氣囊蓋的製造方法、氣囊蓋以及氣囊組件的製作方法
2023-05-01 01:32:06 2
專利名稱：氣囊蓋的製造方法、氣囊蓋以及氣囊組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種覆蓋車輛用氣囊的氣囊蓋的構築技術。
背景技術：
安裝於車輛的氣囊裝置上設置了覆蓋氣囊的氣囊蓋。在此氣囊蓋上設置了撕裂線(線狀溝)，並在車輛衝撞時沿著此撕裂線開裂，從而允許氣囊向氣囊蓋外部膨脹展開。可是作為通過在氣囊蓋上進行後加工而設置撕裂線的技術，例如利用雷射切割的技術是公開的(例如，參照專利文獻1)。
特表2001-502996號公報發明內容但是在利用上述技術的撕裂線的加工技術中由於採用雷射加工的構成，因此在降低加工成本上有限度。因此本發明者們為實現降低通過後加工而設置撕裂線的氣囊蓋的製作成本，而對撕裂線的合理的加工技術進行認真研究。且在進行本研究時，本發明者們對於近年來隨著氣囊蓋的設置位置多樣化而該形狀多樣化，且對在這種形狀的氣囊蓋上設置線狀溝的技術的要求很高的方面進行了考慮。研究結果，本發明者們在發現即使是形狀被複雜化的氣囊蓋，也能夠通過後加工以低成本設置撕裂線的方法上取得了成功。
本發明之目的在於，提供一種覆蓋車輛用氣囊的氣囊蓋的合理的構築技術及其相關技術。
為達成上述目的，構成了以下所述的發明。這些各權利要求所述的發明為以汽車為首，可適用於電車、摩託車(跨坐型車輛)、飛機、以及船舶等各種交通工具中的技術。
(方案1所述的發明)方案1所述的發明涉及一種對安裝於各種車輛上的車輛用氣囊進行覆蓋的氣囊蓋的製作方法。在該製作方法中，使用超聲波加工裝置對成型為三維(立體)板狀的氣囊蓋進行後加工，從而在該氣囊蓋上形成線狀溝。即在本發明中，對成雛形的氣囊蓋，在成型後使用超聲波加工裝置進行加工而設置線狀溝。該線狀溝是板狀氣囊蓋的板厚範圍內的規定深度的溝被連續形成的溝。該線狀溝是在氣囊蓋的各部位中板厚相對薄的部位，因此被稱作所謂的撕裂線。氣囊蓋在氣囊膨脹展開時沿著該線狀溝開裂。
再者，本說明書中的「超聲波加工裝置」廣泛地包括通過向被加工物體傳遞(提供)超聲波可對該被加工物體進行加工的各種構成的裝置，是通過把刀狀部件(超聲波加工刀)作用在被加工物體而對被加工物體進行超聲波加工的構成為典型的例子。作為刀狀部件以外的例子，也可以使用具有棒狀、以及板狀等形狀的超聲波加工裝置。且作為使用超聲波加工裝置的加工裝置的典型例，可舉出由加工機器人對可提供超聲波的超聲波加工刀的動作進行控制的構成。由此，控制超聲波加工刀的加工動作成為所期望的軌跡。
根據本發明，能夠提供一種通過使用超聲波加工裝置進行後加工，而設置線狀溝的氣囊蓋的合理的製作技術。即作為超聲波加工裝置例如使用超聲波加工刀時，其加工速度要快於使用雷射加工時(例如快1.5倍左右)的速度，因此對提高氣囊蓋的生產效率很有效。且作為超聲波加工裝置以及加工用機器人等設備可採用通用機，因此與採用專用機的必要性很高的雷射加工設備相比，可以將設備成本降低到廉價。
此外，如本發明使用超聲波加工裝置對成型為三維(立體)的板狀氣囊蓋進行後加工的技術，能適應隨著氣囊蓋的設置位置的多樣化而其形狀複雜化的情況的要求。對於本發明的這種技術，例如也考慮了使用超聲波加工裝置在氣囊蓋表層的二維(平面)狀態加工線狀溝，再通過把該表層設置在成型為三維(立體)的部位，而製作整體為三維(立體)形狀的氣囊蓋的技術。但當使用這種技術時，由於氣囊蓋的製作工序複雜化，而在降低製作成本方面有了限度。因此，若使用如本發明的在成型為三維(立體)的板狀氣囊蓋上直接由超聲波加工裝置進行加工的技術，則對實現簡化製作工序很有效。因此，根據本發明不僅能實現，根據使用快速加工的超聲波加工裝置而引起的製作時間的縮短化，還可以實現根據製作工序本身的簡化而引起的製作時間的縮短化。
