JP4774023B2 - エアバッグ展開用開口部のための自動車用内装カバーを予め脆弱化する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、エアバッグ安全装置を取り囲む（収容する）自動車用内装部品のカバーに切断及び刻みを入れることに関するものである。
エアバッグ安全システムは自動車車両及び軽量トラックの間で普及に至っており、乗客列車や飛行機への使用も提案されるに至っている。
このようなシステムは、膨脹可能なクッション即ち一般に称されるところの「エアバッグ」からなり、このエアバッグは折り畳まれて収納容器に収納されると共に、センサによって車両の衝突が検出されたとき、花火装置に似たガス発生器からのガスによって極めて急速に展開される。これにより、エアバッグは、ドライバー或いは乗客の衝撃を吸収するような位置で展開される。
折り畳まれたエアバッグは、乗客室内の取り囲まれた安全な場所（環境）に収容され、干渉（接触）から保護され、しかしながら膨脹時には乗客室内に確実に展開される必要がある。
エアバッグは、乗員を保護するためにシステム作動後数ミリ秒以内に展開しなければならない。
上記のように、エアバッグは収納容器内に収納・収容され、収納容器は典型的に内装部品に隠されて取り付けられる。内装部品としては、例えばドライバー側の場合はステアリングホイールカバーであり、乗員（助手席）側のエアバッグの場合はインストルメントパネルの一部である。また、車両ドア内に側突用エアバッグを設ける提案もある。
通常、１或いは２以上のエアバッグ展開用ドアがエアバッグ容器を覆い、それはエアバッグが膨脹されるときに強制的に開かれる。このエアバッグの膨脹は、ドアパネルの移動によって開口部が形成され、この開口部を通じたエアバッグの展開が許容されたときに生ずる。
特許文献１で述べられるように、シームレス（継ぎ目のない）構造が有利であり、これにおいては展開用ドアパネルが内装部品に分割線を描かず、展開用ドア基盤パネル上に延びる滑らか（スムーズ）な連続面を提供する。
この構造は、ドアパネルのヒンジ開放を許容するため、内装部品のカバーの部分的な切断（分割、分裂）を必要とする。
切断は、膨脹するエアバッグの圧力により、或いは様々な他の方法により達成される。他の方法としては、出願中の米国特許出願第０８／２７９，２２５号（１９９４年 ７月２２日出願、代理人整理番号ＴＩＰ−１６１）に記載された線エネルギー装置等が提案されている。また、米国特許出願第０８／０２７，１１４号（１９９３年 ３月 ４日出願）、並びに特許文献２及び特許文献３を参照されたく、これらにおいては、内装部品の外側カバー層を切断するために用いられる花火装置に似た要素が記載されている。
カッター刃も提案され、これはエアバッグの膨脹により外側に押しやられ、カバー層の切断を補助する。しかし、このような外側に旋回（スイング）する要素は、展開用ドアの前に座っている車両乗員に対し危険を及ぼす可能性がある。
ビニルプラスチック等の自動車内装カバー材は比較的頑丈で切れにくい。また、所定の切断パターン（模様）が正確（適切）なドアパネル開放のために必要である。従来は、予め脆弱化する(preweakening)溝が、適切な開放を確実にするために所定のパターンで内装カバーに形成されている。
従来、「不可視シーム（見えない継ぎ目、invisible seam）」装置を設けることが提案されており、これにおいては展開用ドアのパターンが、車両乗員室内で着座する人に全体的に見えぬようにされている。そして、微かな外郭或いは「証拠」線さえも回避するのが望ましい。
カバー層の内側からの刻み（スコーリング）は、正確に行われなければ、時がたつにつれ(over time) 内装部品の外側から少なくとも微かに見えるようになるであろう。
特に不可視シームの適用に関し、予め脆弱化する溝を備えた自動車内装部品の製作には、以下のような製作上の困難な課題がある。
第一に、エアバッグ展開時、正確な時間で外側カバーの破裂を確実に生じさせるため、溝の深さは注意深く制御（調節）されなければならない。
