(57)【要約】【課題】１枚の平板状のラテックス素材から表面に凹凸のある２枚のクッション材を連続的に成形可能なクッション材の成形装置を提供することを課題とする。【解決手段】表面に複数の突起２を有する一対の回転ローラ３と、前記回転ローラ３の後部側に配設された無端の帯状カッター４と、前記帯状カッター４を緊張して走行させる一対のプーリ５とを備え、前記回転ローラ３の前部側よりクッション素材６を供給してクッション材７を成形するクッション材の成形装置において、前記帯状カッター４の切刃部4aに切刃ガイド８を設けたことを特徴とするクッション材の成形装置１により、上記の課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の突起を有する一対の回転ローラと、前記回転ローラの後部側に配設された無端の帯状カッターと、前記帯状カッターを緊張して走行させる一対のプーリとを備え、前記回転ローラの前部側よりクッション素材を供給してクッション材を成形するクッション材の成形装置において、前記帯状カッターの切刃部に切刃ガイドを設けたことを特徴とするクッション材の成形装置。
【請求項２】
前記帯状カッターの切刃部に冷却空気を供給するブロア装置を設けたことを特徴とする請求項１記載のクッション材の成形装置。
【請求項３】
前記ブロア装置に空気を冷却する熱交換器を設けたことを特徴とする請求項２記載のクッション材の成形装置。
【請求項４】
前記帯状カッターの切刃部に潤滑剤を塗布する塗布装置を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクッション材の成形装置。
【請求項５】
前記切刃ガイドに転がり軸受を用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のクッション材の成形装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のクッション材の成形装置により成形されることを特徴とするラテックス素材からなるクッション材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド等のクッションに好適なクッション材、およびクッション材の成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベッド等のクッションにはウレタンフォーム製のものや、ポリエステル等の繊維製のものが使用されていた。しかし、これらの素材で製作したクッションは、圧縮変位に対する弾性係数が高く、ベッドに使用した場合のフィット感に問題があった。また、これらの素材は圧縮後の歪みが回復するまでの時間が長く、少なからず残留歪みもあった。このような材料特性は長期間にわたって使用するベッドにとって好ましいものではなかった。
【０００３】
一方、クッション素材としてラテックスと合成ゴムと発泡材を混合した後、スチーム加熱により発泡させたラテックスが知られている。かかるラテックスは圧縮変位に対する弾性係数が小さく、残留歪みも少ないことから、ベッドやマットレスのクッション材として使用すると、優れたフィット感を得ることができる。
【０００４】
このような事情から、ベッドやマットレスのクッション材としてラテックス材を適用することが検討され、ポリウレタンフォームにゴムラテックスを含浸させて硬化処理したクッション材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、発泡させた板状のラテックス材をそのままクッション材の一部として用いたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。  
【特許文献１】特開平９−３９６号公報
【特許文献２】特開２０００−３４２３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラテックス材のクッションは、本来的に低い弾性係数を有するものであるが、より一層フィット感に優れたクッションとするには、平板状のラテックス材の表面に凹凸を設けて複数枚を重ねてクッションを構成する必要がある。すなわち、クッションの単位体積当たりの空間率を高くすることにより、圧縮変位に対する弾性係数を低くする必要がある。具体的には、図６に示すように１枚の平板状のラテックス素材６から、表面の一方に凹凸のある２枚のクッション材７を製作する必要がある。
【０００６】
このような表面の一方に凹凸のあるクッション材７を製作するための装置として、ポリウレタンフォームを加工する成形装置が知られている。図７はその正面図であり、図８は図７中のＣ−Ｃ矢視図である。表面に複数の突起２を有する一対の回転ローラ３が軸受９により装置本体に支持されている。この一対の回転ローラ３は電動機により互いに逆方向に同期回転される。回転ローラ３の後部側には無端の帯状カッター４が配設されており、装置本体の両側部に設けられた一対のプーリ５により緊張して高速走行（代表的には毎秒２０ｍ程度）される。なお、一対の回転ローラ３の表面に設けられた複数の突起２は、互いの位相が逆となるように配置されており、しかも一対の回転ローラ３の突起２の先端間には若干の隙間が存在するように配設されている。
