JPH04353049A - エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車の衝突時に衝撃か
ら乗員を保護するためのエアバッグ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエアバッグ装置は、高圧ガスによ
り膨張するバッグ（エアバッグ）と平時は該エアバッグ
をステアリング内に収納し被覆しているエアバッグカバ
ーとからなり、一般に自動車の衝突時にその衝撃を感知
してガス発生器を作動させ高圧ガスを発生しエアバッグ
を膨張展開させ、更にエアバッグを収納し覆っているエ
アバッグカバーを破断し、カバーの外部に飛出してハン
ドルの前の人体を保護する構造が知られている。上記従
来のエアバッグ装置のエアバッグカバーには材質として
、破断時の伸びが１００〜２００％程度のポリウレタン
等の軟質合成樹脂が用いられていた。しかしながら、従
来のエアバッグ装置は装置が作動してエアバッグが膨張
展開する際、エアバッグカバーは所定の破断線に沿って
破れて展開して、カバー自体は本来取り付け部分に固定
されていなければならないものが、破断が所定の位置と
異なる部分で起こったり該カバーの取付部まで破断して
しまい、脱落したり小片にちぎれたりした場合、それが
エアバッグの膨張の圧力により飛散して乗員を傷つける
虞れがあるという問題があった。そこで、エアバッグカ
バーの破断をスムーズに行い所定の位置で破断させて、
カバー片が飛散するのを防止したエアバッグ装置が種々
提案されている。上記のエアバッグカバーの改良として
例えば、 イ）エアバッグとカバーとの間に発泡ウレタン等の緩衝
材に網目状シートの端部を残して埋設したクッションカ
バーを設け、該クッションカバーの露出した網目状シー
トの端部をエアバッグカバーの端部と共にエアバッグ取
付け部に固着した構成（実開昭５０−４３４５４号公報
）、 ロ）弾性材料からなるカバー周辺に高い引き裂き抵抗の
材料からなる帯片を埋め込み、上記帯片の対向する２つ
の辺にカバーに埋め込まれた織布舌片の端部が取りつけ
られ、上記織布舌片がカバーの破断線を避けて埋め込ま
れているもの（特公昭６３−１７６５７号公報）、ハ）
　　ポリエステル繊維からなる織布ネットの補強材が埋
め込まれ、係止具が該補強材に係止されたカバーを用い
、上記係止具を介してカバーを取付けたもの（特開昭６
２−２３４７６４号公報）、 ニ）軟質合成樹脂からなるカバーの破断線を薄肉部に形
成し、薄肉部形成部方向に沿って断続的に更に第２の薄
肉部を形成したもの（特開昭６３−１８４５４９号公報
）、等が提案されている。上記のエアバッグカバーの飛
散を防止するための手段として上記の方法をまとめると
、■バッグカバーの破断線の部分を除いた全面に、織布
等の補強材を埋め込み形成する、■破断線の部分を肉薄
に形成する等のように、大きく分けて２つの手段が用い
られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエアバッグ装置に用いられ、飛散防止を施したエア
バッグカバーは、■の補強材を埋め込んだ場合、エアバ
ッグカバーを製造する際に破断線部分を除いて可撓性の
補強材を正確に載置して位置決めをして精度よく埋込む
ことは非常に困難であり、例えば補強材が破断線の部分
に入ってしまうと、実際にエアバッグが膨張展開する場
合、補強材の部分が破断しない虞れがあり、正確に補強
材を入れようとした場合製造に非常に手間がかかり作業
性が低下するという問題があった。又、■の破断線の部
分を肉薄に形成した場合でも、カバーの材質が強度的に
不足しているために破断部以外の部分が破損する虞れが
あり、カバーの破断部分以外には全面に補強材を埋め込
む必要があり、正確な破断を行うことができるものの、
製造する際の効率が低い点は改良されないという問題が
あった。本発明は上記従来技術の欠点を解消するためな
されたもので、エアバッグカバーの製造が容易であり、
エアバッグ装置の作動時にエアバッグカバーがきれいに
破断線通りに正確に破断して、本体から脱落したり飛散
したりする虞れがなく、容易に効率良く製造可能なエア
バッグ装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のエ
アバッグ装置に用いられているエアバッグカバーは破断
時の伸びが１００〜２００％程度の物性を有するものの
、素材自体の伸びがこの程度ではエアバッグの膨張展開
時にカバーが必要以上に裂けて取付け部まで破断してし
まったりカバー自体がちぎれたりしてしまうため不十分
であることに着目し、エアバッグカバーの材質として破
断時の伸びが２８０％以上の物性を有する半硬質ポリウ
レタンインテグラルスキンフォームを使用するとカバー
が乗員に対して飛散するのを防ぐことが可能であること
を見出し本発明を完成するに至った。即ち本発明のエア
バッグ装置は、自動車の衝突時に高圧ガスが発生し膨張
展開するエアバッグと該エアバッグを収納しエアバッグ
膨張時には所定の破断線に沿って裂けるエアバッグカバ
ーとからなるエアバッグ装置において、上記エアバッグ
カバーの材質に２８０％以上の破断伸びを有する半硬質
ポリウレタンインテグラルスキンフォームを用いた構成
を有するものである。上記半硬質インテグラルスキンフ
ォームとは、フォーム原液から１回の注入発泡により、
発泡層からなるフォーム芯部とスキン層からなるソリッ
ド部が表面に形成されたウレタンフォームを言い、この
場合半硬質とは密度が０．５〜０．９　ｇ／ｃｍ３　程
度のものを言う。本発明エアバッグ装置のエアバッグカ
バーに用いる半硬質インテグラルスキンフォームの物性
は、破断時の伸びが２８０％以上あればよいが、特に望
ましくは３５０％以上の伸びを有すると、破断がより正
確に行われるために好ましい。又、半硬質インテグラル
スキンフォームのその他の物性としては、硬度（Ｔｙｐ
ｅ−Ｃ）が５０〜８５、破断時のモジュラスが３０〜５
０ｋｇ／ｃｍ２　程度に形成するのが好ましい。

