JP4131319B2 - インストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造 - Google Patents

インストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造に関し、更に詳細には、樹脂材質の第1部材に設けた第1接合面と、樹脂材質の第2部材に設けた第2接合面と、この第2接合面の所要位置に突設した溶着リブとからなり、この溶着リブを前記第1接合面に当接させつつ振動を付与することで、摩擦熱で溶融した該溶着リブを両接合面間に広がらせて両部材の接合を行なうようにしたインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年生産される自動車には、衝突事故等による衝撃から乗員を保護するために、運転席乗員用のエアバッグ装置および助手席乗員用のエアバッグ装置が標準的に装備されている。このうち助手席乗員用のエアバッグ装置は、乗員室前方に取付けられた車両内装部材としてのインストルメントパネルの内側に、車体構成部材に固定した状態で格納されている。このため前記インストルメントパネルには、前記助手席乗員用のエアバッグ装置に対応した部位にエアバッグドアが設けられ、当該エアバッグ装置の作動時に膨張を開始したエアバッグの押圧力を受けると乗員室側へ開放するようになる。
【0003】
前記インストルメントパネルは、所要形状にインジェクション成形した合成樹脂製のパネル部材を主体としており、該パネル部材だけから構成された単層タイプ、前記パネル部材の外面に表皮材を被着した2層タイプ、更には前記パネル部材の外面にクッション材を介して表皮材を被着した3層タイプ、等に大別される。ここで前記パネル部材は、例えばPP(ポリプロピレン)やASG等の比較的硬質の樹脂材料から形成されているため、常には該パネル部材の一部を構成している前記エアバッグドアに、低温時にエアバッグの強大な押圧力が加わるとその衝撃で破損したり飛散する等の畏れがあり、強度上および安全上の見地から問題を内在している。そこで図7に示すように、エアバッグ装置40に連結支持されるインサート部材20を、該パネル部材12に設けたエアバッグドア14の裏面に接合し、該エアバッグドア14およびその周辺部位の破損やこれによる飛散を防止する対策が採られている。
【0004】
前記インサート部材20は、従前では金属成形製のものが主流とされていたが、軽量化、コストダウンおよびリサイクル性の向上等を図るため、近年に至ってはオレフィン系の熱可塑性エラストマー(TPO)等を材質とする合成樹脂製のものが採用されつつある(図8)。このため、樹脂材質の前記パネル部材12(エアバッグドア14)と樹脂材質の前記インサート部材20とは、何れも合成樹脂製で相溶性があることから、公知の振動溶着技術に基いて溶着接合される場合が多い。ここで振動溶着とは、周知のように、図示しない振動溶着機を使用して前記パネル部材12およびインサート部材20を接合予定部位(接合面16,22)で相互に当接させ、夫々の部材12,20を所要の押圧力で押付けた状態で例えばインサート部材20を水平方向へ振動させることによって、両部材12,20の接合面16,22に発生する摩擦熱で該接合面16,22同士を溶融させつつ接着させるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前述した振動溶着では、例えば前記インサート部材20の接合面22に複数の溶着リブ(溶けしろ)24を突設しておくと、前記パネル部材12(エアバッグドア14)の接合面16に当接させた該溶着リブ24が摩擦熱で溶融して両接合面16,22間に溶け出すようになるため、相溶度合が高まって両部材12,20の溶着強度の向上を図り得ることが知られている(図9)。しかも、前記パネル部材12とインサート部材20とを相互に近接する方向へ適度に押圧するようにすれば、両部材12,20の各接合面16,22が溶融して溶け出した前記溶着リブ24に押付けられ、相溶度合が一段と高まって両部材12,20の接合強度の向上を図り得るようになる。
【0006】
しかしながら実際には、振動溶着に際して前記パネル部材12およびインサート部材20を相互に近接する方向へ押圧すると、溶融して両接合面16,22間に溶け出した溶着リブ24が、該インサート部材20の端縁部から外側へ押し出されてしまう(図10)。すなわち、両部材12,20の各接合面16,22間に溶け出した前記溶着リブ24の移動(流動)が殆ど規制されないため、両部材12,20に対する押圧力を増加させた場合には、インサート部材20の端縁部から押し出される溶着リブ24の量が増えるだけで、適度の押圧力をもって両接合面16,22を該溶着リブ24に押し付けることができない。このため、両接合面16,22同士の相溶度合を高め得ないと共に、両部材12,20の接合強度の向上を図り得ない課題を内在していた。
