JP4678543B2 - 作業車両の内装部材とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば各種の建設・土木等の作業用車両、或いはダンプカー、フォークリフト、農業機械等の作業用車両の運転室に設置されるインストルメントパネルやダッシュボードなどの内装部材とその製造方法に関し、特に内装部材の組込み部位に柱等の剛体からなる干渉体が室内側に張り出して配され、内装部材と干渉して組込み部位に容易には組み込んだり、取り外しができないような状況下にあって、容易に組み込み又は取り外しを可能とした内装部材とその製造方法に関する。更には、エアコン用ダクトを組み付けることを不要にするとともに、ダクトに結露が生じないようにした内装部材に関する。

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品（ドアトリム）を製造している。発泡樹脂基材の外部に露呈する表面には加飾材（表皮材）が被覆一体化されている。

具体的には、上記発泡樹脂シートとしては、熱可塑性樹脂に発泡体を使用している。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）樹脂などのうちの１種類の熱可塑性樹脂でも２種類以上の熱可塑性樹脂からなる。

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。

ところで、ホイールローダなどの作業用車両の運転席の両脇には、転倒時の運転者を保護するために鋼製の柱（ＲＯＰＳ）を設置している。この鋼製の柱は、従来、後付けされていたが、最近の運転席は、鋼製の柱が標準仕様とされ、しかも運転室を形成する上で重要な柱と位置づけされ、運転室内のコーナー部に先付けにて設置されるようになった。その結果、一部の内装材は前記鋼製の柱の前方にある組込み領域に鋼製の柱を跨いで組み込まざるを得なくなった。例えば、前述のホイールローダの運転席は、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のガラス張りとされ、そのガラスの手前側端部に前記鋼製の柱が立設されている。しかも、前面のガラス面は上端から下端にかけて、下端が前方に張り出した下傾斜面とされている。その前面及び左右側面のガラス面の内側に沿って、各種の計器類やモニタ類、各種スイッチ、エアコン用及びデフロスター用のグリルなどを配置するフロントダッシュパネルが略水平に組み込まれる。

そのため、このフロントダッシュパネルを組み込むための空間は上部から下方に向けて徐々に拡がっているため、フロントダッシュパネルを組み込む操作は前方に向けて水平に押し入れるようにして組み込まざるを得ない。このフロントダッシュパネルは、ほぼ横長で矩形状の中央部と、その中央部の左右両端から手前側に斜めに拡がるようにして延びる矩形長板状の左右翼部とから構成される。一方、上記鋼製の柱は室内側に張り出しているため、この柱に嵌め合わせるべく、フロントダッシュパネルの前記左右翼部の先端部を上面視で三角形状に切除して、いわゆる凹欠部を形成しなければならない。しかし、こうして凹欠部を形成しても、各翼部の運転手側の隅部端間の寸法は、前記左右の柱の内側面間の寸法よりも長くなるため、同柱が干渉体となって、左右翼部の運転手側の隅部と干渉し、それ以上はフロントダッシュパネルを前方に差し入れたりすることができない。また、仮に何らかの手段を用いて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、(1) 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か、(2) 剛性の高いフロントダッシュパネルを中央で２分割し、左右の凹欠部を左右の柱に嵌め合わせて固定したのち、中央の分割部を組み立てて、ビス止めにより固定していた。
特開２００５−５９６３２号公報

ところで、上記特許文献１に記載された実施例によれば、軽量で保形性を有する発泡樹脂シート及び同発泡樹脂シートにインサート成形される硬質樹脂層の双方ともが、同じポリプロピレン樹脂を使っている。同文献１には発泡樹脂シート及び硬質樹脂層の硬度に関する記載はされていない。通常のポリプロピレンの硬度は９５Ｒ（ロックウェル硬度Ｒスケール）であるが、同特許文献１を読む限り発泡剤によって発泡された上記発泡樹脂シートの硬度を伺い知ることはできない。しかしながら、こうした通常の熱可塑性樹脂を使うかぎり、材質的にスポンジや熱可塑性エラストマー樹脂の発泡体のごとき弾性を期待できない。更に、同特許文献１に記載された自動車用内装部品は、表面に表皮材をラミネートにより被包して成形一体化した通常の熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂シートを背面を下側として下型のキャビティ（コア）内に予め配置し、上型を下降させて型閉を行ったのち、同発泡樹脂シートの下面側から硬質樹脂材料を局部的に射出して発泡シート内に侵入させて硬化させている。その結果、硬質樹脂層が形成される領域の発泡樹脂シート部分は極めて高い射出圧と高温により気泡が押し潰されながら溶融したのち硬化し、他の領域と比較して高硬度の領域となる。しかも、金型から離型させると、その硬質樹脂層を内包する領域の発泡樹脂シート部分の内部応力が瞬間的に開放されて表皮材を押し上げ、局部的に膨らんだ領域を表出させ、外観上すっきりした表面形状が得にくい。

一方、上述のごときフロントダッシュパネルの左右翼部の先端部に凹欠部を形成するとともに、鋼製の柱との干渉を避けるため上記(1) 及び(2) のような組込み方法を実施する場合には次のような課題が残る。
(1) のように、真空成形により製造される内装部材はカバーとしての機能しか期待できず、構造的にも柔軟に過ぎてエアコン用やデフロスター用のダクトを組み付けることができず、更にはメーター類をカバー側に組み込むことも困難である。
また、(2) のような２分割タイプの内装部材の場合には、中央部の分割線が目立ち、デザイン的にプアーとなると同時に、内装部材の組み込みが終了したのちに、その背面側に改めてエアコン用などのダクトを組み込む必要があるが狭い空間内での作業となり、組み込みが難しくなる。

