JP7300066B2 - エアバッグ用カバー及びその製法並びにエアバッグ装置 - Google Patents
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Description
[1]インフレータから供給されるガスにより膨張展開する前の巻回又は折り畳まれている袋状のクッションを収容するためのエアバッグ用カバーであって、該エアバッグ用カバーは、化学繊維から構成される平織物又は不織布からなる第1基布と、該第1基布を構成する繊維とは異なる繊維を含み、該第1基布の初期引張抵抗値よりも高い初期引張抵抗値を有する第2基布とから構成され、かつ、該第1基布が、該第2基布と、略帯状部材とに挟まれて、熱圧着により一体的に結合されている結合部を有することを特徴とする、エアバッグ用カバー。
[2]前記第1基布は、複数のスリット領域を有し、前記結合部では、該スリット領域において前記第2基布と前記略帯状部材とが、直接、熱圧着により結合されている、前記[1]に記載のエアバッグ用カバー。
[3]前記第2基布と前記第1基布の間、前記第1基布と前記略帯状部材の間、及び/又は前記第2基布と前記略帯状部材の間では、一方を構成する繊維の間に他方を構成する繊維のポリマーが熱溶融により浸透して結合されている、前記[1]又は[2]に記載のエアバッグ用カバー。
[4]前記第1基布を構成する化学繊維は、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ビニロン、及びアラミドから成る群から選ばれる少なくとも1種である、前記[1]~[3]のいずれかに記載のエアバッグ用カバー。
[5]前記第2基布は、圧縮された延性布材料で形成された圧縮体で構成されている、前記[1]~[4]のいずれかに記載のエアバッグ用カバー。
[6]前記延性布材料は、フェルト状の材料である、前記[5]に記載のエアバッグ用カバー。
[7]前記延性布材料は、複数種の高分子繊維を含む不織布材料である、前記[5]又は[6]に記載のエアバッグ用カバー。
[8]前記延性布材料は、ポリエステル繊維を含む、前記[5]~[7]のいずれかに記載のエアバッグ用カバー。
[9]前記第2基布は、前記第1基布に含まれる繊維の融点よりも30℃以上低い融点を有する繊維を含む、前記[1]~[8]のいずれかに記載のエアバッグ用カバー。
[10]前記略帯状部材は、延性布材料で形成されている、前記[1]~[9]のいずれかに記載のエアバッグ用カバー。
[11]前記[1]~[10]のいずれかに記載のエアバッグ用カバーに包み込まれたクッションを備えたエアバッグ装置。
[12]車両用シートの側部に設けられ、前記クッションが該車両用シートの乗員の側方へ膨張展開するサイドエアバッグ装置である、前記[11]に記載のエアバッグ装置。
[13]前記エアバッグ用カバーの第2基布は、前記車両用シートの側部に沿って該車両用シートに内蔵されているシートフレームに接触するように設けられ、前記クッションの膨張展開時に該シートフレームからの反力を受ける反力面として機能するように形成されている、前記[12]に記載のエアバッグ装置。
[14]前記クッションが車室内で車体側壁に沿って膨張展開するカーテンエアバッグ装置である、前記[11]に記載のエアバッグ装置。
[15]前記エアバッグ用カバーの第2基布は、車体側壁に接触するように設けられ、前記クッションの膨張展開時に該車体側壁からの反力を受ける反力面として機能するように形成されている、前記[14]に記載のエアバッグ装置。
[16]以下の工程:
化学繊維から構成される平織物又は不織布からなる第1基布を構成する繊維と異なる繊維を含む延性布材料を加熱圧縮して、該第1基布の初期引張抵抗値よりも高い初期引張抵抗値を有する第2基布を、圧縮体として、形成する工程;及び
得られた第2基布の一部と、略帯状部材との間に、該第1基布を挟み込み加熱圧縮し、熱溶着により該第2基布と該第1基布を一体的に結合する工程;
を含む、前記[1]~[10]のいずれかに記載のエアバッグ用カバーの製造方法。
第2基布は、前記第1基布を構成する繊維と異なる繊維を含む。ここで異なるとは、ポリマー種の相違、ポリマー性状の相違、繊維形状の相違(例えば、短繊維と長繊維)を包含する。第2基布は、前記第1基布を構成する繊維とは異なるポリマー種の繊維を含んでいてもよく、前記第1基布に含まれる繊維の融点よりも30℃以上低い融点を有する繊維を含むことができる。
