JP2018067244A - 素子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】素子を覆う表皮材を備えた素子装置であって、外観の低下が抑えられた素子装置を提供すること。
【解決手段】本発明の素子装置１は、板状の基材２と、基材２の一方の表面２０ａに配された板状のクッション材３と、クッション材３の表面３ａに配された板状の素子４と、素子４の表面４ａに配され、端縁部が基材２の他方の表面２０ｂ側に折り返された表皮材５と、を有する素子装置１であって、基材２は、素子４の端部から外方に位置し、表面２０ａから突出するとともにその突出高さが素子４の表面４ａよりも低いリブ２１を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、板状の素子とその表面に配された表皮材とを備える素子装置に関する。

自動車等の車両の車室は、パネル等のさまざまな内装品が用いられている。この内装品は、車室内に設けられるものであることから、見栄えや意匠性が高いことが求められている。自動車の内装品は、例えば、特許文献１〜４に開示されている。

特許文献１には、基部本体部、クッション部材、第１基部の表面とクッション部材の表面とに跨がって接着された装飾シート（表皮材）とからなる車両用内装品が記載されている。

特許文献２には、基材と、表皮本体の裏側にクッション層を積層することにより形成され、かつ前記基材に貼着される表皮（表皮材）とを備える表皮付き製品に適用される構造であり、クッション層の端末部は、押し潰された状態に塑性変形させられていない一般部と、押し潰された状態に塑性変形させられた周縁部とを備え、基材の端末部は、本体部と、表側へ突出した状態で本体部を取り囲むフランジ部とを備え、表皮は、本体部に貼着され、フランジ部の少なくとも表面及び側面に沿って折り曲げられた状態でフランジ部に貼着されている表皮付き製品の端末部の構造が記載されている。

特許文献３には、基材上に軟質材を配し、縫い糸によるステッチが形成された表皮材によって、当該軟質材を被覆してなる車両用内装品が記載されている。そして、表皮材の基材側の面には、ステッチに沿って延びる帯部材が縫い糸によって縫い付けられ、帯部材の反対側の面は基材の表面に接着され、帯部材の表皮材側の面が、軟質材の表皮材側の面よりも、窪んだ位置に配されていることが記載されている。

特許文献４には、コア材、クッション材、クッション材を覆うとともに端縁部がコア材の縁部の裏面側に巻き込まれた状態でコア材の縁部に接合されている皮革製の表皮材を備えた内装品が記載されている。そして、コア材が、縁部から表皮材の端縁部に沿って突出するように設けられ、表皮材が収縮する際に引っ張られてクッション材の端縁部を圧縮するように撓む可撓性を有する突出片を備えることが記載されている。

近年は、車室内の快適性の向上が求められており、これらの内装材にアクチュエータやセンサ等の素子を組み込むことが検討されている。具体的には、素子の機能を発揮するために、表皮材の裏面に板状の素子を配する構成が検討されている。

特開２０１２−７１７４０号公報 特開２０１５−１８２５９０号公報 特開２０１１−１９４９３２号公報 実開平６−５５８８７号公報

表皮材の裏面に板状の素子を配した場合、表皮材の裏面に素子が当接した状態で配される。素子自体は機械的又は電気的な機能を発揮するために高い剛性を備えている。表皮材が裏面に配された素子に密着すると、素子の外周形状に沿って湾曲し、意匠段差（ハイライトとも称される）が生じる。意匠段差は、内装品の外観を損ない、内装品としての見栄えを低下する。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、素子を覆う表皮材を備えた素子装置であって、外観の低下が抑えられた素子装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の素子装置は、板状の基材と、基材の一方の表面に配された板状のクッション材と、クッション材の表面に配された板状の素子と、素子の表面に配され、端縁部が基材の他方の表面側に折り返された表皮材と、を有する素子装置であって、基材は、素子の端部から外方に位置し、一方の表面から突出するとともにその突出高さが素子の表面よりも低いリブを有する。

本発明の素子装置は、基材が素子の端部から外方に位置し、突出高さが素子の表面よりも低いリブを基材が有する構成となっている。この構成によると、素子の表面に配された表皮材が基材の裏面側に折り返されて素子の表面に密着しても、その表皮材は素子の外周において素子の表面とリブの先端部の間に沿って湾曲した形状となり、素子の外周形状に沿った意匠段差が生じることが抑えられる。この結果、本発明の素子装置は、素子を覆う表皮材を備えた素子装置でありながら、外観の低下が抑えられたものとなっている。

