JP4820473B2 - 自動車用内装パネル - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ装置を内部に搭載した自動車用内装パネルに関する。

エアバッグ装置は、自動車が衝撃を受けたときにその衝撃を感知してエアバッグを膨張、展開させて車体と乗員との間に介在させ、これによって乗員を保護するというものである。
近年急速に普及し、その配設箇所も運転席用のステアリングホイール、助手席用の自動車用内装パネルだけでなく、乗員を側面部の衝撃から保護する側部用エアバッグ車体側部窓上部に配設されるようになった。
これらの中で、自動車用内装パネルの下部に配設される助手席用エアバッグ装置においては、それをカバーするエアバッグカバーを自動車用内装パネルとは別体として用意し、これを自動車用内装パネルに設けた開口部に組みつけるというのが普通であったが、近年ではこれらを一体化してモジュール化して製造、組み立て作業の合理化を図ると共に、内装部品としての自動車用内装パネルの外観を向上させることが要望されている。

そして、このようにエアバッグカバー体を自動車用内装パネルに一体化したものもすでに数多く提案されており、それらの中で、エアバッグカバー体構成部分を含めて、自動車用内装パネルにソフト感を付与するために基材と表皮の間にクッション層を設けたものがある。例えば特開２０００−１４２２９６（特許文献１）には、自動車用内装パネル基材に形成されたエアバッグ用開口部にドア基材が配置され、該ドア基材および自動車用内装パネル基材と表皮材との間で発泡体が成形されて当該ドア基材とその表面の発泡体および表皮材により構成されたエアバッグドア部が、前記エアバッグドア開口部裏側のエアバッグケースに収容されたエアバッグの膨張により押圧されて前記ドア基材の１辺側をヒンジとして開くようにされた構造において、前記ドア基材は１辺がヒンジ側を構成する略方形板状のドア基材本体部と、該ドア基材本体部のヒンジ側を除く残りの３辺のうち、少なくとも１辺の裏側付近に突設されたエアバッグケース取付片とを有し、前記エアバッグケース取付片は破断用脆弱部を基部に有するとともに側面にドア基材本体部の縁裏面との間で挟持部を構成する挟持爪を有し、前記ドア基材本体部のヒンジ側の辺が前記エアバッグドア開口部周縁およびエアバッグケースに固定されると共に、前記挟持部がエアバッグドア開口部周縁を挟持し、前記エアバッグケース取付片がエアバッグケースに固定されているエアバッグドア部の構造が開示されている。
こうした自動車用内装パネルでは、押圧に対する耐久性もよく、また発泡体層及び表皮材によりソフトな触感、外観を付与することができるとされている。
特開２０００−１４２２９６

しかしながら、本発明者らが確認したところ、前記公報に開示されたような基材層と表皮の間に発泡体層を含む構造においては、特にＨ字状扉部のサイド部分においては、エアバッグ展開時ドア部は表皮の破断予定部ではなく、その外側に偏位した位置にて開裂することがあり、その際の破断面の状態もかなり荒れていた。

本発明者らは、こうした破断位置の偏位について検討した結果、エアバッグ展開時ドア部材の開裂は、前記取付片の基部に設けた脆弱部が破断してドア基材本体部が自動車用内装パネル基材から分離することにより行われるが、分離後ドア基材本体部の押し上げに伴い、発泡体層には圧縮力と引張力がかかり、発泡体層はその上の軟質の表皮材の伸びが大きいのに対して伸びが小さく、そのため表皮材は伸ばされ変形しながら、破断に抵抗し、ついに破断に至るときの表皮材の破断位置は表皮材の伸びの影響を受けてその予定位置の弱部ではなく、そこから外側にずれた表皮材の一般部での無理な引きちぎりによる破断となり、伸びの小さい発泡体層は表皮材と剥離され、破砕されて、その破片が飛散するおそれもあるが、発泡体層の発泡倍率の調整や、表皮材と発泡体層との接着を強くすることで破片の飛散を防止している。しかしながら、発泡倍率の調整が難しく、高価な接着剤を使用することとなり製造コストのかさむという問題がある。

