JPH0890259A - 圧接バリの整形方法及び整形されたガス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削屑が発生せず、簡易かつ安価な圧接バリ
の整形方法を提供する。 【構成】 被接合物の接合片の一方を固定し、他方を回
転させつつ押圧接触させ摩擦熱を利用して溶接する摩擦
圧接により接合部分２６に形成される圧接バリ２８の整
形方法において、前記圧接バリをローラ５１で被接合物
本体に押しつけるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は摩擦圧接の接合部に形成
される圧接バリの整形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】摩擦圧接はアルミニウム等軽金属の棒、
パイプ、熱可塑性プスチックス等の接合の際に使用さ
れ、具体的には自動車のクランクシャフト、複写機のド
ラム、エアバッグ用のガス発生器等に使用されている。
摩擦圧接に際しては被接合物の接合片の一方を固定し、
他方を回転させつつ押圧接触させ摩擦熱を利用して溶接
する。この技術は有用なものであるが、その接合部は母
材の不定形な結晶組織で覆われる。一般にこの組織は圧
接バリと呼ばれているが、見かけが悪いばかりでなく、
組織が鋭くて脆いため取扱い時に大きな支障となる。こ
のため、従来一般的には、この圧接バリを削り取る整形
方法が採用されていた。しかし、この削り取る整形方法
では、切削屑が大量に生じ、この切削屑の付着による絶
縁不良のおそれがあることから、被接合物が、例えば自
動車の安全装置であるエアバッグ用のガス発生器等の精
密機器の場合にはこの方法は適していない（実際、切削
屑やバリの落下片による絶縁不良が原因でエアバッグの
不展開や誤動作を起こした事例が知られている）。そこ
で、これらガス発生器等の場合は、圧接条件を検討して
バリの結晶粒を小さくし、圧接バリを整形せずにそのま
ま使用されるケースがほとんどであった。

【０００３】この後者のエアバッグ用ガス発生器への摩
擦圧接適用の具体的例を図６〜図８により説明する。図
６において、ガス発生器１は外観が円筒容器状であり、
例えばアルミニウム合金製の上容器２と下容器３とから
成る。上容器２は外壁１６と内壁１５を有する中空円
筒、下容器３は蓋状であり、両者は摩擦圧接により一体
化され、外壁１６及び内壁１５の各接合部２６、２７に
はバリ膨出用に予め凹状に開先加工が施されており、圧
接バリ２８、２９は、該凹部を充満するように膨出す
る。このように、予め開先加工を施しておくと、圧接後
のバリ取りを不要若しくは軽減することができるが、凹
部を形成する分だけ本体が薄肉となり、強度低下は避け
られない。一体化されたガス発生器１は、内壁１５によ
り中央部５とリング状の外周部４とに区画されている。
また、下容器３は中央部５に上方に突出する円筒部３ａ
が形成され、この円筒部３ａには、図示されない衝突セ
ンサを介して電流の供給を受けて作動するスクイブ１７
が収納され、さらに該スクイブ１７に接して伝火薬１８
が中央部５の上部に配置されている。このスクイブ１７
が点火手段を構成し、中央部５が点火室を構成する。外
周部４は、リング状の隔壁１２及びフィルタカバー２５
で４室に区画され、内径側上段にガス発生剤９、内径側
下段に第１冷却フィルタ２０、外径側下段に第２冷却フ
ィルタ１０、及び外径側上段に濾過フィルタ１１がそれ
ぞれ収納されている。第１及び第２冷却フィルタ２０、
１０には金網等が、濾過フィルタ１１にはセラミックフ
ィルタ等が用いられる。そして、内壁１５には点火室５
からガス発生室６に通じる第１ガス孔１５ａが開口し、
また隔壁１２には、ガス発生室６と冷却フィルタ室７と
を連通する第２ガス孔１２ａ、第１冷却フィルタ室１９
と第２冷却フィルタ室７とを連通する第３ガス孔１２ｂ
が開口し、また、第２冷却フィルタ室７と濾過フィルタ
室８とを連通するガス通路２５ａが設けられ、さらに外
壁１６には、濾過フィルタ室８と外部とを連通するガス
孔１６ａが開口している。また、上容器２は、フランジ
２ａを有し、該フランジ２ａには取付孔３０が設けられ
ている。

【０００４】つぎに、上記ガス発生器１の摩擦圧接の手
順を図７により簡単に説明する。図７（ａ）において、
上容器２に隔壁、ガス発生剤、フィルタ１０等を入れ、
下容器３にスクイブ１７を取り付ける。図７（ｂ）にお
いて、上容器２を固定し、上容器３を該下容器２に合わ
せ、接触させつつ回転させる。すると、接合部２６、２
７は摩擦熱により加熱溶融し、この状態で下容器３を軸
方向に押圧する（矢印）と、図７（ｃ）に示すように、
接合面の母材の一部が押し出され、該接合部は金属結合
を生じて接合されるとともに、この押し出された母材に
より圧接バリ２８、２９が形成される。なお、スクイブ
１７は接合後に挿着してもよい。

