JP5117161B2 - 発泡成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のシートに用いられるクッション体としてのウレタン発泡体の発泡成形方法に関するもので、詳しくは、異なる配合の複数種類のウレタン原料を用いる異硬度クッション体の発泡成形に係るものである。

自動車のシートとして、ウレタン発泡体からなるクッション体にファブリック等を縫製して形成した表皮材を被せたものが用いられている。そのシートは乗員が着座する座部と腰部や背中をもたれかける背もたれ部とにより構成されており、座部及び背もたれ部のいずれに用いられるクッション体も、例えば図９に示すように、本体部７１とその両側に盛り上がるように形成された側部７２とで構成されている。その側部７２は、乗員が自動車走行時のコーナリング等により横方向の加速度を受けるとき、姿勢が崩れないようにサポートするために設けられている。そのため、側部の硬度は、本体部とは異なり、本体部の硬度よりも硬めに設定されている。

その異硬度クッション体の一般的な成形方法は、発泡成形型の下型に設けられた隔壁により区分されるそれぞれの区域に異なる配合のウレタン原料を注入して発泡させることにより行われている。その隔壁としては、例えばホグリング用溝７３を形成する突条部を利用している場合が多い。ウレタン原料が発泡して膨張する際、隔壁を越える部分では、異なる配合のウレタン発泡体どうしが接着し一体化して発泡体を形成する。そのため、図９に示すように、隔壁が低いときは、異なる配合のウレタン発泡体の接合部８１が必ずしも隔壁の上方に延長されるとは限らず、そのときの成形条件に影響を受けてどちらかの区域に入り込んだ接合部分を形成することがある。そのような現象を防止するため、なるべく隔壁を高く設定することが行われていた（特許文献１参照）。

しかし、高めに設定された隔壁により発泡体には深い溝が形成される。この溝が、例えば座部として用いられるクッション体の本体部と側部とを区分する位置にあることが多く、乗員が着座する際に側部に荷重がかかったとき、又は、クッション体に縫製した表皮材を被せるとき、深い溝があるため側部が外方へ開く問題がある。その様な問題を解決するため、ホグリング用溝を形成する境界堰は高くすることなく、中子型から隔壁を垂下させることにより、異なる配合のウレタン原料が所定の位置で接合するようにした技術も提案されている（特許文献２参照）。そして、ここに開示されている隔壁は、ワイヤが挿通されたワイヤ挿通袋を中子型よりホグリング用溝を形成する境界堰の上方に垂下して形成される。ワイヤ挿通袋はワイヤごと発泡体の中に埋設されている。
特開平２−２７６６０６号公報（図７、８参照） 特開２００１−３４６６５２号公報（図１、３参照）

一般的に異硬度クッション体の発泡成形において、配合の異なるウレタン原料を注入する際、各配合のウレタン原料は、クッション体の形状や配合条件等により、その注入量や注入場所がそのクッション体ごとに異なるようにされている。すると、配合の異なるウレタン原料が発泡膨張してお互いが接合する場所は、必ずしもホグリング用溝を形成するための突条部の上方にあるとは限らない。条件によっては、図９に示したように、ホグリング用溝７３の上部から発した異なる配合のウレタン原料による発泡体の接合部８１は、そのまま上方に延びるのではなく左右の接合部８１共に内側に傾斜して延びる場合がある。別な条件によっては、図示しないが、それぞれの接合部８１が外側に傾斜することもある。このように、特に接合部８１が本体部７１側あるいはその逆方向へ大きく傾斜すると、敏感な着座者にとっては、その臀部や腰部に違和感を覚え、快適なはずのドライブが不快なものに変わってしまうことになる。そのような問題を解決するものとして特許文献２に開示されている技術によれば、クッション体に深い溝を形成することなく、接合部８１の本体部７１側あるいはその逆方向への大きな傾斜を防止できるため、敏感な着座者にとっても違和感のない異硬度クッション体が提供される。

