JP2005081575A - 発泡成形装置および発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 減圧成形時におけるバリの発生を防止して、発泡成形体の低密度化、軽量化を図ることができる発泡成形装置を提供する。
【解決手段】 下型１４と上型１８を備えて両者を型閉めすることで合わせ面２０の内側に発泡成形空間２４を形成する成形型１０と、減圧手段１２とを備える発泡成形装置において、合わせ面２０の外周にゴム状弾性体からなる第１シール材２６を設けて外周空間２８を形成するとともに、合わせ面２０にゴム状弾性体からなる第２シール材３６を設けて発泡成形空間２４と外周空間２８との間をシールし、合わせ面２０における周上の一部に発泡成形空間２４と外周空間２８とを連通する排気流路４０を設けるとともに、減圧手段１２を外周空間２８に接続して、減圧手段１２により外周空間２８内の気体を吸引することで排気流路４０を介して発泡成形空間２４内の気体を吸引するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発泡原料を減圧下で発泡成形する発泡成形装置および発泡成形体の製造方法に関するものであり、主として自動車などのシート用パッドの製造に好適な成形装置に関するものである。

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減圧成形方法が種々提案されている（例えば、下記特許文献１〜４参照）。

従来の発泡成形装置において、発泡成形空間内を減圧するための構成として、特許文献１，２には、成形型の合わせ面の外周にシール材により密閉された空間を設け、この空間に減圧手段を接続して当該空間内の気体を吸引することにより、成形型の合わせ面におけるわずかな隙間から発泡成形空間内の気体を吸引する構成が開示されている。

しかしながら、このような従来の減圧構成では、成形型の合わせ面におけるわずかな隙間に起因して発泡成形体に薄いバリが生じやすく、成形後にバリ取り作業が必要となる。また、この薄いバリは、上記合わせ面において型側に残る場合もあり、この場合、型の掃除が煩雑となってしまう。
特開２０００−３２６３４６号公報 特開２００３−１６５０号公報 特開２００３−１６４２号公報 特開２００３−１９７１８号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、減圧成形時におけるバリの発生を防止して、発泡成形体の低密度化、軽量化を図ることができる発泡成形装置および発泡成形体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の発泡成形装置は、第１型と第２型を備えて両者を型閉めすることで合わせ面の内側に発泡成形空間を形成する成形型と、前記発泡成形空間内の気体を吸引して発泡成形空間内を減圧する減圧手段とを備える発泡成形装置において、前記第１型と第２型との合わせ面の外周にゴム状弾性体からなる第１シール材を設けて、該第１シール材と前記合わせ面との間に当該合わせ面を取り囲む密閉された外周空間を形成するとともに、前記合わせ面にゴム状弾性体からなる第２シール材を設けて前記発泡成形空間と前記外周空間との間をシールし、前記合わせ面における周上の一部に前記発泡成形空間と前記外周空間とを連通する排気流路を設けるとともに、前記減圧手段を前記外周空間に接続して、該減圧手段により前記外周空間内の気体を吸引することで前記排気流路を介して前記発泡成形空間内の気体を吸引して減圧するようにしたものである。

また、本発明の発泡成形体の製造方法は、この発泡成形装置を用いて、前記発泡成形空間内に発泡原料を供給し、前記減圧手段を動作させて発泡成形空間内を減圧し、前記発泡原料を発泡、成形するものである。

かかる本発明では、減圧手段を動作させると、合わせ面の外周を取り囲む外周空間内の気体が吸引され、これにより外周空間内が減圧される。このとき、合わせ面は第２シール材によりシールされているので、発泡成形空間内の気体は、合わせ面の全周から排気されるのではなく、合わせ面の周上の一部に設けた排気流路から外周空間に排気され、これにより、発泡成形空間内が減圧される。

このように本発明であると、減圧手段が接続された外周空間とその内側の発泡成形空間との間の合わせ面に第２シール材を設けて両者間をシールしたので、該合わせ面間からの気体の漏れ（吸引排気）がなくなり、そのため合わせ面への発泡原料の侵入もなくなるので、バリの発生を防止することができる。そして、このようにしてバリの発生を抑えながら、低密度で軽量化された発泡成形体を製造することができる。

