JP5008824B2 - クッション材 - Google Patents

Description

本発明は、クッション材に関する。

従来、ソファやマットレスなどのクッション材には、クッション用バネ材が多用されている。

前記クッション用バネ材としては、一列に連続する袋の中にコイルスプリングを収容したものをシート状に配列したポケットコイルスプリングシートからなるものや、コイルスプリング内に柱状の弾性体を配設したもの、あるいはポリウレタン発泡体からなる柱状体を所定間隔で配設したもの、さらには綿やフェルト、あるいは平板状の発泡体などの緩衝材からなるものがある。

しかし、従来のクッション用バネ材は、長期に使用された場合のへたり（圧縮永久歪）が大きい問題がある。さらに前記のポケットコイルスプリングシートや、コイルスプリング内に柱状の弾性体を配設したものにあっては、構造が複雑でコストが嵩む問題もある。
実開平７−２０９０６号公報 特開２０００−８３７６７号公報 特開２００４−１１３６３７号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、長期に使用された場合のへたりが小さく、しかも安価なバネ材及びクッション材の提供を目的とする。

請求項１の発明は、非通気性の支持層部材と通気性の弾性層部材が対向配置され、前記支持層部材と前記弾性層部材間には、両端面を除く外表面がスキン層で構成された柱状の弾性発泡体からなって前記柱状の弾性発泡体の軸方向に沿って加圧された際には前記柱状の弾性発泡体の端面のうち少なくとも一方より空気の流通が生じるバネ材の複数個が、互いに略平行にかつ前記支持層部材及び前記弾性層部材に対して略垂直にされると共に隣り合う前記バネ材同士が密接するように配設され、前記隣り合うバネ材同士が密接する接触面は非接着とされていることを特徴とするクッション材に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、中央が開口した弾性体からなる枠部材の開口部内に前記複数のバネ材が収容されて前記支持層部材と前記弾性層部材間に配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記支持層部材と前記弾性層部材間の複数のバネ材は、前記支持層部材に接着されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記バネ材は、密度０．１０〜０．１６ｇ／ｃｍ^３、前記スキン層を除く部分の反発弾性が１０〜４０％、前記スキン層の外面硬度がアスカＦ硬度５５〜８５度であることを特徴とする。

弾性発泡体は、密度が大きくなると、へたり（圧縮永久歪）が小さくなることが知られている。また、外表面にスキン層を有する弾性発泡体は、発泡時に成形紙あるいは型面等と接触して発泡が阻害されて形成された部分であり、密度が高くなっている。前記外表面にスキン層を有する柱状の弾性発泡体は、密度の高いスキン層と平行に圧力が加わると、スキン層を縮める方向に圧縮変形するため、スキン層による、へたり低減効果（圧縮永久歪）が得られ、スキン層の無い弾性発泡体を圧縮変形させる場合よりも、へたり（圧縮永久歪）を抑えることができる。

かかる点から理解されるように、請求項１に記載の発明のクッション材によれば、バネ材は、両端面を除く外表面がスキン層で構成された柱状の弾性発泡体からなり、前記柱状の弾性発泡体の軸方向に沿って加圧されることから、加圧時、スキン層の存在する外表面付近ではスキン層に沿って圧縮変形力が加わることになり、スキン層による、へたり（圧縮永久歪）低減効果が得られる。しかも、本発明のバネ材を構成する柱状の弾性発泡体は、両端面を除く外表面が密度の高くなったスキン層で包囲された状態になっているため、軸方向に圧縮された際にはスキン層を介する空気の流通が阻害され、空気の抜けが主に柱状弾性発泡体の端面からのみとなるので、空気が柱状弾性発泡体内に一時滞留して空気バネによるような反発復元性を発揮し、それによってもへたり低減効果が得られる。

