JP2003510214A - 縫製強化継目を含んでなる溶接エアバッグクッション - Google Patents

縫製強化継目を含んでなる溶接エアバッグクッション

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、縫製継目によって強化された溶接点を利用して、２つの織編物を共に接着し、膨張エアバッグクッションを得る方法に関する。溶接継目は、複数層の織編物の間に、より良好かつより容易に製造される結合点を与え、言うまでもなく、このような結合点のように、改善された様式の空気またはガス透過性の低下を与えるが、このような溶接領域に隣接して縫製継目を使用すると、より強い強化が得られ、従って、より信頼性の高い非透過性の織編物が得られる。通常、継目溶接は、織編物の下側におけるフィルムの使用に関係しており、これが、第２のフィルム処理した織編物と接触したときに、および高周波数エネルギーに暴露したときに、２つの織編物層の間の結合点においてポリマー材料のビードを形成する。比較的少ない数の縫製継目を用いて、十分な強化を可能にすることができる(形成されたポリマービードのサイズが、十分な大きさのものであって、織編物層の間の完全なシールおよび接着を可能にするとき)。このような特別に強化された織編物ならびに高ビードサイズの溶接エアバッグ織編物が、本発明の範囲内に包含される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 (技術分野) 本発明は、縫製継目によって強化された溶接点を利用して、２つの織編物を共
に接着し、膨張エアバッグクッションを得る方法に関する。溶接継目は、複数層
の織編物の間に、より良好かつより容易に製造される結合点を与え、言うまでも
なく、このような結合点のように、改善された様式の空気またはガス透過性の低
下を与えるが、このような溶接領域に隣接して縫製継目を使用すると、より強い
強化が得られ、従って、より信頼性の高い非透過性の織編物が得られる。通常、
継目溶接は、織編物の下側におけるフィルムの使用に関係しており、これが、第
２のフィルム処理した織編物と接触したときに、および高周波数エネルギーに暴
露したときに、２つの織編物層の間の結合点においてポリマー材料のビードを形
成する。比較的少ない数の縫製継目を用いて、十分な強化を可能にすることがで
きる(形成されたポリマービードのサイズが、十分な大きさのものであって、織
編物層の間の完全なシールおよび接着を可能にするとき)。このような特別に強
化された織編物ならびに高ビードサイズの溶接エアバッグ織編物が、本発明の範
囲内に包含される。
【０００２】 (背景技術) 乗用車において使用される膨張性の保護クッションは、比較的複雑な受動拘束
システムの成分である。これらシステムの主な要素は、衝撃感知システム、点火
システム、発泡材料、付属装置、システム閉鎖容器、および膨張性保護クッショ
ンである。衝撃を感知したときに、発泡剤が点火され、ガスの爆発的な放出が引
き起こされ、クッションを配置状態にする。これが、身体の前方移動の衝撃を吸
収することができ、ガスの迅速排気によりそのエネルギーを分散させることがで
きる。これら一連の現象の全部が約３０ミリ秒以内に起こる。未配置の状態にお
いては、クッションは、ハンドル柱、ダッシュボードの中またはその近くに、ド
ア中に、または前部シートの背部にしまわれ、保護すべき人または対象に近接し
た状態に置かれる。
【０００３】 膨張性のクッションシステム(普通には、エアバッグシステムと称される)は、
これまで、自動車運転者および搭乗者の両方を保護するために使用されていた。
自動車運転者を保護するためのシステムは、通常は自動車のハンドル柱中に装着
され、運転者に向かって直接的に配置されるクッション構築物を利用していた。
これら運転者側のクッションは、通常は比較的単純な形状のものであり、運転者
とハンドル柱の間の、やや狭い十分に規定された領域で機能する。このような形
状の１つは、米国特許Ｎo.５,５３３,７５５(Nelsenら)に開示されている(この
特許の教示は、参考として本明細書の一部を構成する)。
【０００４】 前面または側面衝撃に対する搭乗者の保護において使用するための膨張性クッ
ションは、一般に、より複雑な形状を有するにちがいない。その理由は、自動車
搭乗者の位置を十分に規定することができず、比較的大きな距離が自動車表面と
搭乗者の間に存在することができ、これに対して該搭乗者は衝突の際に投げ出さ
れ得るためである。このような環境において使用するための従来のクッションは
