JP2015131576A - エアバッグ装置、その製造方法、及びエアバッグ装置の製造装置 - Google Patents

エアバッグ装置、その製造方法、及びエアバッグ装置の製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】製造が容易で、製造コストを抑えることができる軽量なエアバッグ装置を提供する。【解決手段】エアバッグ装置の容器部は、容器本体と、開口部周縁に設けたフランジ部と、開口部の周縁において容器本体とフランジ部とを連結するヒンジを有し、開口部からエアバッグを収納可能に、開口部を予め開放し、エアバッグが収納された状態で、ヒンジを中心に回動して開口部を遮るように被覆部を一体的に裏打ちする裏打ち部と、を有し、被覆部は、膨張用ガス供給源の作動時に破断する破断予定部によって区画される扉予定部と、扉予定部の外側の外郭部と、を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、エアバッグ装置、その製造方法、及びエアバッグ装置の製造装置に関する。
自動車用のエアバッグ装置は乗員を衝突の衝撃から保護する手段として多くの車両に搭載されており、その中の一形態として助手席用のエアバッグ装置がある。
助手席用のエアバッグ装置には、助手席の前方に横長に配置され、破断予定線が外観上見えないように一連の面をなしてエアバッグ膨出用扉を備える、いわゆるシームレスインストルメントパネルと呼ばれるパネルに覆われるものがある。
このようなシームレスインストルメントパネルは、典型的には、周囲のポリプロピレン樹脂等からなる製内装材と調和した質感が得られるように、同種の樹脂による表皮材を表面側に配置し、表皮材がエアバッグの膨張展開によっても所定の扉形状を形成できるように、裏面側に軟質樹脂の補強部材を組み合わせる。
この種のエアバッグ装置の一例として、例えば特許文献1に記載のものがある。補強部材は、表皮材に沿って扉予定部及びその周縁部を所定の広さに亘って一体に補強する。扉予定部を、補強部材に重ね合わせ所定の押圧力を加えつつ相対的な振動を与えると、扉予定部と補強部材との摺動摩擦により発熱し、扉予定部と補強部材の一方または双方の樹脂が溶けて、扉予定部と補強部材とを接合することができる。
このように摺動摩擦熱による溶着、いわゆる振動溶着を行なうときには、溶着する二者を重ね合わせて当接面に押し圧を加える必要があるから、組立時には補強部材の側に位置するエアバッグは、溶着作業のあとに組み込まれなければならない。そこで、補強部材に一体に設けられる容器部は底が開放された無蓋箱状の形態とされ、扉予定部と補強部材とがしっかり溶着されたシームレスインストルメントパネルに補強部材側からエアバッグを組み込んだリテーナなどと呼ばれる底板部材を組付ける。
特表2002−507172号公報
ところで、助手席用エアバッグ装置は、インストルメントパネルのステアリングメンバに取り付けて支持する形態と、上記特許文献1のように、シームレスインストルメントパネルに支えるように構成する形態が採用できるが、いずれも、底部を含む無蓋状をなす容器を取り付けて、エアバッグの膨張方向の反対側を閉じるようにしている。
すなわち、特許文献1に記載の発明は、エアバッグが飛び出す扉部と、エアバッグを収納する収納部とを別体としており、扉部フランジ部を収納部のフランジ部で抱え込むようにして組み立てている。このため、扉部と収納部とを結合するための結合部が必要となり、その分だけ工程が増加する。これと共に、結合部の強度を保つため、板厚が厚くなり、質量の増加とコスト高にもつながるとの課題がある。
そこで、本発明の目的は、製造が容易で、製造コストを抑えることができる軽量なエアバッグ装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明のエアバッグ装置は、容器部と、容器部のエアバッグ膨出側の開口部を覆い膨張用ガス供給源の作動時に扉部を形成する被覆部と、膨張用ガス供給源に接続され容器部に収納されたエアバッグと、を備え、前記容器部は、底部、及び周壁部を有する容器本体と、開口部周縁に設けたフランジ部と、開口部の周縁において容器本体と裏打ち部とを連結するヒンジを有し、開口部からエアバッグを収納可能に、ヒンジを中心に回動して開口部を遮るように被覆部を一体的に裏打ちする裏打ち部と、を有し、被覆部は、膨張用ガス供給源の作動時に破断する破断予定部によって区画される扉予定部と、扉予定部の外側の外郭部と、を有する。
