(57)【要約】【課題】開裂部周囲の破損・飛散をなくした安定した展開性能を確保することができ、重量的にも、工数的にも有利なエアバッグリッドの展開部構造及び製造法を提供する【解決手段】インストルメントパネルの基材裏面に当接するように設けられた軟質樹脂製の成形体が、エアバッグリッド補強部とヒンジ部と開口している固定部を有しており、固定部と接合していない保持材に設けられた凸形状部が、固定部の開口部分を貫通してインストルメントパネルの裏面に接合されることにより、固定部が保持されている一体型エアバッグリッドの構造。エアバッグシュータに設けられた凸形状部を保持材とした前記の一体型エアバッグリッドの構造。保持材とインストルメントパネルとの接合と、インストルメントパネルのエアバッグリッド部と成形体のエアバッグリッド補強部の接合とを振動溶着により行う製造方法。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インストルメントパネルの基材裏面に当接するように設けられた軟質樹脂製の成形体が、エアバッグリッド補強部とヒンジ部と開口している固定部を有しており、固定部と接合していない保持材に設けられた凸形状部が、固定部の開口部分を貫通してインストルメントパネルの裏面に接合されることにより、固定部が保持されている一体型エアバッグリッドの構造
【請求項２】
エアバッグシュータに設けられた凸形状部を保持材とした請求項１記載の一体型エアバッグリッドの構造
【請求項３】
保持材とインストルメントパネルとの接合と、インストルメントパネルのエアバッグリッド部と成形体のエアバッグリッド補強部の接合とを振動溶着により行う請求項１〜２記載の一体型エアバッグリッドの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の２つの振動溶着を同時に行う製造方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インストルメントパネル一体型エアバッグリッドの構造と製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の助手席にもエアバッグ装置が取り付けられるようになり、このエアバッグ装置は、エアバッグとこれが収納されるエアバッグケースとからなり、助手席前方のインストルメントパネル（以下インストと略す）基材裏面に取り付けられる。インスト基材に大きな開口部又は寸断部を設けておき、この部分にエアバッグリッド付きのエアバッグ装置を設ける一般的構造に対して、車両内装の外観要求の高まり或いは部品一体化の要求から、最近では、表面外観上はエアバッグリッドの形状が判りにくいようにした構造のものが多くなっている。この中で、より部品点数が少ない構造として、インスト基材自体にエアバッグ展開のための開裂予定部を有し、この開裂予定部が、エアバッグリッドとなる構造がある。この場合も、一旦衝突などによって車両が大きな衝撃受けたときには、前記エアバッグケース内に収納されているエアバッグが作動して膨張し、このエアバッグリッド部を内側から押し広げて開裂し展開する。
【０００３】
従来、このようなインストにエアバッグリッドが一体化された構造としては、樹脂或いは金属をヒンジとしたものが幾つかみられるが、重量、生産工数、信頼性、外観の面で高まりつづける要求を十分に満足させるものではなかった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば特許文献１に開示されているような方法がある。これはインスト基材に対して、エアバッグリッドの補強部分とエアバッグケースが一体で形成された成形品を振動溶着で接合するものであり、金属板を使用するものに比べて重量，生産工数の面で有利ではあるが、展開性能特に低温での展開特性に問題があった。即ち、柔軟性の高い樹脂でエアバッグの横方向押圧耐性とヒンジ性を両立させようとした為に、展開時の成形体の変形が大きく、インスト基材の破損及び飛散を招く問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２で開示されているのは、インスト基材の裏面に鉄製又はアルミ製のリッド補強部材を固着し、このリッド補強部材と同じ部材をヒンジとして作用させ、別体のブラケットでエアバッグの横方向押圧を抑える構造である。この場合はやはり金属製である為に、重量的に不利であるのと同時に、金属と樹脂の結合に使用される樹脂側の突起又はリブのためにインスト表面がひけるという外観上の問題があった。表面のひけに対しては、インスト基材の肉厚を厚くする対策も考えられるが、この場合は重量的、生産工数的にさらに不利となってしまう問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２１１６号
【特許文献２】特開平１０−４４９１０号
【０００７】
そこで、本発明はかかる従来の問題点を考慮し、開裂部周囲の破損・飛散をなくした安定した展開性能を確保することができ、重量的にも、工数的にも有利なエアバッグリッドの展開部構造及び製造法を提供するものである。
