JP2006232187A - 自動車用内装部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】芯材に表皮を積層した自動車用内装部品を形成する方法において、所望の部分を有効にソフト化し、且つ重量アップを抑制できる製造方法を提供する。
【解決手段】表皮３の一部に厚肉部６を形成するために、前記キャビティ４の一部の部分の間隙を大きくするとともに、その間隙を大とした部分にある型をスライド型１３’に構成する。該スライド型１３’には、反対側のキャビティ型１２に向かって複数の凸部１４を突出させる。前記熱硬化性樹脂を注入して加熱した後、該熱硬化樹脂が未硬化の段階で前記スライド型１３’を他方の型から離れる方向へスライドさせる。すると、厚肉部６における熱硬化性樹脂に前記凸部１４に対応した凹陥部１６が生じ、表皮３の硬化後に上記凹陥部１６が閉じることによって、前記厚肉部６に相当する部分の表皮内に気泡１７’を生じさせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、芯材に表皮を積層した構成の自動車用内装部品、及びその製造方法に関する。

この種の自動車用内装部品（例えば、インストルメントパネル）を製造するための方法の一つに、ポリオールとイソシアネートを混合して密閉型中に射出して固化させるＲＩＭ成形法があることが、従来から知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１のＲＩＭ成形法は、一方の型（コア型）に、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の熱可塑性樹脂で射出成形されたインサート（芯材）をセットし、型キャビティにウレタン材料を注入して、反応、発泡させて、表面にスキン層が一体に形成されたインテグラルスキンウレタンフォーム（表皮）を形成し、インサートと一体化させるというものである。

また、特許文献２には、自動車用の内装部材において、コア型とキャビ型で先ず射出成形で芯材を成形し、開型してからキャビ型を表皮及び発泡部成形用のキャビ型と交換して型締めし、発泡性エラストマーを射出してエラストマー層を形成して、エラストマーの表皮が形成された後に金型を小間隙開くことで、金型内の未硬化の中央部が発泡し、ソフトな表皮付きの発泡成形品を得られることが開示されている。
特開平５−２６１７４９号公報（０００２、０００３等） 特開平５−２３７８７１号公報（要約書、０００９、００１０）

ここで、例えばコスト等の事情から、特許文献２のように表皮全体をソフトにするのではなく、表皮の一部のみをソフトにしたい場合がある。その一方で、意匠上の観点から、表皮の表面の連続性を失わないようにしたいとの要望もある。

従って、上記のような部分的なソフト部を得るためには、そのソフト感を付与したい部分において芯材に凹部を形成し、表皮を単に厚肉状にすることが考えられる。しかしながら、特許文献１や特許文献２の発泡成形フォームで一部厚肉部を形成したとしても、その表面は無発泡のエラストマーなので、ウレタンフォームを単に厚肉状にするだけでは、ソフト感を十分に得ることが難しい。

また、単に表皮に厚肉部を部分的に形成する手法では、その厚肉部分の分だけ重量が増大するとともに、材料コストの増大要因にもなってしまう。特に上記のような自動車用内装部品においては、表皮部分の比重が小さくないので、厚肉化による重量アップは無視できない問題となっている。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、少なくとも芯材に表皮を積層した構成の自動車用内装部品において、前記表皮は、その厚みが周囲よりも大きい厚肉部を有し、該厚肉部には、その厚み方向に細長い気泡を形成した、自動車用内装部品が提供される。

この構成により、厚肉部においてソフト感を良好に得ることができる。また、厚肉部の厚みを小さくしても従来と同等のソフト感を得ることができるから、自動車用内装部品の軽量化、低コスト化を図ることができる。

本発明の第２の観点によれば、以下のような、少なくとも芯材に表皮を積層した構成の自動車用内装部品の製造方法が提供される。少なくとも二つの型を用い、そのうち一方の型には芯材を設置し、この芯材と他方の型との間には部分的に間隙を大きくしたキャビティを形成して、発泡剤が入った熱硬化樹脂を前記キャビティに注入して加熱する。前記熱硬化樹脂が未硬化の段階で前記他方の型を芯材から離れる方向へ移動させることで、前記熱硬化樹脂内で形成途中の気泡を型間方向に伸張させる。

