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発明の名称 インストルメントパネル、モジュール及び車輌
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−161131(P2007−161131A)
公開日 平成19年6月28日(2007.6.28)
出願番号 特願2005−361326(P2005−361326)
出願日 平成17年12月15日(2005.12.15)
代理人 【識別番号】100091948
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 武男
発明者 佐藤 寛一
要約 課題
作業用車輌等の運転室に配設されるインパネにあって、振動や衝撃を受けても装着した各種機器が落下したり、インパネに破損が生じることがなく、また、各種機器を装着する際の部品点数の低減を図るとともに機器の装着を安定して行うことを可能にしたインパネを提供する。

解決手段
本発明により、合成樹脂基材と、同合成樹脂基材の表面に被覆一体化された表皮材とを備え、車輌の運転室内の運転席前方に配設可能なインストルメントパネルであって、前記合成樹脂基材には、金属支持体が同金属支持体の一部を前記合成樹脂基材から突設させた状態でインサート成形により一体成形されてなり、前記合成樹脂基材から突設させた部位には、前記インストルメントパネルを前記車輌の車体フレームに組み付けて固定可能なフレーム固定部を有してなることを特徴とするインストルメントパネルが提供される。
特許請求の範囲
【請求項1】
合成樹脂基材と、同合成樹脂基材の表面に被覆一体化された表皮材とを備え、車輌の運転室内の運転席前方に配設可能なインストルメントパネルであって、
前記合成樹脂基材には、金属支持体が同金属支持体の一部を前記合成樹脂基材から突設させた状態でインサート成形により一体成形されてなり、
前記合成樹脂基材から突設させた部位には、前記インストルメントパネルを前記車輌の車体フレームに組み付けて固定可能なフレーム固定部を有してなる、
ことを特徴とするインストルメントパネル。
【請求項2】
前記合成樹脂基材が硬質発泡ポリウレタンからな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】
前記硬質発泡ポリウレタンの密度が、0.35g/cm3以上0.85g/cm3以下であることを特徴とする請求項2記載のインストルメントパネル。
【請求項4】
前記フレーム固定部は、
前記車体フレームに引掛けて固定可能なように曲げ加工が施された第1固定部と、
前記車体フレームにビス又はボルトで固着することにより固定可能なように孔部が形成された第2固定部と、
を備えてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインストルメントパネル。
【請求項5】
前記金属支持体は、計器類等の各種機器を装着可能な機器装着部を更に有してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のインストルメントパネル。
【請求項6】
前記合成樹脂基材の背面側に複数のリブが一体成形により形成されてなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインストルメントパネル。
【請求項7】
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ことを特徴とする請求項6記載のインストルメントパネル。
【請求項8】
計器類等の各種機器が、請求項1〜7のいずれかに記載されたインストルメントパネルに装着されてなることを特徴とするモジュール。
【請求項9】
前記車輌の車体フレームに、請求項8に記載されたモジュールの前記フレーム固定部が固定されてなることを特徴とする車輌。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、車輌の運転室内に配設されるインストルメントパネル(以下、インパネと略記することがある)、同インパネに計器類等の各種インパネ装着されたモジュール、及び同モジュールを運転室内に配設した車輌に関し、特に、作業用車輌の運転室内に配設され、作業時に振動や衝撃を受けてもインパネに破損が生じたり、またインパネに装着した機器が落下することを防ぐことが可能なインパネ、及び同インパネを用いたモジュール並びに作業用車輌に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、ショベルやダンプトラック等のような作業用車輌の運転室内前方にはインパネが設けられており、このインパネには、計器類等を備えたメーターパネル、車輌周囲の映像等を映し出す液晶モニター、カーステレオ(ラジオ)、ナビゲーションシステム、グローブボックス等といった多くの機器や部品が取り付けられている。また、インパネの運転室側表面部分には、グリルが装着されたエアコン用空気吹き出し口が設けられ、更にフロントガラスの下方に面する上面部分等には、デフロスタ用空気吹き出し口が設けられており、これらはそれぞれエアコン用及びデフロスタ用ダクト(以下、これらをエアコン用ダクト類と略記することがある)に接続されている。