本実施形態のエアバッグ用カバーは、インフレータとクッションからなるエアバッグモジュールとは別体で設けられるとよい。エアバッグ用カバーをエアバッグモジュールとは別体で設けることで、エアバッグ用カバーを作製した後、エアバッグモジュールに巻き付けるなどしてこれを包み込むことができる。このため、エアバッグモジュールとは別の場所でエアバッグ用カバーを作製することができる。
ここで初期引張抵抗値とは、所定の引張試験機を用いて所定の形状の布を所定の条件で引っ張ったとき、当該布が5%伸長した時の引張強度で示される値としている。
前記した第1基布と第2基布との一体化は、熱溶着にプレス加工が加えられること(熱圧着)であることが好ましい。第1基布と第2基布とを重ねてプレス加工を行うことにより、ポリマーを基布内部に浸透させて、第1基布と第2基布とを接着することができる。このプレス加工は、加熱(熱溶着)と同時になされることが好ましいが、加熱された製品に余熱が残っている間であれば同時ではなく加熱後になされてもよい。
図3(a)では、圧縮前のファルト材料と第1基布との結合部の形成を説明しているが、圧縮前のフェルト材料に代えて、圧縮後のフェルト材料と第1基布との結合部も同様に形成することができる。
化学繊維から構成される平織物又は不織布からなる第1基布を構成する繊維と異なる繊維を含む延性布材料を加熱圧縮して、該第1基布の初期引張抵抗値よりも高い初期引張抵抗値を有する第2基布を、圧縮体として、形成する工程;及び
得られた第2基布の一部と、略帯状部材との間に、該第1基布を挟み込み加熱圧縮し、熱溶着により該第2基布と該第1基布を一体的に結合する工程;
を含む、前記エアバッグ用カバーの製造方法である。
かかる方法は、圧縮前のファルト材料(2枚の第2基布)と第1基布との結合部の形成を説明する図3(b)において、2枚の第2基布(圧縮前のフェルト材料)の内の1枚を圧縮後のフェルト材料に置き替え、もう一枚の第2基布に代えて、略帯状部材を用いたものである。
図9に、本実施形態のエアバッグ用カバーを構成する第2基布(の熱加工前の平面状のもの)、第1基布、及び略帯状部材の一例の平面図を示す。尚、図9は、図10に示す第2基布(の熱加工前の平面状のもの)、第1基布、及び略帯状部材を、それぞれ、裏側から見たときの平面図である。
まず、例えば、図9に示す形状の圧縮前の第2基布(化学繊維から構成される平織物又は不織布からなる第1基布を構成する繊維と異なる繊維を含む延性布材料)を、所定の型を用いて加熱圧縮して、該第1基布の初期引張抵抗値よりも高い初期引張抵抗値を有する(例えば、図10に示す形状の第2基布)を、圧縮体として、形成する。
図10に示すように、得られた第2基布(圧縮体として形成されたもの)を、加熱プレス装置にセットする。
次いで、図11に示すように、圧縮されて形成された第2基布の上に、複数のスリット領域を有する第1基材を所定の位置にセットする。
次いで、セットされた第1基布の上に、略帯状部材を所定の位置にセットする。このとき、(1)略帯状部材が第1基布の接着される部分全体を覆うように配置されること、(2)略帯状部材が、第1基布端部の先で第2基布と直接接触する部分を有するように配置されること、(3)略帯状部材が、第1基布のスリット領域の一部分で、第2基布と直接接触する部分を有するように配置されること、を満たすようにセットされていることが好ましい。本配置をとることによって、得られたエアバッグ用カバーにおける結合部が、より結合力の高い構造となる。さらに(4)第1基布端部の先で、略帯状部材が存在しない、第2基布だけが加熱プレスされる部分を有することが好ましい。本配置を取ることによって、加熱プレスされ、略帯状部材と第2基布が一体化された部分の外側(第1基布端部から離れる側)に、第2基布だけが加熱プレスされた部位を連続的に形成させ、略帯状部材と第2基布との接合部を強化することができる。
最後に、図13に示すように、セットされた略帯状部材の上に、加熱プレス装置をセットし、加熱圧縮により、第1基布が複数のスリット領域を有し、結合部では、該スリット領域において第2基布と略帯状部材とが、直接、熱圧着により結合されているようなエアバッグ用カバーを製造することができる。
こうして得られるエアバッグ用カバーは、第2基布と第1基布の間、第1基布と略帯状部材の間、及び/又は第2基布と略帯状部材の間で、一方を構成する繊維の間に他方を構成する繊維のポリマーが熱溶融により浸透して結合されたものであることができる。