膨張用ガス供給源は容器部及びエアバッグに直接取り付けるようにしてもよいし、容器部とは離隔して別に配置された膨張用ガス供給源から配管等によってエアバッグ内に膨張用ガスが供給できるようにしてもよい。
当該エアバッグ装置は、容器部に開口部からエアバッグを収納し裏打ち部で開口部を閉じる収納工程と、容器部の裏打ち部を下方から支持する支持工程と、容器部に被覆部を積載して容器部に被覆部を上方から押圧接合する接合工程と、からなる製造方法によって製造できる。
接合工程は、裏打ち部と被覆部とが当接面で溶融して接合してもよいし、接着剤を介して接合してもよい。押圧接合は、裏打ち部と被覆部との相当の接合強度が得られるまで、好ましくは裏打ち部と被覆部との溶融した一方または双方の材料が固化するまで、又は接着剤が硬化(キュア)するまでの間押圧状態を保持するのがよい。
当接面の溶融は、裏打ち部と被覆部とが摺り合わされ発熱する現象を利用したフリクションウエルディング(振動溶着)、裏打ち部と被覆部の当接面を個々にヒータ板の輻射熱によって加熱し速やかに突き合せて押圧接合するホットプレートウエルディング(熱板溶着)、裏打ち部と被覆部の一方を透過し他方は不透過の光線によって接合部を溶融させる方法によってもよい。
接着剤は、一液タイプの室温硬化型接着剤(RTV)、二液タイプの室温硬化型接着剤、ホットメルト型接着剤などが利用できる。
エアバッグ装置は、開口部から容器本体内にエアバッグを収納した状態で、裏打ち部を下方から支持する支持手段と、裏打ち部に被覆部が積載された状態で被覆部と裏打ち部を押圧接合する接合手段、を備える製造装置によって製造できる。
本発明によれば、軽量で、製造が容易で、製造コストを抑えることができるエアバッグ装置を提供できる。
本発明の一実施形態に係るエアバッグ装置に用いられる容器部としてのインナー1の単体斜視図である。 図1に示したインナー1の異なる角度から見た単体斜視図である。 同実施形態に係るエアバッグ装置の主要な構成要素を示す分解斜視図である。 図3の主要な構成要素を一部組み立てた状態を異なる角度から示した分解斜視図である。 同実施形態に係るエアバッグ装置の組み立て手順を説明する図である。 同実施形態に係るエアバッグ装置を組み立てるための組立装置の一形態の動作を説明する図である。 同実施形態に係るエアバッグ装置を組み立てるための組立装置の一形態の動作を説明する図である。 本発明の実施形態に係るエアバッグ装置の他の組立装置の概要を示す図である。 図8に示したエアバッグ装置の他の組立装置の動作を説明する図である。 図8に示したエアバッグ装置の他の組立装置の変形例を示す図である。
以下、本発明の実施形態に係るエアバッグ装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施例]
図1及び図2は、容器部としてのインナー1の単体斜視図であって、図1はエアバッグの膨出側を、図2は反膨出側を示している。便宜上、エアバッグ膨出側を上側(U側)、反膨出側を下側(D側)として説明する。
インナー1は、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPE)を射出成形したもので、略長方形の枠状をなすフランジ部2と、容器本体3と、容器本体3の上縁部31からヒンジ4を介して一体に成形された裏打ち部5を有している。
フランジ部2は、上面部21の略全面に溶着のためのリブ22が格子状に形成されている(図1では一部を除き省略)。切欠き23やタブ24が、後述するアウターパネルや図示しないインストルメントパネルなどとの位置決めや干渉を回避するために設けてある。
容器本体3は、底部32と、周壁部33からなり、開口34を有した箱型をしている。
