JP2019150312A - 内装品 - Google Patents

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Takaaki Yano
孝明 矢野
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Abstract

【課題】比較的シンプルな構成によって、支持部に設けた接触面部の外形を性能良く変更することにある。【解決手段】複数の区画20aは、各々、弾性的に伸縮可能なクッション部位23と、外的刺激によって伸縮し且つ外的刺激を受けないことで元の状態に戻る線状又は面状の可変部位24を有し、可変部位24の伸縮によって、各区画20aが変位し且つ各区画20aの変位後の状態が人体と接触していない場合においても維持されるとともに、各区画20aは、クッション部位23によって変位前後の状態において人体を弾性的に支持可能である。【選択図】図4

Description

本発明は、人体を支持可能な支持部と、人体に接触可能な支持部の接触面部とを備え、支持部材に設けられている複数の区画が個々に変位することで接触面部の外形を変更可能である内装品に関する。
この種の内装品として、特許文献1に開示の乗物用シートが公知である。この乗物用シートでは、シートクッションの着座面部分が、本発明の支持部に相当するとともに、複数のエアーセルで構成されている。各エアーセルは、本発明の区画に相当する筒状の空気袋であり、空気が充填されることで上下方向に起立した状態となり、空気が抜かれることで上下の寸法が小さくなる。公知技術では、シートクッションの着座面部分に、複数のエアーセルを前後左右に密集して配置しておく。こうすることで各エアーセルの上面が、着座面の面方向に密集して配置されて、乗員に接触可能な接触面部を構成する。そして各エアーセルを、電磁弁を介して空気通路に連通し、さらに空気通路を空気ポンプにつなげておく。こうすることで空気ポンプから各エアーセルに供給される空気量を電磁弁の開閉動作によって調整することが可能となる。そして乗員の体格(座圧分布等)に応じて、エアーセル毎の空気圧を調整して、各エアーセルの高さ寸法を変更する。こうすることでシートクッションの接触面部の形状を乗員の体格に倣った凹凸状とすることが可能となり、シートクッションの着座性を向上させることができる。
特開2013−17841号公報
ところで典型的なシートクッションでは、発泡樹脂やバネを用いて乗員を弾性的に支持している。しかし公知技術では、支持部となる着座面部分を、空気の充填されたエアーセルで構成しており、このエアーセルは、発泡樹脂やバネと同様に弾性的に伸縮するようなものではなく且つ減衰もほとんどない。このため公知技術の構成は、支持部に十分なバネ作用を持たせることができず、クッション感に劣る構成となりがちであった。また公知技術では、空気ポンプと空気通路と電磁弁等を用いて、エアーセル毎に空気圧の調整を行っている。このため公知技術の構成は、部品点数が増加して構成の複雑化を招くことから、すんなり採用できる構成ではなかった。本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、比較的シンプルな構成によって、支持部に設けた接触面部の外形を性能良く変更することにある。
上記課題を解決するための手段として、第1発明の内装品は、人体を支持可能な支持部を備え、支持部は、人体に接触可能な面状の接触面部を有するとともに、接触面部の面方向において複数の区画に区分けされており、複数の区画の少なくとも一部が変位することにより接触面部の外形を変更可能である。この種の構成においては、比較的シンプルな構成によって、支持部に設けた接触面部の外形を性能良く(例えばクッション感良く)変更できることが望ましい。そこで本発明の複数の区画は、各々、弾性的に伸縮可能なクッション部位と、外的刺激によって伸縮し且つ外的刺激を受けないことで元の状態に戻る線状又は面状の可変部位を有する。そして可変部位の伸縮によって、各区画が変位し且つ各区画の変位後の状態が人体と接触していない場合においても維持されるとともに、各区画は、クッション部位によって変位前後の状態において人体を弾性的に支持可能である。本発明では、支持部の接触面部の外形を、各区画の変位によって変更することが可能となっている。そして支持部の区画自体に、外的刺激に応じて伸縮する可変部位が設けられ、この可変部位にて各区画を変位させ且つ変位後の状態を維持できるため、内装品の構成をシンプル化することが可能となっている。さらに支持部の各区画は、変位の前後においてクッション部位によって人体を弾性的に支持することが可能であり、より優れたクッション感を有する構成となっている。
第2発明の内装品は、第1発明の内装品において、複数の区画は、各々、人体側に向けて突出する筒形状の部位であってクッション部位の弾性力によって筒形状又は突出状態が維持されているとともに、外的刺激を受けた可変部位の伸縮によって人体から離れる向きに変位可能である。そして接触面部は、各区画の人体側の面で構成されているとともに、各区画の変位に応じて凹状に変形する。本発明の各区画は、クッション部位にて筒形状又は突出状態で維持されており、可変部位の伸縮によって人体から離れる向きに変位することができる。そして各区画の変位に応じて(変位量に比例して)接触面部の外形を凹状に変形可能としたことで、接触面部の外形を、人体の体格等に応じて適切に変更することが可能となっている。
第3発明の内装品は、第1発明又は第2発明の内装品において、隣り合う区画同士が分割されている。本発明では、区画同士を分割したことで、特定の区画を、隣接している他の区画からの影響を極力受けることなく適切に変位させることができる。
第4発明の内装品は、第1発明〜第3発明のいずれかの内装品において、可変部位は、外的刺激を受けて収縮又は伸長する線材と、外的刺激を受けて面方向に広がる面材の少なくとも一方を有している。本発明では、外的刺激によって変形する線材又は面材によって可変部位を構成することにより、各区画をより確実に変位させることができる。
