JP2014129049A - 樹脂成形品及び樹脂構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形品の表側と裏側に設けられるテアライン溝の位置に加工誤差があっても、車両のエアバッグ展開時に適切に破断することができる樹脂成形品及び樹脂構造体を提供することを課題とする。
【解決手段】テアライン溝１１は、第１溝１７と、第２溝１９とから構成される。第１溝１７は、溝の底の両端に頂点２３、２４を有し、溝の中央に頂点２７を有する変形五角形断面を呈する。第２溝１９は、第１溝１７の中心線５３よりも、図右に形成されている。
【効果】第１溝と第２溝の少なくとも一方は、少なくとも２個の頂点を有する多角形断面を呈しているので、第１溝と第２溝とが対向する位置からずれて形成されても、エアバッグに押し圧されることで互いに最も近い頂点同士を結ぶように破断する。結果、車両のエアバッグ展開時に、樹脂成形品は適切に破断することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、樹脂成形品及び樹脂構造体に関し、具体的には、車両のインストルメントパネルに使用される樹脂成形品及び樹脂構造体に関する。

エアバッグ装置が内蔵されたインストルメントパネルの樹脂構造体が知られている（例えば、特許文献１（図１７）参照。）。

この特許文献１の技術を図面に基づいて以下に説明する。
特許文献１の図１７に示すように、インストルメントパネル（１０）（括弧付き数字は特許文献１に記載されている符号を示す。以下同じ。）は、基材（２３）に発泡樹脂層（５８）と表皮（５０）とを積層したものである。基材（２３）の表側にＶ字状の溝（６０）が設けられ、基材（２３）の裏側にもＶ字状の溝（６２）が設けられる。これらのＶ字状の溝（６０、６２）により、エアバッグ展開時に破断するテアライン溝が形成される。

図１７は従来の基材の射出成形工程を説明する図であり、下型１００と、上型１０１との間にキャビティ１０２が形成される。キャビティ１０２は、基材のテアライン溝を形成する部分１０３が狭まっている。射出成形時、溶融した樹脂は、図左側から矢印（１）のように流れ、また図右側から矢印（２）のように流れ、テアライン溝を形成する部分１０３近傍で合流する。

しかし、テアライン溝を形成する部分１０３で溶融樹脂が合流するように、ゲート位置及び射出速度を制御することは困難である。結果、図１８（ａ）に示すように、成形された基材としての樹脂成形品１０４は、テアライン溝１０５から若干ずれた位置にウェルドライン１０６が発生したり、（ｂ）に示すように、いわゆるショートによりテアライン溝１０５に気泡が発生する虞がある。

そこで対策として、樹脂成形品に後加工によりテアライン溝を形成することも考えられるが、樹脂成形品は、そり、ひけ、収縮等により固体差が生じるため、樹脂成形品の表側と裏側に設けられるテアライン溝の位置を合わせることが困難である。結果、エアバッグ展開時に、インストルメントパネルが適切に破断し難くなる心配がある。

表側と裏側のテアライン溝の位置を完全に合わせるには、高精度の加工機が必要になり、加工コストが嵩む。そこで加工コストを抑えることができるようにテアライン溝の位置に加工誤差程度の誤差が生じても、エアバッグ展開時にインストルメントパネルを適切に破断させることができるような構造が望まれる。

