(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面側が形態支持部材で外面側が少なくとも意匠層を有する表皮部材で形成されてなるインストルメントパネルにおいて、
前記形態支持部材が、フレームと該フレームの表皮部材側に張子的に形成される裏打ち部とを備えた一体成形体であり、さらに、
前記フレームが中空状フレームであることを特徴とするインストルメントパネル。
【請求項２】
前記形態支持部材がガス中空射出成形体である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。
【請求項３】
前記一体成形体である形態支持部材が、パイプ体からなるフレーム芯材をインサートとするインサート成形体である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。
【請求項４】
前記表皮部材が、スラッシュ成形部又はスプレー成形部とされた一層構成の意匠層であり、前記意匠層と前記裏打ち部との間に発泡成形部が介在していることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインストルメントパネル。
【請求項５】
前記表皮部材が、少なくとも、意匠層及びバリア層を備えており、前記バリア層に接して前記裏打ち部が形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインストルメントパネル。
【請求項６】
前記表皮部材が真空賦形部又はプレス賦形部であることを特徴とする請求項５記載のインストルメントパネル。
【請求項７】
少なくとも意匠層とバリア層とを備えた前記表皮部材が、別体に形成されたフレームに一体化されて、前記バリア層が前記裏打ち部を兼ねる構成である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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、内面側（裏面側）が形態支持部材で、外面側（表面側）が表皮部材でそれぞれ形成されてなるインストルメントパネル（以下「インパネ」という。）に関する。
【０００２】
【背景技術】
そして、インパネとして、例えば、垂直断面が内面側(裏面側)が形態支持部材である基材（芯材）層及び表皮層(表皮部材)を含み両層の間に発泡層を形成した実体的に三層構成のものがある（▲１▼特表平１０−５００３６６号、▲２▼特開平１１−３２１５１９号、▲３▼特開２０００−２８０８４７の公報等）。基材層と表皮層との間に、発泡層を形成するのは、主として触感の見地からである。
【０００３】
上記のようなインパネの場合、通常、３〜４ｋｇあり重かった。このため、車体生産ラインにおいて、人が手作業で組み付ける際の取り扱い性（取り回り性）が良好でなかった。また、車体の総重量増大の一因となり、相対的に燃費の増大につながった。
【０００４】
したがって、インパネの組み付け作業性及び車両走行燃費低減の見地から、インパネの大幅な重量低減が要請されるようになってきている。重量低減の手段としては、低比重の材料を使用したり、断面構成を薄肉にしたりする手段があるが、強度を確保する必要があるため限界があり、大幅な重量低減は困難であった。
【０００５】
【発明の開示】
本発明は、上記にかんがみて、大幅な重量軽減が可能なインパネを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意開発に努力をする過程で、フレーム（枠）構造を採用すればよいことに着眼して下記構成の本発明に想到した。
【０００７】
内面側が形態支持部材で外面側が少なくとも意匠層を有する表皮部材で形成されてなるインストルメントパネルにおいて、
前記形態支持部材が、フレームと該フレームの表皮部材側に張子的に形成される裏打ち部とを備えたものであることを特徴とする。
【０００８】
以下、この構成のインパネをフレーム構造インパネと称することがある。
【０００９】
上記フレーム構造インパネにおける形態支持部材は、フレームと裏打ち部との一体成形体とすることが望ましい。
【００１０】
一体成形体の方が別体成形したフレームと表皮部材とを接着や溶着により一体化する後述の構成の場合に比して、生産性が良好なためである。
【００１１】
上記一体成形の形態支持部材において、フレームは通常中空状フレームとすることが軽量化の見地から望ましい。
【００１２】
この中空状フレームの場合の形態としては、▲１▼ガス中空射出成形体（エアインジェクション成形体）及び▲２▼パイプ状のフレーム心材をインサートとするインサート成形体がある。
