JP2007223344A - 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

Abstract

【課題】発泡体成形時のエアバッグドアの変形を確実に抑制して、表皮に凹凸が生じるのを確実に防止すること。
【解決手段】可動型２１の第１支持部材２３の位置を調整してエアバッグドア３のドア部１０と第１支持部材２３との間のクリアランスを所定の量に保持しつつ、可動型２１の第２支持部材２４をエアバッグドア３の取付部１１に当接させて、エアバッグドア３を支持してから、パネル本体２及びエアバッグドア３の表面に発泡樹脂を注入して発泡させて、発泡体４を成形する。
【選択図】図４

Description

本発明は、エアバッグの作動時に展開するエアバッグドアを一体的に備えた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に関する。

計器類等が取り付けられる自動車用のインストルメントパネルとして、助手席用エアバッグを搭載したものが知られている。このようなインストルメントパネルは、一般的に、通常状態ではエアバッグが膨出するインストルメントパネルの開口部を閉止するとともに、エアバッグ作動時にはその膨張圧力により展開して開口部を開放するエアバッグドアを備えている。

例えば、特許文献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は、パネル本体（インストルメントパネル芯材）と、このパネル本体に形成されたエアバッグ膨出用の開口部を閉止するエアバッグドア（エアバッグドア芯材）とを備えている。エアバッグドアは、パネル本体の開口部に取り付けられた平板状のドア部と、このドア部の外周部に一体形成され、エアバッグを収納するエアバッグケースが取り付けられる筒状の取付部を有する。また、パネル本体とエアバッグドアの表面にはウレタンフォーム等の発泡体と表皮が積層されており、パネル本体とエアバッグドアとが一体化されている。

このインストルメントパネルは以下のようにして製造される。まず、パネル本体の開口部にエアバッグドアのドア部を取り付けた後に、パネル本体及びエアバッグドアと表皮をそれぞれ成形型により支持する。そして、パネル本体及びエアバッグドアと表皮との間に発泡樹脂を注入して発泡させ、発泡体を成形する。

ところで、一般的に、パネル本体は、ＡＢＳ樹脂やタルクを混合したポリプロピレン等の硬質樹脂が使用される。一方、エアバッグドアには、エアバッグの膨出性能を確保するために、熱可塑性ポリオレフィン系軟質樹脂（サーモプラスチックオレフィン（ＴＰＯ）樹脂）等の、低温（−４０℃程度）から高温（９０℃程度）までの温度域において柔軟性が失われない軟質樹脂が主に使用されており、エアバッグドアの剛性はパネル本体と比べてかなり低くなっている。そのため、インストルメントパネルの製造段階において、パネル本体とエアバッグドアを成形型に取り付けたときの成形型との干渉や、エアバッグドアの表面に注入された発泡樹脂の発泡圧力により、エアバッグドアが変形して、表皮に凹凸が生じやすい。

そこで、特許文献１には、発泡樹脂注入時におけるエアバッグドアの変形を抑制可能な、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が開示されている。この製造方法においては、エアバッグドアを支持する成形型が可動型で、エアバッグドアのドア部の裏面との間のクリアランスを調整可能に構成されている。そして、このクリアランスを所定の量に保持した状態で、エアバッグドアの表面に発泡樹脂を注入して発泡させる。このように、エアバッグドアが適度なクリアランスを空けて可動型に支持されることから、発泡樹脂の発泡圧力や成形型との干渉に起因するドア部の変形が抑制され、表皮に生じる凹凸が小さくなる。

特開２００４−２３１０７７号公報

前述した特許文献１に記載の製造方法では、発泡樹脂の注入時に、ドア部の中央部は可動型に支持されているものの、パネル本体に固定される部分であるドア部の外周部（取付部との連結部分）は可動型に支持されていない。そのため、発泡樹脂の発泡圧力によりドア部の外周部が変形して、この部分を覆う表皮に凹凸が生じやすくなっていた。

本発明の目的は、発泡樹脂注入時のエアバッグドアの変形を確実に抑制して、表皮に凹凸が生じてしまうのを確実に防止することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明のエアバッグドア一体型インストルメントパネルは、エアバッグが膨出する開口部を有するパネル本体と、前記開口部を閉止するとともに前記エアバッグの作動時にはその膨張圧力により展開して前記開口部を開放するエアバッグドアと、前記パネル本体及び前記エアバッグドアの表面に連続的に積層された発泡体及び表皮を備えた、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、前記エアバッグドアは、前記パネル本体よりも軟質な材料で形成されるとともに、前記パネル本体の前記開口部を塞ぐドア部と、前記エアバッグを収納するエアバッグケースが取り付けられる取付部とを有し、前記表皮の表面が、前記エアバッグドアのドア部と前記パネル本体との境界部分において、略面一の平滑な形状となっていることを特徴とするものである。

