JP5705733B2 - クッション要素およびそれを生産するための方法および金型 - Google Patents

Description

本発明は、クッション要素、詳細には車両座席用のクッション要素の生産方法であって、三次元分離ゾーンを形成するのに適したコンポーネントがダイ内に設置され、その後少なくとも１つの第１の発泡性化合物がダイ内の第１の空間領域内に導入され、前記化合物の発泡中に、コンポーネントが成形されて第１の発泡クッション領域とダイ内のさらなる空間領域の間に三次元分離要素を形成する方法に関する。本発明はさらに、本方法を実施するのに適したダイ、およびそれを用いて製造されるクッション要素に関する。

冒頭で言及したタイプのクッション要素は、独国特許出願公開第１００１６３５０Ａ１号明細書から公知である。座面部分または車両座席の背もたれにおいて使用するために提供されるクッション要素は、ガーゼ、不織布などの形をした網状組織により互いに空間的に分離されている第１および第２の発泡領域で構成される。この網状組織は、二次元的にまたは三次元的にポケットの形に予備成形されるように設計されてよい。

そこで開示された方法の開発によると、ポケットは、発泡性の可撓性発泡材化合物が中にすでに入れられたオープンダイの上に挟持される。ポケットには発泡性硬質発泡材化合物が満たされ、このポケットは前記化合物の発泡中に膨らみ、硬質発泡材を可撓性発泡材から空間的に分離する三次元分離要素を形成させる。

前記方法を用いることで、異なる硬度ゾーンを有する快適なクッション要素を製造することができるものの、空間的設計の選択肢は限定される。その上、すでに発泡している可撓性発泡材化合物が満たされたダイ内のポケットの挟持は、複雑である。

独国特許公開第１０２００４０１８００１Ｂ４号明細書は、硬質ポリウレタンフォームとは別に製造したアダプタ様のフレーム要素が座席部品の金属構造上に設置されている車両の座席について記載している。同様に別に生産されフレーム要素を完全または部分的に覆う座席クッションパッドが、その後フレーム要素上に設置される。シートクッションパッドとフレーム要素の配置には、その後カバーが具備される。この場合、フレーム要素の前方横方向支柱は、傾斜路の形状で前面に向かって上昇するように設計されており、座席占有者がシートベルトのひざ側ベルトの下に滑り込むのを防ぐ（潜り込み現象防止）ように意図されている。このタイプの手順は、互いに独立して製造されるコンポーネントの数が多いためにコストが極めて高くつく。

さらに、独国特許出願公開第１９８４４３０７Ａ１号明細書は、変形本体の形をしたインサートが前方領域に具備された座席クッションを有する車両の座席を開示している。インサートは、開放気孔発泡材で構成され、この発泡材は変形速度に左右される剛性を有し、座席クッション内に完全に埋込まれている。この文書では、このアセンブリの製造に関しての記述が全くない。

本発明は、設計が極めて自由でありかつわずかな製造費用で複雑な形状をもつ安全装置、詳細には潜り込み現象防止用傾斜路を形成できるようにするクッション要素を生産するための方法およびダイを提供するという課題に基づくものである。

この課題は、三次元分離要素を形成するための成形中に、コンポーネントがダイ内のアバットメントに押圧されるという点で汎用タイプの方法において解決される。この方法を実施するために適したダイは、ダイが、少なくとも上面ダイ、底面ダイおよび三次元的に成形されたコンポーネントを担持するアバットメントを有することを特徴とする。

三次元変形可能なシート様構造をダイ内に入れ、それをその後成形して三次元分離要素を形成させることにより、複雑な形状をもち異なる特性、詳細には異なる硬度を有するゾーンを、発泡クッション要素内で費用効果的に形成させることができる。前記ゾーンは、詳細には車両の座席の特殊な安全機能を構成してよいが、硬度または通気性に関してクッション要素の座り心地の良さに対してもプラスの効果を有するかもしれない。

従属クレームは、本発明の好ましい実施形態に関する。

方法に関しては、三次元分離ゾーンを形成するのに適したコンポーネントが発泡用ダイ内に設置され、その後少なくとも１つの第１の発泡性化合物が第１の空間領域内に導入され、第２の発泡性化合物が第２の空間領域内に導入され、前記化合物の発泡中にコンポーネントが成形されてクッション要素の第１の発泡クッション領域と第２の発泡クッション領域の間に三次元分離要素を形成させることが、有利にも規定されている。したがって、異なる発泡材ゾーンが時間的に近接して発泡され、こうしてクッションの製造におけるサイクル時間の短縮を可能にしている。異なるゾーン内の発泡圧力の規模は、分離要素が所望の方向に成形されるように決定されなくてはならない。