これに対して、剛性の高い内装部材の端部に形成する凹欠部を避けて、この凹欠部分に対応する領域だけに別の成形品を組み立てる方法も考えられるが、その境界部が外観的に目立ってしまい、デザイン的に違和感が生じるため到底採用は難しい。
また、一方でエアコン用ダクトを組み込んだフロントダッシュパネルとして、ダクトを回転成形法よって製造したり、ブロー成形法で作ったりしているが、ダクト形状はフロントダッシュパネルの取付面の形状に合わせる必要があるものの、前述の成形法では金型の内径と成形品の肉厚で外形が決まってしまい、正確な空気の流れを制御するのは極めて困難であった。また、これらのエアコン用ダクト類は非発泡の樹脂成形品であるため、断熱性能不足により湿度の高い地域では結露の発生が避けられなかった。

本発明は、建設機械やフォークリフト、農業機械などの作業用車両の運転席に組み込まれる剛性ある内装部材にあって、特に組込み時や取外し時に干渉する柱等が運転席に存在するような場合にも、容易に組込み位置に組込み或いは組込み位置から取外すことを可能にした内装部材を提供することを主な目的としている。また、エアコン用ダクト類を改めて組付けることが不要となり、同時に剛性と強度を兼ね備え、しかも結露の生じない内装部材を提供することを二次的な目的としている。

かかる目的は、以下に記載する本発明に係る作業用車両の内装部材によって効果的に達成される。
本発明の第１の主要な構成は、作業用車両の組込み部に組み込まれ、表面に表皮材が被覆一体化されてなる所望の曲面形状を有するパネル状の内装部材であって、同内装部材のパネル面と平行な脱着方向に直交する左右の少なくとも一側縁部に、前記組込み部に存在する干渉体と干渉する干渉領域を有し、同干渉領域には前記干渉体が嵌合する凹欠部が形成されており、前記内装部材の前記干渉領域は弾性変形可能な材質のクッション体から構成される弾性領域とされ、前記内装部材の前記弾性領域以外の領域は軽量で且つ前記クッション材よりも硬質の材質からなる構造部材から構成される硬質領域とされ、前記表皮材、クッション体及び構造部材が一体化されていることを特徴としている。

ここで、前記クッション体の硬度はＣ硬度８７以下（日本ゴム協会標準規格 SRIS 0101）であり、前記構造部材の曲げ弾性率が５００ＭＰａ以上、曲げ強度が２０ＭＰａ以上、熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ°Ｋ以下であることが好ましい。また、少なくとも前記クッション体が半硬質のポリウレタン（又は熱可塑性ラストマー樹脂）の発泡体からなり、前記構造部材は熱硬化性樹脂材料からなることが望ましい。更に好ましくは、少なくとも前記クッション体は前記構造部材と表皮材との一部に発泡成形により一体化されている。また、前記構造部材は熱可塑性樹脂からなるポリウレタンなどの硬質の発泡成形材料から構成する。

また本発明にあっては、上記構成を備えた構造部材の背面に複数のリブを一体成形により形成することができる。この場合、前記リブは送風通路の壁面を構成するとともに、その壁面の開放面が蓋材により閉塞されて２以上の送風通路を形成することができ、同送風通路にはエアコン用及びデフロスタ用の貫通孔を形成する。

こうした構成を備えた内装部材は、以下に記載する作業用車両における内装部材の製造方法に係る発明によって効率的に製造される。
その主要な構成は、作業用車両の組込み部位に組み込まれ、表面に表皮材を被覆一体化した所望の曲面形状を有するパネル状の内装部材の製造方法であって、上下一対の金型の少なくとも一方の金型のキャビティに沿って表皮材を密接配置すること、前記内装部材のパネル面と平行な脱着方向と直交する左右の少なくとも一側縁部の前記組込み部位に存在する干渉体と脱着時に干渉しない、他方の金型のキャビティの非干渉領域に、予め軽量で且つ硬質の剛性ある熱硬化性樹脂からなる構造部材を配設すること、及び型閉時の上型及び下型を有する金型と前記表皮材及び前記構造部材との間に形成される前記干渉体と干渉する少なくとも干渉領域にクッション材を充填し、前記表皮材及び構造部材と一体化することを含んでいることを含んでなることを特徴としている。

ここで、金型と前記表皮材及び構造部材との間に形成される空間内に前記クッション材を前記表皮材及び構造部材と一体化する手法には、次のような２つの手順を採用することができる。
その１は、前記表皮材を前記構造部材にラミネート成形によって被包一体化すること、及び型閉時の金型と前記表皮材及び構造部材との間に残される空間内にポリウレタンを導入して、その場で発泡させてクッション体を前記表皮材と構造部材との間に成形一体化する。
その２は、前記構造部材を予め成形しておくこと、型閉時に前記表皮材と構造部材との間に間隙を形成するようにして、下型に前記表皮材を配するとともに、上型に前記構造部材を配すこと、及び型閉時の上記金型と前記表皮材及び構造部材との間に形成される間隙を含む全ての空間にポリウレタンを導入して、その場で発泡させて前記表皮材と構造部材とにクッション体を成形一体化する。