【0003】
上記のような作業用車輌に配設されるインパネは、例えば作業用車輌の操業中に振動や衝撃を受けても、インパネに設置された液晶モニター、カーステレオ、ナビゲーションシステム等の比較的重量が嵩む重量物がその振動や衝撃でインパネから外れたり、落下することがないように耐震性を確保するため、例えば以下のようにして構成されている。
【0004】
先ず、作業用車輌の車体フレームにインパネの骨組みを板金加工により形成し、その骨組みに重量物等を直接取り付けるとともに、エアコン用ダクト類を骨組みの中に組み付ける。その後、予め成形された合成樹脂製のカバーにエアコン用ダクト類を繋ぎ合わせるとともに、同合成樹脂製カバーを骨組みに被せることによってインパネが形成される。これにより、作業用車輌の操業中に大きな振動加速度(最大で7G程度)を受けても重量物等が、その自重の加速で滑って装着位置から外れたり、また落下することを防ぐことができる。
【0005】
一方、普通乗用車等の運転室内に配設されるインパネは、前記作業用車輌のような大きな振動や衝撃を受けることが少なく、また高いデザイン性や設計自由度が求められることが多い。このため、普通乗用車用のインパネにおいては、前記作業用車輌用のインパネとは異なり、先ず、合成樹脂を所定の形状に成形するとともにその表面に表皮材を被覆一体化することによりインパネを形成し、この得られた合成樹脂製のインパネにメーターパネル等の各種機器を装着することによりモジュールを構成する。そして、このモジュールを車体フレームに取り付けることによって、各種機器が装着されたインパネが運転室内の運転席前方に配設されることになる。
【0006】
このような普通乗用車等に用いられるインパネの具体的な一例としては、特開2005−75089号公報(特許文献1)等に記載されている。この特許文献1に記載されているインパネにおいては、先ず合成樹脂の成形により得られたインパネにメーターパネルやグローブボックス等を設置することによりモジュールが構成され、次に同モジュールが、エアコン用ダクトやデフロスタ用ダクトと繋ぎ合わせながら、補強ブラケットを介して車体フレームに取り付けられている。なお、特許文献1においては、モジュールが車体フレームに取り付けられた後に、カーステレオ等がインパネの所定位置に装着されるとしているが、カーステレオ等の重量物は、モジュールの構成時にメーターパネル等と一緒にインパネ本体に装着させておくことも可能である。
【特許文献1】特開2005−75089号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
作業用車輌に配設されるインパネでは、前述のように、液晶モニター等の各種装着機器は、操業中に振動や衝撃を受けても落下すること等がないように、板金により構成された骨組みに直接取り付けられている。しかし、このように板金構成の骨組みに各種機器を取り付けてインパネを構成している場合、例えば普通乗用車等のように合成樹脂製のインパネに機器を取り付けてモジュール化がなされている場合に比べて、各種機器の部品アイテム数や部品数が非常に多くなり、コストアップを招く要因の一つとなっていた。
【0008】
また、板金加工においては、骨組み自体の寸法精度や各種機器の取り付け精度が高くないことから、各種機器が取り付けられたインパネの骨組みに樹脂カバーを被せる際に、骨組み及び装着機器と、樹脂カバーとの間に位置ずれが生じやすかった。このため、インパネを形成する際には、各種装着機器の位置調整、及び樹脂カバーの形状や装着位置の調整等を行わなければならず、組立て工数の増加を招くといった問題があった。
【0009】
そこで、上記のような問題を解決する手段の一つとして、作業用車輌に配設されるインパネの本体を、例えば普通乗用車等の場合のように合成樹脂で成形し、得られた合成樹脂製のインパネ本体に各種機器を装着してモジュール化を図り、得られたモジュールを作業用車輌の車体フレームに固定することが試みられている。
【0010】
例えば、フリッツマイヤー(Fritzmeier)社等のような欧州の一部のメーカーにおいては、回転成形法により合成樹脂製のインパネを成形し、その合成樹脂製のインパネに各種装着機器を装着することによるモジュール化が進められており、一部では作業用車輌にも実用化され始めてきている。これにより、従来の作業用車輌用インパネでは実現することが難しかった各種機器の部品点数の減少や、組立て工数の減少を図ることが可能となる。
【0011】
しかし、このような作業用車輌に用いられる合成樹脂製のインパネは、合成樹脂自体に各種装着機器を直接取り付けているため、従来の板金構成によるインパネに比べて耐振動性が低い。そのため、このようなインパネの用途は、現在のところ大きな振動加速度を受けることが少なく、またモニター等の重量も比較的軽い小型機種に限定されている。特に、各種機器を装着したインパネ自体は、ブラケットや車体フレームとの間でボルト等により直接固定されているため、例えば操業中に大きな振動加速度を受けた際に、インパネとブラケット又は車体フレームとの固定部において大きな応力が生じ易く、同固定部やその近傍においてインパネ自体が破損する恐れがあった。
