(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型とを有する発泡成形型において、上型の型面に型内から型外へ貫通して形成される通気孔と、上型の型面との間に隙間を確保してこの通気孔をキャビティ側から覆うことのできる板状の遮蔽板と、を具備し、該遮蔽板が上型にヒンジ軸を介して回動自在に吊設され、さらに前記通気孔を覆って上型にこの遮蔽板が保持されたとき、前記隙間および前記通気孔を介して型内と型外が導通するようにしたことを特徴とする発泡成形型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用座席クッション等の発泡成形品を造るのに用いられる発泡成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の座席クッションや自動車ドアに内装される衝撃吸収の側突パッド等は、発泡成形型にウレタンフォーム等の発泡原料を注入して発泡成形で造られている。このウレタンフォーム等の発泡原料はガスを発生しながら発泡硬化していくため、発泡成形品に寄与しない余剰の発泡ガスは型外へ排出させねばならない。ここで、単に上型にガス抜き孔を設けるだけでは、発泡成形時にそのガス抜き孔から不要ガスのみならず発泡中の原料までが漏出してしまう。さらに、ガス抜き孔周りに漏出し固化した発泡体のバリは塊状となって上型に頑強に付着し、その取除き作業は厄介となる。
こうしたことから、従来は例えば上型に微小なガス抜き孔をいくつも形成して型外へ排出する方法が採られてきた。また上型を割り面にしたり、或いは上型に３ｍｍφ程度の孔を開け、この孔を通気性のある材料で覆ったりする発泡成形型を用いてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前述の微小な孔を設ける方法はその孔に詰まったウレタンを掃除するのが大変であった。発泡成形型は発泡原料の注入→型閉じ→発泡成形→型開き→製品脱型→バリ等の除去,掃除工程へと至り、また次の発泡原料の注入といったサークル巡回する製造ライン工程にいくつも並べられて工程移動していくのが通常であって、移動する発泡成形型の孔に詰まっているウレタンの除去作業は難しかった。
また、前記上型を割り面にするのは型が複雑になり型費が嵩み、さらにパーティングラインが増えることによって成形性が悪くなった。前述の孔を通気性のある材料で覆ったりするのも副資材コストが発生し、またその通気性材料をセットする作業も必要になっていた。
本出願人もこれまでガス抜き対策に工夫を施した発泡成形型をいくつか発明し提案してきた（特開平７−６８５７２号,特開平１１−１９９５３号等）。しかし、いずれも一定の成果が得られるものの、大掛かりで構造が複雑であったりしてイニシャルコストが高くなっていた。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するもので、単純な構造にして確実にガス抜き作業を行うことができ、しかも、製品脱型後のバリ除去等の掃除も極めて容易にできる発泡成形型を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、上型と下型とを有する発泡成形型において、上型の型面に型内から型外へ貫通して形成される通気孔と、上型の型面との間に隙間を確保してこの通気孔をキャビティ側から覆うことのできる板状の遮蔽板と、を具備し、該遮蔽板が上型にヒンジ軸を介して回動自在に吊設され、さらに前記通気孔を覆って上型にこの遮蔽板が保持されたとき、前記隙間および前記通気孔を介して型内と型外が導通するようにしたことを特徴とする発泡成形型にある。
【０００６】
請求項１の発明のごとく、通気孔と遮蔽板を備え、遮蔽板が上型の型面との間に隙間を確保して通気孔を覆って上型に保持されると、単純構成ながら、発泡成形段階で余剰の発泡ガスはこの隙間,通気孔を通って型外に逃散できる一方、発泡原料は通気孔に至らないようにして隙間に留めることができる。通気孔に発泡原料が入り込まないために、製品脱型後のバリ取り作業は容易になる。遮蔽板が上型にヒンジ軸を介して吊設されると、遮蔽板で通気孔を覆ったり開けたりする作業が一層楽になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る発泡成形型について詳述する。
