説明

自動車用のエアバッグおよびエアバッグを製造するための方法

自動車用のエアバッグは、ガスチャンバを取り囲む2つの側壁を有するエアバッグスキンを備える。前記エアバッグスキンは、カーテンエアバッグの休止状態で成形パッケージ(27)へと少なくとも部分的に巻回され、成形パッケージ(27)が非円形断面を有する。そのようなエアバッグを製造するための費用効率の高い方法を与えるため、また、エアバッグが巻回パッケージの展開挙動を示すようにするために、非円形断面は、ガスチャンバ内の圧力が外部の圧力を超えない限り不変であり、円形断面を有する巻回パッケージの塑性変換によって得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の前文に係るエアバッグ、および、請求項13に係るその製造方法に関する。
【0002】
いわゆるカーテンエアバッグは、自動車産業において幅広く使用される。これらのカーテンエアバッグは、側面衝突や転覆の場合に、車両搭乗者の主に頭部を保護するのに役立つ。
【0003】
カーテンエアバッグは、ガスチャンバを取り囲む2つの平行な側壁を有するエアバッグスキンを備える。通常、側壁はかなり大きな表面を有し、また、エアバッグスキンは、その直径がその長さと比べて小さいパッケージへと丸められおよび/または折り畳まれる。エアバッグスキンの上縁部は車両の内部構造体に対して直接的にあるいは間接的に装着され、また、カーテンエアバッグは天井によって覆われる。ここで、一般的な問題は、内部構造体と天井との間で利用できる空間が限られているということである。
【背景技術】
【0004】
エアバッグスキンをパッケージへと形成する2つの基本的な概念は、従来技術において知られている。
【0005】
第1の概念では、エアバッグスキンが、アコーディオンのように、いわゆるZ折りで折り畳まれる。パッケージのこの種の形成は、パッケージの断面を比較的自由に規定できるという利点を有する。特に、パッケージが長辺および短辺を伴う略長方形の形状を有するようにエアバッグスキンを折り畳むことができ、この形状は、しばしば、車両の内部構造体(大抵はルーフレール)と天井との間で利用できる空間内にうまく嵌まり込む。そのような折りを伴うカーテンエアバッグは、例えば独国特許出願公開第102004052466号から知られている。
【0006】
第2の概念では、エアバッグスキンがパッケージへと巻回される。これは、展開挙動が折り畳まれたカーテンエアバッグの展開挙動よりも一般に優れているという利点を有する。一般に、搭乗者へと向かう緩やかな挙動をもたらすべくエアバッグスキンが展開中に外側へ向けて巻回を解かれることを意味する「アウトボード」ロールへとパッケージが巻回されることが好ましい。特に良好な展開挙動は、エアバッグスキンの上縁部が装着状態で下方へ向くときに達成される。そのような形態は例えば国際公開第2005/049390号に示されている(いわゆるp−ロール)。
【0007】
この種のパッケージの変形は例えば国際公開第2002/085674号から知られる。ここで、エアバッグスキンの主要部分がパッケージへと巻回され、主要部分とエアバッグスキンの上縁部との間で延びる更なる部分が1つの折りを示す。更なる部分を含むパッケージ全体の断面は、主に、巻回されたパッケージの形状によって規定される。
【0008】
そのエアバッグスキンの全体または大部分がパッケージへと巻回されるカーテンエアバッグの欠点は、パッケージが通常は円形断面を有しており、多くの場合にこの断面が利用可能な空間を理想的な方法で使用しないという点である。
【0009】
一般的な特許文献国際公開第2004/094198号は、カーテンエアバッグをパックする方法について記載している。ここで、カーテンエアバッグのエアバッグスキンは最初にパッケージへと巻回され、その後、パッケージは、1つ以上の変形要素を巻回されたパッケージへ押し込むことによって変形される。巻回パッケージのこの変形により、円形とは異なるパッケージの断面をもたらすことができるが、2つの欠点を受け入れる必要がある。第1に、新たな形成されたパッケージ(変形された巻回パッケージ)をその新たな形状に維持するために更なる手段を講じなければならない。通常はカバーがパッケージの周囲に巻き付けられるが、そのような手段がなければ、パッケージは、その当初の状態、すなわち、略円形断面を有する巻回パッケージへと戻ってしまう。