JP2005124744A - シートクッションパッドおよび車両用シート - Google Patents

Abstract

【課題】 シートクッションパッドを薄肉化したものでありながら、クッション感および耐久性に優れ、しかも６Ｈｚ前後の高周波数域の振動吸収性に優れるシートクッションパッドおよび車両用シートを提供する。
【解決手段】 ポリウレタンフォームからなるシートクッションパッドであって、ポリウレタンフォーム原料は、水酸基価が２０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端がエチレンオキサイド単位であるポリエーテルポリオール３０〜８０重量部、水酸基価が１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリマーポリオール７０〜２０重量部、特定のシリコン整泡剤、発泡剤、及びＴＤＩ：ＭＤＩ＝７０：３０〜９０：１０のポリイソシアネート化合物を構成原料とするものであり、着座部の厚みが３０〜５０ｍｍであるもの。
【選択図】 図３

Description

本発明はポリウレタンフォームからなるシートクッションパッド、およびそれを備えた車両用シートに関する。本発明のシートクッションパッドは、その使用に際して振動を伴う車両、特に自動車用のシートクッションパッドに適する。

一般に、自動車用シートにはクッション性の高い軟質ポリウレタンフォームからなるシートクッションパッド（以下、単にパッド又はクッションパッドということがある。）が使用されており、これを支持フレーム上に載置するとともに、パッド表面に表皮を被せる等して、車両用シートとして構成されている。

このような車両用シートにおいては、ボディのデザイン性や空気抵抗値低減による燃費向上などの要請から、車高をより低くすることが要求され、そのためクッションパッドの薄肉化が求められる場合がある。また、特に最近では、原動機・燃料の多様化や、ラゲッジスペース拡大の要請から、燃料タンクをシート下に配置する場合や、また、シートアレンジの多様化から、特に後部座席においてシートを可倒式にして格納性を向上しようとする場合に、クッションパッドを薄肉化することが要求される。

しかしながら、一般に、シートクッションパッドを薄肉化すると、特に高荷重域の撓み量が低下することによりクッション感（ストローク量）が低下し、顕著な場合には底付き感が発生するおそれがある。また、ＪＡＳＯ Ｂ−４０７規定の振動伝達率特性に関して、共振点が高周波数側にシフトすることにより、特に６Ｈｚ前後の高周波数域の振動吸収性が悪化してしまう。更に、薄肉化によりシートクッションパッドはへたりやすくなり、耐久性が悪化してしまう。

ところで、特許文献１には、金型内部にポリウレタンフォーム原料を注入して成形されたスキン層とコア層を有するポリウレタンフォームからなるシートクッションパッドであって、通気度が０．０５〜１．５ｃｆｍ、コア層のヒステリシスロスが１７％以下であり、前記ポリウレタンフォーム原料が、ポリオール成分として水酸基価が２０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端がエチレンオキサイド単位であるポリエーテルポリオール３０〜８０重量部、水酸基価が１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリマーポリオール７０〜２０重量部、シリコン整泡剤、発泡剤、及びＴＤＩ／ＭＤＩ＝７０／３０〜９０／１０のポリイソシアネート化合物を構成原料とするものであり、前記シリコン整泡剤がポリジメチルシロキサンなどからなるシートクッションパッドが開示されている。

また、特許文献２には、ポリウレタンフォームからなるシートクッションパッドと、バネを有する支持フレームとからなるシート構造であって、支持フレームが、シートクッションパッドの座面部の前方側下部に配置される前縁部と、この前縁部に接続され前縁部から後方側に向けて延設された弾性手段とを備えるものであり、シートクッションパッドを構成するポリウレタンフォーム原料が、ポリオール成分として水酸基価が２０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端がエチレンオキサイド単位であるポリエーテルポリオール６０〜８０重量部、水酸基価が１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリマーポリオール４０〜２０重量部、シリコン整泡剤、発泡剤、及びポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネートを使用したものが開示されている。

これらの特許文献に開示されたシートクッションパッドは着座部の厚みが６０〜１４０ｍｍの範囲にあるものであり、上記した薄肉化の要請に対応したものではない。すなわち、従来、この種のシートクッションパッドは、着座部の厚みが少なくとも６０ｍｍ以上であり、本発明によって提供されるような薄肉でしかも優れた特性を持つシートクッションパッドは未だかつて存在していなかったのが実情である。
特許第３１８１２７９号公報 特開２００２−２５３３８１号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、シートクッションパッドを薄肉化したものでありながら、クッション感および耐久性に優れ、しかも６Ｈｚ前後の高周波数域の振動吸収性に優れるシートクッションパッドおよび車両用シートを提供することを目的とする。