【０００７】
このような装置において、１枚のポリウレタンフォーム６を成形装置の前部側より供給して一対の回転ローラ３，３間を通過させると、平板状のポリウレタンフォーム６は各回転ローラ３の複数の突起２により離散的に圧縮変形された状態でカッター４により厚みの中央部で切断分割される。その後、切断されたポリウレタンフォームが回転ローラ３の後部側に押し出されて突起による圧縮力が除かれると、回転ローラ３の突起２により圧縮されていた箇所がクッション材７の凸部となる。このようにして、図６に示すような一方の表面に凹凸のある２枚のクッション材７が成形されることになる。クッション素材がポリウレタンフォームである場合には、この成形装置の運転に特段の支障は生じない。
【０００８】
しかし、上記した従来の装置によりラテックス素材を供給して同様の運転を行うと、以下のような問題が生じ、運転を継続することが困難になる。すなわち、帯状カッターの表面にラテックス材が固着して帯状カッターの走行が困難になるという問題がある。また、帯状カッターの表面にラテックス材が固着するのに伴い、無端の帯状カッターが成形装置の前部側に移動してプーリから外れてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、１枚の平板状のラテックス素材から表面に凹凸のある２枚のクッション材を連続的に成形可能なクッション材の成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、表面に複数の突起を有する一対の回転ローラと、前記回転ローラの後部側に配設された無端の帯状カッターと、前記帯状カッターを緊張して走行させる一対のプーリとを備え、前記回転ローラの前部側よりクッション素材を供給してクッション材を成形するクッション材の成形装置において、前記帯状カッターの切刃部に切刃ガイドを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクッション材の成形装置において、前記帯状カッターの切刃部に冷却空気を供給するブロア装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のクッション材の成形装置において、前記ブロア装置に空気を冷却する熱交換器を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクッション材の成形装置において、前記帯状カッターの切刃部に潤滑剤を塗布する塗布装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のクッション材の成形装置において、前記切刃ガイドに転がり軸受を用いたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクッション材の成形装置により成形されることを特徴とするラテックス素材からなるクッション材である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載のクッション材の成形装置によれば、帯状カッターの切刃部に切刃ガイドを設けたことから、帯状カッターが装置の前部側に移動してプーリから外れるのを防止できる。したがって、装置を連続的に安定して運転することが可能となる。
【００１７】
請求項２記載のクッション材の成形装置によれば、帯状カッターの切刃部に冷却空気を供給するブロア装置を設けたことから、帯状カッターを冷却することができる。したがって、帯状カッターの表面にラテックス素材が固着するのを防止できる。
【００１８】
請求項３記載のクッション材の成形装置によれば、ブロア装置に空気を冷却する熱交換器を設けたことから、温度コントロールされた冷却空気を帯状カッターに吹き付けて効率的に冷却をすることができる。
【００１９】
請求項４記載のクッション材の成形装置によれば、帯状カッターの切刃部に潤滑剤を塗布する塗布装置を設けたことから、帯状カッターがラテックス素材と摺動する際の摩擦抵抗を減少させることができるとともに、帯状カッターへのラテックス素材の固着を防止することができる。
【００２０】
請求項５記載のクッション材の成形装置によれば、切刃ガイドに転がり軸受を用いたことから、帯状カッターと切刃ガイドとの接触を転がり接触とすることができる。
【００２１】
請求項６記載のクッション材によれば、圧縮弾性係数が小さく、しかも変形後の回復時間が短いクッション材を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るクッション材の成形装置１の実施例を示す正面図であり、図２は、図１中のＡ−Ａ矢視図である。
【００２３】
この成形装置１は、表面に複数の突起２を有する一対の回転ローラ３と、前記回転ローラ３の後部側（図２において左側）に配設された無端の帯状カッター４と、前記帯状カッター４を緊張して走行させる一対のプーリ５とを備え、前記回転ローラ３の前部側（図２において右側）よりクッション素材６を供給してクッション材７を成形するという点では従来技術と共通する。しかし、前記帯状カッター４の切刃部4aに切刃ガイド８を設けた点において特徴を有するものである。