本発明に係る第1発明によれば、比較的シンプルな構成によって、支持部に設けた接触面部の外形を性能良く変更することができる。また第2発明によれば、支持部に設けた接触面部の外形をより適切に変更することができる。また第3発明によれば、支持部に設けた接触面部の外形を更に適切に変更することができる。そして第4発明によれば、支持部に設けた接触面部の外形をより確実に変更することができる。
乗物用シートの斜視図である。 シートクッションの内部を透視して示す概略上面図である。 シートクッションの概略横断面図である。 区画を示すシートクッション一部の概略横断面図である。 可変部位をなす線材の斜視図である。 収縮状態の線材の斜視図である。 乗員着座時のシートクッションの概略横断面図である。 下降状態の区画を示すシートクッション一部の概略横断面図である。 変形例1の区画を示すシートクッション一部の概略横断面図である。 別例の線材の斜視図である。 変形例2の区画を示すシートクッション一部の概略横断面図である。 変形例2の可変部位をなす面材の斜視図である。 面方向に広がった状態の面材の斜視図である。 変形例3の区画を示すシートクッション一部の概略横断面図である。 変形例4の区画を示すシートクッション一部の概略横断面図である。
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図15を参照して説明する。各図には、便宜上、乗物用シートの前後方向と左右方向と上下方向を示す矢線を適宜図示する。また図1では、便宜上、シートクッションの支持部(接触面部)に相当する箇所にハッチを付けて図示している。図1の乗物用シート2は、本発明の内装品に相当する部材であり、シートクッション4と、シートバック6と、ヘッドレスト8を有する。そしてシートクッション4(詳細後述)の後部にはシートバック6の下部が起倒可能に連結されている。また起立状態のシートバック6の上部にはヘッドレスト8が配設されている。これらシート構成部材(4,6,8)は、各々、シート骨格をなすシートフレーム(4F,6F,8F)と、シートの意匠面を構成するシートカバー(4S,6S,8S)を有する。またシートバック6(及びヘッドレスト8)には、これらの外形をなして乗員を弾性的に支持するシートパッド6P(8P)が設けられ、各シートパッド6P(8P)は対応するシートカバー6S(8S)で被覆されている。
[実施例]
シートクッション4は、図1及び図2に示すように上面視で略矩形の部材であり、上述の基本構成4F,4Sと、着座面部分をなす支持部20とを備えている(各部材の詳細は後述、図2では、便宜上、一部の区画の符号を省略している)。この支持部20は、上面側が乗員に接触可能な接触面部21をなしているとともに、後述する複数の区画20a,20bに区分けされている。そして図3及び図7を参照して、複数の区画20a,20bが個々に昇降変位する(各図では上下方向に変位する)ことで、接触面部21の外形を乗員の体格に合わせて変更することが可能となっている。この種のシート構成では、各区画20a,20bの構成等が原因となって、シート構成が過度に複雑化したり性能(例えばクッション感)の悪化を招いたりすることは極力回避すべきである。そこで本実施例では、後述する比較的シンプルな構成によって、支持部20に設けた接触面部21の外形を性能良く変更することとした。以下、各構成について詳述する。
[基本構成]
ここでシートフレーム4Fは、図2に示すように上方視で略矩形の枠体であり、金属や硬質樹脂などの剛性に優れる素材で構成されている。このシートフレーム4Fの枠内には、図3を参照して、後述するフレーム部位10が設けられている。また図2及び図3を参照して、シートカバー4Sは、シートの意匠面を構成する面状部材であり、シートフレーム4Fの外側と、後述する各区画20a,20bの上側とを被覆するように配設することができる。この種のシートカバー4Sの素材として、皮革(天然皮革,合成皮革)や布帛(織物,編物,不織布)を例示できる。なおシートカバー4Sの代わりに、シールド部材(図示省略)によって、シートフレーム4Fの外側を覆うことができる。このシールド部材は、適度な剛性を備えた硬質樹脂などの素材で構成することができ、その外面をシートカバーで覆うこともできる。
[フレーム部位]
そしてフレーム部位10は、図3及び図4を参照して、シートフレーム4Fの枠内に配設されている板状部位であり、後述する各区画20a,20bを取付けることが可能である。このフレーム部位10は、上下一対のフレーム部材(上側フレーム部材12,下側フレーム部材14)で構成されている。これら各フレーム部材12,14は、それぞれ上方視で略矩形の平板材(典型的に金属又は硬質樹脂製)であり、シートフレーム4Fの枠内に概ね水平な状態で固定されている。そして上側フレーム部材12は、相対的に上方に配置された平板材であり、図4に示す複数の挿設孔12Hを有している。複数の挿設孔12Hは、上側フレーム部材12を厚み方向に貫通する孔部であり、後述する各区画20a等の本体部位22を挿通可能な径寸法を有している。そして上側フレーム部材12には、各区画20a等の配置位置となる箇所に挿設孔12Hがそれぞれ設けられており、各挿設孔12Hは、対応する区画20a等を挿通可能な径寸法を有している。
また下側フレーム部材14は、図3及び図4を参照して、上側フレーム部材12の下方で概ね平行に配置された平板材であり、挿通孔14Hと取付け具16とを有している。図4に示す複数の挿通孔14Hは、下側フレーム部材14を厚み方向に貫通する孔部であり、上側フレーム部材12の対応する挿設孔12Hの下方に設けられている。本実施例の挿通孔14Hは、対応する挿設孔12Hの中心位置の直下に設けられ、後述する各区画20a等の可変部位24の通過を許容し且つクッション部位23の通過は許容しない径寸法に設定されている。さらに下側フレーム部材14には、挿通孔14Hの周囲に締結孔(図示省略)が設けられており、この締結孔には、ボルト材BMを介して板状の取付け具16が締結固定されている。そして取付け具16と下側フレーム部材14との間には後述する各区画20a等の可変部位24を挟み付けて取付けることができる。
[支持部]