【００１３】
このインサート成形体とする場合、表皮部材の裏打ち層とパイプフレームとの両者をガス中空射出成形により一体成形する場合に比して、生産性は良好でない。パイプフレームを別に形成する必要があるとともに金型にセットする必要があるためである。しかし、パイプフレームの材質が制限を受けないとともに、パイプフレームの形成方法も、射出成形に限定されず、パイプ相互を溶着/接着等により形成できパイプフレームの設計自由度が増大する。
【００１４】
上記一体成形の形態支持部材におけるインパネの態様としては、▲１▼表皮部材が、スラッシュ成形部又はスプレー成形部とされた一層構成であり、前記意匠層と前記裏打ち部との間に発泡成形部が介在している、又は、▲２▼表皮部材が、少なくとも、意匠層及びバリア層を備えており、バリア層に接して前記裏打ち部が形成されている、構成等が考えられる。
【００１５】
この▲２▼の構成の場合、通常、表皮部材を真空賦形部又はプレス賦形部とする。
【００１６】
また、形態支持部材を一体成形しない別の態様として、少なくとも意匠層とバリア層とを備えた前記表皮部材が、別体に形成されたフレームに一体化されて、前記バリア層が裏打ち部を兼ねる構成とすることも可能である。
【００１７】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明のインパネの各態様について、図1に示すようなエアバッグカバー部１２を有するインパネ１０を例に採り説明する。ここで、エアバッグカバー部１２のテアライン（破断予定線）Ｔは、図例では、両開きドアを想定したＨ字形であるが、片開きドアを想定したＵ字形であってもよい。
【００１８】
図２〜３に、本発明に係るインパネの一実施形態を示す。
【００１９】
図２はパイプフレームの配置を表示するために表皮部材を除去した状態の切欠き上方矢視図、図３は図２の３−３線部位矢視断面図である。
【００２０】
本実施形態のインパネは、基本的には、内面側（裏面側）が形態支持部材１３で外面側（表面側）が表皮部材１７で形成されている。形態支持部材１３が、フレーム１４と該フレーム１４の上面に張子的に形成される裏打ち部２２とからなるものである。
【００２１】
そして、形態支持部材１３が、フレーム１４と裏打ち部２２との一体成形体であり、かつ、フレーム１４が中空状フレームとされている。
【００２２】
さらに、表皮部材１７は、スラッシュ成形部又はスプレー成形部とされた意匠層１８の一層構成であり、前記意匠層１８と裏打ち部２２との間に発泡成形部２０が介在している構成である。
【００２３】
以下、さらに詳細に説明する。
【００２４】
フレーム１４は、通常、強度的見地から、図２に示す如く外側部位（外枠１５：網掛け部分）は太径の、内側部位（内枠１６：点線表示）は細径の各パイプでフレーム（骨組）を形成する。外枠（外フレーム）１５を太径パイプで形成するのは、外側部位は、強度を必要とするとともに部品との干渉を考慮する必要がないためである。内枠（内フレーム）１６を細径パイプで形成するのは、強度を必要としない部位があるとともに、インパネ内部に各種機能部品を取り付ける必要がありインパネ内部容積（スペース）をできるだけ確保する必要があるためである。例えば、太径パイプを形成する材質により異なるが、外枠１５を１５〜２０ｍｍφのパイプで、内枠１６を８〜１２ｍｍφのパイプで形成する。
【００２５】
当然、機能部位品を取り付ける部位は強度が必要となるため、他部位に比して若干密に内枠１６（内フレーム）を配置する。例えば、図２において、エアバッグモジュールＭの配置部位（助手席側）には、第一・第二縦パイプＰ１、Ｐ２の間に第一・第二横パイプＣ１、Ｃ２を配して、対称位置である運転席側（図例右側）に比して密とされている（図３も参照）。
【００２６】
発泡成形部２０は、触感上の見地から、即ち、フレーム存在が触感により分かリ難くするために形成する。
【００２７】
ここで、表皮部材１７（意匠層１８）は触感等の見地から熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）材等で、発泡層２０はクッション性の見地から軟質発泡プラスチック等で、形態支持部材１３（フレーム１４及び裏打ち部２２）は形態保持性等の見地から繊維強化プラスチック等でそれぞれ形成する。
【００２８】
より具体的には、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）材としては、オレフィン系（ＴＰＯ）、スチレン系（ＳＢＣ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、ウレタン系（ＴＰＵ）、アミド系（ＴＰＡＥ）、塩化ビニル系（ＴＰＶＣ）等任意であるが、相対的に表面硬さが低く（例えば、ショアＡ硬さで９０以下）で低比重（例えば、９．５以下）のＴＰＯ、ＳＢＣのものが、特に低比重で耐熱性にも相対的に優れているＴＰＯが望ましい。
