JP2008024303A - 自動車のエアバッグドア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のインストルメントパネルに一体のエアバッグドアにおいて、表皮に発泡層を接着した表皮材を基材に接着して製作されたインストルメントパネルの表皮に対してティアラインの形成を不要にする。
【解決手段】ドア基材部分４ｃのティアライン８が、二重Ｙ字形８ａ、８ｂに形成され、ドア基材部分４ｃに対する発泡層１２の接着力が、ドア基材部分４ｃの破断展開時に剥離しないように設定され、ドア基材部分４ｃに対応する表皮部分に対する発泡層１２の接着力は、その破断時点で表皮部分から剥離しないように設定され、ドア基材部分４ｃに追従展伸して破断する発泡層１２の破断領域１２ｃに集中する厚み０．７ｍｍ程度の表皮部分への引張り力により、ティアラインレスの表皮部分を破断させ、エアバッグ本体の所定の膨張形状が得られるように、発泡層の発泡度が１５倍程度及厚みが２ｍｍ程度に設定されている。
【選択図】図１

Description

表皮に発泡層を接着させた表皮材を基材に接着して積層されるインストルメントパネルにエアバッグドアが一体に形成されると共に、基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドア及びその製造方法に関するものである。

図５はこの種の従来の助手席用のエアバッグドア７が一体に形成された自動車のインストルメントパネル９に示すもので、図６に示すように、例えばＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）製の表皮１及び基材４間に、ウレタン製の発泡層２を介在させて３層で形成されている。これにより、表皮材３は、表皮１に発泡層２が接合されて形成される。

図７を基にこのインストルメントパネルを製作する従来の成形工程を説明する。基材４は射出成形された例えばＰＰ（ポリプロピレン）製であり、後処理によりエアバッグの作動により破断展開するドア基材部分４ｃには、例えばＹ字の基端を中心に点対称状の二重Ｙ字形の四方開き式の肉薄状のティアライン（破断路）８が形成されている。つまり、このティアラインは、図５に示すように、車幅方向の中央ティアライン部分８ａと、その両端に線もしくは点対称に形成されて中央部に向けて徐々に幅狭になる両側のＶ字形ティアライン部分８ｂとより形成されている。また、後処理の穿孔により吸気路も分散形成され、上型５にセットされる（図７Ａ）。

表皮１は真空吸引型により加温軟化状態で真空吸引して賦形して製作され、その際発泡層２に較べて相対的に展伸性の大きな表皮１の裏面には、二重Ｙ字形のティアライン８に対応して、肉薄状のティアライン７（図６参照）が形成されて下型６にセットされる（図７Ａ）。ＰＰ製等のようにウレタンに対して接着性が悪い場合には、基材４に対して加炎処理或はプライマ処理を施す。次いで、発泡ウレタン原料を表皮１上に注入すると共に、型締めした状態で発泡させることにより、発泡層２が介在する３層のインストルメントパネル９が製作される（図７Ｂ）。

特許文献１によれば、表皮材を支持具で扁平状に展開させて引張支持し、立体形状の通気自在な基材を真空接着型の凸型面に組み付け、布地材を真空接着型の凸型面と部分的に相似する受け型の型面に組み付け、基板の真空接着型と、布地材が組み付けられた受け型とを支持具で加温軟化状態の表皮材に向けて両側から移動し、表皮材を真空接着型で基材の表面に真空引き接着する工程内で、布地材を表皮材の所定部分に押圧接着する部分布貼り車内装部材の製造方法が開示されている。この方法によれば、布地材が表皮材に部分布貼りだけでなく、表皮材を予め成形加工しておかなくても、軟化状態で基材表面に吸着状態で接着されて賦形されることにより一体成形のコスト上有利になるが、逆に表皮材裏面へのティアラインの形成は不可能になる。

文献２には、この種の表皮材のティアラインを切削等による後加工に依らず、表皮材を熱成形用雄雌両型によるプレス成型により賦形した後、雌型からの真空吸引時に雄型に付設された刃体を突出・後退させることによりティアラインを熱成形する方法が開示されている。
特開平１０−３４７４１号公報 特開２００３−１４５６１７号公報

