JP5242088B2 - 自動車用座席のクッション - Google Patents

Description

本発明は、自動車用座席のクッションに係り、詳しくは着座感や背もたれ感がソフトな自動車用のシートクッションおよびシートバックに用いられるクッションに関する。

一般的な自動車用のシートクッション（座部）またはシートバック（背もたれ）は、成形型を用いて発泡成形されたポリウレタン発泡体の表面がファブリック等からなる表皮材で覆われて形成されている。ポリウレタン発泡体は、ポリウレタン原料の配合等を様々に変化させることで、硬さ等を任意に変化させることができる。このため、ポリウレタン発泡体を用いた自動車用シートクッションやシートバックには、柔らかいものから硬いものまで様々なタイプの硬度のものが用いられている。

しかし、特に運転席のシートクッションにおいては、様々な路面状態やその路面を走るときの走行条件に合わせて運転者の姿勢を保持できるように、また、運転者に疲れを感じさせないように、人体の各部に対応して部分的に硬度が異なるものが求められる。そして、その要求に応えて様々なタイプのシートクッションが開発され利用されている。それらの代表的なものには、ポリウレタン発泡体よりも柔らかい材質のスラブウレタン発泡体のシートをポリウレタン発泡体の所定部分に接着剤で貼着したもの、同様なスラブウレタン発泡体のシートを発泡成形型に配置した後にポリウレタン原料を注入して一体発泡させたもの等がある。更に、型内にスラブウレタン発泡体のシートを配置せずに、発泡成形型内の区画された所定箇所に異なる配合のポリウレタン原料を注入して発泡させ、硬度が部分的に異なるポリウレタン発泡体が成形されて用いられている。

ところが、上記のように部分的に硬度を異ならせたシートクッションには、それぞれに問題がある。スラブウレタンを用いるものとしては、スラブウレタン用の接着剤に関わる問題、ポリウレタン原料がスラブウレタンに含浸することにより同スラブウレタンの硬度が高まる問題等である。また、異なる配合のポリウレタン原料を用いて異硬度のポリウレタン発泡体を成形する方法においては、異硬度について横方向の区画はできるにしても、縦方向には同一硬度であるため軟らかくすると底付き感が出てしまうという問題がある。それらの問題を解決するものとして、本出願人は特許文献１に開示されている技術を既に提案している。その技術は、図６に示すように、成形されたポリウレタン発泡体６０の着座部等にスキン層６２が存在しない側面及び底面を有する溝６１を後加工により形成するものである。そして、その溝６１が車の前後方向に存在することにより着座部の圧縮変形を容易にして着座者にソフト感を感じさせるものである。
特開平０９−７６７９７号公報

前記特許文献１に開示されている技術の特徴の一つとして、後加工により切込み形成された溝６１の側面及び底面にはポリウレタン原料が発泡成形されるときに形成されるスキン層６２が存在しないということがある。このため、溝６１の側面の剛性が低減されて溝６１周辺の圧縮変形を容易にし、そのため着座した者には前記のようにソフト感が感じられる。

ところが、突状部６３が荷重を受けて変形する間、着座者には確かにソフト感が感じられる。しかし、スキン層が存在しないで突状部６３が溝６１の底面付近まで繰り返し圧縮されれば、突状部６３は圧縮永久歪によりへたりをきたし、突状部６３が倒れるように繰り返し圧縮されれば、突状部６３は倒れた状態のままに変形しやすい。また、突状部６３が溝６１の底面付近にまで圧縮されたとき、荷重を受ける部分は溝６１が存在しないポリウレタン発泡体の一般部に変わるので、荷重に対する反発力はわずかながらも一気に高まって、敏感な着座者にはいわゆる底付き感を感じさせることになる。

また、ポリウレタン発泡体製のクッションを用いたシートクッション及びシートバックに対して、着座者の性能要求は年々高まっている。例えば、姿勢ホールドに必要な適宜の硬さと身体各部の疲れを軽減する軟らかさのように相反する機能が要求されることが多くなっている。そのため、車の前後方向のみに平行に並ぶ溝６１の形成は生産技術的に特に問題はないにしても、図７に示すように、溝６１と共に格子状となるように配置して微妙なソフト感を得る為に、溝６１に直行して横切るように溝７１を加工する際は、被加工面が撓んで逃げる等の問題があることが判明した。

一方、溝６１及び溝７１が格子状に形成されたときは、溝６１及び溝７１の中の空気はいずれの方向にも制限されることなく移動できるため、溝６１及び溝７１の側面にスキン層が存在しないことにより通気性が確保されるという特徴はその意味を薄められることになった。

