JP2816764B2 - シート接着成形用の装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 〔産業上の利用分野〕 本発明は，自動車の座席等を生産するのに好適なシー
ト接着成形用の装置に関する。

〔従来技術〕

座席シートをライン内の連続流れで生産する場合に，
弾力性をもつシート内装材料の表面に，布からなる外装
材料を接着剤を用いて接着成形する工程が採用されるこ
とがある。

このような接着には，所定の温度以上に加熱したとき
に軟化して接着機能を果たす反応性ホットメルト接着剤
（熱軟化性接着剤）の使用が有利である。例えばウレタ
ン系の反応性ホットメルト接着剤は，周知のように湿っ
た空気中で約60℃に加熱されると軟化して接着機能を果
たす。この場合，加圧が加えられると，被着材料の細孔
に軟化した接着剤が侵入して接着強度が高まる。

かような接着剤を用いて，シート内装材料と外装材料
を接着する場合には，熱の補給，湿分の補給および加圧
の付与を行うことが必要である。

従来より，かような接着成形は，高温高湿空気の供給
下で被着材をプレスすることによって行われていた。例
えば，内装材料と外装材料の間に前記の接着剤を介装さ
せてなるシート半製品を固定型の上にセットしたうえ，
押え型で該半製品をプレスし，このプレス状態で高温高
湿空気を該固定型内に供給し，固定型内から被着材中の
所定の時間噴射させる。これによって，接着剤が軟化し
て被着材中に侵入する。次いで，高温高湿空気を冷風に
切換えて該固定型内から被着材中に冷風を所定の時間噴
射する。これにより接着剤が硬化して接着が完了する。
そして離型し，次の接着成形に移る。

この場合，必要な高温高湿空気と冷風は，周囲空気を
原料として空気処理設備（空調機）によって製造され
た。空気処理設備は，高温熱媒がその中を通流するフイ
ンチューブ熱交換器（加熱コイル），低温熱媒がその中
を通流するフインチューブ熱交換器（冷却コイル），加
湿器およびフアンを備えており，高温高湿空気は周囲空
気を加熱コイルと加湿器に通すことによって，また冷風
は冷却コイルを通すことによって製造され，フアンによ
って前記のプレス機にこれらを交互に所定時間間隔で供
給する。すなわち，空気処理設備では加熱加湿サイクル
と，冷却サイクルをプレス機での接着成形操作毎に繰り
返す。

〔発明の目的〕

空気処理設備（空調機）によって高温高湿空気と冷風
を製造し，これを型内に送気する場合には送気フアンは
動力の大きなものを必要とする。閉鎖空間である型内ひ
いては半製品の内装材内に送気するのであるから静圧が
高くなり，フアンがリングブローを起こして大きな動力
を要するからである。

また，空調機では加熱コイル，冷却コイルおよび加湿
機（スチーム噴霧装置）を備えるので大型のものとな
り，設置スペースも多く必要とする。加えて冷風製造の
ための冷熱源も必要となる。

さらに，高温高湿空気と冷風を交互にすばやく切換え
て圧送することには限界があるから，シートのライン内
生産速度に併せた加熱と冷却サイクルの応答に問題が生
じ，シートの生産速度を高めるという要求に答えられな
い場合もある。

このようなことから，設備が大掛かりとなる割りには
応答性能には限界があり，新たな改善が求められてい
た。

本発明はこのようなシートの連続生産に伴う従来技術
の問題の解決を目的としたものである。

〔発明の開示〕

本発明によれば，シートの内装材料と外装材料との間
に熱軟化性の接着剤を介在させたシート半製品を型内で
加熱冷却して接着成形する装置において，該型が中空型
と押え型とからなり，該中空型のシート半製品に接する
面が多孔面に形成され，該中空型の内部空間とスチーム
源とを接続するスチーム管路，該内部空間と圧縮空気源
とを接続する圧縮空気管路および該内部空間と排気源と
を接続する排気管路が施設され，該スチーム管路にスチ
ーム弁が，該圧縮空気管路に空気弁が，そして該排気管
路に排気弁が介装され，スチーム弁と空気弁の開度を中
空型の内部空間の温度が設定温度となるように制御する
第一の制御手段が設けられ，そして前２者の弁が閉成時
に該排気弁を開く操作と排気弁の閉成時に前２者の弁を
開く操作を交互に行う第二の制御手段が設けられたシー
ト接着成形用の装置を提供する。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は本発明のシート接着成形装置の一実施例を示
す略断面系統図である。