本発明のシートクッションパッドは、金型内部にポリウレタンフォーム原料を注入して成型されたスキン層とコア層を有するポリウレタンフォームからなるシートクッションパッドであって、前記ポリウレタンフォーム原料は、ポリオール化合物、シリコン整泡剤、発泡剤、及びポリイソシアネート化合物を構成原料とするものであり、前記ポリオール化合物は、水酸基価が２０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端がエチレンオキサイド単位であるポリエーテルポリオール３０〜８０重量部、及び、水酸基価が１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリマーポリオール７０〜２０重量部からなり、前記シリコン整泡剤は、ポリジメチルシロキサン、もしくは下記一般式（１）で表され化合物であり、前記ポリイソシアネート化合物は、ＴＤＩ：ＭＤＩ＝７０：３０〜９０：１０（重量比）であり、着座部の厚みが３０〜５０ｍｍであることを特徴とするものである。

式中、Ｘは炭素数１〜４の有機残基であり、Ｒはアルキル基又はアシル基であり、共重合ポリエーテルにおけるエチレンオキサイド単位ｍとプロピレンオキサイド単位ｎの当量比ｍ／ｎが０．４／０．６〜０．０５／０．９５である。

かかる特定のポリウレタンフォーム原料を着座部の厚み５０ｍｍ以下というパッド構成と組み合わせることにより、薄肉化したものでありながら、着座時のストローク感の低下を抑え、また、長時間走行時におけるへたり感の発生を低減し、更に高周波数域での振動吸収性の悪化を抑えることができ、従って、優れた特性を持つ薄肉化されたシートクッションパッドを得ることができる。

本発明のシートクッションパッドにおいては、コア密度が８０ｋｇ／ｍ^３以上であることが好ましい。本発明者は、シートクッションパッドを高密度化することにより、共振点を高周波側にシフトさせることなく共振倍率を低下することができ、これにより薄肉化によって悪化する６Ｈｚ前後の高周波数域の振動吸収性を一層改善できることを見い出した。すなわち、シートクッションパッドのコア密度を８０ｋｇ／ｍ^３以上とすることにより、６Ｈｚ前後の振動伝達率を下げて乗り心地性を一層改善することができる。また、高密度化により耐久性の一層の向上も図ることができる。

本発明の車両用シートは、上記シートクッションパッドと、該シートクッションパッドの下方に配置されて該シートクッションパッドを支持する支持フレームとを備え、該支持フレームが前記シートクッションパッドの着座部を弾性的に支持するバネを備えることを特徴とするものである。

このようにシートクッションパッドを支持する支持フレームとして、着座部を弾性的に支持するバネを備えたものを用いることにより、パッドを薄肉化したことによる着座時のクッション感の低下を抑えることができ、座り心地を改善することができる。すなわち、近年、支持フレームとしてはバネのないものを用いて、シートクッションパッドの弾性のみでクッション性を確保する、いわゆるフルフォームタイプのシート構造が主流となっているが、このようなフルフォームタイプでは、パッドの薄肉化によるクッション感の低下に対応することは難しい。そのため、このようなバネ付き支持フレームの使用が有効である。

本発明の車両用シートにおいては、前記支持フレームが、シートクッションパッドの前側部分の下面を受ける前側受け面部と、その左右両端からそれぞれ後方に延びる側壁部と、該側壁部の後端部同士を連結する連結部と、前記前側受け面部と前記連結部との間に架け渡されてシートクッションパッドの着座部を弾性的に支持するＳ字状バネとを備え、前記Ｓ字状バネは、略水平面内で左右に交互に振れながら前後方向に延びる鋼線からなり、シート幅方向に間隔をおいて複数本設けられ、かつ、隣接するＳ字状バネ間でその中間を通る前後方向に延びる線に関して線対称な関係を持つように設けられていることが好ましい。

このようにシートクッションパッドの前側部分を受ける剛性を持つ前側受け面部と同パッドの着座部を弾性支持するＳ字状バネとを備える支持フレームでシートクッションパッドを支承することにより、着座時のフィット感を高めることができる。また、Ｓ字状バネを上記のように構成することにより、シートクッションパッドを介して伝わる着座者の荷重をバランスよく受け止めることができ、特に薄肉パッドの支承に有利である。

本発明によれば、クッション感および耐久性に優れ、しかも６Ｈｚ前後の高周波数域の振動吸収性に優れる薄肉のシートクッションパッドが得られる。そのため、今後益々要請されるシートクッションパッドの薄肉化に対して、座り心地や乗り心地を損なうことなく対応することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

実施形態の車両用シートは、自動車の座席に用いられる自動車用シートであり、金型内部にポリウレタンフォーム原料を注入して成型されたスキン層とコア層を有するポリウレタンフォームからなるシートクッションパッド１（図１参照）と、このシートクッションパッド１の下方に配置されて該シートクッションパッド１を支持する金属製の支持フレーム２（図２参照）とを備えて構成されている。

