JP2009227165A - エアバッグ - Google Patents

Abstract

【課題】ベントホールの開口前における膨張用ガスの流出を防止して、初期拘束力を高めることができるエアバッグを提供すること。
【解決手段】エアバッグ１０は、可撓性を有した周壁１１が、熱可塑性樹脂材料から形成されるとともに、膨張用ガスの排気用のベントホールを備えて構成される。ベントホール３６は、線状の破断予定部２２を破断させることにより、周壁１１における表裏を貫通する開口部位を設けられていないエリアに、排気用の開口を形成する構成としている。破断予定部２２は、周壁１１の表面側若しくは裏面側の少なくとも一方側において、厚さ方向の残部２９を残して凹む凹溝２７を設けて、形成されるとともに、破断時に厚さ方向の残部２９を破断させる構成としている。凹溝２７は、周壁１１の一部を溶融させて形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の衝突時等の乗員や歩行者等を保護するために、膨張用ガスを流入させ、膨らませた状態で乗員や歩行者等を受け止めるエアバッグに関する。

従来、エアバッグは、可撓性を有した周壁が、ポリアミドやポリエステル等の熱可塑性樹脂材料からなるマルチフィラメントを平織り等で織った布から形成されるとともに、膨張用ガスの排気用のベントホールを備えて構成されていた（例えば、特許文献１，２参照）。これらのエアバッグのベントホールは、エアバッグの内圧上昇時に、フラップを開かせて形成させる構成とし、その開いたベントホールの開口を、膨張用ガスの排気用の開口としていた。

そして、このフラップは、開き時のヒンジ部の周囲の外周縁に、周壁の表裏を貫通する小さな帯状のスリットを断続的に設けて、形成され、フラップの開き時には、スリット間の部位を破断させて、開いていた。このようなエアバッグは、加熱したトムソン刃やレーザカッタを周壁に押し付けて、スリットを形成しており、排気用の開口を形成するベントホールを、簡便に形成することができた。
特開２００３−２００８０３号公報 特開２００３−３１２４２１号公報

しかし、従来のエアバッグでは、周壁の表裏を貫通するように、小さな帯状のスリットが開口されていたことから、ベントホールの開口前に、スリットから膨張用ガスが流出することが避けられず、膨張用ガスを有効利用する点で改善の余地があった。換言すれば、従来のエアバッグでは、ベントホールを開口させつつ乗員等の保護対象者の受け止める際の、その保護対象者を受け止める初期拘束力を高める点に、課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、ベントホールの開口前における膨張用ガスの流出を防止して、初期拘束力を高めることができるエアバッグを提供することを目的とする。

本発明に係るエアバッグは、可撓性を有した周壁が、熱可塑性樹脂材料から形成されるとともに、膨張用ガスの排気用のベントホールを備えて構成されるエアバッグであって、
ベントホールが、線状の破断予定部を破断させることにより、周壁における表裏を貫通する開口部位を設けられていないエリアに、排気用の開口を形成する構成とし、
破断予定部が、周壁の表面側若しくは裏面側の少なくとも一方側において、厚さ方向の残部を残して凹む凹溝を設けて、形成されるとともに、破断時に厚さ方向の残部を破断させる構成とし、
凹溝が、周壁の一部を溶融させて形成されていることを特徴とする。

本発明に係るエアバッグでは、膨張用ガスが流入されてベントホールが開口する際には、破断予定部における凹溝の底部、すなわち、周壁における凹溝の厚さ方向の残部が、破断して、ベントホールが開口されて、その開口から膨張用ガスが排気されることとなる。そして、凹溝の厚さ方向の残部が破断するまでは、破断予定部自体が、周壁における表裏を貫通する開口部位を設けられていないエリアに、配設されており、スリット等の膨張用ガスが抜けるような開口が、エアバッグに配設されてはいない。すなわち、ベントホールが開口するまでは、膨張用ガスの排気が防止されて、エアバッグ内の内圧を高く維持できるため、初期拘束力を高めることができる。