さらなる有利な手順によると、コンポーネントは、発泡性化合物が導入される前にダイ内に三次元形態で予め設置される。この場合、コンポーネントは、例えば、縫合されたまたは少なくとも部分的に予備成形されたシート様構造で構成されていてよく、このためそれ以降の技術的行程全体にわたり変形性に対する要求は低くなり、同様に特に複雑な形状のゾーン断面形状を膨張性の低いシート様構造を用いて形成させることができる。

対照的に、発泡性化合物が導入される前にコンポーネントが実質的に二次元で、例えば単純な繊維ブランク（ｂｌａｎｋ）の形でダイ内に設置される代替的手順は特に費用効果性が高い。

両方の場合において、発泡性化合物の導入前にダイ内に滑り込ませることができるようにコンポーネントを挟持させるようにすることができる。したがって、分離要素はシート様構造の膨張によって三次元成形されないか、少なくともそれだけによって成形されるのではなくダイ内に余剰な長さのブランクを補給することによっても成形される。プロセス中に分離要素内に発生するかもしれない折り目は重要ではない。

上述の方法を実施するための好ましいダイは、三次元に変形させられるコンポーネントを収容するための手段、詳細にはスリップフレームを有することを特徴としている。前記スリップフレームは、完全にまたは少なくとも実質的に円周方向領域内で分離要素用のブランクを含み、こうしてダイ内のコンポーネントの精確な配置を保証している。ブランクの余剰長さ分は、スリップフレームから外向きに突出し、発泡プロセス中、滑動力の損失無くフレームの内部に、したがってダイキャビティの方向に引き込まれる。

この場合、上面ダイと底面ダイの間に直接形成され、ダイが閉じた場合にブランクを把持するスリップフレームは構造的にきわめて単純である。しかしながら、原則的には、ダイをとり囲む別個のスリップフレームを具備し、こうしてダイが閉じられる前にブランクの挟持をチェックし場合によって矯正することができるようにすることも考えられる。

有利な実施形態によると、担持するために三次元変形可能であるコンポーネント用のアバットメントは、ダイの上面および／または底面ダイに解除可能な形で連結されている。潜り込み現象防止用傾斜路を形成させる場合、アバットメントは例えば、アパーチャの備わった三次元成形されたシートメタルコンポーネントで構成され得る。一変形形態としては、アバットメントがダイに固定した形で連結され、例えばダイのキャビティ内に突出しコンポーネントを担持するために具備された自由端部を有する多数の円錐ピンなどで構成される、ダイの有利な開発も考えられる。ピンが引き抜かれた後、クッション本体内に半径方向に延在する溝路が発生し、この溝路はクッション本体の特性に対してマイナスの影響を及ぼさず、座席の環境特性を改善することさえできる。

有利なクッション要素は、第１の発泡クッション領域が第２の発泡クッション領域よりも硬いことを特徴としており、ここで第１の発泡クッション領域の上側は有利には、傾斜路の形状で、座席の前縁部に向かって上昇するように設計される。こうして、単純ではあっても効果的に潜り込み現象防止用傾斜路が生み出される。

快適性を改善させるために、第２の発泡クッション領域は好ましくは、上から第１の発泡クッション領域を少なくとも部分的に覆うような形で設計される。

しかしながら、第１の発泡クッション領域がクッション要素の表面側まで、詳細には下側に至るまでも延在するようになっているのが有利である。こうして、快適性に関する損失を受入れる必要なく、第１のクッション領域を形成させるために提供される発泡性化合物を、ダイ内に容易に導入することができる。しかしながら、原則的には、閉じられるように予め成形され例えば球形でありかつ製造中にアバットメントによりダイの壁から一定の距離のところに保たれている分離要素内にランス（ｌａｎｃｅ）を用いて第１の発泡性化合物を注入することも同様に考えられると思われる。

分離要素は有利には、気体透過性の設計を有するものであり、したがって、発泡作業中、発泡性化合物から漏出した気体および発泡材の膨張前面から移動する空気をダイから、その全ての空間領域を介して除去することができる。こうして、望ましくない空隙または発泡が不完全なクッション領域が回避される。反対に、分離要素は好ましくは発泡性化合物に粘性増加を提供するだけでなく、第１または第２の発泡領域を生産するのに用いられる発泡性化合物に対し実質的に密であるように設計される。これにより、発泡材ゾーンの間に著しく明確な分離がひき起こされる。

