JP2002254185A - エアーバッグ用脆弱部の形成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アシストガスのガス圧によって脆弱部に穿孔さ
れる貫通孔の直径が拡張することを防止して、精度良く
効率的にレーザビームによる穿孔作業を遂行することに
ある。 【解決手段】インパネ１６の裏面３０ａに向かってレー
ザビームを照射することにより該インパネ１６に対して
貫通孔加工を施す際、レーザビーム照射部位に対し、常
時、レーザ加工方向の上流側から且つレーザビームと別
位置からアシストガスを供給するガス供給用管体３６を
配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを用
いて、自動車に装着されるエアーバッグシステムの脆弱
部を形成するエアーバッグ用脆弱部の形成方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の車両等において、エアー
バッグシステムが普及するに至り、このエアーバッグシ
ステムには、衝撃吸収装置用空気袋として機能するエア
ーバッグが設けられている。前記エアーバッグは、折り
畳まれて収納容器内に収納され、センサによって車両の
衝突が検出されたとき、ガス発生器から供給されるガス
によって瞬時に膨張することにより、運転者あるいは乗
客の衝撃を吸収するクッションとして機能するものであ
る。

【０００３】また、前記エアーバッグは、例えば、ステ
アリングホイールカバーまたはインストルメントパネル
等の内装部品中に隠された状態で取着され、該エアーバ
ッグが膨張することによりエアーバッグ展開用のドアパ
ネルが強制的に開かれて収納容器の外部に露呈する。

【０００４】この場合、前記ドアパネルの開放を確実に
するために、内装カバーのドアパネルには、例えば、
溝、小孔等からなる所定の加工パターンによって脆弱部
が形成されている。

【０００５】ところで、前記脆弱部を形成する方法とし
て、例えば、特開平８−２８２４２０号公報には、エア
ーバッグ展開用開口部の自動車用内装カバーのドアパネ
ルに対しレーザビームによって部分的に溝を形成するこ
とにより、後加工によって脆弱部を形成する方法が開示
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術に係る特開平８−２８２４２０号公報に開示さ
れた技術的思想では、レーザ衝突エリアに形成される刻
み線に向かって、例えば、窒素またはアルゴン等のアシ
ストガスを供給する自由流れガスシステムが設けられ、
レーザビームによって穿孔される貫通孔の直径が前記ア
シストガスのガス圧によって拡張され、予め設定された
直径よりも大なる直径を有する貫通孔が形成されるとい
う不具合がある。

【０００７】すなわち、前記アシストガスは、レーザビ
ームの照射部位における焦げおよび局部燃焼を防止する
機能を営むものであるが、アシストガスのガス圧がレー
ザビームの照射部位に作用することによりインストルメ
ントパネルの裏面側から穿孔された貫通孔の口径が大き
くなり、インストルメントパネルの表面側から前記貫通
孔が目視できるために外観品質が劣るという不具合があ
る。

【０００８】この場合、レーザビームによって穿孔され
る貫通孔の直径を小さくするために、アシストガスのガ
ス圧を降下させることが考えられるが、レーザ加工時に
発生する燃焼ガスを効果的に吹き飛ばすことができず、
残留する燃焼ガスにレーザ光が吸収されてしまい、均一
で効率的なレーザ加工ができないという他の問題が発生
する。

【０００９】また、エアーバッグ脆弱部の形成装置とし
ては、ロボットのアームにレーザビーム発振器を装着す
る構成が考えられるが、前記レーザビーム発振器は、精
密部品の集合体からなり、しかも、重量物であることか
らロボットのアームにレーザビーム発振器を装着するこ
とに困難を伴う。さらに、レーザビームを検知するため
のセンサを保持するブラケットが必要になるとともに、
被加工物がインストルメントパネル等の複雑な形状物で
ある場合には、加工位置が制限され、加工精度が劣化す
るという不具合がある。