【０００５】つぎに、図８により、上記ガス発生器１の
使用方法の具体例を説明する。図８において、ガス発生
器１はフランジの取付孔３０によりエアバッグ３５とと
もにリテーナ３３にボルト１６で取り付けられ、また、
該リテーナ３３の下側にはカバー４１、４７内にガス発
生器１の点火回路の電源４１、コネクタ４０、リード線
４６等が組み込まれ、さらに、該リテーナ３３の上側に
はエアバッグの外側にバッグカバー３４が取り付けられ
てエアバッグモジュール３１とされる。そしてこのエア
バッグモジュール３１は取付孔６により自動車のハンド
ル３７の中央部に取り付けられる。なお、図示例は電気
接点を内蔵しない電子式衝突センサを使用するタイプの
ものであるが、機械式衝突センサを使用するタイプのも
のでは、さらにガス発生器１に点火回路の電気接点であ
る衝突センサが内蔵されるものもある。

【０００６】つぎに、図６及び図８により、このガス発
生器及びエアバッグモジュールの作動を簡単に説明す
る。図６において、ガス発生器１は、衝突センサが衝突
を検知すると、スクイブ１７が通電されて発火し伝火薬
１８に点火する。この点火により伝火薬１８が燃焼し、
その熱風２２によりガス発生室６のガス発生剤９が化学
反応をおこして、短時間で、高温の多量のガスが発生す
る。発生したガスは矢印で示すように、第２ガス孔１２
ａから第１冷却フィルタ室１９へと流出し、第１冷却フ
ィルタ２０で冷却されてスラグが捕集され、第３ガス孔
１２ｂを経てさらに第２冷却フィルタ１０を通過し、同
様に冷却、スラグ捕集された後、ガス通路２５ａを経て
最終段である濾過フィルタ室８に入る。そして、濾過フ
ィルタ１１で微粒子的なスラグが除去され、適温で清浄
なガスとなってガス孔１６ａから図８のエアバッグ内に
噴出する。これにより、エアバッグ３５が膨張しバッグ
カバー３４を割って外部に展開するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧接バリを
切削して整形する方法は、上述のように、大量の切削屑
が発生するため精密機器には適用できない。エアバッグ
用ガス発生器１は、図８に示すように、電気回路ととも
に組み込まれ、あるいは電気接点を内蔵する場合もある
ため、組立工程における図８の圧接バリ２８の落下片
や、該圧接バリ２８を切削した場合の切削屑付着による
絶縁不良が原因でエアバッグの不展開や誤展開を起こす
おそれがある。また、切削する場合には多少とも本体を
削ることになるため、接合部の強度に影響を与える。一
方、接合部の結晶粒を小さくして、バリ整形を施さずに
そのまま使用する方法では、ガス発生器の場合、組立工
程において、接合部のバリが取扱い時に手や取扱い治具
に引っ掛かって事故の原因ともなり、また、作業者に手
袋をさせる必要があるため作業能率低下を来すという問
題があった。さらに、無整形とするためには、開先加工
を施す等の圧接条件を選択して圧接強度を犠牲にせざる
を得ない場合もあった。また、一般的に、製品の外観が
重要な場合には摩擦圧接が使用できないことにもなる。

【０００８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、切削屑が発生せず、簡易かつ安価な圧接バリの
整形方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における圧接バリの整形方法は、被接合物の
接合片の一方を固定し、他方を回転させつつ押圧接触さ
せ摩擦熱を利用して溶接する摩擦圧接により接合部分に
形成される圧接バリの整形方法において、前記圧接バリ
をローラで被接合物本体に押しつけるものである。

【００１０】また、前記ローラは所定の歯形を有してい
るものとすることができる。

【００１１】また、上記圧接バリの整形方法は、前記被
接合物が、その構造中に電気的な接点を有するもの、若
しくはエアバッグ用ガス発生器である場合、又は前記被
接合物の素材が、アルミニウム、若しくはアルミニウム
合金である場合に特に効果的である。

【００１２】また、本発明におけるエアバッグ用ガス発
生器は、１つの容器部材とこれに合わさる他の容器部材
とを摩擦圧接により接合してなるエアバッグ用ガス発生
器において、前記接合部に形成された圧接バリは、ロー
ラで容器本体に押しつけられているものである。

