JP2661830B2

JP2661830B2 - 乗物の乗員拘束装置を膨張させるための装置および方法

Info

Publication number: JP2661830B2
Application number: JP3361080A
Authority: JP
Inventors: ティモシー・エイ・スワン; ジョン・ピー・オロウリン
Original assignee: TEII AARU DABURYUU Inc
Current assignee: TEII AARU DABURYUU Inc
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH05155308A; US5106119A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は乗物の乗員拘束装置を膨
張させるための装置および方法、特に、エアバッグを膨
張させるためのガス発生物質を収納するエアバッグ・イ
ンフレータ・ハウジングに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エアバッグを膨張させるためのガス発生
物質を収納するインフレータ・ハウジングの従来例が米
国特許第４，９０２，０３６号に開示されている。この
従来のインフレータ・ハウジングはステンレス製のベー
スおよびディフューザを含むものである。このベースと
ディフューザは取付けフランジにおいて接合され、ガス
発生物質用チャンバを画成する。また、このベースとデ
ィフューザはセンタ・ポストおよび複数個のリベットに
より相互に連結され、該リベットは上記センタ・ポスト
と取付けフランジの間の個所において上記ベースおよび
ディフューザを貫通するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】上記従来のインフレ
ータ・ハウジングは概して良好なものであるが、比較的
高いガス圧に対するその耐圧性能を特に損うことなしに
軽量化することにより、更に改善されうると思われる。
また、インフレータ・ハウジングの各構成部分のコスト
を極力下げ、かつその組立てをより容易にすることが望
まれる。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明はエアバッグ等
の、乗物の乗員拘束装置を膨張させるインフレータのた
めの改良されたハウジングを提供する。このインフレー
タ・ハウジングはガス発生物質を収納するチャンバを有
し、該ガス発生物質は点火により乗員拘束装置膨張用の
ガスを出す。上記インフレータ・ハウジングは単体の金
属薄板からなる燃焼カップを含み、該燃焼カップは、同
じく単体の金属薄板からなるディフューザ・カップによ
り囲まれる。該燃焼カップ内にガス発生物質収納用チャ
ンバを設け、これをカバーにて閉鎖する。

【０００５】上記単体の燃焼カップは軸線方向に延びる
側壁を有し、該側壁はまた、ガス発生物質の周囲にわた
って延びている。燃焼カップの一つの端部壁は無孔であ
り、かつ少なくともその一部が該側壁から内方へ延び
て、燃焼カップの一端を閉じる。燃焼カップの、上記端
部壁とは反対側の端部において、フランジが上記側壁か
ら外側へ向けて延びている。

【０００６】上記単体のディフューザ・カップは軸線方
向に延びる側壁を有し、該側壁は上記燃焼カップより離
隔され、かつその周囲に延びている。このディフューザ
・カップの一つの端部壁はその側壁の一端から内方へ延
び、燃焼カップの端部壁と重なり合う状態で係合する。
軽量化のため、ディフューザ・カップの上記端部壁には
開口部を設けてある。

【０００７】上記ディフューザ・カップの側壁から半径
方向外側へ延びるフランジを設ける。このディフューザ
・カップ・フランジは、上記燃焼カップのフランジに対
し、重なり合う位置関係におかれる。また、燃焼カップ
のチャンバを閉鎖する上記カバーも、燃焼カップのフラ
ンジに対して重なり合う位置関係におかれる。

【０００８】燃焼カップとディフューザ・カップのそれ
ぞれの側壁は、これらのカップを形成する工程におい
て、ひずみ硬化により強化される。ひずみ硬化によっ
て、燃焼カップの側壁の降伏強度はその端部壁の降伏強
度よりも高くなる。同様に、ディフューザ・カップは、
その端部壁よりも降伏強度の高い側壁を有する。

【０００９】燃焼カップ内のガス発生物質が爆燃してエ
アバッグ膨張用にガスを発生すると、上記燃焼カップ、
カバーおよびディフューザ・カップは高圧のガスにさら
され、燃焼カップの端部壁とインフレータ・ハウジング
のカバーはこのガス圧により可成りの程度に塑性変形す
る。しかしながら、燃焼カバーの側壁の塑性変形は最小
にとどめられる。これは、燃焼カップの側壁が有する高
い降伏強度、ならびに燃焼カップ、ディフューザ・カッ
プおよびカバーの三者の協同作用による構造的補強に由
来するものである。

【００１０】

【実施例】本発明は、乗員拘束装置として用いられるエ
アバッグを膨張させるための装置に関する。本例は、自
動車の運転者を保護するエアバッグを膨張させるのに適
した装置である。かかる膨張のための装置はインフレー
タと称されており、以下この用語を用いる。本発明はさ
まざまなインフレータ構造に適用可能である。本発明を
代表するものとして、図１はインフレータ１０を示す。
エアバッグ１２がこのインフレータ１０のまわりに折り
畳まれている。カバー１４がエアバッグ１２とインフレ
ータ１０を閉じ込めている。インフレータ１０、エアバ
ッグ１２及びカバー１４は、車のステアリングホイール
１６上にとりつけられている１つのモジュールの構成要
素である。

【００１１】衝突時に起きるような急激な車の減速が発
生した時点で、インフレータ１０が活化され大量の気体
を生成する。インフレータ１０からの気体はエアバッグ
１２を膨張させる。エアバッグは、膨張し始めると、カ
バー１４内の弱くなった部分を破る。弱くなった部分の
１つが図１に１８という番号で示されている。エアバッ
グ１２は膨張し続けるにつれて車の運転者とステアリン
グホイール１６の間の空間内に入り込み、既知のとおり
運転者の動きを制限する。

【００１２】インフレータ１０（図２）はハウジング４
０を含んでいる。このハウジング４０は３つの部品から
作られている。すなわちモノブロックのディフューザ・
カップ４２、モノブロックの燃焼カップ４４そしてモノ
ブロックの燃焼室カバー４６（図３及び図４）である。
ディフューザカップ４２、燃焼カバー４４及び燃焼室カ
バー４６は各々、ＵＮＳＳ３０１００ステンレス鋼と
いったモノブロックのシートメタルで作られている。

【００１３】ディフューザカップ４２は一般にカップ形
でシートメタルの単一ブロックであり、インフレータ１
０の中央軸５２のまわりに延びる円筒形の第１の側壁即
ち側壁５０を有する。側壁５０は第１の端部壁ないしは
端壁即ち平坦な上部環状端壁５４と平坦な第１のフラン
ジ即ち下部環状フランジ５６の間に延びている。環状フ
ランジ５６は、端壁５４とは反対側のディフューザカッ
プの片端から半径方向外側に延び、側壁５０と同軸であ
る。ディフューザカップ４２の上部端壁５４上の円形内
部環状面５５は、ディフューザカップの重量を最小限に
おさえる上部端壁５４内の中央円形開口部５７を構成し
ている。端壁５４及びフランジ５６は互いに平行で軸５
２に対し垂直である。気体出口開口部５８の環状配列は
ディフューザカップ側壁５０の上部部分のまわりに円周
方向に延びている。

【００１４】燃焼カップ４４は一般にカップ状で、単一
ブロックのシートメタルであり、ディフューザカップ４
２の内側に配置されている（図２及び図３）。燃焼カッ
プ４４は軸５２のまわりに延びる第２の側壁即ち円筒形
側壁６０を有している。この円筒形側壁６０は平坦な無
孔の第２の端部壁ないしは端壁即ち円形前部端壁６４と
平坦な第２のフランジ即ち下部環状フランジ６６の間に
延びている。フランジ６６は円筒形側壁６０と同軸関係
を保って配置され、端壁６４から反対側の側壁６０端部
から半径方向外向きに延びている。上部端壁６４及び下
部フランジ６６は互いに対し平行で軸５２に対し垂直で
ある。開口部の環状配列６８は、燃焼カップ側壁６０の
下部部分のまわりに円周方向に延びている。

【００１５】燃焼カップ４４の上部端壁６４は、円形連
続溶接でディフューザカップ４２の上部端壁５４上の環
状表面５５に溶接場所７０で、好ましくはレーザ溶接に
よって溶接され、第１の溶接部を形成する。燃焼カップ
フランジ６６は、円形連続溶接でディフューザカップフ
ランジ５６に溶接場所７２で、同様にレーザ溶接によっ
て溶接され第２の溶接部を形成する。合わせて組立てら
れた時点で、このディフューザカップ４２と燃焼カップ
４４は、燃焼カップの側壁６０を一周する環状ディフュ
ーザカップチャンバ２４２（図３）を構成する。