しかしながら、文献２によれば成型時にティアラインを形成することができるが、その形状については、後加工を要する場合と同様に表皮材の強度を考慮してエアバッグ本体の膨張性能に影響を及ぼさないように、肉薄の表皮材に微妙に設定するための試作を繰返す必要があり、相応の設備コストを要することにもなる。また、表皮に発泡層を積層する表皮材を賦形する真空成型時に、同時に表皮裏面にティアラインを形成するのは不可能である。文献１による表皮材を軟化状態で基材に一体化する際に賦形する方法の場合には、ティアラインを形成することはできない。

本発明は、このような点に鑑みて、表皮に発泡層を接着した表皮材を基材に接着して製作されたインストルメントパネルのドア基材部分に対応する領域の表皮部分に対してティアラインの形成を不要にし得る自動車のエアバッグドア及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、表皮に発泡層を接着させた表皮材を基材に接着して積層されるインストルメントパネルにエアバッグドアが一体に形成されると共に、基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアにおいて、ティアラインが、中央ティアライン部分及びその両端に向けて徐々に幅狭になるＶ字形ティアライン部分を対称形状に両側に含む二重Ｙ字形に形成され、ドア基材部分に対する発泡層の接着力が、ドア基材部分の破断展開時にドア基材部分から剥離しないように設定され、ドア基材部分に対応する表皮部分に対する発泡層の接着力は、発泡層がその破断時点で表皮部分から剥離しないように設定され、ドア基材部分の破断展開に追従展伸して破断する厚み全域での発泡層の破断部分に集中する厚み０．７ｍｍ程度の表皮部分への引張り力により、ティアラインレスの表皮部分を発泡層の破断展開に追従展伸させて破断させ、エアバッグ本体の所定の膨張形状が得られるように、発泡層の発泡度が１５倍程度及厚みが２ｍｍ程度に設定されていることを特徴とする。

ドア基材部分は、中央ティアライン部分の破断展開によりＶ字形ティアライン部分も展開方向に駆動されて、ドア基材部分が二重Ｙ字形のティアラインに沿って四方開き式に破断展開する。その際、表皮材の所定の軟質性を確保し得る発泡層の基材に対する剥離が抑制される接着力により、発泡層に引張り力が集中して発生し、しかも発泡度で凝集力を調整されることにより厚み全域にわたり剥離無しで破断する。次いで、その発泡層の破断展開時に、表皮に対する発泡層の接着力により、その剥離無しの破断部分において表皮部分に引張り力が集中し、表皮の展伸破断を容易にする。

表皮の追従破断を一層容易にするためには、請求項２により、表皮に繊維状の補強材を配合することができる。

このようなエアバッグドア付インストルメントパネルを低コストの成形工程で表皮の表面品質も向上させる製造方法としては、請求項３により、表皮に発泡層を接合させた熱可塑性の表皮材を扁平状に支持すると共に、この表皮材に対して上下方向の両側に、基材用真空吸引型と、表皮の所定の表面形状に対応する型面を有する表皮材用真空吸引型とを対向状態に設け、ドア基材部分にティアラインが形成され、かつ吸気路が分散形成された基材を真空吸引型にセットし、表皮材を加温処理により軟化させた状態で、基材用真空吸引型及び表皮材用真空吸引型を型締めし、これらの真空吸引型により型締め状態で同時に真空吸引することにより、発泡層を基材に接着させると共に、発泡層を圧縮もしくは膨張させて表皮材を表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ドア基材部分のティアラインを二重Ｙ字形にしてエアバッグ本体の頂部領域の膨爆力が両側のＶ字領域に加わることにより、四方へ開放し易くした上で、発泡層の表裏の接着力の設定を前提に発泡層の発砲度及び厚みを調整することにより、インストルメントパネルの表皮に対してティアラインが不要となり、そのための繰り返しの試作或は設備に要するコストを節減できる。必要により、基材に対する一体成形時に、前工程による表皮材の成形を不要にできる。