此外，根據本發明，可提供一種涉及根據使用超聲波加工裝置而在氣囊展開膨脹時氣囊蓋開裂的高可靠性的線狀溝的加工技術。即當使用雷射加工時，在其構成上會有由於斷續地(非連續地)形成點狀溝而溝深不均勻的弊端，但如本發明使用超聲波加工裝置時，則連續地形成線狀溝，特別是通過加工機器人等控制超聲波加工裝置的動作，而可以使溝深變得均勻。如本發明溝深被均勻化的線狀溝，對於氣囊蓋在氣囊展開膨脹時圓滑地開裂很有效。
(方案2所述的發明)在方案2所述的發明中，導出在加工線狀溝之前，超聲波加工裝置的加工前端部，例如超聲波加工刀的刀尖(刀刃)與該超聲波加工裝置側的規定部位之間的第1距離。且還導出在加工線狀溝時氣囊蓋的加工面與規定位置之間的第2距離。這些第1距離以及第2距離例如可利用使用雷射式變位計檢測出的檢測信息導出。而且，本說明書中的所謂「導出」廣泛地包括使用檢測器而直接得出規定數據的方式、以及將通過檢測器檢測出的數據進一步通過運算等整理而得出規定數據的方式等。並且，根據導出的第1距離與第2距離之差，可得出加工時超聲波加工裝置從氣囊蓋加工面進入到板厚方向的距離，即線狀溝深，或線狀溝的部位的剩餘厚度。典型的有，在導出線狀溝深的基礎上，由該線狀溝深導出線狀溝的部位的剩餘厚度。
根據本發明可不必直接測量線狀溝的深度，而利用第1距離以及第2距離，而間接推算。當直接測量線狀溝的深度時，若不確保某種程度的線狀溝的溝寬(與線狀溝延伸方向垂直的方向的長度)，則很難正確地測出線狀溝的深度。然而若增加線狀溝的溝寬，則會有降低氣囊蓋沿線狀溝的良好的開裂性的弊端。因此，如本發明通過利用第1距離以及第2距離而間接測出線狀溝的深度，可以維持氣囊蓋沿線狀溝的良好開裂性。
(方案3所述的發明)方案3所述的氣囊蓋，其構成是成型為三維的板狀，且具有連續形成了在該氣囊蓋的板厚範圍內的規定深度的溝的線狀溝。該線狀溝通過後加工設置而成，典型的有使用如方案1所述的超聲波加工裝置而形成。
如本發明的線狀溝例如與採用雷射加工時斷續地(非連續地)形成的點狀溝相比，溝深被均勻化，因此對於在車輛用氣囊展開膨脹時氣囊蓋圓滑地進行開裂非常有效。
(方案4所述的發明)方案4所述的發明涉及一種氣囊組件的構成。該氣囊組件具備車輛用氣囊、收容車輛用氣囊的保存體、給車輛用氣囊供給膨脹氣體的氣體供給裝置、以及與方案3所述實質上一致的氣囊蓋等，且連帶該氣囊組件搭載於車輛上。而且，也可以包含配置了氣囊蓋的部件、以及所謂稱作儀錶板的面板，而構成本發明的氣囊蓋組件。
因此，根據方案4所述的發明可提供一種對於車輛用氣囊展開膨脹時的氣囊蓋開裂進行圓滑化很有效的氣囊組件的合理構築技術。
圖1為表示本實施方式的氣囊蓋100以及超聲波加工裝置200的構成的圖，並表示使用該超聲波加工裝置200進行加工的狀態。
圖2為通過超聲波加工裝置200進行超聲波加工處理工序的流程圖。
圖3為圖2中的步驟S20乃至步驟S30的處理的示意圖。
圖4為圖2中的步驟S24的處理的示意圖。
圖5為圖2中的步驟S28的處理的示意圖。
圖6為圖2中的步驟S28的處理的示意圖。
