JP2003011697A - エアバッグドア一体型インストルメントパネル及びその製造方法 - Google Patents
エアバッグドア一体型インストルメントパネル及びその製造方法Info
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Abstract
一体に形成する際に、エアバッグドア部周辺を補強する
補強板を締結するためにインストルメントパネル側に別
途締結用の部材を形成することなく、高い結合力でイン
ストルメントパネルに固定でき、エアバッグドア展開時
に変形や破損することなくエアバッグを膨出可能なエア
バッグドア一体型インストルメントパネル及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 エアバッグ作動時の膨張圧力によって展
開するエアバッグドア5の開裂溝8と開口予定部6がそ
れぞれ形成されたインストルメントパネル2の芯材にお
いて、前記エアバッグドア5のエアバッグ側の面に補強
板3が裏打ちされたエアバッグドア一体型インストルメ
ントパネル1であって、前記補強板3を、前記芯材と裏
打ち材4によって挟持して、前記芯材と前記裏打ち材4
とを振動溶着することによって固定する。
Description
インストルメントパネルに関し、特に、助手席前方に形
成されるエアバッグ一体型インストルメントパネル及び
その製造方法に関する。
置が設けられるようになった。このエアバッグ装置は、
エアバッグと当該エアバッグが収納されるエアバッグケ
ースとからなり、助手席の前方のインストルメントパネ
ルの裏側に取り付けられる。エアバッグ装置が設けられ
たインストルメントパネルのエアバッグは、エアバッグ
のための展開開口部を有し、この開口部は平時には前記
インストルメントパネルと同種の外観をもったエアバッ
グドアによって覆われている。そして、一旦衝突などに
よって車両が大きな衝撃を受けた時には、前記エアバッ
グケース内に収納されているエアバッグが作動して膨張
し、このエアバッグドアを内側から押し広げて開口させ
る。
アをインストルメントパネルと一体とせず、別部品にて
製造し、後工程にてインストルメントパネルと結合した
り、更に、エアバッグドアとインストルメントパネル本
体の樹脂を異なるものとする2色成型が行われている。
うな問題がある。即ち、(1)別部品のエアバッグドア
を設定する場合、外観上、インストルメントパネルとの
一体感が損なわれる。(2)2色成型において材料が異
なることにより、その2種類の材料に接合部が発生し、
一体感が損なわれる。(3)従来のインストルメントパ
ネルに用いられている樹脂材料では、エアバッグドアに
求められる要求性能を満足できない。
0−44910号公報に提案されているようなエアバッ
グ一体インストルメントパネルがある。ここで提案され
ているエアバッグ一体インストルメントパネルは、図5
及び図6に示すように、エアバッグ一体インストルメン
トパネル51の裏面に所定形状のティアライン55とこ
のインストルメントパネル52のエアバッグドア周辺を
補強するとともにエアバッグドア54となる別部品の補
強板を設定し、該別部品のエアバッグドア54とインス
トルメントパネル52とを補強部材61等を介してビス
62等の締結部材によって結合して一体化したものであ
る。
は、図7に示すようにインストルメントパネル70の裏
面側に熱かしめ用のボス71が一体に突設され、この熱
かしめ用のボス71で補強板72を貫通してこのボス7
1でかしめることで、補強板72を固定して裏打ちし、
エアバッグドア周辺部分のインストルメントパネル70
の変形または破損を招くことなく、エアバッグ73を確
実に展開でき、外観の良好なインストルメントパネル7
0とできるエアバッグドア部の構造が提案されている。
4910号公報によるものは、エアバッグドア54が、
高い結合力でインストルメントパネル52に結合されて
いるため、エアバッグの展開時にインストルメントパネ
ル52の変形や破損を招くことなく、エアバッグドア5
4はインストルメントパネル52と一緒に展開する。と
ころが、ビス62等の締結部材と締結するために、図6