【０００５】半硬質インテグラルスキンフォームにより
エアバッグカバーを製造する場合のの成形方法は、イソ
シアネート、ポリオール、架橋剤、触媒、発泡剤及び添
加剤等からなる原液をよく攪拌して、所定のバッグ形状
に形成したモールド内に注入して発泡させて成形するこ
とができる。発泡成形方法は従来公知のこの種フォーム
の成形方法を用いることができ、オープンモールド方法
、反応射出成形方法（ＲＩＭ）等何れの方法を用いても
よい。

【０００６】半硬質インテグラルスキンフォームの原液
として用いるフォーム原料は、通常のウレタンフォーム
用原料が用いられ、破断時の伸びが２８０％以上になる
ようにイソシアネート成分、ポリオール成分、鎖延長剤
等の種類や配合量を適宜選定したり、発泡剤の種類、セ
ルのオープン度合い等を調節して任意の物性を得ること
ができる。例えば破断時の伸びを２８０％以上に形成す
るための一つの手段として、粗製メタフェニレンジイソ
シアネート（粗製ＭＤＩ）、変成ＭＤＩ、トリレンジイ
ソシアネート（ＴＤＩ）等を混合してイソシアネート成
分の分岐度を下げたり反応性を変えたものを用いる方法
や、ポリオールの官能基数を変えたり、ポリオール末端
のエチレンオキサイドのキャップ化の度合いを変えて反
応性を調節したポリオールを用いることで、物性を変え
ることができる。