この構成によれば、エアバッグドアのドア部とパネル本体との境界部分において、表皮の表面が略面一の平滑な形状となっていることから、凹凸のない滑らかな表面形状を有するインストルメントパネルが得られる。

第２の発明の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は、エアバッグが膨出する開口部を有するパネル本体と、前記開口部を閉止するとともに前記エアバッグの作動時にはその膨張圧力により展開して前記開口部を開放するエアバッグドアであって、前記パネル本体よりも軟質な材料で形成されるとともに、前記パネル本体の前記開口部を塞ぐドア部と、このドア部の外周部から延びて前記エアバッグを収納するエアバッグケースが取り付けられる取付部とを有するエアバッグドアと、前記パネル本体及び前記エアバッグドアの前記ドア部の表面に連続的に積層された発泡体及び表皮とを備えた、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、前記パネル本体と前記エアバッグドアとを別々の成形型により支持する支持工程と、前記成形型により支持された前記パネル本体及び前記エアバッグドアの、前記成形型と反対側の面に発泡樹脂を注入する注入工程とを備え、前記支持工程において前記エアバッグドアを支持する成形型は、前記パネル本体を支持する成形型に対して移動可能な可動型であり、前記支持工程において、前記可動型の位置を調整して前記ドア部と前記可動型との間のクリアランスを所定の量に保持しつつ、前記可動型を前記取付部に当接させて、前記エアバッグドアを支持することを特徴とするものである。

この製造方法においては、まず、支持工程において、パネル本体とエアバッグドアとを別々の成形型により支持してから、注入工程において、パネル本体及びエアバッグドアの成形型と反対側の面に発泡樹脂を注入して発泡させ、エアバッグドア一体型インストルメントパネルを形成する。

ここで、エアバッグドアを支持する成形型は、パネル本体を支持する成形型に対して移動可能な可動型である。そして、支持工程において、ドア部と可動型との間のクリアランスを所定の値に保持しつつ、可動型を取付部に当接させて、エアバッグドアを支持する。そのため、発泡樹脂の注入時に、ドア部の表面をパネル本体とほぼ面一となる適切な位置に保持しつつ、パネル本体に取り付けられるドア部の外周部を、取付部を介して可動型で支持することができ、ドア部を覆う表皮に凹凸が生じるのを極力防止できる。

第３の発明の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は、前記第２の発明において、前記可動型は、前記ドア部を支持する第１支持部と、前記取付部との当接方向に付勢されて前記第１支持部に対してその当接方向に移動可能で、前記取付部を支持する第２支持部を備え、前記支持工程において、前記第２支持部を前記取付部に当接させた後に、前記第２支持部を前記第１支持部に対して移動不能に固定することを特徴とするものである。

この製造方法によれば、第２支持部が取付部に当接した状態で、第２支持部を第１支持部に固定するため、エアバッグドアの取付部の寸法のばらつきが大きい場合でも、取付部に第２支持部が当接するため、取付部が確実に支持される。

次に、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１〜図３を参照して、本実施形態のエアバッグ一体型インストルメントパネルの構造について説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る自動車用インストルメントパネル１は、インストルメントパネルの芯材であり、エアバッグ１３が膨出する開口部２ａを有するパネル本体２と、このパネル本体２の開口部２ａを閉止するエアバッグドア３とを備えている。また、パネル本体２及びエアバッグドア３の表面には発泡体４と表皮５が連続的に積層されており、パネル本体２とエアバッグドア３とが一体化された構造となっている。

パネル本体２は、ＡＢＳ樹脂やタルクを混合したポリプロピレン等の比較的硬質の樹脂で形成されている。また、このパネル本体２の助手席側部分（図１の左側部分）の前面部には、エアバッグ１３の膨出用の開口部２ａが形成されている。尚、開口部２ａの縁には、パネル本体２の表面よりも内側の位置において張り出した張出部２ｂが、開口部２ａの全周に亙って環状に形成されている。

図２、図３に示すように、エアバッグドア３は、パネル本体２の開口部２ａを塞ぐ平板状のドア部１０と、このドア部１０の外周部から内側に延びて、エアバッグ１３を収納するエアバッグケース１５が取り付けられる筒状の取付部１１とが、一体形成された構造を有する。そして、エアバッグケース１５内のエアバッグ１３が膨張したときに、その膨張圧力によってエアバッグドア３が外側へ展開し、開口部２ａを開放するように構成されている。

