JP5216595B2 - エアバッグ出口開口用の脆弱化域、特に所定の破断点を作製するための方法、構成部品及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、可視面上に装飾材料、特に皮革装飾が装備される担持部品において、エアバッグ出口開口用の脆弱化域、特に所定の破断点を作製するための方法、並びにそれに応じて機械加工される構成部品及び本方法を実行するための装置に関する。

一般的な方法及び構成部品が独国特許出願公開第１０２６０９８８Ａ１号明細書により公知である。構成部品、例えば自動車用ダッシュボードは、可視面を繊維装飾材料で被覆される平面状の担持部品から構成される。ダッシュボードに配置されるエアバッグが事故の結果作動されると展開できるとともに、車両乗員室に到達できるよう、ダッシュボードには車両内部からは見えないエアバッグ出口カバーが装備され、これは例えば、担持部品及び装飾材料におけるＵ字型周縁脆弱化ライン及びヒンジ領域により形成される。展開されたエアバッグはエアバッグ出口カバーを脆弱化ラインに沿って破り裂き、前記エアバッグ出口カバーは例えばフロントガラスの方向に上方へとヒンジ領域の周りを枢動する。ダッシュボードの製造中、止まり穴が直線的に配置された形態の脆弱化部分が、初めはレーザによって繊維装飾材料に導入され、これが続いて中間発泡層を導入することにより担持部品に配置される。次に装飾材料の脆弱化部分と一致する第２の脆弱化部分が担持部品上に作られる。

独国特許出願公開第１９９４４３７１Ａ１号明細書において、フライス工具で裏面を機械加工することにより皮革装飾に不可視な所定の破断点を作製するための方法が開示されている。この方法によっても、担持部品の脆弱化は装飾材料の装着後に行わなければならない。

従っていずれの場合にも、関連構成部品に脆弱化域を設けるためには、空間的及び時間的に互いに離れて設定される２つの作業工程が必要とされる。

さらに、欧州特許第０９９１５５１Ｂ１号明細書には、担持部品及び装飾材料からなる複合構造体において脆弱化ラインを作製するための方法が開示され、ここでは高出力パルスレーザが担持部品の裏面に照射されるとともに装飾材料において止まり穴の形状で材料が除去される。この方法は効率的だが、全ての装飾材料で、特に繊維又は皮革装飾で機能的及び／又は視覚的に満足な結果をもたらすとは限らない。

本発明の目的は、担持部品及び熱的に敏感な装飾材料からなる複合構造体に脆弱化ラインを導入するための経済的な方法及び好適な装置を提供することである。

本目的は、第１の手段を使用して担持部品に脆弱化部分が設けられるとともに別の手段を使用して担持部品の脆弱化部分を通じた装飾材料の脆弱化が実施されることによる一般的方法において実現され、担持部品の脆弱化及び装飾材料の脆弱化は時間的に互いに近接して、好ましくは同時に、すなわち１つの機械加工サイクル内で行われる。

結果として、担持部品及び装飾材料の機械加工について、種々の材料の担持部品及び装飾材料に関してそれぞれ最適化されるとともに、同じ場所で、かつ遅延なく実行される種々の方法を用いることが可能となる。

担持部品における脆弱化は好ましくは、担持部品を通じる少なくとも１つの開口として構成されるとともに、材料の切削又は除去による機械加工の結果として、特にフライス工具又はレーザによって行われる。この手順により一般的には比較的厚肉の担持部品の迅速な機械加工が比較的単純な手段により可能となる。また当然ながら、続く装飾材料の機械加工において容易に貫通される壁を担持部品の脆弱化部分に残しておくことも考えられ得る。

