JP2008068791A - 自動車のエアバッグドア部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エアバッグドア部の強度及び剛性確保とヒンジ機能の確保との両立を図る。
【解決手段】剛性樹脂材からなる基材３の表面側に可撓性樹脂材からなる表皮５が一体に成形されたパネル構成部材１に第１破断予定部により略矩形状のドア部本体９を形成する。第１破断予定部から延出する一対の第２破断予定部により帯状のヒンジ部１１をドア部本体９の一辺側に一体に連続するように形成する。自動車の衝突時にエアバッグ装置の作動で第１及び第２破断予定部が破断することにより、ドア部本体９をヒンジ部１１を支点にパネル構成部材１の表側に回動させるとともに、ヒンジ部１１では基材３（基材薄肉部１１ｂ）をドア部本体９のヒンジ部１１側の辺に沿って破断させて表皮５（表皮厚肉部１１ａ）をパネル構成部材１の表側に湾曲変形させる。
【選択図】図７

Description

この発明は、自動車の衝突時にエアバッグ装置の作動で破断予定部が破断して開くエアバッグドア部の構造に関するものである。

特許文献１には、基材と表皮との２層構造のエアバッグドア部の構造が開示されている。このエアバッグドア部では、開作動時の支点となるヒンジ部が基材の所定幅に亘る薄肉部で帯状に形成されている。この特許文献１では、ヒンジ機能を担保するために、エアバッグドア部の基材全体を靱性に優れた可撓性樹脂材である熱可塑性エラストマー材で成形している。
特開２００１−２３３１６５号公報（段落００３３欄、図３）

ところで、エアバッグドア部には、エアバッグの大きな展開圧力が瞬間に作用することから、上記の特許文献１のように基材が可撓性樹脂材である場合には、強度及び剛性を十分に確保することができない。さりとて、基材を剛性樹脂材で形成すると、ヒンジ機能が低下することになる。

この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、エアバッグドア部の強度及び剛性確保とヒンジ機能の確保との両立を図ることである。

上記の目的を達成するため、この発明は、基材及び表皮の素材を選定するとともにヒンジ部の構造を工夫したことを特徴とする。

具体的には、この発明は、剛性樹脂材からなる基材の表面側に可撓性樹脂材からなる表皮が一体に成形された内装パネルに形成され、エアバッグ装置の作動で開く自動車のエアバッグドア部の構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１に記載の発明は、略矩形状に形成されたドア部本体と、該ドア部本体の少なくとも一辺側に該一辺に沿って一体に連続するヒンジ部とからなり、上記基材及び表皮には、上記ドア部本体のヒンジ部側の辺を除く辺に対応するドア部本体側の第１破断予定部と、上記ドア部本体のヒンジ部側の辺と直交する両側の第１破断予定部からそれぞれ延出するヒンジ部側の一対の第２破断予定部とが形成され、一方、上記ヒンジ部は、上記一対の第２破断予定部で挟まれて該第２破断予定部の延出量に相当する幅を有するように帯状に形成され、自動車の衝突時にエアバッグ装置の作動で上記第１及び第２破断予定部が破断することにより、上記ドア部本体がヒンジ部を支点に内装パネルの表側に回動するとともに、上記ヒンジ部では基材が上記ドア部本体のヒンジ部側の辺に沿って破断して表皮が内装パネルの表側に湾曲変形するように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ヒンジ部の表皮は、他の部位の表皮よりも厚肉に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ヒンジ部の基材は、他の部位の基材よりも薄肉に形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ヒンジ部の基材裏面には、複数個の突条部がドア部本体のヒンジ部側の辺に沿うように平行に形成され、エアバッグ装置の作動で隣り合う突条部間で基材が破断するようになっていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、エアバッグ装置が作動していない通常時には、剛性樹脂材からなる基材でエアバッグドア部全体（ドア部本体及びヒンジ部）の強度及び剛性を確保することができる。一方、エアバッグ装置の作動時には、ヒンジ部の基材が破断することで当該箇所の可撓性樹脂材からなる表皮が容易に湾曲変形してそのヒンジ機能が十分に発揮し、エアバッグドア部をスムーズに開けることができる。これにより、エアバッグドア部の強度及び剛性確保とヒンジ機能の確保との両立を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、厚肉の表皮によりヒンジ部の破断を防止することができるとともに、ヒンジ部以外のドア部本体及びその外周りの内装パネルの表皮を薄肉にできる。

