特開 2024-133019 ３次元メッシュ構造体及び組立方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024133019

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】３次元メッシュ構造体及び組立方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/08 20060101AFI20240920BHJP

   B29C 48/05 20190101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B29C65/08

B29C48/05

【審査請求】有

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024040402

(22)【出願日】2024-03-14

(31)【優先権主張番号】63/452,914

(32)【優先日】2023-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/587,726

(32)【優先日】2024-02-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】599094510

【氏名又は名称】リア・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】Ｌｅａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100107401

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 誠一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100120064

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 孝夫

(74)【代理人】

【識別番号】100182257

【弁理士】

【氏名又は名称】川内 英主

(74)【代理人】

【識別番号】100202119

【弁理士】

【氏名又は名称】岩附 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】リサ スウィコスキー

(72)【発明者】

【氏名】イブラヒム バレンズエラ

(72)【発明者】

【氏名】カーティス ハドソン

(72)【発明者】

【氏名】エリック レプケ

(72)【発明者】

【氏名】ミシェル エー．ブルジンスキー

【テーマコード（参考）】

4F207

4F211

【Ｆターム（参考）】

4F207AA05

4F207AA07

4F207AD05

4F207AD08

4F207AG03

4F207KA01

4F207KA17

4F207KL64

4F207KW41

4F211AA05

4F211AA07

4F211AD16

4F211AG01

4F211AG03

4F211AH17

4F211AR12

4F211TA01

4F211TC08

4F211TD11

4F211TN22

(57)【要約】

【課題】３次元メッシュ構造体及びその組立方法を提供する。
【解決手段】無作為に接続されて第１の３次元メッシュ構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメントを含む本体から形成され、第１の３次元メッシュ構造体が押出ポリマーフィラメントによって形成された座席クッション。押出ポリマーフィラメントの一部分を修正する超音波工具を用いて本体の領域を加熱することによって本体が形成されて、第１の形状とは異なる第２の形状を含む第２の３次元構造体を形成する。押出ポリマーフィルムの表層は、押出ポリマーフィラメントの本体に溶接される。押出ポリマーフィラメントによって形成された第２の３次元メッシュ構造体を形成するように無作為に接続された複数の押出ポリマーフィラメントの第２の本体は、第１の本体に溶接される。本体を成形又は溶接するために超音波工具を用いて本体を修正する方法が開示される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無作為に接続されて第１の形状の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメントを含む本体を提供することと、
前記押出ポリマーフィラメントの部分を超音波工具で加熱することと、
前記押出ポリマーフィラメントの前記部分のうちの少なくともいくつかを前記超音波工具で溶接して前記押出ポリマーフィラメントの前記部分を第２の形状に形成することと、
を含む、方法。

【請求項2】

フィルムを前記第２の形状の前記本体に組み付けることと、
前記フィルム及び前記押出ポリマーフィラメントの少なくとも一部分を加熱し、前記フィルムを前記押出ポリマーフィラメントに溶接して前記本体上に表層を形成することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記複数の押出ポリマーフィラメントは、前記フィルムが架け渡される複数の空間を前記本体に画定する、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記本体は、第１の外面を含む第１の本体であり、
前記方法は、
無作為に接続されて第２の３次元構造体を形成する第２の複数の押出ポリマーフィラメントを含む第２の本体であって、前記第２の３次元構造体が前記第２の複数の押出ポリマーフィラメントによって形成された第２の外面を含む、前記第２の本体を提供することと、
前記第１の本体の前記第１の外面を前記第２の本体の前記第２の外面に接触させて組み立てることと、
前記第１の本体の前記第１の外面の第１の領域及び前記第２の本体の前記第２の外面の第２の領域を加熱することと、
前記第１の本体の前記第１の外面の前記第１の領域を前記第２の本体の前記第２の外面の前記第２の領域に溶接して前記第１の本体を前記第２の本体に接合させることと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記本体を形成するために、超音波切削工具を用いて、前記押出ポリマーフィラメントの前記本体の部分を切削することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記押出ポリマーフィラメントの第１の部分を溶接することによって形成される第１の壁と前記押出ポリマーフィラメントの第２の部分を溶接することによって形成される第２の壁とからなる溝を形成するために、前記本体の少なくとも一部分に前記超音波工具を挿入することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

超音波溶接工具である前記超音波工具を前記本体の局所領域に接触させることと、
前記超音波溶接工具によって接触された前記局所領域の前記押出ポリマーフィラメントを溶接して前記局所領域の前記押出ポリマーフィラメントを結合し、前記第１の形状の前記３次元構造体を前記第１の形状とは異なる第２の形状に形成することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

超音波溶接工具である前記超音波工具で前記本体の外面の局所領域において前記本体を貫通し、前記超音波溶接工具で前記本体の内側の場所において前記押出ポリマーフィラメントを圧縮することと、
前記超音波溶接工具によって圧縮された前記押出ポリマーフィラメントを溶接して前記本体の内側の前記場所において前記押出ポリマーフィラメントを結合し、前記本体の内側の前記場所に取付け固定部を形成することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記押出ポリマーフィラメントは、直鎖状低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレンから形成される、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

直鎖状低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレンから形成されるフィルムを前記本体に組み付けることと、
前記フィルム及び前記押出ポリマーフィラメントの少なくとも一部分を加熱し、前記フィルムを前記押出ポリマーフィラメントに溶接して前記本体上に表層を形成することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記押出ポリマーフィラメントの第１の部分を溶接することによって形成される第１の壁と前記押出ポリマーフィラメントの第２の部分を溶接することによって形成される第２の壁とからなる溝を形成するために、前記本体の少なくとも一部分に前記超音波工具を挿入することを更に含み、
前記本体に前記超音波工具を挿入することは、前記本体に前記超音波工具を部分的に又は完全に挿入することによって実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記超音波工具は、ロボットによって操作される、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

