JP2002052616A - 車両用シート - Google Patents

車両用シート

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JP2002052616A
JP2002052616A JP2000243349A JP2000243349A JP2002052616A JP 2002052616 A JP2002052616 A JP 2002052616A JP 2000243349 A JP2000243349 A JP 2000243349A JP 2000243349 A JP2000243349 A JP 2000243349A JP 2002052616 A JP2002052616 A JP 2002052616A
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urethane foam
foam
vehicle seat
resonance
vibration transmission
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JP2000243349A
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Masanori Okumura
正則 奥村
Masaaki Zenba
正顕 善場
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な振動伝達特性を有する乗り心地性のよ
い車両用シートを得る。 【解決手段】 車両用シートを作製する際に、高反発弾
性系のウレタンフォーム発泡成形材料を発泡・成形した
後、脱型後のウレタンフォームを、間隔がそれぞれ50
mm,40mm,10mmのクラッシュローラ1,2,
3の各ローラ4〜9間に順次通して破泡処理を行い、セ
ル膜の残存率を制御してウレタンフォームの振動伝達特
性を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用シートに関
するもので、特に、樹脂材料を発泡・成形して成る車両
用シートの振動伝達特性の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用シート等のクッション材や
自動車用内装品などには、例えば軟質ポリウレタンフォ
ーム発泡成形材料を成形金型に流し込んで発泡・成形し
た合成樹脂成形品としての発泡品が多く用いられてい
る。中でも、車両用シートは、その振動伝達特性が自動
車の乗り心地性に大きな影響を与えるので、適正な振動
伝達特性を有する材料の設計が必要とされている。図6
は、一般に車両用シートに用いられる、高反発弾性系の
ウレタンフォーム(標準配合組成)の共振特性を示す図
である。車両用シートにおいては、一般に、内臓の共振
点といわれる6Hz近辺(4〜8Hz)の振動吸収性が
高いほど乗り心地性がよいとされている。そのため、ウ
レタンフォームの反発弾性を大きくして共振周波数を低
下させ、人体に敏感である周波数帯域である上記6Hz
近辺の振動吸収性を高める方法が試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に反
発弾性を上げて共振周波数を低下させただけでは、上記
図6の破線に示すように、6Hz近辺の振動吸収性は上
記標準配合品よりも高くはなるが、逆に低周波領域の共
振倍率が上がってしまう。このため、特に1〜3Hzの
周波数帯域において入力振動が増幅され、かえって乗り
心地性が悪化してしまうといった問題点があった。そこ
で、ウレタンフォーム発泡成形材料の配合組成を変えて
減衰特性を高め、上記振動伝達特性を改善することが考
えられるが、共振周波数は成形品の形状で決まるため、
その度に適正な配合組成を選択する必要があるだけでな
く、配合組成を大幅に変えないと振動伝達特性が変化し
ないため、伸びや耐久性などの他の物性が大きく変化し
てしまう恐れがあった。例えば、ウレタンフォームとし
て低反発材料を用いた場合には、図の一点鎖線に示すよ
うに、1〜3Hzの周波数帯域での振動吸収特性は改善
されるが、共振周波数が上がってしまい、そのため、上
記6Hz近辺の振動吸収性が悪化してしまうだけでな
く、材料を低反発とすることによって耐久性が悪化して
しまうといった問題点があった。
【0004】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、適切な振動伝達特性性を有する乗り心地性のよ
い車両用シートを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の車両用シートは、樹脂材料を発泡・成形して成る車両
用シートであって、共振周波数が4Hz以下で、かつ共
振倍率が3以下であることを特徴とするもので、これに
より、車両の乗り心地性を向上させることが可能とな
る。
【0006】請求項2に記載の車両用シートは、上記樹
脂材料として、高反発弾性系のウレタンフォーム発泡成
形材料を用いるとともに、発泡・成形後に、ウレタンフ
ォームの振動伝達特性を制御する破泡処理を施したこと
を特徴とするもので、これにより、成形品の物性に悪影
響を及ぼす可能性のある配合変更を行うことなく、車両
用シートの振動伝達特性を向上させることが可能とな
る。
【0007】また、請求項3に記載の車両用シートは、
上記ウレタンフォーム発泡成形材料として、官能基数3
〜8かつ分子量が6000以上かつ官能基当たりの分子
量が2000以上のポリオールを含有する樹脂材料を用
いたことを特徴とするものである。
【0008】請求項4に記載の車両用シートは、上記ウ
レタンフォーム発泡成形材料中に、高活性シリコーン整
泡剤を1.1重量部以上含有させることにより、成形品
の通気性を制御するようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図1は、本実施の形態に係
わる車両用シートの製造方法の概要を示す図で、まず、
ポリオール成分とイソシアネート成分を主な原料とし
た、液状の高反発弾性系のウレタンフォーム発泡成形材
料を金型のキャビティ内に注入して発泡・成形し、その
後脱型してウレタンフォームの成形品(車両用シート)
を得る。本実施の形態では、以下の表1に示すように、
上記ポリオール成分として、官能基数3〜8かつ分子量
が6000以上かつ官能基当たりの分子量が2000以
上のものを用いるとともに、高活性シリコーン整泡剤の
添加量を、従来の0.3〜1.0重量部よりも多い1.