干渉体と干渉しながら嵌め合わされる上記凹欠部を含むその周辺が弾性変形可能な材質からなるクッション体から構成され、同内装部材の前記クッション体の配される領域以外の領域には軽量で且つ前記クッション体よりも硬質の材質からなる構造部材が配されて一体化されているため、内装部材を組込み位置に又は組込み位置から脱着させるにあたって、凹欠部周辺のクッション体の部分を弾性変形させることにより、干渉体を越えて容易に脱着させることができる。このときのクッション体と構造部材とは、それぞれが上述の硬度を備えていることで、クッション体の部分の弾性的な変形及び復帰が確実に実現でき、内装部材の元の形態を維持させたままで容易に脱着させることができる。しかも、クッション体及び構造部材が同一の表皮材により被包一体化されているため、剥離強度に優れ、繰り返しの脱着操作によっても破損することなく、外観的な見栄えを長く維持する。

クッション体を発泡成形により前記構造部材と表皮材との一部に一体化する場合、剥離強度が高くなり、特に表皮材を軟質又は半硬質ウレタン系樹脂又は繊維などにより形成し、クッション体を半硬質のウレタン発泡体から構成し、構造部材を硬質ウレタンなどの発泡体から構成すると、表皮材、クッション体及び構造部材同士に親和性があるため接着力が増して更に剥離強度が向上する。このとき、クッション体及び構造部材の硬度は、内装部材の役目により上記硬度の範囲内で任意に変更できる。また、この種の内装部材を装着する運転席などは、通常、板金加工により得られる資材が使用されており、その製造上の寸法公差がある程度出ているとしても、前記クッション体の弾性により、そのバラツキが効率的に緩和される。更に、内装部材の全体にクッション層を介装することもでき、その場合には、その前記クッション体の単独領域との境界部分に段差が出ず、美麗な外観が得られる。

こうした構造を備えた本発明の内装部材は、本発明の上記製造方法により効率的に且つ簡単に製造が可能となる。本発明に係る内装部材は上述のような構成を備えているため、最終的な成形時の金型にはクッション体を成形するための空間が残されている。下型のキャビティに沿って表皮材を密接配置し、上型のキャビティの前記内装部材の組込み部位への差込み方向に直交する少なくとも一側縁部の、前記組込み部位に存在する干渉体と差し込み時において干渉しない領域に、軽量で且つ硬質の剛性ある材質の熱硬化性樹脂材料からなる構造部材を配設したのち、型閉時の上型及び下型を有する金型と前記表皮材及び構造部材との間に形成される前記空間内に前記クッション材を充填して前記表皮材及び構造部材が一体化される。

前記空間に前記クッション材を充填するとき、本発明にあっては２通りの方法がある。その一つは、前記表皮材を下型にセットしたのち、真空吸引して表皮材を下型の全体形状に沿わせて変形させる。次いで、上型を下降させて型閉し、構造部材の熱硬化性樹脂材料を射出して構造部材を表皮材に一体に成形する。このときの上型のキャビティは、クッション材の充填空間を除いた領域に形成されている。この構造部材の成形時には同領域を除くクッションの充填空間には、例えば挿入型が挿入されている。この構造部材の成形が終えたのち、前記クッション材の充填空間に挿入されている挿入型を取り外し、そこに形成されるクッション材充填空間にクッション材を導入して発泡させて三者を一体化する。このときに製造される内装部材は、硬質樹脂からなる構造部材の側面に上記凹欠部の近傍を含めて弾性変形可能なクッション体が一体に成形されるとともに、その構造部材及びクッション体の表面全体にわたって表皮材が直接被覆一体化されている。

他の一つは、前記構造部材を予め成形しておき、型閉時には前記表皮材と構造部材とを下型及び上型にそれぞれ配しておく。このときクッション体を成形する領域を残して下型に載置固定しておき、上型には表皮材を上型のキャビティに沿って真空吸引して保持している。この状態で上型を下降させて型を閉めると、前記表皮材と構造部材との間には所要の間隙が形成されるように上型および下型のキャビティが作られている。型閉がなされると、前記間隙及び残された空間内に発泡樹脂を導入して同空間内を発泡体にて充填成形されて三者が一体化する。このときの発泡は現場にて直接発泡成形ができる半硬質のポリウレタンを使うことが好ましい。或いは、このクッション材として発泡剤が添加された熱可塑性のエラストマー樹脂を使うこともできる。また、前記構造部材には、軽量でかつ断熱性に富んだ硬質のポリウレタン発泡体を使うことが好ましい。

