JP5259208B2 - 車両の内装パネル及びその成形方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両の内装パネル及びその成形方法の改良に関し、特に他部材との接触音を防止する対策に関するものである。

特許文献１には、車両の内装パネルとしてのインストルメントパネルが開示されている。このインストルメントパネルは、樹脂製基材と樹脂製表皮との間に軟質発泡樹脂が一体に成形されて構成されている。また、インストルメントパネルの車幅方向端部には傾斜面部が形成され、該傾斜面部の表面にフロントピラーガーニッシュの屈曲部を当接させて両者間に隙間が生じないようにし、走行時に接触音が発生しないようにしている。

一方、特許文献２には、表面にスキン層が形成されるとともに、内部に膨張層が形成された成形品の成形方法が開示されている。その成形方法とは、まず、固定型と可動型とを型閉じした状態で、キャビティ内に熱可塑性樹脂を射出充填する。次いで、上記熱可塑性樹脂がある程度冷却された段階で可動型を後退させてキャビティ容積を拡大し、この拡大により形成された空間に繊維入り熱可塑性樹脂を射出充填する。その後、該繊維入り熱可塑性樹脂がある程度冷却されてその成形型の成形面近傍にスキン層が生成された時点で、可動型をさらに後退させてキャビティ容積をさらに拡大して上記繊維入り熱可塑性樹脂を膨張させる。これにより、樹脂密度の高いスキン層が表面に形成されるとともに、多数の空隙を有し上記スキン層に比べて樹脂密度の低い膨張層が内部に形成された成形品が得られる。
特許第３０３２２４２号公報（第２頁、第１図） 特開２００１−９９８４号公報（段落００５７欄〜段落００５９欄、図３〜図５）

しかし、上記の特許文献１では、軟質発泡樹脂は、全体に亘って均一な肉厚に設定されているため、肉厚が薄くなり過ぎると弾性が不足して傾斜面部の表面とフロントピラーガーニッシュの屈曲部との間に隙間が生じ、走行時に接触音が発生するおそれがある。一方、肉厚が厚くなり過ぎると必要以上に軟らかくなり過ぎて表皮の手触り感が損なわれる。

この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、良好な手触り感付与と走行時の接触音発生防止との両立を図ることである。

上記の目的を達成するため、この発明は、軟質発泡樹脂の肉厚を部分的に厚くしたことと、特許文献２の如き成形方法を利用したことを特徴とする。

具体的には、この発明は、樹脂製基材の表面に軟質発泡樹脂からなる表皮が一体に成形された車両の内装パネル及びその成形方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１〜３に記載の発明は、前者の内装パネルに関するものであり、そのうち、請求項１に記載の発明は、上記表皮は、樹脂密度の高いスキン層が表面に形成されるとともに、多数の空隙を有し上記スキン層に比べて樹脂密度の低い発泡層が内部に形成され、かつスキン層と発泡層とは同じ軟質発泡樹脂を用いて成形型内で同時に一体に成形され、該表皮の主体をなす一般部と、他部材に当接する当接部とからなり、該当接部の肉厚は、当該当接部の発泡層の発泡倍率を一般部の発泡層の発泡倍率よりも大きくすることで該一般部の肉厚よりも厚く設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記当接部と一般部とは、互いに連続していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、上記表皮は、熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、後者の成形方法、詳しくは請求項１の内装パネルの成形方法に関するものであって、予め成形した樹脂製基材を成形型のキャビティ内に該成形型の成形面と上記基材の表面との間に空間が形成されるように配置した状態で、上記キャビティ内の空間に軟質発泡樹脂を射出充填し、該軟質発泡樹脂の成形型の成形面近傍及び上記基材の表面近傍にスキン層が生成された時点で、キャビティ容積を表皮の当接部対応箇所が一般部対応箇所よりも大きくなるように拡大して上記軟質発泡樹脂を発泡させることにより、樹脂密度の高いスキン層が表面に形成されるとともに、多数の空隙を有し上記スキン層に比べて樹脂密度の低い発泡層が内部に形成され、かつ当接部の発泡層の発泡倍率が一般部の発泡層の発泡倍率よりも大きく設定されて上記当接部の肉厚が上記一般部の肉厚よりも厚く設定された軟質発泡樹脂からなる表皮を上記基材の表面に一体に成形することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、表皮の当接部の肉厚が一般部の肉厚よりも厚く設定されているため、上記当接部の弾性が十分に得られて当接部と他部材との間に隙間が生じず、走行時に接触音が発生しない。また、上記一般部の肉厚が当接部の肉厚に比べて薄いため、一般部が必要以上に軟らかくならず、適度な軟らかさが得られて該一般部の手触り感が良好になる。また、表皮を構成する内部の発泡層と表側のスキン層とは同じ軟質発泡樹脂で形成されているため、特許文献１の如き表皮を別途に用意せずに済み、その分だけ特許文献１に比べて製作費が低減する。

