JP4322490B2

JP4322490B2 - 自動車用内装材の製造方法

Info

Publication number: JP4322490B2
Application number: JP2002286705A
Authority: JP
Inventors: 智司山田; 幸一郎上薗; 貞之河上
Original assignee: Nihon Plast Co Ltd
Current assignee: Nihon Plast Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004122846A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエアバッグ装置を覆う自動車用内装材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車が衝突した際に発生する衝撃より乗員を保護するエアバッグ装置は、通常外から見えないように、車室内を覆う内装材の内側に設置されている。
【０００３】
このためエアバッグの膨張方向に位置する内装材の内面には、エアバッグが膨張した際破断して、エアバッグの膨張展開を妨げないようにするテアラインと呼ばれる開裂予定溝が形成されている。
【０００４】
また内装材の内面に開裂予定溝を形成する方法としては、内装材を樹脂により成形する際開裂予定溝も同時に成形する方法がある。
【０００５】
しかしこの方法では、成形された内装材の表面にツヤムラやヒケ等が発生して外観が損なわれることから、成形後内装材の表面を塗装や表皮等で被覆する必要があり、工程数が増加してコスト高となる等の問題がある。
【０００６】
かかる問題を改善するため、内装材の成形後、切削工具を使用して内装材の内面に開裂予定溝を切削加工する方法が提案されている（例えば特許文献１及び２）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３４３４８６号（請求項１）
【特許文献２】
特開２０００−２７２４５１号（段落００２２）
【０００８】
前記特許文献１には、予めティーチングされたロボットのアームに切削工具を取り付け、かつロボットにより切削工具を動かしてエアバッグリッド部に所定形状の開裂線を形成するようにした「開裂線形成方法」が記載されている。
【０００９】
また特許文献２には、回転するスライス刃を使用して、テアラインを一筆書きで彫刻すると共に、彫刻によりコーナ部に発生した細毛状あるいは薄皮状の切削バリを、加熱した押し型をテアライン部に押し当てて、コーナ部と共に溶融整形するようにした「エアバッグカバーの製造方法」が記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし回転する切削工具を使用して内装材の内面に開裂予定溝を切削加工する場合、切削工具の回転数の送り速度が適正でないと、加工の完了した開裂予定溝に起毛状のバリが発生したり、開裂予定溝に未加工部が残って開裂予定溝が所定の溝形状に仕上がらない等の問題が生じる。
【００１１】
また切削加工の完了した内装材は、内面の所定の位置に所定形状の開裂予定溝が形成されているかや、開裂予定溝の底厚（残厚）が所定の値になっているかが測定手段により検査されるが、開裂予定溝に起毛状のバリが発生していると、測定手段で開裂予定溝の底厚を検査する際の妨げとなるため、測定手段が不良品と判定する虞があると共に、成形品に発生したバリは、成形品の見栄えを悪くする上、走行中の振動により脱落して異音の原因となることから、前記文献１に記載の開裂形成方法では、開裂予定溝に発生したバリを手作業で除去する必要があり、バリの除去作業に手間がかかる問題がある。
【００１２】
また前記特許文献２では、テアラインに加熱した押し型を当てて、コーナ部に発生したバリを溶融して整形しているが、この方法では押し型による整形工程が必要となるため、工程数が増加して生産性を低下させる原因となる等の問題がある。
【００１３】
本発明はかかる従来の問題を改善するためのなされたもので、バリを発生せずに開裂予定溝を切削加工できる自動車用内装材の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
