JP4237391B2 - インストルメントパネル構造及び成形方法 - Google Patents

インストルメントパネル構造及び成形方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品の歩留まりが良く、しかも成型の容易なインストルメントパネル構造及び成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種のインストルメントパネルは、その軽量化および装飾性を向上させ、又、衝突時の衝撃を緩和させるために、芯材と表皮材との間にポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、発泡ポリエチレン等の発泡体層を介在させた一体成形品が多く採用されている。
【0003】
例えば、図8に示すインストルメントパネル1は、芯材2と、車両室内側に露出する表皮材3と、両材2,3の間に介在させた発泡体層4とで構成され、この発泡体層4によりパネル全体をパッドとして機能させるようにしている。
【0004】
この場合、芯材2は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、アクリロニトリル-スチレンのガラスフィラー入り熱可塑性樹脂のように圧縮成形や射出成形を容易になし得る硬質系樹脂が採用され、又、表皮材3は、熱可塑性樹脂シートや熱可塑性エラストマーフィルム等の軟質系樹脂が採用される。
【0005】
インストルメントパネルの成形手順については、例えば特許第3011280号公報に開示されている。これを図9、図10を用いて説明すると、図9に示すように、先ず、型開きされている発泡成形型5に芯材2と表皮材3とをセットした後、型閉めして、両材3,4内に空隙部6を閉成する。
【0006】
次いで、この空隙部6に発泡材を充填し、これを発泡させて発泡体層4を形成し、芯材2と表皮材3と発泡体層4とが一体化したインストルメントパネル1を成形する。尚、このとき、表皮材3の、後加工により吹き出し口を形成する部位に凹部3aを形成しておく。
【0007】
その後、発泡成形型5を型開きして、インストルメントパネル1を離型し、このインストルメントパネル1の外周を所定形状にトリミング成形する。又、凹部3aを打ち抜いて、吹き出し口7(図8参照)を形成する。
【0008】
この吹き出し口7の打ち抜き加工を、例えば、図10に示すように、熱刃10とダイ11とを用いて行なう場合、先ず、インストルメントパネル1の凹部3aに対応する芯材2の部位をダイ11上に位置決め固定し、上方から熱刃10を下降させて、この刃面を表皮材3の凹部3aに押し当てて加熱しながら、ダイ11との共働により打ち抜き、吹き出し口7を形成する。尚、この吹き出し口7はウォータジェット等の切削手段を用いて形成する場合もある。
【0009】
そして、組み立てラインにおいて、図8に示すように、吹き出し口7にフロントデフロスタグリル等のグリル部材9を装着し、又、インストルメントパネル1の内面に配設されるエアダクトのノズル12をグリル部材9に接続する。尚、同図の符号13はフロントガラスである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のインストルメントパネル1の成形方法では、吹き出し口7を後加工により形成しているため、図8に示すように、凹部3aに余分な加工代部3bを確保しておく必要があり、相対的に吹き出し口7の形状が大きくなってしまう。
【0011】
特に、熱刃10を用いて打ち抜き加工により吹き出し口7を形成しようとする場合、熱刃10が凹部3aの内壁に接触しないように、凹部3aの内壁と熱刃10との間に、所定のクリアランスCを設ける必要があり、このクリアランスCをグリル部材9の上端に形成するフランジ部9aで覆うとすると、このフランジ部9aの幅W1を広げなければならず、吹き出し口7が必要以上に大きくなり、しかもフランジ部9aが目立ち過ぎてしまうため、美観が損なわれてしまう不都合がある。
【0012】
又、凹部3aを打ち抜いて吹き出し口7を形成する際に、発泡体層4が比較的厚いと押しつぶされて変形してしまうため、この部分の発泡体層4を薄く形成する必要があり、加工代部3bが吹き出し口7の窪んだ位置に形成されてしまう。
【0013】
その結果、吹き出し口7にグリル部材9を装着すると、表皮材3の表面とグリル部材9の上端面との間に大きな段差が形成されてしまい、美観が一層損なわれてしまう。
【0014】