シートクッションパッド１は、図１に示すように、幅方向中央の着座部１１と、その左右両側において上方に***状に形成されたサイド部１２，１２とからなり、パッド上面には、着座部１１とサイド部１２の境界部に沿って前後方向に延びる左右一対の縦溝１３，１３が設けられ、また、左右の縦溝１３，１３の前後方向中央部同士を連結するように左右方向に延びる横溝１４が設けられており、これにより、パッド上面には全体として略Ｈ字状に溝が形成されている。そして、横溝１４により着座部１１は前後に区画されて、横溝１４の前側が着座者の腿部を受け止め支持する腿受け部１５、横溝１４の後側が着座者の臀部を受け止め支持する尻受け部１６となっている。

シートクッションパッド１は、その着座部１１、より詳細には尻受け部１６のヒップポイント１７（ＪＡＳＯ Ｚ−２２１によるシートに着座したときの人体マネキンの胴体と大腿部の回転中心に相当するポイント）におけるパッド厚みＴが５０ｍｍ以下に設定されている。パッド厚みＴはより好ましくは４５ｍｍ以下に設定することである。なお、パッド厚みＴの下限は３０ｍｍ以上であることが好ましい。

また、シートクッションパッド１は、そのコア密度（コア層について測定した密度）が８０ｋｇ／ｍ^３以上に設定されている。このようにコア密度を高くすることにより、後記実施例にあるように、着座部１１の厚みが５０ｍｍ以下と薄いものでありながら、６Ｈｚ前後の振動伝達率を下げて乗り心地性を改善することができる。コア密度は９０ｋｇ／ｍ^３以上であることがより好ましい。コア密度の上限は１１０ｋｇ／ｍ^３以下であることが好ましい。なお、一般に、シートクッションパッドにおけるスキン層とコア層の間は連続的に変化しており、境界が明確に形成されている訳ではないが、コア密度は明確にコア層である部分を取り出して測定する。

更に、シートクッションパッド１は、その２５％硬度が２５０Ｎ以上であることが好ましい。２５％硬度（２５％ＩＬＤ）は、着座部１１、より詳細には尻受け部１６のヒップポイント１７を直径２００ｍｍの加圧板で２５％圧縮したときの荷重である（ＪＩＳ Ｋ６４００準拠）。２５％硬度を上記範囲に設定することにより、底付き感がなく、クッション感の良い快適なシートが得られる。なお、２５％硬度の下限は３２０Ｎ以下であることが好ましい。２５％硬度は、コア密度に応じてその最適値が異なり、コア密度が８０〜９０ｋｇ／ｍ^３では２５０〜３００Ｎであることが好ましく、コア密度が９０〜１００ｋｇ／ｍ^３では２７０〜３２０Ｎであることが好ましい。

また、シートクッションパッド１は、通気度が０．０５〜１．５ｃｆｍ（ｃｕｂｉｃ ｆｅｅｔ／ｍｉｎ．即ち、ｆｔ^３ ／分）〔１．４１〜４２．２Ｌ／分〕の範囲にあり、かつ前記コア層のヒステリシスロスが１７％以下であることが好ましい。より好ましくは、通気度が０．１〜１．５ｃｆｍ〔２．８１〜４２．２Ｌ／ｍｉｎ．〕の範囲にあり、かつコア層のヒステリシスロスが１５％以下である。通気度を上記範囲内とすることにより、振動伝達率特性曲線における共振倍率を下げることができ、またコア層のヒステリシスロスを上記範囲内とすることにより、共振周波数を低下させることができる。

シートクッションパッド１を構成するポリウレタンフォームは、少なくともポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、発泡剤およびシリコン整泡剤を含有するポリウレタンフォーム原料から成形される軟質ポリウレタンフォームである。

上記ポリオール化合物として、本発明ではポリエーテルポリオールとポリマーポリオールを併用する。

前記ポリエーテルポリオールとは、多官能性アルコール系化合物を開始剤にこれにアルキレンオキサイドを付加させたポリオールであり、本発明では、水酸基価が２０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ末端がエチレンオキサイド単位であるポリエーテルポリオールを用いる。

上記多官能性アルコール系化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークロース、トリエタノールアミン、ジエタノールアミンやこれらに少量のアルキレンオキサイドが付加した化合物が挙げられる。該多官能性アルコール系化合物に付加重合するアルキレンオキサイドとしては、炭素数２以上のものが挙げられ、例えば、エチレンオキサイド、１，２−プロピレンオキサイド、１，２−ブチレンオキサイド、２，３−ブチレンオキサイド、スチレンオキサイドなどである。これらアルキレンオキサイドのなかでも、エチレンオキサイドと、プロピレンオキサイド及び／又はブチレンオキサイドとを併用したものが好ましい。特にエチレンオキサイドが開環単位したエチレンオキサイド単位を３〜５０重量％、さらには３〜２５重量％の付加割合で含んでいるものが好ましい。