前記目的を達成するため本発明の自動車用内装材の製造方法は、第１に、エアバッグ装置を覆う熱可塑性樹脂よりなる内装材本体の内面に、エアバッグの膨張時破断する開裂予定溝を、高速で回転する切削工具により所定の溝形状に切削加工する自動車用内装材の製造方法であって、前記内装材本体の硬度を６２（ショアＤ）の硬質樹脂とした場合に、前記開裂予定溝を切削加工する前記切削工具の１刃当りの移動量が０．２ｍｍ以上０．３６ｍｍ以下になるように、前記開裂予定溝を切削加工し、その後、無接触で前記開裂予定溝を測定し、前記開裂予定溝の加工の良否を判断するようにしたものであり、第２に、エアバッグ装置を覆う熱可塑性樹脂よりなる内装材本体の内面に、エアバッグの膨張時破断する開裂予定溝を、高速で回転する切削工具により所定の溝形状に切削加工する自動車用内装材の製造方法であって、内装材本体の硬度を３８（ショアＤ）のオレフィン系エラストマーとした場合に、前記開裂予定溝を切削加工する前記切削工具の１刃当りの移動量が０．２７ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下となるように、前記開裂予定溝を切削加工し、その後、無接触で前記開裂予定溝を測定し、前記開裂予定溝の加工の良否を判断するようにしたものである。
【００１５】
前記方法により、内装材本体の内面に切削加工された開裂予定溝の両側縁部に起毛状のバリが発生することがないので、切削加工の完了した開裂予定溝の位置や形状、底厚等を測定手段により検査する際、バリが検査の妨げとなって加工不良と判定されることがないため、不良品の発生率を大幅に低減することができると共に、開裂予定溝の切削加工後手作業でバリを除去する工程が不要となるため、工程数の削減と、これに伴う生産性の向上が図れるようになる。
【００１６】
また内装材にバリが発生しないことによって成形品の見栄えが向上する上、走行中の振動によりバリが開裂予定溝内に脱落することがないので、自動車の走行中に異音が発生する等の問題も解消することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
【００２０】
図１はロボットよりなる自動加工装置を使用して内装材に開裂予定溝を切削加工している状態を示す斜視図、図２は自動加工装置に装着された切削加工手段の拡大図、図３は切削工具の側面図、図４は同刃先の正面図、図５ないし図９は開裂予定溝を加工する際の作用説明図である。
【００２１】
図１に示す自動加工装置１は、例えば６軸ロボットであって、基台１ａ上に旋回自在に支持された第１アーム１ｂと、第１アーム１ｂの先端に回動自在に枢着された第２アーム１ｃを有しており、第２アーム１ｃの先端には旋回及び回動自在な手首部１ｄが設けられている。
【００２２】
切削加工手段２は、切削加工手段２を自動加工装置１の手首部１ｄに着脱自在に装着するブラケット２ａを有していて、このブラケット２ａに高速、高トルクモータよりなる回転駆動手段３が回転軸３ａを下向きにして取り付けられている。
【００２３】
回転駆動手段３の回転軸３ａの先端にはチャック３ｂが設けられていて、このチャック３ｂに回転駆動手段３により高速回転される切削工具４が着脱自在に取り付けられている。
【００２４】
切削工具４は図３及び図４に示すように、先端に例えば２枚の切刃４ａが設けられたエンドミルよりなり、先端側は切削加工する開裂予定溝５ａの断面形状に合致するよう方角θが例えば１５°に、そして先端部はＲ０．５となっている。
【００２５】
また回転駆動手段３の下部には、内装材本体５の内面に開裂予定溝５ａを切削加工した際発生する切り粉を吸引する切り粉吸引部６がセットボルト７により着脱自在に取り付けられている。
【００２６】
切り粉吸引部６は、チャック３ｂの周囲を囲むように設けられた筒状のカバー６ａと、カバー６ａの底面６ｂより切削工具４の周囲を囲むように突設された筒状の吸い込み管６ｃより形成されていて、吸い込み管６ｃの先端より切削工具４の先端部が僅かに突出するようになっている。
【００２７】
