JP2007160685A - 成形パネル及び成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】硬質発泡樹脂からなる構造部材と表皮材との間にクッション体が成形一体化された成形パネルにあって、部品の脱着に対して十分な強度を有し、肉厚が高精度に寸法制御された係止部を取付孔の周縁に備えた成形パネルを提供する。
【解決手段】本発明により、パネル本体と、前記パネル本体の所定の位置に形成され、部品の取り付けが可能な取付孔、及び、同取付孔の周縁に形成され、前記パネル本体よりも薄肉の係止部を有する部品取付部とを備えた成形パネルであって、同成形パネルは、硬質発泡樹脂からなる構造部材と、同構造部材の前記部品取付部を除く表面に配されたクッション体と、前記構造部材の前記部品取付部に対応する一部表面と前記クッション体の表面とを被覆する表皮材とが成形一体化されてなることを特徴とする成形パネルが提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品の取り付けが可能な部品取付部を備えた成形パネル、及びそれを製造する際に使用する成形型に関し、特に、車両の運転室に設置され、各種スイッチ類やエアコン用グリル等の部品を取り付け可能なダッシュパネル等に適用される成形パネル、及びそれを製造する際に使用する成形型に関する。

一般車両の車室内には多様で且つ多くの内装部材が使われている。その内装部材の構造も様々ではあるが、例えば各種トリムとして使われる内装部材の一例が特開２００５−５９６３２号公報（特許文献１）により開示されている。同文献１によれば、軽量化及びコストダウンを図るとともに、成形金型の簡素化、並びに成形後の脱型作業の簡素化を図ることを目的として、軽量で保形性を有する発泡樹脂基材にあって、剛性が要求される部位の内部にだけ硬質樹脂層をインサートして内装部材を製造している。また、この内装部材では、発泡樹脂基材の外部に露呈する表面に加飾材（表皮材）が被覆一体化されている。

特許文献１において、上記発泡樹脂基材としては、熱可塑性樹脂の発泡体を使用している。また、この熱可塑性樹脂は、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂などの１種類の熱可塑性樹脂又は２種類以上の熱可塑性樹脂からなるとされている。

一方、上記硬質樹脂層に使用する熱可塑性樹脂材料として、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アイオノマー系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート系樹脂等、通常の熱可塑性樹脂が挙げられている。

また、このような内装部材は、ホイールローダ等の作業用車両の運転席に組み込まれるダッシュパネル等にも用いられている。例えば、図８に示したように、ホイールローダの運転室６１は、視界を確保するため前面と左右側面とが上面視で逆凹型にガラス６２が配設されており、この前面及び左右側面に配したガラス６２の内側底部に沿ってフロントダッシュパネル６７が略水平に組み込まれている。また、このフロントダッシュパネル６７には、各種の計器類６４、各種スイッチ６５、エアコン用グリル６６、その他モニタ類等が取り付けられている。

一般に、このようなダッシュパネル等に用いられる内装部材は、金型を用いて射出成形することにより製造されており、例えば、金型の成形キャビティ内に表皮材をセットした後、その成形キャビティに前述のようなポリエチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂を射出することにより、表面に表皮材が被覆一体化された内装部材（成形パネル）が作製されている。この射出成形時に、成形パネルには各種部品を取り付けるための取付孔がそれぞれ所定の位置に形成され、その後、この取付孔に前記スイッチ類やエアコン用グリルが嵌め込まれて取り付けられている。

一方、前記図８に示したようなホイールローダの運転室６１においては、転倒時に運転者を保護するために鋼製の柱６３が運転室６１内のコーナー部に張り出すように設置されている。このため、前記フロントダッシュパネル６７は、鋼製の柱６３の前方にある組込み領域に鋼製の柱６３を跨いで組み込まざるを得なく、またフロントダッシュパネル６７の左右翼部の先端部は、この柱６３に嵌め合わせるべく、上面視で三角形状に切除して、いわゆるアンダーカット部６８を形成しなければならない。

このようなアンダーカット部６８を有するフロントダッシュパネル６７に、例えば前記特許文献１に記載されているような内装部材、即ち、熱可塑性樹脂の発泡体からなる発泡樹脂基材に表皮材が被覆一体化された内装部材を用いた場合では、以下のような問題が生じていた。つまり、上述のようにフロントダッシュパネル６７の左右翼部の先端部にアンダーカット部６８を形成しても、各翼部の奥行き側の隅部端間の寸法は、前記左右の柱６３の内側面間の寸法よりも長くなるため、同柱６３が干渉体となって左右翼部の奥行き側の隅部と干渉してしまい、それ以上はフロントダッシュパネル６７を前方に差し入れたりすることができない。また、仮に何らかの手段で一旦嵌め込まれると、例えば計器類の交換や修理のためフロントダッシュパネル６７を取り外そうとしても容易には取り外すことができない。

そこで従来は、フロントダッシュパネルを組み込み位置から外したり、組み込み位置に取り付けるため、例えば、フロントダッシュパネルは単なるカバー用途であると割り切って、真空成形によりパネルを成形して、組み込み位置への脱着時にはある程度ねじり変形させて脱着することや、或いは、剛性の高いフロントダッシュパネルを中央で２分割し、左右のアンダーカット部を左右の柱に嵌め合わせて固定した後、中央の分割部を組み立てて、ビス止めにより固定することが行われていた。
特開２００５−５９６３２号公報

ところで、前記特許文献１に記載されているような内装部材は、上述のように熱可塑性樹脂を金型の成形キャビティ内に射出成形することにより製造されているが、例えば生産量の少ない車両に用いられる内装部材を製造する場合では、金型にかかる費用が高いものの、同金型から成形される成形パネルの生産量が少ないため、コストへの負担が大きいという問題があった。