しかしながら、装飾材料の脆弱化は好ましくは、装飾材料に入り込むものの前記装飾材料を貫通はしない少なくとも１つの凹部、例えば直線的配置の止まり穴として構成される。これは、機械加工レーザの作業用ガイドとして使用されるマイクロ貫通孔を伴う凹部が特定の間隔で設けられるという事実を排除するものではない。凹部は有利には、炭酸ガスレーザ又はエルビウムＹＡＫレーザで装飾材料の裏面を機械加工することにより作製される。このレーザは担持部品の機械加工には使用されないため、十分に低出力であるよう設計され得ることから、投資費用が大幅に低減されるとともに止まり穴を通じて装飾材料の可視面まで焼けるリスクが最小限となる。

従ってレーザは、材料の切削又は除去により担持部品を機械加工するための工具、特にフライス工具又は前述の他のレーザを通じて、装飾材料まで誘導され得る。あるいは、材料の切削又は除去により担持部品を機械加工するための工具、特にフライス工具又は他のレーザ越しに、装飾材料までレーザを誘導することが考えられ得る。

本発明に従い機械加工される構成部品は、担持部品と装飾材料との間に配置される発泡層を含んでもよく、これは前記担持部品と装飾材料とを互いに結合させるとともに構成部品の触角を向上させる。この場合、開口を、担持部品を通じて発泡層内まで誘導する一方、発泡層の残りの厚さ部分並びに装飾材料はレーザによって脆弱化されることが有利である。

上記に開示される方法を実行するための装置は好ましくは、切削工具を動作させるための駆動装置、レーザ光源及びレーザを切削工具の作業領域に誘導するための装置を有する。切削工具はこの場合、例えば、所望の脆弱化域に沿って産業用ロボットにより誘導され得る一方、可撓性光ファイバ導体によって誘導されるレーザ光が、担持部品の機械加工とほぼ同時に、装飾材料の脆弱化を実施する。

切削工具は、レーザを装飾材料の裏面に誘導し得る縦孔が設けられるエンドミルとして構成され得る。さらに、レーザを誘導し得る割線状の孔が設けられる側フライスが使用され得るであろう。

あるいは、切削工具越しに装飾材料の裏面へとレーザを誘導することが提案される。

さらに、本発明に係る方法を実行するための装置が第１及び第２のレーザ光源を有し、第１の、好ましくはより出力の低いレーザが、第２の、好ましくはより出力の高いレーザの作業領域に誘導されることが考えられ得る。

本図は、本発明の様々な実施形態を例として概略的に表す。

図１に示されるダッシュボード１には乗員側にエアバッグ出口カバー２が装備され、これは周縁がＵ字型の所定の破断点４の形態の脆弱化域３及びヒンジ領域５により画成される。所定の破断点４及びヒンジ領域５は車両内部からは見えないため、エアバッグ出口カバーは全体としては（ＳＲＳ識別票は別として）、かかるものとして、エアバッグの展開前に見ることはできない。

図２による断面に見られるとおり、ダッシュボード１は射出成形又はプレス加工されたプラスチックからなる比較的厚肉の担持部品６で構成され、これは車両内部７の方向において皮革装飾９の形態の装飾材料８により被覆される。皮革装飾９と担持部品６との間にはポリウレタンフォームからなる発泡層１０が設置され、これが皮革装飾９と担持部品６とを互いに結合させる。

所定の脆弱化点４は、担持部品６において開口１１の形態の第１の脆弱化部分及び皮革装飾９において止まり穴の形状により凹部１２で構成される第２の脆弱化部分から構成される。開口１１は発泡層１０内まで伸張する。しかしながら、凹部１２は皮革装飾９の可視表面を貫通しないため所定の破断点４は車両内部７からは不可視である。