【0007】
一方、前記パネル部材12に一体的に設けたエアバッグドア14では、その外縁輪郭ラインに沿って開裂予定線18を延設してあり、前記エアバッグ装置40の作動時にエアバッグ42の押圧力が作用すると、この開裂予定線18が破断して当該エアバッグドア14の開放が許容されるようになっている(図7)。この開裂予定線18は、成形型の型構造に基づく一体成形またはレーザー加工等により、パネル部材12の裏側から前記エアバッグドア14の外縁ラインに沿って溝部26を形成することで薄肉とされた部分であるため、前記接合面16には当該溝部26が開口した状態となっている(図9)。このため前記振動溶着時には、図10に示すように、前記溝部26に隣接して突設された溶着リブ24(24A)が前記パネル部材12およびインサート部材20の各接合面16,22間へ溶け出した際に、その一部が該溝部26内へ流入してしまうと共に、そのまま固化するようになる。
【0008】
従って、前記エアバッグ装置40が作動してエアバッグ42の押圧力が加わった際に前記開裂予定線18が適切に破断しない畏れがあり、当該エアバッグドア14のスムーズな開放が阻害されてエアバッグ42の膨張展開に支障を来す可能性があった。また、前記開裂予定線18が破断した後にエアバッグドア14が開放するに際し、該エアバッグドア14の開放端14aに前記溝部26で固化した樹脂が付着していると、膨張過程のエアバッグ42がこの開放端14aに接触した場合に当該樹脂がエアバッグドア14から解離して樹脂破片として飛散し、これが乗員に衝突した場合には2次災害を引き起こす畏れもあった。
【0009】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、第1部材および第2部材の各接合面間に溶け出した溶着リブの広がり(流動)を規制し得るようにすることで、両部材の接合強度の向上を図ると共に、接合面に形成した溝部へ溶融した溶着リブの一部が流入するのを阻止し得るようにしたインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため本発明は、インストルメントパネルを構成すると共にエアバッグドアが一体的に設けられた樹脂材質のパネル部材に設けられ、前記エアバッグドアの開裂予定線を形成する溝部が凹設された第1接合面と、前記パネル部材の第1接合面側に位置する樹脂材質のインサート部材に設けた第2接合面と、この第2接合面における前記溝部に干渉しない位置に突設した溶着リブとからなり、この溶着リブを前記第1接合面に当接させつつ振動を付与することで、摩擦熱で溶融した該溶着リブの溶融樹脂を両接合面間に広がらせて両部材の接合を行なうようにしたインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造において、
前記インサート部材をパネル部材に接合した際に前記溝部と該溝部に隣り合う前記溶着リブとの間に臨む前記第1接合面に、該溶着リブよりも突出寸法の小さな規制リブを溝部の両側に沿って突設し、
前記溶着リブの溶融開始後前記第2接合面に近接していく前記規制リブにより、溶着リブの溶融樹脂が前記溝部へ流入するのを阻止するよう構成したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお本発明に係るインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造は、相溶性があって振動溶着が可能とされる全ての樹脂材質の部材に採用可能である。そこで実施例では、樹脂材質の第1部材として前記インストルメントパネル10のパネル部材12を例示し、また樹脂材質の第2部材として前記インサート部材20を例示して説明する。そこで、従来技術の説明をするに際して既出の部材や部位と同一の部材、部位については、同一の符号を付して説明する。
【0012】
図1は、本実施例に係るインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造を採用した第1部材としてのパネル部材および第2部材としてのインサート部材を、接合前状態で示した概略断面図である。ここで、前記エアバッグドア14を一体的に形成した前記パネル部材12は、PP(ポリプロピレン)やASG等の合成樹脂を材質とした樹脂成形部材であり、前記インサート部材20は、オレフィン系の熱可塑性エラストマー(TPO)等を材質とした樹脂成形部材であり、両部材12,20は相溶性を有している。