【００１６】カバー４６は同様にシートメタルの単一ブ
ロックで形成されている。燃焼室カバー４６は、円形中
心部分８０及び平行ではあるがややオフセットされた環
状外側フランジ８２を有する、全体として平坦で円形の
金属部品である。環状開口部８４はチャンバカバー４６
の中心部分８０に位置づけられている。開口部８４はデ
ィフューザ及び燃焼カップ側壁５０及び６０と同軸であ
る。これら側壁は互いに重ねられ、この重ねられた部分
を溶接し第３の溶接部を形成する。チャンバカバー４６
の外側フランジ８２は、燃焼カップフランジ６６と重複
し、円形連続溶接で燃焼カップフランジ６６に円周方向
の溶接場所８６で、同様に好ましくはレーザ溶接によっ
て溶接されている。円形溶接場所７０、７２及び８６は
インフレータの中央軸５２と同軸である。溶接はＲｏｆ
ｉｎ−Ｓｉｎａｒ８５０ＣＯ₂レーザによって形成され
てよい。

【００１７】密封されたキャニスタ９０（図２）が、燃
焼カップ４４により構成されたチャンバ２４０（図３）
の中に配置されている。このキャニスタ９０は２つの部
品、すなわち下部キャニスタセクション９２とカバー９
４で作られている。キャニスタカバー９４の半径方向外
側の縁部はキャニスタ下部セクション９２の隣接する縁
部に押し合わされキャニスタ９０を密封している。キャ
ニスタ９０は好ましくは比較的薄いアルミニウムで作ら
れている。

【００１８】キャニスタ下部セクション９２（図２）
は、燃焼カップ側壁６０に隣接しこの側壁の内側にある
円筒形の外側側壁９６を有している。この側壁９６は、
燃焼カップ側壁６０内の開口部６８近辺の部域において
厚さが薄くなっている。キャニスタの下部セクション９
２も同様に、外側側壁９６から半径方向内向きに間隔ど
りされた円筒形の内側側壁９８を有している。側壁９８
はイグナイタ（点火装置）１４２に隣接する部域におい
て厚みが薄くなっている。

【００１９】キャニスタ下部セクション９２の平坦なリ
ング形状の下部壁１００は、外側側壁９６及び内側側壁
９８を相互連結する。キャニスタの下部セクション９２
の円形内側上部壁１０２は、内側側壁９８から半径方向
内向きに延び、内側側壁９８を覆っている。内側上部壁
１０２及び円筒形内側側壁９８はキャニスタ９０内で下
向きに開放した中央リセス１０４を構成している。

【００２０】キャニスタカバー９４は一般に円形をして
いる。キャニスタカバー９４の中心にリセス１０６が位
置づけられている。自動点火材料の塊１０８がこのリセ
ス１０６の中に位置づけられ、アルミホイルテープ１０
９の一片でリセス１０６内に保持されている。

【００２１】気体生成材料の複数の環状ディスク１１０
がキャニスタ９０内で互いの上に積み重ねられている、
最上部の気体生成ディスク１１４及びキャニスタカバー
９４の内側の間に環状クッション１１２が配置されてい
る。ディスク１１０は、点火された時点で窒素ガスを生
成する既知の材料で作られている。数多くのタイプの気
体生成材料が使用可能であるが、適切な気体生成材料は
米国特許第３，８９５，０９８号に開示されている。気
体生成材料はディスク１１０の形に形成されているもの
の、これをペレットといったその他の形状に形成するこ
とも可能である。

【００２２】キャニスタ９０の中には環状前置フィルタ
１２０が配置されている。前置フィルタ１２０は、気体
生成ディスク１１０の半径方向外側に、又キャニスタ９
０の外側側壁９６の半径方向内側に位置づけられてい
る。前置フィルタ１２０と外側側壁９６の間には小さな
環状空間が存在する。

【００２３】１２２で概略的に示されている環状スラグ
スクリーンは、ディフューザ・カップ４２の中、燃焼カ
ップ４４の外側に位置づけられている。このスラグスク
リーン１２２は、開口部６８の半径方向外側にあり、燃
焼カップ側壁６０に対し押しつけられている。しかしな
がらこのスラグスクリーン１２２を燃焼カップ側壁６０
内で開口部６８から間隔どりして置くことも可能であ
る。

【００２４】１２４として概略的に示されている環状最
終フィルタアセンブリは、ディフューザカップ４２の内
側、スラグスクリーン１２２の上方に位置づけられてい
る。最終フィルタアセンブリ１２４はディフューザカッ
プ４２の側壁５０内で気体出口開口部５８の半径方向内
側にある。この最終フィルタアセンブリ１２４は、さま
ざまな材料の複数の層である。層はディフューザカップ
の側壁５０のまわりに延び、側壁の内側にある。最終フ
ィルタアセンブリ１２４の詳細な構造は本発明の一部を
成するものでなく、従って詳述しない。

【００２５】環状フィルタシールド１２６がディフュー
ザカップ側壁５０から半径方向内側に突出し、最終フィ
ルタアセンブリ１２４とスラグスクリーン１２２を分離
している。環状黒鉛シール１２８が最終フィルタアセン
ブリ１２４の上縁部とディフューザカップ上部端壁５４
の内側の間の間隔を密封している。もう一つの環状黒鉛
シール１３０は最終フィルタアセンブリ１２４の下縁部
とフィルタシールド１２６の上部側壁の間の間隔を密封
している。

【００２６】インフレータ１０は、イニシエータアセン
ブリ１４０を含む。イニシエータアセンブリ１４０はチ
ャンバカバー４６内の開口部８４を通ってキャニスタ９
０の中央リセス１０４内に突出している。イニシエータ
アセンブリ１４０は、イグナイタ１４２と溶接アダプタ
１５０を含む。イグナイタ１４２と溶接アダプタ１５０
に合わせて連結されている。溶接アダプタ１５０は連続
溶接好ましくはレーザ溶接で、チャンバカバー４６の中
心部分に円周方向溶接場所１４４で溶接される。この溶
接アダプタは、チャンバカバー４６を強化する。

【００２７】イニシエータアセンブリ１４０はイグナイ
タ１４２を含む。イグナイタ１４２は、イニシエータア
センブリ１４０から外側に延びる一対のワイヤリード線
１４６を含む。ワイヤリード線１４６は、衝突センサ
（図示せず）に連結できる。ワイヤリード線１４６は、
イグナイタ１４２内の点火材料内に埋込まれた抵抗線に
連結されている。イグナイタ１４２は、周知の適切なあ
らゆる構造のものであってよい。イグナイタ１４２を接
地しインフレータ１０を無効にしうる金属同士の接触を
防ぐため、イグナイタ１４２の上部部分の外側には、薄
いプラステックフィルム（図示せず）が位置づけされて
いる。

【００２８】衝突又はその他の急激な車の減速が発生し
た時点で、衝突センサが電気回路を閉じる。次に電流が
ワイヤリード線１４６を通してイグナイタ１４２へと流
れる。抵抗線は、イグナイタ１４２内の装薬を点火する
点火材料を発火させる。装薬の点火は高温気体生成物を
形成し、この生成物はイグナイタ１４２から外へ流れ、
キャニスタ９０の内側上部壁１０２及び内側側壁９８を
破壊する。イグナイタ１４２からの高温ガスは、気体生
成材料のディスク１１０を点火する。気体生成材料のデ
ィスク１１０は急速にもう１つの高温ガスを大量に生成
する。

【００２９】ガスの圧力はキャニスタ９０の円筒形側壁
９６に作用し、側壁９６を半径方向外側に燃焼カップ側
壁６０に対して押しやる。その結果、キャニスタ９０の
薄い側壁９６は破壊されるか又は燃焼カップ側壁６０内
の開口部６８において吹き出されることになる。開口部
６８近くで側壁９６の厚みが薄くなっていることから側
壁９６のこの部分は、望ましい圧力が他の部分に優先し
て破壊することができる。ディスク１１０の燃焼によっ
て生成されたガスは次に急速に前置フィルタ１２０を通
って外へ流れ出す。前置フィルタ１２０は、流れるガス
からイニシエータアセンブリ１４０及び気体生成ディス
ク１１０のいく分かの燃焼生成物を除去する。前置フィ
ルタ１２０は同様に流出するガスを冷却する。ガスが冷
却すると、溶融生成物に前置フィルタ１２０上に被着す
る。ガスに開口部６８を通ってスラグスクリーン１２２
内に流れる。

