自動車のエアバッグドア及びその製造方法
【課題】表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルにおいて、発泡層の発泡倍率を低下させることなく、ドア基材部分に対応する領域の表皮部分に対してティアラインの形成を不要にし得る自動車のエアバッグドア及びその製造方法を提供する。
【解決手段】表皮１と発泡層２と基材４とが順に積層されるインストルメントパネルに一体形成されると共に、前記基材４のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアであって、前記表皮１は、内部に複数の発泡部１ａを有する。
【解決手段】表皮１と発泡層２と基材４とが順に積層されるインストルメントパネルに一体形成されると共に、前記基材４のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアであって、前記表皮１は、内部に複数の発泡部１ａを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インストルメントパネルに一体形成されたエアバッグドアの基材部分に、エアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドア及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表皮、発泡層、及び基材をそれぞれ接着して積層されるインストルメントパネルに一体形成されたエアバッグドアにおいて、基材のドア基材部分にエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されているものがある。
【０００３】
図８は、この種の従来の助手席用のエアバッグドアが一体に形成された自動車のインストルメントパネルの斜視図、図９はそのＡ−Ａ線断面図である。
図９の断面図に示すように、インストルメントパネル５０のエアバッグドア５１は、例えばＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）製の表皮５２と基材５４との間に、ウレタン製の発泡層５３を介在させて３層で形成されている。
【０００４】
このインストルメントパネルを製作する従来の成形工程について図１０に基づき説明する。図１０（ａ）において上型６０にセットされた基材５４は射出成形された例えばＰＰ（ポリプロピレン）製であり、エアバッグの作動により破断展開するドア基材部分５４ｃには、後処理により、例えばＹ字の基端を中心に点対称状の二重Ｙ字形の四方開き式の肉薄状のティアライン（破断路）５５（図８参照）が形成されている。
即ち、ティアライン５５は、図８に示すように、車幅方向の中央ティアライン部分５５ａと、その両端に線もしくは点対称に形成されて中央部に向けて徐々に幅狭になる両側のＶ字形ティアライン部分５５ｂとにより形成されている。
【０００５】
表皮５２は真空吸引型により加温軟化状態で真空吸引して賦形して製作され、その際発泡層５３に較べて相対的に展伸性の大きな表皮５２の裏面には、二重Ｙ字形の前記ティアライン５５に対応して、肉薄状のティアライン５２ａが形成されて下型６１にセットされる（図１０（ａ））。
ＰＰ製等のようにウレタンに対して接着性が悪い場合には、基材５４に対して加炎処理或はプライマ処理が施される。次いで、発泡ウレタン原料を表皮５２上に注入すると共に、型締めした状態で発泡させることにより、発泡層５３が介在する３層のインストルメントパネル５０が製作される（図１０（ｂ））。
【０００６】
このように、従来、ティアライン加工は後処理により形成するのが一般的であったが、特許文献１には、この種の表皮材のティアラインを、切削等による後加工に依らず、表皮材を熱成形用雄雌両型によるプレス成型により賦形した後、雌型からの真空吸引時に雄型に付設された刃体を突出・後退させることによりティアラインを熱成形する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４５６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで近年、ティアライン加工に係る種々のコストや生産工程の削減、さらには外観意匠の向上といった目的により、表皮へのティアライン加工を施さずに、エアバッグ展開時に表皮を確実に破断させることのできるエアバッグドア構造が要求されている。
【０００８】
本願出願人は、鋭意検討の結果、表皮にティアライン加工を施さず、これをエアバッグ展開時に効果的に破断させるには、発泡層と表皮との接着力が、表皮の単体破断強度よりも高い必要があることを見出した。即ち、発泡層と表皮との接着力が、表皮の単体破断強度より低い場合、図１１（ａ）に示すように、エアバッグ６５が膨張展開すると、図１１（ｂ）に示すように基材６８と発泡層６７が破断しても表皮６６が伸びて即座に破断しない虞があった。
【０００９】
表皮の破断強度よりも発泡層と表皮との接着力を高く設定し、エアバッグ展開時に図１１（ｃ）に示すように表皮６６を確実に破断させる１つの方法として、発泡層の発泡倍率を低く設定することが挙げられる。
しかしながら、発泡層の発泡倍率が低いと、発泡層が硬く形成されるため、インストルメントパネルのクッション性が低下し、さらには発泡層の密度が高くなるため、材料コストが嵩むという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みて、表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルにおいて、発泡層の発泡倍率を低下させることなく、ドア基材部分に対応する領域の表皮部分に対してティアラインの形成を不要にし得る自動車のエアバッグドア及びその製造方法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】
【００１１】
