JP2006315115A - 切削工具、車両のインストルメントパネル、エアバッグ開裂線形成装置および方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 軸部２１の先端面に設けられる先端切れ刃２２と、軸部２１の外周面に螺旋状に設けられる外周切れ刃２３とを備えたエンドミル２０であって、前記外周切れ刃２３は、軸部２１の軸心に対して平行な第１外周切れ刃２３ａと、先端側から基端側へ向ってテーパー状に広がる第２外周切れ刃２３ｂとを備え、前記第１外周切れ刃２３ａは第２外周切れ刃２３ｂよりもエンドミル２０の先端側に配置される。
【効果】切削工具にて、被加工部材に溝部を形成する場合、切削工具による開口部の切削性を向上して、該開口部に髭状のバリが発生することを防止できる。また、切削屑を外部へ排出し易くなり、形成した溝部内に切削屑が付着・残留することを防止でき、エアバック開裂線を形成した後のインストルメントパネルを車両に組み付けた場合に、バリや切削屑が車両内部に落下して電子部品の短絡発生原因となったりすることを、防止することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両のインストルメントパネルにエアバッグ開裂線を形成するための切削工具、該切削工具によりエアバッグ開裂線を形成した車両のインストルメントパネル、エアバッグ開裂線形成装置および方法に関するものである。

近年、自動車等の車両の多くには、車両が大きな衝撃力を受けた場合に、クッションとなるエアバッグにエアを供給して瞬時に膨張させ、乗員へかかる衝撃を緩和するエアバッグ装置が装備されている。
エアバッグ装置は、例えば車両のインストルメントパネル内に収容されており、エアバッグが膨張する際にインストルメントパネルが開裂して、該エアバッグがインストルメントパネルから外部へ膨出するように構成されている。そして、インストルメントパネルの裏面には、エアバッグが膨張する際に破断して、該エアバッグを外部に展開可能とするエアバッグ開裂線（以降、「ティアライン」と記載する）が形成されている。

前記ティアラインは、例えば、エンドミルを備え、該エンドミルを直交３軸方向へ移動可能に構成したティアライン形成装置により形成される。
つまり、図８に示すように、エンドミル１２０により、インストルメントパネル１０１を裏面１０１ａ側から切削して、該裏面１０１ａに複数の溝部１１１・１１１・・・をライン状に加工することで、ティアラインが形成されている。

このように、ティアラインを形成するエンドミルは、回転軸体の先端面に設けられる先端切れ刃と、回転軸体の外周面に螺旋状に設けられる外周切れ刃とを備えており、外周切れ刃は回転軸体の軸心に対して平行に形成されている。
また、先端切れ刃と外周切れ刃とを備えたエンドミルとしては、特許文献１に示すように、外周切れ刃が全体的にテーパー状に形成された、テーパー溝加工用のエンドミルが知られている。
特開平７−９２３７号公報

前述のようにティアラインを形成するインストルメントパネルは合成樹脂で構成されており、該インストルメントパネルにエンドミルによる切削加工を施すと切削屑が発生するが、図９に示すように、発生した切削屑１５０が切削途中でエンドミル１２０の外周切れ刃１２０ｂに巻きつき、該外周切れ刃１２０ｂが埋まって切削加工ができなくなってしまう場合がある。
また、図１０に示すように、インストルメントパネル１０１に形成した溝部１１１・１１１・・・においては、該溝部１１１の開口部１１１ａに細長い髭状のバリ１５２が生じたり、該溝部１１１内に前記切削屑１５１が残留したりすることがある。
これらのバリ１５２や切削屑１５１が溝部１１１に付着・残留した状態にあると、ティアライン形成工程の後に行われる溶着工程において溶着不良が生じたり、インストルメントパネル１０１を車両に組み付けた後に付着・残留したバリ１５２および切削屑１５１が車両内部に落下して、電子部品の短絡発生原因となったりすることがある。

また、図１１に示すように、前述のテーパー溝加工用のエンドミルにより溝部１１１を形成した場合は、軸心に対して平行な外周切り刃で加工した場合に比べて、インストルメントパネル１０１のティアライン形成部分の肉厚が薄くなるため（図１１において２点鎖線で囲んだ範囲の分だけ薄くなる）、当該部分が強度不足となってしまい品質を満足できない。

請求項１に記載のごとく、回転軸体の先端面に設けられる先端切れ刃と、回転軸体の外周面に螺旋状に設けられる外周切れ刃とを備えた切削工具であって、前記外周切れ刃は、回転軸体の軸心に対して平行な第１の切れ刃と、先端側から基端側へ向ってテーパー状に広がる第２の切れ刃とを備え、前記第１の切れ刃は第２の切れ刃よりも切削工具の先端側に配置される。
これにより、該切削工具にて、被加工部材に溝部を形成する場合には、該溝部の底部側を前記第１の切れ刃にて切削加工するとともに、開口部側を第２の切れ刃にて切削加工することが可能となり、切削工具による開口部の切削性を向上して、該開口部に髭状のバリが発生することを防止できる。また、切削屑を外部へ排出し易くなり、形成した溝部内に切削屑が付着・残留することを防止できる。