溝が浅すぎると、残った材料の厚さが大きくなりすぎ、引き裂きに対し過度の抵抗を与え、エアバッグの展開を遅延させる。逆に、残った材料が少なすぎると、時がたつにつれひび割れ（亀裂、クラッキング）が生じ、あるいは少なくとも外部から「証拠」線の存在が見えるようになる。
予脆弱化効果は、溝が工程中に成形されるならば効果を減じるであろう。何故なら、周知の通り、ビニルのようなプラスチック材料へ切断を行う方が、アイテム（品目、部品）の初期製作過程で溝をモールド成形するのに比べ一層の予脆弱化効果を奏するからである。
射出成形に用いる高圧は、溝によって区画される切り目（割れ目、裂け目、ギャップ）上を延びる薄い架橋材料に「クレージング（ひび割れ）」効果を生じさせ得る。このクレージング部分は、部品が型から外されたとき、とりわけ部品が完全に冷却されていないならば一層よく見えるようになってしまう。
最終的な効果として、成形された溝は外側から見えるようになってしまう。
シートビニルのような複合材料の機械的切断に際し、その深さを正確かつ完全に制御することは難しく、何故なら材料が、切断装置の圧力によって不定に加圧されるからである。
上記特許文献１は部分的な切断の手順を示しており、これはビニルスキン（被膜、skin）のような柔軟なプラスチック材料のシートへの切断深さを正確に制御しようというものである。しかし、純粋に機械的な切断操作では、他の固有の正確性の限界が生じ、完成（実行、execute ）も遅れてしまう。
また、幾つかのカバー材は不規則な内側表面を有し、即ち、乾燥粉（ドライパウダー）スラッシュ製法(dry powder slush processes)はこのような不規則性を生じさせる。溝の深さが一定であれば、残った材料の厚さも不規則となる。このことは、開放圧力に対しての抵抗が著しく変化することから動作を不安定とする。
溝の幅も重要で、多くのプラスチックに切られる溝が狭すぎると「自己治癒(self healing)」が生じる。これにあっては、特に高温とされた場合に溝の側部が互いに再付着し、予脆弱化効果を不安定又は無効としてしまう。
また、必要な溝の幅は、予め脆弱化される材料の切欠き感度（切欠きもろさ）によって変化する。
さらに、予め脆弱化された構成部品を内装構造物に組み付けるに際して、予脆弱化するライン（線）を他の構成部品に正確に合わせなければならないという困難性がある。例えば、スキンアンドフォーム(skin and foam)インストルメントパネルにおけるビニルスキンは、エアバッグからの圧力でドアエッジが外側にヒンジ旋回する（蝶番式に動く）とき予脆弱化するラインに圧力が加わるよう、インストルメントパネル基盤と展開用ドア基盤パネルとの上に正確に位置されねばならない。
この配列の要求は、製造上の困難性とコストの増大とを生じさせる。何故なら、特に、種々の形態のインストルメントパネル構造が採用され、即ち、スキンアンドフォーム、ビニル被覆、表面仕上げされた硬質プラスチック等が採用され、また、種々の成形技術が採用され、即ち、真空成形されるカレンダー加工のプラスチックシート、乾燥粉スラッシュ成形、射出成形等が採用されるからである。皮革カバー層もしばしばビニルプラスチックカバー層の代わりに用いられるであろう。
従って、本発明の目的は、製造に際しての極めて正確な溝の刻みにより、エアバッグ装置を覆う内装構成部品を予め脆弱化する方法であって、内装部品の製造に効率的に統合され、コストを低減し結果を向上し得る方法を提供することにある。
本発明の方法は、エアバッグ装置を覆う自動車用インストルメントパネルを予め脆弱化するための方法であって、上記インストルメントパネルが、熱可塑性のプラスチックの基盤パネルと、その基盤パネルを覆うフォーム層と、そのフォーム層を覆い延びる柔軟なプラスチックのカバー層とを有し、上記予脆弱化部が、展開ドアパターンに沿って延び、その展開ドアパターンが、上記エアバッグ装置を覆う所定位置にて上記インストルメントパネルにエアバッグ展開開口を形成することを可能にするものであり、上記エアバッグ展開開口の形成が、上記所定位置にて上記基盤パネルの内側表面に取り付けられたエアバッグの展開により生じる圧力によりなされ、上記カバー層が、上記エアバッグ位置をスムーズ、かつ途切れなく横切って上記予脆弱化の位置にいかなるしるしも予め与えることがないように延びる外側表面の領域