JP7190697B2

JP7190697B2 - 外装品

Info

Publication number: JP7190697B2
Application number: JP2019013094A
Authority: JP
Inventors: 友紀三田; 毅切通; 英生峯; 知徳杉山
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: JP2020121428A

Description

本開示は、製品の外部に面する位置に配置する外装品に関する。

外装品の例として、特許文献１は、ゴルフクラブのグリップを開示している。特許文献１のゴルフクラブのグリップは、ゴムまたは軟質合成樹脂等のグリップ用素材に繊維層を埋設し、表面側から研磨して表面に繊維を露出させたものであり、グリップ表面に多数の凹凸を有する領域と繊維を露出した領域とを形成している。

特開昭６４－５８２７６号公報

しかしながら、特許文献１の構成においては、汚れが付着しやすく、清掃が困難であるという課題がある。

本開示の外装品は、製品の外部に面する位置に配置する外装品において、第１面と、前記第１面に対向する第２面とを有する表面シートと、前記表面シートの前記第２面を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、間隔を開けて配置された複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、前記表面シートの前記第２面と接し、隣り合う前記複数の凸部の間に、前記表面シートと前記支持部材とによって画定される複数の間隙が形成されており、前記表面シートは、所定の温度を超えると軟化する形状記憶樹脂を含み、前記所定の温度を超えて軟化した前記表面シートが前記支持部材の前記複数の凸部に沿って変形することにより、前記表面シートの第１面に表面凸部が形成される。

本開示によると、汚れが付着しにくく、清掃が容易である外装品を提供することができる。

実施の形態１にかかる外装品の斜視図である。図１の外装品の断面図である。図１の外装品の変形時の断面図である。実施の形態２にかかる外装品の斜視図である。図４の外装品の断面図である。実施の形態３にかかる外装品の斜視図である。実施の形態４にかかる外装品の斜視図である。

（本開示に至った経緯）
製品の表面に凹凸形状を持つ外装品が多く用いられている。たとえば、滑り止めとして機能する特定の方向の摩擦抵抗を高めるような凹凸であったり、人の手に親和させる凹凸形状であったりを付加することで、製品使用時の安全性や操作性の向上を図っている。また、凹凸を持つことで表面積を増加させ、放熱を向上させるなどの効果を得ることもできる。他にもデザインの観点において、凹凸を付加することで、意匠性を高められることがある。さらに、凹凸により操作部を明確にしてユーザーインターフェースを向上したり、凹凸の方向を工夫することにより特定の方向からの視認性を高めたりすることができる。特に滑り止め機能を付加する場合、ゴムなどのエラストマー材料を用いることで、材料自体の柔軟性によるグリップ性の向上と、摩擦係数を高めることができる。

たとえば、特許文献１に記載のゴルフクラブのグリップは、凹または凸が個々に分離独立して多数形成された領域と、平面部の多い領域とを有する。各凹部は、研磨前では繊維層が凹の底部より更に内側に埋設され、各凸部は、研磨前では繊維層は各凸の間に縦横に走る溝の底部より更に内側に埋設されている。平面部の多い領域では上記の現象がほとんどなく、繊維層はグリップ表面より浅い位置に埋設される。したがって、このグリップ用素材を表面より均一な深さで研磨していくと、平面部の多い領域に繊維が露出し、多数の凹凸を有する領域では繊維が露出しない。その結果、繊維を様々なデザインパターンに応じて露出することができるものである。なお、グリップ用素材をグリップ成形用型に収容し、このグリップ成形用型において加熱圧縮することによって、部分的に凹凸を形成している。

このような構成の場合、外装品を地面に置いた際に、凹凸形状の凹部に泥が入り込むと取れにくく、清掃がしにくい。また、手垢や埃などが経時的に凹部に付着して積層し、水などでは容易に洗い流せず、外観が悪いだけでなく、滑り止め機能も低下するという問題がある。