カバーのこのような適用は、無論、更なる労力を必要とし、したがって、更なるコストを必要とするため、望ましくない。第2に、そのような変形により得られるパッケージは、以下の幾何学的な意味でもはやロールではない。すなわち、ロールの幾何学的特性は、ロールをたどる場合に、例えば、エアバッグスキンの下縁部から上縁部へとたどる場合に、湾曲の方向が単調である。つまり、ロールは左湾曲かあるいは右湾曲かのいずれかを有する。これは、もはや国際公開第2004/094198号に記載されるパッケージには当てはまらない。すなわち、ここでは、左湾曲を伴う部分と、右湾曲を伴う部分とがあり、したがって、ある場合には、「真の」ロールの完全な展開挙動を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】独国特許出願公開第102004052466号
【特許文献2】国際公開第2005/049390号
【特許文献3】国際公開第2002/085674号
【特許文献4】国際公開第2004/094198号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
これにより、本発明は、カーテンエアバッグの容易で且つ費用効率が高い製造を行えるように、また、カーテンエアバッグが巻回パッケージの展開挙動を示すように、一般的なエアバッグおよびそのようなエアバッグの製造のための一般的な方法を改良することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この課題は、請求項1に係るエアバッグによって、および、請求項13に係るそのようなエアバッグの製造のための方法によって解決される。
【0013】
本発明によれば、エアバッグスキンの少なくとも一部が非円形断面を有する巻回パッケージであり、この巻回パッケージは「成形パッケージ」と称される。非円形断面は、エアバッグが展開されない限り、すなわち、ガスチャンバ内の圧力が外部の圧力を超えない限り、不変である。この不変の非円形断面は、巻回パッケージ、特に円形断面を有する巻回パッケージの塑性変形、特に熱塑性変形によって得ることができる。
【0014】
本発明に係るエアバッグの製造は非常に容易である。すなわち、エアバッグスキンが最初に「従来型の」巻回エアバッグのようなパッケージへと丸められる。その後、エアバッグ全体が、少なくとも2つのプレートを有するプレスに挿入される。巻回パッケージは、これらの2つのプレート間で押圧され、そのまま一定の時間にわたって維持される。エアバッグスキンの材料および/またはエアバッグスキンのコーティングに応じて、好ましくはプレートの少なくとも一方を加熱することにより、押圧されたパッケージに熱が加えられる。エアバッグスキンおよび/またはそのコーティングの記憶効果に起因して、巻回パッケージは、その当初の円形断面へ戻らず、基本的にプレートによって加えられた形状のままである。最も簡単で且つ最も一般的なケースでは、パッケージが互いに平行な2つのプレート間で押圧される。結果として、成形パッケージは、長辺と短辺とを伴う(数学的に更に正確に言うと、最大直径と最小直径とを伴う)楕円形状を有する。前述した記憶効果は、殆どの場合、プレス中のエアバッグスキン材料および/またはコーティング材料の軟化または「ほぼ溶融」と、パッケージのプレス後の「再凝固」とに起因する。
【0015】
エアバッグスキンのプラスチック基布のために通常使用されるポリアミド(ナイロン、PA)はかなり高い融点を有するため、多くの用途では、好ましくは熱可塑性成分から成るコーティング剤によってエアバッグスキンがコーティングされるのが好ましい。
ここで、本発明を添付図面を考慮して例を挙げながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】カーテンエアバッグの俯瞰図である。
【図2】図1のA−A切断面に沿う断面図である。
【図3】図3に示されているものおよびシリンダである。
【図4】エアバッグスキンがシリンダの周囲に巻回された後の図3のカーテンエアバッグである。
【図5】シリンダが除去された後の図4のカーテンエアバッグである。
【図6】プレスのプレート間に位置される図5のカーテンエアバッグである。
【図7】プレスが作動された後の図6に示されるものである。