、米国特許Ｎo.５,５２０,４１６(Bishop)、米国特許Ｎo.５,４５４,５９４(Kri
ckl)、米国特許Ｎo.５,４２３,２７３(Hawthornら)、米国特許Ｎo.５,３１６,３
３７(Yamajiら)、米国特許Ｎo.５,３１０,２１６(Wehnerら)、米国特許Ｎo.５,
０９０,７２９(Watanabe)、米国特許Ｎo.５,０８７,０７１(Wallnerら)、米国特
許Ｎo.４,９４４,５２９(Backhaus)、および米国特許Ｎo.３,７９２,８７３(Buc
hnerら)に開示されている。
【０００５】 産業上使用されている拘束クッションの多くは、ポリエステル、ナイロン６ま
たはナイロン６６ポリマーなどの材料のマルチフィラメント合成糸を用いた織編
物材料からなる。このような使用のための代表的な織編物は、米国特許Ｎo.４,
９２１,７３５(Bloch)、米国特許Ｎo.５,０９３,１６３(Krummheuerら)、米国特
許Ｎo.５,１１０,６６６(Menzelら)、米国特許Ｎo.５,２３６,７７５(Swobodaら
)、米国特許Ｎo.５,２７７,２３０(Sollars,Jr.)、米国特許Ｎo.５,３５６,６８
０(Krummheuerら)、米国特許Ｎo.５,４７７,８９０(Krummheuerら)、米国特許Ｎ
o.５,５０８,０７３(Krummheuerら)、米国特許Ｎo.５,５０３,１９７(Bower)、
および米国特許Ｎo.５,７０４,４０２(Bowenら)に開示されている。
【０００６】 理解されるであろうが、エアバッグクッション構造の透過性は、衝撃現象に続
く膨張およびその後の迅速収縮の速度を決定する際の重要因子である。異なるエ
アバッグクッションが異なる目的に使用されている。例えば、ある種のエアバッ
グクッションは、自動車のハンドル柱内の運転者保護のための膨張モジュール内
に装着される。他のものは、前部シート搭乗者の保護のために使用され、グロー
ブボックス中およびその周辺に、および／または、このような搭乗者シートの前
部のダッシュボードに装着される。さらに他のものは、長期間の衝突現象(例え
ば、転覆衝突など)において全ての搭乗者を保護しようとする目的で開発されて
いる。このような種類の衝突においては、標的のエアバッグクッションは、高圧
(例えば、約４０〜５０ｐｓｉ)のもとで迅速に膨張し、比較的高い圧力において
膨張し続けて、搭乗者に最大の保護を与えなければならない。さらに、このよう
な長期間エアバッグクッションは、少なくとも２つの異なる織編物または織編物
末端を共に結合させることによって創製し、共にシール、縫製などを行った「ピ
ロー」形態を含んでいるのが好ましい。膨張したときに、結合点の間の自由空間
も同様に膨張し、これにより、所望のクッションされた「ピロー」構造が生成す
る。このような長期間の「ピロー化された」構造は、米国特許Ｎo.５,７８８,２
７０(Halano)にエアバッグクッションとして、従来技術に開示されている。
【０００７】 しかし、織編物または織編物末端の間に２またはそれ以上の結合点を含む、適
当かつ効果的なエアバッグ織編物およびクッションを得るためには、該結合点に
おける継目の構造的無欠性を改良して、標的エアバッグクッション内からの空気
またはガスの望ましくなくかつ潜在的に有害な漏れを防止することが必要である
。従来技術は、被覆物の開発を検討している。この被覆物は、縫製継目上の該結
合点に配置して、該継目の潜在的に弛んだ部分をシールするため、および／また
は、エアバッグ織編物の個々の糸を該結合点に固定して維持して、糸の移動、従
って空気またはガス漏れの可能性のある開放を防止するためのものである。しか
し、このような被覆物は、このような必要とされる利点を完全に与えうることが
示されていない。多くの被覆物は、シリコーンを含んでなり、これは、実際的に
は糸の滑剤として働く傾向があり、従って、有害な糸の移動を妨げないだけでな
く、それを可能にする。また、このような被覆物の必要量および／または必要な
厚みは比較的高く、これが、膨張モジュール中での保存中に織編物部分の間の粘
着性の問題を創製する。エアバッグクッションを、密閉室にきつく詰め込んだと
きに、被覆物は、接触している織編物部分の間の接着性を増加させる傾向を持つ
ことができ、これが結果として、膨張時にクッションが広がるのを困難にするこ
とがある。さらに、このような厚い被覆物は、比較的コスト高になり、従って、
消費者が負担する全体価格が高くなる。最近の数年間に、効率性が高く、それと