を有し、上記予脆弱化が、上記基盤パネルの上記内側表面にＣＯ2レーザビームを指向させて行われ、上記展開ドアパターンに沿って上記レーザにより上記インストルメントパネルに刻みを付けるために、上記レーザビームを上記インストルメントパネルと相対的に移動させ、上記レーザビームによって行われる材料除去をモニターし、そのモニターが、残り厚さセンサを、上記カバー層の上記外側表面に隣接するように位置させて、上記レーザビームを用いた刻み付けによる上記カバー層の残り厚さを検出し、かつ対応するフィードバック信号を生成して行われ、一つ以上の展開ドアを同時に形成すべく、上記基盤パネルと上記フォーム層とを完全に貫通し、上記カバー層の内側を部分的に刻みを付けるように、上記レーザビームを制御し、上記展開ドアが上記カバー層の上記予脆弱化パターンに完全に合わせられ、上記予脆弱化パターンが、上記外側表面の領域内に完全に位置され、上記制御が、上記レーザビームの位置及び／或いはパワー出力を、上記フィードバック信号に対応させて変化させて行われ、そのフィードバック信号が、残りの材料の厚さを精密に制御するため及び、上記予脆弱化パターンに沿って延び、上記基盤パネルと上記フォーム層とを完全に貫通する部分と、上記予脆弱化パターンに沿って上記カバー層の内側にステップ状に部分的に突入する突入部分とを有する溝を形成するためのものであることを特徴とする。
本発明によれば、エアバッグ容器を覆う滑らかな外形の内装部品カバー材を予脆弱化する溝の刻みが、レーザビームの使用によって行われる。レーザビームは、正確な深さと幅とを有する溝を作るよう制御され且つ案内される。正確な深さと幅とは、レーザビームエネルギを、真空成形されたビニルシート等の種々の内装部品カバー材の下面に当てることによって形成される。
センサが、被加工物の相対的な位置決め及び／或いはレーザビーム源強度の変化を許容するフィードバック信号を提供し、或いは溝の深さを正確に制御して、残った材料の厚さを一定とする。
被加工物とレーザビーム源とは、相対移動のために２軸位置決めテーブルに取り付けられ、或いは代わりに、移動可能な反射器（リフレクタ）のシステムが光学的に溝のパターンを発生する（描く）。
５軸ロボットアームもまた、３次元に延出する所望のパターンにレーザビーム源を案内すべく用いられることができ、工程中又は後工程の測定もまた、レーザとロボットとの制御を補正し結果を向上させるべく利用され得る。
レーザビームによる予脆弱化する溝の刻みが、内装部品への取り付け前にカバー部品に行われ、或いはこのような溝の刻みが、基盤又は他の内装要素への取り付け後に、下面を覆う基盤に溝を彫り同時にカバー層に部分的に溝を刻むことによって行われ、これにより、カバー材を予脆弱化する間に展開用ドア基盤パネルを作ることができる。
レーザビーム装置はさらに、組み付けられた内装部品をトリムする（切り取る）ことに用いることもできる。
本発明によれば、刻み後に残った材料の厚さを正確に制御できるという優れた効果を発揮するものである。
以下の詳細な説明において、明瞭化のためある特定の用語が用いられているが、限定の意図はなく、それのみに解釈されるべきでない。本発明は、特許請求の範囲内で種々の態様及び変形が可能である。
本発明は、エアバッグ容器を裏側に収容して覆うステアリングホイールカバーやインストルメントパネルのような自動車用内装部品(automotive interior trim piece)を予め脆弱化すること（preweakening）に関する。乗員室に現れる内装の表面は、純然たる実用的なものよりもむしろ心地好い美観を備えたものが好ましい。また、収められたエアバッグの存在を全く気付かせないような好適なものも開発されつつある。従来、分割して形成された展開ドアが、インストルメントパネルの開口部内に適合されていた。ホイールカバーの場合は、展開ドアを形成するためにカバーを分割する見える図形が設けられていた。
内部の溝も設けられ、これは典型的に内装部品自体にモールド成形（molded）される。
前述のように、モールド成形された溝は時として外部から見える「証拠（witness ）」線となる。なぜなら、溝上に残る狭い切り目（ギャップ）を通じてプラスチックに作用する高い射出圧力は、その部分が型から外されたときの僅かなひび割れ（クラッキング）同様に、亀裂パターンを生じさせてしまう。