所定の破断点４を作製するため、図３に示されるとおり、回転式エンドミル１３が担持部品６及び発泡層１０の一部を脆弱化域３に沿って誘導されるとともに切削加工においてそこで材料を除去し、それにより直線状の開口１１が導入される。エンドミル１３にはその長手方向軸に沿って孔１４が設けられ、それを通じてミリング工程中にパルスレーザ（レーザ光１５）が残りの発泡層１０及び皮革装飾９に向けて誘導される。１パルスごとに、レーザは発泡層１０及び皮革装飾９の材料を、及びまた担持部品６の機械加工によって生じる可能性のある粉塵も、蒸発させる。同時に、センサ１６が、皮革装飾９の残りの断面を通じて放射するレーザ光１５の強度の上昇を計測するとともに、凹部１２が可視面まで貫通する前に、又は皮革装飾９の（比較的低い）熱応力を受けて色の変化が可視的になる前に、レーザのスイッチを切る。

エアバッグ出口カバー２を残りのダッシュボード１に連結するためには特定の強度が必要とされることから、ミル加工された開口１１はウェブ１７により遮断され、ウェブ１７によって担持部品６はエアバッグ出口カバー２をダッシュボード１に直接連結する（図４）。エンドミル１３が所定の破断点４に沿って約５０〜１００ｍｍ／分の送り速度で連続的に進むことに伴い、前記エンドミルは特定の間隔で持ち上げられてダッシュボード１から離れるとともに、その後担持部品６へと再び侵入する。その間に機械加工されなかった担持部品６の領域が、後にウェブ１７となる。

エンドミル１３（矢印１８）の進行により凹部１２の作製中にパルスレーザ光１５は皮革装飾９にも照射され、所定の破断点４に沿ってオフセットする。従って凹部１２は、図４に見られる所定の破断点４に沿った断面にあるとおり、回転対称な外形ではなく鋸歯の形状で構成される。エンドミル１３の使用が、特に、例えばエアバッグ出口カバー２の角領域における湾曲した周縁の脆弱化域３の作製について推奨される。

図５に示されるとおり、機械加工はまた、割線状の孔１４が挿入される側フライス１９によって行われてもよい。側フライス１９の所定の回転位置において、レーザ光１５が孔１４を通じて皮革装飾９まで側フライスと同期されるようにして誘導され得る。側フライス１９の使用により、所定の破断点４は好ましくは直線状に伸張するよう作製される。

図６においてはダッシュボード１の機械加工中の装置が示され、ここではレーザ光１５が回転式エンドミル１３越しに、及び既にミル加工済みの開口１１を通じて皮革装飾９の方向に誘導され、本実施形態におけるエンドミル１３及びレーザ光１５は矢印１８の方向に等距離で前進する。原理上は、各凹部１２の作製中はレーザ光１５を固定的に位置決めするとともに、次に既に離れていったエンドミル１３を遅らせることもまた当然ながら考えられ得る。

図７に見られるとおり、担持部品６の機械加工はまた出力の高いレーザ（レーザ光２０）によって行われてもよい。本実施形態においては、双方のレーザ光１５、２０が共通の作業点で担持部品６を照射するとともに材料を除去して孔状開口１２を作製する。実験により先行して確立された機械加工時間後には開口１１が作製されるため、出力の高いレーザ光２０のスイッチは切られるとともに皮革装飾９の機械加工のみがより出力の低いレーザ光１５によって開口１１を通じて行われる。より出力の高いレーザ光２０によって開口１１が既に作製されている場合には、より出力の低いレーザ光１５のスイッチのみを入れることも当然ながら可能である。互いに隣接したレーザ光１５、２０を動作させ、出力の高いレーザ光２０が担持部品６を機械加工する一方、より出力の低いレーザ光１５が直前に作られた開口１１を通じて材料を皮革装飾９から除去することもまた考えられ得る。

本発明に従い機械加工される自動車用ダッシュボードの平面図を示す。 ダッシュボードを横断方向に通って所定の破断点に至る断面Ａ−Ａを示す。 本発明に係る第１の装置の使用による断面Ａ−Ａにおける所定の破断点の作製を示す。 図３及び４に係る所定の破断点に沿った断面Ｂ−Ｂを示す。 種々の装置で所定の破断点を作製することによる断面Ｂ−Ｂを示す。 断面Ｂ−Ｂにおいて所定の破断点を作製するための別の装置を示す。 本発明に係る方法を実行するための本発明に係る別の装置を示す。