同時に製造コストが低いエアバッグクッションを製造することが、大きく望まれ
ている。従って、エアバッグ織編物またはエアバッグ織編物末端の間の、適切な
十分に機能するコスト効率の高い結合点を与えるある種の方法が、上記の工業的
な要求を満たすために必要とされている。現在まで、従来技術は、このような性
能およびコストの改善を、エアバッグクッション市場に与えていない。
【０００８】 (発明の開示) 上記に鑑みて、本発明の一般的な目的は、自動車拘束システム内で使用するた
めのエアバッグクッション内に導入するための、効率的な強化され溶接されたエ
アバッグ織編物を提供することである。「自動車拘束システム」なる用語は、膨
張性の占有拘束性クッションならびに機械的および化学的成分(例えば、膨張手
段、点火手段、発泡剤など)の両方を意味することが意図される。本発明のより
具体的な目的は、強化継目が、溶接継目に隣接する領域において縫製されている
エアバッグ織編物を提供することである。本発明のさらなる目的は、比較的大き
なポリマービードを利用することにより、その場に結合および保持させた結合点
を含んでなるエアバッグ織編物を提供することである。
【０００９】 これらおよび他の目的を達成するため、ならびに、本明細書中に広く記載し、
そして具体的に記載した本発明の目的に従って、本発明は、エアバッグクッショ
ン内に導入するためのエアバッグ織編物であって、２つの織編物パネル間の結合
点として少なくとも１つの溶接継目を含んでなり、該溶接継目に隣接して配置さ
れた少なくとも１つの縫製継目をさらに含んでなるエアバッグ織編物を提供する
ものである。また、本発明は、エアバッグクッション内に導入するためのエアバ
ッグ織編物であって、２つの織編物末端間の結合点として少なくとも１つの溶接
継目を含んでなり、該溶接継目が約２〜４０ミルの平均厚みを有するポリマービ
ードを含んでなるエアバッグ織編物を提供するものである。
【００１０】 (発明を実施するための最良の形態) 「溶接継目」なる用語は、溶接法の使用による織編物の２つのパネル間のあら
ゆる結合点を包含する。一般に、このような方法は、次の操作を必要とする：ポ
リマー双極性熱可塑性材料による織編物パネルのフィルム被覆；フィルム被覆し
たパネルの接触；継目を製造しようとする織編物の指定領域の上への高強度電子
放出モールドの配置；フィルム被覆した織編物パネルへの高強度電子場の適用(
この結果、双極性熱可塑性材料内の電子が１つの極から他の極に移動し、これに
より摩擦が生じ、これが最終的に熱を生じる)；および、このような熱への曝露
による長いポリマービードの形成(これが、両方の織編物パネルに接着し、織編
物パネル間の間隙空間を満たす)。ここで、「織編物パネル」なる用語は、２つ
の異なる織編物の独立片または１つの織編物の２つの異なる末端(これらが溶接
法により共に結合される)のどちらかを意味する。このようなポリマービードは
、高圧膨張によって生じる結合点上の負荷をになう。しかし、ビードと織編物パ
ネルの間の接触ゾーンは、該ビードの頂部だけを実質的に含むであろう。この結
果、このような小さい接触表面積のゆえに、ポリマービードは、ビードからのパ
ネルの引裂を妨げることができない可能性がなお存在する。
【００１１】 このように、継目溶接[米国特許出願０９／３２６,３６８(Keshら)にさらに詳
しく記載されている]は、優れた強力な継目結合を与え、膨張中のエアバッグ織
編物パネルの引裂を大きく妨げるが、このようなポリマービードによって製造さ
れた空気を通さない構造は、織編物へのビードの不完全な確保によって損なわれ
ることがある。即ち、本発明の織編物は、ビードを織編物構造に延長および冷却
(溶接)した後に、ビードの周りにより多くの織編物を確保することによって、上
記の潜在的に問題のある作用を改善するものである。縫製継目は、溶接継目に隣
接する領域に存在しなければならない。「隣接」なる用語は、縫製継目が、２つ
の異なる結合点の間に製造される(即ち、溶接継目の間に継目を製造する)か、あ
るいは、溶接継目が１つだけ存在しているときには、溶接継目よりも織編物パネ
ルの端部に近いところ(しかし、溶接継目のポリマービードと接触する織編物の
量を増加させるに十分に近いところ)に製造されるかのどちらかを意味する。通
常、この距離は、約０.１〜５ｃｍであり、好ましくは約０.１〜３ｃｍであり、
より好ましくは約０.５〜２ｃｍであり、最も好ましくは約０.５〜１ｃｍである
。縫製継目の長さは重要ではないが、ポリマービードと織編物の間の十分な接触
