エアバッグドア破断溝形成工具
【課題】破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を小さくすることができ、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度を有するエアバッグドア破断溝形成工具を提供する。
【解決手段】エアバッグドア破断溝形成工具１０は、車両用内装部材の表皮材５０の意匠面の裏側面５０ａにエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線５０ｂを形成するものであって、破断予定線５０ｂを形成するとき表皮材５０が載置される載置面３１ａに対して傾斜した刃面１０ｈと、Ｒ形状に形成された刃先部１０ａと、刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとの間に形成された、刃先部１０ａ近傍において刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとを接続するテーパー部１０ｔと、を備える。
【解決手段】エアバッグドア破断溝形成工具１０は、車両用内装部材の表皮材５０の意匠面の裏側面５０ａにエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線５０ｂを形成するものであって、破断予定線５０ｂを形成するとき表皮材５０が載置される載置面３１ａに対して傾斜した刃面１０ｈと、Ｒ形状に形成された刃先部１０ａと、刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとの間に形成された、刃先部１０ａ近傍において刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとを接続するテーパー部１０ｔと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグドア破断溝形成工具に関する。詳しくは、エアバッグを搭載した車両のステアリングやインストルメントパネル等の車両用内装部材の表皮材にエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線を形成するエアバッグドア破断溝形成工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアバッグを展開させるためのエアバッグドアを一体的に設けたステアリングやインストルメントパネルは、その意匠面に、シボ加工等の立体装飾が施されたエアバッグドア部を有する車両用内装部材を備えている。車両用内装部材の表皮材は、主としてポリオレフィン系（ＴＰＯ）及びポリウレタン系（ＴＰＵ）等の熱可塑性または熱硬化性樹脂から形成されている、そして、この車両用内装部材のエアバッグドア部に相当する位置には、エアバッグの展開力によってエアバッグドアが確実に開くように、薄肉部としての破断予定線（ティアラインや開裂線ともいう）が設けられている。
また、近年では、このような車両用内装部材における立体装飾性が損なわれないように、車両用内装部材の裏側面に破断予定線を形成し、意匠面側から視認されにくいインビジブルタイプが用いられている。
【０００３】
このインビジブルタイプの車両用内装部材における破断予定線を表皮材の裏側面に形成するにあたり、レーザーカッター、高周波カッター、超音波カッター、加熱刃等の加熱切断手段を用いる方法も知られているが、破断予定線の幅を比較的小さくし、破断予定線の形成箇所に凹凸が生じることを防ぎ、車両用内装部材を意匠側から眺めた場合に破断予定線を視認されにくく形成するために、表皮材の裏側面に、例えば、図８に示すカッター刃等の加工刃を用いて破断予定線を形成する装置が知られている。
また、成形加工された表皮材を有するエアバッグドア部を有する車両用内装部材を、表皮材を実質的に平らに載置し、所定の傾斜部及び水平部を有する加工刃を用いて表皮材に破断予定線を形成する装置も知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３７９９５号公報（特願２００６−６５０８９号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、加工刃を用いて破断予定線を形成する方法は車両用内装部材の意匠面側からの優れたインビジブル性を得ることができるが、一方、加工される破断予定線は、当該破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さがなるべく均一であることが要求される。すなわち、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきは、エアバッグの展開性に影響を与える。
上記特許文献１に開示された加工刃及び加工装置は、刃面の損傷等の刃こぼれを発生しにくくして車両用内装部材におけるエアバッグドア部を、効率的かつ精度よく形成することに関するものであるが、表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきに関する点は見当たらない。
【０００６】
また、射出性に優れ、素材として柔軟性を有するポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）等ＰＰ系の樹脂材料の表皮材は車両用内装部材の表皮材として優れ頻繁に用いられるが、剛性があり硬いため、従来の加工刃では表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきが大きく、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度を出すことが特に困難であった。
本発明は、加工対象の表皮材がポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）であっても、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さを均一に加工できるエアバッグドア破断溝形成工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１） 車両用内装部材の表皮材（例えば、後述の表皮材５０）の意匠面の裏側面（例えば、後述の裏側面５０ａ）にエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線（例えば、後述の破断予定線５０ｂ）を形成するエアバッグドア破断溝形成工具（例えば、後述のエアバッグドア破断溝形成工具１０）であって、破断予定線を形成するとき表皮材が載置される載置面（例えば、後述の載置面３１ａ）に対して傾斜した刃面（例えば、後述の刃面１０ｈ）と、Ｒ形状に形成された刃先部（例えば、後述の刃先部１０ａ）と、刃面と工具後面部（例えば、後述の工具後面部１０ｂ）との間に形成された、刃先部近傍において刃面と工具後面部とを接続するテーパー部（例えば、後述のテーパー部１０ｔ）と、を備えたエアバッグドア破断溝形成工具。
【０００８】
（１）の発明によれば、加工対象の表皮材がポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）であっても、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を小さくすることができ、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度を有するエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
これは、表皮材に進入した刃先部が表皮材内部を移動するとき、Ｒ形状に形成された刃先部によってエアバッグドア破断溝形成工具の進行方向前面の表皮材の押し下げが緩やかになりその押し下げ抵抗力が小さく、刃先部近傍の工具後面部の刃面との接続部に形成されたテーパー部によって刃面から工具後面部への表皮材の流れが滑らかになり通過抵抗力が小さくなるためと考えられる。従って、表皮材に進入した刃先部が表皮材内部を移動するとき刃先部が前面から受ける力（摩擦力）、及び下面から受ける反発力とも小さくなり、その結果、破断予定線の形成箇所における表皮薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅が小さくなっていると考えられる。
【０００９】
（２） 刃面の載置面に対する傾斜角度は、４０°乃至５５°である（１）に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【００１０】
（２）の発明によれば、傾斜角度が４０°以下では残厚部の厚さの精度向上効果が不十分であり、傾斜角度が５５°以上では刃先部近傍の工具本体部の幅が狭くなり機械的強度が不足するため、精度向上効果、及び機械的強度の両方を備えたエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
