JP2016054749A - 車両用シートクッション - Google Patents

Abstract

【課題】着座時のフィット感やクッション性に富み、軽量化を実現でき、リサイクル性に富む車両用シートクッションを提供することを提供することである。【解決手段】着座者の座面が形成されたシートクッションパッド上面部に開口部を設け、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６記載の方法に準じて測定した曲げ撓み量が２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎの合成樹脂発泡体からなる複数の独立した棒状又は板状の支持体を、開口部を形成し対向する縁部間に橋架する方向に一点支持又は複数点支持の形態で、開口部の周縁部又はシートフレームに固設し、又は開口部の周縁部と一体成形し、該複数の支持体を所定の間隔を空けて列設した形態をする構成体をシートクッションパッドとし、支持体の曲げ変形が可能である空隙部を有することによって課題を解決できた。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用シートクションの軽量化に関し、特にリサイクル性に富み、フィット感、クッション性に富むことを特徴とする車両用シートクッションに関する。

一般に車両用シートクッションは、金属製のシートフレームやワイヤーを内包し、一般にウレタンフォームをクッション材として用い全体を表皮材で被覆していた。乗員の荷重は主にシートフレームやワイヤーと表皮材との間に挟まれたウレタンフォーム層を圧縮方向に撓ませることにより支えられており、クッション性及びフィット性は主にウレタンフォーム層が圧縮方向に撓んだ際の反力、復元力及び撓みによって得られていた。

また、車両用シートクッションの軽量化に関する技術として、特許文献１にシートフレームが枠状を呈し、シートフレームの断面が山形を呈すると共に、シートフレームの枠状の内周側に前記山形の一側を形成して着座者に対向する傾斜面を有し、シートフレームに弾性を有するネットを被せ、その周縁部をシートフレームの山形上から引き回して該山形の他側に固定することで凹曲面状の着座面を形成するように張設し、ネットとシートフレームの傾斜面との間に角度を設けた技術が開示されている。

他の軽量化に関する技術としては、特許文献２に、シートフレームに着脱可能に取り付けられたベースプレートと、該ベースプレート上に配置されたブロックと、該ブロック上に配置されたスプリングプレートと、該スプリングプレートを被覆する表皮とを備える着座部を有し、前記ブロックは、前記ベースプレートと前記スプリングプレート間に所定の空間を形成するように配置され、前記スプリングプレートは、弾性を有する発泡体であるＰＰ（ポリプロピレン）ビーズ発泡体、ＰＥ（ポリエチレン）ビーズ発泡体、ＰＰ発泡体、ＰＥ発泡体、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル／スチレン樹脂）発泡体、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）及びウレタンフォーム材のいずれかで形成されている発泡体で成形され、前記スプリングシートは、前記ベースプレート方向への力が加えられたときに前記空間内へ撓む車両用シートに関する技術が開示されている。

特開２００２−２８０４４号公報 特許第４００９４９０号公報

従来の一般的な車両用シートクッションではクッション材としてウレタンフォームが使用されており、クッション性が極めて高く快適性に優れているため今も尚、多用されている。しかし、該ウレタンフォームはリサイクル性能に劣るという問題があった。さらに、車両用シートクッションは一般的なクッション性の他に、自動車の運動に伴い乗員に加えられる前後左右の加速度に対し、乗員の身体を最適な位置で支える機能も求められる。長時間の乗車時の疲労を軽減するためにも最適な位置で身体を支える必要がある。このため非常に軽量で軟質なウレタンフォームのみでは機能を満足することができず、ある程度の剛性を得るためにはウレタンフォームの密度を一定以上の密度とする必要があり、このため軽量化が進まないという問題があった。

特許文献１に記載の技術は、乗員による荷重を支えるネット素材がシートクッション周囲に設置されたシートフレームに引き込まれ強固に固定されており、乗員の着座により加えられた荷重はネット素材を通じ最終的にシートフレームの剛性により支えられていた。従ってシートフレームの構造は一定以上の強度を保たねばならず、このため従来のクッション材に相当するネット素材自体の重量は軽量であるものの、シートフレームの重量は増加傾向にあり全体としての重量軽減効果が十分ではないという問題があった。

さらに、ネット素材のクッション性は主に素材の伸びによって得られるため限定されており、長期間の使用によりたるみが発生し商品性に劣る傾向にもあった。またシートフレームに平面的なネット素材を張架する構造であるため、基本的なシートクッションの形状は平面的であり、乗員の身体を最適な位置で支えるために必要な三次元形状を得ることが困難であり、その結果、乗員に不快感を与えるという問題があった。これは自動車の運動によって乗員へ横Ｇが加えられる際等、不安定なハンモック状のネット素材では乗員の身体を安定して支えることができないからである。

次に、特許文献２の技術については、スプリングプレートは外形略矩形の板状発泡体であり該スプリングプレートの乗員が着座する側には横方向に複数の溝が形成されている。しかし、溝部が浅いと柔軟性を与えることができず、溝部が深ければクッション材が撓む際、わずかに残った溝部底部の連結部分へ過大な引っ張り力が集中し大きな伸び変形が発生するため復元不能な永久変形を生じる、あるいは破断する恐れが高かった。溝底部にある連結部分が一部でも破壊されれば支えを一気に失いクッション材全体の見かけ硬さが急激に低下し、クッション材としての機能が大きく損なわれる。従って破壊を回避するためクッション材の撓みを一定以上に設計することが事実上困難であり、十分な着座時のフィット感及び快適性を付与することが困難であった。