また、請求項１に係る発明によれば、同じ軟質発泡樹脂を用いてその発泡倍率を部分的に変えるだけで肉厚（弾性）の異なる表皮が簡単に得られる。

請求項２に係る発明によれば、当接部と一般部とが互いに連続することで基材表面が途切れることなく表皮で覆われ、外観見栄えを損なわない。

請求項３に係る発明によれば、熱可塑性エラストマーの本来的に有する物性により優れた弾性が得られ、表皮の良好な手触り感と走行時の接触音防止との両立が確実に得られる。

請求項４に係る発明によれば、キャビティ容積を部分的に変えて発泡倍率を部分的に異ならせるだけで、肉厚（弾性）が部分的に異なる表皮が基材の表面に同時に一体に成形される。また、表皮を構成する内部の発泡層と表側のスキン層とは同じ軟質発泡樹脂で形成されているため、特許文献１の如き表皮を別途に用意せずに済み、その分だけ特許文献１に比べて製作費が低減する。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図３は車両の内装パネルとしてのインストルメントパネル１を示し、該インストルメントパネル１は、インパネアッパ部３とインパネロア部５とを備えた右ハンドル車用である。なお、４は空調エアをフロントガラスＧ（図２参照）へ向けて吹き出すデフロスタ吹出口である。この発明の実施形態１では上記インパネアッパ部３を対象としている。

このインパネアッパ部３は、図１及び図２に示すように、樹脂製基材７の表面に軟質発泡樹脂からなる表皮９が一体に成形されて構成されている。図１及び図２においてデフロスタ吹出口４は省略している。

上記基材７は、例えばポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等からなる熱可塑性樹脂材であり、ガラス繊維等の強化材が混入されていてもよく、また、熱硬化性樹脂材であってもよい。

上記表皮９は、該表皮９の主体をなす一般部１１と、該一般部１１の車両前端縁から車幅方向全体に亘って延び、かつ基材７の表面から上方に突出する当接部１３とからなり、該当接部１３と上記一般部１１とは、基材７の表面全体に亘って途切れることなく互いに連続している。上記当接部１３は、インストルメントパネル１（インパネアッパ部３）の車両前方に配置された他部材としてのフロントガラスＧの下端縁近傍に当接し、インストルメントパネル１とフロントガラスＧとの接触音発生を防止するとともに、エンジンルームからのエンジン音が車室内に漏れないようにしている。

この表皮９は、ウレタン系、オレフィン系、ポリエステル系及びスチレン系等の熱可塑性エラストマーからなり、原料である熱可塑性エラストマーには、化学反応によりガスを発生させる化学的発泡材や二酸化炭素ガス及び窒素ガス等の不活性ガス（物理的発泡材）等の発泡促進物質が混入されている。

また、上記表皮９は、表面のスキン層１５と内部の発泡層１７とで構成されている。上記スキン層１５は、空隙がなく樹脂密度が高く設定されているが、上記発泡層１７は、多数の空隙を有し上記スキン層１５に比べて樹脂密度が低く設定されている。なお、図２では作図上の都合により表皮９を単一層として表している。

