JP2009220359A - 発泡成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的とするところは、発泡成形品を形成する表面のうちパーティングラインを含む表面に形成された凹部又は孔部の周囲の一部と、そのパーティングラインとの間に欠肉部が存在しない発泡成形品を提供することにある
【解決手段】本発明の発泡成形品は、発泡成形型の下型にポリウレタン原料を注入して発泡成形した発泡成形品であり、その表面を表皮材で覆ってパッドとして用いる発泡成形品に係る。前記発泡成形品を形成する表面のうちパーティングラインＬ１を含む頂面１１に形成された孔部１４の周囲の一部と、前記パーティングラインＬ１とを連結する溝部１５を形成すると共に、その溝部１５内の底面１５ａに前記パーティングラインＬ１に連結する突条部１６を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポリウレタン原料を発泡成形型に注入して発泡成形された発泡成形品において、下型を流れ広がるポリウレタン原料の合流部においてエアーポケット等の欠肉部が形成されないようにした発泡成形品に関する。

一般に、自動車のシートクッション、シートバック、アームレスト、ヘッドレスト等は、所定形状に成形されたポリウレタン発泡体に天然の皮革材やファブリック材等よりなる表皮材で覆って製造されたものが大半である。

そのポリウレタン発泡体は、上型及び下型よりなる発泡成形型のキャビティにおいてポリウレタン原料の発泡により成形される。前記下型の成形面に注入されたポリウレタン原料は、注入個所から周囲に広がると共に粘度が高まり、下型の底部の全面を覆う頃には、発泡反応により膨張してキャビティ全体を満たすようになる。そのように、キャビティ面に沿ってポリウレタン原料が広がっていくとき、キャビティ面にポリウレタン原料の流れの障害となる凸部があれば、ポリウレタン原料はその凸部を回り込み、回りこんだ先で合流して更にキャビティ面を満たしていく。凸部は発泡成形品に凹部を形成するためのものである。

また、キャビティ面を広がるポリウレタン原料は、その先端において空気を巻き込むことがあり、また、その表面からガスを発散させることがある。特に、前述の障害物を回り込んだ合流部においては、キャビティ内の空気及びガス（以下、まとめてガスという）を巻き込むことが多い。そのガスによりエアーポケットと呼ばれる比較的大きな泡状の空洞や、表面が陥没した欠肉部ができることがある。そのため、直線的に配置すべきパーティングラインの一部を変化させて、なるべくパーティングラインをその障害物の近くに配置してガスが抜けやすいようにすることも行われている。一般的に、パーティングラインの一部を変化させることは、成形型の型合わせを難しくする。

そのようなエアーポケットの発生を防止するために、特許文献１に開示されている乗り物シートに用いるパッドにおいては、凹部内にバイパスを設けることにより、発泡性樹脂液の合流部にエアーポケットが発生しないようにしている。

キャビティ面に障害物が突き出てはいないものの、特許文献２に開示されている成形装置においては、ポリウレタン原料が発泡上昇して行き止まりになる下向きのキャビティ面にパーティング面のガス抜き孔と連通するガス抜き溝を設け、そのガス抜き溝からガス抜き孔を通ってガスが逃がされることにより、ボイドの発生を防止している。

また、特許文献３には、発泡成形型のパーティング面において発生するバリについて対処した発泡成形製品が開示されている。その発泡成形製品においては、成形品本体が表皮材で被覆される際、表皮材により押し付けられたバリが収容され得る凹所を設けることにより、製品外観にバリの影響がないようにされている。
特開２００２−３３６０８９号公報（［要約］を参照） 特開２００７−０６２１０６号公報（［要約］［図７］を参照） 実開平０６−０４２１２７号公報（［要約］を参照）

特許文献１における発泡成形品は、その成形後の後加工においてバイパスが除去された後、表皮で覆われてパッドとして完成される。しかし、パッドの意匠面に直接関わらない凹所（明細書における欠肉部分）の内部におけるバイパス除去加工であるから、加工面に加工跡として多少の凹凸が残ることが許されるにしても、加工を行わねばならないこと自体が工数の増大に繋がるものである。

同様に、特許文献２における成形装置により発泡成形された成形品においても、ガス抜き孔により形成されるリボン状の突片は除去される必要がある。また、成形型のガス抜き溝により成形された三角リブ状の成形部分が除去されずに残されているが、この三角リブ状の成形部分が残されている部分は、成形品がパッドとして用いられるとき、意匠面の形成に殆ど関わらない部分であり、だからこそ残されているといえる。

