JP5555674B2 - 車両用シートバックパッド及び車両用シート - Google Patents

Description

本発明は車両用シートバックパッドに関する。また、本発明はかかるシートバックパッドを備えた車両用シートに関する。なお、本発明において、「シートクッションパッド」とはシートの着座部に設けられるパッドをいい、「シートバックパッド」とはシートの背もたれ部に設けられるパッドをいい、「シート」とはこれらシートクッションパッド及びシートバックパッドと、表皮カバーやバネ受けなどを組み合わせてできた座席の総称である。

従来、自動車等のシートの着座部に取り付けられるシートクッションパッドは、尻下部及び腿下部と座面両サイドのサイド土手部と後端部とで構成され、金型に、ポリオール成分配合液とイソシアネート成分とを混合してなるウレタン配合原液を注入して発泡成形することにより製造されている。背もたれ部に取り付けられるシートバックパッドも、上部背もたれ部及び下部背もたれ部と、その両サイドのサイド土手部と上端部及び下端部とで構成され、同様に製造される。

車両用シートクッションパッド及びシートバックパッドにおいては、乗員の尻部や背中が直接に当る部分、例えば座面の尻下部は、搭乗者の体重が最も多くかかり、この部分の材質は座り心地や乗り心地と密接な関係がある。従って、尻下部等の構成材料は座り心地、乗り心地の観点から重要であるが、それ以外の部分は体重の負荷も小さく相対的な重要度は低い。

そこで、車両用シートクッションパッドの軽量化、低コスト化を図るために、座り心地に最も影響の大きい座面の尻下部を高密度部とし、その他の部位を低密度部とするなどの改良を加えた車両用シートクッションパッドが提案されている。特開２００２−１５３３５７号公報には、座面の尻下部以外の一部又は全部を尻下部よりも低密度でかつ硬度はほぼ同等とした車両用シートクッションパッドが記載されている。

尻下部とそれ以外の部分のフィーリング（座ったときの感触）を合わせるために、ＪＡＳＯ−Ｂ４０８に定めるところの“２５％硬度”を合わせることが規定されている。しかし、２５％硬度の測定方法は直径２００ｍｍという大きい円盤を用いる上に、２５％圧縮時点で２０秒間保持した後の反力の値を読むため、たとえ２５％硬度を合わせても、異なる配合を用いた尻下部とそれ以外の部分ではフォームのフィーリングが異なってしまい、乗員（occupant）が違和感を感じる。

図１０ａは、表１，２に示す２５％硬度が３１４Ｎで等しい２種類のウレタンフォームの荷重−撓み線図と、２５％硬度測定時の２０秒保持の後の応力緩和を示し、図１０ｂは応力緩和部分の拡大図である。

図１０ａ，１０ｂに示すように、２５％硬度は同じであっても配合によって応力緩和の量が異なり、２０秒保持前の荷重−撓み曲線の反力は異なる。

同じ２５％硬度を出す際に、低密度のウレタン配合（Ｑ）のウレタンフォームの方が樹脂を硬くする必要があるが、一般に硬い樹脂ほど応力緩和の量が大きい。従って密度の低い配合（Ｑ）と密度の高い配合（Ｐ）のウレタンフォームとの２０秒保持前の反力は７Ｎほど配合Ｑの方が高く、この結果、押した瞬間は配合Ｑのウレタンフォームの方が硬く感じられる。

低密度で高硬度のウレタンは、高密度で同硬度のウレタンに比べ樹脂自体が硬くなっているため、軟らかく弾力のある高密度ウレタンに比べ、パッド表面部の張力が高く、突っ張った硬い感触のものとなる。たとえ２５％硬度が同じであっても、指などの小さい面積でフォームを加圧すればその差は明白となる。

図１１は、２５％硬度の等しい配合Ｑ、配合Ｐを直径１０ｍｍの円盤で押した荷重−撓み線図であるが、低密度で硬い配合Ｑの圧縮荷重（反力）は、高密度の配合Ｐに比べて４０％ほど高い値を示している。このことは、指先の太さに近い径の円盤で押した際にこれだけの差があることから、２５％硬度が等しくても手で触った感触は配合Ｑの方が硬くなることを示している。

