(57)【要約】【課題】部材を固定できる固定方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の固定方法は、曲面形状の外表面を備え所定の第１金属で形成された第１部材を準備するステップと、所定の第２金属で形成された第２部材を準備するステップと、を含む。第１部材は外表面に設けられた円形状の開口端と、開口端から繋がって第１部材の内方に延伸する内壁とを有する孔を備え、第２部材は第１部材の孔に挿入された場合に内壁に対向し且つ少なくとも一部が内壁に当接する周壁部を備える。更に、本発明の固定方法は、第２部材の周壁部の少なくとも一部を内壁に当接させるように、周壁部の一端部側から孔に挿入するステップと、第２部材を第１部材に対して相対的に回転させ、内壁と周壁部との当接領域に摩擦熱を発生させつつ所定の圧力を加えて当接領域における内壁と周壁部とを摩擦圧接し、第２部材を第１部材に固定するステップと、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面形状の外表面を備え所定の第１金属で形成された第１部材を準備するステップであって、該第１部材は、該外表面に設けられた円形状の開口端と、該開口端から繋がって該第１部材の内方に延伸する内壁とを有する孔を備えるステップと、
所定の第２金属で形成された第２部材を準備するステップであって、前記孔に挿入された場合に前記内壁に対向し、且つ、少なくとも一部が該内壁に当接する周壁部を備えるステップと、
前記第２部材の前記周壁部の少なくとも一部を前記内壁に当接させるように、該周壁部の一端部側から前記孔に挿入するステップと、
前記第２部材を前記第１部材に対して相対的に回転させ、前記内壁と前記周壁部との当接領域に摩擦熱を発生させつつ所定の圧力を加えて該当接領域における該内壁と該周壁部とを摩擦圧接し、該第２部材を該第１部材に固定するステップと、
を含む固定方法。
【請求項２】
前記内壁は、前記開口端側から前記内方側に向かって縮径されるテーパ内壁部を有する、
請求項１に記載の固定方法。
【請求項３】
前記周壁部は、前記一端部側から他端部側に向かって拡径されるテーパ周壁部を有し、
前記テーパ周壁部の少なくとも一部が前記当接領域に含まれる、
請求項１又は請求項２に記載の固定方法。
【請求項４】
前記第２部材は、前記周壁部の他端部側に接続され、該周壁部よりも拡径された拡径部を備え、
前記第２部材の前記周壁部を前記孔に挿入した場合に、前記拡径部が該孔の外方に露出した状態となり、
前記第２部材を前記第１部材に固定するステップは、前記拡径部を把持して前記第２部材を前記第１部材に対して相対的に回転させることを含む、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固定方法。
【請求項５】
加圧ガスを封入する加圧ガス室と、該加圧ガスを該加圧ガス室に充填する充填孔と、を有するハウジングと、該充填孔を閉塞するシールピンと、を備えたガス発生器のシールピン固定方法であって、
前記第１部材は、前記ハウジングであり、
前記孔は、前記充填孔であり、
前記第２部材は、前記シールピンであり、
前記シールピンを前記ハウジングに固定するステップは、該シールピンの少なくとも一部を前記充填孔の前記内壁の周方向に沿って全周に亘って接合することを含む、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固定方法を用いたガス発生器のシールピン固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定方法及びそれを用いたガス発生器のシールピン固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属で形成された部材同士の固定方法として、摩擦圧接が知られている。摩擦圧接は、金属で形成された部材同士を当接させながら一方の部材を回転させて摩擦熱を発生させ、当該部材同士の当接領域をさらに加圧して接合する方法である。例えば、特許文献１には、ガス発生器のチューブに点火器取付ハウジングが摩擦圧接により固定される技術が開示されている。当該ガス発生器において、点火器取付ハウジングは円柱形状であり、点火器取り付けハウジングの端面（円柱形状の底面）がチューブの円筒形周壁部に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７１５２３２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
円柱形状のハウジング等の端面をチューブの円筒形周壁部に摩擦圧接で固定する場合、円筒形周壁部に当該端面の全面を接触させることができない。また、当該端面は円形状の平面であるので、当該端面を円筒形周壁部に当接させながら当該ハウジング等を回転させた場合に、当該端面の中心部と半径方向外側とでは、周方向の速度が異なる。具体的には、当該端面の中心部よりも半径方向外側の方が周方向の速度が大きい。このため、当該端面内で摩擦熱により発生する熱量の分布に斑が生じ、当該端面と円筒形周方向との接合部が不均一となってしまう。また、摩擦圧接前において当該端面と円筒形周壁部とは線状に接触面を形成するため、摩擦圧接後において当該端面は、その周方向に均一に円筒形周壁部に接合されない虞がある。このため、当該端面を円筒形周壁部に固定できない虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記した問題に鑑み、部材を固定できる固定方法を提供すること目的とする。