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。 同運転席の前方に配される合成樹脂製の成形ダッシュボードの上面図である。 同ダッシュボードの背面から見た斜視図である。 運転室の前面ガラス部を示すホイールローダの部分側面図である。 本発明の代表的な実施形態であるダッシュボードの翼部先端の凹欠部の部分背面図である。 本発明の第１実施形態によるダッシュボードの端部構造を示す部分断面図である。 第１実施形態によるダッシュボード成形時の型締め時の状態を模式的に示す金型の断面図である。 同金型の構造部材成形空間に硬質の発泡成形材料の導入初期の状態を示す断面図である。 同構造部材成形空間における発泡体の発泡完了時の状態を示す断面図である。 前記金型から挿入型を取り出し、クッション体成形空間を形成した状態を示す断面図である。 同クッション体成形空間における半硬質の発泡成形材料の発泡完了時の状態を示す断面図である。 成形品の右半部の背面図である。 成形品の背面に形成された閉ループ状のリブで囲まれた領域に蓋材を被せた状態を示す部分斜視図である。 蓋材を外面から見た斜視図である。 第２実施形態によるダッシュボード成形時の型締め時の状態を模式的に示す金型の断面図である。 第１実施形態及び第２実施形態による完成品の端部外観形状示す部分表面図である。 第２実施形態の型締め時の状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ 表皮材
１１ 発泡ポリウレタン層
２０ 内部支持基材
２１ 構造部材（硬質ポリウレタン発泡体）
２２ 閉ループ状のリブ
２２ａ 長円形のリブ
２２ｂ 三角形状のリブ
２５ クッション体（半硬質ポリウレタン発泡体）
３０ 蓋材
３１ 連結環
３１ａ フランジ
３２，３３ 第１及び第２の肉厚部
３４、３５ 第１及び第２のエア導入孔
３６ 止めネジ
３７ ビス（タップネジ）
５０ 金型
５１ 下型
５２ 上型
５３ 挿入型
１００ ダッシュボード（内装部材）
１０１ 計器類配設部
１０２，１０３ 左右翼部
１０２ａ，１０３ａ 上壁
１０２ｂ，１０３ｂ 左右側壁
１０２ｃ，１０３ｃ エアコン用空気吹出し口
１０２ｄ，１０３ｄ デフロスター用空気吹出し口
１０２ｅ，１０３ｅ グリル
１０４，１０５ 凹欠部
１１０ 鋼製の柱（干渉体）
Ｍ 計器類
Ｓ スイッチ類
Ｇ ガラス
Ａ 構造部材成形空間
Ｂ クッション体成形空間
Ｃ１ 凹欠部の前方側隅部
Ｃ２ 凹欠部の手前側隅部
ｄ 間隙

以下、本発明の代表的な実施形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明に係る第１の実施形態であるホイールローダの運転席の前方に内装部材であるダッシュボード１００を装着した車室の一部を正面上方から見た外観図を示している。同図からも理解できるように、ダッシュボード１００の中央部に各種の計器類Ｍやスイッチ類Ｓが取り付けられる計器類配設部１０１が配され、その左右両側端から間隔を拡げながら斜め手前に延出する左右翼部１０２，１０３を有している。前記計器類配設部１０１は横Ｃ字形状を呈し、その中央に計器類Ｍを前方に傾倒させて嵌着固定する。その左右端部からスイッチ類Ｓを装着する部分が手前に向けて突出している。

図２は前記ダッシュボード１００を示している。上記左右翼部１０２，１０３は、前記計器類配設部１０１から左右に直線的に延び、その途中から屈曲して手前に向けて間隔を拡げるようにして斜め手前へと延出している。また左右翼部１０２，１０３は計器類配設部１０１を挟んで左右対称形であり、その上壁１０２ａ，１０３ａの延出方向に沿って左右側壁１０２ｂ，１０３ｂが連続し、背面側を開放した全体が平板状を呈しており、正面視では手前から奥行き方向に上面を上方に湾曲させながら外形厚みを漸増させている。同左右翼部１０２，１０３の手前側端部の外側には上面視で三角形に切り欠いた左右一対の凹欠部１０４，１０５が形成されている。

また図２に示すように、前記左右翼部１０２，１０３の各上壁１０２ａ，１０３ａの左右に直線状に延びる領域と、前記凹欠部１０４，１０５に隣接する領域とに円形のエアコン用空気吹出し口１０２ｃ，１０３ｃが合計で４個形成されている。更に図３に示すように、同じく左右の翼部１０２，１０３の上壁１０２ａ，１０３ａのガラスと相対する領域に矩形状のデフロスター用空気吹出し口１０２ｄ，１０３ｄがそれぞれ形成されている。前記エアコン用空気吹出し口１０２ｃ，１０３ｃ及びデフロスター用空気吹出し口１０２ｄ，１０３ｄには、それぞれに円形状グリル１０２ｅ，１０３ｅと図示せぬ矩形状グリルが装着されている。

ホイールローダなどの作業用車両における運転席の両脇には、ダッシュボード１００を装着する以前に、転倒時の運転者を保護するため左右の車壁から鋼製の柱１１０が相対する側面を車内側へと張り出して予め立設されている。一方、この鋼製の柱１１０から前方の空間は、柱１１０の張出し分を含めて上記ダッシュボード１００が組付けられる組付け空間となる。運転者の視界を広げるため、運転室の天井回りから前記ダッシュボード１００の外側側面に沿って総てがガラス張りとされている。しかも、運転席の前方のガラス面Ｇは、図４に示すように、上方から下方に向けて漸次前方に張り出して傾斜する下傾斜面とされている。従って、運転席の空間はその水平断面積が上方から下方に向けて漸増する角錐台の形状を呈し、その底面部に前記ダッシュボード１００が組み付けられる。しかしながら、上記ダッシュボード１００の左右両端間の最大幅は、前記左右の柱１１０の対向面間の寸法よりも大きくなるため、同ダッシュボード１００を奥行き方向に水平に差し込もうとしても、最大幅となる左右両端部が柱１１０と干渉し、円滑に差し込むことができない。仮に、ダッシュボードを斜めに傾けて上方の空間部から前記底面部へと移動させながら装着しようとしても、ダッシュボード１００の装着空間が前述のごとき形状であるため、円滑な装着は不可能である。

