JP4789600B2

JP4789600B2 - エアバッグドアの製造方法

Info

Publication number: JP4789600B2
Application number: JP2005342627A
Authority: JP
Inventors: 智和久留
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2025-11-28
Also published as: JP2007145183A

Description

この発明は、エアバッグドアの製造方法に関し、更に詳細には、回転切削工具で破断予定部をなす凹部を形成するに際して、該凹部間の破断予定部に沿った断面形状を所要の形とすることで、エアバッグドアに施される耐熱および冷熱試験或いは熱履歴等に対して基材上に発生する外観不良をなくし得るエアバッグドアを製造する方法に関するものである。

最近の自動車等の車両には、衝突事故等による衝撃から乗員を保護するために各種エアバッグ装置が標準装備されている。例えば助手席用のエアバッグ装置は、乗員室内前方に組付けた車両内装部材としてのインストルメントパネルにおける助手席前方の内部に格納した状態で装備されている。このため図２に例示するように、インストルメントパネル１０を構成する合成樹脂製の基材１２には、乗員室側へ開放変位するエアバッグドア１４,１４が、助手席用のエアバッグ装置２２に対応した部位に設けられている。またエアバッグ装置２２は、エアバッグドア支持部材２１を介して基材１２に組み付けられている。ここでエアバッグドア１４が一体的に形成される基材１２は、ＰＰやＡＳＧ(ガラス繊維強化アクリロニトリル−スチレン共重合体)に代表される熱可塑性樹脂等の合成樹脂材料をインジェクション成形等により所定形状に形成した比較的硬質な部材である。

前記エアバッグドア１４,１４は、エアバッグ装置２２の作動前では基材１２の一部分を構成しており、エアバッグ装置２２の作動により膨張を開始したエアバッグ２４の押圧力を受けた際に、エアバッグドア１４,１４の外周輪郭に沿って形成された凹部(溝)１８からなる破断予定部１６が破断することで、エアバッグドア１４,１４は基材１２からの分離および開放変位が許容される。そしてエアバッグドア１４,１４が開放することで基材１２に画成される開口部を介して、エアバッグ２４における乗員室側への膨張展開が許容されるようになっている。

ところで凹部１８は、例えばインジェクション成形による基材１２の成形時に同時成形或いは成形後の基材１２に対するレーザー加工または各種回転切削工具による切削等によって形成される。ここでインジェクション成形においては、高い寸法精度をもって凹部１８を形成可能である一方、基材１２となる樹脂原料の流動性や、硬化速度のばらつき等により外観悪化等の問題があり、またレーザー加工では、設備コストおよびランニングコストが非常に高いという問題があるため、下記の特許文献１に記載されるエンドミル等の各種回転切削工具による切削が好適に採用されていた。
特開２０００−２７２４５１号公報

ここで、回転切削工具としてエンドミルを使用して凹部１８を形成する場合の工程を、図８を参考にして以下説明する。すなわち(ａ)破断予定部１６に沿って凹部１８の形成開始点Ｓに回転切削工具(エンドミル)３４を当接させて切削を開始する(図８(ａ))。(ｂ)形成すべき凹部１８の深さまで回転切削工具３４を到達させた後、回転切削工具３４を凹部１８を形成するラインに沿って、かつ基材１２の表面１２ａに平行に移動させつつ切削を実施する(図８(ｂ))。(ｃ)そして回転切削工具３４が凹部１８の形成終了点Ｅに至ったら、凹部１８から回転切削工具３４を離脱する(図８(ｃ))。凹部１８の長さ等は、エアバッグドア１４の破断予定形状等により適宜に設定され、前述した(ａ)〜(ｃ)の手順を繰り返すことで破断予定部１６が形成される。

このときの基材１２の破断予定部１６に沿った断面形状は、図９に示す如く、２つの凹部１８,１８を切削形成することで、その凹部１８,１８間に形成され、破断予定部１６上に存在する凹部間領域２０と、それ以外の一般領域１９とに区分される。ここで破断予定部１６に沿った断面で凹部１８を表す凹は、凹部１８の底部１８ａによって表される底部線Ｌａと、凹部１８における破断予定部１６に沿った両側の側部１８ｂ,１８ｂによって表される側線Ｌｂ,Ｌｂとによって区画され、底部線Ｌａと側線Ｌｂとが交差する隅部ｃにおける角度は略直角となる、すなわち回転切削工具３４は基材１２の表面１２ａに対して略直角に切削を開始し、直角に終了することが一般的であった。