特開平１１−３０１３９８号公報

本発明は、樹脂成形品の表側と裏側に設けられるテアライン溝の位置に加工誤差があっても、車両のエアバッグ展開時に適切に破断することができる樹脂成形品及び樹脂構造体を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、破断予定線としてのテアライン溝を有する樹脂成形品であって、前記テアライン溝は、前記樹脂成形品の一方の面から肉厚中心に向かって掘られる第１溝と、前記樹脂成形品の他方の面から前記第１溝の近傍位置まで掘られる第２溝とからなり、前記第１溝と前記第２溝の少なくとも一方は、少なくとも２個の頂点を有する多角形断面を呈していることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、多角形断面は、溝の口の幅よりも溝の底の幅が狭い台形断面であることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、多角形断面は、溝の底の両端及び中央に頂点がある変形五角形断面であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の樹脂成形品と、この樹脂成形品の一方の面に被せる表皮と、この表皮と樹脂成形品との間に設ける発泡樹脂層とからなることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、発泡樹脂層は、樹脂成形品に接する第１発泡層と表皮に接する第２発泡層との少なくとも２層からなり、第１発泡層は、第２発泡層よりも塑性変形性に富むことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、テアライン溝は、樹脂成形品の一方の面から肉厚中心に向かって掘られる第１溝と、樹脂成形品の他方の面から第１溝の近傍位置まで掘られる第２溝とからなる。エアバッグ展開時、エアバッグは、樹脂成形品の他方の面を押し上げることで、テアライン溝を破断させる。第１溝と第２溝の少なくとも一方は、少なくとも２個の頂点を有する多角形断面を呈しているので、第１溝と第２溝とが対向する位置からずれて形成されても、エアバッグに押し圧されることで互いに最も近い頂点同士を結ぶように破断する。結果、樹脂成形品の表側と裏側に設けられるテアライン溝の位置に加工誤差があっても、車両のエアバッグ展開時に、樹脂成形品は適切に破断することができる。

請求項２に係る発明では、多角形断面は、溝の口の幅よりも溝の底の幅が狭い台形断面である。溝の底における頂点は、多角形断面の中心線から離れた位置にあるので、第１溝と第２溝とがずれて形成されていても、いずれかの頂点のうち近い方の頂点から破断することができる。

請求項３に係る発明では、多角形断面は、溝の底の両端及び中央に頂点がある変形五角形断面である。第１溝と第２溝とが真正面に対向する位置に形成されている場合は、互いの中央の頂点同士を結ぶようにして破断する。第１溝と第２溝とがずれて形成されている場合は、中央から離れた頂点を起点にして破断する。結果、第１溝と第２溝とがずれているか否かにかかわらず、良好に破断することができる。

請求項４に係る発明では、樹脂成形品の一方の面に被せる表皮と、この表皮と樹脂成形品との間に設ける発泡樹脂層とからなる。エアバッグが展開する際、樹脂成形品が破断し易いので、樹脂成形品、発泡樹脂層及び表皮で構成される樹脂構造体全体としても、テアライン溝から良好に破断することができる。

請求項５に係る発明では、発泡樹脂層は、樹脂成形品に接する第１発泡層と表皮に接する第２発泡層との少なくとも２層からなり、第１発泡層は、第２発泡層よりも塑性変形性に富む。樹脂構造体が外力を受けた際、第１発泡層は柔らかく、第２発泡層は硬いので、第１発泡層で外力を吸収すると共に、第２発泡層で強度を確保することができる。

本発明に係る樹脂成形品が使用されるインストルメントパネルの平面図である。 図１の２−２線断面図である。 本発明に係る樹脂成形品の基本原理を説明する図である。 図３の樹脂成形品の作用図である。 図２の樹脂成形品の要部拡大図である。 図５の樹脂成形品の作用図である。 図５の樹脂成形品の別態様を説明する図である。 樹脂成形品の射出成形工程を説明する図である。 可動型の断面図である。 樹脂成形品の断面図である。 図１０の要部斜視図である。 真空成形工程を説明する図である。 第２溝成形工程を説明する図である。 図１３の要部斜視図である。 本発明に係る樹脂構造体の作用図である。 図１５の別態様に係る樹脂構造体の作用図である。 従来技術に係る樹脂成形品の射出成形工程を説明する図である。 従来技術に係る樹脂成形品の断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、樹脂構造体１０としてのインストルメントパネル１０は、裏側にエアバッグ装置（詳細後述）を備え、このエアバッグ装置のエアバッグが展開する際に、インストルメントパネル１０が突き破られる。

