JP3615165B2 - 射出成形用金型およびこれを用いたエアバッグドア成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグドアをインストルメントパネルに対して一体的に成形する際などに使用するための射出成形用金型、およびこれを用いたエアバッグドア成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などの高速移動車両には、乗員の安全性を確保することを目的として、エアバッグシステムが装備されることが多い。エアバッグシステムは、衝突事故などにおいて車両に衝撃が加わった際に、その衝撃の乗員への伝達を吸収するための装置であって、一般に、車両への衝撃を検知し且つその衝撃の程度を判断して作動信号を発信するセンサ、この作動信号に基づいて所要のガスを発生するガス発生器、および、ガス発生器からのガスにより膨張展開して乗員を保護するエアバッグの３つのサブシステムより構成されている。エアバッグシステム作動時に膨張展開するエアバッグは、通常、非作動時には折り畳まれて所定箇所に格納されている。例えば自動車用エアバッグシステムにおける助手席用エアバッグの場合は、インストルメントパネルの内側に収納されている。従って、エアバッグが収納装備されたインストルメントパネルには、システム作動緊急時にエアバッグの乗員方向への膨出を許容するための開口部、および、システム非作動通常時にこの開口部を閉塞し且つシステム作動時には開口部を開放するためのエアバッグカバー体ないしエアバッグドアが必要とされる。
【０００３】
図１８は、従来の方法により別体として樹脂成形されたエアバッグドア１０１が配設されたインストルメントパネル１００の斜視図であり、図１９は、図１８に示すインストルメントパネル１００におけるエアバッグドア１０１配設箇所の一部断面拡大斜視図である。図１９に示される断面形状は、図１８の線ＸＩＸ―ＸＩＸに沿った断面形状に相当する。
【０００４】
インストルメントパネルへのエアバッグドアの形成においては、従来、インストルメントパネル１００とエアバッグドア１０１は互いに別体として樹脂成形され、その後に、エアバッグドア１０１がエアバッグ用開口部１０２を閉塞するようにインストルメントパネル１００に取付けられていた。しかしながら、別部材としてのエアバッグドア１０１をインストルメントパネル１００に取付けると、図１９によく表されているように、インストルメントパネル１００の外表面ないし意匠面において、エアバッグドア１０１とパネル本体との境目に隙間ないし段部１０３が形成されてしまう。このような隙間ないし段部１０３は、図１８に示すように、美観が重んじられるインストルメントパネルの外観構成に影響を与えてしまうので、好ましくない。また、そのような隙間ないし段部１０３には埃が溜まり易いという問題もある。加えて、このような従来の構成では、パネル本体の成形とは独立したエアバッグドア成形工程、およびそのための金型などが別途必要であって、インストルメントパネルの製造工程が煩雑なものとなっていた。
【０００５】
例えば、特開平１１−２９１０６９号公報、特開平６−１４３３２７号公報および特開２０００−１０８８３３号公報には、エアバッグドアの別体成形に基づく以上のような問題を解消するため、エアバッグドアとインストルメントパネルとを一体的に成形するための技術が開示されている。
【０００６】
具体的には、特開平１１−２９１０６９号公報によると、インストルメントパネル本体をエアバッグ用開口部を設けずに射出成形した後に、パネルの裏面におけるエアバッグ収納位置に対応する所定箇所をレーザで削り加工することにより、破断部が形成される。ここで破断部とは、エアバッグシステム作動時にエアバッグの膨張力を受けることにより破断して、エアバッグ収納位置に対応するインストルメントパネルの所定部位すなわちエアバッグドアを開裂可能にするために形成される脆弱部をいう。このような破断部をインストルメントパネルに形成することにより、破断部により規定されるエアバッグドアが、インストルメントパネルに対して一体的に成形されることとなる。
【０００７】
一方、特開平６−１４３３２７号公報および特開２０００−１０８８３３号公報によると、インストルメントパネルの裏面側に所望の破断部が形成されるように、型締されたインストルメントパネル金型によって規定される空隙部に対して破断部形成用コアが予め配設され、この状態で空隙部に樹脂材料が充填される。すると、インストルメントパネルを射出成形する際に、破断部により規定されたエアバッグドアがインストルメントパネルに一体的に成形されることとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のレーザ加工法では、レーザ照射によってインストルメントパネルに形成される破断部の厚みについて微調節することが比較的困難であり、特に単層構造のインストルメントパネルに対してレーザ加工する場合には、過剰なレーザ照射によってインストルメントパネルを貫通してしまうおそれがある。また、レーザ加工法を採用すると、インストルメントパネルの射出成形工程とは別に、複雑なレーザ加工機による加工工程を必要とするため、インストルメントパネルの製造効率の低下を招来してしまう。
【０００９】
一方、樹脂材料の射出時に破断部形成用コアを予め配設しておく方法では、コアは、インストルメントパネルに破断部ないし薄肉部を形成するために他の金型部分に比べて空隙部内に突出して配設されているため、空隙部内を流動する樹脂材料の障害となってしまう。すると、コアに挟まれた領域や囲まれた領域、即ちエアバッグドア形成領域には、充分量の樹脂が供給され難くなる。その結果、インストルメントパネルに一体成形されたエアバッグドアの一部または全体が所望の肉厚よりも薄い状態になるという、いわゆる欠肉の問題が生じてしまう。