【００１３】

【作用】ローラで圧接バリを接合部に押しつけるので、
切削屑等を発生することなく整形でき、かつ整形された
面は取扱い時に引っ掛かり等を生ぜず、バリ片が落下す
るおそれもない。特に、ローラに所定の歯形を持たせた
いわゆるローレット加工により整形すると、製品の見か
けがよくなり、また模様や記号を製品に印加することに
より、製品の識別や工程管理等の利用が可能になる。本
発明の整形方法は、切削屑発生、バリ片発生の防止に効
果を有するため、被接合物が一般的にその構造中に電気
接点を含むものである場合、あるいはガス発生器である
場合に特に有効である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。まず、図１〜図３により第１実施例を説
明する。図１は本発明の圧接バリの整形方法を実施する
ための装置の概要を示す模式図、図２は本発明の整形方
法による圧接バリの変化の様子を示す断面図、図３は本
発明の圧接バリ整形方法適用後のガス発生器の外観図で
ある。

【００１５】図１において、本発明の整形方法を実施す
るための装置５０は、例えば、ガス発生器１を回転自在
に保持する回転保持手段５６、回転駆動され該ガス発生
器の接合部２６を平坦に整形する平ローラ５１、及び前
記回転保持手段５６を回転自在に軸支しつつガス発生器
１を平ローラ５１に所定圧力Ｐで押しつける押しつけ手
段６１とから構成される。すなわち、ガス発生器の上容
器２は回転保持手段５６のチャック等の把持部材５６ａ
により、中心軸５５の周りに回転自在に保持される。該
回転保持手段５６の軸５５は、押しつけ手段６１の軸支
部材６０に軸受６０を介して回転自在に支持される。そ
して、該軸支部材６０はシリンダ５８のピストン５９に
連結され、エアにより所定の圧力Ｐを矢印方向に付加さ
れる。一方、ガス発生器１の接合部２６に、軸５２を有
し該軸５２の周りに回転自在な平ローラ５１が当接させ
られる。該軸５２は、例えばモータ５７で回転駆動され
る。このローラ５１の回転駆動は、専用機を用いても良
く、また旋盤等を利用してもよい。なお、回転保持手段
５６を駆動し、平ローラ５１を従動するようにしてもよ
く、また回転保持手段５６を固定し、平ローラ５１をガ
ス発生器１に押しつけながらその周りに回転するように
してもよい。また、ガス発生器１を該平ローラ５１に押
しつけるのに代えて平ローラ５１をガス発生器１に押し
つけるようにしてもよい。以上の説明は、圧接と同時に
バリ整形を行う方法であり、この場合には、バリは柔ら
かい状態で整形されるのでローラの押圧力Ｐは小さなも
のでよい。

【００１６】一方、アルミニウムの場合には、常温でも
容易に整形可能であるので、圧接工程とバリ取り工程と
を別工程とすることができる。この場合には、押圧力Ｐ
は１５０ｋｇ／ｃｍ² 以上であることが望ましいが、そ
れ以下であっても数度押しつけ操作を繰り返すことによ
って所期の目的を果たすことができる。一般に押しつけ
圧力は摩擦圧接される金属の種類によって調整されるこ
とが望ましい。整形加工時の温度は一般に常温で行われ
るが加工される材料によっては加温下、あるいは冷却下
に実施される。

【００１７】つぎに、整形の手順を図１〜図３により説
明する。まず、ガス発生器１を従来の技術で説明した図
７の手順によりガス発生剤、点火具等を組み込んで摩擦
圧接して製作した。図１において、容器２、３の材料に
は純アルミニウムを用い、下容器３の直径は８０ｍｍと
した。接合部分２８はざらついており、強く手で擦る
と、バリが落ち、手に傷が付く状態であった。つぎに、
図示するように、製作したガス発生器１の上容器２の上
端を回転保持手段５６で保持し、平ローラ５１をガス発
生器１の接合部分２８に押しつけながら回転させる。押
しつけ圧力Ｐは１６０ｋｇ／ｃｍ² とした。平ローラ５
１の回転により、ガス発生器１は接合部分２８が整形さ
れながら該平ローラ５１の回転に伴って回転する。

【００１８】図２において、接合部２６に周方向に延在
する圧接バリ２８は、平ローラ５１の押圧により肉が軸
方向に逃げて（矢印）二点鎖線で示すように平坦化され
る。

【００１９】図３において、このようにして整形された
ガス発生器１は、接合部２６が平滑にならされており、
バリの落下、手への引っ掛かりは皆無であった。そし
て、このガス発生器１を図８に示すエアバッグモジュー
ルに組み込み、エアバッグを展開させたところ、誤展
開、不展開は発生せず結果は良好であった。また、同様
にして作成したイナートモデルでハイドロバーストテス
トを実施した結果、破壊圧が４１０ｋｇ／ｃｍ² であ
り、破壊箇所は接合部ではなかった。