第２図は本発明に従うシート接着成形金型の要部を示
す略断面図である。

第３図は中空型の上部を示す斜視図である。

第４図は中空型の多孔板に取付けるノズルの斜視図で
ある。

第５図は中空型の多孔板に取り付けたノズルを示す断
面図である。

第６図はシート半製品の組立分解図である。

第７図はシート半製品の組立完了図である。

第８図は内装材料と外装材料とを互いに固定するため
の金具の例を示す部分断面図である。

〔実施例〕

図１は，中空型１と押え型２との間で車の座席シート
半製品３を成形しながら接着する本発明の実施例を示し
たものである。シート半製品３の詳細は後述するが，要
するところ，発泡ウレタン樹脂からなる内装材４と表面
仕上材料５との間に反応性ホットメルト接着剤６を介在
させてある。

中空型１は，シート半製品３に接する面を多孔板７と
してある。それ以外の面は無孔金属板を用いて内部空間
８を形成している。中空型１の全体は台座９の上に取外
し可能に固定される。この中空型１を構成する材料のう
ち，少なくとも多孔板５はアルミニウム材料が使用され
ている。

押え型２は，中空型１の上にセットされたシート半製
品３をその上から所要の圧力で押さえるためのものであ
り，これも金型からなっている。押え型２の上下運動は
エアシリンダー10を用いた駆動機構で行われる。図示の
例では押え型２は上下に運動するものを示したが，片支
持としてその支持点を中心として回転運動するものであ
ってもよい。いずれにしても，中空型１にセットされた
シート半製品３を接着成形操作中一定の圧力でフラット
に押え込めるものであればよい。中空型１と押え型２
は，処理されるシート半製品の形状と寸法に応じたもの
に対応するように，取外し多能に固定部材に接続されて
いる。

本発明によれば，かような中空型１と押え型２とかな
るプレス機がシート生産工場のライン内に設置される
が，このプレス機の近傍にスチーム源11と圧縮空気源12
が用意される。スチーム源11と圧縮空気源12とは，実際
には，工場内を巡るスチームメインパイプおよび高圧空
気パイプである。そして，排気源13もこのプレス機の近
傍に用意される。排気源13は実際には真空ポンプであ
る。

中空型１の内部空間８とスチーム源11とはスチーム管
路14で接続され，内部空間８と圧縮空気源12とは圧縮空
気管路15で接続され，そして内部空間８と排気源13とは
排気管路16で接続される。スチーム管路14には蒸気制御
弁（本明細書においてスチーム弁と言う）17が，圧縮空
気管路15には圧縮空気制御弁（同空気弁と言う）18が，
排気管路16には排気制御弁（同排気弁という）19が取り
付けられる。これら弁17,18および19はいずれも電磁作
動する自動弁が使用されているが，これに代えて空気圧
作動の自動弁も使用可能である。

排気弁19は周囲空気を誘引する管路20を一方にもつ三
方弁が使用されている。排気源である真空ポンプ13によ
って吸引された排気はいったんタンク21に導かれ，排気
に同伴するドレンがタンク21で分離されたあと，系外に
排出される。

図示の例ではスチーム管路14と圧縮空気管路15はスチ
ーム弁17および空気弁18の下流側において一本の管路22
に合流され，スチームと圧縮空気との混合流体（高温高
湿空気）が中空型１内の内部空間８に導入されるような
っている。また，内部空間８の底部にはドレン抜き配管
27が取付けられ，このドレン管27は開閉弁23（ドレイ
弁）を経て排水溝24に通じている。