1重量部を添加して、脱型後のウレタンフォームの通気
性を上記標準配合品よりも低くなるようにしている。
【表1】 なお、上記ポリオール成分と上記イソシアネート成分と
の混合比率は、KZ=80〜120とすることが望まし
い。また、TDIとMDIの比率は、特に制限されず、
それぞれ単独で用いてもよい。
【0010】次に、上記組成のウレタンフォームを発泡
・成形した成形品を、間隔がそれぞれ50mm,40m
m,20mmのクラッシュローラ1,2,3の各ローラ
4〜9間に順次通して破泡処理を行い、セル膜の残存率
を制御してウレタンフォームの空気の流入抵抗(通気
性)を制御することにより、共振周波数は従来の高反発
弾性系のウレタンフォームの共振周波数とほとんど変化
なく、共振倍率のみを低下させたウレタンフォームを得
た。なお、上記破泡処理は、脱型後のフォームの収縮を
防ぐために通常行われるものであるが、上述したよう
に、本実施の形態では、高活性シリコーン整泡材の添加
量を多くして予め通気性を低くしているので、同一組成
の標準配合品と同様のクラッシュ処理を行った場合で
も、通気性は上記標準配合品よりも低くかつ反発弾性率
が小さいウレタンフォームを得ることができる。
【0011】ここで、ウレタンフォームの振動伝達特性
について説明する。図2はウレタンフォームの振動状モ
デルを示す図で、ウレタンフォームは、質量mが、バネ
(バネ定数k)とダッシュポット(損失係数η)とにそ
れぞれ並列につながれている数学モデルで近似すること
ができる。ウレタンフォームの減衰特性を変化させるた
めには、上記モデルにおけるダッシュポットの損失係数
ηの値を変化させる必要がある。しかしながら、従来の
配合組成を変える操作では、損失係数ηのみを変えるこ
とは困難であり、バネ定数kも同時に変わってしまう。
そのため、例えば、上記低反発材料を用いた場合のよう
に、共振のピーク(共振倍率)を下げようとすると共振
周波数が高くなってしまうなど、共振倍率と共振周波数
とを独立に変化させることができなかった。
【0012】発明者らは、高活性シリコーン整泡材の添
加量のみを増やして、脱型後の通気性を低くしたウレタ
ンフォームを、ローラ間隔がそれぞれ10,20,3
0,40mmのクラッシュローラを通過させ、圧縮の度
合いの異なる破泡処理を行うことにより、図3に示すよ
うに、共振周波数はほとんど変化せずに共振倍率のみを
変化させることができることを見出した。これは、セル
膜の残存率を制御してウレタンフォームの空気の流入抵
抗(通気性)を変化させるようにすれば、ウレタンフォ
ームの配合組成をほとんど変えることなく、上記数学モ
デルにおけるダッシュポットの損失係数ηのみを操作し
て共振倍率のみを小さくすることができることを示して
いる。本実施の形態では、発泡・成形時にウレタンフォ
ームの通気性を予め小さくしておくことにより、クラッ
シュ処理後の通気性を小さくして上記損失係数ηを増加
させるようにしているので、上述した低反発材料を用い
た場合のように、成形品の物性に悪影響を及ぼす可能性
のある配合変更を行うことなく、従来の標準配合品と伸
びや耐久性及び共振周波数がほぼ同じで、共振倍率のみ
が低いウレタンフォームを得ることができる。
【0013】図4は、上記方法で作製したウレタンフォ
ーム(本発明品)の共振特性を示す図で、これは、図5
に示すように、400×400×70tの矩形状のサン
プル10を加振台11上に搭載し、その上に50kgの
鉄研盤(加圧板)12を乗せて、振幅±2.5mm,掃
引周波数1〜10Hzの正弦波振動を5分間加え、その
振動伝達特性を変位計13,14を用いて測定したもの
である。また、比較例として、標準配合品(比較例A;
細い実線),高反発配合品(比較例B;一点鎖線),低
反発配合品(比較例C;破線)の共振特性も合わせて示
した。なお、本発明品の反弾性率は61%で、標準配合
品は68%,高反発配合品は78%,低反発配合品は5
8%である。同図から明らかなように、本発明品は、標
準配合品とほぼ同じ共振周波数を有するが、共振倍率が
2.2と上記標準配合品の約半分以下の値となってお
り、1〜3Hzの低周波域と6Hz近辺の振動吸収特性
をともに高めることができることが確認された。また、
ウレタンフォームの共振周波数はその形状によるため、
実際の車両用シートの共振周波数と上記サンプルの周波
数とは若干異なるが、上記結果を実際の車両用シートに
適用し、共振周波数はそのままで、共振倍率のみを低く
するようにすることは容易であり、これにより、6Hz
近辺の振動吸収性がよく、かつ1〜3Hzの周波数帯域
での振動吸収特性が改善された、乗り心地性のよい車両
用シートを作製することが可能となる。なお、車両用シ
ートでは、上記共振倍率を3以下にすることが乗り心地
上望ましい。
【0014】なお、ウレタンフォームの配合組成は、上
記表1に示すものに限定されるものではなく、高反発弾
性系のウレタンフォーム発泡成形材料であればよい。な
