(57)【要約】【課題】複雑な形状に対応でき且つ耐久性の優れた繊維集合体用成形型及びその製造方法を提供する。【解決手段】繊維集合体を成形型２，３のキャビティ４内に充填して、この繊維集合体を加熱成形する繊維集合体用成形型において、成形型２，３を複数の成形用板材５を厚み方向に積層し、この各成形用板材５を連結することにより形成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維集合体を成形型のキャビティ内に充填して、この繊維集合体を加熱成形する繊維集合体用成形型において、
前記成形型は、複数の成形用板材を成形用板材の厚み方向に積層し、この各成形用板材を連結することにより形成されていることを特徴とする繊維集合体用成形型。
【請求項２】
前記各成形用板材は、分離可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維集合体用成形型。
【請求項３】
前記各成形用板材は、互いに密着状に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維集合体用成形型。
【請求項４】
前記各成形用板材は、一定の厚みであると共に平坦な平板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維集合体用成形型。
【請求項５】
繊維集合体を成形型のキャビティ内に充填して繊維集合体を加熱成形するための繊維集合体用成形型の製造方法において、
前記成形型の３次元形状データを作成し、その３次元形状データから成形型の複数の断面形状を抽出して、その断面形状を有する成形用板材を製作し、各成形用板材を成形用板材の厚み方向に積層することにより、前記成形型を形成することを特徴とする繊維集合体用成形型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維集合体を成形型のキャビティ内に充填して、この繊維集合体を加熱成形する繊維集合体用成形型及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維集合体を成形型のキャビティ内に充填して、この繊維集合体を加熱成形する繊維集合体用成形型として、図２０に示すものがある。
この成形型は、通気性の有する網材５０と、この網材５０を保持するリブ材５１とを有し、網材５０をリブ材５１で保持することによって形成されている。この成形型を製造は、柔軟性の網材５０を立体的に変形させて、リブ材５１で保持することによって行われていた（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１６４４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の成形型では、網材を立体的に複雑な形状に変形させることは非常に困難であり、網材で複雑な形状の成形型を形成するには非常に困難であった。
また、網材は柔軟性があるため使用すると変形し易く、成形型の耐久性が低いという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、複雑な形状に対応でき且つ耐久性の優れた繊維集合体用成形型とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の物における課題解決のための技術的手段は、繊維集合体を成形型のキャビティ内に充填して、この繊維集合体を加熱成形する繊維集合体用成形型において、成形型は、複数の成形用板材を厚み方向に積層し、この各成形用板材を連結することにより形成されている点にある。
これによれば、成形用板材を厚み方向に積層するだけで、複雑な形状の成形型を構成することができると共に、成形型を成形用板材で構成したので耐久性を向上させることができる。
【０００５】
本発明の物における課題解決のための他の技術的手段は、前記各成形用板材は、分離可能に連結されている点にある。
これによれば、成形用板材の積層枚数を変更することができ、積層枚数を変更することによって１つの成形型から様々な形状の成形型を構成することができる。
本発明の物における課題解決のための他の技術的手段は、前記各成形用板材は、互いに密着状に連結されている点にある。
本発明の物における課題解決のための他の技術的手段は、前記各成形用板材は、一定の厚みであると共に平坦な平板である点にある。
【０００６】