請求項１に記載の発明のクッション材によれば、バネ材は、両端面を除く外表面がスキン層で構成された柱状の弾性発泡体の複数個が略平行に配設された構成からなるため、加圧方向に沿う筒状スキン層が略平行に複数存在することになり、両端面を除く外表面がスキン層で構成された大きな柱状の弾性発泡体の１個でバネ材を構成した場合と比べ、筒状スキン層の数が多くなる。したがって、中央部でもへたり（圧縮永久歪）を効果的に抑えることができる。

請求項１に記載の発明のクッション材によれば、請求項１のバネ材が複数個略平行に配設されているため、柱状の弾性発泡体のスキン層によって、バネ材のへたり、すなわちクッション材のへたり（圧縮永久歪）を抑えることができる。しかも、加圧方向に沿う筒状スキン層が略平行に複数存在することになるため、両端面を除く外表面がスキン層で構成された大きな柱状の弾性発泡体の１個からなるバネ材を用いた場合と比べて筒状スキン層の数が多くなり、クッション材の中央部でもへたり（圧縮永久歪）を効果的に抑えることができる。さらに、請求項３に記載の発明のクッション材は、非通気性の支持層部材と通気性の弾性層部材間に、請求項１に記載のバネ材の複数個が、互いに略平行にかつ前記支持層部材及び前記弾性層部材に対して略垂直に配置されているため、クッション材の使用時に着座あるいは横臥等により弾性層部材が加圧された場合に、前記非通気性の支持層部材によってバネ材の支持層部材側端面がシールされることになる。その結果、前記バネ材は、前記弾性層部材側の端面を除く外表面での通気が阻害され、前記空気バネの作用により弾性復元力が向上することになり、前記へたりを一層効果的に抑えることができるようになる。またさらに本発明のクッション材は、ポケットコイルスプリングシートや、コイルスプリング内に柱状の弾性体を配設したものをバネ材として用いたものと比べ、構造が簡単で安価である。

請求項２に記載の発明のクッション材によれば、請求項１において、中央が開口した弾性体からなる枠部材の開口部内に前記複数のバネ材が収容されて前記支持層部材と前記弾性層部材間に配置されていることにより、クッション材の縁に荷重が加わった際に、クッション材の縁でバネ材が倒れたりするのを枠部材の存在で防ぐことができるので、クッション材の縁でもバネ材を正しく弾性変形させて良好なクッション性を得ることができる。

請求項３に記載の発明のクッション材によれば、請求項１または２において、前記支持層部材と前記弾性層部材間の複数のバネ材は、前記支持層部材に接着されていることから、クッション材上に荷重が加わって複数のバネ材が圧縮された際に、複数のバネ材が勝手に移動せず、正しい位置で弾性復元力を発揮することができる。また隣り合うバネ材同士間が非接着とされているために、複数のバネ材は独自に変形可能となり、例えばあるバネ材には荷重が加わっていないにもかかわらず、荷重が加わっている隣のバネ材の変形に影響を受けて変形することを防ぐことができ、クッション材の体圧分散性を良好にすることができる。

請求項４に記載の発明のクッション材によれば、請求項１から３の何れか一項において、前記バネ材は、密度０．１０〜０．１６ｇ／ｃｍ^３、スキン層を除く部分の反発弾性が１０〜４０％、前記スキン層の外面硬度がアスカＦ硬度５５〜８５度であることにより、両端面を除く外表面がスキン層で構成された柱状の弾性発泡体からなるバネ材がクッション材に好適なものとなる。

以下本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明のバネ材における第一実施形態の斜視図、図２は本発明のバネ材における第二実施形態の斜視図、図３は本発明のバネ材における第三実施形態の斜視図、図４は本発明におけるクッション材の一実施形態の断面図、図５は同クッション材の支持層部材、枠部材、バネ材及び弾性層部材を示す分解斜視図、図６は同クッション材の枠部材内にバネ材を収容した状態を示す斜視図、図７は本発明におけるクッション材を用いたソファの一実施形態の斜視図である。