【００１０】本発明は、前記の不具合を考慮してなされ
たものであり、アシストガスのガス圧によって脆弱部に
穿孔される貫通孔の直径が拡張することを防止して、精
度良く効率的にレーザビームによる穿孔作業を遂行する
ことが可能なエアーバッグ用脆弱部の形成方法および装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、エアーバッグ用脆弱部を複数の貫通孔
によって形成する方法において、ワークの裏面に向かっ
てレーザビームを照射することにより該ワークに対して
貫通孔加工を施す際、レーザビーム照射部位に対し、常
時、レーザ加工方向の上流側から且つレーザビームと別
位置からアシストガスを供給することを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、レーザビーム照射部位に
対し、常時、レーザ加工方向の上流側から且つレーザビ
ームと別位置からアシストガスが供給されるため、レー
ザビームの照射部位に対してガス圧が直接的に作用する
ことがなく、レーザビームによって穿孔される貫通孔の
直径が拡張することが阻止される。この結果、外観品質
が良好なエアーバッグが得られる。

【００１３】また、本発明は、基台部側に固定され、ワ
ークに対してレーザビームを照射するレーザヘッドと、
前記レーザヘッドと所定間隔対向して設けられ、ワーク
を通過したレーザビームを検出するセンサが配設された
レーザデティクタと、前記レーザヘッドとレーザデティ
クタとの間にワークを臨ませ、前記ワークをレーザヘッ
ドおよびレーザデティクタに対し加工部位に沿って変位
させる変位機構と、前記レーザヘッドを中心として所定
の方向に回動自在に設けられ、レーザビーム照射部位に
対し、常時、レーザ加工方向の上流側から且つレーザビ
ームと別位置からアシストガスを供給するアシストガス
供給手段と、を備えることを特徴とする。

【００１４】本発明によれば、レーザヘッドを中心とし
て所定の方向に回動自在なアシストガス供給手段を設
け、所望の加工パターンに対応させて前記アシストガス
供給手段を所定角度回動させることにより、常時、レー
ザ加工方向の上流側から且つレーザビームと別位置から
アシストガスを供給することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係るエアーバッグ用脆弱
部の形成方法について、これを実施する装置との関連で
好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

【００１６】図１乃至４において、参照数字１０は、本
発明の実施の形態に係るエアーバッグ用脆弱部の形成方
法を実施するレーザ加工装置を示す。なお、図１は、レ
ーザ加工装置１０の正面図、図２は、レーザ加工装置１
０の一部省略左側面図、図３は、レーザ加工装置１０の
一部省略平面図、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った
横断面図である。

【００１７】このレーザ加工装置１０は、基台部１２に
固定され、ヘッド部（レーザヘッド）１４からワークで
あるインストルメントパネル１６（以下、インパネ１６
という）（図６参照）に対してレーザビームを照射する
ことにより、所定の加工パターンに沿って複数の貫通し
た小孔を穿孔するレーザビーム発振部１８と、後述する
シリンダ２０を介してヘッド部１４に沿って進退自在
（図２の矢印Ｘ方向）に設けられ、前記レーザビームの
照射部位に対してアシストガスを供給するアシストガス
ユニット（アシストガス供給手段）２２とを含む。

【００１８】さらに、レーザ加工装置１０は、前記基台
部１２に固定されたコ字状の支柱２４の中央部に支持さ
れ、前記アシストガスユニット２２および後述する回動
機構２６をヘッド部１４の軸線方向に沿って進退動作さ
せるシリンダ２０と、前記ヘッド部１４の軸芯を回動中
心としてアシストガスユニット２２を所定方向に向かっ
て回動させる回動機構２６と、インパネ１６に穿孔され
た貫通孔を通過したレーザビームを検知する図示しない
センサが配設され、図示しないシリンダの駆動作用下に
レーザビーム発振部１８に向かって接近または離間自在
に設けられたレーザデティクタ２８（図５および図６参
照）とを備える。

【００１９】なお、前記インパネ１６は、図７に示され
るように、レーザビームが照射される側を裏面３０ａと
し、レーザデティクタ２８と対峙する側が表面３０ｂと
なるように保持される。また、前記インパネ１６は、例
えば、図示しない複数のアクチュエータまたはロボット
の駆動作用下にＸＹＺの３軸方向に沿って変位自在に設
けられ、脆弱部の加工パターンにしたがってインパネ１
６を所定のピッチだけ変位させて穿孔位置を位置決めし
ている。

