JP4656687B2 - エアバッグドアを有するインストルメントパネル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、芯材に、エアバッグを膨出させるエアバッグドアが設けられ、前記芯材及びエアバッグドアに対して少なくとも表皮が一体的に積層されてなるエアバッグドアを有するインストルメントパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の衝突時の衝撃から助手席の乗員を保護するものとしては、エアバッグ等が知られている。このエアバッグは、自動車のフロントガラス側に装備されたインストルメントパネル内に収納され、自動車の衝突時に膨張される。そして、エアバッグの膨張による力により、インストルメントパネルのエアバッグドアを開成し、エアバッグを車室内に膨出させる。
【0003】
このようにエアバッグドアを開成させるものでは、インストルメントパネルの意匠面となる表皮に、エアバッグドアの展開時の起点となる破断線若しくは破断見切り線(以下、ティアラインという)が設けられる。このティアラインが表皮の表面に現れると、外観が他の部分と異なるようになり、インストルメントパネルの外観品質が低下する。そこで、表皮の裏面側に、表面にまで現れない凹部を形成し、インビジブルなティアラインとすることが行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表皮にインビジブルなティアラインを設ける場合、表皮の表面が連続しているため、表皮を構成する材質及び展開時の温度によっては、ティアラインに沿って表皮が破断せず、表皮が延びきったり、或いは飛散したりして、エアバッグの展開に良くない影響を与える恐れがある。特に、表皮をポリ塩化ビニルで形成すると、長期間にわたって熱や光に晒されることにより、可塑剤の揮発や脱塩酸による変色又は基礎物性の低下が生じる。この場合、低温時には伸び性が殆どなくなり、この状態で低温時にエアバッグを展開させると、表皮が飛び散る恐れがある。
【0005】
そのため、インビジブルなティアラインを表皮に形成する場合、表皮の材質として、耐劣化特性に優れたオレフィン系熱可塑性エラストマー樹脂(TPO)又はウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂(TPU)が使用される。また、特開平11−227542には、表皮の全体を外層と内層の2層構造とし、内層の材質を選定することによりエアバッグの展開を確実にするものが提案されている。
【0006】
ところが、表皮の全体をTPO或いはTPUで形成すると、インストルメントパネルの表面の全体が広いことから、過剰な品質となって不経済になるという問題点がある。また、特開平11−227542のように表皮の全体を2層構造にしても、大部分の場所では2層構造にする必要がなく、依然として不経済になるという問題点がある。
【0007】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、インストルメントパネルの表皮がエアバッグ展開時に要求される種々の特性に合致し、しかもこの表皮を含むインストルメントパネルの全体を経済的に製造することがてきるエアバッグドアを有するインストルメントパネルを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する請求項1に記載の発明は、芯材に、ヒンジ部を支点にして開きエアバッグを膨出させるエアバッグドアが設けられ、前記芯材及びエアバッグドアに対して少なくとも表皮が一体的に積層されてなるインストルメントパネルであって、前記表皮が芯材上に形成された発泡層上に形成されるものであって、外層と前記エアバッグドアに対応する部分だけであってヒンジ部を跨いで設けられた内層との部分的な2層構造で形成されている。この構成によると、エアバッグドアに対応する部分だけ、内層を設ける2層構造にし、この内層の材質を適切にすることにより、エアバッグ展開時の表皮のティアラインに沿った破断を確実にする。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記内層の低温脆性が前記外層の低温脆性より優れ、前記内層にティアラインが形成されている。この構成によると、内層のティアラインにより、ティアラインが表面に浮き出ることがなく、また、内層の低温脆性を高めることにより、低温時の表皮のティアラインに沿った破断が確保される。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記ティアラインは、レーザ加工され、前記内層に至り前記外層を貫通しない孔を列状に配列して形成されている。この構成によると、レーザ加工によって微小な孔を密に並べたティアラインが形成できるため、外層の表面にティアラインが浮き出ることがなく、ティアラインの破断性能も確保できる。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記2層構造における前記外層の厚みが、2層構造でない部分の前記外層の厚みより薄い。この構成によると、2層構造の厚みが他の部分より厚くなる程度を抑えることができ、同時に内層の厚みを確保できるため、所定特性を発揮できる程度の内層を配置できる。また、表皮は2層構造の部分だけ薄くなって窪むため、この部分に対する内層の積層が均一厚みで成形できる。