JP4868948B2 - シートの座部構造 - Google Patents

Description

本発明は、各種シートの座部構造に関する。

例えば鉄道用シートのシート座部（座布団）には従来、ウレタン樹脂が用いられてきた。ウレタン樹脂は、着座する人の体型及び荷重に応じる三次元形状に変形する自由度が高いため、好ましい着座感が得られる。しかし、リサイクル（焼却）に際し有毒ガスが発生するという問題があることから、最近はシート座部（及びシートバック）として完全焼却が可能な繊維材料の積層品（成形品）が用いられつつある。
特開平１１-４２３８０号公報

ところが、繊維材料の積層品は、着座時の三次元形状への変形が困難である。このため、着座感の改良が求められている。

本発明は、繊維材料の積層品からシート座部を形成するシートにおいて、特に着座者の膝裏に柔らかい着座感を与えることができるシートの座部構造を得ることを目的とする。

本発明は、シート前後の枠部材間に渡らせてシート座部を載置するシートの座部構造において、前方の枠部材上に、平面視でばね線材をＳ字状に連続して曲折した形状を有し、正面視で中央部が高い前方中高Ｓばね部材の両端部を支持し、シート座部は繊維材料の積層品から構成してその前方下面をこの中高前方Ｓばね部材に当接させたことを特徴としている。

前方中高Ｓばね部材は、一人分のシート当たり複数を備えることも可能であるが、一般的には一つで足りる。

前方中高Ｓばね部材を一人分のシート当たり一つ用いる態様では、シート座部には、中高前方Ｓばね部材の中高部との接触部分の両側に、前方枠部材に当接して該前方枠部材とシート座部下面との間に隙間を作る一対の脚部を形成することが好ましい。

この一対の脚部は、正面視で上辺が下辺より長い台形状に形成することが望ましい。

また、前方中高Ｓばね部材は、自由状態での正面視曲率よりも、前方枠部材への支持状態における正面視曲率の方が小さく、その両端部に引張力を加えて前方枠部材上に装着することが好ましい。

繊維材料の積層品からなるシート座部は、部分的に異なる硬さを得るため異種のシート状繊維材料の複合体から構成することができる。

例えば、このシート座部は、薄いシート状に加工した不織布を複数層重ねて成形加工するのがよい。

シート座部の繊維は、具体的には、炭素繊維またはポリエステル繊維から構成することができる。

本発明のシートの座部構造は、鉄道車両や飛行機の単独座席にも用いることができるが、鉄道車両用の長椅子タイプでは、前後の枠部材及びシート座部は長尺材から構成する。

本発明のシートの座部構造によれば、繊維材料の積層品からなるシート座部を用いても特に着座者の膝裏に柔らかい着座感を与えることができる。

図示実施形態は、本発明を鉄道用車両の長椅子構造に適用した実施形態を示している。鉄道用車両内には、図１ないし図３に示すように、座席の前後（車両幅方向）に位置させて左右方向（車両長手方向）に長い前枠部材（パイプ材）１１と後枠部材（パイプ材）１２が固定されている。この前枠部材１１と後枠部材１２には、左右方向に間隔をおいて（この実施形態では図３に示すように一人分のシート幅当たり４個）、前方ばね掛け部材１３と後方ばね掛け部材１４とが溶接固定されている。この前方と後方のばね掛け部材１３と１４は、それぞれその後端部と前端部に互いに対向するばね掛けフック部１３ａと１４ａを有している。

前枠部材１１は、その上面が平面１１ａに加工されており、該平面１１ａ上には、同じく一人分のシート幅当たり一対の左右ばね掛け部材１５と１６（図３、図５）が溶接固定されている。この左右ばね掛け部材１５と１６は、それぞれその内側端部に互いに対向するばね掛けフック部１５ａと１６ａを有している。