本発明の素子装置においては、基材の一方の表面からのリブの突出高さは、基材の一方の表面から素子の表面までの高さの５０〜７０％であることが好ましい。この構成によると、素子の表面とリブの先端の高さの差による表皮材の高さの変化が適正となり、意匠段差が生じることが効果的に抑えられる。

本発明の素子装置は、クッション材が、その側面が素子の側面よりも外方に位置することが好ましい。この構成によると、クッション材が素子の端部から飛び出した形態となる。この形態では、表皮材が、素子の表面、クッション材の端部、リブの先端と順に当接することとなり、表皮材の高さの変化が緩やかとなり、意匠段差が生じることが効果的に抑えられる。

本発明の素子装置は、リブが、変形していない状態のクッション材の側面との間にすき間を備えた状態で設けられることが好ましい。この構成によると、クッション材の端部に表皮材が押しつけられて変形（弾性変形）しても、クッション材がつぶれて押し出された部分が、このすき間で収まることとなり、意匠段差が生じることがより効果的に抑えられる。
また、押し出された部分がすき間に収まることで、クッション材の変形が規制されなくなり、クッション材の端部による意匠段差の形成が抑えられる。

実施形態の内装品の平面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。 実施形態のクッション材の構成を模式的に示す拡大断面図である。

以下、図１〜図３を参照しながら本発明の素子装置の好適な実施形態について説明する。

ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、重複した説明は省略される。なお、発明の実施形態は本発明が実施される特に有用な形態として記載されるものであり、本発明がこれに限定されるものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事項は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

［実施形態］
本実施形態は、図１〜図２にその構成を示した自動車の内装品１であり、タッチセンサ４を備えている。
本形態の内装品１は、図１に平面図で示したように、略方形状の外周形状を有する。そして、図２に断面図で示したように、基材２、クッション材３、タッチセンサ４、表皮材５を備える。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線での断面を示す図である。
基材２は、略板状を有する。そして、基材２は、板状の基部２０と、基部２０の周縁部に設けられたリブ２１と、を有する。

基部２０は、内装品１の厚さ方向（基材２、クッション材３、タッチセンサ４の積層方向）に対して垂直な方向に沿って広がる平板状を有する。基部２０は、タッチセンサ４の外周形状よりも大きな外周形状を持つ。基部２０の外周形状は限定されるものではない。本形態では、略方形状（略正方形状）を有する。

基部２０の厚さについても、内装品１を形成したときに、全体の形状を保持できるだけの剛性を発揮できる厚さであれば限定されるものではない。基部２０の厚さは、１〜１０ｍｍとすることが好ましく、１〜５ｍｍとすることがより好ましく、２．５〜３．５ｍｍとすることが更に好ましい。

リブ２１は、基部２０の外周の端部に一体に設けられ、基部２０の一方の表面（以下、表面２０ａと称する）から突出して形成される。リブ２１は、基部２０の広がる方向に対して垂直な方向（すなわち、内装品１の厚さ方向）に突出する。リブ２１は、基部２０の端部の全周に亘って形成された、略環状の形状を備えている。リブ２１は、その突出方向の先端が、内装品１を形成したときのタッチセンサ４の表面よりも低い（基材２の表面２０ａからの突出高さが短い）状態で形成される。

リブ２１は、図２に示したように、突出方向の先端部２２が、滑らかなＲ形状をなすように形成される。より詳しくは、先端部２２は、略環状の遠心側（あるいは径方向外方側）を向いた外周面２２ａと、軸心側（あるいは、径方向内方側）を向いた内周面２２ｂと、を備える。外周面２２ａは、内装品１を形成したときに表皮材４と当接する面であり、表皮材４が滑らかなＲ形状の断面をなすように、湾曲面に形成されている。内周面２２ｂは、リブ２１の突出方向とほぼ並行をなすように形成されている。

基材２の表面２０ａからのリブ２１の突出高さは、内装品１を形成したときのタッチセンサ４の表面よりも低いものであれば限定されるものではないが、基材２の表面２０ａからタッチセンサ４の表面４ａまでの高さの５０〜７０％であることが好ましい。本形態では、タッチセンサ４の表面４ａまでの高さの７０％である。なお、リブ２１の突出高さとは、基部２０の表面２０ａからリブ２１が突出する方向の高さを示す。

