JP4496059B2

JP4496059B2 - シート用パッド

Info

Publication number: JP4496059B2
Application number: JP2004317008A
Authority: JP
Inventors: 裕隆杉山
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP2006122504A

Description

この発明はシート用パッドに関し、更に詳細には、着座時に大腿部が接触する部位を該大腿部側の第１の発泡体と、その下側に積層・配置され、該第１の発泡体より構造的強度が低くされた第２の発泡体とから構成することで、殊にペダル操作時の大腿部裏側の圧力変動を小さくし得るシート用パッドに関するものである。

例えば乗用車等の乗員室内に設置されるシートは、図７に示す如く、乗員の下半身のホールドを図る座部３０と、この座部３０の後部に傾動可能に設置されて乗員の上半身のホールドをなす図示しない背もたれと、この上部に設置されて乗員の頭部を保護する図示しないヘッドレストとから基本的に構成され、座部３０は発泡成形されたポリウレタンフォームのシート用パッド１２にファブリックや合成皮革または皮革等の表皮１４を貼込んで形成されている。そして座部３０のシート用パッド１２は、機能的に前部サポート部３４、後部サポート部３６(センターサポート部)および左右のサイドサポート部３８,３８とに大別されているが、製造コスト、乗り心地機能や座部３０の形状の関係から材質的には一種類のポリウレタンフォームを当該形状に成形することで座部３０を構成するシート用パッド１２として使用している。

このような構造のシート用パッド１２を採用する座部３０については、以下の問題が指摘される。すなわち、
(１)座部３０によってホールドされる乗員の部位は、最も荷重が掛かる臀部から余り荷重が掛からない大腿部までと幅広く、掛かる荷重の違い故に臀部をサポートする後部サポート部３６を主に考えると、乗員が大腿部に硬さ故のしびれや圧迫感・異物感・抵抗感(以下、単に圧迫感と云う)といった不快さ感じてしまう。
(２)逆の場合には、臀部の沈み込みが大きくなり着座姿勢が不安定となってしまう。
(３)更に、何れであってもアクセルまたはブレーキといったペダルを操作する場合に、これに伴って上下に動く大臀部が、その動きに制限を受けたり、好適な支持が得られず、疲労が蓄積される原因となってしまう。

これに対して、図８に示す如く、
(Ａ)前部サポート部３４において大腿部裏側から膝下近傍に位置する前方部位３５の形状を大腿部の動きに対応し得るように、例えばケガキ形状にカットし、着座時に大腿部に感じる硬さを抑制する(図８(ａ)参照)、
(Ｂ)前部サポート部３４を二層構造とし、その上部を硬度の小さい材質の発泡体で形成する(図８(ｂ)参照)、
(Ｃ)前方部位３５だけ硬度の小さい材質の発泡体で形成する(図８(ｃ)参照)、といった対策が考えられる。

しかしこの(Ａ)〜(Ｃ)の各対策においては、夫々以下の問題が指摘される。すなわち図９に示す如く、
(Ａ)大腿部に圧迫感を感じず、自然な感触を考えた場合、その形状が複雑化して成形が不可能または困難となったり、表皮１４を貼込むに際してその特異な形状を保持できなくなってしまう(図９(ａ)参照)。
(Ｂ)、(Ｃ)基本的に大腿部か接触する表面が柔軟であるため、座部３０の全体としての硬度バランスが崩れて乗員着座時の姿勢が前方に傾いた状態となり、殊にブレーキ等の制動時に乗員の前滑りが発生してしまい、安全上の問題も生じる(図９(ｂ)、(ｃ)参照)。

またこの他、下記の[特許文献１]に記載の発明「車両用座席シート」の如く、座席シートの前側クッションを、上部クッション部材と下部クッション部材とによる二重構造に形成し、下部クッション部材の反発弾性を上部クッション部材に比較して小さくした座席シートが案出されている。このように構成することで、下方に位置する大臀部を上方へ動かすに際して、該前側クッションがゆっくりと元形状に回復させるようにして、大腿部と下部クッション部材との接触時間を低減して、発汗等による不快感を抑制するようになっている。しかし［特許文献１］記載の発明は、その反発弾性を小さくしたクッション部材を上部クッション部材の下方に配置したに過ぎない。従って、乗員が実際に着座した際の圧迫感をなくして感触を好適化するものではなく、またペダル操作時、殊に踏み込む際に大腿部裏側に掛かる荷重を低減する等の作用は考えられていなかった。
特開昭６３−１６６６３０号公報

