JP7061265B2 - エアバッグ及びエアバッグの設計方法 - Google Patents

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Description

本発明は、エアバッグ及びエアバッグの設計方法に関する。
車両用の安全装置として、エアバッグが広く用いられている。エアバッグは、車両に対して外部から所定値以上の衝撃が加えられた際に、袋部が膨張展開して乗員を衝撃から保護する装置である。エアバッグとしては、ワンピースウーブン(One Piece Woven:OPW)方式によって一体的に袋織りされたものが知られている(例えば、特許文献1)。このようなエアバッグは、二重織りによって構成された袋部と、袋部と隣接する一重織部(膨張しない部分)と、を備える。
特開2001-138852号公報
上記構成において、袋部が膨張すると袋部と一重織部の境界部においては応力が作用する。この応力によって糸ずれが発生すると、隣り合う糸間の隙間が大きくなり、エアバッグの気密性が低下してしまう。この場合、エアバッグの表面に形成する膜(シリコーン膜等)の厚みを厚くして、気密性を確保する必要が生じ、膜の塗布量が増加してしまう結果、製造に係るコストが増大してしまう。
本明細書で開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、エアバッグの表面に形成する膜の厚みを増やすことなく、エアバッグの気密性を確保することを目的とする。
上記課題を解決するための手段として、本明細書で開示されるエアバッグは、二重織りによって構成された袋部と、前記袋部の周端部と隣接する形で配され、平織からなる一重織部と、を備え、前記袋部及び前記一重織部における経糸と緯糸との交差点のうち、前記経糸及び前記緯糸のうちいずれか一方の糸が他方の糸に対して浮いている交差点を第1交差点とした場合、前記袋部と前記一重織部との境界部において下記の条件(1)及び条件(2)を満たすことに特徴を有する。条件(1)当該エアバッグの織組織図において、直線状に4つ連続して並ぶ前記第1交差点が存在しないこと、条件(2)前記織組織図において、2行2列に隣接して配された4つの前記第1交差点が存在しないこと
袋部と隣接する一重織部を剛性の高い平織とすることで、袋部と一重織部の境界部において剛性をより高くすることができ、袋部が膨張した際の糸ずれを抑制できる。また、袋部と一重織部の境界部において、多くの第1交差点が連続又は隣接して並ぶと、その箇所では経糸及び緯糸の交錯数が少なくなり、糸ずれが起こり易くなる。条件(1)及び(2)を満たすことで、4つの第1交差点が連続又は隣接して並ぶ事態を抑制でき、糸ずれを抑制できる。以上のことから、エアバッグの表面に形成するシリコーン膜の厚みを増やすことなく、エアバッグの気密性を確保することができる。
また、上記課題を解決するための手段として、本明細書で開示されるエアバッグの設計方法は、前記織組織図を作成する際に、前記織組織図上の前記境界部に対応する箇所において直線状に4つ連続して並ぶ前記第1交差点が存在する場合には、前記直線状に4つ連続して並ぶ前記第1交差点のうち少なくとも1つの前記第1交差点について、前記一方の糸と前記他方の糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことで前記条件(1)を満たすようにする第1処理工程と、前記織組織図を作成する際に、前記織組織図上の前記境界部に対応する箇所において2行2列で隣接する4つの前記第1交差点が存在する場合には、前記2行2列で隣接する4つの前記第1交差点のうち少なくとも1つの前記第1交差点について、前記一方の糸と前記他方の糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことで前記条件(2)を満たすようにする第2処理工程と、を備えることに特徴を有する。条件(1)及び条件(2)を満たすような織組織図を作成することができ、気密性を確保することが可能なエアバッグを設計することができる。