【００１１】
（３） Ｒ形状に形成された刃先部は、１．５乃至１．６ｍｍの曲率半径を有する（１）または（２）に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【００１２】
（３）の発明によれば、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を更に小さくするエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）であっても、破断予定線の表皮材薄肉部の残厚部の厚さを均一に加工できるエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具を使用した破断溝加工装置の全体構造を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具の構成を示す側面図である。（ｂ）は（ａ）のＢ視前面図である。（ｃ）は（ａ）のＣ視後面図である。（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具の構成を示す側面図である。（ｂ）は（ａ）のＢ視前面図である。
【図４】本発明の実施例１と比較例１、２との実験結果を示す図である。
【図５】本発明の実施例１、２の実験結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例１と比較例３、４との実験結果を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具の動作を示す模式図である。（ｂ）は、従来の加工刃の動作を示す模式図である。
【図８】（ａ）は従来の加工刃の構成を示す側面図である。（ｂ）は（ａ）のＥ視前面図である。（ｃ）は（ａ）のＦ視後面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図３に基づき説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具１０を使用して車両用内装部材の表皮材５０に溝状の破断予定線５０ｂを形成する破断溝加工装置３０の全体構成を示す（図３参照）。
破断溝加工装置３０は、図１及び図３に示すように、載置面３１ａを有する載置台３１と加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０とを備え、裏側面５０ａを上方に向けて載置台３１上に載置された表皮材５０に対して、表皮材５０が所定の残厚部を残すように上方側からエアバッグドア破断溝形成工具１０を進入させた後、形成する破断予定線５０ｂの形状に沿ってエアバッグドア破断溝形成工具１０を移動させて所定形状の破断予定線５０ｂを表皮材５０の裏側面５０ａに形成するための装置である。
また、破断溝加工装置３０は、上記の載置台３１とエアバッグドア破断溝形成工具１０と共に、エアバッグドア破断溝形成工具１０を所定の軌跡で移動させる工具位置移動手段３６と、載置台３１の載置面３１ａの高さ位置を検出する載置面高さ位置検知手段２７と、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部の状態を検知する刃先状態検知手段２９と、を備えている。
【００１７】
詳細な動作については後述するが、破断溝加工装置３０は、加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０の表皮材５０への進入と移動とを複数回繰り返すことにより、所望の形状（例えば、Ｈ字形状）の破断予定線５０ｂを形成できる。
なお、以下の説明において、表皮材５０とはエアバッグドア部を有する車両用内装部材におけるエアバッグを収容する機能を有する基材及び発泡層以外の最表面の意匠面を有するシート部材を意味する。
【００１８】
図１に示すように、工具位置移動手段３６は、エアバッグドア破断溝形成工具１０を上昇または下降させたり、平行移動させたりして、エアバッグドア破断溝形成工具１０の位置を移動させるための手段である。例えば、平行移動させる手段としてサーボ機構からなるＸ軸スライダー３６ａ、及びＸ軸スライダー３６ａに取り付けられたＹ軸スライダー３６ｂ、上昇又は下降させる手段としてＹ軸スライダー３６ｂに取り付けられたサーボ機構からなるＺ軸スライダー３６ｃ、Ｚ軸を中心に回転させる手段としてＺ軸スライダー３６ｃに取り付けられたサーボ機構からなるひねり可動部３６ｄを用いて構成することができる。
【００１９】
加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０は、ひねり可動部３６ｄの先端に取り付けられて、工具位置移動手段３６の動きによってＸ軸Ｙ軸方向の平行移動、Ｚ軸方向の上下動、及びＺ軸を中心とした回転運動が可能である。このような工具位置移動手段３６を備えることにより、あらかじめ形成する破断予定線の形状を制御部３３に記憶させておき、表皮材５０をセットした後は、制御部３３からの移動制御信号によって所定の移動軌跡に沿ってエアバッグドア破断溝形成工具１０を移動させ、自動的に破断予定線５０ｂを形成することが可能になる。
【００２０】
次に、図２（ａ）乃至（ｄ）に基づき、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具１０の構成を説明する。図２（ａ）はエアバッグドア破断溝形成工具１０の側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ視前面、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ視後面をそれぞれ示す。また、図２（ｄ）は、図２（ａ）のエアバッグドア破断溝形成工具１０のＡ−Ａ断面を示す。
【００２１】
加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０は、長手方向に伸びる平板状鋼材である工具本体部１０ｃの先端に両刃の刃面１０ｈを形成されている。一対の刃面１０ｈは、工具本体部１０ｃの両表面である一対の工具側面部１０ｓから先端に向かって伸び、切れ刃を形成する稜線部１０ｒで交差している。一対の刃面１０ｈは、稜線部１０ｒと共に、工具本体部１０ｃの伸びる方向に垂直な面に対して傾斜して形成されている。従って、一対の刃面１０ｈは、平板状鋼材である工具本体部１０ｃと共にカッター刃形状となっていて、長手方向に突出した刃先部１０ａを有する。ここで、工具本体部１０ｃの厚みに相当する細長面は、刃先部１０ａの側が工具後面部１０ｂに、反対側が工具前面部１０ｆに、それぞれ形成されている。すなわち、一対の刃面１０ｈは、切れ刃を形成する稜線部１０ｒと共に、工具前面部１０ｆから刃先部１０ａに向かって伸び、刃先部１０ａにおいて工具後面部１０ｂに接続している。
【００２２】
ここで、エアバッグドア破断溝形成工具１０は、その刃先部１０ａがＲ形状に形成されている。より具体的には、一対の刃面１０ｈは、切れ刃を形成する稜線部１０ｒが刃先部１０ａにおいて所定の曲率半径を有するＲ形状になるように形成されている。このＲ形状の曲率半径は、１．５ｍｍ至１．６ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
また、刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとの間には、刃先部１０ａ近傍において一対の刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとを接続するテーパー部（面取り部）１０ｔが形成されている。すなわち、一対の刃面１０ｈは、テーパー部１０ｔを介して工具後面部１０ｂに滑らかに接続している。
【００２４】
図３に示すように、エアバッグドア破断溝形成工具１０が表皮材５０に破断予定線５０ｂを形成するとき、刃先部１０ａは、表皮材５０に進入しており、エアバッグドア破断溝形成工具１０のＤ方向への移動により、刃先部１０ａの稜線部１０ｒによって破断予定線５０ｂを形成する。一対の刃面１０ｈ（稜線部１０ｒ）は載置台３１の載置面３１ａに対して傾斜しており、その傾斜角度αは４０°乃至５５°であることが好ましい。これは、傾斜角度αが４０°以下では残厚部の厚さの精度向上効果が不十分であり、傾斜角度αが５５°以上では刃先部１０ａ近傍の工具本体部１０ｃの幅が狭くなり機械的強度が不足するためである。
図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ視前面を示す。一対の刃面１０ｈの側面角度βは、適宜選択すればよいが、例えば２２°乃至３５°であってよい。
【００２５】
