JP6799561B2

JP6799561B2 - 車両用内装材

Info

Publication number: JP6799561B2
Application number: JP2018078237A
Authority: JP
Inventors: 健太篠原
Original assignee: 森六テクノロジー株式会社
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2038-04-16
Also published as: US10864862B2; US20190315290A1; JP2019182324A; CN110386075A

Description

本発明は、内装部材と、この内装部材の一面に取付けられている弾性部材とからなる車両用内装材に関する。

自動車などの車両の車室は、内装材（以下、車両用内装材という。）で内装される。車両用内装材は各種の形態が実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、インストルメントパネルに収納トレイが設けられ、この収納トレイの底に弾性マットが敷かれている。収納トレイは底に係合孔を有し、弾性マットは裏面（下面）に係合孔に係合する係合突部を有する。係合孔に係合突部を挿入し、係合させることで、弾性マットの浮き上がり及び横ずれを防止することができる。

収納トレイの多くは、樹脂成形品である。樹脂成形品は、溶融樹脂を金型内のキャビティで凝固させるときに、不可避的に収縮する。キャビティは収縮を見込んだ形状や寸法とされる。

しかし、金型の温度変化や樹脂材料の射出圧変化などの諸条件の変動の影響を受けて、収納トレイの厚さがばらつく。
収納トレイが、規定寸法より厚くできあがった場合には、係合突部の挿入が不十分となり、係合不良が発生する。
また、収納トレイが、規定寸法より薄くできあがった場合には、係合突部の挿入が過剰となり、係合が不十分となる。
対策として、収納トレイの厚さを修正すると、修正コストが嵩み、収納トレイの製造コストに影響する。

弾性マットも多くは軟質樹脂の成形品である。係合突部の長さに一定のばらつきが起こる。収納トレイが所定の厚さであっても、係合突部が短かすぎると係合不良が発生し、係合突部が長がすぎると係合が不十分となる。
対策として、弾性マットを修正すると、修正コストが嵩み、弾性マットの製造コストに影響する。

一般化するために、収納トレイを「内装部材」、弾性マットを「弾性部材」、弾性マットと収納トレイの組立体を「車両用内装材」と読み替える。
車両のコストダウンが求められる中、製造コストを抑制しつつ係合状態が良好な車両用内装材が望まれる。

特開２００９−６１９５９号公報

本発明は、製造コストの抑制が可能で且つ内装部材への弾性部材の係合が良好である車両用内装材を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、内装部材と、この内装部材の一面に取付けられている弾性部材
とからなる車両用内装材であって、
前記内装部材は半円形を呈する複数の係合孔を有し、前記弾性部材は裏面に前記係合孔に挿入する半円形を呈する複数の突部を有し、前記突部は前記係合孔の出口に係合する係合片を有しており、
前記内装部材は前記係合孔の入口を囲う凹部を有する、又は前記弾性部材は裏面に前記突部を囲う凹部を有し、
前記突部は、前記半円形の直線部分に対応する平面が互いに対向するように配置され、
前記係合片は、軸線に沿って外径が一定である外周面と、この外周面から先端に向かって縮径する先端テーパ面と、前記外周面から基端に向かって縮径する基部テーパ面と、を有していることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の車両用内装材であって、
前記凹部の深さは、前記弾性部材の厚さを１としたときに、０．１６〜０．４の範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の車両用内装材であって、
前記突部の軸中心から前記係合片の先端までの距離から前記係合孔の半径を差し引いた値で定義される係合代に対して、
前記係合片は、前記係合代の少なくとも２倍は撓む構造とされていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、内装部材は係合孔の入口を囲う凹部を有する、又は弾性部材は裏面に突部を囲う凹部を有している。
凹部の深さの範囲で、弾性部材を余分に押し込むことができる。係合孔に突部がオーバーストロークして挿入される。
仮に、内装部材が基準寸法より厚く出来上がっていても、オーバーストロークするため、突部の先端の係合片は確実に係合孔を通過する。
通過後に、押力を弱めると、弾性部材はスプリングバックし、係合片が戻る。戻る過程で係合片は、係合孔の出口に当接して止まる。