また、このエアバッグドア３は、低温（−４０℃程度）から高温（９０℃程度）までの温度域にわたって柔軟性を確保するために、熱可塑性ポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）エラストマー等の、パネル本体２よりも軟質の樹脂により形成されている。つまり、エアバッグ１３の動作温度に関わらずエアバッグドア３には常にある程度の柔軟性が確保されており、エアバッグ１３の作動時にその膨張圧力によってエアバッグドア３が確実に展開できるようになっている。さらに、エアバッグ１３の作動時にその膨張圧力によりエアバッグドア３を確実に破断することができるように、ドア部１０の中央部には局所的に剛性の低くなった開裂線部１６（ティアーライン）が設けられている。そのため、エアバッグドア３の剛性はかなり低いものとなっている。

ドア部１０の外周部は、パネル本体２の開口部２ａに全周に亙って設けられた張出部２ｂに載置されており、このドア部１０により開口部２ａが塞がれている。また、パネル本体２とエアバッグドア３の表面に発泡樹脂を注入して発泡体４を形成するときの、発泡樹脂の漏れを防止するために、パネル本体２の張出部２ｂとドア部１０の外周部との間には、ウレタン等の発泡樹脂からなるクッションテープ１７が介装されている。そして、図２、図３に示すように、パネル本体２の表面と、クッションテープ１７を介して張出部２ｂに載置されたドア部１０の表面は、略面一となっている。

取付部１１は、ドア部１０の外周部の裏面（内面）からインストルメントパネルの内側へ筒状に延びている。この取付部１１の筒長方向途中部の外面には環状に突出する爪部１１ａが形成されている。そして、この爪部１１ａとドア部１０の外周部との間にパネル本体２の張出部２ｂが係合した構造となっており、エアバッグドア３の開口部２ａからの抜けが防止されている。また、取付部１１の端部にはエアバッグケース１５が取り付けられており、取付部１１とエアバッグケース１５の内部に、エアバッグ１３と、このエアバッグ１３を膨張させるインフレータ１４とが収納されている。

パネル本体２とエアバッグドア３のドア部１０の表面には、ウレタンフォーム等の発泡体４が全面的に積層されている。さらに、この発泡体４の表面は、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、あるいは、熱硬化性ウレタン（ＰＵＲ）等からなる表皮５により覆われている。ここで、パネル本体２の表面とドア部１０の表面は略面一となっているため、パネル本体２とドア部１０の外周部との境界部分において表皮５には凹凸が生じておらず、略面一の平滑な形状となっている。

次に、インストルメントパネル１の製造方法について図４及び図５を参照して説明する。
まず、パネル本体２とエアバッグドア３を射出成形等により成形した後に、エアバッグドア３のドア部１０を、ウレタン等の発泡樹脂からなるクッションテープ１７を介してパネル本体２の張出部２ｂに取り付ける。

次に、パネル本体２とエアバッグドア３の表面に発泡体４を成形するが、その前に、図４に示すように、予め、パネル本体２とエアバッグドア３を成形型２０，２１により支持する（支持工程）。その際、エアバッグドア３を、パネル本体２を支持する成形型２０に対して、エアバッグドア３に離接する方向（図４の上下方向）に相対移動可能な可動型２１により支持する。さらに、この可動型２１は、中央に配置されてドア部１０を裏面（内面）側から支持する第１支持部材２３（第１支持部）と、この第１支持部材２３の外周に配置されて取付部１１を支持する筒状の第２支持部材２４とを備えている。

第１支持部材２３はエアシリンダー等で構成される駆動部２５とロッド２６を介して接続されており、この駆動部２５は制御部２７からの指令に基づいて第１支持部材２３を図４の上下方向に駆動する。また、第１支持部材２３の表面（上面）はドア部１０の裏面に対向する平面に形成されており、さらに、第１支持部材２３の端部には、その表面とドア部１０の裏面の面間距離ｄ（クリアランス）を検出する検出部２８が設けられている。この検出部２８としては、例えば、リニアセンサ、静電容量近接センサ、変位センサなどを用いることができる。