したがって、本発明に係るエアバッグでは、ベントホールの開口前における膨張用ガスの流出を防止して、初期拘束力を高めることができる。

そして、ベントホールの排気用の開口は、フラップを開かせて形成される構成として、破断予定部は、フラップの開き時のヒンジ部を除く外周縁に沿う全域の線状に、形成することが望ましい。このような構成では、破断予定部を一文字状に形成して、排気時のベントホールの開口を、略楕円形の開口とするような構成でなく、フラップを開かせて、フラップの平面形状に対応した四角形や円形等の大きな開口を形成できるため、開口時の膨張用ガスの排気量を多く確保できて、膨張用ガスを円滑に排気することができる。

また、本発明に係るエアバッグの製造方法は、可撓性を有して熱可塑性樹脂材料から形成される周壁に、膨張用ガスの排気用のベントホールを形成するエアバッグの製造方法であって、
ベントホールが、線状の破断予定部を破断させることにより、排気用の開口を形成する構成とし、
破断予定部が、厚さ方向の残部を残して凹む凹溝を周壁に設けて、形成されるとともに、破断時に厚さ方向の残部を破断させる構成とし、
周壁を溶融可能なカッタを、周壁のベントホール形成部位に押し付けつつ、厚さ方向の残部を残して、溶融させて凹ませる凹溝を周壁に設けて、破断予定部を形成していることを特徴とする。

本発明に係るエアバッグの製造方法では、周壁を溶融可能なカッタを使用して、このカッタを周壁のベントホール形成部位に押し付けて、周壁の一部を溶融させることにより、ベントホールの開口を形成する破断予定部の凹溝を、形成できて、カッタ等を利用して一旦開口させた部位を、縫製や接着等で塞ぐように加工しなくともよく、製造工程を複雑にせずに簡便に、膨張用ガスを排気可能なベントホールを形成することができる。

したがって、本発明に係るエアバッグの製造方法では、ベントホールの形成部位からの膨張用ガスの漏れを防止できて初期拘束力を高めることができるベントホールを備えたエアバッグを、簡便に製造することができる。

そして、周壁を溶融させるカッタとして、凹溝の底部に沿って往復移動させるように振動させて、周壁との摩擦熱で周壁を溶融させる超音波カッタを使用すれば、加熱したトムソン刃等のカッタを押し付けて形成する場合に比べて、凹溝における厚さ方向の残部の肉厚管理が容易となる。すなわち、この超音波カッタでは、凹溝の底部に沿って往復移動させるように振動させるカッタの刃先付近と周壁との摩擦熱により、周壁を溶融させて凹溝を形成することとなり、超音波カッタの振動時の振幅や振動数によって、摩擦熱の増減、すなわち、周壁の溶融量の増減を容易に調整でき、そして、振動させている超音波カッタの周壁への押し付け深さを調整すれば、凹溝における厚さ方向の残部の肉厚の調整を、容易に行えることとなる。これに対し、加熱したトムソン刃等を押し付ける際には、押し付け途中のカッタの温度低下や接触時間、雰囲気温度にバラツキがあれば、凹溝の溶融量が増幅されるようにバラツキ易く、超音波カッタを使用する場合に比べて、凹溝における厚さ方向の残部の肉厚を安定化させ難い。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１，２に示す実施形態のエアバッグ１０は、ステアリングホイールに搭載されるステアリングホイールＷ用のエアバッグ装置Ｍに使用されるものであり、図２に示すように、膨張完了時に、周壁１１を略楕円球状に膨張させるものである。

周壁１１は、運転者を受け止める拘束側壁部１２と、ステアリングホイールＷに取り付けられる車体側壁部１３と、を備えて構成され、これらの拘束側壁部１２と車体側壁部１３とは、外形形状を同一とした略円形板状として構成されて、外周縁相互を縫製等により結合されて、周壁１１を形成している。そして、これらの拘束側壁部１２と車体側壁部１３とは、可撓性を有した基布１７から形成され（図４参照）、この基布１７は、ポリアミドやポリエステル等の溶融されて固化可能な熱可塑性樹脂性のフィラメント（糸）を多数集めたマルチフィラメントを、経糸１８と緯糸１９とに使用して、平織り等で織って形成されている。