また、特許文献２の技術は、乗員の体格に応じて、高さの異なるブロックを適宜選択することにより個人的に良好な着座感を得ることができるとの記載があるが、乗員は体重の軽重によって着座する前に自分に適する高さのブロックに変えなければならないという、現実的には実施困難な対応をしなければならないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、乗員の着座時のフィット感やクッション性に富み、軽量化を実現でき、リサイクル性に富む車両用シートクッションを提供することである。

本発明において、合成樹脂発泡体とは、柔軟で曲げ変形が可能であり、かつ復元性に優れたものであり、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６記載の方法（２３℃±２℃、相対湿度５０±５％の雰囲気下でスキンを取り除いた長さ３５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの試験片を支点間距離３００ｍｍ、試験速度２０±１ｍｍ／ｍｉｎで撓みが最大９０ｍｍとなるまで荷重を加え、荷重撓み曲線を記録する。）に準じて測定した曲げ撓みが２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎの合成樹脂発泡成形体を指す。具体的には発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、その他ポリオレフィン系樹脂発泡体、あるいは改質ポリスチレン系樹脂発泡体などを指す。前記合成樹脂発泡体には、ビーズ発泡成形体が含まれ、ビーズ発泡成形体としては、ポリプロピレン系ビーズ発泡成形体、ポリエチレン系ビーズ発泡体などがあげられる。

材料の具体的選定にあたっては、更に長さ４００ｍｍ程度の棒状又は板状の試験片の両端を支持し、中央を２５ｍｍ前後押し下げ３０分間保持し、その後荷重を解放した後にサンプルの変形からの回復が９０％以上あることが望ましい。あるいは従来のウレタンフォーム製のシートクッションで行なわれていた試験に準じ、両端を支持したサンプルの中央部を所定回数繰り返し押し下げ変形させ、その後に測定された残留歪み（残留変位量ともいう。）が所定量以下であることが望ましい。

このような条件を満たす材料として、例えば発泡ポリプロピレンの密度０．０６ｇ／ｃｍ^３〜０．０１５ｇ／ｃｍ^３、より好ましくは密度０．０３５ｇ／ｃｍ^３〜０．０１５ｇ／ｃｍ^３、または発泡ポリエチレンの密度０．０８ｇ／ｃｍ^３〜０．０３ｇ／ｃｍ^３などが好ましい。一方、柔軟性に乏しく曲げ変形により容易に破断の恐れがある硬質発泡ウレタンや発泡ポリスチレンなどは好ましくない。

発明者らは軽量化を図るために材料の検討を進めた。連続気泡構造であるウレタンフォームに変わりうる素材の例として、一般に独立気泡構造を持つ合成樹脂発泡体は、従来からシートクッションのクッション材として一般に用いられてきたウレタンフォームに比し、軽量で剛性に富みリサイクルも容易である等の利点を持っていたが、圧縮方向での撓み、復元力をクッションとして使用する場合、内包する空気の反発力により発泡体の変形に伴い反力が急激に高まる傾向にあるため、クッション性に欠け硬く感じられ快適性に劣っていた。

また一般に独立気泡構造を持つ合成樹脂発泡体は、ウレタンフォームと同様、圧縮方向に撓ませクッション材として使用する場合、長期間の使用に従い徐々に回復力を失いクリープが発生する。これは気泡を構成する樹脂皮膜の繰り返し変形による疲労と内包する空気の圧力低下によるところが大きい。従って長期間使用される自動車用シートクッションの素材としては好ましいものではなかった。

そこで、発明者らは合成樹脂発泡体の物性を様々な角度から分析することにより、従来の一般的なクッション材として使用されてきた圧縮方向に撓ませる構造ではなく、曲げ変形が可能で復元性に優れた合成樹脂発泡体からなる支持体３の曲げ変形とその回復性をクッション材として利用する方法が最適であることを見出し本発明に至った。

「発明が解決しようとする課題」に記載した課題を解決するために、請求項１に記載の車両用シートクッション１の発明は、シートクッションパッド２を含む車両用シートクッション１であって、着座者の座面が形成された前記シートクッションパッド２上面部に開口部を設け、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６記載の方法に準じて測定した曲げ撓み量が２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎの合成樹脂発泡体からなる複数の独立した棒状又は板状の支持体３を、前記開口部を形成し対向する縁部間に橋架する方向に一点支持又は複数点支持の形態で、前記開口部の周縁部又はシートフレーム７に固設し、又は前記開口部の周縁部と一体成形し、該複数の支持体３を所定の間隔を空けて列設した形態をする構成体をシートクッションパッド２とし、前記支持体３の下方へ該支持体３の曲げ変形が可能である空隙部５を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クッション１の発明は、請求項１において、前記支持体３の形態が、正面視で、直線形状、曲線形状、又は、直線を任意の角度で屈曲させた直線部分の組み合わせからなる屈曲形状であることを特徴とする。