インストルメントパネル１０は、エアバッグ装置が配置される部位に破断予定線としてのテアライン溝１１が設けられる。テアライン溝１１は、矩形を呈しており、この矩形内においても車幅方向に１本延びる。なお、テアライン溝１１は、矩形に限定されず、エアバッグが展開する形状に設けられれば、他の形状であっても差し支えない。

次にインストルメントパネル及びエアバッグ装置について説明する。
図２に示すように、樹脂構造体１０（以下、インストルメントパネル１０という。）は、樹脂成形品１２としての基材１２と、この基材１２の一方の面１３に積層される発泡樹脂層３０と、この発泡樹脂層３０に被せられる表皮４１とからなる。

樹脂成形品１２（以下、基材１２という。）は、本体部１４と、この本体部１４の開口部１５に設けられるドア基材１６とからなる。このドア基材１６にテアライン溝１１が設けられる。本体部１４の開口部１５には、下方に窪んだ凹部２１が設けられ、この凹部２１にドア基材１６が嵌められる。

本体部１４及びドア基材１６は、樹脂成形品１２である。成形時のそり、ひけ等に起因し、ドア基材１６が凹部２１の奥まで嵌らず、本体部１４とドア基材１６との間に段差５１が生じることがある。なお、段差５１は、本体部１４とドア基材１６との間に生じた段差５１に限定されず、基材１２自体に生じる凹凸等、他の位置に生じる段差５１も含むものとする。

発泡樹脂層３０は、基材１２の一方の面１３に接する第１発泡層３１と、この第１発泡層３１に積層され表皮４１に接する第２発泡層３２とからなる。なお、実施例では発泡樹脂層３０は、第１発泡層３１と第２発泡層３２との２層からなるが、第１発泡層３１と第２発泡層３２との間にさらに複数の発泡層を積層しても差し支えない。

ドア基材１６の他方の面１８には、エアバッグ装置６０を取り付ける取付片２２が設けられる。エアバッグ装置６０は、取付片２２に取り付けられるエアバッグケース６１と、このエアバッグケース６１内に折り畳まれて収容され車両衝突時に膨張するエアバッグ６２と、エアバッグケース６１内に設けられエアバッグ６２を膨張させるインフレータ６３とからなる。

車両衝突時、エアバッグ６２が膨張すると、エアバッグ６２によりドア基材１６が押し上げられる。さらにエアバッグ６２が膨張すると、インストルメントパネル１０のテアライン溝１１が破断し、エアバッグ６２が上方に展開する。

テアライン溝１１は、ドア基材１６の一方の面１３から肉厚中心に向かって掘られる第１溝１７と、ドア基材１６の他方の面１８から第１溝１７の近傍位置まで掘られる第２溝１９とからなる。

発泡樹脂層３０は、第１発泡層３１と、第２発泡層３２とからなる。第１発泡層３１は、第２発泡層３２よりも塑性変形性に富む。第１発泡層３１内部の気泡による空洞部分が塑性変形することにより、段差５１が吸収される。第２発泡層は、第１発泡層よりも剛性が大きいので、変形しない。結果、基材１２に段差５１がある場合でも、表皮４１は段差に影響されず、意匠性を良好に保つことができる。

第１発泡層３１は、基材１２に直接的に接している。このため、第１発泡層３１により、段差５１を吸収しやすい。また、第１発泡層３１のうち塑性変形していない部分の厚さは、段差５１よりも大きい。結果、第１発泡層３１のみで、段差５１を全て吸収することができる。

次に基材（樹脂成形品）の基本原理について説明する。
図３に示すように、一方の面１３に形成される第１溝１７は、複数の頂点２３、２４を有する台形断面を呈している。第１溝１７の溝の口の幅はＬ１である。第１溝１７の溝の底の幅はＬ２であり、Ｌ２＜Ｌ１である。