更に、ベッド等においてクッションの表面に様々な形状やピッチの凹凸面を形成するための慣用技術であるプロファイル加工技術が存在する。このプロファイル加工は平坦な表面をもつ被加工物に適用されるものの、シートクッションやシートバックのように三次元曲面を有するものには適用され難い。従って、特許文献１の技術を用いる代わりにプロファイル加工技術を適用することもできない。勿論、プロファイル加工技術は、ポリウレタン発泡体のスキン層を除去する加工法である。従って、自動車のシートクッションやシートバックのように、表皮材等から繰り返しの圧迫や横ずれ力を受ける場合、プロファイル加工によりスキン層が除去された表面はへたりを起こすことになり易く耐久性の問題がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、特にシートクッションの着座部やシートバックの背もたれ部に用いられたときに、着座者がソフト感を感じることができる部分を任意に配置でき、かつ、へたりが少なく通気性の問題もないポリウレタン発泡体製の自動車用座席のクッションを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の自動車用座席のクッションの発明は、成形型で一体に発泡成形されたポリウレタン発泡体からなる自動車用座席のクッションにおいて、前記ポリウレタン発泡体の表面に全表面がスキン層で覆われ、格子状の離間部により離間して形成される複数の突起を並設し、前記突起は、自動車の前後方向に対する左右の側部と区画される内央部に形成され、前記内央部に形成された突起は、同一面積あたりの突起の数が多い部分と少ない部分に区画されて配置され、突起の数が少ない部分の離間部の幅は、多い部分の離間部の幅に比較して広くなっていることを特徴とするものである。ここで用いられている「クッション」は、ポリウレタン発泡体のごとき弾力性のあるものであって、表皮材で覆われて自動車用座席として形成される前の状態のものを指し、座部として用いられる自動車用座席のシートクッションとは区別されている。また、ここで「全表面がスキン層で覆われた」としているが、必ずしも突起の全表面が隙間なくスキン層で覆われているばかりではない場合も含むものとする。例えば、ボイドなどにより一部にスキン層が形成されなかった場合等が、隙間なくスキン層で覆われているばかりではない場合に該当する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動車用座席のクッションにおいて、前記ポリウレタン発泡体がシートクッションとして用いられるものであって、前記同一面積あたりの突起の数が、前記シートクッションの前部側が後部側より少ないことを特徴とするものである。ここで用いられている「シートクッション」は、座部と背もたれからなる自動車用座席の座部のことを表し、背もたれとは区別して用いられている。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の自動車用座席のクッションにおいて、前記ポリウレタン発泡体がシートバックとして用いられるものであって、前記同一面積あたりの突起の数が、前記シートバックの下部側が上部側より多いことを特徴とするものである。ここで用いられている「シートバック」は、座部と背もたれからなる自動車用座席の背もたれのことを表し、座部とは区別して用いられている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３に記載のうちいずれか一項に記載の自動車用座席のクッションにおいて、前記突起は、柱体の上端に錐体を載せて一体化した形状であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３に記載のうちいずれか一項に記載の自動車用座席のクッションにおいて、前記突起は、角錐台の上端に角柱体を載せて一体化した形状であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４に記載のうちいずれか一項に記載の自動車用座席のクッションにおいて、前記突起は、円錐台の上端に円柱体を載せて一体化した形状であることを特徴とする。

（作用）
本発明の自動車用座席のクッションにおいては、着座部または背もたれ部にスキン層で覆われた突起が形成されている。そのため、人体の例えば臀部や腰部による圧縮力が繰り返し作用しても、圧縮永久歪によるへたりや変形が生じる度合いを小さくすることができる。そして、突起が適宜弾性変形した後にポリウレタン発泡体の全体が弾性変形することで、臀部や腰部を支え姿勢を維持するようになっている。そのため、突起部の弾性変形がソフト感を感じさせ、なおかつソフト感を損なうことなくポリウレタン発泡体の全体が人体の各部を弾性的に保持することができる。また、着座部において、大腿部が当る前部の突起の数を臀部が当る後部の突起の数よりも少なくすれば、前部の方が後部よりもソフト感を感じる度合いが強くなる。従って、着座者は臀部がしっかりホールドされるにも拘らず、大腿部では圧迫感を感じないことになる。同様に、背もたれ部においては、腰部が当る下部の突起の数を背中が当る上部の突起の数よりも多くすれば、下部の方が上部よりもソフト感は感じられないものの、腰部が自動車走行時の横方向の加速度の影響を受けてもしっかりホールドされることになる。しかも、かつ背中は圧迫感を感じることなくソフト感を感じることができる。