【００１０】
また、コアを用いてインストルメントパネルに破断部ないし薄肉部を形成する技術においては、通常、破断部は一様な厚みを有しているが、破断部が例えば肉厚０．１〜１．０ｍｍの一様な厚みで設けられると、当該破断部の強度を適切に確保するのが難しい。例えば、低温衝撃評価やインパネヘッドインパクト評価において、そのような破断部は破断し易い傾向にある。その結果、エアバッグドアが一体成形されたインストルメントパネルにおいて、充分な非破損性を確保することができない場合が生ずる。
【００１１】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、以上に述べた問題点を解決または軽減することを課題とし、パネル本体に対する適切な接続強度を保持しつつ欠肉を生じていないエアバッグドアを、インストルメントパネルに一体的に成形する際などに使用することができる射出成形用金型、およびこれを用いたエアバッグドア成形方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【発明の開示】
本発明の第１の側面によると、射出成形用金型が提供される。この金型は、樹脂材料が充填される空隙を規定するための第１の型体および第２の型体と、第２の型体に設けられ、第１の型体に対して進退動可能な破断部形成用のコアと、を具備し、コアは、当該コアによって形成される破断部の深さが破断部延び方向において変化するように、第２の型体から第１の型体の方向へ突出する複数の突刃を有することを特徴とする。
【００１３】
このような構成の金型を用いると、例えばエアバッグドアをインストルメントパネルに一体成形する際には、エアバッグドアに欠肉が発生するのを回避ないし充分に抑制することができる。具体的には、本発明の第１の側面に係る金型をインストルメントパネル金型として用いた射出成形において、樹脂材料射出工程では、破断部形成用のコアがその破断部形成位置よりも退避した位置にある状態で樹脂材料を空隙部に射出し、その後、空隙部に対して樹脂材料を充填中または充填完了後に破断部形成用コアを破断部形成位置に変位させることができる。これによると、破断部形成用コアは空隙部における樹脂材料の流動を一切または殆ど妨害せず、空隙部において破断部形成用コアによって規定されるエアバッグドア形成領域には充分量の樹脂材料を供給することが可能となる。その結果、完成品のエアバッグドアにおいて欠肉の発生が回避され、所望の肉厚を有するエアバッグドアがインストルメントパネルに一体的に成形されるのである。
【００１４】
また、本発明の第１の側面に係る金型を用いると、インストルメントパネルに対して、適当な接続強度を保持しつつ、エアバッグドアを一体成形することができる。具体的には、第２の型体に設けられた破断部形成用のコアが、第２の型体から第１の型体の方向へ突出する複数の突刃を有しているため、当該コアの押入によってインストルメントパネルに形成される破断部において、突刃に対応する相対的に深い箇所と、突刃と突刃の間に対応する相対的に深くない箇所とが形成されることとなる。本発明の第１の側面に係る金型を用いると、このような凹凸形状を有する破断部を形成することによって、エアバッグドアの膨出の際に開裂可能であって低温衝撃評価やインパネヘッドインパクト評価において破断しない程度の良好な強度を有するエアバッグドアを、インストルメントパネルに一体成形することができるのである。
【００１５】
また、本発明の第１の側面に係る金型を用いると、インストルメントパネルに対して、良好な美観でエアバッグドアを一体成形することもできる。上述の射出成形ように、樹脂材料を充填中または充填完了後に破断部形成用のコアを破断部形成位置に変位させると、押入り途中の突刃が樹脂材料を圧縮するが、圧縮力を受けた樹脂材料は、破断部の脇方向に加え、破断部に沿った突刃間へも流出することができる。そのため、冷却前において、樹脂材料の密度の均一化が担保される。樹脂密度が均一であると、冷却工程において、樹脂材料は一様に収縮し、その結果、破断部形成位置において意匠面に膨らみを生ぜずに、良好な美観を有したインストルメントパネルを作製することが可能となる。
【００１６】
破断部形成用コアが、仮に、複数の突刃に代えて一様な高さの先端形状を有する場合には、空隙部に充填された樹脂材料のうち、コアの先端と第１の型体との間に挟まれている樹脂材料は、コアが破断部形成位置に変位することによって、他の領域に存在する樹脂よりも過度に圧せられた状態となってしまう。コアの押入りによって、樹脂材料は、一部は破断部の脇方向へ押し出されるが、押し出される程度は充分ではないからである。樹脂材料射出工程の後の冷却工程において、樹脂材料は、放熱して収縮するところ、コアの先端と第１の型体との間で圧縮状態にある樹脂材料は、他の部位に存在する樹脂材料よりも、部材厚方向において、見かけ上、小さな収縮率で収縮することとなる。すなわち、他の部位に存在する樹脂材料の方が、冷却工程において、より収縮する。そのため、部材厚方向において異なる収縮率で収縮した結果得られる最終成形品では、パネル本体とエアバッグドアと連結する破断部ないし薄肉部が、インストルメントパネル意匠面において膨らんだ形状となり、インストルメントパネルの美観に影響を与えてしまう。これに対し、本発明の第１の側面に係る金型は、破断部における局部的な圧縮状態を解消ないし低減することによって、冷却終了後に得られる成形品において、パネル本体およびエアバッグドアの外表面が面一に連接した形状に成形することを可能とする。
