JP5162357B2 - 車両用内装部材の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用内装部材の製造方法に関し、特に、内装材本体と補強材とを溶着する工程を含む車両用内装部材の製造方法に関する。
現在の車両には、車両衝突時の乗員の安全を確保するためのエアバッグ装置が搭載されている。このエアバッグ装置は、通常、エアバッグ装置の作動時に展開するエアバッグドア部が設けられた車両用内装部材の裏面側に取り付けられている。また、この車両用内装部材は、エアバッグドア部を構成する破断予定線が設けられた樹脂製の内装材本体と、その裏面に取り付けられた樹脂製の補強体とを備えている。このようなエアバッグドア部を有する車両用内装部材では、外観を損ねないように、内装材本体に設けられる破断予定線が内装材本体の裏面側から、表面に達しないように形成され、表面側から視認されないようになっている。
また、内装材本体の裏面側に取り付けられる補強材についても、その取付手段が車両用内装部材の表面側から視認されないように、振動溶着法や超音波溶着等の手段により内装材本体の裏面側に溶着されている。そして、補強材が内装材に対して溶着される構成の車両用内装部材では、補強材の溶着面には複数のリブが設けられ、当該リブが内装材本体に押し当てられた状態で振動を与え、補強材を内装材本体に溶着させるようになっている（例えば、特許文献１〜２等を参照）。
特開２００５−２０５８００号公報 （段落［００２７］〜［００３０］、図２） 特開２００６−１８８１８６号公報 （段落［００４１］、図２）
しかしながら、摩擦熱で補強材及び内装材本体を溶着させる場合に、常温状態で溶着工程を行うと、補強材及び内装材本体が溶融するまでの時間が長くなるおそれがある（例えば、１０秒以上）。そうすると、補強材の溶着面に設けられたリブに当接する部分の内装材本体の裏面側も相当程度溶融するため、溶着後に車両用内装部材を表面から見たときに、リブの配置に沿って歪が視認され、装飾性が低下するという問題があった。
そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、内装材本体の裏面側に補強材を溶着するにあたり、補強材の少なくとも溶着箇所を予備加熱した上で、内装材本体との溶着を行うことによりこのような問題を解決することができることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、内装材本体の裏面側に補強材が溶着された車両用内装部材において、表面から視認される歪を低減し、装飾性の低下を防ぐことができる車両用内装部材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、樹脂製の内装材本体の裏面側にエアバッグ装置を取り付けるための樹脂製の補強材が溶着された車両用内装部材の製造方法であって、下記工程（ａ）〜（ｄ）を含むことを特徴とする車両用内装部材の製造方法が提供され、上述した問題を解決することができる。
（ａ）ポリプロピレン、ポリエチレンおよびアクリロニトリルブタジエンからなる群から選択される少なくとも一種の樹脂材料を用いて、内装材本体を成形する工程
（ｂ）ポリプロピレン、ポリエチレンおよびアクリロニトリルブタジエンからなる群から選択される少なくとも一種の樹脂材料を用いて、溶着面にリブを有する補強材を成形する工程
（ｃ）補強材を、内装材本体との溶着面を下方に向けて、補強材における溶着面の全体形状に対応する加工面を備えたホットプレート上に載置し、溶着面を前記補強材を構成する樹脂材料の融点未満の温度で予備加熱する工程
（ｄ）溶着面を下方にした補強材を、裏面側を上方に向けて載置された状態の内装材本体上に移動させた後、補強材を内装材本体に対して加圧しながら、振動または超音波振動を与え、振動溶着または超音波溶着させる工程
また、本発明の車両用内装部材の製造方法を実施するにあたり、内装材本体を構成する樹脂材料の融点未満の温度で予備加熱を行うことが好ましい。
また、本発明の車両用内装部材の製造方法を実施するにあたり、内装材本体は、エアバッグ装置の作動時に展開するエアバッグドア部を構成する破断予定線が裏面に設けられた内装材本体であり、補強材は、エアバッグドア部の外周部に溶着される枠部及び当該枠部に対してヒンジで連結されたフラップ部を有する補強材であることが好ましい。
本発明の車両用内装部材の製造方法によれば、内装材本体と補強材とを振動溶着又は超音波溶着させる前に、あらかじめ補強材の溶着箇所が予備加熱されるため、溶着工程において、補強材の溶着箇所が速やかに融点に達して当該溶着箇所を溶融させることができる一方、内装材本体の溶着箇所は遅れて融点に達するために内装材本体を過度に溶融させることなく互いに溶着させることができる。したがって、振動溶着又は超音波溶着による内装材本体の歪が低減され、車両用内装部材の装飾性の低下が防止される。