特許文献３におけるバリは、幅広であっても薄いものであるため、表皮材の張力により容易に倒され変形して、成形品表面の凹所に収容されるので、そのバリの存在を表皮材の表面側から視認できない。しかし、この技術は、発泡成形型の合着面（パーティング面）におけるガス抜きに関わるものであり、パーティング面よりも内方に位置する部分に現れる欠肉部等の原因となるガスのガス抜きに関わるものではない。従って、特許文献３においては、ポリウレタン原料の合流部における欠肉部の形成を防止することはできない。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、発泡成形品を形成する表面の凹部又は孔部の周囲と、パーティングラインとの間に欠肉部が存在しない発泡成形品を提供することにある。更に、その目的とするところは、欠肉部の防止手段により形成された部分の後加工を必要としないものである発泡成形品を提供することにある。

上記問題を解決するために請求項１に記載の発泡成形品の発明は、発泡成形型の下型にポリウレタン原料を注入することにより、発泡成形型によって成形された発泡成形品であって、その表面を表皮材で覆ってパッドとして用いる発泡成形品において、表面に形成された凹部又は孔部の周囲と、パーティングラインとを連結する溝部が形成されると共に、その溝部内の底面に前記パーティングラインに連結する突条部が形成されたことを特徴とするものである。ここに用いられている「表面」は、平面であるか曲面であるかを問わず、発泡成形品の外形を形作る面を指し、例えば、正面、裏面、側面、頂面、底面等である。

請求項１に記載の発明によれば、その発泡成形品を成形する成形型において、発泡成形品に凹部を形成するため、キャビティを形成する成形面に凸部が形成されることになる。その成形面が下型において立ち壁状に形成されている側壁の場合、下型に注入されたポリウレタン原料が発泡膨張して上昇するとき、発泡しつつ流れる原料の成形面に沿う流れは凸部が障害となるため、凸部を迂回することになる。そして、迂回先で合流した原料は、空気やガスを巻き込んで欠肉部を作ることになるが、その合流域に発泡成形品の突条部を形成するための凹条部が成形面に形成されていれば、空気やガスは流れ広がる原料の先端に巻き込まれずに、その凹条部を通ってパーティング面の隙間に逃げることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発泡成形品において、前記凹部又は孔部の周囲と溝部及び突条部との間に隔壁を形成したことを特徴とするものである。請求項２に記載の発明によれば、凹部又は孔部と溝部とを直接連通させず、隔壁を介して連結するようにした場合、その隔壁を形成するために成形型に形成した空隙部により、ガス抜けが容易に行われるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発泡成形品において、前記突条部は、その断面の形状が三角形又は台形であることを特徴とする。
求項３に記載の発明によれば、突条部の先端が発泡成形品の表面から突き出ていても、所定の張力をもって張り込まれる表皮材によって突条部は溝部内に押し込まれるので、表皮材の表面側から突条部の存在を視認できない。また、断面の形状が三角形又は台形の突条部を形成するために、成形型の成形面に断面の形状が三角形又は台形の凹条部を形成することは容易である。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の発泡成形品において、前記突条部の高さは、前記溝部の深さ以下であることを特徴とするものである。請求項４に記載の発明によれば、突条部の先端が発泡成形品の表面から飛び出ることはないので、発泡成形品の表面を覆う表皮材が比較的薄いものであっても、表皮材の表面に凸部を形成することはない。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の発泡成形品において、前記孔部は、自動車のシートバックの頂面に形成されたヘッドレストステイ用の孔部であり、前記溝部及び突条部が、その孔部とその孔部の後方に位置するパーティングラインとを連結していることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明によれば、パーティングラインが孔部の直近に配置されていなくても、空気やガスが、成形面に形成された凹条部を通ってパーティング面に抜けることができるので、孔部の周囲に欠肉部が形成されない。そのため、パーティングラインに曲線部等を設けて孔部に近付けガス抜き効果をあげる必要がなく、パーティングラインの配置を直線的に設定できるので、発泡成形型の製造が容易となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の発泡成形品において、前記凹部は、自動車のシートバックの側面に形成された車室内で用いられる機能部材を取り付けるため又は収容するための凹部であり、前記溝部及び突条部が、その凹部とその凹部の後方に位置するパーティングラインとを連結していることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明によれば、比較的大きな凹部とパーティングラインとを連結する溝部及び突条部を発泡成形品に形成した。そして、その発泡成形品を成形するため、発泡成形型の成形面に比較的大きな凸部とその凸部に連結した立壁部及び凹条部を形成した。その凹条部は、前記凸部周辺のガスが巻き込まれ易い部分に形成されている。すると、ガスはその凹条部を通ってパーティング面に逃げて発泡成形品に欠肉部を形成しない。そのため、乗員が着座するなどして表皮材に大きな張力が作用しても、表面材の一部が凹んで見えることもないので、シートバックとしての意匠が損なわれることがない。また、乗員が当該部分に触れても違和感を覚えない。