【０００７】本発明で使用するエアバッグカバーの原料
は例えばイソシアネート成分として粗製ＭＤＩ、変成Ｍ
ＤＩ、ＴＤＩ等が挙げられ、ポリオールとしてはポリプ
ロピレングリコール、トリメチロールプロパン又はグリ
セリンなどを出発原料としてプロピレンオキサイドやエ
チレンオキサイドを付加して得られる分子量２０００〜
８０００程度のジオール又はトリオール等が挙げられる
。又、架橋剤（鎖延長剤）としてエチレングリコール、
１・４ブタンジオール、トリエタノールアミン、トリメ
チロールプロパン等の多官能低分子量化合物が用いられ
、触媒としてテトラメチルヘキサメチレンジアミンのよ
うな第３級アミンやジブチル錫ジラウレート等の有機金
属化合物が用いられ、発泡剤としてフロン類等が通常使
用される。又、上記原液には添加剤として、顔料（着色
剤）、紫外線吸収剤（光安定剤）、充填剤、整泡剤、内
部離型剤等が必要に応じ添加される。

【０００８】

【実施例】本発明を図面に基づき詳細に説明する。図面
は本発明の１実施例を示し、図１は本発明エアバッグ装
置の１例の外観を示す正面図であり、図２は図１におけ
るＩＩ−ＩＩ線縦断面図を示す。本発明エアバッグ装置
１は図１及び図２に示すように、ステアリングホイール
２の内部に設置され、自動車の衝突時にガス発生器３に
より高圧ガスが発生し、該ガスによって膨張展開するエ
アバッグ４と、平時はエアバッグ４を収納し外部からエ
アバッグ４を保護し、衝突時にエアバッグ４が膨張する
圧力により所定の破断線に沿って裂けて展開するエアバ
ッグカバー５とからなり、上記エアバッグカバー５の材
質に２８０％以上の破断伸びを有する半硬質ポリウレタ
ンインテグラルスキンフォームが用いられている。上記
エアバッグカバー５とエアバッグ４とガス発生器３はベ
ースプレート６に固定され、該ベースプレート６により
、ステアリングホイール２に固定されるように設けられ
ている。尚、特に図示しないがガス発生器３は自動車の
衝突時の衝撃を感知して乗員に危害が及ぶ場合に信号を
発生する装置に接続され、乗員に危害が及ぶ衝撃を受け
た場合のみ作動して高速で（通常０．２秒以下）エアバ
ッグ４にガスを送り込むように設けられ、エアバッグカ
バー５のベースプレート６に固定する部分（取付け部９
）の周辺（エアバッグカバー５の周辺側面部分）には補
強材７が埋め込まれている。

【０００９】図３は本発明エアバッグ装置に用いるエア
バッグカバーの１例を示す背面図である。図３に示すよ
うにエアバッグカバー５には破断部分８が肉薄に形成さ
れてＨ字状に設けられ、エアバッグが膨張する圧力によ
って破断部分８にそって裂けて扉状に展開するように形
成されている。尚、肉薄に形成する破断部の性状はＨ字
状だけに限定されず、カバー内部に収納されているエア
バッグ４が外部に膨張することが可能な形状に展開でき
、且つカバー５自体が固定されて作動時に脱落したり飛
散したりすることのない形状であればよい。破断部分８
の厚みは通常の外部からの力では破断しないで、衝突時
のエアバッグの圧力で破断する程度に形成すればよく、
通常１ｍｍ程度に形成するのが望ましい。又、破断部分
８以外の部分（例えば図２の断面図で示す一般部分５１
、補強材を入れた部分５２等）の厚みは作動時のエアバ
ッグの膨張する圧力に耐えることが可能であればよく、
例えば図示したエアバッグカバー５では一般部分５１の
厚みは３〜１０ｍｍ程度に形成される。尚、エアバッグ
カバー５はより薄く形成することが軽量化の点からみて
好ましい。又、補強剤を入れた部分５２は一般部分５１
より厚く形成してもよい。

【００１０】上記ガス発生器３は、鉄、ステンレス、ア
ルミニウム、軽合金等で形成され、エアバッグ４は、合
成ゴム、シリコンゴム等のゴム引布、から形成され、ベ
ースプレート６は、鉄、ステンレス、アルミニウム等が
用いられる。又、補強材７としてはナイロン、ポリエス
テル、ビニロン等の合成繊維や天然繊維のネット、編物
、織物等、或いは合成樹脂の板状品、成形品等でこの種
エアバッグカバーに用いられている補強用の材料を用い
ることができる。

