JP2008086338A

JP2008086338A - マッサージ用ガスバッグ

Info

Publication number: JP2008086338A
Application number: JP2006266964A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kito; 雅征鬼頭
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17
Also published as: US20080080793A1

Abstract

【課題】ストローク量のより大きいマッサージ用ガスバッグを提供する。
【解決手段】蛇腹状に成形された蛇腹部１２を備えており、ガスの吸入及び排出により蛇腹部１２が伸縮するガスバッグ１０において、熱可塑性樹脂製とし、蛇腹部１２を成形時の自然長より短く縮めた状態でアニール処理する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マッサージ用ガスバッグ（以下、ガスバッグと記載することがある。）に関する。

一般にエア式と称されるマッサージチェアは、通常ガスバッグが内蔵されており、ガスバッグ内へのガスの給排気によりガスバッグを伸縮させ、その伸縮動作により揉むような押圧を生じる。通常、ガスバッグは、マッサージチェアの表面を覆うカバー内に配設され、マッサージをするときにはカバーを押し上げながら伸張してカバーを介して着座者を押圧し、収縮することによって押圧を緩めたり、押圧を解除したりする。マッサージをしないときは収縮してカバー内に収まった状態となる。例えば、特許文献１にはこのようなエア式のマッサージ機構を有するマットが開示されている。

ところで、ガスバッグは、一般に、ポリエチレン等の汎用プラスチックからなる場合が多く、蛇腹状とされる場合がある。蛇腹状のガスバッグであれば、弾性変形により伸縮可能であり、伸縮可能な変位距離（以下、ストローク量と称する。）をかせぎ、マッサージの効き感を確保しやすいためである。蛇腹状のガスバッグは伸張する際に蛇腹の屈曲部分に最も歪みが生じやすく、その歪みが弾性域内であれば元の長さに戻ることができ、歪みが弾性域を越えると塑性変形して元に戻らなくなる。したがって、蛇腹状のガスバッグは屈曲部分を弾性域内で変形させる場合においてガスの給排気により連続的に伸縮可能となっている。

実開平７−３３３号公報

蛇腹状のガスバッグはストローク量を確保しすい形状であるが、ストローク量を更に向上させることができれば、より確実にマッサージの効き感を確保することができる。ストローク量を更に向上させる方法としては、蛇腹の山の長さを長くしたり湾曲半径を変更する等形状を好適化することが考えられる。しかしながら単に蛇腹をより好適な形状に変更しても、ガスバッグの伸縮動作は弾性域の範囲内でのみ可能であり、弾性域を越えてガスバッグを伸ばそうとすれば、ガスバッグが塑性変形して元の長さに戻らなくなることに変わりない。したがって、ストローク量を向上させるには成形性の観点からも限界がある。また、ストローク量を向上させる他の方法としては、材料を変更してエラストマー等の元来弾性域の広い材料を用いることが考えられる。しかしながら、このような材料に変更しても弾性域が広がる分だけストローク量をかせぐことはできるものの、やはり材料の変更のみでは限界があった。

また、エア式のマッサージチェアでは、ガスバッグを繰り返し伸縮させることにより押圧を生じるが、ガスバッグが蛇腹状である場合、蛇腹部分が繰り返し屈曲するため従来のポリエチレン製のガスバッグでは耐屈曲性に劣り、蛇腹部分が破れやすくなるという問題もあった。

ところで、近年では車両のシートにおいてもマッサージ機能を付与することが試みられている。車両のシートにおいてエア式のマッサージ機構を適応する場合、シートを覆うカバー内に配設されたガスバッグが、マッサージをするときには伸張してカバーを介して着座者を押圧し、マッサージをしないときにはカバー内に収まった状態となる。この基本的な動きは上記マッサージチェアと同様である。車両のシートにおいては、マッサージしないときに乗り心地や見栄えを損ねないよう、ガスバッグがカバーよりも後退した位置まで収縮した状態で確実にカバー内に収まった状態となることが要求される。しかしながら、従来のガスバッグは、繰り返し使用することにより徐々に収納時の基本長さまで戻りきらなくなる問題があった。しかもこの問題は高温条件下では顕著に発現して伸張状態で元に戻りきらなくなることがあるため、炎天下で高温になり得る車室内での使用には不向きであった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ストローク量のより大きいマッサージ用ガスバッグを提供することを課題とした。更に、耐屈曲性に優れ、高温条件下でも収縮時には元の長さに戻る復元性に優れるマッサージ用ガスバッグを提供することを課題とした。

