JP2006290298A - 自動車用内装パネル - Google Patents

Abstract

【課題】孔加工を要しないソフト感のある表皮とクッション層を備えた触感、外観共に優れた、エアバッグ装置をその内部に一体化した自動車用内装パネルであって、かつ、エアバッグ装置の作動時には破断予定線に沿って確実に破断することができ、安全装置としての信頼性の高い該パネルを提供する。
【解決手段】収納されたエアバッグを組み込んだ自動車用内装パネルであって、エアバッグ装置側に配置される硬質樹脂製の基材層と、該基材層に積層されるクッション層と、該クッション層にさらに積層される軟質ポリウレタン樹脂製の表皮を有し、破断予定部は基材層のエアバッグ装置に対向して第1の弱部とその底にさらに深堀した第2の弱部より構成されていることを特徴とする自動車用内装パネル。
【選択図】 図９

Description

本発明は、エアバッグ装置を内部に搭載した自動車用内装パネルに関する。

エアバッグ装置は、自動車が衝撃を受けたときにその衝撃を感知してエアバッグを膨張、展開させて車体と乗員との間に介在させ、これによって乗員を保護するというものである。
近年急速に普及し、その配設箇所も運転席用のステアリングホイール、助手席用のインストルメントパネルだけでなく、乗員を側面部の衝撃から保護する側部用エアバッグ車体側部窓上部に配設されるようになった。
これらの中で、インストルメントパネルの下部に配設される助手席用エアバッグ装置においては、それをカバーするエアバッグカバーをインストルメントパネルとは別体として用意し、これをインストルメントパネルに設けた開口部に組みつけるというのが普通であったが、近年ではこれらを一体化してモジュール化して製造、組み立て作業の合理化を図ると共に、内装部品としてのインストルメントパネルの外観を向上させることが要望されている。

そして、このようにエアバッグカバー体をインストルメントパネルに一体化したものもすでに提案されており、例えば特開平１１−２９１０６９号公報（特許文献１）に記載のものは、インストルメントパネルをエアバッグ用開口部を設けずに射出成形し、このパネル裏面のエアバッグ収納位置に対応する箇所にレーザー加工を施し破断予定線を形成するというものである。
また、このようにパネル成形後にエアバッグカバー体を展開するための破断予定線を後加工することなく、成形時にこの破断予定線も形成するという成形方法の提案もされている（特開２００２−２３４４１３号公報、特許文献２）。
さらに、硬質材料からなるハードインパネに破断予定線を成形時に加工する際、その加工に針状ピンを備えたブロックをキャビティ内に進退させ、かつ破断予定線加工面のブロック温度よりも反対側の金型温度を高めてブロック押圧跡の表面に現れるのを防止する成形方法も提案されている（特開２００３−１４６１７１号公報、特許文献３）。

しかしながら、前者の破断予定線を後加工する方法は、このためのレーザー加工機を必要とする上に、成形後に微妙な加工作業を要する等コスト的にも、生産性の観点からも問題がある。
また、後者の成形方法は、後加工を要しない点で合理的な方法であるが、成形型内に破断予定線を形成するためのコアを進退自在に設けることが必要であり、金型も複雑となり、また成形方法も煩雑となる。

また、インストルメントパネルは、内装部品であるので、その外観や触感も重要である。そのため、このパネルの表面層を軟質でソフト感のある材料で構成し、これを基材層の上に積層した構造のものも各種提案されている。また、この表面層をスキン層、発泡層、およびバリア層からなる表皮として、これをインサートして、基材層をインサート成形するという方法も提案されている（特開２０００−１６２１６号公報、特許文献４）。
この破断予定部は、基材層の表面側から表皮のバリア層に延びる切除部により構成され、かつスキン層の対応部には、スキン層を破断可能とする孔が設けられている。
特開平１１−２９１０６９号公報 特開２００２−２３４４１３号公報 特開２００３−１４６１７１号公報 特開２０００−１６２１６号公報

インストルメントパネルのような自動車用内装部材に一体化されるエアバッグカバーにおいては、その外観、触感は重要である。
そのため、エアバッグカバーがクッション層を備えた構造であるものが望ましい。しかし、クッション層を備えた表皮を有するエアバッグカバーでは、その破断をスムースにするために表皮側にも破断予定部対応位置に表皮成形後前記に示したように、孔加工を要し、生産性に問題がある上に、微小な孔とはいえ、表皮に孔が存在することは、外観上も問題である。

本発明は、こうした状況の下、孔加工を要しないソフト感のある表皮とクッション層を備えた触感、外観共に優れた、エアバッグ装置をその内部に一体化した自動車用内装パネルであって、かつ、エアバッグ装置の作動時には破断予定線に沿って確実に破断することができ、安全装置としての信頼性の高い自動車用内装パネルを提供することを目的とするものである。

