JP2012187711A - シートクッションパッドの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形されるシートクッションパッドの表面に硬化部及びエアポケットが生じるのを効果的に防止することができるシートクッションパッドの製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】上型３の下面におけるキャビティ２３を形成する領域（凹部２２）の外側に、第１溝部２６を形成し、第１溝部２６の外側に第２溝部２７を形成する。少なくとも第２溝部２７にシール部材２５を収容し、キャビティ２３が形成された状態ではシール部材２５を下型２の上面に当接させる。キャビティ２３が形成された状態では、シール部材２５が下型２の上面に当接するため、シール性が向上し、硬化部が生じるのを効果的に防止することができる。また、第２溝部２７よりも内側に第１溝部２６が形成されていることにより、当該第１溝部２６が発泡硬化時におけるキャビティ２３内の空気の逃げ場として機能するため、エアポケットが生じるのを効果的に防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、１対の金型を互いに対向させることにより形成されたキャビティ内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを製造するための装置及び方法に関する。

図５は、シートクッションパッドを製造するための成形金型の一例を示す断面図である。この成形金型は、シートクッションパッドの表面側を成形するための下型３１と、シートクッションパッドの裏面側を成形するための上型３２とを備えている。下型３１の上方に上型３２を対向させることにより、成形金型内に閉塞されたキャビティ３３を形成することができる。このキャビティ３３内に供給された発泡樹脂原液３４を発泡硬化させることにより、キャビティ３３の形状に対応するシートクッションパッドが成形される。上型３２の下面には、図５に示すように不織布などの繊維体３５が取り付けられる場合があり、この場合には、繊維体３５が裏面に一体化されたシートクッションパッドを成形することができる。

図５のようにキャビティ３３が形成された状態では、下型３１におけるキャビティ３３の外側の表面（外周面３６）と、上型３２におけるキャビティ３３の外側の表面（外周面３７）とが、互いに当接した状態となる。このとき、下型３１及び上型３２の互いに当接する外周面３６，３７同士のシール性が不十分である場合には、外周面３６，３７間の隙間に発泡樹脂原液が入り込み、成形されたシートクッションパッドの表面にバリが発生するという問題がある。特に、上記のような金型間の狭い隙間で形成されたバリは、緻密な発泡構造になりやすく、硬いバリ（硬化部）が形成されてしまう場合がある。

そこで、上型３２の外周面３７にシール部材を設けることにより、キャビティ３３が形成された状態では、前記シール部材を下型３１の外周面３６に当接させ、シール性を向上させるような構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−８１５７４号公報

しかしながら、上記のようにシール部材を用いた構成では、発泡硬化時におけるキャビティ内の空気の逃げ場がなくなることにより、成形されたシートクッションパッドの表面に、エアポケットと呼ばれる空気溜りが発生してしまう場合がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、成形されるシートクッションパッドの表面に硬化部及びエアポケットが生じるのを効果的に防止することができるシートクッションパッドの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るシートクッションパッドの製造装置は、少なくとも１対の金型を互いに対向させることにより形成されたキャビティ内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを製造するための装置であって、前記１対の金型のうち少なくとも一方の金型における他方の金型に対向する表面には、前記キャビティを形成する領域の外側に形成された第１溝部と、前記第１溝部の外側に形成され、内部にシール部材が収容された第２溝部とが形成されており、前記キャビティが形成された状態では、前記第２溝部に収容された前記シール部材が、対向する前記他方の金型の表面に当接することを特徴とする。

本発明によれば、キャビティが形成された状態では、第２溝部に収容されたシール部材が、対向する他方の金型の表面に当接するため、シール性が向上し、成形されるシートクッションパッドの表面に硬化部が生じるのを効果的に防止することができる。

また、第２溝部よりも内側に第１溝部が形成されていることにより、当該第１溝部が発泡硬化時におけるキャビティ内の空気の逃げ場として機能するため、成形されるシートクッションパッドの表面にエアポケットが生じるのを効果的に防止することができる。

前記１対の金型は、上型及び下型からなり、前記第１溝部及び前記第２溝部は、それぞれ前記上型にのみ形成されていてもよい。

本発明によれば、第１溝部及び第２溝部がいずれも上型にのみ形成されているため、発泡樹脂原液を金型に注入する際、第１溝部又は第２溝部に発泡樹脂原液が入り込むのを防止することができ、シートクッションパッドをより良好に製造することができる。

