JP4446380B2 - 金属バッグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄くコンパクトに折り畳んだ形状の金属バッグを製造する方法に関するものである。

車両には、その衝突時に発生する衝撃から乗員を保護するためのエアバッグがステアリングホイールやダッシュボード等に装備されている。この種のエアバッグは、一般には布製であって、瞬時に膨張してソフトクッションの役目を果たした後、ほぼ直ちに収縮を始める。

ところで、車両の衝突時には前記エアバッグによって乗員を衝撃から保護することができるものの、腰ベルトを装着した乗員が衝突時に慣性によって前方へと移動して腰ベルトの下をスライドする「サブマリニング」と称される現象が発生する。

そこで、上記現象の発生を防ぐため、塑性変形可能な金属バッグを収縮した状態で座席に内蔵し、衝突時に金属バッグを膨張させて乗員の前方への移動を防ぐようにした安全装置が種々提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。尚、金属バッグは、エネルギー吸収性能に優れているため、衝突時における乗員や歩行者の保護、車両の損傷の低減等、他の目的のためにも使用される。

特表平１０−５１２２１０号公報 特開２００４−００１６９１号公報 特表２００３−５１７９６６号公報 特表２００４−５００２７４号公報

ところで、従来の金属バッグは、２枚の金属板の一方又は双方に例えば絞り成形によって波形状の複数の折り曲げ部を形成し、両金属板の周縁部同士を溶接等にて接合することによって袋状に成形されていたため、膨張前の設置時の容積が比較的大きくなり、その設置スペースが大きくなるとともに、大きな膨張代を確保することができないという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、薄く折り畳んだコンパクトな形状とすることによって、設置スペースの縮小と大きな膨張代の確保が可能な金属バッグを製造することができる方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
１）筒状の左右の側面部が凹凸状の折り込み部を有する形状に成形された筒状の本体部材と、
該本体部材の開口部を塞ぐ部材であって、左右の側端面が前記本体部材の左右の側面部の形状に倣って成形され、四周によって囲まれる平面部に、上下方向に平行に配された複数の折れ線とこれらの折れ線に斜めに交わる複数の折れ線にて形成される折り目形状が施され、各折れ線の頂部にＲが設けられた側面部材と、
を金属板のプレス成形によって各々半展開形状に成形する単品成形工程と、
２）該単品成形工程によって成形された前記本体部材の開口部周縁に前記側面部材を接合して半展開形状の金属バッグを得る接合工程と、
３）該接合工程によって得られた半展開形状の金属バッグをプレス成形によって圧潰してこれを折り畳んだ形状とする圧潰工程と、
を経て折り畳んだ形状の金属バッグを得ることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記折り込み部の段数を、折り畳まれた前記金属バッグの展開高さに応じて設定することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、一旦半展開形状に成形された金属バッグをプレス等によって押し潰してこれを折り畳んだ形状に仕上げるため、最終製品としての金属バッグは薄くてコンパクトなものとなり、その設置スペースが小さくて済むとともに、大きな膨張代が確保されて所期の機能を果たすことができる。

又、一旦半展開形状に成形された金属バッグを圧潰工程において潰すとき、側面部材は、これに形成された折れ線に沿って小さな圧潰力で整然と折り畳まれるため、これにシワの重なり等が発生せず、該側面部材に大きなダメージを受ける箇所が発生しない。この結果、金属バッグの膨張時（展開時）に該金属バッグに亀裂や孔開きが発生したり、金属バッグがバーストする等の不具合が発生せず、該金属バッグは非透過性を示して膨張時の形状を維持し、その所期の機能を十分果たすことができる。又、金属バッグの展開時（膨張時）にシワの重なり等に伴う変形抵抗が小さく抑えられるため、該金属バッグが小さな圧力（内圧）で展開（膨張）するとともに、その展開（膨張）速度が高められる。更に、側面部材に発生するダメージが小さいため、高さの高い半展開形状の金属バッグでも、これを多段にコンパクトに折り畳むことができる。

又、側面部材に形成された折り目形状の折れ線の頂部にＲを設けたため、折り目形状は、側面部材の成形時と展開時の形状差によるズレを折れ線の頂部のＲによって吸収することができ、側面部材の無理な変形が防がれる。

更に、本体部材は、これに設けられた折り畳み部に沿って整然と折り畳まれるため、これにシワの重なり等が発生せず、該本体部材にも大きなダメージを受ける箇所が発生しない。この結果、金属バッグの膨張時（展開時）に該金属バッグに亀裂や孔開きが発生したり、金属バッグがバーストする等の不具合が発生せず、該金属バッグは非透過性を示して膨張時の形状を維持し、その所期の機能を十分果たすことができる。