上記表皮９の当接部１３の肉厚Ｔ１ は、上記一般部１１の肉厚Ｔ２ よりも約３倍程度厚く設定されている。上記当接部１３の発泡層１７の発泡倍率は、一般部１１の発泡層１７の発泡倍率よりも大きく設定されている。一般部１１の発泡層１７の発泡倍率は、例えば１．５倍〜２．０倍程度が好ましい。当接部１３の発泡層１７の発泡倍率はそれ以上であり、必要とされる肉厚Ｔ１に応じて適宜設定すればよい。図１及び図２では、一般部１１の発泡層１７と当接部１３の発泡層１７との発泡倍率の差を点々の密度を変えて表している。つまり、一般部１１では点々の密度を高くし、当接部１３では点々を密度を低くすることで、両者の発泡倍率の違いを表している。

このようなインパネアッパ部３は、図４及び図５に示すような成形型１０１を用いて成形される。

この成形型１０１は、インパネアッパ部３の基材７を成形するための固定型１０３及び第１可動型１０５を備えている（図４参照）。また、インパネアッパ部３の表皮９を上記固定型１０３とで成形するための第２可動型１０７をも備えている（図５参照）。上記固定型１０３には、インパネアッパ部３（基材７）の裏面形状に対応した成形面１０３ａが形成されている。上記第１可動型１０５には、インパネアッパ部３（基材７）の表面形状に対応した成形面１０５ａが形成されている。上記第２可動型１０７には、インパネアッパ部３（表皮９）の表面形状に対応した成形面１０７ａが形成されている。また、この第２可動型１０７には、貫通孔１０７ｂが表皮９の当接部１３に対応するように成形面１０７ａ端縁に貫通形成され、該貫通孔１０７ｂにスライド型１０９が油圧シリンダ（図示せず）の伸縮作動により進退可能に配置されている。

そして、まず、図４に示すように、第１可動型１０５を固定型１０３に接近させて成形型１０１を型閉じする。この型閉じ状態で、固定型１０３の成形面１０３ａと第１可動型１０５の成形面１０５ａとの間にインパネアッパ部３の基材７を成形するためのキャビティ１１１が形成されている。

次いで、上記キャビティ１１１内に射出機（図示せず）から基材成形用の例えばガラス繊維等の繊維入り熱可塑性樹脂Ｒ（例えば繊維入りポリプロピレン樹脂）を射出充填する。図４はこの射出充填状態を示している。

その後、上記キャビティ１１１内で熱可塑性樹脂Ｒが固化して基材７が成形されると、図５に示すように、該基材７を固定型１０３に残した状態で、第１可動型１０５を第２可動型１０７に取り換える。この状態で、成形型１０１のキャビティ１１１′内に第２可動型１０７の成形面１０７ａと基材７の表面との間に空間Ｃが形成されている。また、スライド型１０９の先端面１０９ａは、第２可動型１０７の成形面１０７ａよりもキャビティ１１１から後退し、当該箇所（当接部１３対応箇所）の空間Ｃが一般部１１対応箇所の空間Ｃよりも大きくなっている。この段階における第２可動型１０７の成形面１０７ａの位置を図６に符号ｈ０ を付して示す。また、スライド型１０９の先端面１０９ａの位置を図６に符号Ｈ０ を付して示す。

しかる後、図６に示すように、上記空間Ｃ内に射出機（図示せず）から上述の如き膨張促進物質が混入された軟質発泡樹脂Ｒ′（熱可塑性エラストマー）を射出充填する。

その後、上記空間Ｃ内に射出充填された軟質発泡樹脂Ｒ′の固化進行により第２可動型１０７の成形面１０７ａ近傍、スライド型１０９の先端面１０９ａ近傍及び基材７の表面近傍にスキン層１５（図７参照）が生成されるが、このスキン層１５は未だ完全に固化しきっていない。