【００３０】スラグスクリーン１２２は、流れるガスか
ら粒子を除去し捕獲する。スラグスクリーンは同様に流
れるガスを冷却する。ガスが冷却すると、金属といった
溶融燃焼生成物はスラグスクリーン１２２上に被着す
る。スラグスクリーン１２２と最終フィルタアセンブリ
１２４の間のフィルタシールドは、スラグスクリーン１
２２内及びそのまわりにガスの乱流を発生させる。この
ガス乱流は、スラグスクリーン１２２内及びディフェー
ザカップの下部部分内での比較的重い粒子の保持を促進
する。

【００３１】ガスはスラグスクリーン１２２から最終フ
ィルタアセンブリ１２４へ軸方向上向きに流れる。次に
ガスは、ガスから小さな粒子を除去する最終フィルタア
センブリ１２４を通して半径方向外側に流れる。最終フ
ィルタアセンブリ１２４は同様に、ガス内の溶融生成物
が最終フィルタアセンブリ１２４の一部分の上に被着で
きるようにガスをさらに冷却する。ガス出口開口部５８
の環状配列はエアバッグ１２内にガス流を導いてエアバ
ッグ１２を膨らませる。

【００３２】インフレータハウジング−その構造上述のように、ディフェーザカップ４２、燃焼カップ４
４及びカバー４６は３つの環状溶接７０、７２及び８６
（図３）によって相互連結されている。溶接７０、７２
及び８６は、ディフェーザカップ４２及び燃焼カップ４
４の中心軸と一致する中心軸を有する。

【００３３】ディフェーザカップ４２の環状端壁５４
は、燃焼カップ４４の環状端壁６４と重複係合状態で配
置されている。ディフェーザカップ端壁５４の半径方向
に延びる平坦な内側表面１６２（図３）は、燃焼カップ
端壁６４の円形上部側面１６４と突合せ係合状態に配置
されている。従って、ディフェーザカップ４２の端壁５
４は、燃焼カップ４４の端壁６４を強化する。

【００３４】ディフェーザカップフランジ５６上の平坦
な環状下部側面１６８は、燃焼カップフランジ６６上の
環状上部側面１７０と平坦な突合せ係合状態に配置され
ている。ディフェーザカップ４２及び燃焼カップ４４上
のフランジ５６及び６６は、ディフェーザカップ及び燃
焼カップの下部部分を強化するように連動する。

【００３５】燃焼カップフランジ６６上の環状平坦下部
側面１７４は、カバーフランジ８２の環状上部側面１７
６は突合せ係合状態に配置されている。このカバー４６
は燃焼カップフランジ６６と連動して燃焼カップ４４の
下部部分を強化している。燃焼カップフランジ６６はデ
ィフェーザカップフランジ５６と連結されているため、
カバー４６はディフェーザカップ４２をも強化する。ア
ダプタ１５０（図２）は１４４においてカバー４６に溶
接され、カバーを強化している。

【００３６】インフレータハウジング−そのひずみ硬化ディフェーザカップ４２及び燃焼カップ４４（図３及び
４）の側壁５０及び６０及びフランジ５６及び６６は、
その降伏強度及び極限引張強さを増大するためひずみ硬
化される。側壁５０及び６０及びフランジ５６及び６６
のひずみ硬化は、ディフェーザカップ４２及び燃焼カッ
プ４４を形成するための平坦な円形ブランクの絞り加工
の間に起こる。ディフェーザカップ４２及び燃焼カップ
４４がＵＮＳ３０１００ステンレス鋼ブランクから絞り
加工されたものである本発明の特定の一実施態様におい
ては、ディフェーザ及び燃焼カップのひずみ硬化された
部分の極限引張強さは、ブランクが冷間加工される前の
ブランクの極限引張強さの１００％（パーセント）も増
大していた。この極限引張強さの増加により、インフレ
ータハウジング４０は比較的大きいプレス力に故障無く
耐えることができる。

【００３７】燃焼カップ４４が平坦な円形ブランクで形
成される場合、ブランクの中央部分に対しパンチが力を
加え、ブランクを下向きに絞りリング内へ押しやる。パ
ンチが下向きに絞りリング内へと移動するにつれて、ブ
ランクは絞りリング内に引き込まれる。ブランクが絞り
リング内に引き込まれると、ブランクは可塑的に変形し
冷間加工される。パンチは、燃焼カップを形成するブラ
ンクの厚みの２０倍以上である軸方向広がりをもつ燃焼
カップ４４の側壁６０を形成するのに充分なものである
距離だけこの絞りリング内へ移動する。燃焼カップ４４
を形成する金属のこの冷間加工は、燃焼カップの側壁を
形成する金属のひずみ硬化という結果をもたらす。

【００３８】燃焼カップ４４の円筒形側壁６０のひずみ
硬化された金属は、無孔の円形端壁６４の平均降伏強度
及び極限引張強さの１．２倍（すなわち２０％増）以上
であるような平均降伏強度及び極限引張強度を有する。
一般的に言って、端壁６４は、燃焼カップ４４を形成し
たブランクの降伏及び極限引張強さに近い降伏及び極限
引張り強さをもつ。例えば、燃焼カップ側壁６０の平均
降伏強さは、標準的に１平方インチあたり１２０，００
０ポンド（１平方センチメートルあたり８，４００Ｋ
ｇ）を上回り、一方端壁６４の平均降伏強さは１平方イ
ンチあたり１００，０００ポンド（１平方センチメート
ルあたり７，０００Ｋｇ）未満である。

【００３９】燃焼カップ４４の側壁６０の降伏強さ及び
極限引張強さの増大の程度は、燃焼カップの形成中に燃
焼カップの側壁がひずみ硬化される程度の直接的関数で
ある。燃焼カップ４４の側壁６０のひずみ硬化の程度
は、絞りプロセス中のブランクの可塑変形の量の関数と
して変化する。従って、絞りが深くなればなるほど金属
のひずみ硬化は大きくなり、燃焼カップ４４の側壁６０
の降伏強さ及び極限引張り強さは高くなる。

【００４０】燃焼カップ４４の形成中、円筒形側壁の軸
方向の広がり全体を通して、側壁６０を形成する金属の
ひずみ硬化は均等ではない。従って、燃焼カップ側壁６
０の降伏強さ及び極限引張強度は、側壁の軸方向広がり
全体を通して均等ではない。ブランクの金属の最大のひ
ずみ硬化は、環状フランジ６６に隣接する側壁６０にお
いて発生する。

【００４１】燃焼カップ側壁６０を形成するためのブラ
ンクの変形量は、端壁６４からフランジ６６まで一般に
均等な形で増大する。従って、燃焼カップ側壁６０の降
伏強さ及び極限引張強さは、端壁６４からフランジ６６
まで一般に均等な形で増大する。しかしながら、ブラン
クの絞り中の金属の流れの変動及びブランクの材料の組
成の不規則性のため、燃焼カップ側壁６０内のひずみ硬
化量に局所的な変動が発生する。

【００４２】燃焼カップ側壁６０の厚みは、それが図５
の矢印１８２の方向に延びるに従って減少する。従っ
て、円筒形燃焼カップの側壁６０は、円形端壁６４付近
よりも環状フランジ付近で、さらに厚くなっている。燃
焼カップ側壁６０のこの厚み変化は、燃焼カップの製造
中にパンチによりダイ内にブランクが引込まれることか
ら、ブランクの金属の流れの結果である。開口部６８
（図３及び図４）は、燃焼カップ４４を絞り加工した後
に形成される。