また、ポリエーテルポリオールは前記アルキレンオキサイドのランダム重合体、ブロック重合体のいずれでもよいが、末端にエチレンオキサイド単位（−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＨ）を含むものが、イソシアネート基との反応性が良好であることから好ましい。末端の１級化率（末端エチレンオキサイド単位化率）は、ポリエーテルポリオールのオキシアルキレン単位の３重量％以上含むものが好ましく、より好ましくは５重量％以上、更に好ましくは１０〜２０重量％である。

上記ポリマーポリオールは、ポリオール化合物中にポリマー粒子を微粒子状にて分散させたものであり、本発明では、水酸基価が１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリマーポリオールを用いる。

上記ポリマー粒子としては、例えば、アクリロニトリル、スチレン、アルキルメタクリレート、アルキルアクリレート等のビニルモノマーのホモポリマーまたはコポリマー等の付加重合系ポリマーや、ポリエステル、ポリウレア、メラミン樹脂等の縮重合系ポリマー等の粒子が挙げられる。これらのなかでも、アクリロニトリル、スチレンのホモポリマーまたはコポリマーが好ましい。かかるポリマー粒子のポリオール化合物中への導入方法は特に制限されないが、例えば、ポリマー粒子が付加重合系ポリマーの場合には、ポリオキシアルキレンポリオール等のポリオール中で、ラジカル重合開始剤の存在下に、スチレン、アクリロニトリル等のビニル系モノマーを重合させることにより、ポリオール化合物に安定に分散させることができる。

上記のポリエーテルポリオールと、ポリマーポリオールを構成するポリオキシアルキレンポリオールは、耐久性を確保するため、ともに末端の不飽和基濃度が低いことが好ましく、具体的には末端の不飽和基濃度が０．１ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましい。

上記のポリエーテルポリオールとポリマーポリオールは、ポリオール化合物全体を１００重量部として、ポリエーテルポリオールが３０〜８０重量部、ポリマーポリオールが７０〜２０重量部配合される。より好ましくは、ポリエーテルポリオールを５０〜７０重量部、ポリマーポリオールを５０〜３０重量部配合することである。

上記ポリイソシアネート化合物としては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）と、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）とを、重量比で、ＴＤＩ：ＭＤＩ＝７０：３０〜９０：１０の範囲内で併用する。

ここで、ジフェニルメタンジイソシアネートには、精製ジフェニルメタンジイソシアネート（ｐ−ＭＤＩ）やクルードＭＤＩ（ｃ−ＭＤＩ）がある。また、トルエンジイソシアネートは、２，４−置換体と２，６−置換体とがあるが、これらの混合物の使用が好ましく、２，４−置換体／２，６−置換体混合比が９０／１０〜６０／４０の混合物の使用が好適である。

上記発泡剤としては、水、ＨＣＦＣ−１４１ｂ、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ等のハロゲン化炭化水素、シクロペンタンやｎ−ペンタン等の低沸点脂肪族ないし脂環式炭化水素、液化炭酸ガス等が挙げられる。これらの発泡剤のなかでも、水を単独で使用することが好ましい。

上記シリコン整泡剤としては、ポリジメチルシロキサン、もしくは上記一般式（１）で表され化合物が用いられる。これらの整泡剤は活性が高く、ポリウレタンフォームの気泡（セル）径を微細にすることができるので、通気度を下げて共振倍率を低くすることができる。

上記一般式（１）において、ジメチルシロキサン繰り返し単位ａと共重合ポリエーテル置換ジメチルシロキサン繰り返し単位ｂの当量比ａ／ｂは、０．７５／０．２５≦ａ／ｂ＜１．００であることが好ましい。なお、式中のａ／ｂ及びｍ／ｎは、ＮＭＲにより測定可能である。この測定は、例えば、Ｓｉ−ＣＨ_３のＨに基づくピーク強度の積分値とＳｉ−ＣＨ_２−のメチレン基のＨのピーク強度の積分値からａ／ｂが求められ、エチレンオキサイド（ＥＯ）のメチレン基のＨとプロピレンオキサイド（ＰＯ）のメチル基のＨのそれぞれのピーク強度の積分値からｍ／ｎが求められる。

このような活性の高いシリコン整泡剤として、ＳＦ２９６５，ＳＦ２９６２（東レダウコーニングシリコン製）、Ｌ−５３６６，Ｌ−５３０９（日本ユニカー製）等が市販されており、好適なものとして例示することができる。