次に載置台３１につき、説明する。載置台３１は、車両用内装部材の表皮材５０を載置できる構成であれば特に制限されるものではないが、例えば、図１に示すように、上面が実質的に平坦であって水平方向に保持され、載置面３１ａ上に、後述する破断予定線の形状に対応した基準部３５が配置されていることが好ましい。これらの載置台３１や基準部３５は、金属やステンレス等、載置される表皮材５０よりも硬い材料から構成されている。載置台３１は、加工しようとする表皮材５０の種類に応じて、その加工に適した大きさ（載置面３１ａの形状）、厚み（載置面３１ａの高さ位置）のものを適宜選択できるようにされていてよい。後述の通り、載置面３１ａの高さ位置が変更された場合であっても、表皮材５０の加工前に載置面３１ａの高さ位置を測定し、その測定結果に基づきエアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａを所定高さに制御することにより、表皮材５０の残厚部の厚さを一定の値にすることができる。
【００２６】
また、載置台３１は、図１に示すように、吸引部として、真空ポンプ等の吸引装置３８に接続された複数の小孔からなる吸引孔３７を備えることが好ましい。これらの吸引孔３７を備えることにより、複雑な形状の表皮材や大型の表皮材であっても、吸引することにより、載置台３１の上に容易に、且つ均一に固定することができる。従って、破断予定線を形成する際の表皮材５０の位置ずれ、浮き上がりを有効に防止できるとともに、破断予定線の形成箇所の残厚部の厚さを均一にして破断予定線を形成することができる。更に、機械的固定法と異なり、表皮材５０に対する吸引を止めることにより、表皮材５０を速やかに移動させることも可能になる。
【００２７】
載置面高さ位置検知手段２７は、エアバッグドア破断溝形成工具１０を保持するひねり可動部３６ｄに配置された、載置台３１の載置面３１ａの高さ位置を検知するための手段である。載置面高さ位置検知手段２７の態様は特に制限されるものではないが、例えば、載置面高さ位置検知手段２７のセンサー部２７ａから載置面３１ａにレーザー光を照射しその反射光を測定して載置面３１ａまでの距離を測定する光学式測定装置（例えば、レーザフォーカス式）であってよい。
この載置面高さ位置検知手段２７を備えることにより、載置台３１が変更されてもエアバッグドア破断溝形成工具１０の「設定位置」（例えば、センサー部２７ａと載置台３１上の載置面３１ａとの間の距離ｔ２）を所定値に調整することができる。ここで、センサー部２７ａとエアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａとの距離ｔ１は既知であるため、エアバッグドア破断溝形成工具１０の「設定位置」を所定値に調整することにより、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａと載置台３１上の載置面３１ａとの間の距離、すなわち残厚部の厚さ（ｔ２−ｔ１）を所定値となるように調整することができる。したがって、残厚部の厚さが全体的に均一である破断予定線を精度良くかつ迅速に形成することができる（図３参照）。
【００２８】
刃先状態検知手段２９は、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａの状態を検知するための手段である。具体的には、破断予定線形成前あるいは形成後に、刃先部１０ａの状態が良好であることを確認できる構成であることが好ましい。
刃先状態検知手段２９による確認は、例えば、所定回数の破断予定線を加工した後に、いったん加工を停止し工具位置移動手段３６の移動によって、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａが刃先状態検知手段２９にセットされるよう制御されてよい。
また、刃先状態検知手段２９は、刃先部１０ａの状態を、レーザ測定装置や赤外線測定装置等を用いて測定することにより、磨耗等による損傷度合いを検知することができるものであってよい。
【００２９】
刃先状態検知手段２９を備えることにより、刃先部１０ａの状態を考慮して、刃先部１０ａと載置台３１の載置面３１ａとの距離を常に一定状態に保持することができ、表皮材５０の種類や厚さ等が変化した場合であっても、残厚部の厚さが全体的に均一である破断予定線５０ｂを、精度良くかつ迅速に形成することができる。また、刃先部１０ａの状態を測定し、磨耗等により損傷している状態が検知された場合には、装置の稼動を停止するとともに、エアバッグドア破断溝形成工具１０を交換することもできる。
【００３０】
次に、破断溝加工装置３０が、加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０を用いて、表皮材５０に所望の形状（例えば、Ｈ字形状）の破断予定線５０ｂを形成する動作につき説明する。
【００３１】
「エアバッグドア破断溝形成工具１０の位置決め」
先ず、加工しようとする表皮材５０に対応する載置台３１を配置し、載置台３１に表皮材５０を載置する前に一旦エアバッグドア破断溝形成工具１０を「設定位置」に位置決めする。このとき、刃先部１０ａの位置は、載置台３１の載置面３１ａと刃先部１０ａとの間の距離が、形成する破断予定線５０ｂの残厚部の厚さと一致するように決定される。
具体的には、制御部３３は、例えば、載置面高さ位置検知手段２７によって載置面３１ａとの相対位置を検知しながら工具位置移動手段３６を用いてエアバッグドア破断溝形成工具１０を降下させ、エアバッグドア破断溝形成工具１０が「設定位置」（例えば、センサー部２７ａと載置台３１上の載置面３１ａとの間の距離ｔ２）で止める。このとき、センサー部２７ａとエアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａとの距離ｔ１は既知であるため、距離ｔ２が「距離ｔ１＋形成しようとする残厚部の厚さ」となるように設定されている。
制御部３３は、エアバッグドア破断溝形成工具１０が「設定位置」となったときの工具位置移動手段３６のＺ方向制御値（Ｚ方向初期値）を記憶した後、表皮材５０の載置に備えて、工具位置移動手段３６を用いてエアバッグドア破断溝形成工具１０を上昇させる。
【００３２】
「表皮材の載置」
次いで、成形加工された表皮材５０を、表皮材５０の意匠面を下方に向けて、表皮材５０の裏側面５０ａを上方に向けて載置台３１の載置面３１ａ上に載置する。
また、表皮材５０を載置した後、下向きにされた表皮材５０の意匠面の側から吸引孔３７を介して真空ポンプ３８によって吸引する。これによって、複雑な形状の表皮材や大型の表皮材であっても、所望の位置に固定することができ、破断予定線５０ｂの形成精度が低下することを防止することができる。更に、機械的固定法と異なり、表皮材に対する吸引を止めることにより、表皮材を速やかに移動させることも可能になる。
【００３３】
「破断予定線５０ｂの形成」
表皮材５０が載置されると、制御部３３は、工具位置移動手段３６を用いて、そのＺ方向制御値をＺ方向初期値に制御することにより、エアバッグドア破断溝形成工具１０を「設定位置」に配置することができる。このとき、刃先部１０ａは、表皮材５０に、形成しようとする残厚部の厚さに対応するだけ進入している。
次いで、エアバッグドア破断溝形成工具１０の「設定位置」を維持したまま、エアバッグドア破断溝形成工具１０を水平方向に移動させることにより、表皮材５０の裏側面５０ａに、所定の残厚部の厚さの破断予定線５０ｂを形成する。すなわち、エアバッグドア破断溝形成工具１０を直線的に又は曲線的に水平移動させて表皮材５０の裏側面５０ａを切断することにより、所定形状の破断予定線５０ｂが形成される。そして、エアバッグドア破断溝形成工具１０の上昇、位置移動、「設定位置」までの下降、「設定位置」を維持した状態での水平移動を繰り返すことにより、全体として所望の形状（例えば、Ｈ字形状）であって所定の残厚部の厚さの破断予定線５０ｂを形成することができる。
また、破断予定線形成加工が終了すると、載置台３１より破断予定線５０ｂが形成された表皮材５０を除去し、上記の通り、新たな表皮材５０を載置台３１に載置する。以降同様に、「表皮材の載置」及び「破断予定線５０ｂの形成」繰り返すことにより、複数の表皮材に対する連続的な破断予定線形成加工が可能である。
【００３４】
以下、本実施形態の効果を実証するための実験について説明する。
加工対象としてポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）の表皮材を試料として用いて、本実施形態と従来装置とを用いて、表皮材の裏側面に所定の残厚部の厚さの破断予定線を形成し、その表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきを測定する実験を行った。
ポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）の表皮材は、射出成形性に優れ、また柔軟性があり車両用内装部材の表皮材として頻繁に使用されるが、剛性が高く硬いため加工精度を出し難い表皮材である。
【００３５】