そして、上記軟質発泡樹脂Ｒ′が固化する過程で、キャビティ容積を表皮９の当接部１３対応箇所が一般部１１対応箇所よりも大きくなるように拡大させて上記軟質発泡樹脂Ｒ′を発泡させる。具体的には、図７に示すように、第２可動型１０７を図６のｈ０ の状態からｈ１ の状態へとストロークｓだけキャビティ容積拡大方向ｘ（型開き方向）に後退させるとともに、スライド型１０９を図６のＨ０ の状態からＨ１ の状態へとストロークＳだけキャビティ容積拡大方向Ｘ（型開き方向）に後退させる。この段階で、軟質発泡樹脂Ｒ′は、第２可動型１０７の成形面１０７ａ、スライド型１０９の先端面１０９ａ及び基材７の表面と接触する部分が型温及び基材７の表面温度の影響により早期に冷却されているため、空隙がなく樹脂密度の高いスキン層１５となって表面層を構成する。一方、軟質発泡樹脂Ｒ′の内側部分は型温の影響を受け難く、粘度の高いゲル状態になっている。したがって、キャビティ容積の拡大により、軟質発泡樹脂Ｒ′が化学反応により発生したガスや不活性ガスにより発泡して体積が大きくなり、多数の空隙を有し上記スキン層１５に比べて樹脂密度の低い発泡層１７となる。これにより、当接部１３の発泡層１７の発泡倍率が一般部１１の発泡層１７の発泡倍率よりも大きく設定された軟質発泡樹脂からなる表皮９が上記基材７の表面に一体に成形される。

このようにして成形されたインパネアッパ部３では、表皮９の当接部１３の肉厚Ｔ１ を一般部１１の肉厚Ｔ２ よりも厚く設定しているので、上記当接部１３に十分な弾性を付与することができ、当接部１３がフロントガラスＧと弾性的に確実に当接することにより、走行時のインパネアッパ部３とフロントガラスＧとの接触音発生を防止することができるとともに、エンジンルームからエンジン音が車室内に入るのを阻止することができる。また、上記一般部１１の肉厚Ｔ２ が当接部１３の肉厚Ｔ１ に比べて薄いので、一般部１１の軟らかさが過剰となるのを抑制することができ、適度な軟らかさを有して該一般部１１の良好な手触り感を得ることができる。

また、表皮９を構成する内部の発泡層１７と表側のスキン層１５とを同じ軟質発泡樹脂を用いて成形型１０１内で同時に一体に成形するので、表皮を別途に用意する特許文献１に比べて製作費を低減することができる。

また、肉厚（弾性）の異なる表皮９を同じ軟質発泡樹脂でその発泡倍率を部分的に変えるだけで簡単に得ることができる。

さらに、当接部１３と一般部１１とを互いに連続させているので、基材７の表面を途切れることなく表皮９で覆って見栄えの良い外観を得ることができる。

加えて、表皮９を構成する熱可塑性エラストマーの物性は本来的に優れた弾性を有しているので、表皮９の良好な手触り感と走行時の接触音発生防止との両立を確実に得ることができる。

さらにまた、一般部１１の発泡層１７と当接部１３の発泡層１７との発泡倍率をキャビティ容積を部分的に変えることで異ならせるだけなので、肉厚（弾性）が部分的に異なる表皮９を基材７の表面に同時に一体に成形することができる。

（実施形態２）
図８及び図９は実施形態２を示す。この実施形態２では、実施形態１とは異なり、当接部１３と一般部１１とは互いに連続しておらず、不連続箇所に基材７の表面が露出している。また、このことに起因して、成形型１０１の型構造が実施形態１と異なっている。つまり、第２可動型１０７には、板状の固定型１１３がスライド型１０９に並設され、該固定型１１３でキャビティ１１１′を一般部１１対応箇所と当接部１３対応箇所とに分断している。よって、軟質発泡樹脂Ｒ′は一般部１１と当接部１３とで別々に射出充填されることになる。

なお、車幅方向の適切な部位で一般部１１成形用キャビティと当接部１３成形用キャビティとが連通するように固定型１１３の先端部に連通溝を形成してもよい。このようにすると、軟質発泡樹脂Ｒ′を一般部１１と当接部１３とで別々に射出充填しなくてよく、成形効率が向上する。