ところが、特許文献２に開示されている隔壁は、表皮材の縫製部を引き込み固定するためのワイヤを利用し、そのワイヤが挿通されたワイヤ挿通袋を中子型からホグリング用溝を形成するための境界堰の上に垂下させて形成されている。従って、ここに開示されている隔壁は、境界堰の直上方からずらせる位置に設けることが困難である。すると、クッション体の形状やウレタン配合条件により、異なる配合のウレタン原料が発泡して形成される互いの接合部の位置が変化しても、その変化に対応した位置に隔壁を設置し接合部の位置を制御することが極めて難しい。

本発明は、このような問題に着目してなされたものである。その目的とするところは、異硬度クッション体を成形する発泡成形方法において、上型の任意の位置に、膨張するウレタン発泡体を遮蔽する遮蔽部材を保持することが可能な発泡成形方法を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に記載の発泡成形方法の発明は、配合の異なるウレタン原料を上型及び下型又は上型、中型及び下型よりなる発泡成形型内に注入して異硬度クッション体を一体成形する発泡成形方法において、前記上型又は中型の成形面から少なくとも一対のピンを下型を指向する向きに突出させ、そのピンを用いて遮蔽部材を保持し、その遮蔽部材により下型から膨張するウレタン発泡体の横への移動を遮るるように成形され、前記遮蔽部材は、少なくともその両端近傍に前記一対のピンのそれぞれを収容する袋状部が形成され、その袋状部には前記ピンの挿入を許容する開口予定部が形成され、その開口予定部がピンに外挿され、前記開口予定部は、前記一対のピンの間隔よりも短い間隔で形成され、それぞれの開口予定部がピンに外挿された時、前記遮蔽部材が引張状態になることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発泡成形方法において、前記遮蔽部材が、織物、不織布又は発泡ウレタンシートのいずれかの材料を用いて形成されていることを特徴とするものである。

（作用）
本発明は、配合の異なるウレタン原料を上型及び下型又は上型、中型及び下型よりなる発泡成形型内に注入して異硬度クッション体を一体成形する発泡成形方法に係るものである。その成形方法によれば、前記上型又は中型の成形面から少なくとも一対のピンを下型を指向する向きに突出させ、そのピンを用いて遮蔽部材を保持し、その遮蔽部材により下型から膨張するウレタン発泡体の横への移動を遮ることができる。そのため、配合の異なるウレタン原料の発泡体が膨張して互いに接合する際、その接合部の位置を制御することができる。

前記遮蔽部材は、少なくともその両端近傍に前記一対のピンのそれぞれを収容する袋状部が形成され、その袋状部には前記ピンの挿入を許容する開口予定部が形成されているようにすれば、その開口予定部をピンに外挿することができる。すると、ピンは遮蔽部材の袋状部の中に収容されるので、ピンがウレタン原料に直に接することはない。

前記開口予定部が、前記一対のピンの間隔よりも短い間隔で形成されていれば、それぞれの開口予定部がピンに外挿された時、前記遮蔽部材が引張状態になる。そのため、遮蔽部材は一対のピンの間で引張力により掛け止め保持されて脱落することがない。

本発明によれば、異硬度クッション体を成形する発泡成形方法において、上型の任意の位置に、膨張するウレタン発泡体を遮蔽する遮蔽部材を一対のピンの間で引張力により掛け止め保持することが可能な発泡成形方法を提供することができる。

（第１の実施形態）
本発明を具体化した発泡成形型の実施形態について図１、２、５〜７を用いて説明する。なお、従来技術と同一の構成については、その説明において用いた同一の符号を用いるものとする。