本実施形態としては、「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．５５ｍｍ、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」としたもの（実施例１）、「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．４０ｍｍ、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」としたもの（実施例２）とを用いた。
【００３６】
従来装置は、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」としたもの（比較例１）、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：３５°」としたもの（比較例２）、「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．５５ｍｍ、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」としたもの（比較例３）、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」としたもの（比較例４）とを用いた。
尚、比較例１、２は、図８に示す従来の加工刃に対応するものである。
【００３７】
破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきの評価は、合計１２０枚の同一の表皮材を用意し、各評価実験において、残厚部の厚さが０．４ｍｍになるように設定して２０枚連続して加工して、その１枚１枚の残厚部の厚さを測定し、２０枚の加工における標準偏差σを求めることによって行った。
【００３８】
図４は、実施例１と比較例１及び２との結果を示す。「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」とした比較例１では標準偏差σ＝０．０２７ｍｍ、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：３５°」とした比較例２では標準偏差σ＝０．０３２ｍｍとなった。これは、「加工する製品個数の９９．７％が収まるばらつき幅」に相当する±３σが、それぞれ、０．１６ｍｍ、０．１９ｍｍとなり、残厚部の厚さを０．４ｍｍになるように形成する場合の残厚部の厚さのばらつきとして許容できない。
これに対して、本発明の実施例１では、標準偏差σ＝０．０１４ｍｍとなった。これは、±３σが０．０８４ｍｍであり、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっている。
【００３９】
図５は、本発明の実施例１と実施例２との比較結果を示す。実施例１の結果は上記の通りであるが、刃先部Ｒ形状の曲率半径をより小さくし「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．４０ｍｍ、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」とした実施例２では、標準偏差σ＝０．０１８ｍｍとなった。従って、±３σ＝０．１１ｍｍであり、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっている。
【００４０】
図６は、実施例１と比較例３及び４との結果を示す。「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．５５ｍｍ、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」した比較例３では標準偏差σ＝０．０３６ｍｍ、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」とした実施例４では標準偏差σ＝０．０３０ｍｍとなった。これは、「加工する製品個数の９９．７％が収まるばらつき幅」に相当する±３σが、それぞれ、０．２２ｍｍ、０．１８ｍｍとなり、残厚部の厚さが０．４ｍｍになるように形成する場合の残厚部の厚さのばらつきとして許容できない。
これに対して、本発明の実施例では、上記の通り標準偏差σ＝０．０１４ｍｍであり、従って、±３σ＝０．０８４ｍｍであり、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっている。
【００４１】
実施例１の破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきが標準偏差σ＝０．０１４ｍｍと小さくエアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっていることは、エアバッグドア破断溝形成工具１０がＲ形状に形成された刃先部１０ａと、刃先部１０ａ近傍の工具後面部１０ｂの刃面１０ｈとの接続部に形成されたテーパー部１０ｔと、を備えることに起因する。また、実施例２との比較から、このＲ形状の曲率半径は、１．５ｍｍ乃至１．６ｍｍであることが好ましいことがわかる。
【００４２】
以下、図７（ａ）及び（ｂ）に基づき、本発明の実施形態の実験結果と従来装置の実験結果との差異（図４参照）を生じていると考えられる、それぞれの表皮材５０に対する動作につき説明する。
【００４３】
図７（ａ）は、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具１０が車両用内装部材の表皮材５０に溝状の破断予定線５０ｂを形成するときの刃先部１０ａの表皮材５０内部における動作を示す模式図である。流れ５０ｆは、刃先部１０ａから見た表皮材５０の流れを示す。
本発明の実施形態では、表皮材５０に進入した刃先部１０ａが表皮材５０内部を移動するとき、Ｒ形状に形成された刃先部１０ａによってエアバッグドア破断溝形成工具１０の進行方向前面の表皮材５０の押し下げが緩やかになりその押し下げ抵抗力Ｈ１が小さく、刃先部１０ａ近傍の工具後面部１０ｂの刃面１０ｈとの接続部に形成されたテーパー部１０ｔによって刃面１０ｈから工具後面部１０ｂへの表皮材５０の流れが滑らかになり通過抵抗力Ｈ２が小さくなると考えられる。従って、表皮材５０に進入した刃先部１０ａが表皮材５０内部を移動するとき刃先部１０ａが前面から受ける力（摩擦力）Ｆ１、及び下面から受ける反発力Ｆ２とも小さくなり、その結果、破断予定線５０ｂの形成箇所における表皮薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅が小さくなっていると考えられる。
【００４４】
一方、図７（ｂ）は、図８に示す従来の加工刃１１０が車両用内装部材の表皮材５０に溝状の破断予定線５０ｄを形成するときの刃先部１１０ａの表皮材５０内部における動作を示す模式図である。流れ５０ｇは、刃先部１０ａから見た表皮材５０の流れを示す。
従来の加工刃１１０では、表皮材５０に進入した刃先部１１０ａが表皮材５０内部を移動するとき、刃先部１１０ａによる加工刃１１０の進行方向前面の表皮材５０の押し下げは急でありその押し下げ抵抗力Ｈ３が大きく、刃面１１０ｈから工具後面部１１０ｂへの表皮材５０の流れは刃面１１０ｈと工具後面部１１０ｂとの角部でその方向を急変させるため通過抵抗力Ｈ２が大きいと考えられる。従って、表皮材５０に進入した刃先部１１０ａが表皮材５０内部を移動するとき刃先部１１０ａが前面から受ける力（摩擦力）Ｆ３、及び下面から受ける反発力Ｆ４は何れも大きく、破断予定線５０ｄの形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅も大きくなっていると考えられる。
【００４５】
また、図６に示すように、Ｒ形状に形成された刃先部を備えるが刃先部近傍の工具後面部の刃面との接続部に形成されたテーパー部を備えない場合（比較例３）、逆にテーパー部を備えるがＲ形状に形成された刃先部を備えない場合（比較例４）では、表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を小さくする効果は十分でない。従って、Ｒ形状に形成された刃先部と、刃先部近傍の工具後面部の刃面との接続部に形成されたテーパー部と、を備えることが、表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を十分に小さくするために必要であることが確認された。
【００４６】
以上、本発明の実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更、または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得る。
【符号の説明】
【００４７】
１０ エアバッグドア破断溝形成工具
１０ａ 刃先部
１０ｂ 工具後面部
１０ｈ 刃面
１０ｔ テーパー部
３１ 載置台
３１ａ 載置面
５０ 表皮材
５０ａ 裏側面