また、ゴムなどのエラストマー材料は、通常の硬質樹脂材料に対して、比較的成形が難しく、金型内からの取り出し性（離型性）が悪いことが多い。そのため、高アスペクト比の凹凸形状や、意匠性の高い複雑な凹凸形状を成形することが難しい。さらに、塗装やフィルム加飾を行う場合には、凹凸により塗装のムラが出やすいことや、フィルムに形成した柄が凹凸形状に沿う際にずれてしまうことにより、外観意匠性が低下してしまうことがある。このように、凹凸形状を有する外装品では、高い外観意匠性を与えることが困難である。

また、ゴムなどのエラストマー材料を外装品に用いる場合、硬度が低いため、摩擦や打撃により形状が破壊されやすい。長い期間使用することで、凹凸部分が摩耗し、フラットに近づくことで滑り止めの機能が大幅に低下してしまう。また、摩耗によって外観意匠性が悪くなってしまう。

このように、特許文献１の構成では、滑り止めなどの目的で凹凸を有する外装品において、汚れが付着しやすく清掃性が悪いこと、意匠性の自由度が低いこと、および表面の耐久性が低いこと、といった課題を有している。

そこで、本発明者らは、これらの課題を解決するための外装品を検討し、以下の構成を考案した。

本開示の一態様にかかる外装品は、製品の外部に面する位置に配置する外装品において、第１面と、前記第１面に対向する第２面とを有する表面シートと、前記表面シートの前記第２面を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、間隔を開けて配置された複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、前記表面シートの前記第２面と接し、隣り合う前記複数の凸部の間に、前記表面シートと前記支持部材とによって画定される複数の間隙が形成されており、前記表面シートは、所定の温度を超えると軟化する形状記憶樹脂を含み、前記所定の温度を超えて軟化した前記表面シートが前記支持部材の前記複数の凸部に沿って変形することにより、前記表面シートの第１面に表面凸部が形成される。

このような構成により、汚れの付着を防止し、清掃を容易に行うことができる。

前記表面シートおよび支持部材は、複数の領域に分割され、前記表面シートの前記複数の領域のうち任意の領域に前記表面凸部が形成されていてもよい。

このような構成により、意匠の自由度を高めることができる。

前記形状記憶樹脂の前記所定の温度は、２０℃以上５０℃以下であってもよい。

このような構成により、容易に表面凸部を形成することができる。

さらに、前記表面シートと前記支持部材との間をシールするシール部と、前記外装品の外部の圧力に対して前記間隙内の圧力を相対的に下げる圧力変化部とを備え、前記圧力変化部は、前記複数の間隙内の圧力を前記外装品の外部の圧力の０．９倍よりも小さくしてもよい。

さらに、前記表面シートに設けられた１つまたは複数の表示部と、前記表面凸部により形成される１つまたは複数の操作部とを備え、前記１つまたは複数の表示部は、それぞれ温度変化により光透過率が上昇する着色層を有し、前記１つまたは複数の操作部は、外部から入力信号を受け付けていてもよい。

このような構成により、表面シートに表示部とそれに対応する操作部を形成し、情報の表示と入力信号の受け付けを実現することができる。

さらに、前記少１つまたは複数の操作部を加熱するヒーターを備えていてもよい。

このような構成により、操作部の温度が表面シート全体の平均温度より高くなり、指による操作部の認識が容易になる。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって特許請求の範囲に記載の主題が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる外装品１の斜視図、図２および図３は、図１の外装品１を表面シート２の第１面２ａから支持部材３の方向に切断したときのＡ－Ａ矢視断面図である。

図１において、外装品１は、製品の外部に面する位置に配置するものであり、製品の外部に面する第１面２ａおよび第１面２ａに対向する第２面２ｂを有する表面シート２と、表面シート２の第２面２ｂを支持する支持部材３とを備える。表面シート２は外装品１が使用される際に、少なくとも第１面２ａの一部が外部に面するように配置される。支持部材３は別の筐体などに埋め込まれて、外部に面していなくてもよい。

