JP2022527954A - 全ｔｐｏエアバッグ組み立て体 - Google Patents

Abstract

自動走行車両用の全熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）エアバッグ・システムであって、ＴＰＯエアバッグ・カバーまたはシュートと結合されたＴＰＯエアバッグ・モジュール筐体を含み、特に前部エアバッグ・システムとして適しているシステム、およびその製造方法。エアバッグ・モジュール筐体は、複数の突起部や窓を通して、またはボルトを通して、シュートと結合していてもよい。【選択図】図１

Description

本明細書に記載の発明は、エアバッグ・モジュール、特に、自動車の前方車室用に設計されたエアバッグ・モジュールであって、エアバッグ・モジュール筐体とエアバッグ・シュートの両方が熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーから作られているエアバッグ・モジュール、加えてそのようなエアバッグ・モジュールの製造方法に関する。

自動車の内装、特にインストルメント・パネルにおける目立った傾向の１つは、外観上継ぎ目のない、つまりエアバッグが突破するための継ぎ目が車両の乗員からは見えない、助手席側エアバッグ・システムを利用することである。こうしたエアバッグ・システムでは、インストルメント・パネル、または多くの場合溶接によってインストルメント・パネルの底面に取り付けられたダッシュボードの下の、エアバッグ組み立て体を概して利用している。エアバッグ・システムは、エアバッグ・シュート、エアバッグ・モジュール筐体、折り畳まれたバッグとインフレータ（化学反応／推進剤用の金属筐体付き）、インフレータ筐体を自動車のクロスビームに接続する（ことによって、内部で膨張したバッグに乗員が接触することで始まる、展開事象の最中の全体の負荷経路に反応する）ブラケットを含め、一般的に知られているいくつかの部品からなっている。

一般的なエアバッグ組み立て体は、特にモジュール筐体を製造するには、かなり重くなりコスト高となる可能性がある。モジュール筐体は、折り畳まれたバッグとインフレータを、推進剤の初期反応物を含有するさらに小さな金属筐体とともに収容する。このモジュール筐体は一般的に、展開事象の最中にモジュール筐体に加わる力に耐えられる充分な機械的強度を有するようにするために、鋼、またはかなり高密度のガラス・ナイロン（または長ガラス・ポリプロピレン）複合材料から作られる。対照的に、エアバッグ・シュートは、熱可塑性オレフィン材料から作られることが多かったが、これは、そうした材料のさらなる軽量性と射出成形による製造の容易さを利用するためであった。

本発明の目的は、エアバッグ筐体から金属およびガラスの構成要素を削減する、または使用しないようにすることにより、そしてそれらをさらに軽量な熱可塑性材料に置き換えることにより、公知のエアバッグ組み立て体の重量を低減することである。

本発明のさらなる目的は、エアバッグ・モジュール筐体とエアバッグ・シュートを同一材料から形成することにより、エアバッグ組み立て体の製造の複雑さを軽減することである。

本発明のさらなる目的は、エアバッグのモジュール筐体とシュートを単一の組み合わせモールドにおいて形成することにより、それらの製造を簡略化する方法を提供することである。

これらおよび他の目的は本発明によって提供され、その第１の実施形態は、エアバッグ用の組み立て体を提供する。この組み立て体は、インストルメント・パネルに取り付けられるように構成されるエアバッグ・シュートと、エアバッグ・シュートに取り付けられたエアバッグ・モジュール筐体とを具備する。エアバッグ・シュートとエアバッグ・モジュール筐体はそれぞれ、少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む。

本発明の別の態様は、エアバッグ・モジュール筐体に関するものであり、このエアバッグ・モジュール筐体は、その全重量に対して、少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含むものである。

本発明の別の態様は、エアバッグ・シュートに関するものであり、このエアバッグ・シュートは、その全重量に対して、少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む。エアバッグ・シュートは、側壁を具備し、各側壁が複数の窓を形成している。各側壁は外面を有し、少なくとも２つの側壁がリブを有する。

本発明の別の態様は、エアバッグ・シュートとエアバッグ・モジュール筐体とを製造する工程に関する。この工程は、エアバッグ・シュートとエアバッグ・モジュール筐体とを、組み合わせ型具において射出成形により同時に形成するステップを含む。

図１は、前部エアバッグ・システムの位置を示す従来型のインストルメント・パネルの概略図を示すものであり、「先行技術」と標識されている。 図２Ａは、本発明の一実施形態を示す助手席側の前部／上部エアバッグ組み立て体とインストルメント・パネルとの車体断面図を示す。 図２Ｂは、図２Ａの機械的噛合部の平面図を示す。 図３Ａは、本発明の一実施形態による、運転席または助手席のニー・エアバッグ（ｋｎｅｅ ａｉｒｂａｇ）組み立て体の斜視図の表現である。 図３Ｂは、図３Ａのエアバッグ組み立て体の断面を示す。 図４Ａは、運転席側の前部／上部エアバッグ組み立て体の下面図を示す。 図４Ｂは、図４Ａの運転席側の前部／上部エアバッグ組み立て体の側面図を示す。 図４Ｃは、図４Ｂの機械的噛合部の断面図を示す。 図５Ａは、本発明の一実施形態による、モジュール筐体をエアバッグ・シュートに噛合させるのに使用される、ＴＰＯモジュール筐体壁上の機械的噛合部／締結具／フックと、シュート壁の窓の周りのリブ構造とを示す。 図５Ｂは、図５Ａの構造体の断面図を示す。 図６Ａは、本発明の一実施形態に準拠するエアバッグ・モジュール筐体の応力解析に使用されるモデルの斜視図を示す。 図６Ｂは、図６Ａのモジュール筐体に嵌装させるように設計されたエアバッグ・シュートのモデルの上面斜視図である。 図６Ｃは、図６Ａのモジュール筐体に嵌装させるように設計されたエアバッグ・シュートのモデルの下面斜視図である。 図７Ａは、本発明の一実施形態に準拠する組み立て体に合体させたモジュール筐体とエアバッグ・シュートのモデルの斜視図を示す。 図７Ｂは、図７Ａの組み立て体に合体させたモジュール筐体とエアバッグ・シュートのモデルの断面図を示す。 図８は、本発明の一実施形態に準拠するエアバッグ組み立て体の開口部の中を見下ろす、エアバッグ組み立て体の上面斜視図である。 図９は、本発明の一実施形態に準拠する、内圧を加える前のエアバッグ組み立て体の側面および下面の斜視図である。 図１０は、高温（８５℃）および高負荷速度（クロスヘッド試験速度１０ｍ／秒）でのＴＰＯ試料の設計上の高速引張り時応力－歪み応答を示す。 図１１は、高温（８５℃）および高負荷速度（クロスヘッド試験速度１０ｍ／秒）でのＴＰＯ試料の真の高速引張り時応力－歪み応答を示す。 図１２Ａは、本発明の一実施形態に準拠するエアバッグ組み立て体とインストルメント・パネルの、展開シミュレーションと動的応力解析を目的として加えられる、負荷力を例示する。 図１２Ｂは、図１２Ａに示すモデルの展開シミュレーションと動的応力解析を目的とした負荷力の圧力対時間のプロットを示す。 図１３Ａは、本発明の一実施形態に準拠する、負荷のかかったエアバッグ・システム組み立て体のモデルのシミュレーションの、第１の側のスナップショットを示しており、インストルメント・パネル扉が開き始める際の、図１２Ｂに示された負荷サイクルに入って６．５ミリ秒のところのものである。 図１３Ｂは、図１３Ａの負荷のかかったエアバッグ・システム組み立て体の上面斜視スナップショットを示しており、負荷サイクルに入って６．５ミリ秒のところのものである。 図１３Ｃは、図１３Ａの負荷のかかったエアバッグ・システム組み立て体の長手方向の下面斜視スナップショットを示しており、負荷サイクルに入って６．５ミリ秒のところのものである。 図１４Ａは、本発明の一実施形態に準拠する、負荷のかかったエアバッグ・システム組み立て体のモデルのシミュレーションの、第１の側のスナップショットを示しており、インストルメント・パネル扉が完全に開いている際の、図１２Ｂに示された負荷サイクルに入って７．５ミリ秒のところのものである。 図１４Ｂは、図１４Ａの負荷のかかったエアバッグ・システム組み立て体の上面斜視スナップショットを示しており、負荷サイクルに入って７．５ミリ秒のところのものである。 図１４Ｃは、図１４Ａの負荷のかかったエアバッグ・システム組み立て体の長手方向の下面斜視スナップショットを示しており、負荷サイクルに入って７．５ミリ秒のところのものである。 図１５Ａは、負荷サイクルを経た後の図１３Ａ～Ｃおよび１４Ａ～Ｃのエアバッグ組み立て体の斜視図を示す。 図１５Ｂは、負荷サイクルを経る前の図１３Ａ～Ｃおよび１４Ａ～Ｃのエアバッグ組み立て体の斜視図を示す。 図１６は、エアバッグの展開の最中における時間の関数としての内面にかかる内圧の関数としての累積界面力のプロットを示しており、本発明の一実施形態のシミュレーションに準拠するものである。 図１７は、ボルト締結された助手席エアバッグ組み立て体の断面図である。 図１８は、開いた状態での図１７のエアバッグ組み立て体である。 図１９Ａは、インストルメント・パネル基材の上面図であり、ボルト孔の場所を示す。 図１９Ｂは、図１９Ａのインストルメント・パネル基材であり、下にある周方向張力リングの位置を示す。 図２０Ａは、関連する締結用部分品を伴うボルトの上面図である。 図２０Ｂは、ボルトの分解図である。 図２１Ａは、インストルメント・パネル基材の側面図である。 図２１Ｂは、図２１Ａの下面図を示す。 図２２Ａは、エアバッグ・シュートの側面図である。 図２２Ｂは、図２２Ａの下面図を示す。 図２３Ａは、エアバッグ・モジュール筐体の側面図である。 図２３Ｂは、図２３Ａの下面図を示す。 図２４は、ネジ込みインサートを備えたエアバッグ・シュートの断面図を示す。

以下の記載では、「ａ」および「ａｎ」ならびに同類の語は、「１つまたは複数」の意味を担う。「からなる群から選択される」、「から選択される」および同類の語句は、指定された材料の混合物を含む。「を含有する」および同類などの用語は、特に明記しない限り、「少なくとも含む」を意味する非限定的な用語である。本書で言及されているあらゆる参考文献、特許、出願、試験、規格、文書、公開公報、パンフレット、テキスト、記事等は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。数値的な限界または範囲が記載されている場合には、終点もまた含まれる。また、数値的な限界または範囲の中にあるあらゆる値および部分範囲は、あたかも明示的に書き出されたかの如く具体的に含まれる。

本明細書の残りの部分では、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）材料について説明する。ＴＰＯという語句は、ポリオレフィン類から作られた熱可塑性エラストマーを意味すると理解されるべきである。

ポリオレフィン類は、エチレン、プロピレン、ブテン（類）、イソプレン（類）、ペンテン（類）などの比較的単純なオレフィン類のポリマーであり、Ｗｈｉｔｔｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ， ｐ．２５２（Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ， １９７８）に開示されているコポリマーおよび修飾体を含む。あらゆるポリオレフィン類に共通する好ましくない特性は、非極性で非多孔性の不活性な表面であり、この表面は、適切なプライミングや特別な前処理をしなければ、金属、ガラス、極性プラスチック、およびその他の表面コーティングや接着剤材料には接着しない。