更に、吹き出し口7を後加工により形成するようにしているので、加工工数が嵩み、製品コストが高くなる問題がある。
【0015】
本発明は、上記事情に鑑み、吹き出し口を必要以上に大きく形成する必要が無く、表皮材の表面とグリル部材上端との段差を僅少に設定することができ、高品質な外観を得ることができると共に、低コストで製造することの可能なインストルメントパネル構造及び成形方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は芯材と、該芯材の表面に発泡体層を介して配される表皮材とから構成され、上記芯材及び上記表皮材を貫通し、グリル部材が装着されうる、吹き出し口を有するインストルメントパネル構造であって、上記表皮材は、上記芯材との間に上記発泡体層を形成する際に、上記吹き出し口に対応する上記芯材の開口部の内周をシールすると共に、上記吹き出し口の壁面を形成する凹部を具備し、該凹部に上記グリル部材を装着し、該グリル部材の下端縁にて、上記凹部の底面を押し広げることにより、上記吹き出し口が貫通形成されることを特徴とする。
【0017】
このような構成では、吹き出し口の内周を覆う表皮材の凹部にグリル部材を装着するに際し、このグリル部材の下端縁にて、凹部の底面を押し広げて吹き出し口を貫通形成する。
【0018】
この場合、好ましくは、1)上記グリル部材の上記下端縁を鋭角に形成したことを特徴とする。
【0019】
2)上記グリル部材の外周に、上記芯材の開口部の端縁に上記表皮材を介して掛止するグリル固定用爪を形成したことを特徴とする。
【0020】
3)上記凹部の上記底面に切り込み又はスリット部からなるカット部を形成したことを特徴とする。
【0021】
又、本発明による第1のインストルメントパネル成型方法は、グリル部材を嵌合する吹き出し口に対応する開口部を有する芯材に対し該開口部の内周をシールすると共に上記吹き出し口の壁面を形成する凹部を有する表皮材を装着する工程と、上記表皮材と上記芯材とで閉成された空隙部に発泡体層を発泡形成する工程と、上記凹部に上記グリル部材を装着し該グリル部材の下端にて該凹部の底面を押し広げて貫通する工程と、上記グリル部材を上記芯材に形成した上記開口部に対し上記表皮材を介して嵌着固定する工程とを備えることを特徴とする。
【0022】
このような構成では、発泡体層を発泡成形する際に吹き出し口となる部位を表皮材の凹部で覆い、且つ芯材の吹き出し口に対応する部位に開口部を形成し、更に、この開口部を表皮材に形成した凹部の底面でシールするようにしたので、発泡成形の際に、吹き出し口となる部位を回避して発泡体層が形成される。そのため、この凹部にグリル部材を装着させて、凹部の底面をグリル部材の下端縁で押し広げるだけで、吹き出し口を貫通形成することができる。
【0023】
又、本発明による第2のインストルメントパネル成型方法は、グリル部材を嵌合する吹き出し口に対応する開口部を有する芯材に対し該開口部の内周をシールすると共に上記吹き出し口の壁面を形成する凹部を有する表皮材を装着する工程と、上記表皮材と上記芯材とで閉成された空隙部に発泡体層を発泡形成する工程と、上記凹部の底面にカット部を形成する工程と、上記凹部に上記グリル部材を装着し該グリル部材の下端にて該凹部の底面を押し広げて貫通する工程と、上記グリル部材を上記芯材に形成した上記開口部に対し上記表皮材を介して嵌着固定する工程とを備えることを特徴とする。
【0024】
このような構成では、表皮材の凹部の底面にカット部を形成することで、グリル部材の下端縁にて凹部の底面を押圧する際に、この底面を容易に押し広げることが可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図1〜図4に本発明の第1実施の形態を示す。図1にインストルメントパネルの斜視図を示す。
【0026】
インストルメントパネル21には、フロントデフロスタ用吹き出し口21a、空調用吹き出し口21b等、複数の吹き出し口が開口されており、各吹き出し口21a,21bに、フロントデフロスタグリル部材22、ベンチレーショングリル部材23等のグリル部材が各々装着固定されている。
【0027】
尚、各吹き出し口21a,21bの構造、及び各吹き出し口21a,21bに装着されるグリル部材22,23の構造は、ほとんど同一であるため、以下においては、その代表としてフロントデフロスタ用吹き出し口21a、及びフロントデフロスタグリル部材22の構成について主に説明する。
【0028】
