JP2007512159A - 一体弾性支持体を製造する方法と該方法によって得られる支持体 - Google Patents

Abstract

一体弾性支持体、たとえば椅子の座部、背もたれ、ひじ掛け、自転車サドル、乗物のシート、その他を製造する方法であって、
a)所定の形状と構造とを有する殻(2)を製造し、
b)少なくとも一つの内部キャビティ(6)を有し、該キャビティを開放状態から閉鎖状態まで動かすことができる金型(5)を用意し、
c)少なくとも一つの発泡性樹脂と前記殻(2)とを前記金型(5)の内部キャビティ(6)に導入し、
d)前記樹脂を発泡させて充填材層(3)を生成させて、該充填材層(3)が殻(2)と接合して単一のアセンブリ(7)となるようにし、
e)該アセンブリ(7)を金型(5)から取り出す、
各ステップから成る方法。
さらに詳しく言うと、前記殻(2)は、周囲へり(9)を有する本体(8)を製造する第一のステップa1)と、前記周囲へり(9)に隣接するシール要素(10)を製造する第二のステップa2)とによって製造され、前記周囲へり(9)の近傍において、前記殻(2)と前記内部キャビティ(6)との間の空隙が実質的にふさがれ、発泡性樹脂が発泡したときのバリの形成が防がれる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人体支持体の分野で一般的に使用できるものであり、特に、一体弾性支持体を製造する方法と該方法によって得られる支持体とに関する。

本発明による支持体は、乗物たとえば自転車およびオートバイの構成要素として有効に使用できるが、また家具たとえば椅子の座部、背もたれ、スツール、その他に対しても使用できる。

自転車その他の乗物のためのサドルのいくつかの実施形態は、実質的に剛性の殻と座面を定める柔軟カバーとを有する。また、一般に、一つ以上の弾性充填材(filler)層がカバーと殻との間に配置される。

US-A-6066277号明細書、US-A-2003164629号明細書、及びWO-A-9937459号公報には、少なくとも一つの充填材層成形ステップを含む、互いに似たサドル製造のための方法が開示されている。特に、これらの各方法では、剛性殻をあらかじめ製造し、該殻を金型内に配置する。この金型は、前記殻を支えるようになっている実質的に凸の部分と、充填材層材料を受けるようになっている実質的に凹の部分とを有している。殻を内部に収容した状態でこの金型が閉じられると、充填材層材料が発泡させられて充填材層が形成される。この充填材層は、一般に一つ以上の発泡性材料から成っている。最後に、このようにして得られたアセンブリが、金型から取り出される。

この構成の明白な欠点は、発泡性材料が発泡させられると、この材料は正しく殻に付着するだけでなく、殻の周囲へりを越えて広がって、殻と金型との間に不規則に入り込み、バリを形成することがある、ということである。これは、殻と金型の寸法と形状の許容差が異なることによって起こり、発泡時の発泡性材料によって及ぼされる圧力によって促進される。

バリは一般に不規則な形状を有し、サドルの美的品質に悪影響が及ぼされうる。したがって、成形アセンブリの周囲へりの仕上げのための追加ステップが必要になり、製造費が増大する。さらに、この仕上げステップは、一般に、作業者が手操作で実施するので、非常に時間と費用のかかるものである。

前記構成のもう一つの欠点は、殻の周囲へりに隣接する充填材層部分が高速で摩耗し、容易に引きちぎられうる、ということである。充填材層のこれらの周囲部分は、一般に、比較的小さな厚さを有し、また使用中剛性殻に対して繰り返し押しつけられる。

前述のようなサドル製造に関して、他の方法も公知である。たとえば、US-A-6116684号明細書には、異なる剛性を有する二層から成る実質的に平坦な材料積層が使用される方法が開示されている。二つの適当な形状に付形された部分が二つの平坦な材料から切り出され、そのあと重ねられて、加熱され、金型内に配置される。成形ステップにおいては、二つの部分が型に適合させられて結合され、したがって実質的にサドルの完成形が得られる。