【００１７】
本発明の第２の側面によると、インストルメントパネルにエアバッグドアを一体成形する方法が提供される。この成形方法は、第１の型体と第２の型体とを接近させて型締を行う工程と、第１の型体および第２の型体によって規定される空隙部に樹脂材料を射出する工程と、樹脂材料を射出してから樹脂材料が固化するまでの過程において、第２の型体に設けられ、第１の型体に対して進退動可能な破断部形成用のコアを第１の型体に向けて退避位置から破断部形成位置まで変位させる工程と、を含み、コアの先端は、当該コアによって形成される破断部の深さが破断部延び方向において変化するように、第２の型体から第１の型体の方向へ突出する複数の突刃を有することを特徴とする。
【００１８】
このような構成によると、本発明の第１の側面に係る金型を用いて、インストルメントパネルにエアバッグドアを一体的に成形することができる。したがって、本発明の第２の側面によっても、第１の側面に関して上述したのと同様の効果が奏される。
【００１９】
本発明に係る射出成形で用いられる樹脂材料としては、スチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）系樹脂などの熱可塑性樹脂を挙げることができる。また、樹脂成形体の補強の観点から、樹脂材料は、ガラス繊維、炭素繊維、炭酸カルシウム、タルク、マイカなどの無機充填材を含んでいてもよい。
【００２０】
本発明において、破断部形成用のコアは、エアバッグに対応する所望の縁取り形状を有しており、その先端は、先細状に形成されていてもよいし、第２の型体の空隙規定面に対して略平行の平坦面が形成されていてもよい。そして、本発明の第２の側面において、好ましくは、コアの退避位置とは、コアの最先端が第２の型体の空隙規定面と同一面上に存在する位置あるいは空隙規定面よりも後退する位置をいうが、完成品のエアバッグドアに欠肉を生じない限りにおいて、破断部形成位置よりも退避した位置であって、コアの最先端が空隙規定面よりも第１の型体に向かって延出する位置をコアの退避位置としてもよい。このような構成を採用する場合には、コアが空隙規定面から延出する長さは、好ましくはエアバッグドアの肉厚の２分の１以下であり、より好ましくは５分の１以下であり、更に好ましくは１０分の１以下である。空隙規定面に対して略平行な平坦面をその先端に有するコアを使用する場合には、当該平坦面が第２の型体の空隙規定面と面一状となる位置をコアの退避位置とすれば、コアの摺動箇所として第２の型体に形成されている溝部に樹脂材料が過剰に流入することを適切に防止することができる。
【００２１】
好ましい実施の形態では、コアは、隣接する突刃の間において、突刃に連続する退避刃を有する。このような構成によると、突刃に加えて、突刃間の退避部も破断部形成用の刃として機能させることができる。
【００２２】
他の好ましい実施の形態では、第２の型体は、空隙規定面で開口する複数の貫通孔を有し、突刃は、貫通孔に対して摺動可能に設けられている。好ましくは、突刃およびこれに対応する貫通孔は、３〜１０個／ｃｍの線密度で設けられている。このような構成によると、破断部形成工程において、破断部形成予定箇所における突刃間に対応する箇所に在る樹脂材料に対しては、コアは、直接的には押入しない。そのため、コアの突刃が樹脂材料に押入する際、押圧を受けた樹脂材料が突刃間の領域に押し出され易くなる。その結果、冷却前において、突刃に押入された樹脂材料の圧縮状態が解消ないし更に軽減され、冷却終了後に得られる成形品について、パネル意匠面において、破断部に対応する位置での膨らみが解消ないし軽減されることとなる。
【００２３】
第２の型体が、そのような貫通孔を有する場合、貫通孔は丸穴形状であるのが好ましい。それに対応して、突刃は、当該丸穴貫通孔に摺動可能な丸ピンとされる。より好ましくは、そのような丸ピン突刃は、コアを進退駆動するためのシリンダに連接された支持板によって、コアの進退方向とは交差する方向に変位可能な遊びを有して支持されている。
【００２４】
このような構成によると、第２の型体に穿設された貫通孔に対して突刃を挿設するのが容易化され得る。具体的には、貫通孔が丸穴であり、突刃が丸ピンであって、支持板が突刃を変位可能な遊びを有して支持しているので、金型の作製において、突刃を貫通孔に対して厳密に位置合わせすることが必須でなくなる。遊びを有して支持板に取り付けられた丸ピン突刃を第２の型体の貫通孔に挿設するとき、丸ピン突刃の先端部が丸穴貫通孔に進入すれば、貫通孔に対して突刃が多少位置ずれしていても、突刃は、当該遊びが許容する範囲で、挿入方向に交差する方向へ支持板上を変位し、自動的に位置合わせされるからである。その結果、本発明に係る金型を作製するのが容易となる。より多くの突刃および貫通孔を必要とするエアバッグドア一体成形を行う場合、このような金型作製の容易化の効果は増大する。
【００２５】
本発明においては、好ましくは、第１の型体は、射出成形装置の固定型取付板に支持固定された固定型であり、第２の型体は、同装置の可動型取付板に支持固定され且つ固定型に対して進退可能な可動型である。そして好ましくは、固定型には、その表面に開口し且つ空隙部に連している射出孔が設けられており、樹脂材料射出工程においては、射出装置で用意された溶融状態にある樹脂材料がこの射出孔を介して空隙部に射出される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る射出成形用金型Ａを備えた射出成形装置の一部断面図である。図１には、エアバッグドア形成領域Ｓおよびその付近の構成が表されている。ここでエアバッグドア形成領域Ｓとは、完成したインストルメントパネルにおいて破断部により規定される部位すなわちエアバッグドアとして機能する部位に対応する領域をいうものとする。
