JP2018089092A - シートパッドの成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】下型と上型との間にシートパッドを成形するキャビティを設け、下型のキャビティ面に上面視で面内方向に凸形状の立壁が形成されていてもウレタン発泡成形時の欠陥が生じにくいシートパッドの成形型を提供する。【解決手段】成形型１０は、下型１１と、下型１１との間にキャビティ１３を形成する上型１２と、下型１１の下成形面１１ａに形成され上面視でシート幅方向の両端部からシート幅方向に対する垂直方向に凸形状に延びるとともに下成形面１１ａの上方に向かって突出する前立壁部１１ｂと、前立壁部１１ｂの凸形状の内側に形成され軟質ポリウレタン発泡樹脂原料２０を受け止める注入面部１１ａ１と、前立壁部１１ｂの凸形状の外側に形成され前立壁部１１ｂに沿って略平行に前立壁部１１ｂより低い高さで上方に向かって突出するとともに所定の間隔を隔てて配設される複数の堰と、を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、自動車、飛行機、船、電車等の乗物に搭載される乗物用シートのシートパッドの成形型に関する。

乗物用シートのクッション体であるシートパッドの成形型には、所定形状に形成されたキャビティを有し、このキャビティ内に軟質ポリウレタン発泡原料を注入して発泡成形させるものが知られている。図６に示すように、下記特許文献１に開示されているシートパッドの成形型５０においては、シートパッドの着座面側の形状に形成された下型５１の成形面と、シートパッドの裏面側の形状に形成された上型５２の成形面と、の間でキャビティ５３が形成されている。そして、下型５１の成形面のほぼ中央部分には、シートパッドの着座面に溝形状を賦形するためにシート幅方向に延びる直線状の立壁５４が２本平行に並んで形成されている。発泡成形においては、下型５１に対して上型５２を開いた状態で、下型５１の成形面に軟質ポリウレタン発泡原料５５を注入したのち上型５２を閉じ所定時間加熱放置して発泡固化させてシートパッドを得る。

特開２０１５−１４７３１２号公報

上述のシートパッドの成形型５０においては、シートパッドの着座面に溝形状を賦形するための立壁５４がシート幅方向に直線状に延びて形成されている。例えば、立壁５４を挟む一側に軟質ポリウレタン発泡原料５５が注入されたとき、発泡により膨張した原料は立壁５４を乗り越えて他側に流出し他側においてキャビティ５３を充満させながら発泡固化する際、立壁５４の他側にほぼ同時に到達して押圧力を及ぼす。これによって、立壁５４の他側において軟質ポリウレタン発泡原料５５はほぼ同時に発泡固化が進展するためボイド等の欠陥を生じにくい。一方、シートパッドの着座面に形成される溝形状が着座面に対し垂直な方向から見たとき、面内方向に凸形状となっているような場合がある。このとき、立壁も凸形状に形成される。かかる場合に、立壁を挟む一側である凸形状の内側に軟質ポリウレタン発泡原料５５が注入されると、発泡により膨張した原料は立壁を乗り越えて他側に流出し他側においてキャビティ５３を充満させながら発泡固化する際、立壁の他側に到達して押圧力を及ぼす時間が立壁の部分によってずれる。すなわち、凸形状の頂部近辺は発泡固化が進展していない状態で原料が到達するのに対し、凸形状の裾の部分は発泡固化が進展した状態で原料が到達する。これによって、凸形状の裾の部分においては発泡原料の流動性が低下し立壁に密着しにくくなってボイド等の欠陥を生じやすい。

このような問題に鑑み本発明の課題は、下型と上型との間にシートパッドを成形するキャビティを設け、下型のキャビティ面に上面視で面内方向に凸形状の立壁が形成されていてもウレタン発泡成形時の欠陥が生じにくいシートパッドの成形型を提供することにある。

本発明の第１発明は、発泡成形されるシートパッドの成形型であって、下型と、該下型との間に前記シートパッドを成形するキャビティを形成する上型と、前記下型の前記キャビティを形成する成形面の前記シートパッドの着座面に対応する部分に形成され上面視でシート幅方向の両端部からシート幅方向に対する垂直方向に凸形状に延びるとともに該成形面の上方に向かって突出する立壁部と、該立壁部の前記凸形状の内側の前記成形面に形成され発泡成形時に前記キャビティ内に注入される発泡樹脂原料の少なくとも一部を受け止める注入面部と、該立壁部の前記凸形状の外側の前記成形面に形成され前記立壁部に沿って前記立壁部と略平行に前記立壁部より低い高さで上方に向かって突出するとともに所定の間隔を隔てて配設される複数の堰と、を備えていることを特徴とする。