本発明者らは、鋭意検討した結果、まず表皮の構成として、軟質表皮のクッション層側に、エアバッグ作動時にパネルがスムースに破断するように所定の形状の弱部を形成すれば、上記目的に適うものであることを知見し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、
（１） 収納されたエアバッグを組み込んだエアバッグ装置のエアバッグ膨出方向を覆いエアバッグの展開によって扉部を形成する破断予定部をエアバッグ装置に面する側に形成された自動車用内装パネルであって、
エアバッグ装置側に配置される硬質樹脂製の基材層と、該基材層に積層されるクッション層と、該クッション層にさらに積層される軟質ポリウレタン樹脂製の表皮を有し、
表皮には、破断予定部を構成する弱部が設けられ、
この弱部は、エアバッグ装置に対向する側に連続溝状に開口して形成した第1の弱部と、この第1の弱部の溝底に凹陥して形成した第2の弱部とよりなることを特徴とする自動車用内装パネル、
（２） 前記第1の弱部の縁部の少なくとも一側に沿って隆起部が形成され、前記隆起部は、第1の弱部の側壁の上縁側を最高点として第1の弱部の外側に向けて高さを漸減するスロープ部を有することを特徴とする（１）記載の自動車用内装パネル、
（３） 前記弱部は一の方向から交差方向に屈曲する屈曲部を有し、前記隆起部は少なくとも屈曲部における交差外周側に形成されることを特徴とする（２）記載の自動車用内装パネル、
に関する。

本発明によれば、その内部にエアバッグ装置を一体化した自動車用内装パネルにおいてその表皮として、成形後孔加工しない軟質のポリウレタンからなる表皮を設け、かつその下部にクッション層を有することから、外観、触感共に優れたパネルとすることができ、しかもエアバッグ装置の作動時には、表皮のエアバッグ装置側に連続溝状に開口して形成された第1の弱部と、この第1の弱部の溝底に凹陥して形成した第2の弱部からなる弱部を設けたので、エアバッグ作動時には破断予定部位を越えて破断することなく、その部位に沿って想定どおりにスムースに破断することができ、信頼性が高い自動車用内装パネルを得ることができる。
その一方、軟質で、薄く、強度が小さい表皮にあって、その下側にあるクッション層によるソフト感を得ながら、乗員の弱部への押圧力などによっては容易に破断することがないので、通常時に、その弱部によって、表皮が損傷する懸念はなく、また乗員が直接触れてもその弱部の存在を感じることもなく、加えて、前記クッション層が表皮の弱部内部に延設している場合には、表皮に設けた弱部によりパネル表面へ視覚的な影響が及ぶこともない。したがって、感触的にも、また視覚的にも内装パネルの一般部と全く融和した優れた表面外観を得ることができる。
また、好ましくは第1の弱部の側壁の上縁側を最高点として第1の弱部の外側に向けて高さを漸減するスロープ部を有するよう形成した隆起部により、クッション層を介在させたパネルにあっても弱部に安定して破断の応力が加わるとともに、弱部を外れて破断が伝播することがなくなる。さらに表面外観も弱部の近傍とその周縁部に至る箇所で肉厚が緩やかな変化にとどめられ、成形時における外観不良の発生を抑制することができる。

本発明の自動車用内装パネルは、上記のように、基材層とその上に積層されたクッション層、およびさらにその上に積層された表皮から構成されている。
基材層は、好ましくは厚み２．５〜４．０ｍｍで、比較的硬質な材料、例えばポリプロピレンをタルクなどで補強したＰＰＣ樹脂から射出成形法で成形されることが好ましい。硬質な材料としては、ポリカーボネートとＡＢＳ樹脂との複合樹脂（ポリマーアロイ）、マレイミド系樹脂（ＳＭＡ）、変性ポリフェニレンオキサイド（ｍＰＰＯ）などの樹脂から適宜選択できる。また、その上に積層されるクッション層は、好ましくは厚み５〜８ｍｍで、発泡材料、例えばポリウレタン発泡材を使用して反応射出成形法で成形することが好ましい。
さらにその上に積層される表皮は、触感も良好な軟質のポリウレタン材料で構成され、その厚みは一般部で０．５〜１．０ｍｍ、第1の弱部における厚みは、１．０〜２．５ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ程度、溝幅は１．０〜２．５ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍ程度、第2の弱部における厚みは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度、幅または径を０．７〜２．５ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ程度の長溝および／または複数の孔とするのが好ましい。また、本発明のより好ましい態様において設けられる隆起部は、一般部からの高さを好ましくは１．０〜３．０ｍｍ、より好ましくはおよそ２．０ｍｍとし、またその頂上部の幅は２．５ｍｍ〜６．０ｍｍが好ましい。表皮は、このように薄く、ことに破断予定部位においては非常に薄い構造となっているので、ポリウレタン樹脂材料は、流動性の大きい低粘度の材料が好ましく、また、成形後の収縮が小さいものが好ましい。そして、このような材料を使用して、射出成形もしくは反応射出成形法で成形されることが好ましい。前記クッション層の成形は、基材層と表皮を金型内にインサートしてその間に注入されて成形されるが、その際に表皮の凹部の内部にも充填されてクッション層がそこに延設されるのも好ましい。このことにより、表皮外観に前記凹部による影響が及ぶことを防止することができる。

