JP5674575B2

JP5674575B2 - エアバッグドアの製造方法

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Publication number: JP5674575B2
Application number: JP2011153261A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　裕造; 裕造伊藤
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-07-11
Also published as: CN102874203A; JP2013018368A; US9126559B2; US20130014627A1; CN102874203B

Description

本発明は、基材とこの基材の表面を覆う積層材とを有する車両内装部材に、基材の裏面から溝を形成して破断予定部を設けるエアバッグドアの製造方法に関するものである。

インストメントパネルの裏側には、助手席用のエアバッグ装置が助手席前方に配設されている。このため、図５に示すように、インストルメントパネル１０にはエアバッグドア１２が設けられ、エアバッグ装置１４の作動時にエアバッグドア１２が破断予定部１６で破断して開放することで、エアバッグ１５の乗員室側への膨張が許容されるようになっている。エアバッグドア１２の破断予定部１６は、インストルメントパネル１０を構成する基材２０の裏面に所定深さの溝１８を設けることで脆弱化した部分であって、インストルメントパネル１０の表面に表れないように形成されている。

前記破断予定部１６は、エアバッグ装置１４が作動した際には、迅速かつ確実に破断することが要求される。一方で、エアバッグドア１２は、エアバッグ装置１４が作動する前の状態では、インストルメントパネル１０の一部分として、意図しない破断や変形が起きない程度の構造的な強度が破断予定部１６に必要とされる。ここで、破断予定部１６の破断容易性および強度は、溝１８を形成した際に残った基材２０の厚み寸法、所謂基材残厚によって規定される。そして、破断予定部１６の破断容易性および強度を両立させるためには、基材残厚を精度よく管理する必要がある。

前記破断予定部１６の形成方法としては、基材２０を所定形状に成形した後に、基材２０の裏面から所定深さの溝１８を切削する方法がある。この方法は、エンドミル等の切削刃を所定方向に移動させながら、固定治具に載置して固定した基材２０に所定の深さの溝１８を切削することで破断予定部１６を形成している。この際、基材残厚は、基材２０の表面形状に合わせて形成された固定治具の載置面に合わせて設定された位置データを基準として、切削刃の該載置面に対する位置を制御することで管理される。

インストルメントパネル１０としては、基材２０の表面を発泡層２２および表皮２４で覆ったものが多く採用されている(例えば、特許文献１参照)。特許文献１のエアバッグドア１２の破断予定部１６は、基材を貫通しない溝１８と、基材２０および発泡層２２を貫通して表皮２４に達する溝(図示せず)とから構成されている。ここで、基材２０に比べて柔らかい表皮２４では、表皮２４の表面に溝の影響が現れ易いため、外観品質が表皮残厚によって大きく左右される。すなわち、特許文献１のエアバッグドア１２の破断予定部１６では、基材残厚および表皮残厚の夫々を精度よく管理する必要がある。

特開２００８−２９０６４３号公報

積層構造のインストルメントパネル１０は、発泡層２２の厚み寸法が基材２０と比べてばらつき易く、また発泡層２２および表皮２４を積層することで厚み寸法の誤差が累積することから、基材２０だけの一層構造のインストルメントパネルと比べて厚み寸法の精度が低い。固定治具の載置面を基準として基材２０だけに溝１８を切削する方法では、発泡層２２および表皮２４の厚み寸法が設計寸法より小さいと基材残厚が大きくなり、表皮の厚み寸法が設計寸法より大きいと基材残厚が小さくなり、基材残厚を精度よく管理することができない。

すなわち本発明は、従来の技術に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、車両内装部材の厚み寸法のばらつきに対応して精度よく破断予定部を形成し得るエアバッグドアの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願請求項１に係るエアバッグドアの製造方法は、
基材とこの基材の表面を覆う積層材とを有する車両内装部材に、基材の裏面から該基材を貫通して積層材に至るよう形成される第１溝と、基材の裏面から該基材だけに形成される第２溝とを備える破断予定部により規定されるエアバッグドアの製造方法であって、
前記車両内装部材を、前記積層材の表面に合わせて形成された固定手段のセット面に、該積層材の表面を当接させた状態でセットし、
前記第１溝および前記第２溝の形成に先立って、前記基材の裏面位置を計測手段で計測し、
前記第１溝を加工手段で形成するときは、予め設定された前記セット面の位置を基準として、前記加工手段による第１溝の形成深さを制御し、
前記第２溝を前記加工手段で形成するときは、前記計測手段で計測した前記基材の裏面位置に応じて、前記加工手段による第２溝の形成深さを制御するようにしたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、基材を貫通して積層材に至る第１溝を形成するときは、積層材の表面に合わせて形成されたセット面の予め設定された位置を基準として第１溝の形成深さを制御するから、積層材の厚み寸法に誤差がある場合でも第１溝による積層材の残厚を一定にすることができる。また、第２溝を形成するときは、計測手段で計測した基材の裏面位置に応じて第２溝の形成深さを制御することで、仮に積層材の厚み寸法にばらつきがあっても、第２溝による基材の残厚を一定にすることができる。