前記第１溝部には、内部にシール部材が収容されており、前記キャビティが形成された状態では、前記第１溝部及び前記第２溝部にそれぞれ収容された前記シール部材が、対向する前記他方の金型の表面に当接し、前記第２溝部に収容された前記シール部材の方が、前記第１溝部に収容された前記シール部材よりも前記他方の金型の表面に対する押圧力が大きくてもよい。

本発明によれば、第２溝部に収容されたシール部材よりも内側に、第１溝部に収容されたシール部材が配置されるため、シール性がより向上し、成形されるシートクッションパッドの表面に硬化部が生じるのを効果的に防止することができる。

また、本発明のように２つのシール部材が設けられた構成であっても、第１溝部に収容されたシール部材が、第２溝部に収容されたシール部材よりも小さい押圧力で他方の金型の表面に当接するため、第１溝部及びその外側の領域が発泡硬化時におけるキャビティ内の空気の逃げ場として機能する。したがって、成形されるシートクッションパッドの表面にエアポケットが生じるのも効果的に防止することができる。

前記少なくとも一方の金型における前記第１溝部及び前記第２溝部が形成されている表面、並びに、前記他方の金型における前記第１溝部及び前記第２溝部に対向する表面は、それぞれ放電加工により形成されていてもよい。

本発明によれば、放電加工を用いた高精度の表面加工により、キャビティが形成された状態で互いに対向する表面同士の隙間をより小さくすることができる。したがって、成形されるシートクッションパッドの表面にバリが発生しにくく、シートクッションパッドをより良好に製造することができる。

本発明に係るシートクッションパッドの製造方法は、少なくとも１対の金型を互いに対向させることにより形成されたキャビティ内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを製造するための方法であって、前記１対の金型のうち少なくとも一方の金型における他方の金型に対向する表面に対して、前記キャビティを形成する領域の外側に第１溝部を形成するとともに、前記第１溝部の外側に第２溝部を形成する溝部形成工程と、少なくとも前記第２溝部の内部に前記シール部材を配置するシール部材配置工程と、前記１対の金型を互いに対向させることにより、少なくとも前記第２溝部の内部に配置された前記シール部材を前記他方の金型の表面に当接させた状態で、前記キャビティを形成するキャビティ形成工程と、前記キャビティ内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを成形する発泡成形工程とを含むことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るシートクッションパッドの製造装置の一例を示す側面図である。 上型の下面の形状の一例を示す平面図である。 下型と上型を対向させた状態における図２のＡ−Ａ断面を示す部分断面図である。 シートクッションパッドの製造方法の一例を示すフローチャートである。 シートクッションパッドを製造するための成形金型の一例を示す断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るシートクッションパッドの製造装置１の一例を示す側面図である。当該製造装置１は、１対の金型２，３を備えており、これらの金型２，３を互いに対向させることにより形成されたキャビティ２３内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを製造することができる。

当該製造装置１により製造されるシートクッションパッドは、発泡樹脂の成形体からなり、例えば軟質ポリウレタンフォーム（以下、単に「ウレタンフォーム」と呼ぶ。）などにより形成することができる。製造されたシートクッションパッドは、例えばウレタンフォームが表皮により被覆された状態で車両（例えば、自動車）に取り付けられることにより、車両の座席シートとして用いられる。ただし、シートクッションパッドは、ウレタンフォームにより形成される構成に限らず、他の各種材料により形成することも可能である。

上記１対の金型２，３は、シートクッションパッドの表面部側を成形するための下型２と、シートクッションパッドの裏面部側を成形するための上型３とを備えている。下型２及び上型３は、いずれもアルミ鋳造により形成されている。下型２の周囲には、例えば不図示の温調配管が設けられている。ただし、下型２がシートクッションパッドの裏面部側を成形するためのものであり、上型３がシートクッションパッドの表面部側を成形するためのものであってもよい。

この例では、上型３は、下型２に対して回動軸４を中心に回動可能に取り付けられている。図１に示すように、下型２に対して上型３が上方に対向していない状態から、回動軸４を中心に上型３を回動させることにより、上型３の上方に下型２を対向させることができる。