第１の発明は、蛇腹状に成形された蛇腹部を備えており、ガスの吸入及び排出により該蛇腹部が伸縮するガスバッグであって、該ガスバッグは、熱可塑性樹脂製であり、前記蛇腹部を成形時の自然長より短く縮めた状態でアニール処理されていることを特徴とするマッサージ用ガスバッグである。

第２の発明は、前記熱可塑性樹脂は、分子構造中に結晶領域を有する結晶性樹脂であることを特徴とする上記第１の発明に記載のマッサージ用ガスバッグである。

第３の発明は、前記熱可塑性樹脂は、結晶性エラストマーであることを特徴とする上記第１または第２の発明に記載のマッサージ用ガスバッグである。

第４の発明は、前記熱可塑性結晶性樹脂は、熱可塑性ポリエステル系エラストマーであることを特徴とする上記第１から第３の発明のうちいずれか１項に記載のマッサージ用ガスバッグである。

第５の発明は、車両のシートに配設されることを特徴とする上記第１から第４の発明のうちいずれか１項に記載のマッサージ用ガスバッグである。

第１の発明によれば、ガスバッグの蛇腹部が自然長より短く縮めた状態でアニール処理されることにより、ガスバッグは短い状態で保形されその縮めた分だけ伸張距離が長くなる。また、アニール処理されることによりガスバッグを弾性変形の限界を超えて伸張させても元の長さまで戻るようになる。つまり、ガスバッグのストローク量を向上させることができる。

第２の発明によれば、ガスバッグを構成する熱可塑性樹脂が結晶性であるため、アニール処理により復元性が向上し、繰り返し伸縮させても元の長さに戻りやすい。これによりストローク量を有効に確保することができる。

第３の発明によれば、ガスバッグが結晶性エラストマー製であり、エラストマーを構成するソフトセグメントは耐屈曲性が高いため、ガスバッグは耐屈曲性に優れ、繰り返し伸縮させても蛇腹部が破損しにくい。

第４の発明によれば、ガスバッグが熱可塑性ポリエステル系エラストマー製であり耐熱性に優れるため、高温室内で繰り返し伸縮させても復元性を維持して元の長さに戻るためストローク量を確保することができる。

第５の発明のマッサージ用ガスバッグによれば、車室内が高温となった場合でも収縮時には元の位置に戻るため、シート乗り心地や見栄えを損ねにくい。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１に本実施の形態のガスバッグの斜視図を示し、図１に示すガスバッグの（２）−（２）線断面図を図２に示した。図１、２に示すようにガスバッグ１０は、中空の袋状であり、蛇腹状の胴部である蛇腹部１２を備え、蛇腹部１２の軸方向の一端は閉口し押圧面１４が形成されており、他端は開口しガスの給排気口１６が形成されている。ガスバッグ１０は、給排気口１６よりガスを吸入及び排出することにより蛇腹部１２が伸縮し、繰り返し伸縮可能となっている。

図３にガスバッグ１０を車両のシートに配設した態様を示し、図３に示す車両のシートの（４）−（４）線断面図を図４示す。図３、４に示すように、この車両のシート３０は、シートバック３２に複数のガスバッグ１０が内蔵されており、ガスバッグ１０の伸縮動作により着座者の肩部、背中、腰部を押圧してマッサージすることができる。ガスバッグ１０は、各個がそれぞれベース２０に組み付けられてシートバッグ３２のクッション材３４に設けられた貫通孔に嵌め込まれている。ガスバッグ１０はマッサージしないときは伸張していない自然状態であり、押圧面１４がクッション材３４と略面一となっており、シートバッグ３２を覆うカバー３６に軽く接するか、あるいはカバー３６からやや後退して位置する。ガスバッグ１０は、給排気口１６がホース１８で図示しないエアポンプに接続されており、エアポンプによるガスの給排気により伸縮可能となっている。ガスバッグ１０は、ガスが送給されるとカバー３６を押し上げながら伸張してカバー３６を介して着座者を押圧し、ガスバッグ１０からガスが排出されると、収縮して押圧を緩めるか、あるいは押圧を解除する。このような伸縮動作によりガスバッグ１０は着座者に対してマッサージすることができる。