そこで、このような問題を解消するために、成形パネルの発泡樹脂基材（構造部材）として、特許文献１に例示されているような熱可塑性樹脂を用いるのではなく、硬質の発泡ポリウレタン樹脂を用いることが検討されている。例えば、構造部材の材質に硬質の発泡ポリウレタン樹脂を用いることにより、構造部材の成形を成形圧の低い反応射出成形（ＲＩＭ成形）で行うことが可能となることから、成形型として安価な樹脂型を用いることができる。これにより、成形型の償却負担を軽減し、製造コストの削減が図れる。

またこの場合、例えば成形パネルの肌触りを向上させ、外観上の柔らかさや高級感を醸し出すこと、更には断熱性や防音性等を確保すること等を目的として、ポリウレタン樹脂の構造部材と表皮材との間にクッション体（例えば、半硬質の発泡ポリウレタン樹脂）をパネル全体に渡って設けることが考えられている。

このようなクッション体を設けた成形パネルを樹脂型により成形する方法の一つとしては、例えば２種類の樹脂型を用いて、ＲＩＭ成形を２段階で行うことが考えられており、様々な実験が重ねられている。具体的には、先ず一方の樹脂型を用いてポリウレタン樹脂材料の発泡成形を行うことにより所定形状の構造部材を作製し、その後、別の樹脂型を用いて、得られた構造部材を上型のキャビティ面に密着保持するとともに、別途に作製した表皮材を下型のキャビティ面に密着載置して型締めし、この構造部材と表皮材との間に形成された成形キャビティ内にクッション体の樹脂材料を注入して発泡成形を行う。これにより、構造部材と表皮材との間にクッション体が成形一体化された３層構造の成形パネルを製造することが可能となる。

このようなパネル全体に渡って３層構造を有する成形パネルを前記フロントダッシュパネル等の内装部材に用いることを検討した場合、各種スイッチ類やエアコン用グリル等の部品を取り付けるために、例えば図９に示したように、成形パネル８１の所定の位置に、部品８２の取り付けが可能な取付孔８３と、同取付孔８３の周縁に部品８２の爪部（フック部）８４を係止するための係止部８５とを形成することが必要とされる。なお、この図９に示した成形パネル８１において、符号８６は表皮材を、符号８８は硬質の発泡ポリウレタン樹脂からなる構造部材を示しており、これら表皮材８６と構造部材８８との間に半硬質の発泡ポリウレタン樹脂からなるクッション体８７が配されている。

本発明者等は、実際に硬質の発泡ポリウレタン樹脂からなる構造部材と表皮材との間に、半硬質の発泡ポリウレタン樹脂のクッション体を配した成形パネルを試作し、種々の実験及び検討を行ったところ、以下のような不具合があることが明らかになった。

即ち、成形パネル８１の係止部８５は、部品８２の爪部８４を係止するために十分な強度が求められるとともに、所定形状の部品８２を適切に取り付けるために、係止部８５の肉厚を部品８２の形状及び寸法に合わせることが必要となる。即ち、係止部８５の肉厚が薄くなり過ぎると、取り付けた部品８２に緩みが生じてガタツキが発生してしまい、一方肉厚が厚くなり過ぎると、部品８２の取り付けが窮屈になったり、部品８２の爪部８４を係止部８５に嵌め込むことができなくなる。このため、係止部８５には、例えば公差が±０．１０ｍｍ〜±０．１５ｍｍ程度の厳しい寸法精度が求められる。

しかし、図９に示した成形パネル８１では、表皮材８６と構造部材８８との間にクッション体８７が配されて３層構造を有するため、係止部８５にも半硬質のクッション体８７が介在し、硬質の構造部材８８の肉厚が必然的に薄くなってしまう。このため、係止部８５の強度は低く、部品８２の脱着時に係止部８５が破損し易くなるという問題があった。

また、成形パネル８１の成形を上述のように樹脂型を用いて行う場合、成形と同時に取付孔８３の形成を高精度に行うことが難しく、また、クッション体８７の成形を行う工程において、クッション体の樹脂材料が取付孔に漏出して成形不良が発生し易いという問題もあることがわかった。更に、成形品における肉厚の制御は成形型の剛性に依存するため、金型に比べて剛性が低い樹脂型を用いた場合では、係止部の肉厚を高精度に寸法制御することが難しいという問題も生じた。

更に、例えば樹脂型による成形パネルの成形では、その成形時に取付孔を形成するのではなく、パネル成形後に後加工で穿孔を施して取付孔を形成し、その際に係止部も同時に形成することが考えられる。しかし、このような後加工で係止部を形成する場合でも、上述のような係止部の寸法精度を満足させることは難しいことがわかった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、車輌のフロントダッシュパネル等に用いられ、硬質発泡樹脂からなる構造部材と表皮材との間にクッション体が成形一体化された成形パネルにあって、部品の脱着に対して十分な強度を有し、肉厚が高精度に寸法制御された係止部を取付孔の周縁に備えた成形パネルを提供すること、更に、樹脂材料の漏出といった成形不良を生じさせることなく、前記成形パネルを安定して成形可能な成形型を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明により提供される成形パネルは、基本的な構成として、パネル本体と、前記パネル本体の所定の位置に形成され、部品の取り付けが可能な取付孔、及び、同取付孔の周縁に形成され、前記パネル本体よりも薄肉の係止部を有する部品取付部とを備えた成形パネルであって、同成形パネルは、硬質発泡樹脂からなる構造部材と、同構造部材の前記部品取付部を除く表面に配されたクッション体と、前記構造部材の前記部品取付部に対応する一部表面と前記クッション体の表面とを被覆する表皮材とが成形一体化されていることを最も主要な特徴とするものである。
前記本発明の成形パネルにおいて、前記構造部材は、その表層部にスキン層を備えている。