すなわち、本発明の方法における課題解決のための技術的手段は、繊維集合体を成形型のキャビティ内に充填して繊維集合体を加熱成形するための繊維集合体用成形型の製造方法において、前記成形型の３次元形状データを作成し、その３次元形状データから成形型の複数の断面形状を抽出して、その断面形状を有する成形用板材を複数製作し、各成形用板材を成形用板材の厚み方向に積層することにより、前記成形型本体を形成する点にある。
これによれば、前記成形型を、複数の板材を厚み方向に積層して連結することにより形成したので、複雑な形状の成形型を簡単に製作することが可能であり、成形型の耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
複雑な形状に対応でき且つ耐久性の優れた繊維集合体用成形型とその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明の繊維集合体用成形型の概略正面図である。
この繊維集合体用成形型１は、上成形型２と、下成形型３とを有しており、繊維集合体Ｆを上下成形型２，３のキャビティ４内に充填し、この繊維集合体Ｆを上下成形型２，３で押圧した後、熱を加えることによって、繊維集合体Ｆを種々の形状に成形するものである。
この上下成形型２，３は、繊維集合体Ｆを枕の形状に成形するものであり、上成型２は枕の略上半部を成形する形状とされ、下成形型３は枕の略下半部を成形する形状とされている。
【０００９】
図２〜４に示すように、上成形型２は複数の成形用板材５と、その成形用板材５を互いに連結する連結手段６とを有している。各成形用板材５は、金属や合成樹脂等の材料から平坦な平板状（平板）に形成されており、各成形用板材５の厚みは一定とされている。
図５に示すように、各成形用板材５は、上下成形型２，３を互いに合わせるための型合わせ部１０と、枕の一部を成形する部分成形部１１とを備えており、各成形用板材５の幅方向両端部には、各成形用板材５を互いに連結するための取付孔１２が設けられている。
連結手段６は、長尺の雄ねじ１３と、ナット１４とを有している。
【００１０】
したがって、複数の成形用板材５を成形用板材５（材料）の厚み方向（長さ方向）に所定枚数積層していき、各成形用板材５の取付孔１２に雄ねじ１３を挿通して、この雄ねじ１３をナット１４で締結することによって、上成形型２は形成される。このとき、上成形型２のキャビティ４内には、複数の成形用板材５を積層したことによって、枕の略上半部を成形する上成形部７が形成されている。即ち、成形用板材５の部分成形部１１を厚み方向に並列に並べることによって、上成形型２に上成形部７が形成される。
また、成形用板材５は平坦な板であるため、各成形用板材５は互いに密着状に連結されていると共に、連結手段６によって分離可能とされている。各成形用板材５を別々に分離するには、雄ねじ１３を緩めて、この雄ねじ１３を外側に引き抜くことによって行うことができる。
【００１１】
図６、７に示すように、下成形型３は、上成形型２と同様に、複数の成形用板材１５と、その成形用板材１５を互いに連結する連結手段６とを有している。
各成形用板材１５は、上下成形型２，３を互いに合わせるための型合わせ部１６と、枕の一部を成形する部分成形部１７とを備えており、各成形用板材１５の幅方向両端部には、各成形用板材１５を互いに連結するための取付孔１２が設けられている。
したがって、上成形型５と同様に、複数の成形用板材１５を厚み方向（長さ方向）に所定枚数積層していき、各成形用板材１５の取付孔１２に雄ねじ１３を挿通して、この雄ねじ１３をナット１４で締結することによって、下成形型３は形成される。このとき、下成形型３のキャビティ４内には、複数の成形用板材１５を積層したことによって、枕の略下半部を成形する下成形部８が形成されている。即ち、成形用板材１５の部分成形部１７を厚み方向に並列に並べることによって、下成形型２に下成形部８が形成される。
【００１２】
また、成形用板材１５は平坦な板であるため、各成形用板材１５は互いに密着状に連結されていると共に、連結手段６によって分離可能とされている。各成形用板材１５を別々に分離するには、雄ねじ１３を緩めて、この雄ねじ１３を外側に引き抜くことによって行うことができる。
繊維集合体用成形型１を製造する方法について、図９〜１１と、図８のフローチャートを用いて、上成形型２の場合を例に取り説明する。
ステップ１で、パソコン１８等に格納されている図面作成ソフトを用いて（ＣＡＤ）、図９に示すような枕の上成形型２の３次元形状を作成する。
【００１３】