一方，中空型１の内部空間８内の雰囲気温度が検出で
きる位置に温度検出器25が取り付けられ，この温度検出
器25の検出信号は，温度調節器26に送信される。温度調
節器26は設定値の範囲を外れた信号が入力されると操作
信号を出力する通常のものが使用され，本例では，温度
検出器25から送信された信号が設定値を外れるとスチー
ム弁17と空気弁18にこれらの弁の開度を操作する信号を
出力する。これらによって本発明の第一の制御手段を構
成しており，設定値より低い信号が入力されると空気弁
18に対するスチーム弁17の開度比を高くして高温高湿空
気の温度を上げ，逆に高い信号が入力されると該開度比
を低くして温度を下げる。いずれにしても高温高湿空気
の所要の流量が確保されるように，両弁17と18の最低開
度は保持したうえで，高温高湿空気の温度が設定範囲と
なるような制御が行われる。

他方，タイマ28を内装した制御盤29が設けられてい
る。この制御盤29は，スチーム弁17と空気弁18が開動作
している間は排気弁19を閉状態とする指令と，この状態
が所定時間経過した後，スチーム弁17と空気弁18を閉動
作させると共に排気弁19を開き且つ真空ポンプ13を駆動
する指令と，この状態が所定時間経過後に，スチーム弁
17と空気弁18を開動作し且つ排気弁19の閉成と真空ポン
プ13の停止指令を所定時間ごとに（或いは作業員の手動
操作によって）繰返し発する。これらが本発明の第二の
制御手段を構成している。この場合，排気弁19を閉じた
状態でも真空ポンプ13を駆動し続けることもできる。そ
のさいは，排気弁19の第三の管路20を開くようにする。
なおドレン弁23は，スチーム弁17と空気弁18が開いてい
る間の加熱時間帯並びに排気弁19が開いている間の冷却
時間帯の間は閉じており，その中間の休止帯で開く動作
を行わせる。

第２図は，本発明に従う金型の取付け状態並びに多孔
板７の詳細を示すものである。図示のように，中空型１
は，基台９に対してボルト31によって取外し可能に設置
される上部構造32と，この上部構造32に対してボルト34
で取外し可能に設置される下部構造33とからなり，上部
構造32の上面に多孔板７が取付けられ，下部構造33の下
面に高温高湿空気導入管22,排気管16およびドレン管27
が接続されている。上部構造32と下部構造33は，処理さ
れるシート半製品の形状や寸法の違いに応じて適宜取替
ることができる。押え型２も上部基台35に対してボルト
36によって取外し可能に固定される。

中空型１において，シート半製品３と接する面に取付
けられる多孔板７は，多数のスリットをもつノズル38を
金属板39に所定間隔で嵌め込むことによって構成されて
いる。この構造を第３〜５図を参照しながら説明する。

第３図は，中空型１の上部（前述の上部構造32の部
分）を示したものであるが，その上面には多孔板７があ
り，この多孔板７には多数のノズル38がほぼ均等配置で
取付けられている。各ノズル38は，第４〜５図に見られ
るように，小径（外径約10mm）の下端開口の円筒からな
り，その上端面に複数本のスリット40がきってある。こ
のように構成したノズル38を金属板39に形成した多数の
開口に嵌め込むことによって多孔板７が構成される。各
ノズル38を構成する材料並びに金属板39はいずれもアル
ミニウムが使用されている。

多孔板７の上に接して位置するシート半製品２は，各
ノズル38のスリット40を通じて，加熱サイクルでは高温
高湿の空気が吹き付けられ，冷却サイクルでは吸引を受
ける。したがって，シート半製品２において，多孔板７
と接する側の面が，下側から気体透過性の外装材層，反
応性ホットメルト接着剤層，多孔性の内装材の順に積層
されていると，加熱サイクルでは外装材層を通じて高温
高湿空気が接着材層に直接触れるのでこれが軟化し反応
して接着機能を発現する。そして，冷却サイクルでは外
装材層を通じて内装材中の空気が吸引され，この吸引に
つれて周囲空気もシート半製品の中に吸引され，この周
囲空気の通過によって接着剤は常温にまで冷却され，こ
れによって接着状態を保ったまま硬化する。