を確保するために、十分な長さが必要である。長さが短すぎると、十分な接触表
面積が得られないであろう。また、長すぎると、エアバッグ織編物の残存部分の
性能に影響を及ぼすであろう。「縫製継目」なる用語は、反復ステッチにより、
例えば針ステッチ、超音波ステッチなどの使用により製造された、あらゆる種類
の継目を包含することが意図される。
【００１２】 必要な強化を溶接継目に与えるあらゆる種類の強い工業用糸を使用することが
できる。即ち、約＃４０〜＃２００のあらゆるサイズの糸を使用することができ
る。継目は、好ましくは単一針ステッチであってよいが、複数針ステッチを行う
こともできる。
【００１３】 溶接継目の強度を高める別の方法は、上記の方法によって製造されるポリマー
ビードの全体厚みを増加させることである。この厚みの増加は、ビードと織編物
の間の接触表面積を増加させ、これにより、より多くの間隙空間をも充填し、最
終的にエアバッグ織編物からの空気またはガス漏れの可能性を減少させる。通常
のＲＦ-溶接法の変法は、漏れ耐性のより高い織編物の製造を容易にする唯一の
方法であることがわかった。理論的には、このようなポリマービードの幾何を修
飾することによって、標的織編物との間のより良好な接触を得ることもできるが
、このような幾何変更は、その達成が非常に困難である。その理由は、溶接過程
において、ポリマーフィルムが、他の形状よりも容易かつ迅速に球の形状になる
ためである。従って、標的織編物上のポリマーフィルム被覆の厚みの少なくとも
４倍のビード厚みが、所望の伸びおよび織編物へのビードの結果としての接着を
実現するために必要である。ポリマーフィルム被覆は約０.５〜１０ミルの平均
厚みを示すので、好ましいビードの平均厚みは、約２〜４０ミル、好ましくは約
５〜４０ミル、より好ましくは約１０〜３０ミル、最も好ましくは約２０〜３０
ミルであるべきである。このような厚いビードを製造するために、織編物表面の
フィルムの厚みの２,０００倍を超える厚みを必要とする溶接ヘッドを使用しな
ければならない。比較的薄いビード構造は、標的織編物において一貫性のない溶
接強度を与える。その理由は、織編物表面の溶融ポリマー流の方向を制御するの
が非常に困難であるためである(特に、織編物パネルの結合点における曲線領域
または直線領域が均一でないとき)。比較的厚いビードの製造は、より多くの織
編物-ビード接触のために、より多くのポリマー表面積を与えることにより、織
編物構造において上記の非均一性の問題を減少させる。ビードは、溶接中に変形
して、織編物パネル間の開放空間を充填し、織編物パネルの比較的広い領域(特
に、結合点の周りの領域)を被覆する。即ち、このような表面被覆および空間充
填の増加は、これまで既知の継目溶接法のもとで、より強靭な継目を製造するこ
とを可能にする。
【００１４】 このような改善された継目製造法を使用したときであっても、不十分なビード
-織編物接触のゆえに、織編物内の糸ほどけ、引裂、または継目破損の可能性が
なお残っている。上記したように、この可能性ある問題は、溶接継目に隣接して
縫製継目を使用することにより補正することができる。
【００１５】 (実施例) 以下に実施例を挙げて、本発明の範囲内にある特に好ましい態様を説明する。 実施例１ ２つの織物(それぞれが４２０デニールのナイロン６６糸からなり、１インチ
あたり３９×３９の横糸／縦糸の構成を示す)を、２.４オンスの通常のポリウレ
タンエアバッグ被覆物および接着促進剤により、それぞれ標的織物の片側に被覆
した。次いで、被覆した表面を共に接触させ、溶接ヘッドを２つの織物複合材料
の上に配置した。２７００万回／秒(２７ＭＨz)以上で反転する高周波数電磁場
により、２つの織物間の提案した溶接位置においてフィルムを最終的に加熱した
。このような操作によって製造したビードは、２つの織物の全長にわたり約３ｍ
ｍ幅の溶接継目を生成し、これにより、１つの位置において織物を結合した。冷
却した後、織物を縫製機に運んだ。次いで、＃１３８糸を用い、１本の＃１４０
針により継目を縫製した。これは、溶接継目に平行な継目長さ１００ｍｍあたり
約２０ステッチならびに溶接継目から約５ｍｍを示した。２つの継目の引裂強度
は、通常のエアバッグ製品に必要とされる強度を超えていた(即ち、約２７５ポ
ンド／インチを超えていた)。
【００１６】 実施例２ ２つの織物(それぞれが２１０デニールのナイロン６６糸からなり、１インチ
あたり５５×５５の横糸／縦糸の構成を示す)を、２.７オンスの通常のポリウレ