「熱可塑性」材料とは、加熱すると繰り返し軟化して流動性にすることのできる、そして室温に冷却すると硬い状態に戻ることのできる直鎖のまたは分岐したポリマーである。これは一般的には、ＡＳＴＭ Ｄ６３８の方法に準拠して１０，０００ｐｓｉより大きい弾性率を有する。加えて、熱可塑性樹脂は、加熱して軟化状態にすると、モールド成形または押出成形を行って、いかなる所定の形状の物品にもすることができる。

「エラストマー」とは、張力下で元の長さの少なくとも２倍に引き伸ばすことができる、そして引っ張る力を解放すると元の寸法に急速に戻るゴム状のポリマーである。エラストマーは概して、ＡＳＴＭ Ｄ４１２の方法に準拠して、室温での未架橋状態で、約６，０００ｐｓｉ未満の弾性率と、概して２００％より大きい伸び率を有する。

熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、エラストマーの特性を持ちながら、熱可塑性樹脂のように加工できる材料群である。ＴＰＥが上記のとおりポリオレフィン類から作られる場合、業界では熱可塑性オレフィンエラストマー（ＴＰＯ）として公知である。ＴＰＥやＴＰＯは概して、２種類以上のポリマーを混合することにより、またはブロック・コポリマーやグラフト・コポリマーを合成することにより、作られる。いずれの場合でも、熱可塑性エラストマーは少なくとも２つのセグメントを含み、一方は剛性の高い、通常は半結晶性の熱可塑性プラスチックであり、他方は非晶質エラストマーである。

ＴＰＯは、異なる種類のポリマーを混合することにより作られる場合がある。これらのポリマーブレンドは、オレフィン系エラストマーとポリオレフィン系熱可塑性樹脂との間のギャップを橋渡しする独自の特性を実現することができる。例えば、エチレン－プロピレン・コポリマー・エラストマーまたはターポリマー・エラストマーを、ポリプロピレンと混合することができる。ポリプロピレンに対するエラストマーの比に応じて、ブレンド組成物の特性を、高弾性率、高硬度のグレードから、可撓性で軟質のグレードまで変化させることができる。他の成分を加えることにより、顧客の特定の要望に合わせたその他の修正を行って、有用な化合物を作ってもよい。

本開示の第１の態様では、インストルメント・パネルに取り付けられるように構成されるエアバッグ・シュートと、エアバッグ・シュートに取り付けられたエアバッグ・モジュール筐体とを具備するエアバッグ組み立て体が記載される。エアバッグ・シュートとエアバッグ・モジュール筐体は、それぞれの全重量に対して、それぞれ少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含む。好ましくは、エアバッグ・シュートとエアバッグ・モジュール筐体は、それぞれの全重量に対して、それぞれ少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、好ましくは少なくとも８０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも９０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む。しかし、特定の実施形態では、エアバッグ組み立て体は、５０ｗｔ％未満の、例えば３０～４０ｗｔ％、または４０～５０ｗｔ％のＴＰＯまたはＴＰＥを含んでもよい。いくつかの実施形態では、エアバッグ組み立て体は、シュートとモジュール筐体が、それぞれの全重量に対して、少なくとも９５ｗｔ％、好ましくは少なくとも９８ｗｔ％、より好ましくは少なくとも９９ｗｔ％の熱可塑性オレフィンを含む、「全ＴＰＯ」エアバッグ組み立て体であると見なしてもよい。いくつかの実施形態では、「全ＴＰＯ」エアバッグ組み立て体は、本質的にＴＰＯから成っていてもよく、実例としては、シュートとモジュール筐体の少なくとも９９．９ｗｔ％、または少なくとも９９．９９ｗｔ％、または約１００ｗｔ％がＴＰＯを含む。

一実施形態では、エアバッグ・シュートおよび／またはエアバッグ・モジュール筐体は、ガラスフィラーを含む。ガラスフィラーは、エアバッグ・シュートおよび／またはエアバッグ・モジュール筐体の全重量に対して、５０ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、３０ｗｔ％以下、２５ｗｔ％以下、２０ｗｔ％以下、１５ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下の重量百分率で存在してもよい。さらなる実施形態では、ガラスフィラーは、ガラス繊維である。別の実施形態では、ガラスフィラーは、全重量に対して、多くても５ｗｔ％、多くても１０ｗｔ％、多くても１５ｗｔ％、多くても２０ｗｔ％、多くても２５ｗｔ％、または多くても３０ｗｔ％の重量百分率で存在してもよい。しかし、別の実施形態では、エアバッグ・シュートおよび／またはエアバッグ・モジュール筐体は、ガラスフィラーを実質的に含まなくてもよいが、これは、エアバッグ・シュートおよび／またはエアバッグ・モジュール筐体が、全重量に対して、０．５ｗｔ％未満、好ましくは０．１ｗｔ％未満、より好ましくは０．０１ｗｔ％未満、または約０ｗｔ％のガラスフィラーを含むことを意味する。

ガラスフィラーは、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラスフレーク、粉砕繊維、またはガラスビーズの形態であってもよい。ガラス繊維の直径は特には限定されないが、３から２５μｍが好ましい。ガラス繊維の形態は特には限定されず、モールド成形された製造物に要求される形成方法または特性に応じて適切に選択することができる。例えば、チョップド・ストランド（ｃｈｏｐｐｅｄ ｓｔｒａｎｄ）、粗紡、マット、布地、または粉砕繊維であってもよい。ガラス粉末の粒径は特には限定されないが、１から１００μｍの粒子サイズを有するものが好ましい。ガラスフレークの厚さとアスペクト比は特には限定されないが、０．１から１０μｍの厚さおよび５から１５０のアスペクト比を有するものが好ましい。粉砕繊維は、粉砕繊維を製造する従来型方法により得てもよい。例えば、ガラス繊維ストランドをハンマーミルまたはボールミルにより粉砕して粉砕繊維を得てもよい。粉砕繊維の繊維径とアスペクト比は特には限定されないが、繊維径は５から５０μｍ、アスペクト比は２から１５０であることが好ましい。ガラスビーズは、５から３００μｍの直径を有するものが好ましい。

好ましい実施形態では、エアバッグ・シュートとエアバッグ・モジュール筐体は、それぞれ同一材料から形成されており、実例としては、両方とも約８５ｗｔ％のＴＰＯを含んでもよく、または両方とも約１００ｗｔ％のＴＰＯを含んでもよい。この特徴は、シュートとモジュール筐体の両方を同時に形成してもよいという利点、実例として一実施形態では、シュートとモジュール筐体の両方を同時に射出成形してもよいという利点を有する。さらに、シュートとモジュール筐体の両方が、同様の形状およびサイズを有して同一材料で作られる場合には、シュートとモジュール筐体は、組み合わせ型具において同時に射出成形されてもよい。それ自体の射出成形型具と工程サイクルが必要な鋼または複合材料から作られたエアバッグ・モジュール筐体と比較して、ＴＰＯエアバッグ組み立て体は、コストと重量が大幅に削減される。さらには、本開示のＴＰＯをエアバッグ組み立て体に使用することで、擦傷を生じやすい材料、例えばガラス繊維強化樹脂の射出成形に伴う追加の保守コストが不要になる。加えて、主にＴＰＯを用いて形成されるエアバッグ組み立て体の全重量は、同様のエアバッグ組み立て体を使用した場合と比較して、１から１．２ポンドと見積もられ、これは、こんにち使用されている同様のエアバッグ組み立て体よりも軽く、約３０％の軽量化を表すものである。これは、こんにちの基準によるエアバッグ組み立て体の大幅な軽量化を表し、さらには燃費の向上に転換できる。

一実施形態では、ＴＰＯは、ポリオレフィン系ポリプロピレン・マトリクス中に分散されたエラストマー・ドメインを含む。エラストマー・ドメインは、いずれのオレフィン系エラストマーであってもよく、実例として、エチレン－プロピレン・コポリマー・エラストマー、ポリイソプレン・エラストマー、もしくはターポリマー・エラストマー、またはＴＰＯおよびＴＰＥにおいて使用される他のいずれのエラストマー種のドメインであってもよい。さらなる実施形態では、ＴＰＯは、ポリオレフィン系ポリプロピレン・マトリクス中に分散された熱可塑性エラストマー・ドメインを含む。熱可塑性エラストマー・ドメインは、分散されたオレフィン系ゴム、例えばエチレン・プロピレン・ゴム（ＥＰＲ）またはエチレン・プロピレン・ジエン・モノマー・ゴム（ＥＰＤＭ）を含んでもよい。熱可塑性エラストマー・ドメインは、ＴＰＯの全重量に対して、５～７０ｗｔ％、好ましくは１０～５０ｗｔ％、より好ましくは２０～４０ｗｔ％の重量百分率でＴＰＯ中に存在してもよい。しかし、いくつかの実施形態では、熱可塑性エラストマー・ドメインは、５ｗｔ％未満の重量百分率、例えば１～３ｗｔ％、または３～５ｗｔ％で存在してもよく、または７０ｗｔ％より大きい重量百分率、例えば７５～８５ｗｔ％、または８５～９５ｗｔ％でＴＰＯ中に存在してもよい。ポリオレフィン系ポリプロピレン・マトリクスは、ＴＰＯの全重量に対して、３０～９５ｗｔ％、好ましくは４０～８０ｗｔ％、より好ましくは４５～７０ｗｔ％の重量百分率でＴＰＯ中に存在してもよい。しかし、いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系ポリプロピレン・マトリクスは、３０ｗｔ％未満の重量百分率、例えば５～１５ｗｔ％、または１５～３０ｗｔ％で存在してもよく、または９５ｗｔ％より大きい重量百分率、実例としては、約９７ｗｔ％で存在してもよい。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系ポリエチレン・マトリクスを、ポリオレフィン系ポリプロピレン・マトリクスの代わりに使用してもよく、または一緒に混合してもよい。

一実施形態では、エアバッグ組み立て体のＴＰＯは、サーモランＴＴ９６９ＮＵ（ＴＨＥＲＭＯＲＵＮ ＴＴ９６９ＮＵ）、サーモランＴＴ９６９、サーモランＴＴ１０２９、テファブロックＴＯＳＩ ８１８（ＴＥＦＡＢＬＯＣ ＴＯＳＩ ８１８）、ＴＴ８７５ＮＵなどの製剤である。一実施形態では、エアバッグ組み立て体のＴＰＯは、新しい高性能グレードであるＴＴ９６９ＸＸ、サーモランＴＴ１０２９ＸＸ、テファブロックＴＯＳＩ ８１８を含め、現状のあらゆるサーモランのグレードなどの製剤であり、そして同等以上の性能を有する次世代の開発製造物も考えられる。サーモラン／テファブロックのグレードは、現地生産および全世界生産の両方が行われる場合があり、「ＸＸ」という接尾語により表される命名の違いを使用して色や現地生産を識別している。例えば、先に表示のＴＴ９６９ＸＸは、ＴＴ９６９ＮＵ（天然色、米国）、ＴＴ９６９ＢＵ（黒色、米国）、ＴＴ９６９ＮＬ（天然色、ラテンアメリカ）、ＴＴ９６９ＢＬ（黒色、ラテンアメリカ）、ＴＴ９６９ＮＺ（天然色、中国）、ＴＴ９６９ＢＺ（黒色、中国）等であるがこれらには限定されない指定を考慮している場合がある。好ましい実施形態では、ＴＰＯは、サーモランＴＴ９６９ＮＵである。一実施形態では、エアバッグ組み立て体は、エアバッグ組み立て体を他のポリプロピレン系材料とともに再生できる量および種類のＴＰＯを含んでもよい。エアバッグ組み立て体のＴＰＯは、少なくとも２００ＭＰａ、好ましくは少なくとも４００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも５００ＭＰａの曲げ弾性率を有してもよい。ＴＰＯは、０．７０～１．０５ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．８５～０．９５ｇ／ｃｍ^３、より好ましくは０．８８～０．９ｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは０．８８５～０．８９ｇ／ｃｍ^３の密度を有してもよい。ＴＰＯは、少なくとも１５０％、好ましくは少なくとも２００％、より好ましくは少なくとも３００％、または少なくとも４００％、少なくとも５００％、少なくとも６００％、または少なくとも７００％の破断伸度を有してもよい。一実施形態では、エアバッグ組み立て体のＴＰＯは、低温での延性と靭性を保持しつつ、高温での強度と剛性を示す。