【００２８】
射出成用金型Ａは、射出成形装置の固定型取付板１に固定支持される固定型３、および、固定型取付板１に対して進退動可能な可動型取付板２に固定支持される可動型４を備える。固定型３には、エアバッグドア形成領域Ｓに対応する位置にヒータ付コア５が設けられている。ヒータ付コア５は、その露出面が固定型３の空隙規定面３ａに対して面一状となるように固定型３に嵌設されている。可動型４には、エアバッグドア形成領域Ｓに対応する位置にエアバッグドア形成機構６が配設されている。
【００２９】
エアバッグドア形成機構６は、所望の破断部に対応する周形状を有するコア７と、このコア７を固定支持するためのコア支持板８と、この支持板８を上下動させるための油圧シリンダ９とを備える。このエアバッグドア形成機構６を配設するために、可動型４には、コア用貫通溝１０、支持板収容室１１、およびシリンダ収容室１２が開設されている。
【００３０】
図２は、図１の線ＩＩ―ＩＩに沿った断面図であり、コア７の延び方向の断面がよく表れている。図２に示されるように、コア７は、その先端において、延び方向に沿って複数の突刃７ａを有し、隣接する突刃７ａの間は、突刃７ａに連続する退避刃７ｂとされている。したがって、突刃７ａおよび退避刃７ｂは、形成される破断部の形状に沿って開設されたコア用貫通溝１０を、一体的に出退する。本実施形態では、突刃７ａは、コア７の延び方向断面において矩形状であり、当該延び方向における長さは０．５〜５．０ｍｍとされている。また、突刃７ａは、図１に示すように、コア７の横切り断面において先細状とされており、その最大幅は０．５〜２．０ｍｍとされている。また、突刃７ａおよび退避刃７ｂの長さは、等しく設計されている。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明における他の突刃のコア延び方向一部拡大断面図である。図３（ａ）に示される突刃７１ａは六角形状を有し、突刃７１に対して退避刃７１ｂは短く設計されている。図３（ｂ）に示される突刃７２ａは波状であり、一定のピッチで設けられている。図３（ｃ）に示される突刃７３ａは三角形状を有し、一定のピッチで設けられている。図３（ｄ）に示される突刃７４ａも三角形状を有して一定のピッチで設けられている。隣接する突刃７４ａの間には、退避刃７４ｂが設けられている。
【００３２】
図１に示すように、油圧シリンダ９は、固定型４のシリンダ収容室１２に固定されており、伸縮動可能なピストンロッド９ａを有する。ピストンロッド９ａは、支持板収容室１１内で支持板８に連結されている。支持板８は、ピストンロッド９ａの伸縮動により、支持板収容室１１内を上下動する。支持板８に支持固定されているコア７は、支持板８とともに上下動するところ、コア７の形状に対応して開設されているコア用貫通溝１０内を摺動可能とされている。コア７は、油圧シリンダ９により支持板８を介して位置決めされる。図１の断面図においては、見かけ上２本のコア７が示されているが、これらは、図外で繋がって一体のコア７を構成している。また、コア７および支持板８の運動方向がピストン伸縮方向から傾斜するのを防止するため、ピストン伸縮方向に対して平行な方向に支持板８を貫通するガイドポスト１３が、支持板収容室１１に固定されている。
【００３３】
図１および図２に示す射出成形用金型Ａは、インストルメントパネルにエアバッグを一体成形するための一連の工程における型締工程の配置をとる。型締工程においては、可動型４は、可動型取付板２と一体となって固定型３に接近し、図外の所定箇所にて固定型３に合わされる。可動型４が固定型３に対して合わされた状態すなわち型締状態において、両型の間には樹脂が充填される空間としての空隙部１４が形成される。本実施形態では、空隙部１４におけるエアバッグドア形成領域Ｓの幅Ｗは１〜５ｍｍとされる。型締工程において、コア７は、油圧シリンダ９によって退避位置に位置決めされており、待機状態にある。本実施形態では、退避位置とは、コア７の最先端すなわち突刃７ａの上端が可動型４の空隙規定面４ａから退避した位置をいう。このとき、ヒータ付コア５は、その内部に温度センサ（図示略）を備え、エアバッグドア形成領域Ｓおよびその近傍の金型を３０〜３００℃の温度範囲で加温している。
【００３４】
図４は、上述の型締工程に続いて行われる樹脂材料射出工程を表す。本工程では、型締工程で形成された空隙部１４に、溶融状態にある樹脂材料１５が充填される。具体的には、図外の樹脂射出装置で溶融された樹脂材料１５が、当該射出装置から、空隙部に連通するように固定型３に形成された図外の射出孔を介して、所定の圧力で空隙部１４に射出される。このとき、コア７は上述の退避位置に待機したままとされる。そのため、樹脂材料１５が空隙部１４におけるエアバッグドア形成領域Ｓを通過する際、コア７の先端部すなわち突刃７ａおよび退避刃７ｂは、樹脂材料１５の流動の妨げとはならず、エアバッグドア形成領域Ｓには充分な樹脂材料１５が供給される。ヒータ付コア５は、エアバッグドア形成領域Ｓを通過または填塞する溶融状態の樹脂材料１５を１００〜３００℃の温度範囲で加温しており、樹脂材料１５が次の破断部形成工程以前に固化することを防止する役割を担う。
【００３５】