仮に、内装部材が基準寸法より薄く出来上がっていても、弾性部材のスプリングバックにより、係合片を係合孔の出口に当接させることができる。
凹部は内装部材（又は弾性部材）の製造時に一括して形成することができ、凹部形成により製造コストが上がることはない。
よって、本発明によれば、製造コストの抑制が可能で且つ内装部材への弾性部材の係合が良好である車両用内装材が提供される。

さらに加えて、内装部材の厚さが基準寸法と差があっても、係合片を係合孔に確実に係合することができるため、裏側での係合状況の確認がし難い作業、いわゆる盲（めくら）作業の場合に好適である。
加えて、係合孔及び突部は半円形を呈している。突部が正円であると、スライド型が２個必要になり、製造コストが嵩む。係合片が四角であると、１個のスライド型で対応可能であるが、係合片の周長が長くなり、スライド型の設計が難しくなる。
対して、本発明のように、突部が半円形であれば、１個のスライド型で対応可能である
と共に、係合片の周長が短くなり、スライド型の設計が容易になる。

請求項２に係る発明では、凹部の深さは、弾性部材の厚さを１としたときに、０．１６〜０．４の範囲に設定されている。
０．１６未満であると、凹部の深さが不足し、係合片が係合孔を貫通しないまま、係合孔内に留まるものが一定数発生する。０．１６以上であればその心配はない。

また、０．４を超えると、内装部材における係合孔回りの肉厚が６０％未満となり、強度低下が起こる。加えて、係合孔の軸長さが６０％未満となるため、係合片が直ぐ突き抜けてクリック感が得られなくなる（又は得られてもごく小さくなる。）。クリック感が得られない又は小さいと、組立作業員に作業の達成感が与えられにくくなり、作業に影響する。
凹部の深さを適正範囲に管理することで、係合不良を解消しつつ、作業性を高めることができる。

請求項３に係る発明では、係合片は、係合代の少なくとも２倍は撓む構造とされている。係合孔の径及び係合片の径にばらつきがあっても、このばらつきを吸収させることができる。また、組付け時の反力が大きくなり、係合片が係合孔の出口を通過した時のクリック感がより付与される。

本発明に係る車両用内装材を備えるセンターコンソールの斜視図である。本発明に係る車両用内装材の分解図である。突部の詳細を説明する図である。図２の４部拡大図である。図２の５−５線断面図である。図５の６部拡大図である。シフトパネルへ弾性マットを取付ける手順を説明する図である。本発明に係る車両用内装材の変更例を示す図である。係合片の形状において、比較例と実施例を対比する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
なお、本発明の理解を促すために、内装部材はセンターコンソールの一部を構成するシフトパネル、弾性部材は携帯端末を載せる弾性マットを具体例として、以下に説明する。
ただし、本発明に係る内装部材及び弾性部材は、この具体例に限定されるものではない。
また、図面に付した方向表示は、運転席に座る運転者を基準に定めた。

図１に示すように、センターコンソール１０は、自動車等の車両の運転席と助手席の間に設けられ、助手席（又は運転席）に沿って車両長手方向に延びているサイドパネル１１と、左右２つのサイドパネル１１の後端を結ぶリアパネル１２と、サイドパネル１１の後半部分及びリアパネル１２の上縁に載せられ肘を載せることができるアームレスト１３と、このアームレスト１３と前方のジャックパネル１４との間に配置されるシフトパネル２０とを備えている。

シフトパネル２０に部分的に弾性マット３０が載せられている。この弾性マット３０に、細長い角形の携帯端末を載せることができる。弾性マット３０は文字通り弾性変形するため、携帯端末に加わる力を減衰する。弾性マット３０は汎用樹脂に比較して表面の摩擦係数が大きいため、携帯端末に慣性力が加わっても携帯端末が弾性マット３０上を横滑りする心配がない。

図２に示すように、本発明に係る車両用内装材１５は、内装部材としてのシフトパネル２０と、このシフトパネル２０の一面（上面）に取付けられている弾性部材としての弾性マット３０とからなる。
シフトパネル２０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）材料からなる樹脂成形品である。