図１に断面図で示す発泡成形型１は自動車用シートの座部に用いられるクッション体７０を成形するための型で、上型２と下型３により構成され、図示しないヒンジを中心に上型２が開閉されるようになっている。下型３の成形面は、クッション体７０の本体部７１を形成する本体成形面４と、その両側においてクッション体７０の側部７２を形成する側部成形面５よりなり、本体成形面４と側部成形面５とはホグリング用溝７３を形成する突条部６により区画されている。突条部６は、図５において上型２の模式図の中に二点鎖線で示すように、下型にＨ字状に配置され、図１における突条部６の断面は、そのＨ字状のうち車両の前後方向に延在する突条部６を示している。本実施形態では、突条部６の上部に境界板７を設けているが、この境界板７は種々成形条件等により必要とされるもので、必ずしも必須のものではない。

また、上型２におけるクッション体７０の裏面を成形する成形面８には、図２に示すように、一対のピン２１が左右の二ヶ所に立設され、その二ヶ所の一対のピン２１に後述の遮蔽部材２０が保持される。このピン２１は、図５に示す上型２の模式図において、下型３においてＨ字状に配置される突条部６に対応する（図中二点鎖線で示す）部分の下側半分の領域（本体部７１に対応する部分）の左右であって、突条部６の内側に対応する部分にそれぞれ一対が立設されている。また、同図からも明らかのように一対のピン２１のそれぞれの中心軸を通る仮想の平面（図示せず）に対して、Ｈ字状に配置されている突条部６のうち左右（同図の左右）の突条部６の延在方向が平行になっており、かつ突条部６はその仮想の平面外に存在している。この領域は、クッション体７０が座部として用いられるとき、着座者の臀部が当たる部分である。なお、クッション体７０が背もたれ部として用いられるときは、ピン２１の位置は着座者の腰部が当たる部分となる。遮蔽部材２０は、詳細を後述するが、クッション体７０の裏面を補強する補強部材２２に縫製接合されており、その補強部材２２は上型２に設けられた図示しない保持ピンに掛け止め保持されるようになっている。

本実施形態において用いられるピン２１は、図６に示すように、ねじ部６５、環状の突条部６１及び先細のテーパー部６３により構成され、先端部は面取りされてＣ面６４が形成されている真鍮製である。ピン２１の材質は、金属及び非金属のものを採用しうるが、ウレタン原料の接着性に対して、難接着性又は非接着性を有するものがより好ましい。なお、ピン２１が成形面８に立設されたときに根元部となる部分、即ち突条部６１のねじ部６５側の部分が括れ部６２となる。この括れ部６２に対し、後述する遮蔽部材２０の開口予定部３５が開口して外挿することにより、遮蔽部材２０がピン２１に掛け止めされる。

ここで、図３を用いて、遮蔽部材２０の詳細を説明する。本実施形態の遮蔽部材２０は、ポリプロピレン繊維の不織布３０を材料として縫製により形成されている。なお、不織布３０の材料は、ポリプロピレン繊維に限らず、他の樹脂製繊維、例えばポリエチレンテレフタレート繊維を用いることができる。遮蔽部材２０の形状は、長方形の所定形状に裁断された不織布３０を山折部３１で山折して二重にした上で、フランジ部３２を形成するため谷折部３４で谷折してそれぞれの先端部を外側に曲げて逆Ｔ字状となっている。そして、不織布３０が二重になっている部分について、左右の端部を縫製部３３ａで縫製し、谷折部３４に直近の部分では、ピン２１に外挿するための所定の間隔の二ヶ所の開口予定部３５を残して縫製している。その縫製は、開口予定部３５のそれぞれの外側を縫製部３３ｂで縫製して、開口予定部３５の内側を縫製部３３ｃで縫製して行われている。縫製部３３ａ、３３ｂ、３３ｃの縫製により、遮蔽部材２０には、一対のピン２１を収容できる袋状部が形成される。開口予定部３５の内周は、開口予定部３５がピン２１に外挿されたとき、ピン２１の突条部６１の外周を乗り越えられる範囲で小さめに形成されている。また、二ヶ所の開口予定部３５の間隔は、その開口予定部３５の間の不織布３０を引き伸ばし状態で、開口予定部３５を一対のピン２１に外挿できる程度の長さとなっている。この遮蔽部材２０の補強部材２２に対する接合は、補強部材２２に形成されている一対のピン２１を挿通するための孔と遮蔽部材２０の開口予定部３５とを位置合わせした上で、両側のフランジ部３２のそれぞれを縫製部３３ｄで縫製することにより行われる。

