JP2006273194A - エアバッグドア部を有する表皮材付き内装品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に隆起や落ち込みがなくて見映えのよいエアバッグドア部を有する表皮材付き内装品を効率的に成形する。
【解決手段】先端部３９ａに電熱線３９ｂが設けられた溝形成刃３９を裏面成形型２９内に後退させた状態で、キャビティ３１内に溶融樹脂Ｒを射出充填する。その後、溝形成刃３９の先端部３９ａをキャビティ３１内に進出させる。そして、成形表皮４に達する直前に電熱線３９ｂを加熱し、成形表皮４に押し付けて溶融させて、その表面に達しないように成形表皮４と基材２とにまたがる切り込み溝２１を形成して破断予定部２３を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両衝突時にエアバッグ装置の作動で開くエアバッグドア部を有する表皮材付き内装品の成形方法に関するものである。

従来より、破断予定部が内装品表面側から識別できない、いわゆるシームレスタイプのエアバッグドア部を有し、表皮材の裏面に樹脂基材が一体に形成された表皮材付き内装品の成形方法は知られている（例えば、特許文献１参照）。この成形方法では、予め裏面成形型の破断予定部と対応する位置に尖った突起を形成する一方、表面成形型の裏面に２層の表皮材を配置し、型締めにより裏面成形型の突起を表皮材に押し付けて、裏側の表皮材に切り込みを入れて切り込み溝を形成した後、キャビティ内に溶融樹脂を射出し、この裏面成形型の突起によって切り込み溝の形成されたエアバッグドア部を有する表皮材付き内装品を得るようにしている。
特開平９−３００４００号公報

しかしながら、上記特許文献１では、予め裏面成形型に設けた突起を型締め時に表皮材に押し付けて切り込み溝を形成しているため、突起の圧力が切り込み溝の先端に作用して、表皮の表面に隆起や落ち込みが生ずる場合がある。また、切り込み溝を形成するときに、溶融樹脂の流れが突起に遮られてしまい、切り込み溝の内側のキャビティ内に溶融樹脂が行き渡りにくく、充填時間が長くなるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面に隆起や落ち込みがなくて見映えのよいエアバッグドア部を有する表皮材付き内装品を効率的に成形することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、切り込み溝形成手段の先端部に電熱線を設け、先端部が表皮材に達する直前に電熱線を加熱して、この電熱線で表皮材を溶融させて、その表面に達しないように表皮材と樹脂基材とにまたがる切り込み溝を形成するようにした。

具体的には、この発明は、表面成形型の成形面に表皮材を配置して型締めした後、該表皮材の裏面と裏面成形型との間に溶融樹脂を射出し、該表皮材の裏面に樹脂基材を一体に形成して、エアバッグ膨出時に展開するエアバッグドア部を形成する表皮材付き内装品を成形する方法を対象とする。

そして、先端部に電熱線が設けられ、上記エアバッグドア部を囲みエアバッグ膨出時に破断する破断予定部を形成するための切り込み溝形成手段を、上記表面成形型に配置された表皮材に対して進退可能に上記裏面成形型に配置し、上記先端部を該裏面成形型内に後退させた状態で上記表皮材の裏面と裏面成形型との間のキャビティ内に上記溶融樹脂を射出充填した後、上記切り込み溝形成手段の先端部を上記キャビティ内に進出させ、上記表皮材に達する直前に上記電熱線を加熱し、該表皮材に押し付けて溶融させ、その表面に達しないように該表皮材と上記樹脂基材とにまたがる切り込み溝を形成し、上記電熱線の加熱を止め、上記切り込み溝形成手段の先端部を上記裏面成形型内に後退させた後、上記溶融樹脂の射出充填後にキャビティ内に作用させる保圧で、上記切り込み溝を構成する側面同士が接した破断予定部を形成し、上記溶融樹脂を冷却後に脱型する構成とする。