本発明によれば、発泡成形品に対して後加工をする必要がなく、発泡成形品の表面の凹部又は孔部の周囲と、パーティングラインとの間に欠肉部が存在しない発泡成形品を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した発泡成形品の実施形態を図１〜３を用いて説明する。
図１に示す本実施形態の発泡成形品１であるシートバック２は、表皮材で覆われる前の状態である。このシートバック２は公知の形状をしており、略Ｈ字状のホグリング用溝１３が正面１０に配置されており、ホグリング用溝１３は更に延長されて頂面１１にも配置されている。頂面１１にはヘッドレストステイ用の一対の孔部１４が形成され、それぞれの孔部１４に連結して溝部１５及び突条部１６が形成されている。

また、シートバック２の側面１２には、機能部材である可倒式アームレストの回動支持部を装置するため、又はシートベルトの受具を収容するため等の凹部１７が形成され、その凹部１７に連結して溝部１８及び突条部１９が形成されている。この凹部１７は、シートバック２の左右のいずれか一方に形成されるのが一般的であり、シートバック２が車両の右側に配置される場合は、シートバック２の左側（図１においては右側）の側面１２に形成される。

図２を用いて、頂面１１の孔部１４に連結して形成された溝部１５及び突条部１６について詳細に説明する。なお、ここに示す溝部１５及び突条部１６は、理解しやすいように相対的に大きめにデフォルメして描かれている。本実施形態において孔部１４は、頂面１１に形成された台座部１４ａの中心部を貫通して形成されている。その孔部１４と孔部１４の後方に位置するパーティングラインＬ１とを連結するように、台座部１４ａ及び頂面１１に溝部１５が形成されている。なお、ここでいう後方とは、発泡成形品１であるシートバック２を車両に設置した時、車両の後方を向く方向を指す。本実施形態では、溝部１５の幅が孔部１４の直径に略等しくなっているが、溝部１５の幅は孔部１４の直径以下の適宜寸法を選択しうる。また、溝部１５はパーティングラインＬ１に一致する位置に形成された立壁１５ｂにより端部を形成している。

溝部１５の底面１５ａの中央には断面形状が略台形の突条部１６が、溝部１５の深さと等しい高さに形成されている。この突条部１６の高さは、必ずしも溝部１５の深さ以下にする必要はないが、頂面１１から飛び出す高さにするときは、突条部１６の断面形状を底辺に比べ高さの高い台形にするか、三角形にする等して撓み易い形状にすることが望ましい。そうすることで、発泡成形品１が表皮材で覆われるとき、突条部１６が表皮材の押圧力で容易に変形して溝部１５内に収容されるので、表皮材の表面側に突条部１６に起因する隆起等の変化が現れることを防止できる。

更に、図３を用いて、凹部１７に連結して形成された溝部１８及び突条部１９の詳細について説明する。なお、ここに示す溝部１８及び突条部１９は、理解しやすいように相対的に大きめにデフォルメして描かれている。凹部１７のパーティングラインＬ２側の内壁１７ａの一部を切り欠くように溝部１８が形成され、この溝部１８は凹部１７と凹部１７の後方に位置するパーティングラインＬ２とを連結している。溝部１８の底面１８ａの中央付近には断面形状が略台形の突条部１９が形成されている。この突条部１９の高さは溝部１８の深さと同一にされている。溝部１８を形成する斜面である側壁１８ｃと底面１８ａとは曲面１８ｄで連結されている。

（成形型の構造）
図４を用いて、シートバック２を成形する成形型において、側面１２の凹部１７及び凹部１７に連結する溝部１８及び突条部１９を成形する部分の構造を説明する。なお、シートバック２等の発泡成形品１を成形する成形型においては、一般的に発泡成形品１の比較的面積が広い面を下向きにし、その姿勢の形状に対応するキャビティを下型に形成する。また、その広い面に表裏がある場合は、意匠的に重要な面を下向きとする。従って、シートバック２を成形する下型の場合、図４に示すように、シートバック２の側面１２を成形する成形面２０は立壁状となる。また、シートバック２の頂面１１の孔部１４及び孔部１４に連結する溝部１５及び突条部１６を成形する部分の下型の構造についても、後述する凹部１７を形成するための凸部２７を、孔部１４を形成するための棒状体とに置き換えればよく、その説明を省くものとする。