第２溝１９は、複数の頂点２５、２６を有する多角形断面を呈している。第２溝１９は、他方の面１８から第１溝１７の近傍位置まで掘られる。第２溝１９は、第１溝１７に対してずれた位置に形成されている。（詳細後述）なお、基本原理の説明のため、第２溝１９は、第１溝１７に対してずれた位置に形成したが、これに限定されず、真正面に対向する位置に形成しても差し支えない。

図４（ａ）に示すように、第２溝１９は、第１溝１７に対して図右にずれた位置に形成されている。エアバッグ展開時、基材１２は矢印Ｆの力を受ける。第１溝１７の頂点２４から罅５２が生じ、第１溝１７の頂点２４と第２溝１９の頂点２５を結ぶように破断する。頂点２４と頂点２５との距離は最も短いので、容易に破断することができる。

図４（ｂ）に示すように、第２溝１９は、第１溝１７に対して図左にずれた位置に形成されている。エアバッグ展開時、基材１２は矢印Ｆの力を受ける。第１溝１７の頂点２３から罅５２が生じ、第１溝１７の頂点２３と第２溝１９の頂点２６を結ぶように破断する。頂点２３と頂点２６との距離は最も短いので、容易に破断することができる。

次に基材（樹脂成形品）について説明する。
図５に示すように、テアライン溝１１は、第１溝１７と、第２溝１９とから構成される。第１溝１７は、溝の底の両端に頂点２３、２４を有し、溝の中央に頂点２７を有する変形五角形断面を呈する。第２溝１９は、第１溝１７の中心線５３よりも、図右に形成されている。

第１溝１７において、中央の頂点１７の角度はＹであり、頂点２３、２４の角度はθであり、θ＜Ｙである。また、頂点２４と頂点２５を結ぶ線５４と変形五角形断面の角辺とのなす角は、それぞれ角度α、角度βであり、α≒βとなるように設定されている。θ＜Ｙとすることで、第１溝１７と第２溝１９の距離が離れた場合（尖っているθを用いる場合）、第１溝１７と第２溝１９の距離が近づいた場合（θよりも角度の大きいＹを用いる場合、溝１７、１９同士の距離が近いため破断できる）共に、破断性を高めることができる。

以上に述べた基材の作用について説明する。
図６（ａ）は比較例の基材１３０の作用を説明する図であり、基材１３０は、一方の面１３１から肉厚中心に向かって掘られる第１溝１３２と、他方の面１３３から第１溝１３２の近傍位置まで掘られる第２溝１３４とからなる。第２溝１３４は、第１溝１３２に対して図右に形成される。第１溝１３２は、三角形断面を呈している。エアバッグ展開時、基材１３０は力Ｆを受ける。第１溝１３２の頂点１３５から罅１３６が入るが、基材１３０が破断しない。

図６（ｂ）は実施例の基材１２の作用を説明する図であり、第２溝１９は、第１溝１７に対して図右に形成されている。エアバッグ展開時、基材１２は力Ｆを受ける。頂点２４から罅５２が入り、頂点２４と頂点２５を結ぶようにして破断する。

図６（ｃ）は実施例の基材１２の作用を説明する図であり、第２溝１９は、第１溝１７に対して図左に形成されている。エアバッグ展開時、基材１２は力Ｆを受ける。頂点２３から罅５２が入り、頂点２３と頂点２６を結ぶようにして破断する。

図６（ｄ）は実施例の基材１２の作用を説明する図であり、第２溝１９は、第１溝１７にほぼ対向する位置に形成されている。エアバッグ展開時、基材１２は力Ｆを受ける。頂点２７から罅５２が入り、頂点２７と頂点２５を結ぶようにして破断する。すわなち、実施例においては、応力集中して破断しやすい頂点が複数存在するため、頂点間の距離が最短となる位置で、破断することができる。

次に第１溝及び第２溝の別態様について説明する。
図７（ａ）に示すように、第１溝１７は、変形五角形断面を呈する。第２溝１９は、図上下方向に長い変形五角形断面を呈する。第２溝１９が肉厚中心に向かって深く掘られるので、第１溝１７を肉厚中心に向かって浅く形成することができる。