に示すようにボス部64等をインストルメントパネルの
裏面側に別途形成する必要があった。
報によるものは、熱かしめによってインストルメントパ
ネルに補強板を結合している。熱かしめの場合、固定す
るためのボスを大きくとると、ひけが発生するためボス
を大きくすることが困難であり、そのため、強度のある
固定が難しく、エアバッグドア展開時に熱かしめ部分が
外れ、補強板72とインストルメントパネル70とが一
体でなくなり、エアバッグ73の展開時にインストルメ
ントパネル70が変形や破損するという問題があった。
ルにエアバッグドアを一体に形成する際に、エアバッグ
ドア部周辺を補強する補強板を締結するためにインスト
ルメントパネル側に別途締結用の部材を形成することな
く、高い結合力でインストルメントパネルに固定でき、
エアバッグドア展開時に変形や破損することなくエアバ
ッグを膨出可能なエアバッグドア一体型インストルメン
トパネル及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
の本発明の請求項1は、エアバッグ作動時の膨張圧力に
よって展開するエアバッグドアの開裂溝と開口予定部が
それぞれ形成されたインストルメントパネルの芯材にお
いて、前記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板
が裏打ちされたエアバッグドア一体型インストルメント
パネルであって、前記補強板が、インストルメントパネ
ル芯材と裏打ち材によって挟持され、前記芯材と前記裏
打ち材とが振動溶着することによって固定されているエ
アバッグドア一体型インストルメントパネルである。補
強板をインストルメントパネルの芯材と裏打ち材とで挟
持しているため、広い面積で、補強板をインストルメン
トパネルに固定することができる。
記裏打ち材は、前記芯材又は前記裏打ち材との溶着面側
に複数の円筒状の凸部を有し、前記凸部の円筒内に樹脂
板部が設けられ、前記樹脂板部は、エアバッグ展開時に
前記エアバッグドアに作用する応力の方向と略同一方向
となる方向性を有している請求項1に記載のエアバッグ
ドア一体型インストルメントパネルである。凸部の内部
が空間を有する円筒状であるため、冷熱変化時の樹脂と
補強材の伸縮量の差異による剪断力を分散することがで
きる。ここで、凸部は外径30mm以下、好ましくは2
0mm以下、内径5mm以上、好ましくは10mm以上
の円筒状とすることが好ましい。これによって溶着後の
バリを小さくできる。また、円筒内に樹脂板部を設け、
この樹脂板部がエアバッグ展開時にエアバッグドアに作
用する応力の方向と略同一方向となる方向性を有してい
るため、エアバッグドアに作用する応力を均等に受ける
ことができる。また、円筒内に樹脂板部を設けること
で、溶着部の面積を大きくすることができる。
が、前記芯材と同一の材質である請求項1又は2に記載
のエアバッグドア一体型インストルメントパネルであ
る。裏打ち材と芯材とが同一材質であるため、振動溶着
強度が高くなる。
が、熱可塑性オレフィン樹脂である請求項1〜3のいず
れかに記載のエアバッグドア一体型インストルメントパ
ネルである。裏打ち材を熱可塑性オレフィン樹脂(以
下、TPOという。)であるため、衝撃力や剪断力が作
用した場合でも、これら応力を緩和することができる。
記裏打ち材の前記凸部と対峙する部分に、前記凸部の先
端面積よりも大きい面積を有する凹部が形成されている
請求項1〜4のいずれかに記載のエアバッグドア一体型
インストルメントパネルである。凸部に対峙する凹部の
面積を、凸部先端面積よりも大きくすることで、振動溶
着後にバリが形成された場合でも、芯材、補強板、裏打
ち材との間で隙間が形成されるため、熱サイクルを受け
た時に熱膨張率の違いから生成する熱応力を緩和するこ
とができる。
時の膨張圧力によって展開するエアバッグドアの開裂溝
と開口予定部がそれぞれ形成されたインストルメントパ
ネルの芯材において、前記エアバッグドアのエアバッグ
側の面に補強板が裏打ちされたエアバッグドア一体型イ
ンストルメントパネルであって、前記補強板が、前記芯
材に振動溶着することによって固定されているエアバッ