請求項３に係る発明によれば、エアバッグ装置の作動時に基材が破断し易く、表皮によるヒンジ機能を阻害しないようにすることができる。

請求項４に係る発明によれば、隣り合う突条部間の基材は突条部に比べて薄肉であり、しかも突条部が壁となってエアバッグ装置の作動時に上記突条部間で基材にヒンジ部の長手方向に亀裂が走るため、ヒンジ部（表皮）をスムーズに湾曲変形させることができるとともに、上記突条部によりエアバッグ装置の非作動時におけるヒンジ部の強度を確保することができる。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１乃至図３は自動車の内装パネルとしてのインストルメントパネルにおけるアッパパネルの右側半分を構成するパネル構成部材１を示す。このパネル構成部材１は、左ハンドル車用のもので運転席右隣の助手席側に配置され、剛性樹脂材からなる基材３の表面側に可撓性樹脂材からなる表皮５が一体に成形された２層構造である。上記基材３を構成する剛性樹脂材としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やガラス繊維が入ったポリプロピレン（ＧＦＰＰ）等の汎用樹脂材である。上記表皮５を構成する可撓性樹脂材としては、例えば、サーモプラスチックオレフィン（ＴＰＯ）やサーモプラスチックウレタン（ＴＰＵ）等の靱性を有しかつ低温特性の良い熱可塑性エラストマー材、あるいはポリウレタン（ＰＵＲ）等である。一般に、これら可撓性樹脂材は上記汎用性樹脂材に比べて高価である。

上記パネル構成部材１の助手席対応箇所には、この実施形態に係るエアバッグドア部構造が適用されたエアバッグドア部７が一体に形成されている。該エアバッグドア部７は、略矩形状に形成されたドア部本体９と、該ドア部本体９の車体前方側の一辺側に該一辺に沿って一体に連続するヒンジ部１１とからなる片開きタイプである。以下、ドア部本体９の車体前方側の一辺、つまりヒンジ部１１側の辺に符号９ａを付し、ドア部本体９の車体後方側の辺に符号９ｂを付し、ドア部本体９の車体側方側の辺に符号９ｃを付すこととする。

上記基材３及び表皮５には、上記ドア部本体９のヒンジ部１１側の辺９ａを除く三辺（車体後方側の一辺９ｂ、車体側方側の二辺９ｃ）に対応するドア部本体９側の略コ字状の第１破断予定部３ａ，５ａと、上記ドア部本体９のヒンジ部１１側の辺９ａと直交する両側の第１破断予定部３ａ，５ａからそれぞれ車体前方側に延出するヒンジ部１１側の一対の第２破断予定部３ｂ，５ｂとが形成され、上記ドア部本体９は上記略コ字状の第１破断予定部３ａ，５ａとヒンジ部１１とで囲まれた領域で形成されている。一方、上記ヒンジ部１１は、上記一対の第２破断予定部３ｂ，５ｂで挟まれて該第２破断予定部３ｂ，５ｂの延出量に相当する幅を有するように帯状に形成されている。これら第１及び第２破断予定部３ａ，５ａ，３ｂ，５ｂは、図５（ａ）及び図６（ａ）に拡大して示すように、基材３及び表皮５の裏面に表面に達しないように型成形により形成された破断溝部３ｃ，５ｃに対応して薄肉に形成され、エアバッグドア部７がパネル構成部材１の表面から識別できない，いわゆるシームレスタイプの平面視略矩形状のエアバッグドア部７がパネル構成部材１に一体に形成されている。なお、上記基材３の破断溝部３ｃは断面略Ｖ字形状に、上記表皮５の破断溝部５ｃは断面略台形状にそれぞれ形成されているが、これに限らない。また、エアバッグドア部７は、第１及び第２破断予定部３ａ，５ａ，３ｂ，５ｂがパネル構成部材１の表面から識別できるタイプであってもよい。