着座時に腿下やサイド土手部に主に接するのは臀部ではなく腿や手であり、これらの部分は尻下に比べて接触面積も小さく、また、負荷される荷重が小さい。従ってこれらの部位の感触を尻下のものに合わせるには、直径２００ｍｍの円盤で押すよりは、より小さい円盤で押した方が実際の触感に近く適している。

同様に、この２種類のウレタンフォームを図１３ａに示すプッシュプルゲージ１３０の先端の加圧子１３１で加圧した場合、それぞれの値は、配合Ｑ（１７．５Ｎ）、配合Ｐ（１３．７Ｎ）となっており、配合Ｑの方が高い値を示し、硬くなっている。なお、図１３ｂ，１３ｃのようにこの加圧子１３１をサンプル１４０に１５ｍｍ押し込んで反力を測定するため、加圧子１３１は、先端側が直径２０ｍｍの半球形となっている。

上記の通り、尻下部とそれ以外の腿下部やサイド土手部に異なる材料を用いる場合、ＪＡＳＯ−Ｂ４０８（ＪＩＳ Ｋ ６４０１）に定めるところの２５％硬度を合わせただけではフォームのフィーリングを合わせることができず、配合間で違和感を感じてしまう。

特開２００２−１５３３５７号公報

本発明は、上記従来の問題点を解決し、背もたれ部等の中央部との周囲部分との間で座り心地に違和感のない車両用シートバックパッド及び車両用シートを提供することを目的とする。

第１アスペクトの車両用シートバックパッドは、背もたれ部以外の一部又は全部が、該背もたれ部を構成する材料ｃよりも低密度の材料ｄで構成されている車両用シートバックパッドにおいて、直径１０ｍｍの加圧盤を用いて測定した、該材料ｃと材料ｄの荷重−撓み線の差が±１５％以内であることを特徴とするものである。

第２アスペクトの車両用シートは、第１アスペクトの車両用シートバックパッドを備える。

本発明において、密度とは「ＯＡ密度（オーバーオール密度；総密度）」を示す。

本発明は尻下部又は背もたれ部とそれ以外のフォーム特性を２５％硬度で合わせるのではなく、荷重−撓み線図で合わせるものであり、その際、小さい円盤（直径１０ｍｍ）で加圧した際の一定荷重負荷時の撓み量であわせる。これにより、背もたれ部とそれ以外の部位とのフォームフィーリングが近くなり、違和感の無くなるパッドの作製が可能となる。

従って、本発明によれば、座り心地、乗り心地及び耐久性を損なうことなく、軽量化及びコストダウンを図った車両用シートバックパッドであって、背もたれ部とそれ以外との違和感を生ずることが防止された車両用シートバックパッドが提供される。

形状要因を考慮せず、素材としてのフォームフィーリングを合わせる場合は、同一形状（例えば、４００×４００×１００ｍｍのテストピース）でのたわみ特性や沈み量、バネ定数、プッシュプル値を合わせるのが望ましい。同形状に切り出したカットサンプルを全面圧縮した際の撓み特性や沈み量、バネ定数、プッシュプル値を合わせるようにしても良い。

一方、製品形状の中で、それぞれの部位（例えば、尻下部、腿下部）のフィーリングを合わせる場合は、製品形状での各々の部位のたわみ特性、沈み量、バネ定数、プッシュプル値を合わせるのが良い。

この場合、製品形状のままのたわみ特性、沈み量、バネ定数、プッシュプル値を測定するので、尻下部や腿下部のたわみ特性、沈み量、バネ定数、プッシュプル値をそのまま、製品の管理項目として用いることができる。