上記ポリウレタンフォーム原料には、更にウレタン化触媒が配合される。ウレタン化触媒としては、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、ビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−エチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ；東ソー製）等のアミン系触媒や、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム等のカルボン酸金属塩、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物等があげられる。これらのなかでも水発泡系ポリウレタンフォームの製造に適している点でアミン系触媒の使用が好ましい。

上記ポリウレタンフォーム原料には、上記成分の他、低分子量架橋剤、乳化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、充填剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、防黴・防菌剤等の各種添加剤を、必要に応じて添加することもできる。

低分子量架橋剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の多価アルコール類並びにこれらの多価アルコール類を開始剤として、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを重合させて得られる水酸基価が３００〜１０００ｍｇＫＯＨ／ｇの化合物、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミン類等が挙げられる。

ポリウレタンフォーム原料における各成分の使用量として、ポリオール成分の水酸基の当量（発泡剤として水を使用する場合には水も含めて計算する）とポリイソシアネート成分のイソシアネート基の当量比（イソシアネートインデックス〔ＮＣＯ ｉｎｄｅｘ〕）は、０．８５〜１．１５（指数表示によれば８５〜１１５）の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．９５〜１．０５である。

また、発泡剤として水を使用する場合、水の使用量は、通常ポリオール化合物１００重量部に対して０．１〜８重量部であり、コア密度を上記範囲内に設定するため１．０〜２．０重量部であることが好ましい。その他、触媒の使用量は、通常ポリオール化合物１００重量部に対して、１０重量部以下、好ましくは０．０５〜１．０重量部である。整泡剤の使用量は、通常ポリオール化合物１００重量部に対して、０．０１〜５重量部（可塑剤等で希釈した整泡剤の場合には有効成分を基準とする）、好ましくは０．１〜２重量部である。

上記した各成分を含んでなるポリウレタンフォーム原料は、シートクッションパッドが適用される用途に応じて、各種形状に応じた所定の金型内で、シートクッションパッドに成形される。成形方法は通常の手段を採用できる。

シートクッションパッド１の裏面には、図３に示すように、補強布１８が積層されている。補強布１８は、例えばポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンまたはその発泡体からなる樹脂のサポーターやＰＰクロス、粗毛布、不織布等のサポーター（補強材）を、成形時に予め金型にインサートする一体成形法ないしフォーム成形後の接着により積層することができる。

支持フレーム２は、図２，３に示すように、シートクッションパッド１の下面部に対応する略矩形状をなしている。詳細には、シートクッションパッド１の前側部分（腿受け部１５）の下面を受ける左右方向に延びる略水平な面状の前側受け面部２１と、その左右両端からそれぞれ後方に延びる側壁部２２，２２と、側壁部２２，２２の後端部同士を連結する連結部である連結ロッド２３と、前側受け面部２１と連結ロッド２３との間に架け渡されてシートクッションパッド１の着座部１１を弾性的に支持するＳ字状バネ２４とを備えて構成されている。

Ｓ字状バネ２４は、鋼線からなり、その前端部が前側受け面部２１の後縁に、後端部が連結ロッド２３にそれぞれ固定されており、直線部２４ａと屈曲部２４ｂとを組み合わせて略水平面内で左右に交互に振れながら前後方向に延びるように形成されている。そして、かかるＳ字状バネ２４がシート幅方向に所定間隔をおいて複数本（この実施形態では４本）併設されている。これら複数のＳ字状バネ２４は略同一平面（略水平面）上に配され、隣接するバネ２４，２４間では、その中間を通る前後方向に延びる線２５に関して線対称な関係を持つように設けられている。Ｓ字状バネ２４をこのように構成することにより、シートクッションパッド１を介して伝わる着座者の荷重をバランスよく受け止めることができ、特に薄肉パッドの支承に有利である。

また、これら４本のＳ字状バネ２４には、その全てにかかるように補強部材２６が設けられている。この補強部材２６は、鋼線を略長方形の閉鎖形状に形成してなり、４本のＳ字状バネ２４上に溶接などにより固定されている。

以上よりなる車両用シートを実際に車両に装着する際には、シートクッションパッド１に本皮、モケット、トリコット、ジャージ、織物等の表皮を被覆し、さらに支持フレーム２を取り付けてから、車両の組み立てに供される。

以下に実施例について説明する。なお、実施例における物性等の評価方法は次の通りである。

〔シートクッションパッドの物理物性〕
ａ）コア密度（ｋｇ／ｍ^３）：シートクッションパッドのコア部について測定した密度であり、パッドの中央部からスキン層を排除した試験片を切り出し、その密度を測定した。

