JP4746409B2 - 車両用エアーバッグ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車などの車両の衝突時に乗員の安全性を確保するための車両用エアーバッグ装置に関し、特にエアーバッグカバーを構成する内装パネルと該内装パネルの膨張展開領域を補強する補強部材及びエアーバッグ支持用枠体とを振動溶着により接合するのに好適な振動溶着構造の改良に関するものである。
自動車などの車両の正面衝突や側面衝突時に助手席や運転席等の車内にいる乗員を衝突の衝撃から保護して乗員の安全性を確保する器具として車両用エアーバッグ装置がある。
この種の車両用エアーバッグ装置は、エアーバッグと、このエアーバッグを膨張展開が容易なように折り畳んだ状態に収容するエアーバッグケースと、折り畳まれたエアーバッグを短時間で膨張させるインフレータなどから構成されている。特に助手席などに使用されるエアーバッグ装置は、内装パネル（インストルメントパネル）の内側に設けられ、衝突などにより自動車が急激に減速された時にインフレータを作動させ、このインフレータからの高圧ガスによりエアーバッグを急速膨張させることによりインストルメントパネルを、これに形成した開裂脆弱ラインに沿い開裂して開口すると同時に、この開口からエアーバッグを内装パネル外へ展開膨張させ、そのクッション作用で搭乗者を衝突の衝撃から保護するようにしている。
このような車両用エアーバッグ装置が装着される内装パネルの内側、特に破断用開放部が形成される内装パネルの裏面箇所には、ＴＰＯ（熱可塑性ポリオレフィン）等の熱可塑性樹脂材からなる補強部材及びエアーバッグ支持用枠体がそれぞれ一体的に溶着され、これにより、破断用開放部分が内装パネルの外側から加えられる衝撃力などで凹状に変形されたり、あるいは破断されたりするのを防止するとともに、破断用開放部分がエアーバッグの膨張展開で開口された時に破断用開放部分が内装パネルから分離して飛散されるのを防止している。また、このような内装パネルと補強部材及び枠体との溶着には振動溶着機が利用される（例えば、特許文献１参照）。
特許第３０４３６０４号
次に、従来の車両用エアーバッグ装置について、図１〜図４参照して説明する。
図１は従来における車両用エアーバッグ装置の要部の縦断側面図、図２は図１を矢印２Ａの方向から見た要部の平面図、図３は従来の車両用エアーバッグ装置における枠体及び補強部材の平面図、図４は従来における内装パネルと枠体及び補強部材との溶着状況を示す説明用の拡大断面図である。
図１において、車両用エアーバッグ装置１は、内装パネル（インストルメントパネル）２、エアーバッグ３、エアーバッグケース４、枠体５、一対の補強部材６、及び図示省略のインフレータなどを備える。
内装パネル２は、例えば自動車における運転席及び助手席の前面に取り付けられるもので、例えば、３ｍｍ〜４ｍｍ程度の厚さを有する硬質ポリプロピレン（ＰＰ）から成形されている。また、内装パネル２の外表面には、必要に応じて化粧用の表皮層（図示せず）が積層される構成になっている。
前記内装パネル２の裏面には、図１及び図２に示すように、開裂用脆弱ライン７が横方向に長い矩形状に形成され、さらに、この開裂用脆弱ライン７の内側には、開裂用脆弱ライン７で囲まれた領域を短尺方向に二分する中央開裂ライン７ａが長尺方向に延在して形成されている。この開裂用脆弱ライン７及び中央開裂
ライン７ａは、エアーバッグ３が膨張展開される時に前記開裂用脆弱ライン７で囲まれた領域を両開き状態に開裂させてエアーバッグ３を内装パネル２外へ膨張展開させるためのものである。
このような開裂用脆弱ライン７及び中央開裂ライン７ａは、例えばビーム径が０.２〜０.５ｍｍで、波長が１０.６μｍの赤外線からなるレーザビームを内装パネル２の裏面側から照射して、内装パネル２を貫通しない深さの切り込み小孔（盲孔）を点線状に加工することにより形成される。
前記内装パネル２の裏面には、図１に示すように、矩形状の開裂用脆弱ライン７に沿って、これを取り囲むように成形されたＴＰＯからなる矩形筒状の枠体５が、これに設けた接合フランジ５ａを介して振動溶着されている。また、枠体５の内側には、開裂用脆弱ライン７で囲まれた領域を内装パネル２の裏面から補強するためのＴＰＯからなる一対の補強部材６が装着されている。
前記各補強部材６は、図１に示すように、補強部材６を枠体５の内側面にアリ溝方式などで結合される支持片６ａと、この支持片６ａの上端にヒンジ部６ｂを介して折り曲げ可能に連結され、かつ開裂用脆弱ライン７で囲まれた領域の裏面に振動溶着された補強片６ｃとを備える。
前記エアーバッグ３は、図１に示すように折り畳まれた状態で、金属性板材からなるエアーバッグケース４内に収容されている。エアーバッグケース４の上端開口４ａに対応する側面部には複数のフック９が外側へ突出して設けられている。この各フック９は、補強部材６の支持片６ａに設けた穴６ｅ及び該穴６ｅに一致して枠体５に設けた穴５ｄに係合することにより、エアーバッグケース４を枠体５に固定できるように構成されている。
また、エアーバッグケース４の下端部には、エアーバッグ４に膨張ガスを供給するためのインフレータ（図示せず）を収容するインフレータ収容部１０が設けられている。エアーバッグケース４は支持部材１１を介してクロスメンバー１２などの固定部材にボルトナット１３により固定されている。