お、官能基数3〜8かつ分子量が6000以上かつ官能
基当たりの分子量2000以上のポリオールを含有し、
高活性シリコーン整泡剤を1.1重量部以上含有させた
材料であれば更に望ましい。また、ウレタンフォーム発
泡成形材料の配合組成によっては、高活性シリコーン整
泡材の添加量を変更しなくても、ウレタンフォームの振
動伝達特性を制御する破泡処理の条件を変更して通気性
を変化させるだけで、共振周波数はそのままで、共振倍
率のみを低くすることも可能である。
【0015】また、上記例では、三段ローラによるクラ
ッシュ処理を行ったがこれに限るものではなく、ローラ
間隔,ローラ数あるいはローラを通す回数などの、クラ
ッシュ条件は、ウレタンフォームの形状や配合組成等に
より適宜決定されるものである。また、配合組成は同一
であっても、クラッシュ条件を変えることにより、セル
膜の残存率を制御してウレタンフォームの空気の流入抵
抗(通気性)を変化さて損失係数ηを制御し、振動伝達
特性の異なるウレタンフォームを作製することも可能で
ある。また、ローラ・クラッシュに代えて、真空クラッ
シュによる破泡処理を行っても、同様の効果が得られ
る。この場合には、真空度,常圧に戻す時の速さあるい
はクラッシュ回数等を変化させてセル膜の残存率を制御
する。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両用シートの共振周波数を4Hz以下で、かつ共振倍
率を3以下としたので、人体に敏感な6Hz近辺の振動
吸収性がよく、かつ1〜3Hzの周波数帯域での入力振
動が増幅されることのない、乗り心地性のよい車両用シ
ートを得ることができる。また、車両用シートの樹脂材
料として、高反発弾性系のウレタンフォーム発泡成形材
料を用いるとともに、発泡・成形後に、ウレタンフォー
ムの振動伝達特性を制御する破泡処理を施すようにした
ので、成形品の物性に悪影響を及ぼす可能性のある配合
変更を行うことなく、車両用シートの振動伝達特性を向
上させることができる。また、上記ウレタンフォーム発
泡成形材料として、官能基数4以上かつ分子量が600
0以上のポリオールを含有するウレタンフォーム発泡成
形材料を用いるとともに、高活性シリコーン整泡材を
1.5重量部以上含有させて発泡・成形させた後に上記
破泡処理を施すことにより、確実に、共振周波数をほと
んど変化させることなく、共振倍率のみを低下させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態に係わる車両用シートの作製方
法を示す図である。
【図2】 ウレタンフォームの振動状態を近似した数学
モデルである。
【図3】 ローラ間隔による共振倍率の変化を示す図で
ある。
【図4】 本発明のウレタンフォームの共振特性を示す
図である。
【図5】 ウレタンフォームの共振特性の測定方法を示
す図である。
【図6】 従来のウレタンフォームの共振特性を示す図
である。
【符号の説明】
1,2,3 クラッシュローラ、4〜9 ローラ、10
ウレタンフォームのサンプル、11 加振台、12
加圧板、13,14 変位計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 31:58 B29L 31:58 C08L 75:04 C08L 75:04 Fターム(参考) 3B087 DE05 4F071 AA53 AH11 BA02 BB01 BC01 4F212 AA31 AB02 AG20 AH26 UA10 UB02 UC04 UW27 4J034 CE01 DA01 DB03 DB04 DG04 HA07 HC12 HC61 HC64 HC67 HC71 NA03 NA08 QC01 RA12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂材料を発泡・成形して成る車両用シ
    ートであって、共振周波数が4Hz以下で、かつ共振倍
    率が3以下であることを特徴とする車両用シート。
  2. 【請求項2】 上記樹脂材料として、高反発弾性系のウ
    レタンフォーム発泡成形材料を用いるとともに、発泡・
    成形後に、ウレタンフォームの振動伝達特性を制御する
    破泡処理を施したことを特徴とする請求項1に記載の車
    両用シート。
  3. 【請求項3】 上記ウレタンフォーム発泡成形材料は、
    官能基数3〜8かつ分子量が6000以上かつ官能基当
    たりの分子量2000以上のポリオールを含有すること
    を特徴とする請求項2に記載の車両用シート。
  4. 【請求項4】 上記ウレタンフォーム発泡成形材料は、
    高活性シリコーン整泡剤を1.1重量部以上含有するこ
    とを特徴とする請求項3に記載の車両用シート。
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