前記した課題を解決するために、本発明に係る自動車のエアバッグドアは、表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルに一体形成されると共に、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアであって、前記表皮は、内部に複数の発泡部を有することに特徴を有する。
尚、前記発泡部を有する前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材が添加されて形成されていることが望ましい。
また、前記発泡材の添加率が０．２〜０．４％の範囲において、前記表皮の単体破断強度は２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定されていることが望ましく、前記表皮と前記発泡層との剥離強度は、前記表皮の単体破断強度よりも大きいことが望ましい。
【００１２】
このように、表皮の形成時に発泡材を混合し、内部に多数の発泡部を有する状態とすることにより、エアバッグ展開時に、その発泡部を起点として破断し易くすることができる。
即ち、表皮の単体破断強度を低く形成することができるため、表皮と発泡層との接着力を低く設定してもよく、発泡層の発泡倍率を十分に大きく形成することができる。
したがって、表皮にティアラインを形成せずに、クッション性を維持し、また、コスト増加を抑制することができる。
【００１３】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る自動車のエアバッグドアの製造方法は、表皮と発泡層と基材とを順に積層したインストルメントパネルに一体形成し、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインを形成する自動車のエアバッグドアの製造方法であって、前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材を所定の割合で添加し、加熱して成型することに特徴を有する。
尚、熱可塑性樹脂に対し前記発泡材を０．２〜０．４％の添加率で添加し、前記表皮の単体破断強度を２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定することが望ましく、前記表皮と前記発泡層との剥離強度を、前記表皮の単体破断強度よりも大きく設定することが望ましい。
【００１４】
このような方法によれば、表皮の形成時に発泡材を混合し、内部に多数の発泡部を有する状態とするため、エアバッグ展開時に、その発泡部を起点として破断し易くすることができる。
即ち、表皮の単体破断強度を低く形成することができるため、表皮と発泡層との接着力を低く設定してもよく、発泡層の発泡倍率を十分に大きく形成することができる。
したがって、表皮にティアラインを形成しなくても、クッション性を維持し、また、コスト増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルにおいて、発泡層の発泡倍率を低下させることなく、ドア基材部分に対応する領域の表皮部分に対してティアラインの形成を不要にし得る自動車のエアバッグドア及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る自動車のエアバッグドア及びその製造方法の実施の形態について図面に基づき説明する。
本発明に係るエアバッグドアにおいて、その表皮は図１の模式図に示すように、熱可塑性樹脂であるＴＰＯ粉末１０に発泡材粉末１１を添加（混合）し、加熱溶融後にＴダイ１２により押し出し成形を行う。
Ｔダイ１２から押し出されたシート状の表皮１は、さらにロール１３により例えば０．７ｍｍ厚にプレス成型され、搬送ローラ１４によって搬送され、巻き取りローラ１５によって巻き取られる。
【００１７】
このように表皮１には発泡材１１が所定の割合で混合され、所定の破断強度Ｎ１を有するものとなされる。具体的には、図２のグラフに示すように発泡材の添加率０．２〜０．４％の範囲において、表皮１の単体破断強度Ｎ１は２．０〜７．０ＭＰａの範囲となされる。これは、破断強度Ｎ１が２．０ＭＰａより小さいと成型性が悪化するためであり、７．０ＭＰａより大きいと表皮１が破断せずにエアバッグが展開できない虞が大きいためである。
【００１８】
内部が発泡したＴＰＯ製の表皮１の下面には、図３に示すようにＰＰフォーム（ポリプロピレン発泡体）製の発泡層２が溶着され、表皮材３が形成される。前記発泡層２の発泡度は例えば２０倍、厚みは例えば２ｍｍのものを用いることができる。ここで、発泡層２の特にドア基材部分４ｃの領域の表皮１に対する接着力は、表皮１に対する加圧力及び溶着温度の適正な設定により、発泡層２がドア基材部分の破断展開に追従して展伸して少なくとも破断する時点では、表皮１から剥離しないように設定されている。具体的には、表皮１と発泡層２との剥離強度Ｎ２は５〜５０Ｎ／２５ｍｍ幅に設定される（ここで表皮１と発泡層２との剥離強度Ｎ２は、表皮１の破断強度Ｎ１よりも大きく設定される。）。
尚、この表皮材３の保管時には、その裏面に熱溶融性の接着剤が塗布され、ロール状に巻回された状態となされる。
【００１９】
前記表皮材３は、例えば図４に示す一体成形用真空成形機１００により成形される。この一体成形用真空成形機１００は、ティアラインレスの表皮材３を、基材４に接着するものである。
表皮材３は、図４（ａ）に示すように、一体成形用真空成形機１００にセットされる際、その両端がクランプ具１８により扁平状に引張り支持される。
その状態で、表皮材３（クランプ具１８）の下側には、基材４用の真空吸引型５が設けられ、上側にはその凸型部５ａに対向し、かつインストルメントパネルの表面形状に対応した型面を有する電鋳による多孔性の凹型１６ａを備えた真空吸引型１６が設けられている。
【００２０】