上記第１及び第２破断予定部３ａ，５ａ，３ｂ，５ｂは、平面視で完全に重合しているのではなく、表皮５の第１及び第２破断予定部５ａ，５ｂが基材３の第１及び第２破断予定部３ａ，３ｂよりも若干車幅方向外側に位置ずれしている。このような位置関係は、上記破断溝部３ｃ，５ｃの大きさ及び形成位置によるものであり、基材３の破断溝部３ｃの線状底部３ｄが表皮５の破断溝部５ｃの一側壁５ｅに接近している。このようなエアバッグドア部７（パネル構成部材１）を成形するには、予め射出成形しておいた基材３を成形型にセットしてキャビティ内に溶融樹脂を射出して表皮５を基材３に一体に成形すればよい。これによると、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に拡大して示すように、基材３の破断溝部３ｃの線状底部３ｄに対応する第１及び第２破断予定部３ａ，３ｂが後述するエアバッグ１９の膨張圧力で破断すると、この破断力が表皮５の破断溝部５ｃの一側壁５ｅに波及し、当該一側壁５ｅが剥離しながら表皮５の第１及び第２破断予定部５ａ，５ｂが破断することになる。

上記ヒンジ部１１の表皮５は、図４（ａ）に拡大して示すように、他の部位の表皮５よりも厚肉に形成されている。このヒンジ部１１の表皮厚肉部に符号１１ａを付して示す。一方、上記ヒンジ部１１の基材３は、他の部位の基材３よりも薄肉に形成されている。このヒンジ部１１の基材薄肉部に符号１１ｂを付す。また、上記ヒンジ部１１の基材３（基材薄肉部１１ｂ）裏面には、突出量の短い３本の断面矩形の突条部１３ａと、その車体前方側の突出量の長い１本の板状の突条部１３ｂとが上記ドア部本体９のヒンジ部１１側の辺９ａに沿うように平行に形成され、図４（ｂ）に拡大して示すように、後述するエアバッグ装置２１の作動で隣り合う突条部１３ａ，１３ｂ間で亀裂１３ｃがヒンジ部１１の長手方向に走り、基材３（基材薄肉部１１ｂ）が破断するようになっている。これにより、ヒンジ部１１の表皮５（表皮厚肉部１１ａ）が容易に湾曲変形してヒンジ機能を十分に発揮するようになっている。

上記ドア部本体９のヒンジ部１１側の辺９ａを除く三辺（車体後方側の一辺９ｂ、車体側方側の二辺９ｃ）に対応するパネル構成部材１裏面には、図３にも示すように、ネジ穴（図示せず）を有する複数個の取付ボス部１５が複数個の補強リブ部１７で補強された状態で間隔をあけて一体に突設されている。なお、補強リブ部１７の個数は、車体側方側の二辺９ｃにおける車体前端側の取付ボス部１５では２個であるが、他の取付ボス部１５では３個である。

上記エアバッグドア部７裏面には、折り畳まれたエアバッグ１９（図７に展開状態を示す）やインフレータ（図示せず）等を収容してなるエアバッグ装置２１が配置され、該エアバッグ装置２１の底面には第１ブラケット２３が溶接されている。一方、車幅方向に延びてインストルメントパネルを支持するインパネレインフォースメント２５には第２ブラケット２７の一端が溶接され、該第２ブラケット２７の他端は、上記第１ブラケット２３にボルト２９とナット３１とで締結されている。これにより、上記エアバッグ装置２１が上記第１及び第２破断予定部３ａ，５ａ，３ｂ．５ｂに対応するようにインパネレインフォースメント２５に第１及び第２ブラケット２３，２７を介して連結支持されている。