同形状に切り出したカットサンプルを全面圧縮した際の撓み特性や沈み量、バネ定数、プッシュプル値を合わせるようにしても良い。

図１は参考例の車両用シートクッションパッドの実施の形態を示す斜視図である。 図２は参考例の車両用シートクッションパッドの他の実施の形態を示す斜視図である。 図３は参考例の車両用シートクッションパッドの別の実施の形態を示す斜視図である。 図４は参考例の車両用シートクッションパッドの別の実施の形態を示す斜視図である。 図５は参考例の車両用シートクッションパッドの別の実施の形態を示す斜視図である。 図６は本発明の車両用シートバックパッドの実施の形態を示す斜視図である。 図７は本発明の車両用シートバックパッドの他の実施の形態を示す斜視図である。 図８は本発明の車両用シートバックパッドの別の実施の形態を示す斜視図である。 図９は本発明の車両用シートバックパッドの別の実施の形態を示す斜視図である。 図１０ａ，１０ｂは従来配合のウレタンにおける荷重（Ｎ）−歪み（％）曲線を示すグラフである。 図１１は従来配合のウレタンにおける荷重（Ｎ）−歪み（％）曲線を示すグラフである。 図１２は表３の参考例１で製造したウレタン配合原液Ｐとウレタン配合原液Ｑのテストピースについて各々直径１０ｍｍの加圧子を用いて調べたときの荷重（Ｎ）−撓み（ｍｍ）曲線を示すグラフである。 図１３ａ，１３ｂ及び１３ｃは、プッシュプルゲージによる硬さ測定法の説明図である。

以下に図面を参照して本発明の車両用シートバックパッドの好ましい形態を詳細に説明する。

図１〜５は参考例の車両用シートクッションパッドの一形態を示す斜視図であり、図６〜９は本発明の車両用シートバックパッドの一形態を示す斜視図である。

図１の車両用シートクッションパッド１Ａは、尻下部２のみを高密度部とし、その他の腿下部３、サイド土手部４及び後端部５を低密度部としている。

図２の車両用シートクッションパッド１Ｂは、尻下部２及び後端部５を高密度部とし、腿下部３とサイド土手部４を低密度部としている。

図３の車両用シートクッションパッド１Ｃは、サイド土手部４のみを低密度部とし、その他の尻下部２、腿下部３及び後端部５を高密度部としている。

図４の車両用シートクッションパッド１Ｄは、尻下部２及び腿下部３を高密度部とし、サイド土手部４及び後端部５を低密度部としている。

図５の車両用シートクッションパッド１Ｅは、腿下部３のみを低密度部とし、その他の尻下部２、サイド土手部４及び後端部５を高密度部としている。

図６の車両用シートバックパッド１１Ａは、サイド土手部１６のみを低密度部とし、その他の上端部１２、下端部１３、上部背もたれ部１４及び下部背もたれ部１５を高密度部としている。

図７の車両用シートバックパッド１１Ｂは、サイド土手部１６及び上端部１２を低密度部とし、その他の下端部１３、上部背もたれ部１４及び下部背もたれ部１５を高密度部としている。

図８の車両用シートバックパッド１１Ｃは、サイド土手部１６及び下端部１３を低密度部とし、その他の上端部１２、上部背もたれ部１４及び下部背もたれ部１５を高密度部としている。

図９の車両用シートバックパッド１１Ｄは、サイド土手部１６と上端部１２及び下端部１３を低密度部とし、その他の上部背もたれ部１４及び下部背もたれ部１５を高密度部としている。

高密度部の密度Ｄ_Ａは座り心地、乗り心地、耐久性等を確保するために、クッションでは４０〜８０ｋｇ／ｍ^３程度、バックでは３０〜６０ｋｇ／ｍ^３程度であることが好ましい。硬度Ｈ_Ａは、クッションでは１５０〜３００Ｎ程度、バックでは６０〜１５０Ｎ程度であることが好ましい。

低密度部の密度Ｄ_Ｂは軽量化のために高密度部の密度Ｄ_Ａの４０〜９５％程度であることが好ましい。

この高密度部はウレタン配合原液Ａを発泡成形してなり、低密度部はウレタン配合原液Ｂを発泡成形してなる。ウレタン配合原液Ａよりなる高密度部及びウレタン配合原液Ｂよりなる低密度部は、次の［Ｉ］又は［II］のようにして製造され得る。