底部32には、大小5つの通孔35、36が穿設され、大きな通孔35はインフレータのガス噴射部分を挿入するためのものであり、小さな通孔36は後述するエアバッグを固定するスタッドボルト73を挿通するためのもので、この実施例では大きな通孔35の周縁部に沿ってほぼ等間隔で4つ設けてある。底部32には、通孔35、36の周辺部分を含んで補強材である鋼板37が埋め込まれるようにして一体に成形されている。スリット38が、後述するエアバッグのパッキング本体71内に組み込まれたリテーナリング74の図示しない挿入片を受け入れ、正しいパッキング本体71の組付け位置を識別可能にしている。
周壁部33は、前方(矢印F側)に前壁部33F、後方(矢印R側)に後壁部33R、左側及び右側(矢印LH、RH)にそれぞれ左壁部33LH、右壁部33RHを備え、角穴39が、前後壁部33F、33Rに各1つ、左右壁部33LH、33RHに各2つ、開口34に近接して設けられている。
ヒンジ4は、側面視にて、一対の傾斜部41、42と、傾斜部41、42を接続する底部40から構成され、前後壁部33F、33Rに各1つの角穴39に対応する位置を不連続部43として、各裏打ち部5(5a、5b)のそれぞれを上縁部31に連結する2つの部分に分かれている。フランジ部2、容器本体3、裏打ち部5よりも幾分薄肉とされ、他に比べて柔軟性を有しヒンジとして作用可能としている。
裏打ち部5は、図1に示すように、フロント側裏打ち部5a、リア側裏打ち部5bが略平行に起立して形成され、開口34がほぼ全開の状態にある。すなわち、容器本体3の縦横内寸に収まるもの(エアバッグのパッキング本体71)が開口34を通って容器本体3内に困難なく入る状態にある。裏打ち部5には、フロント側裏打ち部5aの前方向及びリア側裏打ち部5bの後方向に面する面である外面51の略全面に、フランジ部2の上面部21と同様に格子状をなすリブ52が形成されている(図1、図2では一部を除き省略してある)。フロント側裏打ち部5aの基部53(53a)は、ヒンジ4c、4dで、リア側裏打ち部5bの基部53(53b)はヒンジ4a、4で、それぞれ上縁部31に連結されている。
裏打ち部5の基部53と反対側である先端部54は、互いに結合可能な構造を有している。すなわち、フロント側裏打ち部5aの先端部54aは、左右方向の中間位置にフック55と、その両脇に棚受け部56を有している。一方、リア側5bの先端部54bは、左右方向の中間位置に係合穴57と棚受け凹部58を有している。また、各裏打ち部5a、5bの側辺部59には、略半円形の段付凹部59aが設けてある。
このようなインナー1を使用した助手席エアバッグモジュール60の部品構成は、図3のようになっている。すなわち、折り畳まれたエアバッグ70のパッキング本体71と、インフレータ80と、インストルメントパネルの他の意匠面と同様の質感を持つ被覆部としてのアウタ90と、から概略構成されている。
パッキング本体71は、展開を考慮して折り畳まれたエアバッグ70を、布帛又は樹脂含浸紙からなるラッピング材72で折り崩れなく保っている。エアバッグ70内には予め折り畳む前にリテーナリング74を挿入してあり(図5(b)参照)、そのリテーナリング74から立設されたスタッドボルト73がパッキング本体71の下面に突出する。ラッピング材72には、パッキング本体71のほぼ長手方向に沿って中央を縦断するようにミシン目740が設けてあり、エアバッグ70の膨張によるミシン目740の箇所の破断でラッピング材72が容易にエアバッグ70の拘束を解く。
アウタ90は、ポリプロピレン樹脂を射出成形したもので、上面部91が意匠面で、色調、艶、シボパターンなどインストルメントパネルの他の意匠面に合わせてあり、インストルメントパネル全体として調和した外観を呈する。周縁部に一体に成形した接合爪92が、アウタ90が取り付けられる図示しないインストルメントパネルの搭載箇所の受け部に係合する。
裏面部93には、図3及び図4に示すように、インナー1を取り付けるエアバッグモジュールエリア94に、漢字の「日」の字を画くように裏面部93側に形成された溝部95が、エアバッグ70の膨出のための扉予定部96を定義している。溝部95がテアラインとして破断しエアバッグ70を膨出可能な開口を形成するようにしている。意匠面である上面部91には溝がなく、エアバッグモジュールの存在をことさらに強調しない、シームレスインストルメントパネル、あるいはインビジブルエアバッグリッドなどと呼ばれるエアバッグカバーとなっている。