【００１１】次に本発明エアバッグ装置の作用について
説明する。図４は図３に示すエアバッグカバーが破断展
開する場合の状態を示す説明図である。自動車が衝突時
に乗員に危害を加える衝撃を受けた場合には、ガス発生
器３が作動して高圧ガスがエアバッグ４に噴出して、エ
アバッグ４は高圧ガスの圧力により膨張する。次いで図
４に示すように、エアバッグ４の膨張する圧力によって
エアバッグカバー５は肉薄に形成した破断部分８にそっ
て破断し、エアバッグカバー５は矢印１０にの方向に展
開してカバー内部にあったエアバッグが外部に膨張する
。尚、本発明ではエアバッグカバー５が破断する際、エ
アバッグカバーの材質に破断時の伸びが２８０％以上の
半硬質インテグラルスキンフォームを用いることで、該
カバーの表面部分には補強材を埋め込まなくても十分な
強度を有するために、肉薄に形成した破断部分が綺麗に
破断し、エアバッグを良好に膨張展開することが可能で
ある。

【００１２】以下、本発明を具体的実施例を挙げ更に詳
細に説明する。 実施例１ 表１に記載した処方に従ってポリオール、発泡剤、触媒
を予め計量・混合しておき、このポリオール成分系にイ
ソシアネート含有量２４％の変性ジフェニルメタンジイ
ソシアネートをＩｎｄｅｘ　１０５となるように加え、
攪拌羽根により回転速度３，５００ｒｐｍの回転速度で
５秒間攪拌した後、図１〜４に示したエアバッグカバー
の形状に型取りされ予め５０°Ｃに加熱したモールドに
速やかに流し込んで反応固化させ、直ちに９０°Ｃに温
度調節されたオーブンの中に上記モールドを入れて１０
分間キュアーさせた後、モールドより取り出してフォー
ム成形品のエアバッグカバーを得た。尚、破断部分の厚
みを１ｍｍ、その他の部分を５ｍｍとし、ベースプレー
ト取付部の近傍にポリエステルネット状物を埋め込み成
形した。得られたエアバッグカバーの物性を測定し、上
記エアバッグカバーの内部にガス発生器とエアバッグを
組み込んで、高圧ガス膨張式のエアバッグ装置を作成し
火薬バーストテストにより、実際のエアバッグカバーの
破断試験を行った。 破断試験の結果を表１に示す。尚、表１に示したポリオ
ール１、２、３及び発泡剤、触媒、イソシアネートＡ、
Ｂは下記に示すものを示す。 ・ポリオール１：グリセリンを出発原料としプロピレン
オキサイドを付加した平均分子量５１００のトリオール
・ポリオール２：プロピレングリコールを出発原料とし
プロピレンオキサイドを付加した平均分子量４１００の
ジオール ・ポリオール３：エチレングリコール（鎖延長剤）・発
泡剤　　　　　　：トリクロロモノフルオロメタン・触
媒　　　　　　　　：テトラメチルヘキサメチレンジア
ミン・イソシアネートＡ：イソシアネート含有量２４％
の変成ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ　　
ＰＺ−８０１；三井東圧化学　（株）　製） ・イソシアネートＢ：トルエンジイソシアネート又、破
断試験に用いた火薬バーストテストの条件は、・バッグ
カバー破裂圧力：３．０ｋｇ／ｃｍ２　以下・バッグ保
持圧力　　　　　　：０．３ｋｇ／ｃｍ２　以下・音圧
レベル　　　　　　　　　　：１４０ｄｂ以下・バッグ
保持時間　　　　　　：３０ｍｓ以内の、作動条件をみ
たすべく、火薬（アジ化ナトリウム）量を調節充填した
ガス発生器を用いて破断試験を行った。破断試験結果は
、破断線端末から２０ｍｍ未満であれば、許容範囲であ
り、２０ｍｍ以上の破れが生じた場合には不良と判断し
て下記のように評価した。 ◎：エアバッグカバーが図４に示す破断線の通りに破断
した。 ○：エアバッグカバーが図４に示す破断線の端末（Ａ点
）を越える破れが２０ｍｍ未満であった。 △：エアバッグカバーの破れが図４に示す破断線の端末
（Ａ点）を越えて３０ｍｍ以上破断した。 ×：エアバッグカバーが取付け部より破れ、脱落したか
又は小片となって飛散した。