【００２０】つぎに、本発明の第２実施例を図４に基づ
き説明する。図４は本実施例の整形方法を適用したガス
発生器の外観図である。図４において、図３と異なる点
は、接合部２６の整形にローレット加工を用いた点であ
る。すなわち、図１の平ローラ５１に代えて、図示する
ような斜め溝５５の歯形を有するローラ（ローレット）
を使用したものである。ガス発生器容器材料は純アルミ
ニウム、ローレットの直径はφ５０ｍｍ、圧接後のロー
ラ押圧力は１００〜２００ｋｇ／ｃｍ² 、ローレット目
は２０山／インチすなわちピッチ１．２７０ミリ、ロー
レット幅は５ｍｍとした。このようにして作成したガス
発生器１をエアバッグモジュールに組み込んだ結果は第
１実施例同様に良好であった。また、同様にして作成し
たイナートモデルのハイドロバーストテストの結果は４
３０ｋｇ／ｃｍ² と良好であった。この整形方法をエア
バッグモジュールの製造ラインで採用したところ絶縁不
良は大幅に低下した。

【００２１】つぎに、本発明の第３実施例を図５により
説明する。図５において、本実施例の整形方法を適用し
たガス発生器の外観図である。図５において、図４と異
なる点は、接合部２６の整形にハート型が彫り込まれる
ような歯形を有するローレットを用いた点である。この
ようにして得られたガス発生器１をエアバッグモジュー
ルに組み込んだ結果は第１実施例同様良好であった。ま
た、同様にして作成したイナートモデルのハイドロバー
ストテストの結果は４２０ｋｇ／ｃｍ² と良好であっ
た。

【００２２】

【発明の効果】本発明の圧接バリの整形方法は上述のよ
うに、摩擦圧接により接合部分に形成される圧接バリを
ローラで被接合物本体に押しつけるものであるあるた
め、切削屑が発生せず、簡易かつ安価な圧接バリの整形
が可能となり、工程での切削屑やバリ片による汚染を大
幅に減少させることができる。従って、エアバッグ用ガ
ス発生器等の精密機器に適用すると特に有効である。ま
た、ローラに所定の歯形を持たせたいわゆるローレット
加工により整形すると、製品の見かけがよくなり、さら
に模様や記号を製品に印加することにより、製品の識別
や工程管理等の利用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧接バリの整形方法を実施するための
装置の概要を示す模式図である。

【図２】本発明の整形方法による圧接バリの変化の様子
を示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の圧接バリ整形方法適用後
のガス発生器の外観図である。

【図４】本発明の第２実施例の圧接バリ整形方法適用後
のガス発生器の外観図である。

【図５】本発明の第３実施例の圧接バリ整形方法適用後
のガス発生器の外観図である。

【図６】摩擦圧接が適用されるガス発生器の断面図であ
る。

【図７】ガス発生器の摩擦圧接の手順を示す図である。

【図８】エアバッグモジュールの断面図である。

【符号の説明】

１ ガス発生器 ２ 上容器（容器部材） ３ 下容器（容器部材） ２６ 接合部 ２８ 圧接バリ ５１ 平ローラ（ローラ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 道隆 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被接合物の接合片の一方を固定し、他方
   を回転させつつ押圧接触させ摩擦熱を利用して溶接する
   摩擦圧接により接合部分に形成される圧接バリの整形方
   法において、前記圧接バリを摩擦圧接中又は摩擦圧接後
   にローラで被接合物本体に押しつけることを特徴とする
   圧接バリの整形方法。
2. 【請求項２】 前記ローラは所定の歯形を有している請
   求項１に記載の圧接バリの整形方法。
3. 【請求項３】 前記被接合物は、その構造中に電気的な
   接点を有するものである請求項１又は２に記載の圧接バ
   リの整形方法。
4. 【請求項４】 前記被接合物は、エアバッグ用ガス発生
   器である請求項１又は２に記載の圧接バリの整形方法。
5. 【請求項５】 前記被接合物の素材は、アルミニウムで
   ある請求項１又は２に記載の圧接バリの整形方法。
6. 【請求項６】 前記被接合物の素材は、アルミニウム合
   金である請求項１又は２に記載の圧接バリの整形方法。
7. 【請求項７】 １つの容器部材とこれに合わさる他の容
   器部材とを摩擦圧接により接合してなるエアバッグ用ガ
   ス発生器において、前記接合部に形成された圧接バリ
   は、ローラで容器本体に押しつけられていることを特徴
   とするエアバッッグ用ガス発生器。