支持部20は、図1〜図3を参照してシートフレーム4Fの枠内に設けられた上方視で概ね矩形の部位であり、シートクッション4の着座面部分をなしている。この支持部20は、乗員に接触可能な面状の接触面部21を有し、さらに後述する複数の区画20a,20bに区分けされている。そして乗員非着座時の支持部20は、シート幅方向(左右方向)で見て緩やかな凹曲面状とされており、着座部位4aと、左右の土手部位4bとに区分することができる。着座部位4aは、シート幅方向中央に形成された乗員の着座が可能な部位であり、適度な左右の寸法を有して前後方向に延びている。また左右の土手部位4bは、着座部位4aの側方で相対的に上方に向けて山なりに盛り上がっている部位である。
[接触面部]
そして接触面部21は、図2及び図3を参照して、乗員に接触することが可能な支持部20の表面側の部分である。この接触面部21は、後述する各区画20a,20bの上面で構成されており、本実施例においては、各区画20a,20bの上面とそれらを覆うシートカバー4S部分とで構成することができる。そして接触面部21は、シートクッション4の着座面部分を網羅するように前後左右方向に面的に広がっている。また接触面部21は、着座部位4aと各土手部位4bに跨って設けられており、着座部位4aでは概ね平坦な状態となり、各土手部位4bでは山なりに盛り上がった状態となっている。
[複数の区画]
支持部20は、図2及び図3を参照して、接触面部21の面方向である前後左右方向で見て複数の区画(中央区画20a,側方区画20b)に区分けされている。これら各区画20a、20bは、所定形状の筒形状を有しており、後述するようにフレーム部位10上に起立した状態で設けられている。そして支持部20の着座部位4aには、複数の中央区画20aが前後左右に密集して配置されており、これら各中央区画20aは、いずれも同形同寸とされた円筒形状をなしている。また支持部20の各土手部位4bには、前後一対の側方区画20bがそれぞれ配置されており、各側方区画20bは、各中央区画20aよりも上方に突出している。これら各側方区画20bは、中央区画20aよりも前後の寸法が大きい筒形状をなしており、上方視で概ね三角形状をなし且つ各辺が曲面形状を有している。そして左右の土手部位4bでは、前後一対の側方区画20bが、互いの頂点を対面させた状態で隣接配置されている。
そして図2及び図3に示す各中央区画20aと各側方区画20bは、概ね同一の基本構成を有しているため、以下に、図4に示す一つの中央区画20aを例にその詳細を説明する。この中央区画20aは、外形をなす本体部位22と、クッション部位23と、可変部位24(詳細後述)とを有している。本体部位22は、下側が開放状とされた円筒形状の中空部材であり、周縁フランジ部位22aを有している。この種の本体部位22の素材として、乗員を受止め可能な剛性を有する素材を用いることができ、例えば樹脂(エラストマを含む)や金属を用いることが可能である。そして本体部位22の上面(21)は概ね平坦であるとともに、この上面(21)の周縁は、R付けがなされて曲面形状を有している。また本体部位22の下周縁には周縁フランジ部位22aが設けられており、この周縁フランジ部位22aは、本体部位22の径方向外側に屈曲して張出している板状部位である。そして本体部位22の径寸法は、上側フレーム部材12の挿設孔12Hに収まる寸法に設定されているが、周縁フランジ部位22aの外径寸法は挿設孔12Hよりも大きくなるように設定されている。このため本体部位22自体は、後述するように挿設孔12Hに挿入しておくことができるが、周縁フランジ部位22aは、挿設孔12Hに挿入できず挿設孔12Hの周縁に当接することとなる。
[クッション部位]
図4に示すクッション部位23は、弾性的に伸縮可能な部位であり、本実施例においてはコイルばね状の部材を用いて構成されている。このクッション部位23は、軸心方向を上下方向に向けて本体部位22内に挿入可能な径寸法を有し、本体部位22内において上下に伸縮可能な状態で配置することが可能である。そして後述するように中央区画20aを上側フレーム部材12に配設した状態においては、本体部位22内からクッション部位23が下方に突出して下側フレーム部材14に当接した状態となる。このときクッション部位23の軸心方向の寸法を調整して、クッション部位23を若干収縮させた状態(伸びきっていない状態)としておくことで、中央区画20aに乗員を弾性的に支持可能な弾性力を付与できる。また後述するように中央区画20aが下降した状態においても、クッション部位23が弾性的に伸縮可能なように縮みきっていない状態としておく。こうすることで中央区画20aは、クッション部位23の弾性力によって、後述する変位前及び変位後のいずれにおいても乗員を弾性的に支持することが可能となる。
[可変部位]
図4に示す可変部位24は、後述する外的刺激によって伸縮し且つ外的刺激を受けないことで元の状態に戻る部位であり、図5に示す線材26(詳細後述)を有している。この可変部位24は、図4に示すように概ね線形状の部位であって、本体部位22内に固定されて下方に向けて延長している。本実施例においては、可変部位24の一端が、本体部位22の上面(21)中心に固定されており、後述するように下側フレーム部材14の挿通孔14Hに挿通可能な位置に配置されている。ここで可変部位24は、図5に示す線材26だけで構成することができ、必要に応じて補強材(図示省略)を用いることもできる。例えば線材26を、適度な伸縮性を備えた補強材に縫い付けなどの手法で取付けておくことで可変部位24の剛性を高めることができる。この種の補強材として、後述する線材26の伸縮に追従して伸縮する各種の面状又は線状の部材を用いることができ、例えば布帛製の帯状の面状部材やゴム弾性を備えた線状部材を例示できる。また可変部位24に用いられる線材26の本数は特に限定しないが、剛性確保の観点などから複数の線材26を用いることができる。例えば複数の線材26を撚り合わせたり引き揃えたりして線状の可変部位24を形成することができ、複数の線材26(経糸)と他の糸材(緯糸)を織製して平織りの帯状の可変部位24を形成することもできる。
[線材]