請求項３に記載の車両用シートクッション１の発明は、請求項１又は２において、前記支持体３の下方にシートフレームに張架されたベルト状の副支持体８を設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の車両用シートクッション１の発明は、請求項１に記載の棒状又は板状の支持体３からなる部位を着座者の座面となる上面部１５として、前記上面部１５の左右端に側設された側面部１７と下方を構成する底面部１６とを含む部位から構成され、前記上面部１５、側面部１７及び底面部１６に囲まれた中央部に該上面部１５の曲げ変形が可能である空隙部５を形成させたシートクッションパッド２と、少なくとも前記シートクッションパッド２の表面を被覆するように配設した表皮２１と、を含む構成要素からなることを特徴とする。

請求項５に記載の車両用シートクッション１の発明は、請求項４において、右側面部１７及び左側面部１７との間に略水平方向に介設された棒状又は板状の支持体３の下方であって着座者の坐骨がシートクッションに間接的に当接する範囲より外側に突起部分１８を設け、あるいは下方のシートクッションパッド２底面部１６上の着座者の坐骨がシートクッションに間接的に当接する範囲より外側に突起部分１８を設け、着座者の荷重によって各支持体３が曲げ変形を起こす際、前記突起部分１８が支持体３の一定以上の曲げ変形によってシートクッションパッド２の底面部１６に当接し着座者の荷重を支持することを特徴とする。

請求項１乃至５のいずれかに記載された本発明は、いずれも乗員の身体が接触する車両用シートクッション１が、複数の棒状又は板状の支持体３を、シートクッションパッド２の上面部１５の開口部の周縁部に固設し、又はシートクッションパッド２の開口部の周縁部と一体成形し、該複数の支持体３を所定の間隔（空隙４）を空けて列設し、該支持体３の下方へ該支持体３の曲げ変形が可能である空隙部５を有する形態を有し、かつ該支持体３等が合成樹脂発泡体からなるシートクッションパッド２を、構成要素に含むことを特徴とする発明である。空隙部５には、該空隙部５を取り巻く周囲の少なくとも１面が開口部を有する形態、又は、シートクッションパッド２の上面部１５、左右の側面部１７及び底面部１６に囲まれた中央部に形成される形態がある。

請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用シートクッション１の発明は、いずれも従来一般的に使用されていたウレタンフォームを合成樹脂発泡体に置換することが可能なものであり、そのため軽量化、リサイクル性の向上が可能となるものである。また、比較的硬質でありクッション性、フィット性、耐クリープ性に劣っていた合成樹脂発泡体を使用するにもかかわらず、高いクッション性、フィット性を付与させることが可能であり、設計の自由度が高く乗員の身体を適切に支持し高い快適性を得ることができ、長期間の使用によっても従来のウレタンフォームと同等の良好な耐クリープ性を発揮するため高い商品性を有するという効果を奏する。

さらに、シートクッションパッド２を構成する支持体３と他の部分とを合成樹脂発泡体により一体成形することにより加工コストを引き下げ、軽量化を推進できる。

また、請求項２に記載の車両用シートクッション１の発明は、小型のシートクッションで支持体３の両端間の距離が十分に確保できず、乗員の身体による荷重で十分な撓みを得ることができない場合、支持体３を直線形状ではなく円弧形状、又は直線を任意の角度で屈曲させた直線部分の組み合わせからなる屈曲形状に形成することで曲げ変形を受ける際の実質的な支持体３の両端間の距離を大きくすることができ十分な撓みを得られるようにできるので、設計の自由度を高めることができる。

また、請求項３に記載の車両用シートクッション１の発明は、着座者による押圧を受けた支持体３が下方へ曲げ変形を起し、一定以上の大きさの変形になった以降は、支持体３の下方がシートフレーム７に張架された副支持体８に当接し、該当接以降は支持体３の曲げ変形による反力と、副支持体８の張力によって支持力を高めることができるため、必要以上に身体が沈み込むのを抑制することができ、着座者の身体を適切な位置で支えることができる。

さらに、構成部品が合成樹脂発泡体からなる支持体３と、ベルト状の副支持体８だけであるため、押圧力に対し同様のクッション性を有するべく所定の密度や厚みを有するウレタンフォーム材を使用した場合に比較して、極めて軽量であり、かつ車両用シートクッション自体を小型化できるという効果を奏する。

また、請求項４に記載の車両用シートクッション１の発明は、前記ベルト状の副支持体８に代えて、シートクッションパッド２に上面部１５及び左右側面部１７に追加して底面部１６を設けた構成からなり、着座者による押圧を受けた支持体３が下方へ曲げ変形を起し、一定以上の大きさの変形になった以降は、支持体３の下方が底面部１６に当接し、該当接以降は支持体３の曲げ変形による反力と、底面部１６の曲げ変形による反力によって支持力を高めることができるため、必要以上に身体が沈み込むのを抑制することができ、着座者の身体を適切な位置で支えることができる。

また、請求項５に記載の車両用シートクッション１の発明は、着座者による押圧を受けた支持体３が下方へ曲げ変形を起し、一定以上の大きさの変形になった以降は支持体３の下方が底面部１６に当接するが、この当接したときに、支持体３又は底面部１６の着座者の坐骨のシートクッション１に当接する範囲を外した箇所に設けた突起部分１８が先に圧縮することにより、かつ着座者が最も底突き感を感じやすい部位に対する前記突起部分１８との衝突感を感じないことにより、着座者は底突き感を感じず柔らかさや弾力性を感じやすくなり、臀部や大腿部のフィット感を高め座り心地を高めるという効果を奏する。