本発明は、こうした問題を改善することを目的とするものである。すなわち、本発明は、外観、感触を向上するように表皮材と基材の間にクッション層を設けたエアバッグ一体化自動車用内装パネルであって、エアバッグ展開時のエアバッグカバー部のパネルの開裂が設計どおりにスムースにでき、エアバッグの展開においても安全に、確実に設計どおりに行うことができる自動車用内装パネルを提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討した結果、表皮に設ける破断予定部である弱部の位置をクッション層を含まない場合の位置よりもエアバッグカバーの外側に方向に偏位させることにより、前記問題を解決することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
［１］ 収納されたエアバッグを組み込んだエアバッグ装置のエアバッグ膨出方向を覆いエアバッグの展開によって扉部を形成する破断予定部をエアバッグ装置に面する側に形成した自動車用内装パネルであって、
エアバッグ装置側に配置される硬質樹脂製の基材層と、該基材層のエアバッグ膨出方向側に積層されるクッション層と、該クッション層にさらに積層される軟質樹脂製の表皮を有し、
表皮には、破断予定部を構成する弱部が設けられ、
該弱部の中で扉部のサイド部分においては、破断時に無理なく開裂するように前記基材層に形成した破断部に対応する真上部位よりも外側に偏位させて設けることを特徴とする自動車用内装パネル。
［２］ 表皮がポリウレタン樹脂である［１］記載の自動車用内装パネル。
［３］ 表皮に設ける弱部の偏位が、基材層に形成した破断部の直上から１５度〜７０度である［１］記載の自動車用内装パネル。
［４］ 表皮に設ける弱部が、一般部よりも肉厚とした部分に形成した溝部である［１］〜［３］に記載の自動車用内装パネル。
［５］ 前記一般部よりも肉厚とした部分がその幅方向断面が山形状である［４］記載の自動車用内装パネル。
に関する。

本発明による自動車用内装パネルは、その外観、触感に優れるとともに、エアバッグ展開時には設計どおり所定の部位において確実にそのドア部をスムースに開裂することができ、信頼性を高めることができる。

本発明においては、硬質樹脂製の基材層と該基材層に積層されたクッション層と該クッション層に更に積層された軟質樹脂製の表皮から構成されるエアバッグカバー体を兼ねる自動車用内装パネルにおいて、該表皮に設ける破断予定部となる弱部の配設位置が重要である。
この弱部は、パネルがクッション層を有しない基材層と表皮とから構成される場合には、従来から、基材層に設ける破断部と対応する位置、すなわち基材層の破断部の真上位置に設けられている。しかし、基材層と表皮の間にクッション層を有する場合には、すでに述べているように、こうした通常の配設位置に弱部を設けても、エアバッグ展開時のドア部材の押し上げにより、クッション層が圧縮されるとともに、表皮が伸び、破断位置は、予定の弱部の外側に偏位して一般部にて引きちぎるように無理に破断するような状態となることがあり、エアバッグの展開およびドア部の開裂がスムースな動きとなるように設けられた破断予定部はその用をなさず、その無理な破断によりクッション層が崩れて荒れた破断面となる。

本発明においては、このような問題が生じないように、予め表皮の破断位置のズレを想定して、クッション層を含めて自動車用内装パネルのエアバッグカバー体部分が無理なく開裂するように、表皮の弱部を通常の配設位置よりも外側に設けることが重要である。
その場合に、破断予定部としての弱部配設位置の偏位量は、使用される各層の材質、特にクッション層の強度や表皮の伸び特性、厚みなどにより影響されるが、基材層の破断部の真上からの偏位角度で１５度〜７０度が好ましいといえる。より好ましくは、３４〜６５度である。偏位角度が１５度未満では、偏位が不十分となり破断部位は更にこの位置を超えて外側にずれることもあるので、確実性、信頼性の点で好ましくない。７０度を超えて偏位させると、今度は実際の破断部位が弱部の内側になり無理な開裂となることがあるので、同様に確実性、信頼性において好ましくない。