図５は、空隙部１４に樹脂材料１５が充填された後に行われる破断部形成工程を表す。本工程では、油圧シリンダ９が、そのピストンロッド９ａを伸長駆動することによって、支持板８およびこれに支持固定されるコア７を、上述の退避位置から破断部形成位置に進出させる。ここで破断部形成位置とは、コア７の先端部が、樹脂材料１５が既に充填されている空隙部１４に押入して、インストルメントパネルの本体とエアバッグドアとの境界である破断部を形成する位置をいう。本工程においては、押入り途中の突刃７ａが樹脂材料１５を圧するが、押圧を受けた樹脂材料１５は、破断部の脇方向に加えて、破断部に沿った上の突刃７ａ間へも流出することができる。突刃７ａ間の退避刃７ｂによる押圧の程度は、突刃７ａのそれよりも相当程度小さい。そのため、冷却前において、樹脂材料の密度の均一化が担保される。本実施形態では、破断部形成位置におけるコア７の突刃７ａの先端とヒータ付コア５との距離は０．１〜１．５ｍｍであり、退避刃７ｂの先端とヒータ付コア５との距離は１．０〜５．０ｍｍである。
【００３６】
コア７が破断部形成位置に変位した後、ヒータ付コア５は、それまで継続していた加温動作を停止する。そして、溶融していた樹脂材料１５が型崩れしない程度に固化するまで、コア７を破断部形成位置に待機させ、空隙部１４に充填された樹脂材料１５を保圧する。この保圧過程の期間については、予め装置に設定しておくことによって、当該期間経過後に自動的に次の工程に移るように装置を構成してもよいし、ヒータ付コア５に設けられた温度センサ（図示略）により空隙部１４に充填された樹脂材料１５の温度を検知し、所定温度にまで樹脂材料温度が低下したときに自動的に次の工程に移るように装置を構成してもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、樹脂材料１５が空隙部１４に完全に充填された後に破断部形成工程が開始されるが、完全に充填される以前であっても、樹脂材料１５が空隙部１４におけるエアバッグドア形成領域Ｓを通過した後であれば、コア７を空隙部１４の樹脂材料１５に対して押入してもよい。このようなタイミングで破断部形成工程を行っても、樹脂材料１５は既にエアバッグドア形成領域Ｓに充分に供給されているため、成形されたエアバッグドアに欠肉は生じない。また、樹脂材料１５は、領域Ｓ以外の空隙部１４には破断部形成位置に変位したコア７を迂回して流入可能であるので、インストルメントパネルの他の領域においても欠肉の問題は回避される。
【００３８】
図６は、上述の破断部形成工程の保圧過程に続いて行われるコア後退工程を表す。本工程では、油圧シリンダ９が、そのピストンロッド９ａを短縮駆動することによって、支持板８およびこれに支持固定されるコア７を、上述の破断部形成位置から退避位置に後退させる。本工程の後、コア７を退避位置に待機させ、空隙部１４の樹脂材料１５が充分に固化するまで冷却する。冷却工程では、樹脂材料は、均一な収縮率で徐々に収縮し、最終固化状態では、樹脂材料は固定型３ないしヒータ付コア５から離隔することとなる。冷却手段としては、自然放冷でもよいし、固定型３および／または可動型４に空冷式や水冷式などの冷却機構（図示略）を設けてもよい。冷却工程の後、可動型取付板２を駆動して可動型４を固定型３から離隔して型開し、成形されたインストルメントパネルを取出す。
【００３９】
図７は、上述の一連の工程によりインストルメントパネル３０に一体成形されたエアバッグドア３１の一部断面斜視図である。本発明によると、インストルメントパネル３０の裏面側に溝が刻設されることにより、破線で示すような形状で、他の箇所よりも薄肉の破断部３２が形成される。この破断部３２により規定される領域が、エアバッグドア３１としてインストルメントパネルに一体的に成形されていることになる。エアバッグドア３１のうち図示されていない部分の形状は、断面を対称面として、図示されている部分の形状と略対称であるものとする。
【００４０】
エアバッグドア３１は、射出成形の際の空隙部１４に略対応した充分な肉厚を有し、部材厚において薄肉な箇所は形成されていない。そのため、システム作動時に膨張展開しようとするエアバッグから押圧力を受けた場合には、破線で示された破断部３２のみが適切に破断可能である。また、エアバッグドア３１はインストルメントパネル３０に対して一体成形されているため、パネル３０の意匠面において隙間や段部は形成されない。そして、エアバッグドア３１を規定する破断部３２は、インストルメントパネル３０の外表面ないし意匠面（図中上面）において膨らんでおらず、意匠面側では、エアバッグドア３１とパネル本体が面一状に連接した形状となっている。従って、エアバッグドア３１の存在によりインストルメントパネル３０の外観構成が影響ないし制約を受けることはなく、インストルメントパネル３０の美感は損なわれない。
【００４１】
図８は、図７の線ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩに沿った断面図であり、破断部３２の延び方向断面形状がよく表れている。破断部３２は、第１薄肉部３２ａと第２薄肉部３２ｂとからなり、部材厚において凹凸が設けられている。このような凹凸形状は、コア７における突刃７ａおよび退避刃７ｂの連続繰り返し形状に略対応している。
【００４２】
