JP2004034356A - 発泡成形体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のシート用パッド等の発泡体の真空発泡成形において、成形型内のシール材の耐久性を向上する。
【解決手段】水平姿勢と所定角度θ傾斜した傾斜姿勢との間で作動可能とされた金型１４と、金型キャビティ１２内の気体を吸引して真空にする真空ポンプ１６と、キャビティ１２内に発泡原料Ｕを注入する注入装置１８とを備える発泡成形体の製造装置１０において、型割り面２４外周の下型２０のフランジ部３６に弾性チューブよりなるシール材３４を配し、気体供給装置５４によりこのシール材３４の内部に気体を充填封入する。この気体の充填されたシール材３４は、型閉め時に上型２２のフランジ部４０との間で挟まれることにより、その内側の空間をシールする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡原料を真空で発泡成形する発泡成形体の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、自動車などの車両のシート用パッドや家具用クッションには、弾力性に富む軟質ポリウレタンフォームなどの合成樹脂発泡成形体が用いられている。かかるシート用パッドにおいては、近年の自動車の軽量化・低コスト化の要請に伴い、低密度で軽量なものが求められている。そこで、発泡成形体の低密度化・軽量化を図るため、また複雑な形状品について成形性を確保するために、発泡原料を大気圧よりも低い気圧下で発泡硬化させる真空発泡成形方法が種々提案されている。
【０００３】
かかる真空発泡成形においては、金型内を真空にするために気密にシールする必要がある。従来、金型内をシールするためのシール材としては、図７に示すような断面円形状のゴムなどの弾性シール材１００が使用されている。しかしながら、このような従来のシール材１００では、長期間の使用によってゴムがへたりやすく、そのため十分な耐久性を確保できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、真空発泡成形における成形型内のシール構造に改良を加えたものであり、耐久性に優れるシール構造を持つ発泡成形体の製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の発泡成形体の製造装置は、型割り面の外周にフランジ部を持つ第１型と第２型を備え、両者を型閉めすることで前記型割り面の内側にキャビティを形成する成形型と、前記キャビティ内の気体を吸引して真空にする真空ポンプと、前記キャビティ内に発泡原料を注入する注入装置と、前記第１型と第２型の一方のフランジ部上に前記型割り面の外周に沿って配され、型閉め時に他方のフランジ部との間で挟まれることにより内側の空間をシールする弾性チューブからなるシール材と、前記シール材の内部に気体を供給して充填する気体供給装置と、を備えるものである。そして、使用に際しては、注入装置によりキャビティ内に発泡原料が注入され、真空ポンプによりキャビティ内の気体が吸引されてキャビティ内は真空となり、この真空状態のキャビティ内で発泡原料が発泡成形される。
【０００６】
本発明の製造装置では、気体供給装置によって弾性チューブからなるシール材の内部に気体が充填封入され、この気体の充填されたシール材によって型閉め時に両フランジ部間がシールされる。このようにシール材として弾性チューブを使用したので、チューブ内に気体を適宜に充填することにより、へたりの問題もなく、長期間にわたって安定したシール性を発揮することができる。また、チューブ内への気体の充填量を調整することでシール材の弾性率を任意に変更することができるため、製造条件等に応じた最適なシール性を発揮することができる。
【０００７】
本発明の製造装置においては、前記型割り面の外周を全周において取り巻く前記シール材の一端部と他端部を内外二重に重ねて配し、該シール材の一端部又は両端部を前記フランジ部から引き出して気体供給装置に接続されるようにしてもよい。シール材は予めループ状に形成されたものを用いることもできるが、本発明ではシール材が気体を充填可能な弾性チューブからなり、また気体供給装置との接続部も必要なことから、特にループ状の場合にはコストが高くなる。そのため、シール材としては紐状のものを用いる方が有利であり、これを上記のように両端部で内外二重に配することにより、低コストにて全周にわたるシール性を確保することができる。また、その一端部又は両端部をフランジ部から引き出して気体供給装置に接続することで、シール材への気体の供給経路を確保することができる。