ここで隅部ｃの角度は、一般領域１９および凹部間領域２０の間の高さの変化度合い、すなわち基材１２において凹部１８の形成される部位と、それ以外の部位との基材１２の厚さの変化度合いに関係し、その角度が略直角であると一度に厚さが変わってしまう。このように基材１２の厚さ変化が急激であると、エアバッグドア支持部材２１等を基材１２に組み付ける工程で実施される振動溶着等に由来する外力や、組み付け後実施される、例えば耐熱老化試験および冷熱繰返試験等の熱的な試験によって、当該部位に容易に歪みが生じてしまう。このような歪みによって、組み付け後のインストルメントパネル１０の表面に凹部１８がなす破断予定部１６が現れて、その質感が大きく低下する問題が生じていた。この他、一般領域１９および凹部間領域２０の境界部分には、前述した歪みに係る応力が集中的に加わるため、場合によっては当該部位に対応したインストルメントパネル１０の表面が白く変色(白化)する不都合も発生していた。

すなわち本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、切削形成された凹部の構造に由来する質感低下を防止し得るエアバッグドアの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
車両用エアバッグドアを構成する基材に、所要長さの凹部を回転切削工具であるエンドミルで複数切削することで、凹部間領域を挟んで連続的に並ぶ複数の凹部によって破断予定部を形成するエアバッグドアの製造方法であって、
前記凹部の幅と同じ径の切れ刃を外周面に有する前記エンドミルを、前記凹部の形成開始点において、前記基材への切込をなす深さ方向に沿った移動と該凹部の破断予定部に沿う方向の移動とを複合的に行うよう制御して、凹部の形成開始点を斜めに形成し、
前記エンドミルを、前記凹部の形成終了点において、該凹部から離脱をなす深さ方向に沿った移動と該凹部の破断予定部に沿う方向の移動とを複合的に行うよう制御して、凹部の形成終了点を斜めに形成し、
前記エンドミルの前記破断予定部に沿う移動によって、前記凹部において該破断予定部に沿う方向と交差する方向に対向する側壁面を平行な関係で形成すると共に、前記複数の凹部間に形成される凹部間領域における前記破断予定部に沿った断面形状を、該凹部の底部に向かって幅広となるよう形成したことを要旨とする。

従って、請求項１に係る発明によれば、基材において凹部の形成される部位と、形成されない部位との基材の厚さの変化によって発生する、例えばインストルメントパネルの質感低下等の各種弊害を低減し得る。しかも、凹部の対向する側壁面が平行な関係で形成されるため、凹部の形成に伴って排出される切削カス、所謂バリの除去を容易に実施し得る。

請求項２に記載の発明は請求項１記載の発明において、前記底部は、略平坦な形状とされていることを要旨とする。従って、請求項２に係る発明によれば、切削されて凹部が形成された部位における基材の残厚の測定を容易かつ正確になし得る。

請求項３に記載の発明は請求項１または２記載の発明において、前記底部に向かって幅広となっている形状は、前記破断予定部に沿った断面において該凹部の側部が表す側線と、該底部が表す底部線とがなす角度が９５〜１２０°の範囲にされていることを要旨とする。従って、請求項３に係る発明によれば、好適な基材の開裂と形状保持との双方を達成して、かつインストルメントパネルの質感低下等の各種弊害を低減し得る。

請求項４に記載の発明は請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、前記エンドミルを、前記凹部間領域で前記基材から離脱しないように前記破断予定部に沿って移動し、次の凹部の形成地点に到達したら前記切込をなす深さ方向に移動するよう制御し、凹部間領域を凹部より浅く切削することを要旨とする。

以上に説明した如く、本発明に係る製造方法によって得られたエアバッグドアによれば、破断予定部をなすべく切削形成された凹部の存在に伴うインストルメントパネルの質感低下を招来することがない。

次に、本発明に係る製造方法によるエアバッグドアにおける破断予定部(以下、単に破断予定部と云う)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、図２に示したエアバッグ装置を設けたインストルメントパネルの構成要素と同一の要素については、同一の符号を使用して詳細な説明は省略する。