表面シート２は所定の温度を超えると軟化する形状記憶樹脂を含む材質で形成されている。このような材質として、たとえば、ガラス転移点温度の前後で弾性率が大きく変化するという高分子物質の特性を利用した形状記憶樹脂が知られている。なお、本実施の形態において、ガラス転移点温度が本開示の「所定の温度」に相当する。形状記憶樹脂は、ガラス転移点温度より十分低い温度では、硬度が高く外装において変形することのない構造部材として用いることができる。したがって、表面シート２は、ガラス転移点温度を超える温度まで昇温させることにより、軟化して容易に変形させることができる。なお、表面シート２を昇温させる方法として、人間の体温、外部からの熱風、ヒーターからの伝熱、またはお湯などによる加熱が考えられる。

形状記憶樹脂は、加熱して昇温させていくとガラス転移点温度の前後で弾性率が大きく変化し、ガラス転移点温度を超えると軟化するという特性がある。軟化した形状記憶樹脂は、ゴムなどのエラストマー材料と同様の変形特性を持ち、荷重を加えると変形し、除荷すると元に戻ろうとする。したがって、形状記憶樹脂を含む表面シート２は、ガラス転移点温度を超えて昇温され軟化すると、自立した構造部材ではなく外力と周囲の形状によって柔軟に形状が変わる。

形状記憶樹脂と呼ばれる所以は、ガラス転移点温度より高い温度で軟化した樹脂を変形させた後、ガラス転移点温度より低い温度に冷却するとその変形させた形状で固定されることである。また、再度ガラス転移点温度より高い温度に昇温して軟化した樹脂が元に戻ろうとする形状が毎回同じであることである。

形状記憶樹脂は、高分子の物性や配合の組合せにより様々なガラス転移点温度に設定することが可能である。たとえば、ガラス転移点温度が３５℃の形状記憶樹脂を用いた場合、一般的な気温環境では硬質材料であり、人間が触れて体温に温められた場合には、ガラス転移点温度を超えて軟化し、柔軟な材料として取り扱うことができる。

図２に示すように、支持部材３は複数の凸部４を有する形状である。各凸部４は所定の間隔を開けて配置されている。また、支持部材３は各凸部４の頂部において表面シート２の第２面２ｂに接している。また、隣り合う各凸部４の間に、表面シート２と支持部材３とによって画定される複数の間隙５ａが形成されている。

各凸部４の形状としては、たとえば高さ５ｍｍ、幅５ｍｍのビードを１００ｍｍの長さで形成し、各凸部４同士の間のピッチを２０ｍｍで均等に並べたものなどが用いられる。このような複数の凸部４を持つ支持部材３に対し、表面シート２は厚み３ｍｍとしたものを配置することで、好適な表面凸部７の形成が可能である。

ここで、表面シート２は支持部材３で支えられているため、ガラス転移点温度以下の温度では変形することなく、外装の構造部材として用いることができる。ガラス転移点以下の温度では、図２に示すように、外力６を与えた際にも、表面シート２は変形することなくフラットな状態を維持することができる。

また、表面シート２はガラス転移点温度以下の温度では硬度が高く、摩擦や打撃により形状が破壊されにくい。したがって、長い期間使用しても滑り止めの機能が大幅に低下しにくい。また、外観意匠性が悪化することがない。

図３において、表面シート２は、形状記憶樹脂のガラス転移点温度より高い温度まで昇温されており軟化している。このため、図２と同様に外力６を加えた場合、表面シート２が変形し、表面シート２が支持部材３の凸部４に沿うように変形することで、表面凸部７が形成される。このとき、外力６が加えられた部分の間隙５ｂの体積が、図２における間隙５ａの体積より小さくなっている。

外力６としては、たとえば人間の手で表面シート２を押すことが考えられる。また、表面シート２を昇温させる方法として、たとえば、人間の体温で温めることが考えられる。

なお、形状記憶樹脂のガラス転移点温度は、２０℃以上５０℃以下であることが望ましい。このようにすることで、室温もしくは冷却時においては、硬質状態となり外力が加わっても形状を維持することができる。また、やけどの危険が無い程度に加熱、昇温することで表面シート２が軟化し、容易に変形させて表面凸部７を形成することができる。より望ましくは、ガラス転移点温度は３０℃以上３５℃以下とするとよい。このようにすることで、特に人間の体温によって最適に変形させやすくなる。

