JP2014073792A - クッション体 - Google Patents

Abstract

【課題】クッション体に加振力が伝達されることに起因するクッション体の振動を効果的に減衰させることができるクッション体を提供する。
【解決手段】クッション材２３内にはケース３０が埋設されている。そして、このケース３０の収容空間３５に錘４０を設けるとともに、この錘４０とケース３０の内面３０１との間にクッション材２３よりも軟質の材料からなる弾性部３７を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用のシートのクッション体に関する。

車両の走行に伴ってシートに加振力が伝達されてシートが振動すると、乗員に不快感を与えることとなる。そこで、近年では、ダイナミックダンパを有するシートの開発が進められている。

特許文献１には、シートを構成するクッション体としてのヘッドレストにダイナミックダンパを内蔵させた一例が開示されている。このヘッドレストでは、クッション材に埋設されている錘を、ステイなどのフレームに取り付けられているばねによって支持している。そして、こうした錘がダイナミックダンパのマス系として機能する一方、ばねがダイナミックダンパのバネ系として機能する。その結果、ヘッドレストに加振力が伝達された際にはこの錘が揺動することにより、加振力に起因するシートの振動が抑えられるようになる。

特開平１０−２２６２５５号公報

ところで、上記のヘッドレストにあっては、錘はクッション材に当接しており、こうしたクッション材の剛性は、着座する乗員の安定性を確保できるように設定されている。そのため、クッション材の剛性がばねの剛性よりも高い場合には、ヘッドレスト内における錘の揺動がクッション材によって制限され、ヘッドレストに伝達された加振力に起因するヘッドレストの振動を十分に減衰できないおそれがある。

なお、シートを構成するクッション体としては、ヘッドレスト以外に、シートクッションやシートバックなどが挙げられる。こうしたヘッドレスト以外のクッション体にダイナミックダンパを内蔵させた場合であっても、上記の問題が同様に発生し得る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、クッション体に加振力が伝達されることに起因するクッション体の振動を効果的に減衰させることができるクッション体を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
本発明にかかるクッション体は、クッション材に埋設されるケースを備え、このケースの収容空間に錘を設けるとともに、この錘とケースの内面との間にクッション材よりも軟質の材料からなる弾性部を設けている。そして、錘は弾性部によってケースに弾性支持されてなる。

上記構成によれば、クッション材に埋設されているケース内に錘が収容されているため、同ケースの内面と錘との間に設けられる弾性部の弾性係数を、減衰させようとするクッション体の振動の周波数に合わせて調節することができる。そのため、クッション体に加振力が伝達された際に錘を十分に揺動させることができ、同加振力が伝達することに起因するクッション体の振動を効果的に減衰させることができるようになる。

なお、ケースは、クッション体の骨格部材であるステイに連結されてなることが好ましい。この構成によれば、クッション体の製造時において、クッション材内の適切な位置に錘を配置し易くなる。その結果、所望する位置からの錘の位置ずれが発生しにくい分、シートに伝達される加振力に起因した振動の減衰効率の低下を抑制できるようになる。

ところで、弾性部は、第１の方向において錘とケースの内面との間に設けられる第１の弾性部と、第１の方向とは異なる第２の方向において錘とケースの内面との間に設けられる第２の弾性部とを少なくとも含むことが好ましい。この場合、錘は第１及び第２の各弾性部によってケースに弾性支持されることとなる。この構成によれば、異なる２方向におけるクッション体の振動を減衰させることができるようになる。

そして、第１の弾性部の弾性係数を、第１の方向においてクッション体に生じる振動の周波数帯域に錘及び第１の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定するようにしてもよい。同様に、第２の弾性部の弾性係数を、第２の方向においてクッション体に生じる振動の周波数帯域に錘及び第２の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定するようにしてもよい。

上記構成によれば、異なる２方向におけるクッション体の振動の周波数成分が異なる場合であってもそれに応じて第１及び第２の各弾性部の弾性係数を設定することが可能となる。そのため、第１及び第２の各方向におけるクッション体の振動を効果的に減衰させることができるようになる。