雄型の基材用真空吸引型５及び雌型の表皮材用真空吸引型１６は、付属の昇降装置（図示せず）によりクランプ具１８に向けて上下動し、図４（ｂ）に示すように双方の連結具１７，１７ａが凹凸連結することにより型締めが行われる。
クランプ具１８の上下面側には、表皮材３を両側から加熱するヒータ１９が配置され、型締め時には側方の逃げ位置に移動可能になっている。
【００２１】
また、凹型１６ａの型面１６ｂは、凸型５ａの型面もしくは基材４の表面に対して大部分は相似形であるが、インストルメントパネルの所定の表面形状に形成されている。凸型５ａ及び凹型１６ａの型面は、型締め状態で基材４及び表皮材３に両側から真空吸引できる離間距離を有するキャビティを形成する。
【００２２】
前記基材用真空吸引型５にセットされる基材４は例えば厚さ３ｍｍのＰＰ製であり、吸気路（図示せず）が分散形成されるように射出成形される。そのエアバッグドアとして機能するドア基材部分４ｃは、図８により前述したものと同様に例えば二重Ｙ字形の四方開き式の肉薄状のティアライン８が、後加工の切削により形成されている。
【００２３】
このように構成された一体成形用真空成形機１００による表皮材３の基材４に対する一体成形に際しては、図４（ａ）に示すように所要の大きさの表皮材３をクランプ具１８で扁平状に支持すると共に、基材４をその裏面に沿った型面形状の真空吸引型５の凸型５ａにセットする。
次いで、表皮材３をヒータ１９で加温処理して軟化状態にする。続いて、ヒータ１９を逃がして、クランプ具１８に向けて真空吸引型５及び真空吸引型１６を昇降させて型締めすると共に、吸引口１６ｄと、凸型５ａの吸気路及びその吸気路に連通する基材４の吸気路と（いずれも図示せず）から略同時に真空吸引を行う。
【００２４】
これにより、基材４に発泡層２がホットメルト型のオレフィン系接着剤で密着状態に接着されると共に、表皮１は、全域にわたり多孔性の凹型１６ａの型面１６ｂで緊密に吸着され、熱軟化状態の発泡層２を圧縮もしくは膨張させつつ型面１６ｂに沿って賦形され、オールオレフィン３層のインストルメントパネルが製作される。
【００２５】
尚、発泡層２の特にドア基材部分４ｃに対する接着力は、適正に設定した量のオレフィン系接着剤により、その破断展開時にドア基材部分４ｃから剥離しないように設定されている。具体的には、少なくとも１０Ｎ／２５ｍｍ幅以上の剥離強度に設定される。
尚、ホットメルト型の接着方法としては、ＣＲ系接着剤の塗布、或いは、ホットメルトフィルムを熱ラミネートすることも考えられる。
【００２６】
このようにして形成されたエアバッグドアによれば、エアバッグが膨張すると、ティアライン８の中央部分及びその両端のＶ字形部分の基端領域に集中的に膨爆力が加わる。これにより、先ず前記中央部分が破断展開し、Ｖ字形部分も展開方向に駆動されて、ドア基材部分４ｃが二重Ｙ字形のティアライン８に沿って四方開き式に破断展開する。
【００２７】
そして、この破断展開に追従して発泡層２はドア基材部分４ｃから剥離することなく展伸して、調整された凝集力によりドア基材部分４ｃの僅かな破断展開量であっても厚み全域で破断する。
また、この破断により、発泡層２に接着されている表皮１には、発泡層２の厚み全域にわたる破断領域に沿った領域に集中的に引張り力が発生する。
【００２８】
ここで、図５（ａ）に示すように、表皮１は内部に多数の発泡部１ａを有するため、図５（ｂ）に示すように、前記引張り力が発生した領域には、発泡部１ａを起点として破断しやすい状態となる。そして、発泡層２の僅かな展開に追従して表皮１の対応部分は僅かに展伸して破断する。
これにより、エアバッグ本体は、所定の高速でさらに膨張して、表皮１の展伸非破断もしくは不完全破断に起因する変形を回避して、四方開きしたエアバッグドアから所定の膨張形状で膨出する。
【００２９】
以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、ティアラインレスとする表皮１の形成時に所定の割合で発泡材１１を混合し、内部に多数の発泡部１ａを有する状態となされる。これにより、エアバッグ展開時に、その発泡部１ａを起点として破断し易くすることができる。
即ち、表皮１の単体破断強度を低く形成することができるため、表皮１と発泡層２との接着力（剥離強度）を低く設定してもよく、発泡層２の発泡倍率を十分に大きく形成することができる。
したがって、表皮１にティアラインを形成せずに、クッション性を維持し、また、コスト増加を抑制することができる。
【００３０】
尚、ＴＰＯもしくはその他の樹脂製の表皮にはタルク、ガラス繊維等の繊維状強化剤を配合することにより、剛性を上げて伸びにくくすると共に、反面切れ易くすることができる。これにより、破断点伸度を調整された表皮に対応して、発泡層の発泡度及び厚みを設定することができる。
【００３１】
尚、前記実施の形態において、表皮１としてはＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、発泡層には発泡ＰＶＣ、基材にはＰＣ（ポリカーボネート）／ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体）、或はＡＳＧ（ガラス繊維強化アクリロニトリル・スチレン）等の合成樹脂を用いることもでき、基材に対する接着には所定の接着力を確保できるのを前提に、溶剤蒸発型を用いることもできる。
【００３２】
さらに、冒頭に説明した一方の型に基材をセットし、他方の型に表皮をセットし、型締めした状態でこれらの間でウレタン原料を発泡させることにより、３層のインストルメントパネルを一体成形する場合でも、所定の接着力が確保されるのを前提に本発明を適用することができる。
【実施例】
【００３３】
続いて、本発明に係る自動車のエアバッグドア及びその製造方法について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した構成のエアバッグドアについて、実際に実験を行うことにより、その効果を検証した。
【００３４】
〔実施例１〕
