JP5128163B2 - 車両用シートクッション構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートクッション構造に関し、さらに詳しくは、内部にインサート部材およびワイヤーフレームを挿入して一体に発泡成形したクッションパッドを備えたシートクッション構造に係わるものである。

車両用シートクッションは、一般に、軟質ウレタンフォームなどウレタン系の発泡成形体からなるクッションパッドを、表皮材で被覆することにより構成されている。このようなシートクッションは、着座時の安定性を向上する目的で、着座部の両側を上方または上下に膨出させるようにしているが、乗用車の後部座席などに配置される２〜３人掛けのベンチタイプのシートでは、１人掛けの前座席などに比べて座面全体が平坦で両側部の膨出が小さく、両側部が潰れやすい傾向がある。

そこで、特許文献１には、両側部におけるクッション材の内部に、該クッション材よりも硬質なインサート部材を埋設して両側部の保形性を高め、シートの着座安定性が長期間維持されるようにすることが記載されており、１人掛けのシートに関してではあるが、特許文献２、３にも同様の構成が開示されている。

ところで、１人掛けの前座席などでは、シートがスライド機構を介して支持される必要上、シートクッションがクッションフレームに取付けられ、シートクッション自体が剛性を有する必要は無いが、ベンチタイプの後部座席などでは、シートクッション単体で車体のフロアパネルに載置され、しかも、１人掛けのシートに比べて長大であるため、シートクッション自体に適度な剛性と保形性が確保される必要がある。

そこで、シートクッションを構成するクッションパッドの底部に沿ってワイヤーフレームを埋設し、シートクッションとしての形状を維持するための剛性を付与するとともに、クッションパッドを被覆する表皮材の縁端部をホグリング等の係止具を用いて係止するための支持枠としての機能を付加するようにしている。

このようなワイヤーフレームを備えたクッションパッドに、先述のインサート部材の構成を適用する場合、インサート部材はワイヤーフレームの上側に埋設されることになるが、この構成では、発泡成形時にインサート部材がウレタン原液の流れを妨げ、シートクッション全体にウレタン材料が充填され難くなり、インサート部材の下側などに欠肉が発生する問題を生じることとなった。

通常、ウレタン材料を用いてクッションパッドの発泡成形を行う場合、図１２に示すように、シートクッションの設置状態とは逆に、座面を下にした状態で発泡成形されるので、下型１１にシートクッションの座面および側面に対応したキャビティ１１ａが形成される一方、上型１２にシートクッションの底面に対応したモールドが形成されている。

そして、上型１２にワイヤーフレーム１０７およびインサート部材１０９を支持した状態で、キャビティ１１ａ内にウレタン原液を注入し、その後、上型１２を閉鎖して型内でウレタン原料を発泡させる。ウレタン原料は、ポリイソシアネートおよびポリオールを主成分とし、それに発泡剤などを混合したものが用いられ、このようなウレタン原料を型内で反応させ、樹脂化すると同時に発泡させると、連続した気泡を形成しながら除々に体積が増加し、型内の上方へ膨化していく。したがって、発泡開始直後が最も膨張速度が速く、反応が進行するにつれて膨張速度が除々に緩やかになっていく。

このため、シートクッションの両端部に配置されたインサート部材１０９に発泡途中のウレタン原料６ａが到達する頃には、反応初期に比べて膨張速度が落ちており、その後、インサート部材の周囲に充填されたウレタン原料６ａが重力に逆らって上昇するのに伴い発泡速度は更に遅くなる。すると、型内にセットされたインサート部材１０９の上面（設置状態の下面）までウレタン原料６ａが回り込む以前に発泡が完了してしまい、シートの設置状態におけるインサート部材の下面側Ｘにウレタンの欠肉または陥没箇所が発生し易くなる。

この欠肉箇所は、シートクッションの下面に位置するため、それ自体が直接的に外観に影響を与えるものではないが、欠肉区間でワイヤーフレームが不定形に剥き出し状態になるため、表皮材をホグリングで係止した位置が充分に規制されず、結果的にシートクッション形状の寸法精度が確保できなくなったり、表皮材にシワが発生したりする原因となるので、改善が望まれることとなった。