請求項１に記載の車両用シートクッションの概要図である。 図１における支持体が分離した形態の場合のＢ―Ｂ断面概要図である。 図１におけるＡ―Ａ断面概要図である。 請求項２に記載の車両用シートクッションの概要図で、（ａ）は車両用シートクッションの概要図で、（ｂ）は円弧形状の支持体の概要図で、（ｃ）は直線を任意の角度で屈曲させた直線部分の組み合わせからなる屈曲形状の支持体の概要図である。 図１における支持体が一体形成された形態の場合のＢ―Ｂ断面概要図である。 請求項４に記載の車両用シートクッションの縦断面概要図である。 請求項５に記載の支持体に突起部分を設けた車両用シートクッションの縦断面概要図である。 請求項５に記載の底面部に突起部分を設けた車両用シートクッションの縦断面概要図である。 請求項３に記載の副支持体の概要図である。 請求項３に記載の車両用シートクッションの縦断面概要図である。 負荷耐久性試験の概要図である。 背形加圧治具の概要図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は側面図である。 繰り返し荷重による残留変位量線図である。 シートクッション形状での荷重―変位量線図である。 発泡体と無発泡体とのＪＩＳ Ｋ７２２１−２による曲げ試験の比較図である。 請求項３に記載の構造における圧縮―変位量線図である。 着座者の臀部周囲に突起部分を設けない形態を示す、車両用シートクッションを前後方向での説明図である。 突起部分を着座者の坐骨直下から避けた形態を示す説明図である。

以下、本発明にかかる車両用シートクッション１の実施形態について説明する。

本発明にかかる車両用シートクッション１は、図１乃至図１０に示すように、シートクッションパッド２を含む車両用シートクッション１であって、着座者の座面が形成された前記シートクッションパッド２の上面部１５に前記シートクッションパッド２の周縁部を残した一つの大きな開口部を設け、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６記載の方法に準じて測定した曲げ撓み量が２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎの合成樹脂発泡体からなる複数の独立した棒状又は板状の支持体３を、前記開口部を形成し対向する縁部間に橋架する方向に一点支持又は複数点支持の形態で、前記開口部の周縁部又はシートフレーム７に固設し、又は前記開口部の周縁部と一体成形し、該複数の支持体３を所定の間隔を空けて列設した形態をする構成体をシートクッションパッド２とし、前記支持体３の下方へ該支持体３の曲げ変形が可能である空隙部５を有する。

シートクッションパッド２の上面部１５に該当する位置に支持体３を、図２又は図５に示すように、固設又は一体成形させており、支持体３はシートクッションパッド２の構成要素に含まれ、シートクッションパッド２の座面を形成する。

また、支持体３を前記開口部の周縁部と一体成形した場合には、シートクッションパッド２は、合成樹脂発泡体で形成され、着座者の座面が形成された上面部１５と、側面部１７と下方を構成する底面部１６とを含む部位から構成され、前記座面を形成する上面部１５を貫通する、略水平方向の複数の細長状の空隙４を形成し、前記空隙４と、右側面部１７及び左側面部１７との間に介設された複数の棒状又は板状の支持体３を所定の間隔を空けて列設し、前記上面部１５、側面部１７及び底面部１６に囲まれた中央部に該上面部１５の曲げ変形が可能である空隙部５を形成させる形態がある。

そして、車両用シートクッション１は、図１又は図４に示すように、少なくともシートクッションパッド２の外周面を表皮２１で被覆されている。

次に、前記空隙４又は空隙部５の下方に前記複数の棒状又は板状の支持体３が曲げ変形して撓んだときに当接する構成要素を説明する。前記構成要素としては、図１０に示すようにベルト状の副支持体８、又は、図２、図５乃至図８に示すようにシートクッションパッド２の左右の側面部１７と一体成形された底面部１６がある。

次に、空隙部５を構成する形態を説明する。図２に示すようにシートクッションパッド２の開口部の周縁部又はシートフレーム７に固設した支持体３と、左右の側面部１７と、底面部１６に囲まれて形成される形態、図６に示すように合成樹脂発泡体で形成され、着座者の座面が形成された上面部１５と、左右の側面部１７と下方を構成する底面部１６に囲まれて形成される形態、又は、図１０に示すように底面部１６を設けないシートクッションパッド２の場合には複数の棒状又は板状の支持体３からなる上面部１５、左右の側面部１７及び副支持体８に囲まれて形成される形態がある。

次に、支持体３の取付形態について説明する。図１における表皮一部取り除き範囲３０内に、又は図２に示すように、シートクッションパッド２が支持体３と他の部位とに分離された場合には、該支持体３はシートクッションパッド２の上面部１５に設けられた開口部の対向する周縁部の一方側に一点支持で固設され、又は該開口部の対向する周縁部の両側に複数点支持で固設される。また、図５に示すようにシートクッションパッド２が支持体３と他の部位とに分離されないで一体成形された場合には、該支持体３は一点支持又は複数点支持の形態でシートクッションパッド２の開口部の周縁部と一体成形される。支持体３が固設された側の周縁部の下方にはシートフレーム７又はワイヤー６を配置し固設側の周縁部に該支持体３の撓み時の支点となるように剛性を与えることが好ましい。

また、各支持体３は、それぞれ隣同士の支持体３の接触によって影響を受けないように、かつそれぞれの支持体３が単独でそれぞれ異なる曲げ変形を行なえるように、互いに所定の間隔を設けてそれぞれ独立させた状態で列設される。