図１に示す第一実施形態のバネ材１０は、両端面１１，１１を除く外表面１２がスキン層１３で構成された柱状の弾性発泡体（以下、スキン層を有する柱状の弾性発泡体とも記す）１０Ａからなり、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａの軸方向Ｌに沿って加圧されるものであり、両端面１１，１１の少なくとも一方が加圧側とされる。

前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａは、ポリウレタン発泡体からなるものが好ましい。前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａの製造は、特開２００１−１３８３４２号公報に記載されているように、連続的に繰り出される筒状の成形紙内に発泡原料を連続的に注入して連続的に発泡させることにより、外表面がスキン層からなる長尺の棒状弾性発泡体を形成し、その後に所要長さに裁断することにより行うことができる。なお、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａは、市販品、例えば、パッキン材として市販されている、商品名：トメルンダー、株式会社イノアックコーポレーション製を、所定長さに裁断して用いることもできる。

前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａは、バネ材１０が用いられる製品によって適宜の密度とされるが、クッション用バネ材としては、密度が０．１０〜０．１６ｇ／ｃｍ^３（ＪＩＳ−Ｋ−６４００に準拠）、前記スキン層１３を除く部分（すなわちスキン層１３より内側部分）の反発弾性（ＪＩＳ−Ｋ−６４００−３：２００４に準拠）が１０〜４０％、特には２０〜３０％のものが好ましい。また、前記スキン層１３の外面硬度は５５〜８５（アスカＦ硬度）が好ましい。

前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａの横断面形状、横断面積及び両端面間長さは適宜とされる。例えば、横断面形状としては、図１に示す四角形や、図２に示す円形、あるいは図示しない楕円形、三角形、その他の多角形などが挙げられる。

また、本発明のバネ材は、バネ材の配置スペースや荷重等に応じて、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａの複数個を略平行に配設して構成される。特に、ソファやマットレスなどのクッション材においては、加圧面積が広いため、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａを複数個略平行に配設した構成のバネ材が好ましい。

図３に示すバネ材２０は、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａからなるバネ材１０を複数個略平行に配設した構成からなり、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａの軸方向Ｌに沿って加圧されるものであって、両端面１１，１１の少なくとも一方が加圧側とされる。前記バネ材２０は、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａからなるバネ材１０の複数個が、隣同士で密接するように設けられている。なお、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａからなるバネ材１０が隣同士で密接する場合、隣同士の接触面は非接着とされる。前記隣同士の接触面を非接着とすれば、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａからなるバネ材１０は、隣同士が独立して圧縮変形可能なため、ソファやマットレスなどのクッション材用バネとした場合、荷重を効果的に吸収することができる。また、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａからなるバネ材１０を複数個略平行に配設した構成のバネ材２０においても、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａの横断面形状は適宜とされるが、特に隣同士を密接させる場合には、三角形または四角形等の多角形とすれば、隙間無く密接させ易くなる。

なお、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａからなるバネ材１０を複数個略平行に配設した構成のバネ材２０においては、前記スキン層を有する柱状の弾性発泡体１０Ａからなるバネ材１０の複数個全てを同一の物性とする必要はなく、異なる物性のものを組み合わせてもよい。特に、前記バネ材２０を、ソファやマットレスなどのクッション材用のバネ材として使用する場合には、前記スキン層を有する複数の柱状の弾性発泡体１０Ａかなるバネ材１０として物性の異なるものを組み合わせることにより、クッション材の体圧分散性を良好にすることもできる。

図４に示すクッション材３０は、前記バネ材１０の複数をクッション材用バネ材として用いたもので、図５及び図６からも理解されるように、前記複数のバネ材１０と、支持層部材３１と、弾性層部材３３と、枠部材３５とを備え、全体が外装材４０で覆われて図７に示すようなソファの座部として用いられたり、図示しないが、マットレスとして使用されたり、その他のクッション製品に使用されたりする。