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係るシート用パッドは、
座部を構成し、所要の発泡体からなるシート用パッドにおいて、
前記座部は、第１の発泡体と、セル膜が除去された三次元網目構造体からなり、第１の発泡体より硬度を低く設定した第２の発泡体とから構成され、
前記第１の発泡体は、前記座部への乗員着座時に該乗員の大腿部を支持し、
前記第２の発泡体は、前記座部における乗員着座時に膝下に位置する前方部位に、前記第１の発泡体で上側が覆われると共に、該前方部位の前面に露出するように配置され、
前記第２の発泡体は、前記前方部位の前面に臨む露出面から後方へ向かうにつれて上下幅が細くなるように形成されると共に、該前方部位において上側を覆う前記第１の発泡体に接触する上方の境界面が前記座部の前方側から後方側に向かって上方に傾斜するように構成されることを特徴とする。

以上説明した如く、本発明に係るシート用パッドによれば、その構造的強度を低くした第２の発泡体を、乗員着座時に膝下近傍に位置する前方部位に、該大腿部の裏側と当接することなくかつ露出するよう配置することで、乗員のペダル操作時等における大腿部裏側の圧力変動を小さくするようにした。また着座時の大腿部裏側への圧迫感も低減されるため、座り心地自体も快適とする効果を奏する。

次に本発明に係るシート用パッドにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお図７を参照して説明した従来技術で既出の同一部材については、同じ符号を付して示し、その詳細説明は省略する。実施例に係るシート用パッド１２は、図１に示す如く、乗員が着座する座部３０の全体が基本的に第１の発泡体１６からなり、乗員着座時に該乗員の大腿部を支持すると共に、膝下近傍に位置する前方部位３５に、該大腿部裏側と当接せずかつ露出するように第２の発泡体１８が配置された構成となっている。ここで基本的に座部３０の全体をなす第１の発泡体１６については、通常のシート用パッド１２を構成するポリウレタンフォームの如き公知かつシート用パッドに好適な物性とされた発泡体が使用されている。またその物性値である硬度または反発弾性率等は、製造されるシート用パッド１２が使用される車両の用途、例えばスポーティカー用途や、ラグジュアリーカー用途に合わせて配合組成を変化させて好適に制御されている。なお本発明においては、説明の容易化のため、座部３０には表皮が貼り付けられない、発泡体だけの状態として説明している。

そして第２の発泡体１８は、その構造的強度が第１の発泡体１６より小さく設定され、かつ図２に示す如く、そのシート用パッド１２の前後方向に沿って断面形状が座部３０の前方側(図２における左側)から後方側(図２における右側)に向かって先細りになる略三角形状となっている(図２(ａ)参照)。この形状については、その後方側に向かって先細りになる一端が丸みを帯びた形状となっていたり、またはその上辺が後方側(図２における右側)を指向する略台形上や、これに近似する断面形状とされていてもよい(図２(ｂ)参照)。ここでいう構造的強度とは、第２の発泡体１８の骨格構造等に由来する強度のことであり、第１の発泡体１６と第２の発泡体１８とを積層して荷重を掛けた際に、第２の発泡体１８が第１の発泡体１６より先に変形する状態となっていれば問題ない。具体的には硬度または圧縮強度等の物性値で現すことが可能である。そしてこれらの物性値は、発泡体をなす弾性率、骨格強度、セル径、セルの分布または骨格におけるセル膜の有無(通気性)等によって変動する値であるため、これら各構造が第１の発泡体１６に比較して硬度等を小さくするものであればよい。本実施例においては、通気性が高く、セル膜が完全に除去されているポリウレタンからなる三次元網目構造体が採用されている。またペダル操作に伴う大腿部裏側の上下動を考えた場合、加えられる荷重に比例して撓む量が増大する領域が大きい、すなわち収縮率が大きい(圧縮率が高い)物性が好ましい。

またこの三角形をなす断面形状についても、実施例の如く第２の発泡体１８と第１の発泡体１６との接触部分が形成する上方の境界面２０が、座部３０の前方側(図２における左側)から後方側(図２における右側)に向かって上方に向かって所要角度傾斜している状態となるように構成することが望ましい。このような構成とすることで、図３に示す如く、ペダルを踏み込む際の大腿部の下方への動きによる荷重を、全て第２の発泡体１８を下方に変形させる力として利用し得る(図３(ａ)参照)ようになるため、同じ物性値の発泡体を使用して場合であっても、より好適に圧力変動を小さくし得る。また異物感を感じない効果も奏する。例えば境界面２０が座部３０の前方側(図２における左側)から後方側(図２における右側)に向かって下方に向かって所要角度傾斜している構成(図３(ｂ)参照)の場合、ペダルを踏み込む際の大腿部の下方への動きによる荷重が境界面２０を前方に変形させる力(Ａ)としても利用され、その後に第２の発泡体１８を下方に変形させる力(Ｂ)として利用されるため、その変形に必要される荷重は、シート用パッド１２の前後方向に沿って断面形状が座部３０の後方側に向かって先細りになっている略三角形状の先端が上方を指向している場合より大きくなってしまう。これは同程度の小さな圧力変動を達成する場合にあっては、第２の発泡体１８の構造的強度を高く設定することが可能となることを意味する。