また、弾性部は、鉛直方向において錘とケースの内面との間に設けられる第１の弾性部と、車両進行方向において錘とケースの内面との間に設けられる第２の弾性部と、鉛直方向及び車両進行方向の双方に垂直な車両幅方向において錘とケースの内面との間に設けられる第３の弾性部とを少なくとも含むことが好ましい。この場合、錘は各弾性部によってケースに弾性支持されることとなる。この構成によれば、鉛直方向、車両進行方向及び車両幅方向におけるクッション体の振動を減衰させることができるようになる。

なお、それら３方向におけるクッション体の振動の周波数帯域が異なる場合には、それに応じて各弾性部の弾性係数を設定することが望ましい。

車両用のシートの一実施形態を示す側面図。 ヘッドレストを示す斜視図。 ヘッドレストを示す斜視図。 （ａ），（ｂ）はケース内の構成を模式的に示す断面図。 別の実施形態のケース及び弾性部の一部を示す斜視図。 別の実施形態のヘッドレストの一部を模式的に示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、車両のシート１１は、着座する乗員の尻部を支持するシートクッション１２と、乗員の背部を支持するシートバック１３とを備えている。そして、このシートバック１３の上部には、乗員の頭部を支持するクッション体の一例としてのヘッドレスト１４が取り付けられている。

図１及び図２に示すように、ヘッドレスト１４は、金属製のパイプで構成される略Ｕ字状のヘッドレストステイ２１と、このヘッドレストステイ２１に移動不能に取り付けられている合成樹脂製のインサート２２とを備えている。このインサート２２は、自車両への後突時などにおける乗員の頭部の揺れ幅を狭くするためのものである。そして、ヘッドレストステイ２１の一部及びインサート２２が衝撃吸収用のクッション材２３内に埋設されており、このクッション材２３が表皮材２４によって被覆されている。

なお、クッション材２３は、着座する乗員の安定性を確保できる程度の剛性を有する弾性材料によって構成されている。こうした弾性材料としては、例えば、半硬質ウレタンフォームが挙げられる。

図２及び図３に示すように、ヘッドレストステイ２１は、ヘッドレスト１４の骨格部材として機能しており、車両幅方向に延びる中間部２１１と、この中間部２１１の長手方向における両端から下方に延びる一対の連結部２１２とを有している。これら連結部２１２の先端は、クッション材２３から下方に突出している。そして、こうした連結部２１２の先端がシートバック１３内でシートバックフレーム（図示略）に固定されることにより、ヘッドレスト１４がシートバック１３に連結される。

本実施形態のインサート２２には、ケース３０が一体成型されており、このケース３０は、クッション材２３内における一対の連結部２１２の間に位置している。こうしたケース３０は、第１のケース分割部３１と、この第１のケース分割部３１にヒンジ部３３を介して連結される第２のケース分割部３２とを備えている。なお、ヒンジ部３３としては、例えばインテグラルヒンジが挙げられる。

第１及び第２のケース分割部３２の対向面３１１，３２１には、凹部３１２，３２２がそれぞれ形成されている。そして、ヒンジ部３３を中心に第２のケース分割部３２を回動させ、この第２のケース分割部３２の対向面３２１を第１のケース分割部３１の対向面３１１に当接させると、各凹部３１２，３２２によって略密閉された収容空間３５が形成される。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、こうした収容空間３５内には、ケース３０の内面３０１から突出する複数の突起３６が設けられている。これら各突起３６は、二色成型などによって、各ケース分割部３１，３２に設けられている。なお、こうした突起３６は、ケース３０を構成する材料よりも軟質の材料によって構成されている。

そして、収容空間３５内では、円柱形状をなす錘４０が各突起３６によって弾性支持されている。すなわち、収容空間３５内に、ダイナミックダンパのマス系として機能する錘４０と、ダイナミックダンパのバネ系として機能する各突起３６が設けられている。したがって、本実施形態では、各突起３６により、錘４０とケース３０の内面３０１との間に設けられる弾性部３７が構成される。