カバー６ａの外周部に開口された切り粉排出口６ｄには、バキュームポンプよりなる切り粉吸引手段が吸引管（ともに図示せず）を介して接続されていて、切削加工時発生する切り粉を吸引除去するようになっていると共に、ブラケット２ａの外周部には、シリンダ等の昇降手段８を介してレーザ偏位センサよりなる測定手段９が昇降自在に取り付けられており、この測定手段９により切削加工の完了した開裂予定溝５ａの底厚（残厚）が開裂予定溝５ａと無接触で測定できるようになっている。
【００２８】
一方自動加工装置１の前方には、内面に開裂予定溝５ａを切削加工する内装材本体５を載置する架台１０が設置されている。
【００２９】
架台１０上には扁平な箱状の治具１１が設置されていて、この治具１１上に内面を上向きにして内装材本体５を載置するようになっており、治具１０上に載置した内装材本体５は、枠状に形成されたクランプ１２によって治具１０上に気密に押し付けられるようになっている。
【００３０】
また治具１０の側面には、吸引口１０ａが形成されていて、この吸引口１０ａと加工装置１の近傍に設置されたバキュームポンプよりなる真空吸引手段１３の間が図示しない吸引管により接続されていて、真空吸引手段１３により治具１０内の空気を吸引することにより、治具１０上の所定位置に内装材本体５が確実に固定できるようになっている。
【００３１】
次に内装材本体５の内面に開裂予定溝５ａを切削加工する際の製造方法を説明する。
【００３２】
開裂予定溝５ａを切削加工する内装材本体５は、例えばポリプロピレン樹脂（ＰＰ）のような硬質樹脂により予め所定形状に一体成形されており、この内装材本体５により覆うエアバッグ装置（図示せず）と合致する位置に開裂予定溝５ａを切削加工するもので、開裂予定溝５ａの切削加工に当っては、まず内面を上向きにして内装材本体５を治具１０上に図１に示すように載置し、この状態で切削加工する開裂予定溝５ａを囲むようにクランプ１２を載置して内装材本体５を治具１０に密着させたら、真空吸引手段１３を動作させて治具１０上の内装材本体５を吸引し、治具１０に確実に固定する。
【００３４】
そして切削工具４の１刃当りの移動量Ｌが０．２ｍｍ以上、０．３６ｍｍ以下の範囲となるように、切削工具の回転数Ｎ（ｒｐｍ）、送り速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）及び切刃の枚数Ｂを設定し、切削加工する開裂予定溝５ａの位置や形状、底厚（残厚）等の情報を加えた加工プログラムを作成して自動加工装置１に入力する。
【００３５】
一方自動加工装置１の手首部１ｄに装着した切削加工手段２のチャック３ｂには、例えば外径がφ６、方角θが１５°、先端がＲ０．５のエンドミルよりなる切削工具４を取り付けて、予め入力した加工プログラムにより自動加工装置１の運転を開始する。
【００３６】
自動加工装置１は、予め設定された加工開始位置へ切削工具４を移動させたら、回転駆動手段３により例えば２０，０００ｒｐｍで高速回転させた切削工具４を図５に示すように内装材本体５の内面に当接させて、予め設定された切削工具４の１刃当りの移動量Ｌにより決定される送り速度Ｖにより切削工具４を矢印Ａ方向へ移動させ、開裂予定溝５ａの切削加工を開始する。
【００３７】
内装材本体５の内面を切削加工することにより発生した切り粉１５は、切り粉吸引手段により切り粉吸引部６の吸い込み管６ｃ内の空気が吸引されるのに伴い、図５に示すように切削工具４の周囲を矢印Ｂ方向へ旋回しながら切り粉吸引手段へと吸引され、切り粉吸引手段に設けられたフィルタ（図示せず）内に回収される。
【００３８】
自動加工装置１は予め入力された加工プログラムに沿って切削工具４を移動させて、内装材本体５の内面に例えば日字状の開裂予定溝５ａを切削加工するが、切削工具４の送り速度Ｖが最適でないと、加工された開裂予定溝５ａの側縁部に起毛状のバリが発生する。
【００３９】
図６は切削工具４の切削加工速度（送り速度）と１刃当りの移動量の関係を示した線図で、この図中網線で示した部分が最適な切削可能範囲である。ここで内装材本体５を構成する樹脂は、タルク入りＰＰ（ショアＤ硬度６２、グランドポリマー社製のグレードＨＰ１４５である。
【００４０】