一実施形態では、ＴＰＯは、以下の構成成分（Ａ）および（Ｂ）を含んでおり、１００重量部の構成成分（Ａ）に対して、１０から３００重量部の成分（Ｂ）を含んでもよい。構成成分（Ａ）は、ポリプロピレン系樹脂であり、構成成分（Ｂ）は、エチレンから構成されるポリマー・ブロックと、エチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロックとを含有するオレフィン系ブロック・コポリマーである。参照により全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第９，３５９，４９８号を見られたい。

アルファ－オレフィン類（すなわちα－オレフィン類）は、化学式Ｃ_ｘＨ_２ｘを有するアルケン類（オレフィン類としても知られる）であり、一位すなわちアルファ（α）位に二重結合を有することによって識別される有機化合物群である。構成成分（Ａ）は、９０から１００ｗｔ％のプロピレン単位含有量を有するポリプロピレン系樹脂であるが、プロピレン・ホモポリマーであってもよいし、またはプロピレン単位に加えて、プロピレンを除くα－オレフィン単位（本明細書で使用される「α－オレフィン」はエチレンも含む）、またはα－オレフィンを除くモノマー単位を１０ｗｔ％以下の量で含有するプロピレン系コポリマーであってもよい。プロピレンを除くα－オレフィン単位は、エチレンと、炭素数４から２０のα－オレフィンとを含む。炭素数が４から２０のα－オレフィンには、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ヘプテン、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン、１－ウンデセン、１－ドデセン、１－トリデセン、１－テトラデセン、１－ペンタデセン、１－ヘキサデセン、１－ヘプタデセン、１－オクタデセン、１－ノナデセン、１－エイコセン、３－メチル－１－ブテン、３－メチル－１－ペンテン、４－メチル－１－ペンテン、２－エチル－１－ヘキセン、２，２，４－トリメチル－１－ペンテン等が挙げられる。プロピレンを除くα－オレフィンとしては、エチレン、および炭素数４から１０のα－オレフィンが好ましく、エチレン、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンがより好ましい。

構成成分（Ａ）のポリプロピレン系樹脂には、例えば、プロピレン・ホモポリマー、プロピレン－エチレン・コポリマー、プロピレン－１－ブテン・コポリマー、プロピレン－１－ヘキセン・コポリマー、プロピレン－１－オクテン・コポリマー、プロピレン－エチレン－１－ブテン・コポリマー、プロピレン－エチレン－１－ヘキセン・コポリマー、およびプロピレン－エチレン－１－オクテン・コポリマーなどが挙げられる。プロピレン・ホモポリマー、およびプロピレンと、エチレンおよび炭素数４から１０のα－オレフィンから選択される少なくとも１つのモノマーとのコポリマーが好ましい。また、構成成分（Ａ）のポリプロピレン系樹脂は、ポリプロピレン・ブロック・コポリマーであってもよく、とりわけ、低温での衝撃耐性と高温での強度の観点からは、第１のステップでプロピレン・ホモポリマーを重合し、次いで第２のステップでプロピレン－エチレン・コポリマーを重合させて得られるポリプロピレン・ブロック・コポリマーが、構成成分（Ａ）として好ましい。

構成成分（Ａ）中のプロピレン単位含有量は、成分（Ａ）全体に対して、９０から１００ｗｔ％、好ましくは９５から１００ｗｔ％、より好ましくは９８から１００ｗｔ％である。構成成分（Ａ）中のプロピレン単位含有量が上記の下限値以上である場合には、エアバッグ筐体カバーの耐熱性と剛性が向上する。ここで、構成成分（Ａ）中のプロピレン単位含有量は、赤外分光法により決定することができる。

構成成分（Ａ）のメルトフローレート（測定温度：２３０℃、測定負荷：２１．１８Ｎ）は、限定されないが、通常０．１ｇ／１０分以上であり、モールド成形体の外観の観点から、０．５ｇ／１０分以上、好ましくは１０ｇ／１０分以上、より好ましくは２０ｇ／１０分以上、さらに好ましくは３０ｇ／１０分以上である。また、構成成分（Ａ）のメルトフローレート（測定温度：２３０℃、測定負荷：２１．１８Ｎ）は、通常２００ｇ／１０分以下であり、引張強度の観点から、好ましくは１５０ｇ／１０分以下、より好ましくは１００ｇ／１０分以下である。構成成分（Ａ）のメルトフローレートは、ＩＳＯ１１３３に準拠して、測定温度２３０℃、測定負荷２１．１８Ｎの条件下で測定される。

構成成分（Ａ）のプロピレン系樹脂の製造方法としては、公知のオレフィン重合触媒を用いた公知の重合方法が採用される。この方法としては、例えば、ジーグラー・ナッタ触媒を用いた多段重合法が挙げられる。多段重合法では、スラリー重合法、溶液重合法、バルク重合法、気相重合法等を用いてもよく、それらの２つ以上を組み合わせて用いてもよい。

加えて、本発明のエアバッグ筐体カバーに用いる構成成分（Ａ）としては、関連する市販製造物を用いてもよい。市販のポリプロピレン系樹脂は、以下の製造元等から調達可能であり、適宜選択してもよい。入手可能な市販製造物としては、プライムポリマー社（Ｐｒｉｍｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）のプリム・ポリプロ（Ｐｒｉｍ Ｐｏｌｙｐｒｏ（登録商標））、住友化学株式会社のノブレン（ＮＯＢＬＥＮ）、サンアロマー社（Ｓｕｎ Ａｌｌｏｍｅｒ Ｌｔｄ．）のプロピレン・ブロック・コポリマー、日本ポリプロピレン株式会社のノバテックＰＰ（ＮＯＶＡＴＥＣ ＰＰ）、リヨンデルバーゼル社（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｂａｓｅｌｌ）のモプレン（Ｍｏｐｌｅｎ（登録商標））、エクソンモービル社（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ）のエクソンモービルＰＰ（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ ＰＰ）、フォルモサ・プラスチックス（Ｆｏｒｍｏｓａ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）のフォルモレン（Ｆｏｒｍｏｌｅｎｅ（登録商標））、ボレアリス社（Ｂｏｒｅａｌｉｓ）のボレアリスＰＰ（Ｂｏｒｅａｌｉｓ ＰＰ）、ＬＧケミカル社（ＬＧ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）のシーテックＰＰ（ＳＥＥＴＥＣ ＰＰ）、Ａシュルマン社（Ａ． Ｓｃｈｕｌｍａｎ）のＡＳＩポリプロピレン（ＡＳＩ ＰＯＬＹＰＲＯＰＹＬＥＮＥ）、イネオス・オレフィン・アンド・ポリマーズ社（ＩＮＥＯＳ Ｏｌｅｆｉｎｓ ＆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）のイネオスＰＰ（ＩＮＥＯＳ ＰＰ）、ブラスケム社（Ｂｒａｓｋｅｍ）のブラスケムＰＰ（Ｂｒａｓｋｅｍ ＰＰ）、サムスン・トータル・ペトロケミカルズ社（ＳＡＭＳＵＮＧ ＴＯＴＡＬ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ）のサムスン・トータル（Ｓｕｍｓｕｎｇ Ｔｏｔａｌ）、サウジ基礎産業公社（Ｓａｂｉｃ）のサビックＰＰ（Ｓａｂｉｃ（登録商標） ＰＰ）、トータル・ペトロケミカルズ社（ＴＯＴＡＬ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ）のトータル・ペトロケミカルズ・ポリプロピレン（ＴＯＴＡＬ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＳＫグループのユープレン（ＹＵＰＬＥＮＥ）等が挙げられる。

一実施形態では、ＴＰＯは、測定温度２３０°Ｃ、測定負荷２１．１８Ｎで０．５～５０ｇ／１０分のメルトフローレートを有する。

本発明で用いる熱可塑性エラストマー組成物を構成する構成成分（Ｂ）は、エチレンから構成されるポリマー・ブロックと、エチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロックとを含有するオレフィン系ブロック・コポリマーである。構成成分（Ｂ）は、１１０から１２５℃に結晶融解ピークを有すること、そしてピークでの結晶融解熱量が２０から６０Ｊ／ｇであることが好ましい。ここで、構成成分（Ｂ）において、１１０から１２５℃の結晶融解ピークでの結晶融解熱量が２０から６０Ｊ／ｇである場合には、これは、構成成分（Ｂ）が結晶性エチレンから構成されるポリマー・ブロックを有することを示す指標である。さらに、構成成分（Ｂ）は、エチレンから構成されるポリマー・ブロックに基づく結晶性に加えて、エチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロックに基づく非結晶性を有している。構成成分（Ｂ）は、そのような構造を有しており、これによって、高温での強度と低温での衝撃耐性の効果が本発明のエアバッグ筐体カバーに付与される。高温での強度の観点から、構成成分（Ｂ）の結晶融解熱量は、好ましくは２０Ｊ／ｇ以上であり、より好ましくは３０Ｊ／ｇ以上である。また、低温での衝撃耐性の観点から、化合物（Ｂ）の結晶融解熱量は、好ましくは６０Ｊ／ｇ以下、より好ましくは５０Ｊ／ｇ以下である。

構成成分（Ｂ）中の結晶性ポリマー・ブロックは、主にエチレンから構成されるが、エチレンに加えて別のモノマー単位を含有してもよい。他のモノマー単位には、例えば、１－プロピレン、１－ブテン、２－メチルプロピレン、１－ペンテン、３－メチル－１－ブテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、１－オクテンなどが挙げられる。末端炭素原子に炭素－炭素二重結合を有し炭素数３から８のα－オレフィン、例えば１－プロピレン、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンが、好ましい。構成成分（Ｂ）において、１種類のα－オレフィンのみがエチレンと共重合していてもよいし、または２種類以上のα－オレフィンがエチレンと共重合していてもよい。構成成分（Ｂ）としては、１種類の構成成分のみを用いてもよいし、または２種類以上の構成成分を組み合わせて用いてもよい。

構成成分（Ｂ）のエチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロックとしては、エチレン単位に加えて、例えば、１－プロピレン、１－ブテン、２－メチルプロピレン、１－ペンテン、３－メチル－１－ブテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、１－オクテンなどのα－オレフィンを成分単位として有するものなどが挙げられる。末端炭素原子に炭素－炭素二重結合を有し炭素数４から８のα－オレフィン、例えば１－プロピレン、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンが、好ましい。構成成分（Ｂ）としては、１種類のα－オレフィンのみがエチレンと共重合していてもよいし、または２種類以上のα－オレフィンがエチレンと共重合していてもよい。構成成分（Ｂ）としては、１種類の構成成分のみを用いてもよいし、または２種類以上の構成成分を組み合わせて用いてもよい。