【００４３】燃焼カップ４４の１つの特定的な実施態様
は円形ＵＮＳＳ３０１００ステンレス鋼ブランクから
絞り加工されたものである。このステンレス鋼のブラン
クの公称厚みは１．２０ｍｍから１．３５ｍｍであっ
た。この特定的なブランクは、３５．２５ｍｍという軸
方向の広がりをもつ円筒形燃焼カップ側壁６０を形成す
べく絞り加工された。燃焼カップフランジ６６の直径は
８６．５０ｍｍであった。燃焼カップ端壁６４の直径は
５２．７５ｍｍであった。フランジ６６に隣接する燃焼
カップの側壁６０の厚みは１．２１ｍｍであった。図５
に矢印１８６で示されている場所で、燃焼カップ側壁６
０の厚みは０．８０ｍｍであった。燃焼カップフランジ
６０は、図５の矢印１９０で示された場所で、厚み１．
１６ｍｍであった。燃焼カップ端壁６４の厚みは、図５
で矢印１９２で示されている場所で０．９５ｍｍであっ
た。燃焼カップ４４のフランジ６６と側壁６０の間のコ
ーナの厚みは、矢印１９４で示されている場所で１．１
４ｍｍであった。燃焼カップ４４の側壁６０と端壁６４
の間のコーナでは、金属の厚みは、矢印１９６で示され
た場所で０．７５ｍｍであった。

【００４４】ブランクの特異的特性及びブランクの金属
の絞り加工中の流れ方のため、この特異的燃焼カップ４
４の側壁６０の硬さは、端壁６４から同じ距離にある場
所において変動した。同様に、端壁６４及びフランジ６
６の金属の硬さは端壁及びフランジを横切って異なって
いた。しかしながらこの特定の燃焼カップ４４の側壁６
０は、約６０ＨＲ３０Ｎという平均硬度をもっていた
（ダイヤモンド圧子を用いた３０ｋｇの負荷でのロック
ウェル硬さ）。端壁６４の平均硬さは約５０ＨＲ３０Ｎ
であった。従って、燃焼カップ４４の側壁６０は、端壁
６４の平均硬さの少なくとも１．２倍である平均硬さを
有していた。フランジ６６は約５８ＨＲ３０Ｎの平均硬
さを有していた。

【００４５】燃焼カップの硬さは燃焼カップの表面上の
９７個の場所で測定された。これらの場所は、図６に示
されている。場所１から３０までは、燃焼カップ４４の
測壁６０の円筒形の外側表面上の３本の円周方向に延び
た列の形で配置されている（図６）。場所３１から３７
まではフランジ６６の右側（図６に見られるように）の
縁部から半径方向内側に延びている。場所３８から５０
までは燃焼カップの側壁６０に沿って軸方向に延びてる
１本の列にある。場所５１は、燃焼カップの側壁６０と
燃焼カップの端壁６４の間のコーナーにある。場所５２
から７６までは、燃焼カップ端壁６４を横切って直径方
向に延びる１本の列にある。場所７７（図６）は、燃焼
カップ４４の側壁６２及び端壁６４の間のコーナーにあ
り、場所５１とは直径方向反対側に配置されている。場
所７８から９０までは、燃焼カップ側壁６０に沿って軸
方向に延びる列内にあり、場所３８から５０までとは直
径方向に反対側にある。場所９１から９７は、場所３１
−３７とは直径方向反対側にある燃焼カップフランジ６
６上の半径方向に延びる列内にある。

【００４６】図６の１から９７までの番号で示されたさ
まざまな場所での硬さは、ＨＲ３０Ｎスケールで測定さ
れた。ＨＲ３０Ｎスケールは、ダイアモンドの圧子を用
いた３０ｋｇの負荷でのロックウェル表面硬さ数であ
る。燃焼カップ４４の材料の厚み及び燃焼カップの表面
上のさまざまな場所の硬さのため、このスケールが用い
られた。燃焼カップ上のさまざまな場所で測定された硬
さは、以下のとおりであった。

【００４７】硬さ場所ＨＲ３０Ｎ場所ＨＲ３０Ｎ場所ＨＲ３０Ｎ１６２．６３３５９．８６５４９．９２６３．０３４６２．４６６４９．６３６１．９３５６３．９６７４９．９４６２．３３６６４．４６８４９．８５６２．５３７６５．１６９４９．５６６２．４３８６４．０７０４９．２７６１．９３９６１．０７１５０．０８５９．６４０６０．９７２４９．７９６１．８４１６０．６７３５０．０１０６２．５４２６１．９７４５０．１１１６１．２４３６０．９７５５０．１１２６１．２４４６１．２７６５１．９１３６１．０４５５９．８７７５６．０１４６２．０４６５８．６７８５４．０１５６０．２４７５８．４７９５７．６１６６０．９４８５８．２８０４７．７１７６０．７４９５７．３８１５９．０１８６１．２５０５８．１８２５９．８１９６４．２５１５８．１８３６０．８２０６１．１５２５３．０８４６２．９２１５８．５５３５１．６８５６３．２２２５８．７５４４９．９８６６３．４２３５７．９５５５０．８８７５３．４２４５８．４５６５０．７８８５２．７２５５９．３５７４９．３８９５３．９２６６２．８５８５０．５９０６１．６２７５８．６５９５０．２９１６５．０２８５９．９６０４９．５９２６４．９２９５５．９６１５０．６９３６２．６３０５８．０６２５０．０９４６１．２３１５８．６６３４８．９９５６０．７３２５８．０６４４９．９９６５７．６９７５８．２燃焼カップ４４の降伏強度及び極限引張強さは、金属の
硬さの直接的関数である。従って金属が硬くなればなる
ほど、金属の降伏強度は大きくなる。５０というＨＲ３
０Ｎ硬さをもつＵＮＳ５３０１００ステンレス鋼は、１
平方インチあたり約９００００ポンドの降伏強度をも
つ。６０というＨＲ３０Ｎ硬さをもつＵＮＳＳ３０１
００ステンレス鋼は１平方インチあたり約１４００００
ポンドの降伏強度をもつ。これらの一般的規模の硬さで
は、ＨＲ３０Ｎ硬さの単位増加は、ＵＮＳＳ３０１０
０ステンレス鋼の降伏強度の１平方インチあたり約５０
００ポンドの増加に相応する。

【００４８】燃焼カップ４４の前述の説明においては、
燃焼カップを形成するブランク及び燃焼カップ自体につ
いて、特定の寸法及び材料が記述されてきた。さらに、
燃焼カップ４４上のさまざまな場所についての特定の硬
さが示されていた。これらの材料、寸法及び硬さはここ
において記述を明確にする目的で示されたものにすぎ
ず、本発明を制限する意味が全くないものである。とい
うことを理解しておかなくてはならない。燃焼カップ４
４を、多くの異なる寸法のブランクから多くの異なる材
料で形成することも可能であると考えられている。燃焼
カップ４４自体、さまざまな寸法及び硬さを有すること
ができる。実際、同じサイズのブランクから同じ材料で
作られた同じ全体的サイズの一連の燃焼カップ４４のう
ちの特定の燃焼カップが異なる壁厚及び／又は硬さを有
することもできると考えられている。

【００４９】ディフューザカップ４２は、燃焼カップ４
４と同じ要領で形成される。従って、ディフューザカッ
プ４２は、パンチで環状ブランクの中央部分に対し力を
加えることによって引き抜かれる。パンチがブランクの
金属を絞りリング内に引き込むにつれて、金属は冷間加
工される。パンチは、ディフューザカップを形成するブ
ランクの厚みの少なくとも２０倍である軸方向広がりを
もつディフューザカップ４２の側壁５０を形成するのに
充分なものである距離、絞りリング内へ移動する。こう
して、ディフューザカップ４２の側壁５０及びフランジ
５６を形成する金属がひずみ硬化される結果となる。円
形中央開口部５７は、ディフューザカップを形成するブ
ランクの中に形成されている。側壁開口部５８（図３及
び４）は、絞り作業が完了した後形成される。

【００５０】ディフューザカップ４２の側壁５０及びフ
ランジ５６のひずみ硬化された金属は、端壁５４の平均
降伏強度及び極限引張強さの少なくとも１．２倍（すな
わち２０パーセント増）である平均降伏極限及び平均極
限引張強さを有する。例えば、円筒形ディフューザカッ
プ側壁５０の平均降伏強度は標準的に１平方インチあた
り１２００００ポンドを上回り、一方環状端壁５４は一
平方インチあたり１０００００ポンド未満の平均降伏強
度をもつ。ディフューザカップ側壁５０の平均降伏強度
は、ディフューザカップ端壁５４の平均降伏強度に比べ
少なくとも２０パーセント大きい。ディフューザカップ
４２の金属のひずみ硬化の程度は、絞りプロセス中の金
属の可塑変形の一関数として変動することになる。従っ
て絞り（ドロー）が深くなればなるほど、金属のひずみ
硬化は大きくなり、金属の降伏強度及び極限引張強さは
高くなる。