このように、本発明において、エアバッグカバー体部分の適正な開裂のために必要な偏位量は、使用するクッション層の強度、表皮の伸び特性により、１５度〜７０度の偏位角度の範囲において、選択することができる。例えば、表皮材として比較的伸びの小さい、例えば表皮の伸びが１５０％程度のものを使用するとき、偏位角度は小さくすることができる。この場合において、クッション層の強度の調整により偏位角度はさらに調節できる。例えばクッション層となる発泡ポリウレタンを反応射出成形法で成形する際に、ポリオール成分としてその平均分子量の小さいものを使用すると、クッション層を脆くすることができ、この場合には、偏位角度を１５度程度の偏位とすることができ、表皮の弱部を基材の破断部に対応した部位（真上）のすぐ外側に設けることができる。また、クッション層の成形の際にポリオール成分として平均分子量の大きいものを使用すると、クッション層の強度を増すことができ、この場合には、偏位角度を３５度程度として、表皮の弱部を基材の破断部に対応した部位のより外側に設けることができる。
また、表皮材として伸びの大きい、例えば表皮の伸びが４００％程度のものを使用するとき、偏位角度を大きくすることができる。この場合においても前記と同様にクッション層の強度の調整により偏位角度をさらに調節できる。例えばクッション層の成形にポリオールの平均分子量の小さいものを使用してクッション層を脆くした場合には、偏位角度を６０度程度に、また、クッション層の成形にポリオール成分の平均分子量の大きいものを選びその強度を大きくした時は、偏位角度を７０度程度とすることができる。
このように、使用する表皮材料の伸びとクッション層の強度により、表皮の弱部の偏位角度を選択することができる。

また、本発明において、前記設置部位に配設する表皮層の弱部は、その構造を以下のように形成することが扉部の開裂時の信頼性を一層高める上で好ましい。
図２等に示すように、表皮に設ける弱部は、肉厚部に形成する。さらにその肉厚部は、その幅方向断面を両側からスロープ状に***する山形状とした肉厚部として、そこに溝部を形成することが好ましい。

本発明の自動車用内装パネルは、上記のように、基材層とその上に積層されたクッション層、およびさらにその上に積層された表皮から構成されている。
基材層は、好ましくは厚み２．５〜４．０ｍｍで、比較的硬質な材料、例えばポリプロピレンをタルクなどで補強したＰＰＣ樹脂から射出成形法で成形されることが好ましい。この他の硬質な材料としては、ポリカーボネートとＡＢＳ樹脂との複合樹脂（ポリマーアロイ）、マレイミド系樹脂（ＳＭＡ）、変性ポリフェニレンオキサイド（ｍＰＰＯ）などの樹脂から適宜選択できる。また、その上に積層されるクッション層は、好ましくは厚み５〜１０ｍｍで、発泡材料、例えばポリウレタン発泡材を使用して反応射出成形法で成形することが好ましい。
さらにその上に積層される表皮は、触感も良好な軟質のポリウレタン樹脂材料を使用した反応射出成形法で形成されることが好ましいが、特にポリウレタンに制限されるというものではなく、軟質で感触の良好な樹脂材料であれば良い。

表皮の厚みは一般部で０．５〜１．０ｍｍ、破断予定部である弱部は一般部よりも肉厚とした部分に設けるが、この肉厚部としては幅方向の断面が山形状が好ましい。そして、その幅が６〜１５ｍｍ、好ましくは、８〜１０ｍｍ、頂部の幅が２．５〜６．０ｍｍ、好ましくは４〜５ｍｍ、頂部の肉厚が２〜５ｍｍ、好ましくは３．５〜４．５ｍｍである。この肉厚部に設ける弱部は、溝幅、ないし溝径が０．３〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍの長溝、あるいは複数の孔とするのが好ましい。その溝部底部の残厚は０．３〜１．０ｍｍ、好ましくは０．５〜０．８ｍｍとする。
本発明においては、前記弱部は２段階に設け、すなわち、第１の弱部を連続溝として形成しその連続溝の底部にさらに先細の第２の弱部を設けることがより好ましい。第２の弱部は、適用部位により連続溝あるいは不連続の溝とするのが好ましい。例えば、破断予定部が交差する部位では、第２の弱部は交差部位において連続して形成されることがスムースに破断させるために好ましい。