好適な実施例に係るエアバッグドア１４が設けられる基材１２は、複数の凹部１８,１８(破断予定部１６)に沿った基材１２の断面(以下、単に断面と云う)の形状が、図１に示すようになっている。すなわち２つの凹部１８,１８を切削形成することで、その凹部１８,１８間に切削されず残る部分が、断面において占める凹部間領域２０の形状が、下方、すなわち凹部１８の底部１８ａに向かって直線的に幅広となっている。このように底部１８ａに向かって直線的に幅広となることで、凹部１８の切削形成前の基材１２の厚さを備える凹部間領域２０と、凹部１８の深さ分だけ厚さが薄くなったそれ以外の一般領域１９との間における基材１２の厚さの変動が緩やかとなり、その結果、当該部位に発生する歪みや白化が防止される。そして破断予定部１６をなす凹部１８は、その多くが基材１２におけるエアバッグ装置２２に臨む表面１２ａに設けられるが、基材１２における客室側に臨む側に設けることもできる。

そしてその幅広となっている形状は、凹部１８の側部１８ｂが表す側線Ｌｂと、底部１８ａが表す底部線Ｌａとの交差点をなす隅部ｃの角度が９５〜１２０°の範囲とされる。この角度が９５°未満となると、凹部間領域２０と一般領域１９との間における基材１２の厚さの変化が大きく、従来技術と同様の問題が発生し(９０〜９５°)、また９０°未満は構造的に加工が不可能である。一方１２０°を超えると、凹部間領域２０と一般領域１９とに由来する前述の問題は回避できるが、表面１２ａにおける破断予定部１６の凹部１８の割合が変動し、破断予定部１６の好適な開裂(破断)および開裂前の基材１２の形状保持の両立が困難となる。なお隣り合う２つの凹部１８,１８間の距離、すなわち凹部間領域２０の破断予定部１６に沿った長さＬは、１.０〜２.０ｍｍ程度とされる。また本実施例で凹部間領域２０は表面１２ａの一部をなしているが、本発明はこれに限定されず、例えば図３に示す如く、表面１２ａを凹部１８より浅く切削し、破断予定部１６が連続した溝を形成する構成としてもよい。この場合、後述(［００２１］)する加工方法においては、複数の凹部１８が連続的に形成(１つの凹部１８の形成毎に回転切削工具３４が基材１２から離脱しない程度に表面１２ａ側に移動し、次の凹部１８の形成地点に到達したら底部１８ａまで切り込む)されることになり、回転切削工具３４は、破断予定部１６の全体を切削し終わるまで基材１２から離脱しない。

(加工方法の一例)
実施例に係る破断予定部１６の加工方法の理解に資するため、これに先立ち該加工を行なう形成装置３０について以下説明する。この形成装置３０は、図３に示すように、基材１２を保持する固定手段３２と、切削加工を行なう回転切削工具３４と、この回転切削工具３４を移動制御する制御手段３８とから基本的に構成される。この形成装置３０は、基材１２に対する回転切削工具３４の位置を、制御手段３８に予めプログラムした設定情報等に基づいてＮＣ等により制御を施し、所定の軌跡で移動させて破断予定部１６上の所要位置に凹部１８を形成する。ここで固定手段３２は、加工される基材１２の形状に合致した固定部を備え、これを動かないように保持する。回転切削工具３４はその外周面および端面に切れ刃があり、切削する表面１２ａに対向してその上方に配設され、制御手段３８の制御下に凹部１８を切削形成する。

本実施例では回転切削工具３４としてはエンドミルが使用されており、この回転切削工具３４の径は、切削加工で設けられる凹部１８の幅と同一とされ、一般的には０.５〜１.５ｍｍ程度の寸法となっている。またその回転速度が１０,０００〜８０,０００回転／分、移動速度が２５〜１２０ｍｍ／秒程度に設定される。なお制御手段３８に対して、回転切削工具３４による切削する深さを加工中の全期間に亘って、レーザー光または電波等の電磁波、超音波或いは磁気その他を利用した非接触方式や、従動子の上下変位量を測定する接触方式で距離測定して適宜補正値としてフィードバックする計測手段３６を付加してもよい。