凹部１７を形成するための凸部２７が成形面２０に形成され、その凸部２７のパーティングラインＬ２２に対向する側壁２７ａとパーティングラインＬ２２との間には、成形面２０から隆起する立壁部２８が一対形成されている。立壁部２８の一方の端部は側壁２７ａと一体になっており、他の端部はパーティング面２１と同一面として形成され、図示しない上型のパーティング面と合着する面となる。

一対の立壁部２８の内壁と成形面２０とにより断面形状が略逆台形の凹条部２９が形成されている。また、その凹条部２９とは反対側の側壁部２８ｂは溝部１８の側壁１８ｃを形成するための斜面となっており、その側壁部２８ｂと頂部２８ａとは曲面１８ｄを形成する曲面で連結されている。このように側壁部２８ｂが斜面であることと側壁部２８ｂと頂部２８ａとを連結する部分が曲面であることにより、後述する発泡成形の際、発泡しつつ流れるポリウレタン原料の先端部が立壁部２８を容易に乗り越える。

（発泡成形）
図５を用いて、シートバック２を成形するときの、ポリウレタン原料の流れの状況を説明する。特に、図４に示した成形面２０における凸部２７、立壁部２８及び凹条部２９の周辺を中心に、ポリウレタン原料の流れの状況を説明する。なお、図４に示したパーティング面２１に合着する上型については、図５において図示を省略している。

図５（ａ）は、ポリウレタン原料の発泡膨張に伴い上昇する発泡体３０の先端部３１が凸部２７の中ほどを覆い、間もなく上部側に位置する側壁２７ａに至る状況を示している。このとき、キャビティ内のガスは、前記先端部３１により押されパーティング面２１の隙間を通って外部へ放出されるのみで、先端部３１に巻き込まれて欠肉部を形成することはない。

図５（ｂ）に示すように、発泡体３０の先端部３１が側壁２７ａの大部分を覆い、立壁部２８及び凹条部２９に迫る状況になれば、ガスは矢印で示すような流れとなり、一部のガスは凹条部２９内を通ってパーティング面２１の隙間に流れ出るようになる。

図５（ｃ）に示す段階では、発泡体３０の先端部３１は立壁部２８及び凹条部２９の略全体を覆うようになり、ガスは欠肉部を形成することなく凹条部２９を伝ってパーティング面２１の隙間に流れ出るようになる。

従って、上記実施形態の発泡成形品によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、発泡成形品１の凹部１７又は孔部１４の周囲の一部と、パーティングラインＬ２又はパーティングラインＬ１とを連結する溝部１８又は溝部１５を形成すると共に、その溝部１８、１５内の底面１８ａ、１５ａに前記パーティングラインＬ２、Ｌ１に連結する突条部１９、１６を形成するようにした。そのため、凹部１７又は孔部１４の周囲に、ガスの巻き込みによる意図しない欠肉部の形成が防止された発泡成形品１を提供できる。

（２）上記実施形態では、突条部１６、１９の断面形状を三角形又は台形としたので、突条部１６、１９の先端が発泡成形品１の表面から突き出たとしても、その先端部分は表皮材によって、溝部１５、１８内に押し込まれることになる。そのため、発泡成形品１を表皮材で覆ったとき、表皮材下に突条部１６、１９が存在しても表皮材の表面の意匠性が保たれる発泡成形品１を提供できる。

（３）上記実施形態では、突条部１６、１９の高さを、その先端が頂面１１又は側面１２から飛び出ないようにした。そのため、発泡成形品１を表皮材で覆ったとき、表皮材の表面の意匠性が保たれる発泡成形品１を提供できる。

（４）上記実施形態では、シートバック２の頂面１１に突条部１６を形成するための凹条部（図４における凹条部２９と同様）が発泡成形型に形成されているので、発泡成形に伴う空気やガスがその凹条部を通ってパーティング面の隙間に抜け出ることが可能となる。従って、パーティングラインの一部をガス抜きの為に曲げて配置する従来技術と異なり、パーティングラインを直線的に配置しても、孔部１４の周囲において意図しない欠肉部の形成が防止された発泡成形品１を提供できる。

（５）上記実施形態では、突条部１９を形成するための凹条部２９が発泡成形型に形成されているので、前記と同様に発泡成形に伴うガスがその凹条部２９を通ってパーティング面２１の隙間に抜け出ることが可能となる。従って、パーティングラインＬ２２の一部をガス抜きの為に曲げて配置することなく直線的に配置しても、凹部１７の周囲において意図しない欠肉部の形成が防止された発泡成形品１を提供できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した発泡成形品３の第２の実施形態を、第１実施形態と異なる部分を中心に図６を用いて説明する。

