JPH08282420A - 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

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

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JPH08282420A
JPH08282420A JP7070189A JP7018995A JPH08282420A JP H08282420 A JPH08282420 A JP H08282420A JP 7070189 A JP7070189 A JP 7070189A JP 7018995 A JP7018995 A JP 7018995A JP H08282420 A JPH08282420 A JP H08282420A
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laser beam
groove
laser
interior component
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David J Bauer
デヴィッド・ジェー・バウアー
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TIP Engineering Group Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、レーザビームの使用により、様々
な構造の自動車用内装部品カバー層の内側を予め脆弱化
する方法に関するものであり、これにより、エアバッグ
展開と同時に内装部品のエアバッグ展開用開口部を形成
することが可能となる。レーザビームはカバーの内側表
面に衝突し、溝の刻み或いは離間された孔を形成して、
予脆弱化するパターンを形成する。ロボットアームが、
予脆弱化するパターンを形成するようレーザ発生器を移
動すべく用いられてもよい。レーザビームは、測定され
た状態に従って制御されて正確な予脆弱化を達成すると
共に、基盤パネルをトリムし他の切断制御を実行するた
めにも用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】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。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】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。
【０００３】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。
【０００４】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。
【０００５】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。
【０００６】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。
【０００７】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。
【０００８】米国特許第5,082,310 号（1992年 1月21日
発行，発明の名称「エアバッグ展開用開口部を設ける装
置 (Arrangement for Providing an Air Bag Deploymen
t Opening)」）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。
【０００９】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。
【００１０】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
米国特許第5,127,244 号及び第4,991,878 号を参照され
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。
【００１１】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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】上記米国特許第5,082,310 号は部分的な切
断の手順を示しており、これはビニルスキン（被膜、sk
in）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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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(s
kin 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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、エアバ
ッグ展開用開口パターンにて自動車用内装部品のカバー
を予め脆弱化する方法であって、上記カバーがエアバッ
グ展開用開口部を覆う滑らかで連続した層を区画形成す
る方法であり、上記カバーの内側表面に所定強度のレー
ザビームを指向させ、このレーザビームを上記内側表面
上で上記展開用開口パターンにて移動し、上記展開用開
口パターンに沿って上記カバーを刻むべく上記レーザビ
ームを制御するステップからなることを特徴とする。
【００３０】
【発明の概要】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。
【００３１】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。
【００３２】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）。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】
【実施例】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。
【００３７】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。
【００３８】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。
【００３９】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。
【００４０】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 scorin
g ）の方法からなる。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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１
２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。
【００４４】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。
【００４５】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(exp
erienced) のと同様な機械的支持( 物)(mechanical sup
port) 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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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１