本発明は、カバーがモールド成形或いは他の方法で形成された後、予め脆弱化する内部の溝を得るためのレーザスコーリング（レーザ刻み、laser scoring ）の方法からなる。
レーザビームは、カバー層或いは他の内装部品の構成要素に指向されて（向けられて）、展開ドアに合った所望のパターンを区画する通路(path)に沿って要素に刻み目を入れる。
レーザスコーリングは、たとえスコーリング溝上に最小の物質（材料）しか残っていなくても、いかなる外観上の可視ラインの除去をも行えることが分かっている。
本発明の実施に適したレーザスコーリング装置１０の第１実施例を参照して、１０．６ミクロン波長の干渉性赤外線レーザ出力ビーム１４を発生する小程度（２５−１５０ワット）の二酸化炭素ガスレーザ源１２は、取付（据付）時にエアバッグ装置を覆うポリマーシート材インストルメントパネルカバー１６の一部に制御された刻み目をつけるために駆動される。カバー１６は、多軸ポジショニングシステム１７によって、正確な比率の刻み目で特定パターンをトレースさせるためにレーザ源１２に対し移動される。レーザ出力ビーム１４は、基準幅の刻み線２０を形成すべく、１或いは２以上の集束エレメント１８を用いてスポット或いは小径ペンシルビームに集束される。有効深さに切断される刻み線２０の存在は、カバー１６の外表面２１から見られたときに見えないシーム（刻み目、縫い目、継ぎ目）を生じさせる。カバー１６の外表面２１は、自動車の乗員から見える装飾（化粧）面を形成する。
刻み線２０の幅は、典型的な適用においては概して最小とされるが、必要なときには、幅広の刻み目を作ることによって、自己治癒(self healing)が防止されてもよい。幅広の刻み目は、一般に有益な物理的特性を有する材料で埋め戻され(backfilled)てもよく、これによって車内でのエアバッグ作動時における非可視シームの破裂性を向上できる。
例えば、図２を参照すると、幅広の刻み線２２と、適当な硬化シルコンラバービードからなる充填材２４とを有するポリマーシートインストルメントパネルカバー１６の一部が示されている。充填材２４は、ポリマーがレーザによって除去される前に経験された(experienced)のと同様な機械的支持（物）(mechanical support)を提供する。充填材２４によって提供される機械的支持物は、自動車の耐用期間でのカバー１６の劣化を防止する。
赤外線レーザの典型的な集束エレメントは、砒化ガリウム或いはゲルマニウムの屈折レンズ部材からなり、或いは金の反射部材からなる。幾つかの他のレーザのタイプはよい結果をもたらすであろうし、レーザ源１２はエキシマー、半導体、アルゴンガス又はダイオードレーザでもよい。しかしながら、二酸化炭素レーザは、初期コストと所望の使用期間中とで費用を最小とするのに好適である。
レーザ源１２が連続的な出力を発生すると、刻み線２０の深さは、カバー１６の表面におけるレーザ出力密度及びカバー１６がビーム１４に対して移動する速度(rate)によって制御される。
別の方法として、レーザ源１２は、レーザ出力ビームのパルスを発生するよう制御されてもよく、それぞれのパルスは、熱除去或いは燃焼によって、微量のカバー１６材を除去する。深さはそれ故、移動前に特定数のパルスをカバー１６の内側の近隣の部分（この部分は、多分オーバーラップしている部分であろう）に与えることによって制御される。カバー１６のステップ移動(stepwise movement)と組み合わされたパルス化レーザ技術は、コンピュータ使用のコントローラ２６が用いられたとき、工程での高度な制御を生じさせるであろう。
多軸ポジショニングシステム１７は、図示するように、小さなコンピュータ化されたコントローラ２６によって制御される多数の電気モータによって駆動されてもよく、或いは代わりに、多数のカムと、適当な制御速度で適当なパターンにてカバー１６を移動する機械装置との電気機械式作動によって駆動されてもよい。
