(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材に電気配線が固定されて金型内にセットされる組付体と、前記金型により前記芯材と電気配線の少なくとも一部を埋め込んだ状態で前記組付体の周囲に一体成形されるインテグラルスキンフォームを備えたインテグラルスキンフォームと電気配線の一体成形物の成形方法であって、前記組付体の金型内へのセット時には、前記電気配線のうちインテグラルスキンフォームから外部に露出させる部分をマスキングテープで包んで、このマスキングテープ上に離型剤を塗布するとともに、前記インテグラルスキンフォームにスイッチ取付け凹部を形成して、この取付け凹部の位置に前記電気配線の露出部分が位置するようにし、成形後、必要に応じて露出部分に付着するインテグラルスキンフォームを除去することを特徴とするインテグラルスキンフォームと電気配線の一体成形物の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自動車部品、家具、ＯＡ機器、医療機器、スポーツ用品等に使用されるインテグラルスキンフォームと電気配線とが一体的に成形された成形品の成形技術に関する。

【０００２】
【従来の技術】
従来、発泡樹脂成形において、内部を充分に発泡させ表層部の発泡を抑制して成形するいわゆるインテグラルスキンフォームは、ソフトタッチで肌触り感が良く、衝撃吸収性、断熱性、吸音性等に富み、表層に模様等を転写する際の転写性が良くて高級感が得られ、剛性芯体を一体に成形することにより形状保持性も得られる等のことから、例えば自動車部品の内装材や家具類やＯＡ機器類や医療機器類や介護用品やスポーツ用品等に広く使用されている。最近、このようなインテグラルスキンフォームに電気配線を埋め込み、操作スイッチ等を成形品に直接設けるような要望が多くなってきている。このようなインテグラルスキンフォームに電気配線を一体化する方法としては、例えば図４及び図５に示すような技術が知られている。
【０００３】
この技術は、例えば剛性を有する芯材５１の周囲にインテグラルスキンフォーム５２を一体成形し、この時に収納溝５２ｍを設けて成形するか、成形後、後加工にて設け、このインテグラルスキンフォーム５２に形成した収納溝５２ｍに電気配線５３を収容して接続端子を露出させ、収納溝５２ｍの外側をカバー等５４で覆って電気配線５３の機能低下や劣化防止を図るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような一体化物は、電気配線５３を収容するために収納溝５２ｍを作ったり、カバー等５４で覆うような手間がかかって作製工数が嵩むとともに、部品点数が増加して製作コストの増大を招き、さらにまた、製品としての美観を損ないがちになるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、部品点数や作製工数を削減してコストの低減化を図り、耐久性向上や機能向上を図るとともに、美観の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、芯材に電気配線が固定されて金型内にセットされる組付体と、金型により芯材と電気配線の少なくとも一部を埋め込んだ状態で組付体の周囲に一体成形されるインテグラルスキンフォームによって一体化物を構成するようにし、組付体の金型内へのセット時には、電気配線のうちインテグラルスキンフォームから外部に露出させる部分をマスキングテープで包んで、このマスキングテープ上に離型剤を塗布するとともに、前記インテグラルスキンフォームにスイッチ取付け凹部を形成して、この取付け凹部の位置に前記電気配線の露出部分が位置するようにし、成形後、必要に応じて露出部分に付着するインテグラルスキンフォームを除去するようにした。

【０００７】
このように芯材に電気配線を固定して組付体とし、この組付体を金型内にセットして周囲にインテグラルスキンフォームを成形することにより、インテグラルスキンフォームの内部に芯材と電気配線の少なくとも一部を埋め込んだ状態で一体化すれば、作製工数や部品点数の削減が図られてコストの低減化、軽量化が可能になるとともに、美観の向上が図られ、更にデザインの自由度を高めることが出来る。
【０００８】
ここで、芯材に対する電気配線の固定方法は、接着剤、粘着テープ等によって固定しても、芯材に電気配線を巻き付けるようにからませてもよく、その他の方法でも良い。但し、金型でインテグラルスキンフォームを成形する際、成形熱や成形圧等で固定状態が外れることのないように留意する必要がある。
【０００９】
また、インテグラルスキンフォームを成形する際、インテグラルスキンフォームから外部に露出させる必要のある電気配線は、電気配線自体の厚みが薄くて上下金型の型合せ面に挟まれても断線等の恐れがない場合は、金型の外部に出して成形するようにしても良いが、厚みが厚くて断線等の恐れがあるような時は、金型自体に電気配線を外部に出せる構造を設けても良い。しかし、例えば長さ的に金型の外部に出せない長さの場合のように、電気配線を外部に導き出せない構造の場合は、金型内に収容した状態で成形しても良い。この場合は、例えば露出させるべき電気配線の部分にインテグラルスキンフォームが入り込むのを抑制する手段を講じるか、或いは成形後露出させるべき電気配線の部分からインテグラルスキンフォームを容易に剥ぎ取ることが出来るような手段等を講じておくことが好ましく、本発明では組付体を金型内にセットする時、電気配線のうちインテグラルスキンフォームから外部に露出させる部分をマスキングテープで包んで、このマスキングテープ上に離型剤を塗布するようにしている。