［Ｉ］ 高密度部には、密度Ｄ_Ｘ（ただし、Ｄ_Ａ＞Ｄ_Ｘ＞Ｄ_Ｂ）となるように発泡成形した場合の硬度がＨ_ＸＡであるウレタン配合原液Ａを用い、このウレタン配合原液Ａを密度がＤ_Ａとなるように発泡させる。低密度部には、密度Ｄ_Ｘ（ただし、Ｄ_Ａ＞Ｄ_Ｘ＞Ｄ_Ｂ）となるように発泡成形した場合に、硬度Ｈ_ＸＡよりも高い硬度Ｈ_ＸＢ’を示すウレタン配合原液Ｂ’のイソシアネートインデックスを上げて調製されたウレタン配合原液Ｂを用い、このウレタン配合原液Ｂを密度がＤ_Ｂとなるように発泡させる。

密度Ｄ_Ｘに発泡成形するウレタン配合原液Ａとウレタン配合原液Ｂ’とのイソシアネートインデックスは同程度であることが好ましい。両者のイソシアネートインデックスは８０〜１２０程度であることが好ましい。ウレタン配合原液Ａと同密度で高硬度を示すウレタン配合原液Ｂ’は、ウレタン配合原液Ａの硬度Ｈ_ＸＡに対して１．１倍以上、例えば１．２〜２．０倍の硬度Ｈ_ＸＢ’を示すことが好ましい。

ウレタン配合原液Ｂは、このウレタン配合原液Ｂ’についてイソシアネートインデックスを１〜２０程度上げて、密度Ｄ_Ｂにおいて硬度Ｈ_Ｂが得られるように調製される。イソシアネートインデックスを上げるためには、ウレタン配合原液Ｂ’のポリオール成分配合液とイソシアネート成分との配合割合を調整し、イソシアネート成分を増やすことが簡便である。

［II］ 高密度部は、密度Ｄ_Ｘ（ただし、Ｄ_Ａ＞Ｄ_Ｘ＞Ｄ_Ｂ）となるように発泡成形した場合の硬度がＨ_ＸＡ’であるウレタン配合原液Ａ’のイソシアネートインデックスを下げて調製されたウレタン配合原液Ａを、密度がＤ_Ａとなるように発泡させる。低密度部には、密度Ｄ_Ｘ（ただし、Ｄ_Ａ＞Ｄ_Ｘ＞Ｄ_Ｂ）となるように発泡成形した場合に、硬度Ｈ_ＸＡ’よりも高い硬度Ｈ_ＸＢ’を示すウレタン配合原液Ｂ’のイソシアネートインデックスを上げて調製されたウレタン配合原液Ｂを用い、このウレタン配合原液Ｂを密度がＤ_Ｂとなるように発泡させる。

密度Ｄ_Ｘに発泡成形するウレタン配合原液Ａ’とウレタン配合原液Ｂ’とのイソシアネートインデックスは同程度であることが好ましい。両者のイソシアネートインデックスは８０〜１２０程度であることが好ましい。ウレタン配合原液Ａ’と同密度で高硬度を示すウレタン配合原液Ｂ’は、ウレタン配合原液Ａ’の密度Ｈ_ＸＡ’に対して１．１倍以上、例えば１．２〜２．０倍の硬度Ｈ_ＸＢ’を示すことが好ましい。

ウレタン配合原液Ａは、このウレタン配合原液Ａ’においてイソシアネート成分の量を少なくしてイソシアネートインデックスを１〜２０程度、より好ましくは２〜１０程度下げて、密度Ｄ_Ａにおいて硬度Ｈ_Ａが得られるように調製することができる。ウレタン配合原液Ｂは、このウレタン配合原液Ｂ’においてイソシアネート成分の量を少なくしてイソシアネートインデックスを１〜２０程度、より好ましくは２〜１０程度上げて、密度Ｄ_Ｂにおいて硬度Ｈ_Ｂが得られるように調製することができる。

