JP3879609B2

JP3879609B2 - 自動車内装品本体の製造方法

Info

Publication number: JP3879609B2
Application number: JP2002204697A
Authority: JP
Inventors: 樹広上野; 昭義永野; 健二杉山; 達夫山田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP2003225934A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、エアバッグ飛び出しのための蓋体部を備えた自動車内装品が硬質樹脂材料を用いて一体成形された自動車内装品本体（硬質樹脂本体）を型成形により製造する方法に関する。
【０００２】
以下、本明細書においては、主としてエアバッグ用蓋体部付きのインストルメントパネル（以下「インパネ」と記す。）を例に採り説明するが、その他、サイドドア、ピラー、フロント・バックシート用エアバッグ用蓋体部にも本発明は適応が可能である。
【０００３】
【背景技術】
インパネ本体が硬質樹脂（例えばPPF）で成形されたいわゆるハードインパネ（一般射出インパネ）において、助手席用エアバッグ装置のエアバッグ飛び出し口を形成するバッグ蓋体は、従来、インパネ本体とは別体に成形されていた。このため、バッグ蓋体とインパネ本体との間に隙間や段違いが発生しやすく、意匠的に制限を受けるとともに、組み付け工数が嵩んだ。
【０００４】
そこで、蓋体部が一体成形された硬質樹脂本体（インパネ本体）と、該蓋体部の裏面に結合されエアバッグモジュールに組み付けられる軟質樹脂連結体（エアバッグ支持アセンブリ）とを備えた構成のハードインパネが提案されている（特開２０００−７１９２４：図４・５等参照）。
【０００５】
そして、硬質樹脂本体であるインパネの蓋体部には、エアバッグ作動時に破断させる必要があるため破断予定部を溝又は切れ込みを形成させる必要がある。
【０００６】
これらの溝又は切れ込みは、インパネ本体を射出成形後、高周波ウェルダー又はレーザー加工等により形成していた。しかし、成形後行うため工数が嵩むとともに、破断位置・深さの制御も困難であり、さらにはコスト高であった。
【０００７】
このため、射出成形時において成形材料注入充填終了直後に溝形成部材を突出させて破断溝部（ノッチ部）を形成する技術が、ステアリングホイール用パッド(軟質樹脂材料成形品）において提案されている（特開平８−２６８２０５・３−２５４９１９号公報等）。
【０００８】
しかし、上記技術を、硬質樹脂材料からなるハードインパネ（自動車内装品本体）に適用した場合、軟質樹脂材料の場合ほとんど問題とならなかった溝形成部材(溝形成ブロック）の押圧跡が表面（意匠面）側に顕著に出ることが分かった。軟質樹脂材料に比して押圧力を吸収し難いためと推定される。
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、上記にかんがみて、エアバッグ飛び出しのための蓋体部が硬質樹脂材料を用いて一体成形された自動車内装品本体を型成形により製造する方法において、テアライン形成突部の押し圧跡が表面側に顕在しない製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意開発に努力をした結果、テアラインの突出を、材料充填（射出）開始直後から充填時間の１／２以内の間に行えば、上記課題を解決できることを見出して、下記構成の自動車内装品本体の製造方法に想到した。
【００１１】
エアバッグ飛び出しのための蓋体部を備え、該蓋体部が硬質樹脂材料を用いて一体成形された自動車内装品本体を型成形により製造する方法であって、
型成形に際して、前記蓋体部用のテアライン（破断予定線）に対応させた不連続又は連続のテアライン形成突部を備えたテアライン賦形ブロックを、成形材料の充填開始直後から充填時間の１／２以内の間に前進させてテアラインを形成することを特徴とする。
【００１２】
材料充填開始直後から材料充填完了までの時間（材料充填時間）の１／２以内であるため成形材料の流動性が良好であり、押し圧跡が意匠表面に顕出し難い。
【００１４】
さらに、テアライン賦形ブロックの前進時期を、充填時間の１／１０〜１／２の時間内に行うことが、射出（充填）当初の材料流れ抵抗を低減できる。
【００１５】