上記エアバッグ装置２１の略上半部分には、平面視略矩形状の金属製枠体３３が外嵌合されて固定されている。該枠体３３は、車幅方向に延びる前壁部３５及び後壁部３７と、これら前壁部３５及び後壁部３７の両端同士を連結する車体前後方向に延びる両側壁部３９とで構成されている。上記枠体３３の後壁部３７及び両側壁部３９の上端は、上記ドア部本体９のヒンジ部１１側の辺９ａを除く三辺（車体後方側の一辺９ｂ、車体側方側の二辺９ｃ）に接近するか、又はその周縁に当接しており、パネル構成部材１の表側より作用する押圧力に対して上記第１破断予定部３ａ，５ａを構成する破断溝部３ｃ周縁を支持し、該破断溝部３ｃが不用意に破断しないようにしている。また、上記後壁部３７及び両側壁部３９の上端には、ネジ挿通孔（図示せず）を有する取付片部４１が上記各取付ボス部１５に対応するようにそれぞれ下方に折曲形成され、これら取付片部４１は、上記各取付ボス部１５にあてがわれてネジ４３をネジ挿通孔を経て各取付ボス部１５のネジ穴にねじ込むことにより締結されている。

上記前壁部３５は、後壁部３７及び両側壁部３９よりも上下寸法が若干短く形成され、該前壁部３５の上端には複数個（図１では１個のみ現れる）のフック４５が折曲形成されている。一方、上記車体前方側に位置する突条部１３ｂは、図２に示すように、他の３本の突条部１３ａよりも車幅方向両側に延出した後、車体後方に９０°向きを変えて車体前端側の取付ボス部１５に一体に連結されている。この突条部１３ｂには、複数個（図１では１個のみ現れる）の係合孔１３ｄが形成され、該各係合孔１３ｄに上記各フック４５が係合している。そして、エアバッグ１９の展開圧力がエアバッグドア部７に作用した際、エアバッグドア部７の車体前方端縁側のパネル構成部材１が押出方向に撓むことで上記各フック４５が各係合孔１３ｄ下縁に押し付けられるようになっている。

上述の如く構成されたエアバッグドア部７を備えたパネル構成部材１では、自動車が衝突すると、エアバッグ装置２１のエアバッグ１９がインフレータの作動によって膨張して枠体３３に案内されながら展開し、その展開圧力でエアバッグドア部７（ドア部本体９）が上方に押圧されて第１及び第２破断予定部３ａ，５ａ，３ｂ，５ｂが破断することにより、図７に示すように、上記ドア部本体９がヒンジ部１１を支点にパネル構成部材１の表側に回動するとともに、上記ヒンジ部１１では基材３（基材薄肉部１１ｂ）の隣り合う突条部１３ａ，１３ｂ間で亀裂１３ｃが上記ドア部本体９のヒンジ部１１の長手方向に走って基材３（基材薄肉部１１ｂ）が破断し、表皮５（表皮厚肉部１１ａ）がパネル構成部材１の表側に湾曲変形してエアバッグドア部７が車体前方上向きに開く。これにより、展開したエアバッグ１９で助手席の乗員を車体前後方向の衝撃から保護するようになっている。

このように、この実施形態では、エアバッグ装置２１が作動していない通常時には、エアバッグドア部７全体（ドア部本体９及びヒンジ部１１）の強度及び剛性確保を剛性樹脂材からなる基材３で図ることができる。一方、エアバッグ装置２１の作動時には、ヒンジ部１１の可撓性樹脂材からなる表皮５（表皮厚肉部１１ａ）を当該箇所の基材３（基材薄肉部１１ｂ）が破断することで容易に湾曲変形させてそのヒンジ機能を十分に発揮させ、エアバッグドア部７のスムーズな開作動を行うことができる。これにより、エアバッグドア部７の強度及び剛性確保及びヒンジ機能の確保を共に図ることができる。

また、この実施形態では、エアバッグドア部７の主体をなす基材３を高価な熱可塑性エラストマー材を用いることなく安価な汎用樹脂材で成形する一方、エアバッグドア部７に占める割合が基材３に比べて極めて少ない表皮５を汎用樹脂材よりも高価な熱可塑性エラストマー材で成形しているので、全体としてエアバッグドア部７はそれほどコストアップを招来せず、廉価なものにすることができる。また、ヒンジ機能を担う表皮５は靱性を有しかつ低温特性の良い熱可塑性エラストマー材で成形されているため、冬季や寒冷地帯等のように気温が非常に低い環境の下であっても劣化せず、破断することなくヒンジ機能を十分に発揮させかつエアバッグドア部７の飛散を防止することができる。