次に、従来の車両用エアーバッグ装置における内装パネル２と枠体５及び補強部材６との溶着構造について図１、図３及び図４を参照して説明する。
図１及び図３に示すように、例えば、高さが２ｍｍ程度で、３〜５ｍｍ程度の径または長さを有する凸部５ｂが内装パネル２の裏面と対向する接合フランジ５ａの面に、その全域に亘り所定の間隔でエンボッシング状に多数形成され、さらに、接合フランジ５ａの凸部５ｂと同様の凸部６ｄを内装パネル２の裏面と対向する補強片６ｃの面に、その全域に亘り所定の間隔でエンボッシング状に多数形成する。
このように構成された一対の補強部材６を図１及び図３に示すように枠体５内に装着した後、この枠体５を補強部材６ごと振動溶着機の所定の位置にセットすると共に内装パネル２を振動溶着機の所定の位置にセットし、接合フランジ５ａの凸部５ｂ及び補強片６ｃの凸部６ｄが内装パネル２の裏面に押し付けられるように枠体５の接合フランジ５ａ及び補強部材６の補強片６ｃを内装パネル２に加圧した状態に保持し、この状態で接合フランジ５ａ及び補強片６ｃと内装パネル２を互いに擦り合わされる方向に、例えば１.５ｍｍ〜３.０ｍｍの振幅で相対的に振動させ、その擦り合わせ面に発生する摩擦熱で内装パネル２の裏面と凸部５ｂ及び凸部６ｄとを溶着させる。これにより、枠体５の接合フランジ５ａ及び補強部材６の補強片６ｃを内装パネル２の裏面に接合することができる。
しかしながら、上述する従来の車両用エアーバッグ装置における枠体５及び補強部材６と内装パネル２との溶着構造は、枠体５の接合フランジ５ａにエンボッシング状に形成した多数の凸部５ｂ及び補強部材６の補強片６ｃにエンボッシング状に形成した多数の凸部６ｄを内装パネル２の裏面に押し当てて振動溶着する方式であるため、以下に述べるような問題がある。
すなわち、凸部５ｂ，６ｄを内装パネル２の裏面に押し付けた状態で、枠体５を含む接合フランジ５ａ及び補強部材６を含む補強片６ｃを内装パネル２に対し図４に示す矢印Ａ方向に、例えば１.５ｍｍ〜３.０ｍｍの振幅で振動させて凸部５ｂ，６ｄを内装パネル２の裏面に振動溶着した場合、ＴＰＯからなる凸部５ｂ及び６ｄの溶融温度はＰＰからなる内装パネル２の溶融温度より低いため、凸部５ｂ及び６ｄの先端部が摩擦熱により溶融され始めると、その先端部の振動方向（矢印Ａ方向）の両端に位置する箇所に図４に示すように外側へめくれた状態でバリ状に突出する非溶着部５ｂ１，６ｄ１が形成される。この非溶着部５ｂ１，６ｄ１は内装パネル２の裏面に対する溶着性はほとんどなく、むしろ凸部５ｂ及び６ｄの振動溶着を阻害する要素となっている。このため、内装パネル２の裏面に対する凸部５ｂ及び６ｄの実質的な有効溶着長さＬ１は、図４に示すように、非溶着部５ｂ１，６ｄ１の突出長さＬ２以下（Ｌ１<Ｌ２）となってしまい、内装パネル２に対する凸部５ｂ及び６ｄの実質的な溶着強度は低下してしまう。したがって、内装パネル２に対する枠体５及び補強部材６の溶着強度を向上させようとすると、枠体５の接合フランジ５ａに対する凸部５ｂの形成密度及び補強部材６の補強片６ｃに対する凸部６ｄの形成密度を高くする必要がある。
しかしながら、凸部５ｂ及び凸部６ｄの形成密度を高くすると枠体５及び補強部材６と内装パネル２とに加えられる押圧力を増大しなければならず、このことは、振動溶着機の加圧機構が大型化する問題があるほか、内装パネル２の裏面に対する各凸部５ｂ及び凸部６ｄの押し付け力にバラツキが生じ、その結果、内装パネル裏面への凸部５ｂ及び６ｄの溶着強度にばらつきが発生し、内装パネル裏面への枠体５及び補強部材６の溶着強度を低下させてしまうほか、その溶着強度の低い箇所が剥離し易くなり、ひいてはエアーバッグの膨張展開動作に支障を来たすという問題がある。
また、エンボッシング状に形成された凸部５ｂ及び６ｄの溶着面積は狭小であるため、内装パネル２の裏面との凸部５ｂ及び６ｄの振動摩擦による発熱量が局部的に大きく、その結果、この熱によって内装パネル２の外表面に局部的な熱変形や変色が発生し、これが溶着痕として内装パネル２の外表面を現れる。特に自動車などの内装パネル２の表面に化粧用の表面層を設けた内装パネルの場合にあっては、その表面層に発生した熱変形や変色による溶着痕が製品の見栄えを悪くし品質を低下させるという問題があった。
本発明は上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、内装パネルに対して枠体及び補強部材をその接合面の全域に亘り均一な強度で振動溶着できるようにするとともに振動溶着時の熱による製品の熱変形や変色をなくすことができる車両用エアーバッグ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１の発明は、内装パネルと、エアーバッグと、前記エアーバッグを折り畳んだ状態で収納するエアーバッグケースと、前記折り畳まれたエアーバッグにガスを供給して該エアーバッグを膨張展開させるインフレータと、前記エアーバッグの膨張展開に伴い開裂される前記内装パネルの開裂領域を取り囲むようにして前記内装パネルの裏面に固着され前記エアーバッグケースを支持する樹脂製の枠体と、前記枠体に保持され前記開裂領域を裏面側から補強