また、この底面部に装着されるダッシュボード１００は、図１及び図２に示すように、上記左右翼部１０２，１０３の先端部を前記鋼製の柱１１０に嵌め合わせなければならならないため、上述の凹欠部１０４，１０５を形成している。しかしながら、この凹欠部１０４，１０５を形成しても、前記柱１１０に嵌め合わせるには、凹欠部１０４，１０５の前方の隅部Ｃ１が相変わらず鋼製の柱１１０と干渉する。そこで、本発明では前記凹欠部１０４，１０５を含む近傍の領域、特に本実施形態にあっては、図５に拡大して示すように、凹欠部１０４，１０５の前方側隅部Ｃ１を含む周辺領域と手前側隅部Ｃ２の外側側縁にかけて、局部的に弾性変形が容易な軟質のクッション体２５を配するようにしている。

そのため、本実施形態に係るダッシュボード１００も、従来と同様に、外装材としての上述のような複雑な形状に予め成形された表皮材１０と、同表皮材１０が被包一体化される内部支持基材２０とから構成される。従来としては特殊な手法ではあるが、上記特許文献１に記載されているような、車両用トリム類の基材全体を軽量で保形性を有する通常の熱可塑性樹脂材料からなる発泡シートにより構成し、局部的に剛性が要求される領域には発泡シートと同一系の熱可塑性樹脂からなる硬質樹脂層を、インサート成形により前記発泡シートの内部に侵入させながら内包するように成形一体化する。しかしながら、一般的な従来の作業用車両における内装部材に、前記特許文献１のような手法を採用しても、同文献１のトリム類の支持基材を構成する発泡シートは材質的に硬度が高く、しかもインサート成形により硬質樹脂層を内包する領域は特に硬度が高くなるため、上述の課題が解決されることはない。作業用車両における内装部材は、一般的に一の熱可塑性樹脂材料の射出成形品により構成され、本発明の対象となる干渉体との干渉を避けなければならない作業用車両の内装部材を、既述したとおり中央で２分割し、設置部位にセットしたのち改めて組付けている。

本発明に係る内装部材（ダッシュボード１００）にあって、前記内部支持基材２０は基材の大部分を占める硬質な構造部材２１と、柱１１０との干渉する領域にだけ配される容易に弾性変形が可能な軟質のクッション体２５とを使用している。本実施形態では、前記硬質な構造部材２１には硬質の発泡ポリウレタンが使われ、弾性可能な軟質のクッション体２５には半硬質の発泡ポリウレタンが使われている。発泡ポリウレタンは、その場で発泡させながら成形が可能であるため製造効率が高く、車両の組立現場にて簡単に発泡成形させることができる。なお、硬質及び半硬質の前記発泡ポリウレタンの気泡はいずれも独立気泡であり、構造部材２１を構成する前記硬質の発泡ポリウレタンの成形面には薄くて平滑なスキン層が形成される。

第１の実施形態に係るダッシュボード１００は、図６に示す構造を有している。同図において、符号１０が表皮材であり、符号２０が内部支持基材、符号２１が硬質発泡ウレタンからなる構造部材、符号２５が軟質で弾性可能なクッション体を示している。本実施形態にあっては、前記構造部材２１とクッション体２５とは境界部において成形により接合一体化されている。一方の表皮材１０もまた、前記構造部材２１及びクッション材２５の外側表面全体にわたって構造部材２１及びクッション材２５の発泡成形により接合一体化される。かかる構成を備えたダッシュボード１００は、次の手順にて製造される。

図７〜図１１は、その成形手順を模式的に示している。なお、図示は省略しているが、シート状の表皮材１０は上下金型内にて真空吸引と加熱圧縮とを同時に行い、ダッシュボード１００の完成品の外側表面に沿った形状に予め賦形される。通常は、この賦形時に表皮材１０の表面には賦形と同時にシボ模様が付与される。表皮材１０に使われる材料は、前記構造部材２１及びクッション体２５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。本実施形態では、構造部材２１及びクッション体２５には、殆どの合成樹脂との接合性に優れたポリウレタンが使われているため、表皮材１０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。本実施形態にあっては、表皮材１０の材料として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ールが使われている。因みに、この表皮材１０の厚みは０．６〜０．９ｍｍである。

こうして得られた表皮材１０を、まず下型５１の内面形状に沿ってセットし、更に真空吸引により下型５１の内面にて把持する。このときには、表皮材１０を軟化させるために下型５１は８０〜９０℃まで加熱される。表皮材１０を下型５１にセットしたのち、図７に示すように、表皮材１０の成形代を下型５１と上型５２との間で挟持しながら型締めを行う。上型５２のキャビティ（コア）は、内部支持基材２０の大半を占める構造部材２１の成形空間であって、クッション体２５を成形する空間は除かれている。型締めがなされると、図８に示すように、前記表皮材１０と上型５２との間に形成される構造部材２１の成形空間Ａに未発泡の硬質ウレタン樹脂材料と水との混合液からなる混合材料が導入される。このときの水の添加量は、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硬質発泡ポリウレタンの発泡倍率は３倍に設定されている。前記成形空間Ａに導入された未発泡の硬質の発泡ウポリウレタン材料は瞬時に発熱しながら発泡を開始し、やがて発泡ポリウレタンが前記成形空間内に充満し、図９に示すように、表皮材１０の所定領域と一体化して発泡成形を終える。このときの発泡温度は５０〜６０℃となる。前記構造部材２１の厚みは６ｍｍ程度である。