５０ｂ 破断予定線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグドア破断溝形成工具に関する。詳しくは、エアバッグを搭載した車両のステアリングやインストルメントパネル等の車両用内装部材の表皮材にエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線を形成するエアバッグドア破断溝形成工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアバッグを展開させるためのエアバッグドアを一体的に設けたステアリングやインストルメントパネルは、その意匠面に、シボ加工等の立体装飾が施されたエアバッグドア部を有する車両用内装部材を備えている。車両用内装部材の表皮材は、主としてポリオレフィン系（ＴＰＯ）及びポリウレタン系（ＴＰＵ）等の熱可塑性または熱硬化性樹脂から形成されている、そして、この車両用内装部材のエアバッグドア部に相当する位置には、エアバッグの展開力によってエアバッグドアが確実に開くように、薄肉部としての破断予定線（ティアラインや開裂線ともいう）が設けられている。
また、近年では、このような車両用内装部材における立体装飾性が損なわれないように、車両用内装部材の裏側面に破断予定線を形成し、意匠面側から視認されにくいインビジブルタイプが用いられている。
【０００３】
このインビジブルタイプの車両用内装部材における破断予定線を表皮材の裏側面に形成するにあたり、レーザーカッター、高周波カッター、超音波カッター、加熱刃等の加熱切断手段を用いる方法も知られているが、破断予定線の幅を比較的小さくし、破断予定線の形成箇所に凹凸が生じることを防ぎ、車両用内装部材を意匠側から眺めた場合に破断予定線を視認されにくく形成するために、表皮材の裏側面に、例えば、図８に示すカッター刃等の加工刃を用いて破断予定線を形成する装置が知られている。
また、成形加工された表皮材を有するエアバッグドア部を有する車両用内装部材を、表皮材を実質的に平らに載置し、所定の傾斜部及び水平部を有する加工刃を用いて表皮材に破断予定線を形成する装置も知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３７９９５号公報（特願２００６−６５０８９号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、加工刃を用いて破断予定線を形成する方法は車両用内装部材の意匠面側からの優れたインビジブル性を得ることができるが、一方、加工される破断予定線は、当該破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さがなるべく均一であることが要求される。すなわち、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきは、エアバッグの展開性に影響を与える。
上記特許文献１に開示された加工刃及び加工装置は、刃面の損傷等の刃こぼれを発生しにくくして車両用内装部材におけるエアバッグドア部を、効率的かつ精度よく形成することに関するものであるが、表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきに関する点は見当たらない。
【０００６】
また、射出性に優れ、素材として柔軟性を有するポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）等ＰＰ系の樹脂材料の表皮材は車両用内装部材の表皮材として優れ頻繁に用いられるが、剛性があり硬いため、従来の加工刃では表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきが大きく、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度を出すことが特に困難であった。
本発明は、加工対象の表皮材がポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）であっても、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さを均一に加工できるエアバッグドア破断溝形成工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１） 車両用内装部材の表皮材（例えば、後述の表皮材５０）の意匠面の裏側面（例えば、後述の裏側面５０ａ）にエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線（例えば、後述の破断予定線５０ｂ）を形成するエアバッグドア破断溝形成工具（例えば、後述のエアバッグドア破断溝形成工具１０）であって、破断予定線を形成するとき表皮材が載置される載置面（例えば、後述の載置面３１ａ）に対して傾斜した刃面（例えば、後述の刃面１０ｈ）と、Ｒ形状に形成された刃先部（例えば、後述の刃先部１０ａ）と、刃面と工具後面部（例えば、後述の工具後面部１０ｂ）との間に形成された、刃先部近傍において刃面と工具後面部とを接続するテーパー部（例えば、後述のテーパー部１０ｔ）と、を備えたエアバッグドア破断溝形成工具。
【０００８】
（１）の発明によれば、加工対象の表皮材がポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）であっても、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を小さくすることができ、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度を有するエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
これは、表皮材に進入した刃先部が表皮材内部を移動するとき、Ｒ形状に形成された刃先部によってエアバッグドア破断溝形成工具の進行方向前面の表皮材の押し下げが緩やかになりその押し下げ抵抗力が小さく、刃先部近傍の工具後面部の刃面との接続部に形成されたテーパー部によって刃面から工具後面部への表皮材の流れが滑らかになり通過抵抗力が小さくなるためと考えられる。従って、表皮材に進入した刃先部が表皮材内部を移動するとき刃先部が前面から受ける力（摩擦力）、及び下面から受ける反発力とも小さくなり、その結果、破断予定線の形成箇所における表皮薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅が小さくなっていると考えられる。
【０００９】
（２） 刃面の載置面に対する傾斜角度は、４０°乃至５５°である（１）に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【００１０】
（２）の発明によれば、傾斜角度が４０°以下では残厚部の厚さの精度向上効果が不十分であり、傾斜角度が５５°以上では刃先部近傍の工具本体部の幅が狭くなり機械的強度が不足するため、精度向上効果、及び機械的強度の両方を備えたエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
【００１１】
（３） Ｒ形状に形成された刃先部は、１．５乃至１．６ｍｍの曲率半径を有する（１）または（２）に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【００１２】
（３）の発明によれば、破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を更に小さくするエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）であっても、破断予定線の表皮材薄肉部の残厚部の厚さを均一に加工できるエアバッグドア破断溝形成工具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具を使用した破断溝加工装置の全体構造を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具の構成を示す側面図である。（ｂ）は（ａ）のＢ視前面図である。（ｃ）は（ａ）のＣ視後面図である。（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具の構成を示す側面図である。（ｂ）は（ａ）のＢ視前面図である。
【図４】本発明の実施例１と比較例１、２との実験結果を示す図である。
【図５】本発明の実施例１、２の実験結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例１と比較例３、４との実験結果を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具の動作を示す模式図である。（ｂ）は、従来の加工刃の動作を示す模式図である。
