JP4185855B2 - 自動車のインストルメントパネル - Google Patents

Description

本発明は、新たな機能を付加した自動車のインストルメントパネルに関するものである。

自動車のインストルメントパネルとしては、その本体が成形性が良く軽量な材料として、従来より合成樹脂部品が使用されている。インストルメントパネル本体の表面には、表皮材単体や、表皮材と発泡材から成る表皮シートが形成されている。更に、インストルメントパネルの裏面には、低級音対策として、不織布、吸音材、防音材等が貼着されている（例えば、特許文献１。）。
特開平７−１８６７８０号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、インストルメントパネル本体が合成樹脂だけで形成されているため、得られる機能に限りがあり、例えば静電・電磁シールド性等を求めることができない。従って、インストルメントパネル内部に設置された電気・電子部品からのスプリアスの緩和や防止を図ることができず、逆にインストルメントパネル内部の機器に対して、車室内の携帯電話や自動車電話からの電磁波をシールドすることもできない。

また、樹脂製のインストルメントパネル本体には導電特性が無いので、インストルメントパネル本体を利用して通電することができず、簡単な低電力の信号関連でも、ワイヤハーネスを使用する必要があり、インストルメントパネルの内部の配線構造が複雑になる。

更に、低級音対策として、インストルメントパネル本体の裏面に不織布、吸音材、防音材等を貼る必要があり、コストの面で不利である。

加えて、樹脂だけで形成されたインストルメントパネルの場合は、フロントガラスから入った日射により高温になっても、その熱を逃がす機能がないため、室内温度を上昇をさせる大きな原因となり、冷房効果を弱める。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、静電・電磁シールド性や導電性等の更なる機能を得ることができる自動車のインストルメントパネルを提供するものである。

請求項１記載の発明は、インストルメントパネル本体が、合成樹脂により形成された芯材と、該芯材に接合された発泡アルミとから成り、前記発泡アルミを車体の金属部分に締結した状態で車体に対して組み付け可能な構造であることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、インストルメントパネル本体の表面に表皮シートが形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、インストルメントパネル本体の合成樹脂が強化フィラーを含んでいることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、インストルメントパネル本体の合成樹脂と発泡アルミの接合が、射出成形、スタンピングプレス成形、射出プレス成形の何れか又は組み合わせにより行われていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、インストルメントパネル本体が、合成樹脂と発泡アルミから成る二層構造であることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、インストルメントパネル本体が、合成樹脂の間に発泡アルミを挟んだ三層構造であることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、インストルメントパネル本体が、発泡アルミの間に合成樹脂を挟んだ三層構造であることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、インストルメントパネル本体における合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの内部へ浸透した状態になっていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、インストルメントパネル本体における合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの反対側の面まで達してることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、インストルメントパネル本体における合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂同士が連通した状態になっていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、インストルメントパネル本体における合成樹脂製の芯材に発泡アルミが接合されているため、合成樹脂の基本的機能に、発泡アルミのもつ静電・電磁シールド性、導電性、伝熱性、防音性、遮音性、衝撃吸収性等の機能を付加をすることができる。従って、インストルメントパネルの内外での静電・電磁シールド性が得られ、発泡アルミを利用して通電も可能となる。更に、発泡アルミが裏打ちされているため、低級音の発生も抑制できる。

また、インストルメントパネル本体の発泡アルミを車体の金属部分に締結した状態で車体に対して組み付け可能であるため、インストルメントパネルの熱を、伝熱性の良い（樹脂に比べて）発泡アルミを介しての車体側に逃がすことができ、空調による冷房効果を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、インストルメントパネル本体の表面に表皮シートを形成したため、インストルメントパネル本体において発泡アルミが表面側に形成されていても、外観品質を保つことができる。

請求項３記載の発明によれば、インストルメントパネル本体における合成樹脂が強化フィラーを含んでいるため、樹脂部分の強度が高まる。

請求項４記載の発明によれば、インストルメントパネル本体における合成樹脂と発泡アルミの接合が、発泡アルミをインサートした状態での、合成樹脂の射出成形、スタンピングプレス成形、射出プレス成形の何れか又は組み合わせにより行われているため、発泡アルミと合成樹脂との確実な接合状態が得られる。成形時に、発泡アルミが溶融樹脂の熱を奪うため、樹脂の固化速度が高まり、ボイドの発生も抑制することができる。