【００２９】
また、軟質発泡プラスチックとしては、通常、ウレタン系のものがスポンジ成形体を得易くて望ましいが、オレフィン系のものであってもよい。意匠層１８及び裏打ち部２２をオレフィン系とした場合の三者の熱溶着性を確保しやすい利点を有する。
【００３０】
さらに、上記繊維強化プラスチックとしては、ベースポリマーの比重が相対的に低い、ガラス繊維等で強化されたオレフィン系のものが望ましい。具体的には、ガラス繊維強化ポリプロピレン（Ｇ−ＰＰ）等を挙げることができる。
【００３１】
なお、上記各表皮部材１７（意匠層1８）、発泡成形部２０及び裏打ち部２２の寸法仕様は、触感側の表面特性及び軽量化の要求度のバランスから適宜設定されるが、例えば下記のようなものとする。
【００３２】
意匠層（スキン層）１８：０．３〜１．０（望ましくは０．４〜０．７ｍｍ）、発泡成形部（クッション層）２０：１〜５ｍｍ（望ましくは３〜４ｍｍ）、裏打ち部２２：０．２〜１．５ｍｍ（望ましくは０．３〜０．８ｍｍ）とする。
【００３３】
ここで、裏打ち部２２の肉厚が薄すぎるとフレーム１４の非存在位置での強度を確保し難く、厚すぎると軽量化効果を得難くなる。
【００３４】
そして、本実施形態の如く、形態支持部材であるパイプフレーム１４と裏打ち部２２とを一体成形体とすることにより、フレーム１４と裏打ち部２２とを一成形工程で一体化できインパネ全体の成形工数が削減できるとともに、フレームと裏打ち部２２との一体性が、別体形成後、一体化する場合に比して高くて全体の強度も確保し易い。
【００３５】
本実施形態において、下記仕様の従来品と下記仕様の本実施形態品とについて、重量計算をしたところ、従来品：４０５０ｇであったものが、本実施形態品：２１００ｇとなった。
【００３６】
従来品・・・基材層（比重１．１のＧ−ＰＰ）：３ｍｍ、発泡層（ウレタン）：８ｍｍ、意匠層：１．０ｍｍ、
本実施形態品・・・フレーム／裏打ち部一体成形の形態支持部材（成形材料は従来品基材層と同じ）外枠：１８ｍｍφ、内枠：１０ｍｍφ、裏打ち部：０．５ｍｍ；発泡層：従来品と同じ、意匠層：従来品と同じ
【００３７】
次に、本実施形態の製造方法について説明をする。
予め、表皮部材１７（意匠層１８）をスラッシュ成形又はスプレー成形（例えば、特表平１０−５００３６６号）により形成しておく。なお、スラッシュ成形によりインパネ表皮層を形成する記載が、特開平１１−３２１５１９号、特開２０００−２８０８４７公報等に記載されている。
【００３８】
次に、図４（１）、（２）に示す如く、裏打ち部の上面を賦形する雄型３０及びフレーム賦形用凹部３１ａ（外フレーム用）、３１ｂ（内フレーム用）を備えた雌型３２を用いて、形態支持部材用キャビティ３４にＧＦ−ＰＰ等の材料を射出してフレーム１４／裏打ち部２２一体成形体である形態支持部材１３を射出成形する。なお、ゲート位置は、フレーム構造により異なるが、図２の場合、インパネ手前及び奥の中央位置Ｇ１、Ｇ２、及び、運転席側及び助手席側の手前中間位置Ｇ３、Ｇ４の４点とする（図２参照）。
【００３９】
このとき、裏打ち部２２にパイプ用の中空部が食い込まないようにする必要がある。裏打ち部２２に中空部が食い込むと、特開平６−２７０７２０号公報に記載の如く、易破断部が形成されインパネの全体強度が低下する。
【００４０】
さらに、フレームをガス中空成形し裏打ち部を中実成形する二色射出成形により行うことも考えられる。
【００４１】
また、形態支持部材１３のフレーム１４は軽量化の見地から本実施形態では、中空状フレームであるが、中実であってもよい。
【００４２】
この中空状フレームは、成形材料注入直後に所定位置の複数箇所（ゲート位置）からエア吹き込みを行う中空射出成形（エアインジェクション成形ともいう。）により行うことが望ましい。中空射出成形の詳細については、特開平６−２７０７２０号公報等に記載されている。
【００４３】
中空状フレームとする、他の態様としては、図４（２）に示すの如く、別体に成形したパイプ体（太径パイプ部２４ａと細径パイプ部２４ｂ）をインサートとするインサート成形体とする態様がある。このパイプ体は、市販のプラスチックパイプを裁断／曲げ加工して溶着したり、これらを適宜組み合わせたりして調製することができる。なお、この場合は、パイプはプラスチック製に限られず、アルミニウム等の軽金属製であってもよい。なお、このインサート成形に使用するパイプ形状は、楕円形、角形（矩形・多角形）を問わない。