構成成分（Ｂ）中のエチレン単位含有量は、エチレン単位含有量とα－オレフィン単位含有量との全量に対して、５０から８０ｗｔ％であることが好ましい。構成成分（Ｂ）中のエチレン単位含有量は、構成成分（Ｂ）がブロッキングに起因して融合するのを防ぐよう大きいことが好ましく、本発明の熱可塑性エラストマーをモールド成形する際の低温での衝撃耐性の観点からは小さいことが好ましい。構成成分（Ｂ）中のエチレン単位含有量は、より好ましくは５５ｗｔ％以上であり、さらに好ましくは６０ｗｔ％以上である。また、エチレン単位含有量は、より好ましくは７５ｗｔ％以下である。ちなみに、構成成分（Ｂ）中のエチレン単位の含有量、および炭素数４から８のα－オレフィン単位の含有量のそれぞれは、赤外分光法によって決定することができる。

構成成分（Ｂ）のエチレンα－オレフィンコポリマーは、エチレン単位および炭素数４から８のα－オレフィン単位に加えて、非共役ジエン系モノマー単位（非共役ジエン単位）などの別のモノマー単位を含有してもよい。非共役ジエンには、例えば、１，４－ヘキサジエン、１，６－オクタジエン、２－メチル－１，５－ヘキサジエン、６－メチル－１，５－ヘプタジエン、７－メチル－１，６－オクタジエンなどの鎖状非共役ジエン、およびシクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、５－ビニルノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボルネン、５－メチレン－２－ノルボルネン、５－イソプロピリデン－２－ノルボルネン、６－クロロメチル－５－イソプロペニル－２－ノルボルネンなどの環状非共役ジエンなどが挙げられる。好ましいのは、５－エチリデン－２－ノルボルネンおよびジシクロペンタジエンである。

構成成分（Ｂ）が非共役ジエン単位などの別のモノマー単位を含む場合には、その含有量は通常、構成成分（Ｂ）全体に対して、１０ｗｔ％以下、好ましくは５ｗｔ％以下である。非共役ジエン単位またはプロピレン単位の含有量は、赤外分光法によって決定することができる。

本発明に用いる構成成分（Ｂ）には、具体的には、例えば、結晶性エチレン・コポリマー・ブロックとエチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロックとを含有するブロック・コポリマー、例えばエチレン－１－ブテン・コポリマー、エチレン－１－ヘキセン・コポリマー、エチレン－１－オクテン・コポリマー、エチレン－プロピレン－１－ブテン・コポリマー、エチレン－プロピレン－１－ヘキセン・コポリマー、エチレン－プロピレン－１－オクテン・コポリマーなどが挙げられる。これらのブロック・コポリマーの１種を用いてもよいし、またはそれらの２種以上を組み合わせて用いてもよい。とりわけ、構成成分（Ｂ）は、エチレン・コポリマー・ブロックとエチレン－１－オクテン・コポリマー・ブロックとを含有するブロック・コポリマーであることが最も好ましい、すなわち、構成成分（Ｂ）は、エチレンから構成されるコポリマーのブロックとエチレン－１－オクテン・コポリマーのブロックとを含有するオレフィン系ブロック・コポリマーであることが最も好ましい。

構成成分（Ｂ）は、結晶性を有するエチレンから構成されるポリマー・ブロックを含有することに加えて、エチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロックに起因する非結晶性を有する。非結晶性は、ガラス転移温度で表され、ＤＳＣ法によるガラス転移温度は、好ましくは－８０℃以上、より好ましくは－７５℃以上であり、そして好ましくは－５０℃以下、より好ましくは－６０℃以下である。

構成成分（Ｂ）のメルトフローレート（測定温度：２３０℃、測定負荷：２１．１８Ｎ）は、特には限定されないが、通常１０ｇ／１０分以下であり、強度の観点からは、好ましくは８ｇ／１０分以下、より好ましくは５ｇ／１０分以下、さらに好ましくは３ｇ／１０分以下である。また、構成成分（Ｂ）のメルトフローレートは通常、０．０１ｇ／１０分以上であり、流動性の観点からは、好ましくは０．０５ｇ／１０分以上、より好ましくは０．１０ｇ／１０分以上である。構成成分（Ｂ）のメルトフローレートは、ＩＳＯ１１３３に準拠して、測定温度２３０℃、測定負荷２１．１８Ｎの条件下で測定される。

構成成分（Ｂ）の密度は、低温での衝撃耐性の観点から、好ましくは０．８８ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは０．８７ｇ／ｃｍ^３以下である。一方、下限は特には限定されないが、通常０．８５ｇ／ｃｍ^３以上である。

構成成分（Ｂ）の製造方法については、それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる特表２００７－５２９６１７号公報（ＪＰ－Ｔ－２００７－５２９６１７）（本明細書において使用される「ＪＰ－Ｔ」という用語は、ＰＣＴ特許出願の公開された日本語訳を意味する）、特表２００８－５３７５６３号公報、および特表２００８－５４３９７８号公報に開示されている方法に従って、ポリマーを合成することができる。例えば、ポリマーは、第１のオレフィン・ポリマー触媒と、同等の重合条件下で第１のオレフィン重合触媒によって調製されたポリマーとは化学的または物理的性質が異なるポリマーを準備することのできる第２のオレフィン・ポリマー触媒と、連鎖移動剤とを組み合わせることによって得られる混合物または反応生成物を含有する組成物を準備するステップ、およびこの組成物に上記のエチレンおよびα－オレフィンを付加重合条件下で接触させるステップを通じて、製造することができる。

構成成分（Ｂ）の重合には、連続溶液重合法を適用することが好ましい。連続溶液重合法では、触媒構成成分、連鎖移動剤、モノマー、場合によっては溶媒、アジュバント、スカベンジャー、および重合助剤が反応領域に連続的に供給され、そこからポリマー生成物が連続的に取り出される。ブロックの長さは、触媒の比や種類、連鎖移動剤の比や種類、重合温度等を制御することによって変化させることができる。

ブロック・コポリマーの合成方法における他の条件が、それぞれ全体が参照により本明細書に組み込まれる特表２００７－５２９６１７号公報、特表２００８－５３７５６３号公報、および特表２００８－５４３９７８号公報に開示されている。関連する市販製造物には、例えば、ダウ・ケミカル社（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）製のエンゲージ－ＸＬＴ（Ｅｎｇａｇｅ（登録商標）－ＸＬＴ）シリーズやインフューズ（ＩＮＦＵＳＥ）シリーズなどが挙げられる。ちなみに、構成成分（Ｂ）のうち、エチレン・オクテン・コポリマーブロックを含有するものは、ダウ・ケミカル社が２００７年にインフューズシリーズの、そして２０１１年にエンゲージ－ＸＬＴシリーズの商業生産を開始するまで、製造物としては入手できなかった。

モジュール筐体、シュート、またはインストルメント・パネルが１００ｗｔ％未満のＴＰＯを含む実施形態では、モールド成形またはフォーミング加工の前に、他の添加剤または充填剤をＴＰＯと混合してもよく、これらには、他のポリマーまたはエラストマー材料、シリカ、パーライト、タルク、珪藻土、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、炭酸水素ナトリウム、二酸化チタン、長石、セメント、リグノスルホナート、硝酸マグネシウム、酸化カルシウム、ベントナイト、ドロマイト、酸化スピネル、粘土、ベライト（２ＣａＯ－ＳｉＯ_２）、エーライト（３ＣａＯ－ＳｉＯ_２）、セライト（３ＣａＯ－Ａｌ_２Ｏ_３）、またはブラウンミラライト（４ＣａＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－Ｆｅ_２Ｏ_３）、雲母、他の炭酸塩、他のセラミックフィラー、カーボンブラック、繊維、ガラス繊維、金属水和物、他の酸化物、補強材、酸化防止剤、ＵＶ安定剤、離型剤、加工助剤、核剤、および顔料などが挙げられるが、これらには限定されない。一実施形態では、エアバッグ・シュートおよび／またはエアバッグ・モジュール筐体は、ＴＰＯではないＴＰＥをさらに含む。一実施形態では、エアバッグ・シュートおよび／またはエアバッグ・モジュール筐体は、インサート成形された布またはスクリム（ｓｃｒｉｍ）をさらに含む。スクリムは、綿、麻、ガラス繊維、炭素繊維、または何らかの他の繊維を含んでもよい。

前述のとおり、エアバッグ・モジュール筐体とエアバッグ・シュートは、様々な工程によって準備されてもよい。モジュール筐体およびシュートは、射出成形、ブロー成形、圧縮成形、低圧射出成形、押出成形された後に、雄型または雌型の真空熱成形、射出圧縮成形、射出発泡成形、射出中空成形、圧縮成形のいずれかによって熱成形されてもよいし、または、まだ溶融しているＴＰＯ材料のブランケットを表皮発泡複合材の背面に低圧下で押圧して表皮を形成し、これを硬いＴＰＯ基材に接着する低圧成形などの複合工程によって準備されてもよい。射出成形の場合、モールド温度は、約１００から約３００℃、好ましくは約１５０から約２８０℃の範囲であってもよく、射出圧力は、通常約５から約１５０ＭＰａ、好ましくは約７から約１００ＭＰａ、好ましくは約１０から約８０ＭＰａの範囲であり、モールド温度は通常、約２０から約８０℃、好ましくは約２０から約６０℃の範囲である。他の実施形態では、エアバッグ・モジュール筐体またはシュートは、他の製造方法、例えば鋳造、フォーミング加工、マシニング加工、または２つ以上の部分品の接合によって形成されてもよい。

一実施形態では、モジュール筐体および／またはシュートの射出成形またはフォーミング加工に続いて、プライミング、溶媒エッチング、硫酸またはクロム酸エッチング、ナトリウム処理、オゾン処理、火炎処理、ＵＶ照射、およびプラズマ処理を含むがこれらに限定されない表面処理方法を適用してもよい。

ＴＰＯエアバッグ組み立て体は、モジュール式筐体と爆薬または推進剤の反応物とを組み合わせた他の用途にも適合する場合があることもまた想定される。実例として、ＴＰＯエアバッグ組み立て体は、膨張式の筏、滑り台、または他の浮揚装置を収容するように修正されてもよく、または外部から衝突する際の衝撃を限定するよう車両の外側に押し出されるように適合させてもよい。別の実施形態では、ＴＰＯエアバッグ組み立て体は、花火、紙吹雪、消火剤、または特殊効果用の物質、例えばフェイクスノー（ｆａｋｅ ｓｎｏｗ）を含むがこれらに限定されない、分散させることの可能な物質を保持するように修正されてもよい。

図１は、自動車の前部にある公知のインストルメント・パネル１を示す。公知のとおり、自動車パネル１の前部車室部分は、ステアリング・ホイールの中心のところの運転席前部エアバッグ１０と、運転席ニー・エアバッグ１１と、助手席前部エアバッグ１２と、助手席ニー・エアバッグ１３とを含む、少なくとも４つのエアバッグを有する場合がある。加えて、自動車によっては、歩行者システム・エアバッグを有する場合もある。これらの場所のいずれかまたはすべてにおける公知のエアバッグ組み立て体を、本発明によるエアバッグ組み立て体に置き換えてもよい。