また、車体側壁部１３は、膨張用ガスを流入させるための円形に開口した流入用開口１４を中央に備えるとともに（図１参照）、二箇所にベントホール形成部位２１を備えている。流入用開口１４には、図２に示すように、エアバッグ１０内に膨張用ガスを供給するためのインフレーター３のガス吐出口３ａ側が挿入されることとなる。流入用開口１４の周囲には、エアバッグ１０をバッグホルダ１に取り付けるための複数の取付孔１５が、形成されている。なお、インフレーター３は、フランジ部３ｂが、バッグホルダ１に取り付けられ、その際、リテーナ２により、取付孔１５を利用して、エアバッグ１０もバッグホルダ１に共締めされることとなる。

車体側壁部１３の各ベントホール形成部位２１は、図３のＡに示すように、それぞれ、平面視の状態で、横向きＨ字状の破断予定部２２が配設されている。すなわち、破断予定部２２は、相互に対向するように平行として横向きに配設される二本の端線部２３，２４と、これらの端線部２３，２４の中央相互を連結する連結線部２５と、備えて構成され、これらの端線部２３，２４と連結線部２５とは、凹溝２７から形成されている。凹溝２７は、図４のＣに示すように、周壁１１の表面側若しくは裏面側の少なくとも一方側において、厚さ方向の残部２９を残すように、凹んで形成されている。

実施形態の場合には、エアバッグ１０の外周面側に、内周面側に凹むように凹溝２７が形成されている（図１、図４のＣ参照）。そして、この凹溝２７は、エアバッグ１０を形成する前の周壁１１における車体側壁部１３のベントホール形成部位２１の基布１７に対し、図４のＡ，Ｂに示すように、超音波カッタ４０を、周壁１１（基布１７）の表面に沿い、かつ、形成する凹溝２７の底部２７ａに沿って、往復移動させるように、振動させつつ押し付け、基布１７（周壁１１）の一部を溶融させることにより、形成している。そのため、凹溝２７の底部２７ａや底部２７ａの両側の側面部２７ｂには、溶融されて固化されて溶融固化部位２８が形成されている。

これらのベントホール形成部位２１やその周囲には、基布１７の表裏を貫通する開口が形成されておらず、最も薄肉として破断し易い箇所が、破断予定部２２の破断時に破断する部位とした残部２９の部位としている。そのため、残部２９が破断すれば（図４のＤ参照）、横向きＨ字状の破断予定部２２が破断して、連結線部２５の両側に配置されて、端線部２３，２４の両端部２３ａ，２４ａ相互を連結する部位をヒンジ部３２，３４とした長方形板状のフラップ３１，３３が、それらのヒンジ部３２，３４を回転中心として、開き、ベントホール形成部位２１に長方形状の開口のベントホール３６を開口させることとなる（図３のＡ参照）。

なお、図４のＤに示した破断部位は、フラップ３１，３３の端線部２３，２４の部位であり、フラップ３１，３３側が、周囲の基布１７側から移動している。

また、残部２９の厚さ寸法Ｔ１、凹溝２７の幅寸法Ｂ１、溶融固化部位２８の残部２９での厚さの割合等は（図４のＣ参照）、エアバッグ１０が所定内圧値に達した際に、確実に、破断予定部２２が破断するように、トライアンドエラーによって、適宜、設定されている。

さらに、実施形態の場合、ベントホール形成部位２１の厚さ寸法Ｔ０は０．２３〜０．２５ｍｍとしており、超音波カッタ４０の刃先４０ａの押し付け量Ｙは、０．１２〜０．１８ｍｍの範囲（平均の厚さ寸法Ｔ０（実施形態では０．２４ｍ）の約５０〜７５％の範囲）として設定され、実施形態の場合には、約０．１５ｍｍとして、溶融固化部位２８を形成している。