図5及び図6に示す線材26は、ソフトアクチュエータ(人工筋肉)として機能する線状部材であり、電気的又は熱的な刺激(外的刺激の一例)を受けて収縮できる。この線材26は、必須構成である第一線材26aと、付属構成である第二線材26bを有している。第一線材26aは、コイル形状をなして軸心方向に延びている線状部材であり、引き延ばした状態で加熱すると全長が収縮し且つ直径が拡大する高分子で構成されている。この第一線材26aのコイル形状として、直線状に配置した第一線材26aに対してねじりを加え、このねじりによって自然にできるコイル形状を採用している。また第一線材26aの素材は、所望の特性を有する限り特に限定しないが、例えば各種のポリマー繊維を用いることが可能である。この種のポリマー繊維として、ナイロン6やナイロン6,6等のポリアミド樹脂製のポリマー繊維、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂製のポリマー繊維、これらと同等の特性を備えた各種の樹脂製のポリマー繊維を好適に使用できる。また第二線材26bは、通電により発熱する線状部材であり、第一線材26aの周りにスパイラル状に巻装されている。この種の第二線材26bの素材として、各種の導電性を備えた素材を用いることができ、金属(銅やアルミニウム等)や合金などの糸材、メッキ線材、炭素繊維のフィラメントを用いることができる。メッキ線材は、非導電性又は導電性の芯材と、金属又は合金のメッキ製の被覆層を有する。また炭素繊維とは、ポリアクリロニトリル系炭素繊維(PAN系炭素繊維)やピッチ系炭素繊維である。なお線材26を、シートに設置されている送風装置の温風や面状ヒータなどで直接加熱できる場合には、第一線材26aだけで線材26を構成することもできる。
[支持部の形成(区画の配設作業)]
図3及び図4を参照して、複数の区画20a,20bを、上側フレーム部材12の対応する挿設孔12Hに挿設して支持部20の適宜の位置に配設する(図3では、便宜上、挿設孔の図示を省略する)。ここで各区画20a,20bの配設手法は概ね同一であることから、図4に示す中央区画20aを一例にその配設手法を説明する。この中央区画20aは、配設前の状態において、本体部位22にクッション部位23と可変部位24が予め取付けられている。そこで中央区画20aを着座部位4aに配置する際に、下側フレーム部材14にクッション部位23を押し当てつつ、本体部位22を、上側フレーム部材12の挿設孔12Hに挿通していく。そして下側フレーム部材14に当接したクッション部位23が上方に向けて弾性的に伸長することにより、本体部位22が挿設孔12Hから上方に突出して、周縁フランジ部位22aが挿設孔12Hの周縁に当接した状態となる。こうして中央区画20aの本体部位22は、挿設孔12Hを通じて上側フレーム部材12から上方(乗員側)に突出した状態となり、この状態がクッション部位23の付勢力で維持される。また上述の作業とともに、本体部位22内で下方に垂下している可変部位24に適度なテンションをかけつつ、クッション部位23の中を通して下側フレーム部材14の挿通孔14Hに挿通しておく。そして可変部位24の末端24E側を、挿設孔12Hから下側フレーム部材14の裏側に導いて、下側フレーム部材14と各取付け具16の間に挟み付けておく。こうして適度に張った状態の可変部位24によって、本体部位22が、下側フレーム部材14側に連結されて取付けられることとなる。そして同様の手順によって、残りの中央区画20aを着座部位4aに配設するとともに、各側方区画20bを、左右の土手部位4bに配設することができる。
[接触面部の形成]
つぎに図2及び図3を参照して、各区画20a,20bの上面をシートカバー4Sで覆うことにより、これら各区画20a,20bの上面とシートカバー4Sとで、支持部20の接触面部21が構成される。そして接触面部21の一部をなすシートカバー4Sは、対応する区画20a,20bの昇降に応じて面形状(外形)が変更される構成とされている。例えばシートカバー4Sの裏面側を対応する各区画20a,20bの上面側に固定しておくことで、シートカバー4Sが、各区画20a,20bの昇降に追従して面形状を変更することが可能となる(図3等では、便宜上、シートカバーと各区画を若干離して図示している)。
そして各区画20a,20bにて支持部20が形成された状態では、図2及び図3を参照して、各区画20a,20bが接触面部21の面方向に適宜の間隔で配置され、隣り合う区画同士は物理的に分割された状態となる。そしてこの状態の支持部20の着座部位4aは、乗員から受ける押圧の程度に応じて、図3に示す複数の部位(弱押圧部位30,左右の強押圧部位32)に区分けでき、各押圧部位30,32には、それぞれ中央区画20aが配置されている。ここで左右の強押圧部位32は、図3及び図7を参照して、それぞれ乗員CMの臀部や脚部を支持する支持部20部分である。これら左右の強押圧部位32は、乗員CMから受ける圧力が大きい部位であり、支持部20の左右に分かれて配置されている。また弱押圧部位30は、乗員CMから受ける圧力が相対的に小さい部位であり、本実施例では強押圧部位32を除く着座部位4a(中央と端側)部分に設定されている。
[可変部位に対する通電手法]
また上述の作業に前後して、図3及び図4を参照して、各区画20a,20b中の可変部位24を、配線等を通じて電源(図示省略)に電気的につなげておく。こうすることで可変部位24中の図5に示す第二線材26bを必要に応じて通電させて発熱状態とし、この第二線材26bの発熱により第一線材26aを収縮させることが可能となる。このとき全区画20a等の可変部位24を一律に通電する構成としてもよく、特定の区画の可変部位24のみに通電する(選択通電する)構成とすることもできる。例えば選択通電においては、変位させたい区画の可変部位24を選択してその選択された可変部位24にのみ通電することとなる。また可変部位24は、印加電圧が大きいほど大きく収縮するため、変位させたい区画の可変部位24を選択してその選択された可変部位24に対する印加電圧を大きくすることもできる。例えば本実施例では、各強押圧部位32に配置されている中央区画20aの可変部位24と、弱押圧部位30に配置されている中央区画20aの可変部位24とを個別に通電することが可能である。そして選択通電を行う場合には、選択装置(図示省略)を乗物用シート2自体又はその近傍に配置し、この選択装置を手動操作することにより、特定の区画の可変部位24だけを通電する(または電圧量を設定する)ことができる。また各中央区画20a又はその近傍に、圧力などの乗員情報を感知可能なセンサ(図示省略)を設置することもできる。そしてセンサからの乗員情報を、ECUなどの制御部(図示省略)に伝え、この制御部によって、特定の区画の可変部位24に自動で通電する(または電圧量を設定する)構成とすることもできる。