圖7為表示經過圖2所示的超聲波加工處理工序而形成於氣囊蓋100的撕裂線102的截面形狀的圖。
圖8為表示沿著圖7所示的撕裂線102延伸方向的截面形狀的圖。
圖9為表示經過雷射加工形成的撕裂線103的截面形狀的圖。
圖10為表示氣囊組件構成的剖面圖，並表示氣囊蓋100開裂時的狀態。
具體實施例方式
以下參照圖面對本實施方式進行說明。而且，本實施方式為利用超聲波加工在覆蓋車輛用氣囊的氣囊蓋100的罩內表面101形成撕裂線102的技術。
首先，根據圖1對氣囊蓋100以及超聲波加工裝置200的構成進行說明。在這裡，圖1為表示本實施方式的氣囊蓋100以及超聲波加工裝置200的構成的圖，並表示使用該超聲波加工裝置200進行加工的狀態。
圖1所示的氣囊蓋100是由PP(聚丙烯)材料以及TPO(烯烴系合成橡膠)材料等樹脂材料而成型為三維(立體)的板狀物。該氣囊蓋100的罩內表面101被規定為在設置了該氣囊蓋100的狀態下把面對乘員的一側當作表面時的內側的面。撕裂線102是為在氣囊展開膨脹時允許氣囊蓋100的開裂而設置的(板厚)減薄部分，且在本實施方式中，由形成於氣囊蓋100的罩內表面101的線狀溝構成。該撕裂線102相當於本發明的「連續形成了在氣囊蓋的板厚範圍內的規定深度的溝的線狀溝」。
如圖1所示，超聲波加工裝置200大致可分為驅動部210以及NC控制部230。驅動部210由傳動臂212、超聲波振子214、超聲波加工刀216、以及超聲波振動機218構成。
傳動臂212為構成加工機器人的一部分的部件，並且被來自NC控制部230的輸入信號控制，而調節超聲波加工刀216的刀尖216a位置。超聲波振子214可將由超聲波振動機218產生的超聲波傳遞到超聲波加工刀216。作為超聲波加工刀216可使用刀尖216a的刃寬為例如1[mm]的刀具。該超聲波加工刀216對應於本發明中的「超聲波加工裝置」，且超聲波加工刀216的刀尖216a對應於本發明中的「加工前端部」。而且，只要是通過向被加工物體傳遞(提供)超聲波而能夠對該被加工物體進行加工的構成的部件，也可以採用除如本實施方式的超聲波加工刀216的刀狀部件以外的部件，例如形成為棒狀以及板狀的部件。作為超聲波振動機218例如採用可產生頻率為22[KHz]的超聲波的構成的部件。且本實施方式的超聲波加工裝置200具備後述的變位計221，222、以及圖像檢測用相機223。
NC控制部230對要在氣囊蓋100的罩內表面101形成撕裂線102的加工數據進行處理的部門，而且雖然未圖示，但具有對氣囊蓋100進行加工的數據進行輸入、運算、以及輸出等的功能。
繼而參照圖2～圖6，對於利用上述構成的超聲波加工裝置200而成型的氣囊蓋100通過進行後加工而形成撕裂線102的加工工序的順序進行說明。在這裡，圖2為通過超聲波加工裝置200進行超聲波加工處理工序的流程圖。圖3為圖2中的步驟S20乃至步驟S30的處理的示意圖。且圖4為圖2中的步驟S24的處理的示意圖，圖5以及圖6為圖2中的步驟S28的處理的示意圖。
再者，本實施方式的加工工序可大致分為在加工前對加工數據進行處理的數據處理工序、以及實際利用超聲波加工裝置而進行加工的加工工序。
(數據處理工序)在數據處理工序中，在對氣囊蓋100進行實際加工之前，得出加工用數據。該數據處理工序例如由圖2所示的步驟S10～S14構成。
首先，在步驟S10，基於氣囊蓋100的設計信息，採用CAD(計算機輔助設計，computer-aided design)進行設計，並生成CAD數據(加工數據)。在這裡，例如通過圖像顯示裝置讀出預先存儲在計算機中的設計信息，而參照該圖像而進行設計。