この構造部材２１の成形が終了すると、次いで金型５０内の前記構造部材２１と同構造部材２１が一体化されていない表皮材１０との間に形成され、図１０に示すクッション体２５の成形空間Ｂが作られ、同成形空間Ｂの内部に半硬質のウレタン原料と水との混合原料が導入される。この場合も、上記構造部材２１と同様に導入と同時に発泡が開始され、やがては図１１に示すように同成形空間Ｂを半硬質の発泡ポリウレタンで充満し、構造部材２１の端面と表皮材１０の端部との間で一体化して、型から取り外して成形が完了する。因みに、本実施形態におけるクッション体２５の硬度はＣ硬度８７以下（日本ゴム協会標準規格 SRIS 0101）であった。なお、このクッション体２５の発泡成形時に発生する熱量は、上記構造部材２１の発泡時に発生する熱量よりも少ないため、その発熱温度差に基づく影響を考慮して、クッション体２５の成形時における金型温度を構造部材２１の成形時の温度に近づくように調整するとよい。

クッション体２５の前記成形空間Ｂをもつ金型として、構造部材２１の成形に使われた上記成形金型５０を兼用する場合は、同金型５０の全成形空間のうち前記クッション体２５の成形空間Ｂに、例えば挿入型５３などの補助型を配して、構造部材２１の成形後、前記補助型を抜き出し或いは取り外し、そこに形成される成形空間Ｂにクッション体２５の成形材料を導入すればよい。また、構造部材２１の成形金型とクッション体２５の成形金型とを別個に用意して、それぞれの金型を使って表皮材１０、構造部材２１及びクッション体２５を成形一体化することも可能である。

こうして得られたダッシュボード１００は、運転席の前方にあるダッシュボード装着位置に組み込まれる。この組込み時、同ダッシュボード１００を左右の鋼製の柱１１０の間に差しいれた状態で、その差入れ面に沿って水平姿勢として、左右に配された柱１１０の間を水平を維持しながら前方へと差し込んでいく。この差し込みの終盤に、上記左右翼部１０２，１０３の凹欠部１０４，１０５の前方側隅部Ｃ１が左右の柱１１０と干渉する。しかるに本実施形態によれば、前記隅部Ｃ１を含む周辺が軟質で容易に弾性変形できるクッション体２５にて形成された、本発明に特有の上述の構造を備えているため、同隅部Ｃ１が柱１１０と干渉しても弾性変形して容易に左右の柱１１０の間を通過でき、前後の両隅部の間に柱１１０を嵌め合わせることが可能となる。また、この逆であるダッシュボード１００を取り外して、計器類Ｍなどの点検を行おうとするときも、その取り外し操作は同様に容易である。従って、例えば作業現場における点検操作にあたっても、ダッシュボード１００の脱着作業が簡単に行えるため、緊急の点検にも容易に対応できる。

ところで、本実施形態にあっては上記構造部材２１の背面に線状に突出するリブ２２を同時成形している。このリブ２２はダッシュボード１００の強度及び剛性を確保する機能を有しているにだけに止まらず、従来では発想だにしなかった全く新たな機能をも兼ね備えており、本発明における１つの重要な特徴部分を構成している。

図１２は前記構造部材２１の右半部の背面を示しており、前述のリブ形状は、同図からも理解できるように、単なる直線的なリブ形状ではなく、閉ループ状に形成されている。本実施形態にあっては、上記左右の翼部１０２，１０３の上壁１０２ａ，１０３ａのほぼ背面全体にわたって三角形状と長円形状の前記閉ループ状とされてリブ２２が、各翼部１０２，１０３ごとに一部のリブ部分を共有して隣接して二組ずつ形成されている。また、前記長円形状のリブ２２ａにより囲まれる上壁１０２ａ，１０３ａの凹欠部１０４，１０５に隣接する領域に上記エアコン用空気吹出し口１０２ｃ，１０３ｃが形成される。また、図３に示すように、前記三角形状のリブ２２ｂにより囲まれるガラスと相対する上壁１０２ａ，１０３ａにも、各屈曲部を挟んで前後にデフロスター用空気吹出し口１０２ｄ，１０３ｄが形成されている。

このようにして形成された閉ループ状のリブ２２にて囲まれる片側二つの領域は、図１３に示すように、別に成形された構造部材２１と同じ材質である硬質の発泡ポリウレタンから構成される蓋材３０により蓋がなされる。図１４は蓋材３０を拡大して示しており、全体としては上記長円形状リブ２２ａと三角形状リブ２２ｂの二つの閉ループ状のリブ２２を合わせた外側形状を有する湾曲平板からなる。同平板状の蓋材３０の中央部にあって、前記長円形状と三角形状の閉ループ状の各リブ２２ａ，２２ｂにより囲まれる部分に対応する部位にはエアコン用及びデフロスタ用の図示せぬ外部ダクトと結合するための金属製の連結環３１を取り付ける方形状の第１及び第２の肉厚部３２，３３が形成され、その肉厚部３２，３３の中央には円形の第１及び第２のエア導入孔３４，３５が形成されている。前記連結環３１は、その基端部の周辺に前記第１及び第２の肉厚部３２，３３の取付面と等しい形状のフランジ３１ａを有しており、このフランジ３１ａを介して止めネジ３６により連結環３１を前記第１及び第２の肉厚部３２，３３に取り付けている。上述の構成を備えた蓋材３０は上記閉ループ状のリブ２１ｂに沿って接着剤により予め接着し、その接着時にリブ２１ｂの角部など複数カ所にタップネジ等のビス３７をもって固着している。このため、前記リブ２２の角部などの複数カ所には前記蓋材３０により閉鎖固定するためのネジ孔が形成されている。