本発明のガスバッグは、熱可塑性樹脂からなり、成形工程と、アニール処理工程とを経て製造することができる。まず、成形工程では、ブロー成形法など公知の樹脂成形方法にて蛇腹状のガスバッグを成形する。次に、アニール処理工程では、成形工程で得られたガスバッグの蛇腹部を成形時の自然長よりも短く縮めた状態でアニール処理（アニーリング）する。以下、本明細書では成形工程で得られるガスバッグを「処理前ガスバッグ」とし、アニール処理工程を経て得られるガスバッグを単に「ガスバッグ」あるいは「処理後ガスバッグ」として区別する。アニール処理工程においては、処理前ガスバッグを縮めた状態で素材を融点に近い温度にまで加熱し、除冷する。これにより、ガスバッグは短い状態で保形されその縮めた長さだけ伸張距離が長くなる。また、その理論的な根拠は必ずしも明らかでないものの、アニール処理されることによりガスバッグは弾性変形の限界を超えて伸張させても元の長さまで戻るようになる。その結果、あたかも素材自体の弾性域が広がったかのようにガスバッグのストローク量を向上させることができる。

本発明のガスバッグは、種々の熱可塑性樹脂により成形することができるが、分子構造中に結晶領域を有する熱可塑性の結晶性樹脂であれば好ましい。結晶性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル等のいわゆる汎用のプラスチック材料の他、分子構造中に結晶領域を有する熱可塑性エラストマーも含まれる。このような結晶性樹脂を用いれば、元の長さに戻ろうとする復元性に優れるガスバッグを得ることができ、繰り返し伸縮させても収縮時には元の長さに戻る。そのためストローク量が減少しにくくストローク量を確保することができる。その理論的な根拠は必ずしも明らかではないが、結晶性樹脂の結晶部分の結晶化度が向上することにより復元性が向上するものと推察される。結晶性樹脂が熱可塑性エラストマーであればより好ましい。エラストマーは、ハードセグメントとソフトセグメントとからなり、ソフトセグメントの屈曲特性が高いため全体として耐屈曲性に優れ、ガスバッグを繰り返し伸縮させても蛇腹部が破損しにくい。中でも、熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、ハードセグメントとしてのポリエステルと、ソフトセグメントとしてのポリエーテルとにより構成され、耐熱性にも優れるため最も好適に使用することができる。このような熱可塑性ポリエステル系エラストマーを用いれば、１００℃を超えない程度の高温環境下でも蛇腹部が破損しにくいのはもちろんのこと、有意に復元性を発揮することができる。したがって、シートバック３２に適応した場合、車室内が直射日光により例えば８０℃の高温となった場合であっても、ガスバッグ１０は、カバー３６を押し上げない位置まで確実に戻ることができ、シート３０の見栄えや乗り心地を損なうことがない。また、収縮時に元の位置に戻ることにより、繰り返し伸縮させてもストローク量が確保され、マッサージの効き感を継続させることができる。

まず、熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）（東洋紡績株式会社製、登録商標ペルプレン）を用い、ブロー成形して寸法の異なる２つの処理前ガスバッグを作成した。次に、処理前ガスバッグを縮めた状態でアニール処理して処理済ガスバッグＡとＢとを得た。処理前ガスバッグの寸法と処理済ガスバッグを表1に示した。なお、表１中の寸法を示す符号は図２に示す符号と対応している。アニール処理では、処理前ガスバッグの本体高さｈを処理済ガスバッグの本体高さＨまで縮めた状態で、１６５±８℃で１時間加熱し、常温まで自然冷却した。また、比較対象として従来のポリエチレン（ＰＥ）製のガスバッグを用意し、上記同様に縮めた状態でアニール処理してガスバッグＺを得た。なお、このＰＥ製のガスバッグは、従来は縮めた状態でのアニール処理が施されることなく、本明細書中の「処理前ガスバッグ」の状態で使用されていたものである。これらのガスバッグについて以下の測定を行った。

［高温連続作動時の自然長］
処理前、処理後の各ガスバッグについて高温連続作動時の自然長を調査した。この調査では、室温８０℃の高温室内でガスバッグに空気を給排気し、ガスバッグを１０回／分の速さで１５時間連続して伸縮させた。このとき、各ガスバッグの伸張時の本体高さは、ガスバッグＡが１００ｍｍ、ガスバッグＢが７０ｍｍ、ポリエチレン製ガスバッグＺが１００ｍｍで常に一定となるように空気を供給した。ガスバッグ内から空気が排出され、ガスバッグが収縮したときのガスバッグ自然長を測定した。処理済ガスバッグＡの自然長の経時変化を図５に示す。また、各ガスバッグの１５時間後の自然長を表２に示す。なお、表２中のアニール処理の列は、「有り」が処理後ガスバッグを示し、「無し」が処理前ガスバッグを示している。また、高温連続作動１５時間後のストローク量は、伸張時の高さと高温連続作動１５時間後の自然長の差より算出した。