個々の支持体３は空隙４（間隔）によってそれぞれ他の支持体３の影響を受けないように独立しているため、個々の支持体３に全く異なる曲げ特性を与えることも容易であり、設計自由度が高まるためシートクッションに高いクッション性やフィット感を付与し、より快適性を確保することができる。このことから、シートクッションに乗員により荷重が加えられる際、身体が当接するそれぞれの支持体３の部位には体圧分布による荷重の程度によってフィット感を得るために望ましい撓み量を異ならせることができる。

引用文献２に記載したシートクッション構造では、一定以上の撓み量を得ること、部位毎に異なる望ましいクッション性や撓み量を得ること、さらには車両の運動により乗員の身体に加速度が加わる際でも身体を望ましい位置に保つための追随性を与えることが困難であったが、本発明のシートクッション構造では柔軟な各支持体３が独立し動作できるため、これらの問題を容易に解決することができる。

次に、各支持体３間に設けられる空隙４（間隔）について説明する。該空隙４は幅２ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましく、一つの空隙４の幅は均一でもよいし、部位によって部分的に可変させてもよい。空隙４の幅が上記範囲内であれば各支持体３が乗員の身体による荷重を受け曲げ変形を起こす際、隣合せに配設された支持体３が相互に摩擦により起こる低級音の発生や曲げ変形の阻害を抑制し、また着座時の支持体３と空隙４との凹凸感覚を更に抑制することができる。

また、図６乃至図８に示すように、空隙４の幅（各支持体３間の間隔）はシートクッション表面側が狭く、下方で広く設計することが好ましい。車両の前後左右の運動により乗員へ加速度が加わり、支持体３がこれに追随して三次元的に複雑に変形する際、相互に接触することを防ぐことができるからである。

次に、支持体３について説明する。支持体３の形態は、平面視で、水平、垂直、又は斜めを含む３６０°の内のいずれかの方向に、直線形状、曲線形状、又は、直線を任意の角度で屈曲させた直線部分の組み合わせからなる屈曲形状であればよい。シートクッションの幅（前下方向）が十分広い場合には支持体３の形態は直線状であっても支持体３の曲げ撓み（乗員の押圧の大きさに対応して曲げ撓み可能な限度を意味する。）を大きくすることができるが、シートクッションの幅が狭い場合には支持体３の曲げ撓みを大きくすることができにくい。そこで、シートクッションの幅（前下方向）には車両用シートクッション１の設計上からの制限があるため支持体３に満足なスパンを確保することが困難な場合で、支持体３の曲げ撓みをより大きくする必要がある場合には、図５（ａ）乃至（ｃ）に示すように、支持体３の形状を正面視で円弧形状、あるいは直線を任意の角度で屈曲させた直線部分の組み合わせからなる屈曲形状に変形させることにより、実質的な曲げを受ける支持体３としての長さを増やし効果的に必要な撓みを得ることができる。

次に、支持体３の断面形状は、矩形、丸棒又は楕円等、任意の形状とすることができる。なお、曲げ変形時に応力が集中するのを避けるため角部には鋭角部分を有していない形状のものが好ましい。

個々の支持体３の大きさ、すなわち幅、厚さ、長さ及び形状は使用する合成樹脂発泡体の剛性、想定される乗員の身体各部の形状、シートポジションなどによって決定される最適なクッション性や撓み量によって設計される。具体的な大きさは、支持体３の上下方向の幅は１２ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好ましい。前下方向の厚みは１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下が好ましい。支持体３の幅は小であるほど身体形状への追従性が高まるが、上記範囲内であることが、支持体３の耐久性とクッション性やフィット感とのバランスの観点から好ましい。また支持体３の長さは想定される乗員の身体の大きさ、シートの大きさ又は支持体３の支持形態等によって任意に定められる。

次に、図７に示すように、車両用シートクッション１においてシートクッションパッド２の左右の側面部１７間に略水平方向に介設された棒状又は板状の支持体３の下方である空隙部５側に突設された突起部分１８、又は図８に示すように、シートクッションパッド２の底面部１６上に空隙部５側に突設された突起部分１８について説明する。

図１７又は図１８に示すように、前記突起部分１８は、着座者の坐骨下部がシートクッションに当接する範囲より外側に設けられ、着座者の押圧により棒状又は板状の支持体３が一定以上の撓みになった以降、シートクッションパッド２の上面部１５に該当する支持体３に、又はシートッバックパッド２の着座者の坐骨がシートクッションに間接的に当接する範囲より外側の底面部１６に突設され、対向するシートクッションパッド２の底面部１６又は支持体３に当接した以降の押圧に対しては圧縮変形を生じることを特徴とする、平面状、凹状又は凸状の先端部形状を有する突起物又は突条物をいう。そして、平面状、凹状又は凸状の先端部形状を有する突起物又は突条物の縦断面形状又は横断面形状が、略三角形状、先細り形状、又は先細り形状部を複数有するようにした先分かれ形状であり、前記突起物又は突条物の先端部形状は、先端部が尖った鋭利な形状、先端部に丸みを有した丸み形状、又は先端部が先細りし平面部を有する先端鈍角形状である。