【図８】（ａ）は従来の加工刃の構成を示す側面図である。（ｂ）は（ａ）のＥ視前面図である。（ｃ）は（ａ）のＦ視後面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図３に基づき説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具１０を使用して車両用内装部材の表皮材５０に溝状の破断予定線５０ｂを形成する破断溝加工装置３０の全体構成を示す（図３参照）。
破断溝加工装置３０は、図１及び図３に示すように、載置面３１ａを有する載置台３１と加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０とを備え、裏側面５０ａを上方に向けて載置台３１上に載置された表皮材５０に対して、表皮材５０が所定の残厚部を残すように上方側からエアバッグドア破断溝形成工具１０を進入させた後、形成する破断予定線５０ｂの形状に沿ってエアバッグドア破断溝形成工具１０を移動させて所定形状の破断予定線５０ｂを表皮材５０の裏側面５０ａに形成するための装置である。
また、破断溝加工装置３０は、上記の載置台３１とエアバッグドア破断溝形成工具１０と共に、エアバッグドア破断溝形成工具１０を所定の軌跡で移動させる工具位置移動手段３６と、載置台３１の載置面３１ａの高さ位置を検出する載置面高さ位置検知手段２７と、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部の状態を検知する刃先状態検知手段２９と、を備えている。
【００１７】
詳細な動作については後述するが、破断溝加工装置３０は、加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０の表皮材５０への進入と移動とを複数回繰り返すことにより、所望の形状（例えば、Ｈ字形状）の破断予定線５０ｂを形成できる。
なお、以下の説明において、表皮材５０とはエアバッグドア部を有する車両用内装部材におけるエアバッグを収容する機能を有する基材及び発泡層以外の最表面の意匠面を有するシート部材を意味する。
【００１８】
図１に示すように、工具位置移動手段３６は、エアバッグドア破断溝形成工具１０を上昇または下降させたり、平行移動させたりして、エアバッグドア破断溝形成工具１０の位置を移動させるための手段である。例えば、平行移動させる手段としてサーボ機構からなるＸ軸スライダー３６ａ、及びＸ軸スライダー３６ａに取り付けられたＹ軸スライダー３６ｂ、上昇又は下降させる手段としてＹ軸スライダー３６ｂに取り付けられたサーボ機構からなるＺ軸スライダー３６ｃ、Ｚ軸を中心に回転させる手段としてＺ軸スライダー３６ｃに取り付けられたサーボ機構からなるひねり可動部３６ｄを用いて構成することができる。
【００１９】
加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０は、ひねり可動部３６ｄの先端に取り付けられて、工具位置移動手段３６の動きによってＸ軸Ｙ軸方向の平行移動、Ｚ軸方向の上下動、及びＺ軸を中心とした回転運動が可能である。このような工具位置移動手段３６を備えることにより、あらかじめ形成する破断予定線の形状を制御部３３に記憶させておき、表皮材５０をセットした後は、制御部３３からの移動制御信号によって所定の移動軌跡に沿ってエアバッグドア破断溝形成工具１０を移動させ、自動的に破断予定線５０ｂを形成することが可能になる。
【００２０】
次に、図２（ａ）乃至（ｄ）に基づき、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具１０の構成を説明する。図２（ａ）はエアバッグドア破断溝形成工具１０の側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ視前面、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ視後面をそれぞれ示す。また、図２（ｄ）は、図２（ａ）のエアバッグドア破断溝形成工具１０のＡ−Ａ断面を示す。
【００２１】
加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０は、長手方向に伸びる平板状鋼材である工具本体部１０ｃの先端に両刃の刃面１０ｈを形成されている。一対の刃面１０ｈは、工具本体部１０ｃの両表面である一対の工具側面部１０ｓから先端に向かって伸び、切れ刃を形成する稜線部１０ｒで交差している。一対の刃面１０ｈは、稜線部１０ｒと共に、工具本体部１０ｃの伸びる方向に垂直な面に対して傾斜して形成されている。従って、一対の刃面１０ｈは、平板状鋼材である工具本体部１０ｃと共にカッター刃形状となっていて、長手方向に突出した刃先部１０ａを有する。ここで、工具本体部１０ｃの厚みに相当する細長面は、刃先部１０ａの側が工具後面部１０ｂに、反対側が工具前面部１０ｆに、それぞれ形成されている。すなわち、一対の刃面１０ｈは、切れ刃を形成する稜線部１０ｒと共に、工具前面部１０ｆから刃先部１０ａに向かって伸び、刃先部１０ａにおいて工具後面部１０ｂに接続している。
【００２２】
ここで、エアバッグドア破断溝形成工具１０は、その刃先部１０ａがＲ形状に形成されている。より具体的には、一対の刃面１０ｈは、切れ刃を形成する稜線部１０ｒが刃先部１０ａにおいて所定の曲率半径を有するＲ形状になるように形成されている。このＲ形状の曲率半径は、１．５ｍｍ至１．６ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
また、刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとの間には、刃先部１０ａ近傍において一対の刃面１０ｈと工具後面部１０ｂとを接続するテーパー部（面取り部）１０ｔが形成されている。すなわち、一対の刃面１０ｈは、テーパー部１０ｔを介して工具後面部１０ｂに滑らかに接続している。
【００２４】
図３に示すように、エアバッグドア破断溝形成工具１０が表皮材５０に破断予定線５０ｂを形成するとき、刃先部１０ａは、表皮材５０に進入しており、エアバッグドア破断溝形成工具１０のＤ方向への移動により、刃先部１０ａの稜線部１０ｒによって破断予定線５０ｂを形成する。一対の刃面１０ｈ（稜線部１０ｒ）は載置台３１の載置面３１ａに対して傾斜しており、その傾斜角度αは４０°乃至５５°であることが好ましい。これは、傾斜角度αが４０°以下では残厚部の厚さの精度向上効果が不十分であり、傾斜角度αが５５°以上では刃先部１０ａ近傍の工具本体部１０ｃの幅が狭くなり機械的強度が不足するためである。
図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ視前面を示す。一対の刃面１０ｈの側面角度βは、適宜選択すればよいが、例えば２２°乃至３５°であってよい。
【００２５】
次に載置台３１につき、説明する。載置台３１は、車両用内装部材の表皮材５０を載置できる構成であれば特に制限されるものではないが、例えば、図１に示すように、上面が実質的に平坦であって水平方向に保持され、載置面３１ａ上に、後述する破断予定線の形状に対応した基準部３５が配置されていることが好ましい。これらの載置台３１や基準部３５は、金属やステンレス等、載置される表皮材５０よりも硬い材料から構成されている。載置台３１は、加工しようとする表皮材５０の種類に応じて、その加工に適した大きさ（載置面３１ａの形状）、厚み（載置面３１ａの高さ位置）のものを適宜選択できるようにされていてよい。後述の通り、載置面３１ａの高さ位置が変更された場合であっても、表皮材５０の加工前に載置面３１ａの高さ位置を測定し、その測定結果に基づきエアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａを所定高さに制御することにより、表皮材５０の残厚部の厚さを一定の値にすることができる。
【００２６】
また、載置台３１は、図１に示すように、吸引部として、真空ポンプ等の吸引装置３８に接続された複数の小孔からなる吸引孔３７を備えることが好ましい。これらの吸引孔３７を備えることにより、複雑な形状の表皮材や大型の表皮材であっても、吸引することにより、載置台３１の上に容易に、且つ均一に固定することができる。従って、破断予定線を形成する際の表皮材５０の位置ずれ、浮き上がりを有効に防止できるとともに、破断予定線の形成箇所の残厚部の厚さを均一にして破断予定線を形成することができる。更に、機械的固定法と異なり、表皮材５０に対する吸引を止めることにより、表皮材５０を速やかに移動させることも可能になる。
【００２７】
載置面高さ位置検知手段２７は、エアバッグドア破断溝形成工具１０を保持するひねり可動部３６ｄに配置された、載置台３１の載置面３１ａの高さ位置を検知するための手段である。載置面高さ位置検知手段２７の態様は特に制限されるものではないが、例えば、載置面高さ位置検知手段２７のセンサー部２７ａから載置面３１ａにレーザー光を照射しその反射光を測定して載置面３１ａまでの距離を測定する光学式測定装置（例えば、レーザフォーカス式）であってよい。