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、第２部材の周壁部の少なくとも一部を第１部材の孔の内壁に当接させるように、該周壁部の一端部側から該孔に挿入し、第２部材を第１部材に対して相対的に回転させ、該内壁と該周壁部との当接領域に摩擦熱を発生させつつ所定の圧力を加えて該当接領域における該内壁と該周壁部とを摩擦圧接する固定方法を採用した。このような固定方法によれば、曲面形状の外表面を備えた第２部材に、第１部材を固定することができる。
【０００７】
具体的には、本発明は、曲面形状の外表面を備え所定の第１金属で形成された第１部材を準備するステップであって、該第１部材は、該外表面に設けられた円形状の開口端と、該開口端から繋がって該第１部材の内方に延伸する内壁とを有する孔を備えるステップと、所定の第２金属で形成された第２部材を準備するステップであって、前記孔に挿入された場合に前記内壁に対向し、且つ、少なくとも一部が該内壁に当接する周壁部を備えるステップと、前記第２部材の前記周壁部の少なくとも一部を前記内壁に当接させるように、該周壁部の一端部側から前記孔に挿入するステップと、前記第２部材を前記第１部材に対
して相対的に回転させ、前記内壁と前記周壁部との当接領域に摩擦熱を発生させつつ所定の圧力を加えて該当接領域における該内壁と該周壁部とを摩擦圧接し、該第２部材を該第１部材に固定するステップと、を含む。
【０００８】
本発明に係る固定方法は、曲面形状の外表面を備えた第１部材に対して第２部材を固定することができる。曲面形状の外表面に対して円形平面の端面を摩擦圧接で接合する従来技術と比較して、本発明では第１部材の孔の内壁に第２部材の周壁部を当接させて、第１部材と第２部材との当接領域の面積を相対的に大きくして、第１部材と第２部材との接合面積を大きくすることができる。また、第１部材と第２部材との当接領域における内壁及び周壁部の表面に不純物が付着していたとしても、不純物は当該表面が溶融して排出されるため、接合前に当接領域における内壁及び周壁部を清浄する必要なく接合斑等の接合不良が抑制される。
【０００９】
上記の固定方法において、前記内壁は、前記開口端側から前記内方側に向かって縮径されるテーパ内壁部を有していてもよい。この固定方法よれば、第２部材を第１部材の孔に挿入し易くすることができる。また、第１部材と第２部材との当接領域において、第２部材の周壁部が孔の内壁の周方向に沿って全周に亘って当接させることができ、周壁部を内壁の周方向に沿って全周に亘って均一に接合することができる。
【００１０】
上記の固定方法において、前記周壁部は、前記一端部側から他端部側に向かって拡径されるテーパ周壁部を有し、前記テーパ周壁部の少なくとも一部が前記当接領域に含まれていてもよい。この固定方法よれば、第２部材を第１部材の孔に挿入し易くすることができる。また、第１部材と第２部材との当接領域において、第２部材の周壁部が孔の内壁の周方向に沿って全周に亘って当接させることができ、周壁部を内壁の周方向に沿って全周に亘って均一に接合することができる。
【００１１】
上述までの固定方法において、前記第２部材は、前記周壁部の他端部側に接続され、該周壁部よりも拡径された拡径部を備え、前記第２部材の前記周壁部を前記孔に挿入した場合に、前記拡径部が該孔の外方に露出した状態となり、前記第２部材を前記第１部材に固定するステップは、前記拡径部を把持して前記第２部材を前記第１部材に対して相対的に回転させることを含んでいてもよい。この固定方法によれば、拡径部を把持して第２部材を第１部材に対して相対的に回転させことができる。また、拡径部が治具等で把持されることにより、第２部材を把持し易くできる。これにより、第２部材の治具等への固定を容易にし、第２部材を安定的に回転させることができる。
【００１２】
ここで、本発明をガス発生器のシールピン固定方法の側面から捉えることができる。すなわち、本発明は、加圧ガスを封入する加圧ガス室と、該加圧ガスを該加圧ガス室に充填する充填孔と、を有するハウジングと、該充填孔を閉塞するシールピンと、を備えたガス発生器のシールピン固定方法であって、前記第１部材は、前記ハウジングであり、前記孔は、前記充填孔であり、前記第２部材は、前記シールピンであり、前記シールピンを前記ハウジングに固定するステップは、該シールピンの少なくとも一部を前記充填孔の前記内壁の周方向に沿って全周に亘って接合することを含んでいてもよい。このように、ガス発生器のシールピン固定方法は、上述までの本発明に係る固定方法を用いることができる。本発明に係るガス発生器のシールピン固定方法によれば、シールピンの少なくとも一部が充填孔の内壁の周方向に沿って全周に亘って接合される。これにより、ハウジング内の加圧ガス室を密閉し、加圧ガスがハウジング外に漏出するのを防ぐことができる。本発明に係るガス発生器のシールピン固定方法によれば、シールピンをハウジングに固定して、加圧ガス室を密閉することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部材を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は、本発明の固定方法に用いる第１部材を示す図である。図１（ｂ）は、本発明の固定方法に用いる第２部材を示す図である。
【図２】図２は、本発明の固定方法に関するフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の固定方法を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の固定方法を示す図である。図４（ｂ）は、本発明の固定方法を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の固定方法を示す図である。図５（ｂ）は、本発明の固定方法を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の固定方法を示す図である。図６（ｂ）は、本発明の固定方法を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の固定方法を示す図である。図７（ｂ）は、本発明の固定方法を示す図である。