このようにウレタン配合原液Ａ又はウレタン配合原液Ａ’に対して、同密度Ｄ_Ｘにおいて高硬度で脆性的挙動を示すウレタン配合原液Ｂ’をイソシアネートインデックスを調整すると共に密度を調整して低密度部を構成する。［Ｉ］の場合は、配合原液Ｂ’のインデックスを上げ、［II］の場合は配合原液Ａ’のインデックスを下げることにより、高密度部と低密度部の密度差を大きくし、パッド製品として軽量化効果をより高めようとしている。配合原液Ａ’とＢ’は同密度において硬度は差がある為、同インデックス又は製品として軽量化が図れる範囲内で、自由にインデックスを選定することができる。

本発明では、次の構成を採用することにより、背もたれ部とそれ以外との間で座り心地に違和感のない車両用シートバックパッドとする。
(i) 該材料ａ，ｂ同士又は材料ｃ，ｄ同士の荷重−撓み線を略一致させる。好ましくは、該材料ａ，ｂ同士又は材料ｃ，ｄ同士の荷重−撓み線の差を全体にわたって±１５％以内特に好ましくは±５％以内とする。
本荷重−撓み線の差は、加圧子の大きさにより異なる。図１０ｂに示す様に直径２００ｍｍの円盤で加圧した場合、同硬度品の撓み量の差は、２％となる。
一方、図１１の様に、直径１０ｍｍの円盤で加圧した場合は、フォームフィーリングの差が顕著に表われ、その差は４４．５％にもなる。
(ii) 該材料ａ，ｂ同士又は材料ｃ，ｄ同士のＪＡＳＯ−Ｂ４０８の試験法による特定の反力（例えば５０Ｎ又は１００Ｎ）での沈み量又は静バネ定数を略一致させる。好ましくは、該材料ａ，ｂ同士又は材料ｃ，ｄ同士の沈み量又は静バネ定数の差を±１５％以内特に好ましくは±５％以内とする。
(iii) 該材料ａ，ｂ同士又は材料ｃ，ｄ同士のプッシュプルゲージ測定法による特定の撓み量（例えば１０ｍｍ又は２０ｍｍ）での反力を略一致させる。好ましくは、該材料ａ，ｂ同士又は材料ｃ，ｄ同士の反力の差を±１５％以内特に好ましくは±５％以内とする。

図１〜５は参考例の車両用シートクッションパッドの実施の形態の一例を示すものであり、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。参考例の車両用シートクッションパッドは、尻下部が高密度部で、サイド土手部及び／又は腿下部が低密度部であり、上記(i)〜(iii)のいずれかを満たすものであれば良い。

図６〜９は本発明の車両用シートバックパッドの一例を示すものであり、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。本発明の車両用シートバックパッドは、上部及び下部の背もたれ部が高密度部で、サイド土手部が低密度部であり、上記(i)〜(iii)のいずれかを満たすものであれば良い。

本発明において、座り心地、乗り心地や耐久性を損なうことなく、軽量化、低コスト化を十分に図るために、シートバックパッドの総体積の２０〜７０％を高密度部とし、残部を低密度部とするのが好ましい。

上記の各実施の形態は、一人掛けの、所謂セパレートタイプのシートへの本発明の適用例であるが、本発明は、二人掛け以上の、所謂ベンチタイプのシートにも適用可能である。

以下に実験例、参考例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

実験例１
下記表１の左欄に示す配合のポリオール成分配合液と、イソシアネート成分としての、日本ポリウレタン社製「Ｃｏｒｎａｔｅ Ｔ−８０」とを、イソシアネートインデックス１００となるように混合してウレタン配合原液Ｐとした。このウレタン配合原液Ｐを密度７２ｋｇ／ｍ^３となるように発泡させて、４００ｍｍ×４００ｍｍ×１００ｍｍ厚さのテストピースを作成した。