図２Ａの断面図によって示される助手席側エアバッグ・システムおよびインストルメント・パネル組み立て体１００は、本発明の一実施形態を表している。参考として、矢印２０１は、車の前方向を表し、矢印２０２は、車の後方向を表す。この例では、ＴＰＯモジュール筐体１０２とＴＰＯエアバッグ・シュート１０３の両方が採用されている。これらの２つの部分は、一方が他方の中に挿入され、ＰＰ（ポリプロピレン）系の硬質の最上層１０１または硬質のＰＰ系基材（ラッピング式または発泡式のソフト・インストルメント・パネル用のもの）と組み合わされており、継ぎ目のないハードおよびソフト・インストルメント・パネル用の「全ＴＰＯエアバッグ・システム」または「全ＴＰＯエアバッグ組み立て体」を表している。最上部のハード・インストルメント・パネル１０１は例えば、２０％タルク充填ＴＰＯ硬質樹脂から作られてもよい。エアバッグ・シュート１０３の上端は、様々な製造方法によって、インストルメント・パネル層１０１に接続されてもよく、そうした製造方法には、振動溶着、超音波溶着、赤外線溶着、トップロード式の設計、スナップフィットまたはスナップイン式の設計、接着剤による結合、機械的な締結、例えばボルト締結、クリップ、またはエアバッグ・シュートをインストルメント・パネルに取り付けるのに使用されるその他の現状の方法などが挙げられるが、これらには限定されない。いくつかの実施形態では、インストルメント・パネル層またはインストルメント・パネル基材は、ガラス充填ＰＰまたは他のガラス充填された変形例を含んでもよく、そうした変形例では、ガラスが、ガラス繊維、タルク充填ＰＰ、未充填ＰＰ、または他の非晶質樹脂基材タイプであってもよい。一実施形態では、インストルメント・パネル層またはインストルメント・パネル基材は、ガラスを含有しない、および／またはタルクを含有しない。

一実施形態では、ガラス－ＰＰを含むインストルメント・パネル基材は、インストルメント・パネルとエアバッグ・シュートとの間に取り付けられてもよい。ここで、インストルメント・パネルは、軟質材料、例えば表皮および発泡体を含んでもよい。エアバッグ筐体の直上にあるインストルメント・パネルは、シュートの扉によってさらに支持されてもよい。インストルメント・パネル基材およびソフト・インストルメント・パネルのそのような一実施形態を、図１７および図１８に示す。

継ぎ目のないインストルメント・パネルに使用されている現状のエアバッグ・システムはすべて、金属または複合材（ガラス－ナイロンまたは長ガラス繊維強化ポリオレフィン）のいずれかのエアバッグ・モジュール筐体を採用しているが、これは、局所的な強度と剛性とが高いフックの必要性、次いでＴＰＯシュートの開口した窓との係合の必要性に起因する。本発明の独自の特徴は、窓と突起部との機械的噛合部１１０をさらに多く備えたＴＰＯモジュール筐体１０２であり、機械的噛合部は、展開の内圧を利用することにより、そしてインストルメント・パネル１を通ってバッグ（図示せず）が展開する間ずっと係合を維持しつつ、負荷／応力を分散させるように設計されたものである。

図２Ａの例では、エアバッグ・シュートの長壁は、そのシュート１０３の長壁上の中央領域に、３／８インチ、１／２インチ、または５／８インチの間隔といった距離だけ互いに離間した複数（例えば４、６、または８）の深い控え板１３１を有してもよい。シュート１０３の端部壁はまた、その端部壁の外側から延在する複数（例えば４、６、または８）の控え板１５１を有してもよい。シュート１０３はまた、長壁に複数（例えば４、６、または８）の縦リブ１７１（浅い控え板）を含んでもよい。長壁はまた、各長壁に複数（例えば４、６、または８）の内部筐体控え板１６１を含んでもよい。図２Ａの例では、シュートの長壁上の中央の２つの内部筐体控え板１６１は、中央から各側の残りの控え板（例えば１インチの間隔）よりも近接している（例えば１／２インチの間隔）。

さらに図２Ａの例では、エアバッグ・モジュール筐体１０２の底部は好ましくは、複数のリブ１４１を含む。リブは、４～１０ｍｍ、５～９ｍｍ、または約８ｍｍなどの深さを有してもよい。本明細書でさらに記載のシミュレーションにおけるリブ１４１の下には、エアバッグ・モジュール筐体に封入されたパンケーキ・インフレータ（ｐａｎｃａｋｅ ｉｎｆｌａｔｏｒ）を模擬した金属板１２０が配置されている。この金属板１２０は、専用の穴４４２を通ってエアバッグ・モジュール筐体の底部を通過するボルトまたはネジを用いて固定してもよい。

図２Ａの例でも見られるとおり、シュート１０３の２つの長壁は異なる高さを有しており、車の前方向２０１に最も近い壁の高さは、車の後方向２０２の長いシュート壁の高さよりも短い。この高さの違いにより、インストルメント・パネルの平面とエアバッグ・シュートの底部（またはエアバッグ・モジュール筐体の底部）の平面との間に角度が生じ、この角度は、５°～３０°、好ましくは１０°～２８°、より好ましくは１５°～２５°、または約１８°であってもよい。高さの同様の違いは、エアバッグ・モジュール筐体の２つの長壁の間にも見いだされる場合があるが、しかし図２Ａに示すとおり、エアバッグ・モジュール筐体の最上部は、エアバッグ・シュートの最上部との角度付き間隙を形成する。換言すると、エアバッグ・モジュール筐体の最上部を含む平面と、エアバッグ・シュートの最上部を含む平面とが、１°～１５°、好ましくは３°～１０°、より好ましくは５°～８°、または約７°の角度で交差する。図２Ａの例からさらに分かるとおり、エアバッグ・モジュール筐体１０２の長壁と端部壁との高さは、シュート１０３の長壁と端部壁との高さよりも低い。

図２Ａから明らかなとおり、エアバッグ・モジュール筐体１０２は、エアバッグ・シュート１０３と接続されてエアバッグ組み立て体とされた場合に、エアバッグ・シュート内部に完全に収容される。換言すると、エアバッグ・モジュール筐体は、エアバッグ・シュートに完全に挿入される。よって、エアバッグ・モジュール筐体側壁面積の１００％が二重壁を形成する、すなわち、エアバッグ・シュートの内壁と重なり合う。この構造上の特徴により、エアバッグの展開の最中における全ＴＰＯエアバッグ組み立て体の強度が向上する場合があり、そしてまた、エアバッグ・モジュール筐体の周方向張力がエアバッグ・シュートの周方向張力と完全に結合する。一実施形態では、エアバッグ・モジュール筐体側壁が二重壁を形成することにより、側壁厚さを低減させることができる。代替設計では、エアバッグ・モジュール筐体は、１つまたは複数の側壁の有する厚さが増加している場合には、強度を高めるためにシュートに完全に挿入する必要はない場合がある。他の設計では、エアバッグの展開の最中における強度を高めるために、１つまたは複数の周方向張力リングを、エアバッグ・モジュール筐体またはエアバッグ・シュートの周りに配置してもよい。あるいは、１つまたは複数の周方向張力リングを、モールド成形工程またはフォーミング加工工程の最中に、エアバッグ・モジュール筐体またはエアバッグ・シュート内に配置してもよい。一実施形態では、１つまたは複数の周方向張力リングは、金属、例えばアルミニウムを含んでもよい。

また、図２Ａから明らかなとおり、エアバッグ・シュート内壁の全面積の１００％未満が、エアバッグ・モジュール筐体の側壁との二重壁を形成してもよい。実例としては、エアバッグ・シュート内壁の全面積の６０～９８％、好ましくは７０～９７％、より好ましくは７５～９５％、さらに好ましくは８０～９０％が、側壁との二重壁を形成する。よって、エアバッグ・モジュール筐体側壁面積の９０～１００％が、側壁との二重壁を形成する。

図２Ｂは、この組み立て体の噛合機構１１０の平面図を示しており、この機構は、シュート１０３の縦リブ１７１と横リブ１８１とによって画定される窓１８０を含む。窓１８０は、噛合機構１１０をともに形成する実質的に一致した形状の突起部１１１を受容する。他の実施形態では、噛合機構は、スナップフィットが考えられる場合がある。

図３Ａおよび図３Ｂは、本発明に準拠する運転席または助手席エアバッグ組み立て体の実施形態の例を示す。この例では、エアバッグ・シュート３０３の長壁は、一列の窓３８０を含み、モジュール筐体３０２の長壁は、窓３８０の数に一致する複数の突起部３１１を含む。車室に面するパネル３０１は、ニー・エアバッグ・カバーを形成し、エアバッグ・シュート３０３の最上部に取り付けられる。図３Ａおよび図３Ｂに関連する他の実施形態が、図２Ａおよび図２Ｂに記載のものと同様の控え板および／またはリブ構造を含んでもよい。また、突起部３１１および窓３８０が２列以上に配置されること、または千鳥状に配置されてもよいことも想定される。

図４Ａ～図４Ｃは、ステアリング・ホイールの中心部に典型的に見られる運転席側上部エアバッグ組み立て体４００の実施形態の例を示す。図４Ａは、組み立て体の平面図を示しており、この組み立て体は、運転者から遠ざかる方向を向いた、エアバッグ・モジュール筐体４０３の側に複数のリブ４４１を含む。図４Ｂは、組み立て体の側面図を示しており、エアバッグ・シュート４０２は、エアバッグ・モジュール筐体の突起部４１１との機械的噛合を形成する千鳥状配列の窓４８０を有する。ステアリング・ホイール・カバー４０１は、エアバッグ組み立て体の、運転者に面する側を形成する。この組み立て体の単一の機械的噛合部の側面図が図４Ｃに示されており、矢印は、モジュール筐体がシュートに挿入されて押し込まれる際の突起部の動きを示す。図４Ａおよび図４Ｂから明らかなとおり、モジュール筐体の４つの側面のそれぞれは、シュートの４つの側面のそれぞれにある同数の窓と噛合する５つの突起部を有する。関連する実施形態では、さらに少ないまたはさらに多くの機械的噛合部が使用されてもよく、または機械的噛合部は、２列に千鳥状に配置されるのではなく、直線状にまたは別のパターンの形に配置されてもよい。他の実施形態では、運転席側上部エアバッグ組み立て体は、図２Ａに記載のものと同様に、シュートの側面に複数の浅い控え板、深い控え板、内部控え板、および／またはリブを含んでもよい。ＴＰＯエアバッグ組み立て体は、自動車または車両の内部のいずれのエアバッグ位置にも、例えば、ニー・エアバッグ、運転席および助手席エアバッグ、ルーフ・レール・エアバッグ、カーテン・エアバッグ、前列サイド・インパクト・エアバッグ、２列目サイド・エアバッグ、リア・センター・エアバッグ、シート・クッション・エアバッグ、ツイン・チャンバー・エアバッグ、外付けエアバッグ、歩行者エアバッグ、または何らかの他の場所にも適合させてもよいことも、等しく想定される。また、ゴンドラ、観覧車、飛行機、列車、ボート、および宇宙カプセルを含むがこれらに限定されない、一般的に車両としては理解されていない他のキャビンやカプセルを、ＴＰＯエアバッグ組み立て体とともに作り上げることもまた想定される。