本発明によれば、シートクッションの着座部やシートバックの背もたれ部に、ソフト感が感じられる部分を任意に配置でき、かつ、へたりが少なく通気性の問題もないポリウレタン発泡体製の自動車用座席のクッションを提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した自動車用座席のクッションの第１実施形態を、図１〜図３を用いて説明する。

図１は本発明を具体化した自動車用座席のクッションを用いた、シートクッション２及びシートバック３からなる自動車用座席１を表す斜視図である。図２はポリウレタン発泡体に形成される突起４０を示す一部斜視図である。図３は図２で示す突起４０の中央を通り柱体４２の一辺に平行な断面の一部を示す断面図である。

図１で示すように、シートクッション２は、左右両側に位置する前後方向の溝２５により側部２３が区画形成されている。その左右の側部２３間の内央部には横方向の溝２４により前部２１及び後部２２が区画されている。前記前部２１及び後部２２において、前部２１の方が同一面積当りの突起４０の数が少なくなっている。この突起４０は、ポリウレタン発泡体を発泡成形型を用いて成形する際に一体成形され、実質的に全面がスキン層で覆われる。ここで「実質的に」としたのは、必ずしも突起４０の全面が隙間なくスキン層で覆われることがない場合も含むことを表している。即ち、大小のボイド等によりスキン層が十分に形成されない場合があるためである。

図２及び図３で示す突起４０は、直方体形状の柱体４２の上端に四角錐４１を載せて一体化した形状であり、隣合う突起４０は格子状の離間部４４を挟んで所要の距離だけ離間している。本実施形態における後部２２に形成される突起４０は、離間部の幅Ｌ１＝３ｍｍ、柱体４２の対辺長さＬ２＝２０ｍｍ、柱体４２の高さＨ１＝５ｍｍ、突起４０の高さＨ２＝１０ｍｍとして、柱体４２及び四角錐４１の角部は半径が１．５〜２ｍｍの曲面で面取りがされている。一方、前部２１に形成される突起４０は、後部２２に形成される突起４０とは離間部４４の幅Ｌ１のみが異なり、幅Ｌ１＝６ｍｍとなっている。このように前部２１の離間部４４の幅が後部２２に比較して広いことにより、前部２１と後部２２との対比において、同一面積あたりの突起４０の数は、前部２１の方が少なくなる。そのため、着座者の大腿部を支える突起４０の数が少ないことになり、一つの突起４０が大腿部から受ける負荷が大きくなるため、突起４０は圧縮変形されやすい状態となる。そのため、着座者は、大腿部に受ける前部２１からの反発力の方が、臀部に受ける後部２２からの反発力よりも小さく感じることになり、その感触がソフトとなる。

本実施形態の突起４０は、その上部が四角錐４１であるので、突起４０の上部から負荷が加わったとき、スキン層で覆われているにも拘らず容易に変形することができる。そのため、着座者がシートクッション２に着座したとき、その大腿部に受ける初期の反発力は四角錐４１の変形に伴う反発力であり、極めて弱く、従って着座者には十分なソフト感として感じられる。

また、図１で示すように、シートバック３は、左右両側に位置する前後方向の溝３５により側部３３が区画形成されている。その左右の側部３３間の内央部には横方向の溝３４により下部３１及び上部３２が区画されている。前記下部３１及び上部３２において、下部３１の方が同一面積当りの突起４０の数が多くなっている。この突起４０の成形方法や形状は、シートクッション２について説明した前記のものと同一であるが、突起４０の数及び数の違いによる作用等については、シートクッション２における後部２２と下部３１が対応し、前部２１と上部３２が対応している。即ち、本実施形態では、後部２２と下部３１は、図３で示す幅Ｌ１及び対辺長さＬ２が同一であり、高さＨ１及びＨ２が同一である。また、上部３２と前部２１においても同様に、幅Ｌ１及び対辺長さＬ２が同一であり、高さＨ１及びＨ２が同一である。

上記実施形態の自動車用座席のクッションによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、シートクッション２の左右の側部２３間の内央部に前部２１及び後部２２が区画され、前部２１の方が後部２２同一面積当りの突起４０の数が少なくなっている。そのため、大腿部から負荷を受ける前部２１に形成された突起４０は、比較的少ない数で圧縮力を受けることになる。そのため、突起４０は容易に変形して大腿部に反発力を感じさせないので、着座者は臀部に比較して大腿部においてよりソフトな感触を得ることができる。