【0012】
また、前記インパネの樹脂成形法としては、中空形状で均一な肉厚を得やすい回転成形法が採用されている。このため、形状的に小さなRの造形が難しくインパネの外観形状が制約されてしまい、その上、合成樹脂材料も低密度ポリエチレン(LDPE)に限定される。更に、インパネ表面は梨地模様が基本とされ、しぼ模様の形成が難しいこと、樹脂材料がLDPEに限定されるため後塗装が難しく、色彩が淡いグレー乃至黒に制限されてしまうこと等のようにインパネの質感に劣るといった問題もあり、インパネの適用範囲はかなり限定されていた。
【0013】
更に上記の場合、合成樹脂製インパネのモジュール化を図るため、例えば回転成形を行う際にエアコン用ダクトやデフロスタ用ダクトをインパネに一体成形することが行われている。しかし、ダクト形状はインパネの取付面の形状に合わせる必要があるものの、回転成形法では金型の内径と成形品の肉厚でダクトの形状が決まってしまい、正確な空気の流れを制御することは極めて困難であった。また、ダクトを形成する樹脂材料がLDPEに限定されてしまうため、例えば寒冷地や湿度の高い地域等ではダクト表面における結露の発生が避けられず、ダクト周辺の金属製パーツを錆び付かせるといった問題もあった。
【0014】
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、例えば作業用車輌等の車輌の運転室に配設されるインストルメントパネルにあって、振動や衝撃を受けても装着した各種機器が落下したり、インパネに破損が生じることがなく、また、各種機器を装着する際の部品点数の低減を図るとともに機器の装着を安定して行うことを可能にしたインストルメントパネルを提供することにある。更に、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、しかもダクト類に結露の生じないインストルメントパネルを提供することを二次的な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的を達成するために、本発明により提供されるインストルメントパネルは、基本的な構成として、合成樹脂基材と、同合成樹脂基材の表面に被覆一体化された表皮材とを備え、車輌の運転室内の運転席前方に配設可能なインストルメントパネルであって、前記合成樹脂基材には、金属支持体が同金属支持体の一部を前記合成樹脂基材から突設させた状態でインサート成形により一体成形されてなり、前記合成樹脂基材から突設させた部位には、前記インストルメントパネルを前記車輌の車体フレームに組み付けて固定可能なフレーム固定部を有してなることを最も主要な特徴とするものである。
上記構成を備えた本発明のインストルメントパネルでは、前記合成樹脂基材が硬質発泡ポリウレタンからなることが好ましい。またこの場合、前記硬質発泡ポリウレタンの密度が、0.35g/cm3以上0.85g/cm3以下であることが好ましい。
【0016】
本発明のインストルメントパネルにおいて、前記フレーム固定部は、前記車体フレームに引掛けて固定可能なように曲げ加工が施された第1固定部と、前記車体フレームにビス又はボルトで固着することにより固定可能なように孔部が形成された第2固定部とを備えていることが好ましい。
また、前記金属支持体は、計器類等の各種機器を装着可能な機器装着部を更に有している。
【0017】
更に、本発明にあっては、前記構成を備えた合成樹脂基材の背面側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。
【0018】
また本発明によれば、計器類等の各種機器が、前記構成を備えたインストルメントパネルに装着されたモジュールを提供することができる。更に、前記構成を備えたモジュールの前記フレーム固定部が車体フレームに固定された車輌も提供することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明に係るインストルメントパネルは、合成樹脂基材と、同合成樹脂基材の表面に被覆一体化された表皮材と、同合成樹脂基材にインサート成形により一体成形された金属支持体を備えている。また、前記金属支持体は、その一部が合成樹脂基材から突設され、この突設部位に車体フレームと固定するフレーム固定部を有している。
【0020】
このような構成を有するインパネであれば、金属支持体が合成樹脂基材にインサート成形されているので、例えば作業用車輌に適用した場合でも、重作業の振動や衝撃に耐え得る十分な強度及び剛性を得ることができる。また、例えば各種機器を装着してモジュールを構成した後、合成樹脂基材から突設させた金属支持体で車体フレームと固定することができるため、車体フレームとの固定部における強度も大幅に向上させることができる。従って、過酷な作業環境においても合成樹脂基材に破損が生じることを防ぎ、長期の使用に耐え得る優れたインパネとなる。
【0021】