エアバッグドア３１が一体成形されたインストルメントパネル３０は、低温衝撃評価に付した。具体的には、パネル３０を−３０℃で３時間以上冷却した後、同温下で、１ｋｇの鋼球をエアバッグドア３１の中央に目掛けて落下させた。鋼球落下高さを順次上げていくと、所定の高さで初めてエアバッグドア３１における鋼球落下箇所に割れが生じたが、このとき、破断部３２は破断しなかった。すなわち、インストルメントパネル意匠面側からの破断部３２でない箇所に対する強い衝撃によって、破断部３２は破断しなかった。このように、本発明に係るエアバッグドア３１は、低温衝撃に対しては、パネル本体に対して充分な接続強度を有していることが判った。また、エアバッグドア３１が一体成形されたインストルメントパネル３０は、ヘッドインパクト評価にも付した。具体的には、規定の頭部模型を２５±０．５ｋｍ／ｈでエアバッグドア３１に衝突させた。その結果、法規規制値をクリアした。このように、本発明に係るエアバッグドア３１は、ヘッドインパクトに対しては、良好な構造体強度を有していることが判った。
【００４３】
本実施形態では、矩形郭をなす破断部を形成することによって矩形のエアバッグドア３１が成形されているが、破断部３２の郭形状を適宜変更することによって、円形や他の多角形のエアバッグドアを形成することもできる。また、破断部３２をコの字型に形成し、且つ、コの字の開放部に、破断しない程度の脆弱部を形成することにより、当該脆弱部をヒンジとして、エアバッグドア３１を片開き可能に構成してもよい。
【００４４】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る射出成形用金型Ｂを備えた射出成形装置の一部断面図である。射出成形用金型Ｂは、上述の実施形態とは異なる形状のコア１６を備えたエアバッグドア形成機構６を具備する。このコア１６は、エアバッグドアを規定する破断部のみならず、エアバッグドア自体を開裂可能にするような破断部を形成するための形状を有する。即ち、図９の断面図における見かけ上３本のコア１６のうち、両側の２本がエアバッグドアを規定する破断部を形成するためのものであり、中央の１本がエアバッグドアを開裂可能にする破断部を形成するためのものである。ただし、本実施形態においては、これら見かけ上３本のコア１６は、図外で繋がり、一体のコア１６を構成している。そして可動型４には、このようなコア１６の形状に対応してコア用貫通溝１０’が開設されている。コア１６は、上述のコア７と同一形状の突刃および退避刃を有する（図示略）。その他の構成についても、第１の実施形態に関して上述したのと同様である。
【００４５】
図１０は、図９に示された射出成形用金型Ｂを使用してインストルメントパネル４０に一体成形されたエアバッグドア４１の一部断面斜視図である。インストルメントパネル４０には、図１０において見かけ上両端に在るコア１６によって形成された破断部４２ａと、図１０において見かけ上中央に在るコア１６によって形成された破断部４２ｂとが形成されている。破断部４２ａはエアバッグドア４１を規定している。このエアバッグドア４１は、膨張するエアバッグから押圧力を受けた場合には、破断部４２ａの破断によりインストルメントパネル４０から外れるとともに、破断部４２ｂの破断により割裂する。溝深さを調節して破断部４２ｂを破断部４２ａよりも脆弱に形成すれば、エアバッグ膨張時に破断部４２ｂが先に破断し易くなり、従って、エアバッグ用開口部の中央付近からの膨出が担保される。エアバッグドア４１のうち図示されていない部分の形状は、断面を対称面として、図示されている部分の形状と略対称であるものとする。
【００４６】
破断部４２ａおよび破断部４２ｂは、インストルメントパネル４０の意匠面において膨らんでおらず、意匠面側では、エアバッグドア４１とパネル本体が面一状に連接した形状となっている。また、エアバッグドア４１は、上述の低温衝撃評価およびヘッドインパクト評価において、良好な結果を示すことができる。
【００４７】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る射出成形用金型Ｃを備えた射出成形装置の一部断面図である。図１１は、第１の実施形態に係る図２に相当し、コアの延び方向の断面がよく表れている。横切り方向断面の構成については、図１と同様である。本実施形態の破断部形成機構６は、第１の実施形態とは異なるコア１７を有する。コア１７は、所定のピッチで複数の突刃１７ａを有する。突刃１７ａは、コア１７の延び方向断面においても、横切り方向断面においても、先細状であり。コア７の延び方向における最大長さは０．５〜５．０ｍｍとされており、当該横切り方向断面の最大幅は０．５〜２．０ｍｍとされている。可動型４には、空隙規定面４ａにて開口する複数の貫通孔１８が開設されており、各突刃１７は、貫通孔１８に対して、摺動可能に挿設されている。
【００４８】
図１２は、本実施形態における可動型４の、貫通孔１８付近の一部拡大平面図である。図１２における線ＸＩ’―ＸＩ’に沿った断面は、図１１に表れているコア１７の断面に相当する。貫通孔１８は、エアバッグドア形成領域Ｓに略対応する範囲で開口した金型本体４ｂの当該開口部に対して、側面に溝が刻設された固定コア４ｃを嵌め込むことによって形成されている。ただし、本発明においては、上述のような開口部を設けずに、金型４自体を穿孔することによって、貫通孔１８を設けてもよい。射出成形用金型Ｃの他の構成については、第１の実施形態に関して上述したのと同様である。
【００４９】
射出成形用金型Ｃを用いてエアバッグドアをインストルメントパネルに一体成形する場合、型締工程では、図１１に示すように、コア１７は、油圧シリンダ９によって退避位置に位置決めされており、待機状態にある。具体的には、突刃１７ａの上端が可動型４の空隙規定面４ａから退避した状態にある。樹脂材料射出工程については、第１の実施形態に関して上述したのと同様である。破断部形成工程では、図１３に示すように、油圧シリンダ９が、そのピストンロッド９ａを伸長駆動することによって、支持板８およびこれに支持固定されるコア１７を上述の退避位置から破断部形成位置に進出させる。本工程においては、押入り途中の突刃１７ａが樹脂材料１５を圧するが、押圧を受けた樹脂材料１５は、破断部の脇方向に加えて、破断部に沿った突刃１７ａ間へも流出することができる。突刃１７ａ間においては、樹脂材料１５は、コア１７によって直接的には押圧されない。そのため、冷却前において、樹脂材料の密度の均一化が担保される。本実施形態では、破断部形成位置におけるコア１７の突刃１７ａの先端とヒータ付コア５との距離は０．１〜１．５ｍｍである。その後のコア後退工程および冷却工程などについては、第１の実施形態に関して上述したのと同様である。