また、破断予定部が交差する部位では、第２の弱部は交差部位において連続して形成されることがスムースに破断させるために好ましい。
本発明においては、スムースな破断をより一層確実にするため、前記弱部の屈曲部に隆起部を設けて、軟質で、薄く、強度の小さい表皮が破断予定線を構成する弱部を越えて破断し予定部外の領域まで破断する懸念をより一層払拭することが好ましい。したがって、隆起部は、表皮の弱部のすべてに沿って、その片側にまたは両側に設けてもよいが、破断部位に予定外のずれがより生じるおそれのある領域、例えば破断予定線が交差する部分（屈曲部）の交差外周側に重点的に設けるとよい。
破断予定部をこのような構造とすることにより、中間層にクッション層を有し、かつ、薄く、強度が小さい表皮を含む３層構造のパネルであっても、エアバッグ装置の作動時に下方から膨出しようとするエアバッグの押し上げにより、破断予定部を越えて開裂することはなく、スムースなエアバッグの展開を可能にすることができる。
前記隆起部は、表皮の表面外観の向上にも寄与することができる。すなわち、破断時の想定外領域へのずれが防止できる結果、凹部以外の一般部を一層薄く構成することができ、これにより、外観、触感を一層ソフトな感じに仕上げることができる。
この弱部は、エアバッグカバーの扉部の形状に従い、片開き扉の場合にはコの字型、両開き扉の場合にはＨ型の形に設けることができる。

以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１は、エアバッグ装置が一体化された自動車用内装パネルであるインストルメントパネル用アッパパネルの斜視図である。図２は、図１パネルの裏面説明図である。また、図３は、図１のパネルの表皮層の裏面の構造を説明するもので、それぞれエアバッグを展開する両開き扉（図３左側）、および片開き扉（図３右側）を意図したものである。また、図４は図２中のＡ−Ａ線断面説明図であり、図５は、図２中、Ｂ−Ｂ線断面説明図である。また、図６は、表皮の裏面に設けた凹部（破断予定弱部）を説明する平面図であり、図７は、図６中のＸ−Ｘ線部位での断面説明図である。さらに図８は、図６対応位置での変形例を示す説明図である。

これらの図において、１は自動車用内装パネル本体、２は軟質樹脂インナー部材（扉部の支持部材）、３は扉部、４は扉補強部、５はヒンジ部、６は表皮破断予定線、７は隙間部、８は薄肉ヒンジ部、９は基材層の弱部、１０は接合部、１１はリテーナ固定穴、１２は外周縁部、１３は軟質ポリウレタン表皮、１４は硬質樹脂基材層、１５はクッション層、１６は不連続凹部、１７は連続凹部、１８は隆起部を示す。

この実施例では、凹部は破断予定線となる全域に孔部として設けた。但し、破断予定線が交差する部位では連続溝とした。前記孔は０．５ｍｍφで孔の間隔は０．３ｍｍとした。
図１に示すパネルの製造は、まず表皮をその破断予定部の構造に対応した金型を使用する射出成形あるいは反応射出成形法により成形する。
ポリウレタン材料としては、本発明の表皮は、非常に薄い部分を有するので、流動性の高い例えば充填時の粘度で５００〜１０００センチポアズのポリウレタン材料を使用することが好ましい。また、成形後の収縮率もできるだけ小さい例えば一万分の３〜８程度の成形材料が好ましい。また、スムースな開裂のため、表皮は比重０．８以上で、無発泡もしくは微発泡で、引張り荷重７０ｋｇｆ／ｃｍ以下の特性を有することが好ましい。

基材層は、前記のように例えばタルクを充填したポリプロピレンから射出成形により製造する。基材層の弱部は、その成形時に設けてもよく、また、成形後当該部位を切除して設けてもよい。次いで、これらの表皮と基材層を金型内にインサートしてこの部材の間にポリウレタン発泡材料を反応射出成形法により充填して図１に示す自動車用内装パネルを成形することができる。
なお、図１中に示す、エアバッグ装置を収納する軟質インナー部材は、その扉補強部とその外周縁部において溶着用リブによりパネル本体と振動溶着にて接合されている。