図７（ｂ）に示すように、第１溝１７は、台形断面を呈する。第２溝１９は、溝の底の部分に６個の頂点を有する変形八角形断面を呈する。第２溝１９は、多くの頂点を有するので、第２溝１９の位置ずれに応じて、破断する頂点を変更することができる。

図７（ｃ）に示すように、第１溝１７は、台形断面を呈する。第２溝１９は、略正方形断面を呈する。第１溝１７、第２溝１９共に断面形状が単純であるので、加工が容易である。なお、第１溝１７及び第２溝１９の断面形状は、上述した形状に限定されず、少なくとも２個の頂点を有する多角形断面を呈していれば、他の形状であっても差し支えない。

次に基材（樹脂成形品）の射出成形工程を説明する。
図８に示すように、射出成形機７６は、固定型７７と、可動型７８とを有し、これらの固定型７７と可動型７８によって形成されるキャビティに樹脂を充填することで、基材１２が成形される。（射出成形工程）

次に可動型７８について説明する。
図９（ａ）に示すように、可動型７８には、キャビティ７９に突出するようにして突部８１が設けられている。突部８１は、基材（図５、符号１２）の第１溝（図５、符号１７）を形成するためのものである。（ｂ）に示す突部８１は、変形五角形断面を呈し、一定の長さに延びている。

次に基材について説明する。
図１０に示すように、射出成形機（図８、符号７６）から取り出された基材１２は、一方の面１３に、複数の第１溝１７が形成されている。

図１１に示すように、基材１２の第１溝１７は、変形五角形断面を呈し、一定の長さに延びている。なお、一方の面１３にのみ溝を設けるので、金型のキャビティ内の樹脂の流路が確保され、樹脂流動を良好に保つことができる。

次に基材にラミネートシートを積層する真空成形工程について説明する。
図１２（ａ）に示すように、下型７３に基材１２をセットする。ラミネートシート４２を矢印（３）のように基材１２に被せ、上型７４を矢印（３）のように移動させる。

（ｂ）に示すように、上型７４及び下型７３を閉じた状態にする。矢印（５）のように真空引きし、ラミネートシート４２の表皮４１に加工を施す。矢印（６）のように真空引きし、ラミネートシート４２を基材１２に貼り付け、（ｃ）に示す樹脂構造体１０（以下、インストルメントパネル１０という。）を得る。（真空成形工程）

なお、実施例では、インストルメントパネル１０を製造したが、これに限定されず、基材にラミネートシート４２を積層したものであれば、他の樹脂構造体であっても差し支えない。

次に第２溝成形工程について説明する。
図１３に示すように、インストルメントパネル１０を治具８２にセットする。基材１２の他方の面１８を、エンドミルなどの切削工具８３で加工し、第２溝（図５、符号１９）を成形する。第２溝１９は、第１溝１７に対向する位置に成形する。（第２溝成形工程）

なお、基材１２は射出成形による樹脂部品であるため、そり、ひけ、収縮等固体差が生じる。インストルメントパネル１０を治具８２にセットしても、第１溝１７の位置にも誤差が生じる。結果、第１溝１７と第２溝１９との位置がずれることがある。このように、基材１２の一方の面１３には射出成形時に第１溝１７を形成し、切削工具８３による後加工で第２溝１９を成形する場合は、特に図６に示したように本発明は有効である。

図１４に示すように、基材１２の他方の面１８に、第２溝１９が形成されている。第２溝１９は、四角形断面を呈し、一定の長さに延びている。なお、第２溝１９は、第１溝１７に沿って形成される。

以上に述べたインストルメントパネルの作用を次に説明する。
図１５（ａ）は比較例のインストルメントパネル１２０の断面図であり、基材１２１は、本体部１２２と、ドア基材１２３とからなる。インストルメントパネル１２０は、基材１２１と、この基材１２１に積層され均一な材料で構成される発泡樹脂層１２４と、この発泡樹脂層１２４に積層された表皮１２５とからなる。