実施形態のエアバッグ１０の製造工程について述べれば、長尺状の基布１７から、拘束側壁部１２と車体側壁部１３とを裁断し、車体側壁部１３に流入用開口１４や取付孔１５を設けるとともに、各ベントホール形成部位２１に、超音波カッタ４０を利用して、凹溝２７を設けて破断予定部２２を形成する。なお、流入用開口１４や取付孔１５を設ける際には、トムソン刃やレーザカッタを利用したり、超音波カッタを利用してもよい。その後、外表面側相互を接触させて、拘束側壁部１２と車体側壁部１３とを重ねて、外周縁相互を縫合等して結合させ、流入用開口１４を利用して、反転させれば、エアバッグ１０を製造することができる。

さらに、エアバッグ装置Ｍの組立時には、まず、エアバッグ１０の内周面側の流入用開口１４の周縁に、円環状のリテーナ２（図２参照）を配置させるとともに、リテーナ２に固着された図示しない複数のボルトを、エアバッグ１０の各取付孔１５から突出させ、その状態で、エアバッグ１０を折り畳む。そして、エアバッグ１０を折り畳んだ後には、リテーナ２に固着された図示しない複数のボルトを、インフレーター３のフランジ部３ｂやバッグホルダ１のそれぞれ図示しない取付孔に、貫通させて、ナット止めして、バッグホルダ１にエアバッグ１０やインフレーター３を取り付け、バッグホルダ１に、折り畳まれたエアバッグ１０の周囲を覆う図示しない蓋材を取り付ければ、エアバッグ装置Ｍの組立を完了させることができる。そして、組み立てたエアバッグ装置Ｍは、バッグホルダ１を利用して、ステアリングホイールＷの所定部位に取り付ければ、エアバッグ装置ＭをステアリングホイールＷに搭載させることができる。

車両搭載後、インフレーター３のガス吐出口３ａから膨張用ガスが吐出されれば、図示しない蓋材を破断させて、エアバッグ１０は急激に膨らむこととなる。そして、エアバッグ１０の内圧が所定値以上に上昇した際には、各ベントホール形成部位２１では、それぞれ、破断予定部２２の凹溝２７における厚さ方向の残部２９が破断して（図４のＤ参照）、図３のＡ，Ｂに示すように、フラップ３１，３３が、それらのヒンジ部３２，３４を回転中心として、開き、長方形状の開口のベントホール３６を開口させる。そのため、ベントホール３６の開口からエアバッグ１０内の膨張用ガスが排気されることとなる。

そして、実施形態のエアバッグ１０では、凹溝２７の厚さ方向の残部２９が破断するまでは、破断予定部２２自体が、周壁１１における表裏を貫通する開口部位を設けられていないエリアに、配設されており、スリット等の膨張用ガスが抜けるような開口が、エアバッグ１０に配設されてはいない。すなわち、ベントホール３６が開口するまでは、膨張用ガスの排気が防止されて、エアバッグ１０内の内圧を高く維持できるため、初期拘束力を高めることができる。

したがって、実施形態のエアバッグ１０では、ベントホール３６の開口前における膨張用ガスの流出を防止して、初期拘束力を高めることができる。

そして、実施形態のエアバッグ１０では、ベントホール３６の排気用の開口は、フラップ３１，３３を開かせて形成される構成として、破断予定部２２は、フラップ３１，３３の開き時のヒンジ部３２，３４を除く外周縁に沿う全域の線状に、形成されている。そのため、実施形態のエアバッグ１０では、破断予定部を一文字状に形成して、排気時のベントホールの開口を、略楕円形の開口とするような構成でなく、フラップ３１，３３を開かせて、フラップ３１，３３の平面形状に対応した四角形の大きな開口を形成できるため、開口時の膨張用ガスの排気量を多く確保できて、膨張用ガスを円滑に排気することができる。勿論、この点を考慮しなければ、破断予定部は、一文字状の線状に形成してもよい。さらに、線状の形態は、直線、曲線、屈曲点や変曲点を持った折曲線等としてもよい。