タンエアバッグ被覆物および接着促進剤により、それぞれ標的織物の片側に被覆
した。次いで、被覆した表面を共に接触させ、溶接ヘッドを２つの織物複合材料
の上に配置した。２７００万回／秒(２７ＭＨz)以上で反転する高周波数電磁場
により、２つの織物間の２つの隣接した提案溶接位置においてフィルムを最終的
に加熱した。このような操作によって製造したビードは、２つの織物の全長にわ
たり、約３ｍｍ離れた約３ｍｍ幅の２つの独立した溶接継目を生成し、これによ
り、１つの位置において織物を結合した。冷却した後、織物を縫製機に運んだ。
次いで、＃９２糸を用い、１本の＃１４０針により継目を縫製した。これは、溶
接継目に平行な継目長さ１００ｍｍあたり約４０ステッチならびに溶接継目から
約５ｍｍを示した。２つの継目の引裂強度は、通常のエアバッグ製品に必要とさ
れる強度を超えていた(即ち、約２７５ポンド／インチを超えていた)。
【００１７】 本発明の特定の態様を記載および説明したが、その修飾を行うことができ、本
発明の原理の他の態様が当業者には明らかであるので、本発明がこの特定の態様
に限定されないことを理解すべきである。即ち、本願の特許請求の範囲に記載さ
れた真の思想および範囲に含まれる、本発明の特徴を含むあらゆる修飾および他
の態様を包含することが、特許請求の範囲により意図されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エアバッグクッション内に導入するためのエアバッグ織編物
    であって、２つの織編物末端間の結合点として少なくとも１つの溶接継目を含ん
    でなり、該溶接継目に隣接して配置された少なくとも１つの縫製継目をさらに含
    んでなるエアバッグ織編物。
  2. 【請求項２】 縫製継目を、糸ステッチまたは超音波ステッチによって生成
    させる請求項１に記載のエアバッグ織編物。
  3. 【請求項３】 溶接継目が、約２〜４０ミルの平均厚みを有するポリマービ
    ードを含んでなる請求項１に記載のエアバッグ織編物。
  4. 【請求項４】 溶接継目が、約２〜３０ミルの平均厚みを有するポリマービ
    ードを含んでなる請求項３に記載のエアバッグ織編物。
  5. 【請求項５】 エアバッグクッション内に導入するためのエアバッグ織編物
    であって、２つの織編物末端間の結合点として少なくとも１つの溶接継目を含ん
    でなり、該溶接継目が約２〜４０ミルの平均厚みを有するポリマービードを含ん
    でなるエアバッグ織編物。
  6. 【請求項６】 溶接継目が、約５〜４０ミルの平均直径を有するポリマービ
    ードを含んでなる請求項５に記載のエアバッグ織編物。
  7. 【請求項７】 溶接継目が、約１０〜３０ミルの平均直径を有するポリマー
    ビードを含んでなる請求項６に記載のエアバッグ織編物。
  8. 【請求項８】 溶接継目が、約２０〜３０ミルの平均直径を有するポリマー
    ビードを含んでなる請求項７に記載のエアバッグ織編物。
  9. 【請求項９】 請求項１のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッシ
    ョン。
  10. 【請求項１０】 請求項２のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッ
    ション。
  11. 【請求項１１】 請求項３のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッ
    ション。
  12. 【請求項１２】 請求項４のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッ
    ション。
  13. 【請求項１３】 請求項５のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッ
    ション。
  14. 【請求項１４】 請求項６のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッ
    ション。
  15. 【請求項１５】 請求項７のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッ
    ション。
  16. 【請求項１６】 請求項８のエアバッグ織編物を含んでなるエアバッグクッ
    ション。
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