請求項２に係る発明は、前記加工手段は、前記計測手段で計測した前記基材の裏面位置に応じて、前記車両内装部材の厚み寸法を補正して、この補正した厚み寸法に合わせて前記セット面の位置を基準として前記第２溝の形成深さを制御するようにしたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、車両内装部材の厚み寸法に合わせて第２基材の形成深さが制御されるので、基材の残厚をより精度よく管理することが可能となる。

請求項３に係る発明は、前記計測手段は、前記溝の加工予定部位を複数ポイント計測することを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、基材の裏面全体を計測手段で計測するのではなく、第２溝の形成予定部位の複数ポイントを計測するだけなので、計測にかかる時間を短縮することができる。

請求項４に係る発明は、前記加工手段は、前記破断予定部の形成予定ラインに沿って混在する前記第１溝および前記第２溝を、該形成予定ラインに沿って移動しながら連続的に形成することを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、第１溝および第２溝の形成に先立って計測手段で基材の裏面位置を計測しているので、第１溝および第２溝を破断予定部の形成予定ラインに沿って移動させながら連続的に形成しても、計測手段による計測待ちが発生せず、短時間で破断予定部を形成することができる。

本発明に係るエアバッグドアの製造方法によれば、表皮の厚み寸法のばらつきに対応して精度よくエアバッグドアの破断予定部を形成できる。

エアバッグドアが設けられたインストルメントパネルの一部を示す概略斜視図である。実施例のエアバッグドアをインストルメントパネルの裏側から示す平面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。実施例のエアバッグドアの製造方法を示す工程図であって、(ａ)は計測手段による計測ステップを示し、(ｂ)は加工手段による第１溝の形成工程を示し、(ｃ)は加工手段による第２溝の形成工程を示す。エアバッグドアおよびエアバッグ装置を示す断面図である。

本発明に係るエアバッグドアの製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。図１に示すように、実施例では、車両内装部材であるインストルメントパネル１０に破断予定部３２によって規定されるエアバッグドア３０を製造する場合を説明する。

図１または図３に示すように、実施例のインストルメントパネル１０は、基材２０とこの基材２０の乗員室側となる表面を覆う積層材２１とから構成された複層構造になっている。インストルメントパネル１０の裏面を構成する基材２０は、ポリプロピレンやＡＧＳ等の合成樹脂材料を射出成形等により所定形状に成形した硬質な部材であり、インストルメントパネル１０の剛性を担保している。積層材２１は、インストルメントパネル１０の意匠面(表面)を構成し、ＴＰＯ(オレフィン系エラストマ)やＰＶＣ(塩化ビニル)等の柔軟な表皮２４と、この表皮２４と基材２０との間に配置され、ポリウレタンやポリプロピレン等の弾力性を有する発泡体からなる発泡層２２とから構成されている。

図１または２に示すように、実施例のエアバッグドア３０は、エアバッグ装置の作動時に破断予定部３２によって４枚のドアパネル３０ａ,３０ｂに分かれて開放する所謂４枚ドアタイプである。破断予定部３２は、略矩形状に延在する第１破断予定ライン３４と、この第１破断予定ライン３４の内側に設けられ、隣り合うドアパネル３０ａ,３０ｂを区分する第２破断予定ライン３６からなり、各ドアパネル３０ａ,３０ｂが第１破断予定ライン３４の各辺をヒンジ側として開放するようになっている。第２破断予定ライン３６は、第１破断予定ライン３４の内側中央部に延在する中央ライン３６ａと、この中央ライン３６ａの端部からＶ字状に分岐する分岐ライン３６ｂとからなり、分岐ライン３６ｂの夫々が第１破断予定ライン３４の角部に接続されている。すなわち、エアバッグドア３０は、中央ライン３６ａを挟んで隣接する２枚の台形状のドアパネル３０ａ,３０ａと、分岐ライン３６ｂ,３６ｂで囲まれた２枚の三角形状のドアパネル３０ｂ,３０ｂとに区分されている。