無作為に接続されて第１の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメントを含む本体であって、前記第１の３次元構造体が前記押出ポリマーフィラメントによって形成された第１の形状を含む、前記本体と、
前記押出ポリマーフィラメントの一部分を修正する超音波工具を用いて前記本体の領域を加熱することによって前記本体を形成して前記第１の形状とは異なる第２の形状を含む第２の３次元構造体を形成することと、
を備える、装置。

【請求項14】

前記第２の形状を含む前記第２の３次元構造体の前記押出ポリマーフィラメントに溶接された押出ポリマーフィルムの表層を更に備える、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記本体は、第２の形状を含む第１の本体であり、
無作為に接続されて第２の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメントを含む第２の本体であって、前記第２の３次元構造体が前記押出ポリマーフィラメントによって形成される、前記第２の本体と、
前記第１の本体と前記第２の本体との間に形成される少なくとも１つの溶接部と、
を更に備える、請求項１３に記載の装置。

【請求項16】

前記本体は、互いに対向する少なくとも第１の壁と第２の壁とを備える少なくとも１つの内部溝を画定し、前記第１の壁及び前記第２の壁は、前記第１の壁における前記押出ポリマーフィラメントの第１の部分を溶接し、前記第２の壁における前記押出ポリマーフィラメントの第２の部分を溶接することによって形成される、請求項１３に記載の装置。

【請求項17】

前記本体は、前記本体の第１の外周から前記本体内の場所まで延在する開口部を画定し、前記本体内の前記場所において、前記押出ポリマーフィラメントのうちの少なくともいくつかが溶接されて取付け固定部を形成する、請求項１３に記載の装置。

【請求項18】

前記本体の内側の前記場所に形成される前記取付け固定部は、
締結具受け部と、
クリップと、
平面状部材と、
ループと、
を含む群から選択される、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記第２の形状を含む前記３次元構造体の前記押出ポリマーフィラメントに溶接された押出ポリマーフィルムの表層を更に備え、
前記押出ポリマーフィルムの表層は、直鎖状低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレンから形成される、請求項１３に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

これは、３次元メッシュ構造体及び組立方法に関する。

【発明の概要】

【0002】

本発明の目的の１つは、３次元メッシュ構造体及びその組立方法を提供することである。

【0003】

本発明の一態様によれば、無作為に接続されて第１の形状の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメントを含む本体を提供することと、押出ポリマーフィラメントの部分を超音波工具で加熱することと、押出ポリマーフィラメントの部分のうちの少なくともいくつかを超音波工具で溶接して押出ポリマーフィラメントの部分を第２の形状に形成することとを含む、方法が提供される。

【0004】

本発明の別の態様によれば、無作為に接続されて第１の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメントを含み、第１の３次元構造体が押出ポリマーフィラメントによって形成された第１の形状を含む、本体を備える装置であって、本体は、押出ポリマーフィラメントの一部分を修正する超音波工具を用いて本体の領域を加熱し、第１の形状とは異なる第２の形状を含む第２の３次元構造体を形成することによって形成される、装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】３次元フィラメントメッシュ構造体を部分的に備える座席アセンブリの一例の斜視図である。

【図2】フィラメントメッシュ構造体を作製する製造システムの一例の概略図である。

【図3】無作為にループ状にされて結合されたフィラメントから形成された３次元メッシュ構造体の概略図であり、３次元メッシュ構造体の外面にフィルムが当てられる。

【図4】図３の円で囲まれた部分からの３次元メッシュ構造体の断面図であり、無作為にループ状にされて結合されたフィラメントにポリマーフィルム表層が結合された状態を示す図である。

【図5】超音波工具及び組み立てられた２つの３次元メッシュ構造体の概略正面図であり、超音波工具が各３次元メッシュ構造体の接合面を加熱してそれらを溶接する状態を示す図である。

【図6】３次元メッシュ構造体の概略斜視図であり、超音波工具が３次元メッシュ構造体に溝を形成している状態を示す図である。

【図7】超音波工具が３次元メッシュ構造体に溝を形成している状態を示す概略断面図である。

【図8A】３次元メッシュ構造体に４つの異なるタイプの溝を形成する、工具の４つの代替的な実施形態の概略断面図である。

【図8B】３次元メッシュ構造体に４つの異なるタイプの溝を形成する、工具の４つの代替的な実施形態の概略断面図である。

【図8C】３次元メッシュ構造体に４つの異なるタイプの溝を形成する、工具の４つの代替的な実施形態の概略断面図である。

【図8D】３次元メッシュ構造体に４つの異なるタイプの溝を形成する、工具の４つの代替的な実施形態の概略断面図である。

【図9】外周を成形し、表面特徴部の浅い深さを向上させる超音波成形工具の概略斜視図である。

【図10】３次元メッシュ構造体の概略斜視図であり、その初期形状を実線で示し、図９に示されている超音波成形工具によって形成された形状を破線で示す図である。

【図11】外周を成形し、表面特徴部の浅い深さを向上させる超音波成形工具の代替的な実施形態の概略斜視図である。

【図12】超音波成形工具が２つの３次元メッシュ構造体の上方に配置された状態を示す概略斜視図である。

【図13】超音波成形工具が２つの３次元メッシュ構造体のうちの一方を貫通してその中に開口部を形成している状態を示す概略斜視図である。

【図14】２つの３次元メッシュ構造体のうちの一方を貫通してその中に開口部を形成した後に超音波成形工具が取り外された状態を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

次に、実施形態を詳細に参照する。その例が添付図面に示されている。以下の詳細な説明において、様々な記載の実施形態の十分な理解を提供するために、数多くの特定の詳細を述べる。しかしながら、当業者には、様々な記載の実施形態をこれらの特定の詳細なしで実施されることが明白であろう。他の事例において、既知の方法、手順、構成要素、回路、及びネットワークについては、実施形態の態様を不必要に不明瞭にしないように詳細には説明していない。