［常温連続作動時の亀裂］
処理済ガスバッグＡ、Ｂ、及びＰＥ製ガスバッグＺについて常温連続作動時の亀裂を調査した。常温室内でガスバッグに空気を給排出することによりガスバッグを連続的に伸縮させ、蛇腹部の亀裂の有無を調査した。なお、ガスバッグに供給する空気の圧力は７７ｋｐａとした。その結果、処理済ガスバッグＡ及びＢは、伸縮動作を２５０万回繰り返しても蛇腹部に亀裂は生じなかった。一方、処理済ＰＥガスバッグＺは伸縮動作を４０万回繰り返すと蛇腹部に亀裂が生じた。

表２に示す高温連続作動時の自然長の測定結果によれば、ガスバッグＡは、アニール処理無しの場合には１５時間後の自然長が９５ｍｍでありストローク量が５ｍｍであったのに対し、アニール処理有りの場合には１５時間後の自然長が５０ｍｍでありストローク量が５０ｍｍであった。このことから、ＴＰＥＥ製のガスバッグは、縮めてアニール処理をすることにより復元力を向上させることができ、高温室内でもストローク量を十分に確保できることが明らかとなった。また、図５から明らかなように、処理済ガスバッグＡ（アニール処理有り）の自然長は、試験開始後約１時間は徐々に長くなったが、その後ほとんど変化しておらず約５０ｍｍで飽和していることがわかる。ガスバッグＢは、ガスバッグＡと同じくＴＰＥＥ製であるが寸法が異なっている。ガスバッグＢは、アニール処理無しの場合は１５時間後の自然長が８５ｍｍであり、クリープにより伸張させた長さを超えて自然長が長くなくなったのに対し、アニール処理有りの場合は１５時間後の自然長は４４ｍｍであり、ストローク量が２６ｍｍであった。このことから、寸法の異なるガスバッグＢにおいても縮めてアニール処理をすることにより、復元力を向上させられることが確認された。ＰＥ製ガスバッグＺは、アニール処理無しの場合には１５時間後の自然長が１１５ｍｍでありクリープにより伸張させた長さを超えて自然長が長くなったのに対し、アニール処理有りの場合には１５時間後の自然長が９０ｍｍでありストローク量が１０ｍｍであった。このことから、ＰＥ製のガスバッグも縮めてアニール処理することによりストローク量を確保できることが明らかとなった。伸張前の高さが等しく材質の異なるガスバッグＡとガスバッグＺの１５時間後のストローク量を比較すると、結晶性であるＴＰＥＥ製のガスバッグＡが５０ｍｍであるのに対し非晶性のＰＥ製ガスバッグＺは１０ｍｍであり、結晶性からなるガスバッグの方が復元性に優れることが明らかとなった。

上記常温連続作動時の亀裂の調査結果により、従来のＰＥ製ガスバッグＺに比べ、ＴＰＥＥ製のガスバッグＡ、Ｂは亀裂が極めて発生し難く長期間使用可能であることが明らかとなった。

本実施の形態のガスバッグの斜視図である。図１に示すガスバッグの（２）−（２）線断面図である。本実施の形態のガスバッグが配設された車両用シートの透視図である。図３に示す車両用シートの（４）−（４）線断面図である。実施例に係るガスバッグＡの高温連続作動時の作動時間と自然長を示すグラフである。

符号の説明

１０ガスバッグ
１２蛇腹部
３０（車両の）シート

Claims

蛇腹状に成形された蛇腹部を備えており、ガスの吸入及び排出により該蛇腹部が伸縮するガスバッグであって、
該ガスバッグは、熱可塑性樹脂製であり、前記蛇腹部を成形時の自然長より短く縮めた状態でアニール処理されていることを特徴とするマッサージ用ガスバッグ。
前記熱可塑性樹脂は、分子構造中に結晶領域を有する結晶性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のマッサージ用ガスバッグ。
前記熱可塑性樹脂は、結晶性エラストマーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマッサージ用ガスバッグ。
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性ポリエステル系エラストマーであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のマッサージ用ガスバッグ。
車両のシートに配設されることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のマッサージ用ガスバッグ。