【００５０】
射出成形用金型Ｃを用いた上述の工程によると、図７に示したのと同様のパネル意匠面を呈しつつ、エアバッグをインストルメントパネルに一体成形することができる。すなわち、意匠面において、エアバッグドアとパネル本体が面一状に連接した形状に成形することができる。
【００５１】
図１４は、射出成形用金型Ｃを用いて形成された破断部５２の延び方向断面図であり、第１の実施形態に係る図８に相当する。本実施形態では、破断部５２は、薄肉部５２ａが一定ピッチで連続することによって構成されており、部材厚において凹凸が設けられている。このような凹凸形状は、コア１７における突刃１７ａの連続繰り返し形状に略対応している。そして、このような構成の破断部５２は、低温衝撃評価およびヘッドインパクト評価において、良好な結果を示すことができる。
【００５２】
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る射出成形用金型Ｄを備えた射出成形装置の一部断面図である。第１の実施形態に係る図２に相当し、コアの延び方向の断面がよく表れている。横切り方向断面の構成については、図１と同様である。本実施形態の破断部形成機構６は、第１の実施形態とは異なるコア１９および支持板２０を有する。コア１９は、一定のピッチで設けられた複数の突刃１９ａを有する。突刃１９ａは、先細状の丸ピンである胴体部１９ａ’と、つば部１９ａ’’とからなり、胴体部１９ａ’の直径は０．３〜５．０ｍｍである。支持板２０は基台２０ａと蓋体２０ｂとからなり、蓋体２０ｂには、突刃１９の胴体部１９’が挿通する丸窓部２０ｂ’が開設されている。
【００５３】
図１６に示すように、丸窓部２０ｂ’は、胴体部１９ａ’よりも若干大きな直径を有している。一方、基台２０ａと蓋体２０ｂは、つば部１９ａ’’を上下から挟持しており、つば部１９ａ’’は基台２０ａまたは蓋体２０ｂに対して固着はされていない。本実施形態の突刃１９ａは、このように、矢印Ｐで示す方向に摺動変位可能な遊びを有して支持板２０に支持されている。また、図１５に示すように、可動型４には、空隙規定面４ａにて開口する複数の丸穴貫通孔２１が開設されており、各突刃１９ａは、貫通孔２１に対して、摺動可能に挿設されている。
【００５４】
図１７は、本実施形態における可動型４の、貫通孔２１付近の一部拡大平面図である。図１７における線ＸＶ’―ＸＶ’に沿った断面は、図１５に表れているコア１９の断面に相当する。貫通孔２１は、エアバッグドア形成領域Ｓに略対応する範囲で開口した金型本体４ｂの当該開口部に対して嵌めこまれた固定コア４ｃ’の周縁付近に、一定のピッチで設けられている。ただし、本発明においては、上述のような開口部を設けずに、金型４自体を穿孔することによって、貫通孔２１を設けてもよい。射出成形用金型Ｄの他の構成については、第１の実施形態に関して上述したのと同様である。
【００５５】
以上のような構成を有する本実施形態の射出成形用金型Ｄは、比較的容易に作製することができる。具体的には、貫通孔２１が丸穴であり、突刃１７ａが丸ピンであって、支持板２０が、変位可能な遊びを有して突刃１９ａを支持しているので、金型４の作製において、突刃１９ａを貫通孔２１に対して厳密に位置合わせする必要がなくなる。遊びを有して支持板２０に取り付けられた突刃１９ａを、可動型４の貫通孔２１に挿設するとき、丸ピン突刃１９ａの先端部が丸穴貫通孔２１に進入すれば、貫通孔２１に対して突刃１９ａが多少位置ずれしていても、突刃１９ａは、遊びに許容される範囲で、挿入方向に交差する方向へ支持板２０上を変位し、自動的に位置合わせされるからである。その結果、射出成形用金型Ｄを作製するのが容易となるのである。
【００５６】
射出成形用金型Ｄを用いてエアバッグドアをインストルメントパネルに一体成形する場合、型締工程では、図１５に示すように、コア１９は、油圧シリンダ９によって退避位置に位置決めされており、待機状態にある。具体的には、突刃１９ａの上端が可動型４の空隙規定面４ａから退避した状態にある。以降の、樹脂材料射出工程、破断部形成工程、コア後退工程、冷却工程などについては、第１の実施形態に関して上述したのと同様である。
【００５７】
射出成形用金型Ｄを用いた上述の工程によっても、図７に示したのと同様のパネル意匠面を呈して、エアバッグをインストルメントパネルに一体成形することができる。すなわち、意匠面において、エアバッグドアとパネル本体が面一状に連接した形状となっている。そして、破断部は、第３の実施形態に係る図１４と略同様の延び方向断面形状を有する。すなわち、射出成形用金型Ｄによって形成される破断部は、一定ピッチで連続する薄肉部によって構成され、部材厚において凹凸が設けられている。このような凹凸形状は、コア１９における丸ピン突刃１９ａの連続繰り返し形状に略対応している。