また、前記成形パネルの表面が面一であるか、或いは前記部品取付部の表面に、前記部品のフランジを嵌着する段差部が形成されていることが好ましい。

更に、本発明の成形パネルにおいて、前記硬質発泡樹脂が熱硬化性の発泡ポリウレタン樹脂であることが好ましく、前記クッション体が半硬質の発泡ポリウレタン樹脂からなることが好ましい。

次に、本発明によれば、前記構成を有する成形パネルの前記構造部材の成形に用いる構造部材用成形型が提供され、この構造部材用成形型は、前記構造部材の成形キャビティを有する樹脂製の構造部材用第１型及び第２型と、前記構造部材用第１型及び第２型間の前記構造部材成形キャビティ内に配されて、前記係止部の成形キャビティを形成する金属中子とを備えていることに特徴を有する。

前記本発明の成形型において、前記金属中子は、前記構造部材用第１型及び第２型の型開き方向に移動可能な第１分割部材及び第２分割部材に分割されており、同第１分割部材と第２分割部材との間に前記係止部成形キャビティを形成している。

この場合、前記第１分割部材及び／又は第２分割部材を、前記型開き方向に沿って他方の分割部材に向けて押圧する押圧手段を更に備えていることが好ましく、更に、前記押圧手段は、前記第１分割部材及び／又は第２分割部材に当接させる金属製の押さえ治具と、同押さえ治具に荷重を与えるシリンダーとを有していることが好ましい。

一方、前記本発明の成形型において、前記金属中子は、形成する前記取付孔の周縁に沿って、前記構造部材成形キャビティ内で型開き方向に対して直角方向に並列に配され、且つ、同直角方向に移動可能な複数の並列分割部材で構成されており、各並列分割部材は前記係止部成形キャビティをそれぞれ形成している。

この場合、前記複数の並列分割部材を配したときに同並列分割部材間に形成される間隙に配され、同並列分割部材を位置決め固定する位置決め部材を更に備えていることが好ましい。

また次に、本発明によれば、前記構成を有する成形パネルの前記表皮材と前記構造部材との間に前記クッション体を成形一体化するときに用いる成形パネル用成形型が提供され、この成形パネル用成形型は、成形時に前記構造部材と前記表皮材とを配し、同構造部材と表皮材との間に前記クッション体の成形キャビティが形成される樹脂製の成形パネル用第１型及び第２型と前記成形パネル用第１型及び第２型間に配され、前記係止部と前記表皮材とを挟持する金属製の第１挟持部材及び第２挟持部材とを備えていることに特徴を有する。

この場合、前記第１挟持部材及び／又は第２挟持部材を、前記成形パネル用第１型及び第２型の型開き方向に沿って他方の挟持部材に向けて押圧する押圧手段を更に備えていることが好ましく、更に、前記押圧手段は、前記第１挟持部材及び／又は第２挟持部材に当接させる金属製の押さえ治具と、同押さえ治具に荷重を与えるシリンダーとを有していることが好ましい。

本発明に係る成形パネルは、部品の取付孔と係止部とを有しており、硬質発泡樹脂からなる構造部材と、同構造部材の前記部品取付部を除く表面に配されたクッション体と、前記構造部材の前記部品取付部に対応する一部表面と前記クッション体の表面とを被覆する表皮材とが成形一体化されている。即ち、本発明の成形パネルでは、パネル本体が構造部材と表皮材との間にクッション体が配された３層構造を有するとともに、係止部は、クッション体が配されておらず、表面に表皮材が被覆一体化された構造部材によって構成されている。これにより、係止部は、高精度に寸法制御された肉厚を有するとともに、部品の脱着に対して十分な強度を確保することができる。このため、部品の取り付けが窮屈になったり、また取り付けた部品に緩みが生じることがなく、部品の装着を安定させることができ、更に係止部に破損が生じることを防止して、部品の取り付けや取り外しを安定して行うことができる。

また、前記構造部材は、その表層部にスキン層を備えているため、係止部の強度を一層向上させることができ、係止部の破損をより確実に防ぐことができる。

本発明の成形パネルは、面一な表面を有することができ、美麗な外観を得ることができる。或いは、前記部品取付部の表面に、前記部品のフランジを嵌着する段差部が形成されていても良く、これにより、成形パネルに部品を取り付けたときに、成形パネルの表面と部品の表面とを同一平面上に配することができ、外観上の見栄えを向上させることが可能となる。

また、前記構造部材を形成する硬質発泡樹脂が熱硬化性の発泡ポリウレタン樹脂であり、前記クッション体が半硬質の発泡ポリウレタン樹脂からなれば、成形パネルの軽量化を図れるとともに、その保形性により成形パネルの形状を安定して維持することができ、その上、肌触りを向上させるとともに、外観上の柔らかさや高級感を得ることができる。また、構造部材、クッション体、及び表皮材における各接着面の接着力が向上し、優れた接着強度を確保することができる。更に、成形型として樹脂型を用いることができるので、成形型の償却負担を軽減し、製造コストの削減を図ることも可能となる。

次に、本発明に係る構造部材用成形型は、構造部材の成形キャビティを有する樹脂製の構造部材用第１型及び第２型と、その第１型及び第２型間に配されて、係止部の成形キャビティを形成する金属中子とを備えている。このように成形パネルの係止部の成形キャビティを剛性の高い金属製の中子で形成することにより、係止部の成形を優れた寸法精度で行うことができる。

本発明において、前記金属中子は、前記構造部材用第１型及び第２型の型開き方向に移動可能な第１分割部材及び第２分割部材に分割させることができる。これにより、金属中子を第１型及び第２型間に容易にセットでき、更に第１分割部材と第２分割部材との間に係止部成形キャビティを安定して形成し、係止部の形状及び肉厚の寸法を容易に且つ高精度に制御することができる。