また、前記第1処理工程では、前記直線状に4つ連続して並ぶ前記第1交差点のうち、前記一重織部に近い側に配される2つの前記第1交差点のうちいずれか一方について、前記一方の糸と前記他方の糸の浮き沈みを反転させる処理を行うものとすることができる。4つの第1交差点のうち一重織部側に配される2つの第1交差点(袋部から遠い側の第1交差点)のうちいずれか一方について、一方の糸と他方の糸の浮き沈みを反転させることで、その反転処理の影響が袋部に現れ難く好適である。
本発明によれば、エアバッグの表面に形成する膜の厚みを増やすことなく、エアバッグの気密性を確保することができる。
一実施形態のエアバッグが平面状に展開された状態を示す図 エアバッグの織組織図の一部を示す図(第1処理工程を実行する前の状態) 図2に対応する経糸及び緯糸を示す模式図 図2の織組織図に対して第1処理工程を実行した後の状態を示す織組織図 図4に対応する経糸及び緯糸を示す模式図 エアバッグの織組織図において傾斜している境界部付近を示す図(第1処理工程を実行する前の状態) 図6に対応する経糸及び緯糸を示す模式図 図6の織組織図に対して第1処理工程を実行した後の状態を示す織組織図 図8に対応する経糸及び緯糸を示す模式図 エアバッグの織組織図の一部を示す図(第2処理工程を実行する前の状態) 図10の織組織図に対して第2処理工程を実行した後の状態を示す織組織図 エアバッグの設計方法を示すフローチャート エアバッグの境界部において第1処理工程を行った箇所の織組織図の一覧 エアバッグの境界部において第1処理工程を行った箇所の織組織図の一覧 エアバッグの境界部において第1処理工程を行った箇所の織組織図の一覧 エアバッグの境界部において第1処理工程を行った箇所及び第2処理工程を行った箇所の織組織図の一覧
本発明の一実施形態を図1から図16によって説明する。図1は、本実施形態のエアバッグ10が平面状に展開された状態を示す説明図である。本実施形態のエアバッグ10は、車両用のカーテンシールドエアバッグ装置に利用されるカーテンシールドエアバッグである。エアバッグ10は、全体的には、車両前後方向に沿って長く延びた概ね矩形状をなしている。エアバッグ10は、車両に対して外部から所定値以上の衝撃が加えられた際に、図示されないインフレーターからガスが供給されることにより、車室側部に沿って膨張展開し、車両のサイドウインドガラスやセンターピラー(Bピラー)を覆いつつ、乗員を保護する。
なお、エアバッグ10は、通常時には、長手方向(車両前後方向)に沿って細長く延びた形となるように折り畳まれた状態で、車室側部の上端部にあるルーフサイド部にインフレーターと共に収納される。このようなエアバッグ10は、OPWと略称されるワンピースウーブン(One Piece Woven)方式によって製造される袋状の織物からなる。OPW方式では、二枚の布を同時に製織(二重織)しながら、必要な箇所を一重織することで、無縫製の袋体が形成される。つまり、エアバッグ10に利用されるOPW方式で製造された織物は、一重織部と二重織部とを有する。また、エアバッグ10に利用されるOPW方式の織物の各表面(両面)には、それぞれ公知の手法により、シリコーン膜16(図5の2点鎖線参照)が形成されている。
エアバッグ10は、図1に示すように、車両前後方向に沿って延びた略矩形状の本体部11と、この本体部11の上端から上方に延びる供給部12と、を備える。供給部12には、図示しないインフレーターが取り付けられ、エアバッグ10作動時には、インフレーターからのガスが供給される。エアバッグ10は、二重織り(袋織り)によって構成された袋部13(一対の布帛)と、平織からなる一重織部14と、を備える。インフレーターから供給されたガスは、供給部12を介して本体部11に供給されることで、袋部13が膨張する。一重織部14は、袋部13の周端部と隣接する形で配された閉じ部であり、エアバッグ10において膨張部(袋部13)と非膨張部15との境界部分となっている。なお、本実施形態では、袋部13の内周端部と隣接する環状の一重織部14(図1の符号19)と、袋部13の外周端部と隣接する環状の一重織部14(図1の符号20)と、を備える。