また、弾性マット３０は、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）からなる樹脂成形品である。エラストマーはゴムに近似する特性を有するため、弾性マット３０は変形しやすく、変形した後に元に戻る特性を有する。

図では、便宜上、シフトパネル２０から弾性マット３０を取外し、且つ弾性マット３０を裏返した。シフトパネル２０には、半円形の係合孔２１が設けられ、弾性マット３０の裏面３１には、係合孔２１に嵌る半円形の突部３２が設けられている。

突部３２の詳細及び係合孔２１の詳細を、図３と図４に基づいて説明する。
図３（ａ）は弾性マット３０の裏面３１から突出する突部３２の斜視図であり、図３（ｂ）は突部３２の平面図であり、図３（ｃ）は突部３２の右側面図であり、図３（ｄ）は突部３２の正面図であり、図３（ｅ）は図３（ｂ）のｅ−ｅ線断面図である。

図３（ｅ）に示すように、突部３２は、裏面３１から延び、且つ平面断面が一様である中空柱部３３と、この中空柱部３３の外径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２で中空柱部３３の上部から水平に張り出す係合片３４と、中空柱部３３の外径Ｄ１より小さな外径で中空柱部３３の先端から延びる先尖り部３５とからなる。
さらには、係合片３４は、外径がＤ２である外周面３４ａと、この外周面３４ａの上端から先尖り部３５に向かって縮径する先端テーパ面３４ｂと、外周面３４ａの下端から中空柱部３３に向かって縮径する基部テーパ面３４ｃとを有している。

図３（ｂ）に示すように、突部３２は、半円状の中空部３６を有し、この中空部３６を囲うように、中空柱部３３の肉や、係合片３４の肉や、先尖り部３５の肉が付けられているため、全体的に半円状を呈している。

図４に示すように、シフトパネル２０は、係合孔２１及びこの係合孔２１を囲う凹部２２を有している。係合孔２１の代表径Ｄ３は、突部３２の径Ｄ１より大きく、径Ｄ２より小さな値に設定する。
凹部２２の径Ｄ４は、任意であるが、Ｄ３の３倍〜４倍程度が適当である。

なお、凹部２２の平面視形状は円形の他、楕円、矩形、多角形でもよいが、弾性マット３０を均一に変形させたり、均一にストロークさせることが、より容易である円形の凹部が好適である。

シフトパネル２０に設けられる係合孔２１も全体的に半円状を呈している。半円状の係合孔２１へ半円状の突部３２を矢印のように挿入し、係合する。この手順は後述する。

図５に示すように、車両用内装材１５は、内装部材としてのシフトパネル２０と、このシフトパネル２０の一面（上面）に取付けられている弾性部材としての弾性マット３０とからなる。シフトパネル２０は、下方に配置されるベースプレート１７で支持される。

図６は図５の６部拡大図であり、図６に示すように、係合孔２１の出口２１ａに、突部３２の基部テーパ面３４ｃが当たることにより、シフトパネル２０に弾性マット３０が固定される。
シフトパネル２０には、係合孔２１の入口２１ｂを囲う部位に凹部２２が設けられている。なお、凹部２２とシフトパネル２０の一般面とは、傾斜湾曲面２３（又は傾斜面）で繋がれており、シフトパネル２０における断面急変が解消される。
凹部２２の深さｈは、弾性マット３０の厚さＴを１としたときに、０．１６〜０．４の範囲に設定する。その理由は後述する。

係合孔２１へ突部３２を挿入し、係止する工程を、図７に基づいて説明する。
図７（ａ）に示すように、係合孔２１に突部３２を臨ませ、弾性マット３０を下げる。
図７（ｂ）に示すように、突部３２の係合片３４が係合孔２１の壁で押されて縮径する。さらに弾性マット３０を下げる。

