(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物の安全システムにおけるガスインフレータのハウジングのためベースをスタンプ加工によって成形する方法であって、（ａ）肉薄のブランク材を準備する工程と、（ｂ）第１セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｃ）上記第１セットのダイ間にある上記ブランク材の中心軸線周りにガスインフレータのスクイブを収容するためのスクイブポケットをスタンプ加工によって成形する工程と、（ｄ）第２セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｅ）ブランク材から上方へ延在し且つ上記中心軸線と同心状の外位スタグを上記第２セットのダイ間にあるブランク材からスタンプ加工によって成形する工程と、（ｆ）第３セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｇ）ブランク材から上方へ延在し且つ上記外位スタグよりも内方で上記中心軸線に関して同心状に離間した複数のスタグを上記第３セットのダイ間にあるブランク材からスタンプ加工によって成形する工程と、（ｈ）第４セットのダイ間にブランク材を配置し、（ｉ）該第４セットのダイ間にあるブランク材から上記外位スタグより外側にガスインフレータを装着するための付設用フランジをスタンプ加工によって成形する工程とを具備する方法において、（ｊ）上記スクイブポケットの上壁に孔を穿設し且つ該スクイブポケットの孔の縁部にコイン加工によってチアンファを形成する工程をさらに具備する方法。
【請求項２】
乗物の安全システムにおけるガスインフレータのハウジングのためベースをスタンプ加工によって成形する方法であって、（ａ）肉薄のブランク材を準備する工程と、（ｂ）第１セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｃ）上記第１セットのダイ間にある上記ブランク材の中心軸線周りにガスインフレータのスクイブを収容するためのスクイブポケットをスタンプ加工によって成形する工程と、（ｄ）第２セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｅ）ブランク材から上方へ延在し且つ上記中心軸線と同心状の外位スタグを上記第２セットのダイ間にあるブランク材からスタンプ加工によって成形する工程と、（ｆ）第３セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｇ）ブランク材から上方へ延在し且つ上記外位スタグよりも内方で上記中心軸線に関して同心状に離間した複数のスタグを上記第３セットのダイ間にあるブランク材からスタンプ加工によって成形する工程と、（ｈ）第４セットのダイ間にブランク材を配置し、（ｉ）該第４セットのダイ間にあるブランク材から上記外位スタグより外側にガスインフレータを装着するための付設用フランジをスタンプ加工によって成形する工程とを具備する方法において、（ｊ）上記付設用フランジに複数の孔を穿設する工程をさらに具備する方法。
【請求項３】
乗物の安全システムにおけるガスインフレータのハウジングのためベースをスタンプ加工によって成形する方法であって、（ａ）肉薄のブランク材を準備する工程と、（ｂ）第１セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｃ）上記第１セットのダイ間にある上記ブランク材の中心軸線周りにガスインフレータのスクイブを収容するためのスクイブポケットをスタンプ加工によって成形する工程と、（ｄ）第２セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｅ）ブランク材から上方へ延在し且つ上記中心軸線と同心状の外位スタグを上記第２セットのダイ間にあるブランク材からスタンプ加工によって成形する工程と、（ｆ）第３セットのダイ間にブランク材を配置する工程と、（ｇ）ブランク材から上方へ延在し且つ上記外位スタグよりも内方で上記中心軸線に関して同心状に離間した複数のスタグを上記第３セットのダイ間にあるブランク材からスタンプ加工によって成形する工程と、（ｈ）第４セットのダイ間にブランク材を配置し、（ｉ）該第４セットのダイ間にあるブランク材から上記外位スタグより外側にガスインフレータを装着するための付設用フランジをスタンプ加工によって成形する工程とを具備する方法において、（ｊ）乗物の安全システムのユニバーサルコネクタを上記スクイズポケット内に保留するためにスクイブポケットの側壁の内面に肩部とノッチとを機械工作する工程をさらに具備する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の乗物用安全システムのためのドライバ側ガスジェネレータ或いはインフレータのハウジングのベース、具体的にはこの種のベースの大部分の特徴が肉薄材料シートからスタンプ加工される斯かるハウジング基板部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスジェネレータ或いはインフレータは膨張可能衝突保護システム、即ちエアバッグ拘束システムの膨張のための可燃性固形燃料ガス発生剤組成物を用いるが、これは公知である。ドライバ側インフレータ装置等の１タイプのインフレータは上位シェル、即ちデイフューザと底位シェル、即ちベース（基台部）で作られたハウジングを含んで成る。複数の同心円筒がデイフューザの内部に形成されている。これらの円筒は基台部と併せてハウジング内に種々の部室、即ち外位放散部室、内位点火部室及び中間位燃焼部室を構成してしいる。
【０００３】
操作に関していえば、クラッシュセンサが電気信号をイニシエータ、即ちスクイブに送信する。このスクイブは点火部室に発火を送り込み、コンテナを破壊する。このコンテナは点火材、通常的には窒化カリウムとホウ素の混合物、を保有している。この点火材が極度に熱い火炎で燃えて、燃焼部室に収容されている固形燃料ガス発生剤のペレットを点火する。このペレット群は窒素ガスを放出し、このガスが放散部室を通って移動して、乗物の搭乗者を保護するエアバッグに侵入する。
【０００４】
ガスジェネレータはこれに巨大な機械的並びに熱的応力が生じることから、強い材料で作る必要がある。本出願人の米国特許第４，５４７，３４２号は生じる応力に耐えるだけの強度を有する２個片式軽量アルミニウムのインフレータハウジングを開示している。具体的には、このインフレータはアルミニウムのデイフューザシェルとベースシェルを含み、両シェルは衝撃（インパクト）鍛造、熱処理、それから最終的に機械工作されることによって所望の強度と形状のインフレータを構成するものである。
【０００５】
衝撃鍛造法を用いて物品を形成することは公知である。この衝撃鍛造工程では被処理材料、例えばスラグ、をダイに挿置する。ダイプレスのストロークによってパンチが材料をパンチとダイの間の複数の孔に強制的に貫通させたり、或いはパンチやダイのキャビティに押込む。
【０００６】
従来式の衝撃鍛造法の不利な点は鍛造されたハウジングベースが所望の最終形状のベース（基板部）に仕上るのに過剰量の機械工作を必要とすることにある。図１は従来の衝撃鍛造法によって成形されたハウジングベース１０′を示している。図中の点線で示されるものは鍛造時点の成形物であり、実線で示すものが成形品の最終形状である。図から明らかなように、鍛造ベースの数多くの面域が鍛造後に機械工作されなければならない。これは製造コストと時間を著しく増加させる。
【０００７】
本出願人の米国特許第４，５３０，５１６号は打抜き成形されたデイフューザとベースを含むハウジング構造を有するハウジングを開示している。ベースとデイフューザの両者は他の従来式インフレータハウジング要素よりデザインが顕著に単純化されている。このベースは溶接ランド、スクイブポケット、付設用フランジ等を含んでいない。更に、このデイフューザは個別の部室を形成する同心円筒を含んでいない。デイフューザとベースが単純であることから、ベースとデイフューザを一体に保持するキャップ等の余分の部品が要求される。これも製造コストと時間を著しく増大させる。
【０００８】