サイドエアバッグ装置100は、シートバック104の車両外側に向かって設けられていて、車両用シート102とサイドドア106との間で立設して膨張展開するクッション108(図2(b)参照)を備える。また、サイドエアバッグ装置100は、図1(b)に示すように、クッション108に膨張展開用のガスを供給するインフレータ110を備える。
クッション108は、例えば、カットアンドソーを用いて袋状に形成される。また、クッション108は、巻回又は折り畳まれ、さらに緊急時においては内蔵するガス発生装置であるインフレータ110から供給されるガスを利用して膨張展開する。
サイドエアバッグ装置100は、詳細は後述するが、エアバッグモジュール112を包み込むエアバッグ用カバー114をさらに備える。尚、エアバッグモジュール112とは、クッション108とインフレータ110とを含めたものである。
サイドエアバッグ装置100は、図1(b)に示すように、クッション108とインフレータ110を含むエアバッグモジュール112がエアバッグ用カバー114に包み込まれた状態で、シートバックフレーム116のサイドフレーム120の乗員側に設置されている。
サイドエアバッグ装置100は、図2(a)に示すように、サイドフレーム120の乗員側に設置されている。より具体的には、エアバッグモジュール112では、図2(b)に示すように、巻回又は折り畳まれたクッション108と内蔵されたインフレータ110がエアバッグ用カバー114に包まれることで収納状態となっている。この状態でエアバッグモジュール112は、サイドフレーム120にインフレータ110を介して設置され、サイドフレーム120の乗員側に収容されている。尚、インフレータ110は、シリンダ型(筒型)であって、本体から突出したスタッドボルト126により、サイドフレーム120の乗員側に取付けられている。
ここで初期引張抵抗値(N)は、所定の引張試験機を用いて所定の形状の布を所定の条件で引っ張ったとき、引っ張られた布が5%伸長した時の引張強度(N)で示される値としている。
以下、初期引張抵抗値の測定方法の一例について説明する。
引張強度の測定装置には、SHIMADZU社製(引張試験機)AUTOGRAPH AG-50kNGを使用した。ロードセルには、SIMADZU社製(共和ロードセル)Type SFL-50KNAG(P/N 340-43122-01)50KNを用いた。引張長さの測定には、SHIMADZU社製(伸び計)SES-1000を用いた。
作製する布の試験片(サンプル片)の形状は、50mm×300mmの寸法とした。布としてはN66平織基布、PET不織布を用意した。N66平織基布は、60mm×300mmにカットし、さらに、経糸を取り除いて正確に50mm×300mmとした。PET不織布は、50mm×300mmにカットした。N66平織基布は経糸方向、PET不織布はMD(Machine Direction)方向にそれぞれ引っ張って試験を行った。サンプル数は各n=5とした。
常温(20℃±15℃)、常湿(相対湿度45~85%)且つ常圧(特別に減圧も加圧もしないときの圧力、通常、大気圧に等しい圧力であり、ほぼ一気圧)の環境下において、まず、エアチャックを用いてサンプル片をチャック幅(初期長)100mm、初期荷重1.5Nとなるように把持した。次に、伸び計の挟み部を、当該サンプル片の中心部付近に、その間隔が50mmとなるように把持し設置した。続いてサンプル片を、引張速度100mm/minで引っ張り、初期長さに対して5%伸長したときの引張強度の値を、初期引張抵抗値(N)とした。
第1基布128と第2基布130は、その性質によってそれら自体の形状を維持可能であるから、巻回又は折り畳まれたクッション108を包み込むことで、クッション108をサイドフレーム120の乗員側などの車室内の所定箇所にフィットした形状で収納することができる。また、第1基布128は、第2基布130よりも初期引張抵抗値が低く柔らかいため、クッション108を収納すべき所定箇所の形状に追従して容易に変形できる。すなわち、第1基布128はクッション108を所望の収納状態に保つ機能に長けている。また、柔らかい第1基布128にスリット領域などを設けることにより、クッション108の膨張展開を阻害することなく確実にスリット領域間のブリッジ部を破断させることが可能であり、その結果、クッション108の展開挙動を安定させることもできる。