【０００８】
本発明の製造装置において、成形型は、第１型としての下型と第２型としての上型とを備え、該下型のフランジ部上に前記シール材が配された成形型であって、水平姿勢と該水平姿勢に対して所定角度傾斜した傾斜姿勢との間で作動可能とされ、前記型割り面の外周にシール材により密閉されたチャンバー部を備えるとともに、前記型割り面には前記傾斜姿勢での上側の部位にキャビティとチャンバー部とを連通する排気溝が形成されており、真空ポンプがチャンバー部に接続され、該チャンバー部内の気体を吸引することで排気溝を介してキャビティ内の気体を吸引して真空にするものである場合がある。この場合、成形型を傾斜姿勢に傾けた状態で発泡成形することにより、発泡原料をキャビティ内に均一かつスムーズに発泡充填させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態は、軟質ポリウレタンフォームよりなる自動車用シートパッドの製造装置に関する。
【００１０】
図１，２に示すように、本実施形態の製造装置１０は、内側に密閉されたキャビティ１２を形成する金型１４と、キャビティ１２内の気体を吸引することによりキャビティ１２内を大気圧よりも気圧の低い真空状態にする真空ポンプ１６と、キャビティ１２内にポリウレタンフォーム原料Ｕを注入する注入装置１８とを備えてなる。
【００１１】
金型１４は、上方に開口する下型２０と、下型２０の上面開口を開閉する上型２２とからなり、両者２０，２２を型閉めすることにより、型割り面（ＰＬ部）２４の内側に密閉されたキャビティ１２を形成する。下型２０は、シートパッドの表面側を成形する型であり、それに対応した凹部を有する。上型２２は、シートパッドの裏面側を成形する型であり、上記凹部を閉じることにより下型２０との間にシートパッド形状に対応する発泡空間であるキャビティ１２を形成する。下型２０と上型２２は、型割り面２４の外周に互いに平行に相対向する外周フランジ部３６，４０をそれぞれ備える。
【００１２】
上型２２は、下型２０と上型２２とを閉めた状態でキャビティ１２内にフォーム原料Ｕを注入できるように注入口２６を備え、この注入口２６は駆動装置２８を備える蓋３０で開閉されるようになっている。そして、蓋３０を開けた状態で、注入口２６に注入装置１８のノズル部３２が差し込まれて、該ノズル部３２からキャビティ１２内にフォーム原料Ｕが注入されるようになっている。
【００１３】
金型１４は、不図示の回動機構によって、水平姿勢（下型２０の上面（外周フランジ３６）が水平となる姿勢）と、水平姿勢に対して所定角度θ傾斜した傾斜姿勢との間で作動可能に構成されている。水平姿勢に対する傾斜姿勢での角度（傾斜角度）θは１５°〜３０°程度であることが好ましい。傾斜角度θが大きすぎると、金型縦方向（排気溝４４へ向かう方向）への発泡体の伸びが抑制される分、末端の成形性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１４】
型割り面２４の外周は全周にわたってシリコンゴムチューブなどの弾性チューブからなるシール材３４で取り囲まれている（図３参照）。シール材３４は、下型２０の外周フランジ部３６に設けられたシール用の凹溝３８内に嵌め付けられ、上型２２の外周フランジ部４０との間をシールして型割り面２４の外周に密閉された環状のチャンバー部４２を形成する。
【００１５】
シール材３４は、図３に示すように、周方向の一部で内外二重にラップさせて配されている。詳細には、シール材３４として紐状の押出成形品を用いて、これを型割り面２４の外周を取り巻くように下型２０に装着する際に、両端部３４ａ，３４ｂを内外二重に重ねて配している。
【００１６】
シール材３４は、ポンプなどの気体供給装置５４に接続されており、気体供給装置５４によってチューブ内部に気体（例えば空気）が充填封入されるようになっている。詳細には、図４，５に示すように、内外二重にラップして配されたシール材３４の両端部３４ａ，３４ｂが、凹溝３８底面において外周フランジ部３６を貫通して設けられた孔５６，５６から裏側に引き出されている。そして、気体供給装置５４からの配管５８に設けられた分岐部材６０に、上記の引き出された両端部３４ａ，３４ｂが接続されている。
【００１７】