する樹脂製の補強部材とを備える車両用エアーバッグ装置であって、前記枠体は前記内装パネルの裏面に接合される接合フランジを有し、前記接合フランジの前記内装パネルの裏面と対向する接合面には、振動溶着時の振動方向に長尺に延在するように前記内装パネルの裏面に振動溶着される所定幅の第１溶着リブが振動方向と直角な方向に所定の間隔で接合面の全域に亘り多数突設され、前記補強部材は前記展開領域の裏面に接合される補強片を有し、前記補強片の前記内装パネルの裏面と対向する接合面には、振動溶着時の振動方向に長尺に延在するように前記内装パネルの裏面に振動溶着される所定幅の第２溶着リブが振動方向と直角な方向に所定の間隔で接合面の全域に亘り多数突設され、前記内装パネルの裏面に振動溶着された第１溶着リブに沿って冷却流体を流動させるための通路が前記接合フランジの接合面に設けられ、前記通路には複数の冷却流体給入口と複数の冷却流体排出口が設けられていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の車両用エアーバッグ装置において、前記振動方向に延在する前記第１溶着リブ及び前記第２溶着リブの長さは、振動溶着時の振幅の３倍以上であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２記載の車両用エアーバッグ装置において、前記内装パネルの裏面に振動溶着された第２溶着リブに沿って冷却流体を流動させるための通路が前記補強片の接合面に設けられ、前記通路には複数の冷却流体給入口と複数の冷却流体排出口が設けられていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置において、前記第１溶着リブに沿う冷却流体用の通路は、前記第１溶着リブと前記内装パネルの裏面と前記接合フランジの接合面に形成された０.３〜１.５ｍｍの幅を有する第１の通路用リブとで囲まれた空間により構成され、前記第２溶着リブに沿う冷却流体用の通路は、前記第２溶着リブと前記内装パネルの裏面と前記補強片の接合面に形成された０.３〜１.５ｍｍの幅を有する第２の通路用リブとで囲まれた空間により構成されていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置において、前記接合フランジは前記枠体の形状に対応した矩形状を呈し、該接合フランジにおける接合面のコーナ部個所に形成される第１溶着リブはコーナ部形状に応じた曲率の凸条または振動方向に対して９０度未満の角度で傾斜する凸条から構成されていることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置において、前記第１溶着リブと前記内装パネルの裏面との振動溶着時にこれら溶融樹脂のはみ出しを防止するリブを前記接合フランジの外周縁部に形成したことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置において、前記第１溶着リブ及び前記第２溶着リブの少なくとも一方が振動方向に直線状もしくは波状に連続して延在することを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置において、前記第１溶着リブ及び前記第２溶着リブの少なくとも一方が振動方向に所定の間隔をおいて直線状もしくは波状に配列された状態に延在することを特徴とする。
本発明の車両用エアーバッグ装置によれば、枠体の接合フランジの接合面に突設された第１溶着リブを振動溶着時の振動方向に長尺に延在させ、また、補強部材の補強片の接合面に突設された第２溶着リブを振動溶着時の振動方向に長尺に延在させ、特に、これら第１溶着リブ及び第２溶着リブの振動方向に延在する長さを振動溶着時の振幅の３倍以上になるように構成にしたので、内装パネルの裏面に対するこれら第１溶着リブ及び第２溶着リブの有効溶着長さを十分に確保できるとともに、内装パネルに対して枠体及び補強部材をその接合面の全域に亘り均一な強度で振動溶着することができる。
また、本発明によれば、第１溶着リブ及び第２溶着リブが振動方向に長尺な構造であることにより内装パネルの裏面との振動摩擦による熱が拡散されるため、第１溶着リブ及び第２溶着リブが局部的に過熱されることがなくなり、製品の熱変形や変色をなくすことができる。
さらに、本発明の車両用エアーバッグ装置によれば、枠体の接合フランジの接合面に第１溶着リブに沿って冷却流体を流動させるための通路を設け、この通路内に冷却流体給排口を通して冷却流体を流動させることにより第１溶着リブの振動溶着部を冷却し、さらに、補強部材の補強片の接合面に第２溶着リブに沿って冷却流体を流動させるための通路を設け、この通路内に冷却流体給排口を通して冷却流体を流動させることにより第２溶着リブの振動溶着部を冷却するようにしたので、製品の熱変形や変色を確実になくすことができる。
また、本発明の車両用エアーバッグ装置によれば、接合フランジの冷却流体用通路を形成する第１の通路用リブは、０.３〜１.５ｍｍの幅を有するように構成し、かつ補強片の冷却流体用通路を形成する第２の通路用リブは、０.３〜１.５ｍｍの幅を有するように構成したので、これら通路用リブが第１溶着リブ及び前記第２溶着リブの振動溶着に悪影響を及ぼすことがなく、かつ冷却流体用通路を確実に形成することができる。