図3に示すように、インストルメントパネル21は、発泡体層24とその内面側にインサート成形された表皮材25と、外面側にインサート成形された芯材26とで一体形成されており、この表皮材25が車室内に露呈される装飾面となる。尚、符号13はフロントガラスである。
【0029】
図4(a)に示すように、芯材26には、完成後にフロントデフロスタ用吹き出し口21aを構成する開口部26aが予め穿設されており、又、表皮材25には、後加工によりフロントデフロスタ用吹き出し口21aとなる凹部25aが形成されている。
【0030】
芯材26と表皮材25とを発泡成形型27のキャビティ面にセットすると、図4(b)に示すように、凹部25aの底面25bが芯材26の開口部26aに装着されて、この開口部26aの周囲がシールされると共に、表皮材25と芯材26との間に、発泡体層24を形成する空隙部27aが閉成される。尚、この発泡成形型27のキャビティ面は、装着される表皮材25、及び芯材26の表面に沿った形状を有している。
【0031】
一方、図3に示すように、フロントデフロスタ用吹き出し口21aに装着されるフロントデフロスタグリル部材22の下端縁22aの外周が鋭角に形成されており、又、芯材26の裏面に、図示しないエアダクトから延出するノズル28が配設されている。
【0032】
このノズル28の先端にはフロントデフロスタグリル部材22の下端縁を受ける凹部28aが形成されていると共に、その上端に芯材26の裏面に当接するフランジ部28bが形成されている。
【0033】
又、表皮材25に形成されている凹部25aの底面25bには、フロントデフロスタグリル部材22を挿入する前に、このフロントデフロスタグリル部材22の先端にて底面25bを押し広げ易いように、カット部が形成される。
【0034】
底部25bに形成するカット部の形状は種々の態様が考えられる。その一例を図2に示す。
【0035】
同図(a)には、長手方向に沿って底面25bのほぼ中央に一文字状の切り込み部25cが形成されている態様が示されている。同図(b)には、同図(a)に示す切り込み部25cに加え、この切り込み部25cの両端の、切り込み部25cに直行する方向に所定幅W2のスリット部25dが形成された態様が示されている。又、同図(c)には、同図(a)に示した切り込み部25cに代えてスリット部25dが形成され、且つ、その両端のスリット部25dに直行する方向に、所定幅W2のスリット部25cが形成された態様が示されている。
【0036】
更に、同図(d)には、比較的広い幅W3のスリット部25dがほぼ中央に長手方向に沿って形成された多様が示されている。この切り込み部25c、スリット部25dの態様は、図2に示すもの以外にも考えられるが、凹部25aの大きさに応じて適宜設定する。
【0037】
次に、上記構成によるインストルメントパネル21の成形手順について説明する。先ず、図4(a)に示すように、型開きされた発泡成形型27のキャビティ面に表皮材25と芯材26とをセットし、型閉めする。
【0038】
すると、同図(b)に示すように、表皮材25に形成されている凹部25aの底面25bが芯材26に穿設されている開口部26aに装着されて、この開口部26aの周囲がシールされる。
【0039】
その結果、芯材26と表皮材25との間に空隙部27aが閉成される。このとき開口部26aの周囲が、表皮材25に形成した凹部25aによりシールされているため、空隙部27aは、後加工によりフロントデフロスタ用吹き出し口21aとなる部位を回避した形状となる。
【0040】
次いで、この空隙部27aに対して、一側から発泡材を充填する。すると、この発泡材が空隙部27aに流れ込み、ゆっくりと発泡し、空隙部27aに発泡体層24を形成する。そして、発泡体層24が所定に硬化された後、発泡成形型27を型開きして、発泡体層24を介して一体形成されたインストルメントパネル21を離型する。その後、このインストルメントパネル21の外周を所定形状にトリミング成形する。
【0041】
次いで、表皮材25に形成した凹部25aの底面25bに切り込み部25c或いはスリット部25dを、例えば前述した図2に示すような態様で形成する。
【0042】
この切り込み部25c、或いはスリット部25dは、後述するフロントデフロスタグリル部材22を凹部25aに装着して押し込む際に、このグリル部材22の下端で底面25bを押し広げ易くするために形成するもので、トリミングの際に同時に加工するようにしても良い。
【0043】
次いで、表皮材25に形成されている凹部25aに対し、上方から治具などを用いてフロントデフロスタグリル部材22を装着する。すると、図4(d)に示すように、このフロントデフロスタグリル部材22の下端が底面25bに当接し、更に下降させると、このフロントデフロスタグリル部材22の下端が底面25bを押圧する。