本発明においては、前記第１型と前記第２型との合わせ面が放電加工面であり、前記第１型の合わせ面に溝が設けられ、この溝に前記第２シール材がその一部を合わせ面から突出させた状態にて装着されて、型閉め時に前記第２シール材を前記第２型の合わせ面に押し当てて両合わせ面間をシールするようにすることが好適である。このように放電加工面に第２シール材を設けることにより、型合わせ面のすり合わせ精度を向上し、高いシール性を確保することができる。

本発明によれば、減圧手段が接続された外周空間とその内側の発泡成形空間との間の合わせ面に第２シール材を設けて両者間をシールしたことにより、合わせ面におけるバリの発生を防止することができ、低密度で軽量化された発泡成形体を不具合なく製造することができる。

以下、本発明の１実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は実施形態に係る発泡成形装置の断面図であり、図２は前図のＡ部拡大断面図、図３は同装置の成形型１０の開状態における斜視図、図４は同装置の発泡原料Ｍの注入時における断面図である。

実施形態の発泡成形装置は、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Ｐを成形するためのものであり、該シートパッドＰを成形する成形型１０と、成形型１０内を減圧する減圧手段１２を備えてなる。

成形型１０は、略水平に配された上方に開口する凹状の下型１４と、この下型１４の一端に配されたヒンジ部１６を中心に回動することにより下型１４を開閉可能な上型１８とからなり、この実施形態ではアルミニウム製の金型である。そして、下型１４と上型１８とを型閉めすることにより、両者の接合部である合わせ面（パーティングライン）２０の内側には、パッド形状に対応した発泡成形空間２４が形成されるようになっている。

下型１４の合わせ面２０ａは、下型１２の凹部の開口周縁部に沿って、その全周にわたって略一定幅で設けられている。また、上型１８の合わせ面２０ｂは、下型１２の合わせ面２０ａに対応させて、上型１８の底面部の周縁部に沿って、その全周にわたって略一定幅で設けられている。そして、両合わせ面２０ａ，２０ｂには放電加工が施されており、すなわち、両合わせ面２０ａ，２０ｂは放電加工面である。なお、放電加工としては公知の方法を採用することができ、例えば、下型１４と上型１８とを合わせた後、両型に電気を流し、その合わせ面２０ａ，２０ｂのアルミニウムを溶かすことにより、両合わせ面２０ａ，２０ｂが隙間なく当接するように形成することができる。

下型１４と上型１８との合わせ面２０の外周には、その全周にわたってゴム状弾性体からなる第１シール材２６が設けられており、この第１シール材２６と合わせ面２０との間に、当該合わせ面２０を取り囲む密閉された環状の外周空間２８が形成されている。

より詳細には、下型１４と上型１８は、合わせ面２０の外周にそれぞれフランジ部３０，３２を備え、そのうちの一方のフランジ部３０にシール用溝３４が設けられて、この溝３４に第１シール材２６が装着され、型閉め時に他方のフランジ部３２との間で挟まれることで、両フランジ部３０，３２間をシールするように構成されている。この実施形態では、シール用溝３４は下型１４のフランジ部３０に設けられており、また、第１シール材２６は、シリコーンゴムからなるスポンジゴム製であり、断面略台形状をなして型閉め時に高さ方向で圧縮されるように構成されている。

下型１４と上型１８との合わせ面２０には、その全周にわたってゴム状弾性体からなる第２シール材３６が設けられており、該第２シール材３６により発泡成形空間２４と外周空間２８との間がシールされるようになっている。