また、本発明の車両用エアーバッグ装置によれば、接合フランジの接合面のコーナ個所に形成される第１溶着リブをコーナ形状に応じた曲率の凸条または振動方向に対して９０度未満の角度で傾斜する凸条から構成したので、内装パネルの裏面に対する接合フランジのコーナ部の振動溶着が確実になり、その溶着強度を確保できる。
また、本発明の車両用エアーバッグ装置によれば、接合フランジの外周縁部にリブを形成したので、第１溶着リブと内装パネル裏面との振動溶着時にこれら溶融樹脂のはみ出しを防止できる。
（実施の形態１）
以下、本発明にかかる車両用エアーバッグ装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
図５は本発明の実施の形態１における車両用エアーバッグ装置の要部の縦断側面図、図６は図５を矢印６Ａの方向から見た要部の平面図、図７は本実施の形態１における車両用エアーバッグ装置における枠体及び補強部材の平面図、図８は本実施の形態例１に示す枠体及び補強部材を内装パネルに溶着する振動溶着機の概略構成図、図９の(Ａ)，(Ｂ)は本実施の形態１における内装パネルと枠体及び補強部材との溶着過程を示す説明用断面図、図１０の(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)は本実施の形態１における各部の説明用断面図である。
図５において、車両用エアーバッグ装置３０は、内装パネル（インストルメントパネル）３２、エアーバッグ３３、エアーバッグケース３４、枠体３５、一対の補強部材３６及び図示省略のインフレータなどを備える。
内装パネル３２は、例えば自動車における運転席及び助手席の前面に取り付けられるもので、例えば、３ｍｍ〜４ｍｍ程度の厚さを有する硬質ポリプロピレン（ＰＰ）から成形されている。また、内装パネル３２の外表面には、必要に応じて化粧用の表皮層（図示せず）が積層される構成になっている。
前記内装パネル３２の裏面には、図５及び図６に示すように、開裂用脆弱ライン３７が横方向に長い矩形状に形成され、さらに、この開裂用脆弱ライン３７の内側には、開裂用脆弱ライン３７で囲まれた領域を短尺方向に二分する中央開裂ライン３７ａが長尺方向に延在して形成されている。この開裂用脆弱ライン３７及び中央開裂ライン３７ａは、エアーバッグ３３が膨張展開された時に前記開裂用脆弱ライン３７で囲まれた領域を両開き状態に開裂させてエアーバッグ３３を内装パネル３２外へ展開させるためのものである。
このような開裂用脆弱ライン３７および中央開裂ライン３７ａは、例えば、ビーム径が０.２〜０.５ｍｍで、波長が１０.６μｍの赤外線からなるレーザビームを内装パネル３２の裏面側から照射して、内装パネル３２を貫通しない深さの切り込み小孔（盲孔）を点線状に加工することで形成される。
前記内装パネル３２の裏面には、図５に示すように、矩形状の開裂用脆弱ライン３７に沿って、これを取り囲むように成形されたＴＰＯからなる矩形筒状（四角筒状）の枠体３５が、これの一端に設けた接合フランジ３５１を介して振動溶着されている。また、枠体３５の内側には、開裂用脆弱ライン３７で囲まれた領域を内装パネル３２の裏面から補強するためのＴＰＯからなる一対の補強部材３６が装着されている。
前記各補強部材３６は、図５に示すように、補強部材３６を枠体３５の内側面にアリ溝方式などで結合される支持片３６１と、この支持片３６１の上端にヒンジ部３６２を介して折り曲げ可能に連結され、かつ開裂用脆弱ライン３７で囲まれた領域の裏面に振動溶着された補強片３６３とを備える。また、各補強部材３６の補強片３６３の先端間は連結片４４により複数箇所で連結されている。この連結片４４はエアーバッグ３３の膨張展開に伴い開裂用脆弱ライン３７で囲まれた領域の開裂と同時に破断されるもので、一部に切込みが設けてある。
前記エアーバッグ３３は、図５に示すように折り畳まれた状態で、金属性板材からなるエアーバッグケース３４内に収容されている。エアーバッグケース３４の上端開口３４ａに対応する側面部には複数のフック３９が外側へ突出して設けられている。この各フック３９は、補強部材３６の支持片３６１に設けた穴３６１ａ及び該穴３６１ａに一致して枠体３５に設けた穴３５ａに係合することにより、エアーバッグケース３４を枠体３５に固定できるように構成されている。
また、エアーバッグケース３４の下端部には、図５に示すように、エアーバッグ３３に膨張ガスを供給するためのインフレータ（図示せず）を収容するインフレータ収容部４０が設けられている。エアーバッグケース３４は支持部材４１を介してクロスメンバー４２などの固定部材にボルトナット４３により固定されている。
次に、本実施の形態に示す車両用エアーバッグ装置の内装パネル３２と枠体３５及び補強部材３６との溶着構造について図５〜図７を参照して説明する。
