JP2003340840A - 発泡成形体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車のシート用パッド等の発泡体の減圧発
泡成形において、減圧効果を高めて発泡成形体の軽量化
・低コスト化を図る。 【解決手段】 水平姿勢と所定角度θ傾斜した傾斜姿勢
との間で作動可能とされた金型１４と、金型のキャビテ
ィ１２内の気体を吸引して減圧する減圧装置１６と、キ
ャビティ１２内に発泡原料Ｕを注入するために金型１４
に設けられた注入口４４と、注入口４４に対してキャビ
ティ１２の外側から着脱可能に設けられて注入口４４を
開閉する蓋材５０とを備え、注入口４４が外側に向かっ
て漸次に開口面積が大きくなる截頭錐体状に形成され、
蓋材５０が注入口４４の形状に対応した截頭錐体状に形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡原料を減圧下
で発泡成形する発泡成形体の製造装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車などのシート用パッドに
は、弾力性に富む軟質ポリウレタンフォームなどの合成
樹脂発泡成形体が用いられている。かかるシート用パッ
ドにおいては、近年の自動車の軽量化・低コスト化の要
請に伴い、低密度で軽量なものが求められている。そこ
で、発泡成形体の低密度化・軽量化を図るため、また、
特に複雑な形状品について成形性を確保するために、発
泡原料を減圧下で発泡硬化させる減圧発泡成形方法が種
々提案されている。

【０００３】このような減圧発泡成形において、金型の
キャビティ内に発泡原料を注入する場合、従来は金型を
開いた状態で注入を行い、注入後に上型と下型とを型閉
めして、真空ポンプなどによりキャビティ内の減圧を開
始するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように金型を開いた状態で発泡原料を注入する方法で
は、上型と下型との型閉めに相当の時間を要してしまう
ことから、注入後からキャビティ内が減圧されるまでの
時間が長く、十分な減圧効果が得られない場合がある。

【０００５】そこで、注入から減圧までの時間を短縮す
るため、金型に発泡原料の注入口を設けておいて、金型
を閉じた状態で該注入口から発泡原料を注入し、注入後
に該注入口を蓋材で閉じる方法が考えられる。

【０００６】本発明は、このように金型を閉じた状態で
発泡原料を注入するようにした発泡成形体の製造装置に
関するものであり、注入口まわりに改良を加えることに
より減圧効果を高めて発泡成形体の軽量化・低コスト化
を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の発泡成形体の製
造装置は、内側に密閉されたキャビティを形成する成形
型と、前記キャビティ内の気体を吸引して減圧する減圧
手段と、前記キャビティ内に発泡原料を注入するために
前記成形型に設けられた注入口と、前記注入口に対して
前記キャビティの外側から着脱可能に設けられて該注入
口を開閉する蓋材とを備え、前記注入口が外側に向かっ
て漸次に開口面積が大きくなる截頭錐体状に形成され、
前記蓋材が前記注入口の形状に対応した截頭錐体状に形
成されたものである。

【０００８】本発明の製造装置では、成形型を閉じた状
態で注入口からキャビティ内に発泡原料が注入され、注
入後、蓋材で注入口を閉じることでキャビティ内が密閉
されるとともに減圧手段によりキャビティ内が減圧さ
れ、発泡原料は減圧されたキャビティ内で発泡成形され
る。その際、注入口と蓋材が上記のように截頭錐体状を
なしているため、キャビティ内の減圧時に両者の嵌合が
一層しっかりと密着するようになり密閉性が向上する。

【０００９】本発明の製造装置においては、前記成形型
が上型と下型とを備えて両者を型閉めすることで型割り
面の内側に前記キャビティを形成する成形型であり、前
記上型に前記注入口と前記蓋材の駆動装置が設けられ、
該駆動装置が、一端に前記蓋材を備えて他端が前記上型
に設けられた軸に回動自在に取り付けられたレバーと、
該レバーを回動させる回動手段とからなり、該レバーを
回動させることにより前記蓋材で前記注入口を開閉する
ものであってもよい。

【００１０】このように蓋材を回動式で開閉させるよう
にした場合、蓋材が単なる柱状ではレバーを長くして、
即ち回転半径を大きくして注入口に対し蓋材を垂直に進
入させる必要があるが、上記のように蓋材を截頭錐体状
としたことにより、回転半径を小さくしても注入口への
進入が可能となり、そのため、蓋材の駆動装置を小型化
でき、また、注入口の配置の自由度も高い。

