CN1576112A - 气囊盖的制造方法、气囊盖以及气囊组件 - Google Patents

气囊盖的制造方法、气囊盖以及气囊组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种覆盖车辆用气囊的气囊盖的合理的构筑技术、及其相关技术。使用超声波加工刀(216)对成型为三维的板状气囊盖(100)进行加工，从而制作具有连续形成了在该气囊盖(100)的板厚范围内的规定深度的沟的线状沟(102)的气囊盖(100)。

Description

气囊盖的制造方法、气囊盖以及气囊组件
技术领域
本发明涉及一种覆盖车辆用气囊的气囊盖的构筑技术。
背景技术
安装于车辆的气囊装置上设置了覆盖气囊的气囊盖。在此气囊盖上设置了撕裂线(线状沟)，并在车辆冲撞时沿着此撕裂线开裂，从而允许气囊向气囊盖外部膨胀展开。可是作为通过在气囊盖上进行后加工而设置撕裂线的技术，例如利用激光切割的技术是公开的(例如，参照专利文献1)。
[专利文献1]
特表2001-502996号公报
发明内容
但是在利用上述技术的撕裂线的加工技术中由于采用激光加工的构成，因此在降低加工成本上有限度。因此本发明者们为实现降低通过后加工而设置撕裂线的气囊盖的制作成本，而对撕裂线的合理的加工技术进行认真研究。且在进行本研究时，本发明者们对于近年来随着气囊盖的设置位置多样化而该形状多样化，且对在这种形状的气囊盖上设置线状沟的技术的要求很高的方面进行了考虑。研究结果，本发明者们在发现即使是形状被复杂化的气囊盖，也能够通过后加工以低成本设置撕裂线的方法上取得了成功。
本发明之目的在于，提供一种覆盖车辆用气囊的气囊盖的合理的构筑技术及其相关技术。
为达成上述目的，构成了以下所述的发明。这些各权利要求所述的发明为以汽车为首，可适用于电车、摩托车(跨坐型车辆)、飞机、以及船舶等各种交通工具中的技术。
(方案1所述的发明)
方案1所述的发明涉及一种对安装于各种车辆上的车辆用气囊进行覆盖的气囊盖的制作方法。在该制作方法中，使用超声波加工装置对成型为三维(立体)板状的气囊盖进行后加工，从而在该气囊盖上形成线状沟。即在本发明中，对成雏形的气囊盖，在成型后使用超声波加工装置进行加工而设置线状沟。该线状沟是板状气囊盖的板厚范围内的规定深度的沟被连续形成的沟。该线状沟是在气囊盖的各部位中板厚相对薄的部位，因此被称作所谓的撕裂线。气囊盖在气囊膨胀展开时沿着该线状沟开裂。
再者，本说明书中的“超声波加工装置”广泛地包括通过向被加工物体传递(提供)超声波可对该被加工物体进行加工的各种构成的装置，是通过把刀状部件(超声波加工刀)作用在被加工物体而对被加工物体进行超声波加工的构成为典型的例子。作为刀状部件以外的例子，也可以使用具有棒状、以及板状等形状的超声波加工装置。且作为使用超声波加工装置的加工装置的典型例，可举出由加工机器人对可提供超声波的超声波加工刀的动作进行控制的构成。由此，控制超声波加工刀的加工动作成为所期望的轨迹。
根据本发明，能够提供一种通过使用超声波加工装置进行后加工，而设置线状沟的气囊盖的合理的制作技术。即作为超声波加工装置例如使用超声波加工刀时，其加工速度要快于使用激光加工时(例如快1.5倍左右)的速度，因此对提高气囊盖的生产效率很有效。且作为超声波加工装置以及加工用机器人等设备可采用通用机，因此与采用专用机的必要性很高的激光加工设备相比，可以将设备成本降低到廉价。
此外，如本发明使用超声波加工装置对成型为三维(立体)的板状气囊盖进行后加工的技术，能适应随着气囊盖的设置位置的多样化而其形状复杂化的情况的要求。对于本发明的这种技术，例如也考虑了使用超声波加工装置在气囊盖表层的二维(平面)状态加工线状沟，再通过把该表层设置在成型为三维(立体)的部位，而制作整体为三维(立体)形状的气囊盖的技术。但当使用这种技术时，由于气囊盖的制作工序复杂化，而在降低制作成本方面有了限度。因此，若使用如本发明的在成型为三维(立体)的板状气囊盖上直接由超声波加工装置进行加工的技术，则对实现简化制作工序很有效。因此，根据本发明不仅能实现，根据使用快速加工的超声波加工装置而引起的制作时间的缩短化，还可以实现根据制作工序本身的简化而引起的制作时间的缩短化。