前記枠体３５の接合フランジ３５１は、図６に示すように、枠体３５の形状に対応した矩形状を呈し、この接合フランジ３５１の内装パネル３２の裏面と対向する長尺側の接合面３５１ａには、図５及び図７に示すように、矢印Ａで示す振動溶着時の振動方向に平行で、接合フランジ３５１の長尺方向のほぼ全長に亘り延在し、かつ内装パネル３２の裏面に振動溶着される所定幅（例えば３〜５ｍｍ程度）の第１溶着リブ３５２が振動方向Ａと直角な方向に所定の間隔（例えば３〜５ｍｍ程度）で複数突設され、さらに、接合フランジ３５１の内装パネル３２の裏面と対向する短尺側の接合面３５１ｂには、図５及び図７に示すように、矢印Ａで示す振動溶着時の振動方向に平行で、接合フランジ３５１の長尺方向に延在し、かつ内装パネル３２の裏面に振動溶着される所定幅（例えば３〜５ｍｍ程度）の第１溶着リブ３５３が振動方向Ａと直角な方向に所定の間隔（例えば３〜５ｍｍ程度）で多数突設されている。
また、前記接合フランジ３５１の接合面３５１ａ，３５１ｂには、図５及び図７に示すように、内装パネル３２の裏面に振動溶着された第１溶着リブ３５２，３５３に沿って冷却流体を流動させるための通路３５４，３５５が設けられ、さらに、この通路３５４、３５５には冷却流体給入口３５４ａ，３５５ａ及び冷却流体排出口３５４ｂ，３５５ｂがそれぞれ設けられている。
また、前記第１溶着リブ３５２に沿う冷却流体用の通路３５４、及び第１溶着リブ３５３に沿う冷却流体用の通路３５５は、第１溶着リブ３５２，３５３と内装パネル３２の裏面と接合フランジ３５１の接合面３５１ａ，３５１ｂに形成された０.３〜１.５ｍｍ（例えば突出高さの１／２以下の幅である１ｍｍ程度）を有する第１の通路用リブ３５６とで囲まれた空間により構成される。
また、接合フランジ３５１における接合面３５１ａと３５１ｂとのコーナ部に対応する個所に形成される第１溶着リブ３５２は、図７に示すように、コーナ部形状に応じた曲率の凸条３５２ａまたは振動方向に対して９０度未満（好ましくは４５度以下）の角度で傾斜する凸条３５２ｂから構成されている。
また、接合フランジ３５１の外周縁部には、図７に示すように、第１溶着リブ３５２，３５３と内装パネル３２の裏面との振動溶着時にこれら溶融樹脂のはみ出しを防止するリブ３５７が形成されている。
前記各補強部材３６における補強片３６３の内装パネル３２の裏面と対向する接合面３６３ａには、図５及び図７に示すように、矢印Ａで示す振動溶着時の振動方向に平行で、補強片３６３の長尺方向のほぼ全長に亘り延在し、かつ内装パネル３２の裏面に振動溶着される所定幅（例えば３〜５ｍｍ程度）の第２溶着リブ３６４が振動方向Ａと直角な方向に所定の間隔（例えば３〜５ｍｍ程度）で複数突設されている。
また、前記補強片３６３の接合面３６３ａには、図５及び図７に示すように、内装パネル３２の裏面に振動溶着された第２溶着リブ３６４に沿って冷却流体を流動させるための通路３６５が設けられ、さらに、この通路３６５には冷却流体給入口３６５ａ及び排出口３６５ｂがそれぞれ設けられている。
また、前記第２溶着リブ３６４に沿う冷却流体用の通路３６５は、第２溶着リブ３６４と内装パネル３２の裏面と補強片３６３の接合面３６３ａに形成された０.３〜１.５ｍｍ（例えば突出高さの１／２以下の幅である１ｍｍ程度）を有する第２の通路用リブ３６６とで囲まれた空間により構成される。
次に、図８に示す振動溶着機の構成について説明する。
振動溶着機５０は、図８に示すように、加圧手段５１、加圧テーブル５２、加圧用治具５３、溶着用治具５４、振動発生手段５５、冷却流体供給源５６等を備えている。
加圧手段５１は加圧テーブル５２を上下方向に移動可能に支持するとともに振動溶着機５０の溶着動作時に加圧テーブル５２に対して溶着に必要な所定の圧力を付与する。
加圧テーブル５２の上面には加圧用治具５３が交換可能に取り付けられている。加圧用治具５３は、互いに溶着される内装パネル３２及び枠体３５と補強部材３６の一方を保持するものであり、この加圧用治具５３の上面には内装パネル３２がセットされる構成になっている。
溶着用治具５４は、互いに溶着される内装パネル３２及び枠体３５と補強部材３６の他方を保持するもので、この溶着用治具５４の下面には枠体３５と補強部材３６がセットされる構成になっている。また、溶着用治具５４は加圧テーブル５２の上方に配置された振動発生手段５５に結合されている。
振動発生手段５５は、溶着用治具５４に溶着用の振動を付与するもので、図８に示すように、振動発生部５５１と、この振動発生部５５１により水平方向に振動されるように板ばね材等により構成された振動体５５２と、この振動体５５２の下面に設けた支持プレート５５３とを備え、支持プレート５５３の下面には溶着用治具５４が交換可能に取り付けられている。
冷却流体供給源５６は、内装パネル３２と枠体３５及び補強部材３６との溶着部分に冷却流体を供給して溶着部分を冷却するためのもので、この冷却流体供給源５６の流体供給ホース５６１は溶着用治具５４に接続され、溶着用治具５４に設けた通路５４１を介して接合フランジ３５１の冷却流体給入口３５４ａ，３５５ａ及び補強片３６３の冷却流体給入口３６５ａに冷却流体供給源５６からの冷却流体が供給できるように構成されている。
次に、内装パネル３２と枠体３５及び補強部材３６とを振動溶着する場合の動作について説明する。
まず、内装パネル３２を加圧用治具５３にセットし、枠体３５及び補強部材３６を溶着用治具５４にセットする。次に、加圧手段５１を動作して、加圧テーブル５２を上昇させることにより、加圧用治具５３を溶着用治具５４に近接させ、それぞれにセットされた内装パネル３２の裏面と接合フランジ３５１の第１溶着リブ３５２，３５３及び補強片３６３の第２溶着リブ３６４とを図９の（Ａ）に示すように互いに接触させ、加圧手段５１により加圧状態に保持する。