リブ２１の厚さについても、内装品１を形成したときに、リブ２１の形状を保持できるだけの剛性を発揮できる厚さであれば限定されるものではない。リブ２１の厚さとは、略環状のリブ２１の径方向の厚さであり、リブ２１の厚さが変化する場合には最も厚い部分での厚さ（具体的には、基部２０からの突出する基端部の厚さ）である。リブ２１の厚さは、１〜１０ｍｍとすることが好ましく、１〜７ｍｍとすることがより好ましく、１〜３．５ｍｍとすることが更に好ましい。

基材２は、基部２０とリブ２１とを備えた構成であれば、その材質が限定されるものではない。基部２０とリブ２１とを一体に形成する樹脂製品とすることが好ましい。なお、本形態では基部２０とリブ２１とを一体成形で製造しているが、基部２０とリブ２１とを別体で形成した後に接合してもよい。また、基材２を形成する樹脂は、適宜、フィラーや補強材等を含んでいてもよい。

本形態では、基材２は、ポリプロピレンの一体成形品よりなる。本形態の基材２は、基部２０の厚さが３ｍｍであり、リブ２１の突出高さは４．２ｍｍであり、リブ２１の厚さは３ｍｍである。

クッション材３は、基材２の表面２０ａに配された板状の部材である。クッション材３は、裏面３ｂが基材２の基部２０の表面２０ａ上に配される。クッション材３は、基材２のリブ２１の略環状の内周側に収容可能な形状であればその外周形状は限定されるものではない。本形態では、基部２０よりも小さな略方形状（略正方形状）を有する。

クッション材３は、基材２の表面２０ａに配されたとき（すなわち、変形していない状態である）に、その側面３ｃとリブ２１との間にすき間を有する。このすき間の長さ（リブ２１の厚さ方向での長さ、側面３ｃと内周面２２ｂとの間隔）は、限定されるものではなく、クッション材３が変形（弾性変形）したときに、つぶれた部分が入ることが可能な長さであればよい。

クッション材３は、タッチセンサ４をその表面３ａに配し、タッチセンサ４をタッチ可能な状態で支持することができるものであれば、その構成や材質が限定されるものではない。

クッション材３の厚さについても、限定されるものではない。クッション材３の厚さは、０．５〜２０ｍｍとすることが好ましく、１〜１０ｍｍとすることがより好ましく、２〜５ｍｍとすることが更に好ましい。本形態では、５ｍｍの厚さを備える。

クッション材３は、車両の内装品１としての外観や意匠性を確保できるとともに、タッチセンサ４の支持に必要なクッション性（弾力性）を付与して触感を向上させるためのものである。本形態では立体編のクッション材によって構成されている。図３に示すように、立体編のクッション材３は、ダブルラッセル編物等の立体編物からなる。

立体編のクッション材３は、図３に示したように、表編地層３０、裏編地層３１及び連結層３２を備えている。立体編のクッション材３は、ダブルラッセル編機等を用いて形成される。

表編地層３０及び裏編地層３１は、いずれも平面的で規則正しい編目で形成されている。表編地層３０及び裏編地層３１を形成する糸（材質）としては、例えば、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維、ポリプロピレン系繊維等の合成繊維、綿、麻、ウール等の天然繊維、キュプラレーヨン、リヨセル等の再生繊維からなるものを挙げることができる。

表編地層３０及び裏編地層３１の編地の編み組織は特に限定されず、例えば、平坦な組織（例えば、経編みの三原組織であるトリコット編、コード編、アトラス編）が挙げられる。そのほかにも、四角、六角等のメッシュ編地や、マーキゼット編地等を挙げることができる。表編地層３０及び裏編地層３１の編組織の組み合わせとしては、同じであっても、異なっていても、いずれでもよい。

連結層３２は、表編地層３０及び裏編地層３１を連結する連結糸３３で形成される。連結糸３３は、表編地層３０及び裏編地層３１を連結可能な糸であれば限定されない。例えば、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリアミド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエステル系エラストマー繊維等を挙げることができる。繰り返しや長時間圧縮後のクッション性の耐久性を良好にするために、連結糸３３の少なくとも一部に、ポリトリメチレンテレフタレート繊維を用いることが好ましい。

連結糸３３の繊維の断面形状については、クッション性の耐久性を良好にする観点からは、丸型断面が好ましい。さらに、連結糸３３としては、ずれ力の緩和の観点からモノフィラメント糸であることが好ましい。本形態では、連結糸３３として、ポリエチレンテレフタレート繊維によって形成されたものが用いられている。なお、図３では、連結層３２（連結糸３３）が一部を省略した状態で図示されている。