上記の成形方法によれば、切り込み溝形成手段の先端部を裏面成形型内に後退させた状態で溶融樹脂を射出充填しているため、溶融樹脂の流れが切り込み溝形成手段に遮られることなく、溶融樹脂がスムーズにキャビティ内の隅々まで行き渡り、充填時間を短縮できる。また、切り込み溝形成手段を進出させてこの先端部が表皮材に達する直前に、先端部に設けた電熱線を加熱し、表皮材を溶融させて切り込み溝を形成している。このため、表皮材を溶融させながら切り込みを入れるので、先端部が表皮材内に進出することで表皮材に作用する圧力は、切断して切り込みを入れる場合に比べて表皮材の切り込み溝の先端に大きく作用することがなく、表面に隆起や落ち込みがなくて見映えのよい表皮材付き内装品を成形することができる。これと共に、表皮材に切り込みを入れるために必要な部分のみを瞬時に加熱して、切り込み溝形成手段の動きを止めずに表皮材と樹脂基材とにまたがる切り込み溝を形成することができるので、成形サイクルを簡略化し、効率的に内装品を成形することができる。

そして、切り込み溝形成手段を切り込み溝から後退させ、切り込み溝を構成する側面同士をある程度冷却した状態で、両側面が接した破断予定部を形成するようにしている。このため、成形後に切り込み溝の空間の大部分がなくなるので、断面変化によるヒケが表面に表れるのを防ぐことができる。さらに、内装品に温度変化が生じたときに、熱膨張による延びを切り込み溝の空間で吸収することはないので、表面の落ち込みを防ぐことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

−インストルメントパネルの構成−
図１は本発明の実施形態に係るエアバッグドア部付き内装品としてのインストルメントパネル１の助手席前方部分を示す。図２は図１のII−II線における断面図である。

上記インストルメントパネル１は、成形表皮４とこの裏面に一体に形成された基材２とからなる２層構造を有し、この基材２裏面の助手席前方に対応する箇所には、樹脂製の筒状枠体３が振動溶着により固定されている。この枠体３内部の上端には、２枚のフラップ５が車体前方側と後方側とに設けたヒンジ部７を介して一体に形成されている。これらフラップ５と上記枠体３との間には、平面視略Ｈ字状の隙間９が形成されるようになっている。この隙間９及びヒンジ部７を除いた枠体３表面及びフラップ５表面が基材２裏面に振動溶着されている。そして、各フラップ５はエアバッグ装置１１の作動でヒンジ部７を中心にそれぞれ開くようになっている。上記枠体３内部の下端側には、エアバッグ装置１１が取り付けられている。

上記エアバッグ装置１１は、エアバッグケース１３を備え、このエアバッグケース１３内には、折り畳んだ状態のエアバッグ１５とインフレータ１７とが収納されている。また、上記エアバッグケース１３の車体前方側及び後方側には複数の係止プレート１９が取り付けられ、これらの係止プレート１９先端の係止爪１９ａを上記枠体３の車体前側壁部３ａ及び車体後側壁部３ｂに形成された複数の係合孔３ｃに係合させることにより、上記エアバッグ装置１１が枠体３に取り付けられている。

上記インストルメントパネル１の成形表皮４裏面側と基材２とのエアバッグ装置１１に対応する位置には、切り込み溝２１が上記Ｈ字状の隙間９と両フラップ５のヒンジ部７とに対応する平面視略Ｂ字状に、かつ成形表皮４の表面に達しないように成形表皮４と基材２とにまたがって形成されている。具体的には、図４（ｅ）に示すように、上記切り込み溝２１は、これを構成する側面２１ａ同士が接した状態にあり、その断面は直線状になっている。

上記インストルメントパネル１の切り込み溝２１よりも表面側の、薄肉の成形表皮４部分によって破断予定部２３が形成されている。また、この破断予定部２３で囲まれる領域でエアバッグドア部２５が構成されている。この破断予定部２３がエアバッグ１５膨出時の展開圧力で破断するようになっている。

上記切り込み溝２１で形成されたエアバッグドア部２５は、切り込み溝２１がインストルメントパネル１表面側から識別できない、いわゆるシームレスタイプとなっている。

−成形型の構成−
次に、上述の如く構成されたインストルメントパネル１を成形する成形型２６について説明する。

図３に示すように、上記成形型２６は、エアバッグドア部２５の表面側を成形する固定型としての表面成形型２７と、エアバッグドア部２５の裏面側を成形する可動型としての裏面成形型２９とを備えている。上記表面成形型２７と裏面成形型２９とを型締めした状態で各々の成形面２７ａ，２９ａ間にインストルメントパネル１を成形するためのキャビティ３１が形成されている。

上記裏面成形型２９の内部には、収容空間３３が設けられ、この収容空間３３内には矩形板状の支持プレート３５が配置されている。この支持プレート３５は、裏面成形型２９背面に固定された油圧シリンダ３７のピストンロッド３７ａの先端に連結されている。