【図８】図８は、本発明の固定方法を示す図である。
【図９】図９は、本発明のガス発生器のシールピン固定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係る固定方法について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこれらの実施の形態の構成に限定されるものではない。
【００１６】
＜実施例１＞
図１（ａ）は、本実施形態の実施例１に係る固定方法に用いられる第１部材１０の外観斜視図である。第１部材１０は、所定の第１金属で形成されており、曲面形状の外表面１２を備えている。本実施例では、第１部材１０は、円柱形状を有しており、当該円柱状の側面が外表面１２となる。なお、第１部材１０は、少なくとも一部に曲面形状の外表面１２を備えていればよく、円柱形状には限られない。
【００１７】
また、第１部材１０は、孔１８を備えている。孔１８は、曲面形状の外表面１２に設けられた円形状の開口端１４と、開口端１４から繋がって第１部材１０の内方に延伸する内壁１６とを有している。孔１８は、外表面１２を開口して第１部材１０の内方に円柱状に延伸するように形成されている。孔１８の内壁１６は、延伸方向に直交する方向の断面形状が円形となる。なお、内壁１６は、別法として、第１部材１０の内方に円錐状に延伸してもよいし、延伸方向が斜めに傾いていてもよい。
【００１８】
図１（ｂ）は、本実施例に係る固定方法に用いられる第２部材２０の外観斜視図である。第２部材２０は、所定の第２金属で形成されていている。第２部材２０は、円柱形状を有しており、周壁部２２と、端部２４と、端部２６と、を備えている。端部２４側が周壁部２２の一端部側であり、端部２６側が周壁部２２の他端部側である。周壁部２２の直径は、第１部材１０の孔１８の開口径と略同じであり、例えば、第２部材２０は端部２６側から所定の荷重を加えられることで端部２４側から孔１８内に挿入される。周壁部２２は、第２部材２０が第１部材１０の孔１８に挿入された場合に孔１８の内壁１６に対向し、且つ、少なくとも一部が内壁１６に当接する。本実施例では、円柱形状の第２部材２０が第１部材１０の内方に円柱状に延伸する孔１８に挿入されるので、周壁部２２のうち孔１８に挿入された部分の全体が内壁１６と当接する。
【００１９】
次に、本実施例に係る固定方法について、図２を用いて説明する。図２は、本実施例に係る固定方法のフローチャートである。本実施例に係る固定方法では、第２部材２０が第
１部材１０に固定される。まず、本実施例に係る組立方法では、図２に示すように、図１（ａ）に示す第１部材１０を準備する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の次のステップＳ１０２では、図１（ｂ）に示す第２部材２０を準備する。なお、ステップＳ１０１とステップＳ１０２の順番は逆でもよい。
【００２０】
ステップＳ１０２の次のステップＳ１０３では、第２部材２０が第１部材１０の孔１８に挿入される。具体的には、第２部材２０の周壁部２２を内壁１６に当接させるように、周壁部２２を端部２４（一端部）側から孔１８に挿入する。なお、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に回転させながら第２部材２０を孔１８に挿入してもよいし、端部２６から端部２４に向かって第２部材２０に荷重を加えて第２部材２０を孔１８に圧入してもよい。
【００２１】
ステップＳ１０３の次のステップＳ１０４では、第２部材２０が第１部材１０に固定される。具体的には、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に回転させ、内壁１６と周壁部２２との当接領域に摩擦熱を発生させつつ当該当接領域に所定の圧力を加えて当該当接領域における内壁１６と周壁部２２とを摩擦圧接する。これにより、第２部材２０が第１部材１０に固定される。
【００２２】
次に、図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて、図２のステップＳ１０３及びステップＳ１０４について詳細に説明する。図３は、周壁部２２が内壁１６に当接したまま第１部材１０の孔１８に第２部材２０が挿入されている状態（ステップＳ１０３が実行されている状態）を示す外観図である。第２部材２０の周壁部２２は、端部２４側から孔１８に挿入されており、端部２６側が孔１８から露出した状態となる。例えば、第２部材２０の端部２６側が所定の治具等で挟持されており、端部２６から端部２４に向かう方向に荷重が加えられて、周壁部２２が端部２４側から孔１８に押し込められている。
【００２３】
図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ線で切断した第１部材１０及び第２部材２０の断面図である。Ａ−Ａ線は、第２部材２０の円形の端部２６の中心を通る端部２６と接し、第１部材１０の外表面１２と並行な線である。図４（ａ）に示すように、周壁部２２のうち孔１８に挿入された部分の全体が内壁１６に対向し且つ内壁１６と当接している。周壁部２２が端部２６側から孔１８に押し込められることにより、周壁部２２の当該一部が孔１８の内壁１６に当接されている。図４（ａ）及びこれ以降の図面において、内壁１６と周壁部２２とが当接する当接領域３０を点線で囲んで示す。