図３に示すように、破断予定部３２は、基材２０の裏面から該基材２０を貫通して積層材２１に至る第１溝３８と、基材２０の裏面から基材２０にだけに形成された第２溝４０とを備えている。ここで、第１溝３８は、基材２０の裏側から発泡層２２まで到達するように形成されて、インストルメントパネル１０の意匠面と第１溝３８の底との間に、発泡層２２の一部と表皮２４の全部とが残るようになっている。一方、第２溝４０の形成部位では、インストルメントパネル１０の意匠面と第２溝４０の底との間に、基材２０の一部および積層材２１の全部が残るようになっている。このように、実施例のエアバッグドア３０は、溝３８,４０が基材２０の裏側に開放して、インストルメントパネル１０の意匠面に破断予定部３２が表れないインビジブルタイプである。破断予定部３２を構成する溝３８,４０は、前述した破断予定ライン３４,３６に沿って断続的に設けられ、隣り合う溝３８,４０と溝３８,４０との間の一般部が、エアバッグ装置の作動時に当該溝３８,４０での破断に案内されて破断するようになっている。また、第１溝３８および第２溝４０は、破断予定ライン３４,３６に沿って混在しており、中央ライン３６ａと分岐ライン３６ｂとの交差部位等の破断予定ライン３４,３６が交差する部位には、何れかの溝３８,４０が基本的に設けられる。ここで、第１溝３８は、エアバッグ装置の作動時にエアバッグに押圧されて破断予定部３２の破断を開始させる部位である、中央ライン３６ａと分岐ライン３６ｂとの交差部位や中央ライン３６ａの中央部位に形成される(図２参照)。

前記第１溝３８および第２溝４０を形成する加工装置は、インストルメントパネル１０を固定する固定治具(固定手段)４２と、この固定治具４２の上方に配置され、溝３８,４０を加工する加工手段４４と、基材２０の裏面位置を計測する計測手段４６とを備えている(図４参照)。固定治具４２は、インストルメントパネル１０の意匠面に合わせて形成されたセット面４２ａを備えている。固定治具４２は、セット面４２ａにインストルメントパネル１０の意匠面を当接させて、インストルメントパネル１０(基材２０)の裏面を上方(外方)に臨ませた状態で該インストルメントパネル１０を保持し得るよう構成される。加工手段４４は、固定治具４２のセット面４２ａに対して平行なＸ−Ｙ軸方向(前後左右方向)およびセット面４２ａに対して進退するＺ軸方向(上下方向)に先端部を移動可能に構成された３軸のロボットアームであって、外周面および端面に切れ刃があるエンドミル４４ａが先端部に設けられている。加工装置は、加工手段４４をセット面４２ａに向けて下降することで、回転駆動されたエンドミル４４ａをインストルメントパネル１０に所定の深さで切り込んで、インストルメントパネル１０の裏面に所要の深さの溝３８,４０を形成するようになっている。加工装置には、セット面４２ａの位置、インストルメントパネル１０の基準となる厚み寸法、破断予定部３２(溝３８,４０)の平面形状、溝３８,４０の配置パターン、溝３８,４０を加工する順序等の設定データが制御手段４８に予め設定されている。そして、加工装置は、設定データや計測手段４６の計測結果に応じて、制御手段４８で加工手段４４の動作が制御される。

前記計測手段４６は、加工手段４４の先端部に配設されて、固定治具４２のセット面４２ａに保持された基材２０の裏面に対向すると共に、加工手段４４をＸ−Ｙ軸方向に移動することで、固定治具４２にセットされたインストルメントパネル１０(基材２０)の裏面における任意の部位を計測可能になっている。実施例の計測手段４６は、レーザー計測器であって、加工手段４４による溝３８,４０の形成に先立って基材２０の裏面位置の計測を行うようになっている。

次に前記加工装置を用いたエアバッグドア３０の製造方法を説明する。先ずインストルメントパネル１０を、固定治具４２のセット面４２ａに意匠面を当接させた状態でセットすることで、インストルメントパネル１０の裏面を加工手段４４および計測手段４６に相対させた状態で固定する。インストルメントパネル１０(基材２０)のＺ軸方向の裏面位置を、計測手段４６によって計測する。ここで、計測手段４６による計測ステップでは、加工手段４４をＸ−Ｙ軸方向に移動することで、溝３８,４０の形成予定部位等に応じて予め設定された複数(例えば１０ポイント程度)の計測ポイントで夫々計測し、その計測結果の夫々が制御手段４８に入力される(図４(ａ)参照)。計測ポイントは、第２溝４０の形成予定位置を含めるように設定されており、実施例では、基材２０の裏面における第１溝３８および第２溝４０の形成予定位置について、Ｚ軸方向の位置を計測している。なお、計測ステップは、各インストルメントパネル１０を固定治具４２にセットする毎に行われ、個々のインストルメントパネル１０の厚み寸法に合わせて、後述する加工ステップが行われるようになっている。