特開２０００−１８９２７６号公報 実公昭６３−１２７６６号公報 実開昭６０−１７８４４６号公報

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワイヤーフレームとインサート部材とを具備し、着座安定性や保形性に優れながらも、ウレタン材料の充填性が良好に維持され、表皮端末の係止性やシートクッション形状の寸法精度が良く、表皮材におけるシワの発生を防止することが可能な車両用シートクッション構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するため、本発明は、ウレタン系の発泡材で構成されたクッションパッドと、前記クッションパッドの底部の周縁部に沿って埋設されたワイヤーフレームと、前記クッションパッドより硬質な素材で構成され、前記クッションパッドの側縁部に沿って前記ワイヤーフレームの上側に埋設されたインサート部材と、前記クッションパッドの外表面を被覆する表皮材とを備え、前記表皮材の縁端部が前記ワイヤーフレームに係止されたシートクッション構造において、
前記インサート部材は、前記クッションパッドの側縁部に沿った方向に長いブロック状をなし、その長手方向に沿った長孔形状をなす上下方向の貫通孔を有し、前記ワイヤーフレームと共にインサート成形されることによって、前記クッションパッドを形成する発泡材が、前記インサート部材の上下及び周囲に充填されると共に前記貫通孔を貫通して上面側から下面側に充填されていることを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記貫通孔の開口断面積が、前記インサート部材の上面側から下面側に向けて減少している。また、前記インサート部材の、前記クッションパッド側縁側に位置した側面が、前記インサート部材の上面側から下面側に向けて、前記クッションパッドの側面に漸近する傾斜面をなしている。さらに、前記貫通孔の下方に位置した前記クッションパッドの底面に、前記ワイヤーフレームを露出させる凹部が設けられ、該凹部内で前記表皮材の縁端部が前記ワイヤーフレームに係止されている。また、本発明の他の好適な態様では、前記インサート部材の下面に、前記クッションパッドの中央側から側縁側に延在する凹溝が設けられている。

本発明に係わる車両用シートクッション構造は、上述の通り構成されているので、クッションパッドの側縁部に埋設された細長い形状のインサート部材に対して、その肉厚を確保しつつ開口断面積の大きな貫通孔を形成でき、発泡成形時に、前記貫通孔を通じてインサート部材の上面側（発泡成形時の下面側）から下面側（発泡成形時の上面側）に発泡材が充填されることで、インサート部材の下面側における欠肉が防止される。したがって、ワイヤーフレームとインサート部材とを具備し、着座安定性や保形性に優れながらも、発泡材の充填性が良好に維持され、表皮端末の係止性やシートクッション形状の寸法精度が良好となり、表皮材におけるシワの発生を防止することが可能である。

本発明において、前記貫通孔の開口断面積が、前記インサート部材の上面側から下面側に向けて減少している態様では、ウレタン原料が貫通孔の上面側（発泡成形時の下面側）から下面側（発泡成形時の上面側）に充填されていくにつれて、開口断面積の減少による絞り作用によって、ウレタン原料の膨張が加速され、貫通孔の下側（発泡成形時の上側）に向けてウレタン原料を押し出す力が生じ、ウレタン原料の回りを一層良くすることができる。

また、前記インサート部材の、前記クッションパッド側縁側に位置した側面が、前記インサート部材の上面側から下面側に向けて、前記クッションパッドの側面に漸近する傾斜面をなしている態様では、前記クッションパッド側縁側に位置した側面と、それに近接した型の内壁面との間隔が漸次減少することによる、上記同様の絞り作用によって、ウレタン原料の膨張が加速され、インサート部材の下側（発泡成形時の上側）に向けてウレタン原料を押し出す力が生じ、ウレタン原料の充填性を向上することができる。