本開示の外装品１によれば、人間が触って操作などを行っている際は、表面シート２が人間の体温で昇温され表面凸部７が形成されて滑り止めの効果を発揮して、操作性を向上させることができる。また、人間が触らず、操作などが行われない場合は、表面シート２の温度が下降してフラットな状態で固定されているため、水拭きなどの清掃が容易となり、外観上もノイズの無い状態となる。

前述した滑り止め機能の他に、見た目のデザインを変えることによる効果がある。たとえば、文字または記号を表面凸部７として浮き上がらせることで、危険発生のアラートを出すことが可能である。また、各凸部４がスイッチ類等の機能を持つものとすることで、操作が必要な場合にだけ表面凸部７を操作部として形成し、ユーザーインターフェースを向上させことができる。

（実施の形態２）
本開示の実施の形態２にかかる外装品１１について説明する。なお、実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

図４は、本開示の実施の形態２にかかる外装品１１の斜視図、図５は、図４の外装品１１を、表面シート２の第１面２ａから支持部材３の方向に切断したときのＡ－Ａ矢視断面図である。

実施の形態２の外装品１１は、シール部９と圧力変化部８ａとを有するという点で、実施の形態１と異なっている。

図５において、表面シート２は形状記憶樹脂のガラス転移点温度より高い温度まで昇温されており、軟化している。

シール部９は、表面シート２と支持部材３との間をシールする。本実施の形態では、シール部９は、表面シート２の外周端部に設けられている。これにより、複数の間隙５ｃは、外装品１１の外部との空気の出入りがない状態となっている。

シール部９を形成する方法として、たとえば、表面シート２と支持部材３とを接着剤で固定することが考えられる。また、熱溶着、一体成形、または硬質部材による挟み込みなどによりシール部９を形成してもよい。

圧力変化部８ａは、外装品１１の外部の圧力に対して複数の間隙５ｃの圧力を相対的に下げる。本実施の形態では、圧力変化部８ａは、たとえば、真空ポンプである。圧力変化部８ａは、支持部材３に設けられた孔８から複数の間隙５ｃの空気を吸引し、複数の間隙５ｃ内部の圧力を下げる。

ここで、本実施の形態では、圧力変化部８ａは、孔８から複数の間隙５ｃの空気を吸引し、複数の間隙５ｃ内の圧力Ｐ_１を外部の圧力Ｐ_０の０．９倍よりも小さくしている。すなわち、Ｐ_１とＰ_０との関係は「０＜Ｐ_１＜０．９×Ｐ_０」と表される。その結果、間隙５ｃ内外の圧力差により、複数の凸部４の間の間隙５ｃは、図２における間隙５ａと比較して体積が小さくなる。このようにして、表面シート２がほぼ全面にわたって支持部材３の凸部４に沿うように変形し、シール部９の内側に配置した凸部４の頂部により、表面凸部７がほぼ全面にわたって形成される。

また、間隙５ｃ内外の圧力差を発生させる圧力変化部８ａとしては、真空ポンプ以外にも、たとえば、外部の圧力を高めることによる加圧する加圧部、部材のスライド変形による減圧を行うスライド部などが考えられる。

このように、表面シート２がほぼ全面にわたって変形することにより、図４に示すように表面凸部７が表面シート２のほぼ全面にわたって形成されている。図５における吸引を続けるか、吸引後に孔８を封止することで、表面凸部７が形成された状態を維持することができる。このようにすることで、必要な場合に表面凸部７を形成して目視できるようにすることができる。

本開示の外装品１１によれば、圧力変化部８ａにより表面シート２を容易に変形させることができる。また、表面シート２の全面にわたって表面凸部７を形成することができる。

（実施の形態３）
本開示の実施の形態３にかかる外装品２１について説明する。なお、実施の形態３では、主に実施の形態２と異なる点について説明する。実施の形態３においては、実施の形態２と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態３では、実施の形態２と重複する記載は省略する。