請求項２に記載のごとく、前記第１の切れ刃の、軸心方向長さ寸法は、切削工具により加工される被加工部材の加工溝深さ寸法より小さい。
これにより、溝部の開口部が、第２の切れ刃により確実に切削加工されることとなる。
そして、溝部の開口部を第２の切れ刃にて切削加工することで、該開口部の切削時にシェア角を付けることができ、インストルメントパネルの切削性を向上することができる。
従って、従来のエンドミルにおける軸心と平行な外側切れ刃にて、溝部の開口部を切削したときのように、該開口部に髭状のバリが発生することを、防止することができる。
また、溝部に形成されるテーパー部は、該溝部の上部だけであるので、被加工部材の溝部形成部分の肉厚を確保することができ、被加工部材に必要な強度を得ることができる。

請求項３に記載のごとく、前記切削工具は、車両のインストルメントパネルに形成される、エアバッグ開裂線を形成するためのエンドミルである。
これにより、エアバッグ開裂線の形成工程の後に行われる溶着工程において溶着不良が生じたり、エアバッグ開裂線形成後のインストルメントパネルを車両に組み付けた後に、バリや切削屑が車両内部に落下して電子部品の短絡発生原因となったりすることを、防止することができる。

請求項４に記載のごとく、インストルメントパネルは、請求項１〜請求項３の何れかに記載の切削工具により、エアバッグ開裂線を形成したものである。
これにより、エアバッグ開裂線形成後のインストルメントパネルを車両に組み付けた場合に、バリや切削屑が車両内部に落下して電子部品の短絡発生原因となったりすることを、防止することができる。

請求項５に記載のごとく、エアバッグ開裂線形成装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の切削工具を備え、該切削工具により車両のインストルメントパネルにエアバッグ開裂線を形成する。
これにより、エアバッグ開裂線を形成した後のインストルメントパネルを車両に組み付けた場合に、バリや切削屑が車両内部に落下して電子部品の短絡発生原因となったりすることを、防止することができる。

請求項６に記載のごとく、エアバッグ開裂線形成方法は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の切削工具を用いて、車両のインストルメントパネルにエアバッグ開裂線を形成する。
これにより、エアバッグ開裂線を形成した後のインストルメントパネルを車両に組み付けた場合に、バリや切削屑が車両内部に落下して電子部品の短絡発生原因となったりすることを、防止することができる。

本発明によれば、切削工具にて、被加工部材に溝部を形成する場合、切削工具による開口部の切削性を向上して、該開口部に髭状のバリが発生することを防止できる。また、切削屑を外部へ排出し易くなり、形成した溝部内に切削屑が付着・残留することを防止できる。
従って、エアバッグ開裂線を形成した後のインストルメントパネルを車両に組み付けた場合に、バリや切削屑が車両内部に落下して電子部品の短絡発生原因となったりすることを、防止することができる。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

まず、本発明にかかる切削工具により形成されるエアバッグ装置のティアライン（エアバッグ開裂線）について説明する。
図１に示す自動車のインストルメントパネル１における助手席側上面には、ティアライン１０が形成されている。

また、インストルメントパネル１内には、車両が大きな衝撃力を受けた場合に、クッションとなるエアバッグにエアを供給して瞬時に膨張させ、乗員へかかる衝撃を緩和するエアバッグ装置が収容されている。
エアバッグ装置の作動によりエアバッグが膨張する際には、インストルメントパネル１が開裂してエアバッグが外部に展開可能となるが、ティアライン１０は、インストルメントパネル１が開裂する際の切れ目（破断線）となるものである。

図２に示すように、ティアライン１０は、インストルメントパネル１の裏面１ａ側にライン状に形成される複数の溝部１１・１１・・・により構成されている。
図３に示すように、本例において、ティアライン１０を構成する各溝部１１は、インストルメントパネル１の裏面１ａに、エンドミル２０にて切削加工を施すことにより形成されている。

図４に示すように、エンドミル２０の切削加工動作は、該エンドミル２０を直交３軸方向へ移動可能に構成したティアライン形成装置５により制御されており、該ティアライン形成装置５は、主にＸ軸５２、Ｚ軸５３、Ｙ軸方向へ移動可能な加工テーブル５４、および加工ブロック５５を備えている。
Ｘ軸５２は水平方向に配設されており、Ｚ軸５３は垂直方向に配設されている。また、加工テーブル５４は水平方向に配設され、その上面に被加工物であるインストルメントパネル１を載置可能としている。