従来技術の不利益はデイフューザとベースが複雑で且つ時間を要する電子ビーム溶接されることにある。電子ビーム溶接法は電子の高速度の衝突によって生じる局部的メルトによる融合に係る公知の方法である。
それ故に、製造コストと時間を低減させるために、ドライバ側インフレータベースとしてはこれが簡単且つ迅速に製造され得ることが望まれる次第である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は肉薄シート材のスタンプ加工法による成形でベースの実質的な形状とし、そして僅かな機械工作を施こすだけで最終品のドライバ側インフレータのベースを提供させるようにすることによって従来技術の欠点を克服することにある。
本発明の別の目的はベースの面形特徴の大部分をスタンプ加工することが出来、従ってスタンプ加工後には過剰な機械工作を要しない、斯かるスタンプ加工法を提供することにある。
本発明の狙う方法はベースの現状の処理能力と品質を維持しながら、インフレータの全体コストを低減させるものである。
本発明の更に別の目的は複雑な溶接処理を要さずに組立ることが出来るインフレータベースを提供することにある。このベース品のコストは、これが実質的にスタンプ加工によって作られることから鍛造法や機械工作法によるものより安価になることによって、著しく低減されることになる。この低減は、廃材となる部分が少く、従ってメタルブランクの例えば８５％が使われることに１因がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はベースとして、中心軸線と、このベースの底から上方に延在し且つ中心軸線から離間配位している複数の同心状のスタンプ加工スタグとを含む斯かるスタンプ加工ベースを提供することによって、上述の従来技術の欠陥を克服する。付設用のインターフェースフランジはモジュールに取付けるために配設され、ベースの中心軸線の周りに延在するスクイブポケットがガスインフレータのスクイブを保持することが出来る。同心スタグ、付設用フランジ及びスクイブポケットはベースのスタンプ加工中に成形される。従って、ベースを完成させるには僅かな機械工作しか要しない。
【００１１】
更に、本発明は肉薄材のブランク（半加工品）からベースをスタンプ加工法によって成形する、即ちスタンプ加工する方法を提供する。このブランクは先ず第１セットのダイの間に位置付けて、ガスインフレータのスクイブを収容するためのスクイブポケットをブランクの中心軸線の周りにスタンプ加工される。次に、結果のブランクは第２セットのダイの間に位置付けて、外位スタグをこのブランクからスタンプ加工する。この外位スタグはブランクから上方へ延在し且つ中心軸線と同心関係にある。結果のブランクは次に、第３セットのダイの間に位置付け、複数のスタグをこのブランクからスタンプ加工する。得られた複数のスタグはベースから上方に延在し、中心軸線に関して同心状に外位スタグより内側に離間配位している。最後に、結果のブランクをもう１つ別のセットのダイの間に位置付け、付設用フランジをスタンプ加工する。この付設用（アタッチメント）フランジはインフレータを取付けるために配設されるものであって、これは外位スタグより外側に配位している。
【００１２】
【実施例】
図２，３を参照していえば、本発明はアルミニウム等の比較的薄いシートからスタンプ加工されたドライバ側インフレータハウジングのためのベース１０に関する。好ましくは、ブランクとスタンプ加工完成品はいづれも約０．３１７５cm（０．１２５in. ）、更に好ましくは約０．２５４cm（０．１００in. ）の肉厚を有する。しかし、所望により異なる材料厚を利用可能である。
【００１３】
スタンプ加工完成品ベースは図２，３に示すように形状付けられている。このベース１０は中心軸線１２、この軸線の周りに形成されたスクイブポケット１３、付設用インターフェースフランジ１５及び軸１２に関して同心状に離間し且つ上方に延在する複数のスタグ１６，１８，２０を含む。スクイブポケット１３は、その機械工作後にスクイブ５０を保留することが出来る。このスクイブについてはこの後で詳しく説明する。
【００１４】