請求項５記載の発明によれば、インストルメントパネル本体が、合成樹脂と発泡アルミから成る二層構造であるため、構造が単純で、二次加工が容易である。

請求項６記載の発明によれば、インストルメントパネル本体が、合成樹脂の間に発泡アルミを挟んだ三層構造であるため、発泡アルミの両面が合成樹脂により覆われるため、発泡アルミの酸化防止効果がある。

請求項７記載の発明によれば、インストルメントパネル本体が、発泡アルミの間に合成樹脂を挟んだ三層構造であるため、二層の発泡アルミが中間の合成樹脂により結合され、発泡アルミだけで全部を構成する場合に比べて強度が向上する。

請求項８記載の発明によれば、インストルメントパネル本体における合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの内部へ浸透した状態になっているため、合成樹脂と発泡アルミとの接合強度が高まる。

請求項９記載の発明によれば、インストルメントパネル本体における合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、発泡アルミの反対側の面まで達してるため、合成樹脂と発泡アルミとの接合強度が更に高まる。

請求項１０記載の発明によれば、インストルメントパネル本体における合成樹脂の間に発泡アルミを挟んだ三層構造にした場合に、合成樹脂が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミのセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂同士が連通した状態になっているため、三層間の接合強度が更に高まる。

静電・電磁シールド性や導電性等の更なる機能を得ることができる自動車のインストルメントパネルを提供する、という目的を、インストルメントパネル本体が、合成樹脂により形成された芯材と、該芯材に接合された発泡アルミとから成り、インストルメントパネル本体の表面に表皮シートが形成されている構造であることにより実現した。以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は、本発明の第１実施例を示す図である。第１実施例は、基本的に合成樹脂３ａ、５ａと発泡アルミ３ｂ、５ｂとの二層構造から成るインストルメントパネル本体３、５の表面に、表皮シート１を接合することにより、インストルメントパネル２、４を形成している（図１参照）。図３は、インストルメントパネル本体３の成形時の樹脂圧が通常な場合のインストルメントパネル２の断面を示し、図４はインストルメントパネル本体５の成形時の樹脂圧を高めた場合のインストルメントパネル４の断面を示している。

表皮シート１は、加飾された表皮層だけから成る単層構造と、発泡層の上に表皮層を形成した二層構造、さらに、前記二層構造の表皮シート１の表面側にバリア層等を有する多層構造のものがある。この表面シート１は、インストルメントパネル本体３、５の表面形状に合わせて、予め真空成形、圧空成形、熱プレス成形等により、予備賦形しても良く、成形時に加熱軟化して金型の内面へ真空吸着することにより賦形しても良い。

インストルメントパネル本体３、５を構成する発泡アルミ３ｂ、５ｂは、軽量、比重０．３（０．２〜０．８の範囲で可変）であり、静電・電磁シールド性、導電性、伝熱性、防音性、遮音性、衝撃吸収性がある。発泡アルミ３ｂ、５ｂは大きいブロックから必要に応じて切出し又はスライス加工して使用する。

切り出し、又はスライス加工した物の断面切口は、発泡アルミ３ｂ、５ｂのセル断面が露出している。切出し又はスライス加工した発泡アルミ３ｂ、５ｂをプレス圧縮又はローラープレスすることでヤング率を高めることが可能である。圧縮することで体積が減るため、比重は大きくなる。圧縮した発泡アルミ３ｂ、５ｂを更にプレス成形して、インストルメントパネル本体３、５に相応する形状に予備賦形する。

そして、図２に示すように、予備賦形した表皮シート１と、発泡アルミ３ｂ、５ｂを、一対の成形金型Ｍ内にインサート又はインモールドする。キャビティ空間Ｃを形成する内面には、吸引通路Ｖの吸引口が形成され、表皮シート１及び発泡アルミ３ｂ、５ｂをそれぞれ内面に吸着した状態にしている。次に、表皮シート１と、発泡アルミ３ｂ、５ｂの間のキャビティ空間Ｃ内に溶融した合成樹脂３ａ、５ａを射出して、合成樹脂３ａ、５ａの成形を行う。