図６は、実施の形態３にかかる外装品２１の斜視図である。

実施の形態３は、表面シート２２に４つの領域が設けられており、４つの領域のうち任意の領域に表面凸部１７が形成されているという点で、実施の形態２と異なっており、それ以外は実施の形態２と同様の構成をしている。

外装品２１は、たとえば、実施の形態２における外装品１１を４つ並べて形成されている。このように形成することで、外装品２１は表面シート２２ａ～２２ｄの４つの領域に分割される。また、支持部材２３も各表面シート２２ａ～２２ｄに対応するように４つに分割される。各表面シート２２ａ～２２ｄと対応する支持部材２３との間はそれぞれシール部によりシールされており、それぞれの領域に真空ポンプによる吸引の流路が接続されることで、真空ポンプによる吸引を行った領域の表面シートに表面凸部１７を形成される。このようにすることで、表面シート２２ａ～２２ｄのうち、表面凸部１７を形成する必要がある箇所を選択的に変形させることができる。本実施の形態では、図６に示すように、表面シート２２ｂ、２２ｄに表面凸部１７が形成されている。

なお、本実施の形態では、表面シートおよび支持部材が４つに分割されているが、複数に分割されていれば４つでなくてもよい。

本開示の外装品２１によれば、特定の条件で必要な文字または記号を浮き上がらせることにより、案内表示などに用いることができる。この表示は目視できるだけでなく、触っても認識することができるため、視覚が不自由な人にも最適な案内を行うことができる。液晶等のディスプレイ表示ではこのような対応は困難である。また、実施の形態１と同様に、危険発生のアラートを出すことが可能であり、必要時のみに操作部を形成してユーザーインターフェースを向上させることが可能である。

（実施の形態４）
本開示の実施の形態４にかかる外装品３１について説明する。なお、実施の形態４では、主に実施の形態３と異なる点について説明する。実施の形態４においては、実施の形態３と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態４では、実施の形態３と重複する記載は省略する。

図７は、実施の形態４にかかる外装品３１の斜視図である。

実施の形態４は、各表面シート３２ａ～３２ｄに表示部２４、２６および操作部２５、２７が形成されているという点で、実施の形態３と異なっており、それ以外は実施の形態３と同様の構成をしている。

本実施の形態では、図７に示すように、表面シート３２ａ～３２ｄの４つの領域を有し、表面シート３２ｂ、３２ｄに表示部２４、２６および操作部２５、２７が形成されている。操作部２５、２７は、実施の形態３と同様に、表面シート３２ｂ、３２ｄに対応する支持部材３３において真空ポンプによる吸引を行って形成されている。また、各表面シート３２ａ～３２ｄは形状記憶樹脂を含むだけでなく、表示部２４、２６が形成される部分に、温度変化により光透過率が上昇する着色層を有している。すなわち、表示部２４、２６が着色層を有している。温度変化（たとえばヒーターによる加熱）により光透過率が上昇することで、表示部２４、２６は透明もしくは半透明になる。このとき、表示対象が着色層の場合、表示部２４、２６の色が変化したように見える。また、表示対象がディスプレイの場合、任意の表示が可能である。たとえば、支持部材３３の表示部２４、２６と重なる位置にディスプレイを配置したとき、表示部２４、２６が透明もしくは半透明になることで、外部からディスプレイの表示が透けて見えるようになる。たとえば、ヒーターにより各表面シート３２ａ～３２ｄを個別に加熱することにより、任意の領域に表示部を形成することができる。

温度変化が元に戻る（たとえばヒーターを停止し常温に戻る）ことで、光透過率が低下し、表示部２４、２６が不透明になる。その結果、表示対象が見えなくなり、初期の外観に戻る。