前方と後方のばね掛け部材１３と１４の間には、前後方向の中高Ｓばね部材２１が張設され、前方枠部材１１上の左右ばね掛け部材１５と１６の間には左右方向の前方中高Ｓばね部材２２が張設されている。この前後方向中高Ｓばね部材２１と前方中高Ｓばね部材２２は、長さと曲率には自由度があるものの、基本的形状は共通である。すなわち、中高Ｓばね部材２１と２２はともに、平面視でばね線材をＳ字状に連続して曲折した形状を有している。「Ｓ字状」とは、Ｓ字状、Ｕ字状あるいは矩形状を含む概念として、当業者に知られている。そして、中高Ｓばね部材２１と２２は、中央部が上方に高い中高形状をしている。すなわち、前後方向中高Ｓばね部材２１は、座席の側面視で前後方向の中央部が上方に高く、前方中高Ｓばね部材２２は座席の正面視で左右方向の中央部が上方に高い。このような中高Ｓばね部材の製造方法は、当業者に周知である。

前方中高Ｓばね部材２２は、その両端部の直線状部２２ａにガイドピース２４を装着して左右ばね掛け部材１５と１６に掛け止められる。このとき、前方中高Ｓばね部材２２は、両端部に引張力を加えて引き延ばし、その状態で、両端の直線状部２２ａ（ガイドピース２４）を左右ばね掛け部材１５と１６のフック部１５ａと１６ａに掛け止めることで、焼入終了時の自由状態における正面視曲率（曲率半径）よりも、装着（渡架）状態における正面視曲率（曲率半径）の方が小さく（大きく）されている（図３、図５参照）。なお、図５では、前方中高Ｓばね部材２２の中高量を誇張して描いている。

前後方向中高Ｓばね部材２１は、同様に、その両端部の直線状部２１ａにガイドピース２３を装着して前方と後方のばね掛け部材１３と１４に掛け止められる。このとき、前後方向中高Ｓばね部材２１は、焼入終了時の自由状態における側面視曲率（曲率半径）よりも、装着（渡架）状態における側面視曲率（曲率半径）の方が小さく（大きく）されている（図４参照）。すなわち、前後方向中高Ｓばね部材２１は、両端部に引張力を加えて引き延ばし、その状態で、両端の直線状部２１ａ（ガイドピース２３）を前方ばね掛け部材１３のフック部１３ａと後方ばね掛け部材１４のフック部１４ａに掛け止める。このように前方中高Ｓばね部材２２及び前後方向中高Ｓばね部材２１に引張力を加えて装着すると、該Ｓばね部材２２、２１が外れにくく、かつ、安定した初期反力を得ることができる。

図９、図１０は、シート座部３０の積層構造の一例を模式的に示している。シート座部３０は、中間層３０Ａ、表皮層３０Ｂ及び追加層３０Ｃを含んでいる。中間層３０Ａは、中間の比較的ソフトな柔らかさを出すための層であり、表皮層３０Ｂは表層のしっかりとした硬さを出すための層であり、追加層３０Ｃは、部分的に厚くするための層である。これらは予め定めた繊維（種類、線径）を不織布シートとして所定厚さ、所定密度、所定形状で製造し、所定位置に重ねて成形型に入れ、加熱圧縮されて製造される。中間層３０Ａ、表皮層３０Ｂ、追加層３０Ｃは、異なる繊維を用いることも可能であるが、同一素材（繊維）の密度を変えることで硬さを変えることができる。このような繊維材料の積層構造のシート座部の構造及び製造方法は、種々知られており、以上は一例である。

シート座部３０には、前方中高Ｓばね部材２２に対応する前方下部に、左右一対の脚部３２が突出形成されている（図５、図８）。図８は３人分のシート座部３０を連続させた三連シートに、各シート座部３０に対応させて各一対の脚部３２を設け、各一対の脚部３２の間に前方中高Ｓばね部材２２を位置させた実施形態を描いている。シート座部３０毎に対をなす脚部３２は、シート座部３０への非着座状態で前方中高Ｓばね部材２２の左右とシート座部３０の下面との間に左右隙間３５を形成し、前方中高Ｓばね部材２２はその中央部（最も高い部分）がシート座部３０の下面中央に当接する。各脚部３２は、他の部分（シート座部３０）より硬質な圧縮されにくい繊維を積層して形成されており、前方枠部材１１の平面１１ａとの当接部からシート座部側にかけて正面視の幅を徐々に拡げ、対をなす脚部の間隔を徐々に狭くする不等幅形状（台形状）をなしている。