表皮は、このように薄く、ことに破断予定部位においては非常に薄い構造となっているので、ポリウレタン樹脂材料は、流動性の大きい低粘度の材料が好ましく、また、成形後の収縮が小さいものが好ましい。そして、このような材料を使用して、射出成形もしくは反応射出成形法で成形されることが好ましい。
前記クッション層の成形は、基材層と表皮を金型内にインサートしてその間に注入されて成形されるが、その際に表皮の凹部の内部にも充填されてクッション層がそこに延設されるのも好ましい。このことにより、表皮外観に前記凹部による影響が及ぶことを防止することができる。

本発明において弱部をその幅方向の断面が山形状とした場合には、軟質で、薄く、強度の小さい表皮が破断予定線を構成する弱部を越えて破断し、予定部外の領域まで破断する懸念を一層払拭することができる。
破断予定部をこのような構造とすることにより、中間層にクッション層を有し、かつ、薄く、強度が小さい表皮を含む３層構造のパネルであっても、エアバッグ装置の作動時に下方から膨出しようとするエアバッグの押し上げにより、破断予定部を越えて開裂することはなく、スムースなエアバッグの展開をより確実にすることができる。
この弱部は、エアバッグカバーの扉部の形状に従い、片開き扉の場合にはコの字型、両開き扉の場合にはＨ型の形に設けることができる。

以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１は、エアバッグ装置が一体化された本発明の自動車用内装パネルの斜視図である。図２は、図１中、Ａ線断面説明図で、エアバッグの展開時にその下からの押し上げにより、パネルが扉部として破断、開裂する際のパネルの状態を説明する図である。上の図は、通常の状態で、２番目の図がエアバッグが膨張を始めて下から押し上げている状態の説明図で、その押し上げに伴いクッション層には圧縮力と引張力がかかり、表皮には引張力がかかっている様子を模式的に説明している。また、下の図は、エアバッグの押し上げにより、クッション層および表皮が破断予定部である弱部においてパネルの一般部から破断して、分離する様子を説明する図である。

また、図３は、本発明における表皮を成形するための金型（コア型）の例を示すものである。図４は、このコア型を使用して成形した表皮を含むパネルの一つの実施例を示すもので、図１に示すＡ線断面の弱部の一例を詳細に示す説明図である。図５は、図１のパネルの表皮の裏面の弱部（交差部分）の構造の一例を詳細に説明するもので、それぞれエアバッグを展開する両開き扉（図５左側）、および片開き扉（図５右側）を意図したものであり、円内はその部分詳細図で、交差部を連続溝として形成されている。また、図６は図１中のＡ線断面の弱部の配置の一例を詳細に示す説明図である。また、図７は、図１のパネルの表皮裏面の弱部（センター部分）の構造の一例を詳細に説明するもので、中央部を連続溝、その両側を不連続な孔溝として形成されている。図８は、図１中、Ｂ線断面説明図である。
図中、１はパネル本体、２は軟質樹脂インナー（ドア部の支持部材）、３は扉部、４は扉補強部、５はヒンジ部、６は表皮破断予定線、９は基材層の破断部、１０は接合部、１１はリテーナ固定穴、１２は外周縁部、１３は表皮、１４は硬質樹脂基材層、１５はクッション層、１６は不連続溝部、１７は連続溝部、１８は表皮厚肉部を示す。

本発明のパネルの構成によれば、図２に示すとおり、破断の際に表皮が引き伸ばされて破断しようとする力のかかる部位にずれが生じても表皮の弱部を基材の破断部に対応する（真上）部位から外側に偏位させて配設しているので、すなわちそのずれに応じた部位に弱部を設けているので、一般部での引きちぎりによる表皮とクッション層との剥離も発生せずに、設計どおり弱部においてスムースな破断を行うことができる。
これに対して、図９に示すように、表皮の弱部を従来のように基材層に設けた破断部に対応する部位、すなわちその真上に設けた場合には、破断時にドア部の押し上げにより、表皮が引き伸ばされるため変形しながら、破断に抵抗し、ついに破断に至るときの表皮材の破断位置は表皮材の伸びの影響を受けてその予定位置の弱部ではなく、そこから外側にずれた表皮材の一般部での無理な引きちぎりによる破断が生じ、伸びの小さい発泡体層は表皮材と剥離され、破砕されることとなる。