【0013】
前記パネル部材12において、前記エアバッグドア14が形成された部位およびその周辺部位における裏側が、溶着予定部位とされる接合面16(説明の便宜上、第1接合面とする)となっている。また前記インサート部材20において、前記パネル部材12に設けた第1接合面16に対応するようになる上面が、溶着予定部位とされる接合面22(説明の便宜上、第2接合面とする)となっている。
【0014】
前記インサート部材20に設けた第2接合面22には、縦方向および横方向へ所要間隔毎に前記複数個の溶着リブ24が、該第2接合面22の外面から所要の突出量Hに突設してある(図2)。これら溶着リブ24は、振動溶着を行なうに際して、前記パネル部材12に設けた第1接合面16に当接するようになり、摩擦熱により夫々が溶融して両接合面16,22間に溶け出し、その後に固化してパネル部材12とインサート部材20との溶着接合を図るようになる。
【0015】
そして、実施例のインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造では、前記パネル部材12に設けた前記第1接合面16の所要位置に、複数の規制リブ30を、該第1接合面16の外面から所要の突出量hに突設してある(図2)。これら規制リブ30は、振動溶着するに際してパネル部材12の第1接合面16とインサート部材20の第2接合面22とを整合させた際に、該第2接合面22に突設した前記溶着リブ24と適宜間隔をおいた隣接部位に向けて延出するようになっている。なお、前記規制リブ30は例えば格子状に突設され、かつ前記各々の溶着リブ24の周囲を囲繞するように延設されている。
【0016】
ここで、前記各規制リブ30の突出量hは、前記溶着リブ24の突出量Hより小さく設定されており、規制リブ30の突出量hは溶着リブ24の突出量Hの概ね1/2程度とされている。従って、振動溶着の開始時においては、前記各々の溶着リブ24だけがパネル部材12の第1接合面16に当接するようになり、前記規制リブ30の先端はインサート部材20の第2接合面22には当接しないようになっている(図3)。そして、パネル部材12およびインサート部材20を両部材が近接する方向へ適宜押圧したもとで振動溶着を開始すると、摩擦熱により各々の溶着リブ24が溶融し始めるため、当該溶着リブ24の突出量が徐々に小さくなって両部材12,20が徐々に近接するようになる(図4)。これにより、振動溶着が進行して前記溶着リブ24が溶融を開始した後の適当なタイミングで、前記各々の規制リブ30の先端が前記インサート部材20の第2接合面22に当接するようになっている(図5)。
【0017】
このような実施例のインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造では、振動溶着に際してパネル部材12およびインサート部材20の両接合面16,22間に溶け出した溶着リブ24の広がり(流動)を、前記規制リブ30で適宜に規制し得るように構成したことを特徴とするものである。このように構成することで、振動溶着に際して前記パネル部材12およびインサート部材20を相互に近接する方向へ押圧しても、両接合面16,22間に溶け出した溶着リブ24が該インサート部材20の端縁部から外側へ押し出されることを防止し、溶融した該溶着リブ24と各接合面16,22との相溶度合を高めることを可能とする。また後述するように、前記第1接合面16に凹設された前記溝部26と溶着リブ24(24A)との間に規制リブ30(30A)を設けることにより、溶融した溶着リブ24Aの一部が当該溝部26へ流入するのを阻止することを可能とする(図6)。
【0018】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成された実施例のインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造の作用につき、図3〜図5を参照しながら経時的に説明する。
【0019】
振動溶着を行なうに先立ち、パネル部材12に設けた第1接合面16とインサート部材20に設けた第2接合面22とを整合させ、該第2接合面22に突設した各々の溶着リブ24を前記第1接合面16へ当接させる(図3)。この際には、前述したように、第1接合面16に設けた前記各々の規制リブ30は、まだ第2接合面22へ当接していない。
【0020】