【００１０】
ここで、芯材としては、通常、インテグラルスキンフォームの成形品に使用されるものであればいかなるものも使用することが出来る。例えばポリカーボネート、ジシクロペンタジェン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ＦＲＰ等の樹脂や、スチール等の金属や、木材等やその他の構造材として剛性を有する素材が適用出来、また電気配線は、通電が可能な単芯、複芯の銅線等の表面を、例えば塩化ビニル系、シリコン系等の合成樹脂で被覆した配線等が適用され、インテグラルスキンフォームとしては、ポリウレタン、ポリプロピレン、ＰＶＣ、ゴム、その他有機材料等を使用することが可能である。
電気配線の耐熱性を考慮すると、成形温度が比較的低く、成形品の仕上がり状態が良いポリウレタンフォームを利用したインテグラルスキンフォームを使用することが好ましい。通常のポリウレタンフォームの成形による反応熱は約８０℃なので、電気配線の耐熱温度も約８０〜１００℃のもので充分であり、芯材の固定もこの温度に耐えるものであればよいので、電気配線に選定や固定方法の選定が容易となる。
【００１１】
また、インテグラルスキンフォームにスイッチ取付け凹部を形成し、この取付け凹部の位置に電気配線の露出部分が位置するようにするとともに、成形後、必要に応じて露出部付近に付着するインテグラルスキンフォームを容易に除去できるようにすれば、あとからスイッチ取付け凹部にスイッチを取付け、電気配線の一端側を接続するのに便利である。
【００１４】
なお、組付体は、少なくとも成形温度にて、芯材と電気配線の位置変位が生じないように固定し、また少なくとも成形温度に加熱されても導電不良を生じないような耐性を有するものが好ましい。
これは、芯材に対して電気配線の固定が不充分であると、電気配線が所望の場所以外の成形品表面に露出してしまい、外観不良になったり、所望部分に電気配線がなくなってしまう可能性があり、電気配線が成形温度に耐えられないものであると、成形時に、被覆材が溶融してしまい、通電不良やショートの原因となる可能性があるので、それを防止するためである。
電気配線の耐熱性を考慮すると、成形温度が比較的低く、成形品の仕上がり状態がよいポリウレタンフォームを利用したインテグラルスキンフォームを使用することが好ましい。通常のポリウレタンフォームの成形による反応熱は約８０℃なので、電気配線の耐熱温度も約８０〜１００℃のもので充分であり、芯材の固定もこの温度に耐えるものであればよいので、電気配線の選定や固定方法の選定が容易となる。
【００１５】
因みに、この８０℃の温度で固定状態が保持される固定力は、比較的軽度の係止力で良く、例えば通常の両面接着テープや瞬間接着剤等を使用しても条件を満たすことが出来、また８０℃の温度で電気的短絡等が生じない電気配線としては、塩ビ等で被覆される通常の電気配線等が使用出来る。
これに対して例えば射出成形等においては、最高温度が２００℃程度まで達し、また射出圧も格段に大きいため、強固に固定しておかないと、成形時に固定状態が外れて電気配線の埋め込み状態が悪くなる恐れが大きく、また、耐熱特性等に優れた特殊な電気配線を使用しなければ被覆等が溶け出して電気的短絡等が生じる恐れがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る一体化物の一例を示すハンドルの説明図、図２は同断面図、図３は同ハンドルの成形金型の一例を示す断面図である。
【００１７】
本発明に係るインテグラルスキンフォームと電気配線の一体成形物は、例えば図１、図２に示すように、自動車のステアリングハンドルのような成形物に適用され、このハンドル１は、スチール等の剛性を有する芯材２と、この芯材２とともにポリウレタン等のインテグラルスキンフォーム５内に埋め込まれる電気配線３を備えており、この電気配線３の両側接続端子は、インテグラルスキンフォーム５の外部に露出するとともに、一端側端子は後から取り付けられるスイッチ６に接続可能にされ、他端側端子は後から取り付けられる導通金具７に取り付け可能にされている。
【００１８】
そしてこのハンドル１は、芯材２の所定部に所定長さの電気配線３をからませて固定することで組付体４とし、これを発泡成形金型内にセットしてインサート成形することによりインテグラルスキンフォーム５と一体化するようにしている。
【００１９】
このステアリングハンドル１の具体的な成形方法の一例について、図３に基づき説明する。
まず、芯材２の所定部に電気配線３を巻き付けて組付体４を形成する。この際、芯材２は、例えば中央のスプライン嵌合筒２ａと、このスプライン嵌合筒２ａから外側に張出す連結アーム芯２ｂと、外側の円形芯２ｃが一体化されており、前記電気配線３は連結アーム芯２ｂに巻き付けられて固定されるとともに、接続端子となる両端部分は、実施形態ではその後インテグラルスキンフォームを成形する際、金型内に収容して成形するため、収容し易い大きさにまるめてマスキングテープ等で束ね、外側に離型剤を塗布するようにしている。