第６図は，各種部材からなるシート半製品の組立図を
示したものであり，第７図はその組立後の状態を示して
いる。このシート半製品は自動車シートの着座部分のも
のであり，背もたれ部分は別途に製作される。これらの
図において,4は内装材料,5は外装材料,42はフレーム材,
43は芯線を示している。内装材料４は発泡ポリウレタン
樹脂が使用され，外装材料５は10mm以下の薄いウレタン
スラブパッドのおもてに厚手の織布を，裏地にトリコッ
トの布を張り付けた積層体からなっている。

内装材料４には，その表側に平行な切れ目44が二本入
れられており，この切れ目に沿って，凹凸をもつように
折り曲げ加工した芯線43が挿入されている。これら芯線
43はポリウレタン樹脂の発泡成形時に予め挿入される。
凹凸をもつ芯線43は，その凸部が切れ目44内に露出し，
凹部が樹脂内に埋設される。外装材料５にも，内装材料
４の切れ目44に対応した位置に直線状の芯金46が取付け
られている。

組立に当たっては，内装材料４の裏側にフレーム材42
を当てたうえ，外装材料５を内装材料４の表側に全面的
に被せる。そして第８図に示したように，前記の切れ目
内に露出する芯線43の凸部と，外装材料側の芯金46とを
クリップ47で止め，他方，外装材料５の両縁部48をフレ
ーム42の縁部に係止させる。これによって，第７図にみ
られるような形状の組立品が得られる。この組立にさい
し，内装材料４の表側に反応性ホットメルト接着剤６
（第６図の斜線部分）を予め塗付しておく。この接着剤
６は外装材料５を被せただけでは接着機能を果たさな
い。

第１図や第２図において金型にセットされたシート半
製品３は，第７図の組立品を図示の状態とは逆さまにし
て，つまり接着剤の層が中空型１の側に面するようにし
てセットした状態を示している。なお，第７図のような
組立品を予め作ってから金型にセットする方法に代え
て，第１図や第２図の中空型１の上で組立てることもで
きる。

一つのシート半製品が金型セットされてから，接着成
形処理を受けて外されるまでを１サイクルとし，同一の
半製品に対して同一のサイクルの繰り返しによって，生
産ラインの流れに沿って連続処理が行われる。

この１サイクルにおける装置動作を具体的に説明する
と，まず押し型２がシート半製品３をプレスする。その
動作によってリミットスイッチ（図示しない）が作動
し，タイマー18による開始指令によってスチーム弁17と
空気弁18が開く。引き続き，温度検出器25の検出値が設
定温度となるように温度調節器26はスチーム弁17と空気
弁18の開度を調節する。一例ではスチーム圧＝1.0kg/cm
²,圧縮空気圧＝5.0kg/cm²であり，設定温度は60℃であ
る。この間，三方弁である排気弁19は周囲空気誘引管路
20が開き，内部空間８に通ずる管路16は閉じている。し
たがって真空ポンプ13は連続運転を続けているが，内部
空間８は排気されることはない。この間，ドレン弁23も
閉じている。

この操作によって，内部空間８内には60℃の高湿空気
が供給され，この高温高湿空気が多孔板７の各ノズル38
のスリット40からシート半製品３に向けて吹出すことに
よって加熱加湿が行なわれ接着成形が行なわれる。