この構成により、厚肉部においてソフト感を良好に得ることができるとともに、厚肉部の軽量化を図ることができる。

本発明の第３の観点によれば、以下のような、自動車用内装部品の製造方法が提供される。少なくとも一方の型に芯材を設置し、他方の型と芯材との間に形成されるキャビティに熱硬化性樹脂を注入することで、芯材に表皮を積層した自動車用内装部品を形成する。前記表皮の一部に厚肉部を形成するために、前記キャビティの一部の部分の間隙を大きくするとともに、その間隙を大とした部分にある一方の型をスライド型に構成して、該スライド型には他方の型に向かって複数の凸部を突出させる。前記熱硬化性樹脂を注入して加熱した後、該熱硬化樹脂が未硬化の段階で前記スライド型を他方の型から離れる方向へスライドさせることで、前記厚肉部における熱硬化性樹脂に前記凸部に対応した空間を生じさせる。前記熱硬化性樹脂が硬化する過程で上記空間が閉じることによって、前記厚肉部に相当する部分の表皮内に気泡を生じさせる。

この構成により、厚肉部においてソフト感を良好に得ることができるとともに、厚肉部の軽量化を図ることができる。

前記の自動車用内装部品の製造方法においては、前記芯材には穴が形成されており、前記スライド型の凸部がこの穴を通過できるように構成されていることが好ましい。

この構成により、スライド型のスムーズな移動が可能になり、前述の空間を容易に形成することができる。

次に、本発明の実施の形態に係るインストルメントパネル（自動車用内装部品）の製造方法を説明する。図１及び図２はインストルメントパネルの製造方法を順を追って示した説明図である。

［第１の製造方法］
図１（ｃ）に示すインストルメントパネル１は、芯材２に表皮３を積層した構成となっており、その適宜の箇所において、前記表皮３には、ソフト化した厚肉部６が形成されている。

このインストルメントパネル１は、以下の方法で製造される。図１（ａ）に示すように、コア型１１とキャビティ型１２との間の空間において、芯材２をコア型１１に設置し、この状態では、芯材２とキャビティ型１２との間にキャビティ４が形成される。キャビティ型１２は、コア型１１（芯材２）に対して近づく方向及び離れる方向へ移動することが可能な、スライド型１３を備えている。コア型１１とキャビティ型１２には、例えば４０℃〜６０℃の温水が循環されており、型面の温度が適当な温度に調整されている。

上記の芯材２としては、例えば前記の特許文献１と同様に、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の熱可塑性樹脂で射出成形されたものを用いることができる。この芯材２の前記スライド型１３に対応する箇所には凹部５が形成されており、この結果、キャビティ４の一部分（前記凹部５に対応する部分）では、その凹部５の分だけ、間隙が大きくなっている。なお、この間隙の大となっている部分が、インストルメントパネル１の表皮３の厚肉部６に相当することになる。

そして、図１（ａ）に示すように、型閉状態で、ポリオールとイソシアネートを混合し、かつ発泡剤を添加したものを注入（射出）するとともに、加熱する。なお、前記の発泡剤としては、例えば、水、フロン、窒素ガスを用いることが考えられる。

そして図１（ｂ）に示すように、前記熱硬化樹脂が未硬化の段階で、前記スライド型１３を芯材２から離れる方向へ適宜移動させる。この結果、前記の凹部５の部分（間隙が大になっている部分）のウレタンの圧力が大きく低下するので、当該部分のウレタンの発泡度合いを強制的に増大させることができる。また、上記のスライド型１３の移動によって、前記の隙間が大の部分に形成されつつある気泡が、型間方向に引き伸ばされ、伸張する。

なお、ポリオールとイソシアネートとの間での反応熱は高く、１００℃以上であり、さらにポリウレタンは熱硬化性樹脂である。従って、キャビティ４内で樹脂は、一般的に温度の高い部分（型面から遠い部分）から硬化していくが、本実施形態において型面の温度は４０℃〜６０℃程度と低く、従って、樹脂の型面付近の部分の温度は低い。従って、ウレタン樹脂が硬化する前にスライド型１３を芯材２から離れる方向へ移動させることは十分可能である。

樹脂の硬化後、脱型し、適宜の後処理を行うことで、図１（ｃ）のインストルメントパネル１が完成する。なお、前記後処理の一例として、前記の厚肉部６の表面部分を必要に応じて塗装する処理が行われても良い。