本発明のインパネにおいて、前記合成樹脂基材が硬質発泡ポリウレタンからなることにより、軽量で高い剛性を確保でき、また耐候性に優れているといった利点を得ることができる。また、硬質発泡ポリウレタンは断熱性に優れているため、例えばインパネにエアコン用及びデフロスタ用のダクトを一体に形成した場合、ダクトに結露が生じるのを防ぐことができる。また、合成樹脂基材を硬質発泡ポリウレタンで構成することにより、反応射出成形(RIM成形)によって合成樹脂基材を成形することが可能となる。これにより、金型に大きな射出圧がかからないため、金型や型締め装置として大掛かりなものを用いる必要がなく、設備コストの削減を図ることができ、更に、大型で複雑な形状の合成樹脂基材も安定して成形することができる。
【0022】
この場合、前記硬質発泡ポリウレタンの密度が0.35g/cm3以上であれば、所要の曲げ強度及び曲げ弾性率を確保することができ、強度に優れたインパネとなる。また、前記硬質発泡ポリウレタンの密度が0.85g/cm3以下であれば、より高い断熱性を得ることができるため、ダクトを一体に形成した際に結露の発生をより確実に防ぐことができる。
【0023】
また、前記金属支持体のフレーム固定部は、曲げ加工が施された第1固定部と、孔部が形成された第2固定部とを備えており、インパネを車体フレームに固定する際に、フレーム固定部の第1固定部を車体フレームに引掛けて固定するとともに、第2固定部と車体フレームとをビス又はボルトで固定することができる。これにより、インパネを車体フレームに強固に且つ安定して固定することができる。
【0024】
本発明のインパネにおける前記金属支持体は、計器類等の各種機器を装着可能な機器装着部を更に有している。これにより、重量物等の各種機器を金属支持体に固定してインパネの所定位置に安定して装着し、且つ、金属支持体で確実に支持することができる。従って、インパネが振動や衝撃を受けても、金属支持体に固定された各種機器が外れたり、落下することを防止することができる。
【0025】
更に、本発明において、合成樹脂基材の背面側に複数のリブが一体成形により形成されている。これにより、合成樹脂基材の強度及び剛性を更に高めることができる。
【0026】
またこの場合、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以上の送風通路が形成され、この送風通路にはエアコン用及びデフロスタ用の貫通孔が形成されている。これにより、前記リブは、合成樹脂基材の補強としての機能に加えて、エアコン用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る。従って、従来のごとく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インパネの下面に改めて装着する必要がなく、インパネにエアコン用及びデフロスタ用のダクトを一体的に形成することができるため、ダクト類の設計に自由度を持たせることができるとともに、ダクト類の組み付け作業を簡略化して大幅なコストダウンを図ることが可能となる。
【0027】
そして、本発明により提供されるモジュールは、計器類等の各種機器が、前記構成を備えたインストルメントパネルに安定して装着されている。このため、従来の板金構成に各種機器を直接取り付けたインパネの場合のように、機器の位置ずれが生じることもないので組立て工数を減少できるとともに、各種機器を装着する際の部品点数(部品アイテム数や部品数)を大幅に低減することもできる。また、このような本発明のモジュールであれば、例えばコネクタ類を1箇所に集めて整理することができるので整備性が向上するとともに、電装品のケーブル等を固定してコネクタの振動を抑えることが可能となるので、電装品のコネクタトラブルの発生を防ぐこともできる。
【0028】
更に、本発明によれば、前記構成を備えたモジュールの前記フレーム固定部が車体フレームに固定されて、インパネが運転室内の運転席前方に配設された車輌が提供される。このようにモジュールのフレーム固定部が車体フレームに固定されることにより、車輌へのインパネの組み付けを容易に安定して行うことができる。更に、上記のような本発明の車輌であれば、運転室内に配設したインパネ(モジュール)が、板金構成に各種機器を直接取り付けた従来のインパネと略同程度の強度を確保することができるため、車輌が激しい振動や衝撃を受けても、インパネに装着した各種機器が落下することも、またインパネ自体に破損が生じることも防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
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。なお、以下の実施形態においては、ダンプトラックの運転室に配設されるインストルメントパネル(以下、インパネ)及びモジュールについての説明を主に行う。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の作業用車輌や普通乗用車等の種々の車輌にも同様に適用できる。特に、本発明は、種々の車輌の中でも操業中に振動や衝撃を受け易い作業用車輌に対して非常に好適に適用される。
【0030】
ここで、図1は、本実施形態のインパネを運転席側の斜め上方から見た斜視図であり、図2は、同インパネをフロントガラス側の斜め上方から見た斜視図であり、図3は、同インパネの一部を背面側から見た部分斜視図である。更に、図4は、図1及び図2に示したIV−IV線の断面図であり、図5は、図1及び図2に示したV−V線の断面図である。なお、本明細書におけるインパネの前後方向は、運転席から見てインパネのフロントガラス側を前方、運転席側を後方とし、また左右方向は運転席から見た左右の方向に対応するものとする。