ｂ）２５％硬度（Ｎ）：シートクッションパッドを直径２００ｍｍの加圧板で２５％圧縮したときの荷重である（ＪＩＳ Ｋ６４００準拠）。測定位置は、ヒップポイント１７（図１，３参照）とした。

ｃ）通気度（ｃｆｍ）：ＡＳＴＭ Ｄ−１５６４に準拠して測定した。即ち、シートクッションパッドの着座面となる、ヒップポイント下のスキン部を含めて縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ２５ｍｍの測定サンプルを３箇所から採取して、ＦＬＵＩＤ ＤＡＴＡ社製の測定器を用いて計測した値である（ＤＯＷ法）。

ｄ）コア層のヒステリシスロス（％）：シートクッションパッドのコア層（スキン層を除いて）から縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの測定サンプルを採取して、ＪＩＳ Ｋ−６４００に準拠して測定した。取り除いたスキン層は約１０ｍｍである。

〔シートクッションパッドの静たわみ特性〕
ｅ）直径２００ｍｍの円形加圧板を用いて、５０ｍｍ／分の速度で初期厚みの７５％まで圧縮し、そのときのたわみ−荷重の関係を測定して、ヒステリシスロス、１９６Ｎ時のたわみ量およびバネ定数、３９２Ｎ時のたわみ量およびバネ定数を求めた。測定には、上島製たわみ試験機を用いた。

〔シートクッションパッドの耐久性〕
ｄ）硬度低下率（％）：直径２００ｍｍの円板加圧板を用いて、パッド圧縮時の応力が２４５Ｎになるまで加圧し、そこで加圧板を停止させ、１０分後の応力を測定し、緩和率を求めた。

ｆ）湿熱圧縮永久歪（％）：縦５０×横５０×厚み３０ｍｍの試験片を、金属製の圧縮板で試験片の厚さの５０％まで圧縮固定し、温度５０℃、湿度９５％の恒温槽中で２２時間放置した。その後、圧縮板から試験片を外し、３０分間放置後に厚みを測定し、厚みの低下率を算出し、湿熱圧縮永久歪とした。

〔シートクッションパッドの動特性〕
ｇ）自由振動：５０ｋｇの鉄研形加圧板を試験片の上、０ｍｍの高さから自由落下させ、その減衰波形を測定して、反撥率、対数減衰率、ストローク量Ｉ、ストローク量ＩＩを求めた。ここで、ストローク量Ｉは自由振動時の最大たわみ量であり、ストローク量ＩＩは最大たわみ量と振動減衰後のたわみ量との差である。

ｈ）強制振動：ＪＡＳＯ Ｂ−４０７に準拠して、５０ｋｇの鉄研形加圧板を負荷し振幅±２．５ｍｍで強制振動試験を行うことにより得られた振動伝達率曲線から、共振周波数（Ｈｚ）、共振倍率、６Ｈｚ時振動伝達率を計測した。振動特性の計測には、シートクッション振動試験機Ｃ−１００２ＤＬ（伊藤精機（株）製）を使用した。

（試験例１、比較試験例１〜３）
下記表１に記載の各成分を同表記載の重量比率で常法にて配合し、均一に混合した後、金型に注入し、発泡硬化させて、縦×横が４００×４００ｍｍで厚みが１００ｍｍ、７０ｍｍ、５０ｍｍの３種類のテストピースとしてのパッドを作製した。

表中の各原料成分の詳細は以下の通りである。

ＥＰ９０１：三井武田ケミカル社製の末端がエチレンオキサイド単位であるポリエーテルポリオール（水酸基価＝２４ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端不飽和基濃度＜０．１ｍｅｑ／ｇ）
ＥＰ３０３３：三井武田ケミカル社製のポリエーテルポリオール（水酸基価＝３４ｍｇＫＯＨ／ｇ）
ＨＦ−３０１４：第一工業製薬社製のポリエーテルポリオール（水酸基価＝５６ｍｇＫＯＨ／ｇ）
ＰＯＰ３６９０：三井武田ケミカル社製のポリマーポリオール（水酸基価＝２１ｍｇＫＯＨ／ｇ）
ＰＯＰ３６２８：三井武田ケミカル社製のポリマーポリオール（水酸基価＝２６ｍｇＫＯＨ／ｇ）
Ｐ５５０：明成化学社製架橋剤
ＳＦ２９６２：東レダウコーニングシリコン社製シリコン系整泡剤（一般式（１）で表され、ａ＝０．７７、ｂ＝０．２３、ｍ＝０．１９、ｎ＝０．８１である化合物）
ＳＲＸ２７４Ｃ：東レダウコーニングシリコン社製シリコン系整泡剤（一般式（１）中、ａ＝０．７６、ｂ＝０．２４、ｍ＝０．９１、ｎ＝０．０９である化合物）
ＴＥＤＡ−Ｌ３３：東ソー社製第３級アミン触媒
Ｎｉａｘ Ａ−１：三共エアプロダクツ社製アミン触媒
ＴＭ−２０：三井武田ケミカル社製ポリイソシアネート化合物（ＴＤＩ／ｃ−ＭＤＩ＝８０／２０の混合イソシアネート）。