実施例では、前記実施の形態に係るエアバッグの試験片に対するＪＩＳＫ６２５による破断点伸度の試験を行った。この試験においては、図６（ａ）の試験片の平面図及び図６（ｂ）の試験片２０の断面図に示すように、厚み０．７ｍｍの表皮としてのＴＰＯシート２１（発泡材により発泡部を含む）及び厚み３ｍｍのＰＰ基材シート２３間に、発泡層としてのＰＰフォームシート２２を、その発泡度２０倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．１）、発泡度１５倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．２）、発泡度１０倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．３）にそれぞれ設定して介在させ、ダンベル３号に相当する形状にカットして試験片２０を用意した。
【００３５】
基材シート２３には刃形により切込み２３ａを入れた。ＰＰフォームシート２２（発泡層）の基材シート２３に対する接着力は、引張り試験時に剥離しないように設定されると共に、ＰＰフォームシート２２（発泡層）のＴＰＯシート２１（表皮）に対する接着力は、少なくとも発泡層がドア基材部分の破断展開に追従して展伸して破断する時点までは剥離しないように設定した。
【００３６】
また、比較例として、前記サンプルＮｏ．１〜３にそれぞれ対応して、発泡材を含ませて形成したＴＰＯシート２１に代えて、発泡材を含まない従来の表皮としてのＴＰＯシートを用いた場合についても、それぞれ破断点伸度の測定を行った。
【００３７】
試験結果を図７に示す。図７に示す棒グラフは、試験片２０を図６（ｃ）に示すように、その両端部をクランプして１０００ｍｍ／ｍｉｎの速度で両側に引っ張った場合の破断時点伸度率の大きさをサンプル毎に示すものである。グラフ中、無地は本発明に係るエアバッグドアの製造方法による試験片を用いた場合の結果、ハッチングは従来の表皮を用いた場合の結果である。
【００３８】
この試験結果から明らかなように、本発明に係るエアバッグドアによれば、発泡層としてのＰＰフォームシート２２の発泡倍率が２０倍（サンプルＮｏ．１）と高い場合であっても、表皮としてのＴＰＯシート２１の破断点伸度を低くすることができ、エアバッグ展開時に確実に破断することができることを確認した（サンプルＮｏ．１の従来のＴＰＯシートではＮＧ）。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明のエアバッグドアに用いられる表皮の製造方法を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１の表皮に発泡材を接着した表皮材を示す図である。
【図３】図３は、図２の表皮材の基材に対する真空接着工程を説明する図である。
【図４】図４は、図１の表皮の内部状態を示す図である。
【図５】図５は、図１の表皮における発泡材添加率に対する表皮破断強度を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例における試験片の構成を説明するための図である。
【図７】図７は、実施例の結果を示すグラフである。
【図８】従来のインストルメントパネルの概略の部分斜視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】図８のインストルメントパネルの従来の表皮材の基材に対する真空接着工程を説明する図である。
【図１１】表皮がティアラインレスのエアバッグドアにおけるエアバッグ展開を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 表皮
１ａ 発泡部
２ 発泡層
３ 表皮材
４ 基材
１０ ＴＰＯ粉末（熱可塑性樹脂）
１１ 発泡材粉末（発泡材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インストルメントパネルに一体形成されたエアバッグドアの基材部分に、エアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドア及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表皮、発泡層、及び基材をそれぞれ接着して積層されるインストルメントパネルに一体形成されたエアバッグドアにおいて、基材のドア基材部分にエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されているものがある。
【０００３】
図８は、この種の従来の助手席用のエアバッグドアが一体に形成された自動車のインストルメントパネルの斜視図、図９はそのＡ−Ａ線断面図である。
図９の断面図に示すように、インストルメントパネル５０のエアバッグドア５１は、例えばＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）製の表皮５２と基材５４との間に、ウレタン製の発泡層５３を介在させて３層で形成されている。
【０００４】
このインストルメントパネルを製作する従来の成形工程について図１０に基づき説明する。図１０（ａ）において上型６０にセットされた基材５４は射出成形された例えばＰＰ（ポリプロピレン）製であり、エアバッグの作動により破断展開するドア基材部分５４ｃには、後処理により、例えばＹ字の基端を中心に点対称状の二重Ｙ字形の四方開き式の肉薄状のティアライン（破断路）５５（図８参照）が形成されている。
即ち、ティアライン５５は、図８に示すように、車幅方向の中央ティアライン部分５５ａと、その両端に線もしくは点対称に形成されて中央部に向けて徐々に幅狭になる両側のＶ字形ティアライン部分５５ｂとにより形成されている。
【０００５】
表皮５２は真空吸引型により加温軟化状態で真空吸引して賦形して製作され、その際発泡層５３に較べて相対的に展伸性の大きな表皮５２の裏面には、二重Ｙ字形の前記ティアライン５５に対応して、肉薄状のティアライン５２ａが形成されて下型６１にセットされる（図１０（ａ））。