第１発明によれば、シートパッドの発泡成形においてキャビティ内に発泡樹脂原料が注入されたとき、その少なくとも一部は発泡しながら立壁部の注入面部側から立壁部を乗り越えて複数の堰との間に流出する。このとき、発泡樹脂原料は、立壁部の凸形状の外側と複数の堰との間に一旦貯留されたのち複数の堰の上部又は所定の間隔の堰のない部分から立壁部の凸形状の外側の成形面にあふれ出て発泡する。キャビティ内に発泡した発泡樹脂原料が充填されていくとき、発泡樹脂原料が立壁部の凸形状の外側と複数の堰との間に貯留されているので立壁部の凸形状の外側部分に空隙が生じにくくボイド等の不具合発生を抑止できる。なお、ここで立壁部の凸形状の外側とは、上面視で立壁部が面内方向に突出する方向の側をいい、立壁部の凸形状の内側とは、上面視で立壁部が面内方向に突出する方向の反対側をいう。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記注入面部は、前記立壁部の前記凸形状の外側の前記成形面より上下方向の高さが高く形成されていることを特徴とする。

第２発明によれば、注入面部に注入された発泡樹脂原料は立壁部を乗り越えて複数の堰との間に速い流速で流出しやすくなる。これによって、このような成形型の場合、複数の堰を設けて立壁部の凸形状の外側と複数の堰との間に発泡樹脂原料を一旦貯留させると複数の堰を設けない場合に比べてボイド等の不具合発生を抑止する効果が顕著となる。

本発明の第３発明は、上記第１発明又は上記第２発明において、前記複数の堰の前記成形面からの突出高さは、前記立壁部の前記成形面からの突出高さの１／６〜１／２であることを特徴とする。

第３発明によれば、複数の堰の高さがボイド等の不具合発生を抑止するのに必要な程度に設定されるので、ボイド等の不具合発生を抑止しながら発泡成形されたシートパッドを成形型から損傷なく脱型しやすくなる。

本発明の第４発明は、上記第３発明において、上面視における前記複数の堰と前記立壁部との間隔は、前記立壁部の前記成形面からの突出高さの１／３〜３／４に相当する長さであることを特徴とする。

第４発明によれば、複数の堰と立壁部との間隔がボイド等の不具合発生を抑止するのに必要な程度に設定されるので、ボイド等の不具合発生を抑止しながら発泡成形されたシートパッドを成形型から損傷なく脱型しやすくなる。

本発明の第５発明は、上記第４発明において、前記複数の堰における前記所定の間隔は、前記複数の堰の前記立壁部に沿って延びる長さの１／５〜１／２に相当する長さであることを特徴とする。

第５発明によれば、複数の堰におけるそれぞれの間隔がボイド等の不具合発生を抑止するのに必要な程度に設定されるので、ボイド等の不具合発生を抑止しながら発泡成形されたシートパッドを成形型から損傷なく脱型しやすくなる。

本発明の一実施形態にかかるシートパッドの成形型を用いて成形したクッションパッドを着座面側から見た平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視線断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線断面図である。 図２に対応したシートパッドの成形型の断面図である。 図４におけるＶ部分の拡大図である。 従来のシートパッドの成形型の断面図である。

図１〜図５は、本発明の一実施形態を示す。本実施形態の成形型１０は、図１に示す自動車のフロントシートのシートクッション内に配設される発泡ウレタン製のクッションパッド１を成形するための型である。各図中、矢印によりクッションパッド１をフロントシートに組み込んで自動車に取付けたときの、自動車及びフロントシートの各方向を示す。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。ここで、クッションパッド１が、特許請求の範囲の「シートパッド」に相当する。