符号の説明

１ ダッシュボード
２ エアバッグ出口カバー
３ 脆弱化域
４ 所定の破断点
５ ヒンジ領域
６ 担持部品
７ 車両内部
８ 装飾材料
９ 皮革装飾
１０ 発泡層
１１ 開口
１２ 凹部
１３ エンドミル
１４ 孔
１５ レーザ光
１６ センサ
１７ ウェブ
１８ 矢印（切削工具の進行）
１９ 側フライス
２０ レーザ光

Claims (16)

1. 担持部品（６）と前記担持部品（６）上に設けた装飾材料（８）とを備え、前記装飾材料（８）が前記担持部品（６）の材料と異なる構成部品において、エアバッグ出口開口用の所定の破断点（４）を作製するための方法であって、
   第１の手段を使用して材料の切削又は機械的な除去により前記担持部品（６）に脆弱化部分を設けるための前記担持部品（６）の脆弱化と、
   前記第１の手段とは異なる第２の手段を使用して前記担持部品の前記脆弱化部分を通して前記装飾材料（８）に脆弱化部分を設けるための前記装飾材料（８）の脆弱化と
   を含み、
   前記装飾材料（８）の脆弱化がレーザによる機械加工を含み、
   前記担持部品の脆弱化及び前記装飾材料の脆弱化が時間的に互いに近接して行われる方法。
2. 前記担持部品（６）の脆弱化部分が前記担持部品（６）を通る少なくとも１つの開口（１１）として構成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記装飾材料（８）の脆弱化部分が、前記装飾材料に入り込むものの、前記装飾材料を貫通しない少なくとも１つの凹部（１２）として構成される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記装飾材料（８）における前記凹部（１２）が直線的配置の止まり穴として構成される、請求項３に記載の方法。
5. 前記レーザが、材料の切削又は除去による前記担持部品（６）の機械加工用の工具を通して、前記装飾材料（８）まで誘導される、請求項１に記載の方法。
6. 前記レーザが、材料の切削又は除去による前記担持部品（６）の機械加工用の工具越しに、前記装飾材料（８）まで誘導される、請求項１に記載の方法。
7. 前記開口（１１）が前記担持部品（６）を通じて前記担持部品と前記装飾材料（８）との間に位置する発泡層（１０）内に至るまで誘導される、請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 担持部品（６）と前記担持部品（６）上に設けた装飾材料（８）とを備え、前記装飾材料（８）が前記担持部品（６）の材料と異なり、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法により作製されたエアバッグ出口開口用の所定の破断点（４）を有する、自動車用構成部品。
9. 切削工具を動作させるための駆動装置と、レーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光（１５）を前記切削工具の作業領域に誘導するための装置とを備える、請求項１に記載の方法を実行するための装置。
10. 前記切削工具が、前記レーザ光（１５）を誘導し得る縦孔が設けられるエンドミル（１３）として構成される、請求項９に記載の装置。
11. 前記切削工具が、前記レーザ光（１５）を誘導し得る割線状の孔が設けられる側フライス（１９）として構成される、請求項９に記載の装置。
12. 前記レーザ光（１５）が前記切削工具越しに誘導され得る、請求項９に記載の装置。
13. 第１及び第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源からのレーザ光（１５）を前記第２のレーザ光源からのレーザ光（２０）の作業領域へと誘導するための装置を備える、請求項１に記載の方法を実行するための装置。
14. 前記担持部品（６）の脆弱化及び前記装飾材料（８）の脆弱化が同時に行われる、請求項１に記載の方法。
15. 前記レーザが、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ又はエルビウムＹＡＫレーザである、請求項１に記載の方法。
16. 前記担持部品（６）の機械加工用の工具がフライス工具又はレーザである、請求項１に記載の方法。

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