シートクッションパッド２の上面部１５に該当する棒状又は板状の支持体３が、着座者の押圧によって下方へ曲げ変形を起こし、曲げ変形量が一定以上となった場合、支持体３又は前記底面部１６に突設された突起部分１８が対向する底面部１６又は支持体３の後側と当接し、当接した後は突起部分１８によって連結された支持体３と底面部１６が共に着座者を支持することによって必要以上に身体が沈み込むのを抑制することができる。車両用シートクッション１では例えば着座者の腰を支える部分のクッション材の硬度を上げ、所定の位置で保持させることが長時間の乗車による疲れを防止するために求められる特性である。本発明である車両用シートクッション１を使用すると、合成樹脂発泡体からなる棒状又は板状の支持体３の曲げ変形時の反力に加え、一定以上の変形時には突起部分１８が支持体３と底面部１６を連結し、該連結以降は支持体３及び突起部分１８が着座者と剛性のある底面部１６との間で圧縮変形を起こし、段階的にシートクッションの硬度を高めることができるため、より確実に着座者の身体を支持することができる。

さらに、より好ましくは、該突起部分１８は先端鋭角形状を有し、これにより突起部分１８と底面部１６が当接した以降生ずる反力の急激な上昇を緩和させるので乗員が底突き感を感じることを減ずることができる。

次に、図９に示すように、シートクッションのシートフレーム７の両端間に張架されたベルト状の副支持体８について説明する。副支持体８は例えばポリエステル等の合成繊維を高密度に紡織したもので、伸びが少なく、またはある程度の弾性を有するが高い復元性を有するものであることが望ましい。

図１０はベルト状の副支持体８を使用したときのシートクッションの動作を示したものである。着座者による押圧を受けた支持体３が下方へ曲げ変形を起こすが、一定以上の曲げ変形となった以降は、支持体３の下方がシートフレーム７に張架された副支持体８に当接し必要以上の身体の沈み込みを抑制するとともに、該当接以降は支持体３の曲げ変形による反力と、副支持体８の張力によって着座者の身体を支える。

図１６は本発明の構造を有する試験体を実際に試験機で押圧した例を示す。シートクッションの表面を直径１００ｍｍの半球形の治具で１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で３０ｍｍまで押圧した際に発生した反力を示す。最下線Ｖは副支持体８であるベルトのみを押圧した際の反力、中央の線Ｅは合成樹脂発泡体からなる支持体３のみを押圧した場合の反力、最上線Ｇは本発明による構造を持った試験体を押圧した際の反力を示している。

本発明による構造を持った試験体は、合成樹脂発泡体からなる支持体３の下方１５ｍｍの位置に副支持体８であるベルトを設けてあるため、合成樹脂発泡体からなる支持体３単体と、本発明の構造による試験体は試験用治具で１５ｍｍ押圧するまでは全く同じ反力を発生するが、その後、合成樹脂発泡体からなる支持体３がベルト状の副支持体８に当接し、以降は合成樹脂発泡体からなる支持体３とベルト状の副支持体８がそれぞれ発生する反力が合わさり、段階的に剛性が高まることを示している。

次に、合成樹脂発泡体について説明する。本発明における合成樹脂発泡体は、柔軟で曲げ変形が可能であり、かつ復元性に優れたものであり、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６記載の方法（２３℃±２℃、相対湿度５０±５％の雰囲気下でスキンを取り除いた長さ３５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの試験片を支点間距離３００ｍｍ、試験速度２０±１ｍｍ／ｍｉｎで最大９０ｍｍまで荷重を加え、荷重撓み曲線を記録する。）に準じて測定した曲げ撓みが２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎの合成樹脂発泡成形体を指す。曲げ撓みが２０ｍｍ未満で破壊を生じるような合成樹脂発泡成形体は、耐久性面から不適である。身体による押圧を支えるため必要となる支持体３の断面が非常に大きくなり、２０ｍｍ撓み時の荷重が１００Ｎ超の場合、好ましい撓み量を発生させることが困難となり、ともに好ましい設計が困難となる。具体的には発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、その他ポリオレフィン系樹脂発泡体、あるいは改質ポリスチレン系樹脂発泡体などを指す。なお、上記発泡体の中でも樹脂発泡粒子の型内成形体が、フィット感を考慮した形状自由度（設計容易性）の観点から好ましい。

本発明で用いられる発泡粒子を構成するポリオレフィン系樹脂は、オレフィン成分単位を主成分とするポリオレフィン系樹脂であり、具体的にはポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂、さらにそれらの２種以上の混合物などが挙げられる。なお、上記「主成分とする」とは、オレフィン成分単位がポリオレフィン系樹脂中に５０重量％以上含まれることを意味し、その含有量は好ましくは７５重量％以上であり、より好ましくは８５重量％以上であり、さらに好ましくは９０重量％以上である。

ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン成分単位が５０重量％以上の樹脂が挙げられ、例えば、プロピレン単独重合体、またはプロピレンと共重合可能な他のオレフィンとの共重合体等が挙げられる。プロピレンと共重合可能な他のオレフィンとしては、例えば、エチレンや、１−ブテン、イソブチレン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ヘキセンなどの炭素数４〜１０のα−オレフィンが例示される。また上記共重合体は、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよく、さらに二元共重合体のみならず三元共重合体であってもよい。なお、上記共重合体中のプロピレンと共重合可能な他のオレフィンは、２５重量％以下、特に１５重量％以下の割合で含有されていることが好ましく、下限値としては０．３重量％であることが好ましい。また、これらのポリプロピレン系樹脂は、単独または２種以上を混合して用いることができる。ポリプロピレン系樹脂は、ＪＩＳ Ｋ７１６１：１９９４（試験片：ＪＩＳ Ｋ ７１６２（１９９４）記載の試験片１Ａ形（射出成形で直接成形）、試験速度：１ｍｍ／ｍｉｎ）に規定する引張弾性率（Ｅ）の値で６００ＭＰａ以上の基材樹脂を発泡してなる樹脂発泡体であることがのぞましい。