下型２の上面（上型３に対向する側の面）には、シートクッションパッドの表面部に対応する形状の凹部２１が形成されている。一方、上型３の下面（下型２に対向する側の面）には、シートクッションパッドの裏面部に対応する形状の凹部２２が形成されている。上型３が下型２に対向した状態では、凹部２１，２２によりキャビティ２３が形成され、当該キャビティ２３内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを製造することができる。

図２は、上型３の下面の形状の一例を示す平面図である。この例では、車両の座席シートの背もたれ部として用いられるシートクッションパッドを製造するための製造装置１について説明する。ただし、製造されるシートクッションパッドは、背もたれ部に限らず、着座部などの座席シートの他の部分に用いられるものであってもよい。また、製造されるシートクッションパッドは、自動車用に限らず、他の車両用のものであってもよいし、車両用以外の用途に用いられるものであってもよい。

この例では、上型３の下面には、キャビティ２３を形成する領域（凹部２２）の外側に第１シール部材２４が設けられるとともに、当該第１シール部材２４の外側に第２シール部材２５が設けられている。第１シール部材２４は、凹部２２の外周全体にわたって設けられているのに対して、第２シール部材２５は、凹部２２の外周の一部にのみ設けられている。これにより、シール部材を部分的に２重で配置することができる。

より具体的には、第２シール部材２５は、背もたれ部として用いられるシートクッションパッドの肩部分に対応する位置に設けられている。すなわち、背もたれ部の上部から頭部側に向かう領域に形成される段差部分の角部に沿って、第２シール部材２５が設けられている。ただし、このような構成に限らず、第２シール部材２５が凹部２２の外周の他の部分に設けられていてもよいし、凹部２２の外周全体にわたって設けられていてもよい。また、第１シール部材２４についても、凹部２２の外周全体にわたって設けられた構成に限らず、凹部２２の外周の一部にのみ設けられていてもよい。

図３は、下型２と上型３を対向させた状態における図２のＡ−Ａ断面を示す部分断面図である。

図３に示すように、第１シール部材２４は、上型３の下面におけるキャビティ２３を形成する領域（凹部２２）の外側に形成された第１溝部２６内に収容されている。また、第２シール部材２５は、上型３の下面における第１溝部２６の外側に形成された第２溝部２７内に収容されている。キャビティ２３と第１溝部２６との距離Ｄ１は、例えば５ｍｍ程度である。第１溝部２６と第２溝部２７との距離Ｄ２は、上記距離Ｄ１以上であることが好ましく、例えば５〜１０ｍｍ程度である。

図３のように下型２と上型３が対向してキャビティ２３が形成された状態では、下型２におけるキャビティ２３の外側の表面（外周面２８）と、上型３におけるキャビティ２３の外側の表面（外周面２９）とが対向するようになっている。これらの外周面２８，２９は、それぞれ放電加工により形成された放電加工面（ＰＬ面）であることが好ましい。

第１溝部２６及び第２溝部２７は、上型３の外周面２９に形成されており、これらの第１溝部２６及び第２溝部２７に収容された第１シール部材２４及び第２シール部材２５は、キャビティ２３が形成された状態で、それぞれ対向する下型２の外周面２８に当接する。ただし、第１溝部２６には、第１シール部材２４が収容されていなくてもよい。

本実施形態では、キャビティ２３が形成された状態で、第２溝部２７に収容された第２シール部材２５が、対向する下型２の表面（外周面２８）に当接するため、シール性が向上し、成形されるシートクッションパッドの表面に硬化部が生じるのを効果的に防止することができる。

また、第２溝部２７よりも内側に第１溝部２６が形成されていることにより、当該第１溝部２６が発泡硬化時におけるキャビティ２３内の空気の逃げ場として機能するため、成形されるシートクッションパッドの表面にエアポケットが生じるのを効果的に防止することができる。

図３の例のように、第１溝部２６及び第２溝部２７の双方にシール部材２４，２５を収容した場合には、キャビティ２３が形成された状態で、第２シール部材２５の方が第１シール部材２４よりも下型２の表面（外周面２８）に対する押圧力が大きいことが好ましい。