ＰＰ製等のようにウレタンに対して接着性が悪い場合には、基材５４に対して加炎処理或はプライマ処理が施される。次いで、発泡ウレタン原料を表皮５２上に注入すると共に、型締めした状態で発泡させることにより、発泡層５３が介在する３層のインストルメントパネル５０が製作される（図１０（ｂ））。
【０００６】
このように、従来、ティアライン加工は後処理により形成するのが一般的であったが、特許文献１には、この種の表皮材のティアラインを、切削等による後加工に依らず、表皮材を熱成形用雄雌両型によるプレス成型により賦形した後、雌型からの真空吸引時に雄型に付設された刃体を突出・後退させることによりティアラインを熱成形する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４５６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで近年、ティアライン加工に係る種々のコストや生産工程の削減、さらには外観意匠の向上といった目的により、表皮へのティアライン加工を施さずに、エアバッグ展開時に表皮を確実に破断させることのできるエアバッグドア構造が要求されている。
【０００８】
本願出願人は、鋭意検討の結果、表皮にティアライン加工を施さず、これをエアバッグ展開時に効果的に破断させるには、発泡層と表皮との接着力が、表皮の単体破断強度よりも高い必要があることを見出した。即ち、発泡層と表皮との接着力が、表皮の単体破断強度より低い場合、図１１（ａ）に示すように、エアバッグ６５が膨張展開すると、図１１（ｂ）に示すように基材６８と発泡層６７が破断しても表皮６６が伸びて即座に破断しない虞があった。
【０００９】
表皮の破断強度よりも発泡層と表皮との接着力を高く設定し、エアバッグ展開時に図１１（ｃ）に示すように表皮６６を確実に破断させる１つの方法として、発泡層の発泡倍率を低く設定することが挙げられる。
しかしながら、発泡層の発泡倍率が低いと、発泡層が硬く形成されるため、インストルメントパネルのクッション性が低下し、さらには発泡層の密度が高くなるため、材料コストが嵩むという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みて、表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルにおいて、発泡層の発泡倍率を低下させることなく、ドア基材部分に対応する領域の表皮部分に対してティアラインの形成を不要にし得る自動車のエアバッグドア及びその製造方法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】
【００１１】
前記した課題を解決するために、本発明に係る自動車のエアバッグドアは、表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルに一体形成されると共に、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアであって、前記表皮は、内部に複数の発泡部を有することに特徴を有する。
尚、前記発泡部を有する前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材が添加されて形成されていることが望ましい。
また、前記発泡材の添加率が０．２〜０．４％の範囲において、前記表皮の単体破断強度は２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定されていることが望ましく、前記表皮と前記発泡層との剥離強度は、前記表皮の単体破断強度よりも大きいことが望ましい。
【００１２】
このように、表皮の形成時に発泡材を混合し、内部に多数の発泡部を有する状態とすることにより、エアバッグ展開時に、その発泡部を起点として破断し易くすることができる。
即ち、表皮の単体破断強度を低く形成することができるため、表皮と発泡層との接着力を低く設定してもよく、発泡層の発泡倍率を十分に大きく形成することができる。
したがって、表皮にティアラインを形成せずに、クッション性を維持し、また、コスト増加を抑制することができる。
【００１３】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る自動車のエアバッグドアの製造方法は、表皮と発泡層と基材とを順に積層したインストルメントパネルに一体形成し、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインを形成する自動車のエアバッグドアの製造方法であって、前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材を所定の割合で添加し、加熱して成型することに特徴を有する。
尚、熱可塑性樹脂に対し前記発泡材を０．２〜０．４％の添加率で添加し、前記表皮の単体破断強度を２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定することが望ましく、前記表皮と前記発泡層との剥離強度を、前記表皮の単体破断強度よりも大きく設定することが望ましい。
【００１４】
このような方法によれば、表皮の形成時に発泡材を混合し、内部に多数の発泡部を有する状態とするため、エアバッグ展開時に、その発泡部を起点として破断し易くすることができる。
即ち、表皮の単体破断強度を低く形成することができるため、表皮と発泡層との接着力を低く設定してもよく、発泡層の発泡倍率を十分に大きく形成することができる。