加工テーブル５４はＸ軸５２方向およびＺ軸５３方向と直交するＹ軸方向に移動可能に構成さている。
Ｚ軸５３はＸ軸５２に沿って、該Ｘ軸５２方向へ移動可能に構成されており、加工ブロック５５はＺ軸５３に沿って、上下方向へ移動可能に構成されている。
加工ブロック５５には、摺動機構５６を介して上下動プレート５７が上下移動可能に取り付けられており、該上下動プレート５７に、インストルメントパネル１の切削加工を行う切削装置９が取り付けられている。

前記切削装置９は、前記エンドミル２０を回転自在に装着したスピンドル５９により構成されており、該切削装置９が取り付けられている加工ブロック５５のＸ方向およびＺ方向の位置、および加工テーブル５４のＹ方向の位置を調節することにより、インストルメントパネル１に対するエンドミル２０の位置を、３次元的に調節するようにしている。

さらに、インストルメントパネル１にティアラインを形成する場合には、上下動プレート５７の加工ブロック５５に対する上下位置調節を、摺動機構５６に沿って行うことで、インストルメントパネル１に対するエンドミル２０の位置を、迅速かつ高精度で調節することが可能となっている。
そして、スピンドル５９のエンドミル２０を回転駆動させながら、該エンドミル２０の３次元位置を調節し、被加工物であるインストルメントパネル１に対して、ティアライン１０を構成する溝部１１・１１・・・の切削加工を行うように構成されている。

次に、このように構成される切削装置９に装着されるエンドミル２０の構成について説明する。
図５、図６に示すように、エンドミル２０は、回転軸体である軸部２１と、軸部２１の先端面に形成される先端切れ刃２２と、軸部２１の外周面に螺旋状に形成される外周切れ刃２３とを備えている。
また、外周切れ刃２３は、軸部２１の軸心に対して平行に形成される第１外周切れ刃２３ａと、エンドミル２０の先端側から基端側へ向ってテーパー状に広がる第２外周切れ刃２３ｂとを備えており、該第１外周切れ刃２３ａは第２外周切れ刃２３ｂよりもエンドミル２０の先端側（図５における下側）に配置されている。

また、前記外周切れ刃２３を構成する、先端側の第１外周切れ刃２３ａの軸心方向長さ寸法は、エンドミル２０により加工される溝部１１の深さ寸法ｄａ（図７参照）より小さく形成されているため、該溝部１１の加工時には、先端側の第１外周切れ刃２３ａおよび基端側の第２外周切れ刃２３ｂが、同時にインストルメントパネル１を切削加工することとなる（図３参照）。
つまり、溝部１１の下部は第１外周切れ刃２３ａにより切削加工され、溝部１１の上部および該溝部１１上端の開口部１１ａは第２外周切れ刃２３ｂにより切削加工される。

このように、溝部１１上端の開口部１１ａを、上方へいくにつれて広がるテーパー状の第２外周切れ刃２３ｂにて切削加工することで、該開口部１１ａの切削時にシェア角を付けることができ、インストルメントパネル１の切削性を向上することができる。
従って、従来のエンドミル２０の軸心と平行な外側切れ刃にて、溝部１１の開口部１１ａを切削したときのように、該開口部１１ａに髭状のバリが発生することを、防止することができる。

なお、第２外周切れ刃２３ｂのテーパー角θｂ（すなわち開口部１１ａの開口角度。図５参照）を２８°程度に設定した場合に、特に開口部１１ａの切削性を向上することができる。
一方、該テーパー角θｂを１５°程度の小さな角度に設定した場合は、切削性はさほど向上せず、髭状のバリが生じる。
逆に、該テーパー角θｂを４５°程度の大きな角度に設定した場合は、先端側の第１外周切れ刃２３ａが細くなるためエンドミル２０の剛性が不足気味となる。

また、エンドミル２０において、第２外周切れ刃２３ｂのねじれ角θａは小さめに設定設定しており、溝部１１の切削加工時に生じる切削屑を短い屑状とするとともに、該切削屑が溝部１１から外部へ迅速に搬出されるようにしている。
前記ねじれ角θａは、例えば、２０°程度に設定している。この程度の大きさの角度に設定することで、生じた切削屑の搬出速度を高めることが可能となり、エンドミル２０の外周切れ刃２３に切削屑が詰まってしまうことを防止できる。

一方、ねじれ角θａを１０°程度の小さな角度に設定した場合は、溝部１１の切削加工時に、該エンドミル２０に大きな力がかかって折れてしまう場合がある。
逆に、ねじれ角θａを３０°〜４０°程度の大きな角度に設定した場合は、切削屑の搬出速度が遅くなり、該切削屑が外周切れ刃２３に詰まってしまうこととなる。