なお、弾性部３７の剛性、即ちばね定数が高いほど、ダイナミックダンパの共振周波数は高周波となる。そこで、本実施形態では、弾性部３７を構成する各突起３６の太さ及び突起３６の本数は、ダイナミックダンパのバネ系として求められる剛性に基づいた太さ及び本数に決定されている。

ここで、弾性部３７は、錘４０との位置関係によって、第１の弾性部、第２の弾性部及び第３の弾性部に区分される。第１の弾性部は、第１の方向の一例としての鉛直方向において錘４０とケース３０の内面３０１との間に位置し、第２の弾性部は、第２の方向の一例としての車両進行方向において錘４０と内面３０１との間に位置している。さらに、第３の弾性部は、第１及び第２の各方向と直交する第３の方向の一例としての車両幅方向において錘４０と内面３０１との間に位置している。

そして、第１の弾性部の弾性係数を、鉛直方向においてヘッドレスト１４に生じる振動の周波数帯域に錘４０及び第１の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定することが好ましい。同様に、第２の弾性部の弾性係数を、車両進行方向においてヘッドレスト１４に生じる振動の周波数帯域に錘４０及び第２の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定することが好ましい。同様に、第３の弾性部の弾性係数を、車両幅方向においてヘッドレスト１４に生じる振動の周波数帯域に錘４０及び第３の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定することが好ましい。なお、本実施形態では、第１〜第３の各弾性部は、それらの弾性係数が同一となるように構成されている。

次に、加振力がシート１１に伝達される際の作用について説明する。
エンジンのアイドル振動などに基づいた加振力がシートクッション１２に伝達されると、このシートクッション１２と一体となっているシートバック１３及びヘッドレスト１４にも加振力が伝達されることとなる。すると、ヘッドレスト１４内に設けられている錘４０は、ヘッドレスト１４、即ちシート１１に対して相対的に揺動することとなる。

ここで、本実施形態では、錘４０は、ケース３０内に収容されており、クッション材２３に当接していない。また、錘４０とケース３０の内面３０１との間には、クッション材２３よりも軟質な材料からなる弾性部３７が設けられている。そのため、錘４０の揺動がクッション材２３によって制限されることはほとんどない。そのため、錘がクッション材に当接する従来の場合と比較して錘４０の揺動範囲が広くなり、ダイナミックダンパの共振周波数が低くなる。したがって、シート１１の振動が、ダイナミックダンパによって好適に減衰され、このシート１１に着座する乗員の快適性が向上することとなる。

しかも、鉛直方向において錘４０とケース３０の内面３０１との間に第１の弾性部が設けられ、車両進行方向において錘４０と内面３０１との間に第２の弾性部が設けられ、車両幅方向において錘４０と内面３０１との間に第３の弾性部が設けられている。そのため、ヘッドレスト１４の振動が、車両進行方向に沿った振動、鉛直方向に沿った振動及び車両幅方向に沿った振動であっても、弾性部３７がダイナミックダンパのバネ系として機能する。その結果、錘４０及び弾性部３７を備えるダイナミックダンパによって、シート１１の振動が好適に減衰される。

以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）クッション材２３に埋設されているケース３０内に錘４０が収容されているため、ケース３０の内面３０１と錘４０との間に設けられる弾性部３７の弾性係数を、減衰させようとするシート１１の振動の周波数に合わせて調節することができる。そのため、シート１１に加振力が伝達された際に錘４０を十分に揺動させることができ、加振力が伝達することに起因するシート１１の振動を効果的に減衰させることができるようになる。

（２）しかも、錘４０は、クッション材２３に埋設されているケース３０内に収容されているため、クッション材２３に当接していない。そのため、クッション材２３による錘４０の揺動の阻害を回避することができる。したがって、錘４０及び弾性部３７を備えるダイナミックダンパによる振動の減衰特性を、所望する特性に近づけることが可能となる。