図4にエアバッグ10の織組織図の一部を示す。織組織図の行方向(左右方向)は、緯糸方向であり、列方向(上下方向)は、経糸方向である。織組織図の各升目は、経糸と緯糸が交差する交差点を表す。本実施形態の織組織図では、着色された升目は、緯糸に対して経糸が浮いている交差点(経糸が緯糸の手前側にある部分)であり、着色されていない升目は、経糸に対して緯糸が浮いている交差点(緯糸が経糸の手前側にある部分)である。以下の説明では、緯糸に対して経糸が浮いている交差点を第1交差点17A(経糸及び緯糸のうちいずれか一方の糸が他方の糸に対して浮いている点の一例)と呼び、経糸に対して緯糸が浮いている交差点を第1交差点17B(経糸及び緯糸のうちいずれか一方の糸が他方の糸に対して浮いている点の一例)と呼ぶ。
また、織組織図においては、一重織部14における第1交差点17Aを黒色で着色し、袋部13における第1交差点17Aを一重織部14よりも薄い色(網掛け)で着色している。また、経糸に符号Xn(nは整数)を付し、緯糸に符号Ym(mは整数)を付している。また、図4においては、袋部13の完全組織(織組織を構成する最小単位)に対して2点鎖線で囲むと共に符号13Aを付し、一重織部14の完全組織に対して2点鎖線で囲むと共に符号14Aを付している。
本実施形態において、袋部13が膨張すると袋部13と一重織部14の境界部18(図1参照)に応力が作用する。この応力によって糸ずれ(過剰な糸の変位)が発生すると、隣り合う糸間の隙間が大きくなり、エアバッグ10の気密性が低下してしまう。織物において、経糸及び緯糸の交錯数が少ない箇所では、経糸及び緯糸が相互に動きやすくなる。このため、糸ずれは、経糸及び緯糸の交錯数が少ない箇所で起こり易い。そして、第1交差点17A同士が隣接する箇所、又は第1交差点17B同士が隣接する箇所では、交錯点を構成することがなく、隣接する個数が大きいほど、糸ずれが起こり易くなる。
図2に示すように、袋部13と一重織部14との境界部において、直線状に連続して4つ並ぶ第1交差点17Aが存在する(経糸X3、緯糸Y3~Y6を参照)と、図3に示すように、緯糸Y3において固定されない部分(浮き糸)が発生する場合があり、糸ずれが生じ易くなる。そこで、本実施形態では、図4に示すように、袋部13と一重織部14との境界部において、第1交差点17Aが直線状に連続して4つ並ばないようになっている(経糸X3、緯糸Y3~Y6を参照)。これにより、図5に示すように、緯糸Y3が浮き糸になることを抑制できる。
また、図6に示すように、袋部13と一重織部14との境界部において、第1交差点17Aが直線状に連続して4つ並ぶ(経糸X11、緯糸Y12~Y15を参照)と、図7に示すように、経糸X11において固定されない部分(糸飛び部21)が発生する場合があり、糸ずれが生じ易くなる。そこで、本実施形態では、図8に示すように、袋部13と一重織部14との境界部において、第1交差点17Aが直線状に連続して4つ並ばないようになっている(経糸X11、緯糸Y12~Y15等を参照)。これにより、図9に示すように、経糸X11において糸飛び部が生じる事態を抑制できる。
なお、本願発明者によれば、第1交差点が直線状に連続して3つ並ぶ場合であれば、糸ずれは起こり難く、4つ以上並んだ場合に糸ずれが起こり易くなることが確認されている。また、ここでは、第1交差点として、第1交差点17Aを例示したが、第1交差点17Bが直線状に連続して4つ並ぶ場合についても第1交差点17Aの場合と同様に糸ずれが起こり易くなる。
また、図10に示すように、袋部13と一重織部14との境界部において、4つの第1交差点17Bが2行2列に隣接して配されると、その部分において、経糸と緯糸が相互に動きやすくなり、糸ずれが生じ易くなる。このため、本実施形態では、図11に示すように、2行2列に隣接して配された4つの第1交差点17Bが存在しないようになっている。なお、図10に示す袋部13と一重織部14との境界部は、経糸X11に対して傾斜する形で延びている。このような境界部では、2行2列に隣接して配される4つの第1交差点17Bが特に発生し易い。また、図10及び図11では、第1交差点として、第1交差点17Bを例示したが、第1交差点17Aが2行2列に隣接して配された場合についても第1交差点17Bの場合と同様に糸ずれが起こり易くなる。
このため、本実施形態のエアバッグ10では、袋部13と一重織部14の境界部において、以下の条件(1)及び条件(2)を満たす構成となっている。