計測ステップにおいて、基材２０の裏面位置を計測することで、計測ポイントに対応するセット面４２ａのＺ軸方向の位置が既知の値としてデータ設定されているから、当該計測ポイントにおけるインストルメントパネル１０の実際の厚み寸法(計測厚み寸法)が分かる。また、制御手段４８には、インストルメントパネル１０の設計上等の基準となる厚み寸法(基準厚み寸法)が設定されているので、基準厚み寸法と計測厚み寸法との誤差が分かる。そして、計測手段３８で計測された基材２０の裏面位置から算出した計測厚み寸法と基準厚み寸法の誤差に基づいて、第２溝４０の形成時における加工手段４４のＺ軸方向の動作データが補正される。一方、第１溝３８の形成時における加工手段４４のＺ軸方向の動作データは、計測手段４６で計測された基材２０の裏面位置に応じて補正されず、制御手段４８に予め設定されたセット面４２ａのＺ軸方向の位置データを基準としている。なお、計測ステップによる補正は、複数の計測ポイントの計測結果の平均値や偏差に応じて行っても、計測ポイントの夫々に応じて行ってもよい。

前記加工手段４４は、エンドミル４４ａを回転駆動しつつ、制御手段４８の制御下にＸ−Ｙ軸方向に所定の形成予定ラインに沿って移動する。そして、加工手段４４は、第１溝３８または第２溝４０の形成予定位置において、セット面４２ａとの関係でＺ軸方向に進退移動しつつＸ−Ｙ軸方向に移動することで、破断予定ライン３４,３６に沿って第１溝３８または第２溝４０が形成される。ここで、溝３８,４０を形成するときは、制御手段３８に予め設定されたセット面４２ａのＺ軸方向の位置に基づいて、加工手段４４におけるＺ軸方向の進退移動が基本的に制御されて、Ｘ−Ｙ軸方向の移動に伴い湾曲するインストルメントパネル１０の立体形状に合わせて、溝３８,４０の形成深さを調節している(図４(ｂ)または(ｃ)参照)。

特に第１溝３８を形成するときは、制御手段４８に予め設定されたセット面４２ａのＺ軸方向の位置に対して、加工手段４４におけるエンドミル４４ａの先端位置が一定になるよう、加工手段４４におけるＺ軸方向の進退移動が制御される(図４(ｂ)参照)。そして、加工手段４４におけるエンドミル４４ａの先端位置をセット面４２ａに対して一定になるよう制御することで、第１溝３８の底とインストルメントパネル１０の意匠面との間の積層材２１の残厚が一定とすることができる。

これに対して、第２溝４０を形成するときは、制御手段４８に予め設定されたセット面４２ａのＺ軸方向の位置に対して、加工手段４４におけるエンドミル４４ａの先端位置が前述した計測ステップによる補正データに応じてＺ軸方向に進退するよう移動制御される(図４(ｃ)参照)。すなわち、インストルメントパネル１０の計測厚み寸法が基準厚み寸法より厚い場合は、誤差分だけセット面４２ａより離れる方向に補正され、インストルメントパネル１０の計測厚み寸法が基準厚み寸法より薄い場合は、誤差分だけセット面４２ａに近づく方向に補正される。このように、加工手段４４は、インストルメントパネル１０(基材２０)の裏面から一定の深さで第２溝４０を形成し、第２溝４０による基材２０の残厚を一定にしている。インストルメントパネル１０は、インジェクション成形による比較的寸法精度のよい基材２０と比べて、発泡層２２を含む積層材２１の寸法精度が劣っているので、インストルメントパネル１０の厚み寸法の誤差は、ほとんどが積層材２１の精度によるものである。従って、第２溝４０の形成に際して、加工手段４４をセット面４２ａから誤差分だけ接離するよう補正することで、積層材２１の誤差があっても加工手段４４による基材２０の形成深さを一定にすることができる。換言すると、基材２０の裏面からの第２溝４０の形成深さが一定になれば、前述の如く基材２０の寸法精度が比較的よいので、第２溝４０における基材残厚を一定にすることができる。