此外，根据本发明，可提供一种涉及根据使用超声波加工装置而在气囊展开膨胀时气囊盖开裂的高可靠性的线状沟的加工技术。即当使用激光加工时，在其构成上会有由于断续地(非连续地)形成点状沟而沟深不均匀的弊端，但如本发明使用超声波加工装置时，则连续地形成线状沟，特别是通过加工机器人等控制超声波加工装置的动作，而可以使沟深变得均匀。如本发明沟深被均匀化的线状沟，对于气囊盖在气囊展开膨胀时圆滑地开裂很有效。
(方案2所述的发明)
在方案2所述的发明中，导出在加工线状沟之前，超声波加工装置的加工前端部，例如超声波加工刀的刀尖(刀刃)与该超声波加工装置侧的规定部位之间的第1距离。且还导出在加工线状沟时气囊盖的加工面与规定位置之间的第2距离。这些第1距离以及第2距离例如可利用使用激光式变位计检测出的检测信息导出。而且，本说明书中的所谓“导出”广泛地包括使用检测器而直接得出规定数据的方式、以及将通过检测器检测出的数据进一步通过运算等整理而得出规定数据的方式等。并且，根据导出的第1距离与第2距离之差，可得出加工时超声波加工装置从气囊盖加工面进入到板厚方向的距离，即线状沟深，或线状沟的部位的剩余厚度。典型的有，在导出线状沟深的基础上，由该线状沟深导出线状沟的部位的剩余厚度。
根据本发明可不必直接测量线状沟的深度，而利用第1距离以及第2距离，而间接推算。当直接测量线状沟的深度时，若不确保某种程度的线状沟的沟宽(与线状沟延伸方向垂直的方向的长度)，则很难正确地测出线状沟的深度。然而若增加线状沟的沟宽，则会有降低气囊盖沿线状沟的良好的开裂性的弊端。因此，如本发明通过利用第1距离以及第2距离而间接测出线状沟的深度，可以维持气囊盖沿线状沟的良好开裂性。
(方案3所述的发明)
方案3所述的气囊盖，其构成是成型为三维的板状，且具有连续形成了在该气囊盖的板厚范围内的规定深度的沟的线状沟。该线状沟通过后加工设置而成，典型的有使用如方案1所述的超声波加工装置而形成。
如本发明的线状沟例如与采用激光加工时断续地(非连续地)形成的点状沟相比，沟深被均匀化，因此对于在车辆用气囊展开膨胀时气囊盖圆滑地进行开裂非常有效。
(方案4所述的发明)
方案4所述的发明涉及一种气囊组件的构成。该气囊组件具备车辆用气囊、收容车辆用气囊的保存体、给车辆用气囊供给膨胀气体的气体供给装置、以及与方案3所述实质上一致的气囊盖等，且连带该气囊组件搭载于车辆上。而且，也可以包含配置了气囊盖的部件、以及所谓称作仪表板的面板，而构成本发明的气囊盖组件。
因此，根据方案4所述的发明可提供一种对于车辆用气囊展开膨胀时的气囊盖开裂进行圆滑化很有效的气囊组件的合理构筑技术。
附图说明
图1为表示本实施方式的气囊盖100以及超声波加工装置200的构成的图，并表示使用该超声波加工装置200进行加工的状态。
图2为通过超声波加工装置200进行超声波加工处理工序的流程图。
图3为图2中的步骤S20乃至步骤S30的处理的示意图。
图4为图2中的步骤S24的处理的示意图。
图5为图2中的步骤S28的处理的示意图。
图6为图2中的步骤S28的处理的示意图。
图7为表示经过图2所示的超声波加工处理工序而形成于气囊盖100的撕裂线102的截面形状的图。
图8为表示沿着图7所示的撕裂线102延伸方向的截面形状的图。
图9为表示经过激光加工形成的撕裂线103的截面形状的图。
图10为表示气囊组件构成的剖面图，并表示气囊盖100开裂时的状态。
具体实施方式
以下参照图面对本实施方式进行说明。而且，本实施方式为利用超声波加工在覆盖车辆用气囊的气囊盖100的罩内表面101形成撕裂线102的技术。
首先，根据图1对气囊盖100以及超声波加工装置200的构成进行说明。在这里，图1为表示本实施方式的气囊盖100以及超声波加工装置200的构成的图，并表示使用该超声波加工装置200进行加工的状态。