そして第２の発泡体１８は、その反発弾性率が２０〜７０％、好適には２０〜４０％の範囲に設定されると共に、その密度が０.０２〜０.０４ｇ／ｃｍ^３の範囲に設定されている。ここで反発弾性率は、ペダル操作時の大腿部裏側における圧力変動に関連しており、この値が２０％未満となると、荷重に対する復元が遅く、通常的な大腿部の支持性が低下する。一方７０％を超えると、荷重に対して反力が大きくなり、座部３０を一種類のポリウレタンフォームで製造した場合と同じく大腿部裏側に圧迫感を感じることになる。また４０％を超える場合、本発明が目的とする小さな圧力変動は達成されるものの、官能的に知覚できる程度の圧力差が残ってしまう。密度は、ペダル操作時の大腿部の上下動によって発生する撓みに関係しており、この値が０.０２ｇ／ｃｍ^３未満となると、所謂へたりやすい状態となり、永久圧縮歪みが悪化して、耐久消費財として問題が発生する。一方０.０４ｇ／ｃｍ^３を超えると、これに伴って硬度、すなわち構造的強度が高くなり、座部３０を一種類のポリウレタンフォームで製造した場合と同じく、圧力変動による大腿部裏側に圧迫感を感じることになる。なお本発明においては、反発弾性率の測定は、ＪＡＳＯＢ４０８の反発弾性試験に準拠して実施されることが望ましく、また密度の測定は、ＪＡＳＯＢ４０８の見掛け密度試験に準拠して実施されることが望ましい。

第１の発泡体１６と第２の発泡体１８とは、その境界に重複した重複部１７が存在している。この重複部１７により、第１の発泡体１６と第２の発泡体１８とは一体化された構成となっており、通常状態で掛けられる荷重程度では分離することがないようにされている。このような構成は、予め第２の発泡体１８を座部３０の外部輪郭形状と合致する内部輪郭形状を有する成形型内に設置し、ここに第１の発泡体１６の発泡原料を注入する、所謂公知のインサート成形の採用によって達成される。すなわちインサートされた第２の発泡体１８の骨格内に第１の発泡体となる発泡原料が入り込んで含浸された状態となり、これが発泡・硬化することで重複部１７が形成される。そして発泡原料の発泡圧や粘度の制御により、重複部１７の厚みが決定されている。殊に本実施例では、第２の発泡体１８が三次元網目構造体、すなわち内部に流動体が入り込み易い骨格だけの構造となっているため、重複部１７の厚み制御はより容易となっている。なお予め所要形状の第１の発泡体１６および第２の発泡体１８を製造し、接着剤等の接着手段によって一体化する方法も採用可能である。

(実施例の作用)
以下に実施例に係る座部３０をなすシート用パッド１２の作用を説明する。まず乗員が着座した際の状態を説明すると、図４に示す如く、座部３０全体で観察した際には、第１の発泡体１６のシート用パッドとしての物性が作用して、高い荷重の掛かる臀部等において大きな変形は起こらず、かつ好適なクッション性が発現される(図４(ａ)参照)。従って、乗員の全体的な保持性等は悪化することがない。そして前方部位３５においては、第２の発泡体１８の存在により、大腿部によって掛かる小さな荷重によっても下方へ撓む変形が生じ、大腿部裏側に掛かる圧力が小さくなり、圧迫感等の不快な感触が低減される。この際、前部サポート部３４においても変形するのは、第２の発泡体１８が存在する前方部位３５だけであるため、着座時に充分なサポートを受け得る臀部に近い大腿部については、着座時の感触が通常のシート用パッドに比較して変化することがない(図４(ｂ)参照)。

また前方部位３５についても、大腿部に接触しているのは第１の発泡体１６であり、かつ第１の発泡体１６に先んじて第２の発泡体１８が変形する(前方部位３５の変形(撓み量)＝第２の発泡体１８の変形(撓み量))ため、大腿部が感じる初期的な感触を大腿部以外の部分と同様に維持しつつ、更に圧迫感を感じることはない構成となっている(図４(ｂ)参照)。すなわち第１の発泡体１６が付与するシート用パッド１２として要求される感触と、着座時に大腿部に発生する圧迫感の低減とを両立し得る構成となっている。