また、エアバッグモジュールエリア94の四隅にはクリップ座97が箱状に立設してあり、図示しないインストルメントパネル側の支持ブラケットに係合してエアバッグモジュールエリア94の上側(U側)への移動や離脱を規制するクリップ98が取り付けられる。裏面部93には、適宜格子状のリブ99が形成され、アウタ90のパネル体としての剛性を得ている。
図4はインナー1がパッキング本体71を収容した状態でアウタ90と一体に接合された状態をD側から見たものであり、大きな通孔35から折り畳まれたエアバッグ70の内部が見える。ここにインフレータ80の上部81を挿入し、リテーナリング74のスタッドボルト73を取付フランジ82の通孔83に通して、図示しないロックナットによりインフレータ80を底部32に固定する。下部84の中央には図示しないワイヤハーネスを接続するためのコネクタ84aがある。上部81が大きな通孔35からエアバッグ70内に挿入されることで、上部81の周面に穿孔されたガスポート85がエアバッグ70内に位置する。図4のI−I断面に相当する図5(a)に示すように、ヒンジ4が開口34の内方にわずかに突出するものの、開口34はほぼ全開の状態にある。
図5(b)に示すように、容器本体3にパッキング本体71を入れる。ヒンジ4は開口34をいくらか狭めているが、上述のように、フランジ部2、容器本体3、裏打ち部5よりも柔軟性を有し、比較的容易に変形して、パッキング本体71の通過が可能である。通孔36からスタッドボルト73を引き出し、矢印QF、QRに示すようにヒンジ4を中心に裏打ち部5(5a、5b)を回転させ、先端部54同士を合わせる。棚受け部56が棚受け凹部58と重なり、フック55が係合穴57に係合する。また、段付凹部59aが、上縁部31のキノコ状をなすフック31a(図1参照、図3では省略)に係合する。このようにして、裏打ち部5(5a、5b)が開口部34を閉じて仮保持され、裏打ち部5とフランジ部2とでほぼ一つの曲面Sを形成する。
次にアウタ90を、図5(c)に示すように、フランジ部2と裏打ち部5とで形成した曲面S上に重ねる。なお、説明上の便宜のためアウタ90のクリップ座97やリブ99などは省略してある。
インナー1とアウタ90を重ねたものを、溶着機100に載せる。図6(a)は左壁部33LH側から見た側面図であって、溶着機100は上台101、下台102にそれぞれアウタ90とインナー1が位置決めされ、図示しないフレームに固定された下台102に対して、上台101が下方(矢印D方向)に押し下げ力FDを発生しつつ、曲面Sに沿って横方向F、Rに振動FSするようにフレームに取り付けられる。
支持手段としての支え治具103が角穴39を通って容器本体3内に挿入される。図6(a)では、支え治具103は、左壁部33LH側を説明のため省略しているが、図(a)に模式的に示すように、四方から容器本体3内に向かって進退可能になっている。ここでは、容器本体3をフランジ2及びヒンジ4から裏打ち部5を説明のため切り取った状態として示している。
支え治具103は、6つのフラットバー体103a〜103fより構成される。前壁部33Fの角穴39Fより容器本体3内に挿入されるフラットバー体103aは先端に円筒のボス104と、先端寄りの左右側面に円筒状の穴105を有している。後壁部33Rの角穴39Rより容器本体3内に挿入されるフラットバー体103bは先端と、先端寄りの左右側面に円筒状の穴105を有している。左壁部33LH、右壁部33RHの角穴39LH,39RHから容器本体3内に挿入されるフラットバー体103c〜103fは、相隣する二本のフラットバー体同士はいくらか幅寸法が異なるものの、いずれも先端に円筒のボス104が設けられている。角穴39の下縁39aの高さ位置とパッキング本体71の上面がほぼ同じ高さになっている。フラットバー体103aは矢印R方向に、フラットバー体103bは矢印F方向に、同様にフラットバー体103c、103eは矢印LH方向に、フラットバー体103d、103fは矢印RH方向に進み、図7(b)に示すように、略「キ」字状に組み合わせられる。