図１に示すパネルの製造は、まず表皮をその破断予定部の構造に対応した金型を使用する射出成形あるいは反応射出成形により形成する。この際使用する金型（コア型）は、図３に示すように弱部の構造に対応して、山形状肉厚部に対応する凹部と溝部に対応するその中央部に連続的に設けた薄壁状の突出部と更にその上に設けた先細のピンあるいは第２の薄壁を備えている。
この様な金型を使用し、ポリウレタン材料として、本発明の表皮は非常に薄い部分を有するので、流動性の良い例えば充填時の粘度で５００〜１０００センチポアズのポリウレタン材料を使用することが好ましい。また、成形後の収縮率もできるだけ小さい例えば一万分の３〜８程度の成形材料が好ましい。また、スムースな開裂のため、表皮が比重０．８以上で、無発泡もしくは微発泡で、引張荷重７０ｋｇｆ／ｃｍ以下の特性を有することが好ましい。伸びについては１５０〜４００％、好ましくは１５０〜２５０％程度の材料が良い。引張荷重及び伸びの測定は、ＪＩＳ Ｋ ６３０１（使用ダンベル２号形）にて実施した。
エアバッグの展開実験に供した本実施例の表皮材は、その伸び特性が室温で２１０％、引張強度が３０ｋｇｆ／ｃｍ^２であった。
基材層は、例えばタルクを充填したポリプロピレンから射出成形により製造する。次いで、これらの表皮と基材層を金型内にインサートしてこの部材の間にポリウレタン発泡材料を反応射出成形法により充填してクッション層を成形して図１に示す自動車用内装パネルを製造することができる。

本発明のエアバッグ装置を一体化した自動車用内装パネルの斜視図。 図１中、Ａ線断面説明図で、エアバッグ展開時にパネル（エアバッグカバー体）が破断にいたるまでの状態説明図。 本発明の自動車用内装パネルにおける表皮を成形するための金型の一例を示す説明図。 このコア型を使用して成形した表皮を含むパネルの一つの実施例を示すもので、図１に示すＡ線断面の弱部の一例を詳細に示す説明図。 表皮の裏面の弱部（交差部）の実施例の説明図。 図１中、Ａ線断面説明図で、表皮弱部の実施例。 表皮裏面の弱部（センター部）の実施例の説明図。 図１中、Ｂ線断面説明図。 表皮の弱部を基材層破断部の対応位置に設けた場合（比較例）の説明図。

Claims (5)

1. 収納されたエアバッグを組み込んだエアバッグ装置のエアバッグ膨出方向を覆いエアバッグの展開によって扉部を形成する破断予定部をエアバッグ装置に面する側に形成した自動車用内装パネルであって、
   エアバッグ装置側に配置される硬質樹脂製の基材層と、該基材層のエアバッグ膨出方向側に積層されるクッション層と、該クッション層にさらに積層される軟質樹脂製の表皮を有し、
   表皮には、破断予定部を構成する弱部が設けられ、
   該弱部の中で扉部のサイド部分においては、破断時に無理なく開裂するように前記基材層に形成した破断部に対応する真上部位よりも外側に偏位させて設けることを特徴とする自動車用内装パネル。
2. 表皮がポリウレタン樹脂である請求項１記載の自動車用内装パネル。
3. 表皮に設ける弱部の偏位が、基材層に形成した破断部の直上から１５度〜７０度である請求項１記載の自動車用内装パネル。
4. 表皮に設ける弱部が、一般部よりも肉厚とした部分に形成した溝部である請求項１〜３に記載の自動車用内装パネル。
5. 前記一般部よりも肉厚とした部分がその幅方向断面が山形状である請求項４記載の自動車用内装パネル。

Images