グドア一体型インストルメントパネルである。別部品で
ある補強板を振動溶着するために、インストルメントパ
ネル成形時にインストルメントパネル側にひけ等の外観
不良が発生することがなくなる。
時の膨張圧力によって展開するエアバッグドアのヒンジ
部と開口予定部がそれぞれ形成されたインストルメント
パネルの芯材において、前記エアバッグドアのエアバッ
グ側の面に補強板が裏打ちされたエアバッグドア一体型
インストルメントパネルの製造方法であって、前記補強
板を、前記芯材と裏打ち材によって挟持して、前記芯材
に前記裏打ち材を振動溶着することによって固定するエ
アバッグドア一体型インストルメントパネルの製造方法
である。別部品である補強板を、インストルメントパネ
ルの芯材と裏打ち材とで挟持して、これら芯材と裏打ち
材とを振動溶着して補強板を固定するため、インストル
メントパネル側に補強板を固定するために別途、固定用
の部分等を形成する必要がなくなる。
の一実施形態例を説明する。図1は、本発明に係るエア
バッグドア一体型インストルメントパネル1の構造を裏
面から示した斜視図である。
プロピレン樹脂をタルク、マイカ又はガラス等で補強し
たフィラー入りポリプロピレン樹脂(以下、PPC樹脂
という。)、変性PPO樹脂、ABS樹脂等の樹脂を基
材として、射出成形等で、所定の形状に形成される。そ
して、その裏面側には、図示しないエアバッグの膨張に
よって展開するエアバッグドア5が形成されている。
め、適宜深さのノッチによって薄肉にされた開口予定部
となる開裂溝6と、この開裂溝7を境としてその両側に
エアバッグドア5が展開した時に、開裂する開裂溝8と
で形成されている。また、図示していないが、後述する
裏打ち材4の凸部と接する部分には各凸部に対応する凹
部が形成されている。そして、このエアバッグドア5の
裏面側には、エアバッグの膨張力によって、変形したり
破損したりしないように、補強板3が固定される。
や、ポリカーボネイト等の樹脂等で形成することができ
る。また、この補強板の厚みは、0.5mm前後とする
ことが好ましい。この、補強板3には、後述する裏打ち
材4の凸部が貫通する穴9が複数形成され、前述のイン
ストルメントパネル2のエアバッグドア部5と一体とな
って展開する時に回転軸となるヒンジ部10が形成され
ている。このヒンジ部10は、図示しないエアバッグ側
に突出するように折り曲げられていることが好ましい。
これによって、展開時にヒンジ部で干渉部分が発生する
ことがなくなり、スムーズに展開する。また、このヒン
ジ部10以外の部分、例えば、端部11のような部分
は、剛性を付与するためにビード加工等で加工しておく
ことが好ましい。
は、インストルメントパネル2の芯材と同質の材料であ
るPPC樹脂、変性PPO樹脂、ABS樹脂等の樹脂を
用いることが好ましい。同質材料を用いることで溶着強
度が高くなる。また、裏打ち材4には、TPOを用いる
こともできる。TPOを用いることで、衝撃力や剪断力
を緩和することが可能になるとともに、低温特性に優れ
るため、低温雰囲気下においても使用することができ
る。
インストルメントパネル2の芯材側の面に、補強板3に
形成されている穴9を貫通する凸部12が形成されてい
る。この凸部12は、外径30mm以下、好ましくは2
0mm以下、内径5mm以上、好ましくは10mm以上
の円筒状とすることが好ましい。これによって、溶着部
分に作用する応力を均等に分散することができるととも
に、溶着後のバリを小さくできる。また、凸部12の円
筒内には、樹脂板部20がエアバッグ展開時に前記エア
バッグドアに作用する応力の方向と略同一方向となる方
向性、即ち、中心部より放射状に外側に向かうように形
成されている。これにより、エアバッグの膨張力を均等
に受けることができるようになっている。
は、補強板3を介してインストルメントパネル2に取り
付けることも、また、インストルメントパネル2に直接
取り付けることもできる。
ッグドア一体型インストルメントパネル1における補強
板3の固定方法について説明する。図2(a)は組付け
前の状態を示す図であり、(b)は振動溶着時の裏打ち