また、この前方中高Ｓばね部材２２の後方と、シート座部３０の下面との間には、シート座部３０の下方への沈み込みを容易にする前後隙間３６（図１、図２、図６、図７）も形成されている。シート座部３０の前方中央は、非着座状態でこの中高Ｓばね部材２２の中央に当接する（Ｓばね部材２２はシート座部３０により圧縮される）。また、シート座部３０の座面には、着座感を向上させるための凹凸３７が形成されているが、この座面凹凸３７の有無、形状、大きさ等は任意に設定できる。

シート座部３０にはまた、図１、図２、図９に示すように、その下面に、前後方向中高Ｓばね部材２１の中高形状（曲率）に対応する曲率の下面凹部３１が形成されている。この下面凹部３１は、前後方向中高Ｓばね部材２１を曲面と仮定したとき、その曲面と可及的に面接触する滑らかな中高形状であり、座部中心に着目すると、シート座部３０は、この下面凹部３１のいずれかの部分で厚さが最も薄い。

本実施形態のポイントの一つは、中高Ｓばね部材２２の弾性と、該中高Ｓばね部材２２（シート座部３０の前方下面）と前枠部材１１（平面１１ａ）との間に設定した自由状態における隙間Ｓ（図５）である。これらは、シート座部３０の膝裏の柔らかさを得るための必須の構成である。この隙間Ｓの大きさは、１０〜４０ｍｍとするのがよい。１０ｍｍ未満では十分柔らかい着座感を得ることが困難であり、４０ｍｍを超えると、シート座部３０が不自然に沈み込むため着座感が不安定になる。

また、本実施形態では、前後方向中高Ｓばね部材２１の中高形状は、該中高Ｓばね部材２１が平面であると仮定したとき（図４の２１Ｈ線）、その最大高さＨが、１０〜３０ｍｍ程度とされている。前後方向中高Ｓばね部材２１の上に載置される繊維材料の積層成形品からなるシート座部３０の性質にも依存するが、この高さＨが１０ｍｍ未満では適当な柔らかい着座感が得られず、逆に３０ｍｍを超えると着座感が柔らかくなりすぎて不安定な感じを与える。

上記構成の本シートの座部構造は、非着座状態では、図１、図５、図８に誇張して示すように、シート座部３０の下面左右と中高Ｓばね部材２２との間には、左右隙間３５が存在している。この状態において着座すると、着座した人の膝裏によってシート座部３０が下方に押され、中高Ｓばね部材２２が平面になる方向に弾性変形して膝裏の柔らかい着座感が得られる。

また、前方中高Ｓばね部材２２は、その中央部（最高部）がシート座部３０の下面に当接するため、シート座部３０はその中央部の受ける反力が最も大きい。これに対し、左右には隙間３５が形成されているため、シート座部３０の左右は、当初にはシート座部３０だけを沈める（変形させる）だけの小さい反力を受け、やがてシート座部３０下面と前方中高Ｓばね部材２２が当接すると大きい反力を受ける。このため、中心部の適度な硬さと左右の柔らかさを得ることができる。また上方ほど正面視の幅を拡げる脚部３２は、シート座部３０の傾きを抑制する。

この中高Ｓばね部材２２の弾性変形の態様は、着座者の姿勢によっても変化する。図６は、膝下の長さが長い人が着座した場合を示しており、シート座部３０には奥側に荷重がかかるため、シート座部３０の前方は高く維持される。一方、着座者が足を投げ出した場合には、シート座部３０の前方にも荷重がかかるため、中高Ｓばね部材２２は全体が弾性変形してシート座部３０の前方全体が下方に変位する。このように、前方中高Ｓばね部材２２によって、シート座部３０の前方（膝裏）の柔らかさを得ることができる。