したがって、表皮にティアラインを形成しなくても、クッション性を維持し、また、コスト増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルにおいて、発泡層の発泡倍率を低下させることなく、ドア基材部分に対応する領域の表皮部分に対してティアラインの形成を不要にし得る自動車のエアバッグドア及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る自動車のエアバッグドア及びその製造方法の実施の形態について図面に基づき説明する。
本発明に係るエアバッグドアにおいて、その表皮は図１の模式図に示すように、熱可塑性樹脂であるＴＰＯ粉末１０に発泡材粉末１１を添加（混合）し、加熱溶融後にＴダイ１２により押し出し成形を行う。
Ｔダイ１２から押し出されたシート状の表皮１は、さらにロール１３により例えば０．７ｍｍ厚にプレス成型され、搬送ローラ１４によって搬送され、巻き取りローラ１５によって巻き取られる。
【００１７】
このように表皮１には発泡材１１が所定の割合で混合され、所定の破断強度Ｎ１を有するものとなされる。具体的には、図２のグラフに示すように発泡材の添加率０．２〜０．４％の範囲において、表皮１の単体破断強度Ｎ１は２．０〜７．０ＭＰａの範囲となされる。これは、破断強度Ｎ１が２．０ＭＰａより小さいと成型性が悪化するためであり、７．０ＭＰａより大きいと表皮１が破断せずにエアバッグが展開できない虞が大きいためである。
【００１８】
内部が発泡したＴＰＯ製の表皮１の下面には、図３に示すようにＰＰフォーム（ポリプロピレン発泡体）製の発泡層２が溶着され、表皮材３が形成される。前記発泡層２の発泡度は例えば２０倍、厚みは例えば２ｍｍのものを用いることができる。ここで、発泡層２の特にドア基材部分４ｃの領域の表皮１に対する接着力は、表皮１に対する加圧力及び溶着温度の適正な設定により、発泡層２がドア基材部分の破断展開に追従して展伸して少なくとも破断する時点では、表皮１から剥離しないように設定されている。具体的には、表皮１と発泡層２との剥離強度Ｎ２は５〜５０Ｎ／２５ｍｍ幅に設定される（ここで表皮１と発泡層２との剥離強度Ｎ２は、表皮１の破断強度Ｎ１よりも大きく設定される。）。
尚、この表皮材３の保管時には、その裏面に熱溶融性の接着剤が塗布され、ロール状に巻回された状態となされる。
【００１９】
前記表皮材３は、例えば図４に示す一体成形用真空成形機１００により成形される。この一体成形用真空成形機１００は、ティアラインレスの表皮材３を、基材４に接着するものである。
表皮材３は、図４（ａ）に示すように、一体成形用真空成形機１００にセットされる際、その両端がクランプ具１８により扁平状に引張り支持される。
その状態で、表皮材３（クランプ具１８）の下側には、基材４用の真空吸引型５が設けられ、上側にはその凸型部５ａに対向し、かつインストルメントパネルの表面形状に対応した型面を有する電鋳による多孔性の凹型１６ａを備えた真空吸引型１６が設けられている。
【００２０】
雄型の基材用真空吸引型５及び雌型の表皮材用真空吸引型１６は、付属の昇降装置（図示せず）によりクランプ具１８に向けて上下動し、図４（ｂ）に示すように双方の連結具１７，１７ａが凹凸連結することにより型締めが行われる。
クランプ具１８の上下面側には、表皮材３を両側から加熱するヒータ１９が配置され、型締め時には側方の逃げ位置に移動可能になっている。
【００２１】
また、凹型１６ａの型面１６ｂは、凸型５ａの型面もしくは基材４の表面に対して大部分は相似形であるが、インストルメントパネルの所定の表面形状に形成されている。凸型５ａ及び凹型１６ａの型面は、型締め状態で基材４及び表皮材３に両側から真空吸引できる離間距離を有するキャビティを形成する。
【００２２】
前記基材用真空吸引型５にセットされる基材４は例えば厚さ３ｍｍのＰＰ製であり、吸気路（図示せず）が分散形成されるように射出成形される。そのエアバッグドアとして機能するドア基材部分４ｃは、図８により前述したものと同様に例えば二重Ｙ字形の四方開き式の肉薄状のティアライン８が、後加工の切削により形成されている。
【００２３】
このように構成された一体成形用真空成形機１００による表皮材３の基材４に対する一体成形に際しては、図４（ａ）に示すように所要の大きさの表皮材３をクランプ具１８で扁平状に支持すると共に、基材４をその裏面に沿った型面形状の真空吸引型５の凸型５ａにセットする。
次いで、表皮材３をヒータ１９で加温処理して軟化状態にする。続いて、ヒータ１９を逃がして、クランプ具１８に向けて真空吸引型５及び真空吸引型１６を昇降させて型締めすると共に、吸引口１６ｄと、凸型５ａの吸気路及びその吸気路に連通する基材４の吸気路と（いずれも図示せず）から略同時に真空吸引を行う。
【００２４】
これにより、基材４に発泡層２がホットメルト型のオレフィン系接着剤で密着状態に接着されると共に、表皮１は、全域にわたり多孔性の凹型１６ａの型面１６ｂで緊密に吸着され、熱軟化状態の発泡層２を圧縮もしくは膨張させつつ型面１６ｂに沿って賦形され、オールオレフィン３層のインストルメントパネルが製作される。
【００２５】
尚、発泡層２の特にドア基材部分４ｃに対する接着力は、適正に設定した量のオレフィン系接着剤により、その破断展開時にドア基材部分４ｃから剥離しないように設定されている。具体的には、少なくとも１０Ｎ／２５ｍｍ幅以上の剥離強度に設定される。
尚、ホットメルト型の接着方法としては、ＣＲ系接着剤の塗布、或いは、ホットメルトフィルムを熱ラミネートすることも考えられる。
【００２６】
このようにして形成されたエアバッグドアによれば、エアバッグが膨張すると、ティアライン８の中央部分及びその両端のＶ字形部分の基端領域に集中的に膨爆力が加わる。これにより、先ず前記中央部分が破断展開し、Ｖ字形部分も展開方向に駆動されて、ドア基材部分４ｃが二重Ｙ字形のティアライン８に沿って四方開き式に破断展開する。
【００２７】
そして、この破断展開に追従して発泡層２はドア基材部分４ｃから剥離することなく展伸して、調整された凝集力によりドア基材部分４ｃの僅かな破断展開量であっても厚み全域で破断する。
また、この破断により、発泡層２に接着されている表皮１には、発泡層２の厚み全域にわたる破断領域に沿った領域に集中的に引張り力が発生する。