より詳細には、下型１４と上型１８との合わせ面２０ａ，２０ｂのうち一方の合わせ面２０ｂにシール用溝３８が設けられて、この溝３８に第２シール材３６がその一部を合わせ面２０ｂから突出させた状態にて装着されて、型閉め時に第２シール材３６が他方の合わせ面２０ａに押し当てられて両合わせ面２０ａ，２０ｂ間をシールするように構成されている。この実施形態では、上型１８の合わせ面２０ｂにおいて、その長手方向、即ち周方向に沿って延びるシール用溝３８が設けられ、この溝３８内に紐状の第２シール材３６が嵌め込まれている。

図２に拡大して示すように、シール用溝３８は平坦な合わせ面２０ｂの幅方向略中央に設けられており、溝３８の両側には放電加工面が確保されている。第２シール材３６は、型閉め時に下型１４の平坦な合わせ面２０ａに押し当てられて両合わせ面２０ａ，２０ｂ間のシール性を確保し得るものであれば特に限定されないが、本実施形態では耐熱性等を考慮してシリコーンゴムからなるソリッドゴム製のシール材を用いている。また、第２シール材３６の断面形状は装着性とシール性を考慮して円形のものを用いている。更に、第２シール材３６は、溝３８に嵌め込んだときに、その一部が放電加工面である合わせ面２０ｂから所定高さだけ突出するような大きさに設定されている。

なお、この突出高さは、型閉め時に第２シール材３６が圧縮されることにより、上記シール性を発揮しつつ、しかも下型１４と上型１８の合わせ面２０ａ，２０ｂ同士が当接し得るように設定されることが好ましい。一例を挙げれば、第２シール材３６の直径を７ｍｍとしたとき、シール用溝３８を開口幅が６ｍｍで深さが６ｍｍである断面正方形状の溝とすることができる。このように、溝３８の開口幅と深さはともに第２シール材３６の直径よりも小さく設定することが好ましい。

下型１４と上型１８との合わせ面２０には、その周上の一部に発泡成形空間２４と外周空間２８とを連通する排気流路４０が設けられている。排気流路４０は、この実施形態では、略矩形状をなすシートパッドＰの一辺部（後方縁部）において、下型１４の合わせ面２０ａに設けられており、略一定幅で延びる帯状の合わせ面２０ａを横断する４本のスリット状溝で構成されている（図３参照）。このようにして形成された排気流路４０は、型閉め時、上型１８の第２シール材３６が下型１４の合わせ面２０ａに押し当てられたときにも、排気のために十分な気体の流路を確保し得る深さに設定されている。

上記外周空間２８には排気穴４２が設けられており、この排気穴４２に減圧手段１２である真空ポンプ４４が配管４６を介して接続されている。この実施形態では、排気穴４２は、上記排気流路４０が設けられたシートパッドＰの一辺部において、下型１４のフランジ部３０を貫通して設けられている。

なお、上型１８は、下型１４と上型１８とを閉めた状態で発泡成形空間２４内に発泡原料Ｍを注入できるように注入口４８を備え、この注入口４８は駆動装置５０を備える蓋５２で開閉されるようになっている。そして、蓋５２を開けた状態で、注入装置５４により注入口４８から発泡成形空間２４内に発泡原料Ｍが注入されるようになっている。

以上よりなる発泡成形装置を用いてシートパッドを成形する際には、まず、図４に示すように、下型１４と上型１８とを型閉めして上型１８の注入口４８の蓋５２を開け、また、真空ポンプ４４を作動させて外周空間２８からの排気を開始する。そして、注入口４８に注入装置５４を差し込んで発泡原料Ｍを発泡成形空間２４内に注入する。注入後、図１に示すように、蓋５２を閉じると、それにより発泡成形空間２４内が密閉されるため、真空ポンプ４４の作用により、外周空間２８内の気体が吸引され、これにより排気流路４０を介して発泡成形空間２４内の気体が吸引されて気圧の低下が始まる。このようにして減圧される発泡成形空間２４内で、発泡原料Ｍは発泡しながら当該空間２４を充填する。発泡成形空間２４内にポリウレタンフォームが充填された後、真空ポンプ４４を停止して排気を終了し、その後、成形型１０を開いて成形されたシートパッドＰを脱型する。