[シートクッションの挙動]
図7を参照して、シートクッション4に乗員CMが着座する際には、この乗員CMを、接触面部21で受止めつつ支持部20にて支持する。このとき乗員CMの体格に応じて、支持部20が部分的に強く押圧され(座圧分布が生じ)、特に左右の強押圧部位32が乗員CM臀部から相対的に強く押圧される。そして支持部20の座圧分布は乗員CMの体格に応じて異なることから、乗員CMの体格に応じて支持部20の接触面部21の形状を変更しておくことが望ましい。例えば左右の強押圧部位32は、弱押圧部位30に比して強く押圧されるため、対応する接触面部21部分を相対的に下方に凹んだ形状としておくことが望ましい。このため支持部20は、各区画20a,20bが個別に変位することにより接触面部21の外形を変更可能とされている。この種の支持部20では、外形変更をシンプルな構成で行うとともに着座性に優れていることが望まれる。
そこで本実施例の各区画20a,20bは、図3及び図4を参照して、弾性的に伸縮可能なクッション部位23と、外的刺激によって伸縮し且つ外的刺激を受けないことで元の状態に戻る線状の可変部位24を有する。そして可変部位24の伸縮によって、各区画20a,20bが変位し且つ各区画20a,20bの変位後の状態が乗員と接触していない場合においても維持されるとともに、各区画20a,20bは、クッション部位23によって変位前後の状態において乗員を弾性的に支持可能である。
すなわち本実施例では、図3、図4及び図7を参照して、弱押圧部位30に配置されている中央区画20aの可変部位24を非通電状態(又は低電圧状態)で維持して伸長させておく。こうすることで弱押圧部位30の中央区画20aは、図4に示すようにクッション部位23の弾性力によって筒形状が維持されて、上側フレーム部材12から相対的に大きく上方に突出した(上昇した)状態となる。こうして図7に示す弱押圧部位30の接触面部21部分は、対応する中央区画20aが変位しないことで相対的に上方に向けて凸状となっている。また左右の強押圧部位32に配置されている各中央区画20aにおいては、乗員CMの体格に応じて可変部位24に通電して収縮させておく。こうすることで強押圧部位32の中央区画20aは、図8に示すように可変部位24の引張によってクッション部位23の付勢力に抗して下降した状態となる。こうして図7に示す強押圧部位32の接触面部21部分は、対応する中央区画20aの変位(変位量)に応じて相対的に下方に向けて凹状に変形することとなる。なお弱押圧部位30と各強押圧部位32とは、接触面部21の面方向である前後左右方向に面的に形成されている。このため弱押圧部位30と各強押圧部位32では、図7に示す左右方向に配置されている各中央区画20aとともに、図2に示す前後方向に配置されている各中央区画20aの可変部位24部分も適宜伸縮させておくこととなる。このように本実施例では、中央区画20aの可変部位24を適宜伸縮させて、各中央区画20aを上昇又は下降させることで、接触面部21の面形状を乗員CMに追従する座面形状(凹凸形状)に変更することができる。そして可変部位24の伸縮動作は実質的に無音で行われるため、騒音や異音の発生によるシート性能の低下を好適に回避することが可能となっている。さらに本実施例では、区画同士を分割したことで、強押圧部位の中央区画20aを、隣接している他の区画からの影響を極力受けることなく適切に変位させることができる。
そして図7に示すシートクッション4に乗員CMが着座する際には、支持部20の接触面部21の面形状が乗員CMに追従する座面形状に予め変形しているため、適切な状態で乗員CMを支持することができる。さらに接触面部21を構成している中央区画20aの上面が概ね平坦とされてシートカバー4Sにて覆われている。このため支持部20では、接触面部21に接触した乗員CMを面的に受止めることができ、乗員CMをより安定的に受止めることが可能となっている。そして支持部20の各中央区画20aは、クッション部位23によって変位前後の状態において乗員CMを弾性的に支持可能である。このため弱押圧部位30と強押圧部位32の双方の中央区画20aで乗員CMを弾性的に支持することができる。こうして本実施例では、複数の中央区画20aからなる支持部20で着座面(座面)部分を構成することにより、比較的シンプルな構成で、幅広い乗員CMに追従する座面形状をクッション感良く形成することが可能となっている。さらに本実施例では、土手部位4bにも各側方区画20bを配置している。このため土手部位4bの盛り上がり量等を、各側方区画20bの昇降で調整できるため、乗員CMの体格に応じてその側方の支持性能を変更することが可能となっている。そして乗員CMが離席する際には、中央区画20aの可変部位24の通電を停止して元の状態に戻すことにより、接触面部21の面形状が自然と元の状態に復帰する。
以上説明した通り本実施例では、支持部20の接触面部21の外形を、各区画20a,20bの変位によって変更することが可能となっている。そして支持部20の各区画20a,20b自体に、外的刺激に応じて伸縮する可変部位24が設けられ、この可変部位24にて各区画20a,20bを変位させ且つ変位後の状態を維持できるため、乗物用シート2の構成をシンプル化することが可能となっている。すなわち各区画20a,20b自体に形状変更を可能とする構成を設けたことで、各区画20a,20b以外の部材(例えば公知技術の空気ポンプや空気通路等)をできる限り省略することが可能となっている。さらに支持部20の各区画20a,20bは、変位の前後においてクッション部位23によって乗員を弾性的に支持することが可能であり、より優れたクッション感を有する構成となっている。また本実施例の各区画20a,20bは、クッション部位23にて突出状態で維持されており、可変部位24の伸縮によって乗員から離れる向きに変位することができる。そして各区画20a,20bの変位量に応じて接触面部21の外形を凹状に変形可能としたことで、接触面部21の外形を、乗員の体格等に応じて適切に変更することが可能となっている。そして本実施例では、区画同士を分割したことで、特定の区画を、隣接している他の区画からの影響を極力受けることなく適切に変位させることができる。このため本実施例によれば、比較的シンプルな構成によって、支持部20に設けた接触面部21の外形を性能良く変更することができる。