図１〜図８は本発明の発泡成形型の一形態で、図１は型開状態で発泡原料を注入している発泡成形型の断面図、図２は図１の状態から型閉じし発泡成形を終えた状態の発泡成形型の断面図、図３は図２のＡ部拡大図、図４は製品脱型後に遮蔽板を通気孔から外した状態の図３に対応する拡大図、図５は図３とは異なる別態様のＡ部拡大図、図６,図７は別態様のＡ部拡大図、図８はまた別態様の遮蔽板周りの斜視図である。図９は別形態の遮蔽板周りの断面図を示す。
【０００８】
本発明の発泡成形型は座席クッション等の発泡成形品５を成形するのに用いられるもので、下型２と上型１に分かれる分割型からなる（図１）。下型２の一側縁で上型１をヒンジ接合して支軸Ｇを中心に上型１を回動自在にし、上型１が閉じることで製品形状のキャビティＣを形成する（図２）。上型１の型面１１は型合わせ面より上側に発泡成形品５用凸状部に対応する凹状部を設ける。凹状部はある程度の平らな型面１１ａが確保されていて、この凹状部の型面１１ａの中央に型内から型外へ貫通して通気孔１２が形成されている。通気孔１２は複数設けることができる（図５参照）。
【０００９】
前記通気孔１２の孔径αは例えば０.１ｍｍφ〜１０ｍｍφの範囲に設定される（図４）。通気孔１２は発泡成形段階で余剰の発泡ガスを型外に排出するいわゆるガス抜き孔であるが、本発明によれば、後述するように０.１ｍｍφほどの微小な孔径にしても、基本的に通気孔１２にウレタン樹脂が詰まることはなく何ら問題ない。また本発明によれば、発泡成形時に不要ガスと一緒に発泡中の原料が通気孔１２を通って漏出するといった事態にはならないから、１０ｍｍφ程の大きな孔径の通気孔１２とすることができる。
【００１０】
前記通気孔１２にはキャビティＣ側から覆うことのできる板状の遮蔽板３が取付けられる。遮蔽板３が上型１にヒンジ軸４１を介して回動自在に吊設され、さらにこの遮蔽板３が磁石６の磁力吸引により通気孔１２を覆って上型１に保持されるようにしている。
ここでの遮蔽板３はある程度の剛性を有した鉄,ニッケル,コバルトなどの磁石６に吸引される強磁性体の金属板（合金板も含む）とする。遮蔽板３は例えば厚みｔを１.０ｍｍ〜３.２ｍｍの範囲で四角形の鋼製板とする。遮蔽板３の一辺にヒンジ金具が取付けられ、そのヒンジ軸４１を介して遮蔽板３が型面１１ａに吊設される。ヒンジ軸４１によって遮蔽板３は上下左右に動かないが回転が自由であり、この遮蔽板３を回転させ上型１の型面１１ａに当てたとき、四角形の遮蔽板３のほぼ中央に前記通気孔１２がくるように設定されている。
【００１１】
遮蔽板３は発泡成形時に前記型面１１ａに当たることになるが、その型面１１ａとの対向する板面３１には部分的に隆起する隆起部３２が形成されていて、遮蔽板３を回転させ上型１の型面１１ａに当てても遮蔽板３と型面１１ａとが密着できないようになっている。隆起部３２の個数は特に問わない（図８参照）。遮蔽板３を上型１の型面１１ａに当てた際、隆起部３２によって遮蔽板３と上型１の型面１１ａとの間に隙間ができ、発泡成形時にキャビティＣ内の余剰発泡ガスが型外に逃散できる構造とする。隙間の幅εは遮蔽板３の全域に亘ってほぼ一定であるのが好ましい。遮蔽板３がヒンジ側とヒンジ取付け部から離れた側の突端側とで隙間幅εを異にして遮蔽板３全体が大きく傾くと、その大きく傾いた隙間側から余剰の発泡ガスと共に発泡原料５ａが型外へ漏出してしまいガス抜き構造に支障をきたすからである。
前記隙間幅εの具体的数値は発泡原料５ａの粘度等の種類,発泡成形品５の形状や発泡圧等の発泡成形条件等によって決定される。
【００１２】
