JP2004017597A - 発泡成形体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のシート用パッド等の発泡体の真空発泡成形において、成形型内のシール構造をシール性及び耐久性に優れるものとする。
【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、金型キャビティ１２内の気体を吸引して真空にする真空ポンプ１６と、キャビティ１２内に発泡原料Ｕを注入する注入装置１８とを備える発泡成形体の製造装置１０において、型割り面２４外周の下型２０のフランジ部３６に凹溝３８を設け、この凹溝３８内に弾性シール材３４を配する。このシール材３４は断面略台形状をなして型閉め時にその高さ方向で圧縮されることにより下型２０と上型２２の両フランジ部３６，３８間をシールする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡原料を真空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】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、自動車などの車両のシート用パッドや家具用クッションには、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、発泡原料を大気圧によりも低い気圧下で発泡硬化させる真空発泡成形方法が種々提案されている。
【０００３】
かかる真空発泡成形においては、金型内を真空にするために気密にシールする必要がある。従来、金型内をシールするためのシール材としては、図５に示すような断面円形状のゴムなどの弾性シール材１００が使用されている。
【０００４】
しかしながら、断面円形状ではシール材１００が動きやすく、シール性を損なう場合がある。そのため、図５に示すように、シール材１００を装着する溝１０１に接着剤１０２を注入して、接着剤１０２によりシール材１００を溝１０１内に固定する方法が取られているが、この場合、接着剤１０２の使用によりコスト高となり、またシール材１００を容易に交換することができないという問題がある。また、断面円形状の場合、長期間の使用によりシール材１００がへたりやすく、そのため十分な耐久性を確保できないという問題もある。
【０００５】
本発明は、真空発泡成形における成形型内のシール構造に改良を加えたものであり、シール性及び耐久性に優れるシール構造を持つ発泡成形体の製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、第１型と第２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真空にする真空ポンプと、前記キャビティ内に発泡原料を注入する注入装置とを備える発泡成形体の製造装置において、前記第１型及び第２型は前記型割り面の外周にそれぞれフランジ部を備え、一方のフランジ部にシール用溝が設けられて該溝に弾性シール材が配され、該シール材は断面略台形状をなして型閉め時にその高さ方向で圧縮されることにより両フランジ部間をシールするものである。
【０００７】
本発明の製造装置では、注入装置によりキャビティ内に発泡原料が注入され、真空ポンプによりキャビティ内の気体が吸引されてキャビティ内は真空となり、この真空状態のキャビティ内で発泡原料が発泡成形される。その際、成形型内をシールするための弾性シール材が、断面略台形状をなして型閉め時にその高さ方向で圧縮されるようにフランジ部のシール用溝に装着されているため、断面円形状をなす従来のシール材に比べて、動きにくく良好なシール性が確保されるとともに、へたりにくく耐久性が向上する。
【０００８】
本発明の製造装置においては、前記シール用溝が前記シール材の断面形状に対応させて開口側ほど幅の狭い断面略台形状に形成されてもよい。この場合、シール材はシール用溝に嵌め込むことにより固定されるので、シール材を固定するための接着剤が不要となる。
【０００９】
本発明の製造装置においては、前記型割り面の外周を全周において取り巻く前記シール材の一端部と他端部が内外二重に重ねて配されてもよい。シール材は予めループ状に形成されたものを用いることもできるが、コスト的には単なる紐状のものを用いる方が有利である。しかし、紐状のシール材を用いて型割り面を全周にわたって取り巻く場合に、単に両端部を突き合わせたり、あるいはその突き合わせた端面を接着剤で繋いだりしたのでは、シール性を損なったりコスト高になったりする。そこで、上記のように紐状のシール材の両端部を内外二重に配することにより低コストにシール性を確保することができる。
【００１０】
本発明の製造装置において、前記成形型は、第１型としての下型と第２型としての上型とを備え、該下型のフランジ部に前記シール用溝が形成された成形型であって、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前記シール材により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ており、前記真空ポンプ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真空にするものである場合がある。この場合、成形型を傾斜姿勢に傾けた状態で発泡成形することにより、発泡原料をキャビティ内に均一かつスムーズに発泡充填させることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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キャビティ１２内を大気圧よりも気圧の低い真空状態にする真空ポンプ１６と、キャビティ１２内にポリウレタンフォーム原料Ｕを注入する注入装置１８とを備えてなる。
【００１３】
金型１４は、上方に開口する下型２０と、下型２０の上面開口を開閉する上型２２とからなり、両者２０，２２を型閉めすることにより、型割り面（ＰＬ部）２４の内側に密閉されたキャビティ１２を形成する。下型２０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２２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２０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。
【００１４】
上型２２は、下型２０と上型２２とを閉めた状態でキャビティ１２内にフォーム原料Ｕを注入できるように注入口２６を備え、この注入口２６は駆動装置２８を備える蓋３０で開閉されるようになっている。そして、蓋３０を開けた状態で、注入口２６に注入装置１８のノズル部３２が差し込まれて、該ノズル部３２からキャビティ１２内にフォーム原料Ｕが注入されるようになっている。
【００１５】
金型１４は、不図示の回動機構によって、水平姿勢（下型２０の上面（外周フランジ３６）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°〜３０°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４４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。
【００１６】
図３に示すように、型割り面２４の外周は全周にわたってシリコン製スポンジゴム等の弾性を持つシール材３４で取り囲まれている。シール材３４は、下型２０の外周フランジ部３６に設けられたシール用の凹溝３８内に嵌め付けられ、上型２２の外周フランジ部４０との間をシールして型割り面２４の外周に密閉された環状のチャンバー部４２を形成する。
【００１７】