詳細には、費用効果的に提供され得かつその後のクッション要素の使用の間に座り心地に有意な影響を及ぼさない繊維シート様構造、例えば不織布、織物または編物が、分離要素としての使用に適している。

図面は、本発明のさまざまな実施形態を一例としてかつ概略的に示す。

本発明にしたがって設計された座席クッションを伴う車両の座席を示す。 本発明に係る第１の方法および本発明の一実施形態に係るダイを使用した場合のプロセスシーケンスを示す（図２ａ〜ｄ）。 代替的ダイの設計を示す。 本発明の別の好ましい実施形態に係るダイを示す。

図１に示されている自動車両の座席１は、背もたれ２および座席クッション３で構成されており、そのクッション要素４は、比較的硬質の発泡材で構成される第１の発泡クッション領域５と、比較的可撓性の高い発泡材で構成される第２の発泡クッション領域６を有している。硬質クッション領域５は、実質的にクッション要素４の前方部分内に延在する。この場合、クッション領域５の上部表面７は、後方から前方に傾斜路の要領で上昇し、座席占有者がシートベルトを通って滑り込むのを防ぐ装置を形成する。

方向および位置に関する詳細は、自動車両座席の習慣的な設置位置を基準にしている。

第１のクッション領域５と第２のクッション領域６の間には三次元形状の繊維製分離要素８が配置されており、この分離要素は気体透過性があるが、クッション領域５および６を形成するために提供される液体の発泡性化合物は透過させない。

図２は、このタイプのクッション要素４およびこの用途に適したダイ９の製造中のシーケンスを示している。ダイ９は、たらい様の底面ダイ１０とフタ形状の上面ダイ１１で構成されており、これは合わさって発泡性化合物を充填するためのキャビティ１２を形成する。座面部分４はここでは後続する設置の位置との関係において１８０度回転した状態で製造されており、したがって、座席表面は製造中下方を指している。クッション領域５と６の間の遷移において、底面ダイ１０には、長さが異なり底面ダイ１０からキャビティ１２内を上向きに延在している一定数の円錐状にテーパのかかったピン１４で構成されるアバットメント１３が具備されている。さらに、底面ダイ１０と上面ダイ１１の間の遷移領域内にはスリップフレーム１５が配置されている。前記スリップフレームは、底面ダイ１０と上面ダイ１１に割当てられバネ１７、１７’を介して互いに挟持され得るフレーム部品１６、１６’で構成される。

プロセスサイクルの開始時点で、キャビティ１２に面するダイ９の表面には離型剤が噴霧される。その後、二次元的に切断され分離要素８を形成するために提供されるコンポーネントが、底面ダイ１０と上面ダイ１１の間に設置され、ダイ９は閉じられる。コンポーネント１８はここで、わずかにプレストレスを加えてスリップフレーム１５により把持される（図２ａ）。

次に、上面ダイ１１内の開口部を通って、第１の比較的硬いクッション領域５が中に形成されるキャビティ１２の一部分の中に、第１の発泡性化合物（矢印Ａ）が導入される（図２ｂ）。発泡性化合物の圧力は、ブランクの突出長１９が、互いに挟持されているフレーム部品１６、１６’を通って引張られている状態で、これまで平面的であったコンポーネント１８をアバットメント１３に押圧し、このコンポーネントを変形させて、三次元分離要素を形成させる。この場合、滑動力の大きさは、前記引張り作業がコンポーネント１８の損傷無く行なわれるように決定されるが、分離要素８は、それがピン１４の間のギャップ内へと著しく膨らむことなく押圧されるような応力下に保たれる。

可撓性の発泡クッション領域６のための発泡性化合物は、その後底面ダイ１０を介してキャビティ（矢印Ｂ）内に補給され、残存する中空空間を充填する（図２ｃ）。上面ダイ１１を開いた後（図２ｄ）、クッション要素４をダイ９から取出すことができ、ここでアバットメント１３を形成するピン１４は、発泡材部品内に溝路を形成した状態でクッション要素４から撤去される。コンポーネント１８は、クッション要素４内に分離要素８として永久にとどまっている。原則的に、結果として得られる発泡圧力が図示された要領でアバットメント１３に対しコンポーネント１８を押圧するのであれば、発泡性化合物（矢印Ａ、Ｂ）を時間的に近接してまたさらには同時に補給するも同様に可能である。

図３に示されたダイ９においては、アバットメント１３を形成するピン１４は、上面ダイ１１上に配置され、キャビティ１２内に下向きに突出している。コンポーネント１８は、最初に、底面ダイ１０により供給され可撓性発泡クッション領域６を形成するために意図されている化合物によりピン１４に対し上向きに押圧され（矢印Ｂ）、プロセス中に分離要素８を形成させる。