（３）ヘッドレストの製造時には、ヘッドレストステイ２１、インサート２２及び錘４０などを所定の型内に設け、この型内にクッション材２３の材料となる原材を流し込む方法が考えられる。このとき、錘４０を収容するケース３０がヘッドレストステイ２１に連結されていないと、型内に流し込まれる原材の流れによってケース３０の位置がずれるおそれがある。

この点、本実施形態では、ケース３０がヘッドレストステイ２１に連結されているため、製造時に原材が型内に流し込まれた際におけるケース３０（即ち、錘４０）の位置ずれを抑制することができる。その結果、錘４０を適切な位置に設置できる分、錘４０及び弾性部３７を備えるダイナミックダンパによる振動の減衰特性を、所望する特性に近づけることが可能となる。

（４）しかも、ケース３０内の収容空間３５は略密閉空間となっているため、ヘッドレストの製造時に上記の原材の収容空間３５内への侵入を抑制することができる。その結果、収容空間３５内での錘４０とクッション材２３との当接を抑制でき、ダイナミックダンパの共振周波数を適切な周波数にすることができる。したがって、シート１１の振動を好適に減衰させることができるようになる。

（５）ケース３０内においては、鉛直方向における錘４０とケース３０の内面３０１との間、車両進行における錘４０と内面３０１との間、及び車両幅方向における錘４０と内面３０１との間に弾性部３７が介在している。そのため、シート１１の何れの方向への振動であっても、ケース３０内に設けられるダイナミックダンパによって振動を減衰させることができるようになる。

（６）本実施形態では、ケース３０は、インサート２２に一体成形されている。そのため、ケース３０をインサート２２とは別に製造し、ケース３０をインサート２２に取り付ける場合と比較して、ヘッドレスト１４の製造時における製造工数の増加を抑制することができる。

（７）そして、このようにダイナミックダンパとしての機能を高めたとしても、クッション材２３の剛性は、シート１１に着座する乗員の安定性を考慮して決定される。そのため、シート１１に着座する乗員の快適性の向上を図りつつ、シート１１に着座する乗員の安定性を維持することができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・ケース３０の内面３０１に突起３６を設けなくてもよい。この場合、図５に示すように、錘４０に、クッション材２３よりも軟質な材料（例えば、ウレタン）を巻き付けたり、貼付けたりしてもよい。これにより、収容空間３５内においては、ケース３０の内面３０１と錘４０との間に弾性層５０が形成される。この場合、この弾性層５０が、「弾性部」に相当する。なお、錘４０の一部に軟質の材料を巻き付けてもよいし、錘４０の全体に軟質の材料を巻き付けてもよい。

・第１の弾性部の弾性係数は、鉛直方向においてシート１１に生じる振動の周波数帯域に錘４０及び第１の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定されるのであれば、第２及び第３の各弾性部のうち少なくとも一方の弾性部の弾性係数と異なる値であってもよい。

・第２の弾性部の弾性係数は、車両進行方向においてシート１１に生じる振動の周波数帯域に錘４０及び第２の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定されるのであれば、第１及び第３の各弾性部のうち少なくとも一方の弾性部の弾性係数と異なる値であってもよい。

・第３の弾性部の弾性係数は、鉛直方向においてシート１１に生じる振動の周波数帯域に錘４０及び第３の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定されるのであれば、第１及び第２の各弾性部のうち少なくとも一方の弾性部の弾性係数と異なる値であってもよい。

・車両幅方向における振動をダイナミックダンパによって減衰させなくてもよい場合においては、弾性部は第３の弾性部を省略した構成であってもよい。
・車両進行方向における振動をダイナミックダンパによって減衰させなくてもよい場合においては、弾性部は第２の弾性部を省略した構成であってもよい。