【0044】
その結果、この底面25bが切り込み部25c、或いはスリット部25dから次第に押し広げられる。このとき、フロントデフロスタグリル部材22の下端縁22aの外周が鋭角に形成されているため、底面25bは、下端縁22aの外周にガイドされて、亀裂を生じさせることなく、徐々に押し広げられる。
【0045】
そして、図4(e)に示すように、フロントデフロスタグリル部材22の下端縁22aが芯材26の開口部26aに臨まされ、表皮材25の凹部25aに形成されている底面25bが更に押し広げられて、フロントデフロスタグリル部材22の下端縁22aの上部と開口部26aとに挟持固定されると、凹部25aが貫通されてフロントデフロスタ用吹き出し口21aが形成される。
【0046】
尚、フロントデフロスタグリル部材22の装着位置は、上端面が表皮材25の表面よりもやや窪んだ位置、或いは、ほぼ同一面に固定されるように、治具等を用いて調整される。
【0047】
又、図3に示すように、インストルメントパネル21を車室内のフロント部分に組み付けると、エアダクトが覆われ、このエアダクトから延出するノズル28の先端に形成されている凹部28aが、フロントデフロスタグリル部材22の下端縁22aに外装されると共に、この凹部28aの上端に形成されているフランジ28bが芯材26の背面に当接されて位置決めされる。
【0048】
尚、インストルメントパネル21に形成されている空調用吹き出し口21b等、他の吹き出し口も同様の手順で形成される。
【0049】
このように、本実施の形態によれば、表皮材25と芯材26とにより閉成した空隙部27aに発泡体層24を発泡形成するに際し、後加工によりフロントデフロスタ用吹き出し口21aとなる芯材26と表皮材25との部位に、開口部26aと凹部25aとを各々形成しておき、発泡成形型27を型閉めした際に、開口部26aが凹部25aによってシールされるようにしたので、発泡体層24は、後加工によりフロントデフロスタ用吹き出し口21aとなる部位を回避した形状となるため、フロントデフロスタ用吹き出し口21aを形成する際に、発泡体層24を切断する必要が無く、材料の歩留まりが良い。
【0050】
又、凹部25aにフロントデフロスタグリル部材22を装着貫通させることで、フロントデフロスタ用吹き出し口21aを形成するようにしたので、吹き出し口を形成するための打ち抜き工程を設ける必要がなく、加工工数を削減することができる。
【0051】
その結果、吹き出し口21aに余分な加工代を確保する必要が無くなり、従って、フロントデフロスタグリル部材22に加工代を覆うフランジ部を形成する必要が無く、しかも表皮材25の表面とグリル部22の上端との間の段差を僅少に設定することができるため、高品質な外観を得ることができる。
【0052】
又、図5〜図7に本発明の第2実施の形態を示す。本実施の形態では、フロントデフロスタグリル部材22の側面にグリル固定用爪32を設けたものである。
【0053】
すなわち、フロントデフロスタグリル部材22の両側面に、複数(本実施の形態では2個)のグリル固定用爪32が形成されている。尚、図5の符号31は先端にノズル28を有するフロントデフロスタダクトである。
【0054】
又、図6に示すように、各グリル固定用爪32は、芯材26の開口部26aを板厚方向から挟むように、一定間隔を開けて配設された上フック部32aと下フック部32bとで構成され、下フック部32bの側辺及び上辺が、フロントデフロスタグリル部材22から切り欠かれ、下辺が弾性変形自在に支持されている。
【0055】
発泡成形型により発泡成形されたインストルメントパネル21の凹部25a(図4(c)参照)に、フロントデフロスタグリル部材22を装着すると、このフロントデフロスタグリル部材22の下端により底面25b(図4(c)参照)が押し広げられる。
【0056】
そして、このフロントデフロスタグリル部材22を更に押し込むと、グリル固定用爪32の下フック部32bが、芯材26に穿設されている開口部26aの端面に表皮材25を介して接触し、フロントデフロスタグリル部材22を更に移動させると、下フック部32bは弾性変形して、開口部26aを乗り越える。
【0057】
そして、下フック部32bが開口部26aを乗り越えると、弾性により再び突出し、ほぼ同時に上フック部32aが芯材26の上面に掛止し、この両フック部32a,32bで芯材26の板厚方向を挟み、フロントデフロスタグリル部材22を位置決め固定すると共に、凹部25aを貫通させてフロントデフロスタ用吹き出し口21aを形成する。