基材１２１は、本体部１２２とドア基材１２３との間に段差１２６を有し、この段差１２６を発泡樹脂層１２４で吸収しきれずに、表皮１２５にも段差１２７が現れ好ましくない。また、発泡樹脂層１２４全体をより柔軟な材質にすると、段差１２６は吸収できるが、発泡樹脂層１２４の剛性が小さくなり、表皮１２５まで柔軟になるため好ましくない。

図１５（ｂ）は実施例のインストルメントパネル１０の断面図であり、段差５１は、第１発泡層３１に吸収され、表皮４１に段差は現れない。また、第２発泡層３２は、第１発泡層３１に比較して剛性が大きいので、表皮４１を適度な硬さに保つことができる。

図１６（ａ）は比較例のインストルメントパネル１４０の断面図であり、基材１４１の他方の面１４２にのみテアライン溝１４３が設けられている。基材１４１を射出成形により成形する場合、樹脂の充填を考慮するため、テアライン溝１４３をあまり深く成形することができない。エアバッグ１４４の展開時、（ｂ）に示すように基材１４１に力Ｆが加わるが、テアライン溝１４３の脆弱性が不十分なため、基材１４１が破断し難い。

図１６（ｃ）は比較例のインストルメントパネル１５０の断面図であり、基材１５１に発泡樹脂層１５２と表皮１５３とが積層されている。切削工具１５４により加工し、（ｄ）に示すテアライン溝１５５を成形する。テアライン溝１５５の深さは十分であるので、エアバッグ展開時、インストルメントパネル１５０は破断し易い。しかし、テアライン溝１５５が深いため、表皮１５３が窪み、意匠性が低下する。

図１６（ｅ）は実施例のインストルメントパネル１０の断面図であり、テアライン溝１１は、基材１７にのみ成形されているので、表皮４１が窪むことはなく、意匠性を良好に保つことができる。（ｆ）に示すように、基材１７に第１溝１７及び第２溝１９が成形されているので、エアバッグ６２の展開時、テアライン溝１１は良好に破断する。

尚、本発明の樹脂構造体は、実施の形態では車両のインストルメントパネルに適用したが、車両の内装等、積層された樹脂構造体がしようできれば、一般の車両等に適用することは差し支えない。

本発明の樹脂構造体は、車両のインストルメントパネルに好適である。

１０…樹脂構造体（インストルメントパネル）、１１…テアライン溝、１２…樹脂成形品（基材）、１３…一方の面、１７…第１溝、１８…他方の面、１９…第２溝、２３、２４、２５、２６…頂点、２７…中央の頂点、３０…発泡樹脂層、３１…第１発泡層、３２…第２発泡層、４１…表皮。

Claims (5)

1. 破断予定線としてのテアライン溝を有する樹脂成形品であって、
   前記テアライン溝は、前記樹脂成形品の一方の面から肉厚中心に向かって掘られる第１溝と、前記樹脂成形品の他方の面から前記第１溝の近傍位置まで掘られる第２溝とからなり、
   前記第１溝と前記第２溝の少なくとも一方は、少なくとも２個の頂点を有する多角形断面を呈していることを特徴とする樹脂成形品。
2. 前記多角形断面は、溝の口の幅よりも溝の底の幅が狭い台形断面であることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品。
3. 前記多角形断面は、溝の底の両端及び中央に前記頂点がある変形五角形断面であることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の樹脂成形品と、この樹脂成形品の前記一方の面に被せる表皮と、この表皮と前記樹脂成形品との間に設ける発泡樹脂層とからなることを特徴とする樹脂構造体。
5. 前記発泡樹脂層は、前記樹脂成形品に接する第１発泡層と前記表皮に接する第２発泡層との少なくとも２層からなり、
   前記第１発泡層は、前記第２発泡層よりも塑性変形性に富むことを特徴とする請求項４記載の樹脂構造体。

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