【0007】

開示される実施形態は例示にすぎず、様々な代替形態が可能であることを理解されたい。図面は、必ずしも正確な縮尺比で描かれているとは限らず、いくつかの特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張又は最小化される場合がある。したがって、本明細書に開示される特定の構造的及び機能的な詳細は、限定するものと解釈されるべきではなく、単に、本開示に係る実施形態を様々に採用するために当業者に教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。

【0008】

「１つ以上の」は、機能が１つの要素によって行われること、機能が例えば分散方式で２つ以上の要素によって行われること、複数の機能が１つの要素によって行われること、複数の機能が複数の要素によって行われること、又は上記の任意の組合せを含む。

【0009】

また、第１の、第２の、等の用語が、いくつかの事例において、様々な要素を説明するために本明細書において使用されるが、これらの要素はこれらの用語によって制限されるべきでないことが理解されるであろう。これらの用語は、或る要素を別の要素から区別するために使用されるにすぎない。例えば、様々な記載の実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の接点を第２の接点と称してもよく、同様に、第２の接点を第１の接点と称してもよい。第１の接点及び第２の接点は、どちらも接点であるが、同じ接点ではない。

【0010】

本明細書の様々な記載の実施形態の説明において使用される用語は、特定の実施形態を記載する目的でしかなく、限定することを意図したものではない。様々な記載の実施形態の説明及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、文脈上明らかに別段の指定がなされていない限り、単数形（“a”, “an” and “the”）は、複数形も含むことを意図したものである。また、「及び／又は」という用語は、本明細書において使用される場合、関連する列挙された項目のうちの１つ以上のありとあらゆる可能な組合せを指し、これを包含するために使用されることを理解されるであろう。さらに、「～を備える」又は「～を含む」という用語は、本明細書において使用される場合、明記された特徴、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を除外するものではないことを理解されるであろう。

【0011】

本明細書において使用される場合、「～する場合」という用語は、任意選択で、文脈に応じて、「～するとき」、又は「～するとすぐに」、又は「判断することに応じて」、又は「検出することに応じて」を意味するものと解釈される。同様に、「判断される場合」又は「［明記された条件又は事象］が検出される場合」という言い回しは、任意選択で、文脈に応じて、「判断するとすぐに」、又は「判断することに応じて」、又は「［明記された条件又は事象］を検出するとすぐに」、又は「［明記された条件又は事象］を検出することに応じて」を意味するものと解釈される。

【0012】

図１及び図３を参照して、座席アセンブリ１０の３次元メッシュ構造体１１０の一例が示されている。いくつかの実施形態においては、座席アセンブリ１０は、例えば、自動車、トラック、バスのような陸上車両用、又は航空機若しくは船舶のような非陸上車両用の車両座席アセンブリである。例えば、陸上車両用の座席アセンブリ１０は、前列の運転席又は助手席、第２列、第３列、又は他の後列の座席として成形及びサイズ決定することができ、図示されているようなバケット型座席、ベンチ型座席、又は他の座席の型を含むことができる。さらに、座席アセンブリ１０は、非収納式座席であってもよいし、車両の床の空洞内に折畳み可能かつ収納可能な収納式座席であってもよい。加えて、座席アセンブリ１０は、家具等の非車両用途のために構成されてもよい。

【0013】

図１に示されている構成においては、座席アセンブリ１０は、座席底部２０と座席背部２２とを備える。座席アセンブリ１０がオートバイの座席すなわち腰掛として構成される場合等、いくつかの構成においては座席背部２２を省略してもよいことが企図される。

【0014】

座席底部２０は、着座者を受けて、着座者の骨盤及び大腿部を支持するように構成される。座席底部２０は、座席底部フレーム３０と、クッション３２と、トリムカバー３４とを備える。

【0015】

座席底部フレーム３０は、クッション３２を支持する構造体である。座席底部フレーム３０は、１つ以上の構造部材を含み、金属合金、ポリマー材料、繊維強化ポリマー材料、又はそれらの組合せ等の任意の好適な材料から作製することができる。いくつかの構成においては、座席底部フレーム３０は、クッション３２が配設されるパネル、座席パン、懸架マット、又は懸架ワイヤを含む。

【0016】

クッション３２は、座席底部フレーム３０上に配設される。クッション３２は、着座者を支持し、着座者からの荷重力を座席底部フレーム３０に分散させるコンプライアント材料（弾力性材料）から作製される。クッション３２及び関連する製造方法については、以下でより詳細に説明する。

【0017】

トリムカバー３４は、クッション３２の少なくとも一部を覆う。加えて、トリムカバー３４は、座席背部２２の１つ以上の視認可能な外面を提供する。着座者は、座席アセンブリ１０に着座したときにトリムカバー３４上に配置され得る。トリムカバー３４は、任意の好適な単数又は複数の材料、例えば、布、皮革、合成皮革、ビニール、又はそれらの組合せから作製される。トリムカバー３４は、融着又は縫合等の任意の好適な方法で組み立てられた複数のトリムパネルを含むことができる。トリムカバー３４は、座席底部フレーム３０、クッション３２、又はその両方に取り付けられる。例えば、トリムカバー３４は、トリムカバー３４が外れることを阻止し、トリムカバー３４を座席底部フレーム３０、クッション３２、又はその両方の輪郭に適合させるのを助けるために、座席底部フレーム３０、クッション３２、又はその両方に取り付けられるトリム取付け特徴部を備えることができる。トリムカバー３４は、また、以下でより詳細に説明するように、取付けパッドに取り付けられてもよい。