【図8】プレスから解放された後のカーテンエアバッグおよび硬質装着要素である。
【図9】取り付けられた硬質装着要素が車両のルーフレールに設置された状態の図8のカーテンエアバッグである。
【図10】本発明の第2の実施形態の図9に係る図である。
【図11】本発明の第3の実施形態の図9に係る図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1〜図8は、本発明の好ましい実施形態に係るカーテンエアバッグの製造における最後のステップを概略的に示している。
【0018】
図1は、展開されたカーテンエアバッグ10の俯瞰図である。図2は、図1の平面A−Aに沿う断面図である。カーテンエアバッグ10は、2つの側壁14,16を有するエアバッグスキン12を備える。側壁14,16、および、したがってエアバッグスキン12は、図示の実施形態では2つのサブチャンバG1,G2を有するガスチャンバGを取り囲む。エアバッグスキンは、4つの縁部、すなわち、上縁部12a、下縁部12b、右縁部12c、左縁部12dを有する。2つの側壁は縁部縫い目18によって互いに接続されるが、側壁間で他の種類の接続も想定し得ることが強調される必要がある。例えば、エアバッグスキンをワンピース織り技術で形成することができる。
【0019】
縁部縫い目18によって示される実施形態では、装着ラグ30,30’,30”が上縁部に取り付けられる。ガス供給要素が上縁部の部分を貫通してガスチャンバ内へ延びる。このガス供給要素20は、その上側部分22がガス発生器(図示せず)を受け入れる役目を果たしており、非常に概略的に描かれているにすぎない。このガス供給要素を国際公開第2006/117121号に開示されるガス供給要素のように形成することができる。無論、ガスをガスチャンバ内へ供給する他の可能性も使用できる。
【0020】
エアバッグスキンはプラスチック基布から形成されるのが好ましい。このプラスチック基布に適した好ましい材料はポリアミド(PA、ナイロン)である。特に熱可塑性成分から成るコーティング剤によってエアバッグスキンがコーティングされることが更に好ましい。
【0021】
エアバッグそれ自体の組み付け後の次のステップは、エアバッグスキン12のローリングである。エアバッグスキン10の巻回パッケージを中空として、巻回パッケージ25がチューブの形状を有するようにすることが望ましいため、図3および図4に示されるようにエアバッグスキンをシリンダ60の周囲に巻き付けることによりローリングを行うことができる。パッケージのローリングが完了した後、シリンダが取り除かれ、それにより、エアバッグスキンの巻回パッケージ25は、図5に示されるような状態、すなわち、チューブの形態にとどまる。
【0022】
次のステップでは、カーテンエアバッグ10がプレス50の2つのプレート52,54間に挿入される。このステップでは、何本かの弾性バンドを巻回パッケージの外面の周囲に配置する(図示せず)ことによって巻回パッケージ25の形状を維持することが必要となり得る。2つのプレートは、加熱することができ、好ましくは80℃〜110℃まで加熱される。最大温度は、エアバッグスキンの材料および/またはエアバッグスキンのコーティング(もしあれば)によって制限される。前述した材料を用いると、好ましい温度は110℃である。
【0023】
図7に示されるように、プレスは、上側プレート54を下側プレート52へ向けて下げることにより作動される。力は、巻回されたエアバッグスキンの1メートル当たり5000〜10000Nであることが好ましい。先に与えられた材料および温度における圧力に関する良好な値は7500N/mである。カーテンエアバッグは、しばらくの間、例えば5分間にわたって、加圧されたままである。プレスでは、巻回パッケージのエアバッグスキンが平坦化され、それにより、巻回パッケージのエアバッグスキンは、互いに略平行な層を示すとともに、鋭い曲げラインを示し、この曲げラインに沿ってエアバッグスキンが180°にわたって曲げられる。特に、曲げ領域では、エアバッグスキンおよび/またはエアバッグスキンのコーティングが熱塑性変形される。また、加熱して押圧することにより、成形パッケージのエアバッグスキンの隣り合う層同士の間に一定の接着効果が生じ得る。
【0024】