下型２０と上型２２との型割り面２４には、キャビティ１２とチャンバー部４２とを連通する排気溝４４が設けられている。型割り面２４は、この排気溝４４の部位を除いてゼロ当たり、即ち排気のための微小隙間がなく下型２０と上型２２とがぴったりと当接するように構成されている。
【００１８】
排気溝４４は、図３に示すように、ループ状の型割り面２４の周方向における２箇所に設けられている。詳細には、略矩形状をなすキャビティ１２の一辺においてその両端の角部にそれぞれ設けられている。このキャビティ１２の一辺側は、金型１４が傾斜姿勢となったときに、対向する辺に対して上側、即ち高い位置となる側である。そのため、排気溝４４は型割り面２４において傾斜姿勢で上側となる部位に設けられている。
【００１９】
真空ポンプ１６は、この実施形態では、真空発生器であるエジェクタ４６と、エジェクタ４６に圧縮空気を供給するコンプレッサ４８とで構成されている。エジェクタ４６は、その吸引側が配管５０を介して金型１４のチャンバー部４２に接続されており、コンプレッサ４８を動作させることで配管５０を介してチャンバー部４２内の気体を吸引する。配管５０は、上型２２の外周フランジ部４０に設けられてチャンバー部４２に対して開口する排気口５２に接続されている。
【００２０】
以上の製造装置１０においては、成型に先立ち、気体供給装置５４によってシール材３８の内部に気体を所定量供給して充填封入する。これにより、シール材３８にはシール性を確保するのに十分な弾性率が付与され、型閉め時に両フランジ部３６，４０間で挟まれることによりシール性が発揮される。
【００２１】
そして、シートパッドを成型する際には、まず、図１に示すように、金型１４の下型２０と上型２２を閉じて傾斜姿勢にするとともに、上型２２の注入口２６の蓋材３０を開ける。次いで、コンプレッサ４８を作動させてエジェクタ４６によりチャンバー部４２からの排気を開始する。そして、注入口２６に注入装置１８のノズル部３２を差し込んでポリウレタンフォーム原料Ｕをキャビティ１２内に注入する。すると、注入されたフォーム原料Ｕは下型２０の適度な傾斜により下方に流れながら広範囲に広がる。なお、本実施形態では傾斜姿勢でフォーム原料Ｕを注入したが、これに代えて、水平姿勢で注入して注入後に傾斜姿勢とすることもできる。
【００２２】
フォーム原料Ｕの注入後、注入口２６を蓋３０で閉じると、それによりキャビティ１２内が密閉されるため、エジェクタ４６の作用により排気溝４４を介してキャビティ１２内の気体が吸引されて気圧の低下が始まる。フォーム原料Ｕは、上記のように金型１４が傾斜しているため、図２に示すように、キャビティ１２内における排気溝４４とは反対側の端部から順次に充填されていき、排気溝４４の近傍は最後に充填される。そのため、キャビティ１２内に充填が完了するまで排気溝４４を介して排気しながらウレタンを発泡させることができる。
【００２３】
キャビティ１２内にウレタンフォームが充填された後、コンプレッサ４８からエジェクタ４６への圧縮空気の供給を停止して排気を終了する。その後、金型１４を開いて成形されたシートパッドを脱型する。
【００２４】
以上説明した本実施形態の製造装置１０であると、弾性チューブからなるシール材３４を用いてその内部に適宜に気体を充填封入できるようにしたので、長期間にわたって安定したシール性を確保することができる。また、チューブ内部への気体の充填量を調整することでシール材３４の弾性率を任意に変更することができる。更に、シール材３４の両端部３４ａ，３４ｂをラップさせて内外二重に配したことにより、全周にわたるシール性を低コストにて実現することができ、シール材３４への気体の供給経路を確保することができる。
【００２５】
また、金型１４を緩やかな角度に傾斜させて上側の部位にある排気溝４４からキャビティ１２内を排気しながら発泡成形するため、下型２０底部に広がったウレタン原液Ｕをキャビティ１２内に均一かつスムーズに充填させることができる。更に、金型１４の型割り面２４が排気溝４４を除いてゼロ当たりであるため、バリの除去作業などの後工程の工数が低減され、また金型１４のメンテナンス性に優れる。
【００２６】
以上により、本実施形態によれば、通常の成形よりも１０〜３０％程度軽量化され、更にボイドや欠肉などのない成形性に優れたシートパッドを長期間にわたって安定して製造することができる。
【００２７】