また、上記構成において、テアライン賦形ブロックの後退を、型開き前に行うことがのぞましい。型開き後、テアライン賦形ブロックの後退を行うと、テアライン形成突部の抜き抵抗が大きくて、表面外観が影響を受けるおそれがある。
【００１６】
当該構成において、テアライン賦形ブロックの後退を、複数段で行うことが望ましい。テアライン形成孔の形状が安定するためである。型開き前の早い時、例えば保圧時間中に一段でテアライン賦形ブロックを後退させるとテアライン形成孔の元部側賦形材料が、まだ流動性を有するためテアライン形成孔の元部側（開口側）を閉じる方向に流動してそのまま硬化する可能性がある。他方、型開き前の遅い時、例えば、冷却時間の完了（終了）直前であると、上記同様、テアライン形成突部の抜き抵抗が上記より低いが、同様の問題点が発生するおそれがある。
【００１７】
複数段のテアライン賦形ブロックの後退は、通常、第一段を型保圧時間に、最終段を型冷却時間に行い、望ましくは、第一段の後退を型保圧時間の1/１０〜１／２の間に、同最終段の後退を型冷却時間の1／2〜9／１０の間にそれぞれ行う。そして、テアライン賦形ブロックの後退を二段で行う場合は、第一段の後退量は、通常、全後退量の１／１０〜１／２とする。
【００１８】
さらに、上記各構成において、テアライン形成突部を先端円錐又は円錐台のピン体の集合とすることが望ましい。材料流れが円滑となるとともに、テアライン形成孔突部で形成される各ピン孔の先端が先細りで応力集中がし易くて、蓋部展開能が安定化する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動車内装品本体に係る製造方法の実施形態について、エアバッグ飛び出しのための蓋体部を備えた自動車内装品として、図１〜２に示すようなインパネ１２に適用する場合を例に採り説明をする。図１はインパネ１２の全体斜視図、図２はインパネ本体１４の裏面要部図である。
【００２０】
上記インパネ１２におけるインパネ本体（自動車内装品本体：硬質樹脂本体）１４は、従来と同様、観音開き可能に一対の前・後蓋体部１６、１６を備えたもので、硬質樹脂で一体射出成形により製造する。
【００２１】
ここで、成形材料と硬質樹脂としては、例えば、ＰＰＣ（カーボン充填ポリプロピレン）、ＰＰT（タルク充填ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）／ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＡＳＧ（ガラス繊維充填アリル）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等を挙げることができる。これらの硬質樹脂の中、軽量化等の見地から、繊維強化した結晶性ポリオレフィン系樹脂（例えば、タルク充填ポリプロピレン：ＰＰT）等を好適に使用できる。
【００２２】
ここで、観音開きの前・後蓋体部１６、１６を備えているため、インパネ本体１４がＨ字形の前後の蓋体部１６、１６の回動外郭に沿う回動部テアライン（破断予定線）１８および該Ｈ字形の上下端を結ぶ蓋体ヒンジに沿う前後のヒンジ部テアライン１８´、１８´が、インパネ本体１４の裏面側から形成されている。各テアライン１８、１８´を裏面側から形成して表面側に顕出させないのは意匠上（リッド部インビジブル）の要請からである。
【００２３】
そしてテアライン（破段予定線）１８は、図例では多数の丸孔又はスリット（長孔）を所定ピッチで連続的に並べたミシン目（点線(破線）状）とされている（図２・３参照）。
【００２４】
ここで、本発明におけるテアラインの形成連続線（曲線・直線問わず）のみでもよく、連続線と不連続線との混在、例えば、図２(A)及び（B)の混在、即ち、一点鎖線状やニ点鎖線状に形成したり、さらには、コーナ部のみ連続線又は点線としたりしてもよい。点線状とした場合は、テアライン（破断予定線）が断続的に形成されるため、自動車内装品本体における蓋体部１６、１６と蓋体部外周部１７（インパネ本体１４）との一体性（結合性）が増大する。
【００２５】
ここで、上記テアライン１８、１８´は、インパネ本体１４の射出成形時（型成形時）に、下記のようにして形成する（主として図４・５・６参照）。
【００２６】
蓋体部１６用のテアライン（破断予定線）１８、２０に対応させたテアライン形成突部２２を備えたテアライン賦形ブロック２４を、成形材料を充填時間の１／２以内に、図５（Ａ）から図５（Ｂ）の如く前進させて、即ち、テアライン形成突部２２をキャビティＣ内に突出させる。
【００２７】
