JP6890832B2 - 立体格子状エラストマー成型体 - Google Patents

Description

本発明は立体格子状エラストマー成型体に関し、より詳細には製品ロット間において金型の小型化・共有化が可能となり、これにより硬さ又は色バリエーションを有する製品を低コストで提供することが可能になる立体格子状エラストマー成型体に関するものである。

近年、人の体の全部又は一部を支える寝具用クッション材、椅子用クッション材、座布団用クッション材、或いは枕用クッション材として高分子エラストマー素材から作られるエラストマー成型品が広く使用されている。高分子エラストマー素材は弾力性に優れているため、立体格子状に成型することにより格子の壁が下方に撓むことにより体圧（垂直方向の圧力）を好適に分散させながら体を優しく保持することが出来るようになる。同様に、格子の壁が斜めに倒れることにより水平方向の圧力を好適に吸収すると共に、水平方向の圧力がなくなると復元力により元の形状に戻ることが出来るようになる。更には格子内の空気が循環する、いわゆるポンピング効果によって人の体を優しく支えることが出来るようになる。これら以外にも、水洗い可能な高いメンテナンス性、格子状ゆえの高い通気性、そして人体に有害な物質を一切含んでいない高い安全性といった特徴を立体格子状エラストマー成型品は有している。

また立体格子の形状について四角形から六角形にすることで、同一荷重に対する撓み量が比較的小さくなり、体圧分散性能及び全方位へのずれ力吸収性能が向上するようになる。さらに立体格子の形状を四角形から六角形にすることにより同一包絡範囲について重量が約２０％軽量化される（図８参照。）。従って、立体格子の形状を四角形から六角形にすることにより、軽量でありながら必要十分な体圧分散性能及びずれ力吸収性能を確保することが出来るようになる。つまり、費用対効果の優れたエラストマー製品を提供することが出来るようになる。

特開２００−３３３７９０号公報 特開平１１−１５１１３８号公報

上記立体格子状エラストマー成型品は、製品の寸法・形状を模した金型に、製品の色・硬度を満たす溶融樹脂（高分子エラストマー素材）を射出して硬化させること（射出成型）により作られる。そのため製品毎（製品ロット毎）に寸法・形状に応じた専用の金型ならびに要求される色・硬度に応じた専用の樹脂がそれぞれ必要となって来る。例えば、寸法・形状の大きいマットレス製品に対しては、大きな金型と、要求される色・硬度に応じた複数の樹脂がそれぞれ必要となる。他方、寸法・形状の小さい椅子用クッション製品に対しては小さな金型と、要求される色・硬度に応じた樹脂がそれぞれ必要となる。

従って、金型が大きくなると製造コストが高くなり、これにより製品コストも高くなるという問題点があった。また製品ロットが変わる場合、樹脂だけでなく金型に係る製造設備も変える必要があり、製造ロットの切り換えにコスト・時間がかかるという問題点があった。その結果、製品に対し低コストで硬さバリエーション及び色バリエーションを持たすことは難しいという問題点があった。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、製品ロット間において金型の小型化・共有化が可能となり、これにより製品ロット間の切り換え作業が容易となると共に硬さ又は色バリエーションを有する製品を低コストで提供することが可能になる立体格子状エラストマー成型体を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る立体格子状エラストマー成型体は、多面パネル枠（１）を要素単位とし且つ一の多面パネル枠（１）の各パネル（１ａ）が隣接する他の多面パネル枠（１）の何れかのパネル（１ａ）と共有しながら複数の多面パネル枠（１）が密に連続して成る立体格子状エラストマー成型体（１００、２００、３００、４００）であって、前記立体格子状エラストマー成型体（１００）は、同一要素単位で且つより小さいサイズの複数の分割立体格子状エラストマー成型体（１０）によって構成され、一の分割立体格子状エラストマー成型体（１０）と他の分割立体格子状エラストマー成型体（１０）は連結手段（２０、３０）によって平面状に密に結合され、前記連結手段（３０）は、表面に複数の網目が形成された多孔質材であって融点或いは耐熱性が前記分割立体格子状エラストマー成型体（１０）より高いことを特徴とする。

上記構成では、上記連結手段を用いて、大きなサイズの最終製品を、同一要素単位で且つより小さいサイズの分割立体格子状エラストマー成型体を組み合わせること（多モジュール化すること）によって作ることが可能となる。製品を多モジュール化することによって、製品の金型については、上記分割立体格子状エラストマー成型体用の小さいサイズの金型を流用することが可能となる。これにより、製品ロット間において金型の小型化・共有化が可能となる。その結果、製造コストが大幅に低減されることになる。また、多モジュール化することによって、製品の位置に応じて硬さ又は色を変えることが可能となる。