かかる状態で、振動発生手段５５の振動発生部５５１を起動して、振動体５５２を図７の矢印Ａに示す水平方向に振動させ、内装パネル３２の裏面と接合フランジ３５１の第１溶着リブ３５２，３５３及び補強片３６３の第２溶着リブ３６４とを互いに摩擦させる。すると、その摩擦熱により両者の圧接面が溶融され、これら両者は図９の（Ｂ）に示すように溶着される。
次に、前記両者の振動溶着がなされた後は、振動発生手段５５を停止すると同時に、または振動発生手段５５を停止する少し手前で冷却流体供給源５６を起動し、この冷却流体供給源５６からの冷却流体、例えば冷却されたエアを流体供給ホース５６１及び通路５４１を通して接合フランジ３５１の冷却流体給入口３５４ａ，３５５ａ及び補強片３６３の冷却流体給入口３６５ａから接合フランジ３５１の通路３５４，３５５及び補強片３６３の通路３６５内に流入させる。この流入冷却エアは通路３５４，３５５及び３６５内をそれぞれの第１溶着リブ３５２，３５３及び３６４に沿って流動しながらそれぞれの排出口３５４ｂ，３５５ｂ及び３６５ｂ大気に排出される。これにより、内装パネル３２の裏面と接合フランジ３５１の第１溶着リブ３５２，３５３及び補強片３６３の第２溶着リブ３６４との溶着部位を冷却する。こにより、溶着部位を速やかに冷却するとともに溶着部位以外の部位が溶融温度に過熱されるのを防止できる。
第１溶着リブ３５２（または３５３及び第２溶着リブ３６４）が内装パネル３２の裏面に振動溶着される時の詳細について図１０の（Ａ）を参照して説明する。
第１溶着リブ３５２（または３５３及び３６４）が内装パネル３２の裏面に振動溶着される場合、第１溶着リブ３５２の振動方向の両端には、図１０の（Ａ）に示すように、内装パネル３２の裏面に対して第１溶着リブ３５２を溶着するのに必要な溶着開始距離Ｄ１が必要になる。この溶着開始距離Ｄ１は、振動溶着時の振幅の１.５倍、すなわち、Ｄ１＝１.５ｍｍ〜３.０ｍｍ（振幅）×１.５＝２.２５ｍｍ〜４.５ｍｍとなる。したがって、振動方向に延在する第１溶着リブ３５２（または３５３及び第２溶着リブ３６４）の長さは、振動溶着時の振幅の３倍以上、すなわち、４.５ｍｍ〜９ｍｍ以上であることが望ましい。特に、接合フランジ３５１の短尺側接合面３５１ｂに突設された第１溶着リブ３５３の場合は、その振動方向の長さを４.５ｍｍ〜９ｍｍ以上の長さに設定することによって、接合フランジ３５１の短尺側接合面３５１ｂの内装パネル裏面に対する溶着強度を十分に確保でき、かつ均一な溶着強度を得ることがきる。そして、第１溶着リブ３５２（または３５３及び第２溶着リブ３６４）の振動方向の両端に生じる溶着開始距離Ｄ１があっても、この溶着開始距離Ｄ１を除いた部分Ｄ２を有効溶着領域として内装パネル３２の裏面に溶け込ませることができ、内装パネル裏面との振動溶着に寄与させ得る。
また、第１溶着リブ３５２（または３５３及び第２溶着リブ３６４）が内装パネル３２の裏面に振動溶着された場合、内装パネル３２の裏面に対する第１の通路用リブ３５６及び第２の通路用リブ３６６の接触状態は図１０の（Ｂ）に示すようになる。すなわち、第１の通路用リブ３５６及び第２の通路用リブ３６６の先端が内装パネル３２の裏面に圧接された状態で摩擦されると、その摩擦熱により第１の通路用リブ３５６及び第２の通路用リブ３６６の先端が溶融され、図１０の（Ｂ）に示すように変形することで内装パネル３２の裏面に気密に接着させ得る。この時の第１の通路用リブ３５６及び第２の通路用リブ３６６の幅は１ｍｍ程度と極めて小さいため、内装パネル裏面に対する溶着性能はほとんどなく、かつ第１溶着リブ３５２（または３５３及び第２溶着リブ３６４）の内装パネル裏面への振動溶着を邪魔することがない。
また、第１溶着リブ３５２（または３５３及び第２溶着リブ３６４）が内装パネル３２の裏面に振動溶着された時、接合フランジ３５１の外周縁部に設けたリブ３５７の先端部は、図１０の（Ｃ）に示すように、摩擦熱により溶融変形されて接着される。この時のリブ３５７の幅は１ｍｍ程度と極めて小さいため、内装パネル裏面に対する溶着性能はほとんどなく、かつ第１溶着リブ３５２（または３５３及び第２溶着リブ３６４）の内装パネル裏面への振動溶着を邪魔することがない。
このような本実施の形態１に示す車両用エアーバッグ装置３０によれば、枠体３５の接合フランジ３５１の接合面３５１ａ，３５１ｂに突設された第１溶着リブ３５２，３５３を振動溶着時の振動方向に長尺に延在させ、また、補強部材３６の補強片３６３の接合面３６３ａに突設された第２溶着リブ３６４を振動溶着時の振動方向に長尺に延在させ、特に、これら第１溶着リブ３５２，３５３及び第２溶着リブ３６４の振動方向に延在する長さを振動溶着時の振幅の３倍以上になるように構成にしたので、内装パネル３２の裏面に対するこれら第１溶着リブ３５２，３５３及び第２溶着リブ３６４の有効溶着長さを十分に確保できるとともに、内装パネル３２に対して枠体３５及び補強部材３６をその接合面の全域に亘り均一な強度で振動溶着することができ、かつ溶着部位が部分的に剥離されるのを未然に防止できる。