US-A-6409865号明細書にも同様の方法が開示されており、該方法においては、充填材層が最初に成形され、それから別に用意された殻が加熱されて該充填材層に結合される。

あらかじめ付形された部分またはあらかじめ切断された部分を使用することにより、または殻とあらかじめ成形された充填材層とを熱によって結合することにより、周囲へりのバリを少なくすることができるが、これは製造費の大幅な増加という明白な欠点を有する。実際、前記方法は、どちらも、充填材層を別途製造するための少なくとも一つの追加ステップを含み、該ステップのために補助装置が必要である。

殻と充填材層とを別々に製造することのもう一つの欠点は、これらの間の接合が部分的なものになって欠陥を有し、したがってサドル完成品の性能に悪影響がありうる、ということである。

本発明の主目的は、前記欠点を排除し、経済的な方法と低コストの支持体構造物とを提供することである。

もう一つの目的は、高品質の完成品と割合に短い製造時間とを保証する方法を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、少なくとも手作業の一部をなくすことにより、製造過程を簡単化し、労働力の必要を小さくすることのできる方法を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、非常に快適に使用できる支持体構造物を提供することである。

もう一つの目的は、特性が時間とともに変化せず、また摩耗あるいは引っかき傷が生じにくい支持体構造物を提供することである。

前記の目的、および以下でより明確になるその他の目的は、請求項１により、
一体弾性支持体、たとえば椅子の座部、背もたれ、ひじ掛け、自転車サドル、乗物のシート、その他を製造する方法であって、
各支持体が、実質的に剛性または半剛性の殻と弾性充填材で作られた少なくとも一つの層とから成り、場合によっては、使用者の接触面を定めるカバーを有し、
a)所定の形状と構造とを有する殻を製造し、
b)少なくとも一つの内部キャビティを有し、該キャビティを開放状態から閉鎖状態まで動かすことができる金型を用意し、
c)少なくとも一つの発泡性樹脂と前記殻とを前記金型の内部キャビティに導入し、
d)前記樹脂を発泡させて充填材層を生成させ、該充填材層が殻と接合して単一のアセンブリとなるようにし、
e)該アセンブリを金型から取り出す、
各ステップから成る方法において、
前記殻が、周囲へりを有する本体を製造する第一のステップa1)と、前記周囲へりに隣接するシール要素を製造する第二のステップa2)とによって製造され、前記周囲へりの近傍において、前記殻と前記内部キャビティとの間の空隙が実質的にふさがれ、発泡性樹脂が発泡したときのバリの形成が防がれるようになっている、
ことを特徴とする方法、
を提供することにより、達成される。

これらのステップの特別な系列により、高品質の支持体を得ることができ、また工程における手作業を少なくすることができ、したがって製造時間と労働力の必要も小さくなる。

本発明のその他の特徴と利点とは、以下の添付の図面を参照しつつなされる、本発明の方法と支持体とのいくつかの好ましい非排他的な実施形態の詳細な説明によって、さらにはっきりするであろう。これらの実施形態は単なる例であり、本発明を限定するものではない。

添付の図面を参照しつつ、本発明による一体弾性支持体を製造する方法について述べる。一体弾性支持体の全体を参照番号1で示す。以下で述べる方法により、いろいろな支持体１、たとえば椅子の座部、背もたれ、ひじ掛け、自転車その他の乗物のためのサドルおよびシートを得ることができる。

詳しく言うと、各支持体1は実質的に剛性または半剛性の殻2と弾性充填材から成る少なくとも一つの層3とから成る。カバー4を備えることができ、これは使用者と接触するように構成され、使用者接触面4´を定める。あるいは、適当に表面仕上げされた充填材層3により、使用者接触面4´を直接定めることもできる。

本発明の方法は、所定の形状と構造とを有する殻2を作る第一のステップa)を含む。第二のステップb)においては、金型5が、殻2上に充填材層3を形成させるために、調整される。そのために、金型5は、少なくとも一つの内部キャビティ6を有し、該キャビティは、殻2を収容できる形状と寸法を有し、殻2がキャビティのスペースの一部を占めうるようになっている。使用に際しては、内部キャビティ6を、開放状態から閉鎖状態まで動かすことができる。