さらにまた、この実施形態では、ヒンジ部１１の表皮５が表皮厚肉部１１ａであるため、ヒンジ部１１の破断を防止することができるとともに、ヒンジ部１１以外のドア部本体９及びその外周りのパネル構成部材１の表皮５を薄肉に形成することができ、高価な熱可塑性エラストマー材の使用を必要最少限にすることができる。

加えて、この実施形態では、ヒンジ部１１の基材３が基材薄肉部１１ｂであるため、エアバッグ装置２１の作動時に基材薄肉部１１ｂが破断し易く、表皮５（表皮厚肉部１１ａ）によるヒンジ機能を阻害しないようにすることができる。

さらに、この実施形態では、隣り合う突条部１３ａ，１３ｂ間の基材３（基材薄肉部１１ｂ）が突条部１３ａに比べて薄肉であり、しかも突条部１３ａ，１３ｂが壁となってエアバッグ装置２１の作動時に上記突条部１３ａ，１３ｂ間で基材３（基材薄肉部１１ｂ）にヒンジ部１１の長手方向に亀裂が走るため、ヒンジ部１１（表皮厚肉部１１ａ）をスムーズに湾曲変形させることができるとともに、上記突条部１３ａ，１３ｂによりエアバッグ装置２１の非作動時におけるヒンジ部１１の強度及び剛性を確保することができる。

さらにまた、この実施形態では、エアバッグ１９の展開圧力でエアバッグドア部７に開方向への押出力が作用した際、枠体３３の各フック４５が突条部１３ｂの各係合孔１３ｄに係合していることで、パネル構成部材１が押出方向に動くのを規制することができる。したがって、その後、エアバッグドア部７が開いてもパネル構成部材１をその動作に影響されることなく動かないようにでき、第１及び第２破断予定部３ａ，５ａ，３ｂ，５ｂを速やかに破断してエアバッグドア部７の開作動性能を向上させることができる。また、上記枠体３３の各フック４５を突条部１３ｂの各係合孔１３ｄに係合させてエアバッグ装置２１を仮止めした状態で、該エアバッグ装置２１を枠体３３を介してパネル構成部材１裏面の各取付ボス部１５に取り付けるので、エアバッグ装置２１の取付作業を容易に行うことができる。さらに、第２破断予定部３ｂ，５ｂの破断時に亀裂が必要以上に車体前方に走らないように上記突条部１３ｂがストッパの役目をなす。

図８はヒンジ部１１の変形例を示す。上記の実施形態では、ヒンジ部１１の表皮５を厚肉にするとともに基材３を薄肉にし、かつ該基材３に４本の突条部１３ａ，１３ｂを形成したが、この変形例では、表皮５及び基材３は共に全体に亘って同じ厚みにし、かつ４本の突条部１３ａ，１３ｂのうちフック４５が係合する係合孔１３ｄを有する突条部１３ｂ以外の３本の断面矩形の突条部１３ａをなくし、その代わりに４本の断面三角形状の突条部１３ａをドア部本体９のヒンジ部１１側の辺９ａに沿うように並設し、隣り合う突条部１３ａ，１３ｂ間の基材３を薄肉にしている。これによっても、上記の実施形態と同様に、エアバッグ１９の展開圧力で基材３の突条部１３ａ，１３ｂ間で亀裂１３ｃがヒンジ部１１の長手方向に走り、基材３がドア部本体９のヒンジ部１１側の辺９ａに沿って破断して表皮５にヒンジ機能を発揮させることができる。

なお、上記の実施形態では、第１及び第２破断予定部３ａ，５ａ，３ｂ，５ｂをパネル構成部材１裏面に型成形により破断溝部３ｃ，５ｃを形成することで薄肉化して破断し易くしたが、レーザー加工や熱刃により破断し易くしてもよい。

また、上記の実施形態では、エアバッグドア部７をパネル構成部材１と一体に形成したが、パネル構成部材１に開口部を形成し、この開口部に別途成形したエアバッグドア部７を有するパネル材を嵌め込んで、エアバッグドア部７をパネル構成部材１と別体に構成してもよい。