【００２４】
また、本実施例において、第１部材１０は、中空状に形成されており、内部空間１１と、内部空間１１と外部を隔てる壁部１３と、を備えている。壁部１３は、外側に面する外表面１２と、内部空間１１を画定する内表面１５と、を備えている。内表面１５は、外表面１２と同様に曲面形状に形成されており、内部空間１１は、第１部材１０の外観形状と同様に円柱形状を有している。なお、第１部材１０は、中空状ではなく中実状に形成されていてもよい。
【００２５】
孔１８は、外表面１２から内表面１５にかけて壁部１３を貫通して形成されている。なお、孔１８は、壁部１３を貫通していなくてもよい。第２部材２０の周壁部２２が第１部材１０の孔１８に挿入され、周壁部２２の少なくとも一部が孔１８の内壁１６に当接される状態となれば、第２部材２０を挿入するステップ（ステップＳ１０３）は、完了である。
【００２６】
第２部材２０を第１部材１０に固定するステップ（ステップＳ１０４）では、当接領域３０における周壁部２２を内壁１６に対して所定の圧力Ｐ１で当接させながら、第２部材２０を第１部材１０に対して所定の回転数Ｒ１（ｒｐｍ）で回転させ、当接領域３０にお
いて摩擦熱を発生させる。本実施例では、第１部材１０が回転や移動等しないように所定の治具で固定されており、第２部材２０の端部２６側が所定の治具で固定されて回転機構に接続されて第２部材２０が回転される。第２部材２０は、円柱形状の軸を回転軸として回転される。なお、第２部材２０を所定の治具で固定し、第１部材１０を所定の治具で固定して回転機構に接続し、第１部材１０を回転させてもよい。
【００２７】
当接領域３０において発生させた摩擦熱により、当接領域３０における内壁１６及び周壁部２２の表面を軟化させる。この際、当接領域３０における内壁１６及び周壁部２２の表面が溶融物（ビード）として排出される。溶接前（摩擦圧接前）にこれらの表面に油、塵、防錆剤等の不純物が付着している場合には、溶接過程（摩擦圧接過程）で不純物は溶融物とともに排出される。溶融物は、内壁１６及び周壁部２２を沿って移動し、孔１８の外に排出される。当接領域３０における内壁１６及び周壁部２２が接合に適した温度に到達したら、第２部材２０の第１部材１０に対する回転を停止させる。次いで、図４（ｂ）に示すように、第２部材２０が端部２６側から孔１８に更に押し込められることにより、当接領域３０において、周壁部２２が内壁１６に対して所定の圧力Ｐ２で当接される。なお、所定の圧力Ｐ２は、所定の圧力Ｐ１よりも大きい。また、当接領域３０において、周壁部２２は、内壁１６の周方向に沿って全周に亘って内壁１６と当接される。これにより、当接領域３０における周壁部２２と内壁１６を周方向に全周に亘って均一に摩擦圧接し、第２部材２０が第１部材１０に固定される。なお、第２部材２０の回転数（ｒｐｍ）を下げながら周壁部２２を内壁１６に対して所定の圧力Ｐ２で当接させて、周壁部２２と内壁１６とを摩擦圧接してもよい。
【００２８】
本実施例に係る固定方法は、曲面形状の外表面１２を備えた第１部材１０に対して第２部材２０を固定することができる。曲面形状の外表面に対して円形平面の端面を摩擦圧接で接合する従来技術と比較して、本実施例では孔１８の内壁１６と周壁部２２とを当接させて、第１部材１０と第２部材２０との当接面積を相対的に大きくして、第１部材１０と第２部材２０との接合面積を大きくすることができる。本実施例に係る固定方法では、当接領域３０が内壁１６及び周壁部２２の周方向に沿って全周に亘っており、内壁１６と周壁部２２とを周方向に全周に亘って均一に接合することができる。このため、本実施例に係る固定方法では、従来技術と比較してより強固に第２部材２０を第１部材１０に対して固定することができる。また、当接領域３０における内壁１６及び周壁部２２の表面に不純物が付着していたとしても、溶接過程で不純物は摩擦圧接時に発生する溶融物とともに排出されるため、溶接前に接合界面を清浄な状態にしなくても接合斑等の接合不良を抑制できる。
【００２９】
＜実施例２＞
次に、本実施形態の実施例２に係る固定方法について説明する。図５（ａ）は、本実施例に係る固定方法において用いられる第１部材１０及び第２部材２０の図４（ａ）と同様の断面図であるが、第１部材２０の孔１８は、後述するように実施例１とは断面形状が異なっている。図５（ａ）では、第１部材１０の孔１８に第２部材２０の周壁部２２の一部が挿入されている状態（ステップＳ１０３が実行されている状態）を示している。
【００３０】
本実施例では、孔１８の内壁１６は、開口端１４側から第１部材１０の内方側に向かって縮径されるテーパ内壁部１６ａを有している。図５（ａ）に示す例では、内壁１６の全体がテーパ内壁部１６ａである。なお、内壁１６は、少なくとも一部にテーパ内壁部１６ａを備えていればよい。
【００３１】
テーパ内壁部１６ａが形成されているため、外表面１２側の開口端１４を内表面１５側の開口端よりも拡径できる。このため、開口端１４の開口径を、第２部材２０の周壁部２２の直径よりも大きくでき、周壁部２２を端部２４側から孔１８に挿入し易くできる。ま