[変形例1]
ここで区画の構成は、上述の構成のほか、各種の構成を取り得る。例えば図9に示す変形例1の区画20cは、実施例の中央区画と概ね同一の基本構成を有しており、本体部位22と、クッション部位23と、左右一対の可変部位24x,24yとを有している。そして本変形例では、本体部位22の周縁フランジ部位22aの左側に左側の可変部位24xが取付けられ、本体部位22の周縁フランジ部位22aの右側に右側の可変部位24yが取付けられている点が実施例と異なっている。そして本変形例の下側フレーム部材14には、左右一対の挿通孔14Hx,14Hyと、左右一対の取付け具16x,16yとが設けられている。左右の挿通孔14Hx,14Hyは、上側フレーム部材12の挿設孔12Hを挟んで左右に分かれて設けられており、それぞれ周縁フランジ部位22aの対応する箇所の直下に配置されている。また下側フレーム部材14の裏面には、左側の取付け具16xが左側の挿通孔14Hxに近接してボルト止めされており、右側の取付け具16yが右側の挿通孔14Hyに近接してボルト止めされている。
そして図9に示す変形例1の区画20cを、実施例と概ね同一の手法でフレーム部位10に配設する。このとき左側の可変部位24xを、周縁フランジ部位22aの左側部分から下方に張引しつつ、左側の挿通孔14Hxを通して、左側の取付け具16x部分に挟み付けて取付けておく。また同様に右側の可変部位24xを、周縁フランジ部位22aの右側部分から下方に張引しつつ、右側の挿通孔14Hyを通して、右側の取付け具16y部分に挟み付けて取付けておく。そして本変形例においても、区画20cを適宜昇降させておくことにより、接触面部21の外形となる面形状を乗員に追従する座面形状に変位させることが可能となっている。そして本変形例では、右左の可変部位24x,24yによって、区画20cをバランス良く昇降させることができ、乗員に対する支持性能に優れた構成となっている。
[別例の線材]
また可変部位の構成も、上述の構成のほか、各種の構成を取り得る。例えば本別例では、図4に示す可変部位24が、図10に示す第一線材26aと第二線材26bとからなる別の線材27を有し、この別の線材27は、外的刺激によって伸長し且つ外的刺激を受けないことで元の状態に戻る点が実施例と異なっている。そして別の線材27では、第一線材26aのコイル形状として、直線状に配置した第一線材26aに対してねじりを加え、このねじりによって自然にできるコイル形状とは逆向きのコイル形状を採用している。この逆向きのコイル形状を有する第一線材26aは、実施例とは反対に加熱により伸長することが可能である。
そして図10に示す本別例の別の線材27は、図5の線材26の代替えとして、図4に示す可変部位24に使用できる。本別例では、図3及び図7に示す弱押圧部位30において、対応する区画の可変部位を通電状態として伸長させておくことにより、同部位の区画を上方に突出させておく。また左右の強押圧部位32では、乗員の体格に応じて同部位の区画の可変部位を非通電状態(又は低電圧状態)で維持して収縮させておくことで、同部位の接触面部21部分が弱押圧部位30に比して下方に凹み変形した状態となる。こうして本別例においても、図10に示す別の線材27を用いることにより、図2及び図7に示す接触面部21の面形状を乗員に追従する座面形状に変形させることができる。
[変形例2]
また図11に示す変形例2の区画20dでは、実施例の本体部位に相当する部分が面状の可変部位24Aで構成されている点が実施例と異なっている。この可変部位24Aは、図12及び図13を参照して、ソフトアクチュエータ(人工筋肉)として機能する誘電エラストマ製の面材28を有している。そして面材28は、電気的な刺激(外的刺激の一例)を受けて面方向に広がることが可能であり、表側電極部28aと、伸縮部位28bと、裏側電極部28cとをこの順で積層状に有している(各部の詳細は後述)。なお可変部位24Aは、面材28だけで構成することができ、伸縮可能な面状の補強材(図示省略)と面材28とで構成することもできる。そして図11に示す可変部位24Aは、実施例の中央区画と同様に筒形状を有し、さらに周縁フランジ部に相当する部分(24a)が、上側フレーム部材12と下側フレーム部材14の間に挟まれた状態でボルト止めされている。
ここで図12及び図13に示す伸縮部位28bは、電気的な刺激を受けることで薄くなり且つ面方向に広がる各種の誘電エラストマで形成できる。この種の誘電エラストマの基材として、アクリル系、ウレタン系、シリコン系、スチレン系などの各種エラストマを例示でき、これら各種の基材に、導電フィラーを含有させることにより伸縮部位28bを形成できる。ここで導電フィラーは、導電性を備えた微細な物質であり、この種の導電フィラーとして、金や白金や銀や銅などの金属シート又は金属粒子、炭素系の微粒子や繊維体、カーボンナノチューブを例示できる。また各電極部28a,28cは、それぞれ適度な導電性を有する面状部材であり、伸縮部位28bの面方向への広がりに追従可能な伸縮性を有していることが望ましい。この種の各電極部28a,28cの基材として、誘電エラストマで例示の基材や、シリコングリース等の高粘性材料などの樹脂を例示できる。そして各電極部28a,28cは、各種の基材に導電フィラーを含有させることで形成でき、このとき伸縮部位28bよりも多量の導電フィラーを含有させるなどして導電性を高めておくことが望ましい。
そして図11に示す本変形例の区画20dは、図2、図3及び図7に示す実施例の各区画20a,20bの代替えとして支持部20に使用できる。そして弱押圧部位30において、対応する区画の可変部位を通電により広げて(弛ませて)おく。こうすることで図11の区画20dは、図11の実線で示すようにクッション部位23によって筒形状に維持されることで上方に突出した状態で配置される。また図2及び図7に示す前後左右の強押圧部位32では、乗員の体格に応じて同部位の区画の可変部位を非通電状態として収縮させておく。こうすることで図11の区画20dは、図11の二点破線で示すように可変部位24Aの収縮でクッション部位23を押し潰すように変形し、弱押圧部位の区画に比して下方に変位した状態となる。こうして本変形例においても、図11に示す可変部位24Aを用いることにより、図2及び図7に示す接触面部21の面形状を乗員に追従する座面形状に変形させることが可能となっている。