なお、整泡剤のａ／ｂ、ｍ／ｎは、ＦＴ−ＮＭＲ ＤＰＸ４００Ｓ（ＢＵＲＫＥＲ社製）を使用し、整泡剤を重クロロホルム２重量％溶液として測定した値であり、
ａ／ｂ＝［（Ｐ３−１．５×Ｐ５）／６］／（Ｐ５／２）
ｍ／ｎ＝［（Ｐ１−Ｐ２−Ｐ５）／４］／（Ｐ２／３）
にて求めた。ここで、Ｐ１は、式（１）中における−ＯＣＨ_２−基、−ＯＣＨ−基のＨ（３．０〜４．０ｐｐｍ）、Ｐ２は、Ｃ−ＣＨ_３基のＨ（１．１ｐｐｍ付近）、Ｐ３は、Ｓｉ−ＣＨ_３基のＨ（０ｐｐｍ付近）、Ｐ５は、Ｘ基におけるＳｉ−ＣＨ_２−基のＨ（０．４５ｐｐｍ付近）の積分値である。

得られたシートクッションパッドについてコア密度、２５％硬度、通気度、コア層のヒステリシスロスを測定するとともに、動特性および耐久性を評価した。結果を表２に示す。また、パッド厚みとストローク量ＩＩとの関係を図４に、パッド厚みと硬度低下率との関係を図５に、それぞれ示す。更に、試験例１及び比較試験例１について各パッド厚みでの振動伝達率曲線を図６に示す。

図４に示すように、試験例１ではパッド厚みが５０ｍｍと薄肉のものでありながら、自由振動のストローク量ＩＩが大きく、ストローク感を確保できることが分かる。また、図５に示すように、試験例１ではパッド厚み５０ｍｍでありながら硬度低下率を１４％以下にすることができ、耐久性も確保することができるものであった。更に、図６に示すように、試験例１の処方であると、比較試験例１の処方に比べて、共振倍率を増加させることなく、共振周波数を低周波数側にシフトさせることができ、高周波数域の振動伝達率を低減することができた。以上より、試験例１の処方であると、パッドを薄肉化したものでありながら、クッション感および耐久性に優れ、しかも６Ｈｚ前後の高周波数域の振動吸収性に優れるものが得られる。

（実施例１および比較例１）
上記表１における試験例１の配合に従って各成分を配合し、均一に混合した後、金型に注入し、発泡硬化させて図１に示すシートクッションパッド１を作製した。その際、上型に補強布１８として三井化学社製「タフネル」（目付１４０ｇ／ｍ^２）を取り付けておいて一体に発泡成形した。パッドのヒップポイント１７における厚みＴは４８ｍｍとした。

得られたシートクッションパッドについてコア密度と２５％硬度を測定した。そして、実施例１では、このシートクッションパッド１を図２に示す支持フレーム２上にセットして、静たわみ特性を評価した。一方、比較例１ではこのシートクッションパッド単独で静たわみ特性を評価した。それぞれ結果を表３に示すとともに、図７に荷重−撓み曲線を示す。

表３および図７から明らかなように、Ｓ字状バネ２４を備える支持フレーム２で支持した実施例１では、高荷重域でも十分な撓み量を確保することができ、クッション感が大幅に改善されていた。

（実施例２〜５及び比較例２）
下記表４に記載の各成分を同表記載の重量比率で常法にて配合し、均一に混合した後、金型に注入し、発泡硬化させて実施例２〜５および比較例２のシートクッションパッド１（図１）をそれぞれ作製した。その際、上型に補強布１８として三井化学社製「タフネル」（目付１４０ｇ／ｍ^２）を取り付けておいて一体に発泡成形した。実施例２〜５については、パッドのヒップポイント１７における厚みＴを４８ｍｍとした。比較例２はコントロール（従来例）であり、ヒップポイントでの厚みＴは７８ｍｍである。

得られた各シートクッションパッドについてコア密度と２５％硬度を測定した。また、シートクッションパッドを図２に示す支持フレーム２上にセットして、動特性を評価した。結果を表４に示すとともに、図８に振動伝達率曲線を示す。

表４および図８から明らかなように、シートクッションパッドを高密度化することにより、共振点を高周波側にシフトさせることなく、むしろ低周波数側にシフトさせながら、共振倍率を下げることができた。また、高密度化により６Ｈｚの振動伝達率も下がり、コア密度を８０ｋｇ／ｍ^３以上とすることで、６Ｈｚ時振動伝達率をパッド厚みの大きい比較例２と同等の値にすることができた。また、高密度化により反撥率も低下していた。このような高密度化による反撥率と共振倍率の低下は、密度アップによってパッドの通気性が低下したことによるものと推測される。