た、テーパ内壁部１６ａは、第１部材１０の内方に向かうにしたがって縮径されており、内表面１５側の開口端の開口径は周壁部２２の直径よりも小さい。このため、第２部材２０の挿入途中で端部２４と周壁部２２との境界部（エッジ部）がテーパ内壁部１６ａに当接する。この状態で、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に回転させながら周壁部２２を孔１８に更に挿入してもよいし、端部２６から端部２４に向かって第２部材２０に荷重を加えて第２部材２０を孔１８に圧入してもよい。これにより、周壁部２２の端部２４側の先端部がテーパ内壁部１６ａに当接される。なお、第１部材１０の方が第２部材２０よりも硬度の高い金属で形成されている場合には、端部２６側から端部２４に向かって荷重が加えられて周壁部２２が端部２６側から孔１８に押し込められることにより、端部２４と周壁部２２との境界部（エッジ部）が削られて、周壁部２２がテーパ内壁部１６ａに当接される。また、第２部材２０を回転させながら周壁部２２を孔１８に押し込む場合には、摩擦熱により当該境界部が軟化して変形し、周壁部２２がテーパ内壁部１６ａに当接されるまで周壁部２２を孔１８に押し込むことができる。
【００３２】
当接領域３０における周壁部２２は、テーパ内壁部１６ａの周方向に沿って全周に亘ってテーパ内壁部１６ａに当接される。第２部材２０の周壁部２２が第１部材１０の孔１８に挿入され、周壁部２２の少なくとも一部がテーパ内壁部１６ａに当接している状態となれば、第２部材２０を挿入するステップ（ステップＳ１０３）は、完了である。
【００３３】
第２部材２０を第１部材１０に固定するステップ（ステップＳ１０４）では、当接領域３０における周壁部２２をテーパ内壁部１６ａに対して所定の圧力Ｐ１で当接させながら、第２部材２０を第１部材１０に対して所定の回転数Ｒ２（ｒｐｍ）で回転させ、当接領域３０において摩擦熱を発生させる。なお、回転数Ｒ２（ｒｐｍ）は、上記実施例１における回転数Ｒ１（ｒｐｍ）よりも小さくてよい。発生させた摩擦熱により、当接領域３０におけるテーパ内壁部１６ａ及び周壁部２２の表面を溶融軟化させる。第１部材１０の方が第２部材２０よりも硬度の高い金属で形成されている場合には、周壁部２２は、テーパ内壁部１６ａに沿って変形する。また、これとは逆に、第２部材２０の方が第１部材１０よりも硬度の高い金属で形成されている場合には、テーパ内壁部１６ａは、周壁部２２に沿って変形する。これにより、テーパ内壁部１６ａと周壁部２２とが当接する面積を増大させる。また、当接領域３０におけるテーパ内壁部１６ａ及び周壁部２２の表面の一部が溶融物として排出される。溶接前にこれらの表面に不純物が付着している場合には、溶接過程で不純物は溶融物とともに排出される。なお、溶融物の一部は、テーパ内壁部１６ａと周壁部２２との間の隙間を埋める。当接領域３０におけるテーパ内壁部及び周壁部２２が接合に適した温度に到達したら第２部材２０の第１部材１０に対する回転を停止させる。次いで、図５（ｂ）に示すように、周壁部２２が端部２６側から孔１８に更に押し込められることにより、周壁部２２がテーパ内壁部１６ａに対して所定の圧力Ｐ２で当接される。なお、所定の圧力Ｐ２は、所定の圧力Ｐ１よりも大きい。また、当接領域３０において、周壁部２２は、テーパ内壁部１６ａの周方向に沿って全周に亘ってテーパ内壁部１６ａと当接される。これにより、当接領域３０における周壁部２２とテーパ内壁部１６ａを周方向に全周に亘って均一に摩擦圧接し、第２部材２０が第１部材１０に固定される。また、第２部材２０の回転数（ｒｐｍ）を下げながら周壁部２２をテーパ内壁部１６ａに対して所定の圧力Ｐ２で当接させて、周壁部２２とテーパ内壁部１６ａとを摩擦圧接してもよい。
【００３４】
本実施例に係る固定方法は、上記実施例１と同様に曲面形状の外表面１２を備えた第１部材１０に対して第２部材２０を固定することができる。また、テーパ内壁部１６ａが形成されているので、開口端１４側の開口径を周壁部２２の直径よりも大きくすることができ、第２部材２０を孔１８に挿入し易くすることができる。また、本実施例に係る固定方法では、当接領域３０がテーパ内壁部１６ａ及び周壁部２２の周方向の全周に亘っており、内壁１６と周壁部２２とを周方向に全周に亘って均一に接合することができる。なお、
溶接前において当接領域３０におけるテーパ内壁部１６ａ及び周壁部２２の表面に不純物が付着していたとしても、溶接過程で不純物は溶融物とともに排出されるため、溶接前に接合界面を清浄な状態にしなくても接合斑等の接合不良を抑制できる。
【００３５】
＜実施例３＞
次に、本実施形態の実施例３に係る固定方法について説明する。図６（ａ）は、本実施例に係る固定方法において用いられる第１部材１０及び第２部材２０の図４（ａ）と同様の断面図であるが、第２部材２０は、後述するように、実施例１と断面形状が異なっている。図６（ａ）では、第１部材１０の孔１８に第２部材２０の周壁部２２が挿入されている状態（ステップＳ１０３が実行されている状態）を示している。
【００３６】
本実施例では、第２部材２０の周壁部２２は、端部２４側から端部２６側に向かって拡径されるテーパ周壁部２２ａを有している。言い換えると、周壁部２２は、端部２６側から端部２４側に向かって縮径されるテーパ周壁部２２ａを有している。周壁部２２は、端部２４側よりも端部２６側の方が拡径されている。本実施例では、テーパ周壁部２２ａは、周壁部２２の一部に形成されているが、端部２４側から端部２６側までの周壁部２２の全体がテーパ周壁部２２ａであってもよい。テーパ周壁部２２ａの少なくとも一部が周壁部２２に当接して当接領域３０に含まれていればよい。
【００３７】