次に座部３０に着座した乗員がペダル操作(踏み込み)をする場合を考えてみると、図５に示す如く、大腿部裏側に当接する前部サポート部３４の全体について下方に荷重が掛けられると共に、膝下近傍が前方部位３５を下方へ大きく押し下げる状態となる。この場合、大腿部裏側で臀部に近い部位については下方への荷重が少ないため、殊に圧迫感等の問題が生じることはない。そして膝下近傍の大腿部裏側については、第２の発泡体１８の存在により容易かつ大きな撓みが許容されるため、圧迫感を感じることがない。また前述の所定範囲とされた反発弾性率により、膝下近傍の大腿部裏側に対しては、ペダルを適正に操作し得るに足るだけの支持性は確保されるため、ペダルに対して操作に必要とされる以外の、例えば身体を支持するための荷重が掛かることはない。

更にペダル操作に掛かる踏みしろが大きくなって、ペダルおよび膝下近傍の大腿部裏側の双方に掛けられる荷重が大きくなる場合においては、第２の発泡体１８が完全に圧縮された状態、すなわちソリッド状態に近づくことになるため、第１の発泡体１６が撓み始め、この第１の発泡体１６の強い構造的強度に起因する強い反力で大腿部裏側を強く支持する状態となる。このような状態となることで、ペダルを深く踏み込んだことによって掛かる大きな荷重を、ペダルを操作する足先だけでなく大腿部裏側でも大きく支持する状態となり、ペダル操作性を阻害することはない。

一方、ペダルをリリースする場合は、その操作によって膝下近傍の大腿部裏側が上方へ戻ることになる。この場合、前方部位３５は、前述の所定範囲とされた反発弾性率の発現により大腿部裏側を押し上げるため、これらの動作に伴う疲労を著しく軽減できる。また前述(［００１７］)したようなペダルに大きな荷重を掛けるような操作を行なった場合、第１の発泡体１６の強い構造的強度に起因する強い反力が掛かるため、大腿部裏側に掛かる支持力も大きくなり、その結果、容易なペダルリリースが可能となっている。

(実験例)
以下に実施例に係るシート用パッドを座部として使用したシートについての実験例を示す。なお本発明はこの実験例に限定されるものではない。

(実験１) 圧力変動について
反発弾性率５０％、密度０.０４ｇ／ｃｍ^３となる発泡体を準備し、これを第２の発泡体として使用して図２に示す構造となる実施例に係るシート用パッドを製造した。そしてこのシート用パッドを座部として使用し、ここに平均的な体重６０ｋｇの男性を乗員として着座させた際の圧力変動を観察した。ここで圧力変動は、圧力分散測定システム(商品名Ｃｌｉｎｓｃａｔ；ニッタ製)を使用して圧力分布として、着座時にシート用パッドに接触する大腿部裏側から臀部に至る部位に掛かる圧力(単位ｋＰａ)を測定することで評価した。また比較例として、全体が第１の発泡体だけからなる同一形状のシート用パッドを製造し、同様に圧力分布を測定した。

(実験１の結果)
圧力分布の結果を図６に示す。ここて図６(ａ)は第２の発泡体が使用されている実施例に係るシート用パッドの結果であり、図６(ｂ)は比較例に係るシート用パッドの結果である。この結果から、比較例においてはその圧力が２.１３ｋＰａ(１６.０ｍｍＨｇ)を超える領域が膝下近傍の大腿部裏側に広い範囲で認められ、更に一部は２.３５ｋＰａ(１７.６ｍｍＨｇ)をも超える高い押圧量となっており、当該部位に高い圧迫感が発生していることが確認できる。これに対して本発明に係る実施例については、最大でも２.１３ｋＰａ(１６.０ｍｍＨｇ)未満となっており、圧力が低減され、均質化されていることが確認された。