この載置面高さ位置検知手段２７を備えることにより、載置台３１が変更されてもエアバッグドア破断溝形成工具１０の「設定位置」（例えば、センサー部２７ａと載置台３１上の載置面３１ａとの間の距離ｔ２）を所定値に調整することができる。ここで、センサー部２７ａとエアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａとの距離ｔ１は既知であるため、エアバッグドア破断溝形成工具１０の「設定位置」を所定値に調整することにより、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａと載置台３１上の載置面３１ａとの間の距離、すなわち残厚部の厚さ（ｔ２−ｔ１）を所定値となるように調整することができる。したがって、残厚部の厚さが全体的に均一である破断予定線を精度良くかつ迅速に形成することができる（図３参照）。
【００２８】
刃先状態検知手段２９は、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａの状態を検知するための手段である。具体的には、破断予定線形成前あるいは形成後に、刃先部１０ａの状態が良好であることを確認できる構成であることが好ましい。
刃先状態検知手段２９による確認は、例えば、所定回数の破断予定線を加工した後に、いったん加工を停止し工具位置移動手段３６の移動によって、エアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａが刃先状態検知手段２９にセットされるよう制御されてよい。
また、刃先状態検知手段２９は、刃先部１０ａの状態を、レーザ測定装置や赤外線測定装置等を用いて測定することにより、磨耗等による損傷度合いを検知することができるものであってよい。
【００２９】
刃先状態検知手段２９を備えることにより、刃先部１０ａの状態を考慮して、刃先部１０ａと載置台３１の載置面３１ａとの距離を常に一定状態に保持することができ、表皮材５０の種類や厚さ等が変化した場合であっても、残厚部の厚さが全体的に均一である破断予定線５０ｂを、精度良くかつ迅速に形成することができる。また、刃先部１０ａの状態を測定し、磨耗等により損傷している状態が検知された場合には、装置の稼動を停止するとともに、エアバッグドア破断溝形成工具１０を交換することもできる。
【００３０】
次に、破断溝加工装置３０が、加工刃であるエアバッグドア破断溝形成工具１０を用いて、表皮材５０に所望の形状（例えば、Ｈ字形状）の破断予定線５０ｂを形成する動作につき説明する。
【００３１】
「エアバッグドア破断溝形成工具１０の位置決め」
先ず、加工しようとする表皮材５０に対応する載置台３１を配置し、載置台３１に表皮材５０を載置する前に一旦エアバッグドア破断溝形成工具１０を「設定位置」に位置決めする。このとき、刃先部１０ａの位置は、載置台３１の載置面３１ａと刃先部１０ａとの間の距離が、形成する破断予定線５０ｂの残厚部の厚さと一致するように決定される。
具体的には、制御部３３は、例えば、載置面高さ位置検知手段２７によって載置面３１ａとの相対位置を検知しながら工具位置移動手段３６を用いてエアバッグドア破断溝形成工具１０を降下させ、エアバッグドア破断溝形成工具１０が「設定位置」（例えば、センサー部２７ａと載置台３１上の載置面３１ａとの間の距離ｔ２）で止める。このとき、センサー部２７ａとエアバッグドア破断溝形成工具１０の刃先部１０ａとの距離ｔ１は既知であるため、距離ｔ２が「距離ｔ１＋形成しようとする残厚部の厚さ」となるように設定されている。
制御部３３は、エアバッグドア破断溝形成工具１０が「設定位置」となったときの工具位置移動手段３６のＺ方向制御値（Ｚ方向初期値）を記憶した後、表皮材５０の載置に備えて、工具位置移動手段３６を用いてエアバッグドア破断溝形成工具１０を上昇させる。
【００３２】
「表皮材の載置」
次いで、成形加工された表皮材５０を、表皮材５０の意匠面を下方に向けて、表皮材５０の裏側面５０ａを上方に向けて載置台３１の載置面３１ａ上に載置する。
また、表皮材５０を載置した後、下向きにされた表皮材５０の意匠面の側から吸引孔３７を介して真空ポンプ３８によって吸引する。これによって、複雑な形状の表皮材や大型の表皮材であっても、所望の位置に固定することができ、破断予定線５０ｂの形成精度が低下することを防止することができる。更に、機械的固定法と異なり、表皮材に対する吸引を止めることにより、表皮材を速やかに移動させることも可能になる。
【００３３】
「破断予定線５０ｂの形成」
表皮材５０が載置されると、制御部３３は、工具位置移動手段３６を用いて、そのＺ方向制御値をＺ方向初期値に制御することにより、エアバッグドア破断溝形成工具１０を「設定位置」に配置することができる。このとき、刃先部１０ａは、表皮材５０に、形成しようとする残厚部の厚さに対応するだけ進入している。
次いで、エアバッグドア破断溝形成工具１０の「設定位置」を維持したまま、エアバッグドア破断溝形成工具１０を水平方向に移動させることにより、表皮材５０の裏側面５０ａに、所定の残厚部の厚さの破断予定線５０ｂを形成する。すなわち、エアバッグドア破断溝形成工具１０を直線的に又は曲線的に水平移動させて表皮材５０の裏側面５０ａを切断することにより、所定形状の破断予定線５０ｂが形成される。そして、エアバッグドア破断溝形成工具１０の上昇、位置移動、「設定位置」までの下降、「設定位置」を維持した状態での水平移動を繰り返すことにより、全体として所望の形状（例えば、Ｈ字形状）であって所定の残厚部の厚さの破断予定線５０ｂを形成することができる。
また、破断予定線形成加工が終了すると、載置台３１より破断予定線５０ｂが形成された表皮材５０を除去し、上記の通り、新たな表皮材５０を載置台３１に載置する。以降同様に、「表皮材の載置」及び「破断予定線５０ｂの形成」繰り返すことにより、複数の表皮材に対する連続的な破断予定線形成加工が可能である。
【００３４】
以下、本実施形態の効果を実証するための実験について説明する。
加工対象としてポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）の表皮材を試料として用いて、本実施形態と従来装置とを用いて、表皮材の裏側面に所定の残厚部の厚さの破断予定線を形成し、その表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきを測定する実験を行った。
ポリオレフィン系樹脂（ＴＰＯ）の表皮材は、射出成形性に優れ、また柔軟性があり車両用内装部材の表皮材として頻繁に使用されるが、剛性が高く硬いため加工精度を出し難い表皮材である。
【００３５】
本実施形態としては、「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．５５ｍｍ、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」としたもの（実施例１）、「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．４０ｍｍ、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」としたもの（実施例２）とを用いた。
【００３６】
従来装置は、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」としたもの（比較例１）、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：３５°」としたもの（比較例２）、「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．５５ｍｍ、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」としたもの（比較例３）、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」としたもの（比較例４）とを用いた。
尚、比較例１、２は、図８に示す従来の加工刃に対応するものである。
【００３７】
破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきの評価は、合計１２０枚の同一の表皮材を用意し、各評価実験において、残厚部の厚さが０．４ｍｍになるように設定して２０枚連続して加工して、その１枚１枚の残厚部の厚さを測定し、２０枚の加工における標準偏差σを求めることによって行った。
【００３８】
図４は、実施例１と比較例１及び２との結果を示す。「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」とした比較例１では標準偏差σ＝０．０２７ｍｍ、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：なし、側面角度β：３５°」とした比較例２では標準偏差σ＝０．０３２ｍｍとなった。これは、「加工する製品個数の９９．７％が収まるばらつき幅」に相当する±３σが、それぞれ、０．１６ｍｍ、０．１９ｍｍとなり、残厚部の厚さを０．４ｍｍになるように形成する場合の残厚部の厚さのばらつきとして許容できない。