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記外層に相当する部分がポリ塩化ビニルで形成され、前記内層がウレタン系熱可塑性樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー樹脂、ウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂とポリ塩化ビニルのブレンドのいずれかで形成されている。上記構成によると、表皮の外層に相当する部分の全体を汎用的なポリ塩化ビニルで形成し、部分的な内層にポリ塩化ビニルより低温脆性や劣化特性に優れたウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー樹脂、ウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂とポリ塩化ビニルのブレンドのいずれかを選択できる。特に、ウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂とポリ塩化ビニルのブレンドは、ポリ塩化ビニルに対する接着性が良いため好ましい。
【0013】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記外層は、スラッシュ成形され、前記内層は、前記外層のうち前記開口部に対応する部分を仕切りで区切り、前記外層の上に更にスラッシュ形成されたものである。上記構成によると、一回目のスラッシュ成形で外層を形成し、この外層を仕切りで区切った二回目のスラッシュ形成で内層を形成するというダブルスラッシュ成形により、所定部分だけが2層構造となった表皮を製造できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態におけるエアバッグドア一体型のインストルメントパネルについて、図1〜図4を参照しつつ説明する。まず、図1は、図4のA−A線の拡大断面図であり、図4は、インストルメントパネルの全体の斜視図である。
【0015】
図4において、インストルメントパネル1は、自動車のフロントガラス側に装備され、助手席側のインストルメントパネル1のインビジブルなティアライン17の裏側にエアバッグ装置が配設されている。図1に示されるように、このインストルメントパネル1は、芯材11、クッション層12、表皮13の順に積層形成して構成される。芯材11にはエアバッグを膨出させる開口部15が設けられ、この開口部15に対してエアバッグドア16が適宜な手段(ボルト止め、一体成形など)により一体的に取り付けられる。
【0016】
インストルメントパネル1の基礎となる芯材11は、ポリプロピレンコンパウンド(PPC)などの樹脂製であって、射出成形機により成形される。芯材11の開口部15に設けられるエアバッグドア16は、オレフィン系熱可塑性エラストマー樹脂(TPO)による射出成形品、鉄板のプレス成形及び溶接構造物、或いは芯材11と一体となるようなダブル射出成形品などで形成される。図示のエアバッグドア16は、前側エアバッグリッド21と、後側エアバッグリッド22と、開裂溝23と、2つのヒンジ部24a,24bと、各エアバッグリッド21、22の下方に延在する脚部25とを一体的に備えてなる形状である。
【0017】
開裂溝23は、前側エアバッグリッド21と後側エアバッグリッド22との間で形成されている。
開裂溝23の形状は、脚部25の側に開口した断面V字状となっている。各ヒンジ部24a,24bは、それぞれ一方のエアバッグリッド21と他方のエアバッグリッド22と一体形成されるもので、各エアバッグリッド21、22の両端部を回転自在に支持している。これらエアバッグリッド21、22のヒンジ部24a,24b側から四角筒状の脚部25が一体に設けられている。この脚部25には、エアバッグやガス発生器が収納された図示されないエアバッグケースがリベット等の任意の方法で接合される。エアバッグが展開すると、開裂溝23が破れ、各エアバッグリッド21、22がヒンジ部24a,24bを支点にして両開き状に開く。
【0018】
クッション層12は、芯材11及びエアバッグドア16と表皮13との間に充填される。このクッション層12の材質には、塩化ビニール、TPO、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマーなどに発泡剤を添加することで発泡する発泡材が用いられる。
【0019】
表皮13は、クッション層12を介して芯材11及びエアバッグドア16を覆う。この表皮13のうち、特に芯材11の開口部15即ちエアバッグドア16に相当する部分は、外層13bと内層13cの2層構造になっており、その他の部分は外層13aだけの1層構造となっている。外層13a,13bは、ポリ塩化ビニル(PVC)製であるが、内層13bは、外層13a,13bのPVCより低温脆性や劣化特性に優れたウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂(TPU)、TPO、TPUとPVCをブレンドしたもののいずれかが用いられる。
【0020】