さらに、前記貫通孔の下方に位置した前記クッションパッドの底面に、前記ワイヤーフレームを露出させる凹部が設けられ、該凹部内で前記表皮材の縁端部が前記ワイヤーフレームに係止されている態様では、表皮材の固定位置の指標となる凹部の欠肉が防止され、該凹部を確実に成形することができ、表皮材の係止に係わる作業性の向上、およびシワの発生が防止されることによる外観の向上が可能となる。さらに、この凹部の配置自体も、前記同様にウレタン原料の充填性向上に寄与することができる。

また、前記インサート部材の下面に、前記クッションパッドの中央側から側縁側に延在する凹溝が設けられている態様では、発泡成形時に、前記凹溝を通じてもウレタン原料がインサート部材の下面側（発泡成形時の上面側）に充填されることになり、インサート部材下面側における欠肉を一層確実に防止することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される車両の室内を示しており、室内前方側には運転席を含むフロントシート１が配設され、その後方にはリヤシート２が配設されている。リヤシート２は、燃料タンク等を収容するために一段高くなったリヤフロア５の上に載置されたリヤシートクッション３と、その後端から上方に立設されたリヤシートバック４とから構成されている。リヤシートクッション３は、左右の座席に亘って一体に延設された所謂ベンチタイプのシートクッションであり、このリヤシートクッション３に本発明に係わるシートクッション構造が適用される。

図２は、リヤシートクッション３の内部構造を示す透視図、図３はそのＡ−Ａ断面図であり、リヤシートクッション３は、軟質ポリウレタンフォームなどの発泡材で構成されたクッションパッド６により外形状が規定され、その内部にはワイヤーフレーム７およびインサート部材９、９が埋設されている。

ワイヤーフレーム７は、金属またはそれと同等の剛性および弾性率を有する材料の線材を屈曲あるいは溶接して枠状に形成され、クッションパッド６の底部の周縁部に沿って埋設されることで、該クッションパッド６にその形状を維持するための剛性を付与するとともに、クッションパッド６を被覆する表皮材８の縁端部を、ホグリング等の係止具１０を用いて係止する支持枠としての機能を有している。さらに、図示例のワイヤーフレーム７では、クッションパッド６の両側縁部に２本または３本のワイヤー７１、７２、７３が平行して配筋され、それらの上側に載置された状態で埋設されるインサート部材９、９の下面９ｂが安定的に支持されるようにしてある。

インサート部材９は、クッションパッド６よりも硬度の高い同種または異種の発泡樹脂などで形成され、クッションパッド６の両側縁部に沿って埋設されている。リヤシートクッション３の両側縁部は、中央寄りの着座面に対して上方に膨出した形状をなしており、この部分の内深部にインサート部材９が埋設され、さらにその下側にワイヤー７１、７２、７３が配筋された構成により、この膨出部分におけるクッションパッド６の変形が抑制され、乗員の臀部を側面から支える、所謂サイドサポートとしての機能を有している。

インサート部材９は、図４および図５に示すように、クッションパッド６の側縁部に沿った方向に長く、平坦な下面９ｂに対して、上面９ａはクッションパッド６の中央側に下降する傾斜面をなし、該上面９ａと側面９ｃ、９ｄとの角９ｅおよび側面同士の角が丸められたブロック状に形成され、その上面９ａの高位側から下面９ｂに貫通する貫通孔９１が設けられている。

貫通孔９１は、インサート部材９の長手方向に対して略中央に位置するとともに、長手方向に延びる長孔形状をなし、後述する理由により、上面９ａ側の開口部の径（開口幅）L１が、下面９ｂ側の開口部の径L２よりも僅かに大きく、上面９ａ側から下面９ｂ側に向けて連続的に開口断面積が減少している。上面９ａにおける貫通孔９１の周縁部９ｆも丸められ、上面９ａから貫通孔９１の内周面にかけて滑らかに連続した曲面を形成している。また、インサート部材９の長手方向の側面９ｃ、９ｄは、後述の理由により、何れも僅かに上面９ａ側に向けて傾斜した傾斜面をなしている。