これに対して、本発明の実施例１では、標準偏差σ＝０．０１４ｍｍとなった。これは、±３σが０．０８４ｍｍであり、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっている。
【００３９】
図５は、本発明の実施例１と実施例２との比較結果を示す。実施例１の結果は上記の通りであるが、刃先部Ｒ形状の曲率半径をより小さくし「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．４０ｍｍ、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」とした実施例２では、標準偏差σ＝０．０１８ｍｍとなった。従って、±３σ＝０．１１ｍｍであり、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっている。
【００４０】
図６は、実施例１と比較例３及び４との結果を示す。「刃先部Ｒ形状：曲率半径１．５５ｍｍ、テーパー部：なし、側面角度β：２２°」した比較例３では標準偏差σ＝０．０３６ｍｍ、「刃先部Ｒ形状：なし、テーパー部：有り、側面角度β：２２°」とした実施例４では標準偏差σ＝０．０３０ｍｍとなった。これは、「加工する製品個数の９９．７％が収まるばらつき幅」に相当する±３σが、それぞれ、０．２２ｍｍ、０．１８ｍｍとなり、残厚部の厚さが０．４ｍｍになるように形成する場合の残厚部の厚さのばらつきとして許容できない。
これに対して、本発明の実施例では、上記の通り標準偏差σ＝０．０１４ｍｍであり、従って、±３σ＝０．０８４ｍｍであり、エアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっている。
【００４１】
実施例１の破断予定線の形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつきが標準偏差σ＝０．０１４ｍｍと小さくエアバッグ展開性能を十分満足させる加工精度になっていることは、エアバッグドア破断溝形成工具１０がＲ形状に形成された刃先部１０ａと、刃先部１０ａ近傍の工具後面部１０ｂの刃面１０ｈとの接続部に形成されたテーパー部１０ｔと、を備えることに起因する。また、実施例２との比較から、このＲ形状の曲率半径は、１．５ｍｍ乃至１．６ｍｍであることが好ましいことがわかる。
【００４２】
以下、図７（ａ）及び（ｂ）に基づき、本発明の実施形態の実験結果と従来装置の実験結果との差異（図４参照）を生じていると考えられる、それぞれの表皮材５０に対する動作につき説明する。
【００４３】
図７（ａ）は、本発明の実施形態に係るエアバッグドア破断溝形成工具１０が車両用内装部材の表皮材５０に溝状の破断予定線５０ｂを形成するときの刃先部１０ａの表皮材５０内部における動作を示す模式図である。流れ５０ｆは、刃先部１０ａから見た表皮材５０の流れを示す。
本発明の実施形態では、表皮材５０に進入した刃先部１０ａが表皮材５０内部を移動するとき、Ｒ形状に形成された刃先部１０ａによってエアバッグドア破断溝形成工具１０の進行方向前面の表皮材５０の押し下げが緩やかになりその押し下げ抵抗力Ｈ１が小さく、刃先部１０ａ近傍の工具後面部１０ｂの刃面１０ｈとの接続部に形成されたテーパー部１０ｔによって刃面１０ｈから工具後面部１０ｂへの表皮材５０の流れが滑らかになり通過抵抗力Ｈ２が小さくなると考えられる。従って、表皮材５０に進入した刃先部１０ａが表皮材５０内部を移動するとき刃先部１０ａが前面から受ける力（摩擦力）Ｆ１、及び下面から受ける反発力Ｆ２とも小さくなり、その結果、破断予定線５０ｂの形成箇所における表皮薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅が小さくなっていると考えられる。
【００４４】
一方、図７（ｂ）は、図８に示す従来の加工刃１１０が車両用内装部材の表皮材５０に溝状の破断予定線５０ｄを形成するときの刃先部１１０ａの表皮材５０内部における動作を示す模式図である。流れ５０ｇは、刃先部１０ａから見た表皮材５０の流れを示す。
従来の加工刃１１０では、表皮材５０に進入した刃先部１１０ａが表皮材５０内部を移動するとき、刃先部１１０ａによる加工刃１１０の進行方向前面の表皮材５０の押し下げは急でありその押し下げ抵抗力Ｈ３が大きく、刃面１１０ｈから工具後面部１１０ｂへの表皮材５０の流れは刃面１１０ｈと工具後面部１１０ｂとの角部でその方向を急変させるため通過抵抗力Ｈ２が大きいと考えられる。従って、表皮材５０に進入した刃先部１１０ａが表皮材５０内部を移動するとき刃先部１１０ａが前面から受ける力（摩擦力）Ｆ３、及び下面から受ける反発力Ｆ４は何れも大きく、破断予定線５０ｄの形成箇所における表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅も大きくなっていると考えられる。
【００４５】
また、図６に示すように、Ｒ形状に形成された刃先部を備えるが刃先部近傍の工具後面部の刃面との接続部に形成されたテーパー部を備えない場合（比較例３）、逆にテーパー部を備えるがＲ形状に形成された刃先部を備えない場合（比較例４）では、表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を小さくする効果は十分でない。従って、Ｒ形状に形成された刃先部と、刃先部近傍の工具後面部の刃面との接続部に形成されたテーパー部と、を備えることが、表皮材薄肉部の残厚部の厚さのばらつき幅を十分に小さくするために必要であることが確認された。
【００４６】
以上、本発明の実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更、または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得る。
【符号の説明】
【００４７】
１０ エアバッグドア破断溝形成工具
１０ａ 刃先部
１０ｂ 工具後面部
１０ｈ 刃面
１０ｔ テーパー部
３１ 載置台
３１ａ 載置面
５０ 表皮材
５０ａ 裏側面
５０ｂ 破断予定線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用内装部材の表皮材の意匠面の裏側面にエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線を形成するエアバッグドア破断溝形成工具であって、
前記破断予定線を形成するとき前記表皮材が載置される載置面に対して傾斜した刃面と、
Ｒ形状に形成された刃先部と、
前記刃面と工具後面部との間に形成された、前記刃先部近傍において前記刃面と工具後面部とを接続するテーパー部と、
を備えたエアバッグドア破断溝形成工具。
【請求項２】
前記刃面の前記載置面に対する傾斜角度は、４０°乃至５５°である請求項１に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【請求項３】
Ｒ形状に形成された前記刃先部は、１．５乃至１．６ｍｍの曲率半径を有する請求項１または２に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【請求項１】
車両用内装部材の表皮材の意匠面の裏側面にエアバッグ展開時に優先的に破断させる破断予定線を形成するエアバッグドア破断溝形成工具であって、
前記破断予定線を形成するとき前記表皮材が載置される載置面に対して傾斜した刃面と、
Ｒ形状に形成された刃先部と、
前記刃面と工具後面部との間に形成された、前記刃先部近傍において前記刃面と工具後面部とを接続するテーパー部と、
を備えたエアバッグドア破断溝形成工具。
【請求項２】
前記刃面の前記載置面に対する傾斜角度は、４０°乃至５５°である請求項１に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【請求項３】
Ｒ形状に形成された前記刃先部は、１．５乃至１．６ｍｍの曲率半径を有する請求項１または２に記載のエアバッグドア破断溝形成工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８４００２（Ｐ２０１１−１８４００２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３８１９（Ｐ２０１０−５３８１９）
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（５１００６６８０２）有限会社吉成工具研磨 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（５１００６６８０２）有限会社吉成工具研磨 (1)
【Ｆターム（参考）】
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