このように蓋材３０を取り付けることにより、本実施形態による閉ループ状のリブ２２は、通常設けられている単なる補強用のリブとしての機能に加えて、エアコン及びデフロスタ用のダクトの側壁面を構成することになり、従来のごとく内装部材を装着したのちに、別途用意されたエアコン用及びデフロスタ用のダクトを内装部材の下面に改めて装着する必要をなくす。また、従来のダクトは硬質の合成樹脂から製造されるパイプから構成されている場合が多く、寒冷地などでは容易に結露が生じ、周辺の金属製パーツなどを錆つかせることが多発する。これに対して本実施形態では、上述のようにリブ２２が構造部材２１と同一の硬質の発泡ポリウレタンから成形されるため、蓋材３０をも含めて断熱性に優れるばかりでなく、そのリブ２２の壁面及び蓋材３０の内面には成形時に薄い平滑なスキン層が形成されるため、空気の流れが極めて滑らかとなる。更には、前記リブ２２はエアコン用及びデフロスタ用のエア通路として最も合理的な設計が可能であり、従来の別置きタイプのダクトと異なり、周辺機器との干渉を避ける無理な設計をする必要がない。また、前記ダクトの側壁となるリブ２２を内装部材であるダッシュボードの成形と同時に成形一体化しているため、大幅なコストダウンにつながる。

なお、本実施形態ではリブ２２が閉めループ状に連続して形成された場合を示しているが、本発明でいう「閉ループ状」とはリブ端部同士を他の部品等の側壁面で連結して、結果的に閉ループ状になった場合をも当然に含むものである。

図１５は本発明の第２実施形態によるダッシュボード１００の端部構造を示している。この第２実施形態によるダッシュボード１００にあって、第１実施形態のダッシュボードと異なる点は、第１実施形態では表皮材１０と硬質の発泡ポリウレタンからなる構造部材２１とが一体化されているが、この第２実施形態では表皮材１０と構造部材２１との間に薄い発泡ポリウレタン層１１が介装されて一体化している点である。

このように表皮材１０と構造部材２１との間に発泡ポリウレタン層１１を介装する理由は、上記第１実施形態のように表皮材１０に構造部材２１を発泡成形により予め一体化しておき、そのあとで端部にクッション体２５を発泡成形して表皮材１０の残りの部分と構造部材２１の一部側面とに一体化すると、図１６（ａ）に示すように、どうしても構造部材２１とクッション体２５との境界部に相当する表皮材１０の部分に段差が生じてしまう。これは硬質ポリウレタンの発泡圧（成形圧）及び成形温度が、半硬質ポリウレタンの発泡圧及び成形温度よりも高いことによるものと考えられる。更に、上記第１実施形態によるダッシュボード１００の製造方法によると、そのときの成形圧及び成形温度が第２実施形態のそれよりも高いため、表皮材１０の表面に形成されているシボ模様のシボ深さは後者の方が前者よりも相対的に深くなり、両領域間の境界を挟んで表面的な外観にも差が生じる。

そこで、前述の段差と外観の差をなくすべくなされたのが第２の実施形態に係るダッシュボード構造であり、以下に述べる第２の製造方法により製造される。従って、以下は第２実施形態に係る上記ダッシュボード１００を製造するに特に適した方法を中心として、図面を参照しつつ具体的に説明する。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省略する。

本実施形態によるダッシュボード１００の製造方法では、始めに塩化ビニールシートからなる表皮材１０と硬質の発泡ポリウレタンからなる構造部材２１とを予め所望の形状に成形しておく。勿論、このとき構造部材２１の表皮材側とは反対の背面に閉ループ状のダクト用リブ２２が一体成形されている。前記表皮材１０を下型５１に背面側を下にして加熱し、真空吸引により下型５１の内面形状に沿わせて密着保持する。一方、上型５２の内部空間にはクッション体成形空間Ｂを残して予め成形された構造部材２１を密着載置しておく。ここで型を閉じる。この型閉時には、表皮材１０と構造部材２１との間には、図１７に示すような僅かな寸法の間隙ｄがクッション体成形空間Ｂに連通して形成されている。本実施形態にあっては、前記間隙ｄは略３ｍｍに設定される。

この状態で、上記クッション体２５の成形空間Ｂに半硬質の発泡ポリウレタン原料が導入されると、同原料は直ちに発泡を開始して前記成形空間はもとより、表皮材１０と構造部材２１との間の間隙にも発泡しながら拡がり、全ての空間を充満させて成形を終了する。その結果、ダッシュボード１００の左右翼部１０２，１０３の凹欠部１０４，１０５を含む周辺部には、図５に示すように、軟質で弾性変形が可能な発泡ポリウレタンからなるクッション体２５が表皮材１０の背面と構造部材２１の側面の一部に接合一体化されるとともに、同質材からなる薄い発泡ポリウレタンが表皮材１０と構造部材２１との間に介装一体化されることになる。