図１〜図３に示すように、クッションパッド１は、所定の厚みを有するパッド状に形成された適度なクッション感を呈する軟質ポリウレタン樹脂製のクッション体であり、着座者による荷重を受けて撓みつつ、弾性により反力を発揮して着座者を支持する。クッションパッド１は、シート幅方向における中央を占めるメイン部２と、メイン部２の左右の両部分を占めるサイドサポート部３と、を有する。メイン部２と左右のサイドサポート部３との間には前後方向に延びる縦溝部４が形成されている。また、メイン部２には、左右の縦溝部４の前後方向中央部近傍を連結して前方に向かって凸形状に湾曲して延びる前横溝部５と、左右の縦溝部４の前後方向後部を連結して左右方向に直線状に延びる後横溝部６と、が形成されている。詳しくは、左右の縦溝部４は、前横溝部５との連結部である前連結部７より後方においてはほぼ前後方向に沿って互いに略平行に延びている。また、左右の縦溝部４は、前連結部７より前方においては前方に向かうにしたがって互いに徐々に離隔していくように延びている。前横溝部５は、左右の前連結部７を繋いでその左右方向中央部において前方に最も突出した位置となる頂部５ａを通る滑らかな曲線状に形成されている。クッションパッド１の前端から頂部５ａまでの前後方向の距離は、クッションパッド１の前端から前連結部７までの前後方向の距離の約半分である。クッションパッド１の後端から後横溝部６までの前後方向の距離は、クッションパッド１の前端から頂部５ａまでの前後方向の距離とほぼ等しく設定されている。左右の縦溝部４、前横溝部５及び後横溝部６は、クッションパッド１に被せつけられる表皮材としてのクッションカバー（図示せず）の所々の部位をクッションパッド１の内部に引き込んで止着するための溝として機能するものである。左右の縦溝部４、前横溝部５及び後横溝部６の底部には、クッションカバーを止着するためのワイヤ（図示せず）がインサートされている。

図１〜図３に示すように、メイン部２の前横溝部５より前方の部分は、前方に向かうにつれて徐々に上方に向けて突出するように形成されており、着座乗員の大腿部の先端部付近を主として支持する部分である。また、メイン部２の前横溝部５より後方の部分は、ほぼ水平に形成されており、着座乗員の大腿部付け根から尻部を主として支持する部分である。左右のサイドサポート部３は、それぞれ、左右の縦溝部４から両外側に向かうにつれて上方側に山状に盛り上がった形状に形成され、着座乗員の尻部や大腿部の側部を外側から支持する部分である。

図２に示すように、前横溝部５と後横溝部６とは、その横断面が上方に向かって開口した略Ｕ字状に形成され、メイン部２の着座面側表面からの深さが２０〜３０ｍｍ程度であり、その幅は１０ｍｍ程度である。図３に示すように、縦溝部４は、その横断面が上方に向かって開口した略Ｕ字状に形成され、メイン部２の着座面側表面からの深さが２０〜３０ｍｍ程度であり、その幅は１０ｍｍ程度である。すなわち、前横溝部５、後横溝部６及び縦溝部４の横断面はほぼ等しい形状に形成されている。

図１及び図２に示すように、前横溝部５の上面視で凸形状の外側に相当する前側には、左右対称に７つの浅溝８が形成されている。７つの浅溝８は、いずれも同一の横断面を有しており、上方に向かって開口した略Ｕ字状でメイン部２の着座面側表面からの深さが５〜１０ｍｍ程度であり、その幅は３〜５ｍｍ程度である。また、７つの浅溝８は、上面視で前横溝部５の中心線から１０〜１５ｍｍ程度前側に離隔した線に沿って前横溝部５とほぼ平行に配設されている。そして、７つの浅溝８は、上面視におけるその長さが３０〜５０ｍｍ程度であり、隣り合う浅溝８間の間隔は１０〜１５ｍｍ程度である。この７つの浅溝８は、後述するようにクッションパッド１を発泡成形する際、前横溝部５の前面部近傍にボイド等の不具合発生を抑止するために成形型１０に設けた堰１１ｄによって形成されるものでクッションパッド１の製品としての機能を有するものではない。すなわち、クッションパッド１の製品としてはこの７つの浅溝８は、小さければ小さいほど好ましい。

図２及び図３に示すように、クッションパッド１の着座面と反対側の面は、通気性を有する厚手の不織布（図示せず）が一体成形されるとともに骨格をなすクッションフレームの形状に適応して載置されるように賦形されている。