条件(1)エアバッグ10の織組織図において、直線状に4つ連続して並ぶ第1交差点17A、及び直線状に4つ連続して並ぶ第1交差点17Bが存在しないこと
条件(2)エアバッグ10の織組織図において、2行2列に隣接して配された4つの第1交差点17A、及び2行2列に隣接して配された4つの第1交差点17Bが存在しないこと
次に、エアバッグ10の設計方法について説明する。ここで言うエアバッグ10の設計とは、条件(1)及び条件(2)を満たす織組織図を作成することである。織組織図の作成は、例えば、専用のコンピュータプログラムを用いてコンピュータ上で行われるが、これに限定されない。エアバッグ10の設計方法は、図12に示すように、エアバッグ10全体の織組織図を暫定的に作成する織組織図作成工程(図12の符号S1)と、織組織図作成工程で作成した織組織図に対して条件(1)を満たすように修正処理を行う第1処理工程(図12の符号S2)と、組織図作成工程で作成した織組織図に対して条件(2)を満たすように修正処理を行う第2処理工程(図12の符号S3)と、を備える。織組織図作成工程では、エアバッグ10における袋部13及び一重織部14の配置態様に基づいて織組織図を暫定的に作成する。具体的には、エアバッグ10における袋部13の形成領域には、完全組織13A(図4参照)を繰り返し配置し、一重織部14の形成領域には、完全組織14A(図4参照)を繰り返し配置することで織組織図を暫定的に作成する。
次の第1処理工程では、コンピュータは、織組織図上における袋部13と一重織部14の境界部18の全てについて、条件(1)を満たさない箇所を検出し、条件(1)を満たすように織組織図を修正する。具体的には、図2に示すように、織組織図上の境界部に対応する箇所において第1交差点17Aが直線状に4つ連続して並ぶ場合には、4つ連続して並ぶ第1交差点17Aのうち少なくとも1つの第1交差点17Aについて、図4に示すように、経糸と緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことで条件(1)を満たすようにする。つまり、修正対象が第1交差点17Aの場合には、経糸が緯糸の手前側に配されていたものが、緯糸が経糸の手前側に配されるように変更され、その結果、図2の符号P1で示す第1交差点17Aが図4に示すように第1交差点17Bに変更される。なお、各図においては、経糸と緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行う升目を一点鎖線で囲んでいる。また、第1処理工程で処理を行う升目について、図2、図4、図6、図8では符号P1を付している。
なお、第1処理工程では、直線状に4つ連続して並ぶ第1交差点17Aのうち、一重織部14に近い側に配される2つの第1交差点17Aのうちいずれか一方について、経糸と緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことが好ましい。また、ここでは、4つ連続して並ぶ第1交差点17Aに対する処理を例示しているが、4つ連続して並ぶ第1交差点17Bが存在した場合には、4つの第1交差点17Bのうち少なくとも1つの第1交差点17Bが第1交差点17Aに変更される。
次の第2処理工程では、コンピュータは、織組織図上における袋部13と一重織部14の境界部18の全てについて、条件(2)を満たさない箇所を検出し、条件(2)を満たすように修正する。具体的には、図10に示すように、織組織図上の境界部18に対応する箇所において2行2列で隣接する4つの第1交差点17Bが存在する場合には、2行2列で隣接する4つの第1交差点17Bのうち少なくとも1つの第1交差点17Bについて、図11に示すように、経糸と緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことで条件(2)を満たすようにする。つまり、図10の符号P2に示す第1交差点17Bが、図11に示すように第1交差点17Aに変更される。
なお、第2処理工程では、2行2列で隣接する4つの第1交差点17Bのうち、一重織部14に最も近い側に配される第1交差点17Bについて、経糸と緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことが好ましい。また、ここでは、2行2列で隣接する4つの第1交差点17Bに対する処理を例示しているが、2行2列で隣接する4つの第1交差点17Aが存在した場合には、4つの第1交差点17Aのうち少なくとも1つの第1交差点17Aを第1交差点17Bに変更する。