前記加工手段４４は、破断予定部３２の破断予定ライン３４,３６をなるべく一筆書きでなぞるように、Ｘ−Ｙ軸方向に移動され、破断予定ライン３４,３６に沿って混在する第１溝３８および第２溝４０を連続的に形成している。ここでいう「連続」とは、破断予定ライン３４,３６に沿うＸ−Ｙ軸方向の移動の中での連続であり、実施例のように隣り合う溝３８,４０の間があいていても、隣り合う溝３８,４０が繋がっていてもよい。すなわち、一方の溝３８,４０だけを形成した後に他方の溝４０,３８を形成するように、破断予定ライン３４,３６と関係なく加工手段４４をなるべく移動させないので、破断予定部３２の形成時間を短縮化することができる。

このように、実施例の製造方法によれば、積層材２１の厚み寸法に誤差があっても、第１溝３８による積層材２１の残厚を精度よく管理できると共に、第２溝４０による基材残厚を精度よく管理できる。また、計測手段３６による計測ステップをインストルメントパネル１０毎に行うから、インストルメントパネル１０毎の積層材２１の厚み寸法のばらつきに対応できる。基材２０の裏面全体を計測手段４６で計測するのではなく、溝３８,４０の形成予定部位の複数ポイントを計測するだけなので、計測にかかる時間を短縮することができる。そして、第１溝３８および第２溝の４０形成に先立って計測手段４６で基材２０の裏面位置を計測しているので、第１溝３８および第２溝４０を破断予定部３２の破断予定ライン３４,３６に沿って移動させながら連続的に形成しても、計測手段４６による計測待ちが発生せず、短時間で破断予定部３２を形成することができる。

(変更例)
前述した実施例に限定されず、例えば以下のように変更することも可能である。
(１)インストルメントパネルに限らず、例えばグローブボックスのリッドやその他の車両内装部材に適用可能である。
(２)積層材は、多層構造に限定されず、表皮だけであってもよい。また表皮と基材との間で発泡層が発泡充填される構成であっても、表皮と発泡層とが一体化されたものであってもよい。
(３)加工手段としては、エンドミル、フライス、熱刃、超音波カッター、コールドナイフ等の加工手段自体がインストルメントパネルに切り込んで溝を形成するものでもよく、レーザーを照射して合成樹脂材料からなるインストルメントパネルを部分的に融解して溝を形成するものでもよい。
(４)計測手段としては、レーザー、光や電波等の電磁波や磁気等その他の非接触式の距離測定装置を採用し得る。

１０インストルメントパネル(車両内装部材)，２０基材，２１積層材，
３２破断予定部，３８第１溝，４０第２溝，４２固定治具(固定手段)，
４２ａセット面，４４加工手段，４６計測手段

Claims

基材とこの基材の表面を覆う積層材とを有する車両内装部材に、基材の裏面から該基材を貫通して積層材に至るよう形成される第１溝と、基材の裏面から該基材だけに形成される第２溝とを備える破断予定部により規定されるエアバッグドアの製造方法であって、
前記車両内装部材を、前記積層材の表面に合わせて形成された固定手段のセット面に、該積層材の表面を当接させた状態でセットし、
前記第１溝および前記第２溝の形成に先立って、前記基材の裏面位置を計測手段で計測し、
前記第１溝を加工手段で形成するときは、予め設定された前記セット面の位置を基準として、前記加工手段による第１溝の形成深さを制御し、
前記第２溝を前記加工手段で形成するときは、前記計測手段で計測した前記基材の裏面位置に応じて、前記加工手段による第２溝の形成深さを制御するようにした
ことを特徴とするエアバッグドアの製造方法。
前記加工手段は、前記計測手段で計測した前記基材の裏面位置に応じて、前記車両内装部材の厚み寸法を補正して、この補正した厚み寸法に合わせて前記セット面の位置を基準として前記第２溝の形成深さを制御するようにした請求項１記載のエアバッグドアの製造方法。
前記計測手段は、前記溝の加工予定部位を複数ポイント計測する請求項１または２記載のエアバッグドアの製造方法。
前記加工手段は、前記破断予定部の形成予定ラインに沿って混在する前記第１溝および前記第２溝を、該形成予定ラインに沿って移動しながら連続的に形成する請求項１〜３の何れか一項に記載のエアバッグドアの製造方法。