【００１１】本発明の製造装置においては、また、前記
成形型が、上型と下型とを備え、両者を型閉めすること
で型割り面の内側に前記キャビティを形成する成形型で
あって、水平姿勢と該水平姿勢に対して所定角度傾斜し
た傾斜姿勢との間で作動可能とされ、前記型割り面の外
周に密閉されたチャンバー部を備えるとともに、前記型
割り面には前記傾斜姿勢での上側の部位に前記キャビテ
ィと前記チャンバー部とを連通する排気溝が形成された
成形型であり、前記減圧手段が、前記チャンバー部に接
続され、該チャンバー部内の気体を吸引することで前記
排気溝を介して前記キャビティ内の気体を吸引して減圧
するものであり、前記注入口が前記上型における前記傾
斜姿勢での上側の部位に設けられてもよい。

【００１２】この場合、成形型を傾斜姿勢にして減圧手
段によりキャビティ内を減圧しながら発泡原料をキャビ
ティ内に発泡充填させる。その際、注入口が上型におけ
る傾斜姿勢での上側の部位に設けられているので、キャ
ビティ内に注入した発泡原料を下型の傾斜に沿って広範
囲に広げることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づいて説明する。本実施形態は、軟質ポリウ
レタンフォームよりなる自動車用シートパッドの製造装
置に関する。

【００１４】図１，２に示すように、本実施形態の製造
装置１０は、内側に密閉されたキャビティ１２を形成す
る金型１４と、キャビティ１２内の気体を吸引すること
により減圧する減圧装置１６とを備えてなる。

【００１５】金型１４は、上方に開口する下型１８と、
下型１８の上面開口を開閉する上型２０とからなり、両
者１８，２０を型閉めすることにより、型割り面（ＰＬ
部）２２の内側に密閉されたキャビティ１２を形成す
る。下型１８は、シートパッドの表面側を成形する型で
あり、それに対応した凹部を有する。上型２０は、シー
トパッドの裏面側を成形する型であり、上記凹部を閉じ
ることにより下型１８との間にシートパッド形状に対応
する発泡空間であるキャビティ１２を形成する。

【００１６】金型１４は、不図示の回動機構によって、
水平姿勢（下型１８の上面（外周フランジ２６）が水平
となる姿勢）と、水平姿勢に対して所定角度θ傾斜した
傾斜姿勢との間で作動可能に構成されている。水平姿勢
に対する傾斜姿勢での角度（傾斜角度）θは１５°〜３
０°程度であることが好ましい。傾斜角度θが大きすぎ
ると、金型縦方向（排気溝３４へ向かう方向）への発泡
体の伸びが抑制される分、末端の成形性に悪影響を及ぼ
す可能性がある。

【００１７】図４に示すように、型割り面２２の外周は
全周にわたってシリコンゴム等のシール材２４で取り囲
まれている。シール材２４は、下型１８の外周フランジ
２６に設けられた凹溝２８内に嵌め付けられ、上型２０
の外周フランジ３０との間をシールして型割り面２２の
外周に密閉された環状のチャンバー部３２を形成する。

【００１８】型割り面２２には、キャビティ１２とチャ
ンバー部３２とを連通する排気溝３４が設けられてい
る。型割り面２２は、この排気溝３４の部位を除いてゼ
ロ当たり、即ち排気のための微小隙間がなく下型１８と
上型２０とがぴったりと当接するように構成されてい
る。

【００１９】排気溝３４は、図４に示すように、ループ
状の型割り面２２の周方向における２箇所に設けられて
いる。詳細には、略矩形状をなすキャビティ１２の一辺
において、その両端の角部にそれぞれ設けられている。
このキャビティ１２の一辺側は、金型１４が傾斜姿勢と
なったときに、対向する辺に対して上側、即ち高い位置
となる側である。そのため、排気溝３４は型割り面２２
において傾斜姿勢で上側となる部位に設けられている。

【００２０】減圧装置１６は、この実施形態では、真空
発生器であるエジェクタ３６と、エジェクタ３６に圧縮
気体を供給するコンプレッサ３８とで構成される。エジ
ェクタ３６は、その吸引側が金型１４のチャンバー部３
２に接続されており、コンプレッサ３８を動作させるこ
とで配管４０を介してチャンバー部３２内の気体を吸引
する。配管４０は、上型２０の外周フランジ３０に設け
られてチャンバー部３２に対して開口する排気口４２に
接続されている。