ポリエチレン系樹脂としては、エチレン成分単位が５０重量％以上の樹脂が挙げられ、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン１共重合体、エチレン−ブテン１共重合体、エチレン−ヘキセン１共重合体、エチレン−４メチルペンテン１共重合体、エチレン−オクテン１共重合体等、さらにそれらの２種以上の混合物が挙げられる。

そして、前記合成樹脂発泡体の具体的選定にあたっては、長さ４００ｍｍ程度の棒状の試験片の両端を支持し、中央を２５ｍｍ前後押し下げ３０分間保持し、その後荷重を解放した後にサンプルの変形からの回復が９０％以上ある材料、又は、従来のウレタンフォーム製のシートクッションで行なわれていた試験に準じ、両端を支持したサンプルの中央部を所定回数繰り返し押し下げ変形させ、その後に測定された残留歪みが所定量以下である材料が望ましい。該所定回数又は該所定量は各車両メーカーが従来材料を選定するときに任意に定めていた仕様に従う。

このような条件を満たす材料として、例えば発泡ポリプロピレンの密度０．０６ｇ／ｃｍ^３〜０．０１５ｇ／ｃｍ^３、より好ましくは密度０．０３５ｇ／ｃｍ^３〜０．０１５ｇ／ｃｍ^３、又は発泡ポリエチレンの密度０．０８ｇ／ｃｍ^３〜０．０３ｇ／ｃｍ^３などが好ましい。このような材料はＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６記載の方法（２３℃±２℃、相対湿度５０±５％の雰囲下でスキンを取り除いた長さ３５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの試験片を支点間距離３００ｍｍ、試験速度２０±１ｍｍ／ｍｉｎで最大９０ｍｍまで荷重を加え、荷重撓み曲線を記録する。）に準じて行う試験において、曲げ撓み２０ｍｍ時の荷重が２〜１００Ｎであり曲げに対する柔軟性と共に曲げ剛性にも優れているが、一方従来から一般に用いられていた軟質ウレタンフォームは曲げ剛性が０．４６Ｎと大きく劣るため、本発明のシートクッションを構成する材料としては適切でない。

以下に、合成樹脂発泡体を使用した場合のクリープ性や曲げ剛性について説明する。まず、クリープ性を評価するために、ＪＩＳ Ｋ ６７６７：１９９９による圧縮永久歪を測定した。縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚み２５ｍｍの試験片を２５％歪んだ状態に圧縮し、温度２３℃±２℃において２２時間放置する。圧縮終了２４時間後の厚さを測定する。なお、圧縮永久歪は、圧縮永久歪（％）＝（試験片元厚み（ｍｍ）−圧縮終了２４時間後の厚さ（ｍｍ））÷試験片元厚み（ｍｍ）×１００で求めた。

試験の結果、４５倍ポリプロピレン発泡粒子成形体の圧縮永久歪は１１％であった。一方、同測定方法による発泡ポリウレタンの圧縮永久歪は２％以下である。このことは、従来、シートクッションのクッション材として一般に用いられて圧縮変形によりクッション性を発揮するウレタンフォームに対し、単純に合成樹脂発泡体に置き換えたのみでは圧縮永久歪が発生し、当初のクッション性の維持が困難であり商品性が低下することが示されている。

次に、図１２に示すような背形の加圧治具４０（平面視で楕円形の左右方向長さ４４０ｍｍ、奥行（幅）２９０ｍｍ、正面視で高さ６０ｍｍ）を用いサンプル板４１を常温下で５，０００回、１０，０００回、１５，０００回繰り返し４９０Ｎの荷重を加え押圧した後の残留変位量を測定し負荷耐久性試験として実施した。なお、合成樹脂発泡体を曲げ変形させた場合の残留変位量を調査するために、図１１に示したように発泡ポリプロピレン４５倍発泡品である厚さ２０ｍｍ、幅（奥行）６００ｍｍの平板状のサンプル板４１を３４０ｍｍの間隔で両端支持とし供した。該負荷耐久性試験の結果を図１２に示す。

図１３より、従来のウレタンフォームに要求される仕様は、残留変位量は５ｍｍ（図１３で線Ｃ）以下であるのに対して、本発明の合成樹脂発泡体の場合（図１３で線Ｄ）は、残留変位量は２．５ｍｍであり、前記仕様の範囲内であることが示されている。

したがって、図１３から、曲げ変形が可能で復元性に優れた合成樹脂発泡体の曲げ変形による撓みとその回復性をクッション材として使用する場合、従来から用いられてきたウレタンフォームに匹敵する、あるいは上回る耐クリープ性を有することが示されている。

前記耐クリープ性がウレタンフォームを上回るのは、合成樹脂発泡体を支持体３として使用する場合、中央部が押し下げられ曲げ変形が発生する際、部材の各部にはそれぞれ引っ張り、圧縮、せん断等が働き、部材が変形するが、このそれぞれの変形の程度が従来のように、部材を単純に圧縮することによってクッション材とする場合の直接的な変形量と比べて少なく回復性を損なわぬ弾性域内に止まるからである。