パネル部材12とインサート部材20との位置決めが完了したら、これらパネル部材12およびインサート部材20を両部材が近接する方向へ適度に押圧したもとで、例えばインサート部材20に振動を付与して所定の振動溶着を開始する。これにより、第1接合面16に当接している各々の溶着リブ24の先端部に摩擦熱が発生するようになるので、該溶着リブ24の先端部分から徐々に溶融し始める(図4)。この際に、各々の溶着リブ24の先端部における溶融部分は、第1接合面16に接触しつつ当該溶着リブ24を中心とした周囲へ徐々に広がっていく。そして、パネル部材12およびインサート部材20が近接する方向へ適宜押圧されているので、溶融が進行するに従って各溶着リブ24の突出量が小さくなることに伴い、両部材12,20が徐々に近接移動するようになる。
【0021】
そして、振動溶着が進行して前記溶着リブ24が溶融を開始した適宜後には、パネル部材12およびインサート部材20の近接に伴い、前記各々の規制リブ30の先端が前記インサート部材20の第2接合面22に当接するに至る(図5)。これにより溶融しつつある溶着リブ24は、パネル部材12の第1接合面16、インサート部材20の第2接合面22およびそれ自体に隣接する前記規制リブ30,30によって閉塞された空間32内に閉込められた状態となり、両接合面16,22間を流動して広がることが規制されるようになる。
【0022】
更に振動溶着が進行し、前記各規制リブ30の先端も適度に軟化または溶融するようになると、押圧されているパネル部材12およびインサート部材20は更なる近接移動が許容される。これに伴い、略完全溶融して前記空間32内に充満するようになった溶着リブ24には、第1接合面16および第2接合面22から適度の圧力が加わるようになるので(図5中に破線矢印で示す)、該溶着リブ24と第1接合面16および第2接合面22とが加圧密着状態となり、これら溶着リブ24と第1接合面16および第2接合面22との相溶度合が高まるようになる。従って、加圧密着状態のもとで前記溶着リブ24が固化した際には、パネル部材12とインサート部材20との溶着強度が好適に向上するようになる。
【0023】
一方、図5において、前記第1接合面16に形成された前記溝部26の両側に隣接する部位に突設された規制リブ30Aにおいては、これらに隣接した位置に突設された前記溶着リブ24Aが溶融しても、これが当該溝部26の側へ流動して広がることを規制するようになる。従って、前記溶融した溶着リブ24Aの一部が前記溝部26へ流入するのを阻止し得るので、該溶着リブ24Aの一部が該溝部26内で固化する不都合が好適に防止される。
【0024】
これにより、前記エアバッグ装置40が作動してエアバッグ42の押圧力が加わった際に前記開裂予定線18が適切に破断するようになり、当該エアバッグドア14の開放が阻害されないと共にエアバッグ42の膨張展開に支障を来すこともない。また、前記開裂予定線18が破断した後にエアバッグドア14が開放するに際し、該エアバッグドア14の開放端14aに膨張過程のエアバッグ42が接触したとしても、この開放端14aに樹脂が付着していないから樹脂破片の飛散による2次災害の発生も好適に防止される。
【0025】
このように本実施例に係るインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造では、溶融した溶着リブ24と第1接合面16および第2接合面22との相溶度合を高め得るので、パネル部材12とインサート部材との溶着強度を好適に向上させ得る。更に、第1接合面16に設けた溝部26へ溶融した溶着リブ24の一部が流入することを阻止し得るので、エアバッグドア14の開放を阻害することがないと共に、樹脂破片の飛散による2次災害の発生をも防止し得る。
【0028】
なお、前記溶着リブ24の配設数や配設位置、およびこれに隣接する前記規制リブ30の配設数や配設位置は、前記実施例に例示のものに限定されず、前記第1接合面16および第2接合面22の大きさや形状等によって適宜変更される。
【0030】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係るインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造によれば、溶融した溶着リブと第1接合面および第2接合面との相溶度合を高め得るので、第1部材と第2部材との溶着強度を向上させ得る有益な効果を奏する。更には、第1成形面および/または第2成形面に設けた溝部へ、溶融した溶着リブの一部が流入することを阻止できる利点がある。従って第1部材および第2部材が、エアバッグドアを設けたパネル部材および該エアバッグドアの裏面側に振動溶着されるインサート部材である場合には、エアバッグドアの開放を阻害することがないと共に、樹脂破片の飛散による2次災害の発生をも防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好適実施例に係るインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造を採用した第1部材としてのパネル部材および第2部材としてのインサート部材を、接合前状態で示した概略断面図である。