図６，７，１０に示すように、付設用モジュールインターフェースフランジ１５はインフレータをエアバッグモジュール（図示省略）に取付けるために配設されたものであって、これは円周上に離間配位した複数の孔２４を有している。孔２４はベース１０をデイフューザ１４（図１４）に慣性溶接（イナーシャ溶接）、所謂「摩擦溶接」する可能性を与えるもので、これはこの後に更に説明される。スクイブポケット１３の上位壁（図２）は図１０に示すようにスクイブ５０を受容するための孔２２を有している。
【００１５】
本発明のベース１０はスタンプ加工法（スタンピング法）によって作られる。異なる複数の作業が異なる部署（ステーション）において、スタンプ加工完成品形状（図２）が得られるまで各組のダイを順次用いて遂行される。
【００１６】
図４はスタンプ加工法の代表的工程を示している。先ず、アルミ等の材料の丸いブランク（半加工品）３０として図４に示す原材（ストック）が第１ステーションに移行し、２個のダイ３２，３４の間に配置させられ、そこで中央スクイブポケット１３の予備絞りを実行する。パンチダイ３２はいづれもその接触面にスタンプ加工法上の特定工程における所望面形特徴、即ち変形部分を作るように形状付けられている。なお、上記工程は成形品の所望最終形状（完成品形状）に依存して変更されることは当然である。
【００１７】
図５〜８を参照して、種々のスタンプ加工法工程を用いてベースを成形する方法が説明される。ブランク３０を第２ステーションに移行させ、そこで図５に示すように、スクイブポケット１３の仕上絞りを行う。第３セットのダイにおいて、外位スタグ２０が図６に示すように形成される。この工程に続いて、内位スタグ１６，１８が次のステーションのダイにおいてスタンプ加工される。次に、ベース周辺のフランジ１５に続く直立壁が図８に示すように立上げられる。第６工程では、ベースが完成品形状に成形される、即ちベースが図２に示すように最終の形態に絞られる。
【００１８】
図９に示すように、スタンプ加工品はスクイブポケットの上位壁２７に孔２７を穿設することにより完成する。スタンプ加工の最後の工程では孔２２をその仕上サイズで以って穿設され、部室３７が孔２２のエッジに形成され、そして孔２４がフランジ１５に穿設される。スタンプ加工ベースを最終品ベースに仕上るには、以下に説明するように僅かな量の機械工作を谷部分３６と逃げ部分４０で実行するだけでよい。従って、ベースの面形特徴の大半はスタンプ加工法によって成形されることから、仕上のために過剰な機械工作が抑制される。この方法により、メタルブランクの略８５％が仕上品に使われることになり、従って材料浪費（むだ）を著しく減じることが可能になった。
【００１９】
上述したように、図１０に示すスタンプ加工品ベースを仕上るために図９の点線面域における僅かな機械工作しか必要ではない。図１１に詳しく示すように、ベースから谷部分３６を形成するために小さな面域が除去される。この谷部分３６は約０．５９７cm（０．２３５in. ）の高さであり得るし、工作後には参照番号３５で指定している代表的な壁厚は例えば０．１４７cm（０．０５８in. ）であり得る。周辺（谷部分）３６のこの工作は、図１４に示すウェルドカール６６がデイフューザ１４から離脱出来る余地を有し得るように行う。谷部分３６は高キャパシティ旋盤タイプの作業で切削される。ベース１０は旋盤にチアック止めされ、その材料が切削工具で削られる。
【００２０】
スクイブポケット１３の工作は図９〜１３を参照して説明される。孔２２の周縁はコイン（ｃｏｉｎ）加工する、即ち２個のダイで挟圧することによってチアンファ（面取り部）３７を形成している。後に説明されるように、チアンファ３７は図１５に示すスクイブ５０の低位円錐面５１に、スクイブがインフレータに装着されたときに対応する。それに加えて、円錐形シールワッシャ（図示省略）がチアンファ３７と下位円錐面との間に配設され、それによって両部分間に気密シールを与える。チアンファ３７は材料を他の個所に移動させることなく所望の形状にダイス間で挟圧することによってコイン加工される。従って、コイン加工面域、即ちチアンファ３７の材料は相対的に高密度になる。
【００２１】
