JP2010083166A - エアバッグドア - Google Patents

Abstract

【課題】板厚２．０ｍｍ以下のインストルメントパネルに振動溶着しても、インストルメントパネルの意匠性悪化を抑制できるエアバッグドアを提供すること。
【解決手段】エアバッグドア１の溶着リブ３における接合予定部３１の先端部を、幅３ｍｍ以下にする。接合予定部３１の先端部を小さくすることで、振動溶着時にエアバッグドア１およびインパネ８に加わる単位面積あたりの熱量を小さくでき、インパネ８の意匠性悪化を抑制できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用エアバッグ装置の一部を構成する樹脂製のエアバッグドアに関する。詳しくは、本発明は樹脂製のインストルメントパネルに振動溶着される樹脂製のエアバッグドアに関する。

車両に搭載されるエアバッグ装置は、一般に、エアバッグユニットと、エアバッグユニットを収容するエアバッグドアとを持つ。エアバッグドアは、樹脂製であり、筒状をなすリテーナ部と、リテーナ部に一体化されインストルメントパネルの後面に対面するドア部とを持つ。エアバッグユニットはドア部の後面側（すなわちリテーナ部）に収容される。ドア部は略板状をなし、樹脂製のインストルメントパネルの後面に振動溶着される。また、ドア部は、通常時にはリテーナ部を閉じ、エアバッグ展開時にはリテーナ部を開く方向に揺動または変形する。

エアバッグドアは、振動溶着のためのリブ（溶着リブ）を持つ（例えば、特許文献１〜２参照）。溶着リブがインストルメントパネルに振動溶着されることで、エアバッグドアはインストルメントパネルに固着される。

エアバッグが展開すると、エアバッグドアには大きな衝撃が加わる。このため、エアバッグドア用の樹脂材料は、例えばＴＰＯ等のエアバッグ展開時にも破損し難い材料が用いられている。一方、インストルメントパネル用の樹脂材料としては、例えばＰＰ等の軽量かつ高強度の材料が用いられている。このため、インストルメントパネル用の樹脂材料とエアバッグドア用の樹脂材料とは、線膨張係数が異なる場合が多い。よって、振動溶着された溶着リブおよびインストルメントパネルが熱収縮する際に、インストルメントパネルの表面に凹凸形状が生じる場合がある。この振動溶着の際に生じる凹凸形状は、インストルメントパネルの板厚が小さくなる程（インストルメントパネルが薄肉になる程）大きくなる。

ところで、近年、車両軽量化のために、種々の内装品を軽量化することが要求されている。インストルメントパネルを軽量化するためには、薄肉化が有効であると考えられるが、この場合には、上述したように振動溶着の際に生じる凹凸形状が大きくなり、インストルメントパネルの意匠性が悪化する。例えばインストルメントパネルの板厚を２．０ｍｍ程度にすると、インストルメントパネルの意匠性が著しく悪化する問題があった。
特開２００１−２９４１１４号公報 特開２００４−３３８０９２号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、板厚２．０ｍｍ以下のインストルメントパネルに振動溶着しても、インストルメントパネルの意匠性悪化を抑制できるエアバッグドアを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明のエアバッグドアは、板厚２．０ｍｍ以下の樹脂製のインストルメントパネル８に振動溶着される樹脂製のエアバッグドア１であって、
該インストルメントパネル８の後面に対面する接合面２５を持つエアバッグドア本体部２と、
該接合面２５に形成され振動溶着時の振動方向に延びる複数の溶着リブ３と、を持ち、
該溶着リブ３は、振動溶着時に溶融する溶融予定部３０と、該振動溶着時に残存して該インストルメントパネル８の該後面に接合する接合予定部３１と、を持ち、
該接合予定部３１の先端部は、幅３ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明のエアバッグドアは、下記の（１）または（２）を備えるのが好ましく、（１）および（２）を備えるのがより好ましい。

（１）前記接合予定部３１の先端部は、幅１ｍｍ以下である。

（２）互いに隣接する少なくとも２つの前記溶着リブ３は、前記接合予定部３１のなかで前記接合面２５側の部分の少なくとも一部が一体化している。

本発明のエアバッグドアは溶着リブを持つ。溶着リブは、振動溶着時に溶融する溶融予定部と、振動溶着時に残存する接合予定部とを持つ。接合予定部は、インストルメントパネル（以下、インパネと略する）の後面に接合する部分である。本発明のエアバッグドアでは、接合予定部の先端部の幅を３ｍｍ以下と非常に小さくしたことで、インパネの意匠性悪化を抑制できる。すなわち、接合予定部の先端部の幅（以下、溶着リブの接合幅と呼ぶ）を小さくしたことで、溶着リブとインパネとの単位面積あたりの接合面積（溶着面積）を小さくできる。このため、エアバッグドアおよびインパネに加わる単位面積あたりの熱量を小さくでき、単位面積あたりの溶着リブの収縮量とインパネの収縮量との差を小さくできる。このため、熱収縮によるインパネ表面の凹凸形状を抑制できる。よって、本発明のエアバッグドアは、板厚２．０ｍｍ以下の薄肉のインパネに振動溶着しても、インパネの意匠性悪化を抑制できる。