更に、前記第１分割部材及び／又は第２分割部材を、第１型及び第２型の型開き方向に沿って他方の分割部材に向けて押圧する押圧手段を備えていれば、第１分割部材と第２分割部材とを確実に密着させることができ、係止部にバリ等が形成されることを防止することができる。この場合、前記押圧手段は、前記第１分割部材及び／又は第２分割部材に当接させる金属製の押さえ治具と、同押さえ治具に荷重を与えるシリンダーとを有していれば、押圧手段によって第１分割部材及び／又は第２分割部材を安定して押圧することができる。

一方本発明において、前記金属中子は、形成する取付孔の周縁に沿って、構造部材成形キャビティ内で型開き方向に対して直角方向に並列に配され、且つ、同直角方向に移動可能な複数の並列分割部材で構成することもでき、各並列分割部材には係止部成形キャビティが形成されている。これにより、係止部を非常に優れた寸法精度で形成することができる。

この場合、並列分割部材を位置決め固定する位置決め部材を備えていれば、第１型及び第２型間での並列分割部材の配設位置が安定し、係止部を高精度に、かつ、より安定して形成することができる。

更に、本発明に係る成形パネル用成形型は、成形時に構造部材と表皮材との間にクッション体の成形キャビティが形成される樹脂製の成形パネル用第１型及び第２型と、係止部と表皮材とを挟持する金属製の第１挟持部材及び第２挟持部材とを備えている。これにより、成形パネルを成形するときに、予め構造部材の一部に形成した係止部の形状及び寸法をそのまま維持できるとともに、部品取付部を構成する構造部材と表皮材との間にクッション体の樹脂材料が入り込むことを防止できる。これにより、同樹脂材料が取付孔から漏出して成形不良が生じることを防止し、所望の構成を有する前記成形パネルを安定して得ることが可能となる。

更に、前記第１挟持部材及び／又は第２挟持部材を、成形パネル用第１型及び第２型の型開き方向に沿って他方の挟持部材に向けて押圧する押圧手段を備えていれば、第１挟持部材と第２挟持部材とをより確実に密着させることができ、クッション体の樹脂材料が構造部材と表皮材との間に入り込むことをより確実に防止することができる。この場合、前記押圧手段は、第１挟持部材及び／又は第２挟持部材に当接させる金属製の押さえ治具と、同押さえ治具に荷重を与えるシリンダーとを有していれば、押圧手段によって第１挟持部材及び／又は第２挟持部材を安定して押圧することができる。

以下、本発明の代表的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
先ず、本発明の第１の実施形態に係る成形パネルについて説明する。本第１実施形態の成形パネルは、例えば図８に示したようなホイールローダ等の作業用車輌における運転席の前方に配されるダッシュボードとして用いられることを想定している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、部品が取り付けられて使用される様々な成形パネルに適用することができる。ここで、図１は、本第１実施形態に係る成形パネルの断面を模式的に示す部分断面図であり、図２の（ａ）及び（ｂ）は、成形パネルの部品取付部を拡大して示した正面図であり、それぞれ係止部の形態を表している。

図１に示した本第１実施形態の成形パネル１は、パネル本体２と、仮想線で示した部品９の取り付けが可能な取付孔４、及び、同取付孔４の周縁に形成され、パネル本体２よりも薄肉の係止部５を有する部品取付部３とを備えており、取付孔４は、成形パネル１の部品９の取り付けが予定されている所定位置に設けられている。

また、成形パネル１は、構造部材６と、構造部材６の部品取付部３を除く表面に配されたクッション体７と、構造部材６の部品取付部３に対応する一部表面とクッション体７の表面とを被覆する表皮材８とが成形一体化されて構成されている。

即ち、前記パネル本体２は、構造部材６と、成形パネル１の表面を形成する表皮材８と、構造部材６と表皮材８との間に配されるクッション体７とが成形一体化された３層構造を有している。構造部材６は発泡硬質樹脂からなり、構造部材６の表層部には、構造部材６の成形時に発泡が抑えられることによって形成されるスキン層１４を有している。本第１実施形態では、構造部材６の発泡硬質樹脂として、熱硬化性の発泡ポリウレタン樹脂が用いられている。これにより、構造部材６の成形を、射出圧が小さい反応射出成形法により行うことが可能となり、構造部材６の成形型として安価な樹脂型を用いることができる。なお、構造部材６の発泡硬質樹脂として、その他にポリウレア樹脂等を用いることも可能である。

前記クッション体７は、半硬質のポリウレタン樹脂からなり、パネル本体２の全体に渡って構造部材６と表皮材８との間に配されている。これにより、成形パネル１の軽量化を図ることができる。また、クッション体７がポリウレタン樹脂であれば、接着性に優れているため、構造部材６や表皮材８との接着強度を高めることができる。なお、本第１実施形態において、クッション体７は、部品取付部３側の領域で、部品取付部３に近づくにつれて厚さが漸減するように構成されており、これにより、パネル本体２と部品取付部３との境界領域近傍での、構造部材６の厚さを厚くしてパネル本体２の剛性を確保している。

前記表皮材８は、その表面に例えばシボ模様が付与されており、また０．６〜０．９ｍｍの膜厚で形成されている。この表皮材８の材質としては、構造部材６及びクッション体７と相溶性に優れた材質及びある程度の可撓性が得られれば、一般の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーが適用できる。本第１実施形態では、構造部材６及びクッション体７には、殆どの合成樹脂との接合性に優れたポリウレタン樹脂が使われているため、表皮材８にはポリエチレン、熱可塑性エラストマーなどの軟質樹脂であれば任意に適用が可能であるが、その中でも対候性及び耐熱性に優れ、可塑剤を添加すると軟化するポリ塩化ビニルが使われている。

