(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアバッグ作動時の膨張圧力によって展開するエアバッグドアの開裂溝と開口予定部がそれぞれ形成されたインストルメントパネルの芯材において、前記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板が裏打ちされたエアバッグドア一体型インストルメントパネルであって、前記補強板が、インストルメントパネル芯材と裏打ち材によって挟持され、前記芯材と前記裏打ち材とが振動溶着することによって固定されているエアバッグドア一体型インストルメントパネル。
【請求項２】
前記芯材又は前記裏打ち材は、前記芯材又は前記裏打ち材との溶着面側に複数の円筒状の凸部を有し、前記凸部の円筒内に樹脂板部が設けられ、前記樹脂板部は、エアバッグ展開時に前記エアバッグドアに作用する応力の方向と略同一方向となる方向性を有している請求項１に記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネル。
【請求項３】
前記裏打ち材が、前記芯材と同一の材質である請求項１又は２に記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネル。
【請求項４】
前記裏打ち材が、熱可塑性オレフィン樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネル。
【請求項５】
前記芯材又は前記裏打ち材の前記凸部と対峙する部分に、前記凸部の先端面積よりも大きい面積を有する凹部が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネル。
【請求項６】
エアバッグ作動時の膨張圧力によって展開するエアバッグドアの開裂溝と開口予定部がそれぞれ形成されたインストルメントパネルの芯材において、前記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板が裏打ちされたエアバッグドア一体型インストルメントパネルの製造方法であって、前記補強板を、前記芯材と裏打ち材によって挟持して、前記芯材に前記裏打ち材を振動溶着することによって固定するエアバッグドア一体型インストルメントパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグ一体型インストルメントパネルに関し、特に、助手席前方に形成されるエアバッグ一体型インストルメントパネル及びその製造方法に関する。
【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設けられるようになった。このエアバッグ装置は、エアバッグと当該エアバッグが収納されるエアバッグケースとからなり、助手席の前方のインストルメントパネルの裏側に取り付けられる。エアバッグ装置が設けられたインストルメントパネルのエアバッグは、エアバッグのための展開開口部を有し、この開口部は平時には前記インストルメントパネルと同種の外観をもったエアバッグドアによって覆われている。そして、一旦衝突などによって車両が大きな衝撃を受けた時には、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、このエアバッグドアを内側から押し広げて開口させる。
【０００３】
これら従来技術にあっては、エアバッグドアをインストルメントパネルと一体とせず、別部品にて製造し、後工程にてインストルメントパネルと結合したり、更に、エアバッグドアとインストルメントパネル本体の樹脂を異なるものとする２色成型が行われている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術には次のような問題がある。即ち、（１）別部品のエアバッグドアを設定する場合、外観上、インストルメントパネルとの一体感が損なわれる。（２）２色成型において材料が異なることにより、その２種類の材料に接合部が発生し、一体感が損なわれる。（３）従来のインストルメントパネルに用いられている樹脂材料では、エアバッグドアに求められる要求性能を満足できない。
【０００５】
そこで、例えば、本出願人による特開平１０−４４９１０号公報に提案されているようなエアバッグ一体インストルメントパネルがある。ここで提案されているエアバッグ一体インストルメントパネルは、図５及び図６に示すように、エアバッグ一体インストルメントパネル５１の裏面に所定形状のティアライン５５とこのインストルメントパネル５２のエアバッグドア周辺を補強するとともにエアバッグドア５４となる別部品の補強板を設定し、該別部品のエアバッグドア５４とインストルメントパネル５２とを補強部材６１等を介してビス６２等の締結部材によって結合して一体化したものである。
【０００６】