成形方法は、通常の射出成形、スタンピング成形、射出プレス成形の何れでも良く、それらの組み合わせでも良い。表皮シート１と発泡アルミ３ｂ、５ｂの間に射出された合成樹脂３ａ、５ａは、発泡アルミ３ｂ、５ｂと強力に接合してインストルメントパネル本体３、５を形成すると共に、インストルメントパネル本体３、５の表面に表皮シート１を接合する。

発泡アルミ３ｂ、５ｂをインサート又はインモールドするため、成形時に発泡アルミ３ｂ、５ｂが溶融樹脂の熱を奪い、合成樹脂３ａ、５ａの固化速度が高まることとなり、合成樹脂３ａ、５ａ側におけるボイドの発生が抑制される。

合成樹脂３ａ、５ａは、前記の成形方法に使用できる材料であれば何でも良い（例えばポリプロピレン）。また、合成樹脂３ａ、５ａ中に、強度を高めるための強化フィラーを混合しても良い。

強化フィラーとしては、短繊維のガラスフィラー（ＧＦ）、長繊維のガラスフィラー（ＬＧＦ）、ランダム長繊維のガラスフィラー（ＲＧＦ・ＧＭＴガラスマットサーモプラスチック）、ガラス繊維織物（ＴＧＦ）、短繊維の炭素繊維（ＣＦ）、長繊維の炭素繊維（ＬＣＦ）、ランダム長繊維の炭素繊維（ＲＣＦ）、炭素繊維織物（ＴＣＦ）、ステンレスの短繊維（ＳＦ）、ステンレスの長繊維（ＬＳＦ）などの強化繊維を使用することができる。他にも、タルク、マイカ（雲母）、貝殻紛、植物繊維が使用でき、上記フィラーとのランダムな組み合わせが容易で使用用途に応じた物性値（曲げ弾性率、引っ張り破断点強度、Ｉｚｏｄ衝撃値）が得られる。

成形時の樹脂圧が通常でも、合成樹脂３ａが発泡アルミ３ｂのセルを突き破り、発泡アルミ３ｂの内部へ部分的に浸透した状態のインストルメントパネル本体３を有するインストルメントパネル２となる（図３参照）。従って、発泡アルミ３ｂに対する合成樹脂３ａのアンカー効果により、合成樹脂３ａと発泡アルミ３ｂとの接合強度が高まる。

成形時の樹脂圧が高い場合には、合成樹脂５ａが発泡アルミ５ｂのセルを突き破って反対側の面まで達した状態のインストルメントパネル本体５を有するインストルメントパネル４となる（図４参照）。従って、合成樹脂５ａと発泡アルミ５ｂとの接合強度が更に高まる。

この第１実施例によれば、インストルメントパネル２、４が、合成樹脂３ａ、５ａを芯材として、その裏面に発泡アルミ３ｂ、５ｂを接合したインストルメントパネル本体３、５を形成し、且つ表面に表皮シート１を接合した三層構造になる。インストルメントパネル本体３、５が合成樹脂３ａ、５ａと発泡アルミ３ｂ、５ｂから成る二層構造であるため、構造が単純で、二次加工が容易である。しかも、このインストルメントパネル２、４は、発泡アルミ３ｂ、５ｂを車体の金属部分に締結した状態で車体に対して組み付け可能である。

インストルメントパネル本体３、５の芯材である合成樹脂３ａ、５ａの裏面に発泡アルミ３ｂ、５ｂが接合されているため、合成樹脂３ａ、５ａの基本的機能の他に、発泡アルミ３ｂ、５ｂのもつ静電・電磁シールド性、導電性、伝熱性、防音性、遮音性、衝撃吸収性等の機能を付加をすることができる。

従って、インストルメントパネル２、４の内部に設置された電気・電子部品からのスプリアスの緩和や防止を図ることができる。また、逆にインストルメントパネル２、４の内部の機器に対して、車室内の携帯電話や自動車電話からの電磁波をシールドすることもできる。

発泡アルミ３ｂ、５ｂにより、インストルメントパネル本体３、５に導電特性が与えられるため、インストルメントパネル本体３、５を利用して通電することも可能となり、簡単な低電力の信号関連等は発泡アルミ３ｂ、５ｂ部分を利用して伝達することができる。