材の振動方向を説明するための図であり、(c)は溶着
後の状態を示す図である。
ルメントパネル2のエアバッグドアを形成している芯材
の上に、補強板3を設置する。この時、補強板3の開口
予定部分と、芯材の開裂溝6とを合わせるとともに、芯
材に形成されている穴9と、エアバッグドア5に形成さ
れている凹部13とを合わせて設置する。次に、裏打ち
材4の凸部12をそれぞれ補強板3の穴9に入れ、芯材
に形成された凹部13に接するように設置する。この
時、凸部12の円筒内に形成されている樹脂板部20の
方向が、図3に示すように、中心部より外側に向かって
放射状になるように設置するよう注意する。
材を設置すると、裏打ち材4の凸部12の先端を、芯材
の凹部13に接触させながら、図に示すように2次元的
に振動を加える。この振動による裏打ち材4の凸部12
の先端と対峙する芯材の凹部13との摩擦熱により、裏
打ち材4の凸部12の先端と芯材の凹部13とが溶けは
じめ、図2(c)に示すような状態となって溶着するこ
とができる。この時、溶着部14から外側にバリ15が
はみ出すようになる。このバリ15は、前述したよう
に、凹部13の面積を凸部12の先端面積よりも大きく
形成することで、逃がすことが可能となり、図2(c)
に示すように、裏打ち材4と補強板3と芯材との間に隙
間16を残した状態で溶着することが可能となる。この
ため、補強板3が鉄やアルミニウム等の金属のように、
インストルメントパネル2の芯材や裏打ち材4と熱膨張
率が大きく異なる材質でも、熱履歴を受けたときに伸縮
することが可能となり、熱応力による歪みや破壊を抑止
することができる。
ネル2の芯材に夫々形成されている凸部12及び凹部1
3を、図4に示す如く、裏打ち材4に凹部13を形成
し、インストルメントパネル2に凸部12を形成するこ
ともできる。
ッグドア一体型インストルメントパネルは、インストル
メントパネルに形成された外観的にインストルメントパ
ネル部との境が見えないエアバッグドアに、補強板が裏
打ち材とインストルメントパネルの芯材とで挟持され、
この裏打ち材と芯材とが振動溶着されることで、固定さ
れたものである。このため、補強板は裏打ち材及び芯材
それぞれの面によって挟持されているため、溶着強度を
高くすることができる。また、振動溶着によって、裏打
ち材と芯材とを溶着するため、裏打ち材の材質を適宜選
択することが可能となる。また、補強板に金属等の別物
を使用することができ、芯材と裏打ち材との振動溶着に
よって固定されるため、芯材に補強板を固定するために
別途、固定部分を形成する必要もなくなり、このため、
インストルメントパネルの成形時にインストルメントパ
ネル表面にひけが発生することもなくなる。
等に別物を使用した場合について説明してきたが、例え
ば、補強板にポリカーボネイト等の機械的特性の高い樹
脂を使用することも可能であり、この場合は、裏打ち材
等を使用しなくても、補強板とインストルメントパネル
の芯材を直接振動溶着して固定することもできる。
補強板面に複数の穴形成し、芯材に直接接触させて、振
動させると、その摩擦熱で芯材を形成する樹脂が溶けだ
して、補強板の穴にはいり込み、溶けた芯材によって、
補強板をかしめるような状態とすることもできる。
メントパネル側に補強板を固定するために別途固定部分
を形成する必要もなく、インストルメントパネルの表面
にひけ等の外観不良を発生させることを防ぐことができ
る。また、補強板を芯材及び裏打ち材の面で挟持するた
め、溶着部分以外にこれら面で補強板を固定できるた
め、高い溶着力で補強板を固定することができる。この
ため、エアバッグの膨張力により、エアバッグドアが展
開するときに、補強板とインストルメントパネルが一体
となって展開するため、エアバッグ展開時のインストル
メントパネルの変形や破損を防止することができる。
メントパネルの構造の裏面側からの斜視図を示す。
ための図である。(a)は組付け前の状態を示す図であ
り、(b)は振動溶着時の裏打ち材の振動方向を説明す
るための図であり、(c)は溶着後の状態を示す図であ
る。
用した場合の裏打ち材を芯材に振動溶着する方法を説明
するための図である。(a)は組付け前の状態を示す図