請求項２記載の発明によれば、本体部材に設けられる折り込み部の段数を金属バッグの展開高さ（膨張時の高さ）に応じて設定する（例えば、金属バッグの展開高さが高い程、折り込み部の段数を多くする）ことによって、膨張時の高さの低いものから高いものまでの任意の金属バッグをその用途に応じて製造することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本発明に係る金属バッグの製造方法は、１）単品成形工程と、２）接合工程及び３）圧潰工程を経て折り畳んだ形状の金属バッグを製造する方法であって、以下、その方法を工程順に説明する。

１）単品成形工程：
単品成形工程は、鉄板やアルミニウム板等の薄い金属板をプレス成形することによって、図１に示すような筒状の本体部材１とその開口部を塞ぐ２つの側面部材２とを各々半展開形状に成形する工程である。

ここで、上記本体部材１の上面１ａと底面１ｂは平坦な平面状に成形され、上面１ａには金属板の端縁同士が開いて開き部１ａ−１が形成されている。又、本体部材１の左右の側面部１ｃ，１ｄは、凹凸状の２段の折り込み部によって波形に成形され、これによって本体部材１は半展開形状に成形されている。

他方、前記各側面部材２は略矩形に成形され、その上下の端面２ａ，２ｂは本体部材１の平坦な上下面１ａ，１ｂに倣って平坦な平面に成形され、左右の側端面２ｃ，２ｄは本体部材１の左右の側面部１ｃ，１ｄの波形形状に倣って波形に成形されている。そして、この側面部材２の四周（上下の端面２ａ，２ｂ及び左右の側面２ｃ，２ｄ）によって囲まれる平面部（中央部）２ｅには、図２に詳細に示すように、上下方向に平行に配された水平の３本の折れ線ａ，ｂ，ｃとこれらの折れ線ａ〜ｃに斜めに交わる計８本の折れ線ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋにて形成される折り目形状が施されており、各折れ線ａ〜ｋの頂部には、図３に示すように、Ｒが設けられている。尚、図３は図２のＡ−Ａ線拡大断面図であり、本図には折れ線ｋの頂部のみが示されている。

２）接合工程：
接合工程は、図４に示すように、前記単品成形工程によって成形された本体部材１の両開口部周縁に側面部材２をそれぞれ接合して半展開形状の金属バッグ１０’を得る工程である。具体的には、各側面部材２の外周縁を本体部材１の各開口部周縁に嵌め込み、その嵌合部を溶接するとともに、本体部材１を構成する金属板の端縁同士を突き合わせて溶接することによって、半展開形状の金属バッグ１０’を得る。

尚、本実施の形態では、接合手段として溶接（ブレージング溶接、レーザ溶接、シーム溶接等）を採用したが、これに代えてヘム、カシメ、カール等の機械的接合手段を用いても良く、場合によってはシール剤を併用しても良い。

３）圧潰工程：
圧潰工程は、前記接合工程によって得られた半展開形状の金属バッグ１０’をプレスによって圧潰してこれを薄くコンパクトに折り畳んだ形状とする工程であって、図５（ａ）に示す半展開形状の金属バッグ１０’をプレスによって押し潰すと、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、本体部材１は、その両側面部１ｃ，１ｄに設けられた折り込み部に沿って小さな圧潰力で整然と折り畳まれ、同様に、各側面部材２は、これに形成された折れ線ａ〜ｋに沿って小さな圧潰力で整然と折り畳まれ、最終的に図５（ｄ）に示すように薄くコンパクトに折り畳まれた金属バッグ１０が得られる。

次に、以上の工程を経て製造される金属バッグ１０（図５（ｄ）参照）の使用形態を図６に示す。

即ち、図６は自動車２０の前部の側面図であり、本発明方法によって製造された薄いコンパクトな金属バッグ１０は、自動車２０のフロントバンパ２１に組み込まれている。尚、図６において、２２は車体、２３は前輪、２４はフロントガラスである。

而して、自動車２０が衝突等したためにフロントバンパ２１に強い衝撃力が作用した場合には、不図示センサがこれを検知して不図示のガス発生装置（インフレータ）を起動するため、高圧のガスが金属バッグ１０内に瞬時に供給される。この結果、金属バッグ１０は、ガス圧によって図６に破線にて示すように瞬時に展開（膨張）し、衝突時の衝撃を吸収してこれを緩和する。そして、金属バッグ１０は一旦展開（膨張）すれば、内部のガスが抜けても、金属の塑性変形によって膨張時の形状を維持するため、これが潰れることによって衝撃を吸収することができる。

ここで、折り畳まれてセットされた金属バッグ１０が展開（膨張）する過程における状態変化を図７（ａ）〜（ｃ）に示すが、図７（ａ）に示すセット状態にある金属バッグ１０は、同図（ｂ）に示す過程を経て同図（ｃ）に示すように展開（膨張）して所期の機能を果たす。

以上のように、本発明に係る製造方法においては、一旦半展開形状に成形された金属バッグ１０’をプレス等によって押し潰してこれを折り畳んだ形状に仕上げるため、最終製品としての金属バッグ１０は薄くてコンパクトなものとなり、その設置スペースが小さくて済むとともに、大きな膨張代が確保されて所期の機能を果たすことができる。