検出部２８で検出されたクリアランスｄの値は制御部２７に送られる。そして、検出されたクリアランスｄに基づいて制御部２７は駆動部２５を制御して、クリアランスｄが所定の値となる位置に第１支持部材２３を移動させる。従って、第１支持部材２３は、エアバッグドア３のドア部１０の裏面との間のクリアランスｄを所定の量に保持した状態で、ドア部１０の中央部を支持する。

筒状の第２支持部材２４は、型部材２９により内側（図４の下側）から支持されている。この型部材２９はロッド２６の周囲においてこのロッド２６に対して図４の上下方向に移動可能に配設されており、さらに、型部材２９はバネ３０により外方（取付部１１に当接する方向）に付勢されている。従って、第２支持部材２４は、型部材２９を介してバネ３０により外方へ付勢されて、第１支持部材２３に対して相対移動し、取付部１１の端部に確実に当接することになる。

さらに、第２支持部材２４が取付部１１に当接した状態で型部材２９をロッド２６に固定する。ここで、型部材２９をロッド２６に固定するロック機構として、例えば、図４に示すように、型部材２９の側面に接触する２つの樹脂３１をエアシリンダー等により両側から押圧することで、型部材２９を挟み込んでロッド２６に固定するものなどを採用できるが、ロック機構はこのような構成に限られるものではない。そして、このように型部材２９をロッド２６に固定することで、第２支持部材２４が第１支持部材２３に対して相対移動不能に固定されることになる。

以上のように可動型２１によりエアバッグドア３を支持するとともに、図示しない成形型により表皮５を支持する。そして、図５に示すように、パネル本体２及びエアバッグドア３のドア部１０の表面（可動型２１と反対側の面）と、表皮５との間に、ウレタン等の発泡樹脂を注入して発泡させ（注入工程）、発泡体４を形成する。

このとき、発泡樹脂の発泡圧力がパネル本体２とエアバッグドア３のドア部１０に作用するが、パネル本体２よりも剛性の低いエアバッグドア３は特に変形しやすい。しかし、前述したように、エアバッグドア３は可動型２１により支持されており、さらに、可動型２１の第１支持部材２３とドア部１０との間のクリアランスｄは所定の量に保持されている。従って、発泡樹脂の発泡圧力や成形型との干渉に起因するドア部１０の変形が抑制され、ドア部１０の表面がパネル本体２とほぼ面一である状態が維持され、ドア部１０を覆う表皮５に生じる凹凸が小さくなる。

また、パネル本体２に取り付けられるドア部１０の外周部は第１支持部材２３により支持されていない上に、この外周部とパネル本体２の張出部２ｂとの間には発泡樹脂からなるクッションテープが介装されていることから、エアバッグドア３が第１支持部材２３のみで支持されている場合には、発泡圧力が作用したときにドア部１０の外周部が特に変形しやすい。しかし、本実施形態では、エアバッグドア３の取付部１１に可動型２１の第２支持部材２４が当接し、ドア部１０の外周部は、取付部１１を介して第２支持部材２４により支持される。そのため、このドア部１０の外周部における変形が効果的に抑制され、表皮５に生じる凹凸がさらに小さくなる。従って、パネル本体２とドア部１０の境界部分における表皮５の形状を、略面一の平滑な形状にすることができるようになる。

尚、第２支持部材２４は、バネ３０により取付部１１との当接方向に付勢されて第１支持部材２３に対してその当接方向に移動可能である。そして、支持工程において、第２支持部材２４を取付部１１の下端に当接させた後に、第２支持部材２４を第１支持部材２３に対して移動不能に固定する。そのため、取付部１１の長さのばらつきが大きい場合でも、取付部１１が第２支持部材２４により確実に支持されることになる。

次に、さらに具体的な実施例について説明する。まず、パネル本体２を、タルクを混合したポリプロピレン樹脂で成形し、一方、エアバッグドア３を、ポリプロピレン樹脂よりも軟質な樹脂であるＴＰＯ樹脂で成形した。

次に、可動型２１の第１支持部材２３をエアシリンダーにより移動させて、エアバッグドア３のドア部１０とのクリアランスを０．３ｍｍに調整した。また、エアバッグドア３の取付部１１の内径は５０φであり、この取付部１１を線径２．５ｍｍの比較的弱いバネ３０により付勢された第２支持部材２４で支持した。ここで、エアバッグドア３がパネル本体２に取り付けられた状態では、バネ３０が５ｍｍ程度圧縮することになるように位置を調整した。尚、この実施例においては、５ｍｍ圧縮した状態でのバネ３０の反発力は約２００ｇｆである。そして、このバネ３０の圧縮量は、その反発力によりパネル本体２からエアバッグドア３が外れることがないように設定されている。