請求項２の発明によれば、表皮の厚み並びに発泡層の厚み及び発泡度の設定に伴う表皮の破断性能を表皮の破断点伸度の調整により向上させ易くなり、請求項３の発明によれば、エアバッグドア付インストルメントパネルの表皮材の真空成形の前工程が不要となると共に、表皮が表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形されるために、低コストの成形工程で表皮の表面品質も向上が表面品質が向上するだけでなく、基材表面に対して非相似形状に形成することもできる。

図１乃至図４を基に本発明の実施の形態による自動車のエアバッグドアを説明する。図５により前述したエアバッグドア７を備えたインストルメントパネル９に本発明を適用するものとし、前述したものと同一もしくは同等部分は同一符号で説明する。このティアラインレスの表皮材１０を基材４に接着する一体成形用真空成形機として、図１に示すように、表皮材１０を扁平状に引張り支持し、かつ一体成形時に互いに離接可能なクランプ具１８の下側に、基材４用の真空吸引型５が設けられると共に、上側にはその凸型部５ａに対向し、かつインストルメンパネ９の表面形状に対応した型面を有する電鋳による多孔性の凹型１６ａを備えた真空吸引型１６が設けられている。雄型の基材用真空吸引型５及び雌型の表皮材用真空吸引型１６は、付属の昇降装置(図示せず)によりクランプ具１８に向けて上下動し、双方の連結具１７，１７ａが凹凸連結することにより型締めが行われる。クランプ具１８の両側には、表皮材１０を両側から加熱するヒータ１９が配置され、型締め時には側方の逃げ位置に移動可能になっている。

基材４は例えば厚さ３ｍｍのＰＰ製であり、吸気路(図示せず)が分散形成されるように射出成形される。そのエアバッグドア７として機能するドア基材部分４ｃは、図６により前述したものと同様に例えば二重Ｙ字形の四方開き式の肉薄状のティアライン８が、後加工の切削により形成されている。

熱可塑性の表皮材１０は、エアバッグの作動時に所定の高速度でエアバッグ本体７ｃの所定の膨張形状が得られるように、後述する構成によりＴＰＯ製の表皮１１にＰＰフォーム（ポリプロピレン発泡体）製の発泡層１２が溶着され、その裏面に熱溶融性の接着剤１３が塗布され(図１Ａ)、ロール状に巻回されて保管されている。表皮１１の厚みは０．７ｍｍである。発泡層１２の発泡度は１５倍、厚み２ｍｍである。発泡層１２の特にドア基材部分４ｃの領域の表皮１１に対する接着力は、表皮１１に対する加圧力及び溶着温度の適正な設定により、発泡層１２がドア基材部分４ｃの破断展開に追従して展伸して少なくとも破断する時点では、表皮１１から剥離しないように設定されている。

図３は、表皮材１０を模した試験片に対するＪＩＳＫ６２５による破断点伸度の試験例を示す。即ち、図４Ａに示すように、０．７ｍｍの厚みのＴＰＯシート２０及び厚み３ｍｍのＰＰ基材シート２２間に、ＰＰフォームシート２１をその発泡度２５倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．１）、発泡度２５倍、厚み３ｍｍ（サンプルＮｏ．２）、発泡度１５倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．３）、発泡度２０倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．４）及びＰＰフォーム発泡層なし（サンプルＮｏ．５）にそれぞれ設定して介在させ、図４Ｂに示すように、ダンベル３号に相当する形状にカットして試験片２９を製作し、それぞれ縦横方向の試験用に２片ずつ用意した。基材シート２２には刃形により切込み３５を入れる。ＰＰフォームシート２１の基材シート２２に対する接着力は、引張り試験時に剥離しないように設定されると共に、ＰＰフォームシート２１のＴＰＯシート２０に対する接着力は、少なくとも発泡層１２がドア基材部分４ｃの破断展開に追従して展伸して破断する時点までは剥離しないように設定されている