図５Ａおよび図５Ｂに、図２Ａに示される助手席側エアバッグ組み立て体で使用されてもよい、機械的噛合機能１１０の一実施形態の詳細図を提供する。この噛合機能１１０は、モジュール筐体１０２の一部として一体モールド成形されており、いったんシュート１０３とともに組み立てられると、エアバッグ・シュートの壁上の開口した窓１８０の周りの一体モールド成形されたリブ１７１、１８１によって補強される。本明細書に記載される好ましいＴＰＯを用いて成形されていること起因する、両部分のコンプライアンスと低弾性率により、エアバッグの展開の最中におけるシュートとモジュール筐体の壁が変形して曲がることができ、よって、機械的噛合部の突起部がＴＰＯシュートの長壁における窓の側に押し付けられる。この機械的噛合部と、長い側ごとに１３箇所、合計２６箇所の噛合部場所により生じる広い噛合領域との結果、負荷が分散され、応力は、エアバッグＴＰＯにより安全に吸収できるものにまで低減される。好ましい一実施形態では、噛合構成要素と窓はＴＰＯから作られる。換言すると、この機械的噛合機能は、鋼または複合材（ガラス－ナイロンまたは長ガラス－ＰＰ）などの他の材料でのさらに強力なフックに取って代わることができる。これができるのは、噛合構成要素の数と、負荷を分散させて局所的な応力を低減させるやり方とが、その理由である。この設計概念は、バッグの急膨張の内圧を利用して、展開の最初から最後まで噛合機能の係合を維持する（シュートとモジュール筐体の壁の分離を防ぐ）。さらなる実施形態では、図１５Ａに示すとおり、エアバッグ・シュートとモジュール筐体が、エアバッグの展開の最中に実質的に変形して、エアバッグがインストルメント・パネルを吹き抜ける状態となる場合があるが、それでも窓と突起部との機械的噛合は、バッグの急膨張による内圧を利用して機械的噛合部の係合を維持することができる。これは、機械的噛合部を含め、エアバッグ・シュートとモジュール筐体を、単一の組み合わせ型具を使用してＴＰＯの射出成形により形成できるという利点を有する。しかし、いくつかの実施形態では、エアバッグ・シュートとモジュール筐体が同一材料から作られているか否かに関わらず、エアバッグ・シュートとモジュール筐体を個別の型具において形成してもよい。

より詳細には、図５Ａは、機械的噛合機能１１０の一実施形態の側面図を示す。ここで、エアバッグ・モジュール筐体１０２は、１．８～３．２ｍｍ、好ましくは２．０～３．０ｍｍ、または約２．５ｍｍの側壁厚さ（すなわち壁厚）を有する。エアバッグ・シュートの窓１８０内では、強度を高めるために、側壁厚さを０．５～１．５ｍｍ、好ましくは０．７～１．２ｍｍ、または約１．０ｍｍだけ増加させてもよい。エアバッグ・モジュール筐体の全厚さは、突起部１１１から測定して６．０～８．０ｍｍ、好ましくは６．５～７．５ｍｍ、または約７．０ｍｍであってもよい。加えて、突起部自体が、内部リブ構造５８１を有してもよい。ここでは、リブ構造５８１は横方向であるが、機械的噛合用の突起部の他の実施形態では、突起部は、リブを有さなくとも、縦リブを有しても、または縦および横の両方のリブの組み合わせ（実例としては、窓枠形状を形成するもの）を有してもよい。エアバッグ・シュート１０３は、１．８～３．２ｍｍ、好ましくは２．０～３．０ｍｍ、または約２．５ｍｍの側壁厚さ（すなわち壁厚）を有してもよい。窓に近いほど、エアバッグ・シュートの側壁厚さは、０．２～０．７ｍｍ、または約０．５ｍｍだけ増加してもよい。また、エアバッグ・シュートのリブは、エアバッグ・シュート側壁の表面から２．０～３．０ｍｍ、好ましくは２．２～２．８ｍｍ、または約２．５ｍｍの高さを有してもよい。加えて、図５Ａは、エアバッグ・シュート１０３とエアバッグ・モジュール筐体１０２との間の間隙５８４を示す。いくつかの実施形態では、組み立て体の特定の場所で、エアバッグ・シュート１０３とモジュール筐体１０２との間に、１．０ｍｍ未満、好ましくは０．８ｍｍ未満、より好ましくは０．６ｍｍ未満の間隙が存在してもよい。組み立て体の他の場所では、間隙が存在せずにモジュール筐体の外面とシュートの内面が直接接触していてもよい。

図５Ｂは、図５Ａの平面図を示す。機械的噛合部１１０の窓１８０は、６．０～１１．０ｍｍ、好ましくは６．５～１０．５ｍｍ、より好ましくは７．５～９．５ｍｍ、または約８．５ｍｍの幅を有してもよい。窓１８０は、１０～２０ｍｍ、好ましくは１２～１８ｍｍ、より好ましくは１５～１６ｍｍの高さを有してもよい。いくつかの実施形態では、窓は、ほぼ正方形であってもよく、他の実施形態では、窓の長軸（長さ）は、横方向に配置されてもよい。突起部１１１のこの図は、内部に配置された横リブ５８１を示しており、これは、丸みを帯びた正方形の縁を有する突起部内に２つの穴を形成している。しかし、他の実施形態での突起部は、リブを有さなくてもよく、その場合、突起部は、単一の細長い穴を有してもよい。加えて、図５Ｂの平面図は、窓１８０を囲むエアバッグ・シュートのリブ構造１７１、１８１を示す手助けとなる。縦リブ５８２の区分が各窓の下にあるようにして、エアバッグ・モジュール筐体突起部１１１とエアバッグ・シュートとの間で力を伝達する手助けをさせてもよい。図５Ｂはまた、窓１８０が、突起部用の開口した窓であり、２つの閉じた窓５８３の間にあることを示している。この実施形態では、リブ構造は、開口した窓と閉じた窓とを交互に配置させており、閉じた窓は、開口した窓と実質的に同一の高さと幅を有する。他の実施形態では、開口した窓と閉じた窓が、異なる幅を有してもよいし、またはシュートが、開口した窓のみを有し、閉じた窓を有さなくてもよい。他の実施形態では、エアバッグ組み立て体は、突起部を取り囲まない開口した窓を有してもよい。

ＴＰＯモジュール筐体上の一体型機械的噛合部は、図６Ａにも見ることができる。突起部１１１は、エアバッグ・モジュール筐体の長い側に２列に配置されてもよい。ここでは、６つの突起部が最上列に、７つの突起部が最下列に配置されており、列は互いに千鳥状になっている。しかし、いくつかの実施形態では、異なる数の列または突起部を使用してもよく、または突起部は千鳥状でなくてもよく、もしくは異なる配置であってもよい。図６Ａでは、エアバッグ・モジュール筐体の端部は突起部を有さないが、いくつかの実施形態、例えば図４Ａおよび図４Ｂに示されるエアバッグ組み立て体では、シュートとモジュール筐体の４つの側面すべてが、突起部および窓を有してもよい。代替実施形態では、エアバッグ・モジュール筐体は、エアバッグ・シュートからの突起部を受容する１つまたは複数の開口した窓を有してもよい。

また、全ＴＰＯエアバッグ組み立て体において、他の設計の機械的噛合部を使用して、エアバッグ・モジュール筐体をシュート内に固定してもよいことも想定される。実例としては、稜線部、ラチェット、丸みを帯びた突出部、角度のついた突出部、ピン、トレッド、タブ、フック、溝、または他の締結機構の形態の機械的噛合部を使用してもよい。いくつかの実施形態では、単一のエアバッグ組み立て体内部で、異なる種類の機械的噛合部を使用してもよい。

一実施形態では、エアバッグ・モジュール筐体とエアバッグ・シュートとを取り付ける１つまたは複数の締結機構は、モジュール筐体またはシュートと一体に形成されてもよい。他の実施形態では、締結機構は、ＴＰＯまたは他の材料から作られた他の部分を含んでもよい。実例としては、締結機構は、ナットおよびボルト、ネジ、バンド、ストラップ、ベルト、バックル、結束バンド、ラッチ、またはヒンジ付きコネクタを含んでもよい。別の実施形態では、モジュール筐体とシュートは、機械的噛合部もしくは他の締結具を用いて、または用いずに、接着剤によって、または溶接によって取り付けてもよい。

また、図６Ａは、エアバッグ・モジュール筐体１０２の内部を示す。ここでは、内部は、パンケーキ・インフレータ、または他の何らかのインフレータを収容する開口部４４３を有しており、４つのボルト孔４４２のうちの１つが見えていて、これらの孔を使用して、インフレータまたは他の何らかの構造体をエアバッグ・モジュール筐体に取り付けてもよい。図６Ａはまた、内部控え板１６１の図を提供する。前述のとおり、各長壁は、中央の２つを除いて等間隔に離間した８つの内部控え板を有し、中央のものはさらに密に離間している。実例としては、中央の２つの控え板は、約１／２インチだけ離間させてもよい一方、それら中央の２つの両側の他の３つの控え板は、約１インチだけ離間させてもよい。代替実施形態では、長壁のうち１つだけが、内部控え板を有してもよいし、または異なる数の控え板または異なる間隔の控え板を有してもよい。内部控え板は、図６Ａのように実質的に類似した形状のものであってもよいし、または２つ以上の控え板が異なる形状を有してもよい。好ましくは、内部控え板は、側壁厚さすなわち壁厚について前述したものなどの厚さを有する。

エアバッグ・シュート１０３上の補強されたリブを有する開口した窓１８０はまた、図６Ｂおよび図６Ｃの図にも見ることができる。ここでは、エアバッグ・シュート両端部のそれぞれにある４つの控え板１３１は、等しい間隔を有し、シュートの角度とともに変化する高さを有する。他の実施形態では、シュートの両端部は、異なる数または間隔の控え板を有してもよいし、または実質的に同じ形状の控え板を有してもよい。加えて、浅い控え板、または縦リブ１７１は、長壁上で互いに等間隔に離間しており、複数の横リブ１８１と交差している。開口した窓１８０と閉じた窓１８１は、この枠組みの中にある。図６Ｃは、エアバッグ・シュート１０３の内部が、リブ、控え板、または他の突出した特徴を有さないことを示している。開口した窓１８０もまた見えている。図６Ｂおよび図６Ｃは両方とも、縦リブ１７１および控え板１３１が、エアバッグ・シュートの外側をつば付き表面６０１に接続させていることを示している。このつば付き表面内、またはそうでなければエアバッグ・シュートの最上部には、膨張するエアバッグの圧力の下で開くインストルメント・パネル扉６０２がある。これらの扉６０２は、リビングヒンジ６０３を用いてエアバッグ・シュートに取り付けられてもよいが、他の実施形態では、リビングヒンジを必要としないほど表面が充分に薄くても、または可撓性であってもよい。これらの扉は、展開するエアバッグが、飛び出してくるインストルメント・パネルの内側に当たって裂けないように保護する機能を有してもよい。他の実施形態では、扉は、破ることのできる表面によって連結されていてもよく、この表面は、線に沿って強度が弱めてあってもよいものであり、実例としては、この線は、厚さが減少するようにした切り込み線であってもよい。代替実施形態では、エアバッグが、引き裂かれることなくそれ自体の上にあるインストルメント・パネルを通り抜けて安全に展開できる場合には、扉は必要ない場合があり、他の実施形態では、エアバッグの展開を支援するために、インストルメント・パネル自体に、線に沿った切り込みを入れたり、または特定の領域で強度を弱めたりしてもよい。一実施形態では、インストルメント・パネル上および／または扉の間の、切り込みの入った表面または切り込みの入った継ぎ目は、少なくとも１０％、少なくとも２５％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、または少なくとも７０％減少した厚さを有してもよい。切り込みの入った表面または切り込みの入った継ぎ目は、０．５～３．０ｍｍ、好ましくは１．０～２．５ｍｍ、より好ましくは１．２～２．０ｍｍ、１．３～１．７ｍｍ、または約１．５ｍｍの範囲の平均厚さを有してもよい。示されているリビングヒンジ６０３は、シュートの一体化した部分としてモールド成形されており、ＴＰＯシュートに通常使用されるヒンジのタイプとして包括的に示されている。他の実施形態では、ヒンジは、ヒンジ機能を実行するインサート成形されたスクリムまたは布地からなっていてもよい。あらゆる確立されたヒンジタイプ（一体モールド成形されたプラスチックまたは挿入された布）、およびインストルメント・パネルの構造（ハードおよびソフト）を、全ＴＰＯシュートおよびモジュール筐体組み立て体に適用されるこの概念とともに使用することができる。