(実験２) 反発弾性率および密度と圧力変動とについて
下記の表１の物性を備えるよう配合等を調整して製造した第２の発泡体を使用し、図２に示す構造となる実施例Ａ−１〜Ａ−４およびＢ−１〜Ｂ−３並びに比較例Ａ−１、Ａ−２、Ｂ−１およびＢ−２に係るのシート用パッド１２を製造し、ここに平均的な体重６０ｋｇの男性を乗員として着座させた際の圧力変動を観察した。ここで圧力変動は、実験１に従って測定し、圧力分布の幅が１.７１ｋＰａ(１２.８ｍｍＨｇ)未満では◎、１.７１ｋＰａ(１２.８ｍｍＨｇ)〜２.１３ｋＰａ(１６.０ｍｍＨｇ)の範囲では○、２.１３ｋＰａ(１６.０ｍｍＨｇ)を超える場合では×として評価した。なおＡ系は密度を０.０４ｇ／ｃｍ^３として反発弾性率(％)だけを変動させた例であり、Ｂ系は反発弾性率を４０％として密度(ｇ／ｃｍ^３)だけを変動させた例である。また反発弾性率および密度は、夫々ＪＡＳＯＢ４０８の反発弾性試験およびＪＡＳＯＢ４０８の見掛け密度試験に準拠して測定した。

(実験２の結果)
前述した測定方法に従い得られた表１に併記する。この表１から分かる通り、反発弾性率および密度の範囲を本発明で記載した範囲内とすることで、好適なシート用パッドが得られることが確認された。

この発明は、従来技術に内在している課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、殊に足によるペダルの操作を行なう自動車用の座部のシート用パッドとして好適であり、当該操作が考えられる乗り物や各種オペレーター、楽器奏者用のシート用パッド等の採用にも有意義である。また座り心地自体も快適化するため、一般的なシートに広く利用し得る。

本発明の好適な実施例に係るシート用パッドを用いた座部についての概略斜視図である。実施例に係るシート用パッドを採用した座部の内部構造を示す断面図であって、第２の発泡体のシート用パッドの前後方向に沿った断面形状が、(ａ)略三角形状である場合と、(ｂ)略台形形状である場合とを夫々示す図である。前方部位における第２の発泡体の形状を示す説明図である。実施例に係るシート用パッドを採用した座部に乗員が着座した際の状態を示す断面図であって、(ａ)は座部の全体図であり、(ｂ)は前方部位の拡大図である。実施例に係るシート用パッドを採用した座部に乗員が着座し、更にペダル操作をなした際の状態を示す断面図であって、(ａ)は座部の全体図であり、(ｂ)は前方部位の拡大図である。実験１の説明図であって、(ａ)は本発明に係るシート用パッドを使用した座部の圧力分布図と、(ｂ)は従来技術に係るシート用パッドを使用した座部の圧力分布図である。一般的な車両用シートの座部についての概略斜視図である。従来技術に係るシート用パッドを採用した座部の内部構造を示す断面図である。図８で示した各従来技術に係るシート用パッドの問題点を表す説明図である。

符号の説明

１６第１の発泡体
１７重複部
１８第２の発泡体
３０座部
３５前方部位

Claims

座部(30)を構成し、所要の発泡体からなるシート用パッドにおいて、
前記座部(30)は、第１の発泡体(16)と、セル膜が除去された三次元網目構造体からなり、第１の発泡体(16)より硬度を低く設定した第２の発泡体(18)とから構成され、
前記第１の発泡体(16)は、前記座部(30)への乗員着座時に該乗員の大腿部を支持し、
前記第２の発泡体(18)は、前記座部(30)における乗員着座時に膝下に位置する前方部位(35)に、前記第１の発泡体(16)で上側が覆われると共に、該前方部位(35)の前面に露出するように配置され、
前記第２の発泡体(18)は、前記前方部位(35)の前面に臨む露出面から後方へ向かうにつれて上下幅が細くなるように形成されると共に、該前方部位(35)において上側を覆う前記第１の発泡体(16)に接触する上方の境界面(20)が前記座部(30)の前方側から後方側に向かって上方に傾斜するように構成される
ことを特徴とするシート用パッド。
前記第２の発泡体(18)は、その反発弾性率が２０〜７０％の範囲に設定されると共に、その密度が０.０２〜０.０４ｇ／ｃｍ^３の範囲に設定されている請求項１記載のシート用パッド。
前記第２の発泡体(18)は、シート用パッド(12)の前後方向に沿って切断した断面形状が、座部(30)における前部サポート部(34)の前方から後方に向かって先細りする略三角形状またはその上辺が後方に指向した略台形形状とされる請求項１または２記載のシート用パッド。
前記座部(30)は、予め前記第２の発泡体(18)を成形型内に入れておくインサート成形によって製造される請求項１〜３の何れか一項に記載のシート用パッド。
前記第１の発泡体(16)と第２の発泡体(18)との間には、該第１の発泡体(16)の一部が重なった重複部(17)が形成される請求項４記載のシート用パッド。