（２）上記実施形態では、シートバック３の左右の側部３３間の内央部に下部３１及び上部３２が区画され、下部３１の方が同一面積あたりの突起４０の数が多くなっている。そのため、背中から負荷を受ける上部３２に形成された突起４０は、比較的少ない数で圧縮力を受けて容易に変形して背中に反発力を感じさせない。そのため、着座者は、腰部に比較して背中においてよりソフトな感触を得ることができ、腰部においてはソフト感の中にも比較的硬めな感じを受けるため、着座者は腰部をしっかりとサポートされることができる。

（３）上記実施形態では、突起４０の形状を柱体４２の上端に四角錐４１を載せて一体化したものとした。そのため着座者によって突起４０に荷重が加えられたとき、突起４０の形状が上下方向に変化のないものの場合とは異なり、四角錐４１の頂部は容易に変形する。そして、圧縮力が柱体４２に達すると柱体４２も変形することになり、突起４０の初期の反発力は着座者にソフト感を感じさせることができる。

（４）上記実施形態では、隣合う突起４０の間に離間部４４を設けて格子状に配置したので、離間部４４の空気は、突起４０が圧縮変形と弾性復元を繰り返す際、格子状に連通する離間部４４を通じて移動可能となる。そのため、突起４０が実質的にスキン層で覆われているにも拘らず、本実施形態の突起４０が形成されたポリウレタン発泡体を用いるクッションは通気性を発揮することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した自動車用座席のクッションの第２の実施形態を図４及び図５を用いて説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の突起４０の形状を突起５０に変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図４は本実施形態の突起５０が形成されたポリウレタン発泡体の一部を示す斜視図である。図５（ａ）は図４における突起５０の中央を通り角柱体５１の一辺に平行な断面の一部を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）と同様の断面図であるが、隣り合う突起５０が（ａ）の場合と比較して所定距離だけ離間した状態の断面図である。図４で示す突起５０は、四角錐台５２の上端に直方体をなす角柱体５１を載せて一体化した形状であり、後部２２または下部３１において縦横に配置されるときの隣合う突起５０は、それぞれの四角錐台５２の底部の一辺を共有している。

本実施形態における後部２２または下部３１に形成される突起５０は、四角錐台５２の底辺の対辺長さＬ３＝２３ｍｍ、角柱体５１の対辺長さＬ３１＝１０ｍｍ、四角錐台５２の高さＨ３＝５ｍｍ、突起５０の高さＨ４＝１０ｍｍとして、各角部は半径が１．５〜２ｍｍの曲面で面取りがされている。一方、前部２１または上部３２に形成される突起５０は、後部２２または下部３１に形成される突起５０の形状と同一であるものの、後部２２または下部３１に形成される突起５０の配置とは異なり、図５（ｂ）に示すように隣り合う突起５０同士はそれぞれの四角錐台の底辺の一部を共有することなく配置されている。前部２１または上部３２に形成される突起５０は、隣り合う突起５０の間に、前部２１においては幅Ｌ４＝３ｍｍだけ距離を置き、同様に上部３２においても幅Ｌ４＝３ｍｍだけ距離を置いて離間し、それぞれが縦横に配置されている。その結果、前部２１または上部３２は、同一面積あたりの突起５０の数が、後部２２または下部３１よりも少ない。従って、実施形態１において同一面積当たりの突起４０を少なくすることによりソフト感を発揮することができたことと同様に、本実施形態の突起５０が形成されたクッションを用いたシートクッションの場合においても、前部２１は後部２２よりも相対的にソフト感が高められている。同様に、シートバックにおいては、上部３２は下部３１よりも相対的にソフト感が高められている。