图1所示的气囊盖100是由PP(聚丙烯)材料以及TPO(烯烃系合成橡胶)材料等树脂材料而成型为三维(立体)的板状物。该气囊盖100的罩内表面101被规定为在设置了该气囊盖100的状态下把面对乘员的一侧当作表面时的内侧的面。撕裂线102是为在气囊展开膨胀时允许气囊盖100的开裂而设置的(板厚)减薄部分，且在本实施方式中，由形成于气囊盖100的罩内表面101的线状沟构成。该撕裂线102相当于本发明的“连续形成了在气囊盖的板厚范围内的规定深度的沟的线状沟”。
如图1所示，超声波加工装置200大致可分为驱动部210以及NC控制部230。驱动部210由传动臂212、超声波振子214、超声波加工刀216、以及超声波振动机218构成。
传动臂212为构成加工机器人的一部分的部件，并且被来自NC控制部230的输入信号控制，而调节超声波加工刀216的刀尖216a位置。超声波振子214可将由超声波振动机218产生的超声波传递到超声波加工刀216。作为超声波加工刀216可使用刀尖216a的刃宽为例如1[mm]的刀具。该超声波加工刀216对应于本发明中的“超声波加工装置”，且超声波加工刀216的刀尖216a对应于本发明中的“加工前端部”。而且，只要是通过向被加工物体传递(提供)超声波而能够对该被加工物体进行加工的构成的部件，也可以采用除如本实施方式的超声波加工刀216的刀状部件以外的部件，例如形成为棒状以及板状的部件。作为超声波振动机218例如采用可产生频率为22[KHz]的超声波的构成的部件。且本实施方式的超声波加工装置200具备后述的变位计221，222、以及图像检测用相机223。
NC控制部230对要在气囊盖100的罩内表面101形成撕裂线102的加工数据进行处理的部门，而且虽然未图示，但具有对气囊盖100进行加工的数据进行输入、运算、以及输出等的功能。
继而参照图2～图6，对于利用上述构成的超声波加工装置200而成型的气囊盖100通过进行后加工而形成撕裂线102的加工工序的顺序进行说明。在这里，图2为通过超声波加工装置200进行超声波加工处理工序的流程图。图3为图2中的步骤S20乃至步骤S30的处理的示意图。且图4为图2中的步骤S24的处理的示意图，图5以及图6为图2中的步骤S28的处理的示意图。
再者，本实施方式的加工工序可大致分为在加工前对加工数据进行处理的数据处理工序、以及实际利用超声波加工装置而进行加工的加工工序。
(数据处理工序)
在数据处理工序中，在对气囊盖100进行实际加工之前，得出加工用数据。该数据处理工序例如由图2所示的步骤S10～S14构成。
首先，在步骤S10，基于气囊盖100的设计信息，采用CAD(计算机辅助设计，computer-aided design)进行设计，并生成CAD数据(加工数据)。在这里，例如通过图像显示装置读出预先存储在计算机中的设计信息，而参照该图像而进行设计。
在步骤S12，通过CAM(计算机辅助制造，computer-aidedmanufacturing)对经过步骤S10得出的CAD数据进行转换处理，而得出CAM数据。该CAM数据成为NC控制部230中的加工数据(NC操作用数据)。
在步骤S14，把经过步骤S12得出的CAM数据(加工数据)输入到NC控制部230，并对该CAM数据进行示教(teaching)。而且，在本实施方式中，暂时输入到NC控制部230的CAM数据可基于实际的加工实绩，而在该NC控制部230进行修正。
(加工工序)
上述数据处理工序一结束，便进行气囊盖100的实际加工。该加工工序由例如图2所示的步骤S20～S30构成。
首先，在步骤S20，在加工前对超声波加工刀216的加工起始位置(原点)进行确认。在进行该确认时，例如使用激光式的变位计221，222。此变位计221被设置在底座侧，而变位计222被设置在驱动部210的超声波加工刀216侧。这种构成如图3所示，通过变位计221检测出从基准块120上表面至超声波加工刀216的刀尖216a的高度H1(距离)。另一方面，通过变位计222检测出从基准块120上表面至该变位计222的高度H2(距离)。并且，通过算出所检测的高度H1与高度H2之差(H2-H1)，而得出(导出)从变位计222至超声波加工刀216的刀尖216a的高度H3。并且，该变位计222的检测部位对应于本发明中的“超声波加工装置侧的规定部位”。由此，确定了超声波加工刀216的加工起始位置(原点)。此高度H3相当于本发明中的“第1距离”，且本步骤S20对应于本发明中的“导出第1距离的步骤”。
