JP2005066219A

JP2005066219A - 車両用シート

Info

Publication number: JP2005066219A
Application number: JP2003303743A
Authority: JP
Inventors: Toru Nakada; 徹仲田; Masanobu Sakano; 雅信坂野
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17

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、ストローク感および反撥感などの特性に優れる車両用シートを提供する。
【解決手段】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と、この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２とを備える車両用シートにおいて、支持フレーム２にはシートクッションパッドの着座部１１を弾性的に支持するバネ２４を設け、シートクッションパッド２については着座部１１の厚みを３０〜５０ｍｍとし、かつ、バネ２４が接触する裏面に弾性繊維からなる伸縮性不織布１８を一体に成形する。
【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とこれを支持する支持フレームとを備える車両用シートに関する。

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ストローク感が低下し、顕著な場合には底付き感が発生するおそれがある。また、薄肉化により、反撥感も低下してしまう。

なお、特許文献１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が開示されているが、同文献のシートクッションパッドは着座部の厚みが９０ｍｍと厚く、薄肉化に対応したものではない。

また、特許文献２には、シートクッションパッドの鋼製バネとの接触部位に摩耗破損防止のため不織布を一体成形したものにおいて、該不織布を伸縮性不織布で構成することにより、座り心地上の違和感ないし不快感を解消するという技術が開示されているが、同文献にもシートクッションパッドの薄肉化については言及されていない。

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、本発明で規定したような薄肉の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。
特開２００２−２５３３８１号公報特開平６−１７００６７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、ストローク感、反撥感に優れる車両用シートを提供することを目的とする。

本発明の車両用シートは、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と、この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る車両用シートにおいて、前記支持フレームは、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、前記シートクッションパッドは、着座部の厚みが３０〜５０ｍｍであり、かつ、前記バネが接触する裏面に弾性繊維からなる伸縮性不織布が一体に成形された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ストローク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ストローク感の低下に対応できない。そのため、本発明のようなバネ付き支持フレームの使用が有効である。

また、シートクッションパッドの裏面に弾性繊維からなる伸縮性不織布を一体成形せしめたことにより、着座部の厚みが５０ｍｍ以下と薄いものでありながら、十分な反撥感を確保することができる。

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。

本発明によると、上記した特有のシートクッションパッドと支持フレームとの組み合わせにより、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、ストローク感の低下を抑え、かつ高反撥率を確保して座り心地性を改善することができる。

以下、本発明の実施形態に係る車両用シートについて詳細に説明する。

この車両用シートは、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隆起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。

本発明では、シートクッションパッド１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（ＪＡＳＯＺ−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。

シートクッションパッド１は、コア密度（コア層について測定した密度）が５０〜１１０ｋｇ／ｍ^３程度であることが好ましく、また、２５％硬度が２３０〜３００Ｎ程度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。

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、一般に、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、発泡剤、触媒および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り、ポリウレタンフォーム原料の構成については特に限定されない。

具体的には、上記ポリオール化合物としては、ポリオキシアルキレングリコールや、ポリオキシアルキレングリコールとポリマーポリオールを併用したものが好適に用いられる。ポリオキシアルキレングリコールとしては、通常、エチレングリコール等の多官能性アルコール系化合物を開始剤に、これにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させたいわゆるポリエーテルポリオールが用いられる。また、ポリマーポリオールは、ポリオール化合物中にアクリロニトリル重合体粒子等のポリマー粒子を微粒子状にて分散させたものである。

上記ポリイソシアネート化合物としては、シートクッションパッドの製造に通常使用される、イソシアネート基を２個以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系の各種のポリイソシアネート化合物、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）（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））、さらにはこれらポリイソシアネート化合物を変性して得られる変性ポリイソシアネート化合物を使用できる。

発泡剤としては水が好ましく、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、液化炭酸ガス等を用いることもできる。

ウレタン化触媒としては、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）等のアミン系触媒、酢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。

整泡剤としては、通常のポリウレタンフォームの製造に用いられるものを使用できる。たとえば、ジメチルシロキサン系、ポリエーテルジメチルシロキサン系、フェニルメチルシロキサン系等の各種の整泡剤があげられる。好ましくは、ポリジメチルシロキサンやその誘導体からなる活性の高いシリコーン系整泡剤を用いることである。

その他、エチレングリコール等の低分子量架橋剤、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。

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、少なくとも後述するＳ字状バネ２４が接触する部位において（本実施形態では裏面全体にわたって）、裏面材としての伸縮性不織布１８が積層一体化されている（図３参照）。伸縮性不織布１８としては、弾性繊維からなる不織布であって、１５０％以上の破断伸びを有する伸縮性不織布が好適である。より詳細には、ポリウレタン系又はゴム系エラストマーからなる弾性繊維を素材とし、例えばスパンボンド法又はメルトブロー法により製造された不織布であって、軟質ポリウレタンフォーム程度の高伸度と高回復率を示す伸縮性不織布を選択し使用することが望ましく、破断伸びは１５０〜６００％であることが好ましく、また、目付け量は５０〜３００ｇ／ｍ^２程度のものが好ましく用いられる。このような特性を持つ伸縮性不織布としては、熱可塑性ポリウレタンエラストマーのスパンボンド不織布（例えば「エスパンシオーネ」（商品名）、鐘紡株式会社製）、スチレン・水添ポリイソプレンブロックコポリマーからなるメルトブロー不織布（例えば「セプトンＭＢ」（商品名）、株式会社クラレ製）などが挙げられる。

伸縮性不織布１８は、シートクッションパッド１の成形時に金型内に予めセットしておき、該金型内にポリウレタンフォーム原料を注入して発泡させることで、シートクッションパッド１の裏面に一体化させることができる。

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、実施例等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（ＪＩＳＫ６４００準拠）。測定位置は、ヒップポイント１７（図１，３参照）とした。

〔静たわみ特性〕
ｃ）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。

〔動特性（自由振動）〕
ｄ）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。

（実施例１および比較例１）
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、上型に伸縮性不織布１８として鐘紡株式会社製「エスパンシオーネＳＳＲ−３５」（目付１００ｇ／ｍ^２、破断伸び４５０±６０％）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２に示すとともに、図４に荷重−撓み曲線を示す。

表２および図４から明らかなように、比較例１では高荷重域の撓み量（ストローク量）が小さく、従ってクッション感が不十分なものであったが、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ストローク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。

（比較例２，３）
上記実施例１の伸縮性不織布１８に替えて、比較例２では裏面材として三井化学社製「タフネル」（目付１４０ｇ／ｍ^２、破断伸び（縦）４０％、（横）１１０％）を用い、比較例３では裏面材として東洋紡社製「ボンラス」（目付１４０ｇ／ｍ^２、破断伸び７０〜８０％）を用いて、シートクッションパッドの裏面に一体に発泡成形した。なお、パッド厚みは実施例１と同じく４８ｍｍとした。

実施例１および比較例２〜３の各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３に示す。

表３に示すように、実施例１のシートクッションパッドは比較例２，３に比べて高い反撥率が確保されていた。

以上により、本発明によれば、薄肉であるにもかかわらず、着座時のストローク感、クッション感という静的な乗り心地性に優れる車両用シートを得ることができる。

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。実施例１および比較例１における荷重−撓み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
１８……伸縮性不織布
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

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と、この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る車両用シートにおいて、
前記支持フレームは、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、前記シートクッションパッドは、着座部の厚みが３０〜５０ｍｍであり、かつ、前記バネが接触する裏面に弾性繊維からなる伸縮性不織布が一体に成形されたことを特徴とする車両用シート。
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１記載の車両用シート。