【００２８】
ここで、図５（ａ）に示すように、表皮１は内部に多数の発泡部１ａを有するため、図５（ｂ）に示すように、前記引張り力が発生した領域には、発泡部１ａを起点として破断しやすい状態となる。そして、発泡層２の僅かな展開に追従して表皮１の対応部分は僅かに展伸して破断する。
これにより、エアバッグ本体は、所定の高速でさらに膨張して、表皮１の展伸非破断もしくは不完全破断に起因する変形を回避して、四方開きしたエアバッグドアから所定の膨張形状で膨出する。
【００２９】
以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、ティアラインレスとする表皮１の形成時に所定の割合で発泡材１１を混合し、内部に多数の発泡部１ａを有する状態となされる。これにより、エアバッグ展開時に、その発泡部１ａを起点として破断し易くすることができる。
即ち、表皮１の単体破断強度を低く形成することができるため、表皮１と発泡層２との接着力（剥離強度）を低く設定してもよく、発泡層２の発泡倍率を十分に大きく形成することができる。
したがって、表皮１にティアラインを形成せずに、クッション性を維持し、また、コスト増加を抑制することができる。
【００３０】
尚、ＴＰＯもしくはその他の樹脂製の表皮にはタルク、ガラス繊維等の繊維状強化剤を配合することにより、剛性を上げて伸びにくくすると共に、反面切れ易くすることができる。これにより、破断点伸度を調整された表皮に対応して、発泡層の発泡度及び厚みを設定することができる。
【００３１】
尚、前記実施の形態において、表皮１としてはＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、発泡層には発泡ＰＶＣ、基材にはＰＣ（ポリカーボネート）／ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合体）、或はＡＳＧ（ガラス繊維強化アクリロニトリル・スチレン）等の合成樹脂を用いることもでき、基材に対する接着には所定の接着力を確保できるのを前提に、溶剤蒸発型を用いることもできる。
【００３２】
さらに、冒頭に説明した一方の型に基材をセットし、他方の型に表皮をセットし、型締めした状態でこれらの間でウレタン原料を発泡させることにより、３層のインストルメントパネルを一体成形する場合でも、所定の接着力が確保されるのを前提に本発明を適用することができる。
【実施例】
【００３３】
続いて、本発明に係る自動車のエアバッグドア及びその製造方法について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した構成のエアバッグドアについて、実際に実験を行うことにより、その効果を検証した。
【００３４】
〔実施例１〕
実施例では、前記実施の形態に係るエアバッグの試験片に対するＪＩＳＫ６２５による破断点伸度の試験を行った。この試験においては、図６（ａ）の試験片の平面図及び図６（ｂ）の試験片２０の断面図に示すように、厚み０．７ｍｍの表皮としてのＴＰＯシート２１（発泡材により発泡部を含む）及び厚み３ｍｍのＰＰ基材シート２３間に、発泡層としてのＰＰフォームシート２２を、その発泡度２０倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．１）、発泡度１５倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．２）、発泡度１０倍、厚み２ｍｍ（サンプルＮｏ．３）にそれぞれ設定して介在させ、ダンベル３号に相当する形状にカットして試験片２０を用意した。
【００３５】
基材シート２３には刃形により切込み２３ａを入れた。ＰＰフォームシート２２（発泡層）の基材シート２３に対する接着力は、引張り試験時に剥離しないように設定されると共に、ＰＰフォームシート２２（発泡層）のＴＰＯシート２１（表皮）に対する接着力は、少なくとも発泡層がドア基材部分の破断展開に追従して展伸して破断する時点までは剥離しないように設定した。
【００３６】
また、比較例として、前記サンプルＮｏ．１〜３にそれぞれ対応して、発泡材を含ませて形成したＴＰＯシート２１に代えて、発泡材を含まない従来の表皮としてのＴＰＯシートを用いた場合についても、それぞれ破断点伸度の測定を行った。
【００３７】
試験結果を図７に示す。図７に示す棒グラフは、試験片２０を図６（ｃ）に示すように、その両端部をクランプして１０００ｍｍ／ｍｉｎの速度で両側に引っ張った場合の破断時点伸度率の大きさをサンプル毎に示すものである。グラフ中、無地は本発明に係るエアバッグドアの製造方法による試験片を用いた場合の結果、ハッチングは従来の表皮を用いた場合の結果である。
【００３８】
この試験結果から明らかなように、本発明に係るエアバッグドアによれば、発泡層としてのＰＰフォームシート２２の発泡倍率が２０倍（サンプルＮｏ．１）と高い場合であっても、表皮としてのＴＰＯシート２１の破断点伸度を低くすることができ、エアバッグ展開時に確実に破断することができることを確認した（サンプルＮｏ．１の従来のＴＰＯシートではＮＧ）。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明のエアバッグドアに用いられる表皮の製造方法を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１の表皮に発泡材を接着した表皮材を示す図である。
【図３】図３は、図２の表皮材の基材に対する真空接着工程を説明する図である。
【図４】図４は、図１の表皮の内部状態を示す図である。
【図５】図５は、図１の表皮における発泡材添加率に対する表皮破断強度を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例における試験片の構成を説明するための図である。
【図７】図７は、実施例の結果を示すグラフである。