図７Ａおよび図７Ｂは、エアバッグ・シュート１０３とモジュール筐体１０２との間の組み立てを示しており、これは、モジュール筐体をシュートの底部に摺動させて入れることによって達成される。つば付き表面６０１に接続されたエアバッグ・シュート１０３の上に、インストルメント・パネル１の一部分が表されている。この組み立て体は典型的には、シュートのフランジ６０１を振動溶着することによって、インストルメント・パネル１に締結される。関連する実施形態では、エアバッグ・シュートは、インストルメント・パネル・リテーナ（通常はガラス－ＰＰ）にシュートをトップロード式で入れた（スナップインした）後、リテーナと表皮との間でインモールド発泡させることによってインストルメント・パネル１に締結してもよく、特に表皮と発泡式インストルメント・パネルとの場合にはそうである。本発明のＴＰＯモジュール筐体は、あらゆるタイプのインストルメント・パネルに使用してもよく、こうしたパネルには、ハード・インストルメント・パネル、現場発泡（表皮および発泡）インストルメント・パネル、および、ハードＩＰ構造に始まり、次いで、ハイエンドのインストルメント・パネルおよび車両を意図してラッピングされる、皮革ラッピング式のハード・インストルメント・パネルなどが挙げられる。前述のとおり、インストルメント・パネル１もまた、ＴＰＯを含んでもよい。いくつかの実施形態では、エアバッグ・モジュール筐体１０２は、接着剤または機械的噛合によって、インストルメント・パネル１に取り付けられても、または固定されてもよい。実例としては、エアバッグ・シュート１０３が、つばではなく、可撓性のタブまたは突出部を有してもよく、これが、インストルメント・パネルの底面となるように形成されたフレームへのスナップフィットを形成する。

図８および図９は、負荷または内圧を加える前の、組み立てられたエアバッグ・シュート１０３とモジュール筐体１０２の実施形態を例示する。インストルメント・パネルおよびインストルメント・パネル扉は示されていない。図８および図９の実施形態を用いて、過渡的非線形応力解析を行い、本発明のエアバッグ組み立て体の構造設計が、モジュール筐体１０２とシュート１０３の両方ともＴＰＯから作られているにもかかわらず、エアバッグの展開の最中、そして上昇した温度下で受ける力と同様の力に耐えられることを証明した。

ＴＰＯエアバッグ組み立て体の重要な材料特性は、その固有の靭性および低温での延性である。ＴＰＯは熱可塑性樹脂であり、高温になると強度が低下し剛性が低下する結果、バルーニング（ｂａｌｌｏｏｎｉｎｇ）などの実質的な変形が生じる可能性がある。しかし、８５℃までの高温でも、ＴＰＯエアバッグ組み立て体は、エアバッグの展開の最中に故障や亀裂の原因となるようなレベルの変形または材料歪みをまったく示さない。

図１０および図１１は、この特定タイプのＴＰＯについて、基本的な設計上の応力－歪み曲線と真の応力－歪み曲線をそれぞれ提供しており、１０ｍ／秒または約１０００／秒の材料歪み速度の高速試験速度、そして８５℃の温度で作成したものである。設計上の応力－歪み曲線は、張力下にある間、断面積が一定であると仮定して計算されており、真の応力－歪み曲線は、歪みを計算する際に断面積の収縮を考慮している。これらの基本的な材料特性を過渡的非線形応力解析に用いることで、材料や環境条件が「最悪の場合」を表している場合での、エアバッグの展開の下でのエアバッグ組み立て体の構造的な復元力を保証した。室温やさらに低温での展開性能は、ＴＰＯの高い強度、剛性、および歪み能力のおかげで、いかなる問題も生じさせないと期待される。実際、室温やさらに低温では、全ＴＰＯエアバッグ組み立て体は、その性能がさらに堅牢になる。図１０および図１１の作成に使用されたＴＰＯはＴＴ９６９ＮＵとして定義されており、自動車産業におけるエアバッグ・シュートに一般的に使用されているが、ただし、他の製品グレードを使用してもよい。前述のとおり、エアバッグ組み立て体を試験するための臨界機能温度は８５℃であるが、これは、こうした全ＴＰＯエアバッグ組み立て体に向けた強度および剛性の低下と、実際の展開の最中にはこの温度を超えることはないであろうという予想とに因るものである。よって、エアバッグ組み立て体を８５℃にして、動的応力解析を実行した。

図１２Ａは、応力解析の内圧の例示であり、矢印で表される。モジュール筐体１０２とシュート１０３のあらゆる内面は、内圧を受けており、応力解析の場合には、金属板１２０をモジュール筐体１０２の底部に取り付けて、パンケーキ・インフレータ筐体をシミュレートしている。このパンケーキ・インフレータはまた、展開事象の最中にさらなる支持をなすように、そしてエアバッグへの乗員の負荷に反応するのに役立つように、鋼製ブラケットを介して自動車のクロスビームに固定される。パンケーキ・インフレータ筐体と自動車のクロスビームへのその取り付けはいずれも、助手席側エアバッグ・システムの典型的なものである。

図１２Ｂは、応力解析に適用した負荷サイクルを示しており、この解析は典型的な展開をシミュレートするもので、この場合、内圧は５ミリ秒で０から１５０ｐｓｉまで増加する。この圧力は、さらに５ミリ秒間、保持された後、直ちに０ｐｓｉに下降する。この１０ミリ秒は概して、エアバッグがインストルメント・パネルを吹き抜け始めるには、そしてＴＰＯエアバッグ組み立て体にかかる内圧が分散し始めるようにするには、充分な時間である。

展開シミュレーションの結果は、図１３Ａ～図１３Ｃ、図１４Ａ～図１４Ｃ、および１５に示される開口部のスナップショットによって最もよく例示されている。図１５Ｂは、０．０ミリ秒でのエアバッグ組み立て体の等角図を示しており、図１５Ａは、８～９ミリ秒での展開後のエアバッグ組み立て体の図を示している。図１３Ａ～図１３Ｃは、応力解析に入って６．５ミリ秒後でのエアバッグ組み立て体の図を示しており、図１４Ａ～図１４Ｃは、応力解析に入って７．５ミリ秒後の同一図を示している。この応力解析では、負荷サイクルの最初から最後まで、内面の圧力が持続されていた。換言すると、圧力は、低減することまたは内面から除去されることはなく、インストルメント・パネル１を通り抜けてエアバッグが展開し完全に急膨張する主原因となった。

図１６は、応力解析で得られた累積接触力を示している。これは、加圧時に、そしてインストルメント・パネル扉６０２が開いた際に、ＴＰＯエアバッグ・システムの内面に蓄積される全負荷を図示しており、インストルメント・パネル面１を吹き抜けるバッグをシミュレートしている。この負荷曲線と様々な時間間隔での変形モデル（図１３Ａ～図１３Ｃおよび図１４Ａ～図１４Ｃ）から分かるとおり、エアバッグ・システムは負荷サイクルを通してその組み立てと係合を維持することができており、これは、モジュール筐体１０２が、エアバッグ・シュート１０３内で接続された状態を維持することができて、どちらの側壁も破断または破損しなかったことを意味する。これは、５ミリ秒の時点で９０１６．１５Ｎの最大力に遭遇したにもかかわらずそうであった。一実施形態では、エアバッグ組み立て体は、６０～１５０ｐｓｉ、６０～９０ｐｓｉ、９０～１２０ｐｓｉ、１２０～１５０ｐｓｉ、または１２０～１８０ｐｓｉの内圧に耐えられる場合がある。一実施形態では、エアバッグ組み立て体は、最高４０℃まで、好ましくは最高５５℃まで、より好ましくは最高８５℃まで、さらに好ましくは最高９０℃までの温度にある間、最高６０ｐｓｉまで、好ましくは最高９０ｐｓｉまで、より好ましくは最高１２０ｐｓｉまで、さらに好ましくは最高１５０ｐｓｉまでの内圧に耐えることができる。一実施形態では、エアバッグ組み立て体は、８０～９０℃、好ましくは８２～８８℃、より好ましくは８４～８６℃、または約８５℃の温度にある間、６０～１５０ｐｓｉ、６０～９０ｐｓｉ、好ましくは６５～８７ｐｓｉ、より好ましくは７０～８５ｐｓｉ、または約８０ｐｓｉの内圧に耐えることができる。一実施形態では、それらの内圧は、２ミリ秒（ｍｓ）～１０ｓ、好ましくは５ｍｓ～１ｓ、より好ましくは８ｍｓ～５０ｍｓの時間の間、印加される場合がある。他の実施形態では、内圧は、少なくとも５ｍｓ、好ましくは少なくとも１０ｍｓの間、印加される場合がある。いくつかの実施形態では、エアバッグ組み立て体は、エアバッグの展開の結果生じる内圧の不均等な分布に耐えられる場合がある。前述のとおり、エアバッグ組み立て体は、低温であるほど強度が高くなる。一実施形態では、エアバッグ組み立て体は、４～８０℃、または１５～４０℃、または２０～３０℃の温度で、６０～１５０ｐｓｉ、６０～９０ｐｓｉ、９０～１２０ｐｓｉ、１２０～１５０ｐｓｉ、１２０～１８０ｐｓｉ、または１８０ｐｓｉより高い内圧に耐えられる場合がある。ここで定義されるとおり、エアバッグ組み立て体が内圧に耐えられるということは、モジュール筐体１０２がエアバッグ・シュート１０３内で接続された状態のままであること、そして内圧の印加の最中にモジュール筐体およびシュートの側壁が破断または破損しなかったことを意味する。いくつかの実施形態では、エアバッグ組み立て体は、内圧の印加に耐えた後、わずかに変形する場合があり、例えば引き伸ばされたり、歪んだりする場合がある。いくつかの実施形態では、「内圧の印加」は、エアバッグの展開に起因する。エアバッグ組み立て体は、エアバッグ組み立て体の異なる側面に印加される、同程度の温度範囲の下での同程度の大きさの外力に耐えることができることも、等しく想定される。

図１７および図１８は、モジュール筐体１０２とシュート１０３がやはりＴＰＯから作られたエアバッグ組み立て体１００の別の実施形態を示す。図１７は、インストルメント・パネル１が完全な状態にある、閉じたエアバッグ組み立て体を示しており、図１８は、実例としてエアバッグを展開させた後の、開いたエアバッグ組み立て体を示している。ここでは、先の実施形態で示されたとおり、モジュール筐体１０２はシュート１０３に挿入されていない。代わりに、モジュール筐体１０２は、ボルトまたはネジ８０２によってシュート１０３に締結され、シュートは、インストルメント・パネル１の直下に取り付けられたインストルメント・パネル基材８００に締結される。ボルトは、エアバッグ・シュート１０３を固定するネジ込みインサート８１０と、モジュール筐体１０２を固定するつば付きナット８１４とを使用してもよい。この実施形態では、窓と突起部との噛合機構は必要ない場合がある。先の実施形態のとおり、シュート１０３の側面とモジュール筐体１０２の側面は、インストルメント・パネル１の平面に対して直角からずれていてもよい。車の前方部分を矢印７０７で示す。