又、一旦半展開形状に成形された金属バッグ１０’を圧潰工程において押し潰すとき、側面部材２は、これに形成された折れ線ａ〜ｋに沿って小さな圧潰力で整然と折り畳まれ、本体部材１は、これに設けられた折り込み部に沿って整然と折り畳まれるため、これらにシワの重なり等が発生せず、該側面部材２及び本体部材１に大きなダメージを受ける箇所が発生しない。この結果、金属バッグ１０の膨張時（展開時）に該金属バッグ１０に亀裂や孔開きが発生したり、金属バッグ１０がバーストする等の不具合が発生せず、該金属バッグ１０は高い透過性を示して膨張時の形状を維持し、その所期の機能を十分果たすことができる。

更に、金属バッグ１０の展開時（膨張時）にシワの重なり等に伴う変形抵抗が小さく抑えられるため、該金属バッグ１０が小さな圧力（内圧）で展開（膨張）するとともに、その展開（膨張）速度が高められる。

又、側面部材２に形成された折り目形状の折れ線ａ〜ｋの頂部にＲを設けたため、折り目形状は、側面部材２の成形時と展開時の形状差によるズレを折れ線ａ〜ｋの頂部のＲによって吸収することができ、側面部材２の無理な変形が防がれる。

ところで、半展開形状の金属バッグ１０’に設けられる折り込み部の段数は、折り畳まれた金属バッグ１０の展開高さに応じて設定することができ、具体的には、金属バッグ１０の展開高さが高い程、折り込み部の段数を多くすることによって、膨張時の高さの低いものから高いものまでの任意の金属バッグ１０をその用途に応じて製造することができる。

例えば、図８に示すように、半展開形状の金属バッグ１０’の本体部材１に、その高さに応じた多数の折り込み部を設け、これを圧潰工程において圧潰して図９（ａ）〜（ｃ）に示す過程を経て押し潰し、図９（ｃ）に示すような折り畳まれた金属バッグ１０を得ることができる。この場合、前述と同様に側面部材２に発生するダメージが小さいため、高さの高い半展開形状の金属バッグ１０’でも、これを多段にコンパクトに折り畳むことができる。そして、このようにして得られた金属バッグ１０は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す過程を経て展開（膨張）してその所期の機能を果たすことができる。

本発明方法によって製造される金属バッグは、自動車のドアに組み込まれてドア外部からの衝撃から乗員を保護するサイドエアバッグ、ボンネット等に収納されて歩行者等の衝突時の衝撃を緩和する安全装置、シートベルトの補助装置として乗員へのダメージを軽減する安全装置、座席に組み込まれて衝突時の乗員の前方への移動を抑制する安全装置等の他、例えば使い捨てジャッキ等、他の任意の用途に供することができる。

本発明方法における単品成形工程によって得られる本体部材と側面部材の斜視図である。 本発明方法における単品成形工程によって得られる側面部材の斜視図である。 図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。 本発明方法における接合工程によって得られる半展開形状の金属バッグの斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明方法における圧潰工程における金属バッグの圧潰過程をその順に示す斜視図である。 本発明方法によって製造された金属バッグの使用形態を示す自動車前部の側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明方法によって製造された金属バッグの展開（膨張）過程をその順に示す斜視図である。 半展開形状の金属バッグの他の形態を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は図８に示す金属バッグの圧潰過程をその順に示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は図９（ｃ）に示す金属バッグの展開（膨張）過程をその順に示す斜視図である。

符号の説明

１ 本体部材
２ 側面部材
１０ 折り畳まれた金属バッグ
１０’ 半展開形状の金属バッグ
ａ〜ｋ 折れ線

Claims (2)

1. １）筒状の左右の側面部が凹凸状の折り込み部を有する形状に成形された筒状の本体部材と、
   該本体部材の開口部を塞ぐ部材であって、左右の側端面が前記本体部材の左右の側面部の形状に倣って成形され、四周によって囲まれる平面部に、上下方向に平行に配された複数の折れ線とこれらの折れ線に斜めに交わる複数の折れ線にて形成される折り目形状が施され、各折れ線の頂部にＲが設けられた側面部材と、
   を金属板のプレス成形によって各々半展開形状に成形する単品成形工程と、
   ２）該単品成形工程によって成形された前記本体部材の開口部周縁に前記側面部材を接合して半展開形状の金属バッグを得る接合工程と、
   ３）該接合工程によって得られた半展開形状の金属バッグをプレス成形によって圧潰してこれを折り畳んだ形状とする圧潰工程と、
   を経て折り畳んだ形状の金属バッグを得ることを特徴とする金属バッグの製造方法。
2. 前記折り込み部の段数を、折り畳まれた前記金属バッグの展開高さに応じて設定することを特徴とする請求項１記載の金属バッグの製造方法。
   

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