本発明の第２の特徴は、前記連結手段（２０）は、前記分割立体格子状エラストマー成型体と同一又は異なる素材の多段折り曲げ可能な樹脂クリップ（２０）であって、第１面（２１）に先端が先細又は縮径形状（２６ａ、２６ｂ）に成形された長軸物（２６）が垂設され、他の面（２３）に該先細又は縮径形状（２６ａ、２６ｂ）が係合する貫通穴（２５）が形成されていることである。

上記構成では、２つのパネルは長軸物によって突き刺された状態で、第１面と他の面によって両側から圧迫される形態で連結される。従って、第１面はパネルから長軸物を引き抜く方向に力を受ける。しかし、長軸物は先細形状によって引き抜く方向の移動を抑止される構造となっている。その結果、２つのパネルは連結手段によって強固に連結されるようになる。

本発明の第３の特徴は、前記連結手段（３０）は、表面に複数の網目が形成された多孔質材であって融点或いは耐熱性が前記分割立体格子状エラストマー成型体（１０）より高いことである。

上記構成では、上記多孔質材によって被覆された状態で熱プレスすることによって、そして分割立体格子状エラストマー成型体の一部分が溶融して網目に絡むことによって複数の分割立体格子状エラストマー成型体を連結することが可能となる

本発明の第４の特徴は、前記多面パネル枠（１）が六面パネル枠（１）であり、前記分割立体格子状エラストマー成型体（１０）は複数の前記六面パネル枠（１）が密に連続して成るハニカム構造を形成することである。

上記構成では、従来の立体格子状エラストマー成型体に比べ軽量でありながら、必要十分な体圧分散性能及び全方位へのずれ力吸収性能を有する立体格子状エラストマー成型体を提供することが可能となる。

本発明の第５の特徴は、前記立体格子状エラストマー成型体はシートクッション材、マットレス材又は枕や敷物材に使用されることである。

上記構成では、上記立体格子状エラストマー成型体が上記製品に使用されることにより、例えば床ずれを防止しながら体圧を好適に分散するマットレス材又は、人の臀部を優しく保持しながら水平方向の力を吸収するシートクッション材、蒸れにくく除圧性に優れた枕や敷物材を低コストで提供することが可能となる。

本発明の立体格子状エラストマー成型体によれば、製品ロット間において金型の小型化・共有化が可能となり、これにより製品ロット間の切り換え作業が容易となると共に、硬さ又は色バリエーションを有する製品を低コストで提供することが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る多分割エラストマー成型体を示す説明図である。 本発明に係る樹脂クリップを示す説明図である。 第１実施形態に係る分割エラストマー成型体によって多モジュール化されたシートクッション材を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る多分割エラストマー成型体を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る多分割エラストマー成型体の一の変形例を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る多分割エラストマー成型体の他の変形例を示す説明図である。 第３実施形態に係る分割エラストマー成型体によって多モジュール化されたシートクッション材を示す説明図である。 立体格子の形状を四角形から六角形に変更することによる軽量化効果を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る多分割エラストマー成型体１００を示す説明図である。図１（ａ）は平面図であり、同（ｂ）はその右側面図である。この多分割エラストマー成型体１００は一体成型物ではなく、より小さいサイズの分割エラストマー成型体１０を分割単位とする多分割成型物（多モジュール成型物）となっている。分割エラストマー成型体１０は六面パネル枠１を要素単位とし、一の六面パネル枠１の各パネル１ａが隣接する他の六面パネル枠１の何れかのパネル１ａと共有しながら複数の六面パネル枠１が平面状に密に連続して構成されている。図１に示される多分割エラストマー成型体１００では、同一サイズの分割エラストマー成型体１０が２個組み合わされている。なお、組み合わされる分割エラストマー成型体１０は、異なるサイズ同士であっても良いし、或いは異なる要素単位同士（例えば、六面パネル枠と四面パネル枠）であっても良い。

詳細については図２を参照しながら後述するが、２つの分割エラストマー成型体１０は、図２にて示される樹脂クリップ２０によって隣接した状態で連結されている。従って、図１（ｂ）に示されるように、端面には、樹脂クリップ２０が係合するための貫通穴１０ａが形成されている。

図２は、本発明に係る樹脂クリップ２０を示す説明図である。図２（ａ）は平面図であり、同（ｂ）はその底面図であり、同（ｃ）は樹脂クリップ２０が分割エラストマー成型体１０に係合した状態を示している。図２（ａ）に示されるように、この樹脂クリップ２０は、樹脂製の第１プレート２１、第２プレート２２及び第３プレート２３が薄肉部２４,２４を介して直列に一体化されている。従って、樹脂クリップ２０は全体としてコ形状に折り曲げることが可能である。また、第１プレート２１にはロックピン２６が直交して設けられている。一方、第３プレート２３にはロックピン２６が嵌合するピンホール２５が設けられている。