更に、インストルメントパネル本体３、５の裏面にある発泡アルミ３ｂ、５ｂにより、低級音の発生を抑制できるため、従来のように裏面に不織布、吸音材、防音材等を貼る必要がなく、コストの面で有利である。

加えて、インストルメントパネル本体３、５の発泡アルミ３ｂ、５ｂを車体の金属部分に締結した状態で車体に対して組み付け可能であるため、日射により高まったインストルメントパネル２、４の熱を、伝熱性の良い（樹脂に比べて）発泡アルミ３ｂ、５ｂを介しての車体側に逃がすことができ、空調による冷房効果を高めることができる。空調のコンプレッサに加わるエネルギーも減少できるので、燃費の面でも有利である。

図５及び図６は、本発明の第２実施例を示す図である。第２実施例に係るインストルメントパネル６、８では、第１実施例とインストルメントパネル本体７、９の部分だけ相違するので、インストルメントパネル本体７、９の構造のみを詳しく説明する。

第２実施例では、基本的に合成樹脂７ａ、９ａの間に、発泡アルミ７ｂ、９ｂを挟んだ三層構造からなるインストルメントパネル本体７、９に、表皮シート１を接合することで、インストルメントパネル６、８を形成している。図５は、インストルメントパネル本体７の成形時の樹脂圧が通常な場合のインストルメントパネル６を示し、図６はインストルメントパネル本体９の成形時の樹脂圧を高めた場合のインストルメントパネル８を示している。

図５の樹脂圧が通常の場合は、合成樹脂７ａが発泡アルミ７ｂのセルを突き破り、発泡アルミ７ｂの内部へ部分的に浸透した状態となる。図６の樹脂圧が高い場合には、合成樹脂９ａが発泡アルミ９ｂのセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂９ａ同士が連通した状態になっている。従って、合成樹脂９ａと発泡アルミ９ｂから成る三層間の接合強度が更に高まる。

また、発泡アルミ７ｂ、９ｂを合成樹脂７ａ、９ａの間に挟んだ三層構造は、発泡アルミ７ｂ、９ｂの両面が合成樹脂７ａ、９ａにより覆われるため、発泡アルミ７ｂ、９ｂの酸化防止効果がある。

図７及び図８は、本発明の第３実施例を示す図である。第３実施例に係るインストルメントパネル１０、１２も、先の実施例とインストルメントパネル本体１１、１３の部分だけ相違するので、インストルメントパネル本体１１、１３の構造のみを詳しく説明する。

第３実施例では、基本的に発泡アルミ１１ｂ、１３ｂの間に、合成樹脂１１ａ、１３ａを挟んだ三層構造からなるインストルメントパネル本体１１、１３に、表皮シート１を接合することにより、インストルメントパネル１０、１２を形成している。図７は、インストルメントパネル本体１１の成形時の樹脂圧が通常な場合のインストルメントパネル１０を示し、図８はインストルメントパネル本体１３の成形時の樹脂圧を高めた場合のインストルメントパネル１２を示している。

図７の樹脂圧が通常の場合は、合成樹脂１１ａが発泡アルミ１１ｂのセルを突き破り、発泡アルミ１１ｂの内部へ部分的に浸透した状態となる。図８の樹脂圧が高い場合には、合成樹脂１３ａが発泡アルミ１３ｂのセルを突き破って反対側の面まで達した状態となる。従って、合成樹脂１３ａと発泡アルミ１３ｂとの接合強度が更に高まる。

発泡アルミ１１ｂ、１３ｂの間に合成樹脂１１ａ、１３ａを挟んだ三層構造であるため、二層の発泡アルミ１１ｂ、１３ｂが中間の合成樹脂１１ａ、１３ａにより結合され、発泡アルミ１１ｂ、１３ｂだけで全部を構成する場合に比べて強度が向上する。

インストルメントパネル本体１１、１３の表面に表皮シート１を形成したため、インストルメントパネル本体１１、１３において発泡アルミ１１ｂ、１３ｂが表面側に形成されていても、外観品質を保つことができる。