図４に係るダイ９は、アバットメント１３が三次元シートメタル部品２１により形成され、これにはアパーチャ２０が備わり、可撓性発泡クッション領域６用に下から供給される化合物の圧力下（矢印Ｂ）で分離要素８を形成するコンポーネント１８がこの部品２１に対して押圧されているという点において図３に係る実施形態と異なっている。ダイ９は、その後開放され、シートメタル部品２１が取り外される。ダイ９を再び閉じた後、硬質クッション領域５を発泡させることができる。

１ 車両座席
２ 背もたれ
３ 座席クッション
４ クッション要素
５ 発泡クッション領域（硬質）
６ 発泡クッション領域（可撓性）
７ 表面（クッション領域５の）
８ 分離要素
９ ダイ
１０ 底面ダイ
１１ 上面ダイ
１２ キャビティ
１３ アバットメント
１４ ピン
１５ スリップフレーム
１６、１６’ フレーム部品
１７、１７’ バネ
１８ コンポーネント
１９ 突出長
２０ アパーチャ
２１ シートメタル部品

Claims (7)

1. クッション要素（４）の生産方法であって、
   三次元分離ゾーンを形成するのに適したコンポーネント（１８）がダイ（９）内に設置され、
   その後少なくとも１つの第１の発泡性化合物が前記ダイ（９）内の第１の空間領域内に導入され、
   前記化合物の発泡中に、前記コンポーネント（１８）が成形されて第１の発泡クッション領域（５）と前記ダイ（９）内の第２の空間領域の間に三次元分離要素（８）を形成させ、ここで、前記化合物の発泡中に前記第２の空間領域は中空空間として残存し、
   前記コンポーネント（１８）が二次元的に前記ダイ（９）内に設置された後に、前記発泡性化合物が導入され、
   前記発泡性化合物が導入される前に前記コンポーネント（１８）が挟持されて、前記ダイ（９）内に滑り込むことができるようになっており、
   成形して前記三次元分離要素（８）を形成させる間に、前記コンポーネント（１８）は前記ダイ（９）内のアバットメント（１３）に対し押圧されることを特徴とする方法。
2. クッション要素（４）の生産方法であって、
   三次元分離ゾーンを形成するのに適したコンポーネント（１８）がダイ（９）内に設置され、
   その後第１の発泡性化合物が前記ダイ（９）内の第１の空間領域内に導入され、第２の発泡性化合物が前記ダイ（９）内の第２の空間領域内に導入され、
   前記第１および第２の発泡性化合物の発泡中に、前記コンポーネント（１８）が成形されて、前記クッション要素（４）の第１の発泡クッション領域（５）と第２の発泡クッション領域（６）の間に三次元分離要素（８）を形成し、
   前記コンポーネント（１８）が二次元的に前記ダイ（９）内に設置された後に、前記発泡性化合物が導入され、
   前記発泡性化合物が導入される前に前記コンポーネント（１８）が挟持されて、前記ダイ（９）内に滑り込むことができるようになっており、
   成形して前記三次元分離要素（８）を形成させる間に、前記コンポーネント（１８）は前記ダイ（９）内のアバットメント（１３）に対し押圧されることを特徴とする方法。
3. 前記クッション要素が車両座席用のクッション要素である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記アバットメント（１３）が、製造中に前記クッション要素（４）から除去されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ダイ（９）は、上面ダイ（１１）、底面ダイ（１０）および三次元的に成形された前記コンポーネント（１８）を担持するためのアバットメント（１３）を有し、
   前記ダイ（９）が、三次元成形して前記三次元分離要素（８）を形成することが可能なシート様構造の形をしたコンポーネント（１８）を収容するための手段を有し、
   前記コンポーネント（１８）を収容するための手段がスリップフレーム（１５）を含み、
   前記アバットメント（１３）が、前記ダイ（９）の前記上面および／または底面ダイ（１１、１０）に固定した形で連結されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法を実施するためのダイ。
6. 前記スリップフレーム（１５）が前記上面ダイ（１１）と底面ダイ（１０）の間で形成されることを特徴とする請求項５に記載のダイ。
7. 前記アバットメント（１３）が、前記ダイ（９）のキャビティ（１２）内に突出し、前記コンポーネント（１８）を担持するために具備された自由端部を有する多数のピン（１４）で構成されることを特徴とする請求項５または６に記載のダイ。

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