上記（１）を備える本発明のエアバッグドアによると、溶着リブの接合幅をさらに小さくしたことで、インパネの意匠性悪化をさらに抑制できる。

ところで、溶着リブの接合幅を小さくすると、溶着リブが薄肉になり、振動溶着時に溶着リブが倒れ変形し易くなる。溶着リブが倒れ変形すると、溶着リブの変形に伴ってインパネが変形して、インパネの意匠性が悪化する場合がある。また、エアバッグドアとインパネとの接合強度（溶着強度）が低下する可能性もある。溶着リブ倒れ防止用の治具を用いて振動溶着する等、溶着条件を最適化すれば、溶着リブの倒れを抑制できるが、この場合には溶着作業が繁雑になる。上記（２）を備える本発明のエアバッグドアによると、隣接する溶着リブ同士が支え合うことで溶着リブの倒れを抑制できる。

以下、図面を基に、本発明のエアバッグドアを説明する。

（実施例１）
実施例１のエアバッグドアを模式的に表す斜視図を図１に示す。実施例１のエアバッグドアの要部拡大斜視図を図２に示す。実施例１のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図を図３に示す。以下、実施例において上、下、左、右、前、後とは図１に示す上、下、左、右、前、後を指す。また、振動溶着時の振動方向とは左右方向を指す。溶着リブの長さとは、左右方向の長さを指す。溶着リブの高さとは、前後方向の長さを指す。溶着リブの幅とは上下方向の長さを指す。

図１に示すように、実施例１のエアバッグドア１は、エアバッグドア本体部２と、複数の溶着リブ３とを持つ。実施例１のエアバッグドア１はＴＰＯを材料としてなる。

エアバッグドア本体部２は、リテーナ部２０と、２つのドア部２１とを持つ。リテーナ部２０およびドア部２１は一体成形されてなる。リテーナ部２０は、リテーナ本体部２２と、フランジ部２３とからなる。リテーナ本体部２２は前後方向に延びる略角筒状をなす。フランジ部２３は略額縁状をなし、リテーナ本体部２２の前端部に一体化されている。リテーナ部２０は、全体として略筒状をなす。フランジ部２３には図略のエアバッグユニットが収容される。

各ドア部２１は、略板状をなす。一方のドア部２１ａは、フランジ部２３の上側内周面に一体化されている。他方のドア部２１はフランジ部２３の下側内周面に一体化されている。ドア部２１のなかでフランジ部２３との境界部分は蝶番状をなす。このため、各ドア部２１はリテーナ部２０に対して揺動可能である。

実施例１のエアバッグドア１は、インパネ８の後面側に配置される。フランジ部２３の前面および各ドア部２１の前面は、インパネ８の後面に対面する。したがって、実施例１のエアバッグドア１におけるドア部２１の前面およびフランジ部２３の前面は、本発明のエアバッグドア１における接合面２５に相当する。

フランジ部２３および各ドア部２１の前面（接合面２５）には、それぞれ、複数の溶着リブ対４が形成されている。各溶着リブ対４は、それぞれ、上下方向に隣接する２つの溶着リブ３からなる。図２に示すように、各溶着リブ３は、溶融予定部３０と、接合予定部３１とを持つ。溶融予定部３０は、溶着リブ３の前端部からなる。接合予定部３１は、溶着リブ３の後端部（接合面２５側の端部）からなる。溶融予定部３０は、振動溶着時に溶融する部分である。また、接合予定部３１は振動溶着時に残存する部分であり、インパネ８の後面に接合する部分である。実施例１のエアバッグドア１における溶着リブ３は、振動溶着時に、高さ方向（図１中前後方向）に０．４５ｍｍ溶融するように設計されている。したがって、実施例１のエアバッグドア１における溶融予定部３０は、溶着リブ３の前端部から０．４５ｍｍの部分である。接合予定部３１は溶着リブ３の他の部分である。