また前後方向中高Ｓばね部材２１は、シート座部３０上に人が着座する前には、中高形状を維持している（図１）。この状態において、人が着座すると、図２のように、中高Ｓばね部材２１が逆に中央部が低くなるように弾性変形する。この弾性変形の過程では、まず中高Ｓばね部材２１の側面視での長さが短くなるように（つまりＳばね部材２１の隣り合うばね線材の間隔が狭くなるように）変形し、平面状態に弾性変形した後は、逆に同長さが長くなるように（隣り合うばね線材の間隔が広くなるように）変形する。このため、シート座部３０の上下方向のストロークを大きくすることができ、繊維材料の積層成形品からなるシート座部３０でも柔らかい着座感を得ることができる。

なお、繊維材料の積層品からなるシート座部３０は、人の荷重が加わったとき、荷重と直交する方向（繊維材料の延長方向）への伸縮が生じにくく、一般的には着座者に硬い印象を与える。しかし、実施形態のように、Ｓばね部材２１を中高形状とし、シート座部３０の下面にこの中高Ｓばね部材２１の曲率に対応する曲率の下面凹部３１を形成することにより、中高Ｓばね部材２１と下面凹部３１の全面的な接触を維持しつつ、該ばね部材２１の変形にシート座部３０をよく追従させることができ、柔らかい着座感を与えることができる。

前後方向中高Ｓばね部材２１は、備えることが好ましいが、前方中高Ｓばね部材２２だけでも、膝裏の柔らかい着座感を得ることができる。

以上の実施形態は、鉄道用車両の長椅子に本発明を適用したものであるが、本発明は、鉄道用車両や飛行機の個別椅子にも適用可能である。

本発明によるシートの座部構造の一実施形態を示す非着座状態の側面図である。 同着座状態の側面図である。 本発明によるシートの座部構造を鉄道車両の長椅子に適用した実施形態を示す、シート座部を除き中高Ｓばね部材を主にして描いた斜視図である。 図３の中高Ｓばね部材の張設ステップを示す平面図と側面図である。 図１のV-V線に沿う断面図である。 図５のVI-VI線に沿う着座状態の断面図である。 同異なる着座状態を示す断面図である。 図５に対応する三連シートの断面図である。 シート座部の構造例を示す図１０のIX-IX線に沿う模式断面図である。 シート座部の構造例を示す図９のX-X線に沿う模式断面図である。

符号の説明

１１ 前枠部材
１１ａ 平面
１２ 後枠部材
１３ １４ １５ １６ ばね掛け部材
２１ 前後方向中高Ｓばね部材
２２ 前方（左右方向）中高Ｓばね部材
２３ ２４ ガイドピース
３０ シート座部
３０Ａ 中間層
３０Ｂ 表皮層
３０Ｃ 追加層
３１ 下面凹部
３２ 脚部
３５ ３６ 隙間
３７ 座面凹凸

Claims (7)

1. 前後の枠部材間に渡らせてシート座部を載置するシートの座部構造において、
   上記前方の枠部材上に、平面視でばね線材をＳ字状に連続して曲折した形状を有し、正面視で中央部が高い前方中高Ｓばね部材の両端部を支持し、
   上記シート座部を、繊維材料の積層品から構成し、その前方下面をこの中高前方Ｓばね部材に当接させたことを特徴とするシートの座部構造。
2. 請求項１記載のシートの座部構造において、上記中高前方Ｓばね部材は、一人分のシート当たり一つが備えられているシートの座部構造。
3. 請求項２記載のシートの座部構造において、上記シート座部は、中高前方Ｓばね部材の中高部との接触部分の両側に、前方枠部材に当接して該前方枠部材とシート座部下面との間に隙間を作る一対の脚部が形成されているシートの座部構造。
4. 請求項３記載のシートの座部構造において、上記シート座部の一対の脚部は、正面視で上辺が下辺より長い台形状をなしているシートの座部構造。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のシートの座部構造において、上記前方中高Ｓばね部材は、自由状態での正面視曲率よりも、前方枠部材への支持状態における正面視曲率の方が小さく、その両端部に引張力を加えて前方枠部材上に装着されるシートの座部構造。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載のシートの座部構造において、上記シート座部は、薄いシート状に加工した不織布を複数層重ねて成形加工されているシートの座部構造。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載のシートの座部構造において、上記シート座部の繊維は、炭素繊維またはポリエステル繊維からなっているシートの座部構造。
   
   
   

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