【発明が解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、インストルメントパネルの基材裏面に当接するように設けられた軟質樹脂製の成形体が、エアバッグリッド補強部とヒンジ部と開口している固定部を有しており、固定部と接合していない保持材に設けられた凸形状部が、固定部の開口部分を貫通してインストルメントパネルの裏面に接合されることにより、固定部が保持されている一体型エアバッグリッドの構造に関する。
（２）また、本発明は、エアバッグシュータに設けられた凸形状部を保持材とした（１）記載の一体型エアバッグリッドの構造に関する。
（３）また、本発明は、保持材とインストルメントパネルとの接合と、インストルメントパネルのエアバッグリッド部と成形体のエアバッグリッド補強部の接合とを振動溶着により行う（１）〜（２）記載の一体型エアバッグリッドの製造方法に関する。
（４）また、本発明は、（３）記載の２つの振動溶着を同時に行う製造方法に関する。
【発明の実施の形態】
【０００９】
本発明の実施形態について図１〜図２を用いて説明する。
【００１０】
インスト基材１は熱可塑性樹脂による射出成形で設ける。熱可塑性樹脂としては一般的にフィラー入りポリプロピレンが使用されることが多いが、特に限定されるものではない。
但し、本発明の材料は振動溶着で接合する場合があるので、後述の成形体２やエアバッグシュータ３と相互に相溶性をもつことが好ましい。一般に肉厚は２〜４ｍｍ程度であるが、開裂部５については予め肉厚を薄くする事が多い。この時、表面側にひけによる外観不良が発生しないように薄肉部を一般肉部の４〜７割程度としている。
【００１１】
開裂部５の形成は、従来より様々な工法が提案されているが、一般的にはレーザー加工による断続的な微細穴加工が主に使用される。この他に、成形型に薄肉部を形成する方法、或いは熱刃による微細穴もしくは溝を形成する工法などがある。これらの加工は、一般部に対して必要とする破断強度まで下げることが目的となり、インフレータの展開押圧と一般部肉厚との兼ね合いで、適度に選択されるものである。レーザ加工の場合、微細孔の径と深さ（あるいは残肉）と孔ピッチを制御することで行う。前記微細孔は径が１００〜１０００μｍ、ピッチが２００〜２０００μｍで孔部残肉を０〜１０００μｍ程度としている。
【００１２】
成形体２は、従来鉄板を取り付けるものも多かったが、本発明では軟質樹脂を使用する。本材料はインスト基材１と相溶性があり軟質樹脂で低温時にも靭性のあることが望ましい。この成形体２はリッド補強部６、ヒンジ部７、固定部８から構成されており、射出成形により設ける。溶着の場合、リッド補強部６はインスト基材１裏面と全面的に十分に固着する必要がある為、溶着用凸形状とその廻りの凹形状を設けておき、溶着時に発生するバリで溶着性を阻害しないようにすることが好ましい。ヒンジ部７はエアバッグ展開時に円滑にリッド部を回転させる重要な役目をする部位であり、この部分ではインスト基材１裏面と接合しない。ヒンジ部７の形状としては今回７ａ、７ｂのような形状を示したが、形は特に限定するものではない。但し、衝撃的な引張り荷重を吸収できるように、このヒンジ部７が跨いでいる開裂ライン部に概直交方向の断面長さがより長く、肉厚は薄くすることが好ましい。固定部８は従来工法では接合していた部位であるが、本発明では、エアバッグシュータ（保持材）３に設けた凸形状９とインスト基材１裏面とを接合し、固定部８は挟み込まれたような状態にしておく。即ち、固定部８の開口部１０をを通してインスト基材１裏面とエアバッグシュータ（保持材）３を接合することで、固定部８は挟み込まれただけで接合はされていない状態となっている。この構造をとることで、開裂時にヒンジ部７に働く衝撃的な引張りに対して、固定部８自体が凸形状９と開口部１０の隙間分動くことができ、従来ヒンジ部７だけで受けていた荷重を軽減することができる。前述したようにヒンジ部７の形状で断面長さを長くすることは効果があるものの、エアバッグ側に大きく凸となる形状とする場合は、エアバッグの衝撃的押圧荷重を直接受けることになり、軟質樹脂製ヒンジの場合は間接的にリッド部以外のインスト基材に衝撃荷重を伝え、異常な破損を招くことがあった。本発明の構造をとることで、ヒンジ部７の形状はむやみに大きくとる必要もないために大きな凸形状とする事が避けられ、さらに、ヒンジ部７で押圧荷重を受けた場合でも、固定部が可動なことでインスト基材１への伝播荷重を大きく軽減できる。
【００１３】
保持材は、それ単体にて存在しても良いが、部品点数や製造コストの削減という観点から、エアバッグシュータ等の構成要素に凸形状部を設け、それを保持材とすることが好ましい。
エアバッグシュータ３は直接エアバッグの押圧を押え込む構造体であるので、エアバッグ展開時にエアバッグ押圧で破損・飛散しないように高強度、高剛性が必要とされ、エラストマーを含む熱可塑性材料が使用できる。またガラス繊維で強化した材料も使用できる。材料の選定は上記成形体２と同様に相互の相溶性が有る事が好ましい。エアバッグシュータ３はインスト基材１と溶着する凸形状９を持つ溶着面１２とエアバッグモジュール４の周囲を覆うシュータ部１３と補強用のリブ１１とからなる。シュータ部１３はエアバッグモジュール４の開口縁より１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度奥に覆うようにすることが望ましい。凸形状９は前述したようにインスト基材と溶着等で接合するためのものである。