【００２４】
円柱状の一対の回転ローラ３の表面には多数の突起２が設けられている。通常、突起２の配列は千鳥配列となるようにされている。各回転ローラ３は両端部において軸受９により装置本体に回動自在に支持されており、電動機（図示省略）により同期回転される。具体的にはチェーン、ベルト、歯車等の伝動装置により連結された一対の回転ローラ３を１台の電動機により駆動する。
【００２５】
一対の回転ローラ３の後部側には、無端の帯状カッター４が配設され、成形装置１の左右両端に設けられた一対のプーリ５により緊張されている。帯状カッター４は一対の回転ローラ３の後部に位置する往路となる部位において被加工物を切断し、復路となる部位では被加工物を切断しない。一対のプーリ５のうち、いずれか一方のプーリ５が電動機により駆動され、他方のプーリ５は無端の帯状カッター４の緊張力によって従動させられる。プーリ５は、カッター４の速度が毎秒１０ｍ〜 ２０ｍ 程度となるような回転数で運転される。そして、一対の回転ローラ３を図２に示す矢印の方向に回転させ、装置本体の前部側から被加工物を供給することにより所望の形状を有する２つのクッション材が成形される。
【００２６】
図３は、プーリ５と無端の帯状カッター４の接触状況を示す断面図であり、具体的には図１中のＢ−Ｂ矢視断面図である。プーリ５のボス部5aに設けられた穴5bはプーリ駆動軸11に挿入され、キー等により十分な回転トルクに耐え得るように結合されている。プーリ５の外周部5cは直径が均一な円筒形をしているものではなく、軸方向の中心位置の直径がもっとも大きく、中心位置から離れるに従って直径が小さくなるように形成されている。誇張的表現をすればプーリ５の外周部5cは鼓形をしている。このような形状を付与することによりプーリ５からベルトや帯状体が外れるのを防止するようになっている。このプーリ５の形状は周知の形状でもある。ここで、ベルト等がプーリ５から外れない条件はベルト等の長さが幅方向（軸方向）に沿って変化することなく均一長さを保持することである。仮に、帯状カッター４の長さが幅方向に沿って不均一に変化すると、カッター４の中心位置とプーリ５の中心位置とは一致せず、カッター４はプーリ５の中心位置から偏ってしまい、条件によってはカッター４がプーリ５から外れてしまうことがある。
【００２７】
ところで、１枚の平板状のラテックス素材６を厚みの中央部で切断して、表面に凹凸を有する２枚のクッション材７を製作しようとすると、カッター４の切刃部4aとラテックス材との摩擦抵抗が大きいため、ラテックス材と摺動するカッターの切刃部4aの温度上昇は、カッターの反切刃部4bより高くなる。その結果、カッター４は幅方向に沿って不均一に伸張し、切刃部4aの全長は反切刃部4bの全長に較べると熱膨張により伸びて長くなる。そうすると、カッター４の全長が長い切刃部4aのプーリ５に対する緊張力は弱くなり、熱膨張が小さく緊張力の強い反切刃部4bがプーリ５の中心側に移動することになる。結果的に切刃部4aが摩擦熱により温度上昇することでカッター４は、全体としてプーリ５の前部側（図３において右側）に移動することになり、何ら対策を講じなければカッター４はプーリ５から外れてしまうことになる。
【００２８】
しかし、上記実施例では、カッター４がプーリ５から外れるのを防止すべく、カッターの切刃部4aに切刃ガイド８を設けている。切刃ガイド８は無端の帯状カッター４の複数個所に設けられている。切刃ガイド８は鋭角部を構成する切刃部4aの上下両側面に当接して、カッター４が装置の前部側に移動してプーリ５から外れるのを防止する。具体的には図４に示すように帯状カッターの切刃部4aとなる尖った両側面に汎用の転がり軸受12の外輪外周面が当接される。また、転がり軸受12の内輪の穴部13は装置本体10に固定された短軸14に挿入されている。なお、転がり軸受12にはグリース封入型のシールド軸受を用いることが望ましい。
【００２９】
このような構成により、カッター４にラテックス材が付着してカッター４が装置本体10の前部側に移動しようとすると、切刃ガイド８により切刃部4aが移動制限されることとなる。したがって、カッター４がプーリ５から外れるのを防止することができ、成形装置１を連続的に安定して運転することが可能となる。
【００３０】
また、本実施例では帯状カッター４の復路に相当する部位に切刃部4aを冷却するためのブロア装置15を設けている。具体的には電動機で駆動されるブロア装置15と、該ブロア装置15から送り出される空気を冷却する熱交換器16とからなる。熱交換器16の代わりに家庭用エアコンを使用することもできる。また、切刃部4aの冷却を効率的に行うため、帯状カッター４の復路に相当する部位はダクト17で覆われ、該ダクト17に熱交換器16により冷却された空気が配管18によって導入されるようになっている。このようなブロア装置15を設けることにより、冷却空気の温度を任意の温度に制御することができる。ラテックス素材を切断する際には、カッター４の温度が常温（２０℃）程度でないとカッター４にラテックス素材が固着してしまってクッション材の切断が困難になる。一方、ブロア装置15により室内の空気を圧縮して送ると、カッター４に供給される冷却空気の温度は３０℃程度まで上昇してしまい、冷却効果が損なわれる。そこで、本実施例のようにブロア装置15から供給される空気を熱交換器16により冷却して１５℃程度の温度にすると、カッターの切刃部4aにラテックス材が固着するのを防止できる。