在步驟S12，通過CAM(計算機輔助製造，computer-aidedmanufacturing)對經過步驟S10得出的CAD數據進行轉換處理，而得出CAM數據。該CAM數據成為NC控制部230中的加工數據(NC操作用數據)。
在步驟S14，把經過步驟S12得出的CAM數據(加工數據)輸入到NC控制部230，並對該CAM數據進行示教(teaching)。而且，在本實施方式中，暫時輸入到NC控制部230的CAM數據可基於實際的加工實績，而在該NC控制部230進行修正。
(加工工序)上述數據處理工序一結束，便進行氣囊蓋100的實際加工。該加工工序由例如圖2所示的步驟S20～S30構成。
首先，在步驟S20，在加工前對超聲波加工刀216的加工起始位置(原點)進行確認。在進行該確認時，例如使用雷射式的變位計221，222。此變位計221被設置在底座側，而變位計222被設置在驅動部210的超聲波加工刀216側。這種構成如圖3所示，通過變位計221檢測出從基準塊120上表面至超聲波加工刀216的刀尖216a的高度H1(距離)。另一方面，通過變位計222檢測出從基準塊120上表面至該變位計222的高度H2(距離)。並且，通過算出所檢測的高度H1與高度H2之差(H2-H1)，而得出(導出)從變位計222至超聲波加工刀216的刀尖216a的高度H3。並且，該變位計222的檢測部位對應於本發明中的「超聲波加工裝置側的規定部位」。由此，確定了超聲波加工刀216的加工起始位置(原點)。此高度H3相當於本發明中的「第1距離」，且本步驟S20對應於本發明中的「導出第1距離的步驟」。
再者，在步驟S20，採用變位計221檢測高度H1、以及採用變位計222檢測高度H2的檢測點數可考慮氣囊蓋100的形狀等，而適當地設定。例如根據複雜化的氣囊蓋100的形狀，而優選增加高度H1，H2的檢測點數。
繼而，在步驟S22，把氣囊蓋100設置在支撐架(圖4中的支撐架130)上，然後通過步驟S24，對氣囊蓋100的設置狀態進行確認。
在支撐架130上搭載了沒有特別圖示的空氣的吸引機構，且通過啟動此吸引機構，而能夠把氣囊蓋100吸引保持在支撐架130上。且吸引機構具有能夠檢測吸引壓力的構成。這種構成通過吸引機構的吸引壓力，而確認氣囊蓋100與支撐架130之間的緊密接觸狀態，同時如圖4所示通過利用圖像檢測用相機223而確認氣囊蓋100的位置偏差。由此，操作者可以確認氣囊蓋100的裝配狀態。
在步驟S26，開始由超聲波加工刀216進行實際加工。此時，超聲波振動機218例如產生頻率為22[KHz]的超聲波，並通過超聲波振子214把此超聲波傳遞給超聲波加工刀216。並且，基於來自NC控制部230的輸入信號來控制傳動臂212，從而調節超聲波加工刀216的刀尖216a的位置。由此，超聲波加工刀216的加工動作被控制到所期望的軌跡上。超聲波加工刀216的加工速度例如可設定為30[mm/sec]。這種加工速度比雷射加工的加工速度20[mm/sec]要快至1.5倍，因此對提高氣囊蓋100的生產效率很有效。
再者，由超聲波振動機218產生的超聲波的頻率、以及超聲波加工刀216的加工速度等加工條件，可基於氣囊蓋的材質、以及板厚等被加工物體側的條件而適當地進行設定。