また、遮蔽板３を回転させ上型１の型面１１ａに当てた際、遮蔽板３の突端部３３側に近い部分で遮蔽板３と対向する上型１の型面１１ａ側には磁石６が埋設されている（図３）。本実施形態は通気孔１２に近い箇所にも磁石６を埋設している。これらの磁石６の磁力吸引によって、前記通気孔１２を覆って上型型面１１ａに当てた遮蔽板３が上型１に保持されるようになっている。
【００１３】
磁石６は立方体で特に形状を問わないが、その一端面を上型１の型面１１ａにほぼ一致させる。磁石６の素材は、磁鉄鉱等の天然磁石やクロム鋼，高コバルト鋼などの金属磁石、更に、アルニコ，希土類磁石等のセラミックス磁石６であってもよい。また、磁性粉体をプラスチック，ゴムなどに分散させたプラスチック磁石やゴム磁石であってもよい。好適な磁石は、強磁性体の遮蔽板３を磁気吸引する力が大きなものが良く、具体的には、残留磁束密度，保持力，最大エネルギー積等の大きなものが良い。これらの磁気特性から良好なものを選定するとなると、サマリウムコバルト,ネオジウム鉄ボロン等の希土類系であり、最近は比較的廉価に入手できる。勿論、本発明に係るものはフェライト磁石でも十分満足する状況にある。フェライト磁石で形成される磁石６は、小形でより低コストの要件を満たし、且つ遮蔽板３を吸着保持する能力を有する。
【００１４】
ところで、前記遮蔽板３は通気孔１２を覆った状態にある通気孔１２から遮蔽板３の外周縁３８まで最短距離ｒが少なくとも１０ｍｍ以上あるのが好ましい（図８参照）。この１０ｍｍより小さいと、隙間幅εの厳密な調整が必要になる、また、ヒンジ軸４１を支点に遮蔽板３を回転させ上型１の型面１１ａに当てた際にできる遮蔽板３と上型型面１１ａとの隙間幅εは、０.０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲であるのが好ましい。０.０１ｍｍより小さな隙間幅εにすると、発泡成形時に余剰の発泡ガスを型外に抜くのが困難になる。一方、１ｍｍより大きな隙間幅εにすると、遮蔽板３を必要以上に大きくしなければならない不具合を招く。
【００１５】
上型１の型面１１ａと遮蔽板３との間に確保される前記隙間に関して、本実施形態では図１〜図４のごとく隆起部３２を遮蔽板３側に形成して隙間ができるようにしているが、特に隆起部３２を形成せずとも、遮蔽板３又は上型型面１１ａの面粗度による管理で隙間を設けることができる。遮蔽板３又は上型型面１１ａの表面のでこぼこ度合を示す面粗度には、その種類として中心線平均粗さＲａや最大高さＲmax等の種類があるが、例えば中心線平均粗さＲａを管理して、通気孔１２を覆って上型１に遮蔽板３が保持されたとき、隙間および通気孔１２を介して型内と型外が導通するように設定するのである。
また、型面１１ａ或いは遮蔽板３の平面度の調整によって、図５のように通気孔１２を覆って上型型面１１ａに遮蔽板３を保持したときに所定隙間が設けられるようにすることもできる。型面１１ａや遮蔽板３に生じる幾何学的平面からの湾曲等の狂いを管理調整することによって、０.０１ｍｍ〜１ｍｍ程度の隙間幅εを確保して遮蔽板３を上型型面１１ａに保持するのである。型面１１ａや遮蔽板３に関し、幾何学的平面からのひらきの大きさである平面度を管理すれば所望の隙間を容易に設定できる。
なお、図５では遮蔽板３が公知の蝶番たるヒンジ４を用いて回動自在に上型１に吊設されている。蝶番ヒンジ４の取付け板厚が厚いので、上型１に凹所１６を形成しそこにヒンジ金具４ａ,４ｂを固定する。符号Ｍはヒンジ金具４ａ,４ｂを上型１或いは遮蔽板３に取付けるビスを示す。
【００１６】
また、本実施形態では既述のごとく隆起部３２を遮蔽板３側に形成したが、図６のように上型１の型面１１ａ側に形成することもできる。勿論、遮蔽板３の板面３１と上型１の型面１１ａの両方に形成してもよい。図６は上型１の型面１１ａに隆起部１３を形成した別態様の発泡成形型で、ヒンジ軸４１を支点に遮蔽板３を回転させ、遮蔽板３が通気孔１２を覆って上型１に磁石６の磁力吸引によって保持されたとき、所定の隙間が確保されるようにしている。上型１の型面１１ａに隆起部１３を形成させる場合、型面１１ａに別体品を接着結合させて隆起部１３を形成してもよいし、勿論、前述のごとく遮蔽板３に覆われる通気孔１２周りの上型型面１１ａの面粗度を粗くして代用し、遮蔽板３が通気孔１２を覆って上型１に保持されたとき遮蔽板３と型面１１ａとの間に必要な隙間ができるようにしてもよい。