一方、前記部品取付部３は、パネル本体２から取付孔４に向けて延出した構造部材６と、この延出した構造部材６の表面を被覆する表皮材８とが成形一体化されて構成されており、これらの間にクッション体７は介在していない。従って、この部品取付部３の係止部５は、硬質発泡樹脂である構造部材６で構成されており、その表層部にはスキン層１４を備えているため、部品の脱着に対して十分な強度を確保することができる。

また、係止部５は、以下で説明するように金属中子を用いて成形されているため、部品９のフック部１０を適切に係止可能に高精度に寸法制御された形状及び肉厚を有している。例えば、本第１実施形態では、パネル本体２の肉厚、即ち表皮材８（肉厚：０．６〜０．９ｍｍ）、クッション体７（肉厚：約３．０ｍｍ）、及び構造部材６（肉厚：約３．０ｍｍ）の合計の肉厚が６ｍｍ程度であり、一方、係止部５は３．０ｍｍ±０．１ｍｍの肉厚で形成されており、その公差は非常に小さい。また、係止部５の取付孔４への延出長さは、３．０ｍｍ±０．１ｍｍに設定されている。更に、係止部５が高精度に形成されているため、取付孔４自体も、部品９の形状及び寸法に高精度に対応した形状及び寸法で形成されている。

従って、成形パネル１は、部品９を取り付ける際に、フック部１０の引掛りが窮屈になったり、また引掛りに緩みが生じることがなく、部品９を適切に装着することができる。また、成形パネル１に部品９を脱着する際に、係止部５に破損が生じることを防止し、部品９の取り付けや取り外しを安定して行うことができる。

なお、本第１実施形態において、係止部５は、図２（ａ）に示したように、取付孔の周縁の全周に渡って形成されているが、本発明はこれに限定されず、例えば図２（ｂ）に示したように、取付孔の周縁の一部領域に形成される円弧状の係止部５を２箇所又はそれ以上の複数箇所に形成することもできる。

また本第１実施形態において、部品取付部３には、所定の肉厚で形成された係止部５とパネル本体２との間の領域に、それらを繋ぐ中間部１１が設けられている。このような中間部１１を設けることにより、パネル本体２と部品取付部３との境界領域におけるパネル本体２の剛性を高めることができる。なお、本発明において、前記中間部１１は任意に形成することができ、また省略することも可能である。

また、本第１実施形態の成形パネル１は、その表面が略面一に形成されているため、美麗な外観を得ることができる。しかし、実際には、従来技術にて説明したように、構造部材６とクッション体７との境界部に相当する表皮材８の部分には僅かな段差が形成され、またシボ模様のシボ深さもその境界部を境にして変化している。このため、成形パネル１が優れた外観品質を確保するためには、例えば図１に示したように、部品９のフランジ１２を構造部材６とクッション体７との境界部を超えて延設させたり、或いは、クッション体７の形成領域を取付孔４に近づけておくことが好ましい。これにより、部品９のフランジ１２によって、前記段差やシボ深さの変化を外部から隠して、優れた外観品質を確保することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る成形パネルについて説明する。ここで、図３は、本第２実施形態に係る成形パネルの断面を模式的に示す部分断面図である。なお、この第２実施形態にあって、第１実施形態と実質的に同一の構成を有する部分には同一の符号を付しており、その具体的な説明は冗長を避けるために省略する。
図３に示した本第２実施形態の成形パネル１´は、部品取付部３´に部品９を取り付ける際に、部品取付部３´に部品９のフランジ１２を嵌着する段差部１３が形成されている。段差部１３は、例えば構造部材６を成形するときに同時に形成することができる。このような段差部１３を設けることにより、部品９を取り付けたときに、成形パネル１´の表面と部品９の表面とを同一平面上に形成することができ、部品９を取り付けた成形パネル１´の外観上の見栄えを向上させることができる。

続いて、本発明の第１実施形態に係る前記成形パネル１を製造する方法について説明する。ここで、図４は、成形パネル１の構造部材６の成形に用いる第１の構造部材用成形型の断面を模式的に示す部分断面図であり、図７は、成形パネル１の表皮材８と構造部材６との間にクッション体７を成形一体化するときに用いる成形パネル用成形型の断面を模式的に示す部分断面図である。なお、図４及び図７では、成形パネル１の上下を図１とは反対にして成形が行われている。

始めに、図４に示した第１の構造部材用成形型２１を用いて、成形パネル１の構造部材６を反応射出成形法（ＲＩＭ成形法）により成形する。この第１の構造部材用成形型２１は、構造部材６の成形キャビティ３０を有する構造部材用第１型（上型）２２及び構造部材用第２型（下型）２３と、これら上型２２及び下型２３間の前記構造部材成形キャビティ３０内に配されて、係止部５の成形キャビティ３１を形成する金属中子２４と、型開き方向に沿って金属中子２４を押圧する押圧手段２５とを備えている。

前記上型２２及び下型２３は、アルミニウム等の金属微粒子を含んだエポキシ樹脂で所定の形状に成形されており、下型２３は固定され、上型２２は上方に型開き可能なように構成されている。また、上型２２及び下型２３には、金属中子２４を所定の位置に装着可能なように、金属中子２４の形状に合わせて切欠きが形成されている。更に下型２３には、金属中子２４を固定するマグネット２８が設置されている。

前記金属中子２４は、上型２２の型開き方向に移動可能な第１分割部材（上側分割部材）２６と、第２分割部材（下側分割部材）２７とに分割されており、これら上側分割部材２６と下側分割部材２７との間に係止部５の成形キャビティ３１を形成している。

前記押圧手段２５は、上側分割部材２６及び下側分割部材２７に当接させる金属製の押さえ治具２９と、押さえ治具２９に上方から荷重を与えるシリンダー３２とを有している。押さえ治具２９は、上型２２、上側分割部材２６、及び下側分割部材２７の中心部に設けられた貫通孔内に配設されている。また、押さえ治具２９の周面には２つの段差が設けられており、各段差面で上側分割部材２６及び下側分割部材２７をそれぞれ押圧するように構成されている。この押さえ治具２９は、軽量化とコストダウンを図るために中空構造となっている。