【0018】

座席背部２２は、着座者の背中を支持するように構成される。座席背部２２は、座席底部２０に隣接して配設される。例えば、座席背部２２は、座席底部２０の上方かつ座席底部２０の後側近傍に配設され得る。座席背部２２は、座席底部２０から離れるように略上方向に延在する。いくつかの構成においては、座席背部２２は、座席底部２０に取り付けられ、座席底部２０に対して枢動可能とすることができる。他の構成において、座席背部２２は、座席底部２０に取り付けられない。例えば、車両座席背部は、いくつかの第２列座席アセンブリのように、車体構造に取り付けられてもよい。座席背部２２は、座席背部フレーム４０と、クッション４２と、トリムカバー４４と、任意選択のヘッドレスト４６とを備える。

【0019】

座席背部フレーム４０は、クッション４２を支持する構造体である。座席背部フレーム４０は、１つ以上の構造部材を含み、金属合金、ポリマー材料、繊維強化ポリマー材料、又はそれらの組合せ等の任意の好適な材料から作製することができる。いくつかの構成においては、座席背部フレーム４０は、クッション４２が配設されるパネル、パン、懸架マット、又は懸架ワイヤを含む。座席背部フレーム４０は、いくつかの構成においては、座席底部フレーム３０と一体的に形成されてもよいことも企図される。

【0020】

クッション４２は、座席背部フレーム４０上に配設される。クッション４２は、着座者を支持し、着座者からの荷重力を座席背部フレーム４０に分散させるコンプライアント材料から作製される。クッション４２は、座席底部２０のクッション３２と一体的に形成されてもよいか、又は座席底部２０のクッション３２とは別個であってもよいことが企図される。クッション４２及び関連する製造方法については、以下でより詳細に説明する。

【0021】

トリムカバー４４は、クッション４２の少なくとも一部を覆う。加えて、トリムカバー４４は、座席背部２２の１つ以上の視認可能な外面を提供する。着座者は、座席アセンブリ１０に着座したときにトリムカバー４４上に配置され得る。トリムカバー４４は、任意の好適な単数又は複数の材料、例えば、布、皮革、合成皮革、ビニール、又はそれらの組合せから作製される。トリムカバー４４は、１つのトリムパネル、又は融着若しくは縫合等の任意の好適な方法で組み立てられた複数のトリムパネルを含むことができる。トリムカバー４４は、座席背部フレーム４０、クッション４２、又はその両方に取り付けられる。例えば、トリムカバー４４は、トリムカバー４４が外れることを阻止し、トリムカバー４４を座席背部フレーム４０、クッション４２、又はその両方の輪郭に適合させるのを助けるために、座席背部フレーム４０、クッション４２、又はその両方に取り付けられるトリム取付け特徴部を備えることができる。トリムカバー４４は、また、以下でより詳細に説明するように、取付けパッドに取り付けられてもよい。

【0022】

ヘッドレスト４６が設けられる場合、ヘッドレスト４６は、着座者の頭部を支持するように構成される。ヘッドレスト４６は、座席背部２２の頂部に、すなわち座席底部２０の反対側に配置された座席背部２２の端部に配設される。ヘッドレスト４６は、座席背部２２に対して１つ以上の方向に移動可能とすることができるか、又は座席背部２２と一体的に形成することができる。

【0023】

クッションすなわちフィラメントメッシュ構造体を作製する製造システム６０の一例を図２に示す。この例において、製造システム６０は、材料供給部７０、押出機７２、及び漏斗７４を備える。製造システム６０は、また、冷却タンク７６及びマテリアルハンドリングサブシステム７８を備える。

【0024】

図２及び図３を参照すると、材料供給部７０は、材料の固体ビーズ、フレーク、顆粒、ペレット、又は粉末等の、押し出される原材料を保持する。いくつかの構成においては、材料供給部７０は、容器又はホッパーとして構成される。材料供給部７０は、原材料を押出機７２へ供給する。

【0025】

押出機７２は、原材料を溶融し、原材料を押し出して複数のフィラメント１１２にする。押出機７２は、任意の好適な構成を有することができる。いくつかの構成においては、押出機７２は、回転可能なスクリュー及び加熱要素を収容するバレルを備える。スクリューの回転は、バレルの中を通して材料を移動させ、スクリューが回転するときに発生する摩擦により材料を加熱するのを助ける。材料は、加圧下で溶融状態でバレルを出て、加圧下で押出機７２のダイ８０へ輸送される。

【0026】

ダイプレート又は押出ダイとも称され得るダイ８０は、溶融材料が通過する複数の貫通孔すなわちフィラメント形成開口部を有する。単一のフィラメント１１２が各貫通孔から押し出される。フィラメント１１２は、重力下でダイ８０から漏斗７４へと下向きに落下する。

【0027】

漏斗７４は、フィラメントが曲がるか、カール状となるか、又はループ状となり、フィラメント１１２が少なくとも１つの他のフィラメント１１２に接触及び結合する、よりコンパクトな配列にフィラメント１１２を統合すなわちグループ化する。漏斗７４は、入口開口部すなわち漏斗入口と、漏斗入口よりも小さい出口開口部すなわち漏斗出口とを有する。個々の分離されたフィラメント１１２は、漏斗入口に入る。フィラメント１１２は、曲がるか、カール状となるか、又はループ状となり、蓄積するにつれて移動して接触する。フィラメント１１２は、漏斗７４を通って漏斗出口へ向かって移動する。いくつかのフィラメントは、フィラメントが漏斗出口へ向かって移動するにつれて、漏斗７４又は漏斗７４に配置される介在シートに沿って摺動し得る。結合部が、接触点においてフィラメント１１２間に形成され、一方、フィラメント１１２間の開口部すなわち空隙が、１つのフィラメント１１２が別のフィラメント１１２に接触又は結合しない他の場所に存在する。絡み合って結合したフィラメント１１２は、漏斗７４の漏斗出口を通過し、冷却タンク７６に入る。参照の便宜上、結合されたフィラメント１１２は、メッシュ部材又はフィラメントメッシュ構造体１１０と称される。