【００１７】
ヒンジ４に関しては、図７のように遮蔽板３の基端部３９をヒンジ軸４１に巻回しこのヒンジ軸４１をヒンジ金具に取付け、遮蔽板３が上型１に回動自在に吊設されるようにしてもよい。
また、上型１に隆起部１３を形成するのに、図７のごとく磁石６を上型１に埋設固定する際に、型面１１ａより隙間幅εの分だけ磁石６がキャビティＣ側へ突き出すように設定して隆起部６１を形成してもよい。磁石６が隆起部１３になれば、磁石６が遮蔽板３に直かに当接して磁力吸引するので、遮蔽板３を確実に保持できるようになりより好ましくなる。
【００１８】
また、図８は別態様の発泡成形型で、遮蔽板３が上型１に保持された段階で、突端部３３が型面１１ａから少し開き加減とする。発泡成形を終え、製品脱型後に遮蔽板３を型面１１ａから外し、遮蔽板３の裏や上型型面１１ａに付着するバリ７を除去することになるが、このような遮蔽板３であると、ヘラ等の治具８を突端部３３の傾斜部分３３１に差し入れ、型面１１ａからの遮蔽板３の取外し作業をより円滑に進めることができる。
【００１９】
また、発泡成形型は図９のような遮蔽板３の取付け構造としてもよい。図９の発泡成形型は遮蔽板３がヒンジ軸４１を介して上型１に吊設されておらず、遮蔽板３は上型１に着脱自在に取付けられている。上型１に埋め込まれた磁石６の磁力吸引により遮蔽板３が通気孔１２を覆って上型１に保持される一方、磁力吸引に逆らって遮蔽板３を剥がせば、上型１から遮蔽板３全体を取り外すことができる。ただ、前述のごとく遮蔽板３の一側縁がヒンジ軸４１を介して上型１に取付けられている方が、遮蔽板３が位置ズレを起こさずに通気孔１２を覆うことができより好ましい。製品脱型後のバリ取り作業で通気孔１２を覆った遮蔽板３を外したり、その後また取り付けたりする作業を考えても、ヒンジ軸４１を介して遮蔽板３を上型１に吊設する構造の方がより好ましいとされる。
【００２０】
次に、図１〜図４の発泡成形型を用いた発泡成形品５の製造方法を遮蔽板３の動き等を含めて説明する。
まず、型開状態にして型面１１ａをエア噴射等で綺麗にし、上型１に吊設状態にあった遮蔽板３をヒンジ軸４１を支点に回転させ、上型１に遮蔽板３が保持されるようにする。遮蔽板３が通気孔１２を覆って磁石６の磁力吸引により上型１に保持される。そして、所定量の発泡原料５ａをキャビティＣ内に注入する（図１）。
【００２１】
次いで、型閉じし発泡成形を行う。発泡成形過程ではウレタンフォーム原料等の発泡原料５ａがガスを発生させながらキャビティＣを埋め発泡硬化していくが、余剰の発泡ガス（図３の矢印）は隙間をくぐり抜け、通気孔１２を通って型外に逃散する。発泡原料５ａの一部も隙間を通って通気孔１２に入り込もうとするが、遮蔽板３の周縁の隙間を埋めるに留まる。発泡ガスが隙間,通気孔１２を通って型外に逃散するときの通過抵抗に比べ、発泡原料５ａが隙間を通過するには抵抗が大きすぎるからである。発泡ガスに比べ大きな粘弾性を有する発泡原料５ａは、遮蔽板３と上型１の型面１１ａとの間の狭い隙間を進むのが遅く、通気孔１２に到達する前に硬化反応を終えその隙間を埋める。型内発泡圧の上昇に伴い隙間に発泡原料５ａの一部が入り込み通気孔１２に向かうが、時間経過とともに発泡原料５ａの硬化反応が進み、ゲル化によって通気孔１２に達するに至らず途中で動きを停止するのである。かくして、発泡原料５ａの自己シール性によって型内の必要圧力は維持され、所望の発泡成形品５が成形されていく（図２）。
【００２２】
その後、型開きし製品脱型する。続いて、上型１に保持されていた遮蔽板３を開く（図４）。遮蔽板３の突端部３３を治具等で少し開いてやれば、遮蔽板３がヒンジ軸４１を介して上型１に吊設状態になる。遮蔽板３が開かれることで、隙間に付着した薄バリ７が現れるが、このバリ７は通気孔１２内を埋めるものでなく単に上型１に張りついているだけなので、スクレーパ等によって簡単に取り除くことができる。