2成分複合繊維もすべてポリエステルで形成することができるが、芯はPETホモポリマーで成形し、被覆はコポリマー(coPET)で形成することができる。このようなPETとcoPETとの組合せにより、被覆の融点は芯の融点よりも低くなるが、全体的に繊維を確実にPETで形成できる。
2成分複合繊維の芯と単成分繊維は、どちらもPETホモポリマーで形成されるので、互いに同じ融点を有することになり、単成分繊維は2成分複合繊維の被覆よりも高い融点を有することになる。2成分複合繊維は、フェルト材料において単成分繊維全体に均等に配分される。2成分複合繊維がフェルト材料の繊維全体の30%~60%を占め、残りはすべて単成分繊維とすることができる。2成分複合繊維を第2基布130のフェルト材料に含めることにより、フェルト材を被覆の融点よりも高い温度で熱処理(熱加工)することで、第2基布130の初期引張抵抗値を高めることもできる。
例1では、第1基布としてN66平織基布、第2基布として熱加工を施したPET+Co-PET不織布を用意し、これらを組み合わせた。ここでN66平織基布は、ナイロン66繊維を平織して布にしたものである。またPET+Co-PET不織布は、繊維の芯部分に通常のPETを用い、且つ被覆(鞘)部分にCo-PET(Copolymer-PET:変性PET共重合体)を用い、ケミカルボンド、サーマルボンド、ニードルパンチ、スパンレース、ステッチボンド等により適度に結合させて布状にしたものである。さらに第2基布の熱加工とは、150℃~200℃、20秒~3分の条件で加熱、加圧して圧縮し不織布を硬くして圧縮体を得る加工である。例1では、第1基布の初期引張抵抗値が「125N」、第2基布の初期引張抵抗値が「425N」となり、第1基布よりも初期引張抵抗値が高くなった。その結果、例1では、エアバッグ展開時における形状の安定性が「○」、すなわちエアバッグモジュール設置時の形状の保持性が良く、展開時の展開挙動が安定し良好であった。
例1において、第1基布と第2基布を組み合わせる際に、第2基布と同組成からなり、(1)第1基布の接着される部分全体を覆う大きさで、(2)第1基布先端部の先で第2基布と直接接触する部分を有し、(3)第1基布のスリット領域の一部分で、第2基布と直接接触する部分を有し、(4)第1基布端部の先で、略帯状部材が存在しない、第2基布だけが加熱プレスされる部分を有する、略帯状部材を用いて、第1基布と第2基布を接合する方法を採用する場合、図3(b)に示す、2枚の第2基布の間に第1基布を挟んで接合する方法に比べ、明らかな生産性の向上が見られた。
図4(a)に示すようにエアバッグモジュール112において、インフレータ110の本体から突出したスタッドボルト126、142は、インフレータ110がクッション108の内部へ挿入された状態で、クッション108に形成された2つの挿入孔144、146にそれぞれ挿入され、クッション108の内部から外部に向けて通されている。
エアバッグ用カバー114は、第1基布128と圧縮体である第2基布130によって構成されている。第1基布128と第2基布130の結合部132から第1基布128には、スリット領域147(開口あり)が複数形成されている。そしてスリット領域147の間には、ブリッジ部139が形成されている。第1基布のスリット領域147(開口あり)とブリッジ部139の一部は、圧縮体としての第2基布130の領域内に形成されている。そしてこの領域において、第1基布128は、略帯状部材133と第2基布との間に挟まれて結合部132が形成されている。他方、スリット領域147(開口あり)とブリッジ部139の残りの部分は、第1基布128のみの領域に形成されている。
まず、図4(a)に示すように、エアバッグ用カバー114の側方付近にエアバッグモジュール112を配置する。つぎに、インフレータ110のスタッドボルト126、142を、第1基布128の挿入孔148、150に第1基布128の裏側から通すことにより(矢印E、F)、エアバッグモジュール112を第1基布128に重ねる(図4(b)参照)。
さらにこの状態から図5(b)の矢印H、Iに示すように、第1基布128の挿通孔148、150にそれぞれ通されたスタッドボルト126、142を、第2基布130の挿入孔152、154にそれぞれ通すように、第1基布128に包まれたエアバッグモジュール112を第2基布130に向かって巻き付ける。このようにして、エアバッグモジュール112をエアバッグ用カバー114で包み込んだサイドエアバッグ装置100を作製できる(図6参照)。
図6は、図4と図5に示す各工程を経て作製されたサイドエアバッグ装置100を例示する図である。サイドエアバッグ装置100では、図6(a)、図6(c)に示すようにスタッドボルト126、142が第2基布130の挿入孔152、154にそれぞれ通されていて、図6(c)に示すようにエアバッグモジュール112がエアバッグ用カバー114で包み込まれている。
このようにエアバッグ用カバー114をエアバッグモジュール112とは別体に設けることにより、エアバッグ用カバー114を作製した後、エアバッグモジュール112に巻き付けてこれを包み込むことができる。このため、エアバッグ用カバー114は、エアバッグモジュール112とは別の場所で作製することができる。
カーテンエアバッグ装置100Bは、側面衝突などの緊急時にインフレータ156から供給されるガスの圧力により、クッション158が膨張展開して乗員を拘束する。車両の側面部には、図8(a)に示すように車両前方からサイドウィンドウ160、162が設置されている。各サイドウィンドウ160、162の車両前後方向には、ルーフ(天井)を支えるピラー(柱)が設けられている。これらのピラーは、車両の前方からフロントピラー164、センタピラー166、リアピラー168と呼ばれる。
車両はさらに、ルーフサイドレール170と、ルーフサイドレール170を車内側から覆うカバー172とを有する。尚、図8(a)中、カバー172を二点鎖線で示している。ルーフサイドレール170は、車両の車両室内の側面上部に位置していて車体側壁を形成する。
クッション158は、車両前後方向の全体にわたって巻回又は折り畳まれていて、図8(b)に示すJ-J断面においてはルーフサイドレール170とカバー172との間に収納されている。これらの限られた収納スペースに収納されたクッション158は、複数のタブ174によって車室内の側面上部に取り付けられている。
カーテンエアバッグ装置100Bでは、図8(b)に示すようにクッション158がエアバッグ用カバー114により包み込まれて収納状態となっていて、さらに第2基布130が車体側壁となるルーフサイドレール170に接触するように設けられ、クッション158の膨張展開時にルーフサイドレール170からの反力を受ける反力面として機能するように形成されている。
したがってカーテンエアバッグ装置100Bによれば、相対的に初期引張抵抗値が高く変形し難い第2基布130を、収納状態のクッション158のうち障害物(ここではルーフサイドレール170)に近い側に配置することにより、障害物からクッション158を保護し、バースト等の不具合を防止できる。さらに第1基布128は、第2基布130よりも初期引張抵抗値が低く柔らかいため、クッション158を収納すべき所定箇所の形状に追従して容易に変形でき、クッション158を所定箇所にフィットした形状で収納できる。
このようにエアバッグ用カバー114は、サイドエアバッグ装置100及びカーテンエアバッグ装置100Bのいずれにも適用可能であり、さらに巻回又は折り畳まれたクッション108、158を車室内の所定箇所にフィットした形状で収納できるとともに、障害物からクッション108、158を保護できる。
100B カーテンエアバッグ装置
102 車両用シート
104 シートバック
106 サイドドア
108、158 クッション
110、156 インフレータ
112 エアバッグモジュール
114、114A エアバッグ用カバー
116 シートバックフレーム
118 上部フレーム
120 サイドフレーム
122 シートクッション
124 シートフレーム
126、142 スタッドボルト
128、128A 第1基布
130 第2基布
132、132A 結合部
133 略帯状部材
133A 略帯状部材
134 サイドフレームのエッジ
136、138 加熱プレス装置
139、139A 第1基布のブリッジ部
144、146 クッションの挿通孔
147 第1基布のスリット領域(開口あり)
147A 第1基布のスリット領域(線状、開口なし)
148、150 第1基布の挿通孔
152、154 第2基布の挿通孔
160、162 サイドウィンドウ
164 フロントピラー
166 センタピラー
168 リアピラー
170 ルーフサイドレール
172 カバー
174 タブ
Claims (16)