このとき、対向するボス104が穴105に挿入され、一体の板状となる。なお、相隣する二本のフラットバー体103cと103eとの間、及び103dと103fとの間は、裏打ち部5a、5bの突き合せ部分で、溶着箇所としては不連続の箇所であり、下方からの連続した面状の支えを必要としない。また、角穴39F、39Rに重なるヒンジ4がないようにしてあり、したがって、図6(a)の状態で、フラットバー体103a、103bはヒンジ4と干渉することがない。
なお、ラッピング材72がポリアミド布帛などの滑り性がある素材であれば、ステンレス鋼などを使用したフラットバー体103a〜103fは、ラッピング材72を捲りあげたり噛み込んだりせず、したがって、いくらかパッキング本体71が角穴39の下縁39aの高さ位置より高くても、その上を滑りながら下方にパッキング本体71を押し下げて前進できる。
図6(a)を再び参照すると、アウタ90とインナー1の接合は、支え治具103で裏打ち部5がアウタ90のモジュールエリア94の押し下げ力を受け止めて、モジュールエリア94と裏打ち部5との当接する部位間の摩擦による溶融を起こす。同様に、下台102でフランジ部2が支えられモジュールエリア94の押し下げ力を受け止め、モジュールエリア94とフランジ部2との当接する部位間の摩擦による溶融を起こす。
必要十分な溶融が摩擦箇所で発生したところで上台101の振動FSを止め、押し下げ力FDを加えたまま当接部位を冷却固化させる。溶着機100は、適宜周知の電動機や空圧シリンダーを使用して押し下げ力及び振動を発生させることができる。このようにして、エアバッグ70のパッキング本体71を先に容器本体3内に組み込んでから、開口34を閉じ、アウタ90のモジュールエリア94内にある扉予定部96と裏打ち部5とをしっかりと接合し、同時にフランジ部2をモジュールエリア94に接合して取付けることができる。
最後に、図6(b)に示すように、インフレータ80を下から取り付け、助手席エアバッグモジュール60が完成する。
出来上がった助手席エアバッグモジュール60は、車体組立ラインに近接したサプライヤパークのインストルメントパネル組立ラインに搬入され、接合爪92やクリップ98によってインストルメントパネル本体に係合されて組み込まれる。インフレータ80がワイヤハーネスによりコントロールボックスに接続され、その後他の部品も取り付け終えたインストルメントパネルモジュールとして、車体組立ラインに持ち込まれ、車両に搭載される。
そして、車両の衝突等をセンサが検出しインフレータ80が起動されると、内部のスクイブがその周囲を取り巻くガス発生剤を燃焼させて、窒素ガス等の不活性ガスを主成分とする膨張用ガスを、ガスポート85を介してエアバッグ70内に噴射し、エアバッグ70を極めて短時間に膨張させる。エアバッグ70の膨出のための扉予定部96が、溝部95の破断で開き、エアバッグ70を膨出可能な開口を形成する。エアバッグが迅速に膨張展開してインストルメントパネルと助手席乗員との間にクッションとなり乗員を衝撃から保護する。
このように、本実施例の助手席エアバッグモジュールは、従来のものとは、組立作業順が大きく異なり、エアバッグの膨出方向の反対側をバックアップする鋼材製容器なども必要としないので、軽量でコンパクトな助手席エアバッグモジュールを提供できる。
[第2実施例]
図8〜図9を参照して、本願発明の第2実施例を説明する。先の実施例1と共通の箇所については、重複する説明を省略する。
この実施例の支え治具113は、フラットバー体103a、103bがそれぞれ1本のフラットバーであったのに対して、各一対のフラットバー体113a、113b、及び113c、113dで構成されており、切欠き部114を備えている点に特徴がある。先の実施例の支え治具103のフラットバー体103c〜103fに組み合わされる。
図8は、説明のため、フラットバー体113a と113cの容器本体3への入り量を異ならせているが、実際には、同調させて動作される。図8に示すフラットバー体113cが角穴39(39R)内に向けて前進しているところである。図9(a)のように矢印Fの方向に進んでいる。図8のフラットバー体113aは、切欠き部114で前壁部33Fを回避して矢印LH方向に横移動している。これをフラットバー体113cで説明したのが図9(b)で、矢印Fの方向に進んでから、方向転換して矢印LHの方向に横移動する。これによって、フラットバー体113cの全幅で角穴39Rが占められていたものが、いくらか角穴39Rに開口ができる。