図２（ｂ）に示されるように、ロックピン２６の先端部は円錐形状に成形されている。従って、図２（ｃ）に示されるように、ロックピン２６の側面２６ａが、パネル１ａ,１ａの貫通穴１０ａ,１０ａ及びピンホール２５を押し広げながら移動すると、終いには側面２６ａが第３プレート２３の外側に飛び出して底面２６ｂが第３プレート２３の表面に面接合する。底面２６ｂの外径φＯＤは、ピンホール２５の内径φＩＤよりも大きいため、底面２６ｂが邪魔板となってロックピン２６がピンホール２５から抜け出ることが出来なくなる。一方、２つの六面パネル枠１,１のパネル１ａ,１ａは、第１プレート２１及び第３プレート２３によって両側から圧迫され、第１プレート２１及び第３プレート２３をそれぞれ外向きに押し出すように作用する。これにより、第３プレート２３の表面がロックピン２６の底面２６ｂを押し付ける。その結果、２つの六面パネル枠１,１のパネル１ａ,１ａは樹脂クリップ２０によって強固に連結されるようになる。これにより２つの分割エラストマー成型体１０,１０は、樹脂クリップ２０によって安定に連結されるようになる。

なお、ロックピンの先端部は、最大外径φＯＤがピンホール２５の内径φＩＤよりも大きく且つ先端部に向かって縮径する先細形状又は縮径形状であれば良い。従って、円錐形状以外にも半円錐形、半球形又は二次曲面等を使用することが可能である。以下に分割エラストマー成型体１０によって多モジュール化された製品例について説明する。

図３は、第１実施形態に係る分割エラストマー成型体１０によって多モジュール化されたシートクッション材２００を示す説明図である。なお、説明の都合上、分割エラストマー成型体１０はカバー４０を透過する形態で図示されている。このシートクッション材２００は、９個の分割エラストマー成型体１０を樹脂クリップ２０によって正方形状に組み合わせ、そしてカバー４０によって被覆することにより構成されている。カバー４０については、例えば通気性に優れたニットカバー（ポリエステルニットカバー）、或いは水蒸気は通過させるが液体は通過させない透湿防水カバー等を使用することが可能である。また、寸法例を挙げると、縦４０cm、横４０cm、高さ３.５cmである。各分割エラストマー成形体１０の端面は、他の端面と同一面になるように適当に多面処理されている。また必要に応じ、同一平面形状の高弾性材、例えばウレタン材（図示せず）を追加して２層構造（上：分割エラストマー成型体１０、下：ウレタン材）とすることも可能である。また、分割エラストマー成型体１０を２層に積層することも可能である。

従来、高分子エラストマー素材からこのサイズのシートクッション材を製造する場合、金型のサイズとしては少なくとも縦４０cm、横４０cm、高さ３.５cm以上のサイズが必要であった。しかし、分割エラストマー成型体１０によって多モジュール化することにより、必要とされる金型のサイズを小型化、本実施形態では例えば約１／９に小型化することが可能となる。また、マットレス材を製造する場合も、同様に分割エラストマー成型体１０によって多モジュール化することが可能であるため、このシートクッション材２００において使用された金型を、マットレス材の製造工程においても流用することが可能となる。

モジュール化によるその他の利点として、硬さのバリエーションが挙げられる。従来の一体成型物の場合、例えば硬さのバリエーションは３種類（柔らかめ、やや硬め、硬め）のみであり、位置に応じて硬さを変えることは出来なかった。しかし、分割エラストマー成型体１０によって多モジュール化することにより、例えば人の臀部が当たる中央部は硬めにし、その周囲は柔らかめにするなどのように位置に応じて硬さを変えることが自由に出来るようになる。本実施形態の場合、硬さのバリエーションは、理論上３の９乗個可能である。色のバリエーションについても同様である。

また、小型化された金型は、よりサイズの大きい製品の製造工程においてもそのまま流用されるため、製品ロット間における切り換え作業が容易となる。これにより金型及び作業コストが大幅に低減されことになる。

以上の通り、最終製品に必要となるエラストマー成型体を、同一要素単位で且つより小さいサイズの分割エラストマー成型体１０によって多モジュール化することにより、製品ロット間において金型の小型化・共有化が可能となり、これにより製品ロット間の切り換え作業が容易となると共に、硬さ又は色バリエーションを有する製品を低コストで提供することが可能になる。

なお、分割エラストマー成型体１０の要素単位は、六面パネル枠だけに限らず三面以上の多面パネル枠とすることが可能である。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る多分割エラストマー成型体３００を示す説明図である。図４（ａ）は平面図であり、同（ｂ）はその右側面図である。この多分割エラストマー成型体３００は、２つの分割六面格子エラストマー１０,１０が網目シート３０によって連結されている。その他の構成については、上記多分割エラストマー成型体１００と同じである。網目シート３０は網目構造（メッシュ構造）を有し、且つ分割エラストマー成型体１０よりも融点或いは耐熱性が高ければ、その素材は特に限定されない。網目シート３０としては、例えば不織布、編み物等の布製シート、又は金網等の金属シートを使用することが出来る。