上記第1処理工程及び第2処理工程は、境界部18の全領域について実行される。エアバッグ10の境界部18において、第1処理工程及び第2処理工程を行った箇所の織組織図の一覧を図13から図16に示す。図13から図15の左側の列は処理を行う前の織組織図であり、右側の列は処理を行った後の織組織図である。なお、図13から図16の1から36が第1処理工程で処理を行うものであり、図16の37から39が第2処理工程で処理を行うものである。図14の14や15に示すように、4つ連続して並ぶ第1交差点17Aのうち、2つの第1交差点17Aについて経糸と緯糸の浮き沈みを反転させてもよい。このように本実施形態では、織組織図上の境界部18の全てについて、第1処理工程及び第2処理工程を行うことで、条件(1)及び条件(2)を満たすエアバッグ10を設計することができる。
次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、袋部13と隣接する一重織部14を剛性の高い平織とすることで、袋部13と一重織部14の境界部18において剛性をより高くすることができ、袋部13が膨張した際の糸ずれを抑制できる。また、袋部13と一重織部14の境界部18において、多く(本実施形態では4つ)の第1交差点17A(又は第1交差点17B)が連続又は隣接して並ぶと、その箇所では経糸及び緯糸の交錯数が少なくなり、糸ずれが起こり易くなる。条件(1)及び(2)を満たすことで、4つの第1交差点17A(又は4つの第1交差点17B)が連続又は隣接して並ぶ事態を抑制でき、糸ずれを抑制できる。以上のことから、エアバッグ10の表面に形成するシリコーン膜16の厚みを増やすことなく、エアバッグ10の気密性を確保することができる。
また、本実施形態に係るエアバッグ10の設計方法によれば、条件(1)及び条件(2)を満たすような織組織図を作成することができ、気密性を確保することが可能なエアバッグ10を設計することができる。また、エアバッグ10の設計方法において第1処理工程では、直線状に4つ連続して並ぶ第1交差点17Aのうち、一重織部14に近い側に配される2つの第1交差点17Aのうちいずれか一方について、経糸と緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行う。4つの第1交差点17Aのうち一重織部14側に配される2つの第1交差点17A(袋部13から遠い側の第1交差点17A)のうちいずれか一方について、経糸と緯糸の浮き沈みを反転させることで、その反転処理の影響が袋部13に現れ難く好適である。例えば、袋部13に近い側の第1交差点17Aを反転させると、袋部13の織組織が変更されてしまい、袋部13の周端部の一部が閉じ部になってしまう事態が懸念されるが、このような事態を抑制することができる。
また、図1に示すように、一重織部14がR形状の部分(例えば符号22)を有する場合、そのような部分には、エアバッグ10膨張時の応力が集中し易く、気密性を確保することがより難しい。本実施形態では、糸ずれを抑制することができるので、一重織部14のR形状の部分においても確実に気密性を確保することができ、好適である。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、エアバッグとして、車両に設けられたカーテンシールドエアバッグを例示したが、これに限定されない。エアバッグの種類は適宜変更可能である。また、車両用以外のエアバッグに適用することも可能である。
(2)上記実施形態で示した各織組織図は一例であり、これに限定されない。織組織図は、袋部13と一重織部14の配置態様によって適宜設定される。
(3)上記実施形態では、エアバッグ10の表面に形成する膜としてシリコーン膜16を例示したが、膜の材質はシリコーンに限定されない。
(4)第1処理工程及び第2処理工程を実行する順番は入れ替えてもよい。
10…エアバッグ、13…袋部、14…一重織部、17A,17B…第1交差点

Claims (3)