以上説明した本実施形態の発泡成形装置であると、減圧手段１２により外周空間２８が減圧されたとき、下型１４と上型１８の合わせ面２０が第２シール材３６によりシールされているので、発泡成形空間２４内の気体は、排気流路４０から外周空間２８に排出されるのみであり、合わせ面２０におけるその他の箇所からの漏出が完全に防止される。すなわち、下型１４と上型１８との合わせ面２０間のシールを放電加工面によるすり合わせだけでなく、更に第２シール材３６によるシールを追加したことにより、発泡成形時に合わせ面２０からの気体の外側への漏れが遮断される。そのため、気体と連れ立って漏れ出しやすい発泡原料Ｍの合わせ面２０への侵入を防止することができ、バリの発生を防止することができる。

また、本実施形態であると、外周空間２８をシールする第１シール材２６が断面台形状であるため、断面円形状である場合に比べてシール材が動きにくく、そのため繰り返し使用した場合においても良好なシール性が確保される。また、断面台形状の場合、円形状に比べて、高さ方向においてへたりにくいため、耐久性を向上することができる。

なお、上記実施形態では、第１シール材２６を下型１４のフランジ部３０に、第２シール材３６を上型１８の合わせ面２０ｂにそれぞれ設けたが、両者を逆にして第１シール材２６を上型１８に、第２シール材３６を下型１４に設けてもよく、あるいはまた、第１シール材２６と第２シール材３６の双方を下型１４または上型１８に設けてもよい。また、上下一対の型を持つ成形型のみでなく、左右一対の型を持つ成形型にも適用することができる。

本発明の発泡成形装置及び発泡成形体の製造方法は、主として自動車のシートに用いられるクッション体であるシート用パッドの製造に好適であるが、これに限らず、各種車両用、家庭用のクッション体に用いられるパッドの製造を始め、種々の発泡成形体の製造に使用することができる。

本発明の一実施形態に係る発泡成形装置の断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 同発泡成形装置の成形型の開状態における斜視図である。 同発泡成形装置の発泡原料注入時における断面図である。

符号の説明

１０……成形型
１２……減圧手段
１４……下型（第２型）
１８……上型（第１型）
２０……成形型の合わせ面
２０ａ……下型の合わせ面
２０ｂ……上型の合わせ面
２４……発泡成形空間
２６……第１シール材
２８……外周空間
３６……第２シール材
３８……第２シール材のためのシール用溝
４０……排気流路

Claims (3)

1. 第１型と第２型を備えて両者を型閉めすることで合わせ面の内側に発泡成形空間を形成する成形型と、前記発泡成形空間内の気体を吸引して発泡成形空間内を減圧する減圧手段とを備える発泡成形装置において、
   前記第１型と第２型との合わせ面の外周にゴム状弾性体からなる第１シール材を設けて、該第１シール材と前記合わせ面との間に当該合わせ面を取り囲む密閉された外周空間を形成するとともに、前記合わせ面にゴム状弾性体からなる第２シール材を設けて前記発泡成形空間と前記外周空間との間をシールし、
   前記合わせ面における周上の一部に前記発泡成形空間と前記外周空間とを連通する排気流路を設けるとともに、前記減圧手段を前記外周空間に接続して、該減圧手段により前記外周空間内の気体を吸引することで前記排気流路を介して前記発泡成形空間内の気体を吸引して減圧するようにしたことを特徴とする発泡成形装置。
2. 前記第１型と前記第２型との合わせ面が放電加工面であり、前記第１型の合わせ面に溝が設けられ、この溝に前記第２シール材がその一部を合わせ面から突出させた状態にて装着されて、型閉め時に前記第２シール材を前記第２型の合わせ面に押し当てて両合わせ面間をシールするようにしたことを特徴とする請求項１記載の発泡成形装置。
3. 請求項１又は２記載の発泡成形装置を用いて、前記発泡成形空間内に発泡原料を供給し、前記減圧手段を動作させて発泡成形空間内を減圧し、前記発泡原料を発泡、成形することを特徴とする発泡成形体の製造方法。

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