上記支持プレート３５上面には、切り込み溝形成手段としての溝形成刃３９が取り付けられている。この溝形成刃３９は、複数の薄い略矩形状金属板からなり、各金属板が支持ブロック４１と押さえ板４３とによって、その基端側を狭持された状態で、上記切り込み溝２１に対応するように配設されている。つまり、高さのほぼ等しい金属板が車体前後方向に３枚配設されると共に、２枚の金属板が上記３枚の金属板を両側から挟むように配設されている。金属板の構成は、これに限定されず、一部又は全部が一体に形成されたものでもよい。また、溝形成刃３９の先端部３９ａの先端のほぼ全域にわたって、直線ごとに電熱線３９ｂが設けられている。各直線状の電熱線３９ｂの両端は、図示しない加熱装置に接続されている。なお、溝形成刃３９の先端部３９ａは、電熱線３９ｂの電気を遮断する非伝導体で覆われている。

図４（ａ）及び（ｄ）に示すように、上記溝形成刃３９は、油圧シリンダ３７の収縮作動により、溝形成刃３９の先端部３９ａが上記裏面成形型２９の成形面２９ａに没入するように、裏面成形型２９に後退する。一方、図４（ｃ）に示すように、油圧シリンダ３７の伸長作動により、表面成形型２７の成形面２７ａと溝形成刃３９の電熱線３９ｂとの間に所定の間隔Ｌがあくように、溝形成刃３９が成形表皮４内の破断予定部形成位置Ｐに進出するように構成されている。

−インストルメントパネルの成形方法−
次に、上述の如く構成された成形型２６によりエアバッグドア部２５を有するインストルメントパネル１の成形方法について説明する。

まず、予め所定の形状に成形された成形表皮４を表面成形型２７の成形面２７ａに配置する。

次に、図３に示すように、表面成形型２７に対して裏面成形型２９を接近させて型締めする。この状態で油圧シリンダ３７は収縮作動している。つまり、図４（ａ）に示すように、溝形成刃３９の先端部３９ａは、裏面成形型２９側に後退して裏面成形型２９に没入している。

次いで、充填圧をかけながら、溶融樹脂Ｒを上記キャビティ３１内に射出して充填する。図５に示すように、充填時間は例えば３秒間である。この間、溝形成刃３９がキャビティ３１内に突出していないので、溶融樹脂Ｒの流れが溝形成刃３９に遮られることなくスムーズにキャビティ３１内の隅々までに行き渡る。このことで、充填時間ひいては成形サイクルを短縮することができる。また、溶融樹脂Ｒの流れが溝形成刃３９に衝撃を与えることがなく、溝形成刃３９への負担が少なく、その耐久性を向上させることができる。

その後、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、溶融樹脂Ｒがキャビティ３１内に充填した後、上記充填圧を除去し、油圧シリンダ３７を伸長作動させ、溝形成刃３９を上記キャビティ３１内に進出させる。この溝形成刃３９の進出のタイミングは、例えば溶融樹脂Ｒを射出して、充填してから１秒後である。充填圧を取り除いた状態とは、溶融樹脂Ｒを射出充填したときの射出圧力を積極的に保持せず、溶融樹脂Ｒの冷却などによりキャビティ３１の充填圧が低下する場合をいう。この充填圧を除去した時間は、例えば、溶融樹脂Ｒを射出充填した後、６秒間である。これにより、キャビティ３１内の溶融樹脂Ｒは、半凝固状態となる。

上記溝形成刃３９をキャビティ３１内に進出させ、その移動を止めないまま、図４（ｂ）に示すように、溝形成刃３９の電熱線３９ｂが成形表皮４に達する直前に電熱線３９ｂに通電して加熱する。ここで、電熱線３９ｂが成形表皮４に達する直前に電熱線３９ｂを加熱するとは、電熱線３９ｂが成形表皮４の裏面に接する前に加熱を開始して、接するときに電熱線３９ｂの温度が成形表皮４の融点以上に加熱されている状態にすることをいう。したがって、この加熱のタイミングは、成形表皮４の融点及び電熱線３９ｂの加熱効率により異なる。そして、図４（ｃ）に示すように、表面成形型２７の成形面２７ａと電熱線３９ｂとの間が所定の間隔Ｌとなる位置まで、溝形成刃３９を上記成形表皮４内の破断予定部形成位置Ｐに進出させる。このとき、溝形成刃３９の先端部３９ａの電熱線３９ｂが成形表皮４を溶融しながら進出し、成形表皮４に切り込みが入れられる。