  1. 二重織りによって構成された袋部と、
    前記袋部の周端部と隣接する形で配され、平織からなる一重織部と、を備え
    記袋部の完全組織と前記一重織部の完全組織とが隣接して配された場合に、前記袋部と前記一重織部とに跨って経糸が緯糸に対して浮いている交差点と前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点とのいずれかが直線状に連続して4つ並ぶことになる箇所、あるいは、前記袋部と前記一重織部とに跨って前記経糸が前記緯糸に対して浮いている交差点と前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点とのいずれかが2行2列に隣接することになる箇所において、それら4つの前記交差点のうちの1つあるいは2つが前記経糸と前記緯糸の浮き沈みが反転された構成とされることで、前記袋部と前記一重織部との境界部において下記の条件(1)及び条件(2)を満たすエアバッグ。
    条件(1)当該エアバッグの織組織図において、前記経糸が前記緯糸に対して浮いている交差点が直線状に4つ連続して並ぶ箇所、および、前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点が直線状に4つ連続して並ぶ箇所が存在しないこと
    条件(2)前記織組織図において、前記経糸が前記緯糸に対して浮いている交差点が2行2列に隣接して配された箇所、および、前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点が2行2列に隣接して配された箇所が存在しないこと
  2. 二重織りによって構成された袋部と、
    前記袋部の周端部と隣接する形で配され、平織からなる一重織部と、を備え
    記袋部と前記一重織部との境界部において下記の条件(1)及び条件(2)を満たすエアバッグを設計するためのエアバッグの設計方法であって、
    当該エアバッグの織組織図を作成する際に、前記織組織図上の前記境界部に対応する箇所において経糸が緯糸に対して浮いている交差点と前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点とのいずれかが直線状に4つ連続して並ぶ箇所が存在する場合には、前記直線状に4つ連続して並ぶ前記交差点のうち少なくとも1つの前記交差点について、前記経糸と前記緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことで下記条件(1)を満たすようにする第1処理工程と、
    前記織組織図を作成する際に、前記織組織図上の前記境界部に対応する箇所において前記経糸が前記緯糸に対して浮いている交差点と前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点とのいずれかが2行2列で隣接する箇所が存在する場合には、前記2行2列で隣接する4つの前記交差点のうち少なくとも1つの前記交差点について、前記経糸と前記緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行うことで下記条件(2)を満たすようにする第2処理工程と、を備えるエアバッグの設計方法。
    条件(1)前記織組織図において、前記経糸が前記緯糸に対して浮いている交差点が直線状に4つ連続して並ぶ箇所、および、前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点が直線状に4つ連続して並ぶ箇所が存在しないこと
    条件(2)前記織組織図において、前記経糸が前記緯糸に対して浮いている交差点が2行2列に隣接して配された箇所、および、前記緯糸が前記経糸に対して浮いている交差点が2行2列に隣接して配された箇所が存在しないこと
  3. 前記第1処理工程では、
    前記直線状に4つ連続して並ぶ前記交差点のうち、前記一重織部に近い側に配される2つの前記交差点のうちいずれか一方について前記経糸と前記緯糸の浮き沈みを反転させる処理を行う請求項2に記載のエアバッグの設計方法。
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