なお、気体供給装置５４は、シール材３４に対して着脱自在に構成することもでき、その場合、発泡成形時はシール材３４から切り離しておき、所定の成型サイクル毎にシール材３４に接続して気体を供給充填するようにしてもよい。
【００２８】
図６は、他の実施形態に係るシール構造を示したものである。図示するように、この場合、シール材としては、断面略台形状をなすスポンジゴムからなる第１シール材６２と、その外側に配された弾性チューブからなる第２シール材６４とが併用されている。第１シール材６２は、フランジ部３６における内周側の凹溝６６に装着されており、第２シール材６４は、その外周側に設けられた凹溝６８に装着されている。ここで、　第２シール材６４は、上記実施形態のシール材３４と同様に気体供給装置に接続されてその内部に気体を充填封入できるように構成されている。
【００２９】
一方、第１シール材６２は、型閉め時に上型２２のフランジ部４０によって上記台形の高さ方向で圧縮されるように、台形の長辺側に相当する底面が凹溝６６の底面に載置されるように配されている。かかる断面台形状のシール材６２は断面円形状のものよりもへたりにくく、そのため耐久性に優れる。また、凹溝６６は、第１シール材６２の断面形状に対応させて開口側ほど幅の狭い断面略台形状に形成されており、そのためシール材６２が抜けにくくなっている。
【００３０】
この他の実施形態のように、弾性チューブからなるシール材６４と通常のスポンジゴムからなるシール材６２とを併用して更なるシール性の向上を図ることもできる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の発泡成形体の製造装置によれば、成形型内をシールするためのシール材が長期間安定したシール性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における発泡成形装置のフォーム原料注入時での断面図である。
【図２】同装置の発泡成形時における断面図である。
【図３】同装置における下型の平面図である。
【図４】同装置におけるシール構造の拡大断面図である。
【図５】同装置におけるシール構造の要部斜視図である。
【図６】他の実施形態におけるシール構造の拡大断面図である。
【図７】従来の製造装置におけるシール構造の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０……発泡成形装置
１２……キャビティ
１４……金型
１６……真空ポンプ
１８……注入装置
２０……下型
２２……上型
２４……型割り面
３４……シール材
３６，４０……フランジ部
４２……チャンバー部
４４……排気溝
５４……気体供給装置

Claims (3)

1. 型割り面の外周にフランジ部を持つ第１型と第２型を備え、両者を型閉めすることで前記型割り面の内側にキャビティを形成する成形型と、
   前記キャビティ内の気体を吸引して真空にする真空ポンプと、
   前記キャビティ内に発泡原料を注入する注入装置と、
   前記第１型と第２型の一方のフランジ部上に前記型割り面の外周に沿って配され、型閉め時に他方のフランジ部との間で挟まれることにより内側の空間をシールする弾性チューブからなるシール材と、
   前記シール材の内部に気体を供給して充填する気体供給装置と、
   を備える発泡成形体の製造装置。
2. 前記型割り面の外周を全周において取り巻く前記シール材の一端部と他端部が内外二重に重ねて配され、該シール材の一端部又は両端部を前記フランジ部から引き出して前記気体供給装置に接続されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の発泡成形体の製造装置。
3. 前記成形型は、前記第１型としての下型と前記第２型としての上型とを備え、該下型のフランジ部上に前記シール材が配された成形型であって、水平姿勢と該水平姿勢に対して所定角度傾斜した傾斜姿勢との間で作動可能とされ、前記型割り面の外周に前記シール材により密閉されたチャンバー部を備えるとともに、前記型割り面には前記傾斜姿勢での上側の部位に前記キャビティと前記チャンバー部とを連通する排気溝が形成されており、
   前記真空ポンプが前記チャンバー部に接続され、該チャンバー部内の気体を吸引することで前記排気溝を介して前記キャビティ内の気体を吸引して真空にするものであることを特徴とする請求項１又は２記載の発泡成形体の製造装置。

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