また、特開平７−２９１０７８号公報には、図７に示すようにインストルメントパネル７０の裏面側に熱かしめ用のボス７１が一体に突設され、この熱かしめ用のボス７１で補強板７２を貫通してこのボス７１でかしめることで、補強板７２を固定して裏打ちし、エアバッグドア周辺部分のインストルメントパネル７０の変形または破損を招くことなく、エアバッグ７３を確実に展開でき、外観の良好なインストルメントパネル７０とできるエアバッグドア部の構造が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前者の特開平１０−４４９１０号公報によるものは、エアバッグドア５４が、高い結合力でインストルメントパネル５２に結合されているため、エアバッグの展開時にインストルメントパネル５２の変形や破損を招くことなく、エアバッグドア５４はインストルメントパネル５２と一緒に展開する。ところが、ビス６２等の締結部材と締結するために、図６に示すようにボス部６４等をインストルメントパネルの裏面側に別途形成する必要があった。
【０００８】
また、後者の特開平７−２９１０７８号公報によるものは、熱かしめによってインストルメントパネルに補強板を結合している。熱かしめの場合、固定するためのボスを大きくとると、ひけが発生するためボスを大きくすることが困難であり、そのため、強度のある固定が難しく、エアバッグドア展開時に熱かしめ部分が外れ、補強板７２とインストルメントパネル７０とが一体でなくなり、エアバッグ７３の展開時にインストルメントパネル７０が変形や破損するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、インストルメントパネルにエアバッグドアを一体に形成する際に、エアバッグドア部周辺を補強する補強板を締結するためにインストルメントパネル側に別途締結用の部材を形成することなく、高い結合力でインストルメントパネルに固定でき、エアバッグドア展開時に変形や破損することなくエアバッグを膨出可能なエアバッグドア一体型インストルメントパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１は、エアバッグ作動時の膨張圧力によって展開するエアバッグドアの開裂溝と開口予定部がそれぞれ形成されたインストルメントパネルの芯材において、前記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板が裏打ちされたエアバッグドア一体型インストルメントパネルであって、前記補強板が、インストルメントパネル芯材と裏打ち材によって挟持され、前記芯材と前記裏打ち材とが振動溶着することによって固定されているエアバッグドア一体型インストルメントパネルである。
補強板をインストルメントパネルの芯材と裏打ち材とで挟持しているため、広い面積で、補強板をインストルメントパネルに固定することができる。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記芯材又は前記裏打ち材は、前記芯材又は前記裏打ち材との溶着面側に複数の円筒状の凸部を有し、前記凸部の円筒内に樹脂板部が設けられ、前記樹脂板部は、エアバッグ展開時に前記エアバッグドアに作用する応力の方向と略同一方向となる方向性を有している請求項１に記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネルである。
凸部の内部が空間を有する円筒状であるため、冷熱変化時の樹脂と補強材の伸縮量の差異による剪断力を分散することができる。ここで、凸部は外径３０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下、内径５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上の円筒状とすることが好ましい。これによって溶着後のバリを小さくできる。また、円筒内に樹脂板部を設け、この樹脂板部がエアバッグ展開時にエアバッグドアに作用する応力の方向と略同一方向となる方向性を有しているため、エアバッグドアに作用する応力を均等に受けることができる。また、円筒内に樹脂板部を設けることで、溶着部の面積を大きくすることができる。
【００１２】
また、請求項３の発明は、前記裏打ち材が、前記芯材と同一の材質である請求項１又は２に記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネルである。
裏打ち材と芯材とが同一材質であるため、振動溶着強度が高くなる。
【００１３】
また、請求項４の発明は、前記裏打ち材が、熱可塑性オレフィン樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネルである。
裏打ち材を熱可塑性オレフィン樹脂（以下、ＴＰＯという。）であるため、衝撃力や剪断力が作用した場合でも、これら応力を緩和することができる。
【００１４】
また、請求項５の発明は、前記芯材又は前記裏打ち材の前記凸部と対峙する部分に、前記凸部の先端面積よりも大きい面積を有する凹部が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のエアバッグドア一体型インストルメントパネルである。