図１（ｃ）に示すように、このインストルメントパネル１では、その厚肉部６において、気泡１７が他の部分よりも多数発生している。また、この厚肉部６の気泡１７は、未硬化段階での前述のスライド型１３の移動に伴って、厚み方向に伸張された細長い楕円形状になっている。

なお、以上に説明した第１の製造方法に基づき、インストルメントパネル１を実際に製造した。厚肉部６の位置及び大きさは、インストルメントパネル１の助手側の２００ｍｍ四方の部分とした。厚肉部６以外の部分の表皮の厚みは０．７〜１．２ｍｍとし、厚肉部６の部分の厚みは５ｍｍとした。なお、スライド型１３の移動前の凹部５部分の隙間量は２ｍｍとし、樹脂の未硬化の状態で、隙間量が５ｍｍとなるようにスライド型１３を移動させた。

この結果、厚肉部６の硬度は、アスカーＣで６８となった。なお、厚肉部６以外の部分の硬度は、アスカーＣで８０であった。また、製造されたインストルメントパネル１の重量を測定したところ、上記のような厚肉部６を設けない場合に比較した重量増加分は約８０グラムであった。

一方、比較実験として、厚肉部６’を単に厚肉化しただけのインストルメントパネル１’（図３）を製造した。インストルメントパネル１’の寸法条件や材料、発泡剤等は、上記のインストルメントパネル１と全く同一とした。この比較例のインストルメントパネル１’では、厚肉部６’の硬度はアスカーＣで７５程度であった。また、厚肉部６’を設けない場合に比較した重量増加分は、約１６０グラムであった。ちなみに、このインストルメントパネル１’の表皮３の部分の比重は、１．０７であった。

従って、第１の製造方法で製造したインストルメントパネル１は、厚肉部６のソフト感を効果的に得られ、かつ、厚肉部６による重量アップも低く抑えることができることが判る。特に、厚肉部の硬度としてアスカーＣで６８の値が得られており、通常の発泡ウレタンの内装品（アスカーＣで５５〜６５）に準じるソフト感を実現できていることが判る。

［第２の製造方法］
次に、インストルメントパネルの第２の製造方法を説明する。この製造方法では図２（ａ）に示すように、キャビティ型１２ではなくコア型１１側にスライド型１３’を設けている。このスライド型１３’は、芯材２に設けた前述の凹部５の部分（隙間が大の部分）に対応する位置に設けられている。また、このスライド型１３’は、反対側のキャビティ型１２側に向かって、複数の凸部１４を突出して設けた構成となっている。

なお、前記芯材２の凹部５の部分には、スライド型１３’の複数の凸部１４に対応する位置に、貫通穴１５がそれぞれ形成されている。これにより、凸部１４が貫通穴１５を通過してキャビティ４内に突出することができるようになっている。

この第２の製造方法でも、第１の製造方法と同じように、型閉状態でポリオールとイソシアネートとの混合に発泡剤を添加したものを注入して加熱するとともに（図２（ａ））、ウレタン樹脂が未硬化の段階で、前記スライド型１３’をキャビティ型１２から離れる方向へ適宜移動させる。すると、図２（ｂ）に示すように、凸部１４がキャビティ４から抜けて、前記厚肉部６には、前記凸部１４に対応した形状の、型間方向に細長い凹陥部（空間）１６が形成される。この段階では、前記凹陥部１６は、前述の貫通穴１５と連通している。

凹陥部１６が形成された段階では、熱硬化樹脂は未だある程度の流動性を有しており、従って、時間の経過とともに、前記凹陥部１６は表面張力の作用等により自然に長手方向に分断され、閉じられる（言い換えれば、前記貫通穴１５に連通しなくなるように閉鎖される）。そして、凹陥部１６が途切れ途切れとなった状態で樹脂が硬化し、結果的に厚肉部６内には、図２（ｃ）に示すように、その厚み方向に細長い気泡１７’が形成されることとなる。

なお、この第２の製造方法でもインストルメントパネル１を実際に製造した。インストルメントパネル１の寸法条件、厚肉部６の位置や大きさや厚み等は、上述の条件とまったく同じとし、スライド型１３’の凸部１４として、幅３０ｍｍ×長さ１８０ｍｍ×高さ３ｍｍの突起を、２００ｍｍ四方の領域内に等間隔に６本形成したものを用いた。