周壁部２２の端部２４側の直径は、孔１８の開口径よりも小さい。このため、第２部材２０を端部２４側から孔１８に挿入し易くできる。また、テーパ周壁部２２ａは、端部２６側に向かうにしたがって拡径されており、テーパ周壁部２２ａの端部２６側の直径は、開口端１４側の開口径よりも大きい。このため、周壁部２２の挿入途中でテーパ周壁部２２ａが開口端１４に当接する。この状態で、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に回転させながら周壁部２２を孔１８に更に挿入してもよいし、端部２６から端部２４に向かって第２部材２０に荷重を加えて第２部材２０を孔１８に圧入してもよい。なお、この際、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に回転させて摩擦熱を発生させ、テーパ周壁部２２ａ、内壁１６や開口端１４近傍の外表面１２の一部を軟化させてもよいし、端部２６側から端部２４に向かって第２部材２０に荷重を加えることで、テーパ周壁部２２ａ、内壁１６や開口端１４近傍の外表面１２の一部を削ってもよい。第２部材２０のテーパ周壁部２２ａが第１部材１０の孔１８に挿入され、テーパ周壁部２２ａの一部が孔１８の内壁１６の少なくとも一部に当接している状態となれば、第２部材２０を挿入するステップ（ステップＳ１０３）は、完了である。
【００３８】
第２部材２０を第１部材１０に固定するステップでは、当接領域３０におけるテーパ周壁部２２ａを内壁１６に対して所定の圧力Ｐ１で当接させながら、第２部材２０を第１部材１０に対して所定の回転数Ｒ２（ｒｐｍ）で回転させ、当接領域３０において摩擦熱を発生させる。この摩擦熱により、当接領域３０における内壁１６及びテーパ周壁部２２ａ表面を溶融させる。第１部材１０の方が第２部材２０よりも硬度の高い金属で形成されている場合には、テーパ周壁部２２ａは、内壁１６に沿って変形する。これにより、テーパ周壁部２２ａと内壁１６とが当接する面積を増大させる。また、当接領域３０における内壁１６及びテーパ周壁部２２ａの表面の一部が溶融物として排出される。当接領域３０が接合に適した温度に到達したら第２部材２０の第１部材１０に対する回転を停止させる。次いで、図６（ｂ）に示すように、第２部材２０が端部２６側から孔１８に更に押し込められることにより、当接領域３０において、テーパ周壁部２２ａが内壁１６に対して所定の圧力Ｐ２で当接される。なお、所定の圧力Ｐ２は、所定の圧力Ｐ１よりも大きい。この際、当接領域３０において、テーパ周壁部２２ａは内壁１６の周方向に沿って全周に亘って内壁１６に当接される。当接領域３０において、テーパ周壁部２２ａが内壁１６に対して所定の圧力Ｐ２で当接されることにより、当接領域３０におけるテーパ周壁部２２ａと内壁１６を周方向に沿って全周に亘って均一に摩擦圧接し、第２部材２０が第１部材１０
に固定される。なお、第２部材２０の回転数（ｒｐｍ）を下げながらテーパ周壁部２２ａを内壁１６に対して所定の圧力Ｐ２で当接させて、テーパ周壁部２２ａと内壁１６とを摩擦圧接してもよい。
【００３９】
本実施例に係る固定方法は、上記実施例１と同様に曲面形状の外表面１２を備えた第１部材１０に対して第２部材２０を固定することができる。また、テーパ周壁部２２ａにより周壁部２２の端部２４側の直径を開口端１４の開口径よりも小さくすることができ、周壁部２２を孔１８に挿入し易くできる。また、本実施例に係る固定方法では、当接領域３０が内壁１６及びテーパ周壁部２２ａの周方向の全体に亘っており、内壁１６とテーパ周壁部２２ａとを周方向の全体に亘って均一に接合することができる。また、溶接前に当接領域３０における内壁１６及びテーパ周壁部２２ａの表面に不純物が付着していたとしても、溶接過程で不純物は溶融物とともに排出されるため、溶接前に接合界面を清浄な状態にする必要もなく、接合斑等の接合不良を抑制できる。
【００４０】
＜実施例４＞
次に、本実施形態の実施例４に係る固定方法について説明する。図７（ａ）は、本実施例に係る固定方法において用いられる第１部材１０及び第２部材２０の図４（ａ）と同様の断面図であるが、後述するように、第１部材１０の孔１８の断面形状と、第２部材２０の断面形状は、実施例１と異なっている。図７（ａ）では、第１部材１０の孔１８に第２部材２０の周壁部２２が挿入されている状態（ステップＳ１０３が実行されている状態）を示している。
【００４１】
本実施例では上記実施例２と同様に、孔１８の内壁１６は、開口端１４側から第１部材１０の内方側に向かって縮径されるテーパ内壁部１６ａを有している。また、第２部材２０の周壁部２２は、端部２４側から端部２６側に向かって拡径されるテーパ周壁部２２ａを有している。本実施例において、端部２４側から端部２６側までの周壁部２２の全体がテーパ周壁部２２ａである。テーパ内壁部１６ａとテーパ周壁部２２ａが形成されているので、端部２４側のテーパ周壁部２２ａの直径を開口端１４の開口径よりも小さくでき、第２部材２０を孔１８に挿入し易くできる。
【００４２】
テーパ周壁部２２ａの端部２４側の直径は、テーパ内壁部１６ａの内表面１５側の開口径よりも大きく、第２部材２０の挿入途中でテーパ周壁部２２ａがテーパ内壁部１６ａの周方向に沿って全周に亘ってテーパ内壁部１６ａに当接する。第２部材２０のテーパ周壁部２２ａが第１部材１０の孔１８に挿入され、テーパ周壁部２２ａがテーパ内壁部１６ａの周方向に沿って全周に亘ってテーパ内壁部１６ａに当接している状態となれば、第２部材２０を挿入するステップ（ステップＳ１０３）は、完了である。なお、第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に回転させながらテーパ周壁部２２ａを孔１８に更に挿入してもよいし、端部２６から端部２４に向かって第２部材２０に荷重を加えてテーパ周壁部２２ａを孔１８に圧入してもよい。
【００４３】