プレスが開放されると、巻回パッケージは、ある程度まで拡張するが、熱塑性変形に起因して円形断面を有するその当初の形状には戻らない。円形断面を有する当初の巻回パッケージから前述した塑性変換(または塑性変形)によって得られるこのパッケージを成形パッケージ27(図8)と称する。成形パッケージ27の形状は、十分な力が加えられない限り不変であり、したがって、エアバッグの休止状態にある。無論、ガス発生器が起動されて、ガスチャンバ内の圧力が上昇し、エアバッグが展開するときには、成形パッケージがその形状を解放する。
【0025】
成形パッケージ27の断面は、円形断面を有する巻回パッケージ25の塑性変形後は楕円である。曲げ領域は最も激しい湾曲を示す。なお、ここで、成形パッケージ27を形成するエアバッグスキンの湾曲の大きさは(楕円の特性のように)一定ではないが、湾曲の方向は(同様に楕円の特性のように)成形パッケージ27内で変化しない。数学的表現で言うと、成形パッケージ27のエアバッグスキンの曲率は単調である。
【0026】
数学的に正確ではないが、成形パッケージは、長さaを伴う長辺と、長さbを伴う短辺とを有する。数学的に正確に述べると、「a」は最大直径を示し、「b」は最小直径を示す。好ましくは、aは20mm〜50mmであり、bは10mm〜25mmである。また、aは少なくとも1.5×bであることが好ましい。
【0027】
図8から分かるように、エアバッグスキンの上縁部12aは長辺に沿って延びる(先で与えられた定義による)。また、図8から分かるように、装着ラグ(示されているのは装着ラグ30である)は長辺と略平行に延びて上縁部12aで終わっており、それにより、装着ラグ30および成形パッケージ27が図示の断面で「b」を形成する。硬質装着要素(図8には硬質装着要素32が示されている)をそれぞれの装着ラグ30,30’,30”に取り付けることができる。例えば、特に金属薄板またはプラスチックから形成できるこの硬質装着要素32を接着することができ、あるいは、装着ラグ30が二重壁である場合にはこの装着ラグ30の内側に硬質装着要素を置くことができる。これらの硬質装着要素32を用いると、車両のルーフレール65で、成形パッケージの長辺が通常は好ましい略上下方向に延びるようにカーテンエアバッグを装着できることが達成される(図9)。
【0028】
図10は、請求項8に係る第2の実施形態を断面図で示している。第1の実施形態との違いは、装着ラグ30および硬質装着要素32の方向が反対であるという点である。装着ラグ30および成形パッケージは「p」を形成する。
【0029】
図11は、請求項8に係る第3の実施形態を断面図で示している。ここで、エアバッグスキンは2つの部分を有する。第1の部分は、巻回パッケージへと丸められて、前述した楕円断面を有する成形パッケージへと変形され、また、第2の部分は、第1の部分と1つの折り19を示す上縁部との間で延びる。この折りは、パッケージの塑性変形の前または後に適用できる。
【0030】
最初の2つの実施形態では、通常、成形パッケージをその形状に維持するために巻回体などが必要とされない。第3の実施形態は、通常、その形状を維持するために1つ以上の巻回体を必要とする。
【0031】
前述した実施形態において、成形パッケージは、略楕円断面を有しており、通常は円形断面を有する巻回パッケージの塑性変形によって得られる。この形状は、通常、それを2つのプレートを用いた簡単なプレスにより作ることができるため好ましい。しかし、より複雑な断面、例えば三角形断面を有する成形パッケージを生成することも可能である。そのような形状の利点は、カーテンエアバッグがルーフレールと天井との間で利用できる空間内に非常にうまく嵌まり込むことができるという点である。欠点は、より複雑なプレス、すなわち、少なくとも3つのプレートを有するプレスが必要であるという点である。
【0032】
最も重要な用途となる可能性が高いカーテンエアバッグの例で本発明を説明してきたが、本発明に係るエアバッグを他の種類のエアバッグ、特にサイドエアバッグまたは膝エアバッグにすることもできることを強調する必要がある。
【符号の説明】
【0033】
10 カーテンエアバッグ
12 エアバッグスキン
12a 上縁部
12b 下縁部
12c 右縁部
12d 左縁部
14 第1の側壁
16 第2の側壁
18 縁部縫い目
19 折り
20 ガス供給要素
22 ガス供給要素の上側部分