また、本発明の車両用内装部材の製造方法において、補強材の融点未満、かつ、内装材本体の融点未満の温度で補強材の溶着箇所を予備加熱することにより、内装材本体の溶着箇所が融点に達する時間を確実に遅らせることができる。したがって、内装材本体を過度に溶融させることなく補強材と溶着させることができる。
また、本発明の車両用内装部材の製造方法において、補強材の溶着面に対応する加熱面を備えたホットプレートを用いて補強材を予備加熱することにより、補強材の溶着箇所の近傍のみを確実に加熱することができる。したがって、溶着箇所以外の部分が誤って溶融することが防止される。
また、本発明の車両用内装部材の製造方法において、内装材本体がエアバッグドア部を構成する破断予定線が裏面側に設けられた内装材本体であり、補強材が所定の枠部及びフラップ部を有する補強材であることにより、装飾性を考慮して破断予定線を内装材本体の裏面側に設けた車両用内装部材の装飾性の低下が防止される。
以下、適宜図面を参照して、本発明の車両用内装部材の製造方法にかかる実施の形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
１．車両用内装部材
（１）基本的構成
まず、本実施形態の車両用内装部材の製造方法によって製造される車両用内装部材の基本的構成について説明する。
図１は、車両用内装部材１０の部分断面図を示し、図２は、車両用内装部材１０の一例としてのインストルメントパネル１０Ａの斜視図を示している。また、図３は、内装材本体１１と補強材１３とからなる車両用内装部材１０の分解図を示す斜視図である。この車両用内装部材１０は、車両に装備されるインストルメントパネルやドアパネル、ハンドルカバーとして構成されるものであり、本実施形態の例では、車両用内装部材１０の一部にエアバッグ装置１５の作動時に展開するエアバッグドア部１７が設けられている。
図１に示す車両用内装部材１０は、内装材本体１１及び硬質の補強材１３からなっている。このうち、補強材１３は、内装材本体１１の裏面側１１Ｂに溶着されて固定されている。エアバッグ装置１５の作動時にエアバッグドア部１７が展開したときに、内装材本体１１あるいは補強材１３の一部が車両用内装部材１０から分離して飛散すると乗員に被害を及ぼすおそれがあり、内装材本体１１と補強材１３とを確実に固着する必要がある一方、車両用内装部材１０は運転室内から視認される部材であるため、その表面に露出するような固定手段を採用することができないからである。また、図１に示す車両用内装部材１０の補強材１３はエアバッグ装置１５が配置されるエアバッグ装置取付部１３Ｄを有しており、エアバッグ装置１５の作動時には、エアバッグドア部１７が展開してエアバッグが膨出するように構成されている。
（２）内装材本体
車両用内装部材１０を構成する内装材本体１１は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の樹脂材料を用いて形成された成形品であり、表面側には、シボ模様等の装飾が施され、外観の装飾性が高められている。本実施形態で用いられる内装材本体１１は、一層の樹脂層からなる内装材本体となっているが、表面側の樹脂層と裏面側の発泡層とが設けられた二層構造の内装材本体、あるいはそれ以上の複数層からなる内装材本体であってもよい。
また、内装材本体１１の裏面側１１Ｂには、エアバッグ装置１５の作動時に展開するエアバッグドア部１７を構成する破断予定線Ｌが、表面に達しない深さで設けられている。そのため、内装材本体１１の表面側１１Ａからは破断予定線Ｌが視認されず、インビジブル性が確保されている。この破断予定線Ｌは、連続するライン状であってもよいし、点線や破線あるいはそれらの組み合わせであってもよい。
（３）補強材
内装材本体１１の裏面側１１Ｂに溶着される補強材１３は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の樹脂材料を用いて形成された成形品である。この補強材１３は内装材本体１１と溶着されるものであるため、構成材料は相溶性のある樹脂材料が用いられる。
この補強材１３は、内装材本体１１に設けられた破断予定線Ｌの平面パターンに対応するパターンで、スリット１８が設けられている。このスリット１８は、図３に示すように、補強材１３を、内装材本体１１に設けられた破断予定線Ｌによって構成されるエアバッグドア部１７の外周部に溶着される枠部１３Ａと、当該枠部１３Ａに対してヒンジ１３Ｃで連結されるとともに内装材本体１１のエアバッグドア部１７に溶着されるフラップ部１３Ｂとに区画している。また、補強材１３は、枠部１３Ａから内装材本体１１とは反対側に突設し、エアバッグ装置が配置される部位となるエアバッグ装置取付部１３Ｄを有している。