【００５１】１つの特定の例においては、ディフューザ
カップ４２は、１．２０ｍｍ乃至１．３５ｍｍの公称厚
みをもつ円形ＵＮＳＳ３０１００ステンレス鋼ブラン
クから絞り加工された。この特定的ブランクは直径が１
３４．０ｍｍであり、軸方向広がりが３５．２５ｍｍの
円筒形のディフューザカップ側壁５０を形成するべく絞
り加工された。環状ディフューザカップ端壁の直径は７
６．５０ｍｍであった。

【００５２】絞り加工プロセス中、ディフューザカップ
側壁５０は、図７の矢印２０４の方向に減少する厚みを
もつように形成された。矢印２０６により示されている
場所において、ディフューザカップ側壁５０の厚みは約
１．１０ｍｍであった。円筒形ディフューザカップ側壁
５０は、図７で矢印２０８により示されている場所にお
いて約０．７９ｍｍの厚みまでテーパがついていた。

【００５３】この特定のディフューザカップ４２の環状
フランジ５６の厚みは、図７の矢印２１０で示されてい
る場所において１．２３ｍｍであった。環状ディフュー
ザカップ端壁５４の厚みは矢印２１２に示されている場
所において０．９０ｍｍであった。ディフューザカップ
４２のフランジ５６と側壁５０の間のコーナーの厚み
は、矢印２１４で示されている場所において１．０５ｍ
ｍであった。ディフューザカップ４２の側壁５４の間の
コーナーは、矢印２１６により示された場所において
０．７０ｍｍの厚みを有していた。

【００５４】ディフューザカップ４２の硬さは、端壁５
４から同じ距離にある場所において側壁５０のまわりで
変化していた。同様に端壁の硬さは端壁を横切って変化
した。しかしながら一般的に言って、この特定のディフ
ューザカップ４２について、フランジ５６は約６１ＨＲ
３０Ｎ（ダイヤモンド圧子を用いた３０ｋｇの負荷での
ロックウェル硬さ）の平均硬さを有していた。この特定
のディフューザカップの側壁は、フランジ近くの約６１
ＨＲ３０Ｎという最大値から端壁５４近くの約５１ＨＲ
３０Ｎという最小値まで変化する硬さを有していた。側
壁の平均硬さは約５７ＨＲ３０Ｎであった。端壁の平均
硬さは約５１ＨＲ３０Ｎであった。

【００５５】ディフューザカップ４２の表面上のさまざ
まな場所における硬さは、これらの場所におけるディフ
ューザカップの金属の冷間加工の程度の直接的関数とし
て変化する。冷間加工が大きくなればなるほどひずみ硬
化は大きくなり、又材料の降伏強度及び極限引張強さは
大きくなる。

【００５６】絞り加工作業によるディフューザカップ４
２の成形中、平坦な円形ブランクの金属はパンチのまわ
りそして円形ダイリングの中へと流れる。かくして、ブ
ランクの金属は、ダイの中へと引抜かれ、絞り作業中の
ブランクの直径の減少という結果をもたらす。従って前
述の特定のディフューザカップ４２の絞り作業中、ブラ
ンクの直径は１３４．０ｍｍから約９５．０ｍｍまで減
少させられた。パンチの直径は７６．５ｍｍであった。

【００５７】前述の特定のディフューザカップ４２にお
いて、ディフューザカップの硬さはディフューザカップ
の表面上の７６個の場所で測定された（図８）。場所１
〜３６は、ディフューザカップ側壁５０の外側側面上に
３本の円周方向に延びる列の形で配置されている。場所
３７〜３９は、ディフューザフランジ５６の右縁部（図
８内で見られるように）から半径方向内側に延びる。場
所４０から５０までは、ディフューザカップ側壁５０に
沿って軸方向に延びる列内にある。場所５１は、ディフ
ューザカップ側壁５０と端壁５４の間のコーナーにあ
る。

【００５８】場所５２から６１は、ディフューザカップ
４２の端壁５４を横切って直径方向に延びる列の形で配
置されている。場所６２はディフューザカップ側壁５０
と端壁５４の間のコーナーにあり、場所５１とは直径方
向反対側にある。場所６３から７３までは、ディフュー
ザカップ側壁５０に沿って軸方向に延びる列の形で配置
され、場所４０−５０とは直径方向に反対側にある。場
所７４から７６までは、場所３７から３９までとは直径
方向反対側のディフューザカップフランジ５６上で半径
方向に延びる列の中にある。

【００５９】ディフューザカップ４２上のさまざまな場
所において測定された硬さは、以下のとおりであった。

【００６０】硬さ場所ＨＲ３０Ｎ場所ＨＲ３０Ｎ場所ＨＲ３０Ｎ１６０．２２６５２．８５１５２．０２５９．７２７５３．０５２５３．０３６０．９２８５３．９５３５２．３４６０．０２９５２．６５４５０．１５５９．８３０５２．９５５５０．５６６１．１３１５３．３５６５０．２７６０．５３２５１．８５７４９．６８６０．４３３５３．０５８４９．９９５９．７３４５２．８５９５０．４１０６０．６３５５３．１６０５１．２１１６１．０３６５４．０６１５０．９１２６１．０３７６３．１６２５１．６１３５６．５３８６４．０６３５２．３１４５７．０３９６２．９６４５０．０１５５７．１４０６１．３６５４７．７１６５８．２４１６１．０６６５４．０１７５８．０４２６１．２６７５６．７１８５７．８４３６０．５６８５７．７１９５８．５４４５９．４６９５８．９２０５８．０４５５８．５７０５９．３２１５７．６４６５８．０７１６０．４２２５８．４４７５５．０７２６０．８２３５８．９４８４９．２７３６１．２２４５９．６４９４９．０７４６０．２２５５１．４５０４８．２７５５９．３７６５７．２ディフューザカップ４２のための前述の特定の材料、寸
法及び硬さはここで説明を明確化するために示されたも
のであるということを理解されたい。ディフューザカッ
プ４２は異なる材料で形成でき、又異なる寸法及び硬さ
を有することができる、と考えられる。実際、同じサイ
ズのフランクから同じ材料で作られ同じ全体的サイズを
もつ一連のディフューザカップ４２のうちの特定のディ
フューザカップが異なる厚み及び／又は硬さを有するこ
とができるものと考えられている。

【００６１】カバー４６は、ディフューザカップ４２及
び燃焼カップ４４とほぼ同じ程度までは変形されていな
いものの、フランジ８２及び中央部分８０を有するよう
に変形されている。カップ４６は、パンチでブランクの
中央部分に力を加えることによりブランクの絞りによっ
て形成される。ブランクは引抜かれるにつれて可塑変形
し冷間加工される。その結果、フランジ８２を形成する
金属はひずみ硬化される。フランジ８２のひずみ硬化さ
れた金属は、中央部分８０の平均降伏強度よりも高い平
均降伏強度を有する。

【００６２】１つの特定的例においては、カバー４６
は、公称厚み１．２０ｍｍから１．３５ｍｍで直径が６
９．００ｍｍである円形のＵＮＳＳ３０１００ステン
レス鋼ブランクから絞り加工された。

【００６３】このブランクは、フランジ部分から１．２
７ｍｍの軸方向距離だけオフセットされた中央部分を有
するカバーを形成すべく引抜かれたものである。カバー
フランジ８２の外径は６３．００ｍｍであった。この特
定のカバーの中央部分８０の直径は４９．００ｍｍであ
った。

【００６４】絞りプロセス中、カバー４６は、その異な
る部分において異なったものである厚みを伴って成形さ
れた。かくして、フランジ８２は、図９に矢印２２２で
示された場所において１．１５ｍｍの厚みを有してい
た。カバーの中央部分８０の厚みは、図９に矢印２２４
で示されている場所で１．１ｍｍであった。図９に矢印
２２６で示されている場所において、カバーの厚みは
１．１２ｍｍであった。図９の矢印２２８に示された場
所において、カバーの厚みは１．０７ｍｍであった。

【００６５】カバーの中心から同じ距離にある場所で、
カバーの硬さはカバーを横切って変化していた。しかし
ながら一般的に言って、この特定のカバーについて、フ
ランジは約８１．５ＨＲＢ（１／１６インチの直径のボ
ールを用いた、１００ｋｇ負荷でのロックウェル硬さ）
の平均硬さをもっていた。この特定のカバーの中央部分
の平均硬さは約８５ＨＲＢであった。