【００２０】アシストガスユニット２２は、略ドーナツ
状に形成され、内部にガス通路およびガス吸引通路が形
成されたユニット本体３２と、噴出口３４がヘッド部１
４側に向かって設けられ、インパネ１６のレーザビーム
照射部位に対して所定のガス圧からなるアシストガスを
噴出するガス供給用管体３６と、吸引口３８がヘッド部
１４を間にして噴出口３４と対峙するように設けられ、
インパネ１６のレーザビーム照射部位に対して噴出され
たアシストガスを吸引する複数のガス吸引用管体４０と
を有する。

【００２１】なお、前記ガス供給用管体３６およびガス
吸引用管体４０は、可撓性チューブ等によって撓曲自在
に形成されると好適であり、単数あるいは複数個設ける
とよい。

【００２２】前記ユニット本体３２は、図４に示される
ように、後述するシリンダ２０の連結プレート４２に連
結されて該ユニット本体３２を支持する円筒状部材４４
と、環状のベアリング部材４６を介して前記円筒状部材
４４の周方向に沿って回動自在に設けられた環状体４８
とから構成され、さらに、ユニット本体３２の外周部に
は、ガス通路およびガス吸引通路にそれぞれ連通する複
数のチューブ５０ａ、５０ｂをガイドする複数のガイド
片５１が所定角度離間して周方向に沿って連結されてい
る。

【００２３】前記シリンダは、図２および図３に示され
るように、両ロッドタイプの一組のピストンロッド５２
ａ、５２ｂが略平行に配設され、前記ピストンロッド５
２ａ、５２ｂの両端部には一組の支持ブロック５４ａ、
５４ｂがそれぞれ連結される。前記支持ブロック５４ｂ
には、連結プレート４２を介してアシストガスユニット
２２が一体的に連結される。従って、アシストガスユニ
ット２２は、シリンダ２０の駆動作用下に、基台部１２
に固定されたレーザビーム発振部１８のヘッド部１４に
沿って矢印Ｘ方向に所定距離だけ変位自在に設けられて
いる。

【００２４】回動機構２６は、図４に示されるように、
回転駆動源５６と、前記回転駆動源５６の回転軸５６ａ
に連結された小径な第１ギヤ５８と、前記第１ギヤ５８
の歯部に噛合する歯部が形成された大径な第２ギヤ６０
とを有する。前記第２ギヤ６０は、ユニット本体３２の
環状体４８に連結され、一体的に回動するように設けら
れている。従って、回転駆動源５６の回転駆動力は、第
１および第２ギヤ５８、６０を介してユニット本体３２
に伝達され、前記ユニット本体３２を構成する環状体４
８がベアリング部材４６の転動作用下に周方向に沿って
回動する。

【００２５】本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置
１０は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にその動作並びに作用効果について説明する。

【００２６】先ず、初期位置では、図５に示されるよう
に、アシストガスユニット２２に付設されたガス供給用
管体３６およびガス吸引用管体４０とレーザデティクタ
２８との離間距離が大きく設定された状態にあり、噴出
口３４および吸引口３８とレーザデティクタとの間にイ
ンパネ１６をセットする。前記インパネ１６をセットし
た後、シリンダ２０を駆動させて連結プレート４２の変
位作用下に回転駆動源５６およびアシストガスユニット
２２をそれぞれ一体的にインパネ１６側に向かって接近
させるとともに、図示しないシリンダを駆動させレーザ
デティクタ２８をインパネ１６側に向かって接近させる
（図６参照）。

【００２７】この場合、レーザビームの照射部位に対し
てアシストガスを噴出するガス供給用管体３６の噴出口
３４は、所望の加工パターンに対応して複数の貫通孔が
順次形成される加工方向の上流側に臨む位置となり、こ
れとは反対にガス吸引用管体４０の吸引口３８は、前記
加工方向の下流側に臨む位置となる（図７参照）。