図１、図４及び図５に基づいて、上述したクッションパッド１を成形する成形型１０について説明する。成形型１０は、クッションパッド１の着座面部である上面部を成形する下成形面１１ａを有する下型１１と、クッションパッド１の裏面部である下面部を成形する上成形面１２ａを有する上型１２と、を有する。下型１１の下成形面１１ａと上型１２の上成形面１２ａによって囲まれる空洞部分がキャビティ１３で、キャビティ１３の形状がクッションパッド１の形状に対応している。図４に示すように、下型１１の下成形面１１ａには、前立壁部１１ｂと、後立壁部１１ｃと、堰１１ｄと、が立設されている。前立壁部１１ｂ、後立壁部１１ｃ、堰１１ｄは、それぞれ、クッションパッド１の前横溝部５、後横溝部６、浅溝８に対応した形状、位置に配設されている。すなわち、前立壁部１１ｂは、上面視で前方に向かって凸形状に湾曲して延びるように形成され、クッションパッド１の左右の前連結部７と頂部５ａに対応して、左右の側連結部（図示せず）と頂部１１ｂ１を有する。堰１１ｄは、上面視で前立壁部１１ｂの中心線から１０〜１５ｍｍ程度前側に離隔した線に沿って前立壁部１１ｂとほぼ平行に配設されている。また、図４には表れていないがクッションパッド１の左右の縦溝部４に対応した左右の側立壁部も配設されている。ここで、前立壁部１１ｂが、特許請求の範囲の「立壁部」に相当する。また、下成形面１１ａと上成形面１２ａが、特許請求の範囲の「成形面」に相当する。

図５に示すように、前立壁部１１ｂは、その横断面における高さＨ１が２０〜３０ｍｍ程度、幅Ｗ１が１０ｍｍ程度である。また、堰１１ｄは、その横断面における高さＨ２が５〜１０ｍｍ程度、幅Ｗ２が３〜５ｍｍ程度である。そして、前立壁部１１ｂの横断面における中心線と堰１１ｄの横断面における中心線との距離Ｄは、１０〜１５ｍｍ程度である。堰１１ｄは、図１における浅溝８に対応して７つ設けられており、それぞれの長さが３０〜５０ｍｍ程度であり、隣り合う堰１１ｄと堰１１ｄとの間隙Ｇ（図１参照）は１０〜１５ｍｍ程度である。下成形面１１ａは、後立壁部１１ｃより後方の部分ではほぼ水平な状態で、後立壁部１１ｃより前方の部分では前方に向かうにしたがって上方へ（下型の方向へ）傾斜するように形成されている。ここで、高さＨ１、高さＨ２、距離Ｄ、間隙Ｇが、それぞれ、特許請求の範囲の「立壁部の成形面からの突出高さ」、「堰の成形面からの突出高さ」、「堰と立壁部との間隔」、「所定の間隔」に相当する。

前立壁部１１ｂと後立壁部１１ｃとの間の下成形面１１ａには、キャビティ１３内に軟質ポリウレタン発泡原料２０を注入したとき、軟質ポリウレタン発泡原料２０が載置される注入面部１１ａ１が設けられている。軟質ポリウレタン発泡原料２０はキャビティ１３内に注入されたとき、発泡前の状態ですべてがこの注入面部１１ａ１内に留まる。しかし、軟質ポリウレタン発泡原料２０の一部が前立壁部１１ｂより前方に注入されて発泡前の状態で留まるようにしてもよい。下成形面１１ａは、後立壁部１１ｃより前方の部分では前方に向かうにしたがって上方へ（下型の方向へ）傾斜するように形成されているので、注入された軟質ポリウレタン発泡原料２０は発泡しながら前立壁部１１ｂを乗り越えて流れていく。ここで、軟質ポリウレタン発泡原料２０が、特許請求の範囲の「発泡樹脂原料」に相当する。

上型１２の上成形面１２ａには、厚手の不織布を仮止めするための係止機構（図示せず）が設けられている。また、下型１１と上型１２のパーティング面部には必要に応じてシール部材（図示せず）が配置される。また、下型１１と上型１２は必要に応じて所定の温度に温調されている。