第三のステップc)においては、殻2に加えて、金型5の内部キャビティ6内に、少なくとも一つの発泡性樹脂が導入される。次に、第四のステップd)において、発泡性樹脂が発泡させられて、内部キャビティ6が満たされ、充填材層3が生成され、殻2と接合されて単一のアセンブリ7となる。また、発泡性樹脂はポリマー樹脂好ましくはポリウレタン樹脂とすることができる。

前記発泡性樹脂は、殻2よりも先または後に、金型5内に導入することができるが、発泡ステップは、好ましくは、殻2と樹脂とがともに金型5内にあるときに実施される。

特に、第一の実施形態の場合、樹脂は、殻2がすでに金型5の内部キャビティ6内に配置され、キャビティ6が閉鎖状態にあるとき、キャビティ6内に射出される。

あるいは、第二の実施形態においては、樹脂は、金型5の内部キャビティ6内に殻2を配置する前、キャビティ6が開放状態にあるときに、キャビティ6内に流し込まれる。

次のステップe)においては、アセンブリ7が金型5から取り出される。

本発明の独自の特徴は、前記殻2が、周囲へりを有する本体8を製造する第一のステップa1)と、前記周囲へり9に隣接するシール要素10を製造する第二のステップa2)とによって製造される、ということである。したがって、シール要素10が、前記周囲へり9の近傍において、前記殻2と前記内部キャビティ6との間の空隙を実質的に完全にふさぎ、発泡性樹脂が発泡したときのバリの形成が防がれるようになっている。

取り扱いが容易で堅固な殻2を得るために、シール要素10は、周囲へり9に隣接するように成形用材料から熱成形することができる。この材料成形ステップにより、シール要素10は、本体8と実質的に一体とすることができ、したがって、一体弾性支持体1が製造され、使用されるときに、シール要素10が全体的または部分的にはずれうる可能性がかなり小さくなる。

また、シール要素10の成形用材料は、シール要素10と本体8との異なる構造上の必要と機能的要件とに合わせて、本体8の基材と異なるものとすることができる。特に、本体8は割合に大きな剛性を有することができ、シール要素10は割合に柔軟なものとすることができる。シール要素10の適当な成形のために、成形用材料は、本体8の基材と化学的に相溶性の(compatible)材料から選択することができる。具体的には、成形用材料は、ポリマータイプのもの、好ましくは、作業温度と発泡時に弾性を示す熱可塑性ゴム、とすることができる。

金型5は、使用者接触面4´と相補的な形を定める雌の要素11と、殻2を支持する雄の要素12とから成る。雌の要素11と雄の要素12とは、接合領域13で相互連結するような構造になっている。また、これらは、内部キャビティ6を開放状態にするために離すことができ、あるいは内部キャビティ6を閉鎖状態にするために接合領域13で連結するまで駆動して近づけることができる。

本発明の方法の特定実施形態においては、内部キャビティ6が開放状態にあるとき、殻2が雄の要素12に取りつけられ、樹脂が好ましくは雌の要素11内に流し込まれる。そのあと、雌の要素11と雄の要素12とが近づけられて閉じられ、殻の内部キャビティ内配置が完了する。

本発明の方法の別の実施形態では、殻2が、内部キャビティ6が開放状態にあるときに雄の要素12上に取りつけられ、雌および雄の要素11、12が近づけられて内部キャビティ6が閉鎖位置をとるようにされる。そのあと、発泡性樹脂が該キャビティ内に射出され、発泡させられる。

殻2は、シール要素10が接合領域13に隣接して配置されるように雄の要素12に取りつけることができる。さらに、発泡性樹脂が発泡するとき、シール要素10は、少なくとも部分的に、図１に示すように、雌の要素11に押しつけられて固定されるか、または図５に示すように、雄の要素12に押しつけられて固定されるようにすることができる。この独特の部分的構成により、周囲へり9の近傍で殻2と内部キャビティ6との間の間隙をすべてふさいで、シール要素10の有効性を最大限に高めることができる。