後は、また次の発泡成形品５の製造のために前記手順を繰り返すことになる。
【００２３】
このように構成した発泡成形型は、遮蔽板３が上型１に設けた通気孔１２を覆って且つ遮蔽板３と上型型面１１ａとの間に隙間ができるようにして保持されるので、発泡ガスを隙間を通じて通気孔１２から型外に簡単に逃散させ確実なエア抜きを達成できる一方、前述のごとくウレタンフォーム等の発泡原料５ａがその自己シール性によって型内を気密シールし発泡成形の必要圧力を保つことになる。単純な構造にして発泡型の型費コストに負担をかけずに、発泡ガスのガス抜き作業を円滑に行うことができる。
発泡成形過程では、発泡原料５ａが発泡しキャビティＣ内を充満し、その一部が隙間を通って通気孔１２から型外へ逃散しようとするが、遮蔽板３を所定大きさにすれば通気孔１２に至る前に硬化反応を終え隙間を埋めるに留まる。そのため、発泡成形を終え、製品脱型後、遮蔽板３を開いて隙間に溜まったバリ７を簡単に除去できる。バリ除去作業が従来と違って極めて容易になる。バリ取り作業を円滑に行うことができるため、連続生産ラインにも採用できる。副資材等のランニングコストも発生しない。
さらに、遮蔽板３がヒンジ軸４１を介して上型１に回動自在に吊設されるようにすると、遮蔽板３で通気孔１２を覆ったり、脱型後にバリ７を除去するために遮蔽板３を開いたりするその開閉作業が楽になる。遮蔽板３が吊設されているので、作業中になくすこともない。
加えて、遮蔽板３が上型１にヒンジ軸４１を介して吊設され、さらにこの遮蔽板３が磁石６の磁力吸引により通気孔１２を覆って上型１に保持されるようすると、遮蔽板３の開閉動作が一層簡単になる。遮蔽板３を引っ掛けて上型１に止める係止手段と違い、磁力吸引により上型１に保持するので遮蔽板３を上型１に向けて回動させるだけで容易に保持させることができ、また磁力吸引に抗して少し引き離せば遮蔽板３を上型１から楽に引き離すことができ、作業性が一段と向上する。
【００２４】
尚、本発明においては、前記実施形態に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。上型１,通気孔１２,下型２,遮蔽板３,ヒンジ,磁石６等の形状，大きさ，それらの材質等は用途に合わせて適宜選択できる。例えば実施形態に代えて、遮蔽板３を磁石化させ、上型１に設けていた磁石６を強磁性体に置き換えてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の発泡成形型は、単純な構造でありながら発泡原料の型外への漏出等を起こさずして確実にガス抜き作業を行うことができ、さらに製品脱型後のバリ除去等の掃除も容易であるなど優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発泡成形型の一形態で、型開状態で発泡原料を注入している発泡成形型の断面図である。
【図２】図１の状態から型閉じし発泡成形を終えた状態の発泡成形型の断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】製品脱型後に遮蔽板を通気孔から外した状態の図３に対応する拡大図である。
【図５】図３とは異なる別態様のＡ部拡大図である。
【図６】別態様のＡ部拡大図である。
【図７】別態様のＡ部拡大図である。
【図８】別態様の遮蔽板周りの斜視図である。
【図９】別形態の遮蔽板周りの断面図である。
【符号の説明】
１            上型
１１ａ        型面
１２          通気孔
１３          隆起部
２            下型
３            遮蔽板
３２          隆起部
４１          ヒンジ軸
６            磁石
【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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