本実施形態では、充填開始直後にテアライン賦形ブロック２４を前進させたが、充填開始直後から充填時間（射出時間）の１／2以内の時間に行えばよい。より具体的には充填時間の１／１０〜１／２に行うのが望ましく、さらに望ましくは１／１０〜１／３とする。例えば、ＰＰＴの充填時間（射出時間）を１５秒とした場合、１．５〜７秒（又は５秒）となる。賦形ブロック２４の前進時期が早すぎると、材料流れ不良や引けが発生して成形品不良が発生しやすく、逆に遅すぎると、金型キャビティ面の材料固化（硬化）が始まり、テアライン形成突部２２の押し圧跡が意匠表面に顕出しやすい。
【００２８】
ここで、材料の充填開始直後においても、材料はキャビティＣにおけるテアライン形成突部２２のゲート側から途中位置まで到達しており、材料流れ阻害は、射出開始前から賦形ブロック２４を前進させている場合に比して小さい。また、充填時間（充填工程）終了前、すなわち、保圧工程前において、材料が完全に充填されておらず、かつ、従来における充填時間終了後（保圧工程前）に賦形ブロック２４を前進させる場合に、比して材料硬化もほとんど進行していない。
【００２９】
このため、賦形ブロック２４の前進によりテアライン形成突部２２をキャビティＣ内に突出させても、テアライン形成突部２２の突出部位における材料の円滑な逃げが担保できる。従って、テアライン形成突部の押し圧跡が表面側に顕在しない。
【００３０】
そして、充填時間（射出時間）終了後、テアライン賦形ブロック２４を型開き前に後退させる。型開き後（硬化時間完了後）にテアライン賦形ブロック２４を後退させると、成形収縮により、テアライン形成突部２２（ピン２２ａ）の抜き抵抗が大きくなり、ピン離型性に問題が発生し易くなる。
【００３１】
具体的には、テアライン形成突部２２、すなわち、テアライン賦形ブロック２４を複数段（図例では二段）で後退させる。
【００３２】
テアライン賦形ブロック２４の第一段の後退を保圧時間中に、第二段のテアライン形成突部２２（ピン２２ａ）の後退を冷却時間中に行う（図６のタイムチャート参照）。なお、テアライン形成突部２２の後退を一段で行うことも可能であるが、前述のような問題点（テアライン形成孔の不揃い、ピン抜き抵抗の増大）が発生しやすい。また、本実施形態では、テアライン賦形ブロック２４の後退は、制御を簡単とするため二段としたが、複数段（3段ないし5段）としてもよい。
【００３３】
ここで、保圧時間とは、成形材料を射出後（充填時間終了後）、射出圧力を保持している時間のことで、金型内の充填材料の逆流を防止するとともに金型内の充填材料に十分な圧力を加えることを目的とするものである。
【００３４】
なお、熱可塑性樹脂を冷却硬化させるため、例えば、成形材料がＰＰＴの場合、通常、金型温度４０〜６０℃に水通路２７、２７により温調してある。例えば、結晶性ポリマーであるポリプロピレン（ＰＰ）の場合、金型温度が低い方が、成形品剛性が低下するが、耐衝撃性は増大する。このため、インパネ本体１４に要求される特性に応じて金型温度を適宜設定する。
【００３５】
そして、テアライン賦形ブロック２４の第一段の後退は、型保圧時間の1/１０〜１／２の間に、同第二段（最終段）の後退を型冷却時間の1／2〜9／１０の間にそれぞれ行う。
【００３６】
また、第一段の後退量は、成形材料の初期流動性により異なるが、全後退量の１／１０〜１／２とする。たとえば、ピン孔底壁厚：０．３ミリ、テアライン形成孔の深さ：２．２ｍｍ、ピン径：０．５ｍｍとしたとき、ピン全後退量は、約１，８mmであるため、一段ピン後退量は、０．２〜０．９mmとなる。
【００３７】
上記各数値範囲は、絶対的なものではなく、成形材料の硬化特性、射出温度及び金型温度等により、最適数値は、影響を受けるものである。
【００３８】
たとえば、成形材料がＰＰＦの場合、例えば、硬化時間が、射出時間４ｓ、保圧時間８ｓ、冷却時間１８ｓとしたとき、保圧開始後３〜６ｓに第一段のピンの後退を、冷却開始後５〜１５ｓに第二段（最終段）のピンの後退を行う。
【００３９】
このようにピン抜き（テアラン形成突部２２の後退）を二段で行うと、すなわち、テアライン賦形ブロック２４の後退を二段で行うと、前述のような問題点が発生しない。すなわち、テアライン形成孔（ピン孔）１８ａの元部がピン抜きが早すぎるために発生するピン孔元部の閉鎖的変形（図６（Ｂ）参照）、ないし、ピン抜きが遅すぎることによる、ピン抜き抵抗の増大の問題も発生しない。
【００４０】