次に、上記実施形態のインサート部材９およびワイヤーフレーム７を埋設したクッションパッド６の発泡成形プロセスについて、図６および図７を参照しながら説明する。

図６は、クッションパッド６を発泡成形するための成形型１１、１２を開いた状態を示しており、下型１１には、クッションパッド６の上面側（着座面側）の形状に対応したキャビティ１１ａが形成される一方、図中省略されているが、上型１２には、クッションパッド６の底面に対応したモールドが施されている。

そして、成形に先立ち、上型１２にワイヤーフレーム７を支持した状態で、上型１２に突設された図示しないピンにインサート部材９を差し込むことにより、ワイヤーフレーム７およびインサート部材９を上型１２に固定しておく。このような準備を経た後、材料供給装置のノズル１３から下型１１のキャビティ１１ａ内にウレタン原液６ａを適量注入し、次いで、上型１２を閉鎖して型内を適温に保持することにより、ウレタン原液が発泡して膨張し、ウレタン発泡体となって型内に充填される。

この発泡過程において、キャビティ１１ａの中央に注入されたウレタン原料は、キャビティ１１ａの底面に沿って発泡しながら両側に進んだ後、図７に示すように、インサート部材９の周囲に沿って上昇し、上型１２に向かって発泡を続ける。この際、インサート部材９を上下に貫通する貫通孔９１にウレタン原料が流入し、該貫通孔９１内で発泡しながらインサート部材９の下面９ｂ（成形時における上面）側に直接充填されるので、インサート部材９の周囲にウレタン発泡体が確実に充填され、ワイヤーフレーム７（７１、７２、７３）と共にクッションパッド６に埋設されることになる。

特に、実施形態のインサート部材９では、貫通孔９１の上面９ａ側の開口（L１）が、下面９ｂ側の開口（L２）より大きく、上面９ａ側から下面９ｂ側に向けて連続的に開口断面積が減少した構成により、貫通孔９１内でウレタン原料が発泡しながら上昇するにつれて、開口断面積の減少による絞り作用により膨張が加速され、貫通孔９１の下面９ｂ側に向けてウレタン原料を押し出す力が生じ、この部分へのウレタン原料の回りを一層向上することができる。

しかも、インサート部材９の上面９ａにおける角９ｅや、貫通孔９１の周縁部９ｆが断面円弧状に丸められ、上面９ａから側面９ｃ、９ｄや貫通孔９１の内周面にかけて、滑らかに連続した曲面が形成されている構成により、インサート部材９の側面９ｃ、９ｄや貫通孔９１の内部に、発泡段階の早い時期に比較的多量のウレタン原料がスムーズに流入することになり、インサート部材９の下面９ｂにおける充填性の向上に寄与できる。

さらに、インサート部材９の長手方向の側面９ｃ、９ｄ、特に下型１１の内側壁に近接した側面９ｃが、上面９ａ側に向けて傾斜した傾斜面をなす構成によって、前記内側壁と側面９ｃとの間の空間をウレタン原料が発泡しながら上昇するにつれて、前記同様にウレタン原料の膨張が加速され、この部分にウレタン発泡体を確実に充填することができる。

以上のような発泡成形プロセスの完了後に上型１２を開き、クッションパッド６を下型１１から取り出し、図３に示すように、クッションパッド６の意匠面側（３ａ）を表皮材８で被覆し、クッションパッド６の底面（３ｂ）において、該表皮材８の縁端部をホグリングなどの係止具１０でワイヤーフレーム７（７１）に止着することにより、リヤシートクッション３が完成する。

上記実施形態においては、長手方向の中央に１つの貫通孔９１を設ける場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、貫通孔を複数設けたり、円形の貫通孔と組み合わせて列設したりしても良い。図８は、インサート部材２０９の長手方向の中央に長孔形状の貫通孔２９１を設け、その両側に円形の貫通孔２９２、２９２を設けた実施形態を示している。