【００６６】カバー４６のさまざまな場所における硬さ
は、カバー内のこれらの場所における冷間加工の程度の
直接的関数として変化した。冷間加工が大きければ大き
いほど、ひずみ硬化は大きく、カバーを形成する材料の
降伏強度は大きくなった。絞り作業によるカバー４６の
成形中、ブランクの直径は６９．００ｍｍから約６５．
０ｍｍまで減少させられた。

【００６７】この特定のカバー４６において、カバーの
硬さは、カバー表面上の３２の場所で測定された（図１
０）。場所１、２、１５、１６、１７、１８、３１及び
３２（図１０）は、カバーのフランジ８２を中心にして
４つの等間隔をおいた場所で対を成して位置づけされて
いる。場所３−１４及び１９−３０は、カバーの中央部
分８０上で２本の直径方向に延び交叉する列の形で位置
づけされている。さまざまな場所における硬さは以下の
とおりであった。

【００６８】硬さ場所ＨＲＢ１８０．０２８２．６３８７．１４８４．７５８４．３６８３．１７８３．７８８５．１９８３．９１０８３．４１１８３．３１２８４．１１３８５．７１４８７．３１５８１．２１６８４．４１７８０．０１８８０．７１９８８．０２０８５．９２１８３．８２２８２．７２３８２．５２４８３．０２５８６．２２６８４．３２７８４．１２８８４．８２９８６．１３０８８．１３１８２．１３２８１．４カバー４６の材料の降伏強度は金属の硬さの直接的関数
である。従って、金属が硬くなればなるほど、金属の降
伏強度及び極限引張強さは大きくなる。かくして、８０
というＨＲＢ硬さを有するＵＮＳＳ３０１００ステン
レス鋼製カバーは、１平方インチあたり約３００００ポ
ンドの降伏強度をもつ。

【００６９】１つの特定的カバー４６についての前述の
材料、寸法及び硬さは、説明を明確にする目的でここで
示されてきたということを理解されたい。カバー４６を
異なる寸法及び硬さをもつ異なる材料で形成することも
できると考えられている。

【００７０】インフレータ・その作動上述のように、急激な車の減速が発生した時点で、イニ
シエータアセンブリ１４０は活化されて気体生成材料の
ディスク１１０の爆燃を開始させる。ディスク１１０が
爆燃するにつれて、高温窒素ガスが生成される。気体生
成材料のディスク１１０の爆燃によるガスの生成の間、
円筒形燃焼カップチャンバ２４０（図３）内の流体圧力
は増大する。この流体圧力は、図１１に示されている要
領にインフレータハウジング４０を可塑的に変形させる
のに充分なものである。高温窒素ガスが燃焼カップ開口
部６８を通ってディフューザカップ４２内に流れ込むに
つれて、環状ディフューザカップチャンバ２４２内の流
体圧も同様に増大する。

【００７１】ディフューザカップチャンバ２４２内で打
ち立てられる最大流体圧力は、燃焼カップチャンバ２４
０内で打ち立てられる最大流体圧力よりも低い。これは
一部には、ディフューザカップ４２の側壁５０内の開口
部５８よりも燃焼カップ４４の側壁６０内の開口部６８
の方が小さく数も少ないせいである。同様に、ディフュ
ーザカップチャンバ２４２内のガスの温度は燃焼カップ
チャンバ２４０内のガスの温度よりも低い。燃焼カップ
チャンバ２４０内のガスの比較的高い圧力の作用の結
果、燃焼カップ４４はディフューザカップ４２に比べさ
らに大きく可塑変形することになる。

【００７２】燃焼カップチャンバ２４０内の流体圧力
は、端壁６４及びカバー４６を軸方向外方に可塑変形さ
せる（図１１）。ディフューザカップ端壁５４と燃焼カ
ップ端壁６４の間の重複関係により、力は燃焼カップ４
４の端壁からディフューザカップ４２の端壁へと伝達さ
れうることになる。この力は、ディフューザカップ端壁
５４と燃焼カップ端壁６４を相互連結する環状溶接７０
を通して伝達される。ディフューザカップ４４の端壁５
４は、燃焼カップ４４の端壁６４の軸方向外向きの変形
を抑制するものの防止はしない。燃焼カップ端壁６４
は、ディフューザカップ端壁５４内で開口部５７を通し
て延びるよう充分に変形する。

【００７３】燃焼カップ４４の形成中、端壁６４の加工
硬化は全く無い。従って、燃焼カップ端壁６４は比較的
低い降伏強度を有し、比較的延性がある。燃焼カップ端
壁６４は比較的低い降伏強度をもつため、チャンバ２４
０内の増大するガス圧の影響下で燃焼カップ４４のその
他の部分が変形する前に変形し始めることができる。燃
焼カップ端壁６４は、その延性により、比較的大きく破
断無しに可塑変形することができる。燃焼カップ端壁６
４の過度の変形を防ぐため、ディフューザカップ端壁５
４は燃焼カップ端壁６４の外向きのふくれ出しを遅れさ
せる。

【００７４】燃焼カップチャンバ２４０内の流体圧力が
増大するにつれて、カバー４６は端壁とは反対の方向に
可塑的に変形するか又はふくれ出す（図１１）。カバー
４６と燃焼カップフランジ６６の間の重複における溶接
８６は、カバーが過度に可塑変形しないよう抑制してい
る。カバー４６は中央部分８０及びフランジ８２の形成
によって或る程度加工硬化されているが、その結果えら
れるカバー４６の降伏強度の増大はカバーの可塑変形を
防ぐのに不充分なものである。カバー４６の中央部分８
０を当初フランジ８２から内方にオフセットさせること
により（図３）、燃焼カップチャンバ２４０内の流体圧
力に対抗するカバーの構造的強度は増大させられてい
る。それにもかかわらず、燃焼カップチャンバ２４０内
の流体圧力が増大するにつれて、端壁６４及びカバー４
６は軸方向外側に可塑的に変形する。燃焼カップ端壁６
４のためにディフューザカップ端壁５４が提供する構造
的補強のため、及びディフューザカップ端壁５４と燃焼
カップ端壁６４の間の溶接７０の直径がカバーフランジ
８２と燃焼カップフランジ６６の間の溶接８６の直径よ
り小さいことから、燃焼カップ端壁６４よりもカバー４
６の軸方向変形の方が大きい。カバー４６の変形は、イ
ニシエータアダプタ１５０をカバーに溶接１４４で溶接
することによって５０パーセントも減少される。

【００７５】燃焼カップ４４の側壁６０は、軸方向及び
半径方向の両方向に変形されうる。燃焼カップチャンバ
２４０内の流体圧力が著しく増大した場合、燃焼カップ
側壁６０の軸方向長さは増大する。さらに、燃焼カップ
４４の端壁に向かう側壁６０の端部部分は、端壁６４が
軸方向外側に可塑的に変形するにつれて、半径方向内側
に変形させられる。

【００７６】下部フランジ６６の近辺で燃焼カップ側壁
６０の最小可塑変形が見られる。フランジ６６の近辺で
燃焼カップ側壁６０の変形量が比較的少ないのは、少な
くとも一部には、燃焼カップが形成されるにつれての側
壁６０の金属のひずみ硬化のせいである。前述したよう
に、燃焼カップ側壁６０内の金属のひずみ硬化は、金属
の降伏強度を増大させる。さらに、燃焼カップ側壁６０
はフランジ６６近辺で比較的厚い断面積を有している。

【００７７】カバー４６、燃焼カップフランジ６６及び
ディフューザカップフランジ５６は、燃焼カップ４４の
下部部分の変形に抵抗すべく構造的強度を提供するよう
連動する。限定的に言うと、前述のとおり、カバー４６
上のフランジ８２は燃焼カップ４４上のフランジ６６に
重複し、これに対し溶接される。さらに、燃焼カップフ
ランジ６６はディフューザカップフランジ５６に重複
し、これに対して溶接される。カバーフランジ８２、燃
焼カップフランジ６６及びディフューザカップフランジ
５６の間の重複関係は、ディフューザカップ４２及び燃
焼カップ４４のための比較的強い構造的ベースを提供す
る。カバーフランジ８２、燃焼カップフランジ６６及び
ディフューザカップフランジ５６によって提供されるベ
ースの強度は、これらのフランジの成形中のひずみ硬化
によって促進される。