さらに、上記の実施形態では、エアバッグドア部７が片開きタイプである場合を例示したが、エアバッグドア部７が、前側ドア部と後側ドア部とで構成されて車体前後方向上向きに開く観音開きタイプにも適用することができる。

加えて、上記の実施形態では、内装パネルがインストルメントパネルのパネル構成部材１である場合を示したが、ステアリングハンドルのエアバッグドア部組付箇所のパネル、エアバッグドア部付きセンタピラーガーニッシュ及びエアバッグドア部付きドアトリム等であってもよい。

この発明は、自動車のインストルメントパネル等、衝突時に乗員を保護する必要がある内装パネルに設けられたエアバッグドア部の構造として有用である。

エアバッグドア部が閉じた状態でかつエアバッグドア部の形成領域を示すパネル構成部材の斜視図である。 エアバッグドア部が閉じた状態でかつ第１及び第２破断予定部を一点鎖線で、裏側のヒンジ部及び取付ボス部を破線でそれぞれ示すパネル構成部材の平面図である。 図２のIII −III 線における断面図である。 （ａ）は図２のIV−IV線における断面図であり、（ｂ）は同図においてエアバッグドア部が開いた状態を示す。 （ａ）は図２のＶ−Ｖ線における断面図であり、（ｂ）は同図において第１破断予定部が破断した状態を示す。 （ａ）は図２のVI−VI線における断面図であり、（ｂ）は同図において第２破断予定部が破断した状態を示す。 エアバッグドア部が開いた状態の図３相当図である。 変形例の図４（ａ）相当図である。

符号の説明

１ パネル構成部材（内装パネル）
３ 基材
３ａ，５ａ 第１破断予定部
３ｂ，５ｂ 第２破断予定部
５ 表皮
７ エアバッグドア部
９ ドア部本体
９ａ ドア部本体の車体前方側の一辺（ヒンジ部側の辺）
９ｂ ドア部本体の車体後方側の辺
９ｃ ドア部本体の車体側方側の辺
１１ ヒンジ部
１３ａ，１３ｂ 突条部
２１ エアバッグ装置

Claims (4)

1. 剛性樹脂材からなる基材の表面側に可撓性樹脂材からなる表皮が一体に成形された内装パネルに形成され、エアバッグ装置の作動で開く自動車のエアバッグドア部の構造であって、
   略矩形状に形成されたドア部本体と、該ドア部本体の少なくとも一辺側に該一辺に沿って一体に連続するヒンジ部とからなり、
   上記基材及び表皮には、上記ドア部本体のヒンジ部側の辺を除く辺に対応するドア部本体側の第１破断予定部と、上記ドア部本体のヒンジ部側の辺と直交する両側の第１破断予定部からそれぞれ延出するヒンジ部側の一対の第２破断予定部とが形成され、
   一方、上記ヒンジ部は、上記一対の第２破断予定部で挟まれて該第２破断予定部の延出量に相当する幅を有するように帯状に形成され、
   自動車の衝突時にエアバッグ装置の作動で上記第１及び第２破断予定部が破断することにより、上記ドア部本体がヒンジ部を支点に内装パネルの表側に回動するとともに、上記ヒンジ部では基材が上記ドア部本体のヒンジ部側の辺に沿って破断して表皮が内装パネルの表側に湾曲変形するように構成されていることを特徴とする自動車のエアバッグドア部構造。
2. 請求項１に記載の自動車のエアバッグドア部構造において、
   ヒンジ部の表皮は、他の部位の表皮よりも厚肉に形成されていることを特徴とする自動車のエアバッグドア部構造。
3. 請求項１に記載の自動車のエアバッグドア部構造において、
   ヒンジ部の基材は、他の部位の基材よりも薄肉に形成されていることを特徴とする自動車のエアバッグドア部構造。
4. 請求項１に記載の自動車のエアバッグドア部構造において、
   ヒンジ部の基材裏面には、複数個の突条部がドア部本体のヒンジ部側の辺に沿うように平行に形成され、エアバッグ装置の作動で隣り合う突条部間で基材が破断するようになっていることを特徴とする自動車のエアバッグドア部構造。

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