いま切削工具４の１刃当りの移動量Ｌが例えば０．１９ｍｍ／ｒｅｖとした場合、切削工具４の送り速度が遅すぎるため、図８の（イ）に示すように開裂予定溝５ａ内の樹脂が削り取られた際、開裂予定溝５ａの縁部に起毛状のバリ５ｂが発生し、その結果切削加工の完了した開裂予定溝５ａには、図８の（ロ）に示すように両側縁にバリ５ｂが発生してしまう。
【００４１】
また切削工具４の１刃当りの移動量Ｌが例えば０．３７ｍｍ／ｒｅｖとした場合、送り速度が速すぎるため、図９の（イ）に示すように開裂予定溝５ａの縁部に大きなバリ５ｂが発生すると同時に開裂予定溝５ａ内に未加工部５ｃが発生し、その結果切削加工の完了した開裂予定溝５ａは、図９の（ロ）に示すように両側縁にバリ５ｂが発生する上、未加工部５ｃにより開裂予定溝５ａの溝幅が不均一になってしまう。
【００４２】
そこで本発明の実施の形態では、切削工具４の１刃当りの移動量Ｌを０．２以上、０．３６以下の範囲としたものである。
【００４３】
これによって１回転当りの移動量を例えば０．２４ｍｍ／ｒｅｖとした切削工具４により内装材本体５の内面に開裂予定溝５ａを切削しても、切削の完了した開裂予定溝５ａには図７の（イ）に示すようにバリ５ｂの発生がほとんどなく、また図７の（ロ）に示すように開裂予定溝５ａの両側縁にバリ５ｂが発生することがなかった。
【００４４】
以上のようにして開裂予定溝５ａの切削加工が完了した内装材本体５は、その位置で測定手段９により開裂予定溝５ａの位置や底厚（残厚）等が測定されて、開裂予定溝５ａの良否が判定されるが、開裂予定溝５ａには測定の支障となるバリ５ｂが発生してないので、加工不良と判定されることがないと共に、開裂予定溝５ａの切削加工後手作業でバリ５ｂを除去する工程が不要となるため、工程数の削減と、これに伴う生産性の向上が図れるようになる。
【００４５】
一方前記実施の形態と同様な自動加工装置１を使用して、前記と異なる樹脂により成形した内装材本体５の内面に開裂予定溝５ａを切削加工する場合についても実験し、適切な加工条件範囲を求めた結果を以下に説明する。
【００４６】
内装材本体５を構成する樹脂として、オレフィン系エラストマー（ショアＤ硬度３８、住友化学工業製のスミフレックスＴＰＯ（商品名）を使用した場合、Ｌ値は０．２７から０．３０の間において、バリ５ｂが発生することのない、好ましい加工条件となった。
【００４７】
また樹脂が切削工具４によって、いわゆる切れやすいか否か、切り刃４ａに対して、いわゆる「逃げやすい」因子としての硬度との関係はほぼ直線的な関係、すなわち図１０に示すような関係にある。
【００４８】
この図で明らかなように、硬度３０付近では加工条件の選択幅はほとんどなく、工業生産のために回転刃を使用して切削加工を行うことは現実的ではない。
【００４９】
さらにインストルメントパネルの表皮材として好適な樹脂のように硬度が高い場合、すなわち触感を発泡層に裏打ちされたレーザーシートにより向上させ、その裏面により硬度の高い樹脂を積層させるような場合にあっては、前記実施の形態の場合よりも加工条件の選択幅が広がることになる。
【００５０】
なお前記実施の形態では、自動加工装置１にロボットを使用した場合について説明したが、ＮＣ制御される自動加工装置を使用してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、第１に、エアバッグ装置を覆う熱可塑性樹脂よりなる内装材本体の内面に、エアバッグの膨張時破断する開裂予定溝を、高速で回転する切削工具により所定の溝形状に切削加工する自動車用内装材の製造方法であって、前記内装材本体の硬度を６２（ショアＤ）の硬質樹脂とした場合に、前記開裂予定溝を切削加工する前記切削工具の１刃当りの移動量が０．２ｍｍ以上０．３６ｍｍ以下になるように、前記開裂予定溝を切削加工し、その後、無接触で前記開裂予定溝を測定し、前記開裂予定溝の加工の良否を判断するようにしたものであり、第２に、エアバッグ装置を覆う熱可塑性樹脂よりなる内装材本体の内面に、エアバッグの膨張時破断する開裂予定溝を、高速で回転する切削工具により所定の溝形状に切削加工する自動車用内装材の製造方法であって、内装材本体の硬度を３８（ショアＤ）のオレフィン系エラストマーとした場合に、前記開裂予定溝を切削加工する前記切削工具の１刃当りの移動量が０．２７ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下となるように、前記開裂予定溝を切削加工し、その後、無接触で前記開裂予定溝を測定し、前記開裂予定溝の加工の良否を判断するようにしたことから、内装材本体の内面に切削加工された開裂予定溝の両側縁部に起毛状のバリが発生することがないので、切削加工の完了した開裂予定溝の位置や形状、底厚等を測定手段により検査する際、バリが検査の妨げとなって加工不良と判定されることがないため、不良品の発生率を大幅に低減することができる。