【００２８】換言すると、ガス供給用管体３６の噴出口
３４は、インパネ１６に未だ貫通孔が穿孔されておら
ず、次にレーザビームが照射されて貫通孔が穿孔される
予定の加工部位側に臨むように設けられ、ガス吸引用管
体４０の吸引口３８は、レーザビームを間にして前記噴
出口３４の反対側に臨むように設けられる。

【００２９】そこで、レーザビーム発振部１８を付勢
し、ヘッド部１４からワークであるインパネ１６の裏面
３０ａに向かってレーザビームが照射されることによ
り、前記インパネ１６に対するレーザ加工が施される。

【００３０】ヘッド部１４から照射されたレーザビーム
によってインパネ１６の裏面３０ａ側から徐々に穿孔が
開始されて、インパネ１６の裏面３０ａと表面３０ｂと
が貫通するに至る。その際、インパネ１６の貫通孔を通
過したレーザビームがレーザデティクタ２８の図示しな
いセンサによって検知され、前記センサから導出される
検出信号に基づいて図示しないコントローラがレーザビ
ーム発振部１８に対してレーザビームの照射を停止する
信号を入力することにより、前記インパネ１６に対する
１個の貫通孔の穿孔加工が終了する。

【００３１】続いて、脆弱部の加工パターンに対応して
次に穿孔すべき位置にインパネ１６を所定のピッチだけ
変位させて位置決めし、穿孔加工を連続して遂行するこ
とにより、脆弱部が形成される。

【００３２】本実施の形態では、図７に示されるよう
に、インパネ１６に対してレーザビームを照射して穿孔
する際、加工方向の上流側に配置され且つレーザビーム
の照射位置とは異なる位置に設けられたガス供給用管体
３６の噴出口３４からアシストガスが噴出され、前記噴
射されたアシストガスは、矢印Ａ方向に沿って既に穿孔
された貫通孔の壁面６２に当接した後にレーザビームの
照射部位側に向かって流通するため、レーザビームの照
射部位に対してガス圧が直接的に作用することがなく、
穿孔される貫通孔の直径が拡張することを防止すること
ができる。従って、インパネ１６の表面３０ｂ側から見
た場合に目視できないような小さな貫通孔を精度良く且
つ効率的にレーザ加工することができる。

【００３３】なお、レーザビームの照射部位に噴射され
たアシストガスは、加工方向の下流側に配置された複数
のガス吸引用管体４０の吸引口３８から吸引され、環境
の清浄性を保持することができる。

【００３４】これに対して、図８に示されるように、加
工方向の下流側にガス供給用管体３６の噴出口３４が配
置された比較例では、噴出口３４から噴射されたアシス
トガスのガス圧が矢印Ｂ方向に沿って流通することによ
りレーザビームの照射部位に直接的に作用し、穿孔され
る貫通孔の直径を拡張させるおそれがある。

【００３５】なお、図８に示される比較例では、加工方
向の下流側の斜め方向から図８中の右下に向かってアシ
ストガスを噴射しているが、加工方向の下流側の横方向
からアシストガスを噴射した場合にも、前記と同様の不
具合があることは勿論である。

【００３６】本実施の形態では、レーザビーム発振部１
８のヘッド部１４を固定し、前記ヘッド部１４を回転中
心としてガス供給用管体３６を周方向に沿って所定角度
だけ回動させることができる。従って、本実施の形態で
は、脆弱部の加工パターンに対応してガス供給用管体３
６を周方向に沿って所定角度だけ回動させることによ
り、ガス供給用管体３６の噴出口３４が、常に、レーザ
ビームによる加工方向の上流側に臨むようにセットする
ことができる。従って、アシストガスのガス圧の影響に
よって穿孔される貫通孔の直径が拡張されることを阻止
し、エアーバッグの外観品質を向上させ、しかも精度良
く効率的にレーザビームによる穿孔作業を遂行すること
ができる。

【００３７】また、本実施の形態では、レーザビームを
照射するヘッド部１４を回転中心としてガス供給用管体
３６を含むアシストガスユニット２２全体が回動するよ
うに設けることにより、ワーク側を回動させることがな
く、脆弱部の種々の加工パターンに対応することがで
き、汎用性を向上させることができる。