また、本実施の形態１によれば、第１溶着リブ３５２，３５３及び第２溶着リブ３６４が振動方向に長尺な構造であることにより内装パネル３２の裏面との振動摩擦による熱が拡散されるため、第１溶着リブ３５２，３５３及び第２溶着リブ３６４が局部的に過熱されることがなくなり、製品の熱変形や変色をなくすことができる。
さらに、本実施の形態１によれば、枠体３５の接合フランジ３５１の接合面３５１ａ，３５１ｂに第１溶着リブ３５２，３５３に沿って冷却流体を流動させるための通路３５４，３５５を設け、この通路３５４，３５５内に冷却流体給入口３５４ａ，３５５ａ及び排出口３５４ｂ，３５５ｂを通して冷却流体を流動させることにより第１溶着リブ３５２，３５３の振動溶着部を冷却し、さらに、補強部材３６の補強片３６３の接合面３６３ａに第２溶着リブ３６４に沿って冷却流体を流動させるための通路３６５を設け、この通路３６５内に冷却流体給入口３６５ａ及び排出口３６５ｂを通して冷却流体を流動させることにより第２溶着リブ３６４の振動溶着部を冷却するようにしたので、製品の熱変形や変色を確実になくすことができる。
また、本実施の形態１によれば、接合フランジ３５１の冷却流体用通路３５４，３５５を形成する第１の通路用のリブ３５６は、０.３〜１.５ｍｍの幅を有するように構成し、かつ補強片３６３の冷却流体用通路３６５を形成する第２の通路用リブ３６６は、０.３〜１.５ｍｍの幅を有するように構成したので、これら通路用リブ３５６，３６６が第１溶着リブ３５２，３５３及び第２溶着リブ３６４の振動溶着に悪影響を及ぼすことがなく、冷却流体用通路３５４，３５５，３６５を確実の形成することができる。
また、本実施の形態１によれば、接合フランジ３５１の接合面３５１ａ，３５１ｂのコーナ部に対応する個所に形成される第１溶着リブ３５２をコーナ部の形状に応じた曲率の凸条３５２ａまたは振動方向に対して４５度以下の角度で傾斜する凸条３５２ｂから構成したので、内装パネル３２の裏面に対する接合フランジ３５１のコーナ部の振動溶着が確実になり、その溶着強度を確保できる。
また、本実施の形態１によれば、接合フランジ３５１の外周縁部にリブ３５７を形成したので、第１溶着リブ３５２，３５３と内装パネル裏面との振動溶着時にこれら溶融樹脂のはみ出しを防止することができる。
なお、本発明における枠体３５及び接合フランジ３５１の形状は、上記実施の形態１に示すような矩形状を呈するものに限らず、丸型、楕円状のものであってもよい。
(実施の形態２)
図１１は本発明の車両用エアーバッグ装置に係る実施の形態２を示す要部の平面図、図１２は、図１１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
本実施の形態２の構成は上述の実施の形態１とほぼ同様であって、異なる部分は、前記接合フランジ３５１の接合面３５１ａ，３５１ｂに形成した、内装パネル３２の裏面に振動溶着される第１溶着リブ４５２，４５３と、前記補強片４６３の接合面３６３ａに形成した第２溶着リブ４６４とを長尺方向に波状に湾曲した形状にしたものである。
なお、波状の形状は、規則正しくても、不規則でも良い。
その他の構成は、上述の実施の形態１の構成と同様なので、同一符号を付してその説明を省略する。
前記構成に実施の形態２によれば、枠体３５及び補強部材３６の内装パネル３２との溶着結合においては、溶着後、四方八方の横からの衝撃に対して強くなる。また、内装パネル３２の表皮外観面が梨地、幾何学模様の場合溶着後表面に溶着跡が現れず、外観意匠性の向上が可能となる。
(実施の形態３)
図１３は本発明の車両用エアーバッグ装置に係る実施の形態３を示す要部の平面図である。
本実施の形態３の構成は上述の実施の形態１とほぼ同様であって、異なる部分は、前記接合フランジ３５１の接合面３５１ａ，３５１ｂに形成した、内装パネル３２の裏面に振動溶着される第１溶着リブ５５２，５５３と、前記補強片３６３の接合面３６３ａに形成した第２溶着リブ５６４とを長尺方向に所望の間隔で切断による不連続部５５６，５６５をそれぞれ設けた形状にしたものである。
なお、不連続形状は、規則正しくても、不規則でも良い。更に前記不連続部分は直線状の第１溶着リブ５５２，５５３及び第２溶着リブ５６４に設けてもよいし、実施の形態２の波状に湾曲した形状の構成の第１溶着リブ５５２，５５３及び第２溶着リブ５６４に設けてもよいことは勿論である。
その他の構成は、上述の実施の形態１の構成と同様なので、同一符号を付してその説明を省略する。
前記構成に実施の形態３によれば、枠体３５及び補強部材３６の内装パネル３２との溶着結合においては、溶着後内装パネル表面に溶着跡が現れにくくなり、外観意匠性の向上が可能となる。
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。
従来における車両用エアーバッグ装置の要部の縦断側面図である。 図１を矢印２の方向から見た要部の平面図である。 従来の車両用エアーバッグ装置における枠体及び補強部材の平面図である。 従来における内装パネルと枠体及び補強部材との溶着状況を示す説明用の拡大断面図である。 本発明の実施の形態１における車両用エアーバッグ装置の要部の縦断側面図である。 図５を矢印６の方向から見た要部の平面図である。 本実施の形態１における車両用エアーバッグ装置における枠体及び補強部材の平面図である。 本実施の形態例１に示す枠体及び補強部材を内装パネルに溶着する振動溶着機の概略構成図である。 本実施の形態１における内装パネルと枠体及び補強部材との溶着過程を示す説明用断面図である。 本実施の形態１における各部の説明用断面図である。 本発明の実施の形態２における車両用エアーバッグ装置の要部の平面図である。 図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の実施の形態３における車両用エアーバッグ装置の要部の平面図である。