図７（ｃ）に示すように、弾性マット３０が凹部２２にδ１だけ沈み込む。すると、係合片３４は係合孔２１を突き抜けた。突き抜けた瞬間に係合片３４が元の径に戻り、このときに「カチッ」というクリック感が手に伝わる。組立作業者は、このクリック感で取付作業が完了したと認識する。
その上に、係合孔２１の出口２１ａからδ２だけ隙間ができる。いわゆる、オーバーストロークした。

弾性マット３０に加えていた下向き力を解除すると、スプリングバック作用により、δ１が０に戻ろうとし、δ２は０になる。
結果、図６の形態が得られる。

図７（ｃ）において、突部の軸中心３７を基準にして、係合孔２１の半径をｄ３、係合片３４の半径をｄ２、中空部３６の半径をｄ５とすると、係合片３４の係合代は（ｄ２−ｄ３）となる。半径ｄ２は軸中心３７から係合片３４の先端までの距離に相当する。

図７（ｂ）に示すように、少なくとも係合代分だけは、係合片３４は軸中心３７に向かって変位する。中空部３６の半径ｄ５が不足すると、この変位が吸収できない。加えて、係合孔２１や突部３２には製作誤差が加わる。
対策として、中空部３６の半径ｄ５は係合代（ｄ２−ｄ３）の２倍を超えるように設定する。これで、係合片３４の変位及び製作誤差の両方が吸収され、突部３２を係合孔２１に円滑に挿入することができる。

以上に述べたように、本発明は、オーバーストロークとスプリングバックとを利用していることを特徴とする。
図７（ｃ）において、製作誤差により、突部３２が規定寸法より、短く出来上がっている、又はシフトパネル２０が規定寸法より厚い場合は、従来の技術であれば図７（ｂ）のように、係合片３４が係合孔２１に留まり、取付不良を招くが、本発明であれば、オーバーストロークにより、図７（ｃ）が得られ、取付不良を回避することができる。

次に、凹部２２の深さｈに関する実験を行った。
実験条件：
シフトパネルの材質：ＰＰ
シフトパネルの厚さ：２．５ｍｍ
凹部の深さｈ：（６種類）
０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２５ｍｍ
弾性マットの材質：ＴＰＯ
弾性マットの厚さ：２．０ｍｍ
突部の中空柱部の外径：４．５ｍｍ

実験では、突部が係合孔を突き抜けたか否かの確認及びクリック感が得られたかの確認を行った。結果を表１に示す。

実験１では、突部は突き抜けなかった。突き抜けないためクリック感は得られない。凹部が浅すぎ、十分なオーバーストロークが得られなかった。
実験２では、クリック感が得られ、突部が突き抜けていた。
実験３、４、５も同様に、クリック感が得られ、突部が突き抜けていた。

実験６では、他の実験に比較して、ごく短い時間で突き抜けた。そのためか、クリック感が殆ど得られなかった。係合孔の長さは１．２５ｍｍ（シフトパネルの厚さ２．５ｍｍ−凹部の深さ１．２５ｍｍ）であり、ごく短い時間で突き抜けた。時間が短いため、弾性エネルギーの蓄積が不十分であり、反発エネルギーが小さいため、クリック感が得られなかったとも推論できる。

また、係合孔回りには係合片による軸力が加わるため、強度が問題になる。実験１〜５では強度を確保できるが、実験６では強度低下が懸念される。

以上の突き抜けたか否か、クリック感の有無、及びシフトパネルの強度を勘案すると、総合評価の欄に示すように、実験１と実験６は「不可」で実験２〜５が「可」となる。

（ｈ／シフトパネルの厚さ）の欄において、実験１では、ｈ＝０．３、シフトパネルの厚さは２．５ｍｍ（一定値）であるから、（ｈ／シフトパネルの厚さ）＝０．１２となる。
同様の計算により、実験２は０．１６、実験３は０．２０、実験４は０．３０、実験５は０．４０、実験６は０．５０となる。

（ｈ／シフトパネルの厚さ）が０．１６〜０．４０の範囲であれば、突部が確実に突き抜け、十分なクリック感がえられ、且つシフトパネルの強度が確保できる。

次に、変更例を説明する。
図８（ａ）に示すように、凹部２２は、弾性マット３０側に、突部３２を囲うように設けてもよい。これでも、所望のオーバーストロークとスプリングバックが得られる。