【0028】

冷却タンク７６は、水又は水と別の流体との混合物等の液体を保持する。冷却タンク７６内の液体は、絡み合って結合したフィラメント１１２を支持して、フィラメント１１２が開口部すなわち孔がより少ない配置に更に圧縮すなわち圧密化されるのを制限するのに役立ち、フィラメントメッシュ構造体１１０の所望の多孔性及び密度を維持する。したがって、液体は、フィラメントメッシュ構造体１１０を更に構築するように、液体の表面に隣接して又は漏斗７４内でフィラメント１１２が更に曲がるか、カール状となるか、又はループ状となり得る、或る程度の浮力又は抵抗を提供する。液体は、また、フィラメント１１２が液体中にあるときにフィラメント１１２を冷却する。例えば、液体は、フィラメント１１２を外側から冷却してフィラメント１１２を凝固させ、フィラメント１１２が更なる場所で結合するのを防止する。この時点で、フィラメント１１２は、比較的堅くなり、もはや塑性状態ではなくなることで、概して、形状を維持し、再加熱されることなくしては成形可能又は再成形可能ではなくなっている。

【0029】

マテリアルハンドリングサブシステム７８は、冷却タンク７６を通してフィラメントメッシュ構造体１１０を輸送する。マテリアルハンドリングサブシステム７８は、液体を通して液体の外にフィラメントメッシュ構造体１１０を移動させるのを助ける様々なローラー及びコンベヤを備える。いくつかの構成においては、牽引コンベヤ９２が、冷却タンク７６内に設けられ、フィラメントメッシュ構造体１１０を漏斗７４から引き離すことに役立ち、フィラメント１１２の浮力に対抗する。

【0030】

ローラー９４等の１つ以上の他のローラーは、フィラメントメッシュ構造体１１０を液体中に浸漬された状態に保ち、冷却タンク７６を通してフィラメントメッシュ構造体１１０を誘導する。例えば、ローラー９４は、フィラメントメッシュ構造体１１０を、冷却タンク７６の外側に配設されたコンベヤベルト９６及び振とう機テーブル９８へ向けて誘導することができる。振とう機テーブル９８は、液体を除去するために、フィラメントメッシュ構造体１１０がコンベヤベルト９６上にある間にフィラメントメッシュ構造体１１０を振とうさせる。代替的に、又は加えて、フィラメントメッシュ構造体１１０は、液体を除去するために圧搾されてもよく、空気が、フィラメントメッシュ構造体１１０から液体を除去することに役立つように、フィラメントメッシュ構造体１１０に向かって吹き付けられてもよく、又は両方であってもよい。また、フィラメントメッシュ構造体１１０は、そのまま干して乾かしたり、周囲空気中で乾燥させたりできることが企図される。

【0031】

上記の製造システム６０は、フィラメント押出しが中断されない場合にフィラメントメッシュ構造体１１０が連続的な構造体として形成される連続フロープロセスである。フィラメントメッシュ構造体１１０を個々のクッション用の個々の部品すなわち素材に切断する、フィラメントメッシュ構造体１１０の更なる処理が冷却タンク７６を出た後に提供される。このような処理は、製造システム６０の切断サブシステムによって行われる。切断システムは、任意の好適なタイプのものとすることができる。例えば、切断システムは、ブレード、ナイフ、ホットナイフ、鋸、流体ジェット等を用いて、フィラメントメッシュ構造体１１０のフィラメント１１２を切断して素材（ブランク）にすることができる。切断システムは、素材を成形又は輪郭形成するために使用することができる。素材は、素材全体又はその一部の成形等の他の製造プロセスによって更に成形又は輪郭形成されてもよいことも企図される。

【0032】

図１及び図３を参照すると、３次元メッシュ構造体１１０の一例が示されている。３次元メッシュ構造体１１０は、車両座席用のクッション等のクッションとすることができる。車両座席用の３次元メッシュ構造体１１０には、座席背部２２、座席底部２０、又はこれらの組合せを設けることができる。３次元メッシュ構造体１１０は、トリムカバー３４によって少なくとも部分的に隠されてもよく、座席底部フレーム３０、座席背部フレーム４０、パネル、支持ワイヤ等の座席アセンブリの支持構造体によって直接的又は間接的に支持されてもよい。代替的に、３次元メッシュ構造体１１０は、他の内装トリム部品のためのパッドとして使用することができる。

【0033】

３次元メッシュ構造体１１０は、無作為にループ状にされ結合されたフィラメント１１２で形成された３次元メッシュ構造体１１０である。図面において、３次元メッシュ構造体１１０のフィラメント１１２は、３次元メッシュ構造体１１０の断面図を表すために、無作為に描かれた線によって絵で表されている。フィラメント１１２は、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、又はこれらの組合せである熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料から作製された押出フィラメントとすることができる。フィラメント１１２は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から作製されてもよい。したがって、３次元メッシュ構造体１１０及びそのフィラメント１１２は、ウレタン又はポリウレタンフォーム等の発泡体から作製されず、３次元メッシュ構造体１１０は、部分的又は完全に、従来の発泡体座席クッションに取って代わり得る。フィラメント１１２が強化繊維を含む場合、強化繊維は、熱可塑性ポリマーから作製される必要はなく、有機材料、無機材料、又は熱硬化性ポリマーであってもよいことも企図される。

【0034】

押出フィラメント１１２は、無作為にループ状にされるか、カール状にされるか、又は絡み合わされてもよく、１つのフィラメント１１２が別のフィラメントと接触する場所で結合されてもよく、それによって、フィラメント１１２間の開口部すなわち空隙を画定する軽量の通気性クッションがもたらされる。押出フィラメントメッシュクッションを作製する方法は、米国特許出願第１７／５５５，８７５号に開示されており、その全体がこの引用により本明細書の一部をなす。