第２部材２０を第１部材１０に固定するステップ（ステップＳ１０４）では、当接領域３０におけるテーパ周壁部２２ａをテーパ内壁部１６ａに対して所定の圧力Ｐ１で当接させながら、第２部材２０を第１部材１０に対して所定の回転数Ｒ１（ｒｐｍ）で回転させ、当接領域３０において摩擦熱を発生させる。この摩擦熱により、当接領域３０におけるテーパ内壁部１６ａ及びテーパ周壁部２２ａの表面を溶融させる。第１部材１０の方が第２部材２０よりも硬度の高い金属で形成されている場合には、テーパ周壁部２２ａは、テーパ内壁部１６ａに沿って変形する。これにより、テーパ内壁部１６ａとテーパ周壁部２２ａとが当接する当接領域３０の面積を増大させる。また、当接領域３０におけるテーパ内壁部１６ａ及びテーパ周壁部２２ａの表面の一部が溶融物として排出される。当接領域３０が接合に適した温度に到達したら第２部材２０の第１部材１０に対する回転を停止さ
せる。次いで、図７（ｂ）に示すように、周壁部２２が端部２６側から孔１８に更に押し込められることにより、テーパ周壁部２２ａがテーパ内壁部１６ａに対して所定の圧力Ｐ２で当接される。これにより、当接領域３０におけるテーパ周壁部２２ａとテーパ内壁部１６ａを摩擦圧接し、第２部材２０が第１部材１０に固定される。なお、所定の圧力Ｐ２は、所定の圧力Ｐ１よりも大きい。なお、第２部材２０の回転数（ｒｐｍ）を下げながらテーパ周壁部２２ａをテーパ内壁部１６ａに対して所定の圧力Ｐ２で当接させて、テーパ周壁部２２ａとテーパ内壁部１６ａとを摩擦圧接してもよい。
【００４４】
本実施例に係る固定方法は、上記実施例１と同様に曲面形状の外表面１２を備えた第１部材１０に対して第２部材２０を固定することができる。また、テーパ内壁部１６ａが形成されているので、開口端１４側の開口径を周壁部２２の直径よりも大きくすることができ、第２部材２０を孔１８に挿入し易くすることができる。また、本実施例に係る固定方法では、当接領域３０において、テーパ周壁部２２ａがテーパ内壁部１６ａの周方向に沿って全周に亘ってテーパ内壁部１６ａに当接されており、テーパ内壁部１６ａとテーパ周壁部２２ａとを周方向の全周に亘って均一に接合することができる。また、溶接前に当接領域３０におけるテーパ内壁部１６ａ及びテーパ周壁部２２ａの表面に不純物が付着していたとしても、溶接過程で不純物は溶融物とともに排出されるため、溶接前に接合界面を清浄な状態にする必要もなく、接合斑等の接合不良を抑制できる。
【００４５】
＜実施例５＞
次に、本実施形態の実施例５に係る固定方法について説明する。図８は、本実施例に係る固定方法において用いられる第１部材１０及び第２部材２０の図４（ａ）と同様の断面図であるが、第２部材２０は、後述するように断面形状が実施例１と異なっている。図８では、第１部材１０の孔１８に第２部材２０の周壁部２２が挿入されている状態（ステップＳ１０３が実行されている状態）を示している。
【００４６】
本実施例において、第２部材２０は、端部２６に接続され、周壁部２２よりも拡径された拡径部２８を備えている。拡径部２８は、周壁部２２の軸方向に見て円形状を有している。拡径部２８は、周壁部２２の軸方向に見て正方形状やその他の多角形状を有していてもよい。なお、拡径部２８は、周壁部２２と一体的に形成されている。
【００４７】
第２部材２０の周壁部２２を孔１８に挿入した場合に、拡径部２８が孔１８の外方に露出した状態となる。また、第２部材２０を第１部材１０に固定するステップでは、拡径部２８を把持して第２部材２０を第１部材１０に対して相対的に回転させる。また、拡径部２８を治具等に把持することにより、第２部材２０を把持し易くできる。これにより、第２部材２０の治具等への固定を容易にし、第２部材２０を安定的に回転させることができる。
【００４８】
＜実施例６＞
次に、本実施形態の実施例６に係る固定方法について説明する。本実施例に係る固定方法は、上記実施例１〜５に係る固定方法を用いたガス発生器のシールピン固定方法である。ガス発生器は、ハウジング（ボトル）内部に形成された所定空間内で封止されたガスをハウジングに固定されたディフューザから排出して、当該ガスを所望の動作を実現するための動力源として供給する。ガス発生器は、例えば、エアバッグの動力源に用いられる。
【００４９】
図９は、本実施例に係るガス発生器のシールピン固定方法によりシールピンが固定されているガス発生器５０の軸方向の断面図である。ガス発生器５０は、略円筒形状を有するハウジング（ボトル）５２を備えている。ハウジング５２は、上記実施例１〜５において第１部材１０に相当する。ハウジング５２は、所定の第１金属で形成されている。また、ハウジング５２は、中空状に形成されることで内部に加圧ガス室５４を備えている。加圧
ガス室５４内には、加圧ガスが封入されている。加圧ガスにはアルゴンやヘリウム等の公知のものを用いることができる。
【００５０】
ハウジング５２は、加圧ガスを加圧ガス室５４に充填する充填孔５６を有している。充填孔５６は、ハウジング５２の壁部を貫通して形成されており、実施例１〜５において孔１８に相当する。
【００５１】
また、ハウジング５２の一端部側（図中の下側）には、点火器ハウジング６０が溶接固定されている。点火器ハウジング６０は、両端部が開口された筒状形状を有しており、一端部側がハウジング５２に溶接固定され、他端部側に点火器６２が取り付けられている。点火器６２は、公知の電気式の点火器本体６２ａが金属製の点火器カラーに固定されたものである。点火器６２は、点火器ハウジング６０の他端部側の開口部から嵌め込まれて、当該開口部端部がかしめられて固定されている。点火器本体６２ａは後述のガス発生剤充填室６４内に露出してガス発生剤６６と接触している。
【００５２】