【0031】
図1〜図3に示した本実施形態のインパネ1は、ダンプトラックの運転室内の運転席前方に配設可能なように所定の外観形状及び寸法を有しており、インパネ1の運転席側表面(後方表面)には各種の機器やスイッチを配設するための複数の開口が設けられている。
【0032】
具体的に説明すると、インパネ1の運転席側表面の左側下方部には、各種のスイッチ類を配設するための第1スイッチ装着口11が設けられている。また、第1スイッチ装着口の右側には、計器類等を配したメーターパネルを装着するためのメーターパネル装着口12と、ハンドルのステアリングシャフトを挿通するステアリングシャフト挿通口13とが上下に設けられている。
【0033】
更にその右側には、各種のスイッチ類を配設するための第2スイッチ装着口14及びステレオ装着口15と、液晶モニター装着口16、エアコン装着口17及び灰皿装着口18とがそれぞれ所定位置に順に設けられている。また、インパネ1の運転席側表面の右側部にはグローブボックス19や収納部20等が設けられている。
【0034】
一方、インパネ1の運転席側表面の上部には、エアコン用貫通孔としてエアコン用空気吹出し口21が3箇所形成されている。また、インパネ1のフロントガラス側の上面には、デフロスタ用貫通孔として矩形状のデフロスタ用空気吹出し口22が3箇所形成されている。
【0035】
このような本実施形態のインパネ1は、図4及び図5に示すように、インパネ1の外表面に外装材として配された表皮材2と、同表皮材2の被包一体化される合成樹脂基材3と、同合成樹脂基材3にインサート成形により一体成形した金属支持体4とから構成されており、前記金属支持体4は、その一部を合成樹脂基材3から一部突出させた状態で配されている。
【0036】
これらの表皮材2、合成樹脂基材3、及び金属支持体4は、以下で詳述するように、その成形時に成形一体化されている。また、本実施形態のインパネ1においては、合成樹脂性の第1蓋材5がインパネ1の前方側(運転席側とは反対の側)に配され、合成樹脂性の第2蓋材6がインパネ1の背面側に配されており、これらの第1及び第2蓋材5,6は、それぞれ前記インパネ1とは別途に成形された後、ビス7又はボルトによってインパネ1に取り付けられている。
【0037】
本実施形態において、前記表皮材2としては、対候性に優れている脂肪族系のポリウレタンが用いられており、その表面にはしぼ模様が付与されている。また、表皮材2に顔料を含有させることにより様々な色彩を施すことができる。これにより、表皮材2の色調や艶を任意に選択することができ、例えばインパネ1表面のフロントガラスへの映り込み等を抑制することが可能となる。この表皮材2は、以下で詳述するように、インモールドコート法によって合成樹脂基材3の表面に、特にインパネ1の外表面に、0.6〜0.9mmの膜厚で被覆一体化されている。なお、本発明において、その他の表皮材2の材質として、例えば熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等を用いることもできる。
【0038】
また、前記表皮材2は、合成樹脂基材3との間に、例えばJIS−K−5400に規定されている碁盤目テープテスト法(隙間間隔:1mm、ます目数:100個)でその付着性を試験した際に、全てのます目で剥離が生じない程度の付着力(接着力)を有していることが好ましい。これにより、インパネ1を長期にわたって使用しても、表皮材2の剥離を防いでインパネの外観を維持することができる。
【0039】
前記合成樹脂基材3は、従来用いられている合成樹脂、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、AES樹脂等のスチレン系樹脂、ポリウレタンを用いることができるが、その中でも特に硬質発泡ポリウレタンからなることが好ましい。硬質発泡ポリウレタンであれば、RIM成形法を用いることにより複雑な形状でも安価に成形できるとともに、軽量で高い剛性を安定して確保することができる。この硬質発泡ポリウレタンの気泡はいずれも独立気泡であり、その成形面には薄くて平滑なスキン層が形成されている。
【0040】
このとき、硬質発泡ポリウレタンの密度は、0.35g/cm3以上0.85g/cm3以下であることが好ましい。ここで、硬質発泡ポリウレタンの密度と、曲げ強度、曲げ弾性率、及び断熱性との関係を調べた結果を図10〜図12に示す。硬質発泡ポリウレタンの密度が0.35g/cm3未満の場合、図10及び図11に示したように、硬質発泡ポリウレタンの曲げ強度及び曲げ弾性率がともに低くなり、インパネ1の強度上の問題が生じる恐れがある。
【0041】