[センサとしての機能]
さらに図11及び図12を参照して、変形例2の可変部位24Aは、表側電極部28aと伸縮部位28bと裏側電極部28cが積層されているため、静電容量型センサとして機能することもできる。そこで本変形例においては、乗員の着座時における接触面部中の可変部位24Aの静電容量分布を測定したのち、この測定情報をECUなどの制御部(図示省略)に伝える。そして制御部によって、相対的に弱く押圧されている区画の可変部位24Aに自動で通電する構成とすることもできる。このため本変形例によれば、別途センサを用いる必要がないため、シート構成の更なるシンプル化に資する構成となっている。
[変形例3]
また図14に示す変形例3の区画20eは、可変部位24Aによって、本体部位22とクッション部位23Aとが支持されている点が実施例と異なっている。この可変部位24Aは、変形例2と同様に面材28を有している面状部位であり、挿設孔12Hを覆った状態で上側フレーム部材12にボルト止めされている。そして本体部位22は、周縁フランジ部位22aを省略した筒形状の部材であり、挿通孔14Hに収まる寸法を有して可変部位24Aの上に固定されている。この本体部位22は、押圧によって撓み変形可能な可撓性を有しており、布帛や皮革、ゴム弾性を備えたエラストマ製の面状部材で構成できる。また本体部位22の内部にはクッション部位23Aが配設されており、このクッション部位23Aによって本体部位22の筒形状が維持されている。このクッション部位23Aは、発泡樹脂やエラストマ等で構成可能であり、例えば本実施例では、ポリウレタンフォーム(密度:10kg/m3〜60kg/m3)で構成されている。
そして図14に示す本変形例の区画20eも、図2、図3及び図7に示す実施例の各区画20a,20bの代替えとして支持部20に使用できる。そして弱押圧部位30において、対応する区画の可変部位を非通電状態として収縮させておく。こうすることで図14の区画20eは、図14の実線で示すように概ね平面状となった可変部位24Aに支持されることで上方に突出した状態となる。また図2及び図7に示す前後左右の強押圧部位32では、乗員の体格に応じて同部位の区画の可変部位を通電により広げて(下方に弛ませて)おく。こうすることで図14の区画20eは、図14の二点破線で示すように可変部位24Aの下方への弛み変形に追従して、弱押圧部位の区画に比して下方に変位した状態となる。こうして本変形例においても、図14に示す区画20eを用いることにより、図2及び図7に示す接触面部21の面形状を乗員に追従する座面形状に変形させることが可能となっている。
[変形例4]
また図15に示す変形例4の区画20fは、本体となるクッション部位23Aと、左右一対の昇降部29A,29Bとを備えている点が実施例と異なっている。本変形例においては、本体となるクッション部位23Aに対して左右から挟み付けるように左右一対の昇降部29A,29Bが配設されている。クッション部位23Aは、筒形状をなして弾性的に伸縮可能な筒状部材である。このクッション部位23Aは、例えば発泡樹脂又はエラストマ又はバネ製の部材(図15では発泡樹脂製)であり、図示しない布帛又は皮革製などの被覆部にて覆うことができる。
また各昇降部29A,29Bは、それぞれ上側フレーム部材12に設けた挿設孔12Hに挿設されているとともに、クッション部位23Aを挟んで左右対称に配置されている。これら左右一対の昇降部29A,29Bは、概ね同一構成の筒状部位であり、上面と下面をなす補強板材300と、上下の補強板部300同士を連結して周面をなす筒状の可変部位24Aとを有している。そして各昇降部29A,29Bは、外的刺激を受けた筒状の可変部位24Aが面方向に広がることにより、上下の筒長さが長くなるように変形する。すなわち各昇降部29A,29Bは、対応する挿設孔12Hから上方に突出している部分が上方に伸長し、対応する挿設孔12Hから下方に突出している部分が下方に伸長する。そしてクッション部位23Aは、挿設孔12Hから上方に突出している各昇降部29A,29Bの適宜の位置に固定されており、これらの伸長(収縮)に追従して上昇(下降)することが可能となっている。
そして図15に示す本変形例の区画20fも、図2、図3及び図7に示す実施例の各区画20a,20bの代替えとして支持部20に使用できる。そして図2及び図7に示す弱押圧部位30において、対応する区画の可変部位を通電により広げておく。こうすることで図15の各昇降部29A,29Bが、クッション部位23Aを持ち上げつつ上方に伸長し、この結果として区画20f(クッション部位23A)は上方に変位して突出した状態となる。また図2及び図7に示す前後左右の強押圧部位32では、乗員の体格に応じて同部位の区画の可変部位を非通電状態として収縮させておく。こうすることで図15の各昇降部29A,29Bの筒長さが相対的に短い状態で維持され、この結果として区画20f(クッション部位23A)は下方に配置された状態となる。こうして本変形例においても、図15に示す可変部位24Aを用いることにより、図2及び図7に示す接触面部21の面形状を乗員に追従する座面形状に変形させることが可能となっている。
本実施形態の乗物用シート2(内装品)は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。本実施形態では、支持部20の構成(形状,寸法,配置位置,配置数,構成要素など)を例示したが、支持部の構成を限定する趣旨ではない。支持部は、内装品の人体に接する箇所に設定可能であり、例えば乗物用シートでは、着座面のほか、乗員の昇降動作時などに接することが予定されている箇所(シート側面や後面等)に支持部を設定することが可能である。また支持部は、着座部位と土手部位の少なくとも一方に形成することも可能である。また接触面部は、区画の上面だけで構成することが可能であり、必ずしもシートカバーで被覆しておく必要はない。また各区画は、物理的に分割されていてもよく、複数の各区画の少なくとも一部(例えば本体部位の上面側)が連結されていてもよい。またクッション部位として、コイルばね状の部材や発泡樹脂やゴムやエラストマのほか、板バネなどの弾性的に伸縮可能な各種の部材や素材を用いることが可能である。そして実施例の構成と各変形例の構成は、適宜入れ替えたり組合せたりして用いることが可能である。さらに本実施形態では、接触面部の外形変更の一例として、面形状を凹凸化する例を説明したが、可変部位にて各区画の径寸法等を収縮させることで、接触面部をその面方向に広げたり縮めたりする(面方向に変形させる)ことも可能である。