【００５２】
また開裂予定溝の切削加工後手作業でバリを除去する工程が不要となるため、工程数の削減と、これに伴う生産性の向上が図れるようになると共に、内装材にバリが発生しないことによって成形品の見栄えが向上する上、走行中の振動によりバリが開裂予定溝内に脱落することがないので、自動車の走行中に異音が発生する等の問題も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態になる自動車用内装材の製造方法に使用する自動加工装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態になる自動車用内装材の内面に開裂予定溝を切削加工する切削加工手段の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態になる自動車用内装材の製造方法に使用する切削工具の拡大側面図である。
【図４】本発明の実施の形態になる自動車用内装材の製造方法に使用する切削工具の拡大正面図である。
【図５】本発明の実施の形態になる自動車用内装材の製造方法により内装材本体の内面に開裂予定溝を切削加工している状態の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態になる自動車用内装材の製造方法に使用する切削工具の１刃当りの移動量と切削加工速度の関係を示す線図である。
【図７】（イ）は本発明の実施の形態になる自動車用内装材の製造方法により、適正な送り速度で切削加工された開裂予定溝の断面図である。
（ロ）は同平面図である。
【図８】（イ）は不適正な送り速度で切削加工された開裂予定溝の断面図である。
（ロ）は同平面図である。
【図９】（イ）は不適正な送り速度で切削加工された開裂予定溝の断面図である。
（ロ）は同平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態になる自動車用内装材の製造方法に使用する切削工具の切削量と内装材の硬度の関係を示す線図である。
【符号の説明】
４切削工具
４ａ切り刃
５内装材本体
５ａ開裂予定溝
５ｂバリ
Ｎ切削工具の回転数（ｒｐｍ）
Ｖ送り速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
Ｂ切り刃の枚数
Ｌ１刃当りの移動量（ｍｍ／ｒｅｖ）
Ｈ内装材本体の硬度（ショアＤ）

Claims

エアバッグ装置を覆う熱可塑性樹脂よりなる内装材本体の内面に、エアバッグの膨張時破断する開裂予定溝を、高速で回転する切削工具により所定の溝形状に切削加工する自動車用内装材の製造方法であって、前記内装材本体の硬度を６２（ショアＤ硬度）の硬質樹脂とした場合に、前記開裂予定溝を切削加工する前記切削工具の１刃当りの移動量が０．２ｍｍ以上０．３６ｍｍ以下になるように、前記開裂予定溝を切削加工し、その後、無接触で前記開裂予定溝を測定し、前記開裂予定溝の加工の良否を判断することを特徴とする自動車用内装材の製造方法。
エアバッグ装置を覆う熱可塑性樹脂よりなる内装材本体の内面に、エアバッグの膨張時破断する開裂予定溝を、高速で回転する切削工具により所定の溝形状に切削加工する自動車用内装材の製造方法であって、内装材本体の硬度を３８（ショアＤ硬度）のオレフィン系エラストマーとした場合に、前記開裂予定溝を切削加工する前記切削工具の１刃当りの移動量が０．２７ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下となるように、前記開裂予定溝を切削加工し、その後、無接触で前記開裂予定溝を測定し、前記開裂予定溝の加工の良否を判断することを特徴とする自動車用内装材の製造方法。