３０ 車両用エアーバッグ装置
３２ 内装パネル
３３ エアーバッグ
３４ エアーバッグケース
３５ 枠体
３５１ 接合フランジ
３５１ａ，３５１ｂ 接合面
３５２，３５３ 第１溶着リブ
３５４，３５５ 通路
３５４ａ，３５５ａ 給入口
３５４ｂ，３５５ｂ 排出口
３５６ 第１の通路用リブ
３５２ａ，３５２ｂ 凸条
３５７ リブ
３６ 補強部材
３６３ 補強片
３６３ａ 接合面
３６４ 第２溶着リブ
３６５ 通路
３６６ 第２の通路用リブ
３７ 開裂用脆弱ライン
４０ インフレータ
５０ 振動溶着機
５１ 加圧手段
５２ 加圧テーブル
５３ 加圧用治具
５４ 溶着用治具
５５ 振動発生手段
５６ 冷却流体供給源

Claims (8)

  1. 内装パネルと、エアーバッグと、前記エアーバッグを折り畳んだ状態で収納するエアーバッグケースと、前記折り畳まれたエアーバッグにガスを供給して該エアーバッグを膨張展開させるインフレータと、前記エアーバッグの膨張展開に伴い開裂される前記内装パネルの開裂領域を取り囲むようにして前記内装パネルの裏面に固着され前記エアーバッグケースを支持する樹脂製の枠体と、前記枠体に保持され前記開裂領域を裏面側から補強する樹脂製の補強部材とを備える車両用エアーバッグ装置であって、
    前記枠体は前記内装パネルの裏面に接合される接合フランジを有し、前記接合フランジの前記内装パネルの裏面と対向する接合面には、振動溶着時の振動方向に長尺に延在するように前記内装パネルの裏面に振動溶着される所定幅の第１溶着リブが振動方向と直角な方向に所定の間隔で接合面の全域に亘り多数突設され、
    前記補強部材は前記展開領域の裏面に接合される補強片を有し、前記補強片の前記内装パネルの裏面と対向する接合面には、振動溶着時の振動方向に長尺に延在するように前記内装パネルの裏面に振動溶着される所定幅の第２溶着リブが振動方向と直角な方向に所定の間隔で接合面の全域に亘り多数突設され、
    前記内装パネルの裏面に振動溶着された第１溶着リブに沿って冷却流体を流動させるための通路が前記接合フランジの接合面に設けられ、前記通路には複数の冷却流体給入口と複数の冷却流体排出口が設けられている、
    ことを特徴とする車両用エアーバッグ装置。
  2. 前記振動方向に延在する前記第１溶着リブ及び前記第２溶着リブの長さは、振動溶着時の振幅の３倍以上であることを特徴とする請求項１記載の車両用エアーバッグ装置。
  3. 前記内装パネルの裏面に振動溶着された第２溶着リブに沿って冷却流体を流動させるための通路が前記補強片の接合面に設けられ、前記通路には複数の冷却流体給入口と複数の冷却流体排出口が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用エアーバッグ装置。
  4. 前記第１溶着リブに沿う冷却流体用の通路は、前記第１溶着リブと前記内装パネルの裏面と前記接合フランジの接合面に形成された０.３〜１.５ｍｍの幅を有する第１の通路用リブとで囲まれた空間により構成され、前記第２溶着リブに沿う冷却流体用の通路は、前記第２溶着リブと前記内装パネルの裏面と前記補強片の接合面に形成された０.３〜１.５ｍｍの幅を有する第２の通路用リブとで囲まれた空間により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置。
  5. 前記接合フランジは前記枠体の形状に対応した矩形状を呈し、該接合フランジにおける接合面のコーナ部個所に形成される第１溶着リブはコーナ部形状に応じた曲率の凸条または振動方向に対して９０度未満の角度で傾斜する凸条から構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置。
  6. 前記第１溶着リブと前記内装パネルの裏面との振動溶着時にこれら溶融樹脂のはみ出しを防止するリブを前記接合フランジの外周縁部に形成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置。
  7. 前記第１溶着リブ及び前記第２溶着リブの少なくとも一方が振動方向に直線状もしくは波状に連続して延在することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置。
  8. 前記第１溶着リブ及び前記第２溶着リブの少なくとも一方が振動方向に所定の間隔をおいて直線状もしくは波状に配列された状態に延在することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用エアーバッグ装置。
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