このような第１の構造部材用成形型２１を用いて、先ず下型２３に下側分割部材２７と上側分割部材２６とを順にセットした後、これらの上に上型２２を載置して型締めを行う。さらに、押さえ治具２９を上型２２、上側分割部材２６、及び下側分割部材２７の貫通孔内に挿入し、この押さえ治具２９にシリンダー３２で上方から荷重を与える。これにより、上型２２と下型２３との間に構造部材６の成形キャビティ３０が形成されるとともに、上側分割部材２６と下側分割部材２７との間に係止部５の成形キャビティ３１が形成される。

そして、前記成形キャビティ３０、３１内に、例えばミキシングヘッド（不図示）により混合されたポリオール、ジイソシアネート、及び水の混合材料が、不図示の材料導入口から導入されることにより、硬質発泡ポリウレタンのＲＩＭ成形が行われる。このときの水の混合量は、発泡の度合いにより決められる。因みに、本実施形態における発泡ポリウレタン樹脂の発泡倍率は３倍に設定されている。成形キャビティ３０、３１に導入された前記混合物は発熱しながら発泡を開始し、やがて硬質の発泡ポリウレタン樹脂が成形キャビティ３０、３１内に充満し、係止部５を備えた構造部材６が成形される。このときの発泡温度は５０〜６０℃となる。

このようにして成形された構造部材６は、係止部５が一体に形成されており、またその表層部にはスキン層１４が形成されている。特に、係止部５は、金属製の上側分割部材２６と下側分割部材２７との間で成形されているため、設計された形状及び寸法で正確に形成されており、更にその表層部にはスキン層１４がパネル本体となる部位に比べて厚く且つ均質に形成されている。

次に、この第１の構造部材用成形型２１で成形された構造部材６にクッション体７及び表皮材８を成形一体化して成形パネル１を製造するために、図７に示した成形パネル用成形型４１を用いて、構造部材６と表皮材８との間にクッション体７のＲＩＭ成形を行う。

ここで、成形パネル用成形型４１は、構造部材６と表皮材８とを配し、これらの間にクッション体７の成形キャビティ５０を有する成形パネル用第１型（上型）４２及び成形パネル用第２型（下型）４３と、これら上型４２及び下型４３間に配され、係止部５と表皮材８とを挟持する金属製の第１挟持部材（上側挟持部材）４４及び第２挟持部材（下側挟持部材）４５と、型開き方向に沿って上側挟持部材４４と、表皮材８及び下側挟持部材４５とを押圧する押圧手段４６とを備えている。

前記上型４２及び下型４３は、アルミニウム等の金属微粒子を含んだエポキシ樹脂で所定の形状に成形されており、下型４３は固定され、上型４２は上方に型開き可能なように構成されている。また、上型４２には上側挟持部材４４を所定の位置に装着可能なように切欠きが形成されており、下型４３には下側挟持部材４５を所定の位置に装着可能なように切欠きが形成され、更に下側挟持部材４５を固定するマグネット４９が設置されている。

前記押圧手段４６は、上側挟持部材４４及び表皮材８に当接させる金属製の押さえ治具４７と、押さえ治具４７に上方から荷重を与えるシリンダー４８とを有しており、上側挟持部材４４を下側挟持部材４５に向けて押圧する。

このような成形パネル用成形型４１を用いて成形パネル１を成形するために、先ず、下側挟持部材４５を装着した下型４３の表面に表皮材８を載置し、更にその上に、成形した構造部材６を載置する。このとき、構造部材６の部品取付部３を構成する部位の表面に接着剤等を塗布しておき、構造部材６と表皮材８とを接着する。なお、表皮材８は、予め別途に作製しておき、その表面にシボ模様を付与しておくことが好ましい。

続いて、上側挟持部材４４を所定の位置にセットして、上側及び下側挟持部材４４，４５間で係止部５と表皮材８とを挟持する。その後、これらの上に上型４２をセットして型締めを行う。さらに、押さえ治具４７を、上型４２及び上側挟持部材４４の貫通孔内に挿入し、この押さえ治具４７にシリンダー４８で上方から荷重を与える。これにより、構造部材６と表皮材８との間にクッション体７の成形キャビティ５０が形成され、更に部品取付部３を構成する部位では、構造部材６と表皮材８とを密着させることができる。

そして、このクッション体７の成形キャビティ５０内に、半硬質のポリウレタン樹脂材料と水との混合原料が、不図示の材料導入口から導入されることにより、発泡ポリウレタンのＲＩＭ成形が行われる。この場合も、前記構造部材６のＲＩＭ成形と同様に導入と同時に発泡が開始され、やがて半硬質の発泡ポリウレタン樹脂が成形キャビティ５０内に充満して、構造部材６と表皮材８との間でクッション体７が成形一体化する。その後、成形パネル用成形型４１から成形品を取り外し、取付孔４上の表皮材８をカットすることにより、前記第１実施形態の成形パネル１を得ることができる。

このようにして成形パネル１を製造することにより、前記第１の構造部材用成形型２１によって優れた寸法精度で形成された係止部５の形状及び寸法を維持することができる。それとともに、部品取付部３を構成する部位における構造部材６と表皮材８との間にクッション体７の樹脂材料が入り込むことを防止できる。これにより、クッション体７が部品取付部３に侵入したり、また取付孔４から漏出することを防いで、成形不良が生じることを防止できるので、前記第１実施形態の成形パネル１を安定して得ることができる。

一方、本発明においては、例えば図２（ｂ）に示したように、取付孔４の周縁の一部領域に形成される円弧状の係止部５を２箇所（又はそれ以上の複数箇所）に形成された成形パネルを製造する場合であっても、前記図４に示した上側及び下側分割部材２６，２７を、円弧状の係止部５の成形キャビティを形成可能なその他の上側及び下側分割部材に変更することによって、容易にかつ安定して製造することができる。