さらに、第２外周切れ刃２３ｂのテーパー角θｂによる溝部１１の切削加工性の向上と、ねじれ角θａの小さめの設定による切削屑の排出性向上により、加工された溝部１１内への切削屑の付着・残留を防止することができる。
なお、先端切れ刃２２の刃角度θｃは３°程度に設定されている（先端切れ刃２２の中央側が周縁側よりも若干凹んだ状態となる方向に角度が付いている）。

このように、形成した溝部１１の開口部１１ａへのバリの発生、および該溝部１１内への切削屑の付着・残留が防止できるので、ティアライン形成工程の後に行われる溶着工程において溶着不良が生じたり、ティアライン１０形成後のインストルメントパネル１を車両に組み付けた後に、バリや切削屑が車両内部に落下して電子部品の短絡発生原因となったりすることを、防止することができる。

また、本エンドミル２０により切削加工された溝部１１は、例えば、図７に示すような形状に形成される。
つまり、溝部１１は、エンドミル２０の形状に応じた形状に形成され、下部の垂直溝部１１ａと上部のテーパー溝部１１ｂとで構成されている。

インストルメントパネル１の厚み寸法ｄに対する溝部１１の深さ寸法はｄａとされており、例えばインストルメントパネル１の厚み寸法ｄが２．５ｍｍの場合は、溝部１１の深さ寸法ｄａは２．０ｍｍに設定される。
すなわち、溝部１１が形成されたティアライン１０部分における、インストルメントパネル１の肉厚寸法ｄｂは、０．５ｍｍとなる。
また、溝部１１における、垂直溝部１１ａの深さ寸法ｄａ１、およびテーパー溝部１１ｂの深さ寸法ｄａ２は、それぞれ１．０ｍｍおよび１．０ｍｍとなっている。

このように、厚み寸法ｄが２．５ｍｍに形成されたインストルメントパネル１においては、ティアライン１０形成後の強度を確保するためには、前記肉厚寸法ｄｂおよび垂直溝部１１ａの深さ寸法ｄａ１は、それぞれ少なくとも０．５ｍｍおよび１．０ｍｍが必要となっている。
逆にいえば、溝部１１の形状は、垂直溝部１１ａの深さ寸法ｄａ１が少なくとも１．０ｍｍとなるように形成すれば、該垂直溝部１１ａよりも上部側のテーパー溝部１１ｂをテーパー状に切削加工しても、インストルメントパネル１における溝部１１形成部分の肉厚を確保して、インストルメントパネル１に必要な強度を得ることが可能となる。
従って、インストルメントパネル１の強度を確保しつつ、開口部１１ａの切削性を向上して、該開口部１１ａにバリが生じることを防止することができる。

本発明にかかるエンドミルによりティアラインが形成されたインストルメントパネルを示す斜視図である。 ティアラインを構成する溝部を示す斜視図である。 エンドミルにより溝部を加工する様子を示す側面断面図である。 ティアライン形成装置を示す側面図である。 エンドミルを示す側面図である。 エンドミルを示す底面図である。 インストルメントパネルの溝部を示す正面断面図である。 従来のエンドミルにより溝部を加工する様子を示す側面断面図である。 従来のエンドミルの外周切り刃に切削屑が詰まった様子を示す側面図である。 従来のエンドミルにより形成された溝部の開口部にバリが発生し、該溝部内に切削屑が付着・残留している様子を示す斜視図である。 従来のエンドミルにより形成された溝部を示す正面断面図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル
１０ ティアライン（エアバッグ開裂線）
１１ 溝部
１１ａ 開口部
２０ エンドミル
２３ 外周切れ刃
２３ａ 第１外周切れ刃
２３ｂ 第２外周切れ刃

Claims (6)

1. 回転軸体の先端面に設けられる先端切れ刃と、回転軸体の外周面に螺旋状に設けられる外周切れ刃とを備えた切削工具であって、
   前記外周切れ刃は、
   回転軸体の軸心に対して平行な第１の切れ刃と、先端側から基端側へ向ってテーパー状に広がる第２の切れ刃とを備え、
   前記第１の切れ刃は第２の切れ刃よりも切削工具の先端側に配置される
   ことを特徴とする切削工具。
2. 前記第１の切れ刃の、軸心方向長さ寸法は、切削工具により加工される被加工部材の加工溝深さ寸法より小さいことを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 前記切削工具は、車両のインストルメントパネルに形成される、エアバッグ開裂線を形成するためのエンドミルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削工具。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の切削工具により、エアバッグ開裂線を形成したことを特徴とする車両のインストルメントパネル。
5. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の切削工具を備え、
   該切削工具により車両のインストルメントパネルにエアバッグ開裂線を形成することを特徴とするエアバッグ開裂線形成装置。
6. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の切削工具を用いて、
   車両のインストルメントパネルにエアバッグ開裂線を形成することを特徴とするエアバッグ開裂線形成方法。