前記バネ材１０は、複数個略平行に配設されている。前記バネ材１０の個数は、クッション材３０のサイズ等によって決められる。また、前記バネ材１０の横断面形状は、前記のように四角形に限られず、三角形や円形等適宜の形状とされる。また、前記のように複数のバネ材１０は、全て同一の物性とする必要はなく、物性の異なるものを組み合わせても良い。

前記支持層部材３１は、前記バネ材１０の支持面とされるものであり、底面材あるいは背面材に相当する。前記支持層部材３１は、非通気性の材質からなる。非通気性の材質としては、剛性の高いものあるいは弾性を有するものの何れでも良い。例えば、木、プラスチック、金属等からなる板状体、独立気泡の割合が高い弾性発泡体の板状体（独立気泡構造のポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体、ポリウレタン発泡体等）、通気性を有する板状発泡体の表面が溶融層、接着剤層、フィルムの貼着等により非通気性とされたもの等を挙げることができる。前記支持層部材３１は前記複数のバネ材１０の一端面を全て配置可能な大きさとされ、図示の例では、枠部材３５の平面サイズと同サイズからなる。

前記弾性層部材３３は、前記支持層部材３１とは反対側における複数のバネ材１０の端面を覆って配置され、クッション材３０のクッション性を向上させると共に通気性を確保するものであり、通気性の弾性材からなる。通気性の弾性材は特に限定されないが、連通気泡の割合が高いポリウレタン発泡体は好適なものである。前記弾性層部材３３は、前記支持層部材３１とは反対側における複数のバネ材１０の端面を全て覆うことが可能な大きさとされ、図示の例では、枠部材３５の平面サイズと同サイズからなる。また、弾性層部材３３の厚みは、クッション材３０のクッション性に応じた厚みとされる。

前記枠部材３５は、前記複数のバネ材１０が圧縮された際にクッション材３０の縁でバネ材１０が外側へ倒れるのを防ぐ作用を有し、図５に示すように中央が開口した枠状からなり、クッション材３０のクッション性を損なわないように、弾性材からなる。符号３６は中央の開口部を示す。弾性材としては、合成樹脂発泡体、例えばポリウレタン発泡体やポリオレフィン発泡体等が好適である。また、前記枠部材３５の大きさは、前記複数のバネ材１０を収容可能な大きさとされ、図示の例ではバネ材１０と高さが同一とされ、また平面サイズが前記支持層部材３１及び前記弾性層部材３３と同一とされている。

前記枠部材３５は、前記支持層部材３１の片面に接着されている。前記枠部材３５の開口部３６内には、前記バネ材１０が複数個略平行にかつ前記支持層部材３１及び前記弾性層部材３３と略垂直となるように収容され、前記枠部材３５の前記支持層部材３１とは反対側に前記弾性層部材３３が配置されて前記開口部３６に蓋をされる。前記枠部材３５内のバネ材１０は、前記支持層部材３１と非接着としてもよいが、この実施例ではクッション材３０の圧縮時に複数のバネ材１０が移動して位置が変化することのないように、支持層部材３１と対向する端面が支持層部材３１に接着固定されている。また、隣り合うバネ材１０同士間については接着あるいは非接着の何れでもよいが、非接着が好ましい。隣同士のバネ材１０の接触面を非接着とすれば、前記バネ材１０は隣同士が独立して圧縮変形可能となるため、クッション材３０上に着座した場合あるいは寝た場合などの際に、荷重を効果的に吸収することができ、体圧分散性を向上させることができる。

前記外装材４０は、前記クッション材３０の外面を包囲するもので、布材や革材等適宜の材質とされ、図示の例では袋形状とされている。

なお、前記クッション材３０は、ソファやマットレス等に求められるクッション性に応じて複数積層されたり、コイルスプリング等からなる他のバネ材で構成された他のクッション材に積層されたりしてもよい。その場合、複数個積層状態、あるいは他のクッション材に積層された状態でその全体を前記外装材４０で覆ってもよい。