本実施形態の突起５０は、四角錐台５２の上端に直方体をなす角柱体５１が載せられて一体化された形状である。このため、突起５０の上部から負荷が加わったとき、角柱体５１は一様に変形しながら下部の四角錐台５２に圧縮力を伝えることになる。圧縮力が伝えられた四角錐台５２は、下方へ行くにつれてその体積を増し、圧縮力に対する反発力を次第に強めつつ変形して、ついには圧縮力が四角錐台５２の下にあるポリウレタン発泡体に作用することになる。このように圧縮力が作用し変形する経緯において、突起５０及びポリウレタン発泡体から着座者に感じさせる反発力は徐々に変化するものであるため、底付き感を感じさせるものではない。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（１）第２の実施形態では、突起５０を四角錐台５２の上端に直方体をなす角柱体５１を載せて一体化したので、突起５０は前述のように着座者からの負荷を受けて適度に、かつ反発力が漸増するように変形する。このため、着座者にソフト感を感じさせることに加え、表皮材を介して繰り返し加えられる負荷により容易にへたることがなく、長期に亘り着座者にソフト感を感じさせることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では突起４０の形状を、直方体形状の柱体４２の上端に四角錐４１を載せて一体化したものとした。これに対し、柱体４２をその他の柱体、例えば円柱形とし、その柱体の上端にその上端と同一形状の面を底面とする錐体、例えば円錐体を載せて一体化したものでもよい。
・前記実施形態では突起４０を、ポリウレタン発泡体の所定個所に縦横に配置したが、突起４０を斜めに交差する配列に配置してもよい。
・前記実施形態では突起４０を、ポリウレタン発泡体の所定個所に同一ピッチで配置したが、同一ピッチとはせずに配置ピッチを異ならせて、例えば後部２２において左右に比較して中央部でピッチが大きくなるようにしてもよい。
・前記実施形態では突起５０の形状を、四角錐台５２の上端に直方体をなす角柱体５１を載せて一体化したものとした。これに対し、四角錐台５２をその他の角錐台、例えば三角錐台や六角錐台とし、その上端にその上端と同一形状の面を底面とする角柱体を載せて一体化したものでもよい。
・前記実施形態では突起５０の形状を、四角錐台５２の上端に直方体をなす角柱体５１を載せて一体化したものとした。これに対し、四角錐台５２を円錐台として、その上端に円柱体を載せて一体化したものでもよい。この場合、隣合う突起５０が円錐台の底面の外周の一部を互いに接するように配置されるときに、単位面積あたりの突起５０の数は最大となる。

（ａ）は本発明を具体化したシートクッション及びシートバックからなる自動車用座席を表す斜視図、（ｂ）はシートクッションの車幅方向の断面図。 本発明の第１実施形態の突起を示す一部斜視図。 本発明の第１実施形態の突起の中央を通り直方体の一辺に平行な断面の一部を示す断面図。 本発明の第２実施形態の突起を示す一部斜視図。 （ａ）は本発明の第２実施形態の突起の中央を通り直方体の一辺に平行な断面の一部を示す断面図、（ｂ）は（ａ）と同様の断面図であるが、隣り合う突起が所定距離だけ離間した状態の断面図。 従来技術を示す一部断面図。 従来技術を変更した場合を示す一部断面図。

符号の説明

１…自動車用座席、２…シートクッション、３…シートバック、４０、５０…突起、２１…前部、２２…後部、２３、３３…側部、３１…下部、３２…上部、４１…四角錐、４２…柱体、５１…角柱体、５２…四角錐台

Claims (6)

1. 成形型で一体に発泡成形されたポリウレタン発泡体からなる自動車用座席のクッションにおいて、前記ポリウレタン発泡体の表面に全表面がスキン層で覆われ、格子状の離間部により離間して形成される複数の突起を並設し、
   前記突起は、自動車の前後方向に対する左右の側部と区画される内央部に形成され、
   前記内央部に形成された突起は、同一面積あたりの突起の数が多い部分と少ない部分に区画されて配置され、突起の数が少ない部分の離間部の幅は、多い部分の離間部の幅に比較して広くなっていることを特徴とする自動車用座席のクッション。
2. 前記ポリウレタン発泡体がシートクッションとして用いられるものであって、前記同一面積あたりの突起の数が、前記シートクッションの前部側が後部側より少ないことを特徴とする請求項１に記載の自動車用座席のクッション。
3. 前記ポリウレタン発泡体がシートバックとして用いられるものであって、前記同一面積あたりの突起の数が、前記シートバックの下部側が上部側より多いことを特徴とする請求項１に記載の自動車用座席のクッション。
4. 前記突起は、柱体の上端に錐体を載せて一体化した形状であることを特徴とする請求項１ないし３に記載のうちいずれか一項に記載の自動車用座席のクッション。
5. 前記突起は、角錐台の上端に角柱体を載せて一体化した形状であることを特徴とする請求項１ないし３に記載のうちいずれか一項に記載の自動車用座席のクッション。
6. 前記突起は、円錐台の上端に円柱体を載せて一体化した形状であることを特徴とする請求項１ないし３に記載のうちいずれか一項に記載の自動車用座席のクッション。

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