操作部２５、２７には表示部２４、２６に対応して、実施の形態１および２で示した表面凸部７と同様の凸部によって形成される。

なお、本実施の形態では、表面シートおよび支持部材３３は４つの領域に分割されているが、複数に分割されていれば４つでなくてもよい。また、分割されていなくてもよい。

本開示の外装品３１によれば、表面シート３２ａ～３２ｄのうち、その一部である表面シート３２ｂ、３２ｄには温度変化により表示部２４、２６に情報を表示させ、表示部２４、２６に対応する操作部２５、２７を形成して入力信号を受け付けることができる。

たとえば、自動車の内装部材に用いる場合、エアコンあるいはオーディオなど、使用時と不使用時があるものの操作に適している。使用していないものは、ディスプレイ表示も操作部も形成されていないため、外観に現れずに余計な注意を払う必要がない。使用時には、操作部２５、２７が認識しやすく、操作ミスを防止できる。さらに、自動車においては運転者が常に操作部２５、２７を目視するのは危険であるが、操作部２５、２７が凸部となっているため、目視しないでも操作部２５、２７に指が接触する際の触感で操作が可能となり、安全性が高まる。

また、操作部２５、２７は一部をヒーターによって加熱することにより軟化した表面シート３２を変形させることで形成されているため、操作部２５、２７の平均温度は、表面シート３２全体の平均温度より高くなる。このため、目視によらず指により操作部２５、２７を容易に認識することができ、さらに安全性を高めることができる。

なお、上記した実施の形態では、外装品は平面視で矩形状であるが、外装品の形状はこれに限定されるものではない。

また、実施の形態４では、表示部２４、２６および操作部２５、２７が２つずつ形成されているが、表示部および操作部は１つまたは複数であってもよい。

本開示の外装品は、表面の清掃が容易で、意匠の自由度が高く、表面の耐久性が高いという特徴を有するため、家電、自動車、生活用品の外装部品、または住宅建材に用いることができる。

１、１１、２１、３１外装品
２、２２ａ～２２ｄ、３２ａ～３２ｄ表面シート
２ａ第１面
２ｂ第２面
３、２３、３３支持部材
４凸部
５ａ、５ｂ、５ｃ間隙
６外力
７、１７表面凸部
８ａ圧力変化部
９シール部
２４、２６表示部
２５、２７操作部

Claims

製品の外部に面する位置に配置する外装品において、
第１面と、前記第１面に対向する第２面とを有する表面シートと、
前記表面シートの前記第２面を支持する支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、間隔を空けて配置された複数の凸部を有し、
前記複数の凸部は、前記表面シートの前記第２面と接し、
隣り合う前記複数の凸部の間に、前記表面シートと前記支持部材とによって画定される複数の間隙が形成されており、
前記表面シートは、ガラス転移点温度を超えると軟化する形状記憶樹脂を含み、前記ガラス転移点温度以下の場合に前記第１面にフラットな形状を有し、前記ガラス転移点温度を超えた場合に前記第１面に表面凸部を有するよう構成され、チューブ形状のものを除く、
外装品。
前記表面シートおよび支持部材は、複数の領域に分割され、
前記表面シートの前記複数の領域のうち任意の領域に前記表面凸部が配置される請求項１に記載の外装品。
前記形状記憶樹脂の前記ガラス転移点温度は、２０℃以上５０℃以下である請求項１または２に記載の外装品。
さらに、
前記表面シートと前記支持部材との間をシールするシール部と、
前記外装品の外部の圧力に対して前記間隙内の圧力を相対的に下げる圧力変化部と、
を備え、
前記圧力変化部は、前記複数の間隙内の圧力を前記外装品の外部の圧力の０．９倍よりも小さくする、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の外装品。
さらに、
前記表面シートに設けられた１つまたは複数の表示部と、
前記表面凸部により形成される１つまたは複数の操作部と、
を備え、
前記１つまたは複数の表示部は、それぞれ温度変化により光透過率が上昇する着色層を有し、
前記１つまたは複数の操作部は、外部から入力操作を受け付ける、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の外装品。
さらに、前記１つまたは複数の操作部を加熱するヒーターを備える請求項５に記載の外装品。