対をなす溶着リブ３において、接合予定部３１の接合面２５側の部分は、互いに一体化している。詳しくは、接合予定部３１は、突出高さの異なる２つの部分からなる略Ｌ字状をなす。接合予定部３１のなかで突出高さの大きい部分を接合本体部３７と呼ぶ。接合予定部３１のなかで突出高さの小さい部分を連結部３８と呼ぶ。対をなす溶着リブ３の接合予定部３１は、互いに連結部３８を対面させている。そして対をなす溶着リブ３の連結部３８同士は、互いに一体化している。

実施例１のエアバッグドア１において、溶着リブ３の接合幅Ｗ１（接合予定部３１の先端部の幅）は１ｍｍである。ドア部２１に形成されている溶着リブ３の長さＬは４５ｍｍである。対をなす溶着リブ３の接合予定部３１の先端部同士の距離Ｗ２は３ｍｍである（図３）。接合予定部３１の高さ（接合本体部３７の高さ）Ｈ１は２ｍｍである。溶融予定部３０の高さＨ２は０．４５ｍｍである。連結部３８の高さＨ３は１ｍｍである（図２）。

（実施例２）
実施例２のエアバッグドアは、溶着リブの形状以外は実施例１のエアバッグドアと同じものである。実施例２のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図を図４に示す。

実施例２のエアバッグドア１は、実施例１のエアバッグドア１における各溶着リブ対４の一方の溶着リブ３をなくした例である。すなわち、実施例２のエアバッグドア１は、実施例１のエアバッグドア１における溶着リブ対４と同数の溶着リブ３を持つ。また、実施例２のエアバッグドア１における溶着リブ３は、連結部３８を持たない。したがって、実施例２のエアバッグドア１において、隣接する溶着リブ３同士はそれぞれ独立している。

実施例２のエアバッグドア１において、溶着リブ３の接合幅Ｗ１は１ｍｍである。ドア部２１に形成されている溶着リブ３の長さＬは４５ｍｍである。接合予定部３１の高さＨ１（図略）は２ｍｍである。溶融予定部３０の高さＨ２（図略）は０．４５ｍｍである。

（比較例１）
比較例１のエアバッグドアは、溶着リブの形状以外は実施例２のエアバッグドアと同じものである。比較例１のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図を図５に示す。

比較例１のエアバッグドア１における溶着リブ３は、接合幅Ｗ１以外は実施例２のエアバッグドア１における溶着リブ３と同じである。

比較例１のエアバッグドア１において、溶着リブ３の接合幅Ｗ１は５ｍｍである。ドア部２１に形成されている溶着リブ３の長さＬは４５ｍｍである。接合予定部３１の高さＨ１（図略）は２ｍｍである。溶融予定部３０の高さＨ２（図略）は０．４５ｍｍである。

（実施例３）
実施例３のエアバッグドアは、溶着リブの形状以外は実施例２のエアバッグドアと同じものである。実施例３のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図を図６に示す。

実施例３のエアバッグドア１における溶着リブ３は、接合幅Ｗ１およびドア部２１に形成されている溶着リブ３の長さＬ以外は、実施例２のエアバッグドア１と同じである。

実施例３のエアバッグドア１において、ドア部２１に形成されている溶着リブ３の長さＬは１０ｍｍである。溶着リブ３の接合幅Ｗ１は３ｍｍである。接合予定部３１の高さＨ１（図略）は２ｍｍである。溶融予定部３０の高さＨ２（図略）は０．４５ｍｍである。

（比較例２）
比較例２のエアバッグドアは、溶着リブの形状以外は実施例２のエアバッグドアと同じものである。比較例２のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図を図７に示す。

比較例２のエアバッグドア１における溶着リブ３は、接合幅Ｗ１およびドア部２１に形成されている溶着リブ３の長さＬ以外は実施例２のエアバッグドア１における溶着リブ３と同じである。

比較例２のエアバッグドア１において、ドア部２１に形成されている溶着リブ３の長さＬは１０ｍｍである。溶着リブ３の接合幅Ｗ１は５ｍｍである。接合予定部３１の高さＨ１（図略）は２ｍｍである。溶融予定部３０の高さＨ２（図略）は０．４５ｍｍである。