スクイブポケット１３の壁２６からその材料を逃げ部分４０において多量に削除することにより、肩部分３８とノッチ（切欠き）３９を形成する。図１５に示すように、スクイブポケットはコネクタアッセンブリ８０を収容するためにノッチ３９と肩部分３８を具備するように形成される。コネクタ８０はスクイブ５０が設置され、そしてインフレータが溶接された後に、ポケット１３に押込られる。コネクタ８０はエアバッグインフレータを発火させるために自動車の電子機器に連携されている。コネクタ８０はノッチ３９に係合することによってコネクタをインフレータ寿命の間保留するための係合用リム８２を含む。逃げ部分４０はベース１０を旋盤にチアック止めし、そして材料を切削することによって形成される。材料の逃げ部分４０からの削除は谷部分３６の材料の削除が実行されるベースの側（図６において上側）とは反対の側（図６において下側）から実行される。
【００２２】
図１４を再び参照するが、この図にはインフレータのハウジングを含む２種の構造要素、即ち上位シェル或いはデイフューザ１４とベース１０の断面が表されている。デイフューザ１４とベース１０は同心配位の３個所の慣性溶接部分５４，５６，５８によって接合される。デイフューザ１４は３種の部室として、内位の点火部室４４、中間位の燃焼部室４６及び外位の放散部室４８を含む。
【００２３】
点火部室（イグニッション  チアンバ）４４は慣習の通りにイグニッタチアージアッセンブリ（図示省略）を受容するように設計される。この点火部室４４にはイグニッタ或いはスクイブ５０が延入している。このスクイブ５０は図示のようにスクイブポケット１３のチアンファに対応する円錐形状の下面５１と、ポケット１３の中央部分１２の上方へ延在する円錐上面５２とを有している。スクイブ５０は外部クラッシュセンサ手段（図示省略）にプラグイン接続するように企図された１対の電気入力端子を有する従来の電子式スクイブであり得る。
【００２４】
燃焼部室４６はガス発生剤組成物のペレット（図示省略）を収容するようにした従来の燃焼室であり得る。また、外位放散部室４８は従来の偏向リングやフィルタ（図示省略）を収容することが出来る。米国特許第４，５４７，３４２号を参照されたい。
【００２５】
スクイブ５０のベース１０への保留を一層安定させるために、クランプ７０が配設される。図１６に示すように、クランプ７０は上位アーム７２、下位レッグ７４及びフレア状底部７６を含む。図１４において、クランプのアーム７２はスクイブ５０の円錐上面５２に対し覆うように係合し、そして下位レッグ７４がスクイブポケット１３の壁２６の外面に係合する。クランプ７０の底部７６はポケットの壁２６とベース１０のスタグ１６の間に形成されている曲面に適合するようにフレア状に張り出している。
【００２６】
クランプ７０はスクイブポケットに外側からかしめ（プレスフイット）され、ウェルドランド近傍の個所に保留する。クランプ７０がその場に圧接されてから、溶接工程中に形成されたウェルドカール（ｗｅｌｄ  ｃｕｒｌ）がクランプ底部７６を覆い、クランプをその場に固く保持する。
【００２７】
クランプ７０もスタンプ加工（ｓｔａｍｐｉｎｇ）法によって成形される。クランプはアルミ等の薄い個片から本発明のベースの場合と類似の仕様でスタンプ加工される。従って、各工程とそこで順番に従って使用されるダイセットが成形品の完成するまでにクランプの形状特徴を加える。スクイブポケットのその他の種々の形状としてその形状でなければスクイブの圧着を可能にするか或いはインフレータの寿命の間にその場にスクイブの保持を可能にすることになる斯かるその他の形状が企図されている。また、クランプ７０の必要性をなくすことになるスクイブポケット形態も可能である。この場合、異なるタイプのスクイブとスクイブポケットの深絞りが必要になる。
【００２８】
図２，１０，１４に示すように、ベース１０の同心インターフェース領域は部室４４，４６，４８の壁と合致するものであるが、これらは短い同心状スタグ１６，１８，２０を含んで成る。慣性溶接部５４，５６，５８の形成中に、６２，６４，６６で夫々指定されているウェルドカールが部室４４，４６，４８の壁の端部の周囲に形成される。慣性溶接部５４，５６，５８は単一の慣性溶接工程で同時に形成される。デイフューザ４２とベース１０は全負荷付きの条件、即ちスクイブ、点火材、ガス発生剤ペレット等々がデイフューザ構成体（アッセンブリ）に装填された状態において溶接される。