ステップ２で、作成した上成形型２の３次元形状データから断面形状を抽出する。具体的には、図９に示すように、パソコン１８のモニタ１９に表示されている上成形型２の形状を見ながら縦断面（高さ方向の断面）を抽出するポイントＰ（図９の破線）を長さ方向に複数設定していく。このとき、断面を抽出するポイントＰは上成形型２の長さ方向に一定の間隔で設定していくのが好ましい。
縦断面を抽出するポイントＰの設定が終了すると、パソコン１８によって各ポイントＰでの縦断面形状が、図１０に示すような断面形状データＤとして抽出され、パソコン１８に記憶される。
【００１４】
ステップ３で、抽出した断面形状データＤを切削加工機２０等に送る（切削加工機２０に記憶する）。このとき、パソコン１８等に記録された断面形状データＤをフロッピー（Ｒ）等の記憶媒体を介して切削加工機２０に記憶させてもよいし、図１１に示すように通信線Ｔを介して断面形状データＤを送信するようにしてもよい。
ステップ４で、切削加工機２０で送信された断面形状を有する複数の成形用板材５を製作する。具体的には、厚みが一定な板を切削加工機２０にセットし、切削加工機２０に記憶された断面形状データＤ基に、断面形状データＤと同じ形状となるように板を複数切り出す。このとき、各成形用板材５を互いに連結するための取付孔１２も製作しておく。
【００１５】
ステップ５で、切り出された複数の成形用板材５を厚み方向に積層し、連結手段６で各成形用板材５を分離可能に連結する。具体的には、ステップ１で作成した上成形型２の３次元形状と略同じとなるように成形用板材５を順番に厚み方向に積層していき、各成形用板材５の取付孔１２に雄ねじ１３を挿通して、この雄ねじ１３を連結手段６であるナット１４で締結することによって、上成形型２を成形することができる。
なお、下成形型３についても、ステップ１〜５の方法で制作することができる。
以上の繊維集合体用成形型１に用いられる繊維集合体Ｆは、低融点素材と高融点素材とが混合された繊維体であり、上下成形型２，３のキャビティ４内に繊維集合体Ｆを充填し、これを熱成形することで繊維集合体Ｆに含まれるバインダー繊維を溶融させ、繊維集合体Ｆを構成する繊維同士を熱溶融可能としたものである。
【００１６】
したがって、繊維集合体用成形型１で枕を成形するには、予めマトリックス繊維とバインダー繊維とを所定の比率で混合した繊維集合体Ｆを上下成形型２，３のキャビティ４内に充填し、上下成形型２，３で繊維集合体Ｆを圧縮（押圧）して、上下成形型２，３の全体を外部から加熱手段で暖めて、繊維集合体Ｆを構成する繊維同士を固化結合することによってなすことができる。
なお、繊維集合体Ｆは、熱可逆性樹脂繊維糸及びこれよりも融点が高い補強用繊維糸からなる織物、編物、不織布であってもよい。
【００１７】
以上、繊維集合体用成形型１及びその製造方法によれば、上下成形型２，３を、複数の成形用板材５，１５を厚み方向に積層して連結することにより形成したので、複雑な形状の成形型を簡単に製作することが可能である。
また、上下成形型２，３の各成形用板材５，１５は連結手段６によって分離可能であるので、成形用板材５，１５の積層枚数を変更することが可能になり、成形用板材５，１５の積層枚数を変更すれば、成形する枕の長さを変更することができる。即ち、長さの異なる枕を製造するために、長さに対応した繊維集合体用成形型１を新たに製作する必要がなく、１つの繊維集合体用成形型１で長さの異なる様々な枕を製造することができる。
【００１８】
さらに、上下成形型２，３の各成形用板材５，１５は連結手段６によって分離可能であるので、各成形用板材５，１５の入れ替えが可能である。即ち、例えば、図１２に示すように上成形型２の成形用板材群５Ａを分離して、この成形用板材群５Ａと形状の異なる（部分成形部１１の形状が異なる）成形用板材群５Ｂと入れ替えることによって、上成形型２の形状を変えて、製造する枕の形状を変えることができる。
したがって、各成形用板材５，１５の組み合わせを変えるだけで簡単に繊維集合体用成形型１の形状を変更することができ、部分成形部１１，１７の形状が異なる様々な種類の成形用板材５，１５を予め製作しておけば、様々な形状の枕を製造することが可能である。
【００１９】
本発明の第２の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１３、１４に示すように、繊維集合体用成形型１の上下成形型２，３を構成する各成形用板材５，１５の間には一定の隙間Ｓが設けられている。
この上成形型２は、上記第１の実施の形態と同様に、複数の成形用板材５と、その成形用板材５を互いに連結する連結手段６とを有しており、この成形用板材５及び連結手段６は上記第１の実施の形態と同様の構成である。