そのほかは実施形態１と同じであるので、同じ構成箇所には同じ符号を付してインパネアッパ部３の構造、成形型１０１の型構造及び成形手順についての詳細な説明を省略する。

したがって、この実施形態２では、実施形態１と同様の作用効果を奏することができるものである。

（実施形態３）
図１０及び図１１は実施形態３を示す。この実施形態３では、当接部１３が基材７の前端面から車両前方に向かって突出し、当接部１３と一般部１１とが互いに線接触状態で連続している点で実施形態１，２と異なっている。また、このことに起因して、成形型１０１の型構造が実施形態１,２と異なっている。つまり、第２可動型１０７の側方に実施形態２とは別の可動型本体１１５が並設されているとともに、該可動型本体１１５と、基材７裏面を成形する固定型１０３との間にスライド型１０９が当接部１３成形用キャビティ１１２に対して進退可能に配置されている。また、可動型本体１１５の成形面１１５ａは、キャビティ容積を拡大する前は可動型１０７の成形面１０７ａよりもキャビティ１１１′側に突出し、一般部１１成形用キャビティ１１１′と当接部１３成形用キャビティ１１２とが分断されている。よって、この実施形態３では、実施形態２と同様に、軟質発泡樹脂Ｒ′は一般部１１と当接部１３とで別々に射出充填されることになる。なお、可動型本体１１５は成形型１０１の型閉じ及び型開き時に可動型１０７と共に作動する。

そのほかは実施形態１と同じであるので、同じ構成箇所には同じ符号を付してインパネアッパ部３の構造、成形型１０１の型構造及び成形手順についての詳細な説明を省略する。

したがって、この実施形態３においては、実施形態１の作用効果に加えて、当接部１３が基材７の端面（側面）から側方に突出しているので、他部材が基材７の側面に沿って延びるように配置されている場合に、当接部１３を他部材に効果的に当接させることができる。

（実施形態４）
図１２及び図１３は実施形態４を示す。この実施形態４では、一般部１１のスキン層１５と当接部１３のスキン層１５とが同一平面上に位置して途切れることなく一体に連続しているとともに、両者の発泡層１７も途切れることなく一体に連続している点で実施形態３と異なっている。また、このことに起因して、成形型１０１の型構造が実施形態３と異なっている。つまり、この実施形態４では、実施形態３とは逆に、可動型１０７の成形面１０７ａは、キャビティ容積を拡大する前は可動型本体１１５の成形面１１５ａよりもキャビティ１１１′側に突出し、一般部１１成形用キャビティ１１１′と当接部１３成形用キャビティ１１２とが連続している。そして、可動型１０７を成形面１０７ａが可動型本体１１５の成形面１１５ａと連続するように後退させてキャビティ容積を拡大する。

そのほかは実施形態１，３と同じであるので、同じ構成箇所には同じ符号を付してインパネアッパ部３の構造、成形型１０１の型構造及び成形手順についての詳細な説明を省略する。

したがって、この実施形態４においては、実施形態１，３の作用効果に加えて、軟質発泡樹脂Ｒ′を一般部１１と当接部１３とで別々に射出充填しなくてよく、成形効率を向上させることができる。また、この実施形態４では、基材７の端縁部を当接部１３のスキン層１５及び発泡層１７で覆っているので、基材７の端縁部の傷付きが防止されるとともに、表皮９の連続感が出て外観見栄えが向上する。なお、この実施形態４では、一般部１１の上面と当接部１３の上面とが同一面となるように形成しているが、成形後の一般部１１及び当接部１３のスキン層１５及び発泡層１７が連続し、当接部１３の上面が一般部１１の上面より上方又は下方の位置になるように、つまり両者間に段差部が形成されるようにしてもよい。

なお、上記の各実施形態では、基材７を固定型１０３に残した状態で、第１可動型１０５を第２可動型１０７に取り換え、上記基材７の表面に表皮９を成形するようにしたが、別途成形した基材７を用意して成形型１０１にセットし、該基材７の表面に表皮９を成形するようにしてもよい。

また、上記の各実施形態において、基材７を成形する熱可塑性樹脂Ｒにガラス繊維等の強化材を混入させたが、該強化材は必ずしも混入させなくてもよい。

さらに、上記の各実施形態において、内装パネルが車両のインストルメントパネル１におけるインパネアッパ部３であるある場合を示したが、ドアトリム、ドアキャリアプレート、グローブボックスのリッド等にも適用することができるものである。

