空気にて９００ｋＰａに加圧し、そのときに生じる差圧を検知し、気密性試験値とした。当該気密性試験において、気密性試験値の数値が小さいほど試供サンプルのカップ体とホルダとの接合部における気密性が高いことを示す。各供試サンプルの試験結果を表１にまとめた。

表１：試験例１〜３の試験結果一覧
試験例１ 試験例２ 試験例３
供試試料 押抜き試験 回転トルク試験 気密性試験
実施例１ カップ体破断（２３００Ｎ） ８．１６Ｎ・ｍ ３４Ｐａ
実施例２ カップ体破断（２１００Ｎ） Ｎ．Ｔ． Ｎ．Ｔ．
実施例３ カップ体破断（２３００Ｎ） ６．３２Ｎ・ｍ ３６Ｐａ
比較例１ １２８０Ｎ（カップ体抜け） ４．８９Ｎ・ｍ ３４Ｐａ
Ｎ．Ｔ．；未測定

本願に係るガス発生器である実施例１〜３は、試験例１のカップ体の押抜き試験において何れの供試サンプルもカップ体の母材が破断するものであり、実施例におけるカップ体のホルダかしめ部による縦方向保持力は計測不能であった。その際の押抜き負荷荷重は２１００〜２３００Ｎを指し、カップ体（３，１０３，２０３）とホルダ（５，１０５，２０５）との縦方向保持力は、当該カップ体母材の機械的強度以上であった。一方、従来構成によるガス発生器である比較例１は、負荷荷重値が１２８０Ｎにおいて、カップ体３０３がホルダ３０５のかしめ鍔３０７と嵌合溝３０８により構成されるかしめ部分からすり抜け、カップ体３０３が脱離する現象が観察された。したがって、実施例１〜３に係るガス発生器のカップ体の縦方向保持力は、比較例より格段に向上していることが明らかとなった。また試験例２において、カップ体の横回転方向の保持力を検証したところ、実施例１及び３は比較例１より優位に高い回転トルク抵抗性を示した。更に試験例３にて、本願に係るガス発生器はカップ体とホルダにおける気密性も十分に確保されていることが証明された。これら試験例１〜３の結果から、本願に係るガス発生器は、当該カップ体の縦方向及び横方向の双方向に対して、従来構成のガス発生器と比較して高い保持力を有し、且つ十分な気密性を保っていることが明らかとなった。特に縦方向保持力において顕著に優れた向上効果が確認されたことから、本発明のガス発生器は高い縦方向保持力が要求される高出力型ガス発生器へ好適に適用し得る構造であることが示された。

本願に係るガス発生器は、車両搭乗者安全装置の起動装置として機能し、特に自動車のシートベルトプリテンショナー等を起動させるための小型ガス発生器として好適に採用され得る。

１，１０１，２０１，３０１ 小型ガス発生器
２ ガス発生剤
３，１０３，２０３，３０３ カップ体
４，１０４，２０４，３０４ 点火器
５，１０５，２０５，３０５ ホルダ
６，１０６，２０６，３０６ 嵌合溝
７，１０７，２０７，３０７ かしめ鍔
８ 点火器保持部
９ 燃焼室
１０，１１０，２１０ａ，２１０ｂ 円周溝
１１，１１１，２１１，３１１ 凸部
１２，１１２，２１２，３１２ フランジ部
１６ コネクター挿入部
Ｌ 嵌合溝幅
Ｗ 円周溝幅
Ｄ 円周溝深さ
Ｔ フランジ部厚み

Claims (10)

1. 車両搭乗者拘束装置を作動させるためのガス発生器であって、ガス発生剤と、有底円筒形状で開口部にフランジが延設されているカップ体と、電気信号により起動される点火機構を有する点火器と、前記カップ体のフランジ部を嵌合する嵌合溝、及び前記カップ体のフランジ部をかしめ固定するかしめ鍔、及び前記点火器をかしめ固定する円筒状の点火器保持部を有し、前記カップ体と前記点火器を固定する円筒形状のホルダと、前記カップ体と、前記点火器と、前記ホルダとに囲まれて区画形成される燃焼室を備え、前記燃焼室に前記ガス発生剤が収容されたガス発生器であって、
   前記嵌合溝の底部に少なくとも一つの連続した円周溝が形成され、前記カップ体のフランジ部に凸部が形成され、前記円周溝と前記凸部が係合するように配設されていることを特徴とするガス発生器。
2. 前記円周溝の溝幅（Ｗ）と前記嵌合溝の溝幅（Ｌ）の比率（Ｗ／Ｌ）が０．２〜０．６である請求項１に記載のガス発生器。
3. 前記円周溝の深さ（Ｄ）と前記カップ体フランジ部の板厚み（Ｔ）の比率が（Ｄ／Ｔ）が０．３以上である請求項１または２に記載のガス発生器。
4. 前記円周溝の溝幅が０．２〜０．８ｍｍの円周溝であり、前記嵌合溝の溝幅が０．８〜３．２ｍｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス発生器。
5. 前記円周溝の深さが０．１〜０．８ｍｍの円周溝であり、前記カップ体フランジ部の板厚みが０．３〜０．７ｍｍである請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス発生器。
6. 前記嵌合溝の溝幅が１．２〜２．４ｍｍであり、前記カップ体外壁面から連続しているフランジ外壁面と、前記かしめ鍔の前記フランジに接する側の面の形状が合致して当接している請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス発生器。
7. 前記円周溝が前記嵌合溝の底部の最外周部に形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス発生器。
8. 前記円周溝が前記嵌合溝の底部の最外周部及び最内周部に１つずつ形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス発生器。
9. 前記ガス発生剤が総充填量が１２００〜２０００ｍｇのガス発生剤である請求項１〜８のいずれか一項に記載のガス発生器。
10. ガス発生剤と、有底円筒形状で開口部に凸部を有するフランジが延設されているカップ体と、電気信号により起動される点火機構を有する点火器と、前記カップ体のフランジ部を嵌合する嵌合溝、及び前記カップ体のフランジ部をかしめ固定するかしめ鍔、及び前記点火器をかしめ固定する円筒状の点火器保持部、嵌合溝の底部に少なくとも一つの連続した円周溝を有し、前記カップ体と前記点火器を固定する円筒形状のホルダと、前記カップ体と、前記点火器と、前記ホルダとに囲まれて区画形成される燃焼室を備え、前記燃焼室に前記ガス発生剤が収容されたガス発生器の製造方法であって、
    （ｉ）前記円筒形状のホルダに点火器を取付け、円筒状点火器保持部を縮径するように点火器をかしめ固定し、点火器付きホルダを作成する点火器取付け工程と、
    （ｉｉ）ガス発生剤を充填したカップ体を、前記点火器付きホルダに嵌合する嵌合工程と、
    （ｉｉｉ）前記ホルダのかしめ鍔を縮径するようにかしめ固定する際に、前記カップ体のフランジ部を前記嵌合溝と前記かしめ鍔で挟み込み、それと同時に、ホルダの円周溝に相対するフランジ部をかしめ鍔を介したかしめ力により塑性変形させ、凸部を形成させるかしめ工程、
    を含む、ガス発生器の製造方法。

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