また、その他に、例えば図５に示した第２の構造部材用成形型５１を用いることによっても、円弧状の係止部５を２箇所又はそれ以上で備えた成形パネルを製造することができる。以下、この第２の構造部材用成形型５１を用いて成形パネルの製造を行う方法について説明する。ここで、図５は、第２の構造部材用成形型の断面を模式的に示す部分断面図であり、図６は、図５に示した構造部材用成形型のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。

図５に示した第２の構造部材用成形型５１は、構造部材６の成形キャビティ５８を有する構造部材用第１型（上型）５２及び構造部材用第２型（下型）５３と、これら上型５２及び下型５３間の前記構造部材６の成形キャビティ５８内に配されて、係止部５の成形キャビティ５９を形成する金属中子５４と、下型５３に固定されて、金属中子５４の位置決め固定を行う位置決め部材５５と、金属中子５４及び位置決め部材５５を上方から固定する上側固定部材５６とを備えている。

前記上型５２及び下型５３は、アルミニウム等の金属微粒子を含んだエポキシ樹脂で形成されており、下型５３が固定され、上型５２が上方に型開き可能なように構成されている。また、下型５３には、金属中子５４を所定の位置に装着可能なように、金属中子５４の形状に合わせて切欠きが形成されている。一方、上型５２は、上側固定部材５６を装着可能なように構成されている。

前記金属中子５４は、形成予定の取付孔４の周縁に沿って、構造部材６の成形キャビティ５８内で型開き方向に対して直角方向に並列に配され、且つ、同直角方向に移動可能な２つの並列分割部材５７で構成されている。これら各並列分割部材５７は、円弧状の係止部５を成形可能な係止部５の成形キャビティ５９をそれぞれ有している。

また、各並列分割部材５７間には間隙が形成されるため、この間隙内に前記位置決め部材５５が配され、この位置決め部材５５により各並列分割部材５７が所定の位置で固定される。この位置決め部材５５は金属であることが好ましく、これにより各並列分割部材５７をより高精度に位置決めすることができる。

更に、各並列分割部材５７は、前記上側固定部材５６によって、その上部側外周部が固定されている。このように各並列分割部材５７が位置決め部材５５と上側固定部材５６とに固定されていることにより、前記成形キャビティ５８、５９に樹脂材料が導入されても、各並列分割部材５７が動かないようにその位置で確実に固定させることができる。

このような第２の構造部材用成形型５１を用いて、構造部材６のＲＩＭ成形を行う場合、位置決め部材５５を有する下型５３に各並列分割部材５７をセットし、更に位置決め部材５５及び並列分割部材５７の上方から上側固定部材５６を載置した後、これらの上に上型２２を載置して型締めを行う。これにより、上型５２と下型５３との間に構造部材６の成形キャビティ５８が形成される。

そして、上型５２と下型５３との間に形成された構造部材６の成形キャビティ５８と各並列分割部材５７に形成されている係止部５の成形キャビティ５９内に、前記第１の構造部材用成形型２１のときと同様に、ポリオール、ジイソシアネート、及び水の混合材料が、不図示の材料導入口から導入されることにより、硬質発泡ポリウレタンのＲＩＭ成形が行われる。成形キャビティ５８、５９に導入された前記混合物は発熱しながら発泡を開始し、やがて硬質の発泡ポリウレタン樹脂が成形キャビティ５８、５９内に充満し、円弧状の係止部５を２箇所に備えた構造部材６が成形される。

ＲＩＭ成形が終了した後、上型５２、上側固定部材５６を順に外した後、並列分割部材５７が構造部材６の係止部５に嵌着した状態のままで成形品を下型５３から取り外し、その後、並列分割部材５７を取付孔４の縮径方向に移動させて抜脱することにより、円弧状の係止部５が一体に形成された構造部材６を得ることができる。

第２の構造部材用成形型５１では、上述のように係止部５の各成形キャビティ５９がそれぞれ単一の並列分割部材５７で形成されているため、例えば前記第１の構造部材用成形型２１を用いて成形した構造部材に比べて、係止部５を更に高い寸法精度で形成することができる。なお、この第２の構造部材用成形型５１は、成形する構造部材６を挟んで上下の構成を反対にして成形を行うことも可能である。

このようにして第２の構造部材用成形型５１で成形された構造部材６は、その後、前記成形パネル用成形型４１を用いて、前述と同様に構造部材６と表皮材８との間にクッション体７のＲＩＭ成形を行うことにより、これらを成形一体化して成形パネル１を安定して製造することができる。

なお、以上では本発明の典型的な実施の形態を説明したに過ぎず、本発明の基本的な特徴、構成を有していれば、多様な変更が可能である。例えば、図４に示した前記第１の構造部材用成形型２１、及び図７に示した前記成形パネル用成形型４１には、それぞれ押圧手段２５，４６が設けられているが、例えば上型の型締め力とマグネットの磁力とにより第１分割部材２６を第２分割部材２７に向けて押圧する十分な力、又は第１挟持部材４４を第２挟持部材４５に向けて押圧する十分な力が得られるときは、押圧手段２５，４６の配設を省略することができる。

第１実施形態に係る成形パネルの断面を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、形態の異なる係止部を有する部品取付部を拡大して示した正面図である。 第２実施形態に係る成形パネルの断面を模式的に示す部分断面図である。 第１の構造部材用成形型の断面を模式的に示す部分断面図である。 第２の構造部材用成形型の断面を模式的に示す部分断面図である。 図５に示した構造部材用成形型のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。 成形パネル用成形型の断面を模式的に示す部分断面図である。 ホイールローダの運転席を手前斜め上方から見た車室内の部分斜視図である。 従来のフロントダッシュパネルの部品取付部およびその近傍の断面を模式的に示す部分断面図である。