再者，在步骤S20，采用变位计221检测高度H1、以及采用变位计222检测高度H2的检测点数可考虑气囊盖100的形状等，而适当地设定。例如根据复杂化的气囊盖100的形状，而优选增加高度H1，H2的检测点数。
继而，在步骤S22，把气囊盖100设置在支撑架(图4中的支撑架130)上，然后通过步骤S24，对气囊盖100的设置状态进行确认。
在支撑架130上搭载了没有特别图示的空气的吸引机构，且通过启动此吸引机构，而能够把气囊盖100吸引保持在支撑架130上。且吸引机构具有能够检测吸引压力的构成。这种构成通过吸引机构的吸引压力，而确认气囊盖100与支撑架130之间的紧密接触状态，同时如图4所示通过利用图像检测用相机223而确认气囊盖100的位置偏差。由此，操作者可以确认气囊盖100的装配状态。
在步骤S26，开始由超声波加工刀216进行实际加工。此时，超声波振动机218例如产生频率为22[KHz]的超声波，并通过超声波振子214把此超声波传递给超声波加工刀216。并且，基于来自NC控制部230的输入信号来控制传动臂212，从而调节超声波加工刀216的刀尖216a的位置。由此，超声波加工刀216的加工动作被控制到所期望的轨迹上。超声波加工刀216的加工速度例如可设定为30[mm/sec]。这种加工速度比激光加工的加工速度20[mm/sec]要快至1.5倍，因此对提高气囊盖100的生产效率很有效。
再者，由超声波振动机218产生的超声波的频率、以及超声波加工刀216的加工速度等加工条件，可基于气囊盖的材质、以及板厚等被加工物体侧的条件而适当地进行设定。
在步骤S28，对在步骤S26的超声波加工刀216的加工时(加工中)的超声波加工刀216的加工状态进行确认。在这里，如图5所示，通过变位计222检测从气囊盖100的罩内表面101至该变位计222的高度H4(距离)。此高度H4相当于本发明中的“第2距离”。
并且，通过算出在步骤S20预先检测的高度H3(从变位计222至超声波加工刀216的刀尖216a的高度)与高度H4之差(H3-H4)而可以得出(导出)撕裂线102的加工深度(切削深度)。就这样，在本实施方式中，不必直接检测撕裂线102的加工深度H5，而基于其他检测信息，间接推算撕裂线102的加工深度H5。且基于该加工深度H5、以及NC控制部230的控制后的数据，可以确认在撕裂线102部位的气囊盖100的剩余厚度(本发明中的剩余厚度)。此加工深度H5相当于本发明中的“线状沟的深度”，且本步骤S28对应于本发明中的“导出第2距离的步骤”。进而，可以制作形成了具有所期望的加工深度的撕裂线102的气囊盖100。
再者，在步骤S28中变位计222的高度H4检测点数可考虑气囊盖100的形状等进行适当设定。例如，随着气囊盖100形状的复杂化优选增加高度H4的检测点数。且如图6所示，通过利用图像检测用相机223而确认撕裂线102的加工轨迹。
在步骤S30，通过进行与步骤S20相同的操作，而对超声波加工刀216的加工起始位置(原点)进行再确认。
再者，步骤S30结束后，在步骤S32中判断是否要再次进行其他的气囊盖加工，在不进行再加工时(步骤S32为NO)，便以此状态结束加工处理。另一方面，在进行再加工时(步骤S32为YES)，则在步骤S34中判断是否在加工时对加工数据进行修正。当对加工数据进行修正时(步骤S34为YES)，在步骤S36，对加工数据进行修正后，再回到步骤S14。相反，当对加工数据不进行修正时(步骤S34为NO)，便以此状态返回步骤S20中。
如上所述，根据本实施方式，由于使用了超声波加工刀216而能够以快于利用激光加工时的速度(例如1.5倍左右的速度)进行加工，从而对于提高气囊盖100的生产效率非常有效。且作为超声波加工刀216以及加工用机器人等设备可使用通用机，因此与很可能要使用专用机的激光加工设备相比，可把设备成本抑制到很低。