1層構造の外層13aの厚みt1は、0.6〜1.4mmの範囲内とすることが好ましい。2層構造の外層13bの厚みt2は、1層構造の外層13aの厚みt1より薄くし、0.3〜1.4mmの範囲内とすることが好ましい。また、2層構造の内層13cの厚みt3は、0.2〜1.0mmの範囲内とすることが好ましい。外層13a,13bにPVCを用い、スラッシュ成形する場合には、0.3mm未満に厚みを制御することが困難になり、耐久性及び耐候性が低下する。最も好ましい2層構造は、t1=t2+t3の厚みになることであるが、図示のように、t2+t3がt1より大きくなったり、t1=t2となって内層13cが載っているだけであってもよい。
【0021】
内層13cの内側には、外層13bを貫通しないティアライン17が設けられている。図2に示すように、ティアライン17は、開裂溝23(図1参照)に沿ったライン17aの両側からヒンジ部24a,24bに繋がるようにT字状に延びるライン17b,17cからなる。このティアライン17に沿って表皮13(図1参照)が破断することにより、エアバッグドア16のエアバッグリッド21、22がヒンジ部24a,24bを支点にして両開き状に開く。また、ティアライン17は、レーザ加工による孔18を互いに重ならないように列状に配列して形成されるものが好ましい。この孔18の深さは、図1のように、外層13bに達しないか、又は貫通しない程度が好ましい。
【0022】
図3は、部分的に2層構造となった表皮13のパウダースラッシュ成形による製法例を示す。図3(a)のように、表皮13の外層13a,13bを一回目のパウダースラッシュ成形により成形する。例えば、外層13bに相当する部分にパウダーが積もりにくくする邪魔板を設けることなどにより、外層13bの厚みt2を外層13aの厚みt1に比べて薄く成形することが可能である。
【0023】
つぎに、図3(b)のように、厚みの薄い外層13bを囲うように、外層13aに仕切り31を当て、この仕切り31の内部にパウダーが入るようにする。そして、2回目のパウダースラッシュ成形により内層13cを外層13bの上に積層させる。外層13bに対する内層13cの密着性を良くするため、外層13bをPVC製にした場合、内層13bはTPUとPVCを3:1〜1:3の比率でブレンドしたものを用いることが好ましい。
【0024】
また、パウダースラッシュ成形により成形され、表皮の薄くなった外層13aの部分に、熱硬化性ウレタンのような樹脂を塗布して加熱硬化することによっても、部分的な2層構造を形成できる。
【0025】
このように芯材11、エアバッグドア16及び表皮13を別々に成形し、図示を省略するモールド内にてエアバッグドア16を芯材11に装着することで、エアバッグドア16により芯材11の開口部15を閉成する。続いて、上記モールド内にて、表皮13を芯材11、エアバッグドア16に対峙させ、これらの隙間内にクッション層12を充填することによりインストルメントパネル1を成形する。なお、芯材11とエアバッグドア16を二段階成形などにより一体的に成形した場合、モールド内にて、表皮13を芯材11及びエアバッグドア16に対峙させ、これらの隙間内にクッション層12を充填することによりインストルメントパネル1を成形する。
【0026】
つぎに、図1のような断面構造を有するインストルメントパネル1を成形したあと、レーザ加工32により、開裂溝23の底から内層13cに至り、外層13bを貫通しない孔の多数を所定間隔で列設する。所定間隔は孔同志が連続しない程度である。これにより、図2のような全体としてH状となったティアライン17を形成する。また、図1の開裂溝23の底とクッション層12にも多数の孔が列設されることにより、エアバッグドア16の展開も容易且つ確実になる。
【0027】
次に、本実施形態に係るエアバッグ一体型インストルメントパネル1の開成作動を図1により説明する。自動車が衝突すると、ガス発生器から放出されるガスにより図示されないエアバッグがエアバッグリッド21、22に向けて膨張する。そして、エアバッグリッド21、22が、エアバッグの膨張による力を受けると、開裂溝23に沿って開裂し、さらにクッション層12及び表皮13がティアライン17に沿って破断する。これと同時に、エアバッグリッド21、22は、各ヒンジ部24a、24bによって略90°回転して、インストルメントパネル1の前後側に両開きされる。このように、エアバッグドア16、クッション層12及び表皮13が連続的に破断、展開される。特に、表皮13の内層13cが低温脆性に優れるため、低温時のエアバッグの展開時でも、表皮13が内層13cのティアライン17を起点にして破断し、外層13bは内層13cとともに破断する。そのため、外層13bの低温脆性が低くても、小破片に飛散することがなる、エアバッグが開口部15から自動車の車室内に膨出される。
【0028】
つぎに、上述した実施形態の効果を以下に説明する。
(1)エアバッグドア16の開成に伴って確実に破断することが要求される表皮13の部分だけ、外層13bと内層13cの2層構造とするため、表皮13の外層13a,13bをPVCのような汎用材料で成形し、内層13cをTPU又はTPO又はTPUとPVCのブレンド品で成形するという使い分けが可能になる。その結果、表皮の性能を維持したまま製作コストを下げることができ、インストルメントパネル1の全体を経済的に製作することがでる。また、エアバッグドアに相当する部分の表皮の厚みを厚くしたり薄くしたりするという部分的な厚みの制御も可能になり、エアバッグドア16の開成に必要なティアライン17も容易に設けることも可能になる。
【0029】
(2)表皮13の2層構造に相当する外層13bを1層構造に相当する外層13aより薄くすることにより、スラッシュ成形時の内層13cに対する熱伝達が良くなる。そのため、内層13cの流れ性が良くなり、均一な厚みの内層13cをスラッシュ成形することが可能になる。そのため、表皮13の表面から見ても2層構造の部分を特定することができず、外観性を損なうことがない。