25 巻回パッケージ
27 成形パッケージ
30,30’,30” 装着ラグ
32 硬質装着要素
50 プレス
52 下側プレート
54 上側プレート
60 シリンダ
65 ルーフレール
G ガスチャンバ
G1,G2 サブチャンバ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動車用のエアバッグであって、
前記エアバッグが、ガスチャンバ(G)を取り囲む2つの側壁(14,16)を有するエアバッグスキン(12)を備え、前記エアバッグスキン(12)が、カーテンエアバッグの休止状態で成形パッケージ(27)へと少なくとも部分的に巻回され、成形パッケージ(27)が非円形断面を有するエアバッグにおいて、
非円形断面は、ガスチャンバ(G)内の圧力が外部の圧力を超えない限り不変であり、円形断面を有する巻回パッケージ(25)の塑性変換によって得ることができることを特徴とする、エアバッグ。
【請求項2】
成形パッケージにおける側壁(16,18)の湾曲の方向が単調であることを特徴とする、請求項1に記載のエアバッグ。
【請求項3】
成形パッケージ(27)が長辺(a)と短辺(b)とを有することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のエアバッグ。
【請求項4】
長辺(a)が短辺(b)の少なくとも1.5倍の長さであることを特徴とする、請求項3に記載のエアバッグ。
【請求項5】
成形パッケージ(27)が楕円断面を有することを特徴とする、請求項3または請求項4に記載のエアバッグ。
【請求項6】
エアバッグの縁部(12a)が長辺に沿って延びることを特徴とする、請求項3から請求項5の一項に記載のエアバッグ。
【請求項7】
装着要素(30,30’,30”)がエアバッグスキンの縁部から延びることを特徴とする、請求項1から請求項6の一項に記載のエアバッグ。
【請求項8】
装着要素が
少なくとも1つの硬質装着要素(32)を備えることを特徴とする、請求項7に記載のエアバッグ。
【請求項9】
エアバッグスキン(12)がプラスチック基布から形成されることを特徴とする、請求項1から請求項8の一項に記載のエアバッグ。
【請求項10】
エアバッグスキン(12)がコーティングされることを特徴とする、請求項1から請求項9の一項に記載のエアバッグ。
【請求項11】
コーティングが熱可塑性成分から成ることを特徴とする、請求項11に記載のエアバッグ。
【請求項12】
カーテンエアバッグ(10)であることを特徴とする、請求項1から請求項11の一項に記載のエアバッグ。
【請求項13】
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のエアバッグを製造するための方法であって、
エアバッグスキンを円形断面を有する巻回パッケージ(25)へと丸めるステップと、
巻回パッケージ(25)をプレート(52,54)を用いて少なくとも2つの側からプレスすることによって巻回パッケージを成形パッケージ(27)へと変換するステップと、
を有する方法。
【請求項14】
プレスは、パッケージ1メートル当たり少なくとも5000Nで行われることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
プレス中にパッケージに対して更に熱が加えられることを特徴とする、請求項13または請求項14に記載の方法。
【請求項16】
少なくとも1つのプレートが80℃を超えて加熱されることを特徴とする、請求項15に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公表番号】特表2013−514233(P2013−514233A)
【公表日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−544432(P2012−544432)
【出願日】平成22年12月13日(2010.12.13)
【国際出願番号】PCT/SE2010/051365
【国際公開番号】WO2011/075050
【国際公開日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【出願人】(510136301)オートリブ ディベロップメント エービー (46)
【Fターム(参考)】