このように、バネ３０に付勢された第２支持部材２４を取付部１１の下端に当接させた後に、第２支持部材２４を支える型部材２９を、その両側からエアシリンダーの先に取り付けられた樹脂３１で挟み込んでロッド２６に押しつけ、第２支持部材２４を第１支持部材２３に対して移動不能に固定した。

この状態で、パネル本体２及びエアバッグドア３のドア部１０の表面にウレタンを注入して発泡させ、発泡体４を成形した。すると、目視、及び、手で触ることによって、ドア部１０を覆う表皮５の表面状態を確認したところ、表皮５に凹凸が生じていなかった。特に、第２支持部材２４により取付部１１を介して支持されたドア部１０の外周部（ドア部１０とパネル本体２との境界部分）において表皮表面が略面一となり、平滑な面の製品を得ることができた。

尚、以上説明した実施形態では、第２支持部材２４は、バネ３０により取付部１１との当接方向に付勢されて第１支持部材２３に対してその当接方向に移動可能となっているが（図４参照）、取付部１１の長さのばらつきが小さく、バネ３０により付勢されなくても第２支持部材２４が取付部１１に確実に当接する場合などには、図６に示すように、第２支持部材２４が第１支持部材２３に一体的に設けられて、常に第１支持部材２３と共に移動するように構成されていてもよい。

本実施形態に係るエアバッグドア一体型インストルメントパネルの斜視図である。 図１のII-II線断面図である。 図２のエアバッグドア付近の拡大図である。 本実施形態に係るインストルメントパネルの製造工程の中の、エアバッグドアの支持工程を示す図である。 発泡樹脂の注入工程を示す図である。 変更形態に係るインストルメントパネルの製造工程の中の、エアバッグドアの支持工程を示す図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル
２ パネル本体
２ａ 開口部
３ エアバッグドア
４ 発泡体
５ 表皮
１０ ドア部
１１ 取付部
１３ エアバッグ
１５ エアバッグケース
２０ 成形型
２１ 可動型
２３ 第１支持部材
２４ 第２支持部材
３０ バネ

Claims (3)

1. エアバッグが膨出する開口部を有するパネル本体と、前記開口部を閉止するとともに前記エアバッグの作動時にはその膨張圧力により展開して前記開口部を開放するエアバッグドアと、前記パネル本体及び前記エアバッグドアの表面に連続的に積層された発泡体及び表皮を備えた、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、
   前記エアバッグドアは、前記パネル本体よりも軟質な材料で形成されるとともに、前記パネル本体の前記開口部を塞ぐドア部と、前記エアバッグを収納するエアバッグケースが取り付けられる取付部とを有し、
   前記表皮の表面が、前記エアバッグドアのドア部と前記パネル本体との境界部分において、略面一の平滑な形状となっていることを特徴とするエアバッグドア一体型インストルメントパネル。
2. エアバッグが膨出する開口部を有するパネル本体と、
   前記開口部を閉止するとともに前記エアバッグの作動時にはその膨張圧力により展開して前記開口部を開放するエアバッグドアであって、前記パネル本体よりも軟質な材料で形成されるとともに、前記パネル本体の前記開口部を塞ぐドア部と、このドア部の外周部から延びて前記エアバッグを収納するエアバッグケースが取り付けられる取付部とを有するエアバッグドアと、
   前記パネル本体及び前記エアバッグドアの前記ドア部の表面に連続的に積層された発泡体及び表皮とを備えた、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、
   前記パネル本体と前記エアバッグドアとを別々の成形型により支持する支持工程と、
   前記成形型により支持された前記パネル本体及び前記エアバッグドアの、前記成形型と反対側の面に発泡樹脂を注入する注入工程とを備え、
   前記支持工程において前記エアバッグドアを支持する成形型は、前記パネル本体を支持する成形型に対して移動可能な可動型であり、
   前記支持工程において、前記可動型の位置を調整して前記ドア部と前記可動型との間のクリアランスを所定の量に保持しつつ、前記可動型を前記取付部に当接させて、前記エアバッグドアを支持することを特徴と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。
3. 前記可動型は、前記ドア部を支持する第１支持部と、前記取付部との当接方向に付勢されて前記第１支持部に対してその当接方向に移動可能で、前記取付部を支持する第２支持部を備え、
   前記支持工程において、前記第２支持部を前記取付部に当接させた後に、前記第２支持部を前記第１支持部に対して移動不能に固定することを特徴とする請求項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の製造方法。

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