図９は図８の構造に類似の破断予定部構造を採用したパネル表皮２０の単体斜視図で、一部切り欠いて破断予定部の横断面形状を示している。パネル表皮２０は射出反応成形法によるポリウレタン樹脂製であって、一般表皮部２１は厚み１．０ｍｍ、略Ｈ字状をなす破断予定部２２は溝部２３の底部に直径１．０ｍｍφの円筒状をなす穴２４が多数配列して形成されている。また穴２４の配列の中に連続溝２７がある。この連続溝２７は破断予定部の屈曲点（交差点）３９に配置されるときは、平面略Ｔ字状の連続溝２７ａに、中間部分では同Ｉ字状の連続溝２７ｂになっている。

図１０は図９のＹ部断面、すなわち破断予定部２２のＨ字の横断面を示している。溝部２３の深さは１．５ｍｍ、その底部の厚みは１．５ｍｍとし、その底部に設けた穴２４の底部の厚みは０．５ｍｍとしたが、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍなどの範囲で、また破断予定部の中央部分と両サイド部分と小さなＬ字状をなす端末部分２２ｄなどで底部の厚みを変化させるようにしてもよい。本図示の例では、Ｈ字の中央横断部分２２ｃと両サイド部分２２ａ、２２ｂでは底部の厚みを０．５ｍｍとし、端末部分２２ｄでは０．７ｍｍとしてある。

隆起部３０は、溝部２３の側壁２８の上縁部２８ａから水平方向に例えば４．０ｍｍ幅でフラット部２５を形成し、そこから一般表皮部２１に向けて高さを漸減させるスロープ部２６を形成している。このスロープ部２６の斜面の長さは適宜選択できるが、例えば１５ｍｍ程度とする。すなわち、フラット部２５の厚みは３．０ｍｍで、このフラット部の端からスロープ部２６は一般表皮部２１との高さの差２．０ｍｍを１５ｍｍの斜辺長によって緩やかに結んである。

このようにしたので、表面外観に裏面側の造形が現れにくくなるとともに、溝部２３と穴２４を成形する金型の凹凸の形状によって破断予定部そのものは成形時に金型によって位置および形状が規制されるが、フラット部２５からスロープ部２６にかけては位置及び形状の規制が破断予定部よりも緩やかになるので、破断予定部の成形歪が緩和され、金型からの取り出し（離型、脱型）もしやすくなる。したがって、後に続くクッション層の成形工程への受け渡しも容易になり、全体として高度な外観品質を量産レベルで実現することに大きく寄与でき、生産性や歩留まりを向上させ製造コストを低減できる。

隆起部３０の設定箇所としては、破断予定部２２の全長に亘るようにしたが、少なくとも屈曲点３９の箇所、とりわけ屈曲点３９のターンの外周側に設けるのが、安定して所望の破断を生起させる上で好ましい。また、フラット部２５を屈曲点３９およびその近傍で高く、他の箇所で漸次低くする、あるいはフラット部２５の幅を屈曲点３９およびその近傍で広くとり、他の箇所で適宜狭くするあるいはゼロにすることなどもできる。

本発明のエアバッグ装置を一体化した自動車用内装パネルの斜視図。 図１の裏面の説明図。 本発明の自動車用内装パネルにおける表皮の裏面説明図。 図２Ａ−Ａ線断面説明図。 図２Ｂ−Ｂ線断面説明図。 表皮の裏面に設けた凹部（破断予定弱部）を説明する平面図。 図６中のＸ−Ｘ線部位での断面説明図。 図６対応位置での変形例を示す説明図。 本発明の自動車用内装パネルにおける表皮の単体斜視図。 図９のＹ−Ｙ線部位での断面説明図。

Claims (3)

1. 収納されたエアバッグを組み込んだエアバッグ装置のエアバッグ膨出方向を覆いエアバッグの展開によって扉部を形成する破断予定部をエアバッグ装置に面する側に形成した自動車用内装パネルであって、
   エアバッグ装置側に配置される硬質樹脂製の基材層と、該基材層に積層されるクッション層と、該クッション層にさらに積層される軟質ポリウレタン樹脂製の表皮を有し、
   表皮には、破断予定部を構成する弱部が設けられ、
   この弱部は、エアバッグ装置に対向する側に連続溝状に開口して形成した第1の弱部と、この第1の弱部の溝底に凹陥して形成した第2の弱部とよりなることを特徴とする自動車用内装パネル。
2. 前記第1の弱部の縁部の少なくとも一側に沿って隆起部が形成され、前記隆起部は、第1の弱部の側壁の上縁側を最高点として第1の弱部の外側に向けて高さを漸減するスロープ部を有することを特徴とする請求項１記載の自動車用内装パネル。
3. 前記弱部は一の方向から交差方向に屈曲する屈曲部を有し、前記隆起部は屈曲部における少なくとも交差外周側に形成されることを特徴とする請求項２記載の自動車用内装パネル。

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