この場合、第２溝部２７に収容された第２シール部材２５よりも内側に、第１溝部２６に収容された第１シール部材２４が配置されるため、シール性がより向上し、成形されるシートクッションパッドの表面に硬化部が生じるのを効果的に防止することができる。

また、上記のように２つのシール部材２４，２５が設けられた構成であっても、第１溝部２６に収容された第１シール部材２４が、第２溝部２７に収容された第２シール部材２５よりも小さい押圧力で下型２の表面（外周面２８）に当接するため、第１溝部２６及びその外側の領域（第１溝部２６と第２溝部２７の間）が発泡硬化時におけるキャビティ２３内の空気の逃げ場として機能する。したがって、成形されるシートクッションパッドの表面にエアポケットが生じるのも効果的に防止することができる。上記押圧力は、４〜１８ｋｇ／ｃｍ^２程度であることが好ましい。

シール部材２４，２５は、例えばシリコンゴム（ＳＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）又はクロロプレンゴム（ＣＲ）などの弾性体により形成することができる。ニトリルゴム又はクロロプレンゴムにより形成されたゴムチューブを用いる場合には、上記押圧力の観点から、第２シール部材２５として用いることが好ましく、例えば外径が６ｍｍ程度（内径３ｍｍ程度）であり、「ＪＩＳ Ｋ ６２５０」に基づく硬さが５０Ａ程度、引張強度が５〜２５ＭＰａ程度、伸長率が１００〜８００％程度であることが好ましい。

シリコンゴムにより形成されたスポンジシリコンを用いる場合には、上記押圧力の観点から、第１シール部材２４として用いることが好ましく、例えば外径が６ｍｍ程度であり、「ＪＩＳ Ｋ ６２５０」に基づく硬さが２０〜５０Ａ程度であることが好ましい。また、シリコンゴムにより形成されたソリッドシリコンを用いる場合には、上記押圧力の観点から、第１シール部材２４又は第２シール部材２５のいずれにも好適に用いることができ、例えば外径が６±０．２ｍｍ程度であり、「ＪＩＳ Ｋ ６２５０」に基づく硬さが５５Ａ程度、引張強度が１０．４ＭＰａ程度、伸長率が４２０％程度、引裂強度が２０．６Ｎ／ｍｍ程度であることが好ましい。

ただし、シール部材２４，２５は、上記のような材料により形成されるものに限らず、他の各種材料により形成することができる。また、シール部材２４，２５は、溝部２６，２７に対して着脱可能な構成であってもよいし、溝部２４，２５に直接埋め込まれた構成であってもよい。

本実施形態のように第１溝部２６及び第２溝部２７が上型３にのみ形成された構成であれば、発泡樹脂原液を金型に注入する際、第１溝部２６又は第２溝部２７に発泡樹脂原液が入り込むのを防止することができ、シートクッションパッドをより良好に製造することができる。

また、上述の通り、上型３における第１溝部２６及び第２溝部２７が形成されている表面（外周面２９）、並びに、下型２における第１溝部２６及び第２溝部２７に対向する表面（外周面２８）が、それぞれ放電加工により形成されていれば、放電加工を用いた高精度の表面加工により、キャビティ２３が形成された状態で互いに対向する表面同士（外周面２８，２９同士）の隙間をより小さくすることができる。したがって、成形されるシートクッションパッドの表面にバリが発生しにくく、シートクッションパッドをより良好に製造することができる。この場合、放電加工面の幅Ｄ３は、２５〜４０ｍｍ程度であることが好ましく、互いに対向する外周面２８，２９間の隙間は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

図４は、シートクッションパッドの製造方法の一例を示すフローチャートである。シートクッションパッド４を製造する際には、まず、上型３の外周面２９に第１溝部２６及び第２溝部２７を形成する（ステップＳ１０１：溝部形成工程）。このようにして形成された第１溝部２６及び第２溝部２７のうち、少なくとも第２溝部２７の内部にシール部材２５を配置する（ステップＳ１０２：シール部材配置工程）。なお、本実施形態では、第１溝部２６及び第２溝部２７の双方にシール部材２４，２５が配置される。