また、上成形型２は各成形用板材５を積層したときに、各成形用板材５の間に隙間Ｓを設ける隙間形成手段を有しており、この隙間形成手段は複数のスペーサ２１で構成されている。このスペーサ２１は、一定の厚みで複数個形成されており、隣り合う各成形用板材５間に介在可能とされている。
【００２０】
したがって、隣り合う成形用板材５の左右両端部間にスペーサ２１を介して隙間Ｓを形成し、各成形用板材５を厚み方向に積層することによって上成形型２は形成されており、これにより、上成形型２は通気性を有するものとなっている。
即ち、上成形型２が通気性を有するので、この上成形型２で枕等を製作する場合、熱風を上成形型２のキャビティ４内に通すことができるようになるので、繊維集合体Ｆに熱を伝えやすくなり、繊維集合体Ｆを構成する繊維同士の熱による結合を促進させることができる。
【００２１】
さらに、各成形用板材５の間に隙間Ｓを設けたことで、上成形型２の長さを長くすることができ、これにより、１つの繊維集合体用成形型１で長さの異なる様々な枕を製造することができる。このとき、スペーサ２１によって上成形型２の長さを変更しているため、第１の実施の形態において積層枚数を増加させて上成形型２の長さを長くした場合と比べ、繊維集合体用成形型１全体の軽量化することができる。
なお、上記の実施の形態では、隙間形成手段を複数のスペーサ２１で構成していたが、図１４に示すように、複数の嵌合凹部２２（隙間形成部）を並列形成して各隙間形成部２２を長さ方向（厚み方向）に連結した嵌合体２３を隙間形成手段としてもよい。このとき、成形用板材５を嵌合凹部２２に嵌合することによって、簡単に各成形用板材５間に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００２２】
下成形型３の構成も、上記上成形型２と同様にスペーサ２１（隙間形成部）によって隙間Ｓが設けられており、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
本発明の第３の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１５〜１９に示すように、この繊維集合体用成形型１は繊維集合体Ｆをマスクの形状に成形するものであり、マスクの内方側（内壁側）を成形する上成形型２（雄成形型）と、マスクの外方側（外壁側）を成形する下成形型３（雌成形型）とを有している。
上成形型２は、第１の実施の形態と同様に、複数の成形用板材５と、その成形用板材５を互いに連結する連結手段６とを有している。図１８に示すように、各成形用板材５は、金属や合成樹脂等の材料からリング状（環状）に形成されており、各成形用板材５の厚みＤは一定とされている。各成形用板材５はマスクの高さ方向の各ポイントにおける横断面形状と同じになるように切削加工機等で切り出したものである（マスクを輪切りにした）。
【００２３】
連結手段６は、各成形用板材５を支持するベース体２５と、ベース体２５に各成形用板材５を取り付ける取付具２６とを有している。ベース体２５は、縦プレート２７を略十字状に組んでその一端部を連結プレート２８で連結したものであり、ベース体２５の縦プレート２７（係合プレート）には成形用板材５の内周縁部と係合する係合部２９が階段状に上下に設けられている。取付具２６は、挟持プレート３０と、雄ねじ１３とを有しており、この挟持プレート３０は、最端の成形用板材５ａの開口縁に当接可能に形成されている。
【００２４】
幅の大きな成形用板材５から順に各係合部２９に係合して、各成形用板材５を厚み方向（高さ方向）に積層し、挟持プレート３０を最端の成形用板材５ａに当接し、この挟持プレート３０を雄ねじ１３を介して連結プレート２８に取り付けることによって、上成形型２の複数の成形用板材５は、挟持プレート３０と連結プレート２８とで挟持される。
下成形型３は、上成形型２と同様に、複数の成形用板材１５と、連結手段６とを有しており、連結手段６は、各成形用板材１５を支持するベース体３３と、ベース体３３に各成形用板材１５を取り付ける取付具３４とを有している。
【００２５】
ベース体３３は、縦プレート２７を略十字状に組んでその一端部を連結したものであり、ベース体３３の縦プレート２７には成形用板材１５の内周縁部と係合する係合部３５が階段状に上下に設けられている。
取付具３４は、挟持プレート３６と、Ｌ型アングル３７と、雄ねじ１３を有しており、この挟持プレート３６は、最端の成形用板材１５ａの開口縁に当接可能に形成されている。