【図８】従来のインストルメントパネルの概略の部分斜視図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】図８のインストルメントパネルの従来の表皮材の基材に対する真空接着工程を説明する図である。
【図１１】表皮がティアラインレスのエアバッグドアにおけるエアバッグ展開を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 表皮
１ａ 発泡部
２ 発泡層
３ 表皮材
４ 基材
１０ ＴＰＯ粉末（熱可塑性樹脂）
１１ 発泡材粉末（発泡材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルに一体形成されると共に、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアであって、
前記表皮は、内部に複数の発泡部を有することを特徴とする自動車のエアバッグドア。
【請求項２】
前記発泡部を有する前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材が添加されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載された自動車のエアバッグドア。
【請求項３】
前記発泡材の添加率が０．２〜０．４％の範囲において、前記表皮の単体破断強度は２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定されていることを特徴とする請求項２に記載された自動車のエアバッグドア。
【請求項４】
前記表皮と前記発泡層との剥離強度は、前記表皮の単体破断強度よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載された自動車のエアバッグドア。
【請求項５】
表皮と発泡層と基材とを順に積層したインストルメントパネルに一体形成し、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインを形成する自動車のエアバッグドアの製造方法であって、
前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材を所定の割合で添加し、加熱して成型することを特徴とする自動車のエアバッグドアの製造方法。
【請求項６】
熱可塑性樹脂に対し前記発泡材を０．２〜０．４％の添加率で添加し、前記表皮の単体破断強度を２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定することを特徴とする請求項５に記載された自動車のエアバッグドアの製造方法。
【請求項７】
前記表皮と前記発泡層との剥離強度を、前記表皮の単体破断強度よりも大きく設定することを特徴とする請求項６に記載された自動車のエアバッグドアの製造方法。
【請求項１】
表皮と発泡層と基材とが順に積層されるインストルメントパネルに一体形成されると共に、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインが形成されている自動車のエアバッグドアであって、
前記表皮は、内部に複数の発泡部を有することを特徴とする自動車のエアバッグドア。
【請求項２】
前記発泡部を有する前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材が添加されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載された自動車のエアバッグドア。
【請求項３】
前記発泡材の添加率が０．２〜０．４％の範囲において、前記表皮の単体破断強度は２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定されていることを特徴とする請求項２に記載された自動車のエアバッグドア。
【請求項４】
前記表皮と前記発泡層との剥離強度は、前記表皮の単体破断強度よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載された自動車のエアバッグドア。
【請求項５】
表皮と発泡層と基材とを順に積層したインストルメントパネルに一体形成し、前記基材のドア基材部分にはエアバッグの作動時に破断展開させるためのティアラインを形成する自動車のエアバッグドアの製造方法であって、
前記表皮は、熱可塑性樹脂に発泡材を所定の割合で添加し、加熱して成型することを特徴とする自動車のエアバッグドアの製造方法。
【請求項６】
熱可塑性樹脂に対し前記発泡材を０．２〜０．４％の添加率で添加し、前記表皮の単体破断強度を２．０〜７．０ＭＰａの範囲で設定することを特徴とする請求項５に記載された自動車のエアバッグドアの製造方法。
【請求項７】
前記表皮と前記発泡層との剥離強度を、前記表皮の単体破断強度よりも大きく設定することを特徴とする請求項６に記載された自動車のエアバッグドアの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１２０５６６（Ｐ２０１０−１２０５６６Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９７６２７（Ｐ２００８−２９７６２７）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【出願人】（３９００２３００９）共和レザー株式会社 (17)
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【出願人】（３９００２３００９）共和レザー株式会社 (17)
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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