【００７８】ディフューザカップチャンバ２４２内で流
体圧力が幾分か低いことから、ディフューザカップ４２
は、燃焼カップ４４と同じ程度には可塑変形しない。し
かしながらディフューザカップ４２の端壁５４は、燃焼
カップ４４の端壁６４が軸方向外側に変形するにつれ
て、図１１に示されている要領で、軸方向外側に変形さ
れうる。ディフューザカップ４２の成形中ディフューザ
カップ端壁５４のひずみ硬化は比較的わずかであること
から、ディフューザカップの端壁は比較的低い降伏強度
を有し、比較的延性がある。このためディフューザカッ
プ４２の端壁５４は、ディフューザカップチャンバ２４
２内のガス圧と燃焼カップ４４の端壁６４からディフュ
ーザカップ４２の端壁５４まで伝達された力の組合わさ
った影響の下で開口部５７の近辺で軸方向外側に可塑的
に変形することができる。

【００７９】ディフューザカップ４２の端壁５４は可塑
的に変形するものの、ディフューザカップの端壁は燃焼
カップ４４の端壁６４よりも低い流体圧力を受けてい
る。従ってディフューザカップ４２の端壁５４は燃焼カ
ップ４４の端壁６４より小さくしか変形しない。このた
めディフューザカップ４２の端壁５４は、燃焼カップ端
壁の変形を減少させるべく燃焼カップ６４の端壁を強化
することができる。

【００８０】ディフューザカップ４２の側壁５０は、半
径方向外側方向に幾分か可塑変形することができる。し
かしながら比較的大量のひずみ硬化及びその結果として
のディフューザカップ側壁５０の降伏強度の増大のた
め、側壁の外方への変形は比較的小さい。

【００８１】ディフューザカップフランジ５６と燃焼カ
ップフランジ６６の重複係合は、変形しないようディフ
ューザカップ側壁５０の下部部分を構造的に保持してい
る。

【００８２】上述のように、インフレータハウジング４
０（図３及び４）は、合わせて溶接された３つのシート
メタルブロックとアダプタ１５０で形成される。その結
果、インフレータハウジング４０は比較的軽量で強く、
製造コストが安くしかも組立てが容易なものとなってい
る。インフレータハウジングの構成要素間の構造的連続
及び構成要素製造中のインフレータハウジングの構成要
素の一部分の強化のため、インフレータハウジングの構
成要素を過度に弱化することなく、比較的薄いシートメ
タルブロックからこのハウジング４０の構成要素を形成
することが可能である。

【００８３】インフレータハウジングの一部分は、エア
バッグ１２の膨張中高温要素ガスの影響の下で可塑的に
変形する。インフレータハウジング４０の強度は、ハウ
ジングがエアバッグの膨張中に破壊したり又はその他の
形で故障しないように制御される。インフレータハウジ
ング４０の可塑変形は、このハウジングの一部分の降伏
強度を増大させることによって制御される。これは、イ
ンフレータハウジングの構成要素の成形中のインフレー
タハウジングの一部分のひずみ硬化によって行なわれ
る。インフレータハウジング４０の可塑変形は又このハ
ウジングの一部分の構造的補強によっても制御される。
これにより、インフレータハウジングは、このハウジン
グの構造的強度を損うことなくサイズ及び重量が減少し
たものとなりうる。

【００８４】インフレータハウジング４０の強度をテス
トするため、このハウジングは水圧試験に付された。水
圧試験中、燃焼カップ４４には、連続的に増大する圧力
で水が満たされた。インフレータハウジング４０から水
が漏れ始めた時点でテストは停止された。

【００８５】インフレータハウジング４０内に水圧が打
ち立てられうるように、ディフューザカップ４２は開口
部５８無しで形成された。ディフューザカップ４２の側
壁５０の開口部５８が削除されたため、燃焼カップチャ
ンバ２４０及びディフューザカップチャンバ２４２の両
方の水圧が増大した。流体圧力が増大するにつれてハウ
ジング４０は図１２に概略的に示されているような要領
で変形した。エアバッグ１２の通常の展開中に起こるよ
りも大きくディフューザカップ４２が変形したことに留
意されたい（図１１参照）。

【００８６】本発明によれば、上述の如く、第１および
第２の側壁、第１および第２の端部壁および第１および
第２のフランジが重ねられて溶接で連結されるようにし
たので燃焼カップおよびディフューザ・カップの強度を
高くすることができるという実益がある。

【００８７】本発明の前記説明に基づき当業者は改良、
変更及び修正を考案することだろう。このような当該技
術分野の範囲内での改良、変更及び修正は、前述のクレ
ームにより網羅されるべきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は乗物のハンドルに付設された本発明によ
る構造の安全装置の部分断面図、