大部分の工業上の適用において、集束エレメント１８は、清潔に保たれ、刻み線２０から発出（発散、emanating ）する飛散破片(blowback debris)から免れなければならない。自由流れガスシステム２８は、集束エレメント１８を清潔に保つためにしばしば用いられる。また、所定のガスは、レーザ衝突エリアに形成される刻み線２０に指向され（向けられ）れば、刻み部分における化学的及び熱力学的性質を変えるであろう。例えば、窒素又はアルゴンといったイナートガスは、衝突部分での空気中の酸素と置換して、集束エレメントを清潔に維持する間、焦げ及び局部燃焼を防止する。代わりのガス及び流量は、結果物としての刻み線２０の性質を劇的に変え、カバー１６の広範囲な物理的性質を作り出すことができる。
図３は別の実施例を示し、これにおいてはカバー１６が固定位置に保持され、レーザ出力ビーム１４Ａが、位置決め制御される並進ミラー３０と、位置決め制御される集束システム３２とのシステムによって操作される。
図４は本発明の好適な形態を示し、これにおいては自納(self-contained)レーザ発生器３４がロボットアームマニピュレータ３６に取り付けられる。マニピュレータ３６は、セントラルコンピュータコントローラ３８にストアされたプログラム制御に基づいてレーザ発生器３４を移動し、セントラルコンピュータコントローラ３８は、ロボットコントローラ４０に命令を与えて、集束されたレーザビーム１４Ｂを、プログロムされた刻み線に従って内装部品カバー４２上のパターンにトレースさせる。
コンピュータ制御装置３８は、レーザ発生器３４の操作及びパワーレベルを変化し得るレーザ制御装置４４に接続されてもよい。
カバー４２は超音波センサ４６に固定され、センサ４６は、レーザビーム１４Ｂによってなされる溝の刻み後に残った材料の厚さに対応する信号を発生し、セントラルコンピュータ制御装置３８にフィードバック信号を与え、レーザ発生器３４の位置及び／或いはそれのパワー出力を変化させて、溝の刻み後に残った材料の厚さを正確に制御する。溝上に残る材料の引き裂きに対する抵抗は、適確なエアバッグの展開に重要で、このことからそれの厚さは制御されるべきである。
このような内部の特徴、例えば材料厚さを測定できる超音波センサは、一般に入手できるので、ここでは詳細については触れない。
レーザ発生器３４は、「拡散冷却(diffusion cooled)」タイプであるのが好ましく、これによればガスラインの接続(hookups) を必要とせず、ロボットアームマニピュレータに容易に取り付けることができる。従って、光学システムは、ビームがロボットアームの動作によって方向付けられるよう単純化され、コストの低減と性能の向上とを達成できる。さらに丈夫で、信頼性のある装置もまた、製造環境にとって適することになる。
マサチューセッツ州のコンバージェント・エナジー・オブ・スターブリッジ社(Convergent Energy of Sturbridge) から入手できるダイアモンド（Diamond,登録商標）・レーザは、この適用に完全に適している。
図５は変形例を示し、これにおいては第２ロボットアーム３６Ａが設けられている。第２ロボットアーム３６Ａは、測定レーザビーム発生器４８を操作し、反射されたローパワーレーザビーム５２をカバー１６に指向する。レーザビーム５２はレーザ測定回路５０で検出され分析される。これから、レーザ測定回路５０には、カッティングレーザ１４Ｂの少し前方の点でのカバー表面の正確な位置を示す信号が流れる。これは、セントラルコンピュータ制御装置３８が、一定の溝深さを維持するよう対応して（或いは出力ビームを調節して）、カッティングレーザビーム発生器３４の位置をロボットアーム３６によってシフトさせることを許容する。
レーザビームは、カバー４２の刻みを形成するのみならず、それに切抜き開口部を形成するようにも指向されることができる。さらに、カバー４２が取り付けられる基盤パネル５６の周辺部も同様にトリムされ（切り取られ）てもよく、これによって著しい製造上の節約が達成される。