ここに、フラットバー体113dを通し、図9(c)に示すように、フラットバー体113c、113dを一緒に矢印RH方向に横移動させる。切欠き部114は先端側スペース114aがあるので、ヒンジ4に対しても十分に回避することができる。
このような支え治具113によれば、先の実施例よりも幅狭の角穴39に対しても同等の支持面積を得ることができる。その分、ヒンジ4の有効長を大きくすることできるので、ヒンジ4の平均板厚を下げて一層しなやかな扉動作が可能になる。あるいは、角穴39が一定であれば、支持面積を拡大できるから、溶着面積を大きく取ることができ、溶着強度アップにつながる。
図10は変形例で、上方にステップ部123aを備えたステップバー体123を、ヒンジ4を設定した箇所に使用する点に特徴がある。ステップバー体123は縦方向(図10では矢印R方向)に進み(図10(a))、その後矢印U方向に動く(図10(b))。このような支え治具としてのステップバー体123であれば、ヒンジ4を角穴39に対応する箇所を含めて連続して形成することができる。
尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
1 インナー
2 フランジ部
3 容器本体
4 ヒンジ
5 裏打ち部
5a フロント側裏打ち部
5b リア側裏打ち部
22、52 リブ
23 切欠き
24 タブ
31 上縁部
32、40 底部
33 周壁部
33F 前壁部
33R 後壁部
34 開口
35、36、83 通孔
37 鋼板
38 スリット
39 角穴
41、42 傾斜部
43 不連続部
51 外面
53 基部
54、54a 先端部
55 フック
56 棚受け部
57 係合穴
58 棚受け凹部
59 側辺部
60 助手席エアバッグモジュール
70 エアバッグ
71 パッキング本体
72 ラッピング材
73 スタッドボルト
74 リテーナリング
80 インフレータ
81 上部
82 取付フランジ
84 下部
85 ガスポート
90 アウタ
91 上面部
92 接合爪
93 裏面部
94 エアバッグモジュールエリア
95 溝部
96 扉予定部
97 クリップ座
98 クリップ
99 リブ
100 溶着機
101 上台
102 下台
103 支え治具
103a、103b、113a〜113f フラットバー体
104 ボス
105 穴
113 治具
123 ステップバー体
123a ステップ部
740 ミシン目

Claims (3)

  1. 容器部と、前記容器部のエアバッグ膨出側の開口部を覆いエアバッグの膨張で扉部を形成する被覆部と、膨張用ガス供給源に接続され前記容器部に収納されたエアバッグと、を備えたエアバッグ装置であって、
    前記容器部は、底部、及び周壁部を有する容器本体と、
    前記開口部周縁に設けたフランジ部と、
    前記開口部の周縁で前記容器本体と裏打ち部とを連結するヒンジを有し、
    前記裏打ち部は、前記開口部から前記エアバッグを収納可能に前記開口部を開放し、前記ヒンジを中心に回動して前記開口部を遮るように被覆部を一体的に裏打ちし、
    前記被覆部は、
    前記膨張用ガス供給源の作動時に破断する破断予定部によって区画される扉予定部と、
    前記扉予定部の外側の外郭部と、
    を有することを特徴とするエアバッグ装置。
  2. 容器部に開口部からエアバッグを収納し裏打ち部で開口部を閉じる収納工程と、
    容器部の裏打ち部を下方から支持する支持工程と、
    容器部に被覆部を積載して容器部に被覆部を上方から押圧接合する接合工程と、からなるエアバッグ装置の製造方法。
  3. 開口部から容器本体内にエアバッグを収納した状態で、裏打ち部を下方から支持する支持手段と、
    裏打ち部に被覆部が積載された状態で被覆部と裏打ち部を押圧接合する接合手段、を備えるエアバッグ装置の製造装置。
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