幅の小さな成形用板材１５から順に各係合部３５に係合して、各成形用板材１５を厚み方向（高さ方向）に積層し、挟持プレートを最端の成形用板材１５ａに当接し、図１９に示すように、この挟持プレート３６の両端をアングル３７及び雄ねじ１３を介して縦プレート２７に取り付けることによって、下成形型２の複数の成形用板材１５は、挟持プレート３６と縦プレート２７とで挟持される。
【００２６】
したがって、複数の成形用板材５，１５を高さ方向に積層することによって上下成形型２，３を形成したので、側面視で曲線状のマスクを成形することが可能であり、上下成形型２，３の構成が簡単で上下成形型２，３を安価にすることができる。
本実施形態にかかる形状測定方法及びその装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。即ち、上記実施の形態では、繊維集合体用成形型１を枕成形用、マスク成形用としていたが、クッション、座椅子等のシート、帽子等、繊維集合体を熱成形して成形する成形型であれば、他の製品でも適用することができる。
【００２７】
上記の実施の形態では、一定の厚みの成形用板材５，１５を厚み方向に積層することによって上下成形型２，３を形成していたが、厚みの異なる様々な成形用板材５，１５を厚み方向に積層してもよい。例えば、図２１に示すように、枕（成型物）の上部外周部４０を曲線状（円弧状）に形成する場合、枕の上部外周部４０に対応する上成形型２の上成形部７ａを構成する各成形用板材５ｃの厚みを他の成形用板材５ｄよりも小さく設定し、各成形用板材５を積層することによって、枕の上部外周部４０の形状を滑らかな曲線状にすることができる。即ち、成型物の周部を曲線状にする場合は、それに対応する成形型の成形部を滑らかにすべく曲線状の成形部を構成する各成形用板材の厚みを非曲線状の成形用板材よりも小さくすれば、より滑らかな曲面外周部を形成することが可能である。
【００２８】
上記の実施の形態では、上下成形型２，３の各成形用板材５，１５の隙間Ｓを一定にしていたが、スペーサ２０又は嵌合凹部２１の間隔Ｓ（幅）を個別に任意に変更することによって、様々な大きさの隙間Ｓを有する上下成形型２，３を形成してもよい。
上記の実施の形態では、成形用板材５，１５は平坦な平板で構成していたが、曲線状の板で構成してもよい。
上記の実施の形態の成形用板材５，１５を複数の孔の開いたパンチプレートで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明の第１の実施の形態の繊維集合体用成形型の概略正面図である。
【図２】上成形型の斜視図である。
【図３】上成形型の概略平面図である。
【図４】上成形型の概略側面図である。
【図５】上成形型の成形用板材の平面図である。
【図６】下成形型の概略平面図である。
【図７】下成形型の成形用板材の平面図である。
【図８】本願発明の繊維集合体用成形型の製造方法の概略フローチャート図である。
【図９】３次元ＣＡＤで成形型を製作した例図である。
【図１０】３次元形状データから断面を抽出した断面形状図である。
【図１１】断面形状データＤを基に切削加工機で板材を切り出す説明図である。
【図１２】第１の実施の形態の繊維集合体用成形型の効果を説明する説明図である。
【図１３】本願発明の第２の実施の形態の繊維集合体用成形型の概略斜視図である。
【図１４】隙間形成手段の他の例の説明図である。
【図１５】本願発明の第３の実施の形態の繊維集合体用成形型の側面断面図である。
【図１６】上成形型の平面図である。
【図１７】下成形型の平面図である。
【図１８】成形用板材の平面図である。
【図１９】縦プレートを挟持プレートに取り付けた取付図である。
【図２０】従来の繊維集合体用成形型の斜視図である。
【図２１】厚みの異なる成形用板材を積層した例図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    繊維集合体用成形型
２    上成形型
３    下成形型
４    キャビティ
５    成形用板材
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005125569.tif 000017
【図１６】
2005125569.tif 000018
【図１７】
2005125569.tif 000019
【図１８】
2005125569.tif 000020
【図１９】
2005125569.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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