- インフレータから供給されるガスにより膨張展開する前の巻回又は折り畳まれている袋状のクッションを収容するためのエアバッグ用カバーであって、該エアバッグ用カバーは、化学繊維から構成される平織物又は不織布からなる第1基布と、該第1基布を構成する繊維とは異なる繊維を含み、該第1基布の初期引張抵抗値よりも高い初期引張抵抗値を有する第2基布とから構成され、かつ、該第1基布が、該第2基布と、略帯状部材とに挟まれて、熱圧着により一体的に結合されている結合部を有することを特徴とする、エアバッグ用カバー。
- 前記第1基布は、複数のスリット領域を有し、前記結合部では、該スリット領域において前記第2基布と前記略帯状部材とが、直接、熱圧着により結合されている、請求項1に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記第2基布と前記第1基布の間、前記第1基布と前記略帯状部材の間、及び/又は前記第2基布と前記略帯状部材の間では、一方を構成する繊維の間に他方を構成する繊維のポリマーが熱溶融により浸透して結合されている、請求項1又は2に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記第1基布を構成する化学繊維は、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ビニロン、及びアラミドから成る群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか1項に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記第2基布は、圧縮された延性布材料で形成された圧縮体で構成されている、請求項1~4のいずれか1項に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記延性布材料は、フェルト状の材料である、請求項5に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記延性布材料は、複数種の高分子繊維を含む不織布材料である、請求項5又は6に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記延性布材料は、ポリエステル繊維を含む、請求項5~7のいずれか1項に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記第2基布は、前記第1基布に含まれる繊維の融点よりも30℃以上低い融点を有する繊維を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のエアバッグ用カバー。
- 前記略帯状部材は、延性布材料で形成されている、請求項1~9のいずれか1項に記載のエアバッグ用カバー。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載のエアバッグ用カバーに包み込まれたクッションを備えたエアバッグ装置。
- 車両用シートの側部に設けられ、前記クッションが該車両用シートの乗員の側方へ膨張展開するサイドエアバッグ装置である、請求項11に記載のエアバッグ装置。
- 前記エアバッグ用カバーの第2基布は、前記車両用シートの側部に沿って該車両用シートに内蔵されているシートフレームに接触するように設けられ、前記クッションの膨張展開時に該シートフレームからの反力を受ける反力面として機能するように形成されている、請求項12に記載のエアバッグ装置。
- 前記クッションが車室内で車体側壁に沿って膨張展開するカーテンエアバッグ装置である、請求項11に記載のエアバッグ装置。
- 前記エアバッグ用カバーの第2基布は、車体側壁に接触するように設けられ、前記クッションの膨張展開時に該車体側壁からの反力を受ける反力面として機能するように形成されている、請求項14に記載のエアバッグ装置。
- 以下の工程:
化学繊維から構成される平織物又は不織布からなる第1基布を構成する繊維と異なる繊維を含む延性布材料を加熱圧縮して、該第1基布の初期引張抵抗値よりも高い初期引張抵抗値を有する第2基布を、圧縮体として、形成する工程;及び
得られた第2基布の一部と、略帯状部材との間に、該第1基布を挟み込み加熱圧縮し、熱溶着により該第2基布と該第1基布を一体的に結合する工程;
を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のエアバッグ用カバーの製造方法。
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