ハウジング５２と点火器ハウジング６０との間には、ステンレス製の破裂板６８が配置されている。破裂板６８の周縁部は、点火器ハウジング６０の一端部に溶接固定されている。破裂板６８によりハウジング５２の一端部側が閉塞されている。破裂板６８と、点火器６２との間には、ガス発生剤充填室６４が形成されている。ガス発生剤充填室６４は、点火器ハウジング６０、点火器６２、破裂板６８で囲まれており、そこにはガス発生剤６６が充填されている。ガス発生剤６６としては、着火性が良く、燃焼が持続する（燃焼温度の高い）ものを使用することができる。ガス発生剤６６の燃焼温度は、１７００〜３０００℃の範囲にあることが望ましい。このようなガス発生剤６６としては、例えばニトログアニジン（３４重量％）、硝酸ストロンチウム（５６重量％）からなる、外径１．５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのディスク状のものを用いることができる。
【００５３】
ハウジング５２の他端部側（図中の上方側）には、ディフューザ８０が取り付けられハウジング５２と一体となっている。ディフューザ８０は、例えば、所定の金属で形成されている。ディフューザ８０は、側面部８２、底部８４を有する略カップ形状であり、ハウジング５２の長手方向に沿って延在する側面部８２の端縁には、その半径方向に延びるフランジ部８６が設けられている。このフランジ部８６の端部は、ハウジング５２の他端部に対して溶接固定されている。フランジ部８６がハウジング５２に対して溶接固定された状態で、側面部８２は、ハウジング５２の内部空間から外側に突出するように位置し、側面部８２には、複数のガス排出口８８が形成されている。ガス排出口８８は、ディフューザ８０の内側と外側（すなわち、ガス発生器５０の外部）を連通する貫通孔である。なお、ハウジング５２とディフューザ８０は、もとより一体の部材で形成されてもよい。
【００５４】
ハウジング５２とディフューザ８０との間には、ステンレス製の破裂板７０が配置されている。破裂板７０の周縁部は、ディフューザ８０のフランジ部８６に溶接固定されている。破裂板７０によりハウジング５２の他端部側が閉塞されている。
【００５５】
このように、ガス発生器５０において、加圧ガス室５４は、ハウジング５２、破裂板６８、７０に囲まれて密閉されている。加圧ガスは、ガス発生器５０を高圧力状態で保持されたチャンバー内で加圧ガス室５４内に充填孔５６から封入される。加圧ガス室５４に内に加圧ガスを封入した後、当該チャンバー内で充填孔５６がシールピン５８により閉塞される。シールピン５８は、所定の第２金属で形成されており、上記実施例１〜５において第２部材２０に相当する。上記実施例１〜５と同様に、シールピン５８がハウジング５２に固定される。シールピン５８の少なくとも一部は、充填孔５６の内壁の周方向に沿って全周に亘って接合される。これにより、加圧ガス室５４を密閉し、加圧ガスが充填孔５６からハウジング５２外に漏出するのを防ぐことができる。本実施例に係るシールピン固定
方法によれば、シールピン５８をハウジング５２に固定して、加圧ガス室５４を密閉することができる。また、上記実施例１〜５と同様にシールピン５８の接合不良を抑制できる。
【００５６】
次に、ガス発生器５０の動作について説明する。点火器６２が作動してガス発生剤充填室６４内に燃焼生成物が発生し、ガス発生剤充填室６４内のガス発生剤６６が燃焼して燃焼ガスが発生する。燃焼ガスの発生によりガス発生剤充填室６４内の圧力が上昇し、破裂板６８が開裂する。これによって、ガス発生剤充填室６４と加圧ガス室５４とが導通して加圧ガス室５４内に燃焼ガスが流入する。燃焼ガスの流入により加圧ガス室５４内の圧力が上昇し、破裂板７０が開裂する。そして、加圧ガス室５４とディフューザ８０内が導通して、加圧ガスと燃焼ガスがガス排出口８８から外部に供給される。
【００５７】
このように、本実施例に係るガス発生器のシールピン固定方法は、上記のように動作して加圧ガス及び燃焼ガスを外部に供給するハイブリッド式のガス発生器又は加圧ガスを主な膨張源とするストアード式ガス発生器のシールピンを固定することができる。
【００５８】
上記実施例１〜６において、第１部材１０及びハウジング５２は、所定の第１金属で形成されており、第２部材２０及びシールピン５８は、所定の第２金属で形成されている。摩擦圧接においては、同種の金属部材及び異種の金属部材同士を接合することができる。このため、所定の第１金属と所定の第２金属とは、同種であってもよいし、異種であってもよい。
【００５９】
また、上記実施例６では、ガス発生器のシールピンについて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明は、実施例１〜５に記載の通り、曲面形状の外表面を備えた第１部材１０に第２部材２０を接合する場合に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０    ：第１部材
１１    ：内部空間
１２    ：外表面
１３    ：壁部
１４    ：開口端
１５    ：内表面
１６    ：内壁
１６ａ  ：テーパ内壁部１６ａ
１８    ：孔
２０    ：第２部材
２２    ：周壁部
２２ａ  ：テーパ周壁部２２ａ
２４    ：端部
２６    ：端部
２８    ：拡径部
３０    ：当接領域
５０    ：ガス発生器
５２    ：点火器ハウジング
５４    ：加圧ガス室
５６    ：充填孔
５８    ：シールピン
６０    ：点火器ハウジング
６２    ：点火器
６４    ：ガス発生剤充填室６６
６６    ：ガス発生剤
６８、７０：破裂板
８０    ：ディフューザ
８２    ：側面部
８４    ：底面部
８６    ：フランジ部
８８    ：ガス排出口
【図１】
2020066239.tif 000003
【図２】
2020066239.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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