【００１３】実施例２〜５ 表１に記載した処方に従って、ポリオール成分系にイソ
シネート含有量２４％の変成ジフェニルメタンジイソシ
アネートにトルエンジイソシアネートを２０％混合した
イソシアネート成分をＩｎｄｅｘ　１０５となるように
加え、実施例１と同様にしてエアバッグカバーを得た。 実施例１と同様にして破断試験を行った。その試験結果
を表１に示す。

【００１４】比較例１〜４ 比較のために表１に示した成分組成で実施例１〜５と同
様にエアバッグカバーを成形し該エアバッグカバーにガ
スバッグとガス発生器を組み込み実施例と同様にエアバ
ッグ装置を作成して火薬バーストテストを行った。得ら
れたエアバッグカバーの物性と火薬バースト試験結果を
表１に示す。尚比較例１〜４のイソシアネート成分は、
実施例１と同じくイソシアネート含有量２４％の変成ジ
フェニルメタンジイソシアネートのみを用いた。

【００１５】試験の結果を表１に示したように、素材の
材質に破断時の伸びが２８０％以上のエアバッグカバー
を使用した場合（実施例１〜２）、破断線端末部をわず
かに越える位置で破れが止まり、また３５０％以上の場
合（実施例３〜５）は破断線の通りに切断し、いずれも
きれいに展開することができた。比較例１〜４で示す破
断時の伸びが２３０％以下のエアバッグカバーを使用し
た場合、破断線の端末を大きく越えて破れ、取付け部よ
りカバー自体が脱落したり、小片となって飛散してしま
った。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明エアバッグ装
置は、エアバッグカバーの材質に２８０％以上の破断伸
びを有する半硬質ポリウレタンインテグラルスキンフォ
ームを用いたことにより、従来の破断伸びが１００〜２
００％程度の材料を用いたエアバッグ装置と比較して、
従来の装置ではエアバッグカバーの全面にわたって補強
材を埋設する必要があったものが、本発明では補強材を
全面に使用しなくてもエアバッグカバーの本体への取付
け部周辺のみに用いるだけで該カバーが所望の形状から
異なって破断して取付け部からちぎれたり脱落して小片
になって乗員に飛散する虞れのない、極めて精度よく破
断させることが可能な安全性の高いエアバッグ装置が得
られる。又、本発明エアバッグ装置ではエアバッグカバ
ーに全面的に補強材を入れる必要がないために、エアバ
ッグカバーに補強材を破断線の部分を避けて正確に入れ
るといった煩わしい作業が省け、エアバッグカバーの製
造の作業性が格段に向上する。更に補強材を載置する位
置がずれて破断部分にまで補強材が入り込み、使用時に
きれいに破断しにくい不良品が発生する虞れがなくなり
、安定した品質のエアバッグを提供することができる。 更に従来のエアバッグカバーに比較して全体を肉薄に形
成しても、従来と同等の性能を維持することができるた
めに、装置の軽量化及びコンパクト化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明エアバッグ装置の１例の外観を示す正面
図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線縦断面図である。

【図３】本発明エアバッグ装置に用いるエアバッグカバ
ーの１例を示す背面図である。

【図４】図３に示すエアバッグカバーが破断展開する場
合の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　エアバッグ装置 ３　　ガス発生器 ４　　エアバッグ ５　　エアバッグカバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の衝突時に高圧ガスが発生し膨張展
   開するエアバッグと該エアバッグを収納しエアバッグ膨
   張時には所定の破断線に沿って裂けるエアバッグカバー
   とからなるエアバッグ装置において、上記エアバッグカ
   バーの材質に２８０％以上の破断伸びを有する半硬質ポ
   リウレタンインテグラルスキンフォームを用いたことを
   特徴とするエアバッグ装置。