実施例２のシートクッションパッド（コア密度＝６０．８ｋｇ／ｍ^３）と実施例４のシートクッションパッド（コア密度＝８０．５ｋｇ／ｍ^３）につき、湿熱圧縮永久歪を測定したところ、実施例２では１０％であったのに対して、実施例４では７％であり、耐久性の向上が認められた。

（実施例６、７）
下記表５に記載の各成分を同表記載の重量比率で常法にて配合し、均一に混合した後、金型に注入し、発泡硬化させて実施例６，７のシートクッションパッド１（図１）をそれぞれ作製した。その際、上型に補強布１８として三井化学社製「タフネル」（目付１４０ｇ／ｍ^２）を取り付けておいて一体に発泡成形した。パッドのヒップポイント１７における厚みＴは４０ｍｍとした。

得られた各シートクッションパッドについてコア密度と２５％硬度を測定した。また、シートクッションパッドを図２に示す支持フレーム２上にセットして、動特性を評価した。結果を表５に示すとおりであり、シートクッションパッドを高密度化することにより、共振点を高周波側にシフトさせることなく共振倍率を下げることができ、６Ｈｚの振動伝達率も下げることができた。

本発明の車両用シートを構成するシートクッションパッドの一例を示す斜視図である。 同車両用シートを構成する支持フレームの一例を示す斜視図である。 同車両用シートの断面図である。 試験例１及び比較試験例１〜３におけるパッド厚みとストローク量２との関係を示すグラフである。 試験例１及び比較試験例１〜３におけるパッド厚みと硬度低下率との関係を示すグラフである。 試験例１及び比較試験例１について各パッド厚みでの振動伝達率曲線を示すグラフである。 実施例１及び比較例１における荷重−撓み曲線を示すグラフである。 実施例２〜５および比較例２における振動伝達率曲線を示すグラフである。

符号の説明

１……シートクッションパッド
１１……着座部
１７……ヒップポイント
２……支持フレーム
２１……前側受け面部
２２……側壁部
２３……連結ロッド（連結部）
２４……Ｓ字状バネ
２５……前後方向に延びる線

Claims (4)

1. 金型内部にポリウレタンフォーム原料を注入して成型されたスキン層とコア層を有するポリウレタンフォームからなるシートクッションパッドであって、
   前記ポリウレタンフォーム原料は、ポリオール化合物、シリコン整泡剤、発泡剤、及びポリイソシアネート化合物を構成原料とするものであり、
   前記ポリオール化合物は、水酸基価が２０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、末端がエチレンオキサイド単位であるポリエーテルポリオール３０〜８０重量部、及び、水酸基価が１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリマーポリオール７０〜２０重量部からなり、
   前記シリコン整泡剤は、ポリジメチルシロキサン、もしくは下記一般式（１）で表され化合物であり、
   前記ポリイソシアネート化合物は、ＴＤＩ：ＭＤＩ＝７０：３０〜９０：１０（重量比）であり、
   着座部の厚みが３０〜５０ｍｍであることを特徴とするシートクッションパッド。
   

   

   （式中、Ｘは炭素数１〜４の有機残基であり、Ｒはアルキル基又はアシル基であり、共重合ポリエーテルにおけるエチレンオキサイド単位ｍとプロピレンオキサイド単位ｎの当量比ｍ／ｎが０．４／０．６〜０．０５／０．９５である。）
2. コア密度が８０ｋｇ／ｍ^３以上であることを特徴とする請求項１記載のシートクッションパッド。
3. 請求項１又は２記載のシートクッションパッドと、該シートクッションパッドの下方に配置されて該シートクッションパッドを支持する支持フレームとを備え、該支持フレームが前記シートクッションパッドの着座部を弾性的に支持するバネを備えることを特徴とする車両用シート。
4. 前記支持フレームが、シートクッションパッドの前側部分の下面を受ける前側受け面部と、その左右両端からそれぞれ後方に延びる側壁部と、該側壁部の後端部同士を連結する連結部と、前記前側受け面部と前記連結部との間に架け渡されてシートクッションパッドの着座部を弾性的に支持するＳ字状バネとを備え、
   前記Ｓ字状バネは、略水平面内で左右に交互に振れながら前後方向に延びる鋼線からなり、シート幅方向に間隔をおいて複数本設けられ、かつ、隣接するＳ字状バネ間でその中間を通る前後方向に延びる線に関して線対称な関係を持つように設けられた
   ことを特徴とする請求項３記載の車両用シート。

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