さらに詳細には、図１７および図１８は、最上層のフィルムまたは表皮８０６、および最下層の発泡体８０８を具備するインストルメント・パネル１を示している。インストルメント・パネル１は代わりに、先に記載のものと同様であってもよい。インストルメント・パネル１は、インストルメント・パネル基材８００によって支持されており、この基材もまた、リブ構造８０１を有する。インストルメント・パネル基材８００の上面図を図１９Ａおよび図１９Ｂに示す。インストルメント・パネル基材の最上部は、１０本のボルトまたはネジを収容するボルト孔８１８を有するが、しかし、エアバッグ組み立て体によっては、さらに少ない、例えば４～８本のボルトを使用するように設計されている場合もある。インストルメント・パネル基材８００の側面図が図２１Ａに示されており、図２１は対応する下面図を示す。

関連する部分品を有するボルト８０２の上面図を図２０Ａに示し、側面図を図２０Ｂに示す。ボルトは、１．０～３．５インチ、好ましくは１．３～２．０インチ、より好ましくは１．５～１．８インチ、または約１．７５インチの範囲の全高を有してもよい。また、ボルトの頭部は、０．２～１．５インチ、０．３～０．７インチ、または約０．５インチの直径を有してもよい。一実施形態では、緩みを防止するために、ボルトおよび／またはナットを互いに接着したり、またはラチェットまたは何らかの他の構造によって不可逆的に締結したりしてもよい。

図１７、図１８、および図２４に示すとおり、シュート１０３は、実質的に平坦な表面を有しており、その表面でシュートがインストルメント・パネル基材８００と接する。しかし、いくつかの実施形態では、シュート１０３は、インストルメント・パネル基材８００に相補的な隆起した表面または窪んだ表面を有してもよい。シュート１０３およびインストルメント・パネル基材８００は、ネジ込みインサート８１０またはボルト８０２上の中間ナットによって定位置に保持されてもよい。図２２Ａは、シュート１０３内のネジ込みインサートの詳細図を示しており、図２２Ｂは、シュート１０３の対応する下面図を示している。

加えてシュート１０３は、実質的に平坦な表面を有しており、その表面でシュートがモジュール筐体１０２と接する。しかしながら、シュートとモジュール筐体は、相補的な篏合形状を有してもよく、図１７および図１８に示されるとおり、シュート１０３は、ボルト８０２の近位にある、モジュール筐体１０２の窪んだ表面内に篏合する、隆起した表面を有する。一実施形態では、隆起した表面および窪んだ表面を有するエアバッグ組み立て体は、つば付きナット８１４を締結する前に、これらの部分を固定または確認できるようにする場合がある。図２３Ａは、モジュール筐体１０２のボルト孔８１８の側面図を示しており、図２３Ｂは、モジュール筐体１０２の対応する下面図を示している。図１７および図１８は、ボルト８１６およびナット８１４を用いてモジュール筐体の底部に固定されたパンケーキ・インフレータ８０４をさらに示しており、好ましくは、パンケーキ・インフレータ８０４は、４本のボルトを用いて固定される。図２１Ｂ、図２２Ｂ、および図２３Ｂの下面図はすべて、インストルメント・パネル基材８００、シュート１０３、およびモジュール筐体１０２が、構造支持用の控え板およびリブとともに成形されてもよいことを示している。

一実施形態では、エアバッグ組み立て体は、追加の周辺補強構造を含んでもよい。実例としては、１つまたは複数の周方向張力リング８１２を、シュートおよび／またはモジュール筐体の周囲に配置してもよい。図１９Ｂは、インストルメント・パネル基材８００の開口部に関連する１つの周方向張力リング８１２の一般的な周辺構造を示している。いくつかの実施形態では、周方向張力リング８１２もまた、ボルト孔８１８を有してもよい。図１７、図１８、および図２０Ａの周方向張力リング８１２の側面図によって示されるとおり、周方向張力リング８１２は、実質的に平坦な表面を有してもよく、そしてつば付きナット８１４によって定位置に保持されて、ワッシャとしても機能してよい。好ましくは、周方向張力リングは、エアバッグ・モジュール筐体の底部に配置されるが、他の実施形態では、周方向張力リングは、エアバッグ・モジュール筐体とシュートとの間、または、シュートとインストルメント・パネル基材との間に配置されてもよい。加えて、複数の周方向張力リングを、その厚さやボルトの全長に応じて追加してもよい。好ましくは、周方向張力リングはアルミニウムを含むが、他の金属または非金属を使用してもよい。

図２４は、図１７と同様のエアバッグ・シュート１０３の側面図である。エアバッグ・シュートの最上部は、リビングヒンジ６０３によって取り付けられた、破ることのできる扉を有する。

上記の説明は、本発明を当業者が作製し使用できるようにするために提示されるものであり、特定の用途およびその要件の文脈において提供されている。好ましい実施形態への様々な修正例は、当業者には容易に明らかになるであろうし、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の実施形態および用途に適用してもよい。よって、本発明は、示された実施形態に限定されると意図されるものではなく、本明細書に開示された原理および特徴と一致する最も広い範囲を与えられることが意図される。これに関して、本発明の範囲内の特定の実施形態は、本発明の広義に考慮されたあらゆる利点を示しているわけではない場合がある。

Claims (41)

1. インストルメント・パネルに取り付けられるように構成されるエアバッグ・シュートと、
   前記エアバッグ・シュートに取り付けられたエアバッグ・モジュール筐体と、
   を具備するエアバッグ組み立て体であって、
   前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体がそれぞれ、少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む、エアバッグ組み立て体。
2. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体がそれぞれ、５０ｗｔ％以下のガラスフィラーを含む、請求項１に記載のエアバッグ組み立て体。
3. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体が、ガラスフィラーを実質的に含まない、請求項１に記載のエアバッグ組み立て体。
4. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体がそれぞれ、同一材料から形成される、請求項１に記載のエアバッグ組み立て体。
5. 前記エアバッグ・モジュール筐体が、１．０～３．５ｍｍの範囲内の平均厚さを有する側壁を具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
6. インストルメント・パネルをさらに具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
7. 前記インストルメント・パネルが、第２の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む、請求項６に記載のエアバッグ組み立て体。
8. 前記エアバッグ・シュートが、振動溶着、超音波溶着、赤外線溶着、トップロード式の設計、スナップフィット式の設計、接着剤による結合、および／または機械的な締結によって、前記インストルメント・パネルに取り付けられる、請求項６に記載のエアバッグ組み立て体。
9. 前記熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーが、ポリオレフィン系ポリプロピレン・マトリクス中に分散されたエラストマー・ドメインを含む、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
10. 前記エアバッグ・シュートが、１つまたは複数の側壁上にリブを具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
11. 前記エアバッグ・モジュール筐体と前記エアバッグ・シュートが、両方とも射出成形される、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
12. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体が、ボルトまたはネジによって取り付けられる、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
13. 前記エアバッグ・シュートが、ボルトまたはネジに、ネジ込みインサートにより取り付けられる、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
14. 前記エアバッグ・シュートおよび／または前記エアバッグ・モジュール筐体の周囲に配置された周方向張力リングをさらに具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
15. 前記インストルメント・パネルと前記エアバッグ・シュートとの間に取り付けられたインストルメント・パネル基材をさらに具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
16. 前記インストルメント・パネル基材が、ガラス－ポリプロピレン、ポリプロピレン、ガラス－ナイロン、タルク、ガラスフィラー、および／または熱可塑性ポリオレフィンを含む、請求項１５に記載のエアバッグ組み立て体。
17. 前記エアバッグ・シュートが側壁を具備し、各側壁が複数の窓を形成し、前記エアバッグ・モジュール筐体が、前記エアバッグ・シュートの各窓に対応する突起部を備えた少なくとも２つの側壁を具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
18. 前記突起部が前記窓内に突出する場合に、前記エアバッグ・シュートの側壁と、前記エアバッグ・モジュール筐体の少なくとも２つの側壁とが二重壁を形成する、請求項１７に記載のエアバッグ組み立て体。
19. エアバッグの展開によって生じる内圧により、前記エアバッグの展開の最初から最後まで、前記突起部と窓との係合が維持される、請求項１８に記載のエアバッグ組み立て体。
20. 前記エアバッグ・モジュール筐体が、前記エアバッグ・シュート内に完全に挿入される、請求項１８記載のエアバッグ組み立て体。
21. 前記熱可塑性オレフィンまたは前記熱可塑性エラストマーが、以下の構成成分（Ａ）および（Ｂ）を含み、１００重量部の構成成分（Ａ）あたり１０から３００重量部の構成成分（Ｂ）を含有し、測定温度２３０℃、測定負荷２１．１８Ｎでのメルトフローレートが０．５から５０ｇ／１０分であり、
    構成成分（Ａ）がポリプロピレン系樹脂であり、
    構成成分（Ｂ）が、エチレンから構成されるポリマー・ブロックと、エチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロックとを含有するオレフィン系ブロック・コポリマーである、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
22. 構成成分（Ｂ）が、１１０から１２５℃のところに結晶融解ピークを有するオレフィン系ブロック・コポリマーであり、前記ピークでの結晶融解熱量が２０から６０Ｊ／ｇである、請求項２１に記載のエアバッグ組み立て体。
23. 構成成分（Ｂ）のエチレン・α－オレフィン・コポリマー・ブロック中のα－オレフィンの炭素数が４から８である、請求項２１に記載のエアバッグ組み立て体。
24. 構成成分（Ｂ）が、エチレンから構成されるポリマー・ブロックと、エチレン－１－オクテン・コポリマー・ブロックとを含有するオレフィン系ブロック・コポリマーである、請求項２１記載のエアバッグ組み立て体。
25. 構成成分（Ａ）が、第１のステップでプロピレン・ホモポリマーを重合させ、次いで第２のステップでプロピレン－エチレン・コポリマーを重合させることにより得られるポリプロピレン・ブロック・コポリマーである、請求項２１に記載のエアバッグ組み立て体。
26. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体がそれぞれ、少なくとも８０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む、請求項２１に記載のエアバッグ組み立て体。
27. ６０～１５０ｐｓｉの内圧に耐えられる、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
28. １６から３２個の間の窓と突起部とを具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
29. 前記シュートが複数のリブを具備する、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
30. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体が、単一の組み合わせ型具において形成される、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。
31. エアバッグ・モジュール筐体の全重量に対して少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む、エアバッグ・モジュール筐体。
32. ５０ｗｔ％以下のガラスフィラーを含む、請求項３１に記載のエアバッグ・モジュール筐体。
33. ガラスフィラーを実質的に含まない、請求項３１に記載のエアバッグ・モジュール筐体。
34. １．０～３．５ｍｍの範囲の平均厚さを有する側壁をさらに具備する、請求項３１、３２、または３３に記載のエアバッグ・モジュール筐体。
35. 複数の突起部をさらに具備する、請求項３１、３２、または３３に記載のエアバッグ・モジュール筐体。
36. 少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含み、側壁を具備するエアバッグ・シュートであって、
    各側壁が複数の窓を形成し、
    各側壁が外面を有し、少なくとも２つの側壁がリブを有する、エアバッグ・シュート。
37. エアバッグ・シュートとエアバッグ・モジュール筐体とを製造する方法であって、
    前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ筐体を、単一の組み合わせ型具において射出成形により同時に形成することを含む方法。
38. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体がそれぞれ、少なくとも５０ｗｔ％の熱可塑性オレフィンまたは熱可塑性エラストマーを含む、請求項３７に記載の方法。
39. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体がそれぞれ、５０ｗｔ％以下のガラスフィラーを含む、請求項３７または３８に記載の方法。
40. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体が、ガラスフィラーを実質的に含まない、請求項３７または３８に記載の方法。
41. 前記エアバッグ・シュートと前記エアバッグ・モジュール筐体がそれぞれ、インサート成形された布またはスクリム（ｓｃｒｉｍ）をさらに含む、請求項１、２、３、または４に記載のエアバッグ組み立て体。

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