前記方法により、椅子の座部、背もたれ、ひじ掛け、自転車のサドル、乗物のシート、その他のために有効に使用できる一体弾性支持体1が提供される。

支持体1は、実質的に剛性または半剛性の基材で作られた殻2と、殻2に連結された弾性充填材の少なくとも一つの層3とを有する。さらに、カバー4を充填材層3の上に備えることができる。支持体1は使用者との接触面4´を有し、該接触面はカバー4によって定めることができ、あるいは適当に表面処理された充填材層3によって直接に定めることができる。

本発明による支持体1の独自の特徴は、殻2が割合に剛性または半剛性の基材で作られた本体8を有し、また該支持体が殻2と充填材層3との間の接合領域14に隣接する周囲へり9を有している、ということである。さらに、殻2は割合に柔軟な材料で作られたシール要素10を有し、該シール要素は接合領域14での欠陥生成を防止するために周囲へり9に隣接するように作られている。

シール要素10の弾性により、カバー4および/または充填材層3の損傷発生が少なくなる。実際、使用者が周期的に絶えず使用者接触面4´に及ぼす圧力は、少なくとも部分的には、シール要素10の弾性変形によって吸収される。このシール要素がないと、カバー4および/または充填材層3は、剛性または半剛性殻2に直接に押しつけられ、摩耗により急速な損傷を受ける。より詳しく言えば、シール要素10を本体8と実質的に一体としてこれらの間に非常に強い結合を与え、時間が経過しても支持体1の機能的特性が完全に維持されるようにすることができる。

シール要素10の割合に柔軟な材料としては、熱可塑性高分子エラストマーを有効使用することができるが、本体8の割合に剛性または半剛性の基材はいろいろな種類のものとすることができる。好ましくは、本体8の材料は、ポリマータイプのもの、たとえばポリプロピレン、ABS、ナイロンとすることができ、これらは、各種充填材、たとえばカーボンファイバーまたはガラスファイバー、その他により強化することができる。本体8の材料は金属または木質材料とすることも適当でありうる。

以上の開示内容からわかるように、本発明の方法と支持体とは、前記目的を達成するものであり、特に、小さな労働力の必要性と小さな製造費とで、高品質で長寿命の最終製品を提供するものである。

本発明の方法と支持体とには、特許請求の範囲に定義する本発明の発明的概念の範囲内で、いくつかの変更または変形を加えることができる。細部は、本発明の範囲を逸脱することなく、すべて他の技術的に同等の部品で置き換えることができ、また材料は、いろいろな必要に応じて変更することができる。

以上、本発明の方法と支持体とを、添付の図面を参照しつつ説明したが、明細書本文と特許請求の範囲とで使用した参照番号は、本発明を理解しやすくするためだけのものであり、どのような意味でも特許請求の範囲を限定するものではない。

本発明の方法の一つの実施形態で使用される装置の断面図である。 本発明による一体弾性支持体の断面図である。 図２の支持体要素の、複数の平行面に沿う複数の断面図である。 図２の支持体要素の斜視図である。 本発明の方法の別の実施形態で使用される装置の断面図である。

符号の説明

1 支持体
2 殻
3 充填材層
4 カバー
4´ 使用者接触面
5 金型
6 内部キャビティ
7 アセンブリ
8 本体
9 周囲へり
10 シール要素
11 雌の要素
12 雄の要素
13 金型の接合領域
14 支持体の接合領域

Claims (14)