こうして得られる本実施形態によるダッシュボード１００によれば、第１実施形態では図１６（ａ）に示すように表皮材１０のアンダーカッタ部１０４，１０５の周辺部表面に表出していた段差がなくなり、図１６（ｂ）に示すように構造部材２１とクッション体２５との境界線が消失して平坦な表面が形成される。また、同時にその境界を挟んで左右に配される構造部材領域とクッション体領域の表皮材１０の表面に形成されているシボ模様のシボ深さが変わらず、均等なシボ模様が残った美麗な表面に仕上がる。これはクッション体２５の発泡成形時に、表皮材１０に作用する半硬質の発泡ポリウレタンの成形圧（発泡圧）と成形温度とが表皮材１０の全面にわたって均等となることによる。

更に、本実施形態による製造方法では、構造部材２１を予め成形しておくだけで、第１実施形態による挿入型をなくした最終の金型５０を用意してクッション体２５の１回の発泡成形により、簡単に製造できるため、大幅なコストダウンができる。
なお、以上は本発明の典型的な実施の形態を説明したに過ぎず、例えばダッシュボードの左右翼部の凹欠部を含む周辺にクッション体を配しているが、このクッション体は左右の凹欠部の一方でもよく、また更に左右翼部の側壁をもクッション体領域とすることができ、本発明は特許請求の範囲に記載した構成を逸脱しない範囲で多様な材料や設計の変更が可能である。

Claims (12)

1. 作業用車両の組込み部に組み込まれ、表面に表皮材が被覆一体化されてなる所望の曲面形状を有するパネル状の内装部材であって、
   同内装部材のパネル面と平行な脱着方向に直交する左右の少なくとも一側縁部に、前記組込み部に存在する干渉体と干渉する干渉領域を有し、
   同干渉領域には前記干渉体が嵌合する凹欠部が形成されてなり、
   前記内装部材の前記干渉領域は弾性変形可能な材質のクッション体から構成される弾性領域とされ、
   前記内装部材の前記弾性領域以外の領域は軽量で且つ前記クッション材よりも硬質の材質からなる構造部材から構成される硬質領域とされ、
   前記表皮材、クッション体及び構造部材が一体化されてなる、
   ことを特徴とする内装部材。
2. 前記クッション体の硬度はＣ硬度８７以下（日本ゴム協会標準規格 SRIS 0101）であり、前記構造部材の曲げ弾性率が５００ＭＰａ以上、曲げ強度が２０ＭＰａ以上、熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ°Ｋ以下である請求の範囲第１項に記載の内装部材。
3. 少なくとも前記クッション体が半硬質のポリウレタン樹脂又は熱可塑性エラストマーなどの発泡体からなり、前記構造部材は熱硬化樹脂材料からなる請求の範囲第１項又は第２項に記載の内装部材。
4. 少なくとも前記クッション体は前記構造部材と表皮材との一部に発泡成形により一体化されてなる請求の範囲第１項又は第２項に記載の内装部材。
5. 前記構造部材は発泡成形材である請求の範囲第３項に記載の内装部材。
6. 前記熱硬化性樹脂が硬質ポリウレタン樹脂である請求の範囲第５項に記載の内装部材。
7. 前記構造部材の背面に複数のリブが一体成形により形成されてなる請求の範囲第５項又は第６項に記載の内装部材。
8. 前記リブは送風通路の壁面を構成するとともに、その壁面の開放面が蓋材により閉塞されて２以上の送風通路が形成され、同送風通路にはエアコン用及びデフロスタ用の貫通孔を有してなる請求の範囲第６項に記載の内装部材。
9. 作業用車両の組込み部位に組み込まれ、表面に表皮材を被覆一体化した所望の曲面形状を有するパネル状の内装部材の製造方法であって、
   上下一対の金型の少なくとも一方の金型のキャビティに沿って表皮材を密接配置すること、
   前記内装部材のパネル面と平行な脱着方向と直交する左右の少なくとも一側縁部の前記組込み部位に存在する干渉体と脱着時に干渉しない、他方の金型のキャビティの非干渉領域に、予め軽量で且つ硬質の剛性ある熱硬化性樹脂からなる構造部材を配設すること、及び
   型閉時の上型及び下型を有する金型と前記表皮材及び前記構造部材との間に形成される前記干渉体と干渉する少なくとも干渉領域にクッション材を充填し、前記表皮材及び構造部材と一体化すること、
   を含んでなることを特徴とする内装部材の製造方法。
10. 前記表皮材に前記構造部材をラミネート成形により一体化すること、及び
    型閉時の金型と前記表皮材及び構造部材との間に形成される上記空間内に軟質ポリウレタンを導入して、その場で発泡させてクッション体を前記表皮材及び構造部材に一体化することを含んでなる請求の範囲第９項記載の内装部材の製造方法。
11. 前記構造部材を予め所望の曲面形状に賦形して前記他方の金型に真空吸引により密接固定することを含んでなる請求の範囲第９項又は第１０項に記載の内装部材の製造方法。
12. 前記構造部材を予め成形しておくこと、
    型閉時に下型及び上型に配した前記表皮材と構造部材との間に間隙を形成すること、及び
    型閉時の上記金型と前記表皮材及び構造部材との間に形成される前記間隙を含む全ての前記空間に軟質ポリウレタン樹脂を導入して、その場で発泡させて前記クッション体を前記表皮材と構造部材との間で成形一体化すること、
    を含んでなる請求の範囲第９項又は第１０項に記載の製造方法。

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