実験例２
下記表１の右欄に示す配合のポリオール成分配合液と、日本ポリウレタン社製「Ｃｏｒｎａｔｅ Ｔ−８０」とを、イソシアネートインデックス１００となるように混合してウレタン配合原液Ｑとした。このウレタン配合原液を密度５８ｋｇ／ｍ^３となるように発泡させて、４００ｍｍ×４００ｍｍ×１００ｍｍ厚さのテストピースを作成した。

表２にこれらウレタン配合原液Ｐとウレタン配合原液Ｑで得られたテストピースのオーバーオール密度、ＪＡＳＯ−Ｂ４０８（ＪＩＳ Ｋ ６４０１）による２５％硬度、及びプッシュプルゲージによる硬度（ＰＰ硬度）を示す。

得られたテストピースについて各々直径２００ｍｍの加圧子を用いて調べたときの荷重（Ｎ）−撓み（ｍｍ）曲線は図１０ａ，１０ｂに示す通りであり、直径１０ｍｍの加圧子を用いて調べたときの荷重（Ｎ）−撓み（ｍｍ）曲線は図１１に示す通りであった。

参考例１
サイド土手部と腿下部と後端部を製造するためのウレタン配合原液として、ウレタン配合原液Ｑにおいてイソシアネート成分の配合量を少なくして、イソシアネートインデックスを９０としたものを用いた。尻下部としては、イソシアネートインデックス１００のウレタン配合原液Ｐを用いた。これらのウレタン配合原液を用いて車両用シートクッションパッドを製造した。

この車両用シートクッションパッドの尻下部の密度及び硬度と、サイド土手部、腿下部及び後端部の密度及び硬度、製品総重量は表３に示す通りである。

この車両用シートクッションパッドについて、大腿部の違和感を下記の方法で評価し、結果を表３に示した。なお、評価はいずれも普通を（Ａ）とし、劣る（ＮＧ）、優れる（Ｇ）、非常に優れる（ＶＧ）の基準で表した。

［大腿部の違和感］
モニターが実際に着座し、そのときの感触で評価した。

比較例１
参考例１において、全ての部分をウレタン配合原液Ｐを用いて製造したこと以外は同様にして車両用シートクッションパッドを製造し、同様に評価を行って結果を表３に示した。

比較例２
参考例１において、サイド土手部、腿下部及び後端部を製造するためのウレタン配合原液として、イソシアネートインデックスを１００としたウレタン配合原液Ｑを用いたこと以外は同様にして車両用シートクッションパッドを製造し、同様に評価を行って結果を表３に示した。

表３に示すように、プッシュプルゲージによる硬度（ＰＰ硬度）を合わせた参考例１は、ウレタン配合原液Ｐのみを用いた比較例１に比べて、大腿部の違和感を発生させることなく、カバーの張り上がり外観やサイドサポート性能を向上させることができる。この際の配合Ｐ，Ｑより得られるウレタンフォームを直径１０ｍｍの加圧子で加圧することにより得られた荷重（Ｎ）−撓み（ｍｍ）線図は図１２の通りである。図１２の通り、各ウレタンフォームの撓み量の差は全体にわたって６％以内である。

サイド土手部等に２５％硬度を合わせた低密度配合Ｑを用いた比較例２では、サイドサポート性は良好であるが、大腿部の違和感が大きい。

本発明の車両用シートバックパッドは、自動車等の車両用シートバックパッドに有用である。本発明によると、車両用シートバックパッドが軽量化、低コスト化されると共に、座り心地が改善される。

Claims (2)

1. 背もたれ部以外の一部又は全部が、該背もたれ部を構成する材料ｃよりも低密度の材料ｄで構成されている車両用シートバックパッドにおいて、
   直径１０ｍｍの加圧盤を用いて測定した、該材料ｃと材料ｄの荷重−撓み線の差が±１５％以内であることを特徴とする車両用シートバックパッド。
2. 請求項１に記載の車両用シートバックパッドを備えてなる車両用シート。

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