そしてまた、実施形態のエアバッグ１０の製造方法では、周壁１１（基布１７）を溶融可能なカッタ（超音波カッタ）４０を使用して、この超音波カッタ４０を基布１７のベントホール形成部位２１に押し付けて、基布１７の一部を溶融させることにより、ベントホール３６の開口を形成する破断予定部２２の凹溝２７を、形成できて、カッタ等を利用して一旦開口させた部位を、縫製や接着等で塞ぐように加工しなくともよく、製造工程を複雑にせずに簡便に、膨張用ガスを排気可能なベントホール３６を形成することができる。

したがって、実施形態のエアバッグ１０の製造方法では、ベントホール形成部位２１からの膨張用ガスの漏れを防止できて初期拘束力を高めることができるベントホール３６を備えたエアバッグ１０を、簡便に製造することができる。

さらに、実施形態の場合、基布１７を溶融させるカッタとして、凹溝２７の底部２７ａに沿って往復移動させるように振動させて、基布１７との摩擦熱で基布１７の一部を溶融させる超音波カッタ４０を使用している。そのため、加熱したトムソン刃等のカッタを基布１７に押し付けて凹溝２７を形成する場合に比べて、凹溝２７における厚さ方向の残部２９の肉厚管理が容易となる。すなわち、この超音波カッタ４０では、凹溝２７の底部２７ａに沿って往復移動させるように振動させる超音波カッタ４０の刃先４０ａ付近と基布１７との摩擦熱により、基布１７を溶融させて凹溝２７を形成することとなり、超音波カッタ４０の振動時の振幅や振動数によって、摩擦熱の増減、すなわち、基布１７の溶融量の増減を容易に調整でき、そして、振動させている超音波カッタ４０の基布１７への押し付け深さ（押し付け量Ｙ）を調整すれば、凹溝２７における厚さ方向の残部２９の肉厚の調整を、容易に行えることとなる。これに対し、加熱したトムソン刃等を押し付ける際には、押し付け途中のカッタの温度低下や接触時間、雰囲気温度にバラツキがあれば、凹溝の溶融量が増幅されるようにバラツキ易く、超音波カッタ４０を使用する場合に比べて、凹溝における厚さ方向の残部の肉厚を安定化させ難い。勿論、この点を考慮しなければ、加熱したトムソン刃等を利用して、凹溝２７を形成してもよい。

なお、実施形態の場合では、二枚のフラップ３１，３３を利用したが、破断予定部をＵ字状として、一枚の長方形板状のフラップを開かせたり、破断予定部を円形状として、一枚の円板状のフラップを開かせたり、あるいは、破断予定部をＶ字状として、一枚の三角板状のフラップを開かせて、ベントホールを開口させるように構成してもよい。さらに、中心から放射状に線状の破断予定部を設けて、花びら状にフラップを開かせて、ベントホールを開口させるように構成してもよい。

また、比較例として、図３のＢに示すように、従来タイプのスリット４２，４３を設けて、実施形態のベントホール３６と略同形状の開口を二個形成するエアバッグ１０Ａと、直径４０ｍｍの円形のベントホールを常時二個開口させたエアバッグ１０Ｂと、を使用して、実施形態のエアバッグ１０との比較試験を行った（図５のグラフ図参照）。この比較試験では、各エアバッグ１０，１０Ａ，１０Ｂは、ベントホールの構造を相違させているだけで、実施形態と同一の拘束側壁部１２と車体側壁部１３とを使用して、エアバッグ装置Ｍに搭載し、そして、インフレーター３を作動させるとともに、各エアバッグ１０，１０Ａ，１０Ｂの拘束側壁部１２の中央付近に、所定の形状のインパクターを当て、そのインパクターに作用する反力と時間とを計測した。

このグラフ図から解るように、実施形態のエアバッグ１０では、比較例のエアバッグ１０Ａ，１０Ｂに比べて、反力を大きく確保できて、初期拘束力を向上させていることが分かる。さらに、実施形態のエアバッグ１０では、反力が落ち込み、その後に、インパクターが底着きして反力を上昇させるタイミングを、他の比較例のエアバッグ１０Ａ，１０Ｂに比べて、遅らせている。すなわち、この反力上昇時までの時間は、エアバッグの乗員の運動エネルギー吸収量に比例するため、実施形態のエアバッグ１０が、比較例のエアバッグ１０Ａ，１０Ｂに比べて、乗員の運動エネルギー吸収量を多く確保できていることが分かる。