４Ａ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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】レーザ発生器３４は、「拡散冷却(diffusi
on 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。
【００５７】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（Diamon
d,登録商標）・レーザは、この適用に完全に適してい
る。
【００５８】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１
６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。
【００５９】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。
【００６０】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 powderslush molding ope
ration)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。
【００６１】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。
【００６２】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。
【００６３】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。
【００６４】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。
【００６５】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。
【００６６】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。
【００６７】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。
【００６８】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。
【００６９】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１
０２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１
０６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。
【００７０】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。
【００７１】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。
【００７２】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。
【００７３】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。
【００７４】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。
【００７５】図１６及び図１７は、雑多な複合材への適
用を示す。
【００７６】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９
８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。
【００７７】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。
【００７８】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。
【００７９】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。
【００８０】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。
【００８１】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。
【００８２】図１９に示されるように、一連の丸孔１２
４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。
【００８３】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。
【００８４】図２１は、カバー１４３の局所的な予脆弱
化を示し、カバー１４３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。
【００８５】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。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザビームスコーリング装置を示す概略斜視
図で、その装置は、これに配置された内装部品を有し、
内装部品は、レーザビームによる溝の刻みによって所定
のパターンにて予脆弱化される。
【図２】内装部品を示す部分図で、内装部品はこれに形
成された予め脆弱化する溝を有し、溝は充填材で埋め戻
される。
【図３】本発明に係るレーザビームスコーリング装置の
別の態様を示す概略斜視図で、その装置は、これに配置
された内装部品を有し、内装部品は、レーザビームによ
る溝の刻みによって所定のパターンにて予脆弱化され
る。
【図４】レーザビームスコーリングアンドカッティング
装置の好適なロボットアームの形態を簡単に描いた斜視
図で、その装置は、これに配置された内装部品を有し、
内装部品は、レーザビームによる溝の刻みによって所定
のパターンにてトリムされ予脆弱化される。
【図５】図４のロボットアームレーザビームスコーリン
グアンドカッティング装置を簡単に示す斜視図で、これ
には内装部品表面の工程中の測定のための追加ロボット
アームが備えられている。
【図６】予脆弱化するレーザで刻まれた溝に沿って切断
したときの乾燥粉スラッシュ成形カバーを示す部分断面
図である。
【図７】予脆弱化する溝を横切って切断したときの図６
のカバーを示す断面図である。
【図８】滑らかでカレンダーにかけられたシート材料を
示す拡大部分断面図で、シート材料は、エアバッグ装置
カバー層に真空成形され、下面からレーザで刻まれる。
【図９】ステアリングホイールカバーを示す前方斜視図
で、ステアリングホイールカバーは、エアバッグ装置を
覆うと共に、レーザで刻まれた溝により所定のパターン
で予脆弱化される。
【図１０】図９に示されたステアリングホイールカバー
の一部を示す拡大断面図で、レーザで形成された溝を横
切る断面である。
【図１１】様々な深さの溝がレーザで刻まれたビニル被
覆カバー材を示す拡大断面図である。
【図１２】例えばインストルメントパネル内装部品のた
めに真空成形された熱可塑性基盤とビニル層とを示す拡
大断面図である。
【図１３】前処理された後にその前処理部分がレーザで
刻まれる皮革カバー材を示す拡大断面図である。
【図１４】刻み部分での前処理なくレーザによる刻みが
なされる皮革カバー材を示す拡大断面図である。
【図１５】裏当て層を有するファブリック材のような化
粧カバーを示す拡大断面図で、化粧カバーは裏当て層を
通ずるレーザによる刻みによって予脆弱化される。
【図１６】スキンを有する金属基盤からなり、それら両
者がレーザで形成される溝によって予脆弱化された複合
カバーを示す拡大断面図である。
【図１７】適切に成形された(molded-in-place) スクリ
ムを有する成形されたウレタンを示す拡大断面図で、両