そして、このような構成の破断部は、低温衝撃評価およびヘッドインパクト評価において、良好な結果を示すことができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について助手席用エアバッグのエアバッグドアを例に挙げて説明したが、本発明はステアリング用エアバッグのエアバッグドアにも適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によると、エアバッグドアをインストルメントパネルに一体的に成形する場合において、エアバッグドアのパネル本体に対する適切な接続強度を保持しつつ欠肉を生じていないエアバッグドア成形することができる。更に本発明によると、エアバッグドアを規定する破断部が、インストルメントパネル意匠面において、他の部位と面一状に形成され、インストルメントパネル意匠面の美観を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る射出成形用金型を備えた射出成形装置の一部断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ―ＩＩに沿った断面図である。
【図３】本発明における他の突刃の一部拡大断面図である。
【図４】本発明に係るエアバッグドア成形方法における樹脂材料射出工程を表す。
【図５】本発明に係るエアバッグドア成形方法における破断部形成工程を表す。
【図６】本発明に係るエアバッグドア成形方法におけるコア後退工程を表す。
【図７】本発明によりインストルメントパネルに一体成形されたエアバッグドアの一部断面斜視図である。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩに沿った断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る射出成形用金型の一部断面図である。
【図１０】図９に示された射出成形用金型を用いてインストルメントパネルに一体成形されたエアバッグドアの一部断面斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る射出成形用金型における、図１の線ＩＩ―ＩＩに相当する断面図である。
【図１２】図１１に示す射出成形用金型の可動型の空隙規定面の一部拡大図である。
【図１３】図１１に示す射出成形用金型を用いた破断部形成工程を表す。
【図１４】図１１に示す射出成形用金型を用いて形成された破断部の延び方向断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る射出成形用金型における、図１の線ＩＩ―ＩＩに相当する断面図である。
【図１６】第４の実施形態における支持板による突刃の支持態様を説明するための要部拡大図である。
【図１７】図１５に示す射出成形用金型の可動型の空隙規定面の一部拡大図である。
【図１８】従来の方法により別体として形成されたエアバッグドアが配設されたインストルメントパネルの斜視図である。
【図１９】図１８に示すインストルメントパネルにおけるエアバッグドア配設箇所の一部断面斜視図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 射出成形用金型
Ｓ エアバッグドア形成領域
３ 固定型
４ 可動型
４ａ 空隙規定面
５ ヒータ付コア
７，１６，１７，１９ コア
７ａ，１７ａ，１９ａ 突刃
７ｂ 退避刃
８，２０ コア支持板
１０，１０’ コア用貫通溝
１３ ガイドポスト
１４ 空隙部
１５ 樹脂材料
１８，２１ 貫通孔
３０，４０，５０，１００ インストルメントパネル
３１，４１，５１，１０１ エアバッグドア
３２，４２ａ，４２ｂ，５２ 破断部

Claims (7)

1. 樹脂材料が充填される空隙部を規定するための第１の型体および第２の型体と、
   前記第２の型体に設けられ、前記第１の型体に対して進退動可能な破断部形成用のコアと、を具備し、
   前記コアは、複数の破断部を形成する複数のコア部分を有しており、当該複数のコア部分は往復移動可能な共通のコア支持板によって支持されており、前記コア部分によって形成される各破断部の厚みが破断部延び方向において変化するように、前記第２の型体から前記第１の型体の方向へ突出する複数の突刃を有することを特徴とする、射出成形用金型。
2. 前記コア部分は、隣接する前記突刃の間において、前記突刃に連続する退避刃を有する、請求項１に記載の射出成形用金型。
3. 前記第２の型体は、空隙規定面で開口する複数の貫通孔を有し、前記突刃は、前記貫通孔に対して摺動可能に設けられている、請求項１に記載の射出成形用金型。
4. 前記貫通孔は丸穴形状を有し、前記突刃は丸ピンである、請求項３に記載の射出成形用金型。
5. 前記突刃は、前記コアを進退駆動するためのシリンダに連接された前記コア支持板によって、前記コアの進退方向とは交差する方向に変位可能な遊びを有して支持されている、請求項４に記載の射出成形用金型。
6. 前記突刃は先細状とされている、請求項１から５のいずれか１つに記載の射出成形用金型。
7. 請求項３〜５のいずれか１つに記載の射出成形用金型を用いてインストルメントパネルにエアバッグドアを一体的に成形する方法であって、
   前記第１の型体と第２の型体を接近させて型締を行う工程と、
   前記空隙部に樹脂材料を射出する工程と、
   前記樹脂材料を射出してから前記樹脂材料が固化するまでの過程において、前記第２の型体に対して前記コアを前記第１の型体に向けて退避位置から破断部形成位置まで変位させて、前記第２の型体の前記貫通孔を介して前記突刃を前記空隙部内に進入させる工程と、
   前記樹脂材料が型崩れしない程度に固化したときに、前記コアを破断溝形成位置から後退させる工程と、を含むことを特徴とする、エアバッグドア成形方法。

Images