符号の説明

１，１´ 成形パネル
２ パネル本体
３，３´ 部品取付部
４ 取付孔
５ 係止部
６ 構造部材
７ クッション体
８ 表皮材
９ 部品
１０ フック部
１１ 中間部
１２ フランジ
１３ 段差部
１４ スキン層
２１ 第１の構造部材用成形型
２２ 構造部材用第１型（上型）
２３ 構造部材用第２型（下型）
２４ 金属中子
２５ 押圧手段
２６ 第１分割部材（上側分割部材）
２７ 第２分割部材（下側分割部材）
２８ マグネット
２９ 押さえ治具
３０ 構造部材の成形キャビティ
３１ 係止部の成形キャビティ
３２ シリンダー
４１ 成形パネル用成形型
４２ 成形パネル用第１型（上型）
４３ 成形パネル用第２型（下型）
４４ 第１挟持部材（上側挟持部材）
４５ 第２挟持部材（下側挟持部材）
４６ 押圧手段
４７ 押さえ治具
４８ シリンダー
４９ マグネット
５０ クッション体の成形キャビティ
５１ 第２の構造部材用成形型
５２ 構造部材用第１型（上型）
５３ 構造部材用第２型（下型）
５４ 金属中子
５５ 位置決め部材
５６ 上側固定部材
５７ 並列分割部材
５８ 構造部材の成形キャビティ
５９ 係止部の成形キャビティ
６１ 運転室
６２ ガラス
６３ 鋼製の柱
６４ 計器類
６５ 各種スイッチ
６６ エアコン用グリル
６７ フロントダッシュパネル
６８ アンダーカット部
８１ 成形パネル
８２ 部品
８３ 取付孔
８４ 爪部（フック部）
８５ 係止部
８６ 表皮材
８７ クッション体
８８ 構造部材

Claims (15)

1. パネル本体と、
   前記パネル本体の所定の位置に形成され、部品の取り付けが可能な取付孔、及び、同取付孔の周縁に形成され、前記パネル本体よりも薄肉の係止部を有する部品取付部と、
   を備えた成形パネルであって、
   同成形パネルは、硬質発泡樹脂からなる構造部材と、同構造部材の前記部品取付部を除く表面に配されたクッション体と、前記構造部材の前記部品取付部に対応する一部表面と前記クッション体の表面とを被覆する表皮材とが成形一体化されてなる
   ことを特徴とする成形パネル。
2. 前記構造部材は、その表層部にスキン層を備えてなることを特徴とする請求項１記載の成形パネル。
3. 前記成形パネルの表面が面一であることを特徴とする請求項１または２記載の成形パネル。
4. 前記部品取付部の表面に、前記部品のフランジを嵌着する段差部が形成されてなることを特徴とする請求項１または２記載の成形パネル。
5. 前記硬質発泡樹脂が熱硬化性の発泡ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の成形パネル。
6. 前記クッション体が半硬質の発泡ポリウレタン樹脂からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の成形パネル。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載された成形パネルの前記構造部材の成形に用いる構造部材用成形型にあって、
   前記構造部材の成形キャビティを有する樹脂製の構造部材用第１型及び第２型と、
   前記構造部材用第１型及び第２型間の前記構造部材成形キャビティ内に配されて、前記係止部の成形キャビティを形成する金属中子と、
   を備えてなることを特徴とする成形型。
8. 前記金属中子は、前記構造部材用第１型及び第２型の型開き方向に移動可能な第１分割部材及び第２分割部材に分割されており、同第１分割部材と第２分割部材との間に前記係止部成形キャビティを形成してなることを特徴とする請求項７記載の成形型。
9. 前記第１分割部材及び／又は第２分割部材を、前記型開き方向に沿って他方の分割部材に向けて押圧する押圧手段を更に備えてなることを特徴とする請求項８記載の成形型。
10. 前記押圧手段は、前記第１分割部材及び／又は第２分割部材に当接させる金属製の押さえ治具と、同押さえ治具に荷重を与えるシリンダーとを有してなることを特徴とする請求項９記載の成形型。
11. 前記金属中子は、形成する前記取付孔の周縁に沿って、前記構造部材成形キャビティ内で型開き方向に対して直角方向に並列に配され、且つ、同直角方向に移動可能な複数の並列分割部材で構成されており、各並列分割部材は前記係止部成形キャビティをそれぞれ形成してなることを特徴とする請求項７記載の成形型。
12. 前記複数の並列分割部材を配したときに同並列分割部材間に形成される間隙に配され、同並列分割部材を位置決め固定する位置決め部材を更に備えてなることを特徴とする請求項１１記載の成形型。
13. 請求項１〜６のいずれかに記載された成形パネルの前記表皮材と前記構造部材との間に前記クッション体を成形一体化するときに用いる成形パネル用成形型にあって、
    成形時に前記構造部材と前記表皮材とを配し、同構造部材と表皮材との間に前記クッション体の成形キャビティが形成される樹脂製の成形パネル用第１型及び第２型と
    前記成形パネル用第１型及び第２型間に配され、前記係止部と前記表皮材とを挟持する金属製の第１挟持部材及び第２挟持部材と、
    を備えてなることを特徴とする成形型。
14. 前記第１挟持部材及び／又は第２挟持部材を、前記成形パネル用第１型及び第２型の型開き方向に沿って他方の挟持部材に向けて押圧する押圧手段を更に備えてなることを特徴とする請求項１３記載の成形型。
15. 前記押圧手段は、前記第１挟持部材及び／又は第２挟持部材に当接させる金属製の押さえ治具と、同押さえ治具に荷重を与えるシリンダーとを有してなることを特徴とする請求項１４記載の成形型。

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