ここで、インスト基材１と凸形状９は熱板溶着、熱線溶着、レーザ溶着、振動溶着といった熱溶着にて接合することが好ましく、この中でも生産性、再現性の面で振動溶着で接合することがより好ましい。凸形状９については、熱溶着の場合には溶着量を増やすとインスト基材表面の外観にヒケ等が発生するため、溶着深さは２ｍｍ以下にすることが好ましく、０．４ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲内にすることがより好ましい。又大きさについては、上記溶着深さ同様に外観上の問題と溶着信頼性の問題があるため、幅や形状はインスト仕様やリッド部仕様に適した設定がされるべきものである。前述したように、凸形状９とインスト基材１が接合した状態で固定部８と凸形状９は接合していないが、特にヒンジ部７が跨いでいる開裂ライン部に概直交方向において、凸形状９と固定部８の開口部１０には隙間が開いている事が好ましい。この隙間は１〜１０ｍｍがより好ましく、２〜５ｍｍがさらに好ましい。凸形状９及び開口部１０は複数個設けられることが多く、変位量が中央部と両端部で異なる場合はこれに応じて隙間量をを変化させて設けることも可能である。これらは成形体２を設ける時点で、接合材はみ出しや溶着バリを考慮した上で凸形状９に対して開口部１０を大きく設けることで可能となる。
【００１４】
一方、インスト基材１とエアバッグシュータ３との間を成形体２の固定部８厚みより厚く保つことは固定部８の固着を防ぐ上で好ましく、０．２〜１．０ｍｍ程度隙間を設けることがより好ましい。しかし、隙間が大きいと車両振動により、騒音が発生する恐れがあるため、緩衝材を予め接触面に設けておくことも好ましい。或いは接触時に固着しないように薄い不織布や溶着材と相溶性のない異材質のテープを貼ることも好ましい。尚、前述のインスト基材１と成形体２及びエアバッグシュータ３の接合は共に振動溶着で行うことが生産上好ましく、この場合は同時に行うことも可能であり、この方がより好ましい。
【００１５】
エアバッグモジュール４はバック及びインフレータを収納するエアバッグケース、電気信号作動時に高圧のガスを噴出するインフレータ、そしてその噴出したガスにより折り畳まれた状態から膨張するバックで構成されている。また、エアバッグモジュール４とインスト基材１との固定は、エアバッグシューター３にボス形状を形成しておき、エアバッグモジュール４に取り付けたブラケットを介して固定することなどが考えられるが、特に限定するものではない。
【実施例】
【００１６】
以下，本発明を実施例に基づいて説明するが，本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
【００１７】
まずインスト基材１はタルク及びガラスフィラー入りのポリプロピレンを材料とし射出成形にて設けた。開裂部５の肉厚は一般肉厚３ｍｍに対して２ｍｍとした。開裂部５の加工はレーザ加工機により孔径３００μｍでピッチ５００〜６００μｍで残肉を１５０〜３００μｍとして加工した。成形体２はＴＰＯを成形材料とし、射出成形にて設けた。リッド補強部６には溶着リブが設けて有り振動溶着にてインスト基材１のリッド部裏面に接合した。ヒンジ部７の形状は７ａのものを使用した。固定部は開口部１０を設けて有り、ヒンジ部７が跨いでいる開裂ライン部に概直交方向に３０ｍｍの開口とした。又厚みについては２．５ｍｍとした。これに対してエアバッグシュータ３に設けた凸部９は高さ３．５ｍｍとし、溶着深さは０．５ｍｍとし、前記開口部１０の寸法３０ｍｍに対する長さは２０ｍｍとしておき、振動溶着でインスト基材１と接合した。エアバッグシュータ３とインスト基材１の溶着後に隙間３ｍｍ以上確保でき、厚み方向でも０．５ｍｍ以下の隙間が確保された。これにより成形体２はドア開裂時に可動な構造体を形成した。又、振動溶着はインスト基材１と成形体２及びエアバッグシュータ３の両方を同時に行った。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、樹脂性のヒンジ部が柔軟性をもつと同時に可動である構造の為、高い展開信頼性を持ち、リッド補強を樹脂の接合で行うことでインスト表面外観も良く、エアバッグシュータも樹脂性とすることで軽量のインスト一体型エアバッグリッドを得ることができる。
【００１９】
また、本発明で振動溶着を採用することにより、再現性、生産性の高い製造法を提供できる。
【００２０】
また、同時に振動溶着を行うことで更に高い生産性を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インスト一体型エアバッグリッドの外観図
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図
【図３】成形体及びエアバッグリッドの斜視図
【図４】成形体及びエアバッグシュータの斜視図を示す
【符号の説明】
１  インスト基材
２  成形体
３  エアバッグシュータ
４  エアバッグモジュール
５  開裂部
６  リッド補強部
７  ヒンジ部
８  固定部
９  凸形状
１０  開口部
１１  リブ
１２  溶着面
１３  シュータ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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