【００２１】上型２０には、下型１８と上型２０とを閉
めた状態でキャビティ１２内にウレタン原液Ｕを注入で
きるように、注入口４４が設けられている。注入口４４
は、図１に示すように、上型２０における傾斜姿勢での
上側の部位に設けられている。すなわち、傾斜姿勢にお
いて中央よりも高い側（排気溝３４側）に位置してい
る。そして、この注入口４４に差し込まれた注入ヘッド
４６のノズル部４８からキャビティ１２内にウレタン原
液Ｕが注入される。注入口４４は、図３に拡大して示さ
れたように、キャビティ１２側から外側に向かって漸次
に大径となる円錐台状、即ち外側に向かって広がる逆テ
ーパ面状に形成されている。

【００２２】注入口４４は、図２に示すように、蓋材５
０で開閉されるように構成されている。蓋材５０は、注
入口４４に対してキャビティ１２の外側から着脱可能に
設けられて注入口４４を開閉する。図３に示すように、
蓋材５０は注入口４４に隙間なく嵌合するよう注入口４
４の形状に対応した円錐台状に形成されている。蓋材５
０の上端には、注入口４４の外周部に当接するフランジ
５２が設けられている。

【００２３】蓋材５０は、上型２０の上面に設けられた
駆動装置５４に取り付けられている。駆動装置５４は、
上型２０上面の台５６上に設けられた軸部材５８と、一
端が該軸部材５８に回動自在に取り付けられたレバー６
０と、レバー６０を軸部材５８を中心に回動させる回動
手段とからなる。そして、レバー６０の他端に蓋材５０
が取り付けられ、レバー６０を回動させることにより蓋
材５０が注入口４４を開閉する。前記回動手段は、この
実施形態では、レバー６０に連結されたピストン６２
と、該ピストン６２を駆動するエアシリンダ６４とから
なり、エアシリンダ６４でピストン６２を進退させるこ
とによりレバー６０が回動する。

【００２４】以上の製造装置１０を用いてシートパッド
を成型する際には、まず、図１に示すように、金型１４
の下型１８と上型２０を閉じて傾斜姿勢にするととも
に、上型２０の注入口４４の蓋材５０を開ける。次い
で、コンプレッサ３８を作動させてチャンバー部３２か
らの排気を開始する。そして、注入口４４に注入ヘッド
４６のノズル部４８を差し込んでウレタン原液Ｕをキャ
ビティ１２内に注入する。すると、金型１４が傾斜して
おり、かつ、注入口４４が傾斜姿勢における上側の部位
に設けられているため、注入されたウレタン原液Ｕは下
型１８の適度な傾斜により下方に流れながら広範囲に広
がる。なお、本実施形態では傾斜姿勢でウレタン原液Ｕ
を注入したが、これに代えて、水平姿勢で注入して注入
後に傾斜姿勢とすることもできる。

【００２５】ウレタン原液Ｕの注入後、直ちに駆動装置
５４によりレバー６０を回動させて蓋材５０により注入
口４４を閉じる。これによりキャビティ１２内は密閉さ
れるので、エジェクタ３６の作用により排気溝３４を介
してキャビティ１２内の気体が吸引されて、減圧が開始
される。ウレタン原液Ｕは、上記のように金型１４が傾
斜しているため、図２に示すように、キャビティ１２内
における排気溝３４とは反対側の端部から順次に充填さ
れていき、排気溝３４の近傍は最後に充填される。その
ため、キャビティ１２内に充填が完了するまで排気溝３
４を介して減圧しながらウレタンを発泡させることがで
きる。

【００２６】このようにしてキャビティ１２内にウレタ
ンフォームが充填された後、コンプレッサ３８からエジ
ェクタ３６への圧縮空気の供給を停止して排気を終了す
る。その後、金型１４を開いて成形されたシートパッド
を脱型する。

【００２７】以上説明した本実施形態によれば、注入口
４４と蓋材５０が上記したような円錐台状をなしている
ため、キャビティ１２内の減圧時に両者の嵌合が一層し
っかりと密着するようになる。すなわち、減圧により蓋
材５０には内側に向かって引っ張られる方向に力が作用
するため、この力により蓋材５０のテーパ状の周面が注
入口４４の対応するテーパ状の面に押し付けられ、両者
の密着性が向上する。そのため注入口４４におけるシー
ル性を向上させて減圧効果を高めることができる。ま
た、上記のように減圧の力を利用して蓋材５０の閉め力
を向上させるので、その分エアシリンダ６４の出力を小
さくすることができ、設備の低コスト化が図られる。更
に、蓋材５０を先端ほど小径の円錐台状としたことによ
り、蓋材５０の回転半径を小さくしても、即ちレバー６
０が短くても、注入口４４への蓋材５０の進入が可能と
なり、そのため、蓋材５０の駆動装置５４を小型化で
き、また、注入口４４の配置の自由度も高い。