連結糸３３は、表編地層３０及び裏編地層３１の編地中にループ状の編目を形成してもよい。また、連結糸３３は、両編地層３０，３１に挿入状態やタック状態で引っ掛けられてもよい。なかでも、少なくとも２本の連結糸３３が両編地層３０，３１を互いに逆方向の斜めに傾斜してクロス状（Ｘ状）又はトラス状に連結することが、クッション材３の形態安定性を向上させ、良好なクッション性を得るうえで好ましい。トラスは、三角形を基本単位としてその集合体で構成する構造形式であり、連結糸３３と表編地層３０とによって、又は連結糸３３と裏編地層３１とによって略三角形状を形成する。この場合、クロス状についてもトラス状についても、連結糸３３が、２本の糸によって構成されてもよいし、１本の同一の連結糸３３が表編地層３０及び裏編地層３１で折り返され、見かけ上２本となっていてもよい。

このようなクッション材３は、積層構造となっていないため、通気性、クッション性等の点で優れている。クッション材３の厚みは、連結糸３３の長さを調整することで変更可能である。

なお、クッション材３を構成する立体編クッション材は、クッション材３が織物によって形成されたものよりも伸縮性や柔軟性が高く、また、クッション材３が発泡ウレタン等によって形成されたものよりもクッション性能が高い特徴を備えている。

タッチセンサ４は、クッション材３の表面３ａに配された板状の素子である。タッチセンサ４は、押されたことを検知するセンサである。タッチセンサ４は、素子に相当する。本形態のタッチセンサ４は、具体的な構成は限定されるものではない。

タッチセンサ４は、裏面４ｂがクッション材３の表面３ａ上に配される。タッチセンサ４は、クッション材３の表面上に配することができる形状であればその外周形状は限定されるものではない。本形態では、クッション材３よりも小さな略方形状（略正方形状）を有する。すなわち、クッション材３は、その側面３ｃが、タッチセンサ４の側面４ｃよりも外方に位置している。

タッチセンサ４は、その厚さが限定されるものではない。タッチセンサ４には、厚さが０．０１〜５ｍｍのものを適用することができる。本形態では、１ｍｍの厚さを備える。
本形態のタッチセンサ４は、図示しない導線が接続され、タッチセンサ４の検知結果を外部に送信する。

表皮材５は、タッチセンサ４の表面４ａ上に配され、端縁部５１が基材２の基部２０の他方の表面２０ｂ側（以下、裏面２０ｂと称する）に折り返された部材である。表皮材５は、タッチセンサ４の表面４ａを覆うとともに、内装品１の外表面（意匠面）を形成する。

表皮材５は、平面部５０、端縁部５１、湾曲部５２を有する。平面部５０は、タッチセンサ４の表面４ａ上に位置する部分であり、表面４ａに沿って広がる部分である。端縁部５１は、表皮材５の端部であって、基材２の基部２０の裏面２０ｂ側に折り返される部分である。湾曲部５２は、平面部５０と端縁部５１とを接続しリブ２１等に沿って湾曲した形状をなす部分である。

表皮材５は、柔軟性を備えたシート状の部材を、平面部５０、端縁部５１、湾曲部５２を形成するように、基材２、クッション材３、タッチセンサ４に組み付けることで形成される。なお、表皮材５は、端縁部５１を基材２の基部２０に固定するときに、所定の張力で引っ張った状態で組み付けられる。

表皮材５は、端縁部５１が基材２の基部２０の裏面２０ｂ側に折り返された状態で、基部２０の裏面２０ｂに固定（接合）される。表皮材５の端縁部５１を基部２０に固定する方法は限定されるものではない。たとえば、ピンやボルト等の部材を表皮材５に貫通させて固定する方法、両面粘着テープや接着剤等で接合・固定する方法、溶着で一体に接合する方法等を挙げることができる。本形態では溶着で固定される。

表皮材５は、タッチセンサ４のセンシングを阻害しない材質であれば、その材質が限定されるものではない。例えば、ファブリック、織布、不織布、樹脂シート等の柔軟性を備えたシート状の部材を挙げることができる。本形態では、ファブリックが用いられる。

表皮材５の厚さについても限定されるものではない。表皮材５の厚さは、０．１〜１０ｍｍとすることが好ましく、０．１〜５ｍｍとすることがより好ましく、０．１〜２ｍｍとすることが更に好ましい。本形態では、０．７ｍｍの厚さを備える。