【００２９】
本出願の米国特許第４，５６１，６７５号と第５，１０４，４６６号に説明されているように、慣性溶接作業においてベース１０を動力クラッチ手段（図示省略）によって例えば３０００r.p.m の回転速度になるように負荷デイフューザ１４の下で回転させる。この速度に達すや、クラッチを動力源から切り、そして自由回転中のベース１０を立上げることによって同心配位のスタグ１６，１８，２０を夫々対応する部室４４，４６，４８の壁の下端に接触させる。その結果生じる摩擦がベース１０の回転を１秒の何分の１かの間に止めることになるが、その間に各接触面域の温度をこの面域にあるデイフューザとベースの金属の共溶（コンソリデーション）させるに充分な温度まで上昇させる。デイフューザとベースの間の圧着力を例えば１〜２秒の短期間だけ維持し、その間に溶接部（ウェルド）５４，５６，５８が固化出来るようにする。
【００３０】
ウェルドカール６２，６４，６６は慣性溶接法の自然の結果である。２個の物品が上述のようにその両方或いは１方が回転すると同時に押圧し合うと、特定量の材料がウェルドランド、即ちスタグ１６，１８，２０から巻き上り、結果として溶接部が両物品の係合している面域の周りにカール６２，６４，６６を具備するに至る。ここに説明した方法は垂直溶接機の使用によるものである。しかし、同じ処理は水平形態においても達成され得る。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のスタンプ加工ベースでは、最終仕上品にする段階で要する機械工作における材料の量と作業量とが極めて小く抑えられるので、製作費用が著しく低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の衝撃鍛造ハウジングベースの断面図である。
【図２】図３の線II−IIに沿った、本発明に係るスタンプ加工ベースブランクの断面図である。
【図３】図２の打抜きベースブランクの平面図である。
【図４】本発明に係るベーススタンプ加工方法の１工程を示す説明図である。
【図５】スタンプ加工法の種々の工程段階の１つにおけるブランクの断面図である。
【図６】スタンプ加工法の種々の工程段階の１つにおけるブランクの断面図である。
【図７】スタンプ加工法の種々の工程段階の１つにおけるブランクの断面図である。
【図８】スタンプ加工法の種々の工程段階の１つにおけるブランクの断面図である。
【図９】本発明のスタンプ加工ブランクの断面図であって、このブランクの機械工作されるべき面域を示している。
【図１０】図１３の線Ｘ−Ｘに沿ったスタンプ加工完成品ベースの断面図である。
【図１１】図１０のベースの局部を示す拡大断面部分図である。
【図１２】図１０に示すベースのスクイブポケットを示す拡大断面部分図である。
【図１３】図１０のベースの平面図である。
【図１４】本発明の完成品ベースを組込んだガスインフレータの断面部分図である。
【図１５】本発明の完成品ベースをそのスクイブポケットに係合しているユニバーサルコネクタと共に示す拡大断面部分図である。
【図１６】本発明のスクイブクランプの断面図である。
【符号の説明】
１０，１０′…ベース
１２…中心軸線
１３…スクイブポケット
１４，４２…デイフューザ
１５…付設用インターフェースフランジ
１６，１８，２０…スタグ
２２…孔
２４…孔
２６…ポケット壁
２７…上壁
３０…ブランク
３２，３４…ダイ（１セットの）
３３…接触面
３６…谷部分（バレー）
３７…チアンファ
３８…肩部
３９…ノッチ
４０…逃げ部分（リリーフ）
４４…点火部室
４６…燃焼部室
４８…放散部室
５０…スクイブ
５１…スクイブの円錐下面
５２…円錐上面
５４，５６，５８…溶接部（ウェルド）
６２，６４，６６…ウェルドカール
７０…クランプ
７２…アーム
７４…レッグ
７６…底部
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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