上記溝形成刃３９が破断予定部形成位置Ｐに進出した直後に、電熱線３９ｂの通電を切り加熱を止める。そして、上記溝形成刃３９の進出工程から所定の時間経過した後、具体的には、溝形成刃３９をキャビティ３１内に進出させてから４秒後、図４（ｄ）に示すように、油圧シリンダ３７を収縮作動させる。この溶融樹脂Ｒが未だ完全に固化しない冷却進行過程に溝形成刃３９を先端部３９ａが上記裏面成形型２９の成形面２９ａに没入するように、裏面成形型２９側に後退させる。この段階では、キャビティ３１内の溶融樹脂Ｒには充填圧がかかっていないので、溝形成刃３９のあとに成形表皮４と基材２とにまたがる空間２１ｃが残っている。ここで、電熱線３９ｂは加熱により瞬時に上記成形表皮４の融点以上の温度となり、加熱を止めるとその温度が急速に下がる。このため、溝形成刃３９を必要以上に加熱することなく、半凝固状態となっている溶融樹脂Ｒを溶かさずに成形表皮４と基材２とに切り込みを入れることができ、溝形成刃３９の後退時に、溝形成刃３９に溶融樹脂Ｒが付着して悪影響を与えることはない。

上記溝形成刃３９が後退してから１秒後に溶融樹脂Ｒに再び圧力をかけて樹脂圧が下がらないように保圧状態とする。この保圧状態は、例えば４．５秒間である。すると、図４（ｅ）に示すように、切り込み溝２１の両側面２１ａに保圧による圧力が発生して、両側面２１ａを閉じようとするので、切り込み溝２１の空間２１ｃが埋まる。このとき、切り込み溝２１の両側面２１ａは、溝形成刃３９に接している時間及び保圧状態で接するまでの時間でほぼ固化しているので、両側面２１ａ同士が溶着するのを防ぐことができ、溶着を防ぐために溝形成刃３９を冷却する装置を別途設ける必要がなくなる。これにより、キャビティ３１内で溶融樹脂Ｒ内の固化が型崩れしない程度まで進行し、裏面に成形表皮４と基材２とにまたがる切り込み溝２１が形成されたインストルメントパネル１が成形され、上記切り込み溝２１に対応する破断予定部２３で囲まれる領域でエアバッグドア部２５が構成される。

なお、溝形成刃３９の進出の際に、必ずしも充填圧を除去しなくてもよく、溶融樹脂Ｒを射出充填したときの射出圧力を保持したまま、溶融樹脂Ｒを半凝固状態としてもよい。すなわち、少なくとも溶融樹脂Ｒが半凝固状態で溝形成刃３９を後退させた後に、保圧が作用して切り込み溝２１を構成する側面２１ａ同士が接した破断予定部２３が形成されるようにしてもよい。この場合も、溝形成刃３９が必要以上に加熱されていないため、両側面２１ａ同士が溶着するのを防ぐことができる。

そして、成形されたインストルメントパネル１の形状が安定するまで冷却した後、インストルメントパネル１を脱型する。

−実施形態の効果−
したがって、本実施形態によると、溝形成刃３９の先端部３９ａを裏面成形型２９内に後退させた状態で溶融樹脂Ｒを射出充填している。このため、溶融樹脂Ｒの流れが溝形成刃３９に遮られることなく、溶融樹脂Ｒがスムーズにキャビティ３１内の隅々まで行き渡り、充填時間を短縮できる。また、溝形成刃３９を進出させてこの先端部３９ａが成形表皮４に達する直前に先端部３９ａに設けた電熱線３９ｂを加熱し、成形表皮４を溶融させて切り込み溝２１を形成している。このため、成形表皮４を溶融させながら切り込みを入れるので、先端部３９ａが成形表皮４内に進出することで成形表皮４に作用する圧力は、切断して切り込みを入れる場合に比べて成形表皮４の切り込み溝２１の先端に大きく作用することがなく、表面に隆起や落ち込みがなくて見映えのよいインストルメントパネル１を成形することができる。これと共に、成形表皮４に切り込みを入れるために必要な部分のみを瞬時に加熱して、溝形成刃３９の動きを止めずに成形表皮４と基材２とにまたがる切り込み溝２１を形成することができるので、成形サイクルを簡略化し、効率的にインストルメントパネル１を成形することができる。