・鉛直方向における振動をダイナミックダンパによって減衰させなくてもよい場合においては、弾性部は第２の弾性部を省略した構成であってもよい。
・図５に示すように、ケース３０を、インサート２２とは別体で設けてもよい。この場合、ケース３０を、ボルトとナットとによってインサート２２に取り付けてもよいし、接着によってインサート２２に取り付けてもよい。

また、インサート２２とは別体に設けたケース３０を、インサート２２を介することなく、ヘッドレストステイ２１に直接取り付けてもよい。
・錘４０を、インサート２２の下部よりも上方に設けてもよい。例えば、図６に示すように、インサート２２における下部２２１の上側に、錘４０を収容する収容部２２２を形成し、この収容部２２２に設置された錘４０を被覆するようにカバー５５をインサート２２に取り付けるようにしてもよい。この場合、収容部２２２及びカバー５５により、ケースが構成される。

・ケース３０は、クッション材２３内に埋設されているのであれば、ヘッドレストステイ２１やインサート２２に連結させなくてもよい。このように構成しても、上記（１），（２）と同等の効果を得ることができる。

・収容空間３５は、完全な密封空間でなくてもよい。例えば、クッション材２３の原材を型内に注入する際に原材が収容空間３５内に侵入しない程度であれば、各ケース分割部３１，３２との間に僅かな隙間が形成されていてもよい。

・シートバック１３を、クッション材内にケース３０が埋設されたクッション体としてもよいし、シートクッション１２を、クッション材内にケース３０が埋設されたクッション体としてもよい。ただし、この場合、シート１１が車体に支持される位置に近い位置に錘を設けることとなるため、ヘッドレスト１４内に錘４０を設ける場合と比較して重い錘を用いることが好ましい。

・錘４０の形状は、円柱形状以外の他の任意の形状（例えば、筒状、直方体状及び球状）であってもよい。

１１…シート、１２…クッション体の一例としてのシートクッション、１３…クッション体の一例としてのシートバック、１４…クッション体の一例としてのヘッドレスト、２１…ヘッドレストステイ、２２…インサート、２２２…ケースを構成する収容部、２３…クッション材、３０…ケース、３０１…内面、３５…収容空間、３７…弾性部、４０…錘、５０…弾性部の一例としての弾性層、５５…ケースを構成するカバー。

Claims (5)

1. クッション材に埋設されるケースを備え、
   同ケースの収容空間に錘を設けるとともに、同錘と前記ケースの内面との間に前記クッション材よりも軟質の材料からなる弾性部を設け、
   前記錘は前記弾性部によって前記ケースに弾性支持されてなる
   クッション体。
2. 前記ケースは、前記クッション体の骨格部材であるステイに連結されてなる
   請求項１に記載のクッション体。
3. 前記弾性部は、第１の方向において前記錘と前記ケースの内面との間に設けられる第１の弾性部と、前記第１の方向とは異なる第２の方向において前記錘と前記ケースの内面との間に設けられる第２の弾性部とを少なくとも含み、
   前記錘は前記第１及び第２の各弾性部によって前記ケースに弾性支持されてなる
   請求項１又は請求項２に記載のクッション体。
4. 前記第１の弾性部の弾性係数は、前記第１の方向において前記クッション体に生じる振動の周波数帯域に前記錘及び前記第１の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定され、
   前記第２の弾性部の弾性係数は、前記第２の方向において前記クッション体に生じる振動の周波数帯域に前記錘及び前記第２の弾性部によって構成されるばねマス系の固有振動数が含まれるように設定される
   請求項３に記載のクッション体。
5. 前記弾性部は、鉛直方向において前記錘と前記ケースの内面との間に設けられる第１の弾性部と、車両進行方向において前記錘と前記ケースの内面との間に設けられる第２の弾性部と、前記鉛直方向及び車両進行方向の双方に垂直な車両幅方向において前記錘と前記ケースの内面との間に設けられる第３の弾性部とを少なくとも含み、
   前記錘は前記各弾性部によって前記ケースに弾性支持されてなる
   請求項１又は請求項２に記載のクッション体。