所定時間の加熱成形処理が終えると（タイマ28でこの
時間を設定する），タイマ28は温度調節器26にスチーム
弁17と空気弁18の閉成指令を出力すると同時に，排気弁
19に管路16を開く指令を出力する。これによって弁17と
18が閉じ，弁19は管路16と真空ポンプ13とが連通するよ
うに切り替わる。直ちに，中空型１内の内部空間８の空
気が排気され，これに伴って内部空間８が減圧になると
多孔板７の各ノズル38のスリット40を通じてシート半製
品３の中に存在した高温高湿空気並びに周囲空気がシー
ト半製品３を通じて内部空間８に流れ込む。この周囲空
気の誘引によってシート半製品は直ちに冷却される。こ
の冷却操作時間もタイマ28によって設定され，所定の時
間が経過すると，排気弁19を周囲空気誘引管路20の方に
切換えたうえ，押し型２を上昇移動させる。次いで接着
成形完了製品を固定型１から取外し１サイクルが終了す
る。次のサイクルの間に必要に応じてドレン弁23を開い
て系内に滞留するドレンを系外に排出する。

以上の実施例では下側の型を中空型とした例を挙げた
が，場合によって押え型２の側を中空型として，これを
通じて前記同様に加熱操作と冷却操作を行なわせるよう
にすることもできる。また，図例のように，スチーム管
路14と圧縮空気管路15を主管22に連結し，この主管22を
通じてスチームと圧縮空気を混合してから型の内部空間
８にその混合湿熱風を導入することが好ましいが，場合
によってスチーム管路14と圧縮空気管路15をそれぞれ独
立して内部空間８に連結することもできる。

このようにして本発明によれば，圧力を有する湿熱風
が瞬時に中空型１内に導入されて加熱加湿操作が行なわ
れると共に，真空ポンプとの切換えによってただちに周
囲空気誘引による冷却操作が行なわれるので，加熱・冷
却サイクルが極めて短時間に且つ意図する温度に精密制
御ができ，蒸気直吹のために接着剤への加湿能力も高く
なる。そして，この湿熱風を供給する設備はコンパクト
に小スペース内に収めることができるし，ラインの変更
に追従も容易である。従って，自動車の座席シートの製
造工場ライン等において，従来のように空調機で製造し
た湿熱風と冷風を交互に送風機で圧送する方式の限界を
越えて，その生産性向上と品質向上に大きく貢献でき
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 慎治 愛知県豊田市保見ケ丘３丁目181番地 (72)発明者 立島 利之 愛知県名古屋市守山区大牧町７―11 (72)発明者 赤川 三好 愛知県刈谷市一ツ木町小尻付37―13 (72)発明者 佐々木 孝一 愛知県名古屋市千種区法王町11―１ (56)参考文献 特開 昭62−146614（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103126（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−236889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−253459（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 65/40 - 65/42 B29C 65/48 - 65/54 B29C 65/70 B68G 7/00 - 7/05

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シートの内装材料と外装材料との間に熱軟
   化性の接着剤を介在させたシート半製品を型内で加熱冷
   却して接着成形する装置において，該型が中空型と押え
   型とからなり、該中空型のシート半製品に接する面が多
   孔面に形成され，該中空型の内部空間とスチーム源とを
   接続するスチーム管路，該内部空間と圧縮空気源とを接
   続する圧縮空気管路および該内部空間と排気源とを接続
   する排気管路が施設され，該スチーム管路にスチーム弁
   が，該圧縮空気管路に空気弁が，そして該排気管路に排
   気弁が介装され，スチーム弁と空気弁の開度を該中空型
   の内部空間の温度が設定温度となるように制御する第一
   の制御手段が設けられ，そして前２者の弁が閉成時に該
   排気弁を開く操作と排気弁の閉成時に前２者の弁を開く
   操作を交互に行う第二の制御手段が設けられたシート接
   着成形用の装置。
2. 【請求項２】シート半製品は自動車の座席シートであ
   り，内装材料は発泡ウレタン樹脂である請求の範囲１に
   記載のシート接着成形用の装置。
3. 【請求項３】スチーム管路と圧縮空気管路は，スチーム
   弁および空気弁より下流側において一本の管路に合流し
   ている請求の範囲１または２に記載のシート接着成形用
   の装置。