【0030】
(3)表皮13のティアライン17を内層13cに形成し、ティライン17が外層13bを貫通しないようになっているため、ティアライン17が表皮13の表面から特定できないインビジブルになる。特に、このティアライン17をレーザ加工による孔18を互いに繋がらないように密に配設して形成することにより、前記インビジブル性と破断性の両方をバランス良く確保することができる。
【0031】
なお、実施の形態は上述したものに限られず、例えば、次のように具体化してもよい。
(1)エアバッグドア16は、両開き状のものに限られない。片開き状のエアバッグドアであってもよい。この場合、エアバッグドアのヒンジは一か所になる。また、表皮13のティアラインは、片開きのエアバッグドアに対応して、コ字状に設けられる。
(2)表皮13の2層構造は、エアバッグドア16の大きさに対応する部分に設けられるものに限られない。エアバッグドア16の脚部25の範囲の狭い部分が2層構造となるなど、少なくともティアライン17が設けられる部分が2層構造になっておればよい。(3)インストルメントパネル1は、芯材11、クッション層12及び表皮13の3層の積層に限られず、芯材11及び表皮13の少なくとも2層の積層構造であってもよい。
【0032】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、請求項1の発明によると、インストルメントパネルを構成する表皮が部分的に2層構造となっており、2層構造の部分に設けられたティアラインがエアバッグドアの開成に伴って破断するようにしたので、ティアラインに沿った破断を確実にするとともに、表皮即ちインストルメントパネルの全体を経済的に製造することができる。
【0033】
請求項2の発明によると、内層の低温脆性を高め、外層に低温脆性が低い材料を使用しても、低温時のエアバッグ展開時に、内層に積層された外層の飛び散りが発生しない。
【0034】
請求項3の発明によると、レーザ加工による孔を密に並べたティアラインを内層に設け、この孔が外層を貫通しないようにするため、表皮のティアラインのインビジブル性が確保されるとともに、エアバッグドア開成時の表皮のティアラインからの破断の確保が両立できる。
【0035】
請求項4の発明によると、内層を均一厚みに形成することができ、2層構造でありながら、表皮の厚みを抑えることが可能にする。
【0036】
請求項5,6の発明によると、表皮の外層を汎用的なPVCとし、部分的な内層を高級品としながら、スラッシュ成形により、表皮を経済的に製作することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるインストルメントパネルの要部の断面図であり、図4のA−A線に沿った断面図である。
【図2】表皮の裏側のティアラインの配置を示す平面図である。
【図3】2層構造の表皮の製法例を示す工程図である。
【図4】エアバッグドアが両開きするインストルメントパネルを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 インストルメントパネル
11 芯材
12 クッション層
13 表皮
13a 1層構造の外層
13b 2層構造の外層
13c 2層構造の内層
15 開口部
16 エアバッグドア
17 ティアライン
18 孔
21 前側エアバッグリッド
22 後側エアバッグリッド
23 開裂溝
24a,24b ヒンジ部
25 脚部
31 仕切り
Claims (6)
- 芯材に、ヒンジ部を支点にして開きエアバッグを膨出させるエアバッグドアが設けられ、前記芯材及びエアバッグドアに対して少なくとも表皮が一体的に積層されてなるインストルメントパネルであって、前記表皮が芯材上に形成された発泡層上に形成されるものであって、外層と前記エアバッグドアに対応する部分だけであってヒンジ部を跨いで設けられた内層との部分的な2層構造で形成されているエアバッグドアを有するインストルメントパネル。
- 前記内層の低温脆性が前記外層の低温脆性より優れ、前記内層にティアラインが形成されている請求項1に記載のエアバッグドアを有するインストルメントパネル。
- 前記ティアラインは、レーザ加工され、前記内層に至り前記外層を貫通しない孔を列状に配列して形成されている請求項2に記載のエアバッグドアを有するインストルメントパネル。
- 前記2層構造における前記外層の厚みが、2層構造でない部分の前記外層の厚みより薄い請求項1〜3のいずれかに記載のエアバッグドアを有するインストルメントパネル。
- 前記外層に相当する部分がポリ塩化ビニルで形成され、前記内層がウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー樹脂、ウレタン系熱可塑性エラストマー樹脂とポリ塩化ビニルのブレンドのいずれかで形成された請求項1〜4のいずれかに記載のエアバッグドアを有するインストルメントパネル。
- 前記外層は、スラッシュ成形され、前記内層は、前記外層のうち前記エアバッグドアに対応する部分を仕切りで区切り、前記外層の上に更にスラッシュ形成されたものである請求項5に記載のエアバッグドアを有するインストルメントパネル。
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