図６及び図７は、乾燥粉（ドライパウダー）スラッシュ成形操作(dry powder slush molding operation)によって形成されたカバーパネル５８への前述の方法の適用例を示す。この方法は、加熱されたモールド（型）面上に粉を載置することによって一般的に行われ、これにより、乗員室内に現れる、染色及び塗装された、滑らかな外表面６０が形成される。他方の面６２は比較的粗く、こうして、深さが比較的変化する溝６４が、残存する材料の一定厚さｔを残すために必要となる。その厚さｔは、予測できる引裂強度を達成すると共に外表面６０でのいかなる可視物(visible indication)をも回避するよう調節されるであろう。
このように、超音波測定等による厚さｔの測定は必要であり、厚さｔを維持するために溝６４の深さを変化させることが必要である。
図８は、カレンダーにかけられ滑らかなシートビニルから真空成形されたカバー６６の一部を示す。この場合、溝６８は一定深さとなり、なぜなら両表面が滑らかで且つ溝６８及び残された材料の組み合せ深さｔ１及びｔ２が一定であるからである。
両方の例において、カバー６０，６６は、刻み目が入れられた後に、インストルメントパネル基盤（図示せず）とともに型内に組み入れられ、それら間のスペースにフォームが射出されて(foam injected)、基盤とカバーとが互いに接合（接着）される。さらに、展開用ドアパネル及びフレームも接合され、ユニット状（一体形の）内装部品を形成する。
図９及び図１０は、射出成形されたホイール（ステアリングホイール）カバー７０に適用された本方法を示す。ホイールカバー７０は、仮想線７２で示されるエアバッグ容器を有し、主外表面７６の下に配列される予め脆弱化されたパターン（模様）７４に整列される。主外表面７６は、示されたように、染色及び塗装されるであろう。
予め脆弱化されたパターンは、内側或いは背面８０にレーザで刻まれた一連の溝７８からなる。
溝の幅ｗは自己治癒を回避するのに十分である。レーザビームで刻まれた溝７８の厚さｔＬは、溝が成形されて残った厚さｔＭより小さく、仕上げ面７６から見えぬよう残されるであろう。
注目すべきは、レーザスコーリング方法が極めて短時間でなされ、予め脆弱化された溝上の間引き領域(thinned out region)でのひび割れを回避するために長い冷却間隔が必要な成形時間に比べ工程時間を短縮することである。
刻み深さは、利用できる引裂力、使用材料の強度、及び他の補助装置が用いられるかどうかによって全厚の２０％〜８０％に変化し得る。
図１１及び図１２は、ビニル被覆カバーの本方法の適用を示す。図１１において、外側ビニル層１０２は、ポリプロピレンフォーム裏当て層１０６に接合（接着）されて複合（合成）カバーを形成する。レーザで刻まれた溝１０４は背面内に様々な例示する深さに延出する。即ち、層１０６に部分的に突入する場合、層１０６を完全に貫通する場合、或いはカバー層１０２に部分的に突入する場合がある。必要な溝深さは個々の適用の必要性に依存し、即ち、予め脆弱化されたシームの破裂を生じさせるために設計された力のレベルによる。
図１２において、ビニル被覆層１０２と裏当て層１０６とは、真空成形されると共に熱可塑性の基盤１０８に接着的に接合される。この場合、レーザで刻まれた溝１１０もまた基盤１０８に通される。
図１３及び図１４は、皮革（レザー）カバー８２に適用された本方法を示す。図１３において、溝８４はゾーン８６にレーザで刻まれ、ゾーン８６は、未だ出願中である米国特許出願第０８／１０９，１２２号（１９９３年 ８月１３日出願）で詳述されているが、予めラッカーで処理されて刻みに対しより鋭敏とされる。
図１４において、溝９０は、未処理の皮革カバー８８内にレーザで刻まれている。
図１５は、化粧カバー層９２に適用された本方法を示し、図示するように、繊維材料が側突用エアバッグシステムとともに用いられ、それはそれに接合されるスクリム裏当て層９４を有する。
レーザで刻まれた溝９６は、裏当てスクリム９４を完全に貫通すると共に繊維層９２に部分的に突入する。
図１６及び図１７は、雑多な複合材への適用を示す。
図１６において、真空成形されたビニルシートのような化粧スキン（化粧被膜）９６は、金属基盤９８（例えばアルミニウム或いは鉄）に付着されている。この例において、レーザスコーリングは溝１００を形成し、溝１００は、予め脆弱化するため、金属基盤９８を完全に貫通すると共にカバースキン層９６を部分的に突入する。
図１７は、スクリム裏当て９８Ａ上のスキン９６Ａを示し、スキン９６Ａにはレーザで刻まれた溝１００Ａが突入される。