上述した成形型１０を用いたクッションパッド１の製造方法について説明する。図４に示すように、下型１１に対して上型１２を開いた状態で下型１１の注入面部１１ａ１に所定量の軟質ポリウレタン発泡原料２０を注入して上型１２を閉じる。これにより、軟質ポリウレタン発泡原料２０は発泡して膨張しながらキャビティ１３内に充満していく。このとき、前立壁部１１ｂを乗り越えて前方に向けて流れていく軟質ポリウレタン発泡原料２０は、一旦前立壁部１１ｂと堰１１ｄとの間の領域に貯留されながら堰１１ｄを乗り越えて又は堰１１ｄと堰１１ｄとの間隙から前方に向けて流れていく。そして、下成形面１１ａの最上部（下型方向へ最も窪んだ部分）まで達するとそこから上方に向けて発泡して膨張を進展させていく。この発泡に伴う膨張によって、軟質ポリウレタン発泡原料２０は上型１２の上成形面１２ａに到達し前方から後方に向かってキャビティ１３内に充満していく。そして、キャビティ１３内が軟質ポリウレタン発泡原料２０で充満された状態で所定時間型締め状態が保持されることによって、軟質ポリウレタン発泡原料２０は発泡した状態で固化してクッションパッド１が形成される。ここで、注入された軟質ポリウレタン発泡原料２０の一部は前立壁部１１ｂと堰１１ｄとの間の領域に貯留された状態で発泡して固化する。これによって、堰１１ｄが無い状態で一旦軟質ポリウレタン発泡原料２０が下成形面１１ａの最上部に流れてから後方に向けて発泡して膨張する場合に比べて前立壁部１１ｂの前面側にボイド等の不具合が発生しにくい。特に、前立壁部１１ｂの左右両側の側立壁部との連結部近傍においては、軟質ポリウレタン発泡原料２０が固化のより進展した状態で到達するのでボイド等の不具合が発生しやすい。成形されたクッションパッド１は、上型１２を開いて下型１１から脱型される。このとき、堰１１ｄはその高さ、幅、長さ、前立壁部１１ｂからの距離が適正に設定されているのでクッションパッド１の破れ等の不具合発生を抑制できる。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、次のようなものが挙げられる。

１．上記実施形態においては、クッションパッド１の前横溝部５の頂部５ａが前方にある構成としたが、これに限らず、前横溝部５の頂部５ａが後方にある構成としてもよい。

２．上記実施形態においては、自動車のフロントシートのクッションパッド１の成形型１０に本発明を適用した。しかし、これに限らず、自動車のフロントシートのバックパッドの成形型に適用してもよいし、自動車のリアシートのクッションパッド又はバックパッドの成形型に適用してもよい。さらに、飛行機、船、電車等に搭載のシートに適用しても良い。

３．上記実施形態においては、前横溝部５は上面視において左右対称に前方に向かって凸形状に湾曲して延びる形状としたが、これに限らず、左右対称でなく頂部１１ｂ１が左右いずれかにずれている形状であってもよい。後方に向かって凸形状に湾曲して延びる形状とした場合も同様である。

１ クッションパッド（シートパッド）
１０ 成形型
１１ 下型
１１ａ 下成形面（成形面）
１１ａ１ 注入面部
１１ｂ 前立壁部（立壁部）
１１ｂ１ 頂部
１１ｄ 堰
１２ 上型
１２ａ 上成形面（成形面）
１３ キャビティ
２０ 軟質ポリウレタン発泡原料（発泡樹脂原料）
Ｈ１ 高さ（立壁部の成形面からの突出高さ）
Ｈ２ 高さ（堰の成形面からの突出高さ）
Ｄ 距離（堰と立壁部との間隔）
Ｇ 間隙（所定の間隔）

Claims (5)

1. 発泡成形されるシートパッドの成形型であって、
   下型と、
   該下型との間に前記シートパッドを成形するキャビティを形成する上型と、
   前記下型の前記キャビティを形成する成形面の前記シートパッドの着座面に対応する部分に形成され上面視でシート幅方向の両端部からシート幅方向に対する垂直方向に凸形状に延びるとともに該成形面の上方に向かって突出する立壁部と、
   該立壁部の前記凸形状の内側の前記成形面に形成され発泡成形時に前記キャビティ内に注入される発泡樹脂原料の少なくとも一部を受け止める注入面部と、
   該立壁部の前記凸形状の外側の前記成形面に形成され前記立壁部に沿って前記立壁部と略平行に前記立壁部より低い高さで上方に向かって突出するとともに所定の間隔を隔てて配設される複数の堰と、
   を備えているシートパッドの成形型。
2. 請求項１において、前記注入面部は、前記立壁部の前記凸形状の外側の前記成形面より上下方向の高さが高く形成されているシートパッドの成形型。
3. 請求項１又は請求項２において、前記複数の堰の前記成形面からの突出高さは、前記立壁部の前記成形面からの突出高さの１／６〜１／２であるシートパッドの成形型。
4. 請求項３において、上面視における前記複数の堰と前記立壁部との間隔は、前記立壁部の前記成形面からの突出高さの１／３〜３／４に相当する長さであるシートパッドの成形型。
5. 請求項４において、前記複数の堰における前記所定の間隔は、前記複数の堰の前記立壁部に沿って延びる長さの１／５〜１／２に相当する長さであるシートパッドの成形型。
   
   

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