【0035】

図１及び図３を参照すると、クッション３２を含む３次元メッシュ構造体１１０の一例が示されている。クッション３２は、参照の便宜上、全体的に参照符号３２で示される。クッション３２の構造及び説明は、座席底部２０のクッション３２、座席背部２２のクッション４２、又はその両方に適用可能であることを理解されたい。

【0036】

クッション３２は、非発泡構成要素であるか、又は少なくとも１つの非発泡構成要素を含む。非発泡構成要素は、主に、メッシュ部材と称されるが、撚り部材、ループ状部材、絡合部材、フィラメントメッシュ構造体、メッシュ構造体、撚りメッシュ、ループ状メッシュ、絡合メッシュ、又はメッシュクッションとも称され得る。クッション３２は、ウレタン又はポリウレタンフォーム等の発泡構成要素すなわち発泡材料を含まない、非発泡構成要素として描かれるが、クッション３２は、また、非発泡構成要素に加えて、発泡構成要素すなわち発泡材料を含み、付加的なクッション性又は局所的なクッション性を着座者に提供し得ることが企図される。例えば、発泡材料は、クッション３２とトリムカバー（例えば、トリムカバー３４、４４）との間に設けることができ、トリムカバーは、クッション３２の上に、クッション３２内に、又はそれらの組合せで配置される。クッション３２に提供される発泡材料の量を低減すること、又はクッション３２から発泡材料を排除することにより、重量を低減し、着座者の支持及び快適性を向上させることができる。加えて、発泡材料を排除することにより、クッション３２のリサイクルを容易にすることができる。

【0037】

クッション３２については、以下、クッション３２が発泡材料を含んでいないという状況で説明する。この状況において、３次元メッシュ構造体１１０は、以下でより詳細に説明するように、無作為にループ状にされ、曲げられ、カール状にされ、又は絡み合わされ、結合されたポリマー材料のフィラメント１１２から作製される。フィラメント１１２の一例を図３及び図４に示す。フィラメント１１２は、樹脂又は他の中間材料で間接的に結合されるのではなく、別のフィラメント１１２に直接的に結合される。

【0038】

ストランド又はスレッドとも称され得るフィラメント１１２は、任意の適切な単数又は複数の材料から作製される。いくつかの構成においては、フィラメント１１２は、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリイミド系、ポリオレフィン系（例えば、ポリプロピレン系、ポリエチレン系等）、ポリスチレン系、又はそれらの組み合わせである熱可塑性樹脂等のポリマー材料又は熱可塑性材料から作製される。１つの例として、ポリエチレン系フィラメントは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＰＤＥ）から作製されてもよい。フィラメント材料は、発泡材料とは異なりリサイクル可能であり得るか、又は発泡材料よりも容易にリサイクルされ得る。フィラメント１１２が強化繊維を含んでもよく、強化繊維が熱可塑性材料で作製されていなくてもよいことも企図される。

【0039】

いくつかの構成において、フィラメント１１２は、単一の材料から作製されるモノフィラメントであってもよい。いくつかの構成において、フィラメント１１２は、複数の材料から作製される。一例として、複数の材料から作製されたフィラメント１１２は、第１の熱可塑性材料から作製されたコア（芯）と、コアを取り囲み、第１の熱可塑性材料とは異なる第２の熱可塑性材料から作製されたシース（外被）とを含み得る。クッション３２は、モノフィラメントと、複数の材料から作製され、モノフィラメントではないフィラメントとの組合せを含んでもよいことが企図される。

【0040】

無作為にループ状にされ、曲げられ、輪状にされ、カール状にされ、又は絡み合わされたフィラメント１１２は、１つのフィラメント１１２が別のフィラメント１１２に接触する場所で結合され、それによって、フィラメント１１２間の開口部すなわち空隙を画定する軽量の通気性クッション（例えば、クッション３２及び／又は４２）すなわちメッシュ構造体がもたらされる。

【0041】

３次元メッシュ構造体１１０を作製するために使用されるプロセスは、長方形断面等の略均一な断面を有する、３次元メッシュ構造体１１０をもたらし得る。さらに、３次元メッシュ構造体１１０のフィラメント１１２は、フィラメント１１２が比較的堅くなり、もはや塑性状態でなくなることで成形可能又は形成可能ではなくなるように、冷却及び硬化されてもよい。略均一な断面は、所望の座席プロファイル又は他の部品プロファイルを提供しない場合がある。３次元メッシュ構造体１１０の断面は、１つ以上の窪み、突出領域、湾曲領域等を提供するために、その元の略均一な断面プロファイルから変更される。

【0042】

図３及び図４を参照すると、３次元メッシュ構造体１１０は、フィルム１１４の層が３次元メッシュ構造体１１０の外面に取り付けられた状態で示されている。フィルム１１４及びフィラメント１１２は、１つの実施形態においては、両方とも、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等の熱可塑性材料から形成される。フィルム１１４は、３次元メッシュ構造体１１０の外面の周りに巻き付けられ、熱がフィルム１１４及び３次元メッシュ構造体１１０に加えられて、フィルム１１４を溶融させ、フィルム１１４をフィラメント１１２に溶接する。

【0043】

図５を参照すると、超音波工具１１６は、ロボット１１９のエンドエフェクターとして操作される。超音波工具１１６は、２つの３次元メッシュ構造体１１０’及び１１０’’の間に挿入された状態で示されている。超音波工具１１６は、２つの３次元メッシュ構造体１１０’及び１１０’’を、それらが溶接されるべき場所で超音波により加熱する。代替として、工具１１６が抵抗性加熱システムを備えるものであるか、又は２つの３次元メッシュ構造体１１０’及び１１０’’を加熱してそれらを溶接するためにレーザー加熱システムを使用することができる。