また本実施形態では、着座部位4aに配置されている複数の中央区画20aを同形同寸の筒形状としたが、中央区画毎に形状や寸法を異ならせることもできる。例えばシート幅方向(又はシート前後方向)における中央の中央区画の上下寸法を相対的に短寸とし、右側と左側(又は前側と後側)に配置されている中央区画ほど長寸とする(例えば側方区画のように長寸とする)ことも可能である。こうすることで支持部の着座面部分をなす接触面部を、その中央を最も低くした凹曲面状とすることができ、乗員を包み込むように支持することが可能となる。また中央に配置されている中央区画の面方向の寸法を相対的に大径とし、右側又は左側(又は前側と後側)に配置されている中央区画ほど小径とすることも可能である。また逆に中央の中央区画を相対的に小径とし、右側又は左側(又は前側と後側)に配置されている中央区画ほど大径とすることも可能である。そして各区画を小径とすることで接触面部においてキメの細かい面形状を実現することができ、各区画を大径とすることで支持部の支持性能を高めることが可能となる。なお各区画の突出寸法は、フレーム部位自体に高低差を設けることでも調整できる。またフレーム部位の形状を、座面形状に倣った凹曲面状とし、その凹曲面状に沿って区画を配置することができる。この場合には凹曲面の位置に応じて、区画が上下に昇降したり、区画が左右に昇降したりすることがある。
また本実施形態では、各線材26,27又は面材28を有する可変部位を例示したが、これら可変部位の構成を限定する趣旨ではない。例えば可変部位は、各線材と面材の少なくとも一つを有することができる。また可変部位は、他のソフトアクチュエータを有することができ、この他のソフトアクチュエータを、各線材や面材の代替えとして用いたり、各線材や面材と併用して用いたりすることができる。この種の他のソフトアクチュエータとして、導電性ポリマー製の部材(電解質を電極で挟んだ部材)、イオンポリマー金属化合物製の部材(水で膨潤した高分子電解質膜に金属電極を接合した部材)、イオンポリマーゲル製の部材(酸性からアルカリ性に変化する(又はその逆に変化する)ことで膨張する部材)、磁気アクティブポリマー製の部材(磁気で動く部材)を例示できる。そして外的刺激は、用いるべきソフトアクチュエータの種類に応じて適宜設定することができ、複数種類の外的刺激を用いることもできる。
また本実施形態では、内装品として乗物用シート2を例示したが、本実施形態の構成は、乗物用の内装品、家具(椅子等)や寝具(ベッド等)などの各種の内装品に適用することができる。また乗物用の内装品として、乗物用シートのほか、ドア部やインストルメントパネルや天井部やコンソールなどの各種部材を例示でき、本実施例の構成は、特に車両や航空機や電車や船舶などの乗物に搭載される乗物内装品に好適に適用できる。また乗物用シートにおいては、シートクッションのほか、シートバックやヘッドレストやアームレスト等の各種シート構成部材において、これらの着座面などの各種の部分に本実施形態の構成を適用できる。
2 乗物用シート
4 シートクッション
6 シートバック
8 ヘッドレスト
4F,6F,8F シートフレーム
4S,6S,8S シートカバー
6P,8P シートパッド
4a 着座部位
4b 土手部位
10 フレーム部位
12 上側フレーム部材
12H 挿設孔
14 下側フレーム部材
14H 挿通孔
16 取付け具
20 支持部
20a 中央区画(本発明の区画)
20b 側方区画(本発明の区画)
21 接触面部
22 本体部位
22a 周縁フランジ部位
23 クッション部位
24 可変部位
24E 可変部位の末端
26 線材
26a 第一線材
26b 第二線
20c〜20f 変形例の区画
27 別の線材
24A 変形例の可変部位
28 面材
28a 表側電極部
28b 伸縮部位
28c 裏側電極部
29A,29B 昇降部
300 補強板材
30 弱押圧部位
32 強押圧部位
BM ボルト材
CM 乗員(本発明の人体)

Claims (4)

  1. 人体を支持可能な支持部を備え、前記支持部は、人体に接触可能な面状の接触面部を有するとともに、前記接触面部の面方向において複数の区画に区分けされており、前記複数の区画の少なくとも一部が変位することにより前記接触面部の外形を変更可能である内装品において、
    前記複数の区画は、各々、弾性的に伸縮可能なクッション部位と、外的刺激によって伸縮し且つ外的刺激を受けないことで元の状態に戻る線状又は面状の可変部位を有し、
    前記可変部位の伸縮によって、各区画が変位し且つ前記各区画の変位後の状態が人体と接触していない場合においても維持されるとともに、前記各区画は、前記クッション部位によって変位前後の状態において人体を弾性的に支持可能である内装品。
  2. 前記複数の区画は、各々、人体側に向けて突出する筒形状の部位であって前記クッション部位の弾性力によって筒形状又は突出状態が維持されているとともに、外的刺激を受けた前記可変部位の伸縮によって人体から離れる向きに変位可能であり、
    前記接触面部は、各区画の人体側の面で構成されているとともに、各区画の変位に応じて凹状に変形する請求項1に記載の内装品。
  3. 隣り合う区画同士が分割されている請求項1又は2に記載の内装品。
  4. 前記可変部位は、外的刺激を受けて収縮又は伸長する線材と、外的刺激を受けて面方向に広がる面材の少なくとも一方を有している請求項1〜3のいずれか一項に記載の内装品。
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