（評価試験）
実施例１〜３および比較例１〜２のエアバッグドア１のドア部２１を所定形状に切り取って、各エアバッグドア１のテストピースを製作した。また、ＰＰを材料とするインパネ８のテストピースを製作した。インパネ８のテストピースは、エアバッグドア１のテストピースより僅かに大型である。実施例１〜３および比較例２のエアバッグドア１のテストピースはそれぞれ１個ずつ製作し、比較例１のエアバッグドア１のテストピースは２個製作した。インパネ８のテストピースとしては、板厚１．５ｍｍのものを４個製作し、板厚２．５ｍｍのものを１個製作し、板厚２．０ｍｍのものを１個製作した。各エアバッグのテストピースおよび各インパネ８のテストピースを用いて、以下の試料１〜６を製作した。なお、各エアバッグドア１のテストピースには、２つの貫通孔（第１貫通孔５１）を形成した。各インパネ８のテストピースには、第１貫通孔５１に対面する位置に、２つの貫通孔（第２貫通孔５２）を形成した。第２貫通孔５２は第１貫通孔５１よりも大径であった。

実施例１〜実施例３および比較例２のエアバッグドア１のテストピースを、それぞれ、板厚１．５ｍｍのインパネ８のテストピースに振動溶着し、試料１〜４の溶着体を製作した。このときの振幅は３ｍｍであり、振動数は１０１．８Ｈｚであった。振動時間は、各エアバッグドア１のテストピースの溶着リブ３が、高さ方向に０．４５ｍｍ溶融するように適宜設定した。なお、振動溶着時の振幅、振動数、振動時間は、後述する試料５〜６についても同様である。

比較例１のエアバッグドア１のテストピースの一方を、板厚２．５ｍｍのインパネ８のテストピースに振動溶着した（試料５）。また、比較例１のエアバッグドア１のテストピースの他方を、板厚２．０ｍｍのインパネ８のテストピースに振動溶着した（試料６）。

（溶着面割合測定試験）
各エアバッグドア１のテストピースにおける、接合予定部３１の先端面の面積の総和を算出した。そして、各エアバッグドア１のテストピースにおける接合面２５全体の面積（１００％）のなかで、この先端面の面積が占める割合（％）を算出した。各エアバッグドア１のテストピースにおける溶着面割合を表１に示す。

（意匠性評価試験）
試料１〜６の溶着体をインパネ８のテストピース側から目視し、試料１〜６の溶着体の意匠性を評価した。インパネ８のテストピースの表面に生じている凹凸が５μｍ未満のものを特に意匠性に優れる（Ａ）と評価し、５μｍ以上１０μｍ未満の凹凸がみられるものを意匠性に優れる（Ｂ）と評価し、１０μｍ以上の凹凸がみられるものを意匠性に劣る（Ｃ）と評価した。試料１〜６の溶着体の意匠性を表１に示す。

（剥がれ強度測定試験）
図８に示すように、試料１、２、および６の溶着体９における各第１貫通孔５１および第２貫通孔５２にアイボルト５５を挿通した。第２貫通孔５２にはナット５６を挿入し、このナット５６をアイボルト５５の先端に締結した。ナット５６は第２貫通孔５２に入り込み、インパネ８における第１貫通孔５１の周縁部に当接した。試料１、２、および６の溶着体９の端部を固定治具５７に固定し、アイボルト５５を図略の引張装置に取り付けた。引張装置を溶着体９から離れる方向に移動させた。このとき、引張方向の荷重を徐々に増大させつつ、エアバッグドア１のテストピースがインパネ８のテストピースから剥がれるまで、アイボルト５５を引っ張った。そして、エアバッグドア１のテストピースがインパネ８のテストピースから剥がれた時点でアイボルト５５に加えていた引張方向の荷重を測定した。エアバッグドア１のテストピースがインパネ８のテストピースから剥がれた時点における荷重が２９４Ｎ未満である場合を剥がれ強度に劣る（×）と評価し、２９４Ｎ以上である場合を剥がれ強度に優れる（○）と評価した。試料１、２、４、および６の溶着体の剥がれ強度を表１に示す。以下、エアバッグドア１のテストピースを単にエアバッグドア１と略し、インパネ８のテストピースを単にインパネ８と略する。

表１に示すように、試料５の溶着体が意匠性に優れるのに対し、試料６の溶着体は意匠性に劣る。これは、試料５のインパネ８は板厚２．５ｍｍであるのに対し、試料６のインパネ８は板厚２．０ｍｍであるためである。すなわち、板厚２．０ｍｍ以下のインパネ８に、接合幅５ｍｍ以上のエアバッグドア１を振動溶着すると、インパネ８の意匠性が悪化する。