在步驟S28，對在步驟S26的超聲波加工刀216的加工時(加工中)的超聲波加工刀216的加工狀態進行確認。在這裡，如圖5所示，通過變位計222檢測從氣囊蓋100的罩內表面101至該變位計222的高度H4(距離)。此高度H4相當於本發明中的「第2距離」。
並且，通過算出在步驟S20預先檢測的高度H3(從變位計222至超聲波加工刀216的刀尖216a的高度)與高度H4之差(H3-H4)而可以得出(導出)撕裂線102的加工深度(切削深度)。就這樣，在本實施方式中，不必直接檢測撕裂線102的加工深度H5，而基於其他檢測信息，間接推算撕裂線102的加工深度H5。且基於該加工深度H5、以及NC控制部230的控制後的數據，可以確認在撕裂線102部位的氣囊蓋100的剩餘厚度(本發明中的剩餘厚度)。此加工深度H5相當於本發明中的「線狀溝的深度」，且本步驟S28對應於本發明中的「導出第2距離的步驟」。進而，可以製作形成了具有所期望的加工深度的撕裂線102的氣囊蓋100。
再者，在步驟S28中變位計222的高度H4檢測點數可考慮氣囊蓋100的形狀等進行適當設定。例如，隨著氣囊蓋100形狀的複雜化優選增加高度H4的檢測點數。且如圖6所示，通過利用圖像檢測用相機223而確認撕裂線102的加工軌跡。
在步驟S30，通過進行與步驟S20相同的操作，而對超聲波加工刀216的加工起始位置(原點)進行再確認。
再者，步驟S30結束後，在步驟S32中判斷是否要再次進行其他的氣囊蓋加工，在不進行再加工時(步驟S32為NO)，便以此狀態結束加工處理。另一方面，在進行再加工時(步驟S32為YES)，則在步驟S34中判斷是否在加工時對加工數據進行修正。當對加工數據進行修正時(步驟S34為YES)，在步驟S36，對加工數據進行修正後，再回到步驟S14。相反，當對加工數據不進行修正時(步驟S34為NO)，便以此狀態返回步驟S20中。
如上所述，根據本實施方式，由於使用了超聲波加工刀216而能夠以快於利用雷射加工時的速度(例如1.5倍左右的速度)進行加工，從而對於提高氣囊蓋100的生產效率非常有效。且作為超聲波加工刀216以及加工用機器人等設備可使用通用機，因此與很可能要使用專用機的雷射加工設備相比，可把設備成本抑制到很低。
再者，對於本實施方式，例如也可考慮對氣囊蓋表層在二維(平面)狀態使用超聲波加工刀進行線狀溝加工，並通過設置把該表層成形為三維(立體)的部位而使整體成為三維(立體)形狀的氣囊蓋的技術。但在使用這種技術時，由於氣囊蓋的製作工序複雜化，而在實現降低製作成本方面受到限制。因此若如本發明使用直接用超聲波加工刀對成型為三維(立體)的板狀氣囊蓋進行加工的技術，便對實現製作工序的簡化很有效。因此根據本發明，不僅能實現通過使用加工速度很快的超聲波加工刀來縮短製作時間，還能實現通過製作工序自身的簡化縮短製作時間。
此外，根據本實施方式，由於通過使用超聲波加工刀216而能夠連續地形成作為線狀溝的撕裂線102，從而能使溝深均勻化，因此與使用形成點狀溝的雷射加工時相比，對氣囊展開膨脹時使氣囊蓋100的開裂圓滑化很有效。即在本實施方式中，通過步驟S26的處理，例如能形成圖7以及圖8所示的具有尖銳的截面形狀的撕裂線102(溝深為H5，罩內表面101的溝寬為d)。與此相比，在利用雷射加工時，則例如圖9所示，形成了由點狀溝斷續地(非連續地)形成的撕裂線103。根據如圖9所示的撕裂線103若要得到使用如本實施方式的撕裂線102時的開裂性，即使縮小點狀溝的間隔也會受到限制。