一方、硬質発泡ポリウレタンの密度が0.85g/cm3を越えると、図12に示したように熱伝導率が高くなり、良好な断熱性が得られなくなる。このように硬質発泡ポリウレタンの熱伝導率が高くなってしまうと、例えば硬質発泡ポリウレタンでダクトの一部(壁面)を構成した際に、ダクト表面で結露の発生が生じてしまう。従って、図10〜図12に示したように、硬質発泡ポリウレタンの密度が0.35g/cm3以上0.85g/cm3以下であれば、曲げ強度が約15MPa以上、曲げ弾性率が約500MPa以上となるため強度に優れ、且つ、その高い断熱性により結露の発生を防止できるインパネを得ることができる。
【0042】
なお、本実施形態におけるインパネ1の前記表皮材2及び前記合成樹脂基材3は、FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety Standards:米国連邦自動車安全基準)の基準に合格した難燃性を示す材料で構成されることが望ましい。
【0043】
前記金属支持体4は、その一部が合成樹脂基材3から突設させた状態で、合成樹脂基材3にインサート成形により成形一体化されている。インパネ1の前方側で合成樹脂基材3から突設させた金属支持体4の部位には、ダンプトラックの車体フレームに組み付けて固定可能なフレーム固定部8を有している。
【0044】
このフレーム固定部8は、車体フレームに引掛けて固定可能なように曲げ加工が施された第1固定部9と、同第1固定部9の下方に設けられ、車体フレームにビス又はボルトで固着することにより固定可能なように孔部23が形成された第2固定部10とを備えている。前記第1固定部9は、車幅方向に沿って所定の長さで設けられている。また、前記第2固定部10は、インパネ1の左右両側部と車幅方向の略中間部とにおいて下方に向けて延設されており、その先端部には前記孔部23が形成されている。
【0045】
なお、本発明において、フレーム固定部8の構成はこれに限定されず、インパネ1を車体フレームに安定して固定できれば良い。例えば、曲げ加工が施された第1固定部9の配設位置を下方に下げるとともに、同第1固定部9の上方にビス又はボルト用の孔部が形成された第2固定部10を設けることが可能であり、また、インパネ1の前方側に曲げ加工が施された第1固定部9を設けることなく、ビス又はボルト用の孔部が形成された第2固定部10を上方と下方とに2箇所設けることも可能である。なお、フレーム固定部8は、これらの例のように上下2つの固定部でインパネ1を車体フレームに固定可能な構成を有することが好ましい。
【0046】
また、前記金属支持体4は、前記フレーム固定部8を有するとともに、合成樹脂基材3から突設させたその他の部位に、前記メーターパネル、ステレオ、液晶モニター、エアコン等の重量物となる各機器を装着可能な機器装着部24を有している。言い換えると、1つの金属支持体4には、車体フレームに固定するフレーム固定部8と、各機器を装着可能な機器装着部24とが備えられている。
【0047】
前記機器装着部24は、図6に金属支持体4の一部の概略形状を立体的に示すように、前記液晶モニター等の重量物をインパネ1の各装着口に安定して装着するために、重量物をその左右側面及び後面で支持可能な側面支持部25及び後面支持部26を有し、且つ、機器の後面支持部26にはその上部及び下部でビス又はボルト留めが可能な機器装着孔部27が設けられている。更に、機器装着部24は、機器の底面でも支持可能なように、底面支持部28も有することがより好ましい。なお、図6は、金属支持体4の形状を理解し易くするために、装着される重量物の位置が仮想線で示されている。この図6において、重量物の上面や、機器装着部24が設けられてない重量物の底面には、合成樹脂基材3が直接接触して支持するように構成されており、より安定な機器の装着状態を確保している。
【0048】
本実施形態のインパネ1においては、合成樹脂基材3の所定の位置に液晶モニター等の電装品のケーブルを収納するケーブル収納溝(不図示)を備えることができる。このようなケーブル収納溝を設けておくことにより、インパネ1に電装品を装着してモジュールを構成したときに、電装品のケーブル等をケーブル収納溝に収納して固定することができる。
【0049】
また、本実施形態において、合成樹脂基材3の背面側には、図4及び図5に示すように、デフロスタ用ダクト29の壁面となる第1リブ31と、エアコン用ダクト30の壁面となる第2リブ32とが設けられている。これらの第1リブ31及び第2リブ32は、インパネ1の強度及び剛性を確保する機能を有している。
【0050】
更に、前記第1リブ31及び第2リブ32に沿って、硬質の発泡ポリウレタンからなる前記第1蓋材5及び第2蓋材6により蓋がなされる。これら第1蓋材5及び第2蓋材6は、前記第1リブ31及び第2リブ32に沿って接着剤により予め接着し、その接着時にリブの複数カ所にタップネジ等のビス7をもって固着されている。また、第1蓋材5及び第2蓋材6の所定の位置にはエア導入孔(不図示)が設けられており、このエア導入孔の周囲には、デフロスタ用及びエアコン用の図示せぬ外部ダクトと結合するための結合部(不図示)が形成されている。
【0051】