次に、図１４は、両端支持された合成樹脂発泡体からなる支持体３を使用したシートクッション型試験体と、従来構造のウレタンフォームを使用したシートクッション型試験体を、図１２に示すような背形の加工治具４０で圧縮速度１００ｍｍ／ｍｉｎで押圧した際、発生する反力を比較した例である。ウレタンフォームを使用した試験体の大きさは幅６５０ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、厚さ１００ｍｍであり、合成樹脂発泡体を使用した試験体は長さ３５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ３０ｍｍの発泡ポリプロピレン４５発泡品を２ｍｍの間隔を空けて複数列設した形状である。図１４に示す細線Ｕは比較用に用意された、一般にシートクッションに使用されるウレタンフォームの荷重―変位量線図であり、太線Ｐは本発明による合成樹脂発泡体からなる支持体３の中央を押し曲げた際の荷重―変位量線図である。また、押し下げたときの荷重―変位量線をｕ１及びｐ１に示し、押し下げ後に開放したときの荷重―変位量線をｕ２及びｐ２に示した。

図１４から、比較的硬質である合成樹脂発泡体からなる支持体３によっても、曲げ変形によりクッション性を得る構造とした場合、従来のウレタンフォームとほぼ等しい柔軟性が得られることを示されている。

次に、図１５は合成樹脂発泡体の例として発泡ポリプロピレンを選択し、同等の樹脂からなる無発泡の樹脂板（厚み１ｍｍ）からなるサンプルと、発泡ポリプロピレン４５倍発泡品からなるサンプル（厚み４５ｍｍ）をＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６（２３℃±２℃、相対湿度５０±５％の雰囲気下でスキンを取り除いた長さ３５０ｍｍ、幅２５ｍｍ、サンプル重量同等、厚さ任意の試験片を支点間距離３００ｍｍ、試験速度２０±１ｍｍ／ｍｉｎで最大９０ｍｍまで荷重を加え、荷重撓み曲線を記録した。）に準じ両端支持し、この中央部を押し下げた場合の荷重―変位量線図である。幅を２５ｍｍに一定にし、サンプル重量が同等になるように厚みを調整した。無発泡の樹脂板の場合を荷重―変位量線図Ｍで表し、発泡ポリプロピレン４５倍発泡品からなるサンプルの場合を荷重―変位量線図Ｈで表している。

図１５より、共にサンプルの重量は等しいが、発泡体とすることによって曲げ剛性が大きく高まることが示されている。従来、発泡体を曲げ変形させクッション材として使用することは一般的ではなかったが、発泡体を使用することにより同等の曲げ剛性を獲得するに必要な部品重量を減少させうる、すなわち車両用シートクッション１の軽量化が図れることが示されている。

１ 車両用シートクッション
２ シートクッションパッド
３ 支持体
４ 空隙
５ 空隙部
６ ワイヤー
７ シートフレーム
８ 副支持体
１１ 支持体
１２ 支持体
１５ 上面部
１６ 底面部
１７ 側面部
１８ 突起部分
２１ 表皮
３０ 表皮一部取り除き範囲
４０ 加圧治具
４１ サンプル板

Claims (5)

1. シートクッションパッドを含む車両用シートクッションであって、着座者の座面が形成された前記シートクッションパッド上面部に開口部を設け、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６記載の方法に準じて測定した曲げ撓み量が２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎの合成樹脂発泡体からなる複数の独立した棒状又は板状の支持体を、前記開口部を形成し対向する縁部間に橋架する方向に一点支持又は複数点支持の形態で、前記開口部の周縁部又はシートフレームに固設し、又は前記開口部の周縁部と一体成形し、該複数の支持体を所定の間隔を空けて列設した形態をする構成体をシートクッションパッドとし、前記支持体の下方へ該支持体の曲げ変形が可能である空隙部を有することを特徴とする車両用シートクッション。
2. 前記支持体の形態が、正面視で、直線形状、曲線形状、又は、直線を任意の角度で屈曲させた直線部分の組み合わせからなる屈曲形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートクッション。
3. 前記支持体の下方にシートフレームに張架されたベルト状の副支持体を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用シートクッション。
4. 請求項１に記載の棒状又は板状の支持体３からなる部位を着座者の座面となる上面部１５として、前記上面部１５の左右端に側設された側面部１７と下方を構成する底面部１６とを含む部位から構成され、前記上面部１５、側面部１７及び底面部１６に囲まれた中央部に該上面部１５の曲げ変形が可能である空隙部５を形成させたシートクッションパッド２と、少なくとも前記シートクッションパッド２の表面を被覆するように配設した表皮２１と、を含む構成要素からなることを特徴とする車両用シートクッション。
5. 右側面部及び左側面部との間に略水平方向に介設された棒状又は板状の支持体の下方であって着座者の坐骨がシートクッションに間接的に当接する範囲より外側に突起部分を設け、あるいは下方のシートクッションパッド底面部上の着座者の坐骨がシートクッションに間接的に当接する範囲より外側に突起部分を設け、着座者の荷重によって各支持体が曲げ変形を起こす際、前記突起部分が支持体の一定以上の曲げ変形によってシートクッションパッドの底面部に当接し着座者の荷重を支持することを特徴とする請求項４に記載の車両用シートクッション。

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