【００２０】
このような組付体４は、図３に示すような状態で金型１１、１２にセットされる。
すなわち、例えば下金型１２の中央から突出する位置決めピン１３に芯材２のスプライン嵌合筒２ａが嵌め込まれるとともに、予め芯材２の連結アーム芯２ｂに形成されるセット孔が、下金型１２から突出するセットピン１４の先端に差込まれて、キャビティ内に組付体４が位置決めセットされる。
【００２１】
また、上金型１１には、スイッチ取付け凹部を形成するための凸部１１ｔが設けられており、この凸部１１ｔと連結アーム芯２ｂとの間には、電気配線３の一端側端部のまるめた接続端子を収容するための僅かな隙間が形成されるようにしている。
そしてこの隙間は、束ねた接続端子を収容するに充分で且つインテグラルスキン材料が入り込むのが抑制されるような間隔にしている。
【００２２】
また、下金型１２の中央附近には、電気配線３の他端側端部のまるめた接続端子を収容し得る収容溝１２ｍが設けられており、この収容溝１２ｍの大きさは、束ねた接続端子を収容するに充分で且つインテグラルスキン材料が入り込むのが抑制されるような大きさにしている。
【００２３】
以上のように組付体４が金型１１、１２内にセットされると、キャビティ内にインテグラルスキン材料が注入され、インテグラルスキンフォーム５が成形される。
この際、金型１１、１２の温度は、発泡剤の分解温度より低い温度に保持されており、例えば発泡剤の分解温度が８０℃程度であれば、金型温度を４５℃程度に保持した状態でインテグラルスキン材料を注入すると、金型接触部分のスキン層は未発泡、または発泡が不充分となってきめが細かいスキン層となり、内部は発泡剤が活発に反応して発泡層となる。
【００２４】
そして成形が完了して一体成形物を取出した後、接続端子部分に入り込んだ余分なインテグラルスキンフォーム５を取り除き、接続端子を外部に露出させる。この際、接続端子にはマスキングテープの上から離型剤が塗布されているため、容易に取り除くことが出来る。
【００２５】
ところで、以上の実施形態では、組付体４を形成するにあたり、芯材２に電気配線３を巻き付けて固定しているが、８０℃程度の温度条件で固定状態が保持されれば、接着テープや瞬間接着剤等を使用して簡易に留め付けるようにしても良く、この場合はより簡単に作製することが出来る。
また電気配線３は、８０℃程度の温度条件下で電気的短絡等の導電不良が生じないような耐性を有することが必要であるが、この程度の温度条件下では、通常の塩ビ等で被覆される銅線等のコードが使用出来、簡便である。
【００２６】
以上のような方法により成形することで、従来のように電気配線を収納するための溝を設けたり、カバーを設けたりするような必要がなくなって部品点数の削減が図られるとともに、作製工数を削減することが出来、コストを要さないで作製することが出来る。しかも、美観の向上も図られ、耐久性も向上し、場合によっては重量削減を図ることが出来、デザインの自由度も向上する。
【００２７】
また、以上の実施形態では、自動車のステアリングハンドル１を成形する場合を例にとって説明したが、本発明はハンドル１以外に、例えばＯＡ機器類や、医療機器類や、介護機器類や、その他各種の一体成形品の成形に適用することが出来る。
また、電気配線３の接続端子は、必ずしも金型内に収容して発泡成形することなく、例えば厚みが薄いような時は、金型の型合わせ面の隙間から外部に出して発泡成形するようにしても良い。
更に、芯材２の一部をインテグラルスキンフォーム５の外部に露出させるようにしても良い。
【００２８】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば芯材２や電気配線３やインテグラルスキンフォーム５の材質等は、実施形態のものに限られず、それ以外の素材にしても良く、また組付体４の金型への位置決めセット要領等も任意である。
【００２９】
以上のように本発明に係るインテグラルスキンフォームと電気配線の一体成形物の成形方法は、芯材に電気配線が固定される組付体を金型内にセットし、組付体の周囲に、インテグラルスキンフォームを一体成形することによって、芯材と電気配線の少なくとも一部を埋め込んだ状態にするとともに、電気配線のうちインテグラルスキンフォームから外部に露出させる部分をマスキングテープで包んで、マスキングテープ上に離型剤を塗布するようにし、また、インテグラルスキンフォームに取付け凹部を形成し、成形後、必要に応じて露出部分に付着するインテグラルスキンフォームを容易に除去するようにしたため、作製工数の削減が図られてコストの低減化が可能となり、しかも美観の向上が図られ、場合によっては重量削減や、またデザイン性の向上を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一体化物の一例を示すハンドルの説明図
【図２】同ハンドルの断面図
【図３】ハンドルの成形金型の一例を示す断面図
【図４】従来の一体化物の説明図
【図５】図４の縦断面図
【符号の説明】
１…ハンドル、２…芯材、３…電気配線、４…組付体、５…インテグラルスキンフォーム、１１、１２…金型。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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