（本形態の製造方法）
本形態の内装品１は、その製造方法が限定されるものではない。
まず、基材２、クッション材３、タッチセンサ４、表皮材５を準備（あるいは、製造）する。
次に、準備した基材２、クッション材３、タッチセンサ４、表皮材５をこの順序で積層する。

そして、積層した状態で、表皮材５の端縁部５１を基材２の裏面２０ｂ側に折り返す。このとき、表皮材５は、端縁部５１が所定の張力で引っ張られてシワが無い状態が保持される。また、端縁部５１が引っ張られると、平面部５０には、基材２の基部２０方向にタッチセンサ４を付勢する付勢力が発生する。同時に、湾曲部５２にも、基材２の基部２０方向やリブ２１の外周面２２ａを押圧する方向の付勢力が発生する。これらの付勢力が働くことで、平面部５０及び湾曲部５２がシワを生じることなく形成される。なお、付勢力が過剰に大きくなると、クッション材３が弾性変形することで、意匠段差の発生が抑えられる。
そして、折り返された表皮材５の端縁部５１を基材２の裏面２０ｂに溶着する。
以上により、本形態の内装品１を製造できる。

（本形態の作用効果）
本形態の内装品１は、基材２、クッション材３、タッチセンサ４、表皮材５がこの順序で積層している。そして、本形態の内装品１は、基材２がタッチセンサ４の端部から外方に、突出高さがタッチセンサ４の表面４ａよりも低いリブ２１を有している。

この構成によると、タッチセンサ４の表面４ａ上に配された表皮材５の端縁部５１が基材２の裏面２０ｂ側に折り返されて表皮材５の平面部５０がタッチセンサ４の表面４ａに密着しても、表皮材５の湾曲部５２はタッチセンサ４の表面４ａとリブ２１の先端部２２に沿って湾曲した形状となり、タッチセンサ４の外周形状に沿った意匠段差が表皮材５に生じることが抑えられる。この結果、本形態の内装品１は、タッチセンサ４を覆う表皮材５を備えていながら、外観の低下が抑えられたものとなっている。

本形態の内装品１は、リブ２１の突出高さが、タッチセンサ４の表面４ａまでの高さの５０〜７０％である。この構成によると、タッチセンサ４の表面４ａとリブ２１の先端部２２の高さの差による、表皮材５の高さの変化が適正となり、意匠段差が生じることが効果的に抑えられたものとなる。

本形態の内装品１は、クッション材３の側面３ｃがタッチセンサ４の側面４ｃよりも外方に位置する。この構成によると、クッション材３がタッチセンサ４の端部から飛び出した形態となる。この形態では、表皮材５が、タッチセンサ４の表面４ａ、クッション材３の端部、リブ２１の先端部２２と順に当接することとなり、表皮材５の高さの変化が穏やかとなり、意匠段差が生じることが効果的に抑えられる。

本形態の内装品１は、リブ２１が、変形していない状態のクッション材３の側面３ｃとの間にすき間を備えた状態で設けられる。この構成によると、クッション材３の端部３ｃは表皮材５が押しつけられて変形（弾性変形）しても、リブ２１との間のすき間につぶれた部分が入ることとなり、意匠段差が生じることが抑えられる。

［変形形態］
上記の実施形態では、本発明の素子をタッチセンサ４とした形態を示したが、タッチセンサ以外の素子としてもよい。このような素子としては、アクチュエータや、非接触式のセンサを挙げることができる。
これらの形態においても、実施形態と同様な効果を発揮できる。

１：内装品 ２：基材
２０：基部 ２１：リブ
３：クッション材 ４：タッチセンサ
５：表皮材

Claims (4)

1. 板状の基材と、
   前記基材の一方の表面に配された板状のクッション材と、
   前記クッション材の表面に配された板状の素子と、
   前記素子の表面に配され、端縁部が前記基材の他方の表面側に折り返された表皮材と、
   を有する素子装置であって、
   前記基材は、前記素子の端部から外方に位置し、前記一方の表面から突出するとともにその突出高さが前記素子の表面よりも低いリブを有することを特徴とする素子装置。
2. 前記基材の前記一方の表面からの前記リブの突出高さは、前記基材の前記一方の表面から前記素子の表面までの高さの５０〜７０％である請求項１に記載の素子装置。
3. 前記クッション材は、その側面が、前記素子の側面よりも外方に位置する請求項１〜２のいずれか１項に記載の素子装置。
4. 前記リブは、変形していない状態の前記クッション材の側面との間にすき間を備えた状態で設けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の素子装置。

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