図１８を参照して、レーザ発生器１１２は、レーザビーム１１４を基盤パネル１１６の裏面側に指向させることができる。基盤パネル１１６は、スキンアンドフォーム構造において設けられるカバー層１１８及び介在フォーム層１２０の下に位置する。
レーザビーム１１４のパワー（出力）は、図示するように、レーザスコーリングにより予め脆弱化するため、基盤パネル１１６及びフォーム層１２０を完全に貫通し、しかしながらカバー１１８の内側を部分的にしか突入せぬよう操作的に変化され得る。
展開用ドアパネル１２２は、このように同時に形成され、カバー１１８の予め脆弱化されたパターンに完全に整列される。
レーザビームの使用は、直線状の溝とは異なる形状により予脆弱化することを可能にする。
図１９に示されるように、一連の丸孔１２４或いはスロット１２６が、レーザ発生器の断続操作によりカバー１２８に形成される。
図２０は、カバー１３２に形成され、ステップ状の、深さが変化する溝１３０を示し、溝１３０は、その長さ方向に沿って深さが変化する。この形状は、レーザ発生器の脈動（パルス）操作によって達成され、レーザビーム強度を周期的に変化することにより達成される。
図２１は、カバー１３４の局所的な予脆弱化を示し、カバー１３４は、これに形成され、レーザで刻まれ予脆弱化する溝１３６を有する。一連の交差する溝１３３は、選択された位置で溝１３６を横切って（横断して）形成される。これは、図示するように、引裂きを反対方向に進行させる選択（優先）的な中間位置を形成する。
かかる予脆弱化方法は、全ての一般的なタイプの内装部品(trim piece)構造に容易に適用でき、即ち、ビニル及び皮革スキンを有するスキンアンドフォーム（真空成形、乾燥粉モールド成形、射出成形される）ビニル被覆、或いは表面仕上げされた硬質プラスチックに適用できる。
１２ レーザ源
１４，１４Ａ レーザ出力ビーム
１４Ｂ カッティングレーザ
１６，４２，６６，７０，８２，８８，１２８，１３２，１４３ カバー
１７ 多軸ポジショニングシステム
１８ 集束エレメント
２０，２２ 刻み線
２４ 充填材
２６ コントローラ
３０ ミラー
３２ 集束システム
３４，１１２ レーザ発生器
３６ ロボットアームマニピュレータ
３６Ａ 第２ロボットアーム
３８ セントラルコンピュータコントローラ
４０ ロボットコントローラ
４４ レーザ制御装置
４６ センサ
４８ 測定レーザビーム発生器
５０ レーザ測定回路
５２，１１４ レーザビーム
５６，１１６ 基盤パネル
５８ カバーパネル
６４，６８，７８，９０，９６，１００，１００Ａ，１０４，１１０，１３０，１３６ 溝
７４ パターン
８６ ゾーン
９２，１１８ カバー層
９４，９８，１０６ 裏当て層
９６Ａ スキン
９８ 基盤
１０２ ビニル層
１２０ フォーム層
１２４ 孔
１２６ スロット
ｔ，ｔＬ 厚さ
ｗ 溝の幅
１４，１４Ａ レーザ出力ビーム
１４Ｂ カッティングレーザ
１６，４２，６６，７０，８２，８８，１２８，１３２，１４３ カバー
１７ 多軸ポジショニングシステム
１８ 集束エレメント
２０，２２ 刻み線
２４ 充填材
２６ コントローラ
３０ ミラー
３２ 集束システム
３４，１１２ レーザ発生器
３６ ロボットアームマニピュレータ
３６Ａ 第２ロボットアーム
３８ セントラルコンピュータコントローラ
４０ ロボットコントローラ
４４ レーザ制御装置
４６ センサ
４８ 測定レーザビーム発生器
５０ レーザ測定回路
５２，１１４ レーザビーム
５６，１１６ 基盤パネル
５８ カバーパネル
６４，６８，７８，９０，９６，１００，１００Ａ，１０４，１１０，１３０，１３６ 溝
７４ パターン
８６ ゾーン
９２，１１８ カバー層
９４，９８，１０６ 裏当て層
９６Ａ スキン
９８ 基盤
１０２ ビニル層
１２０ フォーム層
１２４ 孔
１２６ スロット
ｔ，ｔＬ 厚さ
ｗ 溝の幅
Claims (7)