凸部に対峙する凹部の面積を、凸部先端面積よりも大きくすることで、振動溶着後にバリが形成された場合でも、芯材、補強板、裏打ち材との間で隙間が形成されるため、熱サイクルを受けた時に熱膨張率の違いから生成する熱応力を緩和することができる。
【００１６】
また、請求項６の発明は、エアバッグ作動時の膨張圧力によって展開するエアバッグドアのヒンジ部と開口予定部がそれぞれ形成されたインストルメントパネルの芯材において、前記エアバッグドアのエアバッグ側の面に補強板が裏打ちされたエアバッグドア一体型インストルメントパネルの製造方法であって、前記補強板を、前記芯材と裏打ち材によって挟持して、前記芯材に前記裏打ち材を振動溶着することによって固定するエアバッグドア一体型インストルメントパネルの製造方法である。別部品である補強板を、インストルメントパネルの芯材と裏打ち材とで挟持して、これら芯材と裏打ち材とを振動溶着して補強板を固定するため、インストルメントパネル側に補強板を固定するために別途、固定用の部分等を形成する必要がなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態例を説明する。図１は、本発明に係るエアバッグドア一体型インストルメントパネル１の構造を裏面から示した斜視図である。
【００１８】
インストルメントパネル２の芯材は、ポリプロピレン樹脂をタルク、マイカ又はガラス等で補強したフィラー入りポリプロピレン樹脂（以下、ＰＰＣ樹脂という。）、変性ＰＰＯ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の樹脂を基材として、射出成形等で、所定の形状に形成される。そして、その裏面側には、図示しないエアバッグの膨張によって展開するエアバッグドア５が形成されている。
【００１９】
このエアバッグドア５は、開裂溝７を含め、適宜深さのノッチによって薄肉にされた開口予定部となる開裂溝６と、この開裂溝７を境としてその両側にエアバッグドア５が展開した時に、開裂する開裂溝８とで形成されている。また、図示していないが、後述する裏打ち材４の凸部と接する部分には各凸部に対応する凹部が形成されている。そして、このエアバッグドア５の裏面側には、エアバッグの膨張力によって、変形したり破損したりしないように、補強板３が固定される。
【００２０】
補強板３は、鉄板、アルミニウム等の金属や、ポリカーボネイト等の樹脂等で形成することができる。また、この補強板の厚みは、０．５ｍｍ前後とすることが好ましい。この、補強板３には、後述する裏打ち材４の凸部が貫通する穴９が複数形成され、前述のインストルメントパネル２のエアバッグドア部５と一体となって展開する時に回転軸となるヒンジ部１０が形成されている。このヒンジ部１０は、図示しないエアバッグ側に突出するように折り曲げられていることが好ましい。これによって、展開時にヒンジ部で干渉部分が発生することがなくなり、スムーズに展開する。また、このヒンジ部１０以外の部分、例えば、端部１１のような部分は、剛性を付与するためにビード加工等で加工しておくことが好ましい。
【００２１】
補強板３の固定に用いられる裏打ち材４は、インストルメントパネル２の芯材と同質の材料であるＰＰＣ樹脂、変性ＰＰＯ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の樹脂を用いることが好ましい。同質材料を用いることで溶着強度が高くなる。また、裏打ち材４には、ＴＰＯを用いることもできる。ＴＰＯを用いることで、衝撃力や剪断力を緩和することが可能になるとともに、低温特性に優れるため、低温雰囲気下においても使用することができる。
【００２２】
また、裏打ち材４は、図３に示すように、インストルメントパネル２の芯材側の面に、補強板３に形成されている穴９を貫通する凸部１２が形成されている。この凸部１２は、外径３０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下、内径５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上の円筒状とすることが好ましい。これによって、溶着部分に作用する応力を均等に分散することができるとともに、溶着後のバリを小さくできる。また、凸部１２の円筒内には、樹脂板部２０がエアバッグ展開時に前記エアバッグドアに作用する応力の方向と略同一方向となる方向性、即ち、中心部より放射状に外側に向かうように形成されている。これにより、エアバッグの膨張力を均等に受けることができるようになっている。
【００２３】
なお、図示していないエアバッグケースは、補強板３を介してインストルメントパネル２に取り付けることも、また、インストルメントパネル２に直接取り付けることもできる。
【００２４】
次に図２を参照しつつ本発明に係るエアバッグドア一体型インストルメントパネル１における補強板３の固定方法について説明する。図２（ａ）は組付け前の状態を示す図であり、（ｂ）は振動溶着時の裏打ち材の振動方向を説明するための図であり、（ｃ）は溶着後の状態を示す図である。
【００２５】