【００２８】本実施形態によれば、また、金型１４を緩
やかな角度に傾斜させて上側の部位にある排気溝３４か
らキャビティ１２内を排気しながら発泡成形するため、
下型１８底部に広がったウレタン原液Ｕをキャビティ１
２内に均一かつスムーズに充填させることができる。ま
た、金型１４の型割り面２２が排気溝３４を除いてゼロ
当たりであるため、バリが発生するとしても排気溝３４
の部位のみであり、従って後工程の工数が低減される。
また、減圧成形特有の管理点である微小隙間の厚み管理
を随時確認する必要がなくなるため、金型１４のメンテ
ナンスが簡易化される。また、排気溝３４でのバリは微
小隙間で発生するバリに比べて厚く、そのため成形品と
ともに脱型され、金型１４に残ることがほとんどない。

【００２９】以上により、ボイドや欠肉などのない、通
常（減圧成形によらないもの）よりも１０〜３０％程度
軽量化されたシートパッドを低コストにて製造すること
ができる。

【００３０】なお、上記実施形態では、減圧装置として
エジェクタポンプを用いているが、これに代えて公知の
種々の真空ポンプを用いることもできる。その他、本発
明の技術思想を損なわない範囲で種々の変更が可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、成形型を閉じた状態で
注入口からキャビティ内に発泡原料を注入することによ
り注入から減圧までの時間を短くすることができ、ま
た、キャビティ内の減圧時に注入口と蓋材との間の密閉
性を向上することができるため、従来に比べて減圧効果
を高めることができ、発泡成形体の一層の軽量化、低コ
スト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る発泡成形体の製造装
置における発泡原料の注入時における断面図である。

【図２】同製造装置の発泡成形時における断面図であ
る。

【図３】同製造装置の要部拡大断面図である。

【図４】同製造装置における下型の平面図である。

【符号の説明】

１０……製造装置 １２……キャビティ １４……金型 １６……減圧装置 １８……下型 ２０……上型 ２２……型割り面 ３２……チャンバー部 ３４……排気溝 ４４……注入口 ５０……蓋材 ５４……駆動装置 ５８……軸部材 ６０……レバー ６２……ピストン ６４……エアシリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内側に密閉されたキャビティを形成する成
   形型と、前記キャビティ内の気体を吸引して減圧する減
   圧手段と、前記キャビティ内に発泡原料を注入するため
   に前記成形型に設けられた注入口と、前記注入口に対し
   て前記キャビティの外側から着脱可能に設けられて該注
   入口を開閉する蓋材とを備え、前記注入口が外側に向か
   って漸次に開口面積が大きくなる截頭錐体状に形成さ
   れ、前記蓋材が前記注入口の形状に対応した截頭錐体状
   に形成されたことを特徴とする発泡成形体の製造装置。
2. 【請求項２】前記成形型が上型と下型とを備えて両者を
   型閉めすることで型割り面の内側に前記キャビティを形
   成する成形型であり、 前記上型に前記注入口と前記蓋材の駆動装置が設けら
   れ、該駆動装置が、一端に前記蓋材を備えて他端が前記
   上型に設けられた軸に回動自在に取り付けられたレバー
   と、該レバーを回動させる回動手段とからなり、該レバ
   ーを回動させることにより前記蓋材で前記注入口を開閉
   するものであることを特徴とする請求項１記載の発泡成
   形体の製造装置。
3. 【請求項３】前記成形型が、上型と下型とを備え、両者
   を型閉めすることで型割り面の内側に前記キャビティを
   形成する成形型であって、水平姿勢と該水平姿勢に対し
   て所定角度傾斜した傾斜姿勢との間で作動可能とされ、
   前記型割り面の外周に密閉されたチャンバー部を備える
   とともに、前記型割り面には前記傾斜姿勢での上側の部
   位に前記キャビティと前記チャンバー部とを連通する排
   気溝が形成された成形型であり、 前記減圧手段が、前記チャンバー部に接続され、該チャ
   ンバー部内の気体を吸引することで前記排気溝を介して
   前記キャビティ内の気体を吸引して減圧するものであ
   り、 前記注入口が前記上型における前記傾斜姿勢での上側の
   部位に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の発泡成形体の製造装置。