本発明のバネ材がへたりの小さいものであることを確認するため、両端面を除く外表面がスキン層で構成された柱状の弾性発泡体からなるバネ材として、端面：７５ｍｍ×７５ｍｍ、高さ：７５ｍｍの角柱からなるポリウレタン発泡体、密度０．１３ｇ／ｃｍ^３（ＪＩＳ−Ｋ−６４００準拠）スキン層外面の表面硬度がアスカＦ硬度７０度、スキン層を除く部分の反発弾性（ＪＩＳ−Ｋ−６４００−３：２００４準拠）が２５％、品名；トルメンダーＦＫ、株式会社イノアックコーポレーション製からなる実施例のバネ材と、実施例と同寸法及び同密度であってスキン層の無いポリウレタン発泡体からなる比較例１のバネ材と、直径７５ｍｍ、高さ７５ｍｍの金属製コイルスプリングからなる比較例２のバネ材に対してそれぞれＪＩＳ−Ｋ−６４００−４：２００４にしたがい、繰り返し圧縮残留ひずみを測定した。測定結果は、図８に示すように、実施例では繰り返し圧縮回数が３２万回でもひずみ率が１％であったのに対し、比較例１では８万回でひずみ率１．８％、１６万回でひずみ率３．３％、２４万回でひずみ率５．６％、３２万回でひずみ率１０％であり、また比較例２では８万回でひずみ率１．２％、１６万回でひずみ率２．１％、２４万回でひずみ率４．１％、３２万回でひずみ率３２％であった。このことから、本発明のバネ材は、金属製コイルスプリングからなるバネ材及びスキン層の無い弾性発泡体からなるバネ材と比べ、へたりが小さいのがわかる。

本発明のバネ材における第一実施形態の斜視図である。 本発明のバネ材における第二実施形態の斜視図である。 本発明のバネ材における第三実施形態の斜視図である。 本発明におけるクッション材の一実施形態の断面図である。 同クッション材の支持層部材、枠部材、バネ材及び弾性層部材を示す分解斜視図である。 同クッション材の枠部材内にバネ材を収容した状態を示す斜視図である。 本発明におけるクッション材を用いたソファの一実施形態の斜視図である。 繰り返し圧縮残留ひずみの測定結果を示す図である。

１０ バネ材
１０Ａ 両端面を除く外表面がスキン層で構成された柱状の弾性発泡体
１１，１１ 両端面
１２ 外表面
１３ スキン層
２０ バネ材
３０ クッション材
４０ 外装材

Claims (4)

1. 非通気性の支持層部材と通気性の弾性層部材が対向配置され、
   前記支持層部材と前記弾性層部材間には、
   両端面を除く外表面がスキン層で構成された柱状の弾性発泡体からなって前記柱状の弾性発泡体の軸方向に沿って加圧された際には前記柱状の弾性発泡体の端面のうち少なくとも一方より空気の流通が生じるバネ材の複数個が、互いに略平行にかつ前記支持層部材及び前記弾性層部材に対して略垂直にされると共に隣り合う前記バネ材同士が密接するように配設され、
   前記隣り合うバネ材同士が密接する接触面は非接着とされていることを特徴とするクッション材。
2. 中央が開口した弾性体からなる枠部材の開口部内に前記複数のバネ材が収容されて前記支持層部材と前記弾性層部材間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のクッション材。
3. 前記支持層部材と前記弾性層部材間の複数のバネ材は、前記支持層部材に接着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクッション材。
4. 前記バネ材は、密度０．１０〜０．１６ｇ／ｃｍ ^３ 、前記スキン層を除く部分の反発弾性が１０〜４０％、前記スキン層の外面硬度がアスカＦ硬度５５〜８５度、であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のクッション材。

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