この補強部材２２がクッション体７０の裏面を補強し、遮蔽部材２０がクッション体７０に埋設一体化されたとき、遮蔽部材２０は縫製部３３ｂ、３３ｃで縫製されているので、クッション体７０に対して様々な外力が作用したとき二重部分の谷折部３４が開くことはない。また、不織布３０をウレタン原料が適宜染み込む材質のものとすれば、埋設された遮蔽部材２０の二重部分はウレタン原料の接着力でその内側が接着する。従って、二重部分が広がることも起こりえない。

そして、図１に示す下型３の本体成形面４と側部成形面５にはそれぞれ異なる配合のウレタン原料が注入され、発泡膨張して発泡成形型１のキャビティー内を充填してクッション体７０としての発泡体が成形される。そのとき、突条部６で区画された本体成形面４と側部成形面５とからそれぞれ膨張して上昇する発泡体の接合部７４は遮蔽部材２０で制御されて、図７に示すように、異硬度クッション体としての発泡体の境界が所定の位置（遮蔽部材２０の位置）を外れることなく形成されている。

なお、上記実施形態においては、クッション体７０が座部として用いられる場合について説明したが、クッション体７０が背もたれ部として用いられる場合の発泡成形型１においては、上型２を中型に置き換えるだけで他の部分は全く同一の説明となる。ただし、ピン２１については、既に記述したように、背もたれ部においては着座者の腰部が当たる部分に配置されるようにすればよい。

（発泡成形方法）
本発明を具体化した発泡成形方法の実施形態について図１〜７を用いて説明する。
先ず、上記実施形態において図１、２、６を用いて説明した発泡成形型１の一対のピン２１に、遮蔽部材２０の二ヶ所の開口予定部３５を開口して外挿し、ピン２１の根元部の括れ部６２に掛け止めすることで遮蔽部材２０をピン２１に保持させる。このとき、遮蔽部材２０が縫製接合している補強部材２２に形成された図示しない穴も同時にピン２１に外挿される。なお、補強部材２２の外周部分を、成形面８に設けられた図示しない保持ピンに保持すれば、遮蔽部材２０が一体化された補強部材２２の上型２へのセットは完了する。

次に、図示しない注入ヘッドから異なる配合のウレタン原料を本体成形面４の所定位置及び左右の側部成形面５の所定位置にそれぞれの所定量を注入する。注入終了後、直ちに上型２を閉じて下型３と閉合しクッション体７０が成形されるまで、発泡成形型１を所定温度の環境下においておく。すると、図７に示すように、本体部７１と、本体部７１とは異なる硬度の発泡体からなる左右の側部７２との接合部７４が遮蔽部材２０により制御され所定の位置に形成されたクッション体７０の成形が完了する。成形品を上型２に残して上型２が開かれ、その後、遮蔽部材２０を保持していたピン２１を遮蔽部材２０から抜きながら成形品を取り出す。このとき、遮蔽部材２０は発泡体内に埋設され、ウレタンの接着力により発泡体と一体化されているため、遮蔽部材２０の埋設部で発泡体が分離して亀裂が生じるようなことはない。

ここで、上記実施形態によれば、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、発泡成形型１の上型２の成形面８に左右それぞれに一対のピン２１を立設した。そして、そのピン２１に遮蔽部材２０を保持するだけで、異なる配合のウレタン原料が発泡膨張する際の接合部７４を制御できる。そのため、異硬度のウレタン発泡体の境界が所定位置にある異硬度クッション体を成形できる発泡成形型１を提供できる。