図３に示す試験結果は、試験片２９をその両端部をクランプして５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で両側に引張った場合の破断時点の領域Ｌの伸度率を示すもので、無地は縦方向、ハッチングはその直交である横方向の結果である。この試験結果から明らかなように、ＴＰＯシート２０のみよりもＰＰフォームシート２１の接着により、発泡性により切れ易いことにより先行して破断するＰＰフォームシート２１の破断領域のＴＰＯシート２０に引張り力が集中することにより破断し易い傾向になる。また、ＰＰフォームシート２１の発泡度により凝集力が大幅に調整され、発泡度を低くする程試験片２９の破断点伸度を短くできることが確認された。また、厚みによっても変化する。縦横方向にも材料配向により多少異なる。表皮材１０はサンプルＮｏ．３に相当するもので、この程度の板厚及び発泡度でインストルメントパネル９にとって好ましい程度の柔らかさは確保される。

凹型１６ａの型面１６ｂは、凸型５ａの型面もしくは基材４の表面に対して大部分は相似形であるが、インストルメントパネル９の所定の表面形状に形成されている。凸型５ａ及び凹型１６ａの型面は、型締め状態で基材４及び表皮材１０に両側から真空吸引できる離間距離を有するキャビティを形成する。

表皮材１０の基材４に対する一体成形に際しては、所要の大きさの表皮材１０をクランプ具１８で扁平状に支持すると共に、基材４をその裏面に沿った型面形状の真空吸引型５の凸型５ａにセットする(図１Ｂ)。次いで、表皮材１０をヒータ１９で加温処理して軟化状態にする。続いて、ヒータ１９を逃がして、クランプ具１８に向けて真空吸引型５及び真空吸引型１６を昇降させて型締めすると共に、吸引口１６ｄと、凸型５ａの吸気路及びその吸気路に連通する基材４の吸気路と(いずれも図示せず)から略同時に真空吸引を行う。

これにより、基材４に発泡層１２がホットメルト型のオレフィン系接着剤１３で密着状態に接着されると共に、表皮１１は、全域にわたり多孔性の凹型１６ａの型面１６ｂで緊密に吸着され、熱軟化状態の発泡層１２を圧縮もしくは膨張させつつ型面１６ｂに沿って賦形され、オールオレフィン３層のインストルメントパネル９が製作される。発泡層１２の特にドア基材部分４ｃに対する接着力は、適正に設定した量のオレフィン系接着剤１３により、その破断展開時にドア基材部分４ｃから剥離しないように設定されている。図１Ｃの例えば円部Ａで示すコーナ部に発生する可能性のある所謂Ｒダレも型面１６ｂに沿って吸引賦形されることにより解消される。また、基材４のいずれかの領域に僅かに段差を生じた場合でも表皮材１０の表面品質は確保される。ホットメルト型の接着剤としては、ＣＲ系接着剤を塗布したり、ホットメルトフィルムを熱ラミネートすることも考えられる。

エアバッグドア本体７ｃ（図２Ａ）が膨張して、中央ティアライン部分８ａ及びその両端のＶ字形ティアライン部分８ｂの基端領域に集中的に膨爆力が加わると共に、中央ティアライン部分８ａの破断展開によりＶ字形ティアライン部分８ｂも展開方向に駆動されて、ドア基材部分４ｃが二重Ｙ字形のティアライン８に沿って四方開き式に破断展開すると、この破断展開に追従して発泡層１２はドア基材部分４ｃから剥離することなく、展伸してその発泡性及び調整された凝集力によりドア基材部分４ｃの僅かな破断展開量により厚み全域で破断する（同図Ｂ）。この破断により、発泡層１２に接着されている表皮１１には、発泡層１２の破断領域１２ｃに沿った領域に集中的に引張り力が発生し、破断に続く発泡層１２の僅かな展開に追従して表皮１１の対応部分は僅かに展伸して破断する。これにより、エアバッグドア本体７ｃは、所定の高速でさらに膨張して、表皮１１の展伸非破断もしくは不完全破断に起因する変形を回避して、四方開きしたエアバッグドア７から所定の膨張形状で膨出する。