そして、溝形成刃３９を切り込み溝２１から後退させ、切り込み溝２１を構成する側面２１ａ同士をある程度冷却した状態で、両側面２１ａが接した破断予定部２３を形成するようにしている。このため、成形後に切り込み溝２１の空間２１ｃの大部分がなくなるので、断面変化によるヒケが表面に表れるのを防ぐことができる。さらに、インストルメントパネル１に温度変化が生じたときに、熱膨張による延びを切り込み溝２１の空間２１ｃで吸収することはないので、表面の落ち込みを防ぐことができる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態では、切り込み溝形成手段を金属板よりなる溝形成刃３９としたが、多数のブロックで構成してもよい。

また、上記各実施形態では、破断予定部２３を平面視略Ｂ字状に設けたが、平面視略矩形枠状に設けた、片開き状のドア部としてもよい。

上記各実施形態では、エアバッグ装置１１を運転席側方の助手席前方に配置されたフロントエアバッグ装置とし、エアバッグ装置１１が車両前後方向からの衝撃から乗員を保護するようにしたが、本発明は、運転者を保護するためにステアリングハンドルのパッドに適応することができる。その他、本発明は、センターピラーガーニッシュなどの車両用内装品にエアバッグ装置を装備した場合にも適応することができる。

以上説明したように、本発明は、インストルメントパネルなどのエアバッグドア部を有する表皮材付き内装品の成形方法について有用である。

本発明の実施形態に係る成形方法により成形されたインストルメントパネルの助手席前方部分を示す斜視図である。 図１のII−II線における断面図である。 本発明の実施形態に係る成形型を示す側方断面図である。 本発明の実施形態に係る成形方法の工程図であり、（ａ）がキャビティ内に溶融樹脂を充填するときの状態を、（ｂ）が溝形成刃が成形表皮の裏面近傍に至る位置まで進出した状態を、（ｃ）が溝形成刃が成形表皮内に進出した状態を、（ｄ）が溝形成刃が後退した状態を、（ｅ）が保圧により切り込み溝の側面が接する状態をそれぞれ示している。 本発明の実施形態に係る成形方法における成形タイムチャートである。

符号の説明

Ｒ 溶融樹脂
１ インストルメントパネル（内装品）
２ 基材（樹脂基材）
４ 成形表皮（表皮材）
１５ エアバッグ
２１ 切り込み溝
２３ 破断予定部
２５ エアバッグドア部
２７ 表面成形型
２７ａ 成形面
２９ 裏面成形型
３１ キャビティ
３９ 溝形成刃（切り込み溝形成手段）
３９ａ 先端部
３９ｂ 電熱線

Claims (1)

1. 表面成形型の成形面に表皮材を配置して型締めした後、該表皮材の裏面と裏面成形型との間に溶融樹脂を射出し、上記表皮材の裏面に樹脂基材を一体に形成して、エアバッグ膨出時に展開するエアバッグドア部を有する表皮材付き内装品を成形する方法であって、
   先端部に電熱線が設けられ、上記エアバッグドア部を囲みエアバッグ膨出時に破断する破断予定部を形成するための切り込み溝形成手段を、上記表面成形型に配置された表皮材に対して進退可能に上記裏面成形型に配置し、上記先端部を該裏面成形型内に後退させた状態で上記表皮材の裏面と裏面成形型との間のキャビティ内に上記溶融樹脂を射出充填した後、
   上記切り込み溝形成手段の先端部を上記キャビティ内に進出させ、上記表皮材に達する直前に上記電熱線を加熱し、該表皮材に押し付けて溶融させ、その表面に達しないように該表皮材と上記樹脂基材とにまたがる切り込み溝を形成し、
   上記電熱線の加熱を止め、上記切り込み溝形成手段の先端部を上記裏面成形型内に後退させた後、
   上記溶融樹脂の射出充填後にキャビティ内に作用させる保圧で、上記切り込み溝を構成する側面同士が接した破断予定部を形成し、
   上記溶融樹脂を冷却後に脱型することを特徴とするエアバッグドア部を有する表皮材付き内装品の成形方法。
   

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