【００３１】
また、本実施例では図１に示すように、帯状カッター４が一対の回転ローラ３，３間に差し掛かる手前の位置において、潤滑剤としてのシリコン剤19を塗布する塗布装置20を設けている。具体的には圧縮空気を用いて霧状のシリコン剤19をノズル21から吹き付けるようにしている。このことによりカッター４の表面とラテックス素材６との摩擦抵抗を低減することができ、ラテックス材がカッター４の表面に固着するのを防止することができる。
【００３２】
図５は無端の帯状カッター４のうち、一対の回転ローラ３，３間の後部側に位置する往路となる部位の断面図であり、かかる部位で平板状のラテックス素材６が表面に凹凸のある２つのクッション材７に切断分割されることになる。カッター４の断面のうち、鋭角で構成された右端が切刃部4aである。カッター４の左端は位置決めのためのストッパー部材22に当接されている。カッター４は毎秒２０ ｍ 近い高速で移動していることから、カッター４の左端と摺動するストッパー部材22には摩擦抵抗が少なく、かつ対磨耗性に優れた材料、例えば含油焼結合金等が用いられる。カッター４の上下面は切刃部4aとなる右端部を除いて楔形状をしたガイド板23により覆われている。このようなガイド板23を設けることとしたのは、切刃部4aで切断分割された２つのクッション材７を上下に分流して取り出すためである。なお、帯状カッター４の断面寸法の代表的な値は全幅が６０ｍｍ、厚さは０．８ ｍｍ 程度のものである。
【００３３】
上述した実施例によれば、帯状カッター４が成形装置１の前部側に移動してプーリ５から外れるのを防止できる。したがって、成形装置１を連続的に安定して運転することが可能となる。また、カッターの切刃部4aに冷却空気を供給するブロア装置15を設けたことから、帯状カッター４を冷却することができる。したがって、帯状カッター４の表面にラテックス素材が固着するのを防止できる。さらに、カッターの切刃部4aに潤滑剤としてのシリコン剤19を塗布する塗布装置20を設けたことから、帯状カッター４がラテックス素材６と摺動する際の摩擦抵抗を減少させることができるとともに、帯状カッター４へのラテックス素材６の固着を防止することができる。また、切刃ガイド８に転がり軸受12を用いたことから、帯状カッター４と切刃ガイド８との接触を転がり接触とすることができる。したがって、帯状カッター４の駆動動力を低減することができる。さらに、本実施例によるクッション材７によれば、圧縮弾性係数が小さく、しかも変形後の回復時間が短いクッション材を実現することができる。
【００３４】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は種々の変形実施をすることができる。たとえば上記実施例においては、切刃ガイド８を帯状カッター４の３箇所に配設しているが、切刃ガイド８の設置箇所は３箇所に限定されるものではなく、少なくとも1箇所配設すればよい。また、ブロア装置15から供給される空気を冷却するための熱交換器16は水冷式であるか空冷式であるかを問わない。さらに、上記実施例においては、切刃ガイド８に転がり軸受12を用いているが、転がり軸受12に代えて潤滑性に優れた含油軸受を用いてもよいことは言うまでもない。また、帯状カッター４に塗布する潤滑剤19はシリコン剤に限られるものではなく、低摩擦抵抗特性を有する他の潤滑剤を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るクッション材の成形装置の実施例を示す正面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】帯状カッターの断面に対する切刃ガイドの取付け状況を示す断面図である。
【図４】プーリに緊張された帯状カッターの断面図である。
【図５】帯状カッターの支持構造を示す断面図である。
【図６】平板状の素材から、表面の一方に凹凸のある２枚のクッション材が成形されることを示す外観図である。
【図７】従来技術による実施例を示す正面図である。
【図８】同上、図７中のＣ−Ｃ矢視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  成形装置
２  突起
３  回転ローラ
４  帯状カッター（カッター）
4a  切刃部
５  プーリ
６  ラテックス素材
７  クッション材
８  切刃ガイド
12  転がり軸受
15  ブロア装置
16  熱交換器
19  潤滑剤（シリコン剤）
20  塗布装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008006751.tif 000007
【図６】
2008006751.tif 000008
【図７】
2008006751.tif 000009
【図８】
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