すると、図２(A)の３−３線位置では、図３(A)で示すような点線状のピン孔１８ａで形成されたテアラインン１８が形成される。なお、テアライン形成突部都としてフィン（薄片）２２ｂの集合体を使用した場合は、スリット孔１８ｂで形成されたテアライン１８、１８´が形成される。
【００４１】
すると、図２(A)の３−３線位置では、図３(A)で示すような点線状のピン孔１８ａで形成されたテアラインン１８、１８´が形成される。なお、テアライン形成突部都としてフィン（薄片）２２ｂの集合体を使用した場合は、図２（Ｂ）の３−３線位置では、図３（Ｂ）に示すような鎖線状のスリット孔１８ｂで形成されたテアライン１８、１８´が形成される。
【００４２】
そして、硬化時間（冷却時間）が終了したなら、型開きを行った後、離型をする。
【００４３】
ここで使用する射出成形金型２６は、基本的には、雄型（下型：可動型）２８と雌型（上型：固定型）３０とからなり、雄型２８にテアライン賦形ブロック２４が、油圧シリンダ３２等を介してスライド可能に埋設（付設）されている。
【００４４】
賦形ブロック２４に形成されたテアライン形成突部２２は、多数の針状ピン又は板状突部２２ａを図４(A)又は(B)に示す如く、連続的に並べて形成してある。
【００４５】
このとき、針状ピン又は板状突部２２ａの先端が横断面テーパ状としてある。材料の逃げが円滑且つ均一にでき、より表面にテアライン加工跡が出難いとともに、テアラインの引き裂き性が増大してエアバッグの展開迅速性に寄与するためである。特に、先端テーパ状の板状突部２２ａとした場合は、図例の如く、長手方向において材料流れ方向に沿う結果となり、充填終了前にテアライン形成突部２２を突出させても材料流れ抵抗が小さい。
【００４６】
なお、上記インパネ本体１４におけるテアライン（破断予定部）１８、１８´の仕様は、例えば、本体肉厚３ｍｍとした場合、設定孔径：１．０〜1．5ｍｍ（ピン孔）、２〜４ｍｍ（スリット孔）、孔ピッチ：孔径＋０．４〜１．０ｍｍ、：孔残肉厚さ：０．５〜０．０５ｍｍとする。なお、蓋体部１６、１６の回動部テアライン１８およびヒンジ部テアライン１８´に要求される破断特性が異なる場合は、孔ピッチ、孔径等を変えて対応する。通常、ヒンジ部テアラインにおける方が、小さい力で引き裂かれることが要求される。
【００４７】
こうして製造したインパネ本体は、下記の如く、軟質樹脂連結体３６と結合させて、インパネとして使用する。
【００４８】
軟質樹脂連結体３６は、前・後湾曲ヒンジ部４０、４０におけるヒンジ作用を円滑にするとともに、エアバッグの傷付きを防止する見地から、軟質樹脂で形成されている。
【００４９】
軟質樹脂としては、上記同様、軽量化等の見地から、オレフィン系（ＴＰＯ）、１，２−ＰＢ系（ＲＢ）、スチレン系（ＴＰＳ）等の非極性熱可塑性エラストマーを好適に使用できる。ポリエステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡ）、ウレタン系（ＴＰＵ）等の極性熱可塑性エラストマーも使用可能である。
【００５０】
軟質樹脂連結体３６は、インパネ本体１４の裏面で蓋体部１６、１６のヒンジ（ヒンジ部テアライン１８´、１８´）の外側部位に結合される長板状の前・後固定板部（固定部）３８、３８と、各固定板部３８、３８から湾曲ヒンジ部４０、４０を介して蓋体部１６、１６の裏面に結合され回動端３９ａ、３９ｂで非連続となっている（隙間を有する）一対の前・後回動板部（回動部）３９、３９とを備えている。そして、図例の軟質樹脂連結体３６は、前・後固定板部３８、３８から、エアバッグモジュール４２と結合される前・後取付け壁部４４、４６を備えている。
【００５１】
そして、上記各固定板部３８、３８のインパネ本体１４の裏面に対する又は回動板部３９、３９の蓋体部１６、１６に対する結合は、通常、全面接着（化学的結合）とするが、部分結合でも、さらには、熱カシメリベット等による非接着的結合（機械的結合）であってもよい。また、前・後取付け壁部４４、４６は、軟質樹脂連結体３６の一部でなくても別材料で二色成形したり、分割状態でインパネ本体（硬質樹脂本体）から突出させたりしてもよい。
【００５２】
上記インパネ１２は、エアバッグモジュール４２を組み付け、実車に装着して使用をする。
【００５３】
エアバッグモジュール４２は、基本的には、バッグ本体４８と、該バッグ本体４８に膨張ガスを流入させるインフレータ５０と、それらの部材を一体化させるバッグケース５２とからなる。バッグケース５２は、インフレ―タ５０を保持し、バッグ本体４８内に膨張ガス流入をガイドするディフューザ板を兼ねるリテーナ５４が一体化されている。