先ず、図２（ａ）に示すように、インストルメントパネル２のエアバッグドアを形成している芯材の上に、補強板３を設置する。この時、補強板３の開口予定部分と、芯材の開裂溝６とを合わせるとともに、芯材に形成されている穴９と、エアバッグドア５に形成されている凹部１３とを合わせて設置する。次に、裏打ち材４の凸部１２をそれぞれ補強板３の穴９に入れ、芯材に形成された凹部１３に接するように設置する。この時、凸部１２の円筒内に形成されている樹脂板部２０の方向が、図３に示すように、中心部より外側に向かって放射状になるように設置するよう注意する。
【００２６】
図２に戻り、振動溶着について説明する。図２（ｂ）に示すように各部材を設置すると、裏打ち材４の凸部１２の先端を、芯材の凹部１３に接触させながら、図に示すように２次元的に振動を加える。この振動による裏打ち材４の凸部１２の先端と対峙する芯材の凹部１３との摩擦熱により、裏打ち材４の凸部１２の先端と芯材の凹部１３とが溶けはじめ、図２（ｃ）に示すような状態となって溶着することができる。この時、溶着部１４から外側にバリ１５がはみ出すようになる。このバリ１５は、前述したように、凹部１３の面積を凸部１２の先端面積よりも大きく形成することで、逃がすことが可能となり、図２（ｃ）に示すように、裏打ち材４と補強板３と芯材との間に隙間１６を残した状態で溶着することが可能となる。このため、補強板３が鉄やアルミニウム等の金属のように、インストルメントパネル２の芯材や裏打ち材４と熱膨張率が大きく異なる材質でも、熱履歴を受けたときに伸縮することが可能となり、熱応力による歪みや破壊を抑止することができる。
【００２７】
なお、裏打ち材４及びインストルメントパネル２の芯材に夫々形成されている凸部１２及び凹部１３を、図４に示す如く、裏打ち材４に凹部１３を形成し、インストルメントパネル２に凸部１２を形成することもできる。
【００２８】
以上のように、本実施形態例に係るエアバッグドア一体型インストルメントパネルは、インストルメントパネルに形成された外観的にインストルメントパネル部との境が見えないエアバッグドアに、補強板が裏打ち材とインストルメントパネルの芯材とで挟持され、この裏打ち材と芯材とが振動溶着されることで、固定されたものである。このため、補強板は裏打ち材及び芯材それぞれの面によって挟持されているため、溶着強度を高くすることができる。また、振動溶着によって、裏打ち材と芯材とを溶着するため、裏打ち材の材質を適宜選択することが可能となる。また、補強板に金属等の別物を使用することができ、芯材と裏打ち材との振動溶着によって固定されるため、芯材に補強板を固定するために別途、固定部分を形成する必要もなくなり、このため、インストルメントパネルの成形時にインストルメントパネル表面にひけが発生することもなくなる。
【００３１】
【発明の効果】
以上より、本発明によると、インストルメントパネル側に補強板を固定するために別途固定部分を形成する必要もなく、インストルメントパネルの表面にひけ等の外観不良を発生させることを防ぐことができる。また、補強板を芯材及び裏打ち材の面で挟持するため、溶着部分以外にこれら面で補強板を固定できるため、高い溶着力で補強板を固定することができる。このため、エアバッグの膨張力により、エアバッグドアが展開するときに、補強板とインストルメントパネルが一体となって展開するため、エアバッグ展開時のインストルメントパネルの変形や破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエアバッグドア一体型インストルメントパネルの構造の裏面側からの斜視図を示す。
【図２】裏打ち材を芯材に振動溶着する方法を説明するための図である。（ａ）は組付け前の状態を示す図であり、（ｂ）は振動溶着時の裏打ち材の振動方向を説明するための図であり、（ｃ）は溶着後の状態を示す図である。
【図３】裏打ち材の凸部形状を示す図である。
【図４】裏打ち材及び芯材に他の実施形態例のものを使用した場合の裏打ち材を芯材に振動溶着する方法を説明するための図である。（ａ）は組付け前の状態を示す図であり、（ｂ）は振動溶着時の裏打ち材の振動方向を説明するための図であり、（ｃ）は溶着後の状態を示す図である。
【図５】インストルメントパネルに一例を示す図である。
【図６】従来のエアバッグドア一体型インストルメントパネルの一例を示す図である。
【図７】従来のエアバッグドア一体型インストルメントパネルの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１  エアバッグドア一体型インストルメントパネル
２  インストルメントパネル
３  補強板
４  裏打ち材
５  エアバッグドア
６  開裂溝
７  開裂溝
８  開裂溝
９  穴
１０  ヒンジ部
１１  補強板端部
１２  凸部
１３  凹部
１４  溶着部
１５  バリ
１６  隙間
２０  樹脂板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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