図４に示すように、シール材３４は、断面略台形状をなしており、型閉め時に上型２２のフランジ部４０によって、高さ方向で圧縮されるように凹溝３８に装着されている。すなわち、シール材３４は、上記台形の長辺側に相当する底面が凹溝３８の底面に載置されるように配されており、かつ、その高さは凹溝３８の深さよりも圧縮代に相当する寸法だけ高く設定されている。凹溝３８は、シール材３４の断面形状に対応させて、開口側ほど幅の狭い断面略台形状に形成されている。そのため、シール材３４は、この凹溝３８内に嵌合することで、凹溝３８の内側に傾斜した両側面により上方の抜け方向への動きが規制されている。
【００１８】
シール材３４は、図３に示すように、周方向の一部で内外二重にラップさせて配されている。詳細には、シール材３４として紐状の押出成形品を用いて、これを型割り面２４の外周を取り巻くように下型２０に装着する際に、両端部３４ａ，３４ｂを内外二重に重ねて配している。
【００１９】
型割り面２４には、キャビティ１２とチャンバー部４２とを連通する排気溝４４が設けられている。型割り面２４は、この排気溝４４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２０と上型２２とがぴったりと当接するように構成されている。
【００２０】
排気溝４４は、図４に示すように、ループ状の型割り面２４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４４は型割り面２４において傾斜姿勢で上側となる部位に設けられている。
【００２１】
真空ポンプ１６は、この実施形態では、真空発生器であるエジェクタ４６と、エジェクタ４６に圧縮空気を供給するコンプレッサ４８とで構成されている。エジェクタ４６は、その吸引側が配管５０を介して金型１４のチャンバー部４２に接続されており、コンプレッサ４８を動作させることで配管５０を介してチャンバー部４２内の気体を吸引する。配管５０は、上型２２の外周フランジ部４０に設けられてチャンバー部４２に対して開口する排気口５２に接続されている。
【００２２】
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２０と上型２２を閉じて傾斜姿勢にするとともに、上型２２の注入口２６の蓋材３０を開ける。次いで、コンプレッサ４８を作動させてエジェクタ４６によりチャンバー部４２からの排気を開始する。そして、注入口２６に注入装置１８のノズル部３２を差し込んでポリウレタンフォーム原料Ｕをキャビティ１２内に注入する。すると、注入されたフォーム原料Ｕは下型２０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フォーム原料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。
【００２３】
フォーム原料Ｕの注入後、注入口２６を蓋３０で閉じると、それによりキャビティ１２内が密閉されるため、エジェクタ４６の作用により排気溝４４を介してキャビティ１２内の気体が吸引されて気圧の低下が始まる。フォーム原料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４４とは反対側の端部から順次に充填されていき、排気溝４４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４４を介して排気しながらウレタンを発泡させることができる。
【００２４】
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４８からエジェクタ４６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。
【００２５】
以上説明した本実施形態の製造装置１０であると、チャンバー部４２をシールするシール材３４が断面台形状であるため、断面円形状である場合に比べてシール材３４が動きにくく、そのため繰り返し使用した場合においても良好なシール性が確保される。また、断面台形状の場合、円形状に比べて、高さ方向においてへたりにくいため、耐久性を向上することができる。更に、凹溝３８が断面台形状をなしていることから、シール材３４は凹溝３８に嵌め付けるだけで固定することができ、そのため、接着剤が不要となり、また取付作業性にも優れる。
【００２６】
また、紐状のシール材３４を用いて型割り面２４を全周にわたって取り巻く際に、その両端部３４ａ，３４ｂをラップさせて内外二重に配したことにより、全周にわたるシール性を低コストにて実現することができる。
【００２７】
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４４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２０底部に広がったウレタン原液Ｕをキャビティ１２内に均一かつスムーズに充填させることができる。更に、金型１４の型割り面２４が排気溝４４を除いてゼロ当たりであるため、バリの除去作業などの後工程の工数が低減され、また金型１４のメンテナンス性に優れる。
【００２８】
以上により、本実施形態によれば、通常の成形よりも１０〜３０％程度軽量化され、更にボイドや欠肉などのない成形性に優れたシートパッドを長期間にわたって安定して製造することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の発泡成形体の製造装置であると、成形型内をシールするためのシール材のシール性に優れ、またその耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における発泡成形装置のフォーム原料注入時での断面図である。
【図２】同装置の発泡成形時における断面図である。
【図３】同装置における下型の平面図である。
【図４】同装置におけるシール構造の拡大断面図である。
【図５】従来の製造装置におけるシール構造の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０……発泡成形装置
１２……キャビティ
１４……金型
１６……真空ポンプ
１８……注入装置
２０……下型
２２……上型
２４……型割り面
３４……シール材
３６，４０……フランジ部
３８……凹溝
４２……チャンバー部
４４……排気溝

Claims (4)

1. 第１型と第２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真空にする真空ポンプと、前記キャビティ内に発泡原料を注入する注入装置とを備える発泡成形体の製造装置において、
   前記第１型及び第２型は前記型割り面の外周にそれぞれフランジ部を備え、一方のフランジ部にシール用溝が設けられて該溝に弾性シール材が配され、該シール材は断面略台形状をなして型閉め時にその高さ方向で圧縮されることにより両フランジ部間をシールすることを特徴とする発泡成形体の製造装置。
2. 前記シール用溝が前記シール材の断面形状に対応させて開口側ほど幅の狭い断面略台形状に形成された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. 前記型割り面の外周を全周において取り巻く前記シール材の一端部と他端部が内外二重に重ねて配さ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。
4. 前記成形型は、前記第１型としての下型と前記第２型としての上型とを備え、該下型のフランジ部に前記シール用溝が形成された成形型であって、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前記シール材により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ており、
   前記真空ポンプ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真空にするものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発泡成形体の製造装置。

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