尚、ＴＰＯもしくはその他の樹脂製の表皮にはタルク、ガラス繊維等の繊維状強化剤を配合することにより、剛性を上げて伸びにくくすると共に、反面破断点伸度の調整により切れ易くすることができる。表皮としてはＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、発泡層には発泡ＰＶＣ、基材にはＰＣ（ポリカーボネート）／ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体）、或はＡＳＧ（ガラス繊維強化アクリロニトリル・スチレン）等の合成樹脂を用いることもでき、基材に対する接着には所定の接着力を確保できるのを前提に、溶剤蒸発型を用いることもできる。さらに、冒頭に説明した一方の型に基材をセットし、他方の型に表皮をセットし、型締めした状態でこれらの間でウレタン原料を発泡させることにより、３層のインストルメントパネルを一体成形する場合でも、所定の接着力が確保されるのを前提に本発明を適用することができる。

本発明の実施の形態によるエアバッグドア付インストルメントパネルの表皮材の基材に対する真空接着工程を説明する真空成形機の概略断面図である。 同エアバッグドアの動作過程を説明する図である。 同エアバッグドアに対応する試験片の試験結果を示す図である。 同試験片の構成を説明する図である。 本発明の対象となるインストルメントパネルの概略の部分斜視図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。 同インストルメントパネルの従来の表皮材の基材に対する真空接着工程を説明する図である。

符号の説明

４ 基材
４ｃ ドア基材部分
５，１６ 真空吸引型
５ａ 凸型
７ エアバッグドア
９ インストルメントパネル
８ ティアライン
８ａ 中央ティアライン部分
８ｂ Ｖ字形ティアライン部分
９ インストルメントパネル
１０ 表皮材
１１ 表皮
１２ 発泡層
１２ｃ 破断領域
１３ オレフィン系接着剤
１６ａ 凹型
１６ｂ 型面
１８ クランプ具

Claims (3)

1. 表皮に発泡層を接着させた表皮材を基材に接着して積層されるインストルメントパネルにエアバッグドアが一体に形成されると共に、基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアにおいて、
   ティアラインが、中央ティアライン部分及びその両端に向けて徐々に幅狭になるＶ字形ティアライン部分を対称形状に両側に含む二重Ｙ字形に形成され、
   ドア基材部分に対する発泡層の接着力が、前記ドア基材部分の破断展開時に前記ドア基材部分から剥離しないように設定され、前記ドア基材部分に対応する表皮部分に対する前記発泡層の接着力は、前記発泡層がその破断時点で前記表皮部分から剥離しないように設定され、
   前記ドア基材部分の破断展開に追従展伸して破断する厚み全域での前記発泡層の破断部分に集中する厚み０．７ｍｍ程度の前記表皮部分への引張り力により、ティアラインレスの前記表皮部分を前記発泡層の破断展開に追従展伸させて破断させ、エアバッグ本体の所定の膨張形状が得られるように、前記発泡層の発泡度が１５倍程度及厚みが２ｍｍ程度に設定されていることを特徴とする自動車のエアバッグドア。
2. 表皮に繊維状の補強材が配合されていることを特徴とする請求項１記載の自動車のエアバッグドア。
3. 請求項１による自動車のエアバッグドアの製造方法であって、
   表皮に発泡層を接合させた熱可塑性の表皮材を扁平状に支持すると共に、この表皮材に対して上下方向の両側の一方に、基材用真空吸引型が、他方には前記表皮の所定の表面形状に対応する型面を有する表皮材用真空吸引型が対向状態に設けられ、
   ドア基材部分にティアラインが形成され、かつ吸気路が分散形成された基材を真空吸引型にセットし、
   前記表皮材を加温処理により軟化させた状態で、前記基材用真空吸引型及び前記表皮材用真空吸引型を型締めし、
   これらの真空吸引型により型締め状態で両側からに真空吸引することにより、前記発泡層を前記基材に接着させると共に、前記発泡層を圧縮もしくは膨張させて前記表皮材を表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形することを特徴とする自動車のエアバッグドアの製造方法。

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