【0058】
このように、本実施の形態では、フロントデフロスタグリル部材22の両側にグリル固定用爪32を形成し、このグリル固定用爪32で芯材26の板厚方向を挟み込むことで、フロントデフロスタグリル部材22をフロントデフロスタ用吹き出し口21aに位置決め固定するようにしたので、このフロントデフロスタ用吹き出し口21aを装着する際に、治具等を用いて位置決めする必要が無く、作業性が良い。
【0059】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、吹き出し口を必要以上に大きく形成する必要が無く、表皮材の表面とグリル部材上端との段差を僅少に設定することができ、高品質な外観を得ることができると共に、低コストで製造することができる等、優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施の形態によるインストルメントパネルの斜視図
【図2】同、表皮材に形成した凹部の斜視図
【図3】同、図1のIII-III断面図
【図4】同、インストルメントパネルの成形手順を示す図3相当の断面図
【図5】第2実施の形態によるフロントデフロスタグリル部材とフロントデフロスタダクトの斜視図
【図6】同、フロントデフロスタグリル部材の要部斜視図
【図7】同、図3相当の断面図
【図8】従来のインストルメントパネルの断面図
【図9】同、発泡成形型の要部断面図
【図10】同、打ち抜き加工を説明する断面図
【符号の説明】
21 インストルメントパネル
21a フロントデフロスタ用吹き出し口
21b 空調用吹き出し口
22 フロントデフロスタグリル部材
22a 下端縁
23 ベンチレーショングリル部材
24 発泡体層
25 表皮材
25a 凹部
25b 底面
25c,25d カット部
26 芯材
26a 開口部
32 グリル固定用爪

Claims (6)

  1. 芯材と、該芯材の表面に発泡体層を介して配される表皮材とから構成され、
    上記芯材及び上記表皮材を貫通し、グリル部材が装着されうる、吹き出し口を有するインストルメントパネル構造であって、
    上記表皮材は、上記芯材との間に上記発泡体層を形成する際に、上記吹き出し口に対応する上記芯材の開口部の内周をシールすると共に、上記吹き出し口の壁面を形成する凹部を具備し、該凹部に上記グリル部材を装着し、該グリル部材の下端縁にて、上記凹部の底面を押し広げることにより、上記吹き出し口が貫通形成される
    ことを特徴とするインストルメントパネル構造。
  2. 上記グリル部材の上記下端縁を鋭角に形成したことを特徴とする請求項1記載のインストルメントパネル構造。
  3. 上記グリル部材の外周に、上記芯材の開口部の端縁に上記表皮材を介して掛止するグリル固定用爪を形成したことを特徴とする請求項1或いは2記載のインストルメントパネル構造。
  4. 上記凹部の上記底面に切り込み又はスリット部からなるカット部を形成したことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のインストルメントパネル構造。
  5. グリル部材を嵌合する吹き出し口に対応する開口部を有する芯材に対し該開口部の内周をシールすると共に上記吹き出し口の壁面を形成する凹部を有する表皮材を装着する工程と、上記表皮材と上記芯材とで閉成された空隙部に発泡体層を発泡形成する工程と、上記凹部に上記グリル部材を装着し該グリル部材の下端にて該凹部の底面を押し広げて貫通する工程と、上記グリル部材を、上記芯材に形成した上記開口部に対し上記表皮材を介して嵌着固定する工程とを備えることを特徴とするインストルメントパネル成形方法。
  6. グリル部材を嵌合する吹き出し口に対応する開口部を有する芯材に対し該開口部の内周をシールすると共に上記吹き出し口の壁面を形成する凹部を有する表皮材を装着する工程と、上記表皮材と上記芯材とで閉成された空隙部に発泡体層を発泡形成する工程と、上記凹部の底面にカット部を形成する工程と、上記凹部に上記グリル部材を装着し該グリル部材の下端にて該凹部の底面を押し広げて貫通する工程と、上記グリル部材を、上記芯材に形成した上記開口部に対し上記表皮材を介して嵌着固定する工程とを備えることを特徴とするインストルメントパネル成形方法。
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