なお、長孔形状の貫通孔に想到する過程で、円形の貫通孔の数や口径を変化させて成形性を比較する実験を行ったところ、貫通孔の数を増やすと、むしろ欠肉を生じ易くなる傾向が見られた。これは、ウレタンの流れが分散することにより、却って流動抵抗が増し、ウレタンの流れが阻害されることに起因すると考えられる。したがって、欠肉防止には、貫通孔の数を増やすより、貫通孔を長孔形状にして開口断面積を拡大することが有利である。

また、図９および図１０に示す実施形態では、表皮材８の縁端部をホグリング等の係止具１０を用いてワイヤーフレーム７（７１、７２、７３）に係止する位置に対応して、クッションパッド６の底面に凹部６１を形成し、この凹部６１内にワイヤーフレーム７（７１）が露出するようにしている。この構成により、凹部６１が係止具１０を係止する位置を示す指標としての機能を果たし、表皮材８を係止する位置精度が向上するとともに、１つの凹部６１が貫通孔２９１に対応した位置に配設されることによって、この部分におけるウレタン発泡体の充填性が向上し、欠肉が抑制される効果も有している。

さらに、図１１に示す実施形態では、インサート部材３０９の下面に、クッションパッド６の中央側から側縁側に延在する凹溝３９２が設けられている。この構成により、欠肉の生じ易い下面中央部におけるインサート部材３０９の肉厚が減少することで、成形時に型内中央側からのウレタン原料の回り込みが良くなり、この部分におけるウレタン発泡体の充填性が向上し、欠肉が抑制される。なお、図示例では１つの凹溝３９２を設ける場合を示したが、複数の凹溝を平行に配設することもできる。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

本発明が適用される車両の室内を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシートクッションの内部構造を示す透視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係るインサート部材を示す斜視図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 クッションパッドの成形型を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るクッションパッドの成形過程を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るインサート部材を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態に係るシートクッション構造を示す平面図である。 本発明の別の実施形態に係るシートクッション構造を示す断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るインサート部材を示す斜視図である。 クッションパッドの成形過程を示す断面図である。

符号の説明

１ フロントシート
２ リヤシート
３ リヤシートクッション
４ リヤシートバック
５ リヤフロア
６ クッションパッド
７ ワイヤーフレーム
８ 表皮材
９、２０９、３０９ インサート部材
１０ 係止具
６１ 凹部
９１、２９１、２９２ 貫通孔
３９２ 凹溝

Claims (5)

1. ウレタン系の発泡材で構成されたクッションパッドと、前記クッションパッドの底部の周縁部に沿って埋設されたワイヤーフレームと、前記クッションパッドより硬質な素材で構成され、前記クッションパッドの側縁部に沿って前記ワイヤーフレームの上側に埋設されたインサート部材と、前記クッションパッドの外表面を被覆する表皮材とを備え、前記表皮材の縁端部が前記ワイヤーフレームに係止されたシートクッション構造において、
   前記インサート部材は、前記クッションパッドの側縁部に沿った前後方向に長いブロック状をなし、その長手方向に沿った長孔形状をなす上下方向の貫通孔を有し、前記ワイヤーフレームと共にインサート成形されることによって、前記クッションパッドを形成する発泡材が、前記インサート部材の上下及び周囲に充填されると共に前記貫通孔を貫通して上面側から下面側に充填されていることを特徴とする車両用シートクッション構造。
2. 前記貫通孔の開口断面積が、前記インサート部材の上面側から下面側に向けて減少していることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートクッション構造。
3. 前記インサート部材の、前記クッションパッド側縁側に位置した側面が、前記インサート部材の上面側から下面側に向けて、前記クッションパッドの側面に漸近する傾斜面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートクッション構造。
4. 前記貫通孔の下方に位置した前記クッションパッドの底面に、前記ワイヤーフレームを露出させる凹部が設けられ、該凹部内で前記表皮材の縁端部が前記ワイヤーフレームに係止されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートクッション構造。
5. 前記インサート部材の下面に、前記クッションパッドの中央側から側縁側に延在する凹溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートクッション構造。

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