【0044】

図６及び図７を参照すると、内部溝加工システムが開示されており、超音波溝加工工具１１８が、３次元メッシュ構造体１１０に溝１２０を形成している状態で示されている。超音波溝加工工具１１８は、溝加工工具１１８の一方の側で押出ポリマーフィラメント１１２の一部分を溶接することによって第１の壁１２２Ａを形成し、溝加工工具１１８の別の側で押出ポリマーフィラメント１１２の第２の部分を溶接することによって第２の壁１２２Ｂを形成して、２つの壁１２２Ａ及び１２２Ｂを含む溝１２０を形成する。図７を参照すると、溝加工工具１１８は、逃がし開口部１２６を画定する支持部材１２４によって裏打ちされた３次元メッシュ構造体１１０を完全に貫通している状態で示されている。

【0045】

図８Ａ～図８Ｄを参照すると、上記の溝加工工具１１８を使用する４つの異なる用途の例が示されている。図８Ａにおいては、メッシュ構造体１１０’及び１１０’’によって画定される溝穴（スロット）１２０は、２つの３次元メッシュ構造体１１０’及び１１０’’を完全に貫通して延在する。図８Ｂにおいて、メッシュ構造体１１０’及び１１０’’によって画定される溝穴１２０は、第１の３次元メッシュ構造体１１０’を完全に貫通し、第２の３次元メッシュ構造体１１０’’を部分的に通して延在する。図８Ｃにおいては、メッシュ構造体１１０’及び１１０’’によって画定される溝穴１２０は、単一の３次元メッシュ構造体１１０を部分的に通して延在する。図８Ｄにおいては、メッシュ構造体１１０’及び１１０’’によって画定される溝穴１２０は、図８Ａのように、２つの３次元メッシュ構造体１１０を完全に貫通して延在する。溝加工工具１１８（図７に示されている）は、また、溝加工工具１１８が溝１２０をプランジ切削するのと同時に、逃がし領域１２８を形成する。逃がし領域１２８は、溝加工工具１１８の上部によって形成される。

【0046】

図９及び図１０を参照すると、超音波成形工具１３２が示されており、超音波成形工具１３２は、成形工具１３２の超音波出力を調整及び平衡化する対称形状を有する。工具１３２は、図１０に示されている３次元メッシュ構造体１１０と係合するように移動される。３次元メッシュ構造体１１０は、図１０の実線で示されているように、初めに、長方形ブロックとして提供される。３次元メッシュ構造体１１０は、成形工具１３２によって成形された後、図１０の破線で示されているように、丸みを帯びた外周を有するように形成される。超音波エネルギーを用いてフィラメント１１２（図３及び図４に示されている）を加熱することにより、成形工具１３２によって圧力が印加されている間に、フィラメント１１２が溶融してフィラメント１１２の融点に近づく。成形工具１３２が後退すると、フィラメント１１２は冷却され、成形工具１３２によってプレスされた形状を保持する。成形工具１３２は、浅い深さの表面特徴部を形成するために使用することもできる。

【0047】

図１１を参照すると、成形工具１３４の代替的な実施形態が示されており、これは、成形工具１３４の超音波出力を調整及び平衡化するために逆対称である２つの半体として提供される。工具１３４は、図９の工具と同様の方法で使用される。

【0048】

図１２～図１４を参照すると、３次元メッシュ構造体１１０’及び１１０’’に板状部１３８又は受け部１３６を形成するプロセスが開示されている。受け部１３６は、座席カバー、トリム部品、又は他の付属品を３次元メッシュ構造体１１０に取り付けるために様々な締結具が固定されるクリップ、棒状部、又は板状部１３８の一部を含む。図１２においては、溶接ホーン又は音波発生器等の超音波工具１１６は、２つの３次元メッシュ構造体１１０’及び１１０’’の上方に配設される。図１３においては、超音波工具１１６は、（図示されているように）頂部の３次元メッシュ構造体１１０’を貫通した状態で示されている。「頂部」のメッシュ構造体１１０’と称するのは、図１２に図示されている向きを指すものであり、本開示を何らかの特定の向きに限定するものではない。次いで、超音波工具１１６は、図１３の矢印によって示されているように、下部３次元メッシュ構造体１１０’’に対して前後に移動され、２つのメッシュ構造体１１０’及び１１０’’の間に超音波振動及び摩擦を生成し、２つの３次元メッシュ構造体１１０’及び１１０’’の間に溶融ポリマーの図１４に示されるような板状部１３８を形成する。

【0049】

本開示の１つの態様によれば、無作為に接続されて第１の形状の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメント１１２を含む本体１１０を提供するステップと、押出ポリマーフィラメント１１２の部分を超音波工具１１６で加熱するステップと、押出ポリマーフィラメント１１２の部分のうちの少なくともいくつかを超音波工具１１６で溶接して押出ポリマーフィラメント１１２の部分を第２の形状に形成するステップとを含む方法が開示される。

【0050】

この方法の別の態様は、フィルム１１４を第２の形状の本体１１０に組み付けるステップと、フィルム１１４及び押出ポリマーフィラメント１１２の少なくとも一部分を加熱し、フィルム１１４を押出ポリマーフィラメント１１２に溶接して本体１１０上に表層（スキン）を形成するステップとを更に含む。