【図2】図1の部分拡大図である。
【図3】パネル部材とインサート部材とを振動溶着する過程を示した説明断面図であって、パネル部材に設けた第1接合面とインサート部材に設けた第2接合面とを整合させ、第2接合面に突設した溶着リブを第1接合面に当接させた振動溶着準備状態を示している。
【図4】パネル部材とインサート部材とを振動溶着する過程を示した説明断面図であって、パネル部材とインサート部材とを両部材が近接する方向へ適宜押圧したもとで該インサート部材に振動を付与することで、各溶着リブの先端部分が溶融し始めた状態を示している。
【図5】パネル部材とインサート部材とを振動溶着する過程を示した説明断面図であって、振動溶着が適宜進行することでパネル部材の第1接合面に突設した各規制リブが第2接合面に当接し、溶融した溶着リブがこれら第1接合面、第2接合面および規制リブにより閉塞された空間に閉込められて加圧されると共に、溶融した溶着リブの一部が第1接合面に凹設した溝部へ流入するのを阻止することを示している。
【図6】振動溶着の完了により相互に溶着されたパネル部材およびインサート部材を示した部分断面図である。
【図7】パネル部材およびインサート部材を振動溶着して構成されるインストルメントパネルを、エアバッグドアの形成部位で破断して示した部分断面図である。
【図8】図7に示したパネル部材およびインサート部材を、振動溶着する前の状態で示す断面図である。
【図9】パネル部材とインサート部材を振動溶着する際の従来の溶着構造を示した説明断面図であって、パネル部材とインサート部材とを相互近接する方向へ適宜押圧したもとで振動溶着を開始することで、各溶着リブの先端部分が溶融し始めた状態を示している。
【図10】パネル部材とインサート部材を振動溶着する際の従来の溶着構造を示した説明断面図であって、パネル基材の接合面およびインサート部材の接合面の間に溶融した溶着リブが流れ出して広がった際に、インサート部材の端縁から押し出されて両部材の適切な溶着接合がなされない不都合や、当該溶着リブの一部がパネル部材の接合面に凹設した溝部へ流入してしまう不都合が発生することを同時に示している。
【符号の説明】
10 インストルメントパネル,12 パネル部材,14 エアバッグドア
16 第1接合面,18 開裂予定線,20 インサート部材、22 第2接合面
24,24A 溶着リブ,26 溝部,30A 規制リブ

Claims (1)

  1. インストルメントパネル (10) を構成すると共にエアバッグドア (14) が一体的に設けられた樹脂材質のパネル部材 (12) に設けられ、前記エアバッグドア (14) の開裂予定線 (18) を形成する溝部 (26) が凹設された第1接合面(16)と、前記パネル部材 (12) の第1接合面 (16) 側に位置する樹脂材質のインサート部材 (20)に設けた第2接合面(22)と、この第2接合面(22)における前記溝部 (26) に干渉しない位置に突設した溶着リブ(24,24A)とからなり、この溶着リブ(24,24A)を前記第1接合面(16)に当接させつつ振動を付与することで、摩擦熱で溶融した該溶着リブ(24,24A)の溶融樹脂を両接合面(16,22)間に広がらせて両部材(12,20)の接合を行なうようにしたインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造において、
    前記インサート部材 (20) をパネル部材 (12) に接合した際に前記溝部 (26) と該溝部 (26) に隣り合う前記溶着リブ (24A,24A) との間に臨む前記第1接合面 (16) に、該溶着リブ (24A,24A) よりも突出寸法の小さな規制リブ(30A,30A)を溝部 (26) の両側に沿って突設し、
    前記溶着リブ(24A,24A)の溶融開始後前記第2接合面(22)に近接していく前記規制リブ (30A,30A) により、溶着リブ (24A,24A) の溶融樹脂が前記溝部 (26) へ流入するのを阻止するよう構成した
    ことを特徴とするインストルメントパネルおよびインサート部材の溶着構造。
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