（２）上記実施形態では、ピン２１が上型２の成形面８に立設されたとき、ピン２１の根元部に括れ部６２が形成される。そのため、遮蔽部材２０の開口予定部３５を開口して、括れ部６２に掛け止めすることにより遮蔽部材２０が容易にピン２１に保持される発泡成形型１を提供できる。

（３）上記実施形態では、ピン２１の突条部６１より先端側を先細のテーパー部６３としたので、クッション体７０に埋設された遮蔽部材２０からピン２１を容易に抜き取ることができる。

（４）上記実施形態では、一対のピン２１のそれぞれの中心軸を通る仮想平面が、前記突条部６の延在方向に平行とした上で、突条部６と対応する位置からずらすことができるようにした。言い換えれば、突条部６が仮想平面外に存在するようにした。そのため、クッション体７０の形状やウレタン原料の収入量及び注入位置に係る成形条件の違いにより、異なる配合のウレタン原料が発泡膨張して互いに接合する位置が変化しても、ピン２１の配置を変更するだけで遮蔽部材２０を変化する接合位置に対応した適切な位置に保持することができる。

（５）上記実施形態では、不織布３０を山折部３１で山折して二重とした上で、一対のピン２１の収容を許容する袋状部を有する遮蔽部材２０を形成した。その袋状部はフランジ部３２を形成するための谷折部３４の直近において縫製部３３ｂ、３３ｃで縫製されている。そのため、クッション体７０に埋設一体化された遮蔽部材２０の部分で二重部分が開くことがないので、様々な外力が作用してもその形状が崩れないクッション体７０を提供できる。

（６）上記実施形態では、遮蔽部材２０の開口予定部３５の内周は、開口予定部３５がピン２１に外挿されたとき、ピン２１の突条部６１の外周を乗り越えられる範囲で小さめに形成されている。そのため、開口予定部３５が、突条部６１の外周を乗り越え、括れ部６２に掛け止めされることにより、遮蔽部材２０がピン２１により適切に保持されることができる。

（７）上記実施形態では、二ヶ所の開口予定部３５の間隔は、その開口予定部３５の間の不織布３０を引き伸ばし状態で、開口予定部３５を一対のピン２１に外挿できる程度の長さとなっている。そのため、不織布３０を引き伸ばす力に抗する力の作用により、遮蔽部材２０が一対のピン２１間に保持されることができる。

（第２の実施形態）
図４を用いて、遮蔽部材２０の別の例である遮蔽部材２０ａについてその詳細を説明するが、遮蔽部材２０と同様の部分については詳細な説明を省略する。遮蔽部材２０ａは、第１の実施形態の遮蔽部材２０と同一の材質の不織布３０を用いて縫製により形成されている。遮蔽部材２０ａは、長方形の長辺側の一辺の中間部を切欠いて、左右端に近い部分をフランジ部４２を形成するために残して裁断された不織布３０を縫製して形成される。遮蔽部材２０ａの形状は、裁断された不織布３０の左右端のそれぞれを山折部４１で同一方向に山折してそれぞれの二重部分を形成した上で、二重になっているフランジ部４２形成予定部の山折部４１に切り開くための切込みをいれ、そのフランジ部４２を谷折部４４で谷折してそれぞれを外側に曲げて逆Ｔ字状となっている。なお、図４においては明確に示されていないが、表側に明確に示されているフランジ部４２と同一形状のフランジ部４２が裏側にも形成されている。そして、不織布３０が二重になっている部分について、フランジ部４２とは反対側の端部のそれぞれを縫製部４３ａで縫製し、山折されたそれぞれの端部を縫製部４３ｂで縫製し、谷折部４４に直近の部分では開口予定部４５を残してその両側を縫製部４３ｃで縫製している。遮蔽部材２０ａにおけるピン２１の収容を許容する袋状部は、遮蔽部材２０と異なり、遮蔽部材２０ａの左右に分離して形成されている。遮蔽部材２０ａの補強部材２２に対する接合は、四ヶ所のフランジ部４２を縫製部４３ｄで縫製することにより行われる。開口予定部４５と補強部材２２の孔との位置合わせは遮蔽部材２０の場合と同様に行われる。