であり、(b)は振動溶着時の裏打ち材の振動方向を説
明するための図であり、(c)は溶着後の状態を示す図
である。
る。
パネルの一例を示す図である。
パネルの他の例を示す図である。
0)
図2(b)に示すように各部材を設置すると、裏打ち材
4の凸部12の先端を、芯材の凹部13に接触させなが
ら、図に示すように2次元的に振動を加える。この振動
による裏打ち材4の凸部12の先端と対峙する芯材の凹
部13との摩擦熱により、裏打ち材4の凸部12の先端
と芯材の凹部13とが溶けはじめ、図2(c)に示すよ
うな状態となって溶着することができる。この時、溶着
部14から外側にバリ15がはみ出すようになる。この
バリ15は、前述したように、凹部13の面積を凸部1
2の先端面積よりも大きく形成することで、逃がすこと
が可能となり、図2(c)に示すように、裏打ち材4と
補強板3と芯材との間に隙間16を残した状態で溶着す
ることが可能となる。このため、補強板3が鉄やアルミ
ニウム等の金属のように、インストルメントパネル2の
芯材や裏打ち材4と熱膨張率が大きく異なる材質でも、
熱履歴を受けたときに伸縮することが可能となり、熱応
力による歪みや破壊を抑止することができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 エアバッグ作動時の膨張圧力によって展
開するエアバッグドアの開裂溝と開口予定部がそれぞれ
形成されたインストルメントパネルの芯材において、前
記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板が裏打ち
されたエアバッグドア一体型インストルメントパネルで
あって、 前記補強板が、インストルメントパネル芯材と裏打ち材
によって挟持され、前記芯材と前記裏打ち材とが振動溶
着することによって固定されているエアバッグドア一体
型インストルメントパネル。 - 【請求項2】 前記芯材又は前記裏打ち材は、前記芯材
又は前記裏打ち材との溶着面側に複数の円筒状の凸部を
有し、前記凸部の円筒内に樹脂板部が設けられ、前記樹
脂板部は、エアバッグ展開時に前記エアバッグドアに作
用する応力の方向と略同一方向となる方向性を有してい
る請求項1に記載のエアバッグドア一体型インストルメ
ントパネル。 - 【請求項3】 前記裏打ち材が、前記芯材と同一の材質
である請求項1又は2に記載のエアバッグドア一体型イ
ンストルメントパネル。 - 【請求項4】 前記裏打ち材が、熱可塑性オレフィン樹
脂である請求項1〜3のいずれかに記載のエアバッグド
ア一体型インストルメントパネル。 - 【請求項5】 前記芯材又は前記裏打ち材の前記凸部と
対峙する部分に、前記凸部の先端面積よりも大きい面積
を有する凹部が形成されている請求項1〜4のいずれか
に記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネ
ル。 - 【請求項6】 エアバッグ作動時の膨張圧力によって展
開するエアバッグドアの開裂溝と開口予定部がそれぞれ
形成されたインストルメントパネルの芯材において、前
記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板が裏打ち
されたエアバッグドア一体型インストルメントパネルで
あって、 前記補強板が、前記芯材に振動溶着することによって固
定されているエアバッグドア一体型インストルメントパ
ネル。 - 【請求項7】 エアバッグ作動時の膨張圧力によって展
開するエアバッグドアの開裂溝と開口予定部がそれぞれ
形成されたインストルメントパネルの芯材において、前
記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板が裏打ち
されたエアバッグドア一体型インストルメントパネルの
製造方法であって、 前記補強板を、前記芯材と裏打ち材によって挟持して、
前記芯材に前記裏打ち材を振動溶着することによって固
定するエアバッグドア一体型インストルメントパネルの
製造方法。
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