このような第1蓋材5及び第2蓋材6がそれぞれ第1リブ31及び第2リブ32に取り付けられることにより、合成樹脂基材3の背面側に設けた第1リブ31及び第2リブ32は、補強としての機能に加えて、デフロスタ用及びエアコン用のダクト29,30の側壁面を構成することになり、これらリブ31,32と蓋材5,6とによりデフロスタ用及びエアコン用のダクト29,30が構成される。このデフロスタ用ダクト29は、3箇所の前記デフロスタ用空気吹出し口22に接続されており、また、エアコン用ダクト30は、3箇所の前記デフロスタ用空気吹出し口21に接続されている。これにより、従来のごとく別途用意されたデフロスタ用及びエアコン用のダクトを、デフロスタ用空気吹出し口やエアコン用空気吹出し口にインパネの背面側から直接装着する必要がなくなる。
【0052】
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付かせることが多発する。これに対して本実施形態では、上述のように第1リブ31及び第2リブ32や第1蓋材5及び第2蓋材6が、断熱性に優れる硬質発泡ポリウレタンからなるため、デフロスタ用及びエアコン用のダクト29,30に結露が生じることを防止することができる。その上、第1リブ31及び第2リブ32の壁面、及び第1蓋材5及び第2蓋材6の内面には、成形時に薄い平滑なスキン層が形成されているため、デフロスタ用及びエアコン用のダクト29,30内の空気の流れが極めて滑らかとなる。
【0053】
更に、前記第1リブ31及び第2リブ32はデフロスタ用及びエアコン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く、ダクト類の設計に自由度を持たせることができる。また、前記ダクト29,30の側壁となる第1リブ31及び第2リブ32は、合成樹脂基材3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を図ることができる。
【0054】
なお、前記第1蓋材5は、インパネ1に取り付けられることにより、インパネ1の前方側の面を構成しているが、本発明はこれに限定されず、第1蓋材5を単に第1リブ31に沿って蓋をする部材として用いることもできる。
【0055】
上述のような構成を備えた本実施形態のインパネ1は、以下のような反応射出成形(RIM成形)を行うことにより製造される。なお、本発明はこれに何ら限定されず、多様の変更が可能であり、以下の説明は本発明のインパネの製造方法の単なる一例を示したに過ぎない。ここで、図7〜図9は、インパネ1の成形手順を模式的に示している。
【0056】
先ず、成形型として細かい加工に適して安価なZAS型を準備して、インモールドコート法により表皮材2を合成樹脂基材3に被覆一体化するために、下型41のキャビティ表面にスプレーで塗装を行うことにより表皮材2となる樹脂層2’を形成する。このとき、樹脂層2’の下型41と接する面にはしぼ模様が付与される。なお、本発明において、表皮材2を被覆一体化する方法は特に限定されず、例えばシート状の表皮材2を別途に形成して所定形状に賦形し、この賦形された表皮材2を下型41のキャビティ表面にセットしておき、その後以下に説明するRIM成形を行うことも可能である。また、成形型もZAS型に限定されず、例えば樹脂型等を用いることもできる。
【0057】
下型41のキャビティ表面に前記樹脂層2’を形成すると同時に、上型42にインサート成形する金属支持体4を、例えば上型42に取り付けたマグネットにより保持する。このとき、上型42に保持する金属支持体4は、フレーム固定部8と機器装着部24とを備えた所定の形状に予め賦形されており、フレーム固定部8の第1固定部9となる部位には曲げ加工が施されており、第2固定部10となる部位の先端部には孔部23がそれぞれ形成されている。
【0058】
次に、図7に示すように、樹脂層2’を形成した下型41と、金属支持体4を保持した上型42とを型締めし、その後、ポリウレタンのRIM成形を行う。このとき、所望形状の合成樹脂基材3を成形するために、下型41と上型42との間に中子(不図示)を挿入することも可能である。
【0059】
ポリウレタンのRIM成形は、図8に示すように、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、及び水の混合物43が、上型42に設けた注入口44から下型41と上型42との間に形成される成形空間45に射出されることにより行われる。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45に導入された混合物43は、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45内に充満し、図9に示すように、表皮材2(樹脂層2’)及び金属支持体4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。
【0060】
前記RIM成形により、表皮材2、合成樹脂基材3、及び金属支持体4が成形一体化された成形品を得ることができる。その後、成形品の合成樹脂基材3の第1及び第2リブ31,32に、別途成形された第1及び第2蓋材5,6がそれぞれビス7により固定される。これにより、本実施形態のインパネ1を得ることができる。
【0061】
そして、上述のようにして作製されたインパネ1は、金属支持体4に設けた機器装着部24に、メーターパネル、ステレオ、液晶モニター、エアコン等の重量物をビス33等で固定することにより安定して装着し、またその他に、各種のスイッチ類や灰皿等を所定の位置に取り付けることによって、モジュールを構成することができる。