上記第２の実施形態においては、前記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。
（８）上記実施形態では、不織布３０の左右端を山折部４１で山折して左右の一部を二重にした上で、左右の二ヶ所に袋状部を有する遮蔽部材２０ａを形成した。その袋状部の間の不織布３０は二重にはなっていない。そのため、遮蔽部材２０ａがクッション体７０に埋設一体化されたとき、ウレタン原料の接着力により遮蔽部材２０ａとウレタン発泡体とを強固に接着することができる。

（変更例）
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、開口予定部３５を形成するに際して、開口予定部３５のそれぞれの外側を縫製部３３ｂで縫製して、開口予定部３５の内側を縫製部３３ｃで縫製しているが、開口予定部３５を一対のピン２１に外挿したとき、遮蔽部材２０が一対のピン２１に確実に支持され姿勢が崩れないように縫製部を加えてもよい。その縫製部３３ｅは、図８に示すように、開口予定部３５のそれぞれの外側において、前記一対のピン２１に沿うように（図中では縫製部３３ｂに直交する方向）に袋状部を形成する二枚の不織布３０を縫合して形成すればよい。なお、図４を用いて説明した遮蔽部材２０ａについても同様のことがいえる。図示はしないが、その縫製部は、開口予定部４５のそれぞれの外側において、前記一対のピン２１に沿うように袋状部を形成する二枚の不織布３０を縫合して形成すればよい。
・前記実施形態では、遮蔽部材２０又は遮蔽部材２０ａの形成、及び、遮蔽部材２０又は遮蔽部材２０ａの補強部材２２に対する接合は、縫製により行われたが、その縫製の一部又は全部をホットメルトの接着に替えてもよい。
・前記実施形態では、遮蔽部材２０又は遮蔽部材２０ａの形成を縫製により行ったが、その材料である不織布３０を形成する繊維の一部又は全部を低融点樹脂繊維とした上で、前記縫製に替えて、接合を要する部分を熱融着させてもよい。

本発明の実施形態の発泡成形型の断面図。 上型のピンに保持された遮蔽部材を示す、図１におけるＡＡ矢視図及び一部断面図。 ピンに保持された遮蔽部材を示す一部斜視図。 ピンに保持された別例の遮蔽部材を示す一部斜視図。 上型におけるピンの配置を示す模式図。 実施形態のピンを示す正面図。 本発明の実施形態の発泡成形型を用いて成形されたクッション体を示す断面図。 ピンに保持された別例の遮蔽部材を示す一部断面図。 従来技術の発泡成形型を用いて成形されたクッション体を示す断面図。

符号の説明

１…発泡成形型、２…上型、３…下型、６…突条部、８…成形面、２０、２０ａ…遮蔽部材、２１…ピン、３５…開口予定部、６１…突条部、６２…括れ部、６３…テーパー部、７０…クッション体、７３…ホグリング用溝。

Claims (2)

1. 配合の異なるウレタン原料を上型及び下型又は上型、中型及び下型よりなる発泡成形型内に注入して異硬度クッション体を一体成形する発泡成形方法において、前記上型又は中型の成形面から少なくとも一対のピンを下型を指向する向きに突出させ、そのピンを用いて遮蔽部材を保持し、その遮蔽部材により下型から膨張するウレタン発泡体の横への移動を遮るように成形され、
   前記遮蔽部材は、少なくともその両端近傍に前記一対のピンのそれぞれを収容する袋状部が形成され、その袋状部には前記ピンの挿入を許容する開口予定部が形成され、その開口予定部がピンに外挿され、
   前記開口予定部は、前記一対のピンの間隔よりも短い間隔で形成され、それぞれの開口予定部がピンに外挿された時、前記遮蔽部材が引張状態になることを特徴とする発泡成形方法。
2. 前記遮蔽部材が、織物、不織布又は発泡ウレタンシートのいずれかの材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形方法。

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