【００４４】
そして、図５に示す如く、表皮部材１７（意匠層１８）を残したままのスラッシュ成形金型又はスプレー成形金型を雌型３３とするとともに、前記一体成形体の成形に使用した金型を雄型３２として、型閉後、発泡成形部用キャビティ３５に軟質の発泡成形材料を注入して発泡成形部（発泡層）２０を形成して、インパネを製造する。
【００４５】
そして、これらの成形法は、上記の如く表皮部材１７（意匠層１８）の形成に使用した金型を発泡成形部２０形成のための金型（通常、雌型）として成形でき、成形効率が良好である。
【００４６】
次に、別の成形態様について説明をする。
【００４７】
図６に示す如く、予め形成された三層構造の表皮部材１７を、真空成形により又はプレス成形により賦形して雌型３３にセットする。通常、賦形型を雌型とする。
【００４８】
そして、該雌型と、前述と同様のフレーム賦形凹部３１ａ、３１ｂを備えた雄型３２とを型閉じして、フレーム／裏打ち部の一体成形体である形態支持部材１３を射出成形により形成する。
【００４９】
当該一体成形体は、前述と同様、吹き込み成形、パイプインサート成形、さらには、単に射出成形するだけ（フレーム中実）でもよい。
【００５０】
なお、図例では表皮部材１７Ａは、意匠層１８、発泡層２０及びバリア層２１からなる三層構成であるが、意匠層とバリア層との二層構成でもよい。通常、形態支持部材（フレーム／裏打ち部一体成形体）１３が射出材料熱・圧で侵されるおそれがあるため、バリア層が必然的である。しかし、発泡材料及び射出材料との関係で、フレーム／裏打ち部一体成形体１３が射出材料熱・圧で侵されるおそれのない場合は、意匠層及び発泡層の二層構成であってもよい。
【００５１】
上記各実施形態では、フレーム／裏打ち部が一体成形体で、フレームが中空又は中実フレームの場合を例に採ったが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００５２】
即ち、図７に示す如く、別体に形成（成形、裁断／溶着、組み立て等）しておいた外フレーム１５Ｂ及び内フレーム１６Ｂとからなるフレーム体１４Ｂと表皮部材１７Ｂとを、バリア層２１Ｂを介して溶着ないし接着して一体化してもよい。この場合は、バリア層２１Ｂが裏打ち部を兼ねる構成となる。
【００５３】
また、フレームも中空体に限られず、硬質（剛性発泡体）、さらには、チャンネル、アングル、Ｈ字形当任意である。
【００５４】
インサート成形の態様も、インサート全体が埋設される必要はなく、部分埋設（植設）であってもよい。
【００５５】
【産業上の利用の可能性】
以上、エアバッグカバーを備えたインパネに基づいて本発明を説明したが、本発明は、エアバッグカバーを備えないインパネには、勿論、他の自動車内装品で強度が要求されガーニッシュ、ドアトリム等にも適用可能である。さらには、自動車内装品以外にも、強度と共に軽量化が要望されるプラスチック成形品への適用も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を適用する自動車内装品の一例であるインパネ（インストルメントパネル）を示す斜視図
【図２】フレームの配置を表示するために表皮部材を除去した状態の切欠き上方矢視図
【図３】フレームの配置状態を示す図２における３−３線部位拡大断面図
【図４】本発明の上記実施形態において中空状フレームを備えた形態支持部材を裏打ち部と一体成形する場合の各モデル金型部分図
【図５】形態支持部材成形後において発泡成形部を成形する際の部分金型モデル図
【図６】本発明のさらに別の実施形態を示す金型離型前の部分モデル断面図
【図７】別体成形したフレームと表皮部材とを後で一体化する態様を示すモデル断面図
【符号の説明】
１０  インパネ（インストルメントパネル）
１４  中空フレーム（フレーム）
１３、１３Ａ  形態支持部材
１５、１５Ａ  外枠（外フレーム）
１６、１６Ａ  内枠（内フレーム）
１７、１７Ａ、１７Ｂ  表皮部材
１８  意匠層（スキン層）
２０  発泡層（クッション層）
２１、２１Ｂ  バリア層
２２  裏打ち部
２４  インサートパイプ（インサート）
【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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【図６】
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【図７】
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