【0062】
更に、このモジュールは、前記金属支持体4のフレーム固定部8の第1固定部9を車体フレームに引掛けるとともに、第2固定部10と車体フレームとをビス又はボルトで固定する。これと同時に、第1蓋材5及び第2蓋材6に形成した各結合部(不図示)にデフロスタ用及びエアコン用の外部ダクトを接続する。これにより、ダンプトラックの運転室内の運転席前方にインパネ1を強固に且つ安定して固定することができる。
【0063】
以上のように、本実施形態のインパネ1であれば、金属支持体4が合成樹脂基材3にインサート成形されており、この金属支持体4に設けた第1及び第2固定部9,10でダンプトラックの車幅方向に延設した車体フレームに固定されるため、重作業の振動や衝撃に耐え得る十分な強度及び剛性を得ることができる。従って、過酷な作業環境においても合成樹脂基材3に破損が生じることを防ぎ、耐振動性を備え、長期の使用に耐え得る優れたインパネとなる。更に、表皮材にはしぼ模様が付与されているため、美麗な表面を備えて質感に優れたインパネに仕上げることができる。
【0064】
また、前記金属支持体4は、第1及び第2固定部9,10だけでなく、計器類等の各種機器を装着可能な機器装着部24を有しているため、各種機器をインパネ1の金属支持体4に非常に安定して装着でき、且つ、同金属支持体4で各種機器を確実に支持することができる。従って、振動や衝撃を受けても各種機器が外れたり、落下することを防止することができる。
【0065】
また、従来の作業用車輌に配設されるインパネに比べて、組立て工数を減少できるとともに、各種機器を装着する際の部品点数を大幅に低減することもできる。更に、一旦各種機器を装着したモジュールを構成することにより、インパネのダンプトラックへの組み付けを容易に行うことができる。
【0066】
また、本実施形態によれば、インパネ1に前記ケーブル収納溝(不図示)を形成しておき、同インパネ1に各種機器を装着してモジュールを構成することにより、電装品のケーブル等をケーブル収納溝に固定することにより、コネクタの振動を抑えることができるため、電装品のコネクタトラブルの発生を防ぐことができる。その上、例えばコネクタ類を1箇所に集めて整理することができるので、整備性の向上を図ることができる。
【0067】
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、金属支持体4が合成樹脂基材3にインサート成形されており、また合成樹脂基材3から突設させた金属支持体4の部位にフレーム固定部8、更には機器装着部24を有していれば多様な変更が可能である。例えば、合成樹脂基材に2つの金属支持体をインサート成形しておき、各金属支持体がフレーム固定部と機器装着部とを有している場合であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【0068】
【図1】本発明のインストルメントパネルを運転席側の斜め上方から見た斜視図である。
【図2】同インストルメントパネルをフロントガラス側の斜め上方から見た斜視図である。
【図3】同インストルメントパネルの一部を背面側から見た部分斜視図である。
【図4】図1及び2に示したIV−IV線の断面図である。
【図5】図1及び2に示したV−V線の断面図である。
【図6】金属支持体の一部の概略形状を立体的に示す模式図である。
【図7】本発明のインストルメントパネルを製造する際の型締め時の状態を模式的に示す金型の断面図である。
【図8】同金型の成形空間にポリオール、ジイソシアネート、及び水の混合物を導入した初期の状態を示す断面図である。
【図9】同金型の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。
【図10】硬質発泡ポリウレタンの密度と曲げ強度との関係を示したグラフである。
【図11】硬質発泡ポリウレタンの密度と曲げ弾性率との関係を示したグラフである。
【図12】硬質発泡ポリウレタンの密度と断熱性との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【0069】
1 インストルメントパネル(インパネ)
2 表皮材
2’ 樹脂層
3 合成樹脂基材
4 金属支持体
5 第1蓋材
6 第2蓋材
7 ビス
8 フレーム固定部
9 第1固定部
10 第2固定部
11 第1スイッチ装着口
12 メーターパネル装着口
13 ステアリングシャフト挿通口
14 第2スイッチ装着口
15 ステレオ装着口
16 液晶モニター装着口
17 エアコン装着口
18 灰皿装着口
19 グローブボックス
20 収納部
21 エアコン用空気吹出し口
22 デフロスタ用空気吹出し口
23 孔部
24 機器装着部
25 側面支持部
26 後面支持部
27 機器装着孔部
28 底面支持部
29 デフロスタ用ダクト
30 エアコン用ダクト
31 第1リブ
32 第2リブ
33 ビス
41 下型
42 上型
43 混合物
44 注入口
45 成形空間




 

 


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