本発明で使用される回転切削工具３４として、先端で平面加工が可能な、所謂エンドミルが使用される。この場合、以下の効果が期待できる。すなわち凹部１８の底面１８ａは略平坦な状態となり、これによって基材において凹部１８が形成されている部位の厚さ、すなわち切削された基材の残厚の測定を容易かつ正確に実施し得る。また凹部１８において回転切削工具３４の切削進行方向に沿って、一対の側壁面が略平行に対向して形成されるため、凹部１８の形成に伴って排出される切削カス、所謂バリの除去を容易に実施し得る。なお回転切削工具３４としては、その回転時の先端断面形状が、凹部１８の底部を平滑に切削し得る形状(図４参照)であってもよい。

そして本実施例においては回転切削工具３４は、図５に示す如く、個々の凹部１８毎に所要の形成開始点Ｓから切込を開始し(図５(ａ)参照)、後述する動きで回転切削工具３４を凹部１８の深さ(底部１８ａ)まで到達させ(図５(ｂ)参照)、ここから形成終了点Ｅ近傍、すなわち凹部１８の終端近傍まで切削を進行せさて凹部１８を形成し(図５(ｃ)参照)、形成終了点Ｅ近傍からは後述する動きで基材１２から回転切削工具３４を離脱させる(図５(ｄ)および(ｅ)参照)。この際の回転切削工具３４の動きを、断面で詳細に見てみると、図６に示す如く、形成開始点Ｓ近傍においては、切込をなす深さ方向に沿った移動(以下、切込移動と云う)ＤＤＤＭと長手方向に沿った移動(以下、長手移動と云う)ＬＤＭとがその比率が常に一定とされ、図１に示すように隅部ｃが９５〜１２０°の角度をなしかつ直線的に切削するように制御されている(図６(ａ)参照)。これは図５(ｂ)に相当する段階である。

また形成終了点Ｅ近傍において回転切削工具３４は、離脱をなす深さ方向に沿った移動(以下、離脱移動と云う)ＤＤＵＭと長手移動ＬＤＭとが、その比率を常に一定として、隅部ｃが９５〜１２０°の角度をなしかつ直線的に切削するように制御されている(図６(ｂ)参照)。これは図５(ｄ)に相当する段階である。なおここで形成開始点Ｓ近傍とは、凹部１８の切削を開始した回転切削工具３４がその底部１８ａに至るまで、換言すれば破断予定部１６に沿った回転切削工具３４の位置が隅部ｃに至るまでを指し、同じく形成終了点Ｅ近傍とは、回転切削工具３４が底部１８ａから基材１２の表面１２ａに至るまで、すなわち形成終了点Ｅの手前側にある隅部ｃから形成終了点Ｅに至るまでを指す。

このように形成開始点Ｓ近傍で回転切削工具３４は、切込移動ＤＤＤＭと、長手移動ＬＤＭとが複合的に実施される。すなわち形成開始点Ｓ近傍で回転切削工具３４は、切込移動ＤＤＤＭのベクトルと、長手移動ＬＤＭとの合成ベクトルに従った切削を実施する。また形成終了点Ｅ近傍では、離脱移動ＤＤＵＭと、長手方向に係る移動ＬＤＭとが複合的に実施されるものである。このように回転切削工具３４に関する動きが複合的に実施されることで、図１に示すように断面において占める凹部間領域２０の形状が、凹部１８の底部１８ａに向かって幅広とされる。

このような断面形状をなす凹部１８を切削形成することにより、エアバッグ装置２２の作動による基材１２の好適な開裂と、基材１２の形状保持との双方を達成して、かつ凹部１８の形成による基材１２の厚さ変化による弊害を好適に防止し得る。

(別の実施例)
前述の実施例では、断面において凹部１８の側部１８ｂが形成する側線Ｌｂが直線的である場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図７に示す如く、側線Ｌｂと底部線Ｌａとがなす隅部ｃが、面取りされた形状(図７(ａ)参照)または丸み形状(図７(ｂ)参照)としたり、または側線Ｌｂと底部線Ｌａとがなす角度が９５〜１２０°の範囲であって、かつ側線Ｌｂと底部線Ｌａとがなす隅部ｃが、面取りされた形状(図７(ｃ)参照)または丸み形状(図７(ｄ)参照)としてもよい。この場合も、凹部間領域２０と一般領域１９との間における基材１２の厚さの変動を緩やかとし得る。そしてそして隅部ｃがＣ面取り形状またはＲ取り形状とされる場合、その寸法は何れも０.５〜１.０ｍｍ程度が好適である。