【００３８】さらに、本実施の形態では、常時、加工方
向の上流側からアシストガスをレーザビームの照射部位
に対して供給することにより、燃焼ガスを効果的に吹き
飛ばすことができ、加工品質が均一なレーザ加工を施す
ことができる。

【００３９】さらにまた、本実施の形態では、ガス供給
用管体３６と反対側である加工方向の下流側にガス吸引
用管体４０を配置することにより、吹き飛ばされた燃焼
ガスを効果的に回収することができるという利点があ
る。

【００４０】なお、常時とはいえ、加工工程の途中であ
ってもレーザ照射を行わないときは、アシストガスを供
給させる必要がない。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４２】すなわち、アシストガスのガス圧の影響に
よって穿孔される貫通孔の直径が拡張されることを阻止
し、エアーバッグの外観品質を向上させ、しかも精度良
く効率的にレーザビームによる穿孔作業を遂行すること
ができる。

【００４３】また、レーザビームを照射するレーザヘッ
ドを回転中心としてアシストガス供給手段が所定方向に
回動自在に設けられることにより、ワーク側を回動させ
ることがなく、脆弱部の種々の加工パターンに対応する
ことができ、汎用性を向上させることができる。

【００４４】さらに、常時、加工方向の上流側からアシ
ストガスをレーザビームの照射部位に対して供給するこ
とにより、燃焼ガスを効果的に吹き飛ばすことができ、
加工品質が均一なレーザ加工を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に形態に係るエアーバッグ用脆弱
部の形成方法を実施するレーザ加工装置の正面図であ
る。

【図２】図１に示すレーザ加工装置の左側面図である。

【図３】図１に示すレーザ加工装置の平面図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図である。

【図５】図１に示すレーザ加工装置の初期位置を示す動
作説明図である。

【図６】図５の初期位置の状態において、インストルメ
ントパネルをセットした後、アシストガスユニットおよ
びレーザデティクタをそれぞれインストルメントパネル
側に向かって接近させた状態の動作説明図である。

【図７】図１に示すレーザ加工装置によってインストル
メントパネルの裏面側からレーザビームを照射して貫通
孔を形成した状態の縦断面図である。

【図８】比較例に係る貫通孔を形成した状態の縦断面図
である。

【符号の説明】

１０…レーザ加工装置 １４…ヘッド部 １６…インストルメントパネル １８…レーザビー
ム発振部 ２０…シリンダ ２２…アシストガ
スユニット ２４…支柱 ２６…回動機構 ２８…レーザデティクタ ３０ａ…裏面 ３０ｂ…表面 ３２…ユニット本
体 ３４…噴出口 ３６…ガス供給用
管体 ３８…吸引口 ４０…ガス吸引用
管体 ４２…連結プレート ５６…回転駆動源 ５８、６０…ギヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤内 啓輝 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3D054 BB09 FF17 4E068 AF02 CC01 CH07 CJ01 DA00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアーバッグ用脆弱部を複数の貫通孔によ
   って形成する方法において、 ワークの裏面に向かってレーザビームを照射することに
   より該ワークに対して貫通孔加工を施す際、レーザビー
   ム照射部位に対し、常時、レーザ加工方向の上流側から
   且つレーザビームと別位置からアシストガスを供給する
   ことを特徴とするエアーバッグ用脆弱部の形成方法。
2. 【請求項２】基台部側に固定され、ワークに対してレー
   ザビームを照射するレーザヘッドと、 前記レーザヘッドと所定間隔対向して設けられ、ワーク
   を通過したレーザビームを検出するセンサが配設された
   レーザデティクタと、 前記レーザヘッドとレーザデティクタとの間にワークを
   臨ませ、前記ワークをレーザヘッドおよびレーザデティ
   クタに対し加工部位に沿って変位させる変位機構と、 前記レーザヘッドを中心として所定の方向に回動自在に
   設けられ、レーザビーム照射部位に対し、常時、レーザ
   加工方向の上流側から且つレーザビームと別位置からア
   シストガスを供給するアシストガス供給手段と、 を備えることを特徴とするエアーバッグ用脆弱部の形成
   装置。