図６に示す本実施形態の発泡成形品３は、図３に示す第１実施形態の側面１２の凹部１７に関わる構成とは、隔壁１７ｂが存在する点が異なるだけで、その他の部分は同一である。図６に示すように発泡成形品３の側面１２に形成された溝部１８は、凹部１７の周囲の一部を形成する隔壁１７ｂにより端部を形成し、その端部と反対側は立壁１８ｂが端部となっている。

なお、本実施形態の発泡成形品３の頂面１１の孔部１４に関わる構成は、図示しないが、図２に示す孔部１４と溝部１５との間に上記隔壁１７ｂと同様の隔壁を設けることのみが異なり、その他の部分は同一となる。

（成形型の構造）
図７に示すように、図６に示す発泡成形品３の側面１２の部分を成形するための成形型は、図４に示す成形型において凸部２７の側壁２７ａと立壁部２８とが連結している構成であることと異なり、側壁２７ａと立壁部３８との間には空隙部４０が形成され、側壁２７ａと立壁部３８とは連結していない。この空隙部４０は隔壁１７ｂを形成するためのものであるが、この空隙部４０があることにより、図５を用いて説明した発泡体３０の流れのうち、成形面２０に沿って流れてきた先端部３１付近の空気やガスが、空隙部４０を通り抜けて凹条部３９に速やかに移動できる。

そして、この第２実施形態においては、第１の実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（６）上記実施形態では、発泡成形品３に隔壁１７ｂを形成するため、成形型に空隙部４０を形成するようにしたため、発泡成形の際、空気やガスがその空隙部４０を通り抜けて凹条部３９を通ってパーティング面２１の隙間に速やかに放出されるようになる。従って、凹部１７の周囲において意図しない欠肉部の形成が防止された発泡成形品３を提供できる。

（変更例）
なお、上記両実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、溝部１５、１８の底面１５ａ、１８ａに突条部１６、１９を一本形成したが、突条部１６、１９を複数本形成するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態より把握できる技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
○前記溝部内の底面には複数の突条部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の発泡成形品。このように、複数の突条部を形成した場合、発泡成形品にその複数の突条部を形成するために、成形型に形成した複数の凹条部によりガス抜けが容易に行われるようになる。

○前記表面は、パーティングラインを含む表面であることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形品。このように、パーティングラインを含む表面に凹部又は孔部が形成され、それらの周囲と前記パーティングラインとを連結する溝部及び突条部が形成されれば、前期凹部又は孔部の周辺に空洞部や欠肉部が形成されることが防止される。

本発明の第１実施形態の発泡成形品を示す斜視図。 図１におけるＡ部詳細図。 図１におけるＢ部詳細図。 第１実施形態の発泡成形品を成形する成形型において、発泡成形品のＢ部を形成する部分を示す斜視図。 図４に示す成形型を用いて発泡成形する際のウレタン原料の挙動を（ａ）（ｂ）（ｃ）の順に模式的に示す斜視図。 本発明の第２実施形態の発泡成形品の凹部付近を示す斜視図。 第２実施形態の発泡成形品を成形する成形型において、発泡成形品の凹部付近を形成する部分を示す斜視図。

符号の説明

Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２２…パーティングライン、１，３…発泡成形品、２…シートバック、１１…頂面、１２…側面、１４…孔部、１５，１８…溝部、１５ａ，１８ａ…底面、１６，１９…突条部、１７…凹部、１７ｂ…隔壁。

Claims (6)

1. 発泡成形型の下型にポリウレタン原料を注入することにより、発泡成形型によって成形された発泡成形品であって、その表面を表皮材で覆ってパッドとして用いる発泡成形品において、表面に形成された凹部又は孔部の周囲と、パーティングラインとを連結する溝部が形成されると共に、その溝部内の底面に前記パーティングラインに連結する突条部が形成されたことを特徴とする発泡成形品。
2. 前記凹部又は孔部の周囲と溝部及び突条部との間に隔壁を形成したことを特徴とする請求項１に記載の発泡成形品。
3. 前記突条部は、その断面の形状が三角形又は台形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡成形品。
4. 前記突条部の高さは、前記溝部の深さ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の発泡成形品。
5. 前記孔部は、自動車のシートバックの頂面に形成されたヘッドレストステイ用の孔部であり、前記溝部及び突条部が、その孔部とその孔部の後方に位置するパーティングラインとを連結していることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の発泡成形品。
6. 前記凹部は、自動車のシートバックの側面に形成された機能部材を取り付けるため又は収容するための凹部であり、前記溝部及び突条部が、その凹部とその凹部の後方に位置するパーティングラインとを連結していることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の発泡成形品。

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