このように隅部ｃに、所要のＣ面取り形状加工またはＲ取り形状加工を施すことで、更にエアバッグ装置２２の作動による基材１２の開裂と、基材１２の形状保持との高水準に両立し、かつ凹部１８の形成による基材１２の厚さ変化による弊害を好適に防止する構造とし得る。

本発明の好適な実施例に係る製造方法で得られるエアバッグドアにおける破断予定部をなす凹部の、破断予定部に沿った断面形状を示す断面図である。実施例に係るエアバッグドアの製造方法で製造され、インストルメントパネルを構成する基材に一体成形されたエアバッグドアを例示した断面図である。エアバッグドアにおける破断予定部をなす２つの凹部間に形成される凹部間領域が、該凹部より浅く切削されている場合における破断予定部に沿った形状を示す断面図である。実施例に係るエアバッグドアを製造する製造装置の一例を示す概略図である。実施例に係る製造方法において、エアバッグドアにおける破断予定部を切削形成する状態を各段階毎に示す説明図である。図５に示す破断予定部をなす凹部を切削形成する回転切削工具を基材に切込および離脱する前後の様子を示す断面図である。別の実施例に係るエアバッグドアにおける破断予定部をなす凹部の、破断予定部に沿った断面形状を示す断面図である。従来技術に係るエアバッグドアにおける破断予定部を切削形成する状態を各段階毎に示す説明図である。従来技術に係る破断予定部をなす凹部の、破断予定部に沿った断面形状を示す断面図である。

符号の説明

１２基材、１６破断予定部、１８凹部、１８ａ底部、１８ｂ側部
２０凹部間領域、３４回転切削工具、ｃ隅部、Ｌａ底部線、Ｌｂ側線
Ｓ形成開始点、Ｅ形成終了点

Claims

車両用エアバッグドアを構成する基材(12)に、所要長さの凹部(18)を回転切削工具であるエンドミル(34)で複数切削することで、凹部間領域(20)を挟んで連続的に並ぶ複数の凹部(18)によって破断予定部(16)を形成するエアバッグドアの製造方法であって、
前記凹部(18)の幅と同じ径の切れ刃を外周面に有する前記エンドミル(34)を、前記凹部(18)の形成開始点(S)において、前記基材(12)への切込をなす深さ方向に沿った移動と該凹部(18)の破断予定部(16)に沿う方向の移動とを複合的に行うよう制御して、凹部(18)の形成開始点(S)を斜めに形成し、
前記エンドミル(34)を、前記凹部(18)の形成終了点(E)において、該凹部(18)から離脱をなす深さ方向に沿った移動と該凹部(18)の破断予定部(16)に沿う方向の移動とを複合的に行うよう制御して、凹部(18)の形成終了点(E)を斜めに形成し、
前記エンドミル(34)の前記破断予定部(16)に沿う移動によって、前記凹部(18)において該破断予定部(16)に沿う方向と交差する方向に対向する側壁面を平行な関係で形成すると共に、前記複数の凹部(18,18)間に形成される凹部間領域(20)における前記破断予定部(16)に沿った断面形状を、該凹部(18)の底部(18a)に向かって幅広となるよう形成した
ことを特徴とするエアバッグドアの製造方法。
前記底部(18a)は、略平坦な形状とされている請求項１記載のエアバッグドアの製造方法。
前記底部(18a)に向かって幅広となっている形状は、前記破断予定部(16)に沿った断面において該凹部(18)の側部(18b)が表す側線(Lb)と、該底部(18a)が表す底部線(La)とがなす角度が９５〜１２０°の範囲にされている請求項１または２記載のエアバッグドアの製造方法。
前記エンドミル(34)を、前記凹部間領域(20)で前記基材(12)から離脱しないように前記破断予定部(16)に沿って移動し、次の凹部(18)の形成地点に到達したら前記切込をなす深さ方向に移動するよう制御し、凹部間領域(20)を凹部(18)より浅く切削する請求項１〜３の何れか一項に記載のエアバッグドアの製造方法。