- エアバッグ装置を覆う自動車用インストルメントパネルを予め脆弱化するための方法であって、上記インストルメントパネルが、熱可塑性のプラスチックの基盤パネルと、その基盤パネルを覆うフォーム層と、そのフォーム層を覆い延びる柔軟なプラスチックのカバー層とを有し、上記予脆弱化部が、展開ドアパターンに沿って延び、その展開ドアパターンが、上記エアバッグ装置を覆う所定位置にて上記インストルメントパネルにエアバッグ展開開口を形成することを可能にするものであり、上記エアバッグ展開開口の形成が、上記所定位置にて上記基盤パネルの内側表面に取り付けられたエアバッグの展開により生じる圧力によりなされ、上記カバー層が、上記エアバッグ位置をスムーズ、かつ途切れなく横切って上記予脆弱化の位置にいかなるしるしも予め与えることがないように延びる外側表面の領域を有し、上記予脆弱化が、上記基盤パネルの上記内側表面にＣＯ2レーザビームを指向させて行われ、
上記展開ドアパターンに沿って上記レーザにより上記インストルメントパネルに刻みを付けるために、上記レーザビームを上記インストルメントパネルと相対的に移動させ、
上記レーザビームによって行われる材料除去をモニターし、そのモニターが、残り厚さセンサを、上記カバー層の上記外側表面に隣接するように位置させて、上記レーザビームを用いた刻み付けによる上記カバー層の残り厚さを検出し、かつ対応するフィードバック信号を生成して行われ、
一つ以上の展開ドアを同時に形成すべく、上記基盤パネルと上記フォーム層とを完全に貫通し、上記カバー層の内側を部分的に刻みを付けるように、上記レーザビームを制御し、上記展開ドアが上記カバー層の上記予脆弱化パターンに完全に合わせられ、上記予脆弱化パターンが、上記外側表面の領域内に完全に位置され、
上記制御が、上記レーザビームの位置及び／或いはパワー出力を、上記フィードバック信号に対応させて変化させて行われ、そのフィードバック信号が、残りの材料の厚さを精密に制御するため及び、上記予脆弱化パターンに沿って延び、上記基盤パネルと上記フォーム層とを完全に貫通する部分と、上記予脆弱化パターンに沿って上記カバー層の内側にステップ状に部分的に突入する突入部分とを有する溝を形成するためのものであることを特徴とする方法。 - 上記レーザによる刻み付けは、上記突入部分の下方の残り厚さが実質的に一定に維持されるように制御される請求項１記載の方法。
- 上記レーザの刻み付けによる予脆弱化部が、上記展開ドアパターンの３つの辺に沿って延びる請求項１記載の方法。
- 上記レーザの刻み付けによる予脆弱化部が、上記展開ドアパターンの全ての辺上に延びる請求項３記載の方法。
- 請求項１記載の方法により予め脆弱化された、自動車の助手席側のエアバッグ装置を覆うための自動車のインストルメントパネルであって、
そのインストルメントパネルが、基盤パネルと、その基盤パネルを覆い延びるフォーム層と、そのフォーム層を覆う柔軟なプラスチックのカバー層とを有し、
上記予脆弱化部が、パターンに沿ったレーザ刻みを備え、上記パターンが、上記インストルメントパネルに上記パターンに対応したエアバッグ展開開口を形成することを可能にするものであり、上記エアバッグ展開開口の形成が、所定位置にて上記基盤パネルの内側に取り付けられたエアバッグの膨張により生じる圧力によりなされ、
上記インストルメントパネルが、上記基盤パネルの内側により定義された内側表面と上記カバー層の外側により定義された外側表面とを有し、その外側表面は、上記自動車の中から見えると共に、形成される上記エアバッグ展開開口の位置にいかなるしるしも予め与えることがないように、上記所定位置にて上記予脆弱化のための刻みパターンをスムーズ、かつ途切れなく横切って延び、
上記予脆弱化部のレーザ刻みが、上記パターンに沿って延び、上記基盤パネルおよびフォーム層を完全に貫通する部分と、上記パターンに沿って上記カバー層内にステップ状に部分的に突入する突入部分とを有する溝を形成し、上記突入部分の下の上記カバー層の残り厚さが実質的に一定である
インストルメントパネル。 - 上記レーザの刻み付けによる予脆弱化部が、上記展開ドアパターンの３つの辺に沿って延びる上記請求項５記載のインストルメントパネル。
- 上記レーザの刻み付けによる予脆弱化部が、上記展開ドアパターンの全ての辺上に延びる上記請求項６記載のインストルメントパネル。
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