また、接合幅５ｍｍのエアバッグドア１を板厚１．５ｍｍのインパネ８に振動溶着した試料４の溶着体は意匠性に劣る。これに対し、接合幅３ｍｍのエアバッグドア１を板厚１．５ｍｍのインパネ８に振動溶着した試料３の溶着体は意匠性に優れる。この結果から、エアバッグドア１の接合幅を３ｍｍ以下にすることで、インパネ８の意匠性悪化を抑制しつつ、板厚２．０ｍｍ以下のインパネ８にエアバッグドア１を振動溶着できることがわかる。すなわち、本発明のエアバッグドア１は、インパネ８の意匠性悪化を抑制しつつ、板厚２．０ｍｍ以下のインパネ８に振動溶着できる。

また、接合幅１ｍｍのエアバッグドア１を板厚１．５ｍｍのインパネ８に振動溶着した試料１〜２の溶着体は、接合幅３ｍｍのエアバッグドア１を板厚１．５ｍｍのインパネ８に振動溶着した試料３の溶着体に比べてさらに意匠性に優れる。この結果から、エアバッグドア１の接合幅を１ｍｍ以下にすることで、インパネ８の意匠性悪化をさらに抑制しつつ、板厚２．０ｍｍ以下のインパネ８にエアバッグドア１を振動溶着できることがわかる。

また、試料１〜２の溶着体は、試料６の溶着体と同様に、剥がれ強度に優れる。この結果から、本発明のエアバッグドア１は、接合幅が小さく溶着面割合が小さいが、インパネ８に十分な強度で溶着できることがわかる。

なお、本発明のエアバッグドア１における溶着リブ３の形状は、実施例１〜３の形状に限定されない。例えば、図９に示すように、互いに隣接する溶着リブ３の接合予定部３１のなかで、接合面２５側の一部のみを一体化しても良い。また、図１０に示すように、溶着リブ３を先細りのテーパ形状にして、溶着リブ３の接合予定部３１のなかで接合面２５側の部分を一体化しても良い。さらに、図示しないが、３つ以上の互いに隣接する溶着リブ３の接合予定部３１のなかで、接合面２５側の部分を互いに一体化しても良い。何れの場合にも、接合幅を３ｍｍ以下にすれば、インパネ８の意匠性悪化を抑制できる。

溶着リブ３の幅は、振動溶着時における溶着リブ３の溶融高さに応じて適宜設定すれば良い。例えば、溶着リブ３をテーパ状にする場合には、溶着リブ３の溶融高さに応じて接合予定部３１の先端部の位置を設定し、この先端部の幅（接合幅）が３ｍｍ以下になるように溶着リブ３の形状を設計すれば良い。なお、本発明のエアバッグドア１においては、溶融予定部３０の形状は特に限定しない。溶融予定部３０の先端部の幅は、３ｍｍ以上であっても良いし、３ｍｍ以下であっても良い。また、溶融予定部３０の先端部は平面状をなしても良いし、曲面状や尖端形状をなしても良い。溶融予定部３０の先端部の幅が小さい程、振動溶着時の抵抗が小さくなる。

実施例１のエアバッグドアを模式的に表す斜視図である。 実施例１のエアバッグドアの要部拡大斜視図である。 実施例１のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図である。 実施例２のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図である。 比較例１のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図である。 実施例３のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図である。 比較例２のエアバッグドアをインパネ側から見た様子を模式的に表す要部拡大説明図である。 剥がれ強度測定試験において、各試料の溶着体にアイボルトおよびナットを取り付けた様子を模式的に表す説明図である。 本発明のエアバッグドアにおける溶着リブの他の形状を模式的に表す要部拡大斜視図である。 本発明のエアバッグドアにおける溶着リブの他の形状を模式的に表す要部拡大斜視図である。

符号の説明

１：エアバッグドア ２：エアバッグドア本体部 ３：溶着リブ
８：インパネ ２５：接合面 ３０：溶融予定部
３１：接合予定部 Ｗ１：接合予定部の先端部の幅

Claims (3)

1. 板厚２．０ｍｍ以下の樹脂製のインストルメントパネルに振動溶着される樹脂製のエアバッグドアであって、
   該インストルメントパネルの後面に対面する接合面を持つエアバッグドア本体部と、
   該接合面に形成され振動溶着時の振動方向に延びる複数の溶着リブと、を持ち、
   該溶着リブは、振動溶着時に溶融する溶融予定部と、該振動溶着時に残存して該インストルメントパネルの該後面に接合する接合予定部と、を持ち、
   該接合予定部の先端部は、幅３ｍｍ以下であることを特徴とするエアバッグドア。
2. 前記接合予定部の先端部は、幅１ｍｍ以下である請求項１に記載のエアバッグドア。
3. 互いに隣接する少なくとも２つの前記溶着リブは、前記接合予定部のなかで前記接合面側の部分の少なくとも一部が一体化している請求項１または請求項２に記載のエアバッグドア。

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