【0051】

本方法の別の態様によれば、複数の押出ポリマーフィラメント１１２は、フィルム１１４が架け渡される複数の空間を本体１１０に画定する。

【0052】

この方法の別の態様は、無作為に接続されて第２の３次元構造体を形成する第２の複数の押出ポリマーフィラメント１１２を含む第２の本体１１０’’であって、第２の３次元構造体が押出ポリマーフィラメント１１２によって形成された第２の外面を含む、第２の本体１１０’’を提供するステップと、第１の本体１１０’の第１の外面を第２の本体の第２の外面に接触させて組み立てるステップと、第１の本体１１０’の第１の外面の第１の領域及び第２の本体１１０’’の第２の外面の第２の領域を加熱するステップと、第１の本体１１０’の第１の外面の第１の領域を第２の本体１１０’’の第２の外面の第２の領域に溶接して第１の本体１１０’を第２の本体１１０’’に接合させるステップとを更に含む。

【0053】

本開示の１つの態様によれば、本体１１０を形成するために、超音波切削工具１１６を用いて、押出ポリマーフィラメント１１２の本体の部分が切削される。

【0054】

この方法の別の態様は、押出ポリマーフィラメント１１２の第１の部分を溶接することによって形成される第１の壁１２２Ａと押出ポリマーフィラメントの第２の部分を溶接することによって形成される第２の壁１２２Ｂとを含む溝１２０を形成するために、本体１１０の少なくとも一部分に超音波工具１１６を挿入するステップを更に含む。

【0055】

この方法の別の態様は、超音波溶接工具である超音波工具１１６を本体１１０の局所領域に接触させるステップと、超音波溶接工具１１６によって接触された局所領域の押出ポリマーフィラメント１１２を溶接して局所領域の押出ポリマーフィラメント１１２を結合し、第１の形状の３次元構造体を第１の形状とは異なる第２の形状に形成するステップとを更に含む。

【0056】

この方法の別の態様は、超音波溶接工具である超音波工具１１６で本体１１０の外面の局所領域において本体１１０を貫通し、超音波溶接工具１１６で本体１１０の内側の場所において押出ポリマーフィラメント１１２を圧縮するステップと、超音波溶接工具１１６によって圧縮された押出ポリマーフィラメント１１２を溶接して本体１１０の内側の場所において押出ポリマーフィラメント１１２を結合するステップとを更に含む。

【0057】

本方法の別の態様によれば、押出ポリマーフィラメント１１２は、直鎖状低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレンから形成される。

【0058】

この方法の別の態様は、直鎖状低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレンから形成されるフィルム１１４を本体１１０に組み付けるステップと、フィルム１１４及び押出ポリマーフィラメント１１２の少なくとも一部分を加熱し、フィルム１１４を押出ポリマーフィラメント１１２に溶接して本体１１０上に表層を形成するステップとを更に含む。

【0059】

この方法の別の態様は、押出ポリマーフィラメントの第１の部分を溶接することによって形成される第１の壁１２２Ａと押出ポリマーフィラメントの第２の部分を溶接することによって形成される第２の壁１２２Ｂとからなる溝１２０を形成するために、本体１１０の少なくとも一部分に超音波工具１１６を挿入するステップを更に含み、本体１１０に超音波工具１１６を挿入するステップは、本体１１０に超音波工具１１６を部分的に又は完全に挿入することによって実行される。

【0060】

本方法の別の態様によれば、超音波工具１１６は、ロボット１１９によって操作される。

【0061】

本開示の１つの態様によれば、無作為に接続されて第１の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメント１１２を含む本体１１０であって、第１の３次元構造体が押出ポリマーフィラメント１１２によって形成された第１の形状を含む、本体１１０と、押出ポリマーフィラメント１１２の一部分を修正する超音波工具１１６を用いて本体１１０の領域を加熱することによって本体１１０を形成して第１の形状とは異なる第２の形状を含む第２の３次元構造体を形成することとを備える、装置が開示される。

【0062】

本装置の別の態様によれば、押出ポリマーフィルム１１４の表層は、第２の形状を含む第２の３次元構造体上の押出ポリマーフィラメント１１２に溶接されている。

【0063】

本装置の別の態様によれば、本体１１０は、第２の形状を含む第１の本体１１０’であり、本装置は、無作為に接続されて第２の３次元構造体を形成する複数の押出ポリマーフィラメント１１２を含む第２の本体であって、第２の３次元構造体が押出ポリマーフィラメント１１２によって形成される、第２の本体１１０’’と、第１の本体と第２の本体との間に形成される少なくとも１つの溶接部とを更に備える。

【0064】

本装置の別の態様によれば、本体は、互いに対向する少なくとも第１の壁１２２Ａと第２の壁１２２Ｂとを備える少なくとも１つの内部溝１２０を画定し、第１の壁１２２Ａ及び第２の壁１２２Ｂは、第１の壁１２２Ａにおける押出ポリマーフィラメントの第１の部分を溶接し、第２の壁１２２Ｂにおける押出ポリマーフィラメントの第２の部分を溶接することによって形成される。

【0065】

本装置の別の態様によれば、本体１１０は、本体１１０の第１の外周から本体１１０内の場所まで延在する開口部１２０を画定し、本体１１０内の場所において、押出ポリマーフィラメント１１２のうちの少なくともいくつかが溶接されて取付け固定部１３６を形成する。

【0066】

本装置の別の態様によれば、本体１１０の内側の場所に形成される取付け固定部１３６は、締結具受け部、クリップ、平面状部材１３８、又はループを含む群から選択される。

【0067】

本装置の別の態様によれば、第２の形状を含む３次元構造体の押出ポリマーフィラメント１１２に溶接された押出ポリマーフィルム１１４の表層は、直鎖状低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレンから形成される。

【0068】

例示的な実施形態を上述したが、これらの実施形態が本開示による全ての可能な形態を表すことは意図されていない。その点で、本明細書に使用されている文言は、限定ではなく記述のための文言であり、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができることが理解される。加えて、様々な実施形態の特徴を組み合わせて、本開示による更なる実施形態を形成することができる。

【0069】

本出願は、２０２３年３月１７日に出願された米国仮特許出願第６３／４５２，９１４号の利益を主張し、その出願の開示内容は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【外国語明細書】