【００５４】
バッグケース５２の前・後壁５２ａ、５２ｂに、インパネ本体１４の結合裏面に形成された軟質樹脂連結体３６の前・後取付け壁４４、４６を挿入係合させて、エアバッグアセンブリとし、図示しないブラケットを介して車体（実車）に装着する。
【００５５】
そして、車体に所定値以上の衝撃荷重が作用すると、バッグ蓋体部１６、１６の回動部テアライン１８及びヒンジ部テアライン１８´が下記の如く破断して、蓋体部１６、１６がインパネ本体１４から分離（観音開き）して、エアバッグ飛び出し口１５が形成されエアバッグ（バッグ本体４８）が迅速に膨張展開する。
【００５６】
まず、バッグ本体４８が、膨張することによりインパネ本体１４を裏側（下面）から押圧する。そしてインパネ本体１４におけるＨ字形の回動部テアライン１８の中央テアラインに応力が集中して破断後、該破断は左右テアラインに波及して、蓋体部１６、１６が回動（観音開き）可能となる。そして、蓋体部１６、１６が開方向に回動すると同時にヒンジ部テアライン１８´にも応力が集中・破断して蓋体部１６、１６がインパネ本体１４から分離する。軟質樹脂連結体３６の湾曲ヒンジ部４０が、蓋体部１６の分離により形成されたインパネ本体１４のエアバッグ飛び出し口１５の縁部１５ａ、１５ａを抱き込むように前・後に展開する（図８参照）。そして、該エアバッグ飛び出し口１５からエアバッグ（バッグ本体４８）が飛び出し乗員を保護する。
【００５７】
なお、上記実施形態では、蓋体部を観音開きさせる場合を例に採ったが、蓋体部が片開きさせる場合でも、テアライン形状が矩形状になるだけで、他は同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の蓋体部付きインストルメントパネルを示す外観図
【図２】本発明を適用するインパネ本体の各例を示す要部裏面斜視図
【図３】図２(A)及び(B)の３−３線部位における各断面図
【図４】本発明の製造方法に使用するテアライン賦形ブロックの各例を示す斜視図
【図５】本発明の製造方法に使用する射出成形用金型のモデル断面図
【図６】本発明の自動車内装品の製造方法における、テアライン形成突部であるピンの前進／後退時期を示す成形タイムチャート
【図７】本発明の方法で製造したインパネ本体を使用するインパネの装着態様説明断面図
【図８】同じくエアバッグ展開時の説明断面図
【符号の説明】
１２インストルメントパネル（インパネ）
１４インパネ本体（自動車内装品本体、硬質樹脂本体）
１６蓋体部
１８回動部テアライン（破断予定線）
２０ヒンジ部テアライン（破断予定線）
２２テアライン形成突部
２２ａ針状または板状突部（ピン）
２４テアライン賦形ブロック
２６射出成形金型
２７水通路
２８雄型(下型、可動型）
３０雌型（上型、固定型）

Claims

エアバッグ飛び出しのための蓋体部を備え、該蓋体部が硬質樹脂材料を用いて一体成形された自動車内装品本体を型成形により製造する方法であって、
該型成形に際して、前記蓋体部用のテアライン（破断予定線）に対応させた不連続又は連続のテアライン形成突部を備えたテアライン賦形ブロックを、成形材料の充填開始直後から充填時間の１／２以内の間に前進させてテアラインを形成することを特徴とする自動車内装品本体の製造方法。
前記テアライン賦形ブロックの前進を、充填時間の１／１０〜１／２の間に行うことを特徴とする請求項１記載の自動車内装品本体の製造方法。
前記テアライン賦形ブロックの後退を、型開き前に完了することを特徴とする請求項１又は２記載の自動車内装品本体の製造方法。
前記テアライン賦形ブロックの後退を、複数段で行うことを特徴とする請求項３記載の自動車内装品本体の製造方法。
前記テアライン賦形ブロックの後退の第一段を型保圧時間に、同最終段を型冷却時間にそれぞれ行うことを特徴する請求項４記載の自動車内装品本体の製造方法。
前記テアライン賦形ブロックの第一段の後退を型保圧時間の１/１０〜１／２の間に、同最終段の後退を型冷却時間の１／２〜９／１０の間にそれぞれ行うことを特徴とする請求項５記載の自動車内装品本体の製造方法。
前記テアライン賦形ブロックの後退が二段であって、第一段の後退量が、全後退量の１／１０〜１／２であることを特徴とする請求項６記載の自動車内装品の製造方法。
前記テアライン形成突部が先端円錐又は円錐台のピンの集合であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の自動車内装品本体の製造方法。