此外，當直接測量撕裂線102深度時，會有無法準確地測量如本實施方式具有尖銳的截面形狀的撕裂線102的深度的弊端，但根據本實施方式可以間接測量撕裂線102的深度，因此可以設置具有尖銳的截面形狀的撕裂線102。且截面形狀尖銳的撕裂線102對維持氣囊展開膨脹時的良好開裂性很有效。
此外，作為被加工物體的氣囊蓋的形狀被複雜化為三維時，會有很難直接檢測撕裂線102的加工深度H5的情況出現，但作為在加工過程中時時刻刻檢測撕裂線102加工深度H5的相關信息，而導出高可靠性的加工深度的本實施方式，對於在成型為三維的氣囊蓋準確地加工所期望深度的撕裂線102特別有效。
再者，通過上述製作方法製作而成的氣囊蓋100，例如能以圖10所示的狀態組裝到車輛中。即由氣囊蓋100、配置有氣囊蓋100的儀錶板140、車輛用氣囊150、以摺疊的狀態被收容車輛用氣囊150的保存體(保持器)142、存放在保存體142中並向車輛用氣囊150供給膨脹氣體的氣體供給裝置(充氣機)144等可以構成氣囊組件。該氣囊組件對應於本發明中的「氣囊組件」。
當車輛發生前方衝突時，氣體供給裝置144被啟動，並藉助於從該氣體供給裝置144供給的膨脹氣體，車輛用氣囊150逐漸展開。氣囊蓋100在車輛氣囊150展開膨脹時沿著撕裂線102開裂，例如展開為一對展開門100a向著罩表面側形成兩開狀態(對開狀態)。並且，車輛用氣囊150通過展開狀態的展開門100a向氣囊蓋100外部展開，從而向形成於乘員前方的乘員保護區域160突出而展開膨脹。
發明效果根據本發明可以實現覆蓋車輛用氣囊的氣囊蓋的合理的構築技術、及其相關技術。
權利要求
1.一種覆蓋車輛用氣囊的氣囊蓋的製作方法，其特徵在於，使用超聲波加工裝置對成型為三維的板狀氣囊蓋進行後加工，從而製作具有連續形成了在該氣囊蓋的板厚範圍內的規定深度的溝的線狀溝的氣囊蓋。
2.根據權利要求1所述的氣囊蓋的製作方法，其特徵在於，具有導出在所述加工所述線狀溝之前所述超聲波加工裝置的加工前端部與該超聲波加工裝置側的規定部位之間的第1距離的步驟、以及導出在加工所述線狀溝時氣囊蓋的加工面與所述規定位置之間的第2距離的步驟，並根據導出的所述第1距離與第2距離，推算所述線狀溝深或該線狀溝的剩餘厚度。
3.一種覆蓋車輛用氣囊的氣囊蓋，其特徵在於，其構成是成型為三維的板狀，且具有通過後加工而連續形成了在該氣囊蓋的板厚範圍內的規定深度的溝的線狀溝。
4.一種氣囊蓋組件，具備車輛用氣囊、覆蓋該車輛用氣囊的氣囊蓋、收容所述車輛用氣囊的保存體、以及給所述車輛用氣囊供給膨脹氣體以使其自所述保存體展開膨脹的氣體供給裝置，所述氣囊蓋的構成是成型為三維的板狀，且具有通過後加工而連續形成了在該氣囊蓋的板厚範圍內的規定深度的溝的線狀溝，當車輛發生前方衝突時，所述車輛用氣囊藉助於由所述氣體供給裝置供給的膨脹氣體而展開，所述氣囊蓋沿著所述線狀溝開裂，從而所述車輛用氣囊向形成於乘客前方的乘客保護區域展開膨脹。
全文摘要
本發明提供一種覆蓋車輛用氣囊的氣囊蓋的合理的構築技術、及其相關技術。使用超聲波加工刀(216)對成型為三維的板狀氣囊蓋(100)進行加工，從而製作具有連續形成了在該氣囊蓋(100)的板厚範圍內的規定深度的溝的線狀溝(102)的氣囊蓋(100)。
文檔編號B60K37/00GK1576112SQ20041003685
公開日2005年2月9日 申請日期2004年4月16日 優先權日2003年6月30日
發明者副島直樹 申請人:高田株式會社