再者，对于本实施方式，例如也可考虑对气囊盖表层在二维(平面)状态使用超声波加工刀进行线状沟加工，并通过设置把该表层成形为三维(立体)的部位而使整体成为三维(立体)形状的气囊盖的技术。但在使用这种技术时，由于气囊盖的制作工序复杂化，而在实现降低制作成本方面受到限制。因此若如本发明使用直接用超声波加工刀对成型为三维(立体)的板状气囊盖进行加工的技术，便对实现制作工序的简化很有效。因此根据本发明，不仅能实现通过使用加工速度很快的超声波加工刀来缩短制作时间，还能实现通过制作工序自身的简化缩短制作时间。
此外，根据本实施方式，由于通过使用超声波加工刀216而能够连续地形成作为线状沟的撕裂线102，从而能使沟深均匀化，因此与使用形成点状沟的激光加工时相比，对气囊展开膨胀时使气囊盖100的开裂圆滑化很有效。即在本实施方式中，通过步骤S26的处理，例如能形成图7以及图8所示的具有尖锐的截面形状的撕裂线102(沟深为H5，罩内表面101的沟宽为d)。与此相比，在利用激光加工时，则例如图9所示，形成了由点状沟断续地(非连续地)形成的撕裂线103。根据如图9所示的撕裂线103若要得到使用如本实施方式的撕裂线102时的开裂性，即使缩小点状沟的间隔也会受到限制。
此外，当直接测量撕裂线102深度时，会有无法准确地测量如本实施方式具有尖锐的截面形状的撕裂线102的深度的弊端，但根据本实施方式可以间接测量撕裂线102的深度，因此可以设置具有尖锐的截面形状的撕裂线102。且截面形状尖锐的撕裂线102对维持气囊展开膨胀时的良好开裂性很有效。
此外，作为被加工物体的气囊盖的形状被复杂化为三维时，会有很难直接检测撕裂线102的加工深度H5的情况出现，但作为在加工过程中时时刻刻检测撕裂线102加工深度H5的相关信息，而导出高可靠性的加工深度的本实施方式，对于在成型为三维的气囊盖准确地加工所期望深度的撕裂线102特别有效。
再者，通过上述制作方法制作而成的气囊盖100，例如能以图10所示的状态组装到车辆中。即由气囊盖100、配置有气囊盖100的仪表板140、车辆用气囊150、以折叠的状态被收容车辆用气囊150的保存体(保持器)142、存放在保存体142中并向车辆用气囊150供给膨胀气体的气体供给装置(充气机)144等可以构成气囊组件。该气囊组件对应于本发明中的“气囊组件”。
当车辆发生前方冲突时，气体供给装置144被启动，并借助于从该气体供给装置144供给的膨胀气体，车辆用气囊150逐渐展开。气囊盖100在车辆气囊150展开膨胀时沿着撕裂线102开裂，例如展开为一对展开门100a向着罩表面侧形成两开状态(对开状态)。并且，车辆用气囊150通过展开状态的展开门100a向气囊盖100外部展开，从而向形成于乘员前方的乘员保护区域160突出而展开膨胀。
发明效果
根据本发明可以实现覆盖车辆用气囊的气囊盖的合理的构筑技术、及其相关技术。

Claims (4)

1.一种覆盖车辆用气囊的气囊盖的制作方法，其特征在于，
使用超声波加工装置对成型为三维的板状气囊盖进行后加工，从而制作具有连续形成了在该气囊盖的板厚范围内的规定深度的沟的线状沟的气囊盖。
2.根据权利要求1所述的气囊盖的制作方法，其特征在于，
具有：导出在所述加工所述线状沟之前所述超声波加工装置的加工前端部与该超声波加工装置侧的规定部位之间的第1距离的步骤、以及导出在加工所述线状沟时气囊盖的加工面与所述规定位置之间的第2距离的步骤，并根据导出的所述第1距离与第2距离，推算所述线状沟深或该线状沟的剩余厚度。
3.一种覆盖车辆用气囊的气囊盖，其特征在于，
其构成是成型为三维的板状，且具有通过后加工而连续形成了在该气囊盖的板厚范围内的规定深度的沟的线状沟。
4.一种气囊盖组件，
具备：车辆用气囊、覆盖该车辆用气囊的气囊盖、收容所述车辆用气囊的保存体、以及给所述车辆用气囊供给膨胀气体以使其自所述保存体展开膨胀的气体供给装置，
所述气囊盖的构成是成型为三维的板状，且具有通过后加工而连续形成了在该气囊盖的板厚范围内的规定深度的沟的线状沟，
当车辆发生前方冲突时，所述车辆用气囊借助于由所述气体供给装置供给的膨胀气体而展开，所述气囊盖沿着所述线状沟开裂，从而所述车辆用气囊向形成于乘客前方的乘客保护区域展开膨胀。
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