補強材１３の枠部１３Ａ及びフラップ部１３Ｂのうち、内装材本体１１に溶着される溶着面１４側には、内装材本体１１との溶着箇所として複数のリブ１９が設けられている。図３に示す補強材１３の例では、縦横にそれぞれ延在する複数のリブ１９が格子状に設けられている。このようなリブ１９を設けることによって、補強材１３の溶着面１４と内装材本体１１の裏面側１１Ｂとの接地面積が少なくされ、補強材１３を内装材本体１１に対して押圧したときに接地面に負荷される圧力が高められる。そのため、摩擦熱を利用した振動溶着又は超音波溶着が効率よく行われる。
２．車両用内装部材の製造方法
次に、図１に示す車両用内装部材１０の製造方法について、図４のフローに基づき詳細に説明する。
（１）内装材本体の成形
まず、樹脂材料を用いて内装材本体を成形する（Ｓ１）。内装材本体の成形方法については特に制限されるものではないが、例えば、金型に溶融樹脂を流し込んで固化させる押出成形や射出成形、あるいは、樹脂パウダーを金型の成形面に付着させて溶融し固化させるパウダースラッシュ成形等が挙げられる。
内装材本体を成形した後、今度は、内装材本体の裏面側の所定位置に破断予定線を形成する（Ｓ２）。この破断予定線を形成する方法についても特に制限されるものではないが、例えば、加工刃や超音波カッター、レーザーカッター、加熱溶融刃等を用いた方法が挙げられる。内装材本体の硬さにもよるが、内装材本体の表面側からのインビジブル性を考慮すれば、加工刃や超音波カッター等を用いて、線幅の比較的細い破断予定線を形成することが好ましい。
（２）補強材の成形
また、内装材本体の形成と並行して、樹脂材料を用いて補強材を成形する（Ｓ３）。補強材の成形方法についても特に制限されるものではなく、押出成形や射出成形により成形することができる。このとき、金型の成形面のうち、補強材における内装材本体との溶着面に相当する面は、補強材の溶着面にリブが形成されるように構成されている。
（３）補強材の予備加熱
次いで、内装材本体と溶着される補強材の溶着面を下方に向けて補強材をホットプレート上に載置し、溶着面の予備加熱を行う（Ｓ４）。この予備加熱は、後工程の溶着工程において、内装材本体と補強材との接地面に摩擦熱が発生したときに、補強材の溶着面に設けられたリブの温度が速やかに融点を超えて、リブを溶融しやすくするために行われる。また、予備加熱は補強材に対してのみ行われ、内装材本体に対しては行われない。
この予備加熱工程では、補強材を構成する樹脂材料の融点未満の温度で予備加熱が行われる。言うまでもなく、リブが溶融してしまうと内装材本体との溶着を行う以前に、形状が保てなくなるからである。また、内装材本体を構成する樹脂材料の融点が補強材を構成する樹脂材料の融点よりも低い場合には、補強材の予備加熱を、内装材本体を構成する樹脂材料の融点未満の温度で行うことが好ましい。補強材の溶着箇所であるリブが内装材本体を構成する樹脂材料の融点以上に加熱されていると、後の溶着工程において内装材本体の溶着箇所に熱が伝達され、内装材本体の溶着箇所が短時間で融点以上になって溶融する場合があるからである。
また、補強材を構成する樹脂材料の融点が内装材本体を構成する樹脂材料の融点よりも低い場合であっても、予備加熱が行われた補強材のリブが融点に近い温度になっていると、後の溶着工程において過度に短時間に補強材のリブが溶融してしまい、内装材本体の溶着箇所が溶融されずに、互いの溶着が不十分になる場合がある。したがって、補強材を構成する樹脂材料の融点が内装材本体を構成する樹脂材料の融点よりも低い場合であっても、補強材を構成する樹脂材料の融点の−２０〜−５０℃の温度で、５〜９０秒間の予備加熱を実施することが好ましい。
本実施形態の予備加熱工程で用いられるホットプレート２０は、図５に示すように、載置面２０Ａが補強材１３の溶着面１４の全体形状に対応した形状となっている一方、載置面２０Ａ自体に凹凸形状は設けられていない。そのため、溶着面１４を下にして補強材１３をホットプレート２０上に載置したときに、溶着面１４に形成された複数のリブ１９の端面がそれぞれホットプレート２０に接地されるようになっている。したがって、補強材１３のうち、主にリブ１９に対して均一に熱を加えることができる一方、リブ１９以外の部分までもが溶融しやすくなることを防いでいる。
なお、ホットプレートは溶着面のみを集中的に加熱することが可能であるため、好適な態様である。
（４）溶着工程