なお、実施形態のエアバッグ１０では、ポリアミド糸のマルチフィラメントからなる経糸１８と緯糸１９とを織って、周壁１１を構成する基布１７を形成しているが、この基布１７には、適宜、シリコンゴムやポリアミドエマルジョン等の耐熱性を向上させるコーティング層を設けてもよい。

また、実施形態のエアバッグ１０では、ポリアミド糸を覆った織布から周壁１１を形成したが、周壁は、溶融して固化可能な熱可塑性樹脂材料から形成することができ、ポリアミド等の熱可塑性樹脂材料からなるシート材から、周壁を構成してもよい。

さらに、実施形態のエアバッグでは、破断予定部２２の凹溝２７を、断面Ｖ字状としたが、断面Ｕ字状等としてもよく、さらに、凹溝２７が表裏を貫通せずに、厚さ方向の残部２９であって、破断予定部２２の破断時に破断可能な残部２９が残れば、基布１７（周壁１１）の表面側だけでなく、裏面側からも凹溝を設けてもよい。

本発明の一実施形態のエアバッグを示す平面図である。 実施形態のエアバッグの膨張完了時を示す断面図である。 実施形態のベントホール形成部位と従来例のベントホール形成部位とを比較して示す図であり、併せて、それぞれのベントホールの開口状態を示している。 実施形態のエアバッグの凹溝の形成工程を示す図であり、さらに、破断予定部の破断時における凹溝の残部の破断状態も併せて図示している。 実施形態と比較例とのエアバッグにおける初期拘束力を示すグラフ図である。

符号の説明

１０…エアバッグ、
２１…ベントホール形成部位、
２２…破断予定部、
２７…凹溝、
２８…溶融固化部位、
２９…残部、
３１，３３…フラップ、
３２，３４…ヒンジ部、
３６…ベントホール、
４０…超音波カッタ。

Claims (4)

1. 可撓性を有した周壁が、熱可塑性樹脂材料から形成されるとともに、膨張用ガスの排気用のベントホールを備えて構成されるエアバッグであって、
   前記ベントホールが、線状の破断予定部を破断させることにより、前記周壁における表裏を貫通する開口部位を設けられていないエリアに、排気用の開口を形成する構成とし、
   前記破断予定部が、前記周壁の表面側若しくは裏面側の少なくとも一方側において、厚さ方向の残部を残して凹む凹溝を設けて、形成されるとともに、破断時に厚さ方向の前記残部を破断させる構成とし、
   前記凹溝が、前記周壁の一部を溶融させて形成されていることを特徴とするエアバッグ。
2. 前記ベントホールの排気用の開口が、フラップを開かせて形成される構成として、
   前記破断予定部が、前記フラップの開き時のヒンジ部を除く外周縁に沿う全域の線状に、形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ。
3. 可撓性を有して熱可塑性樹脂材料から形成される周壁に、膨張用ガスの排気用のベントホールを形成するエアバッグの製造方法であって、
   前記ベントホールが、線状の破断予定部を破断させることにより、排気用の開口を形成する構成とし、
   前記破断予定部が、厚さ方向の残部を残して凹む凹溝を前記周壁に設けて、形成されるとともに、破断時に厚さ方向の前記残部を破断させる構成とし、
   前記周壁を溶融可能なカッタを、前記周壁のベントホール形成部位に押し付けつつ、厚さ方向の残部を残して、溶融させて凹ませる凹溝を前記周壁に設けて、前記破断予定部を形成していることを特徴とするエアバッグの製造方法。
4. 前記カッタが、前記凹溝の底部に沿って往復移動させるように振動させて、前記周壁との摩擦熱で前記周壁を溶融させる超音波カッタとしていることを特徴とする請求項３に記載のエアバッグの製造方法。
   

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