1. 一体弾性支持体、たとえば椅子の座部、背もたれ、ひじ掛け、自転車サドル、乗物のシート、その他を製造する方法であって、
   各支持体(1)が、実質的に剛性または半剛性の殻(2)と弾性充填材で作られた少なくとも一つの層(3)とから成り、また場合によっては、使用者の接触面(4´)を定めるカバー(4)を有し、
   a)所定の形状と構造とを有する殻(2)を製造し、
   b)少なくとも一つの内部キャビティ(6)を有し、該キャビティを開放状態から閉鎖状態まで動かすことができる金型(5)を用意し、
   c)少なくとも一つの発泡性樹脂と前記殻(2)とを前記金型(5)の内部キャビティ(6)に導入し、
   d)前記樹脂を発泡させて充填材層(3)を生成させ、該充填材層(3)が殻(2)と接合して単一のアセンブリ(7)となるようにし、
   e)該アセンブリ(7)を金型(5)から取り出す、
   各ステップから成る方法において、
   前記殻(2)が、周囲へり(9)を有する本体(8)を製造する第一のステップa1)と、前記周囲へり(9)に隣接するシール要素(10)を製造する第二のステップa2)とによって製造され、前記周囲へり(9)の近傍において、前記殻(2)と前記内部キャビティ(6)との間の空隙が実質的にふさがれ、発泡性樹脂が発泡したときのバリの形成が防がれるようになっている、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記周囲シール要素(10)が、前記周囲へり(9)に隣接して、前記本体(8)上に成形用材料から熱成形され、前記シール要素(10)が前記本体(8)と実質的に一体とされうることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記金型(5)が、使用者の接触面(4´)と相補的な形を定める雌の要素(11)と、前記殻(2)を支持するための雄の要素(12)とから成り、これらの要素(11、12)が接合領域(13)で相互連結して前記内部キャビティ(6)を定めるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記殻(2)が前記雄の要素(12)に連結され、前記シール要素(10)が前記接合領域(13)の近傍に配置されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記シール要素(10)が、前記発泡ステップ時に、少なくとも部分的に前記雌の要素(11)に対して固定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記シール要素(10)が、前記発泡ステップ時に、少なくとも部分的に前記雄の要素(12)に対して固定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. シール要素(10)の前記成形用材料が、前記本体(8)の基材と異なるが、該基材と化学的に相溶性のものであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
8. 前記成形用材料がポリマータイプのものであり、作業温度において、また発泡時に、弾性を示すことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記樹脂が、殻(2)が先に前記金型(5)の内部キャビティ(6)内に導入され、該キャビティ(6)が閉鎖状態にあるとき、該キャビティ内に射出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記樹脂が、前記殻(2)を前記金型(5)の内部キャビティ(6)内に導入する前、該キャビティ(6)が開放状態にあるとき、該キャビティ内に流し込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 請求項１から１０の中のいずれか１つ以上に記載の方法によって得られる、一体弾性支持体、特に椅子の座部、背もたれ、ひじ掛け、自転車サドル、乗物のシート、その他であって、
    実質的に剛性または半剛性の基材で作られた殻(2)と、
    該殻(2)に連結された、弾性充填材(3)で作られた少なくとも一つの層と、
    また、場合によっては、使用者の接触面(4´)を定めるカバー(4)と、
    を有する支持体において、
    前記殻(2)が、
    該殻(2)と前記充填材層(3)との間の接合領域(14)に隣接する周囲へり(9)を有し、比較的剛性または半剛性の基材で作られた本体(8)と、
    前記周囲へり(9)に隣接して形成され、前記接合領域(14)の欠陥と、前記殻(2)に対する摩耗によるカバー(4)および/または充填材(3)の損傷とを防止するための、比較的柔軟な材料で作られたシール要素(10)と、
    を有することを特徴とする支持体。
12. 前記シール要素(10)が前記本体(8)と実質的に一体であることを特徴とする請求項１１に記載の一体弾性支持体。
13. 前記シール要素(10)の比較的柔軟な材料が、熱可塑性高分子エラストマーであることを特徴とする請求項１２に記載の一体弾性支持体。
14. 前記本体(8)の比較的剛性または半剛性の材料が、高分子材料、金属材料、または木質材料であることを特徴とする請求項１２に記載の一体弾性支持体。

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