この発明は、他部材との接触音を防止した車両の内装パネル及びその成形方法について有用である。

図２のＡ部拡大図である。 図３のII−II線における断面図である。 実施形態１に係るインストルメントパネルの斜視図である。 実施形態１に係るインパネアッパ部の成形方法において、固定型と第１可動型とを備えた成形型のキャビティに基材成形用の熱可塑性樹脂を射出充填した状態を示す図２対応箇所の成形工程図である。 図４の成形工程により成形された基材を固定型に残し、第１可動型をスライド型を有する第２可動型に取り換えた状態を示す図２対応箇所の成形工程図である。 図５の成形工程後に表皮成形用の軟質発泡樹脂をキャビティに射出充填した状態を示す図１対応箇所の成形工程図である。 図６の成形工程後に第２可動型及びスライド型をキャビティ容積が拡大する方向にストロークを変えて後退させた状態を示す図１対応箇所の成形工程図である。 実施形態２の図６相当図である。 実施形態２の図７相当図である。 実施形態３の図６相当図である。 実施形態３の図７相当図である。 実施形態４の図６相当図である。 実施形態４の図７相当図である。

３ インパネアッパ部（内装パネル）
７ 基材
９ 表皮
１１ 一般部
１３ 当接部
１５ スキン層
１７ 発泡層
１０１ 成形型
１０３ａ 成形面
１０５ａ 成形面
１０７ａ 成形面
１１１′ キャビティ
Ｃ 空間
Ｇ フロントガラス（他部材）
Ｒ′ 軟質発泡樹脂
Ｔ１ 当接部の肉厚
Ｔ２ 一般部の肉厚

Claims (4)

1. 樹脂製基材(7)の表面に軟質発泡樹脂からなる表皮(9)が一体に成形された車両の内装パネルであって、
   上記表皮(9)は、樹脂密度の高いスキン層(15)が表面に形成されるとともに、多数の空隙を有し上記スキン層(15)に比べて樹脂密度の低い発泡層(17)が内部に形成され、かつスキン層(15)と発泡層(17)とは同じ軟質発泡樹脂を用いて成形型(101)内で同時に一体に成形され、該表皮(9)の主体をなす一般部(11)と、他部材(G)に当接する当接部(13)とからなり、
   該当接部(13)の肉厚(T１)は、当該当接部(13)の発泡層(17)の発泡倍率を一般部(11)の発泡層(17)の発泡倍率よりも大きくすることで該一般部(11)の肉厚(T２)よりも厚く設定されていることを特徴とする車両の内装パネル。
2. 請求項１に記載の車両の内装パネルにおいて、
   上記当接部(13)と一般部(11)とは、互いに連続していることを特徴とする車両の内装パネル。
3. 請求項１又は２に記載の車両の内装パネルにおいて、
   上記表皮(9)は、熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする車両の内装パネル。
4. 請求項１に記載の車両の内装パネルの成形方法であって、
   予め成形した樹脂製基材(7)を成形型(101)のキャビティ(111')内に該成形型(101)の成形面(103a,105a,107a)と上記基材(7)の表面との間に空間(C)が形成されるように配置した状態で、上記キャビティ(111')内の空間(C)に軟質発泡樹脂(R')を射出充填し、該軟質発泡樹脂(R')の成形型(101)の成形面(103a,105a,107a)近傍及び上記基材(7)の表面近傍にスキン層(15)が生成された時点で、キャビティ容積を表皮(9)の当接部(13)対応箇所が一般部(11)対応箇所よりも大きくなるように拡大して上記軟質発泡樹脂(R')を発泡させることにより、樹脂密度の高いスキン層(15)が表面に形成されるとともに、多数の空隙を有し上記スキン層(15)に比べて樹脂密度の低い発泡層(17)が内部に形成され、かつ当接部(13)の発泡層(17)の発泡倍率が一般部(11)の発泡層(17)の発泡倍率よりも大きく設定されて上記当接部(13)の肉厚(T１)が上記一般部(11)の肉厚(T２)よりも厚く設定された軟質発泡樹脂(R')からなる表皮(9)を上記基材(7)の表面に一体に成形することを特徴とする車両の内装パネルの成形方法。

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