または、図８（ｂ）に示すように、凹部２２は、シフトパネル２０と弾性マット３０の両方に設けてもよい。凹部２２の深さは、１箇所当たりｈの半分でよいため、シフトパネル２０の強度低下及び弾性マット３０の強度低下が抑制される。

次に、本発明の突部３２の形状について、図９に基づいて説明する。
比較例を示す図９（ａ）での突部１０１は円形であり、このような突部１０１はよく使用される。係合片１０２は円環状である。
一方のスライド型１０３で１８０°分を分担し、他方のスライド型１０４で残りの１８０°分を分担する。型組み時に２個のスライド型１０３、１０４を矢印のように合わせ、樹脂が固まったら反矢印側に分離する。
２個のスライド型１０３、１０４が必要であるため、金型の費用が嵩む。

別の比較例を示す図９（ｂ）での突部１１１は角形である。係合片１１２はコ字状である。１個のスライド型１１３を主型１１４に当てることで、樹脂成形が可能となる。型費用が低減できる。
ただし、コ字形であるため、係合片１１２の周長Ｌ１は、必然的に大きくなり、スライド型１１３の設計が面倒になる。

対して実施例を示す図９（ｃ）での突部３２は半円形である。係合片３４は半円状である。１個のスライド型４１を主型４２に当てることで、樹脂成形が可能となる。型費用が低減できる。
コに対して半円は、係合片３４の周長Ｌ２が小さくなり、スライド型４１の設計が容易になり、かつ係合する範囲を最大限形成することができ、脱落やガタツキのリスクを低減できる。よって、突部３２は半円形が好適である。

ただし、本発明の突部３２において、図９（ａ）、（ｂ）の形態を排除するものではない。
突部３２の数及び位置は任意だが、対を成して配置することが好ましい。その場合、一対の半円形の平面を対向するように配置することが好適である。

尚、本発明の車両用内装材は、センターコンソールのシフトパネルに限定されるものではなく、車両の内装部材であれば種類は問わない。弾性部材も弾性マットに限定されない。

本発明は、センターコンソールのシフトパネルに好適である。

１５…車両用内装材、２０…内装部材（シフトパネル）、２１…係合孔、２１ａ…係合孔の出口、２１ｂ…係合孔の入口、２２…凹部、３０…弾性部材（弾性マット）、３１…裏面、３２…突部、３４…係合片、３７…軸中心、ｄ２…軸中心から係合片の先端までの距離（係合片の半径）、ｄ３…係合孔の半径、（ｄ２−ｄ３）…係合代、ｈ…凹部の深さ、Ｔ…弾性部材の厚さ。

Claims

内装部材と、この内装部材の一面に取付けられている弾性部材とからなる車両用内装材であって、
前記内装部材は半円形を呈する複数の係合孔を有し、前記弾性部材は裏面に前記係合孔に挿入する半円形を呈する複数の突部を有し、前記突部は前記係合孔の出口に係合する係合片を有しており、
前記内装部材は前記係合孔の入口を囲う凹部を有する、又は前記弾性部材は裏面に前記突部を囲う凹部を有し、
前記突部は、前記半円形の直線部分に対応する平面が互いに対向するように配置され、
前記係合片は、軸線に沿って外径が一定である外周面と、この外周面から先端に向かって縮径する先端テーパ面と、前記外周面から基端に向かって縮径する基部テーパ面と、を有していることを特徴とする車両用内装材。
請求項１記載の車両用内装材であって、
前記凹部の深さは、前記弾性部材の厚さを１としたときに、０．１６〜０．４の範囲に設定されていることを特徴とする車両用内装材。
請求項１又は請求項２記載の車両用内装材であって、
前記突部の軸中心から前記係合片の先端までの距離から前記係合孔の半径を差し引いた値で定義される係合代に対して、
前記係合片は、前記係合代の少なくとも２倍は撓む構造とされていることを特徴とする車両用内装材。