者はレーザで形成された溝によって予脆弱化される。
【図１８】内装部品被加工物を部分断面で示し、これに
おいては基盤がカバー層の刻みと同時に切断される。
【図１９】断続的に発生されるレーザビームで孔を開け
られることにより予脆弱化された内装部品を示す断面図
である。
【図２０】脈動するレーザビームで変化する深さに刻ま
れた内装部品を示す断面図である。
【図２１】レーザで刻まれた溝を示す部分平面図で、溝
は横断するスリットを有し、スリットは、引き裂きが開
始される位置を操作すべく局所的な脆弱化を達成するた
めに付加されている。
【符号の説明】
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 １６，４２，６６，７０，８２，８８，１２８，１３
２，１４３ 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，１
０４，１１０，１３０，１３６ 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 (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エアバッグ展開用開口パターンにて自動
    車用内装部品のカバーを予め脆弱化する方法であって、
    上記カバーがエアバッグ展開用開口部を覆う滑らかで連
    続した層を区画形成する方法であり、上記カバーの内側
    表面に所定強度のレーザビームを指向させ、該レーザビ
    ームを上記内側表面上で上記展開用開口パターンにて移
    動し、上記展開用開口パターンに沿って上記カバーを刻
    むべく上記レーザビームを制御するステップからなるこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 上記レーザビームが、上記カバーの内側
    表面に連続的な溝を形成するのに十分な強度で連続的に
    制御される請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記カバーの内側表面のそれぞれの部分
    の正確な位置を該部分に上記レーザビームを指向させる
    前に検知し、それへの上記レーザビームの衝突を、上記
    カバー内側表面部分の位置の変化（変動、variation ）
    を送る(send)のに対応して調節して一定深さの溝を形成
    するステップをさらに備えた請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記溝の形成後に残されたカバー材の厚
    さを検知し、上記レーザビーム切断を変化させて上記溝
    上のカバー材の厚さを一定に維持するステップをさらに
    備えた請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記カバー内側表面を上記内装部品に含
    まれる基盤パネル上に最初に組み付けるステップをさら
    に備え、上記レーザビームが上記基盤に指向されてそれ
    を上記パターンにて完全に貫通して上記内側表面から上
    記カバーを刻む請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記カバーにレーザビームを指向させる
    ことによって上記カバー層の一部分を完全に切断し、上
    記レーザビームを相対的に移動させて上記部分をそこか
    ら切断するステップをさらに備えた請求項１記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 上記カバーを上記基盤に組み付けて上記
    内装部品を形成するステップと、上記基盤を上記レーザ
    ビームで切る（トリムする）ステップとをさらに備えた
    請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 上記溝を異なる材料で埋め戻すステップ
    をさらに備えた請求項２記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記レーザビームが一定強度を有し、上
    記レーザビームが一定速度で移動されて一定深さの溝を
    形成する請求項２記載の方法。
  10. 【請求項１０】 上記レーザビーム強度が変化され且つ
    制御速度で移動されて上記予脆弱化する刻みを制御され
    た深さ及び幅にする請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 上記レーザビームが脈動されて変化す
    る深さの溝からなる刻みを形成する請求項１記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 上記レーザビームが断続的に制御され
    て上記カバーの一連の貫通孔からなる刻みを形成する請
    求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 第１のレーザ発生器を第１のロボット
    アームに取り付け、該ロボットアームを、上記パターン
    にて上記カバーを刻むような通路に沿ってレーザビーム
    を上記第１の発生器から上記カバーに指向させるために
    取り付けるステップをさらに備えた請求項１記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 上記カバーの部分的な刻みの直前に通
    路に沿って上記カバーの部分に衝突するよう、第２のレ
    ーザ発生器を第２のロボットアームで移動することによ
    り、上記カバーアームを測定レーザビームで測定し、上
    記カバー部分のいかなる表面変化にも一致する測定信号
    を発生し、これに応じて上記第１のレーザビーム発生器
    によって生じる刻み動作を、上記カバーの実質的に一定
    の部分的な刻み深さを維持するよう調節することをさら
    に含む請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 上記第１のレーザビーム発生器の移動
    速度が上記測定信号に応じて変化する請求項１４記載の
    方法。
  16. 【請求項１６】 上記カバーが、乾燥粉スラッシュから
    形成されて一側面に粗い表面を有し、上記刻みが、上記
    レーザビームで上記粗い表面に形成される変化する深さ
    の溝からなる請求項１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 上記内装部品が、モールド成形された
    プラスチックステアリングホイールカバーからなり、上
    記刻むステップにおいて上記レーザビームによって溝が
    形成される請求項１記載の方法。
  18. 【請求項１８】 上記カバー材を上記レーザビームで上
    記溝に対する横断方向に刻み、上記溝に沿った選択位置
    にて局所的な予脆弱化を生じさせるステップをさらに備
    えた請求項２記載の方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１記載の方法によって製造され
    たことを特徴とする内装部品。
  20. 【請求項２０】 請求項５記載の方法によって製造され
    たことを特徴とする内装部品。
  21. 【請求項２１】 請求項８記載の方法によって製造され
    たことを特徴とする内装部品。
  22. 【請求項２２】 請求項１２記載の方法によって製造さ
    れたことを特徴とする内装部品。
  23. 【請求項２３】 請求項１６記載の方法によって製造さ
    れたことを特徴とする内装部品。
  24. 【請求項２４】 請求項１７記載の方法によって製造さ
    れたことを特徴とする内装部品。
  25. 【請求項２５】 請求項１８記載の方法によって製造さ
    れたことを特徴とする内装部品。
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