この結果、厚肉部６の硬度は、アスカーＣで６５となった。また、製造されたインストルメントパネル１の重量を測定したところ、上記のような厚肉部６を設けない場合に比較した重量増加分は、約１０３グラムであった。

従って、この第２の製造方法によるインストルメントパネルでも、上述の比較実験の構成（厚肉部のアスカーＣが７５、重量増加分１６０グラム）に比べ、厚肉部６を効果的にソフト化できるとともに、厚肉部６の重量増加も抑制できていることが判る。特に、厚肉部の硬度としてアスカーＣで６５の値が得られており、通常の発泡ウレタンの内装品程度のソフト感（アスカーＣで５５〜６５程度）が得られていることが判る。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例えば以下のように変更することができる。

上記の厚肉部６は、インストルメントパネルのみに限らず、例えばグローブボックス等、自動車用内装部品全般に適用できる。また、芯材２に表皮３を積層した構成であれば十分であって、芯材２や表皮３の素材等は特に限定されない。更に、厚肉部６は表皮３の一部に形成されていれば足り、その位置や大きさは、自動車用内装部品の用途等に応じて、様々に変更され得る。

また、前記の第２の製造方法におけるスライド型１３’の凸部１４の形状や突出量や個数や配置も、上記で示したものに限定されない。例えば、正方形や円形の突起をｍ行ｎ列のアレイ状に並べた構成を採用することもできる。また、図２で芯材２に形成する貫通穴１５の形状や個数も、上記の凸部１４の形状や個数等に応じて、適宜定めれば良い。

インストルメントパネルの第１の製造方法の説明図。なお、図１（ｃ）には、完成品としてのインストルメントパネルの断面図を示してある。 インストルメントパネルの第２の製造方法の説明図。なお、図２（ｃ）には、完成品としてのインストルメントパネルの断面図を示してある。 従来の製法によるインストルメントパネルの構成を示す断面図。

符号の説明

１ インストルメントパネル（自動車用内装部品）
２ 芯材
３ 表皮
５ 凹部
６ 厚肉部
１１ コア型
１２ キャビティ型
１３，１３’ スライド型
１４ 凸部
１５ 貫通穴（穴）
１６ 凹陥部（空間）
１７，１７’ 厚肉部の気泡

Claims (4)

1. 少なくとも芯材に表皮を積層した構成の自動車用内装部品において、前記表皮は、その厚みが周囲よりも大きい厚肉部を有し、該厚肉部には、その厚み方向に細長い気泡を形成したことを特徴とする自動車用内装部品。
2. 少なくとも芯材に表皮を積層した構成の自動車用内装部品の製造方法において、
   少なくとも二つの型を用い、そのうち一方の型には芯材を設置し、この芯材と他方の型との間には部分的に間隙を大きくしたキャビティを形成して、発泡剤が入った熱硬化樹脂を前記キャビティに注入して加熱し、
   前記熱硬化樹脂が未硬化の段階で前記他方の型を芯材から離れる方向へ移動させることで、前記熱硬化樹脂内で形成途中の気泡を型間方向に伸張させることを特徴とする、自動車用内装部品の製造方法。
3. 少なくとも一方の型に芯材を設置し、他方の型と芯材との間に形成されるキャビティに熱硬化性樹脂を注入することで、芯材に表皮を積層した自動車用内装部品を形成する、自動車用内装部品の製造方法において、
   前記表皮の一部に厚肉部を形成するために、前記キャビティの一部の部分の間隙を大きくするとともに、その間隙を大とした部分にある一方の型をスライド型に構成して、該スライド型には他方の型に向かって複数の凸部を突出させ、
   前記熱硬化性樹脂を注入して加熱した後、該熱硬化樹脂が未硬化の段階で前記スライド型を他方の型から離れる方向へスライドさせることで、前記厚肉部における熱硬化性樹脂に前記凸部に対応した空間を生じさせ、
   前記熱硬化性樹脂が硬化する過程で上記空間が閉じることによって、前記厚肉部に相当する部分の表皮内に気泡を生じさせることを特徴とする、自動車用内装部品の製造方法。
4. 請求項３に記載の自動車用内装部品の製造方法であって、
   前記芯材には穴が形成されており、前記スライド型の凸部がこの穴を通過できるように構成されていることを特徴とする、自動車用内装部品の製造方法。

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