その後、下型２の凹部２１内に発泡樹脂原液を供給した後（ステップＳ１０３）、回動軸４を中心に上型３を回動させることにより、下型２の上方に上型３を対向させて成形金型１を閉塞し、成形金型１内にキャビティ２３を形成する（ステップＳ１０４：キャビティ形成工程）。このとき、少なくとも第２溝部２７の内部に配置されたシール部材２５が下型２の外周面２８に当接した状態となる。なお、本実施形態では、第１溝部２６及び第２溝部２７の双方に配置されたシール部材２４，２５が、下型２の外周面２８に当接する。

このようにして形成されたキャビティ２３内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを成形する（ステップＳ１０５：発泡成形工程）。そして、回動軸４を中心に上型３を回動させることにより成形金型１を開放し（ステップＳ１０６）、下型２の凹部２１内からシートクッションパッドを取り出すことにより（ステップＳ１０７）、成形体としてのシートクッションパッドを得ることができる。

第１溝部及び第２溝部は、上型３でなく下型２に形成されてもよく、この場合、少なくとも第２溝部にシール部材が収容されてもよい。このような構成の場合には、下型２と上型３が対向してキャビティ２３が形成された状態では、下型２に設けられたシール部材が、上型３の外周面２９に当接する。

また、下型２及び上型３の双方に第１溝部及び第２溝部が形成された構成であってもよい。この場合、少なくとも下型２の第２溝部及び上型３の第２溝部にシール部材が収容されていればよい。

以上の実施形態では、製造装置１が１対の金型２，３を備えた構成について説明したが、１対の金型２，３に加えて例えば中子を含む３つ割り型の製造装置のように、少なくとも１対の金型を含む構成であればよい。

１ 製造装置
２ 下型
３ 上型
４ 回動軸
２１ 凹部
２２ 凹部
２３ キャビティ
２４ 第１シール部材
２５ 第２シール部材
２６ 第１溝部
２７ 第２溝部
２８ 外周面
２９ 外周面

Claims (5)

1. 少なくとも１対の金型を互いに対向させることにより形成されたキャビティ内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを製造するための装置であって、
   前記１対の金型のうち少なくとも一方の金型における他方の金型に対向する表面には、前記キャビティを形成する領域の外側に形成された第１溝部と、前記第１溝部の外側に形成され、内部にシール部材が収容された第２溝部とが形成されており、
   前記キャビティが形成された状態では、前記第２溝部に収容された前記シール部材が、対向する前記他方の金型の表面に当接することを特徴とするシートクッションパッドの製造装置。
2. 前記１対の金型は、上型及び下型からなり、
   前記第１溝部及び前記第２溝部は、それぞれ前記上型にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシートクッションパッドの製造装置。
3. 前記第１溝部には、内部にシール部材が収容されており、
   前記キャビティが形成された状態では、前記第１溝部及び前記第２溝部にそれぞれ収容された前記シール部材が、対向する前記他方の金型の表面に当接し、前記第２溝部に収容された前記シール部材の方が、前記第１溝部に収容された前記シール部材よりも前記他方の金型の表面に対する押圧力が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のシートクッションパッドの製造装置。
4. 前記少なくとも一方の金型における前記第１溝部及び前記第２溝部が形成されている表面、並びに、前記他方の金型における前記第１溝部及び前記第２溝部に対向する表面は、それぞれ放電加工により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシートクッションパッドの製造装置。
5. 少なくとも１対の金型を互いに対向させることにより形成されたキャビティ内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを製造するための方法であって、
   前記１対の金型のうち少なくとも一方の金型における他方の金型に対向する表面に対して、前記キャビティを形成する領域の外側に第１溝部を形成するとともに、前記第１溝部の外側に第２溝部を形成する溝部形成工程と、
   少なくとも前記第２溝部の内部に前記シール部材を配置するシール部材配置工程と、
   前記１対の金型を互いに対向させることにより、少なくとも前記第２溝部の内部に配置された前記シール部材を前記他方の金型の表面に当接させた状態で、前記キャビティを形成するキャビティ形成工程と、
   前記キャビティ内で発泡樹脂原液を発泡硬化させることにより、シートクッションパッドを成形する発泡成形工程とを含むことを特徴とするシートクッションパッドの製造方法。

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