網目シート３０は、分割エラストマー成型体１０と分割エラストマー成型体１０が隣接した状態においてその上部に敷かれ、その上からヒートシーラ（図示せず）で熱プレスすることにより得られる。この場合、分割エラストマー成型体１０においてヒートシーラの近傍に位置する部分が溶融し、溶融した樹脂が網目シート３０の網目に絡まる。そして、溶融樹脂が固化することにより、いわゆるアンカー効果によって２つの分割エラストマー成型体１０,１０が網目シート３０を介して連結されるようになる。

なお、図５に示されるように、網目シート３０は、分割エラストマー成型体１０と分割エラストマー成型体１０が隣接した状態においてその底部に敷かれ、その下からヒートシーラで熱プレスされるようにすることも可能である。

また、図６に示されるように、２つの網目シート３０,３０が、分割エラストマー成型体１０と分割エラストマー成型体１０が横方向に隣接した状態において上下に敷かれ、その上下からそれぞれ熱プレスされるようにすることも可能である。なお、上記多分割エラストマー成型体３００についても、分割エラストマー成型体１０でモジュール化されるという構成は同じである。

（第３実施形態）
図７は、本発明に係る分割エラストマー成型体１０によって多モジュール化されたシートクッション材４００を示す説明図である。なお、説明の都合上、分割エラストマー成型体１０は網目シート３０,３０及びカバー４０を透過した形態で図示されている。このシートクッション材４００は、２つの分割エラストマー成型体１０,１０が樹脂クリップ２０及び網目シート３０,３０によって連結されている。このように樹脂クリップ２０と網目シート３０,３０を併用することにより、分割エラストマー成型体１０,１０同士の連結がより強固なものとなる。なお、網目シート３０は上部又は下部の何れか一方でも良い。

１ 六面パネル枠（多面パネル枠）
１０ 分割エラストマー成型体（分割立法格子状エラストマー成型体）
１０ａ 貫通穴
２０ 樹脂クリップ（連結手段）
２１ 第１プレート（第１面）
２２ 第２プレート
２３ 第３プレート（他の面）
２４ 薄肉部
２５ ピンホール（貫通穴）
２６ ロックピン（長軸物）
２６ａ 側面
２６ｂ 底面
３０ 網目シート（連結手段）
４０ カバー
１００、３００ 多分割エラストマー成型体（立法格子状エラストマー成型体）
２００、４００ シートクッション材（立法格子状エラストマー成型体）

Claims (4)

1. 多面パネル枠（１）を要素単位とし且つ一の多面パネル枠（１）の各パネル（１ａ）が隣接する他の多面パネル枠（１）の何れかのパネル（１ａ）と共有しながら複数の多面パネル枠（１）が密に連続して成る立体格子状エラストマー成型体（１００、２００、３００、４００）であって、
   前記立体格子状エラストマー成型体（１００）は、同一要素単位で且つより小さいサイズの複数の分割立体格子状エラストマー成型体（１０）によって構成され、
   一の分割立体格子状エラストマー成型体（１０）と他の分割立体格子状エラストマー成型体（１０）は連結手段（２０、３０）によって平面状に密に結合され、
   前記連結手段（３０）は、表面に複数の網目が形成された多孔質材であって融点或いは耐熱性が前記分割立体格子状エラストマー成型体（１０）より高いことを特徴とする立体格子状エラストマー成型体。
2. 請求項１に記載の立体格子状エラストマー成型体（１００、２００）において、
   前記連結手段（２０）は、前記分割立体格子状エラストマー成型体と同一又は異なる素材の多段折り曲げ可能な樹脂クリップ（２０）であって、第１面（２１）に先端が先細又は縮径形状（２６ａ、２６ｂ）に成形された長軸物（２６）が垂設され、他の面（２３）に該先細又は縮径形状（２６ａ、２６ｂ）が係合する貫通穴（２５）が形成されていることを特徴とする立体格子状エラストマー成型体。
3. 請求項１又は２に記載の立体格子状エラストマー成型体（１００、２００、３００、４００）において、
   前記多面パネル枠（１）は六面パネル枠（１）であり、前記分割立体格子状エラストマー成型体（１０）は複数の前記六面パネル枠（１）が密に連続して成るハニカム構造を形成することを特徴とする立体格子状エラストマー成型体。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の立体格子状エラストマー成型体（１００、２００、３００、４００）において、
   前記立体格子状エラストマー成型体はシートクッション材、マットレス材又は枕や敷物材に使用されることを特徴とする立体格子状エラストマー成型体。

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