本発明のインストルメントパネル２、４、６、８、１０、１２は、必ずしも表皮シート１をインストルメントパネル本体３、５、７、９、１１、１３と一体成形する必要はなく、後加工により、インストルメントパネル本体３、５、７、９、１１、１３の表面に貼着しても良い。

この発明の第１実施例に係るインストルメントパネルを示す斜視図。 この発明の第１実施例に係るインストルメントパネルの製造方法を示す断面図。 この発明の第１実施例に係るインストルメントパネル（通常樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第１実施例に係るインストルメントパネル（高樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第２実施例に係るインストルメントパネル（通常樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第２実施例に係るインストルメントパネル（高樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第３実施例に係るインストルメントパネル（通常樹脂圧成形品）を示す部分断面図。 この発明の第３実施例に係るインストルメントパネル（高樹脂圧成形品）を示す部分断面図。

符号の説明

１ 表皮シート
２、４、６、８、１０、１２ インストルメントパネル
３、５、７、９、１１、１３ インストルメントパネル本体
３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ 合成樹脂
３ｂ、５ｂ、７ｂ ９ｂ、１１ｂ、１３ｂ 発泡アルミ
Ｍ 成形金型
Ｖ 吸引通路
Ｃ キャビティ空間

Claims (10)

1. インストルメントパネル本体（３、５、７、９、１１、１３）が、合成樹脂（３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ）により形成された芯材と、該芯材に接合された発泡アルミ（３ｂ、５ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、１３ｂ）とから成り、
   前記発泡アルミ（３ｂ、５ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、１３ｂ）を車体の金属部分に締結した状態で車体に対して組み付け可能な構造であることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
2. 請求項１に記載の自動車のインストルメントパネル（２、４、６、８、１０、１２）であって、
   前記インストルメントパネル本体（３、５、７、９、１１、１３）の表面に表皮シート（１）が形成されていることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
3. 請求項１又は請求項２に記載の自動車のインストルメントパネル（２、４、６、８、１０、１２）であって、
   前記インストルメントパネル本体（３、５、７、９、１１、１３）の合成樹脂（３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ）が強化フィラーを含んでいることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動車のインストルメントパネル（２、４、６、８、１０、１２）であって、
   前記インストルメントパネル本体（３、５、７、９、１１、１３）の合成樹脂（３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ）と発泡アルミ（３ｂ、５ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、１３ｂ）の接合が、射出成形、スタンピングプレス成形、射出プレス成形の何れか又は組み合わせにより行われていることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車のインストルメントパネル（２、４）であって、
   前記インストルメントパネル本体（３、５）が、合成樹脂（３ａ、５ａ）と発泡アルミ（３ｂ、５ｂ）から成る二層構造であることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車のインストルメントパネル（６、８）であって、
   前記インストルメントパネル本体（７、９）が、合成樹脂（７ａ、９ａ）の間に発泡アルミ（７ｂ、９ｂ）を挟んだ三層構造であることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車のインストルメントパネル（１０、１２）であって、
   前記インストルメントパネル本体（１１、１３）が、発泡アルミ（１１ｂ、１３ｂ）の間に合成樹脂（１１ａ、１３ａ）を挟んだ三層構造であることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の自動車のインストルメントパネル（２、６、１０）であって、
   前記インストルメントパネル本体（３、７、１１）における合成樹脂（３ａ、７ａ、１１ａ）が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミ（３ｂ、７ｂ、１１ｂ）のセルを突き破り、発泡アルミ（３ｂ、７ｂ、１１ｂ）の内部へ浸透した状態になっていることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
9. 請求項５又は請求項７に記載の自動車のインストルメントパネル（４、１２）であって、
   前記インストルメントパネル本体（５、１３）における合成樹脂（５ａ、１３ａ）が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミ（５ｂ、１３ｂ）のセルを突き破り、発泡アルミ（５ｂ、１３ｂ）の反対側の面まで達してることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。
10. 請求項６に記載の自動車のインストルメントパネル（８）であって、
    前記インストルメントパネル本体（９）における合成樹脂（９ａ）が、成形時の樹脂圧により、発泡アルミ（９ｂ）のセルを突き破り、セル破壊部が貫通して二層の合成樹脂（９ａ）同士が連通した状態になっていることを特徴とする自動車のインストルメントパネル。

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