次いで、内装材本体と補強材とを振動溶着又は超音波溶着する（Ｓ５）。この振動溶着あるいは超音波溶着は、内装材本体又は補強材のうちのいずれか一方を固定し、他方を加圧しながら横方向に振動あるいは超音波振動を与えることにより接地面を溶融、溶着させるものである。
例えば、図６（ａ）に示すように、溶着面１４を下方にした補強材１３を上方治具２４に固定する一方、内装材本体１１を、その立体形状を保持したまま、裏面側１１Ｂを上方に向けて支持台２２上に載置する。次いで、図６（ｂ）に示すように、位置合わせを行いながら補強材１３を内装材本体１１上の所定位置に接地させる。そして、上方治具２４に固定された補強材１３を内装材本体１１に対して加圧しながら、振動あるいは超音波振動を与える。
このとき、補強材１３のリブ１９は、前の予備加熱工程で加熱されていることから、振動による摩擦熱を受けて比較的短時間で融点に到達する。一方、内装材本体１１については、振動による摩擦熱によって次第に昇温され、補強材１３に遅れて融点に到達する。そのため、内装材本体１１が溶融しはじめてから、内装材本体１１と補強材１３とが溶着されるまでの時間が短縮される。したがって、内装材本体１１を過度に溶融させることなく内装材本体１１と補強材１３とが溶着されるため、内装材本体１１に生じる歪が低減されることになる。その結果、内装材本体１１の表面側１１Ａから溶着箇所に沿って歪が視認されることがなくなり、得られる車両用内装部材の装飾性の低下を防ぐことができる。
本発明の実施の形態にかかる車両用内装部材の基本的構成を説明するための断面図である。 車両用内装部材の一例としてのインストルメントパネルを示す斜視図である。 車両用内装部材を分解して示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる車両用内装部材の製造方法を説明するためのフローである。 補強材の予備加熱工程を説明するための図である。 内装材本体と補強材との振動溶着（超音波溶着）工程について説明するための図である。
符号の説明
１０：車両用内装部材、１０Ａ：インストルメントパネル、１１：内装材本体、１１Ａ：表面側、１１Ｂ：裏面側、１３：補強材、１３Ａ：枠部、１３Ｂ：フラップ部、１３Ｃ：ヒンジ、１３Ｄ：エアバッグ装置取付部、１４：溶着面、１５：エアバッグ装置、１７：エアバッグドア部、１８：スリット、１９：リブ、２０：ホットプレート、２２：支持台、２４：上方治具、２０Ａ：載置面、Ｌ：破断予定線

Claims (4)

  1. 樹脂製の内装材本体の裏面側にエアバッグ装置を取り付けるための樹脂製の補強材が溶着された車両用内装部材の製造方法であって、
    下記工程（ａ）〜（ｄ）を含むことを特徴とする車両用内装部材の製造方法。
    （ａ）ポリプロピレン、ポリエチレンおよびアクリロニトリルブタジエンからなる群から選択される少なくとも一種の樹脂材料を用いて、前記内装材本体を成形する工程
    （ｂ）ポリプロピレン、ポリエチレンおよびアクリロニトリルブタジエンからなる群から選択される少なくとも一種の樹脂材料を用いて、溶着面にリブを有する前記補強材を成形する工程
    （ｃ）前記補強材を、前記内装材本体との溶着面を下方に向けて、前記補強材における前記溶着面の全体形状に対応する加工面を備えたホットプレート上に載置し、前記溶着面を前記補強材を構成する前記樹脂材料の融点未満の温度で予備加熱する工程
    （ｄ）前記溶着面を下方にした前記補強材を、前記裏面側を上方に向けて載置された状態の前記内装材本体上に移動させた後、前記補強材を前記内装材本体に対して加圧しながら、振動または超音波振動を与え、振動溶着または超音波溶着させる工程
  2. 前記内装材本体を構成する樹脂材料の融点未満の温度で前記予備加熱を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用内装部材の製造方法。
  3. 前記予備加熱を、前記補強材を構成する樹脂材料の融点よりも２０〜５０℃低い温度で、５〜９０秒間の条件にて行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用内装部材の製造方法。
  4. 前記内装材本体は、前記エアバッグ装置の作動時に展開するエアバッグドア部を構成する破断予定線が裏面に設けられた内装材本体であり、前記補強材は、前記エアバッグドア部の外周部に溶着される枠部及び当該枠部に対してヒンジで連結されるとともに前記エアバッグドア部に溶着されるフラップ部を有する補強材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用内装部材の製造方法。
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