【図２】図２は図１の安全装置において使用するインフ
レータの構造を示す拡大断面図、

【図３】図３は説明の便宜上、たの構成要素を省略して
示す、図２のインフレータで使用するハウジングの断面
図、

【図４】図４はインフレータ・ハウジングの構成要素の
構造を説明するための分解斜視図、

【図５】図５は図３のハウジングの一部の概略図、

【図６】図６は図５に示すハウジングの部分の更に別の
概略図、

【図７】図７は図３のハウジングの別の部分の概略図、

【図８】図８は図７に示すハウジングの部分の更に別の
概略図、

【図９】図９は図３に示すハウジングの更に別の部分の
概略図、

【図１０】図１０は図９に示すハウジングの部分の更に
別の概略図、

【図１１】図１１は図１の安全装置におけるエアバッグ
が正常に拡張するに際しての図３のハウジングの変形の
態様を説明する概略断面図、

【図１２】図１２はハウジング強度試験に際しての図３
のハウジングの液圧による変形の態様を説明する概略断
面図である。

【符号の説明】

１０インフレータ１２エアバッグ１４カバー１６ハンドル４０ハウジング４２ディフューザカ
ップ４４燃焼カップ５０側壁５４端部壁５６フランジ５８開口部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インフレータ・ハウジングと、乗員拘束
装置を膨張させるガスを供給するための前記インフレー
タ・ハウジング内に収納されたガス発生物質とを備えて
なり、前記インフレータ・ハウジングは、前記ガス発生
物質を収納する単体の燃焼カップと、単体のカバーと、
前記燃焼カップを少なくとも部分的に囲む単体のディフ
ェーザ・カップとを含み、前記単体の燃焼カップは、軸
線方向ならびに前記ガス発生物質の周囲に延びる第１の
側壁と、前記第１の側壁の一端から少なくとも部分的に
内方へ延びて前記燃焼カップの一端を閉鎖する第１の端
部壁と、前記第１の側壁の前記一端とは反対側の端部か
ら外方へ延びる第１のフランジとを含み、前記第１の側
壁は前記ガス発生物質からのガスを貫流させて前記第１
の側壁を通して流出させるための複数個の開口部を画成
する表面手段を含み、前記カバーは前記第１の側壁の前
記一端とは反対側の端部から内方へ延びており、前記第
１の側壁と、前記第１の端部壁と、前記カバーとは少な
くとも部分的に協同して前記ガス発生物質を収納するチ
ャンバを画成し、前記単体のディフェーザ・カップは、
軸線方向ならびに前記第１の側壁の周囲に延びる第２の
側壁と、前記第２の側壁の一端から内方へ延びて前記第
１の端部壁と重なり合った状態で係合する第２の端部壁
と、前記第１および第２の端部壁をそれらの重なりあっ
た部分で互いに連結するためのものであり且つ前記第１
の側壁の半径方向内方に配置された第１の溶接部と、前
記第２の側壁の前記一端とは反対側の端部から外方へ延
びる第２のフランジと、第２の溶接部とを含んでおり、
前記第１および第２のフランジは前記第２の側壁から外
方の位置で互いに重なった状態で配置され、前記第２の
溶接部は前記第１および第２のフランジをそれらの重な
った部分で互いに連結して形成され且つ該第２の溶接部
は前記第２の側壁の半径方向外方に配置され、前記第２
の側壁は、前記ガス発生物質からのガスを貫流させて前
記乗員拘束装置へ流出させる複数個の開口部を有するこ
とを特徴とする乗物の乗員拘束装置を膨張させるための
装置。
【請求項２】前記カバーと前記第１のフランジとが前
記第１の側壁から外方で前記第２の側壁から内方の位置
で互いに重なった状態で配置され、更に、第３の溶接部
を含み、該第３の溶接部は前記カバーと前記第１のフラ
ンジとを前記第１の側壁の半径方向外方に配置された位
置で互いに重なる部分を相互に連結する請求項１記載の
装置。
【請求項３】前記第１および第２の側壁は円筒状の形
状であり、かつ前記第１および第２のフランジは前記第
１および第２の側壁から半径方向外側へ延びることを特
徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】金属製のインフレータ・ハウジングと、
乗員拘束装置を膨張させるガスを供給するための前記イ
ンフレータ・ハウジング内に収納されたガス発生物質と
からなり、前記インフレータ・ハウジングは、軸線方向
ならびに前記ガス発生物質の周囲に延びるハウジング側
壁と、前記ハウジング側壁と一体の金属部材として形成
されかつ前記ハウジング側壁の一端から内方へ延びる端
部壁とを含み、前記ハウジング側壁の平均降伏強度は前
記端部壁の平均降伏強度の少なくとも１．２倍であるこ
とを特徴とする乗物の乗員拘束装置を膨張させるための
装置。
【請求項５】前記ハウジング側壁はひずみ硬化を施し
てあり、その硬度が当該ハウジング側壁の軸線の方向に
沿って変化し、その硬度は前記端部壁の平均硬度と少な
くとも等しい硬度の、前記端部壁に隣接した最小硬度域
から、前記端部壁の平均硬度の少なくとも１．２倍の硬
度の、前記端部壁とは逆側の端部に隣接した最大硬度域
に向け概略的に見て徐々に増大することを特徴とする請
求項４記載の装置。
【請求項６】前記側壁の肉厚は当該側壁の軸線の方向
に沿って変化し、該肉厚は前記端部壁に隣接した最小肉
厚域から該端部壁とは逆側の端部に隣接した最大肉厚域
に向け概略的に見て徐々に増大することを特徴とする請
求項５記載の装置。
【請求項７】前記ハウジング側壁は、前記端部壁の厚
みの少なくとも２０倍にわたる軸線方向の拡がりを有す
ることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項８】前記ハウジング側壁は平均降伏強度が１
平方インチあたり１２０，０００ポンド（１平方センチ
メートルあたり８，４００Ｋｇ）を越える材料よりな
り、前記端部壁は平均降伏強度が１平方インチあたり１
００，０００ポンド（１平方センチメートルあたり７，
０００Ｋｇ）未満である材料よりなることを特徴とする
請求項４記載の装置。
【請求項９】内側の側壁と内側の端部壁とにより形成
された燃焼チャンバ内のガス発生物質に点火して該燃焼
チャンバ内に流体圧を発生させる工程と、該燃焼チャン
バからのガス流を、前記内側の側壁の周囲に延びかつ少
なくともその一部が外側の側壁と外側の端部壁とによっ
て形成されたディフューザ・チャンバに、前記内側の側
壁における開口部を通して導く工程と、前記ディフュー
ザ・チャンバからのガス流を前記外側の側壁における開
口部を介して乗員拘束装置へ導く工程と、前記ガス発生
物質が燃焼する間に前記燃焼チャンバ内の流体圧の作用
により前記内側の端部壁が降伏強度を越える力を受ける
ようにする工程と、前記内側の側壁をその前記ガス発生
物質の点火前における位置から半径方向外側に実質的に
塑性変形させることなしに、前記ガス発生物質の燃焼中
に前記内側の端部壁を軸線方向外側に塑性変形させる工
程とからなることを特徴とする乗物の乗員拘束装置を膨
張させるための方法。
【請求項１０】インフレータ・ハウジングと、乗員拘
束装置を膨張させるガスを供給するための前記インフレ
ータ・ハウジング内に収納されたガス発生物質とからな
り、前記インフレータ・ハウジングは、前記ガス発生物
質の周囲に延びる円筒状の内部側壁と、前記内部側壁と
一体に形成されかつ前記内側側壁の一端から内方へ延び
る第１の端部壁と、前記内部側壁と一体に形成され、前
記内部側壁から半径方向外側に延び、かつ前記円筒状内
部側壁の中心軸に対して概ね垂直に延びる平面内に位置
させられた上下の主側面を有する第１の環状フランジ
と、前記内部側壁の前記一端とは反対側の端部から内方
へ延びかつ前記第１のフランジにおける下側の主側面に
当接するカバーと、前記内部側壁の周囲に延びかつ前記
内部側壁より離隔された円筒状の外部側壁と、前記外部
側壁と一体に形成されかつ前記外部側壁から半径方向内
側に延びる第２の端部壁と、前記外部側壁と一体に形成
され、前記外部側壁から半径方向外側に延び、かつ前記
円筒状外部側壁の中心軸に対し概ね垂直に延びる平面内
に位置させられた下側の主側面を有する第２の環状フラ
ンジとを含み、前記内部側壁と、前記第１の端部壁と、
前記カバーは少なくとも部分的に協同して前記ガス発生
物質を収納する内側チャンバを画成し、前記内部側壁は
前記内側チャンバからのガス流を通す複数個の開口部を
有し、前記第２のフランジの前記下側の主側面は前記第
１のフランジの前記上側の主側面に当接し、前記外部側
壁と、前記第２の端部壁と、前記第１のフランジは少な
くとも部分的に協同して前記内部側壁の周囲に延びる外
側チャンバを画成し、前記外部側壁は前記外側チャンバ
からのガス流を通す複数個の開口部を含むことを特徴と
する乗物の乗員拘束装置を膨張させるための装置。
【請求項１１】前記第２の端部壁は環状の形状であ
り、かつ前記第１の端部壁に当接する主側面を有し、前
記第１の端部壁の一部は前記第２の端部壁における開口
部を通して露出されていることを特徴とする請求項１０
記載の装置。
【請求項１２】前記第１の端部壁は無孔であり、かつ
前記円筒状の内部側壁の中心軸に対して横方向に延びて
いることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１３】インフレータ・ハウジングと、乗員拘
束装置を膨張させるガスを供給するための前記インフレ
ータ・ハウジング内に収納されたガス発生物質と、前記
ガス発生物質からのガス流を発生させるための発生手段
とからなり、前記インフレータ・ハウジングは、単体の
金属シートから形成された燃焼カップと、単体の金属シ
ートから形成されたディフューザ・カップと、単体の金
属シートから形成されかつ前記燃焼カップに連結された
カバーとを含み、前記ディフューザ・カップは前記燃焼
カップに連結されかつ該燃焼カップの周囲に延びてディ
フューザ・チャンバを画成し、前記カバーと前記燃焼カ
ップは協同して前記発生手段と前記ガス発生物質とを収
納する燃焼チャンバを画成し、前記燃焼カップは前記燃
焼カップと前記ディフューザ・カップのそれぞれの中心
軸に対して横方向に延びる無孔の端部壁を有することを
特徴とする乗物の乗員拘束装置を膨張させるための装
置。
【請求項１４】前記ディフューザ・カップは、前記燃
焼カップの前記端部壁と重なり合った状態で係合する環
状の端部壁を有し、前記ディフューザ・カップの前記端
部壁は、前記燃焼カップの前記無孔の端部壁がそれを通
して露出されるところの円形の中央開口部を有すること
を特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】インフレータ・ハウジングと、乗員拘
束装置を膨張させるガスを供給するための前記インフレ
ータ・ハウジング内に収納されたガス発生物質と、前記
ガス発生物質に点火するための発生手段とからなり、前
記インフレータ・ハウジングは、前記ガス発生物質の周
囲に延びる円筒状の内部側壁と、前記内部側壁の対向端
部から内方へ延びる一対の内側端部壁と、前記内部側壁
の周囲に延びかつ前記内部側壁から離隔された円筒状の
外部側壁と、前記外部側壁の対向端部から内方へ延びる
一対の外側端部壁とを有し、前記外部側壁と、前記外側
端部壁と、前記内部側壁は少なくとも部分的に協同して
ディフューザ・チャンバを画成し、前記内側端部壁は、
前記内部側壁を前記ガス発生物質の点火前におけるその
位置から半径方向外側に実質的に塑性変形させることな
しに軸線方向外側に降伏し、塑性変形することを特徴と
する乗物の乗員拘束装置を膨張させるための装置。
【請求項１６】前記内部側壁の少なくとも一部は、前
記内側端部壁が塑性変形する間に、前記内側端部壁の少
なくとも１つからの力により半径方向内側にたわみうる
ことを特徴とする請求項１５記載の装置。